(57)【要約】      （修正有）【課題】  ワイヤーフレーム像を用いることで処理を高速化することができかつ、三次元像を用いることで、試料像を三次元的に確認しながら注目領域を指定することができる共焦点走査型顕微鏡および三次元注目領域指示方法を提供する【解決手段】  光源からの出射光を試料に対して集束させる対物レンズと、集束光を試料面に治って相対的に走査し、集束光の光軸方向に治って対物レンズの焦光位置と試料の位置とを相対的に移動させ、対物レンズの焦光位置と共役な位置に配置されたピンホールと、ピンホールを透過する光の強度を検出する光検出器によって、対物レンズの焦光位置と試料の位置とを相対的に連続移動させ、各相対位置で前記光検出器から出力された光強度信号を記憶し、前記記憶された前記光強度信号のデータに基づき構築される三次元像の外周を囲む三次元ワイヤーフレーム像を形成することで、利用者が試料像を三次元的に確認しながら注目領域を指定できる。【選択図】  図３
2006145794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡において、
前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示手段と、
前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形手段と、
前記変形手段によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示手段と、
前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出手段と、
を具備することを特徴とする共焦点走査型顕微鏡装置。
【請求項２】
光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡において、
前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示手段と、
前記三次元ワイヤーフレーム像の重心を前記試料の三次元像内に移動する手段と、
前記三次元ワイヤーフレーム像の重心と記三次元ワイヤーフレーム像の各交点とを直線で結び前記直線上の画像輝度を読み出す読み出し手段と、
前記読み出し手段で検出した画像輝度の変化の違いに基づいて前記試料の形状に合うように前記三次元ワイヤーフレーム像の前記交点を前記検出した点に移動し前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形手段と、
前記変形手段によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示手段と、
前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出手段と、
を具備することを特徴とする共焦点走査型顕微鏡装置。
【請求項３】
前記注目領域抽出手段は、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域を展開して前記注目領域内に含まれる前記二次元像を抽出することを特徴とする請求項１または２記載の共焦点走査型顕微鏡装置。
【請求項４】
前記注目領域抽出手段は、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域の表面積を算出することを特徴とする請求項１または２記載の共焦点走査型顕微鏡装置。
【請求項５】
前記注目領域抽出手段は、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域の体積を算出することを特徴とする請求項１または２記載の共焦点走査型顕微鏡装置。
【請求項６】
光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡の注目領域指示方法において、
前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示し、
前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示し、前記指示された前記注目領域を抽出する、
ことを特徴とする共焦点走査型顕微鏡装置の注目領域指示方法。
【請求項７】
光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡の注目領域抽出方法において、
前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示し、
前記三次元ワイヤーフレーム像の重心を前記試料の三次元像内に移動し、
前記三次元ワイヤーフレーム像の重心と記三次元ワイヤーフレーム像の各交点とを直線で結び前記直線上の画像輝度を読み出し、
前記読み出しにより検出した画像輝度の変化の違いに基づいて前記試料の形状に合うように前記三次元ワイヤーフレーム像の前記交点を前記検出した点に移動し前記三次元ワイヤーフレーム像を変形し、
前記変形によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示し、前記指示された前記注目領域を抽出する、
ことを特徴とする共焦点走査型顕微鏡装置の注目領域指示方法
【請求項８】
光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築するコンピュータで実行するプログラムであって、
前記三次元像は、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示機能と、
前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形機能と、
前記変形機能によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示機能と、
前記注目領域指示機能により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項９】
