JP2003307681A - Confocal scanning optical microscope - Google Patents

Confocal scanning optical microscope

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JP2003307681A
JP2003307681A JP2002115239A JP2002115239A JP2003307681A JP 2003307681 A JP2003307681 A JP 2003307681A JP 2002115239 A JP2002115239 A JP 2002115239A JP 2002115239 A JP2002115239 A JP 2002115239A JP 2003307681 A JP2003307681 A JP 2003307681A
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Japan
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range
sample
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confocal
light
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Akihiro Kitahara
章広 北原
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a confocal scanning optical microscope which makes it possible to easily and rapidly obtain height information within a range where measurement is necessary. <P>SOLUTION: The microscope is equipped with an objective lens (7) for condensing the light from a light source to a sample (8), a scanning mechanism (3) for relatively scanning the surface of the sample with focusing light along this surface, a moving mechanism for relatively moving the beam-condensing position of the objective lens and the position of the sample along the optical axis of the focusing light, a microaperture (10) arranged in a position conjugate with the beam-condensing position of the objective lens, a photodetector (11) for detecting the intensity of the light passing the microaperture, and control means (12) having a function to determine the height information of the sample in accordance with the output of the photodetector, a function to assign two points of arbitrary ranges or more in a view field, a function to focus the assigned range and a function to determine the range of height measurement in accordance with the position information obtained by the automatic focusing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学顕微鏡の光学
系を介して試料を光で走査することにより試料の表面情
報を測定する装置に係り、特に共焦点走査型光学顕微鏡
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring surface information of a sample by scanning the sample with light through an optical system of the optical microscope, and more particularly to a confocal scanning optical microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】共焦点走査型光学顕微鏡は、試料を点状
に照明し、試料からの光、例えば、反射光をピンホール
上に集光させた後に、このピンホールを通過する光の強
度を光検出器で検出することによって試料の表面情報を
取得する。
2. Description of the Related Art A confocal scanning optical microscope illuminates a sample in a point shape, collects light from the sample, for example, reflected light on a pinhole, and then outputs the intensity of the light passing through the pinhole. Surface information of the sample is obtained by detecting the

【0003】図3は、一般的な共焦点走査型光学顕微鏡
の概略的構成を示す図である。図3に示す共焦点走査型
光学顕微鏡では、光源1から出射した光が、ビームスプ
リッタ2を透過した後、2次元走査機構3に入射する。
第1の光スキャナ3aと第2の光スキャナ3bからなる
2次元走査機構3は、光束を2次元に走査して、対物レ
ンズ7へと導く。対物レンズ7へ入射した光束は収束光
となって試料8の焦点面上を走査する。ここでは、試料
8の表面で反射した光は、再び対物レンズ7から2次元
走査機構3を介してビームスプリッタ2に導入された
後、ビームスプリッタ2によって反射され結像レンズ9
によってピンホール10上に集光する。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a general confocal scanning optical microscope. In the confocal scanning optical microscope shown in FIG. 3, the light emitted from the light source 1 passes through the beam splitter 2 and then enters the two-dimensional scanning mechanism 3.
The two-dimensional scanning mechanism 3 including the first optical scanner 3a and the second optical scanner 3b scans the light flux two-dimensionally and guides it to the objective lens 7. The light beam incident on the objective lens 7 becomes convergent light and scans the focal plane of the sample 8. Here, the light reflected on the surface of the sample 8 is again introduced from the objective lens 7 to the beam splitter 2 via the two-dimensional scanning mechanism 3, and then reflected by the beam splitter 2 to form an imaging lens 9
The light is focused on the pinhole 10 by.

【0004】ピンホール10により試料8の集光点以外
からの反射光がカットされて、通過光だけが光検出器1
1によって検出され、コンピュータ12に導かれる。試
料8は試料台13上に載置されており、Zステージ14
によって光軸方向に移動可能となっている。なお、2次
元走査機構3、及びZステージ14はコンピュータ12
によって制御される。
The pinhole 10 cuts the reflected light from other than the condensing point of the sample 8, and only the passing light is detected by the photodetector 1.
1 is detected and guided to the computer 12. The sample 8 is placed on the sample table 13, and the Z stage 14
It is possible to move along the optical axis. The two-dimensional scanning mechanism 3 and the Z stage 14 are the computer 12
Controlled by.

