JP4309523B2

JP4309523B2 - 三次元測定共焦点顕微鏡

Info

Publication number: JP4309523B2
Application number: JP25668399A
Authority: JP
Inventors: 陽一岡本; 幸太郎森園
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP2001082935A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象物からの光を受光素子で受光し、その受光情報に基づいて前記測定対象物の高さ情報を含む三次元の面情報を取得し、前記面情報を表示装置に三次元表示する三次元測定共焦点顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三次元測定装置の一例として、共焦点顕微鏡がある。共焦点顕微鏡では、光源からの光（通常はレーザ光）が測定対象物である試料に照射され、その透過光又は反射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、試料の高さデータを含む三次元の表面形状の情報が取得される。その測定原理を以下に説明する。
【０００３】
例えば、試料を載置したステージを光軸方向（Ｚ方向）に移動させると、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ステージのＺ方向位置から試料の表面の高さデータが得られる。そして、試料の表面を光軸方向に垂直なＸＹ方向に光で走査することによって試料の表面の高さ分布、すなわち三次元の表面形状の情報が得られる。この高さ分布は、ＣＧ（コンピュータグラフィック）の手法によって画面上に三次元で（立体的に）表示される。
【０００４】
例えば、ＸＹ平面を複数の小さな領域に分割し、各領域の高さをＺ方向の柱で表したとき、高さ分布（表面形状）は種々の高さを有する複数の柱の集合として立体的に表示することができる。各領域の柱の高さは、その領域に含まれる画素の高さデータの平均値となる。あるいは、一般的な三次元表示のように、試料（測定対象物）の表面を小さなポリゴンの集合で表示することもできる。
【０００５】
これらの三次元表示モデルには、ワイヤーフレームモデルとソリッドモデルがある。ワイヤーフレームモデルでは表面形状が線の集合として描かれ、ソリッドモデルでは、表面形状が面の集合として描かれる。そして、三次元表示を視覚的に分かりやすくするために、高さデータに応じた濃淡パターンやカラーグラデーションによって着色することも行われている。例えば、高さの低い部分は暗い色、高い部分は明るい色を用いて、表面形状の三次元表示を色分けすることが従来から行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来は、高さデータに応じて選択した色を用いて、表面形状の三次元表示に人工的な着色を施すことが行われていたが、このような着色では表面形状の三次元表示が必ずしも見やすいものとはならない。つまり、実際の測定対象物の部位と表示装置に表示された表面形状の三次元表示における部位との対応関係が分かり難い場合がある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、実際の測定対象物の部位と表示装置に表示された表面形状の部位との対応関係が分かりやすい三次元測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の三次元測定共焦点顕微鏡は、測定対象物からの光を受光素子で受光し、その受光情報に基づいて測定対象物の高さ情報を含む三次元の表面形状の情報を取得し、表面形状を表示装置に三次元表示する三次元測定共焦点顕微鏡であって、測定対象物のカラー画像を取得するカラー撮像手段と、カラー撮像手段から得られる画素ごとの色情報を用いて、表面形状のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによる三次元表示を着色する処理手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、表面形状の三次元表示が、カラー撮像手段から得られる色情報にしたがって着色されるので、測定対象物の実際の色に近い色で表面形状が表示される。したがって、実際の測定対象物の部位と表示装置に表示された表面形状の部位との対応関係が分かりやすくなる。
【００１０】
好ましくは、画素ごとの最大受光量を求める手段を更に備え、画素ごとの色情報の輝度成分を画素ごとの最大受光量で置き換えた第２の色情報を用いて表面形状の三次元表示を着色する。この場合、各画素でピントが合っているときの受光量（最大受光量）が輝度情報として色情報に反映されるので、カラー撮像手段から得られる色情報のみを用いて着色する場合に比べてコントラストの強い三次元表示画像が得られる。
【００１１】
