JPH11271220A - 走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法 - Google Patents
走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法Info
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- JPH11271220A JPH11271220A JP7550498A JP7550498A JPH11271220A JP H11271220 A JPH11271220 A JP H11271220A JP 7550498 A JP7550498 A JP 7550498A JP 7550498 A JP7550498 A JP 7550498A JP H11271220 A JPH11271220 A JP H11271220A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、予備的なスキャンの回数を減らし、
ダイナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイ
ズの影響を抑えて正確に測定パラメータを決定する。 【解決手段】レーザ光源１からのレーザ光を試料にスキ
ャンしたときの反射光、蛍光又は透過光を受光素子３で
光電変換したアナログ電気信号をオフセット演算部４、
アナログ増幅器５、Ａ／Ｄ変換器６を通して試料画像デ
ータに変換し、この試料画像データのうち一部分の画像
データを標本抽出機能１１により標本として抽出し、こ
の標本の集合から各画素の明るさに対する正規分布を正
規分布導出機能１２により導出し、この正規分布から得
られる明るさのダイナミックレンジに基づき測定パラメ
ータ決定機能１３によりオフセット演算部４のオフセッ
ト及びアナログ増幅器５のゲインを決定する。
ダイナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイ
ズの影響を抑えて正確に測定パラメータを決定する。 【解決手段】レーザ光源１からのレーザ光を試料にスキ
ャンしたときの反射光、蛍光又は透過光を受光素子３で
光電変換したアナログ電気信号をオフセット演算部４、
アナログ増幅器５、Ａ／Ｄ変換器６を通して試料画像デ
ータに変換し、この試料画像データのうち一部分の画像
データを標本抽出機能１１により標本として抽出し、こ
の標本の集合から各画素の明るさに対する正規分布を正
規分布導出機能１２により導出し、この正規分布から得
られる明るさのダイナミックレンジに基づき測定パラメ
ータ決定機能１３によりオフセット演算部４のオフセッ
ト及びアナログ増幅器５のゲインを決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、標本のスキャン画
像である反射像、蛍光像又は透過像を受光素子で電気信
号に変換して試料画像を形成する走査型顕微鏡に関し、
特に試料画像の明るさを最適化する走査型顕微鏡の測定
パラメータ決定方法に関する。
像である反射像、蛍光像又は透過像を受光素子で電気信
号に変換して試料画像を形成する走査型顕微鏡に関し、
特に試料画像の明るさを最適化する走査型顕微鏡の測定
パラメータ決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような走査型顕微鏡では、先ず、試
料像を撮像する受光素子へ通じる光路上にシャッタを設
け、このシャッタを閉じて光を遮断した状態で受光素子
の出力に対するオフセットを決めている。
料像を撮像する受光素子へ通じる光路上にシャッタを設
け、このシャッタを閉じて光を遮断した状態で受光素子
の出力に対するオフセットを決めている。
【０００３】次に、シャッタを開いて試料像を１枚撮像
して受光素子の出力信号から試料像中の最大輝度値と最
小輝度値とを求め、ダイナミックレンジ（受光素子の出
力電流）が広くなるようにゲイン及びＮＤフィルタ値を
１ステップ上げ、この画像の取り込み及び測定パラメー
タ変更を、試料像の画像信号の最大輝度値と最小輝度値
との差が当該走査顕微鏡の入力有効範囲の最大となるま
で繰り返している。
して受光素子の出力信号から試料像中の最大輝度値と最
小輝度値とを求め、ダイナミックレンジ（受光素子の出
力電流）が広くなるようにゲイン及びＮＤフィルタ値を
１ステップ上げ、この画像の取り込み及び測定パラメー
タ変更を、試料像の画像信号の最大輝度値と最小輝度値
との差が当該走査顕微鏡の入力有効範囲の最大となるま
で繰り返している。
【０００４】しかし、このような測定パラメータの変更
では、例えば蛍光色素で染色した試料像を観察する場
合、試料以外の光が含まれた画像に対してゲインを求め
ていたり、又ゲイン等の測定パラメータを設定するため
に試料を繰り返しスキャンすることからレーザ照射時間
が長くかかったり、さらに暗電流のノイズ等に埋もれる
こともあり、受光素子にとつて必ずしも十分な光量が確
保されているとは限らなかった。
では、例えば蛍光色素で染色した試料像を観察する場
合、試料以外の光が含まれた画像に対してゲインを求め
ていたり、又ゲイン等の測定パラメータを設定するため
に試料を繰り返しスキャンすることからレーザ照射時間
が長くかかったり、さらに暗電流のノイズ等に埋もれる
こともあり、受光素子にとつて必ずしも十分な光量が確
保されているとは限らなかった。
【０００５】このような実情から例えば特願平８−４４
９４８号公報に記載されているような測定パラメータの
決定方法が提案されている。この方法は、図１０に示す
ようにレーザ光源１から出射されたレーザ光を走査型顕
微鏡２における走査光学系を介して集光光学系に導き、
対物レンズを通して試料上にスキャンする。このレーザ
光でスキャンされた試料からの反射光、蛍光又は透過光
を受光素子３で受光し、アナログ電気信号に変換出力す
る。そして、このアナログ電気信号をオフセット演算部
４及びアナログ増幅器５でそれぞれオフセット及びゲイ
ンを調整した後、Ａ／Ｄ変換器６でディジタル変換して
試料画像データとしてシステム制御用計算機７に取り込
み、このシステム制御用計算機７によりオフセット演算
部４のオフセット及びアナログ増幅器５のゲインといっ
た測定パラメータを制御している。
９４８号公報に記載されているような測定パラメータの
決定方法が提案されている。この方法は、図１０に示す
ようにレーザ光源１から出射されたレーザ光を走査型顕
微鏡２における走査光学系を介して集光光学系に導き、
対物レンズを通して試料上にスキャンする。このレーザ
光でスキャンされた試料からの反射光、蛍光又は透過光
を受光素子３で受光し、アナログ電気信号に変換出力す
る。そして、このアナログ電気信号をオフセット演算部
４及びアナログ増幅器５でそれぞれオフセット及びゲイ
ンを調整した後、Ａ／Ｄ変換器６でディジタル変換して
試料画像データとしてシステム制御用計算機７に取り込
み、このシステム制御用計算機７によりオフセット演算
部４のオフセット及びアナログ増幅器５のゲインといっ
た測定パラメータを制御している。
【０００６】この測定パラメータの決定方法では、ゲイ
ン、オフセットを決定するためにダイナミックレンジ
（最大値−最小値）を正確に計測することが重要であ
り、このダイナミックレンジは、試料画像データにおけ
るデータすなわち各画素の明るさの最小値、最大値で決
