JP4237348B2

JP4237348B2 - 顕微分光装置

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Publication number: JP4237348B2
Application number: JP26732499A
Authority: JP
Inventors: 利之名越; 高雅千坂
Original assignee: Jasco Corp
Current assignee: Jasco Corp
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: JP2001091453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡により試料の拡大像観察と被測定物のスペクトル測定を行い得る顕微分光装置、特に顕微分光装置で試料のスペクトル測定を行う際に必要となるアパーチャの設定操作の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡により試料の拡大像を観察し、さらに試料のより詳しい解析のためにスペクトルを測定する手段は、現代において様々な分野で用いられている。
このように試料からスペクトル測定を行う際には、特定部位からのスペクトルのみを測定するためにアパーチャが設定される。例えば、試料として基板を用い、その基板上に付着した汚れのスペクトルを測定するためには、試料の観察像全体では汚れの他に基板のスペクトルを採取してしまうため、アパーチャを汚れのスペクトルのみ測定するように設定するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、アパーチャの設定は試料の観察像を見ながら行っていたが、スペクトル測定対象部位の形状は様々であるのに対し、アパーチャの形状は矩形であった。このため、スペクトル測定対象部位に合わせたアパーチャの設定は難しく、困難なものであった。
また、試料のマッピングスペクトルを測定する際にもアパーチャを用いていたが測定対象部位の形状に合わせた格子点の配置は難しいものであった。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、試料のスペクトル測定対象部位の形状に合わせて、簡単に最適なアパーチャを設定し得る装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明にかかる顕微分光装置は、試料の拡大像を観察し得る顕微鏡を備え、スペクトル測定を行い得る顕微分光装置において、試料の顕微鏡観察像を取り込む画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段によって取り込まれた試料観察画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された試料観察画像からスペクトルを採取するスペクトル測定対象部位を指定し、スペクトル測定を行う領域を設定するための測定領域指定手段と、前記測定領域指定手段によって設定されたスペクトル測定領域からスペクトルを採取可能に設定されるマスク手段と、試料のスペクトル測定領域からスペクトルを採取するスペクトル採取手段とを備えており、前記測定領域指定手段により試料観察画像からスペクトル測定を所望するスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定すると、指定されたスペクトル測定対象部位の輪郭線が測定領域指定画像の一部として前記表示手段上に表示され、該表示手段に表示された前記測定領域指定画像の輪郭線を使用してスペクトル測定を行う領域を前記測定領域指定手段によって設定すると、前記設定に基づいてマスク手段の設定が行われることを特徴とする。
【０００５】
また本発明において、該測定領域指定手段によってスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定する機構が、表示手段に表示され、該測定領域指定手段の操作によって移動するポインターもしくは前記測定領域指定手段として表示手段上の表示画像から位置情報を読みとる機器を使用し、前記ポインタもしくは前記機器によって試料観察画像からスペクトル測定対象部位の輪郭線をなぞるものであることが好適である。
また本発明において、該測定領域指定手段によってスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定する機構が、表示手段に表示され、該測定領域指定手段の操作によって移動するポインターもしくは前記測定領域指定手段として表示手段上の表示画像から位置情報を読みとる機器を使用し、前記ポインタもしくは前記機器によって試料観察画像からスペクトル測定対象部位の輪郭の一部を指定すると、指定箇所が示す明度、あるいは色彩が同じである領域を認識し、その領域の外周を輪郭線と認識するもの、もしくは指定箇所の示す明度、あるいは色彩の変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域を選択し、さらにその選択領域が示す明度、あるいは色彩の変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域を選択して行く作業を繰り返すことによって輪郭線と認識するものであることが好適である。
