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JP2015018070A - Scanning laser microscope - Google Patents

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JP2015018070A
JP2015018070A JP2013144432A JP2013144432A JP2015018070A JP 2015018070 A JP2015018070 A JP 2015018070A JP 2013144432 A JP2013144432 A JP 2013144432A JP 2013144432 A JP2013144432 A JP 2013144432A JP 2015018070 A JP2015018070 A JP 2015018070A
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gain
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JP2013144432A
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Japanese (ja)
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寛 末岡
Hiroshi Sueoka
寛 末岡
昭典 顕谷
Akinori Akitani
昭典 顕谷
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning laser microscope capable of consistently acquiring high-precision images.SOLUTION: A scanning laser microscope includes; a scanner; an object lens; an HPD 31 which detects fluorescence and generates a light intensity signal in accordance with a total gain that depends on a plurality of applied voltages; an image generator unit 5 which converts the light intensity signal into luminance information for each pixel corresponding to a scanning position of the scanner to generate an image; a gain input unit 33 for entering a total gain; gain setting units 32A, 32B which set individual gains for applied voltages in the HPD 31; an information storage unit 35 which stores a map comprising a set of individual gains associated with a set of applied voltages for each of the gain setting units 32A, 32B, where each individual gain of the gain setting units 32A, 32B is associated with each total gain with a priority given to a gain setting unit having a higher S/N ratio; and a parameter control unit 37 which reads each individual gain associated with an entered total gain from the map and sets an applied voltage associated with the individual gain in each of the gain setting units 32A, 32B.

Description

本発明は、走査型レーザ顕微鏡に関するものである。   The present invention relates to a scanning laser microscope.

従来、検出器として光電子増倍管(PMT)を備えた走査型レーザ顕微鏡が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の走査型レーザ顕微鏡は、スキャン速度を変更する度に、PMTに印加する電圧と回路ゲインとに基づいてPMTのトータルゲインを設定することで、スキャン速度を変更しても同じ明るさの画像が得られるようにしている。   Conventionally, a scanning laser microscope provided with a photomultiplier tube (PMT) as a detector is known (see, for example, Patent Document 1). The scanning laser microscope described in Patent Document 1 sets the total gain of the PMT based on the voltage applied to the PMT and the circuit gain each time the scan speed is changed, and the same even if the scan speed is changed. A bright image can be obtained.

特開2005−215357号公報JP 2005-215357 A

しかしながら、PMTはトータルゲインが単一の印加電圧に依存するが、最近になって検出器として使用されるようになったハイブリッドディテクタ(HPD)は、光電面に印加する電圧とアバランシェダイオード(AD)に印加する電圧にトータルゲインが依存しており、これらの印加電圧に対するゲインの配分に2通りの解が存在する。   However, although the total gain of the PMT depends on a single applied voltage, a hybrid detector (HPD) that has recently been used as a detector has a voltage applied to the photocathode and an avalanche diode (AD). The total gain depends on the voltage applied to the two, and there are two solutions for the gain distribution for these applied voltages.

そのため、ハイブリッドディテクタのようにトータルゲインが複数の印加電圧に依存する検出器を採用する場合に、特許文献1を参照してスキャン速度に応じた最適なトータルゲインを設定しようとしても、複数の印加電圧に対するゲインの配分を適切にすることは困難である。また、トータルゲインが同一でも、複数の印加電圧に対するゲインの配分に応じてノイズの発生が異なり、取得する画像の精度が異なるという不都合がある。   For this reason, when a detector whose total gain depends on a plurality of applied voltages, such as a hybrid detector, is employed, even if an attempt is made to set an optimum total gain corresponding to the scan speed with reference to Patent Document 1, a plurality of applied It is difficult to properly allocate the gain to the voltage. In addition, even if the total gain is the same, there is a problem in that noise generation differs depending on the gain distribution for a plurality of applied voltages, and the accuracy of the acquired image differs.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、検出器のトータルゲインが複数のパラメータに依存する場合に、常に高精度な画像を取得することができる走査型レーザ顕微鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a scanning laser microscope that can always acquire a highly accurate image when the total gain of a detector depends on a plurality of parameters. With the goal.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で2次元的に走査させる走査部と、該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、該ゲイン設定部ごとに前記個別ゲインと前記パラメータとが対応付けられ、これらゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention provides a scanning unit that two-dimensionally scans a sample with laser light emitted from a light source, an objective lens that irradiates the sample with laser light scanned by the scanning unit, and a total that depends on a plurality of parameters. According to the gain, a light detection unit that detects return light returning from the sample irradiated with laser light and outputs a light intensity signal corresponding to the luminance of the return light; and a light intensity signal output from the light detection unit. An image generation unit that converts the luminance information for each pixel corresponding to the scanning position of the scanning unit to generate an image of the sample, a gain input unit that inputs the total gain desired by the user, and the light detection unit A plurality of gain setting units for setting individual gains of the respective parameters, and the individual gains and the parameters are associated with the gain setting units, and the gain setting units have a predetermined priority order. A map storage unit for storing a map in which the individual gains of the gain setting units are associated with the total gain, and the gains associated with the total gain input by the gain input unit. Provided is a scanning laser microscope comprising: a parameter control unit that reads the individual gain of a setting unit from the map and sets the parameter corresponding to the read individual gain in each gain setting unit.

本発明によれば、光源からレーザ光が発せられると、走査部により走査されて対物レンズにより標本に照射される。そして、標本からの戻り光が、光検出部により複数のパラメータに依存するトータルゲインに従って検出されて光強度信号に変換され、画像生成部によりその光強度信号に相当する輝度情報に基づいて標本の画像が生成される。   According to the present invention, when laser light is emitted from the light source, it is scanned by the scanning unit and irradiated on the specimen by the objective lens. Then, the return light from the sample is detected by the light detection unit according to the total gain depending on the plurality of parameters and converted into a light intensity signal, and the image generation unit based on the luminance information corresponding to the light intensity signal. An image is generated.

この場合において、ユーザがゲイン入力部にトータルゲインを入力すると、パラメータ制御部が、マップ記憶部に記憶されているマップに従い、ゲイン設定部間の所定の優先順位に従ってそのトータルゲインに対応付けられている各ゲイン設定部の個別ゲインに対応するパラメータをそれぞれのゲイン設定部に設定することで、光検出部において、複数のパラメータを適切な個別ゲインで組み合わせたトータルゲインに従って戻り光を検出し光強度信号を得ることができる。したがって、トータルゲインが複数のパラメータに依存する検出器を用いて、ユーザが所望のトータルゲインを入力するだけで常に高精度な画像を取得することができる。   In this case, when the user inputs the total gain to the gain input unit, the parameter control unit is associated with the total gain according to a predetermined priority order between the gain setting units according to the map stored in the map storage unit. By setting the parameter corresponding to the individual gain of each gain setting unit in each gain setting unit, the light detection unit detects the return light according to the total gain obtained by combining multiple parameters with appropriate individual gains, and the light intensity A signal can be obtained. Therefore, a high-accuracy image can always be acquired by simply inputting a desired total gain using a detector whose total gain depends on a plurality of parameters.

