JP2770699B2 - 観察位置表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は視野の倍率を変更可能な
観察装置、たとえば光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡によ
り得られる画像を観察する際の視野位置を特定するため
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡
等のような視野の倍率を変更可能な観察装置では、現在
観察中の視野がサンプル全体のどのあたりの位置に相当
するのかが容易には判明しない場合がある。従来はこの
ような事態を回避するために、たとえば図８の模式図に
示されているように、 CRTディスプレイあるいは専用の
表示装置上にサンプル80の模式図を表示し、その上に特
別なマーク、たとえば○印81あるいは＋印82で視野位置
を表示している。

【０００３】また、サンプルが載置されている観察装置
のステージを移動させた場合には視野位置も相対的に移
動するが、その状況は前述のマークをステージの移動量
に対応して移動させることにより表現されていた。

【０００４】一方、たとえば特開昭62−291043号公報に
開示されているような発明も提案されている。この特開
昭62−291043号公報の発明は、走査型電子顕微鏡の視野
位置をサンプル上で容易に特定し得るように、倍率及び
ステージ位置から算出された観測位置に対応したサンプ
ル全体の画像上の位置に視野位置を表示するように構成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の特開
昭62−291043号公報の発明では、半導体ウェハの不良検
出のためにそのサンプル (ウェハ) 上での位置を特定す
ることを主たる目的としている。このため、単にその時
点の視野位置がサンプル全体の画像上に表示されるに過
ぎず、たとえば視野位置を連続して移動したような場合
の各視野位置相互の位置関係等は考慮されていない。こ
のため、たとえば細胞膜の観察を行うような場合には、
細胞膜に沿って順次観察して得られた観察画像相互の関
係を把握することが困難であり、また次の視野位置をど
のあたりに設定すればよいかも不明瞭である。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、個々の観察画像の位置をサンプル全体の画
像上に逐次表示することにより、連続して得られた観察
画像相互の位置関係をも表示し得る観察位置表示装置の
提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１のブロック図に本発
明に係る観察位置表示装置の原理構成を示す。図１にお
いて、参照符号１はたとえば光学顕微鏡あるいは電子顕
微鏡等の観察装置であり、その倍率を変更するための倍
率変更手段３及び観察位置 (視野位置) を移動させるた
めの観察位置移動手段８が付設されている。この観察装
置１により得られた画像は観察位置表示用画像記憶手段
２及び観察画像記憶手段９に与えられる。

【０００８】観察位置表示用画像記憶手段２及び観察画
像記憶手段９は１画面分の画像を記憶する画像記憶手段
であり、観察装置１により得られた画像を記憶する。具
体的には、観察位置表示用画像記憶手段２は、観察装置
１により得られた比較的低倍率の画像を観察位置表示用
画像として記憶し、その際の倍率を表す情報及び観察位
置を表す情報が倍率変更手段３及び観察位置移動手段８
からマーク発生手段４に与えられる。なお、観察位置表
示用画像記憶手段２に記憶された画像（観察位置表示用
画像）は必要に応じて画像合成手段６を経由して表示手
段７に与えられて表示される。

【０００９】観察画像記憶手段９は観察装置１により得
られた個々の観察画像を一旦記憶し、必要に応じて表示
手段７に出力して表示する。

【００１０】参照符号10は画像情報記憶手段であり、観
察画像記憶手段９に記憶されている観察画像を必要に応
じて複数記憶することが可能な記憶手段である。

【００１１】マーク発生手段４は倍率変更手段３から与
えられる観察装置１のそれぞれの時点の視野の倍率の情
報と、観察位置移動手段８から与えられる観察位置の情
報とに従って、観察装置１の視野と相似形のマーク画像
を発生する。具体的には、マーク発生手段４には上述の
如く観察位置表示用画像記憶手段２に観察位置表示用画
像が記憶された際に倍率変更手段３及び観察位置移動手
段８から与えられるそれぞれの時点の視野の倍率及び観
察位置の情報を基準として、それぞれの時点で倍率変更
手段３から与えられる視野の倍率の情報に反比例するよ
うにマーク画像の大きさを決定し、それぞれの時点で観
察位置移動手段８から与えられる観察位置の情報に対応
する観察位置表示用画像上の位置にマーク画像の表示位
置を決定する。

