JP4065129B2 - Color confocal microscope, measuring range selection method, and control program therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー共焦点顕微鏡にて取得された試料に応じたカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像の所定領域を、その試料の測定範囲として選択する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
共焦点顕微鏡は、試料を点状照明し、試料からの光、例えば蛍光、透過光又は反射光を、ピンホール上に集光させ、このピンホールを通過した光を光検出器で受光することにより、試料の表面情報を取得する。ここで、その共焦点顕微鏡の一例について説明する。
【0003】
図11は、一般的な共焦点顕微鏡の概略的な構成例を示した図である。
同図において、光源31から出射した光は、ビームスプリッタ32を透過した後、二次元走査機構33に入射される。二次元走査機構33は、第1の光スキャナ(Xスキャナ)33aと第2の光スキャナ(Yスキャナ)33bからなり、夫々の光スキャナ33a、33bで光を走査することにより光束を二次元に走査する。その光束を対物レンズ34へ導くことにより、対物レンズ34に入射した光束は、該対物レンズ34により集光されて試料35の面上を二次元に走査される。試料35の表面からの光は、再び対物レンズ34を通り二次元走査機構33を介してビームスブリッタ32に導かれ、このビームスプリッタ32により反射され、結像レンズ36によりピンホール37上に集光される。このピンホール37は、対物レンズ34による集光位置と光学的に共役な位置にあるため、試料35が対物レンズ34による集光位置にある場合は試料35からの光はピンホール37上に集光してピンホール37を通過し、試料35が対物レンズ34による集光位置にない場合は試料35からの光はピンホール37上に集光できないのでピンホール37を通過しない。従って、対物レンズ34の集光点以外では試料35からの光はピンホール37によりカットされ、ピンホール37を通過する光だけが光検出器38により検出される。また、試料35は、X,Yステージに相当する試料台40上に載置されており、Zステージ41によって光軸方向に移動可能となっている。尚、前述の二次元走査機構33、Zステージ41及び光検出器38はコンピュータ39によって制御される。
【0004】
このような構成により、二次元走査機構33により集光点を二次元走査し、光検出器38の出力を二次元走査機構33に同期して画像化すれば、試料35の特定の高さのみが画像化され、試料35を光学的にスライスした画像(共焦点顕微鏡画像)が得られる。さらに、Zステージ41により試料35を光軸方向に離散的に移動させ、各位置にて二次元走査機構33を走査して共焦点顕微鏡画像を取得し、試料表面の各点で光検出器38の出力が最大になるZステージ41の位置を検出することにより試料35の表面形状情報(高さ情報)が得られ、この表面形状情報に応じた三次元画像(三次元共焦点顕微鏡画像)が得られる。
【0005】
また、近年、実際の試料との対応関係をわかり易くするために、得られた三次元画像をカラー化するカラー共焦点顕微鏡が提案されている。例えば特開2001−82935号公報には、共焦点光学系で得られた試料の表面形状情報に応じた三次元画像に、非共焦点光学系で得られた試料のカラー情報に応じたカラー画像を組み合わせて、カラー三次元画像(カラー三次元共焦点顕微鏡画像)を取得するカラー共焦点顕微鏡が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなカラー共焦点顕微鏡では、カラーの三次元画像が得られるので実際の試料との対応関係がわかり易くなるという効果が得られるものの、得られたカラー三次元画像から試料の測定を行う場合に、測定操作に係るユーザ(測定者等)の負担の軽減、測定精度の向上、等といった効果は得られない。特に、試料の測定範囲として、得られたカラー三次元画像の領域を選択する際の操作に係るユーザの負担は依然として大きなものであった。
【0007】
また、カラー共焦点顕微鏡において、試料の測定範囲として、カラー情報(色)に基づいてカラー三次元画像の領域を選択する技術や、その領域の選択を自動的に行う技術は提案されていなかった。
本発明の課題は、上記実情に鑑み、試料の測定範囲としてカラー共焦点顕微鏡から得られたカラー三次元画像の領域を選択する際の操作に係るユーザの負担を軽減させる、カラー共焦点顕微鏡、測定範囲選択方法、及びその制御プログラムを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、試料に応じたカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像を取得する第一のステップと、カラー情報の指示を受け付ける第二のステップと、該第二のステップで受け付けたカラー情報の指示に基づいて前記第一のステップで取得したカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する第三のステップと、を有する測定範囲選択方法である。
【0009】
上記の方法によれば、カラー情報(色)が指示されることにより測定範囲としての領域が選択されるようになり、測定範囲選択に係るユーザの負担が軽減される。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第二のステップでは、少なくとも、RBGの含有量が数値で指示されるか、色見本を介して指示されるか、カラーマップを介して指示されるか、カラー情報の少なくとも濃度、輝度、色相、彩度、及び明度の何れかが数値で指示されるか、カラー情報の少なくとも濃度、輝度、色相、彩度、及び明度の何れかの範囲が数値で指示されるか、の何れかによりカラー情報の指示を受け付け、前記第三のステップでは、前記第二のステップで指示されたカラー情報と同一のカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する、方法である。
【0010】
この方法によれば、RBGの含有量や、色見本や、カラーマップや、カラー情報の濃度,輝度,色相,彩度,明度やその範囲等によってカラー情報が指示されることにより測定範囲としての領域が選択されるようになり、測定範囲選択に係るユーザの負担が軽減される。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第二のステップでは、前記第一のステップで取得したカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像を表示部に表示し、カラー情報の指示として、前記表示部に表示されている前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上の点の指示を受け付け、前記第三のステップでは、前記表示部に表示されている前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された点のカラー情報と同一若しくは該点を含む所定範囲内のカラー情報と同一のカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域、又は前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された点のみの領域若しくは該点を含む所定範囲のみの領域を、前記試料の測定範囲として選択する、方法である。
【0012】
この方法によれば、表示されているカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に点が指示されることにより測定範囲としての領域が選択されるようになり、測定範囲選択に係るユーザの負担が軽減される。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第二のステップでは、前記第一のステップで取得した前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像を表示部に表示し、カラー情報の指示として、前記表示部に表示されている前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上の範囲の指示を受け付け、前記第三のステップでは、前記表示部に表示されている前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された範囲内のカラー情報と同一のカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域、又は前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された範囲のみの領域を、前記試料の測定範囲として選択する、方法である。
【0013】
この方法によれば、表示されているカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に範囲が指示されることにより測定範囲としての領域が選択されるようになり、測定範囲選択に係るユーザの負担が軽減される。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の発明において、前記第二のステップでは、複数のカラー情報の指示を受け付ける、方法である。
【0014】
この方法によれば、複数のカラー情報を指示することが可能になる。
