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JPH0528949B2 - - Google Patents
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JPH0528949B2 - - Google Patents

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JPH0528949B2
JPH0528949B2 JP60156063A JP15606385A JPH0528949B2 JP H0528949 B2 JPH0528949 B2 JP H0528949B2 JP 60156063 A JP60156063 A JP 60156063A JP 15606385 A JP15606385 A JP 15606385A JP H0528949 B2 JPH0528949 B2 JP H0528949B2
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JP
Japan
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light
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linear image
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Daikichi Awamura
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LASER TEC KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、撮像装置、特に光軸方向に有限の寸
法を有する撮像対象物の全体に亘つてピントの合
つた画像を撮像することができる撮像装置に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is an imaging device, in particular, capable of capturing an in-focus image over the entirety of an imaging target having finite dimensions in the optical axis direction. The present invention relates to an imaging device.

(従来の技術) 小さな昆虫や花などの接写撮影を行なう場合、
通常のスチールカメラやテレビカメラを用いたの
では被写体の全体に亘つてピントの合つた像を撮
像することはできない。この場合、レンズを絞り
込んで焦点深度を深くすることによつてピントの
合う範囲を或る程度拡げることができるが、解像
度が低下する欠点があるとともに光軸方向に相当
大きい物体では依然として全体にピントを合わせ
ることはできない。
(Conventional technology) When taking close-up photographs of small insects, flowers, etc.
If a normal still camera or television camera is used, it is not possible to capture an image in which the entire subject is in focus. In this case, the range of focus can be expanded to some extent by narrowing down the lens and deepening the depth of focus, but this has the drawback of lowering the resolution, and objects that are quite large in the optical axis direction may still be entirely in focus. cannot be combined.

このような問題を解決するためにライト・スキ
ヤニング・カメラと呼ばれる撮像装置が開発され
ている。このカメラでは三方向から強力な照明光
を投射して厚さの薄い光の幕をカメラ光軸に対し
て垂直に形成し、カメラをこの光の幕にピントが
合うように調製する。このようにセツトした後、
シヤツタを開放状態として被写体を光の幕を経て
光軸方向に移動させて行くと、被写体の、光の幕
を横切つた部分の鮮明な像がフイム上に次々と結
像されることになる。このようにして被写体を光
の幕を通過させると被写体全体に亘つてピントの
合つた画像が撮像されることになる。
To solve these problems, an imaging device called a light scanning camera has been developed. This camera projects strong illumination light from three directions to form a thin curtain of light perpendicular to the camera's optical axis, and adjusts the camera to focus on this curtain of light. After setting like this,
When the shutter is opened and the subject is moved in the direction of the optical axis through the curtain of light, clear images of the parts of the subject that cross the curtain of light will be formed one after another on the film. . When the subject is caused to pass through the light curtain in this manner, an image in which the entire subject is in focus is captured.

このような画像は走査型電子顕微鏡写真と類似
したものであるが、フイルムとしてカラーフイル
ムを用いることによりカラー画像が得られるとい
う特長がある。
Such an image is similar to a scanning electron micrograph, but it has the advantage that a color image can be obtained by using a color film as the film.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したライト・スキヤニング・カメラでは照
明光を薄く絞つて光の幕を形成する必要がある
が、照明光を薄くすることは非常に難かしいとと
もに光量が不足する欠点がある。このように光量
が不足するため、1枚の写真を撮像するのに1分
間といつた長い時間を要する欠点がある。
(Problem to be solved by the invention) In the light scanning camera described above, it is necessary to narrow down the illumination light to form a curtain of light, but it is extremely difficult to make the illumination light thin and the amount of light is insufficient. There are drawbacks to doing so. Because of this insufficient amount of light, there is a drawback that it takes a long time, such as one minute, to take one photograph.

また、ライト・スキヤニング・カメラで撮像で
きる被写体は昆虫や花のように比較的大きい物体
に限られ、例えば種々の領域や導体が形成された
半導体チツプの表面の凹凸構造のような微細な物
体を撮像することはできない。その理由は、この
ような半導体チツプの凹凸はミクロン単位であ
り、光の幕をサブミクロン単位で薄くすることが
実際上困難であるからである。
Furthermore, the objects that can be imaged with a light scanning camera are limited to relatively large objects such as insects and flowers; for example, the objects that can be imaged are minute objects such as the uneven structure on the surface of a semiconductor chip on which various regions and conductors are formed. It is not possible to take an image. The reason for this is that the unevenness of such a semiconductor chip is on the order of microns, and it is actually difficult to make the light curtain thinner on the order of submicrons.

本発明の目的は上述した問題点を解決し、明る
い照明光が得られるとともに微細な凹凸構造全体
に亘つてピントの合つた像を撮像することができ
る撮像装置を提供しようとするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an imaging device that can obtain bright illumination light and capture a focused image over the entire fine uneven structure.

(問題点を解決するための手段) 本発明の撮像装置は、少なくとも1本の光ビー
ムを放射する光源と、この光源から放射される光
ビームを主走査方向に偏向させる第1の偏向手段
と、この光ビームを第1偏向手段による走査方向
と直交する副走査方向に偏向する第2の偏向手段
と、第1および第2の偏向手段によつて偏向され
た光ビームを微小スポツトに収束して走査面に投
射するレンズと、この走査面と試料とを光軸方向
に相対的に変位させる手段と、前記主走査方向に
1次元的に配列された複数の受光素子を有し、試
料からの反射光または透過光を前記第2偏向手段
またはこれと同期して動作する偏向手段を介して
受光するリニアイメージセンサと、前記変位手段
による相対変位の間に前記リニアイメージセンサ
から出力される光電出力信号を演算処理し、記憶
する信号処理部と、この信号処理部の出力信号を
受けて試料の像を再生するモニタ部とを備えるこ
とを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The imaging device of the present invention includes a light source that emits at least one light beam, and a first deflection means that deflects the light beam emitted from the light source in the main scanning direction. , a second deflection means for deflecting the light beam in a sub-scanning direction perpendicular to the scanning direction of the first deflection means, and a second deflection means for converging the light beams deflected by the first and second deflection means onto a minute spot. a lens for projecting an image onto a scanning surface; a means for relatively displacing the scanning surface and the sample in the optical axis direction; and a plurality of light receiving elements arranged one-dimensionally in the main scanning direction; a linear image sensor that receives reflected light or transmitted light of the image via the second deflection means or a deflection means that operates in synchronization with the second deflection means; and a photoelectric sensor that is output from the linear image sensor during relative displacement by the displacement means. The apparatus is characterized in that it includes a signal processing section that performs arithmetic processing on an output signal and stores it, and a monitor section that receives the output signal of the signal processing section and reproduces an image of the sample.

