(57)【要約】【課題】照明光の波長域の違いにより生じる観察画像の差異が判りやすい表示を提供する。【解決手段】光源装置１０２は紫外光を発生させる。カメラ１４は、この紫外光が照射されている標本１を撮像して標本１の観察画像を取得する。制御装置１０３の画像処理部１９は、標本１に照射されている紫外光の波長域を切り替えてカメラ１４により同一の視野で撮像して取得された標本１についての複数の観察画像に基づいて、標本１についての合成観察画像を生成する。制御装置１０３の表示部１７は、画像処理部１９により生成された画像を表示する。【選択図】      図１
2009031726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光を発生させる光源と、
前記紫外光が照射されている標本を撮像して当該標本の観察画像を取得する撮像部と、
前記紫外光の波長域を切り替えて前記撮像部により同一の視野で撮像して取得された同一の標本についての複数の前記観察画像に基づいて該標本についての合成観察画像を生成する合成観察画像生成部と、
前記合成観察画像生成部により生成された画像を表示する表示部と、
を有することを特徴とする紫外線顕微鏡装置。
【請求項２】
前記合成観察画像は、前記標本に照射されていた紫外光の波長域が互いに異なる２つの前記観察画像に基づいて生成される該標本についての差画像であり、
前記合成観察画像生成部は、前記２つの観察画像で配置が対応している画素の輝度値の差を画素毎に算出し、算出された差の値を前記差画像において配置が対応している画素の輝度値に対応付けることで該差画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項３】
前記合成観察画像生成部は、画素毎に算出された前記差の値を所定の閾値と大小比較して２値化した結果の値を前記差画像において配置が対応している画素の輝度値とすることで該差画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項４】
前記合成観察画像は、前記標本についての輝度最大画像であり、
前記合成観察画像生成部は、前記複数の観察画像で配置が対応している画素の輝度値の最大値を画素毎に求め、求められた最大値を前記輝度最大画像において配置が対応している画素の輝度値とすることで該輝度最大画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項５】
前記合成観察画像は、前記標本についての輝度最大マッピング画像であり、
前記合成画像生成部は、前記複数の観察画像で配置が対応している画素のうち輝度値が最大であるものを画素毎に求め、求められた画素の含まれていた観察画像が撮像されたときに前記標本に照射されていた紫外光の波長域を示す情報を、前記輝度最大マッピング画像において配置が対応している画素にマッピングすることで、該輝度最大マッピング画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項６】
前記表示部は、前記紫外光の波長域を示す情報に異なる色彩を対応付けて前記輝度最大マッピング画像をカラー表示することを特徴とする請求項５に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項７】
前記合成観察画像は、前記標本についてのコントラスト最大画像であり、
前記合成観察画像生成部は、前記複数の観察画像の各々についてコントラストを表す評価値を画素毎に求め、該複数の観察画像で配置が対応している画素のうちコントラストが最大であるものを該評価値に基づき画素毎に求め、求められたコントラスト最大である画素についての該評価値を前記コントラスト最大画像において配置が対応している画素の輝度値とすることで該コントラスト最大画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項８】
前記合成観察画像は、前記標本についてのコントラスト最大マッピング画像であり、
前記合成画像生成部は、前記複数の観察画像の各々についてコントラストを表す評価値を画素毎に求め、該複数の観察画像で配置が対応している画素のうちコントラストが最大であるものを該評価値に基づき画素毎に求め、求められたコントラスト最大である画素の含まれていた観察画像が撮像されたときに前記標本に照射されていた紫外光の波長域を示す情報を、前記コントラスト最大マッピング画像において配置が対応している画素にマッピングすることで、該コントラスト最大マッピング画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項９】
前記表示部は、前記紫外光の波長域を示す情報に異なる色彩を対応付けて前記コントラスト最大マッピング画像をカラー表示することを特徴とする請求項８に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項１０】
前記合成観察画像は、前記標本に照射されていた紫外光の波長域が互いに異なる４つの前記観察画像である、第一、第二、第三、及び第四の観察画像に基づいて生成される該標本についての３次元カラー画像であり、
前記合成画像生成部は、前記第一、前記第二、及び前記第三の観察画像を構成している各画素の輝度値を、それぞれ２次元カラー画像において配置が対応している画素における３原色の各色成分の輝度値とし、前記第四の観察画像を構成している各画素の輝度値を、該２次元カラー画像において配置が対応している画素において表示されている前記標本の部位の高さ情報に対応付けることで、前記３次元カラー画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項１１】
前記合成画像生成部は、更に、前記第一、前記第二、前記第三、及び前記第四の観察画像の各々についてコントラストを表す評価値を画素毎に求め、その４つの観察画像で配置が対応している画素のうちコントラストが最大であるものを該評価値に基づき画素毎に求め、前記２次元カラー画像において配置が対応している画素の輝度成分を、求められた画素の輝度値に置換することで２次元カラーコントラスト最大画像を求め、該２次元カラーコントラスト最大画像及び前記高さ情報に基づいて３次元カラーコントラスト最大画像を生成することを特徴とする請求項１０に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項１２】
前記合成画像生成部は、更に、前記３次元カラーコントラスト最大画像を構成している各画素において表示されている前記標本の部位の高さ情報を全ての画素で同一値とすることで、２次元カラーコントラスト最大画像を生成することを特徴とする請求項１１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項１３】
前記光源を制御して前記紫外光の波長域の切り替えを順次行わせると共に、該波長域が切り替わる度に前記撮像部を制御して前記観察画像を取得させる制御部と、
前記撮像部が前記観察画像を取得する度に、該観察画像を、該観察画像の取得時に前記標本に照射されていた紫外光の波長域毎に振り分けて記憶する画像記憶部と、
を更に有し、
前記画像記憶部は、前記紫外光の少なくとも３つの前記波長域についての前記観察画像を記憶し、
前記合成観察画像生成部は、前記画像記憶部への新たな観察画像の記憶が行われる度に、直近に前記画像記憶部に記憶された３つの観察画像であって前記標本に照射されていた紫外光の波長域が互いに異なる該３つの観察画像に基づいて、該標本についての２次元カラー画像を、前記合成観察画像として生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項１４】
前記合成観察画像生成部は、前記３つの観察画像を構成している各画素の輝度値を、それぞれ２次元カラー画像において配置が対応している画素における３原色の各色成分の輝度値に対応付けることで、前記２次元カラー画像を生成することを特徴とする請求項１３に記載の紫外線顕微鏡装置。
【請求項１５】
前記合成観察画像生成部が前記２次元カラー画像の生成のために各画素の輝度値を対応付けるときにおける、前記３つの観察画像と該２次元カラー画像における３原色の各色成分との関係を、変更可能としたことを特徴とする請求項１４に記載の紫外線顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡の技術に関し、特に、複数の異なる波長域の紫外光を用いて標本の観察や検査を行う紫外線顕微鏡の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造プロセスでは、デバイスパターンの欠陥検査や構造観察などに光学顕微鏡が広く使用されている。近年、デバイスパターンの微細化・複雑化が急速に進んでいることで、光学顕微鏡に対し解像度のさらなる向上が要望されている。
