(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上に載置された試料上にスポット光を走査することで試料を観察する走査型顕微鏡において、
前記スポット光の走査を行う走査手段と、
前記ステージ上の試料を撮像する撮像手段を有するとともに該撮像手段により撮像された観察画像を取込む画像取込み手段と、
この画像取込み手段により取込まれた観察画像の少なくとも1ラインごとの輝度情報から前記観察画像中の輝度の分布を求める輝度分布検出手段と、
この輝度分布検出手段の検出結果に基づいて、前記走査手段による１画面分の走査ラインのうち前記スポット光を実際に走査するラインを決定する走査ライン決定手段と、
前記走査ライン決定手段により決定された走査ラインだけを前記走査手段により走査させて走査画像を生成する制御手段と  を具備し、
前記決定された走査ラインは１画面分の走査ライン数より少ないことを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項２】
ステージ上に載置された試料上にスポット光を走査することで試料を観察する走査型顕徴鏡において、
前記スポット光の走査を行う走査手段と、
前記ステージ上の試料を撮像する撮像手段を有するとともに該撮像手段により撮像された観察画像を取込む画像取込み手段と、
この画像取込み手段により取込まれた観察画像の２値化処理により前記観察画像中の輝度の分布を求める輝度分布検出手段と、
この輝度分布検出手段の検出結果に基づいて、前記走査手段による１画面分の走査領域のうち前記スポット光を実際に走査する領域を決定する走査領域決定手段と、
前記走査領域決定手段により決定された走査領域だけを前記走査手段により走査させて走査画像を生成する制御手段と  を具備し、
前記決定された走査領域は１画面分の走査領域より小さいことを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項３】
ステージ上に載置された試料上にスポット光を走査することで試料を観察する走査型顕微鏡において、
前記スポット光の走査を行う走査手段と、
前記ステージ上の試料を撮像する撮像手段を有するとともに該撮像手段により撮像された観察画像を取込む画像取込み手段と、
この画像取込み手段により取込まれた観察画像中の輝度の分布を求める輝度分布検出手段と、
この輝度分布検出手段の検出結果に基づいて、前記走査手段による１画面分の走査領域のうち前記スポット光を実際に走査する領域を決定する走査領域決定手段と、
この走査領域決定手段により決定されたスポット光走査領域が所定の走査領域内にあるかを判断する走査領域判断手段と、
この走査領域判断手段の判断結果により前記走査領域決定手段により決定されたスポット光走査領域を前記所定の走査領域内に位置するように前記試料を載置したステージを移動するステージ駆動手段と、
前記走査領域決定手段により決定された走査領域だけを前記走査手段により走査させて走査画像を生成する制御手段と  を具備し、
前記決定された走査領域は１画面分の走査領域より小さいことを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項４】
前記決定された領域を前記観察画像にオーバレイ表示する表示手段を具備したことを特徴とする請求項２記載の走査型顕微鏡。
【請求項５】
前記決定された領域を前記観察画像にオーバレイ表示する表示手段と、前記表示手段に表示される前記決定された走査領域の修正、追加を行う操作手段と、前記操作手段により変更された走査領域の情報を記憶する手段とを備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された走査領域情報に基づいて、この走査領域情報に対応する走査領域だけを前記走査手段により走査するように制御することを特徴とする請求項２記載の走査型顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ上に載置された試料上にスポット光を走査することで試料を観察する走査型顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、走査型顕微鏡は、スポット光であるレーザビームを対物レンズを介して観察試料上に照射し、試料からの反射光を、再び対物レンズ、光学系を介して点状に結像し、これを光検出器で検出して像の濃淡情報を得るようにしたもので、この場合、試料上にレーザビームが照射しただけでは、点状の濃淡情報しか得られないことから、実際は、レーザビームを試料表面で走査し、この走査にともなう試料表面での濃淡分布情報を取り込みモニターなどに表示することにより、試料表面の画像を得るようにしている。
【０００３】
