JP4180322B2 - Confocal microscope system and computer program for parameter setting - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料からの光情報に基づいて試料の共焦点画像や高さ分布等の情報を取得するための共焦点顕微鏡システムに関し、詳しくは、種々の測定パラメータの自動設定が可能な共焦点顕微鏡システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
共焦点顕微鏡では、試料からの光が共焦点光学系を介して受光素子で受光され、その受光量に基づいて、試料の共焦点画像(超焦点深度画像)や高さ分布等の情報が取得される。例えば、ステージに載置された試料と対物レンズとの相対距離を光軸方向に変化させると、共焦点光学系を介して受光素子に入射する光の量、すなわち受光量が変化し、試料の表面にピントが合ったときに受光量が最大となる。したがって、最大受光量が得られるときの試料と対物レンズとの相対距離から試料の表面の高さ情報を算出し、試料の表面を光で走査することによって試料の表面の高さ分布を取得することができる。
【0003】
取得された高さ分布は、例えば三次元表示によって表示装置の画面上に表示される。あるいは、高さ分布を輝度分布や色分布に置き換えたものが画面上に表示される。表示装置としてCRT(陰極線管)やLCD(液晶表示装置)が使用され、共焦点顕微鏡に制御用のコントローラ、表示装置、コンソール等が接続されて共焦点顕微鏡システムが構成される。
【0004】
また、試料表面の各点(画素)でピントが合ったときの受光量の情報(すなわち各画素の最大輝度情報)をつなぎ合わせることにより、焦点深度の非常に深い試料表面の白黒画像を得ることができる。この画像がいわゆる共焦点画像(超焦点深度画像)である。
【0005】
更に、試料からの光の一部を共焦点光学系から途中で分けてカラー撮像素子で受光することにより、共焦点画像と同じ範囲の試料表面のカラー画像を得ることができる。このカラー画像は共焦点画像と異なり、試料表面の凹凸に応じてピントが合った部分とぼやけた部分とを含む。このカラー画像の輝度信号を共焦点画像の輝度信号で置き換えるような合成処理を行うことにより、各画素で略ピントが合ったカラー画像を得ることも可能である。
【0006】
上記のような共焦点顕微鏡システムにおいて、光学系の能力を最大限に引き出すために、種々のパラメータ(測定条件)を設定する必要がある。例えば、対物レンズを光軸方向に移動させることにより試料と対物レンズとの相対距離を光軸方向に変化させるとすれば、対物レンズの移動範囲や移動ピッチを設定する必要がある。あるいは、試料の表面の光反射率に応じて受光素子の受光感度やフィルタによる減衰量の設定を行う必要がある。更に、カラー撮像素子によるカラー画像の取得のためのシャッタースピードやゲイン及びホワイトバランスの設定を行う必要がある。
【0007】
上記のような測定パラメータの設定をユーザが行う場合は、ある程度の知識と経験が必要である。そこで、従来の共焦点顕微鏡システムにおいて、いくつかのパラメータについてはコントローラ(の処理装置)が自動的に設定を行うようにしている。パラメータの自動設定により、共焦点顕微鏡のユーザの負担が軽減される。例えば、慣れていないユーザであっても共焦点顕微鏡を用いて試料の共焦点画像や高さ分布等の情報を取得することが容易になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動設定されるパラメータの種類が増加すると自動設定に要する時間が長くなり、操作性が却って悪くなることがある。例えば、測定のたびにすべてのパラメータの自動設定が行われるようにすれば、設定の不要なパラメータについても自動設定が行われ、ユーザが自動設定の完了を待つまでに時間のロスが発生する。
【0009】
各パラメータの自動設定を個別に起動するようにすれば、無駄な自動設定の実行を回避することはできるが、ユーザがパラメータの自動設定のために操作する回数(例えばボタン押下の回数)が増加し、煩わしく感じられることになる。
【0010】
例えば、類似の試料を連続して測定するような場合は多くのパラメータは一度自動設定しておけば、試料を交換するたびに自動設定を行う必要はない。一方、試料の種類やパラメータによっては、試料を交換するたびに自動設定をし直した方がよい場合もある。
【0011】
本発明は、上記のような従来の課題に鑑み、測定条件であるパラメータの自動設定を測定態様に応じて柔軟かつ合理的に行うことができる共焦点顕微鏡システムとそのパラメータ設定用プログラムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の共焦点顕微鏡システムは、複数の測定パラメータの自動設定が可能な共焦点顕微鏡システムであって、一部又は全部の測定パラメータのそれぞれについて、測定のたびに自動的にパラメータ設定を行う測定時自動有効モードと、パラメータ自動設定の実行により設定された設定値を保持し複数の測定に該設定値を使用する測定時自動無効モードとを備え、いずれか1つのモードを選択するための自動設定モード選択手段が設けられていることを特徴とする。
【0013】
このような構成によれば、同じ測定条件で複数の試料の測定を実行する場合や異なる種類の複数の試料を順次測定する場合等に柔軟に対応して、測定条件であるパラメータを自動設定する操作を容易かつ合理的に行うことができる。測定時自動無効モードを選択した場合は、複数の試料の測定を順次行う際に測定のたびに自動設定が実行されることがないので、測定時自動有効モードを選択した場合に比べて測定全体にかかる時間を短縮することができる。また、測定時自動有効モードを選択した場合は、測定のたびに適切なパラメータが自動的に設定されるので、ユーザは測定のたびにパラメータ設定操作を行う必要がない。
【0014】
好ましい実施形態において、手動設定された設定値を複数の測定に使用するマニュアルモードを更に備え、前記自動設定モード選択手段が前記測定時自動有効モードと前記測定時自動無効モードと前記マニュアルモードとを含む3つのモードのうちの1つを選択可能に構成されている。これにより、例えば操作に慣れたユーザがパラメータの自動設定を使用することなしに手動設定によって測定全体に要する時間を短縮したい場合にも対応することができる。
【0015】
また、本発明の共焦点顕微鏡システムにおけるパラメータ設定用コンピュータプログラムは、複数の測定パラメータの自動設定が可能な共焦点顕微鏡システムのコンピュータに実行させるプログラムであって、一部又は全部の測定パラメータのそれぞれについて、測定のたびに自動的にパラメータ設定を行う測定時自動有効モードと、パラメータ自動設定の実行により設定された設定値を保持し複数の測定に該設定値を使用する測定時自動無効モードとをユーザが択一的に選択するための選択画面を表示装置に表示させるステップと、前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動有効モードである場合は、測定開始の指令に伴って測定を実行する前に測定パラメータの自動設定を実行するステップと、前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動無効モードである場合は、自動設定の指令に伴ってパラメータの自動設定を実行して自動設定値を記憶し、測定開始の指令に伴って測定を実行する際には自動設定を実行することなく記憶されている自動設定値を読み出して測定に使用するステップとを備えていることを特徴とする。
