JPH06347701A - 光走査型画像入力装置 - Google Patents
光走査型画像入力装置Info
- Publication number
- JPH06347701A JPH06347701A JP5163797A JP16379793A JPH06347701A JP H06347701 A JPH06347701 A JP H06347701A JP 5163797 A JP5163797 A JP 5163797A JP 16379793 A JP16379793 A JP 16379793A JP H06347701 A JPH06347701 A JP H06347701A
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- Japan
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- scanning
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ズーム変換して走査範囲が変更しても、試料
の走査面のレーザビームの単位面積当たりの照射エネル
ギーが変動しない光走査型画像入力装置に装備される自
動調光装置。 【構成】 光源１から射出した照射光ＬＢは、光量変更
手段２により光量が変更され、走査手段６により試料を
走査する。走査範囲変更手段１１により走査範囲は可変
であるが、試料８を照射する光の光量は光量検出手段４
で検出し、走査範囲の大きさの変更に拘わらず制御手段
１２により一定に維持され調光される。
の走査面のレーザビームの単位面積当たりの照射エネル
ギーが変動しない光走査型画像入力装置に装備される自
動調光装置。 【構成】 光源１から射出した照射光ＬＢは、光量変更
手段２により光量が変更され、走査手段６により試料を
走査する。走査範囲変更手段１１により走査範囲は可変
であるが、試料８を照射する光の光量は光量検出手段４
で検出し、走査範囲の大きさの変更に拘わらず制御手段
１２により一定に維持され調光される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動調光装置に関するも
のである。更に詳しくは光走査型画像入力装置に装備さ
れ走査範囲の変更に伴う照射光の光量を自動的に調整す
る自動調光装置に関するものである。
のである。更に詳しくは光走査型画像入力装置に装備さ
れ走査範囲の変更に伴う照射光の光量を自動的に調整す
る自動調光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、レーザ走査顕微鏡のように試料を
レーザビームで走査し、走査光に対応して試料での反射
光、又は透過光、或いは励起された蛍光を捕捉して画像
を形成する光走査型画像入力装置が使用されている。又
プリンタのようにレーザビームの走査により試料自体を
加工する描画装置もある。
レーザビームで走査し、走査光に対応して試料での反射
光、又は透過光、或いは励起された蛍光を捕捉して画像
を形成する光走査型画像入力装置が使用されている。又
プリンタのようにレーザビームの走査により試料自体を
加工する描画装置もある。
【０００３】この種の装置で、試料面を走査するレーザ
ビームの走査範囲は一般に可変であって、二次元の走査
範囲は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ所謂ズーム変
換といわれる倍率変換が行われ、変動する。図３に示す
ように、試料の最大の走査範囲を水平のＸ軸方向と垂直
のＹ軸方向とにそれぞれ長さＡと長さＢとの矩形とし、
変換率をＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれαとβとする
と、所定の走査範囲は長さＡ′と長さＢ′との矩形であ
り、Ａ′＝Ａ／α及びＢ′＝Ｂ／βとなる。例えば、ビ
デオレートで画像を形成する場合などのように、二次元
の走査範囲（１フレーム）の走査時間が常に一定である
場合には、一定強度のレーザビームであると、レーザビ
ームの単位面積当たりの照射エネルギーの量は走査範囲
の面積に反比例する。ズーム変換し、変換倍率が大きく
なると大きくなる。ここに変換倍率は変換率αと変換率
βとの積α×βである。
ビームの走査範囲は一般に可変であって、二次元の走査
