(57)【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に照射する対物レンズと、
該対物レンズにより前記標本に照射されるレーザ光を走査させて、前記標本の元画像を取得する画像取得部と、
ユーザが、前記標本のリファレンス画像を取得するためのピクセル数およびズーム倍率を設定する条件設定部と、
該条件設定部により設定された前記ピクセル数および前記ズーム倍率のいずれか一方を固定して超解像画像を取得するという目的で、ユーザが、前記ピクセル数を固定することおよび前記ズーム倍率を固定することのいずれか一方を選択する選択部と、
該選択部によって前記ピクセル数を固定することが選択された場合は、前記対物レンズの倍率と前記条件設定部によって設定された前記ピクセル数とに基づき、超解像画像を生成するために必要な１ピクセル当たりのピクセル分解能を実現する前記ズーム倍率に関する情報を算出し、前記選択部によって前記ズーム倍率を固定することが選択された場合は、前記対物レンズの倍率と前記条件設定部によって設定された前記ズーム倍率とに基づき、超解像画像を生成するために必要な１ピクセル当たりのピクセル分解能を実現する前記ピクセル数に関する情報を算出する条件算出部と、
該条件算出部により算出された前記ピクセル数に関する情報または前記ズーム倍率に関する情報に基づいて前記画像取得部を制御する制御部とを備える走査型顕微鏡装置。
【請求項２】
前記画像取得部が、所定の搖動軸回りに搖動可能な搖動ミラーによりレーザ光を偏向するスキャナと、レーザ光が照射された前記標本の戻り光の強度情報に基づいて前記元画像を構築する画像構築部とを備え、
前記制御部が、前記条件算出部により前記ピクセル数に関する情報が算出された場合は、そのピクセル数に関する情報に基づいて前記画像構築部による画像構築を制御し、前記条件算出部により前記ズーム倍率に関する情報が算出された場合は、そのズーム倍率に関する情報に基づいて前記スキャナによるレーザ光の走査を制御する請求項１に記載の走査型顕微鏡装置。
【請求項３】
前記条件算出部が、予め設定された前記ズーム倍率に関する情報に基づいて前記ピクセル数に関する情報を算出する請求項２に記載の走査型顕微鏡装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記条件算出部により算出された前記ピクセル数に関する情報および／または１フレーム分の画像を取得するのに掛かる時間に関する情報を表示する請求項３に記載の走査型顕微鏡装置。
【請求項５】
前記条件算出部が、予め設定された前記ピクセル数に関する情報に基づいて前記ズーム倍率に関する情報を算出する請求項２に記載の走査型顕微鏡装置。
【請求項６】
前記制御部が、前記条件算出部により算出された前記ズーム倍率に関する情報に従って取得可能な前記元画像の視野範囲を表示する請求項５に記載の走査型顕微鏡装置。
【請求項７】
前記ズーム倍率に関する情報を予め設定して、前記条件算出部により算出された前記ピクセル数に関する情報に基づいて前記制御部により前記画像構築部による画像構築を制御する第１モードと、前記ピクセル数に関する情報を予め設定して、前記条件算出部により算出された前記ズーム倍率に関する情報に基づいて前記制御部により前記走査部によるレーザ光の走査を制御する第２モードとをユーザが択一的に選択可能な請求項３から請求項６のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
【請求項８】
走査型レーザ顕微鏡を用いて取得した元画像に対して画像処理を行うことにより超解像画像を生成する方法であって、
ユーザにより、リファレンス画像を取得するためのピクセル数およびズーム倍率に関する条件を入力し、
光源から対物レンズを通して標本上に照射されるレーザ光を走査して、前記ピクセル数および前記ズーム倍率に基づき標本の前記リファレンス画像を取得し、
前記リファレンス画像を取得した際の前記ピクセル数および前記ズーム倍率のいずれか一方を固定して超解像画像を取得するという目的で、ユーザが、前記ピクセル数を固定することおよび前記ズーム倍率を固定することのいずれか一方を選択し、
前記ズーム倍率を固定することが選択された場合は、コンピュータが、前記リファレンス画像を取得した際の前記対物レンズの倍率およびズーム倍率に基づき前記超解像画像を生成するのに必要なピクセル数に関する情報を算出し、
前記ピクセル数を固定することが選択された場合は、コンピュータが、前記リファレンス画像を取得した際の前記対物レンズの倍率およびピクセル数に基づき前記超解像画像を生成するのに必要なズーム倍率に関する情報を算出し、
