(57)【要約】【課題】スイッチングノイズの影響を抑制した高精細な画像を取得する。【解決手段】顕微鏡により得られた標本からの光を検出して、検出した光の輝度に相当する検出信号を出力する検出器３と、電圧のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング機能を内部に有し、検出器３に動作電圧を供給するスイッチング電源９と、検出信号におけるスイッチング電源９によるＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって生じるスイッチングノイズの発生タイミングを検出するトリガ検出回路１１と、トリガ検出回路１１により検出されたスイッチングノイズの発生タイミングに基づいて、スイッチングノイズが発生している時間の検出信号を除去するノイズ除去部１３とを備える検出装置１を提供する。【選択図】図１
2019090891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡により得られた標本からの光を検出して、検出した光の輝度に相当する検出信号を出力する光検出素子と、
電圧のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング機能を内部に有し、前記光検出素子に動作電圧を供給する電源と、
前記検出信号における前記電源による前記ＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって生じるスイッチングノイズの発生タイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出部により検出された前記発生タイミングに基づいて、前記検出信号から前記スイッチングノイズの影響を除去するノイズ除去部とを備える検出装置。
【請求項２】
前記タイミング検出部が、前記光検出素子から出力される前記検出信号のうち、前記標本からの光に関する信号とは逆符号の信号が所定の閾値を超えるタイミングをトリガとして前記発生タイミングを検出する請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
互いに異なる前記動作電圧を供給する前記電源を２つ備え、
前記タイミング検出部が、２つの前記電源のグランド信号の差分信号、または、一方の前記電源のグランド信号と前記光検出素子のグランド信号との差分信号が所定の閾値を超えるタイミングをトリガとして前記発生タイミングを検出する請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記ノイズ除去部が、前記タイミング検出部により検出された前記発生タイミングに基づいて、前記スイッチングノイズが発生しているゲート時間を示すゲート信号を作成するゲート信号作成部と、該ゲート信号作成部により作成されたゲート信号の前記検出信号に対するタイミングを調整するタイミング調整部と、該タイミング調整部によりタイミングが調整された前記ゲート信号に基づいて、前記ゲート時間中の前記検出信号の値をゼロにする信号修正部とを備える請求項２または請求項３のいずれかに記載の検出装置。
【請求項５】
前記光検出素子から出力される前記検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を備え、
前記タイミング検出部が前記Ａ／Ｄ変換部の前段または後段に配置され、
前記信号修正部が、前記Ａ／Ｄ変換部の後段において前記検出信号と前記ゲート信号とを乗算する請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記光検出素子から出力される前記検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を備え、
前記タイミング検出部が前記Ａ／Ｄ変換部の前段に配置され、
前記信号修正部が、前記Ａ／Ｄ変換部の前段において前記検出信号と前記ゲート信号とを乗算する請求項４に記載の検出装置。
【請求項７】
