JPH10170817A - 合焦位置算出装置及びその方法とそれらを使用した電子顕微鏡 - Google Patents
合焦位置算出装置及びその方法とそれらを使用した電子顕微鏡Info
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- JPH10170817A JPH10170817A JP8331991A JP33199196A JPH10170817A JP H10170817 A JPH10170817 A JP H10170817A JP 8331991 A JP8331991 A JP 8331991A JP 33199196 A JP33199196 A JP 33199196A JP H10170817 A JPH10170817 A JP H10170817A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 奥行き変動がある対象物の画像を入力する場
合に、焦点が合った画像として入力できる最大のサイズ
の部分画像及び合焦位置を算出する合焦位置算出装置を
提供する。 【解決手段】 フォーカス制御部１、画像入力部２、設
定部３、画像処理部４、評価部５、出力部６から構成さ
れ、評価部５の信頼度が所定レベルになるまで、画像処
理部４が切出す部分画像のサイズを変化させ、前記信頼
度が所定レベルに到達したサイズに対応する部分画像の
合焦値を、その部分画像における合焦値とする。
合に、焦点が合った画像として入力できる最大のサイズ
の部分画像及び合焦位置を算出する合焦位置算出装置を
提供する。 【解決手段】 フォーカス制御部１、画像入力部２、設
定部３、画像処理部４、評価部５、出力部６から構成さ
れ、評価部５の信頼度が所定レベルになるまで、画像処
理部４が切出す部分画像のサイズを変化させ、前記信頼
度が所定レベルに到達したサイズに対応する部分画像の
合焦値を、その部分画像における合焦値とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子顕微鏡、ある
いは、光学電子顕微鏡などに使用される合焦位置算出装
置及び方法に関する。
いは、光学電子顕微鏡などに使用される合焦位置算出装
置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動的にフォーカスを調節し、被写体の
鮮明な画像を得る合焦位置算出（オートフォーカス）
は、あらゆる光学機器にとって非常に重要な機能であ
る。
鮮明な画像を得る合焦位置算出（オートフォーカス）
は、あらゆる光学機器にとって非常に重要な機能であ
る。
【０００３】一般にオートフォーカスは、以下の２つの
ステップから構成される。
ステップから構成される。
【０００４】 各フォーカスで得られる画像のピント
が合っている度合（鮮明度）を評価する。
が合っている度合（鮮明度）を評価する。
【０００５】 鮮明度のフォーカスに対する変化のピ
ークを求め、そのピーク値を合焦位置とする。
ークを求め、そのピーク値を合焦位置とする。
【０００６】図１に鮮明度のフォーカスに対する変化の
例を示す。この曲線を以下では鮮明度曲線と呼ぶ。同図
において、鮮明度曲線における鮮明度の最大値をとるフ
ォーカスの位置（以下、ピーク位置という）ｆpeakが合
焦位置となる。
例を示す。この曲線を以下では鮮明度曲線と呼ぶ。同図
において、鮮明度曲線における鮮明度の最大値をとるフ
ォーカスの位置（以下、ピーク位置という）ｆpeakが合
焦位置となる。
【０００７】鮮明な画像は、高周波成分を多く含み、ボ
ケが多くなるにつれて高周波成分が少なくなる。従っ
て、鮮明度の評価関数としては、画像の高周波成分の強
度を用いる。
ケが多くなるにつれて高周波成分が少なくなる。従っ
て、鮮明度の評価関数としては、画像の高周波成分の強
度を用いる。
【０００８】ところで、対象までの光軸方向の距離（奥
行き）が画像全体でほぼ一定である場合には、画像全体
で鮮明度を評価し、鮮明度曲線のピーク位置を合焦位置
とすれば良い。
行き）が画像全体でほぼ一定である場合には、画像全体
で鮮明度を評価し、鮮明度曲線のピーク位置を合焦位置
とすれば良い。
【０００９】しかし、合焦位置は奥行きによって変化す
