JPH0363723B2 - - Google Patents

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JPH0363723B2
JPH0363723B2 JP8322782A JP8322782A JPH0363723B2 JP H0363723 B2 JPH0363723 B2 JP H0363723B2 JP 8322782 A JP8322782 A JP 8322782A JP 8322782 A JP8322782 A JP 8322782A JP H0363723 B2 JPH0363723 B2 JP H0363723B2
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JP
Japan
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signal
sample
color
absorption spectrum
scanning
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Expired
Application number
JP8322782A
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Japanese (ja)
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JPS58200209A (en
Inventor
Tatsuo Nagasaki
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58200209A publication Critical patent/JPS58200209A/en
Publication of JPH0363723B2 publication Critical patent/JPH0363723B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は輻射線吸収スペクトル分析を応用し
た走査型顕微鏡に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a scanning microscope that applies radiation absorption spectrum analysis.

従来の顕微鏡においては主に被検体(試料)に
可視光を照射し、その透過光または反射光をレン
ズ系で結像させて、2次元的な形態を観察するも
のである。従来の顕微鏡においても染色や位相差
法やその他の方法によつて試料の質的な観察をあ
る程度行なうことができるが、それはあくまでも
形態的な観察に準ずるものである。
In conventional microscopes, a subject (sample) is mainly irradiated with visible light, and the transmitted or reflected light is imaged by a lens system to observe a two-dimensional form. Although it is possible to qualitatively observe a sample to some extent using conventional microscopes using staining, phase contrast methods, and other methods, this is only based on morphological observation.

ところで物質における分子の振動のエネルギー
状態は分子内の原子同志の原子間距離や原子価
角、質量、結合力によつて固有な値を持つてお
り、分子のエネルギー状態が振動数νの光を吸収
して、hν(h…プランク定数)のエネルギー差を
持つた他の固有なエネルギー状態へ離散的に遷移
する。この現象を利用して分子、原子の定性分析
を行なうのが例えば赤外線吸収スペクトル分析法
であり、現在最も広くかつ活発に応用されてい
る。ところが従来の赤外分析法は、試料に比較的
太い赤外ビームを照射し、スペクトルの吸収を見
るため、例えば焼結体や多結晶体または層状合金
またはIC用の半導体薄膜等のように種々な成分
が混然一体となつているものは、それぞれの成分
の吸収スペクトルの効果が重畳されてしまい、ど
のような組成分が混在するかは、ある程度判定可
能であるが、どのような状態で分布、又は配置さ
れているかは判定不可能である。
By the way, the vibrational energy state of a molecule in a substance has a unique value depending on the interatomic distance, valence angle, mass, and bonding force between atoms in the molecule. It is absorbed and discretely transitions to other unique energy states with an energy difference of hν (h...Planck's constant). Infrared absorption spectrometry, for example, is a method that utilizes this phenomenon to perform qualitative analysis of molecules and atoms, and is currently most widely and actively applied. However, in the conventional infrared analysis method, the sample is irradiated with a relatively wide infrared beam and the absorption of the spectrum is observed. When components are mixed together, the effects of the absorption spectra of each component are superimposed, and it is possible to determine to some extent what kind of components are mixed, but in what state? It is impossible to determine the distribution or arrangement.

本発明の目的は、試料に照射する輻射線例えば
赤外ビームを凹面反射鏡で収束させ、試料上を2
次元的に走査を行ないながら吸収スペクトル効果
を検出し、その波長に対応した色彩の画像として
表示することにより、上記の欠点を解決し構成物
質の定性分析及び定量分析そして形態観察が同時
に可能な走査型分光分析顕微鏡を提供しようとす
るものである。
The purpose of the present invention is to converge radiation, such as an infrared beam, to be irradiated onto a sample using a concave reflector, and to
By detecting the absorption spectrum effect while scanning dimensionally and displaying it as an image with colors corresponding to the wavelength, this scanning method solves the above drawbacks and enables qualitative and quantitative analysis of constituent substances and morphological observation at the same time. The purpose is to provide a type spectroscopic analysis microscope.

