JP2917697B2 - 透過電子顕微鏡 - Google Patents
透過電子顕微鏡Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡に関し、特
に透過電子線像を拡大する電子顕微鏡装置に係る。
に透過電子線像を拡大する電子顕微鏡装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来の透過形電子顕微鏡における電子線
像の観察，記録は、観察室に設けた蛍光板５を用い、フ
ィルムに撮影することによって行われる。フィルムは真
空状態にあるカメラ室のフィルム挿入箱に保持され、必
要に応じて１枚ずつ露出され、露出後はフィルム受け箱
に投入される。撮影済フィルムの現像は、カメラ室の真
空を破り、カメラ室よりフィルム受け箱を取り出して、
暗室内で行われる。そこでは現像，停止，定着，水洗，
乾燥といった煩雑な作業が必要である。また各種の使用
薬品は酸アルカリ溶媒であり環境上問題となる。さらに
使用後の廃液には多量のハロゲン化銀などの有害物質が
含まれているために廃液処理の上からも安全性が問題で
ある。
像の観察，記録は、観察室に設けた蛍光板５を用い、フ
ィルムに撮影することによって行われる。フィルムは真
空状態にあるカメラ室のフィルム挿入箱に保持され、必
要に応じて１枚ずつ露出され、露出後はフィルム受け箱
に投入される。撮影済フィルムの現像は、カメラ室の真
空を破り、カメラ室よりフィルム受け箱を取り出して、
暗室内で行われる。そこでは現像，停止，定着，水洗，
乾燥といった煩雑な作業が必要である。また各種の使用
薬品は酸アルカリ溶媒であり環境上問題となる。さらに
使用後の廃液には多量のハロゲン化銀などの有害物質が
含まれているために廃液処理の上からも安全性が問題で
ある。
【０００３】従来の透過形電子顕微鏡では、電子線像を
蛍光板上で発光させることによって観察するために、暗
室が必要である。この観察に用いられる蛍光板は、図２
(ａ)に示すように、一般にアルミ基板５ｂ上に蛍光体５
ａを堆積させて作製したものが使用される。このような
蛍光板５上に高輝度の電子線４を照射すると、蛍光体５
ａ，アルミ基板５ｂなどから反射，散乱した電子線４ｂ
により、照射部以外の領域４ｃ（周囲）も発光する。こ
のような現象は高加速電圧になるほど顕著である。その
理由は加速電圧に比例して、電子線の透過力が増大し、
反射，散乱電子線４ｂの量が増えるからである。電子線
の透過力（飛程）は蛍光体の場合、加速電圧１００ｋＶ
で約５０μｍ，５００ｋＶでは約５５０μｍとなる。図
２（ｂ）に示した各加速電圧における各画素の輝度分布
の結果からも、高加速電圧では最大輝度に対する画素の
にじみ（ボケ）量が大きくなり、解像度が著しく低下す
ることがわかる。
蛍光板上で発光させることによって観察するために、暗
室が必要である。この観察に用いられる蛍光板は、図２
(ａ)に示すように、一般にアルミ基板５ｂ上に蛍光体５
ａを堆積させて作製したものが使用される。このような
蛍光板５上に高輝度の電子線４を照射すると、蛍光体５
ａ，アルミ基板５ｂなどから反射，散乱した電子線４ｂ
により、照射部以外の領域４ｃ（周囲）も発光する。こ
のような現象は高加速電圧になるほど顕著である。その
理由は加速電圧に比例して、電子線の透過力が増大し、
反射，散乱電子線４ｂの量が増えるからである。電子線
の透過力（飛程）は蛍光体の場合、加速電圧１００ｋＶ
で約５０μｍ，５００ｋＶでは約５５０μｍとなる。図
２（ｂ）に示した各加速電圧における各画素の輝度分布
の結果からも、高加速電圧では最大輝度に対する画素の
にじみ（ボケ）量が大きくなり、解像度が著しく低下す
ることがわかる。
【０００４】このような画素のにじみ防止に関するもの
としては、例えば、実開昭56−16068 号公報のように蛍
光体の検出光はファイバープレートで電荷結合素子へ導
くようにしたもの、及び実開昭58−37658 号公報のよう
に蛍光体を隔壁によって区画したもの、更には特開昭61
−225739号公報のように蛍光体の下地となるファイバー
プレートの入射面を特殊加工し、コアガラス端面のみ突
出させるようにしたもの、等が知られている。しかしこ
れらの従来技術では、高加速電圧における蛍光体の劣化
や電子線回折像のように画像の大きな輝度ムラに対する
考慮がなされていない。
としては、例えば、実開昭56−16068 号公報のように蛍
光体の検出光はファイバープレートで電荷結合素子へ導
くようにしたもの、及び実開昭58−37658 号公報のよう
に蛍光体を隔壁によって区画したもの、更には特開昭61
−225739号公報のように蛍光体の下地となるファイバー