【０００３】
このような要望に応えるべく、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているような、紫外光を照明光に用いて高解像度化を実現した紫外線顕微鏡が開発されている。この紫外線顕微鏡では、色収差を回避するために、狭い波長域の単色ＵＶ光を照明光として用いることが多い。
【特許文献１】特開２００６−１５４２３７号公報
【特許文献２】特許第３３２４７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体デバイス等に用いられるアルミニウムや銅などの材料は、波長域の異なる紫外光に対し異なる反射率・異なる吸収率を有している。前述した欠陥検査や構造解析ではこの特性を利用することは重要である。
【０００５】
具体的には、例えば照明に用いる紫外光の波長域を変化させて半導体デバイスを観察し、そのときの観察画像の画素値（画素毎の輝度値）の変化を検出してデバイス材料の反射率の変化を求め、この変化度合に基づいてデバイス材料を特定することが可能である。
【０００６】
上述した手法によるデバイス材料の特定を実現するために、複数波長域の紫外光の照射、標本の撮像、及び撮像した画像の表示の各機能を備えている顕微鏡システムが必要である。ここでは、このような顕微鏡システムを「複数波長域紫外線顕微鏡」と称することとする。
【０００７】
従来の紫外線顕微鏡と異なり、複数波長域紫外線顕微鏡は照明光の波長域を変化させ、複数の波長域での観察画像を取得する。ここで、観察者が観察画像を一見するだけで標本材料の特徴を容易に認識できるようにするために、照明光の波長域を切り替えて各々取得した観察画像の違いを強調した表示をすることは重要である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、照明光の波長域の違いにより生じる観察画像の差異が判りやすい表示を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様のひとつである紫外線顕微鏡装置は、紫外光を発生させる光源と、該紫外光が照射されている標本を撮像して当該標本の観察画像を取得する撮像部と、該紫外光の波長域を切り替えて該撮像部により同一の視野で撮像して取得された同一の標本についての複数の該観察画像に基づいて該標本についての合成観察画像を生成する合成観察画像生成部と、該合成観察画像生成部により生成された画像を表示する表示部と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【００１０】
なお、上述した本発明に係る紫外線顕微鏡装置において、該合成観察画像は、該標本に照射されていた紫外光の波長域が互いに異なる２つの該観察画像に基づいて生成される該標本についての差画像であり、該合成観察画像生成部は、該２つの観察画像で配置が対応している画素の輝度値の差を画素毎に算出し、算出された差の値を該差画像において配置が対応している画素の輝度値に対応付けることで該差画像を生成する、ように構成することができる。
【００１１】
なお、このとき、該合成観察画像生成部は、画素毎に算出された該差の値を所定の閾値と大小比較して２値化した結果の値を該差画像において配置が対応している画素の輝度値とすることで該差画像を生成するように構成することができる。
【００１２】
また、前述した本発明に係る紫外線顕微鏡装置において、該合成観察画像は、該標本についての輝度最大画像であり、該合成観察画像生成部は、該複数の観察画像で配置が対応している画素の輝度値の最大値を画素毎に求め、求められた最大値を該輝度最大画像において配置が対応している画素の輝度値とすることで該輝度最大画像を生成する、ように構成することもできる。
【００１３】
また、前述した本発明に係る紫外線顕微鏡装置において、該合成観察画像は、該標本についての輝度最大マッピング画像であり、該合成画像生成部は、該複数の観察画像で配置が対応している画素のうち輝度値が最大であるものを画素毎に求め、求められた画素の含まれていた観察画像が撮像されたときに該標本に照射されていた紫外光の波長域を示す情報を、該輝度最大マッピング画像において配置が対応している画素にマッピングすることで、該輝度最大マッピング画像を生成する、ように構成することもできる。
【００１４】
なお、このとき、該表示部は、該紫外光の波長域を示す情報に異なる色彩を対応付けて該輝度最大マッピング画像をカラー表示するように構成することができる。
また、前述した本発明に係る紫外線顕微鏡装置において、該合成観察画像は、該標本についてのコントラスト最大画像であり、該合成観察画像生成部は、該複数の観察画像の各々についてコントラストを表す評価値を画素毎に求め、該複数の観察画像で配置が対応している画素のうちコントラストが最大であるものを該評価値に基づき画素毎に求め、求められたコントラスト最大である画素についての該評価値を該コントラスト最大画像において配置が対応している画素の輝度値とすることで該コントラスト最大画像を生成する、ように構成することもできる。
【００１５】
また、前述した本発明に係る紫外線顕微鏡装置において、該合成観察画像は、該標本についてのコントラスト最大マッピング画像であり、該合成画像生成部は、該複数の観察画像の各々についてコントラストを表す評価値を画素毎に求め、該複数の観察画像で配置が対応している画素のうちコントラストが最大であるものを該評価値に基づき画素毎に求め、求められたコントラスト最大である画素の含まれていた観察画像が撮像されたときに該標本に照射されていた紫外光の波長域を示す情報を、該コントラスト最大マッピング画像において配置が対応している画素にマッピングすることで、該コントラスト最大マッピング画像を生成する、ように構成することもできる。
【００１６】
なお、このとき、該表示部は、該紫外光の波長域を示す情報に異なる色彩を対応付けて該コントラスト最大マッピング画像をカラー表示するように構成することができる。
また、前述した本発明に係る紫外線顕微鏡装置において、該合成観察画像は、該標本に照射されていた紫外光の波長域が互いに異なる４つの該観察画像である、第一、第二、第三、及び第四の観察画像に基づいて生成される該標本についての３次元カラー画像であり、該合成画像生成部は、該第一、該第二、及び該第三の観察画像を構成している各画素の輝度値を、それぞれ２次元カラー画像において配置が対応している画素における３原色の各色成分の輝度値とし、該第四の観察画像を構成している各画素の輝度値を、該２次元カラー画像において配置が対応している画素において表示されている該標本の部位の高さ情報に対応付けることで、該３次元カラー画像を生成する、ように構成することもできる。
【００１７】
なお、このとき、該合成画像生成部は、更に、該第一、該第二、該第三、及び該第四の観察画像の各々についてコントラストを表す評価値を画素毎に求め、その４つの観察画像で配置が対応している画素のうちコントラストが最大であるものを該評価値に基づき画素毎に求め、該２次元カラー画像において配置が対応している画素の輝度成分を、求められた画素の輝度値に置換することで２次元カラーコントラスト最大画像を求め、該２次元カラーコントラスト最大画像及び該高さ情報に基づいて３次元カラーコントラスト最大画像を生成するように構成することができる。
【００１８】
なお、このとき、該合成画像生成部は、更に、該３次元カラーコントラスト最大画像を構成している各画素において表示されている該標本の部位の高さ情報を全ての画素で同一値とすることで、２次元カラーコントラスト最大画像を生成するように構成することができる。
【００１９】
また、前述した本発明に係る紫外線顕微鏡装置において、該光源を制御して該紫外光の波長域の切り替えを順次行わせると共に、該波長域が切り替わる度に該撮像部を制御して該観察画像を取得させる制御部と、該撮像部が該観察画像を取得する度に、該観察画像を、該観察画像の取得時に該標本に照射されていた紫外光の波長域毎に振り分けて記憶する画像記憶部と、を更に有し、該画像記憶部は、該紫外光の少なくとも３つの該波長域についての該観察画像を記憶し、該合成観察画像生成部は、該画像記憶部への新たな観察画像の記憶が行われる度に、直近に該画像記憶部に記憶された３つの観察画像であって該標本に照射されていた紫外光の波長域が互いに異なる該３つの観察画像に基づいて、該標本についての２次元カラー画像を、該合成観察画像として生成する、ように構成することができる。
【００２０】
なお、このとき、該合成観察画像生成部は、該３つの観察画像を構成している各画素の輝度値を、それぞれ２次元カラー画像において配置が対応している画素における３原色の各色成分の輝度値に対応付けることで、該２次元カラー画像を生成するように構成することができる。