【0005】ここで、対物レンズ7による集光位置はピ
ンホール10と光学的に共役な位置になっている。すな
わち、試料8が対物レンズ7による集光位置にある場合
は、試料8からの反射光がピンホール10上で集光され
て、ピンホール10を通過する。試料8が対物レンズ7
による集光位置からずれた位置にある場合は、試料8か
らの反射光はピンホール10上に集光していないので、
ピンホール10を通過しない。
Here, the focal point of the objective lens 7 is optically conjugate with the pinhole 10. That is, when the sample 8 is at the position where the objective lens 7 condenses, the reflected light from the sample 8 is condensed on the pinhole 10 and passes through the pinhole 10. Sample 8 is objective lens 7
In the case of a position deviated from the condensing position due to, since the reflected light from the sample 8 is not condensed on the pinhole 10,
Do not pass through the pinhole 10.

【0006】従って、このときの対物レンズ7と試料8
の相対位置と光検出器11の出力の関係は、次のように
なる。すなわち、試料8が対物レンズ7の集光位置に有
る場合には、光検出器11の出力は最大となる。そし
て、この位置から対物レンズ7と試料8の相対位置が離
れるに従い光検出器11の出力は急激に低下する。従っ
て、集光点を2次元走査し、光検出器11の出力を2次
元走査機構3に同期して画像化し、モニタ15に表示す
ると、試料8のある特定の高さのみが画像化されて、試
料8を光学的にスライスした画像(共焦点画像)が得ら
れる。
Therefore, the objective lens 7 and the sample 8 at this time are
The relationship between the relative position of and the output of the photodetector 11 is as follows. That is, when the sample 8 is at the focus position of the objective lens 7, the output of the photodetector 11 becomes maximum. Then, as the relative position between the objective lens 7 and the sample 8 moves away from this position, the output of the photodetector 11 drops sharply. Therefore, when the focal point is two-dimensionally scanned and the output of the photodetector 11 is imaged in synchronization with the two-dimensional scanning mechanism 3 and displayed on the monitor 15, only a specific height of the sample 8 is imaged. , An image (confocal image) obtained by optically slicing the sample 8 is obtained.

【0007】更に、試料8を光軸方向に離散的に移動さ
せながら、共焦点画像を取得して、試料各点で光検出器
11の出力が最大になるZステージ14の位置を検出す
ることにより試料8の高さ情報が得られる。このような
構成によって試料8の高さ情報を取得する際、必要な高
さ情報が得られるように、測定範囲、つまりはZステー
ジ14の移動範囲を指定する必要がある。一般的に、測
定範囲を指定する方法としては、共焦点画像を見ながら
Zステージ14を上下し、少なくとも測定したい箇所の
画像信号が最大となる位置が含まれるように、測定範囲
を手動で指定する方法が取られているが、この方法は手
動による操作であることから、操作者に負担が掛かると
共に、測定に時間が掛かってしまう。
Further, while the sample 8 is discretely moved in the optical axis direction, a confocal image is acquired and the position of the Z stage 14 at which the output of the photodetector 11 is maximized is detected at each point of the sample. Thus, height information of the sample 8 can be obtained. When acquiring the height information of the sample 8 with such a configuration, it is necessary to specify the measurement range, that is, the moving range of the Z stage 14, so that the necessary height information can be obtained. Generally, as a method of designating the measurement range, the Z stage 14 is moved up and down while looking at the confocal image, and the measurement range is manually designated so that at least the position where the image signal of the portion to be measured becomes maximum is included. However, since this method is a manual operation, the operator is burdened and the measurement takes time.

【0008】上記のような問題を解決するために、出願
人は、自動的に測定範囲を指定する方法を提案している
(特開平6−308393号公報、特開平8−2784
50号公報参照)。この提案では、共焦点画像信号を取
得しながら、Zステージ14を離散的に移動し、画像信
号の強度にしきい値を定める等の工夫により測定範囲を
決定している。
In order to solve the above problems, the applicant has proposed a method of automatically designating a measurement range (Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-308393 and 8-2784).
No. 50). In this proposal, the Z range 14 is discretely moved while the confocal image signal is acquired, and the measurement range is determined by devising a threshold value for the intensity of the image signal.

