JPH11183435A - 光走査型二次元濃度分布測定装置における画像処理方法 - Google Patents
光走査型二次元濃度分布測定装置における画像処理方法Info
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- JPH11183435A JPH11183435A JP9365002A JP36500297A JPH11183435A JP H11183435 A JPH11183435 A JP H11183435A JP 9365002 A JP9365002 A JP 9365002A JP 36500297 A JP36500297 A JP 36500297A JP H11183435 A JPH11183435 A JP H11183435A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 合理的で安価な光走査型二次元濃度分布測定
装置における画像処理方法を提供すること。 【解決手段】 プローブ光3を照射して得られた測定デ
ータ32のバックグラウンド補正を行う手順33と、前
記補正後のデータを適宜の階調の値に補正して最適化す
る手順45と、前記最適化されたものをイオン濃度デー
タに変換する手順51とからなることを特徴としてい
る。
装置における画像処理方法を提供すること。 【解決手段】 プローブ光3を照射して得られた測定デ
ータ32のバックグラウンド補正を行う手順33と、前
記補正後のデータを適宜の階調の値に補正して最適化す
る手順45と、前記最適化されたものをイオン濃度デー
タに変換する手順51とからなることを特徴としてい
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば光走査型
pH画像装置などのような光走査型二次元濃度分布測定
装置における画像処理方法に関する。
pH画像装置などのような光走査型二次元濃度分布測定
装置における画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】前記光走査型pH画像装置として、例え
ば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33
(1994)pp L394−L397に記載してある
ように、LAPS(Light−Addressabl
e Potentiometric Sensor)方
式を採用して、pH感応膜の表面に生ずる電位を測定す
るものがある。このような装置においては、EIS(電
解液E−絶縁体I−半導体S)構造に光を走査し、この
光走査によって半導体中において誘発された光電流を取
り出すことにより測定を行うことができる。
ば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33
(1994)pp L394−L397に記載してある
ように、LAPS(Light−Addressabl
e Potentiometric Sensor)方
式を採用して、pH感応膜の表面に生ずる電位を測定す
るものがある。このような装置においては、EIS(電
解液E−絶縁体I−半導体S)構造に光を走査し、この
光走査によって半導体中において誘発された光電流を取
り出すことにより測定を行うことができる。
【0003】そして、本願出願人は、このような光走査
型pH画像装置関連の技術を、例えば特願平7−391
14号、特願平7−90320号、特願平7−3298
35号などのほか、多数特許出願しているところであ
る。
型pH画像装置関連の技術を、例えば特願平7−391
14号、特願平7−90320号、特願平7−3298
35号などのほか、多数特許出願しているところであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記光走査
型pH画像装置などLAPS法を用いた光走査型二次元
濃度分布測定装置においては、測定データの標準的な画
像処理シーケンスがなく、市販の画像処理ソフトを組み
合わせて個別的な処理を施していた。そのため、市販ソ
フトを数種類用意するためのコストが嵩むとともに、個
別的に処理するため工数が増えるなどの問題があった。
型pH画像装置などLAPS法を用いた光走査型二次元
濃度分布測定装置においては、測定データの標準的な画
像処理シーケンスがなく、市販の画像処理ソフトを組み
合わせて個別的な処理を施していた。そのため、市販ソ
フトを数種類用意するためのコストが嵩むとともに、個
別的に処理するため工数が増えるなどの問題があった。
【0005】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、合理的で安価な光走査型二次元濃度分布測定
装置における画像処理方法(以下、単に画像処理方法と
いう)を提供することを目的としている。
たもので、合理的で安価な光走査型二次元濃度分布測定
装置における画像処理方法(以下、単に画像処理方法と
いう)を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の画像処理方法は、プローブ光を照射して
得られた測定データのバックグラウンド補正を行う手順
と、前記補正後のデータを適宜の階調の値に補正して最
適化する手順と、前記最適化されたものをイオン濃度デ
ータに変換する手順とからなることを特徴としている。
め、この発明の画像処理方法は、プローブ光を照射して
得られた測定データのバックグラウンド補正を行う手順
と、前記補正後のデータを適宜の階調の値に補正して最
適化する手順と、前記最適化されたものをイオン濃度デ
ータに変換する手順とからなることを特徴としている。
【0007】上記画像処理方法によれば、二次元の化学
濃度分布を化学量として明らかにすることができるとと
もに、視覚的に表示することができる。標準化された手
順で処理できるので、コストならびに工数の低減が図れ
る。また、繰り返し測定に対して画像処理を自動化する
