(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー照射手段と、前記レーザー照射手段から出力されたレーザービームを振ることにより蛍光標本を二次元走査するスキャナーと、レーザービームの照射により前記蛍光標本から出た光を受光して輝度信号に変換し、前記輝度信号の増幅率を調整する増幅率調整装置を有する光電変換手段と、前記光電変換手段が出力する輝度信号により映像信号を形成する画像処理装置と、を備えたレーザー顕微鏡であって、
前記レーザービームのビーム強度を調整するレーザービーム調整装置と、
前記光電変換手段からの前記輝度信号が所定の値、又は所定の範囲内となるように、前記レーザー照射手段が出力するレーザービームのビーム強度と、前記光電変換手段が出力する輝度信号の増幅率との関係が設定された関数テーブルを記憶し、この関数テーブルに基づき、前記レーザービームのビーム強度を設定する強度制御信号と前記輝度信号の増幅率を決定する増幅率制御信号とを出力し、前記レーザービーム調整装置と前記光電変換手段の増幅率調整装置とを制御する自動調光装置とを備えたことを特徴とするレーザー顕微鏡。
【請求項２】
前記自動調光装置が記憶する関数テーブルは、異なる発光率の標本であっても一定の値の輝度信号とするための前記ビーム強度と前記増幅率との関係が設定された関数テーブルであり、また、前記自動調光装置は、前記各標本の発光率に基づいて輝度信号の値が設定値となるようにレーザービームのビーム強度を設定する強度制御信号の値と前記輝度信号の増幅率を決定する増幅率制御信号の値とを算出して前記レーザービーム調整装置に強度制御信号を出力し、前記増幅率調整装置に増幅率制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載したレーザー顕微鏡。
【請求項３】
前記自動調光装置は、前記関数テーブルとして、標準設定とする関数テーブルの他、退色防止優先モードの関数テーブル及びノイズ防止優先モードの関数テーブルなど、複数の関数テーブルを記憶したことを特徴とする請求項１に記載したレーザー顕微鏡。
【請求項４】
前記自動調光装置に記憶させる前記退色防止優先モードの関数テーブルは、前記標準設定とした関数テーブルに比較して前記光電変換手段の増幅率を大きくして同一発光率の標本につき同一の値の輝度信号が得られる関数テーブルとし、前記ノイズ防止優先モードの関数テーブルは、前記標準設定とした関数テーブルに比較して前記光電変換手段の増幅率を小さくして同一発光率の標本につき同一の値の輝度信号が得られる関数テーブルとしたことを特徴とする請求項３に記載したレーザー顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームを標本に照射してスキャニングを行い、標本からの光をコンピュータ処理して標本の映像をモニターするレーザー顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、レーザー出力装置からのレーザービームを標本などの試料に照射し、標本からの光を光電子増倍管などの光電変換手段により輝度信号とし、この輝度信号をレーザービームのスキャニングタイミングと合わせて映像信号を形成し、この映像信号によりモニター装置のテレビ画面などに標本の映像を映し出すレーザー顕微鏡が使用されている。
【０００３】
このレーザー顕微鏡は、図１０に示すように、レーザー照射手段11とするレーザー出力装置12からのレーザービームを調光フィルタ部13のフィルタを通すことによりレーザービームのビーム強度を調整してレーザー照射手段11から出力するレーザービームの強度を設定し、このレーザー照射手段11から出力されたレーザービームをビームスプリッタ15を通した後、スキャナー17によりＸ方向及びＹ方向に振動させて標本21を走査するようにレーザービームの方向を制御しつつ対物レンズ19を通してレーザービームを標本21に照射するものである。そして、標本21からの光は、前記対物レンズ19及びスキャナー17を通してビームスプリッタ15に戻し、ビームスプリッタ15により照射光であるレーザービームと分離して光電子増倍管28に標本21からの光を送り、光電変換手段27としての光電子増倍管28で受光量に応じた輝度信号に変換し、画像処理装置31によりこの輝度信号をレーザービームの標本21への照射位置に合わせたＸＹ座標の各点の輝度として映像信号を形成してモニター装置33の画面に標本21の映像を映し出すものである。