まるので、これら最小値、最大値の正確な測定が必要で
ある。これらデータの最小値、最大値は、基本的にＡ／
Ｄ変換器６で変換できるレンジに入っていなければ測定
できないので、このレンジ範囲に納まるように予備的な
スキャンを行っている。これは、データの最小値、最大
値をなるべく正確に計測するためＡ／Ｄ変換器６のダイ
ナミックレンジを最大限に利用することが必要だからで
ある。しかるに、このスキャンは、試行錯誤的に図１０
に示す受光素子３に入力する制御量を変えてデータの最
大値がＡ／Ｄ変換器６のレンジの最大値に近くなるよう
に出力電流を制御している。
ン、オフセットを決定するためにダイナミックレンジ
（最大値−最小値）を正確に計測することが重要であ
り、このダイナミックレンジは、試料画像データにおけ
るデータすなわち各画素の明るさの最小値、最大値で決
まるので、これら最小値、最大値の正確な測定が必要で
ある。これらデータの最小値、最大値は、基本的にＡ／
Ｄ変換器６で変換できるレンジに入っていなければ測定
できないので、このレンジ範囲に納まるように予備的な
スキャンを行っている。これは、データの最小値、最大
値をなるべく正確に計測するためＡ／Ｄ変換器６のダイ
ナミックレンジを最大限に利用することが必要だからで
ある。しかるに、このスキャンは、試行錯誤的に図１０
に示す受光素子３に入力する制御量を変えてデータの最
大値がＡ／Ｄ変換器６のレンジの最大値に近くなるよう
に出力電流を制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記測
定パラメータの決定方法では、ダイナミックレンジの精
度が（最大値−最小値）でしか有り得ないために、受光
素子３の制御を行い、明るさの最大値がＡ／Ｄ変換器６
の最大値に近くなるようにしているが、このダイナミッ
クレンジをどんなにＡ／Ｄ変換器６のダイナミックレン
ジに近くなるように設定し、理想的な条件で測定しても
１２bit のＡ／Ｄ変換器６では４桁、１６bit のＡ／Ｄ
変換器でも５桁が有効桁である。
定パラメータの決定方法では、ダイナミックレンジの精
度が（最大値−最小値）でしか有り得ないために、受光
素子３の制御を行い、明るさの最大値がＡ／Ｄ変換器６
の最大値に近くなるようにしているが、このダイナミッ
クレンジをどんなにＡ／Ｄ変換器６のダイナミックレン
ジに近くなるように設定し、理想的な条件で測定しても
１２bit のＡ／Ｄ変換器６では４桁、１６bit のＡ／Ｄ
変換器でも５桁が有効桁である。
【０００８】又、明るさの最小値、最大値を正確に求め
るためには、１画面を構成する試料画像データの中から
多くのデータを標本として取り出し、その中から選択し
なければならない。この理由は、試料画像データにおけ
る部分的なデータではその中に最大値、最小値が含まれ
ている確率は低く、精度を高めるためには予備的なスキ
ャンを広範囲で行わなければならない。このためにいず
れも時間を消費するだけでなく、例えば生物用走査型顕
微鏡における蛍光試料の観察では褪色を招く原因とな
る。
るためには、１画面を構成する試料画像データの中から
多くのデータを標本として取り出し、その中から選択し
なければならない。この理由は、試料画像データにおけ
る部分的なデータではその中に最大値、最小値が含まれ
ている確率は低く、精度を高めるためには予備的なスキ
ャンを広範囲で行わなければならない。このためにいず
れも時間を消費するだけでなく、例えば生物用走査型顕
微鏡における蛍光試料の観察では褪色を招く原因とな
る。
【０００９】さらに、データの最小値、最大値がノイズ
である可能性があり、そのままでアルゴリズムを続ける
と正確なダイナミックレンジが得られない場合がある。
そこで本発明は、予備的なスキャンの回数を減らし、ダ
イナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイズ
の影響を抑えて正確な測定パラメータの決定ができる走
査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法を提供することを
目的とする。
である可能性があり、そのままでアルゴリズムを続ける
と正確なダイナミックレンジが得られない場合がある。
そこで本発明は、予備的なスキャンの回数を減らし、ダ
イナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイズ
の影響を抑えて正確な測定パラメータの決定ができる走
査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、レー
ザ光で試料をスキャンし、試料から得られる光を受光素
子で受光し、この受光素子から出力されるアナログ電気
信号をオフセット演算部及びアナログ増幅器を通してデ
ィジタルの試料画像データに変換し、この試料画像デー
タに基づいてオフセット演算部のオフセット及びアナロ
グ増幅器のゲインを決定する走査型顕微鏡の測定パラメ
ータ決定方法において、試料画像データのうち一部分の
画像データを標本として抽出するステップと、このステ
ップにより抽出した標本の集合から各画素の明るさに対
する正規分布を導出するステップと、このステップによ
り導出された正規分布から得られる明るさのダイナミッ
クレンジに基づいてオフセット演算部のオフセット及び
アナログ増幅器のゲインを決定するステップとを有する
走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法である。
ザ光で試料をスキャンし、試料から得られる光を受光素
子で受光し、この受光素子から出力されるアナログ電気
信号をオフセット演算部及びアナログ増幅器を通してデ
ィジタルの試料画像データに変換し、この試料画像デー
タに基づいてオフセット演算部のオフセット及びアナロ
グ増幅器のゲインを決定する走査型顕微鏡の測定パラメ
ータ決定方法において、試料画像データのうち一部分の
画像データを標本として抽出するステップと、このステ
ップにより抽出した標本の集合から各画素の明るさに対
する正規分布を導出するステップと、このステップによ
り導出された正規分布から得られる明るさのダイナミッ
クレンジに基づいてオフセット演算部のオフセット及び
アナログ増幅器のゲインを決定するステップとを有する
走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法である。
【００１１】請求項２によれば、請求項１記載の走査型
顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、試料画像デ
ータから抽出する標本数は、試料画像データから抽出し
た標本の明るさに基づいて標準偏差を求め、この標準偏
差を用いて試料画像データの画像データを母集合とする
平均値の信頼区間の幅を求め、この信頼区間の幅が予め
設定された基準値を超えていれば標本数を増加する。
顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、試料画像デ
ータから抽出する標本数は、試料画像データから抽出し
た標本の明るさに基づいて標準偏差を求め、この標準偏
差を用いて試料画像データの画像データを母集合とする
平均値の信頼区間の幅を求め、この信頼区間の幅が予め
設定された基準値を超えていれば標本数を増加する。
【００１２】請求項３によれば、請求項１記載の走査型
顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、標本の集合
の各画素の明るさから作成した正規分布が複数の存在す
る場合、これら正規分布を分ける各しきい値を決定して
各正規分布を各グループに分け、これらそれぞれの正規
分布を用いて得られる明るさのダイナミックレンジに基
づいてオフセット演算部のオフセット及びアナログ増幅
器のゲインを決定する。
顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、標本の集合
の各画素の明るさから作成した正規分布が複数の存在す
る場合、これら正規分布を分ける各しきい値を決定して
各正規分布を各グループに分け、これらそれぞれの正規
分布を用いて得られる明るさのダイナミックレンジに基
づいてオフセット演算部のオフセット及びアナログ増幅
器のゲインを決定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。なお、図１０と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図１は本発明の測定パラメータ決定方法を適用した
レーザ走査型顕微鏡の構成図である。
形態について図面を参照して説明する。なお、図１０と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図１は本発明の測定パラメータ決定方法を適用した
レーザ走査型顕微鏡の構成図である。
【００１４】システム制御用計算機１０は、走査型顕微
鏡２、受光素子３、オフセット演算部４、アナログ増幅
器５及びＡ／Ｄ変換器６に対してコマンドを与えること
により各部に測定パラメータを設定する機能を有するも
ので、標本抽出機能１１、正規分布導出機能１２及び測
定パラメータ決定機能１３の各機能を有している。
鏡２、受光素子３、オフセット演算部４、アナログ増幅
器５及びＡ／Ｄ変換器６に対してコマンドを与えること
により各部に測定パラメータを設定する機能を有するも
ので、標本抽出機能１１、正規分布導出機能１２及び測
定パラメータ決定機能１３の各機能を有している。
【００１５】このうち標本抽出機能１１は、Ａ／Ｄ変換
器６から取り込まれる試料画像データのうち一部分の画
像データを標本として抽出する機能を有している。正規
分布導出機能１２は、標本抽出機能１１により抽出した
標本の集合から各画素の明るさに関する正規分布を導出
する機能を有している。
器６から取り込まれる試料画像データのうち一部分の画
像データを標本として抽出する機能を有している。正規
分布導出機能１２は、標本抽出機能１１により抽出した
標本の集合から各画素の明るさに関する正規分布を導出
する機能を有している。
【００１６】測定パラメータ決定機能１３は、正規分布
導出機能１２により作成された正規分布を用いて算出さ
れる明るさのダイナミックレンジに基づいてオフセット
演算部のオフセット及びアナログ増幅器のゲインを決定
する機能を有している。
導出機能１２により作成された正規分布を用いて算出さ
れる明るさのダイナミックレンジに基づいてオフセット
演算部のオフセット及びアナログ増幅器のゲインを決定
する機能を有している。
【００１７】次に上記の如く構成されたレーザ走査型顕
微鏡におけるオフセット演算部４のオフセット、アナロ
グ増幅器５のゲインの各測定パラメータの決定方法につ
いて説明する。
微鏡におけるオフセット演算部４のオフセット、アナロ
グ増幅器５のゲインの各測定パラメータの決定方法につ
いて説明する。
【００１８】レーザ光源１から出射されたレーザ光は、
走査型顕微鏡２における走査光学系を介して集光光学系
に導かれ、対物レンズを通して試料上にスキャンされ
る。このレーザ光でスキャンされた試料からの反射光、
蛍光又は透過光は、受光素子３で受光されてアナログ電
気信号に変換出力される。そして、このアナログ電気信
号は、オフセット演算部４及びアナログ増幅器５でそれ
ぞれオフセット及びゲインが調整された後、Ａ／Ｄ変換
器６でディジタル変換されて試料画像データとしてシス
テム制御用計算機７に取り込まれる。
走査型顕微鏡２における走査光学系を介して集光光学系
に導かれ、対物レンズを通して試料上にスキャンされ
る。このレーザ光でスキャンされた試料からの反射光、
蛍光又は透過光は、受光素子３で受光されてアナログ電
気信号に変換出力される。そして、このアナログ電気信
号は、オフセット演算部４及びアナログ増幅器５でそれ
ぞれオフセット及びゲインが調整された後、Ａ／Ｄ変換
器６でディジタル変換されて試料画像データとしてシス
テム制御用計算機７に取り込まれる。
【００１９】先ず、システム制御用計算機７は、受光素
子３への入力量制御であり、ここでは予め最適であると
決められている値に固定する。次に、試料画像データを
使用して受光素子３からの出力電流のダイナミックレン
ジが求められる。すなわち、標本抽出機能１１により試
料画像データのうち一部分の画像データが標本として抽
出される。目的とする試料画像データを構成する各画素
データ（ピクセル・データ）は、見たい試料の明るさを
示しており、この全画素データを母集合と考える。
子３への入力量制御であり、ここでは予め最適であると
決められている値に固定する。次に、試料画像データを
使用して受光素子３からの出力電流のダイナミックレン
ジが求められる。すなわち、標本抽出機能１１により試
料画像データのうち一部分の画像データが標本として抽
出される。目的とする試料画像データを構成する各画素
データ（ピクセル・データ）は、見たい試料の明るさを
示しており、この全画素データを母集合と考える。
【００２０】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法には、種々あり、例えば図２に示すよう
に試料画像データ１４の対角線上にスキャンして（予備
的スキャン）その画素データを集める。又は図３に示す
ように試料画像データ１４の水平線の部分（ラスタ）を
例えば３か所程度選択してその画素データを集めたり、
図４に示すように全くランダムな箇所の各画素データを
抽出する方法がある。システムによっては標本の取り方
をエンドユーザに選択させる方法もある。しかるに、何
らかのルールに従って予備的なスキャンを行い必要な位
置での明るさデータを標本として採用する。
本の抽出の方法には、種々あり、例えば図２に示すよう
に試料画像データ１４の対角線上にスキャンして（予備
的スキャン）その画素データを集める。又は図３に示す
ように試料画像データ１４の水平線の部分（ラスタ）を
例えば３か所程度選択してその画素データを集めたり、
図４に示すように全くランダムな箇所の各画素データを
抽出する方法がある。システムによっては標本の取り方
をエンドユーザに選択させる方法もある。しかるに、何
らかのルールに従って予備的なスキャンを行い必要な位
置での明るさデータを標本として採用する。
【００２１】なお、Ａ／Ｄ変換器６の精度は１６bit と
する。これにより、明るさのデータは、０〜６５５３５
の範囲まで表すことができ、この明るさ範囲に収まらな
いデータ、すなわち暗すぎるデータ、明るすぎるデータ
はそれぞれ０，６５５３５になる。
する。これにより、明るさのデータは、０〜６５５３５
の範囲まで表すことができ、この明るさ範囲に収まらな
いデータ、すなわち暗すぎるデータ、明るすぎるデータ
