KR100689319B1 - 주사형 공초점현미경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시료의 측정시에 주사수단이나 배율, 해상도에 좌우되는 일 없이필요한 영역의 측정을 고속으로 실시하는 주사형 공초점현미경에 관한 것으로서,

시료(4)에 대하여 레이저광을 2차원주사하고, 시료(4)에 의한 반사광, 형광, 또는 투과광을 수광하며, 이 수광강도에 따른 검출신호를 시료(4)의 화상정보로서 얻는 주사형 공초점현미경에 시료(4)에 대한 레이저광의 2차원주사범위를 지정하는 주사범위지정수단(23)을 구비한 것을 특징으로 한다.

주사범위지정수단, 2차원주사수단, 수광수단, 시료, 화상획득수단

Description

주사형 공초점현미경{SCANNING CONFOCAL MICROSCOPE}

본 발명은 시료에 대한 집속광의 주사제어나 데이터처리를 개선하여 처리의 고속화를 꾀한 주사형 공초점현미경에 관한 것이다.

주사형 공초점현미경은 점상 광원에 의하여 관찰시료(이하 시료라 부른다)의 표면을 점상으로 조명하고, 이 조명된 시료표면으로부터의 투과광 또는 반사광을 다시 점상으로 집광하여 핀홀개구를 갖는 검출기에 결상시키고, 이 검출기에 의해결상의 휘도정보를 얻는다는 공초점작용을 이용한 현미경이다.

도 1에 나타내는 개략구성도를 이용하여 일반적인 주사형 공초점현미경에 대해서 설명한다.

점광원(1)으로부터 출사된 점상 광은 하프밀러(2)를 통과한 후 수차가 보정된 대물렌즈(3)에 의하여 시료(4)의 표면에 점상결상된다.

그리고 이 점상 조명의 시료(4)에 의한 반사광은 다시 대물렌즈(3)를 통과한 후 하프밀러(2)에서 반사되어 집광한다. 이 집광위치에는 핀홀(5)이 배치되어 있으며, 이 핀홀(5)을 통과한 상기 반사광은 광검출기(6)에 의하여 검출된다.

이와 같은 점상 조명을 래스터주사함으로써 시료(4)표면의 측정영역 전체에 걸쳐서 2차원주사를 실시하고, 그 반사광의 광검출기(6)에 의한 검출신호를 화상표 시함으로써 시료(4)표면의 2차원화상을 얻을 수 있는 주사형 공초점현미경이 구성된다.

이 2차원주사에는 예를 들면 X방향에는 갈바노스캐너나 레저넌트스캐너, Y방향에는 갈바노스캐너가 이용되고 있다.

이들 X, Y스캐너에 갈바노스캐너를 조합한 경우는 시료(4)표면의 주사속도는 약 1장/초 정도가 되고, 주사속도를 조금 향상시키기 위해 X스캐너에 레저넌트스캐너를 이용한 것에서는 약 5장/초 정도로 되어 있다. 또한 화소수는 1024×768화소로 되어 있다.

이와 같은 주사형 공초점현미경에서는 상기 공초점작용에 의해 단차가 있는 시료(4)표면 전체에 합초한 화상을 얻을 수 있는 주사가 가능하다(이하 익스텐드주사).

이는 합초위치에서 얻어지는 시료(4)의 휘도가 최대휘도로 되는 것을 이용한 것으로, 어떤 대물렌즈(3)(또는 시료(4))위치에서 얻어지는 시료(4)의 휘도정보와 대물렌즈(3)(또는 시료(4))를 광축방향으로 미소위치 어긋나게 한 곳에서 얻어지는 시료(4)의 휘도정보를 비교한다.

그리고 이들 2장의 화상의 동일화소끼리에서 휘도가 높은 쪽의 화소를 남겨 가는 것으로 최종적으로 어떤 광축방향범위에서 얻어지는 시료(4)의 화상이 시료(4)표면 전체에 합초한 2차원화상으로 된다.

또 상기 화소비교시 휘도가 높다고 판단된 경우, 그 때의 광축방향의 위치를 기억시키는 것으로 최종적으로 시료(4)의 높이(요철)의 정보가 얻어진다.

그러나 상기 익스텐드주사에서는 시료(4)의 2차원주사와 대물렌즈(3)(또는 시료(4))의 이동을 광축방향의 어떤 범위분 실시하여 비로소 시료(4)의 높이 등의 정보가 얻어지기 때문에, 그 취득시간은 주사속도, 데이터처리속도, 대물렌즈(3)(또는 시료(4))의 이동시간, 전체이동범위에 따라서 결정되고, 통상의 2차원정보만의 취득에 비하여 시간이 대폭으로 필요한 것이다.

특히 익스텐드주사 등과 같이 한 번의 측정에 대량으로 화상데이터(휘도정보)를 필요로 하는 경우 전체의 측정시간을 단축하는 데는 2차원주사에 의한 시료(4)의 휘도정보의 취득시간(화상갱신시간)을 단축하는 것이 필요하다.

근래에 있어서의 예를 들면 범프측정과 같이 규칙바르게 배열된 단차샘플 등을 대량으로 연속적으로 측정하는 경우에는 시료(4)의 측정시간의 단축이 필수로 되어 온다.

그런데 주사속도를 빠르게 하기 위해 개시되어 있는 기술로서는 예를 들면 음향광학소자를 사용한 2차원주사가 있는데, 이 기술이라면 주사각을 크게 취할 수 없기 때문에 전체의 시야가 제한되어 버린다.

또 CCD라인센서를 사용한 2차원주사에서는 통상의 공초점광학계에서 얻어지는 해상도에는 미치지 않는 등의 문제도 부수해 버린다.

그래서 본 발명은 시료의 측정시에 주사수단이나 배율(관찰시야), 해상도에 좌우되는 일 없이 필요한 영역의 측정을 고속으로 실시할 수 있는 주사형 공초점현미경을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 익스텐드주사에서는 어떤 초점위치에 있어서의 2차원주사에 의한 화상받 아들임이 종료된 후에 다음의 초점위치에 대물렌즈(3)(또는 시료(4))를 소정피치로 Z축이동하여 2차원주사에 의한 다음의 화상받아들임을 실시하도록 하고 있다.

그런데 일반적으로 초점위치에 있어서의 2차원주사에 의한 화상받아들임의 주기와 초점위치이동의 시간이 동기해 있지 않기 때문에 주사의 귀선기간 중에 초점위치의 이동이 종료되지 않은 사이에 2차원주사에 의한 화상받아들임이 개시되어 무용데이터로 된다.

