JP2016040626A - Confocal microscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共焦点顕微鏡システムに関する。 The present invention relates to a confocal microscope system.
共焦点顕微鏡では、レーザ光源から出射されたレーザ光が対物レンズにより測定対象物に集光される。測定対象物からの反射光が受光レンズにより集光され、ピンホールを通して受光素子に入射する(例えば、特許文献1参照)。レーザ光は測定対象物の表面で二次元的に走査される。また、測定対象物と対物レンズとの間の相対的な距離を変化させることにより受光素子の受光量の分布が変化する。測定対象物の表面に焦点が合ったときに受光量のピークが現れる。受光量分布のピーク強度に基づいて非常に高い焦点深度を有する超深度画像を得ることができる。また、受光量分布のピーク位置に基づいて測定対象物の表面の高さ分布を示す高さ画像を得ることができる。 In the confocal microscope, laser light emitted from a laser light source is condensed on a measurement object by an objective lens. The reflected light from the measurement object is collected by the light receiving lens and enters the light receiving element through the pinhole (see, for example, Patent Document 1). The laser beam is scanned two-dimensionally on the surface of the measurement object. Further, the distribution of the amount of light received by the light receiving element is changed by changing the relative distance between the measurement object and the objective lens. A peak in the amount of received light appears when the surface of the measurement object is focused. An ultra-deep image having a very high depth of focus can be obtained based on the peak intensity of the received light amount distribution. Moreover, a height image showing the height distribution of the surface of the measurement object can be obtained based on the peak position of the received light amount distribution.
共焦点顕微鏡の受光素子の出力信号はA/D変換器(アナログ/デジタル変換器)によりデジタル信号に変換され、各画素に対応する画素データとして出力される。測定対象物の上下方向の複数の位置で一定の領域の画素データに基づいて共焦点画像データが生成され、複数の共焦点画像データに基づいて観察対象物の超深度画像または高さ画像が表示部に表示される。 The output signal of the light receiving element of the confocal microscope is converted into a digital signal by an A / D converter (analog / digital converter) and output as pixel data corresponding to each pixel. Confocal image data is generated based on pixel data of a certain area at multiple positions in the vertical direction of the measurement object, and an ultra-depth image or height image of the observation object is displayed based on the multiple confocal image data Displayed in the section.
観察対象物の表面からの反射光の量が多い場合には、受光素子の出力信号が飽和することがある。それにより、受光量分布のピーク強度およびピーク位置を検出することができない。そのような場合、受光素子のゲイン等の感度パラメータを低く設定することにより、受光素子の出力信号の飽和を防止することができる。一方、観察対象物の表面からの反射光の量が少ない場合には、受光素子の出力信号のレベルがノイズのレベルよりも小さくなることがある。それにより、受光量分布のピークをノイズから識別することができない。そのような場合、感度パラメータを高く設定することにより、受光素子の出力信号のレベルをノイズのレベルよりも高くすることができる。 When the amount of reflected light from the surface of the observation object is large, the output signal of the light receiving element may be saturated. Thereby, the peak intensity and peak position of the received light amount distribution cannot be detected. In such a case, the saturation of the output signal of the light receiving element can be prevented by setting the sensitivity parameter such as the gain of the light receiving element low. On the other hand, when the amount of reflected light from the surface of the observation object is small, the level of the output signal of the light receiving element may be lower than the noise level. As a result, the peak of the received light amount distribution cannot be identified from the noise. In such a case, by setting the sensitivity parameter high, the level of the output signal of the light receiving element can be made higher than the noise level.
しかしながら、観察対象物の表面の状態により反射光の量が多い領域と少ない領域とが混在することがある。このような場合には、感度パラメータを観察対象物の領域ごとに異なる値に設定しなければ、観察対象物の表面の状態を正確に検出することができない。 However, depending on the state of the surface of the observation object, there may be a mixture of a region where the amount of reflected light is large and a region where the amount of reflected light is small. In such a case, the state of the surface of the observation object cannot be accurately detected unless the sensitivity parameter is set to a different value for each region of the observation object.
観察対象物の表面の状態に応じて使用者が感度パラメータを適切な値に設定する作業は煩雑であるとともに時間がかかる。 The operation for the user to set the sensitivity parameter to an appropriate value according to the state of the surface of the observation object is complicated and takes time.
本発明の目的は、使用者が煩雑な作業を行うことなく、観察対象物の表面の状態を短い時間で正確に観察することが可能な共焦点顕微鏡システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a confocal microscope system capable of accurately observing the state of the surface of an observation object in a short time without a complicated operation by a user.
[A]本発明
(1)本発明に係る共焦点顕微鏡システムは、観察対象物にレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を二次元走査する走査光学系と、走査光学系にて走査されたレーザ光を観察対象物に集光する対物レンズと、観察対象物からのレーザ光の反射光を受光する受光素子と、受光素子の出力信号に基づいて、複数の画素に対応する画素データを出力する画素データ出力部と、レーザ光源および受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定する感度設定部と、対物レンズの光軸方向に沿って対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させながら画素データ出力部から出力される画素データに基づいて、画素ごとに対物レンズの光軸方向における受光強度分布のピーク強度を示す超深度画像データを生成する画像データ生成部と、を備える共焦点顕微鏡システムであって、画像データ生成部は、超深度画像データの取得開始指令を契機として、感度設定部により感度パラメータが第1の感度値に設定された状態で、対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させて超深度画像データを第1の超深度画像データとして生成する第1の機能と、第1の機能により生成された第1の超深度画像データの各画素が示すピーク強度に関して予め定められた条件を満足するか否かを判定し、判定結果に基づき感度設定部により感度パラメータを第1の感度値よりも大きい第2の感度値に変更する第2の機能と、感度設定部により感度パラメータが第2の感度値に設定された状態で、対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させて超深度画像データを第2の超深度画像データとして生成する第3の機能と、を有する。
[A] Present Invention (1) A confocal microscope system according to the present invention includes a laser light source that emits laser light to an observation object, a scanning optical system that two-dimensionally scans the laser light emitted from the laser light source, and scanning. An objective lens that condenses the laser beam scanned by the optical system onto the observation object, a light receiving element that receives the reflected light of the laser light from the observation object, and a plurality of pixels based on the output signal of the light receiving element A pixel data output unit that outputs pixel data corresponding to the above, a sensitivity setting unit that sets a sensitivity parameter for adjusting the value of the pixel data by controlling at least one of the laser light source and the light receiving element, and an objective lens The optical axis of the objective lens for each pixel based on the pixel data output from the pixel data output unit while changing the relative distance between the objective lens and the observation object along the optical axis direction of An image data generation unit that generates ultra-depth image data indicating the peak intensity of the received light intensity distribution in the direction, wherein the image data generation unit is triggered by an acquisition start command for the ultra-depth image data In the state where the sensitivity parameter is set to the first sensitivity value by the sensitivity setting unit, the relative distance between the objective lens and the observation object is changed to change the ultra-depth image data to the first ultra-depth image data. It is determined whether or not a predetermined condition regarding a peak intensity indicated by each pixel of the first ultra-depth image data generated by the first function and the first ultra-depth image data generated by the first function is satisfied. Based on the second function of changing the sensitivity parameter to the second sensitivity value larger than the first sensitivity value by the sensitivity setting unit, and the sensitivity parameter being set to the second sensitivity value by the sensitivity setting unit In has a third function of generating an ultradeep image data relative distance is changed as the second ultradeep image data between the objective lens and the observation object.
(2)共焦点顕微鏡システムは、第1の機能のみを実行する第1の処理と第1および第2の機能を実行する第2の処理とのいずれかを指定するために使用者により操作される第1の指定手段をさらに備え、画像データ生成部は、第1の処理が指定された場合に超深度画像データの取得開始指令を契機として第1の機能のみを実行し、第2の処理が指定された場合に超深度画像データの取得開始指令を契機として第1および第2の機能を実行してもよい。 (2) The confocal microscope system is operated by the user to designate either the first process that executes only the first function or the second process that executes the first and second functions. A first specifying means, and the image data generation unit executes only the first function in response to an instruction to start acquisition of ultra-deep image data when the first process is specified; The first and second functions may be executed in response to an instruction to start acquisition of ultra-deep image data.
(3)画像データ生成部は、第2の機能において判定結果に基づき感度パラメータを感度設定部により自動的に第2の感度値に設定してもよい。 (3) The image data generation unit may automatically set the sensitivity parameter to the second sensitivity value by the sensitivity setting unit based on the determination result in the second function.
(4)画像データ生成部は、第1の機能により第1の感度値で取得される複数の画素データに基づいて感度設定部により自動的に第2の感度値を設定してもよい。 (4) The image data generation unit may automatically set the second sensitivity value by the sensitivity setting unit based on a plurality of pixel data acquired with the first sensitivity value by the first function.
(5)共焦点顕微鏡システムは、第2の感度値を設定するために使用者により操作される第2の感度値調整手段をさらに備え、画像データ生成部は、第2の機能において判定結果に基づき感度パラメータを感度設定部により第2の感度値調整手段の操作に基づく第2の感度値に設定してもよい。 (5) The confocal microscope system further includes a second sensitivity value adjusting unit operated by the user to set the second sensitivity value, and the image data generation unit outputs the determination result in the second function. On the basis of the sensitivity parameter, the sensitivity setting unit may set the second sensitivity value based on the operation of the second sensitivity value adjusting unit.
(6)共焦点顕微鏡システムは、第1の感度値を設定するために使用者により操作される第1の感度値調整手段と、第1の感度値の自動設定および第1の感度値調整手段の操作による第1の感度値の手動設定のいずれかを指定するために使用者により操作される第2の指定手段とをさらに備え、画像データ生成部は、第1の感度値の自動設定が指定された場合に、第1の機能において感度設定部により感度パラメータを自動的に第1の感度値に設定し、第1の感度値の手動設定が指定された場合に、第1の機能において感度設定部により感度パラメータを第1の感度値調整手段の操作に基づく第1の感度値に設定してもよい。 (6) The confocal microscope system includes a first sensitivity value adjusting unit operated by a user to set the first sensitivity value, an automatic setting of the first sensitivity value, and a first sensitivity value adjusting unit. And a second specifying means operated by a user to specify any one of the manual setting of the first sensitivity value by the operation of the above, and the image data generation unit is configured to automatically set the first sensitivity value. In the first function, the sensitivity parameter is automatically set to the first sensitivity value by the sensitivity setting unit in the first function, and the manual setting of the first sensitivity value is designated in the first function. The sensitivity parameter may be set to the first sensitivity value based on the operation of the first sensitivity value adjusting means by the sensitivity setting unit.
(7)共焦点顕微鏡システムは、対物レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動部をさらに備え、画像データ生成部は、第1の機能および第3の機能の両方において、レンズ駆動部を制御することにより、対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させてもよい。 (7) The confocal microscope system further includes a lens driving unit that moves the objective lens in the optical axis direction, and the image data generation unit controls the lens driving unit in both the first function and the third function. Thus, the relative distance between the objective lens and the observation object may be changed.
(8)画像データ生成部は、第2の機能において、所定値以下のピーク強度を有する画素に関する判定値を生成し、生成した判定値と予め定められたしきい値とを比較して判定を行ってもよい。 (8) In the second function, the image data generation unit generates a determination value related to a pixel having a peak intensity equal to or less than a predetermined value, and compares the generated determination value with a predetermined threshold value to perform determination. You may go.
(9)画像データ生成部は、第2の機能において第1の機能により生成された第1の超深度画像データの各画素が示すピーク強度に関して条件が満足される場合に、感度設定部により感度パラメータを第1の感度値から第2の感度値に変更しないとともに、第3の機能を実行しなくてもよい。 (9) In the second function, the image data generation unit performs sensitivity using the sensitivity setting unit when a condition is satisfied regarding the peak intensity indicated by each pixel of the first ultra-deep image data generated by the first function. The parameter may not be changed from the first sensitivity value to the second sensitivity value, and the third function may not be executed.
(10)画像データ生成部は、第2の機能において第1の機能により生成された第1の超深度画像データの各画素が示すピーク強度に関して条件が満足されない場合に、感度設定部により感度パラメータを第1の感度値から第2の感度値に自動的に変更してもよい。 (10) In the second function, the sensitivity setting unit causes the sensitivity parameter to change the sensitivity parameter when the condition regarding the peak intensity indicated by each pixel of the first ultra-deep image data generated by the first function is not satisfied. May be automatically changed from the first sensitivity value to the second sensitivity value.
(11)感度設定部は、画像データ生成部による第2の機能において、受光素子のゲインを制御することにより感度パラメータを第1の感度値から第2の感度値に変更してもよい。 (11) In the second function by the image data generation unit, the sensitivity setting unit may change the sensitivity parameter from the first sensitivity value to the second sensitivity value by controlling the gain of the light receiving element.
(12)感度設定部は、画像データ生成部による第2の機能において、レーザ光源から出射されるレーザ光の量を受光素子のゲインよりも優先的に制御することにより、感度パラメータを第1の感度値から第2の感度値に変更してもよい。 (12) In the second function of the image data generation unit, the sensitivity setting unit controls the amount of laser light emitted from the laser light source with priority over the gain of the light receiving element, thereby setting the sensitivity parameter to the first The sensitivity value may be changed to the second sensitivity value.
(13)共焦点顕微鏡システムは、観察対象物からのレーザ光の反射光を受光素子に導く受光光学系をさらに備え、感度設定部は、レーザ光源、受光素子および受光光学系のうち少なくとも1つを制御することにより、感度パラメータを設定してもよい。 (13) The confocal microscope system further includes a light receiving optical system that guides reflected light of the laser light from the observation target to the light receiving element, and the sensitivity setting unit is at least one of the laser light source, the light receiving element, and the light receiving optical system. The sensitivity parameter may be set by controlling.
(14)画像データ生成部は、画素ごとに対物レンズの光軸方向における受光強度分布のピーク位置を示す高さデータを生成してもよい。 (14) The image data generation unit may generate height data indicating the peak position of the received light intensity distribution in the optical axis direction of the objective lens for each pixel.
(15)走査光学系は、レーザ光源から出射されたレーザ光を観察対象物の表面に設定された単位領域内で二次元走査し、画像データ生成部は、単位領域ごとに表面画像データを生成し、単位領域ごとに生成された表面画像データ同士を連結することにより、単位領域よりも大きい面積の画像データを生成してもよい。 (15) The scanning optical system two-dimensionally scans the laser light emitted from the laser light source within the unit region set on the surface of the observation object, and the image data generation unit generates surface image data for each unit region. Then, image data having an area larger than that of the unit region may be generated by connecting the surface image data generated for each unit region.