また本発明において、該測定領域指定手段によってスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定する機構が、表示手段に表示され、該測定領域指定手段の操作によって移動するポインターもしくは前記測定領域指定手段として表示手段上の表示画像から位置情報を読みとる機器を使用し、前記ポインタもしくは前記機器によって試料観察画像におけるスペクトル測定対象部位の輪郭線上から３つ以上の点を指定することで指定された点を結ぶ多角形を輪郭線と認識するものであることが好適である。
【０００６】
また本発明において、マスク手段が実質的にアパーチャであることが好適である。
また本発明において、測定領域指定画像に表示された輪郭線に基づいて前記輪郭線内で最大の面積となるようにアパーチャを自動設定することが好適である。また本発明において、試料のマッピングスペクトル測定を行うための測定点数とアパーチャの大きさ及び角度を測定領域指定画像に表示された輪郭線をに基づいて自動設定することが好適である。
また本発明において、該測定領域指定手段として、少なくともタッチペン、ライトペン、タッチパネル、マウスのいずれか１つを使用していることが好適である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
顕微鏡を用いて、試料の拡大像を観察し、その中の特定部位からスペクトルを測定して、物質の同定や解析を行う方法は、現代において広く用いられる手段である。この際に必ず必要となることが、特定部位のみからスペクトルを測定するためのマスク手段の設定である。このマスク手段の設定を行わなければ正確なスペクトルを得ることができないため、大変重要な作業である。
本発明は、このマスク手段の設定を簡単にする機構を備えた顕微分光装置を提供し得るものである。
【０００８】
図１に本発明の一実施形態である顕微分光装置の概要図を示す。
同図に示す顕微分光装置２は、試料の拡大像を観察し得る顕微鏡４と、試料の顕微鏡観察像を取り込む画像取り込み手段６と、前記画像取り込み手段６によって取り込まれた試料観察画像を表示する表示手段８と、前記表示手段８に表示された試料観察画像からスペクトルを採取するスペクトル測定対象部位を指定し、スペクトル測定を行う領域を設定するための測定領域指定手段１０と、前記測定領域指定手段１０によって設定されたスペクトル測定領域からスペクトルを採取可能に設定されるマスク手段１２と、試料のスペクトル測定領域からスペクトルを採取するスペクトル採取手段１４とを備えている。
【０００９】
本実施形態においては、スペクトル採取手段１４は分光光度計よりなり、顕微鏡４は分光光度計と接続されており、この分光光度計によってスペクトルの採取が行われる。
また本実施形態においてマスク手段１２は、顕微鏡４内に備えられている。
さらに本実施形態は顕微鏡４、スペクトル採取手段１４である分光光度計はそれぞれパーソナルコンピュータと接続されており、パーソナルコンピュータのＣＰＵ１６によってそれぞれ統括的に制御されている。
【００１０】
そして前記測定領域指定手段１０により試料観察画像からスペクトル測定を所望するスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定すると、指定されたスペクトル測定対象部位の輪郭線が測定領域指定画像として前記表示手段８上に表示され、該表示手段８に表示された前記測定領域指定画像の輪郭線を使用して、スペクトル測定を行う領域を前記測定領域指定手段１０によって設定すると、その設定はＣＰＵ１６から制御手段１８に伝えられ、制御手段１８は前記設定に基づいて駆動手段２０を駆動させ、マスク手段１２の設定を行うのである。
以下、実際に本発明の一実施形態を使用してスペクトル測定を行い、本発明の装置をさらに詳しく説明する。
【００１１】
図２に本発明を適用した赤外顕微分光装置の概要図を示す。
同図に示す赤外顕微分光装置２２は、試料の拡大像を観察し得る顕微鏡２４と、試料の顕微鏡観察像を取り込む画像取り込み手段として三眼ファインダ２６の上方に取り付けられているＣＣＤカメラ２８と、前記ＣＣＤカメラ２８によって取り込まれた試料観察画像を表示する表示手段としてのＣＲＴ３０と、前記ＣＲＴ３０に表示された試料観察画像からスペクトルを採取するスペクトル測定対象部位を指定し、スペクトル測定を行う領域を設定するための測定領域指定手段としてのライトペン３２と、前記ライトペン３２によって設定されたスペクトル測定領域からスペクトルを採取可能に設定されるマスク手段として顕微鏡内に備えられたアパーチャと、試料のスペクトル測定領域からスペクトルを採取するスペクトル採取手段としての赤外分光光度計３４を備えている。
そして本実施形態において顕微鏡２４と赤外分光光度計３４はパーソナルコンピュータ３６に接続され統括制御されている。
