JPH08160305A - レーザー走査顕微鏡 - Google Patents
レーザー走査顕微鏡Info
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- JPH08160305A JPH08160305A JP6304795A JP30479594A JPH08160305A JP H08160305 A JPH08160305 A JP H08160305A JP 6304795 A JP6304795 A JP 6304795A JP 30479594 A JP30479594 A JP 30479594A JP H08160305 A JPH08160305 A JP H08160305A
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- scanning microscope
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】なるべく簡単な構成によって、さまざまな観察
角度から同一の被検物体を観察した像が得られるレーザ
ー走査顕微鏡を提供する。 【構成】レーザー光源と、該レーザー光源からの光を集
光して被検物体上に光スポットを形成する照明光学系
と、前記被検物体に対して前記光スポットを相対的に移
動させるための走査手段と、前記被検物体を透過または
反射した光量を測定するための光検出器と、前記被検物
体を透過または反射した光束を前記光検出器の受光面上
に導く集光光学系とを有するレーザー走査顕微鏡におい
て、前記光検出器は、前記光検出器の前記受光面上に光
束が前記被検物体の遠視野回折パターンを形成する程度
の大きさをもって入射するように配設された２次元イメ
ージセンサであるレーザー走査顕微鏡。
角度から同一の被検物体を観察した像が得られるレーザ
ー走査顕微鏡を提供する。 【構成】レーザー光源と、該レーザー光源からの光を集
光して被検物体上に光スポットを形成する照明光学系
と、前記被検物体に対して前記光スポットを相対的に移
動させるための走査手段と、前記被検物体を透過または
反射した光量を測定するための光検出器と、前記被検物
体を透過または反射した光束を前記光検出器の受光面上
に導く集光光学系とを有するレーザー走査顕微鏡におい
て、前記光検出器は、前記光検出器の前記受光面上に光
束が前記被検物体の遠視野回折パターンを形成する程度
の大きさをもって入射するように配設された２次元イメ
ージセンサであるレーザー走査顕微鏡。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生物分野及び工業分野
ともに応用可能な画像形成技術に関する。特に本発明
は、画像形成技術の中でもレーザー走査顕微鏡に関する
ものである。
ともに応用可能な画像形成技術に関する。特に本発明
は、画像形成技術の中でもレーザー走査顕微鏡に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の最も一般的なレーザー走査顕微鏡
は、主に被検物体を透過または反射した光の総量を検出
するものである。被検物体面に共役な位置に１次元イメ
ージセンサを配置したものもあるが、この構成では走査
に伴ってスポットがセンサ上を動くので、実質的に光の
総量を検出しているに等しい。
は、主に被検物体を透過または反射した光の総量を検出
するものである。被検物体面に共役な位置に１次元イメ
ージセンサを配置したものもあるが、この構成では走査
に伴ってスポットがセンサ上を動くので、実質的に光の
総量を検出しているに等しい。
【０００３】この様な最も一般的なレーザー走査顕微鏡
から発展したものとして、USP-4800269 及びUSP-473457
8 に開示されたレーザー走査顕微鏡がある。これは、受
光素子を２分割或いはそれ以上の多分割とし、前記分割
した受光素子を集光光学系の射出瞳位置に配設し、それ
ぞれの受光素子から得られた電気信号を信号処理するよ
うにしたものである。この様な構成及び信号処理を採る
ことにより、被検物体の微分像と通常の明視野像の両方
が得られ、更に遮光マスクの使用で暗視野像も得られる
ようになっている。
から発展したものとして、USP-4800269 及びUSP-473457
8 に開示されたレーザー走査顕微鏡がある。これは、受
光素子を２分割或いはそれ以上の多分割とし、前記分割
した受光素子を集光光学系の射出瞳位置に配設し、それ
ぞれの受光素子から得られた電気信号を信号処理するよ
うにしたものである。この様な構成及び信号処理を採る
ことにより、被検物体の微分像と通常の明視野像の両方
が得られ、更に遮光マスクの使用で暗視野像も得られる
ようになっている。
【０００４】また、S.Kawata et. al., Laser computed
-tomography microscope, AppliedOptics, 29 (1990)
3805 の文献には、被検物体の光学的特性の計算機によ
る断層撮影法（以下、ＣＴと呼ぶことにする）像を得る
技術が述べられている。また、特開平3-21913 号公報に
は、レーザー走査顕微鏡の受光素子として２次元イメー
ジセンサを用いるという開示がある。
-tomography microscope, AppliedOptics, 29 (1990)
3805 の文献には、被検物体の光学的特性の計算機によ
る断層撮影法（以下、ＣＴと呼ぶことにする）像を得る
技術が述べられている。また、特開平3-21913 号公報に
は、レーザー走査顕微鏡の受光素子として２次元イメー
ジセンサを用いるという開示がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のレ
ーザー走査顕微鏡ではスポットが被検物体上の走査を終
了した時点で得られるデータは被検物体像の強度分布の
みである。USP-4800269 及びUSP-4734578 に開示された
レーザー走査顕微鏡では、被検物体の微分像と通常の明
視野像の両方が得られ、遮光マスクの使用で暗視野像も
得られることが開示されているが、それ以上の画像情報
に関する示唆はない。
ーザー走査顕微鏡ではスポットが被検物体上の走査を終
了した時点で得られるデータは被検物体像の強度分布の
みである。USP-4800269 及びUSP-4734578 に開示された
レーザー走査顕微鏡では、被検物体の微分像と通常の明
視野像の両方が得られ、遮光マスクの使用で暗視野像も
得られることが開示されているが、それ以上の画像情報
に関する示唆はない。
【０００６】S.Kawata et. al., Laser computed-tomog
raphy microscope, Applied Optics, 29 (1990) 3805
の技術文献で物体の光学的特性のＣＴ像を得るために
は、さまざまな観察角度から被検物体を照射した像が必
要になり、従来のレーザー走査系の検出法ではかかる機