(作用) 本発明の撮像装置によれば光ビームを二次元的
に偏向すると共に微小スポツトとして走査面上に
収束するので走査面上にある物体の部分は明るく
照明されるが、走査面から外れた部分は著しく暗
くなる。したがつて物体を走査面を経て変位させ
ると物体の全体に亘つてピントの合つた像がリニ
アイメージセンサ上に次々と形成されることにな
る。このリニアイメージセンサの光電出力を、メ
モリを用いて順次加算した後、モニタ上に画像を
映出すると、ライト・スキヤニング・カメラで撮
影した画像と同じような画像が得られることにな
る。この場合、レンズの倍率を高くすることによ
つて微小な物体の像を撮像することができ、倍率
を高くすることにより走査面から外れた部分は一
層暗くなる。
(Function) According to the imaging device of the present invention, the light beam is deflected two-dimensionally and converged on the scanning plane as a minute spot, so the part of the object on the scanning plane is brightly illuminated, but the part of the object that is on the scanning plane is brightly illuminated. The darkened areas become noticeably darker. Therefore, when the object is displaced through the scanning plane, focused images of the entire object are successively formed on the linear image sensor. If the photoelectric outputs of this linear image sensor are sequentially added using memory and then the image is displayed on a monitor, an image similar to that captured by a light scanning camera will be obtained. In this case, by increasing the magnification of the lens, it is possible to capture an image of a minute object, and by increasing the magnification, the portions outside the scanning plane become even darker.

さらに信号処理部にはフレームメモリが設けら
れているので、単純な加算以外の演算も可能であ
り、目的に応じて最適の演算を行なうことがで
き、従来のライト・スキヤニング・カメラでは得
ることができないような画像を映出することがで
きる。
Furthermore, since the signal processing section is equipped with a frame memory, it is possible to perform calculations other than simple addition, allowing you to perform the optimal calculation depending on the purpose, which is not possible with conventional light scanning cameras. It is possible to project images that would otherwise be impossible.

(実施例) 第1図は本発明によるカラー撮像装置の一実施
例の構成を示す線図である。赤、緑及び青の3原
色の光ビームを放射するため、赤色光源1、緑色
光源2及び青色光源3をそれぞれ配置する。本例
では赤色光源1として633nmの波長光を放射す
るHe−Neレーザを用い、緑色光源2として488n
mの波長光を放射するArレーザを、青色光源3
として442nmの波長光を放射するHe−Cdレーザ
を用いる。各光源1〜3から発する光ビームは全
て直線偏光しているものとする。赤色光源1から
発した光ビームは、エキスパンダ4により拡大平
行光束とされ、直角プリズム5で反射して第1の
偏光素子である第1の音響光学素子6に入射す
る。この第1の音響光学素子6は赤色光ビームを
主走査方向に高速振動させるものであり、赤色光
ビームは高速振動して試料面をX方向(紙面に垂
直方向)に走査周波数f1で走査する。音響光学素
子6で偏光された光ビームはリレーレンズ7及び
8を経てビームスプリツタとして作用する第1の
偏光プリズム9及び1/4波長板10をそれぞれ透
過して第1のダイクロイツクプリズム11に入射
する。この第1のダイクロイツクプリズム11は
緑色光だけを反射し、他の波長域の光を透過す
る。この第1のダイクロイツクプリズム11を透
過した赤色光ビームは、青色光だけを反射する第
2のダイクロイツクプリズム12を透過して第2
の偏向素子である振動ミラー13に入射する。こ
の振動ミラー13は、赤色光ビーム、緑色光ビー
ム及び青色光ビームについて共用するものとし、
各光ビームを試料のX方向と直交するY方向(紙
面方向)に偏向する。振動ミラー13で反射され
た赤色光ビームは、リレーレンズ14及び15を
経て対物レンズ16で微小スポツト状に収束され
て試料17に入射する。この結果、試料17は、
微小スポツト状の赤色光ビームによりX及びY方
向に所定の走査周波数で走査されることになる。
本例では試料17からの反射光を検出して試料の
光学情報を得るものとする。試料17からの反射
光は再び対物レンズ16で集光され、リレーレン
ズ15及び14を経て再び振動ミラー13に入射
し、この振動ミラー13で反射してから第2及び
第1のダイクロイツクプリズム12及び11を透
過し、更に1/4波長板10を透過して第1の偏光
プリズム9に入射する。偏光プリズム9に入射し
た光束は、1/4波長板10を2回透過しているの
でその偏光面が90゜回転しており、偏光面9aで
反射されて第1の凹レンズ18を経て第1のリニ
アイメージセンサ19に微小スポツト状に収束さ
れた状態で入射する、このリニアイメージセンサ
19はリレーレンズ14と凹レンズ18とによる
結像位置に配置され、試料17からの反射光を主
走査方向の1ライン毎に受光するように各素子を
試料のX方向(紙面に垂直方向)と対応する方向
に1次元的に配列し、試料17からの反射光を各
素子により受光して光電変換を行ない、読出し周
波数f2で各素子に蓄積した電荷を読出す。リニア
イメージセンサは電荷蓄積効果を有しているか
ら、試料17の画素とリニアイメージセンサ19
を構成する各受光素子とは常に1対1の対応関係
となり、音響光学素子6による主走査方向の走査
速度にムラが生じても受光量が若干変化するに過
ぎず、フオトマルで光電変換を行なう従来の撮像
装置とは異なる画像歪みが生ずることはない。
(Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a color imaging device according to the present invention. A red light source 1, a green light source 2, and a blue light source 3 are arranged to emit light beams of the three primary colors of red, green, and blue, respectively. In this example, a He-Ne laser that emits light with a wavelength of 633 nm is used as the red light source 1, and a 488 nm wavelength light is used as the green light source 2.
An Ar laser that emits light with a wavelength of m is connected to the blue light source 3.
A He-Cd laser that emits light at a wavelength of 442 nm is used. It is assumed that all the light beams emitted from each of the light sources 1 to 3 are linearly polarized. A light beam emitted from a red light source 1 is expanded into a parallel beam by an expander 4, reflected by a right-angle prism 5, and incident on a first acousto-optic element 6, which is a first polarizing element. This first acousto-optic element 6 vibrates a red light beam at high speed in the main scanning direction, and the red light beam vibrates at high speed and scans the sample surface in the X direction (perpendicular to the plane of the paper) at a scanning frequency f 1 . do. The light beam polarized by the acousto-optic element 6 passes through relay lenses 7 and 8, passes through a first polarizing prism 9 and a quarter-wave plate 10, which act as beam splitters, respectively, and enters a first dichroic prism 11. incident. This first dichroic prism 11 reflects only green light and transmits light in other wavelength ranges. The red light beam that has passed through the first dichroic prism 11 passes through the second dichroic prism 12 that reflects only the blue light.
The beam enters a vibrating mirror 13, which is a deflection element. This vibrating mirror 13 is commonly used for red light beam, green light beam, and blue light beam,
Each light beam is deflected in the Y direction (direction of the plane of the paper) perpendicular to the X direction of the sample. The red light beam reflected by the vibrating mirror 13 passes through relay lenses 14 and 15, is converged into a minute spot by an objective lens 16, and enters a sample 17. As a result, sample 17 is
The red light beam in the form of a minute spot is scanned in the X and Y directions at a predetermined scanning frequency.
In this example, optical information about the sample is obtained by detecting reflected light from the sample 17. The reflected light from the sample 17 is again focused by the objective lens 16, passes through the relay lenses 15 and 14, enters the vibrating mirror 13 again, is reflected by the vibrating mirror 13, and then passes through the second and first dichroic prisms 12. and 11, further passes through the 1/4 wavelength plate 10, and enters the first polarizing prism 9. The light beam incident on the polarizing prism 9 passes through the quarter-wave plate 10 twice, so its polarization plane is rotated by 90 degrees, and is reflected by the polarization plane 9a, passes through the first concave lens 18, and then passes through the first concave lens 18. The linear image sensor 19 is placed at the imaging position of the relay lens 14 and the concave lens 18, and the reflected light from the sample 17 is focused in the main scanning direction. Each element is arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the X direction of the sample (perpendicular to the plane of the paper) so that each line receives light, and the reflected light from the sample 17 is received by each element and photoelectrically converted. , the charges accumulated in each element are read out at a readout frequency f2 . Since the linear image sensor has a charge accumulation effect, the pixels of the sample 17 and the linear image sensor 19
There is always a one-to-one correspondence with each light-receiving element constituting the sensor, and even if the scanning speed of the acousto-optic element 6 in the main scanning direction is uneven, the amount of light received changes only slightly, and photoelectric conversion is performed in a formal manner. Image distortion that differs from conventional imaging devices does not occur.

