(57)【要約】【課題】エクステンド画像または３次元画像の作成時間が増大することを抑えることが可能な共焦点レーザ顕微鏡を提供することを目的とする。【解決手段】レーザ光源１と、対物レンズ５と、試料台６Ａと、２次元走査機構３と、Ｚ移動機構１４０９と、ピンホール８と、光検出器９とを備え、試料６のエクステンド画像または３次元画像を作成する共焦点レーザ顕微鏡において、対物レンズ５または試料台６Ａが移動距離内を移動している間で、光検出器９の検出感度またはレーザ光源１の出射パワーの少なくとも一方が調整されたと判断した場合、その検出感度または出射パワーが調整される前または後に検出された輝度を、その検出感度または出射パワーが調整された前または後に検出された輝度と相関関係になるように補正する。【選択図】図１
2008170973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、そのレーザ光源から発したレーザ光を試料上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光を前記試料上において２次元に走査させる２次元走査手段と、前記対物レンズまたは前記試料を載せるための試料台を前記対物レンズから出射される光の光軸方向に予め設定された移動距離内において一定間隔で移動させる移動手段と、前記対物レンズの集光位置と共役な位置に配置された共焦点絞り手段と、その共焦点絞り手段を通過した光の輝度を検出する光検出器とを備え、前記輝度及び前記試料の高さ情報に基づいて、前記試料のエクステンド画像または３次元画像を作成する共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記輝度が目標の輝度範囲に入るように前記光検出器の検出感度または前記レーザ光源の出射パワーの少なくとも一方を調整する調整手段と、
前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で、前記調整手段により前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたと判断した場合、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度を、前記検出感度または前記出射パワーが調整された前または後に検出された輝度と相関関係になるように補正する相関手段と、
を備えることを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記相関手段は、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前に検出された輝度と前記検出感度または前記出射パワーが調整された後に検出された輝度との比を前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度に対して乗算した値を、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度の補正後の値とする、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項３】
請求項１に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記一定間隔の移動毎に、前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項４】
請求項１に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記移動距離の移動終了後に、前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項５】
請求項１に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記光検出器は、フォトマルチプライヤまたはフォトダイオードであり、
前記調整手段は、前記光検出器への印加電圧を制御することにより前記検出感度を調整する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項６】
請求項１に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記調整手段は、前記レーザ光源への駆動電流を制御することにより前記出射パワーを調整する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共焦点レーザ顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、既存の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。
