(57)【要約】【課題】レゾナントスキャナを採用した高解像技術により、Ｓ／Ｎを劣化させずに秒数枚のフレームレートで画像を取得する。【解決手段】レーザ光を標本Ｓ上で走査するレゾナントスキャナ３と、レゾナントスキャナ３による走査を複数の走査ラインに切り替えるとともに、走査ラインごとに複数回にわたり繰り返し走査させる駆動回路５と、レゾナントスキャナ３の走査速度に同期するサンプリングクロックを発生させるクロック発生装置１１と、各走査ラインにおける走査ごとにサンプリングクロックの位相を所定量ずつずらす位相制御装置１５と、標本Ｓからの光をサンプリングクロックに同期して検出し輝度に相当する光強度信号を取得する検出装置９と、各走査ラインの複数回にわたる走査ごとの各光強度信号に基づいて走査ラインごとの中間画像を生成し、これらの中間画像を合成して標本Ｓの本画像を生成する画像処理装置１７とを備えるレーザ走査顕微鏡１を提供する。【選択図】図１
2015025900.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走査するレゾナントスキャナと、
該レゾナントスキャナによる走査を複数の走査ラインに切り替えるとともに、該走査ラインごとに複数回にわたり繰り返し走査させるスキャナ制御部と、
前記レゾナントスキャナによる走査速度に同期するサンプリングクロックを発生させるサンプリングクロック発生部と、
各前記走査ラインにおける走査ごとに前記サンプリングクロックの位相を所定量ずつずらす位相制御部と、
レーザ光が走査された前記標本からの光を前記サンプリングクロックに同期して検出し、検出した光の輝度に相当する光強度信号を取得する検出部と、
該検出部により取得された各前記走査ラインの複数回にわたる走査ごとの各前記光強度信号に基づいて前記走査ラインごとの中間画像を生成し、各前記走査ラインの中間画像を合成して前記標本の本画像を生成する画像生成部とを備えるレーザ走査顕微鏡。
【請求項２】
光源から発せられたレーザ光を標本上で走査するレゾナントスキャナと、
該レゾナントスキャナによる走査を複数の走査ラインに切り替えるとともに、該複数の走査ラインからなるフレームごとに複数回にわたり走査させるスキャナ制御部と、
前記レゾナントスキャナによる走査速度に同期するサンプリングクロックを発生させるサンプリングクロック発生部と、
各前記フレームにおける走査ごとに各前記走査ラインの前記サンプリングクロックの位相を所定量ずつずらす位相制御部と、
レーザ光が走査された前記標本からの光を前記サンプリングクロックに同期して検出し、検出した光の輝度に相当する光強度信号を出力する検出部と、
該検出部から出力される各前記走査ラインの複数回にわたる走査ごとの各前記光強度信号に基づいて前記走査ラインごとの中間画像を生成し、各前記走査ラインの中間画像を合成して前記標本の本画像を生成する画像生成部とを備えるレーザ走査顕微鏡。
【請求項３】
前記画像生成部が、前記レゾナントスキャナによるレーザ光の走査位置に対する前記検出部による前記光強度信号の取得位置の位置ずれ情報に基づいて、前記光強度信号を補正する請求項１または請求項２に記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項４】
前記画像生成部が、線形補間により前記光強度信号を補正する請求項３に記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項５】
前記画像生成部が、前記レゾナントスキャナによる全走査範囲の走査が終了した後に前記光強度信号を補正する請求項３または請求項４に記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項６】
前記画像生成部が、前記走査ラインごとまたは複数の該走査ラインからなるフレームごとに前記光強度信号を補正する請求項３または請求項４に記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項７】