次に緑色光の走査について説明する。緑色光源
2から発生した光ビームは、エキスパンダ20及
び直角プリズム21を経て、第2の音響光学素子
22により第1の音響光学素子6と同一の周波数
f1で試料17のX方向に高速振動し、試料17を
X方向に走査周波数f1で高速走査する。第2の音
響光学素子22で偏光された緑色光ビームは、リ
レーレンズ23及び24を経て第2の偏光プリズ
ム25を透過して、直角プリズム26で反射し、
1/4波長板27を透過して第1のダイクロイツク
プリズム11に入射する。この第1のダイクロイ
ツクプリズム11は緑色光だけを反射するから、
入射した緑色光ビームは反射されて共通の光路に
進入し、第2のダイクロイツクプリズム12を透
過して振動ミラー13に入射する。そして、この
振動ミラー13により赤色光ビームと同様にY方
向に偏向され、リレーレンズ14及び15を経て
対物レンズ16により微小スポツト状に収束され
て試料17に入射する。この結果、試料17の赤
色ビームによつて走査された部分が緑色光ビーム
により同時に走査されることになる。試料17か
らの反射光は、再び対物レンズ16で集光されリ
レーレンズ15及び14を経て振動ミラー13で
反射され、更に第2のダイクロイツクプリズム1
2を透過して第1のダイクロイツクプリズム11
で反射する。その後再び1/4波長板27を透過し
て偏向面が90゜変化し、直角プリズム26で反射
し、更に第2の偏向プリズム25の偏光面25a
で反射して、第2の凹レンズ28を経て微小スポ
ツト状に収束されて第2のリニアイメージセンサ
30に入射する。第2のリニアイメージセンサ3
0は、第1のリニアイメージセンサ19と同様に
リレーレンズ14と第2の凹レンズ28の結像位
置に配置され、試料17からの反射光を主走査方
向の1ライン毎に受光するように各素子を試料1
7のX方向(紙面に垂直な方向)と対応する方向
に1次元的に配列し、試料17からの反射光を各
受光素子で受光して光電変換を行ない、読出し周
波数f2で各素子に蓄積された電荷を読出すものと
する。
Next, scanning with green light will be explained. The light beam generated from the green light source 2 passes through an expander 20 and a rectangular prism 21, and then is converted to the same frequency as the first acousto-optic element 6 by a second acousto-optic element 22.
The sample 17 is vibrated at high speed in the X direction at f1 , and the sample 17 is scanned at high speed in the X direction at a scanning frequency f1 . The green light beam polarized by the second acousto-optic element 22 passes through the relay lenses 23 and 24, passes through the second polarizing prism 25, and is reflected by the right angle prism 26.
The light passes through the quarter-wave plate 27 and enters the first dichroic prism 11. Since this first dichroic prism 11 reflects only green light,
The incident green light beam is reflected and enters a common optical path, passes through the second dichroic prism 12, and enters the vibrating mirror 13. Then, it is deflected in the Y direction by the vibrating mirror 13 in the same way as the red light beam, passes through relay lenses 14 and 15, is focused into a minute spot by the objective lens 16, and enters the sample 17. As a result, the portion of the sample 17 scanned by the red beam is simultaneously scanned by the green light beam. The reflected light from the sample 17 is again focused by the objective lens 16, passes through relay lenses 15 and 14, is reflected by the vibrating mirror 13, and is further reflected by the second dichroic prism 1.
2 through the first dichroic prism 11
reflect. After that, it passes through the 1/4 wavelength plate 27 again, the polarization plane changes by 90 degrees, is reflected by the right angle prism 26, and then changes to the polarization plane 25a of the second deflection prism 25.
The light is reflected by the second concave lens 28 , converged into a minute spot, and enters the second linear image sensor 30 . Second linear image sensor 3
0 is arranged at the imaging position of the relay lens 14 and the second concave lens 28 similarly to the first linear image sensor 19, and each sensor is arranged so as to receive the reflected light from the sample 17 line by line in the main scanning direction. element as sample 1
They are arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the X direction (perpendicular to the plane of the paper) of sample 17, and the reflected light from sample 17 is received by each light-receiving element and photoelectrically converted. It is assumed that the accumulated charge is read out.

