(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光を二次元走査する走査機構と、
前記二次元走査されたレーザ光を観察試料に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの焦点位置に共役な位置に配置されたピンホールと、
前記観察試料で反射され前記ピンホールを通過したレーザ光を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して前記観察試料の観察画像を構築する演算部と、
前記観察試料に含まれる透過物質の厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリと、
前記メモリから前記画像補正データを読み出すＣＰＵと、
前記メモリに記憶されている前記画像補正データに基づいて前記観察画像を補正する画像処理部と、
前記透過物質の厚みに関する情報を入力するためのＧＵＩと前記画像処理部で処理された観察画像とを表示する表示部とを備えており、
前記対物レンズは、光軸方向のレンズ位置を調整し得る補正環対物レンズであり、
前記画像補正データは、観察画像のＸＹ方向の倍率を校正するデータを含んでいる、走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項２】
レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光を二次元走査する走査機構と、
前記二次元走査されたレーザ光を観察試料に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの焦点位置に共役な位置に配置されたピンホールと、
前記観察試料で反射され前記ピンホールを通過したレーザ光を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して前記観察試料の観察画像を構築する演算部と、
前記観察試料に含まれる透過物質の厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリと、
前記メモリから前記画像補正データを読み出すＣＰＵと、
前記メモリに記憶されている前記画像補正データに基づいて前記観察画像を補正する画像処理部と、
前記透過物質の厚みに関する情報を入力するためのＧＵＩと前記画像処理部で処理された観察画像とを表示する表示部とを備えており、
前記対物レンズは、光軸方向のレンズ位置を調整し得る補正環対物レンズであり、
前記演算部は、前記対物レンズの情報から前記観察画像のＸＹ方向の倍率を校正するデータを演算して導出し、
前記画像処理部は、導出された前記観察画像のＸＹ方向の倍率を校正するデータを前記観察画像に反映させる、走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項３】
レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光を二次元走査する走査機構と、
前記二次元走査されたレーザ光を観察試料に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの焦点位置に共役な位置に配置されたピンホールと、
前記観察試料で反射され前記ピンホールを通過したレーザ光を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して前記観察試料の観察画像を構築する演算部と、
前記観察試料に含まれる透過物質の厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリと、
前記メモリから前記画像補正データを読み出すＣＰＵと、
前記メモリに記憶されている前記画像補正データに基づいて前記観察画像を補正する画像処理部と、
前記透過物質の厚みに関する情報を入力するためのＧＵＩと前記画像処理部で処理された観察画像とを表示する表示部とを備えており、
前記対物レンズは、光軸方向のレンズ位置を調整し得る補正環対物レンズであり、
前記ＧＵＩは、前記補正環対物レンズの調整値を入力するための入力部をさらに有し、
前記メモリは、前記補正値と前記補正環対物レンズの種類と光学ズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記ＣＰＵは、入力された前記調整値と前記観察画像を取り込んだ際の前記補正環対物レンズの種類と光学ズーム倍率とに基づいて、前記メモリに記憶されている複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出し、
前記演算部は、入力された前記補正値から前記観察画像のＸＹ方向の倍率を校正するデータを演算して導出し、
前記画像処理部は、前記演算部によって導出された観察画像のＸＹ方向の倍率を校正するデータにより前記観察画像を補正する、走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項４】
前記ＧＵＩは、前記透過物質の厚みを入力するための入力部を有する、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項５】
前記メモリは、前記透過物質の厚みをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記ＣＰＵは、前記入力部に入力された値に基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出し、
前記画像処理部は、前記ＣＰＵによって読み出された前記最適な画像補正データにより前記観察画像を補正する、請求項４に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項６】
前記ＣＰＵは、前記入力部に入力された前記透過物質の厚みに最適な画像補正データを前記メモリに記憶されている前記画像補正データから算出し、
前記画像処理部は、前記ＣＰＵによって算出された前記最適な画像補正データにより前記観察画像を補正する、請求項４に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項７】
前記レーザ光源は、シリコンに対して高い透過率を有する光を発する赤外レーザである、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項８】
前記画像補正データは、観察試料の透過物質の厚みによって異なる高さデータの歪みを補正するデータを含んでいる、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項９】
前記メモリは、対物レンズの切り換えによる倍率変更に伴う対物レンズの焦点位置を調整するデータを記憶している、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項１０】
前記メモリは、前記観察画像の明るさを補正するデータを記憶している、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項１１】
前記メモリは、前記透過物質の厚みと前記対物レンズの種類と光学ズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記ＣＰＵは、前記入力部に入力された値と前記観察画像を取り込んだ際の前記対物レンズの種類と光学ズーム倍率とに基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す、請求項４に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項１２】