本発明の走査型分光分析顕微鏡は、輻射線発生
手段と、この発生手段から発生した輻射線を試料
上で相対的に2次元走査させる手段と、走査素点
毎に試料から得られる輻射線吸収スペクトルを検
出し電気信号に変換する光電変換手段と、この光
電変換手段から出力される信号に上記輻射線吸収
スペクトルに対応した色情報を付加しカラー表示
信号を形成する手段と、このカラー表示信号に基
づいてカラー画像を表示する表示手段とからなる
ことを特徴とするものである。
The scanning spectroscopic analysis microscope of the present invention includes a radiation generating means, a means for relatively two-dimensionally scanning a sample with the radiation generated from the generating means, and a radiation absorption obtained from the sample at each scanning raw point. photoelectric conversion means for detecting a spectrum and converting it into an electrical signal; means for adding color information corresponding to the radiation absorption spectrum to the signal output from the photoelectric conversion means to form a color display signal; and the color display signal. and display means for displaying a color image based on.

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図は本発明の原理的な構成図である。1は
輻射線例えば赤外線発生部で後記の実施例で示す
ように輻射線発生源を含みそれからの輻射線を収
束させるための反射型対物レンズ等で構成されて
いる。試料2を通つて吸収を受けた輻射線は分光
器3で分光された後、検出器4で検出され、走査
素点単位に時系列の電気信号に変換される。そし
て試料2を走査部5で2次元に走査しながら以上
の検出を繰り返し行なう。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention. Reference numeral 1 denotes a radiation generating section, for example, an infrared ray, which includes a radiation source and includes a reflective objective lens for converging the radiation, as shown in the embodiments described later. The radiation absorbed through the sample 2 is separated into spectra by a spectroscope 3, then detected by a detector 4, and converted into a time-series electrical signal in units of scanning raw points. Then, the above detection is repeatedly performed while scanning the sample 2 two-dimensionally by the scanning section 5.

ところで、上述の検出器4により検出される走
査素点毎の時系列信号は走査素点位置すなわち検
出位置x,yと吸収スペクトルの振幅と波長の4
次元の情報からなつているため、テレビジヨンモ
ニタ上で画像表示する際は吸収スペクトルの波長
に対する次元は波長に対応して色調を変えたカラ
ーで表示する。そのために検出器4で検出した信
号は増幅部6で増幅した後、カラー表示変換部7
でカラー表示に適した信号に変換する。そして、
つぎにスキヤンコンバータ部8でテレビジヨン走
査方式によるカラーテレビジヨン信号に変換して
カラーテレビジヨンモニタ9により表示する。表
示方法の詳細については第5図及び第6図を用い
て後述する。
By the way, the time series signal for each scanning element detected by the above-mentioned detector 4 is based on the scanning element position, that is, the detection position x, y, the amplitude of the absorption spectrum, and the wavelength.
Since it consists of dimensional information, when displaying an image on a television monitor, the dimension for the wavelength of the absorption spectrum is displayed in a color with a different tone depending on the wavelength. For this purpose, the signal detected by the detector 4 is amplified by the amplifier 6, and then the color display converter 7
Convert to a signal suitable for color display. and,
Next, the scan converter section 8 converts the signal into a color television signal using the television scanning method, and displays the signal on a color television monitor 9. Details of the display method will be described later using FIGS. 5 and 6.

