(57)【要約】【課題】  本発明はマッピング測定においてキーバンドを自動ピーク検出して良好なケミカルイメージを作成する方法に関する。【解決手段】  試料特定のために分布画像をコンピュータで作成するケミカルイメージ作成方法であり、  分光スペクトルデータの波長ごとの標準偏差により標準偏差スペクトルを作成し、標準偏差スペクトルを利用して自動でキーバンドにおける複数のピーク検出を行う自動ピーク検出工程Ｓ４と、  自動ピーク検出工程Ｓ４で検出した複数ピーク波長に基づいてケミカルイメージに利用される単色の色分け図を作成する色分け図作成工程Ｓ５と、  複数ピークによる色分け図の中からケミカルイメージ作成の基準となる基準色分け図を選択するとともに、基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択する色分け図選択工程Ｓ６を含み、  基準色分け図と他の色分け図を重ね合わせてケミカルイメージを作成する。【選択図】      図３
2019060815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料面上の複数点を分光測定して得られた複数の分光スペクトルデータに基づいて、試料の構成物質を特定するために分布画像をコンピュータにより作成するケミカルイメージ作成方法であって、
前記分光スペクトルデータの波長ごとの分散を算出して分散スペクトルを作成し、得られた分散スペクトルを利用してコンピュータにより自動でキーバンドにおける複数のピーク検出を行う自動ピーク検出工程と、
前記自動ピーク検出工程で検出された複数のピーク波長に基づいてケミカルイメージに利用される単色の色分け図を作成する色分け図作成工程と、
前記複数のピークによる色分け図の中からケミカルイメージ作成の基準となる基準色分け図を選択するとともに、該基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択する色分け図選択工程と、を含み、
前記基準色分け図と他の色分け図とを重ね合わせてケミカルイメージを作成することを特徴とするケミカルイメージ作成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のケミカルイメージ作成方法であって、
前記色分け図選択工程は、前記基準色分け図と他の色分け図とを比較して、類似度が最も低い他の色分け図を選択する類似度比較選択工程であることを特徴とするケミカルイメージ作成方法。
【請求項３】
請求項１に記載のケミカルイメージ作成方法であって、
前記色分け図選択工程は、前記分光スペクトルデータの相関関数を算出し、基準となるスペクトルデータに対する相関の傾きが負になる色分け図を選択する相関比較選択工程であることを特徴とするケミカルイメージ作成方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のケミカルイメージ作成方法であって、
前記分散スペクトルは、標準偏差を利用して算出された標準偏差スペクトルであることを特徴とするケミカルイメージ作成方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のケミカルイメージ作成方法であって、
前記ケミカルイメージは、２色以上の色分け図の重ね合わせにより作成されることを特徴とするケミカルイメージ作成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のケミカルイメージ作成方法であって、
前記自動ピーク検出工程を行う前に、ディジタルフィルタによるノイズ除去工程を行うことを特徴とするケミカルイメージ作成方法。
【請求項７】
試料面上の複数点を分光測定して得られた複数の分光スペクトルデータに基づいて、試料の構成物質を特定するための分布画像を作成するケミカルイメージ作成工程をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ケミカルイメージ作成工程は、
前記分光スペクトルデータの波長ごとの分散を算出して分散スペクトルを作成し、得られた分散スペクトルを利用してコンピュータにより自動でキーバンドにおける複数のピーク検出を行う自動ピーク検出工程と、
前記自動ピーク検出工程で検出された複数のピーク波長に基づいてケミカルイメージに利用される単色の色分け図を作成する色分け図作成工程と、
前記複数のピークによる色分け図の中からケミカルイメージ作成の基準となる基準色分け図を選択するとともに、該基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択する色分け図選択工程と、を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項８】
励起光を放射する光源と、試料が載置される可動ステージと、試料からの光を検出する分光器と、該分光器で検出された検出光に一定の処理を施すコンピュータと、を備え、前記試料面上の複数点を分光測定するとともに分光測定で得られた複数の分光スペクトルデータに基づいて試料の構成物質を特定するための分布画像を作成する分光測定装置であって、
