(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、光センサ、及びセンサ信号を画像化する画像化部を有する三次元形状測定装置であって、
前記画像化部によるセンサ信号の画像化に同期して取得した、前記画像化の時点における前記三次元形状測定装置の状態を表した制御情報を保持する保持部と、
前記画像化部において得た画像データの画像転送路への転送タイミングに基づき前記保持部に保持した前記制御情報の前記画像転送路への転送タイミングを制御して、前記制御情報を前記画像データと対応付けて前記画像転送路に出力させる出力制御部と、
を備え、
前記保持部は、前記制御情報として、光軸方向の焦点位置を保持し、
前記出力制御部は、前記保持部に保持されている光軸方向の焦点位置のデータを、前記焦点位置を取得したタイミングの前記画像データと対応付けて出力させ、
前記三次元形状測定装置は、レーザー走査型共焦点顕微鏡である
ことを特徴とする三次元形状測定装置。
【請求項２】
さらに、通信系の通信路と、前記通信路よりも帯域の広い前記画像転送路と、を含む複数の通信路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定装置。
【請求項３】
前記保持部は、前記制御情報として、さらに、二次元面内の撮像位置を保持し、
前記出力制御部は、前記保持部に保持されている二次元面内の撮像位置のデータを、前記撮像位置を取得したタイミングの前記画像データと対応付けて出力させる
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定装置。
【請求項４】
前記レーザー走査型共焦点顕微鏡は、
前記光源から発せられた光を集光する対物レンズと、
被検物を載置するステージと、
前記対物レンズにより集光されて前記被検物上に照明される光を二次元走査するときの同期信号を生成する走査制御部と、
を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記走査制御部が生成した同期信号に基づき各画像フレームのスキャンごとに取得される前記制御情報を保持してゆく
ことを特徴とする請求項４に記載の三次元形状測定装置。
【請求項６】
前記保持部は、前記走査制御部が生成した同期信号に基づき画像フレームの各ラインのスキャンごとに取得される前記制御情報を保持してゆく
ことを特徴とする請求項４に記載の三次元形状測定装置。
【請求項７】
前記保持部は、前記走査制御部が生成した同期信号に基づき画像フレームの各画素のスキャンごとに取得される前記制御情報を保持してゆく
ことを特徴とする請求項４に記載の三次元形状測定装置。
【請求項８】
前記出力制御部は、前記センサ信号の読み出しタイミングを表す同期信号の有効期間を利用して、前記制御情報を前記画像転送路に出力させる
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定装置。
【請求項９】
前記出力制御部は、前記レーザー走査型共焦点顕微鏡の走査制御部により生成される同期信号のうち、垂直同期信号の有効期間の画像データの転送に使用されていない期間を利用して、各フレームの画像データに前記制御情報を対応付けて出力させる
ことを特徴とする請求項８に記載の三次元形状測定装置。
【請求項１０】
前記出力制御部は、前記レーザー走査型共焦点顕微鏡の走査制御部により生成される同期信号のうち、水平同期信号の有効期間の画像データの転送に使用されていない期間を利用して、フレームの各ラインのデータに前記制御情報を対応付けて出力させる
ことを特徴とする請求項８に記載の三次元形状測定装置。
【請求項１１】
前記出力制御部は、前記レーザー走査型共焦点顕微鏡の走査制御部により生成される同期信号の周期、またはＸＹスキャンの復路の期間を利用して、各画素のデータに前記制御情報を対応付けて出力させる
ことを特徴とする請求項８に記載の三次元形状測定装置。
【請求項１２】
前記出力制御部により対応付けて転送された前記制御情報及び前記画像データを処理して前記三次元形状測定を行うコントローラと、
を更に備え、
前記出力制御部は、前記保持部に保持されている制御情報を、所定の配置条件にしたがって前記画像データに挿入することにより対応付けを行い、
前記コントローラは、前記所定の配置条件に基づき、前記制御情報を解読して、対応する前記画像データを処理する
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡像から被検物の三次元形状を測定する三次元形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の小型化や高度化のためには、微小な部品や領域の三次元形状の測定が重要である。電子部品や材料の品質を管理するため、電子部品の表面の幾何学的な形状を測定し、これを定量化することが行われている。
【０００３】
部品等の被検物の表面の幾何学的な形状を測定する方法としては、触針式表面粗さ測定機を利用する方法が古くから利用されている。この方法では、測定対象物の表面を機械的な触針先端で精密になぞることにより測定対象物の形状測定を行うため、信頼性の高いデータを取得することができる。
【０００４】
その一方で、さまざまな測定原理を用いた非接触方式の測定機も、広く普及してきている。非接触方式の測定機は、測定対象物を傷付けることなく簡単に測定できるため、近年急速に普及してきている。非接触方式の測定機の多くは、光学的な手法を用いている。市販の非接触方式の測定機の代表例としては、共焦点顕微鏡法が挙げられる。
【０００５】
共焦点顕微鏡法による測定の基本原理について、以下に説明する。
共焦点顕微鏡法としては、特許文献１に記載されているようなレーザー走査型共焦点顕微鏡が公知である。
【０００６】
レーザー走査型顕微鏡は、対物レンズでスポット状に集光したレーザー光により被検物を二次元的に走査し、その反射光を、対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置される共焦点絞りを介して受光する。共焦点絞りは、焦点の合った部分の光しか受光しないため、合焦部分のみが画像化される。こうして得られる画像は、通常の光学顕微鏡のそれと比べて焦点深度が浅く、一般に、共焦点画像と呼ばれる。
【０００７】
