JP2001118535A - 透過型電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録した登録画像に対し、任意の設定時間後に
記録した参照画像の２つの画像間の視野ずれ量および方
向をリアルタイムで高精度に計測，表示し、視野ずれを
自動的に補正する透過型電子顕微鏡を得る。 【解決手段】透過型電子顕微鏡において、複数の試料透
過像間の視野ずれの量を計算する手段と、電子線を偏向
させる偏向器に与える電流をかえて、または試料を移動
させて視野ずれを自動的に補正する手段と、以上の手段
の動作を繰り返して視野ずれを減少させる制御手段とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透過型電子顕微鏡に
係り、特に、透過型電子顕微鏡における２つの試料透過
像間の視野位置ずれの計測と視野位置ずれの自動補正，
像回転角の計測と像回転角の自動補正，像回転角の出力
に係る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の透過型電子顕微鏡において、試料
の観察，撮影を行った際、視野が時間の経過と共に徐々
に移動する現象、いわゆる試料ドリフトが発生する。試
料ドリフトの発生要因の主なものとして、レンズ電流に
よる発熱による試料ステージの伸縮，電子線照射に伴う
試料および試料支持膜の熱的伸縮，試料微動ステージの
急激な移動と急停止などが挙げられる。試料ドリフト
は、特に高倍率における写真撮影や微小領域におけるＸ
線分析を行う際に、写真のぼけや分析精度低下といった
問題を招く。

【０００３】そこで、このような試料ドリフトに起因し
た問題を解決するために、試料への予備電子線照射やカ
ーボン蒸着による補強，帯電防止措置がとられたり、画
像処理による方法として、特開平5−343020 号公報に記
載された技術では、ＴＶカメラで撮像した試料透過拡大
像をテンプレートマッチング画像処理方式により補償す
る方法、特開平7−272665 号公報に記載された技術で
は、撮像した２つの試料透過拡大像のヒストグラムを算
出し、ヒストグラムピークの移動量からドリフト量およ
び変位方向を演算し視野ずれ補正をを行う方法が提案さ
れている。

【０００４】試料への電子線予備照射やカーボン蒸着に
よる試料ドリフトの補正は、上記のように煩雑かつ多大
な時間を費やすものであった。また、画像処理によるド
リフト補正では、正確な画像処理を行えるよう、あらか
じめ理想的なコントラストを呈している必要があり、き
わめて特徴の少ない試料や無染色生物試料を高倍率で観
察する場合など、コントラストが不十分な箇所におい
て、高精度なドリフト補正が困難である問題があった。

【０００５】また、従来の透過型電子顕微鏡では、２つ
の試料透過像の像回転角をリアルタイムで精密に計測，
表示することは不可能であった。図２は、透過型電子顕
微鏡による透過像の一例を示す図である。従来の透過型
電子顕微鏡では、図２（ａ）に示すような、ある試料透
過像５８に対して電子レンズの励磁条件を変えて像回転
を行い、図２（ｂ）に示すような試料透過像を得る機能
を備えていたが、基準となる試料透過像と励磁条件を変
えた試料透過像の２つの試料透過像における像回転角を
測定するためには、各々の像を写真撮影し、その後測定
するという方法がとられていたので、２つの試料透過像
の像回転角をリアルタイムで精密に計測，表示すること
は不可能であった。また、所望する像回転角の試料透過
像を高精度に得ることも不可能であった。さらに、電子
レンズ取り付けの機械的公差による光軸ずれにより、像
回転させるために電子レンズの励磁条件を変えた際に
は、図２（ａ）に示す透過像の中心点５６が、図２
（ｂ）に示すように、中心点５９の位置になる像回転中
心位置がずれる（視野がずれる）現象が生じ、試料パタ
ーン５７が視野からはみ出してしまっていた。この視野
ずれの精密な補正は、自動的に且つリアルタイムで行う
ことはできなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の透過型電子顕微
鏡では、以上に述べたように、試料透過拡大像の試料ド
リフトすなわち、視野の位置ずれを高精度に短時間で計
測，補正することは不可能であった。また、試料透過像
を電子レンズの励磁条件を変えて回転させた時の像回転
角をリアルタイムで正確に計測，表示し、且つ所望する
像回転角の試料透過像を高精度に得ることは不可能であ
り、さらに、励磁条件を変化させた際に生ずる視野ずれ
の補正を自動的に行うことはできなかった。

【０００７】本発明は上述のような問題を解決し、透過
型電子顕微鏡における記録した試料透過像に対し、任意
の設定時間後に記録した試料透過像の２つの画像間の視
野ずれ量および方向をリアルタイムで高精度に計測，表
示し、視野ずれを自動的に補正する透過型電子顕微鏡を
提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、記録した試料透過像に対
し、電子レンズの励磁条件を変えて回転し記録した試料
透過像の２つの画像間の像回転角をリアルタイムで正確
に計測，表示し、所望の回転角に高精度に自動補正し、
励磁条件を変化させた際に発生する視野ずれ量をリアル
タイムで計測し、この視野ずれ補正を正確且つ自動的に
行い、視野ずれのない試料透過拡大像を得る透過型電子
顕微鏡を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、透過型電子顕微鏡において、複数の試料
透過像間の視野ずれの量を計算する手段と、電子線を偏
向させる偏向器に与える電流をかえて、または試料を移
動させて視野ずれを自動的に補正する手段と、以上の手
段の動作を繰り返して視野ずれを減少させる制御手段と
を備えたものである。

【００１０】また、本発明は、複数の試料透過像のう
ち、基準となる画像に対して励磁条件を変えて像回転さ
せる手段と、該回転された試料透過像と別の試料透過像
とから像回転角を計算する手段と、電子レンズの励磁条
件をかえて所望の像回転角を自動的に補正する手段と、
２つの試料透過像の視野ずれ量を計算する手段と、電子
線を偏向させる偏向器に与える電流をかえて、または試
料を移動させて視野ずれを自動的に補正する手段とを備
えるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】上記した構成を有する透過型電子
顕微鏡の動作を以下説明する。

【００１２】図３を用いて試料透過像６１の試料の基準
となる登録画像と、電子レンズ励磁条件を変えて試料透
過像を像回転した参照画像の間の位置ずれ、すなわち視
野ずれを計測する方法を示す。図３は試料透過拡大像を
説明のために模擬的に示した図である。また、試料パタ
ーン６０等の検出電子線強度の大きい領域は濃淡を濃く
して表している。

【００１３】図３（ａ）に示す、基準となる試料透過拡
大像である登録画像をＭ×Ｎの画素数で記憶装置にｆ１
(ｍ，ｎ)として記録する。次に、図３（ｂ）に示す、電
子レンズ励磁条件を変えて像回転した試料透過拡大像を
参照画像としてＭ×Ｎの画素数で記憶装置にｆ２(ｍ，
ｎ)として記録する。このとき、どちらも自然画像と
し、対物レンズの焦点は合っているものとする。また、
ここで、ｍ＝０，１，２，…，Ｍ−１、ｎ＝０，１，
２，…，Ｎ−１である。

【００１４】透過像ｆ１(ｍ，ｎ），ｆ２(ｍ，ｎ）の離
散フーリエ画像Ｆ１(ｕ，ｖ)，Ｆ２(ｕ，ｖ)はそれぞれ
次の［数１］，［数２］で定義される。ここで、ｕ＝
０，１，２，…，Ｍ−１、ｖ＝０，１，２，…，Ｎ−１
であり、Ａ(ｕ，ｖ)，Ｂ(ｕ，ｖ)は振幅スペクトル、ａ
(ｕ，ｖ)，ｂ(ｕ，ｖ)は位相スペクトルである。

【００１５】

【数１】

【００１６】

【数２】

【００１７】位相相関では、２つの画像間で像の平行移
動があった場合には相関ピークの位置が移動量だけずれ
る。以下に移動量の導出方法を説明する。まず、原画像
ｆ２(ｍ，ｎ)がｍ方向にｒ′だけ移動したとしてｆ３
(ｍ，ｎ)＝ｆ２(ｍ＋ｒ′,ｎ)とする。すると前記［数
２］を［数３］のように変形する。

【００１８】

【数３】

【００１９】振幅スペクトルＢ(ｕ，ｖ)を定数と置くこ
とにより、画像のコントラスト，明度に依存しない位相
画像となる。ｆ３の位相画像Ｆ３′(ｕ，ｖ)は次の［数
４］になる。同様にｆ１の位相画像Ｆ１′(ｕ，ｖ)は、
次の［数５］になる。

【００２０】

【数４】Ｆ３′(ｕ，ｖ)＝ｅ^{j(β+2πr′u/M)}

【００２１】

【数５】Ｆ１′(ｕ，ｖ)＝ｅ^jα(u,v) 位相画像Ｆ１′(ｕ，ｖ)にＦ３′(ｕ，ｖ)の複素共役を
乗ずることによって、次の［数６］で表わされる合成位
相画像Ｈ１３(ｕ，ｖ)を得ることができる。図３（ｃ）
に合成位相画像６２を示す。相関強度画像ｇ１３（ｒ，
ｓ）は。合成画像Ｈ１３(ｕ，ｖ)を逆フーリエ変換する
ことによって次の［数７］になる。図３（ｄ）に相関強
度画像６３を示す。