【0009】しかし、上記の提案では、共焦点画像を取
得しながらZステージ14を離散的に移動していく場合
に、各位置で共焦点画像を取得する必要があるので、測
定に時間が掛かってしまう。また、画像範囲内において
測定に不要な範囲に大きな段差等があった場合に、不要
な範囲まで測定範囲に指定されてしまう。このため、測
定に不必要に時間がかかってしまう場合がある。
However, in the above proposal, when the Z stage 14 is discretely moved while acquiring the confocal image, it is necessary to acquire the confocal image at each position, so that it takes a long time to perform the measurement. Will end up. In addition, when there is a large step in a range unnecessary for measurement in the image range, the unnecessary range is also designated as the measurement range. Therefore, the measurement may unnecessarily take time.

【0010】また、本出願人は、視野内の任意の位置に
自動合焦を行う方法を提案している(特開2000−3
9562号公報参照)。この提案では、任意の2点を指
定することにより、2点間の段差を求める方法を開示し
ている。しかし、この提案では、段差の測定は可能であ
るが、指定した点以外の高さ情報は得られないので、形
状を含めた高さ情報を得ることが出来ない。
Further, the present applicant has proposed a method for automatically focusing on an arbitrary position within the visual field (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-3).
9562). This proposal discloses a method of determining a step between two points by designating any two points. However, according to this proposal, although height difference can be measured, height information including a shape cannot be obtained because height information other than the designated point cannot be obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、試料の高さ
計測において、測定が必要な範囲の高さ情報を、容易か
つ高速に取得することが可能な共焦点走査型光学顕微鏡
を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a confocal scanning optical microscope capable of easily and rapidly acquiring height information in a range required for measurement in measuring the height of a sample. The purpose is to

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。
The present invention has taken the following means in order to solve the above problems.

【0013】本発明の一局面に係る共焦点顕微鏡は、光
源からの光を試料に対して集光させる対物レンズと、前
記集束光を前記試料の表面に沿って相対的に走査させる
走査機構と、前記集束光の光軸方向に沿って、前記対物
レンズの集光位置と前記試料の位置を相対的に移動させ
る移動機構と、前記対物レンズの集光位置と共役な位置
に配置された微小開口部と、前記微小開口を通過する光
の強度を検出する光検出器と、前記光検出器の出力に基
づいて前記試料の高さ情報を求める高さ情報取得機能
と、一視野内における2点以上の任意範囲を指定する範
囲指定機能と、指定されたそれぞれの範囲に対して合焦
を行う自動合焦機能と、前記自動合焦機能より得られた
位置情報に基づいて高さ測定の範囲を決定する高さ測定
範囲決定機能と、を有する制御手段と、を具備すること
を特徴とする。
A confocal microscope according to one aspect of the present invention includes an objective lens that focuses light from a light source onto a sample, and a scanning mechanism that relatively scans the focused light along the surface of the sample. A moving mechanism for relatively moving the focusing position of the objective lens and the position of the sample along the optical axis direction of the focused light, and a microscopic device arranged at a position conjugate with the focusing position of the objective lens. An aperture, a photodetector for detecting the intensity of light passing through the minute aperture, a height information acquisition function for obtaining height information of the sample based on the output of the photodetector, and 2 in one visual field. A range specification function for specifying an arbitrary range of points or more, an automatic focusing function for focusing on each specified range, and a height measurement based on position information obtained from the automatic focusing function. With the height measurement range determination function to determine the range, Characterized by comprising control means for, the.

