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JP4229573B2 - Confocal scanning microscope, image display method in confocal scanning microscope, and recording medium recording processing program for image display processing - Google Patents

Confocal scanning microscope, image display method in confocal scanning microscope, and recording medium recording processing program for image display processing Download PDF

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JP4229573B2 JP2000169214A JP2000169214A JP4229573B2 JP 4229573 B2 JP4229573 B2 JP 4229573B2 JP 2000169214 A JP2000169214 A JP 2000169214A JP 2000169214 A JP2000169214 A JP 2000169214A JP 4229573 B2 JP4229573 B2 JP 4229573B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を三次元像として表示可能にした共焦点走査型顕微鏡、共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法および画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
共焦点走査型顕微鏡は、点光源を用いて試料面を走査するとともに、試料面からの反射光のうちピンホールを通過した光のみを光検出器により電気信号に変換し、試料面の三次元情報を得るようにしたものである。
【0003】
つまり、このような共焦点走査型顕微鏡は、レーザ光などの点光源とピンホールを組み合わせ、試料面をピンポイントで照明することで、測定点以外からの散乱光を抑制し、また、光検出器の前面に空間フィルタとしてのピンホールを配置し、測定点と同一面内にあるノイズ光をピンホール周辺に結像させ、また、光軸方向にずれた面からの光を対物レンズによってピンホールの前で広げピンホールを通過する光を抑制することにより、測定点以外からの反射光をカットして光電変換器により三次元空間中の一点だけを測定できるようにしている。
【0004】
一方、共焦点走査型顕微鏡は、光軸方向に分解能を持つことも知られている。つまり、光軸上で焦点の合ったときに光量が増大し、焦点から外れた点では、光量がほぼゼロになることから、試料面でスポット光を二次元走査し、かつZ軸方向に所定ピッチで焦点位置をずらすことで、三次元空間のスライス像を得られることになる。これにより、半導体基板などの表面を光源からの光が透過しないような試料については、光量が最大の光軸位置が試料表面と考えられるので、複数枚のスライス像の中で光軸方向に最大光量を与える高さを、その試料の表面とした三次元の表面形状画像が得られることになる。また、このような表面形状画像を表示するとき、二次元的に表示するだけでなく、斜めから見た三次元像として表示することもでき、表面形状を、さらに認識し易くできるようにしている。
【0005】
ところで、このよう共焦点走査により得られる三次元の表面形状画像は、白黒の無彩色の画像として表示される。しかし、このような白黒画像は、情報量が少なく、試料表面の傷などの情報認識が困難になることがある。
【0006】
そこで、従来では、表面形状画像を三次元像として表示する場合、あらかじめ高さ情報に対して擬似的に所定の色を割り当てたカラーテーブルを用意しておき、このカラーテーブルを用いて三次元像の高さ情報に対応させて色情報を決定することにより色付けすることが行なわれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにした三次元像は、高さ情報に対しカラーテーブルを割り当てて色付けしただけのものであり、試料面の高さが同じである限り同じ色付けがなされるため、例えば試料面の高さが同じでも部分ごとに色調が異なるような場合も、同一色が付されることとなり、実際に観察者が見ている試料表面の画像からかけ離れた不自然な色使いのものとなり、試料表面の情報が認識しずらいという問題があった。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、観察者に対し認識し易い三次元像を表示できる共焦点走査型顕微鏡、共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法および画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、試料面に対物レンズを介してスポット光を走査するとともに、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡において、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させる移動手段と、前記移動手段の移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に前記情報検出手段により検出される前記前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられている色情報を混合した色情報を設定する三次元表示情報設定手段と、この三次元表示情報設定手段で設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示する表示手段とを具備したことを特徴としている。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記三次元表示情報設定手段は、色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を混合する割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0012】
請求項記載の発明は、請求項記載の発明において、前記三次元表示情報設定手段は、色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記輝度情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0013】
請求項記載の発明は、請求項記載の発明において、前記三次元表示情報設定手段は、色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記距離情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴と
【0015】
請求項5記載の発明は、試料面に対物レンズを介してスポット光を走査するとともに、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡において、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させる移動手段と、前記移動手段の移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する情報検出手段と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に視野位置と光源位置から演算した陰影情報を混合した色情報を設定する三次元表示情報設定手段と、この三次元表示情報設定手段で設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示する表示手段とを具備したことを特徴としている。
請求項6記載の発明は、試料面に対物レンズを介してスポット光を走査するとともに、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡において、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させる移動手段と、前記移動手段の移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する情報検出手段と、前記情報検出手段により検出される前記輝度情報のコントラストを変更するコントラスト変更手段と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記コントラスト変更手段により前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報のコントラストを変更し、変更された該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報を設定する三次元表示情報設定手段と、この三次元表示情報設定手段で設定された前記高さ情報および前記色情報に基づいて三次元像を表示する表示手段とを具備したことを特徴としている。
請求項7記載の発明は、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法であって、
前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する第1の工程と、前記第1の工程により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいた前記試料面の高さ情報と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられている色情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定する第2の工程と、を具備し、前記第2の工程の三次元表示情報による前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴としている。
【0016】
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記第2の工程は、三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対し予め割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を混合する割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0018】
請求項記載の発明は、請求項記載の発明において、前記第2の工程は、三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記輝度情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0019】
請求項10記載の発明は、請求項記載の発明において、前記第2の工程は、三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記距離情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0021】
請求項11記載の発明は、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法であって、前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する第1の工程と、前記第1の工程により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいた前記試料面の高さ情報と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に視野位置と光源位置から演算した陰影情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定する第2の工程と、を具備し、前記第2の工程の三次元表示情報による前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴としている。
請求項12記載の発明は、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法であって、前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する第1の工程と、前記第1の工程により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいた前記試料面の高さ情報と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報についてコントラストを変更し、コントラストが変更された該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報を三次元表示情報として設定する第2の工程と、を具備し、
前記第2の工程の三次元表示情報による前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴としている。
