JP2009139484A - Microscope apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope that acquires an observation image with optimum sampling frequency at any time. <P>SOLUTION: This scanning microscope apparatus includes: a sample information acquisition means for generating an analog signal that changes in accordance with the sample information; an acquired condition storage means for storing the acquired condition acquired by the sample information acquisition means; a sampling frequency determination means for calculating the apparatus resolution from the acquired condition and determining the sampling frequency required for generating image data having pixel resolution satisfying the apparatus resolution from the analog signal; an image data generating means for sampling with the determined sampling frequency and generating the image data from the analog signal; an image data storage means; and an observation image outputting means for generating the observation image of an optional image size from the image data and outputting the observation image to a display device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細な試料の表面形状情報などの試料情報をモニタなどの表示手段に表示することができる顕微鏡に関する。   The present invention relates to a microscope capable of displaying sample information such as surface shape information of a fine sample on a display means such as a monitor.

微細な試料の表面形状情報をモニタで観察する場合、走査型光学顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡などが広く用いられる。
例えば、特許文献1には、光源から出射された光を対物レンズで試料表面上に集光させ、その集光された光を平面方向に走査し、その反射光を受光素子で受光し、サンプリングクロック発生装置によって発生するサンプリングクロックによって、受光信号をアナログ−デジタル変換部でデジタル変換し、変換後の情報をモニタに表示することで、試料表面の形状情報を観察する走査型光学顕微鏡について開示されている。
When observing surface shape information of a fine sample with a monitor, a scanning optical microscope, a scanning probe microscope, or the like is widely used.
For example, in Patent Document 1, light emitted from a light source is collected on the surface of a sample by an objective lens, the collected light is scanned in a plane direction, the reflected light is received by a light receiving element, and sampling is performed. A scanning optical microscope is disclosed that observes shape information on a sample surface by digitally converting a received light signal by an analog-to-digital converter by a sampling clock generated by a clock generator and displaying the converted information on a monitor. ing.

従来、走査型光学顕微鏡の場合、上述のアナログ−デジタル変換に使用するサンプリングクロックの周波数(以下、単に「サンプリング周波数」という)は、対物レンズのNA(開口数)と光源波長との組合わせに関係なく、モニタの解像度に合わせて、常に同じサンプリング周波数を使用していた。また、走査型プローブ顕微鏡の場合も、走査プローブの先端径に関係なく、常に同じサンプリング周波数を使用していた。
特開平10−311949号公報
Conventionally, in the case of a scanning optical microscope, the frequency of the sampling clock used for the above-described analog-digital conversion (hereinafter simply referred to as “sampling frequency”) is a combination of the NA (numerical aperture) of the objective lens and the light source wavelength. Regardless of the resolution of the monitor, the same sampling frequency was always used. In the case of a scanning probe microscope, the same sampling frequency is always used regardless of the tip diameter of the scanning probe.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-311949

しかし、サンプリング周波数をモニタの解像度に合わせて使用した場合、観察したい視野に最適なサンプリング周期で観察画像を取得できていない場合が生じる。
例えば、光学分解能若しくは機械的な分解能よりサンプリング周波数の方が低い場合(以下、「アンダーサンプリング」という)、顕微鏡は自身の持つ光学性能を有効に使いきれない。
However, when the sampling frequency is used in accordance with the resolution of the monitor, an observation image may not be acquired with a sampling period optimum for the visual field to be observed.
For example, when the sampling frequency is lower than the optical resolution or the mechanical resolution (hereinafter referred to as “undersampling”), the microscope cannot effectively use its own optical performance.

また、光学分解能より過度に高いサンプリング周波数を使用している場合(以下、「オーバーサンプリング」という)、顕微鏡は必要以上にデータを取得することとなり、メモリ等の資源を多大に消費してしまう。   Further, when a sampling frequency that is excessively higher than the optical resolution is used (hereinafter referred to as “oversampling”), the microscope acquires data more than necessary, and consumes resources such as memory.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、常に観察したい視野に最適なサンプリング周波数で観察画像を取得する顕微鏡装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and a problem to be solved is to provide a microscope apparatus that acquires an observation image at a sampling frequency optimum for a visual field that is always desired to be observed.

上記課題を解決するために、本走査型顕微鏡装置は、観察対象である試料情報に応じて変化するアナログ信号を得て該試料の画像データを生成する顕微鏡装置において、前記試料情報を取得する手段であって、該試料情報に応じて変化するアナログ信号を生成させる試料情報取得手段と、該試料情報取得手段により該試料情報を取得するための取得条件を記憶する取得条件記憶手段と、該取得条件から、前記試料情報取得手段固有の分解能である装置分解能を算出し、該装置分解能を満たす前記画像データを前記アナログ信号から生成するために必要なサンプリング周波数を決定するサンプリング周波数決定手段と、該サンプリング周波数決定手段で決定されたサンプリング周波数を用いて前記アナログ信号のサンプリングを行なうことにより、該アナログ信号をデジタル信号に変換して前記画像データを生成する画像データ生成手段と、該画像データ生成手段で生成された画像データを記憶する画像データ記憶手段と、該画像データ記憶手段から記憶された前記画像データを取得し、該画像データから任意の画像サイズの観察画像を生成して表示装置に出力する観察画像出力手段と、を備える。   In order to solve the above-described problem, the present scanning microscope apparatus obtains the sample information in a microscope apparatus that obtains an analog signal that changes in accordance with sample information to be observed and generates image data of the sample. A sample information acquisition unit that generates an analog signal that changes according to the sample information, an acquisition condition storage unit that stores an acquisition condition for acquiring the sample information by the sample information acquisition unit, and the acquisition A sampling frequency determining means for calculating an apparatus resolution that is a resolution inherent to the sample information acquisition means from conditions, and determining a sampling frequency necessary for generating the image data satisfying the apparatus resolution from the analog signal; and By sampling the analog signal using the sampling frequency determined by the sampling frequency determining means. Image data generation means for converting the analog signal into a digital signal to generate the image data, image data storage means for storing the image data generated by the image data generation means, and storage from the image data storage means Observation image output means for acquiring the image data and generating an observation image of an arbitrary image size from the image data and outputting the observation image to a display device.

本発明によると、常に観察したい視野に最適なサンプリング周波数で観察画像を取得する顕微鏡装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a microscope apparatus that acquires an observation image at a sampling frequency optimum for a visual field that is always desired to be observed.

以下、本発明の実施形態について、図1〜図12に基づいて説明する。
(第1の実施例)
図1は、本実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡100の構成例を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a confocal scanning laser microscope 100 according to the present embodiment.

本実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡100は、試料にレーザ光を照射して観察画像を取得する光学系を有するレーザ顕微鏡本体101と、レーザ顕微鏡本体101を制御してモニタ103に観察画像を出力するコントローラ102と、出力される観察画像を表示するモニタ103と、を備える。   A confocal scanning laser microscope 100 according to the present embodiment includes a laser microscope main body 101 having an optical system that irradiates a sample with laser light and acquires an observation image, and controls the laser microscope main body 101 to monitor an image on the monitor 103. , And a monitor 103 that displays the output observation image.

ここで、レーザ顕微鏡本体101は、レーザ光源110、PBS(Polarization BeamSplitter)111、2次元走査手段112、1/4λ板113、レボルバ114,対物レンズ115、結像レンズ116、ピンホール117、光検出器118、AD変換器119を少なくとも備える。   Here, the laser microscope main body 101 includes a laser light source 110, a PBS (Polarization Beam Splitter) 111, a two-dimensional scanning unit 112, a 1 / 4λ plate 113, a revolver 114, an objective lens 115, an imaging lens 116, a pinhole 117, and light detection. 118 and AD converter 119 at least.

レーザ光源110から出射した光は、PBS111を透過する。そして、2次元走査手段112に入射する。2次元走査手段112は、レボルバ114に装着された対物レンズ115を介して試料120に照射する光束を2次元的に走査する。この時、光束は、1/4λ板113により直線偏光から円偏光に変換される。   The light emitted from the laser light source 110 passes through the PBS 111. Then, the light enters the two-dimensional scanning unit 112. The two-dimensional scanning unit 112 two-dimensionally scans the light beam applied to the sample 120 through the objective lens 115 attached to the revolver 114. At this time, the light beam is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the ¼λ plate 113.

2次元走査手段112は、対物レンズ115の瞳と共役な位置に配置されているので、対物レンズ115の瞳へ入射した光束は、収束光となって試料120上の焦点が合った面を走査する。   Since the two-dimensional scanning unit 112 is disposed at a position conjugate with the pupil of the objective lens 115, the light beam incident on the pupil of the objective lens 115 becomes a convergent light and scans the surface on the sample 120 in focus. To do.

ここで、2次元走査手段112およびレボルバ114は、コントローラ102によって制御される。なお、本実施例に係る2次元走査手段112では、一般的に使用されているラスタスキャンといわれる方法を用いて走査を行なうが、これに限定する趣旨ではない。   Here, the two-dimensional scanning unit 112 and the revolver 114 are controlled by the controller 102. In the two-dimensional scanning unit 112 according to the present embodiment, scanning is performed using a commonly used method called raster scan, but the present invention is not limited to this.

一方、試料120の表面で反射した光束は、再び対物レンズ115、1/4λ板113、2次元走査手段112を介してPBS111に導入される。そして、当該光束は、PBS111によって反射され、結像レンズ116によってピンホール117上に集光される。   On the other hand, the light beam reflected by the surface of the sample 120 is again introduced into the PBS 111 via the objective lens 115, the 1 / 4λ plate 113, and the two-dimensional scanning means 112. Then, the luminous flux is reflected by the PBS 111 and condensed on the pinhole 117 by the imaging lens 116.

