JP3243673U

JP3243673U - 分析装置

Info

Publication number: JP3243673U
Application number: JP2023002491U
Authority: JP
Inventors: 岳直藤井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2023-07-12
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2023-09-11
Anticipated expiration: 2033-07-12

Abstract

【課題】ユーザが直感的に指定した任意の領域内のパラメータに基づく計算結果をユーザに認識させることができる試料表面の分析によって生成された画像を表示する分析装置を提供する。【解決手段】試料の表面を構成する複数の点の各々に対応するパラメータを含む観察結果を出力する観察装置２００と、観察装置によって出力された観察結果に基づく処理を実行する制御装置１００とを備え、観察結果に基づいて、パラメータが対応付けられた複数の点の各々によって構成される試料の表面を表す観察画像を表示し、観察画像においてユーザによる任意の領域の指定を受け付け、ユーザによって指定された任意の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられたパラメータに基づく計算結果を出力する。【選択図】図１

Description

本開示は、分析装置に関する。

従来、試料の表面を分析し、分析結果を画像として表示する分析装置が知られている。特許文献１（特開昭６２－０１５７４１号）には、電子ビームを試料面上で２次元走査しつつ該試料から得られる情報を画像表示する電子線マイクロアナライザが開示されている。特許文献１には、電子線マイクロアナライザの分析によって生成された画像の一部の領域を拡大あるいは縮小することが可能であることが記載されている。

特開昭６２－０１５７４１号公報

このような試料表面の分析によって生成された画像において、弾性率などのパラメータの高さを示すため、試料表面が色分けして表示される場合がある。たとえば、画像内において、試料表面の弾性率が高い領域は赤色で表示され、試料表面の弾性率が低い領域は青色で表示される。試料表面上において、弾性率の高い領域および低い領域は、ランダムに配置されるため、画像を拡大または縮小させるだけでは、所望の弾性率を有する画像内の任意の領域を指定することができなかった。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、試料表面の分析によって生成された画像を表示する分析装置において、ユーザが直感的に指定した任意の領域内のパラメータに基づく計算結果をユーザに認識させることである。

本開示のある局面に従う分析装置は、試料を分析する分析装置である。分析装置は、試料の表面を構成する複数の点の各々に対応するパラメータを含む観察結果を出力する観察装置と、観察装置によって出力された観察結果に基づく処理を実行する制御装置とを備える。観察結果に基づいて、パラメータが対応付けられた複数の点の各々によって構成される試料の表面を表す観察画像を表示し、観察画像においてユーザによる任意の領域の指定を受け付け、ユーザによって指定された任意の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられたパラメータに基づく計算結果を出力する。

本開示によれば、試料表面の分析によって生成された画像を表示する分析装置において、ユーザが直感的に指定した任意の領域内のパラメータに基づく計算結果をユーザに認識させることできる。

本実施の形態に係る分析装置１の構成を概略的に示す図である。観察画像の一例を示す図である。各画素に対応付けられているパラメータの一例を示す図である。任意の領域内のパラメータの計算結果の出力手順を示すフローチャートである。任意の領域の指定方法の第１例を示す図である。任意の領域の指定方法の第２例を示す図である。任意の領域の指定方法の第３例を示す図である。任意の領域の指定方法の第４例を示す図である。

［実施の形態］
本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一の符号を付して、その説明は原則的に繰り返さない。

＜分析装置の構成＞
図１は、本実施の形態に係る分析装置１の構成を概略的に示す図である。本実施の形態に係る分析装置１は、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Microscope）であって、代表的には、プローブ（探針）と試料Ｓの表面との間に働く原子間力（引力または斥力）を利用して試料Ｓの表面の形状を観察する原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Automatic Force Microscope）である。

分析装置１は、たとえば走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ：Scanning Tunneling Microscope）などのその他の走査型プローブ顕微鏡であってもよい。図１に示す例では、分析装置１の接地面と並行にＸ軸およびＹ軸を規定するとともに、Ｘ軸およびＹ軸の各々に対して垂直にＺ軸を規定する。