本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で2次元的に走査させる走査部と、該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、これらのゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備え、前記ゲイン設定部ごとに、前記個別ゲインと前記パラメータとが所定の関数に基づいて対応付けられている走査型レーザ顕微鏡を提供する。   The present invention provides a scanning unit that two-dimensionally scans a sample with laser light emitted from a light source, an objective lens that irradiates the sample with laser light scanned by the scanning unit, and a total that depends on a plurality of parameters. According to the gain, a light detection unit that detects return light returning from the sample irradiated with laser light and outputs a light intensity signal corresponding to the luminance of the return light; and a light intensity signal output from the light detection unit. An image generation unit that converts the luminance information for each pixel corresponding to the scanning position of the scanning unit to generate an image of the sample, a gain input unit that inputs the total gain desired by the user, and the light detection unit A plurality of gain setting units for setting individual gains for each of the parameters, and the individual gains of the gain setting units according to a predetermined priority order between the gain setting units. A map storage unit that stores the associated map, and the individual gain of each gain setting unit that is associated with the total gain input by the gain input unit is read from the map, and the read individual gain is A scanning laser microscope in which the individual gain and the parameter are associated with each other according to a predetermined function for each gain setting unit. I will provide a.

本発明によれば、ゲイン設定部ごとに、個別ゲインとパラメータとを所定の関数に基づいて対応付けることで、マップ上で個別ゲインとパラメータとを対応付けなくて済む。したがって、マップを簡易にすることができる。   According to the present invention, it is not necessary to associate the individual gain and the parameter on the map by associating the individual gain and the parameter on the basis of the predetermined function for each gain setting unit. Therefore, the map can be simplified.

上記構成においては、ユーザが前記走査部の走査速度を入力する走査速度入力部と、該走査速度入力部により入力された走査速度を前記走査部に設定する走査速度設定部とを備え、前記パラメータ制御部が、前記走査速度入力部に入力された走査速度と前記走査部の現在の走査速度との比率に応じて、前記走査部の走査速度が遅くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出し、前記走査部の走査速度を速くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出すこととしてもよい。   In the above configuration, the parameter includes a scanning speed input unit for a user to input a scanning speed of the scanning unit, and a scanning speed setting unit for setting the scanning speed input by the scanning speed input unit to the scanning unit, When the scanning speed of the scanning section is reduced according to the ratio of the scanning speed input to the scanning speed input section and the current scanning speed of the scanning section, the control section is input to the gain input section. When the individual gains are read from the map based on a total gain smaller than the total gain, and the scanning speed of the scanning unit is increased, the total gain is larger than the total gain input to the gain input unit. The individual gains may be read from the map.

このように構成することで、ユーザが走査速度入力部により入力して走査速度設定部により設定された走査速度で走査部が走査される。
この場合において、入力された走査速度と走査部の現在の走査速度との比率に応じて走査速度が遅くなると、パラメータ制御部により、入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに基づいてゲイン設定部ごとの個別ゲインが設定される。したがって、光検出器のトータルゲインを低減し、露光時間が長くなっても画像が飽和するのを防ぐことができる。
With this configuration, the scanning unit is scanned at the scanning speed input by the user through the scanning speed input unit and set by the scanning speed setting unit.
In this case, when the scanning speed is slowed down in accordance with the ratio between the input scanning speed and the current scanning speed of the scanning unit, the parameter control unit controls the gain setting unit based on the total gain smaller than the input total gain. Each individual gain is set. Therefore, it is possible to reduce the total gain of the photodetector and prevent the image from being saturated even if the exposure time is increased.

一方、走査速度が速くなる場合は、パラメータ制御部により、入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに基づいてゲイン設定部ごとの個別ゲインが設定される。したがって、光検出器のトータルゲインを増大し、露光時間が短くなっても画像の輝度を確保することができる。   On the other hand, when the scanning speed increases, the individual gain for each gain setting unit is set by the parameter control unit based on the total gain larger than the input total gain. Therefore, the total gain of the photodetector can be increased, and the brightness of the image can be ensured even when the exposure time is shortened.

本発明は、光源から発せられたレーザ光を標本上で2次元的に走査させる走査部と、該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、これらのゲイン設定部間の優先順位情報、前記ゲイン設定部ごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報、および、前記ゲイン設定部ごとの前記個別ゲインと前記パラメータとを対応付ける関係式情報を記憶する情報記憶部と、該情報記憶部に記憶されている前記優先順位情報、前記設定可能範囲情報および前記関係式情報に基づいて、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインを満たすように各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを組み合わせ、組み合わせた個別ゲインに対応する前記パラメータを算出する演算部と、該演算部により算出された前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡を提供する。   The present invention provides a scanning unit that two-dimensionally scans a sample with laser light emitted from a light source, an objective lens that irradiates the sample with laser light scanned by the scanning unit, and a total that depends on a plurality of parameters. According to the gain, a light detection unit that detects return light returning from the sample irradiated with laser light and outputs a light intensity signal corresponding to the luminance of the return light; and a light intensity signal output from the light detection unit. An image generation unit that converts the luminance information for each pixel corresponding to the scanning position of the scanning unit to generate an image of the sample, a gain input unit that inputs the total gain desired by the user, and the light detection unit A plurality of gain setting units for setting individual gains for each of the parameters, priority information between these gain setting units, settable range information for individual gains that can be set for each gain setting unit, and An information storage unit that stores relational expression information that associates the individual gain and the parameter for each gain setting unit, and the priority order information, the settable range information, and the relational expression information that are stored in the information storage unit Based on the calculation unit, the individual gains of the gain setting units are combined so as to satisfy the total gain input by the gain input unit, and the parameter corresponding to the combined individual gain is calculated, and the calculation unit Provided is a scanning laser microscope comprising a parameter control unit that sets the calculated parameter in each gain setting unit.

本発明によれば、予め、ゲイン設定部間の優先順位情報、ゲイン設定部ごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報およびゲイン設定部ごとの個別ゲインとパラメータとを対応付ける関係式情報を情報記憶部に記憶させておけば、ゲイン入力部によりトータルゲインを入力するだけで、パラメータ制御部により、所望のゲイン設定部を優先させてトータルゲインを満たす組み合わせで、各ゲイン設定部に個別ゲインに対応するパラメータを設定することができる。   According to the present invention, information on priorities between gain setting units, individual gain settable range information that can be set for each gain setting unit, and relational expression information that associates individual gains and parameters for each gain setting unit in advance. If it is stored in the storage unit, only the total gain is input from the gain input unit, and the parameter control unit gives priority to the desired gain setting unit and satisfies the total gain, and each gain setting unit has an individual gain. Corresponding parameters can be set.

上記構成においては、前記所定の優先順位が、S/Nが高い前記ゲイン設定部を優先することとしてもよい。
このように構成することで、S/Nが高い光強度信号を得て、より高精度な画像を取得することができる。
In the above configuration, the predetermined priority may be given priority to the gain setting unit having a high S / N.
By comprising in this way, a light intensity signal with high S / N can be obtained and a more highly accurate image can be acquired.

上記構成においては、前記光検出部がハイブリッドディテクタであり、該ハイブリッドディテクタの光電面に印加する電圧と半導体素子に印加する電圧とをそれぞれ前記パラメータとすることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザがトータルゲインを入力するだけの簡易な操作で、ハイブリッドディテクタにより常に高精度な画像を取得することができる。
In the above configuration, the light detection unit may be a hybrid detector, and a voltage applied to the photocathode of the hybrid detector and a voltage applied to the semiconductor element may be used as the parameters.
With this configuration, it is possible to always obtain a highly accurate image by the hybrid detector with a simple operation in which the user simply inputs the total gain.

本発明によれば、検出器のトータルゲインが複数のパラメータに依存する場合に、常に高精度な画像を取得することができるという効果を奏する。   According to the present invention, when the total gain of the detector depends on a plurality of parameters, there is an effect that a highly accurate image can always be acquired.