図１１に示す共焦点レーザ顕微鏡は、レーザ光源１と、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２と、２次元走査機構３と、１／４λ板４と、対物レンズ５と、集光レンズ７と、ピンホール８と、光検出器９と、検出感度調整ユニット１０と、レーザパワー調整用ＤＡ変換器１１と、コントローラ１２と、モニタ１３とを備える。
【０００３】
図１１に示す共焦点レーザ顕微鏡において、レーザ光源１から出射した光は、ＰＢＳ２を透過した後、２次元走査機構３に入射される。２次元走査機構３は、入射された光を２次元に走査しつつ対物レンズ５へと導く。２次元走査機構３は対物レンズ５の瞳と共役な位置に配置されている為、対物レンズ５の瞳へ入射した光は、集光となって試料６上を走査する。
【０００４】
また、試料６の表面で反射した光は、再び対物レンズ５から、１／４λ板４、２次元走査機構３を介してＰＢＳ２に入射された後、ＰＢＳ２によって集光レンズ７側に反射され集光レンズ７によってピンホール８上に集光される。
【０００５】
そして、ピンホール８上に集光した反射光のうち試料６上の集光点以外で反射された光がピンホール８によりカットされ、ピンホール８を通過した反射光だけが光検出器９によって検出される。光検出器９は、検出した反射光の輝度を電気信号に変換して、検出感度調整ユニット１０を介して、コントローラ１２に出力する。
【０００６】
なお、１／４λ板４は、入射された光を直線偏光から円偏光に変換する。また、対物レンズ５は、図示しないＺ移動機構により対物レンズ５から出射される光の光軸方向（Ｚ方向）に移動可能とする。また、２次元走査機構３及び上記Ｚ移動機構はコントローラ１２によって動作が制御されるものとする。
【０００７】
共焦点レーザ顕微鏡によって作成される画像としては、エクステンド画像（焦点深度の浅い１枚の断層画像をＺ方向に積層させることにより、全ての凹凸に焦点が合った画像）や３次元画像がある。これらエクステンド画像や３次元画像を作成する際、例えば、ユーザは、光検出器９から検出感度調整ユニット１０へ出力される輝度が目標の輝度範囲に対して不足したり飽和（過大）したりしないように、リアルタイムで表示されている共焦点画像をモニタ１３で見ながらその画像の隣などに表示される輝度調整値を最適に調整する。
【０００８】
また、エクステンド画像や３次元画像の作成中において、光検出器９から検出感度調整ユニット１０へ出力される輝度が目標の輝度範囲に対して不足または飽和する場合は、輝度調整値を調整し直し、再度、最初から断層画像を取得していく。
【０００９】
また、それぞれ反射率が異なる複数の表面を有する試料６のエクステンド画像や３次元画像を作成する場合は、予め、反射率の異なる表面毎に輝度調整値を最適に調整しておく。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平８−２９２１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の既存の共焦点レーザ顕微鏡では、以下のような問題がある。
すなわち、事前に共焦点画像を取得するための時間やその共焦点画像を使用して輝度調整値を調整する時間分、エクステンド画像や３次元画像の作成時間が増大するという問題がある。
【００１１】
また、エクステンド画像や３次元画像の作成中に輝度値が不足したり飽和したりする場合、輝度調整値の再調整が必要となり、また、反射率が異なる複数の表面を有する試料６のエクステンド画像や３次元画像を作成する場合では、輝度調整用の断層画像が増えるため、その分輝度の調整にかかる時間も増え、エクステンド画像や３次元画像を作成する時間がさらに増加してしまうという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明では、エクステンド画像または３次元画像の作成時間が増大することを抑えることが可能な共焦点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】
【００１３】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の共焦点レーザ顕微鏡は、レーザ光源と、そのレーザ光源から発したレーザ光を試料上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光を前記試料上において２次元に走査させる２次元走査手段と、前記対物レンズまたは前記試料を載せるための試料台を前記対物レンズから出射される光の光軸方向に予め設定された移動距離内において一定間隔で移動させる移動手段と、前記対物レンズの集光位置と共役な位置に配置された共焦点絞り手段と、その共焦点絞り手段を通過した光の輝度を検出する光検出器とを備え、前記輝度及び前記試料の高さ情報に基づいて、前記試料のエクステンド画像または３次元画像を作成する共焦点レーザ顕微鏡であって、前記輝度が目標の輝度範囲に入るように前記光検出器の検出感度または前記レーザ光源の出射パワーの少なくとも一方を調整する調整手段と、前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で、前記調整手段により前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたと判断した場合、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度を、前記検出感度または前記出射パワーが調整された前または後に検出された輝度と相関関係になるように補正する相関手段とを備える。