【００１２】
実際の観察には試料としてＩＣ基板を使用した。
はじめに顕微鏡２４のスーテジ上に試料をセットし、まずその拡大画像を観察した。表示された試料観察画像を観察して行くと基板上に汚れを発見した。この汚れのスペクトルを測定することとした。
【００１３】
図３（ａ）に試料の観察画像が表示された表示画面の一例を示す。同図に示すようにＣＲＴ３０の画面３８上には試料観察画像表示ウインドウ４０に表示された試料観察画像４２が表示されており、その試料観察画像４２にはスペクトル測定対象部位である汚れ４４が観察されている。この汚れ４４のスペクトルを測定するためにアパーチャの設定が必要であるが、本発明においてはスペクトル測定対象部位からスペクトル測定を行うためのアパーチャの設定を行うに当たり、はじめに測定領域指定手段により試料観察画像４２の基板の観察画像からスペクトル測定を所望するスペクトル測定対象部位である汚れ４４の輪郭線を指定するのである。
【００１４】
輪郭線の指定において、本発明の装置では表示手段に表示され、該測定領域指定手段の操作によって移動するポインタもしくは前記測定領域指定手段として表示手段上の表示画像から位置情報を読みとる機器を使用する。
【００１５】
本実施形態においてはライトペンを使用している。このライトペンはペンの先に光感応機構が備えられており、ライトペンを使用する際は表示画面上の微小な領域から位置識別用の信号光を発信させ、この信号光を高速で表示画面上を走査させることにより、ライトペンがどこから発した信号光を受光したかによって観察者がライトペンによって指定した部位を認識する機器である。このような機器を使用した場合は図３（ａ）に示すようにライトペン４６によって測定対象部位である汚れ４４の輪郭を画面３８上から指定してやればよい。
【００１６】
このライトペンと同様に使用できるものとしてはタッチペンなどが存在する。タッチペンはその指定部位を感知する感知機構をあらかじめ表示画面表面に施しておき、タッチペンの接触が感知された部位から観察者が表示画像上を指定した部位を検出するものである。タッチペンを使用した場合においてもライトペン同様、測定対象部位の画面３８上から測定対象部位である汚れ４４を指定してやればよい。このように測定領域指定手段としてタッチペンやライトペンを使用すれば、ペン感覚で簡単に装置を操作することができる。このように測定領域指定手段として表示手段上の表示画像から位置情報を読みとる機器を使用すれば比較的操作が簡便であるという利点を有する。
【００１７】
またコンピュータで一般的に使用される機器にマウスやタッチパネルなどがある。これらは表示画面上に表示されたポインタをマウスやタッチパネルを操作することによって移動させることによって、ポインタと指定位置とが重なったときに装置に信号を送ることにより、装置に指定位置を認識させるものである。本発明ではこのようなマウスやタッチパネルなども用いることが可能である。マウスやタッチパネルを用いた際には図３（ｂ）に示すように表示画面３８上に表示されたポインタ４８を測定領域指定手段を操作して測定対象部位である汚れ４４の輪郭に合わせて指定してやればよい。
【００１８】
このようにマウスやタッチパネルを測定領域指定手段として使用すれば、これらの機器はコンピュータに備えられていることが一般的であるため特別な外部機器を必要としないという利点がある。
このように本発明は、輪郭線を使用する測定領域指定手段としてライトペンやタッチペン、マウス、タッチパネルなどを使用することが可能である。
【００１９】
本発明の装置においては、アパーチャを設定するために試料観察画像４２からスペクトル測定を所望する部位、つまり汚れ４４の輪郭線を前述の測定領域指定手段によって指定する機構は次の４つの場合が考えられる。一つ目は測定対象領域である汚れ４４の輪郭線をなぞる機構。二つ目は試料観察画像から汚れ４４の輪郭線の一部を指定すると、指定箇所が示す明度、あるいは色彩が同じである領域を認識し、その領域の外周を指定された輪郭線とする機構、三つ目は、試料観察画像から汚れ４４の輪郭線の一部を指定すると、指定箇所が示す明度、あるいは色彩の変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域を輪郭線構成領域として選択し、さらにその選択領域が示す明度、あるいは色彩の変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域を輪郭線構成領域として選択して行く作業を繰り返すことによって連続した輪郭線構成領域を輪郭線とする機構、四つ目は汚れの輪郭線上から３つ以上の点を指定することで指定された点を結ぶ多角形を指定された輪郭線とするものなどである。
以下、順に説明する。
【００２０】
図４に測定領域指定手段によってスペクトル測定対象部位の輪郭線指定機構の説明図を記載している。
まず一つ目の試料観察画像４２からスペクトル測定対象領域である汚れ４４の輪郭線をなぞる機構は、図４（ａ）のように、前述の測定領域指定手段によってスペクトル測定対象領域である汚れ４４の輪郭線をポインタ４８によって連続的に指定していくことによって図４（ａ）に点線で示された指定済み部位５０を輪郭線とするものである。この機構によれば観察者が所望するスペクトル測定対象領域を正確に指定することができるという利点がある。