分析装置１は、観察装置２００と、観察装置２００を制御する制御装置１００とを備える。観察装置２００は、カンチレバー１０と、ホルダ１４と、光学系２０と、スキャナ５０と、試料保持部５２とを備える。

カンチレバー１０は、試料保持部５２に載置された試料Ｓの上方（図１に示す例ではＺ軸方向）に位置するように設けられている。ホルダ１４は、Ｚ軸方向に振動可能にカンチレバー１０を支持する。カンチレバー１０においてホルダ１４によって支持されていない側（先端側）には、探針１２が設けられている。カンチレバー１０の表面は、試料Ｓと対向する。カンチレバー１０の裏面は、光学系２０と対向する。光学系２０は、レーザ光源２２と、ビームスプリッタ２４と、反射鏡２６と、検出器２８とを備える。

レーザ光源２２は、レーザ光ＬＡを発射するレーザ発振器などによって構成される。レーザ光源２２は、制御装置１００からの制御信号に基づいてレーザ光ＬＡを発射する。レーザ光源２２から発射されたレーザ光ＬＡは、ビームスプリッタ２４によって反射され、カンチレバー１０の裏面に照射される。カンチレバー１０に照射されたレーザ光ＬＡは、カンチレバー１０の裏面によって反射され、反射鏡２６によって反射される。反射鏡２６によって反射されたレーザ光ＬＡは、検出器２８によって検出される。検出器２８は、カンチレバー１０によって反射されたレーザ光ＬＡを検出し、その検出結果を制御装置１００に出力する。

レーザ光源２２は、出力するレーザ光ＬＡの光軸と直交する面（図１に示す例ではＹＺ平面）に沿って移動可能である。制御装置１００は、レーザ光源２２を移動させることで、レーザ光ＬＡがカンチレバー１０で反射するようにレーザ光ＬＡの光軸を調整する。

検出器２８は、入射するレーザ光ＬＡの光軸と直交する面（図１に示す例ではＹＺ平面）に沿って移動可能である。制御装置１００は、検出器２８を移動させることで、カンチレバー１０で反射したレーザ光ＬＡが検出器２８の受光面の中央に入射するように検出器２８の位置を調整する。

スキャナ５０は、円筒形状を有する。試料Ｓは、スキャナ５０上に載置された試料保持部５２によって保持される。スキャナ５０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って試料Ｓを走査するＸＹスキャナと、Ｚ軸方向に沿って試料Ｓを微動させるＺスキャナとを含む。このように、スキャナ５０は、ＸＹスキャナおよびＺスキャナによって３次元方向に駆動する。

観察装置２００は、制御装置１００の制御に基づき、探針１２と試料Ｓの表面との間に働く原子間力（引力または斥力）を利用しながら、カンチレバー１０を上下方向に振動させる。制御装置１００は、振動中のカンチレバー１０によって反射するレーザ光ＬＡを検出することで、試料Ｓの表面の情報を得る。

より具体的には、観察装置２００は、検出器２８から検出信号を制御装置１００へ送信することによって、試料Ｓの表面を構成する複数の点の各々に対応するパラメータを含む観察結果を制御装置１００に対して出力している。パラメータとは、試料Ｓの表面を構成する複数の点の各々の特性を示す指標であって、たとえば、弾性率、吸着力、形状高さ、電位、電流値、および磁気力の少なくとも１つを含む。形状高さとは、試料Ｓの表面のＺ軸方向の高さを意味する。

試料表面の形状と同時に試料表面の電位の分布の情報を取得する手法として、ケルビンプローブフォース顕微鏡（ＫＰＦＭ: Kelvin Probe Force Microscope）による手法が知られている。ＫＰＦＭ法では、カンチレバーを共振周波数で振動させる。また、カンチレバーには、共振周波数とは異なる変調周波数を重畳させる。探針と試料表面の間に電位差がない場合には、カンチレバーの振動周波数は変化しないが、探針と試料表面の間に電位差がある場合、カンチレバーの振動周波数は変化する。これにより、観察装置２００は、探針と試料との間の電位差を検出できる。また、観察装置２００では、探針を試料表面に接触させた状態で探針と試料台の間に電圧を印加し、この電圧の値を変化させながら電流値を測定してもよい。