ことができるので、作業の効率化および同一作業におけ
るポカミスを防止することができる。
濃度分布を化学量として明らかにすることができるとと
もに、視覚的に表示することができる。標準化された手
順で処理できるので、コストならびに工数の低減が図れ
る。また、繰り返し測定に対して画像処理を自動化する
ことができるので、作業の効率化および同一作業におけ
るポカミスを防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。まず、この発明の画像処理方法が適用
される光走査型二次元濃度分布測定装置について、図1
を参照しながら説明する。
ながら説明する。まず、この発明の画像処理方法が適用
される光走査型二次元濃度分布測定装置について、図1
を参照しながら説明する。
【0009】図1において、1は測定装置本体で、セン
サ部2とこれにプローブ光3を照射するための光照射部
4とからなる。
サ部2とこれにプローブ光3を照射するための光照射部
4とからなる。
【0010】前記センサ部2は、例えばシリコンなどの
半導体よりなる基板5の一方の面(図示例では上面)に
SiO2 層6、Si3 N4 層7を熱酸化、CVDなどの
手法によって順次形成して水素イオンに応答するように
形成されたセンサ8と、このセンサ8を二次元方向、つ
まり、X方向(図示例では左右方向)とY方向(図示例
では、紙面に垂直な方向)に走査する光透過型XYステ
ージよりなるセンサ走査部9とからなる。10はこのセ
ンサ走査部9を制御する走査制御装置である。
半導体よりなる基板5の一方の面(図示例では上面)に
SiO2 層6、Si3 N4 層7を熱酸化、CVDなどの
手法によって順次形成して水素イオンに応答するように
形成されたセンサ8と、このセンサ8を二次元方向、つ
まり、X方向(図示例では左右方向)とY方向(図示例
では、紙面に垂直な方向)に走査する光透過型XYステ
ージよりなるセンサ走査部9とからなる。10はこのセ
ンサ走査部9を制御する走査制御装置である。
【0011】11はセンサ8のセンサ面(この場合、S
i3 N4 層7)を含み、これに臨むようにして設けられ
るセルで、樹脂材料あるいは他の適宜の材料よりなり、
内部に溶液やゲルなどの試料12が収容される。
i3 N4 層7)を含み、これに臨むようにして設けられ
るセルで、樹脂材料あるいは他の適宜の材料よりなり、
内部に溶液やゲルなどの試料12が収容される。
【0012】そして、13、14はセル11内の試料1
2に接触するようにして設けられる対極、比較電極で、
ポテンショスタット(後述する)に接続されている。ま
た、15は半導体基板5に設けられる光電流信号取出し
用のオーミック電極で、電流−電圧変換器(後述する)
および演算増幅回路(後述する)を介してポテンショス
タットに接続されている。
2に接触するようにして設けられる対極、比較電極で、
ポテンショスタット(後述する)に接続されている。ま
た、15は半導体基板5に設けられる光電流信号取出し
用のオーミック電極で、電流−電圧変換器(後述する)
および演算増幅回路(後述する)を介してポテンショス
タットに接続されている。
【0013】前記光照射部4は、例えばレーザ光源から
なるとともに、半導体基板5の下面側(センサ面7とは
反対側)に設けられており、インタフェースボード(後
述する)を介してコンピュータ(後述する)の制御信号
によって断続光を発するとともに、センサ走査部9によ
って二次元方向に走査されるセンサ8の半導体基板5に
対して最適なビーム径になるように調整されたプローブ
光3を照射するように構成されている。
なるとともに、半導体基板5の下面側(センサ面7とは
反対側)に設けられており、インタフェースボード(後
述する)を介してコンピュータ(後述する)の制御信号
によって断続光を発するとともに、センサ走査部9によ
って二次元方向に走査されるセンサ8の半導体基板5に
対して最適なビーム径になるように調整されたプローブ
光3を照射するように構成されている。
【0014】16は測定装置本体1を制御するための制
御ボックスであって、半導体基板5に適宜のバイアス電
圧を印加するためのポテンショスタット17、半導体基
板5に形成されたオーミック電極15から取り出される
光電流信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換器1
8、この電流−電圧変換器18からの信号が入力される
演算増幅回路19、この演算増幅回路19と信号を授受
したり、走査制御装置10や光照射部4に対する制御信
号を出力するインタフェースボード20などよりなる。
御ボックスであって、半導体基板5に適宜のバイアス電
圧を印加するためのポテンショスタット17、半導体基
板5に形成されたオーミック電極15から取り出される
光電流信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換器1
8、この電流−電圧変換器18からの信号が入力される
演算増幅回路19、この演算増幅回路19と信号を授受
したり、走査制御装置10や光照射部4に対する制御信
号を出力するインタフェースボード20などよりなる。
【0015】21は例えば内蔵されたプログラムに基づ
いて各種の制御や演算を行うとともに、画像処理機能を
有する制御・演算部としてのコンピュータ、22は例え
ばキーボードなどの入力装置、23はカラーディスプレ
イなどの表示装置、24はRAMなどの記憶装置であ
る。25は画像処理シーケンスを収納したROMなどの
記憶装置である。
いて各種の制御や演算を行うとともに、画像処理機能を
有する制御・演算部としてのコンピュータ、22は例え
ばキーボードなどの入力装置、23はカラーディスプレ
イなどの表示装置、24はRAMなどの記憶装置であ
る。25は画像処理シーケンスを収納したROMなどの
記憶装置である。
【0016】上記構成の光走査型二次元濃度分布測定装
置を用いて、溶液の水素イオン濃度(pH)を測定する