【００２１】
なお、このとき、該合成観察画像生成部が該２次元カラー画像の生成のために各画素の輝度値を対応付けるときにおける、該３つの観察画像と該２次元カラー画像における３原色の各色成分との関係を、変更可能として構成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以上のようにすることにより、照明光の波長域の違いにより生じる観察画像の差異が判りやすい表示を提供できるようになるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
まず、図１について説明する。同図は、本発明を実施する複数波長域紫外線顕微鏡装置の構成を示している。
【００２４】
図１に示した複数波長域紫外線顕微鏡装置１００は、顕微鏡本体１０１と、光源装置１０２と、制御装置１０３とを備えている。
顕微鏡本体１０１は、ステージ２と、対物レンズ３と、レボルバ４と、焦準機構５と、架台６と、投光管７と、鏡筒８と、接眼ユニット９とを備えている。
【００２５】
ステージ２には標本１が載置される。対物レンズ３は、ステージ２に載置された標本１の上部に位置するようにレボルバ４により保持されている。架台６は、レボルバ４を保持すると共に、焦準機構５を介してステージ２を支持する。投光管７は架台６の上部に載置されており、接眼ユニット９は、投光管７の上部に鏡筒８を介して設置されている。
【００２６】
光源装置１０２は、波長選択ユニット１１と駆動ユニット１３とを備えており、光ファイバ１２を介して顕微鏡本体１０１に接続されている。
波長選択ユニット１１は、紫外光を発生させる光源を内部に備えており、この光源が発した光の中から複数の異なる波長域の紫外光を抽出して射出する。この紫外光の波長域は、例えば、波長域１として２３０〜２７５ｎｍ、波長域２として２７５〜３４０ｎｍ、波長域３として３４０〜３８０ｎｍ、波長域４として３８０〜４４０ｎｍとする。なお、この波長域の数の設定及び各波長域の幅の設定は、任意に行うことができる。
【００２７】
波長選択ユニット１１から射出された紫外光を受光した光ファイバ１２は、この紫外光を顕微鏡本体１０１へ導入する。また、波長選択ユニット１１は、不図示の内部シャッタを備えており、この内部シャッタを適宜組み合わせて開閉させることで、異なる波長域の紫外光を射出されることができる。更に、波長選択ユニット１１は、不図示の内部ＮＤフィルタも備えており、この内部ＮＤフィルタを回転させることで、紫外光の光量も可変することができる。
【００２８】
駆動ユニット１３は、波長選択ユニット１１に対して電気的に接続されており、波長選択ユニット１１の設定制御及び駆動制御を行う。
対物レンズ３は、レボルバ４に対して着脱自在に取り付けられており、レボルバ４の回転動作に応じてステージ２上に配置される。ステージ２は、不図示の平面駆動機構によって対物レンズ３の光軸に直交した平面内で自在に移動させることができ、対物レンズ３に対する標本１の当該平面上での位置を変化させる。また、ステージ２は、焦準機構５によって昇降移動させることが可能であり、この昇降移動により対物レンズ３に対する標本１の焦点合わせが行われる。
【００２９】
投光管７は、どちらも不図示である、照明光学系及び観察光学系を内部に備えている。投光管７の上部にはカメラ１４が備えられており、更に、ファイバコネクタ７ａを介して光ファイバ１２が取り付けられている。投光管７内の照明光学系は、この光ファイバ１２を介して波長選択ユニット１１から導入される紫外光を、対物レンズ３を介し、照明光として標本１に照射する。また、投光管７内の観察光学系は、紫外光で照明されている標本１の観察像を対物レンズ３と協働して結像させる。撮像部であるカメラ１４は、この観察像を撮像して観察画像を取得し、その観察画像を表している観察画像データを制御装置１０３へ出力する。
【００３０】
鏡筒８は、不図示の結像レンズを内部に有しており、ステージ２の下部に配置されている不図示の照明装置により可視光が照射されている標本１の可視観察像を対物レンズ３と協働して結像させる。この可視観察像は、接眼ユニット９を介して目視観察することができる。
【００３１】
制御装置１０３は、画像データ等の各種情報の入力、出力、表示、及び記憶をそれぞれ行う入力部１５、出力部１６、表示部１７、及び記憶部１８と、複数波長域紫外線顕微鏡装置１００の各種動作を制御する制御部１９とを備えている。
【００３２】
入力部１５は、キーボード、マウス、及び通信装置等を用いて構成されており、使用者からの各種設定パラメータ等の入力指示を、表示部１７に表示されるＧＵＩ（Graphical User Interface）と連携して取得する。
【００３３】
出力部１６は、通信装置、携帯型記憶媒体等を用いて構成されており、観察画像データを含む各種観察データ及び処理データ等を外部に出力する。
表示部１７は、液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、観察画像、設定情報、及び報知情報等を表示する。
【００３４】
記憶部１８は、ハードディスク、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を用いて構成されており、複数波長域紫外線顕微鏡装置１００の各種動作を制御するための制御プログラムを予め記憶しておくと共に、観察画像データを含む各種観察データ等を必要に応じて記憶する。
【００３５】
制御部１９は、複数波長域紫外線顕微鏡装置１００の各部の動作を制御するものであり、特に、光源装置１０２の制御を行う光源制御部１９ａと、観察画像を処理する画像処理部１９ｂとを備えている。ここで、光源制御部１９ａは、波長選択ユニット１１に射出させる紫外光の波長域の組み合わせパターンを指示する波長指示情報に応じて駆動ユニット１３を制御し、波長選択ユニット１１内の設定を変更させる。また、画像処理部１９ｂは、観察画像データをもとに、観察画像に対する各種処理を行う。
【００３６】
なお、制御部１９は、ＭＰＵ（演算処理装置）を用いて構成されており、記憶部１８に記憶されている制御プログラムをＭＰＵが読み出して実行することにより、上記の制御を行う。
【００３７】
なお、制御装置１０３は、例えば標準的な構成のコンピュータ、すなわち、制御プログラムの実行によってコンピュータ全体の動作制御を司るＭＰＵ等の演算処理装置と、この演算処理装置が必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリと、各種のプログラムや制御データなどを記憶して保存しておく例えばハードディスク装置などの記憶装置と、カメラ１４、顕微鏡本体１０１、及び光源装置１０２との間で行われる各種のデータの授受を管理するインタフェース部と、種々の操作に対応付けられて示される操作者からの指示を取得する入力装置と、各種の情報の表示を行う表示装置と、を有して構成されているコンピュータ、を用いて構成することもできる。
【００３８】
次に、図１に示した複数波長域紫外線顕微鏡装置１００で各種の画像を表示させるための操作手順について説明する。
まず図２について説明する。同図は、制御装置１０３の表示部１７に表示されるＧＵＩ画面の画面例である。このＧＵＩ画面５０は、制御部１９が表示部１７に表示させるものであり、記憶部１８に記憶されている制御プログラムを制御部１９のＭＰＵが読み出して実行することによって表示される。制御部１９は、複数波長域紫外線顕微鏡装置１００の使用者が、このＧＵＩ画面５０を参照しながら行う入力部１５に対する操作を検出し、当該使用者からの指示として取得する。また、制御部１９は、複数波長域紫外線顕微鏡装置１００により取得される標本１についての各種の画像を、このＧＵＩ画面５０に嵌め込んで表示する。
【００３９】
まず、使用者は、ステージ２上に標本１を載置する。そして、可視光を標本１に照射して接眼ユニット９を介して可視観察像を目視観察しながら、ステージ２を対物レンズ３の光軸方向に昇降移動させると共に当該光軸方向に直交した平面内で移動させることで、標本１の焦点合わせ及び観察位置の設定を行う。なお、この焦点合わせ及び観察位置の設定は、後述のように紫外光を標本１に照射し、カメラ１４で取得した画像を表示装置に表示させて設定を行うこととしてもよい。また、公知のオートフォーカスを利用して、標本１に対する合焦を自動で検出してもよい。これらの操作の完了後、使用者は、入力部１５を操作して観察開始の指示を制御部１９へ与える。
【００４０】
制御部１９は、観察開始の指示を取得すると、光源制御部１９ａとして機能し、光源装置１０２を制御して紫外光の射出を開始させると共に、光源装置１０２を更に制御して、波長選択ユニット１１に射出させる紫外光の波長域の切替えを順次行う。これと共に、制御部１９は、カメラ１４を制御して、異なる波長域の紫外光が照明光として照射されている標本１を同一の視野で順次撮像させ、照射されている波長域の異なる標本１の観察画像を複数枚取得させる。カメラ１４は、このようにして取得された標本１の観察画像を制御部１９へ伝送する。