第2図に本発明の実施例の構成の一例をブロツ
ク線図で示す。同図において10は赤外線用の光
源である。その赤外線用光源10からの赤外線
は、平面鏡11と12及びコリメータ鏡13,1
4によつて対照光束15と試料光束16に分けら
れて平行光となり、その試料光束16は反射型対
物レンズ17によつて試料18上に収束し、試料
18を透過する時に試料独自のスペクトル吸収を
受けて下方に対向する反射型対物レンズ19にて
集光され、平行光束20になおされて平面鏡21
によりチヨツパ22に導かれる。一方対照光束1
5は試料光束16の試料保持用シエル23による
吸収分を補正するための補正用シエル24を通つ
た後、平面鏡25を介してチヨツパ22に導かれ
る。チヨツピングの比率は光源の発光スペクトル
の変動に充分追従する比率としてある。チヨツピ
ングされた光束は凸面鏡26を介して回析格子2
7に導かれ、分光される。分光されたスペクトル
はアレイ型検出器28によつて光電変換される。
このアレイ型検出器28をゲート発振回路29か
らのクロツク信号により前記試料の走査速度を十
分無視できる高速で駆動して光電変換出力を読み
出せば、第3図に示した如く各走査素点(走査位
置)における吸収スペクトルの波形に対応した時
系列信号を順次得ることができる。すなわち、第
3図において、T1の期間の信号はアレイ型検出
器28で読み出された試料の吸収スペクトルに対
応した前記時系列信号でありT2の期間の信号は、
チヨツピングによつて挿入された赤外線用光源1
0の発光スペクトルに対応する信号である。また
T3の期間はアレイ型検出器28によつて読み出
す間の休み時間に相当する。なお、この実施例で
は、構成を簡単に図示するため分光手段に凹面の
回析格子を使用しているが、光学系を組み合わせ
て平面回析格子を用いるようにしてもよいことは
勿論である。
FIG. 2 shows a block diagram of an example of the configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is an infrared light source. The infrared rays from the infrared light source 10 are transmitted to the plane mirrors 11 and 12 and the collimator mirrors 13 and 1.
4, it is divided into a reference beam 15 and a sample beam 16 to become parallel light, and the sample beam 16 is converged onto a sample 18 by a reflective objective lens 17, and when it passes through the sample 18, it absorbs the spectra unique to the sample. The light is then condensed by a reflective objective lens 19 facing downward, converted into a parallel beam 20, and reflected by a plane mirror 21.
will lead you to Chiyotsupa 22. On the other hand, contrast luminous flux 1
5 passes through a correction shell 24 for correcting the amount of absorption of the sample light beam 16 by the sample holding shell 23, and then is guided to the chopper 22 via a plane mirror 25. The chopping ratio is set to a ratio that sufficiently follows fluctuations in the emission spectrum of the light source. The tapped light beam passes through a convex mirror 26 and then passes through a diffraction grating 2.
7 and spectroscopy. The separated spectrum is photoelectrically converted by the array type detector 28.
If this array type detector 28 is driven by a clock signal from the gate oscillation circuit 29 at a high speed that can sufficiently ignore the scanning speed of the sample and the photoelectric conversion output is read out, each scanned point ( It is possible to sequentially obtain time-series signals corresponding to the waveform of the absorption spectrum at the scanning position). That is, in FIG. 3, the signal during the period T1 is the time-series signal corresponding to the absorption spectrum of the sample read out by the array type detector 28, and the signal during the period T2 is:
Infrared light source 1 inserted by tipping
This is a signal corresponding to the emission spectrum of 0. Also
The period T 3 corresponds to the rest time between readings by the array type detector 28. In this example, a concave diffraction grating is used as the spectroscopic means in order to easily illustrate the configuration, but it is of course possible to use a flat diffraction grating by combining optical systems. .

一方、試料の18の吸収スペクトルを検出する
位置の移動は、試料保持用シエル23をX走査部
30を構成する加振器およびy走査部31を構成
するパルスモータによつて二次元的に移動させる
ことにより行ない、これにより試料18が試料光
束16の収束光によつて二次元的に走査されるよ
うに構成してある。またx走査部30から走査基
準信号を位置検出部32に供給し、ここでx方向
の所定の各走査素点の位置を表わすデイジタルコ
ード化した位置信号を発生させるとともに、前記
走査基準信号に関連したタイミングの信号をコン
トロールゲート発生部33に供給して、前記チヨ
ツパー22を駆動するためのパルスモータ34の
制御信号、前記ゲート発振回路29の制御信号、
前記チヨツパー22のチヨツピングにより第3図
のT3の期間に挿入される光源10の発光スペク
トルに対応する信号を抜き出すための制御信号お
よびy走査部を構成するパルスモータを制御する
ための制御信号のそれぞれ発生させている。な
お、35はパルスモータ34の駆動をチヨツパー
22に伝達するためのギヤーボツクスである。
On the other hand, the position for detecting the 18 absorption spectra of the sample is moved two-dimensionally by moving the sample holding shell 23 two-dimensionally by the vibrator forming the X-scanning section 30 and the pulse motor forming the Y-scanning section 31. This is done by causing the sample 18 to be two-dimensionally scanned by the convergent light of the sample light beam 16. Further, the x-scanning section 30 supplies a scanning reference signal to the position detection section 32, which generates a digitally coded position signal representing the position of each predetermined scanning element point in the x-direction. A control signal for the pulse motor 34 for driving the chopper 22 by supplying a signal with the timing determined to the control gate generator 33, a control signal for the gate oscillation circuit 29,
A control signal for extracting a signal corresponding to the emission spectrum of the light source 10 inserted into the period T3 in FIG. Each is generated. Note that 35 is a gear box for transmitting the drive of the pulse motor 34 to the chopper 22.

