JP2554011Y2 - ステレオ偏向調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、試料に対するビームの
振り角を調整するステレオ偏向装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、走査型電子顕微鏡などを用いて試
料をステレオ観察（立体観察）する場合、図５に示すよ
うに、対物レンズ２３の下方に２段の偏向コイル２１、
２２を設け、上段の偏向コイル２１に図示のように例え
ば正方向の矩形電流を流して左方向にビームを振り、下
段の偏向コイル２２に図示のように例えば負方向の矩形
電流を流して元の位置に振り戻していた。そして、試料
に対して傾斜した角度（振り角）からビームを照射し、
この状態で対物レンズ２３の上部にある図示外の走査コ
イルで２次元的に走査し、試料からの２次電子などを検
出器で検出し、ステレオ像を構成する１つの画像を表示
する。同様にして、上段の偏向コイル２１および下段の
偏向コイル２２に逆極性の電流を流し、ステレオ像を構
成するもう１つの画像を表示する。これら２つの画像を
人がステレオ眼鏡で観察してステレオ像（立体像）を観
察するようにしている。この際、 （１） 左画像および右画像をＣＲＴ上に振り角に同期
して表示した状態で、試料の高さが変わったときや左画
像および右画像の間の振り角を変えたとき、両者の像が
離れてしまい、人がステレオ眼鏡を通してステレオ像と
して観察し得ず、２重像として見えてしまうので、通
常、左画像と右画像の両者の振り角を調整し、両者が一
致して見えるように調整していた。

【０００３】（２） 立体感は２点間の見る位置あるい
は撮影する角度によって高低感が違ってくるため、通
常、左画像と右画像との間の振り角を手動でボリューム
などを回転させて変化させ、任意の固定的な振り角に調
整し、ステレオ像を観察するようにしていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】このため、上記（１）
では、左画像および右画像の振り角を個別にそれぞれ調
整して両者の画像が重なるようにしていたため、調整す
る個所が多く、面倒であるという問題があった。また、
上記（１）で、１つの振り角を固定とし、他の１つの振
り角を調整して両者の画像が重なるようにすることも考
えられるが、大きく調整すると、画像の中心がビームの
軸中心から離れてしまい、試料の焦点合わせをしたり、
倍率を可変したりした場合に、画像が大幅に移動してし
まい、２重像として見えてしまうという問題があった。

【０００５】また、上記（２）では、左画像および右画
像の間の振り角を手動で任意の位置に調整していたた
め、立体感の動的な具合やスムーズにその変化の様子を
観察し難いという問題があった。本考案は、左画像と右
画像との間の振り角の一方のみを任意に調整可能、両者
の振り角を連動して任意に調整可能、更に上段、下段の
偏向コイルおよび両者の振り角を連動して自動的に変化
させ、ステレオ像の調整を簡単な操作で可能にすること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は、本考案の原理構
成図を示す。図１において、偏向コイル２は、上段およ
び下段の２段からなり、上段のコイルに矩形電流を流し
てビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流して元
の位置に振り戻し、試料に対して異なった振り角でビー
ムを照射させるコイルである。

【０００７】

【作用】本考案は、図１の（イ）に示すように、偏向コ
イル２によって偏向した異なる振り角のうち、一方の振
り角についてのみ、オペレータからの指示に対応して、
下段あるいは上段のコイルのいずれかに電流を流して試
料に対するビームの照射位置をシフトさせるようにして
いる。

【０００８】また、図１の（ロ）に示すように、偏向コ
イル２によって偏向した異なる振り角の両者について、
オペレータからの指示に対応して、下段あるいは上段の
コイルに連動して電流を流して試料に対するビームの高
さ方向の照射位置をシフトさせるようにしている。ま
た、図１の（ハ）に示すように、偏向コイル２によって
偏向した異なる振り角の両者について、オペレータから
の振り角の拡大、縮小、自動の指示に対応して、上段お
よび下段のコイルに連動して、徐々に矩形電流の拡大、
縮小、拡大／縮小を行うようにしている。

【０００９】従って、左画像と右画像との間の振り角の
一方のみを任意に調整、両者の振り角を連動して任意に
調整、更に上段と下段のコイルおよび振り角を連動して
拡大、縮小、自動的に変化させ、ステレオ像を構成する
左画像、右画像を一致、ステレオ感の自動調整を簡単に
操作することが可能となる。