請求項6記載の発明は、光源からの光を試料に集束させる対物レンズと、該対物レンズにより集束された光の光軸方向に沿って前記対物レンズの集光位置と前記試料の位置を相対的に移動させる移動手段と、前記対物レンズの集光位置と共役な位置に配置される微小開口と、該微小開口を通過する光の強度を検出する光検出器と、該光検出器により検出された光の強度に基づいて前記試料の三次元共焦点顕微鏡画像を取得する共焦点顕微鏡画像取得手段と、前記試料表面のカラー情報を取得するカラー情報取得手段と、前記共焦点顕微鏡画像取得手段により取得された三次元共焦点顕微鏡画像と前記カラー情報取得手段により取得されたカラー情報とに基づいてカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像を取得するカラー共焦点顕微鏡画像取得手段と、カラー情報の指示を受け付ける受け付け手段と、該受け付け手段により受け付けられたカラー情報の指示に基づいて前記カラー共焦点顕微鏡画像取得手段により取得されたカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する測定範囲選択手段と、を備えたカラー共焦点顕微鏡である。
【0015】
上記の構成によれば、カラー情報(色)が指示されることにより測定範囲としての領域が選択されるようになり、測定範囲選択に係るユーザの負担が軽減される。
請求項7記載の発明は、試料に応じたカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像の測定範囲を選択する制御をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像を取得する第一のステップと、カラー情報の指示を受け付ける第二のステップと、該第二のステップで受け付けたカラー情報の指示に基づいて前記第一のステップで取得したカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する第三のステップと、を前記コンピュータに実行させる制御プログラムである。
【0016】
上記の制御プログラムをコンピュータに実行させることで、カラー情報(色)が指示されることにより測定範囲としての領域が選択されるようになり、測定範囲選択に係るユーザの負担が軽減される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係るカラー共焦点顕微鏡の構成例を示した図である。
【0018】
同図に示したカラー共焦点顕微鏡は、コンピュータ9と、試料の表面形状情報(三次元共焦点顕微鏡画像、高さ情報)を取得する構成と、試料のカラー情報(カラー画像)を取得する構成等を備えている。
コンピュータ9は、内部メモリに予め格納されている制御プログラムを実行することによりこのカラー共焦点顕微鏡全体の動作を制御するCPU(中央演算処理部)や、ユーザからの各種指示を受け付けるキーボードやマウス等の操作部や、GUI( Graphical User Interface )に係る表示や画像等を表示する表示部等を備えている。
【0019】
また、試料の表面形状情報を取得する構成は、光源1、ビームスプリッタ2、二次元走査機構3、対物レンズ4、結像レンズ6、ピンホール7、光検出器8等を含んで構成されている。ここで、二次元走査機構3、光検出器8、及びZステージ11は、コンピュータ9により制御される。この表面形状情報を取得する構成において、光源1から出射した光(レーザ光等)は、ビームスプリッタ2を透過した後、二次元走査機構3に入射される。二次元走査機構3は、第1の光スキャナ3aと第2の光スキャナ3bからなり、光束を二次元に走査し、その光束を対物レンズ4へ導く。これにより、対物レンズ4に入射した光束は、該対物レンズ27により集光されて試料5の面上を走査される。試料5の表面からの光、ここでは反射された光は、再び対物レンズ4から二次元走査機構3を介してビームスブリッタ2に導かれ、このビームスプリッタ2により反射され、結像レンズ6によりピンホール7上に集光される。このピンホール7は、対物レンズ4による集光位置と光学的に共役な位置にあり、試料5が対物レンズ4による集光位置にある場合は試料5からの反射光がピンホール7上に集光してピンホール7を通過し、試料5が対物レンズ4による集光位置にない場合は試料5からの反射光はピンホール7上に集光せずピンホール7を通過できない。従って、試料5の集光点以外からの反射光はピンホール7によりカットされ、ピンホール7を通過する光だけが光検出器8により検出される。また、試料5は、試料台10上に載置されており、Zステージ11によって光軸方向に移動可能となっている。このような構成により、二次元走査機構3により集光点を二次元走査し、光検出器8の出力を二次元走査機構3に同期して画像化することにより、試料5の特定の高さのみが画像化され、試料5を光学的にスライスした画像(共焦点顕微鏡画像)が得られる。さらに、Zステージ11により試料5を光軸方向に離散的に移動させ、各位置にて二次元走査機構3を走査して共焦点顕微鏡画像を取得し、試料表面の各点で光検出器8の出力が最大になるZステージ11の位置を検出することにより試料5に応じた表面形状情報が得られ、この表面形状情報に応じた試料5の三次元画像(三次元共焦点顕微鏡画像)が得られる。
【0020】
また、試料のカラー情報を取得する構成は、白色光源12、レンズ13、ハーフミラー14,15、カラーCCD16、CCD駆動回路17等を含んで構成されている。ここで、CCD駆動回路17はコンピュータ9により制御される。このカラー情報を取得する構成において、白色光源12から出射した白色光は、レンズ13を通り、ハーフミラー14により光路を曲げられ、対物レンズ4により試料台10上の試料5の表面に集光される。試料5で反射された白色光は、対物レンズ4、ハーフミラー14等を通過し、ハーフミラー15により光路を曲げられ、カラーCCD16に入射されて結像される。尚、このカラーCCD16は、ピンホール7と共役の位置に設けられている。このカラーCCD16により撮像された試料5のカラー画像に応じたアナログ信号は、CCD駆動回路17により読み出され、コンピュータ9へ出力され、コンピュータ9によりデジタル信号に変換される。これにより、撮像された試料5に応じたカラー情報が得られ、そのカラー情報に応じた試料5のカラー画像が得られる。
【0021】
このように、カラー情報を取得する構成により得られた試料5のカラー画像を、前述の表面形状情報を取得する構成により得られた試料5の三次元画像に組み合わせることにより、試料5に応じたカラー三次元画像(カラー三次元共焦点顕微鏡画像、カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像)が得られる。
【0022】
図2(a),(b) は、このときに得られたカラー三次元画像の一例である。
同図(a),(b) は、共に試料表面が複数の色を有している試料に応じたものであって、同図(a) は、試料表面の各領域(同図(a) の四角で囲まれた領域)が単色を有している試料に応じたカラー三次元画像の一例であり、同図(b) は、試料表面の各領域(同図(b) のまるで囲まれた領域)が色ムラ(濃度差等)を有している試料に応じたカラー三次元画像の一例である。
【0023】
次に、上述のコンピュータ9のCPUによって行われる測定処理について説明する。尚、この測定処理は、前述のコンピュータ9のCPUが内部メモリに格納されている制御プログラムを読み込んで実行することによって実現される。
図3は、本発明の第一の実施の形態に係る測定処理の処理内容を示すフローチャートである。
【0024】
同図において、まず、S301では、生成されたカラー三次元画像が取得される。このカラー三次元画像は、前述した通り、得られた表面形状情報に応じた三次元画像に、得られたカラー情報に応じたカラー画像が組み合わされることにより生成されたものである。
【0025】
S302では、コンピュータ9の表示部に、前ステップで生成されたカラー三次元画像が表示されると共に、カラー選択用GUIに係る表示が行われる。
尚、本実施形態に係るカラー選択用GUIは、ユーザからのカラー情報(色)の指示を受け付けるためのインターフェイス機能を提供するものであり、例えば、赤(R)・青(B)・緑(G)の三原色の含有量が数値で指示されることにより対応する色を選択する機能や、カラーパレット(色見本)上の所定の色が指示されることにより対応する色を選択する機能や、指示された色の濃度、輝度、色相、彩度、及び明度等(この濃度、輝度、色相、彩度、及び明度等を、以下単に濃度等という。)が数値で指示されることにより対応する色を選択する機能や、指示された色の濃度等の範囲が数値で指示されることにより対応する範囲内の色を選択する機能や、カラーマップ上の所定位置が指示されることにより対応する所定範囲内の色を選択する機能等を備えている。
【0026】
S303では、このカラー選択用GUIを介して、ユーザからの色の指示が受け付けられる。本ステップでは、ユーザにより、前述のRBGの三原色の含有量が数値で指示され、更に該指示された色の濃度等の範囲が数値で指示されることにより対応する範囲内に含まれる色、すなわち近似色範囲内に含まれる色が選択される。これにより、その近似色範囲内に含まれる色と同一の色を有するカラー三次元画像の領域が、試料5の測定範囲として選択される。
【0027】
S304では、前ステップで選択された近似色範囲内の色に対応する領域、すなわち測定範囲としての領域とその他の領域が区別されたカラー三次元画像が、コンピュータ9の表示部に表示される。