【0016】
好ましい実施形態において、上記のコンピュータプログラムは、一部又は全部の測定パラメータのそれぞれについて、測定のたびに自動的にパラメータ設定を行う測定時自動有効モードと、パラメータ自動設定の実行により設定された設定値を保持し複数の測定に該設定値を使用する測定時自動無効モードと、手動設定された設定値を複数の測定に使用するマニュアルモードとを含む3つのモードのうちの1つをユーザが選択するための選択画面を表示装置に表示させるステップと、前記パラメータの手動設定のための手動設定画面を表示装置に表示させるステップと、前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動有効モードである場合は、測定開始の指令に伴って測定を実行する前に測定パラメータの自動設定を実行するステップと、前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動無効モードである場合は、自動設定の指令に伴ってパラメータの自動設定を実行して自動設定値を記憶し、測定開始の指令に伴って測定を実行する際に前記記憶されている自動設定値を読み出して測定に使用するステップと、前記選択画面を用いてユーザが選択したモードがマニュアルモードである場合は、測定開始の指令に伴って測定を実行する際に前記手動設定画面を用いて手動設定された設定値を読み出して測定に使用するステップとを備えている。
【0017】
このようなコンピュータプログラムは、例えばCD−ROMのようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で供給され、記憶媒体からコンピュータにインストールされて実行される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0019】
図1は、本発明の実施形態に係る共焦点顕微鏡システムの概略構成を示している。共焦点顕微鏡システム1は、共焦点光学系2及び非共焦点光学系3を有する共焦点顕微鏡と、共焦点顕微鏡のレーザ駆動回路44、受光素子からの信号処理回路41,42,43、対物レンズ移動機構40、マイクロコンピュータを用いた制御部46等を含むコントローラと、コントローラに接続された表示装置47及び入力装置48とを備えている。
【0020】
まず、共焦点顕微鏡の共焦点光学系2とその信号処理について説明する。共焦点光学系2は、試料wkに単色光(例えばレーザ光)を照射するための光源10、第1コリメートレンズ11、偏光ビームスプリッタ12、1/4波長板13、水平偏向装置14a、垂直偏向装置14b、第1リレーレンズ15、第2リレーレンズ16、対物レンズ17、結像レンズ18、ピンホール板9、受光素子19等を含んでいる。
【0021】
光源10には、例えば赤色レーザ光を発する半導体レーザが用いられる。レーザ駆動回路44によって駆動される光源10から出たレーザ光は、第1コリメートレンズ11を通り、偏光ビームスプリッタ12で光路を曲げられ、1/4波長板13を通過する。この後、水平偏向装置14a及び垂直偏向装置14bによって水平(横)方向及び垂直(縦)方向に偏向された後、第1リレーレンズ15及び第2リレーレンズ16を通過し、対物レンズ17によって試料ステージ30上に置かれた試料wkの表面に集光される。
【0022】
水平偏向装置14a及び垂直偏向装置14bは、それぞれガルバノミラーで構成され、レーザ光を水平及び垂直方向に偏向させることにより、試料wkの表面をレーザ光で走査する。説明の便宜上、水平方向をX方向、垂直方向をY方向ということにする。対物レンズ17は、対物レンズ移動機構40によりZ方向(光軸方向)に駆動される。これにより、対物レンズ17の焦点と試料wkとの光軸方向での相対位置を変化させることができる。
【0023】
ただし、対物レンズ17の焦点と試料wkとの光軸方向での相対位置は、他の方法で変化させることもできる。例えば、対物レンズ17をZ軸方向に駆動する代わりに試料ステージ30をZ軸方向に駆動してもよい。あるいは、対物レンズ17と試料wkとの間に屈折率が変化するレンズを挿入することにより、対物レンズ17の焦点をZ軸方向に移動させる構成も可能である。なお、試料ステージ30は、手動操作によってX、Y方向及びZ方向に変位可能である。
【0024】
試料wkで反射されたレーザ光は、上記の光路を逆に辿る。すなわち、対物レンズ17、第2リレーレンズ16及び第1リレーレンズ15を通り、水平偏向装置14a及び垂直偏向装置14bを介して1/4波長板13を再び通る。この結果、レーザ光は偏光ビームスプリッタ12を透過し、結像レンズ18によって集光される。集光されたレーザ光は、結像レンズ18の焦点位置に配置されたピンホール板9のピンホールを通過して受光素子19に入射する。受光素子19は、例えばフォトマルチプライヤチューブ(光電子増倍管)やフォトダイオードで構成され、受光量を電気信号に変換する。受光量に相当する電気信号は、出力アンプ及びゲイン制御回路(図示せず)を介して第1AD変換器41に与えられ、ディジタル値に変換される。
【0025】
上記のような構成の共焦点光学系2により、試料wkの高さ(深さ)情報を取得することができる。以下に、その原理を簡単に説明する。
【0026】
上述のように、対物レンズ17が対物レンズ移動機構40によってZ方向(光軸方向)に駆動されると、対物レンズ17の焦点と試料wkとの光軸方向での相対距離が変化する。そして、対物レンズ17の焦点が試料wkの表面に結ばれたときに、試料wkの表面で反射されたレーザ光は上記の光路を経て結像レンズ18で集光され、ほとんどすべてのレーザ光がピンホール板9のピンホールを通過する。したがって、このときに、受光素子19の受光量が最大になる。逆に、対物レンズ17の焦点が試料wkの表面からずれている状態では、結像レンズ18によって集光されたレーザ光はピンホール板9からずれた位置に焦点を結ぶので、一部のレーザ光しかピンホールを通過することができない。その結果、受光素子19の受光量は著しく低下する。
【0027】
したがって、試料wkの表面の任意の点について、対物レンズ17をZ方向(光軸方向)に駆動しながら受光素子19の受光量を検出すれば、その受光量が最大になるときの対物レンズ17のZ方向位置(対物レンズ17の焦点と試料wkとの光軸方向での相対位置)を高さ情報として一義的に求めることができる。
【0028】
実際には、対物レンズ17を1ステップ(1ピッチ)移動するたびに水平偏向装置14a及び垂直偏向装置14bによって試料wkの表面を走査して受光素子19の受光量を得る。対物レンズ17を測定範囲の下端から上端までZ方向に移動させたとき、走査範囲内の各点(画素)について、Z方向位置に応じて変化する受光量データが得られる。
【0029】
図2は、対物レンズ17のZ方向位置に応じて変化する受光量データの例を示すグラフである。このような受光量データに基づいて、最大受光量とそのときのZ方向位置が各点(画素)ごとに得られる。したがって、試料wkの表面高さのXY平面での分布が得られる。この処理は、マイクロコンピュータを用いた制御部46によって実行される。
【0030】
得られた表面高さの分布情報は、いくつかの方法で表示装置47のモニタ画面に表示することができる。例えば3次元表示によって試料の高さ分布(表面形状)を立体的に表示することができる。あるいは、高さデータを輝度データに変換することにより、明るさの二次元分布として表示できる。高さデータを色差データに変換することにより、高さの分布を色の分布として表示することもできる。