【００４１】
なお、ここでは、互いに異なる波長域である４種の紫外光を標本１に１種ずつ照射して観察画像を順次取得する場合を例にして説明する。
次に、制御部１９は、カメラ１４から送られてきた全ての観察画像を記憶部１８に記憶すると共に、照射光の波長域と対応付けてＧＵＩ画面５０の観察画像表示部５１に表示させる。なお、図２の画面例では、異なる波長域である４種の紫外光をそれぞれ標本１に照射したときの観察画像のための表示部が、それぞれ「波長域１画像」、「波長域２画像」、「波長域３画像」、及び「波長域４画像」として、観察画像表示部５１に設けられている。
【００４２】
観察画像がＧＵＩ画面５０に表示されたことを確認した使用者は、ＧＵＩ画面５０の表示方法選択部５２に示されている表示方法のうちのどれか１つを選択し、選択した表示方法に対応付けられて配置されているチェックボックスをチェックするための操作を入力部１５に対して行う。制御部１９は、チェックされたチェックボックスに対応付けられている表示方法を、使用者からの表示方法の指示として取得する。
【００４３】
次に、使用者は、入力部１５を操作して、選択した表示方法による表示の基礎とする観察画像の選択、及び当該表示方法での表示のために必要なパラメータの入力を、パラメータ入力部５３を利用して行う。
【００４４】
制御部１９は、上述した観察画像の選択結果及びパラメータの入力結果を取得すると、画像処理部１９ｂとして機能し、選択された表示方法での画像を生成する画像処理を、選択された観察画像に基づいて行い、標本１の合成観察画像を生成する。そして、生成された合成観察画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示１」若しくは「表示２」に嵌め込んで表示部１７で表示する。
【００４５】
次に、画像処理部１９ｂによる合成観察画像の生成の具体例について説明する。
なお、以下の説明では、標本１として、図３に示すサンプルを使用するものとする。このサンプルは、２種類の材料Ａ及びＢから形成されており、この材料Ａ及びＢは、波長域の異なる紫外光に対し反射率が互いに異なっている。従って、ＧＵＩ画面５０における観察画像表示部５１には、材料Ａの領域と材料Ｂの領域とで輝度が異なっている観察画像が表示される。また、サンプルに照射されている紫外光の波長域が異なれば同一材料でも反射率が異なるので、観察画像表示部５１に表示される４枚の観察画像は、それぞれ輝度が異なるものとなる。このような観察画像が観察画像表示部５１に表示されているＧＵＩ画面５０の例を図４に示す。
【００４６】
まず、合成観察画像のひとつである差画像の生成について、図４の画面例を参照しながら説明する。
図４に例示したＧＵＩ画面５０では、表示方法選択部５２において「差画像表示」が選択されている。また、パラメータ入力部５３では「波長域２−波長域１」が選択されており、更に、「閾値＝２０」が入力されている。このとき、画像処理部１９ｂは差画像の生成処理を以下のようにして行う。
【００４７】
まず、パラメータ入力部５３で「波長域２−波長域１」が選択されているので、画像処理部１９ｂは、波長域が互いに異なる「波長域２」と「波長域１」との紫外光をそれぞれ標本１に照射したときの観察画像を記憶部１８から読み出す処理を行う。そして、この２つの観察画像において、配置が対応している画素の輝度値の差を画素毎に算出する処理を行い、更に、この算出された差の値を、パラメータ入力部５３に入力された所定の閾値「２０」と大小比較して２値化する処理を行う。そして、この２値化した結果の値を、生成する差画像において配置が対応している画素の輝度値とする処理を行う。こうして差画像が生成される。
【００４８】
制御部１９は、このようにして生成された差画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示１」に嵌め込んで表示部１７に表示する処理を行う。
図４の画面例では、「波長域２画像」及び「波長域１画像」に基づいて画像処理部１９ｂが上述したようにして生成した差画像が「表示１」に示されている。この差画像では、２値化処理により、材料Ｂの領域が全て白（すなわち輝度値最大）で表されており、材料Ａの領域が全て黒（すなわち輝度値最小）で表されている。
【００４９】
ここで、使用者は、材料Ａの紫外光に対する反射率が「波長域２」よりも「波長域１」の方が高いことを事前に知っていれば、標本１において材料Ａで形成されている部分を差画像から特定することができる。また、パラメータ入力部５３へ入力する閾値を変更することで、使用者は、標本１において材料Ｂで形成されている部分を特定することもできる。つまり、標本１の差画像により、各部位を形成している材料の違いによる二つの波長域の紫外光に対する反射率の違いが判りやすくなる。
【００５０】
なお、差画像の生成において、画素毎の輝度値の差分結果を２値化する代わりに、当該差分結果を正規化して生成することもできる。また、当該差分結果を２値化することなく、そのまま画素毎の輝度値として差画像を生成するようにしてもよい。
【００５１】
次に、どちらも合成観察画像のひとつである、輝度最大画像及び輝度最大マッピング画像の生成について、図５の画面例を参照しながら説明する。
図５に示したＧＵＩ画面５０では、表示方法選択部５２において「輝度最大表示」が選択されている。また、パラメータ入力部５３では「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の全てが選択されており、更に「波長域番号擬似カラー」が選択されている。このとき、画像処理部１９ｂは輝度最大画像及び輝度最大マッピング画像の生成処理を以下のようにして行う。
【００５２】
まず、パラメータ入力部５３において「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の全てが選択されているので、画像処理部１９ｂは、波長域が互いに異なる「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の紫外光をそれぞれ標本１に照射したときの観察画像を記憶部１８から読み出す処理を行う。そして、この４つの観察画像において、配置が対応している画素の輝度値の最大値を画素毎に求める処理を行う。そして、求められた最大値を、生成する輝度最大画像において配置が対応している画素の輝度値とする処理を行う。輝度最大画像はこうして生成される。
【００５３】
制御部１９は、このようにして生成された輝度最大画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示１」に嵌め込んで表示部１７に表示する処理を行う。
図５の画面例において表示結果部５４の「表示１」に表示されている輝度最大画像では、材料Ａの領域に「波長域４画像」における当該領域の画像が埋め込まれており、材料Ｂの領域に「波長域３画像」における当該領域の画像が埋め込まれていることが分かる。
【００５４】
輝度最大画像の生成に続き、画像処理部１９ｂは、生成した輝度最大画像を構成している各画素の輝度値の元となる画素が含まれていた観察画像を画素毎に特定する処理を行う。すなわち、画像処理部１９ｂは、「波長域１画像」、「波長域２画像」、「波長域３画像」、及び「波長域４画像」の各観察画像において、配置が対応している画素のうち輝度値が最大であるものを画素毎に求め、求められた画素の含まれていた観察画像が撮像されたときに標本１に照射されていた紫外光の波長域が、「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」のうちのいずれであるかを示す情報を画素毎に取得する処理を行う。そして、取得した情報を、生成する輝度最大マッピング画像において配置が対応している画素にマッピングする処理を行う。こうして輝度最大マッピング画像が生成される。
【００５５】
制御部１９は、このようにして生成された輝度最大マッピング画像に対し、紫外光の波長域を示す情報に応じて異なる色彩を画素毎に対応付ける処理を行うことで輝度最大マッピング画像をカラー化した上で、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示２」に嵌め込んで表示部１７でカラー表示する処理を行う。
【００５６】
図５の画面例において表示結果部５４の「表示２」に表示されている輝度最大マッピング画像では、標本１における材料Ａの領域の画素全てに「波長域４」がマッピングされており、標本１における材料Ｂの領域の画素全てに「波長域３」がマッピングされていることが分かる。