이 때문에 다음의 화상받아들임을 헛된(데이터 취득하지 않는다) 시간에 충당하지 않으면 안되어서 소망하는 장수의 화상을 취득하는 데 다대한 시간을 요한다는 문제가 발생한다.

그래서 화상의 받아들임시간을 단축하기 위해 2차원주사에 의한 화상받아들임을 실시하면서 대물렌즈(3)(또는 시료(4))의 초점이동을 실시하도록 한 것도 있는데, 이와 같이 한 것에서는 화상받아들임의 주사 중에 초점위치가 이동하고 있기 때문에 취득된 화상은 시료를 비스듬히 주사한 것으로 되고, 익스텐드주사에 의해 높이의 정보를 얻는 과정을 생각하면 정확한 정보로 될 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 짧은 시간으로 정확한 화상정보를 취득할 수 있는 주사형 공초점현미경을 제공하는 것을 목적으로 한다.

따라서 본 발명의 제 1 발명에 따르면, 시료에 대한 집속광의 2차원주사범위를 지정하는 주사범위지정수단과, 상기 주사범위지정수단에 의하여 지정된 2차원주사범위내에 있어서 상기 시료에 대하여 집속광을 2차원주사하는 2차원주사수단과, 상기 2차원주사수단에 의하여 2차원주사된 집속광의 상기 시료로부터의 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나를 수광하는 수광수단과, 상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 상기 시료의 화상을 얻는 화상획득수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 제 2 발명에 따르면, 2차원주사범위내에 있어서 시료에 대하여 집속광을 2차원주사하는 2차원주사수단과, 상기 2차원주사수단에 의하여 2차원주사된 집속광의 상기 시료로부터의 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나를 수광하는 수광수단과, 상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 얻어지는 시료의 화상데이터 중 데이터취득범위를 지정하는 데이터취득범위지정수단과, 상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 얻어지는 시료의 화상데이터 중 상기 데이터취득범위지정수단에 의하여 지정된 데이터취득범위의 화상데이터에 의거하여 상기 시료의 화상을 획득하는 화상획득수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 제 3 발명에 따르면, 시료에 대한 집속광의 2차원주사범위를 지정하는 주사범위지정수단과, 상기 주사범위지정수단에 의하여 지정된 2차원주사범위내에 있어서 상기 시료에 대하여 집속광을 2차원주사하는 2차원주사수단과, 상기 2차원주사수단에 의하여 2차원주사된 집속광의 상기 시료로부터의 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나를 수광하는 수광수단과, 상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 얻어지는 시료의 화상데이터 중 데이터취득범위를 지정하는 데이터취득범위지정수단과, 상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 얻어지는 시료의 화상데이터 중 상기 데이터취득범위지정수단에 의하여 지정된 데이터취득범위의 화상데이터에 의거하여 상기 시료의 화상을 취득하는 화상획득수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 제 4 발명에 따르면, 시료에 대하여 집속광을 2차원주사하는 2차원주사수단과, 상기 시료에 대한 집속광의 초점위치를 조정하는 초점위치조정수단과, 상기 초점위치조정수단에 의한 초점위치의 조정기간에 상기 2차원주사수단에 의한 2차원주사를 금지하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 제 5 발명에 따르면, 제 4 발명에 있어서, 상기 제어수단은 상기 2차원주사수단의 1라인주사마다 출력되는 수평동기신호와 프레임주사마다 출력되는 수직동기신호를 관리하고, 상기 수직동기신호에 의해 초점위치조정수단에 의한 초점위치의 조정개시를 지사하는 동시에 상기 2차원주사수단에 의한 2차원주사를 금지하고, 상기 초점위치조정수단에 의한 초점위치의 조정종료를 기다려서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 개시시키는 것을 특징으로 한다.

또한 제 6 발명에 따르면, 제 5 발명에 있어서, 상기 제어수단은 또한 2차원주사수단의 수직동기신호에 계속해서 출력되는 제어신호를 관리하고, 상기 초점위치조정수단에 의한 초점위치의 조정종료가 상기 제어신호보다 전에 통지된 경우는 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 금지하지 않고, 상기 초점위치조정수단에 의한 초점위치의 조정종료가 상기 제어신호보다 후에 통지된 경우는 상기 제어신호의 발생시점에서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 일시 금지하고, 상기 초점위치의 조 정종료를 기다려서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 개시시키는 것을 특징으로 한다.

이 결과 본 발명에 따르면, 익스텐드주사에 있어서의 2차원주사수단에서의 2차원주사와 초점위치조정수단에 의한 초점위치이동의 동기를 취하는 것으로 쓸 데 없는 2차원주사기간(데이터를 취득할 수 없는 헛된 기간)을 제거할 수 있다.

또 본 발명에 따르면, 2차원주사수단의 수직동기신호에 계속해서 출력되는 제어신호와의 사이의 기간도 초점위치조정수단에 의한 초점위치의 조정에 이용할 수 있다.

도 1은 종래의 공초점현미경의 구성도.

도 2는 본 발명에 관련되는 제 1 실시형태의 주사형 공초점현미경을 나타내는 도면.

도 3은 시료로서 기판상에 격자상으로 땜납구(球)를 배치했을 때의 모니터표시된 화상을 나타내는 모식도.

도 4는 레이저광의 2차원주사범위를 지정했을 때의 화상정보의 영역지정을 나타내는 도면.

도 5는 레이저광의 2차원주사범위를 지정했을 때의 Y스캔의 구동패턴을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 주사형 공초점현미경의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 7은 시료의 화상으로부터 X방향으로 지정된 영역의 화상을 취득할 때의 모식도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 주사형 공초점현미경의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 9는 본 발명의 제 3 실시형태의 주사형 공초점현미경을 나타내는 도면.

도 10은 제 3 실시형태의 주사형 공초점현미경의 주요부를 설명하기 위한 도면.

도 11은 제 3 실시형태에 관련되는 주사형 공초점현미경의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 12는 제 3 실시형태에 관련되는 주사형 공초점현미경의 동작을 설명하기 위한 타임챠트.

도 13은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련되는 주사형 공초점현미경을 설명하기 위한 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4, 304: 시료 10, 310: 레이저광원

11, 311: 밀러 12, 312: 2차원주사기구

13, 313: 2차원주사구동제어회로

14, 314: 대물렌즈 15, 315: 리벌버

16, 316: 스테이지 17, 317: 하프밀러

18, 318: 렌즈 19, 319: 핀홀판

20, 320: 광검출기 21, 321: 컴퓨터

22, 322: 모니터 23, 30: 주사범위지정수단

24: 입력장치 25: 기판

26: 땜납구 100, 300: 현미경본체

323: 초점이동기구 421: X스캐너

422: Y스캐너 423, 424, 531: 드라이버

431: X파형생성회로 432: Y파형생성회로

433: 동기신호생성회로

＜제 1 실시형태＞

이하 본 발명의 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

도 2는 주사형 공초점현미경의 블록구성도이다.