【００２２】

【数６】 Ｈ１３(ｕ，ｖ)＝Ｆ１′(ｕ，ｖ)（Ｆ３′(ｕ，ｖ))＊ ＝ｅ^{j(α-β-2πr′u/M)}

【００２３】

【数７】

【００２４】上記［数７］より２つの画像間でｍ方向に
位置ずれ量ｒ′が存在する場合、図３（ｄ）に示す相関
強度画像６３のピーク６４の位置は−ｒ′だけずれる。
例えば、図３（ａ）に示す登録画像の試料パターン６０
と、図３（ｂ）に示す参照画像の試料パターン６０の２
つの画像間でｍ方向に２［pixel ］のずれがあると、図
３(ｃ)に示す合成位相画像６２には２周期の濃淡の波が
現れる。これを逆フーリエ変換すると図３(ｄ)に示す相
関強度画像６３となり、中心から２［pixel］ずれた位
置にピーク６４が発生する。

【００２５】２つの試料透過像間で、以上の［数１］か
ら［数７］までの処理の結果、相関強度画像においてΔ
Ｇ［pixel ］ずれた位置にピークが発生した場合、この
ΔＧ［pixel ］は検出器の受光面での移動量に相当し、
ΔＧを試料面上の移動量Δｘに変換する。検出する受光
面の径をＬ［ｍ］，受光面上での透過型電子顕微鏡の倍
率をＭ，検出器の画素数をＬｍ［pixel ］とすると、２
つの画像間の試料面上での移動量Δｘは次の［数８］で
計算される。但し、［数８］の式には電子レンズの球面
収差による像の移動量δが含まれており、視野ずれの真
の移動量Δｘｔは、Δｘからδを引いたものである。試
料面上でのδは、球面収差Ｃｓと偏向角αにより［数
９］のように表わされる。以上から、２つの試料透過拡
大像間に生じた像の移動量Δｘｔは［数１０］で表わさ
れる。

【００２６】

【数８】Δｘ＝(ΔＧ［pixel］／Ｌｍ［pixel］)×Ｌ
［ｍ］／Ｍ

【００２７】

【数９】δ＝Ｃｓ・α³

【００２８】

【数１０】 Δｘｔ＝Δｘ−δ ＝(ΔＧ［pixel］／Ｌｍ［pixel］)×Ｌ［ｍ］／Ｍ−Ｃｓ・α³ さらに２つの透過像間の像回転角を計測する方法を示
す。図４は、デカルト座標系と極座標系との関係図であ
る。

【００２９】２つの透過像をそれぞれ透過像１，透過像
２と呼ぶことにすると、上述したように、透過像１ｆ１
(ｍ，ｎ)と透過像２ｆ２(ｍ，ｎ)のそれぞれの２次元離
散フーリエ画像Ｆ１(ｕ，ｖ)，Ｆ２(ｕ．ｖ)は［数１］
および［数２］と同様に表わされる。像回転角を求める
ために、デカルト座標系で表現されている［数１］およ
び［数２］の２次元離散フーリエ変換画像を極座標系に
座標変換する。デカルト座標系と極座標系との間には次
の［数１１］および［数１２］で与えられる関係があ
る。そして、［数１１］および［数１２］を用いて、
［数１］と［数２］を極座標表現すると、それぞれ［数
１３］および［数１４］のように表わされる。

【００３０】

【数１１】ｍ＝ｒcosθ ｎ＝ｒsinθ

【００３１】

【数１２】θ＝tan^-1(ｎ／ｍ）

【００３２】

【数１３】

【００３３】

【数１４】

【００３４】極座標変換した位相限定相関では、２つの
画像間で角度θ′の回転があった際、相関ピークの位置
は回転角度に相当する量だけずれる。原画像ｆ２におい
て、回転移動がθ′だけあった場合、［数１４］を［数
１５］のように変形する。画像のコントラストや明度に
依存しない位相情報のみとするために、［数１３］の振
幅スペクトルＣ(ｕ，ｖ)を定数で置き換えると［数１
６］で表わされる。同様に［数１５］の振幅スペクトル
Ｄ(ｕ，ｖ)を定数で置き換えて、［数１７］で表わす。
位相画像Ｆ１′(ｕ，ｖ）にＦ３′(ｕ，ｖ）の複素共役
を乗じて合成位相画像は［数１８］で表わされる。相関
強度画像ｇ１３(ｒ，θ)は合成画像Ｈ１３(ｕ，ｖ)を逆
フーリエ変換して得られるので［数１９］で表わされ
る。

【００３５】

【数１５】

【００３６】

【数１６】Ｆ１′(ｕ，ｖ)＝ｅ^jλ(u,v)

【００３７】

【数１７】Ｆ３′(ｕ，ｖ)＝ｅ^{j(μ+2πθ′v/N)}

【００３８】

【数１８】 Ｈ１３(ｕ，ｖ)＝Ｆ１′(ｕ，ｖ)（Ｆ３′(ｕ，ｖ))＊ ＝ｅ^{j(λ-μ-2πθ′u/M)}

【００３９】

【数１９】

【００４０】ここで、２つの試料透過拡大像間に位置ず
れが生じて且つ像回転角を計測する場合、像回転角の変
化はθ軸方向に、位置ずれの大きさはｒ軸方向に現れ
る。

【００４１】次に像回転角を微調整し精度良く所望の像
回転角度に合わせる方法を説明する。

【００４２】第１番目の方法として、第２投射レンズ単
体の励磁条件を変化させることにより像回転角を調整す
る方法を、第２番目の方法として、あらかじめ設定した
像回転レンズデータをもとに結像レンズ系の各レンズの
励磁条件を変化させることにより像回転角を調整する方
法を示す。

【００４３】磁界型電子レンズは、通常の光学レンズ同
様の結像作用を持つと同時に、電子に対するローレンツ
力により像回転作用を有する。対物，中間，投射の５段
結像系機構を有した後述する本実施例の透過型電子顕微
鏡において、像回転角度の補正のために使用するレンズ
としては、結像レンズ系の最終段に位置するので、電子
レンズの励磁を変化させた際に倍率の誤差の影響の少な
い第二投射レンズを用いることが望ましい。但し、倍率
の変化の影響を極力抑えるために、像回転の補正角度の
大きさは限定される。電子レンズ単体での像回転角φは
［数２０］により与えられる。ここで、ｅは電子電荷量
［Ｃ］、ｍは電子質量［kg］、Ｅは加速電圧［Ｖ］、Ｂ
(ｚ）は光軸上の磁束密度［Ｔ］を示している。Ｂ(ｚ）
の積分範囲は、電子レンズ磁場の有効範囲とする。これ
らの定数を［数２０］に代入して数式を表わせば［数２
１］に示されるようになる。また、回転の極性すなわち
方向はＢ(ｚ)の方向により決定する。ここで、Ｉは第二
投射レンズのコイル電流［Ａ］、Ｎは第二投射レンズコ
イルの巻き数である。この式から角度補正量を計算し、
必要な補正電流の大きさを［数２２］で決定する。

【００４４】

【数２０】

【００４５】

【数２１】

【００４６】

【数２２】

【００４７】所望の像回転角度が得られていないと判断
された場合、上式に従って補正角度量φを入力すれば、
必要なレンズ電流ΔＩの大きさが得られる。レンズ電流
ΔＩは像回転角度φに比例する。例えば、１［deg ］の
像回転補正を行いたい場合でＥ＝１００［ｋＶ］，Ｎ＝
１０００であれば、上式から補正レンズ電流ΔＩは２９
６.４ ［ｍＡ］となる。なお、電子レンズ焦点距離は
［数２３］により示される。

【００４８】

【数２３】

【００４９】したがって、焦点距離ｆはAmpereの周回積
分の法則を適用して、ｆ∝１／Ｉ²で与えられる。

【００５０】以上に基づいて、電子レンズの励磁ＩＮ／
√Ｅと焦点距離ｆとの関係を図５に示す。励磁が小さい
場合には、領域（Ａ）のように焦点距離の変化量は大き
いが、領域(Ｂ)のように励磁が十分大きくなると、焦点
距離の変化量は小さくなりほぼ一定値になる。計算によ
る理想曲線では、さらに励磁が大きくなっても焦点距離
は一定値を示すが、実際の現象は、領域（Ｃ）に示すよ
うに、焦点距離が大きく変化してしまう。そのために、
励磁に対して焦点距離が変化しない領域は図５の領域
(Ｂ)の範囲のみである。一般に、レンズの特性を表す数
式によれば、焦点距離が一定であれば倍率の変化は生じ
ないので、第二投射レンズ単体での像回転角補正は、図
５の領域（Ｂ）のような励磁条件の下で行う必要があ
る。

【００５１】第２番目の像回転角調整法として、あらか
じめ設定した像回転のレンズデータ（離散的な値）をも
とに、結像レンズ系機構の各レンズの励磁条件を変化さ
せ、任意の像回転角を設定する方法を示す。図６は、一
例として、あらかじめ設定したある一定倍率の時の像回
転レンズデータの像回転角と励磁電流との関係を示す関
係図である。横軸に試料透過像（最終拡大像）の像回転
角を示す。縦軸は電子レンズの励磁電流であり、Ｉ_Int1
は第一中間レンズ電流、Ｉ_Int2は第二中間レンズ電流、
Ｉ_Proj1は第一投射レンズ電流、Ｉ_Proj2は第二投射レン
ズ電流を示す。これらの像回転角に対して離散的な励磁
電流の値を補間し、任意の像回転角を設定する。