本発明の第1実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a scanning laser microscope according to a first embodiment of the present invention. 図1の検出システムのブロック図である。It is a block diagram of the detection system of FIG. 図2の情報記憶部が備えるマップを示す図である。It is a figure which shows the map with which the information storage part of FIG. 2 is provided. 所定の関数に基づいて対応付けられた個別ゲインとパラメータとの関係を示す図ある。It is a figure which shows the relationship between the individual gain and parameter which were matched based on the predetermined function. 本発明の第2実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡の検出システムのブロック図である。It is a block diagram of the detection system of the scanning laser microscope which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡100は、図1に示されるように、標本Sを載置するステージ1と、レーザ光を発する光源3と、光源3から発せられたレーザ光を標本S上で走査させるスキャナ(走査部)13を有する観察光学系10と、標本Sにおいて発生する蛍光(戻り光)を検出する検出光学系20および検出システム30と、検出システム30により蛍光が検出された標本Sの画像を生成する画像生成部5とを備えている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a scanning laser microscope according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the scanning laser microscope 100 according to the present embodiment includes a stage 1 on which a sample S is placed, a light source 3 that emits laser light, and laser light emitted from the light source 3 on the sample S. , An observation optical system 10 having a scanner (scanning unit) 13 for scanning, a detection optical system 20 and a detection system 30 for detecting fluorescence (return light) generated in the specimen S, and a specimen from which fluorescence is detected by the detection system 30 And an image generation unit 5 that generates an S image.

また、走査型レーザ顕微鏡100は、光源3およびスキャナ13等を制御する制御装置(走査速度設定部)7と、光源3から発生させるレーザ光の波長やスキャナ13の走査速度等の指示をユーザが入力する入力装置(走査速度入力部)9とを備えている。   The scanning laser microscope 100 also has a control device (scanning speed setting unit) 7 that controls the light source 3, the scanner 13, and the like, and the user gives instructions such as the wavelength of the laser light generated from the light source 3 and the scanning speed of the scanner 13. An input device (scanning speed input unit) 9 for inputting is provided.

観察光学系10は、光源3から発せられたレーザ光を反射するダイクロイックミラー11と、ダイクロイックミラー11により反射されたレーザ光を偏向して標本S上で走査させるスキャナ(走査部)13と、スキャナ13により偏向されたレーザ光を集光する瞳投影レンズ15と、瞳投影レンズ15により集光されたレーザ光を反射する反射ミラー16と、反射ミラー16により反射されたレーザ光を平行光に変換する結像レンズ17と、結像レンズ17により平行光に変換されたレーザ光を標本Sに照射し、標本Sにおいて発生する蛍光を集光する対物レンズ19とを備えている。   The observation optical system 10 includes a dichroic mirror 11 that reflects the laser light emitted from the light source 3, a scanner (scanning unit) 13 that deflects the laser light reflected by the dichroic mirror 11 and scans it on the sample S, and a scanner. The pupil projection lens 15 that condenses the laser light deflected by 13, the reflection mirror 16 that reflects the laser light condensed by the pupil projection lens 15, and the laser light reflected by the reflection mirror 16 is converted into parallel light. And an objective lens 19 that irradiates the specimen S with laser light converted into parallel light by the imaging lens 17 and collects fluorescence generated in the specimen S.

スキャナ13としては、例えば、ガルバノミラー、共振スキャナ、または、AOD(Acousto−Optic Deflector、音響光学偏向素子)等を用いることができる。   As the scanner 13, for example, a galvanometer mirror, a resonant scanner, an AOD (Acousto-Optic Defector), or the like can be used.

ダイクロイックミラー11は、光源3からのレーザ光を反射する一方、対物レンズ19により集光されてレーザ光の光路を逆方向に戻る蛍光を透過させてレーザ光の光路から分岐させるようになっている。   The dichroic mirror 11 reflects the laser light from the light source 3, and allows the fluorescent light that is collected by the objective lens 19 to return in the reverse direction of the laser light to pass through and is branched from the optical path of the laser light. .

検出光学系20は、ダイクロイックミラー11によりレーザ光の光路から分岐された蛍光を集光する集光レンズ21と、集光レンズ21により集光された蛍光の一部を通過させるピンホール23と、ピンホール23を通過した蛍光を平行光に変換して検出システム30に入射させるコリメートレンズ25とを備えている。   The detection optical system 20 includes a condensing lens 21 that condenses the fluorescence branched from the optical path of the laser light by the dichroic mirror 11, a pinhole 23 that allows a part of the fluorescence condensed by the condensing lens 21 to pass through, And a collimating lens 25 that converts the fluorescence that has passed through the pinhole 23 into parallel light and enters the detection system 30.

検出システム30は、図2に示すように、コリメートレンズ25から入射する蛍光を検出して光強度信号を出力するハイブリッドディテクタ(Hybrid Photo Detector)31と、ユーザがハイブリッドディテクタ31の所望のトータルゲインを入力するゲイン入力部(GUI)33と、テーブル(マップ)を記憶する情報記憶部(マップ記憶部)35と、ハイブリッドディテクタ31のパラメータを制御するパラメータ制御部37とを備えている。   As shown in FIG. 2, the detection system 30 includes a hybrid detector (Hybrid Photo Detector) 31 that detects fluorescence incident from the collimator lens 25 and outputs a light intensity signal, and a user sets a desired total gain of the hybrid detector 31. A gain input unit (GUI) 33 for inputting, an information storage unit (map storage unit) 35 for storing a table (map), and a parameter control unit 37 for controlling parameters of the hybrid detector 31 are provided.

ハイブリッドディテクタ31は、蛍光を受光して電子に変換する光電面(光検出部、図示略)と、光電面により変換された電子に応じた光強度信号を出力するアバランシェダイオード(AD、光検出部、図示略)と、これらの光電面に印加する印加電圧(パラメータ)の個別ゲインを設定する光電面ゲイン設定部32Aと、アバランシェダイオードに印加する印加電圧(パラメータ)の個別ゲインを設定するADゲイン設定部32Bとを備えている。   The hybrid detector 31 includes a photocathode (photodetection unit, not shown) that receives fluorescence and converts it into electrons, and an avalanche diode (AD, photodetection unit) that outputs a light intensity signal corresponding to the electrons converted by the photocathode. , Not shown), a photocathode gain setting unit 32A for setting individual gains of applied voltages (parameters) applied to these photocathodes, and an AD gain for setting individual gains of applied voltages (parameters) to be applied to avalanche diodes. And a setting unit 32B.

このハイブリッドディテクタ31は、光電面およびアバランシェダイオードの各印加電圧(パラメータ)に依存するトータルゲインに従って蛍光を検出して光電変換し、蛍光の光量に応じた大きさの光強度信号を画像生成部5に送るようになっている。トータルゲインは、光電面に印加する印加電圧の個別ゲインとアバランシェダイオードに印加する印加電圧の個別ゲインとの積となる。   The hybrid detector 31 detects and photoelectrically converts fluorescence according to the total gain depending on the applied voltages (parameters) of the photocathode and the avalanche diode, and generates a light intensity signal having a magnitude corresponding to the amount of fluorescence. To send to. The total gain is the product of the individual gain of the applied voltage applied to the photocathode and the individual gain of the applied voltage applied to the avalanche diode.

情報記憶部35は、図3に示すように、光電面ゲイン設定部32Aの各個別ゲインと印加電圧とが対応付けられたテーブル1と、ADゲイン設定部32Bの各個別ゲインと印加電圧とが対応付けられたテーブル2とを有している。各テーブル1およびテーブル2において、印加電圧は任意の値である。   As shown in FIG. 3, the information storage unit 35 includes the table 1 in which each individual gain of the photocathode gain setting unit 32A is associated with the applied voltage, and each individual gain and applied voltage of the AD gain setting unit 32B. And a table 2 associated therewith. In each table 1 and table 2, the applied voltage is an arbitrary value.

