JPH11231223A - 走査型光学顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、異なる画像の重ね合わせを精度よく
行うことができる走査型光学顕微鏡を提供する。 【解決手段】試料５に対し、レーザ光源２からのレーザ
光を２次元走査しながら照射し、試料５からの反射光ま
たは蛍光をピンホール板６を介し光検出器７で検出する
とともに、第１の記憶部８１１に画像データとして一時
記憶し、一方、試料５からの反射光または蛍光をＴＶカ
メラ１２で撮像するとともに第２の記憶部８１５に画像
データとして一時記憶し、倍率変換部８１７により第２
の記憶部８１５の画像データによる画像を第１の記憶部
８１１の画像データによる画像と同じ倍率に変換すると
ともに、画像位置ずれ算出部８１８により、これら画像
の位置ずれ量を検出し、この位置ずれ量に基づいて第１
の記憶部８１１の画像情報と第２の記憶部８１５の画像
情報の位置ずれを補正した後、画像合成部８１４で重ね
合わせ画像を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料に対し点光源
を移動走査しながら照射し、該試料からの光を検出する
ことにより画像情報を得るようにした走査型光学顕微鏡
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、試料観察に用いられるものとし
て、光学顕微鏡が多く用いられている。かかる光学顕微
鏡は、ステージ上の試料を対物レンズで拡大して観測す
るように構成していて、試料に対する照明は、ランプな
どの光源からの光をコンデンサレンズを用いて試料の観
察領域全体に均等になるようにして照射するような構造
を採用している。

【０００３】ところが、照明系として、かような構造を
採用すると、フレアなどが生じ、また、低コントラスト
の標本を観察するにあたっては大変見づらくなるという
問題があった。

【０００４】そこで、これらの問題点を改善するものと
して、点状光投射型（スポット光投射型）の光学顕微鏡
である走査型光学顕微鏡が実用化されている。このよう
な走査型光学顕微鏡は、点光源を対物レンズを介して観
察試料に点状に照射し、これにより観察試料を透過した
光（透過光）もしくは反射光もしくは点状の光を照射し
たことにより試料から発生した蛍光を再び対物レンズ、
光学系を介して点状に結像し、これを検出器で検出して
像の濃淡情報を得るようにしたもので、さらに検出光学
系の試料と共役な位置に、照明光あるいは被測定光の回
折限界以下の径を持つ絞りを設けることにより、焦点の
合っている面の濃度情報のみを検出できるようにした共
焦点光学系を有している。

【０００５】この場合、このままでは、点状光源が照射
された点の濃度しか得られないので、さらに、試料に対
し二次元平面内で点状光源をＸ軸およびＹ軸方向に機械
的にスキャン走査させ、試料からの透過光または反射光
を光電子像倍管やフォトダイオードなどの検出器で検出
するとともに、ここでの光電変換により得られた電気信
号の濃度情報を、スキャン走査に同期してＣＲＴディス
プレイの画面上に観察画像として表示するようにしてい
る。

【０００６】図８は、このような走査型光学顕微鏡の基
本的構成を示すもので、１は顕微鏡本体で、レーザ光源
２からのレーザ光を２次元走査機構３より対物レンズ４
を介して顕微鏡本体１のステージ１０１上の試料５に対
しスポット光として照射するようにしている。この場
合、試料５上のスポット光は、後述する信号処理部８の
２次元駆動制御部８０９により制御される２次元走査機
構３にて対物レンズ４に対する光路をＸ−Ｙ軸方向に振
られることで、試料４面上をＸ，Ｙ走査される。また、
試料５からの反射光または蛍光の情報を対物レンズ４を
通し、２次元走査機構３を介してピンホール板６を通過
させ、光検出器７で受光し電気信号に光電変換する。