현미경본체(100)에는 레이저광원(10)이 설치되어 있다. 이 레이저광원(10)은 시료(4)의 표면을 주사하는 스폿광(집속광)으로서의 레이저광을 발생시키는 것이다.

이 레이저광원(10)의 광로상에는 밀러(11)가 배치되고, 이 밀러(11)는 이 레이저광원(10)으로부터의 레이저광을 2차원주사기구(12)에 인도하기 위한 반사경이다.

이 2차원주사기구(12)는 밀러(11)를 통하여 얻은 레이저광원(10)으로부터의 레이저광을 2차원주사하기 위한 기구이고, 2차원주사구동제어회로(13)의 제어하에 스폿광을 XY주사하는 것으로 되어 있다.

이 2차원주사기구(12)는 예를 들면 X축방향주사용의 레저넌트스캐너와 Y축방향주사용의 갈바노스캐너를 갖고, 이들 스캐너를 X축방향, Y축방향으로 흔드는 것으로 대물렌즈(14)에 대한 스폿광의 광로를 XY방향으로 흔들게 하는 것으로 되어 있다.

리벌버(15)는 배율이 다른 복수의 대물렌즈(14)를 홀딩한 것이다. 또 스테이지(16)는 시료(4)를 홀딩하는 것이다.

그리고 복수의 대물렌즈(14) 중의 소망의 배율을 갖는 대물렌즈(14)가 리벌버(15)의 전환에 의해 현미경의 관찰광로 속에 위치설정되고, 이 위치설정된 대물렌즈(14)를 통하여 2차원주사기구(12)로부터의 스폿광은 스테이지(16)상의 시료(4)상을 2차원주사하면서 조사하도록 되어 있다.

한편 시료(4)로부터의 반사광은 대물렌즈(14)를 지나서 2차원주사기구(12)로 되돌아가고, 이 2차원주사기구(12)로부터 하프밀러(17)로 되돌려지는 구성으로 되어 있다.

이 하프밀러(17)는 2차원주사기구(12)에 대한 레이저광원(10)의 출사광로상에 설치되고, 2차원주사기구(12)를 통하여 얻어지는 시료(4)로부터의 반사광을 검출계에 인도하기 위한 반투명경이다.

렌즈(18)는 이 하프밀러(17)를 통하여 얻은 2차원주사기구(12)로부터의 반사광을 집광하는 것이며, 또 핀홀판(19)은 소요의 직경의 핀홀을 연 것으로, 광검출기(20)의 수광면의 전면에 있어서의 렌즈(18)의 초점위치에 배치되어 있다.

이 광검출기(20)는 핀홀판(19)의 핀홀을 통하여 얻어지는 빛을 그 광량대응의 전기신호로 변환하는 광검출소자이다.

이 광검출기(20)에서 광전변환된 신호가 2차원주사구동제어회로(13)로부터의 타이밍신호와 함께 컴퓨터(21)에 보내어지고, 이 컴퓨터(21)에 있어서 화상화되어 모니터(22)에 표시하는 것으로 시료(4)의 표면정보가 얻어지는 것으로 되어 있다.

또 이 컴퓨터(21)는 시료(4)에 대한 레이저광의 2차원주사범위를 지정하는 주사범위지정수단(23)의 기능을 갖고 있다.

이 주사범위지정수단(23)은 2차원주사기구(12)에 의한 시료(4)로의 Y방향주사의 범위를 제한하는 것으로, 이 주사범위의 설정은 오퍼레이터가 모니터(22)에 표시되어 있는 시료(4)의 표면정보를 토대로 하여 입력장치(24)로부터 실시하는 것으로 되어 있으며, 이 설정된 지정영역은 2차원주사구동제어회로(13)에 보내어지게 되어 있다. 또한 입력장치(24)로서는 예를 들면 마우스나 키보드이다.

다음으로 상기와 같이 구성된 현미경에 의한 작용에 대하여 설명한다.

레이저광원(10)으로부터 출력된 레이저광은 밀러(11)에서 2차원주사기구(12)에 인도되고, 이 2차원주사기구(12)에 있어서의 X축방향주사용의 레저넌트스캐너 및 Y축방향주사용의 갈바노스캐너의 흔듦동작에 의하여 XY축방향으로 주사된다.

이 주사된 레이저광은 대물렌즈(14)를 통하여 시료(4)상에 스폿광으로서 주사되면서 조사된다.

한편 이 시료(4)로부터의 반사광은 대물렌즈(14)를 지나서 2차원주사기구(12)로 되돌아가고, 이 2차원주사기구(12)로부터 하프밀러(17), 렌즈(18), 그리고 핀홀판(19)을 지나서 광검출기(20)에 입사한다.

이 광검출기(20)는 입사한 시료(4)로부터의 반사광을 광전변환하고, 그 신호를 컴퓨터(21)에 송출한다.

이 컴퓨터(21)는 광검출기(20)로부터의 신호를 받아들이고, 2차원주사구동제어회로(13)로부터의 타이밍신호에 따라서 화상화하며, 그 화상을 모니터(22)에 표시한다.

도 3은 모니터(22)에 화상으로서 표시된 시료(4)의 한 예를 나타낸다. 또한 이 화상은 주사범위를 지정하기 위해 받아들여진 비공초점화상이며, 검사대상으로 되는 시료(4)로서 기판(25)상에 복수의 땜납구(26)가 격자상으로 배치된 것이다. 또한 땜납구(26)는 정상이 조금 찌부러져 있다.

여기에서 이 기판(25)과 볼(26)의 상부의 사이의 높이를 측정하는 경우에 대하여 설명하면, 통상 주사형 공초점현미경으로 시료(4)의 표면정보를 취득하면 도 3과 같이 표시영역 전체를 레이저주사하고, 갱신속도는 4장/초 정도(예를 들면 시야수 18에 내접하는 1 : 1의 직사각형영역…1024화소×1024라인으로 한다)로 된다.

익스텐드주사를 하여 기판(25)과 볼(26)의 상부의 단차를 측정하면, 예를 들면 200스텝분만큼 대물렌즈(14)를 광축방향으로 이동시킨 경우 전체의 데이터취득에는 약 90초를 요한다.

이 중 대략 절반은 화상취득의 시간(약 50초)이고, 남은 절반이 대물렌즈(14)를 기계적으로 이동시키는 데 걸리는 시간(약 40초)이다.

가령 정밀도향상을 위해 1000스텝분을 취하려고 하면 약 450초(약 7분 30초) 나 요하게 된다.

