(57)【要約】【課題】  ステージの停止時間や通信によるタイムラグ等の時間的ロスを減らし、高速で画像を取り込みおよび表示を可能とし、システム全体の処理速度の低下を防ぐのに適したレーザ走査型顕微鏡システムを提供することを目的とする。【解決手段】  走査型レーザ顕微鏡システムにおいて、ステージ部９は、標本を載置し、ステージを有する。スキャン部１２は、レーザ走査を行う。顕微鏡制御部８は、ステージ部９の動作を制御する。ホスト制御機器部２７は、スキャン部１２の動作を制御する。パルスセレクタ部５がパルス管理部７と２２とを切り替えることによって、スキャン部１２のレーザ走査の動作とステージ部９のステージ移動の動作とが同期される。【選択図】      図１
2005084643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本を載置し、ステージを有するステージ手段と、
レーザ走査を行うスキャン手段と、
前記ステージ手段の動作を制御する第１の制御手段と、
前記スキャン手段の動作を制御する第２の制御手段と
を備え、
前記スキャン手段のレーザ走査の動作と前記ステージ手段のステージ移動の動作とを同期させ、該ステージを移動させながらレーザ走査を動作させることを特徴とするレーザ走査型顕微鏡システム。
【請求項２】
一定の単位量の観察画像データがレーザ走査により得られるごとに、前記第２の制御手段が前記第１の制御手段から読み取った前記ステージ手段の移動方向における位置座標値に基づいて、前記スキャン手段のレーザ走査の動作と前記ステージ手段のステージ移動の動作とを同期させることを特徴とする請求項１記載のレーザ走査型顕微鏡システム。
【請求項３】
標本を載置し、ステージを有するステージ手段と、
レーザ走査を行うスキャン手段と、
前記ステージ手段の動作を制御する第１の制御手段と、
前記スキャン手段の動作を制御する第２の制御手段と、
前記第１の制御手段および前記第２の制御手段のいずれか一方の選択・切替を行う切替手段と
を備え、
前記切替手段は、非手動操作時は、前記スキャン手段の動作を制御する前記第２の制御手段の選択・切替を行い、手動操作時は、前記ステージ手段の動作を制御する前記第１の制御手段の選択・切替を行うことを特徴とするレーザ走査型顕微鏡システム。
【請求項４】
前記切替手段として、スイッチを用いることを特徴とする請求項３記載のレーザ走査型顕微鏡システム。
【請求項５】
前記切替手段は、前記第１の制御手段および前記第２の制御手段の一方を選択している間は他方を選択できないように設定されていることを特徴とする請求項３記載のレーザ走査型顕微鏡システム。
【請求項６】
前記第１の制御手段および前記第２の制御手段のいずれか一方の制御手段を選択・切替を行う前記切替手段の切替タイミング時に、切替後に選択される制御手段は、切替前に選択されていた制御手段が有する前記ステージ手段の移動方向に関する位置座標値を取得することにより、該第１の制御手段および該第２の制御手段が有する、該ステージ手段の移動方向に関する位置座標値を一致させることを特徴とする請求項３記載のレーザ走査型顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査型顕微鏡システムに関し、特に、高速での３次元立体画像の表示を実現する、レーザ走査型顕微鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５および６に、従来のレーザ顕微鏡システムの代表的な構成図を示す。これらレーザ顕微鏡システムでは、レーザの走査を制御している制御部とステージを制御している制御部とが、ＲＳ２３２Ｃに代表される機器外汎用通信を介して接続される構成である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかるレーザ顕微鏡システムでは、３次元立体画像を表示させるにあたり、レーザの走査中はステージを固定させ、１フレーム分の画像を取得する。画像取得後、ステージを移動させてステージのｚ方向座標を変更し、同様に１フレーム分の画像を取得する。このように、ｚ座標ごとのモニタ表示を連続して行うことにより、標本の３次元立体画像を表示させる。
【０００４】
以下、図５の、従来例１のレーザ顕微鏡システムの構成および動作について示す。従来例１のレーザ顕微鏡システムは、レーザ走査型顕微鏡１と、ホスト制御機器部２７とから構成される。
レーザ走査型顕微鏡１は、顕微鏡部２、レーザ部１１、スキャン部１２および検出部１３から構成され、ホスト制御機器部２７は、システム制御部１４、レーザ制御部２１、スキャン制御部２３および画像処理部２４から構成され、それぞれは互いにバスにて接続されている。
【０００５】
レーザ部１１は、レーザ光を発生させるレーザユニットと、レーザ光をＯＮ／ＯＦＦするレーザシャッタ（図示されず）とを備え、ホスト制御機器部２７のレーザ制御部２１によりレーザ光の強度および出力が制御される。
スキャン部１２は、例えばガルバノミラースキャナおよびガルバノドライバにて構成される。スキャン制御部２３の制御により、レーザ光はｘｙ方向に走査される。
【０００６】
検出部１３は、標本からの検出光を検出し、検出光を電気信号に変換し、フィルタリング、増幅する増幅器の機能を備えている。
レーザ走査型顕微鏡１の顕微鏡部２は、顕微鏡本体部３、通信インタフェイス部４、顕微鏡制御部８、ステージ部９およびステージ操作部１０から構成される。
【０００７】
顕微鏡本体部３は、標本を分析するための部位である。ステージ部９は、図５では示されていないモータドライバ、モータおよび軸から構成され、顕微鏡観察系をｚ軸方向に移動する電動ステージである。顕微鏡制御部８は、ＣＰＵ６、パルスジェネレータＩＣ７、操作判定部２８および操作値−速度変換部２９から構成され、顕微鏡本体部３およびステージ部９の制御を行う。ステージ操作部１０は、エンコーダ等で構成され、その操作量に応じてパルス数・操作速度に応じてパルス周波数が変化するパルス列を出力する操作機器である。
【０００８】
パルスジェネレータＩＣ７は、ステージ部９のパルス管理を行う。操作判定部２８は、ステージ操作部１０からの操作入力情報を取得する。操作値−速度変換部２９は、操作値と速度値とを対応させたテーブルが格納されたメモリにて構成され、操作判定部２８からの操作入力情報が入力されると対応した速度値を出力する。
【０００９】
ホスト制御機器部２７のシステム制御部１４は、入力装置１５、表示装置１６、通信インタフェイス部１７、ＲＯＭ１８、メモリ１９およびＣＰＵ２０から構成され、システム全体の制御を行う。入力装置１５は、キーボードに代表され、レーザ走査型顕微鏡のオペレータが入力を行う装置である。表示装置１６は、モニタディスプレイに代表され、検出部１３により得られた観察画像を表示する装置である。ＲＯＭ１８には、レーザ走査型顕微鏡の動作プログラムが格納されている。メモリ１９には、レーザ走査型顕微鏡の動作プログラムが展開され、検出光のデータが記録される。
