(57)【要約】【課題】試料表面の反射率が低い等により試料表面の位置に対応する画素の最大輝度が低くなる場合にノイズと誤判定するのを無くす。【解決手段】輝度情報格納手段１に格納されている輝度情報を照会し、処理対象画素ｉについての推定画素高さＺｔｅｍｐ　及び推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　を取得する。続いて、処理対象画素ｉが推定画素高さＺｔｅｍｐ　にて焦点が合うか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合には、推定画素高さＺｔｅｍｐ　及び推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　の値が、確定画素高さＺ（ｉ）及び確定画素輝度値Ｉ（ｉ）に代入される。又は、その判定結果がＮｏの場合には、例外値（Ｚｅｘｃｅｐｔｉｏｎ，Ｉｅｘｃｅｐｔｉｏｎ　）が確定画素高さＺ（ｉ）及び確定画素輝度値Ｉ（ｉ）に代入される。以上の処理を、試料表面の各位置に対応する全ての画素について行う。【選択図】図３
2004061410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡を用いて取得した被測定物表面上の各位置に対応する画素の光軸上の各高さにおける輝度を格納する格納ステップと、
処理対象画素を一意に指定する処理対象画素指定情報に応じて、前記格納ステップにて格納された前記輝度を照会して、前記処理対象画素に焦点が合うと推定される光軸上の高さ及びそのときの輝度を、推定画素高さ及び推定画素輝度値として取得する第一の取得ステップと、
前記処理対象画素指定情報及び前記推定画素高さに応じて、前記格納ステップにて格納された前記輝度を照会して、前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにて前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うと判定されたときには、前記推定画素高さ及び推定画素輝度値を、確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得し、前記判定ステップにて前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合わないと判定されたときには、例外的な高さ及び例外的な輝度値を、前記確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得する第二の取得ステップと、
を備えたことを特徴とするフォーカス像合成方法。
【請求項２】
前記第二の取得ステップにて取得された前記確定画素高さ及び確定画素輝度値に基づいて、前記被測定物表面の各位置に対応した画素における高さ情報からなる表面形状情報、及び前記被測定物表面の各位置に対応した画素における輝度情報からなる表面輝度情報を生成する生成ステップ、
を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のフォーカス像合成方法。
【請求項３】
前記第一の取得ステップでは、
前記処理対象画素において焦点の合う光軸上の高さで輝度が最高値になることに基づいて、前記処理対象画素に焦点が合うと推定される光軸上の高さ及びそのときの輝度を求める、
ことを特徴とする請求項１記載のフォーカス像合成方法。
【請求項４】
前記第一の取得ステップでは、
前記処理対象画素についての光軸上の高さに対する輝度変化が、焦点の合う光軸上の高さを頂点とした単峰性を有することに基づいて、前記処理対象画素に焦点が合うと推定される光軸上の高さ及びそのときの輝度を求める、
ことを特徴とする請求項１記載のフォーカス像合成方法。
【請求項５】
前記判定ステップでは、
前記処理対象画素についての光軸上の高さに対する輝度変化において、焦点の合う光軸上の高さを頂点とした単峰性のピーク領域とそれ以外の背景領域との輝度変化の差に基づいて、前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のフォーカス像合成方法。
【請求項６】
前記例外的な高さ及び例外的な輝度値は、
少なくとも、前記判定ステップにて焦点が合うと判定された全ての画素から求められた最低値、最高値、若しくは平均値、固定値、又は前記判定ステップにて焦点が合うと判定された画素から求められた補間値の何れかの値である、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のフォーカス像合成方法。
【請求項７】
前記第一のステップにて取得された推定画素輝度値が所定値以上であったときは、前記判定ステップを行わずに前記第二の取得ステップにて、前記推定画素高さ及び推定画素輝度値を、前記確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のフォーカス像合成方法。
【請求項８】
コンピュータに、
共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡を用いて取得した被測定物表面上の各位置に対応する画素の光軸上の各高さにおける輝度を格納する格納ステップと、
処理対象画素を一意に指定する処理対象画素指定情報に応じて、前記格納ステップにて格納された前記輝度を照会して、前記処理対象画素に焦点が合うと推定される光軸上の高さ及びそのときの輝度を、推定画素高さ及び推定画素輝度値として取得する第一の取得ステップと、
前記処理対象画素指定情報及び前記推定画素高さに応じて、前記格納ステップにて格納された前記輝度を照会して、前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにて前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うと判定されたときには、前記推定画素高さ及び推定画素輝度値を、確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得し、前記判定ステップにて前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合わないと判定されたときには、例外的な高さ及び例外的な輝度値を、前記確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得する第二の取得ステップと、
を実行させるためのフォーカス像合成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡から得られた輝度情報を用いて焦点深度の深い画像や試料表面の三次元形状等を取得するフォーカス像合成方法及びそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡では、焦点面上の各位置からの反射光を集光して、それぞれを各位置に該当する画素値として検出することにより、二次元画像を構築することができる。このような顕微鏡を用いて、表面に凹凸のある試料の二次元画像を構築すると、試料表面が焦点面上にある場合には試料表面からの反射光が検出されるが、試料表面が焦点面上にない場合には反射光は検出されない。つまり、試料表面と焦点面が重なった位置に該当する画素についてだけ、反射光により明るくなった二次元画像が構築できる。
【０００３】
従って、焦点面を試料表面に対して相対的に変位させたときの複数の二次元画像を取得し、その複数の二次元画像の中から焦点面上の各位置に該当する画素の最大輝度を求め、その最大輝度を、対応する画素の出力とした画像を構築すると、その画像は焦点面上の全ての位置で焦点の合った画像になる。また、取得した複数の二次元画像の中から焦点面上の各位置に該当する画素が最大輝度となる二次元画像を取得した際の、焦点面に対する試料表面の変位情報を、対応する画素の出力とした像を構築すると、その像は試料表面の三次元形状を表わす像になる。しかしながら、試料に急斜面が存在し或いは試料表面の反射率が低く、取得した複数の二次元画像間に輝度のピークがなかった場合、その画素には本来の「表面」は表れない。従って、この場合、前述のように該当する画素の最大輝度を単純に求めるだけでは、結果的にノイズを拾うことになり、急斜面や反射率の低い部分にノイズを含んでしまうことになる。
【０００４】
そこで、このようなノイズを除去するために、前述のように該当する画素の最大輝度を各二次元画像から求める際に指定値を設定し、該当画素の最大輝度が指定値以下の時は、その出力の値（変位情報や輝度）をゼロとするか、周囲画素からの補間値にして出力するか、又は出力しない方法が提案されている（例えば、特開平６−３０８３９０，特開平８−２１０８１９等）。これらの方法の特徴は、最大輝度が指定値以下であれば全てノイズと見なして除外処理や補間処理を行うことにある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最大輝度が指定値以下であれば全てノイズと見なすことには問題がある。その問題とは、試料表面の反射率が低い領域からの正常な反射光をもノイズとみなしてしまうことである。
【０００６】
図１５は、共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡を用いて試料表面を測定した際の各位置の高さに対する輝度変化の一例を示した図である。但し、同図では、各位置の高さを、対応するスライス画像（所定の高さで得られた二次元画像）の番号により示している。
【０００７】
同図において、（ａ）　は高反射率領域の画素、（ｂ）　は低反射率領域の画素、（ｃ）　は試料表面のキズにあたる画素の輝度変化を示している。（ａ）　及び（ｂ）　の輝度変化の形状は、共焦点効果によりそれぞれの画素に対応する試料表面上の位置が焦点面と一致した高さで輝度値が最大となる単峰性のピーク形状を有している。これに対し、（ｃ）　の輝度変化の形状は、（ａ），（ｂ）　とは全く異なっており、輝度が最大となる高さは試料面とは何ら無関係である。
【０００８】
このような場合、（ｃ）　のみをノイズと判断すべきだが、（ｂ）　の最大輝度が（ｃ）　と等しいため、単純に指定値で（ｃ）　のノイズを除去しようとすると正常な（ｂ）　までが除去されることになってしまう。
