JPH11271220A - Measurement parameter determining method for scanning microscope - Google Patents

Measurement parameter determining method for scanning microscope

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JPH11271220A
JPH11271220A JP7550498A JP7550498A JPH11271220A JP H11271220 A JPH11271220 A JP H11271220A JP 7550498 A JP7550498 A JP 7550498A JP 7550498 A JP7550498 A JP 7550498A JP H11271220 A JPH11271220 A JP H11271220A
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JP
Japan
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sample
image data
offset
brightness
scanning microscope
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JP7550498A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Katsumata
政也 勝俣
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately determine measurement parameters by reducing the frequency of preliminary scanning, improving the measuring precision of a dynamic range and restricting the influence of noise. SOLUTION: An analog electric signal into which a reflected light, a fluorescent light or a transmitted light at the time when a laser light from a laser light source 1 is scanned to a specimen is photoelectrically transferred with a light receiving element 3 is converted into specimen image data via an offset computation part 4, an analog amplifier 5, and an A/D converter 6. Partial image data out of the specimen image data are extracted as samples by a sample extracting function 11 and the regular distribution of picture elements for brightness is derived from the sample groups by a regular distribution deriving function 12. The offset of the offset computation part 4 and the gain of the analog amplifier 5 are determined in accordance with a dynamic range of brightness obtained by the regular distribution by a measurement parameter determining function 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、標本のスキャン画
像である反射像、蛍光像又は透過像を受光素子で電気信
号に変換して試料画像を形成する走査型顕微鏡に関し、
特に試料画像の明るさを最適化する走査型顕微鏡の測定
パラメータ決定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning microscope which converts a reflection image, a fluorescence image or a transmission image, which is a scan image of a specimen, into an electric signal by a light receiving element to form a sample image.
In particular, the present invention relates to a method for determining measurement parameters of a scanning microscope that optimizes the brightness of a sample image.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような走査型顕微鏡では、先ず、試
料像を撮像する受光素子へ通じる光路上にシャッタを設
け、このシャッタを閉じて光を遮断した状態で受光素子
の出力に対するオフセットを決めている。
2. Description of the Related Art In such a scanning microscope, first, a shutter is provided on an optical path leading to a light-receiving element for picking up a sample image, and an offset to an output of the light-receiving element is determined in a state where the shutter is closed to block light. ing.

【0003】次に、シャッタを開いて試料像を1枚撮像
して受光素子の出力信号から試料像中の最大輝度値と最
小輝度値とを求め、ダイナミックレンジ(受光素子の出
力電流)が広くなるようにゲイン及びNDフィルタ値を
1ステップ上げ、この画像の取り込み及び測定パラメー
タ変更を、試料像の画像信号の最大輝度値と最小輝度値
との差が当該走査顕微鏡の入力有効範囲の最大となるま
で繰り返している。
[0003] Next, the shutter is opened, one sample image is picked up, the maximum luminance value and the minimum luminance value in the sample image are obtained from the output signal of the light receiving element, and the dynamic range (output current of the light receiving element) is wide. The gain and the ND filter value are increased by one step so that the capture of the image and the change of the measurement parameters are performed by comparing the difference between the maximum luminance value and the minimum luminance value of the image signal of the sample image with the maximum value of the input effective range of the scanning microscope. It repeats until it becomes.

【0004】しかし、このような測定パラメータの変更
では、例えば蛍光色素で染色した試料像を観察する場
合、試料以外の光が含まれた画像に対してゲインを求め
ていたり、又ゲイン等の測定パラメータを設定するため
に試料を繰り返しスキャンすることからレーザ照射時間
が長くかかったり、さらに暗電流のノイズ等に埋もれる
こともあり、受光素子にとつて必ずしも十分な光量が確
保されているとは限らなかった。
However, in such a change of the measurement parameters, for example, when observing a sample image stained with a fluorescent dye, a gain is obtained for an image including light other than the sample, or a measurement of the gain or the like is performed. Since the sample is repeatedly scanned to set the parameters, the laser irradiation time may be long, and it may be buried in dark current noise.Therefore, a sufficient amount of light is not necessarily secured for the light receiving element. Did not.

【0005】このような実情から例えば特願平8−44
948号公報に記載されているような測定パラメータの
決定方法が提案されている。この方法は、図10に示す
ようにレーザ光源1から出射されたレーザ光を走査型顕
微鏡2における走査光学系を介して集光光学系に導き、
対物レンズを通して試料上にスキャンする。このレーザ
光でスキャンされた試料からの反射光、蛍光又は透過光
を受光素子3で受光し、アナログ電気信号に変換出力す
る。そして、このアナログ電気信号をオフセット演算部
4及びアナログ増幅器5でそれぞれオフセット及びゲイ
ンを調整した後、A/D変換器6でディジタル変換して
試料画像データとしてシステム制御用計算機7に取り込
み、このシステム制御用計算機7によりオフセット演算
部4のオフセット及びアナログ増幅器5のゲインといっ
た測定パラメータを制御している。
[0005] Under such circumstances, for example, Japanese Patent Application No. 8-44.
No. 948 discloses a method for determining measurement parameters. In this method, as shown in FIG. 10, a laser beam emitted from a laser light source 1 is guided to a focusing optical system via a scanning optical system in a scanning microscope 2, and
Scan over the sample through the objective lens. The reflected light, fluorescence or transmitted light from the sample scanned by the laser light is received by the light receiving element 3 and converted into an analog electric signal and output. Then, the analog electric signal is adjusted in offset and gain by an offset calculator 4 and an analog amplifier 5, respectively, and then converted digitally by an A / D converter 6 and taken into a system control computer 7 as sample image data. The control computer 7 controls measurement parameters such as the offset of the offset calculation unit 4 and the gain of the analog amplifier 5.