前記電源が、ゲイン調整用の動作電圧および／または温度調整用の動作電圧を前記光検出素子に供給する請求項１から請求項６のいずれかに記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ走査型顕微鏡に使用する検出器として、光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier  Tube）や半導体素子（ＡＰＤ：Avalanche  photodiode、ＳｉＰＭ：Silicon  Photomultipliers）等が知られている。検出器を使用するには、ゲインを確保するために動作電圧を調整する高電圧コントローラ、および、ノイズの低減や検出能の安定化のために受光面を温調する温度コントローラが必要になる。これらコントローラには直流電圧を安定的に供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータが内蔵されており、コンバータには高効率かつ小型のスイッチングレギュレータが広く使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般的に、スイッチングレギュレータには非安定的な直流電圧を高速スイッチングで高周波のパルスにしてトランスに送るスイッチング素子が使用されており、この高速スイッチングにより数ｋ〜数百ｋＨｚ程度の高周波ノイズ（スイッチングノイズ）が発生する。このスイッチングノイズが検出器の検出信号に混入すると、画質が低減するという問題がある。特に、蛍光顕微鏡のように、検出光が数フォトン程度の場合は、検出信号がパルス状になるため、スイッチングノイズをフォトンとして誤検出してしまうことがある。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、スイッチングノイズの影響を抑制した高精細な画像を取得することができる検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、顕微鏡により得られた標本からの光を検出して、検出した光の輝度に相当する検出信号を出力する光検出素子と、電圧のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング機能を内部に有し、前記光検出素子に動作電圧を供給する電源と、前記検出信号における前記電源による前記ＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって生じるスイッチングノイズの発生タイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部により検出された前記発生タイミングに基づいて、前記検出信号から前記スイッチングノイズの影響を除去するノイズ除去部とを備える検出装置である。
【０００６】
本態様によれば、光検出素子から出力される検出信号に基づいて、顕微鏡により観察する標本の画像を生成することができる。ここで、電源内の電圧のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって生じるスイッチングノイズが検出信号に混入すると画質が低減するが、タイミング検出部によって検出信号における電源によるスイッチングノイズの発生タイミングが検出され、ノイズ除去部によってその発生タイミングに基づいて検出信号からスイッチングノイズの影響が除去されることにより、スイッチングノイズの影響がない検出信号に基づいて画像を生成することができる。これにより、スイッチングノイズの影響を抑制した高精細な画像を取得することができる。
【０００７】
上記態様においては、前記タイミング検出部が、前記光検出素子から出力される前記検出信号のうち、前記標本からの光に関する信号とは逆符号の信号が所定の閾値を超えるタイミングをトリガとして前記発生タイミングを検出することとしてもよい。
【０００８】
このように構成することで、標本からの光に関する信号とは逆符号の所定の閾値を設定しておくだけの簡易な構成で、スイッチングノイズの発生タイミングを検出することができる。
【０００９】
上記態様においては、互いに異なる前記動作電圧を供給する前記電源を２つ備え、前記タイミング検出部が、２つの前記電源のグランド信号の差分信号、または、一方の前記電源のグランド信号と前記光検出素子のグランド信号との差分信号が所定の閾値を超えるタイミングをトリガとして前記発生タイミングを検出することとしてもよい。
【００１０】
このように構成することで、２つの電源のグランド信号の差分、あるいは、一方の電源のグランド信号と光検出素子のグランド信号との差分により、スイッチングノイズのみを取り出した差分信号を生成することができる。したがって、スイッチングノイズの発生タイミングを精度よく検出することができる。
【００１１】
上記態様においては、前記ノイズ除去部が、前記タイミング検出部により検出された前記発生タイミングに基づいて、前記スイッチングノイズが発生しているゲート時間を示すゲート信号を作成するゲート信号作成部と、該ゲート信号作成部により作成されたゲート信号の前記検出信号に対するタイミングを調整するタイミング調整部と、該タイミング調整部によりタイミングが調整された前記ゲート信号に基づいて、前記ゲート時間中の前記検出信号の値をゼロにする信号修正部とを備えることとしてもよい。
【００１２】