能を実現することはまったく不可能であった。また、特
開平3-21913 号公報では、イメージセンサはスポットの
共役面にあって、画像情報の収集という見地からは通常
の明視野像が得られるにすぎない。
raphy microscope, Applied Optics, 29 (1990) 3805
の技術文献で物体の光学的特性のＣＴ像を得るために
は、さまざまな観察角度から被検物体を照射した像が必
要になり、従来のレーザー走査系の検出法ではかかる機
能を実現することはまったく不可能であった。また、特
開平3-21913 号公報では、イメージセンサはスポットの
共役面にあって、画像情報の収集という見地からは通常
の明視野像が得られるにすぎない。
【０００７】本発明は上記かかる問題点に鑑み、なるべ
く簡単な構成によって、さまざまな観察角度から同一の
被検物体を観察した像が得られるレーザー走査顕微鏡を
提供することを目的とする。
く簡単な構成によって、さまざまな観察角度から同一の
被検物体を観察した像が得られるレーザー走査顕微鏡を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、レーザー光源と、該レーザー光源からの
光を集光して被検物体上に光スポットを形成する照明光
学系と、前記被検物体に対して前記光スポットを相対的
に移動させるための走査手段と、前記被検物体を透過ま
たは反射した光束の量を測定するための光検出器と、前
記被検物体を透過または反射した光束を前記光検出器の
受光面上に導く集光光学系とを有するレーザー走査顕微
鏡において、前記光検出器は、前記光検出器の前記受光
面上に光束が前記被検物体の遠視野回折パターンを形成
する程度の大きさをもって入射するように配設された２
次元イメージセンサであるレーザー走査顕微鏡を提供す
る。
決するために、レーザー光源と、該レーザー光源からの
光を集光して被検物体上に光スポットを形成する照明光
学系と、前記被検物体に対して前記光スポットを相対的
に移動させるための走査手段と、前記被検物体を透過ま
たは反射した光束の量を測定するための光検出器と、前
記被検物体を透過または反射した光束を前記光検出器の
受光面上に導く集光光学系とを有するレーザー走査顕微
鏡において、前記光検出器は、前記光検出器の前記受光
面上に光束が前記被検物体の遠視野回折パターンを形成
する程度の大きさをもって入射するように配設された２
次元イメージセンサであるレーザー走査顕微鏡を提供す
る。
【０００９】そして、前記レーザー走査顕微鏡は、前記
２次元イメージセンサからの出力信号をデジタル化して
記憶するメモリと、前記２次元イメージセンサからの前
記出力信号または前記メモリに記憶された検出器出力信
号に基づいて前記被検物体の像を表示する表示部とを有
し、前記光スポットが前記被検物体上を走査する際に前
記２次元イメージセンサの複数の画素からの前記出力信
号をデジタル化して前記メモリに記憶することが好まし
い。
２次元イメージセンサからの出力信号をデジタル化して
記憶するメモリと、前記２次元イメージセンサからの前
記出力信号または前記メモリに記憶された検出器出力信
号に基づいて前記被検物体の像を表示する表示部とを有
し、前記光スポットが前記被検物体上を走査する際に前
記２次元イメージセンサの複数の画素からの前記出力信
号をデジタル化して前記メモリに記憶することが好まし
い。
【００１０】また、前記走査手段は、前記被検物体を支
持する載物台を移動させる手段であることが好ましい。
或いは、前記走査手段は、前記照明光学系の瞳位置に配
設された光偏向手段であり、かつ前記２次元イメージセ
ンサは、前記集光光学系中で前記光偏向手段の光偏向面
と共役な位置に配設されていることが好ましい。
持する載物台を移動させる手段であることが好ましい。
或いは、前記走査手段は、前記照明光学系の瞳位置に配
設された光偏向手段であり、かつ前記２次元イメージセ
ンサは、前記集光光学系中で前記光偏向手段の光偏向面
と共役な位置に配設されていることが好ましい。
【００１１】また、前記レーザー走査顕微鏡は、互いに
近接した前記複数の画素からの出力信号について和をと
り、前記の如くして得られた和信号を前記複数の画素の
出力信号の代表値として前記メモリに記憶することが好
ましい。また、前記レーザー走査顕微鏡は、前記メモリ
に記憶した前記２次元イメージセンサの前記複数の画素
からの前記出力信号のうち、一部の画素からの該出力信
号のみを用いて前記被検物体の像を前記表示部に表示す
ることが好ましい。
近接した前記複数の画素からの出力信号について和をと
り、前記の如くして得られた和信号を前記複数の画素の
出力信号の代表値として前記メモリに記憶することが好
ましい。また、前記レーザー走査顕微鏡は、前記メモリ
に記憶した前記２次元イメージセンサの前記複数の画素
からの前記出力信号のうち、一部の画素からの該出力信
号のみを用いて前記被検物体の像を前記表示部に表示す
ることが好ましい。
【００１２】更に、前記レーザー走査顕微鏡は、デジタ
ル演算が可能な２次元画像処理装置を有し、前記メモリ
に記憶された前記２次元イメージセンサの前記複数の画
素からの前記出力信号のうち一部の画素からの出力のみ
を用いて再生した前記被検物体の複数個の画像をもとに
新たな被検物体像を計算し、前記表示部によって表示す
ることが望ましい。
ル演算が可能な２次元画像処理装置を有し、前記メモリ
に記憶された前記２次元イメージセンサの前記複数の画
素からの前記出力信号のうち一部の画素からの出力のみ
を用いて再生した前記被検物体の複数個の画像をもとに
新たな被検物体像を計算し、前記表示部によって表示す
ることが望ましい。
【００１３】更にまた、前記レーザー走査顕微鏡は、前
記複数個の画像をもとに計算する画像が前記被検物体の
ＣＴ（計算機による断層撮影法）像であり、該ＣＴ（計
算機による断層撮影法）像を前記表示部によって表示す
ることが望ましい。
記複数個の画像をもとに計算する画像が前記被検物体の
ＣＴ（計算機による断層撮影法）像であり、該ＣＴ（計
算機による断層撮影法）像を前記表示部によって表示す
ることが望ましい。
【００１４】
【作用】非共焦点タイプのレーザー走査顕微鏡は、従来
の結像型顕微鏡における結像とは照明光学系と結像光学
系を逆転した関係にある。したがって、結像型顕微鏡で
は照明状態を変えなければ得られなかった像が、レーザ
ー走査顕微鏡では受光部で光を選択的に検出することで
可能になる。つまり、レーザー走査顕微鏡の特定の受光
位置で光を検出することによって、観察する角度の異な
った像を得ることが可能となる。
の結像型顕微鏡における結像とは照明光学系と結像光学
系を逆転した関係にある。したがって、結像型顕微鏡で
は照明状態を変えなければ得られなかった像が、レーザ
ー走査顕微鏡では受光部で光を選択的に検出することで
可能になる。つまり、レーザー走査顕微鏡の特定の受光
位置で光を検出することによって、観察する角度の異な
った像を得ることが可能となる。
【００１５】上記の理論について、図４を参照しながら