이에 대하여 본 발명장치에서는 주사형 공초점현미경의 오퍼레이터가 모니터(22)에 표시되는 시료(4)의 표면정보를 토대로 입력장치(24)로부터 레이저광의 Y방향주사범위를 지정한다(도 6: S1).

예를 들면 오퍼레이터는 도 4에 나타내는 바와 같이 마우스나 키보드로 표시화상 중으로부터 Y주사방향에 대하여 높이측정에 유효한 영역(Q)을 지정한다.

이 지정영역(Q)은 측정의 대상으로 되는 부위가 포함되는 영역으로 한정하면 좋고, 본 실시형태의 경우는 기판(25)과 볼(26)의 정상인 A, B점간의 높이를 측정하는 것이기 때문에 이들 A, B점을 포함하는 Y주사방향의 영역을 지정하면 좋다.

한 예로서 볼(26) 전체가 정확히 들어갈 정도로 선택했다고 하고, 그 영역이 Y방향전체시야보다 작으면 좋으며, 여기에서는 Y방향의 전체시야의 절반이라고 하자. 주사범위지정수단(23)은 설정된 지정영역(Q)의 정보를 2차원주사구동제어회로(13)에 전하고, 이에 따라 레이저광의 Y방향주사범위가 제어된다. 즉 지정된 주사범위에서 2차원주사가 실시된다(도 6: S2).

통상의 Y스캐너의 구동패턴은 도 5의 실선과 같은 파형이며, 주기는 약 4Hz이고 그 중에서 주사의 유효영역(1024라인분)과 무효영역(레이저의 귀선기간)이 존재하고 있다.

이 중 무효영역은 익스텐드 등의 화상연산을 컴퓨터(21)가 처리하는 데 필요한 시간을 고려하여 결정되어 있다.

표시화상 중에서 지정영역(Q)이 도 4와 같이 지정되고 익스텐드주사가 개시 되면 컴퓨터(21)는 2차원주사구동제어회로(13)에 지시를 발하고, Y스캐너의 구동패턴이 도 5의 파선으로 나타내어지는 것으로 전환된다. 이 때 상기 지정영역(Q)은 Y방향전체주사범위의 절반이 지정된 것으로 되고, 유효영역이 512라인분으로 감소해 있다.

즉 측정용의 데이터취득은 당초의 절반인 1024화소×512라인분의 직사각형의 영역만으로 실시되게 된다

이에 따라 지정된 범위에 있어서의 시료의 화상정보가 취득된다(도 6: S3). Y방향주사의 주기는 대략 절반정도(약 8Hz)로 단축되고, 이 설정에서는 전체의 데이터취득시간은 200스텝으로 약 70초(화상취득 약 30초, 대물렌즈의 이동 약 40초)로 되며, 1000스텝에서는 330초(5분 30초)로 된다. 화상의 취득장수가 많을수록 그 효과는 현저히 나타나오게 된다.

덧붙여서 귀선기간의 비율을 현실적으로 무시할 수 있는 것은 유효영역 128라인 정도(1/8)까지이며, 화상의 갱신속도가 30Hz 정도가 된다.

이 이상 고속으로 하는 것도 가능하지만 스캐너 그 자체의 응답속도나 연산시간의 면에서 제약으로 되어 효과가 엷어져 버린다. 이것은 Y방향의 양단 부근에서 화상에 변형이 생기거나 연산이 귀선 중에 맞지 않게 되는 등이다. 128라인의 설정의 경우 전체의 데이터취득시간은 200스텝에서 약 50초(화상취득 약 10초, 대물렌즈의 이동 약 40초)로 되고, 1000스텝에서는 약 240초(4분)로 된다.

또한 지정영역(Q)의 지정방법은 상기에 한정된 방법은 아니어도 좋고, Y주사방향의 지정영역(Q)의 폭은 검사대상부분(유효데이터취득영역)의 크기에 따라서 라 인수를 임의로 설정할 수 있으며, 예를 들면 도 4 속에서 나타내는 반원볼(26)의 정점데이터가 포함되는 영역의 직경과 동등한 Y주사방향의 지정영역(Q′)으로 지정할 수 있다.

또 Y방향의 위치도 중앙에 한정되지 않고 시료상의 검사대상부위의 위치에 의해서는 상하방향으로 자유롭게 설정할 수 있으며, 2차원주사의 수단도 다른 스캐너를 사용해도 좋다.

이상과 같이 측정대상영역이 한정되어 있는 등으로 하여 통상의 주사영역 전체의 데이터가 유효이용되지 않는 경우, 특정한 일부만의 데이터가 필요한 경우, 또 측정용의 화상취득장수가 많은 경우 등은 Y방향주사영역을 한정하는 것으로 화상갱신속도를 향상시키기 위해 주사범위지정수단(23)으로부터의 지령으로 2차원주사기구(12)가 동작하도록 한다.

이와 같이 상기 제 1 실시형태에 있어서는, 시료(4)에 대한 레이저광의 Y방향주사범위를 지정하는 주사범위지정수단(23)을 구비했기 때문에 2차원주사의 부주사방향(Y방향)의 정보량(주사량)을 변화시킴으로써 예를 들면 시료(4)에서의 기판(25)과 땜납구(26)의 상부의 사이의 높이측정시에 주사수단이나 배율(관찰시야), 해상도에 좌우되는 일 없이 필요한 영역의 측정을 고속으로 실시할 수 있다.

＜제 2 실시형태＞

다음으로 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 또한 도 2의 구성과대략 같기 때문에 도 2를 이용하여 그 상세한 설명은 생략한다.

컴퓨터(21)의 주사범위지정수단(30)은 시료(4)에 대한 레이저광의 Y방향주사 범위를 지정하는 기능 외에 광검출기(20)의 출력신호로부터 얻어지는 화상데이터 중 입력장치(24)에 의하여 도 7에 나타내는 지정영역(P)만을 유효정보로서 지정하는 데이터취득범위지정수단의 기능을 겸비하고 있다.

다음으로 상기와 같이 구성된 현미경의 작용에 대하여 도 8을 참조해서 설명한다.

상기 제 1 실시형태와 똑같이 레이저광원(10)으로부터 출력된 레이저광은 밀러(11)에서 2차원주사기구(12)에 인도되고, 이 2차원주사기구(12)에 의하여 XY축방향으로 주사되며, 대물렌즈(14)를 통하여 시료(4)상에 스폿광으로서 주사되면서 조사된다.

한편 이 시료(4)로부터의 반사광은 대물렌즈(14)를 지나서 2차원주사기구(12)로 되돌아가고, 이 2차원주사기구(12)로부터 하프밀러(17), 렌즈(18), 그리고 핀홀판(19)을 지나서 광검출기(20)에 입사한다.