ここで、対物レンズ115による集光位置は、ピンホール117と光学的に共役な位置になっている。すなわち、試料120上の任意の表面が対物レンズ115による集光位置にある場合、試料120からの反射光はピンホール117上で集光するので、当該反射光はピンホール117を通過する。また、試料120の任意の表面が対物レンズ115による集光位置からずれている場合、試料120からの反射光はピンホール117上に集光していないので、当該反射光はピンホール117を通過しない。   Here, the condensing position by the objective lens 115 is an optically conjugate position with the pinhole 117. That is, when an arbitrary surface on the sample 120 is at a position where light is collected by the objective lens 115, the reflected light from the sample 120 is collected on the pinhole 117, so that the reflected light passes through the pinhole 117. In addition, when an arbitrary surface of the sample 120 is deviated from the condensing position by the objective lens 115, the reflected light from the sample 120 is not condensed on the pinhole 117, and thus the reflected light passes through the pinhole 117. do not do.

以上のようにして、光検出器118は、試料120の表面が対物レンズ115の集光位置に位置する領域の反射光のみを受光する。
光検出器118からの検出信号は、AD変換器119でアナログ−デジタル変換され、コントローラ102に出力される。コントローラ102は、当該検出信号から観察画像を生成し、当該観察画像をモニタ103に出力する。その結果、共焦点走査型レーザ顕微鏡100の使用者は、試料120の観察画像をモニタ103で観察することが可能となる。
As described above, the photodetector 118 receives only the reflected light in the region where the surface of the sample 120 is located at the condensing position of the objective lens 115.
A detection signal from the photodetector 118 is analog-digital converted by the AD converter 119 and output to the controller 102. The controller 102 generates an observation image from the detection signal and outputs the observation image to the monitor 103. As a result, the user of the confocal scanning laser microscope 100 can observe the observation image of the sample 120 on the monitor 103.

以上に説明した構成において、例えば、試料情報取得手段は、レーザ顕微鏡本体101(AD変換器119を除く)に対応する。また、取得条件記憶手段は、条件入力部206および光原波長記憶部204に対応する。また、サンプリング周波数決定手段は、サンプリング周波数演算部203に対応する。また、画像データ生成手段は、AD変換器119およびサンプリングクロック発生部209に対応する。また、画像データ記憶手段は、検出信号受信部200および検出信号記憶部202に対応する。また、観察画像出力手段は、表示画像構築部207および表示画像記憶部208に対応する。   In the configuration described above, for example, the sample information acquisition unit corresponds to the laser microscope main body 101 (excluding the AD converter 119). The acquisition condition storage means corresponds to the condition input unit 206 and the photon wavelength storage unit 204. The sampling frequency determination unit corresponds to the sampling frequency calculation unit 203. The image data generation means corresponds to the AD converter 119 and the sampling clock generation unit 209. The image data storage means corresponds to the detection signal receiving unit 200 and the detection signal storage unit 202. An observation image output unit corresponds to the display image construction unit 207 and the display image storage unit 208.

図2は、本実施例に係るコントローラ102の構成を示すブロック図である。
本実施例に係るコントローラ102は、AD変換器119からの検出信号を受信する検出信号受信部200と、2次元走査手段112等に対して条件設定を行なう条件設定部201と、受信した検出信号を記憶する検出信号記憶部202と、最適なサンプリング周波数を算出するサンプリング周波数演算部203と、使用するレーザ光源110の波長を記憶する光源波長記憶部204と、モニタ103とのI/F(Inter/Face)である画像転送I/F205と、条件入力画面等から各種条件を取得し、記憶する条件入力部206と、検出信号から表示するための観察画像を生成する表示画像構築部207と、その観察画像を記憶する表示画像記憶部208と、任意のサンプリング周波数のサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック発生部209と、を備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the controller 102 according to the present embodiment.
The controller 102 according to this embodiment includes a detection signal receiving unit 200 that receives a detection signal from the AD converter 119, a condition setting unit 201 that sets conditions for the two-dimensional scanning unit 112, and the like, and the received detection signal A detection signal storage unit 202 that stores the sampling frequency, a sampling frequency calculation unit 203 that calculates an optimal sampling frequency, a light source wavelength storage unit 204 that stores the wavelength of the laser light source 110 to be used, and an I / F (Inter / Face), an image transfer I / F 205, a condition input unit 206 that acquires and stores various conditions from a condition input screen, a display image construction unit 207 that generates an observation image to be displayed from a detection signal, A display image storage unit 208 that stores the observation image, and a sample that generates a sampling clock having an arbitrary sampling frequency It includes a Gukurokku generator 209, a.

検出信号受信部200は、AD変換器119が出力する検出信号を受信し、検出信号記憶部202に転送する。一方、検出信号記憶部202は、当該転送された検出信号を記憶する。   The detection signal receiving unit 200 receives the detection signal output from the AD converter 119 and transfers it to the detection signal storage unit 202. On the other hand, the detection signal storage unit 202 stores the transferred detection signal.

条件設定部201は、条件入力部206により取得した条件(例えば、選択する対物レンズのNA、走査幅など)を2次元走査手段112やレボルバ114に転送する。本実施例では、2次元走査手段112には走査幅を転送し、レボルバ114には選択する対物レンズ種類を転送する。また、条件設定部201は、サンプリングクロック発生部209から得るサンプリングクロックをAD変換器119に供給する。   The condition setting unit 201 transfers the conditions (for example, NA of the objective lens to be selected, scanning width, etc.) acquired by the condition input unit 206 to the two-dimensional scanning unit 112 and the revolver 114. In this embodiment, the scanning width is transferred to the two-dimensional scanning unit 112, and the selected objective lens type is transferred to the revolver 114. In addition, the condition setting unit 201 supplies the sampling clock obtained from the sampling clock generation unit 209 to the AD converter 119.

サンプリング周波数演算部203は、条件入力部206により、最適なサンプリング周波数を算出するための各種条件(例えば、対物レンズのNA等)を取得するとともに、使用しているレーザ光源110の波長を光源波長記憶部204から取得する。そして、取得した対物レンズ115のNAとレーザ光源110の波長との組合わせにおいて、最適なサンプリング周波数を算出する。   The sampling frequency calculation unit 203 obtains various conditions (for example, NA of the objective lens) for calculating the optimum sampling frequency by the condition input unit 206 and sets the wavelength of the laser light source 110 being used as the light source wavelength. Obtained from the storage unit 204. Then, an optimum sampling frequency is calculated in the combination of the acquired NA of the objective lens 115 and the wavelength of the laser light source 110.

画像転送I/F205は、表示画像記憶部208に記憶されている観察画像をモニタ103に出力し、当該観察画像をモニタ103上に表示させる。
表示画像構築部207は、検出信号記憶部202から検出信号を取得し、モニタ103に表示する画像サイズに合わせて観察画像を生成する。なお、表示する画像サイズは、条件入力部206から取得する。
The image transfer I / F 205 outputs the observation image stored in the display image storage unit 208 to the monitor 103 and displays the observation image on the monitor 103.
The display image construction unit 207 acquires a detection signal from the detection signal storage unit 202 and generates an observation image in accordance with the image size displayed on the monitor 103. Note that the image size to be displayed is acquired from the condition input unit 206.

サンプリングクロック発生部209は、サンプリング周波数演算部203で算出したサンプリング周波数にしたがってサンプリングクロックを生成する。例えば、PLL回路等を用いて実現可能である。   The sampling clock generator 209 generates a sampling clock according to the sampling frequency calculated by the sampling frequency calculator 203. For example, it can be realized using a PLL circuit or the like.

以上、説明したコントローラ102は、例えば、揮発性/不揮発性の記憶装置やCPUを備える情報処理装置によって実現することができる。
例えば、検出信号記憶部202、光源波長記憶部204および表示画像記憶部208は、揮発性/不揮発性の記憶装置(RAM、フラッシュメモリ、磁気記憶装置など)を用いて実現できる。また、サンプリング周波数演算部203や条件入力部206は、不揮発性の記憶装置にあらかじめ記憶したプログラムにしたがってCPUに命令を実行させることによって実現できる。
The controller 102 described above can be realized by, for example, an information processing apparatus including a volatile / nonvolatile storage device and a CPU.
For example, the detection signal storage unit 202, the light source wavelength storage unit 204, and the display image storage unit 208 can be realized using a volatile / nonvolatile storage device (RAM, flash memory, magnetic storage device, etc.). The sampling frequency calculation unit 203 and the condition input unit 206 can be realized by causing the CPU to execute instructions according to a program stored in advance in a nonvolatile storage device.

表示画像構築部207は、サンプリング周波数演算部203と同様に、不揮発性の記憶装置にあらかじめ記憶したプログラムにしたがってCPUに命令を実行させることによって実現してもよいし、専用のハードウェアやFPGA(Field Programmable Gate Array)などによって実現してもよい。サンプリングクロック発生部209には、例えば、PLL回路を用いればよい。   Similar to the sampling frequency calculation unit 203, the display image construction unit 207 may be realized by causing the CPU to execute an instruction according to a program stored in advance in a non-volatile storage device, or may include a dedicated hardware or FPGA ( (Field Programmable Gate Array) or the like. For the sampling clock generator 209, for example, a PLL circuit may be used.

図3は、本実施例に係る条件入力部206による条件取得処理の例を示す図である。
本実施例に係る条件取得処理では、コントローラ102が備えるCPUが所定のプログラム命令にしたがってモニタ103上にGUI(以下、「条件入力画面300」という)を表示する。そして、使用者が条件入力画面300に対してマウス等を用いて各種条件を指定すると、条件入力部206が当該条件を取得し、記憶する。なお、取得した条件は、図示しない揮発性/不揮発性の記憶装置に適宜記憶してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of condition acquisition processing by the condition input unit 206 according to the present embodiment.
In the condition acquisition process according to the present embodiment, the CPU included in the controller 102 displays a GUI (hereinafter referred to as “condition input screen 300”) on the monitor 103 in accordance with a predetermined program command. When the user designates various conditions on the condition input screen 300 using a mouse or the like, the condition input unit 206 acquires and stores the conditions. The acquired conditions may be appropriately stored in a volatile / nonvolatile storage device (not shown).