【００２１】
また二つ目の試料観察画像から汚れ４４の輪郭線の一部を指定すると、指定箇所が示す明度、あるいは色彩が同じである領域を認識し、その領域の外周を指定された輪郭線とする機構は、図４（ｂ）に示すように測定領域指定手段によって汚れ４４の輪郭線の一部にポインタ４８を合わせ、図４（ｂ）では例としてポイント５２を指定すると、図４（ｃ）のように指定箇所が示す明度、あるいは色彩が同じである領域５４を認識し、その領域の外周５６を輪郭線とするものである。この機構によれば観察者は輪郭線としたい領域の一部を指定するだけで輪郭線を指定できるため、輪郭線の指定を非常に簡単に行うことができる。
【００２２】
また三つ目の試料観察画像から輪郭線の一部を指定すると、指定箇所が示す明度、あるいは色彩の変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域を輪郭線構成領域として選択し、さらにその選択領域が示す明度、あるいは色彩の変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域を輪郭線構成領域として選択して行く作業を繰り返すことによって連続した輪郭線構成領域を輪郭線とする機構は、輪郭線の指定は前記二つ目の機構と同様に図４（ｂ）のように指定できるが、輪郭線の認識機構が異なっている。表示画像３８は拡大すると図４（ｄ）のように微小ドット群５８によって構成されており、指定されたドット５２が示す明度あるいは色彩を隣接表示領域であるドット６０〜７４の明度あるいは色彩を比較し、その変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域を輪郭線構成領域として選択する。ここでは仮にドット７２が選択されたとする。するとさらに、そのドット７２が示す明度、あるいは色彩と隣接表示領域であるドット６６〜８０の明度あるいは色彩を比較し、その変化が一番少ない明度あるいは色彩で表示されている隣接表示領域８０を輪郭線構成領域として選択するという作業を繰り返し、図４（ｅ）に示すような連続した輪郭線構成領域８２を輪郭線とするのである。この機構によれば二つ目の機構が有する利点に加え、試料が平らでなくグラデーションがかかって表示されてしまっているようなものであっても正確に輪郭線を認識することができる。
【００２３】
最後に四つ目の試料観察画像の輪郭線上から３つ以上の点を指定することで指定された点を結ぶ多角形を指定された輪郭線とする機構は、図４（ｆ）に示すように測定領域指定手段により汚れ４４の輪郭線から３つ以上の点、ここでは例として点８６〜１０４を指定して行き、その点を結ぶ多角形８４を汚れ４４の輪郭線として認識するのである。この機構によれば、測定対象領域の形状が多角形状に近い形状であった場合、簡単に測定対象領域を指定することができ、また指定する点を増やすことによって一つ目の機構より簡単にしかも観察者がスペクトル測定を行いたいと所望するスペクトル測定対象領域の形状に近い状態で輪郭線を指定することが可能である。
【００２４】
なお本機構を説明するに当たり図４では測定領域指定手段としてマウスを用いており、マウスポインタ４８を使用して輪郭線の指定を行っているが、前記したように測定領域指定手段としてタッチパネルやライトペン、タッチペンなどを用いても同様の機構によって輪郭線の指定が可能である。
また本発明においてはスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定する機構として前述の４つの機構を挙げたが、輪郭線を指定する機構はこれのみの限られるものではなく、他に好適に指定し得る機構があればその機構を用いても良い。
【００２５】
以上説明したように測定領域指定手段によってスペクトル測定領域の輪郭線が指定されると、図５に示すように指定された輪郭線１０６が試料観察画像ウインドウ４０に表示された試料観察画像４２中に表示されると共に、その輪郭線１０６と同じ形状の輪郭線１０８が試料観察画像表示ウインドウ４０とは別画像の測定領域指定画像表示ウインドウ１１０としてＣＲＴ３８上に表示される。
【００２６】
観察者はこの状態のとき、指定された輪郭線１０６がスペクトル測定を所望する部位の輪郭線となっているかを試料観察画像４２に表示された汚れ４４の輪郭と指定した輪郭線１０６とを比較してを確認し、もし図６に示すように輪郭線が違っている場合には、間違っている箇所１１２を測定領域指定手段によって指定し、正しい輪郭線１１４上を再び指定することで修正することができる。そしてこの修正は前記測定領域指定画像表示ウインドウに表示された輪郭線にも反映されるのである。なお、ここでは本実施形態においての修正方法を記載したが、輪郭線の修正方法はこれのみに限られるものではない。
【００２７】
正確な輪郭線の指定ができていることが確認できたら、実際のアパーチャの設定に入る。図２の装置によって前記したような手順によってスペクトル測定領域の輪郭線の指定が終了したものとして、続くアパーチャの設定について説明する。