プレートの入射面を特殊加工し、コアガラス端面のみ突
出させるようにしたもの、等が知られている。しかしこ
れらの従来技術では、高加速電圧における蛍光体の劣化
や電子線回折像のように画像の大きな輝度ムラに対する
考慮がなされていない。
【０００５】次に、多結晶の試料を用いて蛍光板上で観
察した電子線回折像の一例を図３（ａ）に示す。Ａ−
Ａ′間を電子フォトメータで走査させたときの輝度分布
の結果を図３（ｂ）に示す。このように電子線回折像の
輝度は、中心より外周になるほど低下してくるため、蛍
光体５ａのバックグラウンドに埋ってしまい観察できな
い。
察した電子線回折像の一例を図３（ａ）に示す。Ａ−
Ａ′間を電子フォトメータで走査させたときの輝度分布
の結果を図３（ｂ）に示す。このように電子線回折像の
輝度は、中心より外周になるほど低下してくるため、蛍
光体５ａのバックグラウンドに埋ってしまい観察できな
い。
【０００６】また、電子線回折像をフィルムに記録する
場合、現状のフィルムではプラスチック基板の表面に感
光乳剤が塗布されているため、図２（ａ）で示した蛍光
板５と同様に、高加速電圧になるほど画素のにじみ量が
大きくなり、解像度が著しく低下する結果となる。
場合、現状のフィルムではプラスチック基板の表面に感
光乳剤が塗布されているため、図２（ａ）で示した蛍光
板５と同様に、高加速電圧になるほど画素のにじみ量が
大きくなり、解像度が著しく低下する結果となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記実開昭56−16068
号公報は蛍光物質内での電子線の拡散の点について配慮
がされていないため、蛍光板上での画像のにじみに問題
がある。また固体撮像素子とマトリックス蛍光板を組み
合わせた場合に「モワレ」が生ずる。
号公報は蛍光物質内での電子線の拡散の点について配慮
がされていないため、蛍光板上での画像のにじみに問題
がある。また固体撮像素子とマトリックス蛍光板を組み
合わせた場合に「モワレ」が生ずる。
【０００８】また、前記実開昭58−37658 号公報に関し
ては、蛍光物質内での電子線の拡散は防げるが、基板か
らの反射，散乱電子線による画像のにじみ及び高加速電
圧を使用する場合の配慮がされていない。
ては、蛍光物質内での電子線の拡散は防げるが、基板か
らの反射，散乱電子線による画像のにじみ及び高加速電
圧を使用する場合の配慮がされていない。
【０００９】更に前記特開昭61−225739号公報は、蛍光
物質表面が凸凹であるため蛍光板表面で電子線の散乱が
起こり、輝度は上がるがハレーション現象が生じ、画像
がにじむ。また高加速電圧における蛍光体の劣化につい
ても考慮がされていない。加えて隣接する蛍光物質内で
拡散する電子線による画像のにじみについて考慮されて
いない。特に透過電子顕微鏡のように高加速の電子線を
照射する装置では、そのような弊害はより顕著なものと
なる。このような問題を解決しない限り、高加速電圧で
の実用的な高解像度の画像は得難い。
物質表面が凸凹であるため蛍光板表面で電子線の散乱が
起こり、輝度は上がるがハレーション現象が生じ、画像
がにじむ。また高加速電圧における蛍光体の劣化につい
ても考慮がされていない。加えて隣接する蛍光物質内で
拡散する電子線による画像のにじみについて考慮されて
いない。特に透過電子顕微鏡のように高加速の電子線を
照射する装置では、そのような弊害はより顕著なものと
なる。このような問題を解決しない限り、高加速電圧で
の実用的な高解像度の画像は得難い。
【００１０】他方、結晶学分野における結晶構造解析の
手段として必須の電子線回折では、特に低輝度の高次の
電子線回折像をムラのない均一の輝度で観察することは
構造解析上重要なことである。また、透過電子顕微鏡
は、試料を透過した電子線に基づいて試料像を形成する
装置である。従来の蛍光板による試料像観察では、電子
線の照射個所の中で試料に厚みの差が有る場合、或る部
分では電子線量過多によるハレーション現象が発生し、
また或る部分では電子線量不足によって試料像が暗くな
る現象が発生し、表示装置上では、その輝度差によって
観察が困難になるという問題があった。 このような現象
は、試料が厚い部分と薄い部分で通過する電子線量が異
なることに起因する。
手段として必須の電子線回折では、特に低輝度の高次の
電子線回折像をムラのない均一の輝度で観察することは
構造解析上重要なことである。また、透過電子顕微鏡
は、試料を透過した電子線に基づいて試料像を形成する
装置である。従来の蛍光板による試料像観察では、電子
線の照射個所の中で試料に厚みの差が有る場合、或る部
分では電子線量過多によるハレーション現象が発生し、
また或る部分では電子線量不足によって試料像が暗くな
