DE102018217782A1

DE102018217782A1 - Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018217782A1
Application number: DE102018217782.1A
Authority: DE
Inventors: Shunsuke Tanaka; Jun Tabuchi; Takuya Karube; Norio Shibata
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-04-18
Also published as: JP7023667B2; US20190113734A1; JP2019074669A; US10539775B2

Abstract

Beim Erfassen eines Navigationsbilds, um es möglich zu machen, Bedingungen einzustellen, welche die gleichen wie Bedingungen sind, unter denen ein Navigationsbild zuletzt erfasst wurde, und ein natürliches Navigationsbild zu erzeugen. Ein Navigationsbild-Erfassungsabschnitt steuert einen Platzierungstisch-Steuerabschnitt auf der Grundlage der Kennzeichnung der Hinzufügung eines Bereich in ein Navigationsbild, und wenn vorliegende Bildgebungsbedingungen von den letzten Bildgebungsbedingungen unterschiedlich sich, ändert die Bildgebungsbedingungen in die letzten Bildgebungsbedingungen, erfasst einen hinzuzufügenden Bereich mit einem Bildgebungselement und veranlasst einen Anzeigenabschnitt, ein Bild des erfassten hinzuzufügenden Bereichs und ein existierendes Navigationsbild anzuzeigen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung, die ein Beobachtungsziel vergrößert, um zu ermöglichen, dass das Beobachtungsziel beobachtet werden kann.
Beschreibung der Verwandten Art
Als eine Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung, sind ein konfokales Mikroskop, dass sich dem Prinzip eines Laser-Confocus bedient, eine dreidimensionale Messvorrichtung, die sich dem Prinzip des sogenannten Fokusstapelns bedient, und dergleichen bekannt geworden. Wie beispielsweise in JP-11-14907 (Patentliteratur 1) und JP-A-2001-82935 (Patentliteratur 2) offenbart ist, umfasst das konfokale Mikroskop einen Laserausgabeabschnitt, der eine Punktlichtquelle konfiguriert, ein konfokales optisches Beobachtungssystem und ein Lichtempfangselement neben einer Objektivlinse. In dem konfokale optischen Beobachtungssystem ist eine Lochblende in einer Position angeordnet, die mit einer Beobachtungsoberfläche zwischen dem Lichtempfangselement und der Beobachtungsoberfläche verbunden ist. Wenn die Beobachtungsoberfläche fokussiert wird (zum Fokussierzeitpunkt), läuft reflektiertes Licht von der Beobachtungsoberfläche durch die Lochblende und tritt in das Lichtempfangselement ein. Wenn die Beobachtungsoberfläche unfokussiert ist (zum Defokussierzeitpunkt), wird das von der Beobachtungsoberfläche reflektierte Licht durch den peripheren Abschnitt der Lochblende blockiert und tritt kaum in das Lichtempfangselement ein.
Im konfokalen optischen Beobachtungssystem ändert sich, wenn der relative Abstand zwischen der Objektivlinse und der Beobachtungsoberfläche geändert wird, eine durch das Lichtempfangselement detektierte Lichtmenge sehr gemäß einem Grad der Fokussierung auf der Beobachtungsoberfläche. Es kann bestimmt werden, dass eine Position, bei der eine Lichtempfangsmenge durch das Lichtempfangselement die größte ist, die Höhe eines bestimmten Punktes der Beobachtungsoberfläche ist. Eine Höheninformation in einem vorbestimmten Bereich der Beobachtungsoberfläche kann durch Abtasten eines Laserstrahls erhalten werden, der von dem Laserausgabeabschnitt in einer X-Richtung und einer Y-Richtung ausgegeben wird.
Andererseits gibt es als die dreidimensionale Messvorrichtung, die von dem Prinzip des Fokusstapelns Gebrauch macht, wie beispielsweise in JP-A-9-97332 (Patentliteratur 3) und JP-A-2000-162504 (Patentliteratur 4) offenbart, eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um imstande zu sein, eine Beobachtungsoberfläche mit einem Bildgebungselement abzubilden, während Ändern der relative Abstand zwischen einer Objektivlinse und der Beobachtungsoberfläche geändert wird, und als Höhen von Punkten der Beobachtungsoberfläche relative Abstände einzustellen, bei denen am besten fokussierte Bilder an den Punkten erfasst werden.
Als ein Beleuchtungsverfahren eines Mikroskops gibt es eine koaxiale epi-Beleuchtung zum Beleuchten einer Beobachtungsoberfläche eines Beobachtungsziel, so dass ein Beleuchtungslichtpfad auf der optischen Achse einer Objektivlinse lokalisiert ist, eine Seitenbeleuchtung zum Beleuchten der Beobachtungsoberfläche der Beobachtungsziel von dem Umfang der Objektivlinse und eine Dunkelfeldbeleuchtung zum Beleuchten der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels von dem Umfang der optischen Achse der Objektivlinse.
Die konfokalen Mikroskope, die in den Patentliteraturen 1 und 2 offenbart werden, sind imstande, eine hochgenaue Messung in der Höhenrichtung durchzuführen. Daher ist das konfokale Mikroskop geeignet, wenn eine hochgenaue Messung eines Beobachtungsziels mit einer feinen Form notwendig ist. Das konfokale Mikroskop weist jedoch prinzipiell einen schwachen Punkt auf. Weil Licht auf die Beobachtungsoberfläche durch die Objektivlinse bestrahlt wird, wird ein Neigungswinkel, der gemessen werden kann, durch eine NA (numerische Apertur) der Objektivlinse beschränkt. Das heißt, wenn die Objektivlinse und die Beobachtungsoberfläche direkt einander entgegengesetzt sind, wird das Licht reflektiert, reflektiert das auf die Beobachtungsoberfläche durch die Objektivlinse gestrahlte Licht und kehrt zur Objektivlinse zurück. Wenn die Beobachtungsoberfläche jedoch mit Bezug auf die optische Achse der Objektivlinse gekippt ist, wird das Licht von der Beobachtungsoberfläche reflektierte Licht in Richtung der Außenseite der Objektivlinse gestrahlt und kehrt nicht zu der Objektivlinse zurück. Dieses Phänomen tritt auffälliger auf, wenn die NA der Objektivlinse kleiner ist. Im Allgemeinen weist eine Objektivlinse mit hoher Vergrößerung eine große NA auf und eine Objektivlinse mit niedriger Vergrößerung weist eine kleine NA auf. Daher ist auf der Seite der hohen Vergrößerung ein messbarer Neigungswinkel größer und es gibt lediglich einige wenige Beobachtungsziele, die nicht gemessen werden können. Auf der Seite der unteren Vergrößerung ist eine hochgenaue Messung jedoch schwierig, weil beispielsweise Daten eines geneigten Abschnitts verloren gehen und Rauschen (falsche Formen) tritt massiv auf.
Andererseits kann die dreidimensionale Messvorrichtung, die sich dem Prinzip des Fokusstapelns bedient, die in Patentliteraturen 3 und 4 offenbart ist, die Beobachtungsoberfläche unter Verwendung der Ringbeleuchtung oder dergleichen von der Außenseite der Beobachtungslinse beleuchten. Daher kann sogar eine geneigte Oberfläche gemessen werden, die steiler als eine durch die NA bestimmte Messgrenze der Objektivlinse ist.
Wenn das Prinzip des Fokusstapelns verwendet wird, wird jedoch eine fokussierte Position als die Höhe eines Punktes der Position betrachtet. Daher ist es schwierig, ein Beobachtungsziel eines transparenten Körpers oder eine Spiegeloberfläche zu messen, wobei unbekannt sind, ob sie fokussiert werden. Derartige Beobachtungsziele sind jedoch Beobachtungsziele, die das konfokale Mikroskop in geschickter Weise messen kann. Daher können durch Annehmen einer Vorrichtung, die sowohl ein Messverfahren durch das Prinzip den Laser-Confocus als auch ein Messverfahren durch das Prinzip des Fokusstapeln umfasst, messbare Beobachtungsziele erhöht und Vielseitigkeit kann sehr verbessert werden.
Wenn die koaxiale epi-Beleuchtung als ein Beleuchtungsverfahren eines Mikroskops angenommen wird, ist die koaxiale epi-Beleuchtung zum Beobachten einer Spiegeloberfläche oder einer Beobachtungsoberfläche ähnlich der Spiegeloberfläche geeignet. Ein Unterschied im Reflexionsvermögen der Beobachtungsoberfläche kann bei hohem Kontrast beobachtet werden. Andererseits ist die Seitenbeleuchtung und die Dunkelfeldbeleuchtung zum Beobachten eines Diffusers, wie beispielsweise Papier, und einer Beobachtungsoberfläche mit großer Unebenheit geeignet. Weil Licht von dem Umfang der Beobachtungslinse oder dem Umfang der optischen Achse gestrahlt wird, kann sogar eine geneigte Oberfläche, von der Licht nicht zurückkehrt, durch die koaxiale epi-Beleuchtung hell beleuchtet werden.
Bei dem Prinzip des Fokusstapelns wird, ob die Beobachtungsoberfläche fokussiert ist, als Mittel zum Bestimmen der Höhe eines Punktes der Beobachtungsoberfläche verwendet. Daher wird ausreichend vermutet, dass die Seitenbeleuchtung und die Dunkelfeldbeleuchtung manchmal geeigneter als die koaxiale epi-Beleuchtung sind.
ZUAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf derartige Punkte erfunden und eine Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, möglich zu machen, wenn ein Beobachtungsziel durch mehrere Typen von Messverfahren mit unterschiedlichen Prinzipien beobachtbar gemacht wird, ein Beleuchtungsverfahren in mehreren Weisen umzuschalten, um Typen von beobachtbaren Beobachtungszielen zu erhöhen.
Um die Aufgabe zu erreichen, ist eine erste Erfindung eine Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung, die ein Beobachtungsziel vergrößert, um zu ermöglichen, dass das Beobachtungsziel beobachtet werden kann, wobei die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung umfasst: einen Platzierungstisch zum Platzieren des Beobachtungsziels; ein nicht-konfokales optischen Beobachtungssystem, das eine Objektivlinse umfasst; ein konfokales optischen Beobachtungssystem, das die Objektivlinse umfasst; eine Lichtquelle, die konfiguriert ist, um Licht zum Beleuchten des Beobachtungsziels über die Objektivlinse zu erzeugen; einen Abtastabschnitt zum Abtasten das durch die Lichtquelle erzeugten Lichts auf dem Beobachtungsziel; eine koaxiale epi-Beleuchtung zum Beleuchten des Beobachtungsziels über die Objektivlinse; eine nicht-koaxiale epi-Beleuchtung zum Beleuchten des Beobachtungsziels von einem Umfang einer optischen Achse der Objektivlinse; einen vertikalen Bewegungsmechanismus, der imstande ist, einen relativen Abstand zwischen der Objektivlinse und dem Platzierungstisch zu ändern; einen Höheninformationsdetektor, der konfiguriert ist, um Höheninformation zu detektieren; ein erstes Lichtempfangselement, das konfiguriert ist, um das Beobachtungsziel über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem abzubilden, um ein Bild des Beobachtungsziels zu erfassen; ein zweites Lichtempfangselement zum Messen des Beobachtungsziel über das konfokale optische Beobachtungssystem; einen ersten Fokussuchabschnitt, der konfiguriert ist, um das Beobachtungsziel mit der koaxialen epi-Beleuchtung und/oder der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung zu beleuchten und eine Fokussuche auf der Grundlage der Höheninformation durchzuführen, die durch den Höheninformation-Detektionsabschnitt, die durch den vertikalen Bewegungsmechanismus gemäß dem geänderten relativen Abstand detektiert wird, und ein Bild, das durch das erste Lichtempfangselement erfasst wird; einen zweiten Fokussuchabschnitt, der konfiguriert ist, um den Abtastabschnitt zu veranlassen, das durch die Lichtquelle erzeugte Licht auf dem Beobachtungsziel abzutasten und bestimmen die Fokussuche auf der Grundlage der Höheninformation, die durch den Höheninformation-Detektionsabschnitt gemäß dem relativen Abstand detektiert wird, der durch den vertikalen Bewegungsmechanismus geändert wird, und ein durch das zweite Lichtempfangselement erfassten Signals; einen ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels auf der Grundlage des durch das erste Lichtempfangselement erfassten Bildes und einer durch den ersten Fokussuchabschnitt gesuchten Fokusposition zu messen; und einen zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels auf der Grundlage des durch das zweite Lichtempfangselement erfassten Signals und einer durch den zweiten Fokussuchabschnitt gesuchten Fokusposition zu messen.
Mit dieser Konfiguration, in einem Zustand, in dem das Beobachtungsziel durch die koaxiale epi-Beleuchtung und/oder die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, wenn das Beobachtungsziel durch das erste Lichtempfangselement über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem abgebildet wird, und der erste Fokussuchabschnitt die Fokussuche auf der Grundlage eines durch das erste Lichtempfangselement erfassten Bildes durchführt, wird Höheninformation durch den Höheinformation-Erfassungsabschnitt detektiert und eine Fokusposition kann erfasst werden. Der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt kann eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels auf der Grundlage der durch den ersten Fokussuchabschnitt gesuchten Fokusposition messen. Daher kann ein Messverfahren, das sich dem Prinzip des Fokusstapelns bedient, verwirklicht werden.
In einem Zustand, im das Beobachtungsziel durch eine Punktlichtquelle beleuchtet wird, wenn das Beobachtungsziel durch das zweite Lichtempfangselement über das konfokale optischen Beobachtungssystem gemessen wird und der zweite Fokussuchabschnitt die Fokussuche auf der Grundlage eines Signals durchführt, das von dem zweiten Lichtempfangselement erfasst wird, wird Höheninformation durch den Höheinformation-Erfassungsabschnitt detektiert und eine Fokusposition kann erfasst werden. Der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt kann eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels auf der Grundlage der durch den zweiten Fokussuchabschnitt gesuchten Fokusposition messen. Daher kann ein Messverfahren, dass sich dem Confocus-Prinzip bedient, verwirklicht werden.
Das heißt, dass eine Konfiguration, die sowohl das Messverfahren, das sich dem Prinzip des Fokusstapelns bedient, als auch das Messverfahren umfasst, das sich dem Prinzip des Confocus bedient, angenommen werden kann. Im Fall des Messverfahrens, dass sich dem Prinzip des Fokusstapeln bedient, kann eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels in einem Zustand, in dem das Beobachtungsziels durch die koaxiale epi-Beleuchtung oder die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, oder einem Zustand, in dem das Beobachtungsziel durch sowohl die koaxiale epi-Beleuchtung als auch die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, gemessen werden. Folglich kann eine Dreidimensionalform nicht nur in einem Spiegeloberflächen-ähnlichen Beobachtungsziel, sondern ebenfalls einem Diffuser und einem Beobachtungsziel mit großer Unebenheit gemessen werden.
In einer zweiten Erfindung kann der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt konfiguriert sein, um ein Farbbild zu erfassen, welches das Beobachtungsziel angibt, der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt kann konfiguriert sein, um dreidimensionale Formdaten des Beobachtungsziels zu erfassen, und die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung kann ferner umfassen: einen Steuerabschnitt, der konfiguriert ist, um ein kombiniertes Bild zu erzeugen, das durch Kombinieren des Farbbilds, das durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt erfasst wird, und der dreidimensionalen Formdaten, die durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt erfassten werden, erhalten wird; und einen Anzeigenabschnitt, der imstande ist, das durch den Steuerabschnitt erzeugte kombinierte Bild anzeigen.
Mit dieser Konfiguration erfasst der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt dreidimensionale Formdaten des Beobachtungsziels auf der Grundlage eines Signals, das über das konfokale optischen Beobachtungssystem erfasst wird. Daher sind die erfassten dreidimensionale Formdaten Daten mit genauer Höheninformation. Durch Kombinieren des Farbbilds, welches das Beobachtungsziel angibt, mit den dreidimensionalen Formdaten mit der genauen Höheninformation, wird ein dreidimensionales Farbbild erhalten, welches das Beobachtungsziel angibt. Durch Anzeigen des dreidimensionalen Farbbilds auf einem Anzeigenabschnitt, wie beispielsweise einer Anzeige, kann ein Benutzer eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels in Farbe beobachten.
In einer dritten Erfindung kann der erste Fokussuchabschnitt konfiguriert sein, um, wenn der Controller das kombinierte Bild erzeugt, das Beobachtungsziel mit der koaxialen epi-Beleuchtung zu beleuchten und die Fokussuch auf der Grundlage des durch das erste Lichtempfangselement erfassten Bildes durchzuführen.
Mit dieser Konfiguration kann der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt ein Farbbild des Beobachtungsziels erfassen, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird. Andererseits kann der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt dreidimensionale Formdaten des Beobachtungsziels erfassen, das durch die Punktlichtquelle über die Objektivlinse beleuchtet wird. Sowohl die koaxiale epi-Beleuchtung als auch die Punktlichtquelle beleuchten das Beobachtungsziel über die Objektivlinse. Daher werden das erfasste Farbbild und die erfassten dreidimensionalen Formdaten von der gleichen Richtung beleuchtet. Daher werden durch Kombinieren des Farbbildes und der dreidimensionalen Formdaten ein Farbton eines kombinierten Bildes ein normaler Farbton.
In einer vierten Erfindung kann die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung eine Ringbeleuchtung sein, die angeordnet ist, um einen Umfang der Objektivlinse zu umgeben.
In einer fünften Erfindung kann in einer der ersten bis vierten Erfindungen die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert sein, um imstande zu sein, jeweils eine Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung und eine Lichtmenge der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung unabhängig voneinander einzustellen, wenn die koaxiale epi-Beleuchtung und die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung das Beobachtungsziel gleichzeitig beleuchten.
In einer sechsten Erfindung kann die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert sein, um einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchabschnitts zu einem Zeitpunkt zu berechnen, wenn lichter der koaxialen epi-Beleuchtung und der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung auf das Beobachtungsziel bei einem ersten Verhältnis gestrahlt werden, zu bestimmen, ob der berechnete Zuverlässigkeitsindex eine vorbestimmte Referenz erfüllt, und, wenn bestimmt wird, dass der Zuverlässigkeitsindex die vorbestimmte Referenz nicht erfüllt, die Lichter der koaxialen epi-Beleuchtung und der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung auf das das Beobachtungsziel mit einem von dem ersten Verhältnis unterschiedlichen zweiten Verhältnis zu strahlen und die Fokussuche durchzuführen.
Das erste Verhältnis und das zweite Verhältnis können beispielsweise durch Prozentsätze dargestellt werden. Die koaxiale epi-Beleuchtung und die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung kann optional zwischen 0% und 100% eingestellt werden. Die koaxiale epi-Beleuchtung kann auf 0% eingestellt werden und die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung kann auf 100% eingestellt werden (Beleuchtung von lediglich der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung). Die koaxiale epi-Beleuchtung kann auf 100% eingestellt werden und die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung kann auf 0% eingestellt werden (Beleuchtung von lediglich der koaxialen epi-Beleuchtung).
In einer siebenten Erfindung kann die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert sein, um, wenn bestimmt wird, dass der Zuverlässigkeitsindex des Fokussuchergebnisses zu dem Zeitpunkt wenn die Lichter der koaxialen epi-Beleuchtung und die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung das Beobachtungsziel bei einem ersten Verhältnis beleuchten, zu bestimmen, ob der berechnete Zuverlässigkeitsindex eine vorbestimmte Referenz erfüllt, und der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt die Dreidimensionalform des Beobachtungsziels misst, das bei dem ersten Verhältnis durch die koaxiale epi-Beleuchtung und die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung als Antwort auf das Bestimmen beleuchtet wird, dass der Zuverlässigkeitsindex die vorbestimmte Referenz erfüllt.
In einer achten Erfindung kann die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert sein, um einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, und einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels, das durch die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, zu vergleichen, und wenn der Zuverlässigkeitsindex des Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, niedrigerer als der Zuverlässigkeitsindex des Beobachtungsziels ist, das durch die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, das Beobachtungsziel mit der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung zu beleuchten und die Fokussuche mit dem ersten Fokussuchabschnitt auf der Grundlage des durch das erste Lichtempfangselement erfassten Bildes durchzuführen.
In einer neunten Erfindung kann die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert sein, um einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses zu einem Zeitpunkt zu berechnen, wenn Lichter der koaxialen epi-Beleuchtung und der nicht-koaxiale epi-Beleuchtung auf das Beobachtungsziel bei einem ersten Verhältnis gestrahlt werden, zu bestimmen, ob der berechnete Zuverlässigkeitsindex eine vorbestimmte Referenz erfüllt, und wenn bestimmt wird, dass der Zuverlässigkeitsindex die vorbestimmte Referenz nicht erfüllt, eine HDR-Verarbeitung zum Expandieren eines dynamischen Bereichs auszuführen, während das erste Verhältnis beibehalten wird.
In einer zehnten Erfindung kann die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert sein, um einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses zu einem Zeitpunkt, wenn das Licht der koaxialen epi-Beleuchtung auf das Beobachtungsziel gestrahlt wird, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, und einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses zu einem Zeitpunkt, wenn Licht der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung auf das Beobachtungsziel gestrahlt wird, zu berechnen, um zu bestimmen, ob beide Zuverlässigkeitsindizes eine vorbestimmte Referenz erfüllen, und wenn bestimmt wird, dass beide Zuverlässigkeitsindizes die vorbestimmte Referenz nicht erfüllen, eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels mit dem zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt zu messen.
In einer elften Erfindung kann die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert sein, um die Beleuchtung zum Beleuchten des Beobachtungsziels in eine Beleuchtung mit einem hohen Zuverlässigkeitsindex auf der Grundlage eines Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, und eines Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels, das durch die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet wird, umzuschalten.
In einer zwölften Erfindung kann der Anzeigenabschnitt konfiguriert sein, um imstande zu sein, das kombinierte Bild und das Farbbild gleichzeitig anzuzeigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn das Beobachtungsziel aktiviert ist, von mehreren Typen von Messmodi mit unterschiedlichen Prinzipien beobachtet zu werden, das Beobachtungsziel durch die koaxiale epi-Beleuchtung und/oder die nicht-koaxiale epi-Beleuchtung beleuchtet werden. Daher können beobachtbare Beobachtungsziele erhöht werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Systemkonfiguration einer Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Beobachtungseinheit;
3 ist ein schematisches Diagramm, das ein optisches System und ein Beleuchtungssystem der Beobachtungseinheit zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung;
5 ist eine Seitenansicht eines elektrischen Revolvers, an dem mehrere Objektivlinsen befestigt ist;
6 ist ein Blockdiagramm eines Steuerabschnitts;
7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Position in einer Z-Richtung eines Beobachtungsziels und der Lichtempfangsintensität in einem Pixel zeigt;
8 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur während einer Messung;
9 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, die auf einem Anzeigenabschnitt direkt nach dem Startup angezeigt wird;
10 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf dem ein durch eine Photovervielfacherröhre erfasstes Livebild über ein konfokales optisches Beobachtungssystem angezeigt wird;
11 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, die während der Beleuchtungsauswahl angezeigt wird;
12 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf dem ein Livebild angezeigt wird, das nur durch koaxiale epi-Beleuchtung erfasst wurde.