本実施例に係る条件入力画面300は、対物レンズ設定部301と、ズーム条件設定部302と、モニタ103に表示する画像サイズを設定する表示画像サイズ設定部303と、画像取得ボタン304と、を備える。   The condition input screen 300 according to the present embodiment includes an objective lens setting unit 301, a zoom condition setting unit 302, a display image size setting unit 303 for setting an image size to be displayed on the monitor 103, and an image acquisition button 304. Prepare.

対物レンズ設定部301は、レボルバ114に接続されている対物レンズ115を選択する画面である。図3には、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍、150倍の対物レンズ115が選択可能な場合の画面の例を示している。   The objective lens setting unit 301 is a screen for selecting the objective lens 115 connected to the revolver 114. FIG. 3 shows an example of a screen when the objective lens 115 of 5 times, 10 times, 20 times, 50 times, 100 times, and 150 times can be selected.

ズーム条件設定部302は、2次元走査手段112の走査幅を設定する画面である。
表示画像サイズ設定部303は、モニタ103に出力する観察画像の画像サイズを設定する画面である。
The zoom condition setting unit 302 is a screen for setting the scanning width of the two-dimensional scanning unit 112.
The display image size setting unit 303 is a screen for setting the image size of the observation image output to the monitor 103.

上記設定が行なわれ、画像取得ボタン304が押下されると、観察画像の取得、モニタ103への観察画像の出力が開始される。
図4は、本実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡100の処理を示すフローチャートである。
When the above settings are made and the image acquisition button 304 is pressed, acquisition of an observation image and output of the observation image to the monitor 103 are started.
FIG. 4 is a flowchart showing the process of the confocal scanning laser microscope 100 according to the present embodiment.

ステップS400において、使用者が画像取得ボタン304を押下すると、共焦点走査型レーザ顕微鏡100は、観察画像の取得処理を開始する。そして、共焦点走査型レーザ顕微鏡100は、処理をステップS401に移行する。   In step S400, when the user presses the image acquisition button 304, the confocal scanning laser microscope 100 starts an observation image acquisition process. Then, in the confocal scanning laser microscope 100, the process proceeds to step S401.

ステップS401において、条件入力部206は、条件入力画面300に設定された各種条件(例えば、対物レンズのNA、ズーム条件、表示画像サイズ等)を取得する。そして、処理をステップS402に移行する。   In step S401, the condition input unit 206 acquires various conditions set on the condition input screen 300 (for example, NA of the objective lens, zoom condition, display image size, etc.). Then, the process proceeds to step S402.

ステップS402において、サンプリング周波数演算部203は、条件入力部206から取得した対物レンズ115のNAと、光源波長記憶部204に記憶されている光源波長値λから、本実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡100の光学分解能δを求め、さらに、AD変換器119における最適なサンプリング周波数fspを算出する。   In step S <b> 402, the sampling frequency calculation unit 203 calculates the confocal scanning type according to the present embodiment from the NA of the objective lens 115 acquired from the condition input unit 206 and the light source wavelength value λ stored in the light source wavelength storage unit 204. The optical resolution δ of the laser microscope 100 is obtained, and the optimum sampling frequency fsp in the AD converter 119 is calculated.

具体的には、以下の演算をサンプリング周波数演算部203が行なう。
(1)サンプリング周波数演算部203は、使用している対物レンズ115のNAと、使用しているレーザ光源110の波長λと、を次式に代入することにより空間周波数CTF(Contrast Transfer Function)を算出する。
Specifically, the sampling frequency calculation unit 203 performs the following calculation.
(1) The sampling frequency calculation unit 203 substitutes the spatial frequency CTF (Contrast Transfer Function) by substituting the NA of the objective lens 115 being used and the wavelength λ of the laser light source 110 being used into the following equation. calculate.

CTF = 2*NA/λ (Line pair/mm) ・・・・・(1)
(2)サンプリング周波数演算部203は、式(1)で算出したCTFを次式に代入することにより光学分解能δを算出する。
CTF = 2 * NA / λ (Line pair / mm) (1)
(2) The sampling frequency calculation unit 203 calculates the optical resolution δ by substituting the CTF calculated in Expression (1) into the following expression.

δ = 1000*{1/(2*CTF)} (μm) ・・・・・(2)
ここで、最適なサンプリング周波数を、サンプリングして得る画像データの分解能が、光学分解能δを満たす周波数と定義する。この場合、サンプリング定理から、光学分解能δに対して画像データの分解能が2倍以上となる周波数が最適なサンプリング周波数となる。
δ = 1000 * {1 / (2 * CTF)} (μm) (2)
Here, the optimum sampling frequency is defined as the frequency at which the resolution of the image data obtained by sampling satisfies the optical resolution δ. In this case, from the sampling theorem, the frequency at which the resolution of the image data is at least twice the optical resolution δ is the optimum sampling frequency.

なお、以下に示す本実施例では、光学分解能δに対して画像データの分解能が2倍となる周波数を最適なサンプリング周波数として算出する例を示すが、これに限定しないのは当然である。例えば、必要に応じて、光学分解能δに対して画像分解能が3倍、4倍、・・・等となる周波数を最適なサンプリング周波数としてもよい。この時、整数倍に限定しないのは当然である。   In the present embodiment described below, an example is shown in which the frequency at which the resolution of the image data is twice the optical resolution δ is calculated as the optimum sampling frequency, but the present invention is not limited to this. For example, if necessary, the frequency at which the image resolution is three times, four times,... Relative to the optical resolution δ may be set as the optimum sampling frequency. At this time, it is natural that it is not limited to an integer multiple.

(3)サンプリング周波数演算部203は、式(2)で算出した光学分解能δと、ズーム条件設定部302のズーム設定で決まる2次元走査手段112の走査幅とその時の走査角とで決まる視野領域の横方向の実視野Xと、を次式に代入することにより、サンプリングクロック数Nを算出する。   (3) The sampling frequency calculation unit 203 is a visual field region determined by the optical resolution δ calculated by the equation (2), the scanning width of the two-dimensional scanning unit 112 determined by the zoom setting of the zoom condition setting unit 302, and the scanning angle at that time. The number of sampling clocks N is calculated by substituting the horizontal real field of view X into the following equation.

N = 2*(X/δ) ・・・・・(3)
なお、光学分解能δに対して画像分解能が3倍、4倍、・・・となる周波数を最適なサンプリング周波数とする場合には、次式を満たす任意のNを使用すればよい。
N = 2 * (X / δ) (3)
In addition, when the frequency at which the image resolution is three times, four times,... Relative to the optical resolution δ is set as the optimum sampling frequency, any N satisfying the following equation may be used.

N’ ≧ 2*(X/δ) ・・・・・(3)’
(4)本実施例に係る2次元走査手段112では、リニアに駆動するガルバノスキャナを使用しているので、サンプリング周波数演算部203は、式(3)で算出したサンプリングクロック数Nと、ガルバノスキャナの駆動周波数fと、を次式に代入することにより、最適なサンプリング周波数fspを算出する。
N ′ ≧ 2 * (X / δ) (3) ′
(4) Since the two-dimensional scanning unit 112 according to the present embodiment uses a linearly driven galvano scanner, the sampling frequency calculation unit 203 uses the sampling clock number N calculated by the equation (3) and the galvano scanner. The optimum sampling frequency fsp is calculated by substituting the following drive frequency f into the following equation.

fsp = 2*N*f (Hz) ・・・・・(4)
上述した(1)〜(4)の処理によって、最適なサンプリング周波数fspを算出すると、サンプリング周波数演算部203は、当該サンプリング周波数をサンプリングクロック発生部209に転送し、処理をステップS403に移行する。
fsp = 2 * N * f (Hz) (4)
When the optimum sampling frequency fsp is calculated by the processes (1) to (4) described above, the sampling frequency calculation unit 203 transfers the sampling frequency to the sampling clock generation unit 209, and the process proceeds to step S403.

ステップS404において、条件設定部201は、条件入力部206から取得した対物レンズ115の種類、2次元走査手段112の走査幅、をそれぞれレボルバ114、2次元走査手段112に転送する。また、条件設定部201は、サンプリングクロック発生部209から得る最適なサンプリング周波数fspのサンプリングクロックを、AD変換器119に供給する。   In step S <b> 404, the condition setting unit 201 transfers the type of the objective lens 115 acquired from the condition input unit 206 and the scanning width of the two-dimensional scanning unit 112 to the revolver 114 and the two-dimensional scanning unit 112, respectively. Further, the condition setting unit 201 supplies the AD converter 119 with the sampling clock having the optimum sampling frequency fsp obtained from the sampling clock generation unit 209.

一方、レボルバ114は、転送された対物レンズ115の種類に対物レンズを切り替え、2次元走査手段112は、転送された走査幅で走査を開始する。また、AD変換器119は、検出信号について最適なサンプリング周波数fspでアナログ−デジタル変換を開始する。   On the other hand, the revolver 114 switches the objective lens to the type of the transferred objective lens 115, and the two-dimensional scanning unit 112 starts scanning with the transferred scanning width. In addition, the AD converter 119 starts analog-digital conversion at the optimum sampling frequency fsp for the detection signal.

ステップS405において、検出信号受信部200は、AD変換器119から出力される検出信号を受信し、検出信号記憶部202に記憶する。そして、ステップS406において、表示画像構築部207が、検出信号記憶部202に記憶された検出信号から、条件入力部206から取得した表示画像サイズに合わせた観察画像を生成し、表示画像記憶部208に記憶する。   In step S <b> 405, the detection signal receiving unit 200 receives the detection signal output from the AD converter 119 and stores it in the detection signal storage unit 202. In step S406, the display image construction unit 207 generates an observation image that matches the display image size acquired from the condition input unit 206 from the detection signal stored in the detection signal storage unit 202, and the display image storage unit 208. To remember.