はそれぞれ０，６５５３５になる。
【００２２】次に、正規分布導出機能１２により抽出し
た標本の集合から各画素の明るさに対する正規分布が導
出される。すなわち、抽出された標本から正規分布を導
き出すため平均値ｘ、標準偏差ｓが求められる。但し、
明るさが「０」のデータは標本から除外する。これはそ
のデータが試料によるものでなく、背景から来ている可
能性が高いからである。本実施の形態では、明るさが
「０」のデータのみ除外するが、これに限らず例えば明
るさデータ「０〜１０」を除外するなどある範囲をもっ
て除外してもよい。
た標本の集合から各画素の明るさに対する正規分布が導
出される。すなわち、抽出された標本から正規分布を導
き出すため平均値ｘ、標準偏差ｓが求められる。但し、
明るさが「０」のデータは標本から除外する。これはそ
のデータが試料によるものでなく、背景から来ている可
能性が高いからである。本実施の形態では、明るさが
「０」のデータのみ除外するが、これに限らず例えば明
るさデータ「０〜１０」を除外するなどある範囲をもっ
て除外してもよい。
【００２３】次に、平均値ｘがＡ／Ｄ変換器６で表せる
最大値（以下、ＡＤmax と称する）の半分以上、すなわ
ち ｘ＞ＡＤmax ／２ …(1) であれば受光素子３を制御し、その出力電流が減少する
ようにする。本実施の形態では、アナログ増幅器５のゲ
インの範囲が１〜１０であるので、１／１０倍、１／１
００倍、１／１０００倍となる方向で、 ｘ＜ＡＤmax ／２ …(2) が成立するまで受光素子３を制御すればよい。
最大値（以下、ＡＤmax と称する）の半分以上、すなわ
ち ｘ＞ＡＤmax ／２ …(1) であれば受光素子３を制御し、その出力電流が減少する
ようにする。本実施の形態では、アナログ増幅器５のゲ
インの範囲が１〜１０であるので、１／１０倍、１／１
００倍、１／１０００倍となる方向で、 ｘ＜ＡＤmax ／２ …(2) が成立するまで受光素子３を制御すればよい。
【００２４】この結果、図５に示すような正規分布が導
出される。次に、測定パラメータ決定機能１３により正
規分布から得られる明るさのダイナミックレンジに基づ
いてオフセット演算部４のオフセット及びアナログ増幅
器５のゲインが決定される。すなわち、先ず、標本のう
ち、どの割合まで有効データとして取り込みが必要であ
るかを決める。有効データとは、明るさが「０」に潰れ
ず、かつＡＤmax を超えないことである。本実施の形態
では、９９．７％のデータが有効データとして必要であ
るとすると、有効データは、正規分布からｘ±３ｓ
…（３）となればよい。そこで、試料の明るさの最大値
をＩｍａｘ 、最小値をＩmin とすると、 Ｉmax ＝ｘ＋３ｓ …(4) Ｉmin ＝ｘ−３ｓ …(5) となる。ここで、（Ｉmax −Ｉmin ）をダイナミックレ
ンジとする。
出される。次に、測定パラメータ決定機能１３により正
規分布から得られる明るさのダイナミックレンジに基づ
いてオフセット演算部４のオフセット及びアナログ増幅
器５のゲインが決定される。すなわち、先ず、標本のう
ち、どの割合まで有効データとして取り込みが必要であ
るかを決める。有効データとは、明るさが「０」に潰れ
ず、かつＡＤmax を超えないことである。本実施の形態
では、９９．７％のデータが有効データとして必要であ
るとすると、有効データは、正規分布からｘ±３ｓ
…（３）となればよい。そこで、試料の明るさの最大値
をＩｍａｘ 、最小値をＩmin とすると、 Ｉmax ＝ｘ＋３ｓ …(4) Ｉmin ＝ｘ−３ｓ …(5) となる。ここで、（Ｉmax −Ｉmin ）をダイナミックレ
ンジとする。
【００２５】このダイナミックレンジが予め定められた
値より小さい場合には、受光素子３を制御し、出力電流
を増幅するようにする。例えば、ダイナミックレンジ
が、 （Ｉmax −Ｉmin ）＜１００ …(6) ならば、受光素子３の制御が必要であると判断する。そ
の場合、受光素子３の出力電流は、１０倍、１００倍、
１０００倍となる方向で、 （Ｉmax −Ｉmin ）＞１００ …(7) が成立するまで受光素子３を制御する。
値より小さい場合には、受光素子３を制御し、出力電流
を増幅するようにする。例えば、ダイナミックレンジ
が、 （Ｉmax −Ｉmin ）＜１００ …(6) ならば、受光素子３の制御が必要であると判断する。そ
の場合、受光素子３の出力電流は、１０倍、１００倍、
１０００倍となる方向で、 （Ｉmax −Ｉmin ）＞１００ …(7) が成立するまで受光素子３を制御する。
【００２６】次に、上記ダイナミックレンジを基に新し
いオフセットｏ、ゲインｇが求められる。これらオフセ
ットｏ、ゲインｇは、 ｇ＝（ＡＤmax ／（Ｉmax −Ｉmin ））＊ｇ2 ／ｋ …(8) ｏ＝（（Ｉmin ＋ｏ2 ）／ｇ2 ）＊ｇ …(9) を計算することにより求められる。ここで、ｏ2 は元の
オフセット、ｇ2 はゲインである。
いオフセットｏ、ゲインｇが求められる。これらオフセ
ットｏ、ゲインｇは、 ｇ＝（ＡＤmax ／（Ｉmax −Ｉmin ））＊ｇ2 ／ｋ …(8) ｏ＝（（Ｉmin ＋ｏ2 ）／ｇ2 ）＊ｇ …(9) を計算することにより求められる。ここで、ｏ2 は元の
オフセット、ｇ2 はゲインである。
【００２７】本実施の形態では、１＜ｇ＜１０の範囲で
なければならないので、この範囲に納まらない場合は、
受光素子３を使って出力電流を制御する。つまり、受光
素子３の出力電流が１０倍の単位で変化するように受光
素子３を制御し、残りの出力電流の倍率はアナログ増幅
器５のゲインｇで制御する。又、ｋは通常「１」でよい
が、出力結果をあるbit 幅に抑え込みたいときに用い
る。例えば、８bit に抑えたいときは、ｋ＝２＾｛（Ａ
／Ｄ変換器６のbit 幅）−（必要なデータのbit幅）｝
＝２＾（１６−８）とすればよい。
なければならないので、この範囲に納まらない場合は、
受光素子３を使って出力電流を制御する。つまり、受光
素子３の出力電流が１０倍の単位で変化するように受光
素子３を制御し、残りの出力電流の倍率はアナログ増幅
器５のゲインｇで制御する。又、ｋは通常「１」でよい
が、出力結果をあるbit 幅に抑え込みたいときに用い
る。例えば、８bit に抑えたいときは、ｋ＝２＾｛（Ａ
／Ｄ変換器６のbit 幅）−（必要なデータのbit幅）｝
＝２＾（１６−８）とすればよい。
【００２８】例えば、受光素子３がフォトマルチプライ
ヤであれば、有効な電流増幅は、１０Ｋ〜１００Ｍ倍で
あるので、その幅は１０Ｋであり、１６bit のＡ／Ｄ変
換器６のダイナミックレンジに納まる。（Ｋ＝１０3 ，
Ｍ＝１０6 ） 従って、通常は平均値ｘ＞ＡＤmax ／２のため受光素子
３の出力電流を減少させたり、ダイナミックレンジ（Ｉ
max −Ｉmin ）が小さすぎて受光素子３の出力電流を増
幅させることもない。
ヤであれば、有効な電流増幅は、１０Ｋ〜１００Ｍ倍で
あるので、その幅は１０Ｋであり、１６bit のＡ／Ｄ変
換器６のダイナミックレンジに納まる。（Ｋ＝１０3 ，
Ｍ＝１０6 ） 従って、通常は平均値ｘ＞ＡＤmax ／２のため受光素子
３の出力電流を減少させたり、ダイナミックレンジ（Ｉ
max −Ｉmin ）が小さすぎて受光素子３の出力電流を増
幅させることもない。
【００２９】このように上記第１の実施の形態において
は、試料画像データのうち一部分の画像データを標本と
して抽出し、この抽出した標本の集合から各画素の明る
