JP2004069752A

JP2004069752A - 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

Info

Publication number: JP2004069752A
Application number: JP2002224786A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakamu; 中務　貴司
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: JP4542302B2

Abstract

【課題】ユーザが意識することなく受光素子の保護のための出力電流制限が作動し、かつ、ユーザの望む測定条件に対して不用意に出力電流制限が働くことが少ないゲインリミッタ回路とそれを用いた共焦点顕微鏡システムを提供する。
【解決手段】共焦点光学系を介して試料からの光を受光素子で受光し、その受光情報に基づいて試料の表面の高さ情報を取得する共焦点顕微鏡システムにおいて、受光素子１９として光電子増倍管が使用され、受光素子１９の出力信号は増幅器５１及びＡＤ変換器５３を経て制御部４６に与えられる。受光素子１９の出力電流を制限すべく受光素子１９のゲインを制御するゲインリミッタ回路５２が備えられ、受光素子１９の最大定格電流より小さく、かつ、光量検出回路の飽和電流より大きい範囲内にあるしきい値に出力電流が達したときに、出力電流の更なる増加を制限するようにゲインリミッタ回路５２が作動する。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電子増倍管を受光素子として使用する光量検出回路において受光素子の損傷を防止するためのゲインリミッタ回路とそれを用いた共焦点顕微鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
共焦点顕微鏡では、試料からの光が共焦点光学系を介して受光素子で受光され、その受光量に基づいて、試料の共焦点画像（超焦点深度画像）や高さ分布等の情報が取得される。例えば、ステージに載置された試料と対物レンズとの相対距離を光軸方向に変化させると、共焦点光学系を介して受光素子に入射する光の量、すなわち受光量が変化し、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。したがって、最大受光量が得られるときの試料と対物レンズとの相対距離から試料の表面の高さ情報を算出し、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を取得することができる。
【０００３】
取得された高さ分布は、例えば三次元表示によって表示装置の画面上に表示される。あるいは、高さ分布を輝度分布や色分布に置き換えたものが画面上に表示される。表示装置としてＣＲＴ（陰極線管）やＬＣＤ（液晶表示装置）が使用され、共焦点顕微鏡に制御用のコントローラ、表示装置、コンソール等が接続されて共焦点顕微鏡システムが構成される。
【０００４】
また、試料表面の各点（画素）でピントが合ったときの受光量の情報（すなわち各画素の最大輝度情報）をつなぎ合わせることにより、焦点深度の非常に深い試料表面の白黒画像を得ることができる。この画像がいわゆる超深度画像である。
【０００５】
更に、試料からの光の一部を共焦点光学系から途中で分けてカラー撮像素子で受光することにより、共焦点画像と同じ範囲の試料表面のカラー画像を得ることができる。このカラー画像は共焦点画像と異なり、試料表面の凹凸に応じてピントが合った部分とぼやけた部分とを含む。このカラー画像の輝度信号を共焦点画像の輝度信号で置き換えるような合成処理を行うことにより、各画素で略ピントが合ったカラー画像を得ることも可能である。
【０００６】
上記のような共焦点顕微鏡システムにおいて、受光素子として光電子増倍管（フォトマルチプライヤチューブ）を用いることが多い。光電子増倍管は、光電面、二次電子増倍機構、陽極からなる真空管であり、光が光電面に入射したときに放出される光電子が増倍されて陽極に捕集され、出力電流として外部に取り出される。多段の二次電子放出面を用いることにより、大きな増倍度（高い受光感度）が得られる。
【０００７】