【０００４】
尚、前記ＸＹスキャナー17は、スキャナー制御装置18により一定周期でＸ軸ミラーやＹ軸ミラーの各振動が制御されるものであり、スキャナー制御装置18は、ＸＹスキャナー17にＸ軸ミラー制御信号及びＹ軸ミラー制御信号を出力すると共に、このＸ軸ミラー制御信号とＹ軸ミラー制御信号とにあわせた座標基準信号を画像処理装置31に出力するものである。そして、画像処理装置31は、スキャナー制御装置18からの座標基準信号により標本21を走査するレーザービームのＸ座標及びＹ座標を算出し、光電変換手段27としての光電子増倍管28からの輝度信号をＸＹ座標に合わせてフレームメモリなどに記録することにより２次元の映像を形成する画像データとし、この画像データをＮＴＳＣ規格などに合わせて読み出すことにより映像信号を形成しているものである。
【０００５】
そして、このレーザー顕微鏡では、前述のように調光フィルタ部13のうちの使用するフィルタを切り換えることにより透過率の異なるフィルタを組み合わせて通過するレーザービームの強度を定め、レーザー出力装置12から照射される一定強度のレーザービームの強度を調光フィルタ部13を通過させることによりその強度を多段階に調整して標本21に照射するものである。又、近年では、レーザー出力装置12から照射するレーザービームの強度を調整可能としたものがある。
【０００６】
このように、レーザー出力装置12からの出力調整及び調光フィルタ部13による透過率の調整により、レーザー照射手段11から出力するレーザービームのビーム強度を調整して標本21とした試料の受光量を決定し、レーザービームの照射により標本21の変質や劣化を少なくしつつ、極力多くのレーザービームを照射して試料から多くの光を発光させ、明るい映像を得るようにしている。
【０００７】
更に、標本21からの光をビームスプリッタ15によりレーザービームと分離した後、光電子増倍管28に入力するに際して、ピンホール25を通過させることにより余分な光を遮断して鮮明な画像を得るようにすると共に、増倍管用電源装置29により光電子増倍管28に印加する印加電圧を調整し、光電子増倍管28の増幅率を調整して明るい画像を得るようにしている。
【０００８】
尚、調光フィルタ部13は、透過率の異なるフィルタに切り換えるようにしてレーザー照射手段11が出力するレーザービームのビーム強度を定めるに際し、手動によりフィルタを切り換えてレーザービームのビーム強度を調整するもののほか、フィルタ切換え制御装置14に設けたスイッチの操作などにより、調光フィルタ部13おけるフィルタの切り換えを電動モーターにより行う電動式の調光フィルタが用いられることもある。又、ピンホール25も、その径を切り換えることを可能とし、ピンホール25の径を異なる径に変更するに際して手動式とするものと電動式とするものとがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、レーザー顕微鏡では、主としてレーザー照射手段に組み込む調光フィルタ部により標本へのレーザービームの強度を調整し、ピンホールにより光電変換手段とした光電子増倍管への入射光量を調整し、光電子増倍管への印加電圧により光電子増倍管の増幅率を調整している。
【００１０】
そして、標本を観察するには、具体的な標本や試料によって個々にその像のコントラストが異なり、特に蛍光標本では、使用する蛍光色素や試料への染色方法の違いによって像コントラストが大きく異なるものである。従って、標本に応じてレーザー照射手段におけるフィルタの選択や光電変換手段とした光電子増倍管に印加する電圧の決定、及び、使用するピンホールの径の決定を行わなければならず、標本に応じて明るく鮮明な画像得るための調整に手数や労力を要する欠点があった。
【００１１】
