スペクトル検出器、顕微鏡システム
【課題】同時に多チャンネルで高分解能のスペクトル検出し、かつスペクトル検出器と情報処理装置との間につなぐ信号線の数をスペクトル検出器のＡ/Ｄ変換器の数より少なくした装置を提供する。
【解決手段】スペクトル検出器１０２に、光を導入する光入力部と、光入力部からの光を分光する分光素子１４と、分光素子１４により分光された光をスペクトル毎に検出しアナログ電気信号に変換する複数の受光素子と、サンプリング回路１６とを設ける。サンプリング回路１６は、複数の受光素子毎に接続され、接続されている受光素子からのアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複数のＡ/Ｄ変換器と、複数のＡ/Ｄ変換器の各々が出力する複数のデジタル電気信号の入力を受付け、受付けた複数のデジタル電気信号を順次選択しＡ/Ｄ変換器の数より少ない出力端子を介して情報処理装置１０３に出力する信号処理部とを有する。
【解決手段】スペクトル検出器１０２に、光を導入する光入力部と、光入力部からの光を分光する分光素子１４と、分光素子１４により分光された光をスペクトル毎に検出しアナログ電気信号に変換する複数の受光素子と、サンプリング回路１６とを設ける。サンプリング回路１６は、複数の受光素子毎に接続され、接続されている受光素子からのアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複数のＡ/Ｄ変換器と、複数のＡ/Ｄ変換器の各々が出力する複数のデジタル電気信号の入力を受付け、受付けた複数のデジタル電気信号を順次選択しＡ/Ｄ変換器の数より少ない出力端子を介して情報処理装置１０３に出力する信号処理部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡の技術に関し、特に試料から反射した光をスペクトル毎に検出する検出器の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザ走査顕微鏡の技術として、検出光を分光し複数の受光素子を持った光検出器でスペクトルを検出することが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１（図５参照）では、複数の受光素子を有するスペクトル検出器が受光素子毎に所定領域のスペクトルを検出する。
【０００３】
また、レーザ走査顕微鏡と、レーザ走査顕微鏡が検出したデータを利用して画像処理を行う情報処理装置とを有するシステムが知られている（特許文献１の図２）。特許文献１では、レーザ走査顕微鏡に設けられたスペクトル検出器が検出した光を電気信号に変換する。そして、スペクトル検出器は、８つの受光素子出力を加算してＡ/Ｄ変換後に、接続ケーブルを介して情報処理装置（パーソナルコンピュータ）に電気信号を出力する。情報処理装置は、接続ケーブルを介して電気信号を受付け、その電気信号を用いて画像処理を行なう。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のスペクトル検出器を利用して、検出されたスペクトルを分析しようとした場合、以下のような問題が生じる。すなわち、スペクトル検出器が検出したスペクトルのデータは、８つの受光素子の加算値を使用する為に分解能が低下し、同時に多チャンネル（多受光素子）で検出している効果を十分使えていない。
【０００６】
また、スペクトル検出器と情報処理装置との間をＡ/Ｄ変換器と同数の接続ケーブルで接続している。その結果、Ａ/Ｄ変換器の数が多くなるほど接続ケーブルの引き廻しが不便になる。なお、スペクトル検出器と情報処理装置とを離れた位置に配置する場合、さらに取り扱いが不便となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、同時に多数のチャンネル（受光素子＋Ａ/Ｄ変換器）で高分解能のスペクトル検出を実現し、更に、スペクトル検出器と情報処理装置との間につなぐ信号線の数をスペクトル検出器のＡ/Ｄ変換器の数より少なくした装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明のスペクトル検出器は、情報処理装置に接続されているスペクトル検出器であって、光を導入する光入力部と、前記光入力部から導入された光を分光する分光素子と、前記分光素子により分光された光をスペクトル毎に検出しアナログ電気信号に変換する複数の受光素子と、前記複数の受光素子毎に接続され、該接続されている前記受光素子からの前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複数のＡ/Ｄ変換器と、前記複数のＡ/Ｄ変換器の各々が出力する複数のデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けた複数のデジタル電気信号を順次選択して前記Ａ/Ｄ変換器の数より少ない出力端子を介して前記情報処理装置に出力する信号処理部と、を有する。
【０００９】
請求項２に係る発明のスペクトル検出器は、請求項１に記載のスペクトル検出器であって、前記信号処理部は、外部の装置が出力する制御信号の入力を受付け、前記受付けた制御信号にしたがい、前記複数のＡ/Ｄ変換器の中からデジタル電気信号の入力を受付けるＡ/Ｄ変換器を選択し、該選択したＡ/Ｄ変換器が出力するデジタル電気信号を受信し、該受信したデジタル電気信号を前記出力端子に出力することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明の顕微鏡システムは、請求項１〜２のいずれか一項に記載のスペクトル検出器と、照明光を標本に照射し、該標本から発せられた光を集光し観察する顕微鏡と、前記情報処理装置とを有する顕微鏡システムであって、前記スペクトル検出器と前記顕微鏡とは、ファイバケーブルにより接続されていて、前記顕微鏡は、前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を前記スペクトル検出器に伝送し、前記スペクトル検出器の光入力部は、前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を受付け、前記情報処理装置は、前記スペクトル検出器の出力端子に接続された信号線を介して接続され、前記スペクトル検出器が出力するデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けたデジタル電気信号を用いて画像処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、スペクトル検出器に設けられた信号処理部がそれぞれのＡ/Ｄ変換器が出力する複数のデジタル電気信号を前記Ａ/Ｄ変換器の数より少ない所定の数の出力端子を介して情報処理装置に出力するようにしている。そのため、本発明によれば、スペクトル検出器と情報処理装置との間につなぐ信号線の数を少なくすることができる。また、本発明では、スペクトル検出器の内部には、受光素子と同数のＡ/Ｄ変換器を設け、受光素子が検出した電気信号をデジタル信号に変化した上で情報処理装置に送信するようにしている。そのため、本発明では、同時に多数の受光素子の信号を得ることができ、高分解能のスペクトル検出が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