一方、アレイ型検出器で検出された各走査素点
の吸収スペクトル波形に対応した時系列信号は、
雑音指数のすぐれた対数ビデオ増幅器36で増幅
される。ここで対数ビデオ増幅器36を用いた理
由を説明すると、吸収スペクトルの振幅は試料の
種類及び厚さおよび組成分によつて大きく変わ
る。これに対処して増幅器のダイナミツクレンジ
内に増幅を保持するために試料18の厚さをその
都度保持用シエル23から外して研磨やスライス
によりいちいち調整していたのでは手間がかか
る。故にダイナミツクレンジの広い対数増幅器を
用いて増幅した後に必要な信号が存在するレンジ
を利得調整回路37とダイナミツクレンジ調整回
路38により取り出すようにしている。(対数増
幅された信号のせまい範囲を取り出せばリニア増
幅したものと同じことになる。)これらの処理を
受けた信号はAD変換回路39でデイジタル信号
に変換された後、選択回路40において前記位置
検出部32から導かれた位置信号によりチヨツパ
ー22で第3図のT2の期間に適当な周期で挿入
されている光源10の発光スペクトルに対応した
波形の信号部分を選択して取り出し、ラインメモ
リ(シリアルダイナミツクメモリ)41に記憶す
る。そしてこの信号により試料18の吸収スペク
トル信号に対応する各時系列信号(第3図のT1
の期間の信号)を除算回路42で割算することに
より赤外線用光源10の波長に対する出力の平坦
性を補正する。この除算回路42の出力は、次の
加算回路43において、前記位置検出部31で検
出され、そしてデイジタルコード化された位置信
号をその位置信号に対応する試料位置における検
出スペクトル信号の時系列信号の直前の休み時間
の部分、例えば第3図のaで示した時系列信号の
位置信号についてはその直前のbで示した部分に
挿入した後、磁気デイスク記録部44に一担記録
する。
On the other hand, the time-series signal corresponding to the absorption spectrum waveform of each scan point detected by the array type detector is
It is amplified by a logarithmic video amplifier 36 with an excellent noise figure. The reason why the logarithmic video amplifier 36 is used here is that the amplitude of the absorption spectrum varies greatly depending on the type, thickness, and composition of the sample. In order to cope with this problem and maintain the amplification within the dynamic range of the amplifier, it would be time-consuming to adjust the thickness of the sample 18 each time by removing it from the holding shell 23 and polishing or slicing it. Therefore, after amplifying using a logarithmic amplifier with a wide dynamic range, the range in which the necessary signal exists is extracted by the gain adjustment circuit 37 and the dynamic range adjustment circuit 38. (If you take out a narrow range of a logarithmically amplified signal, it will be the same as a linearly amplified signal.) The signal that has undergone these processes is converted into a digital signal by an AD conversion circuit 39, and then a selection circuit 40 converts the signal to the above-mentioned position. Based on the position signal derived from the detection unit 32, the chopper 22 selects and extracts the signal portion of the waveform corresponding to the emission spectrum of the light source 10, which is inserted at an appropriate period during the period T2 in FIG. 3, and stores it in the line memory. (serial dynamic memory) 41. Using this signal, each time series signal (T 1 in Figure 3) corresponding to the absorption spectrum signal of sample 18
The flatness of the output with respect to the wavelength of the infrared light source 10 is corrected by dividing the signal of the period (signal of the period ) by the division circuit 42. The output of this division circuit 42 is passed to the next addition circuit 43, which converts the digitally coded position signal detected by the position detection unit 31 into a time series signal of the detected spectrum signal at the sample position corresponding to the position signal. The immediately preceding rest time portion, for example, the position signal of the time-series signal shown in FIG.