【0006】この測定パラメータの決定方法では、ゲイ
ン、オフセットを決定するためにダイナミックレンジ
(最大値−最小値)を正確に計測することが重要であ
り、このダイナミックレンジは、試料画像データにおけ
るデータすなわち各画素の明るさの最小値、最大値で決
まるので、これら最小値、最大値の正確な測定が必要で
ある。これらデータの最小値、最大値は、基本的にA/
D変換器6で変換できるレンジに入っていなければ測定
できないので、このレンジ範囲に納まるように予備的な
スキャンを行っている。これは、データの最小値、最大
値をなるべく正確に計測するためA/D変換器6のダイ
ナミックレンジを最大限に利用することが必要だからで
ある。しかるに、このスキャンは、試行錯誤的に図10
に示す受光素子3に入力する制御量を変えてデータの最
大値がA/D変換器6のレンジの最大値に近くなるよう
に出力電流を制御している。
In this method of determining measurement parameters, it is important to accurately measure a dynamic range (maximum value-minimum value) in order to determine a gain and an offset. Since the brightness is determined by the minimum value and the maximum value of each pixel, it is necessary to accurately measure the minimum value and the maximum value. The minimum and maximum values of these data are basically A /
Since the measurement cannot be made unless it is within the range that can be converted by the D converter 6, a preliminary scan is performed so as to fall within this range. This is because it is necessary to use the dynamic range of the A / D converter 6 to the maximum in order to measure the minimum value and the maximum value of data as accurately as possible. However, this scan is performed by trial and error in FIG.
The output current is controlled so that the maximum value of the data approaches the maximum value of the range of the A / D converter 6 by changing the control amount input to the light receiving element 3 shown in FIG.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記測
定パラメータの決定方法では、ダイナミックレンジの精
度が(最大値−最小値)でしか有り得ないために、受光
素子3の制御を行い、明るさの最大値がA/D変換器6
の最大値に近くなるようにしているが、このダイナミッ
クレンジをどんなにA/D変換器6のダイナミックレン
ジに近くなるように設定し、理想的な条件で測定しても
12bit のA/D変換器6では4桁、16bit のA/D
変換器でも5桁が有効桁である。
However, in the above-described method for determining the measurement parameters, since the accuracy of the dynamic range can only be (maximum value-minimum value), the light receiving element 3 is controlled and the maximum brightness is controlled. A / D converter 6
However, even if this dynamic range is set so as to be close to the dynamic range of the A / D converter 6 and measured under ideal conditions, a 12-bit A / D converter 6 is 4-digit, 16-bit A / D
Five digits are also significant digits in the converter.

【0008】又、明るさの最小値、最大値を正確に求め
るためには、1画面を構成する試料画像データの中から
多くのデータを標本として取り出し、その中から選択し
なければならない。この理由は、試料画像データにおけ
る部分的なデータではその中に最大値、最小値が含まれ
ている確率は低く、精度を高めるためには予備的なスキ
ャンを広範囲で行わなければならない。このためにいず
れも時間を消費するだけでなく、例えば生物用走査型顕
微鏡における蛍光試料の観察では褪色を招く原因とな
る。
Further, in order to accurately determine the minimum and maximum values of the brightness, a large amount of data must be extracted as samples from the sample image data constituting one screen and selected from them. The reason is that the probability that the maximum value and the minimum value are included in the partial data in the sample image data is low, and a preliminary scan must be performed in a wide range in order to increase the accuracy. This not only consumes time, but also causes fading, for example, when observing a fluorescent sample with a biological scanning microscope.

【0009】さらに、データの最小値、最大値がノイズ
である可能性があり、そのままでアルゴリズムを続ける
と正確なダイナミックレンジが得られない場合がある。
そこで本発明は、予備的なスキャンの回数を減らし、ダ
イナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイズ
の影響を抑えて正確な測定パラメータの決定ができる走
査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法を提供することを
目的とする。
Further, the minimum value and the maximum value of data may be noise, and if the algorithm is continued as it is, an accurate dynamic range may not be obtained.
Therefore, the present invention provides a measurement parameter determination method for a scanning microscope that can reduce the number of preliminary scans, increase the measurement accuracy of the dynamic range, and suppress the influence of noise to determine an accurate measurement parameter. Aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、レー
ザ光で試料をスキャンし、試料から得られる光を受光素
子で受光し、この受光素子から出力されるアナログ電気
信号をオフセット演算部及びアナログ増幅器を通してデ
ィジタルの試料画像データに変換し、この試料画像デー
タに基づいてオフセット演算部のオフセット及びアナロ
グ増幅器のゲインを決定する走査型顕微鏡の測定パラメ
ータ決定方法において、試料画像データのうち一部分の
画像データを標本として抽出するステップと、このステ
ップにより抽出した標本の集合から各画素の明るさに対
する正規分布を導出するステップと、このステップによ
り導出された正規分布から得られる明るさのダイナミッ
クレンジに基づいてオフセット演算部のオフセット及び
アナログ増幅器のゲインを決定するステップとを有する
走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法である。
According to a first aspect of the present invention, a sample is scanned with a laser beam, light obtained from the sample is received by a light receiving element, and an analog electric signal output from the light receiving element is subjected to an offset calculating section. And converting it into digital sample image data through an analog amplifier, and determining the offset of the offset operation unit and the gain of the analog amplifier based on the sample image data. Extracting image data as a sample, deriving a normal distribution for the brightness of each pixel from a set of samples extracted in this step, and a dynamic range of brightness obtained from the normal distribution derived in this step. The offset of the offset calculation unit and the analog amplifier The measurement parameter determining method of a scanning microscope and a step of determining the in.

【0011】請求項2によれば、請求項1記載の走査型
顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、試料画像デ
ータから抽出する標本数は、試料画像データから抽出し
た標本の明るさに基づいて標準偏差を求め、この標準偏
差を用いて試料画像データの画像データを母集合とする
平均値の信頼区間の幅を求め、この信頼区間の幅が予め
設定された基準値を超えていれば標本数を増加する。
According to a second aspect of the present invention, in the method for determining a measurement parameter of a scanning microscope according to the first aspect, the number of samples extracted from the sample image data is standard deviation based on the brightness of the sample extracted from the sample image data. The standard deviation is used to determine the width of the confidence interval of the average using the image data of the sample image data as a population, and if the width of the confidence interval exceeds a preset reference value, the number of samples is determined. To increase.

【0012】請求項3によれば、請求項1記載の走査型
顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、標本の集合
の各画素の明るさから作成した正規分布が複数の存在す
る場合、これら正規分布を分ける各しきい値を決定して
各正規分布を各グループに分け、これらそれぞれの正規
分布を用いて得られる明るさのダイナミックレンジに基
づいてオフセット演算部のオフセット及びアナログ増幅
器のゲインを決定する。
According to a third aspect of the present invention, in the method for determining a measurement parameter of a scanning microscope according to the first aspect, when a plurality of normal distributions are created from the brightness of each pixel of the sample set, these normal distributions are determined. The thresholds to be separated are determined, the normal distributions are divided into groups, and the offset of the offset calculation unit and the gain of the analog amplifier are determined based on the dynamic range of brightness obtained using the respective normal distributions.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第1の実施の
形態について図面を参照して説明する。なお、図10と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図1は本発明の測定パラメータ決定方法を適用した
レーザ走査型顕微鏡の構成図である。
(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 1 is a configuration diagram of a laser scanning microscope to which the measurement parameter determination method of the present invention is applied.