最初に、本発明の第１実施形態が適用された蛍光スペクトル検出に応用した顕微鏡システムの概略について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。図示するように、第１実施形態の顕微鏡システムは、レーザ走査顕微鏡１０１と、スペクトルディテクタ（スペクトル検出器）１０２と、コントローラ（情報処理装置）１０３と、を有する。第１実施形態の顕微鏡システムでは、多様化するアプリケーションに適するように、レーザ走査顕微鏡１０１、スペクトルディテクタ１０２、およびコントローラ１０３を各々異なるユニットで構成している。なお、コントローラ１０３には、モニタ２０が接続されている。
【００１５】
スペクトルディテクタ１０２およびコントローラ１０３は、配置に自由度を持たせるため、コネクタ付のケーブル１０４で接続されていて、必要な信号をこのケーブル１０４を介して通信している。レーザ走査顕微鏡１０１とコントローラ１０３とは、信号線２００により接続されていて、必要な信号をこの信号線２００を介して通信している。また、レーザ走査顕微鏡１０１とスペクトルディテクタ１０２との間は光ファイバー１２により接続されていて、レーザ走査顕微鏡１０１が集光した光は、光ファイバー１２を経由してスペクトルディテクタ１０２に導かれる。
【００１６】
レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を試料８の面上に照射し、その試料から発した光（蛍光）を集光し、集光した光を光ファイバー１２を介してスペクトルディテクタ１０２に伝送する。具体的には、レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を照射するレーザ１、レーザ１から照射された光を遮断あるいは通過させるためのシャッタ２、シャッタ２が開いた場合に光を伝送する光ファイバー３、レンズ４、1stダイクロイックミラー５、２次元走査手段６（例えば２つのガルバノミラースキャナ）、対物レンズ７、ステージ９、集光レンズ１０、およびピンホール１１を有する。
【００１７】
そして、レーザ１から射出されたレーザ光は、シャッタ２が開かれている場合に光ファイバー３でレンズ４に伝送される。光ファイバー３を経由して伝送された光は、レンズ４で平行光になり、1stダイクロイックミラー５で反射され２次元走査手段６に導かれる。２次元走査手段６は、コントローラ１０３のＸＹスキャナ駆動回路１９に制御されていて、ステージ９に搭載された標本８を対物レンズ７を介して点で照明する。なお、照明光は、２次元走査手段６によってＸ-Ｙ方向に２次元に走査される。対物レンズ７で点に照明された標本８からは、蛍光が発生し、戻り光として光路を逆行し、２次元走査手段６でデスキャニングされた後、１stダイクロイックミラー５を透過し、集光レンズ１０で集光されてピンホール１１を通過する。レーザ走査顕微鏡１０１で得られた蛍光は、光ファイバー１２を通じてスペクトルディテクタ１０２に導かれる。
【００１８】
スペクトルディテクタ１０２は、遮光を兼ねた筐体で囲まれていている。スペクトルディテクタ１０２は、光ファイバー１２を通過して導かれた蛍光を分光し、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換してコントローラ１０３に出力する。具体的には、スペクトルディテクタ１０２は、光ファイバー１２からの蛍光を平行光にするレンズ１３と、レンズ１３からの平行光を分光する分光素子（例えば回折格子、プリズムなど）１４と、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換して出力する光検出部１０５とを有する。
【００１９】
光検出部１０５は、マルチチャンネル光検出器１５および光信号サンプリング回路１６を有する。そして、分光素子が分光したスペクトル光は、マルチチャンネル光検出器１５に入射され、スペクトル光の回折幅とマルチチャンネル光検出器１５の検出チャンネルのピッチによる波長分解能で検出される。マルチチャンネル検出器１５からの各チャンネルの信号は光信号サンプリング回路１６でそれぞれ輝度を示すデータとしてサンプリングされる。サンプリングされた輝度を示すデータは、デジタルデータに変換された上でケーブル１０４ａを介してコントローラ１０３の画像処理回路１７に転送される。
【００２０】
コントローラ１０３は、本システム全体の動作を制御する装置である。具体的には、コントローラ１０３は、画像処理回路１７および装置制御回路１８を有する画像処理部１０６と、ＸＹスキャナ駆動回路１９と、を有する。
【００２１】
装置制御回路１８は、レーザ走査顕微鏡１０１、スペクトルディテクタ１０２、およびコントローラ１０３自身の動作を制御する。具体的には、装置制御回路１８は、スペクトルディテクタ１０２の光信号サンプリング回路１６に対してケーブル１０４ｂを介して輝度を示すデータのサンプリング周期を示す信号を送信する。また、装置制御回路１８は、ＸＹスキャナ駆動回路１９にレーザ走査顕微鏡１０２の２次元走査手段６の動作を制御させる。また、装置制御回路１８は、図示しないシャッタ制御回路を介してレーザ走査顕微鏡１０１のシャッタ２の開閉を制御する。
【００２２】
画像処理回路１７は、スペクトルディテクタ１０２が出力したデジタルデータの入力を受付け、受付けたデジタルデータに対する画像処理を行い、モニタ２０に画像を表示する。
【００２３】
続いて、上述したスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５、およびコントローラ１０３の画像処理部１０６の構成を詳細に説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態の光検出部１０５、および画像処理部１０６の構成を詳細に説明するための図である。なお、図２では、スペクトルディテクタ１０２のレンズ１３および分光素子１４と、コントローラ１０３のＸＹスキャナ駆動回路１９とを説明の便宜上省略している。
【００２５】
先ず、スペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５について説明する。光検出部１０５は、マルチチャンネル光検出器１５と、光信号サンプリング回路１６と、コネクタ３５とを有する。マルチチャンネル光検出器１５は、３２個の受光素子を有する。３２個の受光素子は、それぞれ異なる波長領域の光を検出するための検出チャンネルのピッチが設定されている。そして、マルチチャンネル光検出器１５は、分光されたスペクトルを３２個の受光素子のそれぞれに設定されているピッチによる波長分解能で検出し、輝度を示す電流に変換し、光信号サンプリング回路１６に出力する。なお、マルチチャンネル光検出器１５の受光素子には、例えば、光電子増倍管（Photomultiplier Tube）を用いることができる。また、本実施形態では、マルチチャンネル光検出器１５が３２個の受光素子を有する場合を説明するが、受光素子の数は、例示に過ぎない。
【００２６】
光信号サンプリング回路１６は、受光素子と同数のアナログ演算回路３１と、受光素子と同数のＡ/Ｄ変換素子３２と、マルチプレクサ３３と、バッファ３４と、を有する。また、光信号サンプリング回路１６は、データの入出力端子であるコネクタ３５に接続されている。
【００２７】
アナログ演算回路３１は、受光素子３１が出力する電流の入力を受付け、入力された電流に対して電流電圧変換および増幅処理を行い、アナログの電圧信号としてＡ/Ｄ変換素子３２に出力する。