制御装置１００は、観察装置２００によって出力された観察結果に基づいて処理を実行する。制御装置１００は、一例として、汎用的なコンピュータアーキテクチャに従って構成されるコンピュータである。制御装置１００は、観察装置２００を構成する各部の動作を制御し、観察装置２００から受信した観察結果に基づいて観察画像を生成する。なお、制御装置１００は、分析装置１に専用のハードウェアを用いて実装されてもよい。

制御装置１００は、プロセッサ１０２と、通信装置１０４と、メモリ１０３と、表示装置１０５と、入力装置１０６とを備える。メモリ１０３には、表示制御プログラム１４１が記憶されている。

メモリ１０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）およびＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性メモリ、または、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリで構成されている。メモリ１０３は、試料Ｓの表面を示す観察画像をユーザの命令に従って表示するための表示制御プログラム１４１、および、観察装置２００を制御するための分析プログラムなど、各種のプログラムおよびデータなどを格納する。

なお、メモリ１０３は、制御装置１００が可読可能な形式で非一時的にプログラムおよびデータを記録することができれば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disk-Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリーカード、ＦＤ（Flexible Disk）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気テープ、カセットテープ、ＭＯ（Magnetic Optical Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、光カード、マスクＲＯＭ、またはＥＰＲＯＭであってもよい。

プロセッサ１０２は、各種のプログラム（たとえば、表示制御プログラム１４１）に従って各種の処理を実行する演算主体（コンピュータ）である。プロセッサ１０２は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、およびはＭＰＵ（Multi-Processing Unit）のうちの少なくともいずれか１つで構成され得る。プロセッサ１０２は、プログラムを実行することによって各種の処理を実行する機能を有するが、これらの機能の一部または全部をＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの特定用途向け集積回路であってもよい。なお、プロセッサ１０２は、演算回路（Processing Circuitry）で構成されてもよい。

本開示において「プロセッサ」という用語は、ＣＰＵまたはＭＰＵのようにストアードプログラム方式で処理を実行する狭義のプロセッサに限らず、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなどのハードワイヤード回路を含み得る。このため、プロセッサ１０２は、コンピュータ読み取り可能なコードおよび／またはハードワイヤード回路によって予め処理が定義されている、処理回路（processing circuitry）と読み替えることもできる。

なお、プロセッサ１０２は、１チップで構成されてもよいし、複数のチップで構成されてもよい。さらに、プロセッサ１０２および関連する処理回路は、ローカルエリアネットワークまたは無線ネットワークなどを介して、有線または無線で相互接続された複数のコンピュータで構成されてもよい。プロセッサ１０２および関連する処理回路は、入力データに基づきリモートで演算し、その演算結果を離れた位置にある他のデバイスへと出力するような、クラウドコンピュータで構成されてもよい。

プロセッサ１０２は、表示制御プログラム１４１に従って、観察装置２００によって得られたレーザ光ＬＡの検出結果を分析することで、試料Ｓの表面に関する情報を示す観察画像を生成する。本実施の形態において、プロセッサ１０２は、表示制御プログラム１４１に従って、観察画像内におけるユーザから指定された任意の領域に関する計算結果を出力する。

プロセッサ１０２は、通信装置１０４を制御することで、通信装置１０４に外部装置との間でデータ（情報）の送受信を行わせる。通信装置１０４は、有線接続または無線接続によって、外部装置の各々との間でデータ（情報）の送受信を行う。

表示装置１０５は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどのディスプレイを含み、プロセッサ１０２の制御に基づいて、ユーザに対して情報を表示する。たとえば、表示装置１０５は、観察装置２００による試料Ｓの観察結果に基づき得られた試料Ｓの観察画像を表示する。

