JPH04128710A - 光学画像取り込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、凹凸のある試料の画像を画像データとして取
り込む装置に関する。

〔従来の技術〕

従来は、光学顕微鏡の接眼レンズの部分にＴＶ右カメラ
備え、光学顕微鏡で得られた画像をＴＶ右カメラ電気信
号に変換してｎＸｍ画素×ｘｂｉｔの静止画データとし
て取り込んでいた。また、通常の光学顕微鏡を用いない
場合は、光源にレーザービームスポットを用いて共焦点
光学系を構成して、ステージの上下動を行い、静止画全
面に焦点の合った像を得ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の光学顕微鏡とＴＶ右カメラ組合せた装置
では、光学顕微鏡の焦点深度が浅いために、凹凸のある
試料では画像の一部分のみに焦点が合い、他の部分はデ
フォーカスした像として取り込まれてしまう欠点があっ
た。

一方、この問題を解決した装置として、光源としてレー
ザービームスポットを用い、その反射光を光電子増倍管
で検出するレーザー顕微鏡があるが、その基本原理は、
点光源に対する共焦点光学系を作り、顕微鏡ステージを
上下動させ、最大光強度コントラストの画素を取り込む
事で全視野に焦点の合った静止画像を取り込む、しかし
、特殊なレーザー顕微鏡を使用するために高コスト、汎
用性に欠ける欠点がある。

本発明は、通常の光学顕微鏡を用い、かつ全視野に焦点
の合った静止画像取り込み装置を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光学画像取り込み装置は、図１に示す様に、謬
微鏡載物ステージ上下動装置１．戴物ステージ２．光学
顕微鏡３．ＴＶ右カメラ、微分回路を有する画像処理装
置５１画画像ファイルから成り、点光源かつ点画像で達
成した共焦点光学系を、画面像で実現するために、光強
信号を微分処置して像のぼやけによるコントラストの誤
差を極小化している。

〔作用〕

一般に載物ステージをＺ軸方向に上下動した場合、視野
の特定品での光強度は図２の実線の様に変化する。横軸
はＺ軸方向のステージ移動距離であり、ｚｏの点が焦点
の合った載物ステージ位置である。一方、図２中で破線
は点光源２点画像で構成されたレーザー顕微鏡の例であ
り、光強度の変化が急峻であり、像のぼやけが生しにく
い事がわかる。

本発明では、より光強度コントラストを目立たせるため
に光強度信号の微分信号を用いて、ＸＯの位置を正確に
している。このため、面画像であっても像の重なりによ
る合焦点位置のズレを補正している０図３に、図２と同
様の光強度信号を得た時の微分光強度信号を示す。

本発明は、図５（ａ）に示す様な図形の場合に最も効果
が高い０図５（ａ）は観察試料の斜視図である。この図
５（ａ）の図形のＸＩ　　Ｘ２！上の光強度は図５（ｂ
）の様になる。載物ステージＺ１の地点でＡ部、Ｂ部と
もに光強度が最大となってしまい、実際にＢ部の合焦点
位置Ｚ２では最大光強度に達しない場合が出てくる。こ
れは面画像で結像する光学系を用いているために、Ａ点
のコントラストが強い場合これかＢ点のコントラストに
重なってしまうために生じる誤差である。従来はこの光
強度信号に基づいて画像を読取っていたが、本発明は、
この光強度信号を微分し、この微分した信号に基づいて
画像を読取っている０図５（Ｃ）に示すように、光強度
の微分信号は、Ａ点ではＺｌ、Ｂ点ではＺ２の合焦点位
置を適確に把握できる。

画像の取り込み方は、図４に示す様に光学顕微鏡視野を
画素分割し、合焦点像（図中のハツチング部）のみのデ
ータを画像ファイルに取り込み、順に載物ステージを上
下動させ合焦点画素のデータを画像ファイルに取り込む
事で、全視野合焦点像を得る。

画像読取りに用いる画像処理装置は、従来の画像処理装
置の入力段に微分回路を付加することで実現できる。あ
るいは、パーソナルコンピュータを用いて、画像処理装
置と画像ファイルとを一体化した構成としてもよい、パ
ーソナルコンピュータを用いた場合は、従来の信号処理
手順に加えて、入力光強度信号を微分演算する処理を加
え、この微分演算処理で得られた結果に基づいて画像を
読取るように信号処理手順を変更すればよい。

〔実施例〕

次に本発明の一実施例の構成図を図１に示す。

前述した様に１は合焦点位置を探すために、光学顕微鏡
３の載物ステージ２を上下動させる機構であり、これは
、ＴＶ右カメラからの光強度信号を微分処理し、画素デ
ータを抽出する画像処理装置５により制御・駆動してい
る０画像処理装置からは、抽出した画素データのみを、
画像ファイル６に送り、最終的に合焦点画像がこのファ
イルに構築される。

載物ステージ上下動装置１．載物ステージ２゜光学顕微
鏡３．ＴＶカメラ４１画像ファイルは従来と同じである
０画像処理装置５は、前述のように、従来の画像処理装
置に微分回路あるいは微分演算処理を付加することで実
現できるので詳細な説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明は、通常の光学顕微鏡を用い
て、あたかも無限の焦点深度を持つ様に全視野に焦点の
合った静止画が得られる。これは半導体集積回路の様に
凹凸の激しい試料を観察するのに有力な手段となる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の装置構成例を示す図である０図２は従来
技術での光強度信号処理原理を示す図、図３は本発明に
よる信号処理原理を示す図である。図４は画素毎のデー
タ取込み方法を示す図であり、図５は本発明の効果を示
す光強度信号例の図である。 １・・・麗微鏡載物ステージ上下動装置、２・・・載物
ステージ、３・・・光学謬微鏡、４・・・ＴＶカメラ、
５・・・画像処理装置、６・・・画像ファイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上下動及び前後左右に移動可能な載物ステージと、載物
   ステージ上の試料の光学像を形成する光学顕微鏡と、光
   学顕微鏡の接眼レンズ部分に取り付けられたＴＶカメラ
   と、ＴＶカメラからの光強度信号を微分し、この微分光
   強度信号を用いて合焦点位置を検出し、画素毎に光強度
   信号を取り込み、画像ファイルに画像データを収納する
   画像処理装置とを少くとも備えた、光学画像取り込み装
   置。