前記検出部が、隣接する画素間の光強度信号を取得する取得期間が重複しないように、各光強度信号の取得期間を調節する請求項１から請求項６のいずれかに記載のレーザ走査顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、標本上でレーザ光を走査させるレゾナントスキャナを備える走査型レーザ顕微鏡（ＬＳＭ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。レゾナントスキャナは正弦波運動でミラーを駆動するため、走査速度が走査範囲の中央で速く両端で遅くなる。そのため、特許文献１に記載の走査型レーザ顕微鏡は、走査速度の逆関数にあたるサンプリングクロックを１周期の中央は密で両端は疎になるように設定し、標本からの光を一定の距離間隔で検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４４７８１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、従来の走査型レーザ顕微鏡では、サンプリングクロックを発生させる回路は帯域等の制限により高分解能のクロックを自由に設定することができない。そのため、例えば、８ＫＨｚのレゾナントスキャナにおいてサンプリング数が５１２画素のクロックの場合に、サンプリングクロック発生回路の制限を受けずに高解像化、すなわちサンプリング数を増大するには、レゾナントスキャナの速度を落として４ｋＨｚで１０２４画素とするしかなく、フレームレートが低下するという問題がある。
【０００５】
また、従来の走査型レーザ顕微鏡では、レゾナントスキャナの走査速度を考慮せずに高解像化することができたとしても、生物用の走査型レーザ顕微鏡では、標本面からの光に限界があるとともにサンプリング周期も狭くなるため、１画素あたりの情報が少なくなりＳ／Ｎが劣化するという問題がある。
【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、レゾナントスキャナを採用した高解像技術により、Ｓ／Ｎを劣化させずに秒数枚のフレームレートで画像を取得することができるレーザ走査顕微鏡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】
【０００７】
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。
本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で走査するレゾナントスキャナと、該レゾナントスキャナによる走査を複数の走査ラインに切り替えるとともに、該走査ラインごとに複数回にわたり繰り返し走査させるスキャナ制御部と、前記レゾナントスキャナによる走査速度に同期するサンプリングクロックを発生させるサンプリングクロック発生部と、各前記走査ラインにおける走査ごとに前記サンプリングクロックの位相を所定量ずつずらす位相制御部と、レーザ光が走査された前記標本からの光を前記サンプリングクロックに同期して検出し、検出した光の輝度に相当する光強度信号を取得する検出部と、該検出部により取得された各前記走査ラインの複数回にわたる走査ごとの各前記光強度信号に基づいて前記走査ラインごとの中間画像を生成し、各前記走査ラインの中間画像を合成して前記標本の本画像を生成する画像生成部とを備えるレーザ走査顕微鏡を提供する。
【０００８】
本発明によれば、光源から発せられたレーザ光がレゾナントスキャナにより標本上で走査されると、サンプリングクロック発生部により発せられるサンプリングクロックに同期して検出部により標本からの光が検出され、その輝度に相当する光強度信号に基づいて画像生成部により画像が生成される。
【０００９】
ここで、レゾナントスキャナは正弦波運動で駆動されるため走査速度が走査範囲の中央で速く両端で遅くなるが、サンプリングクロック発生部がレゾナントスキャナによる走査速度に同期してサンプリングクロックを発生することで、検出部により標本からの光の光強度信号を一定の距離間隔で取得し、歪みやずれの影響を低減した画像を生成することができる。
【００１０】
この場合において、スキャナ制御部により、レゾナントスキャナによる走査が走査ラインごとに複数回にわたり繰り返し行われて走査ラインが切り替えられ、位相制御部により各走査ラインにおける走査ごとにサンプリングクロックの位相が所定量ずつずらされることで、標本に対して検出器により光強度信号を取得する位置をずらし、画素と画素との間の光強度信号を取得することができる。
【００１１】
したがって、画像生成部により、各走査ラインの複数回にわたる走査ごとの各光強度信号に基づく各走査ラインの中間画像、すなわち元の画像の画素と画素との間である、光強度信号の取得位置が少しずつずれた画像を合成して標本の本画像を生成することで、フレームレートを大きく低下させることなく従来よりも高解像度化を図ることができる。また、各走査ラインの１サンプリングあたりの周期を変えずに済み、標本からの光量不足でＳ／Ｎが低下することを防ぐことができる。よって、レゾナントスキャナを採用した高解像技術により、Ｓ／Ｎを劣化させずに秒数枚のフレームレートで画像を取得することができる。また、ガルバノスキャナで高解像度の画像を走査する場合は秒０．数枚のフレームレートであるから、これと比較しても、解像度向上のため数回の走査を行なっても十分に速い速度で撮像することができる。
