(57)【要約】【課題】常に高精度な画像を取得する。【解決手段】スキャナと、対物レンズと、複数の印加電圧に依存するトータルゲインに従い、蛍光を検出して光強度信号を出力するＨＰＤ３１と、光強度信号をスキャナの走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して画像を生成する画像生成部５と、トータルゲインを入力するゲイン入力部３３と、ＨＰＤ３１に印加電圧の個別ゲインを設定するゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂと、ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂごとに個別ゲインと印加電圧とが対応付けられ、Ｓ／Ｎが高い方を優先してゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂどうしの個別ゲインが各トータルゲインに対応付けられたマップを記憶する情報記憶部３５と、入力されたトータルゲインに対応付けられている各個別ゲインをマップから読み出し、その個別ゲインに対応する印加電圧を各ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂに設定するパラメータ制御部３７とを備える走査型レーザ顕微鏡を提供する。【選択図】図２
2015018070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられたレーザ光を標本上で２次元的に走査させる走査部と、
該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、
該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、
ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、
前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、
該ゲイン設定部ごとに前記個別ゲインと前記パラメータとが対応付けられ、これらゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、
前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡。
【請求項２】
光源から発せられたレーザ光を標本上で２次元的に走査させる走査部と、
該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、
該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、
ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、
前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定するゲイン設定部と、
これらのゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、
前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備え、
前記ゲイン設定部ごとに、前記個別ゲインと前記パラメータとが所定の関数に基づいて対応付けられている走査型レーザ顕微鏡。
【請求項３】
ユーザが前記走査部の走査速度を入力する走査速度入力部と、
該走査速度入力部により入力された走査速度を前記走査部に設定する走査速度設定部とを備え、
前記パラメータ制御部が、前記走査速度入力部に入力された走査速度と前記走査部の現在の走査速度との比率に応じて、前記走査部の走査速度が遅くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出し、前記走査部の走査速度を速くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出す請求項１または請求項２に記載の走査型レーザ顕微鏡。
【請求項４】
光源から発せられたレーザ光を標本上で２次元的に走査させる走査部と、
該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、
該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、
ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、
前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、
これらのゲイン設定部間の優先順位情報、前記ゲイン設定部ごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報、および、前記ゲイン設定部ごとの前記個別ゲインと前記パラメータとを対応付ける関係式情報を記憶する情報記憶部と、
該情報記憶部に記憶されている前記優先順位情報、前記設定可能範囲情報および前記関係式情報に基づいて、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインを満たすように各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを組み合わせ、組み合わせた個別ゲインに対応する前記パラメータを算出する演算部と、
該演算部により算出された前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡。
【請求項５】
前記所定の優先順位が、Ｓ／Ｎが高い前記ゲイン設定部を優先する請求項１から請求項４のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。