【0031】
また、XY走査範囲内の各点(画素)について得られた受光量を輝度データとする輝度信号から、試料wkの表面画像(白黒画像)が得られる。各画素における最大受光量を輝度データとして輝度信号を生成すれば、表面高さの異なる各点でピントの合った焦点深度の非常に深い共焦点画像が得られる。また、任意の注目画素で最大受光量が得られた高さ(Z方向位置)に固定した場合は、注目画素の部分と高低差が大きい部分の画素の受光量は著しく小さくなるので、注目画素と同じ高さの部分のみが明るい画像が得られる。
【0032】
つぎに、共焦点顕微鏡に備えられた非共焦点光学系3とその信号処理について説明する。非共焦点光学系3は、試料wkに白色光(カラー画像撮影用の照明光)を照射するための白色光源20、第2コリメートレンズ21、第1ハーフミラー22、第2ハーフミラー23、カラーCCD(イメージセンサー)24等を含んでいる。また、非共焦点光学系3は共焦点光学系2の対物レンズ17を共用しており、2つの光学系1,2の光軸は部分的に一致している。
【0033】
白色光源20には例えば白色ランプが用いられるが、特に専用の光源を設けず、自然光又は室内光を利用してもよい。白色光源20から出た白色光は、第2コリメートレンズ21を通り、第1ハーフミラー22で光路を曲げられ、対物レンズ17によって試料ステージ30上に置かれた試料wkの表面に集光される。
【0034】
試料wkで反射された白色光は、対物レンズ17、第1ハーフミラー22、第2リレーレンズ16を通過し、第2ハーフミラー23で反射されてカラーCCD24に入射して結像する。カラーCCD24は、共焦点光学系2のピンホール板9のピンホールと共役又は共役に近い位置に設けられている。カラーCCD24で撮像されたカラー画像は、CCD駆動回路43によって読み出され、そのアナログ出力信号は第2AD変換器42に与えられ、ディジタル値に変換される。このようにして得られたカラー画像は、試料wkの観察用の拡大カラー画像として表示装置47のモニタ画面に表示される。
【0035】
また、共焦点光学系2で得られた焦点深度の深い共焦点画像と非共焦点光学系3で得られた通常のカラー画像とを組み合わせて、すべての画素で略ピントの合った焦点深度の深いカラー共焦点画像を生成し、表示することもできる。例えば、非共焦点光学系3で得られたカラー画像を構成する輝度信号を共焦点光学系2で得られた共焦点画像の輝度信号で置き換えることにより、簡易的にカラー共焦点画像を生成することができる。
【0036】
上記のようなカラー画像に関する処理についても、制御部46を含むコントローラが司る。コントローラにはコンソール(操作卓)のような入力装置48やCRT(陰極線管)又はLCD(液晶表示装置)のような表示装置47が接続されている。また、マウスのようなポインティングデバイスも入力装置48として接続される。
【0037】
ユーザは、表示装置47の画面上に表示されるガイダンスにしたがって入力装置48を用いて種々の測定用パラメータを設定することができる。例えば、対物レンズ17のZ方向移動範囲(測定範囲)や移動ピッチを設定する。あるいは、試料wkの表面の光反射率等に応じて受光素子19の受光感度(PMTゲイン)やNDフィルタによる減衰量の設定を行うことにより、共焦点画像の明るさが適当になるようにする。また、カラーCCD24によるカラー画像の取得のためのシャッタースピードやゲイン及びホワイトバランスの設定を行う。
【0038】
これらのパラメータの多くは自動設定(自動調整)が可能であり、慣れていないユーザであってもパラメータの自動設定を使用することによって試料wkの共焦点画像や高さ分布情報等を容易に取得することができる。また、測定パラメータのマニュアル設定も可能であり、操作に慣れているユーザにとっては、自動設定よりマニュアル設定のほうが迅速な測定、きめ細かな測定のために適している場合がある。
【0039】
また、本実施形態の共焦点顕微鏡システム1(のコントローラ)には、パーソナルコンピュータのような外部コンピュータシステムを接続するインターフェイスも備えられている。共焦点顕微鏡の制御を行うための専用ソフトウェアをインストールした外部コンピュータシステムを共焦点顕微鏡システム1に接続することにより、取得された試料wkの画像情報や高さ分布情報等の加工をシームレスに行うことが可能になる。更に、以下に述べるようなパラメータ設定用のプログラムを専用ソフトウェアに含めることにより、外部コンピュータシステムを用いて共焦点顕微鏡の測定パラメータの設定を容易かつ合理的に行うことができる。
【0040】
図3は、共焦点顕微鏡システム1のコントローラに外部コンピュータシステム50を接続したハードウェア構成例を示すブロック図である。外部コンピュータシステム50は、CRT又はLCD等の表示装置51、キーボード52、マウス(他のポインティングデバイスでもよい)53、RS232C又はUSB(ユニバーサルシリアルバス)等の通信インターフェイス54、処理装置(CPU)55、半導体記憶媒体である主メモリ56、補助記憶装置である固定ディスク装置57及びリムーバブルディスク装置58を備えている。
【0041】
共焦点顕微鏡の制御を行うための専用ソフトウェア(以下、観察アプリケーションという)は、CD−ROMのような記憶媒体59に記憶された状態で供給され、CD−ROMドライブ装置のようなリムーバブルディスク装置58によって記憶媒体59から読み出され、固定ディスク装置57にインストールされる。固定ディスク装置57にインストールされたプログラムは、主メモリ56にロードされ、処理装置55によって実行される。
【0042】
図4は、観察アプリケーションを起動したときに表示装置51に表示される画面の例を示す図である。画面の左側の大きな矩形の結果表示領域61は、共焦点顕微鏡システム1の非共焦点光学系3のカラーCCD24から得られたカラー画像や共焦点光学系2の受光素子19から得られた共焦点画像又は高さ分布の測定結果等を表示するための領域である。右側の縦長の操作部領域62は、各種測定パラメータの設定等を行うための領域である。
【0043】
図5は、図4の操作部領域62の拡大図である。表示装置51の画面上に表示された操作部領域62のプッシュボタンやスライドバーの操作及び各プルダウンメニューの選択等をマウス53を用いて行うことにより、各測定パラメータのマニュアル設定を行うことができる。例えば、カメラゲインの調整用スライドレバー63をマウスのドラッグ操作によって上下移動することにより、カラーCCD24から得られたカラー画像の表示の明るさを調整することができる。その隣のNDフィルタ調整用スライドレバー64を上下移動することによってもカラー画像の表示の明るさを調整することができる。
【0044】
あるいは、ディスタンスの右側の三角マーク65をマウス53でクリックしたときに現れるプルダウンメニューから適切な数値を選択することにより、対物レンズ17のZ方向移動範囲(測定範囲)を設定することができる。その下のピッチについても同様に、三角マーク66をクリックしたときに現れるプルダウンメニューから適切な数値を選択することにより、適切なZ方向移動ピッチを設定することができる。
【0045】
また、「測定」ボタン67は測定開始を指示するプッシュボタンである。「オートセット」ボタン68は、後述の「測定時無効」の選択と共に使用され、パラメータの自動設定を行うためのプッシュボタンである。「Autoフォーカス」ボタン69はオートフォーカスを起動するためのプッシュボタンであり、よく使用されるオートフォーカスの機能を少ない操作で起動できるように操作部領域62のメイン画面に設けたものである。