【００１２】
本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で走査するレゾナントスキャナと、該レゾナントスキャナによる走査を複数の走査ラインに切り替えるとともに、該複数の走査ラインからなるフレームごとに複数回にわたり走査させるスキャナ制御部と、前記レゾナントスキャナによる走査速度に同期するサンプリングクロックを発生させるサンプリングクロック発生部と、各前記フレームにおける走査ごとに各前記走査ラインの前記サンプリングクロックの位相を所定量ずつずらす位相制御部と、レーザ光が走査された前記標本からの光を前記サンプリングクロックに同期して検出し、検出した光の輝度に相当する光強度信号を出力する検出部と、該検出部から出力される各前記走査ラインの複数回にわたる走査ごとの各前記光強度信号に基づいて前記走査ラインごとの中間画像を生成し、各前記走査ラインの中間画像を合成して前記標本の本画像を生成する画像生成部とを備えるレーザ走査顕微鏡を提供する。
【００１３】
本発明によれば、スキャナ制御部により、レゾナントスキャナによる走査が複数の走査ラインに切り替えられてフレームごとに複数回にわたり繰り返し行われ、位相制御部により各フレームにおける走査ごとに各走査ラインのサンプリングクロックの位相が所定量ずつずらされることで、標本に対して検出器により光強度信号を取得する位置をずらし、画素と画素との間の光強度信号を取得することができる。したがって、フレームレートを大きく低下させることなく従来よりも高解像度化を図るとともに、標本からの光量不足でＳ／Ｎを劣化させることなく秒数枚のフレームレートで画像を取得することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記画像生成部が、前記レゾナントスキャナによるレーザ光の走査位置に対する前記検出部による前記光強度信号の取得位置の位置ずれ情報に基づいて、前記光強度信号を補正することとしてもよい。
【００１５】
画像中央の画素に合せてサンプリングクロックの位相を所定量ずらすと、画像の端に向かうに従いレゾナントスキャナの速度とサンプリングクロックの発生タイミングとの誤差を無視できなくなり、所望の画素のずれ量から外れてしまう傾向がある。そこで、このように構成することで、光強度信号を一定の距離間隔の取得位置で得られる値に補正し、画像の端におけるレゾナントスキャナの速度とサンプリングクロックの発生タイミングとの誤差の影響を低減して画像の位置ずれ（画像のひずみ）を抑制することができる。
【００１６】
上記発明においては、前記画像生成部が、線形補間により前記光強度信号を補正することとしてもよい。
このように構成することで、一定の距離間隔の取得位置で得られる値を簡易に推測し、光強度信号を迅速に補正することができる。
【００１７】
上記発明においては、前記画像生成部が、前記レゾナントスキャナによる全走査範囲の走査が終了した後に前記光強度信号を補正することとしてもよい。
このように構成することで、各光強度信号を纏めて補正処理することができる。
【００１８】
上記発明においては、前記画像生成部が、前記走査ラインごとまたは複数の該走査ラインからなるフレームごとに前記光強度信号を補正することとしてもよい。
このように構成することで、補正処理した光強度信号により中間画像を生成し、位置ずれ（ひずみ）のない本画像によりリアルタイムで標本を観察することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記検出部が、隣接する画素間の光強度信号を取得する取得期間が重複しないように、各光強度信号の取得期間を調節することとしてもよい。
サンプリングクロック間に発生した標本からの光の光強度信号をすべて積算すると、各画素の位置の情報に他の画素の位置の情報も含まれてしまい、画像にぼけが生じる。このように構成することで、各画素の位置の情報が重複するのを防ぎ、画像のぼけを低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、レゾナントスキャナを採用した高解像技術により、Ｓ／Ｎを劣化させずに秒数枚のフレームレートで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】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ走査顕微鏡を示すブロック図である。
【図２】サンプリングクロックの時間間隔と光強度信号のサンプリング位置の距離間隔との関係を示す図である。