前記ＧＵＩは、前記観察試料の材質を入力するための別の入力部をさらに有し、
前記メモリは、前記透過物質の厚みと材質をパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記ＣＰＵは、前記入力部に入力された前記透過物質の厚みと材質とに基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す、請求項４に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【請求項１３】
前記ＧＵＩは、前記観察試料の屈折率を入力するための別の入力部をさらに有し、
前記メモリは、前記透過物質の厚みと屈折率をパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記ＣＰＵは、前記入力部に入力された前記透過物質の厚みと屈折率とに基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す、請求項４に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査型共焦点レーザ顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な走査型共焦点レーザ顕微鏡の光学系とシステムの構成について図７を用いて説明する。
【０００３】
レーザ光源１から射出された直線偏光のレーザ光２は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３を通過して、対物レンズ９の瞳８と共役な位置に配置された二次元走査機構４に入射する。図７には、二次元走査機構４によって偏向されたレーザ光２の光路が図示されている。
【０００４】
二次元走査機構４によって偏向されたレーザ光２は、瞳投影レンズ５と結像レンズ６と１／４波長板７を介して対物レンズ９の瞳８に入射する。このとき、直線偏光のレーザ光２は１／４波長板７を通過することによって円偏光に変換される。
【０００５】
円偏光に変換されたレーザ光２は、対物レンズ９によって観察試料１０上に集光され、回折によって点状の光を生じる。対物レンズ９と観察試料１０の間の相対距離は調整可能となっており、観察試料１０の形状によらずピントを調整し、レーザ光２を観察試料１０上に集光させることができる。この点状の光は、二次元走査機構４によって観察試料１０上を二次元走査され、その走査範囲は二次元走査機構４で偏向されるレーザ光２の振れ幅による。
【０００６】
観察試料１０から反射された円偏光の反射光は、対物レンズ９とその瞳８を通り、１／４波長板７によって再び直線偏光に変換される。直線偏光に再び変換された反射光は、変換前の直線偏光の入射光に対して直線偏光方向が直交している。
【０００７】
１／４波長板７を通過した反射光は結像レンズ６を通っていったん結像する。この結像面が通常の光学顕微鏡で像を観察する面である。反射光はさらに瞳投影レンズ５により二次元走査機構４に戻ってくる。
【０００８】
このように反射光は、観察試料１０に入射したときと全く同じ経路を逆に通って偏光ビームスプリッタ３に戻る。反射光は上述したように１／４波長板７を２度通過しているため、レーザ光２に対して直線偏光方向が直交しているので、反射光は偏光ビームスプリッタ３によって反射されて結像レンズ１１へと導かれる。なお、反射光は二次元走査機構４を通過して戻ってきているので、軸外を走査しても反射光は結像レンズ１１上では動かない。
【０００９】
反射光は、結像レンズ１１によって点状に絞られ、ピンホール１２を通過し、その後方の受光素子１３によって検出される。ピンホール１２は対物レンズ９を通過したレーザ光２の焦点位置と共役な位置に配置されている。このため、反射光は観察試料１０で入射光が結像したときのみ、ピンホール１２で遮光されることなく通過し、受光素子１３へ入射する。この受光素子１３によって検出された反射光の強度を輝度情報として観察画像を構築する。したがって通常の顕微鏡よりフレア光を少なくすることができ、解像度が高く焦点深度の浅い画像を得ることができる。
【００１０】
またピンホール１２を設けずとも、通常の画像が得られる。この場合はピンホール１２を設けた場合と比較して、対物レンズ９と観察試料１０との光軸方向の相対距離が、入射光の結像位置から多少ずれていても、反射光は受光素子１３へ入射する。したがって、ピンホール１２がある場合と比較して、焦点深度が深い画像が得られる。
【００１１】
受光素子１３で検出された反射光の強度に応じた出力信号が受光素子１３から出力され、その出力信号の強度が輝度情報として演算部３１において処理される。演算部３１は、受光素子１３から出力される出力信号を、二次元走査機構４の走査位置と制御部３２を介して同期を取りながら一定の周期でサンプリングし、観察画像を構築する。演算部３１で構築された観察画像は表示部３４に表示される。また観察画像をメモリ３３に記憶させ、記憶させた観察画像を後から読み出して、表示部３４に表示させることもできる。
【００１２】
次に観察試料１０の三次元画像を取り込む方法を説明する。観察試料の三次元画像を取り込む際は、二次元走査機構４によってレーザ光２を観察試料１０の観察面上を二次元走査させるのに加え、対物レンズ９と観察試料１０の間の相対距離を変える。ある対物レンズ９と観察試料１０の相対位置関係上で、二次元走査機構４によって観察試料１０の観察面上を走査させ、観察試料１０の観察面上の輝度情報を演算部３１によって構築させる。次に対物レンズ９と観察試料１０の相対位置関係を変えて、同様に観察試料１０の観察面上の輝度情報を構築させる。この処理を、対物レンズ９によって集光されたレーザ光２のスポットが、二次元走査機構４の走査範囲において、観察試料１０の観察面上を通過するまで繰り返し行う。こうすることによって、観察試料１０の観察面上のＸＹ位置（二次元走査機構４によるレーザ光２の走査方向）における各Ｚ位置（対物レンズ９と観察試料１０の相対距離）での輝度情報が得られる。各ＸＹ位置において最大の輝度値が受光素子１３で検出されるＺ位置を、観察試料１０の観察面上のピント位置と見なし、演算部３１において観察試料１０の観察面上の三次元画像を構築する。このように構築された観察試料１０の観察面上の三次元画像と、対物レンズ９と観察試料１０の間の相対距離を変えずに取り込む観察試料１０の観察面上の二次元画像とは表示部３４に表示され、これらの画像上で、観察試料１０の観察面上の三次元計測と二次元計測を行うことができる。
【００１３】
このような原理によって構築される三次元画像には、図７の光学系の像面湾曲などにより、固有の歪みが発生する。したがって図７の走査型共焦点レーザ顕微鏡は、観察試料１０の観察面上の実際の三次元形状とは異なる形状の三次元画像を構築することとなる。このような装置固有の歪みは、事前に歪みを補正する高さデータをメモリ３３に記憶させておき、演算部３１において補正演算を掛けることによって、装置固有の歪みを補正することができる。この手法は特開平０９−１７８４４６号公報に開示されており、例えば、あらかじめ平面度が保証されたものを観察試料１０としてその三次元画像を取り込む。この三次元画像に表れる三次元形状の歪みが装置固有の歪みとなる。この高さデータをメモリ３３に記憶させておく。三次元画像を取り込んだ際に、このメモリ３３に記憶させた高さデータとのＺ方向の差分を演算部３１で取る。これにより、観察試料１０の観察面上の正確な高さデータを構築することができる。