前記コンピュータは、前記分布画像を作成するケミカルイメージ作成手段を含み、
前記ケミカルイメージ作成手段は、
前記分光スペクトルデータの波長ごとの分散を算出して分散スペクトルを作成し、得られた分散スペクトルを利用してコンピュータにより自動でキーバンドにおける複数のピーク検出を行い、
検出された複数のピーク波長に基づいてケミカルイメージに利用される単色の色分け図を作成し、
前記複数のピークによる単色の色分け図の中からケミカルイメージ作成の基準となる基準色分け図を選択するとともに、該基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択し、
前記基準色分け図と他の色分け図とを重ね合わせてケミカルイメージを作成することを特徴とする分光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分光測定装置によるマッピング測定、特にマッピング測定結果におけるキーバンドのピークを自動で検出して良好なケミカルイメージを作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から試料に含まれる物質の濃度分布などを調べるために、分光測定装置を利用したマッピング測定が広く知られている。例えば、ラマン顕微分光測定装置では、励起光によって発生する各微小領域からのラマン散乱光を検出し、各微小領域の励起光およびラマン散乱光の振動数の差分（ラマンシフト）に基づいて特定の構成物質の分布を示すマッピング図を作成することができる。
【０００３】
通常、ラマンスペクトルは複数のピークを有するため、着目するピークの情報を得るためにはキーバンドを手動で探す必要があり、このような場合には作業者の技量に依存してしまう。そこで、昨今では例えば多変量解析を行うことで主成分スペクトルによるケミカルイメージ（濃度分布画像、成分分布画像、または総称して分布画像とも言う）を作成したり、あるいは特許文献１のように一定条件ごとに全ての単色分布画像データ（単色の色分け図）を作成し、その中から最も高いコントラストの単色分布画像データを選択して組み合わせることで、作業者の技量に依存せずに自動でケミカルイメージを作成する方法が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４９２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多変量解析によってケミカルイメージを作成する場合、計算量が膨大になり測定結果を得るためには多大な時間を要してしまう。また、多変量解析は濃度や厚さが変わるとピークシフトが生じる場合には解析が困難であり、良好な結果を得ることができない。同様に、特許文献１の技術によって自動でケミカルイメージを作成することはできるが、全ての条件で単色分布画像データを作成するため計算量が膨大となり、多変量解析と同様に多大な時間を要してしまう恐れがあり、まだまだ改良の余地がある。
【０００６】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたものであって、その目的は作業者の技量の影響を受けずに短時間で且つ自動でケミカルイメージを作成することができるケミカルイメージ作成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るケミカルイメージ作成方法は、
試料面上の複数点を分光測定して得られた複数の分光スペクトルデータに基づいて、試料の構成物質を特定するために分布画像をコンピュータにより作成するケミカルイメージ作成方法であって、
前記分光スペクトルデータの波長ごとの分散を算出して分散スペクトルを作成し、得られた分散スペクトルを利用してコンピュータにより自動でキーバンドにおける複数のピーク検出を行う自動ピーク検出工程と、
前記自動ピーク検出工程で検出された複数のピーク波長に基づいてケミカルイメージに利用される単色の色分け図を作成する色分け図作成工程と、
前記複数のピークによる色分け図の中からケミカルイメージ作成の基準となる基準色分け図を選択するとともに、該基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択する色分け図選択工程と、を含み、
前記基準色分け図と他の色分け図とを重ね合わせてケミカルイメージを作成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るケミカルイメージ作成方法は、
前記色分け図選択工程は、前記基準色分け図と他の色分け図とを比較して、類似度が最も低い他の色分け図を選択する類似度比較選択工程であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るケミカルイメージ作成方法は、
前記色分け図選択工程は、前記分光スペクトルデータの相関関数を算出し、基準となるスペクトルデータに対する相関の傾きが負になる色分け図を選択する相関比較選択工程であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るケミカルイメージ作成方法は、