【００５７】
なお、図５の画面例では、輝度最大マッピング画像における色彩の違いを網掛けの濃淡により示している。
輝度最大画像及び輝度最大マッピング画像は以上のようにして生成される。単一波長域の紫外光の照射により得た観察画像では、波長域を切り替えたものを複数枚参照しなければ、標本１に部分的に含まれている材料を識別できない場合があったが、このようにして生成された輝度最大画像であれば、標本１からこのような材料を容易に識別することができる。また、輝度最大マッピング画像を参照すれば、標本１を部分的に形成している各材料が、どの波長域の紫外光に対して反射率が最大であるかを容易に知ることができる。更に、使用者は、材料と反射率最大となる波長域との関係を事前に知っていれば、輝度最大マッピング画像より、標本１における各部位を形成している材料の特定が可能となる。
【００５８】
なお、画像処理部１９ｂに上述した輝度最大画像を生成させる代わりに、輝度最小画像や、輝度中間値画像を生成させるようにすることも可能である。
次に、どちらも合成観察画像のひとつである、コントラスト最大画像及びコントラスト最大マッピング画像の生成について、図６の画面例を参照しながら説明する。
【００５９】
図６に示したＧＵＩ画面５０では、表示方法選択部５２において「コントラスト最大表示」が選択されている。また、パラメータ入力部５３では「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の全てが選択されており、更に「波長域番号擬似カラー」が選択されている。このとき、画像処理部１９ｂはコントラスト最大画像及びコントラスト最大マッピング画像の生成処理を以下のようにして行う。
【００６０】
ここで図７について説明する。同図は、画像処理部１９ｂによって行われるコントラスト最大画像及びコントラスト最大マッピング画像生成処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
【００６１】
図７において、まず、Ｓ１０１では、異なる波長域の紫外光をそれぞれ標本１に照射していたときに取得した複数の観察画像の各々についてコントラストを表す評価値を画素毎に算出する処理が行われる。
【００６２】
本実施形態では、このコントラスト評価値の算出の手法として、算出対象の画素を中心とする３×３の計９画素に対してラプラシアンフィルタ（Laplacian Filter）処理を施し、その処理結果を算出してこの画素のコントラスト情報の評価値とする手法を採用する。なお、ラプラシアンフィルタ処理の代わりに、例えば１次微分法やフーリエ変換法などを用いてコントラスト評価値を求めるように構成してもよい。
【００６３】
次に、Ｓ１０２では、当該複数の観察画像において配置が対応している画素のうちコントラストが最大であるものを、コントラスト評価値に基づき画素毎に求める処理が行われる。
【００６４】
次に、Ｓ１０３では、Ｓ１０２の処理によって求められたコントラスト最大である画素についてのコントラスト評価値を、コントラスト最大画像において配置が対応している画素の輝度値とすることで、コントラスト最大画像を生成する処理が行われる。
【００６５】
次に、Ｓ１０４では、Ｓ１０２の処理によって求められたコントラスト最大である画素の含まれていた観察画像が撮像されたときに標本１に照射されていた紫外光の波長域を示す情報を、コントラスト最大マッピング画像において配置が対応している画素にマッピングすることで、コントラスト最大マッピング画像を生成する処理が行われ、その後はこの図７の処理を終了する。
【００６６】
ここで、ＧＵＩ画面５０に対し図６に示した画面例のように指示がされている場合における画像処理部１９ｂの処理動作について説明する。
図６の画面例では、パラメータ入力部５３において「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の全てが選択されているので、画像処理部１９ｂは、波長域が互いに異なる「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の紫外光をそれぞれ標本１に照射したときの観察画像を記憶部１８から読み出し、この観察画像の各々についてコントラスト評価値を画素毎に算出する処理を行う。そして、この４つの観察画像において、コントラスト最大である画素についてのコントラスト評価値を、生成するコントラスト最大画像において配置が対応している画素の輝度値とする処理を行う。コントラスト最大画像はこうして生成される。
【００６７】
制御部１９は、このようにして生成されたコントラスト最大画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示１」に嵌め込んで表示部１７に表示する処理を行う。
図６の画面例においては、「波長域１画像」、「波長域２画像」、「波長域３画像」、及び「波長域４画像」の各観察画像より算出されるコントラスト評価値は、標本１の材料Ａと材料Ｂとの境界以外の領域ではいずれも「０」（すなわちコントラスト最小）である一方、標本１の材料Ａと材料Ｂとの境界の領域では、「波長域３画像」についてのコントラスト評価値が最大となる。従って、表示結果部５４の「表示１」に表示されるコントラスト最大画像は、標本１における材料Ａと材料Ｂとの境界の領域のみが白く表現されている画像となっている。
【００６８】
コントラスト最大画像の生成に続き、画像処理部１９ｂは、前述した４つの観察画像のうちコントラスト最大である画素を含んでいたものが撮像されたときに標本１に照射されていた紫外光の波長域が、「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」のうちのいずれであるかを示す情報を画素毎に取得する処理を行う。そして、取得した情報を、生成するコントラスト最大マッピング画像において配置が対応している画素にマッピングする処理を行う。こうしてコントラスト最大マッピング画像が生成される。
【００６９】
制御部１９は、このようにして生成されたコントラスト最大マッピング画像に対し、紫外光の波長域を示す情報に応じて異なる色彩を画素毎に対応付ける処理を行うことでコントラスト最大マッピング画像をカラー化した上で、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示２」に嵌め込んで表示部１７でカラー表示する処理を行う。
【００７０】
図６の画面例において表示結果部５４の「表示２」に表示されているコントラスト最大マッピング画像では、標本１における材料Ａと材料Ｂとの境界の領域の画素全てに「波長域３」がマッピングされていることが分かる。なお、その他の領域の画素は、コントラストが最大となる波長域が特定できないため、紫外光の波長域を示す情報がマッピングされていない。このため、コントラスト最大マッピング画像では、これらの画素の領域が「その他」をあらわしている黒色で塗り潰されている。
【００７１】
なお、図６の画面例では、コントラスト最大マッピング画像において、標本１における材料Ａと材料Ｂとの境界の領域に表されている色彩を点線により示している。
コントラスト最大画像及びコントラスト最大マッピング画像は以上のようにして生成される。使用者は、この画像を参照することにより、標本１において、同一波長域の紫外光に対する反射率が異なる材料の境界を容易に認識することができる。
【００７２】
次に、合成観察画像のひとつである、３次元カラー画像の生成について、図８の画面例を参照しながら説明する。
図８に示したＧＵＩ画面５０では、表示方法選択部５２において「３次元カラー画像表示」が選択されている。また、パラメータ入力部５３では「Ｒ → 波長域１」、「Ｇ → 波長域２」、「Ｂ → 波長域３」、及び「高さ → 波長域４」が選択されている。このとき、画像処理部１９ｂは３次元カラー画像の生成処理を以下のようにして行う。
【００７３】
まず、パラメータ入力部５３において「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の全てが選択されているので、画像処理部１９ｂは、波長域が互いに異なる「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の紫外光をそれぞれ標本１に照射したときの観察画像を記憶部１８から読み出す処理を行う。そして、パラメータ入力部５３における「Ｒ → 波長域１」、「Ｇ → 波長域２」、及び「Ｂ → 波長域３」の選択結果に基づき、「波長域１画像」、「波長域２画像」、及び「波長域３画像」の３つの観察画像を構成している各画素の輝度値を、配置が対応している画素における３原色の各色成分（赤色（Ｒ）成分、緑色（Ｇ）成分、青色（Ｂ）成分）の輝度値として２次元カラー画像をまず生成する。その後、画像処理部１９ｂは、パラメータ入力部５３における「高さ → 波長域４」の選択結果に基づき、もう１つの観察画像である「波長域４画像」を構成している各画素の輝度値を、生成した２次元カラー画像において配置が対応している画素において表示されている標本１の部位の高さ情報に対応付ける。３次元カラー画像はこうして生成される。