【００１４】
また、上記相関手段は、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前に検出された輝度と前記検出感度または前記出射パワーが調整された後に検出された輝度との比を前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度に対して乗算した値を、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度の補正後の値とするように構成してもよい。
【００１５】
また、上記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記一定間隔の移動毎に、前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断するように構成してもよい。
【００１６】
また、上記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記移動距離の移動終了後に、前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断するように構成してもよい。
【００１７】
また、上記光検出器は、フォトマルチプライヤまたはフォトダイオードとし、上記調整手段は、前記光検出器への印加電圧を制御することにより前記検出感度を調整するように構成してもよい。
【００１８】
また、上記調整手段は、前記レーザ光源への駆動電流を制御することにより前記出射パワーを調整するように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、エクステンド画像または３次元画像の作成時間が増大することを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。なお、図１１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００２１】
図１に示す共焦点レーザ顕微鏡は、レーザ光源１と、ＰＢＳ２と、２次元走査機構３と、１／４λ板４と、対物レンズ５と、集光レンズ７と、ピンホール８と、光検出器９と、検出感度調整ユニット１０と、レーザパワー調整用ＤＡ変換器１１と、コントローラ１２と、モニタ１３とを備える。なお、後述のＺ移動機構１４０９には、対物レンズ５または試料６を載せるための試料台６Ａを対物レンズ５から出射される光の光軸方向（Ｚ方向）に移動させるためのモータや対物レンズ５または試料台６Ａの現在の位置を示す信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するためのＡＤ変換器などが備えられているものとする。
【００２２】
図２は、検出感度調整ユニット１０を示す図である。
図２に示す検出感度調整ユニット１０は、高圧電源回路１４と、増幅器１５と、ＡＤ変換器１６と、ＤＡ変換器１７とを備える。
【００２３】
上記ＤＡ変換器１７は、コントローラ１２から出力される輝度調整値をデジタル信号からアナログ信号に変換し、高圧電源回路１４へ出力する。
上記高圧電源回路１４は、ＤＡ変換器１７から出力される輝度調整値に基づく印加電圧ＨＶを光検出器９へ印加する。光検出器９は、印加される印加電圧ＨＶに基づいて検出感度を調整する。
【００２４】
上記増幅器１５は、光検出器９で検出された、ピンホール８を通過した反射光の輝度を示す信号を増幅する。
上記ＡＤ変換器１６は、増幅器１５で増幅された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してコントローラ１２へ出力する。
【００２５】
図３は、コントローラ１２に備えられる輝度値相関調整部２０を示す図である。
図３に示す輝度値相関調整部２０は、輝度値記憶部１４０１と、高さ情報記憶部１４０２と、輝度値相関演算部１４０３と、輝度調整値演算部１４０４と、輝度調整Ｉ／Ｏ１４０５と、輝度調整値記憶部１４０６と、Ｚ移動機構Ｉ／Ｏ１４０７と、Ｚ移動機構ドライバ１４０８と、画像転送Ｉ／Ｏ１４１０とを備える。
【００２６】