算出された前記ズーム倍率に関する情報または算出された前記ピクセル数に関する情報に基づき前記元画像を取得し、
取得された前記元画像に対して高周波成分を強調する画像演算処理を行うことにより、前記超解像画像を取得する超解像画像の生成方法。
【請求項９】
前記コンピュータが、前記ピクセル数に関する情報を算出した場合において、算出された前記ピクセル数に関する情報と１フレーム分の画像を取得するのに必要な時間に関する情報のうちの少なくとも１つを表示する請求項８に記載の超解像画像の生成方法。
【請求項１０】
前記コンピュータが、前記ズーム倍率に関する情報を算出した場合において、算出された前記ズーム倍率に関する情報に従って取得可能な前記元画像の視野範囲を表示する請求項８に記載の超解像画像の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、取得した画像に対して画像処理（コンボリューション処理）を施し、光学分解能以上の分解能を有する超解像画像を生成する超解像技術（ＲＲＣＭ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。引用文献１に記載の超解像技術は、ピンホール径を対物レンズに最適な大きさの５０％程度の大きさに設定するとともに、実現したい解像の２倍程度のピクセルピッチになるように光学ズーム倍率もしくは画像の解像度を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２００８３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、特許文献１には、画像処理に最適な行列式を生成する方法や、超解像イメージングに必要なピンホール径を算出する方法について記載されているが、ピクセルピッチが適当な値となるような走査部の駆動信号を生成する具体的な方法等については言及されていない。したがって、ユーザ自身が、ピクセルピッチを最適な値にするための手段を考えて必要なパラメータを入力する必要があり、画像取得までの手順が複雑という問題がある。
【０００５】
本発明は、超解像画像を生成するために必要な条件を満たす標本の元画像を簡易に取得することができる走査型顕微鏡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】
【０００６】
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に照射する対物レンズと、該対物レンズにより前記標本に照射されるレーザ光を走査させて、前記標本の元画像を取得する画像取得部と、ユーザが、前記標本のリファレンス画像を取得するためのピクセル数およびズーム倍率を設定する条件設定部と、該条件設定部により設定された前記ピクセル数および前記ズーム倍率のいずれか一方を固定して超解像画像を取得するという目的で、ユーザが、前記ピクセル数を固定することおよび前記ズーム倍率を固定することのいずれか一方を選択する選択部と、該選択部によって前記ピクセル数を固定することが選択された場合は、前記対物レンズの倍率と前記条件設定部によって設定された前記ピクセル数とに基づき、超解像画像を生成するために必要な１ピクセル当たりのピクセル分解能を実現する前記ズーム倍率に関する情報を算出し、前記選択部によって前記ズーム倍率を固定することが選択された場合は、前記対物レンズの倍率と前記条件設定部によって設定された前記ズーム倍率とに基づき、超解像画像を生成するために必要な１ピクセル当たりのピクセル分解能を実現する前記ピクセル数に関する情報を算出する条件算出部と、該条件算出部により算出された前記ピクセル数に関する情報または前記ズーム倍率に関する情報に基づいて前記画像取得部を制御する制御部とを備える走査型顕微鏡装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、画像取得部により、光源から発せられたレーザ光が対物レンズを介して標本上で走査されて、その標本の元画像が取得される。この場合において、条件算出部により対物レンズの倍率に基づいて算出された元画像のピクセル数に関する情報または元画像のズーム倍率に関する情報に基づいて、制御部により画像取得部が制御されることで、画像取得部により、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。したがって、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得するための条件をユーザが設定しなくて済み、超解像画像を生成するために必要な条件を満たす標本の元画像を簡易に取得することができる。