磁気デイスク記録部44から読み出された信号
は位置信号分離回路45によつて位置信号を分離
した後、この位置信号によつてRGBフイルタ関
数発生回路46から第4図bにR,G,Bで示し
たように同期発生させられたR(赤)、G(緑)、B
(青)用のフイルタ関数信号を各別に乗算器47,
48,49に導いて、その各乗算器47,48,
49に加えられる第4図aに示した吸収スペクト
ル波形に対応した時系列信号Sと掛け合わせる。
これにより時系列信号SにR,G,Bそれぞれの
色情報が付加された3色の色信号成分が形成され
る。なお、この第4図bに示したRGBのフイル
タ関数信号の発生のタイミングtOと発生の時間幅
TOを可変することにより吸収スペクトルのどこ
の波長範囲をカラーに対応させて表示するかを可
変設定することができる。
The signal read out from the magnetic disk recording section 44 is separated into a position signal by a position signal separation circuit 45, and then the RGB filter function generation circuit 46 outputs R, G, B as shown in FIG. 4b based on this position signal. R (red), G (green), and B generated synchronously as shown in
A multiplier 47 for each filter function signal for (blue),
48, 49, and their respective multipliers 47, 48,
49 is multiplied by a time series signal S corresponding to the absorption spectrum waveform shown in FIG. 4a.
As a result, color signal components of three colors are formed by adding color information of R, G, and B to the time-series signal S. Furthermore, the timing tO of generation and the time width of generation of the RGB filter function signal shown in Fig. 4b
By varying T O , it is possible to variably set which wavelength range of the absorption spectrum is displayed in correspondence with the color.

なお、第4図aに示した吸収スペクトル波形信
号Sは、理解を助けるためアナログ波形で示して
いる。また、同図bのR、G、Bフイルタ関数信
号の波形(カツトオフ特性等)は、表示方法によ
つて変えることができるようになつている。
Note that the absorption spectrum waveform signal S shown in FIG. 4a is shown as an analog waveform to aid understanding. Furthermore, the waveforms (cutoff characteristics, etc.) of the R, G, and B filter function signals shown in FIG. 2B can be changed depending on the display method.

しかして、このように各走査素点における吸収
スペクトルに対応した時系列信号を、その吸収ス
ペクトルの波長に対応した3色の色信号成分に形
成して得た各色信号成分は、それぞれ積分器5
0,51,52およびサンプルホールド回路5
3,54,55に導き、切り換えスイツチ56,
57,58を同時に切り換えることによつて、積
分器50,51,52を経た信号、あるいは同一
のタイミングでサンプルホールドされた信号の何
れかの出力信号として取り出し、これを(赤)
R、(緑)G、(青)Bの各色信号としてスキヤン
コンバータ部59に入力させ、このスキヤンコン
バータ部59によりカラー表示信号を形成し、こ
の信号に基いて、カラーテレビジヨンモニタ60
上にカラー画像を表示する。すなわち、カラーに
対応させた吸収スペクトルの波長領域の範囲全部
を混合色として表示する時は、切り換えスイツチ
56,57,58を積分器50,51,52側に
倒し、乗算器47,48,49の出力の平均値を
RGBの信号として、スキヤンコンバータ部59
内のフレームメモリに前記位置信号分離回路45
で分離された位置信号に対応して記憶する。そし
てそのフレームメモリからテレビの走査に対応し
た走査方式と走査速度で読み出し、この読み出し
た映像信号にテレビジヨン同期信号、キヤラクタ
信号並びに第5図及び第6図を用いて後述する再
生画像の選択された位置のスペクトル波形に対応
した映像信号を加算した後、カラーテレビジヨン
モニタ60上に表示する。
Thus, each color signal component obtained by forming the time-series signal corresponding to the absorption spectrum at each scanning raw point into three color signal components corresponding to the wavelengths of the absorption spectrum is processed by the integrator 5.
0, 51, 52 and sample hold circuit 5
3, 54, 55, and the changeover switch 56,
By switching 57 and 58 at the same time, either the signal that has passed through the integrators 50, 51, or 52, or the signal that has been sampled and held at the same timing is extracted as an output signal, and this is output (red).
Each color signal of R, (green) G, and (blue) B is input to the scan converter section 59, and the scan converter section 59 forms a color display signal.Based on this signal, the color television monitor 60
Display a color image on top. That is, when displaying the entire wavelength range of the absorption spectrum corresponding to a color as a mixed color, the changeover switches 56, 57, and 58 are moved to the integrators 50, 51, and 52, and the multipliers 47, 48, and 49 are The average value of the output of
As an RGB signal, the scan converter section 59
The position signal separation circuit 45 is stored in the frame memory within the frame memory.
The separated position signals are stored in correspondence with each other. Then, the frame memory is read out using the scanning method and scanning speed that correspond to the scanning of the television, and the selected reproduction image, which will be described later, is added to the read video signal using the television synchronization signal, character signal, and FIGS. 5 and 6. After adding the video signals corresponding to the spectral waveforms at the positions, the video signals are displayed on the color television monitor 60.