受光素子として光電子増倍管を用いた共焦点顕微鏡システム等の光量検出回路において、受光感度の高い光電子増倍管に所定レベルを超える光が入射すると、最大定格以上の光電流が出力されて光電子増倍管に損傷（ダメージ）を与えるおそれがある。また、例えば共焦点顕微鏡システムでは、受光素子からの信号により、後段回路である光量検出回路の出力電流が飽和する結果として前述の共焦点画像や超深度画像が白く飛んでしまう現象（いわゆる白飛び）が発生する。
【０００８】
そこで、従来の共焦点顕微鏡システムの中には、例えば試料の光反射率が高いような場合に所定レベルを超える光が光電子増倍管に入射して飽和現象が発生すると、一旦測定を中断して出射光量の調整やゲインの調整を自動的に行うものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように測定の途中で自動的に出射光量の調整やゲインの調整に入ってしまうと、ユーザは自動調整が完了するまで待たされることになり、そのことがユーザにとってストレスと感じられる場合もある。また、測定本番の前に測定条件を決定するための試し測定を行っているような場合には、そのような自動調整が不要であり、却って煩わしく感じられる場合もある。更に、共焦点顕微鏡で得られた共焦点画像のほとんど全面で飽和による白飛びが生じている場合であっても、画面の一部でユーザが所望する画像情報が得られる場合がある。
【００１０】
本発明は、上記のような従来の課題に鑑み、ユーザが測定時に意識することなく受光素子の保護のための出力電流制限が作動し、かつ、ユーザの望む測定条件に対して不用意に出力電流制限が働くことが少ないゲインリミッタ回路とそれを用いた共焦点顕微鏡システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による光電子増倍管のゲインリミッタ回路は、光電子増倍管を受光素子として使用する光量検出回路において受光素子の損傷を防止するために出力電流を制限するゲインリミッタ回路であって、受光素子の最大定格電流より小さく、かつ、光量検出回路の飽和電流より大きい範囲内にあるしきい値に出力電流が達したときに、出力電流の更なる増加を制限するように作動することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による共焦点顕微鏡システムは、共焦点光学系を介して試料からの光を受光素子で受光し、その受光情報に基づいて試料の表面の高さ情報を取得する共焦点顕微鏡システムであって、受光素子として光電子増倍管が使用され、受光素子の損傷を防止するために出力電流を制限するゲインリミッタ回路を備え、受光素子の最大定格電流より小さく、かつ、光量検出回路の飽和電流より大きい範囲内にあるしきい値に出力電流が達したときに、出力電流の更なる増加を制限するようにゲインリミッタ回路が作動することを特徴とする。
【００１３】
上記のような構成を有する電子増倍管のゲインリミッタ回路とそれを用いた共焦点顕微鏡システムによれば、ゲインリミッタ回路が作動するしきい値が最大定格電流より小さく、かつ、光量検出回路の飽和電流より大きい範囲内に設定されているので、電子増倍管の損傷を防ぐための電流制限が確実に働く一方で、ユーザが望む測定条件に柔軟に対応し、測定の途中で出力電流制限が不用意に働くことが少なくなる。例えば、共焦点顕微鏡で得られた共焦点画像のほとんど全面で飽和による白飛びが生じている場合であっても、受光素子の出力電流が飽和電流より大きいしきい値を超えない限り出力電流制限が働くことはない。したがって、共焦点画像の略全面で飽和による白飛びが生じているような測定条件においても測定を継続し、その画面の一部で所望の画像情報を得ることが可能になる。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る共焦点顕微鏡システムの概略構成を示している。共焦点顕微鏡システム１は、共焦点光学系２及び非共焦点光学系３を有する共焦点顕微鏡と、レーザ駆動回路４４、共焦点信号処理回路４１、制御部４６等を含むコントローラと、コントローラに接続された表示装置４７及び入力装置４８とを備えている。
【００１６】
まず、共焦点顕微鏡の共焦点光学系２とその信号処理について説明する。共焦点光学系２は、試料ｗｋに単色光（例えばレーザ光）を照射するための光源１０、第１コリメートレンズ１１、偏光ビームスプリッタ１２、１／４波長板１３、水平偏向装置１４ａ、垂直偏向装置１４ｂ、第１リレーレンズ１５、第２リレーレンズ１６、対物レンズ１７、結像レンズ１８、ピンホール板９、受光素子１９等を含んでいる。
【００１７】