これらのテーブル1およびテーブル2は、光電面ゲイン設定部32AとADゲイン設定部32BのS/Nが高い方、例えば、光電面ゲイン設定部32AがADゲイン設定部32Bよりも優先されて、ゲイン設定部32A,32Bどうしの各個別ゲインが各トータルゲインに対応付けられ、マップとして情報記憶部35に記憶されている。   In these tables 1 and 2, the higher the S / N of the photocathode gain setting unit 32A and the AD gain setting unit 32B, for example, the photocathode gain setting unit 32A is given priority over the AD gain setting unit 32B, and the gain Each individual gain between the setting units 32A and 32B is associated with each total gain and stored in the information storage unit 35 as a map.

図3の例では、例えば、トータルゲインが300の場合は、S/Nが高い光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインが300(テーブル1)で、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインは1(テーブル2)が対応付けられている。また、例えば、トータルゲインが1500の場合は、S/Nが高い光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインが1500(テーブル1)で、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインは1(テーブル2)が対応付けられている。   In the example of FIG. 3, for example, when the total gain is 300, the individual gain of the photocathode gain setting unit 32A having a high S / N is 300 (table 1), and the individual gain of the AD gain setting unit 32B is 1 (table). 2) is associated. For example, when the total gain is 1500, the individual gain of the photocathode gain setting unit 32A having a high S / N is 1500 (table 1), and the individual gain of the AD gain setting unit 32B is 1 (table 2). It is attached.

パラメータ制御部37は、ゲイン入力部33にトータルゲインが入力されると、情報記憶部35に記憶されているマップからそのトータルゲインに対応付けられている光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインとADゲイン設定部32Bの個別ゲインとを読み出すようになっている。   When the total gain is input to the gain input unit 33, the parameter control unit 37 reads the individual gain and AD of the photocathode gain setting unit 32A associated with the total gain from the map stored in the information storage unit 35. The individual gain of the gain setting unit 32B is read out.

また、パラメータ制御部37は、マップから読み出した光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインに対応する印加電圧を光電面ゲイン設定部32Aに設定するとともに、マップから読み出したADゲイン設定部32Bの個別ゲインに対応する印加電圧をADゲイン設定部32Bに設定するようになっている。情報記憶部35に記憶されているマップに従うことで、S/Nが高い光電面ゲイン設定部32AがADゲイン設定部32Bよりも優先されてトータルゲインが振り分けられる。   The parameter control unit 37 sets the applied voltage corresponding to the individual gain of the photocathode gain setting unit 32A read from the map in the photocathode gain setting unit 32A, and the individual gain of the AD gain setting unit 32B read from the map. The applied voltage corresponding to is set in the AD gain setting unit 32B. By following the map stored in the information storage unit 35, the photonic surface gain setting unit 32A having a high S / N is prioritized over the AD gain setting unit 32B and the total gain is distributed.

画像生成部5は、ハイブリッドディテクタ31から送られてくる光強度信号をスキャナ13によるレーザ光の走査位置に対応する画素ごとに輝度情報に変換して、標本Sの画像を生成するようになっている。画像生成部5には、生成した画像を表示するモニタ6が接続されている。   The image generation unit 5 converts the light intensity signal sent from the hybrid detector 31 into luminance information for each pixel corresponding to the scanning position of the laser beam by the scanner 13 to generate an image of the sample S. Yes. A monitor 6 for displaying the generated image is connected to the image generation unit 5.

制御装置7は、レーザ3からのレーザ光の発生のON/OFFを制御したり、スキャナ13によるレーザ光の走査速度および走査位置を制御したりするようになっている。また、制御装置7は、レーザ光の走査位置を示す走査位置情報を画像生成部5に送るようになっている。   The control device 7 controls ON / OFF of the generation of laser light from the laser 3 and controls the scanning speed and scanning position of the laser light by the scanner 13. In addition, the control device 7 is configured to send scanning position information indicating the scanning position of the laser light to the image generation unit 5.

このように構成された走査型レーザ顕微鏡100の作用について説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡100により標本Sの画像を取得するには、まず、ユーザがステージ1に標本Sを載置し、ゲイン入力部33に所望のトータルゲインを入力した後、制御装置7により光源3からレーザ光を発生させる。
The operation of the scanning laser microscope 100 configured as described above will be described.
In order to acquire an image of the specimen S with the scanning laser microscope 100 according to the present embodiment, first, the user places the specimen S on the stage 1 and inputs a desired total gain to the gain input unit 33, and then performs control. Laser light is generated from the light source 3 by the device 7.

光源3から発せられたレーザ光は、ダイクロイックミラー11により反射され、スキャナ13により偏向されて瞳投影レンズ15により集光され、反射ミラー16および結像レンズ17を介して、対物レンズ19により標本Sに照射される。   The laser light emitted from the light source 3 is reflected by the dichroic mirror 11, deflected by the scanner 13, condensed by the pupil projection lens 15, and the specimen S by the objective lens 19 through the reflection mirror 16 and the imaging lens 17. Is irradiated.

レーザ光が照射されることにより標本Sにおいて蛍光が発生すると、蛍光は対物レンズ19により集光され、結像レンズ17、反射ミラー16、瞳投影レンズ15、スキャナ13を介してレーザ光の光路を戻り、ダイクロイックミラー11を透過してレーザ光の光路から分離される。   When fluorescence is generated in the specimen S by being irradiated with the laser light, the fluorescence is collected by the objective lens 19 and passes through the optical path of the laser light via the imaging lens 17, the reflection mirror 16, the pupil projection lens 15, and the scanner 13. Returning, the light passes through the dichroic mirror 11 and is separated from the optical path of the laser light.

ダイクロイックミラー11を透過した蛍光は、集光レンズ21により集光され、その内の標本Sにおける対物レンズ19の焦点位置において発生した蛍光のみがピンホール23を通過する。ピンホール23を通過した蛍光は、コリメートレンズ25により平行光に変換されて検出システム30に入射し、ハイブリッドディテクタ31により検出される。   The fluorescence transmitted through the dichroic mirror 11 is collected by the condenser lens 21, and only the fluorescence generated at the focal position of the objective lens 19 in the sample S passes through the pinhole 23. The fluorescence that has passed through the pinhole 23 is converted into parallel light by the collimator lens 25, enters the detection system 30, and is detected by the hybrid detector 31.

この場合において、検出システム30では、パラメータ制御部37により、情報記憶部35に記憶されているマップから、ゲイン入力部33に入力されたトータルゲインに対応付けられている各ゲイン設定部32A,32Bの個別ゲインが読み出され、読み出した各個別ゲインに対応する各印加電圧が光電面ゲイン設定部32AおよびADゲイン設定部32Bにそれぞれ設定される。   In this case, in the detection system 30, each of the gain setting units 32 </ b> A and 32 </ b> B associated with the total gain input to the gain input unit 33 from the map stored in the information storage unit 35 by the parameter control unit 37. The individual gains are read out, and the applied voltages corresponding to the read individual gains are set in the photocathode gain setting unit 32A and the AD gain setting unit 32B, respectively.

例えば、図3に示すように、ゲイン入力部33にトータルゲイン900が入力された場合は、パラメータ制御部37により、テーブル1から光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲイン900が読み出されるとともに、テーブル2からADゲイン設定部32Bの個別ゲイン1が読み出される。   For example, as shown in FIG. 3, when the total gain 900 is input to the gain input unit 33, the parameter control unit 37 reads the individual gain 900 of the photocathode gain setting unit 32A from the table 1 and The individual gain 1 of the AD gain setting unit 32B is read out.