次に青色光の走査について説明する。青色光源
3から発した青色光ビームは、エキスパンダ32
及び直角プリズム33を経て第3の音響光学素子
34により主走査方向に走査周波数f1で高速振動
し、リレーレンズ35及び36を経て第3の偏向
プリズム37を透過し、直角プリズム38で反射
し、更に1/4波長板39を透過し、第2のダイク
ロイツクプリズム12で反射して共通の光路内に
進入して共通の振動ミラー13に入射し、この振
動ミラー13により赤色及び緑色光ビームと同様
にY方向に偏向される。更に、リレーレンズ14
及び15を経て対物レンズ16により微小スポツ
ト状に収束され試料17に入射する。この結果、
赤色、緑色及び青色の光ビームが合成されて1本
の走査光ビームが形成され、この走査光ビームに
より試料17がX及びY方向に走査されることに
なる。試料17からの青色反射光は、再び対物レ
ンズ16によつて集光され、リレーレンズ15及
び結像レンズ14を経て共通の振動ミラー13に
入射する。そして、この振動ミラー13で反射
し、第2のダイクロイツクプリズム12で反射し
て共通の光路からはずれ、1/4波長板39を透過
して偏向面が90゜変化し、直角プリズム38及び
偏向プリズム37で反射し、第3の凹レンズ40
を経て微小スポツト状に収束した状態で青色の反
射光を受光する第3のリニアイメージセンサ41
に入射する。この第3のリニアイメージセンサ4
1もリレーレンズ14と第3の凹レンズ40とに
よる結像位置に配置され、第1及び第2のリニア
イメージセンサ19及び30と同様に試料17か
らの青色反射光を主走査方向の1ライン毎に受光
するように各素子を試料17のX方向と対応する
方向に1次元的に配列され、各素子に蓄積された
電荷を読出し周波数f2で読出すように構成する。
このように各色成分の光ビームに対して振動ミラ
ー13を共用する構成とするので、垂直方向にお
ける光ビームのずれはなくなり、レジストレーシ
ヨンエラーの発生を有効に防止できる。本発明に
おいては、試料17を載置したステージ42を矢
印A−Bで示すように光軸方向に移動自在に配置
し、ステーズ駆動機構43により変位させる。こ
のステージ駆動機構43はステージ駆動回路44
によつて制御する。さらにリニアイメージセンサ
19,30および41の光電出力信号をフレーム
メモリを含む信号処理部45に供給し、所定の演
算処理を施す。この信号処理部45およびステー
ジ駆動回路44の動作は制御回路46によつて制
御する。適切な処理を施したそれぞれの色信号を
合成回路47に供給してカラーテレビジヨン信号
を作成し、これをカラーモニタ48で表示した
り、ビデオテープレコーダ49で記録できるよう
に構成する。
Next, scanning with blue light will be explained. The blue light beam emitted from the blue light source 3 is transmitted to the expander 32.
After passing through the right-angle prism 33, the light vibrates at high speed in the main scanning direction at a scanning frequency f1 by the third acousto-optic element 34, passes through the relay lenses 35 and 36, passes through the third deflection prism 37, and is reflected by the right-angle prism 38. , further transmitted through the 1/4 wavelength plate 39, reflected by the second dichroic prism 12, enters a common optical path, and enters the common vibrating mirror 13, which converts the red and green light beams into Similarly, it is deflected in the Y direction. Furthermore, the relay lens 14
and 15, the light is focused into a minute spot by an objective lens 16, and enters a sample 17. As a result,
The red, green, and blue light beams are combined to form one scanning light beam, and the sample 17 is scanned in the X and Y directions by this scanning light beam. The blue reflected light from the sample 17 is again focused by the objective lens 16, passes through the relay lens 15 and the imaging lens 14, and enters the common vibrating mirror 13. Then, it is reflected by the vibrating mirror 13, reflected by the second dichroic prism 12, deviates from the common optical path, passes through the 1/4 wavelength plate 39, the deflection plane changes by 90 degrees, and the right angle prism 38 and the deflection Reflected by the prism 37, the third concave lens 40
A third linear image sensor 41 receives blue reflected light converged into a minute spot shape.
incident on . This third linear image sensor 4
1 is also placed at the imaging position of the relay lens 14 and the third concave lens 40, and similarly to the first and second linear image sensors 19 and 30, the blue reflected light from the sample 17 is reflected every line in the main scanning direction. Each element is arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the X direction of the sample 17 so as to receive light, and the charge accumulated in each element is read out at a readout frequency f2 .
Since the configuration is such that the vibrating mirror 13 is shared for the light beams of each color component, there is no deviation of the light beams in the vertical direction, and the occurrence of registration errors can be effectively prevented. In the present invention, the stage 42 on which the sample 17 is placed is disposed so as to be movable in the optical axis direction as shown by the arrow AB, and is displaced by the stage drive mechanism 43. This stage drive mechanism 43 is a stage drive circuit 44.
controlled by. Further, the photoelectric output signals of the linear image sensors 19, 30, and 41 are supplied to a signal processing section 45 including a frame memory, and subjected to predetermined arithmetic processing. The operations of the signal processing section 45 and the stage drive circuit 44 are controlled by a control circuit 46. Each of the appropriately processed color signals is supplied to a combining circuit 47 to create a color television signal, which can be displayed on a color monitor 48 or recorded on a video tape recorder 49.

第2図はリニアイメージセンサの周辺回路およ
び信号処理部の周辺回路の詳細を示すものであ
る。垂直及び水平同期信号V及びHを形成する同
期回路50をクロツク発生回路51に接続して水
平同期信号Hを供給する。クロツク発生回路51
では、供給されてくる水平同期信号Hに基いて第
1、第2及び第3のリニアイメージセンサ19,
30及び41の各素子に蓄積された電荷を読出す
ためにクロツクパルスを形成し、この読出し用の
クロツクパルスを第1、第2及び第3のリニアイ
メージセンサ19,30及び41にそれぞれ供給
する。また、同期回路50には、第1、第2及び
第3の音響光学素子6,22及び34の駆動を制
御する音響光学素子駆動回路52に接続して水平
同期信号Hを供給し、また振動ミラー13の駆動
を制御する振動ミラー駆動回路53を接続して垂
直同期信号Vを供給する。同期回路50からの垂
直同期信号V及び水平同期信号Hは制御回路にも
供給する。信号処理部45には、増幅器54〜5
6、A/D変換器57〜59、演算回路60〜6
2、フレームメモリ63〜65を設ける。第1、
第2及び第3のリニアイメージセンサ19,30
及び41では、試料17からの反射光量に応じた
電荷量が各素子に蓄積されるので、このら電荷量
を読出し用クロツクパルスに基いてそれぞれ同期
して読出し、各リニアイメージセンサ19,30
及び41に接続した増幅器54,55及び56を
介してそれぞれ増幅し、A/D変換器57,58
及び59でデイジタル信号に変換した後、演算回
路60,61及び62を経てフレームメモリ6
3,64及び65に記憶する。このように構成す
れば、3つのリニアイメージセンサ19,30及
び41から同期して電荷量を読出しているから、
画像歪みの発生を有効に防止できる。尚、本例で
はリニアイメージセンサ19,30及び41の読
出し周波数f2と音響光学素子6,22及び34の
走査周波数f1とを一致させて主走査と同期して各
リニアイメージセンサの各素子に蓄積された電荷
量を読出す構成としたが、リニアイメージセアン
サは電荷蓄積能力を具えているから、音響光学素
子の走査周波数f1と各リニアイメージセンサの読
出し周波数f2との間にずれが生じても画像歪みや
色ずれ等の不都合が生ずることがない。
FIG. 2 shows details of the peripheral circuit of the linear image sensor and the peripheral circuit of the signal processing section. A synchronizing circuit 50 for forming vertical and horizontal synchronizing signals V and H is connected to a clock generating circuit 51 to supply a horizontal synchronizing signal H. Clock generation circuit 51
Now, based on the supplied horizontal synchronization signal H, the first, second and third linear image sensors 19,
A clock pulse is generated to read out the charge stored in each element 30 and 41, and this read clock pulse is supplied to the first, second and third linear image sensors 19, 30 and 41, respectively. Further, the synchronization circuit 50 is connected to an acousto-optic element drive circuit 52 that controls the driving of the first, second, and third acousto-optic elements 6, 22, and 34, and is supplied with a horizontal synchronization signal H. A vibrating mirror drive circuit 53 that controls the drive of the mirror 13 is connected to supply a vertical synchronization signal V. The vertical synchronization signal V and horizontal synchronization signal H from the synchronization circuit 50 are also supplied to the control circuit. The signal processing section 45 includes amplifiers 54 to 5.
6, A/D converters 57-59, arithmetic circuits 60-6
2. Frame memories 63 to 65 are provided. First,
Second and third linear image sensors 19, 30
and 41, the amount of charge corresponding to the amount of reflected light from the sample 17 is accumulated in each element, so the amount of charge is read out synchronously based on the readout clock pulse, and
A/D converters 57, 58 are amplified through amplifiers 54, 55, and 56 connected to
After converting into a digital signal in and 59, it is sent to the frame memory 6 via arithmetic circuits 60, 61 and 62.
3, 64 and 65. With this configuration, since the amount of charge is read out synchronously from the three linear image sensors 19, 30, and 41,
Image distortion can be effectively prevented from occurring. In this example, the readout frequency f2 of the linear image sensors 19, 30, and 41 is made to match the scanning frequency f1 of the acousto-optic elements 6, 22, and 34, and each element of each linear image sensor is synchronized with main scanning. However, since the linear image sensor has a charge storage ability, there is a difference between the scanning frequency f1 of the acousto-optic element and the readout frequency f2 of each linear image sensor. Even if a shift occurs, problems such as image distortion and color shift will not occur.