【００１４】
また図７の光学系のバラツキや二次元走査機構４の特性などから、取り込まれた観察画像の倍率が設計値からずれる場合が生じる。その結果、取り込まれた観察画像上での計測結果が、実際の観察試料１０の観察面上の寸法と異なるという現象が生じる。このような計測結果の誤差は、事前に観察画像の倍率のずれを補正する校正用補正データをメモリ３３に記憶させておき、演算部３１において補正演算を掛けることによって、装置固有の倍率のずれを補正することができる。例えば、あらかじめ寸法が校正されたものを観察試料１０としてその観察画像を取り込む。取り込まれた観察画像の校正された部分を図７の装置で計測することによって、その計測値と計測箇所の校正値との比を校正用補正データとして、メモリ３３に記憶させておく。観察画像を取り込んだ際に、このメモリ３３に記憶させた校正用補正データを取り込んだ観察画像の画像データに持たせておき、観察画像上で計測を行うときに、観察画像が有する校正用補正データの値を演算部３１において計測値に掛け、その計測結果を表示部３４に表示される。こうすることによって、観察試料１０の観察面上の正確な計測結果を得ることができる。
【特許文献１】特開平０９−１７８４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
観察試料１０がレーザ光２を透過する物質で、その物質をレーザ光２が透過した先に観察面がある場合を想定する。その場合の対物レンズ９と観察試料１０と対物レンズ９から射出されるレーザ光２との相対関係を図８と図９に示す。図８では、対物レンズ９から射出されたレーザ光２は、観察試料１０の透過物質１０ｄを透過し、観察面１０ｂにピントが合っている。また図９では、対物レンズ９から射出されたレーザ光２は、観察試料１０の透過物質１０ｄを透過し、観察面１０ｃにピントが合っている。図８の場合には、観察面１０ｂにおける二次元画像と三次元画像を得ることができ、図９の場合には、観察面１０ｃにおける二次元画像と三次元画像を得ることができる。観察試料１０としては、例えば、液晶セル、フォトマスクやフィルムといった薄膜が該当する。またレーザ光２として赤外波長のレーザ光を用いる場合には、観察試料１０としてシリコンウェハなども該当する。
【００１６】
図８と図９の状態において、観察面１０ｂと観察面１０ｃにおける三次元画像を取り込む場合、光学系の像面湾曲などで発生する三次元画像の歪みの形状は、レーザ光２が図７の装置の光学系に加えて透過物質１０ｄを透過することによって発生する球面収差にも依存する。したがって、メモリ３３に記憶させておく三次元画像の歪みを補正する高さデータは、レーザ光２が透過物質１０ｄを透過することによって発生する三次元画像の歪みも補正するデータである必要がある。さらにこの三次元画像の歪みは、透過物質１０ｄの厚みや屈折率によって異なるため、演算部３１において補正する高さデータは、観察画像の取り込み条件に加え、観察試料１０の形状や材質によって最適な補正データに変える必要がある。
【００１７】
本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、その目的は、レーザ光を透過する透過物質を含む観察試料に対しても正確な観察画像を取得できる走査型共焦点レーザ顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明による走査型共焦点レーザ顕微鏡は、レーザ光を射出するレーザ光源と、前記レーザ光を二次元走査する走査機構と、前記二次元走査されたレーザ光を観察試料に集光する対物レンズと、前記対物レンズの焦点位置に共役な位置に配置されたピンホールと、前記観察試料で反射され前記ピンホールを通過したレーザ光を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子と、前記受光素子で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して前記観察試料の観察画像を構築する演算部と、前記観察試料に含まれる透過物質の厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリと、前記透過物質の厚みに関する情報を入力するためのＧＵＩと、前記メモリから前記画像補正データを読み出すＣＰＵと、前記メモリに記憶されている前記画像補正データに基づいて前記観察画像を補正する画像処理部と、前記画像処理部で処理された観察画像を表示する表示部とを備えている。前記対物レンズは、光軸方向のレンズ位置を調整し得る補正環対物レンズであり、前記画像補正データは、観察画像のＸＹ方向の倍率を校正するデータを含んでいる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、レーザ光を透過する透過物質を含む観察試料に対しても正確な観察画像を取得できる走査型共焦点レーザ顕微鏡が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態による走査型共焦点レーザ顕微鏡における光学系とシステムの構成を示している。図１には、二次元走査機構によって偏向されたレーザ光の光路が図示されている。
【００２２】
図１に示されるように、本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡は、光学系を収容した顕微鏡部１００と、顕微鏡部１００を制御するコントロール部３００とを有している。顕微鏡部１００は、実際の走査型共焦点レーザ顕微鏡のスキャンヘッド部に相当する。またコントロール部３００はＰＣや専用コントロールユニットなどに相当する。
【００２３】
顕微鏡部１００は、直線偏光のレーザ光２を射出するレーザ光源１と、レーザ光２を二次元走査する二次元走査機構４と、二次元走査されたレーザ光２を観察試料１０に集光する対物レンズ９とを有している。レーザ光源１と二次元走査機構４の間の光路上には偏光ビームスプリッタ３が配置されており、二次元走査機構４と対物レンズ９の間の光路上には瞳投影レンズ５と結像レンズ６と１／４波長板７とが配置されている。対物レンズ９はレボルバ１５によって保持されている。レボルバ１５は、複数の対物レンズを保持可能であり、保持している複数の対物レンズのうちの一つを選択的に光軸上に配置し得る。レボルバ１５には一般に倍率や仕様の異なる複数の対物レンズが取り付けられる。レボルバ１５は本実施形態では電動レボルバで構成されている。しかしレボルバ１５は手動レボルバで構成されてもよい。
【００２４】
さらに顕微鏡部１００は、偏光ビームスプリッタ３で反射された光を結像させる結像レンズ１１と、対物レンズ９の焦点位置に共役な位置に配置されたピンホール１２と、観察試料１０で反射されピンホール１２を通過したレーザ光２を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子１３とを有している。
【００２５】
レーザ光源１は、直線偏光のレーザ光２を射出する。偏光ビームスプリッタ３は、レーザ光源１から射出されたレーザ光２を透過する。二次元走査機構４は、偏光ビームスプリッタ３を透過したレーザ光２を二次元走査する。瞳投影レンズ５と結像レンズ６は、二次元走査機構４によって二次元走査されたレーザ光２を対物レンズ９に案内する。１／４波長板７は、結像レンズ６から入射するレーザ光２を直線偏光から円偏光に変換する。対物レンズ９は、１／４波長板７から入射するレーザ光２を観察試料１０に集光する。観察試料１０は入射したレーザ光２を反射する。観察試料１０で反射されたレーザ光２は入射光路を逆行する。１／４波長板７は、対物レンズ９から入射するレーザ光２を円偏光から直線偏光に変換する。１／４波長板７を二回通過したレーザ光２は、１／４波長板７を通過する前のレーザ光２に対して直線偏光方向が直交している。偏光ビームスプリッタ３は、観察試料１０で反射されたレーザ光２を反射する。つまり、偏光ビームスプリッタ３は、１／４波長板７と共働して、観察試料１０に向かうレーザ光２と、観察試料１０から戻って来るレーザ光２とを分離する。