【００１０】
レーザ制御部２１は、レーザ部１１の制御を行う。スキャン制御部２３は、スキャン部１２の制御を行う。画像処理部２４は、ＡＤ変換部２５と画像処理制御部２６とから構成される。ＡＤ変換部２５は検出部１３からのアナログ画像データをデジタルデータに変換する。画像処理制御部２６は、スキャン制御部２３から出力されるＨＤ、ＶＤ信号に同期させ、ＡＤ変換部２５にて変換されたデジタルデータをメモリ１９に記録する。
【００１１】
次に、標本をレーザにて走査し、画像化する動作について説明する。
まず、システム起動時に、ＲＯＭ１８内にあるレーザ走査顕微鏡の動作プログラムが、メモリ１９に展開される。ＣＰＵ２０がこの動作プログラムを実行させることによって、動作が開始する。
【００１２】
オペレータにより、入力装置１５からレーザ走査開始の入力があると、ＣＰＵ２０は、レーザ制御部２１を介して、レーザ部１１内のレーザの照射強度の設定を行う。設定が完了すると、ＣＰＵ２０は、通信インタフェイス部１７および４を介して、ＣＰＵ６に対し、ステージ部９の移動コマンドを出力させる。ステージ部９の移動コマンドを受信したＣＰＵ６は、パルスジェネレータＩＣ７に対し、移動量、方向、移動速度等の設定を行った後に、パルス出力開始の設定をする。
【００１３】
パルス出力開始の設定を認識したパルスジェネレータＩＣ７は、パルス出力を開始し、ステージ部９の移動が開始される。ステージ部９の移動が完了すると、ＣＰＵ６はステージ部９の移動コマンドに対する移動が完了した旨の返信コマンドを通信インタフェイス４および１７を介して、ＣＰＵ２０に出力する。
【００１４】
移動が完了したことを把握したＣＰＵ２０は、スキャン制御部２３に対し、レーザ光の走査開始である、スキャン動作開始命令を出力する。スキャン開始命令を受信したスキャン制御部２３は、スキャン部１２に対してスキャン動作の制御を開始させる。スキャン方式においてはｘ方向とｙ方向との２次元のレーザ走査を行う。レーザのスキャン動作が開始されたことにより、標本からの２次光、すなわち蛍光標本の場合は蛍光、反射標本の場合は反射光である検出光が発生する。
【００１５】
検出光を検出した検出部１３は、検出光をＰＭＴ（photomultiplier tube）にて光電変換した後、アナログ増幅回路を経て、ホスト制御機器部２７内の画像処理部２４に送信する。画像処理部２４内のＡＤ変換部２５は、受信した検出光のアナログデータをアナログ／デジタル変換し、デジタルデータとして画像処理制御部２６に渡す。画像処理制御部２６は、受信した検出光のデジタルデータをメモリ１９に書き込む。書き込む際には、スキャン制御部２３から出力されるＶＤ信号とＨＤ信号とに同期させて、フレーム単位にて記憶させる。
【００１６】
ステージ移動、スキャン動作および検出処理を、ステージ部９のｚ軸ステージ座標を変更し繰り返すことにより、複数のｚ軸座標に対応した１フレームの画像データの取得が可能である。画像を表示する場合は、ＣＰＵ２０が、メモリ１９に１フレーム単位で格納されている検出光の輝度データを読み出し、表示装置１６上に表示することで可能となる。
【００１７】
なお、１フレームのデータはｚ軸を固定した状態で取った画像情報なので、１フレームの表示位置座標と、次のフレームの表示位置座標を、ｚ方向座標を変更し表示することを連続して行うことにより、標本の３次元立体画像の表示が可能となる。
次に、手動操作による顕微鏡ステージ動作を説明する。
【００１８】
まず、オペレータの入力装置１５の操作により、ステージ操作部１０による手動操作要求が選択される。手動操作要求を受信したＣＰＵ２０は、通信インタフェイス部１７および４を介して、ＣＰＵ６に手動操作許可の命令を出力する。手動操作許可の命令を受信したＣＰＵ６は、後述する手動操作の一連の処理である、操作判定部２８の読み取り、操作値−速度の変換、ステージ部９の制御等を開始する。
【００１９】
前述の手動操作許可状態において、ＣＰＵ６はまず、操作判定部２８からステージ操作部１０の操作値を読み出す。読み出した後、次回の処理のため、操作判定部２８の操作値をクリアする。
ＣＰＵ６は、操作判定部２８から読み出した操作値から、方向・操作量を得、操作値−速度変換テーブルである操作値−速度変換部２９に入力する。操作値−速度変換部２９は操作情報を速度に変換する機能により、入力データである方向、操作量に対応したステージの移動速度値を出力データとして、ＣＰＵ６に出力する。
【００２０】
ＣＰＵ６は、パルスジェネレータＩＣ７から取得したモータ動作状態情報に基づいてステージ制御命令を作成し、パルスジェネレータＩＣ７に作成した制御命令を渡す。ステージの制御命令は、一定速度移動の開始命令、移動中の速度変更命令および停止命令からなる。一定速度移動の開始命令は、ステージ操作部１０の操作情報が０の状態、すなわちステージ部９が停止した状態からステージ操作部１０の操作を検知した場合にステージ部９を一定速度で移動させるように出す命令である。移動中の速度変更命令は、ステージ操作部１０の操作情報が０以外の値を取るとき、操作情報の値が変化した場合にステージ部９の移動速度を変化させる命令である。停止命令は、ステージ操作部１０の操作方向がマイナスあるいは０の場合、ステージ部９の移動を停止させる命令である。
【００２１】
これら制御命令のいずれかをパルスジェネレータＩＣ７に渡す際、ステージ操作部１０の操作量から得たカウント値よりステージ部９の移動速度値を求め、これを制御命令のいずれかと合わせてパルスジェネレータＩＣ７に渡す。ステージ部９の制御命令および移動速度値を受け取ったパルスジェネレータＩＣ７は、ステージ部９に対し、制御命令を実行する。
【００２２】
オペレータがステージ操作部１０に対して行った操作が操作判定部２８で検知され、ステージ部９へ反映されるまでのこれら一連の動作は、オペレータのステージ操作部１０の連続操作に違和感が生じない程度の定期的な周期で繰り返される。これにより、ステージ部９は、速度が段階的にかつ周期的に変化する定速移動を行い、停止することなく連続的にステージ部９が移動する。
【００２３】
図６に、従来例２のレーザ顕微鏡システムの構成を示す。
以下に、従来例２について詳細に説明する。なお、図６において、図５と同一の機能を果たすものについては、同一の符号を付し、説明を省略する。
従来例２のレーザ顕微鏡システムは、大きくはレーザ走査型顕微鏡１、電動ステージ３１およびホスト制御機器部２７で構成されている。
【００２４】