【請求項６】
前記光検出部がハイブリッドディテクタであり、該ハイブリッドディテクタの光電面に印加する電圧と半導体素子に印加する電圧とをそれぞれ前記パラメータとする請求項１から請求項５のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型レーザ顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出器として光電子増倍管（ＰＭＴ）を備えた走査型レーザ顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の走査型レーザ顕微鏡は、スキャン速度を変更する度に、ＰＭＴに印加する電圧と回路ゲインとに基づいてＰＭＴのトータルゲインを設定することで、スキャン速度を変更しても同じ明るさの画像が得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１５３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＰＭＴはトータルゲインが単一の印加電圧に依存するが、最近になって検出器として使用されるようになったハイブリッドディテクタ（ＨＰＤ）は、光電面に印加する電圧とアバランシェダイオード（ＡＤ）に印加する電圧にトータルゲインが依存しており、これらの印加電圧に対するゲインの配分に２通りの解が存在する。
【０００５】
そのため、ハイブリッドディテクタのようにトータルゲインが複数の印加電圧に依存する検出器を採用する場合に、特許文献１を参照してスキャン速度に応じた最適なトータルゲインを設定しようとしても、複数の印加電圧に対するゲインの配分を適切にすることは困難である。また、トータルゲインが同一でも、複数の印加電圧に対するゲインの配分に応じてノイズの発生が異なり、取得する画像の精度が異なるという不都合がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、検出器のトータルゲインが複数のパラメータに依存する場合に、常に高精度な画像を取得することができる走査型レーザ顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で２次元的に走査させる走査部と、該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、該ゲイン設定部ごとに前記個別ゲインと前記パラメータとが対応付けられ、これらゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡を提供する。
【０００８】
本発明によれば、光源からレーザ光が発せられると、走査部により走査されて対物レンズにより標本に照射される。そして、標本からの戻り光が、光検出部により複数のパラメータに依存するトータルゲインに従って検出されて光強度信号に変換され、画像生成部によりその光強度信号に相当する輝度情報に基づいて標本の画像が生成される。
【０００９】
この場合において、ユーザがゲイン入力部にトータルゲインを入力すると、パラメータ制御部が、マップ記憶部に記憶されているマップに従い、ゲイン設定部間の所定の優先順位に従ってそのトータルゲインに対応付けられている各ゲイン設定部の個別ゲインに対応するパラメータをそれぞれのゲイン設定部に設定することで、光検出部において、複数のパラメータを適切な個別ゲインで組み合わせたトータルゲインに従って戻り光を検出し光強度信号を得ることができる。したがって、トータルゲインが複数のパラメータに依存する検出器を用いて、ユーザが所望のトータルゲインを入力するだけで常に高精度な画像を取得することができる。
【００１０】
本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で２次元的に走査させる走査部と、該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、これらのゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備え、前記ゲイン設定部ごとに、前記個別ゲインと前記パラメータとが所定の関数に基づいて対応付けられている走査型レーザ顕微鏡を提供する。
【００１１】
本発明によれば、ゲイン設定部ごとに、個別ゲインとパラメータとを所定の関数に基づいて対応付けることで、マップ上で個別ゲインとパラメータとを対応付けなくて済む。したがって、マップを簡易にすることができる。
【００１２】
上記構成においては、ユーザが前記走査部の走査速度を入力する走査速度入力部と、該走査速度入力部により入力された走査速度を前記走査部に設定する走査速度設定部とを備え、前記パラメータ制御部が、前記走査速度入力部に入力された走査速度と前記走査部の現在の走査速度との比率に応じて、前記走査部の走査速度が遅くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出し、前記走査部の走査速度を速くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出すこととしてもよい。
【００１３】
このように構成することで、ユーザが走査速度入力部により入力して走査速度設定部により設定された走査速度で走査部が走査される。
この場合において、入力された走査速度と走査部の現在の走査速度との比率に応じて走査速度が遅くなると、パラメータ制御部により、入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに基づいてゲイン設定部ごとの個別ゲインが設定される。したがって、光検出器のトータルゲインを低減し、露光時間が長くなっても画像が飽和するのを防ぐことができる。
【００１４】