範囲は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ所謂ズーム変
換といわれる倍率変換が行われ、変動する。図３に示す
ように、試料の最大の走査範囲を水平のＸ軸方向と垂直
のＹ軸方向とにそれぞれ長さＡと長さＢとの矩形とし、
変換率をＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれαとβとする
と、所定の走査範囲は長さＡ′と長さＢ′との矩形であ
り、Ａ′＝Ａ／α及びＢ′＝Ｂ／βとなる。例えば、ビ
デオレートで画像を形成する場合などのように、二次元
の走査範囲（１フレーム）の走査時間が常に一定である
場合には、一定強度のレーザビームであると、レーザビ
ームの単位面積当たりの照射エネルギーの量は走査範囲
の面積に反比例する。ズーム変換し、変換倍率が大きく
なると大きくなる。ここに変換倍率は変換率αと変換率
βとの積α×βである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、１例としてレ
ーザビームを試料に照射し、励起された蛍光を捕捉して
画像を形成する場合についてみると、先ず励起光強度を
その走査範囲で適正に調整して画像形成を行うが、その
後ズーム変換して走査範囲を小さくすると単位面積当た
りの照射エネルギーが過大になることがある。単位面積
当たりの照射エネルギーが過大になるとダメージが発生
する。ダメージは光の照射により試料を損傷し、励起さ
れた蛍光の強度が経時的に変化して減衰することであ
る。単位面積当たりの照射エネルギーが過大であると、
図４に示すように蛍光強度が経時的に減衰する。しかし
単位面積当たりの照射エネルギーが適正な大きさである
と、図５に示すように蛍光強度は経時的に一定に維持さ
れる。このように、走査範囲が変化するのに伴い単位面
積当たりの照射エネルギーが変化し、それが過大になる
と試料にダメージを与え、画像を形成する間に試料を損
傷することが起こり、あるいは蛍光強度が変動したり減
少して良質な画像が得られないと言う問題があった。
ーザビームを試料に照射し、励起された蛍光を捕捉して
画像を形成する場合についてみると、先ず励起光強度を
その走査範囲で適正に調整して画像形成を行うが、その
後ズーム変換して走査範囲を小さくすると単位面積当た
りの照射エネルギーが過大になることがある。単位面積
当たりの照射エネルギーが過大になるとダメージが発生
する。ダメージは光の照射により試料を損傷し、励起さ
れた蛍光の強度が経時的に変化して減衰することであ
る。単位面積当たりの照射エネルギーが過大であると、
図４に示すように蛍光強度が経時的に減衰する。しかし
単位面積当たりの照射エネルギーが適正な大きさである
と、図５に示すように蛍光強度は経時的に一定に維持さ
れる。このように、走査範囲が変化するのに伴い単位面
積当たりの照射エネルギーが変化し、それが過大になる
と試料にダメージを与え、画像を形成する間に試料を損
傷することが起こり、あるいは蛍光強度が変動したり減
少して良質な画像が得られないと言う問題があった。
【０００５】本発明は上記の課題に鑑み、ズーム変換し
て走査範囲が変更しても、試料の走査面のレーザビーム
の単位面積当たりの照射エネルギーが変動しない光走査
型画像入力装置に装備される自動調光装置を提供するこ
とを目的とする。
て走査範囲が変更しても、試料の走査面のレーザビーム
の単位面積当たりの照射エネルギーが変動しない光走査
型画像入力装置に装備される自動調光装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、照射光を射出
する光源と、試料を前記照射光で走査する走査手段と、
前記試料の走査範囲を変更する走査範囲変更手段とを有
する光走査型画像入力装置において、前記照射光の光量
を変更する光量変更手段と、前記試料上の単位面積当た
りの照射光量が前記走査範囲の大きさの変更に拘わらず
一定に維持されるように、前記走査範囲変更手段に連動
して前記光量変更手段を制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とするものである。
する光源と、試料を前記照射光で走査する走査手段と、
前記試料の走査範囲を変更する走査範囲変更手段とを有
する光走査型画像入力装置において、前記照射光の光量