【００２８】
Ａ/Ｄ変換素子３２は、レーザ走査顕微鏡１０１の２次元走査手段６の走査に同期したサンプリングクロックＳＣＬＫをコントローラ１０３の同期信号発生回路５２からケーブル１０４ｂを介して受信する。Ａ/Ｄ変換素子３２は、アナログ演算回路３１から出力されたアナログの電圧信号を上記の受信したサンプリングクロックＳＣＬＫでデジタルデータに変換する。なお、本実施形態では、アナログの電圧信号を１２ｂｉｔのデジタルデータに変換する場合を例に説明する。
【００２９】
Ａ/Ｄ変換素子３２は、変換した１２ｂｉｔのデジタルデータを１２本の信号線でマルチプレクサ３３に出力する。本実施形態では、３２個のＡ/Ｄ変換素子３２を設けているため、３８４（３２個×１２本）本の信号線によりデジタルデータがマルチプレクサ３３に出力される。このように、本実施形態では、受光素子３１と同数のアナログ演算回路３１およびＡ/Ｄ変換素子３２を設けている。そのため、３２個の受光素子が出力する輝度を示すデータ（電流）を同時にサンプリングすることが可能となる。
【００３０】
マルチプレクサ３３は、２次元走査手段６の走査に同期したサンプリングクロックＳＣＬＫより３８４（３２個×１２本）倍以上速い周波数の転送クロックＴＣＬＫをコントローラ１０３からケーブル１０４ｂを介して受信する。マルチプレクサ３３は、３２個のＡ/Ｄ変換素子３２が各々出力する輝度を示すデジタルデータの入力を上記受信した転送クロックＴＣＬＫに同期して順次受付ける。すなわち、マルチプレクサ３３は、３２個の輝度を示すデジタルデータを受付ける。そして、マルチプレクサ３３は、受付けた３２個の輝度を示すデジタルデータを時系列にシリアルデータ通信し、１つの信号ラインとしてコネクタ３５から出力する。
【００３１】
なお、転送クロックＴＣＬＫをサンプリングクロックＳＣＬＫよりも３８４（３２個×１２本）倍以上速い周波数にしたのは、３８４（３２個×１２本）本の信号線で出力される３２個の輝度を示すデータを次のサンプリングまでの間に全て時系列にシリアル転送するためである。
【００３２】
このように、マルチプレクサ３３に入力された複数の輝度を示すデジタルデータを１つの信号ラインで出力するようにすれば、３２個の受光素子が各々検出した３２個の輝度を示す信号を１本のケーブル１０４ａにより出力することが可能となる。
【００３３】
続いて、コントローラ１０３の画像処理部１０６の構成を詳細に説明する。画像処理部１０６は、画像処理回路１７および装置制御回路１８を有する。画像処理回路１７は、スペクトルディテクタ１０２が出力したデジタルデータを格納するバッファ４１と、デジタルデータをアナログデータに変換するＤ/Ａ変換器４２と、モニタ２０に表示する画像を描画するためのフレームメモリ４３と、画像処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）４４と、を有する。また、装置制御回路１８は、サンプリングクロックＳＣＬＫ、転送クロックＴＣＬＫ等の同期信号を生成する同期信号発生回路５２と、コントローラ１０３の動作を制御するＣＰＵ５１とを有する。
【００３４】
そして、画像処理回路１７のＣＰＵ４４は、同期信号発生回路５２から転送クロックＴＣＬＫを取得する。ＣＰＵ４４は、スペクトルディテクタ１０２が出力した輝度を示すデジタルデータを、バッファ４１を介し上記転送クロックＴＣＬＫに同期してフレームメモリ４３に一時記録する。ＣＰＵ４４は、これらの輝度を示すデジタルデータを目的に応じて、Ｄ/Ａ変換器４２を通じてモニタ２０に画像データとして表示したり、演算処理を行いグラフや表に表を作成したり、また、コンピュータ（不図示）などにデータを転送したりする。
【００３５】
また、装置制御回路１８の同期信号発生回路５２は、サンプリングクロックＳＣＬＫを生成し、生成したサンプリングクロックＳＣＬＫをＸＹスキャナ駆動回路１９（図１参照）と、スペクトルディテクタ１０２のＡ/Ｄ変換素子３３とに出力する。また、同期信号発生回路５２は、生成したサンプリングクロックＳＣＬＫを用いて所定の周波数（例えば、サンプリングクロックＳＣＬＫの３８４倍の周波数）の転送クロックＴＣＬＫを生成する。同期信号発生回路５２は、生成した転送クロックＴＣＬＫを画像処理回路１７およびスペクトルディテクタ１０２のマルチプレクサ３３に出力する。
【００３６】
このように本実施形態のスペクトルディテクタ１０２は、複数の受光素子を有する光検出部１０５にＡ/Ｄ変換素子３２およびマルチプレクサ３３を設け、それぞれの受光素子が検出した複数個の輝度データを１本のシリアル信号に変換して出力するようにしている。
【００３７】
そのため、本実施形態によれば、スペクトルディテクタ１０２から画像処理を行うコントローラ１００に１本のケーブルでデータを送信することが可能になる。その結果、本実施形態によれば顕微鏡システムの機器の配置の自由度を高め、かつ設置を容易にすることが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、スペクトルディテクタ１０２から送られる輝度を示すデータは、デジタルデータである。そのため、スペクトルディテクタ１０２から送信されるデータが劣化する可能性を低減することができる。
【００３９】
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４０】
本発明の第２実施形態は、第１実施形態のスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５の光信号サンプリング回路１６の構成を変形したものである。具体的には、第２実施形態は、輝度を示すデジタルデータを転送する速度に制限がある場合を考慮して、マルチプレクサの数と出力ポート数を増やすようにしたものである。なお、第２実施形態は、第１実施形態と光信号サンプリング回路１６の構成が異なる以外は同様の構成を有している。第２実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を用いることとする。また、第２実施形態の説明では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４１】
図３は、本発明の第２実施形態のスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５の光信号サンプリング回路１６を説明するための図である。なお、図３では、スペクトルディテクタ１０２のレンズ１３および分光素子１４は、説明の便宜上省略している。
【００４２】
図示するように、第２実施形態の光信号サンプリング回路１６は、第１実施形態と同様の構成のマルチプレクサ３３およびバッファ３４の組を２組設けるようにしている。そして、１つのマルチプレクサ３３に１６個のＡ/Ｄ変換素子３２を割り当てるようにしている。各マルチプレクサ３３は、１６個のＡ/Ｄ変換素子３２が出力する１６個の輝度を示すデジタルデータを受付けて、そのデジタルデータをシリアルデータに変換し、１つの信号ラインとしてコネクタ３５から出力する。その結果、第２実施形態では、スペクトルディテクタ１０２から２本のケーブル１０４ａで輝度を示すデジタルデータをコントローラ１０３に出力することができる。
【００４３】
