(57)【要約】【課題】  レーザー顕微鏡は、多種多様な観察法に対応するため試料に与えるレーザーパワーも多種多様に変化させる必要がある。そのため、レーザー光源を複数設置し、おのおの光源を選択することで目的に合わせたレーザーパワーが得られるようになっている。しかし、選択する光源により、レーザーパワーに著しい差が生じるため検出した信号に適切な振幅が得られない問題がある。【解決手段】  複数のレーザー光源をもつレーザー顕微鏡において、おのおのレーザー光源からのレーザー光を選択する選択手段と、選択されたレーザー光の光量を調節する調光手段と、調光手段より調節した光量を検知する検知手段と、検知手段からの検知信号の振幅を調節するレンジ調整手段を設ける。レンジ調整手段からの光量を観測して、その観測情報を基にフィードバックをかけレンジを調節する。又は、観測情報をモニタしながらレンジを調節することにより適切な振幅を実現する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザー光を出射するレーザー光源と、おのおのレーザー光源からの出力を選択する選択手段と、選択されたレーザー光の光量を調整する調光手段と、調光手段より調節した光量を検知する検知手段と、検知手段からの検出信号の振幅を調節するレンジ調整手段とを備え、レーザー光源の違いにより生じる光量を観測して、その観測情報を基にレンジを調節することを特徴とするレーザー光調光装置。
【請求項２】
複数のレーザー光を出射するレーザー光源と、おのおのレーザー光源からの出力を選択する選択手段と、選択されたレーザー光の光量を調整する調光手段と、調光手段より調節した光量を検知する検知手段と、検知手段からの検出信号の振幅を調節するレンジ調整手段と、レンジ調整手段からの信号を用いて補正値を算出する制御手段と、調光手段の調整段回数に応じたレーザー光の光量の補正値を記憶する記憶手段を備えることを特徴とするレーザー光調光装置。
【請求項３】
装置固有のパラメータであるレーザー光源に応じた検出信号のレンジ調整値を記憶媒体に格納し、光量調整前に記憶媒体からの情報を請求項1又は2のレンジ調整手段に設定することを特徴とするレーザー光調光装置。
【請求項４】
請求項1ないし3のいずれか一つのレーザー光調光装置を備えることを特徴とするレーザー顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーザー光源の光量調整手段、及び、それを用いるレーザー顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー顕微鏡は、光源にレーザー光源を用いたものであり、レーザー光源から出射されたレーザー光を試料面まで導き照射し、試料面からの光、例えば試料面で反射した反射光、試料面を透過した透過光又は、照射されたレーザー光により励起されて発した蛍光といった光情報を検知し、検出した情報を基に画像情報を施した後、試料形態として観察するようにした装置である。レーザー顕微鏡により試料を観察する場合には、試料の反射率、透過率又は蛍光量に合わせてレーザー光源から出射するレーザー光の光量を適宜調整する必要があった。
【０００３】
図1に単一レーザー光源を使用するレーザー顕微鏡の光量調光部分を示す。1.レーザー光源から出射するレーザー光の光量を減衰させる2.調光手段と、調光手段からの透過光を試料面に出力する出力光と検出に用いる参照光に分離する3.ビームスプリッタと、参照光からの光量を検知する4.検知手段と、検知手段からの検出信号を基に補正値を導出する4.制御手段と、調光手段の調整段回数に応じた照明光の光量の補正値を記憶する5.記憶手段を備えている。
【０００４】
調光手段には、音響光学型波長可変フィルタ(AOTF)やNDフィルタなどを用いるが、前者は調光設定値に対する透過率特性が非線形であり、かつ周囲温度変化による変動をもつため一つの関数で光量を制御することができない。後者に関しては、モーター制御により容易な透過率調整ができるが、フィルタ膜蒸着上のバラツキや個体差があるため、調光設定毎に同一の透過率が得られるとは限らない。この調光手段からの出力光が調光設定値により適切に調整されない場合、試料面からの観察画像にムラを生じさせる問題がある。
【０００５】