共焦点顕微鏡法にて被検物の表面形状を測定する際には、この焦点深度の浅さが利用される。すなわち、対物レンズと被検物の相対距離を変えながら、焦点深度の浅い共焦点画像を複数取得していく。そして、画像の各画素位置における最大輝度を与えるＺ軸方向の位置、つまり、合焦位置を求めることで、被検物全体の表面形状の測定を行う。
【０００８】
図８は、Ｉ−Ｚカーブと呼ばれる曲線を示す図である。Ｉ−Ｚカーブは、対物レンズと被検物の相対距離Ｚと、被検物にて反射する光の強度Ｉとの関係を表す。図８のＩ−Ｚカーブに示すように、対物レンズの焦点位置と被検物の表面位置が一致したときに、最も光の強度が大きくなる。
【０００９】
例えば特許文献２においては、上述の複数の共焦点画像から各画素位置における合焦位置を求める方法が提案されている。これによれば、測定精度と測定時間とが交換条件となることのないよう、対物レンズと被検物の相対距離Ｚについて、離散的な位置ごとに被検物からの反射光の強度Ｉを取得して、Ｉ−Ｚカーブ近似曲線として求めて被検物の表面位置を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３８４７４２２号明細書
【特許文献２】特開２００４−０２０４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図９は、従来におけるレーザー走査型共焦点顕微鏡の内部構成の一例を示す図である。
図９のレーザー走査型共焦点顕微鏡では、被検物からのレーザー反射光を検出する光センサ９０１からの信号は、走査制御部９０６がレーザー走査に合わせたタイミングで出力する同期信号に併せて、撮像制御部９０２で画素データとしてサンプリングされる。画素データは、レーザーの水平走査１ラインの単位でまとめられ、更に、レーザーの垂直走査ライン数の単位でまとめられる。レーザーの垂直走査ライン数単位でまとめられた１フレーム分の画像データは、高速でデータの転送が可能な広帯域の画像転送路９０９を通じて、コントローラ９１２に直ちに転送され、画像として表示される。
【００１２】
一方、焦点制御部９０７によりその移動が制御される対物レンズ９１３の焦点位置については、Ｚスケール９０４により、Ｚ軸測長部９０５で常に位置情報として把握される。Ｚスケール９０４としては、例えばレーザースケールを用いる。Ｚスケール９０４は、光軸（Ｚ軸）方向の位置検出を行い、Ｚ軸測長部９０５は、その位置カウンタ等によりＺスケール９０４で検出された位置情報を保持する。
【００１３】
ここで、画素データのサンプリングに使用される同期信号は、Ｚ軸測長部９０５にも与えられている。このため、レーザー走査型共焦点顕微鏡では、同期信号を用いて所定のタイミングでＺ軸測長部９０５の位置カウンタの値を保持し、これを、各フレームの共焦点画像取得時におけるＺ軸位置として記憶することができる。従来技術に係る方法では、Ｚ軸方向の位置情報は、フレームごとすなわち共焦点画像の枚数に対応する数だけ記憶され、機能間通信路９１０やホスト間通信路９１１を通じて、コントローラ９１２に転送される。コントローラ９１２は、受信した位置情報を上述のＩ−Ｚカーブのピーク推定処理に利用して、三次元形状を生成する。
【００１４】
このように、共焦点画像の画素データを生成する光センサと共焦点画像の撮像位置（対物レンズ９１３の焦点位置）を取得する位置センサは別個のものである。このため、記憶するメモリ、情報量やその書式、コントローラ９１２にて収集するタイミング等は、一般的には、それぞれ異なっている。コントローラ９１２は、画像データについては画像転送路９０９を介して高速にリアルタイムで得ることができる。その一方で、対応する位置情報についてはホスト間通信９１１等の別の通信路を経由して受信する。位置情報の転送に利用する機能間通信路９１０やホスト間通信路９１１は、画像データの転送に利用する画像転送路９０９と比べて帯域が狭いため、コントローラ９１２は、位置情報については、画像データの受信後に受信することとなる。位置情報は、画像データと同時刻に保持されたものであることは保証されているものの、全てのデータがコントローラ９１２の側にそろってからでないと、対応付けて処理することができない。
【００１５】
画像転送系と通信系とでは帯域が大きく異なるため、上記の従来の構成の下で三次元形状を生成する処理の高速化を考えた場合、通信系の帯域が制約となって、一定以上には高速化を図ることができなくなってしまう、という課題がある。
【００１６】
ところで、対物レンズ９１３と被検物との相対距離を変える際には、焦点位置の移動の駆動効率を良くするため、撮像しながら等速で連続動作させる方法がある。レーザー走査には、主にラスタスキャンが採用される。このため、画像の左上から右下へ向かって画素データがサンプリングされていく間にも、対物レンズ９１３の焦点位置は少しずつ動いていくこととなる。
【００１７】
図１０及び図１１は、焦点位置の理論上の位置の変化と、実際上の位置の変化とのずれについて説明する図である。
駆動機構（図９においては符号「Ｍ」により表される機構）により、図１０（ａ）に示すように焦点位置を等速度で移動させるよう制御をしても、駆動機構の送り量や駆動アクチュエータの速度には、ムラが存在する。このため、図１０（ｂ）に示すように、実際の画像フレーム内や画像フレーム間の焦点位置の変化量は、均等にはならない。上記のとおり、従来においては、画像フレームごとに焦点位置を取得し、同一面内（同一の画像フレーム内）については、ある焦点位置をその面（フレーム）の代表的な焦点位置として画像を処理している。したがって、駆動機構の速度ムラによりフレーム内の各画素で輝度を取得したときの焦点位置が理論上の（速度ムラがない場合の）値からずれて、図１１に示すように、Ｉ−Ｚカーブの推定ピークの位置がゆらぎ、測定誤差の１つの原因となる。
【００１８】
本発明は、顕微鏡像から被検物の三次元形状を測定する三次元形状測定装置において、測定精度及び処理速度をともに向上させることのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様に係る三次元形状測定装置は、光源、光センサ、及びセンサ信号を画像