本発明の課題は、上記実情に鑑み、試料表面の反射率が低い等により試料表面の位置に対応する画素の最大輝度が低くなる場合であってもノイズと誤判定することのないフォーカス像合成方法及びそのプログラムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様は、共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡を用いて取得した被測定物表面上の各位置に対応する画素の光軸上の各高さにおける輝度を格納する格納ステップと、処理対象画素を一意に指定する処理対象画素指定情報に応じて、前記格納ステップにて格納された前記輝度を照会して、前記処理対象画素に焦点が合うと推定される光軸上の高さ及びそのときの輝度を、推定画素高さ及び推定画素輝度値として取得する第一の取得ステップと、前記処理対象画素指定情報及び前記推定画素高さに応じて、前記格納ステップにて格納された前記輝度を照会して、前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うか否かを判定する判定ステップと、該判定ステップにて前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うと判定されたときには、前記推定画素高さ及び推定画素輝度値を、確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得し、前記判定ステップにて前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合わないと判定されたときには、例外的な高さ及び例外的な輝度値を、前記確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得する第二の取得ステップと、を備えたフォーカス像合成方法である。
【００１０】
上記の方法によれば、推定画素高さ及び推定画素輝度値が取得された後に、推定画素高さにて焦点が合うか否かの判定が行われ、その判定結果に基づいて、確定画素高さ及び確定画素輝度値が、推定画素高さ及び推定画素輝度値とされるか、或いは例外的な高さ及び輝度値とされる。これにより、試料に急斜面が存在し或いは試料表面の反射率が低い等の理由により、試料表面の位置に対応する画素の最大輝度が低くなる場合であっても、ノイズと誤判定することを無くすことができる。
【００１１】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様において、前記第二の取得ステップにて取得された前記確定画素高さ及び確定画素輝度値に基づいて、前記被測定物表面の各位置に対応した画素における高さ情報からなる表面形状情報、及び前記被測定物表面の各位置に対応した画素における輝度情報からなる表面輝度情報を生成する生成ステップ、を更に備えた方法である。
【００１２】
この方法によれば、取得された確定画素高さ及び確定画素輝度値に基づいて、表面形状情報及び表面輝度情報が生成され、例えば、この表面形状情報及び表面輝度情報に基づいて、その表示や解析等を行うことが可能になる。
本発明の第三の態様は、前記第一の態様において、前記第一の取得ステップでは、前記処理対象画素において焦点の合う光軸上の高さで輝度が最高値になることに基づいて、前記処理対象画素に焦点が合うと推定される光軸上の高さ及びそのときの輝度を求める、方法である。
【００１３】
この方法によれば、例えば、処理対象画素において輝度が最高値となる光軸上の高さ及びそのときの輝度が、推定画素高さ及び推定画素輝度値として取得される。或いは、処理対象画素において光軸上の所定の高さを含むその前後複数の連続する高さにおける輝度の平均が最高値となるときの、その所定の高さ及びその所定の高さでの輝度が、推定画素高さ及び推定画素輝度値として取得される。
【００１４】
本発明の第四の態様は、前記第一の態様において、前記第一の取得ステップでは、前記処理対象画素についての光軸上の高さに対する輝度変化が、焦点の合う光軸上の高さを頂点とした単峰性を有することに基づいて、前記処理対象画素に焦点が合うと推定される光軸上の高さ及びそのときの輝度を求める、方法である。
【００１５】
この方法によれば、例えば、処理対象画素についての光軸上の高さに対する輝度変化において、光軸上の所定の高さを含むその前後の所定間隔毎の高さの各々の輝度値を用いて算出される、単峰性のピークの頂点に近づくほど大きな値になるような評価関数の値が最高値となるときの、その所定の高さ及びその所定の高さでの輝度が、推定画素高さ及び推定輝度輝度値として取得される。これにより、より正当性の高い推定画素高さ及び推定画素輝度値を取得することができる。
【００１６】
本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の態様の何れか一つにおいて、前記判定ステップでは、前記処理対象画素についての光軸上の高さに対する輝度変化において、焦点の合う光軸上の高さを頂点とした単峰性のピーク領域とそれ以外の背景領域との輝度変化の差に基づいて、前記推定画素高さにて前記処理対象画素に焦点が合うか否かを判定する、方法である。
【００１７】
この方法によれば、例えば、単峰性のピーク領域における最高輝度値とされる推定画素輝度値と、それ以外の背景領域における最高輝度値との比較に基づいて、推定画素高さにて焦点が合うか否かが判定される。これにより、推定画素高さ及び推定画素輝度値の正当性を正確に判定することが可能になる。
【００１８】
本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の態様の何れか一つにおいて、前記例外的な高さ及び例外的な輝度値は、少なくとも、前記判定ステップにて焦点が合うと判定された全ての画素から求められた最低値、最高値、若しくは平均値、固定値、又は前記判定ステップにて焦点が合うと判定された画素から求められた補間値の何れかの値である、方法である。
【００１９】
この方法によれば、例外的な高さ及び例外的な輝度値を、試料表面の形状に応じた値にすることが可能になり、また、表面形状情報や表面輝度情報に係る表示や解析に適した値にすることが可能になる。
本発明の第七の態様は、前記第一乃至第五の態様の何れか一つにおいて、前記第一のステップにて取得された推定画素輝度値が所定値以上であったときは、前記判定ステップを行わずに前記第二の取得ステップにて、前記推定画素高さ及び推定画素輝度値を、前記確定画素高さ及び確定画素輝度値として取得する、方法である。
【００２０】
この方法によれば、試料表面にて十分に光が反射して推定画素輝度値として高い輝度値が取得された場合等のように、ノイズによる影響が少なく推定画素高さと推定画素輝度値が誤推定される可能性が低い場合には、判定ステップが行われないようになるので、処理速度を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第八の態様は、上記第一の態様に係るステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
上記のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記第一の態様と同様の作用・効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
はじめに、第一の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のフォーカス像合成方法を説明するための概略構成を示した図である。
【００２３】
同図において、輝度情報格納手段１は、共焦点効果を持たせた光学系を有する顕微鏡等を用いた測定手段（同図点線部）によって取得された、被測定物表面上の各位置に対応する画素の光軸上の各高さにおける輝度情報を格納する（矢印ａ）。
【００２４】
フォーカス情報出力手段２は、処理対象画素を一意に指定する処理対象画素指定情報が入力されると、第１の手順として、その処理対象画素指定情報を推定画素情報出力手段３に出力して（矢印ｂ）、その推定画素情報出力手段３から推定画素高さ及び推定画素輝度値を取得する（矢印ｃ）。
【００２５】
推定画素情報出力手段３は、フォーカス情報出力手段２から処理対象画素指定情報を取得すると（矢印ｂ）、輝度情報格納手段１に格納されている輝度情報を照会し（矢印ｄ）、推定画素高さ及び推定画素輝度値を取得して、それらをフォーカス情報出力手段２へ出力する（矢印ｃ）。
【００２６】
また、フォーカス情報出力手段２は、第２の手順として、処理対象画素指定情報及び第１の手順にて取得した推定画素高さを正当性判定手段４に出力して（矢印ｄ）、その正当性判定手段４から、推定画素高さで処理対象画素に焦点が合うか否かの判定結果を取得する（矢印ｅ）。
【００２７】
正当性判定手段４は、フォーカス情報出力手段から処理対象画素指定情報及び推定画素高さを取得すると（矢印ｅ）、輝度情報格納手段１に格納されている輝度情報を照会し（矢印ｇ）、推定画素高さで処理対象画素に焦点が合うか否かの判定を行い、その判定結果をフォーカス情報出力手段２へ出力する（矢印ｆ）
また、フォーカス情報出力手段２は、第２の手順にて取得した判定結果により、第１の手順にて取得した推定画素高さで処理対象画素に焦点が合うと判定された場合には、第１の手順にて取得した推定画素高さ及び推定画素輝度値を、それぞれ確定画素高さ及び確定画素輝度値としてフォーカス像生成手段５へ出力し（矢印ｈ）、又は第２の手順にて取得した判定結果により第１の手順にて取得した推定画素高さで処理対象画素に焦点が合わないと判定された場合には、例外的な確定画素高さ及び確定画素輝度値をフォーカス像生成手段５へ出力する（矢印ｈ）。
【００２８】
フォーカス像生成手段５は、フォーカス情報出力手段２から確定画素高さ及び確定画素輝度値を取得すると（矢印ｈ）、被測定物表面の各位置に対応した画素における高さ情報からなる表面形状情報、及び被測定物表面の各位置における輝度情報からなる表面輝度情報を生成する。
【００２９】
このようにして生成された表面形状情報及び表面輝度情報は、その後、例えば表示手段（同図点線部）へ出力されることにより（矢印ｉ）、表面形状情報及び表面輝度情報に応じた画像等が表示される。