[B]参考形態
(1)第1の参考形態に係る顕微鏡システムは、観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムであって、光を出射する光源と、受光素子と、観察対象物の表面に設定された単位領域内で、光源から出射された光を集光しつつ観察対象物に照射するとともに、観察対象物に照射された光を受光素子に導く光学系と、受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データを出力する画素データ出力部と、光源、光学系および受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定する感度設定部と、感度設定部により感度パラメータが第1の値に設定された状態で画素データ出力部により出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第1の測定および感度設定部により感度パラメータが第1の値よりも大きい第2の値に設定された状態で画素データ出力部により出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第2の測定を行うための画像データ生成部とを備え、画像データ生成部は、単位領域ごとに、第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値を生成し、生成された判定値に基づいて第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かを判定し、第1の測定の結果が条件を満足しない場合に第2の測定を行い、第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとを合成することにより観察対象物の表面の状態を示す表面画像データを生成し、第1の測定の結果が条件を満足する場合に第2の測定を行わず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データを生成し、単位領域ごとに生成された表面画像データ同士を連結することにより、単位領域よりも大きい面積の画像データを生成するものである。
[B] Reference Form (1) A microscope system according to a first reference form is a microscope system for observing the state of the surface of an observation object, and includes a light source that emits light, a light receiving element, and an observation object. In the unit area set on the surface, the light emitted from the light source is condensed to irradiate the observation target, and the optical system that guides the light irradiated on the observation target to the light receiving element, and the output of the light receiving element A pixel data output unit that outputs pixel data corresponding to a plurality of pixels based on a signal, and a sensitivity parameter for adjusting the value of pixel data by controlling at least one of a light source, an optical system, and a light receiving element For each pixel indicating the state of the surface of the observation object based on the pixel data output by the pixel data output unit in a state where the sensitivity parameter is set to the first value by the sensitivity setting unit An object to be observed based on the pixel data output by the pixel data output unit in a state where the sensitivity parameter is set to a second value larger than the first value by the first measurement and sensitivity setting unit that generates the image data of An image data generation unit for performing a second measurement for generating image data for each pixel indicating the surface state of the object, and the image data generation unit is generated for each unit region at the time of the first measurement. A determination value for determining whether or not to perform the second measurement is generated based on the image data, and whether or not the result of the first measurement satisfies a predetermined condition based on the generated determination value If the result of the first measurement does not satisfy the condition, the second measurement is performed, and the image data generated during the first measurement and the image data generated during the second measurement are combined. The surface condition of the observation object And generating surface image data based on the image data generated during the first measurement without performing the second measurement when the result of the first measurement satisfies the condition, By connecting the surface image data generated for each unit region, image data having a larger area than the unit region is generated.
その顕微鏡システムにおいては、光源から出射された光が光学系により集光されつつ観察対象物に照射され、観察対象物に照射された光が受光素子に導かれる。受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データが出力される。 In the microscope system, the light emitted from the light source is applied to the observation object while being collected by the optical system, and the light applied to the observation object is guided to the light receiving element. Pixel data corresponding to a plurality of pixels is output based on the output signal of the light receiving element.
感度パラメータが第1の値に設定された状態で画素ごとの画像データを生成する第1の測定が行われる。第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値が生成される。生成された判定値に基づいて、第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かが判定される。 A first measurement for generating image data for each pixel is performed with the sensitivity parameter set to the first value. A determination value for determining whether or not to perform the second measurement is generated based on the image data generated during the first measurement. Based on the generated determination value, it is determined whether or not the result of the first measurement satisfies a predetermined condition.
第1の測定の結果が条件を満足しない場合には、感度パラメータが第2の値に設定された状態で画素ごとの画像データを生成する第2の測定が行われる。これにより、観察対象物の表面の状態に応じて異なる感度パラメータで画像データが生成される。第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとが合成されることにより表面画像データが生成される。これにより、観察対象物の表面の状態が領域ごとに異なる場合でも、観察対象物の表面の状態を正確に観察することができる。 If the result of the first measurement does not satisfy the condition, the second measurement is performed to generate image data for each pixel with the sensitivity parameter set to the second value. Thereby, image data is generated with different sensitivity parameters depending on the state of the surface of the observation object. Surface image data is generated by combining the image data generated during the first measurement and the image data generated during the second measurement. Thereby, even when the state of the surface of the observation object varies from region to region, the surface state of the observation object can be accurately observed.
一方、第1の測定の結果が条件を満足する場合には、第2の測定は行われず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データが生成される。このように、1回の測定で観察対象物の表面の状態を示す表面画像データが生成されるので、合成処理を行うことなく短時間で表面画像データを生成することができる。 On the other hand, when the result of the first measurement satisfies the condition, the second measurement is not performed, and the surface image data is generated based on the image data generated at the time of the first measurement. Thus, since the surface image data which shows the state of the surface of an observation target object is produced | generated by one measurement, surface image data can be produced | generated in a short time, without performing a synthetic | combination process.
これらの結果、使用者が煩雑な作業を行うことなく、観察対象物の表面の状態を短い時間で正確に観察することが可能となる。 As a result, it becomes possible for the user to accurately observe the surface state of the observation object in a short time without performing complicated work.
(2)画像データ生成部は、第1の測定時に生成される画像データの値が予め定められたしきい値以下であるか否かを判定するとともに、しきい値以下の値を有する画像データの数を判定値として生成してもよい。 (2) The image data generation unit determines whether or not the value of the image data generated during the first measurement is equal to or less than a predetermined threshold value, and image data having a value equal to or less than the threshold value May be generated as a determination value.
第1の測定時に生成される画像データの値が予め定められたしきい値以下であるか否かが判定されるとともに、しきい値以下の値を有する画像データの数が判定値として生成される。これにより、観察対象物の表面の状態に応じて異なる感度パラメータで画像データを生成すべきか否かを容易かつ適切に判定することができる。 It is determined whether or not the value of the image data generated during the first measurement is equal to or less than a predetermined threshold value, and the number of image data having a value equal to or less than the threshold value is generated as a determination value. The This makes it possible to easily and appropriately determine whether image data should be generated with different sensitivity parameters depending on the state of the surface of the observation object.
(3)画像データ生成部は、第1および第2の測定を行った場合に、第1の測定時に生成された画像データのうちしきい値よりも高い値を有すると判定された画像データと、第2の測定時に生成された画像データのうち第1の測定時にしきい値以下の値を有すると判定された画像データに対応する画像データとを合成することにより観察対象物の表面の状態を示す表面画像データを生成してもよい。 (3) The image data generation unit, when performing the first and second measurements, image data determined to have a value higher than the threshold value among the image data generated during the first measurement; The state of the surface of the observation object is synthesized by combining the image data corresponding to the image data determined to have a value equal to or less than the threshold value during the first measurement among the image data generated during the second measurement. Surface image data indicating the above may be generated.
第1および第2の測定が行われた場合には、第1の測定時に生成された画像データのうちしきい値よりも高い値を有すると判定された画像データと、第2の測定時に生成された画像データのうち第1の測定時にしきい値以下の値を有すると判定された画像データに対応する画像データとが合成される。それにより、表面画像データが生成される。したがって、簡単な処理で観察対象物の表面の状態をより正確に観察することができる。 When the first and second measurements are performed, image data determined to have a value higher than the threshold value among the image data generated during the first measurement, and generated during the second measurement Of the image data, the image data corresponding to the image data determined to have a value equal to or less than the threshold value at the time of the first measurement is synthesized. Thereby, surface image data is generated. Therefore, the state of the surface of the observation object can be more accurately observed with a simple process.
(4)感度設定部は、光源から出射される光の量、光学系における光の減衰量および受光素子のゲインの少なくとも1つを制御することにより感度パラメータを設定してもよい。この場合、感度設定部により感度パラメータが自動的に設定される。 (4) The sensitivity setting unit may set the sensitivity parameter by controlling at least one of the amount of light emitted from the light source, the amount of light attenuation in the optical system, and the gain of the light receiving element. In this case, the sensitivity parameter is automatically set by the sensitivity setting unit.
(5)感度設定部は、感度パラメータを第1の値から第2の値に変更する際に、第1の光源から出射される光の量または光学系における光の減衰量を受光素子のゲインよりも優先的に制御してもよい。 (5) When changing the sensitivity parameter from the first value to the second value, the sensitivity setting unit determines the amount of light emitted from the first light source or the amount of attenuation of light in the optical system as the gain of the light receiving element. Control may be more preferential than control.
この場合、受光素子のゲインの増加によるノイズレベルの増加が防止される。したがって、ノイズレベルを増加させることなく感度パラメータを適切な第2の値に変更することができる。 In this case, an increase in noise level due to an increase in gain of the light receiving element is prevented. Therefore, the sensitivity parameter can be changed to an appropriate second value without increasing the noise level.
(6)感度設定部は、第1の測定時に生成された画像データに基づいて第2の測定時の感度パラメータの第2の値を決定してもよい。 (6) The sensitivity setting unit may determine the second value of the sensitivity parameter during the second measurement based on the image data generated during the first measurement.
これにより、第1の測定時に生成された画像データに基づいて、第2の測定時の感度パラメータの第2の値を適切に設定することができる。 Thereby, the second value of the sensitivity parameter at the time of the second measurement can be appropriately set based on the image data generated at the time of the first measurement.
(7)感度設定部は、単位領域内の全ての画素に対応する画素データの値が画素データ出力部の出力上限値よりも小さくなるように、感度パラメータの第1の値を設定してもよい。 (7) The sensitivity setting unit may set the first value of the sensitivity parameter so that the value of the pixel data corresponding to all the pixels in the unit region is smaller than the output upper limit value of the pixel data output unit. Good.
(8)第2の参考形態に係る表面状態観察方法は、観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムに用いられる表面状態観察方法であって、光源から光を出射するステップと、観察対象物の表面に設定された単位領域内で、光源から出射された光を光学系により集光しつつ観察対象物に照射するとともに、観察対象物に照射された光を受光素子に導くステップと、受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データを出力するステップと、光源、光学系および受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定するステップと、単位領域ごとに、感度パラメータが第1の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第1の測定を行うステップと、第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値を生成し、生成された判定値に基づいて第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かを判定するステップと、第1の測定の結果が条件を満足しない場合に、感度パラメータが第1の値よりも大きい第2の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第2の測定を行い、第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとを合成することにより観察対象物の表面の状態を示す表面画像データを生成し、第1の測定の結果が条件を満足する場合に、第2の測定を行わず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データを生成するステップと、単位領域ごとに生成された表面画像データ同士を連結することにより、単位領域よりも大きい面積の画像データを生成するステップとを備えるものである。 (8) The surface state observation method according to the second reference embodiment is a surface state observation method used in a microscope system for observing the state of the surface of an observation object, the step of emitting light from a light source, and the observation target Irradiating the observation object while condensing the light emitted from the light source by the optical system within the unit region set on the surface of the object, and guiding the light irradiated to the observation object to the light receiving element; A step of outputting pixel data corresponding to a plurality of pixels based on an output signal of the light receiving element, and a sensitivity parameter for adjusting the value of the pixel data by controlling at least one of the light source, the optical system, and the light receiving element For each pixel that indicates the surface state of the object to be observed based on pixel data that is output with the sensitivity parameter set to the first value for each unit region. A step of performing a first measurement for generating image data and a determination value for determining whether to perform a second measurement based on the image data generated at the time of the first measurement are generated and generated. A step of determining whether the result of the first measurement satisfies a predetermined condition based on the determination value; and the sensitivity parameter is a first value when the result of the first measurement does not satisfy the condition 2nd measurement which produces | generates the image data for every pixel which shows the state of the surface of a to-be-observed object based on the pixel data output in the state set to the larger 2nd value, and at the time of 1st measurement When the generated image data and the image data generated at the time of the second measurement are combined to generate surface image data indicating the surface state of the observation object, and the result of the first measurement satisfies the condition Without performing the second measurement, A step of generating surface image data based on image data generated at a fixed time, and a step of generating image data having an area larger than the unit region by connecting the surface image data generated for each unit region; Is provided.
その表面状態観察方法においては、光源から出射された光が光学系により集光されつつ観察対象物に照射され、観察対象物に照射された光が受光素子に導かれる。受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データが出力される。 In the surface state observation method, the light emitted from the light source is applied to the observation object while being collected by the optical system, and the light applied to the observation object is guided to the light receiving element. Pixel data corresponding to a plurality of pixels is output based on the output signal of the light receiving element.
感度パラメータが第1の値に設定された状態で画素ごとの画像データを生成する第1の測定が行われる。第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値が生成される。生成された判定値に基づいて、第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かが判定される。 A first measurement for generating image data for each pixel is performed with the sensitivity parameter set to the first value. A determination value for determining whether or not to perform the second measurement is generated based on the image data generated during the first measurement. Based on the generated determination value, it is determined whether or not the result of the first measurement satisfies a predetermined condition.
第1の測定の結果が条件を満足しない場合には、感度パラメータが第2の値に設定された状態で画素ごとの画像データを生成する第2の測定が行われる。これにより、観察対象物の表面の状態に応じて異なる感度パラメータで画像データが生成される。第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとが合成されることにより表面画像データが生成される。これにより、観察対象物の表面の状態が領域ごとに異なる場合でも、観察対象物の表面の状態を正確に観察することができる。 If the result of the first measurement does not satisfy the condition, the second measurement is performed to generate image data for each pixel with the sensitivity parameter set to the second value. Thereby, image data is generated with different sensitivity parameters depending on the state of the surface of the observation object. Surface image data is generated by combining the image data generated during the first measurement and the image data generated during the second measurement. Thereby, even when the state of the surface of the observation object varies from region to region, the surface state of the observation object can be accurately observed.
一方、第1の測定の結果が条件を満足する場合には、第2の測定は行われず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データが生成される。このように、1回の測定で観察対象物の表面の状態を示す表面画像データが生成されるので、合成処理を行うことなく短時間で表面画像データを生成することができる。 On the other hand, when the result of the first measurement satisfies the condition, the second measurement is not performed, and the surface image data is generated based on the image data generated at the time of the first measurement. Thus, since the surface image data which shows the state of the surface of an observation target object is produced | generated by one measurement, surface image data can be produced | generated in a short time, without performing a synthetic | combination process.
これらの結果、使用者が煩雑な作業を行うことなく、観察対象物の表面の状態を短い時間で正確に観察することが可能となる。 As a result, it becomes possible for the user to accurately observe the surface state of the observation object in a short time without performing complicated work.