化する画像化部を有する三次元形状測定装置であって、前記画像化部によるセンサ信号の画像化に同期して取得した、前記画像化の時点における前記三次元形状測定装置の状態を表した制御情報を保持する保持部と、前記画像化部において得た画像データの画像転送路への転送タイミングに基づき前記保持部に保持した前記制御情報の画像転送路への転送タイミングを制御して、前記制御情報を前記画像データと対応付けて前記画像転送路に出力させる出力制御部と、を備え、前記保持部は、前記制御情報として、光軸方向の焦点位置を保持し、前記出力制御部は、前記保持部に保持されている光軸方向の焦点位置のデータを、前記焦点位置を取得したタイミングの前記画像データと対応付けて出力させ、前記三次元形状測定装置は、レーザー走査型共焦点顕微鏡であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、顕微鏡像から被検物の三次元形状を測定する三次元形状測定装置において、測定精度及び処理速度をともに向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡の構成例を示す図である。
【図２】走査制御部で生成される同期信号とサンプリング／メモリ部で生成される画像データとの関係を示す図である。
【図３】サンプリング／メモリ部の構成の一部を詳細に示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るサンプリング／メモリ部による焦点位置のＤＰＲＡＭへの保存の方法及び画像転送路への出力方法の具体例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡による三次元形状の測定方法による効果を説明する図である。
【図６】第１の実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡による三次元形状の測定方法による効果を説明する他の図である。
【図７】第２の実施形態に係るサンプリング／メモリ部による焦点位置及びＸＹ座標のＤＰＲＡＭへの保存の方法及び画像転送路への出力方法の具体例を示す図である。
【図８】Ｉ−Ｚカーブと呼ばれる曲線を示す図である。
【図９】従来におけるレーザー走査型共焦点顕微鏡の内部構成の一例を示す図である。
【図１０】焦点位置の理論上の位置の変化と実際上の位置の変化とのずれについて説明する図（その１）である。
【図１１】焦点位置の理論上の位置の変化と実際上の位置の変化とのずれについて説明する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下においては、本発明に係る三次元形状測定装置として、レーザー走査型共焦点顕微鏡１００を例に説明することとする。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
（構成）
図１は、本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００の構成例を示す図である。
図１に示すレーザー走査型共焦点顕微鏡１００において、光センサ１０１は、光源（不図示）から照射されたレーザー光の被検物表面からの反射光を検出する光センサである。ＣＣＤ１１４は、光源から照射された白色光の被検物表面からの反射光を検出するカラーセンサである。Ｚスケール１０４は、対物レンズ１１３の焦点の光軸すなわちＺ軸方向の位置（以下、焦点位置）を検出する位置センサである。Ｚスケール１０４は、顕微鏡１００の起動時にリセットされ、その後の焦点位置の光軸（Ｚ軸）方向の移動履歴は、図１においては不図示の位置カウンタで保有される。ＸＹスケール１１６は、被検物を載置する不図示のＸＹステージのＸＹ面上の位置を検出する位置センサである。ＸＹスケール１１６は、Ｚスケール１０４と同様に、顕微鏡１００の起動時にリセットされ、その後のＸＹステージ位置のＸ軸及びＹ軸方向の移動履歴は、同様に図１においては不図示の位置カウンタで保有される。
【００２４】
サンプリング／メモリ部１１５は、光センサ１０１、ＣＣＤ１１４、Ｚスケール１０４及びＸＹスケール１１６から信号を受信し、同期信号のタイミングに併せて画像データに変換して画像転送路１０９に画像データを出力する。画像データは、画像転送路１０９を通じてコントローラ１１２に転送される。
【００２５】
なお、本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００は、光センサ１０１及びＺスケール１０４から受信する信号を画像データに変換してコントローラ１１２に向けて出力する。ＣＣＤ１１４から受信する信号を変換して得られる画像データの処理に関しては、後述する他の実施形態の説明において述べることとし、本実施形態では、光センサ１０１からの画像データのみを処理する場合について説明する。
【００２６】
データ処理部１０２は、光センサ１０１やＣＣＤ１１４で得られる画像信号の撮像条件等の各種設定や、オートフォーカスのための信号処理等を実施する。
光学倍率選択部１０３は、複数の対物レンズを保持した不図示のレボルバの中から適切な倍率の対物レンズ１１３を選択する。選択された対物レンズ１１３は、光路上に配置される。
【００２７】
走査制御部１０６は、Ｘ軸用スキャナ及びＹ軸用スキャナの駆動制御をし、走査に同期した同期信号を生成する。レーザー走査に関しては、実施例では、ラスタスキャンを行う。
【００２８】
図２は、走査制御部１０６で生成される同期信号と、サンプリング／メモリ部１１５で生成される画像データとの関係を示す図である。
フレーム有効信号ＦＶＡＬは、レーザー走査１フレーム分に相当するタイミング（垂直走査）を通知する垂直同期信号である。ライン有効信号ＬＶＡＬは、レーザー走査の１ライン分に相当するタイミング（水平走査）を通知する水平同期信号である。
【００２９】
データ有効信号ＤＶＡＬは、レーザー走査中に得られる画素データが有効なデータであるかを通知する同期信号である。データ有効信号ＤＶＡＬは、実際には、垂直走査方向の有効なラインであることを示すデータ有効信号ＤＶＡＬ（Ｙ）と論理積（ＡＮＤ）をとった信号となっている。サンプリング／メモリ部１１５は、図２に示すデータ有効信号ＤＶＡＬ及びＤＶＡＬ（Ｙ）が「有効」である期間に入力される信号を、１フレーム分の画像信号として認識する。
【００３０】
図１の説明に戻ると、焦点制御部１０７は、対物レンズ１１３の位置を光軸（Ｚ軸）方向に移動させることで焦点位置を可変とする。
システム制御部１０８は、顕微鏡本体内の各部の連係動作を制御し、機能間通信路１１０を介して各部と接続されている。詳細は以下に具体的に説明するが、システム制御部１０８は、サンプリング／メモリ部１１５から画像データと焦点位置データとを対応付けて画像転送路１０９に出力する処理についても制御を行う。