光源１０には、例えば赤色レーザ光を発する半導体レーザが用いられる。レーザ駆動回路４４によって駆動される光源１０から出たレーザ光は、第１コリメートレンズ１１を通り、偏光ビームスプリッタ１２で光路を曲げられ、１／４波長板１３を通過する。この後、水平偏向装置１４ａ及び垂直偏向装置１４ｂによって水平（横）方向及び垂直（縦）方向に偏向された後、第１リレーレンズ１５及び第２リレーレンズ１６を通過し、対物レンズ１７によって試料ステージ３０上に置かれた試料ｗｋの表面に集光される。
【００１８】
水平偏向装置１４ａ及び垂直偏向装置１４ｂは、それぞれガルバノミラーで構成され、レーザ光を水平及び垂直方向に偏向させることにより、試料ｗｋの表面をレーザ光で走査する。説明の便宜上、水平方向をＸ方向、垂直方向をＹ方向ということにする。対物レンズ１７は、対物レンズ移動機構４０によりＺ方向（光軸方向）に駆動される。これにより、対物レンズ１７の焦点と試料ｗｋとの光軸方向での相対位置を変化させることができる。
【００１９】
ただし、対物レンズ１７の焦点と試料ｗｋとの光軸方向での相対位置は、他の方法で変化させることもできる。例えば、対物レンズ１７をＺ軸方向に駆動する代わりに試料ステージ３０をＺ軸方向に駆動してもよい。あるいは、対物レンズ１７と試料ｗｋとの間に屈折率が変化するレンズを挿入することにより、対物レンズ１７の焦点をＺ軸方向に移動させる構成も可能である。なお、試料ステージ３０は、手動操作によってＸ、Ｙ方向及びＺ方向に変位可能である。
【００２０】
試料ｗｋで反射されたレーザ光は、上記の光路を逆に辿る。すなわち、対物レンズ１７、第２リレーレンズ１６及び第１リレーレンズ１５を通り、水平偏向装置１４ａ及び垂直偏向装置１４ｂを介して１／４波長板１３を再び通る。この結果、レーザ光は偏光ビームスプリッタ１２を透過し、結像レンズ１８によって集光される。集光されたレーザ光は、結像レンズ１８の焦点位置に配置されたピンホール板９のピンホールを通過して受光素子１９に入射する。
【００２１】
受光素子１９として、光電子増倍管（フォトマルチプライヤチューブ）が使用される。光電子増倍管は、光電面、二次電子増倍機構、陽極からなる真空管であり、光が光電面に入射したときに放出される光電子が増倍されて陽極に捕集され、出力電流として外部に取り出される。多段の二次電子放出面を用いることにより、大きな増倍度（高い受光感度）が得られる。受光量に相当する電気信号は、出力アンプ、ゲインリミッタ回路、ＡＤ変換器等を含む共焦点信号処理回路４１を経てディジタル値として制御部４６に与えられる。
【００２２】
上記のような構成の共焦点光学系２により、試料ｗｋの表面の高さ（深さ）情報を取得することができる。以下に、その原理を簡単に説明する。
【００２３】
上述のように、対物レンズ１７が対物レンズ移動機構４０によってＺ方向（光軸方向）に駆動されると、対物レンズ１７の焦点と試料ｗｋとの光軸方向での相対距離が変化する。そして、対物レンズ１７の焦点が試料ｗｋの表面に結ばれたときに、試料ｗｋの表面で反射されたレーザ光は上記の光路を経て結像レンズ１８で集光され、ほとんどすべてのレーザ光がピンホール板９のピンホールを通過する。したがって、このときに、受光素子１９の受光量が最大になる。逆に、対物レンズ１７の焦点が試料ｗｋの表面からずれている状態では、結像レンズ１８によって集光されたレーザ光はピンホール板９からずれた位置に焦点を結ぶので、一部のレーザ光しかピンホールを通過することができない。その結果、受光素子１９の受光量は著しく低下する。
【００２４】
したがって、試料ｗｋの表面の任意の点について、対物レンズ１７をＺ方向（光軸方向）に駆動しながら受光素子１９の受光量を検出すれば、その受光量が最大になるときの対物レンズ１７のＺ方向位置（対物レンズ１７の焦点と試料ｗｋとの光軸方向での相対位置）を高さ情報として一義的に求めることができる。
【００２５】
実際には、対物レンズ１７を１ステップ（１ピッチ）移動するたびに水平偏向装置１４ａ及び垂直偏向装置１４ｂによって試料ｗｋの表面を走査して受光素子１９の受光量を得る。対物レンズ１７を測定範囲の下端から上端までＺ方向に移動させたとき、走査範囲内の各点（画素）について、Ｚ方向位置に応じて変化する受光量データが得られる。
【００２６】
図２は、対物レンズ１７のＺ方向位置に応じて変化する受光量データの例を示すグラフである。このような受光量データに基づいて、最大受光量とそのときのＺ方向位置が各点（画素）ごとに得られる。したがって、試料ｗｋの表面高さのＸＹ平面での分布が得られる。この処理は、マイクロコンピュータを用いた制御部４６によって実行される。