【0014】システム制御用計算機10は、走査型顕微
鏡2、受光素子3、オフセット演算部4、アナログ増幅
器5及びA/D変換器6に対してコマンドを与えること
により各部に測定パラメータを設定する機能を有するも
ので、標本抽出機能11、正規分布導出機能12及び測
定パラメータ決定機能13の各機能を有している。
The system control computer 10 provides a command to the scanning microscope 2, the light receiving element 3, the offset operation unit 4, the analog amplifier 5, and the A / D converter 6 to set measurement parameters in each unit. And has a sampling function 11, a normal distribution deriving function 12, and a measurement parameter determining function 13.

【0015】このうち標本抽出機能11は、A/D変換
器6から取り込まれる試料画像データのうち一部分の画
像データを標本として抽出する機能を有している。正規
分布導出機能12は、標本抽出機能11により抽出した
標本の集合から各画素の明るさに関する正規分布を導出
する機能を有している。
The sample extracting function 11 has a function of extracting, as a sample, a part of image data of the sample image data taken in from the A / D converter 6. The normal distribution deriving function 12 has a function of deriving a normal distribution relating to the brightness of each pixel from a set of samples extracted by the sample extracting function 11.

【0016】測定パラメータ決定機能13は、正規分布
導出機能12により作成された正規分布を用いて算出さ
れる明るさのダイナミックレンジに基づいてオフセット
演算部のオフセット及びアナログ増幅器のゲインを決定
する機能を有している。
The measurement parameter determination function 13 has a function of determining the offset of the offset calculation unit and the gain of the analog amplifier based on the dynamic range of brightness calculated using the normal distribution created by the normal distribution derivation function 12. Have.

【0017】次に上記の如く構成されたレーザ走査型顕
微鏡におけるオフセット演算部4のオフセット、アナロ
グ増幅器5のゲインの各測定パラメータの決定方法につ
いて説明する。
Next, a method of determining each measurement parameter of the offset of the offset calculation unit 4 and the gain of the analog amplifier 5 in the laser scanning microscope configured as described above will be described.

【0018】レーザ光源1から出射されたレーザ光は、
走査型顕微鏡2における走査光学系を介して集光光学系
に導かれ、対物レンズを通して試料上にスキャンされ
る。このレーザ光でスキャンされた試料からの反射光、
蛍光又は透過光は、受光素子3で受光されてアナログ電
気信号に変換出力される。そして、このアナログ電気信
号は、オフセット演算部4及びアナログ増幅器5でそれ
ぞれオフセット及びゲインが調整された後、A/D変換
器6でディジタル変換されて試料画像データとしてシス
テム制御用計算機7に取り込まれる。
The laser light emitted from the laser light source 1 is
The light is guided to a condensing optical system via a scanning optical system in the scanning microscope 2 and is scanned on a sample through an objective lens. Reflected light from the sample scanned by this laser light,
The fluorescent light or transmitted light is received by the light receiving element 3 and converted into an analog electric signal and output. The analog electric signal is adjusted in offset and gain by the offset operation unit 4 and the analog amplifier 5, respectively, and is then digitally converted by the A / D converter 6 and taken into the system control computer 7 as sample image data. .

【0019】先ず、システム制御用計算機7は、受光素
子3への入力量制御であり、ここでは予め最適であると
決められている値に固定する。次に、試料画像データを
使用して受光素子3からの出力電流のダイナミックレン
ジが求められる。すなわち、標本抽出機能11により試
料画像データのうち一部分の画像データが標本として抽
出される。目的とする試料画像データを構成する各画素
データ(ピクセル・データ)は、見たい試料の明るさを
示しており、この全画素データを母集合と考える。
First, the system control computer 7 controls the amount of input to the light receiving element 3, and here is fixed at a value determined to be optimal in advance. Next, the dynamic range of the output current from the light receiving element 3 is determined using the sample image data. That is, the sample extraction function 11 extracts a part of the image data of the sample image data as a sample. Each pixel data (pixel data) constituting the target sample image data indicates the brightness of the sample to be viewed, and all the pixel data are considered as a population.

【0020】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法には、種々あり、例えば図2に示すよう
に試料画像データ14の対角線上にスキャンして(予備
的スキャン)その画素データを集める。又は図3に示す
ように試料画像データ14の水平線の部分(ラスタ)を
例えば3か所程度選択してその画素データを集めたり、
図4に示すように全くランダムな箇所の各画素データを
抽出する方法がある。システムによっては標本の取り方
をエンドユーザに選択させる方法もある。しかるに、何
らかのルールに従って予備的なスキャンを行い必要な位
置での明るさデータを標本として採用する。
There are various methods for extracting a sample from a population consisting of all pixel data. For example, as shown in FIG. 2, scanning is performed on the diagonal line of the sample image data 14 (preliminary scan) to obtain the pixel data. Collect Alternatively, as shown in FIG. 3, for example, approximately three horizontal line portions (rasters) of the sample image data 14 are selected to collect pixel data,
As shown in FIG. 4, there is a method of extracting each pixel data at a completely random place. Some systems allow the end-user to choose how to take the specimen. However, a preliminary scan is performed according to some rules, and brightness data at a necessary position is adopted as a sample.

【0021】なお、A/D変換器6の精度は16bit と
する。これにより、明るさのデータは、0〜65535
の範囲まで表すことができ、この明るさ範囲に収まらな
いデータ、すなわち暗すぎるデータ、明るすぎるデータ
はそれぞれ0,65535になる。
The precision of the A / D converter 6 is 16 bits. As a result, the brightness data becomes 0-65535.
, And data that does not fall within this brightness range, that is, data that is too dark and data that is too bright are each 0,65535.

【0022】次に、正規分布導出機能12により抽出し
た標本の集合から各画素の明るさに対する正規分布が導
出される。すなわち、抽出された標本から正規分布を導
き出すため平均値x、標準偏差sが求められる。但し、
明るさが「0」のデータは標本から除外する。これはそ
のデータが試料によるものでなく、背景から来ている可
能性が高いからである。本実施の形態では、明るさが
「0」のデータのみ除外するが、これに限らず例えば明
るさデータ「0〜10」を除外するなどある範囲をもっ
て除外してもよい。
Next, a normal distribution for the brightness of each pixel is derived from the set of samples extracted by the normal distribution deriving function 12. That is, an average value x and a standard deviation s are obtained to derive a normal distribution from the extracted sample. However,
Data with a brightness of “0” is excluded from the sample. This is because the data is likely not from the sample but from the background. In the present embodiment, only data having a brightness of “0” is excluded. However, the present invention is not limited to this, and a certain range such as excluding brightness data of “0 to 10” may be excluded.