【００３１】
コントローラ１１２は、レーザー走査型共焦点顕微鏡１００全体を制御する。顕微鏡１００の使用者は、コントローラ１１２のインターフェイス画面を通じて顕微鏡の各操作を行うことができる。コントローラ１１２は、所定の演算や、得られた画像データの表示手段への表示等を行う。
【００３２】
システム制御部１０８とコントローラ１１２とは、ホスト間通信路１１１によって接続されている。使用者がインターフェイスを通じて行った操作は、ホスト間通信路１１１を通じて、コントローラ１１２からコマンドの形で顕微鏡本体に通知される。
【００３３】
（動作）
図１の構成のレーザー走査型共焦点顕微鏡１００が画像データを生成する動作について、以下に説明する。
被検物からのレーザー反射光を検出する光センサ１０１からの信号は、走査制御部１０６がレーザー走査に同期したタイミングで出力する同期信号に合わせてサンプリング／メモリ部１１５で画素データとしてサンプリングされる。この画素データは、レーザーの水平走査１ラインの単位でまとめられ、更に、レーザーの垂直走査ライン数の単位にまとめられる。このようにしてまとめられた１フレーム分の画像データは、高速広帯域の画像転送路１０９を通じてコントローラ１１２に向けて直ちに転送される。
【００３４】
一方、対物レンズ１１３の焦点位置は、先のレーザー走査型共焦点顕微鏡１００の構成の説明でも述べたとおり、焦点制御部１０７によりその移動の制御がなされ、Ｚスケール１０４が検出した位置は、不図示の位置カウンタにより常に把握されている。サンプリング／メモリ部１１５は、上述の同期信号のタイミングで、位置カウンタの値を取得し、位置情報として保持しておく。こうして、サンプリング／メモリ部１１５は、共焦点画像を取得したタイミングにおけるＺ軸方向の位置を記憶する。
【００３５】
図３は、サンプリング／メモリ部１１５の構成の一部を詳細に示す図である。
図３のサンプリング／メモリ部１１５は、走査制御部１０６が生成する図２の同期信号にしたがって、画素データ及び焦点位置データを、それぞれ所定のタイミングで画像転送路１０９に出力する。図中の太実線は、画素データまたは焦点位置のデータの流れを、細実線は、同期信号の流れを表す。
【００３６】
具体的には、サンプリング／メモリ部１１５のＰＬＬ（Phase Locked Loop、位相同期回路）３０１は、入力される画素データのタイミング（ＲｘＣＬＫ）を基準とし、これに同期した、画像転送路１０９の出力タイミング（位相）を決定する信号ＴｘＣＬＫを生成する。
【００３７】
光センサ１０１から入力された信号ＲｘＤａｔａは、走査制御部１０６からの同期信号（ＦＶＡＬ、ＬＶＡＬ、ＤＶＡＬ、ＲｘＣＬＫ）によりタイミング調節がなされる。タイミング調節された信号ＲｘＤａｔａは、セレクタ（ＳＥＬ）３０２を通過し、画像転送路１０９への出力データＴｘＤａｔａとして出力される。
【００３８】
画素カウンタ３０３は、信号ＴｘＣＬＫ及び走査制御部１０６からの同期信号にしたがって、水平走査１ラインのデータ有効信号ＤＶＡＬが「有効」に設定されている期間中にセレクタ３０２を通過する有効画素数をカウントする。ラインカウンタ３０４は、同様に信号ＴｘＣＬＫ及び走査制御部１０６からの同期信号にしたがい、垂直走査方向についてのデータ有効信号ＤＶＡＬ（Ｙ）が「有効」に設定されている期間中にセレクタ３０２を通過する有効ライン数をカウントする。ラインカウンタ３０４のカウンタ値が所定の値（画像１フレーム分のライン数）となると、デュアルポートＲＡＭ（以下、ＤＰＲＡＭ）３０５の書き込み制御ＷＥと読み出し制御ＲＥの切り替え及びセレクタ３０２の切り替えを行う。
【００３９】
位置カウンタ３０６は、Ｚ軸方向の位置を検出する図１のＺスケール１０４が出力するエンコーダ信号Ｐｈａｓｅ＿Ａ、Ｂを計数し、その値は、Ｚ軸座標に対する対物レンズ１１３の焦点位置を表している。ＤＰＲＡＭ３０５では、ラインカウンタ３０４の値がその書き込みアドレスＷ＿Ａｄｄｒｅｓｓに、位置カウンタ３０６の値がその書き込みデータに、画素カウンタ３０３の値がその読み出しアドレスＲ＿Ａｄｄｒｅｓｓに、その読み出しデータはセレクタ３０２に接続されている。
【００４０】
セレクタ３０２は、光センサ１０１からの画素データと、ＤＰＲＡＭ３０５からの読み出しデータとを、ラインカウンタ３０４からの指示により切り替えて、画像転送路１０９へ出力する。上記の書き込み制御ＷＥ及び読み出し制御ＲＥの切り替え、及びセレクタ３０２の切り替えの実施前は、説明したとおり、位置カウンタ３０６の値がＤＰＲＡＭ３０５に書き込まれ、実施後は、ＤＰＲＡＭ３０５に格納されている値が、セレクタ３０２に入力され、セレクタ３０２を介して画像転送路１０９に出力される。
【００４１】
図３のサンプリング／メモリ部１１５がデータを画像転送路１０９に出力する具体的な動作手順としては、まず、画像フレームが開始されると、ラインカウンタ３０４及び画素カウンタ３０３を初期値にリセットする。セレクタ３０２は、光センサ１０１からの画素データを通過させる方向に設定する。
【００４２】
位置カウンタ３０６のカウント値は、データ有効信号ＤＶＡＬの開始（立ち上がり）のタイミングでＤＰＲＡＭ３０５に保持される。各ラインの終了タイミング、すなわちデータ有効信号ＤＶＡＬの終了（立ち下がり）のタイミングでは、画素カウンタ３０３をリセットし、ラインカウンタ３０４をカウントアップさせる。カウントアップ後のラインカウンタ３０４の値は、ＥＰＲＡＭ３０５の次の書き込みアドレスを示している。このように、本実施形態では、セレクタ３０２が、上記のとおり光センサ１０１からの画素データを通過させている間、データ有効信号ＤＶＡＬの開始タイミングすなわち各ラインの開始タイミングにおける焦点位置を、順次ＤＰＲＡＭ３０５に保持しておく。
【００４３】
画素データがセレクタ３０２を通過しているときに、ラインカウンタ３０４の値がライン数に相当する値になると、サンプリング／メモリ部１１５は、セレクタ３０２への入力を、ＤＰＲＡＭ３０５の読み出しデータへと切り替える。
【００４４】
セレクタ３０２への入力がＤＰＲＡＭ３０５の読み出しデータに切り替えられたタイミングにおいては、ＤＰＲＡＭ３０５には、各ラインのデータ有効信号ＤＶＡＬの開始タイミングで取得した焦点位置が保持されている。ここで、図２のフレーム有効期間ＦＶＡＬに示すように、１フレーム分の画素データを送信した後、次のフレームの画素データの送信を開始するまでは、時間的に余裕がある。そこで、サンプリング／メモリ部１１５は、あるフレームの画素データ送信後のフレーム有効信号ＦＶＡＬが「有効」に設定されている期間を利用して、各ラインの焦点位置データを画像転送路１０９に向けて出力する。