13 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf dem ein Livebild angezeigt wird, das nur durch Ringbeleuchtung erfasst wurde;
14 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf dem ein Livebild angezeigt wird, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung und die Ringbeleuchtung erfasst wurde;
15 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, die während einer Beleuchtung-Lichtmengeneinstellung angezeigt wird;
16 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, bei der die Vergrößerung eines optischen Beobachtungssystems durch eine Änderung einer Objektivlinse vergrößert wird;
17 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf dem ein Navigationsbild angezeigt wird;
18 ist ein Diagramm, das zu 17 äquivalent ist, in dem ein Bereich zu dem Navigationsbild hinzugefügt wird;
19 ist ein Diagramm, das zu 17 äquivalent ist, in dem ein Menü beim Hinzufügen eines Bereichs zu dem Navigationsbild angezeigt wird;
20 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf der ein Basismessbereich angezeigt wird;
21 ist ein Diagramm, das eine geteilte und angezeigte Benutzerschnittstelle zeigt;
22 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf der ein Messergebnis durch einen Fokusstapelmodus angezeigt wird;
23 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf der eine Messergebnis durch einen Laser-Confocus-Modus angezeigt wird;
24 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf dem ein Profilmessbereich angezeigt wird;
25 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur beim Durchführen einer Messung im Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus ohne Anfordern einer Bestätigung durch einen Benutzer;
26 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur beim Durchführen einer Messung im Fokusstapelmodus und Laser-Confocus-Modus gemäß der Zuverlässigkeit eines Messergebnisses; und
27 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur, bei der eine Bestimmung bezüglich dessen, ob eine Messung im Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus durchgeführt wird, dem Benutzer überlassen wird.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Man bemerke, dass die folgende Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform lediglich eine Veranschaulichung zum Verkörpern der technischen Idee der vorliegenden Erfindung ist und nicht dazu bestimmt ist, die vorliegende Erfindung auf Objekte, auf welche die vorliegenden Erfindung angewendet wird, und Verwendungen der Objekte zu beschränken,.
Gesamtkonfiguration einer Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Systemkonfiguration einer Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, um ein Beobachtungsziel SP zu vergrößern und zu ermöglichen, dass das Beobachtungsziel SP beobachtet werden kann. Die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 kann einfach Mikroskop genannt oder kann digitales Mikroskop, ein Abtastmikroskop und dergleichen genannt werden. Wie nachstehend erläutert, kann, weil die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP erfassen kann, die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 ebenfalls eine dreidimensionale Messmaschine genannt werden.
Die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 kann durch eine Beobachtungseinheit 2 und eine externe Einheit 3 konfiguriert werden. Die externe Einheit 3 kann jedoch in der Beobachtungseinheit 2 aufgenommen werden, um die externe Einheit 3 und die Beobachtungseinheit 2 zu integrieren. Wenn die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 durch die Beobachtungseinheit 2 und die externe Einheit 3 konfiguriert wird, kann eine Leistungsversorgungseinrichtung 3a, die elektrische Leistung an die Beobachtungseinheit 2 liefert, in der externen Einheit 3 bereitgestellt werden. Die Beobachtungseinheit 2 und die externe Einheit 3 sind durch einen Draht 2a verbunden.
Ein Terminal zur Betätigung 4 kann mit der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 verbunden sein. Die Verbindung des Terminals zur Betätigung 4 wird durch einen Kommunikationsabschnitt 3b (siehe 4) ermöglicht, der in der externen Einheit 3 aufgenommen ist. Das Terminal zur Betätigung 4 umfasst einen Anzeigenabschnitt 5, eine Tastatur 6, eine Maus 7 und eine Speichereinrichtung 8. Das Terminal zur Betätigung 4 kann in der Beobachtungseinheit 2 oder der externen Einheit 3 aufgenommen und integriert sein, um als ein Bestandteil der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 gebildet zu werden. In diesem Fall kann das Terminal zur Betätigung 4 eine Steuereinheit oder dergleichen und nicht „Terminal zur Betätigung“ genannt werden. In dieser Ausführungsform ist das Terminal zur Betätigung 4 jedoch von der Beobachtungseinheit 2 und der externen Einheit 3 getrennt.
Der Anzeigenabschnitt 5, die Tastatur 6, die Maus 7 und die Speichereinrichtung 8 können ebenfalls jeweils in der Beobachtungseinheit 2 oder der externen Einheit 3 aufgenommen werden, um als Bestandteile der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 gebildet zu werden. Das heißt, dass das Terminal zur Betätigung 4, der Anzeigenabschnitt 5, die Tastatur 6, die Maus 7 und die Speichereinrichtung 8 ebenfalls als ein Teil der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 gebildet sein können. Die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 kann beispielsweise als die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1, die mit der Anzeigenabschnitt 5 befestigt ist, oder als die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1, die mit der Tastatur 6 und der Maus 7 (Betätigungsabschnitten) befestigt ist, konfiguriert sein.
Die Tastatur 6 und die Maus 7 sind in der Vergangenheit bekannte Einrichtungen für den Computerbetrieb und sind Betätigungsabschnitte zum Betätigen des Terminals zur Betätigung 4. Die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 kann durch die Tastatur 6 und die Maus 7 betätigt werden. Eine Eingabe von verschiedenen Arten von Information, eines Auswahlvorgangs, eines Bildauswahlvorgangs, einer Bereichskennzeichnung, einer Positionskennzeichnung und dergleichen kann durch die Betätigung der Tastatur 6 und der Maus 7 durchgeführt werden. Die Tastatur 6 und die Maus 7 sind Beispiele der Betätigungsabschnitte. Beispielsweise können Einrichtungen für den Computerbetrieb, wie beispielsweise verschiedene Zeigereinrichtungen, eine Toneingabeeinrichtung und ein Berührungsbedienfeld, ebenfalls anstatt der Tastatur 6 und der Maus 7 oder zusätzlich zu der Tastatur 6 und der Maus 7 verwendet werden.
Der Anzeigenabschnitt 5 wird durch eine Anzeigeneinrichtung konfiguriert, die imstande ist, eine Farbanzeige, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeigetafel oder eine organische EL-Tafel, durchzuführen. Eine Berührungsbedientafel, die als ein Betätigungsabschnitt fungiert, kann im Anzeigenabschnitt 5 aufgenommen sein.
Nachstehend erläuterte Elemente, Einrichtungen, Einheiten und dergleichen können in beliebigen der Beobachtungseinheit 2, der externen Einheit 3 und dem Terminal zur Betätigung 4 bereitgestellt werden.
Neben den oben erläuterten Einrichtungen und den Vorrichtungen können eine Vorrichtung zum Durchführen der Betätigung und Steuerung, ein Drucker, ein Computer zum Durchführen anderer verschiedener Arten von Verarbeitung, eine Speichereinrichtung, periphere Einrichtungen und dergleichen ebenfalls mit der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung verbunden sein. Beispiele der Verbindung in diesem Fall umfassen eine serielle Verbindung, wie beispielsweise IEEE1394, RS-232x und RS422 und USB, eine parallele Verbindung und ein Verfahren zur elektrischen, magnetischen oder optischen Verbindung über ein Netzwerk, wie beispielsweise 10BASE-T, 100BASE-TX oder 1000BASE-T. Neben der verdrahteten Verbindung kann die Verbindung kann beispielsweise ein drahtloses LAN, wie beispielsweise IEEE802.x, und eine drahtlose Verbindung, von einer Funkwelle, einem Infrarotstrahl, optischen Kommunikation und dergleichen Gebrauch macht, wie beispielsweise ein Bluetooth (eingetragene Marke). Ferner können als ein Speichermedium, das in einer Speichereinrichtung zum Durchführen von Datenaustausch, Speichern von verschiedenen Einstellungsarten und dergleichen verwendet wird, beispielsweise verschiedene Speicherkarten, eine Magnetplatte, eine magneto-optische Platte, ein Halbleiterspeicher und eine Festplatte verwendet werden. Man beachte, dass die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 als ein Vergrößerungsbeobachtungssystem, ein Digitalmikroskopsystem oder dergleichen als ein Ganzes durch Kombinieren der Beobachtungseinheit 2 und der externen Einheit 3 und der verschiedenen Einheiten, Vorrichtungen und Einrichtungen und mit Ausnahme der Beobachtungseinheit 2 und der externen Einheit 3 bezeichnet werden kann.
Gesamtkonfiguration der Beobachtungseinheit 2
Die äußere Form der Beobachtungseinheit 2 ist wie in 2 gezeigt und dergleichen. Die Beobachtungseinheit 2 wird durch eine Basis 20, die auf einer Werkbank oder dergleichen platziert ist, einem Trageabschnitt 21, der sich in Richtung der oberen Seite von einem inneren Abschnitt der Basis 20 erstreckt, und einem Kopfabschnitt 22, der über dem Trageabschnitt 21 bereitgestellt wird, konfiguriert. Man beachte, dass eine nahe Seite der Beobachtungseinheit 2 eine Seite nahe an einem Operator (einem Beobachter) ist, wenn der Operator der Beobachtungseinheit 2 in einer normalen Betriebshaltung zugewandt ist. Eine Innenseite der Beobachtungseinheit 2 ist eine Seite fern von dem Operator, wenn der Operator der Beobachtungseinheit 2 in der normalen Betriebshaltung zugewandt ist. Dies wird lediglich zur zweckmäßigen Erläuterung definiert und schränkt keinen tatsächlichen Gebrauchszustand ein.
Die Beobachtungseinheit 2 umfasst einen horizontalen elektrischen Platzierungstisch 23 zum Platzieren des Beobachtungsziels SP, eine koaxiale epi-Beleuchtung 24 und eine Ringbeleuchtung 25, die als Beleuchtung zur Beobachtung fungiert, die Licht in Richtung des Beobachtungsziels SP strahlt, einen Laserausgabeabschnitt 26, der als eine Punktlichtquelle fungiert, ein nicht-konfokales optisches Beobachtungssystem 30 und ein konfokales optisches Beobachtungssystem 40, die als ein optisches Beobachtungssystem arbeiten, ein Bildgebungselement (ein erstes Lichtempfangselement) 50 und eine Photovervielfacherröhre (ein zweites Lichtempfangselement) 51, die in 3 gezeigt werden, und dergleichen. Das optische Beobachtungssystem ist ein telezentrisches optisches System.
Der elektrische Platzierungstisch 23 kann in der Auf/AbRichtung durch einen Drehvorgang einer in 1 und 2 gezeigten hochhebenden und senkenden Einstellscheibe 23A bewegt werden. Wie in anderen optischen Mikroskopen dreht der Operator die hochhebende und senkende Einstellscheibe 23A gemäß der Dicke und der Höhe des Beobachtungsziels SP.
Konfiguration des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystem 30
Das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 kann auch wie eine Basisstruktur eines optischen Systems konfiguriert werden, das in einem optischen Mikroskop in der Vergangenheit verwendet wurde. Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 und die Ringbeleuchtung 25 werden als Lichtquellen zur Beobachtung verwendet. Von dem Beobachtungsziel SP reflektiertes Licht wird von dem Bildgebungselement 50 empfangen. Im Einzelnen umfasst das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 mindestens eine Objektivlinse 27, einen elektrischen Revolver (einen elektrischen Vergrößerungsmechanismus) 28, einen ersten Halbspiegel 31 und einen zweiten Halbspiegel 32, die der Reihe nach von der Seite des Beobachtungsziel SP in Richtung der Seite des Bildgebungselements 50 angeordnet sind. Der erste Halbspiegel 31 kann ein unpolarisierter Halbspiegel sein. Der erste Halbspiegel 31 und der zweite Halbspiegel 32 sind auf einem optischen Beobachtungspfad der Objektivlinse 27 angeordnet. Wenn das Beobachtungsziel SP beleuchtet wird, wird auf das Beobachtungsziel SP reflektierte Licht L1 von dem Bildgebungselement 50 durch die Objektivlinse 27, den ersten Halbspiegel 31 und den zweiten Halbspiegel 32 empfangen.
Das Bildgebungselement 50 bildet das Beobachtungsziel SP über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 ab, um ein Bild des Beobachtungsziels SP zu erfassen. Im Einzelnen kann als das Bildgebungselement 50 ein Bildsensor verwendet werden, der ein Bildgebungselement, wie beispielsweise eine CCD (charge-coupled device) oder einen CMOS (complementary metal oxide semiconductor) umfasst, das die Intensität des von dem nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystem 30 erhaltenen Lichts in ein elektrisches Signal umwandelt. Das Bildgebungselement 50 ist jedoch nicht auf den Bildsensor beschränkt. Das Bildgebungselement 50 ist ein Sensor, der ebenfalls Farbinformation erfassen kann. Eine Belichtungszeit des Bildgebungselements 50 kann optional eingestellt werden.
Konfiguration der koaxialen epi-Beleuchtung 24
Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 ist eine Beleuchtungseinheit, die als eine Lichtquelle zum Beleuchten des Beobachtungsziels SP über die Objektivlinse 27 fungiert. Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet eine Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP, so dass ein optischer Beleuchtungspfad auf der optischen Achse der Objektivlinse 27 lokalisiert ist. Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 umfasst einen lichtemittierenden Körper 24a, wie beispielsweise eine LED, und umfasst einen Kollektor 24b, eine Relaislinse 24c, einen Spiegel 24d und eine Linse 24e, auf die Licht des lichtemittierenden Körpers 24a einfallend gemacht wird. Das Licht des lichtemittierenden Körpers 24a läuft durch den Kollektor 24b und die Relaislinse 24c. Danach wird die Richtung des Lichts durch den Spiegel 24d geändert und das Licht wird auf die Linse 24e einfallend gemacht. Die Richtung des von der Linse 24e emittierten Lichts wird in die Richtung des Beobachtungsziels SP durch den ersten Halbspiegel 31 geändert. Dann wird das Licht auf eine optische Beobachtungsachse der Objektivlinse 27 gestrahlt. Das Licht läuft durch die Objektivlinse 27 und beleuchtet das Beobachtungsziel SP. AN/AUS und eine Lichtmenge während AN der koaxialen epi-Beleuchtung 24 werden von einem nachstehend erläuterten Beleuchtungssteuerabschnitt 72c gesteuert.
Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 ist zum Beobachten einer Spiegeloberfläche oder einer Beobachtungsoberfläche ähnlich derjenigen der Spiegeloberfläche geeignet. Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 weist einen Vorteil auf, dass eine Differenz im Reflexionsvermögen der Beobachtungsoberfläche bei hohem Kontrast beobachtet werden kann.
Konfiguration der Ringbeleuchtung 25
Wie in 3 schematisch gezeigt, ist die Ringbeleuchtung 25 eine nicht-koaxiale epi-Beleuchtung, die angeordnet ist, um den Umfang der Objektivlinse 27 zu umgeben. Die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet das Beobachtungsziel SP vom Umfang der optischen Achse der Objektivlinse 27. Wie in 5 gezeigt, sind im elektrischen Revolver 28 mehrere Befestigungslöchern 28a zum Befestigen der Objektivlinse 27 in Intervallen um eine Drehmittellinie ausgebildet. Objektivlinsen 27A und 27B mit unterschiedlichen Vergrößerungen sind an den Befestigungslöchern 28a befestigt. Die Objektivlinse 27A ist eine Linse, die von der Ringbeleuchtung 25 nicht umfasst wird. Die Objektivlinse 27B ist eine Linse, welche die Ringbeleuchtung 25 umfasst.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Ringbeleuchtung 25 ein Gehäuse 25a mit einer Ringform, in der mehrere Lichtquellen, wie beispielsweise LEDs (in 5 nicht gezeigt) untergebracht sind, und ein Lichtübertragungselement 25b, das unter dem Gehäuse 25a bereitgestellt wird. Das Gehäuse 25a ist ausgebildet, um den Umfang einer Linse zu umgeben, die in der Objektivlinse 27B umfasst ist. Die Mehrzahl von Lichtquellen, die auf der Innenseite untergebracht sind, ist angeordnet, um den Umfang der in der Objektivlinse 27B umfassten Linse zu umgeben. Von den Lichtquellen emittierte Lichter werden durch das Lichtübertragungselement 25b kondensiert und in Richtung des auf dem elektrischen Platzierungstisch 23 angeordneten Beobachtungsziels SP gestrahlt. Wenn eine Wendeposition des elektrischen Revolvers 28 in einer Position zum Auswählen der Objektivlinse 27A als eine vorliegende Objektivlinse zur Beobachtung vorhanden ist, arbeitet die Ringbeleuchtung 25 nicht. Wenn die Wendeposition jedoch in einer Position zum Auswählen der Objektivlinse 27B als die vorliegende Objektivlinse zur Beobachtung vorhanden ist, kann der elektrische Revolver 28 die Ringbeleuchtung 25 veranlassen, zu fungieren. AN/AUS und eine Lichtmenge während AN der Ringbeleuchtung 25 werden durch einen nachstehend erläuterten Beleuchtungssteuerabschnitt 72c gesteuert.
Neben der Ringbeleuchtung 25 können eine Seitenbeleuchtung zum Beleuchten der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP vom Umfang der Objektivlinse 27 und eine Dunkelfeldbeleuchtung zum Beleuchten der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP vom Umfang der optischen Achse der Objektivlinse 27 ebenfalls verwendet werden. Diese Beleuchtungsarten sind eine Beleuchtung, die bei Mikroskopen in der Vergangenheit verwendet wurden. Daher wird eine ausführliche Erläuterung der Beleuchtung weggelassen.
Die Ringbeleuchtung 25, die Seitenbeleuchtung und die Dunkelfeldbeleuchtung sind zum Beobachten eines Diffusers, wie beispielsweise Papier, und einer Beobachtungsoberfläche mit großer Unebenheit geeignet. Weil die Ringbeleuchtung 25, die Seitenbeleuchtung und die Dunkelfeldbeleuchtung Lichter von dem Umfang der Objektivlinse 27 oder dem Umfang der optischen Achse strahlen, weisen die Ringbeleuchtung 25, die Seitenbeleuchtung und die Dunkelfeldbeleuchtung einen Vorteil auf, dass sogar eine geneigte Oberfläche, von der Licht nicht in die koaxiale epi-Beleuchtung 24 zurückehrt, hell beleuchtet werden kann. Eine Dunkelfeldobjektivlinse kann ebenfalls verwendet werden.
Im Prinzip des Fokusstapelns wird, ob die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP fokussiert ist, als Mittel zum Bestimmen der Höhe eines Punkts der Beobachtungsoberfläche verwendet. Daher ist die Ringbeleuchtung 25 (die Seitenbeleuchtung und die Dunkelfeldbeleuchtung) manchmal geeigneter als die koaxiale epi-Beleuchtung 24.
Konfiguration des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40
Das in 3 gezeigte konfokale optische Beobachtungssystem 40 kann genauso wie eine Basisstruktur eines optischen Systems konfiguriert werden, das in einem konfokalen Mikroskop in der Vergangenheit verwendet wurde. Der Laserausgabeabschnitt 26 wird als eine Lichtquelle verwendet. Das konfokale optische Beobachtungssystem 40 ist konfiguriert, um auf dem Beobachtungsziel SP reflektiertes Licht mit der Photovervielfacherröhre 51 zu empfangen. Die Photovervielfacherröhre 51 ist eine Komponente zum Messen des Beobachtungsziels SP über das konfokale optische Beobachtungssystem 40.
Das konfokale optische Beobachtungssystem 40 umfasst die Objektivlinse 27 und den elektrischen Revolver 28 des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30. Daher sind die Objektivlinse 27 und der elektrische Revolver 28 bei dem konfokalen optischen Beobachtungssystem 40 und dem nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystem 30 üblich.
Ferner umfasst das konfokale optische Beobachtungssystem 40 mindestens ein dichroitisches Prisma 41, eine erste Linse 42, einen XY-Abtastabschnitt 43, eine Viertelwellenlängenplatte 44, einen Polarisationsstrahlteiler 45, eine Lochblendenlinse 46, eine Lochblendenplatte 47 und ein Dimmfilter (ein ND-Filter) 48. Das dichriotische Prisma 41 ist ein in der Vergangenheit bekanntes Element, das konfiguriert ist, um Licht mit einer spezifischen Wellenlänge zu reflektieren und Lichtern mit anderen Wellenlängen zu ermöglichen, durchzulaufen. Das dichriotische Prisma 41 ist auf der optische Beobachtungsachse der Objektivlinse 27 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist das dichriotische Prisma 41 konfiguriert, um Licht zu reflektieren, das von dem Laserausgabeabschnitt 26 emittiert wird.
Die erste Linse 42 ist auf einer optischen Reflexionsachse des dichroitischen Prismas 41 angeordnet. Der XY-Abtastabschnitt 43 ist zwischen der ersten Linse 42 und der Wellenlängenplatte 44 angeordnet. Die Lochblendenlinse 46, die Lochblendenplatte 47 und das Dimmfilter 48 sind zwischen der Photovervielfacherröhre 51 und dem Polarisationsstrahlteiler 45 angeordnet. Der Laserausgabeabschnitt 26 ist angeordnet, um Licht in Richtung des Polarisationsstrahlteilers 45 zu emittieren. Das Dimmfilter 48 wird verwendet, um einen Laserstrahl L2 zu dämpfen, der auf die Photovervielfacherröhre 51 einfallend gemacht wird. Daher kann, wenn der Laserstrahl L2 ausreichend schwach ist, der auf die Photovervielfacherröhre 51 einfallend gemacht wird, das Dimmfilter 48 nicht bereitgestellt werden. Das Dimmfilter 48 wird von einer Steuereinheit 60 gesteuert. Das Dimmfilter 48 kann ein Dimmverhältnis ändern.
Der XY-Abtastabschnitt 43 umfasst einen Galvanospiegel 43a und einen Resonanzspiegel 43b. Der Galvanospiegel 43a und der Resonanzspiegel 43b wurden in der Vergangenheit verwendet, wenn Licht abgetastet wurde. Daher wird eine ausführliche Erläuterung des Galvanospiegels 43a und des Resonanzspiegels 43b weggelassen. Das von dem Laserausgabeabschnitt 26 emittierte Licht läuft durch den Polarisationsstrahlteiler 45 und die Wellenlängenplatte 44 und wird auf den XY-Abtastabschnitt 43 einfallend gemacht. Das auf den XY-Abtastabschnitt 43 einfallend gemachte Licht wird auf der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP gemäß der Betätigung des Galvanospiegels 43a und des Resonanzspiegels 43b zweidimensional (in der X-Richtung und der Y-Richtung) abgetastet. Die X-Richtung kann als die Links/Rechts-Richtung der Beobachtungseinheit 2 eingestellt werden. Die Y-Richtung kann als die Tiefenrichtung der Beobachtungseinheit 2 eingestellt werden. Die X-Richtung und die Y-Richtung sind jedoch nicht auf diese Richtungen beschränkt und können optional eingestellt werden.