【０００８】
上記発明においては、前記画像取得部が、所定の搖動軸回りに搖動可能な搖動ミラーによりレーザ光を偏向するスキャナと、レーザ光が照射された前記標本の戻り光の強度情報に基づいて前記元画像を構築する画像構築部とを備え、前記制御部が、前記条件算出部により前記ピクセル数に関する情報が算出された場合は、そのピクセル数に関する情報に基づいて前記画像構築部による画像構築を制御し、前記条件算出部により前記ズーム倍率に関する情報が算出された場合は、そのズーム倍率に関する情報に基づいて前記スキャナによるレーザ光の走査を制御することとしてもよい。
【０００９】
このように構成することで、制御部により、条件算出部によって算出される元画像のピクセル数に関する情報に基づいて画像構築部を制御する場合は、元画像のズーム倍率を変更しないので、ユーザが観察したい視野範囲を維持したままで、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。
【００１０】
また、制御部により、条件算出部によって算出される元画像のズーム倍率に関する情報に基づいてスキャナを制御する場合は、元画像のピクセル数を変更しないので、画像を取得するのにユーザが所望する時間を維持したままで、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。
【００１１】
上記発明においては、前記条件算出部が、予め設定された前記ズーム倍率に関する情報に基づいて前記ピクセル数に関する情報を算出することとしてもよい。
このように構成することで、ユーザが所望する視野範囲で、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記制御部が、前記条件算出部により算出された前記ピクセル数に関する情報および／または１フレーム分の画像を取得するのに掛かる時間に関する情報を表示することとしてもよい。
このように構成することで、元画像において所望の視野範囲を得るためにピクセル数が変わったり画像取得に掛かる時間が変わったりしても、ユーザは変更後のピクセル数や画像取得の時間を把握した上で元画像を取得することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記条件算出部が、予め設定された前記ピクセル数に関する情報に基づいて前記ズーム倍率に関する情報を算出することとしてもよい。
このように構成することで、ユーザが所望するピクセル数や画像取得に掛かる時間で、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記制御部が、前記条件算出部により算出された前記ズーム倍率に関する情報に従って取得可能な前記元画像の視野範囲を表示することとしてもよい。
このように構成することで、元画像において所望のピクセル数や画像取得に掛かる時間を得るために視野範囲が変わっても、ユーザは変更後の視野範囲を把握した上で元画像を取得することができる。
【００１５】
上記発明においては、前記ズーム倍率に関する情報を予め設定して、前記条件算出部により算出された前記ピクセル数に関する情報に基づいて前記制御部により前記画像構築部による画像構築を制御する第１モードと、前記ピクセル数に関する情報を予め設定して、前記条件算出部により算出された前記ズーム倍率に関する情報に基づいて前記制御部により前記走査部によるレーザ光の走査を制御する第２モードとをユーザが択一的に選択可能であることとしてもよい。
このように構成することで、目的や状況に応じたユーザの所望の条件を維持して、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。
