图像取得装置以及图像取得装置的聚焦方法_4

文档序号:9204158阅读:来源:国知局
5根据来自操作部31的操作,首先将第I摄像区域22k设定于被预先设定的位置,在进行了第I摄像区域22k上的摄像之后,解除第I摄像区域22A的设定。接着,从第I摄像区域22A在Z方向(扫描方向)上具有规定的间隔来设定第2摄像区域22B,在进行了第2摄像区域22B上的摄像之后,解除第2摄像区域22B的设定。
[0071]此时,从第I摄像区域22k上的摄像到第2摄像区域22B上的摄像为止的等待时间W根据第I摄像区域22A与第2摄像区域22B之间的间隔d和工作台I的扫描速度v来进行设定。例如,如果将等待时间W作为从第I摄像区域22A上的摄像开始到第2摄像区域22B上的摄像开始为止的时间Wl的话则能够考虑第I摄像区域22A上的摄像的曝光时间el、自解除第I摄像区域22A的设定起至设定第2摄像区域22B为止的时间st并由Wl=d/v-el-st来进行求取。
[0072]另外,如果将等待时间W作为从第I摄像区域22A上的摄像开始到第2摄像区域22B上的摄像结束为止的等待时间W2的话则能够考虑自解除第I摄像区域22A的设定起至设定第2摄像区域22B为止的时间st并由W2 = d/v-st来进行求取。另外,第I摄像区域22A与第2摄像区域22B之间的间隔d根据由光程差生成构件21产生的光路长差来进行设定。但是,该间隔d实际上对应于试样S的载片上的距离,最终有必要将间隔d转换成第2摄像区域22B的像素数。在将第2摄像装置20的像素尺寸设为AFpsz并将倍率设为AFmag的情况下,对应于间隔d的像素数dpix由dpix = d+ (AFpsz/AFmag)来求得。
[0073]另外,区域控制部35根据来自操作部31的操作,能够沿着摄像面20a的面内的扫描方向(在此为Z方向)变更第I摄像区域22k的位置和第2摄像区域22B的位置中的至少一方。在此情况下,可以仅变更第I摄像区域22k的位置以及第2摄像区域22B的位置中的任意一方,也可以变更第I摄像区域22k的位置以及第2摄像区域22B的位置的双方。另外,也可以就这样维持第I摄像区域22k与第2摄像区域22B之间的间隔d而变更第I摄像区域22A的位置以及第2摄像区域22B的位置的双方。
[0074]通过变更第I摄像区域22k的位置和第2摄像区域22B的位置从而在使用例如图4所表示那样的棱镜状的光程差生成构件21A的情况下,能够使入射到第I摄像区域22A的第2光学图像所通过的光程差生成构件21A的厚度tl、以及入射到第2摄像区域22B的第2光学图像所通过的光程差生成构件21A的厚度t2变化。由此,前针与后针之间的间隔发生变化,能够调整在求取对比度值的差分的时候的分辨率。另外,在使用重叠例如图6所表示那样的平板状的玻璃构件而成的光程差生成构件21C的情况下,也通过将第2摄像区域22B的位置切换到玻璃厚度不同的位置,从而能够阶段性地切换前针与后针之间的聚焦差。
[0075]物镜控制部36是控制物镜15的驱动的部分。物镜控制部36,如果接收到从焦点控制部34输出的指示信息,则按照指示信息的内容,在Z方向上驱动物镜15。由此,能够调整相对于试样S的物镜15的焦点位置。
[0076]还有,物镜控制部36在由焦点控制部34进行的焦点位置的解析中不进行物镜15的驱动,另外,直至下一次的焦点位置的解析开始为止,沿着Z方向仅在一个方向上驱动物镜15。图12是表示相对于工作台的扫描时间的物镜与试样的表面的距离的关系的图。如同图所示,试样S的扫描中,交替地产生焦点位置的解析期间A、以及基于解析结果的物镜驱动期间B。这样,通过在焦点位置的解析中不使物镜15与试样S的位置关系发生变化,从而能够保证焦点位置的解析精度。
[0077]工作台控制部37是控制工作台I的驱动的部分。更加具体来说,工作台控制部37根据来自操作部31的操作,以规定的速度扫描试样S被载置了的工作台I。第I摄像装置18以及第2摄像装置20上的试样S的摄像视野根据该工作台I的扫描而按顺序相对地进行移动。工作台I的扫描方向可以是如图13(a)所示自每当一个分割区域40的扫描结束的时候使工作台I的位置返回到扫描开始位置起在同一方向上扫描下一个分割区域40的一个方向扫描,也可以是如图13(b)所不在一个分割区域40的扫描结束之后在与扫描方向相垂直的方向上使工作台I移动并在相反方向上扫描下一个分割区域40的双方向扫描。