さに対する正規分布を導出し、この正規分布から得られ
る明るさのダイナミックレンジに基づいてオフセット演
算部４のオフセット及びアナログ増幅器５のゲインを決
定するので、一回の予備的スキャンでダイナミックレン
ジ（Ｉmax −Ｉmin ）を測定し、受光素子３、オフセッ
ト及びゲインの測定パラメータを設定できる。この測定
パラメータを設定する間ユーザは何も設定する必要はな
く、又データのうち９５．４％は暗すぎたり（＝０）、
明るすぎたり（＝６５５３５）せず、有効に利用でき
る。又、予備的なスキャンの範囲は、全試料画像データ
に対して小さいので、ユーザは早く結果を見ることがで
き、さらにその分褪色も抑えられる。 (2) 以下、本発明の第２の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、本第２の実施の形態のレーザ走
査型顕微鏡は、図１に示すレーザ走査型顕微鏡の構成と
同一なので、同図を参照して説明する。
は、試料画像データのうち一部分の画像データを標本と
して抽出し、この抽出した標本の集合から各画素の明る
さに対する正規分布を導出し、この正規分布から得られ
る明るさのダイナミックレンジに基づいてオフセット演
算部４のオフセット及びアナログ増幅器５のゲインを決
定するので、一回の予備的スキャンでダイナミックレン
ジ（Ｉmax −Ｉmin ）を測定し、受光素子３、オフセッ
ト及びゲインの測定パラメータを設定できる。この測定
パラメータを設定する間ユーザは何も設定する必要はな
く、又データのうち９５．４％は暗すぎたり（＝０）、
明るすぎたり（＝６５５３５）せず、有効に利用でき
る。又、予備的なスキャンの範囲は、全試料画像データ
に対して小さいので、ユーザは早く結果を見ることがで
き、さらにその分褪色も抑えられる。 (2) 以下、本発明の第２の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、本第２の実施の形態のレーザ走
査型顕微鏡は、図１に示すレーザ走査型顕微鏡の構成と
同一なので、同図を参照して説明する。
【００３０】かかるレーザ走査型顕微鏡における標本抽
出機能１１には、標本数が妥当であるかどうかを判断
し、この標本数が基準に達していなければ標本数を増加
する機能を有している。
出機能１１には、標本数が妥当であるかどうかを判断
し、この標本数が基準に達していなければ標本数を増加
する機能を有している。
【００３１】次に上記の如く構成されたレーザ走査型顕
微鏡での標本数の決定作用について図６に示す標本抽出
フローチャートに従って説明する。先ず、受光素子３へ
の入力量制御であり、ここでは予め最適であると決めら
れている値に固定する。
微鏡での標本数の決定作用について図６に示す標本抽出
フローチャートに従って説明する。先ず、受光素子３へ
の入力量制御であり、ここでは予め最適であると決めら
れている値に固定する。
【００３２】次に、試料画像データを使用して受光素子
３からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
３からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
【００３３】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法は、標本抽出機能１１によりステップ＃
１において、例えば図３に示すように試料画像データ１
４のラスタを例えば３か所程度選択してその画素データ
を集める方法を用いる。
本の抽出の方法は、標本抽出機能１１によりステップ＃
１において、例えば図３に示すように試料画像データ１
４のラスタを例えば３か所程度選択してその画素データ
を集める方法を用いる。
【００３４】そこで、図７に示すように試料画像データ
１４においてラスタを例えば３か所「１〜３」を選択し
てその画素データを集め、これら画素データを用いて平
均値ｘが求められる。
１４においてラスタを例えば３か所「１〜３」を選択し
てその画素データを集め、これら画素データを用いて平
均値ｘが求められる。
【００３５】そして、ステップ＃２において、ｔ分布を
用いて母集合の平均値の９５．４％信頼区間はどのくら
いの幅になるかが計算される。すなわち、母集合の平均
値の９５．４％信頼区間ｘ±ａが求められる。
用いて母集合の平均値の９５．４％信頼区間はどのくら
いの幅になるかが計算される。すなわち、母集合の平均
値の９５．４％信頼区間ｘ±ａが求められる。
【００３６】上記３か所「１〜３」のラスタで得られた
標本数をｎ、標準誤差をｅ、標本の標準偏差をｓとする
と、標準誤差ｅは、 ｅ＝ｓ／（ｎ）1/2 …(10) となる。
標本数をｎ、標準誤差をｅ、標本の標準偏差をｓとする
と、標準誤差ｅは、 ｅ＝ｓ／（ｎ）1/2 …(10) となる。
【００３７】信頼区間９５．４％のｔ値は、４．３０３
であるので、 ａ＝（ｔ値）＊ｅ …(11) により求められる。
であるので、 ａ＝（ｔ値）＊ｅ …(11) により求められる。
【００３８】次に、このａによって標本数の妥当性を評
価する。ステップ＃３において、このａと予め設定され
た基準値とを比較し、ａがこの基準値を超えるならば、
図６に示す試料画像データ１４上でラスタの箇所を例え
ば「４〜６」に増やして試料画像データ１４に対するス
キャンが行われる。
価する。ステップ＃３において、このａと予め設定され
た基準値とを比較し、ａがこの基準値を超えるならば、
図６に示す試料画像データ１４上でラスタの箇所を例え
ば「４〜６」に増やして試料画像データ１４に対するス
キャンが行われる。
【００３９】このようにラスタ箇所「４〜６」でスキャ
ンが行われると、ステップ＃２ではじめにスキャンした
「１〜３」と合わせたラスタ箇所「１〜６」により抽出
された標本から再度信頼区間ａを求め、ステップ＃３で
基準値と比較する。ａが基準を満たしていれば、標本数
は十分であると判断する。
ンが行われると、ステップ＃２ではじめにスキャンした
「１〜３」と合わせたラスタ箇所「１〜６」により抽出
された標本から再度信頼区間ａを求め、ステップ＃３で
基準値と比較する。ａが基準を満たしていれば、標本数
は十分であると判断する。
【００４０】以下、上記第１の実施の形態と同様に、正
規分布から得られる明るさのダイナミックレンジに基づ
いてオフセット演算部４のオフセット及びアナログ増幅
器５のゲインが決定される。
規分布から得られる明るさのダイナミックレンジに基づ
いてオフセット演算部４のオフセット及びアナログ増幅
器５のゲインが決定される。
【００４１】なお、図６に示す標本抽出フローチャート
では、ループの回数を定めていないが、基準に達するま
で永久に繰り返してもよいし、例えば５回とかループ回
数を決めてもよい。又、例えば５回ループを行ってもａ
が基準値に達しない場合は、その試料におけるヒストグ
ラムが正規分布で近似不可能と見做して、従来方法で測
定パラメータの自動設定を行ってもよい。
では、ループの回数を定めていないが、基準に達するま
で永久に繰り返してもよいし、例えば５回とかループ回
数を決めてもよい。又、例えば５回ループを行ってもａ
が基準値に達しない場合は、その試料におけるヒストグ
ラムが正規分布で近似不可能と見做して、従来方法で測
定パラメータの自動設定を行ってもよい。
【００４２】このように上記第２の実施の形態において