また、本発明は、走査型レーザ顕微鏡を用いて取得した元画像に対して画像処理を行うことにより超解像画像を生成する方法であって、ユーザにより、リファレンス画像を取得するためのピクセル数およびズーム倍率に関する条件を入力し、光源から対物レンズを通して標本上に照射されるレーザ光を走査して、前記ピクセル数および前記ズーム倍率に基づき標本の前記リファレンス画像を取得し、前記リファレンス画像を取得した際の前記ピクセル数および前記ズーム倍率のいずれか一方を固定して超解像画像を取得するという目的で、ユーザが、前記ピクセル数を固定することおよび前記ズーム倍率を固定することのいずれか一方を選択し、前記ズーム倍率を固定することが選択された場合は、コンピュータが、前記リファレンス画像を取得した際の前記対物レンズの倍率およびズーム倍率に基づき前記超解像画像を生成するのに必要なピクセル数に関する情報を算出し、前記ピクセル数を固定することが選択された場合は、コンピュータが、前記リファレンス画像を取得した際の前記対物レンズの倍率およびピクセル数に基づき前記超解像画像を生成するのに必要なズーム倍率に関する情報を算出し、算出された前記ズーム倍率に関する情報または算出された前記ピクセル数に関する情報に基づき前記元画像を取得し、取得された前記元画像に対して高周波成分を強調する画像演算処理を行うことにより、前記超解像画像を取得する超解像画像の生成方法を提供する。
上記発明においては、前記コンピュータが、前記ピクセル数に関する情報を算出した場合において、算出された前記ピクセル数に関する情報と１フレーム分の画像を取得するのに必要な時間に関する情報のうちの少なくとも１つを表示することとしてもよい。
上記発明においては、前記コンピュータが、前記ズーム倍率に関する情報を算出した場合において、算出された前記ズーム倍率に関する情報に従って取得可能な前記元画像の視野範囲を表示することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、超解像画像を生成するために必要な条件を満たす標本の元画像を簡易に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】本発明の一実施形態に係る走査型顕微鏡装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のＰＣとモニタの構成を示す図である。
【図３】図１の走査型顕微鏡装置により超解像画像を生成する工程を示すフローチャートである。
【図４】１００倍対物レンズ、スキャンサイズ５１２×５１２、ズーム１倍の設定で取得する画像の一例を示す図である。
【図５】図２のモニタに表示されるモード設定部において、ズーム倍率固定モードを選択する場合を示す図である。
【図６】図２のモニタに表示されるモード設定部において、スキャンサイズ固定モードを選択する場合を示す図である。
【図７】図４の画像に元画像の視野を表示した様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る走査型顕微鏡装置について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る走査型顕微鏡装置１は、図１に示すように、標本Ｓ（図６（ａ）および図６（ｂ）参照）を載置するステージ３と、レーザ光を発生するレーザ光源（光源）５と、レーザ光源５から発せられたレーザ光を走査させる走査部（画像取得部、スキャナ）７と、走査部７により走査されたレーザ光を標本Ｓに照射する一方、標本Ｓから戻る戻り光を集光する対物レンズ９とを備えている。
【００１９】
また、走査型顕微鏡装置１は、対物レンズ９により集光された戻り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１１と、ダイクロイックミラー１１により分岐された戻り光の光束を制限するピンホール１３、ピンホール１３を通過した戻り光を検出する検出器１５と、走査部７および検出器１５の制御や超解像画像を作成するために必要な元画像の生成等を行うＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、画像取得部、条件算出部、制御部、画像構築部）１７と、ＰＣ１７により生成される画像やスキャン条件等を表示するモニタ１９とを備えている。
【００２０】
走査部７は、例えば、ガルバノスキャナであり、互いに直交する揺動軸回りに揺動可能な２枚のガルバノミラー（いずれも図示略）を備えている。この走査部７は、これら２枚のガルバノミラーにより、レーザ光源５からのレーザ光を互いに直交する２方向に偏向することで、標本Ｓ上でレーザ光を２次元的に走査させることができるようになっている。
【００２１】
本実施形態に係る走査型顕微鏡装置１は、１０倍の対物レンズ９を使用した場合において、対角で１８００μｍの正方形領域を走査することができるようになっている。また、１０倍の対物レンズ９の使用時は正方形領域の１辺が１２７２．７９２・・・μｍとなり、１００倍の対物レンズ９の使用時は正方形領域の１辺が１２７．２７９２・・・μｍとなる。
【００２２】
対物レンズ９は、倍率が異なる他の対物レンズと交換することができるようになっている。