続いて、前述の輝度情報格納手段１の構成について説明する。
【００３０】
図２（ａ）　は、輝度情報格納手段１の構成例を示した図である。
同図（ａ）　に示したように、輝度情報格納手段１は、各高さで得られた被測定物表面上の各位置に対応する輝度を画素情報として有するスライス像を順次蓄積するスライス像格納リストと、スライス像格納リストに格納されたスライス像が得られた高さを順次蓄積するＺ座標格納リスト（Ｚｍａｔｒｉｘ　）等を含んで構成されている。このような構成により、スライス像格納リストに格納されたスライス像（或いはその格納位置）とＺ座標格納リストに格納された高さ（或いはその格納位置）とが一意に関連付けされるようになり、例えば、スライス像格納リストに格納されている所定のスライス像が指定されることによって、そのスライス像に関連付けされている、Ｚ座標格納リストに格納されている高さを一意に取得すること等が可能になる。
【００３１】
同図（ｂ）　は、輝度情報格納手段１にて行われる処理の一例を示したフローチャートである。同図（ｂ）　左側のフローは初期化処理を示し、右側のフローは新規データ追加処理を示している。
初期化処理は、図示しない測定手段によって最初のスライス像が取得される前に行われる処理であって、まずＳ２０１ではスライス像を格納するための準備としてスライス像格納リストが初期化され、続くＳ２０２ではＺ座標を格納するための準備としてＺ座標格納リストが初期化される。
【００３２】
また、新規データ追加処理は、前述の初期化処理が終了した後に、高さを一定方向に移動させながらスライス像及びその高さが順次取得される処理であって、まずＳ２１１ではスライス像格納リストの末尾に新規に取得したスライス像が格納され、続くＳ２１２ではＺ座標格納リストの末尾に新規に取得したスライス像の高さが格納される。
【００３３】
このような処理によって、スライス像格納リスト及びＺ座標格納リストの末尾のそれぞれに順次スライス像と高さが追加されていくので、スライス像格納リストのＮ番目に格納されたスライス像の高さは、Ｚ座標格納リストのＮ番目に格納されることになり、結果として格納リスト内の位置によって両者が関連付けられることになる。
【００３４】
尚、輝度情報格納手段１の構成は、同図（ａ）　に示したものに限定されるものではなく、他の構成によっても実現可能である。
同図（ｃ）　は、その輝度情報格納手段１の他の構成例を示した図である。
同図（ｃ）　に示したように、被測定物表面上の各位置に対応する画素の光軸上の各高さにおける輝度を、色成分（同図（ｃ）　ではＲ，Ｇ，Ｂ）ごとに分離させたスライス像として格納させるように構成することも可能である。このような構成は、例えば、測定手段が波長の異なる３つのレーザーを使用する場合等に好適である。
【００３５】
又は、各スライス像間の高さの差が一定であるとみなせる場合、輝度情報格納手段１の構成からＺ座標格納リストを省き、代わりに最初に格納されたスライス像の高さＺｉｎｉ　と各スライス像間の高さの差ｄＺｓｔｅｐ　を記憶しておくことで、スライス像格納リストのＮ番目に格納されたスライス像の高さＺｎを次式（１）により求めるようにすることも可能である。
【００３６】
Ｚｎ＝Ｚｉｎｉ　＋Ｎ×ｄＺｓｔｅｐ　（Ｎ＝０，１，２，３，・・・）　式（１）
続いて、前述のフォーカス情報出力手段２、推定画素情報出力手段３、正当性判定手段４、及びフォーカス像生成手段５等にて行われる処理について説明する。
【００３７】
図３は、その処理の一例を示したフローチャートである。
尚、同図において、Ｓ３０３の処理（同図点線部ａ）は推定画素情報出力手段３にて行われる処理を示し、Ｓ３０４の処理（同図点線部ｂ）は正当性判定手段４にて行われる処理を示し、Ｓ３０３乃至Ｓ３０６の処理（同図点線部ｃ）は、フォーカス情報生成手段２等にて行われる処理を示している。また、Ｓ３０８乃至Ｓ３１２の処理（同図点線部ｄ）は、フォーカス像生成手段５にて行われる処理を示している。
【００３８】
同図に示したように、まず、Ｓ３０１では、処理対象画素ｉが先頭画素に初期化される。
Ｓ３０２では、被測定物表面の全ての位置に対応した画素についてフォーカス情報生成手段２にて行われる処理が終了したか否か（ｉ＞＝ｉ＿ｍａｘであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ３０８へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ３０３へ処理が進む。尚、ｉ＿ｍａｘは、被測定物表面の全ての位置に対応した画素の総数を示している。
【００３９】
Ｓ３０３では、推定画素情報出力手段３にて、処理対象画素ｉについての推定画素高さと推定画素輝度値が取得され、それぞれＺｔｅｍｐ　とＩｔｅｍｐ　に代入される。但し、Ｚｔｅｍｐ　には、推定画素高さとして、処理対象画素ｉに焦点が合ったと推定される高さで得られたスライス像が格納されているスライス像格納リストの位置（格納位置）を示す値が代入される。このスライス像格納リストの位置を示す値により、対応するＺ座標格納リストの格納位置に格納されている高さを一意に取得することが可能であることから、単にＺｔｅｍｐ　には推定画素高さが代入されるとも言える。また、Ｉｔｅｍｐ　には、推定画素輝度値として、処理対象画素ｉに焦点が合ったと推定される高さでの輝度値が代入される。尚、本ステップの処理の詳細については、図４乃至図６を用いて後述する。
【００４０】
Ｓ３０４では、正当性判定手段４にて、処理対象画素ｉが推定画素高さＺｔｅｍｐにて焦点が合うか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ３０６へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ３０５へ処理が進む。尚、本ステップの処理の詳細については、図７を用いて後述する。
【００４１】
Ｓ３０５では、前ステップにて焦点が合わないと判定された場合に、推定画素高さＺｔｅｍｐ　と推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　に、予め指定された例外値（Ｚｅｘｃｅｐｔｉｏｎ　，Ｉｅｘｃｅｐｔｉｏｎ　）が代入される。
Ｓ３０６では、処理対象画素ｉにおける推定画素高さＺｔｅｍｐ　及び推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　の値が、それぞれ確定画素高さ及び確定画素輝度値として、Ｚ（ｉ）及びＩ（ｉ）に代入される。但し、Ｚ（ｉ）には、前述のＺｔｅｍｐ　の場合と同様に、対応するスライス像についてのスライス像格納リストの格納位置を示す値が代入されることになるが、その値から一意に高さを取得することが可能であることから、単にＺ（ｉ）には確定画素高さが代入されるとも言える。
【００４２】
Ｓ３０７では、処理対象画素ｉがインクリメントされ、処理対象画素が次の画素へ変更されて、Ｓ３０２へ処理が戻る。
このように、フォーカス情報生成手段２にて、被測定物表面の全ての位置に対応した画素についての確定画素高さ及び確定画素輝度値が取得されると、続いて、フォーカス像生成手段５にて行われるＳ３０８以降の処理へ移行する。
【００４３】
Ｓ３０８では、Ｓ３０２においてｉ＞＝ｉ＿ｍａｘであると判定された場合に、被測定物表面の全ての位置に対応した画素についての表面形状情報ＳＧと表面輝度情報ＳＩを格納するための領域が確保される。
Ｓ３０９では、処理対象画素ｉが先頭画素に初期化される。
【００４４】
Ｓ３１０では、被測定物表面の全ての位置に対応した画素について処理が終了したか否か（ｉ＞＝ｉ＿ｍａｘであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合には本処理が終了し、Ｎｏの場合にはＳ３１１へ処理が進む。
Ｓ３１１では、処理対象画素ｉにおける表面形状情報ＳＧ（ｉ）に、処理対象画素ｉにおける確定画素高さであるＺｍａｔｒｉｘ　（Ｚ（ｉ））が代入される。尚、Ｚｍａｔｒｉｘ　（Ｚ（ｉ））は、Ｚ（ｉ）に代入されている値が示すスライス像格納リストの格納位置に対応する、Ｚ座標格納リストの格納位置に格納されている高さを取得する処理を示している。また、処理対象画素ｉにおける表面輝度情報ＳＩ（ｉ）に、処理対象画素ｉにおける確定画素輝度値Ｉ（ｉ）が代入される。
【００４５】
Ｓ３１２では、処理対象画素ｉがインクリメントされ、処理対象画素が次の画素に変更されて処理がＳ３１０へ戻る。
以上、本フローが行われることによって、推定画素高さ及び推定画素輝度値が取得されると、その推定画素高さの正当性が判定され、その判定結果に基づいて確定画素高さ及び確定画素輝度値が、推定画素高さ及び推定画素輝度値とされるか、或いは例外値とされるかが決定され、その確定画素高さ及び確定画素輝度値に基づいて被測定物表面の全ての位置に対応した画素についての表面形状情報及び表面輝度情報が取得される。これにより、試料表面の反射率が低い等により、対応する画素の最大輝度が低い場合であっても、ノイズと誤判定することを無くすことができる。
【００４６】
続いて、前述の推定画素情報出力手段３にて行われる、Ｓ３０３の処理について説明する。
図４は、その処理の一例を示すフローチャートである。
同図において、まず、Ｓ４０１では、処理対象スライス像の位置（スライス像格納リストの格納位置）を示す値が代入されるｓｌｉｃｅと、処理対象画素ｉについて最高輝度値を有するとされるスライス像の位置を示す値が代入されるｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐとが、スライス像格納リストに格納されているスライス像の先頭の位置を示す値に初期化される。
【００４７】
Ｓ４０２では、スライス像格納リストに格納されている、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像における処理対象画素ｉの輝度値が取得され（ＧｅｔＩ（ｉ，ｓｌｉｃｅ）、その輝度値が最高輝度値としてｉ＿ｔｏｐに代入される。
Ｓ４０３では、ｓｌｉｃｅがインクリメントされ、処理対象スライス像が次のスライス像へ変更される。
【００４８】