【００２６】
コントロール部３００は、受光素子１３で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して観察試料１０の観察画像を構築する演算部３１と、二次元走査機構４とレボルバ１５を制御する制御部３２と、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリ３３と、メモリ３３から画像補正データを読み出す中央処理部（以下ＣＰＵ）３６と、メモリ３３に記憶されている画像補正データに基づいて観察画像を補正する画像処理部３５とを有している。またコントロール部３００には、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに関する情報を入力するためのグラフィカルユーザインターフェース（以下ＧＵＩ）と画像処理部３５で処理された観察画像とを表示する表示部３４と、表示部３４に表示されるＧＵＩを操作するための指示部３７とが接続されている。表示部３４は例えばモニターで構成され、指示部３７は例えばマウスやキーボードなどで構成される。
【００２７】
本実施形態では、観察試料１０は、シリコンウェハを実装した樹脂封入前のシステムインパッケージ部品を想定している。レーザ光源１は、シリコンに対して高い透過率を有する１．２μｍ〜６．０μｍの波長の光を発する赤外レーザ光源で構成されている。二次元走査機構４によって走査されるレーザ光２は、シリコンに対して高い透過率を有する。
【００２８】
対物レンズ９と観察試料１０とレーザ光２の結像位置との関係は図８と図９に示す通りである。観察試料１０は実装済みの樹脂封入前のシステムインパッケージ部品であり、透過物質１０ｄはシリコンウェハが該当する。図８では、観察面は観察面１０ｂとなり、実装済みのシリコンウェハの配線パターン面などとなる。また図９では、観察面は観察面１０ｃとなり、観察試料１０は例えばシステムインパッケージのように複数のシリコンウェハを重ね合わせたサンプルとなる。この場合、観察面１０ｃと観察面１０ｂには張り合わせの際の位置決め用基準として用いられる位置合わせパターンなどがパターニングされており、このような位置合わせのパターンなどが観察対象となりうる。
【００２９】
レボルバ１５には倍率や仕様の異なる複数の対物レンズ９が搭載されている。操作者は指示部３７により表示部３４に表示されたＧＵＩを介して制御部３２を操作して、観察に使用する対物レンズ９を選択する。制御部３２は、指示部３７によって指定された対物レンズ９が光路上に配置されるようにレボルバ１５を回転させる。またＣＰＵ３６は、現在光路上に配置されている対物レンズ９の情報を一時的に記憶している。
【００３０】
さらに操作者は指示部３７から制御部３２を通じて二次元走査機構４の振幅角度で決まるレーザ光２の走査範囲を制御する。これにより対物レンズ９を変えずに光学ズーム倍率を変えることができる。ＣＰＵ３６は、二次元走査機構４の振幅角度で決まる現在観察している光学ズームのズーム倍率の情報も一時的に記憶している。
【００３１】
受光素子１３から出力される出力信号は演算部３１において処理され、表示部３４に観察試料１０の観察画像として表示される。観察画像には、二次元観察画像と三次元観察画像との２種類がある。二次元観察画像は、対物レンズ９と観察試料１０の相対位置を変えず、その際の受光素子１３からの輝度信号を基に構築される。一方、三次元観察画像は、対物レンズ９と観察試料１０の相対位置を変えることにより、対物レンズ９から射出されるレーザ光２のピント位置をＺ方向に移動させ、その際の受光素子１３からの輝度信号を基に構築される。この際、演算部３１で構築された観察試料１０の観察画像は、画像処理部３５において最適な補正データによって補正処理が施される。補正データはメモリ３３に事前に記憶されている。例えば、メモリ３３は複数の補正データを記憶しており、画像処理部３５で補正処理をする際にそれらの中から最適な補正データをＣＰＵ３６が検索する。
【００３２】
続いて本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡の操作手順を図２に示す。説明は、操作者が観察試料１０の観察画像を取り込むに当たり、対物レンズ９の選択、二次元走査機構４の振幅角度で決定する光学ズームの調整、対物レンズ９と観察試料１０の相対距離の調整によって行うピント調整は済んでいるものとする。これらの設定と調整は従来の走査型共焦点レーザ顕微鏡と同様である。また表示部３４に表示されるＧＵＩ５０を図３に示す。ＧＵＩ５０は、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みを入力するための厚み入力ＢＯＸ５１と、補正の実行を選択するための補正チェックボタン５２と、画像の取り込み開始を指示するための画像取り込みボタン５３とを有している。
【００３３】
操作者はまず、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みをＧＵＩ５０上の厚み入力ＢＯＸ５１に入力する（Ｓ１）。厚み入力ＢＯＸにはμｍ単位で入力する。次に補正チェックボタン５２に適宜チェックを入れ、画像取り込みボタン５３を押して観察試料１０の観察画像を取り込む（Ｓ２）。補正チェックボタン５２は取り込んだ観察画像に対して補正データによる画像補正を実行するか否かを選択するものであり、チェックを入れない場合は、取り込まれた画像に対して補正は行わない。また観察試料１０の二次元観察画像を取り込む場合は特に問題ないが、三次元観察画像を取り込む場合はＺ方向の取り込む範囲を設定しておく必要がある。この設定方法は従来の走査型共焦点レーザ顕微鏡と同様である。
【００３４】
観察画像が取り込まれると、対物レンズ９の種類と光学ズーム倍率と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みの値との３つの条件パラメータに合致する画像補正データを、メモリ３３に記憶されている画像補正データからＣＰＵ３６によって検索する（Ｓ３）。これらの３つの条件パラメータはいずれも、操作者が画像を取り込む際に指示部３７によって設定し、ＣＰＵ３６に記憶させた情報である。特に観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みは、Ｓ１のフローで入力される。メモリ３３に記憶されている画像補正データは、対物レンズ９の種類と光学ズーム倍率と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みとの３つの条件を含んだ形式のファイル名を有しており、ファイル名から検索条件に合致した観察補正データを検索できるシステムとなっている。
【００３５】