ステップS407において、画像転送I/F205は、表示画像記憶部208に記憶される観察画像を読み出してモニタ103に出力する。これにより、モニタ103に観察画像が表示されることとなる。   In step S <b> 407, the image transfer I / F 205 reads the observation image stored in the display image storage unit 208 and outputs it to the monitor 103. As a result, the observation image is displayed on the monitor 103.

図5は、ステップS403による最適なサンプリング周波数fspの算出結果の具体例を示す図である。
例えば、ズーム条件設定部302の設定(ズーム)が1倍の時と3倍の時とでは、視野領域500に対する実視野X(μm)が異なってくるので、図5には、ズームが1倍の時の算出結果501と、3倍の時の算出結果502と、を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example of the calculation result of the optimum sampling frequency fsp in step S403.
For example, when the setting (zoom) of the zoom condition setting unit 302 is 1 × and 3 ×, the actual field of view X (μm) with respect to the field of view 500 is different. The calculation result 501 at the time of 3 and the calculation result 502 at the time of 3 times are shown.

また、レーザ光源110の波長λが407(μm)の場合、対物レンズ115のNAが0.15(5倍)では、式(1)、式(2)から、光学分解能δが0.68と算出される。さらに、ズームが1倍の時、実視野Xは2560(μm)となるので、式(3)、式(4)から最適なサンプリング周波数fspは60.4(MHz)と算出される。   When the wavelength λ of the laser light source 110 is 407 (μm) and the NA of the objective lens 115 is 0.15 (5 times), the optical resolution δ is 0.68 from the equations (1) and (2). Calculated. Further, since the real field of view X is 2560 (μm) when the zoom is 1 ×, the optimum sampling frequency fsp is calculated as 60.4 (MHz) from the equations (3) and (4).

上述したようにサンプリング周波数演算部203が算出した最適なサンプリング周波数fspを用いて、サンプリングクロック発生部209がサンプリングクロックを生成する。そして、条件設定部201が当該サンプリングクロックをAD変換器119に供給するので、AD変換器119は、最適なサンプリング周波数fspのサンプリングクロックによって、検出信号をアナログ−デジタル変換することとなる。変換された検出信号は、検出信号受信部200を介して検出信号記憶部202に記憶される。   As described above, the sampling clock generation unit 209 generates a sampling clock using the optimum sampling frequency fsp calculated by the sampling frequency calculation unit 203. Then, since the condition setting unit 201 supplies the sampling clock to the AD converter 119, the AD converter 119 performs analog-to-digital conversion on the detection signal using the sampling clock having the optimum sampling frequency fsp. The converted detection signal is stored in the detection signal storage unit 202 via the detection signal receiving unit 200.

ここで、検出信号記憶部202に記憶されているデータ(検出信号)は、常に装置が備える分解能(例えば、第1の実施例における光学分解能δ)を満足する最適なサンプリング周波数fspを用いてサンプリングされたデータである。したがって、そのままモニタ103に出力しても、モニタ103が持つ解像度が、検出信号記憶部202に記憶されているデータの解像度と比較して不足する場合が考えられる。   Here, the data (detection signal) stored in the detection signal storage unit 202 is always sampled using the optimum sampling frequency fsp that satisfies the resolution (for example, the optical resolution δ in the first embodiment) of the apparatus. Data. Therefore, even if output to the monitor 103 as it is, the resolution of the monitor 103 may be insufficient compared to the resolution of data stored in the detection signal storage unit 202.

そこで、本実施例では、モニタ103に観察画像を出力する際は、表示画像サイズ設定部303で指定された画像サイズを満たすように、検出信号記憶部202に記憶されているデータを表示画像構築部207で再構築し、画像転送I/F205を介してモニタ103に出力している。   Therefore, in this embodiment, when the observation image is output to the monitor 103, the data stored in the detection signal storage unit 202 is constructed so as to satisfy the image size specified by the display image size setting unit 303. The image is reconstructed by the unit 207 and output to the monitor 103 via the image transfer I / F 205.

また、共焦点走査型レーザ顕微鏡100の使用者が観察画像を解析、および測定する際は、表示画像記憶部208に記憶されたデータ(観察画像)を使用せず、検出信号記憶部202に記憶されている画像データを使用する。なお、検出信号記憶部202に記憶されている画像データを使用して解析、および測定する場合、その解析、および測定する位置の指示等は、表示画像サイズ設定部303で指定された画像サイズを満たすように、検出信号記憶部202に記憶されているデータを再構築し、モニタ103に出力された観察画像上で行う。   Further, when the user of the confocal scanning laser microscope 100 analyzes and measures the observation image, the data (observation image) stored in the display image storage unit 208 is not used and is stored in the detection signal storage unit 202. Use the image data that has been saved. When analysis and measurement are performed using the image data stored in the detection signal storage unit 202, the analysis, the position of measurement, and the like are determined by the image size specified by the display image size setting unit 303. The data stored in the detection signal storage unit 202 is reconstructed so as to satisfy the condition, and is performed on the observation image output to the monitor 103.

以上、説明した共焦点走査型レーザ顕微鏡100は、レーザ光源110からAD変換器119までを1経路で構成しているが、複数の経路で構成してもよい。
また、本実施例では、共焦点走査型レーザ顕微鏡100が静止画像(観察画像)をモニタ103に出力するまでの処理について説明したが、例えば、使用者がモニタ103上の観察画像をリアルタイムで観察しながら測定部位を特定する場合など、連続的に観察画像をモニタ103に表示する場合には、連続的に観察画像を表示している間は、最適なサンプリング周波数fspより小さい周波数(例えば、最適なサンプリング周波数fspの1/2の周波数)をサンプリング周波数として使用し、静止画像(観察画像)を取得する時のみ最適なサンプリング周波数fspを使用するようにしてもよい。
As described above, the confocal scanning laser microscope 100 described above includes one path from the laser light source 110 to the AD converter 119, but may include a plurality of paths.
In the present embodiment, the process until the confocal scanning laser microscope 100 outputs the still image (observation image) to the monitor 103 has been described. For example, the user observes the observation image on the monitor 103 in real time. In the case where the observation image is continuously displayed on the monitor 103, for example, when the measurement site is specified, the frequency lower than the optimum sampling frequency fsp (for example, the optimum sampling frequency fsp) is continuously displayed. May be used as a sampling frequency, and the optimum sampling frequency fsp may be used only when a still image (observed image) is acquired.

これにより、例えば、リアルタイムで観察し、試料120の測定したい部分をモニタ103で表示しながら探す場合、メモリの消費量が増加し、システムの動作が遅くなることを防止することが可能となる。   Thereby, for example, when observing in real time and searching for a portion of the sample 120 to be measured while displaying on the monitor 103, it is possible to prevent the memory consumption from increasing and the system operation from slowing down.

また、本実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡100は、最適なサンプリング周波数fspを、式(1)〜式(4)を用いて算出しているが、例えば、対物レンズ115のNAと実視野Xの組合わせに対する最適なサンプリング周波数を、あらかじめテーブルとして用意しておいてもよい。これにより、サンプリング周波数演算部203の負荷が軽減される。   Further, the confocal scanning laser microscope 100 according to the present embodiment calculates the optimum sampling frequency fsp using the equations (1) to (4). For example, the NA and the actual value of the objective lens 115 are calculated. The optimum sampling frequency for the combination of the fields of view X may be prepared as a table in advance. As a result, the load on the sampling frequency calculation unit 203 is reduced.

また、サンプリング周波数演算部203は、ステップS402において、光学分解能δを満たす画素分解能を有する観察画像を検出信号から生成するために必要なサンプリング周波数を最適なサンプリング周波数fspとしているが、必要に応じて、モニタ103が表示できる画像サイズの観察画像の画素分解能を有する観察画像を検出信号から生成するために必要なサンプリング周波数を算出し、これを最適なサンプリング周波数fspとしてもよい。
(第2の実施例)
図6は、本実施例に係る走査型プローブ顕微鏡(SPM)600の構成例を示す図である。
In step S402, the sampling frequency calculation unit 203 sets the sampling frequency necessary for generating an observation image having a pixel resolution satisfying the optical resolution δ from the detection signal as the optimum sampling frequency fsp. The sampling frequency necessary to generate an observation image having the pixel resolution of the observation image having an image size that can be displayed on the monitor 103 from the detection signal may be calculated, and this may be used as the optimum sampling frequency fsp.
(Second embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a scanning probe microscope (SPM) 600 according to the present embodiment.

本実施例に係る走査型プローブ顕微鏡600は、プローブの変位から観察画像(以下、「SPM画像」という)を取得するプローブ顕微鏡本体601と、プローブ顕微鏡本体601を制御してモニタ603にSPM画像を出力するコントローラ602と、出力されるSPM画像を表示するモニタ603と、を備える。   The scanning probe microscope 600 according to this embodiment includes a probe microscope main body 601 that acquires an observation image (hereinafter referred to as “SPM image”) from the displacement of the probe, and controls the probe microscope main body 601 to display the SPM image on the monitor 603. A controller 602 for outputting and a monitor 603 for displaying the SPM image to be outputted are provided.

ここで、プローブ顕微鏡本体601は、スキャナ管理部611、XYZスキャナ612、ステージ613、プローブ614、ホルダ615、変位検出器616、Zスキャナドライバ617、XYスキャナドライバ618、AD変換器619を少なくとも備える。   Here, the probe microscope main body 601 includes at least a scanner management unit 611, an XYZ scanner 612, a stage 613, a probe 614, a holder 615, a displacement detector 616, a Z scanner driver 617, an XY scanner driver 618, and an AD converter 619.