一方、走査速度が速くなる場合は、パラメータ制御部により、入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに基づいてゲイン設定部ごとの個別ゲインが設定される。したがって、光検出器のトータルゲインを増大し、露光時間が短くなっても画像の輝度を確保することができる。
【００１５】
本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で２次元的に走査させる走査部と、該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、これらのゲイン設定部間の優先順位情報、前記ゲイン設定部ごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報、および、前記ゲイン設定部ごとの前記個別ゲインと前記パラメータとを対応付ける関係式情報を記憶する情報記憶部と、該情報記憶部に記憶されている前記優先順位情報、前記設定可能範囲情報および前記関係式情報に基づいて、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインを満たすように各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを組み合わせ、組み合わせた個別ゲインに対応する前記パラメータを算出する演算部と、該演算部により算出された前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡を提供する。
【００１６】
本発明によれば、予め、ゲイン設定部間の優先順位情報、ゲイン設定部ごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報およびゲイン設定部ごとの個別ゲインとパラメータとを対応付ける関係式情報を情報記憶部に記憶させておけば、ゲイン入力部によりトータルゲインを入力するだけで、パラメータ制御部により、所望のゲイン設定部を優先させてトータルゲインを満たす組み合わせで、各ゲイン設定部に個別ゲインに対応するパラメータを設定することができる。
【００１７】
上記構成においては、前記所定の優先順位が、Ｓ／Ｎが高い前記ゲイン設定部を優先することとしてもよい。
このように構成することで、Ｓ／Ｎが高い光強度信号を得て、より高精度な画像を取得することができる。
【００１８】
上記構成においては、前記光検出部がハイブリッドディテクタであり、該ハイブリッドディテクタの光電面に印加する電圧と半導体素子に印加する電圧とをそれぞれ前記パラメータとすることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザがトータルゲインを入力するだけの簡易な操作で、ハイブリッドディテクタにより常に高精度な画像を取得することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、検出器のトータルゲインが複数のパラメータに依存する場合に、常に高精度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】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡の概略構成図である。
【図２】図１の検出システムのブロック図である。
【図３】図２の情報記憶部が備えるマップを示す図である。
【図４】所定の関数に基づいて対応付けられた個別ゲインとパラメータとの関係を示す図ある。
【図５】本発明の第２実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡の検出システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１００は、図１に示されるように、標本Ｓを載置するステージ１と、レーザ光を発する光源３と、光源３から発せられたレーザ光を標本Ｓ上で走査させるスキャナ（走査部）１３を有する観察光学系１０と、標本Ｓにおいて発生する蛍光（戻り光）を検出する検出光学系２０および検出システム３０と、検出システム３０により蛍光が検出された標本Ｓの画像を生成する画像生成部５とを備えている。
【００２２】
また、走査型レーザ顕微鏡１００は、光源３およびスキャナ１３等を制御する制御装置（走査速度設定部）７と、光源３から発生させるレーザ光の波長やスキャナ１３の走査速度等の指示をユーザが入力する入力装置（走査速度入力部）９とを備えている。
【００２３】
観察光学系１０は、光源３から発せられたレーザ光を反射するダイクロイックミラー１１と、ダイクロイックミラー１１により反射されたレーザ光を偏向して標本Ｓ上で走査させるスキャナ（走査部）１３と、スキャナ１３により偏向されたレーザ光を集光する瞳投影レンズ１５と、瞳投影レンズ１５により集光されたレーザ光を反射する反射ミラー１６と、反射ミラー１６により反射されたレーザ光を平行光に変換する結像レンズ１７と、結像レンズ１７により平行光に変換されたレーザ光を標本Ｓに照射し、標本Ｓにおいて発生する蛍光を集光する対物レンズ１９とを備えている。
【００２４】
スキャナ１３としては、例えば、ガルバノミラー、共振スキャナ、または、ＡＯＤ（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ  Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ、音響光学偏向素子）等を用いることができる。
【００２５】
ダイクロイックミラー１１は、光源３からのレーザ光を反射する一方、対物レンズ１９により集光されてレーザ光の光路を逆方向に戻る蛍光を透過させてレーザ光の光路から分岐させるようになっている。
【００２６】
検出光学系２０は、ダイクロイックミラー１１によりレーザ光の光路から分岐された蛍光を集光する集光レンズ２１と、集光レンズ２１により集光された蛍光の一部を通過させるピンホール２３と、ピンホール２３を通過した蛍光を平行光に変換して検出システム３０に入射させるコリメートレンズ２５とを備えている。
