JP2001091844A

JP2001091844A - 共焦点走査型顕微鏡

Info

Publication number: JP2001091844A
Application number: JP26876499A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Ota; 佳成太田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】誤った画像データとなる部分を正確に検出す
ることのできる共焦点走査型顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明は、ピーク光量情報記憶手段に記
憶されたピーク時の光量情報と最低光量記憶手段に記憶
された最低光量との光量差と、閾値記憶手段に記憶され
た閾値との比較結果及び高さ情報記憶手段に記憶された
ピーク位置に基づいて、誤り画素を検出することを特徴
とする共焦点走査型顕微鏡である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料の深度の測定
機能を備えた共焦点走査型顕微鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】共焦点顕微鏡とは、点状光源によって観
察試料の表面を点状に照明し、この試料表面からの反射
光を再び点状に集光してピンホール開口を有する検出器
に結像させ、この検出器の出力する検出信号から光の濃
淡情報を得るものである。

【０００３】このような共焦点顕微鏡においては、点状
照明をラスタ走査等により試料の表面の測定領域全体に
渡って２次元走査を行い、そのときの反射光などを検出
している検出器の検出信号を画像表示することによっ
て、２次元画像を得るものである。

【０００４】しかしながら、試料の表面は全体に亘っ
て、平坦とは限らず、集光位置から外れた位置にある面
の反射光はピンホール上に集光することはない。従っ
て、このような反射光はピンホールを通過することがで
きず、検出器に検出されない。

【０００５】即ち、共焦点走査型顕微鏡では対物レンズ
の集光位置つまり合焦位置に存在する試料面の光学像の
みが測定できる。以下、この光学像をスライス画像と呼
ぶ。上記の仕組みを使って試料の高さ情報を測定する方
法については、例えば、「ＴＨＥＯＲＹＡＮＤＰＲ
ＡＣＴＩＣＥＯＦＳＣＡＮＮＩＮＧＯＰＴＩＣＡ
ＬＭＩＣＲＯＳＣＯＰＹ」（ｐ．１２６〜ｐ．１３
０）に開示されている。

【０００６】すなわち、試料面の一点に集束光を照射し
た状態で、先ずその光軸方向（Ｚ軸方向）に上記集束光
を走査して、かかる走査中に光量が最大となる位置（Ｚ
位置）を検出し保存する。

【０００７】次に、上記集束光をＸ方向に移動させるこ
とにより試料面の次の一点に上記集束光の初期照射点を
位置させ、この状態で上記集束光をＺ方向へ走査して、
かかる走査中に光量が最大となる位置（Ｚ位置）を検出
し保存する。

【０００８】以降同様に、集束光の初期照射点の位置を
Ｘ軸方向及び、Ｙ軸方向にステップ的に移動させるごと
に集束光をＺ軸方向へ走査し、これらの走査で得られた
スライス画像全ての各画素毎に光量が最大となったＺ位
置をそれぞれ保存する。

【０００９】かくして、輝度変化に基づいて試料の高さ
情報が測定される。図１３は、スライス画像中で高さ情
報が正しく検出できた画素のＺ軸移動範囲に対する光量
を表したものである。Ｚ軸方向の移動によって光量が変
化し、合焦位置と光量のピーク位置が一致している。高
さ情報として検出されるのは、ピーク位置のＺ位置であ
る。

【００１０】このような従来技術の高さ情報を得るため
の動作について、図１４のフローチャートを参照して説
明する。

【００１１】まず、Ａ／Ｄ変換器によって、スライス画
像を取り込み、画像メモリに光量データとして記憶する
（Ｓ１）。次に、画像メモリ内の各画素のピーク光量を
記憶するピーク光量データと、このときの高さ情報を記
憶する高さ情報データをスライス画像の光量データの値
で初期化する（Ｓ２）。