この場合、観察者は、レーザビームが走査される観察試料領域の画像をモニター上で確認しながら、常に鮮明な画像が観察できるように光検出器の感度を調整するなどの一連の操作を行うようにもしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような走査型顕微鏡では、レーザビームを試料表面で連続して走査するため、ガルバノメータが用いられているが、このガルバノメータは、その特性上、高速で走査することができず、レーザビームを試料面で走査して１画面分の画像を取り込むには、数秒程度の時間を要している。
【０００５】
このため、実際の試料観察に際して、試料上の注目領域について、さらに鮮明な観察画像を取り込みたいため、光検出器の感度を繰り返し調整することがあると、この所望する鮮明画像を得られるまでに多大な手間と時間がかかってしまう。つまり、このような場合、光検出器の所定の感度で取り込んだ画像を見て、光検出器の感度を調整し、その後、次の１画像が得られるまで数秒待って、画像がどのように変化したかを確認し、さらに光検出器の感度調整を行うという、操作の繰り返しが必要となり、操作性が悪いばかりでなく、時間もかかるという問題があった。
【０００６】
そこで、従来、間引き走査を行う方法があるが、この方法によると、走査ライン数が半分になるので、１画面の取り込み時間は半分に短縮できるが、試料表面の画像情報量も半減するため、鮮明な画像が得られなくなり、また、この場合も、試料上の注目領域、およびそれ以外の領域を含めた範囲について、同じような走査が行われるので、上述した操作性の悪さは解消されない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、試料に対する所望する観察画像を速やかに得られる走査型顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ステージ上に載置された試料上にスポット光を走査することで試料を観察する走査型顕微鏡において、前記スポット光の走査を行う走査手段と、前記ステージ上の試料を撮像する撮像手段を有するとともに該撮像手段により撮像された観察画像を取込む画像取込み手段と、この画像取込み手段により取込まれた観察画像の少なくとも1ラインごとの輝度情報から前記観察画像中の輝度の分布を求める輝度分布検出手段と、この輝度分布検出手段の検出結果に基づいて、前記走査手段による１画面分の走査ラインのうち前記スポット光を実際に走査するラインを決定する走査ライン決定手段と、前記走査ライン決定手段により決定された走査ラインだけを前記走査手段により走査させて走査画像を生成する制御手段とを具備し、前記決定された走査ラインは１画面分の走査ライン数より少ないことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、ステージ上に載置された試料上にスポット光を走査することで試料を観察する走査型顕徴鏡において、前記スポット光の走査を行う走査手段と、前記ステージ上の試料を撮像する撮像手段を有するとともに該撮像手段により撮像された観察画像を取込む画像取込み手段と、この画像取込み手段により取込まれた観察画像の２値化処理により前記観察画像中の輝度の分布を求める輝度分布検出手段と、この輝度分布検出手段の検出結果に基づいて、前記走査手段による１画面分の走査領域のうち前記スポット光を実際に走査する領域を決定する走査領域決定手段と、前記走査領域決定手段により決定された走査領域だけを前記走査手段により走査させて走査画像を生成する制御手段とを具備し、前記決定された走査領域は１画面分の走査領域より小さいことを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、ステージ上に載置された試料上にスポット光を走査することで試料を観察する走査型顕微鏡において、前記スポット光の走査を行う走査手段と、前記ステージ上の試料を撮像する撮像手段を有するとともに該撮像手段により撮像された観察画像を取込む画像取込み手段と、この画像取込み手段により取込まれた観察画像中の輝度の分布を求める輝度分布検出手段と、この輝度分布検出手段の検出結果に基づいて、前記走査手段による１画面分の走査領域のうち前記スポット光を実際に走査する領域を決定する走査領域決定手段と、この走査領域決定手段により決定されたスポット光走査領域が所定の走査領域内にあるかを判断する走査領域判断手段と、この走査領域判断手段の判断結果により前記走査領域決定手段により決定されたスポット光走査領域を前記所定の走査領域内に位置するように前記試料を載置したステージを移動するステージ駆動手段と、前記走査領域決定手段により決定された走査領域だけを前記走査手段により走査させて走査画像を生成する制御手段とを具備し、前記決定された走査領域は１画面分の走査領域より小さいことを特徴としている。
請求項４記載の発明は、前記決定された領域を前記観察画像にオーバレイ表示する表示手段を具備したことを特徴としている。