光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築するコンピュータで実行するプログラムであって、
前記三次元像は、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示機能と、
前記三次元ワイヤーフレーム像の重心を前記試料の三次元像内に移動する機能と、
前前記三次元ワイヤーフレーム像の重心と記三次元ワイヤーフレーム像の各交点とを直線で結び前記直線上の画像輝度を読み出す読み出し機能と、
前記読み出し機能で検出した画像輝度の変化の違いに基づいて前記試料の形状に合うように前記三次元ワイヤーフレーム像の前記交点を前記検出した点に移動し前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形機能と、
前記変形機能によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示機能と、
前記注目領域指示機能により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学顕微鏡の光学系を介して試料を光で走査し、試料からの反射光または透過光を用いて得られた試料像に対する三次元注目領域指示する技術に係り、特に共焦点走査型顕微鏡による試料像に対する三次元注目領域指示に関する。
【背景技術】
【０００２】
共焦点走査型顕微鏡は、点光源を用いて試料を走査するとともに、試料からの反射光や透過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、試料の三次元情報を得るようにしたものである。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や透過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。
【０００３】
一方、共焦点走査型顕微鏡は、光軸方向に分解能をも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強度が増大し、焦点から外れた点では、光強度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、光軸方向となるZ軸方向に所定のピッチで焦点を移動することで、三次元空間のスライス像が得られることになる。
【０００４】
試料の各々のZ軸方向位置でのこれらスライス像から三次元像を構築し、前記三次元像の三次元的な特定領域に注目し、前記注目領域の再走査や、三次元的な解析をすることがある。
【０００５】
ここで、三次元的な注目領域を指示または抽出する方法としては、試料の各々のZ軸方向位置でのスライス像をもちいて注目領域を指示または抽出し、前記指示または抽出した領域を三次元的に連結している。
【０００６】
領域を指示する場合は、コンピュータのモニタなどの表示部に二次元のスライス像を表示し、コンピュータのマウス等の入力装置により、表示部に表示されている二次元スライス像上に円などを描画して、その描画した領域を注目領域として指示する。各々のＺ位置でのスライス像で前記描画を行い、すべてのZ軸方向位置で描画した結果に基づき二次元スライス像連結して三次元的な注目領域を指示している。
【０００７】
特許文献１では、三次元像の領域を抽出したい場合、例えば、三次元物体を示す三次元画像を複数の二次元二値化画像に分割して入力し、入力された各二次元二値化画像に対して二次元連結成分を抽出してラベリング処理を施し、二次元画像ラベリング処理をして得られた領域毎に代表点を抽出し、抽出された代表点の隣接する二次元画像間の連結を検出して代表点の連結成分を抽出し、抽出された代表点の連結成分を内包する三次元連結に対してラベリング処理をする。
【０００８】
また、抽出方法は、まず三次元物体をスライスして複数の二次元画像を取得し、ラベリング処理によって各二次元画像の連結成分を求める。次に各二次元連結成分の代表点を求め取得した代表点の二次元画像間の連結が検出されたなら、その代表点を含むすべての二次元連結成分を三次元連結成分として抽出し、このようにして得られた三次元連結成分から、注目する領域の三次元連結成分のみを抽出する。
【特許文献１】特公平７‐７４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の方法で領域を指示する場合は、すべてのZ軸方向位置でのスライス像で指示する必要があるため、スライス数が多量であると領域の指示に多大な労力を要する。そして、複雑な注目領域を指示したい場合、連結していることを指示することが困難である。さらに、上記処理を実行すると全体処理時間が長くなる。
【００１０】
また、領域を抽出する場合は、代表点連結検出部で連結している。そのため、検出する範囲設定値によっては、本来１つの領域として連結している領域を２つ以上に分離して領域として検出してしまう恐れがある。
【００１１】
また、射影像を用いた注目領域指定方法では全てのZ軸方向のスライス像を用い三次元像を射影像として二次元に変換するため３次元像をあらゆる方向から観察することはできない。
【００１２】
本発明は上記従来技術の課題に鑑み、三次元像ワイヤーフレーム像を用いることで三次元画像上において注目領域の形状を認識することができ、さらにデータ量の少ないワイヤーフレーム像を用いることで処理を高速化することができかつ、三次元像を回転させることで、試料像を三次元的にあらゆる方向から確認しながら注目領域を指定することができる共焦点走査型顕微鏡および三次元注目領域指示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡において、前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示手段と、前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形手段と、前記変形手段によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