【図３】サンプリングタイミングと標本の位置関係を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の第１変形例に係るレーザ走査顕微鏡におけるレゾナントスキャナの速度とサンプリングクロックの発生タイミングとの関係を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明の一実施形態の第１変形例に係るレーザ走査顕微鏡における線形補間の一例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）とは異なる線形補間の一例を示す図であり、（ｃ）は（ａ）および（ｂ）とは異なる線形補間の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の第４変形例に係るレーザ走査顕微鏡におけるガルバノスキャナの駆動信号のステップ量の変更前と変更後の比較を示す図である。
【図７】図６の駆動信号のステップ量に対応する走査ライン間の距離の変更前と変更後の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態に係るレーザ走査顕微鏡について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査顕微鏡１は、図１に示されるように、光源（図示略）から発せられたレーザ光を標本Ｓ上で走査するレゾナントスキャナ３およびガルバノスキャナ（図示略）と、レゾナントスキャナ３およびガルバノスキャナを駆動する駆動回路（スキャナ制御部）５と、レーザ光が走査されることにより標本Ｓにおいて発生した蛍光をレーザ光の光路から分岐させるダイクロイックミラー７と、ダイクロイックミラー７により分岐された蛍光を検出する検出装置（検出部）９とを備えている。
【００２３】
また、レーザ走査顕微鏡１には、検出装置９により蛍光を検出するタイミングを指定するサンプリングクロックを発生させるクロック発生装置（サンプリングクロック発生部）１１と、クロック発生装置１１から発せられるサンプリングクロックに基づく同期信号を発生する同期信号発生回路１３と、クロック発生装置１１から発生させるサンプリングクロックの位相を制御する位相制御装置（位相制御部）１５と、標本Ｓの画像を生成する画像処理装置（画像生成部）１７とが備えられている。
【００２４】
レゾナントスキャナ３は、レーザ光を偏向するミラー部４Ａと、ミラー部４Ａを駆動する本体部４Ｂとを備えている。このレゾナントスキャナ３は、駆動回路５により駆動されて、本体部４Ｂにより正弦波運動でミラー部４Ａを振動させることで、標本Ｓ上でレーザ光をＸ軸方向に走査させることができるようになっている。また、レゾナントスキャナ３は、レーザ光の走査位置に関する走査位置情報をクロック発生装置１１に送るようになっている。
【００２５】
ガルバノスキャナは、レーザ光の光軸に交差する所定の揺動軸回りに揺動可能なガルバノミラー（図示略）を備えている。このガルバノスキャナは、ガルバノミラーの揺動角度を制御することにより、標本Ｓ上でレーザ光をＹ軸方向に走査することができるようになっている。
【００２６】
駆動回路５は、レゾナントスキャナ３によりＸ軸方向の走査ライン（以下、単に「走査ライン」という。）に沿ってレーザ光を走査させるとともに、ガルバノスキャナによりＹ軸方向に移動させて、レゾナントスキャナ３の走査ラインを切り替えるようになっている。また、駆動回路５は、レゾナントスキャナ３による走査を走査ラインごとに連続してｎ回にわたり繰り返すようになっている。
【００２７】
ダイクロイックミラー７は、光源とレゾナントスキャナ３およびガルバノスキャナとの間に配されている。このダイクロイックミラー７は、光源からのレーザ光を透過させる一方で、標本Ｓからレゾナントスキャナ３を介してレーザ光の光路を戻る蛍光を検出装置９に向けて反射して、レーザ光の光路から分岐させるようになっている。
【００２８】
検出装置９は、積分型の光電変換回路を有している。この検出装置９は、クロック発生装置１１から発せられるサンプリングクロックに同期して標本Ｓからの蛍光を検出し、検出した蛍光を光電変換して蛍光の輝度に相当する光強度信号をサンプリング（取得）するようになっている。また、検出装置９はサンプリングした光強度信号を画像処理装置１７に送るようになっている。
【００２９】
