JP2002015692A - 画像処理装置および記録媒体 - Google Patents
画像処理装置および記録媒体Info
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Editing Of Facsimile Originals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、顕微鏡から試料の拡大した画像を
取得して積算する画像処理装置および記録媒体に関し、
顕微鏡で試料の同一の視野から順次取得した複数毎の画
像を積算して一致する位置に重ねて加算し、視野のドリ
フトによる影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画
像を自動生成することを目的とする。 【解決手段】 顕微鏡から試料の拡大した同一の視野の
画像を順次取得する手段と、順次取得した画像につい
て、所定の複数毎を積算して積算画像を生成する手段
と、積算画像と次の積算画像とをマッチングする位置で
重ねて積算する手段とを備えるように構成する。
取得して積算する画像処理装置および記録媒体に関し、
顕微鏡で試料の同一の視野から順次取得した複数毎の画
像を積算して一致する位置に重ねて加算し、視野のドリ
フトによる影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画
像を自動生成することを目的とする。 【解決手段】 顕微鏡から試料の拡大した同一の視野の
画像を順次取得する手段と、順次取得した画像につい
て、所定の複数毎を積算して積算画像を生成する手段
と、積算画像と次の積算画像とをマッチングする位置で
重ねて積算する手段とを備えるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び記録媒体に関するものである。
び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、走査型電子顕微鏡などで試料の微
小部分に細く絞った電子ビームを照射しつつ面走査し、
そのときに試料の照射面から放出された２次電子を収
集、増幅して画面上に輝度変調し、いわゆる２次電子像
を表示させている。この際、電子ビームにより取得でき
る画像信号（例えば試料の照射面から放出された２次電
子を収集、増幅した後の信号）はその特性によりノイズ
成分が多いため、同じ位置の画像を複数枚積算してＳ／
Ｎ比を高めて鮮明な画像を取得することが行われてい
る。
小部分に細く絞った電子ビームを照射しつつ面走査し、
そのときに試料の照射面から放出された２次電子を収
集、増幅して画面上に輝度変調し、いわゆる２次電子像
を表示させている。この際、電子ビームにより取得でき
る画像信号（例えば試料の照射面から放出された２次電
子を収集、増幅した後の信号）はその特性によりノイズ
成分が多いため、同じ位置の画像を複数枚積算してＳ／
Ｎ比を高めて鮮明な画像を取得することが行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、観察対象物が
小さくなるに従い、温度変動などによる観察試料台の位
置ずれが画像積算時のずれとなるために、分解能の良い
画像データを取得できないという問題があった。
小さくなるに従い、温度変動などによる観察試料台の位
置ずれが画像積算時のずれとなるために、分解能の良い
画像データを取得できないという問題があった。
【０００４】（１） 例えば電子ビームが試料上を走査
する走査幅Ｄμｍで５１２×５１２画素の画像をディス
プレイ上に表示すると、画像の分解能は、 Ｄ／（５１２／２）＝Ｄ×３．９ｎｍ となる。走査速度を毎秒３０フレームとし、１枚の画像
を作成するのに１２８フレームを積算するとすれば積算
時間は１２８／３０＝４．３秒必要となるから、毎秒Ｄ
×３．９／４．３＝Ｄ×０．９秒ｎｍのずれがあると、
電子顕微鏡の画像の分解能が低下してしまうことが判明
する。
する走査幅Ｄμｍで５１２×５１２画素の画像をディス
プレイ上に表示すると、画像の分解能は、 Ｄ／（５１２／２）＝Ｄ×３．９ｎｍ となる。走査速度を毎秒３０フレームとし、１枚の画像
を作成するのに１２８フレームを積算するとすれば積算
時間は１２８／３０＝４．３秒必要となるから、毎秒Ｄ
×３．９／４．３＝Ｄ×０．９秒ｎｍのずれがあると、
電子顕微鏡の画像の分解能が低下してしまうことが判明
する。
【０００５】具体例として、 ・Ｄ＝３μｍのとき、２．７ｎｍ／秒 ・Ｄ＝１μｍのとき、０．９ｎｍ／秒 ・Ｄ＝０．５μｍのとき、０．４５ｎｍ／秒 となり、試料台のずれがこれ以下でないと分解能が低下
する。 （２） 上述のように積算した画像の分解能を低下させ