よって、調光手段からのレーザー光を参照光として検出する手段を設け、検出した信号から補正演算を行い、補正された調光設定値を制御メモリに格納する。制御メモリに格納された補正値を調光手段に与えることでレーザー光路上の光量を安定化させることができる。また、調光手段からの透過光が調光設定値に対して非線形の分布を持つため、調光設定値の段階数毎に光量が大きく変動する部分と小さく変動する部分が発生する。よって、数点の調光設定値に応じた基準光量を検知手段により検出し、レーザー顕微鏡用コンピュータにより数学的保補間法(直線補間、多項式補間、スプライン補間など)による補正演算を施し、調光設定値の段階数に応じた補正値を制御メモリに格納することで、調光設定値に対する調光手段からの透過光(レーザー光路上の光量)を線形特性に変換することができる。この調整フローチャートを図2に示す。
【０００６】
尚、上記に「補正」と「調整」の類似した言葉が出てくるが、本文において、前者は、検出信号から演算処理により調光設定値を算出する手法及び算出過程に限定し。後者は、主にレーザー光路上の光量を調整する手段全般のことを示す。
【特許文献１】特開平2000-19432
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レーザー顕微鏡は、多種多様な観察法に対応するため試料に与えるレーザーパワーも多種多様に変化させる必要がある。そのため、レーザー光源を複数設置し、おのおのの光源を選択することで目的に合わせたレーザーパワーが得られるようになっている。しかし、選択する光源により、レーザーパワーに著しい差が生じるため検出した信号に適切な振幅が得られない問題がある。この検出した信号の振幅が極端に小さい場合や大きすぎて飽和する場合は、レーザー光路上の光量の精度を保証することができない。
【０００８】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、レーザー光路上の光量調整において高精度を実現するために光量の検出が適切に行うことができる光量調整手段、及び、それを用いるレーザー顕微鏡の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項1の発明は、複数のレーザー光源をもつレーザー顕微鏡において、おのおのレーザー光源からのレーザー光を選択する選択手段と、選択されたレーザー光の光量を調節する調光手段と、調光手段より調節した光量を検知する検知手段と、検知手段からの検知信号の振幅を調節するレンジ調整手段を設ける。レンジ調整手段からの光量を観測して、その観測情報を基にフィードバックをかけレンジを調節する。又は、観測情報をモニタしながらレンジを調節することにより適切な振幅を実現する。
【００１０】
請求項2の発明は、複数のレーザー光源をもつレーザー顕微鏡において、おのおのレーザー光源からの出力を選択する選択手段と、選択されたレーザー光の光量を調整する調光手段と、調光手段より調節した光量を検知する検知手段と、検知手段からの検出信号の振幅を調節するレンジ調整手段と、レンジ調整手段からの信号を用いて補正値を算出する制御手段と、調光手段の調光設定値の段階数毎にレーザー光の光量の補正値を記憶する記憶手段を備える。請求項1の発明により得られたレンジ設定値をレンジ調整手段にセットすることにより、レーザー光源の違いによる光量差が発生しても適切な振幅の信号を制御手段により取り込むことができるため、有用な補正演算が可能となり、各レーザー光源に対してレーザー光路上の光量調整を精度よく行うことができる。
【００１１】
請求項3の発明は、複数のレーザー光源をもつレーザー顕微鏡において、請求項1の発明により得られたレンジ設定値を記憶媒体に格納する。格納した設定値は、常時変動しない情報として、電源を切っても情報が消去しない記憶媒体に格納する。レーザー光路上の光量調整を行う前に記憶媒体からの情報をレンジ調整手段に設定することで、請求項1の発明のステップを省くことができ、調整時間を短縮することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
複数レーザー光源をもつレーザー顕微鏡において、レンジを調整する手段を設け、適切な検出信号に変換することにより、単一レーザー光源の装置と同様にレーザー光路上の光量調整を精度よく行うことができる。
【００１３】