図4(a),(b),(c) は、このとき表示されるカラー三次元画像の表示例であり、同図(a) は領域が区別される前のカラー三次元画像の表示例、同図(b),(c) は領域が区別された後のカラー三次元画像の表示例である。尚、同図(a) は、図2(b) に示したカラー三次元画像の一部でもある。図4(b) に示した例は、測定範囲としての領域と他の範囲の領域が異なる色で表示されたことにより区別された例である。ここでは、黒色で示される範囲が他の範囲の領域として示されている。また、同図(c) に示した例は、測定範囲としての領域が点線等の目立つ線で囲まれて表示されたことにより測定範囲としての領域と他の範囲の領域が区別された例である。尚、他の表示例として、同図(b),(c) の表示例が併用されるものであっても良い。また、このような測定範囲としての領域と他の範囲の領域を区別する表示形態はユーザにより選択されるものであっても良い。
【0028】
図3に戻り、S305では、選択中の測定範囲としての領域がユーザにより確定されたか否かが判定され、その判定結果がYesの場合にはS306へ処理が進み、Noの場合にはS303へ戻り、前述の処理が繰り返される。これにより、この確定が為されない場合には、S303にて色の指示が行われると、それとほぼ同時にS304にて更新されたカラー三次元画像の表示が行われる、といった処理が繰り返される。
【0029】
S306では、ユーザの指示に応じて測定項目が選択される。尚、選択される測定項目は、例えば、高さ測定(段差測定)、面積測定、荒さ測定、粒子解析、線幅測定、膜厚測定等の既存の共焦点顕微鏡に用いられるものである。
S307では、S303で試料5の測定範囲として選択されたカラー三次元画像の領域について、前ステップで選択された測定項目に応じた測定が行われる。
【0030】
S308では、前ステップで行われた測定の結果がコンピュータ9の表示部に表示され、本フローが終了する。
以上までの処理が第一の実施の形態に係る測定処理であり、この処理をコンピュータ9のCPUが行うことによって、ユーザの指示に応じた色と同一の色を有するカラー三次元画像の領域が、試料5の測定範囲として選択され、その測定範囲についての測定が行われるようになる。
【0031】
尚、本フローのS303において、濃度等の範囲の指示が為されなかった場合には、前述のRBGに係る指示に応じた色と同一の色を有するカラー三次元画像の領域が、測定範囲として選択されるようにしても良い。
また、本フローのS303において、濃度等の範囲の指示ではなく、濃度等のみの指示が為されるようにしても良い。この場合は、その濃度等の指示に応じた色と同一の色を有するカラー三次元画像の領域が、測定範囲として選択される。
【0032】
また、本フローのS303において、決定された近似色範囲は、例えばカラーバー等により色の情報としてコンピュータ9の表示部に表示されるようにしても良い。
また、本フローのS303において、RBGの三原色の割合が数値化され、該割合の範囲が数値で指示されることにより、対応する範囲内に含まれる色、すなわち近似色範囲内に含まれる色が選択されるようにしても良い。
【0033】
また、本フローのS303において、複数の色の各々についてRBGの含有量が数値で指示され、該指示された複数の色の各々について近似色範囲が指示され、該指示された複数の近似色範囲内に含まれる色の全てが選択されるようにしても良い。
【0034】
また、本フローのS303では、RBGの含有量が数値で指示されることにより色の指示が行われていたが、前述のカラーパレットを介して色の指示が行われるようにしても良い。図5は、この場合にコンピュータ9の表示部に表示されるカラーパレットの一例である。同図に示したカラーパレットの中から所定の色が指示されることにより色の指示が行われる。尚、指示される色は複数であっても良い。
【0035】
また、本フローのS303では、指示された色の濃度等の範囲が指示されることにより近似色範囲内の色が選択されるものであったが、この指示がカラーマップを介して行われるようにしても良い。図6は、この場合のコンピュータ9の表示部に表示されるカラーマップの一例である。同図に示したカラーマップ上の所定の点がユーザにより指示されると、その点を中心とする所定範囲内の色が、近似色範囲内の色として選択される。尚、指示される点は複数であっても良い。また、ユーザの指示した点の色のみが選択されるようにしても良い。
【0036】
また、本フローのS307において、例えば面積測定や粒子解析等に係る測定が行われるときには、前述のS303の処理で選択された測定範囲としての領域だけでなく、高さ範囲も指示され、その選択された測定範囲としての領域と指示された高さ範囲に応じた部分の測定が行われる。図7は、その選択された測定範囲としての領域と指示された高さ範囲の一例を示した図である。同図に示した例は、高さ範囲としてh1からh2が指示され、また測定範囲としての領域として太線に示した領域が選択された例を示している。これにより、測定は、その太線に示される測定範囲内の領域であって、かつその高さ範囲(h1〜h2)内の部分について行われるようになる。
【0037】
以上、本第一の実施の形態によれば、ユーザは、色を指示するだけで測定範囲としての領域を容易に選択することが可能になり、測定範囲の選択操作に係るユーザの負担を軽減させることができる。
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。
【0038】
本実施形態は、前述の第一の実施の形態とは測定処理が異なる。そこで、ここでは、その測定処理を中心に説明する。
図8は、本発明の第二の実施の形態に係る測定処理の処理内容を示すフローチャートである。尚、本実施形態に係る測定処理も、前述のコンピュータ9のCPUが内部メモリ格納されている制御プログラムを読み込んで実行することによって実現される。
【0039】
同図において、S801では、前述の図3のS301の処理と同様に、生成されたカラー三次元画像が取得される。
S802では、コンピュータ9の表示部に、前ステップで取得されたカラー三次元画像が表示されると共に、カラー選択用GUIに係る表示が行われる。
【0040】
尚、本実施形態に係るカラー選択用のGUIは、表示されているカラー三次元画像上の点が指示されることにより、その点を中心とする所定範囲内に含まれる色を選択する機能等を備えている。
S803では、このカラー選択用GUIを介してカラー三次元画像上の点がユーザにより指示され、その指示されたカラー三次元画像上の点を中心とする所定範囲内(近似色範囲内)に含まれる色が選択される。尚、本ステップにおいて、指示されたカラー三次元画像上の点の色の濃度等の範囲が数値で指示されることにより、近似色範囲内に含まれる色が選択されるようにしても良い。
【0041】
S804では、試料5の測定範囲として選択する領域を、前ステップで指示されたカラー三次元画像上の点を中心とする近似色範囲内のみの領域とするか、又は前ステップで選択された近似色範囲内の色と同一の色を有するカラー三次元画像上の領域とするか、の何れかがユーザにより指示される。
【0042】
S805では、前ステップで指示された領域に応じた、測定範囲としての領域とその他の領域が区別されたカラー三次元画像が、コンピュータ9の表示部に表示される。このときの表示例については、例えば、前述の図5(a),(b),(c) に示した通りである。
【0043】
以降のS806乃至S809の処理では、前述の図3のS305乃至S308と処理と同様の処理が行われる。
以上までの処理が本第二の実施の形態に係る測定処理であり、この処理をコンピュータ9のCPUが行うことによって、ユーザにより指示された点を中心とする近似色範囲内の領域、又はその近似色範囲内に含まれる色と同一の色を有するカラー三次元画像の領域が、試料5の測定範囲として選択され、その測定範囲についての測定が行われるようになる。
【0044】
尚、本フローのS803において、決定された近似色範囲は、例えばカラーバー等により色の情報としてコンピュータ9の表示部に表示されるようにしても良い。
また、本フローのS803において、表示されているカラー三次元画像上に複数の点が指示され、その指示された複数の点の各々の点を中心とする所定範囲内(近似色範囲内)に含まれる色の全てが選択されるようにしても良い。
【0045】
また、本フローのS803において、表示されているカラー三次元画像上の点が指示されることにより、その点の色のみが選択されるようにしても良い。
以上、本第二の実施の形態によれば、ユーザは、カラー共焦点顕微鏡から得られたカラー三次元画像上の点を指示するだけで測定範囲としての領域を容易に選択することが可能になり、測定範囲の選択操作に係るユーザの負担を軽減させることができる。
【0046】
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。
本実施形態は、前述の第一の実施の形態とは測定処理が異なる。そこで、ここでは、その測定処理を中心に説明する。
図9は、本発明の第三の実施の形態に係る測定処理の処理内容を示すフローチャートである。尚、本実施形態に係る測定処理も、前述のコンピュータ9のCPUが内部メモリ格納されている制御プログラムを読み込んで実行することによって実現される。
【0047】
同図において、S901では、前述の図3のS301の処理と同様に、生成されたカラー三次元画像が取得される。
S902では、コンピュータ9の表示部に、前ステップで取得されたカラー三次元画像が表示されると共に、カラー選択用GUIに係る表示が行われる。
【0048】
尚、本実施形態に係るカラー選択用のGUIは、表示されているカラー三次元画像上の所定範囲が指示されることにより、その所定範囲内に含まれる色を選択する機能等を備えている。この所定範囲の指示は、例えば、ユーザによりカラー三次元画像上の所定領域が直線又は曲線等で囲まれることにより行われる。
