(57)【要約】【課題】複数のスキャン領域を正確に連続してスキャンするとともに、スキャン領域の切替えによる処理時間の遅延を短縮する。【解決手段】駆動テーブル作成部は、スキャン領域Ａ１とスキャン領域Ａ２との間のスキャン軌道Ｐ１、および、スキャン領域Ａ２とスキャン領域Ａ３との間のスキャン軌道Ｐ２を規定する補間駆動テーブルを作成し、メモリに格納する。駆動制御部は、補間駆動テーブルに基づいて、スキャン領域間においてスキャン軌道Ｐ１および軌道Ｐ２に従って移動するようにスキャナ駆動系の動作を制御する。本発明は、例えば、共焦点レーザ走査型顕微鏡に適用できる。【選択図】図７
2010140000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光のスキャンに用いる部材の角度を制御するスキャナを駆動するための時系列のデータを示す駆動テーブルに基づいて、複数のスキャン領域をスキャンするレーザ走査型顕微鏡において、
第１のスキャン領域の終点と、前記第１のスキャン領域の次にスキャンされる第２のスキャン領域の始点との間におけるスキャン軌道を規定する補間駆動テーブルを作成する作成手段と、
前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間において、前記補間駆動テーブルに基づいて前記スキャナの駆動を制御するとともに、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記部材の角加速度を変化させるように前記スキャナの駆動を制御する駆動制御手段と
を備えることを特徴とするレーザ走査型顕微鏡。
【請求項２】
前記作成手段は、前記第２のスキャン領域の始点に近づくにつれて前記第２のスキャン領域の先頭のラインの走査方向に近づき、前記第２のスキャン領域の始点の直前において前記第２のスキャン領域の先頭のラインの走査方向とほぼ等しくなるスキャン軌道を規定する前記補間駆動テーブルを作成する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査型顕微鏡。
【請求項３】
前記駆動テーブルを格納する記憶手段を
さらに備え、
前記作成手段は、前記第１のスキャン領域用の前記駆動テーブル、前記補間駆動テーブル、前記第２のスキャン領域用の前記駆動テーブルの順に並べて前記記憶手段に格納する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査型顕微鏡。
【請求項４】
レーザ走査型顕微鏡のレーザ光のスキャンに用いる部材の角度を制御するスキャナを駆動するための時系列のデータを示す駆動テーブルに基づいて、複数のスキャン領域をスキャンするように前記スキャナを駆動するスキャナ駆動装置において、
第１のスキャン領域の終点と、前記第１のスキャン領域の次にスキャンされる第２のスキャン領域の始点との間におけるスキャン軌道を規定する補間駆動テーブルを作成する作成手段と、
前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間において、前記補間駆動テーブルに基づいて前記スキャナの駆動を制御するとともに、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記部材の角加速度を変化させるように前記スキャナの駆動を制御する駆動制御手段と
を備えることを特徴とするスキャナ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査型顕微鏡およびスキャナ駆動装置に関し、特に、複数のスキャン領域を連続してスキャンすることが可能なレーザ走査型顕微鏡およびスキャナ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光をスキャン（走査）させながら試料に照射し、試料から発せられた蛍光のうちレーザ光の焦点面から発せられた蛍光のみをピンホールにより抽出し、試料を観察する共焦点レーザ走査型顕微鏡が普及している（例えば、特許文献１参照）。共焦点レーザ走査型顕微鏡の中には、複数のスキャン領域を連続してスキャンすることにより、複数のスキャン領域を続けて観察することが可能なものがある。
【０００３】