を変更する光量変更手段と、前記試料上の単位面積当た
りの照射光量が前記走査範囲の大きさの変更に拘わらず
一定に維持されるように、前記走査範囲変更手段に連動
して前記光量変更手段を制御する制御手段とを有するこ
とを特徴とするものである。
【０００７】前記光量変更手段により変更された前記試
料上の単位面積当たりの照射光量を検出する光量検出手
段を有することが望ましい。
料上の単位面積当たりの照射光量を検出する光量検出手
段を有することが望ましい。
【０００８】前記照射光量は、前記制御手段により前記
走査範囲の大きさに反比例して変更するように制御され
ることが望ましい。
走査範囲の大きさに反比例して変更するように制御され
ることが望ましい。
【０００９】前記照射光の照射により励起されて前記試
料から発光する蛍光の強度を測定する蛍光強度測定手段
を具備することが望ましい。
料から発光する蛍光の強度を測定する蛍光強度測定手段
を具備することが望ましい。
【００１０】
【作用】光源から射出した照射光は、光量変更手段によ
り光量が変更され、走査手段により試料を走査する。走
査範囲変更手段により走査範囲は可変であるが、試料を
照射する光の光量は光量検出手段で検出され、制御手段
により走査範囲の大きさの変更に拘わらず一定に維持さ
れる。
り光量が変更され、走査手段により試料を走査する。走
査範囲変更手段により走査範囲は可変であるが、試料を
照射する光の光量は光量検出手段で検出され、制御手段
により走査範囲の大きさの変更に拘わらず一定に維持さ
れる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２により説明
する。図１はレーザ走査顕微鏡に係る実施例の光学配置
を示す。レーザ光源１の射出端に対峙して光量変換器２
が設けられている。光量変換器２は回転角に応じて透過
率がリニアもしくは対数的に変化するニュウトラルデン
シティフィルタである。印加電圧に応じて透過率が変化
する液晶フィルタのようなものでもよい。光量変換器２
の次には、光量変換器２を透過したレーザビームＬＢを
分割するためにのハーフミラー３が設けられている。ハ
ーフミラー３で反射したレーザビームＬＢは光量検出器
４で受光されて光量が検出され、ハーフミラー３を透過
したレーザビームＬＢは、ダイクロイックミラー５を透
過して光走査機構６に向かう。
する。図１はレーザ走査顕微鏡に係る実施例の光学配置
を示す。レーザ光源１の射出端に対峙して光量変換器２
が設けられている。光量変換器２は回転角に応じて透過
率がリニアもしくは対数的に変化するニュウトラルデン
シティフィルタである。印加電圧に応じて透過率が変化
する液晶フィルタのようなものでもよい。光量変換器２
の次には、光量変換器２を透過したレーザビームＬＢを
分割するためにのハーフミラー３が設けられている。ハ
ーフミラー３で反射したレーザビームＬＢは光量検出器
４で受光されて光量が検出され、ハーフミラー３を透過
したレーザビームＬＢは、ダイクロイックミラー５を透
過して光走査機構６に向かう。
【００１２】光走査機構６は、例えばガルバノミラーや
共振型のガルバノミラー等の振動ミラーによって構成さ
れている。共振型のガルバノミラーの場合には、正弦波
状の交流電圧を印加することによって、振動ミラーは図
の矢印で示すように回転して振動し、その振幅は印加交
流電圧の大きさにより決まる。振動ミラーは２軸に回転
する。対物レンズ７は、光走査機構６で反射したレーザ
ビームＬＢを集光レンズとして試料８上に集光する。レ
ーザビームＬＢによって励起された試料８からの蛍光
は、対物レンズ７を介して光走査機構６に入射し、再度
反射した後にダイクロイックミラー５で反射し、観察光
学系（不図示）に入射する。観察光学系（不図示）には
蛍光強度を検出する光量検出器９が設けられている。
共振型のガルバノミラー等の振動ミラーによって構成さ
れている。共振型のガルバノミラーの場合には、正弦波
状の交流電圧を印加することによって、振動ミラーは図
の矢印で示すように回転して振動し、その振幅は印加交
流電圧の大きさにより決まる。振動ミラーは２軸に回転
する。対物レンズ７は、光走査機構６で反射したレーザ
ビームＬＢを集光レンズとして試料８上に集光する。レ
ーザビームＬＢによって励起された試料８からの蛍光
は、対物レンズ７を介して光走査機構６に入射し、再度