請求項５記載の発明は、前記決定された領域を前記観察画像にオーバレイ表示する表示手段と、前記表示手段に表示される前記決定された走査領域の修正、追加を行う操作手段と、前記操作手段により変更された走査領域の情報を記憶する手段とを備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された走査領域情報に基づいて、この走査領域情報に対応する走査領域だけを前記走査手段により走査するように制御することを特徴としている。
【００１０】
この結果、請求項１記載の発明によれば、ステージ上に載置された試料を撮像した観察画像を取込み、この観察画像の少なくとも１ラインごとの輝度情報から観察画像中の輝度の分布を求め、この輝度分布に基づいて走査ライン決定手段により試料上のスポット光を走査するラインを決定するようにしたので、観察対象に対し必要最小限のスポット光走査により観察画像を取込むことができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、ステージ上に載置された試料を撮像した観察画像を取込み、この観察画像の２値化処理により観察画像中の輝度の分布を求め、この輝度分布に基づいて走査領域決定手段により試料上のスポット光を走査する領域を決定するようにしたので、観察対象に対し必要最小限のスポット光走査により観察画像を取込むことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、ステージ上に載置された試料を撮像した観察画像を取込み、この観察画像の２値化処理により観察画像中の輝度の分布を求め、この輝度分布に基づいて走査領域決定手段により試料上のスポット光を走査する領域を決定し、この決定したスポット光走査領域が所定の走査領域内にない場合は、ステージを移動してスポット光走査領域を所定の走査領域に位置させるようにして試料上のスポット光走査を行うようにできるので、所定領域外の観察対象に対しても必要最小限のスポット光走査により観察画像を取込むことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の概略構成を示すもので、ここでは、走査型レーザ顕微鏡システムに本発明を適用した例を示している。
【００１４】
図において、１は走査型レーザ顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１は、レーザ光源２、ミラー３、ダイクロイックミラー４、２次元走査ユニット５、レボルバ６、対物レンズ７、ステージ８、試料９、レンズ１０、ピンホール板１１、共焦点光検出器１２、光源１３および光路切替えユニット１４を有している。
【００１５】
ここで、レーザ光源２は、試料９の表面を走査するスポット光としてのレーザ光を発生するためのもので、このレーザ光源２からのレーザ光をミラー３により反射させ、ダイクロイックミラー４を介して２次元走査ユニット５に導くようにしている。２次元走査ユニット５は、ミラー３より与えられたレーザ光源２からのレーザ光を試料９上に２次元走査するためのもので、例えばＸ軸方向走査用のガルバノミラーとＹ軸方向走査用のガルバノミラーを有していて、これらガルバノミラーをＸ軸方向およびＹ軸方向に振ることで対物レンズ７に対するスポット光の光路をＸＹ方向に振らせるようになっている。レボルバ６は、倍率の異なる複数の対物レンズ７を保持するもので、レボルバ６の切り替えにより、複数の対物レンズ７のうち所望の倍率を持つ対物レンズ７を顕微鏡の観察光路中に選択挿入するようにしている。そして、この選択挿入された対物レンズ７を通して２次元走査ユニット５により２次元走査されたスポット光をステージ８上の試料９に照射するようにしている。
【００１６】
試料９からの反射光や蛍光などの画像情報を、対物レンズ７を通して２次元走査ユニット５に戻し、この２次元走査ユニット５を介してダイクロイックミラー４に戻すようにしている。このダイクロイックミラー４は、２次元走査ユニット５に対するレーザ光源２の出射光路上に設けられた半透明鏡であって、２次元走査ユニット５を介して与えられる試料９からの画像情報を光検出系に導くためのものである。
【００１７】
ダイクロイックミラー４を介して得た２次元走査ユニット５からの画像情報をレンズ１０で集光し、ピンホール板１１に与えるようにしている。このピンホール板１１は、所定径のピンホールを開けたもので、共焦点光検出器１２の受光面の前面の結像位置に、そのピンホールを位置させるように配置している。また、共焦点光検出器１２は、ピンホール板１１のピンホールを介して得られる光をその光量対応の電気信号に変換する光検出素子からなっている。
【００１８】