ダイクロイックミラー１１は、レーザ光源５からのレーザ光を走査部７に向けて透過させる一方、対物レンズ９により集光されて走査部７を介してレーザ光の光路を戻る戻り光をピンホール１３に向けて反射するようになっている。
【００２３】
ピンホール１３は、対物レンズ９の像位置と共役な位置に配置されている。このピンホール１３は、ダイクロイックミラー１１からの戻り光の内、標本Ｓにおける対物レンズ９の焦点位置からの戻り光のみを透過させるようになっている。
検出器１５は、例えば、光電子増倍管であり、検出した戻り光の強度に相当する光強度信号をＰＣ１７に送るようになっている。
【００２４】
ＰＣ１７は、検出器１５から送られてくる光強度信号を走査部７によるレーザ光の走査位置に対応する画素ごとに積算して、標本Ｓの２次元的な画像を生成するようになっている。また、ＰＣ１７は、マウスやキーボード等の入力装置（図示略）によってユーザにスキャン条件を入力させるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を備えている。
【００２５】
ＧＵＩは、図２に示すように、モニタ１９において、生成した画像を映す画像表示部２１と、スキャン条件を設定するスキャン条件設定部２３と、超解像画像の生成に関するモードを設定するモード設定部２５とを表示させるようになっている。
【００２６】
スキャン条件設定部２３には、画像のピクセル数、すなわち、スキャンサイズを入力したり表示したりする「Ｓｃａｎ  ｓｉｚｅ」と、画像のズーム倍率を入力したり表示したりする「Ｚｏｏｍ」と、１フレームの画像を取得するのに掛かる時間を表示する「Ｆｒａｍｅ  ｔｉｍｅ」とが設けられている。また、スキャン条件設定部２３には、画像取得を開始するためのスタートボタンである「ＳＴＡＲＴ」が設けられている。
【００２７】
モード設定部２５には、超解像イメージングの実施をＯＮ／ＯＦＦする「Ｓｕｐｅｒ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ」と、超解像イメージングを実施する場合のモードをユーザに選択させる「Ｍｏｄｅ」とが表示されるようになっている。「Ｍｏｄｅ」は、スキャンサイズを固定して元画像を取得するスキャンサイズ固定モード（第２モード）に設定する「Ｆｉｘ  ｓｃａｎ  ｓｉｚｅ」と、画像のズーム倍率を固定して元画像を取得するズーム倍率固定モード（第１モード）に設定する「Ｆｉｘ  Ｚｏｏｍ」のいずれかを選択することができるようになっている。
【００２８】
このＰＣ１７は、ズーム倍率固定モードにおいては、使用する対物レンズ９の倍率および予め設定された画像のズーム倍率に基づいて、超解像画像を生成するために必要な１ピクセル当たりのピクセル分解能を実現する元画像のスキャンサイズを算出するようになっている。
【００２９】
そして、ＰＣ１７は、算出したスキャンサイズに基づいて画像を構築するようになっている。また、ＰＣ１７は、算出したスキャンサイズに基づいて１フレーム分の画像を取得するのに掛かる時間を算出し、算出した時間とそのスキャンサイズをモニタ１９のスキャン条件設定部２３に表示するようになっている。
【００３０】
また、ＰＣ１７は、スキャンサイズ固定モードにおいては、使用する対物レンズ９の倍率および予め設定されたスキャンサイズに基づいて、超解像画像を生成するために必要な１ピクセル当たりのピクセル分解能を実現するズーム倍率を算出するようになっている。
【００３１】
そして、ＰＣ１７は、算出したズーム倍率に基づいて走査部７の各ガルバノミラーの搖動角度を調整するようになっている。例えば、走査部７のガルバノミラーの搖動角度を小さくすることで、生成される画像のズームを実現することができる。ガルバノミラーの搖動角度を小さくするとレーザ光を走査させる範囲が狭くなるので、スキャンサイズは変えずにその狭くなった範囲からの戻り光を用いて画像生成を行うことにより、生成される画像は拡大されたものとなる。また、ＰＣ１７は、算出したズーム倍率をモニタ１９のスキャン条件設定部２３に表示するとともに、そのズーム倍率に従って取得可能な元画像の視野範囲をモニタ１９の画像表示部２１に表示するようになっている。
【００３２】
さらに、ＰＣ１７は、生成した標本Ｓの画像を元画像として、これに高周波成分を強調する画像演算処理を施すようになっている。これにより、元画像の超解像成分を可視化して、光学分解能以上の分解能を持つ超解像画像を生成するようになっている。
【００３３】