(9)第3の参考形態に係る表面状態観察プログラムは、観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムに用いられる表面状態観察処理を処理装置に実行させる表面状態観察プログラムであって、光源から光を出射する処理と、観察対象物の表面に設定された単位領域内で、光源から出射された光を光学系により集光しつつ観察対象物に照射するとともに、観察対象物に照射された光を受光素子に導く処理と、受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データを出力する処理と、光源、光学系および受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定する処理と、単位領域ごとに、感度パラメータが第1の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第1の測定を行う処理と、第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値を生成し、生成された判定値に基づいて第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かを判定する処理と、第1の測定の結果が条件を満足しない場合に、感度パラメータが第1の値よりも大きい第2の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第2の測定を行い、第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとを合成することにより観察対象物の表面の状態を示す表面画像データを生成し、第1の測定の結果が条件を満足する場合に、第2の測定を行わず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データを生成する処理と、単位領域ごとに生成された表面画像データ同士を連結することにより、単位領域よりも大きい面積の画像データを生成する処理とを処理装置に実行させるものである。 (9) A surface state observation program according to a third reference embodiment is a surface state observation program for causing a processing device to execute a surface state observation process used in a microscope system for observing a surface state of an observation object. In the unit area set on the surface of the observation object, the light emitted from the light source is irradiated on the observation object while being condensed by the optical system, and is irradiated on the observation object. By controlling at least one of a light source, an optical system, and a light receiving element, a process of guiding the light to the light receiving element, a process of outputting pixel data corresponding to a plurality of pixels based on an output signal of the light receiving element, and a pixel Processing for setting a sensitivity parameter for adjusting the data value, and observation for each unit area based on pixel data output in a state where the sensitivity parameter is set to the first value It is determined whether to perform the first measurement for generating image data for each pixel indicating the state of the surface of the object and whether to perform the second measurement based on the image data generated during the first measurement. And a process for determining whether the result of the first measurement satisfies a predetermined condition based on the generated determination value, and the result of the first measurement satisfies the condition Otherwise, image data for each pixel indicating the surface state of the observation object is generated based on the pixel data output in a state where the sensitivity parameter is set to a second value larger than the first value. The surface image data indicating the surface state of the observation object is generated by combining the image data generated during the first measurement and the image data generated during the second measurement. When the measurement result of 1 satisfies the condition, The process of generating the surface image data based on the image data generated at the time of the first measurement without performing the measurement of 2 and the surface image data generated for each unit area are connected to each other, so that The processing device executes processing for generating image data of a large area.
その表面状態観察プログラムにおいては、光源から出射された光が光学系により集光されつつ観察対象物に照射され、観察対象物に照射された光が受光素子に導かれる。受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データが出力される。 In the surface state observation program, the light emitted from the light source is applied to the observation object while being collected by the optical system, and the light applied to the observation object is guided to the light receiving element. Pixel data corresponding to a plurality of pixels is output based on the output signal of the light receiving element.
感度パラメータが第1の値に設定された状態で画素ごとの画像データを生成する第1の測定が行われる。第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値が生成される。生成された判定値に基づいて、第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かが判定される。 A first measurement for generating image data for each pixel is performed with the sensitivity parameter set to the first value. A determination value for determining whether or not to perform the second measurement is generated based on the image data generated during the first measurement. Based on the generated determination value, it is determined whether or not the result of the first measurement satisfies a predetermined condition.
第1の測定の結果が条件を満足しない場合には、感度パラメータが第2の値に設定された状態で画素ごとの画像データを生成する第2の測定が行われる。これにより、観察対象物の表面の状態に応じて異なる感度パラメータで画像データが生成される。第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとが合成されることにより表面画像データが生成される。これにより、観察対象物の表面の状態が領域ごとに異なる場合でも、観察対象物の表面の状態を正確に観察することができる。 If the result of the first measurement does not satisfy the condition, the second measurement is performed to generate image data for each pixel with the sensitivity parameter set to the second value. Thereby, image data is generated with different sensitivity parameters depending on the state of the surface of the observation object. Surface image data is generated by combining the image data generated during the first measurement and the image data generated during the second measurement. Thereby, even when the state of the surface of the observation object varies from region to region, the surface state of the observation object can be accurately observed.
一方、第1の測定の結果が条件を満足する場合には、第2の測定は行われず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データが生成される。このように、1回の測定で観察対象物の表面の状態を示す表面画像データが生成されるので、合成処理を行うことなく短時間で表面画像データを生成することができる。 On the other hand, when the result of the first measurement satisfies the condition, the second measurement is not performed, and the surface image data is generated based on the image data generated at the time of the first measurement. Thus, since the surface image data which shows the state of the surface of an observation target object is produced | generated by one measurement, surface image data can be produced | generated in a short time, without performing a synthetic | combination process.
これらの結果、使用者が煩雑な作業を行うことなく、観察対象物の表面の状態を短い時間で正確に観察することが可能となる。 As a result, it becomes possible for the user to accurately observe the surface state of the observation object in a short time without performing complicated work.
(10)第4の参考形態に係る顕微鏡システムは、観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムであって、光を出射する光源と、受光素子と、光源から出射された光を集光しつつ観察対象物に照射するとともに、観察対象物に照射された光を受光素子に導く光学系と、受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データを出力する画素データ出力部と、光源、光学系および受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定する感度設定部と、感度設定部により感度パラメータが第1の値に設定された状態で画素データ出力部により出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第1の測定および感度設定部により感度パラメータが第1の値よりも大きい第2の値に設定された状態で画素データ出力部により出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第2の測定を行うための画像データ生成部とを備え、画像データ生成部は、第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値を生成し、生成された判定値に基づいて第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かを判定し、第1の測定の結果が条件を満足しない場合に第2の測定を行い、第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとを合成することにより観察対象物の表面の状態を示す表面画像データを生成し、第1の測定の結果が条件を満足する場合に第2の測定を行わず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データを生成するものである。 (10) A microscope system according to a fourth reference embodiment is a microscope system that observes the state of the surface of an observation object, and condenses light emitted from the light source, the light receiving element, and the light source. An optical system for irradiating the observation target while guiding the light irradiated to the observation target to the light receiving element, and a pixel data output unit for outputting pixel data corresponding to a plurality of pixels based on an output signal of the light receiving element A sensitivity setting unit that sets a sensitivity parameter for adjusting the value of the pixel data by controlling at least one of the light source, the optical system, and the light receiving element, and the sensitivity parameter is set to the first value by the sensitivity setting unit. A first measurement and sensitivity setting unit that generates image data for each pixel indicating the state of the surface of the observation object based on the pixel data output by the pixel data output unit in the set state Image data for each pixel indicating the surface state of the observation object is generated based on the pixel data output from the pixel data output unit in a state where the degree parameter is set to a second value larger than the first value. An image data generation unit for performing the second measurement, and the image data generation unit determines whether or not to perform the second measurement based on the image data generated during the first measurement. A value is generated, and it is determined whether or not the result of the first measurement satisfies a predetermined condition based on the generated determination value, and the second is determined when the result of the first measurement does not satisfy the condition. The image data generated at the time of the first measurement and the image data generated at the time of the second measurement are combined to generate surface image data indicating the surface state of the object to be observed. When the result of measurement satisfies the condition Without measurement of 2, and generates a surface image data based on the image data generated at the time of the first measurement.
(11)第5の参考形態に係る表面状態観察方法は、観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムに用いられる表面状態観察方法であって、光源から光を出射するステップと、光源から出射された光を光学系により集光しつつ観察対象物に照射するとともに、観察対象物に照射された光を受光素子に導くステップと、受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データを出力するステップと、光源、光学系および受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定するステップと、感度パラメータが第1の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第1の測定を行うステップと、第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値を生成し、生成された判定値に基づいて第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かを判定するステップと、第1の測定の結果が条件を満足しない場合に、感度パラメータが第1の値よりも大きい第2の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第2の測定を行い、第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとを合成することにより観察対象物の表面の状態を示す表面画像データを生成し、第1の測定の結果が条件を満足する場合に、第2の測定を行わず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データを生成するステップとを備えるものである。 (11) A surface state observing method according to a fifth reference embodiment is a surface state observing method used in a microscope system for observing the surface state of an object to be observed, the step of emitting light from a light source, Irradiating the observation object while condensing the emitted light by the optical system, and corresponding to a plurality of pixels based on the step of guiding the light irradiated to the observation object to the light receiving element and the output signal of the light receiving element A step of outputting pixel data; a step of setting a sensitivity parameter for adjusting a value of the pixel data by controlling at least one of a light source, an optical system, and a light receiving element; and the sensitivity parameter is set to a first value. Performing a first measurement for generating image data for each pixel indicating the state of the surface of the observation object based on the pixel data output in the set state; A determination value for determining whether or not to perform the second measurement is generated based on the image data that is sometimes generated, and a condition in which the result of the first measurement is determined in advance based on the generated determination value. Pixel data that is output in a state where the sensitivity parameter is set to a second value larger than the first value when the result of the first measurement does not satisfy the condition and the step of determining whether or not the condition is satisfied The second measurement for generating image data for each pixel indicating the state of the surface of the observation object is performed based on the image data, and the image data generated during the first measurement and the image data generated during the second measurement are obtained. The surface image data indicating the state of the surface of the observation object is generated by combining, and when the result of the first measurement satisfies the condition, the second measurement is not performed and the surface image data is generated at the time of the first measurement. Generate surface image data based on image data Those comprising the steps of.
(12)第6の参考形態に係る表面状態観察プログラムは、観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムに用いられる表面状態観察処理を処理装置に実行させる表面状態観察プログラムであって、光源から光を出射する処理と、光源から出射された光を光学系により集光しつつ観察対象物に照射するとともに、観察対象物に照射された光を受光素子に導く処理と、受光素子の出力信号に基づいて複数の画素に対応する画素データを出力する処理と、光源、光学系および受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定する処理と、感度パラメータが第1の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第1の測定を行う処理と、第1の測定時に生成される画像データに基づいて第2の測定を行うか否かを判定するための判定値を生成し、生成された判定値に基づいて第1の測定の結果が予め定められた条件を満足するか否かを判定する処理と、第1の測定の結果が条件を満足しない場合に、感度パラメータが第1の値よりも大きい第2の値に設定された状態で出力される画素データに基づいて観察対象物の表面の状態を示す画素ごとの画像データを生成する第2の測定を行い、第1の測定時に生成された画像データと第2の測定時に生成された画像データとを合成することにより観察対象物の表面の状態を示す表面画像データを生成し、第1の測定の結果が条件を満足する場合に、第2の測定を行わず、第1の測定時に生成された画像データに基づいて表面画像データを生成する処理とを処理装置に実行させるものである。
(12) A surface state observation program according to a sixth reference embodiment is a surface state observation program for causing a processing device to execute a surface state observation process used in a microscope system for observing a surface state of an observation target object. The light emitted from the light source, the light emitted from the light source is focused on the observation target while being collected by the optical system, the light irradiated on the observation target is guided to the light receiving element, and the output of the light receiving element A process of outputting pixel data corresponding to a plurality of pixels based on a signal, and a process of setting a sensitivity parameter for adjusting the value of pixel data by controlling at least one of a light source, an optical system, and a light receiving element And image data for each pixel indicating the state of the surface of the observation object based on the pixel data output with the sensitivity parameter set to the first value. And a determination value for determining whether or not to perform the second measurement based on the image data generated during the first measurement, and the first based on the generated determination value. A process for determining whether or not the result of the measurement satisfies a predetermined condition, and a second value whose sensitivity parameter is greater than the first value when the result of the first measurement does not satisfy the condition 2nd measurement which produces | generates the image data for every pixel which shows the state of the surface of an observation target based on the pixel data output in the state set to (2) is performed, and the image data produced | generated at the time of 1st measurement, and 1st The image data generated at the time of the
本発明によれば、使用者が煩雑な作業を行うことなく、観察対象物の表面の状態を短い時間で正確に観察することが可能となる。 According to the present invention, it is possible for a user to accurately observe the state of the surface of an observation object in a short time without performing complicated work.