詳しく述べる。図４は、本発明の概略的原理図である。
照明光学系４１によって集光された光束は、被検物体４
２を照明している。被検物体４２を透過した光束は、集
光レンズ４３によって、被検物体４２の遠視野回折パタ
ーンを形成する程度の大きさをもった光束となり、光検
出器４４に到達する。このとき、ある角度θ1 で被検物
体４２を透過した光束は、最終的に図４に示すように、
光検出器４４の一部４４ａに入射する。また、角度θ1
とは異なる角度θ2 で被検物体４２を透過した光束は、
最終的に図４に示すように、光検出器４４の一部４４ａ
とは異なる一部４４ｂに入射する。
詳しく述べる。図４は、本発明の概略的原理図である。
照明光学系４１によって集光された光束は、被検物体４
２を照明している。被検物体４２を透過した光束は、集
光レンズ４３によって、被検物体４２の遠視野回折パタ
ーンを形成する程度の大きさをもった光束となり、光検
出器４４に到達する。このとき、ある角度θ1 で被検物
体４２を透過した光束は、最終的に図４に示すように、
光検出器４４の一部４４ａに入射する。また、角度θ1
とは異なる角度θ2 で被検物体４２を透過した光束は、
最終的に図４に示すように、光検出器４４の一部４４ａ
とは異なる一部４４ｂに入射する。
【００１６】上記のことから、被検物体から異なる角度
で透過した光束は光検出器の異なる一部に入射すること
が分かる。これは、同一の被検物体を様々な角度から観
察した光線がそれぞれ一対一に対応する光検出器の一定
の位置に到達し、検出されるとを意味している。そして
また、図４からも明らかなように、照明光学系のＮ．
Ａ．が、観察可能な角度を決定していることが分かる。
で透過した光束は光検出器の異なる一部に入射すること
が分かる。これは、同一の被検物体を様々な角度から観
察した光線がそれぞれ一対一に対応する光検出器の一定
の位置に到達し、検出されるとを意味している。そして
また、図４からも明らかなように、照明光学系のＮ．
Ａ．が、観察可能な角度を決定していることが分かる。
【００１７】ここで、光検出器４４に到達する光束は、
被検物体４２の遠視野回折パターンを形成する程度の大
きさをもっていなければならない。もし、被検物体４２
の像が、光検出器４４上に結像する場合、角度θ1 及び
θ2 のそれぞれの対応位置４４ａ及び４４ｂが同一の位
置（結像位置）となってしまい、観察角度と光検出器の
一定の位置との一対一の対応関係が無くなってしまうか
らである。
被検物体４２の遠視野回折パターンを形成する程度の大
きさをもっていなければならない。もし、被検物体４２
の像が、光検出器４４上に結像する場合、角度θ1 及び
θ2 のそれぞれの対応位置４４ａ及び４４ｂが同一の位
置（結像位置）となってしまい、観察角度と光検出器の
一定の位置との一対一の対応関係が無くなってしまうか
らである。
【００１８】上述の説明により、被検物体の観察角度と
検出位置とは一対一の対応があることは言えるが、厳密
な理論は回折を含んでおり、この厳密な理論について
は、本発明者、大木裕史による『超解像セミナー講演要
旨集、光学的解像限界−超解像への序論 Ｐ２５〜Ｐ２
６ 日本分光学会 1994.2.2〜2.3 』に詳しく述べられ
ている。
検出位置とは一対一の対応があることは言えるが、厳密
な理論は回折を含んでおり、この厳密な理論について
は、本発明者、大木裕史による『超解像セミナー講演要
旨集、光学的解像限界−超解像への序論 Ｐ２５〜Ｐ２
６ 日本分光学会 1994.2.2〜2.3 』に詳しく述べられ
ている。
【００１９】この観察角度による選択的検出をより効果
的に行うためには、光検出器として２次元イメージセン
サを用いるのがよい。２次元イメージセンサの特定の画
素からの出力のみを用いて画像を形成すると、結像型顕
微鏡において特定の位置に局在した光源で被検物体を観
察（照明と等価）して得られる画像と同じ画像が得られ
る。
的に行うためには、光検出器として２次元イメージセン
サを用いるのがよい。２次元イメージセンサの特定の画
素からの出力のみを用いて画像を形成すると、結像型顕
微鏡において特定の位置に局在した光源で被検物体を観
察（照明と等価）して得られる画像と同じ画像が得られ
る。
【００２０】ただし、２次元イメージセンサ上には、被
検物体をレーザースポットで照射したときの遠視野回折
パターン中心がレーザースポットの走査に伴って移動す
ることのない状態で導かれていなくてはならない。も
し、この様な状態になっていなければ、図４に示す観察
角度と光検出器の検出位置との一対一の関係が崩れてし
まうからである。
検物体をレーザースポットで照射したときの遠視野回折
パターン中心がレーザースポットの走査に伴って移動す
ることのない状態で導かれていなくてはならない。も
し、この様な状態になっていなければ、図４に示す観察
角度と光検出器の検出位置との一対一の関係が崩れてし
まうからである。
【００２１】本発明では、最終的に被検物体の像を効果
的に表示部に表示するために、メモリと、表示部とを有
し、出力信号をデジタル化してメモリに記憶することが
好ましい。被検物体が載せられた載物台を動かして走査
する（ステージスキャンの）場合は、２次元イメージセ
ンサは、被検物体との共役点から十分に離しておくこと
が好ましい。しかし、ガルバノミラーなどの光ビーム偏
向手段を用いて被検物体上でレーザースポットを動かし
て走査を行う（ビームスキャンの）場合は、図５に示す
ように、２次元イメージセンサ上での回折パターンがス
ポットの走査に伴って移動しないように、光ビーム偏向
手段を照明光学系の瞳位置に配設し、かつ２次元イメー
ジセンサを集光光学系中で光ビーム偏向手段の光偏向面
に共役となる位置に配設することが好ましい。
的に表示部に表示するために、メモリと、表示部とを有
し、出力信号をデジタル化してメモリに記憶することが
好ましい。被検物体が載せられた載物台を動かして走査
する（ステージスキャンの）場合は、２次元イメージセ
ンサは、被検物体との共役点から十分に離しておくこと
が好ましい。しかし、ガルバノミラーなどの光ビーム偏
向手段を用いて被検物体上でレーザースポットを動かし
て走査を行う（ビームスキャンの）場合は、図５に示す
ように、２次元イメージセンサ上での回折パターンがス
ポットの走査に伴って移動しないように、光ビーム偏向
手段を照明光学系の瞳位置に配設し、かつ２次元イメー
ジセンサを集光光学系中で光ビーム偏向手段の光偏向面
に共役となる位置に配設することが好ましい。
【００２２】上記の作用を図５を用いて詳述する。図５
は、ビームスキャンの場合の概念的な光学系の配置図で
ある。照明光学系５３の光軸５９に平行に入射する平行
光束５１は、照明光学系５３により、平行光束５１が照
明光学系５３の焦点位置５４に集光する。実際の使用に
際しては、焦点位置５４に被検物体を置く。被検物体を
透過した光束は、照明光学系５３の光軸５９と共軸であ
る集光光学系５５によって、再び平行光束となり、２次
元イメージセンサ５６上を照らす。このとき、集光光学