場合について説明すると、セル11内に試料として溶液
12を入れる。これにより、センサ面7に溶液12が接
する。そして、対極13および比較電極14を溶液12
に浸漬する。
置を用いて、溶液の水素イオン濃度(pH)を測定する
場合について説明すると、セル11内に試料として溶液
12を入れる。これにより、センサ面7に溶液12が接
する。そして、対極13および比較電極14を溶液12
に浸漬する。
【0017】上記セル1内に溶液12を入れた直後の状
態において、半導体基板5に空乏層が発生するように、
ポテンショスタット17からの直流電圧を比較電極13
とオーミック電極15との間に印加して、半導体基板5
に所定のバイアス電圧を印加する。この状態で半導体基
板5に対してプローブ光3を一定周期(例えば、5kH
z)で断続的に照射することによって半導体基板5に交
流光電流を発生させる。このプローブ光3の断続照射
は、コンピュータ21の制御信号がインタフェースボー
ド20を介して入力されることによって行われる。前記
光電流は、半導体基板5の照射点に対向する点で、セン
サ面7に接している溶液12におけるpHを反映した値
であり、その値を測定することにより、この部分でのp
H値を知ることができる。
態において、半導体基板5に空乏層が発生するように、
ポテンショスタット17からの直流電圧を比較電極13
とオーミック電極15との間に印加して、半導体基板5
に所定のバイアス電圧を印加する。この状態で半導体基
板5に対してプローブ光3を一定周期(例えば、5kH
z)で断続的に照射することによって半導体基板5に交
流光電流を発生させる。このプローブ光3の断続照射
は、コンピュータ21の制御信号がインタフェースボー
ド20を介して入力されることによって行われる。前記
光電流は、半導体基板5の照射点に対向する点で、セン
サ面7に接している溶液12におけるpHを反映した値
であり、その値を測定することにより、この部分でのp
H値を知ることができる。
【0018】さらに、センサ走査部9によって、センサ
8をX,Y方向に移動させることにより、半導体基板5
にはプローブ光3が二次元方向に走査されるようにして
照射され、溶液12における位置信号(X,Y)と、そ
の場所で観測された交流光電流値を初期データ(バック
グラウンド値)としてRAM24内に格納する。
8をX,Y方向に移動させることにより、半導体基板5
にはプローブ光3が二次元方向に走査されるようにして
照射され、溶液12における位置信号(X,Y)と、そ
の場所で観測された交流光電流値を初期データ(バック
グラウンド値)としてRAM24内に格納する。
【0019】次いで、適宜の時間経過後、上記と同様の
手順でプローブ光3を照射しながらセンサ走査部9によ
って、センサ8をX,Y方向に移動させて、そのときの
溶液12における位置信号(X,Y)と、その場所で観
測された交流光電流値を測定データとしてRAM24内
に記録する。
手順でプローブ光3を照射しながらセンサ走査部9によ
って、センサ8をX,Y方向に移動させて、そのときの
溶液12における位置信号(X,Y)と、その場所で観
測された交流光電流値を測定データとしてRAM24内
に記録する。
【0020】上述のように、セル1内に溶液12を入れ
た直後の状態における測定と、この状態から暫く経過し
てからの状態における測定を行うのは、以下の理由から
である。
た直後の状態における測定と、この状態から暫く経過し
てからの状態における測定を行うのは、以下の理由から
である。
【0021】すなわち、前記センサ面7においてムラや
傷があると、溶液12を測定した際に得られる測定画像
にこれらのムラや傷の影響が見られ、溶液12の真のp
H濃度を正しく把握できないことがある。また、経時変
化についても、その変化量がきわめて微小な場合、その
変化を明確に把握しにくいことがあり、このような不都
合が生じないようにするためである。
傷があると、溶液12を測定した際に得られる測定画像
にこれらのムラや傷の影響が見られ、溶液12の真のp
H濃度を正しく把握できないことがある。また、経時変
化についても、その変化量がきわめて微小な場合、その
変化を明確に把握しにくいことがあり、このような不都
合が生じないようにするためである。
【0022】図2以下を参照しながら、この発明の画像
処理方法について説明する。まず、図2は、この発明の
画像処理方法を含む画像処理シーケンス全体を概略的に
示すものであり、また、図3は、このシーケンスの中で
代表的な手順において、前記光走査型二次元濃度分布測
定装置におけるディスプレイ23上に表示される中間調
画像の写真を示すものである。
処理方法について説明する。まず、図2は、この発明の
画像処理方法を含む画像処理シーケンス全体を概略的に
示すものであり、また、図3は、このシーケンスの中で
代表的な手順において、前記光走査型二次元濃度分布測
定装置におけるディスプレイ23上に表示される中間調
画像の写真を示すものである。
【0023】前記図1に示した光走査型二次元濃度分布
測定装置を用いて得られるバックグラウンドデータおよ
び測定データは、コンピュータ21のRAM24の光電
流値データファイル31に格納される。このデータファ
イル31に格納されるデータ(生データ)は、例えば、
12/16ビットグレイスケールで表示され、例えば1
2ビットグレイスケールの場合、4096階調で、ま
た、16ビットグレイスケールの場合、65536階調
で表示される。図3において符号32で示すものは、1
2ビットグレイスケールのものである。
測定装置を用いて得られるバックグラウンドデータおよ
び測定データは、コンピュータ21のRAM24の光電
流値データファイル31に格納される。このデータファ
イル31に格納されるデータ(生データ)は、例えば、
12/16ビットグレイスケールで表示され、例えば1
2ビットグレイスケールの場合、4096階調で、ま
た、16ビットグレイスケールの場合、65536階調
で表示される。図3において符号32で示すものは、1