本発明の一実施の形態に係る共焦点顕微鏡システムについて図面を参照しながら説明する。 A confocal microscope system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)共焦点顕微鏡システムの基本構成
図1は、本発明の一実施の形態に係る共焦点顕微鏡システム500の構成を示すブロック図である。図1に示すように、共焦点顕微鏡システム500は、測定部100、PC(パーソナルコンピュータ)200、制御部300および表示部400を備える。測定部100は、レーザ光源10、X−Yスキャン光学系20、受光素子30、照明用白色光源40、カラーCCD(電荷結合素子)カメラ50およびステージ60を含む。ステージ60上には、観察対象物Sが載置される。
(1) Basic Configuration of Confocal Microscope System FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
レーザ光源10は、例えば半導体レーザである。レーザ光源10から出射されたレーザ光は、レンズ1により平行光に変換された後、ハーフミラー4を透過してX−Yスキャン光学系20に入射する。なお、レーザ光源10に代えて水銀ランプ等の他の光源が用いられてもよい。この場合、水銀ランプ等の光源とX−Yスキャン光学系20との間に帯域通過フィルタが配置される。水銀ランプ等の光源から出射された光は、帯域通過フィルタを通過することにより単色光となり、X−Yスキャン光学系20に入射する。
The
X−Yスキャン光学系20は、例えばガルバノミラーである。X−Yスキャン光学系20は、ステージ60上の観察対象物Sの表面上においてレーザ光をX方向およびY方向に走査する機能を有する。X方向、Y方向およびZ方向の定義については後述する。X−Yスキャン光学系20により走査されたレーザ光は、ハーフミラー5により反射された後、ハーフミラー6を透過し、対物レンズ3によりステージ60上の観察対象物Sに集光される。なお、ハーフミラー4〜6に代えて偏光ビームスプリッタが用いられてもよい。
The XY scan
観察対象物Sにより反射されたレーザ光は、対物レンズ3およびハーフミラー6を透過した後、ハーフミラー5により反射され、X−Yスキャン光学系20を透過する。X−Yスキャン光学系20を透過したレーザ光は、ハーフミラー4により反射され、レンズ2により集光され、ピンホール部材7のピンホールおよびND(Neutral Density)フィルタ8を透過して受光素子30に入射する。このように、本実施の形態においては反射型の共焦点顕微鏡システム500が用いられるが、観察対象物Sが細胞等の透明体である場合には、透過型の共焦点顕微鏡システムが用いられてもよい。
The laser light reflected by the observation object S passes through the
ピンホール部材7のピンホールは、レンズ2の焦点位置に配置される。NDフィルタ8は、受光素子30に入射するレーザ光の強度を減衰させるために用いられる。そのため、レーザ光の強度が十分減衰されている場合には、NDフィルタ8は設けられなくてもよい。
The pinhole of the pinhole member 7 is disposed at the focal position of the
本実施の形態では、受光素子30は光電子増倍管である。受光素子30としてフォトダイオードおよび増幅器を用いてもよい。受光素子30は、受光量に対応するアナログの電気信号(以下、受光信号と呼ぶ)を出力する。制御部300は、2つのA/D変換器(アナログ/デジタル変換器)、FIFO(First In First Out)メモリおよびCPU(中央演算処理装置)を含む。受光素子30から出力される受光信号は、制御部300の1つのA/D変換器により一定のサンプリング周期でサンプリングされるとともにデジタル信号に変換される。A/D変換器から出力されるデジタル信号は、FIFOメモリに順次蓄積される。FIFOメモリに蓄積されたデジタル信号は画素データとして順次PC200に転送される。
In the present embodiment, the
照明用白色光源40は、例えばハロゲンランプまたは白色LED(発光ダイオード)である。照明用白色光源40により発生された白色光は、ハーフミラー6により反射された後、対物レンズ3によりステージ60上の観察対象物Sに集光される。
The illumination
観察対象物Sにより反射された白色光は、対物レンズ3、ハーフミラー6およびハーフミラー5を透過してカラーCCDカメラ50に入射する。カラーCCDカメラ50に代えてCMOS(相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサ等の撮像素子が用いられてもよい。カラーCCDカメラ50は、受光量に対応する電気信号を出力する。カラーCCDカメラ50の出力信号は、制御部300の他の1つのA/D変換器により一定のサンプリング周期でサンプリングされるとともにデジタル信号に変換される。A/D変換器から出力されるデジタル信号は、カメラデータとして順次PC200に転送される。
White light reflected by the observation object S passes through the
制御部300は、画素データおよびカメラデータをPC200に与えるとともに、PC200からの指令に基づいてNDフィルタ8によるレーザ光の減衰率、受光素子30のゲイン(受光感度)およびカラーCCDカメラ50を制御する。また、制御部300は、PC200からの指令に基づいてX−Yスキャン光学系20を制御することによりレーザ光を観察対象物S上でX方向およびY方向に走査させる。
The
対物レンズ3は、レンズ駆動部63によりZ方向に移動可能に設けられる。制御部300は、PC200からの指令に基づいてレンズ駆動部63を制御することにより対物レンズ3をZ方向に移動させることができる。これにより、対物レンズ3に対する観察対象物Sの相対的なZ方向の位置を変化させることができる。
The
PC200は、CPU(中央演算処理装置)210、ROM(リードオンリメモリ)220、作業用メモリ230および記憶装置240を含む。ROM220には、システムプログラムが記憶される。作業用メモリ230は、RAM(ランダムアクセスメモリ)からなり、種々のデータの処理のために用いられる。記憶装置240は、ハードディスク等からなる。記憶装置240には、表面状態観察プログラムが記憶されるとともに、制御部300から与えられる画素データおよびカメラデータ等の種々のデータを保存するために用いられる。表面状態観察プログラムの詳細は後述する。
The
CPU210は、制御部300から与えられる画素データに基づいて画像データを生成する。以下、画素データに基づいて生成される画像データを共焦点画像データと呼ぶ。また、共焦点画像データに基づいて表示される画像を共焦点画像と呼ぶ。
The
CPU210は、制御部300から与えられるカメラデータに基づいて画像データを生成する。以下、カメラデータに基づいて生成される画像データをカメラ画像データと呼ぶ。また、カメラ画像データに基づいて表示される画像をカメラ画像と呼ぶ。
The
CPU210は、生成した共焦点画像データおよびカメラ画像データに作業用メモリ230を用いて各種処理を行うとともに、共焦点画像データに基づく共焦点画像およびカメラ画像データに基づくカメラ画像を表示部400に表示させる。また、CPU210は、後述するステージ駆動部62に駆動パルスを与える。
The
表示部400は、例えば液晶ディスプレイパネルまたは有機EL(エレクトロルミネッセンス)パネルにより構成される。
The
ステージ60は、X方向移動機構、Y方向移動機構およびZ方向移動機構を有する。X方向移動機構、Y方向移動機構およびZ方向移動機構には、ステッピングモータが用いられる。
The
ステージ60のX方向移動機構、Y方向移動機構およびZ方向移動機構は、ステージ操作部61およびステージ駆動部62により駆動される。使用者は、ステージ操作部61を手動で操作することにより、ステージ60を対物レンズ3に対して相対的にX方向、Y方向およびZ方向に移動させることができる。
The X direction moving mechanism, the Y direction moving mechanism, and the Z direction moving mechanism of the
ステージ駆動部62は、PC200より与えられる駆動パルスに基づいて、ステージ60のステッピングモータに電流を供給することにより、ステージ60を対物レンズ3に相対的にX方向、Y方向またはZ方向に移動させることができる。
The
(2)共焦点画像、超深度画像および高さ画像
図2は、X方向、Y方向およびZ方向を定義するための図である。図2に示すように、対物レンズ3により集光されたレーザ光が観察対象物Sに照射される。本実施の形態においては、対物レンズ3の光軸の方向をZ方向と定義する。また、Z方向と直交する面において、互いに直交する二方向をそれぞれX方向およびY方向と定義する。X方向、Y方向およびZ方向を矢印X,Y,Zでそれぞれ示す。
(2) Confocal Image, Ultra-Deep Image, and Height Image FIG. 2 is a diagram for defining the X direction, the Y direction, and the Z direction. As shown in FIG. 2, the observation object S is irradiated with the laser light condensed by the
Z方向において対物レンズ3に対する観察対象物Sの表面の相対的な位置を観察対象物SのZ方向の位置と呼ぶ。共焦点画像データの生成は、単位領域ごとに行なわれる。単位領域は対物レンズ3の倍率により定まる。
The relative position of the surface of the observation object S with respect to the
観察対象物SのZ方向の位置が一定の状態で、X−Yスキャン光学系20により単位領域内のY方向の端部でレーザ光がX方向に走査される。X方向の走査が終了すると、レーザ光がX−Yスキャン光学系20によりY方向に一定の間隔変移される。この状態でレーザ光がX方向に走査される。単位領域内でレーザ光のX方向の走査およびY方向の変移が繰り返されることにより、単位領域のX方向およびY方向の走査が終了する。次に、対物レンズ3がZ方向に移動される。それにより、対物レンズ3のZ方向の位置が前回と異なる一定の状態で、単位領域のX方向およびY方向の走査が行なわれる。観察対象物SのZ方向の複数の位置で単位領域のX方向およびY方向の走査が行なわれる。
While the position of the observation object S in the Z direction is constant, the XY scanning
観察対象物SのZ方向の位置ごとにX方向およびY方向の走査により共焦点画像データが生成される。これにより、単位領域内でZ方向の位置が異なる複数の共焦点画像データが生成される。 Confocal image data is generated by scanning in the X and Y directions for each position of the observation object S in the Z direction. As a result, a plurality of confocal image data having different positions in the Z direction within the unit region is generated.
ここで、共焦点画像データのX方向の画素数は、X−Yスキャン光学系20によるレーザ光のX方向の走査速度と制御部300のサンプリング周期とにより定まる。1回のX方向の走査(1本の走査線)におけるサンプリング数がX方向の画素数となる。また、単位領域の共焦点画像データのY方向の画素数は、X方向の走査の終了ごとのX−Yスキャン光学系20によるレーザ光のY方向の変移量により定まる。Y方向における走査線の数がY方向の画素数となる。さらに、単位領域の共焦点画像データの数は、対物レンズ3のZ方向の移動回数により定まる。単位領域の複数の共焦点画像データに基づいて後述する方法で、超深度画像データおよび高さ画像データが生成される。
Here, the number of pixels in the X direction of the confocal image data is determined by the scanning speed of the laser beam in the X direction by the XY scanning
図2の例では、まず、ステージ60の最初の位置で単位領域s1における観察対象物Sの複数の共焦点画像データが生成されるとともに単位領域s1の超深度画像データおよび高さ画像データが生成される。続いて、ステージ60が順次移動することにより単位領域s2〜s4における観察対象物Sの複数の共焦点画像データが生成されるとともに単位領域s2〜s4の超深度画像データおよび高さ画像データが生成される。この場合、隣接する単位領域の一部が互いに重なるように、単位領域s1〜s4が設定されてもよい。それにより、パターンマッチングを行うことにより、複数の単位領域s1〜s4の超深度画像データおよび高さ画像データを高い精度で連結することができる。特に、複数の単位領域の合計の面積が後述する画素データの取得範囲よりも大きい場合には、取得範囲からはみ出す部分の面積に相当する部分が重なり部分として設定される。
In the example of FIG. 2, first, a plurality of confocal image data of the observation object S in the unit region s1 is generated at the initial position of the
図3は、1つの画素についての観察対象物SのZ方向の位置と受光素子30の受光強度との関係を示す図である。図1に示したように、ピンホール部材7のピンホールはレンズ2の焦点位置に配置される。そのため、観察対象物Sの表面が対物レンズ3の焦点位置にあるときに、観察対象物Sにより反射されたレーザ光がピンホール部材7のピンホールの位置に集光される。それにより、観察対象物Sにより反射されたレーザ光の大部分がピンホール部材7のピンホールを通過して受光素子30に入射する。この場合、受光素子30の受光強度は最大になる。それにより、受光素子30から出力される受光信号の電圧値は最大となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the position in the Z direction of the observation object S and the light receiving intensity of the
一方、観察対象物Sの表面が対物レンズ3の焦点位置が外れた位置にあるときには、観察対象物Sにより反射されたレーザ光はピンホール部材7のピンホールの前または後の位置に集光される。それにより、観察対象物Sにより反射されたレーザ光の多くはピンホール部材7のピンホールの周囲の部分で遮られ、受光素子30の受光強度は低下する。それにより、受光素子30から出力される受光信号の電圧値は低下する。
On the other hand, when the surface of the observation object S is at a position out of the focal position of the
このように、観察対象物Sの表面が対物レンズ3の焦点位置にある状態で受光素子30の受光強度分布にピークが現れる。各単位領域の複数の共焦点画像データから、画素ごとにZ方向における受光強度分布が得られる。それにより、画素ごとに受光強度分布のピーク位置とピーク強度(ピークの受光強度)とが得られる。
Thus, a peak appears in the light reception intensity distribution of the
各単位領域の複数の画素についてのZ方向におけるピーク位置を表すデータを高さ画像データと呼び、高さ画像データに基づいて表示される画像を高さ画像と呼ぶ。高さ画像は、観察対象物Sの表面形状を表す。また、各単位領域の複数の画素についてのピーク強度を表すデータを超深度画像データと呼び、超深度画像データに基づいて表される画像を超深度画像と呼ぶ。超深度画像は、観察対象物Sの表面のすべての部分に対物レンズ3の焦点が合った状態で得られる画像である。PC200は、制御部300から与えられる単位領域の複数の画素データに基づいて単位領域の複数の共焦点画像データを生成し、複数の共焦点画像データに基づいて単位領域の高さ画像データおよび超深度画像データを生成する。
Data representing peak positions in the Z direction for a plurality of pixels in each unit area is referred to as height image data, and an image displayed based on the height image data is referred to as a height image. The height image represents the surface shape of the observation object S. In addition, data representing the peak intensity for a plurality of pixels in each unit area is referred to as ultra-deep image data, and an image represented based on the ultra-depth image data is referred to as an ultra-depth image. The ultra-deep image is an image obtained in a state where the
(3)ピーク強度と観察対象物の形状との関係
図4は、ピーク強度と観察対象物Sの形状との関係を説明するための図である。図4(a)に示すように、例えば円柱形状を有する観察対象物Sをその観察対象物Sの中心軸SCがY方向に平行となるように配置する。この状態で、観察対象物Sの上側の外周面の周方向に沿う線SL上の高さ画像データおよび超深度画像データを生成する。
(3) Relationship Between Peak Intensity and Observation Object Shape FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the peak intensity and the shape of the observation object S. As shown in FIG. 4A, for example, an observation object S having a cylindrical shape is arranged such that the central axis SC of the observation object S is parallel to the Y direction. In this state, height image data and ultra-depth image data on the line SL along the circumferential direction of the upper outer peripheral surface of the observation object S are generated.
観察対象物Sの外周面のうちの上端部分SUはXY平面にほぼ平行である。上端部分SUが対物レンズ3の焦点位置にある場合、図4(a)に太い矢印RAで示すように、焦点位置に集光されたレーザ光のほぼ全てが対物レンズ3に向かって反射し、その対物レンズ3を透過して受光素子30に入射する。
The upper end portion SU of the outer peripheral surface of the observation object S is substantially parallel to the XY plane. When the upper end portion SU is at the focal position of the
一方、観察対象物Sの外周面のうちの両側端部分SE1,SE2はXY平面に対してほぼ垂直である。両側端部分SE1,SE2の近傍の部分が対物レンズ3の焦点位置にある場合、図4(a)に太い点線矢印RB1で示すように、焦点位置に集光されたレーザ光のほぼ全てが観察対象物Sの側方に向かって反射する。そのため、図4(a)に点線矢印RB2で示すように、両側端部分SE1,SE2の近傍で反射されるレーザ光はほとんど対物レンズ3を透過せず、受光素子30にもほとんど入射しない。
On the other hand, both end portions SE1 and SE2 of the outer peripheral surface of the observation object S are substantially perpendicular to the XY plane. When the portions in the vicinity of both end portions SE1 and SE2 are at the focal position of the
上記のように、観察対象物Sに集光されるレーザ光の強度が一定である場合、受光素子30の受光強度は、対物レンズ3の焦点位置が観察対象物Sの上端部分SUに近づくにつれて大きくなり、対物レンズ3の焦点位置が観察対象物Sの両側端部分SE1,SE2に近づくにつれて小さくなる。
As described above, when the intensity of the laser light focused on the observation object S is constant, the light reception intensity of the
図4(b)にピーク強度と観察対象物SのX方向の位置との関係が示されている。図4(b)に示すように、観察対象物Sの上端部分SUで反射されるレーザ光によるピーク強度の値αに対して、観察対象物Sの両側端部分SE1,SE2の近傍で反射されるレーザ光によるピーク強度の値βは十分に小さい。 FIG. 4B shows the relationship between the peak intensity and the position of the observation object S in the X direction. As shown in FIG. 4B, the peak intensity value α of the laser beam reflected by the upper end portion SU of the observation object S is reflected in the vicinity of both side edge portions SE1 and SE2 of the observation object S. The value β of the peak intensity due to the laser beam is sufficiently small.