レーザ走査型顕微鏡１は、標本を分析する顕微鏡本体部３、レーザ光を発生させるレーザユニット１１、レーザ光の走査および検出光の検出を行う走査ユニット３２およびコントロールユニット３３で構成されている。
走査ユニット３２は、レーザ光の走査を行うスキャン部１２および検出光の検出を行う検出部１３から構成される。コントロールユニット３３は、スキャン＆検出制御部２３、ＣＰＵ６ａ、顕微鏡制御部３５、レーザ制御部２１および通信インタフェイス部４から構成され、レーザ走査型顕微鏡１全体の制御を行う。
【００２５】
電動ステージ３１は、図６では示されていないモータとモータドライバから構成されるステージ部９、エンコーダ操作機器に代表されるステージ操作部１０およびコントロールユニット３４から構成される。
コントロールユニット３４は、パルス管理部７、ＣＰＵ６ｂ、操作値−速度変換部２９、操作判定部２８および通信インタフェイス部３６とから構成され、ステージ操作部１０からの操作入力および通信インタフェイス部３６から受信するステージ部９の制御命令に基づき、電動ステージ３１の制御を行う。
【００２６】
ホスト制御機器部２７は、画像処理部２４およびシステム制御部１４から構成され、レーザ走査型顕微鏡１と電動ステージ３１の制御機能および走査ユニット３２から入力される検出信号の画像処理機能を有する。
画像処理部２４は、ＡＤ変換部２５と、画像処理制御部２６とから構成される。システム制御部１４は、入力装置１５、表示装置１６、通信インタフェイス部１７、メモリやハードディスクである補助記憶装置１８、メインメモリ１９およびＣＰＵ２０から構成され、通信を介してシステム全体の制御を行う。
【００２７】
次に、標本をレーザにて走査し、画像化する動作の説明を行う。
まず、オペレータが入力装置１５を操作することにより、レーザ走査開始要求を受けたシステム制御部１４は、通信インタフェイス部１７および４を介して、レーザ走査型顕微鏡１内のコントロールユニット３３に対し、レーザ照射強度の設定を行う。
【００２８】
次に、システム制御部１４は、通信インタフェイス部１７および３６を介して、電動ステージ３１内のコントロールユニット３４に対し、ステージ移動命令を出力する。ステージ移動命令を受信したコントロールユニット３４は、設定された座標へのステージ移動を行う。
【００２９】
設定された座標へのステージ移動完了後、システム制御部１４は、コントロールユニット３３に、スキャン動作開始命令を送信する。スキャン動作開始命令を受けたコントロールユニット３３は、レーザユニット１１内のレーザシャッタを開けた後、走査ユニット３２のｘｙスキャン動作を開始する。
【００３０】
走査ユニット３２のレーザ走査が行われることにより、標本からの２次光である検出光が発生し、検出部１３内にて検出される。検出光は、検出部１３にて光電変換された後、画像処理部２４に送信される。画像処理部２４内のＡＤ変換部２５は、検出光のアナログデータをデジタルデータに変換し、画像処理制御部２６に渡す。画像処理制御部２６は、受信した検出光のデジタルデータをメインメモリ１９に書き込む。書き込む際には、スキャン制御部２３から出力されるＶＤ信号とＨＤ信号とに同期させ、フレーム単位にて記憶させる。
【００３１】
ステージ移動、スキャン動作および検出処理を、ステージ部９のステージ座標を変更し、繰り返すことにより、ステージ座標に対応した複数の画像フレームデータの取得が可能となる。画像を表示させる場合は、ＣＰＵ２０が、メインメモリ１９に１フレーム単位で格納されている検出光の輝度データを読み出し、表示装置１６上に表示させることで可能となる。
【００３２】
なお、１フレームのデータは、ステージ座標を固定した状態で取った画像情報であるため、１フレームの表示位置座標と、次のフレームの表示位置座標を、ｚ方向座標を変更し表示することを連続して行うことにより、標本の３次元立体画像の表示が可能となる。
次に、手動操作によるステージ動作を説明する。
【００３３】
まず、入力装置１５の操作により、ステージ操作部１０による手動操作要求が選択される。手動操作要求を受信したシステム制御部１４は、通信インタフェイス部１７および３６を介して、電動ステージ３１内のコントロールユニット３４に、ステージ操作部１０の動作許可命令を出力する。
【００３４】
次に、ステージ操作部１０の動作許可命令を受信したコントロールユニット３４は、後述する手動操作の一連の処理である、操作判定部２８の読み取り、操作値−速度の変換、ステージ部９の制御等を開始する。
前述のステージ操作部１０の動作許可状態において、ＣＰＵ６ｂはまず、操作判定部２８からステージ操作部１０の操作値を読み出す。読み出した後、次回の処理のため、操作判定部２８の操作値をクリアする。
【００３５】
ＣＰＵ６ｂは、読み出した操作値から方向、操作量の情報を得、操作値−速度変換テーブルである操作値−速度変換部２９に入力する。操作値−速度変換部２９は、操作情報を速度に変換する機能により、入力データである方向、操作量に対応したステージの移動速度値を出力データとして、ＣＰＵ６ｂに出力する。
【００３６】
ＣＰＵ６ｂは、パルス管理部７から取得したステージ部９の移動状態あるいは停止状態のモータ動作状態情報に基づいてステージ制御命令を作成し、パルス管理部７に作成した制御命令を渡す。ステージの制御命令は、一定速度移動の開始命令、移動中の速度変更命令および停止命令からなる。一定速度移動の開始命令は、ステージ操作部１０の操作情報が０の状態、すなわちステージ部９が停止した状態からステージ操作部１０の操作を検知した場合にステージ部９を一定速度で移動させるように出す命令である。移動中の速度変更命令は、ステージ操作部１０の操作情報が０以外の値を取るとき、操作情報の値が変化した場合にステージ部９の移動速度を変化させる命令である。停止命令は、ステージ操作部１０の操作方向がマイナスあるいは０の場合、ステージ部９の移動を停止させる命令である。
【００３７】
これら制御命令のいずれかをパルス管理部７に渡す際、ステージ操作部１０の操作量から得たカウント値よりステージ部９の移動速度値を求め、これを制御命令のいずれかと合わせてパルス管理部７に渡す。ステージ部９の制御命令および移動速度値を受け取ったパルス管理部７は、ステージ部９に対し、制御命令を実行する。
【００３８】
オペレータがステージ操作部１０に対して行った操作が操作判定部２８で検知され、ステージ部９へ反映されるまでのこれら一連の動作は、オペレータのステージ操作部１０の連続操作に違和感が生じない程度の定期的な周期で繰り返される。これにより、ステージ部９は、速度が段階的にかつ周期的に変化する定速移動を行い、停止することなく連続的にステージ部９が移動する。
【００３９】