次に吸収スペクトルのうち、単一のスペクト
ル、すなわちそのスペクトルの波長に対応した特
定色によつて表示したい時は、切り換えスイツチ
56,57,58をサンプルホールド回路53,
54,55側に切り換え、位置信号分離回路45
からの位置信号を基準にして、乗算器50,5
1,52の出力の表示したい特定波長位置に相当
するタイミングのサンプリングパルスを得、これ
により各乗算器50,51,52の出力を同時に
サンプルホールドしてR、G、Bの各信号を得
る。このR、G、Bの各信号をスキヤンコンバー
タ部59に導いてカラーテレビジヨン信号に変換
してカラーテレビジヨンモニタ60上に表示す
る。このようにして表示した画像は、前記特定波
長位置におけるスペクトルに対応した特定色の一
色表示となり、特定波長位置におけるスペクトル
と大小に応じた明暗によつて表示された試料の二
次元像となる。
Next, when you want to display a single spectrum among the absorption spectra, that is, a specific color corresponding to the wavelength of that spectrum, selector switches 56, 57, and 58 are switched to the sample and hold circuit 53,
Switch to 54, 55 side, position signal separation circuit 45
Based on the position signal from the multipliers 50, 5
A sampling pulse is obtained at a timing corresponding to a specific wavelength position to be displayed in the outputs of the multipliers 50, 52, and 52, and the outputs of the multipliers 50, 51, and 52 are simultaneously sampled and held to obtain R, G, and B signals. The R, G, and B signals are led to a scan converter section 59, where they are converted into color television signals and displayed on a color television monitor 60. The image displayed in this way is a one-color display of a specific color corresponding to the spectrum at the specific wavelength position, and becomes a two-dimensional image of the sample displayed with brightness and darkness depending on the spectrum and size at the specific wavelength position.

以上の実施例の構成においては、AD変換回路
39以降のデイジタル回路をハードシステムで構
成したが、ミニコンピユータを用いて信号処理を
行なうようにしても何ら差し支えなく、さらに高
級な画像処理を行なう場合には、ミニコンピユー
タを用いることが不可欠となるものと考えられ
る。
In the configuration of the above embodiment, the digital circuits after the AD conversion circuit 39 are configured as a hardware system, but there is no problem in using a minicomputer to perform signal processing, and when performing more advanced image processing. The use of minicomputers is considered essential for this purpose.

次に第5図にカラーテレビジヨンモニタ上の表
示方法としての一実施例を示す。これらの表示の
ための信号処理はスキヤンコンバータ部59内の
ビデオプロセス部にて処理される。まず第5図は
表示したい吸収スペクトルの範囲全部を混合色と
してカラーテレビジヨンモニタ60上に表示した
時で、61はそれによりカラー表示された試料の
二次元画像である。画面の右側には62,63で
示したように、パネル上のジヨイステイツクによ
り表示画像の選択された位置64,65における
例えば赤外吸収スペクトル波形をそれぞれ表示す
る。選択する位置64,65は当然ジヨイステイ
ツクにより画面上を自由に移動させることができ
る。
Next, FIG. 5 shows an embodiment of a display method on a color television monitor. Signal processing for these displays is performed by a video processing section within the scan converter section 59. First, FIG. 5 shows a case where the entire range of the absorption spectrum to be displayed is displayed as a mixed color on a color television monitor 60, and 61 is a two-dimensional image of the sample displayed in color. On the right side of the screen, as shown at 62 and 63, for example, infrared absorption spectrum waveforms at positions 64 and 65 selected in the display image by joysticks on the panel are displayed, respectively. Of course, the selected positions 64 and 65 can be freely moved on the screen using joy sticks.

すなわち、ジヨイステイツクにより指定された
画面上の位置には表示マークが現われるようにな
つており、同時にその位置に対応する吸収スペク
トル波形をもつ時系列信号が、磁気デイスク記録
部44からスキヤンコンバータ部59内のビデオ
プロセス部に取り込まれて、カラーテレビジヨン
信号に重畳されるようになつている。
That is, a display mark appears at the position on the screen specified by the joystick, and at the same time, a time-series signal having an absorption spectrum waveform corresponding to that position is transmitted from the magnetic disk recording section 44 into the scan converter section 59. The signal is taken into the video processing unit of the camera and superimposed on the color television signal.