【0023】次に、平均値xがA/D変換器6で表せる
最大値(以下、ADmax と称する)の半分以上、すなわ
ち x>ADmax /2 …(1) であれば受光素子3を制御し、その出力電流が減少する
ようにする。本実施の形態では、アナログ増幅器5のゲ
インの範囲が1〜10であるので、1/10倍、1/1
00倍、1/1000倍となる方向で、 x<ADmax /2 …(2) が成立するまで受光素子3を制御すればよい。
Next, if the average value x is at least half of the maximum value (hereinafter, referred to as AD max ) that can be represented by the A / D converter 6, that is, if x> AD max / 2 (1), the light receiving element 3 is turned off. Control so that its output current decreases. In the present embodiment, since the gain range of the analog amplifier 5 is 1 to 10, 1/10 times, 1/1
The light receiving element 3 may be controlled in the directions of 00 times and 1/1000 times until x <AD max / 2 (2) is satisfied.

【0024】この結果、図5に示すような正規分布が導
出される。次に、測定パラメータ決定機能13により正
規分布から得られる明るさのダイナミックレンジに基づ
いてオフセット演算部4のオフセット及びアナログ増幅
器5のゲインが決定される。すなわち、先ず、標本のう
ち、どの割合まで有効データとして取り込みが必要であ
るかを決める。有効データとは、明るさが「0」に潰れ
ず、かつADmax を超えないことである。本実施の形態
では、99.7%のデータが有効データとして必要であ
るとすると、有効データは、正規分布からx±3s

…(3)となればよい。そこで、試料の明るさの最大値
をImax 、最小値をImin とすると、 Imax =x+3s …(4) Imin =x−3s …(5) となる。ここで、(Imax −Imin )をダイナミックレ
ンジとする。
As a result, a normal distribution as shown in FIG. 5 is derived. Next, the offset of the offset calculator 4 and the gain of the analog amplifier 5 are determined by the measurement parameter determination function 13 based on the dynamic range of brightness obtained from the normal distribution. That is, first, it is determined how much of the sample needs to be captured as valid data. The valid data means that the brightness does not collapse to “0” and does not exceed AD max . In this embodiment, assuming that 99.7% of data is required as valid data, the valid data is x ± 3s from the normal distribution.

(3) Therefore, when the maximum value of the brightness of the sample I max, the minimum value and I min, the I max = x + 3s ... ( 4) I min = x-3s ... (5). Here, (I max -I min ) is defined as a dynamic range.

【0025】このダイナミックレンジが予め定められた
値より小さい場合には、受光素子3を制御し、出力電流
を増幅するようにする。例えば、ダイナミックレンジ
が、 (Imax −Imin )<100 …(6) ならば、受光素子3の制御が必要であると判断する。そ
の場合、受光素子3の出力電流は、10倍、100倍、
1000倍となる方向で、 (Imax −Imin )>100 …(7) が成立するまで受光素子3を制御する。
If the dynamic range is smaller than a predetermined value, the light receiving element 3 is controlled to amplify the output current. For example, dynamic range, determines that it is necessary to control the (I max -I min) <100 ... (6) If light-receiving element 3. In that case, the output current of the light receiving element 3 is 10 times, 100 times,
The light receiving element 3 is controlled in the direction of 1000 times until (I max -I min )> 100 (7) holds.

【0026】次に、上記ダイナミックレンジを基に新し
いオフセットo、ゲインgが求められる。これらオフセ
ットo、ゲインgは、 g=(ADmax /(Imax −Imin ))*g2 /k …(8) o=((Imin +o2 )/g2 )*g …(9) を計算することにより求められる。ここで、o2 は元の
オフセット、g2 はゲインである。
Next, a new offset o and gain g are obtained based on the dynamic range. These offsets o, the gain g computes g = (AD max / (I max -I min)) * g2 / k ... (8) o = ((I min + o2) / g2) * g ... (9) It is required by Here, o2 is the original offset and g2 is the gain.

【0027】本実施の形態では、1<g<10の範囲で
なければならないので、この範囲に納まらない場合は、
受光素子3を使って出力電流を制御する。つまり、受光
素子3の出力電流が10倍の単位で変化するように受光
素子3を制御し、残りの出力電流の倍率はアナログ増幅
器5のゲインgで制御する。又、kは通常「1」でよい
が、出力結果をあるbit 幅に抑え込みたいときに用い
る。例えば、8bit に抑えたいときは、k=2^{(A
/D変換器6のbit 幅)−(必要なデータのbit幅)}
=2^(16−8)とすればよい。
In the present embodiment, since 1 <g <10 must be satisfied, if the value does not fall within this range,
The output current is controlled using the light receiving element 3. That is, the light receiving element 3 is controlled so that the output current of the light receiving element 3 changes in units of 10 times, and the magnification of the remaining output current is controlled by the gain g of the analog amplifier 5. Also, k can be normally "1", but is used when it is desired to suppress the output result to a certain bit width. For example, when it is desired to reduce the number to 8 bits, k = 2 ^ {(A
/ D converter 6 bit width)-(required data bit width)}
= 2 ^ (16−8).

【0028】例えば、受光素子3がフォトマルチプライ
ヤであれば、有効な電流増幅は、10K〜100M倍で
あるので、その幅は10Kであり、16bit のA/D変
換器6のダイナミックレンジに納まる。(K=103
M=106 ) 従って、通常は平均値x>ADmax /2のため受光素子
3の出力電流を減少させたり、ダイナミックレンジ(I
max −Imin )が小さすぎて受光素子3の出力電流を増
幅させることもない。
For example, if the light receiving element 3 is a photomultiplier, the effective current amplification is 10K to 100M times, so the width is 10K, which is within the dynamic range of the 16-bit A / D converter 6. . (K = 10 3 ,
M = 10 6 ) Therefore, since the average value is usually x> AD max / 2, the output current of the light receiving element 3 is reduced or the dynamic range (I
max -I min ) is too small to amplify the output current of the light receiving element 3.

【0029】このように上記第1の実施の形態において
は、試料画像データのうち一部分の画像データを標本と
して抽出し、この抽出した標本の集合から各画素の明る
さに対する正規分布を導出し、この正規分布から得られ
る明るさのダイナミックレンジに基づいてオフセット演
算部4のオフセット及びアナログ増幅器5のゲインを決
定するので、一回の予備的スキャンでダイナミックレン
ジ(Imax −Imin )を測定し、受光素子3、オフセッ
ト及びゲインの測定パラメータを設定できる。この測定
パラメータを設定する間ユーザは何も設定する必要はな
く、又データのうち95.4%は暗すぎたり(=0)、
明るすぎたり(=65535)せず、有効に利用でき
る。又、予備的なスキャンの範囲は、全試料画像データ
に対して小さいので、ユーザは早く結果を見ることがで
き、さらにその分褪色も抑えられる。 (2) 以下、本発明の第2の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、本第2の実施の形態のレーザ走
査型顕微鏡は、図1に示すレーザ走査型顕微鏡の構成と
同一なので、同図を参照して説明する。
As described above, in the first embodiment, a part of the sample image data is extracted as a sample, and a normal distribution for the brightness of each pixel is derived from the extracted sample set. since determining the offset and gain of the analog amplifier 5 of offset calculating section 4 based on the dynamic range of brightness obtained from the normal distribution, to determine the dynamic range (I max -I min) in a single preliminary scan , Light receiving element 3, offset and gain measurement parameters can be set. The user does not need to set anything while setting these measurement parameters, and 95.4% of the data is too dark (= 0),
It can be used effectively without being too bright (= 65535). Further, since the range of the preliminary scan is small for all the sample image data, the user can see the result quickly, and the discoloration can be suppressed accordingly. (2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the laser scanning microscope according to the second embodiment is the same as that of the laser scanning microscope shown in FIG.