る直接的な主な原因は、試料台の温度ドリフトである。
する。 （２） 上述のように積算した画像の分解能を低下させ
る直接的な主な原因は、試料台の温度ドリフトである。
【０００６】電流ｉ（Ａ）の電子ビームを試料に照射
し、Ｓ／Ｎ比ＳのＮ×Ｎ画素の画像を作成する場合、１
画素あたりＳ２個の電子を検出する必要がある。これに
より画像の作成時間は、 ｔ（秒）＝Ｎ２×Ｓ２×１．６×１０−１０（Ｃ）／ｉ
（Ａ） が必要となる。例えばＮ＝５１２、Ｓ＝２０、ｉ＝１０
×１０−１２とすると、Ｔ＝１．７秒となり、分解能の
低下を抑えるためにはその間に１画素分の位置ずれがあ
ってはいけないこととなる。
し、Ｓ／Ｎ比ＳのＮ×Ｎ画素の画像を作成する場合、１
画素あたりＳ２個の電子を検出する必要がある。これに
より画像の作成時間は、 ｔ（秒）＝Ｎ２×Ｓ２×１．６×１０−１０（Ｃ）／ｉ
（Ａ） が必要となる。例えばＮ＝５１２、Ｓ＝２０、ｉ＝１０
×１０−１２とすると、Ｔ＝１．７秒となり、分解能の
低下を抑えるためにはその間に１画素分の位置ずれがあ
ってはいけないこととなる。
【０００７】一方、試料台をボールネジにより駆動する
場合に金属（長さＬ）の摩擦による温度上昇（Δｔ）に
より発生する膨張の大きさ（ΔＬ）は、鉄２０℃の線膨
張係数１１．８×１０−６を使って ΔＬ＝Ｌ×１１．８×１０−６×Δｔ と書ける。Δｔ℃温度上昇した後、試料台が停止すると
温度は下がりはじめ、ボールネジは収縮する。この間、
ボールネジが周囲と同じ温度になるまで試料台がドリフ
トするが、この時間をＴｒ（秒）とすると、平均的なド
リフトの速度は、ΔＬ／Ｔｒにあると考えられる。例え
ばＬ＝１００ｍｍ、平均Δｔ＝１℃、Ｔｒ＝３０秒とす
ると、ドリフトの速度は、 ΔＬ／Ｔｒ＝３９．３ｎｍ／秒 となり、この値は前述の分解能を保証する数値と比較す
ると、走査幅３μｍの場合の値の約３０倍であり、桁違
いにおおきい。これを前述の限界値まで低減しなければ
所定の分解能が得られないが、これほどの微小な変化を
試料台の駆動系にて対策することは極めて困難であると
いう問題があった。また、駆動系の機械的な対策では動
作回数、移動距離、および停止時間に依存して発熱量と
放熱量が変化するためにに効果が無くなってくる。
場合に金属（長さＬ）の摩擦による温度上昇（Δｔ）に
より発生する膨張の大きさ（ΔＬ）は、鉄２０℃の線膨
張係数１１．８×１０−６を使って ΔＬ＝Ｌ×１１．８×１０−６×Δｔ と書ける。Δｔ℃温度上昇した後、試料台が停止すると
温度は下がりはじめ、ボールネジは収縮する。この間、
ボールネジが周囲と同じ温度になるまで試料台がドリフ
トするが、この時間をＴｒ（秒）とすると、平均的なド
リフトの速度は、ΔＬ／Ｔｒにあると考えられる。例え
ばＬ＝１００ｍｍ、平均Δｔ＝１℃、Ｔｒ＝３０秒とす
ると、ドリフトの速度は、 ΔＬ／Ｔｒ＝３９．３ｎｍ／秒 となり、この値は前述の分解能を保証する数値と比較す
ると、走査幅３μｍの場合の値の約３０倍であり、桁違
いにおおきい。これを前述の限界値まで低減しなければ
所定の分解能が得られないが、これほどの微小な変化を
試料台の駆動系にて対策することは極めて困難であると
いう問題があった。また、駆動系の機械的な対策では動
作回数、移動距離、および停止時間に依存して発熱量と
放熱量が変化するためにに効果が無くなってくる。
【０００８】本発明は、これらの問題を解決するため、
顕微鏡で試料の同一の視野から順次取得した複数毎の画
像を積算して一致する位置に重ねて加算し、視野のドリ
フトによる影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画
像を自動生成することを目的としている。
顕微鏡で試料の同一の視野から順次取得した複数毎の画
像を積算して一致する位置に重ねて加算し、視野のドリ
フトによる影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画
像を自動生成することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、画像入力
手段１は、顕微鏡から試料の拡大した画像を順次取り込
む（入力する）ものである。
決するための手段を説明する。図１において、画像入力
手段１は、顕微鏡から試料の拡大した画像を順次取り込
む（入力する）ものである。
【００１０】画像演算手段（１）から（ｎ）３は、画像
入力手段１から順次渡された画像を所定の複数毎を積算
して積算画像を生成したりなどするものである。位置計
算手段４は、ある積算画像から抽出した特徴と次の積算
画像から抽出した同一の特徴との一致する方向と距離を
計算したり、ある積算画像と次の積算画像とをマッチン