このように第２実施形態によれば、輝度を示すデジタルデータをシリアル転送する速度に制限がある場合に、出力信号ライン数を２倍にすることで、転送速度を１/２に抑えることが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、マルチプレクサ３３にＡ/Ｄ変換素子３２が出力する輝度を示すデジタルデータを選択して転送させるようにしてもよい。
【００４５】
具体的には、コントローラ１０３の装置制御回路１８に、スペクトルディテクタ１０２に出力させる輝度を示すデータの「データ数」の設定を受付ける機能を設ける。装置制御回路１８は、設定された「データ数」によりマルチプレクサ３３に選択させるＡ/Ｄ変換素子３３を決定し、決定したＡ/Ｄ変換素子３３を示す制御信号を生成し、マルチプレクサ３３に出力する。マルチプレクサ３３は、制御信号により示されるＡ/Ｄ変換素子３２からのデータだけを選択して転送する。なお、装置制御回路１８は、出力させる「データ数」ではなく、出力させる受光素子のチャンネルを選択させ、その旨を示す制御信号を生成するようにしてもよい。また、制御信号は、コントローラ１０３以外の他の情報処理装置により生成し、スペクトルディテクタ１０２に出力するようにしてもよい。
【００４６】
このようにすることで、スペクトルディテクタ１０２から転送するデータ数を減らすことができる。
【００４７】
また、上記の実施形態では、マルチプレクサ３３は、受付けた複数のデジタルデータを１本のシリアル信号に変換して出力する場合を例にしたが、マルチプレクサ３３が出力する信号の本数については、特に限定しない。受光素子の数より少ない本数であればよい。例えば、デジタルデータを転送する速度に制限がある場合、輝度データのｂｉｔ数（ここでは１２本）にしてもよい。この場合、コントローラ１０３の同期信号発生回路５２が出力する転送クロックＴＳＬＫを、サンプリングクロックＳＣＬＫよりも３２倍以上速い周波数で設定する。そして、マルチプレクサ３３は、３２個の輝度データを次のサンプリングまでの間に全て転送するため、サンプリングクロックＳＣＬＫよりも３２倍以上速い周波数の転送クロックＴＣＬＫに同期し、輝度を示すデジタルデータを順じ切り替えて出力する。すなわち、マルチプレクサ３３は、順次に輝度を示すデジタルデータを受付ける一のＡ/Ｄ変換素子３２を選択し、選択したＡ/Ｄ変換素子３２から１２本の信号線により出力される輝度データを受付け、１２本のケーブル１０４ａを介して出力する。このように構成しても、３２個の受光素子が検出した輝度信号を１２本のケーブル１０４ａにより出力することが可能となり、コントローラ１０３に接続するケーブルの数を削減できる。
【００４８】
また、光信号サンプリング回路１６の中に任意の輝度を示すデータを平均化する処理を行う回路を設け、コントローラ１０３に転送するデータ数を減らすようにしてもよい。また、スペクトルディテクタ１０２を小型化するために、アナログ演算回路３１、Ａ/Ｄ変換素子３２、マルチプレクサ３３、バッファ３４を１つのボードに実装するようにしてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態では、マルチチャンネル光検出器１５を使用した走査顕微鏡システムについて説明したが、特にこれに限定するものではない。例えば、スペクトルディテクタ１０２に代えて、シングルディテクタをＮチャンネル搭載したＮチャンネルディテクタを用いるようにしてもよい。ここで、図４に本実施形態に適用するシングルディテクタを複数チャンネル搭載したＮチャンネルディテクタ３００を示す。図示するように、Ｎチャンネルディテクタ３００には、通常のシングルディテクタ３０１ａ〜ｎがＮチャンネル設けられている。なお、光信号サンプリング回路１６の構成は、上述したものと同じである。そして、このように構成した場合も、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の光検出部１０５、および画像処理部１０６の構成を詳細に説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態のスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５の光信号サンプリング回路１６を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に適用するＮチャンネルディテクタ３００の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…レーザ、２…シャッタ、３…光ファイバー、４…レンズ、５…1stダイクロイックミラー、６…２次元走査手段、７…対物レンズ、８…標本、９…ステージ、１０…集光レンズ、１１…ピンホール、１２…光ファイバー、１３…レンズ、１４…分光素子、１５…マルチチャンネル光検出器、１６…光信号サンプリング回路、１７…画像処理回路、１８…装置制御回路、１９…ＸＹスキャナ駆動回路、２０…モニタ、３１…アナログ演算回路、３２…Ａ/Ｄ変換素子、３３…マルチプレクサ、３４…バッファ、３５…コネクタ、４１…バッファ、４２…Ｄ/Ａ変換器、４３…フレームメモリ、４４…ＣＰＵ、５１…ＣＰＵ、５２…同期信号発生回路、１０１…レーザ走査顕微鏡、１０２…スペクトルディテクタ、１０３…コントローラ、１０４…ケーブル、１０５…光検出部、１０６…画像処理部、２００…信号線、３００…Ｎチャンネルディテクタ３００、３０１…シングルディテクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡の技術に関し、特に試料から反射した光をスペクトル毎に検出する検出器の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザ走査顕微鏡の技術として、検出光を分光し複数の受光素子を持った光検出器でスペクトルを検出することが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１（図５参照）では、複数の受光素子を有するスペクトル検出器が受光素子毎に所定領域のスペクトルを検出する。
【０００３】
また、レーザ走査顕微鏡と、レーザ走査顕微鏡が検出したデータを利用して画像処理を行う情報処理装置とを有するシステムが知られている（特許文献１の図２）。特許文献１では、レーザ走査顕微鏡に設けられたスペクトル検出器が検出した光を電気信号に変換する。そして、スペクトル検出器は、８つの受光素子出力を加算してＡ/Ｄ変換後に、接続ケーブルを介して情報処理装置（パーソナルコンピュータ）に電気信号を出力する。情報処理装置は、接続ケーブルを介して電気信号を受付け、その電気信号を用いて画像処理を行なう。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のスペクトル検出器を利用して、検出されたスペクトルを分析しようとした場合、以下のような問題が生じる。すなわち、スペクトル検出器が検出したスペクトルのデータは、８つの受光素子の加算値を使用する為に分解能が低下し、同時に多チャンネル（多受光素子）で検出している効果を十分使えていない。
【０００６】