【0014】本局面によれば、まず、範囲指定機能によ
り、共焦点画像をもとに画像視野内において測定が必要
な任意の範囲を指定する。次に、自動合焦機能により、
前記範囲指定機能で指定した範囲それぞれについて合焦
処理がなされて、合焦位置が、高さ測定範囲決定機能に
渡される。高さ測定範囲機能は、合焦位置情報から、そ
れらの位置座標の最大値と最小値を求め、それに所定の
範囲を加えて高さ測定範囲を決定する。この測定範囲に
従って高さ測定が実行される。
According to this aspect, first, the range designation function is used to designate an arbitrary range that needs to be measured in the image field based on the confocal image. Next, with the automatic focusing function,
Focusing processing is performed for each range designated by the range designating function, and the focus position is passed to the height measurement range determining function. The height measurement range function obtains the maximum value and the minimum value of those position coordinates from the in-focus position information and adds a predetermined range to them to determine the height measurement range. Height measurement is performed according to this measurement range.

【0015】これにより、高さ測定をしたい視野内での
位置を指定するだけで、自動的かつ、必要な高さ範囲の
み測定が可能となり、容易かつ高速な高さ測定が可能と
なる。
As a result, the height can be measured automatically and only in the required height range by simply designating the position in the visual field where the height measurement is desired, and the height can be measured easily and at high speed.

【0016】上記の共焦点走査型光学顕微鏡の好ましい
実施態様は以下のとおりである。なお、以下の各実施態
様は、単独で適用しても良いし、適宜組み合わせて適用
しても良い。 (1) 前記微小開口部なしで非共焦点画像を得るため
の非共焦点画像取得手段又は通常の顕微鏡画像を得る為
の顕微鏡画像取得手段を更に具備し、前記範囲指定機能
は、非共焦点画像もしくTV画像に基づいて基づいて一
視野内における2点以上の任意範囲を指定すること。非
共焦点画像およびTV画像は共焦点画像に対し、焦点深
度が深い。従って、測定位置を指定する際に、より作業
が容易となる。
A preferred embodiment of the above confocal scanning optical microscope is as follows. The following embodiments may be applied individually or in appropriate combination. (1) It further comprises a non-confocal image acquisition means for obtaining a non-confocal image without the fine aperture or a microscope image acquisition means for obtaining a normal microscope image, and the range designation function is a non-confocal point. Designate an arbitrary range of two or more points in one visual field based on an image or a TV image. Non-confocal images and TV images have a deeper depth of focus than confocal images. Therefore, the work becomes easier when designating the measurement position.

【0017】(2) 前記範囲指定機能は、指定された
範囲情報を登録し、前記高さ測定範囲決定機能は、前記
登録された範囲情報に基づいて高さ測定の範囲を決定す
ること。前記範囲指定機能に指定された範囲情報を登録
しておくことで、過去に作成された位置情報、もしくは
あらかじめ用意された位置情報を利用することが可能と
なる。従って、同様の作業を繰返し行う際や、自動測定
を行う際に、測定を容易かつ高速に行うことが可能とな
る。
(2) The range designation function registers the designated range information, and the height measurement range determination function determines the height measurement range based on the registered range information. By registering the range information specified in the range specifying function, it is possible to use the position information created in the past or the position information prepared in advance. Therefore, it becomes possible to perform the measurement easily and at high speed when the same work is repeated or when the automatic measurement is performed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0019】(第1の実施形態)図1は、第1の実施形
態に係る共焦点走査型光学顕微鏡の概略構成図である。
なお、図1において、図3と同一部分は同一の符号を付
している。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a confocal scanning optical microscope according to the first embodiment.
In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.