グして類似度が一番高い位置を計算したりなどするもの
である。
入力手段１から順次渡された画像を所定の複数毎を積算
して積算画像を生成したりなどするものである。位置計
算手段４は、ある積算画像から抽出した特徴と次の積算
画像から抽出した同一の特徴との一致する方向と距離を
計算したり、ある積算画像と次の積算画像とをマッチン
グして類似度が一番高い位置を計算したりなどするもの
である。
【００１１】総合演算手段５は、位置計算部４によって
計算された位置で、ある積算画像と次の積算画像とを重
ねて積算したりなどするものである。表示装置６は、積
算画像を表示するものである。
計算された位置で、ある積算画像と次の積算画像とを重
ねて積算したりなどするものである。表示装置６は、積
算画像を表示するものである。
【００１２】次に、動作を説明する。画像入力手段１が
顕微鏡２から試料の拡大した同一の視野の画像を順次取
得し、複数の画像演算手段３が順次取得した画像につい
て、所定の複数毎を積算して積算画像を生成し、位置計
算手段４がある積算画像と次の積算画像との一致する位
置を計算し、総合演算手段５が位置計算手段４によって
計算された位置で、ある積算画像と次の積算画像とを重
ねて積算するようにしている。
顕微鏡２から試料の拡大した同一の視野の画像を順次取
得し、複数の画像演算手段３が順次取得した画像につい
て、所定の複数毎を積算して積算画像を生成し、位置計
算手段４がある積算画像と次の積算画像との一致する位
置を計算し、総合演算手段５が位置計算手段４によって
計算された位置で、ある積算画像と次の積算画像とを重
ねて積算するようにしている。
【００１３】この際、積算画像から抽出した特徴と、次
の積算画像から抽出した同一の特徴との移動した方向と
距離を求め、当該求めた方向と距離だけシフトして積算
画像を重ねて積算するようにしている。
の積算画像から抽出した同一の特徴との移動した方向と
距離を求め、当該求めた方向と距離だけシフトして積算
画像を重ねて積算するようにしている。
【００１４】また、積算画像と、次の積算画像とを僅か
ずらしながらマッチングして一番類似度の高い位置で重
ね合わせて積算するようにしている。また、顕微鏡を、
電子顕微鏡とするようにしている。
ずらしながらマッチングして一番類似度の高い位置で重
ね合わせて積算するようにしている。また、顕微鏡を、
電子顕微鏡とするようにしている。
【００１５】従って、顕微鏡で試料の同一の視野から順
次取得した複数毎の画像を積算して一致する位置に合わ
せて加算することを繰り返すことにより、視野のドリフ
トによる影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画像
を自動生成することが可能となる。
次取得した複数毎の画像を積算して一致する位置に合わ
せて加算することを繰り返すことにより、視野のドリフ
トによる影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画像
を自動生成することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、図１および図２を用いて本
発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
【００１７】図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、画像入力手段１は、顕微鏡である、例え
ば走査型電子顕微鏡で、細く絞った電子ビームを試料台
の上に載せた試料に面走査してそのときに発生した２次
電子を収集、増幅した画像（画像信号）を順次取り込む
（入力する）ものである。
図１において、画像入力手段１は、顕微鏡である、例え
ば走査型電子顕微鏡で、細く絞った電子ビームを試料台
の上に載せた試料に面走査してそのときに発生した２次
電子を収集、増幅した画像（画像信号）を順次取り込む
（入力する）ものである。
【００１８】画像演算手段（１）から（ｎ）３は、画像
入力手段１から順次渡された画像を所定の複数毎を積算
して積算画像を生成したりなどを並列に高速に実行する
ものである。
入力手段１から順次渡された画像を所定の複数毎を積算
して積算画像を生成したりなどを並列に高速に実行する
ものである。
【００１９】位置計算手段４は、ある積算画像から抽出
した特徴と次の積算画像から抽出した同一の特徴との一
致する方向と距離を計算したり、ある積算画像と次の積
算画像とをすこしづつずらしながらマッチングして類似
度が一番高い位置を計算したりなどするものである。
した特徴と次の積算画像から抽出した同一の特徴との一
致する方向と距離を計算したり、ある積算画像と次の積