又、手動式又は電動式の調光フィルタを調整して強いレーザービームを標本に照射すれば、標本から多くの蛍光など光を発光させることができるも、標本にダメージを与える危険性があり、標本によっては強いレーザービームの照射を避けなければならない場合がある。そして、光電子増倍管への印加電圧による増幅率の調整は、印加電圧を大きくすると画像を明るくできるも、ノイズが発生して画像が見辛くなる欠点がある。更に、手動式又は電動式のピンホールを用いることによりピンホール径を可変としたレーザー顕微鏡において、ピンホールの径を調整するに際しては、ピンホール径を小さくすると鮮明な画像をモニター装置の画面に映し出すことができるも、ピンホール径が小さくなると画像が暗くなり、又、ピンホール径を大きくすると画面を明るくできるも、画像が不鮮明になる欠点がある。従って、標本からの光量及び増幅率に合わせてピンホール径の調整を行わなければならなかった。
【００１２】
このため、標本の耐久性や染色方法に合わせてレーザー照射手段におけるフィルタの選択によるビーム強度の設定や、光電子増倍管への印加電圧の決定による光電変換手段における増幅率の設定、更にピンホール径の決定による光電変換手段の受光量調整など、複数の設定調整を行って標本の映像データを得るに際し、標本の損傷を極力少なくしつつ鮮明な画像を得るように配慮してフィルタの選択や印加電圧などの調整を行わなければならず、レーザー顕微鏡の調整設定に慣れていなければこの調整に手数と時間とを要することとなり、標本の分析を行うに際して顕微鏡の操作に多大な労力と時間とを費やすことになる欠点があった。
【００１３】
又、レーザー顕微鏡によっては、試料にレーザービームを照射して１回の走査を行い、１フレームの画像データをフレームメモリに記憶するのに数十秒乃至数分の時間を要するものがあり、ビーム強度の変更や光電変換手段の増幅率の修正を行って新たに画像データを形成するには多くの時間を必要とし、更に、試料にレーザービームを照射することを繰り返すために、試料によっては変質や劣化などのダメージを与え、正確な検査の判断を行うことが困難となることもあった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザー照射手段と、レーザー照射手段から出力されたレーザービームを振ることにより蛍光標本を二次元走査するスキャナーと、蛍光標本から出た光を受光して輝度信号に変換し、輝度信号の増幅率を調整する増幅率調整装置を有する光電変換手段と、光電変換手段が出力する輝度信号により映像信号を形成する画像処理装置とを備えたレーザー顕微鏡において、前記レーザービームのビーム強度を調整するレーザービーム調整装置と、前記光電変換手段からの前記輝度信号が所定の値、又は所定の範囲内となるように、前記レーザー照射手段が出力するレーザービームのビーム強度と、前記光電変換手段が出力する輝度信号の増幅率との関係が設定された関数テーブルを記憶し、この関数テーブルに基づき、前記レーザービームのビーム強度を設定する強度制御信号と前記輝度信号の増幅率を決定する増幅率制御信号とを出力し、前記レーザー調整装置と前記光電変換手段の増幅率調整装置とを制御する自動調光装置を設けることとする。
【００１５】
このように、レーザー調整装置や光電変換手段の増幅率調整装置を制御するする自動調光装置であってレーザービーム調整装置や輝度信号の増幅率との関係が設定された関数テーブルを記憶する自動調光装置を設ける故、レーザービームの強度設定や光電変換手段における増幅率の決定制御などを自動化することができ、標準的な標本像を自動的に形成して標本の分析調査を容易に行うことを可能とすることができる。
又、請求項２に記載した発明のは、標本により異なる発光率について、発光率が異なる場合にも一定の輝度信号とするためのビーム強度と増幅率との関数テーブルを記憶させ、この関数テーブルにより輝度信号の値が設定値となるように標本の発光率に応じてビーム強度と増幅率とを算出して強度制御信号及び増幅制御信号を出力させる自動調光装置を設けるレーザー顕微鏡とするものである。
【００１６】
