JPH0720382A - レ−ザ走査型顕微鏡 - Google Patents
レ−ザ走査型顕微鏡Info
- Publication number
- JPH0720382A JPH0720382A JP5183469A JP18346993A JPH0720382A JP H0720382 A JPH0720382 A JP H0720382A JP 5183469 A JP5183469 A JP 5183469A JP 18346993 A JP18346993 A JP 18346993A JP H0720382 A JPH0720382 A JP H0720382A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- electric signal
- image
- scanning
- microscope
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小量の位相変化を高コントラストで観察で
き、かつ高速で画像処理が行えるレ−ザ走査型顕微鏡を
提供すること。 【構成】 レ−ザ光源と、該レ−ザ光源からの光を試料
表面上にスポット状に絞り込む光学系と、該レ−ザスポ
ットによって試料表面上を走査するための走査手段と、
前記レ−ザスポットから得られる前記試料表面上の輝度
情報の電気信号および位置情報により画像を形成する画
像形成処理手段とを備えたレ−ザ走査型顕微鏡におい
て、画像形成処理の前に前記輝度情報を含む電気信号に
対して予め定められた直流オフセット電位分を減算する
引算処理手段および前記直流オフセット電位分の減算の
後に前記電気信号を予め定められた増幅率で増幅する増
幅手段を備えた。
き、かつ高速で画像処理が行えるレ−ザ走査型顕微鏡を
提供すること。 【構成】 レ−ザ光源と、該レ−ザ光源からの光を試料
表面上にスポット状に絞り込む光学系と、該レ−ザスポ
ットによって試料表面上を走査するための走査手段と、
前記レ−ザスポットから得られる前記試料表面上の輝度
情報の電気信号および位置情報により画像を形成する画
像形成処理手段とを備えたレ−ザ走査型顕微鏡におい
て、画像形成処理の前に前記輝度情報を含む電気信号に
対して予め定められた直流オフセット電位分を減算する
引算処理手段および前記直流オフセット電位分の減算の
後に前記電気信号を予め定められた増幅率で増幅する増
幅手段を備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレ−ザ走査型顕微鏡に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】位相物体を観察するためのレ−ザ走査型
顕微鏡は、高解像であること、電気信号の処理によって
二次元画像を得る事ができるため信号処理が容易である
こと、などの利点を有するものとして知られている。
顕微鏡は、高解像であること、電気信号の処理によって
二次元画像を得る事ができるため信号処理が容易である
こと、などの利点を有するものとして知られている。
【０００３】図２はレ−ザ走査型顕微鏡の一例として反
射型レ−ザ走査型微分干渉顕微鏡のシステム構成を示し
た模式図である。
射型レ−ザ走査型微分干渉顕微鏡のシステム構成を示し
た模式図である。
【０００４】図２において、レ−ザ光源１から出た光
は、ポラライザ−２と、光路分割手段としてのビ−ムス
プリッタ−（ＢＳ）３を通過して複屈折プリズム４（こ
こではノマルスキ−プリズム）に達する。複屈折プリズ
ム４では２方向の偏光が形成される。この２偏光は対物
レンズ５によって照明スポットとして位相変化を有する
試料面６に集光される。このスポットによって試料面を
二次元的に走査し、各点から変調された光量信号を得
る。
は、ポラライザ−２と、光路分割手段としてのビ−ムス
プリッタ−（ＢＳ）３を通過して複屈折プリズム４（こ
こではノマルスキ−プリズム）に達する。複屈折プリズ
ム４では２方向の偏光が形成される。この２偏光は対物
レンズ５によって照明スポットとして位相変化を有する
試料面６に集光される。このスポットによって試料面を
二次元的に走査し、各点から変調された光量信号を得
る。
【０００５】すなわち、試料面６によって変調された２
偏光は反射光として複屈折プリズム４に戻り、ＢＳ３に
よってアナライザ−７に導かれて２偏光の干渉光が検出
器８によって検出される。
偏光は反射光として複屈折プリズム４に戻り、ＢＳ３に
よってアナライザ−７に導かれて２偏光の干渉光が検出
器８によって検出される。
【０００６】このようにして各点から得られた変調光量
信号は電気信号に変換され、位置情報を含む走査信号と
同期させることにより試料の２次元画像が再生される。
以上の工程により、レ−ザ走査型顕微鏡を用いて試料の
位相変化（段差）を可視化することができる。
信号は電気信号に変換され、位置情報を含む走査信号と
同期させることにより試料の２次元画像が再生される。
以上の工程により、レ−ザ走査型顕微鏡を用いて試料の
位相変化（段差）を可視化することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、極めて小さ
い位相変化に対しては当然得られる変調光量信号も小さ
くなり、試料上の位相変化を観察することが難しくな
る。そのため従来から、得られた２次元画像を適当な画
