JP2001021808A - 共焦点顕微鏡 - Google Patents
共焦点顕微鏡Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光量に相当する出力信号レベルの調節を迅
速に行うことができる共焦点顕微鏡を提供する。 【解決手段】 増幅器２２で増幅された受光素子２１の
検出信号（受光量データ）は、つなぎ合わせ回路２３を
経て受光情報メモリ２４に入力されると共に検出範囲フ
ィルタ３１を経てピークホールドメモリ２６に入力され
る。受光情報メモリ２４は測定完了時に画素ごとの最大
受光量を共焦点画像データとして記憶している。ピーク
ホールドメモリ２６は、測定中の現時点までに入力され
たすべての受光量データのうちの最大値（最大受光量デ
ータ）を記憶している。この最大受光量データは、リア
ルタイムで表示装置２５に表示される。検出範囲フィル
タ３１は、測定範囲の一部である設定範囲内の受光量デ
ータのみをピークホールドメモリ２６に渡す。
速に行うことができる共焦点顕微鏡を提供する。 【解決手段】 増幅器２２で増幅された受光素子２１の
検出信号（受光量データ）は、つなぎ合わせ回路２３を
経て受光情報メモリ２４に入力されると共に検出範囲フ
ィルタ３１を経てピークホールドメモリ２６に入力され
る。受光情報メモリ２４は測定完了時に画素ごとの最大
受光量を共焦点画像データとして記憶している。ピーク
ホールドメモリ２６は、測定中の現時点までに入力され
たすべての受光量データのうちの最大値（最大受光量デ
ータ）を記憶している。この最大受光量データは、リア
ルタイムで表示装置２５に表示される。検出範囲フィル
タ３１は、測定範囲の一部である設定範囲内の受光量デ
ータのみをピークホールドメモリ２６に渡す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料からの透過光
又は反射光を用いて、試料の共焦点画像や高さ分布情報
を得ることができる共焦点顕微鏡に関する。詳しくは、
受光素子を含む受光回路からの信号レベルが飽和しない
適切な範囲に入るように調節するための手段の改良に関
する。
又は反射光を用いて、試料の共焦点画像や高さ分布情報
を得ることができる共焦点顕微鏡に関する。詳しくは、
受光素子を含む受光回路からの信号レベルが飽和しない
適切な範囲に入るように調節するための手段の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】共焦点顕微鏡では、光源からの光が試料
に照射され、その透過光又は反射光が共焦点光学系を介
して受光素子で受光され、その受光情報に基づいて、試
料の共焦点画像又は高さ分布が取得される。例えば、試
料を載置したステージを光軸方向に移動させると、共焦
点光学系を介して受光素子に入射する光の量（以下、受
光量）が変化し、試料の表面にピントが合ったときに受
光量が最大となる。
に照射され、その透過光又は反射光が共焦点光学系を介
して受光素子で受光され、その受光情報に基づいて、試
料の共焦点画像又は高さ分布が取得される。例えば、試
料を載置したステージを光軸方向に移動させると、共焦
点光学系を介して受光素子に入射する光の量（以下、受
光量）が変化し、試料の表面にピントが合ったときに受
光量が最大となる。
【０００３】したがって、最大受光量が得られるときの
ステージの位置情報から試料の表面の光軸方向での位置
が算出され、試料の表面を光で走査することによって試
料の表面の高さ分布が得られる。また、各点（画素）の
最大受光量を輝度情報として輝度信号を生成すれば、表
面高さの異なる各点でピントの合った白黒画像、すなわ
ち、焦点深度の深い共焦点画像が得られる。あるいは、
任意の注目画素で最大受光量が得られたときのステージ
の光軸方向位置に固定して、試料の表面を光で走査した
場合は、注目画素と同じ高さの部分のみが明るい、焦点
深度の浅い共焦点画像が得られる。
ステージの位置情報から試料の表面の光軸方向での位置
が算出され、試料の表面を光で走査することによって試
料の表面の高さ分布が得られる。また、各点（画素）の
最大受光量を輝度情報として輝度信号を生成すれば、表
面高さの異なる各点でピントの合った白黒画像、すなわ
ち、焦点深度の深い共焦点画像が得られる。あるいは、
任意の注目画素で最大受光量が得られたときのステージ
の光軸方向位置に固定して、試料の表面を光で走査した
場合は、注目画素と同じ高さの部分のみが明るい、焦点
深度の浅い共焦点画像が得られる。
【０００４】上記のような共焦点顕微鏡の動作におい
て、試料からの透過光又は反射光の強さは、試料の種
類、表面形状、表面の状態、色等の条件によって、大き
く変化する。その結果、受光素子の受光量も試料によっ
て大きく変化するが、少なくとも受光回路の出力信号が
飽和しないようにする必要がある。出力信号が飽和する
と、それ以上の受光量について測定不能となるので、試