また、スペクトル検出器と情報処理装置との間をＡ/Ｄ変換器と同数の接続ケーブルで接続している。その結果、Ａ/Ｄ変換器の数が多くなるほど接続ケーブルの引き廻しが不便になる。なお、スペクトル検出器と情報処理装置とを離れた位置に配置する場合、さらに取り扱いが不便となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、同時に多数のチャンネル（受光素子＋Ａ/Ｄ変換器）で高分解能のスペクトル検出を実現し、更に、スペクトル検出器と情報処理装置との間につなぐ信号線の数をスペクトル検出器のＡ/Ｄ変換器の数より少なくした装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明のスペクトル検出器は、情報処理装置に接続されているスペクトル検出器であって、光を導入する光入力部と、前記光入力部から導入された光を分光する分光素子と、前記分光素子により分光された光をスペクトル毎に検出しアナログ電気信号に変換する複数の受光素子と、前記複数の受光素子毎に接続され、該接続されている前記受光素子からの前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複数のＡ/Ｄ変換器と、前記複数のＡ/Ｄ変換器の各々が出力する複数のデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けた複数のデジタル電気信号を順次選択して前記Ａ/Ｄ変換器の数より少ない出力端子を介して前記情報処理装置に出力する信号処理部と、を有する。
【０００９】
請求項２に係る発明のスペクトル検出器は、請求項１に記載のスペクトル検出器であって、前記信号処理部は、外部の装置が出力する制御信号の入力を受付け、前記受付けた制御信号にしたがい、前記複数のＡ/Ｄ変換器の中からデジタル電気信号の入力を受付けるＡ/Ｄ変換器を選択し、該選択したＡ/Ｄ変換器が出力するデジタル電気信号を受信し、該受信したデジタル電気信号を前記出力端子に出力することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明の顕微鏡システムは、請求項１〜２のいずれか一項に記載のスペクトル検出器と、照明光を標本に照射し、該標本から発せられた光を集光し観察する顕微鏡と、前記情報処理装置とを有する顕微鏡システムであって、前記スペクトル検出器と前記顕微鏡とは、ファイバケーブルにより接続されていて、前記顕微鏡は、前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を前記スペクトル検出器に伝送し、前記スペクトル検出器の光入力部は、前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を受付け、前記情報処理装置は、前記スペクトル検出器の出力端子に接続された信号線を介して接続され、前記スペクトル検出器が出力するデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けたデジタル電気信号を用いて画像処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、スペクトル検出器に設けられた信号処理部がそれぞれのＡ/Ｄ変換器が出力する複数のデジタル電気信号を前記Ａ/Ｄ変換器の数より少ない所定の数の出力端子を介して情報処理装置に出力するようにしている。そのため、本発明によれば、スペクトル検出器と情報処理装置との間につなぐ信号線の数を少なくすることができる。また、本発明では、スペクトル検出器の内部には、受光素子と同数のＡ/Ｄ変換器を設け、受光素子が検出した電気信号をデジタル信号に変化した上で情報処理装置に送信するようにしている。そのため、本発明では、同時に多数の受光素子の信号を得ることができ、高分解能のスペクトル検出が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
最初に、本発明の第１実施形態が適用された蛍光スペクトル検出に応用した顕微鏡システムの概略について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。図示するように、第１実施形態の顕微鏡システムは、レーザ走査顕微鏡１０１と、スペクトルディテクタ（スペクトル検出器）１０２と、コントローラ（情報処理装置）１０３と、を有する。第１実施形態の顕微鏡システムでは、多様化するアプリケーションに適するように、レーザ走査顕微鏡１０１、スペクトルディテクタ１０２、およびコントローラ１０３を各々異なるユニットで構成している。なお、コントローラ１０３には、モニタ２０が接続されている。
【００１５】
スペクトルディテクタ１０２およびコントローラ１０３は、配置に自由度を持たせるため、コネクタ付のケーブル１０４で接続されていて、必要な信号をこのケーブル１０４を介して通信している。レーザ走査顕微鏡１０１とコントローラ１０３とは、信号線２００により接続されていて、必要な信号をこの信号線２００を介して通信している。また、レーザ走査顕微鏡１０１とスペクトルディテクタ１０２との間は光ファイバー１２により接続されていて、レーザ走査顕微鏡１０１が集光した光は、光ファイバー１２を経由してスペクトルディテクタ１０２に導かれる。
【００１６】
レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を試料８の面上に照射し、その試料から発した光（蛍光）を集光し、集光した光を光ファイバー１２を介してスペクトルディテクタ１０２に伝送する。具体的には、レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を照射するレーザ１、レーザ１から照射された光を遮断あるいは通過させるためのシャッタ２、シャッタ２が開いた場合に光を伝送する光ファイバー３、レンズ４、1stダイクロイックミラー５、２次元走査手段６（例えば２つのガルバノミラースキャナ）、対物レンズ７、ステージ９、集光レンズ１０、およびピンホール１１を有する。
【００１７】
そして、レーザ１から射出されたレーザ光は、シャッタ２が開かれている場合に光ファイバー３でレンズ４に伝送される。光ファイバー３を経由して伝送された光は、レンズ４で平行光になり、1stダイクロイックミラー５で反射され２次元走査手段６に導かれる。２次元走査手段６は、コントローラ１０３のＸＹスキャナ駆動回路１９に制御されていて、ステージ９に搭載された標本８を対物レンズ７を介して点で照明する。なお、照明光は、２次元走査手段６によってＸ-Ｙ方向に２次元に走査される。対物レンズ７で点に照明された標本８からは、蛍光が発生し、戻り光として光路を逆行し、２次元走査手段６でデスキャニングされた後、１stダイクロイックミラー５を透過し、集光レンズ１０で集光されてピンホール１１を通過する。レーザ走査顕微鏡１０１で得られた蛍光は、光ファイバー１２を通じてスペクトルディテクタ１０２に導かれる。
【００１８】
スペクトルディテクタ１０２は、遮光を兼ねた筐体で囲まれていている。スペクトルディテクタ１０２は、光ファイバー１２を通過して導かれた蛍光を分光し、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換してコントローラ１０３に出力する。具体的には、スペクトルディテクタ１０２は、光ファイバー１２からの蛍光を平行光にするレンズ１３と、レンズ１３からの平行光を分光する分光素子（例えば回折格子、プリズムなど）１４と、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換して出力する光検出部１０５とを有する。
【００１９】