【0020】図1に示す共焦点走査型光学顕微鏡におい
て、光源1から出射した光が、ビームスプリッタ2を通
過した後に、2次元走査機構3に入射する。この2次元
走査機構3は、第1の光スキャナ3aと第2の光スキャ
ナ3bを備えている。これらの第1と第2の光スキャナ
3a、3bとして、ガルバノスキャナが用いられてお
り、コンピュータ12によりこれらの振り角を制御する
ことにより、収束光を試料上の任意の位置に位置決めす
ることができる。このように、2次元走査機構3は、ビ
ームスプリッタ2を通過した光束を2次元に走査する。
この光束は、対物レンズ7へと導かれる。対物レンズ7
へ入射した光束は収束光となって試料8の面上を走査す
る。試料8の表面で反射された光は、入射光と逆の光
路、すなわち、対物レンズ7から2次元走査機構3を介
してビームスプリッタ2に導入される。そして、この反
射光はビームスプリッタ2によって反射されて、光軸が
変化し結像レンズ9によってピンホール10上に集光す
る。
In the confocal scanning optical microscope shown in FIG. 1, the light emitted from the light source 1 enters the two-dimensional scanning mechanism 3 after passing through the beam splitter 2. The two-dimensional scanning mechanism 3 includes a first optical scanner 3a and a second optical scanner 3b. Galvano scanners are used as the first and second optical scanners 3a and 3b, and by controlling the swing angle of these by the computer 12, the converged light can be positioned at an arbitrary position on the sample. it can. In this way, the two-dimensional scanning mechanism 3 two-dimensionally scans the light flux that has passed through the beam splitter 2.
This light flux is guided to the objective lens 7. Objective lens 7
The light beam incident on becomes a convergent light and scans the surface of the sample 8. The light reflected by the surface of the sample 8 is introduced into the beam splitter 2 via the optical path opposite to the incident light, that is, from the objective lens 7 through the two-dimensional scanning mechanism 3. Then, the reflected light is reflected by the beam splitter 2, the optical axis is changed, and is condensed on the pinhole 10 by the imaging lens 9.

【0021】このピンホール10により試料8からの反
射光のうち、集光点以外からの反射光がカットされ、ピ
ンホール10を通過する光だけが光検出器11によって
検出される。なお、試料8は試料台13上に載置されて
おり、Zステージ14によって光軸方向に移動可能とな
っている。また、2次元走査機構3、Zステージ14お
よび光検出器11はコンピュータ12によって制御され
る。
Of the reflected light from the sample 8, the reflected light from other than the condensing point is cut by the pinhole 10, and only the light passing through the pinhole 10 is detected by the photodetector 11. The sample 8 is placed on the sample table 13 and can be moved in the optical axis direction by the Z stage 14. The two-dimensional scanning mechanism 3, the Z stage 14 and the photodetector 11 are controlled by the computer 12.

【0022】ここで、対物レンズ7による集光位置は、
ピンホール10と光学的に共役な位置になっている。こ
れにより、試料8が対物レンズ7による集光位置にある
場合は、試料8からの反射光がピンホール10上で集光
されて、ピンホール10を通過する。これに対し、試料
8が対物レンズ7による集光位置からずれた位置にある
場合は、試料8からの反射光はピンホール10上では集
光せず、ピンホール10を通過しない。
Here, the focusing position by the objective lens 7 is
The position is optically conjugate with the pinhole 10. As a result, when the sample 8 is at the position where the objective lens 7 condenses, the reflected light from the sample 8 is condensed on the pinhole 10 and passes through the pinhole 10. On the other hand, when the sample 8 is located at a position deviated from the focusing position by the objective lens 7, the reflected light from the sample 8 is not focused on the pinhole 10 and does not pass through the pinhole 10.

【0023】従って、対物レンズ7と試料8の相対位置
と光検出器11の出力の関係は、試料8が対物レンズ7
の集光位置に位置しているとき、光検出器11の出力は
最大になる。ここでは、この位置から対物レンズ7と試
料8の相対位置が離れるに従い光検出器11の出力が急
激に低下する。
Therefore, the relationship between the relative position of the objective lens 7 and the sample 8 and the output of the photodetector 11 is that the sample 8 is the objective lens 7
The output of the photodetector 11 is maximized when it is located at the light collecting position. Here, as the relative position between the objective lens 7 and the sample 8 moves away from this position, the output of the photodetector 11 drops sharply.