【０００７】そして、この光検出器７で検出した電気信
号を信号処理部８に入力する。この信号処理部８は、ま
ず、利得可変部８０１で所望信号増幅を行い、次に、オ
フセット調整部８０２にて所望の信号の増減を行う。こ
れら利得可変部８０１およびオフセット調整部８０２で
の所望の設定量は、ＣＰＵ８０３により指示されるＤ／
Ａ変換器８０４、８０５の設定値により決定される。

【０００８】また、オフセット調整部８０２からの信号
は、Ａ／Ｄ変換器８０６でアナログ／デジタル変換した
後、記憶部８０７に画像データとして一時記憶され、こ
の記憶された画像データに対する加工、表示、保存が実
行される。ここでの画像データの加工は、ＣＰＵ８０３
の指示に基づく画像処理として行われ、表示は、記憶部
８０７からの画像データをＤ／Ａ変換器８０８でデジタ
ル／アナログ変換した後、表示部９に観察像として表示
する。この場合、試料５の深さ方向の情報つまり、３次
元情報が必要な場合は、Ｚ走査駆動部８１０によりテー
ブル１０１をＺ軸方向に駆動し、この時の画像データを
順次記憶部８０７に構築させることで、３次元画像の表
示、観察も可能になっている。

【０００９】ところで、一般に、試料から得られる画像
は、蛍光（自然放出）発光による画像であり、蛍光色素
の染色された部分のみ励起されて発光したものが図９
（ａ）に示すように試料５（細胞）の蛍光標本の画像と
なる。しかし、染色されていない部分は、画像として情
報がなく、透明で形状が分からない。また、透明な試料
などの画像についても、全体位置や形状の確認もそのま
までは難しく、そのため、微分干渉の画像を観察するこ
とで、図９（ｂ）に示すように試料５全体の形状画像を
得るようにしている。

【００１０】つまり、これらの観察では、まず試料の位
置合わせにおいて、観察光路を接眼光路に切換え、透過
ランプ光源の下での目視観察で観察位置を選択する。こ
の場合、光軸方向、つまりＺ軸方向は、顕微鏡準焦部を
上下させて観察平面を決定し、また、ステージを左右上
下に移動させながら観察位置を決める。この状態では、
蛍光画像しか見えない。そこで、さらに見たい部分の全
容を確認したい時は、微分干渉像の観察を行って、透明
な試料から凹凸が生じている輪郭を写し出すことによ
り、試料中のどの部分まで視野に入っているかを確認で
きるようになる。

【００１１】これらの操作は、顕微鏡の基本の観察動作
である。しかし、観察者にとっては、頻繁に接眼を覗か
なければならず、手間が掛かり煩わしい作業となる。そ
こで、顕微鏡の観察光路にＴＶカメラや透過ディテクタ
を取付け、微分干渉像をモニタに表示することで、目視
に代えてＴＶ画像にて観察箇所を選択する簡単な操作の
みになって、作業の簡素化を実現している。

【００１２】一方、厚みのある試料の観察として、例え
ば、脳のスライス標本の観察なども行われるようになっ
ている。ところが、このような脳のスライス標本は、可
視光の領域の微分干渉像を一般のＴＶカメラで捉えても
光が標本を透過しないので、像が得られず、十分な観察
ができないのが現状である。

【００１３】そこで、このような場合は、光の散乱が無
く、透過率の高い赤外光を用いて画像を捉え画像化する
ＩＲ用ＴＶカメラを用いることで、脳のスライス標本の
全容を捉え、全体像を容易に確認できるとともに、位置
出しも容易にできるようになる。

【００１４】ところが、これら一連の観察では、蛍光画
像は特定部位の画像のみを示し、微分干渉像は、全体形
状のみを示すので、これら画像の間で関連付けするのが
難しく、また、簡単に取得画像を重ね合わせると、スポ
ット光を走査して得られる蛍光画像とＴＶ画像とでは、
観察光路も光学倍率も異なるため、光学的、メカ的な位
置ずれが生じ、簡単に重ね合わせることができない。