【００１０】

【実施例】次に、図１ないし図４を用いて本考案の実施
例の構成および動作を順次詳細に説明する。図１の
（イ）は、左画像の振り角のときに下段のコイルに電流
を流して試料に対するビームの照射位置のシフトを行う
ようにしたものである。

【００１１】図１の（イ）において、対物レンズ１は、
ビームを絞って試料に照射するものである。偏向コイル
２は、上段および下段の２段の偏向コイルである。上段
のコイルに矩形電流を流してビームを偏向し、下段のコ
イルに矩形電流を流して元の位置に振り戻し、ビームを
傾斜した角度（振り角）から試料を照射するようにして
いる。

【００１２】スイッチ３は、下段のコイルに流す電流を
切り替え、左側（左画像）のときに固定的な電流を供給
し、右側（右画像）のときにオペレータが調整した任意
の電流を供給するためのスイッチである。アンプ４は、
スイッチ３によって切り替えた信号に対応する電流を、
偏向コイル２に流すものである。

【００１３】次に、動作を詳細に説明する。 （１） 偏向コイル２の上段および下段のコイルに図示
外の偏向駆動回路から矩形電流を供給し、上段のコイル
でビームを偏向し、下段のコイルでビームを振り戻して
試料に照射する。 （２） （１）の状態で、スイッチ３を右側に切り替え
たときにボリュームで調整した電流を下段のコイルに重
畳して供給し、図示例えば点線の状態から実線の状態に
シフトさせ、左画像と右画像を一致させる。ここで、ス
イッチ３を左側に切り替えたときは、固定的な電流をコ
イルに供給する。

【００１４】以上のように、ここでは、右側（右画像）
の振り角のときにボリュームで調整した電流を下段のコ
イルに供給することにより、振り角の一方（右画像のと
き）にのみビームの試料上の位置を移動させ、左画像の
振り角、および右画像の振り角の試料上の位置を容易に
一致させることが可能となる。図１の（ロ）は、下段の
コイルの２つの振り角について連動して電流を流し、ビ
ームの試料を照射する高さ方向の位置をシフトさせるよ
うにしたものである。

【００１５】次に、動作を詳細に説明する。 （１） 偏向コイル２の上段および下段のコイルに図示
外の偏向駆動回路から矩形電流を供給し、上段のコイル
でビームを偏向し、下段のコイルでビームを振り戻し、
例えば図中の実線の試料の位置に照射する。 （２） （１）で実線の経路でビームを照射している試
料を、下方向に移動させた場合に、スイッチ３を左およ
び右に切り替えたときにボリュームを連動して調整した
電流を下段のコイルに重畳して供給し、点線の状態に高
さ方向にシフトさせ、左と右からのビームを一致させ
る。これにより、左画像および右画像が一致する。

【００１６】以上のように、ここでは、実線を用いて示
すように、ビームを試料上の一点に照射している状態
で、試料を下方向に移動し、これに伴って下段のコイル
に振り角の両者に連動して調整し、点線を用いて示すよ
うに新たな移動後の試料上の一点に照射することによ
り、高さ方向のビームの位置を容易にシフトさせること
ができる。

【００１７】図１の（ハ）は、オペレータからの振り角
の拡大、縮小、自動の指示に対応して、上段と下段のコ
イルに供給する矩形電流を徐々に拡大、縮小、拡大／縮
小を自動的に行い、ステレオ感を自動的に変化させるよ
うにしたものである。次に、動作を詳細に説明する。 （１） オペレータからの振り角の拡大スイッチの押下
に対応して、上段および下段のコイルに供給する矩形電
流の大きさを徐々に増大する。これにより、人が左画像
および右画像をステレオ観察したときに徐々にステレオ
感が強く感じられるようになるので、適当なときに当該
拡大スイッチの押下を停止する。