Der XY-Abtastabschnitt 43 muss lediglich eine Einheit sein, die konfiguriert ist, um Licht zweidimensional auf der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP abzutasten, und die nicht auf die oben erläuterte Struktur beschränkt ist. Beispielsweise kann der XY-Abtastabschnitt 43 ein Galvanoscannertyp, bei dem zwei Galvanospiegel kombiniert werden, ein photoakustischer Elementyp (ein Resonanztyp) zum Bonden eines piezoelektrischen Elements mit einem aus Glas hergestelltem akustischen optischen Medium und zum Eingeben eines elektrischen Signals in das piezoelektrische Element, um Ultraschall zu erzeugen, zum Beugen eines durch das akustische optische Medium laufenden Laserstrahls und zum Ablenken von Licht, oder ein Nipkow-Scheibentyp zum Drehen einer Scheibe sein, die Lochblenden einer Spalte oder einer großen Anzahl von Spalten in Form einer Spirale umfasst, und zum Abtasten von Licht sein, das durch die Lochblenden gelaufen ist, auf der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP.
Der Laserstrahl L2, der auf das Beobachtungsziel SP reflektiert wird, läuft durch die Objektivlinse 27 und den ersten Halbspiegel 31 und wird danach durch den zweiten Halbspiegel 32 reflektiert, um durch die erste Linse 42, den XY-Abtastabschnitt 43 und die Wellenlängenplatte 44 zu laufen, und wird durch den Polarisationsstrahlteiler 45 reflektiert, um zu der Lochblendenlinse 46 zu gelangen. Der Laserstrahl L2, der auf die Lochblendenlinse 46 einfallend gemacht wird, wird durch die Lochblendenlinse 46 kondensiert und bewegt sich dann in die Richtung der in der Lochblendenplatte 47 ausgebildeten Lochblenden. Der Laserstrahl L2, der durch die Lochblenden gelaufen ist, läuft durch das Dimmfilter 48 und wird auf die Photovervielfacherröhre 51 einfallend gemacht. Man beachte, dass das oben erläuterte Bildgebungselement 50 ebenfalls anstatt der Photovervielfacherröhre 51 verwendet werden kann. Ein Lichtempfangselement, das eine Photodiode und einen Verstärker umfasst, kann ebenfalls verwendet werden. Eine Belichtungszeit der Photovervielfacherröhre 51 kann optional eingestellt werden.
Im konfokalen optischen Beobachtungssystem 40 ist vor der Photovervielfacherröhre 51 eine Lochblende in einer Position angeordnet, die mit der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP verbunden ist. Die Lochblende ist extrem klein. Daher läuft, wenn der von dem Laserausgabeabschnitt 26 emittierte Laserstrahl L2 auf die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP fokussiert, reflektiertes Licht von der Beobachtungsoberfläche durch die Lochblendenlinse 46 und wird dann in der Lochblende kondensiert, die in der Lochblendenplatte 47 ausgebildet ist. Folglich nimmt, weil eine von der Photovervielfacherröhre 51 empfangene Lichtmenge extrem groß wird, ein Lichtfarbtonintensitätswert (ein Luminanzwert) zu. Andererseits wird, wenn der Laserstrahl L2 nicht auf die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP fokussiert, von der Beobachtungsoberfläche reflektiertes Licht durch die Lochblendenplatte 47 blockiert und läuft kaum durch die Lochblende. Daher wird die von der Photovervielfacherröhre 51 empfangene Lichtmenge extrem klein. Der Luminanzwert nimmt ab.
Daher ist in einem zweidimensionalen Abtastbereich (ein Bildgebungsbereich oder ein Messbereich) des Laserstrahls L2 durch den XY-Abtastabschnitt 43 ein fokussierter Abschnitt auf der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP hell. Andererseits sind Abschnitte mit den anderen Höhen dunkel. In dem konfokalen optischen Beobachtungssystem 40 kann, weil das konfokale optische Beobachtungssystem 40 ein optisches System ist, das eine Punktlichtquelle umfasst, in der Auflösung ausgezeichnete Luminanzinformation erfasst werden.
Konfiguration des Laserausgabeabschnitts 26
Der Laserausgabeabschnitt 26 ist eine Einrichtung, die einen Laserstrahl zum Beleuchten das Beobachtungsziels SP über die Objektivlinse 27 erzeugt und emittiert. Der Laserausgabeabschnitt 26 arbeitet als eine Lichtquelle für das konfokale optische Beobachtungssystem 40. Als der Laserausgabeabschnitt 26 kann beispielsweise ein He-Ne-Gaslaser oder ein Halbleiterlaser verwendet werden. Verschiedene Lichtquellen, die eine Punktlichtquelle erzeugen, können anstatt des Laserausgabeabschnitts 26 verwendet werden. Der Laserausgabeabschnitt 26 kann beispielsweise eine Kombination einer Lampe hoher Luminanz und eines Schlitzes sein.
Konfiguration eines Z-Achsen-Bewegungsmechanismus
Die Beobachtungseinheit 2 umfasst einen Z-Achsen-Antriebsabschnitt (einen vertikalen Bewegungsmechanismus) 52 (in 1 und 3 schematisch gezeigt), der imstande ist, den relativen Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 zu ändern, und einen Höheninformation-Erfassungsabschnitt (Höheninformation-Erfassungsmittel) 53 (in 4 gezeigt), der Höheninformation detektiert. Der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 umfasst beispielsweise einen Schrittmotor und einen Bewegungsumwandlungsmechanismus, der die Drehung einer Ausgangswelle des Schrittmotors in eine Linearbewegung in der Auf/Ab-Richtung umwandelt. Der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 wird in dem Kopfabschnitt 22 bereitgestellt. Der Schrittmotor des Z-Achsen-Antriebsabschnitts 52 wird gedreht, wodurch sich der elektrische Revolver 28 in der Auf/Ab-Richtung bewegt. Folglich kann der relative Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 geändert werden. Der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 weist eine Genauigkeit auf, die eine sich ändernde Schrittweite des relativen Abstands zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 auf ein Minimum von ungefähr 1 nm einstellen kann.
Der Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 wird durch eine lineare Skala (einen Linearcodierer) oder dergleichen konfiguriert, die den relativen Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 detektieren kann. Der Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 ist konfiguriert, um imstande zu sein, eine Änderung im relativen Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 sogar zu detektieren, wenn die Änderung gleich 1 nm ist. In dieser Ausführungsform ist der elektrische Platzierungstisch 23 in einer Z-Achsenrichtung bewegbar. Die Objektivlinse 27 ist ebenfalls in der Z-Achsenrichtung bewegbar. Während einer Fokussuche wird die Objektivlinse 27 in der Z-Achsenrichtung in einem fixierten Zustand des elektrischen Platzierungstisches 23 getrieben. Als Ergebnis ändert sich der relative Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23. Die Höheninformation kann durch Detektieren, mit der linearen Skala, einer Position in der Z-Achsenrichtung der Objektivlinse 27 zu diesem Zeitpunkt detektiert werden. Man beachte, dass die Objektivlinse 27 fixiert werden kann, um sich nicht in der Z-Achsenrichtung zu bewegen. Während der Fokussuche kann der elektrische Platzierungstisch 23 in der Z-Achsenrichtung getrieben werden. In diesem Fall kann die Höheninformation durch Detektieren, mit der linearen Skala, einer Position in der Z-Achsenrichtung des elektrischen Platzierungstisches 23 detektiert werden. Das heißt, die Höheninformation kann durch den Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 ungeachtet des elektrischen Platzierungstisches 23 detektiert werden und die Objektivlinse 27 wird in der Z-Achsenrichtung während der Fokussuche getrieben.
Das optische Beobachtungssystem umfasst einen Autofokusmechanismus zum Fokussieren auf das Beobachtungsziel SP. Der Autofokusmechanismus kann durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 konfiguriert werden. Das heißt, dass der relative Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem Beobachtungsziel SP, das auf dem elektrischen Platzierungstisch 23 platziert ist, durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 geändert werden kann. Daher kann der Autofokusmechanismus durch Bewegen, unter Verwendung eines Algorithmus ähnlich eines bekannten Kontrast-AF oder dergleichen, der Objektivlinse 27 in der Auf/Ab-Richtung mit dem Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52, bis das Beobachtungsziel SP fokussiert ist, verwirklicht werden.
Konfiguration eines Stufenantriebsabschnitts 54
Ein Stufenantriebsabschnitt 54 ist eine Einrichtung zum Bewegen des elektrischen Platzierungstisches 23 in der horizontalen Richtung (der X-Richtung und der Y-Richtung). Das heißt, dass der elektrische Platzierungstisch 23 von einem in 1 gezeigten Platzierungstisch-Trageelement 23A getrennt wird und in der horizontalen Richtung mit Bezug auf das Platzierungstisch-Trageelement 23A bewegbar getragen wird. Der elektrische Platzierungstisch 23 umfasst einen Aktuator, wie beispielsweise einen Linearmotor. Der elektrische Platzierungstisch 23 kann in der X-Richtung und der Y-Richtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in dem Platzierungstisch-Trageelement 23A durch den Aktuator bewegt werden.
Konfiguration der Steuereinheit 60
Die Beobachtungseinheit 2 umfasst die Steuereinheit 60. Die Steuereinheit 60 kann in der externen Einheit 3 oder in dem Terminal zur Betätigung 4 bereitgestellt werden. Die Steuereinheit 60 ist eine Einheit zum Steuern der Abschnitte der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 und zum Durchführen verschiedener Rechenoperationen, verschiedener Arten der Verarbeitung und dergleichen. Die Steuereinheit 60 kann durch eine CPU oder eine MPU, eine System-LSI, eine DSP, fest zugeordnete Hardware und dergleichen konfiguriert sein. Die Steuereinheit 60 wird mit verschiedenen Funktionen implementiert, wie nachstehend erläutert. Die Funktionen können durch eine Logikschaltung oder durch Ausführung von Software verwirklicht werden. Die Steuereinheit 60 wird nachstehend ausführlich erläutert.
Der Laserausgabeabschnitt 26, die koaxiale epi-Beleuchtung 24, die Ringbeleuchtung 25, der elektrische Revolver 28, der XY-Abtastabschnitt 43, das Dimmfilter 48, das Bildgebungselement 50, die Photovervielfacherröhre 51, der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52, der Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 und der Stufenantriebsabschnitt 54 sind mit der Steuereinheit 60 verbunden. Der Laserausgabeabschnitt 26, die koaxiale epi-Beleuchtung 24, die Ringbeleuchtung 25, der elektrische Revolver 28, der XY-Abtastabschnitt 43, das Dimmfilter 48, das Bildgebungselement 50, die Photovervielfacherröhre 51, der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 und der Stufenantriebsabschnitt 54 werden durch die Steuereinheit 60 gesteuert. Ausgangssignale des Bildgebungselements 50, der Photovervielfacherröhre 51 und des Höheninformation-Erfassungsabschnitts 53 werden in die Steuereinheit 60 eingegeben.
Konfiguration eines elektrischen Revolversteuerabschnitts 61
Die Steuereinheit 60 umfasst einen elektrischen Revolversteuerabschnitt (einen Vergrößerungsmechanismus-Steuerabschnitt) 61, der den elektrischen Revolver 28 steuert, um die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems zu ändern. Der elektrische Revolversteuerabschnitt 61 dreht den elektrischen Revolver 28, um eine gewünschte Objektivlinse 27 als die Objektivlinse 27 des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 und des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 einzustellen. Der Benutzer wählt eine gewünschte Objektivlinse 27 mit der Betätigung eines Schalters, der Tastatur 6, der Maus 7 oder dergleichen im Voraus von mehreren Objektivlinsen 27 aus, die an dem elektrischen Revolver 28 befestigt sind. Dann dreht der elektrische Revolversteuerabschnitt 61 den elektrischen Revolver 28, um die ausgewählte Objektivlinse 27 als die Objektivlinse 27 des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 und des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 einzustellen. Danach stoppt der elektrischen Revolversteuerabschnitt 61 den elektrischen Revolver 28.
Wie in 5 gezeigt, sind die Objektivlinsen 27A und 27B mit unterschiedlichen Vergrößerungen an dem elektrischen Revolver 28 befestigt. Information hinsichtlich dessen, welche Objektivlinsen 27A und 27B an welchen Befestigungslöchern 28a des elektrischen Revolvers 28 befestigt sind, wird in einem Speicherabschnitt 73 gespeichert, der in der Steuereinheit 60 umfasst ist. Daher kann der elektrische Revolversteuerabschnitt 61 den elektrischen Revolver 28, wie oben erläutert, auf der Grundlage der in dem Speicherabschnitt 73 gespeicherten Information und der Information bezüglich der Auswahl durch den Benutzer steuern. Die Information bezüglich dessen, welche Objektivlinsen 27A und 27B an welchen Befestigungslöchern 28a des elektrischen Revolvers 28 befestigt sind, kann durch den Benutzer von dem Terminal zur Betätigung 4 eingegeben werden. Die Objektivlinse 27 kann durch einen Sensor des elektrischen Revolvers 28 automatisch erkannt werden.
Durch Steuern des elektrischen Revolvers 28 kann die Vergrößerung des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 und des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 geändert werden. Eine Objektivlinse (in 5 nicht gezeigt), die durch eine elektrische Zoomlinse gebildet wird, kann zusätzlich zu dem oder anstatt des elektrischen Revolvers 28 bereitgestellt werden. Die elektrische Zoomlinse ist ein elektrischer Vergrößerungsmechanismus. Durch Betätigen der elektrischen Zoomlinse kann die Vergrößerung des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 und des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 geändert werden. In diesem Fall fungiert ein Abschnitt, der die elektrische Zoomlinse steuert, als ein Vergrößerungsmechanismus-Steuerabschnitt. Der Vergrößerungsmechanismus-Steuerabschnitt steuert die elektrische Zoomlinse auf der Grundlage der Information bezüglich der Auswahl durch den Benutzer, wodurch eine gewünschte Vergrößerung erhalten werden kann.
Der elektrische Revolver 28 kann über eine Benutzerschnittstelle betätigt werden, die auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigt wird, oder kann durch einen Schalter oder dergleichen betätigt werden, der in der Beobachtungseinheit 2 bereitgestellt wird. Durch Annehmen des elektrisches Revolvers 28 muss der Benutzer einen Revolver nicht mit einer Hand drehen. Daher fallen Staub und dergleichen nicht auf das Beobachtungsziel SP, wenn der Revolver gedreht wird.
Konfiguration eines Platzierungstisch-Steuerabschnitts 62
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 60 einen Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62, der eine horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23 ändert. Der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 kann die horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23 durch Steuern des Stufenantriebsabschnitts 54 ändern. Die horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23 kann beispielsweise durch eine X-Koordinate und eine Y-Koordinate der Mitte des elektrischen Platzierungstisches 23 gekennzeichnet werden. Der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 ändert beispielsweise die horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23, wenn ein nachstehend erläutertes Navigationsbild erfasst wird, wenn das Navigationsbild erneut erfasst wird, und wenn das Navigationsbild zusätzlich erfasst wird. Der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 ändert die horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23 nicht nur in diesen Fällen. Wenn der Benutzer einen Beobachtungsbereich und eine Position kennzeichnet, ändert der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 die horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23, so dass der gekennzeichnete Bereich beobachtet werden kann.
Konfiguration von Fokussuchabschnitten
Die Steuereinheit 60 umfasst einen ersten Fokussuchabschnitt 63, der die Fokussuche auf der Grundlage des durch das Bildgebungselement 50 erfassten Bildes gemäß dem relativen Abstand durchführt, der durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 geändert wird, und einen zweiten Fokussuchabschnitt 64, der die Fokussuche auf der Grundlage des durch die Photovervielfacherröhre 51 erfassten Signals gemäß dem relativen Abstand durchführt, der durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 geändert wird. Der relative Abstand ist ein Abstand, der auf der Grundlage der Höheninformation erhalten wird, die durch den Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 detektiert wird. Der relative Abstand kann auf den Abstand zwischen der distalen Endfläche der Objektivlinse 27 und der oberen Oberfläche des elektrischen Platzierungstisches 23 eingestellt werden. Der relative Abstand ist jedoch auf diesen Abstand beschränkt. Der relative Abstand kann auf eine Trennabstand in der Auf/AbRichtung zwischen einem vorbestimmten Teil der Objektivlinse 27 und einem vorbestimmten Teil des elektrischen Platzierungstischs 23 eingestellt werden.
Der erste Fokussuchabschnitt 63 beleuchtet das Beobachtungsziel SP mit der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und/oder der Ringbeleuchtung 25 und führt die Fokussuche auf der Grundlage des durch das Bildgebungselement 50 erfassten Bildes aus. Im Einzelnen fokussiert der erste Fokussuchabschnitt 63 auf das Beobachtungsziel SP auf der Grundlage des durch das Bildgebungselement 50 erfassten Bildes, während der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 gesteuert wird, um den relativen Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 zu ändern. Ein relativer Abstand, der auf der Grundlage der Höheninformation erhalten wird, die durch den Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 detektiert wird, wenn das Beobachtungsziel SP fokussiert ist, wird im Speicherabschnitt 73 gespeichert. Dieser relative Abstand ist eine Fokusposition (eine Fokussierposition), die durch den ersten Fokussuchabschnitt 63 erfasst wird.
Der zweite Fokussuchabschnitt 64 beleuchtet das Beobachtungsziel SP mit dem Laserausgabeabschnitt 26 und führt die Fokussuche auf der Grundlage des von der Photovervielfacherröhre 51 erfassten Signals aus. Im Einzelnen fokussiert der zweite Fokussuchabschnitt 64 auf das Beobachtungsziel SP auf der Grundlage des von der Photovervielfacherröhre 51 erfassten Signals, während der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 gesteuert und der relative Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 geändert wird. Zu diesem Zeitpunkt kann, wie oben erläutert, der zweite Fokussuchabschnitt 64 bestimmen, dass das Beobachtungsziel SP fokussiert ist, wenn eine Lichtempfangsmenge in der Photovervielfacherröhre 51 die größte ist. Einzelheiten dieser Bestimmungsprozedur werden nachstehend erläutert. Ein relativer Abstand, der auf der Grundlage der durch den Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 detektierten Höheninformation erhalten wird, wenn das Beobachtungsziel SP fokussiert ist, wird im Speicherabschnitt 73 gespeichert. Dieser relative Abstand ist eine Fokusposition (eine Fokussierposition), die durch den zweiten Fokussuchabschnitt 64 erfasst wird.
Konfiguration eines Dreidimensionalform-Messabschnitts
Die Steuereinheit 60 umfasst einen ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65, der eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP auf der Grundlage des durch das Bildgebungselement 50 erfassten Bildes und der durch den ersten Fokussuchabschnitt 63 gesuchten Fokusposition misst, und einen zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66, der eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP auf der Grundlage des Signals, das durch die Photovervielfacherröhre 51 erfasst wird, und der Fokusposition, die von dem zweiten Fokussuchabschnitt 64 gesucht wird, misst. Die Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP kann ebenfalls Oberflächenform oder Textur des Beobachtungsziels SP genannt werden.
Der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 erfasst, unter Verwendung des Prinzips des Fokusstapeln, ein Bild, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP erfasst werden kann. Das Bild, das durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 erfasst wird, kann auch als tiefenkombiniertes Bild bezeichnet werden. Das tiefenkombinierte Bild ist ein Bild, das dadurch erhalten wird, wenn eine Niveaudifferenz eines Messzielabschnitts des Beobachtungsziels SP eine Tiefenschärfe der Objektivlinse 27 überschreitet, wobei lediglich fokussierte Abschnitte (Pixel) aus Bildern extrahiert werden, die durch das Bildgebungselement 50 mit einer veränderten Höhenrichtung und Kombinieren der Abschnitte getrennt erfasst werden. Eine Tiefenkombinationsverarbeitung muss nur durchgeführt werden, um das tiefenkombinierte Bild zu erzeugen. Die Tiefenkombinationsverarbeitung ist eine Verarbeitung, um, während die Objektivlinse 27 in der Z-Achsenrichtung (der Höhenrichtung) mit dem Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 bewegt wird, mehrere Standbilder mit dem Bildgebungselement 50 zu erfassen und fokussierte Bereiche zu kombinieren, um ein Bild zu bilden, das in einem gesamten Bildschirmbereich fokussiert ist. In diesem Fall werden mehrere zehn bis mehrere hundert Standbilder gemäß einer sich ändernde Schrittweite oder dergleichen zum Ändern eines Bereichs in der Z-Achsenrichtung und einer Position in der Z-Achsenrichtung verwendet.
Das Bildgebungselement 50 kann Farbinformation erfassen. Daher kann der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 ein Farbbild erfassen, welches das Beobachtungsziel SP angibt.
Der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst, in dem man sich das Prinzips des Laser-Confocus zunutze macht, ein Bild, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP erfasst werden kann. Der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erzeugt konfokale Bilddaten, wie nachstehend erläutert. Die konfokalen Bilddaten werden für jeden von Einheitsbereichen auf dem Beobachtungsziel SP erzeugt. Die Einheitsbereiche werden gemäß der Vergrößerung der Objektivlinse 27 bestimmt.
Zuerst wird in einem Zustand, in dem die Position in der Z-Richtung des Beobachtungsziels SP fixiert ist, der Laserstrahl L2 in der X-Richtung an dem Endabschnitt in der Y-Richtung in dem Einheitsbereich durch den XY-Abtastabschnitt 43 abgetastet. Wenn das Abtasten in der X-Richtung endet, wird der Laserstrahl L2 in der Y-Richtung um ein festes Intervall durch den XY-Abtastabschnitt 43 bewegt. Der Laserstrahl L2 wird in der X-Richtung in diesem Zustand abgetastet. Das Abtasten in der X-Richtung und die Bewegung in der Y-Richtung des Laserstrahls L2 in dem Einheitsbereich werden wiederholt, wodurch das Abtasten in der X-Richtung und der Y-Richtung in dem Einheitsbereich endet. Anschließend wird die Objektivlinse 27 in der Z-Achsenrichtung durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 bewegt. Folglich ändert sich die Position in der Z-Richtung der Objektivlinse 27 in einen Zustand, der von dem letzten Zeitpunkt unterschiedlich ist. In diesem Zustand wird das Abtasten in der X-Richtung und der Y-Richtung im Einheitsbereich durchgeführt. Danach wird die Position in der Z-Richtung der Objektivlinse 27 bei einer vorbestimmten, sich ändernden Schrittweite bewegt, die nachstehend erläutert wird. Das Abtasten in der X-Richtung und der Y-Richtung wird im Einheitsbereich durchgeführt. Diese Verarbeitung wird wiederholt.