2ビットグレイスケールのものである。
【0024】そこで、前記センサ面7に溶液12を設け
た直後のデータを、測定データから引算するようにし
て、バックグラウンド補正33を行うが、このバックグ
ラウンド補正に際して前処理を行う必要がある。この前
処理について、図4を参照しながら説明する。
た直後のデータを、測定データから引算するようにし
て、バックグラウンド補正33を行うが、このバックグ
ラウンド補正に際して前処理を行う必要がある。この前
処理について、図4を参照しながら説明する。
【0025】まず、前記測定データおよびバックグラウ
ンドデータは、センサ7の下方からプローブ光3を照射
した際に得られたものであるので、上下の位置関係が逆
になっている。これを上方からみた状態に直すため、f
lip up/downの操作34を行って、ボトムビ
ューをトップビューに変換する。
ンドデータは、センサ7の下方からプローブ光3を照射
した際に得られたものであるので、上下の位置関係が逆
になっている。これを上方からみた状態に直すため、f
lip up/downの操作34を行って、ボトムビ
ューをトップビューに変換する。
【0026】そして、前記センサ8は、機械的な光透過
型XYステージよりなるセンサ走査部9によって二次元
的に走査されるものであるが、このセンサ走査部9には
歯車など機械的部分のバックラッシュが存在するため、
このバックラッシュ補正35を行って、光走査方向の機
械的ずれの補正を行う。このずれの補正は、例えば次の
ようにして行う。
型XYステージよりなるセンサ走査部9によって二次元
的に走査されるものであるが、このセンサ走査部9には
歯車など機械的部分のバックラッシュが存在するため、
このバックラッシュ補正35を行って、光走査方向の機
械的ずれの補正を行う。このずれの補正は、例えば次の
ようにして行う。
【0027】すなわち、今、図4において左上の図に示
すように、生データ32の奇数行データ(仮想線で示
す)36と偶数行データ(実線で示す)37との間に符
号38で示すバックフラッシュ誤差分があるものとする
と、データの配列の偶数行または奇数行のいずれか一方
をバックフラッシュ誤差分BFに相当するピクセル分だ
けずらすのである。このようにすることにより、同図に
おいて右上の図に示すように、バックフラッシュ補正後
のデータ32が得られる。
すように、生データ32の奇数行データ(仮想線で示
す)36と偶数行データ(実線で示す)37との間に符
号38で示すバックフラッシュ誤差分があるものとする
と、データの配列の偶数行または奇数行のいずれか一方
をバックフラッシュ誤差分BFに相当するピクセル分だ
けずらすのである。このようにすることにより、同図に
おいて右上の図に示すように、バックフラッシュ補正後
のデータ32が得られる。
【0028】また、前記生データ32において、測定デ
ータとバックグラウンドデータとの間において位置ずれ
が生じているときは、これを補正する。すなわち、図4
において、左下の図に示すように、測定データ39とバ
ックグラウンドデータ40の原点位置39O,40Oに
ずれが生じているときは、同図の右下の図に示すよう
に、測定データ39の原点39Oをバックグラウンドデ
ータ40Oの原点に合わせ込むのである。
ータとバックグラウンドデータとの間において位置ずれ
が生じているときは、これを補正する。すなわち、図4
において、左下の図に示すように、測定データ39とバ
ックグラウンドデータ40の原点位置39O,40Oに
ずれが生じているときは、同図の右下の図に示すよう
に、測定データ39の原点39Oをバックグラウンドデ
ータ40Oの原点に合わせ込むのである。
【0029】次に、バックグラウンド補正33につい
て、図5を参照しながら説明する。この補正33は、測
定前後のデータの差分値を変化量として画像化するもの
で、この場合、試料有りの画像データ(測定後)から試
料無しの画像データ(測定前)を差し引くことによって
得られる。試料有りの画像データ、すなわち、測定デー
タ39は、例えば図3において、符号43で示すような
ものである。また、試料無しの画像データ、すなわち、
バックグラウンドデータ40は、同図において、符号4
4で示すようなものである。なお、このバックグラウン
ド補正33については、本願出願人の特許出願「光走査
型二次元濃度分布測定装置」(特願平8−217967
号)に詳しく説明されている。
て、図5を参照しながら説明する。この補正33は、測
定前後のデータの差分値を変化量として画像化するもの
で、この場合、試料有りの画像データ(測定後)から試
料無しの画像データ(測定前)を差し引くことによって
得られる。試料有りの画像データ、すなわち、測定デー
タ39は、例えば図3において、符号43で示すような
ものである。また、試料無しの画像データ、すなわち、
バックグラウンドデータ40は、同図において、符号4
4で示すようなものである。なお、このバックグラウン
ド補正33については、本願出願人の特許出願「光走査
型二次元濃度分布測定装置」(特願平8−217967
号)に詳しく説明されている。
【0030】そして、図2および図5に示すように、上
記バックグラウンドの補正33を行った後、データを最
適化処理45を行う。この最適化処理45は、データを
256階調の値に変換するもので、より詳しくは、デー
タ分布曲線の98%を含む範囲を256階調の値に置換
する。図3において、符号46で示されるものは、25
6階調に最適化処理したものを示している。なお、前記
データの最適化処理は、256階調に限られるものでは
なく、階調数は適宜設定できる。
記バックグラウンドの補正33を行った後、データを最
適化処理45を行う。この最適化処理45は、データを
256階調の値に変換するもので、より詳しくは、デー
タ分布曲線の98%を含む範囲を256階調の値に置換
する。図3において、符号46で示されるものは、25
6階調に最適化処理したものを示している。なお、前記
データの最適化処理は、256階調に限られるものでは