【００２７】
得られた表面高さの分布情報は、いくつかの方法で表示装置４７のモニタ画面に表示することができる。例えば３次元表示によって試料の高さ分布（表面形状）を立体的に表示することができる。あるいは、高さデータを輝度データに変換することにより、明るさの二次元分布として表示できる。高さデータを色差データに変換することにより、高さの分布を色の分布として表示することもできる。
【００２８】
また、ＸＹ走査範囲内の各点（画素）について得られた受光量を輝度データとする輝度信号から、試料ｗｋの表面画像（白黒画像）が得られる。各画素における最大受光量を輝度データ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焦点深度の非常に深い画像、いわゆる超焦点深度画像が得られる。また、任意の注目画素で最大受光量が得られた高さ（Ｚ方向位置）に固定した場合は、注目画素の部分と高低差が大きい部分の画素の受光量は著しく小さくなるので、注目画素と同じ高さの部分のみが明るい画像が得られる。
【００２９】
つぎに、共焦点顕微鏡に備えられた非共焦点光学系３とその信号処理について説明する。非共焦点光学系３は、試料ｗｋに白色光（カラー画像撮影用の照明光）を照射するための白色光源２０、第２コリメートレンズ２１、第１ハーフミラー２２、第２ハーフミラー２３、カラーＣＣＤ（イメージセンサー）２４等を含んでいる。また、非共焦点光学系３は共焦点光学系２の対物レンズ１７を共用しており、２つの光学系１，２の光軸は部分的に一致している。
【００３０】
白色光源２０には例えば白色ランプが用いられるが、特に専用の光源を設けず、自然光又は室内光を利用してもよい。白色光源２０から出た白色光は、第２コリメートレンズ２１を通り、第１ハーフミラー２２で光路を曲げられ、対物レンズ１７によって試料ステージ３０上に置かれた試料ｗｋの表面に集光される。
【００３１】
試料ｗｋで反射された白色光は、対物レンズ１７、第１ハーフミラー２２、第２リレーレンズ１６を通過し、第２ハーフミラー２３で反射されてカラーＣＣＤ２４に入射して結像する。カラーＣＣＤ２４は、共焦点光学系２のピンホール板９のピンホールと共役又は共役に近い位置に設けられている。カラーＣＣＤ２４で撮像されたカラー画像は、ＣＣＤ駆動回路４３によって読み出され、カラー画像信号処理回路４２を経て制御部４６に与えられる。このようにして得られたカラー画像は、試料ｗｋの観察用の拡大カラー画像として表示装置４７のモニタ画面に表示される。
【００３２】
また、共焦点光学系２で得られた焦点深度の深い画像と非共焦点光学系３で得られた通常のカラー画像とを組み合わせて、すべての画素で略ピントの合った焦点深度の深いカラー画像を生成し、表示することもできる。例えば、非共焦点光学系３で得られたカラー画像を構成する輝度信号を共焦点光学系２で得られた共焦点画像の輝度信号で置き換えることにより、簡易的にカラー共焦点画像を生成することができる。
【００３３】
上記のようなカラー画像に関する処理についても、制御部４６を含むコントローラが司る。コントローラにはコンソール（操作卓）のような入力装置４８やＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶表示装置）のような表示装置４７が接続されている。また、マウスのようなポインティングデバイスも入力装置４８として接続される。
【００３４】
ユーザは、表示装置４７の画面上に表示されるガイダンスにしたがって入力装置４８を用いて種々の測定用パラメータを設定することができる。例えば、対物レンズ１７のＺ方向移動範囲（測定範囲）や移動ピッチを設定する。あるいは、試料ｗｋの表面の光反射率等に応じて受光素子１９の受光感度（ＰＭＴゲイン）やＮＤフィルタによる減衰量の設定を行うことにより、共焦点画像の明るさが適当になるようにする。また、カラーＣＣＤ２４によるカラー画像の取得のためのシャッタースピードやゲイン及びホワイトバランスの設定を行う。
【００３５】
図３は、受光素子１９の出力信号を処理する共焦点信号処理回路４１の構成を示すブロック図である。共焦点信号処理回路４１は増幅器５１、ゲインリミッタ回路５２及びＡＤ変換器５３を有する。光電子増倍管である受光素子１９から出力された信号電圧Ｖｓｉｇは共焦点信号処理回路４１の増幅器５１で増幅された後にＡＤ変換器５３でディジタル信号に変換されて制御部４６へ与えられる。受光素子１９からの信号電圧Ｖｓｉｇは、ゲインリミッタ回路５２にも入力され、ゲインリミッタ回路５２の出力信号Ｖｃｏｎｔが受光素子（ＰＭＴ）１９のゲインを制御するように構成されている。