また、出荷前にレンジ調整値を記憶媒体に格納し、ユーザー操作時に記憶媒体からレンジ調整値をセットすることにより、レンジ調整の時間を省き、単一レーザー光源の装置と同様の時間でレーザー光路上の光量調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図3に複数レーザー光源を使用するレーザー顕微鏡の光量調光部分を示す。1.複数のレーザー光源から出射するレーザー光の光路上にレーザー光の開閉を制御する8.光源選択手段と、レーザー光の光量を減衰させる2.調光手段と、調光手段からの透過光を試料面に出力する出力光と検出に用いる参照光に分離する3.ビームスプッタと、参照光からの光量を検知する4.検知手段と、検知した電気信号の振幅を制御する9.レンジ調整手段と、レンジ調整手段からの調整検出信号から補正値を導出する4.制御手段と、調光手段の調整段回数に応じた照明光の光量の補正値を記憶する5.記憶手段を備えている。レンジ調整手段の調整方法としては、スイッチ等により手動で行う方法でもよいが、制御手段からレンジ設定値を自動で与える方がより簡便となる。
【００１５】
図4に変形例を示す。検出手段で光電変換した電気信号の振幅を調整するのではなく、検出手段前に参照光の光量を制御する別の10.調光手段2を設け、光信号の増減の調整を行うことによって適切な振幅の調整検出信号を得ることを可能にする。この光信号の調整は、増幅する場合は光増幅器、減衰させる場合は、音響光学型波長可変フィルタ(AOTF)やNDフィルタなどを用いるとよい。
【００１６】
複数レーザー光源を使用する場合は、光源選択や検出信号のレンジ調節を行うため設定するパラメータは多くなる。よって、操作方法として新たな調整手段を考慮する必要がある。図5に本発明の調整フローチャートを示す。本フローチャートは、実施例図3をモデルにしている。
【００１７】
まず、選択したレーザー光源に対し、調光手段の透過率を100%にした最大光量を出力して、この光量を検知する。ここで正確な検出信号を得るためにレンジ設定値は、等倍(1倍)などの固定値をレンジ調整手段にセットする。得られた検出信号から信号振幅の値が適切か判断し、不適切な場合は、フィードバックをかけて適切な信号振幅を取り込むためのレンジ設定値をレンジ調整手段にセットする。
【００１８】
次に導出したレンジ設定値を固定したまま基準光量での光量を検出し、補正演算から調光設定値の段階数に応じた補正値を制御メモリに格納する。この調光設定値に対して変換された補正値を制御メモリから読み出すことで、レーザー光路上の光量を安定的かつ直線的な特性にすることができる。この一連の操作を各レーザー光源毎に実施する。
【００１９】
従来技術において、制御メモリへ格納する情報は、調光設定値に応じた補正値のみであるが、本発明においては、それ以外に選択する光源とそれに対応するレンジ設定値、補正演算実施に必要な数点の基準光量を得るための調光設定値などの情報を格納してもよい。また、これらの情報量はそれ程多くないので制御手段内部のレジスタに格納してもよい。
【００２０】
図5の調整フローチャートの内容は、図2で示した従来技術の調整フローチャートに比べて手順が多くなるため、ユーザー操作時に全体の光量調整時間がかかってしまう問題がある。ここで、各レーザー光源に対するレンジ設定値(倍数)は大きく変わらないため装置固有のパラメータとする。図6にこの対策手段を示す。選択した光源に対する調光設定値を、HDD(Hard Disk Drive)や不揮発性メモリなど電源を切っても情報が消去しない12.記憶媒体にセーブする。次にレーザー光量の調整を行う前に12.記憶媒体のデータをロードして11.制御手段からシャッター制御による光源選択とレンジ調整値をセットする。記憶媒体へのセーブを製品出荷前の調整で済ませておき、ユーザー操作時に記憶媒体からデータをロードすれば、レンジ調整を行う時間を省くことができる。つまり、記憶媒体を用いる方法により、単位レーザー光源当たりの光量調整時間は、従来方式と変わらなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術のブロック図で、単一レーザー光源をもつレーザー顕微鏡の光量調光部分である。
【図２】従来技術の光量調整フローチャートである。
【図３】本発明のブロック図で、複数レーザー光源をもつレーザー顕微鏡の光量調光部分である。
【図４】本発明のブロック図で、複数レーザー光源をもつレーザー顕微鏡の光量調光部分である。
【図５】本発明の光量調整フローチャートである。
【図６】本発明の光量調整時間の短縮手段である。
【符号の説明】
【００２２】
１： レーザー光源
２： 調光手段
３： ビームスプリッタ
４： 検知手段
５： 記憶手段
６： 制御メモリ
７： レーザー顕微鏡用コンピュータ
８： 光源選択手段
９： レンジ調整手段
１０： 調光手段2
１１： 制御手段
１２： 記憶媒体
【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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