このように構成された走査型顕微鏡装置１の作用について、図３のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る走査型顕微鏡装置１により超解像画像を取得する場合は、まず、複数の標本Ｓを含むリファレンス画像を取得する。
この場合は、図２に示すように、モニタ１９上のスキャン条件設定部２３において、ユーザが、リファレンス画像を取得するためのスキャン条件としてスキャンサイズおよびズーム倍率を設定する（ステップＳ１）。例えば、１００倍対物レンズ９を使用して、スキャンサイズ５１２×５１２、ズーム１倍を設定したとする。
【００３４】
次いで、ユーザは、モニタ１９上のスキャン条件設定部２３の「ＳＴＡＲＴ」を押して、画像取得を開始する（ステップＳ２）。レーザ光源５から発せられたレーザ光は、ダイクロイックミラー１１を透過して走査部７により走査され、対物レンズ９によりステージ３上の標本Ｓに照射される。これにより、走査部７の各ガルバノミラーの搖動動作に応じて、標本Ｓを含む視野範囲においてレーザ光が２次元的に走査される。
【００３５】
レーザ光が照射されることにより標本Ｓから戻る戻り光は、対物レンズ９により集光された後、走査部７を介してダイクロイックミラー１１により反射される。ダイクロイックミラー１１により反射された戻り光の内、対物レンズ９の焦点位置からの戻り光のみがピンホール１３を通過して検出器１５により検出される。
【００３６】
検出器１５においては、検出した戻り光の輝度に相当する光強度信号がＰＣ１７に送られる。ＰＣ１７においては、検出器１５から送られてくる光強度信号が走査部７によるレーザ光の走査位置に対応する画素ごとに積算されて２次元的なリファレンス画像が生成される（ステップＳ３）。生成されたリファレンス画像はモニタ１９に表示される。本実施形態においては、１００倍対物レンズ９を使用して、スキャンサイズ５１２×５１２、ズーム１倍を設定した結果、例えば、図４に示すような画像が取得できたとする。
【００３７】
続いて、超解像イメージングに必要な設定を行う。
この場合は、モニタ１９のモード設定部２５において、ユーザが「Ｓｕｐｅｒ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ」をＯＮにし（ステップＳ４）、「Ｍｏｄｅ」の「Ｆｉｘ  ｓｃａｎ  ｓｉｚｅ」または「Ｆｉｘ  Ｚｏｏｍ」を選択する（ステップＳ５）。
【００３８】
まず、図５に示すように、「Ｆｉｘ  Ｚｏｏｍ」を選択した場合、すなわち、ズーム倍率固定モードを選択した場合について説明する。
本実施形態においては、例えば、１００倍の対物レンズ９を使用し、ズーム倍率が１倍、アスペクト比が１：１の視野を有する超解像画像を取得する場合を例示する。
この場合、ユーザは、モニタ１９のスキャン条件設定部２３において、「Ｚｏｏｍ」に１倍を入力して、ズーム倍率を設定する（ステップＳ６）。
【００３９】
ＰＣ１７により、使用する対物レンズ９の倍率（１００倍）およびズーム倍率（１倍）に基づき、超解像画像を生成するために必要な水平方向および垂直方向のピクセルが算出される。例えば、超解像イメージングにおいて１００ｎｍの分解能を達成しようとする場合は、先行例（特開２０１３−２００８３号公報）によれば、元画像のピクセルピッチはその１／２．５倍の４０ｎｍにする必要がある。上述したように、１００倍の対物レンズ９を使用した場合に走査することができる正方形領域の１辺は１２７．２７９２・・・μｍなので、この場合は、ＰＣ１７により、元画像の水平方向および垂直方向のピクセル数として３１８２が算出される（ステップＳ７）。
【００４０】
これにより、ＰＣ１７において、生成する元画像のスキャンサイズが３１８２×３１８２に設定される。また、ＰＣ１７により、算出したピクセル数に基づいて、１フレーム分の画像を取得するのに掛かる時間が算出される。そして、モニタ１９のスキャン条件設定部２３において、スキャンサイズ（３１８２×３１８２）と、そのスキャンサイズの画像を１フレーム分取得するのに掛かる時間が表示される。
【００４１】
次いで、このスキャン条件に従って、リファレンス画像と同様にして、図４に示すような画像が生成される（ステップＳ８）。これにより、ＰＣ１７により、ズーム倍率が１倍でスキャンサイズが３１８２×３１８２の元画像が取得される。そして、ＰＣ１７により、生成した標本Ｓの元画像に対して高周波成分を強調する画像演算処理が施される。これにより、光学分解能以上の分解能を持つ超解像画像を生成することができる（ステップＳ９）。
【００４２】