【0046】
また、メニュバーの「オプション」をマウス53でクリックしたときに現れるプルダウンメニューの中に「オート設定」の項目が含まれている。この「オート設定」を選択することにより、図6に示す自動設定ダイアログが現れ、主な測定パラメータの自動設定を容易かつ効率的に行うことができる。
【0047】
図6は、主な測定パラメータの自動設定を容易かつ効率的に行うためのオート設定ダイアログの例を示す図である。オート設定ダイアログ70は、3つのタブによって切り替えられる3つの画面を含んでいる。図6は、「ピッチ&ディスタンス」タグ71が選択されたときの画面である。「オートフォーカス&PMTゲイン」タグ72が選択されたときの画面を図7に示し、「カメラ」タグ73が選択されたときの画面を図8に示す。なお、図6から図8の各画面において、下半分は共通項目の設定に使用される。これについては後述する。
【0048】
図6の画面では、ピッチ(Z方向移動ピッチ)とディスタンス(Z方向移動範囲)の自動設定を行うことができる。それぞれ、自動設定モード選択手段74に含まれる「測定時有効」、「測定時無効」及び「マニュアル」の3通りのいずれかを選択することができる。これら3通りのモードは、測定時自動有効モード、測定時自動無効モード及びマニュアルモードにそれぞれ対応する。
【0049】
「測定時有効」が選択された場合は、測定開始が指示されたタイミングで測定処理に先立って自動設定が行われる。「測定時無効」が選択された場合は、図5に示した操作部領域62の「オートセット」ボタン68を押したときに自動設定が実行され、自動設定された値が保持される。つまり、測定開始のたびに自動設定が行われることはない。「マニュアル」が選択されたときは、そのパラメータは自動設定の対象から外れる。つまり、図5に示した操作部領域62のディスタンス三角マーク65及びピッチ三角マーク66を用いてマニュアル設定した値が有効になる。
【0050】
図9は、測定時自動有効モード、測定時自動無効モード及びマニュアルモードのいずれが選択されているかによって異なるパラメータ設定と測定実行に関する処理の概略を示すフローチャートである。このフローチャートに基づいて、上記の3通りの選択による処理の違いについて説明を加える。ステップ#101において、自動設定の選択内容、すなわち、「測定時有効」、「測定時無効」及び「マニュアル」のいずれが選択されているかがチェックされる。
【0051】
「測定時有効」が選択されている場合(ステップ#102のYes)は、ステップ#109にジャンプする。「測定時有効」も「測定時無効」も選択されていない場合(ステップ#103のNo)、すなわち、「マニュアル」が選択されている場合は、ステップ#104でマニュアル設定値を読み出してステップ#109に移行する。
【0052】
「測定時無効」が選択されている場合(ステップ#103のYes)は、操作部領域62の「オートセット」ボタン68が押下されたときに(ステップ#105)自動設定が実行され(ステップ#106)、自動設定値が記憶された(ステップ#107)後にステップ#109に移行する。それ以外では、自動設定値が読み出されて(ステップ#108)ステップ#109に移行する。
【0053】
ステップ#109では、測定開始の指令がチェックされる。すなわち、操作部領域62の「測定」ボタン67が押下されると(ステップ#109のYes)ステップ#110で「測定時有効」が選択されているか否かが再度チェックされ、「測定時有効」が選択されている場合(ステップ#110のYes)は、ここでパラメータの自動設定が実行される(ステップ#111)。「測定時有効」が選択されていない場合(ステップ#110のNo)は、測定時自動無効モード又はマニュアルモードであり、上述のようにして測定に使用されるパラメータの設定値がすでに準備されているので、ステップ#111はスキップする。続くステップ#112で測定が実行される。
【0054】
したがって、ユーザは同じ測定条件で複数の試料の測定を実行する場合は「測定時無効」(測定時自動無効モード)を選択し、1つ目の試料をステージ30にセットして「オートセット」ボタン68を押下することによって各パラメータの自動設定と記憶を行わせ、続いて「測定」ボタン67を押下すればよい。複数の試料の測定を順次行う際に自動設定は実行されないので、「測定時有効」(測定時自動有効モード)を選択した場合に比べて測定全体にかかる時間を短縮することができる。
【0055】
また、異なる種類の複数の試料を順次測定する場合のように、適切な測定条件(パラメータ)が変化する可能性があるときは、「測定時有効」(測定時自動有効モード)を選択すればよい。この場合は、測定のたびに適切なパラメータが自動的に設定されるので、ユーザは測定のたびにパラメータ設定操作を行う必要がない。
【0056】
なお、図9のフローチャートは簡略化しており、実際には測定パラメータによっては後述のように異なる自動設定選択を行うものがある。また、ステップ#106又はステップ#111で自動設定されたパラメータの設定値は一旦記憶され、図5に示した操作部領域62のマニュアル設定のための調整用スライドレバー63,64の表示位置や三角マーク65,66の左側に表示された設定値等に反映される。そして、ユーザが自動設定値に満足できない場合は前述のようにしてマニュアル設定によって設定値の変更(微調整)を行うことができる。つまり、マニュアルモードに変更しなくても、測定時自動無効モードのままで設定値の変更(微調整)を行うことができる。
【0057】
「オートフォーカス&PMTゲイン」タグ72が選択された図7の画面では、オートフォーカスとPMTゲインの自動設定を行うことができる。PMTゲインはNDフィルタによる減衰率と連動しており、カラーCCD24から得られたカラー画像の表示の明るさを自動調整することができる。このパラメータについても、自動設定モード選択手段74に含まれる「測定時有効」、「測定時無効」及び「マニュアル」の3通りのいずれかを選択することができる。それぞれが選択されたときのパラメータ設定動作の相違については上述のとおりである。「マニュアル」が選択されたときは、図5に示した操作部領域62のカメラゲインの調整用スライドレバー63及びNDフィルタ調整用スライドレバー64を用いてマニュアル設定した値が有効になる。
【0058】
また、標準検出を行うか高速検出を行うかの選択をすることができる。「高速検出」が選択されると、対物レンズ17の上下動を行うことなくPMTゲインの自動設定が短時間で完了する。例えば、操作に慣れたユーザが手動でピント合わせを行った後にPMTゲインの自動設定を行うような場合に、この「高速検出」を選択しておけば、対物レンズ17の上下動を行うことなく短時間で自動設定を完了することができる。
【0059】
図7の画面において「対象範囲指定」ボタンを押せば、オートフォーカス及びPMTゲインの自動設定の対象となる範囲(XY平面での範囲)を指定することができる。例えば、長方形の対角線に沿ってマウスをドラッグすることにより、長方形の範囲を指定することができる。プリント配線基板の半田付け部やボンディング部とその周辺領域、あるいは樹脂の金属めっき部分とその他の部分のように、材質の違い等によって光反射率が著しく異なるような場合に、測定対象箇所の測定条件が周辺部分の影響で不適切に自動設定されないようにする必要がある。このような場合に、上記の対象範囲指定を利用することにより、測定対象箇所の測定条件が適切に自動設定される。
【0060】