示手段と、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡において、前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示手段と、前記三次元ワイヤーフレーム像の重心を前記試料の三次元像内に移動する手段と、前記三次元ワイヤーフレーム像の重心と記三次元ワイヤーフレーム像の各交点とを直線で結び前記直線上の画像輝度を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段で検出した画像輝度の変化の違いに基づいて前記試料の形状に合うように前記三次元ワイヤーフレーム像の前記交点を前記検出した点に移動し前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形手段と、前記変形手段によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示手段と、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出手段と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記注目領域抽出手段は、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域を展開して前記注目領域内に含まれる前記二次元像を抽出することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記注目領域抽出手段は、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域の表面積を算出することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記注目領域抽出手段は、前記注目領域指示手段により指示された前記注目領域の体積を算出することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡の注目領域指示方法において、前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示し、前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示し、前記指示された前記注目領域を抽出する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築する共焦点走査型顕微鏡の注目領域抽出方法において、前記三次元像を、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示し、前記三次元ワイヤーフレーム像の重心を前記試料の三次元像内に移動し、前記三次元ワイヤーフレーム像の重心と記三次元ワイヤーフレーム像の各交点とを直線で結び前記直線上の画像輝度を読み出し、前記読み出しにより検出した画像輝度の変化の違いに基づいて前記試料の形状に合うように前記三次元ワイヤーフレーム像の前記交点を前記検出した点に移動し前記三次元ワイヤーフレーム像を変形し、前記変形によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示し、前記指示された前記注目領域を抽出する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築するコンピュータで実行するプログラムであって、前記三次元像は、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示機能と、前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形機能と、前記変形機能によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示機能と、前記注目領域指示機能により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出機能と、を実現させるためのプログラム。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、光源からの出射光を試料に対して走査し、前記試料からの光を受光して前記試料の光強度を検出し、前記検出した光強度に基づき複数の二次元像を構築し、さらに前記複数の二次元像を処理することで前記試料の三次元像を構築するコンピュータで実行するプログラムであって、前記三次元像は、任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像とともに表示する表示機能と、前記三次元ワイヤーフレーム像の重心を前記試料の三次元像内に移動する機能と、前前記三次元ワイヤーフレーム像の重心と記三次元ワイヤーフレーム像の各交点とを直線で結び前記直線上の画像輝度を読み出す読み出し機能と、
前記読み出し機能で検出した画像輝度の変化の違いに基づいて前記試料の形状に合うように前記三次元ワイヤーフレーム像の前記交点を前記検出した点に移動し前記三次元ワイヤーフレーム像を変形する変形機能と、前記変形機能によって前記三次元ワイヤーフレーム像を変形して前記三次元像の注目領域を指示する注目領域指示機能と、前記注目領域指示機能により指示された前記注目領域を抽出する注目領域抽出機能と、を実現させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、三次元像を用いて三次元像の形状を三次元ワイヤーフレーム像で指定することにより、本来の形状に近く、また実体に則した形状を注目領域として正確に表現することができ、また、試料全体を注目領域として三次元ワイヤーフレーム像で指示することで注目領域に近い形状に抽出することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。実施例１、２ともに共焦点走査型光学顕微鏡の光学系を使用して試料を二次元走査することにより試料形状情報を取得する例である。