また、測定対象物にレーザ光を照射し、その反射光又は透過光の受光情報に基づいて測定対象物の高さ情報を含む三次元の表面形状の情報を取得する構成が好ましい。さらに、本発明にかかる三次元測定装置は、前記受光素子が前記受光情報を得るための光を測定対象物に照射する光源と、前記測定対象物の高さ情報を得るために前記対物レンズの焦点に対する前記測定対象物の光軸方向での相対位置を変化させるＺ方向変位機構と、前記測定対象物を戴置するための前記光軸方向に垂直な戴置面を有するステージとを備え、前記カラー撮像手段が、前記対物レンズを通して前記測定対象物のカラー画像を取得することを特徴とする。
【００１２】
好ましい実施形態において、本発明の三次元測定装置は共焦点顕微鏡であり、測定対象物に光を照射する光源と、測定対象物からの光を対物レンズを含む共焦点光学系を通して受光する受光素子と、測定対象物の色情報を画素ごとに取得する色情報取得センサと、対物レンズの焦点に対する測定対象物の光軸方向での相対位置を変化させるＺ方向変位機構と、測定対象物を光源からの光で光軸方向に垂直なＸＹ方向に走査する走査機構と、受光素子の受光量が最大になるときの測定対象物の光軸方向での相対位置に相当する高さ情報と色情報を画素ごとに求めて記憶する処理装置と、画素ごとの高さ情報と画素ごとの色情報とを用いて、測定対象物のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによる表面形状のカラー三次元表示を行う表示装置とを備えている。
【００１３】
更に好ましくは、表示装置は、画素ごとの色情報の輝度成分を画素ごとの最大受光量で置き換えた第２の色情報と画素ごとの高さ情報とを用いて、測定対象物の表面形状のカラー三次元表示を行う。また、本発明にかかる三次元測定装置は、さらに、前記表面形状の高さの分布を色の分布として前記表示装置に表示することができることを特徴とする。さらに、前記表示装置に前記表面形状のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによる着色された前記三次元表示のうち前記光軸方向の前記対物レンズ側から見えない陰となる部分を無彩色で表示することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に、本発明に係る三次元測定装置の一例である共焦点顕微鏡の概略構成を示す。この共焦点顕微鏡は、試料の高さ情報を含む三次元の表面形状の情報を取得するための共焦点光学系１と、試料のカラー画像を取得するための非共焦点光学系２とを備えている。
【００１６】
まず、共焦点光学系１について説明する。共焦点光学系１は、試料ｗに単色光（好ましくはレーザ光）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ＰＨ、第１受光素子１９等を含んでいる。
【００１７】
光源１０には、例えば赤色レーザ光を発する半導体レーザが用いられる。レーザ駆動回路４４によって駆動される光源１０から出たレーザ光は、第１コリメートレンズ１１を通り、偏光ビームスプリッタ１２で光路を曲げられ、１／４波長板１３を通過する。この後、水平偏向装置１４ａ及び垂直偏向装置１４ｂによって水平（横）方向及び垂直（縦）方向に偏向された後、第１リレーレンズ１５及び第２リレーレンズ１６を通過し、対物レンズ１７によって試料ステージ３０上に置かれた試料ｗの表面に集光される。
【００１８】
水平偏向装置１４ａ及び垂直偏向装置１４ｂは、それぞれガルバノミラーで構成され、レーザ光を水平及び垂直方向に偏向させることにより、試料ｗ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。試料ステージ３０は、ステージ制御回路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ｗとの光軸方向での相対位置を変化させることができる。
【００１９】
ただし、対物レンズ１７の焦点と試料ｗ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、試料ステージ３０の位置は固定とし、対物レンズ１７をＺ軸方向に駆動することにより、その焦点を変化させてもよい。あるいは、対物レンズ１７と試料ｗ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の焦点を変化させる構成も可能である。なお、試料ステージ３０は、大まかな位置合わせのために、手動操作によってＸ方向及びＹ方向に変位可能である。
【００２０】
試料ｗ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ＰＨのピンホールを通過して第１受光素子１９に入射する。第１受光素子１９は、例えばフォトマルチプライヤ又は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１Ａ／Ｄコンバータ４１に与えられ、ディジタル値に変換される。
【００２１】
上記のような構成の共焦点光学系１により、試料ｗの高さ情報を含む三次元の表面形状の情報を得ることができる。以下に、その原理を簡単に説明する。
【００２２】