【0030】かかるレーザ走査型顕微鏡における標本抽
出機能11には、標本数が妥当であるかどうかを判断
し、この標本数が基準に達していなければ標本数を増加
する機能を有している。
The sample extracting function 11 in the laser scanning microscope has a function of determining whether the number of samples is appropriate and increasing the number of samples if the number of samples does not reach the standard.

【0031】次に上記の如く構成されたレーザ走査型顕
微鏡での標本数の決定作用について図6に示す標本抽出
フローチャートに従って説明する。先ず、受光素子3へ
の入力量制御であり、ここでは予め最適であると決めら
れている値に固定する。
Next, the operation of determining the number of samples in the laser scanning microscope configured as described above will be described with reference to the sample extraction flowchart shown in FIG. First, the control of the input amount to the light receiving element 3 is fixed to a value determined in advance to be optimum here.

【0032】次に、試料画像データを使用して受光素子
3からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
Next, the dynamic range of the output current from the light receiving element 3 is determined using the sample image data. Each pixel data constituting the target sample image data indicates the brightness of the sample to be viewed in the same manner as described above, and all the pixel data are considered as a population.

【0033】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法は、標本抽出機能11によりステップ#
1において、例えば図3に示すように試料画像データ1
4のラスタを例えば3か所程度選択してその画素データ
を集める方法を用いる。
The method of extracting a sample from the population set including all pixel data is performed by the sample extracting function 11 in step #.
1, sample image data 1 as shown in FIG.
For example, a method of selecting four rasters at about three places and collecting the pixel data is used.

【0034】そこで、図7に示すように試料画像データ
14においてラスタを例えば3か所「1〜3」を選択し
てその画素データを集め、これら画素データを用いて平
均値xが求められる。
Therefore, as shown in FIG. 7, for example, three points "1" to "3" are selected as rasters in the sample image data 14, and their pixel data are collected, and an average value x is obtained using these pixel data.

【0035】そして、ステップ#2において、t分布を
用いて母集合の平均値の95.4%信頼区間はどのくら
いの幅になるかが計算される。すなわち、母集合の平均
値の95.4%信頼区間x±aが求められる。
Then, in step # 2, the width of the 95.4% confidence interval of the average value of the population is calculated using the t distribution. That is, a 95.4% confidence interval x ± a of the average value of the population is obtained.

【0036】上記3か所「1〜3」のラスタで得られた
標本数をn、標準誤差をe、標本の標準偏差をsとする
と、標準誤差eは、 e=s/(n)1/2 …(10) となる。
Assuming that the number of samples obtained from the three rasters "1-3" is n, the standard error is e, and the standard deviation of the samples is s, the standard error e is e = s / (n) 1 / 2 … (10)

【0037】信頼区間95.4%のt値は、4.303
であるので、 a=(t値)*e …(11) により求められる。
The t value of the confidence interval 95.4% is 4.303
Thus, a = (t value) * e (11)

【0038】次に、このaによって標本数の妥当性を評
価する。ステップ#3において、このaと予め設定され
た基準値とを比較し、aがこの基準値を超えるならば、
図6に示す試料画像データ14上でラスタの箇所を例え
ば「4〜6」に増やして試料画像データ14に対するス
キャンが行われる。
Next, the validity of the number of samples is evaluated by this a. In step # 3, a is compared with a preset reference value, and if a exceeds this reference value,
Scanning of the sample image data 14 is performed by increasing the number of rasters on the sample image data 14 shown in FIG.

【0039】このようにラスタ箇所「4〜6」でスキャ
ンが行われると、ステップ#2ではじめにスキャンした
「1〜3」と合わせたラスタ箇所「1〜6」により抽出
された標本から再度信頼区間aを求め、ステップ#3で
基準値と比較する。aが基準を満たしていれば、標本数
は十分であると判断する。
When the scan is performed at the raster locations "4 to 6", the sample extracted at the raster locations "1 to 6" combined with the first scans "1 to 3" at step # 2 is re-reliable. The section a is obtained and compared with the reference value in step # 3. If a satisfies the standard, it is determined that the number of samples is sufficient.

【0040】以下、上記第1の実施の形態と同様に、正
規分布から得られる明るさのダイナミックレンジに基づ
いてオフセット演算部4のオフセット及びアナログ増幅
器5のゲインが決定される。
In the following, similarly to the first embodiment, the offset of the offset calculator 4 and the gain of the analog amplifier 5 are determined based on the dynamic range of brightness obtained from the normal distribution.

【0041】なお、図6に示す標本抽出フローチャート
では、ループの回数を定めていないが、基準に達するま
で永久に繰り返してもよいし、例えば5回とかループ回
数を決めてもよい。又、例えば5回ループを行ってもa
が基準値に達しない場合は、その試料におけるヒストグ
ラムが正規分布で近似不可能と見做して、従来方法で測
定パラメータの自動設定を行ってもよい。
In the sample extraction flowchart shown in FIG. 6, the number of loops is not determined. However, the number of loops may be repeated forever until the standard is reached, or the number of loops may be determined, for example, five. Also, for example, even if the loop is performed five times, a
If does not reach the reference value, it may be considered that the histogram of the sample cannot be approximated by a normal distribution, and the measurement parameters may be automatically set by a conventional method.