るため、対象物の表面に凹凸があったり、平面であって
も撮像面に対して傾きが大きい場合（以下、これを「奥
行き変動がある対象物」という）には、奥行きが画像中
の位置によって異なるため、画像中の位置毎にフォーカ
スを調節する必要がある。
るため、対象物の表面に凹凸があったり、平面であって
も撮像面に対して傾きが大きい場合（以下、これを「奥
行き変動がある対象物」という）には、奥行きが画像中
の位置によって異なるため、画像中の位置毎にフォーカ
スを調節する必要がある。
【００１０】特に、光学顕微鏡、あるいは、電子顕微鏡
のようにレンズのフォーカス距離が大きい場合には、鮮
明な画像が得られるフォーカスの範囲であるフォーカス
深度が非常に浅いため、奥行き変動がある対象物に対し
て画像全体でフォーカスを調節すると、画像のある部分
にフォーカスが合っていても、他の部分はボケてしまっ
たり、平均的な奥行きにフォーカスが合ってしまい、画
像全体がボケてしまうというような問題が頻繁に生ず
る。
のようにレンズのフォーカス距離が大きい場合には、鮮
明な画像が得られるフォーカスの範囲であるフォーカス
深度が非常に浅いため、奥行き変動がある対象物に対し
て画像全体でフォーカスを調節すると、画像のある部分
にフォーカスが合っていても、他の部分はボケてしまっ
たり、平均的な奥行きにフォーカスが合ってしまい、画
像全体がボケてしまうというような問題が頻繁に生ず
る。
【００１１】画像中の位置毎にフォーカスを調節するた
めには、画像中の任意の位置にウィンドウを設定し、そ
のウィンドウ内の部分画像に対して鮮明度を評価し、鮮
明度曲線のピーク位置を求めればよい。しかし、ウィン
ドウのサイズが大きすぎると、奥行き変動の大きい領域
ではウィンドウ内に含まれる凹凸が大きくなるため、鮮
明度曲線が明確なピークを持たなくなり、正しい合焦位
置を求めることができない。また、逆にウィンドウのサ
イズが小さすぎると鮮明度の変化がノイズに埋もれてし
まい、ピークを検出できなくなるという問題がある。
めには、画像中の任意の位置にウィンドウを設定し、そ
のウィンドウ内の部分画像に対して鮮明度を評価し、鮮
明度曲線のピーク位置を求めればよい。しかし、ウィン
ドウのサイズが大きすぎると、奥行き変動の大きい領域
ではウィンドウ内に含まれる凹凸が大きくなるため、鮮
明度曲線が明確なピークを持たなくなり、正しい合焦位
置を求めることができない。また、逆にウィンドウのサ
イズが小さすぎると鮮明度の変化がノイズに埋もれてし
まい、ピークを検出できなくなるという問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の問題点をまとめ
ると、ウィンドウのサイズが大きい場合と小さい場合に
は、各々以下のような短所がある。
ると、ウィンドウのサイズが大きい場合と小さい場合に
は、各々以下のような短所がある。
【００１３】 ウィンドウが大きい場合には、ノイズ
に強いが、奥行きの変動が大きい領域に対応できない。
に強いが、奥行きの変動が大きい領域に対応できない。
【００１４】 ウィンドウが小さい場合には、奥行き
変動が大きい領域にも対応できるが、ノイズに弱い。
変動が大きい領域にも対応できるが、ノイズに弱い。
【００１５】そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなさ
れたもので、奥行き変動ができるだけ小さく、かつ、で
きるだけサイズが大きな領域で鮮明度を評価するように
その設定を行うことによって、安定、かつ、高精度にフ
ォーカス調節を行う合焦位置算出装置及び方法に関す
る。
れたもので、奥行き変動ができるだけ小さく、かつ、で
きるだけサイズが大きな領域で鮮明度を評価するように
その設定を行うことによって、安定、かつ、高精度にフ
ォーカス調節を行う合焦位置算出装置及び方法に関す
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、対象物が
写ったフォーカスのそれぞれ異なる複数枚の画像よりな
る画像系列を入力する画像系列入力手段と、前記画像系
列入力手段へ入力した画像系列における各画像上の同じ
位置に対応する部分画像をそれぞれ切出して部分画像系