【００５２】例えば試料透過像の像回転角として２５°
の像を得たい場合、図６に破線で示すように、補間デー
タから第一中間レンズ電流Ｉ_Int1 ＝０.６９［Ａ］，第
二中間レンズ電流Ｉ_Int2＝０.５５［Ａ］,第一投射レン
ズ電流Ｉ_Proj1＝−０.５４５［Ａ］，第二投射レンズ電
流Ｉ_Proj2＝−１.２２［Ａ］を得ることができる。この
ように図６に示すような倍率一定の像回転角と各レンズ
の励磁電流の離散的データの補間値から、倍率の変化を
伴わずに試料透過像の任意の像回転角を得ることができ
る。

【００５３】〔実施例〕以下、図面を参照して本発明の
実施例を説明する。

【００５４】図１は、本発明による透過型電子顕微鏡の
一例を示し、その機能を示すブロック図である。なお、
電子線偏向コイルの段数は問わないが、本実施例におい
ては、試料５４の上部に２段，試料５４の下部に２段の
合計４段の電子線偏向コイルを用いた場合について述べ
る。

【００５５】電子銃１から放出されて加速された電子線
５５は第一照射レンズコイル２と第二照射レンズコイル
３および対物レンズコイル６の前磁場により、試料ステ
ージ５３に保持された試料５４に照射される。試料５４
を透過した電子線５５は、第一中間レンズコイル９及び
第二中間レンズコイル１０によって拡大された後、第一
投射レンズコイル１１及び第二投射レンズコイル１２で
さらに拡大されて、シンチレータ５０上に試料５４の透
過拡大像が形成される。

【００５６】シンチレータ５０で光像に変換された試料
５４の透過拡大像は、撮像装置、例えばＴＶカメラ１３
によって撮像される。ＴＶカメラ１３からの映像信号
は、ＴＶカメラ制御部５２，画像取り込みインターフェ
ース５１を介して、マイクロプロセッサ３８に取り込ま
れて処理された後、ＣＲＴコントローラ４２で制御され
るＣＲＴ４１に画像が表示される。

【００５７】マイクロプロセッサ３８は、ＤＡＣ２７，
２８，３１，３４，３５，３６，３７を介して、電子顕
微鏡の第一照射レンズコイル２，第二照射レンズコイル
３，対物レンズコイル６，第一中間レンズコイル９，第
二中間レンズコイル１０，第一投射レンズコイル１１，
第二投射レンズコイル１２に供給する励磁電源１５，１
６，１９，２２，２３，２４，２５を制御する。試料上
部第一偏向コイル４，試料上部第二偏向コイル５，試料
下部第一偏向コイル７，試料下部第二偏向コイル８も同
様に、マイクロプロセッサ３８よりＤＡＣ２９，３０，
３２，３３を介し、励磁電源１７，１８，２０，２１を
制御する。

【００５８】また、マイクロプロセッサ３８には、バス
を介してハードディスク等の記憶装置３９，演算装置４
０，倍率切り替え用ロータリーエンコーダ４６，像回転
角入力用ロータリーエンコーダ４７，キーボード４５，
ＲＡＭ４８，ＲＯＭ４９等が接続されている。倍率切り
替え用ロータリーエンコーダ４６はＩ／Ｆ４３，像回転
角入力用ロータリーエンコーダ４７はＩ／Ｆ４４を介し
てバスに接続されている。

【００５９】試料ステージ５３は、マイクロプロセッサ
３８とステッピングモータ・ドライバ２６を介して接続
されたステージ駆動ステッピングモータ１４により駆動
されている。

【００６０】次に、図１に示した透過型電子顕微鏡を用
いて、試料透過像の観察の際に生ずる試料ドリフトによ
る視野ずれ量を、任意のサンプリング時間で計測，表示
し、さらに試料ドリフトによる視野ずれを補正する方法
について説明する。図７は、視野ずれ補正の流れを示す
フローチャートである。

【００６１】図７において、ステップＳ１１で透過型電
子顕微鏡を用いて任意の試料透過像を得るための拡大倍
率の設定を行う。試料透過像の倍率を入力するために、
図１に示した倍率切り替え用ロータリーエンコーダ４６
を回し、発生したパルス波をＩ／Ｆ４３に入力してデジ
タル信号に変換する。マイクロプロセッサ３８は、Ｉ／
Ｆ４３から入力されたデジタル信号を、ＲＯＭ４９にあ
らかじめ設定されている倍率表示データを参照し、該当
する倍率をＣＲＴコントローラ４２を用いてＣＲＴ４１
上に表示させる。同時に、ＲＯＭ４９にあらかじめ記憶
している第一照射レンズコイル２，第二照射レンズコイ
ル３，対物レンズコイル６，第一中間レンズコイル９，
第二中間レンズコイル１０，第一投射レンズコイル１
１，第二投射レンズコイル１２の各レンズのデータをＤ
ＡＣ２７，２８，３１，３４，３５，３６，３７に出力
して、レンズ系機構のデータをアナログ信号に変換す
る。上記ＤＡＣ２７，２８，３１，３４，３５，３６，
３７は励磁電源１５，１６，１９，２２，２３，２４，
２５にアナログ信号を出力して、各レンズ系機構のレン
ズコイルに電流を出力させる。このとき、すでに焦点は
合っているものとする。

【００６２】次に、ステップＳ１２でシンチレータ５０
に投射された試料透過像をＴＶカメラ１３で撮像し、画
像取り込みインターフェース５１により記憶装置３９に
拡大像を登録する。この画像を透過像１とする。透過像
１はＣＲＴコントローラ４２を介してＣＲＴ４１上に画
像表示される。また、試料透過像を撮像する任意の時間
間隔（サンプリング時間）をキーボード４５や倍率切り
替え用ロータリーエンコーダ４６などの入力手段を用い
て設定し、ＲＡＭ４８に保存しておく。

【００６３】ステップＳ１３では、ステップＳ１２で透
過像１の撮像から設定サンプリング時間経過後にシンチ
レータ５０に投射された試料透過像をＴＶカメラ１３で
撮像し、画像取り込みインターフェース５１により記憶
装置３９に拡大像を透過像２として登録する。透過像２
はＣＲＴコントローラ４２を介してＣＲＴ４１上に画像
表示される。

【００６４】ここで、純粋に試料ドリフトによる視野ず
れを測定するために、ステップＳ12からステップＳ１３
に移行する過程で、使用者が故意に試料透過像の視野を
移動させないこととする。

【００６５】次に、ステップＳ１４からステップＳ１７
によって、透過像１と透過像２の間の像移動量を計算
し、視野ずれを補正する。視野ずれを補正する方法は、
試料上下に配置した電子線偏向コイルを用いて行う電磁
的方法と、試料ステージ微動機構を用いて行う機械的方
法のいずれかで行われる。

【００６６】まず、ステップＳ１４で透過像１と透過像
２のそれぞれを記憶装置３９から呼び出し、演算装置４
０により、図３で説明したように、それぞれの画像の２
次元離散フーリエ変換データを作成し、上述した位相情
報のみの相互相関によって透過像１と透過像２の２画像
間の移動量を計算する。

【００６７】図８は試料透過像の一例を示す図、図９は
ドリフトの状態を説明するデカルト座標表示を示す図、
図１０はドリフト量の時間変化を示す関係図である。図
８（ａ)に示す試料透過像５８の中心点５６が、図８
(ｂ）に示すように中心点５９に移動するような、試料
ドリフトに伴う像移動が発生したとすれば、その像移動
量はベクトル量として、図９に示すように表すことがで
きる。座標系としてデカルト座標表示を用い、図９に示
すように横軸をｘ軸，縦軸をｙ軸として定める。ここ
で、その像移動量の絶対値ｒは、［数２４］で示され、
角度φは、［数２５］で示される。テレビカメラ１３で
取込まれた画像は一般に画素数として得られるので、Ｓ
Ｉ単位（ｍ）に単位変換を行う。また、一般にドリフト
量の時間変化は、時間の経過とともに単調増加する傾向
にある。図１０（ａ）に示すｘ方向ドリフト量の時間変
化も、図１０（ｂ）に示すｙ方向ドリフト量の時間変化
も、同じように単調増加している。ドリフト量の時間変
化は、演算装置４０により計算され、単位時間当たりの
ｘおよびｙ方向の像移動量を求める。これらの像移動量
はそれぞれ［数２６］，［数２７］で表わされる。ここ
で、Δｘ，Δｙはそれぞれｘ，ｙ方向の変化量、Δｔは
時間変化を表わす。求められた単位時間当たりの像移動
量もＲＡＭ４８に保存され、ＣＲＴコントローラ４２を
介してＣＲＴ４１に表示され、または記憶装置３９に保
存される。

【００６８】

【数２４】

【００６９】

【数２５】

【００７０】

【数２６】

【００７１】

【数２７】

【００７２】ステップＳ１５では、計算された像移動量
をＣＲＴ４１などの外部表示装置やプリンタ，チャート
といった外部出力装置、あるいはデータとして記憶装置
３９に出力，保存する。例えば、ＣＲＴ４１に表示する
場合には、計算された像移動量はＲＡＭ４８に保存さ
れ、ＣＲＴコントローラ４２を介してＣＲＴ４１に像移
動量が表示される。また、図１０に示すようなドリフト
量の時間変化データを得るためには、像移動量をチャー
トや記憶装置３９に出力することができる。

【００７３】ステップＳ１６では、像移動量の絶対値が
ゼロであるかどうか判定し、像移動量がゼロであると判
定された場合にはステップＳ１７へ進む。一方、像移動
量がゼロでないと判定した場合には、ステップＳ１８に
進む。