ここで、従来の共焦点レーザ走査型顕微鏡により、図１０のスキャン領域Ａ１、スキャン領域Ａ２、スキャン領域Ａ３の順にスキャンを行う場合について考える。まず、スキャン領域Ａ１のスキャンを制御するためのデータ列である駆動テーブルがメモリに格納され、メモリに格納された駆動テーブルに基づいてスキャン領域Ａ１のスキャンが行われる。次に、スキャン領域Ａ２用の駆動テーブルにメモリが書き換えられ、書き換えられた駆動テーブルに基づいてスキャン領域Ａ２のスキャンが行われ、最後に、スキャン領域Ａ３用の駆動テーブルにメモリが書き換えられ、書き換えられた駆動テーブルに基づいて、スキャン領域Ａ３のスキャンが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９８４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザ光のスキャンに用いるミラーの角度を制御するスキャナ、および、スキャナを駆動するスキャナ駆動系は、動作が安定するまでに多少の時間を要する。従って、図１０に示されるように、スキャン領域Ａ１のスキャンが終了した後、スキャン領域Ａ１の終点からスキャン領域Ａ２の始点にスキャン軌道を一直線に移動させ、そのままスキャン領域Ａ２の先頭からスキャンを行おうとすると、スキャン領域Ａ２の先頭の数ラインが正確にスキャンされない恐れがあり、取得した画像が歪むなどの問題となる。
【０００６】
一方、スキャン領域Ａ２の先頭から安定したスキャンを行うようにするためには、スキャン領域Ａ２の前に電気、機械系を含むスキャナ駆動系の動作を安定させるための予備のスキャン領域を設ける必要があり、処理時間の遅延が発生する。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、複数のスキャン領域を正確に連続してスキャンできるようにするとともに、スキャン領域の切替えによる処理時間の遅延を短縮できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面のレーザ走査型顕微鏡は、レーザ光のスキャンに用いる部材の角度を制御するスキャナを駆動するための時系列のデータを示す駆動テーブルに基づいて、複数のスキャン領域をスキャンするレーザ走査型顕微鏡において、第１のスキャン領域の終点と、前記第１のスキャン領域の次にスキャンされる第２のスキャン領域の始点との間におけるスキャン軌道を規定する補間駆動テーブルを作成する作成手段と、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間において、前記補間駆動テーブルに基づいて前記スキャナの駆動を制御するとともに、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記部材の角加速度を変化させるように前記スキャナの駆動を制御する駆動制御手段とを備える。
【０００９】
本発明の一側面のスキャナ駆動装置は、レーザ走査型顕微鏡のレーザ光のスキャンに用いる部材の角度を制御するスキャナを駆動するための時系列のデータを示す駆動テーブルに基づいて、複数のスキャン領域をスキャンするように前記スキャナを駆動するスキャナ駆動装置において、第１のスキャン領域の終点と、前記第１のスキャン領域の次にスキャンされる第２のスキャン領域の始点との間におけるスキャン軌道を規定する補間駆動テーブルを作成する作成手段と、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間において、前記補間駆動テーブルに基づいて前記スキャナの駆動を制御するとともに、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記部材の角加速度を変化させるように前記スキャナの駆動を制御する駆動制御手段とを備える。
【００１０】
本発明の一側面においては、第１のスキャン領域の終点と、前記第１のスキャン領域の次にスキャンされる第２のスキャン領域の始点との間におけるスキャン軌道を規定する補間駆動テーブルが作成され、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間において、前記補間駆動テーブルに基づいてレーザ光のスキャンに用いる部材の角度を制御するスキャナの駆動が制御されるとともに、前記第１のスキャン領域と前記第２のスキャン領域との間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに部材の角加速度を変化させるように前記スキャナの駆動が制御される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一側面によれば、複数のスキャン領域間の補間的移動領域のスキャン軌道を制御することができる。特に、本発明の一側面によれば、複数のスキャン領域を正確に連続してスキャンすることができるとともに、スキャン領域の切替えによる処理時間の遅延を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した共焦点レーザ走査型顕微鏡の光学系の一実施の形態を示す図である。
