JPH06308390A - 共焦点顕微鏡 - Google Patents
共焦点顕微鏡Info
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- JPH06308390A JPH06308390A JP9942093A JP9942093A JPH06308390A JP H06308390 A JPH06308390 A JP H06308390A JP 9942093 A JP9942093 A JP 9942093A JP 9942093 A JP9942093 A JP 9942093A JP H06308390 A JPH06308390 A JP H06308390A
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- JP
- Japan
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- image
- confocal
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- confocal microscope
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピークサーチをしても意味のない画素は、除
外処理することで、ノイズの混入しない良画質を得られ
る共焦点顕微鏡を実現する。 【構成】 ピンホ−ル基板を回転させ、このピンホ−ル
基板を通過した照射光を試料に対して走査する共焦点用
光スキャナを用いた共焦点顕微鏡であって、共焦点によ
るスライス像を相互演算することで、３次元画像または
焦点深度の深い画像を得る共焦点顕微鏡において、上記
演算の際に、その画素の最大明度が或る指定値以下の時
は、対応する画素出力の値（高さまたは輝度）をゼロま
たは周囲画素からの補間値にして出力することを特徴と
する。また、前記演算の際に、共焦点照明を行わない時
の画像の値を各共焦点画像から減算して出力することを
特徴とする。
外処理することで、ノイズの混入しない良画質を得られ
る共焦点顕微鏡を実現する。 【構成】 ピンホ−ル基板を回転させ、このピンホ−ル
基板を通過した照射光を試料に対して走査する共焦点用
光スキャナを用いた共焦点顕微鏡であって、共焦点によ
るスライス像を相互演算することで、３次元画像または
焦点深度の深い画像を得る共焦点顕微鏡において、上記
演算の際に、その画素の最大明度が或る指定値以下の時
は、対応する画素出力の値（高さまたは輝度）をゼロま
たは周囲画素からの補間値にして出力することを特徴と
する。また、前記演算の際に、共焦点照明を行わない時
の画像の値を各共焦点画像から減算して出力することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共焦点顕微鏡の高さ画
像演算に関し、特にノイズの少ない、良画質の画像を得
られる共焦点顕微鏡に関するものである。
像演算に関し、特にノイズの少ない、良画質の画像を得
られる共焦点顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、加工技術の向上と共にミクロな３
次元構造の計測へのニーズが高まってきている。また、
バイオテクノロジの分野でも分子の持つ３次元構造が注
目されてきた。これらに応えるものとして、干渉顕微鏡
や共焦点顕微鏡などがある。
次元構造の計測へのニーズが高まってきている。また、
バイオテクノロジの分野でも分子の持つ３次元構造が注
目されてきた。これらに応えるものとして、干渉顕微鏡
や共焦点顕微鏡などがある。
【０００３】共焦点顕微鏡では、ピンポイントで照明す
るために、レーザ光または非レーザ光とピンホールの組
み合わせを用いる。これによって測定点以外からの散乱
光を防いでいる。また、測定点以外からの光をカットす
るために、受光器の前に空間フィルタとしてピンホール
を設置している。測定点と同一面内にあるノイズ光はピ
ンホールの横に結像する。したがって、ピンホールに受
光されない。また、光軸方向にずれた点の光は、対物レ
ンズによって、ピンホールの前で広がる。したがって、
受光される光は激減される。このように共焦点顕微鏡で
は、３次元空間中の１点だけを測定できる。これによっ
て、光軸方向に分解能を持つことも知られている。これ
は、光軸上で焦点の合った時のみ光量が増大し、ピント
の外れた点では光量がほぼゼロとなるものである。この
時、２次元走査を行えば、３次元空間中のスライス像を
測定できることになる。また、焦点位置で光量がピーク
になるため、半導体など表面を持つ試料では、光量が最
大の光軸位置が試料の表面と考えられる。したがって、
複数枚のスライス像の中で光軸方向に最大光量を与える
位置を画素ごとにピークサーチすることで、「各画素の
ピーク値を与える高さ」を「その試料の表面」として３
次元の表面形状画像がわかる。
るために、レーザ光または非レーザ光とピンホールの組
み合わせを用いる。これによって測定点以外からの散乱
光を防いでいる。また、測定点以外からの光をカットす
るために、受光器の前に空間フィルタとしてピンホール
を設置している。測定点と同一面内にあるノイズ光はピ
ンホールの横に結像する。したがって、ピンホールに受
光されない。また、光軸方向にずれた点の光は、対物レ
ンズによって、ピンホールの前で広がる。したがって、
受光される光は激減される。このように共焦点顕微鏡で
は、３次元空間中の１点だけを測定できる。これによっ
て、光軸方向に分解能を持つことも知られている。これ
は、光軸上で焦点の合った時のみ光量が増大し、ピント
の外れた点では光量がほぼゼロとなるものである。この