【００３６】
図４は、ゲインリミッタ回路５２の回路構成例を示す図である。受光素子１９からの信号電圧Ｖｓｉｇは、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなるローパスフィルタを介してコンパレータ（演算増幅器）５５の反転入力側に入力される。非反転入力側にはしきい値である基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。
【００３７】
信号電圧Ｖｓｉｇが基準電圧Ｖｒｅｆより低いときは、演算増幅器５５の出力はＨレベルであり、ダイオードＤ１がカットオフ状態になっている。このとき、ゲインリミッタ回路５２の出力Ｖｃｏｎｔはオープン状態（ハイインピーダンス）となっており、受光素子（ＰＭＴ）１９に影響を与えない。
【００３８】
基準電圧Ｖｒｅｆより高い信号電圧Ｖｓｉｇが入力されると、演算増幅器５５の出力が反転してＬレベルとなり、ダイオードＤ１が導通する。このとき、ゲインリミッタ回路５２の出力であるコントロール電圧Ｖｃｏｎｔが受光素子１９のゲイン（ＰＭＴゲイン）を下げるように働く。その結果、受光素子（光電子増倍管）１９から取り出される光電流に制限がかかることになる。
【００３９】
本実施形態の共焦点顕微鏡システム１において、基準電圧（しきい値）Ｖｒｅｆは、受光素子１９の最大定格電流より（十分に）小さい光電流で上記の制限がかかるように設定されている。これにより、鏡面のように光反射率の高い試料ｗｋを繰り返し測定しても、受光素子（光電子増倍管）１９が劣化したり損傷を受けたりするおそれが無くなる。
【００４０】
また、増幅器５１以降の後段回路である光量検出回路で、飽和電流となる光電流より（十分）大きい光電流で上記の制限がかかるように基準電圧（しきい値）Ｖｒｅｆが設定されている。これにより、得られた共焦点画像のほとんど全面で飽和による白飛びが生じている場合であっても、受光素子１９の出力電流が前述の後段回路である光量検出回路の飽和電流より大きいしきい値を超えない限り出力電流制限が働くことはない。つまり、共焦点画像の略全面で飽和による白飛びが生じているような測定条件においても測定を継続し、その画面の一部で所望の画像情報を得ることが可能になる。
【００４１】
図５及び図６は、ユーザが所望する測定条件で測定する場合の例を示す図である。図５は通常のＰＭＴゲインで測定したときの様子を示し、図６は図５の条件からＰＭＴゲインを増加したときの様子を示している。図５（ａ）に示す共焦点画像６０において、白い背景６１の中に、黒い島６２が表示されている。画面の横方向の直線Ｌ１に沿う受光量の変化は図５（ｂ）に示すようになっている。黒い島６２の部分で受光量は非常に小さく、白い背景６１の部分で受光量は飽和光量に近くなっている。このとき、図２に示した対物レンズ１７のＺ方向位置に応じて変化する受光量のグラフは、図７に実線で示すようになる。６５が白い背景６１の受光量を示し、６６が黒い島６２の受光量を示している。
【００４２】
図５（ａ）では黒い島６２が均一に見えるが、ＰＭＴゲインを増加すると図６（ａ）に示すように、黒い島６２の中に更に暗いスポット６３があることがわかる。ユーザが詳しく観察したい箇所がこの部分にあるとする。ＰＭＴゲインを増加した図６（ａ）において、直線Ｌ１に沿う受光量の変化は図６（ｂ）に示すようになり、白い背景６１の部分では受光量が飽和光量を超えている。
【００４３】
本実施形態の共焦点顕微鏡システム１では、光電子増倍管１９の飽和電流より（十分）大きい光電流で制限がかかるように基準電圧（しきい値）Ｖｒｅｆが設定されているので、図６に示すような状態でも試料ｗｋの測定及び観察が可能である。
【００４４】
また、図５に示した共焦点画像のＰＭＴゲインでは、図７に示すように白い背景６１の受光量の変化６５から最大受光量となるＺ方向位置（ピントが合った位置）Ｚ１を見つけることが容易であるが、黒い島６２の受光量の変化６６から最大受光量となるＺ方向位置を見つけることは困難である。これに対して、図６に示した共焦点画像のようにＰＭＴゲインを増加した状態では、黒い島６２の受光量の変化が図７において実線６６から破線６６’のように増幅されるので、その最大受光量となるＺ方向位置（ピントが合った位置）Ｚ２を容易に見つけられるようになる。