【００１２】そして、Ｚ軸を移動し（Ｓ３）、次のスラ
イス画像を取り込む（Ｓ４）。次に、取り込まれたスラ
イス画像の画素の光量がピーク光量データの画素のピー
ク光量よりも大きいか否かの判断を行ない（Ｓ５）、大
きいと判断された場合には、ピーク光量データの画素の
ピーク光量＝スライス画像の（画素の）光量、高さ情報
＝現在のＺ位置とし（Ｓ６）、スライス画像の全ての画
素に対して処理が終了したか否かの判断を行なう（Ｓ
７）。

【００１３】一方、Ｓ５において、取り込まれたスライ
ス画像の画素の光量がピーク光量よりも小さいと判断さ
れた場合には、Ｓ７の処理に移る。

【００１４】Ｓ７の処理において、スライス画像の全て
の画素に対して処理が終了していないと判断された場合
には、Ｓ５の処理に戻る。一方、Ｓ７の処理において、
スライス画像の全ての画素に対して処理が終了したと判
断された場合には、Ｚ軸方向の移動を終了したか否かの
判断を行ない（Ｓ８）、終了したと判断された場合には
高さ情報を使用して高さ画像を表示する（Ｓ９）。一
方、Ｓ８において、終了していないと判断された場合に
はＳ３の処理に戻る。

【００１５】しかしながら、試料の急な斜面部分では、
その位置に対応した画素には試料からの反射光は返って
こないはずである。従来技術に開示された方式で、光量
の最大値となった光軸方向（Ｚ軸方向）でのＺ位置を保
存すると、結果的には「ノイズ」を拾うこととなり、誤
った画像データとしてしまうことになる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このようなことを防ぐ
ための手法として以下のものが開示されている。

【００１７】例えば、特許公報第２６１３１１８号に開
示された技術では、誤った画像データとなり得る部分を
共焦点光学系とは別の検出手段で合焦の有無を判断して
いる。しかし、これでは新たな検出系が必要であり、こ
の新たな検出系での検出結果を共焦点光学系での検出結
果にフィードバックする必要があり、通常高さ情報を得
るための処理に対して、処理時間が長くなることと、装
置構成が複雑かつ高価になるという欠点がある。

【００１８】また、特開平６−３０８３９０号公報、特
開平８−２１０８１９号公報に開示された技術では、誤
った画像データとなり得る部分を、ピーク光量がある下
限レベルより小さい部分として検出している。

【００１９】図１５は、上記特開平６−３０８３９０号
公報、特開平８−２１０８１９号公報に開示された技術
を説明するためのフローチャートである。なお、Ｓ１〜
Ｓ８の処理については、図１４と同様であるので、説明
を省略し、ここでは異なる部分について説明する。

【００２０】同図に示すように、Ｓ８においてＺ軸移動
範囲の移動を終了したと判断された場合には、ピーク光
量が下限レベルよりも大きいか否かの判断を行なう（Ｓ
１１）。Ｓ１１において、ピーク光量が下限レベルより
も大きいと判断された場合には、高さ画像を各画素ごと
に表示し（Ｓ１２）、ピーク光量画像の全ての画素に対
して処理が終了したか否かの判断を行なう（Ｓ１３）。

【００２１】Ｓ１３において、ピーク光量画像の全ての
画素に対して処理が終了していないと判断された場合に
はＳ１１の処理に移る。一方、Ｓ１１において、ピーク
光量が下限レベルよりも大きくないと判断された場合に
は、Ｓ１３の処理に移る。

【００２２】しかしながら、このような方法では、図１
６で示したように破線の光量を越えないものは「表面」
が現れない画素として検出している。しかしこれでは、
下限レベルが絶対値で指定されるので、共焦点光学系で
の受光検出感度が高い場合に、図１７に示したように光
量が常に下限レベルより大きくなってしまったり、ピン
ホールへ乱反射した光量が検出された場合に、図１８に
示したようにピーク光量として検出してしまい、誤った
画像データとして検出できないという問題が解決されて
いなかった。