一方、光源１３は、通常の光学顕微鏡として使用する場合に点灯されるもので、対物レンズ７を通してステージ８上の試料９を照明するものである。そして、例えばミラーの下方にハーフミラーを備えた光路切替えユニット１４は、２次元走査ユニット５とレボルバ６の間に設けられ、光学顕微鏡として光源１３が点灯している状態で光路上に挿入され、レーザ走査用の光路から後述する撮像手段のＴＶカメラ１９による画像取込み用の光路に切替えるようにしている。
【００１９】
走査型レーザ顕微鏡本体１の共焦点光検出器１２には、コントローラ１５を接続し、このコントローラ１５には、操作パネル１６、メモリ１７、画像モニタ１８、ＴＶカメラ１９およびステージ駆動装置２０を接続している。
【００２０】
操作パネル１６は、キーボードの他に、トラックボールやジョイスティクあるいはマウスなどのポインティングデバイスを含んでおり、ユーザからの指示によりコントローラ１５に対して走査指示などを出力するようにしている。
【００２１】
コントローラ１５は、操作パネル１６から走査指示が入力されると、光路切替えユニット１４に対しＴＶカメラ１９による画像取込み用光路への切替指令を出力するとともに、ＴＶカメラ１９に対して試料９の観察画像の取込みを指示し、ＴＶカメラ１９より取込んだ試料９のＴＶ画像をメモリ１７に転送するとともに、このＴＶ画像の輝度情報に基づいて２次元走査ユニット５の走査を決定するようにしている。この場合、ＴＶカメラ１９のＴＶ画像の輝度情報から、画像中の輝度の分布を求める方法には、各ライン上の輝度値の平均を求める手段を採用し、また、２次元走査ユニット５の走査を決定する基準としては、予め輝度のしきい値を設定しておき、このしきい値と輝度値の平均に基づいて観察対象の有無を判定するとともに、この判定結果に基づいて走査を決定するようにしている。
【００２２】
また、コントローラ１５は、光路切替えユニット１４に対しレーザ走査用光路への切替え指令を出力するとともに、２次元走査ユニット５の走査の決定に基づいて走査開始位置信号を出力し、２次元走査ユニット５の走査より得られた光検出器１２の試料９の画像情報をメモリ１７に転送するようにしている。また、必要に応じてステージ駆動装置２０にステージ８の移動指令を出力するようにもしている。
【００２３】
ＴＶカメラ１９は、コントローラ１５の指示に従い、ステージ８上の試料９の１画面分の画像を取込み、この画像取込みが終了すると、画像取り込み完了信号をコントローラ１５に出力するようにしている。また、メモリ１７は、ＴＶカメラ１９および光検出器１２からコントローラ１５を介して転送される試料９にかかる画像情報を記憶するものである。画像モニタ１８は、メモリ１７に記憶された試料９の画像情報を表示するものである。そして、ステージ駆動装置２０は、コントローラ１５の指示によりステージ８をＸおよびＹ方向に移動するものである。
【００２４】
次に、以上のように構成した実施の形態の動作を説明する。
まず、通常の顕微鏡観察により試料９上の観察領域を決定し、その後、操作パネル１６よりコントローラ１５に走査開始指令を出力する。
【００２５】
これにより、図２に示すフローチャートが実行される。
この場合、操作パネル１６よりコントローラ１５に走査開始指令を出力すると、ステップ２０１で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力され、ＴＶカメラ１９による画像取込み用光路に切替えられる。
【００２６】
次いで、ステップ２０２で、コントローラ１５よりＴＶカメラ１９に対して試料９の観察画像の取込みが指示されると、ステージ８上の試料９の観察画像がＴＶカメラ１９により撮像され、ＴＶ画像として取込まれる。この場合、光源１３が点灯され、試料９は照明される。
【００２７】
そして、ステップ２０３で、ＴＶカメラ１９による試料９の１画面分の画像取込みが終了すると、コントローラ１５への画像取り込み完了信号により、ＴＶ画像はメモリ１７に転送され記憶される。
【００２８】
この後、ステップ２０４で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力されると、今度は、レーザ走査用光路に切替えられる。
次に、ステップ２０５で、コントローラ１５によりメモリ１７に記憶されたＴＶ画像の輝度情報に基づいて２次元走査ユニット５の走査が決定される。この場合、まず、ＴＶ画像の最初の１ラインが着目され、ステップ２０６で、この１ライン上の輝度の平均値が求められる。そして、ステップ２０７で、この求められた輝度値の平均値は、予め設定されているしきい値と比較され、ここで、求められた平均値が、仮に、しきい値より大きいと判断されると、ステップ２０８で、コントローラ１５により２次元走査ユニット５に走査開始位置信号が出力され、２次元走査ユニット５の走査よりレーザ光源２からのレーザ光が、対物レンズ７を介して試料９上に１ライン分照射され、このレーザ光照射により得られた試料９からの蛍光による画像情報がピンホール板１１を介して光検出器１２に取込まれる。そして、ステップ２０９で、光検出器１２に取込まれた画像情報は、メモリ１７に転送され格納される。つまり、１ライン上の輝度の平均値がしきい値より大きい場合に、観察対象であると判定され、この１ラインについての走査が決定される。