高さ画像データおよび超深度画像データは、観察対象物SのZ方向の複数の位置でレーザ光がX方向およびY方向に走査されることにより取得される複数の画素データに基づいて生成される。対物レンズ3の焦点位置が観察対象物Sの表面上にある状態で取得される画素データの値が、ピーク強度の値として取得される。
The height image data and the ultra-deep image data are generated based on a plurality of pixel data acquired by scanning the laser light in the X direction and the Y direction at a plurality of positions in the Z direction of the observation target S. . A value of pixel data acquired in a state where the focal position of the
画素データは受光素子30から出力される受光信号に対応するデジタル信号である。また、画素データは制御部300のA/D変換器から出力される。したがって、画素データの上限値は、A/D変換器の出力レンジの上限値(以下、出力上限値maxと呼ぶ。)である。
The pixel data is a digital signal corresponding to the light reception signal output from the
本実施の形態に係る共焦点顕微鏡システムでは、感度パラメータを変更することができる。ここで、感度パラメータとは、観察対象物Sの表面の状態(反射率、向き、粗さおよび色等)が一定の条件で制御部300により取得されるべき画素データの値を調整するためのパラメータをいう。
In the confocal microscope system according to the present embodiment, the sensitivity parameter can be changed. Here, the sensitivity parameter is for adjusting the value of the pixel data to be acquired by the
画素データの値は、レーザ光源10の光量が大きいほど大きく、レーザ光源10の光量が小さいほど小さい。また、画像データの値は、NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率が大きいほど小さく、NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率が小さいほど大きい。さらに、画素データの値は、受光素子30のゲインが高いほど大きく、受光素子30のゲインが低いほど小さい。したがって、レーザ光源10の光量、NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率および受光素子30のゲインのうち少なくとも1つを制御することにより感度パラメータを変更することができる。
The value of the pixel data increases as the light amount of the
観察対象物Sの表面の状態が一定の条件で感度パラメータが高く設定されると、受光素子30から出力される受光信号のレベルが高くなり、制御部300により取得される画素データの値が大きくなる。一方、観察対象物Sの表面の状態が一定の条件で感度パラメータが低く設定されると、受光素子30から出力される受光信号のレベルが低くなり、制御部300により取得される画素データの値が小さくなる。
When the sensitivity parameter is set high under the condition that the surface state of the observation object S is constant, the level of the light reception signal output from the
感度パラメータが高すぎると、受光素子30から出力される受光信号のレベルが飽和し、制御部300により取得される画素データの値が出力上限値maxで飽和する可能性がある。例えば、対物レンズ3の焦点位置が図4(a)の観察対象物Sの上端部分SUの画素上にあるときに、取得される画素データの値が出力上限値maxで飽和していると、その画素におけるピーク強度およびピーク位置を取得することができない。そこで、本実施の形態では、高さ画像データおよび超深度画像データを生成するために取得される複数の画素データの値が出力上限値maxよりも小さくなるように感度パラメータが設定される。
If the sensitivity parameter is too high, the level of the light reception signal output from the
一方、感度パラメータが低すぎると、受光素子30から出力される受光信号のレベルがノイズレベル以下となり、制御部300により取得される画素データの値が受光素子30から出力されるノイズのデジタル値(以下、ノイズレベルnlと呼ぶ。)以下になる可能性がある。例えば、図4(a)の両側端部分SE1,SE2の近傍の画素に対応する画素データの値がノイズレベルnl以下であると、両側端部分SE1,SE2の近傍の画素に対応する画素データのピークを受光素子30のノイズから明確に識別することができない。そこで、本実施の形態ではワイドダイナミックレンジ処理が行われる。ワイドダイナミックレンジ処理について説明する。
On the other hand, if the sensitivity parameter is too low, the level of the light reception signal output from the
(4)ワイドダイナミックレンジ処理
図5は、ワイドダイナミックレンジ処理を説明するための図である。ワイドダイナミックレンジ処理においては、まず取得される複数の画素データの値が出力上限値maxよりも小さくなるように感度パラメータを設定する。以下では、ワイドダイナミックレンジ処理の開始後、初めに設定される感度パラメータの値を第1の感度値と呼ぶ。
(4) Wide Dynamic Range Processing FIG. 5 is a diagram for explaining the wide dynamic range processing. In the wide dynamic range process, first, sensitivity parameters are set so that the values of a plurality of pixel data acquired are smaller than the output upper limit value max. Hereinafter, the sensitivity parameter value that is initially set after the start of the wide dynamic range process is referred to as a first sensitivity value.
具体的には、初めに対物レンズ3をZ方向の任意の位置に保持した状態で、単位領域のX方向およびY方向の走査を行うことにより、単位領域内の全ての画素に対応する画素データを取得する。この状態で、いずれかの画素データの値が出力上限値maxである場合には、感度パラメータを減少させるために、NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率を一定量増加させる。または、感度パラメータを減少させるために、レーザ光源10の光量または受光素子30のゲインを一定量減少させる。その後、再び単位領域のX方向およびY方向の走査を行うことにより、単位領域内の全ての画素に対応する画素データを取得する。
Specifically, pixel data corresponding to all the pixels in the unit region is obtained by performing scanning in the X direction and the Y direction of the unit region while the
感度パラメータの減少および画素データの取得を繰り返すことにより、全ての画素データの値が出力上限値maxよりも小さくなった場合には、対物レンズ3を一定量Z方向に移動させる。続いて、上記の感度パラメータの減少、画素データの取得、画素データの判定動作および対物レンズ3のZ方向への移動を繰り返す。最終的に、対物レンズ3が、予め定められているZ方向の全範囲の移動を完了したときに設定されている感度パラメータの値が、第1の感度値として図1の作業用メモリ230に記憶される。このようにして、自動的に第1の感度値が設定される(第1の感度値の自動設定)。
When the values of all the pixel data become smaller than the output upper limit value max by repeatedly decreasing the sensitivity parameter and acquiring the pixel data, the
上記では、観察対象物SのZ方向の複数の位置で単位領域のX方向およびY方向の走査を行うとともに複数の画素データを取得しつつ第1の感度値が設定される。これに限らず、第1の感度値は、使用者がPC200に接続されたマウス等のポインティングデバイスを操作することにより設定されてもよい(第1の感度値の手動設定)。使用者により第1の感度値が設定される例については後述する。 In the above, the first sensitivity value is set while performing scanning in the X direction and Y direction of the unit region at a plurality of positions in the Z direction of the observation object S and acquiring a plurality of pixel data. Not limited to this, the first sensitivity value may be set by the user operating a pointing device such as a mouse connected to the PC 200 (manual setting of the first sensitivity value). An example in which the first sensitivity value is set by the user will be described later.
第1の感度値が設定された状態で、観察対象物SのZ方向の複数の位置で単位領域のX方向およびY方向の走査を行う。これにより、複数の画素データを取得し、単位領域内でZ方向の位置が異なる複数の共焦点画像データを生成する。複数の共焦点画像データに基づいて単位領域の高さ画像データおよび超深度画像データを生成する。 With the first sensitivity value set, scanning of the unit region in the X direction and the Y direction is performed at a plurality of positions in the Z direction of the observation object S. Thereby, a plurality of pixel data is acquired, and a plurality of confocal image data having different positions in the Z direction within the unit region are generated. Based on a plurality of confocal image data, height image data and ultra-depth image data of a unit region are generated.
高さ画像データおよび超深度画像データの生成時には、各画素ごとに対応する画素データのピーク値をピーク強度として検出する。また、抽出された各ピーク強度が取得されたときの対物レンズ3に対する観察対象物Sの相対的なZ方向の位置をピーク位置として検出する。
When generating the height image data and the ultra-deep image data, the peak value of the pixel data corresponding to each pixel is detected as the peak intensity. Further, the relative position in the Z direction of the observation object S with respect to the
図5(a)の上段に、第1の感度値で取得されたピーク強度と画素数との関係を示すヒストグラムが示される。このヒストグラムにおいては、縦軸が画素数を表し、横軸がピーク強度(画素ごとの画素データのピーク値)を表す。横軸において、ピーク強度の最大値(100)は、A/D変換器の出力上限値maxに相当する。 A histogram showing the relationship between the peak intensity acquired with the first sensitivity value and the number of pixels is shown in the upper part of FIG. In this histogram, the vertical axis represents the number of pixels, and the horizontal axis represents the peak intensity (the peak value of pixel data for each pixel). On the horizontal axis, the maximum peak intensity value (100) corresponds to the output upper limit value max of the A / D converter.
図5(a)の下段に、第1の感度値を用いて生成された超深度画像データに基づく超深度画像V1が示される。超深度画像V1は、観察対象物Sの上側の外周面を表す画像SV1を含む。画像SV1の略中央部分SUVの画素が図4(a)の上端部分SUの画素に対応し、画像SV1の両側辺E1V,E2Vの画素が図4(a)の両側端部分SE1,SE2の画素に対応する。 In the lower part of FIG. 5A, an ultra-depth image V1 based on the ultra-depth image data generated using the first sensitivity value is shown. The ultra-deep image V1 includes an image SV1 representing the upper outer peripheral surface of the observation object S. The pixel in the substantially central portion SUV of the image SV1 corresponds to the pixel in the upper end portion SU in FIG. 4A, and the pixels on both sides E1V and E2V in the image SV1 are pixels in the side end portions SE1 and SE2 in FIG. Corresponding to
図5(a)の横軸において、ピーク強度の値tp1は、感度パラメータとして第1の感度値が設定されているときのノイズレベルnlに相当する。ピーク強度の値tp1は例えば3である。 On the horizontal axis of FIG. 5A, the peak intensity value tp1 corresponds to the noise level nl when the first sensitivity value is set as the sensitivity parameter. The peak intensity value tp1 is 3, for example.
この場合、値tp1以下の画素データを受光素子30のノイズから識別することはできない。そのため、値tp1以下では、受光素子30のノイズがピーク強度として検出される可能性がある。したがって、値tp1以下では正確なピーク強度およびピーク位置を取得することができない。
In this case, pixel data having a value tp1 or less cannot be identified from the noise of the
図5(a)の超深度画像V1においては、画像SV1の中央部およびその近傍の領域SA1で観察対象物Sの表面が複数レベルの濃淡により明確に表される。一方、画像SV1の両側部に沿った一定幅の領域SB1と画像SV1以外の領域SZとが、ほぼ同じ濃度(濃いハッチング)で表される。このように、低い値の画素データしか取得できない領域SB1,SZでは、受光素子30のノイズがピーク強度として検出されることにより、広い範囲に渡って画像の濃度が均一化してしまう。この場合、画像SV1と画像SV1以外の領域SZとの境界を識別することができない。
In the ultra-deep image V1 of FIG. 5A, the surface of the observation object S is clearly represented by multiple levels of shading in the central portion of the image SV1 and the region SA1 in the vicinity thereof. On the other hand, a region SB1 having a constant width along both sides of the image SV1 and a region SZ other than the image SV1 are represented by substantially the same density (dark hatching). As described above, in the regions SB1 and SZ where only low-value pixel data can be acquired, the noise of the
そこで、第1の感度値で単位領域の高さ画像データおよび超深度画像データを生成した後、ピーク強度が値tp1以下である画素の数を検出するとともに、検出した画素数を単位領域の全画素数で除算する。このようにして算出される除算値を無効画素比率と呼ぶ。この場合、無効画素比率が大きいほど受光素子30のノイズから識別できないピークを有する画素データの数が多く、無効画素比率が小さいほど受光素子30のノイズから識別できないピークを有する画素データの数が少ない。
Therefore, after generating the height image data and the ultra-deep image data of the unit region with the first sensitivity value, the number of pixels whose peak intensity is equal to or less than the value tp1 is detected, and the detected number of pixels is calculated for all the unit regions. Divide by the number of pixels. The division value calculated in this way is called an invalid pixel ratio. In this case, the larger the invalid pixel ratio, the larger the number of pixel data having peaks that cannot be identified from the noise of the
ワイドダイナミックレンジ処理においては、予め図1の記憶装置240に基準画素比率が記憶されている。これにより、算出された無効画素比率が基準画素比率以下であるか否かを判定する。
In the wide dynamic range process, the reference pixel ratio is stored in advance in the
無効画素比率が基準画素比率よりも大きい場合には、レーザ光源10の光量、NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率および受光素子30のゲインのうちの少なくとも1つを制御することにより、感度パラメータを第1の感度値よりも高い第2の感度値に変更する。
When the invalid pixel ratio is larger than the reference pixel ratio, the sensitivity parameter is controlled by controlling at least one of the light amount of the
第2の感度値が設定された状態で、観察対象物SのZ方向の複数の位置で単位領域のX方向およびY方向の走査を行う。これにより、複数の画素データを取得し、単位領域内でZ方向の位置が異なる複数の共焦点画像データを生成する。複数の共焦点画像データに基づいて単位領域の高さ画像データおよび超深度画像データを生成する。 With the second sensitivity value set, scanning of the unit region in the X direction and the Y direction is performed at a plurality of positions in the Z direction of the observation object S. Thereby, a plurality of pixel data is acquired, and a plurality of confocal image data having different positions in the Z direction within the unit region are generated. Based on a plurality of confocal image data, height image data and ultra-depth image data of a unit region are generated.
図5(b)の上段に、第2の感度値で取得されたピーク強度と画素数との関係を示すヒストグラムが示される。このヒストグラムにおいては、縦軸が画素数を表し、横軸がピーク強度(画素ごとの画素データのピーク値)を表す。横軸において、ピーク強度の最大値(100)は、A/D変換器の出力上限値maxに相当する。 A histogram showing the relationship between the peak intensity acquired with the second sensitivity value and the number of pixels is shown in the upper part of FIG. In this histogram, the vertical axis represents the number of pixels, and the horizontal axis represents the peak intensity (the peak value of pixel data for each pixel). On the horizontal axis, the maximum peak intensity value (100) corresponds to the output upper limit value max of the A / D converter.
図5(b)の下段に、第2の感度値を用いて生成された超深度画像データに基づく超深度画像V2が示される。超深度画像V2は、観察対象物Sの上側の外周面を表す画像SV2を含む。画像SV2の略中央部分SUVの画素が図4(a)の上端部分SUの画素に対応し、画像SV2の両側辺E1V,E2Vの画素が図4(a)の両側端部分SE1,SE2の画素に対応する。 In the lower part of FIG. 5B, an ultra-depth image V2 based on the ultra-depth image data generated using the second sensitivity value is shown. The ultra-deep image V2 includes an image SV2 representing the upper outer peripheral surface of the observation object S. The pixel in the substantially central portion SUV of the image SV2 corresponds to the pixel in the upper end portion SU in FIG. 4A, and the pixels on both sides E1V and E2V in the image SV2 are pixels in the side end portions SE1 and SE2 in FIG. Corresponding to
図5(b)の横軸において、ピーク強度の値tp2は、第1の感度値に対する第2の感度値の比率(=第2の感度値/第1の感度値)と図5(a)の値tp1との乗算値である。ピーク強度の値tp2は例えば97である。このように、第2の感度値は、ピーク強度の値tp2がピーク強度の最大値(100)よりもやや小さくなるように設定される。 On the horizontal axis of FIG. 5B, the peak intensity value tp2 is the ratio of the second sensitivity value to the first sensitivity value (= second sensitivity value / first sensitivity value) and FIG. 5A. Is a product of the value tp1. The peak intensity value tp2 is 97, for example. Thus, the second sensitivity value is set such that the peak intensity value tp2 is slightly smaller than the maximum peak intensity value (100).
なお、第2の感度値は、第1の感度値が設定されているときのNDフィルタ8によるレーザ光の減衰率を予め定められた一定量減少させることにより設定されてもよいし、第1の感度値が設定されているときのレーザ光源10の光量または受光素子30のゲインを予め定められた一定量増加させることにより設定されてもよい。
Note that the second sensitivity value may be set by decreasing the attenuation rate of the laser beam by the ND filter 8 when the first sensitivity value is set, by a predetermined amount, or the first sensitivity value. The light amount of the
感度パラメータを第1の感度値から第2の感度値に変更する場合、NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率またはレーザ光源10の光量を受光素子30のゲインよりも優先的に制御することが好ましい。
When changing the sensitivity parameter from the first sensitivity value to the second sensitivity value, it is preferable to preferentially control the attenuation rate of the laser light by the ND filter 8 or the light quantity of the
NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率またはレーザ光源10の光量を制御する場合には、感度パラメータの変更の前後でノイズレベルnlの大きさがほとんど変化しない。したがって、感度パラメータを第1の感度値から第2の感度値に変更することによりノイズレベルnlが増加することが防止される。
When controlling the attenuation rate of the laser beam by the ND filter 8 or the light amount of the
図5(b)の横軸において、ピーク強度の値tp3は、感度パラメータとして第2の感度値が設定されているときのノイズレベルnlに相当する。ピーク強度の値tp3は例えば3である。 On the horizontal axis of FIG. 5B, the peak intensity value tp3 corresponds to the noise level nl when the second sensitivity value is set as the sensitivity parameter. The peak intensity value tp3 is, for example, 3.