【００１２】そして、マーク発生手段４は上述のように
して決定したマーク画像の大きさの情報と表示位置の情
報（以下、両者を併せてマーク表示情報という）とに基
づいてマーク画像を発生する。

【００１３】マーク画像記憶手段５は前述の観察位置表
示用画像記憶手段２及び観察画像記憶手段９同様の１画
面分の画像を記憶する画像記憶手段であり、前述のマー
ク発生手段４により発生されたマーク画像を記憶する。

【００１４】ところで、マーク画像記憶手段５は通常は
マーク発生手段４から新たにマーク画像が与えられると
それまで記憶していたマーク画像を消去して新たなマー
ク画像のみを記憶する。これにより、観察装置１の視
野、即ち観察位置が移動する都度、移動後の観察位置に
対応したマークを後述する如く表示手段７に表示する。
しかし、上述のように、観察画像記憶手段９に記憶され
ている観察画像が画像情報記憶手段10に記憶された場合
には、マーク画像記憶手段５はマーク画像を重ね書きし
て記憶する。これにより、外部記憶装置10に連続的に観
察画像が記憶されるような場合には、観察位置の移動が
それぞれに対応するマークにより表示されることにな
る。

【００１５】参照符号６は画像合成手段であり、上述の
マーク画像記憶手段５に記憶されているマーク画像と、
前述の観察位置表示用画像記憶手段２に記憶されている
観察位置表示用画像とを合成して表示手段７に表示させ
る。

【００１６】

【作用】まず最初に観察装置１により比較的低倍率の画
像を得てこれを観察位置表示用画像として観察位置表示
用画像記憶手段２に記憶させると共に画像合成手段６を
経由して表示手段７に表示させる。この際の観察装置１
の視野の倍率及び観察位置の情報は倍率変更手段３及び
観察位置移動手段８からマーク発生手段４に与えられ
る。

【００１７】次に、実際の観察が行われる場合は、観察
装置１により得られた個々の観察画像は観察画像記憶手
段９に送られて一旦記憶され、必要があれば画像情報記
憶手段10に記憶され、あるいは表示手段７に表示され
る。この観察画像それぞれが得られた際の観察装置１の
視野の倍率及び観察位置の情報は倍率変更手段３及び観
察位置移動手段８からマーク発生手段４に与えられるの
で、マーク発生手段４はそれらの情報に従ってマーク表
示情報を決定する。そして、通常は、マーク発生手段４
はその時点の観察画像に対応して決定されているマーク
表示情報に基づいてマーク画像を発生してマーク画像記
憶手段５に記憶させる。

【００１８】しかし、観察画像記憶手段９に記憶されて
いる観察画像が外部記憶装置10に記憶される際は、マー
ク発生手段４により発生された観察画像はマーク画像記
憶手段５に重ね書きして記憶される。

【００１９】マーク画像記憶手段５に記憶されたマーク
画像は、観察位置表示用画像記憶手段２に記憶されてい
る観察位置表示用画像と画像合成手段６により合成され
て表示手段７に表示される。この際、マーク画像記憶手
段５はマーク発生手段４から与えられるマーク画像を重
ね書きする。

【００２０】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。図２は本発明の観察位置表示装置を光学
顕微鏡に適用した場合の具体的な実施例の一構成例を示
すブロック図である。

【００２１】図２において、参照符号１は観察装置であ
り、本実施例では光学顕微鏡11と ITVカメラ12とで構成
されている。光学顕微鏡11はステージ80に載置されてい
るサンプル100 の光学的な画像を得る。この光学顕微鏡
11により得られる光学的な観察画像は ITVカメラ12によ
り電気信号に変換される。なお、光学顕微鏡11の倍率は
倍率変更手段３として機能する倍率変更器３により変更
され、その際に変更された倍率が倍率信号S1としてマー
ク演算器４に与えられる。なお、マーク演算器４はマー
ク発生手段として機能する。