【００２７】
検出システム３０は、図２に示すように、コリメートレンズ２５から入射する蛍光を検出して光強度信号を出力するハイブリッドディテクタ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）３１と、ユーザがハイブリッドディテクタ３１の所望のトータルゲインを入力するゲイン入力部（ＧＵＩ）３３と、テーブル（マップ）を記憶する情報記憶部（マップ記憶部）３５と、ハイブリッドディテクタ３１のパラメータを制御するパラメータ制御部３７とを備えている。
【００２８】
ハイブリッドディテクタ３１は、蛍光を受光して電子に変換する光電面（光検出部、図示略）と、光電面により変換された電子に応じた光強度信号を出力するアバランシェダイオード（ＡＤ、光検出部、図示略）と、これらの光電面に印加する印加電圧（パラメータ）の個別ゲインを設定する光電面ゲイン設定部３２Ａと、アバランシェダイオードに印加する印加電圧（パラメータ）の個別ゲインを設定するＡＤゲイン設定部３２Ｂとを備えている。
【００２９】
このハイブリッドディテクタ３１は、光電面およびアバランシェダイオードの各印加電圧（パラメータ）に依存するトータルゲインに従って蛍光を検出して光電変換し、蛍光の光量に応じた大きさの光強度信号を画像生成部５に送るようになっている。トータルゲインは、光電面に印加する印加電圧の個別ゲインとアバランシェダイオードに印加する印加電圧の個別ゲインとの積となる。
【００３０】
情報記憶部３５は、図３に示すように、光電面ゲイン設定部３２Ａの各個別ゲインと印加電圧とが対応付けられたテーブル１と、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの各個別ゲインと印加電圧とが対応付けられたテーブル２とを有している。各テーブル１およびテーブル２において、印加電圧は任意の値である。
【００３１】
これらのテーブル１およびテーブル２は、光電面ゲイン設定部３２ＡとＡＤゲイン設定部３２ＢのＳ／Ｎが高い方、例えば、光電面ゲイン設定部３２ＡがＡＤゲイン設定部３２Ｂよりも優先されて、ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂどうしの各個別ゲインが各トータルゲインに対応付けられ、マップとして情報記憶部３５に記憶されている。
【００３２】
図３の例では、例えば、トータルゲインが３００の場合は、Ｓ／Ｎが高い光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインが３００（テーブル１）で、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインは１（テーブル２）が対応付けられている。また、例えば、トータルゲインが１５００の場合は、Ｓ／Ｎが高い光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインが１５００（テーブル１）で、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインは１（テーブル２）が対応付けられている。
【００３３】
パラメータ制御部３７は、ゲイン入力部３３にトータルゲインが入力されると、情報記憶部３５に記憶されているマップからそのトータルゲインに対応付けられている光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインとＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインとを読み出すようになっている。
【００３４】
また、パラメータ制御部３７は、マップから読み出した光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインに対応する印加電圧を光電面ゲイン設定部３２Ａに設定するとともに、マップから読み出したＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインに対応する印加電圧をＡＤゲイン設定部３２Ｂに設定するようになっている。情報記憶部３５に記憶されているマップに従うことで、Ｓ／Ｎが高い光電面ゲイン設定部３２ＡがＡＤゲイン設定部３２Ｂよりも優先されてトータルゲインが振り分けられる。
【００３５】
画像生成部５は、ハイブリッドディテクタ３１から送られてくる光強度信号をスキャナ１３によるレーザ光の走査位置に対応する画素ごとに輝度情報に変換して、標本Ｓの画像を生成するようになっている。画像生成部５には、生成した画像を表示するモニタ６が接続されている。
【００３６】
制御装置７は、レーザ３からのレーザ光の発生のＯＮ／ＯＦＦを制御したり、スキャナ１３によるレーザ光の走査速度および走査位置を制御したりするようになっている。また、制御装置７は、レーザ光の走査位置を示す走査位置情報を画像生成部５に送るようになっている。
【００３７】
このように構成された走査型レーザ顕微鏡１００の作用について説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１００により標本Ｓの画像を取得するには、まず、ユーザがステージ１に標本Ｓを載置し、ゲイン入力部３３に所望のトータルゲインを入力した後、制御装置７により光源３からレーザ光を発生させる。
【００３８】
光源３から発せられたレーザ光は、ダイクロイックミラー１１により反射され、スキャナ１３により偏向されて瞳投影レンズ１５により集光され、反射ミラー１６および結像レンズ１７を介して、対物レンズ１９により標本Ｓに照射される。
【００３９】
レーザ光が照射されることにより標本Ｓにおいて蛍光が発生すると、蛍光は対物レンズ１９により集光され、結像レンズ１７、反射ミラー１６、瞳投影レンズ１５、スキャナ１３を介してレーザ光の光路を戻り、ダイクロイックミラー１１を透過してレーザ光の光路から分離される。