【0042】このように上記第2の実施の形態において
は、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することは
言うまでもなく、かつ標本数が妥当であるかどうかを判
断し、この標本数が基準に達していなければ標本数を増
加する機能を有するので、標本数を動的に変えることが
できる。つまり、1回の所定の標本数でダイナミックレ
ンジを求めるのに十分な標本数と判断されれば、素早く
試料画像データを取り込むことができ、不十分であれば
満足な結果が得られるまで繰り返し予備的スキャンを行
うことが可能になり、ダイナミックレンジの正確さが保
証される。 (3) 以下、本発明の第3の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、本第3の実施の形態のレーザ走
査型顕微鏡は、図1に示すレーザ走査型顕微鏡の構成と
同一なので、同図を参照して説明する。
As described above, in the second embodiment, it is needless to say that the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and whether the number of samples is appropriate is determined. If has not reached the standard, it has a function of increasing the number of samples, so that the number of samples can be dynamically changed. In other words, if it is determined that the number of samples per sample is sufficient to obtain the dynamic range, the sample image data can be quickly acquired. Dynamic scanning can be performed and dynamic range accuracy is guaranteed. (3) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the configuration of the laser scanning microscope of the third embodiment is the same as that of the laser scanning microscope shown in FIG. 1, and therefore, will be described with reference to FIG.

【0043】かかるレーザ走査型顕微鏡における測定パ
ラメータ決定機能13には、標本の集合の各画素の明る
さから作成した正規分布が複数の存在する場合、これら
正規分布を分ける各しきい値を決定して各正規分布を各
グループに分け、これら正規分布ごとの平均値と標準偏
差とに基づいてオフセット演算部4のオフセット及びア
ナログ増幅器5のゲインを決定する機能を有している。
When there are a plurality of normal distributions created from the brightness of each pixel of the sample set, the measurement parameter determination function 13 in the laser scanning microscope determines each threshold value for dividing the normal distributions. Each normal distribution is divided into groups, and the function of determining the offset of the offset calculation unit 4 and the gain of the analog amplifier 5 based on the average value and the standard deviation for each normal distribution is provided.

【0044】次に上記の如く構成されたレーザ走査型顕
微鏡での正規分布が複数の存在する場合の作用について
説明する。先ず、受光素子3への入力量制御であり、こ
こでは予め最適であると決められている値に固定する。
Next, the operation when a plurality of normal distributions exist in the laser scanning microscope configured as described above will be described. First, the control of the input amount to the light receiving element 3 is fixed to a value determined in advance to be optimum here.

【0045】次に、試料画像データを使用して受光素子
3からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
Next, the dynamic range of the output current from the light receiving element 3 is determined using the sample image data. Each pixel data constituting the target sample image data indicates the brightness of the sample to be viewed in the same manner as described above, and all the pixel data are considered as a population.

【0046】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法は、標本抽出機能11により例えば上記
図2に示すように試料画像データ14の対角線上にスキ
ャンしてその画素データを集める。
In the method of extracting a sample from the population comprising all pixel data, the sample extracting function 11 scans the sample image data 14 on a diagonal line as shown in FIG.

【0047】そして、これら抽出された標本から平均値
x、標準偏差sが求められ、その正規分布が導き出され
る。例えば工業系走査顕微鏡で金属片の試料を反射光で
観察する場合、反射光の明るさはその金属片が持つ種々
の角度で決まる場合がある。例えば、その金属片の表面
が水平面から30度、45度、60度の角度をもってい
れば、抽出した標本により得られるヒストグラムは、図
8にような分布となる。
Then, an average value x and a standard deviation s are obtained from these extracted samples, and the normal distribution thereof is derived. For example, when observing a sample of a metal piece with reflected light with an industrial scanning microscope, the brightness of the reflected light may be determined by various angles of the metal piece. For example, if the surface of the metal piece has an angle of 30, 45, or 60 degrees from the horizontal plane, the histogram obtained from the extracted sample has a distribution as shown in FIG.

【0048】このヒストグラムは、明るさのグループが
3つなので、これらグループを分ける各しきい値f1
2 を決める。これらしきい値f1 、f2 は、予めユー
ザが手入力で行ってもよいし、又は明るさ分布のヒスト
グラムを作成し、その中で離散的な部分からしきい値f
1 、f2 を求めてもよい。すなわち、図8に示すしきい
値は、何らかの方法で決めた各しきい値f1 、f2 であ
る。
Since this histogram has three brightness groups, each of the threshold values f 1 ,
determine the f 2. These threshold values f 1 and f 2 may be manually input by the user in advance, or a histogram of the brightness distribution may be created, and the threshold values f 1 and f 2 may be calculated from discrete portions in the histogram.
1 and f 2 may be obtained. That is, the threshold values shown in FIG. 8 are threshold values f 1 and f 2 determined by some method.

【0049】ここでは、3つのグループに分けて正規分
布を導出する。これら正規分布Q1、Q2 、Q3 であれ
ば、それぞれの平均値、標準偏差は、x1 ,x2 ,x
3 、s1 ,s2 ,s3 となる。
Here, the normal distribution is derived in three groups. With these normal distributions Q 1 , Q 2 , Q 3 , their average values and standard deviations are x 1 , x 2 , x
3 , s 1 , s 2 , and s 3 .

【0050】エンドユーザは、通常、全ての明るさデー
タを見たいので、 Imax =x3 +3・s3 …(12) Imin =x1 −3・s1 …(13) とする。
Since the end user usually wants to see all brightness data, it is assumed that I max = x 3 + 3 · s 3 (12) I min = x 1 −3 · s 1 (13)

【0051】又、正規分布Q2 、Q3 のみに限定したい
場合には、 Imax =x3 +3・s3 …(14) Imin =x2 −3・s2 …(15) とする。
When it is desired to limit only to the normal distributions Q 2 and Q 3 , I max = x 3 + 3 · s 3 (14) I min = x 2 −3 · s 2 (15)

【0052】このように各正規分布からImax 、Imin
が求められると、これらImax 、Imin 基づいてオフセ
ット演算部4の各オフセット及びアナログ増幅器5の各
ゲインが決定される。
Thus, from each normal distribution, I max , I min
Are determined , the respective offsets of the offset calculator 4 and the respective gains of the analog amplifier 5 are determined based on these I max and I min .

【0053】このように上記第3の実施の形態において
は、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することは
言うまでもなく、かつ正規分布Q1 、Q2 、Q3 を分け
る各しきい値f1 、f2 を決定し、これら正規分布Q
1 、Q2 、Q3 に基づいてオフセット演算部4のオフセ
ット及びアナログ増幅器5のゲインを決定するので、正
規分布Q1 、Q2 、Q3 が複数存在する場合でも、これ
ら正規分布Q1 、Q2 、Q3 でのそれぞれの平均値及び
標準偏差を組み合わせて使うことにより、オフセット、
ゲインの測定パラメータの自動設定ができる。
As described above, in the third embodiment, it goes without saying that the same effects as those in the first embodiment can be obtained, and each threshold for dividing the normal distributions Q 1 , Q 2 , and Q 3. The values f 1 and f 2 are determined, and these normal distributions Q
Since determining the offset and gain of the analog amplifier 5 of offset calculating section 4 based on the 1, Q 2, Q 3, even when the normal distribution Q 1, Q 2, Q 3 there are a plurality of these normal distribution Q 1, By using the mean and standard deviation of each of Q 2 and Q 3 in combination, the offset,
Automatic setting of gain measurement parameters.