【００２９】
一方、ステップ２０７で、１ライン上の輝度の平均値がしきい値以下と判断された場合は、２次元走査ユニット５による実際の走査は行わず、ステップ２１０で、１ライン分のデータが０にセットされ、ステップ２０９で、データ０がメモリ１７に格納される。そして、ステップ２１１で、画像モニタ１８にメモリ１７に記憶された試料９の画像情報が表示される。
【００３０】
次に、ステップ２１２で、ＴＶ画像の最終ラインまでの処理が終了したかが判断し、最終ラインまでの処理が終了していなければ、ステップ２１３で、メモリ１７に記憶されたＴＶ画像の次のラインに処理対象が移され、ステップ２０６に戻って、ステップ２０６からステップ２１３までの処理が繰り返される。その後、１画面分の画像データの処理が終わって、ステップ２１２で、最終ラインの処理と判断されると、ステップ２１４により、操作パネル１６より観察者が走査終了を指示するまで、ステップ２０５に戻って、ステップ２０５からステップ２１４までの処理が繰り返される。
【００３１】
従って、このようにすれば、ステージ８上に載置された試料９をＴＶカメラ１９により撮像し、この撮像された観察画像をコントローラ１５に取込み、この観察画像の各ライン上の輝度値の平均値と予め設定されたしきい値から、観察画像中の輝度の分布を求め、この輝度分布に基づいて２次元走査ユニット５による試料９上のスポット光を走査するラインを決定するようにしたので、試料９上の観察対象に対し必要最小限のスポット光走査により観察画像を取込むことができる。つまり、この場合、図３に示すようにＴＶカメラ１９により撮像されたＴＶ画像３１に対して、試料９上の観察対象３２の部分のみがスポット光走査領域３３に設定され、この観察対象３２に対してのみスポット光の走査が行われ、観察画像が得られるようになる。これにより、試料上の注目領域について鮮明な観察画像を取り込みたいため光検出器などの感度を繰り返し調整する場合も、短時間で感度調整後の観察画像を取込むことができるので、蛍光試料の退色を招くことなく、速やかに所望する観察画像を入手できるとともに、この際の操作性も改善することができる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。この場合、第２の実施の形態が適用される走査型レーザ顕微鏡システムについては、第１の実施の形態で述べた図１のものと同様なので、ここでは、図１を援用して説明を省略する。
【００３２】
この実施の形態のコントローラ１５は、ＴＶカメラ１９から得られたＴＶ画像の輝度の分布を算出する方法として、２値化処理を行う手段を採用し、予め２値化のためのしきい値を設定しているものとする。
【００３３】
次に、以上のように構成した実施の形態の動作を説明する。
まず、通常の顕微鏡観察により試料９上の観察領域を決定し、その後、操作パネル１６よりコントローラ１５に走査開始指令を出力する。
【００３４】
これにより、図４に示すフローチャートが実行される。
この場合、操作パネル１６よりコントローラ１５に走査開始指令を出力すると、ステップ４０１で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力され、ＴＶカメラ１９による画像取込み用光路に切替えられる。
【００３５】
次いで、ステップ４０２で、コントローラ１５よりＴＶカメラ１９に対して試料９の観察画像の取込みが指示されると、ステージ８上の試料９の観察画像がＴＶカメラ１９により撮像され、ＴＶ画像として取込まれる。この場合、光源１３が点灯され、試料９は照明される。
【００３６】
そして、ステップ４０３で、ＴＶカメラ１９による試料９の１画面分の画像取込みが終了すると、コントローラ１５への画像取り込み完了信号により、ＴＶ画像はメモリ１７に転送され記憶される。
【００３７】
この後、ステップ４０４で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力されると、今度は、レーザ走査用光路に切替えられる。
ここまでは、第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
次に、ステップ４０５で、メモリ１７に記憶されたＴＶ画像に対し、予め設定されたしきい値に基づいた２値化処理が行われる。そして、ステップ４０６で、２値化処理により得られたデータについて画像として残った部分に着目し、この画像部分に外接する矩形を求め、この矩形範囲を走査すべき領域と判定する。この走査領域の情報は、ステップ４０７で、メモリ１７に記憶される。
【００３９】
次に、ステップ４０８で、コントローラ１５により走査領域以外で走査を行わない領域のために、メモリ１７に１画面分の０データを書き込む。