Ｓ３のフローで検索条件に合致した観察補正データがメモリ３３に記憶されている場合、画像処理部３５は、その画像補正データによって取り込んだ観察画像を補正する（Ｓ１１）。しかし合致する観察補正データがない場合は、前述の３つの検索条件から、光学ズーム倍率の条件のみを丸めた検索条件で、合致する画像補正データがメモリ３３にあるか否か、ＣＰＵ３６によって検索する（Ｓ５）。ここで言う丸めた検索条件とは、その検索条件の値を、ある決められたルールで違う値に置き換え、その値を検索条件として置き換えるという方法である。例えばＳ５のフローでは、本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡において、設定可能な光学ズーム倍率を１．０倍から６．０倍まで０．１倍間隔で調整できるものとし、光学ズーム倍率の検索条件を丸めるルールとして、１．０倍から１．９倍は１．０倍に、２．０倍から６．０倍は２．０倍に検索条件を置き換える、とする。この場合、観察画像を取り込んだときの光学ズーム倍率が１．５倍であれば、フローＳ５では、光学ズーム倍率１．０倍という条件で画像補正データの検索を行う。
【００３６】
Ｓ５のフローで検索条件に合致した観察補正データがメモリ３３に記憶されている場合、画像処理部３５は、その画像補正データによって取り込んだ観察画像を補正する（Ｓ１１）。しかし合致する観察補正データがない場合は、前述の３つの検索条件から、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みの条件のみを丸めた検索条件で、合致する画像補正データがメモリ３３にあるか否か、ＣＰＵ３６によって検索する（Ｓ７）。Ｓ７のフローの検索条件の丸め方として、例えば本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡において、厚み入力ＢＯＸ５１に入力できる値を０μｍから７００μｍまで１μｍ間隔で調整できるものとし、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みの検索条件を丸めるルールとして、０μｍから１４９μｍは１００μｍに、１５０μｍから２９９μｍは２００μｍに、３００μｍから４９９μｍは４００μｍに、５００μｍから７００μｍは６００μｍに検索条件を置き換える、とする。この場合、厚み入力ＢＯＸ５１に入力した値が３５０μｍであれば、フローＳ７では、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みは４００μｍという条件で画像補正データの検索を行う。
【００３７】
Ｓ７のフローで検索条件に合致した観察補正データがメモリ３３に記憶されている場合、画像処理部３５は、その画像補正データによって取り込んだ観察画像を補正する（Ｓ１１）。しかし合致する観察補正データがない場合は、前述の３つの検索条件から、光学ズーム倍率と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みの条件の両方を丸めた検索条件で、合致する画像補正データがメモリ３３にあるか否か、ＣＰＵ３６によって検索する（Ｓ９）。Ｓ９のフローにおける光学ズーム倍率と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みの検索条件の丸め方はそれぞれＳ５とＳ７と同じである。
【００３８】
Ｓ９のフローで検索条件に合致した観察補正データがメモリ３３に記憶されている場合、画像処理部３５は、その画像補正データによって取り込んだ観察画像を補正する（Ｓ１１）。しかし合致する観察補正データがない場合は最終的に画像補正を実行しない（Ｓ１２）。Ｓ９のフローでの検索条件は、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７の検索条件を包括するものである。つまりＳ３、Ｓ５、Ｓ７の検索条件と合致する画像補正データがメモリ３３に記憶されている場合は、必ずＳ９の検索条件でも合致する画像補正データがメモリ３３に記憶されていることとなる。したがって有限であるＳ９の検索条件すべての画像補正データを事前にメモリ３３に記憶させておけば、実際は必ず画像補正を実行する（Ｓ１１）こととなる。
【００３９】
これまでの説明から分かるように本実施形態では、ＧＵＩ５０は、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みを入力するための厚み入力ＢＯＸ５１を有し、メモリ３３は、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと対物レンズ９の種類とズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶している。またＣＰＵ３６は、厚み入力ＢＯＸ５１に入力された値と観察画像を取り込んだ際の対物レンズ９の種類とズーム倍率とに基づいて、メモリ３３に記憶されている複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す。画像処理部３５は、ＣＰＵ３６によって読み出された最適な画像補正データによって取り込んだ観察画像を補正する。
【００４０】
ここではある１つの画像補正データの検索条件について記したが、画像補正データが複数種類ある場合は各種類に対して異なる検索条件を持つことも可能である。
【００４１】
本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡では、画像補正データとして、透過物質１０ｄの厚みによって異なる高さデータの歪みを補正する高さ画像補正データを有する。高さ画像補正データは以下の手順により得られる。まず、補正チェックボタン５２をチェックしない状態で、観察面１０ｃの高さ画像を取得する。この高さ画像を対物レンズ９、光学ズーム倍率、観察試料１０（本実施形態ではシリコンウェハ）の厚みに関して、図２のフローＳ９のすべての検索条件で取り込み、メモリ３３に記憶させる。記憶させる高さ画像補正データのファイル名は、上記の通り、高さ画像補正データ取得時の対物レンズ９の種類と光学ズーム倍率と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みとの情報を含み、フローＳ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９で条件検索が可能な構成とする。また高さ画像補正データによる画像補正は三次元観察画像を取り込む場合のみ実行する。
【００４２】
本実施形態は種々の変形が施されてもよい。上述した構成では、メモリ３３は、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと対物レンズ９の種類と光学ズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しているが、単に観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しているだけであってもよいし、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと対物レンズ９、または観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと光学ズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶していてもよい。
【００４３】
別の変形例では、ＧＵＩ５０は、厚み入力ＢＯＸ５１に加えて、観察試料１０の材質を入力するための別の入力ＢＯＸまたは観察試料１０の材質を選択するためのリストＢＯＸを有していてもよい。この場合、メモリ３３は、少なくとも観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと材質をパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、ＣＰＵ３６は、入力された観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと材質とに基づいて、メモリ３３に記憶されている複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出すとよい。