[0078]另外,图像取得之间的工作台I的扫描速度为一定,但是实际上在扫描刚开始后由于工作台I的振动等的影响而存在扫描速度不稳定的期间。因此,如图14所示,设定长于分割区域40的扫描宽度,并且工作台I进行加速的加速期间C、到工作台I的扫描速度稳定化为止的稳定化期间D、以及工作台I进行减速的减速期间F分别优选在扫描较分割区域40更外侧的时候产生。由此,可以配合工作台I的扫描速度成为一定的一定速度期间E来进行图像取得。还有,也可以在稳定化期间D中开始摄像并在图像取得之后删除在稳定化期间D中取得的数据部分。这样的方法适合于使用数据的背诵为必要的摄像装置的情况。
[0079]图像生成部38是合成所取得的图像并生成虚拟微观图像的部分。图像生成部38按顺序接收从第I摄像装置18输出的第I图像、即各个分割区域40的图像,将它们合成来合成试样S的整体的图像。然后,根据该合成图像制作分辨率低于其的图像,使高分辨率的图像与低分辨率的图像发生关联并存储于虚拟微观图像存储部39。在虚拟微观图像存储部39中,由宏观图像取得装置Ml取得的图像也可以进一步发生关联。虚拟微观图像可以作为一枚图像进行存储,也可以作为被分割成多个的图像进行存储。
[0080]接着,对上述的图像取得装置M的动作进行说明。
[0081]图15是表示图像取得装置M的动作的流程图。如同图所示,在图像取得装置M中,首先,由宏观图像取得装置Ml取得试样S的宏观图像(步骤S01)。所取得的宏观图像例如在使用规定的阈值来进行二值化之后被显示在监视器32,由使用了规定的程序的自动设定或者由操作人员进行的手动设定,从宏观图像中设定取得微观图像的范围(步骤S02)。
[0082]接着,试样S被移送到微观图像取得装置M2侧,并进行焦点取得条件的设定(步骤S03)。在此,如上所述,根据工作台I的扫描速度V、第I摄像区域22A与第2摄像区域22B之间的间隔d,设定直至第2摄像区域22B中的摄像被开始为止的等待时间W。更加优选考虑第I摄像区域22A中的摄像的曝光时间el、以及自解除第I摄像区域22A的设定起至设定第2摄像区域22B为止的时间st等。
[0083]在设定了焦点取得条件之后,开始工作台I的扫描,由微观图像取得装置M2取得试样S的每个分割区域40的微观图像(步骤S04)。在第I摄像装置18中的微观图像的取得的时候,在第2摄像装置20中由第I摄像区域22A以及第2摄像区域22B并根据前针的对比度值与后针的对比度值之差分来解析相对于试样S的物镜15的偏离方向,物镜15的位置的调整被实时(real time)地执行。对于所有的分割区域40,在微观图像的取得结束之后,合成所取得的微观图像并生成虚拟微观图像(步骤S05)。
[0084]如以上所说明的那样,在图像取得装置M中,通过将光程差生成构件21(21A?21E)配置于第2光路L2,从而能够在第2摄像装置20的第I摄像区域22A以及第2摄像区域22B分别对焦点对准了入射到第I摄像装置18的光学图像之前的光学图像(前针)、焦点对准了入射到第I摄像装置18的第I光学图像之后的光学图像(后针)进行摄像。在该图像取得装置M中,因为不进行焦点控制用的第2光路L2上的光的分支而能够形成光路长差,所以能够抑制为了获得焦点位置的信息而必要的向第2光路的光量并且能够充分地确保由第I摄像装置18进行摄像的时候的光量。另外,在该图像取得装置M中,根据工作台的扫描速度V、第I摄像区域22A与第2摄像区域22B之间的间隔d,设定从第I摄像区域22k上的摄像到第2摄像区域22B上的摄像为止的等待时间W。因此,因为来自试样S的相同位置的光入射到第I摄像区域22A和第2摄像区域22B,所以能够高精度地实施物镜15的焦点
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