前記分散スペクトルは、標準偏差を利用して算出された標準偏差スペクトルであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るケミカルイメージ作成方法は、
前記ケミカルイメージは、２色以上の色分け図の重ね合わせにより作成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るケミカルイメージ作成方法は、
前記自動ピーク検出工程を行う前に、ディジタルフィルタによるノイズ除去工程を行うことを特徴とする。
【００１３】
そして、本発明に係るケミカルイメージ作成を実行するためのプログラムは、
試料面上の複数点を分光測定して得られた複数の分光スペクトルデータに基づいて、試料の構成物質を特定するための分布画像を作成するケミカルイメージ作成工程をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ケミカルイメージ作成工程は、
前記分光スペクトルデータの各波長ごとの分散を算出して分散スペクトルを作成し、得られた分散スペクトルを利用してコンピュータにより自動でキーバンドにおける複数のピーク検出を行う自動ピーク検出工程と、
前記自動ピーク検出工程で検出された複数のピーク波長に基づいてケミカルイメージに利用される単色の色分け図を作成する色分け図作成工程と、
前記複数のピークによる色分け図の中からケミカルイメージ作成の基準となる基準色分け図を選択するとともに、該基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択する色分け図選択工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る分光測定装置は、
励起光を放射する光源と、試料が載置される可動ステージと、試料からの光を検出する分光器と、該分光器で検出された検出光に一定の処理を施すコンピュータと、を備え、前記試料面上の複数点を分光測定するとともに分光測定で得られた複数の分光スペクトルデータに基づいて試料の構成物質を特定するための分布画像を作成する分光測定装置であって、前記コンピュータは、前記分布画像を作成するケミカルイメージ作成手段を含み、
前記ケミカルイメージ作成手段は、前記分光スペクトルデータの各波長ごとの分散を算出して分散スペクトルを作成し、得られた分散スペクトルを利用してコンピュータにより自動でキーバンドにおける複数のピーク検出を行い、検出された複数のピーク波長に基づいてケミカルイメージに利用される単色の色分け図を作成し、前記複数のピークによる単色の色分け図の中からケミカルイメージ作成の基準となる基準色分け図を選択するとともに、該基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択し、
前記基準色分け図と他の色分け図とを重ね合わせてケミカルイメージを作成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、自動ピーク検出工程で分散を利用した分散スペクトルを作成してキーバンドのピークを自動で検出するとともに、類似度や相関関数等の所定の選択工程で選択された色分け図を重ね合わせることで、作業者の技量に依存せずに良好なケミカルイメージを自動で作成する方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るラマン分光測定装置の概略構成図を示す。
【図２】本実施形態に係るラマン分光測定装置によるマッピング測定の測定データの概略イメージ図を示す。
【図３】ケミカルイメージ作成のフローチャートを示す。
【図４】ディジタルフィルタによりノイズが除去されたスペクトルの概略イメージ図を示す。
【図５】標準偏差スペクトルの概略イメージ図を示す。
【図６】平均スペクトルと標準偏差スペクトルとの概略比較イメージ図を示す。
【図７】標準偏差スペクトルによる自動ピーク検出の概略説明図を示す。
【図８】自動ピーク検出で検出されたピークの色分け図を示す。
【図９】類似度による色分け図選択工程の概略説明図を示す。
【図１０】色分け図重ね合わせ工程により作成されたケミカルイメージの概略イメージ図を示す。
【図１１】相関係数を利用した色分け図選択工程の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のケミカルイメージ作成方法およびケミカルイメージ作成手段を有する分光測定装置について図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を超えない限り何ら以下の例に限定されるものではない。
【００１８】
図１には、本発明の実施形態に係るラマン分光測定装置の概略構成図を示す。同図に示すラマン分光測定装置１０は、励起光を放射する光源１２と、励起光を試料方向へ導光するビームススプリッター１４と、励起光を試料２０の所定位置に照射するとともにラマン散乱光を集光する対物レンズ１６と、試料２０が載置される可動ステージ１８と、測定に不要な特定の光を除去するフィルタ２２と、フィルタ２２を通過したラマン散乱光のスペクトルを検出する分光器２４と、該分光器２４に接続されたコンピュータ３０と、から構成されている。また、コンピュータ３０は、分光器２４で検出されたラマン散乱光に対して一定の処理を施してケミカルイメージを作成するケミカルイメージ作成手段（ケミカルイメージ作成工程）を含んでいる。