以上のように、従来例１と従来例２とでは、構成部品の配置およびまとめ方は異なるが、基本的に同一である。
【特許文献１】特開２００３−１７２８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
上記に係る、ステージの各ｚ座標に対応する画像を順次取得して３次元立体画像を得るレーザ走査型顕微鏡システムでは、レーザの走査を行っている間はステージが停止しており、ステージが移動している間はレーザの走査を行うことができない。このため、かかるレーザ走査型顕微鏡システムでは、高速処理動作が実現し難い、という問題点がある。
【００４１】
構成に関しては、従来技術では、スキャン制御を行う制御部とステージ制御を行う制御部とが、図５および６でいうところの通信インタフェイス部４、１７および３６のような、ＲＳ２３２Ｃに代表される機器外汎用通信を介して接続されている。このような構成をとる場合、走査を行うときは通信にてステージ動作開始コマンドを送り、ステージの移動完了後に走査を行う、という流れになる。通信にてステージ制御を行っているため、ステージ移動開始コマンドの送受信タイミングと、実際のステージ動作開始タイミングに時間差が生じてしまい、レーザの走査とステージ動作の同期が取り難い、という問題点もある。
【００４２】
ステージ制御を、スキャン制御を行っている制御部のみで行うことにより、同期動作を実現する方法も考えられる。しかし、この場合、スキャン制御を行っている制御部は周期的にステージ操作の操作量を読み取り、ステージ制御を実行しなければならなくなる。その結果、スキャン制御を行っている制御部に処理負荷が集中し、スキャン制御を行っている制御部の処理速度が遅くなる。このため、かかる制御方法では、システム全体の処理速度が遅くなる。
【００４３】
上記の点に鑑み、本発明は、レーザの走査とステージの移動との切り替えを行うに際し同期を取る手段を備えることにより、ステージの停止時間や通信によるタイムラグ等の時間的ロスを減らし、高速で画像を取り込みおよび表示のできるレーザ走査型顕微鏡システムを提供することを目的とする。また、ステージ移動とスキャンとで処理負荷を分散し、システム全体の処理速度の低下を防ぐのに適したレーザ走査型顕微鏡システム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】
【００４４】
本発明の一態様によれば、標本を載置し、ステージを有するステージ手段と、レーザ走査を行うスキャン手段と、前記ステージ手段の動作を制御する第１の制御手段と、前記スキャン手段の動作を制御する第２の制御手段とを備え、前記スキャン手段のレーザ走査の動作と前記ステージ手段のステージ移動の動作とを同期させ、該ステージを移動させながらレーザ走査を動作させることを特徴とするレーザ走査型顕微鏡システムが提供される。
【００４５】
これによれば、スキャン手段の動作とステージ手段の動作とを同期させることにより、ステージの停止時間やタイムラグ等の時間的ロスを減らし、３次元立体画像を得るのに要する時間を短縮させることができる。
また、上記の態様において、一定の単位量の観察画像データがレーザ走査により得られるごとに、第２の制御手段が第１の制御手段から読み取ったステージ手段の移動方向における位置座標値に基づいて、スキャン手段のレーザ走査の動作とステージ手段のステージ移動の動作とを同期させることとしてもよい。
【００４６】
本発明の他の態様によれば、標本を載置し、ステージを有するステージ手段と、レーザ走査を行うスキャン手段と、前記ステージ手段の動作を制御する第１の制御手段と、前記スキャン手段の動作を制御する第２の制御手段と、前記第１の制御手段および前記第２の制御手段のいずれか一方の選択・切替を行う切替手段とを備え、前記切替手段は、非手動操作時は、前記スキャン手段の動作を制御する前記第２の制御手段の選択・切替を行い、手動操作時は、前記ステージ手段の動作を制御する前記第１の制御手段の選択・切替を行うことを特徴とするレーザ走査型顕微鏡システムが提供される。
【００４７】
これによれば、切替手段がレーザ走査とステージ制御とを切り替えることにより、ステージの制御を行う第１の制御手段とレーザ走査の制御を行う第２の制御手段とを分散させ、一方の制御手段にかかる負荷を軽減させる。システム全体の処理速度の低下を防ぐことができる。
【００４８】
また、前述の他の態様において、かかる制御手段の切り替えには、スイッチを用いることとしても良い。また、一方の制御手段が選択されているときは、他方の制御手段には切り替えができないようにされていることとしてもよい。切替手段によって、選択されていた一方の制御手段から他方の制御手段に切り替えられる際、他方の制御手段は、一方の制御手段からステージの位置を読み取ることとしてもよい。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、ステージの移動とレーザ走査を同時に行うことができ、さらに、ステージの移動には加減速をつけることが可能であることから、モータの脱調を防ぎつつ高速でのステージの移動が実現される。ステージの制御とスキャンの制御とで負荷を分散させているため、システム全体の処理速度を低下させることなく、標本の３次元立体画像を表示させるのに要する時間を短縮化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明を実施するために好適な実施の形態を具体的に述べる。
【実施例１】
【００５１】
図１に、本発明における構成の一例を示す。まず、本図を用いて本実施例に係る走査型レーザ顕微鏡システムの構成を説明する。本実施例に係る走査型レーザ顕微鏡システムは、レーザ走査型顕微鏡１と、ホスト制御機器部（第２の制御手段）２７とから構成される。
【００５２】
レーザ走査型顕微鏡１は、顕微鏡部２、レーザ部１１、スキャン部１２および検出部１３から構成され、パソコンおよび内蔵基板等によって実現されるホスト制御機器部２７は、システム制御部１４、レーザ制御部２１、パルス管理部２２、スキャン制御部２３および画像処理部２４から構成され、それぞれは互いにバスにて接続されている。
【００５３】
レーザ部１１は、レーザ光を発生させるレーザユニットと、レーザ光をＯＮ／ＯＦＦするレーザシャッタ（図示されず）とを備え、ホスト制御機器部２７のレーザ制御部２１によりレーザ光の強度および出力が制御される。
スキャン部１２は、例えばガルバノミラースキャナおよびガルバノドライバにて構成される。スキャン制御部２３の制御により、レーザ光はｘｙ方向に走査される。
【００５４】
検出部１３は、標本からの検出光を検出し、検出光を電気信号に変換し、フィルタリング、増幅する増幅器の機能を備えている。