【００１５】このようなことから、従来では、例えば、
画像が観察細胞のどの部分に位置して、全体の形状でど
の位置を占めているかが分かるように、これらの重ね合
わせ画像を生成するような技術が望まれており、そこ
で、従来、特開平８−１６２０５９号公報に開示される
ように、半導体ウェハ上の欠陥検査装置において、高分
解能である表面形状しか観察できない電子顕微鏡と、光
学的に透明な膜（シリコン膜）の下部に存在する欠陥や
異物観察できる光学顕微鏡のそれぞれの画像を画像倍率
を合せて位置調整を行い、画像重ね合わせの表示を行
い、位置調整には、それぞれの画像中で、すでに寸法が
分かっている部分を測定し、これらの距離が同一になる
ように一方の画像の拡大倍率を調整し、次いで、それぞ
れの画像の中心座標を求め、これら座標が一致するよう
に調整するようにしたものが考えられている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
特開平８−１６２０５９号公報に開示されたものは、倍
率の変換において、基準となる部分、つまり、予め同一
寸法と分かっている部分が存在しないと、倍率を合せる
ことができない。また、仮に、観察により倍率調整が必
要のない場合においても、位置調整で各々の画像の中心
座標を求める際、互いに画像の形状が異なっていたりす
ると、中心位置が異なるものになってしまい、また、位
置座標を求めるために、どの形のものを対象にするかは
観察者が指定しなければならず、このための手間が面倒
であるとともに、観察者によって差が生じてしまう。本
発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、異なる画像
の重ね合わせを精度よく行うことができる走査型光学顕
微鏡を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
試料に対し点光源を移動走査しながら照射し、該試料か
らの光を検出することにより画像情報を得るようにした
走査型光学顕微鏡において、前記画像情報を記憶する第
１の記憶手段と、前記試料からの光を撮像する撮像手段
と、この撮像手段により撮像された画像情報を記憶する
第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶された画
像情報と前記第２の記憶手段に記憶された画像情報の位
置ずれ量を検出する位置ずれ検出手段と、この位置ずれ
検出手段により検出された位置ずれ量に基づいて前記第
１の記憶手段の画像情報または第２の記憶手段の画像情
報の位置ずれを補正するとともに重ね合わせ画像を生成
する画像合成手段とにより構成している。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載にお
いて、さらに、前記第１の記憶手段の画像情報および第
２の記憶手段の画像情報のうちの一方の画像情報による
画像を、他方の画像情報の生成要素をパラメータとする
倍率変換情報に基づいて該他方の画像情報による画像と
同じ倍率に変換する倍率変換手段を有している。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載において、位置ずれ検出手段は、前記第１の記憶手
段の画像情報および第２の記憶手段の画像情報の任意の
ライン上の輝度特性を比較し、これら比較差が最小にな
る位置に基づいて位置ずれ量を検出するようにしてい
る。

【００２０】この結果、請求項１記載の発明によれば、
試料に対し点光源を移動走査しながら検出された画像情
報による画像と、試料からの光を撮像して得られた画像
情報による画像を位置ずれを生じることなく重ね合わせ
て表示することができる。

【００２１】請求項２記載の発明によれば、各画像情報
による画像を同じ倍率に揃えることができ、精度の高い
重ね合わせ画像を得られる。請求項３記載の発明によれ
ば、各画像の位置ずれを、それぞれの画像情報の任意の
ライン上の輝度特性の比較の結果から検出しているの
で、精度の高い位置ずれ量を求めることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従い説明する。図１は、本発明が適用される走査型
光学顕微鏡の概略構成を示すもので、図８と同一部分に
は同符号を付している。