Ｓ４０４では、処理対象となる全てのスライス像についての処理が終了したか否か（ｓｌｉｃｅ＞＝ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ４０９へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ４０５へ処理が進む。尚、ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘは、処理対象となる全てのスライス像の総数を示している。
【００４９】
Ｓ４０５では、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像（処理対象スライス像）における処理対象画素ｉの輝度値が取得され（ＧｅｔＩ（ｉ，ｓｌｉｃｅ））、その輝度値がＩ＿ｎｏｗに代入される。
Ｓ４０６では、それまでの最高輝度値ｉ＿ｔｏｐと前ステップで代入されたＩ＿ｎｏｗが比較され、すなわち、ｉ＿ｔｏｐ＜Ｉ＿ｎｏｗであるか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ４０７へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ４０８へ処理が進む。
【００５０】
Ｓ４０７では、前ステップにてｉ＿ｔｏｐ＜Ｉ＿ｎｏｗであると判定された場合に、Ｉ＿ｎｏｗの値がＩ＿ｔｏｐに代入され、このときのｓｌｉｃｅの値がｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐに代入される。すなわち、Ｉ＿ｔｏｐとｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐが更新される。
【００５１】
Ｓ４０８では、ｓｌｉｃｅがインクリメントされて、処理対象スライス像が次のスライス像へ変更され、Ｓ４０４へ処理が戻る。
Ｓ４０９では、Ｓ４０４にてｓｌｉｃｅ＞＝ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘであると判定された場合に、処理対象画素ｉについての最高輝度値を有するスライス像の位置を示す値が代入されているｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐの値が、推定画素高さとしてＺｔｅｍｐ　に代入される。また、そのスライス像における処理対象画素ｉの輝度値が取得され（ＧｅｔＩ（ｉ，ｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐ））、その輝度値が推定画素輝度値としてＩｔｅｍｐ　に代入され、本処理が終了する。尚、本ステップでは、ＧｅｔＩ（ｉ，ｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐ）の処理により、輝度値を取得し、Ｉｔｅｍｐ　に代入しているが、例えば、このときに代入されている最大輝度値Ｉ＿ｔｏｐの値を、Ｉｔｅｍｐ　に代入するようにしても良い。
【００５２】
以上、本フローが行われることによって、スライス像格納リストに格納されている全スライス像の中から、処理対象画素ｉについての最高輝度値を有するスライス像の位置を示す値とその最高輝度値が、推定画素高さＺｔｅｍｐ　及び推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　として取得される。
【００５３】
尚、本フローに示した処理は、原理的に処理対象画素ｉに焦点が合う高さで最高輝度になる、ということを利用して推定画素高さ及び推定画素輝度値を求めるものであったが、その求め方は図４に示した処理に限定されるものではなく、他の求め方によっても可能である。
【００５４】
例えば、処理対象スライス像を含むその前後の連続するスライス像から、処理対象画素ｉの輝度値の平均値が最高となったときの、その処理対象スライス像の高さを推定画素高さとしてＺｔｅｍｐ　に代入し、そのスライス像における処理対象画素ｉの輝度値を推定画素輝度値としてＩｔｅｍｐ　に代入するようにしても良い。この場合の処理を図５を用いて説明する。
【００５５】
図５は、推定画素情報出力手段３にて行われる、Ｓ３０３の処理の他の例を示すフローチャートである。
尚、同図に示した処理では、処理対象スライス像を含むその前後の連続するスライス像に基づいて処理が行われるため、図４に示した処理と異なり、処理を開始するときの処理対象スライス像の位置が先頭にはならない。すなわち、処理対象スライス像を含むその前後の連続するスライス像の総数をｗｉｎｄｏｗ枚（但し、ｗｉｎｄｏｗは３以上の奇数）とすると、処理を開始するときの処理対象スライス像の位置を示す値は、（ｗｉｎｄｏｗ−１）／２になる。また、同様にして、処理を終了するときの処理対象スライス像の位置を示す値は、ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘ−（ｗｉｎｄｏｗ−１）／２になる。また、前述のｉ＿ｔｏｐ及びｉ＿ｎｏｗに代入される輝度値は、処理対象スライス像の処理対象画素ｉの輝度値ではなく、ｗｉｎｄｏｗ枚のスライス像の処理対象画素ｉの輝度値の平均値になる。
【００５６】
このようにすることで、処理対象画素ｉの輝度値にノイズが含まれる場合であっても、ノイズによる影響を抑えることが可能となる。
具体的には、図５に示したように、まず、Ｓ５０１では、（ｗｉｎｄｏｗ−１）／２の値が、ｈａｌｆｗｎｄに代入される。ここで、ｈａｌｆｗｎｄは、処理を開始するときの処理対象スライス像の位置を示す値が代入されるものである。
また、ｈａｌｆｗｎｄは、処理が行われるときに使用される、処理対象スライス像を含むその前後の連続するスライス像において、その処理対象スライス像の前又は後の連続するスライス像の総数を示す値が代入されるものでもある。
【００５７】
Ｓ５０２では、処理対象スライス像の位置を示す値が代入されるｓｌｉｃｅと、処理対象画素ｉについて最高輝度値を有するとされるスライス像の位置を示す値が代入されるｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐが、ｈａｌｆｗｎｄの値に初期化される。
Ｓ５０３では、スライス像格納リストに格納されている、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像を含む前後ｈａｌｆｗｎｄ枚の連続するスライス像における処理対象画素ｉの輝度値の平均値が取得され、その平均値が最高輝度値としてｉ＿ｔｏｐに代入される。
【００５８】
Ｓ５０４では、ｓｌｉｃｅがインクリメントされ、処理対象スライス像が次のスライス像へ変更される。
Ｓ５０５では、処理対象となる全てのスライス像についての処理が終了したか否か（ｓｌｉｃｅ＋ｈａｌｆｗｎｄ＞＝ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ５１０へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ５０６へ処理が進む。
【００５９】
Ｓ５０６では、スライス像格納リストに格納されている、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像を含む前後ｈａｌｆｗｎｄ枚の連続するスライス像における処理対象画素ｉの輝度値の平均値が取得され、その平均値が最高輝度値としてＩ＿ｎｏｗに代入される。
【００６０】
Ｓ５０７では、それまでのＩ＿ｔｏｐと前ステップで代入されたＩ＿ｎｏｗが比較され、すなわち、Ｉ＿ｔｏｐ＜Ｉ＿ｎｏｗであるか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ５０８へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ５０９へ処理が進む。
【００６１】
Ｓ５０８では、前ステップにてＩ＿ｔｏｐ＜Ｉ＿ｎｏｗであると判定された場合に、Ｉ＿ｎｏｗの値がＩ＿ｔｏｐに代入され、このときのｓｌｉｃｅの値がｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐに代入される。すなわち、Ｉ＿ｔｏｐとｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐが更新される。
【００６２】
Ｓ５０９では、ｓｌｉｃｅがインクリメントされて、処理対象スライス像が次のスライス像へ変更され、Ｓ５０５へ処理が戻る。
Ｓ５１０では、Ｓ５０５にてｓｌｉｃｅ＋ｈａｌｆｗｎｄ＞＝ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘであると判定された場合に、処理対象画素ｉについて輝度値の平均値が最高であったときの処理対象スライス像の位置を示す値が代入されているｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐの値が、推定画素高さとしてＺｔｅｍｐ　に代入される。また、そのスライス像における処理対象画素ｉの輝度値が取得され（ＧｅｔＩ（ｉ，ｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐ））、その輝度値が推定画素輝度値としてＩｔｅｍｐ　に代入され、本処理が終了する。
【００６３】
以上、本フローが行われることによって、より正当性の高い、処理対象画素ｉについての推定画素高さ及び推定画素輝度値を取得することが可能になる。
また、前述の図４又は図５に示した推定画素高さ及び推定画素輝度値を求める方法の他の方法として、例えば、処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化において、単峰性のピークの頂点に近づくほど大きな値になるような評価関数ＰｅａｋＲａｔｅを予め規定しておき、処理対象スライス像を含むその前後の所定数毎のスライス像の処理対象画素ｉの輝度値を用いて、この評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値が最高値となるときの処理対象スライス像の高さを推定画素高さとしてＺｔｅｍｐ　に代入し、そのスライス像における輝度値を推定画素輝度値としてＩｔｅｍｐ　に代入するようにしても良い。この場合の処理を図６（ａ），（ｂ）　を用いて説明する。