レーザ走査型顕微鏡１の顕微鏡部２は、顕微鏡本体部３、通信インタフェイス部４、パルスセレクタ部（切替手段）５、顕微鏡制御部（第１の制御手段）８、ステージ部９およびステージ操作部１０から構成される。
【００５５】
顕微鏡本体部３は、標本を分析するための部位である。ステージ部９は、図１では示されていないモータドライバ、モータおよび軸から構成され、顕微鏡観察系をｚ軸方向に移動する電動ステージである。パルス管理部７は、パルス量にてステージ部９の座標を管理する現在位置カウンタを有し、そのパルス出力を行う。パルスセレクタ部５は、複数のパルス管理部からのパルスが入力されると、一のパルスを選択・出力する。顕微鏡制御部８は、ＣＰＵ６、パルス管理部７、操作判定部２８および操作値−速度変換部２９から構成され、顕微鏡本体部３およびステージ部９の制御を行う。ステージ操作部１０は、その操作量に応じてパルス数・操作速度に応じてパルス周波数が変化するパルス列を出力する操作機器である。
【００５６】
操作判定部２８は、ステージ操作部１０からの操作入力情報を取得する。操作値−速度変換部２９は、メモリにて構成され、操作判定部２８からの操作入力情報が入力されると速度値を出力する。
ホスト制御機器部２７のシステム制御部１４は、入力装置１５、表示装置１６、通信インタフェイス部１７、ＲＯＭ１８、メモリ１９およびＣＰＵ２０から構成され、本実施例に係るシステム全体の制御を行う。入力装置１５は、レーザ走査型顕微鏡のオペレータが入力を行う装置である。表示装置１６は、検出部１３により得られた観察画像を表示する装置である。ＲＯＭ１８には、レーザ走査型顕微鏡の動作プログラムが格納されている。メモリ１９には、レーザ走査型顕微鏡の動作プログラムが展開され、検出光のデータが記録される。ＣＰＵ２０は、例えば、動作プログラムに従い、スキャン部１２のレーザ走査の動作とステージ部９のステージ移動の動作とを同期させ、ステージを移動させながらレーザ走査の動作等を行う。なお、この動作については後述する。
【００５７】
レーザ制御部２１は、レーザ部１１の制御を行う。パルス管理部２２は、前述のパルス管理部７と同様のはたらきをする。スキャン制御部２３は、スキャン部１２の制御を行う。画像処理部２４は、ＡＤ変換部２５と画像処理制御部２６とから構成される。ＡＤ変換部２５は検出部１３からのアナログ画像データをデジタルデータに変換する。画像処理制御部２６は、スキャン制御部２３から出力されるＨＤ、ＶＤ信号に同期させ、ＡＤ変換部２５にて変換されたデジタルデータをメモリ１９に記録する。
【００５８】
次に、レーザ走査型顕微鏡システムの動作について説明する。
まず、本実施例に係るレーザ走査型顕微鏡システムの起動時に、ＲＯＭ１８内のレーザ走査型顕微鏡１の動作プログラムがメモリ１９に展開され、ＣＰＵ２０は、この動作プログラムに基づいて制御を開始する。
【００５９】
レーザ走査を非手動操作で行い、標本の３次元立体画像を取得する場合のシステムの動作は、以下のとおりである。なお、ここで説明するステージ部９の動作については、図４（ｂ）のように、等速で移動するものとする。
まず、スキャン動作開始のための準備を行う。
【００６０】
オペレータがホスト制御機器部２７の入力装置１５を操作すると、自動制御のスキャン開始命令がホスト制御機器部２７のシステム制御部１４に渡される。スキャン開始命令を受けたＣＰＵ２０は、通信インタフェイス部１７および４を介して、レーザ走査型顕微鏡１内のＣＰＵ６に対し、パルスセレクタ部５をパルス管理部２２側に切り替えるよう命令する。ＣＰＵ２０から命令を受信した後、ＣＰＵ６は、パルスセレクタ部５を、パルス管理部２２側に切り替える。
【００６１】
パルス管理部７の現在位置カウンタから、ステージ部９の現在位置情報を読み出す要求命令を、ＣＰＵ２０は、通信インタフェイス部１７および４を介して、ＣＰＵ６に出力する。ステージ部９の、現在位置情報の読み出し要求命令を受信したＣＰＵ６は、パルス管理部７の現在位置カウンタからステージ部９の現在位置情報を読み出し、通信インタフェイス部４および１７を介し、ＣＰＵ２０へステージ部９の現在位置情報を伝える。ＣＰＵ２０は、受け取ったステージ部９の現在位置情報を、ホスト制御機器部２７の、パルス管理部２２の現在位置カウンタに書き込む。
【００６２】
このように、レーザ走査型顕微鏡１のパルス管理部７と、ホスト制御機器部２７のパルス管理部２２との間で、ステージ部９の現在位置情報すなわちステージ部９の位置座標の共有化がなされ、スキャン動作のための準備が完了する。
次に、レーザ走査とステージ移動とを同時に行い、標本の３次元立体画像を撮影する際の動作について説明する。
【００６３】
ＣＰＵ２０は、レーザ制御部２１を介して、レーザ部１１の光強度設定を行わせ、設定の後、レーザシャッタを開けさせる。次に、ＣＰＵ２０は、スキャン制御部２３により、レーザ光の走査を開始させ、スキャン動作が開始する。スキャン方式としては、ｘ方向およびｙ方向の２次元の走査を行う。
【００６４】
スキャン動作を制御すると同時に、ＣＰＵ２０は、パルス管理部２２に対し、一定速度移動命令を出力する。ＣＰＵ２０から一定速度命令を受信したパルス管理部２２は、パルスセレクタ部５を介して、ステージ部９の移動量をパルス数に、ステージ部９の移動速度をパルス周波数に、ステージ部９の移動方向を方向信号の制御信号にそれぞれ変換し、ステージ部９内部のモータドライバ（図示されず）に伝送する。パルス管理部２２からの制御信号を受けたステージ部９内部のモータドライバは、設定された移動速度にて、ステージ部９の駆動を開始する。このステージ部９の移動開始のタイミングと前述のスキャン動作開始のタイミングとは、内部バスによる高速制御により、ほぼ同時となる。
【００６５】
スキャン動作が開始されると、スキャン部１２のレーザ走査により、標本からの２次光、すなわち、蛍光標本の場合は蛍光、反射標本の場合は反射光である検出光が発生し、検出部１３にて検出される。検出光は、検出部１３にて光電変換された後アナログ増幅され、ホスト制御機器部２７内の画像処理部２４に送信される。
【００６６】
画像処理部２４内のＡＤ変換部２５は検出光のアナログデータをアナログ／デジタル変換し、画像処理制御部２６にデジタルデータを渡す。画像処理制御部２６は、ＡＤ変換部２５から受信したデジタルデータをメモリ１９に書き込む。書き込む際には、スキャン制御部２３から出力されるＶＤ信号とＨＤ信号とに同期させ、連続的に記憶させる。
【００６７】