クロック発生装置１１は、レゾナントスキャナ３から出力される走査位置情報に基づいて、レゾナントスキャナ３の走査速度に同期するサンプリングクロックを発生させるようになっている。すなわち、正弦波運動で駆動されるレゾナントスキャナ３は走査速度が走査範囲の中央で速く両端で遅いため、クロック発生装置１１は、図２に示すように、１周期の中央は密で両端は疎になるような不等間隔のサンプリングクロックを発生するようになっている。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は光強度信号をサンプリングする位置を示している。
【００３０】
また、クロック発生装置１１は、位相制御装置１５の制御により、レゾナントスキャナ３による各走査ラインにおける１回の走査ごとにサンプリングクロックの位相を所定量ずつシフトするようになっている。
【００３１】
同期信号発生回路１３は、クロック発生装置１１から発せられるサンプリングクロックをカウントし、１走査ライン分のサンプリングクロックをカウントする度に水平同期信号を発生するようになっている。また、同期信号発生回路１３は、発生した水平同期信号が１フレーム分に達すると垂直同期信号を発生するようになっている。この同期信号発生回路１３は、１走査ライン単位の水平同期信号と１フレーム単位の垂直同期信号を位相制御装置１５および画像処理装置１７に送るようになっている。
【００３２】
位相制御装置１５は、同期信号発生回路１３から送られてくる水平同期信号が入力される度に、クロック発生装置１１から発生させるサンプリングクロックの位相を所定量シフトさせるようになっている。例えば、位相制御装置１５は、中央の画素換算で１／ｎ画素に当たる時間を記録しており、この時間をサンプリングクロックの位相のずらし量とするようになっている。
【００３３】
図３に示すように、１走査ライン中に走査を繰り返す回数ｎ＝４とした場合は、クロック発生装置１１により、レゾナントスキャン３による各走査ラインの１回の走査ごとにサンプリングクロックの位相が１／４画素分ずつシフトされ、４回繰り返すと最初の位相に戻されるようになっている。図３は、サンプリングタイミングと標本Ｓの位置関係を示しており、Ｐｈａｓｅ１，２，３，４は１走査ライン中の１回目，２回目，３回目，４回目の走査を示している。
【００３４】
また、位相制御装置１５は、同期信号発生回路１３から水平同期信号が送られてくる度に、サンプリングクロックの位相のずらし量を画像処理装置１７に送るようになっている。
【００３５】
画像処理装置１７は、レゾナントスキャナ３による各走査ラインの複数回にわたる走査ごとの各光強度信号に基づいて、走査ラインごとの中間画像、すなわち元の画像の画素と画素との間である、サンプリング位置を少しずつずらした画像を生成するようになっている。具体的には、画像処理装置１７は、検出装置９から送られてくる光強度信号、同期信号発生回路１３から送られてくる水平同期信号と垂直同期信号、および、位相制御装置１５から送られてくる位相のずらし量に基づいて、各走査ラインにつきｎ回の走査で得られたｎ個分の走査ラインのデータを図３に示すように標本Ｓ上の位置に合わせて走査ラインごとに並べ替えることにより、走査ラインごとの中間画像を生成するようになっている。
【００３６】
また、画像処理装置１７は、各走査ラインの中間画像を合成し、１フレーム分の中間画像を組み合わせて標本Ｓの本画像を生成するようになっている。
【００３７】
このように構成されたレーザ走査顕微鏡１の作用について説明する。
本実施形態においては、１走査ライン中に走査を繰り返す回数ｎ＝４を例示して説明する。
本実施形態に係るレーザ走査顕微鏡１により標本Ｓを観察するには、駆動回路５によりレゾナントスキャナ３およびガルバノミラーを駆動し、光源からレーザ光を発生させる。
【００３８】
光源から発せられたレーザ光は、ダイクロイックミラー７を透過した後、レゾナントスキャナ３により偏向されて、標本Ｓ上でＸ軸方向に走査ラインに沿って走査される。そして、駆動回路５により、レゾナントスキャナ３による走査が１走査ラインにつき４回連続で繰り返された後、ガルバノスキャナによりＹ軸方向に１走査ライン分移動して、レゾナントスキャナ３の走査ラインが切り替えられる。
【００３９】
レーザ光が走査されることにより標本Ｓにおいて蛍光が発生すると、その蛍光はレゾナントスキャナ３およびガルバノミラーを介してレーザ光の光路を戻り、ダイクロイックミラー７により反射されて検出装置９に入射する。
【００４０】
検出装置９においては、クロック発生装置１１により発せられるサンプリングクロックに同期して標本Ｓからの蛍光が検出されて輝度に相当する光強度信号がサンプリングされ、サンプリングされた光強度信号が画像処理装置１７に送られる。これにより、画像処理装置１７よって、入力された光強度信号に基づいて標本Ｓの画像が生成される。
【００４１】
