JP2019035837A - Microscope system and control method for microscope system - Google Patents

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隆之 赤羽
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Abstract

To achieve focusing on a side surface of a sample having a cylindrical shape such that an inclination with respect to a focal surface of the side surface of the sample becomes small.SOLUTION: A microscope system 1 comprises: a laser microscope device 10; a computer 60; and a stage controller 50. The laser microscope device 10 comprises a microscope body 100 having an objective lens 108, and a confocal image of a sample S having a cylindrical shape is acquired. The computer 60 specifies a side surface portion of the sample S included in the confocal image. The stage controller 50 changes a relative position of an optical axis of the objective lens with respect to the sample S in accordance with a difference between a first position in a first confocal image of a first side surface portion specified by the computer 60 on the basis of the first confocal image acquired before changing a distance in an optical axis direction between the sample S and the objective lens 108 and a second position in a second confocal image of a second side surface portion specified by the computer 60 on the basis of the second confocal image acquired after changing the distance.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書の開示は、顕微鏡システム、及び、顕微鏡システムの制御方法に関する。   The present disclosure relates to a microscope system and a method for controlling the microscope system.

従来から、レーザ走査型共焦点顕微鏡装置は、サンプル表面の高さ、表面の粗さ、表面に形成されたパターンなどを非接触で計測して、サンプルを検査する装置として知られている。レーザ走査型共焦点顕微鏡装置は、例えば、特許文献1に記載されている。   Conventionally, a laser scanning confocal microscope apparatus is known as an apparatus for inspecting a sample by measuring the height of a sample surface, the roughness of the surface, a pattern formed on the surface, and the like in a non-contact manner. A laser scanning confocal microscope apparatus is described in Patent Document 1, for example.

レーザ走査型共焦点顕微鏡装置(以降、単にレーザ顕微鏡装置と記す。)は、対物レンズでスポット状に集光したレーザ光をサンプルに照射してサンプルを2次元方向(対物レンズの光軸と直交するXY平面方向)に走査する。そして、サンプルで反射した光を、共焦点絞りを介して光検出器で受光する。共焦点絞りの開口は対物レンズの焦点位置と光学的に共役な位置に設けられているため、焦点の合った部分からの反射光しか共焦点絞りを通過せず光検出器で受光されない。そのため、レーザ顕微鏡装置は、通常の光学顕微鏡装置に比べて浅い焦点深度を有し、合焦部分のみが画像化された輝度画像を得ることができる。この画像は、一般に共焦点画像と呼ばれている。   A laser scanning confocal microscope apparatus (hereinafter simply referred to as a laser microscope apparatus) irradiates a sample with laser light focused in a spot shape by an objective lens to irradiate the sample in a two-dimensional direction (perpendicular to the optical axis of the objective lens). Scan in the XY plane direction). Then, the light reflected by the sample is received by the photodetector through the confocal stop. Since the aperture of the confocal stop is provided at a position optically conjugate with the focal position of the objective lens, only the reflected light from the focused portion passes through the confocal stop and is not received by the photodetector. Therefore, the laser microscope apparatus has a shallow depth of focus compared to a normal optical microscope apparatus, and can obtain a luminance image in which only the in-focus portion is imaged. This image is generally called a confocal image.

レーザ顕微鏡装置でサンプルの表面形状(高さ、粗さ、パターンなどを含む)を計測する際には、この焦点深度の浅さが利用される。具体的には、対物レンズとサンプルとの光軸方向(Z方向)の距離を変えながら焦点深度の浅い共焦点画像を複数取得する。そして、複数の共焦点画像から各画素位置における最大輝度を与えるZ位置(つまり、合焦位置)を求めることで、サンプルの表面形状の計測が行われる。   This shallow depth of focus is used when measuring the surface shape (including height, roughness, pattern, etc.) of the sample with a laser microscope. Specifically, a plurality of confocal images having a shallow depth of focus are acquired while changing the distance between the objective lens and the sample in the optical axis direction (Z direction). Then, the surface shape of the sample is measured by obtaining a Z position (that is, a focus position) that gives the maximum luminance at each pixel position from a plurality of confocal images.

特開2004−177152号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-177152

ところで、計測対象となるサンプルには、印刷用ロール、エンジン部品など円筒形状を有するものがある。円筒形状を有するサンプルの側面、つまり、曲面を計測する場合、側面と焦点面のなす角ができる限り小さい状態で側面を計測することが望ましい。これは、焦点面に対して側面が大きく傾斜している場合には、その傾斜が小さい場合よりも計測誤差が生じやすいからである。   Incidentally, some samples to be measured have a cylindrical shape such as a printing roll and an engine part. When measuring the side surface of a sample having a cylindrical shape, that is, a curved surface, it is desirable to measure the side surface in a state where the angle between the side surface and the focal plane is as small as possible. This is because when the side surface is greatly inclined with respect to the focal plane, measurement errors are more likely to occur than when the inclination is small.

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、円筒形状を有するサンプルの側面の焦点面に対する傾斜が小さくなるようにサンプルの側面に合焦する技術を提供することである。   In view of the above circumstances, an object according to one aspect of the present invention is to provide a technique for focusing on the side surface of a sample so that the inclination of the side surface of the sample having a cylindrical shape with respect to the focal plane becomes small.

本発明の一態様に係る顕微鏡システムは、対物レンズを有する顕微鏡本体を備える、円筒形状のサンプルの共焦点画像を取得するレーザ顕微鏡装置と、前記共焦点画像に含まれる前記サンプルの側面部分を特定する処理装置と、前記サンプルと前記対物レンズの位置関係を制御する駆動制御装置と、を備える。前記駆動制御装置は、前記サンプルと前記対物レンズとの間の前記対物レンズの光軸方向の距離を変更する前に前記レーザ顕微鏡装置で取得した第1共焦点画像に基づいて前記処理装置が特定した第1側面部分の前記第1共焦点画像中における第1位置と、前記距離を変更した後に前記レーザ顕微鏡装置で取得した第2共焦点画像に基づいて前記処理装置が特定した第2側面部分の前記第2共焦点画像中における第2位置と、の違いに応じて、前記サンプルに対する前記対物レンズの光軸の相対位置を変更する。   A microscope system according to one embodiment of the present invention includes a laser microscope device that includes a microscope body having an objective lens and acquires a confocal image of a cylindrical sample, and specifies a side surface portion of the sample included in the confocal image And a drive control device that controls the positional relationship between the sample and the objective lens. The drive control device identifies the processing device based on a first confocal image acquired by the laser microscope device before changing a distance in the optical axis direction of the objective lens between the sample and the objective lens. The second side surface portion specified by the processing device based on the first position of the first side surface portion in the first confocal image and the second confocal image acquired by the laser microscope device after changing the distance The relative position of the optical axis of the objective lens with respect to the sample is changed according to the difference from the second position in the second confocal image.

本発明の一態様に係る顕微鏡システムの制御方法は、対物レンズを有する顕微鏡本体を備える、円筒形状のサンプルの共焦点画像を取得するレーザ顕微鏡装置と、前記共焦点画像に含まれる前記サンプルの側面部分を特定する処理装置と、前記サンプルと前記対物レンズの位置関係を制御する駆動制御装置と、を備える顕微鏡システムの制御方法である。前記レーザ顕微鏡装置が、前記サンプルと前記対物レンズとの間の前記対物レンズの光軸方向の距離を変更する前に、前記サンプルの第1共焦点画像を取得する。前記処理装置が、前記第1共焦点画像に基づいて第1側面部分を特定する。前記レーザ顕微鏡装置が、前記駆動制御装置が前記距離を変更した後に、前記サンプルの第2共焦点画像を取得する。前記処理装置が、前記第2共焦点画像に基づいて第2側面部分を特定する。前記駆動制御装置が、前記第1側面部分の前記第1共焦点画像中における第1位置と、前記第2側面部分の前記第2共焦点画像中における第2位置と、の違いに応じて、前記サンプルに対する前記対物レンズの光軸の相対位置を変更する。   A method for controlling a microscope system according to an aspect of the present invention includes a laser microscope apparatus that acquires a confocal image of a cylindrical sample including a microscope body having an objective lens, and a side surface of the sample included in the confocal image. A method for controlling a microscope system, comprising: a processing device that identifies a portion; and a drive control device that controls a positional relationship between the sample and the objective lens. The laser microscope apparatus acquires a first confocal image of the sample before changing the distance in the optical axis direction of the objective lens between the sample and the objective lens. The processing device specifies a first side surface portion based on the first confocal image. The laser microscope apparatus acquires a second confocal image of the sample after the drive control device changes the distance. The processing device specifies a second side surface portion based on the second confocal image. In accordance with the difference between the first position of the first side surface portion in the first confocal image and the second position of the second side surface portion in the second confocal image, the drive control device. The relative position of the optical axis of the objective lens with respect to the sample is changed.

上記の態様によれば、円筒形状を有するサンプルの側面の焦点面に対する傾斜が小さくなるようにサンプルの側面に合焦することができる。   According to said aspect, it can focus on the side surface of a sample so that the inclination with respect to the focal plane of the side surface of a sample which has a cylindrical shape may become small.

第1の実施形態に係る顕微鏡システム1の構成を例示した図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a microscope system 1 according to a first embodiment. 顕微鏡本体100の構成を例示した図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a microscope main body 100. FIG. コンピュータ60の構成を例示したブロック図である。2 is a block diagram illustrating a configuration of a computer 60. FIG. 対物レンズ108の望ましい位置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the desirable position of the objective lens. 顕微鏡システム1が行う処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the microscope system 1. 合焦後に取得した共焦点画像を例示した図である。It is the figure which illustrated the confocal image acquired after focusing. 対物レンズ108を光軸方向に動かした後に取得した共焦点画像を例示した図である。It is the figure which illustrated the confocal image acquired after moving the objective lens 108 to an optical axis direction. 対物レンズ108を光軸と直交する方向に動かした後に取得した共焦点画像を例示した図である。It is the figure which illustrated the confocal image acquired after moving the objective lens in the direction orthogonal to an optical axis. 対物レンズ108を光軸と直交する方向に動かした後に取得した共焦点画像の別の例を示した図である。It is the figure which showed another example of the confocal image acquired after moving the objective lens in the direction orthogonal to an optical axis. 第2の実施形態に係る顕微鏡システムが行う処理の別の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another example of the process which the microscope system which concerns on 2nd Embodiment performs. 顕微鏡本体200の構成を例示した図である。2 is a diagram illustrating a configuration of a microscope main body 200. FIG.