【００７４】ステップＳ１７では、一連の動作を終了さ
せるか判断する。終了させない場合は、ステップＳ１３
へ戻り、設定されたサンプリング時間経過後に透過像２
を撮像し、再びステップＳ１６までの一連のルーチン動
作を行う。

【００７５】ステップＳ１８では、像移動量をゼロにす
る移動量（視野ずれ補正量）を演算装置４０で計算し、
試料の上下に配置した電子線偏向コイル、すなわち、試
料上部第一偏向コイル４，試料上部第二偏向コイル５，
試料下部第一偏向コイル７，試料下部第二偏向コイル８
を用いて電磁的に、あるいは試料ステージ５３を駆動し
て機械的に視野ずれ補正を行う。

【００７６】図１１は視野ずれ補正の概念を説明する模
式図であり、図１１（ａ）に電子線偏向コイルを用いた
電磁的な視野ずれ補正を、図１１（ｂ）に試料ステージ
の微動機構を用いた機械的な視野ずれ補正を示す。

【００７７】図１１（ａ）において、電子線偏向を行わ
ない観察条件の下では、試料５４に対し電子線６５を照
射すると、試料５４の中心部の視野７０にある例えば五
角形の試料透過像６９がシンチレータ５０（図示せず）
上に得られる。この状態で、試料５４上にある試料中心
から距離ｄだけ離れた位置の視野７１に存在する例えば
星型の透過拡大像を得たい場合は、試料５４の上部に配
置した２個の電子線偏向コイル、すなわち、試料上部第
一偏向コイル４，試料上部第二偏向コイル５により、電
子線６５を電子線光軸６７から偏向時電子線６６のよう
に距離ｄだけ平行移動させ、試料５４を透過後、試料５
４の下部に配置した電子線偏向コイル、すなわち、試料
下部第一偏向コイル７，試料下部第二偏向コイル８を用
いて電子線光軸６７上に戻す。従って、シンチレータ５
０（図示せず）上には、試料５４上の視野７１に存在す
る星型の試料透過像６８が得られる。

【００７８】一方、機械的な視野ずれ補正方法は、図１
１（ｂ）において、試料ステージ５３（図示せず）の微
動機構を駆動していない観察状態では、試料５４は点線
で示す位置にあり、視野７０は試料５４の中心位置にあ
るので、電子線６５の照射によって例えば五角形の試料
透過像６９がシンチレータ５０（図示せず）上に得られ
る。ここで、試料５４上の中心から距離ｄだけ離れた位
置の視野７１の試料透過拡大像を得たい場合には、試料
ステージ５３（図示せず）を矢印の方向に距離ｄだけ微
動させて試料５４を移動させれば、視野７１の例えば星
型の試料透過像６８がシンチレータ５０（図示せず）上
に得られる。

【００７９】これらの補正の演算の流れを、図１を用い
て以下説明する。

【００８０】電磁的な視野ずれ補正については、次のよ
うに行う。図７中のステップＳ１８で計算した視野ずれ
補正量に相当する偏向コイルデータをＲＯＭ４９から呼
び出し、ＤＡＣ２９，３０，３２，３３でアナログ信号
に変換する。ＤＡＣ２９，３０，３２，３３は励磁電源
１７，１８，２０，２１にアナログ信号を出力し、試料
５４の上部と下部の電子線偏向コイル、すなわち、試料
上部第一偏向コイル４，試料上部第二偏向コイル５，試
料下部第一偏向コイル７，試料下部第二偏向コイル８に
電流を出力し、図１１（ａ）で説明したように、電子線
６５を偏向し、視野ずれの補正を行う。

【００８１】機械的な視野ずれ補正については、図７中
のステップＳ１８で計算した視野ずれ補正量に基づく信
号を、ステッピングモータ・ドライバ２６でステージ駆
動ステッピングモータ１４を動作させ、試料ステージ５
３の微動機構（図示せず）を駆動し、試料５４を微動さ
せて、視野ずれの補正を行う。

【００８２】これらのいずれかの視野ずれ補正を行った
後、再びステップＳ１３に戻り、ステップＳ１７までの
一連のルーチン動作を行う。

【００８３】図７のフローチャートに示した視野ずれ補
正の精度をさらに向上させた例を、以下に説明する。図
１２は、試料ドリフトのサンプリング時間を変えて視野
ずれ補正を行う手順を示すフローチャートである。この
視野ずれ補正は、任意に設定したサンプリング時間で、
試料透過拡大像の観察の際に生ずる試料ドリフトによる
視野ずれ量を計測，表示し、視野ずれ補正を行い、単位
時間当たりの視野ずれ量仕様値と上記計測した視野ずれ
量の大きさとの比較判定を行い、仕様値を満足しないと
判定された場合には、像移動量計測および補正のサンプ
リング時間を短くして、試料ドリフトによる単位時間あ
たりの視野ずれ量仕様値内に設定するものである。

【００８４】図１２において、ステップＳ２１の透過電
子顕微鏡の倍率条件設定，ステップＳ２２の透過像１の
撮像、および、サンプリング時間設定，ステップＳ２３
のサンプリング時間経過後の透過像２の撮像，ステップ
Ｓ２４の透過像１と透過像２の間の像移動量の計算、ス
テップＳ２５の試料ドリフト量の出力，ステップＳ26の
移動量の判定までの内容は、図７で説明したステップＳ
１１からステップＳ16までの過程の内容とほぼ同様であ
るので、ここでは、追加した点または変更した点につい
て説明する。

【００８５】ステップＳ２２では、透過像１を撮像，記
録後、透過像２の撮像のサンプリング時間をｔ１として
設定し、ＲＡＭ４８に保存する。ステップＳ２３ではサ
ンプリング時間ｔ１経過後に透過像２を撮像，記録す
る。ステップＳ２６では、透過像１と透過像２の像移動
量がゼロでないかどうかを判定する。像移動量の絶対値
がゼロであると判定された場合、ステップＳ２９に進
む。一方、像移動量の絶対値がゼロでないと判定された
場合、ステップＳ２７に進む。

【００８６】ステップＳ２９では、一連の動作を終了さ
せるかどうかを判断し、終了させない場合はステップＳ
２３へ戻り、ステップＳ２３からステップＳ２６までの
一連の動作を繰り返す。

【００８７】ステップＳ２７では、像移動量があらかじ
め設定した単位時間当たりの視野ずれ量の仕様値を満足
するかどうかを判定する。仕様値を満足しない場合、ス
テップＳ２８に進む。仕様値を満足する場合はステップ
Ｓ３０に進む。

【００８８】ステップＳ２８では、ＲＡＭ４８に保存し
てあるサンプリング時間ｔ１を、さらに短いサンプリン
グ時間ｔ２に再設定し、ＲＡＭ４８に保存する。一般
に、試料ドリフトによる視野ずれは、図１０に示したよ
うに、時間の経過とともに単調増加する傾向にあるの
で、単位時間当たりの視野ずれ量が仕様値の２倍を示し
ている場合、サンプリング時間ｔ２はｔ１の１／２に設
定する。その後ステップＳ３０に進む。

【００８９】ステップＳ３０では、前述した図７のステ
ップＳ１８と同様に、試料５４の上下に配置した電子線
偏向コイルを用いて電磁的に、あるいは試料ステージの
微動機構を用いて機械的に視野ずれ補正を行う。この視
野ずれ補正方法は、図１１に示した方法と同一であるの
で、ここでは割愛する。

【００９０】ステップＳ３０において、透過像１に対し
て視野ずれ補正を行った試料透過拡大像は、ステップＳ
２３に戻り、設定されたサンプリング時間間隔ｔ２で透
過像２を撮像し、ステップＳ２６までの一連の動作を繰
り返し行い、試料ドリフトを補正する。

【００９１】試料の透過拡大像の写真撮影時や微小領域
のＸ線分析を行う際には、視野ずれ量があると像のぼけ
が発生したり、得られるＸ線量が不安定になることがあ
るので、さらに精密に視野ずれ量を補正するために、試
料ドリフトの予測計算をとりいれる。図１３は、試料ド
リフトを予測して視野ずれ補正を行う手順を示すフロー
チャートである。高倍率写真撮影時には微小な視野ずれ
が像のぼけを生ずる。また試料透過拡大像が暗い場合に
は、露光時間を長く設定するために、試料ドリフトがこ
の像のぼけの主な原因となる。Ｘ線分析を行う場合は、
試料を照射する電子線を数ナノメートル以下に収束させ
てスポット状にし、計測時間は数十秒から数百秒の長い
時間を必要とする。このように、写真撮影時や微小領域
のＸ線分析などにおいても、試料ドリフトの補正は必要
不可欠なものである。

【００９２】図１３において、ステップＳ３１では、図
７のフローチャートのステップＳ11からステップＳ１６
で示した試料ドリフトに伴う視野ずれを補正する一連の
動作を行い、単位時間当たりの視野ずれ量と方向、およ
び、試料ドリフトの時間変化データを求め、記憶装置３
９に保存する。

【００９３】ステップＳ３２では、図１に示したキーボ
ード４５や写真撮影スイッチなどのような入力手段を用
いて、試料透過拡大像の写真撮影あるいは、微小領域の
Ｘ線分析を実施する。

【００９４】ステップＳ３３では、得られた試料透過拡
大像またはＸ線分析結果により、一連の動作を継続する
か終了するかを判断する。視野ずれがある場合は像のぼ
けが認められるので、以下のステップＳ３４に進む。