なく、階調数は適宜設定できる。
【0031】なお、バックグラウンド補正を行った後の
データDを最適化する場合、図5に示すように、平滑化
処理47を行うようにしてもよい。この平滑化処理47
は、各データポイントの周辺nX ×nY 個の平均値をそ
の点の値にすることである。
データDを最適化する場合、図5に示すように、平滑化
処理47を行うようにしてもよい。この平滑化処理47
は、各データポイントの周辺nX ×nY 個の平均値をそ
の点の値にすることである。
【0032】図6は、上記バックグラウンド補正の応用
例を示すもので、この例においては、バックグラウンド
補正33を行った後、時間変化量の測定48を行ってい
る。すなわち、時間をあけて測定したデータの差分値を
時間変化量として画像化するもので、今、時刻T1 ,T
2 (0<T1 <T2 )とし、時刻T2 の画像データ(測
定が後)から時刻T1 の画像データ(測定が先)を引算
するのである。この場合、試料無しの画像データの平均
値を加算するようにしてもよい。このようにすることに
より、時系列変化表示49を行うことができる。この時
系列変化表示49は、時系列解析を行うのに好都合であ
り、この時系列解析としては、活性量の時間変動分析や
イオン放出量の微分値や積分値を求めたりするなどがあ
る。
例を示すもので、この例においては、バックグラウンド
補正33を行った後、時間変化量の測定48を行ってい
る。すなわち、時間をあけて測定したデータの差分値を
時間変化量として画像化するもので、今、時刻T1 ,T
2 (0<T1 <T2 )とし、時刻T2 の画像データ(測
定が後)から時刻T1 の画像データ(測定が先)を引算
するのである。この場合、試料無しの画像データの平均
値を加算するようにしてもよい。このようにすることに
より、時系列変化表示49を行うことができる。この時
系列変化表示49は、時系列解析を行うのに好都合であ
り、この時系列解析としては、活性量の時間変動分析や
イオン放出量の微分値や積分値を求めたりするなどがあ
る。
【0033】次に、前記データに基づいてカラー表示す
るには、上記最適化処理45を行った後のデータ(光電
流値)をpHデータ化し、カラー化する必要があるが、
これについて図7を参照しながら説明する。電流値で表
されているデータ50を、下記式を用いてpHデータ化
51する。すなわち、pH(x,y)は、 pH(x,y)=pHB +ΔVIPH (x,y)/kv で表される。ここに、 pHB :バックグラウンドの平均pH値 ΔVIPH (x,y):光電流値の変化分のバイアス電圧
換算値(mV) kv :センサ固有のネルンスト電圧(mV/pH) である。
るには、上記最適化処理45を行った後のデータ(光電
流値)をpHデータ化し、カラー化する必要があるが、
これについて図7を参照しながら説明する。電流値で表
されているデータ50を、下記式を用いてpHデータ化
51する。すなわち、pH(x,y)は、 pH(x,y)=pHB +ΔVIPH (x,y)/kv で表される。ここに、 pHB :バックグラウンドの平均pH値 ΔVIPH (x,y):光電流値の変化分のバイアス電圧
換算値(mV) kv :センサ固有のネルンスト電圧(mV/pH) である。
【0034】前記各種の演算結果(グレイスケールデー
タ)を擬似カラー化または指示薬ライブラリ52登録の
発光色にあてはめてカラー化53する。ここで、指示薬
ライブラリ52とは、pH指示薬の発色一覧表を色ベク
トルで登録したものである。54はpHスケールで、カ
ラー表示したときにおけるpH値をpH指示薬の発色で
示すものである。これにより、pH濃度が一目瞭然に把
握できる。なお、このpH画像のカラー表示方法および
指示薬ライブラリ52については、本願出願人の特許出
願「pH画像のカラー表示方法」(特願平8−1100
99号)に詳しく説明されている。
タ)を擬似カラー化または指示薬ライブラリ52登録の
発光色にあてはめてカラー化53する。ここで、指示薬
ライブラリ52とは、pH指示薬の発色一覧表を色ベク
トルで登録したものである。54はpHスケールで、カ
ラー表示したときにおけるpH値をpH指示薬の発色で
示すものである。これにより、pH濃度が一目瞭然に把
握できる。なお、このpH画像のカラー表示方法および
指示薬ライブラリ52については、本願出願人の特許出
願「pH画像のカラー表示方法」(特願平8−1100
99号)に詳しく説明されている。
【0035】そして、前記カラー化した後、TIFFデ
ータ化55する。すなわち、上記データを、共通規格
〔(R,G,B)各8ビット〕のデータに変換し、これ
に基づいて、図3において符号53Aで示すようにカラ
ー画像として表示する。
ータ化55する。すなわち、上記データを、共通規格
〔(R,G,B)各8ビット〕のデータに変換し、これ
に基づいて、図3において符号53Aで示すようにカラ
ー画像として表示する。
【0036】前記図3において符号53Aで示すよう
に、カラー画像表示することにより溶液12におけるp
H分布を二次元的に把握することができるが、さらに、
ラインプロファイルデータ処理を行って断面プロフィー
ルを表示したり、あるいは、三次元化表示処理を行っ
て、等高線表示または鳥瞰図表示などの三次元表示を行
うようにすれば、前記pH分布をより詳細に把握するこ
とができる。以下、これらについて、図8および図9を
参照しながら説明する。
に、カラー画像表示することにより溶液12におけるp
H分布を二次元的に把握することができるが、さらに、
ラインプロファイルデータ処理を行って断面プロフィー
ルを表示したり、あるいは、三次元化表示処理を行っ
て、等高線表示または鳥瞰図表示などの三次元表示を行
うようにすれば、前記pH分布をより詳細に把握するこ
とができる。以下、これらについて、図8および図9を
参照しながら説明する。
【0037】まず、図8は、ラインプロファイルデータ
処理を説明するための図で、データ(光電流値)50と
pH化データ51とに基づいてラインプロファイル56