Die Anzahl von Pixeln in der X-Richtung der konfokalen Bilddaten wird durch die Abtastgeschwindigkeit und einen Abtastzyklus in der X-Richtung des Laserstrahls L2 durch den XY-Abtastabschnitt 43 bestimmt. Die Anzahl von Abtastungen beim Abtasten in der X-Richtung, die einmal durchgeführt wird (eine Abtastzeile), ist die Anzahl von Pixeln in der X-Richtung. Die Anzahl von Pixeln in der Y-Richtung wird durch einen Verlagerungsbetrag in der Y-Richtung des Laserstrahls L2 durch den XY-Abtastabschnitt 43 an jedem Ende des Abtastens in der X-Richtung bestimmt. Die Anzahl von Abtastzeilen in der Y-Richtung ist die Anzahl von Pixeln in der Y-Richtung.
Wenn das Abtasten in der X-Richtung und der Y-Richtung in dem Einheitsbereich endet, steuert der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 den Stufenantriebsabschnitt 54, um den elektrischen Platzierungstisch 23 in der X-Richtung oder der Y-Richtung zu bewegen und das Abtasten in der X-Richtung und der Y-Richtung in einem anderen Einheitsbereich auf die gleiche Art und Weise durchzuführen. Der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 wiederholt diese Verarbeitung, um das Abtasten in der X-Richtung und der Y-Richtung in mehreren Einheitsbereichen durchzuführen. Das Erhalten konfokaler Bilddaten der Einheitsbereiche kann mit konfokalen Bilddaten gekoppelt werden.
7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Position in der Z-Richtung des Beobachtungsziels SP und der Lichtempfangsintensität (einer Lichtempfangsmenge) der Photovervielfacherröhre 51 in einem Pixel zeigt. Wie oben erläutert, wird im konfokalen optischen Beobachtungssystem 40, wenn die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP in der Fokusposition der Objektivlinse 27 vorhanden ist, der Laserstrahl L2, der auf die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP reflektiert wird, in der Lochblende kondensiert, die in der Lochblendenplatte 47 ausgebildet ist. Folglich läuft das Meiste des Laserstrahls L2, der auf der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP reflektiert wird, durch die in der Lochblendenplatte 47 ausgebildete Lochblende und wird auf die Photovervielfacherröhre 51 einfallend gemacht. Daher wird die Lichtempfangsintensität der Photovervielfacherröhre 51 maximiert. Demgemäß wird ein Spannungswert eines von der Photovervielfacherröhre 51 ausgegebenen Lichtempfangssignals maximiert.
Wenn die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP andererseits in einer Position vorhanden ist, die von der Fokusposition der Objektivlinse 27 abweicht, wird der Laserstrahl L2, der auf die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP reflektiert wird, vor oder hinter der Lochblende kondensiert, die in der Lochblendenplatte 47 ausgebildet ist. Daher nimmt der Spannungswert des von der Photovervielfacherröhre 51 ausgegebenen Lichtempfangssignals stark ab.
Auf diese Weise erscheint eine steile Spitze in einer Lichtempfangsintensitätsverteilung der Photovervielfacherröhre 51 in einem Zustand, in dem die Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP in der Fokusposition der Objektivlinse 27 vorhanden ist. Eine Lichtempfangsintensitätsverteilung in der Z-Richtung kann für jedes der Pixel von den konfokalen Bilddaten der Einheitsbereiche erhalten werden. Folglich kann eine Spitzenposition (eine Z-Koordinate) und eine Spitzenlichtempfangsintensität der Lichtempfangsintensitätsverteilung für jedes der Pixel erhalten werden.
Daten, welche die Spitzenpositionen in der Z-Richtung bezüglich der Pixel angeben, können Höhenbilddaten (Dreidimensionalformdaten) genannt werden. Ein Bild, das auf der Grundlage der Höhenbilddaten angezeigt wird, kann Höhenbild genannt werden. Das Höhenbild ist ein Bild, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP erfasst werden kann.
Das heißt, dass im Prinzip des Laser-Confocus bestimmt wird, dass eine Spitzenposition einer Lichtempfangsmenge durch die Photovervielfacherröhre 51 zu dem Zeitpunkt, wenn der relative Abstand wird für jedes der Pixel geändert, eine Fokusposition ist, die sich die Tatsache zunutze macht, dass die Lichtempfangsmenge durch die Photovervielfacherröhre 51 die größte während des Fokussieren ist, und die Lichtempfangsmenge durch die Photovervielfacherröhre 51 weiter weg von einem fokussierten Zustand mit einem selektiven Lichtblockierabschnitt, wie beispielsweise einer Lochblende, steil abnimmt.
Andererseits wird im Prinzip des Fokusstapeln ein Fokuswert, der einen Grad des Fokussierens angibt, für jedes der Pixel von dem Bild berechnet, das von dem Bildgebungselement 50 auf der Grundlage eines Kontrasts, einer hohen räumlichen Frequenzkomponente und dergleichen erfasst wird. Es wird bestimmt, dass eine Spitzenposition des Fokuswerts zu dem Zeitpunkt, wenn der relative Abstand geändert wird, für jedes der Pixel eine Fokusposition ist.
„Unfokussiert“ bedeutet, dass es keine Luminanzdifferenz zwischen benachbarten Pixeln gibt (ein Luminanzverhältnis ist nahe 1). Umgekehrt ist „fokussiert“ ein Zustand, bei dem die Luminanzdifferenz (ein Luminanzverhältnis) zwischen den benachbarten Pixeln verglichen mit einem unfokussierten Zustand groß ist.
Das heißt, dass das Prinzip des Fokusstapelns und das Prinzip des Laser-Confocus lediglich in einem Verfahren der Fokusbestimmung unterschiedlich sind und dadurch die gleichen sind, da „ein Höhenbild (ein Dreidimensionalformbild), bei dem relative Abstände, bei denen Bilder an Punkten der Beobachtungsoberfläche am besten fokussiert werden, Höhen der Punkte sind“ erhalten wird, und „Bilder, die am besten an den Punkten der Beobachtungsoberfläche fokussiert sind, kombiniert werden und ein an den Punkte fokussiertes, tiefenkombiniertes Bild“ erhalten werden.
Messprozedur
8 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur zum Durchführen einer Messung und einer Beobachtung des Beobachtungsziels SP unter Verwendung der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1. Nachdem die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 bei Schritt SA1 gestartet wird, wird das Beobachtungsziel SP auf den elektrischen Platzierungstisch 23 platziert. Danach wird bei Schritt SA2 ein Messteil (ein Beobachtungsteil) des Beobachtungsziels SP gesucht. Bei Schritt SA3 wird das Messteil des Beobachtungsziels SP fokussiert. Dies kann durch den oben erläuterten Autofokusmechanismus durchgeführt werden.
Nach dem Fokussieren wird bei Schritt SA4 die Objektivlinse 27 ausgewählt. Wenn die Objektivlinse 27 ausgewählt ist, dreht sich der elektrische Revolver 28, um eine Beobachtung durch die ausgewählte Objektivlinse 27 zu ermöglichen. Anschließend wird bei Schritt SA5 ein Messprinzip ausgewählt. Das Messprinzip ist das Fokusstapeln und der Laser-Confocus. Das Fokusstapeln oder der Laser-Confocus wird ausgewählt. Bei Schritt SA6 werden verschiedene Parameter eingestellt. Bei Schritt SA7 wird die Messung des Messteils des Beobachtungsziels SP durchgeführt.
In den Schritten werden Benutzerschnittstellen auf dem Anzeigenabschnitt 5 nach Bedarf angezeigt. Die auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigten Benutzerschnittstellen werden nachstehend ausführlich erläutert.
Konfiguration eines Benutzerschnittstellen-Erzeugungsabschnitts 72a
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 60 einen Steuerabschnitt 72. Wie in 6 gezeigt, umfasst der Steuerabschnitt 72 einen Benutzerschnittstellen-Erzeugungsabschnitt 72a. Der Benutzerschnittstellen-Erzeugungsabschnitt 72a ist ein Abschnitt, der eine auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigte Benutzerschnittstelle erzeugt. Daten der durch den Benutzerschnittstellen-Erzeugungsabschnitt 72a erzeugten Benutzerschnittstelle werden an das Terminal zur Betätigung 4 gesendet und auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigt. Die Ausgestaltung der nachstehend erläuterten Benutzerschnittstelle ist beispielhaft. Anzeigeformen von Bereichen, Schaltflächen, Menüs und dergleichen können in andere Formen mit den gleichen Funktionen geändert werden. Anzeigepositionen der Bereiche, der Schaltflächen, der Menüs und dergleichen sind nicht auf Positionen beschränkt, die in den Zeichnungen gezeigt werden und können optional eingestellt werden.
Der Benutzerschnittstellen-Erzeugungsabschnitt 72a erzeugt eine Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80, die auf dem Anzeigenabschnitt 5 nach dem Startup der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 angezeigt wird (siehe 9). In der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 werden ein Livebild-Anzeigenbereich 80a zum Anzeigen eines Livebildes, das eine zeitliche Änderung des Beobachtungsziels SP angibt, und ein Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b zum Anzeigen des Navigationsbildes zum Einstellen des Beobachtungsbereichs nebeneinander in der Links/Rechts-Richtung bereitgestellt. In dieser Ausführungsform ist der Livebild-Anzeigenbereich 80a im Vergleich mit dem Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b groß. Das Livebild ist ein Bild, das angezeigt wird, während ein Bild des Beobachtungsziels SP, das durch das Bildgebungselement 50 sequentiell erfasst wird, sequentiell aktualisiert wird.
Im Livebild-Anzeigenbereich 80a werden Bilder des Beobachtungsziels SP, die auf dem elektrischen Platzierungstisch 23 platziert werden, als ein sich bewegendes Bild im Wesentlichen auf einer Echtzeitbasis angezeigt. Ein erstes Livebild, das eine zeitliche Änderung des Beobachtungsziels SP angibt, das durch das Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 erfasst wird, und ein zweites Livebild, das eine zeitliche Änderung des Beobachtungsziels SP angibt, das durch die Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasst wird, kann ausgewählt und angezeigt werden. Das Livebild kann ebenso eine Liveansicht genannt werden. In dem der Anzeigenabschnitt 5 veranlasst wird, das Livebild anzuzeigen, ist der Benutzer imstande, das Livebild zu betrachten und ein Änderungsergebnis im Wesentlichen auf einer Echtzeitbasis zu bestätigen, wenn der Benutzer verschiedenen Einstelländerungen durchführt. Daher kann die Zweckmäßigkeit verbessert werden.
Ein erstes Livebild, das durch das Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 erfasst wird, und ein zweites Livebild, das durch die Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasst wird, werden ausführlich erläutert.
Das erste Livebild, das durch das Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 erfasst wird, ist eine sogenanntes normales mikroskopisches Bild vor einer Tiefenkombination. Daher kann im ersten Livebild, obwohl ein unfokussierter und verschwommener Bereich weit ist, eine Farbe und ein raues Äußere bestätigt werden. Das erste Livebild ist im Allgemeinen ein vertrautes Bild und ist als ein Bild zur Bezugnahme zum Einstellen verschiedener Parameter ausreichend. Für einen Benutzer, der nicht gewohnt ist, dass das zweite Livebild durch die Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasst wird, ist es manchmal intuitiver und wünschenswerter, eine Beobachtungsposition des Beobachtungsziels SP zu bestimmen und verschiedene Parameter einzustellen, während auf das normale mikroskopische Bild (das erste Livebild) Bezug genommen wird, sogar wenn ein Bild, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP erfasst werden kann, durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst wird.
Andererseits ist das zweite Livebild, das durch die Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasst wird, ein konfokales Bild vor einer Tiefenkombination. Daher wird im zweiten Livebild ein unfokussierter Bereich stockdunkel reflektiert, und es ist schwer, ein Gesamtbild des Beobachtungsziels SP zu verstehen. Weil das zweite Livebild lediglich Luminanzinformation zeigt, kann eine Farbe nicht bestätigt werden. Eine Praxis ist notwendig, um zu verstehen, welcher Abschnitt des Beobachtungsziels SP reflektiert wird. Wenn ein Bild, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP erfasst werden kann, durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst wird, ist es für eine Person, die mit dem konfokalen Bild (dem zweiten Livebild) vertraut ist, manchmal intuitiver und wünschenswerter, eine Beobachtungsposition des Beobachtungsziels SP zu bestimmen und Parameter einzustellen, während auf das zweite Livebild Bezug genommen wird.
Über dem Livebild-Anzeigenbereich 80a der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 wird eine Livebild-Auswahlschaltfläche 80c, die eine „Kamera“-Schaltfläche und eine „Laser“-Schaltfläche umfasst, auf der linken Seite der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 angezeigt. Wenn die Livebild-Auswahlschaltfläche 80c durch die Maus 7 oder dergleichen betätigt und die „Kamera“-Schaltfläche gedrückt wird, wird das erste Livebild, das durch das Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 erfasst wird, in dem Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt. Wenn die „Laser“-Schaltfläche gedrückt wird, wird das zweite Livebild, das durch die Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasst wird, in dem Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt (siehe 10). Das heißt, dass der Steuerabschnitt 72 konfiguriert ist, um den Livebild-Anzeigenbereich 80a zum Auswählen des ersten Livebilds oder des zweiten Livebilds zu erzeugen und um zu ermöglichen, dass das ausgewählte Livebild angezeigt wird, und den Anzeigenabschnitt 5 zu veranlassen, das Livebild anzuzeigen. Dies wird durch die Steuereinheit 60 ausgeführt, welche die Abschnitte steuert.
Über dem Livebild-Anzeigenbereich 80a der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 wird ein Helligkeitseinstellabschnitt 80d bereitgestellt, der die Helligkeit des angezeigten Livebilds einstellt. Durch Betätigen des Helligkeitseinstellabschnitts 80d mit der Maus 7 oder dergleichen kann die Helligkeit des im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigten Livebilds eingestellt werden.
Über dem Livebild-Anzeigenbereich 80a der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 wird eine Beleuchtungsauswahl-Schaltfläche 80e zum Auswählen der Beleuchtung beim Durchführen der Bildgebung mit dem Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 bereitgestellt. Wenn die Beleuchtungsauswahl-Schaltfläche 80e durch die Maus 7 oder dergleichen betätigt wird, werden Auswahlmöglichkeiten angezeigt, wie in 11 gezeigt. Die Auswahlmöglichkeiten sind vier Auswahlmöglichkeiten „koaxial + Ring“, „koaxial“, „Ring“ und „AUS“. Wenn „koaxial + Ring“ ausgewählt ist, macht ein Beleuchtungssteuerabschnitt 72c (in 6 gezeigt), der im Steuerabschnitt 72 umfasst ist, sowohl die koaxiale epi-Beleuchtung 24 als auch die Ringbeleuchtung 25 an. Wenn „koaxial“ ausgewählt ist, macht der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c die koaxiale epi-Beleuchtung 24 an und löscht die Ringbeleuchtung 25. Wenn „Ring“ ausgewählt ist, löscht der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c die koaxiale epi-Beleuchtung 24 und macht die Ringbeleuchtung 25 an. Wenn „AUS“ ausgewählt ist, löscht der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c sowohl die koaxiale epi-Beleuchtung 24 als auch die Ringbeleuchtung 25.
12 zeigt ein erstes Livebild, das nur unter Verwendung der koaxialen epi-Beleuchtung 24 erfasst wird. 13 zeigt ein erstes Livebild, das nur unter Verwendung der Ringbeleuchtung 25 erfasst wird. 14 zeigt ein erstes Livebild, das unter Verwendung von sowohl der koaxialen epi-Beleuchtung 24 als auch der Ringbeleuchtung 25 erfasst wird.
Der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c ist konfiguriert, um imstande zu sein, eine Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und eine Lichtmenge der Ringbeleuchtung 25 getrennt einzustellen. Wenn beispielsweise „koaxial + Ring“ ausgewählt ist und die koaxiale epi-Beleuchtung 24 und die Ringbeleuchtung 25 gleichzeitig das Beobachtungsziel SP beleuchten werden, ist der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c imstande, die Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und die Lichtmenge der Ringbeleuchtung 25 unabhängig voneinander einzustellen. Das heißt, wenn „koaxial + Ring“ ausgewählt ist, wie in 15 gezeigt, wird ein Lichtmengeneinstellbereich 83 zum Einstellen der Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Lichtmenge der Ringbeleuchtung 25 unabhängig voneinander angezeigt. Der Lichtmengeneinstellbereich 83 kann die Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und die Lichtmenge der Ringbeleuchtung 25 jeweils zwischen 0 und 100 ändern. Wenn ein Wert kleiner wird, nimmt die Lichtmenge ab. Der Lichtmengeneinstellbereich 83 kann durch Betätigen einer „OK“-Schaltfläche oder einer „Abbruch“-Schaltfläche gelöscht werden, die in dem Bereich angezeigt werden. Der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c steuert die Lichtmengen der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25 auf der Grundlage eines Einstellergebnisses.
Der Benutzer kann die Steuerung der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25 manuell einstellen. Der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c kann jedoch konfiguriert werden, um die Steuerung der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25 automatisch einzustellen. Beispielsweise analysiert der Steuerabschnitt 72 ein Histogramm eines durch das Bildgebungselement 50 erfassten Bildes. Der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c steuert die koaxiale epi-Beleuchtung 24 und/oder die Ringbeleuchtung 25, um eine Lichtmenge zu verringern, wenn das Bild heller als die vorbestimmte Helligkeit ist, und die Lichtmenge zu erhöhen, wenn das Bild dunkler als die vorbestimmte Helligkeit ist. Auf ähnliche Weise kann der Beleuchtungssteuerabschnitt 72c ebenfalls automatisch einstellen, ob sowohl die koaxiale epi-Beleuchtung 24 als auch die Ringbeleuchtung 25 leuchten oder die koaxialen epi-Beleuchtung 24 oder die Ringbeleuchtung 25 leuchtet.
Eine Abtastmodus-Auswahlschaltfläche 80g wird auf der rechten Seite der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 bereitgestellt. In dieser Ausführungsform gibt es als ein Abtastmodus einen Fokusstapelmodus (einen ersten Messmodus) zum Verstehen einer dreidimensionalen Form der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP unter Verwendung des Prinzips des Fokusstapelns und einen Laser-Confocus-Modus (einen zweiten Messmodus) zum Verstehen einer Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP unter Verwendung des Prinzips des Laser-Confocus. Durch Betätigen der Abtastmodus-Auswahlschaltfläche 80g kann der Fokusstapelmodus oder der Laser-Confocus-Modus ausgewählt werden. Wenn der Fokusstapelmodus ausgewählt ist, wird ein Bild, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP erfasst werden kann, durch den erste Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 erfasst. Andererseits kann, wenn der Laser-Confocus-Modus ausgewählt ist, ein Bild, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP erfasst werden kann, durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst.
Ein Objektivlinsen-Anzeigenbereich 80h wird auf der oberen Seite des Navigationsbild-Anzeigenbereichs 80b der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 bereitgestellt. In dem Objektivlinsen-Anzeigenbereich 80h werden die Objektivlinsen 27, die an dem elektrischen Revolver 28 befestigt sind, als Figuren zusammen mit Vergrößerungen der Objektivlinsen 27 angezeigt. Der Benutzer gibt manuell Typen (einschließlich Anwesenheit oder Abwesenheit der Ringbeleuchtung) der an dem elektrischen Revolver 28 befestigten Objektivlinsen 27 an, wodurch die Steuereinheit 60 die Typen der Objektivlinsen 27 speichern und die Typen der Objektivlinsen 27 in dem Objektivlinsen-Anzeigenbereich 80h anzeigen kann. Die Anwesenheit oder Abwesenheit der Ringbeleuchtung 25 kann ebenfalls im Objektivlinsen-Anzeigenbereich 80h angezeigt werden. Man beachte, dass die Steuereinheit 60 veranlasst werden kann, die Typen der Objektivlinsen 27 zu speichern, die an dem elektrischen Revolver 28 befestigt sind, so dass die Typen der Objektivlinsen 27 automatisch erkannt werden können.
Wenn der Benutzer die in dem Objektivlinsen-Anzeigenbereich 80h angezeigte Objektivlinse 27 auswählt, wird die Objektivlinse 27 in dem Objektivlinsen-Anzeigenbereich 80h angezeigt, so dass die Auswahl der Objektivlinse 27 gesehen wird. Der elektrische Revolver 28 wird durch den elektrischen Revolversteuerabschnitt 61 gesteuert, um den elektrischen Revolver 28 zu drehen, um eine Beobachtung durch die ausgewählte Objektivlinse 27 zu ermöglichen. 16 zeigt eine Benutzerschnittstelle, bei der die Objektivlinse 27 in die Objektivlinse 27 mit hoher Vergrößerung geändert wird.
Navigationsbilderzeugung
Nachstehend wird der Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b der in 9 gezeigten Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 einer Navigationsbilderzeugung-Schaltfläche 80f zum Erzeugen des Navigationsbilds und zum Anzeigen des Navigationsbilds in dem Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b bereitgestellt. Der Anzeigenabschnitt 5 kann ein erfasstes Navigationsbild, wie nachstehend erläutert, durch Anzeigen der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 anzeigen. Das Navigationsbild ist ein Bild zur Beobachtungsbereichseinstellung für der Benutzer, um einen Beobachtungsbereich einzustellen. Im Allgemeinen ist das Navigationsbild ein Bild, das erhalten wird, in dem ein weiterer Bereich als ein Sichtfeld der aktuell ausgewählten Objektivlinse 27 abgebildet wird.
Das heißt, dass die Steuereinheit 60 einen Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 (in 4 gezeigt) umfasst, der das Navigationsbild mit dem Bildgebungselement 50 oder der Photovervielfacherröhre 51 unter ersten Bildgebungsbedingungen in einem Zustand erfasst, in dem Licht auf das Beobachtungsziel SP durch die Beleuchtung zur Beobachtung gestrahlt wird. Wenn die in 9 gezeigte Navigationsbilderzeugung-Schaltfläche 80f betätigt wird, beginnt der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 die Erzeugung des Navigationsbildes. Die ersten Bildgebungsbedingungen umfassen die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems, Beleuchtungsbedingungen der Beleuchtung zur Beobachtung und Belichtungszeiten des Bildgebungselements 50 und der Photovervielfacherröhre 51.
Die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems kann mit der Vergrößerung der Objektivlinse 27 verbunden sein, welche durch die Drehung des elektrischen Revolvers 28 ausgewählt wird. Im Fall einer elektrischen Zoomlinse kann die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems zu diesem Zeitpunkt auf eine Vergrößerung eingestellt werden. Die Beleuchtungsbedingungen der Beleuchtung zur Beobachtung umfassen Beleuchtungsparameter der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25. Die Beleuchtungsparameter umfassen das Anmachen von lediglich der koaxialen epi-Beleuchtung 24, das Anmachen von lediglich der Ringbeleuchtung 25, das Anmachen der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25, das Löschen der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25, und Lichtmengen der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25. Die Belichtungszeiten des Bildgebungselements 50 und der Photovervielfacherröhre 51 werden in geeignete Belichtungszeiten durch den Steuerabschnitt 72 eingestellt. Wie in 4 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 60 einen Bildgebungsbedingung-Speicherabschnitt 70. Die ersten Bildgebungsbedingungen werden in dem Bildgebungsbedingung-Speicherabschnitt 70 gespeichert.