【００９５】ステップＳ３４では、ステップＳ３１で計
算され、保存された試料ドリフトに関する単位時間あた
りの視野ずれ量，方向、および時間変化データに基づい
て、ドリフト量を予測する。記憶装置３９に保存された
試料ドリフト量に関するこれらの各値を呼び出し、演算
装置４０によって写真撮影あるいは分析中に発生すると
予想される単位時間当たりのドリフト量のベクトル値を
計算し、ＲＡＭ４８に保存する。

【００９６】ステップＳ３５では、ステップＳ３４で計
算された単位時間当たりのドリフト量をもとに、写真撮
影あるいは分析中に生ずると予測される像移動量から、
像移動量をゼロにする視野ずれ補正量を演算装置で計算
し、図１１で説明したように、試料上下に配置した電子
線偏向を用いて電磁的に、あるいは試料ステージの微動
機構を駆動して機械的に、図７中のステップＳ１８と同
様に、視野ずれ補正を行う。この視野ずれ補正は、写真
撮影中あるいは分析中に、試料ドリフトによる影響が最
小限に抑えられるよう最適化された時間間隔で、あるい
はオペレータの指示で、ステップＳ３２からステップＳ
３５を繰り返すことによって行われる。最適化された時
間間隔で自動的に実行される場合は、ステップＳ３３を
省略した手順となる。

【００９７】図７，図１２、および、図１３に示した視
野ずれ補正の手順の例は、図８に示したようにｘ方向と
ｙ方向への移動を想定したものであって、図２に示すよ
うな試料透過像の回転がある場合は、以下に示す手順を
追加する。図１４は像回転時に生じた視野ずれを補正す
る手順を示すフローチャートである。基準とする透過像
１の像回転を行い、透過像１と透過像２の２つの画像間
における像回転角度の計測，表示、及び、像回転時に生
ずる視野ずれを自動補正する方法について、以下説明す
る。

【００９８】はじめに、ステップＳ４１において、基準
とする試料透過拡大像の倍率を入力するため、図１に示
す倍率切り替え用ロータリーエンコーダ４６を回し、発
生したパルス波をＩ／Ｆ４３に入力してデジタル信号に
変換する。マイクロプロセッサ３８は、Ｉ／Ｆ４３から
入力されたデジタル信号を、ＲＯＭ４９にあらかじめ設
定されている倍率表示データを参照して、該当する倍率
をＣＲＴコントローラ４２を用いてＣＲＴ４１上に表示
させる。同時に、ＲＯＭ４９にあらかじめ記憶されてい
る第一照射レンズコイル２，第二照射レンズコイル３，
対物レンズコイル６，第一中間レンズコイル９，第二中
間レンズコイル１０，第一投射レンズコイル１１，第二
投射レンズコイル１２の各レンズデータを、ＤＡＣ２
７，２８，３１，３４，３５，３６，３７に出力して、
レンズ系のデータをアナログ信号に変換する。ＤＡＣ２
７，２８，３１，３４，３５，３６，３７は、励磁電源
１５，１６，１９，２２，２３，２４，２５にアナログ
信号を出力して、上記各レンズ系のレンズコイルに電流
を出力させる。このとき、すでに焦点は合っているもの
とする。

【００９９】ステップＳ４２では、図１に示すシンチレ
ータ５０に投射された試料透過拡大像をＴＶカメラ１３
で撮像し、画像取り込みインターフェース５１により記
憶装置３９に試料透過拡大像を登録する。この画像を透
過像１と呼ぶ。この透過像１はＣＲＴコントローラ４２
を介してＣＲＴ４１に画像表示される。

【０１００】次にステップＳ４３で、透過像１を電子レ
ンズの励磁条件を変えて、透過像１と等倍で所望の角度
に像回転を行う。像回転角入力用ロータリーエンコーダ
４７を回し、発生したパルス波をＩ／Ｆ４４に入力し、
デジタル信号に変換する。マイクロプロセッサ３８はＲ
ＯＭ４９にあらかじめ設定されている第一照射レンズコ
イル２，第二照射レンズコイル３，対物レンズコイル
６，第一中間レンズコイル９，第二中間レンズコイル１
０，第一投射レンズコイル１１，第二投射レンズコイル
１２の各レンズデータをＤＡＣ２７，２８，３１，３
４，３５，３６，３７に出力し、基準とした透過像１に
対して像回転した試料透過像を得る。

【０１０１】ステップＳ４４では、新たにシンチレータ
５０に投射された試料透過像をＴＶカメラ１３で撮像
し、画像取り込みインターフェース５１によって記憶装
置３９に記録する。この画像を透過像２と呼ぶ。同時
に、ＣＲＴコントローラ４２に透過像２の画像データを
出力し、ＣＲＴ４１に画像表示させる。

【０１０２】透過型電子顕微鏡の電子光学系機構は、図
１に示したように、電子銃１，第一照射レンズコイル
２，第二照射レンズコイル３，対物レンズコイル６，第
一中間レンズコイル９，第二中間レンズコイル１０，第
一投射レンズコイル１１，第二投射レンズコイル１２か
ら構成され、これらの電子レンズ各々が持つ幾何公差に
より、電子線の光軸は完全に一致していない。従って、
像回転を行うために電子レンズの励磁条件を変えた際
に、前述の図２（ｂ）に示すように、基準とした透過像
１と透過像２の２つの試料透過像間で像回転中心位置が
移動する現象（視野がずれる現象）が発生する。そこ
で、以下のステップＳ４５からステップＳ４７の処理の
繰り返しによって、電子レンズの励磁条件変化時に発生
する視野ずれを自動的に補正し、図２（ｃ）に示すよう
に、像回転中心を一致させる。なお、この視野ずれ補正
は、図１１で説明したように、試料上下に配置した電子
線偏向コイルを用いて行う電磁的方法と、試料ステージ
の微動機構を用いて行う機械的方法のいずれかで行われ
る。

【０１０３】ステップＳ４５では、透過像１と透過像２
のそれぞれを記憶装置３９から呼び出し、演算装置４０
により、図３で説明したように、それぞれの画像の２次
元離散フーリエ変換データを作成し、前述した位相情報
のみの相互相関によって、透過像１と透過像２の２つの
画像間の移動量を求める。

【０１０４】ステップＳ４６では、像移動量がゼロであ
るか判定し、像移動量がゼロでないと認められる場合に
はステップＳ４７に進む。

【０１０５】ステップＳ４７では、像移動量をゼロにす
る移動量（視野ずれ補正量）を演算装置４０で計算し、
図１１で説明したように、電磁的に、あるいは機械的に
視野ずれ補正を行う。視野ずれ補正を行った後、再びス
テップＳ４４に戻り、再び像移動の判定および視野ずれ
補正を行って、視野ずれがゼロと判定されればステップ
Ｓ４８に進む。

【０１０６】ステップＳ４８では、視野ずれ補正された
試料透過拡大像を図１に示したＴＶカメラ１３で撮像
し、記憶装置３９に透過像３として登録する。同時にＣ
ＲＴコントローラ４２を介し、ＣＲＴ４１上に透過像３
が画像表示される。

【０１０７】ステップＳ４９では、記憶装置３９に登録
された透過像１と透過像３を呼び出し、演算装置４０に
より、図３で説明したように、それぞれの画像の２次元
離散フーリエ変換データを作成し、それらのデータから
極座標に変換した位相情報のみの相互相関によって透過
像１と透過像３との間の像回転角を求める。計算された
像回転角の値は、ＲＡＭ４８に保存される。

【０１０８】ステップＳ５０では、ＣＲＴコントローラ
４２を介してＣＲＴ４１に像回転角が表示される。

【０１０９】次に、図２（ｂ）に示したような試料透過
像に回転と視野ずれがある場合の、他の視野ずれ補正の
手順を説明する。図１５は、図１４と同じく像回転時に
生じた視野ずれを補正する手順を示すフローチャートで
ある。この手順は、基準とする試料透過拡大像に対して
像回転を行い、別の試料透過拡大像の像回転角を精密に
自動補正し、これら２つの画像間における像回転角の表
示、及び、像回転時に生ずる視野ずれを自動補正するも
のである。

【０１１０】図１５において、はじめに、基準とする試
料透過像を得るため、ステップＳ51で、図１に示す倍率
切り替え用ロータリーエンコーダ４７、あるいはキーボ
ード４５により倍率を入力し、透過型電子顕微鏡の各レ
ンズ系機構のレンズコイルに流す電流をその倍率にあっ
たように設定する。このとき、すでに焦点は合っている
ものとする。

【０１１１】ステップＳ５２では、シンチレータ５０に
投射された試料透過像をＴＶカメラ１３で撮像し、画像
取り込みインターフェース５１により記憶装置３９にこ
の試料透過像を登録する。この画像を透過像１とする。
透過像１はＣＲＴコントローラ４２を介してＣＲＴ４１
上に画像表示される。