【００６４】
図６（ａ），（ｂ）　は、推定画素情報出力手段３にて行われる、Ｓ３０３の処理の他の例を示すフローチャートである。
尚、同図に示した処理では、処理対象スライス像を含むその前後所定数毎のスライス像に基づいて処理が行われるため、図４に示した処理と異なり、処理を開始するときの処理対象スライス像の位置が先頭にはならない。すなわち、処理対象スライス像を含むその前後の所定数毎のスライス像の総数をｄｉｖ枚（但し、ｄｉｖは３以上の奇数）とし、前述の所定数をｓｔｅｐとすると、処理を開始するときの処理対象スライス像の位置を示す値は、（ｄｉｖ−１）＊ｓｔｅｐ／２になる。また、同様にして、処理を終了するときの処理対象スライス像の位置を示す値は、ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘ−（ｄｉｖ−１）＊ｓｔｅｐ／２になる。また、前述のｉ＿ｔｏｐ及びｉ＿ｎｏｗに代入される輝度値は、処理対象スライス像の処理対象画素ｉについての評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値になる。
【００６５】
このようにすることで、より広範囲にあるスライス像の輝度変化から輝度値が最高値となるときの高さを推定することができるようになり、局所的なノイズによる影響を抑えることが可能になる。
具体的には、図６（ａ）　において、まず、Ｓ６０１では、（ｄｉｖ−１）＊ｓｔｅｐ／２の値が、ｈａｌｆｗｎｄに代入される。ここで、ｈａｌｆｗｎｄは、処理を開始するときの処理対象スライス像の位置を示す値が代入されるものである。また、このｈａｌｆｗｎｄは、処理が行われるときに使用される、処理対象スライス像を含むその前後のｓｔｅｐ毎のスライス像において、その処理対象スライス像の前又は後のｓｔｅｐ毎のスライス像に含まれるスライス像の総数を示す値が代入されるものでもある。
【００６６】
Ｓ６０２では、処理対象スライス像の位置を示す値が代入されるｓｌｉｃｅと、処理対象画素ｉについて評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値が最高値となったときの処理対象スライス像の位置を示す値が代入されるｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐが、ｈａｌｆｗｎｄの値に初期化される。
【００６７】
Ｓ６０３では、スライス像格納リストに格納されている、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像を含むその前後のｓｔｅｐ毎のスライス像における処理対象画素ｉの輝度値を用いて評価関数ＰｅａｌＲａｔｅの値を求め、その値がｉ＿ｔｏｐに代入される。尚、この評価関数ＰｅａｌＲａｔｅの値の求め方については、同図（ｂ）　を用いて後述する。
【００６８】
Ｓ６０４では、ｓｌｉｃｅがインクリメントされ、処理対象スライス像が次のスライス像へ変更される。
Ｓ６０５では、処理対象となる全てのスライス像についての処理が終了したか否か（ｓｌｉｃｅ＋ｈａｌｆｗｎｄ＞＝ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ６１０へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ６０６へ処理が進む。
【００６９】
Ｓ６０６では、スライス像格納リストに格納されている、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像を含むその前後のｓｔｅｐ毎のスライス像における処理対象画素ｉの輝度値を用いて評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値を求め、その値がｉ＿ｎｏｗに代入される。
【００７０】
Ｓ６０７では、Ｉ＿ｔｏｐと前ステップで代入されたＩ＿ｎｏｗが比較され、すなわち、Ｉ＿ｔｏｐ＜Ｉ＿ｎｏｗであるか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ６０８へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ６０９へ処理が進む。
Ｓ６０８では、前ステップにてＩ＿ｔｏｐ＜Ｉ＿ｎｏｗであると判定された場合に、Ｉ＿ｎｏｗの値がＩ＿ｔｏｐに代入され、このときのｓｌｉｃｅの値がｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐに代入される。すなわち、Ｉ＿ｔｏｐとｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐが更新される。
【００７１】
Ｓ６０９では、ｓｌｉｃｅがインクリメントされて、処理対象スライス像が次のスライス像へ変更され、Ｓ６０５へ処理が戻る。
Ｓ６１０では、Ｓ６０５にてｓｌｉｃｅ＋ｈａｌｆｗｎｄ＞＝ｓｌｉｃｅ＿ｍａｘであると判定された場合に、処理対象画素ｉについて評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値が最高値となったときの処理対象スライス像の位置を示す値が代入されているｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐの値が、推定画素高さとしてＺｔｅｍｐ　に代入される。
また、そのスライス像における処理対象画素ｉの輝度値が取得され（ＧｅｔＩ（ｉ，ｓｌｉｃｅ＿ｔｏｐ））、その輝度値が推定画素輝度値としてＩｔｅｍｐ　に代入され、本処理が終了する。
【００７２】
続いて、前述のＳ６０３又はＳ６０６にて行われる、評価関数ＰｅａｌＲａｔｅの値を求める処理について同図（ｂ）　を用いて説明する。
同図（ｂ）　は、評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値を求める処理の一例を示したフローチャートである。
【００７３】
同図（ｂ）　において、まず、Ｓ６１１では、−（ｄｉｖ−１）／２の値が、ｎに代入される。
Ｓ６１２では、ｎの値が（ｄｉｖ−１）／２の値よりも大きいか否か（ｎ＞＝（ｄｉｖ−１）／２であるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ６１５へ処理が進み、Ｎｏの場合には、Ｓ６１３へ処理が進む。
【００７４】
Ｓ６１３では、スライス像格納リストに格納されている、ｓｌｉｃｅ−ｎ＊ｓｔｅｐの値が示す位置のスライス像における処理対象画素ｉの輝度値が取得され、その輝度値が、ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（ｎ）に代入される。
Ｓ６１４では、ｎがインクリメントされ、Ｓ６１２へ処理が戻る。
【００７５】
以上のＳ６１１乃至Ｓ６１４の処理により、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像を含むその前後ｓｔｅｐ毎のスライス像の各々についての処理対象画素ｉにおける輝度値が取得される。
Ｓ６１５では、ｒｅｔが初期化される（ｒｅｔ＝０）。
【００７６】
Ｓ６１６では、−（ｄｉｖ−１）／２の値が、ｎに代入される。
Ｓ６１７では、ｎ＜０であるか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ６１８へ処理が進み、Ｎｏの場合には本処理が終了する。
Ｓ６１８では、前述のＳ６１３による処理結果に基づいて、ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（ｎ＋１）からｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（ｎ）が減算され、その減算された値が三乗されて、それまでのｒｅｔに加算される。また、ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（−ｎ−１）からｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（−ｎ）が減算され、その減算された値が三乗されて、更に、そのｒｅｔに加算される。
【００７７】
Ｓ６１９では、ｎがインクリメントされ、Ｓ６１７の処理へ戻る。
以上のＳ６１５乃至Ｓ６１９の処理により、ｓｌｉｃｅの値が示す位置のスライス像（処理対象スライス像）を含むその前後のｓｔｅｐ毎のスライス像における処理対象画素ｉの輝度値を用いて評価関数ＰｅａｌＲａｔｅの値（ｒｅｔ）が求められる。
【００７８】
ここで、同図（ｂ）　に示した処理について、具体例を上げて説明する。
図７（ａ）　は、処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化の一例を示している。
同図（ａ）　において、Ｚ（ｓｌｉｃｅ）＝ａ−２，ａ−１，ａ，ａ＋１，ａ＋２，ａ＋３は、前述のｓｔｅｐ毎の高さを示している。また、Ｚ＝ａ−２，ａ−１，ａ，ａ＋１，ａ＋２，ａ＋３のときの輝度値をそれぞれ、Ｉ＿ａ−２，Ｉ＿ａ−１，Ｉ＿ａ，Ｉ＿ａ＋１，Ｉ＿ａ＋２，Ｉ＿ａ＋３とする。また、本例では、ｄｉｖ＝５とする。
【００７９】
この場合、ｓｌｉｃｅの値を単峰性のピーク位置、すなわち、ｓｌｉｃｅ＝ａとして図６（ｂ）　に示した処理が行われると、前述のＳ６１１乃至Ｓ６１４により、ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（−２），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（−１），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（０），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（１），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（２）としてそれぞれ、Ｉ＿ａ−２，Ｉ＿ａ−１，Ｉ＿ａ，Ｉ＿ａ＋１，Ｉ＿ａ＋２が得られ、また、前述のＳ６１５乃至Ｓ６１９の処理により、ｒｅｔ＝（Ｉ＿ａ−１−Ｉ＿ａ−２）＾３＋（Ｉ＿ａ＋１−Ｉ＿ａ＋２）＾３＋（Ｉ＿ａ−Ｉ＿ａ−１）＾３＋（Ｉ＿ａ−Ｉ＿ａ＋１）＾３が得られ、評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値が最大になる。