この場合において、ＰＣ１７により、対物レンズ９の倍率と画像のズーム倍率に基づいて算出されたスキャンサイズに従って画像構築を調整することで、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。また、ズーム倍率固定モードにおいては元画像のズーム倍率を変更しないので、ユーザが観察したい視野範囲を維持したままで、そのような元画像を取得することができる。
【００４３】
また、モニタ１９に表示されるスキャンサイズと１フレームの画像を取得するのに掛かる時間により、ユーザは、元画像の大きさと走査に必要な時間について、超解像イメージングを開始する前に把握することができる。ズーム倍率固定モードは、１フレームで取得可能な視野を広くしたい場合に有効である。
【００４４】
次に、図６に示すように、モニタ１９のモード設定部２５において、「Ｆｉｘ  ｓｃａｎ  ｓｉｚｅ」、すなわち、スキャンサイズ固定モードを選択した場合について説明する。
本実施形態においては、例えば、１００倍の対物レンズ９を使用し、５１２×５１２のスキャンサイズを有する超解像画像を取得する場合を例示する。
この場合、ユーザは、モニタ１９のスキャン条件設定部２３において、「Ｓｃａｎ  ｓｉｚｅ」に５１２×５１２を入力して、スキャンサイズを設定する（ステップＳ６）。
【００４５】
ＰＣ１７により、使用する対物レンズ９の倍率（１００倍）およびスキャンサイズ（５１２×５１２）に基づき、超解像画像を生成するために必要な元画像のズーム倍率が算出される。上述したように、１００倍の対物レンズ９を使用した場合に走査することができる正方形領域の１辺は１２７．２７９２・・・μｍである。本実施形態においては、スキャンサイズを５１２に設定しているので、この場合のピクセルピッチは０．２４８５９２１・・・μｍとなる。例えば、超解像イメージングにおいて１００ｎｍの分解能を達成しようとする場合は、上記の通り、元画像のピクセルピッチはその１／２．５倍の４０ｎｍにする必要があるので、この場合は、ＰＣ１７により、元画像のズーム倍率として６．２１倍が算出される（ステップＳ７）。
【００４６】
これにより、ＰＣ１７により、算出したズーム倍率（６．２１倍）に従い、走査部７の各ガルバノミラーの搖動角度が縮小される。また、ＰＣ１７により、ズーム倍率（６．２１倍）がモニタ１９のスキャン条件設定部２３に表示されるとともに、図７に示すように、そのズーム倍率（６．２１倍）に従って取得可能な元画像の視野範囲がモニタ１９の画像表示部２１上のリファレンス画像に重畳される。
【００４７】
次いで、このスキャン条件に従って、リファレンス画像と同様にして標本Ｓの画像が生成される（ステップＳ８）。これにより、ＰＣ１７により、ズーム倍率が６．２１倍でスキャンサイズが５１２×５１２の元画像が取得される。そして、ＰＣ１７により、生成した標本Ｓの元画像に対して画像演算処理が施されて、光学分解能以上の分解能を持つ超解像画像が生成される（ステップＳ９）。
【００４８】
この場合において、ＰＣ１７により、対物レンズ９の倍率とスキャンサイズに基づいて算出された元画像のズーム倍率に従って走査部７が制御されることで、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得することができる。また、スキャンサイズ固定モードにおいてはスキャンサイズを変更しないので、ユーザが所望するスキャンサイズおよび画像取得に掛ける時間で、そのような元画像を取得することができる。
【００４９】
また、リファレンス画像上に表示される元画像の視野範囲により、ユーザは、超解像イメージングを実行する際にどの領域が走査対象となるのかを認識することができる。スキャンサイズ固定モードは、１フレームの画像を取得するのに掛かる時間を短く抑えたい場合に有効である。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係る走査型顕微鏡装置１によれば、実現したい解像を満たすピクセルピッチの元画像を取得するための条件をユーザが設定しなくて済み、超解像画像を生成するために必要な条件を満たす標本Ｓの元画像を簡易に取得することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    走査型顕微鏡装置
５    レーザ光源（光源）
９    対物レンズ
１７    ＰＣ（画像取得部、条件算出部、制御部、画像構築部）
２１    走査部（画像取得部、スキャナ）
【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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