【０１１２】次のステップＳ５３では、各レンズ系機構
の電子レンズの励磁条件を変えて、透過像１を等倍で所
望の角度に像回転する。像回転角の入力は、像回転角入
力用ロータリーエンコーダ４７、あるいはキーボード４
５を用いる。入力された像回転角はＲＡＭ４８に保存す
る。像回転角入力用ロータリーエンコーダ４７から発生
したパルス波はＩ／Ｆ４４に入力し、デジタル信号に変
換され、マイクロプロセッサ３８に入力される。マイク
ロプロセッサ３８はＩ／Ｆ４４から入力されたデジタル
信号を、ＲＯＭ４９にあらかじめ記憶している第一照射
レンズコイル２，第二照射レンズコイル３，対物レンズ
コイル６，第一中間レンズコイル９，第二中間レンズコ
イル１０，第一投射レンズコイル１１，第二投射レンズ
コイル１２の各レンズのデータを、ＤＡＣ２７，２８，
３１，３４，３５，３６，３７に出力して、レンズのデ
ータをアナログ信号に変換する。これらのＤＡＣ２７，
２８，３１，３４，３５，３６，３７は、励磁電源１
５，１６，１９，２２，２３，２４，２５にアナログ信
号を出力して、上記各レンズのレンズコイルに電流を出
力し、基準とした透過像１に対して像回転した試料透過
拡大像を得る。

【０１１３】さらにステップＳ５４では、シンチレータ
５０に投射された回転した試料の透過拡大像をＴＶカメ
ラ１３で取り込み、画像取り込みインターフェース５１
を介して記憶装置３９に透過像２として記憶させる。ま
た、ＣＲＴコントローラ４２に透過像２の画像データを
出力して、ＣＲＴ４１に画像を表示する。

【０１１４】ステップＳ５５では、記憶装置３９に登録
されている透過像１と透過像２を呼び出し、図３で説明
したように、それぞれの画像の２次元離散フーリエ変換
データを作成し、それぞれのデータから極座標変換した
位相情報のみの相互相関によって透過像１と透過像２の
２画像間の像回転角を求める。計算された値は、ＲＡＭ
４８に保存される。

【０１１５】その後、ステップＳ５６で、演算装置４０
を用いて、透過像１と透過像２の間の像回転角とステッ
プＳ５３でＲＡＭに保存した所望の値とを比較判定す
る。ここで、所望の回転角と一致しないと判断されれ
ば、ステップＳ５７に進む。

【０１１６】ステップＳ５７からステップＳ５８では、
像回転角の補正を行う。像回転角の補正方法は、第二投
射レンズコイル１２の励磁条件を変化させる方法と、あ
らかじめ設定した離散的な像回転レンズデータをもとに
任意の像回転角を設定する２つの方法が挙げられる。

【０１１７】まず、第二投射レンズコイル１２の励磁条
件を変化させて像回転角を補正する方法は、ステップＳ
５７で、演算装置４０により補正角を計算し、これに対
応する第二投射レンズコイル１２の電流値を計算する。
ステップＳ５８では、マイクロプロセッサ３８によりＲ
ＯＭ４９に設定された電流値をバスを介してＤＡＣ37に
より励磁電源２５にアナログ信号を出力し、第二投射レ
ンズコイル１２に電流を出力する。その後、ステップＳ
５４に戻り、再び透過像１と透過像２の間で回転角度の
比較判定を行い、所望の回転角度と一致していると判断
されればステップＳ５９に進む。

【０１１８】既に設定してある離散的な像回転レンズデ
ータを用いて補正する方法は、次のとおりである。ステ
ップＳ５７で演算装置４０で補正角を計算し、対応する
結像レンズ系機構の電流値を求める。ステップＳ５８で
は、マイクロプロセッサ３８によりＲＯＭ４９に設定さ
れた電流値をバスを介してＤＡＣ３４，３５，３６，３
７により励磁電源２２，２３，２４，２５にアナログ信
号を出力し、結像レンズ系機構の各レンズ、すなわち、
第一中間レンズコイル９，第二中間レンズコイル１０，
第一投射レンズコイル１１，第二投射レンズコイル１２
に電流を出力する。その後、ステップＳ５４で回転角の
比較，判定を行い、所望の回転角と一致していると判断
されれば、ステップＳ５９に進む。

【０１１９】ステップＳ５９では、像回転角の補正を行
った試料透過拡大像をＴＶカメラ１３で取り込み、記憶
装置３９に透過像３として保存する。また、ＣＲＴコン
トローラ４２に透過像３の画像データを出力してＣＲＴ
４１上に画像を表示する。基準とした透過像１と像回転
させるため電子レンズの励磁条件を変えた透過像３の間
では、電子線光軸の幾何公差により、視野ずれが生じる
可能性がある。そこでステップＳ６０からステップＳ６
２の手順に従って、視野ずれを補正する。まず、ステッ
プＳ６０では、透過像１と透過像３のそれぞれを記憶装
置３９から呼び出し、図３で説明したように、それぞれ
の画像の２次元離散フーリエ変換データを作成し、それ
ぞれのデータから、位相情報のみの相互相関によって、
透過像１と透過像３の像移動量を求める。

【０１２０】ステップＳ６１では、演算装置４０により
像移動量がゼロであるか判定し、ゼロでなければステッ
プＳ６２に進む。

【０１２１】ステップＳ６２では、演算装置４０で像移
動量をゼロにする移動量（視野ずれ補正量）を計算し、
図１１に説明したように、試料上下に配置した電子線偏
向コイルを用いて電磁的に、あるいは、試料ステージを
移動することにより機械的に視野ずれ補正を行う。視野
ずれ補正後、再びステップＳ５９に戻り、像移動の判
定、および、移動補正を行って、視野ずれがゼロと判定
されれば、ステップＳ63に進む。

【０１２２】ステップＳ６３では、ＲＡＭ４８に保存さ
れた像回転角データを呼び出し、ＣＲＴコントローラ４
２を介して、ＣＲＴ４１に像回転角を表示し、すべての
処理が終了する。

【０１２３】次に、倍率が変化した場合の視野ずれ補正
の手順について説明する。図１６は、図１４，図１５と
同じく像回転時に生じた視野ずれを補正する手順を示す
フローチャートである。この手順は、透過型電子顕微鏡
を用いて、基準となる試料透過拡大像に対し、倍率が異
なる試料透過拡大像の像回転角を計算し、像回転角の高
精度な自動補正をし、これらの画像間における像回転角
の表示を行い、かつ、像回転時に生ずる視野ずれを自動
補正するものである。

【０１２４】図１７は、倍率が変化した場合の像回転角
を自動調整する手順を示す試料透過像の一例を示す図で
ある。像の回転角の計測と位置ずれの計測に用いる位相
情報に限定した相互相関法では、測定する２画像のそれ
ぞれの倍率が異なると計算が不可能となる。したがっ
て、図１７（ａ）に示す、倍率Ｍ１，像回転角θである
基準となる試料透過拡大像を透過像１として登録する。
次に、倍率Ｍ１で像回転角が０°となるレンズデータを
呼び出し、図１７（ｂ）に示す、この試料透過拡大像を
透過像２として登録する。これら透過像１と透過像２の
間での像回転角を計算し、記憶装置３９に記録してお
く。次のステップは、希望の倍率Ｍ２で像回転角０°の
レンズデータを呼び出し、図１７（ｃ）に示すように、
この試料透過拡大像を透過像３として登録する。最後
に、記憶装置３９に記録しておいた像回転角θと倍率Ｍ
２のレンズデータに変更し、図１７（ｄ）に示すよう
に、この試料透過拡大像を透過像４として登録する。そ
して、透過像３と透過像４の間で像回転角を計算し、回
転角θとなるよう精密に自動調整を行うものである。

【０１２５】図１６において、ステップＳ７１では、基
準となる試料拡大像の倍率Ｍ１、および像回転角θを入
力し、前述のように透過型電子顕微鏡の各レンズ系機構
のレンズコイルに流す電流をその倍率および像回転角を
得られるように設定する。このとき、すでに焦点は合っ
ているものとする。

【０１２６】次に、ステップＳ７２において、図１に示
すシンチレータ５０に投射された倍率Ｍ１，像回転角θ
の試料透過拡大像をＴＶカメラ１３で撮像し、画像取り
込みインターフェース５２により記憶装置３９にこの試
料透過拡大像を透過像１として記憶させ、基準画像とす
る。そして、この透過像１を、ＣＲＴコントローラ４２
を介してＣＲＴ４１上に画像表示させる。

【０１２７】ステップＳ７３では、希望する拡大倍率Ｍ
２をキーボード４５、または、倍率切り替え用ロータリ
ーエンコーダ４６により入力し、ＲＡＭ４８に記憶させ
ておく。

【０１２８】ステップＳ７４からステップＳ７６までの
手順に従い、最初にステップＳ７１で設定した透過像の
像回転角を測定する。まず、ステップＳ７４では、基準
となる試料透過像の倍率Ｍ１で、像回転角度が０°とな
るレンズデータをＲＯＭ４９から呼び出し、第一照射レ
ンズコイル２，第二照射レンズコイル３，対物レンズコ
イル６，第一中間レンズコイル９，第二中間レンズコイ
ル１０，第一投射レンズコイル１１，第二投射レンズコ
イル１２の各レンズのデータを、ＤＡＣ２７，２８，３
１，３４，３５，３６，３７に出力して、各レンズのデ
ータをアナログ信号に変換する。これらのＤＡＣ２７，
２８，３１，３４，３５，３６，３７は、励磁電源１
５，１６，１９，２２，２３，２４，２５にアナログ信
号を出力して、上記各レンズのレンズコイルに電流を出
力し、倍率Ｍ１，像回転角０°にする。

【０１２９】ステップＳ７５では、試料の透過電子像を
ＴＶカメラ１３で取り込み、記憶装置３９に透過像２と
名前を付けて保存する。また、ＣＲＴコントローラ４２
に透過像２の画像データを出力してＣＲＴ４１上に画像
を表示する。