【００１８】（２） オペレータからの振り角の縮小ス
イッチの押下に対応して、上段および下段のコイルに供
給する矩形電流の大きさを徐々に小さする。これによ
り、人が左画像および右画像をステレオ観察したときに
徐々にステレオ感が弱く感じられるようになり、適当な
ときに当該縮小スイッチの押下を停止する。 （３） オペレータからの振り角の自動スイッチの押下
に対応して、上段および下段のコイルに供給する矩形電
流の大きさを徐々に拡大、次に徐々に縮小することを繰
り返す。これにより、人が左画像および右画像をステレ
オ観察したときに徐々にステレオ感が強まり、次に徐々
にステレオ感が弱まり、物体の深さ方向の状態を詳細に
認識し、適切な位置で当該自動スイッチの押下を停止す
る。

【００１９】以上のように、オペレータからの振り角の
拡大、縮小、拡大／縮小のスイッチの押下に対応して、
自動的に上段および下段のコイルに供給する矩形電流の
大きさを徐々に増大、縮小することにより、試料の深さ
方向のステレオ感を体験できると共に、最適な振り角の
位置で止めてその状態でステレオ像を観察することが容
易に可能となる。

【００２０】図２は、本考案の１実施例構成図を示す。
これは、図１の（イ）の下段のコイルに電流を供給し、
右画像をシフトして一致させる場合のものである。ここ
で、対物レンズ１、偏向コイル２、スイッチ３は、図１
の（イ）と同様であるので、説明を省略する。図２にお
いて、ＨＶ走査発生器５は、対物レンズ１の上方に配置
した図示外の走査コイルによって、試料上のビームを水
平方向（Ｈ方向、Ｘ方向）および垂直方向（Ｖ方向、Ｙ
方向）に走査するための信号（Ｈ、Ｖ）を発生するもの
である。

【００２１】偏向振分回路６は、ＨＶ走査発生器５から
の信号（ＨあるいはＶ）をもとに、交互に極性の変わ
る、矩形信号を偏向駆動回路７、偏向駆動回路８および
スイッチ３に供給するものである。矩形信号の供給され
たスイッチ３は、この矩形信号に同期して、ここでは基
準電圧あるいはオペレータがボリュームを調整して設定
した電圧を偏向駆動回路８に供給する。これにより、例
えば図中の点線を用いて示すように、下段のコイルによ
ってビームの偏向される度合を任意に調整することがで
きる。

【００２２】偏向駆動回路７は、偏向コイル２の上段の
コイルに、矩形電流を供給してビームを偏向するもので
ある。偏向駆動回路８は、偏向コイル２の下段のコイル
に、矩形電流を供給してビームを元の位置に振り戻すも
のである。次に、動作を詳細に説明する。

【００２３】（１） ＨＶ走査発生器５からの信号（Ｈ
あるいはＶ）を入力された偏向振分回路６は、これら信
号毎に極性の変わる矩形信号を生成する。この矩形信号
を入力された偏向駆動回路７が上段のコイルに矩形電流
を供給し、ビームを偏向させる。矩形電流を入力された
偏向駆動回路７が下段のコイルに矩形電流を供給し、上
段のコイルによって偏向されたビームを元の位置に振り
戻す。この状態で、対物レンズの上方に配置した図示外
の走査コイルに走査電流（Ｈ、Ｖ）を供給してビームを
試料上で２次元的に走査する。これにより、任意の振り
角のときの左画像および右画像が図示外のＣＲＴ上に表
示される。

【００２４】（２） （１）の状態で、矩形信号の入力
されたスイッチ３がオペレータによって調整されたボリ
ュームからの矩形信号を偏向駆動回路８に入力し、下段
のコイルに電流を流し、点線を用いて示すように、振り
角を修正し、左画像および右画像を一致させる。図３
は、本考案の他の実施例構成図を示す。これは、図１の
（ロ）の下段のコイルの振り角の両者のときにともに電
流を供給し、左画像および右画像の両者を同時にシフト
させ、高さ方向の調整を行う場合のものである。ここ
で、対物レンズ１、偏向コイル２、ＨＶ走査発生器５、
偏向振分回路６、偏向駆動回路７、８は図２と同様であ
るので、説明を省略する。

【００２５】図３において、スイッチ３は、偏向振分回
路６から矩形信号に同期して切り替えるものであって、
ここでは左および右のときにそれぞれオペレータがボリ
ュームを調整して設定した信号をそれぞれ偏向駆動回路
８に入力するものである。これら信号を入力された偏向
駆動回路８は、下段のコイルに矩形電流を流し、ボリュ
ームから入力された信号に対応して、左の振り角および
右の振り角のときにそれぞれ連動してビームの位置を偏
向する。例えば下方の試料上にビームを照射していた状
態から、上方の試料上にビームを照射するように調整
し、試料の高方向の移動に対応して、高さ調整を行う。