系５５の焦点位置は、照明光学系５３の焦点位置５４と
合致している。
は、ビームスキャンの場合の概念的な光学系の配置図で
ある。照明光学系５３の光軸５９に平行に入射する平行
光束５１は、照明光学系５３により、平行光束５１が照
明光学系５３の焦点位置５４に集光する。実際の使用に
際しては、焦点位置５４に被検物体を置く。被検物体を
透過した光束は、照明光学系５３の光軸５９と共軸であ
る集光光学系５５によって、再び平行光束となり、２次
元イメージセンサ５６上を照らす。このとき、集光光学
系５５の焦点位置は、照明光学系５３の焦点位置５４と
合致している。
【００２３】次に、照明光学系５３のもう一方の焦点位
置５７（照明光学系の瞳位置）と角度θをもって入射す
る平行光束５２の主光線とが交わる場合を考える。この
様な場合で、平行光束５２の主光線が照明光学系５３に
入射するとき、照明光学系５３を射出した平行光束５２
の主光線は、光軸５９と平行な光線となり、光軸５９と
平行な光線のまま集光光学系５５に入射する。集光光学
系５５に入射した平行光束５２の主光線は、集光光学系
５５によって屈折され、集光光学系５５のもう一方の焦
点位置５８に到達する。ビームスキャンの場合、２次元
イメージセンサ５６は、集光光学系のもう一方の焦点位
置５８の位置に配設される。平行光束５２の主光線以外
の周辺光束は、図５に示すように、光軸５９が法線とな
り且つ焦点位置５４を有する平面上に集光される。そし
て、集光光学系５５によって平行光束に戻り、２次元イ
メージセンサ５６上を照らす。このとき、２次元イメー
ジセンサ５６上では、平行光束５１の主光線及び平行光
束５２の主光線が一致した位置に入射しており、平行光
束５１の周辺光束及び平行光束５２の周辺光束もそれぞ
れ一致した状態で入射している。
置５７（照明光学系の瞳位置）と角度θをもって入射す
る平行光束５２の主光線とが交わる場合を考える。この
様な場合で、平行光束５２の主光線が照明光学系５３に
入射するとき、照明光学系５３を射出した平行光束５２
の主光線は、光軸５９と平行な光線となり、光軸５９と
平行な光線のまま集光光学系５５に入射する。集光光学
系５５に入射した平行光束５２の主光線は、集光光学系
５５によって屈折され、集光光学系５５のもう一方の焦
点位置５８に到達する。ビームスキャンの場合、２次元
イメージセンサ５６は、集光光学系のもう一方の焦点位
置５８の位置に配設される。平行光束５２の主光線以外
の周辺光束は、図５に示すように、光軸５９が法線とな
り且つ焦点位置５４を有する平面上に集光される。そし
て、集光光学系５５によって平行光束に戻り、２次元イ
メージセンサ５６上を照らす。このとき、２次元イメー
ジセンサ５６上では、平行光束５１の主光線及び平行光
束５２の主光線が一致した位置に入射しており、平行光
束５１の周辺光束及び平行光束５２の周辺光束もそれぞ
れ一致した状態で入射している。
【００２４】上記説明の如く、照明光学系５３の瞳位置
を平行光束の入射角度を変化させる位置とし、２次元イ
メージセンサ５６を集光光学系中で照明光学系の瞳位置
に共役となる位置に配設するならば、光軸５９が法線と
なり且つ焦点位置５４を有する平面上を光スポットが移
動し、尚且つ２次元イメージセンサ５６上の常に一定の
位置が一定の観察角に対応するようになる。
を平行光束の入射角度を変化させる位置とし、２次元イ
メージセンサ５６を集光光学系中で照明光学系の瞳位置
に共役となる位置に配設するならば、光軸５９が法線と
なり且つ焦点位置５４を有する平面上を光スポットが移
動し、尚且つ２次元イメージセンサ５６上の常に一定の
位置が一定の観察角に対応するようになる。
【００２５】上述のようにして、２次元イメージセンサ
の各画素からの出力を選択的に利用することで、あたか
も観察角度（照明条件と等価）を変えたことと同一の効
果を有する画像を得ることができる。しかし２次元イメ
ージセンサを用いたメリットは、受光面内に存在する多
数の画素から画像出力が得られ、かつそれらを任意に選
択することが出来る点にある。
の各画素からの出力を選択的に利用することで、あたか
も観察角度（照明条件と等価）を変えたことと同一の効
果を有する画像を得ることができる。しかし２次元イメ
ージセンサを用いたメリットは、受光面内に存在する多
数の画素から画像出力が得られ、かつそれらを任意に選
択することが出来る点にある。
【００２６】上記メリットを最大に生かすため、２次元
イメージセンサのすべての画素からの出力信号を別々に
メモリに記憶しておき、走査終了後、２次元イメージセ
ンサ中の特定の画素出力信号のみを用いて画像を再生す
ることが好ましい。このようにして再生される画像は、
ちょうど結像型顕微鏡において、前記指定された画素の
位置と大きさとに対応する局在光源で被検物体を観察
（照明と等価）した場合の画像と同一になる。もちろ
ん、再生時に指定する画素の位置を変更すれば、いくら
でも異なった観察角度（照明条件と等価）に対応する画
像を再生することができる。しかも、こうして得られる
複数の画像はすべてが同一時刻に記録された画像であ
り、これは生きている生物標本を観察する場合などにお
いてはきわめて重要なファクターになる。結像型顕微鏡
で照明条件を変えた画像を得ようとすれば、必然的に結
像時刻が異ならざるを得ない。
イメージセンサのすべての画素からの出力信号を別々に
メモリに記憶しておき、走査終了後、２次元イメージセ
ンサ中の特定の画素出力信号のみを用いて画像を再生す
ることが好ましい。このようにして再生される画像は、
ちょうど結像型顕微鏡において、前記指定された画素の
位置と大きさとに対応する局在光源で被検物体を観察
（照明と等価）した場合の画像と同一になる。もちろ
ん、再生時に指定する画素の位置を変更すれば、いくら
でも異なった観察角度（照明条件と等価）に対応する画
像を再生することができる。しかも、こうして得られる
複数の画像はすべてが同一時刻に記録された画像であ
り、これは生きている生物標本を観察する場合などにお
いてはきわめて重要なファクターになる。結像型顕微鏡
で照明条件を変えた画像を得ようとすれば、必然的に結
像時刻が異ならざるを得ない。
【００２７】しかし、上記の様に、レーザー走査顕微鏡
の受光部として前述の位置に配設された２次元イメージ
センサのすべての画素出力信号を別々に記憶することは
非常に有意義であるが、メモリサイズが膨大になってし
まう。そこで、互いに近傍に存在する複数の画素につい
てそれぞれの画素の出力の和（もしくは平均）をとり、
それをもってそれら複数の画素出力の代表値とすること
が、更に好ましい。これは単に必要となるメモリサイズ
を小さくするだけでなく、２次元イメージセンサ上に投
影された回折パターンに現れるレーザースペックルノイ
ズを低減するという効果も合わせ持っている。したがっ
て、ひとつの出力値で代表させる画素の数はメモリサイ
ズおよび残留スペックルノイズの両方を考慮して決定す
ることが好ましい。
の受光部として前述の位置に配設された２次元イメージ