【0049】
S903では、このカラー選択用GUIを介してカラー三次元画像上の所定範囲(近似色範囲)がユーザにより指示され、その指示された近似色範囲内に含まれる色が選択される。また、更に、指示された近似色範囲内に含まれる色の濃度等の範囲が数値で指示されたときには、その指示に応じた新たな近似色範囲内に含まれる色が選択される。
【0050】
S904では、試料5の測定範囲として選択する領域を、前ステップで指示されたカラー三次元画像上の近似色範囲内のみの領域とするか、若しくはその近似色範囲内に含まれる色と同一の色を有するカラー三次元画像上の領域とするか、又は前ステップで指示されたカラー三次元画像上の近似色範囲内に含まれる色の濃度等の範囲が数値で指示されたことによる新たな近似色範囲内のみの領域とするか、若しくはその新たな近似色範囲内に含まれる色と同一の色を有するカラー三次元画像上の領域とするか、の何れかがユーザにより指示される。
【0051】
S905では、前ステップで指示された領域に応じた、測定範囲としての領域とその他の領域が区別されたカラー三次元画像が、コンピュータ9の表示部に表示される。このときの表示例については、例えば、前述の図5(a),(b),(c) に示した通りである。
【0052】
以降のS906乃至S909の処理では、前述の図3のS305乃至S308と処理と同様の処理が行われる。
以上までの処理が本第三の実施の形態に係る測定処理であり、この処理をコンピュータ9のCPUが行うことによって、ユーザにより指示されたカラー三次元画像上の近似色範囲内のみの領域若しくはその近似色範囲内に含まれる色と同一の色を有するカラー三次元画像上の領域、又は指示されたカラー三次元画像上の近似色範囲内に含まれる色の濃度等の範囲が数値で指示されたことによる新たな近似色範囲内のみの領域若しくはその新たな近似色範囲内に含まれる色と同一の色を有するカラー三次元画像上の領域が、試料5の測定範囲として選択され、その測定範囲についての測定が行われるようになる。
【0053】
尚、本フローにおいて、S903にて決定された近似色範囲は、例えばカラーバー等により色の情報としてコンピュータ9の表示部に表示されるようにしても良い。
以上、本第三の実施の形態によれば、ユーザは、カラー共焦点顕微鏡から得られたカラー三次元画像上の所定範囲を指示するだけで測定範囲としての領域を容易に選択することが可能になり、測定範囲の選択操作に係るユーザの負担を軽減させることができる。
【0054】
尚、本第一乃至第三の実施の形態では、カラー三次元画像についての測定処理について説明したが、カラー二次元画像の場合についても同様にして測定処理が可能であるのは述べるまでもない。
また、本第一乃至第三の実施の形態において、コンピュータ9の表示部に表示されるものが、例えば外部の表示装置等に表示されるようにしても良い。
【0055】
また、本第一乃至第三の実施の形態において、カラー三次元画像の測定範囲としての領域とその他の領域が反転されて、その他の領域だった領域が測定範囲としての領域とされるようにしても良い。
また、本第一乃至第三の実施の形態において、カラー三次元画像の測定範囲の領域が、例えば数ピクセルづつ、拡大又は縮小されるようにしても良い。
【0056】
また、本第一乃至第三の実施の形態において、予め色及び測定項目等が指示されることにより、自動で前述の測定処理が行われるようにしても良い。
また、本第一乃至第三の実施の形態において、カラー三次元画像の測定範囲としての領域で囲まれた領域に、測定範囲としての領域でない領域が含まれていたときに、その測定範囲としての領域でない領域が微小である場合に限り、その測定範囲としての領域でない領域も含めて測定範囲としての領域とするようにしても良い。
【0057】
また、本第一乃至第三の実施の形態では、カラー共焦点顕微鏡の一例として図1に示した構成を適用したが、カラー三次元画像を取得可能な他の構成を有するカラー共焦点顕微鏡を適用するようにしても良い。例えば、対物レンズ4による集束光を試料5の表面に沿って相対的に走査させる走査機構として、光軸に垂直に試料5を移動させるXYステージを用いるようにしても良い。また、対物レンズ4の集光位置と試料5の位置を相対的に移動させる移動機構として、試料5の位置を移動させるZステージ11に代えて対物レンズ7を移動させる機構を用いるようにしても良い。また、試料5等が設置されるステージが手動により動作されるようにしても良い。また、カラー共焦点顕微鏡に手動による試料搬送装置が設けられても良く、又は自動による試料搬送装置が設けられ、複数の試料について上述した測定処理が自動的に行われるようにしても良い。但し、この場合には、予め色及び測定項目が指示される。また、この場合に、上述した測定処理中の表示部への表示を行わないようにすれば、1つの試料についての測定処理に係る時間を短縮することができる。また、カラーCCD16の代わりに他の手段が用いられてカラー画像が取得されるようにしても良い。
【0058】
また、本第一乃至第三の実施の形態において、カラー共焦点顕微鏡のコンピュータ9のCPUによって行われる制御処理を、例えば図10に示したようなコンピュータに実行させることも可能である。この場合、カラー共焦点顕微鏡のコンピュータ9の内部メモリに記憶されている制御プログラムを、同図に示したように、CD−ROM、フロッピー(登録商標)ディスク(或いはMO、DVD、CD−R、CD−RW、リムーバブルハードディスク等であっても良い)等の可搬記憶媒体21に記憶しておき、その可搬記憶媒体21をコンピュータ22の媒体駆動装置23により読み取り、読み取った制御プログラムをコンピュータ22の内部のメモリ(RAM又はハードディスク等)24に格納し、その制御プログラムをコンピュータ22が実行するようにしても良い。或いは、その制御プログラムを情報提供者の外部の装置(サーバー等)内の記憶手段(データベース等)25に記憶しておき、通信によりコンピュータ22に転送して内部のメモリ24に記憶し、その制御プログラムをコンピュータ22が実行するようにしても良い。尚、これらに記憶される制御プログラムは、前述のカラー共焦点顕微鏡のコンピュータ9のCPUによって行われる制御処理の一部の処理のみを実行するものであっても良い。
【0059】
以上、本発明のカラー共焦点顕微鏡、測定範囲選択方法、及びその制御プログラムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。
【0060】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ユーザはカラー情報を指示するだけで、試料の測定範囲としてカラー情報を有する共焦点顕微鏡画像の領域を容易に選択することが可能になり、測定範囲としての領域の選択操作に係るユーザの負担を軽減させることが可能になる。また、予めカラー情報を指示しておけば、測定処理を自動で行うことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態に係るカラー共焦点顕微鏡の構成例を示した図である。
【図2】 (a),(b) はカラー三次元画像の一例である。
【図3】本発明の第一の実施の形態に係る測定処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図4】 (a),(b),(c) はS304の処理における表示例であり、(a) は領域が区別される前のカラー三次元画像の表示例、(b),(c) は領域が区別された後のカラー三次元画像の表示例である。
【図5】コンピュータの表示部に表示されたカラーパレットの一例である。
【図6】コンピュータの表示部に表示されたカラーマップの一例である。
【図7】選択された測定範囲としての領域と指示された高さ範囲の一例を示した図である。
【図8】本発明の第二の実施の形態に係る測定処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図9】本発明の第三の実施の形態に係る測定処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図10】制御プログラムが記憶される記憶媒体の例を示す図である。
【図11】一般的な従来の共焦点顕微鏡の概略的な構成例を示した図である。
【符号の説明】
1 光源
2 ビームスプリッタ
3 二次元走査機構
3a 第1の光スキャナ
3b 第2の光スキャナ
4 対物レンズ
5 試料
6 結像レンズ
7 ピンホール
8 光検出器
9 コンピュータ
10 試料台
11 Zステージ
12 白色光源
13 レンズ
14、15 ハーフミラー
16 カラーCCD
17 CCD駆動回路
21 可搬記憶媒体
22 コンピュータ
23 媒体駆動装置
24 メモリ
25 記憶手段
31 光源
32 ビームスプリッタ
33 二次元走査機構
33a 第1の光スキャナ
33b 第2の光スキャナ
34 対物レンズ
35 試料
36 結像レンズ
37 ピンホール
38 光検出器
39 コンピュータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for selecting a predetermined region of a three-dimensional confocal microscope image having color information corresponding to a sample acquired by a color confocal microscope as a measurement range of the sample.