【００４５】
図４は、本実施形態に係るサンプリング／メモリ部１１５による焦点位置のＤＰＲＡＭ３０５への保存の方法及び画像転送路１０９への出力方法の具体例を示す図である。ここでは、図４（ａ）に示すように、画像データの色階調は１２ｂｉｔで表され、図４（ｂ）に示すように、位置カウンタ３０６のデータ長すなわち焦点位置データのサイズは２４ｂｉｔである場合を例に説明する。ＤＰＲＡＭ３０５への入力は２４ｂｉｔ、ＤＰＲＡＭ３０５からの出力は１２ｂｉｔであるとする。
【００４６】
設例では、あるラインについて取得した位置カウンタ３０６のデータは、画像データの２画素分に相当する。そこで、サンプリング／メモリ部１１５は、所定のタイミング（実施例ではデータ有効信号ＤＶＡＬの開始タイミング）で取得した各ラインの位置カウンタ３０６の値を、ＤＰＲＡＭ３０５の先頭アドレスから順に、それぞれ２つに分割して保持していく。図４（ｂ）に示すように、ｎ（ｎ＝１，２，３，…）番目の位置カウンタ３０６の値すなわちｎライン目の焦点位置データのうち、下位１２ｂｉｔは先頭から２ｎ番目、上位１２ｂｉｔは２ｎ＋１番目のアドレスに格納する。
【００４７】
垂直走査方向の有効ライン数分の位置カウンタ３０６の値の保持が完了すると、サンプリング／メモリ部１１５は、保持したデータを画像転送路１０９へと出力していく動作を開始する。具体的には、次のデータ有効信号ＤＶＡＬをトリガに、ＤＰＲＡＭ３０５の先頭アドレスから順に焦点位置データを読み出し、セレクタ３０２を介して画像転送路１０９へと出力していく動作を開始する。これとともに、セレクタ３０２が切り替わり、ＤＰＲＡＭ３０５の読み出しデータがセレクタ３０２を通過させる方向が選択される。
【００４８】
ラインカウンタ３０４及び画素カウンタ３０３は、ＤＰＲＡＭ３０５から読み出した焦点位置データの出力の際にも、それぞれ画素データを出力する際と同様の動作を行う。すなわち、信号ＴｘＣＬＫ及び走査制御部１０６からの同期信号にしたがって、画素カウンタ３０３は、セレクタ３０２を通過する画素数をカウントし、ラインカウンタ３０４は、ライン数をカウントする。サンプリング／メモリ部１１５では、画素カウンタ３０３及びラインカウンタ３０４を用いて、ＤＰＲＡＭ３０５に保持した所定数の（画像のライン数分の）データを順次読み出して画像転送路１０９へと出力していく。
【００４９】
設例では、１つの焦点位置のデータは２画素分のビット数（２４ｂｉｔ）から構成されるため、画像の１ラインの画素数をＸ、ライン数をＹとすると、ＤＰＲＡＭ３０５の読み出し制御信号（ＲＥ）の転送に必要なライン数は、以下のように表される。
２×Ｙ(ライン数)／Ｘ(画素数)
なお、上式で、端数は切り上げとする。
【００５０】
なお、例えば１０２４ラインの画像データを転送する場合、フレーム有効信号ＦＶＡＬが有効である期間のうちのデータ有効信号ＤＶＡＬ（Ｙ）が無効に設定されている期間は、データ有効信号ＤＶＡＬ（Ｙ）が有効である期間の前後にそれぞれ約１０ライン分ずつ存在する。上記の設例では、焦点位置データの転送には２×１０２４／１０２４＝２ライン分で足りることから、当該期間内に、上記の方法により画像転送路１０９を介して焦点位置データを転送することができる。
【００５１】
データ受信側のコントローラ１１２は、垂直走査方向の有効ライン数分までのデータを画素データと認識し、次のラインからは、焦点位置のデータと認識する。上記の例では、１〜Ｙライン目までのデータは画素データとして処理し、Ｙ＋１及びＹ＋２ライン目のデータについては、先頭から順にそれぞれ１〜Ｙライン目の焦点位置データとして処理する。
【００５２】
コントローラ１１２においては、画像転送路１０９を通じて受信する一連のデータのうちの焦点位置データの位置を表す情報が予め設定されている。焦点位置データの位置を表す情報は、レーザー走査型共焦点顕微鏡１００による被検物の測定開始時等に、使用者による画像サイズの選択等により設定される。コントローラ１１２は、焦点位置データの位置を表す情報を参照して、画素データとして画像転送路１０９を介して受信したデータの中から焦点位置データを抽出し、画像フレーム内の各ラインの画素データを取得した焦点位置の情報をリアルタイムに得ることが可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００によれば、対物レンズ１１３と被検物の相対距離を変えながら、すなわち、焦点位置を移動させながら、共焦点画像の撮像を行う。このとき、焦点位置データは、ラインごとにサンプリングしてＤＰＲＡＭ３０５に保持しておき、画素データの転送に用いる画像転送路１０９を用いてコントローラ１１２に転送する。焦点位置データの転送には、フレーム有効信号ＦＶＡＬが「有効」に設定されている期間のうち、画像データの転送には利用されていない期間を用いる。このような方法で転送した焦点位置データを用いて三次元形状の測定を行うことの効果について、図面を参照して説明する。
【００５４】
上記の例では、走査制御部１０６が生成する同期信号のうちのフレーム有効信号ＦＶＡＬが「有効」に設定されている期間のうち、画像データ転送後の期間を利用して焦点位置データを転送しているが、例えば画像データ転送前の期間を利用してもよい。この場合は、あるフレームについてＤＰＲＡＭ３０５について各ラインの焦点位置データを保持しておき、次のフレームの画像データの転送前の期間を利用することができる。
【００５５】
図５は、本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００による三次元形状の測定方法による効果を説明する図である。
図５には、焦点位置を変えながら撮像して得られる２４のフレームの画像と、撮像中の各時点におけるラインの位置及びフレームの位置を示すグラフとを示す。上記のとおり、本実施形態では、各ラインの開始のタイミングで位置カウンタ３０６のデータのサンプリングを行い、ＤＰＲＡＭ３０５に保持する。この各ラインの開始タイミングで取得する位置カウンタ３０６の値を、図５においては、「ライン位置」として示す。図５の「フレーム位置」とは、２４のフレーム画像それぞれのＺ軸方向の位置座標を表し、各フレームの（１ライン目の）開始タイミングで位置カウンタ３０６のサンプリングを行うことで得られる値である。ライン位置のグラフに関しては、あるフレーム位置（例えばフレーム番号「１」のフレーム位置）から次のフレーム位置（例えばフレーム番号「２」のフレーム位置）までの間に、フレームのライン数分（例えば１０２４個）のライン位置が示されている。