【0054】なお、本発明は、上記第1乃至第3の実施
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。例えば、上記第1の実施の形態において標本を抽出
し、その標本が正規分布に対して歪んでいるかを判断
し、その歪みの量に応じて最大値Imax 、最小値Imin
を修正してダイナミックレンジを変更設定するようにし
てもよい。
The present invention is not limited to the first to third embodiments, but may be modified as follows. For example, a sample is extracted in the first embodiment, it is determined whether the sample is distorted with respect to the normal distribution, and the maximum value I max and the minimum value I min are determined according to the amount of the distortion.
May be modified to change and set the dynamic range.

【0055】以下、この方法について説明する。なお、
かかるレーザ走査型顕微鏡は、図1に示すレーザ走査型
顕微鏡の構成と同一なので、同図を参照して説明する。
先ず、受光素子3への入力量制御であり、ここでは予め
最適であると決められている値に固定する。
Hereinafter, this method will be described. In addition,
Such a laser scanning microscope has the same configuration as that of the laser scanning microscope shown in FIG. 1 and will be described with reference to FIG.
First, the control of the input amount to the light receiving element 3 is fixed to a value determined in advance to be optimum here.

【0056】次に、試料画像データを使用して受光素子
3からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
Next, the dynamic range of the output current from the light receiving element 3 is determined using the sample image data. Each pixel data constituting the target sample image data indicates the brightness of the sample to be viewed in the same manner as described above, and all the pixel data are considered as a population.

【0057】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法は、標本抽出機能11により例えば上記
図2に示すように試料画像データ14の対角線上にスキ
ャンしてその画素データを集めたり、上記図3に示すよ
うに試料画像データ14のラスタを例えば3か所程度選
択してその画素データを集めたり、上記図4に示すよう
に全くランダムな箇所の各画素データを抽出するなど如
何なる方法でもよい。
The method of extracting a sample from a population consisting of all pixel data is performed by, for example, scanning the sample image data 14 on a diagonal line as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 3, the raster of the sample image data 14 is selected at, for example, about three places to collect its pixel data, or as shown in FIG. 4, each pixel data at a completely random place is extracted. It may be a method.

【0058】このように抽出した標本数をnとしてその
平均値x、標準偏差sを求め、これら平均値x、標準偏
差sから歪度wを求める。この歪度wは、 により表される。但し、Ii は各標本(明るさ)データ
である。
Assuming that the number of samples thus extracted is n, an average value x and a standard deviation s are obtained, and a skewness w is obtained from the average value x and the standard deviation s. This skewness w is Is represented by Here, I i is each sample (brightness) data.

【0059】この結果、歪度wは、図9(a)(b)に示すよ
うに正規分布からのずれを表わし、同図(a) はw>0の
場合、同図(b) はw<0の場合である。次に、ダイナミ
ックレンジは、上記各実施の形態においては正規分布で
の明るさの最大値をImax 、最小値をImin として Imax =x+z Imin =x−z を求め、これら最大値Imax 、最小値Imin から(I
max −Imin )として求めていた。
As a result, the skewness w represents a deviation from the normal distribution as shown in FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A shows the case where w> 0, and FIG. <0. Next, in each of the above embodiments, the maximum value of the brightness in the normal distribution is I max , and the minimum value is I min , and I max = x + z I min = x−z. max , from the minimum value I min to (I
max -I min ).

【0060】これに対し、かかる変形例では、正規分布
での明るさの最大値をImax 、最小値をImin を、 Imax =x+z2 …(17) Imin =x−z1 …(18) して表し、これらImax 、Imin からタイナミックレン
ジ(Imax −Imin )を表す。
On the other hand, in this modified example, the maximum value of the brightness in the normal distribution is I max , the minimum value is I min , and I max = x + z 2 (17) I min = x−z 1 ( 18) and a dynamic range (I max -I min ) from these I max and I min .

【0061】ここで、z2 、z1 を次の通り定義する。 z2 =z+m*w …(19) z1 =z−m*w …(20) mは予め決めた正の常数としてz2 、z1 の変位量を調
整できるようにする。すると、図9(a) に示すw>0の
場合ではz1 <z2 、同図(b) に示すw<0の場合では
1 >z2 となり、母集合が正規分布からずれているこ
とを考慮したダイナミックレンジの決定ができる。
Here, z 2 and z 1 are defined as follows. z 2 = z + m * w (19) z 1 = z−m * w (20) m is a predetermined positive constant, which enables adjustment of the displacement amounts of z 2 and z 1 . Then, in the case of w> 0 shown in FIG. 9A, z 1 <z 2 , and in the case of w <0 shown in FIG. 9B, z 1 > z 2 , and the population deviates from the normal distribution. The dynamic range can be determined in consideration of the above.

【0062】予め歪みの傾向が分かっている試料では、
その種類ごとにmの値を定め、ユーザがそのmの値を手
入力するようにしてもよい。このように求められた最大
値Imax 、最小値Imin に基づいて第1の実施の形態と
同様にオフセット演算部4の各オフセット及びアナログ
増幅器5の各ゲインが決定される。
In a sample in which the tendency of distortion is known in advance,
The value of m may be determined for each type, and the user may manually input the value of m. Based on the maximum value I max and the minimum value I min thus determined, each offset of the offset calculation unit 4 and each gain of the analog amplifier 5 are determined in the same manner as in the first embodiment.

【0063】以上のように標本が正規分布に対して歪ん
でいるかを判断し、その歪みの量に応じて最大値I
max 、最小値Imin を修正するようにしたので、正規分
布に対して歪みを持っている試料画像データの測定パラ
メータの設定ができる。これにより、明るさの最大値I
max 、最小値Imin のうち一方が有効データの範囲を超
え、他方が有効データ内に設定されて、母集合の有効デ
ータの過不足ができことを防ぐことができる。つまり、
新たな測定パラメータで試料画像データを取り込んだと
き、暗く無効なデータが多い画像や明るい部分が飛んで
しまう画像を測定することが防止される。
As described above, it is determined whether the sample is distorted with respect to the normal distribution, and the maximum value I is determined according to the amount of the distortion.
Since the maximum value and the minimum value Imin are corrected, it is possible to set the measurement parameters of the sample image data having a distortion with respect to the normal distribution. As a result, the maximum value of the brightness I
One of max and the minimum value I min exceeds the range of valid data, and the other is set in the valid data, thereby preventing excess or deficiency of valid data of the population. That is,
When sample image data is acquired with new measurement parameters, it is possible to prevent measurement of an image having a lot of dark and invalid data or an image in which a bright portion is skipped.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項1乃
至3によれば、予備的なスキャンの回数を減らし、ダイ
ナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイズの
影響を抑えて正確な測定パラメータの決定ができる走査
型顕微鏡の測定パラメータ決定方法を提供できる。
As described above in detail, according to the first to third aspects of the present invention, the number of preliminary scans is reduced, the measurement accuracy of the dynamic range is increased, and the influence of noise is suppressed to achieve accurate measurement. A method for determining measurement parameters of a scanning microscope capable of determining parameters can be provided.