【００１９】
光源１２から放射された励起光は、ビームスプリッター１４によって試料２０方向へ反射され、対物レンズ１６を経由して試料２０へ照射される。試料２０に照射された励起光により、励起光の波長とは異なる光（ラマン散乱光）が散乱する。そして対物レンズ１６によってラマン散乱光が取り込まれ（対物レンズ１４は集光レンズとしての役割も果たしている）、その後、ビームスプリッター１４を通過したラマン散乱光はフィルタ２２を介して分光器２４へと進む。本実施形態におけるフィルタ２２には、例えばノッチフィルタやエッジフィルタのようなリジェクションフィルタを利用することができる。
【００２０】
ここで、本実施形態では制御部（図示を省略）によって可動ステージ１８を可動させることで、２次元的なマッピング測定を行っている。図２にはラマン分光測定装置によるマッピング測定における測定データの概略イメージ図を示す。まず、試料２０中の全範囲の微小領域２（または試料２０の一定範囲の微小領域２）についてそれぞれ分光スペクトルデータ４を取得する。ラマン分光法の場合、スペクトルデータ４の横軸はラマンシフトを示す波数（ｃｍ−１）であり、縦軸はピークの信号強度である。
【００２１】
そして、取得した大量の分光スペクトルデータ４（マッピングデータ６と呼ぶ）を利用してコンピュータ３０で一定の処理を施してケミカルイメージを作成する。以下、ケミカルイメージの作成方法について詳しく説明する。
【００２２】
図３には、本実施形態に係るラマン分光測定装置によるケミカルイメージ作成工程のフローチャートを示す。同図に示されるように、本実施形態におけるケミカルイメージ作成は、マッピング測定を行う工程（マッピング測定工程）Ｓ１と、ディジタルフィルタによりノイズを除去する工程（ノイズ除去工程）Ｓ２と、分散スペクトルを取得する工程（分散スペクトル取得工程）Ｓ３と、該分散スペクトルを利用して自動でキーバンドのピークを検出する工程（自動ピーク検出工程）Ｓ４と、単色の色分け図を作成する工程（色分け図作成工程）Ｓ５と、ケミカルイメージ作成の基準となる単色の基準色分け図を選択するとともに類似度を利用して基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択する工程（色分け図選択工程）Ｓ６と、基準色分け図にその他の色分け図を重ね合わせる工程（色分け図重ね合わせ工程）Ｓ７の順番で行われる。
【００２３】
また、図３におけるケミカルイメージ作成のフローチャートでは分散スペクトル取得工程Ｓ３を独立した１つの工程として図示しているが、例えば自動ピーク検出工程Ｓ４に分散スペクトル取得工程Ｓ３で行う作業が含まれていても良い。そして、分散スペクトルの算出方法としては例えば標準偏差を利用することができるが、他のどのような算出方法でも良い。
【００２４】
はじめに、マッピング測定工程Ｓ１を行う。マッピング測定工程Ｓ１は上述したとおりラマン分光測定装置１０の可動ステージ１８を可動させることで行われる。そして、マッピング測定工程Ｓ１で取得した分光スペクトルデータ４に対して、ディジタルフィルタによるノイズ除去工程Ｓ２を行う。本実施形態のディジタルフィルタは、画像処理光学における空間フィルタのことである。
【００２５】
具体的には、メディアンフィルタ、ガウシアンフィルタ、および移動平均フィルタなどであり、本実施形態ではメディアンフィルタを利用することが好適である。このようなノイズ除去工程Ｓ２を行うことで、宇宙線等のノイズを除去して良好なスペクトルを得ることができる（図４を参照）。
【００２６】
ここで、分光スペクトルに宇宙線が混入している場合、分散スペクトル取得工程Ｓ３で取得した分散スペクトルには宇宙線のピークが混在してしまう。この場合、自動ピーク検出工程Ｓ４では宇宙線をキーバンドであると認識してしまう恐れがある。その結果、色分け図選択工程Ｓ６では宇宙線に対して色分け図を作成してしまうことになる（宇宙線の色分け図は、他の色分け図と類似度が大きく異なるため、自動で重ねるべき色分け図に間違いが生じてしまう）。このようなことを防ぐために、本実施形態ではディジタルフィルタ（メディアンフィルタ）を利用して宇宙線を除去している。
【００２７】
分散スペクトル取得工程
次に分散スペクトル取得工程Ｓ３について説明する。本実施形態における分散スペクトルは、標準偏差を利用して算出した標準偏差スペクトルである。図５には標準偏差スペクトルの概略イメージ図を示す。まず、標準偏差スペクトルを算出するために、波長ごとの各測定点（図１の微小領域２）を横軸として強度分布グラフを得て、標準偏差を算出する。例えば図５の上段には、２０００ｃｍ−１と１５００ｃｍ−１と１０００ｃｍ−１の強度分布グラフが示されている。これらの強度分布グラフから波長ごとの標準偏差を算出する。標準偏差は以下の式により算出することができる。
【００２８】
【数１】
2019060815.tif 000003