本実施形態の例ではオートフォーカス及びPMTゲインの自動設定のみについて「対象範囲指定」ボタンを設けたが、他のパラメータについても必要に応じて「対象範囲指定」ボタンを設け、自動設定の対象となる範囲を指定できるようにしてもよい。また、指定した範囲から得られる情報にしたがって全部のパラメータの自動設定を原則として実行し、ピッチのように範囲指定の対象外とすべきパラメータを指定するようにしてもよい。
【0061】
「カメラ」タグ73が選択されたときの図8の画面では、カラーCCDカメラに関するパラメータの自動設定を指定することができる。つまり、「ホワイトバランス」、「カメラゲイン」及び「カメラ明るさ」の自動設定を指定することができる。ホワイトバランスは、カラーCCD24から得られたカラー画像の色温度調整を自動的に行う機能である。カメラゲインは、カラー画像の明るさ(増幅量)を自動調整する機能である。カメラ明るさは、シャッタースピードを変えることによってカラー画像の明るさ(受光量)を自動調整する機能である。
【0062】
図8に示すように、「カメラゲイン」及び「カメラ明るさ」については、「常時有効」又は「常時無効」のいずれかを選択できる。「常時有効」が選択されたときは、カラーCCDカメラに備えられたオート調整機能が活かされる。「常時無効」が設定されたときは、カラーCCDカメラに備えられたオート調整機能が無効になるように設定される。「ホワイトバランス」については、「常時有効」及び「常時無効」に「測定時無効」を加えた3通りの中から1つを選択することができる。「測定時無効」は、基準となる白色を設定し、その設定された白色に対して予めホワイトバランスを決定してしまう機能であり、「ワンプッシュ」と呼ばれる機能を使用して実現される。また、ホワイトバランスにおける「常時有効」の機能は、カラーCCDカメラに備えられたオート調整機能を測定中だけ無効にする機能である。
【0063】
次に、図6から図8の各画面において、下半分に表示された共通項目の設定について説明する。第1の共通項目として、オートフォーカス連動を行うか否かの設定を行うことができる。上述の「測定時無効」の設定を行ったときに、ピント(フォーカス)が合っていない状態のままでオートフォーカスが無効になると他のパラメータが最適条件に設定されないおそれがある。そこで、この「オートフォーカス連動」にチェックを入れておくと、ピッチ、ディスタンス、PMTゲイン、ホワイトバランス、カメラゲイン及びカメラ明るさといった項目の中でオート(自動)での処理が選択された項目に対してオートでの処理を行う前に、一度だけオートフォーカスを実行し、それによってピントが合った状態で、上述の選択された項目がオート処理される。
【0064】
また、第2の共通項目として、「ディスタンス」及び「PMTゲイン」の検出時間を短縮するために間引き量の設定を行うことができる。「ディスタンス」や「PMTゲイン」のように対物レンズ17をZ方向に移動させながら自動設定されるパラメータの場合は、マニュアル設定又は自動設定されたピッチより大きい(粗い)ピッチで処理したほうが早く設定処理が完了する。そこで、間引き量を設定できるようにしている。間引き量を大きく設定するほど検出精度が悪くなるが、検出時間は短くなる。
【0065】
なお、上記実施形態では外部コンピュータシステム50に共焦点顕微鏡の制御を行うための専用ソフトウェアをインストールし、測定パラメータの設定をコンピュータ画面で行う場合について説明したが、本発明はそのような実施形態に限られるわけではない。例えば共焦点顕微鏡システム1のコントローラに内蔵されるROM等の記憶媒体に記憶される制御プログラムに上記実施形態のような測定パラメータの自動設定プログラムを組み込み、共焦点顕微鏡システム1に標準装備の表示装置47及び入力装置48を用いて上記実施形態のような測定パラメータの自動設定を実施するようにしてもよい。
【0066】
また、共焦点光学系2による試料wkの表面の高さ情報を取得するために、対物レンズ17をZ方向に移動(上下動)させる代わりに、ステージ30を上下動させてもよい。その他にも、本発明は種々の形態で実施することができる。
【0067】
例えば、光による試料の走査は、水平偏向及び垂直偏向による二次元走査に限らず、種々の走査方法が考えられる。例えば、シリンドリカルレンズを用いてX方向に細長い光(スリット光)を生成し、これをY方向に偏向すれば、二次元走査が可能である。
【0068】
また、上記の実施形態の共焦点顕微鏡は反射型の顕微鏡であるが、透過型の共焦点顕微鏡にも本発明を適用することができる。透過型の顕微鏡の場合は、試料の裏面から共焦点光学系のレーザ光及び非共焦点光学系の白色光が照射される。共焦点光学系の光源はレーザ光源を含む単色光源はもちろんのこと、複数波長を含むものであってもよい。非共焦点光学系の光源は自然光又は室内光で代用することもできる。
【0069】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の共焦点顕微鏡システムとそのパラメータ設定用プログラムによれば、同じ測定条件で複数の試料の測定を実行する場合や異なる種類の複数の試料を順次測定する場合のような測定態様に柔軟に対応して、測定条件であるパラメータを自動設定する操作を容易かつ合理的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る共焦点顕微鏡システムの概略構成を示している。
【図2】対物レンズのZ方向位置に応じて変化する受光量データの例を示すグラフである。
【図3】共焦点顕微鏡システムのコントローラに外部コンピュータシステムを接続したハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図4】観察アプリケーションを起動したときに表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図5】図4の操作部領域の拡大図である。
【図6】主な測定パラメータの自動設定を容易かつ効率的に行うためのオート設定ダイアログの第1タグを選択したときの例を示す図である。
【図7】主な測定パラメータの自動設定を容易かつ効率的に行うためのオート設定ダイアログの第2タグを選択したときの例を示す図である。
【図8】主な測定パラメータの自動設定を容易かつ効率的に行うためのオート設定ダイアログの第3タグを選択したときの例を示す図である。
【図9】測定時自動有効モード、測定時自動無効モード及びマニュアルモードのいずれが選択されているかによって異なるパラメータ設定と測定実行に関する処理の概略を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 共焦点顕微鏡システム
50 外部コンピュータシステム
59 記憶媒体
62 操作部領域
74 自動設定モード選択手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a confocal microscope system for acquiring information such as a confocal image and height distribution of a sample based on light information from the sample, and more specifically, a confocal system capable of automatically setting various measurement parameters. The present invention relates to a microscope system.