[0002]
[Prior art]
A confocal microscope illuminates a sample in a spot shape, collects light from the sample, for example, fluorescence, transmitted light, or reflected light, onto a pinhole, and receives the light passing through the pinhole with a photodetector. Thus, the surface information of the sample is acquired. Here, an example of the confocal microscope will be described.
[0003]
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a general confocal microscope.
In the figure, the light emitted from the
[0004]
With such a configuration, if the focal point is two-dimensionally scanned by the two-
[0005]
In recent years, a color confocal microscope for colorizing the obtained three-dimensional image has been proposed in order to make it easy to understand the correspondence with an actual sample. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-82935 discloses a three-dimensional image corresponding to the surface shape information of a sample obtained by a confocal optical system, and a color image corresponding to the color information of the sample obtained by a non-confocal optical system. A color confocal microscope that obtains a color three-dimensional image (color three-dimensional confocal microscope image) by combining the above is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a color confocal microscope, a color three-dimensional image can be obtained, so that it is easy to understand the correspondence with the actual sample, but the sample is measured from the obtained color three-dimensional image. In such a case, effects such as reduction of the burden on the user (measurer, etc.) related to the measurement operation and improvement of measurement accuracy cannot be obtained. In particular, the burden on the user related to the operation when selecting the region of the obtained color three-dimensional image as the measurement range of the sample is still large.
[0007]
In addition, in a color confocal microscope, a technique for selecting a color three-dimensional image area based on color information (color) as a sample measurement range, and a technique for automatically selecting the area have not been proposed. .
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a color confocal microscope that reduces the burden on the user when selecting a region of a color three-dimensional image obtained from a color confocal microscope as a measurement range of a sample. It is to provide a measuring range selection method and a control program thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a first step of acquiring a three-dimensional confocal microscope image having color information corresponding to a sample, a second step of receiving an instruction of color information, and receiving in the second step A third step of selecting a region of the three-dimensional confocal microscope image having the color information acquired in the first step based on an instruction of the color information as a measurement range of the sample, is there.
[0009]
According to the above method, the area as the measurement range is selected by instructing the color information (color), and the burden on the user related to the selection of the measurement range is reduced.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, in the second step, at least the content of RBG is instructed numerically or via a color sample, or a color map is obtained. Or at least one of density, luminance, hue, saturation, and lightness of color information is numerically indicated, or at least one of density, luminance, hue, saturation, and lightness of color information The range is indicated by a numerical value, and an instruction for color information is accepted, and in the third step, the three-dimensional image having the same color information as the color information indicated in the second step In this method, a region of a confocal microscope image is selected as a measurement range of the sample.
[0010]
According to this method, the color information is instructed by the content of RBG, color sample, color map, color information density, luminance, hue, saturation, brightness, range thereof, etc. The area is selected, and the burden on the user related to the measurement range selection is reduced.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, in the second step, the three-dimensional confocal microscope image having the color information acquired in the first step is displayed on the display unit, and the color information is displayed. As the instruction, an instruction of a point on the three-dimensional confocal microscope image having the color information displayed on the display unit is received, and in the third step, the color information displayed on the display unit is The region of the three-dimensional confocal microscope image having the same color information as the color information of the point indicated on the three-dimensional confocal microscope image or the color information within a predetermined range including the point, or the color information A region of only the point indicated on the three-dimensional confocal microscope image having or a region of only a predetermined range including the point is selected as the measurement range of the sample.
[0012]
According to this method, an area as a measurement range is selected by instructing a point on the three-dimensional confocal microscope image having the displayed color information, and the burden on the user related to the measurement range selection. Is reduced.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, in the second step, a three-dimensional confocal microscope image having the color information acquired in the first step is displayed on a display unit, and a color is displayed. As an instruction of information, an instruction of a range on a three-dimensional confocal microscope image having the color information displayed on the display unit is accepted, and in the third step, the color information displayed on the display unit A region of the three-dimensional confocal microscope image having the same color information as the color information within the range indicated on the three-dimensional confocal microscope image having the indication, or an indication on the three-dimensional confocal microscope image having the color information In this method, a region having only a specified range is selected as the measurement range of the sample.
[0013]
According to this method, an area as a measurement range is selected by designating a range on the three-dimensional confocal microscope image having the displayed color information, and the burden on the user related to the measurement range selection is selected. Is reduced.
A fifth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fourth aspects, wherein in the second step, an instruction for a plurality of color information is received.
[0014]
According to this method, a plurality of color information can be designated.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an objective lens that focuses light from a light source onto a sample, and the focusing position of the objective lens and the position of the sample are relative to each other along the optical axis direction of the light focused by the objective lens. Moving means, a micro aperture arranged at a position conjugate with the focusing position of the objective lens, a photodetector for detecting the intensity of light passing through the micro aperture, and detection by the photo detector Confocal microscope image acquisition means for acquiring a three-dimensional confocal microscope image of the sample based on the intensity of the light, color information acquisition means for acquiring color information of the sample surface, and confocal microscope image acquisition means A color confocal microscope image for acquiring a three-dimensional confocal microscope image having color information based on the three-dimensional confocal microscope image acquired by the color information and the color information acquired by the color information acquisition means A three-dimensional confocal microscope image having color information acquired by the color confocal microscope image acquiring unit based on the instruction of the color information received by the receiving unit; A color confocal microscope provided with measurement range selection means for selecting the region as a measurement range of the sample.
[0015]
According to the above configuration, when the color information (color) is instructed, a region as the measurement range is selected, and the burden on the user related to the measurement range selection is reduced.
The invention according to claim 7 is a control program for causing a computer to execute a control for selecting a measurement range of a three-dimensional confocal microscope image having color information corresponding to a sample, the three-dimensional confocal microscope image having color information. A first step of acquiring color information, a second step of receiving an instruction of color information, and the tertiary having the color information acquired in the first step based on the instruction of color information received in the second step A control program for causing the computer to execute a third step of selecting an area of the original confocal microscope image as a measurement range of the sample.
[0016]
By causing the computer to execute the above-described control program, an area as a measurement range is selected by instructing color information (color), and a user's burden related to measurement range selection is reduced.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a color confocal microscope according to the first embodiment of the present invention.
[0018]
The color confocal microscope shown in the figure is configured to acquire a computer 9, a sample surface shape information (three-dimensional confocal microscope image, height information), and a sample color information (color image). Etc.