請求項13記載の発明は、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡に用いられるコンピュータによって画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体であって、前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出し、この検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に前記記距離情報に基づいて該距離情報に対して予め割り当てられている色情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定し、この設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴としている。
【0022】
請求項14記載の発明は、請求項13記載の発明において、前記三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対し予め割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を混合する割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0024】
請求項15記載の発明は、請求項14記載の発明において、前記三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記輝度情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0025】
請求項16記載の発明は、請求項14記載の発明において、前記三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記距離情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴としている。
【0026】
請求項17記載の発明は、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡に用いられるコンピュータによって画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体であって、前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出し、この検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に視野位置と光源位置から演算した陰影情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定し、この設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴としている。
請求項18記載の発明は、少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡に用いられるコンピュータによって画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体であって、前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出し、この検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいてコントラストを変更し、コントラストが変更された該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報を三次元表示情報として設定し、この設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴としている。
【0027】
この結果、本発明によれば、試料面の高さが同じでも部分ごとに色調が異なる場合も、試料面は、実際の輝度に応じた色付けがされることで、観察者が実際に試料面を見ている状態のままの三次元像として表示できる。
【0028】
本発明によれば、視野位置と光源位置を考慮した陰影が付けられた三次元像を表示することができる。
【0029】
本発明によれば、試料面の高さが異なるが色調が同じような場合でも、試料面は、高さも考慮した色分けがなされることで、視覚的に表面形状を認識しやすくできる。
【0030】
本発明によれば、高さが異なるが高反射率の表面を多く有するような試料に対しても、視覚的に表面形状を認識しやすくできる。
【0031】
本発明によれば、高さが異なるが同じような反射率の表面を有する試料に対しても、視覚的に表面形状を認識しやすくできる。
【0032】
本発明によれば、同じような反射率を有するような試料に対しても、視覚的に表面形状を認識しやすくできる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【0034】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明が適用される共焦点走査型顕微鏡の概略構成を示している。図において、1は光源で、レーザ光などの点光源からなっている。この光源1からのスポット光を二次元走査スキャナ2に導くようにしている。二次元走査スキャナ2は、光源1からのスポット光を試料4上に2次元走査するためのもので、例えばX軸方向走査用のガルバノミラーまたはレゾナントスキャナとY軸方向走査用のガルバノミラーを有し、これらXスキャナとYスキャナをX軸方向およびY軸方向に振ることでスポット光を試料4上でXY方向に振らせるようになっている。
【0035】
対物レンズ3を通り2次元走査されたスポット光をステージ5上の試料4に照射する。この場合、ステージ5は、Z軸方向に移動可能となっていて、試料4をスポット光の光軸方向に移動できるようになっている。
【0036】
試料4からの反射光は、対物レンズ3を通して二次元走査スキャナ2に戻し、この二次元走査スキャナ2からの反射光を光検出器11に導かれるようになっている。この光検出器11は、受光面の前面に図示しないピンホールを有するもので、ピンホールを介して受光される光情報を、その光量に対応した電気信号に変換するようにしている。
【0037】
そして、光検出器11は、A/D変換器6を介してCPU7を接続されている。CPU7には、二次元走査スキャナ2、ステージ5の他に、メモリ8、フレームメモリ9を介在した表示部10が接続されている。
【0038】
CPU7は、各所の制御指令を出力するもので、例えば、二次元走査スキャナ2に対しレーザ走査の開始やステージ5のZ軸(高さ)方向の走査を指示するとともに、光検出器11によって検出される試料4の光情報に基づいて、光量最大の画素の輝度情報と、高さ情報を求め、これらの結果から三次元像を生成するようにしている。
【0039】
メモリ8は、CPU7で決定されるピーク光量情報やCPU7で演算される高さ情報などを記憶するとともに、あらかじめ光量(輝度)に対し所定の色を割り当てたカラーテーブルを記憶している。そして、表示部10は、CPU7で生成された三次元像を、フレームメモリ9を介して表示するようにしている。
【0040】
次に、このように構成した実施の形態の動作を説明する。
【0041】
この場合、図2に示すフローチャートが実行される。
【0042】
なお、同図において用いられる記号において、i、jは画素のx、y座標(i=1,2,3…,Ni、j=1,2,3…,Nj)、kはステージ5の高さ位置(k=1,2,3…,Nk)、a(i,j,k)はスライス像の各座標に対応する画素ごとの光量データ、p(i,j)は光量最大の画素の輝度情報、h(i,j)は、光量が最大時の試料4と対物レンズ3との間の距離情報、ここでは、ステージ5の高さ情報である。
【0043】
まず、ステップ201で、初期化を行なう。この場合、スライス像のデータa(0,0,0)、光量最大の画素の輝度情報p(0,0)、光量が最大の時のステージ5の高さ位置情報h(0,0)に初期値として0を入力する。
【0044】
次に、ステップ202で、ステージ5の高さ位置kが最大位置かどうか、つまりk=Nkであるか否かを判断する。ここで、ステージ5の高さ位置kが最大位置でないと判断されると、ステップ203で、ステージ5の高さ位置kにおける試料4の最初のスライス像の全画素について光検出器11より検出される試料4の光情報から光量データa(i,j,k)を検出する。そして、ステップ204で、全画素の光量データa(i,j,k)について、同一座標の画素ごとに、これまで光量最大の画素の輝度情報p(i,j)と比較し、a(i,j,k)>p(i,j)が成立するか否かを判断する。ここで、a(i,j,k)>p(i,j)が成立するものがあると判断されると、ステップ205に進み、輝度情報p(i,j)を光量データa(i,j,k)の内容に更新すると同時に、光量が最大時のステージ5の高さ情報h(i,j)にステージ5の高さ位置kを格納する。そして、ステップ206で、ステージ5の高さ位置kを更新、すなわちk+1にしてステップ202に戻り、次のスライス像について同様な動作を繰り返す。
【0045】
一方、ステップ204で、a(i,j,k)>p(i,j)の成立するものがないと判断された場合は、直ちにステップ206に進み、ステージ5の高さ位置kを更新してステップ202に戻り、次のスライス像について同様な動作を繰り返す。
【0046】
これらの動作は、ステップ202で、ステージ5の高さ位置kが最大位置と判断されるまで、すなわちk=Nkが判断されるまで繰り返し、全スライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報p(i,j)とステージ5の高さ情報h(i,j)を検出する。
【0047】
そして、ステップ202で、k=Nkが判断されると、ステップ207に進み、これまでの動作により得られた輝度情報pと高さ情報hを用いて三次元表示情報を設定する。この場合、図3に示すように、ある画素位置(x,y)を考えると、この画素位置(x,y)での高さ情報hを取り出し、この高さ情報hを三次元表示時の高さ情報z(x,y)として設定する。つまり、z(x,y)=h(x,y)を設定する。
【0048】
同時に、画素位置(x,y)での輝度情報pを取り出し、三次元表示時の色情報c(x,y,z)を設定する。つまり、c(x,y,z)=p(x,y)を設定する。この場合、メモリ8には、予め輝度情報pに対応して所定の色情報を割り当てたカラーテーブルが用意されており、このテーブルを用いて三次元表示時の色情報c(x,y,z)を設定する。
【0049】
このような三次元表示情報の設定は、画像の全画素について行なわれ、その後、ステップ208で、画像の全領域について三次元表示情報の設定が行なわれたことを判断すると、ステップ209で、フレームメモリ9を通して表示部10に三次元像を表示する。
【0050】
従って、このようにすれば試料4に対する複数のスライス画像の同一座標の画素について光量最大の画素の輝度情報p(i,j)とステージ5の高さ情報h(i,j)を検出し、各画素位置(x,y)ごとの高さ情報hにより、三次元表示時の高さ情報z(x,y)を設定すると同時に、輝度情報pにより、輝度情報pに割り当てられた三次元表示時の色情報c(x,y,z)を設定し、三次元像として表示部10に表示するようにしたので、例えば試料4面の高さが同じで部分ごとに色調が異なるような場合でも、試料4面は、実際の輝度に応じた色付けがされることから、観察者が実際に試料面を見ている状態のままの三次元像を表示できる。これにより、観察者に対し認識し易い三次元像を表示でき、常に最適な状態で試料面の観察を行なうことができる。この場合の第1の実施の形態による三次元像の具体的表示例を図9に示している。
【0051】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、輝度情報pより得られた色情報cを三次元表示するようにしたが、この第2の実施の形態では、色情報cにさらに陰影情報を付加するようにしている。
【0052】
この場合、第2の実施の形態が適用される共焦点走査型顕微鏡の概略構成は、図1と同様なので、同図を援用するものとする。また、図2に示すフローチャートのステップ201からステップ206までは、第1の実施の形態で述べたと同様な処理を行ない、輝度情報pと高さ情報hを求めた後、ステップ207で、三次元表示情報として設定する色情報cを以下のように算出する。
【0053】
この場合、ある画素位置(x,y)で、斜め上方から見る時の視野位置と光源位置から演算した陰影情報をs(x,y)、陰影情報sを混合する割合をrとすると、この時の三次元表示の色情報c(x,y,z)は、c(x,y,z)=p(x,y)×(1−r)+s(x,y)×rにより設定される。
【0054】
そして、ステップ208、209において、画像の全画素について同様な設定を実行した後、表示部10に三次元像として表示する。
【0055】
従って、このようにすれば、表示部10に表示される三次元像には、視野位置と光源位置を考慮した陰影が付けられるので、さらに観察者が表面形状を認識し易くなり、最適な状態での観察を行なうことができる。この場合の第2の実施の形態による三次元像の具体的表示例を図10に示している。
【0056】
(第3の実施の形態)
第1の実施の形態では、輝度情報pより得られた色情報cを三次元表示するようにしたが、この第3の実施の形態では、輝度情報に対応する色情報に、高さ情報に対応する色情報を混合する割合を調整して色情報を設定し、三次元表示するようにしている。
【0057】
この場合、第3の実施の形態が適用される共焦点走査型顕微鏡の概略構成は、図1と同様なので、同図を援用するものとする。また、図2に示すフローチャートについても、ステップ201からステップ206までは、第1の実施の形態で述べたものと同様なので同図を援用するものとし、ステップ202で、k=Nkが判定されると、図4に示すフローチャートに示すステップ401以降に進み、これまでの動作により得られた輝度情報pと高さ情報hを用いて三次元表示情報を設定する。
【0058】
この場合、ステップ401で、ある画素位置(x,y)での高さ情報hを取り出し、この高さ情報hを三次元表示時の高さ情報z(x,y)として設定する。つまり、z(x,y)=h(x,y)を設定する。次に、ステップ402で、画素位置(x,y)での輝度情報pを取り出し、三次元表示情報として設定する色情報cを以下のように算出する。