料に忠実な共焦点画像や高さ分布の情報が得られなくな
る。また、出力信号が小さすぎる場合は、得られる共焦
点画像の分解能や高さ分布の情報の精度が低下すること
になる。
て、試料からの透過光又は反射光の強さは、試料の種
類、表面形状、表面の状態、色等の条件によって、大き
く変化する。その結果、受光素子の受光量も試料によっ
て大きく変化するが、少なくとも受光回路の出力信号が
飽和しないようにする必要がある。出力信号が飽和する
と、それ以上の受光量について測定不能となるので、試
料に忠実な共焦点画像や高さ分布の情報が得られなくな
る。また、出力信号が小さすぎる場合は、得られる共焦
点画像の分解能や高さ分布の情報の精度が低下すること
になる。
【０００５】そこで、受光素子の受光量が試料によって
大きく変化しても、受光回路の出力信号レベルが飽和し
ない適切な範囲に入るように、光源から照射される光の
強さを調節したり、受光素子の感度（又は増幅器のゲイ
ン）を調節することが行われている。このような調節を
以下の説明において「出力信号レベル調節」ということ
にする。
大きく変化しても、受光回路の出力信号レベルが飽和し
ない適切な範囲に入るように、光源から照射される光の
強さを調節したり、受光素子の感度（又は増幅器のゲイ
ン）を調節することが行われている。このような調節を
以下の説明において「出力信号レベル調節」ということ
にする。
【０００６】図１は、従来の共焦点顕微鏡における出力
信号レベル調節のための手段を中心とする概略構成を示
すブロック図である。受光素子１１の検出信号は、増幅
器１２で増幅され、つなぎ合わせ回路１３を経て受光情
報メモリ１４に入力される。受光情報メモリ１４は、試
料の表面を光で走査したときの各画素の受光量を記憶す
るメモリである。
信号レベル調節のための手段を中心とする概略構成を示
すブロック図である。受光素子１１の検出信号は、増幅
器１２で増幅され、つなぎ合わせ回路１３を経て受光情
報メモリ１４に入力される。受光情報メモリ１４は、試
料の表面を光で走査したときの各画素の受光量を記憶す
るメモリである。
【０００７】また、一走査ごとに、試料を載置したステ
ージが光軸方向に１ステップ分移動され、光の走査と各
画素の受光量の取得が実行される。そして、つなぎ合わ
せ回路１３は、今回取得された受光量を受光情報メモリ
１４に記録された受光量と比較し、今回取得された受光
量の方が大きい場合は受光情報メモリ１４の記憶データ
を更新する動作を画素ごとに実行する。
ージが光軸方向に１ステップ分移動され、光の走査と各
画素の受光量の取得が実行される。そして、つなぎ合わ
せ回路１３は、今回取得された受光量を受光情報メモリ
１４に記録された受光量と比較し、今回取得された受光
量の方が大きい場合は受光情報メモリ１４の記憶データ
を更新する動作を画素ごとに実行する。
【０００８】したがって、設定範囲内でステージを１ス
テップずつ移動させながら上記の動作を繰り返すと、各
画素の最大受光量のデータが受光情報メモリ１４に得ら
れることになる。このデータから、前述のように、各点
でピントの合った焦点深度の深い共焦点画像が得られ、
表示装置１５に表示される。なお、ステージの位置を固
定して焦点深度の浅い共焦点画像を得る場合は、つなぎ
合わせ回路１３は不要であり、増幅器１２の出力を受光
情報メモリ１４に直接入力すればよい。
テップずつ移動させながら上記の動作を繰り返すと、各
画素の最大受光量のデータが受光情報メモリ１４に得ら
れることになる。このデータから、前述のように、各点
でピントの合った焦点深度の深い共焦点画像が得られ、
表示装置１５に表示される。なお、ステージの位置を固
定して焦点深度の浅い共焦点画像を得る場合は、つなぎ
合わせ回路１３は不要であり、増幅器１２の出力を受光
情報メモリ１４に直接入力すればよい。
【０００９】また、マイクロコンピュータ１６は、受光
情報メモリ１４の記憶データの中から最大受光量を抽出
し、これが飽和しない（例えば８ビットデータの２５５
未満である）適切な範囲内に入るように、光源１７の駆
動回路１８を制御して、光源１７から照射される光の強
さを調節する。すなわち、抽出された最大受光量が飽和
している場合は光の強さを下げ、最大受光量が小さすぎ
る（例えば８ビットデータの５０以下である）場合は光
の強さを上げる処理を実行する。あるいは、増幅器１２
の増幅率を制御することによって同様の処理を行う。つ
まり、抽出された最大受光量が飽和している場合は増幅
率を下げ、最大受光量が小さすぎる場合は増幅率を上げ
る処理を実行する。
情報メモリ１４の記憶データの中から最大受光量を抽出
し、これが飽和しない（例えば８ビットデータの２５５
未満である）適切な範囲内に入るように、光源１７の駆
動回路１８を制御して、光源１７から照射される光の強
さを調節する。すなわち、抽出された最大受光量が飽和
している場合は光の強さを下げ、最大受光量が小さすぎ