このように構成することで、ゲート信号作成部により作成され、タイミング調整部によりタイミングが調整されたゲート信号により、検出信号におけるスイッチングノイズが発生している時間が分かる。そして、信号修正部により、スイッチングノイズが発生している時間の検出信号の値をゼロにすることで、検出信号からスイッチングノイズの影響を精度よく除去することができる。
【００１３】
上記態様においては、前記光検出素子から出力される前記検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を備え、前記タイミング検出部が前記Ａ／Ｄ変換部の前段または後段に配置され、前記信号修正部が、前記Ａ／Ｄ変換部の後段において前記検出信号と前記ゲート信号とを乗算することとしてもよい。
このように構成することで、信号修正部により、Ａ／Ｄ変換後の検出信号においてゲート時間中の値をゼロにすることができる。
【００１４】
上記態様においては、前記光検出素子から出力される前記検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を備え、前記タイミング検出部が前記Ａ／Ｄ変換部の前段に配置され、前記信号修正部が、前記Ａ／Ｄ変換部の前段において前記検出信号と前記ゲート信号とを乗算することとしてもよい。
このように構成することで、信号修正部により、Ａ／Ｄ変換前の検出信号においてゲート時間中の値をゼロにすることができる。
【００１５】
上記態様においては、前記電源が、ゲイン調整用の動作電圧および／または温度調整用の動作電圧を前記光検出素子に供給することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スイッチングノイズの影響を抑制した高精細な画像を取得することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の変形例に係る検出装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態の別の変形例に係る検出装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る検出装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る検出装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る検出装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る検出装置について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る検出装置１は、例えば、レーザ走査型顕微鏡（ＬＳＭ：Laser  scanning  microscope）のような顕微鏡（図示略）に用いられる。この検出装置１は、図１に示すように、光を検出して検出信号を出力する検出器（光検出素子）３と、検出器３から出力される検出信号を増幅するアンプ５と、アンプ５により増幅された検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器７と、検出器３に動作電圧を供給するスイッチング電源（電源）９と、検出信号におけるノイズの発生タイミングを検出するトリガ検出回路（タイミング検出部）１１と、トリガ検出回路１１により検出されたノイズの発生タイミングに基づいて、検出信号からノイズの影響を除去するノイズ除去部１３とを備えている。
【００１９】
検出器３は、例えば、レーザ走査型顕微鏡により得られた標本（図示略）からの光を検出して、検出した光の輝度に相当する検出信号を出力するようになっている。検出器３としては、例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）や、ＡＰＤおよびＳｉＰＭ等の半導体素子が用いられる。
【００２０】
スイッチング電源９は、内部に電圧のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング機能を有している。このスイッチング電源９は、例えば、検出器３のゲインを調整するゲイン調整用の動作電圧を供給するＨＶコントローラや、ノイズの低減や検出能の安定化のために検出器３の受光面を温調する温度調整用の動作電圧を供給する温度コントローラである。
【００２１】
トリガ検出回路１１は、アンプ５とＡ／Ｄ変換器７との間に配置されている。アンプ５から出力される検出信号には、例えば、図１に示すように、標本からの光に関するパルス状の光検出信号と、スイッチング電源９内の電圧のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって生じるリップルノイズであるスイッチングノイズとが含まれる。光検出信号は正か負のいずれか一方にのみ変化する信号であり、スイッチングノイズは光検出信号とは逆符号の信号を含むものである。