【００７４】
制御部１９は、このようにして生成された３次元カラー画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示１」に嵌め込んで表示部１７に表示する処理を行う。
図８の画面例においては、「波長域３画像」が、「波長域１画像」及び「波長域２画像」よりも画面全体に渡って輝度が高いため、表示結果部５４の「表示１」に表示されている３次元カラー画像における標本１の材料Ａ及び材料Ｂの上面部分の領域が、「波長域３画像」に対応付けられた色彩に近い色、すなわち青に近い色で表される。なお、図６の画面例では、３次元カラー画像において、標本１における材料Ａ及び材料Ｂの上面部分の領域に表されている青に近い色の色彩を、網掛けにより示している。
【００７５】
３次元カラー画像は以上のようにして生成される。使用者は、この画像を参照するだけで、互いに異なる４つの波長域の紫外光に対する標本１表面の反射率についての情報を得ることができる。
【００７６】
なお、３次元カラー画像を表示する代わりに、当該３次元カラー画像を構成している各画素において表示されている標本１の部位の高さ情報を全ての画素で同一値とすることで、２次元カラー画像を生成するようにしてもよい。使用者は、この２次元カラー画像を参照すれば、互いに異なる３つの波長域の紫外光に対する標本１表面の反射率についての情報を得ることができる。
【００７７】
次に、合成観察画像のひとつである、３次元カラーコントラスト最大画像の生成について、図９の画面例を参照しながら説明する。
図９に示したＧＵＩ画面５０では、表示方法選択部５２において「高解像力３次元カラー画像表示」が選択されている。また、パラメータ入力部５３では「Ｒ → 波長域１」、「Ｇ → 波長域２」、「Ｂ → 波長域３」、及び「高さ → 波長域４」が選択されている。このとき、画像処理部１９ｂは３次元カラーコントラスト最大画像の生成処理を以下のようにして行う。
【００７８】
ここで図１０について説明する。同図は、画像処理部１９ｂによって行われる３次元カラーコントラスト最大画像生成処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
図１０において、まず、Ｓ２０１では、図７におけるＳ１０１からＳ１０３の処理を行って、異なる波長域の紫外光をそれぞれ標本１に照射していたときに取得した複数の観察画像に基づいて、コントラスト最大画像を求める処理が行われる。
【００７９】
次に、Ｓ２０２では、図８を用いて前に説明したようにして、異なる波長域の紫外光をそれぞれ標本１に照射していたときに取得した複数の観察画像に基づいて、３次元カラー画像を求める処理が行われる。
【００８０】
次に、Ｓ２０３では、Ｓ２０２の処理における３次元カラー画像の生成の途中で得られる２次元カラー画像を構成している各画素の輝度成分及び色成分を算出する処理が行われる。２次元カラー画像を構成している各画素の輝度成分及び色成分は、例えば、ＲＧＢ形式のカラー画像データをＹＣ１Ｃ２形式へと変換する、周知の画像データ変換処理を行うことで算出することができる。
【００８１】
次に、Ｓ２０４では、Ｓ２０３の処理により算出された各画素の輝度成分及び色成分のうちの輝度成分を、Ｓ２０１の処理により求められたコントラスト最大画像を構成している画素の輝度値に置換する処理が行われる。
【００８２】
続くＳ２０５では、Ｓ２０４の処理による置換後の各画素の輝度成分と、Ｓ２０３の処理により算出された各画素の色成分と、Ｓ２０２の処理において３次元画像の生成に使用していた標本１の部位の高さ情報とに基づいて、３次元カラー画像を改めて生成する処理が行われ、その後はこの図１０の処理を終了する。このＳ２０５の処理で生成される３次元カラー画像が、３次元カラーコントラスト最大画像である。
【００８３】
ここで、ＧＵＩ画面５０に対し図９に示した画面例のように指示がされている場合における画像処理部１９ｂの処理動作について説明する。
図９の画面例では、パラメータ入力部５３において「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の全てが選択されているので、画像処理部１９ｂは、波長域が互いに異なる「波長域１」、「波長域２」、「波長域３」、及び「波長域４」の紫外光をそれぞれ標本１に照射したときの観察画像を記憶部１８から読み出し、これらの観察画像に基づいての各々についてコントラスト最大画像を生成する処理を行う。
【００８４】
このとき、制御部１９は、このようにして生成されたコントラスト最大画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示１」に嵌め込んで表示部１７に表示する処理を行う。このコントラスト最大画像は、図６に示したＧＵＩ画面５０の画面例における表示結果部５４の「表示１」に表示されているものと同一のものである。
【００８５】
コントラスト最大画像の生成に続き、画像処理部１９ｂは、３次元カラー画像を生成する処理を行う。図９に示したＧＵＩ画面５０では、パラメータ入力部５３において「Ｒ → 波長域１」、「Ｇ → 波長域２」、「Ｂ → 波長域３」、及び「高さ → 波長域４」が選択されている。従って、画像処理部１９ｂは、「波長域１画像」、「波長域２画像」、及び「波長域３画像」の３つの観察画像を構成している各画素の輝度値を、配置が対応している画素における３原色の各色成分の輝度値として２次元カラー画像をまず生成し、続いて、もう１つの観察画像である「波長域４画像」を構成している各画素の輝度値を、生成した２次元カラー画像において配置が対応している画素において表示されている標本１の部位の高さ情報に対応付ける。こうして３次元カラー画像が生成される。
【００８６】
次に、画像処理部１９ｂは、上記の２次元カラー画像を構成している各画素の輝度成分及び色成分を算出する処理を行い、算出された各画素の輝度成分及び色成分のうちの輝度成分を、前に生成していたコントラスト最大画像を構成している画素の輝度値に置換する処理を行う。そして、この置換後の各画素の輝度成分と、先に算出していた各画素の色成分と、３次元画像の生成に使用していた標本１の部位の高さ情報とに基づいて、３次元カラーコントラスト最大画像を生成する処理を行う。
【００８７】
制御部１９は、このようにして生成された３次元カラーコントラスト最大画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示２」に嵌め込んで表示部１７に表示する処理を行う。
【００８８】
図９の画面例においては、「波長域１画像」、「波長域２画像」、「波長域３画像」、及び「波長域４画像」の各観察画像より算出されるコントラスト評価値は、標本１の材料Ａと材料Ｂとの境界以外の領域ではいずれも「０」（すなわちコントラスト最小）である一方、標本１の材料Ａと材料Ｂとの境界の領域では、「波長域３画像」についてのコントラスト評価値が最大となる。従って、表示結果部５４の「表示２」に表示されている３次元カラーコントラスト最大画像では、標本１における材料Ａと材料Ｂとの境界の領域のみが、「波長域３画像」に対応付けられた色彩に近い色、すなわち青に近い色で表される。なお、図９の画面例では、３次元カラーコントラスト最大画像において、標本１における材料Ａと材料Ｂとの境界の領域に表されている青に近い色の色彩を、網掛けにより示している。
【００８９】
３次元カラーコントラスト最大画像は以上のようにして生成される。使用者は、この画像を参照するだけで、互いに異なる４つの波長域の紫外光に対する標本１表面の反射率についての情報を得ることができ、また、同一波長域の紫外光に対する反射率が異なる材料の境界を容易に認識することもできる。
【００９０】
なお、３次元カラーコントラスト最大画像を表示する代わりに、当該３次元カラーコントラスト最大画像を構成している各画素において表示されている標本１の部位の高さ情報を全ての画素で同一値とすることで、２次元カラーコントラスト最大画像を生成するようにしてもよい。使用者は、この２次元カラーコントラスト最大画像を参照すれば、互いに異なる３つの波長域の紫外光に対する標本１表面の反射率についての情報を得ることができ、また、同一波長域の紫外光に対する反射率が異なる材料の境界を容易に認識することもできる。
【００９１】
次に、カラー画像の生成処理の改良について説明する。
前述した３次元カラー画像の生成処理では、２次元カラー画像をまず生成し、続いてこの２次元カラー画像から３次元カラー画像の生成を行っている。