【００４４】
さらに別の変形例では、ＧＵＩ５０は、厚み入力ＢＯＸ５１に加えて、観察試料１０の屈折率を入力するための別の入力ＢＯＸを有していてもよい。この場合、メモリ３３は、少なくとも観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと屈折率をパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、ＣＰＵ３６は、入力された観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みと屈折率とに基づいて、メモリ３３に記憶されている複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出すとよい。
【００４５】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、対物レンズ９が、光軸方向のレンズ位置を調整できる補正環対物レンズである構成に関する。
【００４６】
また図８と図９の状態において、観察面１０ｂと観察面１０ｃにおける観察画像を取り込む場合、透過物質１０ｄの厚みや屈折率に依存する球面収差を補正する目的で、対物レンズ９として光軸方向のレンズ位置を調整できる補正環対物レンズを用いることがある。この場合、補正環対物レンズによって対物レンズ９のレンズ位置を調整すると、対物レンズ９の倍率が変わり、取り込まれる観察画像の倍率も変化してしまう。
【００４７】
本実施形態では、このような観察画像の倍率変化により生じるＸＹ方向の計測誤差を補正するため、もう一つの画像補正データとして、観察画像のＸＹ方向の倍率を校正する校正用補正データをメモリ３３に記憶させておく。この校正用補正データは補正環対物レンズ使用時のみ観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みの条件に依存して補正データが異なり、補正環対物レンズ以外の対物レンズでは観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに関する条件は常に１つの検索条件に丸められる。また校正用補正データは光学ズーム倍率に依存しない補正データであるため、対物レンズの種類によらず、光学ズーム倍率に対する検索条件は常に１つの検索条件に丸められる。
【００４８】
校正用補正データは以下の手順により得られる。まず、図９の観察面１０ｃ上のあらかじめ校正された寸法部分の観察画像を本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡で取り込み、その寸法部分を計測する。この際、フローＳ９の観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みの検索条件と同じ厚みのシリコンウェハを透過物質１０ｄとし、対物レンズ９として補正環対物レンズを用い、そのレンズ位置の調整を最適な状態に調整する。この計測結果と校正値の比によって各検索条件における校正用補正データを作成する。また対物レンズ９として補正環対物レンズ以外の対物レンズを使用した場合も同様に、各対物レンズ９におけるフローＳ９の検索条件で校正済みの寸法部分の観察画像を取り込み、計測を行い、その計測結果と校正値の比から、校正用補正データを作成する。校正用補正データによる計測誤差の補正は、画像処理部３５では、取り込まれた観察画像に対して対象となる校正用補正データを付帯させるだけであり、その観察画像のＸＹ方向の計測を行った場合に、計測結果に対して、付帯させた校正用補正データの値を掛けた値を最終的な計測結果として表示部３４に表示させる。また校正用補正データによる計測誤差の補正は、補正チェックボタン５２のチェックの有無によらず、観察画像を取り込めば常に補正がかかることとする。
【００４９】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、第二実施形態における校正用補正データに関する。本実施形態では、校正用補正データをあらかじめメモリ３３に記憶させておくのではなく、メモリ３３に記憶させた対物レンズ９の情報から演算によって求める。本実施形態において、対物レンズ９は補正環対物レンズである。
【００５０】
補正環対物レンズのレンズ位置調整とそれによって変化する観察画像の倍率の関係式を設計データから割り出し、その割り出した関係式と、補正環対物レンズのバラツキデータとから、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みを変数として校正用補正データを求める。補正環対物レンズのレンズ位置調整とそれによって変化する観察画像の倍率の関係式が一次関数の関係になるとする。補正環対物レンズのレンズ位置調整値をＸ、そのときの観察画像の倍率をＹとした場合、ＸとＹの間には、
Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ・・・（１）
という関係式が成り立つ。ＡとＢは補正環対物レンズのバラツキデータとする。Ｘに関しては厚み入力ＢＯＸ５１に入力した値を用い、補正環対物レンズのレンズ位置調整は、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに対して最適に調整されているものとする。
【００５１】
まず、図９の透過物質１０ｄがない状態、つまりＸ＝０の状態で、観察面１０ｃ上のあらかじめ校正された寸法部分の観察画像を本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡で取り込み、その寸法部分を計測する。この際、補正環対物レンズのレンズ位置の調整は最適な状態に調整する。この計測結果と校正値の比によってバラツキデータＢを求める。次に、ある厚みの透過物質１０ｄを図９のように配置し、その状態で観察面１０ｃ上のあらかじめ校正された寸法部分の観察画像を本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡で取り込み、その寸法部分を計測する。この際も補正環対物レンズのレンズ位置の調整は最適な状態に調整する。この計測結果と校正値の比によってバラツキデータＡを求める。関係式（１）とバラツキデータＡとＢをメモリ３３に記憶させておき、フローＳ１１で画像補正を実行する際は、これらの関係式とバラツキデータＡとＢの情報をメモリ３３からＣＰＵ３６により読み出し、さらに厚み入カＢＯＸ５１に入力されている値からＸ値を導出する。導出されたＹ値が校正用補正データとなるため、第二実施形態のそれと同じように、画像処理部３５において取り込まれた観察画像に付帯させる。
【００５２】
本実施形態では、演算部３１において、対物レンズ９の情報から観察画像のＸＹ方向の倍率を校正する校正用補正データを演算して導出し、観察画像に付帯させ、観察画像の計測誤差の補正を行うようにする。
【００５３】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、第二実施形態における校正用補正データに関する。本実施形態では、第二実施形態における校正用補正データの検索条件、または第三実施形態における校正用補正データ導出時に用いる関係式（１）のパラメータＸを、図４の補正環対物レンズ調整値入カＢＯＸ５４に入カした値に置き換えている。