列を設定する画像処理手段と、前記画像処理手段によっ
て切出された部分画像系列を用いて、前記部分画像の合
焦位置を算出し、この算出した合焦位置の信頼度を評価
する評価手段と、前記評価手段の信頼度が所定レベルに
なるまで、前記画像処理手段が切出す部分画像のサイズ
を変化させ、前記信頼度が所定レベルに到達したサイズ
における部分画像で算出した合焦位置が、前記部分画像
の最適の合焦位置とする設定手段とよりなることを特徴
とする合焦位置算出装置である。
写ったフォーカスのそれぞれ異なる複数枚の画像よりな
る画像系列を入力する画像系列入力手段と、前記画像系
列入力手段へ入力した画像系列における各画像上の同じ
位置に対応する部分画像をそれぞれ切出して部分画像系
列を設定する画像処理手段と、前記画像処理手段によっ
て切出された部分画像系列を用いて、前記部分画像の合
焦位置を算出し、この算出した合焦位置の信頼度を評価
する評価手段と、前記評価手段の信頼度が所定レベルに
なるまで、前記画像処理手段が切出す部分画像のサイズ
を変化させ、前記信頼度が所定レベルに到達したサイズ
における部分画像で算出した合焦位置が、前記部分画像
の最適の合焦位置とする設定手段とよりなることを特徴
とする合焦位置算出装置である。
【００１７】本発明であると、設定手段が評価手段から
の評価を元にして、部分画像内の奥行きの変動が少な
く、かつ、できるだけ大きな部分画像のサイズを設定す
ることができるので、従来よりも高精度に焦点のあった
画像を求めることができる。
の評価を元にして、部分画像内の奥行きの変動が少な
く、かつ、できるだけ大きな部分画像のサイズを設定す
ることができるので、従来よりも高精度に焦点のあった
画像を求めることができる。
【００１８】第２の発明は、対象物が写ったフォーカス
のそれぞれ異なる複数枚の画像よりなる画像系列を入力
する画像系列入力ステップと、前記画像系列における各
画像上の同じ位置に対応する部分画像をそれぞれ切出し
て部分画像系列を設定する画像処理ステップと、前記部
分画像系列を用いて、前記部分画像の合焦位置を算出
し、この算出した合焦位置の信頼度を評価する評価ステ
ップと、前記信頼度が所定レベルになるまで、前記画像
処理ステップにおいて切出す部分画像のサイズを変化さ
せ、前記信頼度が所定レベルに到達したサイズにおける
部分画像で算出した合焦位置が、前記部分画像の最適の
合焦位置とする設定ステップとよりなることを特徴とす
る合焦位置算出方法である。
のそれぞれ異なる複数枚の画像よりなる画像系列を入力
する画像系列入力ステップと、前記画像系列における各
画像上の同じ位置に対応する部分画像をそれぞれ切出し
て部分画像系列を設定する画像処理ステップと、前記部
分画像系列を用いて、前記部分画像の合焦位置を算出
し、この算出した合焦位置の信頼度を評価する評価ステ
ップと、前記信頼度が所定レベルになるまで、前記画像
処理ステップにおいて切出す部分画像のサイズを変化さ
せ、前記信頼度が所定レベルに到達したサイズにおける
部分画像で算出した合焦位置が、前記部分画像の最適の
合焦位置とする設定ステップとよりなることを特徴とす
る合焦位置算出方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例につい
て図２から図６を参照して説明する。
て図２から図６を参照して説明する。
【００２０】本実施例の前記合焦位置算出装置は、電子
顕微鏡、あるいは、光学電子顕微鏡の自動焦点調節装置
に使用されるものである。
顕微鏡、あるいは、光学電子顕微鏡の自動焦点調節装置
に使用されるものである。
【００２１】図２に本実施例における概略構成を示し、
図３にその動作を表すフローチャートを示す。
図３にその動作を表すフローチャートを示す。
【００２２】ここでは、フォーカス制御部１、画像入力
部２、設定部３、画像処理部４、評価部５、出力部６か
ら構成され、電子顕微鏡、あるいは、光学電子顕微鏡の
構成の一部である。
部２、設定部３、画像処理部４、評価部５、出力部６か
ら構成され、電子顕微鏡、あるいは、光学電子顕微鏡の
構成の一部である。
【００２３】フォーカス制御部１が画像入力部２のフォ
ーカスを制御し、フォーカスが少しずつ異なるＦ枚のフ