Nach Lesen der ersten Bildgebungsbedingungen von dem Bildgebungsbedingung-Speicherabschnitt 70 steuert der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 die Abschnitte, um die ersten Bildgebungsbedingungen zu erfüllen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Benutzer ebenfalls eine oder mehrere Bildgebungsbedingungen unter den Bildgebungsbedingungen ändern.
Danach bildet der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 einen ersten Bereich des Beobachtungsziels SP mit dem Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 ab. Anschließend veranlasst der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 den Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62, den Stufenantriebsabschnitt 54 zu steuern und den elektrischen Platzierungstisch 23 in die X-Richtung oder die Y-Richtung zu bewegen Danach bildet der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 einen zweiten Bereich des Beobachtungsziels SP mit dem Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 ab. Anschließend bewegt der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 den elektrischen Platzierungstisch 23 in der X-Richtung oder der Y-Richtung und bildet einen dritten Bereich des Beobachtungsziels SP mit dem Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 ab.
Auf diese Weise bildet der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 mehrere Bereiche des Beobachtungsziels SP ohne eine Unterbrechung ab und zeigt ein erfasstes Bild im Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b an, wie in 17 gezeigt. Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 kann mehrere erfasste Bilder im Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b in der Reihenfolge der Bildgebung anzeigen oder kann die Mehrzahl von erfassten Bildern in dem Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b gleichzeitig anzeigen. Wenn die Mehrzahl von erfassten Bildern in dem Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b in der Reihenfolge der Bildgebung angezeigt wird, gibt es beispielsweise ein Verfahren zum Anzeigen der Bilder, die nebeneinander in der lateralen Richtung (der X-Richtung) oder der longitudinalen Richtung (der Y-Richtung) anzuordnen sind, und ein Verfahren zum Anzeigen der Bilder, die in einer Wirbelform anzuordnen sind. Die Mehrzahl von erfassten Bildern wird durch ein in der Vergangenheit bekanntes Verfahren gekoppelt, um keine Lücken zu bilden und um nicht redundant angezeigt zu werden.
Im Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b wird ein Frame A angezeigt, der eine Beobachtungsposition und/oder ein durch den Benutzer beobachtetes Beobachtungssichtfeld angibt. Die Größe des Frames A wird durch Ändern der Objektivlinse 27 geändert. Beispielsweise verengt sich das Sichtfeld, wenn die Vergrößerung der Objektivlinse 27 zunimmt. Daher nimmt der Frame A in der Größe ab (siehe 16).
Das Navigationsbild kann durch Abbilden mehrerer Bereiche des Beobachtungsziels SP mit der Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasst werden.
Hinzufügung von Bereichen des Navigationsbildes
Wenn das Navigationsbild im Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b angezeigt wird, wie in 17 gezeigt, verschwindet die Navigationsbilderzeugung-Schaltfläche 80f. Eine Hinzufügungskennzeichnung-Schaltfläche 81 wird in einem Abschnitt angezeigt, wo die Navigationsbilderzeugung-Schaltfläche 80f angezeigt wurde.
Beispielsweise wird im Allgemeinen das Navigationsbild unter Verwendung der Objektivlinse 27 erzeugt, die ein weites Sichtfeld und eine niedrige Vergrößerung aufweist. Danach wird die Objektivlinse 27 auf die Objektivlinse 27 mit hoher Vergrößerung umgeschaltet, um das Beobachtungsziel SP zu beobachten. Wenn die Objektivlinsen 27 jedoch auf diese Weise benutzt werden, bewegt der Benutzer manchmal den elektrischen Platzierungstisch 23 in den X- und Y-Richtungen und versucht einen Bereich zu beobachten, der von einem beobachteten Bereich unterschiedlich ist. Dann weicht der Beobachtungsbereich manchmal von einem Bereich des erzeugten existierenden Navigationsbildes ab. In diesem Fall kann der Benutzer nicht sehen, welchen Abschnitt des Beobachtungsziels SP der Benutzer beobachtet. Daher wünscht der Benutzer, das Navigationsbild zusätzlich zu erfassen. Wenn der Benutzer die Hinzufügungskennzeichnung-Schaltfläche 81 zu diesem Zeitpunkt betätigt, führt der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 eine zusätzliche Erfassung des Navigationsbildes aus. Die Betätigung des Benutzers der Hinzufügungskennzeichnung-Schaltfläche 81 mit der Maus 7 oder dergleichen bedeutet eine Kennzeichnung der Hinzufügung eines Bereichs zu dem Navigationsbild, das bereits in dem Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b (dem existierenden Navigationsbild) angezeigt wird. Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 kann die Kennzeichnung der Hinzufügung eines Bereichs detektieren.
Wenn detektiert wird, dass die Kennzeichnung der Hinzufügung eines Bereichs zu dem existierenden Navigationsbild durch den Benutzer durchgeführt wird, steuert der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 auf der Grundlage der Kennzeichnung der Hinzufügung den Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 gemäß einem hinzuzufügenden Bereich (auch als zusätzlicher Bereich bezeichnet). Wenn die vorliegenden Bildgebungsbedingungen von den ersten Bildgebungsbedingungen, die in dem Bildgebungsbedingung-Speicherabschnitt 70 gespeichert sind, unterschiedlich sind, ändert der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 die Bildgebungsbedingungen in die ersten Bildgebungsbedingungen, erfasst, mit dem Bildgebungselement 50 oder der Photovervielfacherröhre 51, den hinzuzufügenden Bereich und veranlasst den Anzeigenabschnitt 5, das Bild des erfassten hinzuzufügenden Bereichs und das Navigationsbild anzuzeigen. Welcher Bereich hinzuzufügen ist, kann auf der Grundlage der Position des Frames A bestimmt werden.
Eine Richtung der Hinzufügung des Bildes des Bereichs, der zu dem Navigationsbild hinzuzufügen ist, kann auf der Grundlage der Kennzeichnung einer Position auf dem Anzeigenabschnitt 5 eingestellt werden, auf dem das Navigationsbild angezeigt wird. Wenn der Benutzer beispielsweise eine Position über dem Navigationsbild mit der Maus 7 oder dergleichen auf dem Anzeigenabschnitt 5 kennzeichnet, ist die Richtung der Hinzufügung des Bildes des hinzuzufügenden Bereichs „aufwärts“. Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 bildet einen Bereich über dem existierenden Navigationsbild in das Beobachtungsziel SP ab und fügt ein Bild über dem existierenden Navigationsbild hinzu (siehe 18). Der Benutzer kann die Position mit der Maus 7 oder dergleichen auf beispielsweise unter, rechts von, links von, schräg oben von und schräg unter dem Navigationsbild auf dem Anzeigenabschnitt 5 kennzeichnen. Die Position wird in der gekennzeichneten Richtung hinzugefügt.
Wie in 19 gezeigt, wird, wenn der Benutzer einen Auswahlvorgang (z.B., Klickvorgang) durch die Maus 7 durchführt, ein Frame B im Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b angezeigt. Wenn der Benutzer eine rechte Schaltfläche der Maus 7 in diesem Zustand anklickt, wird ein Menü 84 im Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b angezeigt. Im Menü 84 werden drei Auswahlmöglichkeiten „den von den Frame B umgebenden Bereich als ein Beobachtungssichtfeld einstellen“, „Koppeln eines zusätzlichen Bereichs in dem von den Frame B umgebenden Bereich durchführen“ und „Erfassen des Navigationsbilds in dem von dem Frame B umgebenden Bereich“ angezeigt.
Wenn der Benutzer „den von den Frame B umgebenden Bereich als ein Beobachtungssichtfeld einstellen“ des Menüs 84 auswählt, veranlasst der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 den Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62, den Stufenantriebsabschnitt 54 zu steuern, so dass das Beobachtungssichtfeld der von dem Frame B umgebende Bereich wird. Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 bewegt den elektrischen Platzierungstisch 23 in der X-Richtung oder der Y-Richtung. Folglich koinzidiert der Bereich, der von dem Frame B umgeben wird, im Wesentlichen mit dem Sichtfeld der Objektivlinse 27 und wird das Beobachtungssichtfeld.
Wenn der Benutzer das „Koppeln eines zusätzlichen Bereichs in dem durch den Frame B umgebenden Bereich durchführen“ des Menüs 84 auswählt, wenn der von dem Frame B umgebende Bereich außerhalb des existierenden Navigationsbilds lokalisiert ist, um einen Bereich zu erfassen, der zu einem Abschnitt außerhalb des existierenden Navigationsbilds hinzuzufügen ist, bewegt der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 den elektrischen Platzierungstisch 23 in der X-Richtung oder der Y-Richtung und führt eine Bildgebung durch. Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 veranlasst den Anzeigenabschnitt 5, ein Bild des hinzuzufügenden Bereichs und des auf diese Weise erfassten Navigationsbilds anzuzeigen.
Wenn der Benutzer „Erfassen des Navigationsbilds in dem von dem Frame B umgebenden Bereich“ des Menüs 84 auswählt, um das Navigationsbild in dem von dem Frame B umgebenden Bereich zu erfassen, bewegt der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 den elektrischen Platzierungstisch 23 in der X-Richtung oder der Y-Richtung und führt eine Bildgebung durch. Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 veranlasst den Anzeigenabschnitt 5, das Bild des hinzuzufügenden Bereichs und das auf diese Weise erfassten Navigationsbild anzuzeigen. Der Frame B kann durch die Betätigung der Maus 7 gezogen werden. Folglich kann die Position des Frames B geändert werden. Eine Position, wo der Frame B gebildet wird, kann auf eine Position eingestellt werden, die einer Position des anfänglichen Auswahlvorgangs durch die Maus 7 entspricht. Die Position, wo der Frame B gebildet wird, kann gemäß der Position des anfänglichen Auswahlvorgangs durch die Maus 7 geändert werden.
Ein Bild des zusätzlichen Bereichs kann nur in einer Richtung des Navigationsbildes auf der Grundlage der Kennzeichnung einer Position auf dem Anzeigenabschnitt 5 gekoppelt werden, auf dem das Navigationsbild angezeigt wird. Wenn der Benutzer beispielsweise eine Position über dem Navigationsbild auf dem Anzeigenabschnitt 5 mit der Maus 7 oder dergleichen kennzeichnet, kann das Bild des zusätzlichen Bereichs nur in der Aufwärtsrichtung des existierenden Navigationsbilds gekoppelt werden. Folglich kann das Navigationsbild nur zu einem Bereich von dem Benutzer gewünschten Bereich hinzugefügt werden. Ein Erzeugungszeitpunkt des zusätzlichen Bereichs ist kurz. Man beachte, dass die Positionskennzeichnung durch die Maus 7 oder dergleichen in einer beliebigen Richtung durchgeführt werden kann. Wenn die Positionskennzeichnung durch die Maus 7 oder dergleichen durchgeführt wird, kann das Bild des zusätzlichen Bereichs nicht nur in einer spezifischen Richtung, sondern ebenfalls mit dem gesamten Umfang des existierenden Navigationsbilds gekoppelt werden.
Eine von dem Benutzer gekennzeichnete Position ist manchmal weit entfernt von dem existierenden Navigationsbild. In einem derartigen Fall trennt sich das Bild des zusätzlichen Bereichs manchmal von dem existierenden Navigationsbild. Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 erfasst jedoch ein hinzuzufügendes komplementäres Bild zwischen dem Bild des zusätzlichen Bereichs und dem existierenden Navigationsbild und zeigt das komplementäre Bild im Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b (dem Anzeigenabschnitt 5) an. Das heißt, dass der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 das existierende Navigationsbild, das Bild des zusätzlichen Bereichs und das komplementäre Bild zum Komplementieren des existierenden Navigationsbildes und das Bild des zusätzlichen Bereichs anzeigen kann.
Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 kann ebenfalls konfiguriert sein, um das Navigationsbild mit dem Bildgebungselement 50 zu erfassen. Ein Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 kann ebenfalls konfiguriert sein, um das Beobachtungsbild mit der Photovervielfacherröhre 51 zu erfassen.
Konfiguration eines Messparameter-Einstellabschnitts 67
Verschiedenen Schaltflächen werden in einem oberen Teil der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 bereitgestellt. Wenn der Benutzer eine Basismessung-Schaltfläche 80i unter den Schaltflächen betätigt, wie in 20 gezeigt, wird ein Basismessung-Anzeigenbereich (ein Parameteranzeigenbereich) 82 auf der rechten Seite der Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 angezeigt. Der Basismessung-Anzeigenbereich 82 umfasst einen ersten Einstellanzeigenbereich 82a zum Einstellen von Messparametern und, üblich mit dem Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus, einen zweiten Einstellanzeigenbereich 82b zum Einstellen von Beleuchtungsbedingungsparameter, nicht üblich mit dem Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus, und einen dritten Einstellanzeigenbereich 82c, der mit dem Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus üblich ist. Die Messparameter umfassen eine Verstärkung des Bildgebungselements 50, Messparameter bezüglich der Höhe und Beleuchtungsbedingungs-Parameter. Der erste Einstellanzeigenbereich 82a, der zweite Einstellanzeigenbereich 82b und der dritte Einstellanzeigenbereich 82c werden nebeneinander in der Auf/Ab-Richtung bereitgestellt. Der Benutzer kann die Bereiche unterscheiden.
Die Messparameter bezüglich der Höhe umfassen einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert eines Trennabstands zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 und eine Fokusposition (z.B., eine fokussierte Z-Koordinate). Die Messparameter bezüglich der Höhe können durch den Höheninformation-Erfassungsabschnitt 53 erhalten werden und im Speicherabschnitt 73 gespeichert werden.
Im ersten Einstellanzeigenbereich 82a werden Bereiche, wo der obere Grenzwert und der untere Grenzwert des Trennabstands zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 einzeln eingestellt werden können, und eine Autofokus-Schaltfläche zum Durchführen von Autofokus bereitgestellt. Der erste Einstellanzeigenbereich 82a ist ein Messparametereinstellbereich bezüglich der Höhe.
Im zweiten Einstellanzeigenbereich 82b wird ein Helligkeitseinstellabschnitt bereitgestellt, der die Helligkeit eines Livebilds einstellt, das in dem Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird. Der Helligkeitseinstellabschnitt des zweiten Einstellanzeigenbereichs 82b kann dem Helligkeitseinstellabschnitt 80d über dem Livebild-Anzeigenbereich 80a zugeordnet sein.
Der zweite Einstellanzeigenbereich 82b ist im Fokusstapelmodus und im Laser-Confocus-Modus unterschiedlich. Der Helligkeitseinstellabschnitt wird in beiden Modi bereitgestellt. Andererseits werden im Fokusstapelmodus eine Beleuchtungsauswahl-Schaltfläche und eine Detaileinstellschaltfläche bereitgestellt und im Laser-Confocus-Modus fehlen die Beleuchtungsauswahl-Schaltfläche und die Detaileinstellschaltfläche und ein Dimmfilterauswahlmenü wird bereitgestellt.
Ähnlich der oben erläuterten Beleuchtungsauswahl-Schaltfläche 80e ist die Beleuchtungsauswahl-Schaltfläche eine Schaltfläche, mit der eines von „koaxial + Ring“, „koaxial“, „ring“ und „AUS“ ausgewählt werden kann. Ähnlich des oben erläuterten Lichtmengeneinstellbereichs 83 ist die Detaileinstellschaltfläche eine Schaltfläche, um eine Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und eine Lichtmenge der Ringbeleuchtung 25 unabhängig voneinander einzustellen. Das Dimmfilterauswahlmenü ist ein Menü zum Einstellen der Anwendung und Nicht-Anwendung des Dimmfilters 48 und zum Einstellen eines Dimmverhältnisses, wenn das Dimmfilter 48 angewendet wird. Die Steuereinheit 60 steuert das Dimmfilter 48, das durch das Dimmfilterauswahlmenü einzustellen ist. Diese sind Beleuchtungsbedingungsparameter.
Der dritte Einstellanzeigenbereich 82c ist ein Bereich, wo eine Messgröße, eine Messqualität und eine Messschrittweite in der Z-Richtung eingestellt werden kann. Eine Standardgröße der Messgröße ist beispielsweise 1024x768 (Pixel). Im dritten Einstellanzeigenbereich 82c kann eine Messgröße, die größer als die Standardgröße ist, und eine Messgröße, die kleiner als die Standardgröße, ausgewählt werden. Im Einzelnen kann die Messgröße als ein Standard (z.B., 1024x768), hohe Auflösung (z.B., 2048×1536), 1/12 (z.B., 1024×64), eine Zeile (z.B., 1024×1) und dergleichen angezeigt werden. Die Messschrittweite in der Z-Richtung ist eine sich ändernde Schrittweite eines relativen Abstands, die durch den der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 während der Fokussuche geändert wird. Die Messschrittweite in der Z-Richtung kann beispielsweise in mehrere Stufen eingestellt werden. Die Messschrittweite in der Z-Richtung ist in dem Messparameter bezüglich Höhe umfasst. Die Messqualität kann von „hohe Genauigkeit“, wobei die Bedeutung auf Genauigkeit gelegt ist, „hohe Geschwindigkeit“, wobei die Bedeutung auf Geschwindigkeit gelegt ist, „superhohe Geschwindigkeit“ mit höherer Geschwindigkeit und dergleichen ausgewählt werden.
In 18 bis 20 wird ein Parametereinstellbereich für die Messmodi durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt. In 11 wird ein Parametereinstellbereich für die Messmodi durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 in dem Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt.
Durch Betätigen der Abtastmodus-Auswahlschaltfläche 80g kann der Benutzer einen Umschaltvorgang zum Umschalten durchführen, welcher Parametereinstellbereich für die Messmodi durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 und welcher Parametereinstellbereich für die Messmodi durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt wird. Wenn der Benutzer den Fokusstapelmodus mit der Abtastmodus-Auswahlschaltfläche 80g auswählt, wird der Parametereinstellbereich für die Messmodi (ein Parametereinstellbereich für den Fokusstapelmodus) durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt. Andererseits wird, wenn der Benutzer den Laser-Confocus-Modus mit der Abtastmodus-Auswahlschaltfläche 80g auswählt, der Parametereinstellbereich für die Messmodi (ein Parametereinstellbereich für den Laser-Confocus-Modus) durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt.
Im Parametereinstellbereich für den Fokusstapelmodus und dem Parametereinstellbereich für den Laser-Confocus-Modus sind Anzeigeelemente des ersten Einstellanzeigenbereichs 82a und des dritten Einstellanzeigenbereichs 82c üblich. Anzeigeelemente des zweiten Einstellanzeigenbereichs 82b sind jedoch nicht üblich.
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 60 einen Messparameter-Einstellabschnitt 67, der imstande ist, Messparameter der Messmodi des Fokusstapelmodus und des Laser-Confocus-Modus einzustellen. Der Messparameter-Einstellabschnitt 67 ist konfiguriert, um imstande zu sein, mehrere Parameter einzustellen, die Messparameter bezüglich Höhe und Beleuchtungsbedingungsparameter umfassen.
Der Messparameter-Einstellabschnitt 67 ist konfiguriert, um imstande zu sein, Beleuchtungsbedingungsparameter für den Laser-Confocus-Modus mit Bezug auf eine Lichtquelle für das konfokale optische Beobachtungssystem 40 und Beleuchtungsbedingungsparameter für den Fokusstapelmodus mit Bezug auf eine Beleuchtung zur Beobachtung (die koaxiale epi-Beleuchtung 24 und die Ringbeleuchtung 25) für das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 einzustellen. Die Beleuchtungsbedingungsparameter für den Fokusstapelmodus und die Beleuchtungsbedingungsparameter für den Laser-Confocus-Modus können unabhängig voneinander beibehalten und im Speicherabschnitt 73 gespeichert werden.
Die Beleuchtungsbedingungsparameter für den Fokusstapelmodus umfassen Beleuchtungsbedingungsparameter der Beleuchtung durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 und Beleuchtungsbedingungsparameter der Beleuchtung durch die Ringbeleuchtung 25. Die Beleuchtungsbedingungsparameter für den Laser-Confocus-Modus umfassen ein Dimmverhältnis zum Dimmen durch das Dimmfilter 48.
Der Messparameter-Einstellabschnitt 67 ist konfiguriert, um imstande zu sein, in mehreren Stufen jeweils eine sich ändernde Schrittweite des relativen Abstands, der durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 während der Fokussuche durch den erste Fokussuchabschnitt 63 geändert wird, und eine sich ändernde Schrittweite des relative Abstands durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 während der Fokussuche durch den zweiten Fokussuchabschnitt 64 einzustellen. Die Mehrzahl der Stufen ist beispielsweise von einer ziemlich weiten Schrittweite, einer dazwischenliegenden Schrittweite, einer ziemlich schmalen Schrittweite und dergleichen. Die Mehrzahl der Stufen kann zwei Stufen oder kann vier oder mehr Stufen sein.
Wenn ein Messmodus des Fokusstapelmodus und des Laser-Confocus-Modus in den anderen Messmodus umgeschaltet wird, wird eine sich ändernde Schrittweite, die einer sich ändernden Schrittweite entspricht, die durch den Messparameter-Einstellabschnitt 67 während des einen Messmodus eingestellt wird, auf den anderen Messmodus angewendet. Das heißt, wenn die sich ändernde Schrittweite während der Fokussuche durch den ersten Fokussuchabschnitt 63, die dem Fokusstapelmodus entspricht, auf die „ziemlich weite Schrittweite“ eingestellt wird, wird danach, wenn der Fokusstapelmodus in den Laser-Confocus-Modus umgeschaltet wird, die sich ändernde Schrittweite während der Fokussuche durch den zweiten Fokussuchabschnitt 64 automatisch auf die „ziemlich weite Schrittweite“ eingestellt. Das gleiche findet auf den entgegengesetzten Fall Anwendung. Wenn die „dazwischenliegende Schrittweite“ in dem einen Messmodus ausgewählt ist, wird die sich ändernde Schrittweite ebenfalls automatisch in die „dazwischenliegende Schrittweite“ in dem anderen Messmodus eingestellt. Wenn der „ziemlich schmalen Abstand“ in dem einen Messmodus ausgewählt ist, wird die sich ändernde Schrittweite ebenfalls automatisch in den „ziemlich schmalen Abstand“ im anderen Messmodus eingestellt. Man beachte, dass die automatische Anwendung der sich ändernden Schrittweite annulliert werden kann.