【００９２】
この２次元カラー画像は、３つの異なる波長域の紫外光で照明したときの標本１の観察画像を波長域毎に取得し、得られた３つの観察画像を構成している各画素の輝度値を、配置が対応している画素における３原色の各色成分の輝度値とすることで擬似的に生成していた。
【００９３】
しかしながら、この手法では、波長域毎の観察画像の取得中に標本１が移動すると、本来は同一画素についてのものであるはずの各色成分輝度値が、それぞれ異なる位置の画素についてのものとなる結果、生成されたカラー画像にいわゆる色ずれ（色われ）が目立ってしまうことがある。以下に説明するカラー画像の生成処理では、この色ずれの発生を軽減させるというものである。
【００９４】
図１に示した複数波長域紫外線顕微鏡装置１００において、まず、制御部１９が、前述した場合と同様にして、図２に例示したＧＵＩ画面５０を制御装置１０３の表示部１７に表示させる。
【００９５】
次に、使用者は、ステージ２上に標本１を載置する。そして、可視光を標本１に照射して接眼ユニット９を介して可視観察像を目視観察しながら、ステージ２を対物レンズ３の光軸方向に昇降移動させると共に当該光軸方向に直交した平面内で移動させることで、標本１の焦点合わせ及び観察位置の設定を行う。なお、この焦点合わせ及び観察位置の設定は、後述のように紫外光を標本１に照射し、カメラ１４で取得した画像を表示装置に表示させて設定を行うこととしてもよい。また、公知のオートフォーカスを利用して、標本１に対する合焦を自動で検出してもよい。
【００９６】
これらの操作の完了後、使用者は、入力部１５を操作して観察開始の指示を制御部１９へ与える。このとき、図２のＧＵＩ表示画面５０において、表示方法選択部５２で「高解像力３次元カラー画像表示」を選択し、且つ、パラメータ入力部５３で、例えば「Ｒ → 波長域４」、「Ｇ → 波長域３」、及び「Ｂ → 波長域２」などと選択する一方で、「高さ」については未選択の状態とする。すると、画像処理部１９ｂは、「高さ」について身選択であることにより、２次元擬似カラー画像の生成処理を行う。
【００９７】
次に、画像処理部１９ｂで行う、色ずれの発生を軽減させた２次元擬似カラー画像の生成処理について、図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１は、色ずれの発生を軽減させた２次元カラー擬似画像の生成処理を行う画像処理部１９ｂの機能ブロック図である。
【００９８】
図１１に示す画像処理部１９ｂは、メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃ、画像振り分け部２０２、擬似カラー合成部２０３、及び同期回路２０４を備えて構成されている。
メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃは、メモリ装置における画像データ記憶用の３つの記憶領域である。
【００９９】
画像振り分け部２０２は、カメラ１４から出力された標本画像の画像データをメモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃに振り分けて記憶させる。
擬似カラー合成部２０３は、メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃに記憶された３つの画像の画像データを用いて擬似カラー処理を行う。
【０１００】
同期回路２０４は、画像振り分け部２０２による振り分け処理と、擬似カラー合成部２０３とを、制御部１９からカメラ１４に出力される、標本１の観察画像の撮像指示のトリガ信号に同期させる制御を行う。
【０１０１】
制御部１９は、光源装置１０２に対する、射出される紫外光の波長域の順次切り替え制御に続いて、撮像指示のトリガ信号をカメラ１４へ出力する。従って、メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃは、同期回路２０４の作用により、カメラ１４が観察画像を取得する度に、その観察画像の取得時に標本１に照射されていた紫外光の波長域毎に振り分けて、その観察画像を記憶する。また、擬似カラー合成部２０３は、同期回路２０４の作用により、メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃへの新たな観察画像の記憶が行われる度に、直近にメモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃに記憶された３つの観察画像、すなわち、標本１に照射されていた紫外光の波長域が互いに異なる３つの観察画像に基づいて、標本１についての２次元カラー画像を生成する。
【０１０２】
次に図１２について説明する。図１２は、制御部１９により行われる、擬似カラー合成出力処理の処理内容をフローチャートで示したものである。
制御部１９は、入力部１５に対する観察開始の指示を取得すると、図１２に示した処理の実行開始し、以降、入力部１５に対するＥＸＩＴの指示を取得するまで、Ｓ３０１とＳ３１６との間の処理である、Ｓ３０２からＳ３１５にかけての処理を繰り返す。
【０１０３】
Ｓ３０２では、図２のＧＵＩ表示画面５０に対する選択結果に基づいて、２次元擬似カラー画像の生成に使用する３つの観察画像を取得したときに標本１に照射していた波長域の指示情報、及び、それらの各波長域と光の３原色の各色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ））との対応付けの指示情報とを取得する処理を行う。なお、ここでは、この処理により、一例として、「Ｒ → 波長域４」、「Ｇ → 波長域３」、及び「Ｂ → 波長域２」とする指示情報が取得されたものとする。もちろん、２次元擬似カラー画像の生成に使用する３つの観察画像と、２次元擬似カラー画像における３原色の各色成分との関係を変更することは、ＧＵＩ表示画面５０に対する選択を変更することで可能である。
【０１０４】
次に、制御部１９は、初期値が０である変数ｎが、Ｓ３１５において２と判定されるまで、Ｓ３０３とＳ３１５との間の処理である、Ｓ３０４からＳ３１４にかけての処理を繰り返す。
【０１０５】
Ｓ３０４では、制御部１９は光源制御部１９ａとして機能し、光源装置１０２を制御してｎ＋１番目の紫外波長域の照明光の射出を開始させる処理を行う。
Ｓ３０５では、制御部１９は、カメラ１４へトリガ信号を送出して、ｎ＋１番目の紫外波長域の照明光が照射されている標本１をカメラ１４に撮像させる処理を行う。
【０１０６】
カメラ１４は、このトリガ信号に応じて標本１を撮像する。撮像された標本１の観察画像の画像データは、カメラ１４から制御部１９へと伝送される。制御部１９は、Ｓ３０６において、この観察画像の画像データを取得する処理を行う。
【０１０７】
以降、制御部１９は、Ｓ３０７からＳ３１３にかけて、画像制御部１９ｂとして機能する。
まず、Ｓ３０７からＳ３１１にかけて、制御部１９は、トリガ信号に同期して処理を行う画像振り分け部２０２として機能する。すなわち、Ｓ３０７において、制御部１９は、変数ｎが０であるか否かを判定する。ここで、変数ｎが０であると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ３０８に処理を進め、変数ｎが０ではないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ３０９に処理を進める。
【０１０８】
Ｓ３０８では、制御部１９は、Ｓ３０６により取得した観察画像の画像データを、１番目の紫外波長域（前述した例では「波長域４」）の照明光が照射されている標本１の画像データとして、メモリＡ２０１ａに記憶させる処理を行い、その後はＳ３１２に処理を進める。
【０１０９】
Ｓ３０９では、制御部１９は、変数ｎが１であるか否かを判定する。ここで、変数ｎが１であると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ３１０に処理を進め、変数ｎが１ではないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ３１１に処理を進める。
【０１１０】
Ｓ３１０では、制御部１９は、Ｓ３０６により取得した観察画像の画像データを、２番目の紫外波長域（前述した例では「波長域３」）の照明光が照射されている標本１の画像データとして、メモリＢ２０１ｂに記憶させる処理を行い、その後はＳ３１２に処理を進める。
【０１１１】
Ｓ３１１では、変数ｎが２であるので、制御部１９は、Ｓ３０６により取得した観察画像の画像データを、３番目の紫外波長域（前述した例では「波長域２」）の照明光が照射されている標本１の画像データとして、メモリＣ２０１ｃに記憶させる処理を行い、その後はＳ３１２に処理を進める。
【０１１２】