そして、パラメータ制御部37により、テーブル1に従いトータルゲイン900に対応付けられている個別ゲイン900に対応する印加電圧−6000(V)が光電面ゲイン設定部32Aに設定されるとともに、テーブル2に従いトータルゲイン900に対応付けられている個別ゲイン1に対応する印加電圧100(V)がADゲイン設定部32Bに設定される。   Then, the parameter control unit 37 sets the applied voltage −6000 (V) corresponding to the individual gain 900 associated with the total gain 900 according to the table 1 in the photocathode gain setting unit 32A, and the total according to the table 2. The applied voltage 100 (V) corresponding to the individual gain 1 associated with the gain 900 is set in the AD gain setting unit 32B.

次いで、ハイブリッドディテクタ31において、光電面ゲイン設定部32Aにより光電面の個別ゲイン900が設定されるとともに、ADゲイン設定部32Bによりアバランシェダイオードの個別ゲイン1が設定される。   Next, in the hybrid detector 31, the individual gain 900 of the photocathode is set by the photocathode gain setting unit 32A, and the individual gain 1 of the avalanche diode is set by the AD gain setting unit 32B.

これにより、トータルゲインが900に設定されたハイブリッドディテクタ31により、蛍光が検出されて光強度信号に変換され、画像生成部5に送られる。そして、画像生成部5により、その光強度信号に基づいて標本Sの画像が生成され、モニタ6に送られて表示される。   Thereby, the fluorescence is detected by the hybrid detector 31 having the total gain set to 900, converted into a light intensity signal, and sent to the image generation unit 5. Then, the image generator 5 generates an image of the specimen S based on the light intensity signal, and sends it to the monitor 6 for display.

また、例えば、ゲイン入力部33にトータルゲイン15000が入力された場合は、パラメータ制御部37により、テーブル1から光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲイン1500が読み出されるとともに、テーブル2からADゲイン設定部32Bの個別ゲイン10が読み出される。   For example, when the total gain 15000 is input to the gain input unit 33, the parameter control unit 37 reads the individual gain 1500 of the photocathode gain setting unit 32 </ b> A from the table 1 and the AD gain setting unit from the table 2. The individual gain 10 of 32B is read out.

そして、パラメータ制御部37により、テーブル1に従いトータルゲイン15000に対応付けられている個別ゲイン1500に対応する印加電圧−8000(V)が光電面ゲイン設定部32Aに設定されるとともに、テーブル2に従いトータルゲイン15000に対応付けられている個別ゲイン10に対応する印加電圧305(V)がADゲイン設定部32Bに設定される。   Then, the parameter control unit 37 sets the applied voltage −8000 (V) corresponding to the individual gain 1500 associated with the total gain 15000 according to the table 1 in the photocathode gain setting unit 32A, and the total according to the table 2 The applied voltage 305 (V) corresponding to the individual gain 10 associated with the gain 15000 is set in the AD gain setting unit 32B.

次いで、ハイブリッドディテクタ31において、光電面ゲイン設定部32Aにより光電面の個別ゲイン1500が設定されるとともに、ADゲイン設定部32Bによりアバランシェダイオードの個別ゲイン10が設定される。   Next, in the hybrid detector 31, the individual gain 1500 of the photocathode is set by the photocathode gain setting unit 32A, and the individual gain 10 of the avalanche diode is set by the AD gain setting unit 32B.

これにより、トータルゲイン15000に設定されたハイブリッドディテクタ31によって、蛍光が検出されて光強度信号に変換され、画像生成部5に送られる。そして、画像生成部5により、その光強度信号に基づいて標本Sの画像が生成され、モニタ6に送られて表示される。   Thereby, the fluorescence is detected by the hybrid detector 31 set to a total gain of 15000, converted into a light intensity signal, and sent to the image generation unit 5. Then, the image generator 5 generates an image of the specimen S based on the light intensity signal, and sends it to the monitor 6 for display.

以上説明したように、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡100によれば、ユーザがゲイン入力部33にトータルゲインを入力すると、パラメータ制御部37により、マップに従い、S/Nが高いゲイン設定部32A(32B)を優先してそのトータルゲインに対応付けられている個別ゲインに対応する印加電圧を各ゲイン設定部32A,32Bに設定することで、ハイブリッドディテクタ31において、複数の印加電圧を適切な個別ゲインで組み合わせたトータルゲインに従って蛍光を検出して光電変換し、S/Nが高い光強度信号を得ることができる。したがって、トータルゲインが複数の印加電圧に依存するハイブブリッドディテクタ31を用いて、ユーザが所望のトータルゲインを入力するだけで常に高精度な画像を取得することができる。   As described above, according to the scanning laser microscope 100 according to the present embodiment, when the user inputs the total gain to the gain input unit 33, the parameter control unit 37 causes the gain setting unit having a high S / N according to the map. By setting the applied voltage corresponding to the individual gain associated with the total gain giving priority to 32A (32B) in each gain setting unit 32A, 32B, the hybrid detector 31 can appropriately apply a plurality of applied voltages. Fluorescence is detected and photoelectrically converted according to the total gain combined with the individual gain, and a light intensity signal having a high S / N can be obtained. Therefore, using the hybrid detector 31 whose total gain depends on a plurality of applied voltages, it is possible to always obtain a highly accurate image only by the user inputting a desired total gain.

本実施形態では、トータルゲインとして900や15000が入力された場合を例示して説明したが、図3に示すトータルゲインが300,1500,150000の場合も同様である。図3に示すマップのトータルゲイン、個別ゲインおよび印加電圧の数値は一例であり、これに限定されるものではない。   In the present embodiment, the case where 900 or 15000 is input as the total gain has been described as an example, but the same applies to the case where the total gain shown in FIG. 3 is 300, 1500, or 150,000. The numerical values of the total gain, individual gain, and applied voltage in the map shown in FIG. 3 are examples, and the present invention is not limited to these.

本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、情報記憶部35が、各ゲイン設定部32A,32Bの各個別ゲインと印加電圧とが対応付けられたテーブル1,2を有することとしたが、第1変形例としては、図4に示すように、ゲイン設定部32A,32Bごとに、個別ゲインと印加電圧とが所定の関数に基づいて対応付けられていることとしてもよい。
This embodiment can be modified as follows.
In the present embodiment, the information storage unit 35 includes the tables 1 and 2 in which the individual gains of the gain setting units 32A and 32B are associated with the applied voltages. As a first modification, As shown in FIG. 4, the individual gain and the applied voltage may be associated with each other based on a predetermined function for each of the gain setting units 32A and 32B.

この場合、情報記憶部35には、例えば、S/Nが高い光電面ゲイン設定部32AがADゲイン設定部32Bよりも優先されて、ゲイン設定部32A,32Bどうしの各個別ゲインが各トータルゲインに対応付けられたマップが記憶されていることとすればよい。   In this case, in the information storage unit 35, for example, the photocathode gain setting unit 32A having a high S / N is prioritized over the AD gain setting unit 32B, and each individual gain between the gain setting units 32A and 32B is set to each total gain. It may be assumed that a map associated with is stored.

そして、パラメータ制御部37により、ゲイン設定部32A,32Bごとに、ゲイン入力部33に入力されたトータルゲインに対応付けられている個別ゲインに対応する印加電圧を所定の関数に基づいて算出し、各ゲイン設定部32A,32Bに設定することとすればよい。
このようにすることで、マップ上でゲイン設定部32A,32Bごとに個別ゲインとパラメータとを対応付けなくて済み、マップを簡易にすることができる。
The parameter control unit 37 calculates an applied voltage corresponding to the individual gain associated with the total gain input to the gain input unit 33 for each of the gain setting units 32A and 32B based on a predetermined function. What is necessary is just to set to each gain setting part 32A, 32B.
By doing in this way, it is not necessary to associate an individual gain and a parameter for each gain setting unit 32A, 32B on the map, and the map can be simplified.