【０１３０】ステップＳ７６では、記憶装置３９に登録
されている透過像１と透過像２を呼び出し、図３で説明
したように、それぞれの画像の２次元離散フーリエ変換
データを作成し、それぞれのデータから極座標変換した
位相情報のみの相互相関によって透過像１と透過像２の
２画像間の像回転角度を求める。計算された像回転角の
値は、ＲＡＭ４８に保存される。

【０１３１】ステップＳ７７以降では、倍率Ｍ２に変更
し、像回転角補正，視野ずれの補正を行う。はじめに、
ステップＳ７７では、ステップＳ７３で設定した倍率Ｍ
２で、像回転角度が０°となるレンズデータをＲＯＭ４
９から呼び出し、第一照射レンズコイル２，第二照射レ
ンズコイル３，対物レンズコイル６，第一中間レンズコ
イル９，第二中間レンズコイル１０，第一投射レンズコ
イル１１，第二投射レンズコイル１２の各レンズデータ
をＤＡＣ２７，２８，３１，３４，３５，３６，３７に
出力して、各レンズのデータをアナログ信号に変換す
る。これらのＤＡＣ２７，２８，３１，３４，３５，３
６，３７は励磁電源１５，１６，１９，２２，２３，２
４，２５にアナログ信号を出力し、各レンズコイルに電
流を出力し、所望の倍率Ｍ２で回転角度が０°の透過電
子像を得る。

【０１３２】ステップＳ７８では、この試料の透過拡大
像をＴＶカメラ１３で取り込み、記憶装置３９に透過像
３と名前を付けて保存する。

【０１３３】次に、ステップＳ７９では、設定した倍率
Ｍ２でかつ像回転角がＲＡＭ４８に登録された像回転角
θとなるレンズデータをＲＯＭ４９から呼び出し、レン
ズ電流を与える。

【０１３４】ステップＳ８０では、この透過拡大像をＴ
Ｖカメラ１３で撮像し、記憶装置３９に透過像４として
保存する。

【０１３５】ステップＳ８１では、透過像３と透過像４
を記憶装置３９から呼び出し、図３で説明したように、
それぞれの画像の２次元離散フーリエ変換データを作成
し、それぞれのデータから極座標変換した位相情報のみ
の相互相関により、透過像３と透過像４の２つの画像間
の像回転角を計算する。計算された像回転角の値はＲＡ
Ｍ４８に保存される。

【０１３６】その後、ステップＳ８２では、演算装置４
０により、透過像３と透過像４の間の像回転角と、ステ
ップＳ７６でＲＡＭ４８に保存された透過像１と透過像
２の間の像回転角の値と比較判定する。ここで、透過像
１と透過像２との間の回転角と透過像３と透過像４との
間の回転角とが一致しなければ、ステップＳ８３に進
む。

【０１３７】ステップＳ８３では、演算装置４０により
補正角、および、対応する第二投射レンズコイル１２の
電流値を計算する。

【０１３８】ステップＳ８４では、レンズデータとして
第二投射レンズコイル１２に電流を出力するか、あるい
は、あらかじめ設定した像回転レンズデータをもとに補
正角に相当する結像レンズ系機構の第一中間レンズコイ
ル９，第二中間レンズコイル１０，第一投射レンズコイ
ル１１，第二投射レンズコイル１２へ電流を出力する。

【０１３９】その後、ステップＳ８０に戻り、再び回転
角の比較判定を行い、透過像１と透過像２との間の像回
転角と、透過像３と透過像４との間の像回転角とが一致
していると判断できれば、ステップＳ８５に進む。

【０１４０】ステップＳ８５では、試料５４の透過拡大
像をＴＶカメラ１３で撮像し、記憶装置３９に透過像５
と名付けて保存する。さらに、ＣＲＴ４１上に透過像５
の画像データを表示させる。

【０１４１】像回転するために、電子レンズの励磁条件
変化に伴う視野ずれの補正を、ステップＳ８６からステ
ップＳ８８の手順に従って補正する。はじめに、ステッ
プＳ８６では、透過像３と透過像５のそれぞれを記憶装
置３９から呼び出し、図３で説明したように、それぞれ
の画像の２次元離散フーリエ変換データを作成し、それ
ぞれのデータから位相情報のみの相互相関によって、透
過像３と透過像５の２画像間の像移動量を求める。

【０１４２】ステップＳ８７では、演算装置４０により
像移動量がゼロであるかどうか判定し、ゼロでなければ
ステップＳ８８に進む。

【０１４３】ステップＳ８８では、像移動量をゼロにす
る移動量（視野ずれ補正量）を計算し、図１１で説明し
たように、電磁的に、あるいは機械的に視野ずれ補正を
行う。

【０１４４】この視野ずれ補正後、再びステップＳ８５
に戻り、像移動の判定、および、移動量の補正を行っ
て、視野ずれがゼロと判定できれば、ステップＳ８９に
進む。ステップＳ８９では、ＲＡＭ４８に保存された像
回転角の値を呼び出し、CRTコントローラ４２を介し
て、ＣＲＴ４１に像回転角が表示され、処理が終了す
る。

【０１４５】透過型電子顕微鏡において、以上述べた視
野ずれ補正によって、次に挙げるような効果を得ること
ができる。

【０１４６】（１）試料ドリフトに伴う視野ずれ量と方
向をリアルタイムで計測，表示できる。

【０１４７】（２）試料ドリフトに伴う視野ずれをリア
ルタイムで自動補正できる。

【０１４８】（３）試料ドリフトに伴う視野ずれ量が仕
様値以上の場合、視野ずれ補正の時間間隔を短縮して自
動補正できる。

【０１４９】（４）試料ドリフトに伴う視野ずれ量をあ
らかじめ予測して視野ずれ補正できる。

【０１５０】（５）２つの試料透過拡大像間の像回転角
をリアルタイムで検出，表示できる。 （６）２つの試料透過拡大像間の像回転時に生ずる視野
ずれをリアルタイムで自動補正できる。

【０１５１】（７）２つの試料透過拡大像間の像回転角
をリアルタイムで精度良く自動補正できる。

【０１５２】（８）倍率の異なる２つの試料透過拡大像
間で像回転角をリアルタイムで精度良く自動補正でき
る。

【０１５３】以上のように、透過型電子顕微鏡で試料ド
リフトに伴う視野ずれ量と方向の計測，表示，自動補
正，試料ドリフトを予測しての自動補正，２つの試料透
過拡大像間での試料透過拡大像の回転角の計測ならびに
表示，像回転角の高精度な自動補正，倍率の異なる試料
透過拡大像の高精度な像回転角の自動補正が可能とな
り、透過型電子顕微鏡における観察性，操作性の向上に
大いなる効果を期待できる。

【０１５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、透
過型電子顕微鏡における記録した登録画像に対し、任意
の設定時間後に記録した参照画像の２つの画像間の視野
ずれ量および方向をリアルタイムで高精度に計測，表示
し、視野ずれを自動的に補正する透過型電子顕微鏡を得
ることができる。

【０１５５】また、本発明によれば、記録した登録画像
に対し、電子レンズの励磁条件を変えて回転し記録した
参照画像の２つの画像間の像回転角をリアルタイムで正
確に計測，表示し、所望の回転角に高精度に自動補正
し、励磁条件を変化させた際に発生する視野ずれ量をリ
アルタイムで計測し、この視野ずれ補正を正確且つ自動
的に行い、視野ずれのない試料透過拡大像を得る透過型
電子顕微鏡を得ることができる。

【０１５６】付記 （請求項６）請求項３の記載において、前記登録画像と
前記参照画像の２つの画像間の視野ずれの位相情報のみ
の相互相関を計算し、該相互相関から前記登録画像に対
する前記参照画像の視野ずれの補正量を計算する第三の
演算装置と、該第三の演算装置で求められた前記視野ず
れの補正量に基づいて前記電子線を偏向させる偏向器と
を備えたことを特徴とする透過型電子顕微鏡。

【０１５７】（請求項７）請求項３の記載において、前
記登録画像と前記参照画像の２つの画像間の視野ずれの
位相情報のみの相互相関を計算し、該相互相関から前記
登録画像に対する前記参照画像の視野ずれの補正量を計
算する第三の演算装置と、前記試料の上部に配置され、
前記第三の演算装置で求められた前記視野ずれの補正量
に基づいて前記電子線をその光軸から平行に移動させる
試料上部偏向器と、前記試料の下部に配置され、前記試
料上部偏向器により偏向された電子線を前記電子線の光
軸上に戻す試料下部偏向器とを備えたことを特徴とする
透過型電子顕微鏡。

【０１５８】（請求項８）請求項３の記載において、前
記登録画像と前記参照画像の２つの画像間の視野ずれの
位相情報のみの相互相関を計算し、該相互相関から前記
登録画像に対する前記参照画像の視野ずれの補正量を計
算する第三の演算装置と、該第三の演算装置で求められ
た前記視野ずれの補正量に基づいて前記試料を移動させ
る移動装置とを備えたことを特徴とする透過型電子顕微
鏡。

【０１５９】（請求項９）請求項３または４のいずれか
の記載において、前記登録画像と前記参照画像の間の視
野ずれ量を計算する演算装置と、該演算装置で計算され
た前記視野ずれ量に基づいて前記視野ずれを補正する補
正装置と、あらかじめ決められた時間間隔で前記演算装
置による計算と前記補正装置による前記視野ずれの補正
とを繰り返すとともに、前記演算手段で計算された視野
ずれ量があらかじめ決められた値より大きいとき、前記
時間間隔を短くする制御手段とを備えたことを特徴とす
る透過型電子顕微鏡。