図5(b)の上段に示すように、感度パラメータとして第2の感度値が設定される場合には、多数の画素に対応するピーク強度が最大値(100)で飽和する。一方、感度パラメータとして第2の感度値が設定されることにより、ノイズレベルnlに相当するピーク強度の値tp3が、ピーク強度の値tp2よりも十分に小さくなる。これにより、第1の感度値でノイズレベルnl以下のピーク強度を有する画素について、第2の感度値でノイズレベルnlよりも大きい値のピーク強度を得ることが可能となる。 As shown in the upper part of FIG. 5B, when the second sensitivity value is set as the sensitivity parameter, the peak intensities corresponding to many pixels are saturated at the maximum value (100). On the other hand, by setting the second sensitivity value as the sensitivity parameter, the peak intensity value tp3 corresponding to the noise level nl becomes sufficiently smaller than the peak intensity value tp2. Accordingly, it is possible to obtain a peak intensity having a value greater than the noise level nl at the second sensitivity value for a pixel having a peak intensity equal to or lower than the noise level nl at the first sensitivity value.
図5(b)の超深度画像V2においては、画像SV2の中央部およびその近傍の領域SA2で観察対象物Sの表面が一定の濃度(白色)で表され、画像SV2の両側部に沿った一定幅の領域SB2と画像SV2以外の領域SZとが複数レベルの濃淡により明確に表される。 In the ultra-deep image V2 in FIG. 5B, the surface of the observation object S is expressed with a constant density (white) in the central portion of the image SV2 and the region SA2 in the vicinity thereof, and along the both sides of the image SV2. The region SB2 having a constant width and the region SZ other than the image SV2 are clearly represented by a plurality of levels of shading.
上記のように、第1の感度値で単位領域の超深度画像データを生成し、第2の感度値で単位領域の超深度画像データを生成した後、2つの超深度画像データを合成する。ここでは、第1の感度値で生成される超深度画像データを第1の超深度画像データと呼び、第2の感度値で生成される超深度画像データを第2の超深度画像データと呼ぶ。 As described above, after generating the ultra-depth image data of the unit area with the first sensitivity value and generating the ultra-depth image data of the unit area with the second sensitivity value, the two ultra-depth image data are synthesized. Here, the ultra-depth image data generated with the first sensitivity value is referred to as first ultra-depth image data, and the ultra-depth image data generated with the second sensitivity value is referred to as second ultra-depth image data. .
まず、単位領域の第1の超深度画像データのうち値tp1以下のピーク強度を有する画素に対応する部分のデータ(図5(a)の領域SB1)を削除する。また、単位領域の第2の超深度画像データのうち最大値(100)のピーク強度を有する画素に対応する部分のデータ(図5(b)の領域SA2)を削除する。 First, data of a portion corresponding to a pixel having a peak intensity equal to or less than the value tp1 (region SB1 in FIG. 5A) in the first ultra-deep image data of the unit region is deleted. Further, the data corresponding to the pixel having the peak intensity of the maximum value (100) in the second ultra-deep image data of the unit area (area SA2 in FIG. 5B) is deleted.
続いて、第2の超深度画像データの値を(tp1/tp2)の比率で圧縮する。具体的には、値tp1が3であり、値tp2が97である場合に、第2の超深度画像データの値に(3/97)を乗算する。その後、第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとを合成する。 Subsequently, the value of the second ultra-deep image data is compressed at a ratio of (tp1 / tp2). Specifically, when the value tp1 is 3 and the value tp2 is 97, the value of the second ultra-depth image data is multiplied by (3/97). Thereafter, the first ultra-depth image data and the compressed second ultra-depth image data are synthesized.
第2の超深度画像データのうち値tp2よりも大きく最大値(100)よりも小さいピーク強度を有する画素に対応する部分の圧縮後のデータは、残りの第1の超深度画像データのうち値tp1よりも大きく値(3.09)(=100×(3/97))よりも小さいピーク強度を有する画素に対応する部分のデータと重複する。そこで、第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとの重複部分では、第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとの平均値を合成後の超深度画像データとして算出する。 The compressed data of the portion corresponding to the pixel having the peak intensity larger than the value tp2 and smaller than the maximum value (100) in the second ultradeep image data is the value in the remaining first ultradeep image data. It overlaps with data of a portion corresponding to a pixel having a peak intensity larger than tp1 and smaller than a value (3.09) (= 100 × (3/97)). Therefore, in the overlapping portion between the first ultra-depth image data and the compressed second ultra-depth image data, the average value of the first ultra-depth image data and the compressed second ultra-depth image data is synthesized. Calculated as later ultra-deep image data.
これにより、図5(c)に示すように、超深度画像V1,V2が合成された超深度画像V3を得ることができる。超深度画像V3においては、図4の観察対象物Sの表面の上端部分SUから両側端部分SE1,SE2までが、複数レベルの濃淡により明確に表される。また、観察対象物Sの上側の外周面を表す画像SV3と画像SV3以外の領域SZとの境界も濃淡により明確に識別することができる。 Thereby, as shown in FIG.5 (c), the ultra-deep image V3 by which the ultra-deep image V1, V2 was synthesize | combined can be obtained. In the ultra-deep image V3, the upper end portion SU to the side end portions SE1 and SE2 on the surface of the observation object S in FIG. 4 are clearly represented by multiple levels of shading. Further, the boundary between the image SV3 representing the upper outer peripheral surface of the observation object S and the region SZ other than the image SV3 can also be clearly identified by shading.
上記に加えて、第1の感度値で単位領域の高さ画像データを生成し、第2の感度値で単位領域の高さ画像データを生成した後、2つの高さ画像データを合成する。ここでは、第1の感度値で生成される高さ画像データを第1の高さ画像データと呼び、第2の感度値で生成される高さ画像データを第2の高さ画像データと呼ぶ。 In addition to the above, the height image data of the unit region is generated with the first sensitivity value, the height image data of the unit region is generated with the second sensitivity value, and then the two height image data are synthesized. Here, the height image data generated with the first sensitivity value is referred to as first height image data, and the height image data generated with the second sensitivity value is referred to as second height image data. .
まず、単位領域の第1の高さ画像データのうち値tp1以下のピーク強度を有する画素に対応する部分のデータを削除する。次に、単位領域の第2の高さ画像データのうち最大値(100)のピーク強度を有する画素に対応する部分のデータを削除する。 First, the data of the portion corresponding to the pixel having the peak intensity equal to or less than the value tp1 is deleted from the first height image data of the unit area. Next, the data of the portion corresponding to the pixel having the peak intensity of the maximum value (100) is deleted from the second height image data of the unit area.
続いて、第1の高さ画像データと第2の高さ画像データとを合成する。この場合においても、第2の高さ画像データのうち値tp2よりも大きく最大値(100)よりも小さいピーク強度を有する画素に対応する部分のデータは、残りの第1の高さ画像データのうち値tp1よりも大きく値(3.09)(=100×(3/97))よりも小さいピーク強度を有する画素に対応する部分のデータと重複する。そこで、第1の高さ画像データと第2の高さ画像データとの重複部分では、第1の高さ画像データと第2の高さ画像データとの平均値を合成後の高さ画像データとして算出する。このようにして、第1および第2の高さ画像データを合成する。 Subsequently, the first height image data and the second height image data are synthesized. Also in this case, the data of the portion corresponding to the pixel having the peak intensity larger than the value tp2 and smaller than the maximum value (100) in the second height image data is the remaining first height image data. Of these, it overlaps with the data of the portion corresponding to the pixel having the peak intensity larger than the value tp1 and smaller than the value (3.09) (= 100 × (3/97)). Therefore, in the overlapping portion between the first height image data and the second height image data, the average value of the first height image data and the second height image data is combined with the height image data. Calculate as In this way, the first and second height image data are synthesized.
本実施の形態に係るワイドダイナミックレンジ処理は、無効画素比率が基準画素比率以下である場合に、第1の感度値により超深度画像データおよび高さ画像データが生成されることにより終了する。これにより、1回の測定で観察対象物Sの表面の状態を示す高さ画像データおよび超深度画像データが生成される。したがって、観察対象物Sの表面の状態を短時間で検出することができる。 The wide dynamic range process according to the present embodiment ends when the ultra-depth image data and the height image data are generated by the first sensitivity value when the invalid pixel ratio is equal to or less than the reference pixel ratio. Thereby, height image data and ultra-deep image data indicating the state of the surface of the observation object S are generated in one measurement. Therefore, the surface state of the observation object S can be detected in a short time.
(5)ワイドダイナミックレンジ処理の設定
図6は、表示部400の一表示例を示す図である。図6に示すように、表示部400の画面上には、画像表示領域410および条件設定領域420が表示される。画像表示領域410には、共焦点画像データに基づく共焦点画像またはカメラ画像データに基づくカメラ画像が表示される。画像表示領域410に、図4の観察対象物Sの上側の外周面を表す共焦点画像SVが表示される。条件設定領域420には、取得開始ボタン425および第1の感度パラメータ設定枠430が表示される。
(5) Setting of Wide Dynamic Range Processing FIG. 6 is a diagram illustrating a display example of the
第1の感度パラメータ設定枠430は、複数のボタンおよび操作用バーを含む。使用者は、画像表示領域410に共焦点画像またはカメラ画像が表示された状態で、PC200に接続されたマウス等のポインティングデバイスを用いて第1の感度パラメータ設定枠430内の複数のボタンおよび操作用バーを操作する。これにより、ワイドダイナミックレンジ処理の設定を行うことができる。第1の感度パラメータ設定枠430の詳細は後述する。
The first sensitivity
使用者が条件設定領域420の取得開始ボタン425を操作すると、Z方向の複数の位置でレーザ光が単位領域のX方向およびY方向に走査され、複数の画素データが取得される。これにより、単位領域内においてZ方向の異なる複数の位置に対応する複数の共焦点画像データが生成され、生成された複数の共焦点画像データに基づいて高さ画像データおよび超深度画像データが生成される。高さ画像データおよび超深度画像データの生成動作は、使用者が第1の感度パラメータ設定枠430を操作することによるワイドダイナミックレンジ処理の設定内容に応じて変化する。
When the user operates the
第1の感度パラメータ設定枠430の詳細を説明する。図7は図6の第1の感度パラメータ設定枠430を示す図である。図7に示すように、第1の感度パラメータ設定枠430には、第1の感度値自動設定ボタン431、ゲイン手動調整バー432、フィルタ手動調整欄433、チェックボックス434およびワイドダイナミックレンジ設定ボタン435が表示される。ゲイン手動調整バー432は水平方向に移動可能なスライダ432a、左ボタン432bおよび右ボタン432cを有する。ゲイン手動調整バー432においては、スライダ432aの位置が現時点の受光素子30のゲインの大きさに対応する。
Details of the first sensitivity
使用者は、図1の共焦点顕微鏡システム500のステージ60に観察対象物Sが載置された状態で、図7の第1の感度値自動設定ボタン431を操作する。これにより、上述のように対物レンズ3がZ方向の複数の位置に移動されつつ単位領域のX方向およびY方向の走査が行われ、取得される複数の画素データの値の全てが出力上限値maxよりも小さくなるように感度パラメータの値が第1の感度値に設定される。
The user operates the first sensitivity value
上述のように、第1の感度値は、使用者により設定されてもよい。使用者は、スライダ432a、左ボタン432bおよび右ボタン432cのいずれかを操作することにより、スライダ432aの位置を変更することができる。この場合、制御部300は、変更されたスライダ432aの位置に応じて受光素子30のゲインを制御することにより第1の感度値を設定する。また、使用者は、フィルタ手動調整欄433を操作することにより、図1のNDフィルタ8によるレーザ光の減衰率を変更することができる。この場合、制御部300は、使用者によるフィルタ手動調整欄433の操作に基づいてNDフィルタ8によるレーザ光の減衰率を制御することにより第1の感度値を設定する。
As described above, the first sensitivity value may be set by the user. The user can change the position of the slider 432a by operating any one of the slider 432a, the
第1の感度値が設定された状態で、使用者がチェックボックス434を指定すると、ワイドダイナミックレンジ設定ボタン435の操作が有効となる。
When the user designates the
使用者が、ワイドダイナミックレンジ設定ボタン435を操作することにより、図6の表示部400に第2の感度パラメータ設定ウィンドウが表示される。図8は、第2の感度パラメータ設定ウィンドウを示す図である。
When the user operates the wide dynamic
図8に示すように、第2の感度パラメータ設定ウィンドウ440には、チェックボックス441、ゲイン手動調整バー442、フィルタ手動調整欄443およびOKボタン444が表示される。
As shown in FIG. 8, the second sensitivity
第2の感度パラメータ設定ウィンドウ440において、使用者がチェックボックス441を指定した後、OKボタン444を操作する。この場合、図6の取得開始ボタン425が操作されることにより、第1の感度値が設定された状態で単位領域の高さ画像データおよび超深度画像データが生成された後、上述の無効画素比率が算出される。
In the second sensitivity
算出された無効画素比率が基準画素比率よりも大きい場合には、感度パラメータが第1の感度値よりも高い第2の感度値に変更される。その後、第2の感度値が設定された状態で単位領域の高さ画像データおよび超深度画像データが生成される。最後に、第1の感度値および第2の感度値で生成された第1および第2の高さ画像データが合成されるとともに、第1の感度値および第2の感度値で生成された第1および第2の超深度画像データが合成される。したがって、観察対象物Sの表面の状態が領域ごとに異なる場合でも、使用者が煩雑な操作を行うことなく、観察対象物Sの表面の状態を正確に検出することができる。 When the calculated invalid pixel ratio is larger than the reference pixel ratio, the sensitivity parameter is changed to a second sensitivity value higher than the first sensitivity value. Thereafter, the height image data and the ultra-depth image data of the unit area are generated in a state where the second sensitivity value is set. Finally, the first and second height image data generated with the first sensitivity value and the second sensitivity value are combined, and the first sensitivity value and the second sensitivity value are generated with the first sensitivity value. The first and second ultradeep image data are combined. Therefore, even when the surface state of the observation object S differs from region to region, the surface state of the observation object S can be accurately detected without a complicated operation by the user.
一方、算出された無効画素比率が基準画素比率以下である場合には、第1の感度値が設定された状態で取得された画素データに基づいて、単位領域の高さ画像データおよび超深度画像データが生成され、ワイドダイナミックレンジ処理が終了する。これにより、使用者が煩雑な操作を行うことなく、1回の測定で取得された複数の画素データに基づいて高さ画像データおよび超深度画像データが短時間で生成される。 On the other hand, when the calculated invalid pixel ratio is equal to or less than the reference pixel ratio, the height image data and the ultra-depth image of the unit area are based on the pixel data acquired in the state where the first sensitivity value is set. Data is generated, and the wide dynamic range process ends. Thereby, height image data and ultra-depth image data are generated in a short time based on a plurality of pixel data acquired by one measurement without a complicated operation by the user.