Wenn der eine Messmodus des Fokusstapelmodus und des Laser-Confocus-Modus in den anderen Messmodus umgeschaltet wird, werden Messparameter, die von dem Messparameter-Einstellabschnitt 67 während des einen Messmodus eingestellt wurden, als Messparameter des anderen Messmodus übernommen. Im Einzelnen werden Messparameter bezüglich der Höhe, die in dem Fokusstapelmodus eingestellt wurden, in den Laser-Confocus-Modus übernommen. Dies ist so, weil die Messparameter bezüglich der Höhe kaum im nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystem 30 geändert werden müssen, und das konfokale optische Beobachtungssystem 40 und die Beobachtung werden ohne Weiteres durchgeführt, wenn die Messparameter bezüglich der Höhe in dem nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystem 30 und dem konfokalen optischen Beobachtungssystem 40 gleich eingestellt werden. Daher werden die Messparameter bezüglich der Höhe, die in dem Laser-Confocus-Modus eingestellt wurden, in den Fokusstapelmodus übernommen.
Die Beleuchtungsparameter werden jedoch nicht von dem Fokusstapelmodus in den Laser-Confocus-Modus übernommen und von dem Laser-Confocus-Modus in den Fokusstapelmodus übernommen. Dies ist so, weil die Lichtquellen im nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystem 30 und dem konfokalen optische Beobachtungssystem 40 vollständig unterschiedlich sind und es daher keinen Vorteil beim Übernehmen der Beleuchtungsparameter gibt. Man beachte, dass die Beleuchtungsparameter auf die gleiche Art und Weise wie die Messparameter bezüglich der Höhe übernommen werden können.
Der Steuerabschnitt 72 ist konfiguriert, um eine Differenz zwischen einer Fokusposition des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 und einer Fokusposition des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 zu speichern, und wenn der eine Messmodus des Fokusstapelmodus und des Laser-Confocus-Modus in den anderen Messmodus umgeschaltet wird, einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert des Trennabstands zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 unter Berücksichtigung der Differenz zwischen den Fokuspositionen zu berechnen.
Das heißt, dass in der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 die Lichtquelle des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 nahe am natürlichen Licht ist und Wellenlängenbereiche von R, G und B umfasst. Andererseits ist die Lichtquelle des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 ein einfarbiger Laserstrahl und weist eine kurze Wellenlänge auf. Die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 ist imstande, eine Messung in Nanometer-Größenordnung durchzuführen. Eine Differenz in einer Brennweite aufgrund einer Differenz in einer Wellenlänge des Beobachtungslichts ist zu groß, um vernachlässigt zu werden. Daher tritt eine Differenz aufgrund der Differenz in der Wellenlänge des Beobachtungslichts zwischen der Fokusposition (einer Position, wo ein Fokuswert der größte ist) des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 und der Fokusposition (einer Position, wo eine Lichtempfangsmenge des Photovervielfacherröhre 51 der größte ist) des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 auf. Der Steuerabschnitt 72 speichert die Differenz. Wenn der Fokusstapelmodus in den Laser-Confocus-Modus umgeschaltet wird oder der Laser-Confocus-Modus in den Fokusstapelmodus umgeschaltet wird, berechnet der Steuerabschnitt 72 einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert des Trennabstands zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 unter Berücksichtigung der Differenz zwischen den Fokuspositionen neu.
Anzeigensteuerung für ein Livebild und einen Parametereinstellbereich
Wenn der Parametereinstellbereich für den Fokusstapelmodus im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt wird, zeigt der Steuerabschnitt 72 im Livebild-Anzeigenbereich 80a ein erstes Livebild an, das durch das Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 erfasst wird. Wenn der Parametereinstellbereich für den Laser-Confocus-Modus im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt wird, zeigt der Steuerabschnitt 72 im Livebild-Anzeigenbereich 80a ein zweites Livebild an, das durch die Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasst wird.
Der Steuerabschnitt 72 ist konfiguriert, um ein Livebild, das im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird, in Verbindung mit dem Umschalten des Parametereinstellbereichs für den Fokusstapelmodus und des Parametereinstellbereichs für den Laser-Confocus-Modus umzuschalten, der im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt wird. Im Einzelnen ist der Steuerabschnitt 72 konfiguriert, um imstande zu sein, das zweite Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a anzuzeigen, wenn der Parametereinstellbereich für den Laser-Confocus-Modus im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt wird, und das erste Livebild im Livebild-Anzeigenbereich anzuzeigen, wenn der Parametereinstellbereich für den Fokusstapelmodus im Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigt wird.
Wenn das erste Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird, zeigt der Steuerabschnitt 72 einen Beleuchtungsbedingung-Parametereinstellbereich für den Fokusstapelmodus (den in 20 gezeigten zweiten Einstellanzeigenbereich 82b) im Basismessung-Anzeigenbereich 82 an. Wenn das zweite Livebild andererseits im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird, zeigt der Steuerabschnitt 72 einen Beleuchtungsbedingungs-Parametereinstellbereich für den Laser-Confocus-Modus (den in 11 gezeigten zweiten Einstellanzeigenbereich 82b) im Parameteranzeigenbereich an. Das erste Livebild und das zweite Livebild, die im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt werden, können Bilder sein, die den gleichen Bereich des Beobachtungsziels SP zeigen. Das erste Livebild und das zweite Livebild können jedoch unterschiedlich sein.
Nachdem das erste Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird, kann der Steuerabschnitt 72 ebenfalls den Parametereinstellbereich für den Fokusstapelmodus im Basismessung-Anzeigenbereich 82 anzeigen. Andererseits kann, nachdem das zweite Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird, der Steuerabschnitt 72 den Parametereinstellbereich für den Laser-Confocus-Modus ebenfalls im Basismessung-Anzeigenbereich 82 anzeigen.
Wenn das erste Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird, kann der Steuerabschnitt 72 den Parametereinstellbereich für den Laser-Confocus-Modus ebenfalls im Basismessung-Anzeigenbereich 82 anzeigen. Wenn das zweite Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt wird, kann der Steuerabschnitt 72 den Parametereinstellbereich für den Fokusstapelmodus ebenfalls im Basismessung-Anzeigenbereich 82 anzeigen.
Man beachte, dass es in dem Fall, in dem ein Benutzer beispielsweise an eine Messung unter Verwendung der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 gewohnt ist, wünschenswert ist, einen Basismessmodus einzustellen und das Livebild dem Parametereinstellbereich zuzuordnen, wie oben erläutert. In dem Fall, in dem ein Benutzer, der nicht an die Messung die unter Verwendung der Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung 1 durchgeführten Messung gewöhnt ist, kann beispielsweise ein einfacher Modus bereitgestellt werden, um es möglich zu machen, immer das erste Livebild (das normale mikroskopische Bild) ungeachtet dessen anzuzeigen, welcher Dreidimensionalform-Messabschnitt ausgewählt wird, das heißt, der erste Livebild nicht in Verbindung mit dem Parametereinstellbereich anzuzeigen. Der einfache Modus wird bereitgestellt, weil es nicht ohne Weiters für eine der Messung ungewohnte Person intuitiv ersichtlich ist, dass das zweite Livebild ohne Fokussieren dunkel wird, weil das Prinzip des Laser-Confocus verwendet wird. Der Benutzer kann das Umschalten des Basismessmodus und des einfachen Modus durchführen.
Konfiguration des Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitts 69
Die Steuereinheit 60 umfasst den Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69, der eine Beobachtungsposition und/oder ein Beobachtungssichtfeld auf der Grundlage der Kennzeichnung einer Position auf dem Anzeigenabschnitt 5 bestimmt, auf dem das Navigationsbild angezeigt wird, den Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 und/oder den elektrischen Revolversteuerabschnitt 61 gemäß der bestimmten Beobachtungsposition und/oder dem bestimmten Beobachtungssichtfeld steuert und ein Beobachtungsbild mit dem Bildgebungselement 50 erfasst. Wenn ein Zeiger der Maus 7 auf irgendeinen Punkt auf dem Navigationsbild auf dem Anzeigenabschnitt 5 platziert wird und eine Bereichsauswahl durch die Maus 7 durchgeführt wird, kann der Frame A, der in dem in 20 gezeigte Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b angezeigt wird, und dergleichen in dem Navigationsbild-Anzeigenbereich 80b angezeigt werden. Ein Verfahren zum Kennzeichnen einer Position, wo der Frame A gebildet ist, ist nicht besonders beschränkt. Die Kennzeichnung der Position wird jedoch wünschenswerterweise von der Maus 7 durchgeführt. Die Kennzeichnung der Position ist die Kennzeichnung einer Beobachtungsposition. Die Kennzeichnung einer Größe des Frames A kann ebenfalls von der Maus 7 durchgeführt werden. Die Kennzeichnung der Größe des Frames A ist die Kennzeichnung eines Bereichs eines Beobachtungssichtfelds. Nur die Kennzeichnung der Beobachtungsposition kann durchgeführt werden. Nur die Kennzeichnung des Bereichs des Beobachtungssichtfelds kann durchgeführt werden. Auf diese Weise kann die Beobachtungsposition und/oder das Beobachtungssichtfeld durch die Betätigung des Maus 7 bestimmt werden.
Der Stufenantriebsabschnitt 54 wird durch den Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 gesteuert, um den elektrischen Platzierungstisch 23 in der X-Richtung oder der Y-Richtung zu bewegen, so dass der in der bestimmten Beobachtungsposition vorliegende Sichtfeldbereich in das Sichtfeld der Objektivlinse 27 platziert wird. Der elektrische Revolversteuerabschnitt 61 wird gesteuert, um den elektrischen Revolver 28 zu drehen, um die Objektivlinse 27 zu ändern, so dass der in der bestimmten Beobachtungsposition vorliegende Sichtfeldbereich in das Sichtfeld der Objektivlinse 27 platziert wird.
Der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 kann nur einen von dem Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 oder dem elektrischen Revolversteuerabschnitt 61 ohne Steuern sowohl des Platzierungstisch-Steuerabschnitts 62 und des elektrischen Revolversteuerabschnitts 61 steuern und ein Beobachtungsbild mit dem Bildgebungselement 50 erfassen. Beispielsweise kann der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 eine Beobachtungsposition und/oder ein Beobachtungssichtfeld auf der Grundlage der Kennzeichnung einer Position auf dem Anzeigenabschnitt 5 bestimmen, auf dem das Navigationsbild angezeigt wird, den Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 gemäß der bestimmten Beobachtungsposition und/oder des bestimmten Beobachtungssichtfelds steuern und ein Beobachtungsbild mit dem Bildgebungselement 50 oder der Photovervielfacherröhre 51 erfassen.
Der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 ist konfiguriert, um imstande zu sein, auf der Grundlage der Kennzeichnung der Position auf dem Anzeigenabschnitt 5, auf dem das Navigationsbild angezeigt wird, eine maximale Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems zu bestimmen, um das Beobachtungssichtfeld zu umfassen. Wenn die Beobachtungsposition und/oder das Beobachtungssichtfeld bestimmt wird, kann der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 die Größe des Beobachtungssichtfeld erfassen. Der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 berechnet die Vergrößerung, die das gesamte Beobachtungssichtfeld abdeckt, und bestimmt die Vergrößerung als maximale Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems. Der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 vergleicht die bestimmte maximale Vergrößerung und die vorliegende Vergrößerung des optischen Beobachtungssystem und, wenn die bestimmte maximale Vergrößerung und die vorliegende Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems unterschiedlich sind, benachrichtigt den Benutzer, dass die bestimmte maximale Vergrößerung und die vorliegende Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems unterschiedlich sind. Beispiele einer Informationseinrichtung umfassen ein Anzeigeverfahren auf dem Anzeigenabschnitt 5 und ein Verfahren durch Sprache. Die Informationseinrichtung kann jedoch jedes beliebige Verfahren sein. Die Informationseinrichtung muss lediglich imstande sein, mitzuteilen, dass die bestimmte maximale Vergrößerung, die das gesamte Beobachtungssichtfeld abdeckt, und die vorliegende Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems unterschiedlich sind.
Der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 steuert den elektrischen Revolversteuerabschnitt 61, um die bestimmte maximale Vergrößerung zu erreichen. Der elektrische Revolversteuerabschnitt 61 dreht den elektrische Revolver 28, um eine Beobachtung durch die Objektivlinse 27 zu ermöglichen, welche die gleiche Vergrößerung wie die bestimmte maximale Vergrößerung verwirklicht. Wenn die Objektivlinse 27 fehlt, welche die gleiche Vergrößerung wie die bestimmte maximale Vergrößerung verwirklicht, muss lediglich die Objektivlinse 27 verwendet werden, die eine Vergrößerung nahe der bestimmten maximalen Vergrößerung verwirklicht.
Nachdem die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystem in die maximale Vergrößerung geändert ist, betätigt der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 den Autofokusmechanismus. Folglich kann nach dem Austausch der Objektivlinse 27, die Objektivlinse 27 automatisch fokussiert werden.
Man beachte, dass in dem oben erläuterten Beispiel der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 konfiguriert ist, um den Anzeigenabschnitt 5 zu veranlassen, das nicht-konfokale Bild anzuzeigen, das durch das Bildgebungselement 50 erfasst wird, und die Anweisung für den Beobachtungsbereich durch den Benutzer auf dem angezeigten nicht-konfokalen Bild zu empfangen. Der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 kann jedoch konfiguriert sein, den Anzeigenabschnitt 5 zu veranlassen, das konfokale Bild anzuzeigen, das durch die Photovervielfacherröhre 51 erfasst wird, und die Anweisung für den Beobachtungsbereich durch den Benutzer auf dem angezeigten konfokalen Bild zu empfangen.
Wie in 21 gezeigt, kann der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 ebenfalls einen Bildbeobachtungs-Tab 80k des Post-Startup-Benutzerschnittstelle 80 auswählen und zwei Bildanzeigenbereiche 87a und 87b anzeigen. Beispielsweise kann der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt 69 in einem Bildanzeigenbereich 87a ein Bild anzeigen, das erhalten wird, wenn das Beobachtungsziel SP durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet wird, und in dem anderen Bildanzeigenbereich 87b ein Bild anzeigen, das erhalten wird, wenn das Beobachtungsziel SP durch die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet wird.
Dreidimensionalform-Messergebnis
22 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf der ein Dreidimensionalform-Messergebnis durch den Fokusstapelmodus angezeigt wird. 23 ist ein Diagramm, das eine Benutzerschnittstelle zeigt, auf der ein Dreidimensionalform-Messergebnis durch den Laser-Confocus-Modus angezeigt wird.
Eine Messstartschaltfläche 88 wird auf der unteren rechten Seite der in 20 gezeigten Benutzerschnittstelle 80 und dergleichen bereitgestellt. Wenn der Benutzer die Messstartschaltfläche 88 nach dem Auswählen eines Abtastmodus mit einer Abtastmodus-Auswahlschaltfläche 80g unter Verwendung der Maus 7 oder dergleichen betätigt, wird eine Dreidimensionalform-Messung in dem ausgewählten Abtastmodus gestartet. Wenn der Fokusstapelmodus ausgewählt ist, wird ein Bild erfasst, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 erfasst werden kann. Wie in 22 gezeigt, wird das Bild in dem Messergebnis-Anzeigenbereich 89 angezeigt. Wenn der Laser-Confocus-Modus ausgewählt ist, wird ein Bild erfasst, mit dem eine Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst werden kann. Wie in 23 gezeigt, wird das Bild in dem Messergebnis-Anzeigenbereich 89 angezeigt. Der Messergebnis-Anzeigenbereich 89 ist der Livebild-Anzeigenbereich 80a. Weil der Anzeigeninhalt jedoch unterschiedlich ist, werden ein Name und ein Zeichen geändert.
Das Bild, das in dem Messergebnis-Anzeigenbereich 89 angezeigt wird, kann in ein Bild geändert werden, das von einem unterschiedlichen visuellen Punkt betrachtet wird. Beispielsweise kann das Bild in ein Bild geändert werden, das durch Betrachten des Beobachtungsziel SP von rechts oben erhalten wird, oder ein Bild, das durch schräges Betrachten des Beobachtungsziels SP erhalten wird, geändert werden. Das veranschaulichte Bild ist das Bild, das durch schräges Betrachten des Beobachtungsziels SP erhalten wird. Das Bild, das in dem Messergebnis-Anzeigenbereich 89 angezeigt wird, kann ebenfalls in das oben erläuterte Farbbild geändert werden. Ferner kann das Bild, das in dem Messergebnis-Anzeigenbereich 89 angezeigt wird, ebenfalls in ein Bild geändert werden, in dem eine Farbe gemäß der Höhe geändert wird. Beispielsweise wird ein hoher Teil in rot gefärbt und ein niedriger Teil in blau gefärbt.
24 ist ein Diagramm, das die Benutzerschnittstelle 80 zeigt, auf der ein Profilmessbildschirm 90 angezeigt wird. Nachdem die Messung einer Dreidimensionalform der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP abgeschlossen ist, wenn eine in 22 und 23 gezeigte Messschaltfläche 92 betätigt wird, wird ein in 24 gezeigter Profilmessbereich 90 angezeigt. Wenn beispielsweise beliebige zwei Punkte in dem Profilmessbereich 90 gekennzeichnet werden, wird ein Profil zwischen zwei Punkten vergrößert und in einem Messergebnis-Anzeigenbereich 91 angezeigt. Man beachte, dass dies ein Beispiel einer Messung eines Profils ist.
Konfiguration eines Bilderzeugungsabschnitts 72b
Wie in 6 gezeigt, umfasst der Steuerabschnitt 72 einen Bilderzeugungsabschnitt 72b. Der Bilderzeugungsabschnitt 72b erzeugt ein kombiniertes Bild, das durch Kombinieren des Farbbilds, das durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 erfasst wird, und der dreidimensionalen Formdaten, die durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst werden, erhalten wird. Das erzeugte kombinierte Bild wird auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigt. Das kombinierte Bild, das durch den Bilderzeugungsabschnitt 72b erzeugt wird, und das Farbbild, das durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 erfasst wird, kann auf dem Anzeigenabschnitt 5 gleichzeitig angezeigt werden.
Als ein Verfahren zum Kombinieren von Farben kann ein nachstehend erläutertes Verfahren ebenfalls angenommen werden. Beispielsweise ist der elektrische Platzierungstisch 23 an einer im Voraus eingestellten oberen Grenzhöhe angeordnet. Die Höheninformation von Pixeln wird im Laser-Confocus-Modus erhalten, während der elektrische Platzierungstisch 23 nach unten bewegt wird. Danach wird, wenn der elektrische Platzierungstisch 23 die im Voraus eingestellte untere Grenzhöhe erreicht, eine Bildgebung mit dem Bildgebungselement 50 mehrmals durchgeführt, während der elektrische Platzierungstisch 23 nach oben bewegt wird. Eine Farbe des Pixels bei einem Fokussierzeitpunkt und die im Laser-Confocus-Modus erfasste Höheninformation kann kombiniert werden, um ein Farbbild zu erzeugen.
Der erste Fokussuchabschnitt 63 ist konfiguriert, um das Beobachtungsziel SP mit der koaxialen epi-Beleuchtung 24 oder der Ringbeleuchtung 25 zu beleuchten und eine Fokussuche auf der Grundlage eines von dem Bildgebungselement 50 erfassten Bildes durchzuführen. Wenn der Bilderzeugungsabschnitt 72b ein kombiniertes Bild erzeugt, beleuchtet der erste Fokussuchabschnitt 63 wünschenswerterweise das Beobachtungsziel SP mit der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und führt die Fokussuche auf der Grundlage des durch das Bildgebungselement 50 erfassten Bildes durch. Dies ist so, weil, wenn die in dem Laser-Confocus-Modus erfasste Luminanzinformation und die durch das Bildgebungselement 50 erfasste Farbinformation kombiniert werden, die koaxiale epi-Beleuchtung 24, die im Wesentlichen die gleiche wie eine Bestrahlungsrichtung des Laserstrahls im Laser-Confocus-Modus ist, wünschenswerter als ein Beleuchtungsabschnitt ist.
Das heißt, wenn ein Bild durch das Bildgebungselement 50 unter Verwendung der koaxialen epi-Beleuchtung 24 erfasst wird, und sogar, wenn eine Unebenheit auf der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP vorhanden ist, wird ein Schatten aufgrund der Unebenheit nicht so leicht gebildet. Das erfasste Bild ist ein Bild ohne eine kubische Wirkung. Andererseits wird bei dem Prinzip des Laser-Confocus, weil eine Menge des von einer geneigten Oberfläche reflektierten Lichts abnimmt, das erfasste Bild als Ergebnis ein Bild, bei dem die Kontur der Unebenheit hervorgehoben wird. Wenn diese Bilder kombiniert werden, wird ein für die Beobachtung geeignetes Bild erhalten. Dies ist so, weil, wenn ein Bild mit Farbinformation durch das Bildgebungselement 50 unter Verwendung der koaxialen epi-Beleuchtung 24 erfasst wird, unnötige Schatteninformation im Bild nicht vorhanden ist, und sogar wenn das Bild mit einem Bild kombiniert wird, das Schatteninformation umfasst, die bei dem Prinzip des Laser-Confocus erfasst wurde, ein kombiniertes Bild die Schatteninformation (Luminanzinformation) nicht behindert, die bei dem Prinzip des Laser-Confocus erfasst wurde. Daher weist ein Farbbild, das nach der Kombination erhalten wird, eine zufriedenstellende Erscheinung auf.
Andererseits wird, wenn ein Bild durch das Bildgebungselement 50 unter Verwendung der Ringbeleuchtung 25 erfasst wird, wenn eine Unebenheit auf der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP vorhanden ist, ohne Weiteres ein Schatten aufgrund der Unebenheit erhalten. Dies ist für die Kontrastberechnung vorteilhaft. Dies bedeutet, dass die Fokussuche ohne Weiteres durchgeführt wird. Dies ist ebenfalls zum Erhalten eines Farbbilds mit einem Gefühl von Unebenheit (einer kubischen Wirkung) vorteilhaft. Als Ergebnis weist das Farbbild eine zufriedenstellende Erscheinung auf. Wenn das Bild jedoch mit der Luminanzinformation kombiniert wird, die durch das Prinzip des Laser-Confocus erfasst wird, wird, weil die Wege für das Bilden eines Schattens überhaupt unterschiedlich sind, ein für die Beobachtung ungeeignetes Bild erhalten. Das Bild wird nicht als ein Bild angesehen, das eine zufriedenstellende Erscheinung als Farbbild aufweist.
Hinsichtlich des Beobachtungsziels SP, das keine Luminanzdifferenz (ein Luminanzverhältnis nahe 1) sogar zum Fokussierzeitpunkt aufweist, ist das Prinzip des Fokusstapelns nicht geeignet. Sogar wenn eine Farbe der Oberfläche des Beobachtungsziels SP die gleiche ist, und wenn ein Schatten aufgrund einer Unebenheit gebildet wird, weist ein erhaltenes Bild jedoch eine Luminanzdifferenz auf (ein Luminanzverhältnis ist größer als 1). Daher kann Fokusstapeln durchgeführt werden. Im Fall des Beobachtungsziels SP mit einer Unebenheit, erscheint ein Schatten ohne Weiteres in einem erfassten Bild gemäß einem Bestrahlungswinkel von Licht durch die Ringbeleuchtung 25. Das Fokusstapeln wird manchmal ohne Weiteres durchgeführt. In diesem Fall wird, weil die Fokussuche ohne Weiteres durchgeführt wird, im Fall eines Farbbildes ein Bild mit einem Schatten und eine kubische Wirkung erhalten. Als Ergebnis weist das Farbbild eine zufriedenstellende Erscheinung auf.