이 광검출기(20)는 입사한 시료(4)로부터의 반사광을 광전변환하고, 그 신호가 컴퓨터(21)에 송출된다.

이 제 2 실시형태에서는 오퍼레이터가 모니터(22)에 표시되어 있는 시료(4)의 표면정보(비공초점화상)를 토대로 입력장치(24)로부터 도 7에 나타내는 바와 같이 레이저광의 Y방향주사범위를 지정하는 지정영역(Q)과, 이 지정영역(Q)의 범위내에서 받아들여지는 화상정보 중 유효데이터로 되는 지정영역(P)을 지정하면(도 8: S11, S12) 컴퓨터(21)의 주사범위지정수단(30)은 이 지정된 지정영역(Q)의 정보를 2차원주사구동제어회로(13)에 송출한다. 이에 따라 레이저광의 Y방향주사가 제어 된다.

그리고 컴퓨터(21)는 레이저광의 Y방향주사가 지정영역(Q)으로 제어되었을 때의 광검출기(20)의 출력신호를 받아들인다(도 8: S13). 이 때 컴퓨터(21)의 주사범위지정수단(30)에 의해 지정된 지정영역(P)에 의거하여 시료(4)의 화상을 취득할 때 2차원주사구동제어회로(13)로부터 컴퓨터(21)에 주어지는 화상화를 위한 데이터유효신호를 도 7에 나타내는 바와 같이 처리한다(도 8: S14).

즉 수평동기신호(＊HD)는 1라인의 시작을 의미하는 타이밍신호이며, 데이터유효신호(＊DE)는 화상으로서 유효한 화소인 기간을 의미하는 타이밍신호이다.

이 중 오퍼레이터의 입력에 의하여 지정된 주사범위지정수단(30)으로부터의 지령(P)에 의해 ＊DE의 기간에 대응하는 화소부분, 즉 X방향의 데이터유효화소부분(P)이 한정된다.

이에 따라서 컴퓨터(21)는 1라인의 1024화소내의 화소부분(P)만이 측정용 데이터로서 연산에 사용되게 된다.

그리고 X방향의 데이터수가 감소하여 귀선기간 중에 연산하지 않으면 안되는 데이터량이 감소하게 된다. 즉 귀선기간의 단축도 가능하게 되어 측정데이터취득시간의 단축에 연계되게 된다.

이와 같이 상기 제 2 실시형태에 있어서는, 시료(4)에 대한 레이저광의 Y방향주사범위(Q)를 지정하여 얻은 화상정보 중 데이터취득범위(P)의 화상정보만을 유효데이터로서 취득하기 때문에 상기 제 1 실시형태의 Y방향라인수삭감과 조합하여 데이터의 삭감을 할 수 있고, 이에 따라 주사범위지정수단(30)으로의 영역지정은 통상주사에서의 표시화상 중에서 임의의 직사각형영역으로 하는 것이 가능해진다.

또 연산량이 감소하는 것으로 주사속도와의 균형에서 필요 이상으로 고속인 연산장치, 예를 들면 CPU를 준비할 필요도 없어진다. 또한 상기 제 1 실시형태와 똑같이 시료(4)의 측정시에 주사수단이나 배율, 해상도에 좌우되는 일 없이 필요한 영역의 측정을 고속으로 실시하는 것은 말할 것도 없다.

또한 본 발명은 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 한정되는 것은 아니고 다음과 같이 변형해도 좋다.

예를 들면 상기 제 2 실시형태에서는 Y방향의 주사범위에 대하여 지정영역(Q)을 지정하고, 데이터유효범위에 대하여 지정영역(Q)을 지정했지만, Y방향의 주사범위를 지정하지 않고 X방향의 데이터취득범위에 대하여 지정영역(P)만으로 해도 좋다.

또 X, Y방향의 데이터취득범위에 대하여 지정영역(P, Q)을 지정할 수도 있고, 이에 따라 화상처리의 연산량을 적게 할 수 있어서 필요한 영역의 측정을 고속으로 할 수 있다.

이상 상세히 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시료의 측정시에 주사수단이나 배율, 해상도에 좌우되는 일 없이 필요한 영역의 측정을 고속으로 실시할 수 있는 주사형 공초점현미경을 제공할 수 있다.

＜제 3 실시형태＞

도 9는 본 발명이 적용되는 주사형 공초점현미경의 개략구성을 나타내고 있다.

도면에 있어서, “300”은 현미경본체이고, 이 현미경본체(300)에는 레이저광원(310)이 설치되어 있다. 이 레이저광원(310)은 시료(304)의 표면을 주사하는 스폿광(집속광)으로서의 레이저광을 발생시키는 것이다. 이 레이저광원(310)의 광로상에는 밀러(311)가 배치되어 있다. 이 밀러(311)는 이 레이저광원(310)으로부터의 레이저광을 2차원주사기구(312)에 인도하기 위한 반사경이다.

2차원주사기구(312)는 밀러(311)를 통하여 얻은 레이저광원(310)으로부터의 레이저광을 2차원주사구동제어회로(313)에서의 제어하에서 스폿광으로서 XY방향으로 2차원주사하기 위한 것이다.

2차원주사기구(312)를 통하여 2차원주사된 스폿광은 대물렌즈(314)를 통하여 스테이지(316)상에 재치된 시료(304)에 조사되도록 하고 있다.

이 경우 대물렌즈(314)는 리벌버(315)에 부착되어 있다. 이 리벌버(315)는 배율이 다른 복수의 대물렌즈(314)를 홀딩한 것으로, 이들 대물렌즈(314) 중의 소망의 배율을 갖는 것을 현미경의 관찰광로 속에 위치설정 가능하게 하고 있는 동시에, 후술하는 초점이동기구(323)의 지시에 의해 대물렌즈(314)를 광축방향으로 초점이동할 수 있도록 하고 있다.

한편 시료(304)로부터의 반사광은 대물렌즈(314)를 지나서 2차원주사기구(312)로 되돌아가고, 이 2차원주사기구(312)로부터 하프밀러(317)로 되돌려지도록 되어 있다.

이 하프밀러(317)는 2차원주사기구(312)에 대한 레이저광원(310)의 출사광로상에 설치되고, 2차원주사기구(312)를 통하여 얻어지는 시료(304)로부터의 반사광 을 검출계에 인도하기 위한 반투명경이다.

그리고 하프밀러(317)를 통하여 얻은 시료(304)로부터의 반사광은 렌즈(318)를 투과하고, 핀홀판(319)의 핀홀을 통하여 광검출기(320)에서 수광되도록 하고 있다.