ここで、レゾナントスキャナ３は正弦波運動で駆動するため走査速度が走査範囲の中央で速く両端で遅くなるが、クロック発生装置１１がレゾナントスキャナ３の走査速度に同期してサンプリングクロックを発生することで、検出装置９により標本Ｓからの蛍光の光強度信号を一定の距離間隔でサンプリングすることができる。これにより、歪みやずれの影響を低減した画像を生成することができる。
【００４２】
この場合において、位相制御装置１５により、各走査ラインにおいて１回の走査ごとに同期信号発生回路１３から送られてくる水平同期信号に従ってクロック発生装置１１のサンプリングクロックの位相が１／４画素分ずつシフトされる。これにより、標本Ｓに対して検出装置９により光強度信号を取得する位置をずらし、画素と画素との間の光強度信号を取得することができる。
【００４３】
また、画像処理装置１７により、各走査ラインにつき４回の走査で得られた４個分の走査ラインのデータが走査ラインごとに並べ替えられて、走査ラインごとの中間画像が生成される。そして、画像処理装置１７により、各走査ラインの中間画像が合成されて標本Ｓの本画像が生成される。
【００４４】
これにより、本実施形態に係るレーザ走査顕微鏡１によれば、フレームレートを大きく低下させることなく５１２画素以上の高解像画像を生成することができる。また、各走査ラインの１サンプリングあたりの周期を５１２画素の場合から変えずに済み、標本Ｓからの光量不足でＳ／Ｎが低下することを防ぐことができる。したがって、レゾナントスキャナ３を採用した高解像技術により、Ｓ／Ｎを劣化させずに秒数枚のフレームレートで画像を取得することができる。
【００４５】
本発明は以下のように変形することができる。
第１変形例としては、画像処理装置１７が、レゾナントスキャナ３によるレーザ光の走査位置に対する検出装置９による光強度信号のサンプリング位置の位置ずれ情報に基づいて、光強度信号を補正することとしてもよい。
【００４６】
画像処理装置１７は、レゾナントスキャナ３からレーザ光の走査位置の走査位置情報を読み出すとともに、検出装置９から光強度信号のサンプリング位置のサンプリング位置情報を読み出し、これらの位置情報の差分から、光強度信号を一定の距離間隔のサンプリング位置から得られる値に補正するようになっている。
【００４７】
例えば、画像中央の画素に合せてサンプリングクロックの位相を１／２画素分だけシフトさせると、図４に示すように、画像の端に向かうに従いレゾナントスキャナ３の速度とサンプリングクロックの発生タイミングとの誤差を無視できなくなり、所望の画素のずれ量から外れてしまう傾向がある。図４において、横軸は画素（Ｐｉｘｃｅｌ）数を示し、縦軸は誤差量（％）を示している。
【００４８】
画像処理装置１７は、図５（ａ）に示すように、Ｐｈａｓｅ１の１画素目と２画素目の中間位置をサンプリングするはずのＰｈａｓｅ２のサンプリングタイミングがずれている場合は、Ｐｈａｓｅ１とＰｈａｓｅ２のサンプリング値の軌跡を所望のサンプリング位置まで延長し、Ｐｈａｓｅ２の光強度信号を所望のサンプリング位置の値に補正するようになっている。そして、画像処理装置１７は、補正した光強度信号を用いて中間画像を生成するようになっている。図５（ａ）において、○は実際のサンプリング位置の値を示し、□は所望のサンプリング位置の値を示している。図５（ｂ）および図５（ｃ）において同様である。
【００４９】
このようにすることで、本変形例によれば、画像の端におけるレゾナントスキャナの速度とサンプリングクロックの発生タイミングとの誤差を低減し、画像の位置ずれ（ひずみ）を抑制することができる。
【００５０】
本変形例においては、Ｐｈａｓｅ１とＰｈａｓｅ２のサンプリング値の軌跡を延長して所望のサンプリング位置の値に補正することとしたが、これに代えて、例えば、図５（ｂ）に示すように、Ｐｈａｓｅ１の１画素目と２画素目の中間位置をサンプリングするはずのＰｈａｓｅ２のサンプリングタイミングがずれている場合に、Ｐｈａｓｅ１の隣接する２つのサンプリングタイミングのサンプリング値から線形補間し、その平均値により推測される中間位置の値に光強度信号を補正することとしてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、スプライン補間などの補間式を使用して所望の中間位置の値を推測してもよい。
【００５１】
本変形例においては、画像処理装置１７が、レゾナントスキャナ３による全走査範囲の走査が終了した後に光強度信号を補正することとしてもよい。このようにすることで、各光強度信号を纏めて補正処理することができる。
【００５２】