このように、発光率の異なる標本においても一定の輝度の標本像を得るための発光率とビーム強度と増幅率との関数テーブルを記憶した自動調光装置とすれば、一定の輝度の画像を形成するためのレーザー照射手段が出力するレーザービームの強度の決定と光電変換手段における増幅率の決定とを容易に自動化でき、標準的な明るさと鮮明度とを有する画像を容易に得ることができる。又、標準的な明るさの画像に基づき、レーザービームの照射強度の修正、又は、光電変換手段における増幅率の修正変更などを行うことにより、容易に標本の検査に最適な画像データをも容易に得ることができる。
【００１７】
更に、請求項３に記載した発明は、自動調光装置に記憶させる関数テーブルとして、標準設定の関数テーブルの他、退色防止優先モードの関数テーブルやノイズ防止優先モードの関数テーブルなど、複数の関数テーブルを記憶させるものである。
このように、複数の関数テーブルを記憶させておけば、試料に合わせた関数テーブルを使用することにより、試料に与えるダメージを少なくしつつ明るく比較的鮮明な標準画像を得ることができる。
【００１８】
又、請求項４に記載した発明は、退色防止優先モードの関数テーブルとして、標準設定の関数テーブルに比較して、同一の発光率の標本に関して同一の値となる輝度信号を得るための増幅率とビーム強度につき、光電変換手段の増幅率を大きくしてレーザービームの照射強度を低くした関数の関数テーブルとするものであり、又、ノイズ防止優先モードの関数テーブルは、標準設定の関数テーブルに比較して、同一の発光率の標本に関して同一の値となる輝度信号を得るための光電変換手段の増幅率を小さくしてレーザービームの照射強度を強くした関数の関数テーブルとするものである。
【００１９】
このように、予め標準設定の関数テーブルの他、退色防止優先モードの関数テーブルやノイズ防止優先モードの関数テーブルなどを記憶させておけば、関数テーブルを切り換えることによりレーザービームにより変質劣化しやすい試料では退色防止優先モードを選択して試料に損傷を余り与えることなく標準的な明るさの映像を得ることができ、又、レーザービームにより劣化し難い試料は、ノイズ防止優先モードを選択して比較的鮮明な映像の画像データを標準的に得ることができる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るレーザー顕微鏡は、図１に示すように、調光フィルタ部13やフィルタ切換え制御装置14で構成した電動式調光フィルタとレーザー出力装置12とを組み合わせたレーザー照射手段11からのレーザービームをビームスプリッタ15やＸＹスキャナー17、及び、対物レンズ19を介して標本21に照射し、標本21から発せられた光を対物レンズ19及びＸＹスキャナー17を介してビームスプリッタ15に戻し、更にこの光をピンホール25を介して光電変換手段27とした光電子増倍管28に入力し、光電子増倍管28から出力される輝度信号とスキャナー制御装置18からの座標基準信号とに基づいて画像処理装置31により映像信号を形成することは従来のレーザー顕微鏡と同様である。
【００２４】
尚、光電変換手段27は、光電子増倍管28及び増倍管用電源装置29で構成し、増倍管用電源装置29により光電子増倍管28に印加する電圧を調整して光電子増倍管28の増幅率を調整することや、画像処理装置31によりフレームメモリなどを用いて形成した映像信号に基づいて、適宜、モニター装置33により標本21の映像を観察し得るようにすることも従来と同様である。
【００２５】
又、この顕微鏡の電動式調光フィルタは、フィルタ切換え制御装置14により使用するフィルタをセンサーで検出しつつフィルタ切換信号を調光フィルタ部13に出力してフィルタを切り換えるものとしている。即ち、フィルタを切り換えることによりビーム透過率を選択決定し、使用するフィルタの確認を行いつつフィルタの切り換え制御を行ってレーザー照射手段11が出力するレーザービームのビーム強度を調整し得る顕微鏡としているものである。更に、ピンホール25も電動式とし、ホール径制御装置26により光電子増倍管28に入射する光量を調整するピンホール25の径を切り換えることのできる顕微鏡としているものである。
【００２６】
そして、このレーザー顕微鏡は、レーザー照射手段11におけるフィルタ切換え制御装置14を制御し、又、ピンホール25のホール径制御装置26、及び、光電変換手段27における増倍管用電源装置29を制御する自動調光装置35を更に有するものである。