本発明においては演算回路60,61および6
2においては種々の演算を行なうことができる
が、本実施例では単純な加算を行なうものとす
る。すなわち、ステージ42を初期位置にセツト
した後、第1及び第2の偏向手段6,22,24
および13を駆動し、3色の光ビームを走査面上
に収束して走査光によるラスタを形成する。同時
にステージ42も光軸方向に動かす。このステー
ジの動く速度は垂直走査の速さに比べて遅くす
る。振動ミラー13が垂直走査期間Tv中に回動
することによつて1フイールド分のそれぞれの色
の画像信号がA/D変換器57〜59から演算回
路60〜62に供給され、これらの画像信号はフ
レームメモリ63〜65にそれぞれ記憶する。次
にステージ42が僅かに動いた後、再び1フイー
ルド分の画像信号が演算回路60〜62に供給さ
れる。これと同時に演算回路へは既にメモリに記
憶されている画像信号を読出し、これを入力画像
信号と加算し、加算した画像信号を再びメモリに
記憶する。以下、ステージ42を光軸方向に移動
させながら順次画像信号を処理する。このように
してメモリ63〜65にはステージ42を初期位
置から予じめ決めた範囲だけ光軸方向に変位させ
たときに得られる多数のフイールド画像の加算さ
れた画像信号が得られる。この画像信号を合成回
路47に供給してカラーテレビジヨン信号として
モニタ48で映出したりビデオテープレコーダ4
9で記録する。また、フイルム上に撮影する場合
には、モニタ48上に映出されるカラー画像をス
チールカメラ66を用いてカラーフイルム上に撮
影する。
In the present invention, the arithmetic circuits 60, 61 and 6
2, various operations can be performed, but in this embodiment, simple addition is performed. That is, after setting the stage 42 to the initial position, the first and second deflecting means 6, 22, 24
and 13 are driven to converge light beams of three colors onto the scanning surface to form a raster of scanning light. At the same time, the stage 42 is also moved in the optical axis direction. The moving speed of this stage is made slower than the vertical scanning speed. As the vibrating mirror 13 rotates during the vertical scanning period Tv, image signals of each color for one field are supplied from the A/D converters 57 to 59 to the calculation circuits 60 to 62, and these image signals are are stored in frame memories 63 to 65, respectively. Next, after the stage 42 moves slightly, the image signal for one field is again supplied to the calculation circuits 60 to 62. At the same time, the image signal already stored in the memory is read into the arithmetic circuit, this is added to the input image signal, and the added image signal is stored in the memory again. Thereafter, the image signals are sequentially processed while moving the stage 42 in the optical axis direction. In this way, an image signal obtained by adding a large number of field images obtained when the stage 42 is displaced in the optical axis direction by a predetermined range from the initial position is obtained in the memories 63 to 65. This image signal is supplied to a synthesis circuit 47 and displayed on a monitor 48 as a color television signal, or is displayed on a video tape recorder 4.
Record at 9. Further, when photographing on film, the color image displayed on the monitor 48 is photographed on the color film using the still camera 66.

演算回路60〜62における演算は上述した加
算だけに限られるものではなく、種々の演算を行
なうことができる。例えばステージ42を光軸方
向に変位している間に得られる画像信号につい
て、各画素の最大値をメモリに記憶することもで
きる。これは順次入力される画像信号とメモリに
記憶されている画像信号との大小を比較し、入力
画像信号が大きいときだけメモリの記憶内容を更
新することにより容易に実現することができる。
The calculations in the calculation circuits 60 to 62 are not limited to the above-mentioned addition, and various calculations can be performed. For example, for image signals obtained while displacing the stage 42 in the optical axis direction, the maximum value of each pixel can be stored in the memory. This can be easily achieved by comparing the magnitudes of the sequentially inputted image signals and the image signals stored in the memory and updating the stored contents of the memory only when the input image signal is large.

さらに、演算処理によつて種々の内挿を行なう
こともでき、目的に応じた最適の画像を得ること
ができる。
Furthermore, various interpolations can be performed through arithmetic processing, and an optimal image can be obtained depending on the purpose.

また、ステージ42の移動速度は必らずしも一
定とする必要はなく、例えば物体の暗い部分を撮
像するときには遅くし、明るい部分を撮像うると
きには速くすることができ、これによつて明るさ
が一様な画像を再生することができる。
Furthermore, the moving speed of the stage 42 does not necessarily need to be constant; for example, it can be made slower when imaging a dark part of the object, and faster when imaging a brighter part, thereby increasing the brightness. can reproduce a uniform image.

第3図はリニアイメージセンサ上に投影される
ビームスポツトとリニアイメージセサを構成する
各素子との関係を示す平面図である。本実施例で
は3個のリニアイメージセンサ19,30及び4
1を同一構成としているので、赤色光を受光する
第1のリニアイメージセンサ19を以つて説明す
る。試料17からの反射光はリニアイメージセン
サ19上に微小スポツト状に投影されるが、本例
では投影されるビームスポツトBSの径を各素子
19a〜19nの受光面より若干大きいスポツト
径となるように構成する。投影されたビームスポ
ツトBSは、素子19a〜19nの配列方向であ
るX方向に順次偏向されるから、試料17からの
反射光は各素子19a〜19nにより順次1次元
的に受光され、試料17からの反射光量に応じた
電荷が各素子に蓄積され、光電出力信号に変換さ
れる。本例のように試料17からの反射光をイメ
ージセンサ19の各素子の受光面より大きいスポ
ツト径として入射させる構成とすれば、イメージ
センサ19に対する入射光の位置誤差を生じた場
合や外乱振動に対して安定になる。特にズームで
撮影する場合には光ビームのスポツト径が変動し
易いため、ズーム撮影機能を具える撮像装置に有
効である。
FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the beam spot projected onto the linear image sensor and each element constituting the linear image sensor. In this embodiment, three linear image sensors 19, 30 and 4 are used.
1 have the same configuration, the first linear image sensor 19 that receives red light will be explained. The reflected light from the sample 17 is projected onto the linear image sensor 19 in the form of a minute spot, but in this example, the diameter of the projected beam spot BS is set to be slightly larger than the light receiving surface of each element 19a to 19n. Configure. The projected beam spot BS is sequentially deflected in the X direction, which is the arrangement direction of the elements 19a to 19n, so that the reflected light from the sample 17 is one-dimensionally received by each element 19a to 19n, and is reflected from the sample 17. A charge corresponding to the amount of reflected light is accumulated in each element and converted into a photoelectric output signal. If the configuration is such that the reflected light from the sample 17 is incident as a spot diameter larger than the light-receiving surface of each element of the image sensor 19 as in this example, there is a possibility that a positional error of the incident light with respect to the image sensor 19 or disturbance vibration may occur. becomes stable. In particular, when photographing with zoom, the spot diameter of the light beam is likely to change, so this is effective for an imaging apparatus equipped with a zoom photographing function.