XYZスキャナ612は、XYZ方向に電極を有する円筒型圧電体である。このXYZスキャナ612にはステージ613が固定されており、ステージ613の上に試料620が載置される。   The XYZ scanner 612 is a cylindrical piezoelectric body having electrodes in the XYZ directions. A stage 613 is fixed to the XYZ scanner 612, and a sample 620 is placed on the stage 613.

試料620付近には、ホルダ615に固定されたプローブ614が配置される。試料620とプローブ614の間に働く相互作用によってプローブ614が変位すると、その変位を変位検出器616が検出し、変位に応じた出力信号を出力する。本実施例では、プローブ614と変位検出器616とでセンサ系を構成している。   In the vicinity of the sample 620, a probe 614 fixed to the holder 615 is disposed. When the probe 614 is displaced by the interaction acting between the sample 620 and the probe 614, the displacement detector 616 detects the displacement and outputs an output signal corresponding to the displacement. In the present embodiment, the probe 614 and the displacement detector 616 constitute a sensor system.

変位検出器616の出力信号はZスキャナドライバ617に入力する。すると、Zスキャナドライバ617は、XYZスキャナ612に対してZ駆動信号を出力する。その結果、XYZスキャナ612への印加電圧が変化して、XYZスキャナ612がZ方向に駆動する。   The output signal of the displacement detector 616 is input to the Z scanner driver 617. Then, the Z scanner driver 617 outputs a Z drive signal to the XYZ scanner 612. As a result, the voltage applied to the XYZ scanner 612 changes and the XYZ scanner 612 is driven in the Z direction.

この時、プローブ614の変位が常に一定になるようにステージ613をZ方向に移動するフィードバック制御が行なわれる。
一方、XYZスキャナ612の走査幅を管理するスキャナ管理部611は、SPM画像を得る為のXYトリガ信号をXYスキャナドライバ618に出力する。XYスキャナドライバ618はXY駆動信号を出力する。すると、XYスキャナドライバ618の印加電圧が変化してXY走査が行われる。なお、本実施例に係るXY走査には、一般的に使用されているラスタスキャンといわれる方法を用いるが、これに限定する趣旨ではない。
At this time, feedback control is performed to move the stage 613 in the Z direction so that the displacement of the probe 614 is always constant.
On the other hand, the scanner management unit 611 that manages the scanning width of the XYZ scanner 612 outputs an XY trigger signal for obtaining an SPM image to the XY scanner driver 618. The XY scanner driver 618 outputs an XY drive signal. Then, the applied voltage of the XY scanner driver 618 changes and XY scanning is performed. The XY scanning according to the present embodiment uses a method called raster scanning that is generally used, but the present invention is not limited to this.

AD変換器619は、コントローラ602よりX方向のサンプリングクロックを受け、Zスキャナドライバ617の出力信号、すなわちZの変位信号をアナログーデジタル変換する。そして、コントローラ602に出力する。コントローラ602は、変位信号からSPM画像を生成してモニタ603に出力する。その結果、モニタ603にSPM画像が表示される。このSPM画像を元に、試料の形状測定が行われる。   The AD converter 619 receives the sampling clock in the X direction from the controller 602, and converts the output signal of the Z scanner driver 617, that is, the Z displacement signal from analog to digital. Then, the data is output to the controller 602. The controller 602 generates an SPM image from the displacement signal and outputs it to the monitor 603. As a result, the SPM image is displayed on the monitor 603. Based on this SPM image, the shape of the sample is measured.

以上に説明した構成において、例えば、試料情報取得手段は、プローブ顕微鏡本体601(AD変換器619を除く)に対応する。また、取得条件記憶手段は、条件入力部706、およびプローブ情報記憶部704に対応する。また、サンプリング周波数決定演算手段は、サンプリング周波数演算部703に対応する。また、画像データ生成手段は、AD変換器619、およびサンプリングクロック発生部709に対応する。また、画像データ記憶手段は、検出信号受信部700および検出信号記憶部702に対応する。また、観察画像出力手段は、表示画像構築部707、および表示画像記憶部708に対応する。   In the configuration described above, for example, the sample information acquisition unit corresponds to the probe microscope main body 601 (excluding the AD converter 619). The acquisition condition storage unit corresponds to the condition input unit 706 and the probe information storage unit 704. The sampling frequency determination calculation means corresponds to the sampling frequency calculation unit 703. The image data generation means corresponds to the AD converter 619 and the sampling clock generation unit 709. Further, the image data storage unit corresponds to the detection signal receiving unit 700 and the detection signal storage unit 702. An observation image output unit corresponds to the display image construction unit 707 and the display image storage unit 708.

図7は、本発明の実施例に係るコントローラ602の構成を示すブロック図である。
本実施例に係るコントローラ602は、AD変換器619からの検出信号を受信する検出信号受信部700と、スキャナ管理部611に対して条件設定を行なう条件設定部701と、受信した検出信号を記憶する検出信号記憶部702と、最適なサンプリング周波数を算出するサンプリング周波数演算部703と、使用するプローブ614に関する情報(例えば、先端径)を記憶するプローブ情報記憶部704と、モニタ603とのI/F(Inter/Face)である画像転送I/F705と、条件入力画面等から各種条件を取得し、記憶する条件入力部706と、検出信号から表示するためのSPM画像を生成する表示画像構築部707と、そのSPM画像を記憶する表示画像記憶部708と、任意のサンプリング周波数のサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック発生部709と、を備える。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the controller 602 according to the embodiment of the present invention.
The controller 602 according to this embodiment stores a detection signal receiving unit 700 that receives a detection signal from the AD converter 619, a condition setting unit 701 that sets conditions for the scanner management unit 611, and the received detection signal. Detection signal storage unit 702, sampling frequency calculation unit 703 that calculates an optimal sampling frequency, probe information storage unit 704 that stores information (for example, tip diameter) about the probe 614 to be used, and I / O of the monitor 603 Image transfer I / F 705 that is F (Inter / Face), a condition input unit 706 that acquires and stores various conditions from a condition input screen and the like, and a display image construction unit that generates an SPM image for display from a detection signal 707, a display image storage unit 708 for storing the SPM image, and a sampler having an arbitrary sampling frequency Includes a sampling clock generating unit 709 for generating a clock, a.

検出信号受信部700は、AD変換器619が出力する検出信号を受信し、検出信号記憶部702に転送する。一方、検出信号記憶部702は、当該転送された検出信号を記憶する。   The detection signal receiving unit 700 receives the detection signal output from the AD converter 619 and transfers it to the detection signal storage unit 702. On the other hand, the detection signal storage unit 702 stores the transferred detection signal.

条件設定部701は、条件入力部706により取得した条件(例えば、XYZスキャナ612のXY走査幅など)をスキャナ管理部611に転送する。また、サンプリングクロック発生部709から得るサンプリングクロックをAD変換器619に供給する。   The condition setting unit 701 transfers the conditions acquired by the condition input unit 706 (for example, the XY scanning width of the XYZ scanner 612) to the scanner management unit 611. In addition, the sampling clock obtained from the sampling clock generator 709 is supplied to the AD converter 619.

サンプリング周波数演算部703は、条件入力部706により、最適なサンプリング周波数を算出するための各種条件(例えば、XYZスキャナ612のXY走査幅等)を取得するとともに、使用しているプローブ614の先端径をプローブ情報記憶部704から取得する。そして、取得したXYZスキャナ612のXY走査幅とプローブ614の先端径の組合わせにおいて最適なサンプリング周波数を算出する。   The sampling frequency calculation unit 703 obtains various conditions (for example, the XY scanning width of the XYZ scanner 612) for calculating the optimum sampling frequency by the condition input unit 706, and the tip diameter of the probe 614 used. Is acquired from the probe information storage unit 704. Then, an optimum sampling frequency is calculated in the combination of the acquired XY scanning width of the XYZ scanner 612 and the tip diameter of the probe 614.

ここで、画像転送I/F705、表示画像構築部707、表示画像記憶部708およびサンプリングクロック発生部709については、図2に示した画像転送I/F205、表示画像構築部207、表示画像記憶部208およびサンプリングクロック発生部209と同様なので、詳細な説明は省略する。   Here, regarding the image transfer I / F 705, the display image construction unit 707, the display image storage unit 708, and the sampling clock generation unit 709, the image transfer I / F 205, the display image construction unit 207, and the display image storage unit shown in FIG. Since it is the same as 208 and the sampling clock generator 209, a detailed description is omitted.

以上、説明したコントローラ602は、例えば、揮発性/不揮発性の記憶装置やCPUを備える情報処理装置によって実現することができる。
例えば、検出信号記憶部702、プローブ情報記憶部704および表示画像記憶部208は、揮発性/不揮発性の記憶装置で実現できる。また、サンプリング周波数演算部703や条件入力部706は、不揮発性の記憶装置にあらかじめ記憶したプログラムにしたがってCPUに命令を実行させることによって実現できる。
The controller 602 described above can be realized by, for example, an information processing device including a volatile / nonvolatile storage device or a CPU.
For example, the detection signal storage unit 702, the probe information storage unit 704, and the display image storage unit 208 can be realized by a volatile / nonvolatile storage device. Further, the sampling frequency calculation unit 703 and the condition input unit 706 can be realized by causing the CPU to execute instructions according to a program stored in advance in a nonvolatile storage device.

表示画像構築部707は、サンプリング周波数演算部703と同様に、不揮発性の記憶装置にあらかじめ記憶したプログラムにしたがってCPUに命令を実行させることによって実現してもよいし、専用のハードウェアやFPGAなどによって実現してもよい。サンプリング周波数演算部703は、例えば、PLL回路を用いればよい。   Similar to the sampling frequency calculation unit 703, the display image construction unit 707 may be realized by causing the CPU to execute an instruction according to a program stored in advance in a non-volatile storage device, or may include dedicated hardware, FPGA, or the like. It may be realized by. The sampling frequency calculation unit 703 may use a PLL circuit, for example.