次いで、ステップ４０９で、メモリ１７に記憶された最初の走査領域情報を着目し、ステップ４１０で、この走査領域情報に対応する走査領域について２次元走査ユニット５によるレーザ光の走査が行われる。この場合、コントローラ１５により２次元走査ユニット５に走査開始位置信号が出力されると、２次元走査ユニット５の走査よりレーザ光源２からのレーザ光は、対物レンズ７を介して試料９上の走査領域上に照射され、このレーザ光の照射により得られた試料９からの蛍光による画像情報がピンホール板１１を介して光検出器１２に取込まれる。
【００４０】
ステップ４１１で、光検出器１２に取込まれた画像情報は、メモリ１７に転送され格納される。そして、ステップ４１２で、画像モニタ１８にメモリ１７に記憶された画像情報が表示される。
【００４１】
次に、ステップ４１３で、全ての走査領域情報に対応する走査領域について、処理が終了したかが判断され、処理が終了していなければ、ステップ４１４で、メモリ１７に記憶された次の走査領域情報に対応する走査領域に処理対象が移され、ステップ４１０に戻って、ステップ４１０からステップ４１４までの処理が繰り返される。その後、１画面分の全ての走査領域情報に対応する処理が終わると、次に、ステップ４１５で、操作パネル１６より観察者が走査終了を指示するまで、ステップ４０９に戻って、ステップ４０９からステップ４１５までの処理が繰り返される。
【００４２】
従って、このようにしても、ステージ８上に載置された試料９をＴＶカメラ１９により撮像し、この撮像された観察画像をコントローラ１５に取込み、この観察画像の２値化処理により観察画像中の輝度の分布を求め、この輝度分布に基づいて２次元走査ユニット５による試料９上のスポット光を走査する領域を決定するようにしたので、試料９上の観察対象に対し必要最小限のスポット光走査により観察画像を取込むことができる。つまり、この場合、図５に示すようにＴＶカメラ１９により撮像されたＴＶ画像３４に対して試料９上の観察対象３５、３６のそれぞれにスポット光走査領域３７に設定され、これら観察対象３５、３６を含む領域３７に対してのみスポット光の走査が行われ、観察画像が得られるようになる。これにより、第１の実施の形態と同様な効果を期待できる。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。この場合、第３の実施の形態が適用される走査型レーザ顕微鏡システムについては、第１の実施の形態で述べた図１のものと同様なので、ここでも、図１を援用して説明を省略する。
【００４３】
第２の実施の形態では、走査領域を判定すると、この判定結果の走査領域情報をメモリ１７に記憶するようにしたが、この第３の実施の形態では、走査領域の判定結果をＴＶ画像上にオーバレイ表示し、走査領域の修正および追加などを可能にしている。
【００４４】
この場合、コントローラ１５に走査開始指令を出力すると、図６に示すフローチャートが実行される。
まず、操作パネル１６よりコントローラ１５に走査開始指令を出力すると、ステップ６０１で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力され、ＴＶカメラ１９による画像取込み用光路に切替えられる。
【００４５】
次いで、ステップ６０２で、コントローラ１５よりＴＶカメラ１９に対して試料９の観察画像の取込みが指示されると、ステージ８上の試料９の観察画像がＴＶカメラ１９により撮像され、ＴＶ画像として取込まれる。この場合、光源１３が点灯され、試料９は照明される。
【００４６】
そして、ステップ６０３で、ＴＶカメラ１９による試料９の１画面分の画像取込みを終了すると、コントローラ１５への画像取り込み完了信号により、ＴＶ画像はメモリ１７に転送され記憶される。
【００４７】
この後、ステップ６０４で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力されると、今度は、レーザ走査用光路に切替えられる。
次に、ステップ６０５で、メモリ１７に記憶されたＴＶ画像に対し、予め設定されたしきい値に基づいた２値化処理が行われる。そして、ステップ６０６で、２値化処理により得られたデータについて画像として残った部分に着目し、この画像部分に外接する矩形を求め、この矩形範囲を走査すべき領域と判定する。
【００４８】
次いで、ステップ６０７で、走査領域の判定結果を画像モニタ１８のＴＶ画像上にオーバレイで表示させ、ステップ６０８で、走査領域の修正および追加などを可能にする。この場合、観察者は、画像モニタ１８の画面を見ながら操作パネル１６を使って走査領域の修正および追加などの変更を行うようになる。
【００４９】
そして、これら変更が加えられた走査領域の情報は、ステップ６０９で、メモリ１７に記憶される。
次に、ステップ６１０で、コントローラ１５により走査領域以外で走査を行わない領域のために、メモリ１７に１画面分の０データが書き込まれる。