【００２３】
本発明の構成を説明する。図１は、本発明を適用する共焦点走査型顕微鏡の概略構成を示している。図１において、１は光源で、レーザ光などの光源である。光源１から照射したスポット光は、二次元走査スキャナ２に導かれ、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上に二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方向に振り走査することができる。
【００２４】
対物レンズ３を通して二次元走査されたスポット光をステージ５上の試料４に照射する場合、ステージ５は、Ｚ軸方向に移動可能になっていて、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。
【００２５】
試料４からの反射光または透過光を、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からの反射光または透過光を光検出器６に導く、この光検出器６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得られる光情報を受光し、その光強度に応じた電気信号に変換するようにしている。
【００２６】
そして、光検出器６には、Ａ／D変換器７を介してＣＰＵ８を接続している。ＣＰＵ８には二次元走査スキャナ２、ステージ５の他に、メモリ９、フレームメモリ１０を介して表示部１１を接続している。
【００２７】
ＣＰＵ８は各所に制御命令を出すもので、例えば、二次元走査スキャナに対しレーザビーム走査の開始やステージのＺ軸方向（高さ）の走査を指示するとともに、検出器より検出される試料４の光強度検出値を元にした三次元の三次元像を構築する。また、ＣＰＵ８は入力装置１３とも接続しており、入力装置１３の指示に従って、表示部１１に三次元ワイヤーフレーム像を表示する。
【００２８】
表示部１１に表示された三次元ワイヤーフレーム像の形状を入力装置１３の指示に従って変形させることで注目領域を描画し、メモリ９の対応する注目領域を指示している。さらには、三次元ワイヤーフレーム像の注目領域の二次元画象への展開などもしている。
【００２９】
メモリ９は、光検出器６より検出される試料４の光強度検出値、ＣＰＵ８で生成される三次元の三次元像や三次元ワイヤーフレーム像、また注目領域などを記憶している。
そして、表示部１１は、ＣＰＵ８で生成された三次元の三次元像や三次元ワイヤーフレーム像を、フレームメモリ１０を介して表示するようにしている。ここで、ＣＰＵ８、メモリ９、フレームメモリ１０等は一般的なパーソナルコンピュータを利用してもかまわない。
【００３０】
また、後述する処理はコンピュータプログラムにより処理可能で、その処理プログラムはＣＤ−ＲＯＭ等記録媒体やハードディスク等記憶装置１２に記録されている。
そして、必要に応じて前記パーソナルコンピュータのメモリ上に前記処理プログラムを読み出し、ＣＰＵ８により実行しパーソナルコンピュータに接続されている各装置を制御している。
（実施例１）
上記構成における実施例１の動作について図２を参照しながら説明する。なお、図２で用いている記号を以下に示す。また、共焦点画像のＺ軸方向の測定間隔ΔＺは予め指定することができる。
【００３１】
ｉ，ｊ：画素のＸ，Ｙ座標（ｉ＝１，２，３，・・・Ｎｉ、ｊ＝１，２，３・・・Ｎｊ）
ｋ    ：共焦点画像のＺ軸方向の測定位置（ｋ＝０，１，２，３・・・Ｎｋ）
Ｉ（ｉ，ｊ，ｋ）：共焦点画像のデータ
まず、ステップＳ２１でステージ５の移動を開始する。次に、ステップＳ２２で共焦点画像データＩ（ｉ，ｊ，ｋ）を取得する。ここで、ステップＳ２２は全領域（走査可能なＸＹ平面）を対象に共焦点画像データを取得する処理を実施する。ただし、ステップＳ２２ではｉ、ｊを更新する処理は記載しないが、原点座標Ｉ（０，０，０）から走査を始め、Ｙ軸方向の走査がＮｊまで完了したら、次にＸ軸をＩ（１，０，０）としてまたＹ軸方向の走査をＮｊまでし、Ｉ（Ｎｉ，Ｎｊ，０）になったら、Ｚ軸ｋ＝０での共焦点画像データの取得を完了する。尚、Ｙ軸を基準にＸ軸方向の走査をして共焦点画像データを取得してもかまわない。
【００３２】
続いて、ステップＳ２３で共焦点画像の測定位置を更新する。つまりｋ＝ｋ＋１とする。そして、ステップＳ２４でZ軸方向に指定間隔ΔＺ分移動し、Ｚ軸方向の移動が終了位置かどうかを判定する。
【００３３】
Z軸方向への移動が終了であればＹＥＳとし、ステップＳ２５でメモリ９に保存された値を用いて、ＣＰＵ８で三次元像を構築し、表示部1 1へ表示する。ＮＯであればＳ２２に進み再度共焦点画像データを取得する。
【００３４】
ステップＳ２６の処理では、三次元ワイヤーフレーム像から任意の形状（例では球形を選択）で三次元ワイヤーフレーム像を構築し、図３のように三次元像に関連付けて表示部１１へ表示する。ここで、三次元ワイヤーフレーム像は予め用意をした任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像を使用してもかまわない。
【００３５】
次に、ステップＳ２７で、各面の三次元ワイヤーフレーム像を例えばマウスなどの入力装置１3によって、図４のように三次元ワイヤーフレーム像を変形させる。
ステップＳ２８では、指示が終了したら、各面の三次元ワイヤーフレーム像上の指示した領域を二次元画像上へ展開する。
【００３６】
指示した領域を二次元画像上へ展開する方法は例えば次のようにする。まず、測定した各二次元画像上の各画素（測定したＩ（ｉ，ｊ，ｋ）の各座標）について、試料を構成する各画素が、入力装置1 3で指示した三次元ワイヤーフレーム像の領域内に入るかどうかを検出する。
【００３７】
このとき、三次元ワイヤーフレーム像で指示した領域内に入る場合（図４の４１のようになっていれば）は、二次元画像上の各画素に共通の番号を振る処理を行う。
そして、上記処理をメモリ９に保存されたすべての二次元画像の各画素について実施することにより三次元ワイヤーフレーム像で指示した領域内の注目領域がＺ軸方向に関連付けができる。