【００４０】
ダイクロイックミラー１１を透過した蛍光は、集光レンズ２１により集光され、その内の標本Ｓにおける対物レンズ１９の焦点位置において発生した蛍光のみがピンホール２３を通過する。ピンホール２３を通過した蛍光は、コリメートレンズ２５により平行光に変換されて検出システム３０に入射し、ハイブリッドディテクタ３１により検出される。
【００４１】
この場合において、検出システム３０では、パラメータ制御部３７により、情報記憶部３５に記憶されているマップから、ゲイン入力部３３に入力されたトータルゲインに対応付けられている各ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂの個別ゲインが読み出され、読み出した各個別ゲインに対応する各印加電圧が光電面ゲイン設定部３２ＡおよびＡＤゲイン設定部３２Ｂにそれぞれ設定される。
【００４２】
例えば、図３に示すように、ゲイン入力部３３にトータルゲイン９００が入力された場合は、パラメータ制御部３７により、テーブル１から光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲイン９００が読み出されるとともに、テーブル２からＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲイン１が読み出される。
【００４３】
そして、パラメータ制御部３７により、テーブル１に従いトータルゲイン９００に対応付けられている個別ゲイン９００に対応する印加電圧−６０００（Ｖ）が光電面ゲイン設定部３２Ａに設定されるとともに、テーブル２に従いトータルゲイン９００に対応付けられている個別ゲイン１に対応する印加電圧１００（Ｖ）がＡＤゲイン設定部３２Ｂに設定される。
【００４４】
次いで、ハイブリッドディテクタ３１において、光電面ゲイン設定部３２Ａにより光電面の個別ゲイン９００が設定されるとともに、ＡＤゲイン設定部３２Ｂによりアバランシェダイオードの個別ゲイン１が設定される。
【００４５】
これにより、トータルゲインが９００に設定されたハイブリッドディテクタ３１により、蛍光が検出されて光強度信号に変換され、画像生成部５に送られる。そして、画像生成部５により、その光強度信号に基づいて標本Ｓの画像が生成され、モニタ６に送られて表示される。
【００４６】
また、例えば、ゲイン入力部３３にトータルゲイン１５０００が入力された場合は、パラメータ制御部３７により、テーブル１から光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲイン１５００が読み出されるとともに、テーブル２からＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲイン１０が読み出される。
【００４７】
そして、パラメータ制御部３７により、テーブル１に従いトータルゲイン１５０００に対応付けられている個別ゲイン１５００に対応する印加電圧−８０００（Ｖ）が光電面ゲイン設定部３２Ａに設定されるとともに、テーブル２に従いトータルゲイン１５０００に対応付けられている個別ゲイン１０に対応する印加電圧３０５（Ｖ）がＡＤゲイン設定部３２Ｂに設定される。
【００４８】
次いで、ハイブリッドディテクタ３１において、光電面ゲイン設定部３２Ａにより光電面の個別ゲイン１５００が設定されるとともに、ＡＤゲイン設定部３２Ｂによりアバランシェダイオードの個別ゲイン１０が設定される。
【００４９】
これにより、トータルゲイン１５０００に設定されたハイブリッドディテクタ３１によって、蛍光が検出されて光強度信号に変換され、画像生成部５に送られる。そして、画像生成部５により、その光強度信号に基づいて標本Ｓの画像が生成され、モニタ６に送られて表示される。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１００によれば、ユーザがゲイン入力部３３にトータルゲインを入力すると、パラメータ制御部３７により、マップに従い、Ｓ／Ｎが高いゲイン設定部３２Ａ（３２Ｂ）を優先してそのトータルゲインに対応付けられている個別ゲインに対応する印加電圧を各ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂに設定することで、ハイブリッドディテクタ３１において、複数の印加電圧を適切な個別ゲインで組み合わせたトータルゲインに従って蛍光を検出して光電変換し、Ｓ／Ｎが高い光強度信号を得ることができる。したがって、トータルゲインが複数の印加電圧に依存するハイブブリッドディテクタ３１を用いて、ユーザが所望のトータルゲインを入力するだけで常に高精度な画像を取得することができる。
【００５１】
本実施形態では、トータルゲインとして９００や１５０００が入力された場合を例示して説明したが、図３に示すトータルゲインが３００，１５００，１５００００の場合も同様である。図３に示すマップのトータルゲイン、個別ゲインおよび印加電圧の数値は一例であり、これに限定されるものではない。
【００５２】
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、情報記憶部３５が、各ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂの各個別ゲインと印加電圧とが対応付けられたテーブル１，２を有することとしたが、第１変形例としては、図４に示すように、ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂごとに、個別ゲインと印加電圧とが所定の関数に基づいて対応付けられていることとしてもよい。
【００５３】
この場合、情報記憶部３５には、例えば、Ｓ／Ｎが高い光電面ゲイン設定部３２ＡがＡＤゲイン設定部３２Ｂよりも優先されて、ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂどうしの各個別ゲインが各トータルゲインに対応付けられたマップが記憶されていることとすればよい。