[第1の実施形態]
図1は、本実施形態に係る顕微鏡システム1の構成を例示した図である。図1に示す顕微鏡システム1は、サンプルSと対物レンズ108の光軸方向の距離を変更しながら共焦点画像を繰り返し取得することで、サンプルSの表面を計測して、サンプルSを検査するシステムである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a microscope system 1 according to this embodiment. The microscope system 1 shown in FIG. 1 is a system that inspects the sample S by measuring the surface of the sample S by repeatedly acquiring a confocal image while changing the distance between the sample S and the objective lens 108 in the optical axis direction. It is.

顕微鏡システム1が対象とするサンプルSは、円筒形状を有していて、顕微鏡システム1は、円筒形状を有するサンプルSの側面を計測してサンプルSを検査する。なお、円筒形状を有するサンプルSの側面とは、円筒の表面のうちの曲面のことをいう。   The sample S targeted by the microscope system 1 has a cylindrical shape, and the microscope system 1 inspects the sample S by measuring the side surface of the sample S having a cylindrical shape. The side surface of the sample S having a cylindrical shape refers to a curved surface of the surface of the cylinder.

顕微鏡システム1は、レーザ走査型共焦点顕微鏡装置(以降、レーザ顕微鏡装置と記す)10を備えている。   The microscope system 1 includes a laser scanning confocal microscope apparatus (hereinafter referred to as a laser microscope apparatus) 10.

レーザ顕微鏡装置10は、円筒形状のサンプルSの共焦点画像を取得する。レーザ顕微鏡装置10は、対物レンズ108を有する顕微鏡本体100と、顕微鏡本体100を制御する顕微鏡コントローラ20を備えている。なお、顕微鏡本体100と顕微鏡コントローラ20は、図1に示すように別体として構成されていてもよく、単一の筐体内に一体に構成されてもよい。   The laser microscope apparatus 10 acquires a confocal image of the cylindrical sample S. The laser microscope apparatus 10 includes a microscope main body 100 having an objective lens 108 and a microscope controller 20 that controls the microscope main body 100. Note that the microscope main body 100 and the microscope controller 20 may be configured separately as shown in FIG. 1 or may be configured integrally in a single casing.

図2は、顕微鏡本体100の構成を例示した図である。顕微鏡本体100は、図2に示すように、レーザ101、レンズ102、偏光ビームスプリッタ(PBS)103、二次元走査装置104、リレー光学系105、1/4λ板106、ミラー107、対物レンズ108、レンズ109、共焦点絞り110、光電子増倍管(PMT)111、A/D変換器112、準焦装置113を備えている。準焦装置113は、対物レンズ108を対物レンズ108の光軸方向に動かす装置である。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the microscope main body 100. As shown in FIG. 2, the microscope main body 100 includes a laser 101, a lens 102, a polarization beam splitter (PBS) 103, a two-dimensional scanning device 104, a relay optical system 105, a 1 / 4λ plate 106, a mirror 107, an objective lens 108, A lens 109, a confocal stop 110, a photomultiplier tube (PMT) 111, an A / D converter 112, and a semi-focus device 113 are provided. The semi-focus device 113 is a device that moves the objective lens 108 in the optical axis direction of the objective lens 108.

レーザ101から出射したレーザ光は、レンズ102、PBS103を透過した後、二次元走査装置104に入射する。二次元走査装置104は、2つのスキャナを備え、例えば、ガルバノミラーとレゾナントスキャナを含んでいる。なお、二次元走査装置104は、2つのガルバノミラーを含んでも良い。二次元走査装置104で偏向されたレーザ光は、リレー光学系105を介して入射する1/4λ板106で直線偏光から円偏光に変換された後に、ミラー107で反射し、対物レンズ108を経由してサンプルSへ照射される。   Laser light emitted from the laser 101 passes through the lens 102 and the PBS 103 and then enters the two-dimensional scanning device 104. The two-dimensional scanning device 104 includes two scanners, and includes, for example, a galvanometer mirror and a resonant scanner. Note that the two-dimensional scanning device 104 may include two galvanometer mirrors. The laser beam deflected by the two-dimensional scanning device 104 is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the ¼λ plate 106 incident through the relay optical system 105, then reflected by the mirror 107, and passed through the objective lens 108. Then, the sample S is irradiated.

顕微鏡本体100では、二次元走査装置104は対物レンズ108の瞳位置と光学的に共役な位置又はその近傍に配置されている。このため、二次元走査装置104がレーザ光を偏向させることで、レーザ光の集光位置が対物レンズ108の焦点面上を、対物レンズ108の光軸と直交するXY方向に移動し、これによって、サンプルSがレーザ光で二次元に走査される。   In the microscope main body 100, the two-dimensional scanning device 104 is disposed at or near a position optically conjugate with the pupil position of the objective lens. For this reason, the two-dimensional scanning device 104 deflects the laser light, so that the condensing position of the laser light moves on the focal plane of the objective lens 108 in the XY direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 108, thereby The sample S is scanned two-dimensionally with a laser beam.

二次元走査装置104による二次元走査(XY走査)は、顕微鏡コントローラ20によって制御される。二次元走査装置104による二次元走査の手法としては、例えば、共焦点顕微鏡で一般的に使用されている、ラスタスキャンが採用される。   Two-dimensional scanning (XY scanning) by the two-dimensional scanning device 104 is controlled by the microscope controller 20. As a method of two-dimensional scanning by the two-dimensional scanning device 104, for example, raster scanning generally used in a confocal microscope is employed.

サンプルSの表面で反射したレーザ光(以降、反射光と記す)は、対物レンズ108、ミラー107を経由して入射する1/4λ板106で円偏光から直線偏光に変換される。その後に、リレー光学系105、二次元走査装置104を経由してPBS103に入射する。このとき、PBS103に入射する反射光は、レーザ101側からPBS103に入射するレーザ光の偏光面とは直交する偏光面を有している。このため、反射光は、PBS103で反射して、レンズ109に導かれる。   Laser light reflected on the surface of the sample S (hereinafter referred to as reflected light) is converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the ¼λ plate 106 incident through the objective lens 108 and the mirror 107. Thereafter, the light enters the PBS 103 via the relay optical system 105 and the two-dimensional scanning device 104. At this time, the reflected light incident on the PBS 103 has a polarization plane orthogonal to the polarization plane of the laser light incident on the PBS 103 from the laser 101 side. Therefore, the reflected light is reflected by the PBS 103 and guided to the lens 109.

レンズ109は、PBS103で反射した反射光を集光する。PBS103からの反射光路上に設けられた共焦点絞り110には、共焦点絞り110には、対物レンズ108の焦点面に形成されるレーザ光の集光位置と光学的に共役な位置にピンホール(開口)が形成されている。換言すると、共焦点絞り110は、ピンホールを有し、そのピンホールが対物レンズ108の焦点位置と光学的に共役な位置に位置するように配置されている。このため、サンプルS表面のある部分が対物レンズ108によるレーザ光の集光位置にある場合には、その部分からの反射光は、ピンホールに集光し当該ピンホールを通過する。その一方、サンプルS表面のある部分が対物レンズ108によるレーザ光の集光位置からずれている場合には、その部分からの反射光は、ピンホールに集光しないので、ピンホールを通過せず、共焦点絞り110によって遮断される。   The lens 109 collects the reflected light reflected by the PBS 103. The confocal stop 110 provided on the reflection optical path from the PBS 103 has a pinhole at a position optically conjugate with the condensing position of the laser beam formed on the focal plane of the objective lens 108. (Opening) is formed. In other words, the confocal stop 110 has a pinhole, and the pinhole is disposed at a position optically conjugate with the focal position of the objective lens 108. For this reason, when a certain part on the surface of the sample S is at the condensing position of the laser light by the objective lens 108, the reflected light from the part is condensed on the pinhole and passes through the pinhole. On the other hand, when a certain part of the surface of the sample S is shifted from the condensing position of the laser beam by the objective lens 108, the reflected light from that part does not converge on the pinhole, and therefore does not pass through the pinhole. Are blocked by the confocal stop 110.

ピンホールを通過した光は、PMT111で検出される。PMT111は、共焦点絞り110を通過した光を検出する光検出器の一例である。PMT111は、このピンホールを通過した光、すなわち、サンプルSの表面のうち対物レンズ108によるレーザ光の集光位置に位置する部分のみからの反射光を受光する。そして、A/D変換器112は、PMT111での受光光量に応じた大きさのアナログ信号である検出信号を二次元走査装置104の同期信号に基づいてサンプリングし、当該部分の輝度を示すデジタル信号である輝度データとして顕微鏡コントローラ20へ出力される。   The light that has passed through the pinhole is detected by the PMT 111. The PMT 111 is an example of a photodetector that detects light that has passed through the confocal stop 110. The PMT 111 receives light that has passed through the pinhole, that is, reflected light from only the portion of the surface of the sample S that is located at the position where the objective lens 108 is focused on the laser light. The A / D converter 112 samples a detection signal, which is an analog signal having a magnitude corresponding to the amount of light received by the PMT 111, based on the synchronization signal of the two-dimensional scanning device 104, and a digital signal indicating the luminance of the portion. Is output to the microscope controller 20 as luminance data.