図１に示す共焦点レーザ顕微鏡では、図１１に示す共焦点レーザ顕微鏡と同様に、対物レンズ５による集光位置とピンホール８の位置とが光学的に共役な位置関係になっている。すなわち、試料６が対物レンズ５による集光位置にある場合は、試料６からの反射光がピンホール８上で集光されてピンホール８を通過する。試料６が対物レンズ５による集光位置からずれた位置にある場合は、試料６からの反射光はピンホール８上に集光しないので、ピンホール８を通過しない。従って、このときの対物レンズ５と試料６の相対位置と、光検出器９の出力との関係は、次のようになる。すなわち、試料６が対物レンズ５の集光位置にある場合には、光検出器９で検出される輝度値は最大になる。そして、この位置から対物レンズ５と試料６の相対位置が離れるに従い光検出器９の出力は急激に低下する。従って、対物レンズ５による集光位置を２次元走査機構３によって２次元走査し、そのとき光検出器９で検出される輝度値を２次元走査機構３におけるｘ−ｙ平面方向の走査位置情報と関連付けてコントローラ１２によって画像化し、その画像をモニタ１３に表示すると、試料６のある特定の高さのみを表す共焦点画像が得られる。さらに、対物レンズ５または試料台６ＡをＺ移動機構１４０９によりＺ方向に移動させながら、上記と同様に光検出器９で検出される輝度値を取得していく。そして、ｘ−ｙ平面方向において同一位置の画素における全ての輝度値のうち輝度値が最も大きい輝度値と、その輝度値に対応する対物レンズ５の高さ情報とをｘ−ｙ平面方向の全ての画素分用いてエクステンド画像または３次元画像を作成する。
【００２７】
次に、より具体的なエクステンド画像または３次元画像の作成プロセスについて説明する。
まず、ユーザは、モニタ１３に表示される試料６の共焦点画像を見ながら、その共焦点画像の隣などに表示される操作画面によってＺ移動機構１４０９を操作することで対物レンズ５をＺ方向に移動させて、対物レンズ５の移動距離を予め設定しておく。移動距離は、例えば、コントローラ１２の所定のメモリに記憶される。
【００２８】
次に、移動距離の設定が完了すると、対物レンズ５は、その移動距離内を予め決められた移動ピッチΔＺで上昇していき、移動ピッチΔＺ毎にｘ−ｙ平面方向における全画素の輝度値Ｉが取得されていく。すなわち、ある高さ情報Ｚ（ｋ）においてｘ−ｙ平面方向の全画素分の輝度値Ｉを取得すると、それら輝度値Ｉを上記高さ情報Ｚ（ｋ）と関連付けて輝度値記憶部１４０１に記憶される。次に、Ｚ移動機構１４０９により対物レンズ５が移動ピッチΔＺ上昇し対物レンズ５が高さ情報Ｚ（ｋ＋１）まで移動すると、その高さ情報Ｚ（ｋ＋１）におけるｘ−ｙ平面方向の全画素分の輝度値が取得され、それら輝度値Ｉを上記高さ情報Ｚ（ｋ＋１）と関連付けて輝度値記憶部１４０１に記憶される。なお、対物レンズ５が移動距離を全て移動した後のある１画素において取得される全ての輝度値Ｉは、例えば、図４Ａや図４ＢのＩ（輝度値）−Ｚ（高さ情報）の関係を示すグラフの曲線上の各黒丸に相当する。
【００２９】
そして、上述の動作が、予め設定した上記移動距離内において繰り返し行われることにより、ｘ−ｙ平面方向における全ての画素において、それぞれ、最大の輝度値Ｉ及びその最大の輝度値Ｉに対応する高さ情報Ｚが求められ、それらの情報が合成されることによりエクステンド画像または３次元画像が作成され、画像転送Ｉ／Ｏ１４１０を介してモニタ１３に表示される。
【００３０】
なお、図４Ａに示すように、今回取得した輝度値Ｉ（ｋ＋１）が前回取得した輝度値Ｉ（ｋ）よりも大きい場合は、輝度値記憶部１４０１に記憶した輝度値Ｉ（ｋ）及び高さ情報Ｚ（ｋ）を輝度値Ｉ（ｋ＋１）及び高さ情報（ｋ＋１）に更新し、逆に、図４Ｂに示すように、前回取得した輝度値Ｉ（ｋ）が今回取得した輝度値Ｉ（ｋ＋１）よりも大きい場合は、輝度値Ｉ（ｋ）及び高さ情報Ｚ（ｋ）をそのまま輝度値記憶部１４０１に記憶しておき、最終的に輝度値記憶部１４０１に記憶されている輝度値Ｉ及び高さ情報Ｚを用いてエクステンド画像または３次元画像を作成してもよい。
【００３１】
ところで、図５に示すような反射率の異なる表面を有する試料６のエクステンド画像または３次元画像を作成する場合、対物レンズ５または試料台６Ａの全ての移動において光検出器９の輝度調整値を共通にすると、上述したように、ある高さ情報Ｚにおける輝度値Ｉが不足または飽和してエクステンド画像の一部が作成されない可能性がある。
【００３２】
そこで、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、輝度調整値演算部１４０４において、対物レンズ５の移動毎に、光検出器９の検出感度を調整するための輝度調整値を調整し、その調整した輝度調整値を輝度調整Ｉ／Ｏ１４０５を介して検出感度調整ユニット１０に出力する。
【００３３】
この輝度調整値の調整処理は、例えば、輝度値Ｉが飽和するときの値を１００％とする場合において、ｘ−ｙ平面方向の全ての画素に対応する各輝度値Ｉのうち最大の輝度値Ｉが８０〜６０％（目標の輝度範囲）以外になるときに実行するものとする。なお、上記目標の輝度範囲は可変可能とする。
【００３４】