を作成する。このラインプロファイル55は、画像上の
任意のライン上のデータを縦軸として表示し、適当な演
算処理を行うもので、このラインプロファイル56によ
って、図3において符号56Aで示すような断面プロフ
ィールが得られる。この断面プロフィール56Aは、符
号53で示すカラー画像表示における符号57で示した
ラインにおけるpH値を示すもので、このライン56は
画面上任意に設定することができる。したがって、前記
カラー画像表示53における360°の方向の断面のp
H分布を観察することができる。
処理を説明するための図で、データ(光電流値)50と
pH化データ51とに基づいてラインプロファイル56
を作成する。このラインプロファイル55は、画像上の
任意のライン上のデータを縦軸として表示し、適当な演
算処理を行うもので、このラインプロファイル56によ
って、図3において符号56Aで示すような断面プロフ
ィールが得られる。この断面プロフィール56Aは、符
号53で示すカラー画像表示における符号57で示した
ラインにおけるpH値を示すもので、このライン56は
画面上任意に設定することができる。したがって、前記
カラー画像表示53における360°の方向の断面のp
H分布を観察することができる。
【0038】そして、前記ラインプロファイルデータ処
理においては、前記ラインプロファイル処理済データを
用いることにより、表解析58を行うようにしてもよ
く、さらに、時間的経過をグラフ上に表示する時系列化
59を行うようにしてもよい。
理においては、前記ラインプロファイル処理済データを
用いることにより、表解析58を行うようにしてもよ
く、さらに、時間的経過をグラフ上に表示する時系列化
59を行うようにしてもよい。
【0039】図9は、三次元表示化を説明するための図
で、データ(光電流値)50とpH化データ51とに基
づいて三次元表示ファイル60を作成し、このファイル
60の画像データをZ軸として三次元表示61する。こ
の三次元表示61としては、二次元画像を等高線表示ま
たは鳥瞰図表示するなどの表示方法がある。
で、データ(光電流値)50とpH化データ51とに基
づいて三次元表示ファイル60を作成し、このファイル
60の画像データをZ軸として三次元表示61する。こ
の三次元表示61としては、二次元画像を等高線表示ま
たは鳥瞰図表示するなどの表示方法がある。
【0040】なお、三次元データを用いて、図2に示す
ように、極大・極小分布の測定62や個数判別63を行
うこともできる。このような測定62,63は例えば微
生物測定におけるコロニーカウントに用いることができ
る。
ように、極大・極小分布の測定62や個数判別63を行
うこともできる。このような測定62,63は例えば微
生物測定におけるコロニーカウントに用いることができ
る。
【0041】次に、時系列化表示58について、図10
を参照しながら説明すると、この時系列化表示は、図9
に示したように三次元表示ファイル60を作成した後に
行うようにしてもよいが、最適化処理45されたデータ
に基づいて行ってもよい。すなわち、例えば適宜の時間
間隔をおいて測定して得られる時間的変化の測定データ
を時系列化し、これを二次元画像として時系列的に表示
するのである。また、これをTIFFデータ化54して
動画表示とするようにしてもよく、さらに、ビデオデー
タ化64して記録媒体に記録するようにしてもよい。
を参照しながら説明すると、この時系列化表示は、図9
に示したように三次元表示ファイル60を作成した後に
行うようにしてもよいが、最適化処理45されたデータ
に基づいて行ってもよい。すなわち、例えば適宜の時間
間隔をおいて測定して得られる時間的変化の測定データ
を時系列化し、これを二次元画像として時系列的に表示
するのである。また、これをTIFFデータ化54して
動画表示とするようにしてもよく、さらに、ビデオデー
タ化64して記録媒体に記録するようにしてもよい。
【0042】図11は、時系列測定の一例を示すもの
で、図示例では繰り返し連続測定である。すなわち、時
刻TN におけるデータ65を応用バックグラウンド補正
66する。この応用バックグラウンド補正66は、基本
的には、図6に示した補正と同じである。すなわち、時
刻をあけて測定したデータの差分値を変化量として画像
化する。そして、この時系列測定による観察方法として
二種類ある。すなわち、 a)測定開始からの時刻変化の観察 b)測定各時刻における変化量の観察 である。
で、図示例では繰り返し連続測定である。すなわち、時
刻TN におけるデータ65を応用バックグラウンド補正
66する。この応用バックグラウンド補正66は、基本
的には、図6に示した補正と同じである。すなわち、時
刻をあけて測定したデータの差分値を変化量として画像
化する。そして、この時系列測定による観察方法として
二種類ある。すなわち、 a)測定開始からの時刻変化の観察 b)測定各時刻における変化量の観察 である。
【0043】そして、前記a)の場合、データ処理は、
(時刻TN 画像データ)−(時刻T0 画像データ)+
(試料無し画像データの平均値)として、また、前記
b)の場合、データ処理は、(時刻TN 画像データ)−
(時刻TN-1 画像データ)+(試料無し画像データの平
均値)として、それぞれ求められる。
(時刻TN 画像データ)−(時刻T0 画像データ)+
(試料無し画像データの平均値)として、また、前記
b)の場合、データ処理は、(時刻TN 画像データ)−
(時刻TN-1 画像データ)+(試料無し画像データの平
均値)として、それぞれ求められる。
【0044】図3において符号58Aで示すものは、あ
るコロニーの成長過程を時系列的にカラーで表示したも
のである。この画像表示58Aのように三次元的にしか
も時系列的にカラー表示を行った場合、その変化の度合
いを一目瞭然に把握することができる。
るコロニーの成長過程を時系列的にカラーで表示したも
のである。この画像表示58Aのように三次元的にしか
も時系列的にカラー表示を行った場合、その変化の度合