【0024】この特性を用いて、コンピュータ12は、
2次元走査機構3によって集光点を2次元走査し、光検
出器11の出力を2次元走査機構3に同期して画像化
し、モニタ15に表示することによって、試料8のある
特定の高さのみが画像化されて、試料8を光学的にスラ
イスした画像(共焦点画像)が得られる。さらに、Zス
テージ14を用いて試料8を光軸方向に離散的に移動
し、各位置で2次元走査機構3を走査して共焦点画像を
取得し、試料の各点で光検出器11の出力が最大になる
Zステージ14の位置を検出することにより試料8の高
さ情報が得られる。
Using this characteristic, the computer 12
The condensing point is two-dimensionally scanned by the two-dimensional scanning mechanism 3, the output of the photodetector 11 is imaged in synchronization with the two-dimensional scanning mechanism 3, and the image is displayed on the monitor 15. Only the image is imaged, and an image (confocal image) obtained by optically slicing the sample 8 is obtained. Further, the sample 8 is discretely moved in the optical axis direction by using the Z stage 14, the two-dimensional scanning mechanism 3 is scanned at each position to acquire a confocal image, and the photodetector 11 of each point of the sample is scanned. The height information of the sample 8 can be obtained by detecting the position of the Z stage 14 that maximizes the output.

【0025】また、コンピュータ12は、一視野内範囲
指定部18と高さ測定範囲決定部19を備えている。一
視野内範囲指定部18では、モニタ15に表示された共
焦点画像をもとに、操作部16により指示された画像上
任意の範囲の座標(例えば、図中に示す範囲17)を2
個所以上指定する。この指定された範囲が、一視野内範
囲指定部18に登録される。
The computer 12 is also provided with a one-field-of-view range specifying unit 18 and a height measurement range determining unit 19. Based on the confocal image displayed on the monitor 15, the one-field-of-view range designation unit 18 sets the coordinates (for example, the range 17 shown in the figure) of an arbitrary range on the image instructed by the operation unit 16.
Specify more than one place. The designated range is registered in the one-field-of-view range designation unit 18.

【0026】一視野内範囲指定部18に指定範囲の登録
が完了すると、まず、登録された第1番目の座標範囲内
を走査もしくは、座標位置に停止するように、第1と第
2の光スキャナ3a、3bが制御される。次に、Zステ
ージ14を上下して、光検出器11からの出力が最大に
なる位置の座標を合焦位置として高さ測定範囲決定部1
9に登録する。この作業は一視野内範囲指定部18に登
録されたすべての指定範囲について実行される。次に、
高さ測定範囲決定部19は、登録された合焦位置座標を
比較して、その最大値と最小値が求められる。さらに、
最大値と最小値で与えられる範囲の上方向と下方向(す
なわち、Z方向)に所定の値を加えることにより、高さ
測定範囲が決定される。ここで、前記所定の値は、Zス
テージ14の精度や、光検出器11のS/N等を考慮し
決定される。そして、最終的に、このように決定された
高さ測定範囲に基づいて、効率よく、Zステージ14を
離散的に移動しながら、共焦点画像を取得することによ
り、必要な範囲を必要最低限含んだ試料8の高さ情報を
得ることが出来る。
When registration of the designated range in the one-field-of-view range designation section 18 is completed, first, the first and second light beams are scanned so as to scan or stop at the coordinate position of the first registered coordinate range. The scanners 3a and 3b are controlled. Next, the Z stage 14 is moved up and down, and the coordinate of the position where the output from the photodetector 11 is maximized is set as the in-focus position, and the height measurement range determination unit 1
Register at 9. This operation is executed for all designated ranges registered in the one-field-of-view range designation section 18. next,
The height measurement range determination unit 19 compares the registered in-focus position coordinates to obtain the maximum value and the minimum value. further,
The height measurement range is determined by adding predetermined values in the upward and downward directions (that is, the Z direction) of the range given by the maximum value and the minimum value. Here, the predetermined value is determined in consideration of the accuracy of the Z stage 14 and the S / N of the photodetector 11. Then, finally, based on the height measurement range thus determined, the confocal image is acquired efficiently while discretely moving the Z stage 14, so that the necessary range is reduced to the minimum. It is possible to obtain the height information of the included sample 8.

【0027】(第2の実施形態)図2は、第2の実施形
態に係る共焦点走査型光学顕微鏡の概略構成図である。
図2において、図1と同じ部分には、同じ符号を付し詳
細な説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a confocal scanning optical microscope according to the second embodiment.
2, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0028】図2の共焦点走査型光学顕微鏡は、図1の
共焦点走査型光学顕微鏡の構成に対して、更にビームス
プリッタ−2と結像レンズ9との間より、一部導き出さ
れた光路上にピンホールのない非共焦点光路20、光検
出器21を備えた構成からなる。
The confocal scanning optical microscope shown in FIG. 2 is different from the configuration of the confocal scanning optical microscope shown in FIG. 1 in that the light partially led out between the beam splitter-2 and the imaging lens 9. It comprises a non-confocal optical path 20 having no pinhole on the road and a photodetector 21.