は、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは
言うまでもなく、かつ標本数が妥当であるかどうかを判
断し、この標本数が基準に達していなければ標本数を増
加する機能を有するので、標本数を動的に変えることが
できる。つまり、１回の所定の標本数でダイナミックレ
ンジを求めるのに十分な標本数と判断されれば、素早く
試料画像データを取り込むことができ、不十分であれば
満足な結果が得られるまで繰り返し予備的スキャンを行
うことが可能になり、ダイナミックレンジの正確さが保
証される。 (3) 以下、本発明の第３の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、本第３の実施の形態のレーザ走
査型顕微鏡は、図１に示すレーザ走査型顕微鏡の構成と
同一なので、同図を参照して説明する。
は、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは
言うまでもなく、かつ標本数が妥当であるかどうかを判
断し、この標本数が基準に達していなければ標本数を増
加する機能を有するので、標本数を動的に変えることが
できる。つまり、１回の所定の標本数でダイナミックレ
ンジを求めるのに十分な標本数と判断されれば、素早く
試料画像データを取り込むことができ、不十分であれば
満足な結果が得られるまで繰り返し予備的スキャンを行
うことが可能になり、ダイナミックレンジの正確さが保
証される。 (3) 以下、本発明の第３の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、本第３の実施の形態のレーザ走
査型顕微鏡は、図１に示すレーザ走査型顕微鏡の構成と
同一なので、同図を参照して説明する。
【００４３】かかるレーザ走査型顕微鏡における測定パ
ラメータ決定機能１３には、標本の集合の各画素の明る
さから作成した正規分布が複数の存在する場合、これら
正規分布を分ける各しきい値を決定して各正規分布を各
グループに分け、これら正規分布ごとの平均値と標準偏
差とに基づいてオフセット演算部４のオフセット及びア
ナログ増幅器５のゲインを決定する機能を有している。
ラメータ決定機能１３には、標本の集合の各画素の明る
さから作成した正規分布が複数の存在する場合、これら
正規分布を分ける各しきい値を決定して各正規分布を各
グループに分け、これら正規分布ごとの平均値と標準偏
差とに基づいてオフセット演算部４のオフセット及びア
ナログ増幅器５のゲインを決定する機能を有している。
【００４４】次に上記の如く構成されたレーザ走査型顕
微鏡での正規分布が複数の存在する場合の作用について
説明する。先ず、受光素子３への入力量制御であり、こ
こでは予め最適であると決められている値に固定する。
微鏡での正規分布が複数の存在する場合の作用について
説明する。先ず、受光素子３への入力量制御であり、こ
こでは予め最適であると決められている値に固定する。
【００４５】次に、試料画像データを使用して受光素子
３からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
３からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
【００４６】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法は、標本抽出機能１１により例えば上記
図２に示すように試料画像データ１４の対角線上にスキ
ャンしてその画素データを集める。
本の抽出の方法は、標本抽出機能１１により例えば上記
図２に示すように試料画像データ１４の対角線上にスキ
ャンしてその画素データを集める。
【００４７】そして、これら抽出された標本から平均値
ｘ、標準偏差ｓが求められ、その正規分布が導き出され
る。例えば工業系走査顕微鏡で金属片の試料を反射光で
観察する場合、反射光の明るさはその金属片が持つ種々
の角度で決まる場合がある。例えば、その金属片の表面
が水平面から３０度、４５度、６０度の角度をもってい
れば、抽出した標本により得られるヒストグラムは、図
８にような分布となる。
ｘ、標準偏差ｓが求められ、その正規分布が導き出され
る。例えば工業系走査顕微鏡で金属片の試料を反射光で
観察する場合、反射光の明るさはその金属片が持つ種々
の角度で決まる場合がある。例えば、その金属片の表面
が水平面から３０度、４５度、６０度の角度をもってい
れば、抽出した標本により得られるヒストグラムは、図
８にような分布となる。
【００４８】このヒストグラムは、明るさのグループが
３つなので、これらグループを分ける各しきい値ｆ1 、
ｆ2 を決める。これらしきい値ｆ1 、ｆ2 は、予めユー
ザが手入力で行ってもよいし、又は明るさ分布のヒスト
グラムを作成し、その中で離散的な部分からしきい値ｆ
1 、ｆ2 を求めてもよい。すなわち、図８に示すしきい
値は、何らかの方法で決めた各しきい値ｆ1 、ｆ2 であ
る。
３つなので、これらグループを分ける各しきい値ｆ1 、
ｆ2 を決める。これらしきい値ｆ1 、ｆ2 は、予めユー
ザが手入力で行ってもよいし、又は明るさ分布のヒスト
グラムを作成し、その中で離散的な部分からしきい値ｆ
1 、ｆ2 を求めてもよい。すなわち、図８に示すしきい
値は、何らかの方法で決めた各しきい値ｆ1 、ｆ2 であ
る。
【００４９】ここでは、３つのグループに分けて正規分
布を導出する。これら正規分布Ｑ1、Ｑ2 、Ｑ3 であれ
ば、それぞれの平均値、標準偏差は、ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ
3 、ｓ1 ，ｓ2 ，ｓ3 となる。
布を導出する。これら正規分布Ｑ1、Ｑ2 、Ｑ3 であれ
ば、それぞれの平均値、標準偏差は、ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ
3 、ｓ1 ，ｓ2 ，ｓ3 となる。
【００５０】エンドユーザは、通常、全ての明るさデー
タを見たいので、 Ｉmax ＝ｘ3 ＋３・ｓ3 …(12) Ｉmin ＝ｘ1 −３・ｓ1 …(13) とする。
タを見たいので、 Ｉmax ＝ｘ3 ＋３・ｓ3 …(12) Ｉmin ＝ｘ1 −３・ｓ1 …(13) とする。
【００５１】又、正規分布Ｑ2 、Ｑ3 のみに限定したい
場合には、 Ｉmax ＝ｘ3 ＋３・ｓ3 …(14) Ｉmin ＝ｘ2 −３・ｓ2 …(15) とする。
場合には、 Ｉmax ＝ｘ3 ＋３・ｓ3 …(14) Ｉmin ＝ｘ2 −３・ｓ2 …(15) とする。
【００５２】このように各正規分布からＩmax 、Ｉmin
が求められると、これらＩmax 、Ｉmin 基づいてオフセ
ット演算部４の各オフセット及びアナログ増幅器５の各
ゲインが決定される。
が求められると、これらＩmax 、Ｉmin 基づいてオフセ
ット演算部４の各オフセット及びアナログ増幅器５の各
ゲインが決定される。
【００５３】このように上記第３の実施の形態において
は、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは
言うまでもなく、かつ正規分布Ｑ1 、Ｑ2 、Ｑ3 を分け
る各しきい値ｆ1 、ｆ2 を決定し、これら正規分布Ｑ
1 、Ｑ2 、Ｑ3 に基づいてオフセット演算部４のオフセ
ット及びアナログ増幅器５のゲインを決定するので、正
規分布Ｑ1 、Ｑ2 、Ｑ3 が複数存在する場合でも、これ