【００５４】
第二実施形態と第三実施形態では、対物レンズ９に補正環対物レンズを使用した場合、校正用補正データは補正環対物レンズのレンズ位置調整が観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに対して最適になされていることを前提としている。しかし校正用補正データは補正環対物レンズのレンズ位置調整によって生じる観察画像の倍率の変化を補正するためのもので、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに対して補正環対物レンズのレンズ位置調整が最適な状態と差があれば、厳密には校正用補正データは最適なものと若干異なる。
【００５５】
本実施形態では、ＧＵＩ５０は、図４に示されるように、厚み入力ＢＯＸ５１と補正チェックボタン５２と画像取り込みボタン５３に加えて、補正環対物レンズの調整値を入力するための補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４を有している。補正環対物レンズ使用時の校正用補正データの条件検索および演算による導出の際、厚み入力ＢＯＸ５１に入力した値に代わり、補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４に入力した値を用いる。補正環対物レンズのレンズ位置調整機構には、観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに該当する目盛がふられており、実際には観察試料１０の設計値から観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みを推測し、その推測値に合わせて、この目盛を頼りに補正環対物レンズのレンズ調整を行う。したがって補正環対物レンズのレンズ位置調整機構にふられた目盛の値を基に、補正環対物レンズ調整値入カＢＯＸ５４へ値を入力する。
【００５６】
メモリ３３は、補正環対物レンズの補正値と種類と光学ズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、ＣＰＵ３６は、補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４に入力された調整値と観察画像を取り込んだ際の補正環対物レンズの種類と光学ズーム倍率とに基づいて、メモリ３３に記憶されている複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す。また、メモリ３３は、補正環対物レンズの補正値をパラメータとする複数の校正用補正データをさらに記憶しており、第二実施形態と同様に、ＣＰＵ３６は、補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４に入力された補正値に基づいて、メモリ３３から最適な校正用補正データを読み出す。あるいは、第三実施形態と同様に、演算部３１は、補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４に入力された調整値から観察画像のＸＹ方向の倍率を校正する校正用補正データを演算して導出する。得られた校正用補正データは、画像処理部３５において観察画像に付帯される。
【００５７】
＜第五実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態〜第四実施形態における高さ画像補正データに関する。本実施形態では、操作者が取り込んだ三次元観察画像を高さ画像補正データとしてメモリ３３に記憶させておき、その高さ画像補正データによって高さ画像補正の画像処理を画像処理部３５で行う。
【００５８】
操作者が取り込んだ三次元観察画像を高さ画像補正データとしてメモリ３３に記憶させ、さらにその高さ画像補正データによって高さ画像補正の画像処理を行う方法を図５で説明する。図５は本実施形態において表示部３４に表示されるＧＵＩ５０を示している。ＧＵＩ５０は、厚み入力ＢＯＸ５１と補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４と画像取り込みボタン５３とメーカー補正チェックボタン５５とユーザー補正チェックボタン５６と補正ＯＦＦチェックボタン５７とユーザー補正データ登録ボタン５８とを有している。図５のメーカー補正チェックボタン５５は図３と図４の補正チェックボタン５２と同じもので、メーカー補正チェックボタン５５をチェックした状態は補正チェックボタン５２をチェックした状態と同じである。つまりメーカー補正チェックボタン５５をチェックした状態はあらかじめメモリ３３に記憶されている高さ画像補正データによって画像補正を行うことを意味する。また補正ＯＦＦチェックボタン５７をチェックした状態は図３と図４の補正チェックボタン５２をチェックしない状態と同じであり、三次元観察画像を取り込んでも高さ画像補正データによる画像補正は行わない。ユーザー補正チェックボタン５６をチェックした状態は、操作者が取り込んでメモリ３３に記憶させた高さ画像補正データによって画像補正を行うことを意味する。ユーザー補正チェックボタン５６をチェックした状態において、操作者が取り込んでメモリ３３に記憶させた高さ画像補正データによって画像補正を行う作業フローは図２の作業フローと全く同じである。
【００５９】
次に操作者が取り込んだ三次元観察画像を高さ画像補正データとしてメモリ３３に記憶させる方法を説明する。操作者はまず指示部３７によって補正ＯＦＦチェックボタン５７を適宜チェックする。次に厚み入力ＢＯＸ５１に観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みを入力する。ちなみに補正環対物レンズ調整値入カＢＯＸ５４は、対物レンズ９として補正環対物レンズを使用した場合、校正用補正データによる画像補正のために設けている。しかし第一実施形態に則する場合は不要である。また校正用補正データによる画像補正に関しては、メーカー補正チェックボタン５５、ユーザー補正チェックボタン５６、補正ＯＦＦチェックボタンのチェックの有無によらず、観察画像を取り込めば常に補正がかかることとする。次に画像取り込みボタン５３を押して三次元観察画像を取り込む。そして最後にユーザー補正データ登録ボタン５８を押して、取り込んだ三次元観察画像をメモリ３３に記憶させる。その際、ファイル名は、画像を取り込んだ際の対物レンズの種類と光学ズーム倍率と厚み入力ＢＯＸ５１に入力した値とから、すでにメモリ３３に記憶させてあるメーカー補正用データと同様の構成でファイル名を自動的につけてメモリ３３に記憶させる。メーカー補正用とユーザー補正用の補正データはメモリ３３内で別フォルダで保管される。またメーカー補正データが保管されているフォルダ内に既に同じ条件で取り込まれた補正データが存在する場合は、新たに記憶させる三次元観察画像をユーザー補正データとして上書きさせる。
【００６０】
メーカー補正チェックボタン５５とユーザー補正チェックボタン５６と補正ＯＦＦチェックボタン５７に関しては、常にいずれかのチェックボックスにチェックがかかっている状態となっている。
【００６１】
＜第六実施形態＞
本実施形態は、第五実施形態におけるユーザー補正データによる画像補正に関する。本実施形態では、図２のフローＳ９の検索条件に合致するユーザー補正データがない場合、自動的にメモリ３３にあらかじめ記憶されているメーカー校正用データを検索する。この場合、メーカー補正用データの条件検索は図２のフローＳ３から開始される。
【００６２】
＜第七実施形態＞