【0059】
この場合、図1に示すメモリ8には、予め輝度情報pおよび高さ情報hに対応させて、それぞれ所定の色情報を割り当てたカラーテーブルが用意されている。そして、輝度情報pに対して予め割り当てられている色情報をc1(p)、高さ情報hに対して予め割り当てられている色情報をc2(h)、高さ情報に対して色情報を混合する割合をrとすると、この時の三次元表示の色情報c(x,y,z)は、
c(x,y,z)=c1(p(x,y))×(1−r)+c2(h(x,y))×r
により設定される。
【0060】
このような三次元表示情報の設定は、画像の全領域について行なわれ、その後、ステップ403で、画像の全画素について三次元表示情報の設定が行なわれたことを判断すると、ステップ404で、フレームメモリ9を通して表示部10に三次元像を表示する。
【0061】
従って、このようにすれば、表示部10に表示される三次元像は、輝度情報pだけでなく高さ情報hも含まれ色情報cが設定されるので、例えば、試料4の面の高さが異なるが色調が同じような場合でも、試料4面は、高さも考慮した色分けがなされることにより観察者が視覚的に表面形状を認識しやすくできる。この場合の第3の実施の形態による三次元像の具体的表示例を図11に示している。
【0062】
(第4の実施の形態)
第3の実施の形態では、輝度情報に対応する色情報に、高さ情報に対応する色情報を混合する割合を調整して色情報を設定し、三次元表示するようにしたが、この第4の実施の形態では、高さ情報に対応する色情報の混合割合を、その画素位置の輝度情報に応じて調整するようにしている。
【0063】
この場合、第4の実施の形態が適用される共焦点走査型顕微鏡の概略構成は、図1と同様なので、同図を援用するものとする。また、図2に示すフローチャートについても、ステップ201からステップ206までは、第1の実施の形態で述べたものと同様なので同図を援用するものとし、ステップ202で、k=Nkが判定されると、図5に示すフローチャートに示すステップ501以降に進み、これまでの動作により得られた輝度情報pと高さ情報hを用いて三次元表示情報を設定する。
【0064】
この場合、ステップ501で、ある画素位置(x,y)での高さ情報hを取り出し、この高さ情報hを三次元表示時の高さ情報z(x,y)として設定する。つまり、z(x,y)=h(x,y)を設定する。次に、ステップ502で、輝度情報に対応する色情報に高さ情報に対応する色情報を混合するにあたって輝度情報pにより調整される高さ情報hに対応する色情報の混合割合R(p(x,y))を求め、ステップ503で、三次元表示情報として設定する色情報cを以下のように算出する。
【0065】
この場合もメモリ8には、予め輝度情報pおよび高さ情報hに対応して、それぞれ所定の色情報を割り当てたカラーテーブルが用意されている。そして、輝度情報pに対して予め割り当てられている色情報をc1(p)、高さ情報hに対して予め割り当てられている色情報をc2(h)とする。また、ある画素位置(x,y)の高さ情報h(x,y)に対応する色情報c2(h(x,y))を輝度情報p(x,y)に対応する色情報c1(p(x,y))に混合する割合は、その画素位置(x,y)の輝度情報p(x,y)に応じて調整されるが、この時の混合する割合は、R(p(x,y))で与えられるので、三次元表示の色情報c(x,y,z)は、
c(x,y,z)=c1(p(x,y))×(1−R(p(x,y)))
+c2(h(x,y))×R(p(x,y))
により設定される。
【0066】
このような三次元表示情報の設定は、画像の全領域について行なわれ、その後、ステップ504で、画像の全画素について三次元表示情報の設定が行なわれたことを判断すると、フレームメモリ9を通して表示部10に三次元像を表示する。
【0067】
従って、このようにすれば、表示部10に表示される三次元像には、輝度情報に応じて高さ情報に対応する色情報が混合されるので、例えば高さが異なるが高反射率の表面を多く有するような試料4に対して、観察者は、視覚的に表面形状を認識しやすくできる。この場合の第4の実施の形態による三次元像の具体的表示例を図12に示している。
【0068】
(第5の実施の形態)
第3の実施の形態では、輝度情報に対応する色情報に、高さ情報に対応する色情報を混合する割合を調整して色情報を設定し、三次元表示するようにしたが、この第5の実施の形態では、高さ情報に対応する色情報の混合割合を、その画素位置の高さ情報に応じて調整するようにしている。
【0069】
この場合、第5の実施の形態が適用される共焦点走査型顕微鏡の概略構成は、図1と同様なので、同図を援用するものとする。また、図2に示すフローチャートについても、ステップ201からステップ206までは、第1の実施の形態で述べたものと同様なので同図を援用するものとし、ステップ202で、k=Nkが判定されると、図6に示すフローチャートのステップ601以降に進み、これまでの動作により得られた輝度情報pと高さ情報hを用いて三次元表示情報を設定する。
【0070】
この場合、ステップ601で、ある画素位置(x,y)での高さ情報hを取り出し、この高さ情報hを三次元表示時の高さ情報z(x,y)として設定する。つまり、z(x,y)=h(x,y)を設定する。次に、ステップ602で、輝度情報に対応する色情報に高さ情報に対応する色情報を混合するにあたって高さ情報hにより調整される高さ情報hに対応する色情報の混合割合R(p(x,y))を求め、ステップ603で、三次元表示情報として設定する色情報cを以下のように算出する。
【0071】
この場合もメモリ8には、予め輝度情報pおよび高さ情報hに対応して、それぞれ所定の色情報を割り当てたカラーテーブルが用意されている。そして、輝度情報pに対して予め割り当てられている色情報をc1(p)、高さ情報hに対して予め割り当てられている色情報をc2(h)とする。また、ある画素位置(x,y)の高さ情報h(x,y)に対応する色情報c2(h(x,y))を輝度情報p(x,y)に対応する色情報c1(p(x,y))に混合する割合は、その画素位置(x,y)の高さ情報h(x,y)に応じて調整されるが、この時の混合する割合は、R(p(x,y))で与えられるので、三次元表示の色情報c(x,y,z)は、
c(x,y,z)=c1(p(x,y))×(1−R(h(x,y)))
+c2(h(x,y))×R(h(x,y))
により設定される。
【0072】
このような三次元表示情報の設定は、画像の全領域について行なわれ、その後、ステップ604で、画像の全画素について三次元表示情報の設定が行なわれたことを判断すると、フレームメモリ9を通して表示部10に三次元像を表示する。
【0073】
従って、このようにすれば、表示部10に表示される三次元像には、高さ情報に応じて高さ情報から算出される色情報が混合されるのので、例えば高さが異なるが同じような反射率の表面を有するような試料4に対して、観察者は、視覚的に表面形状を認識しやすくできる。この場合の第5の実施の形態による三次元像の具体的表示例を図13に示している。
【0074】
(第6の実施の形態)
この第6の実施の形態では、輝度情報のコントラストを変更するコントラスト変更手段を設け、この手段により輝度情報pに対してコントラストの変更を行った輝度情報を用いるようにしている。
【0075】
この場合、第6の実施の形態が適用される共焦点走査型顕微鏡の概略構成は、図1に示すようにCPU7に図示破線で示すコントラスト変更処理部7aが設けられている。その他は同様なので、同図を援用するものとする。この場合、コントラスト変更部7aは、CPU7によりコントラスト強調処理が行われる。このコントラスト強調処理には、輝度濃度域の最小から最大を軸としてサンプリングされた画素の数を棒グラフ上に示した濃度ヒストグラムの形を、例えば平坦になるように変換するヒストグラム変換による処理が用いられる。
【0076】
また、図2に示すフローチャートについても、ステップ201からステップ206までは、第1の実施の形態で述べたものと同様なので同図を援用するものとし、ステップ202で、k=Nkが判定されると、図7に示すフローチャートのステップ701以降に進み、これまでの動作により得られた輝度情報pと高さ情報hを用いて三次元表示情報を設定する。
【0077】
この場合、ステップ701で、ある画素位置(x,y)での高さ情報hを取り出し、この高さ情報hを三次元表示時の高さ情報z(x,y)として設定する。つまり、z(x,y)=h(x,y)を設定する。次に、ステップ702で、コントラスト変更処理部7aでの輝度情報pに対するコントラスト強調処理をf(p)を求め、ステップ703で、三次元表示情報として設定する色情報cを以下のように設定する。
【0078】
この場合、コントラスト変更処理部7aでの輝度情報pに対するコントラスト強調処理として、f(p)で与えられるので、この時の三次元表示の色情報c(x,y,z)は、c(x,y,z)=f(p(x,y))により設定される。つまり、この場合、メモリ8には、予め輝度情報pに対応して所定の色情報を割り当てたカラーテーブルが用意されており、コントラスト強調処理後の輝度情報f(p)に対して、このテーブルを用いて三次元表示時の色情報c(x,y,z)が設定される。
【0079】
このような三次元表示情報の設定は、画像の全領域について行なわれ、その後、ステップ704で、画像の全画素について三次元表示情報の設定が行なわれたことを判断すると、フレームメモリ9を通して表示部10に三次元像を表示する。
【0080】
従って、このようにすれば、表示部10に表示される三次元像は、輝度情報のコントラストが強調されているので、例えば、同じような反射率を有するような試料4に対しても、観察者は、視覚的に表面形状を認識しやすくできる。この場合の第6の実施の形態による三次元像の具体的表示例を図14に示している。
【0081】
なお、第6の実施の形態では、コントラスト変更手段には、CPU7におけるコントラスト強調処理としてヒストグラム変換による方法を用いて説明したが、線形変換関数、区分線形変換関数などのコントラスト変換関数によるコントラスト強調処理、ガンマ補正処理、LOG補正処理などを用いることも可能である。
【0082】
また、第6の実施の形態では、コントラスト変更処理部7aでのコントラスト変更処理f(p)を三次元表示の色情報を設定するときに求めるようにしたが、三次元情報の設定の前に予め求めてもよい。図8は、このような場合のフローチャートを示すもので、ステップ801で、コントラスト変更処理部7aでの輝度情報pに対するコントラスト強調処理をf(p)を求め、ステップ802で、画像の全画素についてコントラスト強調処理f(p)が求められたことを判断すると、ステップ803からステップ805の動作が実行される。これらステップ803からステップ805までの動作は、上述した図7に示すフローチャートのステップ701、702、704と同様なので、ここでの説明は省略する。このようにしても、上述したものと同様な効果を得られる。
【0083】
また、上述した第1乃至第6の実施の形態では、試料4と対物レンズ3の間の相対的移動はステージ5が対物レンズ3に対して移動するようにしているが、対物レンズ3が上下動してもかまわない。さらに上述した各実施の形態では、色情報を輝度情報から求めるようにしているが、カラーの走査型顕微鏡ならば、顕微鏡から得られる色情報をそのまま用いることができる。
【0084】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、観察者に対し認識し易い三次元像を表示でき、最適な状態で試料面の観察を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す図。
【図2】第1の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図3】第1の実施の形態の動作を説明するための図。
【図4】本発明の第3の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図5】本発明の第4の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図6】本発明の第5の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図7】本発明の第6の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図8】第6の実施の形態の変形例の動作を説明するためのフローチャート。
【図9】本発明の第1の実施の形態による三次元像の具体的表示例を示す画像。
【図10】本発明の第2の実施の形態による三次元像の具体的表示例を示す画像。
【図11】本発明の第3の実施の形態による三次元像の具体的表示例を示す画像。
【図12】本発明の第4の実施の形態による三次元像の具体的表示例を示す画像。
【図13】本発明の第5の実施の形態による三次元像の具体的表示例を示す画像。
【図14】本発明の第6の実施の形態による三次元像の具体的表示例を示す画像。
【符号の説明】
1…光源
2…二次元走査スキャナ
3…対物レンズ
4…試料
5…ステージ
6…A/D変換器
7…CPU
7a…コントラスト変更処理部
8…メモリ
9…フレームメモリ
10…表示部
11…光検出器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a confocal scanning microscope capable of displaying a sample as a three-dimensional image, an image display method in the confocal scanning microscope, and a recording medium on which a processing program for performing image display processing is recorded.