反射した後にダイクロイックミラー５で反射し、観察光
学系（不図示）に入射する。観察光学系（不図示）には
蛍光強度を検出する光量検出器９が設けられている。
【００１３】図２は、自動調光回路の構成を示すブロッ
ク図である。操作部１０はコントロールパネルやキーボ
ードを含み、試料面８上のレーザビームＬＢによる走査
範囲を指示する指令信号を出力する。走査範囲変換器１
１は操作部１０からの指令信号に応答して、光走査機構
６に印加する交流電圧を制御し、走査範囲を設定する。
ＣＰＵ１２は操作部１０からの指令信号を受け、レーザ
ビームＬＢによる試料面８上における走査範囲の変更が
あった時に、単位面積当たりの光量が一定になるように
光量変換器２に駆動信号を出力し、試料面８に照射され
るレーザビームＬＢの強度を調節する。さらにＣＰＵ１
２は、光量検出器４の出力信号を受けて、レーザ光源１
からのレーザビームＬＢの光度を検出する。そして光度
が変動したとき変動分を補正するように光量変換器２を
駆動する。
ク図である。操作部１０はコントロールパネルやキーボ
ードを含み、試料面８上のレーザビームＬＢによる走査
範囲を指示する指令信号を出力する。走査範囲変換器１
１は操作部１０からの指令信号に応答して、光走査機構
６に印加する交流電圧を制御し、走査範囲を設定する。
ＣＰＵ１２は操作部１０からの指令信号を受け、レーザ
ビームＬＢによる試料面８上における走査範囲の変更が
あった時に、単位面積当たりの光量が一定になるように
光量変換器２に駆動信号を出力し、試料面８に照射され
るレーザビームＬＢの強度を調節する。さらにＣＰＵ１
２は、光量検出器４の出力信号を受けて、レーザ光源１
からのレーザビームＬＢの光度を検出する。そして光度
が変動したとき変動分を補正するように光量変換器２を
駆動する。
【００１４】次に動作について説明する。光源１より射
出したレーザビームＬＢは、光量変換器２、ハーフミラ
ー３及びダイクロイックミラー５を通過した後、走査機
構６に入射する。走査機構６を構成する反射ミラーが振
動し、走査機構６により反射されたレーザビームＬＢは
対物レンズ７で集光された後、試料８面上を走査する。
走査範囲はＸ軸方向とＹ軸方向とそれぞれに操作部１０
のコントロールパネル又はキーボードで設定される。
出したレーザビームＬＢは、光量変換器２、ハーフミラ
ー３及びダイクロイックミラー５を通過した後、走査機
構６に入射する。走査機構６を構成する反射ミラーが振
動し、走査機構６により反射されたレーザビームＬＢは
対物レンズ７で集光された後、試料８面上を走査する。
走査範囲はＸ軸方向とＹ軸方向とそれぞれに操作部１０
のコントロールパネル又はキーボードで設定される。
【００１５】試料８からはレーザビームＬＢによって励
起された蛍光が、対物レンズ７、光走査機構６、ダイク
ロイックミラー５を介して光量検出器９に入射し、蛍光
強度が検出される。予めダメージについての情報がある
試料８であれば、始めから適正な励起光強度に設定し、
蛍光像の観察を行うことができる。しかし情報のない場
合は、先ずレーザビームＬＢの走査範囲を決め、試料８
の代わりにモニターを使用して、励起光強度が過大であ
って図５に示すようなダメージを受けるか否かを調査
し、図４に示すように蛍光強度が経時的変化しないよう
に調整するか、或いはソフト的に蛍光強度の変化をチェ
ックしながら、励起光強度を調整する必要がある。又こ
の際、初期の走査範囲として図３に示す試料の最大の走
査範囲の長さＡと長さＢとの矩形を選択するのが望まし
い。これは走査範囲に伴う光量変換器２の調整が減光方
向のみとすることができ、調整し易く又ダメージの虞が
ないからである。
起された蛍光が、対物レンズ７、光走査機構６、ダイク
ロイックミラー５を介して光量検出器９に入射し、蛍光
強度が検出される。予めダメージについての情報がある
試料８であれば、始めから適正な励起光強度に設定し、
蛍光像の観察を行うことができる。しかし情報のない場
合は、先ずレーザビームＬＢの走査範囲を決め、試料８
の代わりにモニターを使用して、励起光強度が過大であ
って図５に示すようなダメージを受けるか否かを調査
し、図４に示すように蛍光強度が経時的変化しないよう
に調整するか、或いはソフト的に蛍光強度の変化をチェ
ックしながら、励起光強度を調整する必要がある。又こ
の際、初期の走査範囲として図３に示す試料の最大の走