【００２３】この場合、レーザ光源２より２次元走査機
構３に対して光ファイバを介して、または直接レーザ光
を導き、対物レンズ４を通して顕微鏡ステージ１０１上
の試料５表面にスポット光を照射する。２次元走査機構
３は、信号処理部８の２次元駆動制御部８０９からの走
査制御信号により顕微鏡ステージ１０１上の試料５表面
のスポット光をＸＹ走査するもので、例えば、図２に示
すように、Ｘガルバノミラー３０１とＹガルバノミラー
３０２を有し、これらＸガルバノミラー３０１およびＹ
ガルバノミラー３０２をＸ方向とＹ方向に走査し、レー
ザ光をラスタスキャンすることにより、試料５表面のス
ポット光をＸＹ走査するようにしている。なお、これら
ＸＹ走査に必要な信号は、Ｘ、Ｙまたは水平（Ｈ）、垂
直（Ｖ）の同期信号という。

【００２４】試料５からの反射光または蛍光の２次元画
像情報を対物レンズ４を通して光路分割部１０に導き、
ここで２分割し、このうち一方の２次元画像情報を２次
元走査機構３を介してピンホール板６を通過させ、光検
出器７で受光し電気信号に光電変換し、また、他方の２
次元画像情報を微分干渉プリズム１１を通して、ＴＶカ
メラ１２に与えるようにしている。

【００２５】ここで、ピンホール板６は、所定径のピン
ホールを有するもので、光検出器７の前面の結像位置に
配置され、このピンホールを通過した光から試料５面上
での観察点の焦点のあった情報のみを検出する共焦点効
果を得るものである。また、微分干渉プリズム１１は、
試料５表面の２次元画像情報から試料５上の透明な像情
報を画像輪郭にコントラストを付けて取り出すものであ
る。さらに、ＴＶカメラ１２は、微分干渉プリズム１１
からの微分干渉像を撮像し、２次元の画像信号を出力す
るものである。

【００２６】そして、光検出器７で検出した電気信号
は、信号処理部８に入力する。この信号処理部８では、
利得可変部８０１で所望信号増幅を行い、次に、オフセ
ット調整部８０２にて所望の信号の増減を行う。これら
利得可変部８０１およびオフセット調整部８０２での所
望の設定量は、ＣＰＵ８０３により指示されるＤ／Ａ変
換器８０４、８０５の設定値により決定している。

【００２７】また、オフセット調整部８０２からの信号
は、Ａ／Ｄ変換器８０６でアナログ／デジタル変換した
後、第１の記憶部８１１に画像データとして一時記憶さ
せる。この第１の記憶部８１１は、記憶制御部８１２に
よりデータの読み書きが制御されている。

【００２８】そして、この第１の記憶部８１１に記憶さ
れた画像データを画像微分処理部８１３および画像合成
部８１４に入力している。一方、ＴＶカメラ１２からの
２次元の画像信号は、信号処理部８の第２の記憶部８１
５に一時記憶させる。この第２の記憶部８１５は、記憶
制御部８１６によりデータの読み書きが制御されてい
る。

【００２９】第２の記憶部８１５に記憶された画像デー
タを倍率変換部８１７に入力している。この倍率変換部
８１７は、第２の記憶部８１５に記憶された画像データ
による画像を第１の記憶部８１１に記憶された画像デー
タによる画像とを同じ倍率で比較するため、倍率変換情
報に基づいて、第２の記憶部８１５の画像データによる
画像を第１の記憶部８１１の画像データによる画像と同
じ倍率に変換するものである。この場合、倍率変換部８
１７での倍率変換情報は、第１の記憶部８１１に記憶さ
れた画像データの生成要素である２次元走査機構３の２
次元走査による走査範囲、画像サンプリング間隔、観察
レンズ倍率などをパラメータとして、予めＣＰＵ８０３
が既知情報として保持している。

【００３０】倍率変換部８１７で倍率変換された画像デ
ータを、画像位置ずれ算出部８１８および画像合成部８
１４に入力している。この画像位置ずれ算出部８１８に
は、画像微分処理部８１３を通して第１の記憶部８１１
の画像データから微分成分を抽出したデータも入力され
ている。