[0002]
[Prior art]
The confocal scanning microscope scans the sample surface using a point light source and converts only the light that has passed through the pinhole out of the reflected light from the sample surface into an electrical signal by a photodetector. Information is obtained.
[0003]
In other words, such a confocal scanning microscope combines a point light source such as a laser beam and a pinhole, and illuminates the sample surface with a pinpoint, thereby suppressing scattered light from other than the measurement point and detecting light. A pinhole as a spatial filter is placed on the front of the instrument, and noise light in the same plane as the measurement point is imaged around the pinhole, and light from a plane shifted in the optical axis direction is pinned by the objective lens. By suppressing the light that spreads in front of the hole and passes through the pinhole, the reflected light from other than the measurement point is cut, and only one point in the three-dimensional space can be measured by the photoelectric converter.
[0004]
On the other hand, it is also known that the confocal scanning microscope has a resolution in the optical axis direction. In other words, the amount of light increases when it is focused on the optical axis, and the amount of light is almost zero at a point that is out of focus. Therefore, the spot light is two-dimensionally scanned on the sample surface and predetermined in the Z-axis direction. By shifting the focal position by the pitch, a slice image in a three-dimensional space can be obtained. As a result, for a sample that does not transmit light from the light source through the surface of a semiconductor substrate or the like, the position of the optical axis with the maximum amount of light is considered to be the sample surface, so the maximum in the optical axis direction among multiple slice images. A three-dimensional surface shape image is obtained with the height that gives the amount of light as the surface of the sample. In addition, when displaying such a surface shape image, it is possible to display not only two-dimensionally but also as a three-dimensional image viewed obliquely, thereby making it easier to recognize the surface shape. .
[0005]
By the way, the three-dimensional surface shape image obtained by the confocal scanning is displayed as a black and white achromatic image. However, such a black-and-white image has a small amount of information, and information recognition such as a scratch on the sample surface may be difficult.
[0006]
Therefore, conventionally, when a surface shape image is displayed as a three-dimensional image, a color table in which a predetermined color is assigned to height information in advance is prepared, and a three-dimensional image is obtained using this color table. Coloring is performed by determining color information corresponding to the height information.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a three-dimensional image is obtained by assigning a color table to the height information and coloring it. As long as the height of the sample surface is the same, the same coloring is performed. Even if the height is the same, even if the color tone is different for each part, the same color will be given, and it will be an unnatural color usage far from the image of the sample surface that the observer actually sees. There was a problem that the information on the surface was difficult to recognize.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is for performing a confocal scanning microscope capable of displaying a three-dimensional image that can be easily recognized by an observer, an image display method in the confocal scanning microscope, and image display processing. It is an object to provide a recording medium on which a processing program is recorded.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The invention according to claim 1 scans the sample surface with spot light via an objective lens and receives reflected light from the sample surface.BothIn the focal scanning microscope, the moving unit that moves at least one of the sample and the objective lens in the optical axis direction, and the pixel having the maximum light quantity among the pixels at the same coordinates of the plurality of slice images obtained by the movement of the moving unit. Information detecting means for detecting luminance information and distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained;
  The height information of the sample surface is set based on the distance information for each pixel detected by the information detection unit, and the luminance information is set based on the luminance information for each pixel detected by the information detection unit. Pre-assigned color informationColor information obtained by mixing color information previously assigned to the distance information based on the distance information detected by the information detecting meansSet by the 3D display information setting means and the 3D display information setting meansAboveHeight information andMixedAnd a display means for displaying a three-dimensional image based on the color information.
[0010]
  The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,The three-dimensional display information setting means includes color information preliminarily allocated to the luminance information based on the luminance information and color information preliminarily allocated to the distance information based on the distance information. The mixing color information is used by adjusting the mixing ratio.
[0012]
  Claim3The described invention is claimed.2In the invention described above, the three-dimensional display information setting means may include color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information as color information, and the distance information based on the distance information in advance. The allocated color information is characterized by using color information mixed by adjusting the mixing ratio according to the luminance information.
[0013]
  Claim4The described invention is claimed.2In the invention described above, the three-dimensional display information setting means may include color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information as color information, and the distance information based on the distance information in advance. The allocated color information is used by mixing color information by adjusting a mixing ratio according to the distance information.
[0015]
  According to a fifth aspect of the present invention, in the confocal scanning microscope which scans the sample surface with spot light through the objective lens and receives reflected light from the sample surface, at least one of the sample and the objective lens is used. A moving means for moving in the direction of the optical axis; luminance information of a pixel having the maximum light quantity for a pixel at the same coordinate of a plurality of slice images obtained by movement of the moving means; and the sample and objective lens from which the luminance information is obtained Information detecting means for detecting distance information between the pixels, height information of the sample surface is set based on the distance information for each pixel detected by the information detecting means, and pixels detected by the information detecting means Color information in which shade information calculated from the visual field position and the light source position is mixed with color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information for each Three-dimensional display information setting means for setting the three-dimensional display information, and display means for displaying a three-dimensional image based on the height information and the mixed color information set by the three-dimensional display information setting means. It is said.
According to a sixth aspect of the present invention, in a confocal scanning microscope that scans spot light on a sample surface via an objective lens and receives reflected light from the sample surface, at least one of the sample and the objective lens is used. A moving means for moving in the direction of the optical axis; luminance information of a pixel having the maximum light quantity for a pixel at the same coordinate of a plurality of slice images obtained by movement of the moving means; and the sample and objective lens from which the luminance information is obtained Information detecting means for detecting distance information between the information detecting means, contrast changing means for changing the contrast of the luminance information detected by the information detecting means, and the distance information for each pixel detected by the information detecting means. While setting the height information of the sample surface, the contrast change means for each pixel detected by the information detection means 3D display information setting means for changing the contrast of the degree information and setting color information pre-assigned to the changed brightness information, and the height information set by the 3D display information setting means, And a display means for displaying a three-dimensional image based on the color information.
  According to the seventh aspect of the present invention, at least one of the sample and the objective lens is moved in the optical axis direction, spot light is scanned on the sample surface via the objective lens, and reflected light from the sample surface is obtained. Receive lightBothAn image display method in a focal scanning microscope,
  Luminance information of the pixel with the maximum light quantity and distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for pixels at the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens A first step to detect, height information of the sample surface based on the distance information for each pixel detected by the first step, and the luminance information for each pixel detected by the information detection means. Pre-assigned color information for the luminance information based onColor information obtained by mixing color information previously assigned to the distance information based on the distance informationAnd a second step of setting as the three-dimensional display information, according to the three-dimensional display information of the second stepAboveHeight information andMixedIt is characterized by displaying a three-dimensional image based on color information.
[0016]
  The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7,In the second step, as color information in the three-dimensional display information, color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is preliminarily assigned to the distance information based on the distance information. The mixed color information is used by adjusting the ratio of mixing the assigned color information.
[0018]
  Claim9The described invention is claimed.8In the described invention, in the second step, as the color information of the three-dimensional display information, the color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is changed to the distance based on the distance information. It is characterized by using color information obtained by mixing color information allocated in advance with respect to information by adjusting a mixing ratio according to the luminance information.
[0019]
  Claim10The described invention is claimed.8In the described invention, in the second step, as the color information of the three-dimensional display information, the color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is changed to the distance based on the distance information. It is characterized by using color information obtained by mixing color information allocated in advance with respect to information by adjusting a mixing ratio according to the distance information.
[0021]
  According to an eleventh aspect of the present invention, at least one of the sample and the objective lens is moved in the optical axis direction, spot light is scanned on the sample surface via the objective lens, and reflected light from the sample surface is obtained. A method of displaying an image in a confocal scanning microscope for receiving light, wherein the luminance information of the pixel having the maximum light quantity and the luminance information of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens at the same coordinate A first step of detecting distance information between the sample and the objective lens, and height information of the sample surface based on the distance information for each pixel detected by the first step; Shading information calculated from the visual field position and the light source position to color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information for each pixel detected by the information detecting means A second step of setting the mixed color information as three-dimensional display information, and generating a three-dimensional image based on the height information and the mixed color information based on the three-dimensional display information of the second step. It is characterized by being displayed.
  According to the twelfth aspect of the present invention, at least one of the sample and the objective lens is moved in the optical axis direction, spot light is scanned on the sample surface via the objective lens, and reflected light from the sample surface is obtained. A method of displaying an image in a confocal scanning microscope for receiving light, wherein the luminance information of the pixel having the maximum light quantity and the luminance information of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens at the same coordinate A first step of detecting distance information between the sample and the objective lens, and height information of the sample surface based on the distance information for each pixel detected by the first step; Color information pre-assigned to the luminance information whose contrast is changed by changing the contrast of the luminance information for each pixel detected by the information detecting means Comprising a second step of setting as a three-dimensional display information, a
A three-dimensional image is displayed based on the height information based on the three-dimensional display information in the second step and the mixed color information.