入力装置１０６は、キーボードおよびマウスなど、ユーザによる入力を受け付ける入力インターフェースである。入力装置１０６は、受け付けたユーザの入力に基づく信号をプロセッサ１０２に出力する。なお、制御装置１００は、表示装置１０５と入力装置１０６とが一体となったタッチパネルを備えていてもよい。

＜観察画像＞
図２は、観察画像Ｐ１の一例を示す図である。図２に示されるように、表示装置１０５は、観察画像Ｐ１を表示する。観察画像Ｐ１は、複数の点から構成される画像である。以下では、観察画像Ｐ１内に含まれている複数の点を「画素」と称する。各画素は、試料Ｓの表面を構成する点を表している。

観察画像Ｐ１内の各画素には、上述したパラメータが対応付けられている。図３は、各画素に対応付けられているパラメータの一例を示す図である。図３には、観察画像Ｐ１に含まれる複数の画素のうち、３つの画素１，画素２，画素３だけが表示されている。画素１，画素２，画素３は、実際の試料表面中の点を表している。

図３のテーブルに示されているように、画素１には弾性率６００Ｍｐａが対応付けられている。すなわち、画素１に対応する試料表面中の点の弾性率は、６００Ｍｐａである。画素２には弾性率１１００Ｍｐａが対応付けられている。すなわち、画素２に対応する試料表面中の点の弾性率は、１１００Ｍｐａである。画素３には弾性率１５０Ｍｐａが対応付けられている。すなわち、画素３に対応する試料表面中の点の弾性率は、１５０Ｍｐａである。

また、各画素には、弾性率に加えて、形状高さ、電位を示すパラメータも対応付けられている。以下では、形状高さの数値、電位の数値は、具体的な数値ではなく、記号を用いて説明する。画素１には、形状高さ「Ａ（ｎｍ）」と、電位「Ｄ（Ｖ）」とが対応付けられている。画素２には、形状高さ「Ｂ（ｎｍ）」と、電位「Ｅ（Ｖ）」とが対応付けられている。画素３には、形状高さ「Ｃ（ｎｍ）」と、電位「Ｆ（Ｖ）」とが対応付けられている。

このように、各画素には、検出器２８によって検出された複数のパラメータが対応付けられている。なお、図３には、弾性率、形状高さ、電位だけが示されているが、吸着力、電流値、および磁気力などが各画素に対応付けられていてもよい。

図２に戻り、本実施の形態の例では、観察画像Ｐ１は、各画素に対応付けられている弾性率ごとに画素が色分けされている。たとえば、０Ｍｐａ以上であって２６０Ｍｐａ未満の弾性率が対応付けられている画素は、青色で表示されている。２６０Ｍｐａ以上であって５２０Ｍｐａ未満の弾性率が対応付けられている画素は、緑色で表示されている。５２０Ｍｐａ以上であって７８０Ｍｐａ未満の弾性率が対応付けられている画素は、黄色で表示されている。

さらに、７８０Ｍｐａ以上であって１０４０Ｍｐａ未満の弾性率が対応付けられている画素は、橙色で表示されている。１０４０Ｍｐａ以上であって１３００Ｍｐａ未満の弾性率が対応付けられている画素は、赤色で表示されている。最後に、１３００Ｍｐａ以上の弾性率が対応付けられている画素は、白色で表示されている。なお、本開示において、各色はハッチングにて区別されている。観察画像Ｐ１において、図３にて説明した画素１は黄色で表示され、画素２は赤色で表示され、画素３は青色で表示されている。

図２に示されるように、各画素に色が付されていることによって観察画像Ｐ１内には、色ごとに分けられた領域が生じている。図２における観察画像Ｐ１に示されるように、試料表面には、高い弾性率を有する領域と、低い弾性率を有する領域とが存在している。図２の例では、不連続な複数の赤色の領域を確認することができる。図２の右側に示されるように、観察画像Ｐ１内における各色の出現頻度がヒストグラムとして表示されている。図２の例では、観察画像Ｐ１には、青色および緑色付近の弾性率の出現率が高く、赤色の弾性率の出現率が低いことが示されている。