【００２２】また、サンプル100 はステージ80に載置さ
れているが、サンプル100 に対する光学顕微鏡11の観察
視野を変更するために観察位置移動手段として機能する
ステージ移動装置８によりステージ80が移動された場合
には、その移動量がステージ移動装置８から信号S2とし
て出力され、マーク演算器４に与えられる。

【００２３】ITVカメラ12により撮像されたサンプル100
の画像を含む光学顕微鏡11の視野の画像は電気信号に
変換されてスイッチSW1 を経由して観察位置表示用画像
記憶手段２として機能する第１画像メモリ２または観察
画像記憶手段９として機能する第２画像メモリ９に記憶
される。なお、第１画像メモリ２及び第２画像メモリ９
は具体的には後述する第３画像メモリ５と同様のフレー
ムメモリである。

【００２４】第１画像メモリ２の出力は画像合成手段６
に与えられており、画像合成手段６の出力はスイッチSW
2 に接続されている。また、第２画像メモリ９の出力は
直接スイッチSW2 に接続されている。スイッチSW2 は表
示手段として機能する CRTディスプレイ７に接続されて
いる。

【００２５】なお、参照符号10は画像情報記憶手段とし
て機能する外部記憶装置であり、第２画像メモリ９に一
旦記憶された画像が必要に応じて記憶される。また、外
部記憶装置10から第３画像メモリ５へは制御信号CSが与
えられている。なおこの制御信号CSは、第２画像メモリ
９に記憶されている観察画像が外部記憶装置10に記憶さ
れた場合にアクティブになる。

【００２６】マーク演算器４は、上述の如く、倍率変更
器３から与えられる信号S1及びステージ移動装置８から
与えられる信号S2に従ってマーク画像の表示の際の大き
さ及び表示位置を表す情報（以下、マーク表示情報とい
う）を決定し、このマーク表示情報に従ってマーク画像
を発生する。このマーク演算器４により発生されたマー
ク画像はマーク画像記憶手段として機能する第３画像メ
モリ５に記憶される。この第３画像メモリ５は具体的に
はフレームメモリであり、その出力は画像合成手段６に
与えられる。

【００２７】ところで、この第３画像メモリ５には上述
の如く外部記憶装置10から制御信号CSが与えられてい
る。通常はこの制御信号CSはノンアクティブであり、そ
の場合には第３画像メモリ５はマーク演算器４から新た
なマーク画像が与えられるとそれまで記憶していたマー
ク画像を消去して記憶する。しかし、制御信号CSがアク
ティブになると、第３画像メモリ５はマーク演算器４が
発生したマーク画像をそれまで記憶していたマーク画像
に重ね書きして記憶する。この場合には、 CRTディスプ
レイ７には後述する如く、複数のマークが表示される。

【００２８】またこの際、 CRTディスプレイ７に表示さ
れる各マーク画像の隅部にそれぞれ識別番号等を付与し
て表示するようにすれば、画像のハードコピーを作成し
た場合等に便利である。

【００２９】以下、図２に示されている本発明の観察位
置表示装置の実施例の動作について説明する。

【００３０】まず最初に光学顕微鏡11の倍率を比較的低
倍率として ITVカメラ12で撮像して光学顕微鏡11の視野
の画像を得る。この比較的低倍率の画像は観察位置表示
用画像としてスイッチSW1 の切換えにより第１画像メモ
リ２に記憶されると共に、画像合成手段６を経由して C
RTディスプレイ７に表示される。図３はこのような第１
画像メモリ２に記憶されている観察位置表示用画像が C
RTディスプレイ７に表示された状態を示す模式図であ
る。なお図３において、参照符号70は CRTディスプレイ
７の画面を示している。

【００３１】この際の光学顕微鏡11の視野の倍率及びス
テージ80の位置により定められる観察位置、即ち光学顕
微鏡11の視野位置の情報は倍率変更器３及びステージ移
動装置８からそれぞれ信号S1, S2としてマーク演算器４
に与えられる。