【００５６】
撮像を開始すると、フレーム番号「１」の画像からフレーム番号「２４」の画像の撮像が完了するまで、対物レンズ１１３と被検物との相対距離を次第に大きくしていく。図５のグラフでは、本実施形態に係るレーザー走査型顕微鏡１００では、フレーム位置は１フレームにつき１つずつ取得するのに対し、ライン位置はフレーム内の１ラインにつき１つずつ取得することを示している。対物レンズ１１３と被検物との相対距離は、フレーム番号「１」の画像の撮像開始からフレーム番号「２４」の画像の撮像完了までに約１２０μｍ（当該相対距離が大きくなる方向に）変化する。図５のフレーム画像に示すように、対物レンズ１１３と被検物との相対距離の変化により、合焦部分が変化し、共焦点画像も変化する。コントローラ１１２は、画像データと焦点位置データ（図５に例示する各フレームの画像）とから、三次元形状を生成する。
【００５７】
従来においては、焦点位置データを各フレームにつき１回のみ取得し、コントローラがこれに基づきＩ−Ｚカーブのピーク位置を推定して、三次元形状を生成するのが一般的であった。これに対し、本実施形態によれば、フレーム内のラインごとに焦点位置を取得する。
【００５８】
各ラインの焦点位置は、上記のとおり、フレーム有効信号ＦＶＡＬが有効に設定されている期間のうちの画像データの転送に利用されていない期間を用いてコントローラ１１２に転送する。フレームごとに焦点位置データを取得して転送していた従来と比較すると、本実施形態では、各ラインの焦点位置データを転送する必要があるため、情報量は多くなる。しかし、本実施形態では、高速広帯域の画像転送路１０９を経由して画像データの転送に利用されていない期間、すなわち、あるフレームの画像データと次のフレームの画像データとの間に焦点位置データを転送するため、画像データの転送に影響を与えずに多くの情報量を転送することが可能となる。コントローラ１１２においては、画素データと対応付けられた焦点位置データを、１フレーム分の画素データの直後に高速広帯域１０９の画像転送路を介して受信することとなり、これにより、三次元形状測定処理の速度を向上させることが可能となる。
【００５９】
図６は、本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００による三次元形状の測定方法による効果を説明する他の図である。このうち、図６（ａ）は、焦点位置が静止している場合（対物レンズ１１３と被検物の相対距離が一定の場合）のＺ軸方向の位置座標と画像のライン位置との関係を示し、図６（ｂ）は、焦点位置が移動している場合（当該相対距離が変化している場合）の関係を示す。図６（ａ）及び図６（ｂ）のグラフは、いずれも縦軸にＺ軸方向の位置を、横軸にフレームのＹ方向の位置、すなわちライン位置をとる。
【００６０】
焦点位置が静止している場合、図６（ａ）に示すように、ライン位置によらず、Ｚ軸方向の位置は一定値を示す。使用者が焦点位置を変化させた場合、画像の途中でＺスケール１０４により検出されるＺ軸方向の位置が変化する。このとき、図６（ｂ）に示すように、共焦点画像のラインごとに付与されている焦点位置は、その変化の履歴を示している。即ち、従来はフレームに１つ代表されるＺ軸位置で三次元形状の演算を行うが、三次元形状の測定中に焦点位置が常に変化している場合はそのときのＺスケール１０４の位置とは厳密にはずれてしまうことになる。そのため、このずれが無視できる移動速度（フレーム間ピッチ）を設定する必要があるが、本実施形態ではライン単位で焦点位置が得られるためその制限が緩和される。
【００６１】
本実施形態では、画像データを得る際にライン単位で焦点位置が得られるため、コントローラ１１２では、三次元形状の構築のための演算を、撮像と並行させて実行することが可能となる。従来のように通信系の帯域に影響を受けることなく、処理の高速化を図ることができるようになる。更には、焦点位置の移動に速度ムラがあっても、ラインごとに焦点位置を取得しているため、Ｉ−Ｚカーブのピーク位置の推定の精度が向上する。したがって、本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００によれば、測定精度及び処理速度をともに向上させることが可能となる。
【００６２】
（変形例１）
上記の実施形態では、各フレームの画像データを送信した後に、各ラインの焦点位置データの転送を行う。しかし、焦点位置データの転送タイミングは、これに限定されるものではない。例えば、各ラインの焦点位置データについては、それぞれ対応するラインの画素データを転送するごとに、これに続けて転送していく構成とすることもできる。
【００６３】
本変形例では、図３のサンプリング／メモリ部１１５は、図２の有効画像データ信号ＤＶＡＬの開始（立ち上がり）タイミングで焦点位置データを取得し、ＤＰＲＡＭ３０５に保持しておく。この点については、先に説明した実施形態と同様である。但し、本変形例では、サンプリング／メモリ部１１５は、当該有効画像データ信号ＤＶＡＬの終了（立ち下がり）タイミングで、ＤＰＲＡＭ３０５に保持しておいた焦点位置データを割り当て、転送する。
【００６４】
図２にも模式的に示しているように、ライン有効信号ＬＶＡＬが「有効」である期間は、データ有効信号ＤＶＡＬのそれと比べて長い期間が設定される。例えば１ラインの画素数が１０２４画素である場合、ライン有効信号ＬＶＡＬが有効でデータ有効信号ＤＶＡＬが無効に設定されている期間は、データ有効信号ＤＶＡＬが有効である期間の前後に１０〜１００のオーダーの画素分ずつ存在する。上記の設例では、各ラインの焦点位置データは２画素分に相当することから、この期間を利用しても、上記実施形態と同様に画像転送路１０９を介して焦点位置データを転送することが可能である。
【００６５】
このような構成とすることで、ＤＰＲＡＭ３０５には、１フレームを構成するライン数分の焦点位置データを保持しておくことが不要となり、したがって、上記の実施形態と比べて、ＤＰＲＡＭ３０５の容量を小さく抑えることが可能となる。