画面右側に表示した吸収スペクトルに対応した
波形図62,63中、太い実線66および67で
画いた範囲が、カラー信号に変換されているカラ
ー画像表示しているスペクトル範囲を示すように
しており、スペクトルに対応して色を連続的に変
化し、かつ点滅表示するようになつている。その
カラー表示スペクトル範囲66,67は、前述し
たようにその位置と範囲において、任意に設定す
ることができる。表示画面の下方の範囲部分68
は、日付、試料名、その他のキヤラクタを表示す
る部分である。第6図は吸収スペクトルのうち単
一のスペクトルをそのスペクトルに対応した特定
の一色で表示する場合の表示方法の一例図であ
る。69,70は第5図の例と同様にジヨイステ
イツクで選択された位置71,72の吸収スペク
トル波形である。そしてその波形上の輝点73,
74,75,76の4点はこれもまたパネル上の
ツマミでそれぞれ独自に可変設定できるようにな
つており、この4点の位置の吸収スペクトルのそ
れぞれ対応した各異なる特定色によつて、各別に
4つの画像77,78,79,80に分割し同一
画面を4分割して同時に表示するようにしたもの
である。そしてこの4個の輝点も判別しやすいよ
うに、その設定位置に対応した色で点滅するよう
に構成されている。
In the waveform diagrams 62 and 63 corresponding to the absorption spectra displayed on the right side of the screen, the range drawn by thick solid lines 66 and 67 indicates the spectral range in which the color image that has been converted into a color signal is displayed. The color changes continuously according to the spectrum, and the display blinks. The color display spectral ranges 66 and 67 can be arbitrarily set in their positions and ranges as described above. Lower range part 68 of the display screen
is the part that displays the date, sample name, and other characters. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a display method in which a single spectrum among absorption spectra is displayed in a specific color corresponding to that spectrum. 69 and 70 are absorption spectrum waveforms at positions 71 and 72 selected by the joystick as in the example of FIG. And the bright spot 73 on the waveform,
The four points 74, 75, and 76 can also be independently set using knobs on the panel, and each of the four points can be set individually by a different specific color that corresponds to the absorption spectrum at each position. The same screen is divided into four separate images 77, 78, 79, and 80 and displayed simultaneously. In order to make these four bright spots easy to distinguish, they are configured to blink in a color that corresponds to their set position.

このように、この実施例によれば吸収スペクト
ルに対応した色彩で試料の各部を二次元的にカラ
ー表示することに併せて、画面上の選択位置にお
ける吸収スペクトルを同時に表示することによ
り、その選択位置の吸収スペクトルを感覚的にわ
かり易く表示することができる等の効果がある。
In this way, according to this embodiment, in addition to displaying each part of the sample two-dimensionally in colors corresponding to the absorption spectrum, the absorption spectrum at the selected position on the screen is displayed at the same time, so that the selection can be made easily. There are effects such as being able to display the absorption spectrum of a position in an intuitive and easy-to-understand manner.

なお、上記の実施例においては、輻射線に赤外
線を用いた場合について説明したが、本発明はそ
れに限定されるものではなく、可視線、紫外線、
X線等を用いた分光分析顕微鏡としても容易に実
施することが可能である。
In the above embodiments, the case where infrared rays were used as the radiation was explained, but the present invention is not limited thereto, and visible rays, ultraviolet rays,
It can also be easily carried out using a spectroscopic analysis microscope using X-rays or the like.