【００２３】さらに、例えば特開平１０−１０５６９９
号公報に開示された技術では、画像内のある特徴（対象
画像と該対象画像に対して１画素ずつずらした画像との
差画像を求め、この差画像のデータの絶対値が所定の基
準値を超えた位置をピーク状ノイズ位置と判断してい
る。）を誤った画像データとして補正処理をしている。
しかし、この方法では、本来高さ情報として正しく検出
されていた画像データについても誤った画像データとし
て検出される可能性があり、補正後の画像データは、高
さ情報として信頼性の低い画像データとなってしまう。

【００２４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、誤った画像データとなる部分をより正確に検出
し、その部分を例外処理することで、ノイズの混入しな
い良質の画像を得ることができる共焦点走査型顕微鏡を
提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、対物レンズと試料との間の距離を相対的
に変化させる変化手段と、光源からの光を前記対物レン
ズにより前記試料に集光するとともに、その試料からの
光を光検出手段に集光して受光させる共焦点光学系と、
前記変化手段によって前記対物レンズと前記試料との間
の距離を相対的に変化させた場合に、前記光検出手段に
よって受光した受光光量がピークの時の光量情報を記憶
するピーク光量情報記憶手段と、前記光検出手段によっ
て受光した受光光量がピークの時のピーク位置を前記変
化手段により対物レンズと試料との間を相対的に変化さ
せる方向の高さとして記憶する高さ情報記憶手段と、前
記変化手段によって前記対物レンズと前記試料との間の
距離を相対的に変化させた場合に、前記光検出手段によ
って受光した受光光量の最低光量を記憶する最低光量記
憶手段と、前記ピーク光量情報記憶手段に記憶されたピ
ーク時の光量情報と、前記最低光量記憶手段に記憶され
た最低光量との光量差に対する閾値を記憶する閾値記憶
手段と、前記ピーク光量情報記憶手段に記憶されたピー
ク時の光量情報と前記最低光量記憶手段に記憶された最
低光量との光量差と、前記閾値記憶手段に記憶された閾
値との比較結果及び前記高さ情報記憶手段に記憶された
ピーク位置の高さに基づいて、誤り画素を検出する検出
手段とを具備することを特徴とする。

【００２６】本発明によれば、高さ情報の検出できたか
どうかの判断を検出する位置の最大光量と最低光量との
差と予め指定した閾値との比較で行うため、本来、誤っ
た画像データとなる位置を正確に検出し、その位置につ
いては例外処理をすることにより、良質の画像データを
得ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の第１の実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡を示
す図である。

【００２８】同図において、１は光源である。光源１か
ら出射する出射光の光路上には共焦点用光スキャナ２が
設けられている。共焦点用光スキャナ２は、光源１から
の出射光を試料４に２次元に走査するものである。共焦
点用光スキャナ２から出射する走査光の光路上には、走
査光を試料４に集光するための対物レンズ３が設けられ
ている。

【００２９】また、共焦点光学系には、試料４からの
光、例えば、反射光或いは蛍光を不図示の検出器で検出
し、検出器からの検出信号（アナログ信号）をデジタル
信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器６が設けられてい
る。

【００３０】ＣＰＵ７は、Ａ／Ｄ変換器６からのデジタ
ル信号を処理するためのものであり、Ｚステージ５を上
下させながら、複数のスライス像を測定・演算する。ま
た、ＣＰＵ７は、下限判別部７ａ、表示変更部７ｂ及び
形状演算部７ｃを有している。

【００３１】下限判別部７ａは、得られた全てのスライ
ス画像のある画素の最低光量を画素毎に判別するもの
で、表示変更部７ｂは、検出された誤り画素の表示を変
更するもので、形状演算部７ｃは検出された誤り画素の
形状を演算するものである。

【００３２】また、メモリ８は予め設定した下限値を格
納するものである。画像メモリ１１は、得られたスライ
ス画像を格納するためのものであり、ピーク光量記憶部
１１ａ、高さ情報記憶部１１ｂ及び最低光量記憶部１１
ｃを有している。

【００３３】ピーク光量記憶部１１ａは、得られたスラ
イス画像の画素のＺ方向のピーク光量を画素毎に格納す
るものである。また、高さ情報記憶部１１ｂは、ピーク
光量が検出された場合の試料４の高さ情報を格納するも
ので、最低光量記憶部１１ｃは得られたスライス画像の
Ｚ方向の最低光量を画素毎に格納するものである。表示
メモリ９、表示部１０に表示すべき画像を格納するため
のメモリである。