いを一目瞭然に把握することができる。
【0045】上述のように、この発明の画像処理方法に
よれば、光走査型二次元濃度分布測定装置を用いて測定
したときに得られる測定データを種々の形態に加工する
ことができるが、さらに、次のように、他の光学手段を
用いて得られる画像と組み合わせて互いに比較すること
ができる。以下、これを図12および図13を参照しな
がら説明する。
よれば、光走査型二次元濃度分布測定装置を用いて測定
したときに得られる測定データを種々の形態に加工する
ことができるが、さらに、次のように、他の光学手段を
用いて得られる画像と組み合わせて互いに比較すること
ができる。以下、これを図12および図13を参照しな
がら説明する。
【0046】すなわち、光走査型二次元濃度分布測定装
置のセンサ面7に臨むようにしてCCDカメラ(図示し
てない)を設け、図12に示すように、CCDカメラに
よって観察される画像67と測定データ50とをスーパ
ーインポーズ68する。そして、このスーパーインポー
ズされたものをTIFFデータ54に変換し、さらに、
ビデオデータ64化するのである。
置のセンサ面7に臨むようにしてCCDカメラ(図示し
てない)を設け、図12に示すように、CCDカメラに
よって観察される画像67と測定データ50とをスーパ
ーインポーズ68する。そして、このスーパーインポー
ズされたものをTIFFデータ54に変換し、さらに、
ビデオデータ64化するのである。
【0047】そして、図13は、観察像を用いた測定の
一例を示すもので、注目領域についてのCCDカメラ観
察像67を拡大し、この観察像67と測定データとをス
ーパーインポーズしたり、このスーパーインポーズによ
って得られたものを観察画像に埋め込んだり、縮小投影
し、さらに、時系列化し、ビデオデータ化するようにし
てもよい。
一例を示すもので、注目領域についてのCCDカメラ観
察像67を拡大し、この観察像67と測定データとをス
ーパーインポーズしたり、このスーパーインポーズによ
って得られたものを観察画像に埋め込んだり、縮小投影
し、さらに、時系列化し、ビデオデータ化するようにし
てもよい。
【0048】なお、この発明は種々に変形して実施する
ことができるので、以下にその変形の実施の形態を列記
する。
ことができるので、以下にその変形の実施の形態を列記
する。
【0049】測定装置本体1における光走査方法として
は、光透過型XYステージ9を用いるのに代えて、 a.ハイポトロコイド曲線など極座標を描く走査系を用
いる方法、 b.ガルバノミラー、AO素子などを用いて照射光を走
査する方法、 c.LEDアレイなど複数の光源を用いて照射光を走査
する方法、 d.複数のセンサと複数の光源のどちらか一方または双
方を用いて照射光を走査する方法、などを採用すること
ができる。
は、光透過型XYステージ9を用いるのに代えて、 a.ハイポトロコイド曲線など極座標を描く走査系を用
いる方法、 b.ガルバノミラー、AO素子などを用いて照射光を走
査する方法、 c.LEDアレイなど複数の光源を用いて照射光を走査
する方法、 d.複数のセンサと複数の光源のどちらか一方または双
方を用いて照射光を走査する方法、などを採用すること
ができる。
【0050】上記画像処理シーケンスの一部または全て
がコンピュータ21の記憶装置25のみならず、各種の
記憶媒体に記憶させるようにしてもよい。
がコンピュータ21の記憶装置25のみならず、各種の
記憶媒体に記憶させるようにしてもよい。
【0051】画像処理シーケンスの一部または全ては、
必要により、記憶媒体からコンピュータ21に取り出し
て演算を行うようにしてもよい。
必要により、記憶媒体からコンピュータ21に取り出し
て演算を行うようにしてもよい。
【0052】画像処理シーケンスの一部または全てを、
情報ネットワークなどを通じて外部の演算処理装置に設
けるようにしてもよい。
情報ネットワークなどを通じて外部の演算処理装置に設
けるようにしてもよい。
【0053】さらに、画像処理対象はpHやpIONの
みならず、導電率であってもよい。
みならず、導電率であってもよい。
【0054】なお、上記光走査型二次元濃度分布測定装
置において、比較電極14を省略し、対極13を介して
バイアス電圧を印加してもよい。但し、比較電極14を
設けていた方が半導体基板5にバイアス電圧をより安定
に印加することができる。
置において、比較電極14を省略し、対極13を介して
バイアス電圧を印加してもよい。但し、比較電極14を
設けていた方が半導体基板5にバイアス電圧をより安定
に印加することができる。
【0055】そして、上記光走査型二次元濃度分布測定
装置において、センサ走査部9によってセンサ8をX,
Y方向に移動させるのに代えて、光照射部4に光照射部
走査装置を設け、光照射部4をX,Y方向に移動させる
ようにしてもよく、また、光照射部4とセンサ部2との
間にプローブ光走査装置を設け、プローブ光3をX,Y
方向に移動させるようにしてもよい。
装置において、センサ走査部9によってセンサ8をX,
Y方向に移動させるのに代えて、光照射部4に光照射部
走査装置を設け、光照射部4をX,Y方向に移動させる
ようにしてもよく、また、光照射部4とセンサ部2との
間にプローブ光走査装置を設け、プローブ光3をX,Y
方向に移動させるようにしてもよい。
【0056】さらに、上記光走査型二次元濃度分布測定
装置においては、光照射部4によるプローブ光3を半導
体基板5のセンサ面7とは反対側から照射するようにし
ていたが、これに代えて、センサ面7側から照射するよ
うにしてもよい。そして、光照射部4として、例えば特
願平7−39114号に示すように、半導体基板5に組
み込まれた光照射部を採用してもよい。
装置においては、光照射部4によるプローブ光3を半導
体基板5のセンサ面7とは反対側から照射するようにし
ていたが、これに代えて、センサ面7側から照射するよ
うにしてもよい。そして、光照射部4として、例えば特
願平7−39114号に示すように、半導体基板5に組