ォーカス変化画像系列Ｉ１，Ｉ２，……ＩＦを画像入力
部２が入力し、そのＦ枚の画像を画像処理部４に送信す
る（ステップ１参照）。ここで、入力される画像に写っ
ている対象物は、奥行き変動があるものとする。
ーカスを制御し、フォーカスが少しずつ異なるＦ枚のフ
ォーカス変化画像系列Ｉ１，Ｉ２，……ＩＦを画像入力
部２が入力し、そのＦ枚の画像を画像処理部４に送信す
る（ステップ１参照）。ここで、入力される画像に写っ
ている対象物は、奥行き変動があるものとする。
【００２４】設定部３では、ピーク位置（合焦位置）を
算出する画像中の位置（ｘ，ｙ）と、ウィンドウ（画像
中の部分画像）のサイズｗを画像処理部３に送信する。
これらは評価部５からの信号によって変化する。
算出する画像中の位置（ｘ，ｙ）と、ウィンドウ（画像
中の部分画像）のサイズｗを画像処理部３に送信する。
これらは評価部５からの信号によって変化する。
【００２５】まず、評価部５は、画像を得たい対象とな
る位置（以下、対象位置という）（ｘ，ｙ）と、ウィン
ドウのサイズｗの初期値を予め設定する（ステップ２，
３参照）。ここで、ウィンドウは、矩形の領域をいい、
対象位置を中心にその一辺の長さ（以下、これをサイズ
という）が変更される。
る位置（以下、対象位置という）（ｘ，ｙ）と、ウィン
ドウのサイズｗの初期値を予め設定する（ステップ２，
３参照）。ここで、ウィンドウは、矩形の領域をいい、
対象位置を中心にその一辺の長さ（以下、これをサイズ
という）が変更される。
【００２６】その後、評価部５から「偽」を表す信号が
送信された場合には、ウィンドウのサイズｗを１段階小
さくする（ステップ１１参照）。「真」を表す信号が送
信された場合には、対象位置（ｘ，ｙ）を次の位置に変
え（ステップ１０参照）、ウィンドウのサイズｗを初期
化する。
送信された場合には、ウィンドウのサイズｗを１段階小
さくする（ステップ１１参照）。「真」を表す信号が送
信された場合には、対象位置（ｘ，ｙ）を次の位置に変
え（ステップ１０参照）、ウィンドウのサイズｗを初期
化する。
【００２７】画像処理部４は、図４のように、設定部３
から送信される画像中の対象位置（ｘ，ｙ）の鮮明度の
ピーク位置を設定部３から送信されるサイズｗのウィン
ドウで算出する（ステップ４参照）。
から送信される画像中の対象位置（ｘ，ｙ）の鮮明度の
ピーク位置を設定部３から送信されるサイズｗのウィン
ドウで算出する（ステップ４参照）。
【００２８】評価部５は、画像処理部４で算出されたピ
ーク位置の信頼度を算出し（ステップ５参照）、そのピ
ーク位置の真偽を判定し、真偽を表す信号を設定部３に
送信する。
ーク位置の信頼度を算出し（ステップ５参照）、そのピ
ーク位置の真偽を判定し、真偽を表す信号を設定部３に
送信する。
【００２９】ここで、ウィンドウのサイズが予め設定し
た閾値Ｔｈｒ１よりも小さくなった場合には信頼度に依
らず「真」を表す信号を送信する（ステップ６参照）。
た閾値Ｔｈｒ１よりも小さくなった場合には信頼度に依
らず「真」を表す信号を送信する（ステップ６参照）。
【００３０】また、評価部５は、画像上の全画素に渡っ
て処理が終了したかどうかを判断し（ステップ８参
照）、終了した場合には、出力部６にその各画素の合焦
位置を送信し、出力部６が各画素の合焦位置を出力する
（ステップ９参照）。
て処理が終了したかどうかを判断し（ステップ８参
照）、終了した場合には、出力部６にその各画素の合焦
位置を送信し、出力部６が各画素の合焦位置を出力する
（ステップ９参照）。
【００３１】以下では、ステップ５における画像中の対
象位置（ｘ，ｙ）の鮮明度のピーク位置を求める場合に
ついて詳細に説明する。
象位置（ｘ，ｙ）の鮮明度のピーク位置を求める場合に
ついて詳細に説明する。
【００３２】画像処理部４は、鮮明度曲線を以下のよう
に算出する。
に算出する。
【００３３】上述のように、鮮明な画像は、ボケた画像
よりも高周波成分の強度が大きくなる。従って、画像中
の対象位置（ｘ，ｙ）に対し、局所高域強調フィルタを
かけ、その出力を鮮明度とする。
よりも高周波成分の強度が大きくなる。従って、画像中
の対象位置（ｘ，ｙ）に対し、局所高域強調フィルタを
かけ、その出力を鮮明度とする。
【００３４】ここでは、高域強調フィルタとして画像の