像処理を施すことで画像を見やすくしているが、この画
像処理による方法では画像を一旦バッファ等のメモリに
記憶させ、それを取り出して複製するという工程を経る
ため、画像の複製を幾度も繰り返すと複製の回数に比例
してノイズ等の混入が多くなり、また処理時間も長くか
かるという問題があった。
い位相変化に対しては当然得られる変調光量信号も小さ
くなり、試料上の位相変化を観察することが難しくな
る。そのため従来から、得られた２次元画像を適当な画
像処理を施すことで画像を見やすくしているが、この画
像処理による方法では画像を一旦バッファ等のメモリに
記憶させ、それを取り出して複製するという工程を経る
ため、画像の複製を幾度も繰り返すと複製の回数に比例
してノイズ等の混入が多くなり、また処理時間も長くか
かるという問題があった。
【０００８】本発明はかかる問題を解決するためになさ
れたもので、微小量の位相変化を高コントラストで観察
でき、かつ高速で画像処理が行えるレ−ザ走査型顕微鏡
を提供することを目的とする。
れたもので、微小量の位相変化を高コントラストで観察
でき、かつ高速で画像処理が行えるレ−ザ走査型顕微鏡
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のレ−ザ走査型顕
微鏡は、レ−ザ光源と、該レ−ザ光源からの光を試料表
面上にスポット状に絞り込む光学系と、該レ−ザスポッ
トによって試料表面上を走査するための走査手段と、前
記レ−ザスポットから得られる前記試料表面上の輝度情
報の電気信号および位置情報により画像を形成する画像
形成処理手段とを備えたレ−ザ走査型顕微鏡において、
画像形成処理の前に前記輝度情報を含む電気信号に対し
て予め定められた直流オフセット電位分を減算する引算
処理手段および前記直流オフセット電位分の減算の後に
前記電気信号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手
段を備えたことを特徴とするものである。
微鏡は、レ−ザ光源と、該レ−ザ光源からの光を試料表
面上にスポット状に絞り込む光学系と、該レ−ザスポッ
トによって試料表面上を走査するための走査手段と、前
記レ−ザスポットから得られる前記試料表面上の輝度情
報の電気信号および位置情報により画像を形成する画像
形成処理手段とを備えたレ−ザ走査型顕微鏡において、
画像形成処理の前に前記輝度情報を含む電気信号に対し
て予め定められた直流オフセット電位分を減算する引算
処理手段および前記直流オフセット電位分の減算の後に
前記電気信号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手
段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】本発明は、レ−ザ走査型顕微鏡において、画像
形成処理の前に輝度情報を含む電気信号の増幅による変
化強調処理を行うものである。
形成処理の前に輝度情報を含む電気信号の増幅による変
化強調処理を行うものである。
【００１１】すなわち、輝度情報を含む電気信号の増幅
による変化強調処理を行ってから画像形成処理を行うこ
とにより、従来の一旦画像を形成してから画像処理を施
す場合に比べて、ノイズ等の混入を極力おさえることが
できると共に処理時間も短くなり、高速処理が可能とな
る。
による変化強調処理を行ってから画像形成処理を行うこ
とにより、従来の一旦画像を形成してから画像処理を施
す場合に比べて、ノイズ等の混入を極力おさえることが
できると共に処理時間も短くなり、高速処理が可能とな
る。
【００１２】特に本発明は、前記変化強調処理を行う手
段として、輝度情報を含む電気信号に対して予め定めら
れた直流オフセット電位分を減算する引算処理手段およ
び前記直流オフセット電位分を減算した後に前記電気信
号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手段を備えて
いる。
段として、輝度情報を含む電気信号に対して予め定めら
れた直流オフセット電位分を減算する引算処理手段およ
び前記直流オフセット電位分を減算した後に前記電気信
号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手段を備えて
いる。
【００１３】すなわち、輝度情報を含む電気信号から情
報に不要な成分としての直流オフセット電位分を減算
し、その後に増幅するので減算した分だけバックグラウ
ンドレベルが下がり、増幅手段のダイナミクレンジを有
効に活用して、高増幅率で増幅することが可能となる。
よって微小量の位相変化が顕著となり、高コントラスト
の画像で観察することができるようになる。
報に不要な成分としての直流オフセット電位分を減算
し、その後に増幅するので減算した分だけバックグラウ
ンドレベルが下がり、増幅手段のダイナミクレンジを有
効に活用して、高増幅率で増幅することが可能となる。
よって微小量の位相変化が顕著となり、高コントラスト
の画像で観察することができるようになる。
【００１４】尚、変化強調処理手段としては微分処理手
段を利用することもできる。。微分処理によってもま
た、微小量の位相変化が顕著となり、高コントラストの
画像で観察することができる。
段を利用することもできる。。微分処理によってもま