算画像とをすこしづつずらしながらマッチングして類似
度が一番高い位置を計算したりなどするものである。
【００２０】総合演算手段５は、位置計算部４によって
計算された位置で、ある積算画像と次の積算画像とを積
算（加算）したりなどするものである。表示装置６は、
積算画像を表示するものである。
計算された位置で、ある積算画像と次の積算画像とを積
算（加算）したりなどするものである。表示装置６は、
積算画像を表示するものである。
【００２１】次に、図１の構成の動作を詳細に説明す
る。ここで、顕微鏡から順次取り込んだ画像は、Ｎ×Ｎ
画素とし、全体でＭ枚の画像を積算するとする。
る。ここで、顕微鏡から順次取り込んだ画像は、Ｎ×Ｎ
画素とし、全体でＭ枚の画像を積算するとする。
【００２２】（１） Ｍ枚の画像をＭ／ｍのグループ
（ｍは任意に指定）に分割し、グループ毎にｍ枚の画像
を作る。 （２） 最初のグループのｍ枚の画像を積算した積算画
像で、位置計算手段４が画像処理により特徴を抽出し、
ターゲットを決定する。
（ｍは任意に指定）に分割し、グループ毎にｍ枚の画像
を作る。 （２） 最初のグループのｍ枚の画像を積算した積算画
像で、位置計算手段４が画像処理により特徴を抽出し、
ターゲットを決定する。
【００２３】（３） 積算画像を総合積算手段５に転送
する。 （４） 第２のグループの積算画像と、（２）で決定し
たターゲットを照合し、ターゲットのずれを計算した
後、２枚の積算画像を総合積算手段５にて加算（これで
ｍ＋ｍ枚の画像を作成）する。
する。 （４） 第２のグループの積算画像と、（２）で決定し
たターゲットを照合し、ターゲットのずれを計算した
後、２枚の積算画像を総合積算手段５にて加算（これで
ｍ＋ｍ枚の画像を作成）する。
【００２４】（５） 以降、（４）と同様の動作で総合
積算手段５で、（Ｍ／ｍ−１）回の加算（積算）を行
い、合計（Ｍ×ｍ枚）の積算画像を作成する。以上の積
算方法であればもし観察試料が画像積算中に移動したと
してもターゲットが走査範囲を超えない範囲内で、全積
算枚数Ｍを積算するのに比べ、１／ｍの分解能を実現で
きる。尚、ｍ枚の積算に際して複数の積算演算手段３
（以下の例では３個）を使い、 （１） ｍ枚の積算画像を画像演算手段（１）で作る。
積算手段５で、（Ｍ／ｍ−１）回の加算（積算）を行
い、合計（Ｍ×ｍ枚）の積算画像を作成する。以上の積
算方法であればもし観察試料が画像積算中に移動したと
してもターゲットが走査範囲を超えない範囲内で、全積
算枚数Ｍを積算するのに比べ、１／ｍの分解能を実現で
きる。尚、ｍ枚の積算に際して複数の積算演算手段３
（以下の例では３個）を使い、 （１） ｍ枚の積算画像を画像演算手段（１）で作る。
【００２５】（２） 画像演算手段（１）での演算処理
が終了したら画像演算手段（２）の積算処理を開始す
る。 （３） 画像演算手段（２）でのｍ枚の演算処理と並列
して（１）で作成した積算画像より位置計算手段４にて
特徴を抽出しターゲットを決定し、総合演算手段５に積
算画像を転送する。
が終了したら画像演算手段（２）の積算処理を開始す
る。 （３） 画像演算手段（２）でのｍ枚の演算処理と並列
して（１）で作成した積算画像より位置計算手段４にて
特徴を抽出しターゲットを決定し、総合演算手段５に積
算画像を転送する。
【００２６】（４） 画像演算手段（２）の演算処理が
終了したら画像演算手段（３）の積算処理を開始する。 （５） （４）の処理と並列して（３）にて決定したタ
ーゲットを画像演算手段（２）の積算画像と照合し、タ
ーゲットの位置ずれを計算する。
終了したら画像演算手段（３）の積算処理を開始する。 （５） （４）の処理と並列して（３）にて決定したタ
ーゲットを画像演算手段（２）の積算画像と照合し、タ
ーゲットの位置ずれを計算する。
【００２７】（６） 画像演算手段（２）を（５）で計
算されたデータにて総合積算手段５にある積算画像と加
算処理を行なう。 （７） 画像演算手段（３）の演算処理が終了したら画
像演算手段（３）に対し、（４）、（５），（６）と同
様の処理を行なう。
算されたデータにて総合積算手段５にある積算画像と加
算処理を行なう。 （７） 画像演算手段（３）の演算処理が終了したら画
像演算手段（３）に対し、（４）、（５），（６）と同
様の処理を行なう。
【００２８】（８） 上記（４）、（５）、（６）の処
理を（Ｍ／ｍ−１）回繰り返し、合計（Ｍ／ｍ枚）の積
算画像を得る。以上の計算方法で処理すれば、従来の積
算時間とほぼ同じ時間にて積算画像を取得でき、ハード
ウェアの構成としてもメモリを大幅に削減できる。
理を（Ｍ／ｍ−１）回繰り返し、合計（Ｍ／ｍ枚）の積
算画像を得る。以上の計算方法で処理すれば、従来の積
算時間とほぼ同じ時間にて積算画像を取得でき、ハード