Konfiguration eines Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitts 72d
Wie in 6 gezeigt, umfasst der Steuerabschnitt 72 einen Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d. Der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d berechnet einen ersten Zuverlässigkeitsindex, der die Zuverlässigkeit der Fokussuche durch den ersten Fokussuchabschnitt 63 angibt, oder einen zweiten Zuverlässigkeitsindex, der die Zuverlässigkeit der Fokussuche durch die zweite Fokussucheinrichtung 64 angibt. Der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d ist konfiguriert, um den ersten Zuverlässigkeitsindex und den zweiten Zuverlässigkeitsindex für jedes der Pixel zu berechnen. In dieser Ausführungsform berechnet der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d sowohl den ersten Zuverlässigkeitsindex als auch den zweiten Zuverlässigkeitsindex. Der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d kann jedoch lediglich den ersten Zuverlässigkeitsindex oder den zweiten Zuverlässigkeitsindex berechnen.
Der erste Zuverlässigkeitsindex ist beispielsweise ein Kontrastwert, der durch das Bildgebungselement 50 erfasst wird. Wenn der Kontrastwert höher ist, wird der erste Zuverlässigkeitsindex höher eingestellt. Der zweite Zuverlässigkeitsindex ist beispielsweise ein Pixelwert, der durch die Photovervielfacherröhre 51 erfasst wird. Wenn der Pixelwert höher ist, wird der zweite Zuverlässigkeitsindex höher eingestellt.
Der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d kann ebenfalls einen Zuverlässigkeitsindex eines Messergebnisses einer Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet wird, und einen Zuverlässigkeitsindex eins Messergebnisses einer Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP, das durch die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet wird, berechnen.
Der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d kann ebenfalls einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels SP, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet wird, und einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnis des Beobachtungsziels SP, das durch die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet wird, berechnen.
Konfiguration eines Austauschbestimmungsabschnitts 72e
Der Steuerabschnitt 72 umfasst einen Austauschbestimmungsabschnitt (Austauschbestimmungseinrichtung) 72e, der auf der Grundlage des ersten Zuverlässigkeitsindex und des zweiten Zuverlässigkeitsindex eine Bestimmung des Austausches von ersten dreidimensionalen Formdaten, die durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 erfasst werden, und von zweiten dreidimensionalen Formdaten, die durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst werden, durchführt.
Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e ist konfiguriert, um einen Austausch der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionalen Formdaten automatisch durchzuführen. Das heißt, dass der Austauschbestimmungsabschnitt 72e zuerst Zuverlässigkeitsindizes von Pixeln, welche die ersten dreidimensionalen Formdaten bilden, in Verbindung mit den Positionen der Pixel erfasst, und zweite Zuverlässigkeitsindizes von Pixeln, welche die zweiten dreidimensionalen Formdaten bilden, in Verbindung mit den Positionen der Pixel erfasst. Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e vergleicht Zuverlässigkeitsindizes eines spezifischen Pixels der ersten dreidimensionalen Formdaten und eines Pixels der zweiten dreidimensionalen Formdaten, in der gleichen Position wie das Pixel vorhanden sind. Das heißt, der Austauschbestimmungsabschnitt 72e vergleicht den ersten Zuverlässigkeitsindex und den zweiten Zuverlässigkeitsindex der in der gleichen Position vorliegenden Pixel.
Als Ergebnis des Vergleichs validiert, wenn der erste Zuverlässigkeitsindex höher ist, der Austauschbestimmungsabschnitt 72e das Pixel, das die ersten dreidimensionalen Formdaten bildet, und invalidiert das Pixel, das die zweiten dreidimensionalen Formdaten bildet. Wenn der zweite Zuverlässigkeitsindex höher ist, validiert der Austauschbestimmungsabschnitt 72e das Pixel, das die zweiten dreidimensionalen Formdaten bildet, und invalidiert das Pixel, das die ersten dreidimensionalen Formdaten bildet. Durch Durchführen dieser Verarbeitung bezüglich aller Pixel können dreidimensionale Formdaten mit hoher Zuverlässigkeit konfiguriert werden.
Die ersten dreidimensionalen Formdaten und die zweiten dreidimensionalen Formdaten umfassen die Höheninformation, wie oben erläutert. Die ersten dreidimensionalen Formdaten und die zweiten dreidimensionalen Formdaten können Farbinformation umfassen.
Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e kann ebenfalls konfiguriert sein, um eine Anweisung diesbezüglich zu empfangen, ob der Austausch der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionale Formdaten durchgeführt wird. Beispielsweise kann der Benutzer einen Vorgang mit der Maus 7 oder dergleichen durchführen, um den Austauschbestimmungsabschnitt 72e anzuweisen, den Austausch der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionalen Formdaten durchzuführen, und den Austauschbestimmungsabschnitt 72e anweisen, den Austausch der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionalen Formdaten nicht durchzuführen. Wenn der Austausch der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionalen Formdaten nicht durchgeführt wird, werden die ersten dreidimensionalen Formdaten oder die zweiten dreidimensionale Formdaten verwendet, wie sie sind.
Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e ist konfiguriert, um eine Anweisung zu empfangen, um die ersten dreidimensionalen Formdaten oder die zweiten dreidimensionalen Formdaten gegeneinander zu priorisieren. Beispielsweise kann der Benutzer einen Vorgang mit der Maus 7 oder dergleichen durchführen, um den Austauschbestimmungsabschnitt 72e anzuweisen, die ersten dreidimensionalen Formdaten bevorzugter als die zweiten dreidimensionale Formdaten zu verwenden, und den Austauschbestimmungsabschnitt 72e anzuweisen, die zweiten dreidimensionalen Formdaten bevorzugter als die ersten dreidimensionalen Formdaten zu verwenden. In diesem Fall kann der Austauschbestimmungsabschnitt 72e imstande sein, Priorität einzustellen.
Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e erfasst Information auf der Grundlage des ersten Zuverlässigkeitsindex und des zweiten Zuverlässigkeitsindex, die beim Bestimmen verwendet wird, ob der Austausch der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionalen Formdaten durchgeführt wird. Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e kann konfiguriert sein, um dem Benutzer diese Information mitzuteilen. Beispiele einer Informationseinrichtung umfassen ein Verfahren zum Anzeigen auf dem Anzeigenabschnitt 5 und ein Verfahren mittels Sprache. Die Informationseinrichtung kann jedoch jedes beliebige Verfahren sein. Die Informationseinrichtung muss lediglich imstande sein, die Information mitzuteilen, die beim Bestimmen verwendet wird, ob der Austausch der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionalen Formdaten durchgeführt wird. Spezifische Beispiele dieser Information umfassen numerische Werte und graphische Darstellungen der ersten Zuverlässigkeitsindizes und der zweiten Zuverlässigkeitsindizes.
Der Steuerabschnitt 72 kann mehrere dreidimensionale Bilder erzeugen, die durch die ersten dreidimensionalen Formdaten und/oder die zweiten dreidimensionalen Formdaten gebildet werden und unterschiedliche Bereiche des Beobachtungsziels SP angeben, und welche die Mehrzahl von dreidimensionalen Bildern koppeln, um ein dreidimensionales Bild zu bilden. Das heißt, der Steuerabschnitt 72 kann ein dreidimensionales Bild des ersten Bereichs des Beobachtungsziels SP durch Erfassen der ersten dreidimensionalen Formdaten und der zweiten dreidimensionalen Formdaten des ersten Bereichs erzeugen. Das dreidimensionale Bild kann nur durch die ersten dreidimensionalen Formdaten gebildet werden, nur durch die zweiten dreidimensionalen Formdaten gebildet werden oder kann durch die ersten dreidimensionalen Formdaten und die zweiten dreidimensionalen Formdaten gebildet werden.
Danach steuert der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 den Stufenantriebsabschnitt 54, um eine horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23 zu ändern. Der Steuerabschnitt 72 kann die ersten dreidimensionalen Formdaten und die zweiten dreidimensionalen Formdaten des zweiten Bereichs des Beobachtungsziels SP erfassen und ein dreidimensionales Bild des zweiten Bereichs erzeugen. Auf diese Weise können mehrere dreidimensionale Bilder erzeugt werden. Durch Koppeln der erzeugten Mehrzahl von dreidimensionalen Bildern kann ein dreidimensionales Bild gebildet werden, das eine Dreidimensionalform in einem weiten Bereich des Beobachtungsziels SP angibt.
Steuerung des Fokussuchabschnitts basierend auf Zuverlässigkeitsindizes
Der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d des Steuerabschnitts 72 ist konfiguriert, um imstande zu sein, , mit dem oben erläuterten Verfahren einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels SP, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet wird, und einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnis des Beobachtungsziels SP, das durch die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet wird, zu berechnen. Im Einzelnen ist der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d konfiguriert, um einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses zu dem Zeitpunkt zu berechnen, wenn Lichter der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25 auf das Beobachtungsziel SP mit einem ersten Verhältnis gestrahlt werden, um zu bestimmen, ob der berechnete Zuverlässigkeitsindex einen vorbestimmten Standard erfüllt, und wenn bestimmt wird, dass der berechnete Zuverlässigkeitsindex den vorbestimmten Standard nicht erfüllt, die Lichter der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25 auf das Beobachtungsziel SP mit einem von dem ersten Verhältnis unterschiedlichen zweiten Verhältnis zu strahlen und die Fokussuche durchzuführen. Der „vorbestimmte Standard“ kann auf der Grundlage dessen eingestellt werden, ob ein Messergebnis einer Dreidimensionalform gemäß einem Fokussuchergebnis geeignet erhalten wird. Ein Fokussuchergebnis, von dem das Messergebnis der Dreidimensionalform geeignet erhalten werden kann, ist der vorbestimmte Standard.
In dieser Ausführungsform kann, wie oben erläutert, eine Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und eine Lichtmenge der Ringbeleuchtung 25 unabhängig voneinander eingestellt werden. Das erste Verhältnis und das zweite Verhältnis können beispielsweise durch Prozentsätze dargestellt werden. Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 und die Ringbeleuchtung 25 können optional zwischen 0% und 100% eingestellt werden. Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 kann auf 0% eingestellt werden und die Ringbeleuchtung 25 kann auf 100% (Beleuchtung von lediglich der Ringbeleuchtung 25) eingestellt werden. Die koaxiale epi-Beleuchtung 24 kann auf 100% eingestellt werden und die Ringbeleuchtung 25 kann auf 0% (Beleuchtung von lediglich der koaxialen epi-Beleuchtung 24) eingestellt werden.
Wenn bestimmt wird, dass der Zuverlässigkeitsindex des Fokussuchergebnisses zu dem Zeitpunkt, wenn die Lichter der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25 auf das Beobachtungsziel SP bei dem ersten Verhältnis bestrahlt werden, das Verhältnis den vorbestimmten Standard erfüllt, bestrahlt der Steuerabschnitt 72 das Beobachtungsziel SP mit dem ersten Verhältnis und misst eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP. Der Steuerabschnitt 72 kann das erste Verhältnis optional ändern.
Der Steuerabschnitt 72 vergleicht einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses des Beobachtungsziels SP, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet wird, und einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnis des Beobachtungsziels SP, das durch die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet wird, und wenn der Zuverlässigkeitsindex des Fokussuchergebnis des Beobachtungsziels SP, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet wird, niedriger als der Zuverlässigkeitsindex des Fokussuchergebnis des Beobachtungsziels SP ist, das durch die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet wird, beleuchtet das Beobachtungsziel SP mit der Ringbeleuchtung 25 und führt die Fokussuche mit dem ersten Fokussuchabschnitt 63 auf der Grundlage des durch das Bildgebungselement 50 erfassten Bildes durch.
Der Steuerabschnitt 72 kann ebenfalls konfiguriert sein, um einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses zu dem Zeitpunkt zu berechnen, wenn die Lichter der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und der Ringbeleuchtung 25 auf das Beobachtungsziel SP bei dem ersten Verhältnis gestrahlt werden, um zu bestimmen, ob der berechnete Zuverlässigkeitsindex den vorbestimmten Standard erfüllt, und, wenn bestimmt wird, dass der Zuverlässigkeitsindex den vorbestimmten Standard nicht erfüllt, eine Kombination einer HDR(High Dynamic Range)-Verarbeitung zum Expandieren eines dynamischen Bereich eines erfassten Bildes auszuführen, während das erste Verhältnis beibehalten wird. Wenn die HDR-Verarbeitung durchgeführt wird, kann ein Verhältnis der Beleuchtung von dem ersten Verhältnis geändert werden.
Die HDR-Verarbeitung ist eine Verarbeitung, um, während des Änderns einer Belichtungszeit und dergleichen, eine Bildgebung mehrfach durchzuführen, um mehrere Bildgebungsdaten zu erfassen und danach die Bildgebungsdaten in ein Bild mit einem weiten dynamischen Bereich zu kombinieren. Diese Verarbeitung kann selbst die gleiche Verarbeitung wie die HDR-Verarbeitung in der Vergangenheit sein. Die Fokussuche kann nicht bezüglich eines Abschnitts durchgeführt werden, wo Lichthofbildung (weiße Leere) oder schwarzer Feststoff in einem Bild auftritt, das unter einer einzigen Belichtungsbedingung erfasst wird. Das Auftreten der Lichthofbildung oder des schwarzen Feststoffs kann jedoch durch Durchführen der HDR-Verarbeitung verhindert werden. Daher kann die Fokussuche genauer durchgeführt werden.
Ohne Durchführen der HDR-Verarbeitung kann eine Lichtmenge der koaxialen epi-Beleuchtung 24 und/oder der Ringbeleuchtung 25 geändert werden oder eine Belichtungszeit kann geändert werden.
Der Steuerabschnitt 72 ist konfiguriert, um einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnisses zu dem Zeitpunkt, wenn Licht der koaxialen epi-Beleuchtung 24 auf das Beobachtungsziel SP gestrahlt wird, und einen Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnis zu dem Zeitpunkt zu berechnen, wenn Licht der Ringbeleuchtung 25 auf das Beobachtungsziel SP gestrahlt wird, um zu bestimmen, ob beide Zuverlässigkeitsindizes einen vorbestimmten Standard erfüllen, und, wenn bestimmt wird, dass beide Zuverlässigkeitsindizes den vorbestimmten Standard nicht erfüllen, eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP mit dem zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 zu messen.
Der Steuerabschnitt 72 kann ebenfalls konfiguriert sein, um die Beleuchtung zum Beleuchten des Beobachtungsziels SP in die Beleuchtung mit einem hohen Zuverlässigkeitsindex auf der Grundlage eines Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnis des Beobachtungsziels SP, das durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 beleuchtet wird, und eines Zuverlässigkeitsindex eines Fokussuchergebnis des Beobachtungsziels SP, das durch die Ringbeleuchtung 25 beleuchtet wird, umzuschalten.
Konfiguration eines Kollisionsschätzabschnitt 72f
Wenn der elektrische Revolver 28 bereitgestellt wird und die Objektivlinse 27 mit einem langen Arbeitsabstand (hier nachstehend als WD bezeichnet) in die Objektivlinse 27 mit einem kurzen WD umgeschaltet wird, gibt es ein Risiko, dass der distale Endabschnitt der Objektivlinse 27 mit dem Beobachtungsziel SP kollidiert. Wenn der Benutzer andererseits einen Revolver mit einer Hand dreht, dreht der Benutzer im Allgemeinen den Revolver, während gleichzeitig die Objektivlinse 27 und das Beobachtungsziel SP betrachtet wird. Daher kann der Benutzer die Drehung des Revolvers direkt stoppen, bevor die Objektivlinse 27 und das Beobachtungsziel SP kollidieren. Das oben erläuterte Problem gilt als nicht aufgetreten. Daher ist das oben erläuterte Problem ein Problem, das dem elektrischen Revolver 28 eigen ist.
Als Maßnahmen gegen dieses Problem wird in dieser Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, ein Kollisionsschätzabschnitt 72f im Steuerabschnitt 72 bereitgestellt. Wenn der elektrische Revolver 28 beginnt, sich zu drehen, schätzt der Kollisionsschätzabschnitt 72f auf der Grundlage einer Position und Höheninformation des Beobachtungsziels SP, die durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 oder den zweiten dreidimensionalen Formmessabschnitt 66 erfasst wird, eine Kollision der Objektivlinse 27 und des Beobachtungsziels SP, nachdem sich der elektrische Revolver 28 dreht.
Der Kollisionsschätzabschnitt 72f kann eine Position und Höheninformation des Beobachtungsziels SP erfassen, die durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 oder den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst werden. Der Kollisionsschätzabschnitt 72f ist konfiguriert, um nach dem Erfassen der Position und der Höheninformation des Beobachtungsziels SP, wenn der elektrische Revolver 28 dabei ist, gedreht zu werden, bevor die Drehung begonnen wird, eine Kollision der Objektivlinse 27 und des Beobachtungsziel SP zu schätzen, nachdem sich der elektrische Revolver 28 dreht. Die Kollision mit dem Beobachtungsziel SP tritt hauptsächlich an dem distalen Endabschnitt der Objektivlinse 27 auf. Daher wird Information bezüglich des distalen Endabschnitts der Objektivlinse 27 zuvor erhalten und im Speicherabschnitt 73 gespeichert. Beispiele der Information hinsichtlich des distalen Endabschnitts der Objektivlinse 27 umfassen neben dem WD einen konfokalen Abstand und die Länge und den Außendurchmesser der Objektivlinse 27. Der konfokale Abstand ist ein Abstand einer Befestigungsoberfläche der Objektivlinse 27 zu der Beobachtungsoberfläche des Beobachtungsziels SP. Wenn der elektrische Revolver 28 dabei ist, gedreht zu werden, bevor die Position und die Höheninformation des Beobachtungsziels SP erfasst sind, muss, bevor die Drehung gestartet wird, der Kollisionsschätzabschnitt 72f lediglich die Position und die Höheninformation des Beobachtungsziels SP erfassen und die Kollision schätzen.
Der Kollisionsschätzabschnitt 72f kann auf der Grundlage der Information bezüglich des distalen Endabschnitts der Objektivlinse 27 eine Position des distalen Endabschnitt der Objektivlinse 27 erfassen, nachdem sich der elektrische Revolver 28 dreht. Der Kollisionsschätzabschnitt 72f bestimmt, ob ein Teil des Beobachtungsziels SP in dieser Position vorhanden ist. Wenn ein Teil des Beobachtungsziels SP in einem Platz vorhandenen ist, wo der distale Endabschnitt der Objektivlinse 27 lokalisiert ist, schätzt der Kollisionsschätzabschnitt 72f, dass die Objektivlinse 27 und das Beobachtungsziel SP kollidieren. Wenn ein Teil des Beobachtungsziels SP in dem Platz fehlt, wo der distale Endabschnitt des Objektivlinse 27 lokalisiert ist, schätzt der Kollisionsschätzabschnitt 72f andererseits, dass die Objektivlinse 27 und das Beobachtungsziel SP nicht kollidieren.
Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 kann konfiguriert sein, um den elektrischen Revolver 28 mit dem elektrischen Revolversteuerabschnitt 61 zu steuern, um die Vergrößerung des nicht-konfokalen optischen Beobachtungssystems 30 in die erste Vergrößerung einzustellen und das Navigationsbild mit dem Bildgebungselement 50 zu erfassen. Die erste Vergrößerung kann optional eingestellt werden.
Wenn der elektrische Revolver 28 beginnt, sich zu drehen, um die Vergrößerung des nicht-konfokalen optisches Beobachtungssystem 30 in die Vergrößerung einzustellen, die höher als die erste Vergrößerung ist, kann der Kollisionsschätzabschnitt 72f eine Kollision der Objektivlinse 27 und des Beobachtungsziels SP auf der Grundlage der Position und der Höheninformation des Beobachtungsziels SP schätzen, das durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 oder den zweiten Dreidimensionalform-Schätzabschnitt 66 erfasst wird. Das heißt, dass die Objektivlinse 27 mit hoher Vergrößerung dazu neigt, einen kurzen WD im Vergleich mit der Objektivlinse 27 mit niedriger Vergrößerung aufzuweisen. In diesem Fall ist die Schätzung der Kollision der Objektivlinse 27 und des Beobachtungsziels SP basierend auf der Position und der Höheninformation des Beobachtungsziels SP besonders wirksam.
Der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 kann ebenfalls konfiguriert sein, um den elektrischen Revolver 28 mit dem elektrischen Revolversteuerabschnitt 61 zu steuern, um die Vergrößerung des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 in die erste Vergrößerung einzustellen und das Navigationsbild mit der Photovervielfacherröhre 51 zu erfassen.
Wenn der elektrische Revolver 28 beginnt, sich zu drehen, um die Vergrößerung des konfokalen optischen Beobachtungssystems 40 in die Vergrößerung einzustellen, die höher als die erste Vergrößerung ist, kann der Kollisionsschätzabschnitt 72f die Kollision der Objektivlinse 27 und des Beobachtungsziels SP auf der Grundlage der Position und der Höheninformation des Beobachtungsziels SP schätzen, die durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 oder den zweiten Dreidimensionalform-Schätzabschnitt 66 erfasst werden.
Der erste Fokussuchabschnitt 63, der zweite Fokussuchabschnitt 64, der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 und der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 können konfiguriert sein, um gemäß einfacher Höhenmessbedingungen zum Messen einer Position und von Höheninformation des Beobachtungsziels SP zu arbeiten, die von dem Kollisionsschätzabschnitt 72f verwendet werden. Beispielsweise kann die Objektivlinse 27, die eine Vergrößerung aufweist, die ein Beobachtungssichtfeld abdeckt, das auf der Grundlage der Kennzeichnung einer Position auf dem Anzeigenabschnitt 5 bestimmt wird, auf dem das Navigationsbild angezeigt wird, als die Objektivlinse 27 in den einfachen Höhenmessbedingungen eingestellt werden. Die einfachen Höhenmessbedingungen sind Messbedingungen, die einfacher als während der Beobachtung eingestellt werden.
Wenn der elektrische Revolver 28 beginnt sich zu drehen, so dass die Objektivlinse 27, die einen kürzeren Arbeitsabstand als die Objektivlinse 27 unter den einfachen Höhenmessbedingungen aufweist, die Objektivlinse 27 zur Beobachtung wird, schätzt der Kollisionsschätzabschnitt 72f eine Kollision der Objektivlinse 27, die den kürzeren Arbeitsabstand aufweist, und dem Beobachtungsziel SP auf der Grundlage der Position und der Höheninformation des Beobachtungsziels SP, die gemäß den einfachen Höhenmessbedingungen erfasst wurden.