この自動調光装置35は、コンピュータを使用し、画像処理装置31から映像信号をサンプル信号として読み込み、このサンプル信号の輝度平均値である検出輝度が所定値となるように、輝度情報とするサンプル信号に基づいてレーザー照射手段11のフィルタ切換え制御装置14に強度制御信号を出力して調光フィルタ部13のフィルタを切り換えさせ、且つ、光電変換手段27の増倍管用電源装置29に増幅制御信号を出力して増倍管用電源装置29を制御し、以て光電子増倍管28に印加する電圧を定めるものである。又、ホール径制御装置26にピンホール制御信号を出力してホール径制御装置26も制御し、ピンホール25の径を決定することも可能としているものである。
【００２７】
尚、この自動調光装置35に輝度情報を画像処理装置31から入力するに際しては、フレームメモリなどに記憶され、モニター装置33の画面に映し出す画像全体の映像信号を入力し、この映像信号の全平均値を求めて検出輝度とする場合の他、画面中央部分の輝度平均値を検出輝度とする場合や、得られた映像信号の内の最大値を検出輝度とする場合、更に、画面中央部分や又は画面上の輝度の高い部分などに重みを加重して画面全体の平均値を算出して検出輝度とする場合などがある。
【００２８】
そしてこの自動調光装置35は、予め一定の検出輝度が得られる条件を登録しておくものであり、一定強度のレーザービームが照射されたときの発光量、即ち発光率の異なる複数の試験標本（例えば、レーザービームの照射により蛍光を発するガラスプレートなど）を用い、図２に示すように、発光率が１５の試験標本で光電子増倍管28から出力される輝度信号が一定の輝度となるレーザービームの照射強度と光電子増倍管28への印加電圧との関係を記憶させ、同様に発光率が２０や２５など、種々の発光率により一定の輝度となる標本へのレーザービームの照射強度と光電子増倍管28への印加電圧との関係を特性関数テーブルとして記憶させるものである。
【００２９】
この関係としては、発光率の低い標本21では、所定の検出輝度、即ち光電変換手段27とした光電子増倍管28が一定の値の輝度信号を出力するためには、標本21に照射するレーザービームのビーム強度を強くし、且つ、光電子増倍管28に印加する電圧として高い印加電圧が必要となり、又、発光率の高い標本21では、低いビーム強度と光電子増倍管28への低い印加電圧で足りるものである。従って、光電子増倍管28などの顕微鏡装置全体としての特性により多少異なるも、図２に示したように、縦軸にレーザー照射手段11が出力するレーザービームのビーム強度を取り、横軸を光電子増倍管28への印加電圧としつつ印加電圧を順次低くするようにグラフを形成すると、発光率は右上がりの曲線としてその特性を表すことができる特性関数テーブルとなる。
【００３０】
そして、このように一定強度の輝度信号が得られるレーザー照射手段11が出力するレーザービームのビーム強度と光電子増倍管28に印加する電圧との関係において、標準設定として、光電子増倍管28の暗電流などのノイズが比較的少なく且つ増幅率が比較的大きくなる最適使用範囲を中心にレーザービームの強度を大きく変化させる標準特性関数を設定し（図３参照）、図４に示すように、調光フィルタ部13のフィルタを順次切り換えてレーザービームの出力を１００％から順次低下させた際に一定のビーム強度において発光率が異なっても一定の輝度が得られる印加電圧の値の範囲を各々定め、このビーム強度と印加電圧との関係を標準設定関数テーブルとして自動調光装置35に記憶させておくものである。
【００３１】
従って、この標準設定関数テーブルを用いれば、標本21を顕微鏡の視野に入れて観察を行う際し、標本21に用いた蛍光色素や標本21の染色方法、及び、標本21の状態などにより、標本21毎に発光率が異なっている場合でも、先ず、レーザービームを３０％出力などの所定の照射強度とし、且つ、光電子増倍管28への印加電圧を一定の電圧として撮像を行い、このときの検出輝度により標本21とした検査すべき試料の発光率を知り、この発光率に応じて一定の輝度を得るためのレーザービームの強度、即ち所定の透過率とするための調光フィルタ部13で使用するフィルタの選択決定を行うと共に、光電子増倍管28への必要な印加電圧を決定するように、この自動調光装置35により関数テーブルから演算して容易に決定することができる。