Ｓ３１２では、制御部１９は、トリガ信号に同期して処理を行う擬似カラー合成部２０３として機能し、擬似カラー処理を行う。すなわち、制御部１９は、まず、メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃに記憶された３つの観察画像の画像データを読み出す処理を行う。そして、Ｓ３０２の処理により取得した、この３つの観察画像を取得したときに標本１に照射していた波長域と光の３原色の各色との対応付けの指示情報に基づき、この３つの観察画像を構成している各画素の輝度値を、配置が対応している画素における３原色の各色成分の輝度値とすることで、２次元カラー画像を生成する処理を行う。
【０１１３】
Ｓ３１３では、制御部１９は、このようにして生成された２次元カラー画像を、ＧＵＩ画面５０の表示結果部５４における「表示１」に嵌め込んで表示部１７に表示する処理を行う。
【０１１４】
Ｓ３１４では、制御部１９は、変数ｎの現在の値に１を加算する処理を行う。
Ｓ３１５では、制御部１９は、変数ｎの現在の値が２となったか否かを判定する処理を行う。ここで、２となっていなければ、Ｓ３０２からＳ３１４にかけての処理を繰り返し、２となっていれば処理の繰り返しを終了する。
【０１１５】
Ｓ３１６では、制御部１９は、入力部１５に対するＥＸＩＴの指示を取得したか否かを判定する処理を行う。ここで、当該指示を取得していなければ、Ｓ３０２からＳ３１５にかけての処理を繰り返し、当該指示を取得していれば、この図１２に示した処理を終了する。
【０１１６】
以上のように、図１２に示した擬似カラー合成出力処理では、制御部１９は、入力部１５に対するＥＸＩＴの指示を取得するまでの間は、カメラ１４の撮像に同期して、最新の観察画像と、当該最新画像の１つ前の観察画像と、当該最新画像の２つ前の観察画像との合計３つの、撮像時に標本１へ照射していた紫外光の波長域が互いに異なる観察画像による２次元擬似カラー合成画像が生成されて表示出力される。従って、カメラ１４の撮像周期を短く設定する（すなわち、Ｓ３０２からＳ３１５にかけての処理の繰り返し間隔を短くする）ことで、表示出力される２次元擬似カラー合成画像において標本１の移動により発生する色ずれ（色割れ）を軽減させることができる。
【０１１７】
なお、図１２の処理においては、Ｓ３０２からＳ３１５にかけての処理が繰り返される度に、制御部１９は、２次元擬似カラー画像に使用する３つの観察画像を取得したときに標本１に照射していた波長域の指示情報、及び、それらの各波長域と光の３原色の各色との対応付けの指示情報について変更がないかを確認する処理を行う。ここで、変更があった場合には、制御部１９は、Ｓ３０２の処理において、この変更の内容を取得して以降の処理に反映させるようにする。
【０１１８】
なお、２次元擬似カラー画像に使用する３つの観察画像を取得したときに標本１に照射していた波長域と光の３原色の各色との対応付けは、全部で６通りの組合せがあるが、前述した図１２の処理では、この組み合わせに関する指示情報を、Ｓ３０２の処理により、制御部１９が取得するようにしていた。この代わりに、６通りの組み合わせ全ての２次元擬似カラー画像を制御部１９が生成して表示部１７へ一覧表示出力するようにしてもよい。
【０１１９】
このようにするためには、制御部１９の擬似カラー合成部２０３が、カメラ１４への撮像指示のためのトリガ信号に同期して、メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃに記憶されている観察画像の画像データを用いて６通りの組み合わせ全ての擬似カラー合成を行い、制御部１９が、表示部１７を制御して、図１３に例示するような、この６通りの組み合わせ全てについての２次元擬似カラー画像を並べて一覧表示出力させるようにすればよい。
【０１２０】
このような表示を行えば、前述した標本の移動による色ずれ（色割れ）の軽減の効果に加え、観察者が６通りの組み合わせ全ての２次元擬似カラー画像を一度に観察できるので、標本１の欠陥検査や構造観察に最適な波長域とＲＧＢの対応付けを見つけ出すことが容易にできるようになる。
【０１２１】
また、以上のようにして行うカラー画像における色ずれの発生を軽減させる手法を、合成観察画像のひとつである、３次元カラー画像の生成について適用することは可能である。
【０１２２】
このためには、複数波長域紫外線顕微鏡装置１００の使用者は、入力部１５を操作して、２次元擬似カラー画像に使用する３つの観察画像を取得したときに標本１に照射していた波長域と光の３原色の各色との対応付けの選択指示に加え、標本１の部位の高さ情報との対応付けに使用する観察画像を取得したときに標本１に照射していた波長域の選択指示を行う。また、制御部１９の画像処理部１９ｂには、メモリ装置に確保するメモリ領域として、メモリＡ２０１ａ〜メモリＣ２０１ｃに加えて、もうひとつのメモリＤ（不図示）を確保する。
【０１２３】
ここで、制御部１９は、光源装置１０２を制御して１〜３番目番目に続く４番目の紫外波長域の照明光の射出を行わせる。そして、カメラ１４へトリガ信号を送出して、４番目の紫外波長域の照明光が照射されている標本１をカメラ１４に撮像させる処理を行い、このトリガ信号に応じて撮像された観察画像の画像データを取得してメモリＤに振り分けて記憶させる処理を行う。その後、制御部１９の画像処理部１９ｂが、メモリＤに記憶されている観察画像の各画素の輝度値を標本１の部位の高さ情報として、擬似カラー合成部２０３により生成された２次元擬似カラー画像における配置が対応している画素に対応付ける処理を行う。こうして３次元擬似カラー画像が生成される。
【０１２４】
この３次元擬似カラー画像の生成処理を、カメラ１４の撮像に同期して繰り返すことにより、最新の観察画像と当該最新画像から３つ前まで観察画像との合計４つの、撮像時に標本１へ照射していた紫外光の波長域が互いに異なる観察画像による３次元擬似カラー合成画像が生成される。従って、カメラ１４の撮像周期を短く設定することで、表示出力される３次元擬似カラー合成画像において標本１の移動により発生する色ずれ（色割れ）を軽減させることができる。
【０１２５】
以上、本発明の実施形態を幾つか説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明を実施する複数波長域紫外線顕微鏡装置の構成を示す図である。
【図２】ＧＵＩ画面の画面例を示す図である。
【図３】標本として用いるサンプルの例を示す図である。
【図４】ＧＵＩ画面での合成観察画像の表示例（その１）を示す図である。
【図５】ＧＵＩ画面での合成観察画像の表示例（その２）を示す図である。
【図６】ＧＵＩ画面での合成観察画像の表示例（その３）を示す図である。
【図７】コントラスト最大画像及びコントラスト最大マッピング画像生成処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図８】ＧＵＩ画面での合成観察画像の表示例（その４）を示す図である。
【図９】ＧＵＩ画面での合成観察画像の表示例（その５）を示す図である。
【図１０】３次元カラーコントラスト最大画像生成処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図１１】色ずれの発生を軽減させた２次元擬似カラー画像の生成処理を行う画像処理部の機能ブロック図である。
【図１２】擬似カラー合成出力処理の処理内容をフローチャートで示した図である。
【図１３】３つの観察画像を取得したときに標本に照射していた波長域と光の３原色の各色との対応付けの６通りの組み合わせ全ての２次元擬似カラー画像の一覧表示例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１  標本
２  ステージ
３  対物レンズ
４  レボルバ
５  焦準機構
６  架台
７  投光管
７ａ  ファイバコネクタ
８  鏡筒
９  接眼ユニット
１１  波長選択ユニット
１２  光ファイバ
１３  駆動ユニット
１４  カメラ
１５  入力部
１６  出力部
１７  表示部
１８  記憶部
１９  画像処理部
１９ａ  光源制御部
１９ｂ  画像処理部
５０  ＧＵＩ画面
５１  観察画像表示部
５２  表示方法選択部
５３  パラメータ入力部
５４  表示結果部
１００  複数波長域紫外線顕微鏡装置
１０１  顕微鏡本体
１０２  光源装置
１０３  制御装置
２０１ａ  メモリＡ
２０１ｂ  メモリＢ
２０１ｃ  メモリＣ
２０２  画像振り分け部
２０３  擬似カラー合成部
２０４  同期回路
【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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