The computer 9 includes a CPU (central processing unit) that controls the operation of the entire color confocal microscope by executing a control program stored in advance in an internal memory, a keyboard and a mouse that receive various instructions from the user, and the like. An operation unit, a display unit for displaying a GUI (Graphical User Interface), an image, and the like.
[0019]
Further, the configuration for acquiring the surface shape information of the sample includes a light source 1, a beam splitter 2, a two-dimensional scanning mechanism 3, an objective lens 4, an imaging lens 6, a pinhole 7, a photodetector 8, and the like. Yes. Here, the two-dimensional scanning mechanism 3, the photodetector 8, and the Z stage 11 are controlled by a computer 9. In the configuration for acquiring the surface shape information, light (laser light or the like) emitted from the light source 1 passes through the beam splitter 2 and then enters the two-dimensional scanning mechanism 3. The two-dimensional scanning mechanism 3 includes a first
[0020]
The configuration for obtaining the color information of the sample includes the white light source 12, the
[0021]
Thus, by combining the color image of the sample 5 obtained by the configuration for acquiring the color information with the three-dimensional image of the sample 5 obtained by the configuration for acquiring the surface shape information described above, the color image corresponding to the sample 5 is obtained. A color three-dimensional image (color three-dimensional confocal microscope image, three-dimensional confocal microscope image having color information) is obtained.
[0022]
FIGS. 2A and 2B are examples of the color three-dimensional image obtained at this time.
Figures (a) and (b) both correspond to the sample having a plurality of colors on the sample surface. Figure (a) shows each region of the sample surface (Fig. (A) The area surrounded by the square in Fig. 4 is an example of a color three-dimensional image corresponding to a sample having a single color. Figure (b) shows each area on the surface of the sample (as shown in Figure (b)). Is an example of a color three-dimensional image corresponding to a sample having color unevenness (density difference or the like).
[0023]
Next, the measurement process performed by the CPU of the computer 9 will be described. This measurement process is realized by the CPU of the computer 9 reading and executing a control program stored in the internal memory.
FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents of the measurement processing according to the first embodiment of the present invention.
[0024]
In the figure, first, in S301, the generated color three-dimensional image is acquired. As described above, the color three-dimensional image is generated by combining the three-dimensional image corresponding to the obtained surface shape information and the color image corresponding to the obtained color information.
[0025]
In S302, the color three-dimensional image generated in the previous step is displayed on the display unit of the computer 9, and display related to the color selection GUI is performed.
The color selection GUI according to the present embodiment provides an interface function for accepting an instruction of color information (color) from the user. For example, red (R), blue (B), green ( G) the function of selecting the corresponding color by specifying the content of the three primary colors numerically, the function of selecting the corresponding color by specifying a predetermined color on the color palette (color swatch), The specified color density, brightness, hue, saturation, brightness, etc. (this density, brightness, hue, saturation, brightness, etc., hereinafter simply referred to as density etc.) are indicated by numerical values. A function for selecting a color, a function for selecting a color within a corresponding range by specifying a numerical range of the specified color density, etc., or a predetermined position on a color map Select a color within a specified range It has a that function, and the like.
[0026]
In S303, a color instruction from the user is accepted via the color selection GUI. In this step, the content of the three primary colors of RBG described above is indicated by the user as a numerical value, and the range of the indicated color, such as the density, is indicated by a numerical value. A color included in the approximate color range is selected. As a result, a region of the color three-dimensional image having the same color as the color included in the approximate color range is selected as the measurement range of the sample 5.
[0027]
In S304, a color three-dimensional image in which a region corresponding to a color in the approximate color range selected in the previous step, that is, a region as a measurement range is distinguished from other regions is displayed on the display unit of the computer 9.
4A, 4B, and 4C are display examples of the color three-dimensional image displayed at this time, and FIG. 4A is a display example of the color three-dimensional image before the areas are distinguished. FIGS. 7B and 7C are display examples of a color three-dimensional image after the areas are distinguished. FIG. 2A is a part of the color three-dimensional image shown in FIG. The example shown in FIG. 4B is an example in which a region as a measurement range and a region in another range are distinguished by being displayed in different colors. Here, the range shown in black is shown as an area of another range. In addition, the example shown in FIG. 5C is an example in which the area as the measurement range is distinguished from the area of the other range by displaying the area as the measurement range surrounded by a conspicuous line such as a dotted line. is there. As another display example, the display examples shown in FIGS. 2B and 2C may be used in combination. Moreover, the display form which distinguishes the area | region as such a measurement range and the area | region of another range may be selected by the user.
[0028]
Returning to FIG. 3, in S <b> 305, it is determined whether or not the region as the selected measurement range is confirmed by the user. If the determination result is Yes, the process proceeds to S <b> 306, and if No, the process proceeds to S <b> 303. Returning, the above process is repeated. As a result, if this determination is not made, the color three-dimensional image displayed in S304 is displayed almost simultaneously with the color instruction in S303, and the process is repeated.
[0029]
In S306, a measurement item is selected according to a user instruction. The selected measurement items are used for existing confocal microscopes such as height measurement (step difference measurement), area measurement, roughness measurement, particle analysis, line width measurement, and film thickness measurement.
In S307, the measurement corresponding to the measurement item selected in the previous step is performed on the region of the color three-dimensional image selected as the measurement range of the sample 5 in S303.
[0030]
In S308, the result of the measurement performed in the previous step is displayed on the display unit of the computer 9, and this flow ends.
The above processing is the measurement processing according to the first embodiment, and when this processing is performed by the CPU of the computer 9, the region of the color three-dimensional image having the same color as the color according to the user's instruction is obtained. The measurement range of the sample 5 is selected, and the measurement for the measurement range is performed.
[0031]
In S303 of this flow, if an instruction for a range such as a density is not given, an area of a color three-dimensional image having the same color as the color according to the instruction related to the RBG is used as the measurement range. It may be selected.
Further, in S303 of this flow, an instruction for only the density or the like may be given instead of an instruction for the range of the density or the like. In this case, a region of the color three-dimensional image having the same color as the color according to the instruction such as the density is selected as the measurement range.
[0032]
Further, the approximate color range determined in S303 of the present flow may be displayed on the display unit of the computer 9 as color information, for example, by a color bar or the like.
In S303 of the present flow, the ratio of the three primary colors of RBG is digitized, and the range of the ratio is indicated by a numerical value, so that the color included in the corresponding range, that is, the color included in the approximate color range is displayed. It may be selected.
[0033]
Also, in S303 of this flow, the RBG content is indicated numerically for each of the plurality of colors, the approximate color range is indicated for each of the indicated plurality of colors, and the indicated plurality of approximate color ranges is indicated. All of the colors included in the image may be selected.
[0034]
In S303 of the present flow, the color instruction is performed by specifying the numerical value of the RBG content. However, the color instruction may be performed via the above-described color palette. FIG. 5 is an example of a color palette displayed on the display unit of the computer 9 in this case. A color is designated by instructing a predetermined color from the color palette shown in FIG. A plurality of colors may be designated.
[0035]
Further, in S303 of this flow, a color in the approximate color range is selected by instructing a range such as the density of the instructed color, but this instruction is performed via the color map. Anyway. FIG. 6 is an example of a color map displayed on the display unit of the computer 9 in this case. When a predetermined point on the color map shown in the figure is designated by the user, a color within a predetermined range centered on the point is selected as a color within the approximate color range. A plurality of points may be indicated. Further, only the color of the point designated by the user may be selected.
[0036]
In S307 of this flow, for example, when measurement related to area measurement, particle analysis, or the like is performed, not only the region as the measurement range selected in the above-described processing of S303 but also the height range is instructed and selected. Measurement of a portion corresponding to the specified measurement range and the designated height range is performed. FIG. 7 is a diagram showing an example of the area as the selected measurement range and the designated height range. The example shown in the figure shows an example in which h1 to h2 are designated as the height range, and the area indicated by the bold line is selected as the area as the measurement range. As a result, the measurement is performed on the region within the measurement range indicated by the bold line and the portion within the height range (h1 to h2).