上記のような手順で自動制御によるレーザ走査とステージ移動とを同時に行うことにより、すなわち、それらを同期させ、ステージを移動させながらレーザ走査を動作させることにより、ｚ軸方向に連続な、ｘｙに関する画像データが取得される。標本の３次元立体画像を表示させる場合には、各ｘｙに関する画像データが取得された時のｚ座標を求める必要がある。ここで、ステージ部９の移動速度が一定であるならば、例えばレーザ走査開始時のステージの位置データを予め取得しておくことによって、ｚ座標を計算により求めることができる。従って、ＣＰＵ２０は、１フレームサイズ毎に、メモリ１９に格納されている検出光の輝度データであるｘｙに関する画像データを順に読み出すと共に、そのｚ座標を計算し、更に標本の断面画像データとなるようｚ座標を補正して、対応する位置へ表示することにより、標本の３次元立体画像を表示させることが可能になる。尚、この表示の際に、前述のｚ座標の補正を行わずに、計算されたｚ座標に対応する位置へそのまま表示するようにすることもできる。
【００６８】
前述の説明では、レーザ走査開始時に１回のみステージの位置データの取得を行っているが、これに限られるものではない。１フレームのレーザ走査開始時ごと、１ラインのレーザ走査開始時ごと、１ピクセルのレーザ走査開始ごと等のタイミングでパルス管理部２２から座標値を読み出し、画像データと合わせてメモリ１９に記録する処理を行うこととしてもよい。パルス管理部２２から座標値を読み出すタイミングを多くすることにより、スキャン動作とステージ移動の動作とをより正確に同期させることが可能となる。
【００６９】
１ピクセルのレーザ走査開始ごとにパルス管理部２２からステージのｚ方向の座標値を読み出すこととすると、全てのピクセルについてｚ方向の座標値がわかる。このため、画像データのｘ、ｙ座標とｚ座標とを関係付けて記録させることができる。このように、１ピクセルのレーザ走査開始ごとにパルス管理部２２からステージのｚ方向の座標値を読み出すことにより、より容易に３次元の立体画像を表示させることができるようになる。また、一定速でステージ移動させなくともｚ座標が得られることから、ステージの移動に加減速をつけることが可能となる。例えば、図４（ａ）に示すように、時刻ｔ0からｔ1にかけては、一定の加速度でステージ部９を加速しながら移動させる。時刻ｔ1からｔ2にかけては、加速度０の定速で移動させ、ｔ2からｔ3にかけては、一定の割合で減速させ、ステージ部９を停止させることが可能となる。
【００７０】
すなわち、１ピクセルのレーザ走査開始ごとにｚ方向の座標値を読み出すことにより、ステージ移動開始直後は徐々に加速させることや、ステージ停止前には徐々に減速させることができる。速度０の状態から急激に高速な一定速でステージを動かし始めると、ステージ部のモータの脱調が起こりやすくなるが、これを防止するという観点からも好ましい。ステージ移動開始後、モータが脱調しない程度の定加速度でステージ移動を行い所望の移動速度が得られた段階で加速を停止させ、定速にてステージ移動させた後、ステージを停止させる前には、モータが脱調しない程度に一定の割合で減速する。このように、モータの脱調を防ぐステージの移動のさせかたにより、一定速でのみ移動させる場合よりも、より高速でのステージ移動が実現される。このため、標本の３次元立体画像を取得して表示させることが、さらに短時間でできるようになる。
【００７１】
なお、上記説明では標本の３次元立体画像取得の場合を例にとって述べたが、これに限られるものではない。上記説明でのｘｙ方向のスキャン動作を、ｘ軸またはｙ軸方向のみのレーザ走査とすることにより、標本の断面図の画像取得が可能となる。また、ステージの移動方向はｚ軸方向に限られるものではなく、ｘ方向あるいはｙ方向でもよい。ステージ移動方向がｘ方向の場合にはレーザ走査の方向はｙ方向およびｚ方向となり、ステージ移動方向がｙ方向の場合にはレーザ走査の方向はｘ方向およびｚ方向となる。
【００７２】
次に、手動操作による顕微鏡ステージ動作を説明する。手動操作を行うのは、スキャン動作時ではなく主に肉眼観察時に頻繁に利用される。
オペレータが入力装置１５を操作することにより、ステージ操作部１０による手動操作が選択される。手動操作要求を受信したＣＰＵ２０は、通信インタフェイス部１７および４を介して、レーザ走査型顕微鏡１内のＣＰＵ６に対し、パルスセレクタ部５をパルス管理部７側に切り替えるように命令する。ＣＰＵ６は、命令を受信すると、パルスセレクタ部５をパルス管理部７側に切り替える。
【００７３】
次に、ＣＰＵ２０は、パルス管理部２２の現在位置カウンタからステージ部９の現在位置情報を読み出し、通信インタフェイス部１７および４を介し、ＣＰＵ６へ出力する。ＣＰＵ６は、受け取ったステージ部９の現在位置情報を、レーザ走査型顕微鏡１のパルス管理部７に対して書き込む。このように、レーザ走査型顕微鏡１のパルス管理部７と、ホスト制御機器部２７のパルス管理部２２との間で、ステージ部９の現在位置情報すなわちステージ部９の位置座標の共有化がなされ、手動操作のための準備が完了する。
【００７４】
ＣＰＵ６は、ステージ操作部１０の操作値が入力される操作判定部２８を、ポーリング監視する。操作判定部２８には、ステージ操作部１０の操作がある場合、操作方向に関しプラス／マイナスの情報が、操作量に関しカウント情報が入力される。ステージ操作部１０の操作がない場合、操作判定部２８の値は０である。
【００７５】
操作判定部２８を一定の周期ごとに監視し、操作情報が０の場合は操作入力なしとして、ＣＰＵ６は、ステージ部９の停止処理を行う。操作判定部２８の操作情報が０以外の場合は、ステージ操作部１０の操作方向およびその操作量といった操作情報が得られる。
ＣＰＵ６は、得られたステージ操作部１０の操作方向および操作量の情報を、操作値−速度変換部２９に入力する。操作値−速度変換部２９の操作値を速度に変換する機能により、入力データであるステージ操作部１０の操作方向および操作量に対応した、ステージ部９の移動速度値を出力データとしてＣＰＵ６に出力する。
【００７６】
次に、ＣＰＵ６は、ステージ部９のモータ動作状態情報を、パルス管理部７から取得する。ステージ部９のモータ動作状態情報とは、ステージ部９が移動中の状態にあるのかあるいは停止した状態にあるのかを示し、移動状態あるいは停止状態で表される。
ＣＰＵ６は、パルス管理部７から取得したモータ動作状態情報に基づいてステージ制御命令を作成する。なお、ステージの制御命令は、一定速度移動の開始命令、移動中の速度変更命令および停止命令からなる。一定速度移動の開始命令は、ステージ操作部１０の操作情報が０の状態、すなわちステージ部９が停止した状態からステージ操作部１０の操作を検知した場合にステージ部９を一定速度で移動させるように出す命令である。移動中の速度変更命令は、ステージ操作部１０の操作情報が０以外の値を取るとき、操作情報の値が変化した場合にステージ部９の移動速度を変化させる命令である。停止命令は、ステージ操作部１０の操作方向がマイナスあるいは０の場合、ステージ部９の移動を停止させる命令である。