【図２】共焦点レーザ走査型顕微鏡のスキャナ駆動系の構成の例を示すブロック図である。
【図３】スキャナ駆動処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】スキャン領域および補間領域の例を示す図である。
【図５】駆動回路から出力される駆動信号の波形の一例を示す図である。
【図６】駆動テーブルの格納領域の例を示す図である。
【図７】スキャン領域間のスキャン軌道の例を示す図である。
【図８】スキャン領域間のスキャン軌道の他の例を示す図である。
【図９】駆動テーブルの格納領域の他の例を示す図である。
【図１０】従来のスキャン方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明を適用した共焦点レーザ走査型顕微鏡１の光学系の一実施の形態を示す図である。ここで、共焦点レーザ走査型顕微鏡１の光学系の動作について説明する。
【００１５】
レーザ光源１１から発せられたレーザ光（励起光）は、出力端がファイバコネクタ（不図示）に接続された光ファイバ（不図示）によりスキャナ光学系に導入される。スキャナ光学系に導入されたレーザ光は、ダイクロイックミラー１２によりミラー１３Ｘの方向に反射される。ミラー１３Ｘおよび１３Ｙは、例えば、全反射ミラーにより構成され、ミラー１３Ｘの方向に反射されたレーザ光は、ミラー１３Ｘおよびミラー１３Ｙにより走査レンズ系１５の方向に反射される。そして、レーザ光は、走査レンズ系１５および対物レンズ１６を透過することにより集光され、ステージ２２上の試料２に照射される。
【００１６】
制御装置２０は、スキャナ１４Ｘを駆動し、ミラー１３Ｘの角度を制御することにより、試料２に照射されるレーザ光を共焦点レーザ走査型顕微鏡１の左右方向（ｘ軸方向）に走査し、スキャナ１４Ｙを駆動し、ミラー１３Ｙの角度を制御することにより、試料２に照射されるレーザ光を共焦点レーザ走査型顕微鏡１の奥行き方向（ｙ軸方向）に走査する。
【００１７】
レーザ光を照射することにより励起され試料２から発せられた蛍光は、対物レンズ１６および走査レンズ系１５を透過し、ミラー１３Ｙおよびミラー１３Ｘによりデスキャンされた後、ダイクロイックミラー１２を透過する。そして、デスキャンされた蛍光のうち対物レンズ１６の焦点面から発せられた蛍光のみが、ピンホール１７を通過し、蛍光フィルタ１８により所定の波長成分が透過され、例えば、PMT（光電子増倍管、Photomultiplier）により構成される検出器１９により電気信号に変換される。その電気信号は、制御装置２０に供給され、制御装置２０により画像データに変換され、表示装置２１に供給される。表示装置２１は、画像データに基づく画像、すなわち、試料２の画像を表示する。
【００１８】
なお、制御装置２０は、上述した以外にも、ピンホール１７のピンホール径の制御、蛍光フィルタ１８の切替えの制御などを行う。
【００１９】
図２は、共焦点レーザ走査型顕微鏡１の制御装置２０を構成する要素のうち、スキャナ１４Ｘおよびスキャナ１４Ｙを介して、ミラー１３Ｘおよびミラー１３Ｙを駆動し、レーザ光のスキャンを制御するスキャナ駆動系５１の構成の例を示すブロック図である。
【００２０】
コントローラ６１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）などのプロセッサにより構成され、スキャナ駆動系５１全体の動作を制御する。コントローラ６１は、所定の制御プログラムを実行することにより、駆動テーブル作成部８１および駆動制御部８２を含む機能を実現する。
【００２１】
駆動テーブル作成部８１は、図３などを参照して後述するように、指示されたスキャン領域を指示された速度でスキャンするようにスキャナ１４Ｘおよびスキャナ１４Ｙを駆動する駆動信号の生成に用いる駆動テーブルを作成し、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納する。駆動テーブルは、スキャナ１４Ｘを駆動する駆動回路６８Ｘに用いるテーブル（以下、ｘ軸用とも称する）、および、スキャナ１４Ｙを駆動する駆動回路６８Ｙに用いるテーブル（以下、ｙ軸用とも称する）の２種類からなり、例えば、駆動回路６８Ｘまたは駆動回路６８Ｙから出力する駆動信号の電圧値に対応するデータが時系列に並べられている。換言すれば、駆動テーブルは、ミラー１３Ｘまたはミラー１３Ｙを回転するための時系列のデータを示している。