光検出部１０５は、マルチチャンネル光検出器１５および光信号サンプリング回路１６を有する。そして、分光素子が分光したスペクトル光は、マルチチャンネル光検出器１５に入射され、スペクトル光の回折幅とマルチチャンネル光検出器１５の検出チャンネルのピッチによる波長分解能で検出される。マルチチャンネル検出器１５からの各チャンネルの信号は光信号サンプリング回路１６でそれぞれ輝度を示すデータとしてサンプリングされる。サンプリングされた輝度を示すデータは、デジタルデータに変換された上でケーブル１０４ａを介してコントローラ１０３の画像処理回路１７に転送される。
【００２０】
コントローラ１０３は、本システム全体の動作を制御する装置である。具体的には、コントローラ１０３は、画像処理回路１７および装置制御回路１８を有する画像処理部１０６と、ＸＹスキャナ駆動回路１９と、を有する。
【００２１】
装置制御回路１８は、レーザ走査顕微鏡１０１、スペクトルディテクタ１０２、およびコントローラ１０３自身の動作を制御する。具体的には、装置制御回路１８は、スペクトルディテクタ１０２の光信号サンプリング回路１６に対してケーブル１０４ｂを介して輝度を示すデータのサンプリング周期を示す信号を送信する。また、装置制御回路１８は、ＸＹスキャナ駆動回路１９にレーザ走査顕微鏡１０２の２次元走査手段６の動作を制御させる。また、装置制御回路１８は、図示しないシャッタ制御回路を介してレーザ走査顕微鏡１０１のシャッタ２の開閉を制御する。
【００２２】
画像処理回路１７は、スペクトルディテクタ１０２が出力したデジタルデータの入力を受付け、受付けたデジタルデータに対する画像処理を行い、モニタ２０に画像を表示する。
【００２３】
続いて、上述したスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５、およびコントローラ１０３の画像処理部１０６の構成を詳細に説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態の光検出部１０５、および画像処理部１０６の構成を詳細に説明するための図である。なお、図２では、スペクトルディテクタ１０２のレンズ１３および分光素子１４と、コントローラ１０３のＸＹスキャナ駆動回路１９とを説明の便宜上省略している。
【００２５】
先ず、スペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５について説明する。光検出部１０５は、マルチチャンネル光検出器１５と、光信号サンプリング回路１６と、コネクタ３５とを有する。マルチチャンネル光検出器１５は、３２個の受光素子を有する。３２個の受光素子は、それぞれ異なる波長領域の光を検出するための検出チャンネルのピッチが設定されている。そして、マルチチャンネル光検出器１５は、分光されたスペクトルを３２個の受光素子のそれぞれに設定されているピッチによる波長分解能で検出し、輝度を示す電流に変換し、光信号サンプリング回路１６に出力する。なお、マルチチャンネル光検出器１５の受光素子には、例えば、光電子増倍管（Photomultiplier Tube）を用いることができる。また、本実施形態では、マルチチャンネル光検出器１５が３２個の受光素子を有する場合を説明するが、受光素子の数は、例示に過ぎない。
【００２６】
光信号サンプリング回路１６は、受光素子と同数のアナログ演算回路３１と、受光素子と同数のＡ/Ｄ変換素子３２と、マルチプレクサ３３と、バッファ３４と、を有する。また、光信号サンプリング回路１６は、データの入出力端子であるコネクタ３５に接続されている。
【００２７】
アナログ演算回路３１は、受光素子３１が出力する電流の入力を受付け、入力された電流に対して電流電圧変換および増幅処理を行い、アナログの電圧信号としてＡ/Ｄ変換素子３２に出力する。
【００２８】
Ａ/Ｄ変換素子３２は、レーザ走査顕微鏡１０１の２次元走査手段６の走査に同期したサンプリングクロックＳＣＬＫをコントローラ１０３の同期信号発生回路５２からケーブル１０４ｂを介して受信する。Ａ/Ｄ変換素子３２は、アナログ演算回路３１から出力されたアナログの電圧信号を上記の受信したサンプリングクロックＳＣＬＫでデジタルデータに変換する。なお、本実施形態では、アナログの電圧信号を１２ｂｉｔのデジタルデータに変換する場合を例に説明する。
【００２９】
Ａ/Ｄ変換素子３２は、変換した１２ｂｉｔのデジタルデータを１２本の信号線でマルチプレクサ３３に出力する。本実施形態では、３２個のＡ/Ｄ変換素子３２を設けているため、３８４（３２個×１２本）本の信号線によりデジタルデータがマルチプレクサ３３に出力される。このように、本実施形態では、受光素子３１と同数のアナログ演算回路３１およびＡ/Ｄ変換素子３２を設けている。そのため、３２個の受光素子が出力する輝度を示すデータ（電流）を同時にサンプリングすることが可能となる。
【００３０】
マルチプレクサ３３は、２次元走査手段６の走査に同期したサンプリングクロックＳＣＬＫより３８４（３２個×１２本）倍以上速い周波数の転送クロックＴＣＬＫをコントローラ１０３からケーブル１０４ｂを介して受信する。マルチプレクサ３３は、３２個のＡ/Ｄ変換素子３２が各々出力する輝度を示すデジタルデータの入力を上記受信した転送クロックＴＣＬＫに同期して順次受付ける。すなわち、マルチプレクサ３３は、３２個の輝度を示すデジタルデータを受付ける。そして、マルチプレクサ３３は、受付けた３２個の輝度を示すデジタルデータを時系列にシリアルデータ通信し、１つの信号ラインとしてコネクタ３５から出力する。
【００３１】
なお、転送クロックＴＣＬＫをサンプリングクロックＳＣＬＫよりも３８４（３２個×１２本）倍以上速い周波数にしたのは、３８４（３２個×１２本）本の信号線で出力される３２個の輝度を示すデータを次のサンプリングまでの間に全て時系列にシリアル転送するためである。
【００３２】
このように、マルチプレクサ３３に入力された複数の輝度を示すデジタルデータを１つの信号ラインで出力するようにすれば、３２個の受光素子が各々検出した３２個の輝度を示す信号を１本のケーブル１０４ａにより出力することが可能となる。
【００３３】
続いて、コントローラ１０３の画像処理部１０６の構成を詳細に説明する。画像処理部１０６は、画像処理回路１７および装置制御回路１８を有する。画像処理回路１７は、スペクトルディテクタ１０２が出力したデジタルデータを格納するバッファ４１と、デジタルデータをアナログデータに変換するＤ/Ａ変換器４２と、モニタ２０に表示する画像を描画するためのフレームメモリ４３と、画像処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）４４と、を有する。また、装置制御回路１８は、サンプリングクロックＳＣＬＫ、転送クロックＴＣＬＫ等の同期信号を生成する同期信号発生回路５２と、コントローラ１０３の動作を制御するＣＰＵ５１とを有する。
【００３４】
そして、画像処理回路１７のＣＰＵ４４は、同期信号発生回路５２から転送クロックＴＣＬＫを取得する。ＣＰＵ４４は、スペクトルディテクタ１０２が出力した輝度を示すデジタルデータを、バッファ４１を介し上記転送クロックＴＣＬＫに同期してフレームメモリ４３に一時記録する。ＣＰＵ４４は、これらの輝度を示すデジタルデータを目的に応じて、Ｄ/Ａ変換器４２を通じてモニタ２０に画像データとして表示したり、演算処理を行いグラフや表に表を作成したり、また、コンピュータ（不図示）などにデータを転送したりする。
【００３５】