第4図は、リニアイメージセンサの読出し周波
数と各素子に蓄積される電荷量との関係を示すグ
ラフである。上述した実施例では音響光学素子
6,22及び34の走査周波数f1とリニアイメー
ジセンサ19,30及び41の読出し周波数f2
を1:1の関係としたが、リニアイメージセンサ
は電荷蓄積能力を具えているから同期させる必要
はなく、音響光学素子による走査周波数f1を読出
し周波数f2より大きくなるように設定することが
できる。本例ではこの電荷蓄積効果を利用した例
を示す。第4図Aは、リニアイメージセンサの読
出し周波数f2が光ビームの主走査方向の走査周波
数f1と等しい場合、すなわち、光ビームで1回試
料を走査する毎に素子に蓄積された電荷量を読出
す構成とした場合の蓄積電荷量を示し、同時Bは
f1=2f2の場合、すなわち光ビームで2回試料を
走査してから素子に蓄積された電荷量を読出す構
成とした場合の蓄積電荷量を示し、同図Cはf1
3f2の場合、すなわち光ビームで3回試料を走査
してから素子に蓄積されて電荷量を読出す構成と
した場合の蓄積電荷量を示している。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the readout frequency of the linear image sensor and the amount of charge accumulated in each element. In the embodiment described above, the scanning frequency f 1 of the acousto-optic elements 6, 22, and 34 and the readout frequency f 2 of the linear image sensors 19, 30, and 41 were in a 1:1 relationship, but the linear image sensor has a charge storage capacity. , there is no need for synchronization, and the scanning frequency f 1 by the acousto-optic element can be set to be higher than the readout frequency f 2 . This example shows an example that utilizes this charge accumulation effect. Figure 4A shows the case where the readout frequency f2 of the linear image sensor is equal to the scanning frequency f1 in the main scanning direction of the light beam, that is, the amount of charge accumulated in the element each time the sample is scanned once with the light beam. The amount of accumulated charge is shown when the configuration is read out, and the simultaneous B is
C shows the amount of accumulated charge when f 1 = 2f 2 , that is, when the sample is scanned twice with a light beam and then the amount of charge accumulated in the element is read out.
3f 2 , that is, the amount of accumulated charge is shown in the case of a configuration in which the sample is scanned three times with a light beam and then the amount of charge accumulated in the element is read out.

このように、試料17からの反射光を各イメー
ジセンサ19,30及び41で複数回受光するよ
うに構成すれば、光ビームによる主走査周波数f1
とイメージセンサの読出し周波数f2とを等しく設
定する場合に比べて光源のノイズの影響が平均化
されるため実質的に光電出力信号のS/N比を向
上させることができる。勿論、この場合、イメー
ジセンサの読出し周波数f2は常に一定とし、所定
のテレビジヨンレートの信号を得ることができ
る。
In this way, if the image sensors 19, 30, and 41 are configured to receive the reflected light from the sample 17 multiple times, the main scanning frequency f1 of the light beam can be increased.
Compared to the case where the readout frequency f 2 of the image sensor and the readout frequency f 2 of the image sensor are set equal, the influence of the noise of the light source is averaged out, so that the S/N ratio of the photoelectric output signal can be substantially improved. Of course, in this case, the readout frequency f2 of the image sensor is always constant, and a signal at a predetermined television rate can be obtained.

第4図ではイメージセンサの読出し周波数を変
えるようにしたが、これを一定とし、音響光学素
子による走査周波数を変えるようにしても同様の
効果が得られることは勿論である。
In FIG. 4, the readout frequency of the image sensor is changed, but it goes without saying that the same effect can be obtained even if the readout frequency of the image sensor is kept constant and the scanning frequency of the acousto-optic element is changed.

次に解像度について説明する。第5図Aは従来
の光学式走査型顕微鏡撮像装置による試料上の走
査状態を模式的に示す線図であり、第5図Bは本
発明による顕微鏡撮像装置による試料上の走査状
態を模式的に示す線図である。従来の化学式走査
型顕微鏡装置では、出力の小さい光源を用いる場
合には走査速度を遅くして走査線密度を小さく設
定せざるを得ず、このため走査線間に存在する光
学情報が欠落する不都合が生じていた。一方、光
ビームの主走査方向の走査周波数f1をイメージセ
ンサ19,30及び41の読出し周波数f2のほぼ
整数倍となるように設定すれば、主走査速度を増
加し走査線密度を高くしてもほぼ同等の大きさの
光電出力信号を得ることができる。この結果、光
電出力信号のS/N比が劣化したり、光ビームの
走査速度を遅くすることなく走査線密度を等価的
に高く設定でき、より正確に試料の光学情報を再
現することができる。特に、従来の光学式走査型
顕微鏡によりホトマスクやレチクルパターンのパ
ターン欠陥検査を行なう場合には、微小な欠陥が
走査線間に存在してしまい欠陥を見逃すことが
応々にしてあつたので、走査線密度を等価的に高
く設定できることは、パターン欠陥検査装置にき
わめて有効である。
Next, resolution will be explained. FIG. 5A is a diagram schematically showing the scanning state on a sample by the conventional optical scanning microscope imaging device, and FIG. 5B is a diagram schematically showing the scanning state on the sample by the microscope imaging device according to the present invention. FIG. In conventional chemical scanning microscope devices, when using a light source with low output, the scanning speed must be slowed down and the scanning line density must be set low, resulting in the inconvenience that optical information existing between the scanning lines is lost. was occurring. On the other hand, if the scanning frequency f 1 of the light beam in the main scanning direction is set to be approximately an integral multiple of the readout frequency f 2 of the image sensors 19, 30, and 41, the main scanning speed can be increased and the scanning line density can be increased. However, it is possible to obtain a photoelectric output signal of approximately the same magnitude. As a result, the scanning line density can be set equivalently high without deteriorating the S/N ratio of the photoelectric output signal or slowing down the scanning speed of the light beam, making it possible to more accurately reproduce the optical information of the sample. . In particular, when inspecting pattern defects on photomasks and reticle patterns using conventional optical scanning microscopes, microscopic defects often exist between scanning lines and are often overlooked. Being able to set the line density to an equivalently high value is extremely effective for pattern defect inspection equipment.

次に、色収差の防止について説明する。 Next, prevention of chromatic aberration will be explained.

カラー撮像装置では3原色の光ビームを光学素
子を介して試料に照射するため光学素子による色
収差を補正する必要がある。本例では各リニアイ
メージセンサ19,30及び41の前方に光軸方
向に移動可能に配置した第1〜第3の凹レンズ1
8,28及び40の光軸方向の各位置を調整する
と共に各リニアイメージセンサの光軸方向の位置
を調整して色収差を除去する。まず、3原色のう
ち中間の波長域にある緑色光を基準として光学系
を収差のない状態に設定する。この場合第2の凹
レンズ28の位置を変化させて調整すると調整が
容易になる。この状態において試料17からの反
射光が第1及び第3のリニアイメージセンサ19
及び41上に所定にビームスポツト径で結像する
ように第1及び第3の凹レンズ18及び40を適
切に光軸方向に移動させると共にリニアイメージ
センサ19及び41の光軸方向の位置を調整して
赤色及び青色について色収差を除去する。
In a color imaging device, a sample is irradiated with light beams of three primary colors through optical elements, so it is necessary to correct chromatic aberration caused by the optical elements. In this example, first to third concave lenses 1 are arranged movably in the optical axis direction in front of each linear image sensor 19, 30, and 41.
8, 28, and 40 in the optical axis direction, and also adjust the position of each linear image sensor in the optical axis direction to remove chromatic aberration. First, the optical system is set to be free from aberrations using green light, which is in the middle wavelength range of the three primary colors, as a reference. In this case, adjustment is facilitated by changing the position of the second concave lens 28. In this state, the reflected light from the sample 17 is transmitted to the first and third linear image sensors 19.
The first and third concave lenses 18 and 40 are appropriately moved in the optical axis direction, and the positions of the linear image sensors 19 and 41 in the optical axis direction are adjusted so as to form an image with a predetermined beam spot diameter on the linear image sensors 19 and 41. to remove chromatic aberration for red and blue.