【００２２】
また、駆動テーブル作成部８１は、図３などを参照して後述するように、あるスキャン領域の始点と、次にスキャンされるスキャン領域の始点の間におけるスキャン軌道を規定する駆動テーブルである補間駆動テーブルを作成し、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納する。
【００２３】
駆動制御部８２は、メモリ６６Ｘに格納されているｘ軸用駆動テーブル、および、メモリ６６Ｙに格納されているｙ軸用の駆動テーブルに基づいて、指示されたスキャン領域が指示された速度でスキャンされるように、分周器６３、分周器６４Ｘ、分周器６４Ｙ、アドレス発生器６５Ｘ、および、アドレス発生器６５Ｙを制御する。
【００２４】
具体的には、基準クロック発生器６２が発生するクロック信号は、駆動制御部８２の制御の基に、分周器６３および分周器６４Ｘにより、その周波数が変換され、アドレス発生器６５Ｘに供給され、分周器６３および分周器６４Ｙにより、その周波数が変換され、アドレス発生器６５Ｙに供給される。
【００２５】
アドレス発生器６５Ｘは、駆動制御部８２の制御の基に、分周器６４Ｘからのクロック信号に同期して、データを読み出すアドレスを指示するアドレス信号をメモリ６６Ｘに供給する。メモリ６６Ｘは、アドレス信号に基づいて、駆動テーブルに設定されているデータを順次D/Aコンバータ６７Ｘに出力し、D/Aコンバータ６７Ｘは、そのデータをアナログ信号に変換し、駆動回路６８Ｘに供給する。駆動回路６８Ｘは、供給されたアナログ信号に基づいて、駆動テーブルから読み出されたデータに対応する電圧の駆動信号をスキャナ１４Ｘに供給し、ミラー１３Ｘの角度を制御する。
【００２６】
同様に、アドレス発生器６５Ｙは、駆動制御部８２の制御の基に、分周器６４Ｙからのクロック信号に同期して、データを読み出すアドレスを指示するアドレス信号をメモリ６６Ｙに供給する。メモリ６６Ｙは、アドレス信号に基づいて、駆動テーブルに設定されているデータを順次D/Aコンバータ６７Ｙに出力し、D/Aコンバータ６７Ｙは、そのデータをアナログ信号に変換し、駆動回路６８Ｙに供給する。駆動回路６８Ｙは、供給されたアナログ信号に基づいて、駆動テーブルから読み出されたデータに対応する電圧の駆動信号をスキャナ１４Ｙに供給し、ミラー１３Ｙの角度を制御する。
【００２７】
次に、図３のフローチャートを参照して、スキャナ駆動系５１により実行されるスキャナ駆動処理について説明する。なお、この処理は、例えば、共焦点レーザ走査型顕微鏡１の図示せぬ入力部を介して、スキャン領域の位置と大きさ、および、各スキャン領域をスキャンする速度（例えば、ライン速度など）を指示する情報がコントローラ６１に入力されたとき、開始される。
【００２８】
なお、以下、図４に示されるように、上述した図１０と同様のスキャン領域Ａ１乃至Ａ３を、スキャン領域Ａ１、スキャン領域Ａ２、スキャン領域Ａ３の順にスキャンするように指示された場合について考える。なお、以下、スキャン領域Ａ１とスキャン領域Ａ２の間の領域を補間領域Ｂ１と称し、スキャン領域Ａ２とスキャン領域Ａ３の間の領域を補間領域Ｂ２と称する。また、以下、スキャン領域Ａ１乃至Ａ３において、ラスタスキャンが行われるものとする。
【００２９】
ステップＳ１において、駆動テーブル作成部８１は、駆動テーブルを作成する。
【００３０】
図５は、スキャン領域をラスタスキャンする場合に、駆動回路６８Ｘおよび駆動回路６８Ｙから出力される駆動信号の波形の一例を示している。図５の上側の波形は、駆動回路６８Ｘから出力されるｘ軸用の駆動信号の波形を示しており、下側の波形は、駆動回路６８Ｙから出力されるｙ軸用の駆動信号の波形を示している。
【００３１】
ｘ軸用の駆動信号は、１ラインを走査して、次のラインの走査の開始点に戻るまでの１ライン時間分の山形の波形が繰り返される形状を有している（ただし、最終ラインについては、次のラインの走査の開始点に戻ることなく次のスキャン領域に移動するため、最終ラインの走査の終了点までの波形となっている。）。なお、スキャン領域のｘ軸方向の幅の違いにより波形の高さが変化し、スキャン領域のｘ軸方向の位置の違いにより、駆動信号の電圧のオフセット値が変化し、波形は上下方向に移動する。
【００３２】
ｙ軸用の駆動信号は、１ラインの走査が終了するごとに次のラインの高さに移動するように、階段状の波形となっている。なお、スキャン領域のｙ軸方向の位置の違いにより、駆動信号の電圧のオフセット値が変化し、波形は上下方向に移動する。
【００３３】