【００３４】以下、図２及び図３のフローチャートを参
照して、本実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡につい
て説明する。

【００３５】光源１から出射した出射光は共焦点用光ス
キャナ２によって、所定の高さＺの位置でＸＹ平面で走
査されるとともに対物レンズ３によって試料４に集光さ
れる。試料４からの反射光は、共焦点用スキャナ２、Ａ
／Ｄ変換器６を介して、スライス画像としてＣＰＵ７に
出力される。

【００３６】ＣＰＵ７は、入力されたスライス画像を画
像メモリ１１内のピーク光量記憶部１１ａに格納する
（Ｓ２１）。次に、画像メモリ１１内のピーク光量記憶
部１１ａに格納されたピーク光量を記憶するピーク光量
記憶データの値で初期化するとともに最低光量記憶部１
１ｃに格納された最低光量をスライス画像の光量データ
の値で初期化する。また、高さ情報記憶部１１ｂに格納
された高さ情報データを最初のスライス画像を取り込ん
だ高さＺで初期化する（Ｓ２２）。

【００３７】次に、ＣＰＵ７によりＺステージ５を制御
し、試料４をＺ軸方向に移動する（Ｓ２３）。そして、
再度、スライス画像を画像メモリ１１内に取り込み（Ｓ
２４）、スライス画像の当該画素の光量が最低光量記憶
部１１に記憶されている光量データの画素の最低光量
（以下、最低光量と称す。）よりも小さいか否かの判断
を行なう（Ｓ２５）。

【００３８】Ｓ２５において、スライス画像の当該画素
の光量が最低光量よりも小さいと判断された場合には、
最低光量記憶部１１ｃに格納される当該画素についての
最低光量をスライス画像の当該画素の光量とし（Ｓ２
６）、Ｓ２７の処理に移る。また、Ｓ２５において、ス
ライス画像の当該画素の光量が最低光量よりも小さくな
いと判断された場合には、スライス画像の当該画素の光
量が光量データの画素のピーク光量（以下、ピーク光量
と称す。）よりも大きいか否かの判断を行なう（Ｓ２
７）。

【００３９】Ｓ２７において、スライス画像の当該画素
の光量がピーク光量よりも大きいと判断された場合に
は、ピーク光量をスライス画像の当該画素の光量とし、
かつ高さ情報記憶部１１ｂに格納されている高さ情報を
現在のＺ位置とし（Ｓ２８）、Ｓ２９の処理に移行す
る。一方、Ｓ２７において、スライス画像の画素の光量
ががピーク光量よりも大きくないと判断された場合にも
Ｓ２９の処理に移行する。

【００４０】Ｓ２９においては、スライス画像の全ての
画素に対して処理が終了したか否かの判断を行ない、終
了していないと判断された場合には、他の画素につい
て、Ｓ２５からの処理を行なう。

【００４１】一方、Ｓ２９において、スライス画像の全
ての画素について処理が終了したと判断された場合に
は、Ｚ軸移動範囲の移動を終了したか否かの判断を行な
い（Ｓ３０）、終了していないと判断された場合にはＳ
２３の処理に戻る。

【００４２】また、Ｓ３０の処理において、Ｚ軸移動範
囲の移動を終了したと判断された場合には、当該画素に
ついてのピーク光量と最低光量との差が、メモリ８に格
納された下限値よりも小さいか否かの判断を行なう（Ｓ
３１）。

【００４３】そして、Ｓ３１において、当該画素につい
てのピーク光量と最低光量との差が、下限値よりも小さ
いと判断された場合には、当該画素について高さ情報の
値を例外値に書き換え（Ｓ３２）、Ｓ３３の処理に移
る。一方、Ｓ３１において、当該画素についてのピーク
光量と最低光量との差が、下限値よりも大きいと判断さ
れた場合にもＳ３３の処理に移る。