ら正規分布Ｑ1 、Ｑ2 、Ｑ3 でのそれぞれの平均値及び
標準偏差を組み合わせて使うことにより、オフセット、
ゲインの測定パラメータの自動設定ができる。
は、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは
言うまでもなく、かつ正規分布Ｑ1 、Ｑ2 、Ｑ3 を分け
る各しきい値ｆ1 、ｆ2 を決定し、これら正規分布Ｑ
1 、Ｑ2 、Ｑ3 に基づいてオフセット演算部４のオフセ
ット及びアナログ増幅器５のゲインを決定するので、正
規分布Ｑ1 、Ｑ2 、Ｑ3 が複数存在する場合でも、これ
ら正規分布Ｑ1 、Ｑ2 、Ｑ3 でのそれぞれの平均値及び
標準偏差を組み合わせて使うことにより、オフセット、
ゲインの測定パラメータの自動設定ができる。
【００５４】なお、本発明は、上記第１乃至第３の実施
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。例えば、上記第１の実施の形態において標本を抽出
し、その標本が正規分布に対して歪んでいるかを判断
し、その歪みの量に応じて最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin
を修正してダイナミックレンジを変更設定するようにし
てもよい。
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。例えば、上記第１の実施の形態において標本を抽出
し、その標本が正規分布に対して歪んでいるかを判断
し、その歪みの量に応じて最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin
を修正してダイナミックレンジを変更設定するようにし
てもよい。
【００５５】以下、この方法について説明する。なお、
かかるレーザ走査型顕微鏡は、図１に示すレーザ走査型
顕微鏡の構成と同一なので、同図を参照して説明する。
先ず、受光素子３への入力量制御であり、ここでは予め
最適であると決められている値に固定する。
かかるレーザ走査型顕微鏡は、図１に示すレーザ走査型
顕微鏡の構成と同一なので、同図を参照して説明する。
先ず、受光素子３への入力量制御であり、ここでは予め
最適であると決められている値に固定する。
【００５６】次に、試料画像データを使用して受光素子
３からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
３からの出力電流のダイナミックレンジを求める。目的
とする試料画像データを構成する各画素データは、上記
同様に見たい試料の明るさを示しており、この全画素デ
ータを母集合と考える。
【００５７】この全画素データからなる母集合からの標
本の抽出の方法は、標本抽出機能１１により例えば上記
図２に示すように試料画像データ１４の対角線上にスキ
ャンしてその画素データを集めたり、上記図３に示すよ
うに試料画像データ１４のラスタを例えば３か所程度選
択してその画素データを集めたり、上記図４に示すよう
に全くランダムな箇所の各画素データを抽出するなど如
何なる方法でもよい。
本の抽出の方法は、標本抽出機能１１により例えば上記
図２に示すように試料画像データ１４の対角線上にスキ
ャンしてその画素データを集めたり、上記図３に示すよ
うに試料画像データ１４のラスタを例えば３か所程度選
択してその画素データを集めたり、上記図４に示すよう
に全くランダムな箇所の各画素データを抽出するなど如
何なる方法でもよい。
【００５８】このように抽出した標本数をｎとしてその
平均値ｘ、標準偏差ｓを求め、これら平均値ｘ、標準偏
差ｓから歪度ｗを求める。この歪度ｗは、 により表される。但し、Ｉi は各標本（明るさ）データ
である。
平均値ｘ、標準偏差ｓを求め、これら平均値ｘ、標準偏
差ｓから歪度ｗを求める。この歪度ｗは、 により表される。但し、Ｉi は各標本（明るさ）データ
である。
【００５９】この結果、歪度ｗは、図９(a)(b)に示すよ
うに正規分布からのずれを表わし、同図(a) はｗ＞０の
場合、同図(b) はｗ＜０の場合である。次に、ダイナミ
ックレンジは、上記各実施の形態においては正規分布で
の明るさの最大値をＩmax 、最小値をＩmin として Ｉmax ＝ｘ＋ｚ Ｉmin ＝ｘ−ｚ を求め、これら最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin から（Ｉ
max −Ｉmin ）として求めていた。
うに正規分布からのずれを表わし、同図(a) はｗ＞０の
場合、同図(b) はｗ＜０の場合である。次に、ダイナミ
ックレンジは、上記各実施の形態においては正規分布で
の明るさの最大値をＩmax 、最小値をＩmin として Ｉmax ＝ｘ＋ｚ Ｉmin ＝ｘ−ｚ を求め、これら最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin から（Ｉ
max −Ｉmin ）として求めていた。
【００６０】これに対し、かかる変形例では、正規分布
での明るさの最大値をＩmax 、最小値をＩmin を、 Ｉmax ＝ｘ＋ｚ2 …(17) Ｉmin ＝ｘ−ｚ1 …(18) して表し、これらＩmax 、Ｉmin からタイナミックレン
ジ（Ｉmax −Ｉmin ）を表す。
での明るさの最大値をＩmax 、最小値をＩmin を、 Ｉmax ＝ｘ＋ｚ2 …(17) Ｉmin ＝ｘ−ｚ1 …(18) して表し、これらＩmax 、Ｉmin からタイナミックレン
ジ（Ｉmax −Ｉmin ）を表す。
【００６１】ここで、ｚ2 、ｚ1 を次の通り定義する。 ｚ2 ＝ｚ＋ｍ＊ｗ …(19) ｚ1 ＝ｚ−ｍ＊ｗ …(20) ｍは予め決めた正の常数としてｚ2 、ｚ1 の変位量を調
整できるようにする。すると、図９(a) に示すｗ＞０の
場合ではｚ1 ＜ｚ2 、同図(b) に示すｗ＜０の場合では
ｚ1 ＞ｚ2 となり、母集合が正規分布からずれているこ
とを考慮したダイナミックレンジの決定ができる。
整できるようにする。すると、図９(a) に示すｗ＞０の
場合ではｚ1 ＜ｚ2 、同図(b) に示すｗ＜０の場合では
ｚ1 ＞ｚ2 となり、母集合が正規分布からずれているこ
とを考慮したダイナミックレンジの決定ができる。
【００６２】予め歪みの傾向が分かっている試料では、
その種類ごとにｍの値を定め、ユーザがそのｍの値を手
入力するようにしてもよい。このように求められた最大
値Ｉmax 、最小値Ｉmin に基づいて第１の実施の形態と
同様にオフセット演算部４の各オフセット及びアナログ
増幅器５の各ゲインが決定される。
その種類ごとにｍの値を定め、ユーザがそのｍの値を手
入力するようにしてもよい。このように求められた最大
値Ｉmax 、最小値Ｉmin に基づいて第１の実施の形態と
同様にオフセット演算部４の各オフセット及びアナログ
増幅器５の各ゲインが決定される。
【００６３】以上のように標本が正規分布に対して歪ん
でいるかを判断し、その歪みの量に応じて最大値Ｉ
max 、最小値Ｉmin を修正するようにしたので、正規分
布に対して歪みを持っている試料画像データの測定パラ
メータの設定ができる。これにより、明るさの最大値Ｉ
max 、最小値Ｉmin のうち一方が有効データの範囲を超
え、他方が有効データ内に設定されて、母集合の有効デ
ータの過不足ができことを防ぐことができる。つまり、