【００２２】
このトリガ検出回路１１は、アンプ５から送られてくる検出信号に対して光検出信号とは逆符号でトリガをかけて、検出信号におけるスイッチングノイズの発生タイミングを検出するようになっている。具体的には、トリガ検出回路１１は、検出信号において光検出信号とは逆符号の信号が所定の閾値を超えるタイミングをトリガとしてスイッチングノイズの発生タイミングを検出し、逆符号の信号が所定の閾値を超えたタイミングを示す図１に示すようなトリガ信号を作成するようになっている。そして、トリガ検出回路１１は、作成したトリガ信号をノイズ除去部１３に送るようになっている。
【００２３】
ノイズ除去部１３は、トリガ検出回路１１により検出されたスイッチングノイズの発生タイミングに基づいて、スイッチングノイズが発生しているゲート時間を示す矩形波のＨｉ−Ｌｏ信号（ゲート信号）を作成するＨｉ−Ｌｏ信号発生器（ゲート信号作成部）１５と、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５により作成されたＨｉ−Ｌｏ信号のタイミングを調整するタイミング調整回路（タイミング調整部）１７と、タイミング調整回路１７によりタイミングが調整されたＨｉ−Ｌｏ信号に基づいて、検出信号の値を修正する演算回路（信号修正部）１９とを備えている。
【００２４】
Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５は、トリガ検出回路１１から送られてくるトリガ信号を変換し、例えば、図１に示すように、Ｈｉの期間がスイッチングノイズが発生している時間（ゲート時間）に対応し、Ｌｏの期間がスイッチングノイズが発生していない時間に対応するＨｉ−Ｌｏ信号を作成するようになっている。そして、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５は、作成したＨｉ−Ｌｏ信号をタイミング調整回路１７に送るようになっている。
【００２５】
タイミング調整回路１７は、演算回路１９に入力される検出信号に対するＨｉ−Ｌｏ信号発生器１５により作成されたＨｉ−Ｌｏ信号のタイミングを調整するようになっている。具体的には、トリガ検出回路１１により作成されるトリガ信号は、スイッチングノイズが発生している期間のいずれかの時点を示すものであり、スイッチングノイズが発生し始めるタイミングはトリガ信号よりも早いと考えられることから、タイミング調整回路１７は、図１に示すように、Ｈｉ−Ｌｏ信号の検出信号に対するタイミングを所定時間分だけ早めるようにずらして、Ｈｉ−Ｌｏ信号を演算回路１９に送るようになっている。
【００２６】
演算回路１９は、Ａ／Ｄ変換器７の後段に配置され、Ａ／Ｄ変換器７によりＡ／Ｄ変換された検出信号に、タイミング調整回路１７によりタイミングが調整されたＨｉ−Ｌｏ信号を乗算し、ゲート時間外の検出信号の値はそのままで、ゲート時間中の検出信号の値をゼロにするようになっている。そして、演算回路１９は、修正後の検出信号を画像表示装置２１に送るようになっている。
【００２７】
画像表示装置２１は、ユーザが指示を入力するキーボード等の入力部２３と、ユーザからの入力に従い各種設定や制御を行ったり画像生成等を行ったりするコンピュータ本体２５と、コンピュータ本体２５により生成された画像や情報等を表示するモニタ２７とを備えている。
【００２８】
このように構成された検出装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る検出装置１によりレーザ走査型顕微鏡によって観察する標本の画像を生成する場合、まず、レーザ走査型顕微鏡により得られた標本からの光が検出器３により検出される。そして、検出器３から検出した光の輝度に相当する検出信号が出力され、その検出信号がアンプ５により増幅されてトリガ検出回路１１に入力される。検出器３には、スイッチング電源９から動作電圧が供給される。
【００２９】
トリガ検出回路１１においては、アンプ１３からの検出信号がＡ／Ｄ変換器７に送られるとともに、その検出信号において光検出信号とは逆符号の信号が所定の閾値を超えるタイミングをトリガとして、そのタイミングを示すトリガ信号が作成されてＨｉ−Ｌｏ信号発生器１５に送られる。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器７に送られてきた検出信号はＡ／Ｄ変換されて演算回路１９に送られ、また、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５に送られてきたトリガ信号はゲート時間を示すＨｉ−Ｌｏ信号に変換されてタイミング調整回路１７に送られる。そして、タイミング調整回路１７により、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５から送られてきたＨｉ−Ｌｏ信号が検出信号に対するタイミングを所定時間分だけ早めるようにずらされて演算回路１９に送られる。