る（例えば８ビットデータの５０以下である）場合は光
の強さを上げる処理を実行する。あるいは、増幅器１２
の増幅率を制御することによって同様の処理を行う。つ
まり、抽出された最大受光量が飽和している場合は増幅
率を下げ、最大受光量が小さすぎる場合は増幅率を上げ
る処理を実行する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の出力信号レベル調節のための構成は、次の
ような欠点を有している。つまり、マイクロコンピュー
タ１６が受光情報メモリ１４の記憶データの中から最大
受光量を抽出する処理は、試料のステージを１ステップ
ずつ移動させながら試料の走査範囲にわたって受光情報
を取得する測定動作（以下、単に測定ということもあ
る）を完了し、各画素の最大受光量のデータが受光情報
メモリ１４に得られた後でなければ実行することができ
ない。
ような従来の出力信号レベル調節のための構成は、次の
ような欠点を有している。つまり、マイクロコンピュー
タ１６が受光情報メモリ１４の記憶データの中から最大
受光量を抽出する処理は、試料のステージを１ステップ
ずつ移動させながら試料の走査範囲にわたって受光情報
を取得する測定動作（以下、単に測定ということもあ
る）を完了し、各画素の最大受光量のデータが受光情報
メモリ１４に得られた後でなければ実行することができ
ない。
【００１１】各画素の最大受光量のデータが受光情報メ
モリ１４に得られるまでに要する時間（すなわち、測定
に要する時間）は、得ようとする共焦点画像の大きさ
（すなわち、光による試料の走査範囲の広さ）及び試料
の表面高さの分布幅（ステージを移動させる範囲）によ
って大きく変化する。更に、場合によっては、出力信号
レベル調節が１回で終わらず、複数回繰り返されること
もある。
モリ１４に得られるまでに要する時間（すなわち、測定
に要する時間）は、得ようとする共焦点画像の大きさ
（すなわち、光による試料の走査範囲の広さ）及び試料
の表面高さの分布幅（ステージを移動させる範囲）によ
って大きく変化する。更に、場合によっては、出力信号
レベル調節が１回で終わらず、複数回繰り返されること
もある。
【００１２】また、つなぎ合わせ回路１３又は表示装置
１５が受光情報メモリ１４のデータを読み出している間
にマイクロコンピュータ１６が受光情報メモリ１４にア
クセスして最大受光量を抽出することは、ハードウェア
上からも困難である。
１５が受光情報メモリ１４のデータを読み出している間
にマイクロコンピュータ１６が受光情報メモリ１４にア
クセスして最大受光量を抽出することは、ハードウェア
上からも困難である。
【００１３】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、受光量に相当する出力信号レベルの調節を迅速に行
い、最大受光量が飽和することなく信頼性の高い共焦点
画像や高さ分布情報を得ることができる共焦点顕微鏡を
提供することを目的とする。
み、受光量に相当する出力信号レベルの調節を迅速に行
い、最大受光量が飽和することなく信頼性の高い共焦点
画像や高さ分布情報を得ることができる共焦点顕微鏡を
提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源からの光
で試料を走査し、試料からの反射光又は透過光を受光素
子で検出し、その検出値に基づいて試料の共焦点画像又
は高さ分布を得る共焦点顕微鏡において、光の走査範囲
にわたって受光素子の検出値を記憶する受光情報メモリ
とは別に、受光素子の検出値の最大値を記憶するピーク
ホールド記憶手段を備えたことを特徴とする。
で試料を走査し、試料からの反射光又は透過光を受光素
子で検出し、その検出値に基づいて試料の共焦点画像又
は高さ分布を得る共焦点顕微鏡において、光の走査範囲
にわたって受光素子の検出値を記憶する受光情報メモリ
とは別に、受光素子の検出値の最大値を記憶するピーク
ホールド記憶手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】ピークホールド記憶手段に記憶される受光
素子の検出値の最大値（すなわち、最大受光量データ）
は、例えば、最大受光量表示手段によってリアルタイム
で表示される。これにより、測定が完了するまで待つこ
となく、測定結果の信頼性を予測することができる。例
えば、測定中に最大受光量が飽和したことが表示から分
かれば、その時点で測定を中断し、出力信号レベル調節
を再度行ってから測定を再開するといった操作が可能に
なる。
素子の検出値の最大値（すなわち、最大受光量データ）
は、例えば、最大受光量表示手段によってリアルタイム
で表示される。これにより、測定が完了するまで待つこ
となく、測定結果の信頼性を予測することができる。例
えば、測定中に最大受光量が飽和したことが表示から分
かれば、その時点で測定を中断し、出力信号レベル調節