第1の感度値と同様に、第2の感度値は、使用者により手動で設定されてもよい。ゲイン手動調整バー442においては、スライダ442aの位置が現時点の受光素子30のゲインの大きさに対応する。
Similar to the first sensitivity value, the second sensitivity value may be manually set by the user. In the manual
チェックボックス441が指定されていない状態で、ゲイン手動調整バー442およびフィルタ手動調整欄443の操作が有効となる。この場合、使用者は、チェックボックス441を指定することなくスライダ442a、左ボタン442bおよび右ボタン442cのいずれかを操作することにより、スライダ442aの位置を変更することができる。使用者は、第2の感度パラメータ設定ウィンドウ440において、ゲイン手動調整バー442を操作した後OKボタン444を操作する。
In the state where the
この場合、制御部300は、図6の取得開始ボタン425が操作されることにより、第1の感度値で単位領域の第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データが生成された後、ゲイン手動調整バー442におけるスライダ442aの位置に基づいて受光素子30のゲインを制御することにより第2の感度値を設定する。
In this case, when the
また、使用者は、フィルタ手動調整欄443を操作することにより、NDフィルタ8によるレーザ光の減衰率を所望の値に設定することができる。使用者は、第2の感度パラメータ設定ウィンドウ440において、フィルタ手動調整欄443を操作した後OKボタン444を操作する。
Further, the user can set the attenuation rate of the laser light by the ND filter 8 to a desired value by operating the filter
この場合、制御部300は、図6の取得開始ボタン425が操作されることにより、第1の感度値で単位領域の第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データが生成された後、使用者により設定された値に基づいてNDフィルタ8によるレーザ光の減衰率を制御することにより第2の感度値を設定する。
In this case, when the
上記のように、使用者により第2の感度値が設定された場合には、第1の感度値が設定された状態で単位領域の第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データが生成された後、第2の感度値が設定された状態で単位領域の第2の高さ画像データおよび第2の超深度画像データが生成される。その後、第1および第2の高さ画像データが合成されるとともに、第1および第2の超深度画像データが合成される。 As described above, when the second sensitivity value is set by the user, the first height image data and the first ultra-depth image data of the unit region in a state where the first sensitivity value is set. Is generated, the second height image data and the second ultra-depth image data of the unit region are generated in a state where the second sensitivity value is set. Thereafter, the first and second height image data are combined, and the first and second ultra-deep image data are combined.
(6)表面状態観察処理フロー
図9〜図12は、表面状態観察処理のフローチャートである。上記のワイドダイナミックレンジ処理は表面状態観察処理の一部を構成する。表面状態観察処理は、使用者により図6および図7の第1の感度パラメータ設定枠430が操作されることにより開始される。図1のCPU210は、記憶装置240に記憶される表面状態観察プログラムを実行することにより表面状態観察処理を行う。
(6) Surface State Observation Process Flow FIGS. 9 to 12 are flowcharts of the surface state observation process. The above wide dynamic range process constitutes a part of the surface state observation process. The surface state observation process is started when the user operates the first sensitivity
図9に示すように、CPU210は、まず第1の感度値が設定されているか否かを判定する(ステップS1)。具体的には、CPU210は、図1の作業用メモリ230に第1の感度値として感度パラメータの値が記憶されている場合に第1の感度値が設定されていると判定し、作業用メモリ230に第1の感度値として感度パラメータの値が記憶されていない場合に第1の感度値が設定されていないと判定する。
As shown in FIG. 9, the
第1の感度値が設定されている場合、CPU210は、後述するステップS4の処理に進む。一方、第1の感度値が設定されていない場合、CPU210は、使用者により図7の第1の感度値自動設定ボタン431、ゲイン手動調整バー432およびフィルタ手動調整欄433のいずれかが操作されたか否かに基づいて、第1の感度値の自動設定または手動設定が指令されたか否かを判定する(ステップS2)。
When the first sensitivity value is set, the
第1の感度値の自動設定および手動設定のいずれもが指令されていない場合、CPU210は、ステップS1の処理に戻る。一方、CPU210は、第1の感度値の自動設定が指令された場合に自動的に第1の感度値を設定し、第1の感度値の手動設定が指令された場合に使用者によるゲイン手動調整バー432およびフィルタ手動調整欄433の操作に従って第1の感度値を設定する(ステップS3)。
When neither automatic setting nor manual setting of the first sensitivity value is instructed, the
続いて、CPU210は、使用者により図7のチェックボックス434が指定されたか否かに基づいて、ワイドダイナミックレンジ処理が指令されたか否かを判定する(ステップS4)。
Subsequently, the
ワイドダイナミックレンジ処理が指令された場合、CPU210は、使用者により図8のチェックボックス441が指定されたか否かに基づいて、第2の感度値の自動設定が指令されたか否かを判定する(ステップS5)。
When the wide dynamic range process is instructed, the
第2の感度値の自動設定が指令された場合、CPU210は、使用者により図6の取得開始ボタン425が操作されたか否かに基づいて単位領域の複数の画像データの取得の開始が指令されたか否かを判定する(ステップS6)。
When the second sensitivity value automatic setting is instructed, the
画像データの取得の開始が指令されていない場合、CPU210は、上記のステップS5の処理に戻る。一方、画像データの取得の開始が指令された場合、CPU210は、第1の感度値により複数の画素データを取得する(ステップS7)。
When the start of image data acquisition is not instructed, the
これにより、CPU210は、取得した複数の画素データに基づいて第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データを生成する(ステップS8)。続いて、CPU210は、第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データに基づいて、第2の感度値により複数の画素データを取得すべきか否かを判定するための値(以下、判定値と呼ぶ。)として無効画素比率を算出する(ステップS9)。
Thereby, CPU210 produces | generates 1st height image data and 1st ultra-depth image data based on the acquired some pixel data (step S8). Subsequently, the
その後、CPU210は、無効画素比率が基準画素比率以上であるか否かを判定する(ステップS10)。無効画素比率が基準画素比率よりも小さい場合、CPU210は表面状態観察処理を終了する。一方、無効画素比率が基準画素比率以上である場合、CPU210は予め作業用メモリ230に記憶された第2の感度値により複数の画素データを取得する(ステップS11)。これにより、CPU210は、取得した複数の画素データに基づいて第2の高さ画像データおよび第2の超深度画像データを生成する(ステップS12)。
Thereafter, the
最後に、CPU210は、第1の高さ画像データと第2の高さ画像データとを合成するとともに、第1の超深度画像データと第2の超深度画像データとを合成し(ステップS13)、表面状態観察処理を終了する。
Finally, the
上記のステップS5において、第2の感度値の自動設定が指令されていない場合、CPU210は、使用者により手動で第2の感度値が設定されているか否かを判定する(ステップS21)。
If the automatic setting of the second sensitivity value is not instructed in step S5, the
第2の感度値が設定されている場合、CPU210は、後述するステップS24の処理に進む。一方、第2の感度値が設定されていない場合、CPU210は、使用者により図8のゲイン手動調整バー442およびフィルタ手動調整欄443のいずれかが操作されたか否かに基づいて、第2の感度値の手動設定が指令されたか否かを判定する(ステップS22)。
When the second sensitivity value is set, the
第2の感度値の手動設定が指令されていない場合、CPU210は、ステップS21の処理に戻る。一方、CPU210は、第2の感度値の手動設定が指令された場合に使用者による図8のゲイン手動調整バー442およびフィルタ手動調整欄443のうちの少なくとも一方の操作に従って第2の感度値を設定する(ステップS23)。
When the manual setting of the second sensitivity value is not instructed, the
次に、CPU210は、使用者により図6の取得開始ボタン425が操作されたか否かに基づいて単位領域の複数の画像データの取得の開始が指令されたか否かを判定する(ステップS24)。
Next, the
画像データの取得の開始が指令されていない場合、CPU210は、上記のステップS5の処理に戻る。一方、画像データの取得の開始が指令された場合、CPU210は、第1の感度値により複数の画素データを取得する(ステップS25)。
When the start of image data acquisition is not instructed, the
これにより、CPU210は、取得した複数の画素データに基づいて第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データを生成する(ステップS26)。 Thereby, CPU210 produces | generates 1st height image data and 1st ultra-depth image data based on the acquired some pixel data (step S26).
続いて、CPU210は、予め作業用メモリ230に記憶された第2の感度値により複数の画素データを取得する(ステップS27)。これにより、CPU210は、取得した複数の画素データに基づいて第2の高さ画像データおよび第2の超深度画像データを生成する(ステップS28)。
Subsequently, the
最後に、CPU210は、第1の高さ画像データと第2の高さ画像データとを合成するとともに、第1の超深度画像データと第2の超深度画像データとを合成し(ステップS29)、表面状態観察処理を終了する。
Finally, the
上記のステップS4において、ワイドダイナミックレンジ処理が指令されていない場合、CPU210は、使用者により図6の取得開始ボタン425が操作されたか否かに基づいて、単位領域の複数の画像データの取得の開始が指令されたか否かを判定する(ステップS31)。
If the wide dynamic range process is not instructed in step S4, the
画像データの取得の開始が指令されていない場合、CPU210は、上記のステップS1の処理に戻る。一方、画像データの取得の開始が指令された場合、CPU210は、第1の感度値により複数の画素データを取得する(ステップS32)。これにより、CPU210は、取得した複数の画素データに基づいて高さ画像データおよび超深度画像データを生成し(ステップS33)、表面状態観察処理を終了する。
When the start of image data acquisition is not instructed, the
上記の表面状態観察処理フローにおいては、ステップS5〜S13,S21〜S29の一連の処理が上述のワイドダイナミックレンジ処理に相当する。 In the surface state observation process flow described above, a series of processes in steps S5 to S13 and S21 to S29 correspond to the above-described wide dynamic range process.
(7)他の実施の形態
(7−1)上記実施の形態では、第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データの生成後に第2の感度値により複数の画素データを取得すべきか否かを判定するための判定値として無効画素比率が用いられるが、無効画素比率とは異なる値を判定値として用いることもできる。
(7) Other Embodiments (7-1) In the above embodiment, after the first height image data and the first ultra-deep image data are generated, a plurality of pixel data should be acquired with the second sensitivity value. Although the invalid pixel ratio is used as a determination value for determining whether or not the image is valid, a value different from the invalid pixel ratio can also be used as the determination value.
例えば、CPU210は、第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データの生成後に、観察対象物Sの表面のうち予め定められた領域内の複数の画素(例えば単位領域内の5画素、10画素または全画素等)に対応する複数のピーク強度の値の和または平均値を判定値として算出する。
For example, the
この場合、図1の記憶装置240に予め基準値が記憶される。これにより、CPU210は、複数のピーク強度の値の和または平均値が基準値以上であるか否かを判定し、和または平均値が基準値よりも小さい場合に表面状態観察処理を終了し、和または平均値が基準値以上である場合に第2の感度値により複数の画素データを取得してもよい。
In this case, the reference value is stored in advance in the
あるいは、CPU210は、第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データの生成後に、生成された高さ画像データに基づいて単位領域内の全画素に対応する複数のピーク位置を表すデータを生データとして作業用メモリ230に記憶する。また、CPU210は、生データに対してノイズを除去するための平滑化処理(メディアンフィルタ処理等)を行い、平滑化処理後のデータを処理データとして作業用メモリ230に記憶する。続いて、CPU210は、作業用メモリ230に記憶された生データおよび処理データを読み込み、画素ごとに対応する処理データと生データとの差分を差分データとして算出する。その後、CPU210は、画素ごとに算出された差分データの和または平均値を判定値として算出する。
Alternatively, the
この場合においても、図1の記憶装置240に予め基準値が記憶される。これにより、CPU210は、複数の差分データの和または平均値が基準値以上であるか否かを判定し、和または平均値が基準値よりも小さい場合に表面状態観察処理を終了し、和または平均値が基準値以上である場合に第2の感度値により複数の画素データを取得してもよい。
Also in this case, the reference value is stored in advance in the
(7−2)上記実施の形態では、第2の感度値が予め定められている。これに限らず、第2の感度値は、第1の感度値で取得される複数の画素データに基づいてCPU210により自動的に決定されてもよい。この場合、第2の感度値を適切な値に設定することができる。
(7-2) In the above embodiment, the second sensitivity value is determined in advance. The second sensitivity value is not limited to this, and may be automatically determined by the
例えば、一部が削除された第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとの合成時に、2つの超深度画像データの重複部分に対応する画素の数が一定数以上となるように第2の感度値を設定する。 For example, the number of pixels corresponding to the overlapping portion of two ultra-depth image data is equal to or greater than a certain number when combining the first ultra-depth image data from which a part has been deleted and the compressed second ultra-depth image data The second sensitivity value is set so that
この場合、一部が削除された第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとの間でパターンマッチングを行うことができる。したがって、第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとを精度よく合成することができる。 In this case, pattern matching can be performed between the first ultradeep image data from which a part has been deleted and the compressed second ultradeep image data. Therefore, the first ultra-depth image data and the compressed second ultra-depth image data can be synthesized with high accuracy.
同様に、一部が削除された第1の高さ画像データと一部が削除された第2の高さ画像データとの合成時に、2つの高さ画像データの重複部分に対応する画素の数が一定数以上となるように第2の感度値を設定する。 Similarly, the number of pixels corresponding to the overlapping portion of the two height image data at the time of combining the first height image data from which part has been deleted and the second height image data from which part has been deleted The second sensitivity value is set so that becomes a certain number or more.
この場合においても、一部が削除された第1の高さ画像データと一部が削除された第2の高さ画像データとの間でパターンマッチングを行うことができる。したがって、第1の高さ画像データと第2の高さ画像データとを精度よく合成することができる。 Also in this case, pattern matching can be performed between the first height image data from which part has been deleted and the second height image data from which part has been deleted. Therefore, the first height image data and the second height image data can be synthesized with high accuracy.
(7−3)上記では、無効画素比率を算出するための値tp1はノイズレベルnlに相当するが、値tp1は第1の感度値で取得される複数の画素データに基づいてCPU210により自動的に決定されてもよい。
(7-3) In the above description, the value tp1 for calculating the invalid pixel ratio corresponds to the noise level nl, but the value tp1 is automatically calculated by the
例えば、一部が削除された第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとの合成時に、2つの超深度画像データの重複部分に対応する画素の数が一定数以上となるように値tp1を設定する。 For example, the number of pixels corresponding to the overlapping portion of two ultra-depth image data is equal to or greater than a certain number when combining the first ultra-depth image data from which a part has been deleted and the compressed second ultra-depth image data The value tp1 is set so that
この場合、一部が削除された第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとの間でパターンマッチングを行うことができる。したがって、第1の超深度画像データと圧縮された第2の超深度画像データとを精度よく合成することができる。 In this case, pattern matching can be performed between the first ultradeep image data from which a part has been deleted and the compressed second ultradeep image data. Therefore, the first ultra-depth image data and the compressed second ultra-depth image data can be synthesized with high accuracy.
同様に、一部が削除された第1の高さ画像データと一部が削除された第2の高さ画像データとの合成時に、2つの高さ画像データの重複部分に対応する画素の数が一定数以上となるように値tp1を設定する。 Similarly, the number of pixels corresponding to the overlapping portion of the two height image data at the time of combining the first height image data from which part has been deleted and the second height image data from which part has been deleted The value tp1 is set so that becomes a certain number or more.
この場合においても、一部が削除された第1の高さ画像データと一部が削除された第2の高さ画像データとの間でパターンマッチングを行うことができる。したがって、第1の高さ画像データと第2の高さ画像データとを精度よく合成することができる。 Also in this case, pattern matching can be performed between the first height image data from which part has been deleted and the second height image data from which part has been deleted. Therefore, the first height image data and the second height image data can be synthesized with high accuracy.