【００２６】次に、動作を詳細に説明する。 （１） ＨＶ走査発生器５からの信号（ＨあるいはＶ）
を入力された偏向振分回路６は、これら信号毎に極性の
変わる矩形信号を生成する。この矩形信号を入力された
偏向駆動回路７が上段のコイルに矩形電流を供給し、ビ
ームを偏向させる。矩形信号の入力された偏向駆動回路
８が下段のコイルに矩形電流を供給し、上段のコイルに
よって偏向されたビームを元の位置に振り戻す。

【００２７】（２） （１）の状態で、矩形信号の入力
されたスイッチ３がこの信号に同期してオペレータがボ
リュームを調整して予め設定した電圧（信号）を偏向駆
動回路８に入力する。この信号の入力された偏向駆動回
路８が、下段のコイルの左の振り角および右の振り角の
ときにそれぞれボリュームで設定された信号に対応する
電流を連動して流し、例えば下方の実線の試料が上方の
点線の位置に移動した場合、連動して上方の点線の試料
上の一点にビームが重なるようにする。これにより、試
料が高さ方向に移動したときに、左および右の振り角に
ついて連動して電流を供給し、高さ方向の調整を簡単に
行うことができる。

【００２８】図４は、本考案の他の実施例構成図を示
す。これは、図１の（ハ）のオペレータからの振り角の
拡大、縮小、自動の指示に対応して、自動的にステレオ
感の拡大、縮小、拡大／縮小を行う場合のものである。
ここで、対物レンズ１、偏向コイル２、ＨＶ走査発生器
５、偏向振分回路６、偏向駆動回路７、８は図２と同様
であるので、説明を省略する。

【００２９】図４において、デジタル利得調整回路９
は、偏向振分回路６からの信号（Ｈ、Ｖ）をもとに、徐
々に拡大、縮小、拡大／縮小した矩形信号を自動生成す
るデジタルの利得調整回路である。制御回路１０は、オ
ペレータがＡＵＴＯ可変スイッチ、縮小スイッチ、拡大
スイッチ、一定角度設定スイッチを押下したことに対応
して、デジタル利得調整回路９を制御し、徐々に拡大／
縮小、縮小、拡大、一定の振り角に設定となるようにす
るものである。

【００３０】次に、動作を詳細に説明する。 （１） ＨＶ走査発生器５からの信号（ＨあるいはＶ）
を入力された偏向振分回路６は、これら信号毎に極性の
変わる矩形信号を生成し、デジタル利得調整回路９に入
力する。これに対応して、デジタル利得調整回路９が、
制御回路１０から指示された、例えば一定角度設定の指
示に対応して、一定の振り角に対応する予め定めた振幅
の矩形信号を偏向駆動回路７および偏向駆動回路８に入
力する。偏向駆動回路７は、入力された矩形信号に対応
する矩形電流を上段のコイルに供給してビームを偏向す
る。偏向駆動回路８は、入力された矩形信号に対応する
矩形電流を下段のコイルに供給してビームをもとの位置
に振り戻す。この一定の振り角でビームが試料を照射し
た状態で、対物レンズ１の上方に配置した図示外の走査
コイルに走査電流を供給し、ビームを試料上を例えば２
次元的に走査し、左画像を表示する。同様にして右画像
を表示する。

【００３１】（２） 次に、オペレータが拡大スイッチ
を押下したことに対応して、制御回路１０からその旨の
指示を受けたデジタル利得調整回路９がこの指示に対応
して、徐々に振幅の大きくなる矩形信号を生成し、偏向
駆動回路７、８に入力する。これにより、ビームは試料
上で図示のように、徐々にその振り角が拡大するように
変化する。そして、拡大スイッチの押下を停止すると、
そのときの振り角で停止し、ステレオ感を増大（強調）
した左画像および右画像を自動表示させることができ
る。