【００５４】
そして、パラメータ制御部３７により、ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂごとに、ゲイン入力部３３に入力されたトータルゲインに対応付けられている個別ゲインに対応する印加電圧を所定の関数に基づいて算出し、各ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂに設定することとすればよい。
このようにすることで、マップ上でゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂごとに個別ゲインとパラメータとを対応付けなくて済み、マップを簡易にすることができる。
【００５５】
また、第２変形例としては、パラメータ制御部３７が、入力装置９に入力された走査速度とスキャナ１３の現在の走査速度との比率に応じて、ハイブリッドディテクタ３１に設定するトータルゲインを変更することとしてもよい。
【００５６】
この場合、パラメータ制御部３７は、入力装置９に入力された走査速度とスキャナ１３の現在の走査速度との比率の結果、スキャナ１３の走査速度が遅くなる場合は、ゲイン入力部３３に入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに対応付けられている各個別ゲインをマップから読み出し、読み出した個別ゲインに対応する印加電圧を各ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂに設定することとすればよい。
【００５７】
このようにすることで、スキャナ１３の走査速度が遅くなる場合において、ハイブリッドディテクタ３１のトータルゲインを低減し、露光時間が長くなっても画像が飽和するのを防ぐことができる。
【００５８】
一方、パラメータ制御部３７は、入力装置９に入力された走査速度とスキャナ１３の現在の走査速度との比率の結果、スキャナ１３の走査速度を速くなる場合は、ゲイン入力部３３に入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに対応付けられている各個別ゲインをマップから読み出し、読み出した個別ゲインに対応する印加電圧を各ゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂに設定することとすればよい。
【００５９】
このようにすることで、スキャナ１３の走査速度が速くなる場合において、ハイブリッドディテクタ３１のトータルゲインを増大し、露光時間が短くなっても画像の輝度を確保することができる。
【００６０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡について説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡２００は、図５に示すように、検出システム３０が、情報記憶部３５に代わる情報記憶部１３５と、演算部１３９とを備える点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１００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。
【００６１】
情報記憶部１３５は、光電面ゲイン設定部３２ＡとＡＤゲイン設定部３２Ｂとの間の優先順位情報（情報１）、光電面ゲイン設定部３２ＡおよびＡＤゲイン設定部３２Ｂがそれぞれ設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報（情報２）、および、光電面ゲイン設定部３２ＡおよびＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインと印加電圧（パラメータ）とを対応付ける関係式情報（情報３）を記憶するようになっている。
【００６２】
本実施形態においては、例えば、情報記憶部１３５には、以下に例示するような情報１，情報２および情報３が記憶されていることとする。
すなわち、情報１として、光電面ゲイン設定部３２Ａを優先して使用することが記憶されている。
情報２として、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインＹ１の設定可能範囲：
１０≦Ｙ１≦１００  （印加電圧換算：３００（Ｖ）≦Ｘ１≦４００（Ｖ））
と、光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインＹ２の設定可能範囲：
５００≦Ｙ２≦１５００  （印加電圧換算：−４０００（Ｖ）≦Ｘ２≦−８５００（Ｖ））
が記憶されている。ここで、ａ，ｂ，ｃは定数、Ｘ１，Ｘ２は印加電圧（Ｖ）である。
【００６３】
また、情報３として、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインＹ１と印加電圧Ｘ１とを対応付けるＡＤゲイン計算式：Ｙ１＝ａｅｘ１と、光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインＹ２と印加電圧Ｘ２とを対応付ける光電面ゲイン計算式（関係式）：Ｙ２＝ｂ（Ｘ２−ｃ）とが記憶されている。
さらに、情報記憶部１３５にはトータルゲイン：Ｙ３＝Ｙ１×Ｙ２が記憶されている。
【００６４】
演算部１３９は、情報記憶部１３５に記憶されている優先順位情報（情報１）、設定可能範囲情報（情報２）および関係式情報（情報３）に基づいて、ゲイン入力部３３により入力されたトータルゲインを満たすように光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインＹ２とＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインＹ１を組み合わせるとともに、組み合わせた個別ゲインＹ１の印加電圧Ｘ１と個別ゲインＹ２に対応する印加電圧Ｘ２を算出するようになっている。
