JP2015527599A - 顕微鏡検査撮像システムにおいて対物レンズの焦点位置を決定するためのシステム、方法、およびデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国特許出願第13/491,017号(2012年6月7日出願)の利益を主張する。上記出願は、その全体が参照により本明細書に援用される。
Claims (20)
- 顕微鏡検査撮像システムにおいて試料ホルダの測定場所に位置付けられた対物レンズに対する焦点位置を決定する方法であって、前記方法は、
前記対物レンズを前記対物レンズと前記試料ホルダとの間の距離に対応する位置に移動させることと、
前記対物レンズが前記位置に位置しているときに集束光ビームを前記試料ホルダ上に投影することであって、前記対物レンズは、前記集束光ビームを前記試料ホルダ上に集束させる、ことと、
前記試料ホルダの調整された上側表面からの前記集束光ビームの反射から生じる反射光ビームを観察することと、
前記反射光ビームに基づいて、前記対物レンズに対する焦点位置を決定することであって、前記対物レンズが前記焦点位置に位置している場合、前記対物レンズは、前記測定場所に常駐する顕微鏡検査試料の焦点画像を生成する、ことと
を含む、方法。 - 前記調整された上側表面は、前記上側表面に塗布された反射コーティングを含み、前記対物レンズの位置は、前記試料ホルダに対して、Z−軸に沿ったz−位置にあり、
前記方法は、
前記対物レンズを前記対物レンズと前記試料ホルダとの間のそれぞれの距離に対応する複数のz−位置に移動させることと、
前記対物レンズが前記複数のz−位置内の個々のz−位置に位置しているときに前記集束光ビームを前記試料ホルダ上に投影することと、
前記個々のz−位置にそれぞれ対応し、かつ、複数の焦点スコアにそれぞれ対応する複数の反射光ビームを観察することであって、前記複数の反射光ビームは、前記反射コーティングからの前記集束光ビームの反射から生じる、ことと、
前記複数の焦点スコア内のどの焦点スコアが最大焦点スコアであるかを決定することと、
前記対物レンズに対する焦点位置として、前記最大焦点スコアに対応する前記複数のz−位置内のz−位置を識別することと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数の反射光ビーム内の反射光ビームのうちの少なくとも1つは、前記試料ホルダの上側表面に塗布された反射コーティングからの前記集束ビームの反射から生じていない比較的弱い反射光ビームに関連する比較的強い反射光ビームであり、
前記方法は、
前記比較的強い反射光ビームを撮像するように構成されている撮像デバイスの動作に対応する制御設定を受信することと、
前記制御設定を使用する前記撮像デバイスを用いて、前記比較的強い反射光ビームの画像を得ることと、
前記比較的強い反射光ビームの前記画像に基づいて、前記比較的強い反射光ビームに対応する焦点スコアを決定することと
をさらに含み、前記制御設定は、前記画像が前記比較的弱い反射光ビームを含まないように選択されている、請求項2に記載の方法。 - 前記制御設定は、露光時間であり、前記露光時間は、前記撮像デバイスが、前記露光時間の間、前記比較的強い反射光ビームを撮像し、前記露光時間の間、前記比較的弱い反射光ビームを撮像しないように選択されている、請求項3に記載の方法。
- 前記制御設定は、反射閾値であり、前記反射閾値は、前記比較的強い反射光ビームが、前記反射閾値を上回り、前記撮像デバイスによって撮像され、前記比較的弱い反射光ビームが、前記反射閾値を下回り、前記撮像デバイスによって撮像されないように選択されている、請求項3に記載の方法。
- 前記比較的強い反射光ビームの画像内で観察される前記比較的強い反射光ビームの輝度またはサイズに基づいて、前記比較的強い反射光ビームに対応する前記焦点スコアを決定することをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記対物レンズを前記最大焦点スコアに対応するz−位置に移動させることと、