センサのすべての画素出力信号を別々に記憶することは
非常に有意義であるが、メモリサイズが膨大になってし
まう。そこで、互いに近傍に存在する複数の画素につい
てそれぞれの画素の出力の和（もしくは平均）をとり、
それをもってそれら複数の画素出力の代表値とすること
が、更に好ましい。これは単に必要となるメモリサイズ
を小さくするだけでなく、２次元イメージセンサ上に投
影された回折パターンに現れるレーザースペックルノイ
ズを低減するという効果も合わせ持っている。したがっ
て、ひとつの出力値で代表させる画素の数はメモリサイ
ズおよび残留スペックルノイズの両方を考慮して決定す
ることが好ましい。
【００２８】また、２次元イメージセンサの画素のう
ち、必要のない画素からの出力については記憶しないこ
とが好ましい。以上に述べたように、本発明の構成によ
って同一時刻における被検物体の異なる観察角度（照明
条件と等価）による複数の像を得ることができるわけで
あるが、この特徴を最も有効に生かすためには、応用の
ひとつとして光ＣＴ顕微鏡との組み合わせが好ましい。
ち、必要のない画素からの出力については記憶しないこ
とが好ましい。以上に述べたように、本発明の構成によ
って同一時刻における被検物体の異なる観察角度（照明
条件と等価）による複数の像を得ることができるわけで
あるが、この特徴を最も有効に生かすためには、応用の
ひとつとして光ＣＴ顕微鏡との組み合わせが好ましい。
【００２９】光ＣＴ顕微鏡の原理については、文献S.Ka
wata et. al., Laser computed-tomography microscop
e, Applied Optics, 29 (1990) 3805 に詳しい。以降
に、光ＣＴ顕微鏡の原理をごく簡単に説明する。計算機
による画像処理を経て被検物体体の光ＣＴ像を得るに
は、異なる方向から斜めに観察（照明と等価）された複
数の原画像が必要である。本発明は、図４に示すよう
に、観察角度と光検出器の受光位置に一対一の関係があ
るため、各画素からの出力信号を選択的に利用すること
で、あたかも観察角度（照明条件と等価）を変えたこと
と同一の効果を有する画像を簡単に得ることができる。
しかも、それらの画像は、任意に選択することが出来
る。この様に、本発明の構成が光ＣＴ顕微鏡の要求に極
めて適している。
wata et. al., Laser computed-tomography microscop
e, Applied Optics, 29 (1990) 3805 に詳しい。以降
に、光ＣＴ顕微鏡の原理をごく簡単に説明する。計算機
による画像処理を経て被検物体体の光ＣＴ像を得るに
は、異なる方向から斜めに観察（照明と等価）された複
数の原画像が必要である。本発明は、図４に示すよう
に、観察角度と光検出器の受光位置に一対一の関係があ
るため、各画素からの出力信号を選択的に利用すること
で、あたかも観察角度（照明条件と等価）を変えたこと
と同一の効果を有する画像を簡単に得ることができる。
しかも、それらの画像は、任意に選択することが出来
る。この様に、本発明の構成が光ＣＴ顕微鏡の要求に極
めて適している。
【００３０】
【実施例】以下、実施例を説明する。図１に第１実施例
の概略構成図を示し、図１を参照しながら説明を行な
う。レーザー光源１を出射した光は、照明光学系である
レンズ２で平行光束となり、走査手段であるX-Y ２次元
光走査手段３によって偏向される。ここで、レーザー光
源１としては、ヘリウム−ネオン（He−Ne）レーザー、
半導体レーザー、アルゴン（Ar）レーザー等の使用が考
えられる。
の概略構成図を示し、図１を参照しながら説明を行な
う。レーザー光源１を出射した光は、照明光学系である
レンズ２で平行光束となり、走査手段であるX-Y ２次元
光走査手段３によって偏向される。ここで、レーザー光
源１としては、ヘリウム−ネオン（He−Ne）レーザー、
半導体レーザー、アルゴン（Ar）レーザー等の使用が考
えられる。
【００３１】また、X-Y ２次元光走査手段としては、ガ
ルバノミラー、ポリゴンミラーなどの可動鏡や音響光学
素子などの光偏向手段を用いることが考えられる。ただ
し、いずれの場合も、X-Y ２次元光走査手段の光の偏向
面は照明光学系の瞳位置に配設されるのが好ましい。こ
の配置によって、照明光学系を通過するレーザービーム
の強度分布が一定になる。これは結像において重要であ
るだけでなく、レーザー光源１からの光を有効に利用で
きるというメリットを有する。
ルバノミラー、ポリゴンミラーなどの可動鏡や音響光学
素子などの光偏向手段を用いることが考えられる。ただ
し、いずれの場合も、X-Y ２次元光走査手段の光の偏向
面は照明光学系の瞳位置に配設されるのが好ましい。こ
の配置によって、照明光学系を通過するレーザービーム
の強度分布が一定になる。これは結像において重要であ
るだけでなく、レーザー光源１からの光を有効に利用で
きるというメリットを有する。
【００３２】X-Y ２次元光走査手段３を経た光束は、被
検物体を支持するための支持手段５により支持された被
検物体６上に、照明光学系である対物レンズ４によって
回折限界の光スポットとして集光される。ここで、支持
手段５としては、固定されたステージである。X-Y ２次
元光走査手段３としてのガルバノミラー及び固定された
ステージを使用し被検物体６を２次元的に走査する場合
は、ガルバノミラーを２個設け、図１における紙面左右
方向と紙面垂直方向とそれぞれ別々に動くようにする。
当然、ガルバノミラーの代わりに、ポリゴンミラーや音
響光学素子などを用いても構わない。このようにして、
被検物体６上に集光された光スポットは、X-Y ２次元光
走査手段３によって、被検物体６上を２次元的に走査す
る。
検物体を支持するための支持手段５により支持された被
検物体６上に、照明光学系である対物レンズ４によって
回折限界の光スポットとして集光される。ここで、支持
手段５としては、固定されたステージである。X-Y ２次
元光走査手段３としてのガルバノミラー及び固定された
ステージを使用し被検物体６を２次元的に走査する場合
は、ガルバノミラーを２個設け、図１における紙面左右
方向と紙面垂直方向とそれぞれ別々に動くようにする。
当然、ガルバノミラーの代わりに、ポリゴンミラーや音
響光学素子などを用いても構わない。このようにして、
被検物体６上に集光された光スポットは、X-Y ２次元光
走査手段３によって、被検物体６上を２次元的に走査す
る。
【００３３】被検物体６を透過した光束は、集光光学系
である集光レンズ７により集められ、２次元イメージセ
ンサ８上に導かれる。２次元イメージセンサ８は、X-Y
２次元光走査手段３の光偏向面に共役な位置にある。し
たがって、作用のところで述べたように、X-Y ２次元光
走査手段３によって光スポットが被検物体６上を移動し
ても、２次元イメージセンサ８上に導かれる光束の位置
は移動しない。ここで、２次元イメージセンサ８として
は、ＣＣＤイメージセンサが最も有効である。