み込まれた光照射部を採用してもよい。
【0057】
【発明の効果】この発明の画像処理方法によれば、デー
タ処理を安価にしかも合理的に処理することができる。
そして、この画像処理方法によれば、二次元化学濃度分
布を化学量として明らかにすることができるとともに、
視覚的に把握しやすい形態で表示することができる。
タ処理を安価にしかも合理的に処理することができる。
そして、この画像処理方法によれば、二次元化学濃度分
布を化学量として明らかにすることができるとともに、
視覚的に把握しやすい形態で表示することができる。
【図1】この発明の画像処理方法が適用される光走査型
二次元濃度分布測定装置の構成を概略的に示す図であ
る。
二次元濃度分布測定装置の構成を概略的に示す図であ
る。
【図2】前記画像処理方法を含む画像処理シーケンス全
体を概略的に示す図である。
体を概略的に示す図である。
【図3】上記シーケンスの中で代表的な手順において、
前記光走査型二次元濃度分布測定装置におけるディスプ
レイ上に表示される中間調画像の写真の一例を示すもの
である。
前記光走査型二次元濃度分布測定装置におけるディスプ
レイ上に表示される中間調画像の写真の一例を示すもの
である。
【図4】バックグラウンド補正の前に行う処理を説明す
るための図である。
るための図である。
【図5】バックグラウンド補正を説明するための図であ
る。
る。
【図6】バックグラウンド補正の応用例を説明するため
の図である。
の図である。
【図7】データのpHデータ化およびカラー画像化を説
明するための図である。
明するための図である。
【図8】ラインプロファイルデータ処理を説明するため
の図である。
の図である。
【図9】三次元表示化を説明するための図である。
【図10】時系列化表示を説明するための図である。
【図11】時系列測定の一例を示す図である。
【図12】観察像との比較を説明するための図である。
【図13】観察像を用いた測定を説明するための図であ
る。
る。
3…プローブ光、5…半導体基板、7…センサ面、32
…測定データ、33…バックグラウンド補正操作、45
…最適化操作、51…イオン濃度データへの変換操作。
…測定データ、33…バックグラウンド補正操作、45
…最適化操作、51…イオン濃度データへの変換操作。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板の一方の面にセンサ面を有
し、前記半導体基板に対してプローブ光を照射するよう
に構成された光走査型二次元濃度分布測定装置におい
て、プローブ光を照射して得られた測定データのバック
グラウンド補正を行う手順と、前記補正後のデータを適
宜の階調の値に補正して最適化する手順と、前記最適化
されたものをイオン濃度データに変換する手順とからな
ることを特徴とする光走査型二次元濃度分布測定装置に
おける画像処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9365002A JPH11183435A (ja) | 1997-12-20 | 1997-12-20 | 光走査型二次元濃度分布測定装置における画像処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9365002A JPH11183435A (ja) | 1997-12-20 | 1997-12-20 | 光走査型二次元濃度分布測定装置における画像処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183435A true JPH11183435A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18483192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9365002A Pending JPH11183435A (ja) | 1997-12-20 | 1997-12-20 | 光走査型二次元濃度分布測定装置における画像処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11183435A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005293045A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Michimasa Kishimoto | 二次元画像処理システム |
| JP2022500634A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | Chemfetセンサーアレイベースのシステムを用いた細胞分析 |
-
1997
- 1997-12-20 JP JP9365002A patent/JPH11183435A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005293045A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Michimasa Kishimoto | 二次元画像処理システム |
| JP2022500634A (ja) * | 2018-09-13 | 2022-01-04 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | Chemfetセンサーアレイベースのシステムを用いた細胞分析 |
| JP2024094350A (ja) * | 2018-09-13 | 2024-07-09 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | Chemfetセンサーアレイベースのシステムを用いた細胞分析 |
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