【００３１】この画像位置ずれ算出部８１８は、ＣＰＵ
８０３の指示により倍率変換部８１７により倍率変換さ
れた画像データと、画像微分処理部８１３を通した第１
の記憶部８１１の画像データの微分成分の任意のライン
の輝度特性を比較して両画像の位置ずれ量を算出するも
のである。

【００３２】第１の記憶部８１１の画像データと倍率変
換部８１７で倍率変換された第２の記憶部８１５の画像
データを画像合成部８１４に入力している。この画像合
成部８１４は、画像位置ずれ算出部８１８で算出された
位置ずれ量に基づいて第１の記憶部８１１の画像データ
または第２の記憶部８１５の画像データの位置ずれを補
正するとともに、重ね合わせ画像を生成するものであ
る。

【００３３】そして、画像合成部８１４で生成された重
ね合わせ画像を、画像データをＤ／Ａ変換器８０８でデ
ジタル／アナログ変換した後、表示部９に観察像として
表示するようにしている。

【００３４】次に、以上のように構成した実施の形態の
動作を説明する。いま、レーザ光源２よりレーザ光が２
次元走査機構３に与えられると、この２次元走査機構３
でＸ、Ｙ方向に２次元走査されつつ、対物レンズ４を通
して顕微鏡ステージ１０１上の試料５表面にスポット光
として照射される。

【００３５】そして、試料５からの反射光または蛍光の
２次元画像情報が、対物レンズ４を通して光路分割部１
０に導かれ、ここで２分割され、一方の２次元画像情報
は、２次元走査機構３を介してピンホール板６を通過し
て、光検出器７で受光され電気信号に光電変換され、ま
た、他方の２次元画像情報は、微分干渉プリズム１１を
通して、ＴＶカメラ１２にで撮像される。

【００３６】光検出器７で検出された電気信号は、信号
処理部８の利得可変部８０１で所望の信号増幅され、オ
フセット調整部８０２にて所望の信号の増減が行わ、Ａ
／Ｄ変換器８０６でアナログ／デジタル変換された後、
第１の記憶部８１１に画像データとして一時記憶され
る。

【００３７】ここで、画像重ねを行わない場合は、第１
の記憶部８１１に画像データは、そのまま画像合成部８
１４を重ね合わせ処理無しで通り抜け、Ｄ／Ａ変換器８
０８でデジタル／アナログ変換された後、表示部９に観
察像として表示される。

【００３８】一方、画像の重ね合わせを行い、全体像の
観察を行う場合は、ＴＶカメラ１２からの２次元の画像
信号が信号処理部８の第２の記憶部８１５に一時記憶さ
れるとともに、倍率変換部８１７に入力される。

【００３９】倍率変換部８１７では、第２の記憶部８１
５に記憶された画像データによる画像を、第１の記憶部
８１１に記憶された画像データによる画像と同じ倍率に
変換する。ここで、第１の記憶部８１１に記憶された画
像データ、つまり２次元走査画像（以下、ＬＳＭ画像）
と第２の記憶部８１５に記憶されたＴＶカメラ１２の２
次元画像（以下、ＴＶ画像）の視野の観察範囲が同じと
すると、同一の対物レンズ４を用いているので、ＬＳＭ
画像とＴＶ画像の観察倍率は、対物レンズを交換しても
常に１：１で一致することになる。そして、このうちの
ＬＳＭ画像は、図３（ａ）に示すように、試料５上での
スキャン範囲つまり画像取得範囲を変更することによ
り、同図（ｂ）に示すような拡大画像を取得でき、現状
では、同一視野にて１〜１０倍の拡大画像を得ることが
できる。これをＴＶ画像と比較することにすると、ＴＶ
画像は、図４（ａ）に示すように、第２の記憶部８１５
に記憶された画像エリア（１０２４画素）に対して２次
元走査により取得したエリアと同じ画像エリア（２画
素）の画像情報を取り出すことにより、同図（ｂ）に示
すようにＴＶ画像の拡大を行い、同一倍率を得るように
する。この時の拡大処理は、不足画素を周辺画素で代用
する、一般的な画素補完を行うようにする（この時、Ｌ
ＳＭ画像の走査範囲、サンプリング間隔から得られる画
素数が必要である）。また、ＬＳＭ画像のズームの位置
は、視野内の任意の位置を設定できるので、ＴＶ画像で
は、ＬＳＭ画像で設定したＸＹ軸の画像開始位置のオフ
セット量ΔＸ、ΔＹの情報を受け取り、ＴＶ画像上の対
象画像の位置を決定するようになる。