を再度行ってから測定を再開するといった操作が可能に
なる。
【００１６】また、ピークホールド記憶手段に記憶され
た受光素子の検出値の最大値に基づいて、光源から試料
に照射される光の強さを調節する照射光量調節手段、あ
るいは、受光素子の受光感度を調節する受光感度調節手
段を備えることが好ましい。もちろん、それらの手段を
両方備えてもよい。これにより、受光情報メモリとは別
に備えられたピークホールド記憶手段の記憶情報を読み
出して、出力信号レベルの調節を迅速に行うことが可能
となる。
た受光素子の検出値の最大値に基づいて、光源から試料
に照射される光の強さを調節する照射光量調節手段、あ
るいは、受光素子の受光感度を調節する受光感度調節手
段を備えることが好ましい。もちろん、それらの手段を
両方備えてもよい。これにより、受光情報メモリとは別
に備えられたピークホールド記憶手段の記憶情報を読み
出して、出力信号レベルの調節を迅速に行うことが可能
となる。
【００１７】更に好ましくは、光の走査範囲のうち、受
光素子の検出値がピークホールド記憶手段に入力される
範囲を指定する最大受光量検出範囲指定手段を備えてい
る。つまり、共焦点画像や高さ分布を得るための測定範
囲（すなわち走査範囲）全域から最大受光量を抽出する
のではなく、範囲を絞って最大受光量を抽出するので、
出力信号レベル調節を一層迅速に行うことができる。
光素子の検出値がピークホールド記憶手段に入力される
範囲を指定する最大受光量検出範囲指定手段を備えてい
る。つまり、共焦点画像や高さ分布を得るための測定範
囲（すなわち走査範囲）全域から最大受光量を抽出する
のではなく、範囲を絞って最大受光量を抽出するので、
出力信号レベル調節を一層迅速に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１９】（実施形態１）
【００２０】図２は、本発明の第１の実施形態に係る共
焦点顕微鏡における出力信号レベル調節のための手段を
中心とする概略構成を示すブロック図である。受光素子
２１は、フォトマルチプライヤ、アバランシェフォトダ
イオード等で構成される。試料からの反射光又は透過光
が共焦点光学系を介して受光素子２１に入射すると、受
光素子２１は、その入射光の強さ（すなわち、受光量）
に応じた電流を出力する。この出力電流は抵抗を含む回
路で電圧に変換され、得られた電圧信号が増幅器２２で
増幅される。
焦点顕微鏡における出力信号レベル調節のための手段を
中心とする概略構成を示すブロック図である。受光素子
２１は、フォトマルチプライヤ、アバランシェフォトダ
イオード等で構成される。試料からの反射光又は透過光
が共焦点光学系を介して受光素子２１に入射すると、受
光素子２１は、その入射光の強さ（すなわち、受光量）
に応じた電流を出力する。この出力電流は抵抗を含む回
路で電圧に変換され、得られた電圧信号が増幅器２２で
増幅される。
【００２１】増幅器２２の出力信号は、ディジタル値に
変換された後、つなぎ合わせ回路２３を経て受光情報メ
モリ２４に入力される。受光情報メモリ２４には、試料
の表面（ＸＹ平面）の光走査範囲における各点（画素）
の受光量が記憶される。また、一走査ごとに、試料を載
置したステージが光軸方向（Ｚ方向）に１ステップ分移
動され、光の走査と各画素の受光量の取得が実行され
る。そして、つなぎ合わせ回路２３は、新たに取得され
た受光量を受光情報メモリ２４に記録されている受光量
と比較し、新たに取得された受光量の方が大きい場合は
受光情報メモリ２４の記憶データを更新する動作を画素
ごとに実行する。
変換された後、つなぎ合わせ回路２３を経て受光情報メ
モリ２４に入力される。受光情報メモリ２４には、試料
の表面（ＸＹ平面）の光走査範囲における各点（画素）
の受光量が記憶される。また、一走査ごとに、試料を載
置したステージが光軸方向（Ｚ方向）に１ステップ分移
動され、光の走査と各画素の受光量の取得が実行され
る。そして、つなぎ合わせ回路２３は、新たに取得され
た受光量を受光情報メモリ２４に記録されている受光量
と比較し、新たに取得された受光量の方が大きい場合は
受光情報メモリ２４の記憶データを更新する動作を画素
ごとに実行する。
【００２２】このように、ステージを１ステップずつ移
動させながら光の走査と画素ごとの受光量の取得及び記
憶データの更新を繰り返すと、最終的に、各画素の最大
受光量のデータが受光情報メモリ２４に得られることに
なる。このデータから輝度信号を生成すると、各点でピ
ントの合った焦点深度の深い共焦点画像（白黒画像）が
得られ、得られた共焦点画像を表示装置２５に表示する
ことができる。なお、ステージの位置を固定して焦点深
度の浅い共焦点画像を得る場合は、つなぎ合わせ回路２
３は不要であり、増幅器２２の出力を受光情報メモリ２
４に直接入力すればよい。
動させながら光の走査と画素ごとの受光量の取得及び記
憶データの更新を繰り返すと、最終的に、各画素の最大