また、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、光検出器９としてフォトマルチプライヤを用いるものとし、上記輝度調整値を検出感度Ｇとする。このように構成する場合、検出感度Ｇは、検出感度調整ユニット１０から光検出器９へ印加される印加電圧ＨＶを制御することで調整することができ、Ｇ＝ｊ×ＨＶ^ａと表すことができる。なお、ａは、検出感度Ｇと印加電圧ＨＶとの関係を表す定数（メーカー指示値）、ｊは、ダイノードの数（メーカー指示値）であるため、ａ、ｊは、それぞれ、フォトマルチプライヤ固体毎に決まる値となる。また、ａは、厳密に装置毎に実験的に特性を求めてもよい。
【００３５】
例えば、印加電圧ＨＶの制御条件として、輝度値Ｉの目標レベルを光検出器９のダイナミックレンジの８０％にするという条件が設定されている場合を考える。
ダイナミックレンジ１００％のときの輝度値Ｉ（１００％）は、印加電圧ＨＶ（１００％）で試料６の反射率がｒ、光学系効率がｔとすると、Ｉ（１００％）＝Ｇ（１００％）×ｒ×ｔとなるため、Ｉ（１００％）＝ｒ×ｔ×ｊ×ＨＶ（１００％）＾aとなる。
【００３６】
輝度値Ｉ（８０％）に調整したい場合は、Ｉ（８０％）＝Ｉ（１００％）×｛ＨＶ（８０％）^ａ／ＨＶ（１００％）^ａ｝により、ＨＶ（８０％）を求めることができる。また、光検出器９にフォトダイオードを用いた場合も、増幅器の特性に基づいて輝度調整値を同様に演算で求めることができる。一般に、増幅器は線形であるため、光検出器９にフォトダイオードを用いた場合、演算はより容易になる。
【００３７】
ところで、上述したように、対物レンズ５の移動距離内において共通の輝度調整値を使用する場合（図６Ａ）では、ある１画素における全輝度値Ｉのうち輝度値Ｉ（ｋ＋１）が最大になるが、同じ設定条件において対物レンズ５の移動毎に輝度調整値を調整するように変更すると（図６Ｂ）、上記と同じ画素における全輝度値Ｉのうち輝度値Ｉ（ｋ）が最大になってしまうことがある。そのため、対物レンズ５の移動毎に輝度調整値を調整する場合では、正しくない高さ情報Ｚに基づいてエクステンド画像または３次元画像を作成してしまうおそれがある。
【００３８】
そこで、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、対物レンズ５の移動毎に輝度調整値を調整しても、正しい高さ情報Ｚを取得するために、輝度値相関演算部１４０３において、輝度調整値演算部１４０４により輝度調整値が調整されたと判断すると、輝度調整値が調整される前の輝度値Ｉと輝度調整値が調整された後の輝度値Ｉとが相関関係になるように、輝度調整値が調整される前の輝度値Ｉに対して補正を行う。
【００３９】
例えば、ある高さ情報Ｚ（ｋ＋１）において輝度値Ｉ（ｋ＋１）を取得したときの印加電圧ＨＶ（ｋ＋１）と、１つ前の高さ情報Ｚ（ｋ）において輝度値Ｉ（ｋ）を取得したときの印加電圧ＨＶ（ｋ）とを比較する。このとき、印加電圧ＨＶ（ｋ）と印加電圧ＨＶ（ｋ＋１）との偏差ΔＨＶがゼロでなければ、輝度値Ｉ（ｋ）と輝度値Ｉ（ｋ＋１）とが相関関係になっていない（輝度値Ｉ（ｋ＋１）と輝度値Ｉ（ｋ）とが互いに異なる輝度調整値で検出され相関関係になっていない）と判断し、輝度値相関演算部１４０３は、輝度調整値が調整される前の輝度値Ｉに、輝度調整値が調整された前後関係から求まる比を輝度に対して乗算する事で補正を行う。すなわち、上記Ｉ（ｋ）＝ｒ×ｔ×ｊ×ＨＶ（ｋ）^ａを利用して、補正対象の輝度値Ｉｔａｒｇｅｔ＝｛ｒ×ｔ×ｊ×ＨＶ（ｋ）^ａ｝×｛（ＨＶ（ｋ＋１）^ａ）÷（ＨＶ（ｋ）^ａ）｝を求めることができる。
【００４０】
これにより、図７に示すように、印加電圧ＨＶの調整前に取得した輝度値Ｉ（ｋ）と、印加電圧ＨＶの調整後に取得した輝度値Ｉ（ｋ＋1）とを相関関係にすることができるので、対物レンズ５の移動毎に印加電圧ＨＶを調整しても、全ての画素において正しい高さ情報Ｚを求めることができ正確なエクステンド画像または３次元画像を作成することができる。
【００４１】
図８は、ｘ−ｙ平面方向の各画素の輝度値Ｉを移動距離において全て取得する際のコントローラ１２の動作を示すフローチャートである。なお、上記移動距離は予め設定されているものとする。
【００４２】
まず、ある高さ情報Ｚにおけるｘ−ｙ平面方向の各画素の輝度値Ｉをそれぞれ検出感度調整ユニット１０を介して光検出器９から取得し、その高さ情報Ｚと関連付けて輝度値記憶部１４０１に記憶する（Ｓ１０１）。なお、コントローラ１２の動作開始時の高さ情報Ｚは、例えば、上記移動距離の最小値とする。
【００４３】
次に、輝度値記憶部１４０１に記憶した各画素の輝度値Ｉが、それぞれ、目標の輝度範囲に入っているか否かを判断する（Ｓ１０２）。なお、輝度値記憶部１４０１に記憶した各画素のうち一部の画素に対して、それぞれ、目標の輝度範囲に入っているか否かを判断するようにしてもよい。
【００４４】
入っていないと判断した場合は（Ｓ１０２がＮＯ）、輝度調整値演算部１４０４において輝度調整値（印加電圧ＨＶ）を調整し（Ｓ１０３）、Ｓ１０１へ戻る。
一方、入っていると判断した場合は（Ｓ１０２がＹＥＳ）、現在の輝度調整値をＳ１０１で取得した輝度値Ｉに対応付けて、輝度調整値記憶部１４０６に記憶する（Ｓ１０４）。