【００４４】Ｓ３３においては、ピーク光量画像の全て
の画素に対して処理が終了したか否かの判断を行ない、
終了していないと判断された場合には、他の画素につい
てＳ３１の処理に戻る。また、ピーク光量画像の全ての
画素に対して処理が終了したと判断された場合には、処
理を終了する。

【００４５】従って、本実施の形態の共焦点走査型顕微
鏡によれば、単に閾値を使用して誤り画像を検出するの
ではなく、最低光量を使用して誤り画像を検出するの
で、高さ情報の検出をより正確に行なうことができる。

【００４６】実際に、図４に示すように、高さ情報が正
しく検出される画素は、ピーク光量と最低光量との差が
下限範囲を超えるので、高さ情報が正しく検出される。
また、図５〜図７に示すように、高さ情報が検出されな
い画素については、ピーク光量と最低光量との差が下限
範囲を超えないので、高さ情報が正しく検出することが
できなかったことを正しく判別することができる。

【００４７】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡について、図８
のフローチャートを参照して説明する。

【００４８】すなわち、本発明の第２の実施の形態に係
る共焦点走査型顕微鏡は、図２及び図３に示したフロー
チャートのＳ３３以降に、図８のフローチャートに示し
た処理を追加したものである。

【００４９】同図に示すように、Ｓ３３の処理以降に、
高さ情報の値が例外値でないか否かの判断を行ない（Ｓ
３４）、高さ情報の値が例外値でないと判断された場合
には、高さ画像を各画像ごとに表示し（Ｓ３５）、高さ
画像の全ての画素に対して処理が終了したか否かの判断
を行なう（Ｓ３６）。

【００５０】なお、Ｓ３５における高さ画像の表示方法
は、高さ情報データの画素で例外値のもの以外を表示メ
モリ９に格納することにより、表示部１０に表示され
る。また、Ｓ３４において、高さ情報の値が例外値であ
ると判断された場合にも、同様に、Ｓ３６の処理に移
る。そして、Ｓ３６の処理において、高さ画像の全ての
画素に対して処理が終了していないと判断された場合に
は、再度、Ｓ３４の処理に移行する。

【００５１】したがって、本実施の形態に係る共焦点走
査型顕微鏡によれば、上述の第１の実施の形態の効果に
加え、正しく検出された高さ情報のみを表示することが
できる。

【００５２】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡について、図９
のフローチャートを参照して説明する。

【００５３】すなわち、本発明の第３の実施の形態に係
る共焦点走査型顕微鏡は、図２及び図３に示したフロー
チャートのＳ３３以降に、図９のフローチャートに示し
た処理を追加したものである。

【００５４】同図に示すように、Ｓ３３の処理以降に、
高さ情報の値が例外値でないか否かの判断を行ない（Ｓ
４１）、高さ情報の値が例外値でないと判断された場合
には、高さ情報が正しく検出することができたことが分
かるようなデータ（例えば、白黒のグラデーションのカ
ラーデータ）に変換して、表示メモリ９に格納する。こ
れにより、例外値以外の色で画素が表示部１０に表示さ
れる（Ｓ４２）。

【００５５】一方、Ｓ４１において、高さ情報の値が例
外値であると判断された場合には、高さ情報が正しく検
出することができなかったことが分かるようなデータ
（例えば、赤色のカラーデータ）に変換して、表示メモ
リ９に格納する。これにより、例外値に対応した色で画
素が表示部１０に表示される（Ｓ４３）。

【００５６】そして、Ｓ４２或いはＳ４３の処理の後、
高さ画像の全ての画素に対して処理が終了したか否かの
判断を行なう（Ｓ４４）。そして、Ｓ４４の処理におい
て、高さ画像の全ての画素に対して処理が終了していな
いと判断された場合には、再度、Ｓ４１の処理に移行す
る。

【００５７】したがって、本実施の形態に係る共焦点走
査型顕微鏡によれば、上述の第１の実施の形態の効果に
加え、正しく検出された高さ情報のみではなく、検出で
きなかった部分との判別が明確な表示を行なうことがで
きる。