【００４５】
このように、本実施形態の共焦点顕微鏡システム１によれば、通常のＰＭＴゲインで受光量が小さいために暗くなってしまう部分を詳細に観察したい場合に、周辺部分が飽和光量を超えるまでＰＭＴゲインを上げることができるので、当該部分の詳細な観察が可能となる。また、その部分に含まれる特定箇所にピントを合わせることも容易になる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態を図面に沿って説明したが、本発明は上記の実施形態に限らず種々の形態で実施することができる。例えば、共焦点光学系２による試料ｗｋの表面の高さ情報を取得するために、対物レンズ１７をＺ方向に移動（上下動）させる代わりに、ステージ３０を上下動させてもよい。
【００４７】
また、光による試料の走査は、水平偏向及び垂直偏向による二次元走査に限らず、種々の走査方法が考えられる。例えば、シリンドリカルレンズを用いてＸ方向に細長い光（スリット光）を生成し、これをＹ方向に偏向すれば、二次元走査が可能である。
【００４８】
また、上記の実施形態の共焦点顕微鏡は反射型の顕微鏡であるが、透過型の共焦点顕微鏡にも本発明を適用することができる。透過型の顕微鏡の場合は、試料の裏面から共焦点光学系のレーザ光及び非共焦点光学系の白色光が照射される。共焦点光学系の光源はレーザ光源を含む単色光源はもちろんのこと、複数波長を含むものであってもよい。非共焦点光学系の光源は自然光又は室内光で代用することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の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によれば、ゲインリミッタ回路が作動するしきい値が最大定格電流より小さく、かつ、光量検出回路の飽和電流より大きい範囲内に設定されているので、電子増倍管の損傷を防ぐための電流制限が確実に働く一方で、ユーザが望む測定条件に柔軟に対応し、測定の途中で出力電流制限が不用意に働くことが少なくなる。例えば、共焦点顕微鏡で得られた共焦点画像のほとんど全面で飽和による白飛びが生じている場合であっても、受光素子の出力電流が光量検出回路の飽和電流より大きいしきい値を超えない限り出力電流制限が働くことはない。したがって、共焦点画像の略全面で飽和による白飛びが生じているような測定条件においても測定を継続し、その画面の一部で所望の画像情報を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る共焦点顕微鏡システムの概略構成を示している。
【図２】対物レンズのＺ方向位置に応じて変化する受光量データの例を示すグラフである。
【図３】受光素子の出力信号を処理する共焦点信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図４】ゲインリミッタ回路の回路構成例を示す図である。
【図５】ユーザが所望する測定条件で測定する場合の例を示す図である。
【図６】図５の条件からＰＭＴゲインを増加したときの様子を示す図である。
【図７】図５及び図６の測定例において、対物レンズのＺ方向位置に応じて変化する受光量の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１　共焦点顕微鏡システム
１９　光電子増倍管（受光素子）
５２　ゲインリミッタ回路

Claims

光電子増倍管を受光素子として使用する光量検出回路において前記受光素子の損傷を防止するために出力電流を制限するゲインリミッタ回路であって、
前記受光素子の最大定格電流より小さく、かつ、前記光量検出回路の飽和電流より大きい範囲内にあるしきい値に前記出力電流が達したときに、前記出力電流の更なる増加を制限するように作動することを特徴とする光電子増倍管のゲインリミッタ回路。
共焦点光学系を介して試料からの光を受光素子で受光し、その受光情報に基づいて前記試料の表面の高さ情報及び光量情報を取得する共焦点顕微鏡システムであって、
前記受光素子として光電子増倍管が使用され、前記受光素子の損傷を防止するために出力電流を制限するゲインリミッタ回路を備え、前記受光素子の最大定格電流より小さく、かつ、前記光量検出回路の飽和電流より大きい範囲内にあるしきい値に前記出力電流が達したときに、前記出力電流の更なる増加を制限するように前記ゲインリミッタ回路が作動することを特徴とする共焦点顕微鏡システム。