また、第2変形例としては、パラメータ制御部37が、入力装置9に入力された走査速度とスキャナ13の現在の走査速度との比率に応じて、ハイブリッドディテクタ31に設定するトータルゲインを変更することとしてもよい。   As a second modification, the parameter control unit 37 changes the total gain set in the hybrid detector 31 in accordance with the ratio between the scanning speed input to the input device 9 and the current scanning speed of the scanner 13. It is good as well.

この場合、パラメータ制御部37は、入力装置9に入力された走査速度とスキャナ13の現在の走査速度との比率の結果、スキャナ13の走査速度が遅くなる場合は、ゲイン入力部33に入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに対応付けられている各個別ゲインをマップから読み出し、読み出した個別ゲインに対応する印加電圧を各ゲイン設定部32A,32Bに設定することとすればよい。   In this case, the parameter control unit 37 is input to the gain input unit 33 when the scanning speed of the scanner 13 becomes slow as a result of the ratio between the scanning speed input to the input device 9 and the current scanning speed of the scanner 13. Each individual gain associated with a total gain smaller than the total gain may be read from the map, and an applied voltage corresponding to the read individual gain may be set in each gain setting unit 32A, 32B.

このようにすることで、スキャナ13の走査速度が遅くなる場合において、ハイブリッドディテクタ31のトータルゲインを低減し、露光時間が長くなっても画像が飽和するのを防ぐことができる。   In this way, when the scanning speed of the scanner 13 becomes slow, the total gain of the hybrid detector 31 can be reduced, and the image can be prevented from being saturated even if the exposure time is long.

一方、パラメータ制御部37は、入力装置9に入力された走査速度とスキャナ13の現在の走査速度との比率の結果、スキャナ13の走査速度を速くなる場合は、ゲイン入力部33に入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに対応付けられている各個別ゲインをマップから読み出し、読み出した個別ゲインに対応する印加電圧を各ゲイン設定部32A,32Bに設定することとすればよい。   On the other hand, if the scanning speed of the scanner 13 is increased as a result of the ratio between the scanning speed input to the input device 9 and the current scanning speed of the scanner 13, the parameter control section 37 is input to the gain input section 33. Each individual gain associated with a total gain larger than the total gain may be read from the map, and an applied voltage corresponding to the read individual gain may be set in each gain setting unit 32A, 32B.

このようにすることで、スキャナ13の走査速度が速くなる場合において、ハイブリッドディテクタ31のトータルゲインを増大し、露光時間が短くなっても画像の輝度を確保することができる。   By doing so, when the scanning speed of the scanner 13 is increased, the total gain of the hybrid detector 31 is increased, and the brightness of the image can be ensured even if the exposure time is shortened.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡について説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡200は、図5に示すように、検出システム30が、情報記憶部35に代わる情報記憶部135と、演算部139とを備える点で第1実施形態と異なる。
以下、第1実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡100と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a scanning laser microscope according to the second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 5, the scanning laser microscope 200 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the detection system 30 includes an information storage unit 135 that replaces the information storage unit 35 and a calculation unit 139. .
In the following, portions having the same configuration as those of the scanning laser microscope 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

情報記憶部135は、光電面ゲイン設定部32AとADゲイン設定部32Bとの間の優先順位情報(情報1)、光電面ゲイン設定部32AおよびADゲイン設定部32Bがそれぞれ設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報(情報2)、および、光電面ゲイン設定部32AおよびADゲイン設定部32Bの個別ゲインと印加電圧(パラメータ)とを対応付ける関係式情報(情報3)を記憶するようになっている。   The information storage unit 135 includes priority information (information 1) between the photocathode gain setting unit 32A and the AD gain setting unit 32B, and individual gains that can be set by the photocathode gain setting unit 32A and the AD gain setting unit 32B. Settable range information (information 2) and relational expression information (information 3) for associating individual gains of the photocathode gain setting unit 32A and AD gain setting unit 32B with applied voltages (parameters) are stored. .

本実施形態においては、例えば、情報記憶部135には、以下に例示するような情報1,情報2および情報3が記憶されていることとする。
すなわち、情報1として、光電面ゲイン設定部32Aを優先して使用することが記憶されている。
情報2として、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインYの設定可能範囲:
10≦Y≦100 (印加電圧換算:300(V)≦X1≦400(V))
と、光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインYの設定可能範囲:
500≦Y≦1500 (印加電圧換算:−4000(V)≦X2≦−8500(V))
が記憶されている。ここで、a,b,cは定数、X1,X2は印加電圧(V)である。
In this embodiment, for example, the information storage unit 135 stores information 1, information 2, and information 3 as exemplified below.
That is, as information 1, it is stored that the photocathode gain setting unit 32A is used with priority.
As information 2, the settable range of the individual gain Y 1 of the AD gain setting unit 32B:
10 ≦ Y 1 ≦ 100 (applied voltage conversion: 300 (V) ≦ X1 ≦ 400 (V))
When, the individual gain Y 2 of the settable range of the photocathode gain setting unit 32A:
500 ≦ Y 2 ≦ 1500 (applied voltage conversion: −4000 (V) ≦ X2 ≦ −8500 (V))
Is remembered. Here, a, b, and c are constants, and X1 and X2 are applied voltages (V).

また、情報3として、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインYと印加電圧X1とを対応付けるADゲイン計算式:Y=aex1と、光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインYと印加電圧X2とを対応付ける光電面ゲイン計算式(関係式):Y=b(X2−c)とが記憶されている。
さらに、情報記憶部135にはトータルゲイン:Y=Y×Yが記憶されている。
Further, as the information 3, AD gain equation associating the individual gain Y 1 and applied voltage X1 of AD gain setting unit 32B: Y 1 = a ae x1, individual gain Y 2 and the applied voltage of the photocathode gain setting unit 32A X2 Are stored as follows: Y 2 = b (X2−c).
Further, the information storage unit 135 stores a total gain: Y 3 = Y 1 × Y 2 .

演算部139は、情報記憶部135に記憶されている優先順位情報(情報1)、設定可能範囲情報(情報2)および関係式情報(情報3)に基づいて、ゲイン入力部33により入力されたトータルゲインを満たすように光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインYとADゲイン設定部32Bの個別ゲインYを組み合わせるとともに、組み合わせた個別ゲインYの印加電圧X1と個別ゲインYに対応する印加電圧X2を算出するようになっている。 The calculation unit 139 is input by the gain input unit 33 based on the priority order information (information 1), the settable range information (information 2), and the relational expression information (information 3) stored in the information storage unit 135. together combine individual gain Y 1 individual gain Y 2 and AD gain setting section 32B of the photocathode gain setting unit 32A so as to satisfy the total gain, the applied voltage X1 of the combined individual gain Y 1 corresponding to the individual gain Y 2 The applied voltage X2 is calculated.

パラメータ制御部37は、演算部139により算出された印加電圧X1,X2を光電面ゲイン設定部32AおよびADゲイン設定部32Bに設定するようになっている。
ゲイン入力部33は、ユーザが入力したトータルゲインを演算部139に送るようになっている。
The parameter control unit 37 sets the applied voltages X1 and X2 calculated by the calculation unit 139 in the photocathode gain setting unit 32A and the AD gain setting unit 32B.
The gain input unit 33 is configured to send the total gain input by the user to the calculation unit 139.