【００５８】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡について、図１
０のフローチャートを参照して説明する。

【００５９】すなわち、本発明の第４の実施の形態に係
る共焦点走査型顕微鏡は、図２及び図３に示したフロー
チャートのＳ３３以降に、図１０のフローチャートに示
した処理を追加したものである。

【００６０】同図に示すように、Ｓ３３の処理以降に、
高さ情報の値が例外値でないか否かの判断を行ない（Ｓ
５１）、高さ情報の値が例外値であると判断された場合
には、当該画素を、補正フィルタを用いて推定した形状
に補正する画像処理を行ない（Ｓ５２）、Ｓ５３の処理
に移行する。この補正フィルタによる画像処理には、例
えば、特開平１０−１０５６９９号公報に開示されてい
る技術を使用する。

【００６１】また、Ｓ５１において、高さ情報の値が例
外値でないと判断された場合にもＳ５３の処理に移行す
る。Ｓ５３においては、高さ画像の全ての画素に対して
処理が終了したか否かの判断を行なう。そして、Ｓ５３
の処理において、高さ画像の全ての画素に対して処理が
終了していないと判断された場合には、再度、Ｓ５１の
処理に移行する。

【００６２】したがって、本実施の形態に係る共焦点走
査型顕微鏡によれば、上述の第１の実施の形態の効果に
加え、高さ検出をすることができなかった部分のみを補
正することができる。

【００６３】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡について、図１
１のフローチャートを参照して説明する。

【００６４】すなわち、本発明の第２の実施の形態に係
る共焦点走査型顕微鏡は、図２及び図３に示したフロー
チャートのＳ３３以降に、図１１のフローチャートに示
した処理を追加したものである。

【００６５】同図に示すように、Ｓ３３の処理以降に、
高さ情報の値が例外値でないか否かの判断を行ない（Ｓ
６１）、高さ情報の値が例外値でないと判断された場合
には、高さ情報が正しく検出することができたことが分
かるようなデータ（例えば、白黒のグラデーションのカ
ラーデータ）に変換して、表示メモリ９に格納する。こ
れにより、例外値以外の色で画素が表示部１０に表示さ
れる（Ｓ６４）。

【００６６】一方、Ｓ６１において、高さ情報の値が例
外値であると判断された場合には、当該画素を、補正フ
ィルタを用いて推定した形状に補正する画像処理を行な
い（Ｓ６２）、Ｓ６３の処理に移行する。この補正フィ
ルタによる画像処理には、例えば、特開平１０−１０５
６９９号公報に開示されている技術を使用する。

【００６７】Ｓ６３においては、補正処理が施された画
素を高さ情報が正しく検出することができなかったこと
が分かるようなデータ（例えば、赤色のカラーデータ）
に変換して、表示メモリ９に格納する。これにより、例
外値に対応した色で画素が表示部１０に表示される（Ｓ
６３）。

【００６８】そして、Ｓ６３或いはＳ６４の処理の後、
高さ画像の全ての画素に対して処理が終了したか否かの
判断を行なう（Ｓ６５）。そして、Ｓ６５の処理におい
て、高さ画像の全ての画素に対して処理が終了していな
いと判断された場合には、再度、Ｓ６２の処理に移行す
る。

【００６９】したがって、本実施の形態に係る共焦点走
査型顕微鏡によれば、上述の第１の実施の形態の効果に
加え、高さ検出ができなかった部分のみを補正し、かつ
正しく検出された高さ情報と検出できなかった部分との
判別が明確な表示を行うことができる。

【００７０】（第６の実施の形態）次に、本発明の第６
の実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡について、図１
２のフローチャートを参照して説明する。

【００７１】すなわち、本発明の第６の実施の形態に係
る共焦点走査型顕微鏡は、図２及び図３に示したフロー
チャートのＳ３３以降に、図１２のフローチャートに示
した処理を追加したものである。