局所的な濃度勾配を算出するＳｏｂｅｌ微分フィルタを
用いる。Ｓｏｂｅｌ微分フィルタの重み付けを図５に示
す。Ｉｘ，Ｉｙは、各々、ｘ，ｙ方向（各々画像の縦、
横方向）の濃度勾配を表す。フォーカスｆにおける画像
Ｉｆ上の点（ｘ，ｙ）の濃度勾配は、
局所的な濃度勾配を算出するＳｏｂｅｌ微分フィルタを
用いる。Ｓｏｂｅｌ微分フィルタの重み付けを図５に示
す。Ｉｘ，Ｉｙは、各々、ｘ，ｙ方向（各々画像の縦、
横方向）の濃度勾配を表す。フォーカスｆにおける画像
Ｉｆ上の点（ｘ，ｙ）の濃度勾配は、
【数１】 で計算されるから、画像Ｉｆの画像中の対象位置（ｘ，
ｙ）における鮮明度Ｅ（ｘ，ｙ，ｆ）は、ウィンドウの
サイズを（２ｗ＋１）×（２ｗ＋１）とすると、
ｙ）における鮮明度Ｅ（ｘ，ｙ，ｆ）は、ウィンドウの
サイズを（２ｗ＋１）×（２ｗ＋１）とすると、
【数２】 より求めることができる。この処理を全フォーカスに対
して行うと、鮮明度曲線が得られる。
して行うと、鮮明度曲線が得られる。
【００３５】次に、鮮明度曲線のピーク位置ｆpeakを算
出する。
出する。
【００３６】鮮明度曲線のピーク位置を求める方法とし
ては、ここでは、最も単純に、鮮明度が最大となるｆを
ピーク位置ｆpeakとする。
ては、ここでは、最も単純に、鮮明度が最大となるｆを
ピーク位置ｆpeakとする。
【００３７】評価部５では、算出したピーク位置の信頼
度Ｃを算出する（ステップ５参照）。算出したピーク位
置は、図６（ａ）のように鮮明度曲線が明確な鋭いピー
クを持つ場合には、信頼性が高く、（ｂ），（ｃ）のよ
うに、複数のピークが存在する場合や、明確なピークを
持たない場合には信頼性が低い。これらは、ウィンドウ
内に複数の奥行きが存在する場合に相当し、ウィンドウ
のサイズを小さくして再計算する必要がある。従って、
算出したピーク位置の信頼度Ｃを以下のように定義す
る。
度Ｃを算出する（ステップ５参照）。算出したピーク位
置は、図６（ａ）のように鮮明度曲線が明確な鋭いピー
クを持つ場合には、信頼性が高く、（ｂ），（ｃ）のよ
うに、複数のピークが存在する場合や、明確なピークを
持たない場合には信頼性が低い。これらは、ウィンドウ
内に複数の奥行きが存在する場合に相当し、ウィンドウ
のサイズを小さくして再計算する必要がある。従って、
算出したピーク位置の信頼度Ｃを以下のように定義す
る。
【００３８】
【数３】 式（３）の分母は、鮮明度曲線の区間０＜ｆ＜Ｆにおけ
る面積であり、Ｃはピーク値の面積に対する比率であ
る。鮮明度曲線のピークが鋭い場合には、Ｃは高くな
り、そうでない場合には低くなる。
る面積であり、Ｃはピーク値の面積に対する比率であ
る。鮮明度曲線のピークが鋭い場合には、Ｃは高くな
り、そうでない場合には低くなる。
【００３９】従って、信頼度Ｃが設定した閾値Ｔｈｒ２
よりも大きければ、そのピーク位置ｆpeakをその画像中
の対象位置の合焦位置とする（ステップ７参照）。この
時、設定部３に真を表す信号を送信し、設定部３は鮮明
度を評価する画像中の対象位置を次の位置に設定し、ウ
ィンドウのサイズを初期化する。Ｃが設定した閾値より
も小さければ、設定部３に「偽」を表す信号を送信し、
設定部３がウィンドウのサイズを１段階小さく設定し、
鮮明度を評価する処理を再度行う（ステップ１１参
照）。
よりも大きければ、そのピーク位置ｆpeakをその画像中
の対象位置の合焦位置とする（ステップ７参照）。この
時、設定部３に真を表す信号を送信し、設定部３は鮮明
度を評価する画像中の対象位置を次の位置に設定し、ウ
ィンドウのサイズを初期化する。Ｃが設定した閾値より
も小さければ、設定部３に「偽」を表す信号を送信し、
設定部３がウィンドウのサイズを１段階小さく設定し、
鮮明度を評価する処理を再度行う（ステップ１１参
照）。
【００４０】以上の処理を画像中の任意の対象位置
（ｘ，ｙ）について行い、画像上の対象位置毎に合焦位
置を算出することにより、全体に渡って鮮明な画像を得
るオートフォーカス機能が実現される。
（ｘ，ｙ）について行い、画像上の対象位置毎に合焦位
置を算出することにより、全体に渡って鮮明な画像を得
るオートフォーカス機能が実現される。
【００４１】また、画像の全ての位置で鮮明な画像を得