【００８０】
また、ｓｌｉｃｅの値が単峰性のピーク位置から離れた位置、例えばｓｌｉｃｅ＝ａ＋１として同様にして処理が行われると、前述のＳ６１１乃至Ｓ６１４により、ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（−２），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（−１），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（０），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（１），ｉ＿ｐｉｃｋｕｐ（２）としてそれぞれ、Ｉ＿ａ−１，Ｉ＿ａ，Ｉ＿ａ＋１，Ｉ＿ａ＋２，Ｉ＿ａ＋３が得られ、また、前述のＳ６１５乃至Ｓ６１９の処理により、ｒｅｔ＝（Ｉ＿ａ−Ｉ＿ａ−１）＾３＋（Ｉ＿ａ＋２−Ｉ＿ａ＋３）＾３＋（Ｉ＿ａ＋１−Ｉ＿ａ）＾３＋（Ｉ＿ａ＋１−Ｉ＿ａ＋２）＾３が得られるが、前述の（Ｉ＿ａ＋１−Ｉ＿ａ）＾３の値が負になることから、評価関数ＰｅａｋＲａｔｅは、少なくとも、ｓｌｉｃｅ＝ａのときの値よりも小さくなる。
【００８１】
同様にして、各ｓｌｉｃｅに対して評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値を求めると、図７（ｂ）　に示した、各高さに対するＰｅａｋＲａｔｅの値の変化を示したＺ（ｓｌｉｃｅ）−ＰｅａｋＲａｔｅ曲線が得られる。
同図（ｂ）　に示したように、ｓｌｉｃｅの値を単峰性のピーク位置、すなわちｓｌｉｃｅ＝ａとすると、ｒｅｔ（評価関数ＰｅａｋＲａｔｅ）の値は最大になるが、ｓｌｉｃｅの値が単峰性のピーク位置から離れるにしたがって、ｒｅｔの値が小さくなる。
【００８２】
このように、処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化において、単峰性のピークの頂点に近づくほど大きな値となるような評価関数ＰｅａｋＲａｔｅを用いることにより、より広範囲にあるスライス像の輝度変化から輝度値が最高値となるときの高さを推定することが可能になり、局所的なノイズによる影響を抑えることが可能になる。
【００８３】
また、評価関数ＰｅａｋＲａｔｅの値を求めるのに使用されるスライス像において、最も低い高さのスライス像から最も高い高さのスライス像までの範囲（高さの差）が、各高さに対する輝度変化におけるピーク幅とほぼ等しくなるようにｓｔｅｐの値を設定することによって、より正確な判定を行うことが可能になる。例えば、各高さに対する輝度変化におけるピーク幅が広い場合にはｓｔｅｐの値を大きくし、そのピーク幅が狭い場合にはｓｔｅｐの値を小さくすれば良い。
【００８４】
以上、図６（ａ），（ｂ）　に示したフローが行われることによって、より正当性の高い、処理対象画素ｉについての推定画素高さ及び推定画素輝度値を取得することが可能になる。
続いて、前述の正当性判定手段４にて行われる、Ｓ３０４の処理について詳細に説明する。
【００８５】
図８（ａ）　は、その処理の一例を示すフローチャートである。同図の処理は、推定画素高さＺｔｅｍｐ　を用いて、処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化を、単峰性のピーク領域Ａとそれ以外の背景領域Ｂ１，Ｂ２に分割し、推定画素輝度値（ｉ＿ｔｏｐ）が背景領域Ｂ１及びＢ２における最高輝度値（Ｉｍａｘ　）のｋ倍以上だったら、推定画素高さＺｔｅｍｐ　にて処理対象画素ｉに焦点が合うと判定する処理を行うものである。
【００８６】
また、同図（ｂ）　は、推定画素高さＺｔｅｍｐ　を用いて、処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化を、単峰性ピーク領域Ａとそれ以外の背景領域Ｂ１及びＢ２に分割したときの一例である。
ここでは、同図（ｂ）　を参照しながら、同図（ａ）　に示した処理を説明する。
【００８７】
まず、Ｓ８０１では、単峰性のピーク領域Ａの範囲ｚ＿ｒａｎｇｅが取得される。尚、この単峰性のピーク領域Ａの範囲ｚ＿ｒａｎｇｅは、測定時の光学系によって一意に決定されるものである。例えば、予め、対物レンズ識別子ＬｅｎｓＩＤとピーク領域Ａの範囲ｚ＿ｒａｎｇｅを対応付けて記憶させておき、対物レンズの識別子ＬｅｎｓＩＤが入力されること等によって、ピーク領域Ａの範囲ｚ＿ｒａｎｇｅが取得される。
Ｓ８０２では、ｎｕｍとＩｓｕｍ　に０が代入され、Ｉｍａｘ　に無効を示すＩＮＢＡＬＩＤ＿ＩＭＡＸが、Ｉｍｉｎ　に無効を示すＩＮＢＡＬＩＤ＿ＩＭＩＮが代入される。これにより、背景領域Ｂ１及びＢ２の輝度変化の統計情報（平均、最大値、最小値等）に係る変数が初期化される。
【００８８】
Ｓ８０３では、ｚ＿ｌｏｗ＿ｌｏｗに０が代入され、ｚ＿ｌｏｗ＿ｈｉｇｈにＺｔｅｍｐ　−（ｚ＿ｒａｎｇｅ／Ｚｓｔｅｐ　）／２が代入される。これにより、背景領域Ｂ１の範囲（ｚ＿ｌｏｗ＿ｌｏｗ〜ｚ＿ｌｏｗ＿ｈｉｇｈ）が決定される。尚、Ｚｔｅｍｐ　は、Ｚ＿ｒａｎｇｅの中心の位置とされ、また、Ｚｓｔｅｐ　は、隣接するスライス像の高さの差を示している。
【００８９】
Ｓ８０４では、ｊにｚ＿ｌｏｗ＿ｌｏｗの値が代入される。
Ｓ８０５では、背景領域Ｂ１の全範囲についての処理が終了したか否か（ｊ＞＝ｚ＿ｌｏｗ＿ｌｏｗであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ８０９へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ８０６へ処理が進む。
【００９０】
Ｓ８０６では、ｊの値が示す位置のスライス像の処理対象画素ｉの輝度値が取得され、それがｉ＿ｎｏｗに代入される。
Ｓ８０７では、ｎｕｍがインクリメントされ、Ｉｓｕｍ　に前ステップで代入されたｉ＿ｎｏｗの値が加算され、ｍａｘ（Ｉｍａｘ　，ｉ＿ｎｏｗ）及びｍｉｎ（Ｉｍｉｎ　，ｉ＿ｎｏｗ）が算出される。尚、ｍａｘ（Ｉｍａｘ　，ｉ＿ｎｏｗ）では、それまでのＩｍａｘ　とｉ＿ｎｏｗが比較され、Ｉｍａｘ　＜ｉ＿ｎｏｗの場合には、Ｉｍａｘ　にｉ＿ｎｏｗの値が代入され、それ以外は代入されない。また、ｍｉｎ（Ｉｍｉｎ　，ｉ＿ｎｏｗ）では、それまでのＩｍｉｎ　とｉ＿ｎｏｗが比較され、Ｉｍｉｎ　＞ｉ＿ｎｏｗの場合には、Ｉｍｉｎ　にｉ＿ｎｏｗの値が代入され、それ以外は代入されない。
【００９１】
尚、以下において、ｍａｘ（ａ，ｂ）では、ａとｂが比較され、ａ＜ｂの場合には、ａにｂの値が代入され、それ以外は代入されない、という処理が行われるとする。また、ｍｉｎ（ａ，ｂ）では、ａとｂが比較され、ａ＞ｂの場合には、ａにｂの値が代入され、それ以外は代入されない、という処理が行われるとする。
【００９２】
Ｓ８０８では、ｊがインクリメントされ、Ｓ８０５へ処理が戻る。
以上のＳ８０３乃至Ｓ８０８の処理により、背景領域Ｂ１における、ｎｕｍ、Ｉｓｕｍ　、Ｉｍａｘ　、Ｉｍｉｎ　といった輝度変化の統計情報が取得される。
続いて、処理がＳ８０９へ移行し、背景領域Ｂ２についての処理が開始される。
【００９３】
Ｓ８０９では、ｚ＿ｈｉｇｈ＿ｌｏｗにＺｔｅｍｐ　＋（ｚ＿ｒａｎｇｅ／Ｚｓｔｅｐ　）／２が代入され、ｚ＿ｈｉｇｈ＿ｈｉｇｈに０が代入される。これにより、背景領域Ｂ２の範囲（ｚ＿ｈｉｇｈ＿ｌｏｗ〜ｚ＿ｈｉｇｈ＿ｈｉｇｈ）が決定される。
【００９４】
Ｓ８１０では、ｊにｚ＿ｈｉｇｈ＿ｌｏｗの値が代入される。
Ｓ８１１では、背景領域Ｂ２の全範囲についての処理が終了したか否か（ｊ＞＝ｚ＿ｈｉｇｈ＿ｈｉｇｈであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ８１５へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ８１２へ処理が進む。
【００９５】
Ｓ８１２では、ｊの値が示す位置のスライス像の処理対象画素ｉの輝度値が取得され、それがｉ＿ｎｏｗに代入される。
Ｓ８１３では、前述のＳ８０７と同様に、ｎｕｍがインクリメントされ、Ｉｓｕｍ　に前ステップで代入されたｉ＿ｎｏｗの値が加算され、ｍａｘ（Ｉｍａｘ　，ｉ＿ｎｏｗ）及びｍｉｎ（Ｉｍｉｎ　，ｉ＿ｎｏｗ）が算出される。
【００９６】
Ｓ８１４では、ｊがインクリメントされ、Ｓ８１１へ処理が戻る。
以上のＳ８０９乃至Ｓ８１４の処理により、背景領域Ｂ１及びＢ２における、ｎｕｍ、Ｉｓｕｍ　、Ｉｍａｘ　、Ｉｍｉｎ　といった輝度変化の統計情報が取得される。
Ｓ８１５では、Ｚｔｅｍｐ　の値が示す位置のスライス像の処理対象画素ｉの輝度値が取得され、それがｉ＿ｔｏｐに代入される。
【００９７】
Ｓ８１６では、ｒｅｔにＴＲＵＥが代入される。
Ｓ８１７では、ｉ＿ｔｏｐに代入されている値がｋ倍のＩｍａｘ　の値よりも大きいか否か（ｉ＿ｔｏｐ＞ｋ＊Ｉｍａｘ　であるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合には本処理が終了し、Ｎｏの場合にはＳ８１８へ処理が進む。
【００９８】
Ｓ８１８では、ｒｅｔにＦＡＬＳＥが代入され、本処理が終了する。
以上、本フローが行われることによって、推定画素高さＺｔｅｍｐ　のスライス像の処理対象画素ｉの輝度値が、背景領域Ｂ１及びＢ２の範囲における最大輝度値Ｉｍａｘ　のｋ倍の値よりも大きい場合に、推定画素高さＺｔｅｍｐ　のスライス像の処理対象画素ｉに焦点が合う（ＴＲＵＥ）と判定され、それ以外は焦点が合わない（ＦＡＬＳＥ）と判定される。
【００９９】
これにより、推定画素高さが単峰性のピークの頂点付近に無い場合には、その高さで焦点が合わないと判定されるようになり、推定画素輝度値が低くても焦点の合っている画素と合っていない画素とを区別することが可能になる。従って、試料表面の反射率が低い等により、対応する画素の最大輝度が低い場合であっても、ノイズと誤判定することを無くすことができる。
【０１００】
また、本処理において、背景領域Ｂ１及びＢ２において取得された輝度値においてオフセットが重畳される場合には、推定画素輝度値ｉ＿ｔｏｐ及び背景領域Ｂ１及びＢ２における最高輝度値Ｉｍａｘ　から、背景領域Ｂ１及びＢ２における最低輝度値Ｉｍｉｎ　を減算した後に判定することで、より良好な判定結果を得ることも可能である。