【００３１】
次いで、演算回路１９により、Ａ／Ｄ変換器７から送られてきた検出信号とタイミング調整回路１７から送られてきたＨｉ−Ｌｏ信号とが乗算されて、ゲート時間中の値がゼロとなるように検出信号が修正されて画像表示装置２１に送られる。そして、画像表示装置２１において、コンピュータ本体２５により、演算回路１９から送られてきた検出信号が画像表示ソフトに基づいて処理されて画像が生成され、モニタ２７に表示される。
【００３２】
ここで、スイッチング電源９内の電圧のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって生じるスイッチングノイズが検出信号に混入すると画質が低減するが、本実施形態に係る検出装置１によれば、検出信号におけるスイッチングノイズの発生タイミングが検出されて、スイッチングノイズが発生している時間の検出信号の値をゼロにすることにより、スイッチングノイズの影響がない検出信号に基づいて画像を生成することができる。これにより、スイッチングノイズの影響を抑制した標本の高精細な画像を取得することができる。
【００３３】
本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、Ａ／Ｄ変換器７の前段にトリガ検出回路１１を配置することとしたが、これに代えて、例えば、図２に示すように、トリガ検出回路１１をＡ／Ｄ変換器７の後段、具体的には、Ａ／Ｄ変換器７と演算回路１９との間に配置することとしてもよい。
【００３４】
また、本実施形態においては、ノイズ除去部として演算回路１９を採用し、演算回路１９によりＡ／Ｄ変換後の検出信号とＨｉ−Ｌｏ信号とを乗算することとしたが、これに代えて、例えば、図３に示すように、ノイズ除去部としてＤＢＭ（デジタルバランスドミキサ）や乗算回路等の混合器（信号修正部）２９を採用し、混合器２９によりＡ／Ｄ変換前の検出信号とＨｉ−Ｌｏ信号とを乗算して、ゲート時間中の検出信号の値をゼロにすることとしてもよい。この場合、混合器２９により修正された検出信号をＡ／Ｄ変換器７によりＡ／Ｄ変換して画像表示装置２１に送ることとすればよい。
【００３５】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る検出装置について説明する。
本実施形態に係る検出装置３１は、図４に示すように、互いに異なる動作電圧を供給するスイッチング電源９Ａおよびスイッチング電源９Ｂと、差分信号を出力する差動アンプ３３とを備える点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る検出装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
検出器３は、光を検出する検出素子３Ａと、検出素子３Ａを冷却する冷却素子３Ｂとを備えている。スイッチング電源９Ａは、ゲインを調整するための動作電圧を検出素子３Ａに供給するＨＶコントローラである。スイッチング電源９Ｂは、検出素子３Ａの受光面を温調する温度調整用の動作電圧を冷却素子３Ｂに供給する温度コントローラである。
【００３７】
差動アンプ３３は、設計段階でまたはユーザが使用中に設定する入力パターンに従い、２つのスイッチング電源９Ａ，９Ｂのグランド（ＧＮＤ）信号ＧＡ，ＧＢが入力されてこれらの差分信号を出力したり、スイッチング電源９Ａのグランド信号ＧＡまたはスイッチング電源９Ｂのグランド信号ＧＢと、検出素子３Ａのグランド信号に対応する検出回路３５のグランド信号ＧＣとが入力されてこれらの差分信号を出力したりするようになっている。検出回路３５は、検出素子３Ａからの検出信号を増幅するアンプ５（増幅器）を有する回路である。図４は、スイッチング電源９Ａのグランド信号ＧＡと検出回路３５のグランド信号ＧＣが差動アンプ３３に入力される入力パターンを示している。
【００３８】
トリガ検出回路１１は、差動アンプ３３から送られてくる差分信号が所定の閾値を超えるタイミングをトリガとして検出信号におけるスイッチングノイズの発生タイミングを検出し、差分信号が所定の閾値を超えるタイミングを示すトリガ信号を作成するようになっている。
【００３９】
このように構成された検出装置３１の作用について説明する。