以上実施例に基いて説明したように、本発明に
よれば各種の輻射線による試料の形態観察が可能
であるばかりではなく、試料の二次元面における
各部の輻射線吸収スペクトルを二次元的にその吸
収スペクトル波長に対応した色で画像表示するも
のであるから、画像の色とその面積とを判断する
ことにより試料の定性分析及び定量分析をその画
像画面上で容易に行なうことができる。
As explained above based on the examples, according to the present invention, it is not only possible to observe the morphology of a sample using various types of radiation, but also to two-dimensionally observe the radiation absorption spectrum of each part on a two-dimensional surface of the sample. Since the image is displayed in a color corresponding to the absorption spectrum wavelength, qualitative and quantitative analysis of the sample can be easily performed on the image screen by determining the color of the image and its area.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の原理的な構成を示すブロツ
ク線図、第2図は、本発明の実施例の一例の構成
を示すブロツク線図、第3図は、アレイ型検出器
から読み出される時系列信号波形の一例図、第4
図は、吸収スペクトルと色信号の関係を説明する
ための波形図、第5図および第6図は、カラーテ
レビジヨンモニタ上のそれぞれ異なる表示例の説
明図である。 1……輻射線発生部、2,18……試料、3…
…分光器、4……検出器、5……走査部、6……
増幅部、7……カラー表示変換部、8,59……
スキヤンコンバータ部、9,60……カラーテレ
ビジヨンモニタ、10……赤外線用光源、11,
12,21,25……平面鏡、13,14……コ
リメータ鏡、15……対照光束、16……試料光
束、17,19……反射型対物レンズ、20……
平行光束、22……チヨツパ、23……試料保持
用シエル、24……補正用シエル、26……凸面
鏡、27……回析格子、28……アレイ型検出
器、29……ゲート発振回路、30……x走査
部、31……y走査部、32……位置検出部、3
3……コントロールゲート発生部、34……パル
スモータ、35……ギヤーボツクス、36……対
数ビデオ増幅器、37……利得調整回路、38…
…ダイナミツクレンジ調整回路、39……AD変
換器、40……選択回路、41……ラインメモ
リ、42……除算回路、43……位置信号加算回
路、44……磁気デイスク記録部、45……位置
信号分離回路、46……RGBフイルタ関数発生
回路、47,48,49……乗算器、50,5
1,52……積分器、53,54,55……サン
プルホールド回路、56,57,58……切り換
えスイツチ、61……試料のカラー表示画像、6
2,63,85,86……吸収スペクトル波形、
64,65,80,79……選択位置、66,6
7……カラー表示範囲、68……キヤラクタ等表
示部、72,73,74,75……波形上の輝
点、76,77,78,79……吸収スペクトル
の特定の4点のスペクトルのよつて4分割された
各画像。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an example of the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an example of the embodiment of the present invention. An example diagram of time-series signal waveform, 4th
The figure is a waveform diagram for explaining the relationship between the absorption spectrum and the color signal, and FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams of different display examples on a color television monitor. 1... Radiation generating part, 2, 18... Sample, 3...
...Spectroscope, 4...Detector, 5...Scanning section, 6...
Amplifying section, 7... Color display conversion section, 8, 59...
Scan converter section, 9, 60...Color television monitor, 10...Infrared light source, 11,
12, 21, 25... Plane mirror, 13, 14... Collimator mirror, 15... Control light flux, 16... Sample light flux, 17, 19... Reflective objective lens, 20...
Parallel light beam, 22...Chopper, 23...Sample holding shell, 24...Correction shell, 26...Convex mirror, 27...Diffraction grating, 28...Array type detector, 29...Gate oscillation circuit, 30... x scanning section, 31... y scanning section, 32... position detection section, 3
3... Control gate generator, 34... Pulse motor, 35... Gear box, 36... Logarithmic video amplifier, 37... Gain adjustment circuit, 38...
... Dynamic range adjustment circuit, 39 ... AD converter, 40 ... Selection circuit, 41 ... Line memory, 42 ... Division circuit, 43 ... Position signal addition circuit, 44 ... Magnetic disk recording section, 45 ... ...position signal separation circuit, 46...RGB filter function generation circuit, 47, 48, 49...multiplier, 50,5
1, 52... Integrator, 53, 54, 55... Sample hold circuit, 56, 57, 58... Changeover switch, 61... Color display image of sample, 6
2, 63, 85, 86...absorption spectrum waveform,
64, 65, 80, 79...selected position, 66, 6
7...Color display range, 68...Display area for characters, etc., 72, 73, 74, 75...Bright spots on the waveform, 76, 77, 78, 79...Spectral spectra of four specific points in the absorption spectrum, etc. Each image is divided into four.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 輻射線発生手段と、この発生手段から発生し
た輻射線を試料上で相対的に2次元走査させる手
段と、走査素点毎に試料から得られる輻射線吸収
スペクトルを検出し電気信号に変換する光電変換
手段と、この光電変換手段から出力される信号に
上記輻射線吸収スペクトルに対応した色情報を付
加しカラー表示信号を形成する手段と、このカラ
ー表示信号に基いてカラー画像を表示する表示手
段とからなることを特徴とする走査型分光分析顕
微鏡。
1. A radiation generating means, a means for relatively two-dimensionally scanning a sample with the radiation generated from this generating means, and detecting a radiation absorption spectrum obtained from the sample at each scan point and converting it into an electrical signal. a photoelectric conversion means; a means for adding color information corresponding to the radiation absorption spectrum to a signal output from the photoelectric conversion means to form a color display signal; and a display for displaying a color image based on the color display signal. A scanning spectroscopic analysis microscope characterized in that it consists of means.
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