このように構成された走査型レーザ顕微鏡200の作用について説明する。
検出システム30においては、演算部139により、ゲイン入力部33により入力されるトータルゲインYを満たすように、情報記憶部135に記憶されている情報1、情報2および情報3に基づいて、次のように光電面ゲイン設定部32AおよびADゲイン設定部32Bの印加電圧が算出される。
The operation of the scanning laser microscope 200 configured as described above will be described.
In the detection system 30, based on the information 1, information 2, and information 3 stored in the information storage unit 135 so as to satisfy the total gain Y 3 input by the gain input unit 33 by the calculation unit 139, Thus, the applied voltages of the photocathode gain setting unit 32A and the AD gain setting unit 32B are calculated.

すなわち上記の設定例では、演算部139により、光電面ゲイン設定部32Aが優先される。そして、例えば、ゲイン入力部33により入力されるトータルゲインYが15000よりも小さい場合は、演算部139により、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインYの最小値、すなわちY=10と、光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインY=Y/Y、すなわちY=Y/10とが組み合わせられる。 That is, in the above setting example, the photoelectron gain setting unit 32A is prioritized by the calculation unit 139. For example, when the total gain Y 3 input by the gain input unit 33 is smaller than 15000, the calculation unit 139 causes the minimum value of the individual gain Y 1 of the AD gain setting unit 32B, that is, Y 1 = 10, individual gain Y 2 = Y 3 / Y 1 photocathode gain setting unit 32A, i.e. are combined and Y 2 = Y 3/10.

次いで、演算部139により、光電面ゲイン計算式:Y=b(X2−c)の計算式から、光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインY=Y/10に対応する印加電圧X2、すなわちX2=(1/10b)+cが算出される。また、演算部139により、ADゲイン計算式:Y=aex1の計算式から、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインY=10に対応する印加電圧X1、すなわちX1=300が算出される。 Then, the arithmetic unit 139, the photocathode gain equation: Y 2 = b (X2- c) from the formula, the individual gain of the photocathode gain setting unit 32A Y 2 = Y 3/10 corresponding to the applied voltage X2, That is, X2 = (1 / 10b) + c is calculated. Also, the calculation unit 139 calculates an applied voltage X1 corresponding to the individual gain Y 1 = 10 of the AD gain setting unit 32B, that is, X1 = 300, from the AD gain calculation formula: Y 1 = ae x1 .

そして、パラメータ制御部37により、光電面ゲイン設定部32Aに印加電圧X2=(1/10b)+cが設定されるとともに、ADゲイン設定部32Bに印加電圧X1=300が設定される。   Then, the parameter control unit 37 sets the applied voltage X2 = (1 / 10b) + c in the photocathode gain setting unit 32A and sets the applied voltage X1 = 300 in the AD gain setting unit 32B.

一方、ゲイン入力部33により入力されるトータルゲインYが15000以上の場合は、演算部139により、光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインYの最大値、すなわちY=1500と、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインY=Y/Y、すなわちY=Y/1500とが組み合わせられる。 On the other hand, if the total gain Y 3 which is input by the gain input unit 33 is 15000 or more, the calculation unit 139, the maximum value of the individual gain Y 2 photocathode gain setting unit 32A, that is, Y 2 = 1500, AD gain individual gain Y 1 = Y 3 / Y 2 of the setting unit 32B, that is, combined with Y 1 = Y 3/1500.

次いで、演算部139により、光電面ゲイン計算式:Y=b(X2−c)の計算式から、光電面ゲイン設定部32Aの個別ゲインY=1500に対応する印加電圧X2=−8500が算出される。また、演算部139により、ADゲイン計算式:Y=aex1の計算式から、ADゲイン設定部32Bの個別ゲインY=Y/Yに対応する印加電圧X1、すなわちX1=log{Y3/(1500×a)}が算出される。 Next, the calculation unit 139 calculates the applied voltage X2 = −8500 corresponding to the individual gain Y 2 = 1500 of the photocathode gain setting unit 32A from the formula of the photocathode gain calculation formula: Y 2 = b (X2-c). Calculated. Further, the calculation unit 139 calculates the applied voltage X1 corresponding to the individual gain Y 1 = Y 3 / Y 2 of the AD gain setting unit 32B from the AD gain calculation formula: Y 1 = ae x1 , that is, X1 = log { Y3 / (1500 × a)} is calculated.

そして、パラメータ制御部37により、光電面ゲイン設定部32Aに印加電圧X2=−8500が設定されるとともに、ADゲイン設定部32Bに印加電圧X1=log{Y3/(1500×a)}が設定される。   Then, the parameter control unit 37 sets the applied voltage X2 = −8500 in the photocathode gain setting unit 32A, and sets the applied voltage X1 = log {Y3 / (1500 × a)} in the AD gain setting unit 32B. The

したがって、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡200によれば、予め、光電面ゲイン設定部32AとADゲイン設定部32Bの優先順位情報、これらのゲイン設定部32A,32Bごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報およびゲイン設定部32A,32Bごとの個別ゲインと印加電圧とを対応付ける関係式情報を情報記憶部135に記憶させておけば、ゲイン入力部33によりトータルゲインを入力するだけで、パラメータ制御部37により、所望の光電面ゲイン設定部32A(またはADゲイン設定部32B)を優先させてトータルゲインを満たす個別ゲインの組み合わせで、光電面ゲイン設定部32AおよびADゲイン設定部32Bに各個別ゲインに対応する印加電圧を設定することができる。
なお、本実施形態は、情報1として、光電面ゲイン設定部32Aを優先することとしたが、ADゲイン設定部32Bを優先することとしてもよい。また、情報2,3に設定した数値は例示であり、これに限定されるものではない。
Therefore, according to the scanning laser microscope 200 according to the present embodiment, priority order information of the photocathode gain setting unit 32A and AD gain setting unit 32B, and individual gains that can be set for each of these gain setting units 32A and 32B. If the information storage unit 135 stores relational expression information that associates the settable range information and the individual gains for each of the gain setting units 32A and 32B with the applied voltage, the total gain can be input by the gain input unit 33. The parameter control unit 37 gives priority to the desired photocathode gain setting unit 32A (or the AD gain setting unit 32B), and gives each photocathode gain setting unit 32A and AD gain setting unit 32B a combination of individual gains that satisfy the total gain. An applied voltage corresponding to the individual gain can be set.
In this embodiment, the photocathode gain setting unit 32A is given priority as the information 1, but the AD gain setting unit 32B may be given priority. Moreover, the numerical values set in the information 2 and 3 are examples, and are not limited thereto.

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。また、ゲイン設定部として、光電面ゲイン設定部32AおよびADゲイン設定部32Bを例示して説明したが、複数のゲイン設定部を備えることとすればよく、これに限定されるものではない。   As mentioned above, although each embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. . For example, the present invention is not limited to those applied to the above-described embodiments and modifications, and may be applied to embodiments that appropriately combine these embodiments and modifications, and is not particularly limited. Moreover, although the photocathode gain setting unit 32A and the AD gain setting unit 32B have been exemplified and described as the gain setting unit, the gain setting unit may be provided with a plurality of gain setting units, and is not limited thereto.