図8は、本実施例に係る条件入力部706による条件取得処理の例を示す図である。
本実施例に係る条件取得処理では、コントローラ602が備えるCPUが所定のプログラム命令にしたがってモニタ603上にGUI(以下、「条件入力画面800」という)を表示する。そして、使用者が条件入力画面800に対してマウス等を用いて各種条件を指定すると、条件入力部706が当該条件を取得し、記憶する。なお、取得した条件は、図示しない揮発性/不揮発性の記憶装置に適宜記憶してもよい。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of condition acquisition processing by the condition input unit 706 according to the present embodiment.
In the condition acquisition process according to the present embodiment, the CPU provided in the controller 602 displays a GUI (hereinafter referred to as “condition input screen 800”) on the monitor 603 in accordance with a predetermined program instruction. When the user specifies various conditions on the condition input screen 800 using a mouse or the like, the condition input unit 706 acquires and stores the conditions. The acquired conditions may be appropriately stored in a volatile / nonvolatile storage device (not shown).

本実施例に係る条件入力画面800は、XYZスキャナ612のXY走査幅を設定する走査幅設定部801と、モニタ603に表示する画像サイズを設定する表示画像サイズ設定部802と、画像取得ボタン803と、を備える。   The condition input screen 800 according to this embodiment includes a scanning width setting unit 801 that sets the XY scanning width of the XYZ scanner 612, a display image size setting unit 802 that sets an image size to be displayed on the monitor 603, and an image acquisition button 803. And comprising.

以上の設定を行なって画像取得ボタン803が押下されると、SPM画像の取得、モニタ603へのSPM画像の出力が行なわれる。
使用者が画像取得ボタン803を押下すると、サンプリング周波数演算部703は、条件入力部706によって入力されたXYZスキャナ612のXY走査幅と、図9に示すプローブ先端径φと、を用いてAD変換器619における最適なサンプリング周波数fspを算出する。
When the above settings are made and the image acquisition button 803 is pressed, the acquisition of the SPM image and the output of the SPM image to the monitor 603 are performed.
When the user presses the image acquisition button 803, the sampling frequency calculation unit 703 performs AD conversion using the XY scanning width of the XYZ scanner 612 input by the condition input unit 706 and the probe tip diameter φ shown in FIG. The optimum sampling frequency fsp in the unit 619 is calculated.

具体的には、以下の演算をサンプリング周波数演算部703が行なう。
ここで、一般的に、走査型プローブ顕微鏡の空間分解能は、使用しているプローブ614の先端径程度となることが知られている。したがって、以下のように、プローブ614の先端径から、面内分解能を満たす最適なサンプリング周波数を求めることができる。
Specifically, the sampling frequency calculation unit 703 performs the following calculation.
Here, it is generally known that the spatial resolution of the scanning probe microscope is about the tip diameter of the probe 614 used. Therefore, the optimum sampling frequency satisfying the in-plane resolution can be obtained from the tip diameter of the probe 614 as follows.

なお、サンプリング定理から、面内分解能に対して画像データの分解能が2倍以上となる周波数が最適なサンプリング周波数となるが、本実施例では、面内分解能に対して画像データの分解能が2倍となる周波数を最適なサンプリング周波数として算出する例を示す。ただし、これに限定するものではなく、例えば、必要に応じて、面内分解能に対して画像データの分解能が3倍、4倍、・・・等となる周波数を最適なサンプリング周波数としてもよい。この時、整数倍に限定しないのは当然である。   From the sampling theorem, the frequency at which the resolution of the image data is at least twice the in-plane resolution is the optimum sampling frequency. In this embodiment, the resolution of the image data is twice the in-plane resolution. The example which calculates the frequency used as an optimal sampling frequency is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, the frequency at which the resolution of the image data is three times, four times,... At this time, it is natural that it is not limited to an integer multiple.

(5)サンプリング周波数演算部703は、使用しているプローブ614のプローブ先端径φ(nm)と、使用しているXYZスキャナ612のX方向の走査幅をL(nm)と、を次式に代入することにより、面内分解能を満たすサンプリングクロック数Nを算出する。   (5) The sampling frequency calculation unit 703 calculates the probe tip diameter φ (nm) of the probe 614 being used and the X-direction scanning width L (nm) of the XYZ scanner 612 being used as follows: By substituting, the number N of sampling clocks satisfying the in-plane resolution is calculated.

N = 2*(L/φ) ・・・・・(5)
なお、面内分解能に対して画像分解能が3倍、4倍、・・・となる周波数を最適なサンプリング周波数とする場合には、次式を満たす任意のNを使用すればよい。
N = 2 * (L / φ) (5)
If the frequency at which the image resolution is three times, four times,... Relative to the in-plane resolution is the optimum sampling frequency, any N satisfying the following equation may be used.

N ≧ 2*(L/φ) ・・・・・(5)’
(6)サンプリング周波数演算部703は、XYZスキャナ612のX方向の移動速度V(nm/ms)を次式に代入することにより、X方向における1ライン当りのスキャン時間T(ms)を算出する。
N ≧ 2 * (L / φ) (5) ′
(6) The sampling frequency calculation unit 703 calculates the scan time T (ms) per line in the X direction by substituting the movement speed V (nm / ms) in the X direction of the XYZ scanner 612 into the following equation. .

T = L/V (ms) ・・・・・(6)
(7)サンプリング周波数演算部703は、式(5)から算出したサンプリングクロック数Nと、式(6)から算出したスキャン時間Tと、を次式に代入することにより、最適なサンプリング周波数fspを算出する。
T = L / V (ms) (6)
(7) The sampling frequency calculation unit 703 substitutes the optimum sampling frequency fsp by substituting the sampling clock number N calculated from the equation (5) and the scan time T calculated from the equation (6) into the following equation. calculate.

fsp = N/T (kHz) ・・・・・(7)
上述したようにサンプリング周波数演算部703が算出した最適なサンプリング周波数fspを用いて、サンプリングクロック発生部709がサンプリングクロックを生成する。そして、条件設定部701が当該サンプリングクロックをAD変換器619に供給するので、AD変換器619は、最適なサンプリング周波数fspのサンプリングクロックを用いて、Zスキャナドライバ617からの変位信号を検出信号としてアナログ−デジタル変換することとなる。変換された検出信号は、検出信号受信部700を介して検出信号記憶部702に記憶される。
fsp = N / T (kHz) (7)
As described above, the sampling clock generation unit 709 generates a sampling clock using the optimum sampling frequency fsp calculated by the sampling frequency calculation unit 703. Since the condition setting unit 701 supplies the sampling clock to the AD converter 619, the AD converter 619 uses the sampling clock having the optimum sampling frequency fsp as a detection signal from the displacement signal from the Z scanner driver 617. Analog-to-digital conversion will be performed. The converted detection signal is stored in the detection signal storage unit 702 via the detection signal receiving unit 700.

ここで、検出信号記憶部702に記憶されているデータ(検出信号)は、常に装置が備える分解能(例えば、第2の実施例における面内分解能)を満足する最適なサンプリング周波数を用いてサンプリングされたデータである。したがって、そのままモニタ603に出力しても、モニタ603が持つ解像度が、検出信号記憶部702に記憶されているデータの解像度と比較して不足する場合が考えられる。   Here, the data (detection signal) stored in the detection signal storage unit 702 is always sampled using an optimal sampling frequency that satisfies the resolution of the apparatus (for example, the in-plane resolution in the second embodiment). Data. Therefore, even if output to the monitor 603 as it is, the resolution of the monitor 603 may be insufficient compared to the resolution of data stored in the detection signal storage unit 702.

そこで、本実施例においても、第1の実施例と同様に、モニタ603にSPM画像を出力する際は、表示画像サイズ設定部802で指定された画像サイズを満たすように、検出信号記憶部702に記憶されているデータを表示画像構築部707で再構築し、画像転送I/F705を介してモニタ603に出力している。   Therefore, in this embodiment as well, as in the first embodiment, when outputting an SPM image to the monitor 603, the detection signal storage unit 702 satisfies the image size specified by the display image size setting unit 802. Is reconstructed by the display image construction unit 707 and is output to the monitor 603 via the image transfer I / F 705.

また、走査型プローブ顕微鏡600の使用者がSPM画像を解析、および測定する際は、表示画像記憶部208に記憶されたデータ(SPM画像)を使用せず、検出信号記憶部702に記憶されている画像データを使用する。なお、検出信号記憶部702に記憶されている画像データを使用して解析、および測定を行う場合、その解析、および測定する位置の指示等は、表示画像サイズ設定部802で指定された画像サイズを満たすように、検出信号記憶部702に記憶されているデータを再構築し、モニタ603に出力された観察画像上で行う。   Further, when the user of the scanning probe microscope 600 analyzes and measures the SPM image, the data (SPM image) stored in the display image storage unit 208 is not used, but is stored in the detection signal storage unit 702. Use image data. When analysis and measurement are performed using the image data stored in the detection signal storage unit 702, the analysis, an indication of the position to be measured, and the like are specified by the display image size setting unit 802. The data stored in the detection signal storage unit 702 is reconstructed so as to satisfy the above condition, and is performed on the observation image output to the monitor 603.

また、本実施例に係る走査型プローブ顕微鏡600は、最適なサンプリング周波数fspを、式(5)〜式(7)を用いて算出しているが、例えば、プローブ614の先端径φとXYZスキャナ612のXY走査幅の組合せに対する最適なサンプリング周波数を、あらかじめテーブルとして用意しておいてもよい。これにより、サンプリング周波数演算部703の負荷が軽減される。   Further, the scanning probe microscope 600 according to the present embodiment calculates the optimum sampling frequency fsp using the equations (5) to (7). For example, the tip diameter φ of the probe 614 and the XYZ scanner An optimum sampling frequency for a combination of 612 XY scan widths may be prepared as a table in advance. Thereby, the load on the sampling frequency calculation unit 703 is reduced.