このように、本実施の形態の分析装置１によって生成された観察画像Ｐ１は、画素ごとにパラメータが対応付けられており、パラメータの値に応じて色分けされた画素が表示装置１０５に表示されている。観察画像Ｐ１内におけるパラメータが高い領域、低い領域は、無作為な形状を有している。

このような観察画像Ｐ１において、ユーザは、たとえば、高い弾性率を有する領域だけのパラメータに関する情報を取得したいと考える場合がある。たとえば、図２の例では，赤色で示される領域だけの画素に対応付けられている弾性率の平均値を取得して、分析したいという要望がある。しかしながら、赤色で示される領域は、無作為な形状を有しているため、観察画像Ｐ１を拡大または縮小させることだけでは赤色で示される領域だけを指定することができなかった。そこで、本実施の形態の分析装置１では、以下に示すフローチャートを実行することによって、ユーザの指定した任意の領域に含まれる画素のパラメータに関する情報を出力する。

＜計算結果の出力手順＞
図４は、任意の領域内のパラメータの計算結果の出力手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、制御装置１００のプロセッサ１０２が表示制御プログラム１４１を実行することによって実現される。

制御装置１００は、観察装置２００から受信した観察結果に基づいて、観察画像を生成する（ステップＳ１００）。制御装置１００は、生成した観察装置２００を表示装置１０５に表示させる（ステップＳ１１０）。これにより、図２に示されるように、観察画像Ｐ１が表示装置１０５に表示される。

制御装置１００は、観察画像Ｐ１においてユーザによる任意の領域の指定を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１２０）。任意の領域については、後述の図５～図７を用いて詳述に説明する。任意の領域の指定を受け付けていない場合（ステップＳ１２０でＮＯ）、制御装置１００は、処理を終了する。

任意の領域の指定を受け付けた場合（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、制御装置１００は、任意の領域に含まれる画素に対応付けられたパラメータを取得する（ステップＳ１３０）。続いて、制御装置１００は、ステップＳ１３０にて取得したパラメータに基づく計算結果を表示装置１０５に表示させて（ステップＳ１４０）、処理を終了する。

＜任意の領域について＞
以下、図５～図７を用いてユーザによって指定される任意の領域の例を説明する。図５は、任意の領域の指定方法の第１例を示す図である。図５の例は、ユーザによって領域Ｒｇ１が指定されている。領域Ｒｇ１は、観察画像Ｐ１に重畳してユーザによって描画された線で囲われた領域である。図５において、領域Ｒｇ１は、本開示における「任意の領域」に対応し得る。

たとえば、表示装置１０５がタッチパネルである場合、ユーザは、領域Ｒｇ１の縁に対応する位置をタッチペンなどで触れることによって、領域Ｒｇ１を指定する。任意の領域の指定方法は他の方法であってもよく、たとえば、ユーザは、観察画像Ｐ１上に、円形状または多角形状を有する枠のオブジェクトを重畳して配置する。制御装置１００は、当該枠のオブジェクトによって囲われている領域を任意の領域として判断してもよい。さらに、ユーザは、観察画像Ｐ１上の画素を順次選択する。制御装置１００は、選択された順番で画素同士を接続する線を描画し、当該線によって囲われた領域を任意の領域として判断してもよい。

制御装置１００は、任意の領域Ｒｇ１が指定されたことに基づいて、領域Ｒｇ１内の画素に対応付けられている弾性率に基づく計算結果Ｒｓ１を出力する。本実施の形態の例における計算結果Ｒｓ１は、平均値および中央値である。なお、計算結果Ｒｓ１は、平均値および中央値に限られず、たとえば、標準偏差、分散などの統計値であってもよい。図５の例では、計算結果Ｒｓ１に示されるように、領域Ｒｇ１内の弾性率の平均値が「６１８Ｍｐａ」であり、中央値が「１９５Ｍｐａ」であることが示されている。このように、図５の例では、領域Ｒｇ１によって囲われている橙色の領域、黄色の領域、および緑色の領域内の特徴を表す弾性率が表示されている。これにより、分析装置１では、直感的にユーザに指定された任意の領域のパラメータに基づく計算結果をユーザに認識させることできる。また、本実施の形態では、観察画像Ｐ１内においてユーザの所望の形状の領域を指定させることができる。