렌즈(318)는 시료(304)로부터의 반사광을 집광하는 것이며, 핀홀판(319)은 소요의 직경의 핀홀을 갖고, 광검출기(320)의 수광면의 전면의 렌즈(318)의 초점위치에 배치되어 있다.

또 광검출기(320)는 핀홀판(319)의 핀홀을 통하여 얻어지는 빛을 그 광량대응의 전기신호로 변환하는 광검출소자로 이루어져 있다.

광검출기(320)에서 광전변환된 신호는 2차원주사구동제어회로(313)로부터의 타이밍신호와 함께 컴퓨터(321)에 보내어지고, 컴퓨터(321)에 있어서 화상화되어 모니터(322)에 시료(304)의 표면정보로서 표시되도록 되어 있다.

컴퓨터(321)에는 초점이동기구(323)가 접속되어 있다. 이 초점이동기구(323)는 리벌버(315)에 접속되는 동시에 2차원주사구동제어회로(313)에 접속되어 있으며, 컴퓨터(321)의 지시에 의해 리벌버(315)의 초점이동과 2차원주사기구(312)에 의한 2차원주사를 동기하여 제어할 수 있도록 하고 있다.

도 10은 이와 같이 구성된 주사형 공초점현미경의 주요부를 더욱 상세히 서술하기 위한 도면이다.

이 경우 2차원주사기구(312)는 X축방향주사용으로서 예를 들면 갈바노밀러 또는 레저넌트스캐너로 이루어지는 X스캐너(421)와 Y축방향주사용으로서 예를 들면 갈바노밀러로 이루어지는 Y스캐너(422)를 갖고, X스캐너(421)는 드라이버(423)에 의해 구동되어 2차원주사의 주주사를 실시하며, Y스캐너(422)는 드라이버(424)에 의해 구동되어 2차원주사의 부주사를 실시하도록 하고 있다.

초점이동기구(323)는 드라이버(531)를 갖고, 리벌버(315)에 의한 대물렌즈(314)의 초점이동을 실시하도록 하고 있다.

2차원주사구동제어회로(313)는 X파형생성회로(431), Y파형생성회로(432) 및 동기신호생성회로(433)를 갖고 있다.

X파형생성회로(431)는 예를 들면 어드레스카운터나 파형메모리를 갖고, 2차원주사기구(312)의 드라이버(423)에 대하여 구동신호(XDRIVE)를 출력해서 X스캐너(421)의 2차원주사의 주주사를 제어하는 동시에 1라인의 주사마다 수평동기신호(HD)를 출력한다.

또 Y파형생성회로(432)는 예를 들면 어드레스카운터나 파형메모리를 갖고, 동기신호생성회로(433)를 경유한 X파형생성회로(431)로부터의 타이밍신호(HD′)로 동작하며, 2차원주사기구(312)의 드라이버(424)에 대하여 구동신호(YDRIVE)를 출력해서 Y스캐너(422)의 2차원주사의 부주사를 제어하는 동시에 1프레임의 주사마다 수직동기신호(VD)를 출력한다.

동기신호생성회로(433)는 X파형생성회로(431)의 1라인주사마다의 수평동기신호(HD)와 Y파형생성회로(432)의 1프레임주사마다의 수직동기신호(VD)에 의해 모니터(322)에 시료(304)의 화상을 표시시키는 데 필요한 동기신호(SYNC)를 출력하고, 또 초점이동기구(323)의 드라이버(531)에 대하여 리벌버(315)에 의한 초점이동의 이동개시신호(ZSTART)를 출력하는 동시에 리벌버(315)가 소정거리만큼 이동한 곳에서 드라이버(531)로부터 이동종료신호(ZEND)를 받도록 하고 있다.

다음으로 이상과 같이 구성한 실시형태의 작용에 대하여 설명한다.

지금 레이저광원(310)으로부터 출력된 레이저광은 밀러(311)에서 2차원주사기구(312)에 인도되고, 이 2차원주사기구(312)에서 XY축방향으로 2차원주사되며, 주사된 레이저광은 대물렌즈(314)를 통하여 시료(304)상에 스폿광으로서 주사되면서 조사된다.

한편 이 시료(304)로부터의 반사광은 대물렌즈(314)를 지나서 2차원주사기구(312)로 되돌아가고, 이 2차원주사기구(312)로부터 하프밀러(317), 렌즈(318), 그리고 핀홀판(319)을 지나서 광검출기(320)에 입사되며, 이 광검출기(320)에서 광전변환되어 전기신호로서 컴퓨터(321)에 송출된다.

이 경우 2차원주사기구(312)에서의 2차원주사는 2차원주사구동제어회로(313)에 의해 제어되는데, 도 10에 나타내는 X파형생성회로(431)는 파형메모리에 도 11에 나타내는 파형패턴을 준비하고 있으며, 2차원주사가 개시되면 도시하지 않는 어드레스카운터가 동작하여 A→B→C→A로 어드레스가 진행하는 것으로, 도 12(a)에 나타내는 주기적인 구동파형(XDRIVE)을 2차원주사기구(312)의 드라이버(423)에 출력한다.

드라이버(423)는 구동파형(XDRIVE)을 받으면 X스캐너(421)를 구동하여 2차원주사의 주주사를 실시한다. 동시에 구동파형(XDRIVE) 중의 귀선기간의 시작을 알리는 신호, 즉 1라인의 주사마다의 수평동기신호(HD(도 12(b)))를 출력한다.

이에 따라 시료(304)의 1라인분의 화소데이터가 구동파형(XDRIVE)의 A-B간(예를 들면 1024화소분)에서 얻어지게 된다.

한편 X파형생성회로(431)로부터 수평동기신호(HD)가 출력되면 동기신호생성회로(433)를 경유하여 도 12(c)에 나타내는 타이밍신호(HD′)가 Y파형생성회로(432)에 주어진다.

이 경우 Y파형생성회로(432)는 X파형생성회로(431)와 똑같은 도 12에 나타내는 파형패턴을 파형메모리에 준비하고 있으며, 동기신호생성회로(433)를 경유한 타이밍신호(HD′)를 받아서 1라인마다 어드레스를 진행하고, A→B→C→A에 따른 도 12(d)에 나타내는 주기적인 구동파형(YDRIVE)을 2차원주사기구(312)의 드라이버(424)에 출력한다.

드라이버(424)는 구동파형(YDRIVE)을 받으면 Y스캐너(422)를 구동하여 2차원주사의 부주사를 실시한다. 동시에 구동파형(YDRIVE) 중의 귀선기간의 시작을 알리는 신호, 즉 1프레임의 주사마다 도 12(e)에 나타내는 수직동기신호(VD)를 출력한다.