また、画像処理装置１７が、走査ラインごとまたは走査ラインからなるフレームごとに光強度信号を補正することとしてもよい。このようにすることで、補正処理した光強度信号により中間画像を生成し、位置ずれ（ひずみ）のない本画像によりリアルタイムで標本Ｓを観察することができる。
【００５３】
第２変形例としては、クロック発生装置１１からのサンプリングクロックのデューティー比が常に５０％である場合において、解像度を２倍にするは、位相制御装置１５が、サンプリングクロックの信号の逆エッジを利用することとしてもよい。このようにすることで、サンプリングクロックの位相を１８０°シフトする場合と同様の効果を簡易に得ることができる。
【００５４】
第３変形例としては、検出装置９が、隣接する画素間の光強度信号を取得するサンプリング期間が重複しないように、各光強度信号のサンプリング期間を調節することとしてもよい。
【００５５】
検出装置９において、サンプリングクロック間に発生した標本Ｓからの蛍光をすべて積算すると、各画素の位置の情報に他の画素の位置の情報も含まれてしまい、画像にぼけが生じてしまう。例えば、図２においては、５画素目のデータには２〜４画素目の位置の情報も含まれてしまう。このような場合において、本変形例によれば、サンプリング期間を互いに重複しないように短縮することにより、各画素の位置の情報が重複するのを防ぎ、画像のぼけを低減することができる。
【００５６】
本変形例においては、サンプリング期間を調節することとしたが、これに代えて、画像のぼけ（ブラー）とサンプリング位置（モーション）に相当する劣化関数からデコンボリューション演算を用いて本来の画像を推定する一般的な超解像技術を利用し、これにより画素間のクロストークを削除することとしてもよい。このようにした場合も、画像のシャープネスさを改善することができる。
【００５７】
第４変形例としては、図６に示すように、駆動回路５が、ガルバノスキャナを駆動する駆動信号のステップ量を１／ｎ倍（本実施形態の例では１／４倍。）にすることとしてもよい。図６において、横軸は時間（ｔ）を示し、縦軸は駆動信号のステップ量（Ｐｏｓ）を示している。
【００５８】
ガルバノスキャナは入力する駆動信号に追従して作動するので、駆動信号のステップ量を１／ｎ倍（１／４倍）にすることで、図７に示すように、走査ライン間の距離を１／ｎ（１／４）にし、解像度を向上することができる。
【００５９】
したがって、本変形例によれば、レゾナントスキャナ３によるＸ軸方向の走査とガルバノスキャナによるＹ軸方向の走査の両方で高解像度化を図り、ｎ倍の解像度を持つ画像をＳ／Ｎとフレームレートを大幅に犠牲にすることなく実現することができる。
【００６０】
本実施形態においては、駆動回路５が、レゾナントスキャナ３により走査ラインごとに連続して複数回にわたり繰り返し走査させ、位相制御装置１５が各走査ラインにおける走査ごとにサンプリングクロックの位相を所定量ずつずらすこととしたが、第５変形例としては、駆動回路５が、レゾナントスキャナ３によりフレームごとに複数回にわたり繰り返し走査させ、位相制御装置１５が各フレームにおける走査ごとに各走査ラインのサンプリングクロックの位相を所定量ずつずらすこととしてもよい。
【００６１】
この場合、駆動回路５により、レゾナントスキャナ３により各走査ラインを１回走査させる毎にガルバノスキャナにより走査ラインを切り替えていき、１フレーム分走査したら最初の走査ラインに戻って同様の手順で走査を繰り返すこととすればよい。
【００６２】
このようにした場合も、標本Ｓに対して検出装置９により光強度信号をサンプリングする位置をずらし、画素と画素との間の光強度信号を取得することができる。したがって、フレームレートを大きく低下させることなく従来よりも高解像度化を図るとともに、標本Ｓからの光量不足でＳ／Ｎを劣化させることなく秒数枚のフレームレートで画像を取得することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１    レーザ走査顕微鏡
３    レゾナントスキャナ
５    駆動回路（スキャナ制御部）
９    検出装置（検出部）
１１    クロック発生装置（サンプリングクロック発生部）
１５    位相制御装置（位相制御部）
１７    画像処理装置（画像生成部）
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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【図６】
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【図７】
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