【００４０】このようにして、倍率変換部８１７で倍率
変換された第２の記憶部８１５の画像データは、画像位
置ずれ算出部８１８に入力される。この画像位置ずれ算
出部８１８には、第１の記憶部８１１の画像データも画
像微分処理部８１３を通して入力されている。この場
合、画像微分処理部８１３では、第１の記憶部８１１の
画像データを画像処理により微分成分を抽出する２次元
フィルタ処理が行われ、基本画像として、図５（ａ）に
示すように輝度の変化する部分、すじ、輪郭、形などが
抽出された画像を生成している。なお、ここでは、電気
的に画像の微分成分の抽出を行ったが、光学素子を使用
しても同様に行うことができる。

【００４１】画像位置ずれ算出部８１８では、図５
（ａ）に示す基本画像に対して任意のライン、例えば、
十字のＸＹ方向のラインを基準ラインとして定め、一
方、倍率変換部８１７で倍率変換された第２の記憶部８
１５の画像データについても、図５（ｂ）に示すように
十字のＸＹ方向のラインを定め、これらライン上の輝度
特性を比較するようになる。この場合、それぞれの輝度
特性Ｘ０とＸ１、Ｙ０とＹ１の比較差の絶対値の総和
は、 Ｘ＝Σ｜Ｘ０（ｎ）−Ｘ１（ｎ）｜ Ｘ＝Σ｜Ｙ０（ｎ）−Ｙ１（ｎ）｜ で表される。ここで、位置ずれがなければ、輝度特性Ｘ
０とＸ１、Ｙ０とＹ１に差がないので、上式は、論理的
に０になるが、例えば、位置ずれにより図６（ａ）乃至
（ｃ）に示すように、輝度特性Ｘ０とＸ１に差を生じる
とともに、同図（ｄ）乃至（ｆ）に示すように輝度特性
Ｙ０とＹ１にも差を生じるようになる。そして、このよ
うに位置ずれがある場合は、この位置ずれが少なくなる
ように、つまり、図７に示すようにＸＹ方向のラインを
１ラインずつずらしながら、比較差の絶対値の総和ＸＹ
が０または最小になる位置を検出する。ここで、図７に
示すようにＸ方向のラインの位置ずれが最小または０の
位置をｍ、Ｙ方向のラインを１ラインの位置ずれが最小
または０の位置をｋとすると、ずれ量ΔＸ、ΔＹは、Δ
Ｘ＝Ｘ０（ｎ）−Ｘ１（ｍ）、ΔＹ＝Ｙ０（ｎ）−Ｙ１
（ｋ）となる。

【００４２】この状態で、第１の記憶部８１１の画像デ
ータと倍率変換部８１７で倍率変換された第２の記憶部
８１５の画像データは、画像合成部８１４に入力され
る。この場合、画像合成部８１４では、画像位置ずれ算
出部８１８で算出されたずれ量ΔＸ、ΔＹに基づいて、
第１の記憶部８１１または第２の記憶部８１５から読み
出されるデータをｍ画素またはｋ画素分ずらして取り込
むとともに、画像の重ね合わせを行う。これにより、第
１の記憶部８１１の画像データと第２の記憶部８１５の
画像データは、位置ずれを補正されるとともに、重ね合
わせられ、重ね合わせ画像が生成される。

【００４３】そして、画像合成部８１４で生成された重
ね合わせ画像は、画像データをＤ／Ａ変換器８０８でデ
ジタル／アナログ変換され、表示部９に観察像として表
示されるようになる。