  According to the thirteenth aspect of the invention, at least one of the sample and the objective lens is moved in the optical axis direction, spot light is scanned on the sample surface via the objective lens, and reflected light from the sample surface is obtained. Receive lightBothA recording medium recording a processing program for performing image display processing by a computer used in a focal scanning microscope, wherein pixels having the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement between the sample and the objective lens Luminance information of the pixel with the largest amount of light and distance information between the sample from which the luminance information is obtained and the objective lens are detected, and height information of the sample surface is based on the distance information for each detected pixel. Color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information for each detected pixelColor information obtained by mixing color information previously assigned to the distance information based on the recording distance informationIs set as 3D display information, and this setAboveHeight information andMixedIt is characterized by displaying a three-dimensional image based on color information.
[0022]
  The invention according to claim 14 is the invention according to claim 13,As color information in the three-dimensional display information, color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information, color information pre-assigned to the distance information based on the distance information, It is characterized by using mixed color information by adjusting the mixing ratio.
[0024]
  Claim15The described invention is claimed.14In the described invention, as the color information in the three-dimensional display information, the color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is assigned in advance to the distance information based on the distance information. The obtained color information is characterized by using color information mixed by adjusting the mixing ratio according to the luminance information.
[0025]
  Claim16The described invention is claimed.14In the described invention, as the color information in the three-dimensional display information, the color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is assigned in advance to the distance information based on the distance information. The obtained color information is characterized by using color information mixed by adjusting the mixing ratio according to the distance information.
[0026]
The invention described in claim 17 moves at least one of the sample and the objective lens in the optical axis direction, scans the sample surface with spot light via the objective lens, and reflects reflected light from the sample surface. A recording medium recording a processing program for image display processing by a computer used in a confocal scanning microscope for receiving light, wherein the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens Luminance information of the pixel having the maximum light amount and distance information between the sample from which the luminance information is obtained and the objective lens are detected, and the sample surface is detected based on the distance information for each detected pixel. The height information is set, and the color information pre-assigned to the luminance information is viewed based on the luminance information for each detected pixel. Color information obtained by mixing shadow information calculated from a position and a light source position is set as three-dimensional display information, and a three-dimensional image is displayed based on the set height information and the mixed color information. Yes.
The invention according to claim 18 moves at least one of the sample and the objective lens in the direction of the optical axis, scans the sample surface with spot light via the objective lens, and reflects reflected light from the sample surface. A recording medium recording a processing program for image display processing by a computer used in a confocal scanning microscope for receiving light, wherein the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens Luminance information of the pixel having the maximum light amount and distance information between the sample from which the luminance information is obtained and the objective lens are detected, and the sample surface is detected based on the distance information for each detected pixel. The height information is set, the contrast is changed based on the luminance information for each detected pixel, and the luminance information whose contrast has been changed is changed. It is characterized by setting the pre-assigned color information as a three-dimensional display information, and displays the 3D image based on the set the height information and the mixed color information to.
[0027]
As a result, according to the present invention, the sample surface is colored according to the actual luminance even when the sample surface has the same height, but the color tone varies from part to part. Can be displayed as a three-dimensional image as it is.
[0028]
According to the present invention, it is possible to display a three-dimensional image with a shadow in consideration of the visual field position and the light source position.
[0029]
According to the present invention, even when the sample surface is different in height but having the same color tone, the surface of the sample surface can be easily recognized visually by being color-coded in consideration of the height.
[0030]
According to the present invention, it is possible to easily recognize the surface shape visually even for samples having different heights but having many surfaces with high reflectivity.
[0031]
According to the present invention, it is possible to easily recognize the surface shape visually even for samples having different heights but similar surfaces.
[0032]
According to the present invention, it is possible to visually recognize a surface shape even for a sample having a similar reflectance.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a confocal scanning microscope to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a light source, which is a point light source such as a laser beam. The spot light from the light source 1 is guided to the two-dimensional scanning scanner 2. The two-dimensional scanning scanner 2 is for two-dimensionally scanning the spot light from the light source 1 on the sample 4 and has, for example, an X-axis direction galvanometer mirror or a resonant scanner and a Y-axis direction galvanometer mirror. The spot light is swung in the XY direction on the sample 4 by swinging the X scanner and the Y scanner in the X axis direction and the Y axis direction.
[0035]
The sample 4 on the stage 5 is irradiated with spot light that is two-dimensionally scanned through the objective lens 3. In this case, the stage 5 is movable in the Z-axis direction, and the sample 4 can be moved in the optical axis direction of the spot light.
[0036]
The reflected light from the sample 4 is returned to the two-dimensional scanning scanner 2 through the objective lens 3, and the reflected light from the two-dimensional scanning scanner 2 is guided to the photodetector 11. The photodetector 11 has a pinhole (not shown) on the front surface of the light receiving surface, and converts optical information received through the pinhole into an electrical signal corresponding to the light amount.
[0037]
The photodetector 11 is connected to the CPU 7 via the A / D converter 6. In addition to the two-dimensional scanning scanner 2 and the stage 5, the CPU 7 is connected to a display unit 10 having a memory 8 and a frame memory 9 interposed therebetween.
[0038]
The CPU 7 outputs control commands at various locations. For example, the CPU 7 instructs the two-dimensional scanning scanner 2 to start laser scanning or scan the stage 5 in the Z-axis (height) direction, and detects it by the photodetector 11. Based on the light information of the sample 4 to be obtained, luminance information and height information of the pixel having the maximum light amount are obtained, and a three-dimensional image is generated from these results.
[0039]
The memory 8 stores peak light amount information determined by the CPU 7, height information calculated by the CPU 7, and the like, and a color table in which a predetermined color is assigned to the light amount (luminance) in advance. The display unit 10 displays the three-dimensional image generated by the CPU 7 via the frame memory 9.
[0040]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.
[0041]
In this case, the flowchart shown in FIG. 2 is executed.
[0042]
In the symbols used in the figure, i and j are the x and y coordinates (i = 1, 2, 3... Ni, j = 1, 2, 3... Nj) of the pixel, and k is the height of the stage 5. The position (k = 1, 2, 3,..., Nk), a (i, j, k) are light amount data for each pixel corresponding to each coordinate of the slice image, and p (i, j) is the pixel with the maximum light amount. Luminance information, h (i, j), is distance information between the sample 4 and the objective lens 3 when the amount of light is maximum, and here is height information of the stage 5.
[0043]
First, in step 201, initialization is performed. In this case, the slice image data a (0, 0, 0), the luminance information p (0, 0) of the pixel with the maximum light amount, and the height position information h (0, 0) of the stage 5 when the light amount is maximum. Enter 0 as the initial value.
[0044]
Next, in step 202, it is determined whether or not the height position k of the stage 5 is the maximum position, that is, whether k = Nk. If it is determined that the height position k of the stage 5 is not the maximum position, all the pixels of the first slice image of the sample 4 at the height position k of the stage 5 are detected by the photodetector 11 in step 203. The light amount data a (i, j, k) is detected from the light information of the sample 4 to be detected. In step 204, the light quantity data a (i, j, k) of all the pixels is compared with the luminance information p (i, j) of the pixel having the maximum light quantity so far for each pixel having the same coordinate, and a (i , J, k)> p (i, j) is determined. If it is determined that a (i, j, k)> p (i, j) is satisfied, the process proceeds to step 205 where the luminance information p (i, j) is converted into the light quantity data a (i, j). At the same time as updating to the contents of j, k), the height position k of the stage 5 is stored in the height information h (i, j) of the stage 5 when the light quantity is maximum. In step 206, the height position k of the stage 5 is updated, that is, k + 1 is set, the process returns to step 202, and the same operation is repeated for the next slice image.
[0045]
On the other hand, if it is determined in step 204 that a (i, j, k)> p (i, j) does not hold, the process immediately proceeds to step 206, where the height position k of the stage 5 is updated. Returning to step 202, the same operation is repeated for the next slice image.
[0046]
These operations are repeated until the height position k of the stage 5 is determined to be the maximum position in step 202, that is, until k = Nk is determined, and the pixel having the maximum light amount for the pixels having the same coordinates in all slice images. Luminance information p (i, j) and height information h (i, j) of the stage 5 are detected.
[0047]
If it is determined in step 202 that k = Nk, the process proceeds to step 207, where the three-dimensional display information is set using the luminance information p and the height information h obtained by the operations so far. In this case, as shown in FIG. 3, when a certain pixel position (x, y) is considered, the height information h at this pixel position (x, y) is extracted, and this height information h is displayed at the time of three-dimensional display. Set as height information z (x, y). That is, z (x, y) = h (x, y) is set.
[0048]
At the same time, the luminance information p at the pixel position (x, y) is taken out and the color information c (x, y, z) at the time of three-dimensional display is set. That is, c (x, y, z) = p (x, y) is set. In this case, a color table in which predetermined color information is assigned in advance corresponding to the luminance information p is prepared in the memory 8, and color information c (x, y, z at the time of three-dimensional display is used by using this table. ) Is set.