図６は、任意の領域の指定方法の第２例を示す図である。図６の例は、ユーザによって領域Ｒｇ２Ａ，Ｒｇ２Ｂ，Ｒｇ２Ｃの３つの領域が指定されている。以下では、Ｒｇ２Ａ，Ｒｇ２Ｂ，Ｒｇ２Ｃをまとめて「領域Ｒｇ２」と称する。領域Ｒｇ２Ａ，Ｒｇ２Ｂ，Ｒｇ２Ｃの各々は、いずれも矩形形状である。領域Ｒｇ２Ａ，Ｒｇ２Ｂ，Ｒｇ２Ｃの各々は、図５にて説明した手法によりユーザによって指定されている。図６の例では、領域Ｒｇ２Ａ，Ｒｇ２Ｂ，Ｒｇ２Ｃが本開示の「任意の領域」に対応し得る。領域Ｒｇ２Ａ，Ｒｇ２Ｂ，Ｒｇ２Ｃは、観察画像Ｐ１内において互いに重ならない領域である。領域Ｒｇ２Ａ，Ｒｇ２Ｂ，Ｒｇ２Ｃの各々は、本開示における「第１領域」または「第２領域」に対応し得る。

図６の例では、計算結果Ｒｓ２として、領域Ｒｇ２Ａ内の画素に対応付けられた弾性率と、領域Ｒｇ２Ｂ内の画素に対応付けられた弾性率と、領域Ｒｇ２Ｃ内の画素に対応付けられた弾性率との合計値に対する平均値「１１００Ｍｐａ」が示されている。すなわち、制御装置１００は、互いに重ならない各領域Ｒｇ２Ａ～Ｒｇ２Ｃを１つの領域として、計算結果を算出している。同様に、制御装置１００は、各領域Ｒｇ２Ａ～Ｒｇ２Ｃ内の弾性値の中央値「１１５０Ｍｐａ」を算出し、表示装置１０５に表示している。これにより、分析装置１では、ユーザに指定された重ならない複数の任意の領域を１つの領域とし、当該１つの領域のパラメータに基づく計算結果をユーザに認識させることできる。

図７は、任意の領域の指定方法の第３例を示す図である。図７の例は、ユーザによって領域Ｒｇ３ａ，Ｒｇ３ｂ，Ｒｇ３ｃ，Ｒｇ３ｄ，Ｒｇ３ｅ，Ｒｇ３ｆの６つの領域が指定されている。以下では、領域Ｒｇ３ａ～Ｒｇ３ｆをまとめて「領域Ｒｇ３」と称する。

領域Ｒｇ３ａ～Ｒｇ３ｆの各々は、図５にて説明した手法と異なる手法によって、ユーザから指定されている。制御装置１００は、ユーザから画素の色を受け付けることが可能であり、ユーザから受け付けた画素の色に対応する画素によって構成された領域だけをユーザから指定された任意の領域として判断する。以下では、特定の色に対応する画素だけを任意の領域として指定する機能を「スポイト機能」と称する。図７における任意の領域は、ユーザによって指定された所定の範囲内の弾性率が対応付けられた少なくとも１つの画素のみを含む。

すなわち、図７の例では、制御装置１００は、ユーザから「赤色」に対応する画素を任意の領域とする命令を受け付け、「赤色」に対応する画素以外の画素の色を白色で表示している。制御装置１００は、「赤色」に対応する画素の平均値と中央値とを計算結果Ｒｓ３として算出し、表示している。

図７の例では、計算結果Ｒｓ３に示されるように、領域Ｒｇ３内の弾性率の平均値が「１２００Ｍｐａ」であり、中央値が「１２５０Ｍｐａ」であることが示されている。赤色の画素には、１０４０Ｍｐａ以上であって１３００Ｍｐａ未満の弾性率が対応付けられている画素が含まれる。図７に示されるように、ユーザは、赤色の画素の弾性率における平均値、中央値を得ることができる。なお、制御装置１００は、観察画像Ｐ１内に含まれる全ての画素数のうち、赤色の画素に対応する画素数の割合をユーザに表示してもよい。これにより、分析装置１は、観察画像Ｐ１内に含まれる全ての画素のうち、所定の範囲のパラメータを有する画素の割合を容易に認識することができる。