本実施形態に係る検出装置３１によりレーザ走査型顕微鏡によって観察する標本の画像を生成する場合、まず、レーザ走査型顕微鏡により得られた標本からの光が検出器３の検出素子３Ａにより検出され、その検出信号が出力される。検出素子３Ａから出力された検出信号は、検出回路３５のアンプ５により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７によりＡ／Ｄ変換されて演算回路１９に送られる。検出素子３Ａにはスイッチング電源９Ａから動作電圧が供給され、冷却素子３Ｂにはスイッチング電源９Ｂから動作電圧が供給される。
【００４０】
また、設計段階でまたはユーザが使用中に設定する入力パターンに従い、例えば、図４に示すように、スイッチング電源９Ａのグランド信号ＧＡと検出回路３５のグランド信号ＧＣがそれぞれ差動アンプ３３に入力され、差動アンプ３３によりこれらの差分信号が出力されてトリガ検出回路１１に送られる。そして、トリガ検出回路１１により、差動アンプ３３から送られてきた差分信号において所定の閾値を超えるタイミングをトリガとして、そのタイミングを示すトリガ信号が作成されてＨｉ−Ｌｏ信号発生器１５に送られる。
【００４１】
次いで、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５により、トリガ検出回路１１から送られてきたトリガ信号がゲート時間を示すＨｉ−Ｌｏ信号に変換されて、タイミング調整回路１７に送られる。そして、タイミング調整回路１７により、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５から送られてきたＨｉ−Ｌｏ信号が検出信号に対するタイミングを所定時間分だけ早めるようにずらされて演算回路１９に送られる。
【００４２】
次いで、演算回路１９により、Ａ／Ｄ変換器７から送られてきた検出信号とタイミング調整回路１７から送られてきたＨｉ−Ｌｏ信号とが乗算されて、ゲート時間中の値がゼロとなるように検出信号が修正されて画像表示装置２１に送られる。そして、コンピュータ本体２５によりその検出信号に基づいて画像が生成されてモニタ２７に表示される。
【００４３】
このようにすることで、スイッチング電源９Ａ内の電圧のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって生じるスイッチングノイズが大きい場合であったとしても、そのスイッチングノイズの影響が除去された検出信号に基づいて、画像を生成することができる。
【００４４】
ここで、スイッチング電源９Ａのノイズよりもスイッチング電源９Ｂのノイズの方が顕著な場合は、スイッチング電源９Ｂのグランド信号ＧＢと検出回路３５からのグランド信号ＧＣとを差動アンプ３３に入力させるよう、設計段階でまたはユーザが使用中に入力パターンの設定を切り替えることとしてもよい。
【００４５】
この場合、差動アンプ３３により、スイッチング電源９Ｂのグランド信号ＧＢと検出回路３５からのグランド信号ＧＣとの差分信号が出力され、トリガ検出回路１１により、その差分信号に基づいてトリガ信号が作成されてＨｉ−Ｌｏ信号発生器１５に送られる。そして、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５によりトリガ信号がＨｉ−Ｌｏ信号に変換されて、タイミング調整回路１７によりＨｉ−Ｌｏ信号のタイミングが調整された後、演算回路１９により検出信号とが乗算される。これにより、スイッチング電源９Ｂのスイッチングノイズの影響が除去された検出信号に基づいて、画像を生成することができる。
【００４６】
また、２つのスイッチング電源９Ａ，９Ｂのグランド信号ＧＡ，ＧＢを差動アンプ３３に入力させるよう、設計段階でまたはユーザが使用中に入力パターンの設定を切り替えることとしてもよい。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る検出装置３１によれば、差動アンプ３３の入力パターンの切り替えに応じて、検出信号からスイッチング電源９Ａ，９Ｂのスイッチングノイズの影響を除去して、高精細な画像を取得することができる。
【００４８】
この場合において、スイッチング電源９Ａ，９Ｂのグランド信号ＧＡ，ＧＢの一方と検出回路３５のグランド信号ＧＣとの差分、あるいは、２つのスイッチング電源９Ａ，９Ｂのグランド信号ＧＡ，ＧＢの差分により、スイッチングノイズのみを取り出した差分信号を生成することができる。したがって、スイッチングノイズの発生タイミングを精度よく検出することができ、検出信号からスイッチングノイズの影響をより精度よく除去することができる。
【００４９】