【００５０】
次いで、ステップ６１１で、メモリ１７に記憶された最初の走査領域情報を着目し、ステップ６１２で、この走査領域情報に対応する走査領域について２次元走査ユニット５によるレーザ光の走査が行われる。この場合、コントローラ１５により２次元走査ユニット５に走査開始位置信号が出力されると、２次元走査ユニット５の走査よりレーザ光源２からのレーザ光は、対物レンズ７を介して試料９上の走査領域上に照射され、このレーザ光の照射により得られた試料９からの蛍光による画像情報がピンホール板１１を介して光検出器１２に取込まれる。
【００５１】
ステップ６１３で、光検出器１２に取込まれた画像情報は、メモリ１７に転送され格納される。そして、ステップ６１４で、画像モニタ１８にメモリ１７に記憶された画像情報が表示される。
【００５２】
次に、ステップ６１５で、全ての走査領域情報に対応する走査領域について、処理が終了したかが判断され、処理が終了していなければ、ステップ６１６で、メモリ１７に記憶された次の走査領域情報に対応する走査領域に処理対象が移され、ステップ６１２に戻って、ステップ６１２からステップ６１６までの処理が繰り返される。その後、１画面分の全ての走査領域情報に対応する処理が終わると、次に、ステップ６１７で、操作パネル１６より観察者が走査終了を指示するまで、ステップ６１１に戻って、ステップ６１１からステップ６１７までの処理が繰り返される。
【００５３】
従って、このようにすれば、第２の実施の形態と同様な効果を期待でき、さらに観察画像中の走査領域の修正および追加などの変更にも簡単に応じることができる。
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。この場合、第４の実施の形態が適用される走査型レーザ顕微鏡システムについては、第１の実施の形態で述べた図１のものと同様なので、ここでも、図１を援用して説明を省略する。
【００５４】
一般に、ＬＳＭ（レーザ走査顕微鏡）の走査領域は、ガルバノメータの特性から顕微鏡視野全体をカバーすることはできず、このため、ＬＳＭの走査領域外に観察対象がある場合、そのままでは、試料観察を行うことができない。この第４の実施の形態では、ＬＳＭの走査領域よりＴＶ画像の方がより広い領域を観察できることに着目して、ＬＳＭの走査領域外にある観察対象の観察も可能にしている。
【００５５】
この場合、コントローラ１５に走査開始指令を出力すると、図７に示すフローチャートが実行される。
まず、操作パネル１６よりコントローラ１５に走査開始指令を出力すると、ステップ７０１で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力され、ＴＶカメラ１９による画像取込み用光路に切替えられる。
【００５６】
次いで、ステップ７０２で、コントローラ１５よりＴＶカメラ１９に対して試料９の観察画像の取込みが指示されると、ステージ８上の試料９の観察画像がＴＶカメラ１９により撮像され、ＴＶ画像として取込まれる。この場合、光源１３が点灯され、試料９は照明される。
【００５７】
そして、ステップ７０３で、ＴＶカメラ１９による試料９の１画面分の画像取込みを終了すると、コントローラ１５への画像取り込み完了信号により、ＴＶ画像はメモリ１７に転送され記憶される。
【００５８】
この後、ステップ７０４で、コントローラ１５より光路切替えユニット１４に切替指令が出力されると、今度は、レーザ走査用光路に切替えられる。
次に、ステップ７０５で、メモリ１７に記憶されたＴＶ画像に対し、予め設定されたしきい値に基づいて２値化処理が行われる。そして、ステップ７０６で、２値化処理により得られたデータについて画像として残った部分に着目し、この部分に外接する矩形を求め、この矩形範囲を走査すべき領域と判定する。
【００５９】
次いで、ステップ７０７で、走査領域の判定結果を画像モニタ１８のＴＶ画像上にオーバレイで表示させ、ステップ７０８で、走査領域の修正および追加などを可能にする。この場合、観察者は、画像モニタ１８の画面を見ながら操作パネル１６を使って走査領域の修正および追加などの変更を行うようになる。
【００６０】
そして、これら変更が加えられた走査領域の情報は、ステップ７０９で、メモリ１７に記憶される。
次に、ステップ７１０で、コントローラ１５により走査領域以外で走査を行わない領域のために、メモリ１７に１画面分の０データが書き込まれる。
【００６１】
次いで、ステップ７１１で、メモリ１７に記憶された最初の走査領域情報を着目し、ステップ７１２で、観察対象の走査領域がＬＳＭの走査領域の外側にあるかが判断される。この場合、例えば、図８に示すように顕微鏡の視野３８に対して観察対象３９が、ＬＳＭの走査領域４０の外側で、しかもＴＶ画像４１の内側に位置するものとすると、ステップ７１２では、走査領域がＬＳＭの走査領域の外側にあると判断される。