ウェアの構成としてもメモリを大幅に削減できる。
【００２９】図２は、本発明の１実施例構成図を示す。
図２において、画像入力／選択手段１１は、ＳＥＭ（走
査型電子顕微鏡）からの画像信号入力１，２を任意に切
り替えて選択したりなどするものである。
図２において、画像入力／選択手段１１は、ＳＥＭ（走
査型電子顕微鏡）からの画像信号入力１，２を任意に切
り替えて選択したりなどするものである。
【００３０】フレーム作成手段１２は、信号入力／選択
手段１１によって入力、選択された画像信号からフレー
ム（１枚分の画像信号）を作成したりなどするものであ
る。画像積算手段（１〜ｎ）１３は、画像を複数枚、高
速に積算するものである。
手段１１によって入力、選択された画像信号からフレー
ム（１枚分の画像信号）を作成したりなどするものであ
る。画像積算手段（１〜ｎ）１３は、画像を複数枚、高
速に積算するものである。
【００３１】レベル・ゲイン調整手段１４は、画像信号
のレベルやゲインを調整するものである。ターゲット位
置計算手段１５は、積算画像から特徴を抽出してターゲ
ットを決定してその位置を計算したりなどするものであ
る。
のレベルやゲインを調整するものである。ターゲット位
置計算手段１５は、積算画像から特徴を抽出してターゲ
ットを決定してその位置を計算したりなどするものであ
る。
【００３２】総合演算手段１６は、ある積算画像と次の
積算画像とをそれぞれの特徴をもとに重ねて積算した
り、ある積算画像と次の積算画像とがマッチングする位
置で重ねて積算したりなどするものである。
積算画像とをそれぞれの特徴をもとに重ねて積算した
り、ある積算画像と次の積算画像とがマッチングする位
置で重ねて積算したりなどするものである。
【００３３】γ補正処理手段１７は、積算画像のγ補正
を行なうものである。コメント・カーソル作成手段１８
は、積算画像に重畳して表示する、コメントやカーソル
を作成するものである。
を行なうものである。コメント・カーソル作成手段１８
は、積算画像に重畳して表示する、コメントやカーソル
を作成するものである。
【００３４】出力画像作成手段１９は、レベル、ゲイ
ン，γ補正した後の積算画像に、コメントやカーソルを
重畳した出力画像信号を作成するものである。ＮＴＳＣ
出力手段２０は、出力画像信号をＮＴＳＣ規格に合致し
たテレビ信号に変換して出力するものである。
ン，γ補正した後の積算画像に、コメントやカーソルを
重畳した出力画像信号を作成するものである。ＮＴＳＣ
出力手段２０は、出力画像信号をＮＴＳＣ規格に合致し
たテレビ信号に変換して出力するものである。
【００３５】外部ＮＴＳＣ方式装置２１は、ＮＴＳＣ方
式の画像信号をもとに、積算画像を表示したり、録画し
たりなどするものである。出力信号選択・ＶＧＡ出力手
段２２は、ＶＧＡ方式の画像信号を出力するものであ
る。
式の画像信号をもとに、積算画像を表示したり、録画し
たりなどするものである。出力信号選択・ＶＧＡ出力手
段２２は、ＶＧＡ方式の画像信号を出力するものであ
る。
【００３６】外部ＶＧＡ方式装置２３は、ＶＧＡ方式の
画像信号をもとに、積算画像を表示したり、録画したり
などするものである。次に、図２の構成の動作を詳細に
説明する。
画像信号をもとに、積算画像を表示したり、録画したり
などするものである。次に、図２の構成の動作を詳細に
説明する。
【００３７】（１） 信号入力／選択手段１１で入力
（選択）された画像信号はフレーム作成手段１２に送
り、同期信号に合わせてフレーム画像データとして形成
する。 （２） 画像積算手段（１〜ｎ）１３に設定枚数ｍ枚の
画像が積算され、走査速度毎秒３０フレームとすると積
算時間ｔ秒は、 ｔ（秒）＝ｍ×０．０３３秒 となる。設定枚数の次のフレームより画像演算手段２，
３、・・・ｎに順次同時間にて積算する。画像積算手段
２の画像積算が終了すると（画像積算手段３の積算処理
と並行して）画像積算手段１から総合積算手段１６に送
られた積算画像のターゲットに対して画像積算手段２の
積算画像のターゲットの移動距離、方向が計算される。
この計算は、ターゲット位置計算手段１５で行われ、処
理時間もノイズ成分除去に必要な設定枚数ｍ枚の演算時
間に対して十分に短い時間で終了する。
（選択）された画像信号はフレーム作成手段１２に送
り、同期信号に合わせてフレーム画像データとして形成
する。 （２） 画像積算手段（１〜ｎ）１３に設定枚数ｍ枚の
画像が積算され、走査速度毎秒３０フレームとすると積
算時間ｔ秒は、 ｔ（秒）＝ｍ×０．０３３秒 となる。設定枚数の次のフレームより画像演算手段２，
３、・・・ｎに順次同時間にて積算する。画像積算手段
２の画像積算が終了すると（画像積算手段３の積算処理