【００６５】
パラメータ制御部３７は、演算部１３９により算出された印加電圧Ｘ１，Ｘ２を光電面ゲイン設定部３２ＡおよびＡＤゲイン設定部３２Ｂに設定するようになっている。
ゲイン入力部３３は、ユーザが入力したトータルゲインを演算部１３９に送るようになっている。
【００６６】
このように構成された走査型レーザ顕微鏡２００の作用について説明する。
検出システム３０においては、演算部１３９により、ゲイン入力部３３により入力されるトータルゲインＹ３を満たすように、情報記憶部１３５に記憶されている情報１、情報２および情報３に基づいて、次のように光電面ゲイン設定部３２ＡおよびＡＤゲイン設定部３２Ｂの印加電圧が算出される。
【００６７】
すなわち上記の設定例では、演算部１３９により、光電面ゲイン設定部３２Ａが優先される。そして、例えば、ゲイン入力部３３により入力されるトータルゲインＹ３が１５０００よりも小さい場合は、演算部１３９により、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインＹ１の最小値、すなわちＹ１＝１０と、光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインＹ２＝Ｙ３／Ｙ１、すなわちＹ２＝Ｙ３／１０とが組み合わせられる。
【００６８】
次いで、演算部１３９により、光電面ゲイン計算式：Ｙ２＝ｂ（Ｘ２−ｃ）の計算式から、光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインＹ２＝Ｙ３／１０に対応する印加電圧Ｘ２、すなわちＸ２＝（１／１０ｂ）＋ｃが算出される。また、演算部１３９により、ＡＤゲイン計算式：Ｙ１＝ａｅｘ１の計算式から、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインＹ１＝１０に対応する印加電圧Ｘ１、すなわちＸ１＝３００が算出される。
【００６９】
そして、パラメータ制御部３７により、光電面ゲイン設定部３２Ａに印加電圧Ｘ２＝（１／１０ｂ）＋ｃが設定されるとともに、ＡＤゲイン設定部３２Ｂに印加電圧Ｘ１＝３００が設定される。
【００７０】
一方、ゲイン入力部３３により入力されるトータルゲインＹ３が１５０００以上の場合は、演算部１３９により、光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインＹ２の最大値、すなわちＹ２＝１５００と、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインＹ１＝Ｙ３／Ｙ２、すなわちＹ１＝Ｙ３／１５００とが組み合わせられる。
【００７１】
次いで、演算部１３９により、光電面ゲイン計算式：Ｙ２＝ｂ（Ｘ２−ｃ）の計算式から、光電面ゲイン設定部３２Ａの個別ゲインＹ２＝１５００に対応する印加電圧Ｘ２＝−８５００が算出される。また、演算部１３９により、ＡＤゲイン計算式：Ｙ１＝ａｅｘ１の計算式から、ＡＤゲイン設定部３２Ｂの個別ゲインＹ１＝Ｙ３／Ｙ２に対応する印加電圧Ｘ１、すなわちＸ１＝ｌｏｇ｛Ｙ３／（１５００×ａ）｝が算出される。
【００７２】
そして、パラメータ制御部３７により、光電面ゲイン設定部３２Ａに印加電圧Ｘ２＝−８５００が設定されるとともに、ＡＤゲイン設定部３２Ｂに印加電圧Ｘ１＝ｌｏｇ｛Ｙ３／（１５００×ａ）｝が設定される。
【００７３】
したがって、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡２００によれば、予め、光電面ゲイン設定部３２ＡとＡＤゲイン設定部３２Ｂの優先順位情報、これらのゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報およびゲイン設定部３２Ａ，３２Ｂごとの個別ゲインと印加電圧とを対応付ける関係式情報を情報記憶部１３５に記憶させておけば、ゲイン入力部３３によりトータルゲインを入力するだけで、パラメータ制御部３７により、所望の光電面ゲイン設定部３２Ａ（またはＡＤゲイン設定部３２Ｂ）を優先させてトータルゲインを満たす個別ゲインの組み合わせで、光電面ゲイン設定部３２ＡおよびＡＤゲイン設定部３２Ｂに各個別ゲインに対応する印加電圧を設定することができる。
なお、本実施形態は、情報１として、光電面ゲイン設定部３２Ａを優先することとしたが、ＡＤゲイン設定部３２Ｂを優先することとしてもよい。また、情報２，３に設定した数値は例示であり、これに限定されるものではない。
【００７４】
以上、本発明の各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。また、ゲイン設定部として、光電面ゲイン設定部３２ＡおよびＡＤゲイン設定部３２Ｂを例示して説明したが、複数のゲイン設定部を備えることとすればよく、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７５】
３    光源（光源）
５    画像生成部
７    制御装置（走査速度設定部）
９    入力装置（走査速度入力部）
１３    スキャナ（走査部）
１９    対物レンズ
３２Ａ    光電面ゲイン設定部（ゲイン設定部）
３２Ｂ    ＡＤゲイン設定部（ゲイン設定部）
３３    ゲイン入力部
３５    情報記憶部（マップ記憶部）
３７    パラメータ制御部
１００，２００    走査型レーザ顕微鏡
１３５    情報記憶部
１３９    演算部
Ｓ    標本
【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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