本実施形態では、メモリ３３は、第一実施形態〜第六実施形態の画像補正データに加えて、対物レンズ９の切り換えによる倍率変更に伴う対物レンズ９の焦点位置を調整する同焦補正データを記憶している。対物レンズ９の種類や観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みにより、観察試料１０の観察面に対する対物レンズ９のピント位置は異なる。同焦補正データは、対物レンズ９の種類と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みを検索条件として持ち、このピント位置のズレを補正するためのパラメータを有する。操作者が指示部３７から対物レンズ９の交換を指示すると、ＣＰＵ３６は、最適なピント位置のズレを補正するパラメータをメモリ３３から読み出す。メモリ３３からパラメータを読み出す条件は、指示部３７によって指定した対物レンズの種類と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みになる。観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みは、厚み入力ＢＯＸ５１または補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４に入力された値とする。また前述の検索条件から最適なパラメータを読み出す方法は図２で説明したフローと同じである。ただし本実施形態では光学ズーム倍率は検索条件とならないため、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０のフローはなく、Ｓ４のフロー結果に対して「いいえ」の場合はＳ７のフローへ進み、Ｓ８のフロー結果に対して「いいえ」の場合は、フローＳ１２へ進み、パラメータ無し、ということになる。ただしＳ７の検索条件は有限であるため、Ｓ７のフロー条件すべてのパラメータを、事前にメモリ３３に記憶させておけば、必ず最後はフローＳ１１で終わる。ＣＰＵ３６がメモリ３３から最適なパラメータを読み出したら、制御部３２は、指示部３７から入力した対物レンズ９が光路上に配置されるようにレボルバ１５を駆動する。さらに読み出したパラメータを基に、レボルバ１５を光軸方向に移動させて、対物レンズ９の交換前後でのピント位置のズレを補正する。
【００６３】
＜第八実施形態＞
本実施形態では、メモリ３３は、第一実施形態〜第六実施形態の画像補正データに加えて、観察画像の明るさ補正データを記憶している。本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡の光学系とシステムの構成を図６に示す。
【００６４】
観察画像の明るさは、対物レンズ９の種類や観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みに依存して異なる。明るさ補正データは、対物レンズ９の種類と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みを検索条件として持ち、この明るさの差を補正するためのパラメータを有する。操作者が指示部３７から対物レンズ９の交換を指示すると、ＣＰＵ３６は、最適な明るさ補正のパラメータをメモリ３３から読み出す。メモリ３３からパラメータを読み出す条件は、指示部３７によって指定した対物レンズの種類と観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みになる。観察試料１０の透過物質１０ｄの厚みは、厚み入力ＢＯＸ５１または補正環対物レンズ調整値入力ＢＯＸ５４に入力された値とする。また前述の検索条件から最適なパラメータを読み出す方法は図２で説明したフローと同じである。ただし本実施形態では光学ズーム倍率は検索条件とならないため、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１０のフローはなく、Ｓ４のフロー結果に対して「いいえ」の場合はＳ７のフローへ進み、Ｓ８のフロー結果に対して「いいえ」の場合は、フローＳ１２へ進み、パラメータ無し、ということになる。ただしＳ７の検索条件は有限であるため、Ｓ７のフロー条件すべてのパラメータを、事前にメモリ３３に記憶させておけば、必ず最後はフローＳ１１で終わる。ＣＰＵ３６がメモリ３３から最適なパラメータを読み出したら、制御部３２は、指示部３７から入力した対物レンズ９が光路上に配置されるようにレボルバ１５を駆動する。さらに制御部３２は、読み出したパラメータを基に、レーザ光源１から射出されるレーザ光２の出力を調整する。このレーザ光２の調整には、例えばレーザ光源１に流す電流量を調整する方法や、射出口に透過率の勾配を持つＮＤフィルターを配置し、その位置を変えることによって、レーザ光２の光量を調整する方法などが適用可能である。
【００６５】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【００６６】
上述した本実施形態では、メモリ３３が複数の補正データを記憶しており、ＣＰＵ３６がそれらの中から最適な補正データを読み出す構成であるが、メモリ３３が基準となる一つの補正データを記憶しており、ＣＰＵ３６がその補正データに適当な係数を掛けるなどの処理によって最適な画像補正データを算出する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第一実施形態による走査型共焦点レーザ顕微鏡における光学系とシステムの構成を示している。
【図２】第一実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡の操作手順を示すフローチャートである。
【図３】第一実施形態において表示部に表示されるＧＵＩを示している。
【図４】第四実施形態において表示部に表示されるＧＵＩを示している。
【図５】第五実施形態において表示部に表示されるＧＵＩを示している。
【図６】本発明の第八実施形態による走査型共焦点レーザ顕微鏡の光学系とシステムの構成を示している。
【図７】一般的な走査型共焦点レーザ顕微鏡の光学系とシステムの構成を示している。
【図８】対物レンズと観察試料とレーザ光との相対関係の一例を示している。
【図９】対物レンズと観察試料とレーザ光との相対関係の別の一例を示している。
【符号の説明】
【００６８】
１…レーザ光源、２…レーザ光、３…偏光ビームスプリッタ、４…二次元走査機構、５…瞳投影レンズ、６…結像レンズ、７…波長板、８…瞳、９…対物レンズ、１０…観察試料、１０ｂ…観察面、１０ｃ…観察面、１０ｄ…透過物質、１１…結像レンズ、１２…ピンホール、１３…受光素子、１５…レボルバ、３１…演算部、３２…制御部、３３…メモリ、３４…表示部、３５…画像処理部、３６…ＣＰＵ、３７…指示部、５１…厚み入カＢＯＸ、５２…補正チェックボタン、５３…画像取り込みボタン、５４…補正環対物レンズ調整値入カＢＯＸ、５５…メーカー補正チェックボタン、５６…ユーザー補正チェックボタン、５７…補正ＯＦＦチェックボタン、５８…ユーザー補正データ登録ボタン、１００…顕微鏡部、３００…コントロール部。
【図１】
0004812443.tif 000002
【図２】
0004812443.tif 000003
【図３】
0004812443.tif 000004
【図４】
0004812443.tif 000005
【図５】
0004812443.tif 000006
【図６】
0004812443.tif 000007
【図７】
0004812443.tif 000008
【図８】
0004812443.tif 000009
【図９】
0004812443.tif 000010