受光量のデータが受光情報メモリ２４に得られることに
なる。このデータから輝度信号を生成すると、各点でピ
ントの合った焦点深度の深い共焦点画像（白黒画像）が
得られ、得られた共焦点画像を表示装置２５に表示する
ことができる。なお、ステージの位置を固定して焦点深
度の浅い共焦点画像を得る場合は、つなぎ合わせ回路２
３は不要であり、増幅器２２の出力を受光情報メモリ２
４に直接入力すればよい。
【００２３】増幅器２２の出力信号をディジタル値に変
換したデータ（以下、受光量データ）は、ピークホール
ドメモリ２６にも入力される。ピークホールドメモリ２
６は、受光量データの最大値のみを記憶するメモリであ
る。つまり、新たに入力された受光量データを記憶され
ている受光量データと比較し、新たに入力された受光量
データが記憶されている受光量データより大きい場合は
記憶データを更新する。受光情報メモリ２４が画素ごと
に最大受光量のデータを記憶するのに対し、ピークホー
ルドメモリ２６は、現時点までに入力されたすべての受
光量データのうちの最大値（以下、最大受光量データ）
を記憶していることになる。
換したデータ（以下、受光量データ）は、ピークホール
ドメモリ２６にも入力される。ピークホールドメモリ２
６は、受光量データの最大値のみを記憶するメモリであ
る。つまり、新たに入力された受光量データを記憶され
ている受光量データと比較し、新たに入力された受光量
データが記憶されている受光量データより大きい場合は
記憶データを更新する。受光情報メモリ２４が画素ごと
に最大受光量のデータを記憶するのに対し、ピークホー
ルドメモリ２６は、現時点までに入力されたすべての受
光量データのうちの最大値（以下、最大受光量データ）
を記憶していることになる。
【００２４】この最大受光量データは、最大受光量表示
部２７によって、例えば表示装置２５の画面の一部に表
示される。ＣＲＴ（陰極線管装置）やＬＣＤ（液晶表示
装置）等で構成される表示装置２５とは別に、最大受光
量データを文字表示又はバーグラフ表示する専用の表示
器を設けてもよい。表示装置２５に表示される共焦点画
像は、試料のステージを１ステップずつ移動させながら
光の走査と画素ごとの受光量の取得及び記憶データの更
新を繰り返す測定動作が完了し、各画素の最大受光量の
データが受光情報メモリ２４に得られた後に表示される
が、最大受光量表示部２７による最大受光量データの表
示は測定中にリアルタイムで行われる。つまり、現時点
での最大受光量が更新表示される。
部２７によって、例えば表示装置２５の画面の一部に表
示される。ＣＲＴ（陰極線管装置）やＬＣＤ（液晶表示
装置）等で構成される表示装置２５とは別に、最大受光
量データを文字表示又はバーグラフ表示する専用の表示
器を設けてもよい。表示装置２５に表示される共焦点画
像は、試料のステージを１ステップずつ移動させながら
光の走査と画素ごとの受光量の取得及び記憶データの更
新を繰り返す測定動作が完了し、各画素の最大受光量の
データが受光情報メモリ２４に得られた後に表示される
が、最大受光量表示部２７による最大受光量データの表
示は測定中にリアルタイムで行われる。つまり、現時点
での最大受光量が更新表示される。
【００２５】したがって、例えば、最大受光データが飽
和値（例えば８ビットデータの場合の２５５）に達した
場合、オペレータは測定中にそのことを最大受光量デー
タの表示から知ることができる。この場合、飽和値以上
の受光量が正しく検出されないので、測定を継続して
も、その結果得られる情報は試料に忠実なものではない
可能性が高い。そこで、測定完了を待たずに測定を中断
し、出力信号レベル調節を再度実行してから測定を再開
することができる。
和値（例えば８ビットデータの場合の２５５）に達した
場合、オペレータは測定中にそのことを最大受光量デー
タの表示から知ることができる。この場合、飽和値以上
の受光量が正しく検出されないので、測定を継続して
も、その結果得られる情報は試料に忠実なものではない
可能性が高い。そこで、測定完了を待たずに測定を中断
し、出力信号レベル調節を再度実行してから測定を再開
することができる。
【００２６】出力信号レベル調節は、光源から照射され
る光の強さや増幅器２２の増幅率を変えることによって
行われる。上記の場合は、最大受光データが飽和値に達
しないように光の強さ又は増幅率を下げて、出力信号レ
ベルを下げる調節を行えばよい。逆に、測定が或る程度
進んだ段階で最大受光データがあまりに小さい場合（例
えば８ビットデータで５０以下である場合）は、測定を
中断し、出力信号レベルを上げる調節を行ってから測定
を再開することができる。
る光の強さや増幅器２２の増幅率を変えることによって
行われる。上記の場合は、最大受光データが飽和値に達
しないように光の強さ又は増幅率を下げて、出力信号レ
ベルを下げる調節を行えばよい。逆に、測定が或る程度
進んだ段階で最大受光データがあまりに小さい場合（例