【００４５】
次に、現在の対物レンズ５の高さ情報ＺをＳ１０１で取得した輝度値Ｉに対応付けて、高さ情報記憶部１４０２に記憶する（Ｓ１０５）。
次に、今回輝度調整値記憶部１４０６に記憶した輝度調整値と、前回輝度調整値記憶部１４０６に記憶した輝度調整値との偏差がゼロであるか否かを判断する（Ｓ１０６）。
【００４６】
偏差がゼロでないと判断した場合は（Ｓ１０６がＮＯ）、輝度値記憶部１４０１に記憶されている、輝度調整値の調整前に取得した各輝度値Ｉに対して輝度調整値の調整後に取得した輝度値Ｉと相関関係になるように補正を行う（Ｓ１０７）。
【００４７】
一方、偏差がゼロであると判断した場合は（Ｓ１０６がＹＥＳ）、現在の高さ情報Ｚが上記移動距離の上限値であるか否かを判断する（Ｓ１０８）。上限値でないと判断した場合は（Ｓ１０８がＮＯ）、対物レンズ５を移動ピッチΔＺ上昇させて（Ｓ１０９）、Ｓ１０１へ戻る。なお、試料台６Ａを移動ピッチΔＺ下降させてもよい。
【００４８】
一方、上限値であると判断した場合は（Ｓ１０８がＹＥＳ）、輝度値Ｉの取得を終了する。そして、コントローラ１２は、ｘ−ｙ平面方向の各画素において、それぞれ、最も大きい輝度値Ｉとその輝度値Ｉに対応する高さ情報Ｚとを輝度値記憶部１４０１及び高さ情報記憶部１４０２から取り出し、それらを合成してエクステンド画像または３次元画像を作成する。
【００４９】
第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、エクステンド画像または３次元画像の作成中にリアルタイムで、すなわち、対物レンズ５または試料台６Ａの移動毎に輝度調整値を調整しているので、エクステンド画像または３次元画像の作成前のユーザによる輝度調整値の調整を行う必要がなくなり、エクステンド画像または３次元画像の作成時間が増大することを抑えることができる。
【００５０】
また、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、対物レンズ５または試料台６Ａの移動毎に輝度調整値を調整しているので、全ての輝度値Ｉを正しく取得することができ正確なエクステンド画像または３次元画像を作成することができる。
【００５１】
また、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、対物レンズ５または試料台６Ａの移動毎に輝度調整値を調整しているので、エクステンド画像または３次元画像の作成中に輝度値Ｉが不足したり飽和したりすることがなくなり、再度、最初から輝度値Ｉを取得する必要がなくなる。
【００５２】
また、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、輝度調整値の事前の調整を行う必要がないので、ユーザの負担を軽減することができる。なお、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、輝度調整値の調整方法として、光検出器の検出感度Ｇを制御する構成であるが、輝度調整値の調整方法として、コントローラ１２がレーザパワー調整用ＤＡ変換器１１を介してレーザ光源１の駆動電流を制御することによりレーザ光源１の出射パワーを調整してもよい。なお、このように構成する場合、レーザ光源１の駆動電流と出射パワーとは、リニアな関係（１：１）であるものとする。
【００５３】
図９は、このように構成した場合のコントローラ１２の動作を示すフローチャートである。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２０９の各動作のうち、Ｓ２０３以外の動作は、図８に示すＳ１０３を除くＳ１０１〜Ｓ１０９の各動作と同じであるため説明を省略する。
【００５４】
すなわち、輝度値記憶部１４０１に記憶した各画素の輝度値Ｉが、それぞれ、所定の輝度範囲に入っていないと判断した場合は（Ｓ２０２がＮＯ）、輝度調整値演算部１４０４において輝度調整値（レーザ光源１の出射パワー）を調整し（Ｓ２０３）、Ｓ２０１へ戻る。
【００５５】
なお、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、輝度値相関演算部１４０３において、輝度調整値演算部１４０４により輝度調整値が調整されたと判断すると、輝度調整値が調整される前の輝度値Ｉと輝度調整値が調整された後の輝度値Ｉとが相関関係になるように、輝度調整値が調整される前の輝度値Ｉに対して補正を行うが、輝度調整値が調整された後の輝度値Iに対して補正を行うようにしても良い。この場合、補正対象の輝度値Ｉｔａｒｇｅｔは、Ｉｔａｒｇｅｔ＝｛ｒ×ｔ×ｊ×ＨＶ（ｋ＋１）^ａ｝×｛（ＨＶ（ｋ）^ａ）÷（ＨＶ（ｋ＋１）^ａ）｝により求めることができる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の共焦点レーザ顕微鏡について説明する。