本発明において特徴的なことは、従来では試行錯誤を繰り返して設定していたアパーチャの設定を、測定領域指定画像上に矩形イメージを設定することによって、その矩形イメージと同形にアパーチャを設定することによって簡単にアパーチャの設定をすることができる点である。
【００２８】
スペクトルを測定する際、その測定方法がいくつか存在する。つまり、前記指定された輪郭線内において、一点からのみスペクトルを採取する一点測定、前記指定された輪郭線内において、複数の点からスペクトルを採取する多点測定、前記指定された輪郭線内において、前記輪郭線を通過する直線でスペクトルを採取する直線測定、前記指定された輪郭線内とその周辺の、広い場所からスペクトルを採取し、広範囲なスペクトルの状態を調べるためのマッピング測定などである。本発明の装置はこれらどのような測定においても対処し得るものである。
以下これら各測定においてのアパーチャの設定方法を説明する。
【００２９】
まずスペクトル測定で最も基本的な一点測定の場合について説明する。図７にアパーチャの設定中の様子を示した説明図を示す。図７に示すように、本発明においてスペクトル測定を所望する部位を含むスペクトル測定領域の輪郭線の指定が終了した後に、試料観察画像４２からスペクトル測定対象領域内においてどの部位のスペクトルを測定したいのかをライトペン３２によって指定すると、測定領域指定画像表示ウインドウ１１０に表示された輪郭線１０８内の指定箇所に対応する部位に、矩形イメージ１１６が現れる。この矩形イメージ１１６が実際の測定において設定されるアパーチャ像となる。
【００３０】
ここで現れた矩形イメージは、図８示すようにライトペン３２を使用して、大きさ、角度を自由に変えることができる。このようにして測定領域指定画像表示ウインドウ１１０内に表示される輪郭線１０８を使用して矩形イメージ１１６の設定を行ったＣＲＴ３８の表示状態が、図９に示すものである。この矩形イメージ１１６の設定は輪郭線１０８内で行うことができ、輪郭線からはみ出さないように確認しながら大きさ、角度の調整ができるため、非常に簡単に最適な形状の矩形イメージを設定することが可能である。そしてこの矩形イメージ１１６に対応してアパーチャが設定されるため、従来、試行錯誤して設定していたアパーチャの設定が非常に簡単に行うことができるようになるのである。
【００３１】
なお、本実施形態においては測定領域指定画像に表示された輪郭線に基づいて前記輪郭線内で最大の面積となるように矩形イメージ１１６の大きさ及び角度を自動設定する事が可能である。このように、本発明において一点測定を行う際には、指定した測定領域内において最大の大きさとなるアパーチャを自動設定することができるようになっていることが好適である。
【００３２】
続いて多点測定の場合の設定であるが、これは一点測定の設定方法とほぼ同じである。図１０にアパーチャの設定中の様子を示した概要図を示す。なお図７、８、９に対応する部位については符号１００を加えて記載している。図１０に示すように、本発明においてスペクトル測定を所望する部位を含むスペクトル測定対象部位の輪郭線２０６の指定が終了した後に、試料観察画像１４２からスペクトルを測定したい部位をライトペン１３２によって複数指定すると、測定領域指定画像表示ウインドウ２１０に表示された輪郭線２０８内の指定箇所に対応する部位に、指定した数と同じだけの矩形イメージ２１６が現れる。
【００３３】
ここで現れた矩形イメージは、一点測定の場合と同様、矩形イメージそれぞれについてライトペン２３２を使用して、大きさ、角度を自由に変えることができる。このようにして測定領域指定画像表示ウインドウ２１０に表示されたスペクトル測定対象部位の輪郭線２０８を使用して矩形イメージ２１６の設定を行ったＣＲＴ２３８の表示状態が、図１１に示すものである。
【００３４】
本実施形態のおいて一点測定の場合と異なる点は、指定された点が複数であるため、各矩形イメージの大きさ、座標、角度の情報を示したリスト２１８が作成される点である。観察者はこのリストによって各矩形イメージの情報を数値的に確認することが可能である。
【００３５】
このように多数の点でのアパーチャの設定を同時に行うことができることによって、一点測定で述べた効果の他に、それぞれの測定領域が重ならずに設定できることや、測定したい領域からはみ出すことなくスペクトル測定を所望した領域内にアパーチャを設定することができるようになり、従来の装置を比較すると非常に効率よく測定を行うことが可能となった。
【００３６】
このように特定部位が示すスペクトルを測定する一点測定や多点測定と多少性質の異なる測定が直線測定とマッピング測定である。
直線測定とマッピング測定は、試料のスペクトルの変化状態を視覚的に捕らえることができ、言い換えれば物質の存在状態を調べることができるものであるため、スペクトル測定を所望する領域を全体的に測定することが必要となり、必然的に測定点数が複数となる上、測定領域も整然と配列されたものとなる。
【００３７】