駆動テーブル作成部８１は、スキャン領域Ａ１の１ライン分のｘ軸用の駆動信号を生成するための時系列のデータを示す駆動テーブル、および、スキャン領域Ａ１の１フレーム分のｙ軸用の駆動信号を生成するための時系列のデータを示す駆動テーブルを作成する。
なお、上述したように、最終ラインの波形は他のラインの波形と異なるため、最終ライン用に別の駆動テーブルを作成して、切り替えるようにしてもよい。
【００３４】
ステップＳ２において、駆動テーブル作成部８１は、駆動テーブルをメモリに格納する。すなわち、駆動テーブル作成部８１は、スキャン領域Ａ１のｘ軸用の駆動テーブルをメモリ６６Ｘに格納し、スキャン領域Ａ１のｙ軸用の駆動テーブルをメモリ６６Ｙに格納する。
【００３５】
ステップＳ３において、駆動テーブル作成部８１は、駆動テーブルを作成していないスキャン領域が残っているかを判定する。いまの場合、スキャン領域Ａ２およびスキャン領域Ａ３の駆動テーブルが作成されていないので、駆動テーブルを作成していないスキャン領域が残っていると判定され、処理はステップＳ１に戻る。
【００３６】
その後、ステップＳ３において、駆動テーブルを作成していないスキャン領域が残っていないと判定されるまで、ステップＳ１乃至Ｓ３の処理が繰り返し実行される。
【００３７】
一方、ステップＳ３において、駆動テーブルを作成していないスキャン領域が残っていないと判定された場合、処理はステップＳ４に進み、ステップＳ４において、駆動テーブル作成部８１は、補間駆動テーブルを作成する。すなわち、駆動テーブル作成部８１は、スキャン領域Ａ１とスキャン領域Ａ２の間の補間領域Ｂ１のｘ軸用およびｙ軸用の補間駆動テーブル、並びに、スキャン領域Ａ２とスキャン領域Ａ３の間の補間領域Ｂ２のｘ軸用およびｙ軸用の補間駆動テーブルを作成する。なお、ステップＳ４の処理の詳細については後述する。
【００３８】
ステップＳ５において、駆動テーブル作成部８１は、補間駆動テーブルをメモリに格納する。すなわち、駆動テーブル作成部８１は、補間領域Ｂ１のｘ軸用の補間駆動テーブルを、メモリ６６Ｘのスキャン領域Ａ１のｘ軸用の駆動テーブルが格納されている領域の直後に格納し、補間領域Ｂ１のｙ軸用の補間駆動テーブルを、メモリ６６Ｙのスキャン領域Ａ１のｙ軸用の駆動テーブルが格納されている領域の直後に格納し、補間領域Ｂ２のｘ軸用の補間駆動テーブルを、メモリ６６Ｘのスキャン領域Ａ２のｘ軸用の駆動テーブルが格納されている領域の直後に格納し、補間領域Ｂ２のｙ軸用の補間駆動テーブルを、メモリ６６Ｙのスキャン領域Ａ２のｙ軸用の駆動テーブルが格納されている領域の直後に格納する。
【００３９】
これにより、スキャン領域Ａ１用の駆動テーブル（以下、駆動テーブルＡ１と称する）、補間領域Ｂ１用の補間駆動テーブル（以下、補間駆動テーブルＢ１と称する）、スキャン領域Ａ２用の駆動テーブル（以下、駆動テーブルＡ２と称する）、補間領域Ｂ２用の補間駆動テーブル（以下、補間駆動テーブルＢ２と称する）、スキャン領域Ａ３用の駆動テーブル（以下、駆動テーブルＡ３と称する）の順に駆動テーブルが作成され、図６に示されるように、処理に用いられる順に並べてメモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納される。
【００４０】
ここで、図７および図８を参照して、ステップＳ４の処理の詳細について説明する。
【００４１】
スキャン領域Ａ１のスキャンが終了した後、スキャン領域Ａ２の前に予備スキャン領域を設けずに、スキャン領域Ａ２の先頭から正確にスキャンを開始するためには、スキャン領域Ａ２の先頭にレーザ光が移動するまでの間に、スキャナ１４Ｘ、スキャナ１４Ｙ、および、スキャナ駆動系５１の動作を安定させる必要がある。そのためには、補間領域Ｂ１におけるスキャン軌道が、スキャン領域Ａ２の始点に近づくにつれてスキャン領域Ａ２の先頭のラインの走査方向に近づき、スキャン領域Ａ２の始点の直前においてスキャン領域Ａ２の先頭のラインの走査方向とほぼ等しくなるようにすることが望ましい。
【００４２】
また、スキャン領域Ａ１からスキャン領域Ａ２への移動に伴う処理時間の遅延を最小にするためには、補間領域Ｂ１におけるスキャン軌道の総和をできる限り短くするとともに、レーザ光のｘ軸およびｙ軸方向の単位時間当たりの移動距離が、できる限りレーザ光のｘ軸およびｙ軸方向の単位時間当たりの最大移動可能距離に近づくようにスキャン軌道を設定することが望ましい。なお、スキャン位置の単位時間当たりのｘ軸およびｙ軸方向の最大移動可能距離は、スキャナ１４Ｘおよびスキャナ１４Ｙの最大加速度により規定されるミラー１３Ｘおよびミラー１３Ｙの単位時間あたりの最大回転角により規定される。
【００４３】