【０１０１】
尚、このような判定手法以外にも、例えば、背景領域Ｂ１及びＢ２における平均輝度値（Ｉｓｕｍ　／ｎｕｍ）を用いて、推定画素輝度値ｉ＿ｔｏｐが背景領域Ｂ１及びＢ２における平均輝度値（Ｉｓｕｍ　／ｎｕｍ）のｋ倍以上だったら、推定画素高さＺｔｅｍｐ　のスライス像の処理対象画素ｉに焦点が合うと判定する処理等を行うようにしても良い。
【０１０２】
或いは、それらの判定手法以外にも、ヒストグラムを用いて判定を行うようにしても良い。例えば、図９に示したように、処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化からヒストグラムを作成し、そのヒストグラムの形状等に基づいて、推定画素高さＺｔｅｍｐ　のスライス像の処理対象画素ｉに焦点が合うか否かを判定する処理を行うようにしても良い。
【０１０３】
以上、本実施形態によれば、共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡等を用いて取得した、被測定物表面上の各位置に対応する画素の光軸方向に沿った輝度変化から、被測定物表面の各位置に対応した画素における高さを推定画素高さとして推定した後に、その推定画素高さで焦点が合っているか否かの正当性を判定することが可能になる。この判定では、対応する画素の光軸方向に沿った輝度変化を照会し、輝度変化の特徴に鑑みて正当性を詳細に判定することができるため、例えば輝度上に現れたスパイク状のノイズ等が推定画素高さとして誤って推定されたとしてもそれを訂正し、正当と判定された推定画素高さ及び推定画素輝度値である確定画素高さ及び確定画素輝度値に従った表面形状情報及び表面輝度情報の生成が可能になる。
【０１０４】
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る、フォーカス情報出力手段２、推定画素情報出力手段３、正当性判定手段４、及びフォーカス像生成手段５等にて行われる処理の一例を示したフローチャートであり、第一の実施の形態に係る図３に示したフローチャートに対応するものである。
【０１０５】
尚、図１０において、Ｓ１００４の処理（同図点線部ａ）は推定画素情報出力手段３にて行われる処理を示し、Ｓ１００５の処理（同図点線部ｂ）は正当性判定手段４にて行われる処理を示し、Ｓ１００４、Ｓ１００５、Ｓ１００７、及びＳ１００８の処理（同図点線部ｃ）は、フォーカス情報生成手段２等にて行われる処理を示している。また、Ｓ１０１０乃至Ｓ１０１６の処理（同図点線部ｄ）は、フォーカス像生成手段５にて行われる処理を示している。
【０１０６】
同図に示したように、まず、Ｓ１００１では、処理対象画素ｉが先頭画素に初期化される。
Ｓ１００２では、ｎｕｍ、Ｚｓｕｍ　、Ｉｓｕｍ　に０が代入され、Ｚｍａｘ　に無効を示すＩＮＶＡＬＩＤ＿ＺＭＡＸが、Ｚｍｉｎ　に無効を示すＩＮＶＡＬＩＤ＿ＺＭＩＮが、Ｉｍａｘ　に無効を示すＩＮＶＡＬＩＤ＿ＩＭＡＸが、Ｉｍｉｎ　に無効を示すＩＮＶＡＬＩＤ＿ＩＭＩＮが代入される。すなわち、確定画素高さと確定画素輝度値の統計情報（平均値、最大値、最小値等）に係る変数が初期化される。
【０１０７】
Ｓ１００３では、被測定物表面の全ての位置に対応した画素についてフォーカス情報生成手段２にて行われる処理が終了したか否か（ｉ＞＝ｉ＿ｍａｘであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ１０１０へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ１００４へ処理が進む。
【０１０８】
Ｓ１００４では、前述のＳ３０３の処理と同様の処理（例えば、図４、図５、又は図６（ａ），（ｂ）　に示した処理）が行われる。
Ｓ１００５では、正当性判定手段４にて、処理対象画素ｉが推定画素高さＺｔｅｍｐ　にて焦点が合うか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ１００６へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ１００７へ処理が進む。尚、本ステップの判定処理については、例えば、図７に示した処理と同様の処理が行われる。
【０１０９】
Ｓ１００６では、処理対象画素ｉが推定画素高さＺｔｅｍｐ　にて焦点が合うと判定された場合に、ｎｕｍがインクリメントされ、それまでのＺｓｕｍ　にＺｍａｔｒｉｘ　（Ｚｔｅｍｐ　）が加算され、それまでのＩｓｕｍ　にＩｔｅｍｐ　が加算され、ｍａｘ（Ｚｍａｘ　，Ｚｔｅｍｐ　）、ｍｉｎ（Ｚｍｉｎ　，Ｚｔｅｍｐ　）、ｍａｘ（Ｉｍａｘ　，Ｉｔｅｍｐ　）、ｍｉｎ（Ｉｍｉｎ　，Ｉｔｅｍｐ　）が算出される。すなわち、確定画素高さと確定画素輝度値の統計情報が更新される。尚、Ｚｍａｔｒｉｘ　（Ｚｔｅｍｐ　）は、Ｚｔｅｍｐ　に代入されている値が示す位置に対応する、Ｚ座標格納リストの格納位置に格納されている高さ（確定画素高さ）を取得する処理を示している。このようにして得られた統計情報は、後述するＳ１０１３の処理にて確定画素高さＺ（ｉ）に代入されている値が例外値であると判定された場合に、Ｓ１０１４にてその例外値の代わりに代入させるものとして用いられる。
【０１１０】
Ｓ１００７では、前述のＳ３０５の処理と同様に、処理対象画素ｉが推定画素高さＺｔｅｍｐ　にて焦点が合わないと判定された場合に、推定画素高さＺｔｅｍｐ　と推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　に、予め指定された例外値（Ｚｅｘｃｅｐｔｉｏｎ　，Ｉｅｘｃｅｐｔｉｏｎ　）が代入される。
【０１１１】
Ｓ１００８では、前述のＳ３０６の処理と同様に、処理対象画素ｉにおける推定画素高さＺｔｅｍｐ　及び推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　の値が、それぞれ確定画素高さ及び確定画素輝度値として、Ｚ（ｉ）及びＩ（ｉ）に代入される。
Ｓ１００９では、処理対象画素ｉがインクリメントされ、処理対象画素が次の画素へ変更されてＳ１００３へ処理が戻る。
【０１１２】
このように、フォーカス情報生成手段２にて、被測定物表面の全ての位置に対応した画素についての確定画素高さ及び確定画素輝度値が取得されると、続いて、フォーカス像生成手段５にて行われるＳ１０１０以降の処理へ移行する。
Ｓ１０１０及びＳ１０１１の処理は、前述のＳ３０８及びＳ３０９の処理と同様の処理が行われる。
【０１１３】
Ｓ１０１２では、被測定物表面の全ての位置に対応した画素について処理が終了したか否か（ｉ＞＝ｉ＿ｍａｘであるか否か）が判定され、その判定結果がＹｅｓの場合には本処理が終了し、Ｎｏの場合にはＳ１０１３へ処理が進む。
Ｓ１０１３では、Ｚ（ｉ）の値が例外値（Ｚｅｘｃｅｐｔｉｏｎ　）であるか否か、すなわち処理対象画素ｉにおける推定画素高さが例外値であるか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ１０１４へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ１０１５へ処理が進む。
【０１１４】
Ｓ１０１４では、処理対象画素ｉにおける表面形状情報ＳＧ（ｉ）に、設定されているｉｄに応じた高さが代入され、処理対象画素ｉにおける表面輝度情報ＳＩ（ｉ）に、設定されているｉｄに応じた輝度値が代入される。尚、ｉｄは、その値に応じて、ＳＧ（ｉ）及びＳＩ（ｉ）に代入させる値を変更させるものである。例えば、ｉｄ＝０の場合は、ＳＧ（ｉ）にＺｍａｘ　の値が代入され、ＳＩ（ｉ）にＩｍａｘ　の値が代入される。また、ｉｄ＝１の場合は、ＳＧ（ｉ）にＺｍｉｎ　の値が代入され、ＳＩ（ｉ）にＩｍｉｎ　の値が代入される。また、ｉｄ＝２の場合は、ＳＧ（ｉ）にＺｓｕｍ　／ｎｕｍ（高さの平均）の値が代入され、ＳＩ（ｉ）にＩｓｕｍ　／ｎｕｍ（輝度値の平均）の値が代入される。また、ｉｄ＝３の場合は、ＳＧ（ｉ）に固定値（０等）が代入され、ＳＩ（ｉ）に固定値（０等）が代入される。また、ｉｄ＝４の場合は、ＳＧ（ｉ）に後述する画素間の補間値である高さが代入され、ＳＩ（ｉ）に後述する画素間の補間値である輝度値が代入される。
【０１１５】
Ｓ１０１５では、前述のＳ３１１と同様に、処理対象画素ｉにおける表面形状情報ＳＧ（ｉ）に、処理対象画素ｉにおける確定画素高さＺｍａｔｒｉｘ　（Ｚ（ｉ））が代入され、処理対象画素ｉにおける表面輝度情報ＳＩ（ｉ）に、処理対象画素ｉにおける確定画素輝度値Ｉ（ｉ）が代入される。
【０１１６】
Ｓ１０１６では、処理対象画素ｉがインクリメントされ、処理対象画素が次の画素に変更されて処理がＳ１０１３へ戻る。
以上、本フローが行われることによって、ＳＧ（ｉ）及びＳＩ（ｉ）に代入される値がｉｄにより任意に設定されるようになるので、その値を試料表面の形状に合わせて設定することが可能になり、また、表面形状情報や表面輝度情報に係る表示や解析に適した値に設定することが可能になる。
【０１１７】
例えば、図１１（ａ）　に示したような試料の表面形状を取得したときに、同図（ａ）　の直線部分１１の表面形状として、同図（ｂ）　に示したような、直線部分１１の各位置に対する高さの変化が得られたとする。
この場合、同図（ｂ）　に示した高さの変化では、位置ａに対する高さが０（例外値）になっているが、同図（ａ）　に示した実際の試料において、高さが０になるような表面形状が得られないことが明らかなときには、前述のＳ１０１４の処理において、ＳＧ（ｉ）として、例えば高さの平均値Ｚｍｅａｎ　（Ｚｓｕｍ　／ｎｕｍ）を代入させ、位置ａに対する高さをＺｍｅａｎ　とすることによって（同図（ｂ）　の点ｂ）、表示や解析に適した値に設定することが可能になる。
【０１１８】
続いて、前述のＳ１０１４の処理において、ＳＧ（ｉ）及びＳＩ（ｉ）に画素間の補間値が代入される場合の、その補間値の求め方について説明する。
図１２（ａ）　は、その補間値の求め方を説明するための図であり、同図（ｂ）　は、その補間値を求める処理の一例を示すフローチャートである。
【０１１９】