まず直線測定の場合の設定方法について説明する。図１２にアパーチャ設定中の様子を示した概要図を示す。なお図７、８、９に対応する部位については符号２００を加えて記載している。図１２（ａ）に示すように、本発明においてスペクトル測定を所望する部位を含むスペクトル測定対象部位の輪郭線の指定が終了した後に、試料観察画像２４２からどのような直線に沿ってスペクトルを測定したいのかをライトペン２３２によって指定する。本実施形態におけるこの直線の指定機構は、試料観察画像からスペクトルの直線測定を所望する直線を想定し、その始点３２０と終点３２２をライトペン２３２によって指定するのである。
【００３８】
すると、図１２（ｂ）に示すように、測定領域指定画像表示ウインドウ３１０内には前記直線に対応した矩形イメージ群３２４が自動的に設定される。この矩形イメージ群３２４の一つ一つの矩形イメージ３２６は、大きさ、角度とも一点測定や多点測定の場合のようにライトペン２３２によって調整することが可能であり、どれか一つの矩形イメージについて調整すれば、その調整は設定された矩形イメージ群３２４のすべての矩形イメージに反映されるようになっている。さらに自動設定された矩形イメージ３２４の数が多い場合や少ない場合、つまり測定点数の数が多い場合や少ない場合には測定点の数を観察者が修正できるようになっている。
【００３９】
このようにして設定が終了した測定領域指定画像表示ウインドウ３１０が図１２（ｃ）に示すものである。この矩形イメージ群３２４は一つ一つがアパーチャ像と対応しており、この矩形イメージ３２６それぞれについてアパーチャが設定され、順次スペクトル測定を行うことによって直線測定を行うことが可能なのである。
【００４０】
最後にマッピング測定について説明する。図１３にアパーチャ設定中の様子を示した概要図を示す。なお図７、８、９に対応する部位については符号３００を加えて記載している。マッピング測定は、測定を所望する領域の全体についてスペクトル測定を行うものであるから、前記した他の測定と異なり、スペクトル測定を所望する部位を含むスペクトル測定対象部位の輪郭線の指定が終了した後には、マッピング測定を行うコマンドを装置に入力する事によって、図１３（ａ）に示すように、試料観察画像から指定され、測定領域指定画像表示ウインドウ４１０内に描かれた輪郭線４０８に基づいて、最適となる矩形イメージ群４２８を自動で設定し、表示される。
【００４１】
この矩形イメージ群４２８の一つ一つの矩形イメージ４３０は、大きさ、角度とも前記した直線測定の場合同様、一点測定や多点測定の場合のようにライトペンによって調整することが可能であり、どれか一つの矩形イメージについて調整すれば、その調整は設定された矩形イメージ群４２８のすべての矩形イメージに反映されるようになっている。
【００４２】
また自動設定された矩形イメージのうち、必要ないものが存在する場合は、その不要な矩形イメージを消去することや、必要な箇所に矩形イメージが設定されていなかった場合、そこに矩形イメージを設定するなどの、測定点数を調整することも可能である。
【００４３】
設定が終了した測定領域指定画像４１０を図１３（ｂ）に示す。
このようにして設定が終了したのち、アパーチャを矩形イメージに一つ一つ対応させて行き、順次スペクトルを測定して行くことによって、マッピングスペクトルを測定することが可能なのである。
【００４４】
なお、マッピングスペクトルは、比較のためにスペクトル測定対象部位の周囲のスペクトルデータを採取しておくのが一般的である。このような場合、被測定物画像からの正確な輪郭線の指定は必要とされないため、マッピング測定を行いたい範囲を囲む多角形を想定して、その頂点となる位置を指定し、その指定された点を結ぶ多角形を輪郭線として測定領域指示画像上に表示させても良い。この様子を示したものが図１３（ｃ）である。
【００４５】
同図に示すように、試料観察画像３４２から輪郭線を指定するために、汚れ３４４を囲む多角形４３２を想定し、その多角形４３２を輪郭線として指定している。本実施形態ではこのような多角形を指定する際には、多角形をなぞる必要はなく各頂点を指定することによって、その頂点を結ぶ多角形が指定されたと認識するようになっている。よって観察者は多角形を指定するとき、マッピング測定を行うに当たり、汚れ３４４の周囲のデータをどこまで採取したいのかを考慮して入力すればよいのである。
【００４６】
そして多角形が輪郭線として指定されると、図１３（ｄ）に示したように測定領域指定画像表示ウインドウ４１０内に、指定された多角形４３２と同形の輪郭線４３４が表示され、観察者がマッピング測定を行うコマンドを入力すれば、前記輪郭線４３４に合わせて矩形イメージ群４３６が自動設定されるので、観察者は自分が行いたいマッピング測定の目的に合わせて測定点数や矩形イメージの大きさ、角度などを微調整して測定を行えばよいのである。
【００４７】
このように本発明は、指定された輪郭線に基づいて、矩形イメージが自動設定され、その矩形イメージを調整することで、マッピング測定を行うためのアパーチャ設定が可能であるから、従来、複雑な形状のスペクトル測定対象部位に対して設定することが困難であったアパーチャの格子点を視覚的に確認しながら、簡単に最適なアパーチャを設定することが可能なのである。