ることができる。さらに、鮮明度を評価する処理は、局
所演算であるから、画像処理ハードウェアを用いた高速
化が容易であり、その実用的効果は多大である。
ることができる。さらに、鮮明度を評価する処理は、局
所演算であるから、画像処理ハードウェアを用いた高速
化が容易であり、その実用的効果は多大である。
【００４２】（変更例） 本実施例では、鮮明度が最大となるｆを鮮明度曲線
のピーク位置としているが、鮮明度曲線に、ガウス曲線
等の曲線を当てはめ、その曲線のピークを求める方法を
用いてもよい。
のピーク位置としているが、鮮明度曲線に、ガウス曲線
等の曲線を当てはめ、その曲線のピークを求める方法を
用いてもよい。
【００４３】 鮮明度としてＳｏｂｅｌ微分フィルタ
を用いているが、他の微分フィルタを用いてもよいし、
また、他の高周波成分を取り出すフィルタ、例えば、局
所分散を用いてもよいし、フーリエ変換を用いて周波数
解析を行ってもよい。
を用いているが、他の微分フィルタを用いてもよいし、
また、他の高周波成分を取り出すフィルタ、例えば、局
所分散を用いてもよいし、フーリエ変換を用いて周波数
解析を行ってもよい。
【００４４】 ウィンドウのサイズを初期値から少し
ずつ小さくして繰り返し計算を行っているが、初期値か
ら少しずつ大きくして繰り返し計算を行ってもよい。フ
ローチャートを図７に示す。
ずつ小さくして繰り返し計算を行っているが、初期値か
ら少しずつ大きくして繰り返し計算を行ってもよい。フ
ローチャートを図７に示す。
【００４５】この場合、最終のウィンドウのサイズか
ら、鮮明度曲線のピークと信頼度を算出し、信頼度が設
定した閾値よりも大きくなるか、ウィンドウのサイズが
設定した限界値に達するまで、ウィンドウのサイズを大
きくしながら繰り返し計算を行う。
ら、鮮明度曲線のピークと信頼度を算出し、信頼度が設
定した閾値よりも大きくなるか、ウィンドウのサイズが
設定した限界値に達するまで、ウィンドウのサイズを大
きくしながら繰り返し計算を行う。
【００４６】 合焦位置の信頼度として式（３）を用
いているが、鮮明度曲線にガウス曲線等の曲線を当ては
め、その残差を信頼度としてもよい。
いているが、鮮明度曲線にガウス曲線等の曲線を当ては
め、その残差を信頼度としてもよい。
【００４７】 図８に示すような方法を用いても良
い。
い。
【００４８】まず、画像全体で鮮明度曲線のピーク位置
とその信頼度を求める。その信頼度が低ければ、全画像
を４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割し、各領域の鮮明度
曲線のピーク位置とその信頼度を求める。ここで、領域
Ａ以外の信頼度が高ければ、領域Ａのみ小領域ａ，ｂ，
ｃ，ｄに分割し、各領域の鮮明度曲線のピーク位置とそ
の信頼度を求める。このような処理を画像の全領域に渡
って鮮明度のピーク位置が求められるか、領域のサイズ
が限界値に達するまで繰り返す。また、逆に、予め画像
を小領域に分割し、その小領域を統合していくという方
法を用いてもよい。
とその信頼度を求める。その信頼度が低ければ、全画像
を４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割し、各領域の鮮明度
曲線のピーク位置とその信頼度を求める。ここで、領域
Ａ以外の信頼度が高ければ、領域Ａのみ小領域ａ，ｂ，
ｃ，ｄに分割し、各領域の鮮明度曲線のピーク位置とそ
の信頼度を求める。このような処理を画像の全領域に渡
って鮮明度のピーク位置が求められるか、領域のサイズ
が限界値に達するまで繰り返す。また、逆に、予め画像
を小領域に分割し、その小領域を統合していくという方
法を用いてもよい。
【００４９】 上記実施例では、フォーカス制御部
１、画像入力部２、設定部３、画像処理部４、評価部
５、出力部６の機能をハード的に説明したが、これに代
えて図３及び図７の処理をプログラムにして記録媒体に
記憶させ、これを電子顕微鏡、あるいは、光学電子顕微
鏡の記憶装置に移して、本実施例を実行してもよい。
１、画像入力部２、設定部３、画像処理部４、評価部
５、出力部６の機能をハード的に説明したが、これに代
えて図３及び図７の処理をプログラムにして記録媒体に
記憶させ、これを電子顕微鏡、あるいは、光学電子顕微