【００７２】同図に示すように、Ｓ３３の処理以降に、
高さ情報の値が例外値でないか否かの判断を行ない（Ｓ
７１）、高さ情報の値が例外値であると判断された場合
には、当該画素を、補正フィルタを用いて推定した形状
に補正する画像処理を行ない（Ｓ７２）、Ｓ７３の処理
に移行する。なお、この補正フィルタによる画像処理に
は、例えば、特開平１０−１０５６９９号公報に開示さ
れている技術を使用する。

【００７３】また、Ｓ７１において、高さ情報の値が例
外値でないと判断された場合にもＳ７３の処理に移行す
る。

【００７４】Ｓ７３においては、補正処理が施された画
素及び正常に検出された画素を含む高さ画像を各画像毎
に表示する（Ｓ７３）。なお、Ｓ７３における高さ画像
の表示方法は、補正処理が施された画素及び正常に検出
された画素を表示メモリ９に格納することにより、表示
部１０に表示される。

【００７５】そして、次に、高さ画像の全ての画素に対
して処理が終了したか否かの判断を行なう（Ｓ７４）。
Ｓ７４の処理において、高さ画像の全ての画素に対して
処理が終了していないと判断された場合には、再度、Ｓ
７１の処理に移行する。

【００７６】したがって、本実施の形態に係る共焦点走
査型顕微鏡によれば、上述の第１の実施の形態の効果に
加え、補正処理が施された画素を含む高さ画像を表示す
ることができる。

【００７７】従って、上述の第１乃至第６の実施の形態
の共焦点走査型顕微鏡によれば、ピーク光量のみなら
ず、最低光量をも使用して、誤り画素か否か判断するの
で、誤った画像データとなる部分をより正確に検出する
ことができる。

【００７８】また、このような検出を実現するために、
他の装置を付加する必要がないので、装置構成が単純
で、かつ安価な共焦点走査型顕微鏡を提供することがで
きる。

【００７９】さらに、簡単なソフトウェア処理により誤
り画像を検出するので、処理速度が早く、高いスループ
ットを実現することができる。

【００８０】さらに、画像情報が不明確な部分のみ補完
処理ができるため、本来の構造物の情報を欠落すること
がなくなり、高い信頼性の共焦点走査型光学顕微鏡を実
現することができる。

【００８１】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
ピーク光量のみならず、最低光量をも使用して、誤り画
素か否か判断するので、誤った画像データとなる部分を
より正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る共焦点走査型
顕微鏡を示す図。

【図２】本実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡の動作
を説明するためのフローチャート。

【図３】本実施の形態に係る共焦点走査型顕微鏡の動作
を説明するためのフローチャート。

【図４】スライス画像のある画素のＺ方向における光量
を示す図。

【図５】スライス画像のある画素のＺ方向における光量
を示す図。

【図６】スライス画像のある画素のＺ方向における光量
を示す図。

【図７】スライス画像のある画素のＺ方向における光量
を示す図。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る共焦点走査型
顕微鏡の動作を説明するためのフローチャート。

【図９】本発明の第３の実施の形態に係る共焦点走査型
顕微鏡の動作を説明するためのフローチャート。

【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る共焦点走査
型顕微鏡の動作を説明するためのフローチャート。

【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る共焦点走査
型顕微鏡の動作を説明するためのフローチャート。

【図１２】本発明の第６の実施の形態に係る共焦点走査
型顕微鏡の動作を説明するためのフローチャート。

【図１３】スライス画像中で高さ情報が正しく検出でき
た画素のＺ移動範囲に対する光量を示す図。

【図１４】従来技術の高さ情報を得るための動作を説明
するためのフローチャート。

【図１５】従来技術の他の高さ情報を得るための動作を
説明するためのフローチャート。

【図１６】従来技術で段差などで光量が少なく高さ情報
が正しく検出できない場合で、かつ、光量が下限レベル
以下のため例外データとして判定できる場合の、Ｚ移動
範囲に対するスライス画像のある画素の光量変化を示す
図。