(7−4)上記では、図8のチェックボックス441が指定されていない場合に、無効画素比率が算出されず、無効画素比率が基準画素比率以下であるか否かの判定も行われない。これに限らず、図8のチェックボックス441が指定されていない場合でも、CPU210は、第1の感度値による単位領域の第1の高さ画像データおよび第1の超深度画像データの生成後、無効画素比率が基準画素比率以下であるか否かの判定結果に基づいて、第2の感度値による画素データの取得を行うか否かを判定してもよい。
(7-4) In the above, when the
(7−5)上記では、共焦点顕微鏡システム500において表面状態観察処理が実行される。
(7-5) In the above, the surface state observation process is executed in the
これに限らず、上記の表面状態観察処理は、光源からの光を対物レンズ3を通して観察対象物に収束するように投射し、受光素子30に導かれる光の強さに対応して取得されるデジタル信号に基づいて観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムに適用することができる。投射された光の焦点位置を光軸方向に移動させつつ観察対象物の表面の状態を観察する顕微鏡システムとして、例えば光干渉法を用いた顕微鏡システムおよび光学顕微鏡システム等がある。
The surface state observation process is not limited to this, and the light from the light source is projected so as to converge on the observation object through the
(7−6)上記実施の形態において、X−Yスキャン光学系20が制御されることによりレーザ光が観察対象物S上でX方向およびY方向に走査されるが、これに限定されない。ステージ60が移動されることによりレーザ光が観察対象物S上でX方向およびY方向に走査されてもよい。
(7-6) In the above embodiment, the laser beam is scanned on the observation object S in the X direction and the Y direction by controlling the XY scan
また、レーザ光としてライン光(例えばX方向に延びる細長い光)が用いられてもよい。この場合、X−Yスキャン光学系20に代えてX方向への走査を行わないYスキャン光学系が用いられる。また、受光素子30に代えて、X方向に対応する方向に配列された複数の受光素子からなるラインCCDカメラ等が用いられる。
Further, line light (for example, elongated light extending in the X direction) may be used as the laser light. In this case, instead of the XY scan
なお、ラインCCDカメラの各受光素子のY方向に対応する方向の受光面のサイズは一般的に数10μmである。この場合、ラインCCDカメラの受光面がレンズ2の焦点位置に配置される。観察対象物Sの表面が対物レンズ3の焦点位置にあるときに、観察対象物Sにより反射されたライン光がラインCCDカメラの受光面に集光される。それにより、観察対象物Sにより反射されたライン光の大部分がラインCCDカメラの受光面に入射する。
The size of the light receiving surface in the direction corresponding to the Y direction of each light receiving element of the line CCD camera is generally several tens of μm. In this case, the light receiving surface of the line CCD camera is disposed at the focal position of the
一方、観察対象物Sが対物レンズ3の焦点位置から外れた位置にあるときには、観察対象物Sにより反射されたライン光はラインCCDカメラの受光面の前または後の位置に集光される。それにより、観察対象物Sにより反射されたライン光の一部のみがラインCCDカメラの受光面に入射する。したがって、ラインCCDカメラの前にピンホール部材7を配置することが不要となる。
On the other hand, when the observation object S is at a position deviating from the focal position of the
(7−7)上記実施の形態において、対物レンズ3がZ方向に移動されることにより対物レンズ3に対する観察対象物Sの相対的なZ方向の位置が変化されるが、これに限定されない。ステージ60がZ方向に移動されることにより対物レンズ3に対する観察対象物Sの相対的なZ方向の位置が変化されてもよい。
(7-7) In the above embodiment, the relative position of the observation object S with respect to the
(7−8)上記実施の形態において、X−Yスキャン光学系20が制御されることによりレーザ光が観察対象物S上でX方向およびY方向に走査されるが、これに限定されない。ステージ60が移動されることによりレーザ光が観察対象物S上でX方向およびY方向に走査されてもよい。
(7-8) In the above embodiment, the laser beam is scanned on the observation object S in the X direction and the Y direction by controlling the XY scan
(7−9)上記実施の形態において、PC200のCPU210が制御部300の機能を有していてもよい。この場合、制御部300は設けられなくてもよい。
(7-9) In the above embodiment, the
(8)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
(8) Correspondence between each component of claim and each part of embodiment The following describes an example of the correspondence between each component of the claim and each part of the embodiment. It is not limited.
観察対象物Sが観察対象物の例であり、共焦点顕微鏡システム500が共焦点顕微鏡システムの例であり、レーザ光源10がレーザ光源の例であり、受光素子30が受光素子の例であり、X−Yスキャン光学系20が走査光学系の例であり、対物レンズ3が対物レンズの例であり、レンズ駆動部63がレンズ駆動部の例であり、NDフィルタ8が受光光学系の例である。
The observation object S is an example of an observation object, the
また、第1の感度値および第2の感度値で取得される複数の画素データが画素データの例であり、各画素のピーク値(ピーク強度)を示す画素データが画像データの例であり、制御部300が画素データ出力部の例であり、PC200が感度設定部および画像データ生成部の例である。
In addition, a plurality of pixel data acquired with the first sensitivity value and the second sensitivity value is an example of pixel data, and pixel data indicating a peak value (peak intensity) of each pixel is an example of image data. The
さらに、無効画素比率を算出するための値tp1がしきい値の例であり、高さ画像データおよび超深度画像データが表面画像データの例である。また、無効画素比率、複数のピーク強度の値の和または平均値、または複数の差分データの和または平均値が判定値の例であり、第1の感度値による複数の画素データの取得後に算出される無効画素比率が基準画素比率以下であること、複数のピーク強度の値の和または平均値が基準値以上であること、または複数の差分データの和または平均値が基準値以上であることが予め定められた条件の例である。 Furthermore, the value tp1 for calculating the invalid pixel ratio is an example of the threshold value, and the height image data and the ultra-depth image data are examples of the surface image data. In addition, the invalid pixel ratio, the sum or average value of a plurality of peak intensities, or the sum or average value of a plurality of difference data is an example of a determination value, and is calculated after acquisition of a plurality of pixel data by the first sensitivity value. The invalid pixel ratio to be performed is equal to or less than the reference pixel ratio, the sum or average value of the plurality of peak intensity values is equal to or greater than the reference value, or the sum or average value of the plurality of difference data is equal to or greater than the reference value Is an example of a predetermined condition.
また、図7のチェックボックス434が第1の指定手段の例であり、図8のゲイン手動調整バー442およびフィルタ手動調整欄443が第2の感度値調整手段の例であり、図7のゲイン手動調整バー432およびフィルタ手動調整欄433が第1の感度値調整手段の例であり、図7の第1の感度値自動設定ボタン431が第2の指定手段の例である。
Also, the
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。 As each constituent element in the claims, various other elements having configurations or functions described in the claims can be used.
本発明は、種々の共焦点顕微鏡システムに有効に利用することができる。 The present invention can be effectively used in various confocal microscope systems.
1,2 レンズ
3 対物レンズ
4〜6 ハーフミラー
7 ピンホール部材
8 NDフィルタ
10 レーザ光源
20 X−Yスキャン光学系
30 受光素子
40 照明用白色光源
50 カラーCCDカメラ
60 ステージ
61 ステージ操作部
62 ステージ駆動部
63 レンズ駆動部
100 測定部
200 PC
210 CPU
220 ROM
230 作業用メモリ
240 記憶装置
300 制御部
400 表示部
410 画像表示領域
420 条件設定領域
425 取得開始ボタン
430 第1の感度パラメータ設定枠
431 第1の感度値自動設定ボタン
432 ゲイン手動調整バー
433 フィルタ手動調整欄
434,441 チェックボックス
435 ワイドダイナミックレンジ設定ボタン
432a,442a スライダ
432b,442b 左ボタン
432c,442c 右ボタン
440 第2の感度パラメータ設定ウィンドウ
442 ゲイン手動調整バー
443 フィルタ手動調整欄
444 OKボタン
500 共焦点顕微鏡システム
nl ノイズレベル
S 観察対象物
s1〜s4 単位領域
SC 中心軸
SE1,SE2 両側端部分
SL 線
SU 上端部分
SUV 略中央部分
SV 共焦点画像
SV1,SV2,SV3 画像
tp1,tp2,tp3,α,β 値
V1〜V3 超深度画像
E1V,E2V 両側辺
SA1,SA2,SB1,SB2,SZ 領域
DESCRIPTION OF
210 CPU
220 ROM
230
Claims (15)
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を二次元走査する走査光学系と、
前記走査光学系にて走査されたレーザ光を観察対象物に集光する対物レンズと、
観察対象物からのレーザ光の反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力信号に基づいて、複数の画素に対応する画素データを出力する画素データ出力部と、
前記レーザ光源および前記受光素子の少なくとも1つを制御することにより、画素データの値を調整するための感度パラメータを設定する感度設定部と、
前記対物レンズの光軸方向に沿って前記対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させながら前記画素データ出力部から出力される画素データに基づいて、画素ごとに前記対物レンズの光軸方向における受光強度分布のピーク強度を示す超深度画像データを生成する画像データ生成部と、を備える共焦点顕微鏡システムであって、
前記画像データ生成部は、
前記超深度画像データの取得開始指令を契機として、前記感度設定部により前記感度パラメータが第1の感度値に設定された状態で、前記対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させて前記超深度画像データを第1の超深度画像データとして生成する第1の機能と、
前記第1の機能により生成された第1の超深度画像データの各画素が示すピーク強度に関して予め定められた条件を満足するか否かを判定し、判定結果に基づき前記感度設定部により前記感度パラメータを前記第1の感度値よりも大きい第2の感度値に変更する第2の機能と、
前記感度設定部により前記感度パラメータが前記第2の感度値に設定された状態で、前記対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させて前記超深度画像データを第2の超深度画像データとして生成する第3の機能と、を有することを特徴とする共焦点顕微鏡システム。 A laser light source that emits laser light to an observation object;
A scanning optical system for two-dimensionally scanning laser light emitted from the laser light source;
An objective lens for condensing the laser beam scanned by the scanning optical system onto an observation object;
A light receiving element that receives reflected light of the laser beam from the observation object;
A pixel data output unit that outputs pixel data corresponding to a plurality of pixels based on an output signal of the light receiving element;
A sensitivity setting unit for setting a sensitivity parameter for adjusting the value of pixel data by controlling at least one of the laser light source and the light receiving element;
Based on the pixel data output from the pixel data output unit while changing the relative distance between the objective lens and the observation object along the optical axis direction of the objective lens, the objective lens for each pixel An image data generation unit that generates ultra-depth image data indicating the peak intensity of the received light intensity distribution in the optical axis direction of the confocal microscope system,
The image data generation unit
The relative distance between the objective lens and the observation object is set in the state where the sensitivity parameter is set to the first sensitivity value by the sensitivity setting unit triggered by the acquisition start command of the ultra-deep image data. A first function to change and generate the ultra-deep image data as first ultra-deep image data;
It is determined whether or not a predetermined condition is satisfied with respect to a peak intensity indicated by each pixel of the first ultra-deep image data generated by the first function, and the sensitivity setting unit determines the sensitivity based on a determination result. A second function for changing a parameter to a second sensitivity value greater than the first sensitivity value;
In a state where the sensitivity parameter is set to the second sensitivity value by the sensitivity setting unit, the relative distance between the objective lens and the observation object is changed, and the ultra-deep image data is converted into the second depth data. And a third function for generating as ultra-deep image data.
前記画像データ生成部は、前記第1の処理が指定された場合に前記超深度画像データの取得開始指令を契機として前記第1の機能のみを実行し、前記第2の処理が指定された場合に前記超深度画像データの取得開始指令を契機として前記第1および第2の機能を実行する請求項1記載の共焦点顕微鏡システム。 First designation means operated by a user to designate one of a first process for executing only the first function and a second process for executing the first and second functions. In addition,
When the first process is designated, the image data generation unit executes only the first function triggered by an acquisition start command for the ultra-deep image data, and the second process is designated. The confocal microscope system according to claim 1, wherein the first and second functions are executed in response to an acquisition start command for the ultra-deep image data.
前記画像データ生成部は、前記第2の機能において前記判定結果に基づき前記感度パラメータを前記感度設定部により前記第2の感度値調整手段の操作に基づく第2の感度値に設定する請求項1または2記載の共焦点顕微鏡システム。 A second sensitivity value adjusting means operated by a user to set the second sensitivity value;
The image data generation unit sets the sensitivity parameter to a second sensitivity value based on an operation of the second sensitivity value adjusting unit by the sensitivity setting unit based on the determination result in the second function. Or the confocal microscope system of 2.
前記第1の感度値の自動設定および前記第1の感度値調整手段の操作による前記第1の感度値の手動設定のいずれかを指定するために使用者により操作される第2の指定手段とをさらに備え、
前記画像データ生成部は、前記第1の感度値の自動設定が指定された場合に、前記第1の機能において前記感度設定部により前記感度パラメータを自動的に第1の感度値に設定し、前記第1の感度値の手動設定が指定された場合に、前記第1の機能において前記感度設定部により前記感度パラメータを前記第1の感度値調整手段の操作に基づく第1の感度値に設定する請求項1〜5のいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡システム。 First sensitivity value adjusting means operated by a user to set the first sensitivity value;
Second designation means operated by a user to designate either automatic setting of the first sensitivity value and manual setting of the first sensitivity value by operation of the first sensitivity value adjustment means; Further comprising
When the automatic setting of the first sensitivity value is designated, the image data generation unit automatically sets the sensitivity parameter to the first sensitivity value by the sensitivity setting unit in the first function, When manual setting of the first sensitivity value is designated, the sensitivity parameter is set to the first sensitivity value based on the operation of the first sensitivity value adjusting means by the sensitivity setting unit in the first function. The confocal microscope system according to any one of claims 1 to 5.
前記画像データ生成部は、前記第1の機能および前記第3の機能の両方において、前記レンズ駆動部を制御することにより、前記対物レンズと観察対象物との間の相対的な距離を変化させることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡システム。 A lens driving unit for moving the objective lens in the optical axis direction;
The image data generation unit changes the relative distance between the objective lens and the observation object by controlling the lens driving unit in both the first function and the third function. The confocal microscope system according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記感度設定部は、前記レーザ光源、前記受光素子および前記受光光学系のうち少なくとも1つを制御することにより、前記感度パラメータを設定することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡システム。 A light receiving optical system for guiding the reflected light of the laser light from the observation object to the light receiving element;
The sensitivity setting unit sets the sensitivity parameter by controlling at least one of the laser light source, the light receiving element, and the light receiving optical system. The confocal microscope system described in 1.
前記画像データ生成部は、単位領域ごとに表面画像データを生成し、単位領域ごとに生成された表面画像データ同士を連結することにより、単位領域よりも大きい面積の画像データを生成することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡システム。 The scanning optical system two-dimensionally scans the laser light emitted from the laser light source within a unit region set on the surface of the observation object,
The image data generation unit generates surface image data for each unit region, and generates image data having an area larger than the unit region by connecting the surface image data generated for each unit region. The confocal microscope system according to any one of claims 1 to 14.
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