えば８ビットデータで５０以下である場合）は、測定を
中断し、出力信号レベルを上げる調節を行ってから測定
を再開することができる。
【００２７】（実施形態２）
【００２８】図３は、本発明の第２の実施形態に係る共
焦点顕微鏡における出力信号レベル調節のための手段を
中心とする概略構成を示すブロック図である。この実施
形態では、図２に示した第１の実施形態の構成に加え
て、検出範囲フィルタ３１とマイクロプロセッサ３２が
設けられている。光源３３とその駆動回路３４は、図２
では省略されているが、第１の実施形態にも備えられて
おり、前述のように光源から照射される光の強さを調節
することによって出力信号レベルの調節を行うことがで
きる。その他の構成要素は、図２に示した第１の実施形
態の構成と同じである。以下、本実施形態が第１の実施
形態と異なる点に絞って説明する。
焦点顕微鏡における出力信号レベル調節のための手段を
中心とする概略構成を示すブロック図である。この実施
形態では、図２に示した第１の実施形態の構成に加え
て、検出範囲フィルタ３１とマイクロプロセッサ３２が
設けられている。光源３３とその駆動回路３４は、図２
では省略されているが、第１の実施形態にも備えられて
おり、前述のように光源から照射される光の強さを調節
することによって出力信号レベルの調節を行うことがで
きる。その他の構成要素は、図２に示した第１の実施形
態の構成と同じである。以下、本実施形態が第１の実施
形態と異なる点に絞って説明する。
【００２９】検出範囲フィルタ３１は、ピークホールド
メモリ２６に入力される受光量データを制限するための
ものである。つまり、試料表面（ＸＹ平面）の測定範囲
（すなわち走査範囲）全域の受光量データをピークホー
ルドメモリ２６に入力するのではなく、その一部である
設定範囲内の受光量データのみをピークホールドメモリ
２６に入力する。この設定範囲は、マイクロプロセッサ
３２からの指令によって設定される。測定範囲の中央領
域を設定範囲として一律に定めてもよいが、オペレータ
が例えばマウス等のポインティングデバイスを操作して
画面上で設定範囲を指定するように構成してもよい。
メモリ２６に入力される受光量データを制限するための
ものである。つまり、試料表面（ＸＹ平面）の測定範囲
（すなわち走査範囲）全域の受光量データをピークホー
ルドメモリ２６に入力するのではなく、その一部である
設定範囲内の受光量データのみをピークホールドメモリ
２６に入力する。この設定範囲は、マイクロプロセッサ
３２からの指令によって設定される。測定範囲の中央領
域を設定範囲として一律に定めてもよいが、オペレータ
が例えばマウス等のポインティングデバイスを操作して
画面上で設定範囲を指定するように構成してもよい。
【００３０】検出範囲フィルタ３１の働きにより、測定
範囲の一部である設定範囲に絞って、ピークホールドメ
モリ２６が最大受光量データを抽出することになるの
で、出力信号レベルの調節を迅速に行うことができる。
範囲の一部である設定範囲に絞って、ピークホールドメ
モリ２６が最大受光量データを抽出することになるの
で、出力信号レベルの調節を迅速に行うことができる。
【００３１】また、マイクロプロセッサ３２は、ピーク
ホールドメモリ２６で得られた最大受光量データに基づ
いて、光源３３から照射される光の強さを調節するため
の信号を駆動回路３４に与える。同様に、受光素子の受
光感度を調節すべく、増幅器２２の増幅率を調節するた
めの信号を増幅器２２に与える。つまり、照射光量調節
手段及び受光感度調節手段がマイクロプロセッサ３２の
ソフトウェアによって実現されている。照射光量調節手
段及び受光感度調節手段のいずれか一方を備えていても
よいし、両方を備えていてもよい。
ホールドメモリ２６で得られた最大受光量データに基づ
いて、光源３３から照射される光の強さを調節するため
の信号を駆動回路３４に与える。同様に、受光素子の受
光感度を調節すべく、増幅器２２の増幅率を調節するた
めの信号を増幅器２２に与える。つまり、照射光量調節
手段及び受光感度調節手段がマイクロプロセッサ３２の
ソフトウェアによって実現されている。照射光量調節手
段及び受光感度調節手段のいずれか一方を備えていても
よいし、両方を備えていてもよい。
【００３２】こうして、最大受光データが適切な範囲に
入るように、出力信号レベル調節がマイクロプロセッサ
３２の処理によって行われる。但し、この出力信号レベ
ル調節は測定中に行われるわけではなく、測定完了又は
測定中断の後に実行され、次の測定に反映されることに
なる。
入るように、出力信号レベル調節がマイクロプロセッサ
３２の処理によって行われる。但し、この出力信号レベ
ル調節は測定中に行われるわけではなく、測定完了又は
測定中断の後に実行され、次の測定に反映されることに
なる。
【００３３】なお、本実施形態においても、第１の実施
形態と同様に、測定中の現時点における最大受光量デー