이에 따라 시료(304)의 1프레임마다의 화소데이터가 구동파형(YDRIVE)의 A-B간(예를 들면 768라인분)에서 얻어지고, 이들 동작을 반복함으로써 시료(304)의 화상이 컴퓨터(321)를 통하여 모니터(322)에 표시된다.

다음으로 익스텐드주사를 설명한다.

이 경우 미리 컴퓨터(321)로부터 초점이동기구(323)의 드라이버(531)에 대하여 1프레임마다의 리벌버(315)의 이동거리가 설정되어 있다.

이 상태에서 컴퓨터(321)로부터 2차원주사구동제어회로(313)의 동기신호생성회로(433)에 익스텐드주사가 지시되고, Y파형생성회로(432)가 동기신호생성회로(433)를 경유하여 주어지는 타이밍신호(HD′)를 예를 들면 도 12(c)의 a점과 같이 받으면 도 12(d)의 b점과 같이 구동파형(YDRIVE)을 2차원주사기구(312)의 드라이버(424)에 출력한다.

이 경우 파형메모리의 도 11에 나타내는 A점으로부터 Y스캐너(422)에 의해 2차원주사의 부주사를 실시하고, 동일도면 B점까지에서 1프레임분(768라인분)의 화상데이터를 받아들이며, 동시에 도 12(e)의 c점에서 수직동기신호(VD)를 출력한다.

그러면 동기신호생성회로(433)로부터 도 12(f)의 d점에서 초점이동기구(323)의 드라이버(531)에 대하여 리벌버이동신호(ZSTART)가 출력되고, 이 리벌버이동신호(ZSTART)에 의해 리벌버(315)의 미리 정해진 거리의 이동이 개시된다.

동시에 도 12(e)의 c점의 수직동기신호(VD)에 의해 도 12(c)의 e점으로부터 Y파형생성회로(432)의 어드레스카운터를 구동하는 타이밍신호(HD′)를 마스크한다.

이 경우 어드레스카운터가 멈추어진 Y파형생성회로(432)는 도 11의 B점의 위치에서 홀딩되고, 이에 따라 리벌버(315)가 이동되는 사이는 2차원주사의 부주사는 일시 정지되게 된다.

그 후 리벌버(315)의 소정거리의 이동이 완료되면 도 12(g)의 f점에서 드라이버(531)로부터 동기신호생성회로(433)에 이동완료신호(ZEND)가 출력된다.

이 이동완료신호(ZEND)를 동기신호생성회로(433)가 받으면 도 12(c)의 g점에서 타이밍신호(HD′)의 마스크가 해제되고, 다음의 주주사의 타이밍으로 유효하게 하는 것으로 Y파형생성회로(432)는 통상동작으로 되돌아가서 다음의 프레임주사로 이행된다.

이하 마찬가지로 하여 초점위치에 있어서의 2차원주사에 의한 1프레임의 화상받아들임을 종료할 때마다 소정의 이동량으로 초점이동을 실시하고, 다음의 초점위치로 이동하여 다음의 2차원주사에 의한 1프레임의 화상받아들임을 실시하는 익스텐드주사가 실시되게 된다.

따라서 이와 같은 구성에 따르면, 익스텐드주사시의 리벌버(315)에 의한 초점위치의 이동에 의거하여 2차원주사기구(312)의 Y스캐너(422)에 의한 2차원주사의 부주사기간을 제어하고, 리벌버(315)의 이동거리에 대응시켜서 차프레임주사로의 처리로 이행시키도록 할 수 있기 때문에 익스텐드주사 중의 서로 이웃하는 2개의 초점위치간의 2차원주사와 초점위치조정이동의 비동기성을 흡수할 수 있게 된다.

따라서 종래의 주사의 귀선기간 중에 초점위치의 이동이 종료되지 않으면 다음의 화상받아들임을 헛되게(데이터 취득하지 않는다) 하는 것과 비교하여 쓸 데 없는 2차원주사기간(데이터를 취득할 수 없는 헛된 기간)을 제거할 수 있어서 화상의 받아들임시간을 대폭으로 단축할 수 있다.

또 종래의 화상의 받아들임시간을 단축하기 위해 2차원주사에 의한 화상받아들임을 실시하면서 초점이동을 실시하기 때문에, 취득된 화상이 시료를 비스듬히 주사하는 것과 비교하여 항상 정확한 화상정보를 취득할 수 있다.

또 제 1, 제 2 실시형태에 본 실시형태를 조합함으로써 종래의 2차원주사에 의한 화상받아들임에 비하여 더욱 화상의 받아들임시간을 단축할 수 있다.

＜제 4 실시형태＞

다음으로 본 발명의 제 4 실시형태에 대하여 설명한다.

이 경우 제 3 실시형태에서 서술한 도 9 및 도 10에 대해서는 제 4 실시형태에서도 똑같기 때문에 이들 도 9 및 도 10을 원용하며, 또 도 11에 나타내는 X파형생성회로(431)의 파형메모리의 파형패턴도 동일도면을 원용하는 것으로 한다.

또 Y파형생성회로(432)의 파형메모리의 파형패턴은 도 13에 나타내는 바와 같이 파형메모리의 어드레스(B)에 수직동기신호(VD)를, 어드레스(C)에 제어신호(EN)를 각각 출력하도록 하고 있다.

이와 같이 해도 어떤 1프레임의 화상데이터의 취득이 실시되면 미리 설정된 거리만큼 리벌버(315)가 초점이동되게 되는데, 여기까지의 동작은 제 3 실시형태와 똑같다.

이 경우 도 13에 나타내는 파형패턴의 수직귀선기간(어드레스(B→C)간) 중에도 2차원주사는 멈추지 않도록 되어 있으며, 가령 리벌버(315)의 초점이동의 거리(시간)가 작고 수직귀선기간(B→C)간에서 리벌버(315)의 이동이 완료되어 버려서 드라이버(531)로부터의 이동완료신호(ZEND)보다도 제어신호(EN)쪽이 후에 동기신호생성회로(433)에 통지되는 경우이어도 2차원주사를 멈추는 일 없이 연속된 프레임으로 데이터취득을 실시할 수 있다.

또 리벌버(315)의 초점이동의 거리(시간)가 크고 수직귀선기간(B→C)간에서 리벌버(315)의 이동이 완료되지 않으며, 차프레임내에 완료시점이 침투해 버려서 제어신호(EN)보다도 이동완료신호(ZEND)가 후에 동기신호생성회로(433)에 통지되는 경우는 제어신호(EN)의 발생시점에서 2차원주사를 일시 정지하고, 드라이버(531)로부터의 이동완료신호(ZEND)를 기다리고나서 다음의 프레임의 주사를 재개하게 된다.