[0049]
Such setting of the three-dimensional display information is performed for all the pixels of the image. After that, when it is determined in step 208 that the three-dimensional display information is set for all the regions of the image, in step 209, the frame is displayed. A three-dimensional image is displayed on the display unit 10 through the memory 9.
[0050]
Therefore, in this way, the luminance information p (i, j) of the pixel with the maximum light quantity and the height information h (i, j) of the stage 5 are detected for the pixel at the same coordinate of the plurality of slice images with respect to the sample 4, The height information z (x, y) at the time of three-dimensional display is set by the height information h for each pixel position (x, y), and at the same time, the three-dimensional display assigned to the luminance information p by the luminance information p Since the time color information c (x, y, z) is set and displayed on the display unit 10 as a three-dimensional image, for example, when the height of the sample 4 surface is the same and the color tone is different for each part However, since the surface of the sample 4 is colored according to the actual luminance, a three-dimensional image can be displayed while the observer is actually looking at the sample surface. As a result, a three-dimensional image that can be easily recognized by the observer can be displayed, and the specimen surface can always be observed in an optimum state. A specific display example of the three-dimensional image according to the first embodiment in this case is shown in FIG.
[0051]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the color information c obtained from the luminance information p is three-dimensionally displayed. In the second embodiment, shadow information is further added to the color information c. Yes.
[0052]
In this case, the schematic configuration of the confocal scanning microscope to which the second embodiment is applied is the same as that in FIG. Further, from step 201 to step 206 in the flowchart shown in FIG. 2, the same processing as described in the first embodiment is performed, and after obtaining the luminance information p and the height information h, in step 207, the three-dimensional The color information c set as display information is calculated as follows.
[0053]
In this case, when a certain pixel position (x, y) is s (x, y), and the ratio of the shadow information s mixed is s (x, y), the shadow information calculated from the visual field position and the light source position when viewed from obliquely above, The color information c (x, y, z) of the three-dimensional display at the time is set by c (x, y, z) = p (x, y) × (1−r) + s (x, y) × r The
[0054]
In steps 208 and 209, the same setting is executed for all pixels of the image, and then displayed on the display unit 10 as a three-dimensional image.
[0055]
Accordingly, in this way, the three-dimensional image displayed on the display unit 10 can be shaded in consideration of the visual field position and the light source position, so that the observer can more easily recognize the surface shape and the optimum state. Can be observed. A specific display example of the three-dimensional image according to the second embodiment in this case is shown in FIG.
[0056]
(Third embodiment)
In the first embodiment, the color information c obtained from the luminance information p is three-dimensionally displayed. In the third embodiment, the color information corresponding to the luminance information is changed to height information. The color information is set by adjusting the mixing ratio of the corresponding color information, and is displayed in three dimensions.
[0057]
In this case, the schematic configuration of the confocal scanning microscope to which the third embodiment is applied is the same as that in FIG. Also, in the flowchart shown in FIG. 2, since steps 201 to 206 are the same as those described in the first embodiment, the same figure is used, and k = Nk is determined in step 202. Then, the process proceeds to step 401 and subsequent steps shown in the flowchart shown in FIG. 4, and the three-dimensional display information is set using the luminance information p and the height information h obtained by the operation so far.
[0058]
In this case, in step 401, height information h at a certain pixel position (x, y) is taken out, and this height information h is set as height information z (x, y) at the time of three-dimensional display. That is, z (x, y) = h (x, y) is set. Next, in step 402, luminance information p at the pixel position (x, y) is extracted, and color information c set as three-dimensional display information is calculated as follows.
[0059]
In this case, the memory 8 shown in FIG. 1 is provided with a color table in which predetermined color information is allocated in advance corresponding to the luminance information p and the height information h. Then, color information pre-assigned to the luminance information p is c1 (p), color information pre-assigned to the height information h is c2 (h), and color information is pre-assigned to the height information. When the mixing ratio is r, the color information c (x, y, z) of the three-dimensional display at this time is
c (x, y, z) = c1 (p (x, y)) * (1-r) + c2 (h (x, y)) * r
Is set by
[0060]
Such setting of the three-dimensional display information is performed for the entire region of the image. After that, when it is determined in step 403 that the three-dimensional display information has been set for all the pixels of the image, in step 404, the frame is displayed. A three-dimensional image is displayed on the display unit 10 through the memory 9.
[0061]
Therefore, in this way, since the three-dimensional image displayed on the display unit 10 includes not only the luminance information p but also the height information h and the color information c is set, for example, the height of the surface of the sample 4 is set. Even when the colors are different but the color tone is the same, the surface of the sample 4 is color-coded in consideration of the height, so that the observer can easily recognize the surface shape visually. A specific display example of the three-dimensional image according to the third embodiment in this case is shown in FIG.
[0062]
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, the color information corresponding to the luminance information is adjusted by adjusting the ratio of mixing the color information corresponding to the height information and the color information is set, and the three-dimensional display is performed. In the fourth embodiment, the mixing ratio of the color information corresponding to the height information is adjusted according to the luminance information of the pixel position.
[0063]
In this case, the schematic configuration of the confocal scanning microscope to which the fourth embodiment is applied is the same as that shown in FIG. Also, in the flowchart shown in FIG. 2, since steps 201 to 206 are the same as those described in the first embodiment, the same figure is used, and k = Nk is determined in step 202. Then, the process proceeds to step 501 and subsequent steps shown in the flowchart of FIG. 5, and the three-dimensional display information is set by using the luminance information p and the height information h obtained by the operation so far.
[0064]
In this case, in step 501, height information h at a certain pixel position (x, y) is extracted, and this height information h is set as height information z (x, y) at the time of three-dimensional display. That is, z (x, y) = h (x, y) is set. Next, in step 502, when the color information corresponding to the luminance information is mixed with the color information corresponding to the luminance information, the mixing ratio R (p ( x, y)) is obtained, and in step 503, the color information c set as the three-dimensional display information is calculated as follows.
[0065]
Also in this case, the memory 8 is provided with a color table to which predetermined color information is assigned in advance corresponding to the luminance information p and the height information h. The color information assigned in advance to the luminance information p is assumed to be c1 (p), and the color information assigned in advance to the height information h is assumed to be c2 (h). Further, the color information c2 (h (x, y)) corresponding to the height information h (x, y) at a certain pixel position (x, y) is converted into the color information c1 ( The ratio of mixing with p (x, y)) is adjusted according to the luminance information p (x, y) of the pixel position (x, y), but the mixing ratio at this time is R (p ( x, y)), the color information c (x, y, z) of the three-dimensional display is
c (x, y, z) = c1 (p (x, y)) * (1-R (p (x, y)))
+ C2 (h (x, y)) × R (p (x, y))
Is set by
[0066]
Such setting of the three-dimensional display information is performed for the entire area of the image. After that, when it is determined in step 504 that the three-dimensional display information is set for all the pixels of the image, the display is performed through the frame memory 9. A three-dimensional image is displayed on the unit 10.
[0067]
Therefore, in this way, since the color information corresponding to the height information is mixed in the three-dimensional image displayed on the display unit 10 according to the luminance information, for example, the height is different but the reflectance is high. For the sample 4 having many surfaces, the observer can easily recognize the surface shape visually. A specific display example of the three-dimensional image according to the fourth embodiment in this case is shown in FIG.
[0068]
(Fifth embodiment)
In the third embodiment, the color information corresponding to the luminance information is adjusted by adjusting the ratio of mixing the color information corresponding to the height information and the color information is set, and the three-dimensional display is performed. In the fifth embodiment, the mixing ratio of the color information corresponding to the height information is adjusted according to the height information of the pixel position.
[0069]
In this case, the schematic configuration of the confocal scanning microscope to which the fifth embodiment is applied is the same as that shown in FIG. Also, in the flowchart shown in FIG. 2, since steps 201 to 206 are the same as those described in the first embodiment, the same figure is used, and k = Nk is determined in step 202. Then, the process proceeds to step 601 and subsequent steps in the flowchart shown in FIG. 6, and the three-dimensional display information is set by using the luminance information p and the height information h obtained by the operations so far.
[0070]
In this case, in step 601, height information h at a certain pixel position (x, y) is extracted, and this height information h is set as height information z (x, y) at the time of three-dimensional display. That is, z (x, y) = h (x, y) is set. Next, in step 602, when the color information corresponding to the luminance information is mixed with the color information corresponding to the luminance information, the mixing ratio R (p) of the color information corresponding to the height information h adjusted by the height information h is mixed. (X, y)) is obtained, and in step 603, the color information c set as the three-dimensional display information is calculated as follows.
[0071]
Also in this case, the memory 8 is provided with a color table to which predetermined color information is assigned in advance corresponding to the luminance information p and the height information h. The color information assigned in advance to the luminance information p is assumed to be c1 (p), and the color information assigned in advance to the height information h is assumed to be c2 (h). Further, the color information c2 (h (x, y)) corresponding to the height information h (x, y) at a certain pixel position (x, y) is converted into the color information c1 ( The ratio of mixing with p (x, y)) is adjusted according to the height information h (x, y) of the pixel position (x, y), but the mixing ratio at this time is R (p (X, y)), the color information c (x, y, z) of the three-dimensional display is
c (x, y, z) = c1 (p (x, y)) * (1-R (h (x, y)))
+ C2 (h (x, y)) × R (h (x, y))
Is set by
[0072]
Such setting of the three-dimensional display information is performed for the entire area of the image. After that, when it is determined in step 604 that the three-dimensional display information is set for all the pixels of the image, the display is performed through the frame memory 9. A three-dimensional image is displayed on the unit 10.