【００３２】次に、実際の観察が行われる場合は、光学
顕微鏡11及び ITVカメラ12により得られた観察画像はス
イッチSW1 の切換えにより第２画像メモリ９に送られて
一旦記憶される。そして、この第２画像メモリ９に記憶
されている観察画像はスイッチSW2 を経由して CRTディ
スプレイ７に表示することも可能である。

【００３３】このようにして、それぞれの観察画像が得
られた際の光学顕微鏡11の視野の倍率及び観察位置の情
報は倍率変更器３及びステージ移動装置８から信号S1,
S2としてマーク演算器４に与えられるので、マーク演算
器４は第１画像メモリ２に観察位置表示用画像が記憶さ
れた際の光学顕微鏡11の視野の倍率及び観察位置の情報
を基準として、信号S1, S2として与えられる情報に従っ
てマーク表示情報、即ちマーク画像の大きさ及び表示位
置の情報を決定し、このマーク表示情報に基づいてマー
ク画像を発生し、第３画像メモリ５に記憶させる。

【００３４】第３画像メモリ５に記憶されたマーク画像
は、第１画像メモリ２に記憶されている観察位置表示用
画像と画像合成手段６により合成されて CRTディスプレ
イ７に表示される。図４はこのようにして、第１画像メ
モリ２に記憶されている観察位置表示用画像にマーク画
像が合成された画像が CRTディスプレイ７に表示された
状態を示す模式図である。

【００３５】なお図４において、参照符号70は CRTディ
スプレイ７の画面を示しており、参照符号83は現在の観
察視野を示すマークを、参照符号84は現在の観察視野を
示すマーク83とは異なる倍率, 観察位置で観察した場合
の視野を示すマークをそれぞれ示している。

【００３６】一方、個々の観察画像はそれぞれが第２画
像メモリ９に記憶されている間に外部記憶装置10に記憶
させることも可能である。この外部記憶装置10は複数の
観察画像のデータを記憶することが可能である。

【００３７】なお、第２画像メモリ９に個々の観察画像
が記憶されている間にそれを外部記憶装置10に記憶させ
た場合には、外部記憶装置10から出力されている制御信
号CSがアクティブになるので、第３画像メモリ５に記憶
されているマーク画像は消去されずに順次重ね書きされ
る。これにより、第２画像メモリ９に記憶されている観
察画像が順次的に外部記憶装置10に記憶された場合に
は、図５の模式図に示されているように、 CRTディスプ
レイ７の画面70には光学顕微鏡11の視野、即ち観察位置
が順次移動したことを示すマークM1, M2, M3が表示され
る。

【００３８】このようなマークの CRTディスプレイ７へ
の重畳表示により、たとえば細胞膜の観察を行うような
場合には図６の模式図に示されているように、細胞の全
周に亙って光学顕微鏡11の視野を順次的に移動しつつ観
察することが可能になる。なお、図５及び図６におい
て、参照符号70は CRTディスプレイ７の画面を、Ｍ(M1,
M2, M3)は表示されたマークを、71は細胞をそれぞれ示
している。

【００３９】図７は本発明の観察位置表示装置を走査型
電子顕微鏡に適用した場合の具体的な実施例の一構成例
を示すブロック図である。

【００４０】図７において、参照符号１は観察装置であ
り、本実施例では走査型電子顕微鏡13にて構成されてい
る。走査型電子顕微鏡13は、電子銃130,収束レンズ131,
偏向コイル132,対物レンズ133,２次電子検出器134,増幅
器135,透過電子検出器136,増幅器137 等にて構成されて
おり、それ自体は公知であるので詳細な説明は省略す
る。

【００４１】対物レンズ133 と透過電子検出器136 との
間にサンプル100 を載置したステージ80が位置してい
る。サンプル100 の像は２次電子検出器134,増幅器135
及び透過電子検出器136,増幅器137 により電気信号に変
換され、重畳された水平, 垂直同期信号をトリガとして
スイッチSW1 へ出力される。