図８は、任意の領域の指定方法の第４例を示す図である。図８の例では、反転処理が行われた例を説明する。制御装置１００は、ユーザから反転処理を実行する反転命令を受け付けたとき、観察画像Ｐ１のうち、既に指定されている任意の領域以外の領域が、新たな任意の領域として指定されたと判断する。すなわち、反転処理は、観察画像Ｐ１内の任意の領域と、当該任意の領域以外の領域との関係性を反転させる処理である。

図８には、図７の状態から反転命令を受け付けた後の状態が示されている。すなわち、図８における任意の領域は、赤色に対応する画素以外の画素が含まれている領域である。図８の例では、計算結果Ｒｓ４に示されるように、領域Ｒｇ４内の弾性率の平均値が「４００Ｍｐａ」であり、中央値が「３５０Ｍｐａ」であることが示されている。

このように、図８の例では、制御装置１００は、ユーザによる任意の領域Ｒｇ３の指定を受け付けた後、ユーザから反転命令を受け付けたとき、反転命令に基づき計算結果Ｒｓ４として、任意の領域Ｒｇ３以外の領域Ｒｇ４に含まれる画素に対応付けられた弾性率に基づく計算結果Ｒｓ４を出力している。これにより、分析装置１では、一度指定した任意の領域以外の領域を容易にユーザに指定させることができる。図８にて説明した反転処理は、図５，６にて説明した領域の指定手法が行われた後においても適用可能である。

また、上述の例では、各画素の配色の閾値が予め定められている例を説明した。たとえば、赤色に対応する画素は、弾性率が１０４０Ｍｐａ以上であって、１３００未満であること説明した。しかしながら、各画素の配色を決定するための閾値はユーザによって設定可能であってもよい。すなわち、本実施の形態の例では、青色、緑色、黄色、橙色、赤色は、弾性率が２６０Ｍｐａの間隔で配色されているが、ユーザの設定によって１００Ｍｐａ、５００Ｍｐａなどの間隔で配色されてもよい。そのため、画素ごとにどのような配色がされるかはユーザの設定に依存することとなり、ユーザが配色の閾値を調整した後にスポイト機能を使用することによって、ユーザは所望の値のパラメータを有する領域だけを指定することができる。

上述の例では、画素に対応付けられてるパラメータのうち、弾性率を用いて画素に配色が行われる例を説明したが、もちろん、吸着力、形状高さ、電位、電流値、および磁気力などの他のパラメータを用いて画素に配色が行われてもよい。さらに、上述の例では計算結果の出力する例として、表示装置１０５に表示する例を説明したが、たとえば、音声によって計算結果が出力されてもよいし、他の装置に対して計算結果を含む信号を送信することによって計算結果が出力されてもよい。

［態様］
上述した複数の例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る試料を分析する分析装置であって、試料の表面を構成する複数の点の各々に対応するパラメータを含む観察結果を出力する観察装置と、観察装置によって出力された前記観察結果に基づく処理を実行する制御装置とを備える。観察結果に基づいて、パラメータが対応付けられた複数の点の各々によって構成される試料の表面を表す観察画像を表示し、観察画像においてユーザによる任意の領域の指定を受け付け、ユーザによって指定された任意の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられたパラメータに基づく計算結果を出力する。