本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、ノイズ除去部として演算回路１９を採用し、Ａ／Ｄ変換後の検出信号とＨｉ−Ｌｏ信号とを乗算することとしたが、第１変形例としては、例えば、図５に示すように、ノイズ除去部としてＤＢＭや乗算回路等の混合器２９を採用し、混合器２９によりＡ／Ｄ変換前の検出信号とＨｉ−Ｌｏ信号とを乗算して、ゲート時間中の検出信号の値をゼロにすることとしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、単一の差動アンプ３３および単一のトリガ検出回路１１を採用することとしたが、第２変形例としては、例えば、図６に示すように、２つの差動アンプ３３Ａ，３３Ｂと、２つのトリガ検出回路１１Ａ，１１Ｂとを採用することとしてもよい。
【００５１】
この場合、例えば、スイッチング電源９Ａのグランド信号ＧＡと検出回路３５のグランド信号ＧＣとを差動アンプ３３Ａに入力し、スイッチング電源９Ｂのグランド信号ＧＢと検出回路３５のグランド信号ＧＣとを差動アンプ３３Ｂに入力することとしてもよい。
【００５２】
そして、差動アンプ３３Ａによりスイッチング電源９Ａのグランド信号ＧＡと検出回路３５のグランド信号ＧＣとの差分信号を出力して、トリガ検出回路１１Ａによりその差分信号に基づいて検出信号におけるスイッチングノイズの発生タイミングを検出するとともに、差動アンプ３３Ｂによりスイッチング電源９Ｂのグランド信号ＧＢと検出回路３５のグランド信号ＧＣとの差分信号を出力して、トリガ検出回路１１Ｂによりその差分信号に基づいて検出信号におけるスイッチングノイズの発生タイミングを検出することとしてもよい。
【００５３】
そして、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５により、トリガ検出回路１１Ａ，１１Ｂによって作成される各トリガ信号をそれぞれのゲート時間を示す各Ｈｉ−Ｌｏ信号に変換するとともに、タイミング調整回路１７により、検出信号に対する各Ｈｉ−Ｌｏ信号のタイミングを調整し、演算回路１９により、タイミング調整後の各Ｈｉ−Ｌｏ信号に基づいてそれぞれのゲート時間中の検出信号の値をゼロにすることとしてもよい。
【００５４】
このようにすることで、差動アンプ３３Ａ，３３Ｂおよびトリガ検出回路１１Ａ，１１Ｂにより、検出信号からスイッチング電源９Ａ，９Ｂの両方のノイズを除去することができる。したがって、単一の差動アンプ３３および単一のトリガ検出回路１１を採用する場合と比較して、検出信号からノイズをより効果的に除去して高精細な画像を生成することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
【００５６】
また、上記各実施形態においては、Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器１５が、Ｈｉの期間がスイッチングノイズが発生している時間（ゲート時間）に対応し、Ｌｏの期間がスイッチングノイズが発生していない時間に対応するＨｉ−Ｌｏ信号を作成することとしたが、これに代えて、Ｌｏの期間がスイッチングノイズが発生している時間（ゲート時間）に対応し、Ｈｉの期間がスイッチングノイズが発生していない時間に対応するＨｉ−Ｌｏ信号を作成することとしてもよい。
【００５７】
また、上記各実施形態においては、検出信号に対するＨｉ−Ｌｏ信号のタイミングを所定時間分だけ早めるように調整することとしたが、Ｈｉ−Ｌｏ信号のゲート時間のタイミングを検出信号における実際のスイッチングノイズが発生しているタイミングに合わせることができればよく、状況に応じて検出信号に対するＨｉ−Ｌｏ信号のタイミングを所定時間分だけ遅らせるように調整することとしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１，３１              検出装置
３                    検出器（光検出素子）
７                    Ａ／Ｄ変換器
９，９Ａ，９Ｂ        スイッチング電源（電源）
１１，１１Ａ，１１Ｂ  トリガ検出回路（タイミング検出部）
１３                  ノイズ除去部
１５                  Ｈｉ−Ｌｏ信号発生器（ゲート信号作成部）
１７                  タイミング調整回路（タイミング調整部）
１９                  演算回路（信号修正部）
２９                  混合器（信号修正部）
【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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