【０１６０】（請求項１０）請求項３の記載において、
前記第二の演算装置での前記視野ずれ量の計算の後、前
記撮像装置で第三の試料像を撮像し、該第三の試料像か
ら視野ずれ量を予測する予測装置と、該予測装置で予測
された視野ずれ量の予測値に基づいて、前記視野ずれ量
を補正する補正装置とを備えたことを特徴とする透過型
電子顕微鏡。 （請求項１１）電子銃から放出された電子線を試料に照
射して該試料の分析，試料像の観察を行う透過型電子顕
微鏡において、前記試料の試料透過像を撮像する撮像装
置と、該撮像装置で得られた第一の試料透過像を記録す
る第一の記憶装置と、前記第一の試料透過像を回転させ
る電子レンズと、前記回転された第一の試料透過像を記
録する第二の記憶装置と、前記撮像装置で撮像された第
二の試料透過像を記録する第三の記憶装置と、前記第二
の記憶装置に記録された前記回転された第一の試料透過
像を読み出し２次元離散フーリエ変換データを作成する
第一の演算装置と、前記第三の記憶装置に記録された前
記第二の試料透過像を読み出し２次元離散フーリエ変換
データを作成する第二の演算装置と、前記登録画像の２
次元離散フーリエ変換データと前記参照画像の２次元離
散フーリエ変換データとから位相情報のみの相互相関を
計算して前記回転された第一の試料透過像と前記第二の
試料透過像の間の視野ずれ量を求める視野ずれ量演算装
置と、前記視野ずれ量の補正量を計算する補正量演算装
置と、該補正量演算装置で計算された視野ずれ量の補正
量に基づいて前記試料の試料透過像を補正する補正装置
と、前記撮像装置により撮像された第三の試料透過像と
前記回転された第一の試料透過像とから、両試料透過像
間の回転角を計算する第三の演算装置とを備えたことを
特徴とする透過型電子顕微鏡。

【０１６１】（請求項１２）請求項１１の記載におい
て、前記補正装置は、前記試料の上部に配置され前記視
野ずれ量の補正量に相当するだけ前記電子線をその光軸
から平行移動させる第一の偏向器と、前記試料の下部に
配置され前記電子線の光軸から平行移動した電子線を前
記電子線の光軸上に戻す第二の偏向器とを備えたことを
特徴とする透過型電子顕微鏡。

【０１６２】（請求項１３）請求項１１の記載におい
て、前記補正装置は、前記試料を移動させる試料移動装
置を備えたことを特徴とする透過型電子顕微鏡。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による透過型電子顕微鏡の一例を示し、
その機能を示すブロック図。

【図２】透過型電子顕微鏡による透過像の一例を示す
図。

【図３】試料透過拡大像を説明のために模擬的に示した
図。

【図４】デカルト座標系と極座標系との関係図。

【図５】電子レンズの励磁と焦点距離との関係を示す関
係図。

【図６】あらかじめ設定したある一定倍率の時の像回転
レンズデータの像回転角と励磁電流との関係を示す関係
図。

【図７】視野ずれ補正の流れを示すフローチャート。

【図８】試料透過像の一例を示す図。

【図９】ドリフトの状態を説明するデカルト座標表示を
示す図。

【図１０】ドリフト量の時間変化を示す関係図である。
試料ドリフトの経時変化を示す図。

【図１１】視野ずれ補正の概念を説明する模式図。

【図１２】試料ドリフトのサンプリング時間を変えて視
野ずれ補正を行う手順を示すフローチャート。

【図１３】試料ドリフトを予測して視野ずれ補正を行う
手順を示すフローチャート。

【図１４】像回転時に生じた視野ずれを補正する手順を
示すフローチャート。

【図１５】像回転時に生じた視野ずれを補正する手順を
示すフローチャート。

【図１６】像回転時に生じた視野ずれを補正する手順を
示すフローチャート。

【図１７】倍率が変化した場合の像回転角を自動調整す
る手順を示す試料透過像の一例を示す図。

【符号の説明】

１…電子銃、２…第一照射レンズコイル、３…第二照射
レンズコイル、４…試料上部第一偏向コイル、５…試料
上部第二偏向コイル、６…対物レンズコイル、７…試料
下部第一偏向コイル、８…試料下部第二偏向コイル、９
…第一中間レンズコイル、１０…第二中間レンズコイ
ル、１１…第一投射レンズコイル、１２…第二投射レン
ズコイル、１３…ＴＶカメラ、３８…マイクロプロセッ
サ、３９…記憶装置、４０…演算装置、４１…ＣＲＴ、
４２…ＣＲＴコントローラ、４６…倍率切り替え用ロー
タリーエンコーダ、４７…像回転角入力用ロータリーエ
ンコーダ、４８…ＲＡＭ、４９…ＲＯＭ、５０…シンチ
レータ、５３…試料ステージ、５４…試料、５５，６５
…電子線、５８，６１，６８，６９…試料透過像、６２
…合成位相画像、６３…相関強度画像、６６…偏向時電
子線、６７…電子線光軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沖 功 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 小林 弘幸 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 5B057 AA20 BA01 CA12 CB12 CD02 CD03 CD18 CG05 DA07 DA16 DC34 5C033 EE04 EE06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子線を発生させる電子源と、前記電子線
   を偏向する偏向器と、前記電子線を絞って試料に照射す
   る電磁レンズと、前記試料を透過した試料透過像を検出
   する検出器とからなる透過型電子顕微鏡において、複数
   の試料透過像間の視野ずれの量を計算する手段と、前記
   偏向器に与える電流をかえて、または前記試料を移動さ
   せて前記視野ずれを自動的に補正する手段と、以上の手
   段による動作を繰り返して前記視野ずれを減少させる制
   御手段とを備えたことを特徴とする透過型電子顕微鏡。
2. 【請求項２】電子線を発生させる電子源と、前記電子線
   を偏向する偏向器と、前記電子線を絞って試料に照射す
   る電子レンズと、前記試料を透過した試料透過像を検出
   する検出器とからなる透過型電子顕微鏡において、複数
   の試料透過像のうち、基準となる画像に対して励磁条件
   を変えて像回転させる手段と、該回転された試料透過像
   と別の試料透過像とから像回転角を計算する手段と、前
   記電子レンズの励磁条件をかえて所望の像回転角を自動
   的に補正する手段と、前記基準となる試料透過像と前記
   別の試料透過像との間の視野ずれ量を計算する手段と、
   前記偏向器に与える電流をかえて、または前記試料を移
   動させて前記視野ずれを自動的に補正する手段とを備え
   たことを特徴とする透過型電子顕微鏡。
3. 【請求項３】電子銃から放出された電子線を試料に照射
   して該試料の分析，試料像の観察を行う透過型電子顕微
   鏡において、前記試料像を撮像する撮像装置と、前記撮
   像装置で得られた試料透過像を登録画像として記録する
   とともに、前記撮像装置での前記試料像の撮像から任意
   時間経過後に撮像した第二の試料像を参照画像として記
   録する記憶装置と、前記登録画像を前記記憶装置から読
   み出し２次元離散フーリエ変換データを作成するととも
   に、前記参照画像を前記記憶装置から読み出し２次元離
   散フーリエ変換データを作成する第一の演算装置と、前
   記登録画像と前記参照画像のそれぞれの２次元離散フー
   リエ変換データから位相情報のみの相互相関を計算し、
   前記登録画像と前記参照画像の２つの画像間の視野ずれ
   量を計算する第二の演算装置とを備えたことを特徴とす
   る透過型電子顕微鏡。
4. 【請求項４】電子銃から放出された電子線を試料に照射
   して該試料の分析、試料像の観察を行う透過型電子顕微
   鏡において、前記試料像を撮像する撮像装置と、前記撮
   像装置で得られた試料透過像を登録画像として記録する
   とともに、前記撮像装置での前記試料像の撮像から任意
   時間経過後に撮像した第二の試料像を参照画像として記
   録する記憶装置と、前記登録画像を前記記憶装置から読
   み出し２次元離散フーリエ変換データを作成するととも
   に、前記参照画像を前記記憶装置から読み出し２次元離
   散フーリエ変換データを作成する第一の演算装置と、前
   記登録画像と前記参照画像のそれぞれの２次元離散フー
   リエ変換データから位相情報のみの相互相関を計算し、
   前記登録画像と前記参照画像の２つの画像間の像回転角
   を計算する第二の演算装置とを備えたことを特徴とする
   透過型電子顕微鏡。
5. 【請求項５】電子銃から放出された電子線を試料に照射
   して該試料の分析，試料像の観察を行う透過型電子顕微
   鏡において、前記試料像を撮像する撮像装置と、前記撮
   像装置で得られた試料透過像を登録画像として記録する
   とともに、前記撮像装置での前記試料像の撮像から任意
   時間経過後に撮像した第二の試料像を参照画像として記
   録する記憶装置と、前記登録画像を前記記憶装置から読
   み出し２次元離散フーリエ変換データを作成するととも
   に、前記参照画像を前記記憶装置から読み出し２次元離
   散フーリエ変換データを作成する第一の演算装置と、前
   記登録画像と前記参照画像のそれぞれの２次元離散フー
   リエ変換データから位相情報のみの相互相関を計算し、
   前記登録画像と前記参照画像の２つの画像間の視野ずれ
   の量および像回転角を計算する第二の演算装置とを備え
   たことを特徴とする透過型電子顕微鏡。