時、２次元走査を行えば、３次元空間中のスライス像を
測定できることになる。また、焦点位置で光量がピーク
になるため、半導体など表面を持つ試料では、光量が最
大の光軸位置が試料の表面と考えられる。したがって、
複数枚のスライス像の中で光軸方向に最大光量を与える
位置を画素ごとにピークサーチすることで、「各画素の
ピーク値を与える高さ」を「その試料の表面」として３
次元の表面形状画像がわかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試料に
急斜面があったり、走査している間にピークがなかった
場合、その画素には本来は「表面」は表れない。ところ
が、ピークサーチを無条件に行うと、結果的には「ノイ
ズ」を拾うことになり、画質が悪化してしまうことにな
る。
急斜面があったり、走査している間にピークがなかった
場合、その画素には本来は「表面」は表れない。ところ
が、ピークサーチを無条件に行うと、結果的には「ノイ
ズ」を拾うことになり、画質が悪化してしまうことにな
る。
【０００５】本発明は、上記従来技術の課題を踏まえて
成されたものであり、ピークサーチをしても意味のない
画素は、除外処理することで、ノイズの混入しない良画
質を得られる共焦点顕微鏡を提供することを目的とした
ものである。
成されたものであり、ピークサーチをしても意味のない
画素は、除外処理することで、ノイズの混入しない良画
質を得られる共焦点顕微鏡を提供することを目的とした
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、ピンホ−ル基板を回転させ、このピ
ンホ−ル基板を通過した照射光を試料に対して走査する
共焦点用光スキャナを用いた共焦点顕微鏡であって、共
焦点によるスライス像を相互演算することで、３次元画
像または焦点深度の深い画像を得る共焦点顕微鏡におい
て、上記演算の際に、その画素の最大明度が或る指定値
以下の時は、対応する画素出力の値（高さまたは輝度）
をゼロまたは周囲画素からの補間値にして出力すること
を特徴とする。また、前記演算の際に、共焦点照明を行
わない時の画像の値を各共焦点画像から減算して出力す
ることを特徴とする。
の本発明の構成は、ピンホ−ル基板を回転させ、このピ
ンホ−ル基板を通過した照射光を試料に対して走査する
共焦点用光スキャナを用いた共焦点顕微鏡であって、共
焦点によるスライス像を相互演算することで、３次元画
像または焦点深度の深い画像を得る共焦点顕微鏡におい
て、上記演算の際に、その画素の最大明度が或る指定値
以下の時は、対応する画素出力の値（高さまたは輝度）
をゼロまたは周囲画素からの補間値にして出力すること
を特徴とする。また、前記演算の際に、共焦点照明を行
わない時の画像の値を各共焦点画像から減算して出力す
ることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、真の表面ではない画素を、そ
の明るさ自身から検出し、除外処理をすることにより、
高画質の画像データを得るようにしている。
の明るさ自身から検出し、除外処理をすることにより、
高画質の画像データを得るようにしている。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の共焦点顕微鏡の高さ画像演算を行うための
構成実施例であるが、構成要素的には従来装置の構成と
同一である。図１において、１は光源、２は共焦点用光
スキャナ、３は対物レンズ、４は試料、５は試料４をＺ
（高さ）方向に走査するＺステージ、６はＡ／Ｄ変換
器、７はＣＰＵであり、Ｚステージ５を上下させなが
ら、複数のスライス像を測定・演算する。８はメモリ、
９はフレームメモリ、１０は表示部であり、ＣＰＵ７で
の演算結果はフレームメモリ９を通して表示部１０にモ
ニタされる。
１は本発明の共焦点顕微鏡の高さ画像演算を行うための
構成実施例であるが、構成要素的には従来装置の構成と
同一である。図１において、１は光源、２は共焦点用光
スキャナ、３は対物レンズ、４は試料、５は試料４をＺ
（高さ）方向に走査するＺステージ、６はＡ／Ｄ変換
器、７はＣＰＵであり、Ｚステージ５を上下させなが
ら、複数のスライス像を測定・演算する。８はメモリ、
９はフレームメモリ、１０は表示部であり、ＣＰＵ７で
の演算結果はフレームメモリ９を通して表示部１０にモ
ニタされる。
【０００９】このような構成において、以下にその動作
を説明するが、本発明はＣＰＵ７での高さ画像測定・演
算に関するものであり、光学系についての動作は、従来
と同一であるため、その説明は省略し、本発明に関わる
ＣＰＵ７での高さ画像測定・演算動作についてのみ、図
２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図２
中にて用いている記号は、 ａ（ｉ，ｊ，ｋ）：スライス像のデータ ｐ（ｉ，ｊ）：光量が最大の時の画素の明るさ ｈ（ｉ，ｊ）：光量が最大の時のＺステージ５の高さ番
号 ｉ，ｊ：画素のｘ，ｙ座標 （ｉ＝１，２，──，Ｎi 、ｊ＝１，２，──，Ｎj ） ｋ：Ｚステージの高さ番号（ｋ＝１，２，──，Ｎk ） である。
を説明するが、本発明はＣＰＵ７での高さ画像測定・演
算に関するものであり、光学系についての動作は、従来
と同一であるため、その説明は省略し、本発明に関わる
ＣＰＵ７での高さ画像測定・演算動作についてのみ、図
２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図２
中にて用いている記号は、 ａ（ｉ，ｊ，ｋ）：スライス像のデータ ｐ（ｉ，ｊ）：光量が最大の時の画素の明るさ ｈ（ｉ，ｊ）：光量が最大の時のＺステージ５の高さ番