【0065】又、本発明の請求項2によれば、ダイナミ
ックレンジを求めるのに満足な結果が得られるまで繰り
返し予備的スキャンを行って、ダイナミックレンジの正
確さを保証できる走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方
法を提供できる。
According to the second aspect of the present invention, the preliminary scanning is repeatedly performed until a satisfactory result for obtaining the dynamic range is obtained, and the measurement parameters of the scanning microscope capable of guaranteeing the accuracy of the dynamic range are obtained. A decision method can be provided.

【0066】又、本発明の請求項3によれば、正規分布
が複数存在する場合でもオフセット、ゲインの測定パラ
メータの自動設定ができる走査型顕微鏡の測定パラメー
タ決定方法を提供できる。
Further, according to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a method for determining measurement parameters of a scanning microscope which can automatically set offset and gain measurement parameters even when a plurality of normal distributions exist.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる測定パラメータ決定方法を適用
したレーザ走査型顕微鏡の第1の実施の形態を示す構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a laser scanning microscope to which a measurement parameter determination method according to the present invention is applied.

【図2】試料画像データの対角線上にスキャンして画素
データを抽出する方法を示す模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a method of extracting pixel data by scanning on a diagonal line of sample image data.

【図3】試料画像データのラスタを3か所程度選択して
画素データを抽出する方法を示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a method of selecting pixel data from three or so rasters of sample image data and extracting pixel data;

【図4】試料画像データの全くランダムな箇所の各画素
データを抽出する方法を示す模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a method for extracting pixel data of a completely random portion of sample image data.

【図5】明るさデータの正規分布を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a normal distribution of brightness data.

【図6】本発明に係わる第2の実施の形態のレーザ走査
型顕微鏡の標本抽出フローチャート。
FIG. 6 is a sample extraction flowchart of the laser scanning microscope according to the second embodiment of the present invention.

【図7】同レーザ走査型顕微鏡での標本の抽出作用を示
す模式図。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a sample extracting operation of the laser scanning microscope.

【図8】本発明に係わる第3の実施の形態のレーザ走査
型顕微鏡で観察する複数存在する正規分布を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a plurality of normal distributions observed by a laser scanning microscope according to a third embodiment of the present invention.

【図9】正規分布の歪度を示す図。FIG. 9 is a diagram showing the skewness of a normal distribution.

【図10】従来の走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方
法を説明するための図。
FIG. 10 is a view for explaining a method for determining measurement parameters of a conventional scanning microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:レーザ光源、 2:走査型顕微鏡、 3:受光素子、 4:オフセット演算部、 5:アナログ増幅器、 6:A/D変換器、 10:システム制御用計算機、 11:標本抽出機能、 12:正規分布導出機能、 13:測定パラメータ決定機能。 1: laser light source, 2: scanning microscope, 3: light receiving element, 4: offset operation unit, 5: analog amplifier, 6: A / D converter, 10: computer for system control, 11: sampling function, 12: Normal distribution derivation function, 13: Measurement parameter determination function.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光で試料をスキャンし、試料から
得られる光を受光素子で受光し、この受光素子から出力
されるアナログ電気信号をオフセット演算部及びアナロ
グ増幅器を通してディジタルの試料画像データに変換
し、この試料画像データに基づいて前記オフセット演算
部のオフセット及びアナログ増幅器のゲインを決定する
走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、 前記試料画像データのうち一部分の画像データを標本と
して抽出するステップと、 このステップにより抽出した前記標本の集合から各画素
の明るさに対する正規分布を導出するステップと、 このステップにより導出された前記正規分布から得られ
る前記明るさのダイナミックレンジに基づいて前記オフ
セット演算部のオフセット及びアナログ増幅器のゲイン
を決定するステップと、を有することを特徴とする走査
型顕微鏡の測定パラメータ決定方法。
1. A sample is scanned by a laser beam, light obtained from the sample is received by a light receiving element, and an analog electric signal output from the light receiving element is converted into digital sample image data through an offset operation unit and an analog amplifier. And a method for determining a measurement parameter of a scanning microscope that determines an offset of the offset calculation unit and a gain of an analog amplifier based on the sample image data, wherein a part of the sample image data is extracted as a sample. Deriving a normal distribution for the brightness of each pixel from the set of samples extracted in this step; and the offset calculating unit based on the dynamic range of the brightness obtained from the normal distribution derived in this step. Offset and analog amplifier gain Determining a measurement parameter of the scanning microscope.
【請求項2】 前記試料画像データから抽出する前記標
本数は、前記試料画像データから抽出した前記標本の明
るさに基づいて標準偏差を求め、この標準偏差を用いて
前記試料画像データの前記画像データを母集合とする平
均値の信頼区間の幅を求め、この信頼区間の幅が予め設
定された基準値を超えていれば前記標本数を増加するこ
とを特徴とする請求項1記載の走査型顕微鏡の測定パラ
メータ決定方法。
2. The sample number extracted from the sample image data, a standard deviation is obtained based on the brightness of the sample extracted from the sample image data, and the image of the sample image data is calculated using the standard deviation. 2. The scanning method according to claim 1, wherein a width of a confidence interval of an average value obtained by using data as a population is obtained, and if the width of the confidence interval exceeds a predetermined reference value, the number of samples is increased. Method for determining measurement parameters of scanning microscope.
【請求項3】 前記標本の集合の各画素の明るさから作
成した前記正規分布が複数の存在する場合、これら正規
分布を分ける各しきい値を決定して前記各正規分布を各
グループに分け、これらそれぞれの正規分布を用いて得
られる前記明るさのダイナミックレンジに基づいて前記
オフセット演算部のオフセット及びアナログ増幅器のゲ
インを決定することを特徴とする請求項1記載の走査型
顕微鏡の測定パラメータ決定方法。
3. When there are a plurality of normal distributions created from the brightness of each pixel of the sample set, each threshold value for dividing the normal distributions is determined, and each normal distribution is divided into each group. 2. The measurement parameter of the scanning microscope according to claim 1, wherein the offset of the offset calculation unit and the gain of the analog amplifier are determined based on the dynamic range of the brightness obtained using the respective normal distributions. Decision method.
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