顕微鏡コントローラ20は、顕微鏡本体100を制御する装置である。顕微鏡コントローラ20は、レーザ101の発光制御、二次元走査装置104の走査制御、準焦装置113の駆動制御、などを行う。また、顕微鏡コントローラ20は、顕微鏡本体100から受信した輝度データに基づいて共焦点画像の画像データを生成し、コンピュータ60へ出力する。   The microscope controller 20 is a device that controls the microscope main body 100. The microscope controller 20 performs light emission control of the laser 101, scanning control of the two-dimensional scanning device 104, driving control of the semi-focusing device 113, and the like. Further, the microscope controller 20 generates image data of a confocal image based on the luminance data received from the microscope main body 100 and outputs the image data to the computer 60.

顕微鏡システム1は、レーザ顕微鏡装置10に加えて、ステージ30と、ステージコントローラ50を備えている。   The microscope system 1 includes a stage 30 and a stage controller 50 in addition to the laser microscope apparatus 10.

ステージ30は、XYステージ31とZステージ32を含んでいる。第1ステージであるXYステージ31は、対物レンズ108の光軸と直交するXY方向に移動する電動ステージであり、XYステージ31には、顕微鏡本体100が固定されている。第2ステージであるZステージ32は、対物レンズ108の光軸と直交するZ方向に移動する電動ステージであり、Zステージ32には、顕微鏡本体100が固定されている。ステージ30(XYステージ31及びZステージ32)に固定された顕微鏡本体100は、ステージ30の移動に伴って移動する。ステージ30の移動は、ステージコントローラ50により制御される。ステージコントローラ50は、コンピュータ60からの命令に従ってステージ30を動かしてもよい。また、ステージコントローラ50には、入力装置の一例であるジョイスティック80が接続されている。ステージコントローラ50は、利用者によるジョイスティック80の操作に応じて、ステージ30を動かしてもよい。   The stage 30 includes an XY stage 31 and a Z stage 32. The XY stage 31 that is the first stage is an electric stage that moves in the XY direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 108, and the microscope main body 100 is fixed to the XY stage 31. The Z stage 32 as the second stage is an electric stage that moves in the Z direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 108, and the microscope body 100 is fixed to the Z stage 32. The microscope main body 100 fixed to the stage 30 (the XY stage 31 and the Z stage 32) moves as the stage 30 moves. The movement of the stage 30 is controlled by the stage controller 50. The stage controller 50 may move the stage 30 according to a command from the computer 60. The stage controller 50 is connected to a joystick 80, which is an example of an input device. The stage controller 50 may move the stage 30 according to the operation of the joystick 80 by the user.

ステージコントローラ50は、サンプルSと対物レンズ108の位置関係を制御する駆動制御装置の一例である。ステージコントローラ50は、上述したように、ステージ30を制御することで、サンプルSと対物レンズ108の位置関係を変更する。より詳細には、ステージコントローラ50は、XYステージ31を制御することで、サンプルSに対する対物レンズ108の光軸の相対位置を変更する。また、ステージコントローラ50は、Zステージ32を制御することで、サンプルSと対物レンズ108の間の距離を変更する。ここで、サンプルSと対物レンズ108の間の距離は、対物レンズ108の光軸方向の距離である。   The stage controller 50 is an example of a drive control device that controls the positional relationship between the sample S and the objective lens 108. As described above, the stage controller 50 controls the stage 30 to change the positional relationship between the sample S and the objective lens 108. More specifically, the stage controller 50 changes the relative position of the optical axis of the objective lens 108 with respect to the sample S by controlling the XY stage 31. In addition, the stage controller 50 changes the distance between the sample S and the objective lens 108 by controlling the Z stage 32. Here, the distance between the sample S and the objective lens 108 is a distance in the optical axis direction of the objective lens 108.

顕微鏡システム1は、さらに、サンプルSを把持するサンプル把持装置40を備えている。サンプル把持装置40は、円筒形状を有するサンプルSの中心軸を水平方向に向けた状態で、サンプルSを左右両側から把持する装置である。サンプル把持装置40は、中心軸周りサンプルSを回転させるモータ41を備えている。モータ41の回転は、ステージコントローラ50により制御される。ステージコントローラ50は、コンピュータ60からの命令に従ってモータ41を制御してサンプルSを回転させる。   The microscope system 1 further includes a sample gripping device 40 that grips the sample S. The sample gripping device 40 is a device that grips the sample S from both the left and right sides with the central axis of the sample S having a cylindrical shape oriented in the horizontal direction. The sample gripping device 40 includes a motor 41 that rotates the sample S around the central axis. The rotation of the motor 41 is controlled by the stage controller 50. The stage controller 50 controls the motor 41 according to a command from the computer 60 to rotate the sample S.

顕微鏡システム1は、さらに、顕微鏡システム1全体の動作を制御するコンピュータ60を備えている。コンピュータ60は、顕微鏡本体100が取得した共焦点画像に含まれるサンプルSの側面部分を特定する処理装置の一例である。コンピュータ60は、例えば、図3に示すような、標準的なコンピュータである。また、コンピュータ60には、表示装置の一例であるディスプレイ70と、入力装置の一例であるキーボード90とが接続されている。ディスプレイ70は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどである。   The microscope system 1 further includes a computer 60 that controls the operation of the entire microscope system 1. The computer 60 is an example of a processing device that identifies the side surface portion of the sample S included in the confocal image acquired by the microscope main body 100. The computer 60 is a standard computer as shown in FIG. 3, for example. The computer 60 is connected to a display 70 that is an example of a display device and a keyboard 90 that is an example of an input device. The display 70 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL display.

図3は、コンピュータ60の構成を例示したブロック図である。コンピュータ60、図3に示すように、プロセッサ61、メモリ62、ストレージ63、インタフェース装置64、及び可搬記憶媒体66が挿入される可搬記憶媒体駆動装置65を備え、これらがバス67によって相互に接続されている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the computer 60. As shown in FIG. 3, the computer 60 includes a processor 61, a memory 62, a storage 63, an interface device 64, and a portable storage medium driving device 65 into which a portable storage medium 66 is inserted. It is connected.

プロセッサ61は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)などであり、プログラムを実行してプログラムされた処理を行う。メモリ62は、例えば、RAM(Random Access Memory)であり、プログラムの実行の際に、ストレージ63または可搬記憶媒体66に記憶されているプログラムまたはデータを一時的に記憶する。   The processor 61 is, for example, a central processing unit (CPU), a micro processing unit (MPU), a digital signal processor (DSP), and the like, and executes a programmed process by executing a program. The memory 62 is, for example, a RAM (Random Access Memory), and temporarily stores a program or data stored in the storage 63 or the portable storage medium 66 when the program is executed.

ストレージ63は、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリであり、主に各種データやプログラムの記憶に用いられる。ストレージ63には、例えば、後述する閾値データが予め格納されても良い。   The storage 63 is, for example, a hard disk or a flash memory, and is mainly used for storing various data and programs. For example, threshold data, which will be described later, may be stored in the storage 63 in advance.

インタフェース装置64は、コンピュータ60以外の装置(例えば、顕微鏡コントローラ20、ディスプレイ70、キーボード90など)と信号をやり取りする回路である。可搬記憶媒体駆動装置65は、光ディスクやコンパクトフラッシュ(登録商標)等の可搬記憶媒体66を収容するものである。可搬記憶媒体66は、ストレージ63を補助する役割を有する。ストレージ63及び可搬記憶媒体66は、それぞれプログラムを記憶した非一過性のコンピュータ読取可能記憶媒体の一例である。   The interface device 64 is a circuit that exchanges signals with devices other than the computer 60 (for example, the microscope controller 20, the display 70, the keyboard 90, and the like). The portable storage medium driving device 65 accommodates a portable storage medium 66 such as an optical disk or a compact flash (registered trademark). The portable storage medium 66 has a role of assisting the storage 63. The storage 63 and the portable storage medium 66 are examples of non-transitory computer-readable storage media each storing a program.

なお、図3に示す構成は、コンピュータ60のハードウェア構成の一例であり、コンピュータ60はこの構成に限定されるものではない。コンピュータ60は、汎用装置ではなく専用装置であってもよい。コンピュータ60は、プログラムを実行するプロセッサの代わりに又は加えて、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などの電気回路を備えてもよい。   The configuration illustrated in FIG. 3 is an example of the hardware configuration of the computer 60, and the computer 60 is not limited to this configuration. The computer 60 may be a dedicated device instead of a general-purpose device. The computer 60 may include an electric circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA) instead of or in addition to the processor that executes the program.

図4は、対物レンズ108の望ましい位置について説明するための図である。円筒形状を有するサンプルSの側面を計測する場合、側面と焦点面のなす角ができる限り小さいことが望ましい。換言すると、サンプルSの天頂位置APが対物レンズ108の光軸上に位置するようにサンプルSと対物レンズ108の位置関係を調整することが望ましい。これは、焦点面に対する側面の傾斜が大きすぎると、求められる計測精度を達成することが難しくなるからである。   FIG. 4 is a diagram for explaining a desirable position of the objective lens 108. When measuring the side surface of the sample S having a cylindrical shape, it is desirable that the angle formed between the side surface and the focal plane is as small as possible. In other words, it is desirable to adjust the positional relationship between the sample S and the objective lens 108 so that the zenith position AP of the sample S is positioned on the optical axis of the objective lens 108. This is because if the inclination of the side surface with respect to the focal plane is too large, it will be difficult to achieve the required measurement accuracy.