3 光源(光源)
5 画像生成部
7 制御装置(走査速度設定部)
9 入力装置(走査速度入力部)
13 スキャナ(走査部)
19 対物レンズ
32A 光電面ゲイン設定部(ゲイン設定部)
32B ADゲイン設定部(ゲイン設定部)
33 ゲイン入力部
35 情報記憶部(マップ記憶部)
37 パラメータ制御部
100,200 走査型レーザ顕微鏡
135 情報記憶部
139 演算部
S 標本
3 Light source
5 Image generation unit 7 Control device (scanning speed setting unit)
9 Input device (scanning speed input part)
13 Scanner (scanning unit)
19 Objective lens 32A Photocathode gain setting section (gain setting section)
32B AD gain setting part (gain setting part)
33 Gain input section 35 Information storage section (map storage section)
37 Parameter control unit 100, 200 Scanning laser microscope 135 Information storage unit 139 Calculation unit S Sample

Claims (6)

光源から発せられたレーザ光を標本上で2次元的に走査させる走査部と、
該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、
該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、
ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、
前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、
該ゲイン設定部ごとに前記個別ゲインと前記パラメータとが対応付けられ、これらゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、
前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡。
A scanning unit that two-dimensionally scans a sample with laser light emitted from a light source;
An objective lens that irradiates the sample with laser light scanned by the scanning unit;
In accordance with a total gain that depends on a plurality of parameters, a light detection unit that detects return light returning from the sample irradiated with laser light and outputs a light intensity signal corresponding to the brightness of the return light;
An image generation unit that converts the light intensity signal output from the light detection unit into luminance information for each pixel corresponding to the scanning position of the scanning unit, and generates an image of the sample;
A gain input unit for the user to input the desired total gain;
A plurality of gain setting units for setting individual gains of the respective parameters in the light detection unit;
A map in which the individual gain and the parameter are associated with each gain setting unit, and the individual gains of the gain setting units are associated with the total gain according to a predetermined priority between the gain setting units. A map storage unit for storing
The individual gain of each gain setting unit associated with the total gain input by the gain input unit is read from the map, and the parameter corresponding to the read individual gain is set in each gain setting unit. A scanning laser microscope comprising a parameter control unit.
光源から発せられたレーザ光を標本上で2次元的に走査させる走査部と、
該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、
該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、
ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、
前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定するゲイン設定部と、
これらのゲイン設定部間の所定の優先順位に従って該ゲイン設定部どうしの各前記個別ゲインが各前記トータルゲインに対応付けられたマップを記憶するマップ記憶部と、
前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインに対応付けられている各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを前記マップから読み出し、読み出した前記個別ゲインに対応する前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備え、
前記ゲイン設定部ごとに、前記個別ゲインと前記パラメータとが所定の関数に基づいて対応付けられている走査型レーザ顕微鏡。
A scanning unit that two-dimensionally scans a sample with laser light emitted from a light source;
An objective lens that irradiates the sample with laser light scanned by the scanning unit;
In accordance with a total gain that depends on a plurality of parameters, a light detection unit that detects return light returning from the sample irradiated with laser light and outputs a light intensity signal corresponding to the brightness of the return light;
An image generation unit that converts the light intensity signal output from the light detection unit into luminance information for each pixel corresponding to the scanning position of the scanning unit, and generates an image of the sample;
A gain input unit for the user to input the desired total gain;
A gain setting unit for setting an individual gain of each parameter in the light detection unit;
A map storage unit that stores a map in which each individual gain of the gain setting units is associated with each total gain according to a predetermined priority order between the gain setting units;
The individual gain of each gain setting unit associated with the total gain input by the gain input unit is read from the map, and the parameter corresponding to the read individual gain is set in each gain setting unit. A parameter control unit,
A scanning laser microscope in which the individual gain and the parameter are associated with each other based on a predetermined function for each gain setting unit.
ユーザが前記走査部の走査速度を入力する走査速度入力部と、
該走査速度入力部により入力された走査速度を前記走査部に設定する走査速度設定部とを備え、
前記パラメータ制御部が、前記走査速度入力部に入力された走査速度と前記走査部の現在の走査速度との比率に応じて、前記走査部の走査速度が遅くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも小さいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出し、前記走査部の走査速度を速くなる場合は、前記ゲイン入力部に入力されたトータルゲインよりも大きいトータルゲインに基づいて前記マップから各前記個別ゲインを読み出す請求項1または請求項2に記載の走査型レーザ顕微鏡。
A scanning speed input unit for a user to input a scanning speed of the scanning unit;
A scanning speed setting section for setting the scanning speed input by the scanning speed input section in the scanning section,
When the scanning speed of the scanning unit decreases according to the ratio of the scanning speed input to the scanning speed input unit and the current scanning speed of the scanning unit, the parameter control unit When each individual gain is read from the map based on a total gain smaller than the input total gain and the scanning speed of the scanning unit is increased, the total gain larger than the total gain input to the gain input unit The scanning laser microscope according to claim 1, wherein each individual gain is read out from the map based on the map.
光源から発せられたレーザ光を標本上で2次元的に走査させる走査部と、
該走査部により走査されたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
複数のパラメータに依存するトータルゲインに従い、レーザ光が照射された前記標本から戻る戻り光を検出してその戻り光の輝度に相当する光強度信号を出力する光検出部と、
該光検出部から出力された光強度信号を前記走査部の走査位置に対応する画素毎に輝度情報に変換して、前記標本の画像を生成する画像生成部と、
ユーザが所望の前記トータルゲインを入力するゲイン入力部と、
前記光検出部に各前記パラメータの個別ゲインを設定する複数のゲイン設定部と、
これらのゲイン設定部間の優先順位情報、前記ゲイン設定部ごとに設定可能な個別ゲインの設定可能範囲情報、および、前記ゲイン設定部ごとの前記個別ゲインと前記パラメータとを対応付ける関係式情報を記憶する情報記憶部と、
該情報記憶部に記憶されている前記優先順位情報、前記設定可能範囲情報および前記関係式情報に基づいて、前記ゲイン入力部により入力されたトータルゲインを満たすように各前記ゲイン設定部の前記個別ゲインを組み合わせ、組み合わせた個別ゲインに対応する前記パラメータを算出する演算部と、
該演算部により算出された前記パラメータを各前記ゲイン設定部に設定するパラメータ制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡。
A scanning unit that two-dimensionally scans a sample with laser light emitted from a light source;
An objective lens that irradiates the sample with laser light scanned by the scanning unit;
In accordance with a total gain that depends on a plurality of parameters, a light detection unit that detects return light returning from the sample irradiated with laser light and outputs a light intensity signal corresponding to the brightness of the return light;
An image generation unit that converts the light intensity signal output from the light detection unit into luminance information for each pixel corresponding to the scanning position of the scanning unit, and generates an image of the sample;
A gain input unit for the user to input the desired total gain;
A plurality of gain setting units for setting individual gains of the respective parameters in the light detection unit;
Priority information between these gain setting units, individual gain setting range information that can be set for each gain setting unit, and relational expression information that associates the individual gain and the parameter for each gain setting unit are stored An information storage unit to
Based on the priority order information, the settable range information, and the relational expression information stored in the information storage unit, the individual gain setting units of the individual gain setting units satisfy the total gain input by the gain input unit. A calculation unit for combining the gains and calculating the parameters corresponding to the combined individual gains;
A scanning laser microscope comprising: a parameter control unit configured to set the parameter calculated by the calculation unit in each gain setting unit.
前記所定の優先順位が、S/Nが高い前記ゲイン設定部を優先する請求項1から請求項4のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。   The scanning laser microscope according to claim 1, wherein the predetermined priority is given priority to the gain setting unit having a high S / N. 前記光検出部がハイブリッドディテクタであり、該ハイブリッドディテクタの光電面に印加する電圧と半導体素子に印加する電圧とをそれぞれ前記パラメータとする請求項1から請求項5のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。   6. The scanning laser according to claim 1, wherein the light detection unit is a hybrid detector, and a voltage applied to a photocathode of the hybrid detector and a voltage applied to a semiconductor element are respectively used as the parameters. microscope.
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