具体的に例を挙げれば、ミラー１３Ｘ、１３Ｙの角加速度をそれぞれαｘ、αｙとし、領域Ａ１の終端における回転角度をθｘ１、θｙ１、角速度をωｘ１、ωｙ１とし、領域Ａ２の始点における回転角度をθｘ２、θｙ２、角速度をωｘ２、ωｙ２とすると、角速度ωｘ１を角加速度αｘ１で変化させてｔ時間後に角速度ωｘ２になっていればよいので、
例えば、スキャナ１４Ｘ（ｘ軸）について検討すると、
領域Ａ２の始点におけるミラー１３Ｘの角速度ωｘ２は
ωｘ２＝ωｘ１＋αｘ・ｔ      ・・・（１）
であり、  
また、回転角度θｘ１からｔ時間後のミラー１３Ｘの回転角度θｘ２は
θｘ２＝  θｘ１  ＋∫ωｘ２  ｄｔ×ｔ  ・・・（２）
（１）式を（２）式に代入すると
θｘ２＝θｘ１＋  ωｘ１・ｔ  ＋  １／２・αｘ・ｔ２
という関係式が成立する。
これは、ｔの関数であり、角加速度αｘは予め設定されている最大角加速度を超えない値である。なお、角速度ωｘ１、ωｘ２  の値は正負のいずれかであり、この正負はミラーの回転の向きを表している。また、角加速度αｘ、の値も正負いずれかであり、この符号は回転方向に対する加速又は減速を表している。
その結果、領域Ａ１の終端から領域Ａ２の始点へ至るｘ軸の経路が決定される。ミラー１３Ｙ（ｙ軸）についても同様にθｙ２が求められ、両軸の駆動経路が決定される。
ミラー１３Ｘ、１３Ｙを領域Ａ１の終端から領域Ａ２の始点まで滑らかに移動させるためには、補間領域Ｂ１を複数領域に分割し、各領域毎に角加速度αｘを変化させて速度は変化（加速や減速）させる。
ミラー１３Ｘ、ミラー１３Ｙは独立して駆動されているため、駆動の最適な制御は、ミラーごとに上述の制御を行うことで、結果的にミラー１３Ｘ、ミラー１３Ｙの合成軌跡が最適化される。
【００４４】
以上のことを考慮して、補間領域Ｂ１におけるスキャン軌道として、例えば、図７に示されるように、スキャン領域Ａ１の始点に近づくにつれてスキャン領域Ａ２の先頭のラインの走査方向に近づき、スキャン領域Ａ２の始点の直前においてスキャン領域Ａ２の先頭のラインの走査方向とほぼ等しくなり、ｘ軸方向（水平方向）とｙ軸方向（垂直方向）を合成した距離が最短となる軌道Ｐ１が求められる。
【００４５】
駆動テーブル作成部８１は、例えば、スキャン領域Ａ１の終点とスキャン領域Ａ２の始点との間のサイン補間、あるいは、半周期分のサイン補間を行うことにより、軌道Ｐ１を求め、軌道Ｐ１を規定する補間駆動テーブルＢ１、換言すれば、スキャン軌道が軌道Ｐ１となるように制御するための補間駆動テーブルＢ１を作成し、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納する。同様にして、駆動テーブル作成部８１は、補間領域Ｂ２における軌道Ｐ２を求め、軌道Ｐ２を規定する補間駆動テーブルＢ２を作成し、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納する。
【００４６】
これにより、スキャン領域Ａ２およびスキャン領域Ａ３の前に予備スキャン領域を設けずに、スキャン領域Ａ２およびスキャン領域Ａ３の先頭から正確にスキャンを開始できるとともに、スキャン領域Ａ１からスキャン領域Ａ２への切替え、および、スキャン領域Ａ２からスキャン領域Ａ３への切替えによる処理時間の遅延を短縮することができる。
【００４７】
また、スキャナ１４Ｘ、スキャナ１４Ｙ、および、スキャナ駆動系５１の動作を安定させ、スキャン領域Ａ２の先頭から正確にスキャンを開始させるために、補間領域Ｂ１において、スキャン領域Ａ１の終点からスキャン領域Ａ２の始点に移動しながら、スキャン領域Ａ２より広いライン間隔で予備スキャンを行うように、スキャン軌道を設定することが考えられる。
【００４８】
この場合、駆動テーブル作成部８１は、例えば、図８に示されるように、スキャン領域Ａ２の上方のスキャン領域Ａ２とｘ軸方向（水平方向）の位置が同じ領域において、スキャン領域Ａ２より広いライン間隔でスキャンを始め、スキャン領域Ａ２に近づくにつれてスキャン領域Ａ２のライン間隔に近づく軌道Ｐ１１を求め、軌道Ｐ１１を規定する補間駆動テーブルＢ１を作成し、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納する。同様にして、駆動テーブル作成部８１は、補間領域Ｂ２における軌道Ｐ１２を求め、軌道Ｐ１２を規定する補間駆動テーブルＢ２を作成し、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納する。
【００４９】