[0002]
[Prior art]
In a confocal microscope, light from a sample is received by a light receiving element via a confocal optical system, and information such as a confocal image (hyperfocal depth image) and height distribution of the sample is acquired based on the amount of light received. Is done. For example, when the relative distance between the sample placed on the stage and the objective lens is changed in the optical axis direction, the amount of light incident on the light receiving element via the confocal optical system, that is, the amount of received light changes, The amount of light received is maximized when the surface is in focus. Therefore, the height information of the surface of the sample is calculated from the relative distance between the sample and the objective lens when the maximum amount of received light is obtained, and the height distribution of the surface of the sample is acquired by scanning the surface of the sample with light. be able to.
[0003]
The acquired height distribution is displayed on the screen of the display device by, for example, three-dimensional display. Alternatively, the height distribution replaced with a luminance distribution or a color distribution is displayed on the screen. A CRT (cathode ray tube) or LCD (liquid crystal display device) is used as a display device, and a confocal microscope is connected to a control controller, a display device, a console, and the like to constitute a confocal microscope system.
[0004]
Also, by combining the information on the amount of light received when each point (pixel) on the sample surface is in focus (that is, the maximum luminance information of each pixel), a black and white image of the sample surface with a very deep focal depth can be obtained. Can do. This image is a so-called confocal image (superfocus depth image).
[0005]
Furthermore, a color image of the sample surface in the same range as the confocal image can be obtained by separating a part of the light from the sample halfway from the confocal optical system and receiving it with the color imaging device. Unlike a confocal image, this color image includes a focused portion and a blurred portion according to the unevenness of the sample surface. It is also possible to obtain a color image that is substantially in focus at each pixel by performing a synthesis process that replaces the luminance signal of the color image with the luminance signal of the confocal image.
[0006]
In the confocal microscope system as described above, it is necessary to set various parameters (measurement conditions) in order to maximize the capability of the optical system. For example, if the relative distance between the sample and the objective lens is changed in the optical axis direction by moving the objective lens in the optical axis direction, it is necessary to set the movement range and movement pitch of the objective lens. Alternatively, it is necessary to set the light receiving sensitivity of the light receiving element and the attenuation amount by the filter according to the light reflectance of the surface of the sample. Furthermore, it is necessary to set the shutter speed, gain, and white balance for acquiring a color image by the color image sensor.
[0007]
When the user sets the measurement parameters as described above, a certain degree of knowledge and experience is required. Therefore, in a conventional confocal microscope system, a controller (processing device) automatically sets some parameters. The automatic setting of parameters reduces the burden on the user of the confocal microscope. For example, even a user who is not accustomed can easily acquire information such as a confocal image and height distribution of a sample using a confocal microscope.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the types of parameters to be automatically set increase, the time required for automatic setting becomes longer, and the operability may be worsened. For example, if all parameters are automatically set every time measurement is performed, parameters that do not need to be set are also automatically set, and time is lost until the user waits for completion of the automatic setting.
[0009]
If the automatic setting of each parameter is started individually, execution of useless automatic setting can be avoided, but the number of times that the user operates for the automatic setting of the parameter (for example, the number of button presses) increases. However, it will be annoying.
[0010]
For example, when similar samples are continuously measured, if many parameters are automatically set once, it is not necessary to automatically set each time the sample is exchanged. On the other hand, depending on the type and parameters of the sample, it may be better to perform automatic setting every time the sample is replaced.
[0011]
In view of the above-described conventional problems, the present invention provides a confocal microscope system and a parameter setting program that can flexibly and rationally set parameters as measurement conditions in a flexible and rational manner. For the purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The confocal microscope system of the present invention is a confocal microscope system capable of automatically setting a plurality of measurement parameters, and for each of a part or all of the measurement parameters, the parameter setting is automatically set for each measurement. Automatic measurement mode and automatic measurement invalid mode that retains the setting value set by executing parameter automatic setting and uses the setting value for multiple measurements, and automatically selects one of these modes. A setting mode selection means is provided.
[0013]
According to such a configuration, a parameter that is a measurement condition is automatically set in a flexible manner when measuring a plurality of samples under the same measurement conditions or when sequentially measuring a plurality of different types of samples. The operation can be performed easily and rationally. When automatic invalid mode is selected, automatic setting is not performed for each measurement when measuring multiple samples in sequence, so the entire measurement is compared to when automatic valid mode is selected. It is possible to reduce the time required for In addition, when the automatic measurement valid mode is selected, an appropriate parameter is automatically set for each measurement, and the user does not need to perform a parameter setting operation for each measurement.
[0014]
In a preferred embodiment, the apparatus further comprises a manual mode in which a manually set value is used for a plurality of measurements, and the automatic setting mode selection means is configured to perform the measurement automatic valid mode, the measurement automatic invalid mode, and the manual mode. One of the three modes is selectable. Thereby, for example, it is possible to cope with a case where a user who is accustomed to the operation wants to shorten the time required for the entire measurement by manual setting without using automatic parameter setting.
[0015]
The computer program for parameter setting in the confocal microscope system of the present invention is a program to be executed by a computer of a confocal microscope system capable of automatically setting a plurality of measurement parameters, and each of some or all of the measurement parameters A measurement automatic enable mode that automatically sets parameters for each measurement, and a measurement automatic invalid mode that retains the set values set by executing parameter automatic settings and uses the set values for multiple measurements. A step of displaying a selection screen for the user to select one of them on the display device, and when the mode selected by the user using the selection screen is the automatic measurement valid mode, a measurement start command is issued. Performing automatic measurement parameter setting before executing measurement and using the selection screen If the mode selected by the user is the automatic invalid mode during measurement, the automatic parameter setting is executed according to the automatic setting command, the automatic setting value is stored, and the measurement is executed according to the measurement start command. Includes a step of reading out an automatically set value stored without executing automatic setting and using it for measurement.
[0016]
In a preferred embodiment, the computer program described above is configured so that a part of or all of the measurement parameters are automatically set at the time of measurement for each parameter, and a setting set by executing the parameter automatic setting. The user can select one of three modes including a measurement automatic invalid mode that retains a value and uses the set value for a plurality of measurements, and a manual mode that uses a manually set value for a plurality of measurements. A step of displaying a selection screen for selection on the display device, a step of displaying a manual setting screen for manual setting of the parameter on the display device, and a mode selected by the user using the selection screen is automatically measured In the valid mode, the measurement parameter automatic setting is executed before the measurement is executed in response to the measurement start command. If the mode selected by the user using the selection screen is the automatic invalid mode during measurement, the automatic setting of parameters is executed according to the automatic setting command, the automatic setting value is stored, and the measurement is started. Reading out the stored automatic setting value when measurement is performed in accordance with the command, and using it for measurement, and when the mode selected by the user using the selection screen is the manual mode, start measurement. A step of reading a set value manually set using the manual setting screen when performing measurement in accordance with the command, and using it for the measurement.