た、微小量の位相変化が顕著となり、高コントラストの
画像で観察することができる。
【００１５】本発明によれば、信号処理後の顕微鏡画像
がモニタ−上に連続的に（速度は走査機構できまる）表
示され、その表示画面を見ながらバックグラウンドレベ
ル及び信号増幅率の調整を逐次行うことができるので、
変化強調処理を一工程で済ますことができる。よって最
短の経路で処理を行うことができるので時間を短縮する
ことができる。
がモニタ−上に連続的に（速度は走査機構できまる）表
示され、その表示画面を見ながらバックグラウンドレベ
ル及び信号増幅率の調整を逐次行うことができるので、
変化強調処理を一工程で済ますことができる。よって最
短の経路で処理を行うことができるので時間を短縮する
ことができる。
【００１６】さらにまた、従来は画像を形成してからそ
の画像を処理するために複製を重ねるというものであっ
たため、複製された画像をその度に記憶させておく必要
があった。本発明によれば画像形成前の電気信号自体を
処理するので複製画像を保存する必要がなくなり、バッ
ファ等のメモリを省くこともできる。
の画像を処理するために複製を重ねるというものであっ
たため、複製された画像をその度に記憶させておく必要
があった。本発明によれば画像形成前の電気信号自体を
処理するので複製画像を保存する必要がなくなり、バッ
ファ等のメモリを省くこともできる。
【００１７】尚、本発明に用いるレ−ザ走査型顕微鏡と
しては、レ−ザ走査型微分干渉顕微鏡、レ−ザ走査型位
相差顕微鏡等があるが、レ−ザスポットによって試料面
上を走査するための走査手段を備え、連続出力信号を送
出するものであれば種々の顕微鏡手法が可能であり、偏
光の処理方法は特に制限されない。
しては、レ−ザ走査型微分干渉顕微鏡、レ−ザ走査型位
相差顕微鏡等があるが、レ−ザスポットによって試料面
上を走査するための走査手段を備え、連続出力信号を送
出するものであれば種々の顕微鏡手法が可能であり、偏
光の処理方法は特に制限されない。
【００１８】この走査機構としてはレ−ザビ−ムを固定
し、光軸に対して垂直な面内方向に移動が可能な試料ス
テ−ジを設けて、このステ−ジを移動させてもよいし、
または試料を固定してレ−ザビ−ムの照明スポットを走
査させてもよい。この照明スポットの走査方法として
は、走査ミラ−、ポリゴンミラ−、音響光学素子等があ
る。対物レンズによる光束の集光位置と被検試料とを相
対的に走査することのできる走査手段であれば特に制限
はない。
し、光軸に対して垂直な面内方向に移動が可能な試料ス
テ−ジを設けて、このステ−ジを移動させてもよいし、
または試料を固定してレ−ザビ−ムの照明スポットを走
査させてもよい。この照明スポットの走査方法として
は、走査ミラ−、ポリゴンミラ−、音響光学素子等があ
る。対物レンズによる光束の集光位置と被検試料とを相
対的に走査することのできる走査手段であれば特に制限
はない。
【００１９】また、光学系としては反射光学系、透過光
学系のいずれを用いてもよい。被検試料としては微小段
差試料や弱位相物体等の観察が可能である。
学系のいずれを用いてもよい。被検試料としては微小段
差試料や弱位相物体等の観察が可能である。
【００２０】
【実施例】図１は、本発明の実施例に係るレ−ザ走査型
顕微鏡の画像信号処理の流れを示した模式図である。
顕微鏡の画像信号処理の流れを示した模式図である。
【００２１】図１において、破線で囲まれた部分はレ−
ザ走査型顕微鏡本体９である。試料によって変調された
光を検出器１０で検出し、光電変換器１１で電気信号に
変換する（変換された電気信号の一例として信号１２を
示す。）。変換された電気信号は引算処理回路１３で予
め定められた直流オフセット電位分のバックグラウンド
信号が減算される（一定量のバックグラウンド信号が除
去された電気信号の一例として信号１４を示す。）。バ
ックグラウンド信号が除去された電気信号は増幅処理回
路１５で振幅増幅される（増幅された電気信号の一例と
して信号１６を示す。）。
ザ走査型顕微鏡本体９である。試料によって変調された
光を検出器１０で検出し、光電変換器１１で電気信号に
変換する（変換された電気信号の一例として信号１２を
示す。）。変換された電気信号は引算処理回路１３で予
め定められた直流オフセット電位分のバックグラウンド
信号が減算される（一定量のバックグラウンド信号が除
去された電気信号の一例として信号１４を示す。）。バ
ックグラウンド信号が除去された電気信号は増幅処理回
路１５で振幅増幅される（増幅された電気信号の一例と
して信号１６を示す。）。
【００２２】このような一連の信号変化強調処理を施さ
れた電気信号は、レ−ザ走査型顕微鏡内の走査機構１９
から取り出したサンプリング信号１７と同期をとられ、
試料面の２次元画像１８が形成される。
れた電気信号は、レ−ザ走査型顕微鏡内の走査機構１９
から取り出したサンプリング信号１７と同期をとられ、
試料面の２次元画像１８が形成される。
【００２３】図３は被検面としての弱位相物体表面の一
例を示す部分断面図である。図３において、被検面はス
テップ状の微小段差を有しており、１ステップは７．５
〜１０．０Åである。
例を示す部分断面図である。図３において、被検面はス
テップ状の微小段差を有しており、１ステップは７．５
〜１０．０Åである。
【００２４】図４は図３の被検面により検出された輝度