また、側面と焦点面のなす角を小さくすることで、サンプルSの計測時間を短縮することができる。例えば、図4に示すように、対物レンズ108の光軸が天頂位置APに比較的近い位置P1に位置するとき(このときの傾斜角度はθ1)と、対物レンズ108の光軸が天頂位置APから比較的遠い位置P2に位置するとき(このときの傾斜角度はθ2(>θ1))とを比較する。同じ頂角αに対応するサンプルSの表面を計測するためには、位置P1では光軸方向に距離D1だけ走査すれば足りるのに対して、位置P2では光軸方向に距離D2(>距離D1)も走査しなければならない。三次元計測の処理時間に占めるZスタック処理(光軸方向に走査しながら共焦点画像を取得する処理)の処理時間の割合が大きいことを踏まえると、傾斜(つまり、側面と焦点面のなす角)を小さくすることで大幅な処理時間の短縮が期待できる。   Moreover, the measurement time of the sample S can be shortened by reducing the angle formed between the side surface and the focal plane. For example, as shown in FIG. 4, when the optical axis of the objective lens 108 is located at a position P1 that is relatively close to the zenith position AP (at this time, the tilt angle is θ1), the optical axis of the objective lens 108 is at the zenith position AP. Is compared with a position P2 that is relatively far from (the inclination angle at this time is θ2 (> θ1)). In order to measure the surface of the sample S corresponding to the same apex angle α, it is sufficient to scan the distance P1 in the optical axis direction at the position P1, whereas the distance D2 (> distance D1) in the optical axis direction at the position P2. ) Must also be scanned. Given the large proportion of processing time of Z stack processing (processing to acquire confocal images while scanning in the optical axis direction) in the processing time of 3D measurement, tilt (that is, the angle between the side surface and the focal plane) ) Can be expected to greatly reduce processing time.

このため、円筒形状を有するサンプルSの表面形状を計測する場合、計測処理を開始する前に、顕微鏡システム1は、側面と焦点面のなす角が小さくなるように、サンプルSと対物レンズ108との位置関係を調整する。これにより、顕微鏡システム1は、従来のシステムに比べて、計測精度と計測時間を改善することができる。   Therefore, when measuring the surface shape of the sample S having a cylindrical shape, before starting the measurement process, the microscope system 1 sets the sample S and the objective lens 108 so that the angle formed between the side surface and the focal plane becomes small. Adjust the positional relationship. Thereby, the microscope system 1 can improve measurement accuracy and measurement time compared with the conventional system.

図5は、顕微鏡システム1が行う位置調整処理の一例を示すフローチャートである。図5に示す位置調整処理は、顕微鏡システム1の制御方法の一例である。図6は、合焦後に取得した共焦点画像を例示した図である。図7は、対物レンズ108を光軸方向に動かした後に取得した共焦点画像を例示した図である。図8は、対物レンズ108を光軸と直交する方向に動かした後に取得した共焦点画像を例示した図である。図9は、対物レンズ108を光軸と直交する方向に動かした後に取得した共焦点画像の別の例を示した図である。以下、顕微鏡システム1が計測処理を開始する前に行う位置調整処理について、図5から図9を参照しながら、説明する。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the position adjustment process performed by the microscope system 1. The position adjustment process shown in FIG. 5 is an example of a control method of the microscope system 1. FIG. 6 is a diagram illustrating a confocal image acquired after focusing. FIG. 7 is a diagram illustrating a confocal image acquired after the objective lens 108 is moved in the optical axis direction. FIG. 8 is a diagram illustrating a confocal image acquired after the objective lens 108 is moved in a direction orthogonal to the optical axis. FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a confocal image acquired after the objective lens 108 is moved in a direction orthogonal to the optical axis. Hereinafter, the position adjustment process performed before the microscope system 1 starts the measurement process will be described with reference to FIGS.

なお、図5に示す位置調整処理では、ステップS3とステップS7で共焦点画像が取得される。ステップS3で取得する共焦点画像は、第1共焦点画像、又は第3共焦点画像、又は、第1共焦点画像であり且つ第3共焦点画像である。ステップS7で取得する共焦点画像は、第2共焦点画像である。第1共焦点画像は、サンプルSと対物レンズ108の間の距離を変更するステップS6の処理の前後に取得される画像のうちの、ステップS6の処理の前に取得される画像という意味で使用される。第2共焦点画像は、サンプルSと対物レンズ108の間の距離を変更するステップS6の処理の前後に取得される画像のうちの、ステップS6の処理の後に取得される画像という意味で使用される。また、第3共焦点画像は、サンプルSに対する対物レンズ108の光軸の相対位置を変更するステップS9の処理の後に取得される画像という意味で使用される。   In the position adjustment process shown in FIG. 5, a confocal image is acquired in step S3 and step S7. The confocal image acquired in step S3 is the first confocal image, the third confocal image, or the first confocal image and the third confocal image. The confocal image acquired in step S7 is the second confocal image. The first confocal image is used to mean an image acquired before the process of step S6 among images acquired before and after the process of step S6 for changing the distance between the sample S and the objective lens 108. Is done. The second confocal image is used to mean an image acquired after the process of step S6 among the images acquired before and after the process of step S6 for changing the distance between the sample S and the objective lens 108. The The third confocal image is used in the sense of an image acquired after the process of step S9 for changing the relative position of the optical axis of the objective lens 108 with respect to the sample S.

コンピュータ60が位置調整プログラムを実行することで、顕微鏡システム1は、図5に示す位置調整処理を開始する。位置調整処理が開始されると、まず、顕微鏡システム1は、登録座標へ顕微鏡本体100を移動する(ステップS1)。ここでは、コンピュータ60の命令に従ってステージコントローラ50がステージ30を制御して、予め登録されている登録座標へ顕微鏡本体100を動かす。これにより、対物レンズ108がサンプルSの上方に位置する。   When the computer 60 executes the position adjustment program, the microscope system 1 starts the position adjustment process shown in FIG. When the position adjustment process is started, first, the microscope system 1 moves the microscope main body 100 to registered coordinates (step S1). Here, the stage controller 50 controls the stage 30 in accordance with an instruction from the computer 60 to move the microscope main body 100 to registered coordinates registered in advance. Thereby, the objective lens 108 is positioned above the sample S.

次に、顕微鏡システム1は、サンプルSの側面に合焦する(ステップS2)。ここでは、コンピュータ60の命令に従って、後述するステップS3での共焦点画像の取得前に、レーザ顕微鏡装置10がオートフォーカス処理を実行する。レーザ顕微鏡装置10は、例えば、準焦装置113を用いて対物レンズ108を光軸方向に動かしながら、PMT111から出力される信号の強度に基づいて、サンプルSの側面に合焦する。なお、以降では、レーザ顕微鏡装置10の視野の中心位置で検出される光の信号の強度が最大となるように、準焦装置113が対物レンズ108を移動させることで、サンプルSの側面に合焦した場合を例に説明する。   Next, the microscope system 1 focuses on the side surface of the sample S (step S2). Here, according to the instruction of the computer 60, the laser microscope apparatus 10 executes an autofocus process before acquiring a confocal image in step S3 described later. For example, the laser microscope apparatus 10 focuses on the side surface of the sample S based on the intensity of the signal output from the PMT 111 while moving the objective lens 108 in the optical axis direction using the semi-focusing apparatus 113. In the following description, the focusing device 113 moves the objective lens 108 so that the intensity of the light signal detected at the center position of the field of view of the laser microscope apparatus 10 is maximized, thereby aligning with the side surface of the sample S. An explanation will be given by taking the case of being in focus as an example.

サンプルSの側面に合焦すると、顕微鏡システム1は、共焦点画像を取得する(ステップS3)。ここでは、コンピュータ60の命令に従って、レーザ顕微鏡装置10が共焦点画像を取得する。図6には、ステップS2に続いて行われるステップS3において取得した共焦点画像が例示されている。   When focusing on the side surface of the sample S, the microscope system 1 acquires a confocal image (step S3). Here, the laser microscope apparatus 10 acquires a confocal image in accordance with an instruction from the computer 60. FIG. 6 illustrates the confocal image acquired in step S3 performed subsequent to step S2.

図6に示す共焦点画像には、高い輝度を有する明るい領域R1と低い輝度を有する暗い領域R2が含まれている。共焦点画像中の領域R1は、焦点深度内に位置するサンプルSの側面に対応する画像領域であり、共焦点画像に含まれるサンプルSの側面部分である。また、共焦点画像中の領域R2は、焦点深度内にサンプルSの側面がない画像領域である。   The confocal image shown in FIG. 6 includes a bright region R1 having a high luminance and a dark region R2 having a low luminance. A region R1 in the confocal image is an image region corresponding to the side surface of the sample S located within the focal depth, and is a side surface portion of the sample S included in the confocal image. A region R2 in the confocal image is an image region in which the side surface of the sample S is not present within the focal depth.

この例では、ステップS2のオートフォーカス処理が視野の中心位置における信号強度に基づいて行われているため、領域R1は、視野の中心位置を含んでいる。また、サンプルSが円筒形状を有しているため、領域R1は、サンプルSの中心軸の方向に沿って延びた帯形状を有している。   In this example, since the autofocus process in step S2 is performed based on the signal intensity at the center position of the visual field, the region R1 includes the central position of the visual field. In addition, since the sample S has a cylindrical shape, the region R1 has a band shape extending along the direction of the central axis of the sample S.

その後、顕微鏡システム1は、ステップS3で取得した共焦点画像を解析する(ステップS4)。ここでは、コンピュータ60が共焦点画像を解析する。具体的には、コンピュータ60は、ステップS3で取得した共焦点画像に含まれる領域R1を特定する。その後、コンピュータ60は、さらに、領域R1の共焦点画像中の位置と領域R1の幅を算出する。   Thereafter, the microscope system 1 analyzes the confocal image acquired in step S3 (step S4). Here, the computer 60 analyzes the confocal image. Specifically, the computer 60 specifies the region R1 included in the confocal image acquired in step S3. Thereafter, the computer 60 further calculates the position of the region R1 in the confocal image and the width of the region R1.