【００７７】
これら制御命令のいずれかをパルス管理部７に渡す際、ステージ操作部１０の操作量から得たカウント値により求められたステージ部９の移動速度値を、制御命令のいずれかと合わせてパルス管理部７に渡す。ステージ部９の制御命令および移動速度値を受け取ったパルス管理部７は、ステージ部９に対し、パルスセレクタ部５を介し、制御命令に応じた処理を実行する。
【００７８】
オペレータがステージ操作部１０に対して行った操作が操作判定部２８で検知され、ステージ部９へ反映されるまでのこれら一連の動作は、オペレータのステージ操作部１０の連続操作に違和感が生じない程度の定期的な周期で繰り返される。これにより、ステージ部９は、一定周期ごとのステージ操作部１０のカウント値に応じた速度の移動、すなわち、速度が段階的にかつ周期的に変化する定速移動を行い、停止することなく連続的にステージ部９が移動する。
【００７９】
なお、上記説明では、ステージ操作部１０から入力されるステージ操作部１０の方向および操作量の情報からステージ部９の移動速度値への変換には操作値−速度変換部２９を用いることとしたが、これに限られるものではない。例えば、計算式を用いて行うこととしてもよい。
【００８０】
また、パルスセレクタ部５の切り替え制御は、ホスト制御機器部２７のシステム制御部１４に配置される入力装置１５から行う以外に、切り替え専用スイッチを設けて行うこととしてもよいし、予めＲＯＭ１８に切り替え制御に係るプログラムを格納しておくこととしてもよい。この、プログラムによる切り替え制御に関しては、例えば、ユーザインタフェイスを介してシステムの管理者が、パルス管理部７あるいは２２のいずれかを選択・設定することができる。管理者がいずれかのパルス管理部を選択・設定した場合、他のユーザはパルス管理部の選択ができないようにすることができる。
【００８１】
本実施例に係る走査型レーザ顕微鏡システムが、ステージの自動制御および手動による動作をこのように行うことによって、以下のような効果が得られる。
パルスセレクタ部５は、手動操作により顕微鏡ステージ移動を行う場合はパルス管理部７を選択し、レーザ走査を自動制御で行う場合はパルス管理部２２を選択する。レーザ走査を自動制御で行う際はパルス管理部２２が選択されていることにより、ホスト制御機器部２７にとっては、ステージ部９のｚ方向の位置座標を顕微鏡制御部８から読み出す必要がなくなり、ＣＰＵ２０の負荷を軽減させることができる。
【００８２】
加えて、自動制御から手動操作へ、あるいは手動操作から自動制御へと切り替える時、切り替え前に選択されていたパルス管理部から切り替え後に選択されたパルス管理部に対し、ステージ部９のｚ方向の位置座標値が受け渡されるので、パルス管理部７と２２との間でステージ部９のｚ方向の位置座標値が共有することができる。このため、自動制御でレーザ走査を行う場合と手動操作でステージを移動させる場合とで、それぞれレーザ走査型顕微鏡１側、ホスト制御機器部２７側のうち一方のパルス管理部のみでステージ部９のｚ方向の位置座標を管理しても、パルス管理部の切り替え時には、他方のパルス管理部はステージ部９のｚ方向の位置座標が分からなくなることがない。
【００８３】
パルスセレクタ部５を設けて２つのパルス管理部の切り替えを行うことでＣＰＵ２０にかかる負荷を軽減し、標本の画像データに対応させてステージ部９のｚ方向の位置座標を記録することを可能としたことにより、加減速をつけてステージ部９を移動させながらレーザ走査を行うことが可能となる。
【００８４】
以上、図１を用いて本実施例の原理を説明した。次に、図２を用いて、図１の構成をより具体的に示しておく。図２は、図１の構成の一部を具体化した図である。なお、図２において、図１と同一の機能を果たすものには同一の符号を付してある。
以下、図２の構成のうち、図１と比べて具体化されている構成のみを列挙する。
【００８５】
レーザ走査型顕微鏡１の顕微鏡部２において、図２のエンコーダ１０は、図１のステージ操作部１０に対応し、操作量に応じてパルス数・操作速度に対応してパルス周波数が変化するパルス列を出力する操作機器である。カウンタ２８は、エンコーダ１０の操作方向をプラス／マイナスの符号に、操作量をカウント量としてそれぞれ取得するＵＰ／ＤＯＷＮカウンタであり、図１の操作判定部２８に対応する。ＥＥＰＲＯＭ２９は、カウンタ２８からの操作情報を入力されると、速度値を出力する操作値−速度変換テーブルが格納されたメモリであり、図１の操作値−速度変換部２９に対応する。ＥＥＰＲＯＭ２９は、電気的にデータの記録／消去／書き換えの可能なメモリであり、ここでは、操作値−速度変換テーブルのデータが予め書き込まれているものとする。図２のパルスジェネレータＩＣ７は、パルス量にて座標を管理する現在位置カウンタを有し、そのパルス出力を行っており、図１のパルス管理部７に対応する。
【００８６】
図２のパルスセレクタ回路５は、２つのパルスジェネレータＩＣからのパルスの入力に対し１つのパルスを選択・出力を行い、図１でこれに対応するパルスセレクタ部５は、２つのパルス管理部からのパルスが入力されると、１つのパルスを選択し、出力を行う。通信インタフェイス４としては、ＲＳ２３２Ｃ通信ＩＣ４を用いている。
【００８７】
ホスト制御機器部２７のシステム制御部１４において、図２のキーボード１５、モニタ１６、ＲＳ２３２Ｃ通信ＩＣ１７、ＲＡＭ１９およびレーザ制御用ＩＣ２１は、図１の入力装置１５、表示装置１６、通信インタフェイス部１７、メモリ１９およびレーザ制御部２１にそれぞれ対応する。なお、レーザ制御用ＩＣ２１は、レーザ部１１の制御を行う機能をＦＰＧＡ（field programmable gate array）にて実現しており、これは、パラレルに、同期して作動する。パルスジェネレータＩＣ２２は、図１のパルス管理部２２を具体化したものである。図２のＡＤ変換ＩＣ２５、画像処理制御回路２６は、それぞれ図１のＡＤ変換部２５、画像処理制御部２６に対応する。
【００８８】
以上図２のうち、図１を具体化した構成を列挙したが、それぞれの機能および動作については、先に図１を参照して述べたものと同様である。
【実施例２】
【００８９】
図３に、実施例２における走査型レーザ顕微鏡システムの構成を示す。本実施例においては、同期信号出力回路３０がレーザ走査型顕微鏡１内に配置されている点で、実施例１と異なっている。実施例１においては、ホスト制御機器部２７側からレーザ走査型顕微鏡１の顕微鏡制御部８に対してステージ部９のｚ方向位置座標を読み出していた。これに対し、実施例２においては、同期信号出力回路３０により、レーザ走査型顕微鏡１側からホスト制御機器部２７に対して出力を行う。これにより、本実施例では、ホスト制御機器部２７側には、レーザ走査型顕微鏡１側からｚ座標を読み出すパルス管理部を要しない。