【００３８】
上記処理により、従来のような二次元の注目領域を各層（Ｚ軸の測定間隔ΔＺ毎のスライス像）ごとに指示しなくても、一度に三次元ワイヤーフレーム像で指示した部分の二次元の注目領域を全て取得できる。
【００３９】
本発明によれば、三次元表示した試料を用いて、三次元像の形状を三次元ワイヤーフレーム像で指定することにより、試料の本来の形状に近い注目領域を設定できる。さらに、注目領域を各画像に指示することなく、三次元表示した試料を三次元的に指示するだけで、三次元ワイヤーフレーム像に囲まれた注目領域を含む全ての二次元画像が指示できる。
（実施例２）
次に実施例２について図５を用いて説明する。基本的な構成は実施例１と同様で、ＣＰＵ８に、投影像から領域を抽出する手段を追加している。
【００４０】
このように構成した実施の形態の動作について図６を参照しながら説明する。なお、図６で用いている記号を以下に示す。また、共焦点画像のＺ軸方向の測定間隔ΔＺは予め指定されている。
【００４１】
ｉ，ｊ：画素のＸ，Ｙ座標（ｉ＝１，２，３，・・・Ｎｉ、ｊ＝１，２，３・・・Ｎｊ）
ｋ    ：共焦点画像の測定位置（ｋ＝０，１，２，３・・・Ｎｋ）
Ｉ（ｉ，ｊ，ｋ）：共焦点画像のデータ
まず、ステップＳ６１で、Ｚステージ５の移動を開始する。次に、ステップＳ６２共焦点画像データＩ（ｉ，ｊ， ｋ）を取得する。Ｓ６２は走査できる全領域を対象に前記共焦点画像データの取得する処理を実施する。
【００４２】
続いて、ステップＳ６３で共焦点画像の測定位置を更新し、つまりｋ＝ｋ＋１とする。
そして、ステップＳ６４で、Z軸方向に指定間隔ΔＺ分移動し、Ｚ移動の終了位置かどうかを判定する。ＹＥＳであればＳ６５に進み、ＮＯであればＳ６２に戻る。
【００４３】
ステップＳ６５では、Z軸方向への移動が終了したら、メモリ９に保存された値を用いて、ＣＰＵ８で、三次元の三次元像を構築し表示部１１へ表示する。上記処理までは実施例１と同じである。
【００４４】
そして、ステップＳ６６で、表示部１１へ任意の形状の三次元ワイヤーフレーム像を構築し、例えば図３のように三次元像に関連付けて表示部１１へ表示する。
次に、ステップＳ６７で、三次元ワイヤーフレーム像の中心もしくは重心を三次元表示された試料の内に移動する。
【００４５】
ステップＳ６８で、領域指定用に取得した３次元画像に重ねて表示された三次元ワイヤーフレーム像を、まず利用者が位置と大きさを調整して、所望の試料の全体が三次元ワイヤーフレーム像内部に含まれるように設定する。（図７にあるように設定する。）
つぎに、ステップＳ６９で、試料と背景を区別するための光強度（画像輝度）を設定する。尚、利用する閾値は予め用意しておき、その中から指定してもかまわない。
【００４６】
ステップＳ６１０では、三次元ワイヤーフレーム像の重心（中心）とワイヤーの各交点Ａ２を結ぶ直線を仮設し、この直線上で閾値を超える点Ａ１を検索し、検索された点に当該三次元ワイヤーフレーム像の交点Ａ２を移動する。これを三次元ワイヤーフレーム像の全ての交点について実行する。この処理を繰り返し、三次元ワイヤーフレーム像を注目領域に近い形状に変形させ最適化する。
【００４７】
ステップＳ６１１では、出来上がった三次元ワイヤーフレーム像が図８に示すように目的の試料を現したものになる。
抽出領域を二次元画像上へ展開する方法は、実施例１の指示領域を展開する方法と同様であり、メモリ９に保存された二次元画像上のすべての画素について実施すると、三次元の注目領域が抽出できる。
【００４８】
したがって、この三次元ワイヤーフレーム像を二次元スライス像に展開すると、はじめに領域指定用に取得した３次元画像（ＸＹ画像がＺ方向に複数重ねられたものになる）と同等程度の形状になる。
【００４９】
この三次元ワイヤーフレーム像を用いれば、目的試料の表面積や体積の算出を簡単に行うことができる。
また、指定領域を３次元的に表示できるので利用者が直感的に理解でき、作業能率向上や操作ミスの防止に有用である。
【００５０】
上記実施例では、共焦点画像の測定位置は相対情報を用いたが、Ｚ軸方向の位置の絶対情報または絶対情報から求めた相対情報を用いてもよい。
上記実施例では、Z軸方向の相対移動として、ステージを移動しているが、対物レンズを移動してもよい。
【００５１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１の実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】実施列１の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】実施例１の実施形態の射影像と注目領域の関係を説明する図である。
【図４】実施例１の実施形態を示す図である。
【図５】実施例２の実施形態の概略構成を示す図である。
【図６】実施例２の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施例２の実施形態の三次元ワイヤーフレーム像と注目領域の関係を説明する図である。
【図８】実施例２の実施形態の三次元ワイヤーフレーム像と注目領域の関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
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・・・  光検出器
７・・・  Ａ／Ｄ変換器
８・・・  ＣＰＵ
９・・・  メモリ
１０・・・  フレームメモリ
１１・・・  表示部
１２・・・  記憶装置
１３・・・  入力装置
【図１】
2006145794.tif 000003
【図２】
2006145794.tif 000004
【図５】
2006145794.tif 000005
【図６】
2006145794.tif 000006
【図７】
2006145794.tif 000007
【図８】
2006145794.tif 000008
【図３】
2006145794.tif 000009
【図４】
2006145794.tif 000010