上述のように、試料ステージ３０がステージ制御回路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の焦点に対する試料ｗの光軸方向での相対位置が変化する。そして、対物レンズ１７の焦点が試料ｗの表面（被測定面）に結ばれたときに、試料ｗ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ＰＨのピンホールを通過する。したがって、このときに、第１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ｗの表面（被測定面）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ＰＨ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、第１受光素子１９の受光量は著しく低下する。
【００２３】
したがって、試料ｗの表面の任意の点について、試料ステージ３０をＺ方向（光軸方向）に駆動しながら第１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試料ステージ３０のＺ方向位置（対物レンズ１７の焦点に対する試料ｗ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。
【００２４】
実際には、試料ステージ３０を１ステップ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ｗの表面を走査して第１受光素子１９の受光量を得る。試料ステージ３０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、走査範囲内の複数の点（画素）について、図２に示したようにＺ方向位置に応じて変化する受光量データが得られる。この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ｗ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処理装置４６によって実行される。
【００２５】
得られた表面高さの分布（表面形状の情報）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、高さデータを輝度データに変換することにより、表面高さの二次元分布を明るさの二次元分布として表示することができる。高さデータを色差データに変換することにより、表面高さの分布を色の分布として表示してもよい。更に、本実施形態の共焦点顕微鏡は、三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。
【００２６】
図３に簡単な立体モデルＭの三次元表示の例を示す。この例のように、立体モデルＭは、等角投影図法で描いた斜視図の如く、二次元の画面上に表示される。図中のＸ軸及びＹ軸はレーザ光によって走査されるＸＹ平面に対応し、Ｚ軸は試料の高さ方向（光軸方向）に相当する。このような三次元表示はコンピュータグラフィックスの分野ではよく知られており、各画素のＸ座標、Ｙ軸及びＺ座標（高さ）を入力すれば画面上に三次元表示を行う種々のソフトウエアが利用可能である。
【００２７】
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ｗ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被写界深度の非常に深い共焦点画像が得られる。
【００２８】
つぎに、非共焦点光学系２について説明する。非共焦点光学系２は、試料ｗ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、色情報取得センサとしてのカラーＣＣＤ２４等を含んでいる。カラーＣＣＤ２４に代えて、ＲＧＢ各色毎の受光素子を用いてもよい。また、非共焦点光学系２は共焦点光学系１の対物レンズ１７を共用し、両光学系１，２の光軸は一致している。
【００２９】
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ｗの表面に集光される。
【００３０】
試料ｗ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１のピンホール板ＰＨ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２Ａ／Ｄコンバータ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ｗ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他に、下記のように使用される。
【００３１】
前述の共焦点光学系１で得られた試料の表面形状の三次元表示に、非共焦点光学系２で得られたカラー画像を組み合わせて、カラー三次元表示を行う。これにより、例えば図３の表示モデルにおいて、Ｚ軸方向上側から見えるハッチングが施された部分がカラー画像の色で着色される。ハッチングが施された部分の画素は、ＸＹ平面に投影されており、カラー画像の画素と対応付けられている。
【００３２】
斜線が施されていない側壁部は、Ｚ軸方向上側から見えない部分であり、着色されない。この部分は陰の部分として、例えば黒色のような無彩色で表示されるが、三次元表示の手法（ソフトウェア）によってその表現方法を変えることが可能である。また、図３の例はソリッドモデルの三次元表示であるが、ワイヤーフレームモデルのように輪郭線によって三次元表示を行う場合は、その線の色をカラー画像の色で着色すればよい。