本例のように凹レンズを用いて色収差を除去す
れば、各リニアイメージセンサに入射する光束に
振れ角を大きくできる利点がある。尚、凹レンズ
の代りに変倍レンズ系を用いて色収差を除去する
こともできる。
If chromatic aberration is removed using a concave lens as in this example, there is an advantage that the deflection angle of the light beam incident on each linear image sensor can be increased. Note that chromatic aberration can also be removed by using a variable magnification lens system instead of a concave lens.

本発明は上述した実施例だけに限定されるもの
ではなく幾多の変形や変更が可能である。例えば
上述した実施例では、赤、緑及び青の3本の光ビ
ームを試料に投射する構成としたが、赤と青のよ
うに2色の光ビームを投射する構成としてもよい
し、また1色の光ビームを用いてもよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be modified and changed in many ways. For example, in the above-described embodiment, the configuration was such that three light beams of red, green, and blue are projected onto the sample, but it may also be configured that two color light beams such as red and blue are projected, or one color beam may be projected onto the sample. Colored light beams may also be used.

また、上述した実施例では試料からの反射光を
用いて撮像する構成としたが、試料からの透過光
を利用して撮像する構成とすることもできる。
Further, in the above-described embodiments, the configuration is such that the image is taken using the reflected light from the sample, but it is also possible to use the configuration that the image is taken using the transmitted light from the sample.

更に、光ビームを偏向する手段としては例えば
ポリゴンミラー等の任意の偏向手段を用いること
ができる。
Further, as a means for deflecting the light beam, any deflecting means such as a polygon mirror can be used.

また、偏向手段による走査周波数f1とリニアイ
メージセンサの読出し周波数f2とは必ずしも整数
倍の関係を持たせる必要はなく、例えば走査周波
数f1のリニアイメージセンサの読出し周波数に対
する倍率が大きい場合には整数倍とならなくても
画像上不都合を生ずることはない。
Furthermore, the scanning frequency f 1 by the deflection means and the readout frequency f 2 of the linear image sensor do not necessarily have to have an integral multiple relationship. Even if it is not an integer multiple, there will be no problem with the image.

更に、上述した実施例では3原色光ビーム毎に
音響光学素子を配置した構成としたが、各原色光
ビームを単一音響光学素子に入射させて高速振動
させることもできる。この場合音響光学素子への
最適入射角は、光の波長により相異しているので
各光ビームを同一平面内で入射角を変えて単一の
音響光学素子に入射させてX方向に変更させた
り、3原色光ビームを異なる平面に沿つて単一の
音響光学素子に入射させることもできる。このよ
うに、単一の音響光学素子を用いる場合には、音
響光学素子から異なる方向に出射する光ビームを
共通の振動ミラーに入射させるための光学系が必
要になるが、音響光学素子は高価であるから装置
全体としての価格を安価にできる。
Further, in the above-described embodiment, an acousto-optic element is arranged for each of the three primary color light beams, but it is also possible to make each primary color light beam incident on a single acousto-optic element and cause it to vibrate at high speed. In this case, the optimal angle of incidence on the acousto-optic element differs depending on the wavelength of the light, so each light beam is made incident on a single acousto-optic element by changing the angle of incidence within the same plane and changed in the X direction. Alternatively, the three primary color light beams can be incident on a single acousto-optic element along different planes. In this way, when using a single acousto-optic element, an optical system is required to direct the light beams emitted from the acousto-optic element in different directions into a common vibrating mirror, but the acousto-optic element is expensive. Therefore, the price of the entire device can be reduced.

さらに上述した実施例ではステージを光軸方向
に移動させたが、ステージを固定しておき、対物
レンズを含む光学系全体を移動させることもでき
る。
Further, in the above-described embodiment, the stage is moved in the optical axis direction, but it is also possible to keep the stage fixed and move the entire optical system including the objective lens.

また、リニアイメージセンサの光電出力信号を
直接モニタに供給して画像を映出し、これをカメ
ラを用いてフイルム上に撮影することもできる
が、上述した実施例のように、リニアイメージセ
ンサの光電出力信号を演算処理して記憶した後に
モニタに映出する方が、演算処理によつて種々の
画像処理を施すことができるので好適である。
Alternatively, the photoelectric output signal of the linear image sensor can be directly supplied to a monitor to display an image, and this can be photographed on film using a camera. It is preferable to perform arithmetic processing on the output signal, store it, and then display it on a monitor because various image processing can be performed through the arithmetic processing.

(発明の効果) 以上説明した本発明による効果を要約すると次
の通りである。
(Effects of the Invention) The effects of the present invention explained above are summarized as follows.

(1) 2次元に偏向された光ビームを収束して走査
面に投射し、この走査面と物体とを光軸方向に
相対的に変位させるようにしたため、明るい画
像が得られるとともに、微小な物体の撮像を行
なうこともできる。
(1) A two-dimensionally deflected light beam is converged and projected onto the scanning plane, and the scanning plane and the object are displaced relative to each other in the optical axis direction. It is also possible to image objects.

(2) リニアイメージセンサの光電出力信号を演算
処理するので、種々の用途に対して最適な画像
を得ることができる。
(2) Since the photoelectric output signal of the linear image sensor is processed, it is possible to obtain optimal images for various uses.

(3) 副走査を行なう振動ミラーを各光ビームに対
して共通に用いているから、垂直方向の色ず
れ、すなわちレジストレーシヨンエラーの発生
を防止することができる。
(3) Since a vibrating mirror that performs sub-scanning is commonly used for each light beam, it is possible to prevent vertical color shift, that is, registration error.

(4) 光電変換素子として電荷蓄積効果を有するリ
ニアイメージセンサを用い各リニアイメージセ
ンサをそれぞれ同期して読出す構成としている
から、光ビームの走査速度が変動しても画像歪
みや色ずれ等の発生を完全に防止できる。
(4) Since a linear image sensor with a charge accumulation effect is used as a photoelectric conversion element, and each linear image sensor is read out synchronously, even if the scanning speed of the light beam changes, image distortion and color shift will not occur. Occurrence can be completely prevented.

(5) 各色成分の光ビームの走査周波数をリニアイ
メージセンサの読出し周波数のほぼ整数倍とな
るように設定すれば、光源のノイズの影響が平
均化されるため実質的にS/Nの高いカラー画
像信号を得ることができる。しかも、光ビーム
の走査速度を遅くすることなく等価的に走査線
密度を高くすることができ、試料の光学情報の
欠落を回避できる。特にリニアイメージセンサ
は1000画素以上のものを得ることができるの
で、高解像度の画像信号を形成することができ
る。
(5) If the scanning frequency of the light beam for each color component is set to be approximately an integer multiple of the readout frequency of the linear image sensor, the effects of noise from the light source will be averaged out, resulting in colors with a substantially high S/N ratio. An image signal can be obtained. Furthermore, the scanning line density can be equivalently increased without slowing down the scanning speed of the light beam, and loss of optical information on the sample can be avoided. In particular, a linear image sensor can obtain 1000 pixels or more, so it can form a high-resolution image signal.