また輪郭線を多角形で指定する方法であれば、マッピング測定を行いたいと所望する範囲に輪郭線を簡単に指定することができ、非常に簡便にアパーチャの設定を行うことができる。
【００４８】
以上４通りのスペクトル測定について説明してきたが、このように本発明は、表示手段上に表示された測定領域指定画像の輪郭線を使用して、測定領域指定手段によって、スペクトル測定を行う領域を矩形イメージによって設定することによって、その設定は、コンピュータから制御手段に伝えられ、制御手段は前記設定に基づいて顕微鏡内に備えられた駆動手段を駆動させ、矩形イメージと同形のアパーチャ像となるようにアパーチャが設定されるので、非常に簡単にアパーチャを設定できる上、設定方法も直感的でわかりやすものとすることが可能である。
本実施形態はアパーチャ設定後のスペクトル測定を行う手順は従来機と同様に行うことができるものである。
【００４９】
また、本実施形態においては試料観察画像の拡大像をはり合わせて試料の全体拡大像を作成することが可能である。そして全体拡大像を観察しながらスペクトル測定対象部位を決定し、そのスペクトル測定対象部位からスペクトルを測定することが可能である。図１４に試料の全体拡大像からスペクトル測定対象部位を決定し、スペクトル測定を行う過程の説明図を記載する。
【００５０】
同図（ａ）に示す全体拡大画像１３８は各領域ごとに試料観察画像を取り込み、装置内の記憶装置に記憶した観察画像を張り合わせて、表示手段の画面上に表示されている。そして観察者が、試料の全体拡大画像１３８を観察していて、スペクトルの採取を所望する部位を見つけたときには、その部位を測定領域指定手段によって指定するのである。
【００５１】
スペクトル採取希望部位が指定されると、装置は指定部位が占める領域の位置を確認し、その領域の実像を表示画面１４８に映し出すのである。今、仮にスペクトル採取希望部位が領域１４０であったとする。装置はこの領域の位置データを記憶装置から読み出し、図１４（ｂ）に示すように試料観察画像表示ウインドウ１４２内に領域１４０の実像観察像１４４を表示する。観察者はこの実像観察像１４４から前記したように、測定領域指定手段によってスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定し、測定領域指定画像表示ウインドウ１４６内に表示される指定した輪郭線と同じ形状をした輪郭線を使用して、矩形イメージを設定し、前述した各種スペクトル測定を行いことができるのである。
【００５２】
そして、このようにスペクトル測定対象部位の輪郭線が指定されると、再び全体拡大画像１３８を表示手段上に表示させた際に、図１４（ｃ）に示すように、領域１４０には指定されたスペクトル測定対象領域の輪郭線が表示されるように構成されている。
【００５３】
このように全体拡大画像を使用してスペクトル測定する部位が観察できると、全体が見渡すことができるため特徴的な部位を発見しやすくなるという利点があるとともに、一度輪郭線を指定するとその輪郭線が全体拡大像にも表示されるため何度も同じ場所でスペクトルを撮影してしまうような間違いを防止することが可能である。
なおここで言う全体拡大像とは試料の全体像とは限らず、試料が大きい場合には、試料観察画像として表示可能な範囲の全体像であっても良い。
【００５４】
以上のように設定されたアパーチャによって汚れのスペクトルを測定したところ、従来機を使用して得られた結果と比較しても矛盾のない確かな結果を得ることができた。これによって本実施形態の顕微分光光度計のアパーチャ設定が正確なものであることが確かめられた。さらに従来機で行った測定時間と比較すると、本実施形態を使用して行った測定のほうがアパーチャの設定が非常に簡単にできるため、測定時間を短縮することができていた。
【００５５】
なお、本実施形態においては被測定物画像と測定領域指定画像を同一画面上に表示する形態をとったがこれのみに限られるものではなく、必要に応じて順次どちらか一つの画像を表示するものや、観察者の意志によって表示画像を指定できるような構成であっても良く、これについては特に限定はない。
また本発明を説明するに当たり、測定領域指定手段として主にライトペンを用いたが、本発明はこれのみに限られるものではなく、マウスや、タッチペン、タッチパネル、ジョイスティックなどの各種入力機器を用いることが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の顕微分光装置によれば、スペクトル測定対象部位の輪郭線を指定し、その輪郭線と同じ形状の輪郭線を使用して、その中でアパーチャと対応する矩形イメージを設定することでアパーチャの設定を行えることとしたので、複雑な形状をした被測定物に対して、簡単に最適なアパーチャを設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態である顕微分光装置の概要図である。
【図２】図２は本発明を適用した赤外顕微分光装置の概要図をである。
【図３】図３は試料観察像が表示された表示画面の一例である。
【図４】図４はスペクトル測定対象領域の輪郭線の指定機構を示した説明図である。
【図５】図５は試料観察画像からスペクトル測定対象領域の輪郭線が指定された際の表示画面の一例である。