また、サンプリング周波数演算部703は、面内分解能を満たす画素分解能を有する検出信号をアナログ信号から生成するために必要なサンプリング周波数を最適なサンプリング周波数fspとしているが、必要に応じて、モニタ603が表示できる画像サイズの観察画像の画素分解能を有する観察画像を検出信号から生成するために必要なサンプリング周波数を算出し、これを最適なサンプリング周波数fspとしてもよい。
(変形例)
上述した第1および第2の実施例では、AD変換器119(AD変換器619)に用いるサンプリングクロックのクロック周波数をサンプリング周波数演算部203(サンプリング周波数演算部703)で算出したが、例えば、図10に示すように、条件入力画面1000上に使用者が所望のサンプリング周波数を任意に設定できるサンプリング周波数設定部1001を備えるようにしてもよい。
The sampling frequency calculation unit 703 sets the sampling frequency necessary to generate a detection signal having a pixel resolution satisfying the in-plane resolution from the analog signal as the optimum sampling frequency fsp. It is also possible to calculate a sampling frequency necessary for generating an observation image having a pixel resolution of an observation image having an image size that can be displayed from the detection signal, and use this as the optimum sampling frequency fsp.
(Modification)
In the first and second embodiments described above, the clock frequency of the sampling clock used for the AD converter 119 (AD converter 619) is calculated by the sampling frequency calculation unit 203 (sampling frequency calculation unit 703). As shown in FIG. 10, a sampling frequency setting unit 1001 that allows the user to arbitrarily set a desired sampling frequency may be provided on the condition input screen 1000.

この場合、使用者が設定するサンプリング周波数がアンダーサンプリング(またはオーバーサンプリング)となる可能性がある。そこで、例えば、図11に示すように、コントローラ1100にサンプリング周波数判断部1101を追加的に設け、使用者が設定したサンプリング周波数がアンダーサンプリング(またはオーバーサンプリング)か否かを判断し、アンダーサンプリング(またはオーバーサンプリング)となる場合には、例えば、図13に示すポップアップ表示1300を表示するようにしてもよい。   In this case, the sampling frequency set by the user may be undersampling (or oversampling). Therefore, for example, as shown in FIG. 11, a sampling frequency determination unit 1101 is additionally provided in the controller 1100 to determine whether the sampling frequency set by the user is undersampling (or oversampling). Alternatively, for example, a pop-up display 1300 shown in FIG. 13 may be displayed.

図12は、図11に示したサンプリング周波数判断部1101の具体的な処理を示すフローチャートである。以下、サンプリング周波数判断部1101を備えるコントローラをコントローラ1100とする。   FIG. 12 is a flowchart showing specific processing of the sampling frequency determination unit 1101 shown in FIG. Hereinafter, a controller including the sampling frequency determination unit 1101 is referred to as a controller 1100.

使用者が、条件入力画面1000上に表示された条件について設定を行なって、画像取得ボタン304を押下すると、コントローラ1100は、処理をステップS1201に移行する。   When the user sets the conditions displayed on the condition input screen 1000 and presses the image acquisition button 304, the controller 1100 moves the process to step S1201.

ステップS1201において、条件入力部206は、条件入力画面1000から各種設定(例えば、対物レンズのNA、ズーム、サンプリング周波数、表示画像サイズなど)を取得し、記憶する。そして、条件入力部206は、処理をステップS1202に移行する。   In step S1201, the condition input unit 206 acquires various settings (for example, objective lens NA, zoom, sampling frequency, display image size, etc.) from the condition input screen 1000 and stores them. Then, the condition input unit 206 moves the process to step S1202.

ステップS1202において、サンプリング周波数判断部1101は、式(1)〜式(4)を用いて最適なサンプリング周波数fspを算出する。または、あらかじめ用意された対物レンズ115のNAと実視野Xの組合わせに対する最適なサンプリング周波数のテーブルから、最適なサンプリング周波数fspを取得する。   In step S1202, the sampling frequency determination unit 1101 calculates the optimum sampling frequency fsp using Expressions (1) to (4). Alternatively, the optimum sampling frequency fsp is acquired from a table of optimum sampling frequencies for the combination of the NA of the objective lens 115 and the real field X prepared in advance.

そして、サンプリング周波数判断部1101は、ステップS1201で取得したサンプリング周波数(以下、「設定サンプリング周波数」という)と、対物レンズ115のNAと実視野Xの組合わせに対する最適なサンプリング周波数fspと、を比較する。   Then, the sampling frequency determination unit 1101 compares the sampling frequency acquired in step S1201 (hereinafter referred to as “set sampling frequency”) with the optimum sampling frequency fsp for the combination of the NA of the objective lens 115 and the real field X. To do.

そして、設定サンプリング周波数が、最適なサンプリング周波数fspと略一致である場合、サンプリング周波数判断部1101は、設定サンプリング周波数がアンダーサンプリング(またはオーバーサンプリング)でないと判断し、処理をステップS1204に移行する。例えば、最適なサンプリング周波数fspの前後5%の範囲内に設定サンプリング周波数がある場合に略一致と判断すればよい。なお、最適なサンプリング周波数fspと判断する範囲は、5%に限定されるものではなく、任意に設定することができる。   If the set sampling frequency is substantially equal to the optimum sampling frequency fsp, the sampling frequency determining unit 1101 determines that the set sampling frequency is not undersampling (or oversampling), and the process proceeds to step S1204. For example, when the set sampling frequency is within a range of 5% before and after the optimum sampling frequency fsp, it may be determined that they are substantially coincident. Note that the range for determining the optimum sampling frequency fsp is not limited to 5%, and can be set arbitrarily.

また、設定サンプリング周波数が、最適なサンプリング周波数fspと略一致でない場合、サンプリング周波数判断部1101は、設定サンプリング周波数がアンダーサンプリング(またはオーバーサンプリング)と判断し、処理をステップS1203に移行する。   If the set sampling frequency is not substantially equal to the optimum sampling frequency fsp, the sampling frequency determining unit 1101 determines that the set sampling frequency is undersampling (or oversampling), and the process proceeds to step S1203.

ステップS1203において、サンプリング周波数判断部1101は、図13に示すポップアップ表示1300を警告メッセージとしてモニタ103に表示させ、アンダーサンプリング(またはオーバーサンプリング)であることを使用者に知らしめる。そして、サンプリング周波数判断部1101は、処理をステップS1204に移行する。以後、図4に示したステップS404〜S408の処理を行なう。   In step S1203, the sampling frequency determination unit 1101 displays a pop-up display 1300 shown in FIG. 13 on the monitor 103 as a warning message, and informs the user that undersampling (or oversampling) has occurred. Then, the sampling frequency determination unit 1101 moves the process to step S1204. Thereafter, the processing of steps S404 to S408 shown in FIG. 4 is performed.

なお、図10〜図12では、共焦点走査型レーザ顕微鏡100のコントローラ102にサンプリング周波数判断部1101を追加した場合について、コントローラ1100とし説明したが、走査型プローブ顕微鏡400のコントローラ602にサンプリング周波数判断部1101を追加した場合についても同様である。   10 to 12, the case where the sampling frequency determination unit 1101 is added to the controller 102 of the confocal scanning laser microscope 100 has been described as the controller 1100, but the sampling frequency determination is performed by the controller 602 of the scanning probe microscope 400. The same applies to the case where the unit 1101 is added.

以上に説明したように、本発明の実施例によれば、サンプリング周波数演算部203(またはサンプリング周波数演算部703)が、常に最適なサンプリング周波数fspを算出し(ステップS403)、若しくは、あらかじめ用意したテーブルから最適なサンプリング周波数fspを取得する。そして、AD変換器119(またはAD変換器619)が当該サンプリング周波数fspにしたがって検出信号のアナログ−デジタル変換を行なう。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the sampling frequency calculation unit 203 (or the sampling frequency calculation unit 703) always calculates the optimum sampling frequency fsp (step S403) or prepared in advance. The optimum sampling frequency fsp is obtained from the table. Then, the AD converter 119 (or AD converter 619) performs analog-digital conversion of the detection signal in accordance with the sampling frequency fsp.

その結果、モニタ103(モニタ603)の解像度に制限されることなく、常に装置が備える分解能(例えば、第1の実施例における光学分解能δ、第2の実施例における面内分解能)を満足する観察したい視野に最適なサンプリング周波数fspでサンプリングされた測定結果(SPM画像)を得ることが可能となる。   As a result, the observation always satisfies the resolution (for example, the optical resolution δ in the first embodiment, the in-plane resolution in the second embodiment) included in the apparatus without being limited to the resolution of the monitor 103 (monitor 603). It is possible to obtain a measurement result (SPM image) sampled at the sampling frequency fsp optimum for the desired visual field.

また、常に、最適なサンプリング周波数fspでサンプリングを行なうので、オーバーサンプリングを防止することができる。その結果、オーバーサンプリングに起因して生じる無駄なメモリの消費をなくすことが可能となる。   Further, since sampling is always performed at the optimum sampling frequency fsp, oversampling can be prevented. As a result, it is possible to eliminate wasteful memory consumption caused by oversampling.