【００２９】
次に、図５の下段に示すように波長ごとの標準偏差を利用して、標準偏差スペクトルを算出する。本実施形態では、この標準偏差スペクトルを利用してケミカルイメージを作成することになる。そして、図６には平均スペクトルと標準偏差スペクトルの概略比較イメージ図を示す。図６では、図５における分光スペクトルデータに基づいて標準偏差スペクトルおよび平均スペクトルを算出して比較している（図５における標準偏差スペクトルと同一）。標準偏差スペクトルは波長ごとのバラつきの大きさをあらわしているため、平均スペクトルでは埋もれてしまうピークを容易に検出することができる。
【００３０】
具体的には図６に示すように、下段に示された平均スペクトルではピークａしか検出することができなかったが、上段に示された標準偏差スペクトルを利用することで、ピークｂからピークｆについても検出することができる。このように標準偏差スペクトルを利用することで作業者の技量によらず、容易にキーバンドにおけるピークを特定することが出来る。
【００３１】
自動ピーク検出工程
次に標準偏差スペクトルを利用した自動ピーク検出工程Ｓ４について説明する。図７には、標準偏差スペクトルを利用した自動ピーク検出の概略説明図を示す。図７は自動ピーク検出工程Ｓ４について詳しく説明するため、図６（および図５）における標準偏差スペクトルとは異なるスペクトルを示している。従来であれば作業者が手作業でキーバンドを探し出し、その後にピーク位置を特定していたが、本実施形態における自動ピーク検出工程Ｓ４では標準偏差スペクトルを利用することで平均スペクトルでは埋もれてしまう可能性のあるピークＡからピークＤのピークを自動で検出することが出来る（図７を参照）。
【００３２】
このように標準偏差スペクトルを利用することでピーク検出を容易に行うことができるので、多変量解析のようにすべてのスペクトルデータに対して単色の色分け図を作成しなくても、検出されたピークＡからピークＤのみの色分け図を作成すれば良く、その結果、最終的な測定結果であるケミカルイメージを得るまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００３３】
そして、色分け図作成工程Ｓ５では、図８に示されるように自動ピーク検出工程Ｓ４で検出されたピークのみの単色の色分け図（図７におけるピークＡからピークＤ）を作成する。多変量解析ではすべての分光スペクトルデータに対して色分け図を作成していたが、本実施形態ではそのような必要がないため、これまでのＳ１からＳ５までの工程において大幅に時間を短縮することができる。ここで、検出されたピークの中で例えば図７のピークＤのように特に高いピークを示した単色の色分け図は、基準色分け図として定められ、次の工程で利用される。
【００３４】
類似度による色分け図選択工程
上述した色分け図（図８の色分け図）は、各ピーク波長であるピークＡからピークＤにおける単色の色分け図である。そのため、最終的な測定結果としてのケミカルイメージ（分布画像）を作成するためには、所定の条件を定めて色分け図同士を重ね合わせる必要がある。そこで、本実施形態では自動ピーク検出工程Ｓ４で検出された単色の色分け図のうち前記基準色分け図に対する類似度を利用して、基準色分け図に重ね合わせる他の色分け図を選択することとした（類似度比較選択工程とも呼ぶ）。
【００３５】
図９には、類似度による色分け図選択工程Ｓ６の概略説明図を示す。図９は類似度による色分け図の選択を分かりやすく説明するため、図７または図５（および図６）とは異なる色分け図を示している。まず、ピーク検出された色分け図の中から、最も標準偏差（分散）が大きい色分け図（例えば、図８においては自動ピーク検出工程で検出されたピークＤ）を最初の比較データとしての基準色分け図として選択する。図９では、ピーク１からピーク１０までの色分け図が示されており、その中でピーク１が基準色分け図として選択されている。
【００３６】
標準偏差スペクトルを利用して得られたピーク２からピーク１０の基準色分け図に対する類似度を算出する。本実施形態では類似度の評価関数はＮＣＣ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）方式で求めた。そして、図９に示された色分け図のうちピーク１に対して類似度が最も低い色分け図（図８ではピーク２の色分け図）を基準色分け図と重ね合わせるための色分け図（第２色分け図と呼ぶ）として選択する。ここで、残りの色分け図のうちピーク１の色分け図に対して類似度が高い（例えば類似度が０．９５以上である場合）色分け図は、次の重ね合わせの候補から除外している（図８では類似度が０．９７３のピーク７、および類似度が０．９８２のピーク８）。
【００３７】
同様に、残りの色分け図の中から第２色分け図に対して類似度が最も低い色分け図を選択する（図９ではピーク６の色分け図。第３色分け図と呼ぶ）。以下、この工程を繰り返し行う。この時、収束条件をあらかじめ指定おくようにしても良い。例えば収束条件を３色までと指定したり、あるいは類似度のしきい値を０．９と指定することもできる。
【００３８】