따라서 이와 같이 하면 수직귀선기간(B→C)도 유효하게 초점위치조정을 위한 리벌버(315)의 이동기간에 이용할 수 있기 때문에 더욱 효율 좋은 화상정보의 취득을 기대할 수 있다.

또한 상기 실시예에 있어서는, 시료로부터의 반사광을 사용하는 경우에 대하여 설명했는데, 형광 또는 투과광을 사용해도 좋다.

이상 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 익스텐드주사 중의 연속하는 초점위치의 이동에 동반하는 2차원주사수단에서의 2차원주사와 초점위치조정수단에 의한 초점위치이동의 비동기성을 흡수할 수 있기 때문에 쓸 데 없는 2차원주사기간(데이터를 취득할 수 없는 헛된 기간)을 제거할 수 있어서 짧은 시간으로 정확한 화상정보를 효율 좋게 취득할 수 있다.

또 본 발명에 따르면, 2차원주사수단의 수직동기신호에 계속해서 출력되는 제어신호와의 사이의 기간도 초점위치조정수단에 의한 초점위치의 조정에 이용할 수 있기 때문에 더욱 효율 좋은 화상정보의 취득을 기대할 수 있다.

본 발명은 시료에 대한 집속광의 주사제어나 데이터처리를 개선하여 처리의 고속화를 꾀한 주사형 공초점현미경에 적용할 수 있다.

Claims (14)

1. 시료의 2차원주사와, 상기 시료와 대물렌즈의 초점위치를 상기 대물렌즈를 통과하는 빛의 광축방향에서 상대적으로 이동시키는 처리를 반복함으로써 시료의 3차원정보를 얻는 주사형 공초점현미경에 있어서,

   상기 시료에 대하여 집속광을 1축방향으로 주사하기 위한 제 1 주사수단과, 상기 시료에 대하여 집속광을 상기 제 1 주사수단에 의하여 주사되는 방향에 직교하는 축방향으로 주사하기 위한 제 2 주사수단을 구비하는 2차원주사수단과,

   상기 시료에 대한 집속광의 2차원주사범위를 지정하는 주사범위지정수단과,

   상기 제 1 주사수단을 구동하기 위한 제 1 구동신호 및 상기 제 2 주사수단을 구동하기 위한 제 2 구동신호를 출력하는 동시에, 상기 주사범위지정수단에 의하여 2차원주사범위가 지정된 경우에 지정된 상기 시료의 2차원주사범위내에 있어서 집속광을 주사시키도록 상기 제 2 구동신호를 제어하는 제어수단과,

   상기 2차원주사수단에 의하여 2차원주사된 집속광의 상기 시료로부터의 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나를 수광하는 수광수단과,

   상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 상기 시료의 화상을 얻는 화상획득수단을 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
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7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어수단에 의한 상기 제 2 구동신호의 제어는 상기 제 2 구동신호의 파형의 정보를 제어하는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 주사범위지정수단은,

   상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 얻어지는 시료의 화상데이터 중 데이터취득범위를 지정하는 기능을 구비하고 있으며,

   상기 제어수단은,

   상기 주사범위지정수단에 의하여 2차원주사범위가 지정된 경우에 상기 수광수단에 의하여 수광된 반사광, 형광 및 투과광 중의 어느 쪽인가 하나에 의거하여 얻어지는 시료의 화상데이터 중 상기 주사범위지정수단에 의하여 지정된 데이터취득범위의 화상데이터에 의거하여 상기 시료의 화상을 획득하는 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 시료와 상기 대물렌즈의 초점위치를 상기 광축방향에 상대적으로 이동시키는 이동수단과,

   상기 이동수단에 의한 상기 시료와 상기 대물렌즈의 초점위치의 상대적인 이동기간 중에 상기 2차원주사수단에 의한 2차원주사를 금지하는 금지수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 금지수단은 상기 2차원주사수단의 1라인주사마다 출력되는 수평동기신호와 프레임주사마다 출력되는 수직동기신호를 관리하고, 상기 수직동기신호에 의해 이동수단에 의한 초점위치의 조정개시를 지시하는 동시에 상기 2차원주사수단에 의한 2차원주사를 금지하고, 상기 이동수단에 의한 초점위치의 조정종료를 기다려서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 개시시키는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 금지수단은 2차원주사수단의 수직동기신호에 계속해서 출력되는 제어신호를 관리하고, 상기 이동수단에 의한 초점위치의 조정종료가 상기 제어신호보다 전에 통지된 경우는 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 금지하지 않고, 상기 이동수단에 의한 초점위치의 조정종료가 상기 제어신호보다 후에 통지된 경우는 상기제어신호의 발생시점에서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 일시 금지하고, 상기 초점위치의 조정종료를 기다려서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 개시시키는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
12. 시료의 2차원주사와, 상기 시료와 대물렌즈의 초점위치를 상기 대물렌즈를 통과하는 빛의 광축방향에 상대적으로 이동시키는 처리를 반복함으로써 시료의 3차원정보를 얻는 주사형 공초점현미경에 있어서,

    상기 시료와 상기 대물렌즈의 초점위치를 상기 광축방향에 상대적으로 이동시키는 이동수단과,

    상기 시료에 대해서 집속광을 1축방향으로 주사하기 위한 제 1 주사수단과, 상기 시료에 대하여 집속광을 상기 제 1 주사수단에 의하여 주사되는 방향에 직교하는 축방향으로 주사하기 위한 제 2 주사수단을 구비하는 2차원주사수단과,

    상기 이동수단에 의한 상기 시료와 상기 대물렌즈의 초점위치의 상대적인 이동기간 중에 상기 2차원주사수단에 의한 2차원주사를 금지하는 금지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 금지수단은 상기 2차원주사수단의 1라인주사마다 출력되는 수평동기신호와 프레임주사마다 출력되는 수직동기신호를 관리하고, 상기 수직동기신호에 의해 상기 이동수단에 의한 초점위치의 조정개시를 지시하는 동시에 상기 2차원주사수단에 의한 2차원주사를 금지하고, 상기 이동수단에 의한 초점위치의 조정종료를 기다려서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 개시시키는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 금지수단은 상기 2차원주사수단의 수직동기신호에 계속해서 출력되는 제어신호를 관리하고, 상기 이동수단에 의한 초점위치의 조정종료가 상기 제어신호보다 전에 통지된 경우는 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 금지하지 않고, 상기 이동수단에 의한 초점위치의 조정종료가 상기 제어신호보다 후에 통지된 경우는 상기 제어신호의 발생시점에서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 일시 금지하고, 상기 초점위치의 조정종료를 기다려서 상기 2차원주사수단의 2차원주사를 개시시키는 것을 특징으로 하는 주사형 공초점현미경.

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