【００４４】なお、画像位置ずれ算出部８１８で算出さ
れたずれ量ΔＸ、ΔＹを２次元走査制御部８０９にフィ
ードバックして、２次元走査機構部３の操作開始位置に
補正を加えることにより、重ね画像を生成するようにし
てもよい。この場合は、初めの２次元走査により得られ
た画像に続けて、再度の２次元走査により得られた画像
に対し重ね合わせが行われる。

【００４５】従って、このようにすれば、試料５に対
し、レーザ光源２からのレーザ光を２次元走査しながら
照射し、試料５からの反射光または蛍光をピンホール板
６を介し光検出器７で検出するとともに、第１の記憶部
８１１に画像データとして一時記憶し、一方、試料５か
らの反射光または蛍光をＴＶカメラ１２で撮像するとと
もに第２の記憶部８１５に画像データとして一時記憶
し、倍率変換部８１７により第２の記憶部８１５の画像
データによる画像を第１の記憶部８１１の画像データに
よる画像と同じ倍率に変換するとともに、画像位置ずれ
算出部８１８により、これら画像の位置ずれ量を検出
し、この位置ずれ量に基づいて第１の記憶部８１１の画
像情報と第２の記憶部８１５の画像情報の位置ずれを補
正した後、画像合成部８１４で重ね合わせ画像を生成す
るようにしたので、２次元走査により検出された画像情
報による画像とＴＶカメラの撮像により得られた画像情
報による画像を位置ずれを生じることなく精度よく重ね
合わせて表示することができる。これにより、特に、細
胞形状などに代表される視野内で不規則な形状を有する
画像については、精度の高い重ね合わせ画像を得られ
る。また、組立て時、取付時に生じた各画像のＸ、Ｙ方
向の光軸ずれがもとで生じる画像の位置ずれを解消で
き、かつ光軸調整を行う必要もなくなるので、観察者は
煩わしい観察操作から開放され、観察画像の確認、検証
研究の時間短縮となり、作業効率が向上する。

【００４６】なお、上述した一実施の形態では、第１の
記憶部８１１からの１つの画像データ（蛍光画像）にＴ
Ｖ画像を重ね合せる場合をのべたが、複数の蛍光画像に
対してもＴＶ画像を重ね合せることができる。この場合
は、異なる波長の蛍光画像を同時または時間分割して記
憶部に記憶するとともに、これら複数の蛍光画像に対し
てそれぞれの位置合わせの計算を行い、全ての画像に対
して画像重ね合わせを行うようになるので、多重染色の
試料にも適用範囲が広がる。また、ＴＶカメラ１２によ
り撮像される画像サイズ、画像の信号方式には制限がな
く、解像度が高いカメラであれば、位置合わせ精度がさ
らに向上することは言うまでもない。また、ＴＶ画像に
も適用できる。さらに、これらの重ね合せ処理は、ハー
ドウェアまたはソフトウェアのどちらを用いても実現で
きる。さらにまた、これらの処理は、ラスタスキャンの
画像全てに対しても適用でき、特に、走査速度、走査サ
イズなどに制限はない。また、入力信号は、１系統だけ
でなく、複数入力して並列処理を行っても実現できる。
さらに、光検出器７は、フォトダイオード（ＰＤ）、Ｃ
ＣＤ、ＣＭＤなど光電変換が効率よくできれば、ＰＭＴ
に限らなくてよく、２次元走査機構部３は、ガルバノミ
ラや共振ガルバノミラ、ＡＯＤなどでもＸＹの走査が制
御できるものならばよい。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、試
料に対し点光源を移動走査しながら検出された画像情報
による画像と、試料からの光を撮像して得られた画像情
報による画像を位置ずれを生じることなく精度良く重ね
合わせて表示することができ、また、組立て時、取付時
に生じた各画像のＸ、Ｙ方向の光軸ずれがもとで生じる
画像の位置ずれを解消でき、かつ光軸調整を行う必要も
なくなるので、観察者は煩わしい観察操作から開放さ
れ、観察画像の確認、検証研究の時間短縮となり、作業
効率が向上する。