第２実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、図１に示す第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡と輝度値Ｉの補正タイミングが異なっている。
【００５７】
すなわち、図１に示す第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、対物レンズ５または試料台６Ａの移動毎に輝度調整値が調整されたか否かを判断し、調整された場合に輝度値Ｉを補正する構成であるが、第２実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、対物レンズ５または試料台６Ａが予め設定された移動距離を全て移動した後に輝度調整値が調整されたか否かを判断し、調整された場合に輝度値Ｉの補正を行う。
【００５８】
図１０は、第２実施形態の共焦点レーザ顕微鏡におけるコントローラ１２の動作を示すフローチャートである。なお、Ｓ３０１〜Ｓ３０５の各動作は、図８に示すＳ１０１〜Ｓ１０５の各動作と同じであるため説明を省略する。
【００５９】
今回取得した高さ情報Ｚが予め設定された移動距離の上限値であるか否かを判断する（Ｓ３０６）。 上限値でないと判断した場合は（Ｓ３０６がＮＯ）、対物レンズ５を移動ピッチΔＺ上昇させて、Ｓ３０１へ戻る。
【００６０】
一方、上限値であると判断した場合は（Ｓ３０６がＹＥＳ）、各高さ情報Ｚの全ての輝度値Ｉがそれぞれ互いに同じ輝度調整値（検出感度Ｇまたはレーザ光源１の出射パワー）であるか否かを判断する（Ｓ３０７）。
【００６１】
同じでないと判断した場合は（Ｓ３０７がＮＯ）、輝度調整値の調整前に取得した各輝度値Ｉに対して輝度調整値の調整後に取得した各輝度値Ｉと相関関係になるように補正を行う（Ｓ３０８）。
【００６２】
一方、同じであると判断した場合は（Ｓ３０７がＹＥＳ）、輝度値Ｉの取得を終了する。
この第２実施形態の共焦点レーザ顕微鏡においても、第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡と同様に、エクステンド画像または３次元画像の作成時間が増大することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。
【図２】検出感度調整ユニットを示す図である。
【図３】輝度値相関調整部を示す図である。
【図４Ａ】輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。
【図４Ｂ】輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。
【図５】試料の一例を示す図である。
【図６Ａ】輝度調整値の調整を行わないときの輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。
【図６Ｂ】輝度調整値の調整を行うときの輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。
【図７】輝度調整値の調整前に取得した輝度値に対して補正を行ったときの輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第１実施形態の共焦点レーザ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例の共焦点レーザ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態の共焦点レーザ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。
【図１１】既存の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  レーザ光源
２  ＰＢＳ
３  ２次元走査機構
４  １／４λ板
５  対物レンズ
６  試料
７  集光レンズ
８  ピンホール
９  光検出器
１０  検出感度調整ユニット
１１  レーザパワー調整用ＤＡ変換器
１２  コントローラ
１３  モニタ
１４  高圧電源回路
１５  増幅器
１６  ＡＤ変換器
１７  ＤＡ変換器
１４０１  輝度値記憶部
１４０２  高さ情報記憶部
１４０３  輝度値相関演算部
１４０４  輝度調整値演算部
１４０５  輝度調整Ｉ／Ｏ
１４０６  輝度調整値記憶部
１４０７  Ｚ移動機構Ｉ／Ｏ
１４０８  Ｚ移動機構ドライバ
１４０９  Ｚ移動機構
１４１０  画像転送Ｉ／Ｏ
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図５】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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