タを表示装置２５等に表示させることが可能である。こ
の場合、図２における最大受光量表示部２７は、図３で
はマイクロプロセッサ３２内に含めることができる。
形態と同様に、測定中の現時点における最大受光量デー
タを表示装置２５等に表示させることが可能である。こ
の場合、図２における最大受光量表示部２７は、図３で
はマイクロプロセッサ３２内に含めることができる。
【００３４】また、上記の各実施形態において、受光素
子２１の受光感度調節は、増幅器２２の増幅率を変える
方法に限らず、受光素子そのものの増倍率を変えること
によっても可能である。例えば、アバランシェフォトダ
イオードを用いた受光素子の場合、アノードとカソード
との間に印加する逆バイアスを変えることによって増倍
率を変えることができる。増倍率が大きいほど、同じ受
光量に対して出力電流が大きくなる。
子２１の受光感度調節は、増幅器２２の増幅率を変える
方法に限らず、受光素子そのものの増倍率を変えること
によっても可能である。例えば、アバランシェフォトダ
イオードを用いた受光素子の場合、アノードとカソード
との間に印加する逆バイアスを変えることによって増倍
率を変えることができる。増倍率が大きいほど、同じ受
光量に対して出力電流が大きくなる。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、共焦点顕微鏡における測定中の最大受光データをリ
アルタイムで表示させることができるので、測定の信頼
性が向上する。また、必要に応じて測定を中断し、出力
信号レベル調節を再度行ってから再測定するといった操
作により、操作性が向上する。更に、測定範囲全域では
なく、その一部である指定範囲から最大受光量データを
抽出し、出力信号レベル調節を行うことにより、出力信
号レベル調節を含めた測定に要する総時間を短縮するこ
とができる。
ば、共焦点顕微鏡における測定中の最大受光データをリ
アルタイムで表示させることができるので、測定の信頼
性が向上する。また、必要に応じて測定を中断し、出力
信号レベル調節を再度行ってから再測定するといった操
作により、操作性が向上する。更に、測定範囲全域では
なく、その一部である指定範囲から最大受光量データを
抽出し、出力信号レベル調節を行うことにより、出力信
号レベル調節を含めた測定に要する総時間を短縮するこ
とができる。
【図１】従来の共焦点顕微鏡における出力信号レベル調
節のための手段を中心とする概略構成を示すブロック図
である。
節のための手段を中心とする概略構成を示すブロック図
である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る共焦点顕微鏡に
おける出力信号レベル調節のための手段を中心とする概
略構成を示すブロック図である。
おける出力信号レベル調節のための手段を中心とする概
略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る共焦点顕微鏡に
おける出力信号レベル調節のための手段を中心とする概
略構成を示すブロック図である。
おける出力信号レベル調節のための手段を中心とする概
略構成を示すブロック図である。
２１ 受光素子 ２２ 増幅器 ２３ つなぎ合わせ回路 ２４ 受光情報メモリ ２５ 表示装置 ２６ ピークホールドメモリ（ピークホールド記憶手
段） ２７ 最大受光量表示部（最大受光量表示手段） ３１ 検出範囲フィルタ（最大受光量検出範囲指定手
段） ３２ マイクロプロセッサ（最大受光量表示手段、照射
光量調節手段） ３３ 光源 ３４ 光源の駆動回路
段） ２７ 最大受光量表示部（最大受光量表示手段） ３１ 検出範囲フィルタ（最大受光量検出範囲指定手
段） ３２ マイクロプロセッサ（最大受光量表示手段、照射
光量調節手段） ３３ 光源 ３４ 光源の駆動回路
Claims (5)
- 【請求項１】光源からの光で試料を走査し、前記試料か
らの反射光又は透過光を受光素子で検出し、その検出値
に基づいて試料の共焦点画像又は高さ分布を得る共焦点
顕微鏡であって、 前記光の走査範囲にわたって前記受光素子の検出値を記
憶する受光情報メモリとは別に、前記受光素子の検出値
の最大値を記憶するピークホールド記憶手段を備えたこ
とを特徴とする共焦点顕微鏡。 - 【請求項２】前記ピークホールド記憶手段に記憶された
前記受光素子の検出値の最大値に対応する最大受光量を
表示する最大受光量表示手段を備えた請求項１記載の共
焦点顕微鏡。 - 【請求項３】前記ピークホールド記憶手段に記憶された
前記受光素子の検出値の最大値に基づいて、前記光源か
ら試料に照射される光の強さを調節する照射光量調節手
段を備えた請求項１記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項４】前記ピークホールド記憶手段に記憶された
前記受光素子の検出値の最大値に基づいて、前記受光素
子の受光感度を調節する受光感度調節手段を備えた請求