【００３３】
このように、試料の表面形状の三次元表示を試料の二次元カラー画像にしたがって着色することにより、試料の部位と三次元表示における部位との対応関係が分かりやすくなる。このようなカラー三次元表示を行うための処理は、処理装置４６に含まれるマイクロプロセッサがソフトウェアにしたがって実行する。
【００３４】
図４は、上記のようなカラー三次元表示を行うための処理装置４６を中心とする構成のブロック図である。第１Ａ／Ｄコンバータ４１から処理装置４６に入力される受光量データは受光量メモリ５１に記憶される。但し、受光量メモリ５１はピークホールドメモリである。入力された新たな受光量データと記憶されている旧受光量データとが比較器５０で比較され、新たな受光量データが旧受光量データより大きい場合だけ、ＳＷ１が閉じて受光量メモリ５１の記憶データが更新される。
【００３５】
このとき、対応する画素の色データ及び高さデータもＳＷ２及びＳＷ３を介して色メモリ５２及び高さメモリ５３に記憶される。つまり、これらの記憶データも、新たな受光量データが旧受光量データより大きい場合だけ更新される。なお、色データはカラーＣＣＤ２４からＣＣＤ駆動回路４３及び第２Ａ／Ｄコンバータ４２を経て処理装置４６に入力されるデータであり、高さデータは処理装置４６からステージ制御回路４０に与えられるデータに相当する。
【００３６】
所定のＺ方向測定範囲にわってＸＹ方向の走査が完了した時点で、受光量メモリ５１、色メモリ５２及び高さメモリ５３には、最大受光量データと、そのときの色データ及び高さデータがそれぞれ記憶されていることになる。マイクロプロセッサ５４は、これらのデータを用いて、試料の表面形状のカラー三次元表示データを生成し、表示メモリ５５に与える。このカラー三次元表示データは、Ｄ／Ａコンバータ５６を経て表示装置４７に与えられる。
【００３７】
カラー三次元表示データは、前述のように、ＸＹ平面の画素ごとの高さデータと色データとから生成することができるが、更に最大受光量データを組み合わせてもよい。すなわち、画素ごとのＲＧＢ色データの輝度成分を最大受光量データで置き換えることにより、各画素でピントが合っているときの最大受光量が輝度情報として色データに反映されるので、非共焦点光学系２から得られる色データのみを用いる場合に比べてコントラストの強いカラー三次元表示画像が得られる。
【００３８】
図５は、上述のような処理装置４６を中心に実行されるカラー三次元表示のための処理を示すフローチャートである。まず、ステップ＃１０１において、測定領域の指定を行う。つまり、図１の操作パネル４８を用いて、光軸方向に試料ステージ３０を移動させる範囲（Ｚ方向走査範囲）と試料ｗの表面をレーザ光で走査する範囲（ＸＹ走査範囲）を指定する。
【００３９】
測定領域が指定され、試料ステージ３０の位置が上端に初期化された後、水平偏向装置１４ａ及び垂直偏向装置１４ｂによって、試料ｗの表面の指定されたＸＹ走査範囲を走査するように、レーザ光がＸＹ方向に偏向される（ステップ＃１０２）。そして、ＸＹ走査範囲内の各画素の受光量データ、色データ及び高さデータ（Ｚ方向位置）が受光量メモリ５１、色メモリ５２及び高さメモリ５３にそれぞれ記憶される（ステップ＃１０３）。
【００４０】
つぎに、試料ステージ３０を１ピッチ（１ステップ）下降させ（ステップ＃１０４）、再び試料ｗのＸＹ走査範囲をレーザ光で走査する（ステップ＃１０５）。このときに得られる新たな受光量データが、受光量メモリ５１に記憶されている旧受光量データと画素ごとに比較される（ステップ＃１０６）。新たな受光量が旧受光量（記憶光量）より大きければ、受光量データ、色データ及び高さデータの記憶データが更新される（ステップ＃１０７）。新たな受光量が記憶光量より小さい場合は何もせずにステップ＃１０８に進む。
【００４１】
ステップ＃１０８において、処理装置４６は、試料ステージ３０のＺ方向位置を測定範囲の下端位置と比較する。下端位置より低ければステップ＃１０４に戻る。こうして、試料ステージ３０のＺ方向位置がステップ＃１０１で設定したＺ方向走査範囲の下端位置に達するまで、ステップ＃１０４〜＃１０８の処理が繰り返される。
【００４２】
試料ステージ３０のＺ方向位置がＺ方向走査範囲の下端位置に達した時点で、受光量メモリ５１、色メモリ５２及び高さメモリ５３には、ＸＹ走査範囲内の各画素について、最大受光量データと、そのときの色データ及び高さデータがそれぞれ記憶されている。ステップ＃１０９でこれらの記憶データを読み出し、ステップ＃１１０で、前述のようにして、試料の表面形状のカラー三次元表示データが生成され、ステップ＃１１１で表示装置４７にカラー三次元表示画像が表示される。
【００４３】
なお、上記の実施形態の説明において、考えられる変形例についても適宜説明したが、本発明は、その他にも、種々の変形例又は形態による実施が可能である例えば、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、種々の走査方法が提案されている。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。
【００４４】
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。