[0017]
Such a computer program is supplied in a state of being stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, and installed in the computer from the storage medium and executed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a confocal microscope system according to an embodiment of the present invention. The confocal microscope system 1 includes a confocal microscope having a confocal
[0020]
First, the confocal
[0021]
As the
[0022]
The horizontal deflection device 14a and the
[0023]
However, the relative position in the optical axis direction between the focal point of the
[0024]
The laser beam reflected by the sample wk follows the above optical path in reverse. That is, it passes through the
[0025]
With the confocal
[0026]
As described above, when the
[0027]
Therefore, if the received light amount of the
[0028]
Actually, each time the
[0029]
FIG. 2 is a graph showing an example of received light amount data that changes in accordance with the position of the
[0030]
The obtained surface height distribution information can be displayed on the monitor screen of the
[0031]
Further, a surface image (black and white image) of the sample wk is obtained from a luminance signal having the received light amount obtained for each point (pixel) in the XY scanning range as luminance data. If a luminance signal is generated using the maximum amount of received light in each pixel as luminance data, a confocal image with a very deep focal depth in focus at each point having a different surface height can be obtained. In addition, if the height (Z-direction position) at which the maximum received light amount is obtained at any target pixel is fixed, the received light amount of the pixel of the target pixel portion and the portion where the height difference is large is significantly reduced. A bright image is obtained only at the same height.
[0032]
Next, the non-confocal
[0033]
For example, a white lamp is used as the
[0034]
The white light reflected by the sample wk passes through the
[0035]
In addition, a combination of a confocal image having a deep focal depth obtained by the confocal
[0036]
The controller including the
[0037]
The user can set various measurement parameters using the
[0038]
Many of these parameters can be set automatically (automatic adjustment), and even unskilled users can easily obtain confocal images, height distribution information, etc. of the sample wk by using automatic parameter settings. can do. In addition, manual setting of measurement parameters is possible, and for users who are accustomed to operation, manual setting may be more suitable for quick measurement and fine measurement than automatic setting.
[0039]
Further, the confocal microscope system 1 (controller) of the present embodiment is also provided with an interface for connecting an external computer system such as a personal computer. By connecting an external computer system in which dedicated software for controlling the confocal microscope is installed to the confocal microscope system 1, it is possible to seamlessly process the image information and height distribution information of the acquired sample wk. Is possible. Furthermore, by including a parameter setting program as described below in the dedicated software, the measurement parameters of the confocal microscope can be easily and rationally set using an external computer system.
[0040]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration example in which the
[0041]
Dedicated software (hereinafter referred to as observation application) for controlling the confocal microscope is supplied in a state of being stored in a
[0042]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a screen displayed on the
[0043]
FIG. 5 is an enlarged view of the
[0044]
Alternatively, the Z-direction movement range (measurement range) of the
[0045]
The “measurement”
[0046]
In addition, an item “auto setting” is included in a pull-down menu that appears when “option” on the menu bar is clicked with the
[0047]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an auto setting dialog for easily and efficiently performing automatic setting of main measurement parameters. The
[0048]
In the screen of FIG. 6, the pitch (Z-direction movement pitch) and the distance (Z-direction movement range) can be automatically set. Any one of “valid at measurement”, “invalid at measurement”, and “manual” included in the automatic setting mode selection means 74 can be selected. These three modes correspond to an automatic valid mode at measurement, an automatic invalid mode at measurement, and a manual mode, respectively.
[0049]
When “valid at measurement” is selected, automatic setting is performed prior to measurement processing at the timing when the start of measurement is instructed. When “invalid at measurement” is selected, automatic setting is executed when the “auto set”
[0050]
FIG. 9 is a flowchart showing an outline of processing relating to parameter setting and measurement execution depending on which of the measurement automatic valid mode, the measurement automatic invalid mode, and the manual mode is selected. Based on this flowchart, the difference in processing by the above three types of selection will be described. In
[0051]
If “valid at measurement” is selected (Yes in step # 102), the process jumps to step # 109. If neither “valid during measurement” nor “invalid during measurement” is selected (No in step # 103), that is, if “manual” is selected, the manual setting value is read in
[0052]
When “invalid at measurement” is selected (Yes in step # 103), automatic setting is executed (step # 105) when the “auto set”
[0053]
In
[0054]
Therefore, the user selects “invalid at measurement” (automatic invalid mode at measurement) when performing measurement of a plurality of samples under the same measurement conditions, sets the first sample on the
[0055]
Also, when there is a possibility that the appropriate measurement conditions (parameters) may change, such as when measuring multiple samples of different types, select “Valid at measurement” (automatically valid at measurement mode). Good. In this case, since an appropriate parameter is automatically set for each measurement, the user does not need to perform a parameter setting operation for each measurement.
[0056]
Note that the flowchart of FIG. 9 is simplified, and in actuality, depending on the measurement parameters, different automatic setting selections may be performed as described later. Further, the parameter setting values automatically set in
[0057]
In the screen of FIG. 7 in which the “auto focus & PMT gain”
[0058]
In addition, it is possible to select whether to perform standard detection or high-speed detection. When “high-speed detection” is selected, automatic setting of the PMT gain is completed in a short time without moving the
[0059]
If a “target range designation” button is pressed on the screen of FIG. 7, it is possible to designate a range (range on the XY plane) to be automatically set for autofocus and PMT gain. For example, the range of the rectangle can be specified by dragging the mouse along the diagonal line of the rectangle. Measurement of the measurement target location when the light reflectance is significantly different due to the difference in material, such as the soldered part or bonding part of the printed wiring board and its peripheral area, or the resin metal plating part and other parts. It is necessary to prevent the conditions from being automatically set inappropriately due to the influence of surrounding parts. In such a case, by using the above-described target range specification, the measurement condition of the measurement target portion is automatically set appropriately.
[0060]
In the example of the present embodiment, the “target range designation” button is provided only for the automatic setting of autofocus and PMT gain. However, the “target range designation” button is provided for other parameters as necessary, and the target of automatic setting is set. A range may be designated. Also, in principle, all parameters may be automatically set according to information obtained from the specified range, and parameters that should not be specified for range specification, such as pitch, may be specified.
[0061]
On the screen shown in FIG. 8 when the “camera”
[0062]
As shown in FIG. 8, for “camera gain” and “camera brightness”, either “always enabled” or “always disabled” can be selected. When “always enabled” is selected, the automatic adjustment function provided in the color CCD camera is utilized. When “always disabled” is set, the automatic adjustment function provided in the color CCD camera is set to be disabled. With respect to “white balance”, one can be selected from three types obtained by adding “invalid at measurement” to “always valid” and “always invalid”. “Invalid at measurement” is a function that sets a white color as a reference and determines a white balance in advance for the set white color, and is realized by using a function called “one push”. The “always enabled” function in white balance is a function that disables the auto adjustment function provided in the color CCD camera only during measurement.