また、装置制御回路１８の同期信号発生回路５２は、サンプリングクロックＳＣＬＫを生成し、生成したサンプリングクロックＳＣＬＫをＸＹスキャナ駆動回路１９（図１参照）と、スペクトルディテクタ１０２のＡ/Ｄ変換素子３３とに出力する。また、同期信号発生回路５２は、生成したサンプリングクロックＳＣＬＫを用いて所定の周波数（例えば、サンプリングクロックＳＣＬＫの３８４倍の周波数）の転送クロックＴＣＬＫを生成する。同期信号発生回路５２は、生成した転送クロックＴＣＬＫを画像処理回路１７およびスペクトルディテクタ１０２のマルチプレクサ３３に出力する。
【００３６】
このように本実施形態のスペクトルディテクタ１０２は、複数の受光素子を有する光検出部１０５にＡ/Ｄ変換素子３２およびマルチプレクサ３３を設け、それぞれの受光素子が検出した複数個の輝度データを１本のシリアル信号に変換して出力するようにしている。
【００３７】
そのため、本実施形態によれば、スペクトルディテクタ１０２から画像処理を行うコントローラ１００に１本のケーブルでデータを送信することが可能になる。その結果、本実施形態によれば顕微鏡システムの機器の配置の自由度を高め、かつ設置を容易にすることが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、スペクトルディテクタ１０２から送られる輝度を示すデータは、デジタルデータである。そのため、スペクトルディテクタ１０２から送信されるデータが劣化する可能性を低減することができる。
【００３９】
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４０】
本発明の第２実施形態は、第１実施形態のスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５の光信号サンプリング回路１６の構成を変形したものである。具体的には、第２実施形態は、輝度を示すデジタルデータを転送する速度に制限がある場合を考慮して、マルチプレクサの数と出力ポート数を増やすようにしたものである。なお、第２実施形態は、第１実施形態と光信号サンプリング回路１６の構成が異なる以外は同様の構成を有している。第２実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を用いることとする。また、第２実施形態の説明では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４１】
図３は、本発明の第２実施形態のスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５の光信号サンプリング回路１６を説明するための図である。なお、図３では、スペクトルディテクタ１０２のレンズ１３および分光素子１４は、説明の便宜上省略している。
【００４２】
図示するように、第２実施形態の光信号サンプリング回路１６は、第１実施形態と同様の構成のマルチプレクサ３３およびバッファ３４の組を２組設けるようにしている。そして、１つのマルチプレクサ３３に１６個のＡ/Ｄ変換素子３２を割り当てるようにしている。各マルチプレクサ３３は、１６個のＡ/Ｄ変換素子３２が出力する１６個の輝度を示すデジタルデータを受付けて、そのデジタルデータをシリアルデータに変換し、１つの信号ラインとしてコネクタ３５から出力する。その結果、第２実施形態では、スペクトルディテクタ１０２から２本のケーブル１０４ａで輝度を示すデジタルデータをコントローラ１０３に出力することができる。
【００４３】
このように第２実施形態によれば、輝度を示すデジタルデータをシリアル転送する速度に制限がある場合に、出力信号ライン数を２倍にすることで、転送速度を１/２に抑えることが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、マルチプレクサ３３にＡ/Ｄ変換素子３２が出力する輝度を示すデジタルデータを選択して転送させるようにしてもよい。
【００４５】
具体的には、コントローラ１０３の装置制御回路１８に、スペクトルディテクタ１０２に出力させる輝度を示すデータの「データ数」の設定を受付ける機能を設ける。装置制御回路１８は、設定された「データ数」によりマルチプレクサ３３に選択させるＡ/Ｄ変換素子３３を決定し、決定したＡ/Ｄ変換素子３３を示す制御信号を生成し、マルチプレクサ３３に出力する。マルチプレクサ３３は、制御信号により示されるＡ/Ｄ変換素子３２からのデータだけを選択して転送する。なお、装置制御回路１８は、出力させる「データ数」ではなく、出力させる受光素子のチャンネルを選択させ、その旨を示す制御信号を生成するようにしてもよい。また、制御信号は、コントローラ１０３以外の他の情報処理装置により生成し、スペクトルディテクタ１０２に出力するようにしてもよい。
【００４６】
このようにすることで、スペクトルディテクタ１０２から転送するデータ数を減らすことができる。
【００４７】
また、上記の実施形態では、マルチプレクサ３３は、受付けた複数のデジタルデータを１本のシリアル信号に変換して出力する場合を例にしたが、マルチプレクサ３３が出力する信号の本数については、特に限定しない。受光素子の数より少ない本数であればよい。例えば、デジタルデータを転送する速度に制限がある場合、輝度データのｂｉｔ数（ここでは１２本）にしてもよい。この場合、コントローラ１０３の同期信号発生回路５２が出力する転送クロックＴＳＬＫを、サンプリングクロックＳＣＬＫよりも３２倍以上速い周波数で設定する。そして、マルチプレクサ３３は、３２個の輝度データを次のサンプリングまでの間に全て転送するため、サンプリングクロックＳＣＬＫよりも３２倍以上速い周波数の転送クロックＴＣＬＫに同期し、輝度を示すデジタルデータを順じ切り替えて出力する。すなわち、マルチプレクサ３３は、順次に輝度を示すデジタルデータを受付ける一のＡ/Ｄ変換素子３２を選択し、選択したＡ/Ｄ変換素子３２から１２本の信号線により出力される輝度データを受付け、１２本のケーブル１０４ａを介して出力する。このように構成しても、３２個の受光素子が検出した輝度信号を１２本のケーブル１０４ａにより出力することが可能となり、コントローラ１０３に接続するケーブルの数を削減できる。
【００４８】
また、光信号サンプリング回路１６の中に任意の輝度を示すデータを平均化する処理を行う回路を設け、コントローラ１０３に転送するデータ数を減らすようにしてもよい。また、スペクトルディテクタ１０２を小型化するために、アナログ演算回路３１、Ａ/Ｄ変換素子３２、マルチプレクサ３３、バッファ３４を１つのボードに実装するようにしてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態では、マルチチャンネル光検出器１５を使用した走査顕微鏡システムについて説明したが、特にこれに限定するものではない。例えば、スペクトルディテクタ１０２に代えて、シングルディテクタをＮチャンネル搭載したＮチャンネルディテクタを用いるようにしてもよい。ここで、図４に本実施形態に適用するシングルディテクタを複数チャンネル搭載したＮチャンネルディテクタ３００を示す。図示するように、Ｎチャンネルディテクタ３００には、通常のシングルディテクタ３０１ａ〜ｎがＮチャンネル設けられている。なお、光信号サンプリング回路１６の構成は、上述したものと同じである。