前記対物レンズが前記最大焦点スコアに対応するz−位置に位置している間に前記顕微鏡検査試料を撮像することと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記調整された上側表面は、前記上側表面に塗布された反射コーティングを含み、前記対物レンズの位置は、前記試料ホルダに対して、Z−軸に沿ったz−位置にあり、
前記方法は、
前記反射光ビームが線形検出器上の場所に衝突するように、前記反射光ビームを前記線形検出器上に向けることと、
前記線形検出器上の前記場所と記録された線形検出器場所とを比較することであって、前記記録された線形検出器場所は、前記対物レンズが集束されたz−位置に位置している場合、焦点画像をもたらす前記集束されたz−位置に対応する、ことと、
前記線形検出器上の前記場所が前記記録された線形検出器場所からシフトしているかどうかを決定することと、
前記線形検出器上の前記場所が前記記録された線形検出器場所からシフトしたことの決定に応答して、前記線形検出器上の前記場所と前記記録された線形検出器場所との比較に基づいて、前記対物レンズに対する新しいz−位置を決定し、前記対物レンズに対する焦点位置として、前記新しいz−位置を識別することと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記線形検出器上に向けられる複数の反射光ビーム内の最も強い反射光ビームを監視するように、前記線形検出器を構成することをさらに含み、前記最も強い反射光ビームは、前記試料ホルダの前記上側表面に塗布された前記反射コーティングからの前記集束光ビームの反射から生じる、請求項8に記載の方法。
- 顕微鏡検査撮像システムであって、
試料ホルダであって、前記試料ホルダは、前記試料ホルダの測定場所に常駐する顕微鏡検査試料を支持するために構成され、前記試料ホルダは、調整された上側表面を有している、試料ホルダと、
対物レンズであって、前記対物レンズは、前記対物レンズと前記試料ホルダとの間の距離に対応する位置に位置付け可能である、対物レンズと、
集束光ビームを前記試料ホルダ上に投影するように構成されている集束光ビーム発生器であって、前記対物レンズは、前記集束光ビームを前記試料ホルダ上に集束させる、集束光ビーム発生器と、
前記対物レンズと通信し、前記試料ホルダに対する前記対物レンズの移動を制御するために構成されているコントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記調整された上側表面からの前記集束光ビームの反射から生じる反射光ビームに基づいて、前記対物レンズに対する焦点位置を決定し、前記対物レンズが前記焦点位置に位置している場合、前記対物レンズは、前記顕微鏡検査試料の焦点画像を生成する、システム。 - 前記調整された上側表面は、前記上側表面に塗布された反射コーティングを含み、
前記対物レンズの位置は、前記試料ホルダに対して、Z−軸に沿ったz−位置にあり、
前記コントローラは、前記対物レンズを前記試料ホルダに対して複数のz−位置に移動させるために構成され、前記複数のz−位置は、前記対物レンズと前記試料ホルダとの間のそれぞれの距離に対応し、
前記集束光ビーム発生器は、前記対物レンズが前記複数のz−位置内の個々の位置に位置しているときに前記集束光ビームを前記試料ホルダ上に投影するために構成され、
複数の反射光ビームが前記個々のz−位置にそれぞれ対応し、前記複数の反射光ビームは、前記反射コーティングからの前記集束光ビームの反射から生じ、
前記コントローラは、前記複数の反射光ビームに対応する複数の焦点スコアをそれぞれ決定することと、前記複数の焦点スコア内のどの焦点スコアが最大焦点スコアであるかを決定することと、前記対物レンズに対する焦点位置として、前記最大焦点スコアに対応する、前記複数のz−位置内のz−位置を識別することとを行うために構成されている、
請求項10に記載のシステム。 - 前記複数の反射光ビーム内の反射光ビームのうちの少なくとも1つは、前記試料ホルダの前記上側表面に塗布された前記反射コーティングからの前記集束光ビームの反射から生じない比較的弱い反射光ビームに関連する比較的強い反射光ビームであり、
前記システムは、撮像デバイスをさらに備え、前記撮像デバイスは、前記撮像デバイスの動作に対応する制御設定を使用して、前記比較的強い反射光ビームの画像を得るために構成され、