査範囲の長さＡと長さＢとの矩形を選択するのが望まし
い。これは走査範囲に伴う光量変換器２の調整が減光方
向のみとすることができ、調整し易く又ダメージの虞が
ないからである。
【００１６】他方、光量変換器２の調整により適正な励
起光強度が得られると、光源１より射出したレーザビー
ムＬＢの一部はハーフミラー３によって反射され光量検
出器４に入射して光量が検出され、このときの光量Ｉの
情報は光量検出器４からＣＰＵ１２に出力され、記憶さ
れる。
起光強度が得られると、光源１より射出したレーザビー
ムＬＢの一部はハーフミラー３によって反射され光量検
出器４に入射して光量が検出され、このときの光量Ｉの
情報は光量検出器４からＣＰＵ１２に出力され、記憶さ
れる。
【００１７】次に、操作部１０を操作して走査範囲を変
更する。最初に長さＡと長さＢの矩形の走査範囲を例と
して説明すると、倍率変換率をＸ軸方向とＹ軸方向とに
それぞれαとβとした場合、所定の走査範囲は長さＡ′
と長さＢ′の矩形であり、Ａ′＝Ａ／α及びＢ′＝Ｂ／
βとなる。走査範囲の変更の情報はＣＰＵ１２に出力さ
れ、長さＡと長さＢの走査範囲のときの光量Ｉが長さ
Ａ′と長さＢ′の走査範囲で光量Ｉ／α×β に変更す
るように、光量変換器２に駆動信号を出力する。すると
試料面８における励起光強度は一定に保持され、励起光
強度が過大になって試料にダメージを与えることがな
く、又励起光強度が過小になって充分に励起させること
ができず、良質の蛍光像が得られないということがな
い。
更する。最初に長さＡと長さＢの矩形の走査範囲を例と
して説明すると、倍率変換率をＸ軸方向とＹ軸方向とに
それぞれαとβとした場合、所定の走査範囲は長さＡ′
と長さＢ′の矩形であり、Ａ′＝Ａ／α及びＢ′＝Ｂ／
βとなる。走査範囲の変更の情報はＣＰＵ１２に出力さ
れ、長さＡと長さＢの走査範囲のときの光量Ｉが長さ
Ａ′と長さＢ′の走査範囲で光量Ｉ／α×β に変更す
るように、光量変換器２に駆動信号を出力する。すると
試料面８における励起光強度は一定に保持され、励起光
強度が過大になって試料にダメージを与えることがな
く、又励起光強度が過小になって充分に励起させること
ができず、良質の蛍光像が得られないということがな
い。
【００１８】本実施例ではレーザ走査顕微鏡について説
明したが、その他の光走査型画像入力装置及び描画装置
においても同様に自動調光が可能であることはいうまで
もない。
明したが、その他の光走査型画像入力装置及び描画装置
においても同様に自動調光が可能であることはいうまで
もない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
源から射出した照射光は、光量変更手段により光量が変
更され、走査手段により試料を走査する。走査範囲変更
手段により走査範囲は可変であるが、試料を照射する光
の光量は光量検出手段で検出され、制御手段により走査
範囲の大きさの変更に拘わらず一定に維持されるから、
試料にダメージを与えることがなく、常に良質な画像が
得られる。
源から射出した照射光は、光量変更手段により光量が変
更され、走査手段により試料を走査する。走査範囲変更
手段により走査範囲は可変であるが、試料を照射する光
の光量は光量検出手段で検出され、制御手段により走査
範囲の大きさの変更に拘わらず一定に維持されるから、
試料にダメージを与えることがなく、常に良質な画像が
得られる。
【図１】本発明の一実施例に係るレーザ走査顕微鏡の光
学配置図。
学配置図。
【図２】本発明の一実施例に係るレーザ走査顕微鏡の自
動調光回路のブロック構成図。
動調光回路のブロック構成図。
【図３】本発明の一実施例に係る試料の走査範囲を示す
図。
図。
【図４】蛍光強度の経時的変化（ダメージ）を示す図。
【図５】蛍光強度の経時的変化（ダメージ）を示す図。
１・・・・レーザ光源 ２・・・・光量変換器 ３・・・・ハーフミラー ４・・・・光量検出器 ５・・・・ダイクロイックミラー ６・・・・光走査機構 ７・・・・対物レンズ ８・・・・試料 ９・・・・光量検出器 １０・・・・操作部 １１・・・・走査範囲変換器 １２・・・・ＣＰＵ ＬＢ・・・・レーザビーム
Claims (4)
- 【請求項１】照射光を射出する光源と、試料を前記照射
光で走査する走査手段と、前記試料の走査範囲を変更す
る走査範囲変更手段とを有する光走査型画像入力装置に