【００９０】
ステージ部９の移動の加減速に関し、予めその動作が定められている場合は、加減速を開始／停止させるタイミングで同期信号出力回路３０が信号を出力することで、ステージ部９のｚ方向の位置座標が求められる。
仮に、ステージ部９は、実施例１にて説明した加減速を含む動作をとるものとし、ここでは、図４（ａ）のような動作をとるものとする。このとき、同期信号出力回路３０は、ロジックにて構成され、スキャン制御部２３に対してステージ動作開始タイミングの加減速の開始および終了時点、すなわち、図４（ａ）を例に取ると、スタート信号、加速停止信号、減速開始信号および停止信号を出力する。他の構成に関しては、実施例１と同様である。
【００９１】
以下、非手動操作であるスキャン動作による、標本の３次元立体画像を得る場合の動作について説明する。オペレータの操作によりスキャン開始命令がホスト制御機器部２７のシステム制御部１４に渡され、ＣＰＵ２０がレーザ部１１の光強度の設定を行わせ、レーザシャッタを開けさせるところまでは実施例１と同様である。レーザシャッタを開けた後、ＣＰＵ２０は、スキャン制御部２３に対し、レーザ光の走査開始であるスキャン動作を開始させる、スキャン開始命令を出力する。
【００９２】
スキャン開始命令は２種類から構成され、ステージ部９の動作と同期させたスキャン開始命令と、非同期のスキャン開始命令とがある。
ＣＰＵ２０からのスキャン開始命令を受信したスキャン制御部２３は、スキャン開始命令種類を解析する。スキャン開始命令種類がステージ部９と同期させたスキャン開始命令の場合は、同期信号出力回路３０からの出力スタート信号がＯＮになるまで、スキャン動作を開始させず、待機している。ステージ部９と非同期のスキャン開始命令の場合は、直ちにスキャン動作を開始させる。
【００９３】
ここでは、同期信号出力回路３０の動作を説明するため、ステージ部９の動作と同期させたスキャン開始命令が出された場合についてのみ述べる。
スキャン方式としては、ｘ方向とｙ方向との２次元の走査を行う。
図４（ａ）で時刻ｔ0〜ｔ1の、ステージが一定の加速度で加速しながら移動する場合、ＣＰＵ２０から一定の加速度でステージ部９を移動させるよう命令を受けたＣＰＵ６は、パルスジェネレータＩＣ７に、ステージの移動量、速度および方向を設定する。設定を行い、ステージ動作の準備がなされた段階で、同期信号出力回路３０からステージ動作開始を意味する、スタート信号を出力する。スタート信号の出力と同時に、パルスジェネレータＩＣ７に、パルス出力を開始させる。
【００９４】
同期信号出力回路３０からのステージ動作スタート信号を受けたスキャン制御部２３は、スキャン動作を開始する。これと同時に、パルスジェネレータＩＣ７からのパルスを受けたステージ部９内の図示されていないモータドライバは、一定の加速度にてステージ部９の駆動を開始する。同期信号出力回路３０は、ステージ部９の等加速度での移動完了時（時刻ｔ＝ｔ1）、加速停止信号を出力する。
【００９５】
時刻ｔ1にて同期信号出力回路３０から加速停止信号が出力されると、時刻ｔ2で減速開始信号が出力されるまでの間（図４（ａ）で時刻ｔ1〜ｔ2）、ステージは、一定の速度で移動する。時刻ｔ＝ｔ2で、同期信号出力回路３０は、減速開始信号を出力し、減速を開始させる。時刻ｔ＝ｔ3で、同期信号出力回路３０は、停止信号を出力し、ステージの移動を停止させる。これら一連のステージ部９が動作している間、一定の加速度でステージ部９を駆動したのと同様、スキャン動作とステージ移動動作とが、同期信号出力回路３０により同期されている。
【００９６】
このようにしてステージ動作と同期させてスキャン動作を行うことで得られたデータは、ＲＡＭ１９に記憶される。この、レーザ走査により得られた検出光を画像処理部２４で処理を行い、データをＲＡＭ１９に格納させるまでの一連の処理は、実施例１と同様の処理でなされるため、ここでは省略する。
【００９７】
図４（ａ）でいえば、一定の加減速でステージ動作させる際の加減速の開始時刻および終了時刻、ステージ動作の開始時刻および終了時刻がわかっている。このため、時刻ｔ0乃至ｔ3以外の時刻におけるｚ座標についてもグラフの傾きから、計算にて求めることができる。得られた画像データは、算出により求めたｚ軸方向の位置座標と共にＲＡＭ１９に記憶されており、ｚ軸方向に連続なｘｙに関する画像データである。この画像データから、標本の３次元立体画像を得てモニタ１６上に表示させるには、実施例１の記述と同様の手順で行えばよいので、ここでは記載は省略する。
【００９８】
なお、図４（ｂ）のような動作をステージ部９が行う場合については、ステージ動作開始のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ信号を同期信号出力回路３０が出力することとすれば、図４（ａ）の時刻ｔ1からｔ2の場合と同様、ステージ部９のｚ方向の位置座標が得られるので、動作の詳細については省略した。
【００９９】
手動操作時の動作に関しても、実施例１と同様である。ステージの手動操作から自動制御へと切り替えられる際には、ステージのｚ座標をホスト制御機器２７側に渡す。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明における走査型レーザ顕微鏡の構成の一例を示す図である。
【図２】実施例１に係る走査型レーザ顕微鏡の構成を示す図である。
【図３】実施例２に係る走査型レーザ顕微鏡の構成を示す図である。
【図４】（ａ）はステージ部の、加減速動作にかかる移動速度と時間との関係を示す図、（ｂ）は、ステージ部の、一定速度動作にかかる移動速度と時間との関係を示す図である。
【図５】従来例１のレーザ顕微鏡システムを示す図である。
【図６】従来例２のレーザ顕微鏡システムを示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１      レーザ走査型顕微鏡
５      パルスセレクタ部
６      ＣＰＵ
７      パルス管理部
８      顕微鏡制御部
９      ステージ部
１０      ステージ操作部
１４      システム制御部
２０      ＣＰＵ
２２      パルス管理部
２７      ホスト制御機器部
３０      同期信号出力回路
【図１】
2005084643.tif 000003
【図２】
2005084643.tif 000004
【図３】
2005084643.tif 000005
【図４】
2005084643.tif 000006
【図５】
2005084643.tif 000007
【図６】
2005084643.tif 000008