である集光レンズ７により集められ、２次元イメージセ
ンサ８上に導かれる。２次元イメージセンサ８は、X-Y
２次元光走査手段３の光偏向面に共役な位置にある。し
たがって、作用のところで述べたように、X-Y ２次元光
走査手段３によって光スポットが被検物体６上を移動し
ても、２次元イメージセンサ８上に導かれる光束の位置
は移動しない。ここで、２次元イメージセンサ８として
は、ＣＣＤイメージセンサが最も有効である。
【００３４】２次元イメージセンサ８は、２次元イメー
ジセンサ８上の各画素へ入射した光量を電気信号へ変換
する。そして、２次元イメージセンサ８からの電気信号
に変換された画像出力は、デジタル化装置９によってデ
ジタル信号に変換された後、フレームメモリ１０に取り
込まれる。フレームメモリとは、１枚の絵を構成するの
に必要となるメモリを記憶しておくものである。このと
き、フレームメモリ１０に取り込まれるタイミングは、
コントローラ１１によってX-Y ２次元光走査手段３と同
期するように制御する。すなわち、光スポットの位置が
１画素分移動する毎に、２次元イメージセンサ８からの
画像出力信号がフレームメモリ１０に取り込まれること
になる。
ジセンサ８上の各画素へ入射した光量を電気信号へ変換
する。そして、２次元イメージセンサ８からの電気信号
に変換された画像出力は、デジタル化装置９によってデ
ジタル信号に変換された後、フレームメモリ１０に取り
込まれる。フレームメモリとは、１枚の絵を構成するの
に必要となるメモリを記憶しておくものである。このと
き、フレームメモリ１０に取り込まれるタイミングは、
コントローラ１１によってX-Y ２次元光走査手段３と同
期するように制御する。すなわち、光スポットの位置が
１画素分移動する毎に、２次元イメージセンサ８からの
画像出力信号がフレームメモリ１０に取り込まれること
になる。
【００３５】フレームメモリ１０に蓄えられた画像情報
は、直接には被検物体６のある一点を光スポットで照射
した場合の遠視野回折パターンである。この画像情報
は、光スポットが次の画素位置に移動する前にメモリ１
３に転送され、記憶される。しかし、フレームメモリ１
０に蓄えられたすべての情報をメモリ１３に転送する必
要のないときが時々ある。そこで、この様な場合のため
に、第１の２次元画像処理装置１２をフレームメモリ１
０とメモリ１３の間に導入し、フレームメモリ中の不要
な画素の判別および複数画素出力の平均化などの処理を
行うようにする。
は、直接には被検物体６のある一点を光スポットで照射
した場合の遠視野回折パターンである。この画像情報
は、光スポットが次の画素位置に移動する前にメモリ１
３に転送され、記憶される。しかし、フレームメモリ１
０に蓄えられたすべての情報をメモリ１３に転送する必
要のないときが時々ある。そこで、この様な場合のため
に、第１の２次元画像処理装置１２をフレームメモリ１
０とメモリ１３の間に導入し、フレームメモリ中の不要
な画素の判別および複数画素出力の平均化などの処理を
行うようにする。
【００３６】光スポットの走査が終了すれば、情報の記
録は完成する。次に、こうして記録された画像情報の再
生について述べる。前述のようにメモリ１３には、光ス
ポットが各点にあるときの遠視野回折パターンに関する
情報が蓄えられている。メモリ１３から第２の２次元画
像処理装置１４を用いて遠視野回折パターンの一部のみ
取り出して画像を再生し、表示部であるモニター１５に
表示すれば、モニター１５上には作用の項で述べたよう
に、あたかも結像型顕微鏡において照明条件を変えたよ
うな画像が表示される。
録は完成する。次に、こうして記録された画像情報の再
生について述べる。前述のようにメモリ１３には、光ス
ポットが各点にあるときの遠視野回折パターンに関する
情報が蓄えられている。メモリ１３から第２の２次元画
像処理装置１４を用いて遠視野回折パターンの一部のみ
取り出して画像を再生し、表示部であるモニター１５に
表示すれば、モニター１５上には作用の項で述べたよう
に、あたかも結像型顕微鏡において照明条件を変えたよ
うな画像が表示される。
【００３７】更に、第２の２次元画像処理装置１４は、
このような異なる照明条件に対応する複数の画像を作成
し、しかる後に演算によって被検物体６のＣＴ像をモニ
ター１５に表示することも可能である。このときの信号
処理は、図３に示すフローチャートに従う。先ず初め
に、投影方向と投影枚数とを指定する。これはつまり、
２次元イメージセンサ８上のどの画素からの観察（投
影）像を得るかということである。次にメモリ１３に蓄
積されたデータから、観察（投影）像を構築する。そし
て、ＣＴ処理を行ない、３次元再構成データを構築す
る。これらの過程は、全て第２の２次元画像処理装置１
４によって処理される。最後に、任意の断層面を選択す
ることにより、モニター１５に断層像が表示される。こ
こでは、第２の２次元画像処理装置１４によって全ての
画像処理が行われたが、被検物体６の情報記録を行う前
に予め投影方向と投影枚数とを指定することが可能な
ら、この過程の一部は、第１の２次元画像処理装置１２
に処置させても構わない。
このような異なる照明条件に対応する複数の画像を作成
し、しかる後に演算によって被検物体６のＣＴ像をモニ
ター１５に表示することも可能である。このときの信号
処理は、図３に示すフローチャートに従う。先ず初め
に、投影方向と投影枚数とを指定する。これはつまり、
２次元イメージセンサ８上のどの画素からの観察（投
影）像を得るかということである。次にメモリ１３に蓄
積されたデータから、観察（投影）像を構築する。そし
て、ＣＴ処理を行ない、３次元再構成データを構築す
る。これらの過程は、全て第２の２次元画像処理装置１
４によって処理される。最後に、任意の断層面を選択す
ることにより、モニター１５に断層像が表示される。こ
こでは、第２の２次元画像処理装置１４によって全ての
画像処理が行われたが、被検物体６の情報記録を行う前
に予め投影方向と投影枚数とを指定することが可能な
ら、この過程の一部は、第１の２次元画像処理装置１２
に処置させても構わない。
【００３８】もちろん、演算によって求める画像は、Ｃ
Ｔ像に限らない。なお、図１におけるふたつの２次元画
像処理装置１２および１４は、もちろん同一のものを用
いることもできる。図２に第２実施例の概略構成図を示
し、図２を参照しながら説明を行なう。本実施例の特徴
を簡単に述べると、第１実施例でのX-Y ２次元光走査手
段を、載物台１６の移動による所謂ステージスキャンに
置き換えたものである。この場合、２次元イメージセン
サ８からの画像出力は、コントローラ１１により不図示
の載物台移動装置と同期するようにフレームメモリ１０
に取り込まれる。以下に、本実施例を詳述する。
Ｔ像に限らない。なお、図１におけるふたつの２次元画
像処理装置１２および１４は、もちろん同一のものを用
いることもできる。図２に第２実施例の概略構成図を示
し、図２を参照しながら説明を行なう。本実施例の特徴
を簡単に述べると、第１実施例でのX-Y ２次元光走査手