なお、領域R1の位置は、例えば、領域R1の重心位置である。また、領域R1の幅は、例えば、帯形状を有する領域R1の短手方向の幅である。領域R1の幅が長手方向の沿って一定でない場合には、領域R1の重心位置での幅を領域R1の幅として扱ってもよい。また、領域R1の幅の平均値、最小値、最大値などを、領域R1の幅として扱ってもよい。   Note that the position of the region R1 is, for example, the center of gravity of the region R1. Moreover, the width | variety of area | region R1 is a width | variety of the transversal direction of area | region R1 which has strip | belt shape, for example. When the width of the region R1 is not constant along the longitudinal direction, the width at the center of gravity of the region R1 may be treated as the width of the region R1. In addition, an average value, a minimum value, a maximum value, and the like of the width of the region R1 may be handled as the width of the region R1.

共焦点画像の解析が終了すると、顕微鏡システム1は、ステップS4で算出した側面部分(領域R1)の幅が閾値以上か否かを判定する(ステップS5)。ここでは、コンピュータ60は、ストレージ63に予め格納されている閾値データを読み出して、ステップS4で算出した領域R1の幅と閾値データが示す閾値とを比較することで、上記の判定を行う。   When the analysis of the confocal image is completed, the microscope system 1 determines whether or not the width of the side surface portion (region R1) calculated in step S4 is greater than or equal to a threshold value (step S5). Here, the computer 60 reads the threshold value data stored in advance in the storage 63, and compares the width of the region R1 calculated in step S4 with the threshold value indicated by the threshold value data, thereby making the above determination.

閾値データが示す閾値は、サンプルの側面と焦点面とのなす角が十分に小さくなったときに取得された共焦点画像に含まれる領域R1の幅を示している。領域R1の幅は、サンプルの天頂が対物レンズ108の光軸に近づくほど、つまり、サンプルの側面と焦点面とのなす角が小さくなるほど、大きくなる。これは、サンプルの側面と焦点面とのなす角が小さいほど、焦点深度内に収まるサンプルSの側面の範囲が広がるからである。このため、ステップS4で算出した領域R1の幅が閾値(幅)以上であれば、サンプルの側面と焦点面とのなす角は十分に小さいと判定することができる。   The threshold value indicated by the threshold value data indicates the width of the region R1 included in the confocal image acquired when the angle between the side surface of the sample and the focal plane becomes sufficiently small. The width of the region R1 increases as the zenith of the sample approaches the optical axis of the objective lens 108, that is, as the angle between the side surface of the sample and the focal plane decreases. This is because the smaller the angle between the side surface of the sample and the focal plane, the wider the range of the side surface of the sample S that falls within the focal depth. For this reason, if the width of the region R1 calculated in step S4 is equal to or larger than the threshold (width), it can be determined that the angle formed between the side surface of the sample and the focal plane is sufficiently small.

なお、閾値データは、サンプルの仕様(例えば、径など)と顕微鏡装置の仕様(例えば、倍率、焦点深度など)の組み合わせ毎に、予めストレージ63に格納されている。これらの閾値データは、事前に実験等を行い、サンプルの側面と焦点面とのなす角が小さいときに算出された領域R1の幅に基づいて生成される。また、サンプルの仕様と顕微鏡装置の仕様から閾値を、実験を行うことなく算出し、算出した閾値を示す閾値データを生成してもよい。   The threshold data is stored in advance in the storage 63 for each combination of sample specifications (eg, diameter) and microscope device specifications (eg, magnification, depth of focus, etc.). These threshold data are generated based on the width of the region R1 calculated when the angle formed between the side surface of the sample and the focal plane is small by performing an experiment or the like in advance. Further, the threshold value may be calculated from the specification of the sample and the specification of the microscope apparatus without performing an experiment, and threshold data indicating the calculated threshold value may be generated.

顕微鏡システム1は、ステップS4で算出された領域R1の幅が閾値以上であると判定したときには(ステップS5YES)、位置調整処理を終了する。これは、顕微鏡システム1が、すでに、サンプルの側面と焦点面とのなす角が小さくなるようにサンプルの側面に合焦している状態にあると考えられるためである。   When the microscope system 1 determines that the width of the region R1 calculated in step S4 is greater than or equal to the threshold (YES in step S5), the position adjustment process ends. This is because it is considered that the microscope system 1 is already in focus on the side surface of the sample so that the angle formed between the side surface of the sample and the focal plane becomes small.

一方、顕微鏡システム1は、ステップS4で算出された領域R1の幅が閾値未満であると判定すると(ステップS5NO)、ステップS6からステップS9の処理を行い、サンプルの側面と焦点面とのなす角を小さくする。これは、領域R1の幅が閾値未満である場合には、サンプルの側面と焦点面とのなす角が大きいと判定できるからである。   On the other hand, when the microscope system 1 determines that the width of the region R1 calculated in step S4 is less than the threshold (NO in step S5), the microscope system 1 performs the processing from step S6 to step S9, and the angle formed between the side surface of the sample and the focal plane. Make it smaller. This is because it can be determined that the angle between the side surface of the sample and the focal plane is large when the width of the region R1 is less than the threshold value.

ステップS6からステップS9では、顕微鏡システム1は、まず、Zステージ32を動かしてサンプルSと対物レンズ108の間の距離を変更する(ステップS6)。ここでは、ステージコントローラ50がZステージ32を制御して、対物レンズ108をサンプルSから離れる方向に動かす。これにより、サンプルSと対物レンズ108の間の距離を変更する。以降、サンプルSと対物レンズ108の間の距離を相対距離とも記す。   In steps S6 to S9, the microscope system 1 first moves the Z stage 32 to change the distance between the sample S and the objective lens 108 (step S6). Here, the stage controller 50 controls the Z stage 32 to move the objective lens 108 away from the sample S. Thereby, the distance between the sample S and the objective lens 108 is changed. Hereinafter, the distance between the sample S and the objective lens 108 is also referred to as a relative distance.

Zステージ32の移動が終了すると、顕微鏡システム1は、共焦点画像を取得する(ステップS7)。ここでは、コンピュータ60の命令に従って、レーザ顕微鏡装置10が共焦点画像を取得する。図7には、ステップS7で取得した共焦点画像が例示されている。図7に示す共焦点画像にも、図6に示す共焦点画像と同様に、高い輝度を有する明るい領域R1と低い輝度を有する暗い領域R2が含まれている。   When the movement of the Z stage 32 is completed, the microscope system 1 acquires a confocal image (step S7). Here, the laser microscope apparatus 10 acquires a confocal image in accordance with an instruction from the computer 60. FIG. 7 illustrates the confocal image acquired in step S7. Similarly to the confocal image shown in FIG. 6, the confocal image shown in FIG. 7 also includes a bright region R1 having high luminance and a dark region R2 having low luminance.

相対距離変更後に取得した図7に示す共焦点画像は、相対距離変更前に取得した図6に示す共焦点画像とは異なる位置に領域R1を含んでいる。これは、相対距離の変更により焦点面が光軸方向に移動し、その結果、サンプルSの側面の異なる範囲が焦点深度内の位置にすることになったためである。   The confocal image shown in FIG. 7 acquired after changing the relative distance includes a region R1 at a position different from the confocal image shown in FIG. 6 acquired before changing the relative distance. This is because the focal plane moves in the optical axis direction by changing the relative distance, and as a result, a different range of the side surface of the sample S is set to a position within the focal depth.

その後、顕微鏡システム1は、ステップS7で取得した共焦点画像を解析する(ステップS8)。ここでは、コンピュータ60が共焦点画像を解析する。具体的には、コンピュータ60は、ステップS7で取得した共焦点画像に含まれるサンプルSの領域R1を特定する。その後、コンピュータ60は、さらに、領域R1の共焦点画像中の位置を算出する。   Thereafter, the microscope system 1 analyzes the confocal image acquired in step S7 (step S8). Here, the computer 60 analyzes the confocal image. Specifically, the computer 60 specifies the region R1 of the sample S included in the confocal image acquired in step S7. Thereafter, the computer 60 further calculates the position of the region R1 in the confocal image.

共焦点画像の解析が終了すると、顕微鏡システム1は、XYステージ31を動かしてサンプルSに対する対物レンズ108の光軸の相対位置を変更する(ステップS9)。ここでは、ステージコントローラ50は、相対距離を変更する前にレーザ顕微鏡装置10が取得した共焦点画像に基づいてコンピュータ60が特定した側面部分(以降、第1側面部分と記す。)のその共焦点画像中における位置(以降、第1位置と記す。)と、相対距離を変更した後にレーザ顕微鏡装置10で取得した共焦点画像に基づいてコンピュータ60が特定した側面部分(以降、第2側面部分と記す。)のその共焦点画像中における位置(以降、第2位置)と、の違いに応じて、XYステージ31を制御して相対位置を変更する。つまり、図6に示す共焦点画像の領域R1(第1側面部分)の位置と図7に示す共焦点画像の領域R1(第2側面部分)の位置の違いに応じて、相対位置を変更する。   When the analysis of the confocal image is completed, the microscope system 1 moves the XY stage 31 to change the relative position of the optical axis of the objective lens 108 with respect to the sample S (step S9). Here, the stage controller 50 has the confocal portion of the side surface portion (hereinafter referred to as the first side surface portion) specified by the computer 60 based on the confocal image acquired by the laser microscope apparatus 10 before changing the relative distance. A side part (hereinafter referred to as a second side part) identified by the computer 60 based on a position in the image (hereinafter referred to as a first position) and a confocal image acquired by the laser microscope apparatus 10 after changing the relative distance. The relative position is changed by controlling the XY stage 31 according to the difference from the position in the confocal image (hereinafter referred to as the second position). That is, the relative position is changed in accordance with the difference between the position of the confocal image region R1 (first side surface portion) shown in FIG. 6 and the position of the confocal image region R1 (second side surface portion) shown in FIG. .