【００４８】また、各画像情報による画像を同じ倍率に
揃えることができるので、精度の高い重ね合わせ画像を
得られる。さらに、各画像の位置ずれを、それぞれの画
像情報の任意のライン上の輝度特性の比較の結果から検
出することにより、精度の高い位置ずれ量を求めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の概略構成を示す図。

【図２】一実施の形態に用いられる２次元走査機構の概
略構成を示す図。

【図３】一実施の形態に用いられる倍率変換部を説明す
るための図。

【図４】一実施の形態に用いられる倍率変換部を説明す
るための図。

【図５】一実施の形態に用いられる画像位置ずれ算出部
を説明するための図。

【図６】一実施の形態に用いられる画像位置ずれ算出部
を説明するための図。

【図７】一実施の形態に用いられる画像位置ずれ算出部
を説明するための図。

【図８】従来の走査型光学顕微鏡の基本的構成を示す
図。

【図９】従来の走査型光学顕微鏡による画像の位置合わ
せを説明するための図。

【符号の説明】

１…顕微鏡本体、 １０１…ステージ、 ２…レーザ光源、 ３…２次元走査機構、 ３０１…Ｘガルバノミラー、 ３０２…Ｙガルバノミラー、 ４…対物レンズ、 ５…試料、 ６…ピンホール板、 ７…光検出器、 ８…信号処理部、 ８０１…利得可変部、 ８０２…オフセット調整部、 ８０３…ＣＰＵ、 ８０４、８０５…Ｄ／Ａ変換器、 ８０６…Ａ／Ｄ変換器、 ８０８…Ｄ／Ａ変換器、 ８０９…２次元駆動制御部、 ８１０…Ｚ走査駆動部、 ８１１…第１の記憶部、 ８１２…記憶制御部、 ８１３…画像微分処理部、 ８１４…画像合成部、 ８１５…第２の記憶部、 ８１６…記憶制御部、 ８１７…画像データを倍率変換部、 ８１８…画像位置ずれ算出部、 ９…表示部、 １０…光路分割部、 １１…微分干渉プリズム、 １２…ＴＶカメラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料に対し点光源を移動走査しながら照
   射し、該試料からの光を検出することにより画像情報を
   得るようにした走査型光学顕微鏡において、 前記画像情報を記憶する第１の記憶手段と、 前記試料からの光を撮像する撮像手段と、 この撮像手段により撮像された画像情報を記憶する第２
   の記憶手段と、 前記第１の記憶手段に記憶された画像情報と前記第２の
   記憶手段に記憶された画像情報の位置ずれ量を検出する
   位置ずれ検出手段と、 この位置ずれ検出手段により検出された位置ずれ量に基
   づいて前記第１の記憶手段の画像情報または第２の記憶
   手段の画像情報の位置ずれを補正するとともに重ね合わ
   せ画像を生成する画像合成手段とを具備したことを特徴
   とする走査型光学顕微鏡。
2. 【請求項２】 さらに、前記第１の記憶手段の画像情報
   および第２の記憶手段の画像情報のうちの一方の画像情
   報による画像を、他方の画像情報の生成要素をパラメー
   タとする倍率変換情報に基づいて該他方の画像情報によ
   る画像と同じ倍率に変換する倍率変換手段を有すること
   を特徴とする請求項１記載の走査型光学顕微鏡。
3. 【請求項３】 位置ずれ検出手段は、前記第１の記憶手
   段の画像情報および第２の記憶手段の画像情報の任意の
   ライン上の輝度特性を比較し、これら比較差が最小にな
   る位置に基づいて位置ずれ量を検出することを特徴とす
   る請求項１または２記載の走査型光学顕微鏡。