分布の１ラインを取り出して表示した線図である。
分布の１ラインを取り出して表示した線図である。
【００２５】図４において、（ａ）は未処理の輝度分
布、（ｂ）は本発明による信号処理として引算処理およ
び増幅処理を施した場合の輝度分布を示している。
（ａ）に比べて（ｂ）は、試料表面の段差をはっきりと
認識することができる。これにより、２次元画像のコン
トラストを大きく向上させることができる。
布、（ｂ）は本発明による信号処理として引算処理およ
び増幅処理を施した場合の輝度分布を示している。
（ａ）に比べて（ｂ）は、試料表面の段差をはっきりと
認識することができる。これにより、２次元画像のコン
トラストを大きく向上させることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、画像形成
処理の前に輝度情報を含む電気信号からバックグラウン
ド信号としての直流オフセット電位分を減算してから増
幅するという変化強調処理を行うため、微小量の位相変
化を高コントラストで観察でき、かつ高速で画像処理が
行えるという効果がある。
処理の前に輝度情報を含む電気信号からバックグラウン
ド信号としての直流オフセット電位分を減算してから増
幅するという変化強調処理を行うため、微小量の位相変
化を高コントラストで観察でき、かつ高速で画像処理が
行えるという効果がある。
【図１】本発明の実施例に係るレ−ザ走査型顕微鏡の画
像信号処理の流れを示した模式図である。
像信号処理の流れを示した模式図である。
【図２】従来例におけるレ−ザ走査型微分干渉顕微鏡の
システム構成を示した模式図である。
システム構成を示した模式図である。
【図３】被検面としての弱位相物体表面の一例を示す部
分断面図である。
分断面図である。
【図４】（ａ）は従来例による未処理の輝度分布を示し
た線図、（ｂ）は本発明による信号処理として引算処理
および増幅処理を施した場合の輝度分布を示した線図で
ある。
た線図、（ｂ）は本発明による信号処理として引算処理
および増幅処理を施した場合の輝度分布を示した線図で
ある。
９・・・レ−ザ走査型顕微鏡本体 １０・・・検出器 １１・・・光電変換器 １２、１４、１６・・・電気信号 １３・・・引算処理回路 １５・・・増幅処理回路 １７・・・サンプリング信号 １８・・・２次元画像
Claims (1)
- 【請求項１】 レ−ザ光源と、該レ−ザ光源からの光を
試料表面上にスポット状に絞り込む光学系と、該レ−ザ
スポットによって試料表面上を走査するための走査手段
と、前記レ−ザスポットから得られる前記試料表面上の
輝度情報の電気信号および位置情報により画像を形成す
る画像形成処理手段とを備えたレ−ザ走査型顕微鏡にお
いて、 画像形成処理の前に前記輝度情報を含む電気信号に対し
て予め定められた直流オフセット電位分を減算する引算
処理手段および前記直流オフセット電位分の減算の後に
前記電気信号を予め定められた増幅率で増幅する増幅手
段を備えたことを特徴とするレ−ザ走査型顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5183469A JPH0720382A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | レ−ザ走査型顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5183469A JPH0720382A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | レ−ザ走査型顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720382A true JPH0720382A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=16136343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5183469A Pending JPH0720382A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | レ−ザ走査型顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0720382A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005309415A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Olympus Corp | 光学顕微鏡と光学的観察方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5183469A patent/JPH0720382A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005309415A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Olympus Corp | 光学顕微鏡と光学的観察方法 |
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