【００６６】
（変形例２）
上記の実施形態では、１フレーム分の画素データの転送後に、変形例１では、１ライン分の画素データの転送後に、それぞれ焦点位置データの転送を行っている。本変形例のように、各画素データを転送するごとに対応する焦点位置データを転送する構成とすることもできる。
【００６７】
画素データの転送ごとに対応する焦点位置を転送するための具体的な方法としては、例えば、サンプリング／メモリ部１１５に入力される画素データのタイミング（ＲｘＣＬＫ）の周波数を整数倍にする、あるいは、ラスタスキャンによるレーザー走査の復路を利用する等の方法がある。例えばＲｘＣＬＫの周波数を２倍にした場合は、従来の半分の期間（周波数を２倍にしたＲｘＣＬＫの期間の前半）に１ライン分の画素データを転送し、残りの期間（ＲｘＣＬＫの期間の後半）を利用して、焦点位置データを転送することとなる。
【００６８】
これらの方法により、画像１フレームの転送に割り当てられている期間中に転送可能なデータ量を増やすことができ、これにより、上記の実施形態や変形例１ではラインごとに１つずつ付与していた焦点位置データを、画素ごとに付与してコントローラ１１２に転送することが可能となる。
【００６９】
上記の実施形態や変形例１によれば、ラインごとに焦点位置データを取得してこれを用いて三次元形状の測定に用いているが、本変形例によれば、画素ごとに焦点位置データを取得し、これを用いての三次元形状測定を行うこととなる。これにより、レーザー走査型共焦点顕微鏡１００の処理速度に影響を与えることなく、三次元形状測定の精度の向上を見込むことができる。
【００７０】
＜第２の実施形態＞
上記の第１の実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００では、光センサ１０１にて得られる画像データのみをコントローラ１１２に転送している。これに対し、本実施形態においては、光センサ１０１に加えて、図１のＣＣＤ１１４にて得られる画像データについても、コントローラ１１２に転送する。また、Ｚスケール１０４に加えてＸＹスケール１１６からもデータを取得し、コントローラ１１２に転送する。
【００７１】
以下に、本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡について、上記の実施形態と異なる点を中心に説明する。
（構成）
本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡の構成は、上記の第１の実施形態のそれと同様であり、図１に示すとおりである。
【００７２】
本実施形態のように、レーザー走査型共焦点顕微鏡１００がカメラ（ＣＣＤ１１４）の画像データを扱う場合、カメラの画像は露出と転送のタイミングがずれている点に留意をしておく必要がある。すなわち、露出とデータ転送とではタイミングが異なり、画像データの転送は、露出よりも１フレーム分だけ遅れている。そこで、本実施形態では、Ｚスケール１０４の位置カウンタデータは、２フレーム分を保持しておく必要がある。そして、２フレーム分の位置カウンタデータのうち、１フレーム前のデータ、すなわち、時間的に先に保持したデータを読み出すこととする。
【００７３】
ここで、ＣＣＤ１１４では画素全体を同時に露出することを考慮すると、Ｚ方向に焦点位置が移動しても、画素データの微小変位分は積分されてしまう。このことから、上記の実施形態では、ラインの開始のタイミングで取得した焦点位置を用いているが、本実施形態はこれに限定されることなく、他の方法で取得した焦点位置を用いることも可能である。例えば、各ラインに付与された位置カウンタデータの１フレーム分の平均値を算出し、これをフレームが露出されたタイミングにおける代表の焦点位置として用いることとしてもよい。
【００７４】
（動作）
図７は、本実施形態に係るサンプリング／メモリ部１１５による焦点位置及びＸＹ座標のＤＰＲＡＭ３０５への保存の方法及び画像転送路１０９への出力方法の具体例を示す図である。図７（ｂ）に示すように、Ｚスケールの位置カウンタ３０６のデータ長は２４ｂｉｔである。これについては、図４を参照して説明した場合と同様である。但し、ここでは、図７（ａ）に示すように、画像データの色階調は、ＲＧＢそれぞれにつき８ｂｉｔで表され、図７（ｃ）に示すように、ＸＹスケール１１６の位置カウンタのデータ長は、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれにつき３２ｂｉｔであることとする。ＤＰＲＡＭ３０５への入出力は、第１の実施形態と同様に入力が２４ｂｉｔであるのに対し、出力は、８ｂｉｔであるとする。
【００７５】
設例のように、ＣＣＤ１１４からの画像データが２４ｂｉｔカラー（ＲＧＢ）のデータである場合、焦点位置データすなわちＺスケール１０４の位置カウンタ３０６のデータ長も２４ｂｉｔであり、これは、３画素分に相当する。サンプリング／メモリ部１１５は、所定のタイミングで取得した各ラインの位置カウンタ３０６の値を、ＤＰＲＡＭ３０５の先頭アドレスから順に、それぞれ３つに分割して保持していく。図７（ｂ）に示すように、ｎ（ｎ＝１，２，３，…）番目の位置カウンタ３０６の値すなわちｎライン目の焦点位置データのうち、下位８ｂｉｔは先頭から３ｎ番目、中位８ｂｉｔは３ｎ＋１番目、上位８ｂｉｔは３ｎ＋２番目のアドレスに格納する。
【００７６】
サンプリング／メモリ部１１５は、上記の第１の実施形態やその変形例で説明したタイミング及び方法で、ＤＰＲＡＭ３０５に保持したデータを画像転送路１０９に出力していく。具体的には、ＤＰＲＡＭ３０５の先頭アドレスから順に読み出したデータを８ｂｉｔ×３に３分割して、３画素分でコントローラ１１２に転送していく。
【００７７】
ＸＹスケール１１６の位置カウンタデータについては、設例では１軸当たりすなわちＸ軸及びＹ軸それぞれのデータ長が３２ｂｉｔであるので、それぞれ８ｂｉｔ×４に４分割して保持していく。図７（ｃ）に示すように、１軸当たりのデータ長は、２画素分に相当し、ＸＹの２軸分のデータは、４画素分を占めることとなる。これは、ＲＧＢの画像データは１画素当たり８ｂｉｔ×３＝２４ｂｉｔのデータ長を有することから、ＸＹスケール１１６の位置カウンタデータの１軸当たりのデータ長である３２ｂｉｔについては２画素分（４８ｂｉｔ）を占める必要があることによる。
【００７８】