【0029】なお、上述したようなビームスプリッタ−
2と結像レンズ9との間の光路の一部を導き出す方法と
すれば、一般に、光路上にハーフミラーやダイクロイッ
クミラー、ビームスプリッタ−といった光路分割素子を
設けたり、或いは、光路上に全反射ミラーを挿脱自在に
設けるようにすることが考えられる。
The beam splitter as described above
As a method of deriving a part of the optical path between the optical path 2 and the imaging lens 9, generally, an optical path splitting element such as a half mirror, a dichroic mirror, or a beam splitter is provided on the optical path, or total reflection is performed on the optical path. It is conceivable that the mirror can be inserted and removed freely.

【0030】他の構成は、図1と同じである。The other structure is the same as that of FIG.

【0031】上記のような構成において、光検出器21
の出力をモニタ15に画像化すれば、通常の光学顕微鏡
と同様な焦点深度の深い画像が得られる。そこで、第2
の実施形態では一視野内の範囲を指定する際に、非共焦
点画像を用いている。これにより一視野内の範囲を指定
する作業をより容易に行うことが可能となる。また、非
共焦点光路のかわりに、TV光学系を加え、TV画像を
用いることによっても、同様の効果を得ることが出来
る。
In the above structure, the photodetector 21
If the output of is imaged on the monitor 15, an image with a deep depth of focus similar to that of an ordinary optical microscope can be obtained. Therefore, the second
In the above embodiment, a non-confocal image is used when designating a range within one visual field. This makes it possible to more easily perform the work of designating the range within one visual field. The same effect can be obtained by using a TV image instead of the non-confocal optical path and using a TV image.

【0032】本発明は、上記の発明の実施の形態に限定
されるものではない。例えば、第1の実施形態、第2の
実施形態において一視野内範囲指定部18には、登録さ
れた座標範囲を保存及び読み出す為の図示しない記憶装
置を有している。これにより、同様の試料を繰返し測定
する場合に、範囲を指定する必要がなくなりさらに測定
が容易となる。また、さらには、設計値等によりあらか
じめ決定された値を読み込むことにより、手動で範鴇を
指定する必要をなくすことも可能となる。また、上記実
施形態で述べた共焦点操作型光学顕微鏡の制御方法は、
それ自体を制御プログラムとすることができ、記録媒
体、或いは通信回線を介して他のホストコンピュータに
記録されたものを、共焦点走査型光学顕微鏡の制御装置
に読ませるだけで、上述した時と同様の制御を可能にさ
せることもできる。その他、本発明の要旨を変更しない
範囲で種々変形して実施できるのは勿論である。
The present invention is not limited to the above embodiments of the invention. For example, in the first and second embodiments, the one-field-of-view range specifying unit 18 has a storage device (not shown) for storing and reading the registered coordinate range. Thereby, when the same sample is repeatedly measured, it is not necessary to specify the range, and the measurement is further facilitated. Furthermore, it is possible to eliminate the need to manually specify a category by reading a value that is determined in advance by a design value or the like. Further, the control method of the confocal operation type optical microscope described in the above embodiment,
The program itself can be used as a control program, and what is recorded in another host computer via a recording medium or a communication line can be read by the control device of the confocal scanning optical microscope. The same control can be enabled. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
試料の高さ計測において、測定が必要な範囲の高さ情報
を容易かつ、高速に行うことが可能な共焦点走査型光学
顕微鏡を提供することが可能となる。
As described in detail above, according to the present invention,
In measuring the height of a sample, it is possible to provide a confocal scanning optical microscope that can easily and rapidly perform height information of a range that requires measurement.

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

【図1】 第1の実施形態に係る共焦点走査型光学顕微
鏡の概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a confocal scanning optical microscope according to a first embodiment.