[0063]
Next, setting of common items displayed in the lower half of each screen of FIGS. 6 to 8 will be described. As a first common item, it is possible to set whether or not to perform autofocus interlock. When the above-mentioned “invalid at measurement” is set, if autofocus is disabled while the focus is not in focus, other parameters may not be set to the optimum conditions. Therefore, if this “auto focus interlock” is checked, items that are selected to be processed automatically (automatic) among items such as pitch, distance, PMT gain, white balance, camera gain, and camera brightness. On the other hand, before performing the auto process, the auto focus is executed only once, and the selected item is auto-processed in a focused state.
[0064]
Further, as a second common item, it is possible to set a thinning amount in order to shorten the detection time of “distance” and “PMT gain”. For parameters that are automatically set while moving the
[0065]
In the above embodiment, the case where dedicated software for controlling the confocal microscope is installed in the
[0066]
Further, in order to acquire the height information of the surface of the sample wk by the confocal
[0067]
For example, scanning of a sample by light is not limited to two-dimensional scanning by horizontal deflection and vertical deflection, and various scanning methods can be considered. For example, if a cylindrical lens is used to generate light that is elongated in the X direction (slit light) and is deflected in the Y direction, two-dimensional scanning is possible.
[0068]
The confocal microscope of the above embodiment is a reflection type microscope, but the present invention can be applied to a transmission type confocal microscope. In the case of a transmission type microscope, laser light from a confocal optical system and white light from a non-confocal optical system are irradiated from the back surface of the sample. The light source of the confocal optical system may include not only a monochromatic light source including a laser light source but also a plurality of wavelengths. The light source of the non-confocal optical system can be replaced with natural light or room light.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the confocal microscope system and its parameter setting program of the present invention, when measuring a plurality of samples under the same measurement conditions or sequentially measuring a plurality of different types of samples. An operation for automatically setting a parameter as a measurement condition can be easily and rationally performed in a flexible manner corresponding to such a measurement mode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a confocal microscope system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an example of received light amount data that changes in accordance with the position of the objective lens in the Z direction.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration example in which an external computer system is connected to a controller of a confocal microscope system.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a screen displayed on a display device when an observation application is activated.
FIG. 5 is an enlarged view of an operation unit area in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing an example when the first tag of an auto setting dialog for easily and efficiently performing automatic setting of main measurement parameters is selected.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example when a second tag of an auto setting dialog for easily and efficiently performing automatic setting of main measurement parameters is selected.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example when a third tag of an auto setting dialog for easily and efficiently performing automatic setting of main measurement parameters is selected.
FIG. 9 is a flowchart showing an outline of processing relating to parameter setting and measurement execution depending on which of the measurement automatic valid mode, the measurement automatic invalid mode, and the manual mode is selected.
[Explanation of symbols]
1 Confocal microscope system
50 External computer system
59 Storage media
62 Operation area
74 Automatic setting mode selection means
Claims (4)
請求項1記載の共焦点顕微鏡システム。A manual mode that uses manually set values for a plurality of measurements is further provided, and the automatic setting mode selection means includes three modes including the measurement automatic valid mode, the measurement automatic invalid mode, and the manual mode. The confocal microscope system according to claim 1, wherein one of the two is selectable.
一部又は全部の測定パラメータのそれぞれについて、測定のたびに自動的にパラメータ設定を行う測定時自動有効モードと、パラメータ自動設定の実行により設定された設定値を保持し複数の測定に該設定値を使用する測定時自動無効モードとをユーザが択一的に選択するための選択画面を表示装置に表示させるステップと、
前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動有効モードである場合は、測定開始の指令に伴って測定を実行する前に測定パラメータの自動設定を実行するステップと、
前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動無効モードである場合は、自動設定の指令に伴ってパラメータの自動設定を実行して自動設定値を記憶し、測定開始の指令に伴って測定を実行する際には自動設定を実行することなく記憶されている自動設定値を読み出して測定に使用するステップと
を備えていることを特徴とするパラメータ設定用コンピュータプログラム。A computer program for parameter setting to be executed by a computer of a confocal microscope system capable of automatically setting a plurality of measurement parameters,
For each part or all of the measurement parameters, the automatic setting mode for measurement that automatically sets the parameter for each measurement and the setting value set by executing the parameter automatic setting is retained, and the setting value is set for multiple measurements. Displaying on the display device a selection screen for the user to alternatively select the automatic invalid mode during measurement using
When the mode selected by the user using the selection screen is the automatic measurement valid mode at the time of measurement, the step of performing automatic setting of measurement parameters before performing measurement in accordance with the measurement start command;
When the mode selected by the user using the selection screen is the automatic invalid mode at the time of measurement, the automatic setting of the parameter is executed in accordance with the automatic setting command, the automatic setting value is stored, and the measurement start command is A parameter setting computer program comprising: a step of reading a stored automatic setting value and using it for measurement without executing automatic setting when performing measurement.
一部又は全部の測定パラメータのそれぞれについて、測定のたびに自動的にパラメータ設定を行う測定時自動有効モードと、パラメータ自動設定の実行により設定された設定値を保持し複数の測定に該設定値を使用する測定時自動無効モードと、手動設定された設定値を複数の測定に使用するマニュアルモードとを含む3つのモードのうちの1つをユーザが選択するための選択画面を表示装置に表示させるステップと、
前記パラメータの手動設定のための手動設定画面を表示装置に表示させるステップと、
前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動有効モードである場合は、測定開始の指令に伴って測定を実行する前に測定パラメータの自動設定を実行するステップと、
前記選択画面を用いてユーザが選択したモードが測定時自動無効モードである場合は、自動設定の指令に伴ってパラメータの自動設定を実行して自動設定値を記憶し、測定開始の指令に伴って測定を実行する際に前記記憶されている自動設定値を読み出して測定に使用するステップと、
前記選択画面を用いてユーザが選択したモードがマニュアルモードである場合は、測定開始の指令に伴って測定を実行する際に前記手動設定画面を用いて手動設定された設定値を読み出して測定に使用するステップと
を備えていることを特徴とするパラメータ設定用コンピュータプログラム。A computer program for parameter setting to be executed by a computer of a confocal microscope system capable of automatically setting a plurality of measurement parameters,
For each part or all of the measurement parameters, the automatic setting mode for measurement that automatically sets the parameter for each measurement and the setting value set by executing the parameter automatic setting is retained, and the setting value is set for multiple measurements. The display device displays a selection screen for the user to select one of three modes, including an automatic invalid mode during measurement that uses and a manual mode that uses manually set values for multiple measurements. Step to
Displaying a manual setting screen for manual setting of the parameter on a display device;
When the mode selected by the user using the selection screen is the automatic measurement valid mode at the time of measurement, the step of performing automatic setting of measurement parameters before performing measurement in accordance with the measurement start command;
When the mode selected by the user using the selection screen is the automatic invalid mode at the time of measurement, the automatic setting of the parameter is executed in accordance with the automatic setting command, the automatic setting value is stored, and the measurement start command is Reading out the stored automatic setting value when performing measurement and using it for measurement; and
When the mode selected by the user using the selection screen is the manual mode, when the measurement is executed in accordance with the measurement start command, the setting value manually set using the manual setting screen is read and measured. And a parameter setting computer program.
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