鏡の記憶装置に移して、本実施例を実行してもよい。
【００５０】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
変形を実施できる。
変形を実施できる。
【００５１】
【発明の効果】本発明であると、設定手段が評価手段か
らの評価を元にして、部分画像内の奥行きの変動が少な
く、かつ、できるだけ大きな部分画像を設定することが
できるので、従来よりも高精度に焦点のあった画像を求
めることができる。
らの評価を元にして、部分画像内の奥行きの変動が少な
く、かつ、できるだけ大きな部分画像を設定することが
できるので、従来よりも高精度に焦点のあった画像を求
めることができる。
【図１】鮮明度曲線を示すグラフの図である。
【図２】本実施例の全体構成図である。
【図３】本実施例のフローチャートである。
【図４】合焦位置算出法を示す説明図である。
【図５】Ｓｏｂｅｌ微分マスクである。
【図６】信頼度を説明するための図である。
【図７】本実施例の変更例のフローチャートである。
【図８】変更例である分割方式を説明するための図であ
る。
る。
１ フォーカス制御部 ２ 画像入力部 ３ 設定部 ４ 画像処理部 ５ 評価部 ６ 出力部
Claims (6)
- 【請求項１】対象物が写ったフォーカスのそれぞれ異な
る複数枚の画像よりなる画像系列を入力する画像系列入
力手段と、 前記画像系列入力手段により入力した画像系列から、前
記対象物の所定の領域が写った部分画像をそれぞれ切出
して、前記領域が写ったフォーカスのそれぞれ異なる複
数枚の部分画像から構成される部分画像系列を作成する
部分画像系列作成手段と、 前記部分画像系列作成手段によって切出される部分画像
のサイズを変化させて、この部分画像に写っている領域
の大きさを変更する部分画像サイズ変更手段と、 前記部分画像系列作成手段によって作成された部分画像
系列から合焦位置を算出し、この算出した合焦位置の信
頼度を評価する評価手段と、 前記評価手段の信頼度が所定レベルになるまで、前記部
分画像サイズ変更手段によって前記画像処理手段が切出
す部分画像のサイズを変化させ、前記信頼度が所定レベ
ルに到達したときのサイズの部分画像から構成される部
分画像系列から算出した合焦位置が、前記部分画像に写
った領域の合焦位置とする制御手段を有することを特徴
とする合焦位置算出装置。 - 【請求項２】前記評価手段は、 前記部分画像系列に各部分画像毎にその鮮明度を求め、 これら求めた鮮明度から、前記鮮明度とフォーカスの関
係を示す鮮明度曲線を求め、 この鮮明度曲線の鮮明度の最大値に対応するフォーカス
を合焦位置となし、 前記最大値と前記鮮明度曲線の関係から前記合焦位置の
信頼度を評価することを特徴とする請求項１に記載の合
焦位置算出装置。 - 【請求項３】電子型または光学型の電子顕微鏡の自動焦
点調節装置に請求項１または請求項２の合焦位置算出装
置を設け、この合焦位置算出装置によって対象物に対す
る合焦位置を求めることを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項４】対象物が写ったフォーカスのそれぞれ異な
る複数枚の画像よりなる画像系列を入力する画像系列入
力ステップと、 前記画像系列から、前記対象物の所定の領域が写った部
分画像をそれぞれ切出して、前記領域が写ったフォーカ
スのそれぞれ異なる複数枚の部分画像から構成される部
分画像系列を作成する部分画像系列作成ステップと、 前記部分画像系列作成ステップにおいて切出される部分
画像のサイズを変化させて、この部分画像に写っている
領域の大きさを変更する部分画像サイズ変更ステップ
と、 前記部分画像系列作成ステップにおいて作成された部分
画像系列から合焦位置を算出し、この算出した合焦位置
の信頼度を評価する評価ステップと、 前記評価ステップの信頼度が所定レベルになるまで、前
記部分画像サイズ変更ステップにおいて前記切出す部分
画像のサイズを変化させ、前記信頼度が所定レベルに到
達したときのサイズの部分画像から構成される部分画像
系列から算出した合焦位置が、前記部分画像に写った領
域の合焦位置とする制御ステップを有することを特徴と