と並行して）画像積算手段１から総合積算手段１６に送
られた積算画像のターゲットに対して画像積算手段２の
積算画像のターゲットの移動距離、方向が計算される。
この計算は、ターゲット位置計算手段１５で行われ、処
理時間もノイズ成分除去に必要な設定枚数ｍ枚の演算時
間に対して十分に短い時間で終了する。
【００３８】（３） ターゲットの領域を１２８×１２
８画素とし、６４枚抽出し１回０．１μ秒の速度で１画
素のデータづつ演算し位置すれ量を計算すると演算時間
は、 １２８×１２８×６４×０．１×１０−６秒＝０．１秒 であるために、Ｎ＞ｔ（秒）＝４（０．０８３×４＝
０．１３２秒）であれば別の画像演算手段の処理には影
響が無い。
８画素とし、６４枚抽出し１回０．１μ秒の速度で１画
素のデータづつ演算し位置すれ量を計算すると演算時間
は、 １２８×１２８×６４×０．１×１０−６秒＝０．１秒 であるために、Ｎ＞ｔ（秒）＝４（０．０８３×４＝
０．１３２秒）であれば別の画像演算手段の処理には影
響が無い。
【００３９】（４） 積算処理が終了した積算画像は、
レベル・ゲイン調整手段１４で調整され（必要なときは
γ補正される）、出力画像作成手段１９にてカーソルな
どをインポーズした後、ＮＴＳＣ方式で出力する。外部
モニタがＶＧＡ方式の場合や、更に外部で処理を加えた
画像（ＮＴＳＣ方式）をＶＧＡ方式に変換する場合は出
力信号選択・ＶＧＡ出力手段２２にて選択した画像をＶ
ＧＡ方式にて出力する。
レベル・ゲイン調整手段１４で調整され（必要なときは
γ補正される）、出力画像作成手段１９にてカーソルな
どをインポーズした後、ＮＴＳＣ方式で出力する。外部
モニタがＶＧＡ方式の場合や、更に外部で処理を加えた
画像（ＮＴＳＣ方式）をＶＧＡ方式に変換する場合は出
力信号選択・ＶＧＡ出力手段２２にて選択した画像をＶ
ＧＡ方式にて出力する。
【００４０】尚、ある積算画像と、次の積算画像との位
置合わせについて、積算画像の特徴を抽出してターゲッ
トを決め、両者のターゲットが一致するように重ねて両
者の積算画像を加算（積算）したが、これにかぎられ
ず、ある積算画像と、次の積算画像とをすこしづつずら
しながらそのときの類似度をそれぞれ求めて一番高い類
似度の位置で両者の積算画像を重ねて積算（加算）する
ようにしてもよい。
置合わせについて、積算画像の特徴を抽出してターゲッ
トを決め、両者のターゲットが一致するように重ねて両
者の積算画像を加算（積算）したが、これにかぎられ
ず、ある積算画像と、次の積算画像とをすこしづつずら
しながらそのときの類似度をそれぞれ求めて一番高い類
似度の位置で両者の積算画像を重ねて積算（加算）する
ようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
顕微鏡で試料の同一の視野から順次取得した複数毎の画
像を積算して一致する位置に合わせて加算することを繰
り返す構成を採用しているため、視野のドリフトによる
影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画像を自動生
成することが可能となる。
顕微鏡で試料の同一の視野から順次取得した複数毎の画
像を積算して一致する位置に合わせて加算することを繰
り返す構成を採用しているため、視野のドリフトによる
影響を軽減した高分解能かつ高Ｓ／Ｎ比の画像を自動生
成することが可能となる。
【００４２】具体的に説明すると、３μｍ×３μｍの範
囲を５１２×５１２画素の画面で観察する場合、画像の
分解能は、 ３μｍ／５１２／２＝２．９３ｎｍ であり、試料の位置ずれの許容距離を１画素分（２．９
３×２＝５．８６ｎｍ）とし、試料の移動速度０．０３
９３μｍ／秒、１フレーム当り０．０３３秒の走査速度
で画像を取得すると、 １１．７２ｎｍ／０．０３９３μｍ／秒＝０．２９８秒 の間に８枚の画像が取得できる。１２８枚の画像積算す
る場合に試料が０．０３９３μｍ／秒の速度で移動して
いる場合、従来の積算方法では、１フレーム０．０３３
秒×１２８＝４．２２秒より ４．２２秒×０．０３９３μｍ／秒＝１６６ｎｍ の試料の移動により電子光学系の分解能を大きく損なう
が、１２８枚の積算を４枚×３２に分割し、移動量を理
想的に補正できたとすると０．０３３×４＝０．１３２
秒より ０．１３２秒×０．０３９３μｍ／秒＝５．２ｎｍ となり、試料の位置ずれが分解能に及ぼす影響が格段に
小さくなる。
囲を５１２×５１２画素の画面で観察する場合、画像の
分解能は、 ３μｍ／５１２／２＝２．９３ｎｍ であり、試料の位置ずれの許容距離を１画素分（２．９
３×２＝５．８６ｎｍ）とし、試料の移動速度０．０３
９３μｍ／秒、１フレーム当り０．０３３秒の走査速度