(6) 生体試料を観察する場合、レーザ光は生体中
に含まれる微量の蛍光成分を励起でき、一方リ
ニアイメージセンサは蛍光領域にも感度を有し
ているので、蛍光フイルタを用いることなく生
体像を正確に再現できる。
(6) When observing biological samples, laser light can excite minute amounts of fluorescent components contained in living organisms, while linear image sensors are also sensitive to the fluorescent region, so they can be used to observe biological samples without using a fluorescence filter. Images can be accurately reproduced.

(7) 一般に凹凸のある物体の線幅のような寸法を
測定する場合、ピントの合わせ方によつて測定
値が大きくバラツク欠点があつた。すなわち、
ピントの合わせ方によつてエツジの波長の鋭さ
が変わるので、スライスを同じようにかけると
線幅の測定値が異なつてくる。したがつて、測
定結果に個人差が出たり、同一人が測定しても
測定毎に差が出る欠点があつた。
(7) Generally, when measuring a dimension such as line width of an uneven object, there was a drawback that the measured value varied widely depending on the focusing method. That is,
The sharpness of the edge wavelength changes depending on how you focus, so if you slice it in the same way, the measured line width will differ. Therefore, there are disadvantages in that measurement results may vary from person to person, or may vary from measurement to measurement even when performed by the same person.

これに対し、本発明の撮像装置によれば凹凸
のある物体の全体に亘つてピントの合つた像が
得られるので線幅等の寸法測定をきわめて正確
に行うことができ、個人差等は生じない。
On the other hand, according to the imaging device of the present invention, a focused image can be obtained over the entire surface of an uneven object, so dimensions such as line width can be measured extremely accurately, and individual differences are avoided. do not have.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による撮像装置の一例の構成を
示す線図、第2図は駆動回路および信号処理部の
一例の構成を示す回路図、第3図はリニアイメー
ジセンサ上に投影されるビームスポツトと素子と
の関係を示す平面図、第4図A〜Cはリニアイメ
ージセンサの読出し周波数と蓄積電荷量との関係
を示すグラフ、第5図A及びBは試料上の走査線
の状態を示す線図である。 1……赤色光源、2……緑色光源、3……青色
光源、4,20,32……エキスパンダ、5,2
1,26,33,38……直角プリズム、6,2
2,34……音響光学素子、7,8,14,1
5,23,24,35,36……リレーレンズ、
9,25,37……偏光プリズム、10,27,
39……1/4波長板、11,12……ダイクロイ
ツクプリズム、13……振動ミラー、16……対
物レンズ、17……試料、18,28,40……
凹レンズ、19,30,41……リニアイメージ
センサ、42……ステージ、43……ステージ駆
動機構、44……ステージ駆動回路、45……信
号処理部、46……制御回路、47……合成回
路、48……モニタ、49……VTR、50……
同期回路、51……クロツク発生回路、52……
音響光学素子駆動回路、53……振動ミラー駆動
回路、54〜56……増幅器、57〜59……
A/D変換器、60〜62……演算回路、63〜
65……フレームメモリ、66……カメラ、BS
……ビームスポツト。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an example of an imaging device according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of an example of a drive circuit and a signal processing section, and FIG. 3 is a beam projected onto a linear image sensor. A plan view showing the relationship between a spot and an element, FIGS. 4A to 4C are graphs showing the relationship between the readout frequency of the linear image sensor and the amount of accumulated charge, and FIGS. 5A and B show the state of the scanning line on the sample. FIG. 1... Red light source, 2... Green light source, 3... Blue light source, 4, 20, 32... Expander, 5, 2
1, 26, 33, 38...Right angle prism, 6, 2
2, 34... Acousto-optic element, 7, 8, 14, 1
5, 23, 24, 35, 36...Relay lens,
9, 25, 37...Polarizing prism, 10, 27,
39...1/4 wavelength plate, 11, 12...Dichroic prism, 13...Vibrating mirror, 16...Objective lens, 17...Sample, 18, 28, 40...
Concave lens, 19, 30, 41... linear image sensor, 42... stage, 43... stage drive mechanism, 44... stage drive circuit, 45... signal processing section, 46... control circuit, 47... synthesis circuit , 48...Monitor, 49...VTR, 50...
Synchronous circuit, 51...Clock generation circuit, 52...
Acousto-optic element drive circuit, 53... Vibrating mirror drive circuit, 54-56... Amplifier, 57-59...
A/D converter, 60-62...Arithmetic circuit, 63-
65...Frame memory, 66...Camera, BS
...beam spot.

【特許請求の範囲】[Claims]

1 テレビ放送を受信し再送信する再送信装置
と、複数個の映像信号再生器又は映像信号発生器
からの映像信号でそれぞれ異なつた搬送周波数を
変調する複数個の変調器と、上記再送信装置から
の一般放送出力信号及び上記変調器からの自主放
送出力信号及び双方向データ通信用信号波を合成
する混合器と、上記双方向データ通信用信号波を
出力し所定のプログラムに従いその通信制御を行
なうセンタCPUと、上記混合器に同軸ケーブル
及び分配器あるいは分岐器を介して接続され入力
される一般放送信号及び自主放送信号の中から特
定のチヤンネルを上記センタCPUからの指示に
より選局すると共にセンタCPUとの間で双方向
データ通信を行なう複数個の端末コンバータと、
この複数個の端末コンバータに接続され該端末コ
1. A retransmission device that receives and retransmits television broadcasts, a plurality of modulators that modulate different carrier frequencies with video signals from a plurality of video signal regenerators or video signal generators, and the above-mentioned retransmission device. a mixer for synthesizing the general broadcasting output signal from the above, the independent broadcasting output signal from the modulator, and a signal wave for two-way data communication; and a mixer for outputting the signal wave for two-way data communication and controlling the communication according to a predetermined program. The center CPU that performs broadcasting selects a specific channel from among the general broadcast signals and independent broadcast signals that are connected to the mixer via a coaxial cable and a distributor or a branch, and selects a specific channel according to instructions from the center CPU. Multiple terminal converters that perform bidirectional data communication with the center CPU,
This terminal converter is connected to the terminal converter.

Claims (1)

せる変位手段と、前記主走査方向に1次元的に配
列された複数の受光素子を有し、試料からの透過
光を前記第2偏向手段と同期して動作する偏向手
段を介して受光するリニアイメージセンサと、前
記変位手段による相対変位の間に前記リニアイメ
ージセンサから出力される光電出力信号を演算処
理し、記憶する信号処理部と、この信号処理部の
出力信号を受けて試料の像を再生するモニタ部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
a linear displacement device, which has a plurality of light-receiving elements arranged one-dimensionally in the main scanning direction, and receives transmitted light from the sample via a deflection device that operates in synchronization with the second deflection device; an image sensor; a signal processing unit that processes and stores a photoelectric output signal output from the linear image sensor during relative displacement by the displacement means; and an image of the sample upon receiving the output signal of the signal processing unit. An imaging device comprising: a monitor unit for reproducing images.
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