Der Kollisionsschätzabschnitt 72f kann ebenfalls konfiguriert sein, um, wenn der elektrische Revolver 28 beginnt sich zu drehen, so dass die Objektivlinse 27, die eine höhere Vergrößerung als die Objektivlinse 27 unter den einfachen Höhenmessbedingungen die Objektivlinse 27 zur Beobachtung wird, eine Kollision der Objektivlinse 27 mit der höheren Vergrößerung und dem Beobachtungsziel SP zu schätzen.
Der Kollisionsschätzabschnitt 72f kann konfiguriert sein, um, wenn geschätzt wird, dass die Objektivlinse 27 und das Beobachtungsziel SP kollidieren, dem Benutzer die Schätzung der Kollision mitzuteilen. Beispiele der Informationseinrichtung umfassen ein Verfahren zum Anzeigen auf dem Anzeigenabschnitt 5 und ein Verfahren durch Sprache. Die Informationseinrichtung kann jedoch ein beliebiges Verfahren sein.
Nachdem die Schätzung der Kollision mitgeteilt wird, kann der Benutzer imstande sein, die Drehung des elektrischen Revolvers 28 abzubrechen. Eine Drehabbruchschaltfläche des elektrischen Revolvers 28 wird in der Benutzerschnittstelle bereitgestellt, um dem Benutzer zu ermöglichen, die Drehabbruchschaltfläche zu betätigen. Nachdem die Schätzung der Kollision mitgeteilt ist, kann der Kollisionsschätzabschnitt 72f die Objektivlinse 27 mit niedriger Kollisionsmöglichkeit dem Benutzer präsentieren und dem Benutzer ermöglichen, die Objektivlinse 27 auszuwählen. Der Kollisionsschätzabschnitt 72f kann imstande sein, dem Benutzer eine benutzbare Vergrößerung der Objektivlinse 27 im Voraus zu präsentieren.
Der Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 kann vor der Drehung des elektrischen Revolvers 28 den relativen Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 ändern, um länger als der vorliegende Abstand zu sein. Danach kann, nachdem der relative Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 geändert wird, um länger durch den Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 zu sein, der Platzierungstisch-Steuerabschnitt 62 die horizontale Position des elektrischen Platzierungstischs 23 gemäß der Beobachtungsposition und/oder dem Beobachtungssichtfeld ändern, das auf der Grundlage der Kennzeichnung der Position auf dem Anzeigenabschnitt 5 bestimmt wird. Nachdem die horizontale Position des elektrischen Platzierungstisches 23 geändert wird, kann der Kollisionsschätzabschnitt 72f eine Kollision der Objektivlinse 27 und des Beobachtungsziels SP schätzen.
Der Steuerabschnitt 72 kann auf der Grundlage der Höheninformation des Beobachtungsziels SP, die von dem Kollisionsschätzabschnitt 72f verwendet wird, einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert des Trennabstands zwischen der Objektivlinse 27 und dem elektrischen Platzierungstisch 23 einstellen.
Der Autofokusmechanismus kann konfiguriert sein, um automatisch auf das Beobachtungsziel SP in einem Prozess zu fokussieren, um mit dem Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 den relativen Abstand zwischen der Objektivlinse 27 und dem Z-Achsen-Antriebsabschnitt 52 zu verringern.
Der erste Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 und der zweite Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 können konfiguriert sein, um eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP zu messen, wenn der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 das Navigationsbild erfasst.
Betriebsspezifisches Beispiel 1
25 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur beim Durchführen einer Messung im Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus, ohne eine Bestätigung durch den Benutzer anzufordern. Bei Schritt SB1 werden Dreidimensionalform-Messdaten im Fokusstapelmodus erfasst. Bei Schritt SB2 berechnet der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SB1 erfassten Dreidimensionalform-Messdaten. Die Zuverlässigkeit kann auf der Grundlage eines Zuverlässigkeitsindex erhalten werden. Wenn der Zuverlässigkeitsindex höher ist, ist die Zuverlässigkeit höher. Die Zuverlässigkeit und der Zuverlässigkeitsindex können identisch sein.
Bei Schritt SB3 werden Dreidimensionalform-Messdaten im Laser-Confocus-Modus erfasst. Bei Schritt SB4 berechnet der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SB3 erfassten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SB5 vergleicht der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SB2 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten und die Zuverlässigkeit der bei Schritt SB4 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SB6 werden die Dreidimensionalform-Messdaten unter Verwendung von Daten mit höherer Zuverlässigkeit in Pixeln erzeugt. Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e bestimmt, ob die Zuverlässigkeit hoch ist. Danach geht die Verarbeitung zu Schritt SB7 weiter. Man beachte, dass Schritte SB1 und SB2 und Schritte SB3 und SB4 ausgetauscht werden können. In diesem Fall kann die Messung zuerst im Laser-Confocus-Modus durchgeführt werden. Schritt SB2 und Schritt SB4 können parallel durchgeführt werden.
Betriebsspezifisches Beispiel 2
26 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur beim Durchführen einer Messung im Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus gemäß der Zuverlässigkeit eines Messergebnisses. Bei Schritt SC1 werden Dreidimensionalform-Messdaten im Fokusstapelmodus erfasst. Bei Schritt SC2 berechnet der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SC1 erfassten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SC3 bestimmt der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d, ob die Zuverlässigkeit der bei Schritt SC2 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten gleich oder größer als eine Schwelle ist. Wenn bei Schritt SC3 NEIN bestimmt wird und die Zuverlässigkeit der Dreidimensionalform-Messdaten kleiner als die Schwelle ist, geht die Verarbeitung zu Schritt SC4 weiter. Wenn andererseits JA bei Schritt SC3 bestimmt wird und die Zuverlässigkeit der Dreidimensionalform-Messdaten gleich oder größer als die Schwelle ist, geht die Verarbeitung zu Schritt SC8 weiter. Die im Fokusstapelmodus erfassten Dreidimensionalform-Messdaten werden verwendet.
Wenn NEIN bei Schritt SC3 bestimmt wird und die Verarbeitung zu Schritt SC4 weitergeht, werden bei Schritt SC4 Dreidimensionalform-Messdaten im Laser-Confocus-Modus erfasst. Bei Schritt SC5 berechnet der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SC4 erfassten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SC6 vergleicht der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SC2 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten und die Zuverlässigkeit der bei Schritt SC5 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SC7 werden Dreidimensionalform-Messdaten unter Verwendung von Daten mit höherer Zuverlässigkeit in Pixeln erzeugt. Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e bestimmt, ob die Zuverlässigkeit hoch ist. Danach geht die Verarbeitung zu Schritt SC8 weiter. Man beachte, dass die Schritte SC1 und SC2 und die Schritte SC4 und SC5 ausgetauscht werden können. In diesem Fall kann die Messung zuerst im Laser-Confocus-Modus durchgeführt werden.
Betriebsspezifisches Beispiel 3
27 ist ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Prozedur, bei der die Bestimmung hinsichtlich dessen, ob eine Messung im Fokusstapelmodus und dem Laser-Confocus-Modus durchgeführt wird, dem Benutzer überlassen wird. Bei Schritt SD1 werden Dreidimensionalform-Messdaten im Fokusstapelmodus erfasst. Bei Schritt SD2 berechnet der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SD1 erfassten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SD3 bestimmt der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d, ob die Zuverlässigkeit der bei Schritt SD2 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten gleich oder größer als eine Schwelle ist. Wenn bei Schritt SD3 NEIN bestimmt wird und die Zuverlässigkeit der Dreidimensionalform-Messdaten kleiner als die Schwelle ist, geht die Verarbeitung zu Schritt SD4 weiter. Wenn andererseits JA bei Schritt SD3 bestimmt wird und die Zuverlässigkeit der Dreidimensionalform-Messdaten gleich oder größer als die Schwelle ist, geht die Verarbeitung zu Schritt SD9 weiter. Die im Fokusstapelmodus erfassten Dreidimensionalform-Messdaten werden verwendet.
Wenn NEIN bei Schritt SD3 bestimmt wird und die Verarbeitung zu Schritt SD4 weitergeht, wird ein Dialog „Daten im Laser-Confocus erfassen?“ auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigt. Der Dialog ist nicht darauf beschränkt und muss lediglich ein Dialog sein, um den Benutzer zu fragen, ob die Messung erneut im Laser-Confocus-Modus durchgeführt werden kann.
Wenn der Benutzer eine Antwort als NEIN bei Schritt SD4 eingibt, geht die Verarbeitung zu Schritt SD9 weiter. Die im Fokusstapelmodus erfassten Dreidimensionalform-Messdaten werden verwendet. Wenn der Benutzer eine Antwort als JA bei Schritt SD4 eingibt, geht die Verarbeitung zu Schritt SD5 weiter. Dreidimensionalform-Messdaten werden im Laser-Confocus-Modus erfasst. Bei Schritt SD6 berechnet der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SD5 erfassten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SD7 vergleicht der Zuverlässigkeitsindex-Berechnungsabschnitt 72d die Zuverlässigkeit der bei Schritt SD2 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten und die Zuverlässigkeit der bei Schritt SD6 berechneten Dreidimensionalform-Messdaten. Bei Schritt SD7 werden Dreidimensionalform-Messdaten unter Verwendung von Daten mit höherer Zuverlässigkeit in Pixeln erzeugt. Der Austauschbestimmungsabschnitt 72e bestimmt, ob die Zuverlässigkeit hoch ist. Danach geht die Verarbeitung zu Schritt SD9 weiter. Man beachte, dass Schritte SD1 und SD2 und Schritte SD5 und SD6 ausgetauscht werden können. In diesem Fall kann eine Messung zuerst im Laser-Confocus-Modus durchgeführt werden. Wenn die Messung zuerst im Laser-Confocus-Modus bei Schritt SD4 durchgeführt wird, muss lediglich ein Dialog „Daten beim Fokusstapeln erfassen?“ auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigt werden.
In den betriebsspezifischen Beispielen 1 bis 3 werden die Messung im Laser-Confocus-Modus und die Messung im Fokusstapelmodus bezüglich des gesamten Bereichs des Sichtfelds der Objektivlinse 27 durchgeführt. Die Messung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, nachdem die Messung im Fokusstapelmodus bezüglich des gesamten Bereichs des Sichtfelds der Objektivlinse 27 durchgeführt wird, die Messung erneut im Laser-Confocus-Modus nur für Pixel (Bereiche) mit niedriger Zuverlässigkeit durchgeführt werden. Nachdem die Messung im Laser-Confocus-Modus bezüglich des gesamten Bereichs des Sichtfelds der Objektivlinse 27 durchgeführt wird, kann die Messung erneut im Fokusstapelmodus nur für Pixel (Bereiche) mit niedriger Zuverlässigkeit durchgeführt werden.
Betriebliche Wirkungen der Ausführungsform
Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, ein Messverfahren, das sich dem Prinzip des Fokusstapelns bedient, und ein Messverfahren, das sich dem Prinzip des Laser-Confocus bedient, zu verwirklichen.
Messparameter der Messmodi des Fokusstapel-Messmodus durch den ersten dreidimensionalen Formmessabschnitt 65 und des konfokalen Laser-Messmodus durch den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 können durch den Messparameter-Einstellabschnitt 67 eingestellt werden. Wenn Messparameter beispielsweise durch den Messparameter-Einstellabschnitt 67 während des Fokusstapel-Messmodus eingestellt werden und danach der Fokusstapel-Messmodus in den Laser-Confocus-Messmodus umgeschaltet wird, werden die Messparameter, die während des Fokusstapel-Messmodus eingestellt wurden, als Messparameter des konfokalen Laser-Messmodus übernommen. Das gleiche findet Anwendung, wenn der konfokale Laser-Messmodus in den Fokusstapel-Messmodus umgeschaltet wird. Daher kann sogar, wenn der Messmodus häufig umgeschaltet wird, eine Betriebslast auf den Benutzer verringert werden.
Der Basismessung-Anzeigenbereich 82, bei dem Parameter angezeigt werden können, und der Livebild-Anzeigenbereich 80a werden auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigt. Daher kann der Benutzer Parameter für die Messmodi einstellen, während ein in dem Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigtes Livebild betrachtet wird. Zu diesem Zeitpunkt können Messparameter eingestellt werden, in dem in dem Basismessung-Anzeigenbereich 82 der Parametereinstellbereich für die Messmodi durch den ersten dreidimensionalen Formmessabschnitt 65 oder der Parametereinstellbereich für die Messmodi durch den zweiten dreidimensionalen Formmessabschnitt 66 angezeigt wird. Wenn der Benutzer den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 veranlasst, den Parametereinstellbereich für die Messmodi anzuzeigen, wird ein durch das Bildgebungselement 50 über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem 30 erfasste Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt. Wenn der Benutzer den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 veranlasst, den Parametereinstellbereich für die Messmodi anzuzeigen, wird ein durch die Photovervielfacherröhre 51 über das konfokale optische Beobachtungssystem 40 erfasste Livebild im Livebild-Anzeigenbereich 80a angezeigt. Das heißt, dass, weil das angezeigte Livebild und die in dem Basismessung-Anzeigenbereich 82 angezeigten Parameter einander entsprechen, die Benutzbarkeit für den Benutzer während des Einstellens verbessert werden kann.
Wie oben erläutert, kann die Konfiguration, die sowohl das Messverfahren, das sich dem Prinzip des Fokusstapelns bedient, als auch das Messverfahren umfasst, das sich dem Prinzip des Confocus bedient, angenommen werden. Im Fall des Messverfahrens, das sich dem Prinzip des Fokusstapelns bedient, kann eine Dreidimensionalform des Beobachtungsziels SP in einem Zustand gemessen werden, in dem die Beleuchtung durch die koaxiale epi-Beleuchtung 24 oder die Ringbeleuchtung 25 durchgeführt wird, oder einem Zustand, in dem die Beleuchtung durch sowohl die koaxiale epi-Beleuchtung 24 als auch die Ringbeleuchtung 25 durchgeführt wird. Folglich kann eine Dreidimensionalform nicht nur im Spiegeloberflächenähnlichen Beobachtungsziel SP, sondern ebenfalls in einem Diffuser und einem Beobachtungsziel mit großer Unebenheit gemessen werden.
Der erste Zuverlässigkeitsindex, der die Zuverlässigkeit der Fokussuche durch den ersten Fokussuchabschnitt 63 angibt, und der zweite Zuverlässigkeitsindex, der die Zuverlässigkeit der Fokussuche durch den zweiten Fokussuchabschnitt 64 angibt, werden berechnet. Daher werden dreidimensionale Messdaten erhalten, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Wenn der Benutzer eine Position auf dem Anzeigenabschnitt 5 kennzeichnet, auf dem das Navigationsbild angezeigt wird, wird eine Beobachtungsposition und/oder ein Beobachtungssichtfeld auf der Grundlage der Kennzeichnung der Position bestimmt. Der elektrische Platzierungstisch 23 wird bewegt und die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems wird gemäß der bestimmten Beobachtungsposition und/oder dem bestimmten Beobachtungssichtfeldes geändert. Ein Beobachtungsbild wird durch das Bildgebungselement 50 oder die Photovervielfacherröhre 51 erfasst.
Danach ist, wenn der Beobachtungsbereich auf der Außenseite des Navigationsbilds gemäß beispielsweise einer Änderung des Beobachtungsbereichs durch den Benutzer ist, die Hinzufügung eines Bereichs zu dem Navigationsbild notwendig. Daher wird Kennzeichnung der Hinzufügung eines Bereichs durchgeführt. Dann bestimmt der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 zuerst, ob die vorliegenden Bildgebungsbedingungen von den existierenden Bildgebungsbedingungen während der Navigationsbilderfassung unterschiedlich sind. Wenn die vorliegenden Bildgebungsbedingungen von den existierenden Bildgebungsbedingungen unterschiedlich sind, ändert der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt 68 die Bildgebungsbedingungen in die existierenden Bildgebungsbedingungen während der Navigationsbilderfassung und erfasst einen zusätzlichen Bereich mit dem Bildgebungselement 50 oder der Photovervielfacherröhre 51. Ein Bild des erfassten zusätzlichen Bereichs und des bislang angezeigten Navigationsbild werden gleichzeitig auf dem Anzeigenabschnitt 5 angezeigt. Folglich wird ein neuer Bereich zu dem Navigationsbild hinzugefügt. Die Bildgebungsbedingungen des hinzugefügten Bereichs sind die gleichen wie die Bildgebungsbedingungen des bislang angezeigten Navigationsbildes. Daher wird ein natürliches Navigationsbild erhalten.
Eine Kollision der Objektivlinse 27 und des Beobachtungsziels SP, nachdem sich der elektrische Revolver 28 dreht, kann auf der Grundlage der Position und der Höheninformation des Beobachtungsziels SP geschätzt werden, die durch den ersten Dreidimensionalform-Messabschnitt 65 und den zweiten Dreidimensionalform-Messabschnitt 66 erfasst werden. Wenn die Objektivlinse 27 mit einem langen WD in die Objektivlinse 27 mit einem kurzen WD umgeschaltet wird, nimmt ein Risiko, dass die Objektivlinse 27 mit dem Beobachtungsziel SP kollidiert, daher stark ab.
Die oben erläuterte Ausführungsform ist lediglich eine einfache Veranschaulichung in jeder Hinsicht, und sollte nicht beschränkend interpretiert werden. Ferner sind alle Modifikationen und Änderungen, die zu dem Umfang von Äquivalenten der Ansprüche gehören, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Wie oben erläutert, kann die vorliegende Erfindung auf eine Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung, ein Digitalmikroskop und dergleichen angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 1114907 [0002]
JP 2001082935 A [0002]
JP 9097332 A [0004]
JP 2000162504 A [0004]

Claims

Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung, die ein Bild des Beobachtungsziels bereitstellt, das einem Beobachtungsbereich entspricht, wobei die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung umfasst: einen motorisierten Tisch zum Platzieren des Beobachtungsziels; eine Beleuchtung, die das Beobachtungsziel auf dem motorisierten Tisch beleuchtet; ein optisches Beobachtungssystem, das eine Objektivlinse und einen motorisierten Vergrößerungswechsler umfasst; einen Vergrößerungscontroller, der den motorisierten Vergrößerungswechsler steuert, um eine Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems zu ändern; einen Tischcontroller, der eine horizontale Position des motorisierten Tisches ändert; ein Bildgebungselement, das ein Bild des Beobachtungsziels, das einem Beobachtungsbereich entspricht, über das optische Beobachtungssystem erfasst; einen Navigationsbildgenerator, der ein Navigationsbild von einer ersten Mehrzahl von Bildern des durch die Beleuchtung beleuchteten Beobachtungsziels erzeugt, wobei die erste Mehrzahl von Bildern unter einer ersten Bildgebungsbedingung durch das Bildgebungselement erfasst wird; einen Bildgebungsbedingung-Speicherabschnitt, der konfiguriert ist, um die ersten Bildgebungsbedingungen zu speichern; eine Anzeige, die das Navigationsbild anzeigt; und einen Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist, um einen ersten Beobachtungsbereich auf der Grundlage der Kennzeichnung einer Position auf dem Navigationsbild zu bestimmen, den Tischcontroller und/oder den Vergrößerungscontroller gemäß dem ersten Beobachtungsbereich zu steuern und ein Beobachtungsbild des Beobachtungsziels, das dem ersten Beobachtungsbereich entspricht, mit dem Bildgebungselement zu erfassen, wobei der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt als Antwort auf Kennzeichnung, die der Hinzufügung eines Bereichs des Navigationsbilds zugeordnet ist, den Tischcontroller gemäß dem hinzuzufügenden Bereich steuert, und, wenn eine aktuelle Bildgebungsbedingung von der ersten Bildgebungsbedingung unterschiedlich ist, die in der Bildgebungsbedingung-Speichereinheit gespeichert ist, die aktuelle Bildgebungsbedingung in die erste Bildgebungsbedingung ändert, um das Navigationsbild durch Hinzufügen eines Bildes zu aktualisieren, das dem hinzuzufügenden Bereich entspricht, das unter der ersten Bildgebungsbedingung durch das Bildgebungselement erfasst wurde.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Bildgebungsbedingung eine Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems, eine Beleuchtungsbedingung der Beleuchtung und eine Belichtungszeit des Bildgebungselements umfasst.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung als die Beleuchtung eine koaxiale epi-Beleuchtung zum Beleuchten des Beobachtungsziels über die Objektivlinse und eine nichtkoaxiale epi-Beleuchtung zum Beleuchten des Beobachtungsziels von einem Umfang der Objektivlinse umfasst, und die Bildgebungsbedingung einen Beleuchtungsparameter der koaxialen epi-Beleuchtung und der nicht-koaxialen epi-Beleuchtung umfasst.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert ist, um auf der Grundlage einer Kennzeichnung einer Position mit Bezug auf das Navigationsbild auf der Anzeige eine Hinzufügungsrichtung des Bildes des hinzuzufügenden Bereichs mit Bezug auf das Navigationsbild einzustellen.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung konfiguriert ist, um auf der Grundlage einer Kennzeichnung einer Position auf dem Navigationsbild die maximale Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems zu bestimmen, um den Beobachtungsbereich abzudecken.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei, wenn die bestimmte maximale Vergrößerung von der vorliegenden Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems unterschiedlich ist, die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung mitteilt, dass die bestimmte maximale Vergrößerung und die vorliegende Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems unterschiedlich sind.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das optische Beobachtungssystem einen Autofokusmechanismus zum Fokussieren auf dem Beobachtungsziel umfasst, und die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung den Vergrößerungscontroller steuert, um die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems in die bestimmte maximale Vergrößerung zu ändern, und den Autofokusmechanismus betätigt, nachdem die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems in die maximale Vergrößerung geändert ist.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung das Bild, das dem hinzuzufügenden Bereich entspricht, nur in einer Richtung mit Bezug auf das Navigationsbild auf der Grundlage der Kennzeichnung der Position auf dem Navigationsbild koppelt.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei, wenn das Bild, das dem hinzuzufügenden Bereich entspricht, von dem Navigationsbild getrennt wird, der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt das Navigationsbild durch Hinzufügen eines hinzuzufügenden komplementären Bildes zwischen dem Bild, das dem hinzuzufügenden Bereich entspricht, und dem Navigationsbild, das unter der ersten Bildgebungsbedingung durch das Bildgebungselement erfasst wird, aktualisiert.
Vergrößerungsbeobachtungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das optische Beobachtungssystem ein nicht-konfokales optisches Beobachtungssystem und ein konfokales optisches Beobachtungssystem umfasst, das Bildgebungselement ein erstes Lichtempfangselement, das konfiguriert ist, um das Beobachtungsziel über das nicht-konfokale optische Beobachtungssystem abzubilden, und ein zweites Lichtempfangselement zum Messen das Beobachtungsziels über das konfokale optische Beobachtungssystem umfasst, der Navigationsbild-Erfassungsabschnitt das Navigationsbild mit dem ersten Lichtempfangselement erzeugt, und der Beobachtungsbild-Erfassungsabschnitt das Beobachtungsbild mit dem zweiten Lichtempfangselement erfasst.