[0073]
Accordingly, since the color information calculated from the height information according to the height information is mixed in the three-dimensional image displayed on the display unit 10 in this way, for example, the height is different but the same. With respect to the sample 4 having a surface with such a reflectance, the observer can easily recognize the surface shape visually. A specific display example of the three-dimensional image according to the fifth embodiment in this case is shown in FIG.
[0074]
(Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, contrast changing means for changing the contrast of luminance information is provided, and luminance information obtained by changing the contrast of the luminance information p by this means is used.
[0075]
In this case, in the schematic configuration of the confocal scanning microscope to which the sixth embodiment is applied, as shown in FIG. 1, the CPU 7 is provided with a contrast change processing unit 7a indicated by a broken line in the drawing. Since the others are the same, the figure is used. In this case, the contrast changing unit 7a is subjected to contrast enhancement processing by the CPU 7. For this contrast enhancement processing, processing by histogram conversion is used to convert the shape of the density histogram in which the number of pixels sampled on the axis from the minimum to the maximum of the luminance density range is shown on a bar graph so as to be flat, for example. .
[0076]
Also, in the flowchart shown in FIG. 2, since steps 201 to 206 are the same as those described in the first embodiment, the same figure is used, and k = Nk is determined in step 202. Then, the process proceeds to step 701 and the subsequent steps in the flowchart shown in FIG. 7, and the three-dimensional display information is set using the luminance information p and the height information h obtained by the operation so far.
[0077]
In this case, in step 701, height information h at a certain pixel position (x, y) is extracted, and this height information h is set as height information z (x, y) at the time of three-dimensional display. That is, z (x, y) = h (x, y) is set. Next, in step 702, f (p) is obtained for contrast enhancement processing for the luminance information p in the contrast change processing unit 7a, and in step 703, color information c set as three-dimensional display information is set as follows. .
[0078]
In this case, f (p) is given as contrast enhancement processing for the luminance information p in the contrast change processing unit 7a, and the color information c (x, y, z) of the three-dimensional display at this time is c (x , Y, z) = f (p (x, y)). That is, in this case, the memory 8 is provided with a color table in which predetermined color information is assigned in advance corresponding to the luminance information p, and this table is used for the luminance information f (p) after the contrast enhancement processing. Is used to set color information c (x, y, z) at the time of three-dimensional display.
[0079]
Such setting of the three-dimensional display information is performed for the entire region of the image. After that, when it is determined in step 704 that the three-dimensional display information is set for all the pixels of the image, the display is performed through the frame memory 9. A three-dimensional image is displayed on the unit 10.
[0080]
Therefore, in this way, since the contrast of the luminance information is emphasized in the three-dimensional image displayed on the display unit 10, for example, the specimen 4 having the same reflectance is observed. A person can easily recognize the surface shape visually. A specific display example of the three-dimensional image according to the sixth embodiment in this case is shown in FIG.
[0081]
In the sixth embodiment, the contrast changing means has been described using a method based on histogram conversion as contrast enhancement processing in the CPU 7, but contrast enhancement processing using a contrast conversion function such as a linear conversion function or a piecewise linear conversion function. It is also possible to use gamma correction processing, LOG correction processing, and the like.
[0082]
Further, in the sixth embodiment, the contrast change processing f (p) in the contrast change processing unit 7a is obtained when setting the color information of the three-dimensional display, but before setting the three-dimensional information. It may be obtained in advance. FIG. 8 shows a flowchart in such a case. In step 801, f (p) is obtained for contrast enhancement processing for the luminance information p in the contrast change processing unit 7a. In step 802, all pixels of the image are obtained. If it is determined that the contrast enhancement processing f (p) has been obtained, the operations from step 803 to step 805 are executed. Since the operations from Step 803 to Step 805 are the same as Steps 701, 702, and 704 in the flowchart shown in FIG. 7 described above, description thereof is omitted here. Even if it does in this way, the effect similar to what was mentioned above can be acquired.
[0083]
Further, in the first to sixth embodiments described above, the relative movement between the sample 4 and the objective lens 3 is such that the stage 5 moves relative to the objective lens 3, but the objective lens 3 is moved up and down. You can move it. Further, in each of the embodiments described above, the color information is obtained from the luminance information. However, in the case of a color scanning microscope, the color information obtained from the microscope can be used as it is.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a three-dimensional image that can be easily recognized by an observer can be displayed, and the sample surface can be observed in an optimum state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment;
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment;
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the fourth exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the sixth embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of a modified example of the sixth embodiment.
FIG. 9 is an image showing a specific display example of a three-dimensional image according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an image showing a specific display example of a three-dimensional image according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an image showing a specific display example of a three-dimensional image according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an image showing a specific display example of a three-dimensional image according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an image showing a specific display example of a three-dimensional image according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an image showing a specific display example of a three-dimensional image according to the sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Light source
2 ... Two-dimensional scanning scanner
3 ... Objective lens
4 ... Sample
5 ... Stage
6 ... A / D converter
7 ... CPU
7a: Contrast change processing unit
8 ... Memory
9 ... Frame memory
10 ... Display section
11 ... Photodetector

Claims (18)

試料面に対物レンズを介してスポット光を走査するとともに、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡において、
少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させる移動手段と、
前記移動手段の移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に前記情報検出手段により検出される前記前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられている色情報を混合した色情報を設定する三次元表示情報設定手段と、
この三次元表示情報設定手段で設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示する表示手段と
を具備したことを特徴とする共焦点走査型顕微鏡。
The sample surface while scanning a spot light through the objective lens, in the confocal scanning microscope you receiving light reflected from said sample surface,
Moving means for moving at least one of the sample and the objective lens in the optical axis direction;
Information detecting means for detecting the luminance information of the pixel having the maximum light quantity and the distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for the pixels at the same coordinates of the plurality of slice images obtained by the movement of the moving means. When,
The height information of the sample surface is set based on the distance information for each pixel detected by the information detection unit, and the luminance information is set based on the luminance information for each pixel detected by the information detection unit. 3D display information setting for setting color information obtained by mixing color information allocated in advance with respect to the distance information based on the distance information detected by the information detection unit with color information allocated in advance Means,
Confocal scanning microscope is characterized in that comprising a display means for displaying the three-dimensional image based on the three-dimensional display information the height information set by the setting means and the mixed color information.
前記三次元表示情報設定手段は、色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を混合する割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項1記載の共焦点走査型顕微鏡。  The three-dimensional display information setting means includes color information preliminarily allocated to the luminance information based on the luminance information and color information preliminarily allocated to the distance information based on the distance information. The confocal scanning microscope according to claim 1, wherein color information mixed by adjusting a mixing ratio is used. 前記三次元表示情報設定手段は、色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記輝度情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項記載の共焦点走査型顕微鏡。The three-dimensional display information setting means includes color information preliminarily allocated to the luminance information based on the luminance information and color information preliminarily allocated to the distance information based on the distance information. 3. The confocal scanning microscope according to claim 2 , wherein color information obtained by adjusting a mixing ratio according to the luminance information is used. 前記三次元表示情報設定手段は、色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記距離情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項記載の共焦点走査型顕微鏡。The three-dimensional display information setting means includes color information preliminarily allocated to the luminance information based on the luminance information and color information preliminarily allocated to the distance information based on the distance information. 3. The confocal scanning microscope according to claim 2 , wherein color information obtained by adjusting a mixing ratio according to the distance information is used. 試料面に対物レンズを介してスポット光を走査するとともに、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡において、In the confocal scanning microscope that scans the sample surface with spot light through the objective lens and receives the reflected light from the sample surface,
少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させる移動手段と、  Moving means for moving at least one of the sample and the objective lens in the optical axis direction;
前記移動手段の移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する情報検出手段と、  Information detecting means for detecting the luminance information of the pixel having the maximum light quantity and the distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for the pixels at the same coordinates of the plurality of slice images obtained by the movement of the moving means When,
前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に視野位置と光源位置から演算した陰影情報を混合した色情報を設定する三次元表示情報設定手段と、  The height information of the sample surface is set based on the distance information for each pixel detected by the information detection unit, and the luminance information is set based on the luminance information for each pixel detected by the information detection unit. 3D display information setting means for setting color information in which shade information calculated from the visual field position and the light source position is mixed with color information assigned in advance,
この三次元表示情報設定手段で設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示する表示手段と  Display means for displaying a three-dimensional image based on the height information set by the three-dimensional display information setting means and the mixed color information;
を具備したことを特徴とする共焦点走査型顕微鏡。  A confocal scanning microscope characterized by comprising:
試料面に対物レンズを介してスポット光を走査するとともに、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡において、In the confocal scanning microscope that scans the sample surface with spot light through the objective lens and receives the reflected light from the sample surface,
少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させる移動手段と、  Moving means for moving at least one of the sample and the objective lens in the optical axis direction;
前記移動手段の移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する情報検出手段と、  Information detecting means for detecting the luminance information of the pixel having the maximum light quantity and the distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for the pixels at the same coordinates of the plurality of slice images obtained by the movement of the moving means When,
前記情報検出手段により検出される前記輝度情報のコントラストを変更するコントラスト変更手段と、  Contrast changing means for changing the contrast of the luminance information detected by the information detecting means;
前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記コントラスト変更手段により前記情報検出手段により検  The height information of the sample surface is set based on the distance information for each pixel detected by the information detecting means, and the information detecting means is detected by the contrast changing means. 出される画素ごとの前記輝度情報のコントラストを変更し、変更された該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報を設定する三次元表示情報設定手段と、Three-dimensional display information setting means for changing the contrast of the luminance information for each pixel to be output, and setting color information pre-assigned to the changed luminance information;
この三次元表示情報設定手段で設定された前記高さ情報および前記色情報に基づいて三次元像を表示する表示手段と  Display means for displaying a three-dimensional image based on the height information and the color information set by the three-dimensional display information setting means;
を具備したことを特徴とする共焦点走査型顕微鏡。  A confocal scanning microscope characterized by comprising:
少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法であって、
前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する第1の工程と、
前記第1の工程により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいた前記試料面の高さ情報と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられている色情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定する第2の工程と、
を具備し、
前記第2の工程の三次元表示情報による前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴とする共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法。
Moves the one of the at least the sample and the objective lens in the optical axis direction, via said objective lens to scan the spot light to the sample surface, the confocal scanning microscope you receive reflected light from the sample surface An image display method in
Luminance information of the pixel with the maximum light quantity and distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for pixels at the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens A first step of detecting;
The height information of the sample surface based on the distance information for each pixel detected by the first step and the luminance information based on the luminance information for each pixel detected by the information detection unit A second step of setting, as three-dimensional display information, color information obtained by mixing color information assigned to color information assigned in advance with respect to the distance information based on the distance information ;
Comprising
The image display method in the confocal scanning microscope, characterized in that to display a three-dimensional image based on said second of said height information and the mixed color information by the three-dimensional display information process.