段を、載物台１６の移動による所謂ステージスキャンに
置き換えたものである。この場合、２次元イメージセン
サ８からの画像出力は、コントローラ１１により不図示
の載物台移動装置と同期するようにフレームメモリ１０
に取り込まれる。以下に、本実施例を詳述する。
【００３９】レーザー光源１を出射した光は、照明光学
系であるレンズ２で平行光束となり、照明光学系である
対物レンズ４によって回折限界の光スポットとして集光
される。対物レンズ４によって集光された光スポット
は、載物台１６により支持された被検物体６を照明す
る。このとき、載物台１６が不図示の載物台移動装置に
よって紙面に垂直な方向と紙面左右方向とに移動するこ
とにより、被検物体６を２次元的に走査する。ここで載
物台移動装置は、モーター類が考えられる。被検物体６
を透過した光は、集光光学系である集光レンズ７により
集められ、２次元イメージセンサ８上に導かれる。２次
元イメージセンサ８は、集光レンズ７が焦点を結ばない
ところ及びその近傍なら、どこに配設してもよい。ここ
では、集光レンズ７の一方の焦点が被検物体６上にある
ため、２次元イメージセンサ８に到達する光束は平行光
束となっている。この様な構成をとることによって、２
次元イメージセンサ８上に導かれる光束の位置は移動し
なくなる。
系であるレンズ２で平行光束となり、照明光学系である
対物レンズ４によって回折限界の光スポットとして集光
される。対物レンズ４によって集光された光スポット
は、載物台１６により支持された被検物体６を照明す
る。このとき、載物台１６が不図示の載物台移動装置に
よって紙面に垂直な方向と紙面左右方向とに移動するこ
とにより、被検物体６を２次元的に走査する。ここで載
物台移動装置は、モーター類が考えられる。被検物体６
を透過した光は、集光光学系である集光レンズ７により
集められ、２次元イメージセンサ８上に導かれる。２次
元イメージセンサ８は、集光レンズ７が焦点を結ばない
ところ及びその近傍なら、どこに配設してもよい。ここ
では、集光レンズ７の一方の焦点が被検物体６上にある
ため、２次元イメージセンサ８に到達する光束は平行光
束となっている。この様な構成をとることによって、２
次元イメージセンサ８上に導かれる光束の位置は移動し
なくなる。
【００４０】２次元イメージセンサ８は、２次元イメー
ジセンサ８上の各画素へ入射した光量を電気信号へ変換
する。そして、２次元イメージセンサ８からの電気信号
に変換された画像出力は、デジタル化装置９によってデ
ジタル信号に変換された後、フレームメモリ１０に取り
込まれる。このとき、フレームメモリ１０に取り込まれ
るタイミングは、コントローラ１１によって不図示の載
物台移動装置と同期するように制御する。すなわち２次
元イメージセンサ８からの画像出力がフレームメモリ１
０に取り込まれる毎に載物台１６の位置が１画素分移動
することになる。
ジセンサ８上の各画素へ入射した光量を電気信号へ変換
する。そして、２次元イメージセンサ８からの電気信号
に変換された画像出力は、デジタル化装置９によってデ
ジタル信号に変換された後、フレームメモリ１０に取り
込まれる。このとき、フレームメモリ１０に取り込まれ
るタイミングは、コントローラ１１によって不図示の載
物台移動装置と同期するように制御する。すなわち２次
元イメージセンサ８からの画像出力がフレームメモリ１
０に取り込まれる毎に載物台１６の位置が１画素分移動
することになる。
【００４１】フレームメモリ１０に蓄えられた画像情報
は、直接には被検物体６のある一点を光スポットで照射
した場合の遠視野回折パターンである。この画像情報
は、光スポットが次の画素位置に移動する前にメモリ１
３に転送され、記憶される。しかし、フレームメモリ１
０に蓄えられたすべての情報をメモリ１３に転送する必
要のないときが時々ある。そこで、この様な場合のため
に、第１の２次元画像処理装置１２をフレームメモリ１
０とメモリ１３の間に導入し、フレームメモリ中の不要
な画素の判別および複数画素出力の平均化などの処理を
行うようにする。
は、直接には被検物体６のある一点を光スポットで照射
した場合の遠視野回折パターンである。この画像情報
は、光スポットが次の画素位置に移動する前にメモリ１
３に転送され、記憶される。しかし、フレームメモリ１
０に蓄えられたすべての情報をメモリ１３に転送する必
要のないときが時々ある。そこで、この様な場合のため
に、第１の２次元画像処理装置１２をフレームメモリ１
０とメモリ１３の間に導入し、フレームメモリ中の不要
な画素の判別および複数画素出力の平均化などの処理を
行うようにする。
【００４２】光スポットの走査が終了すれば、情報の記
録は完成する。次に、こうして記録された画像情報の再
生について述べる。前述のようにメモリ１３には、光ス
ポットが各点にあるときの遠視野回折パターンに関する
情報が蓄えられている。メモリ１３から第２の２次元画
像処理装置１４を用いて遠視野回折パターンの一部のみ
取り出して画像を再生し、表示部であるモニター１５に
表示すれば、モニター１５上には作用の項で述べたよう
に、あたかも結像型顕微鏡において照明条件を変えたよ
うな画像が表示される。
録は完成する。次に、こうして記録された画像情報の再
生について述べる。前述のようにメモリ１３には、光ス
ポットが各点にあるときの遠視野回折パターンに関する
情報が蓄えられている。メモリ１３から第２の２次元画
像処理装置１４を用いて遠視野回折パターンの一部のみ
取り出して画像を再生し、表示部であるモニター１５に
表示すれば、モニター１５上には作用の項で述べたよう
に、あたかも結像型顕微鏡において照明条件を変えたよ
うな画像が表示される。
【００４３】さらに２次元画像処理装置１４は、第１実
施例同様に、被検物体６のＣＴ像をモニター１５に表示
することも可能である。このときの信号処理は、第１実
施例同様図３に示すフローチャートに従う。もちろん、
演算によって求める画像は、ＣＴ像に限らない。なお、
図２におけるふたつの２次元画像処理装置１２および１
４は、もちろん同一のものを用いることもできる。
施例同様に、被検物体６のＣＴ像をモニター１５に表示
することも可能である。このときの信号処理は、第１実
施例同様図３に示すフローチャートに従う。もちろん、
演算によって求める画像は、ＣＴ像に限らない。なお、
図２におけるふたつの２次元画像処理装置１２および１
４は、もちろん同一のものを用いることもできる。
【００４４】上記二つの実施例は、両方とも屈折型のレ
ーザー走査顕微鏡を採用しているが、当然のことなが
ら、反射型のレーザー走査顕微鏡についても、本発明は
適用できる。反射型のレーザー走査顕微鏡に適用する場
合は、照明光学系が、集光光学系も兼ねる。
ーザー走査顕微鏡を採用しているが、当然のことなが
ら、反射型のレーザー走査顕微鏡についても、本発明は
適用できる。反射型のレーザー走査顕微鏡に適用する場
合は、照明光学系が、集光光学系も兼ねる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば結像型顕微