で画像を取得すると、 １１．７２ｎｍ／０．０３９３μｍ／秒＝０．２９８秒 の間に８枚の画像が取得できる。１２８枚の画像積算す
る場合に試料が０．０３９３μｍ／秒の速度で移動して
いる場合、従来の積算方法では、１フレーム０．０３３
秒×１２８＝４．２２秒より ４．２２秒×０．０３９３μｍ／秒＝１６６ｎｍ の試料の移動により電子光学系の分解能を大きく損なう
が、１２８枚の積算を４枚×３２に分割し、移動量を理
想的に補正できたとすると０．０３３×４＝０．１３２
秒より ０．１３２秒×０．０３９３μｍ／秒＝５．２ｎｍ となり、試料の位置ずれが分解能に及ぼす影響が格段に
小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステム構成図である。
【図２】本発明の１実施例構成図である。
１：画像入力手段 ２：顕微鏡 ３、１３：画像積算手段 ４：位置計算手段 ５、１６：総合積算手段 ６：表示装置 １１：信号入力／選択手段 １２：フレーム作成手段 １４：レベル・ゲイン調整手段 １５：ターゲット位置計算手段 １７：γ補正処理手段 １８：コメント・カーソル作成手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ ５Ｌ０９６ // Ｇ０１Ｂ 15/00 Ｇ０１Ｂ 15/00 Ｂ Ｆターム(参考） 2F067 AA03 AA54 BB04 EE03 HH06 JJ05 KK04 LL00 RR40 SS13 TT01 5B047 AA17 AB02 CB23 DA01 DC09 5B057 AA20 BA01 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CD05 CE08 DA07 DA16 DB02 DB05 DB09 DC08 DC32 5C054 ED13 EJ05 FC05 FC15 FD00 FE16 FE19 GA00 HA05 5C076 AA12 AA21 CB01 5L096 BA20 CA04 DA02 EA14 FA66 FA67 FA69 JA03 JA09
Claims (5)
- 【請求項１】顕微鏡から試料の拡大した画像を取得して
積算する画像処理装置において、 顕微鏡から試料の拡大した同一の視野の画像を順次取得
する手段と、 上記順次取得した画像について、所定の複数毎を積算し
て積算画像を生成する手段と、 上記積算画像と次の積算画像とをマッチングする位置で
重ねて積算する手段とを備えたことを特徴とする画像処
理装置。 - 【請求項２】上記積算画像から抽出した特徴と、次の積
算画像から抽出した同一の特徴との方向と距離を求め、
当該求めた方向と距離だけシフトして積算画像を重ねて
積算することを特徴とする請求項１記載の画像処理装
置。 - 【請求項３】上記積算画像と、次の積算画像とを僅かず
らしながらマッチングして一番類似度の高い位置で重ね
合わせて積算することを特徴とする請求項１記載の画像
処理装置。 - 【請求項４】上記顕微鏡を、電子顕微鏡としたことを特
徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像
処理装置。 - 【請求項５】顕微鏡から試料の拡大した同一の視野の画
像を順次取得する手段と、 上記順次取得した画像について、所定の複数毎を積算し
て積算画像を生成する手段と、 上記積算画像と次の積算画像とをマッチングする位置で
重ねて積算する手段として機能させるプログラムを記録
したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000197611A JP4301385B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 画像処理装置および記録媒体 |
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|---|---|---|---|
| JP2000197611A JP4301385B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 画像処理装置および記録媒体 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2008027788A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Sii Nanotechnology Inc | 走査荷電粒子顕微鏡 |
| CN100429551C (zh) * | 2005-06-16 | 2008-10-29 | 武汉理工大学 | 显微镜下全景深大幅图片的拼接方法 |