【００４５】
また、本発明の三次元測定装置は、上記のような共焦点顕微鏡に限らず、比較的離れた場所に置かれた物体をレーザ光線で走査し、その反射光を受光して得られる情報からその物体の表面形状の三次元情報を取得し、画面に三次元表示するものにも適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の三次元測定装置によれば、測定対象物の実際の色に近い色でその表面形状の三次元表示が着色されるので、実際の測定対象物の部位と表示装置に表示された表面形状の三次元表示における部位との対応関係が分かりやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る共焦点顕微鏡（三次元測定装置）の概略構成を示すブロック図である。
【図２】共焦点顕微鏡におけるＺ方向（光軸方向）位置に関する受光量の分布を示すグラフである。
【図３】簡単な立体モデルの三次元表示の例を示す図である。
【図４】カラー三次元表示を行うための処理装置を中心とする構成のブロック図である。
【図５】処理装置を中心に実行されるカラー三次元表示のための処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０光源
１４ａ，１４ｂ走査機構
１９受光素子
２４色情報取得センサ
３０，４０Ｚ方向変位機構
４７表示装置
４６処理装置
ｗ測定対象物

Claims

測定対象物からの光を対物レンズを通して受光素子で受光し、その受光情報に基づいて前記測定対象物の高さ情報を含む三次元の表面形状の情報を取得し、前記表面形状を表示装置に三次元表示する三次元測定共焦点顕微鏡であって、
前記受光素子が前記受光情報を得るための光を測定対象物に照射する光源と、
前記測定対象物の高さ情報を得るために前記対物レンズの焦点に対する前記測定対象物の光軸方向での相対位置を変化させるＺ方向変位機構と、
前記測定対象物を戴置するための前記光軸方向に垂直な戴置面を有するステージと、
複数の前記相対位置で前記測定対象物のカラー画像を取得するカラー撮像手段と、
前記カラー撮像手段から得られる画素ごとの色情報であって、前記測定対象物の高さ情報に基づき特定される前記相対位置で取得した色情報を用いて、前記表面形状のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによる三次元表示を着色する処理手段とを備え、
前記カラー撮像手段が、前記対物レンズを通して照射された照明光により前記対物レンズを通して前記測定対象物のカラー画像を取得することを特徴とする三次元測定共焦点顕微鏡。
画素ごとの最大受光量を求める手段を更に備え、前記処理手段が、前記画素ごとの色情報の輝度成分を前記画素ごとの最大受光量で置き換えた第２の色情報を用いて前記表面形状のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによる三次元表示を着色する請求項１記載の三次元測定共焦点顕微鏡。
前記測定対象物にレーザ光を照射し、その反射光又は透過光の受光情報に基づいて前記測定対象物の高さ情報を含む三次元の表面形状の情報を取得する請求項１又は２記載の三次元測定共焦点顕微鏡。
測定対象物に光を照射する光源と、
前記測定対象物からの光を対物レンズを含む共焦点光学系を通して受光する受光素子と、
前記対物レンズを通して照射された照明光により前記対物レンズを通して前記測定対象物の色情報を画素ごとに取得する色情報取得センサと、
前記対物レンズの焦点に対する前記測定対象物の光軸方向での相対位置を変化させるＺ方向変位機構と、
前記測定対象物を前記光源からの光で前記光軸方向に垂直なＸＹ方向に走査する走査機構と、
前記受光素子の受光量が最大になるときの前記測定対象物の光軸方向での相対位置に相当する高さ情報と前記色情報を画素ごとに求めて記憶する処理装置と、
前記画素ごとの高さ情報と前記画素ごとの色情報とを用いて、前記測定対象物の表面形状のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによるカラー三次元表示を行う表示装置とを備えている三次元測定共焦点顕微鏡。
前記表示装置が、前記画素ごとの色情報の輝度成分を前記画素ごとの最大受光量で置き換えた第２の色情報と前記画素ごとの高さ情報とを用いて、前記測定対象物の表面形状のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによるカラー三次元表示を行う請求項４記載の三次元測定共焦点顕微鏡。
前記三次元測定共焦点顕微鏡は、さらに、前記表面形状の高さの分布を色の分布として前記表示装置に表示することができることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載の三次元測定共焦点顕微鏡。
前記三次元測定共焦点顕微鏡は、さらに、前記表示装置に前記表面形状のソリッドモデルまたはワイヤフレームモデルによる着色された前記三次元表示のうち前記光軸方向の前記対物レンズ側から見えない陰となる部分を無彩色で表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載の三次元測定共焦点顕微鏡。