[0037]
As described above, according to the first embodiment, a user can easily select a region as a measurement range simply by specifying a color, and the burden on the user related to the measurement range selection operation can be reduced. Can be made.
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0038]
This embodiment is different from the above-described first embodiment in measurement processing. Therefore, here, the measurement process will be mainly described.
FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of the measurement processing according to the second embodiment of the present invention. Note that the measurement processing according to this embodiment is also realized by the CPU of the computer 9 reading and executing a control program stored in the internal memory.
[0039]
In the figure, in S801, the generated color three-dimensional image is acquired in the same manner as in the process of S301 in FIG.
In S802, the color three-dimensional image acquired in the previous step is displayed on the display unit of the computer 9, and the display related to the color selection GUI is performed.
[0040]
Note that the color selection GUI according to the present embodiment has a function of selecting a color included in a predetermined range centered on the point when a point on the displayed color three-dimensional image is designated. It has.
In step S803, a point on the color three-dimensional image is instructed by the user via the color selection GUI and is included in a predetermined range (within an approximate color range) centered on the point on the designated color three-dimensional image. The color to be selected is selected. In this step, a color included in the approximate color range may be selected by designating numerically the range such as the color density of the point on the designated color three-dimensional image.
[0041]
In S804, the area selected as the measurement range of the sample 5 is set to an area only within the approximate color range centered on the point on the color three-dimensional image specified in the previous step, or the approximation selected in the previous step. The user designates whether or not to set the area on the color three-dimensional image having the same color as the color within the color range.
[0042]
In step S <b> 805, a color three-dimensional image in which a region as a measurement range and other regions are distinguished according to the region instructed in the previous step is displayed on the display unit of the computer 9. The display example at this time is as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, for example.
[0043]
In the subsequent processes in S806 to S809, the same processes as those in S305 to S308 in FIG. 3 described above are performed.
The above processing is the measurement processing according to the second embodiment, and this processing is performed by the CPU of the computer 9 so that the region within the approximate color range centered on the point designated by the user or An area of the color three-dimensional image having the same color as the color included in the approximate color range is selected as the measurement range of the sample 5, and measurement for the measurement range is performed.
[0044]
Note that the approximate color range determined in step S803 of this flow may be displayed on the display unit of the computer 9 as color information, for example, by a color bar or the like.
In S803 of this flow, a plurality of points are designated on the displayed color three-dimensional image, and within a predetermined range (within an approximate color range) centered on each of the designated plurality of points. All of the included colors may be selected.
[0045]
Further, in step S803 of the present flow, only a point color may be selected by designating a point on the displayed color three-dimensional image.
As described above, according to the second embodiment, the user can easily select an area as a measurement range simply by indicating a point on a color three-dimensional image obtained from a color confocal microscope. Thus, it is possible to reduce the burden on the user related to the measurement range selection operation.
[0046]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
This embodiment is different from the above-described first embodiment in measurement processing. Therefore, here, the measurement process will be mainly described.
FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents of the measurement processing according to the third embodiment of the present invention. Note that the measurement processing according to this embodiment is also realized by the CPU of the computer 9 reading and executing a control program stored in the internal memory.
[0047]
In the figure, in S901, the generated color three-dimensional image is acquired in the same manner as in the process of S301 in FIG.
In step S <b> 902, the color three-dimensional image acquired in the previous step is displayed on the display unit of the computer 9, and display related to the color selection GUI is performed.
[0048]
Note that the color selection GUI according to the present embodiment has a function of selecting a color included in the predetermined range when a predetermined range on the displayed color three-dimensional image is designated. . The predetermined range is instructed, for example, by the user surrounding a predetermined area on the color three-dimensional image with a straight line or a curve.
[0049]
In step S903, a predetermined range (approximate color range) on the color three-dimensional image is instructed by the user via the color selection GUI, and colors included in the instructed approximate color range are selected. Further, when a range such as a density of a color included in the designated approximate color range is designated numerically, a color contained in a new approximate color range corresponding to the instruction is selected.
[0050]
In S904, the area selected as the measurement range of the sample 5 is set to an area only in the approximate color range on the color three-dimensional image instructed in the previous step, or the same color as the color included in the approximate color range. It is a new area by specifying a range such as a density of a color included in the approximate color range on the color 3D image specified in the previous step, or an area on the color 3D image having color. The user instructs whether the area is only within the approximate color range or the area on the color three-dimensional image having the same color as the color included in the new approximate color range.
[0051]
In step S <b> 905, a color three-dimensional image in which a region as a measurement range is distinguished from other regions according to the region designated in the previous step is displayed on the display unit of the computer 9. The display example at this time is as shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, for example.
[0052]
In the subsequent processes in S906 to S909, the same processes as those in S305 to S308 in FIG. 3 described above are performed.
The above processing is the measurement processing according to the third embodiment, and this processing is performed by the CPU of the computer 9 so that the region within the approximate color range on the color three-dimensional image instructed by the user or The numerical value indicates the area on the color 3D image that has the same color as the color included in the approximate color range, or the range of the color density included in the approximate color range on the specified color 3D image. A region only in the new approximate color range or a region on the color three-dimensional image having the same color as the color included in the new approximate color range is selected as the measurement range of the sample 5. Measurement is performed on the measurement range.
[0053]
In the present flow, the approximate color range determined in S903 may be displayed on the display unit of the computer 9 as color information by a color bar or the like, for example.
As described above, according to the third embodiment, the user can easily select a region as a measurement range simply by designating a predetermined range on a color three-dimensional image obtained from a color confocal microscope. Thus, the burden on the user related to the selection operation of the measurement range can be reduced.
[0054]
In the first to third embodiments, the measurement process for the color three-dimensional image has been described. Needless to say, the measurement process can be similarly performed for the color two-dimensional image. .
In the first to third embodiments, what is displayed on the display unit of the computer 9 may be displayed on, for example, an external display device.
[0055]
In the first to third embodiments, the area as the measurement range of the color three-dimensional image and the other areas are inverted, and the area that was the other area is set as the area as the measurement range. May be.
In the first to third embodiments, the area of the measurement range of the color three-dimensional image may be enlarged or reduced by several pixels, for example.
[0056]
In the first to third embodiments, the above-described measurement process may be automatically performed by instructing the color, measurement items, and the like in advance.
In the first to third embodiments, when a region that is not a measurement range is included in a region surrounded by a region as a measurement range of a color three-dimensional image, the measurement range is Only when the region that is not the region is very small, the region that is not the region as the measurement range may be used as the region as the measurement range.
[0057]
In the first to third embodiments, the configuration shown in FIG. 1 is applied as an example of a color confocal microscope. However, a color confocal microscope having another configuration capable of acquiring a color three-dimensional image is used. You may make it apply. For example, an XY stage that moves the sample 5 perpendicular to the optical axis may be used as a scanning mechanism that relatively scans the focused light from the objective lens 4 along the surface of the sample 5. Further, as a moving mechanism for moving the focusing position of the objective lens 4 and the position of the sample 5 in place, a mechanism for moving the objective lens 7 instead of the Z stage 11 for moving the position of the sample 5 may be used. good. Further, the stage on which the sample 5 or the like is installed may be manually operated. Further, a manual sample transport device may be provided in the color confocal microscope, or an automatic sample transport device may be provided so that the above-described measurement processing is automatically performed on a plurality of samples. However, in this case, the color and the measurement item are instructed in advance. In this case, if the display on the display unit during the measurement process described above is not performed, the time required for the measurement process for one sample can be shortened. Further, other means may be used in place of the
[0058]
In the first to third embodiments, the control process performed by the CPU of the computer 9 of the color confocal microscope can be executed by a computer as shown in FIG. 10, for example. In this case, the control program stored in the internal memory of the computer 9 of the color confocal microscope is a CD-ROM, floppy (registered trademark) disk (or MO, DVD, CD-R, A portable storage medium 21 such as a CD-RW or a removable hard disk), the portable storage medium 21 is read by the medium driving device 23 of the
[0059]
As described above, the color confocal microscope, the measurement range selection method, and the control program thereof according to the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, changes may be made.