項１記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項５】前記光の走査範囲のうち、前記受光素子の
検出値が前記ピークホールド記憶手段に入力される範囲
を指定する最大受光量検出範囲指定手段を備えた請求項
１、２、３又は４記載の共焦点顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11191087A JP2001021808A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 共焦点顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11191087A JP2001021808A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 共焦点顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001021808A true JP2001021808A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16268652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11191087A Pending JP2001021808A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 共焦点顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001021808A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004069752A (ja) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Keyence Corp | 光電子増倍管のゲインリミッタ回路と共焦点顕微鏡システム |
| JP2009092852A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 高さ測定装置 |
| DE102009060309A1 (de) | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Carl Zeiss Microlmaging GmbH, 07745 | Betriebsschaltung und Steuerverfahren für einen Photovervielfacher |
| TWI402495B (zh) * | 2007-10-05 | 2013-07-21 | Hitachi Int Electric Inc | 三次元測量裝置 |
| JP2016040626A (ja) * | 2015-11-20 | 2016-03-24 | 株式会社キーエンス | 共焦点顕微鏡システム |
-
1999
- 1999-07-05 JP JP11191087A patent/JP2001021808A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004069752A (ja) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Keyence Corp | 光電子増倍管のゲインリミッタ回路と共焦点顕微鏡システム |
| JP4542302B2 (ja) * | 2002-08-01 | 2010-09-15 | 株式会社キーエンス | 共焦点顕微鏡システム |
| JP2009092852A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 高さ測定装置 |
| TWI402495B (zh) * | 2007-10-05 | 2013-07-21 | Hitachi Int Electric Inc | 三次元測量裝置 |
| DE102009060309A1 (de) | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Carl Zeiss Microlmaging GmbH, 07745 | Betriebsschaltung und Steuerverfahren für einen Photovervielfacher |
| JP2016040626A (ja) * | 2015-11-20 | 2016-03-24 | 株式会社キーエンス | 共焦点顕微鏡システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427 Effective date: 20050810 |