鏡で観察角度（照明条件と等価）をさまざまに変えなけ
れば得ることのできない像を容易に得ることができ、し
かも走査終了後に任意に照明条件を与えた像をメモリに
蓄えられた情報を用いて再生することができる。しかも
それら異なる照明条件に対応する画像はすべて同一時刻
に記録された画像であるという特徴をもつ。これらはと
くに生物標本の光ＣＴ画像を得るに際して非常に有用で
ある。
鏡で観察角度（照明条件と等価）をさまざまに変えなけ
れば得ることのできない像を容易に得ることができ、し
かも走査終了後に任意に照明条件を与えた像をメモリに
蓄えられた情報を用いて再生することができる。しかも
それら異なる照明条件に対応する画像はすべて同一時刻
に記録された画像であるという特徴をもつ。これらはと
くに生物標本の光ＣＴ画像を得るに際して非常に有用で
ある。
【００４６】また、本発明によるレーザー走査顕微鏡
は、その構成から、照明条件を変更するための煩わしい
機械的操作が不要である。さらに、本発明によるレーザ
ー走査顕微鏡の構成は、被検物体が高速な運動をしてい
る場合にも有利である。一般にガルバノミラーなどを用
いてスポットを走査させると１画面(512x512画素）の走
査を終了するのに約１秒程度の時間がかかってしまう。
これを短縮するために、画面内の興味ある部分のみを走
査する、いわゆるバンドスキャンを行えば、走査時間は
大幅に短縮することが可能になる。これはレーザー走査
顕微鏡では周知のことであるが、本発明の構成では、高
速な事象の、同一時刻における異なる照明条件に対応す
る画像が得られるという他にないメリットを有するわけ
である。
は、その構成から、照明条件を変更するための煩わしい
機械的操作が不要である。さらに、本発明によるレーザ
ー走査顕微鏡の構成は、被検物体が高速な運動をしてい
る場合にも有利である。一般にガルバノミラーなどを用
いてスポットを走査させると１画面(512x512画素）の走
査を終了するのに約１秒程度の時間がかかってしまう。
これを短縮するために、画面内の興味ある部分のみを走
査する、いわゆるバンドスキャンを行えば、走査時間は
大幅に短縮することが可能になる。これはレーザー走査
顕微鏡では周知のことであるが、本発明の構成では、高
速な事象の、同一時刻における異なる照明条件に対応す
る画像が得られるという他にないメリットを有するわけ
である。
【図１】図１は、第１実施例でのレーザー走査顕微鏡の
概略構成図。
概略構成図。
【図２】図２は、第２実施例でのレーザー走査顕微鏡の
概略構成図。
概略構成図。
【図３】図３は、本発明のＣＴ像を得るための信号処理
のフローチャート。
のフローチャート。
【図４】図４は、本発明の概略的原理図。
【図５】図５は、ビームスキャンを用いた場合の概念的
な光学系の配置図。
な光学系の配置図。
１ レーザー光源 ２、４、４１、５３ 照明光学系 ６、４２ 被検物体 ７、４３、５５ 集光光学系 ８、４４、５６ 光検出器
Claims (8)
- 【請求項１】レーザー光源と、該レーザー光源からの光
を集光して被検物体上に光スポットを形成する照明光学
系と、前記被検物体に対して前記光スポットを相対的に
移動させるための走査手段と、前記被検物体を透過また
は反射した光量を測定するための光検出器と、前記被検
物体を透過または反射した光束を前記光検出器の受光面
上に導く集光光学系とを有するレーザー走査顕微鏡にお
いて、前記光検出器は、前記光検出器の前記受光面上に
光束が前記被検物体の遠視野回折パターンを形成する程
度の大きさをもって入射するように配設された２次元イ
メージセンサであることを特徴とするレーザー走査顕微
鏡。 - 【請求項２】前記レーザー走査顕微鏡は、前記２次元イ
メージセンサからの出力信号をデジタル化して記憶する
メモリと、前記２次元イメージセンサからの前記出力信
号または前記メモリに記憶された検出器出力信号に基づ
いて前記被検物体の像を表示する表示部とを有し、前記
光スポットが前記被検物体上を走査する際に前記２次元
イメージセンサの複数の画素からの前記出力信号をデジ
タル化して前記メモリに記憶することを特徴とする請求
項１記載のレーザー走査顕微鏡。 - 【請求項３】前記走査手段は、前記被検物体を支持する
載物台を移動させる手段であることを特徴とする請求項
１又は２記載のレーザー走査顕微鏡。 - 【請求項４】前記走査手段は、前記照明光学系の瞳位置
に配設された光偏向手段であり、かつ前記２次元イメー
ジセンサは、前記集光光学系中で前記光偏向手段の光偏
向面と共役な位置に配設されていることを特徴とする請
求項１又は２記載のレーザー走査顕微鏡。 - 【請求項５】前記レーザー走査顕微鏡は、互いに近接し
た前記複数の画素からの出力信号について和をとり、前
記の如くして得られた和信号を前記複数の画素の出力信
号の代表値として前記メモリに記憶することを特徴とす
る請求項２乃至４記載のレーザー走査顕微鏡。 - 【請求項６】前記レーザー走査顕微鏡は、前記メモリに
記憶した前記２次元イメージセンサの前記複数の画素か
らの前記出力信号のうち、一部の画素からの該出力信号
のみを用いて前記被検物体体の像を前記表示部に表示す
ることを特徴とする請求項２乃至５記載のレーザー走査
顕微鏡。 - 【請求項７】前記レーザー走査顕微鏡は、デジタル演算
が可能な２次元画像処理装置を有し、前記メモリに記憶
された前記２次元イメージセンサの前記複数の画素から
の前記出力信号のうち一部の画素からの出力のみを用い
て再生した前記被検物体の複数個の画像をもとに新たな
被検物体像を計算し、前記表示部によって表示すること
を特徴とする請求項６記載のレーザー走査顕微鏡。 - 【請求項８】前記レーザー走査顕微鏡は、前記複数個の
画像をもとに計算する画像が前記被検物体の計算機によ
る断層撮影法の像であり、該計算機による断層撮影法の
像を前記表示部によって表示することを特徴とする請求
項７記載のレーザー走査顕微鏡。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP6304795A JPH08160305A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | レーザー走査顕微鏡 |
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|---|---|---|---|
| JP6304795A JPH08160305A (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | レーザー走査顕微鏡 |
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| Publication Number | Publication Date |
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