[0060]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the user can easily select the region of the confocal microscope image having the color information as the measurement range of the sample only by indicating the color information, It is possible to reduce the burden on the user related to the selection operation of the area as the measurement range. If color information is instructed in advance, the measurement process can be automatically performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a color confocal microscope according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are examples of color three-dimensional images. FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing processing contents of measurement processing according to the first embodiment of the present invention.
4 (a), (b), and (c) are display examples in the processing of S304, (a) is a display example of a color three-dimensional image before the region is distinguished, and (b), (c ) Is a display example of a color three-dimensional image after the regions are distinguished.
FIG. 5 is an example of a color palette displayed on a display unit of a computer.
FIG. 6 is an example of a color map displayed on a display unit of a computer.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a region as a selected measurement range and an indicated height range.
FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of measurement processing according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents of measurement processing according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a storage medium in which a control program is stored.
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration example of a general conventional confocal microscope.
[Explanation of symbols]
1 Light source
2 Beam splitter
3 Two-dimensional scanning mechanism
3a First optical scanner
3b Second optical scanner
4 Objective lens
5 samples
6 Imaging lens
7 pinhole
8 Photodetector
9 Computer
10 Sample stage
11 Z stage
12 White light source
13 Lens
14, 15 half mirror
16 color CCD
17 CCD drive circuit
21 Portable storage media
22 Computer
23 Medium drive device
24 memory
25 Memory means
31 Light source
32 Beam splitter
33 Two-dimensional scanning mechanism
33a First optical scanner
33b Second optical scanner
34 Objective lens
35 samples
36 Imaging lens
37 pinhole
38 photodetectors
39 computers
Claims (7)
カラー情報の指示を受け付ける第二のステップと、
該第二のステップで受け付けたカラー情報の指示に基づいて前記第一のステップで取得したカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する第三のステップと、
を有することを特徴とする測定範囲選択方法。A first step of acquiring a three-dimensional confocal microscope image having color information according to the sample;
A second step of accepting color information instructions;
A third step of selecting a region of the three-dimensional confocal microscope image having the color information acquired in the first step based on the color information instruction received in the second step as the measurement range of the sample;
A measuring range selection method characterized by comprising:
前記第三のステップでは、前記第二のステップで指示されたカラー情報と同一のカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する、
ことを特徴とする請求項1記載の測定範囲選択方法。In the second step, at least the content of RBG is indicated by a numerical value, specified via a color sample, specified via a color map, or at least the density, luminance, and hue of color information. , Saturation, and lightness are indicated by numerical values, or at least one of the ranges of density, luminance, hue, saturation, and lightness of color information is indicated by numerical values. Accept information instructions,
In the third step, the region of the three-dimensional confocal microscope image having the same color information as the color information instructed in the second step is selected as the measurement range of the sample.
The measurement range selection method according to claim 1.
前記第三のステップでは、前記表示部に表示されている前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された点のカラー情報と同一若しくは該点を含む所定範囲内のカラー情報と同一のカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域、又は前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された点のみの領域若しくは該点を含む所定範囲のみの領域を、前記試料の測定範囲として選択する、
ことを特徴とする請求項1記載の測定範囲選択方法。In the second step, a three-dimensional confocal microscope image having the color information acquired in the first step is displayed on a display unit, and the color information displayed on the display unit is displayed as an instruction for color information. Accepts an indication of a point on a 3D confocal microscope image,
In the third step, the same color information as the point indicated on the three-dimensional confocal microscope image having the color information displayed on the display unit or the same color information within a predetermined range including the point A region of the three-dimensional confocal microscope image having the color information, a region of only the point indicated on the three-dimensional confocal microscope image having the color information, or a region of only a predetermined range including the point. Select as the measurement range of
The measurement range selection method according to claim 1.
前記第三のステップでは、前記表示部に表示されている前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された範囲内のカラー情報と同一のカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域、又は前記カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像上に指示された範囲のみの領域を、前記試料の測定範囲として選択する、
ことを特徴とする請求項1記載の測定範囲選択方法。In the second step, the three-dimensional confocal microscope image having the color information acquired in the first step is displayed on a display unit, and the color information displayed on the display unit as an instruction of color information Accept range instructions on the 3D confocal microscope image with
In the third step, the three-dimensional confocal microscope image having the same color information as the color information in the range indicated on the three-dimensional confocal microscope image having the color information displayed on the display unit Or a region only in the range indicated on the three-dimensional confocal microscope image having the color information is selected as the measurement range of the sample.
The measurement range selection method according to claim 1.
複数のカラー情報の指示を受け付ける、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の測定範囲選択方法。In the second step,
Accept multiple color information instructions,
The measurement range selection method according to claim 1, wherein the measurement range is selected.
該対物レンズにより集束された光の光軸方向に沿って前記対物レンズの集光位置と前記試料の位置を相対的に移動させる移動手段と、
前記対物レンズの集光位置と共役な位置に配置される微小開口と、
該微小開口を通過する光の強度を検出する光検出器と、
該光検出器により検出された光の強度に基づいて前記試料の三次元共焦点顕微鏡画像を取得する共焦点顕微鏡画像取得手段と、
前記試料表面のカラー情報を取得するカラー情報取得手段と、
前記共焦点顕微鏡画像取得手段により取得された三次元共焦点顕微鏡画像と前記カラー情報取得手段により取得されたカラー情報とに基づいてカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像を取得するカラー共焦点顕微鏡画像取得手段と、
カラー情報の指示を受け付ける受け付け手段と、
該受け付け手段により受け付けられたカラー情報の指示に基づいて前記カラー共焦点顕微鏡画像取得手段により取得されたカラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する測定範囲選択手段と、
を備えたことを特徴とするカラー共焦点顕微鏡。An objective lens that focuses the light from the light source onto the sample;
Moving means for relatively moving the focusing position of the objective lens and the position of the sample along the optical axis direction of the light focused by the objective lens;
A microscopic aperture disposed at a position conjugate with the focusing position of the objective lens;
A photodetector for detecting the intensity of light passing through the minute aperture;
Confocal microscope image acquisition means for acquiring a three-dimensional confocal microscope image of the sample based on the intensity of light detected by the photodetector;
Color information acquisition means for acquiring color information of the sample surface;
A color confocal microscope that acquires a three-dimensional confocal microscope image having color information based on the three-dimensional confocal microscope image acquired by the confocal microscope image acquisition means and the color information acquired by the color information acquisition means Image acquisition means;
Receiving means for receiving instructions for color information;
Measurement range selection for selecting a region of a three-dimensional confocal microscope image having color information acquired by the color confocal microscope image acquisition unit as a measurement range of the sample based on an instruction of color information received by the reception unit Means,
A color confocal microscope characterized by comprising:
カラー情報を有する三次元共焦点顕微鏡画像を取得する第一のステップと、
カラー情報の指示を受け付ける第二のステップと、
該第二のステップで受け付けたカラー情報の指示に基づいて前記第一のステップで取得したカラー情報を有する前記三次元共焦点顕微鏡画像の領域を前記試料の測定範囲として選択する第三のステップと、
を前記コンピュータに実行させる制御プログラム。A control program for causing a computer to execute control for selecting a measurement range of a three-dimensional confocal microscope image having color information corresponding to a sample,
A first step of acquiring a three-dimensional confocal microscope image having color information;
A second step of accepting color information instructions;
A third step of selecting a region of the three-dimensional confocal microscope image having the color information acquired in the first step as a measurement range of the sample based on the color information instruction received in the second step; ,
A control program for causing the computer to execute.
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