【００３２】
即ち、この演算結果に基づいた強度制御信号をレーザー照射手段11に出力して強度制御信号により使用すべき所定のフィルタの指示をフィルタ切換え制御装置14に出力させ、且つ、増幅制御信号を光電変換手段27における増倍管用電源装置29に出力して光電子増倍管28に印加する電圧を決定し、レーザー照射手段11においてフィルタ切換え制御装置14に所定のフィルタに切り換えさせてレーザー照射手段11が出力するレーザービームのビーム強度を調整し、光電子増倍管28に印加する電圧により光電子増倍管28の増幅率を調整して光電変換手段27とした光電子増倍管28が出力する輝度信号の大きさを調整することにより、一定の明るさの映像を自動的に決定することができる。
【００３３】
又、レーザービームのビーム強度及び光電子増倍管28への印加電圧の調整方法は、上述した以外に、以下に説明するような図３に示すビーム強度と印加電圧との関数に沿って各々の値を調整することもある。
即ち、先ず、自動調光装置35は図３に示す関数上のＡ点（ビーム強度が小さく印加電圧が小さい点）にビーム強度と印加電圧とを設定して標本21を撮像する。このとき、標本21の発光率が例えば８０であれば、光電子増倍管28から得られる輝度信号はほぼ所定値となり、ビーム強度と印加電圧との調整は終了する。しかし、標本21の発光率が３０程度の小さいものであれば、光電子増倍管28から得られる輝度信号は所定値よりも小さい値となる。自動調光装置35は光電子増倍管28から得られる輝度信号を常時モニターし、輝度信号が所定値よりも小さい場合、ビーム強度と印加電圧との関数上を沿うように徐々に上げていく。そして、光電子増倍管28から得られる輝度信号が所定値となったときにビーム強度と印加電圧との調整を終了させる。このような調整により、種々の発光率の標本21を一定の輝度で観察することが可能となる。ここで、調光フィルタ部13は連続的にレーザービームの透過率を変更することができる装置を使用することが望ましい。
【００３４】
又、所定の照射強度及び所定の印加電圧で得たサンプル信号による検出輝度が特定の値よりも低い場合、ホール径制御装置26にピンホール制御信号を出力し、ホール径制御装置26からピンホール切換信号を出力させてピンホール25の径を大きくするようにピンホール25を切り換えさせる。又、検出輝度が前記特定の値と異なる特定の値よりも高い場合には、ピンホール制御信号を出力してピンホール25の径を小さくするようにホール径制御装置26からピンホール切換信号を出力させることがある。
【００３５】
このように、ピンホール25の径を変更することにより検出輝度を変更換算して試料の発光率を求め、前記関数テーブルによりフィルタ係数即ち使用するフィルタの決定と光電子増倍管28に印加する電圧とを定めることもできる。
更に、この標準設定関数テーブルの使用に際し、キーボード36からの操作により使用可能なフィルタを制限し、図５に示すように、標本21に照射するレーザービームの使用強度範囲Ａを制限しておき、検出輝度が低く、発光率が小さいと判断された場合にも、レーザービームのビーム強度を強くすることや印加電圧を高くして増幅率を大きくすることを制限し、ピンホール25の径を大きくするように切り換えて光電子増倍管28への受光量を増加させ、この受光量の増加率に基づいてビーム強度と印加電圧とを修正換算して一定の値の輝度信号が得られるビーム強度と印加電圧とを算出し、試料に照射するレーザービームのビーム強度を大きくすることのない設定として標本21の変質劣化を防止することもある。
【００３６】
そして、関数テーブルとしては、前記標準設定の関数テーブルである標準設定関数テーブルの他、退色防止優先の関数テーブルや、ノイズ防止優先の関数テーブルもこの自動調光装置35に記憶させておくものである。