より具体的には、ステージコントローラ50は、XYステージ31を制御して、対物レンズ108を第1位置から第2位置へ向かう方向に動かすことで相対位置を変更する。これは、図6及び図7に示すように、対物レンズ108をサンプルSから離れる方向に動かしたときには、領域R1は画像内においてサンプルSの天頂位置に向かう方向へ移動するからである。   More specifically, the stage controller 50 controls the XY stage 31 to change the relative position by moving the objective lens 108 in the direction from the first position toward the second position. This is because, as shown in FIGS. 6 and 7, when the objective lens 108 is moved away from the sample S, the region R1 moves in the direction toward the zenith position of the sample S in the image.

また、ステージコントローラ50は、XYステージ31を制御して、対物レンズ108を第1位置と第2位置の間の距離に応じた実距離だけXYステージ31を動かすことで相対位置を変更してもよい。ここで、第1位置と第2位置の間の距離に応じた実距離とは、共焦点画像上での距離である第1位置と第2位置の間の距離を実空間上での距離に変換したときの距離のことである。これにより、第1位置から第2位置へ移動した領域R1の位置を第1位置へ戻すことができる。つまり、帯形状を有する領域R1が共焦点画像の中央に写るように対物レンズ108とサンプルSの位置関係が調整される。   Further, the stage controller 50 controls the XY stage 31 to change the relative position by moving the XY stage 31 by the actual distance corresponding to the distance between the first position and the second position of the objective lens 108. Good. Here, the actual distance according to the distance between the first position and the second position is the distance between the first position and the second position, which is the distance on the confocal image, in the real space. It is the distance when converted. Thereby, the position of the region R1 moved from the first position to the second position can be returned to the first position. That is, the positional relationship between the objective lens 108 and the sample S is adjusted so that the band-shaped region R1 appears in the center of the confocal image.

相対位置の変更が終了すると、顕微鏡システム1は、再び、共焦点画像を取得し(ステップS3)、取得した共焦点画像を解析する(ステップS4)。つまり、ステージコントローラ50がXYステージ31を制御して相対位置を変更した後に、レーザ顕微鏡装置10が共焦点画像(第3共焦点画像)を取得し、コンピュータ60が取得したその共焦点画像に基づいて領域R1(第3側面部分)を特定し、領域R1の幅と位置を算出する。   When the change of the relative position is completed, the microscope system 1 acquires a confocal image again (step S3), and analyzes the acquired confocal image (step S4). That is, after the stage controller 50 controls the XY stage 31 to change the relative position, the laser microscope apparatus 10 acquires a confocal image (third confocal image), and based on the confocal image acquired by the computer 60. Then, the region R1 (third side surface portion) is specified, and the width and position of the region R1 are calculated.

図8には、ステップS9に続いて行われるステップS3において取得した共焦点画像が例示されている。図8に示す共焦点画像にも、図6に示す共焦点画像及び図7に示す共焦点画像と同様に、高い輝度を有する明るい領域R1と低い輝度を有する暗い領域R2が含まれている。   FIG. 8 illustrates the confocal image acquired in step S3 performed subsequent to step S9. The confocal image shown in FIG. 8 also includes a bright region R1 having a high luminance and a dark region R2 having a low luminance, as in the confocal image shown in FIG. 6 and the confocal image shown in FIG.

相対位置変更後に取得した図8に示す共焦点画像に含まれる領域R1は、相対位置及び相対距離の変更前に取得した図6に示す共焦点画像に含まれる領域R1とは異なる幅を有している。これは、相対距離及び相対位置の変更により、対物レンズ108の光軸とサンプルSの天頂位置との距離が変化し、焦点面とサンプルSの側面のなす角が変化したからである。   The region R1 included in the confocal image shown in FIG. 8 acquired after the relative position change has a different width from the region R1 included in the confocal image shown in FIG. 6 acquired before the change of the relative position and the relative distance. ing. This is because the distance between the optical axis of the objective lens 108 and the zenith position of the sample S is changed by changing the relative distance and the relative position, and the angle formed between the focal plane and the side surface of the sample S is changed.

より具体的には、図8に示す共焦点画像に含まれる領域R1の幅は、図6に示す共焦点画像に含まれる領域R1の幅よりも大きな幅Wを有している。これは、相対距離及び相対位置の変更により、対物レンズ108の光軸とサンプルSの天頂位置との距離が縮まり、焦点面とサンプルSの側面のなす角が小さくなったからである。   More specifically, the width of the region R1 included in the confocal image shown in FIG. 8 is larger than the width of the region R1 included in the confocal image shown in FIG. This is because the distance between the optical axis of the objective lens 108 and the zenith position of the sample S is shortened by the change of the relative distance and the relative position, and the angle between the focal plane and the side surface of the sample S is reduced.

その後、顕微鏡システム1は、ステップS4で新たに算出した領域R1(側面部分)の幅が閾値以上か否かを判定する(ステップS5)。つまり、コンピュータ60は、サンプルSの側面と焦点面のなす角が小さいか否かを判定する。具体的には、コンピュータ60は、領域R1の幅が、サンプルSとレーザ顕微鏡装置10の仕様に応じて予め決められている閾値との比較結果に基づいて、サンプルSの側面と焦点面のなす角が小さいか否かを判定する。   Thereafter, the microscope system 1 determines whether or not the width of the region R1 (side surface portion) newly calculated in Step S4 is equal to or larger than the threshold (Step S5). That is, the computer 60 determines whether or not the angle formed between the side surface of the sample S and the focal plane is small. Specifically, the computer 60 forms the width of the region R1 between the side surface of the sample S and the focal plane based on a comparison result between the sample S and a threshold value determined in advance according to the specifications of the laser microscope apparatus 10. It is determined whether or not the corner is small.

以降、顕微鏡システム1は、ステップS5で領域R1(側面部分)の幅が閾値以上であると判定されるまで、ステップS3からステップS9の処理を繰り返す。図9には、ステップS9に続いて行われるステップS3において取得した共焦点画像の別の例が示されている。図9に示す共焦点画像のように、共焦点画像が領域R1によって占有されることも起こり得る。このような場合にも、顕微鏡システム1は、領域R1(側面部分)の幅が閾値以上であると判定してもよい。   Thereafter, the microscope system 1 repeats the processing from step S3 to step S9 until it is determined in step S5 that the width of the region R1 (side surface portion) is greater than or equal to the threshold value. FIG. 9 shows another example of the confocal image acquired in step S3 performed subsequent to step S9. As in the confocal image shown in FIG. 9, the confocal image may be occupied by the region R1. Even in such a case, the microscope system 1 may determine that the width of the region R1 (side surface portion) is equal to or larger than the threshold value.

以上のように動作する顕微鏡システム1によれば、円筒形状を有するサンプルSの側面の焦点面に対する傾斜が小さくなるようにサンプルSの側面に合焦することができる。このため、その後に行われるサンプルSの計測処理において、高い精度でサンプルSの形状を計測することができる。また、計測処理において取得する共焦点画像の枚数を少なく抑えることができるため、サンプルSの計測時間を短縮することができる。   According to the microscope system 1 that operates as described above, the side surface of the sample S can be focused so that the inclination of the side surface of the sample S having a cylindrical shape with respect to the focal plane becomes small. For this reason, in the measurement process of the sample S performed after that, the shape of the sample S can be measured with high accuracy. In addition, since the number of confocal images acquired in the measurement process can be reduced, the measurement time of the sample S can be shortened.

また、顕微鏡システム1によれば、サンプル把持装置40にサンプルSを把持させる度にサンプルSの位置が変化する場合であっても、サンプルSの側面の焦点面に対する傾斜が小さくなるようにサンプルSの側面に合焦することができる。これにより、再現性の高い計測が可能となるため、安定した検査結果を得ることができる。
[第2の実施形態]
In addition, according to the microscope system 1, even when the position of the sample S changes each time the sample gripping device 40 grips the sample S, the sample S so that the inclination of the side surface of the sample S with respect to the focal plane becomes small. You can focus on the side. Thereby, measurement with high reproducibility is possible, and a stable inspection result can be obtained.
[Second Embodiment]

図10は、本実施形態に係る顕微鏡システムが行う処理の別の例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る顕微鏡システムは、図5に示す処理の代わりに図10に示す処理を行う点を除き、顕微鏡システム1と同様である。このため、顕微鏡システム1と同様の構成要素については、同一の符号で参照する。   FIG. 10 is a flowchart illustrating another example of processing performed by the microscope system according to the present embodiment. The microscope system according to the present embodiment is the same as the microscope system 1 except that the process shown in FIG. 10 is performed instead of the process shown in FIG. For this reason, the same components as those in the microscope system 1 are referred to by the same reference numerals.

図10に示す処理は、繰り返し算出される領域R1の幅が最大となる位置に顕微鏡本体100を移動する点が、図5に示す処理とは異なる。具体的には、図10に示す処理は、ステップS5の代わりにステップS15を行う点と、ステップS15の判定結果がYESとなったときにステップS16及びステップS17を行う点が、図5に示す処理とは異なる。   The process shown in FIG. 10 is different from the process shown in FIG. 5 in that the microscope main body 100 is moved to a position where the width of the repeatedly calculated region R1 is maximized. Specifically, the processing shown in FIG. 10 is shown in FIG. 5 in that step S15 is performed instead of step S5 and that step S16 and step S17 are performed when the determination result in step S15 is YES. It is different from processing.

ステップS15では、ステップS4で算出した側面部分の幅が減少に転じたか否かを判定する。具体的には、ステップS4で算出した側面部分の幅のうち最近の2回分を比較して、最も新しく算出した側面部分の幅がその前に算出した側面部分の幅よりも小さくなったか否かを判定する。なお、図10に示す位置調整処理を開始後、初めてステップS15の処理が行われる場合には、最新のデータ(幅)しか算出されておらず比較が行えないため、判定結果はNOとなる。   In step S15, it is determined whether or not the width of the side surface portion calculated in step S4 has started to decrease. Specifically, by comparing the latest two times of the width of the side surface portion calculated in step S4, whether or not the most recently calculated side surface width is smaller than the previously calculated side surface width. Determine. When the process of step S15 is performed for the first time after the position adjustment process shown in FIG. 10 is started, only the latest data (width) is calculated and comparison is not possible, so the determination result is NO.