おいて、 前記照射光の光量を変更する光量変更手段と、前記試料
上の単位面積当たりの照射光量が前記走査範囲の大きさ
の変更に拘わらず一定に維持されるように、前記走査範
囲変更手段に連動して前記光量変更手段を制御する制御
手段とを有することを特徴とする光走査型画像入力装
置。 - 【請求項２】前記光量変更手段により変更された前記試
料上の単位面積当たりの照射光量を検出する光量検出手
段を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査型
画像入力装置。 - 【請求項３】前記照射光量は、前記制御手段により前記
走査範囲の大きさに反比例して変更するように制御され
ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の光走査
型画像入力装置。 - 【請求項４】前記照射光の照射により励起されて前記試
料から発光する蛍光の強度を測定する蛍光強度測定手段
を具備することを特徴とする請求項１、２、３又は４に
記載の光走査型画像入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5163797A JPH06347701A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 光走査型画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5163797A JPH06347701A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 光走査型画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347701A true JPH06347701A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15780890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5163797A Pending JPH06347701A (ja) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | 光走査型画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347701A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002090631A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-03-27 | Olympus Optical Co Ltd | 走査型光学顕微鏡の倍率調整方法及びその装置、並びにコンピュータにより読み取り可能な記録媒体 |
| JP2007500880A (ja) * | 2003-05-16 | 2007-01-18 | ユニヴェルシテイト ファン アムステルダム | 対象物の画像を形成する方法及び装置 |
| JP2007025646A (ja) * | 2005-06-13 | 2007-02-01 | Olympus Corp | 走査型レーザ顕微鏡装置 |
-
1993
- 1993-06-10 JP JP5163797A patent/JPH06347701A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002090631A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-03-27 | Olympus Optical Co Ltd | 走査型光学顕微鏡の倍率調整方法及びその装置、並びにコンピュータにより読み取り可能な記録媒体 |
| JP2007500880A (ja) * | 2003-05-16 | 2007-01-18 | ユニヴェルシテイト ファン アムステルダム | 対象物の画像を形成する方法及び装置 |
| JP2007025646A (ja) * | 2005-06-13 | 2007-02-01 | Olympus Corp | 走査型レーザ顕微鏡装置 |
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