新たな測定パラメータで試料画像データを取り込んだと
き、暗く無効なデータが多い画像や明るい部分が飛んで
しまう画像を測定することが防止される。
でいるかを判断し、その歪みの量に応じて最大値Ｉ
max 、最小値Ｉmin を修正するようにしたので、正規分
布に対して歪みを持っている試料画像データの測定パラ
メータの設定ができる。これにより、明るさの最大値Ｉ
max 、最小値Ｉmin のうち一方が有効データの範囲を超
え、他方が有効データ内に設定されて、母集合の有効デ
ータの過不足ができことを防ぐことができる。つまり、
新たな測定パラメータで試料画像データを取り込んだと
き、暗く無効なデータが多い画像や明るい部分が飛んで
しまう画像を測定することが防止される。
【００６４】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項１乃
至３によれば、予備的なスキャンの回数を減らし、ダイ
ナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイズの
影響を抑えて正確な測定パラメータの決定ができる走査
型顕微鏡の測定パラメータ決定方法を提供できる。
至３によれば、予備的なスキャンの回数を減らし、ダイ
ナミックレンジの測定精度を高くするとともにノイズの
影響を抑えて正確な測定パラメータの決定ができる走査
型顕微鏡の測定パラメータ決定方法を提供できる。
【００６５】又、本発明の請求項２によれば、ダイナミ
ックレンジを求めるのに満足な結果が得られるまで繰り
返し予備的スキャンを行って、ダイナミックレンジの正
確さを保証できる走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方
法を提供できる。
ックレンジを求めるのに満足な結果が得られるまで繰り
返し予備的スキャンを行って、ダイナミックレンジの正
確さを保証できる走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方
法を提供できる。
【００６６】又、本発明の請求項３によれば、正規分布
が複数存在する場合でもオフセット、ゲインの測定パラ
メータの自動設定ができる走査型顕微鏡の測定パラメー
タ決定方法を提供できる。
が複数存在する場合でもオフセット、ゲインの測定パラ
メータの自動設定ができる走査型顕微鏡の測定パラメー
タ決定方法を提供できる。
【図１】本発明に係わる測定パラメータ決定方法を適用
したレーザ走査型顕微鏡の第１の実施の形態を示す構成
図。
したレーザ走査型顕微鏡の第１の実施の形態を示す構成
図。
【図２】試料画像データの対角線上にスキャンして画素
データを抽出する方法を示す模式図。
データを抽出する方法を示す模式図。
【図３】試料画像データのラスタを３か所程度選択して
画素データを抽出する方法を示す模式図。
画素データを抽出する方法を示す模式図。
【図４】試料画像データの全くランダムな箇所の各画素
データを抽出する方法を示す模式図。
データを抽出する方法を示す模式図。
【図５】明るさデータの正規分布を示す図。
【図６】本発明に係わる第２の実施の形態のレーザ走査
型顕微鏡の標本抽出フローチャート。
型顕微鏡の標本抽出フローチャート。
【図７】同レーザ走査型顕微鏡での標本の抽出作用を示
す模式図。
す模式図。
【図８】本発明に係わる第３の実施の形態のレーザ走査
型顕微鏡で観察する複数存在する正規分布を示す図。
型顕微鏡で観察する複数存在する正規分布を示す図。
【図９】正規分布の歪度を示す図。
【図１０】従来の走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
１：レーザ光源、 ２：走査型顕微鏡、 ３：受光素子、 ４：オフセット演算部、 ５：アナログ増幅器、 ６：Ａ／Ｄ変換器、 １０：システム制御用計算機、 １１：標本抽出機能、 １２：正規分布導出機能、 １３：測定パラメータ決定機能。
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光で試料をスキャンし、試料から
得られる光を受光素子で受光し、この受光素子から出力
されるアナログ電気信号をオフセット演算部及びアナロ
グ増幅器を通してディジタルの試料画像データに変換
し、この試料画像データに基づいて前記オフセット演算
部のオフセット及びアナログ増幅器のゲインを決定する
走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法において、 前記試料画像データのうち一部分の画像データを標本と
して抽出するステップと、 このステップにより抽出した前記標本の集合から各画素
の明るさに対する正規分布を導出するステップと、 このステップにより導出された前記正規分布から得られ
る前記明るさのダイナミックレンジに基づいて前記オフ
セット演算部のオフセット及びアナログ増幅器のゲイン
を決定するステップと、を有することを特徴とする走査
型顕微鏡の測定パラメータ決定方法。 - 【請求項２】 前記試料画像データから抽出する前記標
本数は、前記試料画像データから抽出した前記標本の明
るさに基づいて標準偏差を求め、この標準偏差を用いて
前記試料画像データの前記画像データを母集合とする平
均値の信頼区間の幅を求め、この信頼区間の幅が予め設
定された基準値を超えていれば前記標本数を増加するこ
とを特徴とする請求項１記載の走査型顕微鏡の測定パラ
メータ決定方法。 - 【請求項３】 前記標本の集合の各画素の明るさから作
成した前記正規分布が複数の存在する場合、これら正規
分布を分ける各しきい値を決定して前記各正規分布を各
グループに分け、これらそれぞれの正規分布を用いて得
られる前記明るさのダイナミックレンジに基づいて前記
オフセット演算部のオフセット及びアナログ増幅器のゲ
インを決定することを特徴とする請求項１記載の走査型
顕微鏡の測定パラメータ決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7550498A JPH11271220A (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7550498A JPH11271220A (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271220A true JPH11271220A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13578154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7550498A Withdrawn JPH11271220A (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | 走査型顕微鏡の測定パラメータ決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11271220A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-03-24 JP JP7550498A patent/JPH11271220A/ja not_active Withdrawn
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