サンプリング／メモリ部１１５は、ＸＹスケール１１６の位置カウンタデータについても、上記の方法でＺスケール１０４の位置カウンタデータを格納した後に、ＤＰＲＡＭ３０５に保持しておく。
【００７９】
ここで、Ｚスケール１０４の位置カウンタデータは、あるフレームの画像データの撮像中にも変化し得るが、ＸＹスケール１１６の位置カウンタデータは、ある画像フレームの撮像を通じて変化しない点において、２つの位置カウンタデータは異なっている。これは、レーザー走査型共焦点顕微鏡１００等の三次元形状測定装置は、対物レンズ１１３の焦点位置を移動させながら画像データを取得するため、Ｚ軸方向の位置は１フレームの撮像中に変化する。これに対し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置は、視野として固定される（静止している）ため、１フレームの撮像中には基本的には変化しないためである。特に、カメラでの撮像は、画素全体が同時に露出され、また、これに加えて、フレームレートはＸＹステージの移動速度に比べて十分に速い。
【００８０】
このことから、ＸＹスケールの１１６の位置カウンタデータ（Ｘ軸及びＹ軸方向の位置情報）は、１つの画像フレームにつき１つ付されていれば足りる。したがって、実施例では、フレームごとに、所定のタイミングでＸＹスケール１１６の位置カウンタデータを取得して、これをコントローラ１１２に転送する。具体的には、例えば、露出が終わった直後の１つ前の画像フレームのフレーム有効信号ＦＶＡＬの終わりのタイミング、または、現フレームのフレーム有効信号ＦＶＡＬの開始のタイミングで取得することとできる。取得したデータは、先述のとおり、ＤＰＲＡＭ３０５にＺスケールの位置カウンタデータに続けて保持しておき、転送時には、焦点位置データに続けてそれぞれＸ軸及びＹ軸のデータそれぞれ２画素分ずつで転送される。
【００８１】
第１の実施形態の変形例１や２のように、画素データを１ライン転送するごと、あるいは１画素転送するごとに焦点位置データを転送する構成の場合であっても、Ｘ軸及びＹ軸の位置のデータは、画素データ及び焦点位置データの転送後に転送することとできる。これにより、本実施形態のようにカメラの画像データを扱う構成であっても、第１の実施形態の変形例１や２と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
本実施形態に係るレーザー走査型共焦点顕微鏡１００によれば、ＸＹステージの位置情報についても、高速広帯域の画像転送路１０９を通じて画像データと対応付けてコントローラ１１２に転送することができる。カメラ（ＣＣＤ１１４）で撮像して得られた光学的な輝度情報を処理して画像データを得るには、ＸＹＺ３軸の位置情報が必要である。本実施形態では、サンプリング／メモリ部１１５がＸＹＺ３軸の位置情報を光学的な輝度情報と対応付けて転送を行うため、コントローラ１１２は、ＸＹＺ３軸の位置情報と光学的な輝度情報の対応付けをリアルタイムに取得することが可能となる。従来のように、位置情報を受信するまで待機する必要がないため、より迅速に取得した画像データに処理を施して表示手段に表示することが可能となる。
【００８３】
なお、上の実施形態では、画像データがＲＧＢそれぞれ８ｂｉｔの２４ｂｉｔカラーデータであり、Ｚスケールの位置カウンタデータ長が画像データ長と同一の２４ｂｉｔ、ＸＹスケールの位置カウンタデータ長がＸＹそれぞれ３２ｂｉｔの場合を例に説明しているが、これには限定されない。Ｚスケール及びＸＹスケールそれぞれの位置カウンタデータ長が画素に換算してそれぞれ何画素分に相当するかを求めることで、フレームのサイズに応じて焦点位置データやＸＹ軸方向の位置データが全体で何画素分または何ライン分に相当するかが求まる。レーザー走査型共焦点顕微鏡１００において、これら焦点位置データやＸＹ軸方向の位置データが何画素（何ライン）分であるか、また、どのように画素データと対応付けて転送するかを設定しておくことで、データの送信側（サンプリング／メモリ部１１５）及び受信側（コントローラ１１２）は、同様の処理を実施することが可能となる。
【００８４】
また、上記の２つの実施形態では、画像データと対応付けて画像転送路１０９を介して送信する情報として、焦点位置やＸＹ軸方向の位置等の情報を例に説明しているが、これには限定されない。画像撮像時に設定されている各種の制御情報を画像データと対応付けて送信してもよい。焦点位置やＸＹ軸方向の位置等の情報以外の制御情報の例としては、画像の撮像モード、対物レンズの倍率、露出時間、ズーム、画像サイズ、画像データの間引き率、フレーム番号、照明強度、各種センサの検出感度、背景レベルのオフセット値、輝度の最大値及び最小値等の情報が挙げられる。これらの制御情報についても、画像転送路１０９を介して画像データと対応付けて転送することで、処理速度の向上に資することができる。
【００８５】
（変形例１）
上記の実施形態では、コントローラ１１２は、画像転送路１０９を介して焦点位置データ等の制御情報を受信し、これを用いて三次元画像の生成等の処理を実施している。焦点位置データ等を保持するＤＰＲＡＭ３０５は、上記のとおり、画像フレームの同期信号のタイミングに合わせて読み出される。
【００８６】
これに対し、本変形例では、ＤＰＲＡＭ３０５の一部を、システムの制御情報を管理するマイコンのレジスタとして接続しておく。これによれば、コントローラ１１２は、撮像条件等のシステム内で利用されている制御情報を直ちに画像データと対応付けられた制御情報として取得することが可能となる。これにより、更に処理速度を向上させることが可能となる。
【００８７】
本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８８】
１０１  光センサ
１０４  Ｚスケール
１１３  対物レンズ
１１４  ＣＣＤ
１１６  ＸＹスケール
１０９  画像転送路
１１２  コントローラ
１１５  サンプリング／メモリ部
３０２  セレクタ
３０３  画素カウンタ
３０４  ラインカウンタ
３０５  ＤＰＲＡＭ
３０６  位置カウンタ
【図１】
0006618819.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0006618819.tif 000010
【図１０】
0006618819.tif 000011
【図１１】
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