前記第2の工程は、三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対し予め割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を混合する割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項7記載の共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法。In the second step, as color information in the three-dimensional display information, color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is preliminarily assigned to the distance information based on the distance information. 8. The image display method in a confocal scanning microscope according to claim 7, wherein the mixed color information is used by adjusting a ratio of mixing the assigned color information. 前記第2の工程は、三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記輝度情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項記載の共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法。In the second step, as color information in the three-dimensional display information, color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is preliminarily assigned to the distance information based on the distance information. 9. The image display method for a confocal scanning microscope according to claim 8 , wherein the allocated color information is color information obtained by mixing the color information by adjusting a mixing ratio according to the luminance information. 前記第2の工程は、三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記距離情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項記載の共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法。In the second step, as color information in the three-dimensional display information, color information previously assigned to the luminance information based on the luminance information is preliminarily assigned to the distance information based on the distance information. 9. The image display method for a confocal scanning microscope according to claim 8 , wherein the allocated color information is color information obtained by mixing the color information by adjusting a mixing ratio according to the distance information. 少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法であって、In a confocal scanning microscope that moves at least one of a sample and an objective lens in the optical axis direction, scans the sample surface with spot light through the objective lens, and receives reflected light from the sample surface An image display method,
前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する第1の工程と、  Luminance information of the pixel with the maximum light quantity and distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for pixels having the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens A first step of detecting;
前記第1の工程により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいた前記試料面の高さ情報と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に視野位置と光源位置から演算した陰影情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定する第2の工程と、を具備し、  The height information of the sample surface based on the distance information for each pixel detected by the first step and the luminance information based on the luminance information for each pixel detected by the information detection unit A second step of setting, as 3D display information, color information obtained by mixing shade information calculated from a visual field position and a light source position in the allocated color information,
前記第2の工程の三次元表示情報による前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴とする共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法。  An image display method in a confocal scanning microscope, wherein a three-dimensional image is displayed based on the height information and the mixed color information based on the three-dimensional display information in the second step.
少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法であって、In a confocal scanning microscope that moves at least one of a sample and an objective lens in the optical axis direction, scans the sample surface with spot light via the objective lens, and receives reflected light from the sample surface An image display method,
前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画  Images of the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement between the sample and the objective lens 素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出する第1の工程と、A first step of detecting luminance information of a pixel having a maximum light quantity and a distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained;
前記第1の工程により検出される画素ごとの前記距離情報に基づいた前記試料面の高さ情報と、前記情報検出手段により検出される画素ごとの前記輝度情報についてコントラストを変更し、コントラストが変更された該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報を三次元表示情報として設定する第2の工程と、を具備し、  The contrast is changed by changing the contrast of the height information of the sample surface based on the distance information for each pixel detected in the first step and the luminance information for each pixel detected by the information detection unit. A second step of setting color information pre-assigned to the brightness information as three-dimensional display information,
前記第2の工程の三次元表示情報による前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴とする共焦点走査型顕微鏡における画像表示方法。  An image display method in a confocal scanning microscope, wherein a three-dimensional image is displayed based on the height information and the mixed color information based on the three-dimensional display information in the second step.
少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡に用いられるコンピュータによって画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体であって、
前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出し、この検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に前記記距離情報に基づいて該距離情報に対して予め割り当てられている色情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定し、この設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴とする画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体。
Moves the at least one of a specimen and the objective lens in the optical axis direction, via said objective lens to scan the spot light to the sample surface, the confocal scanning microscope you receive the reflected light from the sample surface A recording medium recording a processing program for image display processing by a computer used for
Luminance information of the pixel with the maximum light quantity and distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for pixels at the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens Detecting and setting height information of the sample surface based on the distance information for each detected pixel, and pre-assigned to the luminance information based on the luminance information for each detected pixel set the color information obtained by mixing the color information assigned in advance with respect to the distance information based on the Symbol distance information to color information are as a three-dimensional display information, and mixed the set the height information and the A recording medium recording a processing program for performing an image display process, wherein a three-dimensional image is displayed based on color information.
前記三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対し予め割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を混合する割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項13記載の画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体。As color information in the three-dimensional display information, color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information, color information pre-assigned to the distance information based on the distance information, 14. A recording medium recording a processing program for image display processing according to claim 13, wherein the mixed color information is used by adjusting the mixing ratio. 前記三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記輝度情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項14記載の画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体。As color information in the three-dimensional display information, color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information, color information pre-assigned to the distance information based on the distance information, 15. The recording medium recording a processing program for performing image display processing according to claim 14 , wherein color information mixed by adjusting a mixing ratio according to the luminance information is used. 前記三次元表示情報のうちの色情報として、前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報に、前記距離情報に基づいて該距離情報に対してあらかじめ割り当てられた色情報を、前記距離情報に応じて混合割合を調整して混合した色情報を用いることを特徴とする請求項14記載の画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体。As color information in the three-dimensional display information, color information pre-assigned to the luminance information based on the luminance information, color information pre-assigned to the distance information based on the distance information, 15. The recording medium recording a processing program for performing image display processing according to claim 14 , wherein color information mixed by adjusting a mixing ratio according to the distance information is used. 少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡に用いられるコンピュータによって画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体であって、A confocal scanning microscope that moves at least one of the sample and the objective lens in the optical axis direction, scans the sample surface with spot light through the objective lens, and receives reflected light from the sample surface. A recording medium recording a processing program for image display processing by a computer used,
前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出し、この検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいて該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられている色情報に視野位置と光源位置から演算した陰影情報を混合した色情報を三次元表示情報として設定し、この設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴とする画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体。  Luminance information of the pixel with the maximum light quantity and distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for pixels having the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens Detecting and setting height information of the sample surface based on the distance information for each detected pixel, and pre-assigned to the luminance information based on the luminance information for each detected pixel 3D display information is set as 3D display information, which is a mixture of shade information calculated from the visual field position and the light source position, and a 3D image is displayed based on the set height information and the mixed color information. A recording medium on which is recorded a processing program for performing an image display process.
少なくとも試料と対物レンズのいずれか一方を光軸方向に移動させるとともに、前記試料面に前記対物レンズを介してスポット光を走査し、前記試料面からの反射光を受光する共焦点走査型顕微鏡に用いられるコンピュータによって画像表示処理A confocal scanning microscope that moves at least one of a sample and an objective lens in the optical axis direction, scans the sample surface with spot light through the objective lens, and receives reflected light from the sample surface. Image display processing by computer used をするための処理プログラムを記録した記録媒体であって、A recording medium recording a processing program for
前記試料と対物レンズとの相対的移動により得られる複数のスライス像の同一座標の画素について光量が最大の画素の輝度情報と該輝度情報が得られる前記試料と対物レンズとの間の距離情報を検出し、この検出される画素ごとの前記距離情報に基づいて前記試料面の高さ情報を設定するとともに、前記検出される画素ごとの前記輝度情報に基づいてコントラストを変更し、コントラストが変更された該輝度情報に対しあらかじめ割り当てられた色情報を三次元表示情報として設定し、この設定された前記高さ情報および前記混合した色情報に基づいて三次元像を表示させることを特徴とする画像表示処理をするための処理プログラムを記録した記録媒体。  Luminance information of the pixel with the maximum light quantity and distance information between the sample and the objective lens from which the luminance information is obtained for pixels having the same coordinates of a plurality of slice images obtained by relative movement of the sample and the objective lens Detecting and setting the height information of the sample surface based on the distance information for each detected pixel, changing the contrast based on the luminance information for each detected pixel, and changing the contrast Further, color information assigned in advance to the luminance information is set as three-dimensional display information, and a three-dimensional image is displayed based on the set height information and the mixed color information A recording medium recording a processing program for display processing.
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