ステップS16でのZステージ32の移動は、ステップS6でのZステージ32の移動とは、反対方向に同じ距離だけ行われる。また、ステップS17でのXYステージ31の移動は、ステップS9でのXYステージ31の移動とは、反対方向に同じ距離だけ行われる。   The movement of the Z stage 32 in step S16 is performed by the same distance in the opposite direction to the movement of the Z stage 32 in step S6. Further, the movement of the XY stage 31 in step S17 is performed by the same distance in the opposite direction to the movement of the XY stage 31 in step S9.

ステップS15の判定結果がYESになるのは、即ち、ステップS4で算出した側面部分の幅が減少に転じたと判定されるのは、ステップS6とステップS9での位置調整により、対物レンズ108の光軸がサンプルSの天頂を跨いで移動した結果、移動前よりも焦点面と側面のなす角が大きくなった場合である。このため、ステップS16及びステップS17での移動により、ステップS6及びステップS9での移動を相殺することで、領域R1の幅が最大となる位置に顕微鏡本体100を移動することができる。   The determination result in step S15 is YES, that is, it is determined that the width of the side surface portion calculated in step S4 has started to decrease due to the position adjustment in steps S6 and S9. This is a case where the angle between the focal plane and the side surface becomes larger than before the movement as a result of the axis moving across the zenith of the sample S. For this reason, the microscope main body 100 can be moved to a position where the width of the region R1 is maximized by canceling the movement in step S6 and step S9 by the movement in step S16 and step S17.

以上のように動作する本実施形態に係る顕微鏡システムによっても、顕微鏡システム1と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態に係る顕微鏡システムでは、閾値データが不要なため、閾値データを生成するために事前に行う実験等を省略することができる。   The same effect as that of the microscope system 1 can be obtained also by the microscope system according to the present embodiment that operates as described above. Further, in the microscope system according to the present embodiment, threshold data is unnecessary, so that an experiment or the like that is performed in advance to generate the threshold data can be omitted.

上述した実施形態は、発明の理解を容易にするための具体例を示したものであり、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。上述した実施形態の一部を他の実施形態に適用しても良い。顕微鏡システム、及び、顕微鏡システムの制御方法は、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。   The embodiments described above show specific examples for facilitating understanding of the invention, and the embodiments of the present invention are not limited to these. A part of the above-described embodiments may be applied to other embodiments. The microscope system and the control method of the microscope system can be variously modified and changed without departing from the scope of the claims.

例えば、顕微鏡システムは、顕微鏡本体100の代わりに図11に示す顕微鏡本体200を備えても良い。顕微鏡本体200は、共焦点画像を取得するための構成に加えて、明視野画像を取得するための構成を含んでいる点が、顕微鏡本体100とは異なる。より詳細に説明すると、顕微鏡本体200は、ミラー107の代わりにダイクロイックミラー204を備える点、及び、明視野画像を取得するための構成(白色光源201、レンズ202、ハーフミラー203、結像レンズ205、撮像装置206)を備えている点が、顕微鏡本体100とは異なる。撮像装置206は、サンプルSの明視野画像を取得する撮像装置であり、例えば、CCDカメラである。   For example, the microscope system may include a microscope main body 200 shown in FIG. The microscope main body 200 is different from the microscope main body 100 in that it includes a configuration for acquiring a bright field image in addition to a configuration for acquiring a confocal image. More specifically, the microscope main body 200 includes a dichroic mirror 204 instead of the mirror 107, and a configuration for acquiring a bright field image (white light source 201, lens 202, half mirror 203, imaging lens 205). The imaging device 206 is different from the microscope main body 100 in that the imaging device 206 is provided. The imaging device 206 is an imaging device that acquires a bright field image of the sample S, and is, for example, a CCD camera.

顕微鏡本体100の代わりに顕微鏡本体200を含む場合には、顕微鏡システムは、図5及び図10のステップS2では、撮像装置206が取得した明視野画像に基づいて、例えば、コントラストAF処理を行うことで、サンプルの側面に合焦してもよい。   When the microscope main body 200 is included instead of the microscope main body 100, the microscope system performs, for example, contrast AF processing based on the bright field image acquired by the imaging device 206 in step S2 of FIGS. Thus, the side of the sample may be focused.

また、顕微鏡本体100の代わりに顕微鏡本体200を含む場合には、顕微鏡システムの利用者は、明視野画像を見ながら手動で対物レンズ108をサンプルSの上方まで移動させてもよい。その場合、図5及び図10のステップS1を省略しても良い。   When the microscope main body 200 is included instead of the microscope main body 100, the user of the microscope system may manually move the objective lens 108 above the sample S while viewing the bright field image. In that case, step S1 of FIGS. 5 and 10 may be omitted.

第1の実施形態では、第3側面部分の幅がサンプルS及びレーザ顕微鏡装置10の仕様に応じて予め決められている閾値との比較結果に基づいて、側面と焦点面とのなす角が小さいか否かをコンピュータ60が判定する例が示されている。また、第2の実施形態では、第1側面部分の幅と第3側面部分の幅の比較結果に基づいて、側面と焦点面とのなす角が小さいか否かをコンピュータ60が判定する例が示されている。これらの実施形態が示しているように、コンピュータ60は、少なくとも第3側面部分の幅に基づいて側面と焦点面とのなす角が小さいか否かを判定してもよい。   In the first embodiment, the angle formed between the side surface and the focal plane is small based on a comparison result between the width of the third side surface portion and a threshold value determined in advance according to the specifications of the sample S and the laser microscope apparatus 10. An example is shown in which the computer 60 determines whether or not. In the second embodiment, the computer 60 determines whether or not the angle between the side surface and the focal plane is small based on the comparison result of the width of the first side surface portion and the width of the third side surface portion. It is shown. As these embodiments show, the computer 60 may determine whether or not the angle between the side surface and the focal plane is small based on at least the width of the third side surface portion.

上述した実施形態では、コンピュータ60がサンプルSの側面と焦点面とのなす角が大きいと判定すると、Zステージ32を制御して相対距離を変更する例を示したが、コンピュータ60での判定処理のタイミングは、特に限定されない。例えば、判定処理を省略してステージ30の移動と画像取得及び解析とを所定回数繰り返してもよい。その後、コンピュータ60が各画像の解析結果に基づいてサンプルSの側面と焦点面とのなす角が小さくなる対物レンズ108とサンプルSの位置関係を特定し、ステージコントローラ50が対物レンズ108とサンプルSが特定された位置関係となるようにステージ30を制御してもよい。   In the above-described embodiment, when the computer 60 determines that the angle formed by the side surface and the focal plane of the sample S is large, the Z stage 32 is controlled to change the relative distance. The timing is not particularly limited. For example, the determination process may be omitted and the movement of the stage 30 and the image acquisition and analysis may be repeated a predetermined number of times. After that, the computer 60 specifies the positional relationship between the objective lens 108 and the sample S where the angle formed between the side surface and the focal plane of the sample S becomes small based on the analysis result of each image, and the stage controller 50 identifies the objective lens 108 and the sample S. The stage 30 may be controlled so as to satisfy the specified positional relationship.

上述した実施形態では、ステージコントローラ50がZステージ32を制御することで、相対距離を変更する例を示したが、レーザ顕微鏡装置10が準焦装置113を制御することで相対距離を変更してもよい。例えば、図5のステップS6において、ステージコントローラ50がZステージ32を制御する代わりに、レーザ顕微鏡装置10が準焦装置113を制御して対物レンズ108をサンプルSから離れる方向に動かすことで相対距離を変更してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the stage controller 50 changes the relative distance by controlling the Z stage 32 has been shown. However, the laser microscope apparatus 10 changes the relative distance by controlling the focusing device 113. Also good. For example, in step S6 of FIG. 5, instead of the stage controller 50 controlling the Z stage 32, the laser microscope apparatus 10 controls the semi-focusing apparatus 113 to move the objective lens 108 in a direction away from the sample S, thereby making the relative distance. May be changed.

1・・・顕微鏡システム、10・・・レーザ顕微鏡装置、20・・・顕微鏡コントローラ、30・・・ステージ、31・・・XYステージ、32・・・Zステージ、40・・・サンプル把持装置、41・・・モータ、50・・・ステージコントローラ、60・・・コンピュータ、61・・・プロセッサ、62・・・メモリ、63・・・ストレージ、64・・・インタフェース装置、65・・・可搬記憶媒体駆動装置、66・・・可搬記憶媒体、67・・・バス、70・・・ディスプレイ、80・・・ジョイスティック、90・・・キーボード、100、200・・・顕微鏡本体、101・・・レーザ、102、109、202・・・レンズ、103・・・PBS、104・・・二次元走査装置、105・・・リレー光学系、106・・・1/4λ板、107・・・ミラー、108・・・対物レンズ、110・・・共焦点絞り、111・・・PMT、112・・・A/D変換器、113・・・準焦装置、201・・・白色光源、203・・・ハーフミラー、204・・・ダイクロイックミラー、205・・・結像レンズ、206・・・撮像装置、AP・・・天頂位置、P1、P2・・・位置、R1、R2・・・領域、S・・・サンプル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microscope system, 10 ... Laser microscope apparatus, 20 ... Microscope controller, 30 ... Stage, 31 ... XY stage, 32 ... Z stage, 40 ... Sample gripping device, 41 ... motor, 50 ... stage controller, 60 ... computer, 61 ... processor, 62 ... memory, 63 ... storage, 64 ... interface device, 65 ... portable Storage medium driving device 66... Portable storage medium 67. Bus 70. Display 80. Joystick 90 90 Keyboard 100 100 200 Microscope body 101. Laser, 102, 109, 202 ... lens, 103 ... PBS, 104 ... two-dimensional scanning device, 105 ... relay optical system, 106 ... 1 / 4λ , 107 ... mirror, 108 ... objective lens, 110 ... confocal stop, 111 ... PMT, 112 ... A / D converter, 113 ... semi-focus device, 201 ... White light source, 203 ... half mirror, 204 ... dichroic mirror, 205 ... imaging lens, 206 ... imaging device, AP ... zenith position, P1, P2 ... position, R1, R2 ... Region, S ... Sample