ここでは、同図（ａ）　を参照しながら、処理対象画素Ｐｉの補間値を求める場合の処理について説明する。尚、同図（ａ）　において、斜線領域は、推定画素高さ及び推定画素輝度値として例外値が代入されている画素を示している。
同図（ｂ）　において、まず、Ｓ１２０１では、例外値ではなくて、かつＰｉからの最近傍画素であるような画素Ｐ１が探索される。
【０１２０】
Ｓ１２０２では、Ｐ１とＰｉを結ぶ略直線上であって、Ｐｉの位置に対してＰ１とは異なる側の、例外値でなくて、かつＰｉからの最近傍画素であるような画素Ｐ２が探索される。
Ｓ１２０３では、Ｐ１とＰｉの距離Ｌ１と、ＰｉとＰ２の距離Ｌ２が求められ、処理対象画素Ｐｉの高さＺｉ及び輝度値Ｉｉが、Ｐ１の推定画素高さ（Ｚ＿Ｐ１）及び推定画素輝度値（Ｉ＿Ｐ１）とＰ２の推定画素高さ（Ｚ＿Ｐ２）及び推定画素輝度値（Ｉ＿Ｐ２）を、Ｌ１及びＬ２で内分する点として計算される。
【０１２１】
以上、本フローが行われることによって、処理対象画素Ｐｉの高さＺｉ及び輝度値Ｉｉを、補間により求めることが可能になる。
以上、本実施形態によれば、確定画素高さＺ（ｉ）の値が例外値であったときに、ＳＧ（ｉ）及びＳＩ（ｉ）に代入させる値を、試料表面の形状に合わせて任意に設定することが可能になり、また、表面形状情報や表面輝度情報の表示や解析に適した値に設定することが可能になる。
【０１２２】
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係る、フォーカス情報出力手段２、推定画素情報出力手段３、正当性判定手段４、及びフォーカス像生成手段５等にて行われる処理の一例を示したフローチャートであり、第一の実施の形態に係る図３に示したフローチャートに対応するものである。
【０１２３】
尚、図１３において、Ｓ１３０３の処理（同図点線部ａ）は推定画素情報出力手段３にて行われる処理を示し、Ｓ１３０５の処理（同図点線部ｂ）は正当性判定手段４にて行われる処理を示し、Ｓ１３０７乃至Ｓ１３０７の処理（同図点線部ｃ）は、フォーカス情報生成手段２等にて行われる処理を示している。また、Ｓ１３０９乃至Ｓ１３１３の処理（同図点線部ｄ）は、フォーカス像生成手段５にて行われる処理を示している。
【０１２４】
同図において、Ｓ１３０１乃至Ｓ１３０３の処理は、前述の図３に示したＳ３０１乃至Ｓ３０３の処理と同様の処理が行われる。
Ｓ１３０４では、推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　が、予め設定されている閾値Ｉｔｈ　以上であるか否かが判定され、その判定結果がＹｅｓの場合にはＳ１３０７へ処理が進み、Ｎｏの場合にはＳ１３０５へ処理が進む。
【０１２５】
Ｓ１３０５乃至ＳＳ１３１３の処理では、前述の図３のＳ３０４乃至Ｓ３１２と同様の処理が行われる。
以上、本フローが行われることによって、推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　が予め設定された閥値Ｉｔｈ　未満の場合には正当性の判定が行われ、閾値Ｉｔｈ　以上の場合には正当性の判定が行われず推定画素高さＺｔｅｍｐ　と推定画素輝度値Ｉｔｅｍｐ　が確定画素高さと確定画素輝度値とされる。これにより、試料表面にて十分に光が反射して推定画素輝度値として高い輝度値が取得された場合等のように、ノイズによる影響が少なく推定画素高さと推定画素輝度値が誤推定される可能性が低い場合には、判定処理が行われないようになるので、処理速度を向上させることができる。
【０１２６】
尚、上述の第一乃至第三の実施の形態において、その実施の形態にて述べた処理、例えば、図２（ｂ）　、図３、図４、図５、図６（ａ），（ｂ）　、図８、図１０、図１２（ｂ）　、又は図１３等に示した処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録媒体等に記憶させておき、そのプログラムをコンピュータが読み出し実行することによって、その処理が実現されるものであっても良い。
【０１２７】
図１４は、そのプログラムが記録媒体等に記憶され、そのプログラムが情報処理装置（コンピュータ）により読み出され実行される場合の一例を示した図である。
同図に示した例では、そのプログラムが、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フロッピー（登録商標）ディスク等の可搬記録媒体２１、或いはプログラム提供者の有する記憶装置２２に記憶され、そのプログラムが情報処理装置２３により読み出されて実行される。
【０１２８】
そのプログラムがＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク等の可搬記録媒体２１に記憶されている場合には、その可搬記録媒体２１が情報処理装置２３のドライブ装置に挿入されてプログラムが読み出され（ロードされ）、読み出されたプログラムがＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置２４に格納されてプログラムが実行される。また、プログラム提供者から通信回線を介してそのプログラムが提供される場合には、プログラム提供者の記憶装置２２、あるいはメモリ等に格納されているプログラムが通信回線を介して情報処理装置２３に受信され、受信されたプログラムがＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置２４に格納されて実行される。尚、記録媒体等に記憶されるプログラムは、上述の実施の形態にて述べた処理の一部が実現されるものであっても良い。
【０１２９】
以上、本発明のフォーカス像合成方法及びそのプログラムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。
【０１３０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、試料に急斜面が存在し或いは試料表面の反射率が低い等により、対応する画素の最大輝度が低い場合であってもノイズと誤判定することを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォーカス像合成方法を説明するための概略構成を示した図である。
【図２】（ａ）　は輝度情報格納手段の構成例、（ｂ）　は輝度情報格納手段にて行われる処理の一例を示したフローチャート、（ｃ）　は輝度情報格納手段の他の構成例を示した図である。
【図３】第一の実施の形態に係る、フォーカス情報出力手段、推定画素情報出力手段、正当性判定手段、及びフォーカス像生成手段等にて行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図４】推定画素情報出力手段にて行われる、Ｓ３０３の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】推定画素情報出力手段にて行われる、Ｓ３０３の処理の他の例を示すフローチャートである。
【図６】（ａ），（ｂ）　は、推定画素情報出力手段にて行われる、Ｓ３０３の処理の他の例を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）　は処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化の一例、（ｂ）　は各高さに対するＰｅａｋＲａｔｅの値の変化を示したＺ（ｓｌｉｃｅ）−ＰｅａｋＲａｔｅ曲線の一例を示した図である。
【図８】（ａ）　は、正当性判定手段にて行われる、Ｓ３０４の処理の一例を示すフローチャート、（ｂ）　は推定画素高さＺｔｅｍｐ　を用いて、処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化を、単峰性ピーク領域Ａとそれ以外の背景領域Ｂ１及びＢ２に分割したときの一例である。
【図９】処理対象画素ｉについての各高さに対する輝度変化に基づいて作成されたヒストグラムの一例である。
【図１０】本発明の第二の実施の形態に係る、フォーカス情報出力手段、推定画素情報出力手段、正当性判定手段、及びフォーカス像生成手段等にて行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図１１】（ａ）　は試料の一例、（ｂ）　は（ａ）　に示した試料の直線部分１１の各位置に対する高さの変化を示した図である。
【図１２】（ａ）　は補間値の求め方を説明するための図、（ｂ）　はその補間値を求める処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第三の実施の形態に係る、フォーカス情報出力手段、推定画素情報出力手段、正当性判定手段、及びフォーカス像生成手段等にて行われる処理の一例を示したフローチャートである。
【図１４】プログラムが記録媒体等に記憶され、そのプログラムが情報処理装置（コンピュータ）により読み出され実行される場合の一例を示した図である。
【図１５】共焦点効果を有する光学系を備えた顕微鏡を用いて試料表面を測定した際の各位置の高さに対する輝度変化の一例を示した図である。
【符号の説明】
１　　　輝度情報格納手段
２　　　フォーカス情報格納手段
３　　　推定画素情報出力手段
４　　　正当性判定手段
５　　　フォーカス像生成手段
１１　　直線部分
２１　　可搬記録媒体
２２　　記憶装置
２３　　情報処理装置
２４　　記憶装置
【図１】
2004061410.tif 000003
【図２】
2004061410.tif 000004
【図３】
2004061410.tif 000005
【図４】
2004061410.tif 000006
【図５】
2004061410.tif 000007
【図６】
2004061410.tif 000008
【図７】
2004061410.tif 000009
【図８】
2004061410.tif 000010
【図９】
2004061410.tif 000011
【図１０】
2004061410.tif 000012
【図１１】
2004061410.tif 000013
【図１２】
2004061410.tif 000014
【図１３】
2004061410.tif 000015
【図１４】
2004061410.tif 000016
【図１５】
2004061410.tif 000017