この退色防止優先の関数テーブルは、図３に示した標準特性関数と比較して、標本21の発光率が同一の試験標本につき、レーザービームの強度を低くすると共に光電子増倍管28の印加電圧を高くすることによって同一の値の輝度信号が得られる退色防止優先関数（図６参照）と標準設定関数テーブルとに基づいて定めるものである。従って、図７に示すように、印加電圧の高い範囲でフィルタを切り換えるようにしてレーザービームのビーム強度を変化させ、この各ビーム強度において光電子増倍管28に印加する電圧の関係を定めてビーム強度と増幅率との関係を関数テーブルとするものである。
【００３７】
又、ノイズ防止優先の関数テーブルは、図８に示すように、図３に示した標準特性関数と比較して、印加電圧の低い範囲で照射強度を変更して同一の輝度が得られるノイズ防止優先関数と標準設定関数テーブルとに基づき、図９に示すように、比較的光電子増倍管28への印加電圧の低い範囲でフィルタ係数を切り換えるようにするものである。
このように、退色防止優先の関数テーブルやノイズ防止優先の関数テーブルをも記憶させた自動調光装置35は、キーボード36から退色防止優先モードとして退色防止優先の関数テーブルの使用を指示することにより、レーザービームにより変質し易い標本21を検査するとき、レーザービームの照射強度を低く抑えつつ一定の明るさの映像を得ることができる。又、レーザービームによって余り変質しない標本21を検査する場合には、ノイズ防止優先の関数テーブルを選択すれば、レーザービームのビーム強度を比較的高くし、ノイズの少ない鮮明な映像をモニターに映し出して標本21を検査することができる。
【００３８】
尚、レーザー出力装置12から出力されるレーザービームの強度調整が可能なレーザー出力装置12と多段に透過率を調整することのできる電動式調光フィルタとを組み合わせたレーザー照射手段11など、レーザー照射手段11が出力するレーザービームの強度を連続的に調整可能としたレーザー照射手段11を用いる場合は、関数テーブルとして、図３及び図６や図８に示した関数をそのまま関数テーブルとすることもできる。
【００３９】
又、光電変換手段27には光電子増倍管28を用いる場合のみでなく、所定の波長帯に適した出力特性を有する固体撮像素子と増幅率の調整可能な増幅器とを組み合わせて用いることもある。
上述のように、コンピュータを用いてレーザー照射手段11が出力するレーザービームのビーム強度と光電変換手段27の増幅率とを自動設定する自動調光装置35を使用すれば、１回の試験的レーザーの照射で標本21とした試料の発光率を知ることができ、標準的な明るさと鮮明度の画像データを得るために必要なビーム強度と増幅率とを算出してこの画像データを形成することができるゆえ、試料にダメージを与えることなく迅速に標本21の映像をモニター装置33に映し出すことができる。
【００４０】
そして、レーザー照射手段11における調光フィルタ部13のフィルタを透過するレーザービームの強度、及び、光電変換手段27とした光電子増倍管28の増幅率を定める印加電圧を主として調整し、必要に応じてピンホール25の径を調整して画像の明るさを一定とするようにしておけば、所定の明るさの比較的鮮明な映像を容易に得ることができる。
【００４１】
又、明るさの標準値を予め設定しておき、この明るさを基準としてキーボード36から標準値よりも大きな値を自動調光装置35に基準値として入力することができるようにすることにより、モニターに映し出された映像の明るさの変更も容易に可能となる。そして、キーボード36を使用することによりノイズ防止優先モードを選択して鮮明な映像の観察を行うことや、退色防止優先モードを選択することにより標本21の劣化を防止する観察も容易に行うことができる。
【００４２】
更に、レーザービームを標本21に照射して複数回の走査を行うことにより１フレームの画像データを形成する累積加算を行う場合でも、検出輝度の値を走査回数に応じて乗じるように変換すれば、同一の関数テーブルにより適切なビーム強度と増幅率とを容易に算出できる。
そして、ビーム強度と増幅率との関係特性や関数テーブルを予め設定記憶させておくことにより、ピンホール25の径を手動操作により設定して鮮明度を優先しつつ所定の明るさの映像を得ることも容易であり、又、ビーム強度の上限値を設定して標本21の保護を優先しつつ増幅率とピンホール25径とを自動制御して所定の明るさの映像を得るなど、標本21に適した検査を容易に行うことができることになる。