| JP2011086606A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Sii Nanotechnology Inc | 断面加工観察方法および装置 |
| WO2011089911A1 (ja) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡及びそれを用いた測定方法 |
| US8041105B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern evaluation method, computer-readable medium, and semiconductor device manufacturing method |
| JP2012159444A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン形状評価方法及びパターン形状評価装置 |
| WO2013122019A1 (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 画像形成装置及び寸法測定装置 |
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|---|---|---|---|---|
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- 2000-06-30 JP JP2000197611A patent/JP4301385B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2008027788A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Sii Nanotechnology Inc | 走査荷電粒子顕微鏡 |
| US8041105B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern evaluation method, computer-readable medium, and semiconductor device manufacturing method |
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| US8993961B2 (en) | 2010-01-25 | 2015-03-31 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electric charged particle beam microscope and electric charged particle beam microscopy |
| JP5422673B2 (ja) * | 2010-01-25 | 2014-02-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡及びそれを用いた測定方法 |
| WO2011089911A1 (ja) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡及びそれを用いた測定方法 |
| JP2012159444A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン形状評価方法及びパターン形状評価装置 |
| WO2013122019A1 (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 画像形成装置及び寸法測定装置 |
| JP2013165003A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 画像形成装置及び寸法測定装置 |
| US10197783B2 (en) | 2012-02-13 | 2019-02-05 | Hitachi High-Technologies Corporation | Image-forming device, and dimension measurement device |
| US10620421B2 (en) | 2012-02-13 | 2020-04-14 | Hitachi High-Technologies Corporation | Image-forming device, and dimension measurement device |
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