号 ｉ，ｊ：画素のｘ，ｙ座標 （ｉ＝１，２，──，Ｎi 、ｊ＝１，２，──，Ｎj ） ｋ：Ｚステージの高さ番号（ｋ＝１，２，──，Ｎk ） である。
【００１０】図２に戻り、まず、スライス像のデータ
ａ，光量が最大の時の画素の明るさｐ，光量が最大の時
のステージの高さ番号ｈをそれぞれ０とする。次に、Ｚ
ステージ５の高さ番号ｋ＝Ｎk かどうか、つまり最大値
かどうかの判断を行う。ここで、Ｚステージ５の高さ番
号ｋ≠Ｎk の場合、このＺステージ５の高さ番号ｋのス
ライス像のデータａ（ｉ，ｊ，ｋ）を測定し、スライス
像のデータａ（ｉ，ｊ，ｋ）と光量が最大の時の画素の
明るさｐ（ｉ，ｊ）を比較し、ａ＞ｐならば、光量が最
大の時の画素の明るさｐにスライス像のデータａを、光
量が最大の時のステージの高さ番号ｈにＺステージ５の
高さ番号ｋをそれぞれ代入し、Ｚステージ５の高さ番号
ｋ＝ｋ＋１として、ｋ＝Ｎk かどうかの判断に戻る。こ
の操作をｋ＝Ｎk となるまで繰り返し続けて行う。
ａ，光量が最大の時の画素の明るさｐ，光量が最大の時
のステージの高さ番号ｈをそれぞれ０とする。次に、Ｚ
ステージ５の高さ番号ｋ＝Ｎk かどうか、つまり最大値
かどうかの判断を行う。ここで、Ｚステージ５の高さ番
号ｋ≠Ｎk の場合、このＺステージ５の高さ番号ｋのス
ライス像のデータａ（ｉ，ｊ，ｋ）を測定し、スライス
像のデータａ（ｉ，ｊ，ｋ）と光量が最大の時の画素の
明るさｐ（ｉ，ｊ）を比較し、ａ＞ｐならば、光量が最
大の時の画素の明るさｐにスライス像のデータａを、光
量が最大の時のステージの高さ番号ｈにＺステージ５の
高さ番号ｋをそれぞれ代入し、Ｚステージ５の高さ番号
ｋ＝ｋ＋１として、ｋ＝Ｎk かどうかの判断に戻る。こ
の操作をｋ＝Ｎk となるまで繰り返し続けて行う。
【００１１】次に、Ｚステージ５の高さ番号ｋ＝Ｎk の
場合、仮に、光量が最大の時の画素の明るさｐ（ｉ，
ｊ）が、或る値（ノイズレベル）ｂより小さいならば、 光量が最大の時の画素の明るさｐ（ｉ，ｊ）＝０ 光量が最大の時のステージの高さ番号ｈ（ｉ，ｊ）＝０ とする。
場合、仮に、光量が最大の時の画素の明るさｐ（ｉ，
ｊ）が、或る値（ノイズレベル）ｂより小さいならば、 光量が最大の時の画素の明るさｐ（ｉ，ｊ）＝０ 光量が最大の時のステージの高さ番号ｈ（ｉ，ｊ）＝０ とする。
【００１２】つまり、共焦点の光が正確に返ってこない
場合、光量は他の測定点より大幅に暗くなる。このた
め、ノイズレベルｂより暗い場合、ピークサーチは意味
がないものと考えられるので、対応する画素を強制的に
ゼロにすることで、真の共焦点画像だけにできることに
なり、良画質にすることができる。
場合、光量は他の測定点より大幅に暗くなる。このた
め、ノイズレベルｂより暗い場合、ピークサーチは意味
がないものと考えられるので、対応する画素を強制的に
ゼロにすることで、真の共焦点画像だけにできることに
なり、良画質にすることができる。
【００１３】また、共焦点測定をする前に、通常の光学
顕微鏡による観察をしている場合には、背景光も拾うこ
とになる。この場合には、共焦点照明を始める前の画像
のデータｃ（ｉ，ｊ）を測定しておき、各共焦点スライ
ス像ａ（ｉ，ｊ，ｋ）から差し引いておき、その後、ピ
ークサーチを行えば良い。
顕微鏡による観察をしている場合には、背景光も拾うこ
とになる。この場合には、共焦点照明を始める前の画像
のデータｃ（ｉ，ｊ）を測定しておき、各共焦点スライ
ス像ａ（ｉ，ｊ，ｋ）から差し引いておき、その後、ピ
ークサーチを行えば良い。
【００１４】また、共焦点ではないと判断された画素を
ゼロにするのではなく、その前後左右の画素から得られ
た補間値にして用いても良い。
ゼロにするのではなく、その前後左右の画素から得られ
た補間値にして用いても良い。
【００１５】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、ピークサーチをしても意味のな
い画素は、除外処理することで、ノイズの混入しない良
画質を得られる共焦点顕微鏡を実現できる。
うに、本発明によれば、ピークサーチをしても意味のな
い画素は、除外処理することで、ノイズの混入しない良
画質を得られる共焦点顕微鏡を実現できる。
【図１】本発明の共焦点顕微鏡の高さ画像演算を行うた
めの構成実施例である。
めの構成実施例である。
【図２】本発明の動作を説明するためのフローチャート
である。
である。
２ 共焦点用光スキャナ ４ 試料 ５ Ｚステージ ７ ＣＰＵ
Claims (2)
- 【請求項１】 ピンホ−ル基板を回転させ、このピンホ
−ル基板を通過した照射光を試料に対して走査する共焦
点用光スキャナを用いた共焦点顕微鏡であって、 共焦点によるスライス像を相互演算することで、３次元
画像または焦点深度の深い画像を得る共焦点顕微鏡にお
いて、 上記演算の際に、その画素の最大明度が或る指定値以下
の時は、対応する画素出力の値（高さまたは輝度）をゼ
ロまたは周囲画素からの補間値にして出力することを特
徴とする共焦点顕微鏡。 - 【請求項２】 請求項１記載の共焦点顕微鏡において、 前記演算の際に、共焦点照明を行わない時の画像の値を
各共焦点画像から減算して出力することを特徴とする共
焦点顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9942093A JP2861723B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 共焦点顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9942093A JP2861723B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 共焦点顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06308390A true JPH06308390A (ja) | 1994-11-04 |