Claims (12)

対物レンズを有する顕微鏡本体を備え、円筒形状のサンプルの共焦点画像を取得するレーザ顕微鏡装置と、
前記共焦点画像に含まれる前記サンプルの側面部分を特定する処理装置と、
前記サンプルと前記対物レンズの位置関係を制御する駆動制御装置と、を備え、
前記駆動制御装置は、前記サンプルと前記対物レンズとの間の前記対物レンズの光軸方向の距離を変更する前に前記レーザ顕微鏡装置で取得した第1共焦点画像に基づいて前記処理装置が特定した第1側面部分の前記第1共焦点画像中における第1位置と、前記距離を変更した後に前記レーザ顕微鏡装置で取得した第2共焦点画像に基づいて前記処理装置が特定した第2側面部分の前記第2共焦点画像中における第2位置と、の違いに応じて、前記サンプルに対する前記対物レンズの光軸の相対位置を変更する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
A laser microscope apparatus comprising a microscope body having an objective lens and acquiring a confocal image of a cylindrical sample;
A processing device for identifying a side surface portion of the sample included in the confocal image;
A drive control device for controlling the positional relationship between the sample and the objective lens,
The drive control device identifies the processing device based on a first confocal image acquired by the laser microscope device before changing a distance in the optical axis direction of the objective lens between the sample and the objective lens. The second side surface portion specified by the processing device based on the first position of the first side surface portion in the first confocal image and the second confocal image acquired by the laser microscope device after changing the distance A microscope system, wherein the relative position of the optical axis of the objective lens with respect to the sample is changed according to a difference from the second position in the second confocal image.
請求項1に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記駆動制御装置は、前記対物レンズを前記サンプルから離れる方向に動かすことで前記距離を変更した後に、前記対物レンズを前記第1位置から前記第2位置へ向かう方向に動かすことで前記相対位置を変更する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to claim 1, wherein
The drive control device changes the distance by moving the objective lens in a direction away from the sample, and then moves the objective lens in a direction from the first position toward the second position. A microscope system characterized by changing.
請求項2に記載の顕微鏡システムにおいて、さらに、
前記顕微鏡本体が固定された第1ステージであって、前記光軸と直交する方向に移動する第1ステージと、
前記顕微鏡本体が固定された第2ステージであって、前記光軸方向に移動する第2ステージと、を備え、
前記駆動制御装置は、
前記第2ステージを制御して前記対物レンズを前記サンプルから離れる方向に動かすことで前記距離を変更し、
前記第1ステージを制御して前記対物レンズを前記第1位置から前記第2位置へ向かう方向に動かすことで前記相対位置を変更する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to claim 2, further comprising:
A first stage to which the microscope main body is fixed, and a first stage that moves in a direction perpendicular to the optical axis;
A second stage to which the microscope main body is fixed, and a second stage that moves in the optical axis direction,
The drive control device includes:
Controlling the second stage to change the distance by moving the objective lens away from the sample;
The microscope system, wherein the relative position is changed by controlling the first stage and moving the objective lens in a direction from the first position toward the second position.
請求項2に記載の顕微鏡システムにおいて、さらに、
前記顕微鏡本体が固定された第1ステージであって、前記光軸と直交する方向に移動する第1ステージを備え、
前記レーザ顕微鏡装置は、さらに、前記対物レンズを前記光軸方向に動かす準焦装置を備え、
前記レーザ顕微鏡装置は、前記準焦装置を制御して前記対物レンズを前記サンプルから離れる方向に動かすことで前記距離を変更し、
前記駆動制御装置は、前記第1ステージを制御して前記対物レンズを前記第1位置から前記第2位置へ向かう方向に動かすことで前記相対位置を変更する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to claim 2, further comprising:
A first stage to which the microscope body is fixed, the first stage moving in a direction perpendicular to the optical axis;
The laser microscope apparatus further includes a focusing device that moves the objective lens in the optical axis direction,
The laser microscope device changes the distance by moving the objective lens in a direction away from the sample by controlling the focusing device,
The driving control device controls the first stage to change the relative position by moving the objective lens in a direction from the first position toward the second position.
請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記レーザ顕微鏡装置は、前記駆動制御装置が前記相対位置を変更した後に第3共焦点画像を取得し、
前記処理装置は、
前記第3共焦点画像に基づいて第3側面部分を特定し、
少なくとも前記第3側面部分の幅に基づいて、前記サンプルの側面と前記対物レンズの焦点面とのなす角が小さいか否かを判定する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to any one of claims 2 to 4,
The laser microscope device acquires a third confocal image after the drive control device changes the relative position,
The processor is
Identifying a third side portion based on the third confocal image;
A microscope system, wherein at least an angle formed between a side surface of the sample and a focal plane of the objective lens is determined based on at least a width of the third side surface portion.
請求項5に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記処理装置は、前記第3側面部分の幅が前記サンプル及び前記レーザ顕微鏡装置の仕様に応じて予め決められている閾値との比較結果に基づいて、前記側面と前記焦点面とのなす角が小さいか否かを判定する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to claim 5,
In the processing apparatus, an angle formed between the side surface and the focal plane is based on a comparison result between a width of the third side surface portion and a threshold value determined in advance according to specifications of the sample and the laser microscope apparatus. A microscope system characterized by determining whether or not it is small.
請求項5に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記処理装置は、前記第1側面部分の幅と前記第3側面部分の幅の比較結果に基づいて、前記側面と前記焦点面とのなす角が小さいか否かを判定する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to claim 5,
The processing apparatus determines whether or not an angle formed between the side surface and the focal plane is small based on a comparison result between the width of the first side surface portion and the width of the third side surface portion. Microscope system.
請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記駆動制御装置は、前記処理装置が前記側面と前記焦点面とのなす角が小さいと判定すると、さらに前記距離を変更する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to any one of claims 5 to 7,
The drive system is further configured to change the distance when the processing device determines that an angle formed between the side surface and the focal plane is small.
請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記レーザ顕微鏡装置は、さらに、前記第1共焦点画像を取得する前に前記サンプルの側面に合焦する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to any one of claims 1 to 8,
The laser microscope apparatus further focuses on the side surface of the sample before acquiring the first confocal image.
請求項9に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記レーザ顕微鏡装置は、
さらに、前記サンプルの明視野画像を取得する撮像装置を有し、
前記撮像装置が取得した前記明視野画像に基づいて、前記第1共焦点画像を取得する前に前記サンプルの側面に合焦する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to claim 9,
The laser microscope apparatus is
Furthermore, it has an imaging device for acquiring a bright field image of the sample,
A microscope system characterized by focusing on a side surface of the sample before acquiring the first confocal image based on the bright field image acquired by the imaging device.
請求項9に記載の顕微鏡システムにおいて、
前記レーザ顕微鏡装置は、さらに、
開口を有し、前記開口が前記対物レンズの焦点位置と光学的に共役な位置に位置するように配置された共焦点絞りと、
前記共焦点絞りを通過した光を検出する光検出器と、を備え、
前記光検出器から出力された信号の強度に基づいて、前記第1共焦点画像を取得する前に前記サンプルの側面に合焦する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
The microscope system according to claim 9,
The laser microscope apparatus further includes:
A confocal stop having an aperture, the aperture being disposed at a position optically conjugate with the focal position of the objective lens;
A photodetector for detecting light that has passed through the confocal stop,
A microscope system characterized in that the side of the sample is focused before acquiring the first confocal image based on the intensity of the signal output from the photodetector.
対物レンズを有する顕微鏡本体を備え、円筒形状のサンプルの共焦点画像を取得するレーザ顕微鏡装置と、前記共焦点画像に含まれる前記サンプルの側面部分を特定する処理装置と、前記サンプルと前記対物レンズの位置関係を制御する駆動制御装置と、を備える顕微鏡システムの制御方法であって、
前記レーザ顕微鏡装置が、前記サンプルと前記対物レンズとの間の前記対物レンズの光軸方向の距離を変更する前に、前記サンプルの第1共焦点画像を取得し、
前記処理装置が、前記第1共焦点画像に基づいて第1側面部分を特定し、
前記レーザ顕微鏡装置が、前記駆動制御装置が前記距離を変更した後に、前記サンプルの第2共焦点画像を取得し、
前記処理装置が、前記第2共焦点画像に基づいて第2側面部分を特定し、
前記駆動制御装置が、前記第1側面部分の前記第1共焦点画像中における第1位置と、前記第2側面部分の前記第2共焦点画像中における第2位置と、の違いに応じて、前記サンプルに対する前記対物レンズの光軸の相対位置を変更する
ことを特徴とする制御方法。
A laser microscope apparatus that includes a microscope body having an objective lens and acquires a confocal image of a cylindrical sample, a processing apparatus that identifies a side surface portion of the sample included in the confocal image, the sample, and the objective lens A control system for controlling the positional relationship between the microscope system and the microscope system,
Before the laser microscope apparatus changes the distance in the optical axis direction of the objective lens between the sample and the objective lens, a first confocal image of the sample is acquired,
The processing device identifies a first side surface portion based on the first confocal image;
The laser microscope device acquires a second confocal image of the sample after the drive control device changes the distance;
The processing device identifies a second side surface portion based on the second confocal image;
In accordance with the difference between the first position of the first side surface portion in the first confocal image and the second position of the second side surface portion in the second confocal image, the drive control device. A control method comprising changing a relative position of an optical axis of the objective lens with respect to the sample.
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