前記コントローラは、前記比較的強い反射光ビームの画像に基づいて、前記比較的強い反射光ビームに対応する焦点スコアを決定し、
前記制御設定は、前記画像が前記比較的弱い反射光ビームを含まないように選択されている、
請求項11に記載のシステム。 - 前記制御設定は、露光時間であり、前記露光時間は、前記撮像デバイスが、前記露光時間の間、前記比較的強い反射光ビームを撮像し、前記露光時間の間、前記比較的弱い反射光ビームを撮像しないように選択されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記制御設定は、反射閾値であり、前記反射閾値は、前記比較的強い反射光ビームが、前記反射閾値を上回り、前記撮像デバイスによって撮像され、前記比較的弱い反射光ビームが、前記反射閾値を下回り、前記撮像デバイスによって撮像されないように選択されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記比較的強い反射光ビームの画像内で観察される前記比較的強い反射光ビームの輝度またはサイズに基づいて、前記比較的強い反射光ビームに対応する前記焦点スコアを決定するために構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記対物レンズを前記最大焦点スコアに対応するz−位置に移動させるために構成され、
前記撮像デバイスは、前記対物レンズが前記最大焦点スコアに対応するz−位置に位置している間に前記測定場所に常駐する前記顕微鏡検査試料を撮像するために構成されている、
請求項12に記載のシステム。 - 前記調整された上側表面は、前記上側表面に塗布された反射コーティングを含み、前記対物レンズの位置は、前記試料ホルダに対して、Z−軸に沿ったz−位置にあり、
前記システムは、前記コントローラと通信し、前記反射光ビームが前記線形検出器上の場所に衝突するように、前記反射光ビームを受け取るために構成されている線形検出器をさらに備え、
前記コントローラは、前記線形検出器上の前記場所と記録された線形検出器場所とを比較するために構成され、前記記録された線形検出器場所は、前記対物レンズが集束されたz−位置に位置している場合、焦点画像をもたらす前記集束されたz−位置に対応し、
前記コントローラは、前記線形検出器上の前記場所が前記記録された線形検出器場所からシフトしたかどうかを決定するために構成され、
前記コントローラは、前記線形検出器上の前記場所が前記記録された線形検出器場所からシフトしたことの決定に応答して、前記線形検出器上の前記場所と前記記録された線形検出器場所との比較に基づいて、前記対物レンズに対する新しいz−位置を決定し、前記対物レンズに対する焦点位置として、前記新しいz−位置を識別するために構成されている、
請求項10に記載のシステム。 - 前記線形検出器は、前記線形検出器上に向けられる複数の反射光ビーム内の最も強い反射光ビームを監視するように構成され、前記最も強い反射光ビームは、前記試料ホルダの前記上側表面に塗布された前記反射コーティングからの前記集束光ビームの反射から生じる、請求項17に記載のシステム。
- 顕微鏡検査撮像システムによって撮像されるべき顕微鏡検査試料を支持するための試料ホルダであって、前記試料ホルダは、
調整された上側表面を備え、前記調整によって、集束光ビームが前記試料ホルダ上に投影されると、反射光ビームが前記調整された上側表面からの前記集束光ビームの反射から生じ、前記反射光ビームは、前記試料ホルダの前記調整された上側表面からの前記集束光ビームの反射から生じていない反射光ビームより強力である、
試料ホルダ。 - 前記調整された上側表面は、
(a)前記上側表面の少なくとも一部に塗布された反射コーティングと、
(b)前記上側表面の少なくとも一部に塗布された偏光コーティングと、
(c)前記上側表面の少なくとも一部に塗布された蛍光コーティングと、
(d)前記上側表面の少なくとも一部にエッチングされた線と、
(e)前記上側表面の少なくとも一部に塗布された着色された媒体と
のうちの少なくとも1つを含む、請求項19に記載の試料ホルダ。
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