【００４２】走査型電子顕微鏡13の倍率は偏向コイル13
2 により変更されるが、その制御は倍率変更器３により
行われ、変更された倍率の情報は信号S1としてマーク演
算器４に与えられることは前述の図２に示されている実
施例と同様である。また、ステージ80の移動はステージ
移動装置８により制御され、移動後のステージ80の位置
の情報は信号S2としてマーク演算器４に与えられること
も図２に示されている実施例と同様である。

【００４３】従って、スイッチSW1 へ電気信号に変換さ
れた観察画像が出力されるた後の構成及び動作は前述の
図２に示されている光学顕微鏡に適用した実施例と同様
であるので、その説明は省略する。

【００４４】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、サンプル上で視野を連続的に移動する場合に個々の
視野の相対的な位置関係が明瞭になるので、電子顕微
鏡, 光学顕微鏡の操作が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る観察位置表示装置の原理構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明の観察位置表示装置を光学顕微鏡に適用
した場合の具体的な実施例の一構成例を示すブロック図
である。

【図３】本発明の観察位置表示装置において観察位置表
示用画像が表示手段に表示された状態を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の観察位置表示装置において観察位置表
示用画像にマーク画像が合成さされた画像が表示手段に
表示された状態を示す模式図である。

【図５】本発明の観察位置表示装置において観察位置表
示用画像に観察位置が順次移動したことによりマーク画
像が重ね書きされて表示手段に表示された状態を示す模
式図である。

【図６】本発明の観察位置表示装置において細胞膜に沿
って観察した状態を示す模式図である。

【図７】本発明の観察位置表示装置を走査型電子顕微鏡
に適用した場合の具体的な実施例の一構成例を示すブロ
ック図である。

【図８】従来の観察位置を表示する手法を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１ 観察装置 ２ 第１画像メモリ（観察位置表示用画像記憶手段） ３ 倍率変更器（倍率変更手段） ４ マーク演算器（マーク発生手段） ５ 第３画像メモリ（マーク画像記憶手段） ６ 画像合成手段 ７ CRTディスプレイ（表示手段） ８ ステージ移動装置（観察位置移動手段） ９ 第２画像メモリ（観察画像記憶手段） 10 外部記憶装置（画像情報記憶手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察倍率を変更するための倍率変更手段
   (3) 及び観察位置を移動させる観察位置移動手段(8) と
   を有する観察倍率が可変の観察装置(1) と、 前記観察装置(1) により得られた比較的低倍率の画像デ
   ータを記憶する観察位置表示用画像記憶手段(2) と、 前記倍率変更手段(3) から与えられる倍率信号から得ら
   れる観察視野倍率に反比例した大きさの矩形マークを発
   生すると共に、その前記観察位置表示用画像記憶手段
   (2) に記憶されている観察位置表示用画像上での位置を
   前記観察位置移動手段(8) から与えられる位置信号に基
   づいて演算するマーク発生手段(4) と、 該マーク発生手段(4) により発生された矩形マークの画
   像を記憶するマーク画像記憶手段(5) と、 前記観察位置表示用画像記憶手段(2) に記憶されている
   観察位置表示用画像と前記マーク画像記憶手段(5) に記
   憶されているマーク画像とを表示手段(7) に合成表示す
   る画像合成手段(6) と、 各観察視野において前記観察装置(1) により得られた観
   察画像を複数記憶する画像情報記憶手段(10)とを備え、 前記マーク画像記憶手段(5) は、前記画像情報記憶手段
   (10)に観察画像が記憶される都度、前記マーク発生手段
   (4) が発生したマーク画像を重ね書きして記憶し、 前記画像合成手段(6) は、前記マーク画像記憶手段(5)
   に重ね書きして記憶されたマーク画像を前記観察位置表
   示用画像記憶手段(2) に記憶されている観察位置表示用
   画像と合成して前記表示手段(7) に表示すべくなしてあ
   ることを特徴とする観察位置表示装置。