| JP2861723B2 JP2861723B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=14246985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9942093A Expired - Fee Related JP2861723B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 共焦点顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861723B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09113236A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-05-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 三次元計測方法および表示方法、ならびに三次元計測装置 |
| WO2010143375A1 (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | 株式会社ニコン | 顕微鏡装置および制御プログラム |
| JP2011220712A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Hitachi High-Technologies Corp | 高さ測定方法及び装置 |
| US8275226B2 (en) | 2008-12-09 | 2012-09-25 | Spectral Applied Research Ltd. | Multi-mode fiber optically coupling a radiation source module to a multi-focal confocal microscope |
| US8670178B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-03-11 | Spectral Applied Research Inc. | Imaging distal end of multimode fiber |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109584843B (zh) * | 2018-12-27 | 2022-02-11 | 余姚市恒正金属制品有限公司 | 高度自修正式白松古筝 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP9942093A patent/JP2861723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09113236A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-05-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 三次元計測方法および表示方法、ならびに三次元計測装置 |
| US8275226B2 (en) | 2008-12-09 | 2012-09-25 | Spectral Applied Research Ltd. | Multi-mode fiber optically coupling a radiation source module to a multi-focal confocal microscope |
| US9134519B2 (en) | 2008-12-09 | 2015-09-15 | Spectral Applied Reseach Inc. | Multi-mode fiber optically coupling a radiation source module to a multi-focal confocal microscope |
| WO2010143375A1 (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | 株式会社ニコン | 顕微鏡装置および制御プログラム |
| US8670178B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-03-11 | Spectral Applied Research Inc. | Imaging distal end of multimode fiber |
| US8922887B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-12-30 | Spectral Applied Research Inc. | Imaging distal end of multimode fiber |
| JP2011220712A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Hitachi High-Technologies Corp | 高さ測定方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2861723B2 (ja) | 1999-02-24 |
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