【００３２】（３） 同様に、オペレータが縮小スイッ
チを押下したことに対応して、ビームが試料上で徐々に
その振り角が縮小するように変化する。そして、縮小ス
イッチの押下を停止すると、そのときの振り角で停止
し、ステレオ感を少なくした左画像および右画像を自動
表示させることができる。 （４） 同様に、オペレータがＡＵＴＯ可変スイッチを
押下したことに対応して、ビームが試料上で徐々にその
振り角を拡大、次に縮小することを繰り返して変化す
る。そして、ＡＵＴＯ可変スイッチの押下を停止する
と、そのときの振り角で停止し、ステレオ感の最適な状
態の左画像および右画像を自動表示させることができる
と共に、ステレオ感の変化の様子を観察することができ
る。

【００３３】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
左画像と右画像との間の振り角の一方のみを任意に調
整、両者の振り角を連動して任意に調整、更に上段と下
段のコイルおよび両者の振り角を連動して拡大、縮小、
自動的に変化させる構成を採用しているため、ステレオ
像を構成する左画像、右画像を一致、ステレオ感の調整
を簡単な操作で行うことができる。具体的に言えば、 （１） 偏向コイル２の下段（あるいは上段）のコイル
の１つの振り角のときにのみ、電流を流してビームの試
料上の位置をシフトさせ、簡単な操作により左画像およ
び右画像を一致させることができる。

【００３４】（２） 偏向コイル２の上段、下段、およ
び振り角の両者のときに、電流を流してビームが一致す
る高さ方向の位置をシフトさせ、簡単な操作により、試
料の高さ方向の調整を行って左画像および右画像を一致
させることができる。 （３） オペレータからの振り角（ステレオ角）の拡
大、縮小、拡大／縮小に対応して、偏向コイル２の上
段、下段のコイルに徐々に拡大、縮小、拡大／縮小を繰
り返す矩形電流を供給し、ステレオ感を自動的に変化さ
せ、適切な振り角の左画像および右画像を自動表示させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理構成図である。

【図２】本考案の１実施例構成図である。

【図３】本考案の他の実施例構成図である。

【図４】本考案の他の実施例構成図である。

【図５】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１：対物レンズ ２：偏向コイル ３：スイッチ ４：アンプ ５：ＨＶ走査発生器 ６：偏向振分回路 ７、８：偏向駆動回路 ９：デジタル利得調整回路 １０：制御回路

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】試料に対するビームの振り角を調整するス
   テレオ偏向装置において、試料と対物レンズの間に設け、 上段のコイルに矩形電流
   を流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流
   して元の位置に振り戻し、試料に対して異なった振り角
   でビームを照射させる偏向コイルと、 この偏向コイルによって偏向した異なる振り角のうちい
   ずれか一方の振り角についてのみ、オペレータからの指
   示に対応して、上記下段あるいは上段のコイルのいずれ
   かに電流を流して試料に対するビームの照射位置をシフ
   トさせ、左画像および右画像を一致させる手段とを備え
   たことを特徴とするステレオ偏向調整装置。
2. 【請求項２】試料に対するビームの振り角を調整するス
   テレオ偏向装置において、試料と対物レンズの間に設け、 上段のコイルに矩形電流
   を流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流
   して元の位置に振り戻し、試料に対して異なった振り角
   でビームを照射させる偏向コイルと、 この偏向コイルによって偏向した異なる振り角の両者に
   ついて、オペレータからの指示に対応して、上記下段あ
   るいは上段のコイルに振り角の両者に連動して電流を流
   して試料に対するビームの高さ方向の照射位置をシフト
   させ、左画像および右画像を一致させる手段とを備えた
   ことを特徴とするステレオ偏向調整装置。
3. 【請求項３】試料に対するビームの振り角を調整するス
   テレオ偏向装置において、試料と対物レンズの間に設け、 上段のコイルに矩形電流
   を流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流
   して元の位置に振り戻し、試料に対して異なった振り角
   でビームを照射させる偏向コイルと、 この偏向コイルによって偏向した異なる振り角の両者に
   ついて、オペレータからの振り角の拡大、縮小、あるい
   は自動の指示に対応して、上記下段および上段のコイル
   に連動して、徐々に矩形電流の拡大、縮小、あるいは拡
   大／縮小を自動 的に行い、左画像および右画像によるス
   テレオ感を動的に変化させる手段とを備えたことを特徴
   とするステレオ偏向調整装置。