する合焦位置算出方法。 - 【請求項５】前記評価ステップは、 前記部分画像系列に各部分画像毎にその鮮明度を求め、 これら求めた鮮明度から、前記鮮明度とフォーカスの関
係を示す鮮明度曲線を求め、 この鮮明度曲線の鮮明度の最大値に対応するフォーカス
を合焦位置となし、 前記最大値と前記鮮明度曲線の関係から前記合焦位置の
信頼度を評価することを特徴とする請求項１に記載の合
焦位置算出方法。 - 【請求項６】電子型または光学型の電子顕微鏡における
自動焦点調節方法に請求項４または請求項５の合焦位置
算出方法を用い、この合焦位置算出方法によって対象物
に対する合焦位置を求めることを特徴とする電子顕微
鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331991A JPH10170817A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 合焦位置算出装置及びその方法とそれらを使用した電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331991A JPH10170817A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 合焦位置算出装置及びその方法とそれらを使用した電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170817A true JPH10170817A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18249925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8331991A Pending JPH10170817A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 合焦位置算出装置及びその方法とそれらを使用した電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10170817A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007214009A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Topcon Corp | 荷電粒子ビーム装置の画像鮮鋭度評価方法、非点収差評価方法、それらの方法を用いた荷電粒子ビーム装置、コンピュータプログラム |
| JP2010256724A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Olympus Corp | 観察装置 |
| CN114324278A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 常州奥创医疗科技有限公司 | 一种基于自适应网格的荧光暗场自动对焦方法 |
| CN114584700A (zh) * | 2020-11-30 | 2022-06-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 对焦标记方法、标记装置以及电子设备 |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP8331991A patent/JPH10170817A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114324278A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 常州奥创医疗科技有限公司 | 一种基于自适应网格的荧光暗场自动对焦方法 |
| CN114324278B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-05-24 | 常州奥创医疗科技有限公司 | 一种基于自适应网格的荧光暗场自动对焦方法 |
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