【００４３】
【発明の効果】
本願発明は、蛍光標本に強いレーザービームを照射するとダメージを与える危険や光電変換手段の増幅率を高めると画像のノイズが増える傾向にあることを考慮し、ビーム強度と増幅率との関係特性を関数テーブルに予め記憶させ、その関数テーブルに従ってレーザービームの強度と光電変換手段の増幅率を制御できるようにしたので、一定の輝度の蛍光標本像を得るための、レーザー照射手段が出力するレーザービームの強度の決定と光電変換手段における増幅率の決定とを容易に自動化でき、標本にダメージを与えることなく、標準的な明るさと鮮明度とを有する画像を容易に得ることができる。
【００４４】
そして、請求項２に記載した発明は、自動調光装置に予め関数テーブルを設定しておくものである故、容易且つ迅速に標準的な明るさの映像を自動的に形成することができると共に、必要に応じて明るさや鮮明度などを微調整するのみで検査に適した標本の最適な画像データを得ることができる。
更に、請求項３に記載した発明は、複数の関数テーブルを有する故、この関数テーブルを切り換えることにより試料などに適した映像を容易に得ることができる。
【００４５】
又、請求項４に記載した発明は、標準設定の関数テーブルの他、退色防止優先モードの関数テーブルとして標準設定よりもビーム強度が低く同一輝度の映像を得るテーブルを有し、ノイズ防止優先モードの関数テーブルとして標準設定よりも印加電圧が低く同一輝度の映像を得るテーブルを有している故、レーザービームにより変質劣化しやすい試料などを予め痛めないように設定しつつ退色防止優先モードによって標準的な明るさの映像を自動的に得ることができ、又、レーザービームに対して耐久性のある試料ではノイズ防止優先モードによって鮮明な映像を自動的に得ることができる。そして、微調整により検査に一層適した映像を容易に得ることができることになる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るレーザー顕微鏡の主要ブロック図。
【図２】  レーザー顕微鏡の映像輝度を示す図。
【図３】  本実施の態様であるレーザービーム強度と像倍管電圧との関係を示す図。
【図４】  本実施の態様である調光フィルタの選択と像倍管電圧との関数テーブルを示す図。
【図５】    本実施の態様である調光フィルタの選択と像倍管電圧との関数テーブルの使用例を示す図。
【図６】  本実施の態様におけるレーザービーム強度と像倍管電圧との他の関係を示す図。
【図７】  本実施の態様である調光フィルタの選択と像倍管電圧との他の関数テーブルを示す図。
【図８】  本実施の態様におけるレーザービーム強度と像倍管電圧との更に他の関係を示す図。
【図９】  本実施の態様におけるレーザービーム強度と像倍管電圧との更に他の関数テーブルを示す図。
【図１０】  従来のレーザー顕微鏡の一例を示す主要ブロック図。
【符号の説明】
１１  レーザー照射手段          １２  レーザー出力装置
１３  調光フィルタ部            １４  フィルタ切換え制御装置
１５  ビームスプリッタ
１７  ＸＹスキャナー            １８  スキャナー制御装置
２１  標本
２５  ピンホール                ２６  ホール径制御装置
２７  光電変換手段              ２８  光電子増倍管
２９  増倍管用電源装置
３１  画像処理装置              ３３  モニター装置
３５  自動調光装置              ３６  キーボード
【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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【図９】
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【図１０】
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