これにより、スキャン領域Ａ２およびスキャン領域Ａ３の先頭から正確にスキャンを開始できるとともに、スキャン領域Ａ２およびスキャン領域Ａ３の前に専用の予備スキャン領域を設ける場合と比較して、スキャン領域Ａ１からスキャン領域Ａ２への切替え、および、スキャン領域Ａ２からスキャン領域Ａ３への切替えによる処理時間の遅延を短縮することができる。
【００５０】
図３に戻り、スキャン領域Ａ３の駆動テーブルが作成され、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納された後、ステップＳ３において、駆動テーブルを作成していないスキャン領域が残っていないと判定され、処理はステップＳ６に進む。
【００５１】
ステップＳ６において、スキャナ駆動系５１は、駆動テーブルおよび補間駆動テーブルに基づいて、ミラー１３Ｘ，１３Ｙを駆動する。具体的には、駆動テーブル作成部８１は、駆動テーブルの格納が完了したことを駆動制御部８２に通知する。駆動制御部８２は、スキャン速度が指示されたスキャン領域Ａ１におけるスキャン速度になるように、分周器６３、分周器６４Ｘ、および、分周器６４Ｙの分周比を設定する。
【００５２】
さらに、駆動制御部８２は、分周器６４Ｘからのクロック信号に同期して、ｘ軸用の駆動テーブルＡ１のデータが、先頭から順にスキャン領域Ａ１のライン数分だけ繰り返しメモリ６６Ｘから読み出され、D/Aコンバータ６７Ｘに供給されるようにアドレス発生器６５Ｘを制御し、分周器６４Ｙからのクロック信号に同期して、ｙ軸用の駆動テーブルＡ１のデータが、先頭から順にメモリ６６Ｙから読み出され、D/Aコンバータ６７Ｙに供給されるようにアドレス発生器６５Ｙを制御する。ただし、上述したように、ｘ軸用の駆動信号の波形は最終ラインの走査の終了点までの波形となるため、スキャン領域Ａ１の最終ラインにおいては、駆動信号の最終ラインの走査の終了点までのデータがｘ軸用の駆動テーブルＡ１から読み出される。
【００５３】
これにより、ｘ軸用の駆動テーブルＡ１に基づく駆動信号が駆動回路６８Ｘからスキャナ１４Ｘに出力され、スキャナ１４Ｘが駆動され、ｙ軸用の駆動テーブルＡ１に基づく駆動信号が駆動回路６８Ｙからスキャナ１４Ｙに出力され、スキャナ１４Ｙが駆動され、スキャン領域Ａ１のスキャンが行われる。
【００５４】
スキャン領域Ａ１のスキャンの終了後、駆動制御部８２は、スキャン速度が指示されたスキャン領域Ａ２におけるスキャン速度になるように、分周器６３、分周器６４Ｘ、および、分周器６４Ｙの分周比を設定する。さらに、駆動制御部８２は、分周器６４Ｘからのクロック信号に同期して、ｘ軸用の補間駆動テーブルＢ１のデータが、先頭から順にメモリ６６Ｘから読み出され、D/Aコンバータ６７Ｘに供給されるようにアドレス発生器６５Ｘを制御し、分周器６４Ｙからのクロック信号に同期して、ｙ軸用の補間駆動テーブルＢ１のデータが、先頭から順にメモリ６６Ｙから読み出され、D/Aコンバータ６７Ｙに供給されるようにアドレス発生器６５Ｙを制御する。
【００５５】
これにより、ｘ軸用の補間駆動テーブルＢ１に基づく駆動信号が駆動回路６８Ｘからスキャナ１４Ｘに出力され、スキャナ１４Ｘが駆動され、ｙ軸用の補間駆動テーブルＢ１に基づく駆動信号が駆動回路６８Ｙからスキャナ１４Ｙに出力され、スキャナ１４Ｙが駆動され、レーザ光のスキャン位置が、設定された軌道（例えば、図７の軌道Ｐ１または図８の軌道Ｐ１１）に従ってスキャン領域Ａ１の終点からスキャン領域Ａ２の始点まで移動する。
【００５６】
その後、同様に、スキャン領域Ａ２のスキャンが行われ、レーザ光のスキャン位置が、設定された軌道（例えば、図７の軌道Ｐ２または図８の軌道Ｐ１２）に従ってスキャン領域Ａ２の終点からスキャン領域Ａ３の始点まで移動し、スキャン領域Ａ３のスキャンが行われた後、スキャナ駆動処理は終了する。
【００５７】
このとき、駆動テーブルおよび補間駆動テーブルが、予め作成され、処理される順にメモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに格納されているので、スキャン領域を切り替えるごとに、駆動テーブルを作成したり、書き換えたりする処理が発生しないため、処理時間を短縮することが可能になる。
【００５８】