【図2】 第2の実施形態に係る共焦点走査型光学顕微
鏡の概略構成図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a confocal scanning optical microscope according to a second embodiment.

【図3】 一般的な共焦点走査型光学顕微鏡の概略的構
成を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a general confocal scanning optical microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源 2…ビームスプリッタ 3…次元走査機構 3a…第1の光スキャナ 3b…第2の光スキャナ 3a.3b…第2の光スキャナ 7…対物レンズ 8…試料 9…結像レンズ 10…ピンホール 11…光検出器 12…コンピュータ 13…試料台 14…Zステージ 15…モニタ 16…操作部 18…一視野内範囲指定部 19…測定範囲決定部 20…非共焦点光路 21…光検出器 1 ... Light source 2 ... Beam splitter Three-dimensional scanning mechanism 3a ... the first optical scanner 3b ... second optical scanner 3a. 3b ... second optical scanner 7 ... Objective lens 8 ... Sample 9 ... Imaging lens 10 ... Pinhole 11 ... Photodetector 12 ... Computer 13 ... Sample stand 14 ... Z stage 15 ... Monitor 16 ... Operation unit 18 ... Range designation part within one field of view 19 ... Measuring range determination unit 20 ... Non-confocal optical path 21 ... Photodetector

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光を試料に対して集光させる
対物レンズと、 前記集束光を前記試料の表面に沿って相対的に走査させ
る走査機構と、 前記集束光の光軸方向に沿って、前記対物レンズの集光
位置と前記試料の位置を相対的に移動させる移動機構
と、 前記対物レンズの集光位置と共役な位置に配置された微
小開口部と、 前記微小開口を通過する光の強度を検出する光検出器
と、 前記光検出器の出力に基づいて前記試料の高さ情報を求
める高さ情報取得機能と、一視野内における2点以上の
任意範囲を指定する範囲指定機能と、指定されたそれぞ
れの範囲に対して合焦を行う自動合焦機能と、前記自動
合焦機能より得られた位置情報に基づいて高さ測定の範
囲を決定する高さ測定範囲決定機能と、を有する制御手
段と、を具備することを特徴とする共焦点走査型光学顕
微鏡。
1. An objective lens for focusing light from a light source on a sample, a scanning mechanism for relatively scanning the focused light along the surface of the sample, and an optical axis direction of the focused light. And a moving mechanism that relatively moves the focusing position of the objective lens and the position of the sample, a minute opening arranged at a position conjugate with the focusing position of the objective lens, and the minute opening. A photodetector that detects the intensity of light, a height information acquisition function that obtains height information of the sample based on the output of the photodetector, and a range designation that designates an arbitrary range of two or more points in one visual field Function, automatic focusing function for focusing on each designated range, and height measurement range determination function for determining the range of height measurement based on the position information obtained from the automatic focusing function And a control means having Confocal scanning optical microscope according to claim.
【請求項2】 請求項1に記載の共焦点走査型光学顕微
鏡において、前記微小開口部なしで非共焦点画像を得る
ための非共焦点画像取得手段又は通常の顕微鏡画像を得
る為の顕微鏡画像取得手段を更に具備し、 前記範囲指定機能は、非共焦点画像もしくTV画像に基
づいて基づいて一視野内における2点以上の任意範囲を
指定することを特徴とする共焦点走査型光学顕微鏡。
2. The confocal scanning optical microscope according to claim 1, wherein a non-confocal image acquisition means for obtaining a non-confocal image without the fine aperture or a microscope image for obtaining a normal microscope image. A confocal scanning optical microscope, further comprising an acquisition unit, wherein the range designating function designates an arbitrary range of two or more points in one visual field based on a non-confocal image or a TV image. .
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の共焦点走
査型光学顕微鏡において、前記範囲指定機能は、指定さ
れた範囲情報を登録し、前記高さ測定範囲決定機能は、
前記登録された範囲情報に基づいて高さ測定の範囲を決
定することを特徴とする共焦点走査型光学顕微鏡。
3. The confocal scanning optical microscope according to claim 1 or 2, wherein the range designation function registers designated range information, and the height measurement range determination function comprises:
A confocal scanning optical microscope, characterized in that a height measurement range is determined based on the registered range information.
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