また、しきい値を用いて重ね合わせる色分け図を収束させることで、重ね合わせる色分け図の数は成分変化が起きている数に等しいため、重ね合わせる色分け図の数＝成分数であることを推定することができる。
【００３９】
そして、色分け図重ね合わせ工程Ｓ７では、図１０（ａ）に示すような選択された色分け図（基準色分け図はＲ、第２色分け図はＧ、第３色分け図はＢ）を重ね合わせることで、良好なケミカルイメージを作成することができる。具体的には２色による色分け図の重ね合わせであれば基準色分け図と第２色分け図を重ね合わせることで図１０（ｂ）に示すような良好なケミカルイメージを作成することができる。同様に３色による色分け図の重ね合わせであれば基準色分け図と第２色分け図と第３色分け図とを重ね合わせることで図１０（ｃ）に示すような良好なケミカルイメージを作成することができる。
【００４０】
また、色分け図重ね合わせ工程Ｓ７では、図１０に示されるように２色および３色の重ね合わせについて示されているが、これら本実施形態のような重ね合わせに限られず、例えば２色以上あるいは３色以上の重ね合わせでも良好なケミカルイメージを得ることができる。
【００４１】
このように、分散スペクトル（標準偏差スペクトル）を利用した自動ピーク検出工程や類似度による色分け図選択工程を含むＳ１からＳ７までの工程によるケミカルイメージ作成方法を行うことで、従来の作成方法に比べて短時間で、且つ、作業者の技量の影響を受けない良好なケミカルイメージを自動で作成することができる。
【００４２】
＜変形例＞
上述のとおり本実施形態では、色分け図選択工程Ｓ６において類似度を利用して色分け図の選択を行っているが、例えばそれぞれの分光スペクトルデータに対する相関関数（相関係数）を利用してケミカルイメージ作成のための色分け図（第２色分け図、第３色分け図等）を選択することもできる。つまり、色分け図選択工程Ｓ６を類似度に替えて相関関数を利用しても良好なケミカルイメージを作成することができる（相関比較選択工程とも呼ぶ）。この場合も上述した実施形態と同様に、自動ピーク検出工程Ｓ４で検出されたキーバンドにおける複数のピークから基準色分け図を選択する。
【００４３】
図１１には相関関数を利用した色分け図選択工程の概略図を示す。まず、複数の分光スペクトルデータ（マッピングデータ）における相関を求める。例えば図１１（ａ）に示すようにピーク１を横軸とした場合、ピーク１とピーク２との相関の傾きが正になる場合（上向きの場合）には同一成分のピークとみなし、図１１（ｂ）に示すように相関の傾きが負になる場合（下向きの場合）には異なる成分のピークとみなすことが出来る。また、相関の傾きがランダムの場合には、相関がないピークとみなすことが出来る。
【００４４】
そして、上述の類似度による色分け図選択工程と同様に、基準色分け図に対して異なる成分とみなした負の傾きを有するピークの色分け図を選択して重ね合わせることで、短時間で且つ作業者の技量の影響を受けない良好なケミカルイメージを自動で作成することができる。
【００４５】
また、本実施形態ではラマン分光測定について説明したが、本発明はラマン分光測定に限られず他の測定によってケミカルイメージを作成する際にも利用することができる。さらに、本実施形態では標準偏差スペクトルを利用して自動ピーク検出を行っているが、例えば単色の色分け図を微分することによってコントラスト信号を求め、コントラスト信号のピーク検出を行っても本実施形態と同様に良好な測定結果を得ることができる。加えて、本発明はスペクトルの時間変化データにも利用することができる。本実施形態における標準偏差スペクトルを用いることで、時間変化によって変位するピークも簡単に検出することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態では専用のコンピュータ３０を利用してケミカルイメージを作成しているが、例えば市販のコンピュータなどにプログラムをインストールすることでケミカルイメージ作成手段を実行するようにしても良好なケミカルイメージを自動で作成することができる。
【符号の説明】
【００４７】
２          微小領域
４          スペクトルデータ
６          マッピングデータ
１０        ラマン分光測定装置
１２        光源
１４        ビームスプリッター
１６        対物レンズ
１８        可動ステージ
２０        試料
２２        フィルタ
２４        分光器
３０        コンピュータ（ケミカルイメージ作成手段）
【図１】
2019060815.tif 000004
【図２】
2019060815.tif 000005
【図３】
2019060815.tif 000006
【図４】
2019060815.tif 000007
【図５】
2019060815.tif 000008
【図６】
2019060815.tif 000009
【図７】
2019060815.tif 000010
【図８】
2019060815.tif 000011
【図９】
2019060815.tif 000012
【図１０】
2019060815.tif 000013
【図１１】
2019060815.tif 000014