【００６２】
すると、ステップ７１３で、コントローラ１５によりステージ駆動装置２０が駆動され、観察対象の走査領域がＬＳＭの走査領域の内側にくるまでステージ８が移動される。さらに、ステップ７１４で、ステージ８の移動量を考慮した走査領域が求められ、ステップ７１５で、この領域に対し２次元走査ユニット５によるレーザ光の走査が行われる。この場合、コントローラ１５により２次元走査ユニット５に走査開始位置信号が出力されると、２次元走査ユニット５の走査よりレーザ光源２からのレーザ光は、対物レンズ７を介して試料９上の走査領域上に照射され、このレーザ光の照射により得られた試料９からの蛍光による画像情報がピンホール板１１を介して光検出器１２に取込まれる。
【００６３】
その後、ステップ７１６で、ステージ８が元の位置に戻され、ステップ７１７で、光検出器１２に取込まれた画像情報は、メモリ１７に転送され格納される。一方、ステップ７１２で、走査領域がＬＳＭの走査領域の内側にあると判断された場合は、ステップ７１８で、この走査領域について２次元走査ユニット５によるレーザ光の走査が行われ、この走査により光検出器１２に取込まれた画像情報は、ステップ７１７で、メモリ１７に転送され格納される。
【００６４】
そして、ステップ７１９で、画像モニタ１８にメモリ１７に記憶された画像情報が表示される
次に、ステップ７２０で、全ての走査領域情報に対応する走査領域について、処理が終了したかが判断され、処理が終了していなければ、ステップ７２１で、メモリ１７に記憶された次の走査領域情報に対応する走査領域に処理対象が移され、ステップ７１２に戻って、ステップ７１２からステップ７２１までの処理が繰り返される。その後、１画面分の全ての走査領域情報に対応する処理が終わると、次に、ステップ７２２で、操作パネル１６より観察者が走査終了を指示するまで、ステップ７１１に戻って、ステップ７１１からステップ７２２までの処理が繰り返される。
【００６５】
従って、このようにすれば、ステージ８上に載置された試料９をＴＶカメラ１９により撮像し、この撮像された観察画像をコントローラ１５に取込み、この観察画像の２値化処理により観察画像中の輝度の分布を求め、この輝度分布に基づいて２次元走査ユニット５による試料９上のスポット光を走査する領域を決定し、この決定したスポット光走査領域がＬＳＭ走査領域内にない場合は、ステージ駆動装置２０によりステージ８を移動してスポット光走査領域をＬＳＭ走査領域内に位置させるようにして、試料９上のスポット光走査を行うようにできるので、第１の実施の形態と同様な効果を期待でき、さらに、ＬＳＭ走査領域外の観察対象に対しても必要最小限のスポット光走査により観察画像を取込むことができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、試料上の観察対象に対してのみスポット光の走査が行われ、観察画像が得られるので、試料上の注目領域について鮮明な観察画像を取り込みたいため光検出器などの感度を繰り返し調整する場合も、短時間で感度調整後の観察画像を取込むことができるので、蛍光試料の退色を招くことなく、速やかに所望する観察画像を入手できるとともに、この際の操作性も改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】  第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】  第１の実施の形態を説明するための図。
【図４】  本発明の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図５】  第２の実施の形態を説明するための図。
【図６】  本発明の第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】  本発明の第４の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】  第４の実施の形態を説明するための図。
【符号の説明】
１…走査型レーザ顕微鏡本体、
２…レーザ光源、
３…ミラー、
４…ダイクロイックミラー、
５…２次元走査ユニット、
６…レボルバ、
７…対物レンズ、
８…ステージ、
９…試料、
１０…レンズ、
１１…ピンホール板、
１２…共焦点光検出器、
１３…光源、
１４…光路切替えユニット、
１５…コントローラ、
１６…操作パネル、
１７…メモリ、
１８…画像モニタ、
１９…ＴＶカメラ、
２０…ステージ駆動装置。
【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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【図８】
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