【図１７】従来技術で段差などで光量が少なく高さ情報
が正しく検出できない場合で、かつ、光量が下限レベル
以上のため例外データと判定できずに、高さ情報を誤検
出してしまう場合の、Ｚ移動範囲に対するスライス画像
のある画素の光量変化を示す図。

【図１８】従来技術で段差などで光量が少なく高さ情報
が正しく検出できない場合で、かつ、乱反射などによ
り、光量のピークのみが下限レベル以上のため例外デー
タと判定できずに、高さ情報を誤検出してしまう場合
の、移動範囲に対するスライス画像のある画素の光量変
化を示す図。

【符号の説明】

１…光源、２…共焦点用光スキャナ、３…対物レンズ、４…試料、５…Ｚステージ、６…Ａ／Ｄ変換器、７…ＣＰＵ、７ａ…下限判別部、７ｂ…表示変更部、７ｃ…形状演算部、８…メモリ、９…表示メモリ、１０…表示部、１１…画像メモリ、１１ａ…ピーク光量記憶部、１１ｂ…高さ情報記憶部、１１ｃ…最低光量記憶部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 21/36 Ｇ０１Ｂ 11/24 ＫＦターム(参考） 2F064 AA09 MM32 MM33 MM45 2F065 AA06 AA24 AA54 EE00 FF10 FF42 FF44 HH04 HH13 JJ01 JJ03 JJ09 JJ26 LL04 MM11 NN17 NN18 PP02 PP04 PP24 QQ02 QQ03 QQ13 QQ24 QQ25 QQ28 QQ32 QQ33 QQ34 SS02 SS13 2H052 AA08 AB04 AB30 AF14 AF25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズと試料との間の距離を相対的
に変化させる変化手段と、光源からの光を前記対物レンズにより前記試料に集光す
るとともに、その試料からの光を光検出手段に集光して
受光させる共焦点光学系と、前記変化手段によって前記対物レンズと前記試料との間
の距離を相対的に変化させた場合に、前記光検出手段に
よって受光した受光光量がピークの時の光量情報を記憶
するピーク光量情報記憶手段と、前記光検出手段によって受光した受光光量がピークの時
のピーク位置を前記変化手段により対物レンズと試料と
の間を相対的に変化させる方向の高さとして記憶する高
さ情報記憶手段と、前記変化手段によって前記対物レンズと前記試料との間
の距離を相対的に変化させた場合に、前記光検出手段に
よって受光した受光光量の最低光量を記憶する最低光量
記憶手段と、前記ピーク光量情報記憶手段に記憶されたピーク時の光
量情報と、前記最低光量記憶手段に記憶された最低光量
との光量差に対する閾値を記憶する閾値記憶手段と、前記ピーク光量情報記憶手段に記憶されたピーク時の光
量情報と前記最低光量記憶手段に記憶された最低光量と
の光量差と、前記閾値記憶手段に記憶された閾値との比
較結果及び前記高さ情報記憶手段に記憶されたピーク位
置の高さに基づいて、誤り画素を検出する検出手段とを
具備することを特徴とする共焦点走査型顕微鏡。
【請求項２】前記検出手段により検出された誤り画素
については表示しないことを特徴とする請求項１記載の
共焦点走査型顕微鏡。
【請求項３】前記検出手段により検出された誤り画素
を所定の画素に変換し、この変換された所定の画素を前
記検出手段によって検出されなかった正常の画素ととも
に表示することを特徴とする請求項１記載の共焦点走査
型顕微鏡。
【請求項４】前記検出された誤り画素について補正処
理を行なうことを特徴とする請求項１記載の共焦点走査
型顕微鏡。
【請求項５】前記検出された誤り画素について補正処
理を行ない、この補正処理が施された結果の画素を所定
の色彩の画素に変換し、この変換された所定の色彩の画
素を前記検出手段によって検出されなかった正常の画素
とともに表示することを特徴とする請求項１記載の共焦
点走査型顕微鏡。
【請求項６】前記補正処理が施された結果の画素を前
記検出手段によって検出されなかった正常の画素ととも
に表示することを特徴とする請求項４記載の共焦点走査
型顕微鏡。