そして、このように構成した場合も、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の光検出部１０５、および画像処理部１０６の構成を詳細に説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態のスペクトルディテクタ１０２の光検出部１０５の光信号サンプリング回路１６を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に適用するＮチャンネルディテクタ３００の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…レーザ、２…シャッタ、３…光ファイバー、４…レンズ、５…1stダイクロイックミラー、６…２次元走査手段、７…対物レンズ、８…標本、９…ステージ、１０…集光レンズ、１１…ピンホール、１２…光ファイバー、１３…レンズ、１４…分光素子、１５…マルチチャンネル光検出器、１６…光信号サンプリング回路、１７…画像処理回路、１８…装置制御回路、１９…ＸＹスキャナ駆動回路、２０…モニタ、３１…アナログ演算回路、３２…Ａ/Ｄ変換素子、３３…マルチプレクサ、３４…バッファ、３５…コネクタ、４１…バッファ、４２…Ｄ/Ａ変換器、４３…フレームメモリ、４４…ＣＰＵ、５１…ＣＰＵ、５２…同期信号発生回路、１０１…レーザ走査顕微鏡、１０２…スペクトルディテクタ、１０３…コントローラ、１０４…ケーブル、１０５…光検出部、１０６…画像処理部、２００…信号線、３００…Ｎチャンネルディテクタ３００、３０１…シングルディテクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置に接続されているスペクトル検出器であって、
光を導入する光入力部と、
前記光入力部から導入された光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光をスペクトル毎に検出しアナログ電気信号に変換する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子毎に接続され、該接続されている前記受光素子からの前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複数のＡ/Ｄ変換器と、
前記複数のＡ/Ｄ変換器の各々が出力する複数のデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けた複数のデジタル電気信号を順次選択して前記Ａ/Ｄ変換器の数より少ない出力端子を介して前記情報処理装置に出力する信号処理部と、を有すること
を特徴とするスペクトル検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のスペクトル検出器であって、
前記信号処理部は、
外部の装置が出力する制御信号の入力を受付け、
前記受付けた制御信号にしたがい、前記複数のＡ/Ｄ変換器の中からデジタル電気信号の入力を受付けるＡ/Ｄ変換器を選択し、該選択したＡ/Ｄ変換器が出力するデジタル電気信号を受信し、該受信したデジタル電気信号を前記出力端子に出力すること
を特徴とするスペクトル検出器。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか一項に記載のスペクトル検出器と、照明光を標本に照射し、該標本から発せられた光を集光し観察する顕微鏡と、前記情報処理装置とを有する顕微鏡システムであって、
前記スペクトル検出器と前記顕微鏡とは、ファイバケーブルにより接続されていて、
前記顕微鏡は、
前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を前記スペクトル検出器に伝送し、
前記スペクトル検出器の光入力部は、前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を受付け、
前記情報処理装置は、
前記スペクトル検出器の出力端子に接続された信号線を介して接続され、
前記スペクトル検出器が出力するデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けたデジタル電気信号を用いて画像処理を行うこと
を特徴とする顕微鏡システム。
【請求項１】
情報処理装置に接続されているスペクトル検出器であって、
光を導入する光入力部と、
前記光入力部から導入された光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光をスペクトル毎に検出しアナログ電気信号に変換する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子毎に接続され、該接続されている前記受光素子からの前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複数のＡ/Ｄ変換器と、
前記複数のＡ/Ｄ変換器の各々が出力する複数のデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けた複数のデジタル電気信号を順次選択して前記Ａ/Ｄ変換器の数より少ない出力端子を介して前記情報処理装置に出力する信号処理部と、を有すること
を特徴とするスペクトル検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のスペクトル検出器であって、
前記信号処理部は、
外部の装置が出力する制御信号の入力を受付け、
前記受付けた制御信号にしたがい、前記複数のＡ/Ｄ変換器の中からデジタル電気信号の入力を受付けるＡ/Ｄ変換器を選択し、該選択したＡ/Ｄ変換器が出力するデジタル電気信号を受信し、該受信したデジタル電気信号を前記出力端子に出力すること
を特徴とするスペクトル検出器。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか一項に記載のスペクトル検出器と、照明光を標本に照射し、該標本から発せられた光を集光し観察する顕微鏡と、前記情報処理装置とを有する顕微鏡システムであって、
前記スペクトル検出器と前記顕微鏡とは、ファイバケーブルにより接続されていて、
前記顕微鏡は、
前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を前記スペクトル検出器に伝送し、
前記スペクトル検出器の光入力部は、前記ファイバケーブルを介して前記集光した光を受付け、
前記情報処理装置は、
前記スペクトル検出器の出力端子に接続された信号線を介して接続され、
前記スペクトル検出器が出力するデジタル電気信号の入力を受付け、該受付けたデジタル電気信号を用いて画像処理を行うこと
を特徴とする顕微鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１５３６９２（Ｐ２００６−１５３６９２Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４５６７４（Ｐ２００４−３４５６７４）
【出願日】平成１６年１１月３０日（２００４．１１．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月３０日（２００４．１１．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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