第1の実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the confocal scanning laser microscope which concerns on a 1st Example. 第1の実施例に係るコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller which concerns on a 1st Example. 第1の実施例に係る条件入力部による条件取得処理の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the condition acquisition process by the condition input part which concerns on a 1st Example. 第1の実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the confocal scanning laser microscope which concerns on a 1st Example. ステップS403による最適なサンプリング周波数fspの算出結果の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the calculation result of the optimal sampling frequency fsp by step S403. 第2の実施例に係る走査型プローブ顕微鏡の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the scanning probe microscope which concerns on a 2nd Example. 第2の発明の実施例に係るコントローラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the controller which concerns on the Example of 2nd invention. 第2の実施例に係る条件入力部による条件取得処理の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the condition acquisition process by the condition input part which concerns on a 2nd Example. 第2の実施例に係るプローブの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the probe which concerns on a 2nd Example. 第1の実施例に係る条件入力画面の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the condition input screen which concerns on a 1st Example. 第1の実施例に係る共焦点走査型レーザ顕微鏡の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the confocal scanning laser microscope which concerns on a 1st Example. 図11に示した共焦点走査型レーザ顕微鏡の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the confocal scanning laser microscope shown in FIG. 本変形例に係るポップアップ表示画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the pop-up display screen which concerns on this modification.

符号の説明Explanation of symbols

100 ・・・ 共焦点走査型レーザ顕微鏡
101 ・・・ レーザ顕微鏡本体
102 ・・・ コントローラ
103 ・・・ モニタ
200 ・・・ 検出信号受信部
201 ・・・ 条件設定部
202 ・・・ 検出信号記憶部
203 ・・・ サンプリング周波数演算部
204 ・・・ 光源波長記憶部
205 ・・・ 画像転送I/F
206 ・・・ 条件入力部
207 ・・・ 表示画像構築部
208 ・・・ 表示画像記憶部
209 ・・・ サンプリングクロック発生部
300 ・・・ 条件入力画面
600 ・・・ 走査型プローブ顕微鏡
601 ・・・ プローブ顕微鏡本体
602 ・・・ コントローラ
603 ・・・ モニタ
700 ・・・ 検出信号受信部
701 ・・・ 条件設定部
702 ・・・ 検出信号記憶部
703 ・・・ サンプリング周波数演算部
704 ・・・ プローブ情報記憶部
705 ・・・ 画像転送I/F
706 ・・・ 条件入力部
707 ・・・ 表示画像構築部
708 ・・・ 表示画像記憶部
709 ・・・ サンプリングクロック発生部
800 ・・・ 条件入力画面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Confocal scanning laser microscope 101 ... Laser microscope main body 102 ... Controller 103 ... Monitor 200 ... Detection signal receiving part 201 ... Condition setting part 202 ... Detection signal storage part 203 ... Sampling frequency calculation unit 204 ... Light source wavelength storage unit 205 ... Image transfer I / F
206 ... Condition input unit 207 ... Display image construction unit 208 ... Display image storage unit 209 ... Sampling clock generation unit 300 ... Condition input screen 600 ... Scanning probe microscope 601 ... Probe microscope main body 602... Controller 603... Monitor 700... Detection signal receiving unit 701 .. condition setting unit 702 .. detection signal storage unit 703 .. sampling frequency calculation unit 704. Storage unit 705 Image transfer I / F
706 ... Condition input unit 707 ... Display image construction unit 708 ... Display image storage unit 709 ... Sampling clock generation unit 800 ... Condition input screen

Claims (13)

観察対象である試料情報に応じて変化するアナログ信号を得て該試料の画像データを生成する顕微鏡装置において、
前記試料情報を取得する手段であって、該試料情報に応じて変化するアナログ信号を生成させる試料情報取得手段と、
該試料情報取得手段により該試料情報を取得するための取得条件を記憶する取得条件記憶手段と、
該取得条件から、前記試料情報取得手段固有の分解能である装置分解能を算出し、該装置分解能を満たす前記画像データを前記アナログ信号から生成するために必要なサンプリング周波数を決定するサンプリング周波数決定手段と、
該サンプリング周波数決定手段で決定されたサンプリング周波数を用いて前記アナログ信号のサンプリングを行なうことにより、該アナログ信号をデジタル信号に変換して前記画像データを生成する画像データ生成手段と、
該画像データ生成手段で生成された画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
該画像データ記憶手段から記憶された前記画像データを取得し、該画像データから任意の画像サイズの観察画像を生成して表示装置に出力する観察画像出力手段と、
を備える走査型顕微鏡装置。
In a microscope apparatus that obtains an analog signal that changes according to sample information to be observed and generates image data of the sample,
Means for acquiring the sample information, sample information acquiring means for generating an analog signal that changes in accordance with the sample information;
An acquisition condition storage means for storing an acquisition condition for acquiring the sample information by the sample information acquisition means;
Sampling frequency determining means for calculating an apparatus resolution that is a resolution specific to the sample information acquiring means from the acquisition conditions, and determining a sampling frequency necessary for generating the image data satisfying the apparatus resolution from the analog signal; ,
Image data generating means for converting the analog signal into a digital signal to generate the image data by sampling the analog signal using the sampling frequency determined by the sampling frequency determining means;
Image data storage means for storing the image data generated by the image data generation means;
Obtaining the image data stored from the image data storage means, generating an observation image of an arbitrary image size from the image data, and outputting the observation image to a display device;
A scanning microscope apparatus comprising:
前記画像サイズを任意に指定できる画像サイズ指定手段を、
さらに備える請求項1に記載の走査型顕微鏡装置。
An image size designating means capable of arbitrarily designating the image size,
The scanning microscope apparatus according to claim 1, further comprising:
前記観察画像出力手段は、前記画像サイズ指定手段で指定された画像サイズの観察画像を生成する、
ことを特徴とする請求項2に記載の走査型顕微鏡装置。
The observation image output means generates an observation image having an image size designated by the image size designation means;
The scanning microscope apparatus according to claim 2.
前記サンプリング周波数決定手段は、前記装置分解能を満たす前記画像データを前記アナログ信号から生成するために必要なサンプリング周波数であって、前記取得条件毎にあらかじめ用意されたサンプリング周波数から、任意のサンプリング周波数を選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の走査型顕微鏡装置。
The sampling frequency determining means is a sampling frequency necessary for generating the image data satisfying the apparatus resolution from the analog signal, and an arbitrary sampling frequency is selected from the sampling frequencies prepared in advance for each of the acquisition conditions. select,
The scanning microscope apparatus according to claim 1.
前記画像データ生成手段は、前記観察画像を連続的に生成する場合に、前記サンプリング周波数決定手段が決定したサンプリング周波数より小さい周波数を用いて前記アナログ信号のサンプリングを行なう、
ことを特徴とする請求項1に記載の走査型顕微鏡装置。
The image data generation means performs sampling of the analog signal using a frequency smaller than the sampling frequency determined by the sampling frequency determination means when continuously generating the observation image.
The scanning microscope apparatus according to claim 1.
前記サンプリング周波数決定手段は、前記表示装置が表示できる画像サイズの観察画像の画素分解能を有する前記画像データが取得できるように前記サンプリング周波数を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の走査型顕微鏡装置。
The sampling frequency determining means determines the sampling frequency so that the image data having a pixel resolution of an observation image having an image size that can be displayed by the display device can be acquired.
The scanning microscope apparatus according to claim 1.
利用者が任意のサンプリング周波数を指定できるサンプリング周波数入力手段と、
該サンプリング周波数入力手段に指定された第1のサンプリング周波数と、前記サンプリング周波数決定手段が決定した第2のサンプリング周波数と、を比較し、前記第1のサンプリング周波数が、前記第2のサンプリング周波数に対して一定の範囲にない場合、前記表示装置にその旨を表示して警告を行なうサンプリング周波数判断手段と、
をさらに備える請求項1に記載の走査型顕微鏡装置。
Sampling frequency input means that allows the user to specify an arbitrary sampling frequency,
The first sampling frequency specified by the sampling frequency input means is compared with the second sampling frequency determined by the sampling frequency determination means, and the first sampling frequency is set to the second sampling frequency. On the other hand, if it is not within a certain range, sampling frequency determination means for displaying a warning to that effect on the display device, and
The scanning microscope apparatus according to claim 1, further comprising:
前記試料情報取得手段は、前記試料に対してレーザ光を照射して該反射光を検出する光学系を有し、該反射光の強度に応じて変化するアナログ信号を生成するレーザ顕微鏡で構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の走査型顕微鏡装置。
The sample information acquisition means includes a laser microscope that has an optical system that detects the reflected light by irradiating the sample with laser light, and generates an analog signal that changes in accordance with the intensity of the reflected light. The
The scanning microscope apparatus according to claim 1.
前記装置分解能は、前記レーザ顕微鏡の光学分解能である、
ことを特徴とする請求項8に記載の走査型顕微鏡装置。
The apparatus resolution is the optical resolution of the laser microscope.
The scanning microscope apparatus according to claim 8.
前記取得条件には、前記レーザ顕微鏡が有する対物レンズ、視野寸法、レーザ光の波長および走査速度が含まれる、
ことを特徴とする請求項8に記載の走査型顕微鏡装置。
The acquisition conditions include the objective lens, field size, laser light wavelength and scanning speed of the laser microscope.
The scanning microscope apparatus according to claim 8.
前記試料情報取得手段は、前記試料と相互作用が働くことによって変位するプローブを有し、該変位に応じて変化するアナログ信号を生成するプローブ顕微鏡で構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の走査型顕微鏡装置。
The sample information acquisition means includes a probe that is displaced by interaction with the sample, and includes a probe microscope that generates an analog signal that changes in accordance with the displacement.
The scanning microscope apparatus according to claim 1.
前記装置分解能は、前記プローブ顕微鏡の面内分解能である、
ことを特徴とする請求項11に記載の走査型顕微鏡装置。
The apparatus resolution is an in-plane resolution of the probe microscope.
The scanning microscope apparatus according to claim 11.
前記取得条件には、前記プローブ顕微鏡が有する走査プローブの先端径、視野寸法および走査速度が含まれる、
ことを特徴とする請求項11に記載の走査型顕微鏡装置。
The acquisition conditions include the tip diameter, field size, and scanning speed of the scanning probe of the probe microscope.
The scanning microscope apparatus according to claim 11.
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