なお、スキャン領域Ａ１乃至Ａ３のスキャンを繰り返し行う場合には、スキャン領域Ａ３とスキャン領域Ａ１との間の補間領域Ｂ３用の補間駆動テーブルＢ３を作成し、駆動テーブルＡ１に基づくスキャン領域Ａ１のスキャン、補間駆動テーブルＢ２に基づくスキャン領域Ａ１からスキャン領域Ａ２へのレーザ光の移動、駆動テーブルＡ２に基づくスキャン領域Ａ２のスキャン、補間駆動テーブルＢ２に基づくスキャン領域Ａ２からスキャン領域Ａ３へのレーザ光の移動、駆動テーブルＡ３に基づくスキャン領域Ａ３のスキャン、補間駆動テーブルＢ３に基づくスキャン領域Ａ３からスキャン領域Ａ１へのレーザ光の移動を繰り返すように制御すればよい。この場合、スキャン領域間のレーザ光の移動は、予め設定されている補間駆動テーブルに基づいて行われるため、その都度、演算などによりスキャン領域間のスキャン軌道を求めて制御する場合と比較して、スキャン領域の切替えによる処理時間の遅延を短縮することができる。
【００５９】
また、ここまでの例では、複数の領域を順次スキャンする例について述べたが、スキャンの順序は、スキャン対象と目的により、設定または変更できる構造としてもよい。例えば、特定の位置から近い順あるいは遠い順に順序を設定または変更したり、予め定めたルール（例えば、領域の狭い順あるいは広い順）に従って順序を設定または変更したり、ランダムに順序を設定または変更したりすることが考えられる。
【００６０】
なお、以上に説明した処理では、スキャン領域の数が増えるほど、駆動テーブルおよび補間駆動テーブルを格納するために必要なメモリ容量は大きくなる。そこで、例えば、図９のAに示されるように、駆動テーブル用の領域ＲＡ１、補間駆動テーブル用の領域ＲＢ１、駆動テーブル用の領域ＲＡ２、補間駆動テーブル用の領域ＲＢ２の順番に、メモリ６６Ｘおよびメモリ６６Ｙに予め領域を設けておく。そして、領域ＲＡ１に格納されている駆動テーブルに基づいてスキャン領域のスキャンを行っているときに、現在スキャン中のスキャン領域と次にスキャンするスキャン領域との間の補間領域用の補間駆動テーブル、および、次にスキャンするスキャン領域用の駆動テーブルを作成し、作成した補間駆動テーブルを領域ＲＢ１に格納し、駆動テーブルを領域ＲＡ２に格納する。また、領域ＲＡ２に格納されている駆動テーブルに基づいてスキャン領域のスキャンを行っているときに、現在スキャン中のスキャン領域と次にスキャンするスキャン領域との間の補間領域用の補間駆動テーブル、および、次にスキャンするスキャン領域用の駆動テーブルを作成し、作成した補間駆動テーブルを領域ＲＢ２に格納し、駆動テーブルを領域ＲＡ１に格納する。
【００６１】
これにより、メモリ容量を削減することが可能になる。また、スキャン領域のスキャン中に、次に必要な補間駆動テーブルおよび駆動テーブルを作成し、格納するため、処理時間の遅延を抑制することができる。
【００６２】
あるいは、図９のBのごとく、駆動テーブルを同一メモリ空間にバンク状に配置することにより、駆動テーブルの切替えを、メモリのバンク切替えにより実現して、最大テーブル数の変更に柔軟に対応できる構造としてもよい。なお、図９のBは、駆動テーブルをバンクとして同一アドレスに配置した場合を示す図である。この場合、例えば、駆動テーブルＡ１乃至Ａ３および補間駆動テーブルＢ１、Ｂ２のバンクの格納場所は、各バンクからの読み出し順が特定できるならば、どこに格納してもよい。
【００６３】
なお、以上の説明では、本発明を、共焦点レーザ走査型顕微鏡に適用する例を示したが、本発明は、共焦点型以外のレーザ走査型顕微鏡にも適用することが可能である。
【００６４】
また、以上の説明では、３つのスキャン領域を設定した場合の処理について説明したが、本発明は、２つまたは４つ以上のスキャン領域を設定した場合の処理にも適用することが可能である。また、以上では、複数のスキャン領域の大きさが同一の場合について説明したが、本発明は、スキャン領域の大きさが異なる場合にも適用することが可能である。
【００６５】
なお、上述したスキャナ駆動系５１の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【００６６】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【００６７】
さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  共焦点レーザ走査型顕微鏡，  １３Ｘ，１３Ｙ  ミラー，  １４Ｘ，１４Ｙ  スキャナ，  ５１  スキャナ駆動系，  ６１  コントローラ，  ６２  基準クロック発生器，  ６３  分周器，  ６４Ｘ，６４Ｙ  分周器，  ６５Ｘ，６５Ｙ  アドレス発生器，  ６６Ｘ，６６Ｙ  メモリ，  ６８Ｘ，６８Ｙ  駆動回路，  ８１  駆動テーブル作成部，  ８２  駆動制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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