【図６】図６は指定したスペクトル測定対象領域の輪郭線を修正する際の表示画面の一例である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態における一点測定でのアパーチャの設定中の様子を示した説明図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態における一点測定でのアパーチャの設定中の様子を示した説明図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態における一点測定でのアパーチャの設定中の様子を示した説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態における多点測定でのアパーチャの設定中の様子を示した説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態における多点測定でのアパーチャの設定中の様子を示した説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態における直線測定でのアパーチャの設定中の様子を示した説明図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態におけるマッピング測定でのアパーチャの設定中の様子を示した説明図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態における全体拡大像からスペクトル測定対象領域を指定する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
２顕微分光装置
４顕微鏡
６画像取り込み手段
８表示手段
１０測定領域指定手段
１２マスク手段
１４スペクトル採取手段
１６ＣＰＵ
１８制御手段
２０駆動手段

Claims

試料の拡大像を観察し得る顕微鏡を備え、スペクトル測定を行い得る顕微分光装置において、
試料の顕微鏡観察像を取り込む画像取り込み手段と、
前記画像取り込み手段によって取り込まれた試料観察画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された試料観察画像からスペクトルを採取するスペクトル測定対象部位を指定し、スペクトル測定領域を設定するための測定領域指定手段と、
前記測定領域指定手段によって設定されたスペクトル測定領域からスペクトルを採取可能に設定されるマスク手段と、
試料のスペクトル測定領域からスペクトルを採取するスペクトル採取手段と、
試料観察画像からスペクトル測定対象部位の一部を指定することによりスペクトル測定を所望するスペクトル測定対象部位の輪郭線が指定される輪郭線指定手段と、を備えており、
前記測定領域指定手段によってスペクトル測定対象部位の輪郭線を指定する機構が、前記表示手段に表示され、
前記測定領域指定手段の操作によって移動するポインターもしくは前記測定領域指定手段として表示手段上の表示画像から位置情報を読みとる機器を使用し、前記ポインターもしくは前記機器によって試料観察画像からスペクトル測定対象部位の輪郭の一部を指定すると、
前記輪郭線指定手段は、指定箇所が示す明度、あるいは色彩が同じである領域を認識し、その領域の外周を輪郭線として認識し、
もしくは前記ポインターもしくは前記機器によりスペクトル測定対象部位の一部を指定すると、
前記輪郭線指定手段は、該試料観察画像は微小ドット群により構成されており、該スペクトル対象部位の一部に対応するドットが指定され、指定又は選択されたドットの周囲のドットを隣接表示領域とし、該指定されたドットの示す明度、あるいは色彩の差が一番少ない隣接表示領域内のドットを選択し、さらに該選択されたドットが示す明度、あるいは色彩の差が一番少ない隣接表示領域内のドットを選択していく作業を繰り返すことによって輪郭線として認識し、
前記輪郭線指定手段により認識されたスペクトル測定対象部位の輪郭線が測定領域指定画像の一部として前記表示手段上に表示され、
該表示手段に表示された前記測定領域指定画像の輪郭線を使用してスペクトル測定領域を前記測定領域指定手段によって設定すると、前記設定に基づいてマスク手段の設定が行われることを特徴とする顕微分光装置。
請求項１記載の顕微分光装置において、マスク手段がアパーチャであることを特徴とする顕微分光装置。
請求項２記載の顕微分光装置において、測定領域指定画像に表示された輪郭線に基づいて前記輪郭線内で最大の面積となるようにアパーチャを自動設定することを特徴とする顕微分光装置。
請求項２または３のいずれかに記載の顕微分光装置において、試料のマッピングスペクトル測定を行うための測定点数とアパーチャの大きさを測定領域指定画像に表示された輪郭線に基づいて自動設定することを特徴とする顕微分光装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の顕微分光装置において、該測定領域指定手段として、少なくともタッチペン、ライトペン、タッチパネル、マウスのいずれか１つを使用していることを特徴とする顕微分光装置。