第１項に記載の分析装置１によれば、ユーザが直感的に指定した任意の領域内のパラメータに基づく計算結果をユーザに認識させることできる。

（第２項）第１項に記載の分析装置において、任意の領域は、円形、多角形、またはユーザによって描画された任意の形状で構成される領域である。

第２項に記載の分析装置１によれば、ユーザの指定した形状を有する任意の領域をユーザによって指定された領域とすることができる。

（第３項）第１項または第２項に記載の分析装置において、任意の領域は、第１領域と、第１領域と重ならない第２領域とを含む。

第３項に記載の分析装置１によれば、不連続な複数の領域を１つの領域として判断することができる。

（第４項）第１項～第３項のいずれか１項に記載の分析装置において、任意の領域は、ユーザによって指定された所定の範囲内の前記パラメータが対応付けられた少なくとも１つの点のみを含む。

第４項に記載の分析装置１によれば、スポイト機能を用いて、任意の領域を指定することができる。

（第５項）第１項～第４項のいずれか１項に記載の分析装置において、制御装置は、ユーザによる任意の領域の指定を受け付けた後、ユーザから反転命令を受け付けたとき、反転命令に基づき、計算結果として、任意の領域以外の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられたパラメータに基づく計算結果を出力する。

第５項に記載の分析装置１によれば、一度指定した領域以外の領域を、容易に指定することができる。これにより、ユーザは、反転後と反転前の計算結果の比較を容易に行うことができる。

（第６項）第１項～第５項のいずれか１項に記載の分析装置において、計算結果は、任意の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられたパラメータの平均値または中央値を含む。

第６項に記載の分析装置１によれば、任意の領域内の画素に対応付けられたパラメータの平均値または中央値を認識することができる。

（第７項）第１項～第６項のいずれか１項に記載の分析装置において、パラメータは、試料の表面を構成する複数の点の各々の弾性率、吸着力、形状高さ、電位、電流値、および磁気力の少なくとも１つを含む。

第７項に記載の分析装置１によれば、走査型プローブ顕微鏡によって検出可能な種々のパラメータに基づく計算結果をユーザに認識させることできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本開示の基本的な範囲は、上記した説明ではなく実用新案登録請求の範囲によって示され、実用新案登録請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１分析装置、１０カンチレバー、１２探針、１４ホルダ、２０光学系、２２レーザ光源、２４ビームスプリッタ、２６反射鏡、２８検出器、５０スキャナ、５２試料保持部、１００制御装置、１０２プロセッサ、１０３メモリ、１０４通信装置、１０５表示装置、１０６入力装置、１４１表示制御プログラム、２００観察装置、ＬＡレーザ光、Ｐ１観察画像、Ｓ試料。

Claims

試料を分析する分析装置であって、
前記試料の表面を構成する複数の点の各々に対応するパラメータを含む観察結果を出力する観察装置と、
前記観察装置によって出力された前記観察結果に基づく処理を実行する制御装置とを備え、
前記観察結果に基づいて、前記パラメータが対応付けられた前記複数の点の各々によって構成される前記試料の表面を表す観察画像を表示し、
前記観察画像においてユーザによる任意の領域の指定を受け付け、
前記ユーザによって指定された前記任意の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられた前記パラメータに基づく計算結果を出力する、分析装置。
前記任意の領域は、円形、多角形、または前記ユーザによって描画された任意の形状で構成される領域である、請求項１に記載の分析装置。
前記任意の領域は、第１領域と、前記第１領域と重ならない第２領域とを含む、請求項１または請求項２に記載の分析装置。
前記任意の領域は、前記ユーザによって指定された所定の範囲内の前記パラメータが対応付けられた少なくとも１つの点のみを含む、請求項１または請求項２に記載の分析装置。
前記制御装置は、
前記ユーザによる前記任意の領域の指定を受け付けた後、前記ユーザから反転命令を受け付けたとき、前記反転命令に基づき、前記計算結果として、前記任意の領域以外の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられた前記パラメータに基づく計算結果を出力する、請求項１または請求項２に記載の分析装置。
前記計算結果は、前記任意の領域に含まれる少なくとも１つの点に対応付けられた前記パラメータの平均値または中央値を含む、請求項１または請求項２に記載の分析装置。
前記パラメータは、前記試料の表面を構成する複数の点の各々の弾性率、吸着力、形状高さ、電位、電流値、および磁気力の少なくとも１つを含む、請求項１または請求項２に記載の分析装置。