る現象が発生し、表示装置上では、その輝度差によって
観察が困難になるという問題があった。 このような現象
は、試料が厚い部分と薄い部分で通過する電子線量が異
なることに起因する。
【００１１】本発明の目的は、電子線像を輝度のばらつ
きのない状態で観察することにある。特に、結晶学分野
における結晶構造解析の手段として重要な、電子線回折
像観察において、低輝度の高次の電子線回折像を輝度の
ばらつきのない状態で観察することを目的とするもので
ある。
きのない状態で観察することにある。特に、結晶学分野
における結晶構造解析の手段として重要な、電子線回折
像観察において、低輝度の高次の電子線回折像を輝度の
ばらつきのない状態で観察することを目的とするもので
ある。
【００１２】また、更に本発明は、試料の観察領域に凹
凸がある場合であっても、当該観察領域を輝度のばらつ
きのない状態で観察することを目的とするものである。
凸がある場合であっても、当該観察領域を輝度のばらつ
きのない状態で観察することを目的とするものである。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、試料を透過した電子線像を観察する透
過電子顕微鏡において、前記電子線像の撮像位置に配置
される複数の光変換部材と、該光変換部材で発生した光
信号を電気信号に変換するための複数の素子を有する撮
像カメラと、前記複数の素子から出力される電気信号に
基づいて試料の電子線像を形成する画像処理部と、前記
複数の光変換部材及び前記複数の素子を個々に分離する
隔壁と、前記光変換部材と前記素子の間に配置される液
晶フィルターと、当該液晶フィルターに電圧を印可する
ための液晶電圧コントロール手段を備えたことを特徴と
する透過電子顕微鏡を提供する。
め、本発明では、試料を透過した電子線像を観察する透
過電子顕微鏡において、前記電子線像の撮像位置に配置
される複数の光変換部材と、該光変換部材で発生した光
信号を電気信号に変換するための複数の素子を有する撮
像カメラと、前記複数の素子から出力される電気信号に
基づいて試料の電子線像を形成する画像処理部と、前記
複数の光変換部材及び前記複数の素子を個々に分離する
隔壁と、前記光変換部材と前記素子の間に配置される液
晶フィルターと、当該液晶フィルターに電圧を印可する
ための液晶電圧コントロール手段を備えたことを特徴と
する透過電子顕微鏡を提供する。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【作用】光変換部材と素子の間に配置される液晶フィル
ターと、当該液晶フィルターに電圧を印可するための液
晶電圧コントロール手段を備えているので、各素子に導
入される光の輝度を、素子単位で補正でき、例えば高次
の電子線回折像と、低次の電子線回折像との間の輝度の
違いや試料上の凹凸によって発生する輝度むらを平均化
することが可能になる。
ターと、当該液晶フィルターに電圧を印可するための液
晶電圧コントロール手段を備えているので、各素子に導
入される光の輝度を、素子単位で補正でき、例えば高次
の電子線回折像と、低次の電子線回折像との間の輝度の
違いや試料上の凹凸によって発生する輝度むらを平均化
することが可能になる。
【００２１】
【００２２】
【実施例】以下、本発明を図示する一実施例を用いて説
明する。
明する。
【００２３】図１は、本発明に係る電子顕微鏡装置の全
体構成図を示す。図において、電子銃部１からの電子線
４は、照射レンズ部２によって試料１９に照射され、結
像レンズ部３によって結像される。ここで、最終投射レ
ンズ３ａによって得られる電子線像４ａは、偏向コイル
１０によって走査され、従来の蛍光板の位置に設けられ
たマスク８に投影される。シャッター１８を開くとマス
ク８のスリット８ａを通過した電子線像４ａの一部が線
状撮像方式により直線状に配列されたカメラ９に受像さ
れる。マスク８のスリット８ａの幅は、カメラ９の解像
度を十分満足できるような輝度及び画像情報が得られる
ように微調整することができる。マスク８に投影された
画像は、カメラ９で光信号から電気信号に変換され、カ
メラヘッドアンプ１１により増幅される。増幅された画
像信号は画像処理／輝度コントロールを行うＣＰＵ１２
へ送られる。それらのデータはモニタＣＲＴ１４で観察
し、必要に応じて画像メモリ１６に記録蓄積され、また
プリンター１７により打ち出しすることが可能である。
モニタＣＲＴ１４と電子線像４ａとの同期は投射レンズ
３ａの上部あるいは下部に設けられた偏向コイル１０と
偏向コイル同期制御回路１３で行われる。電子線像の走
査スピードは画像処理／輝度コントロール部のＣＰＵ１
２を使用し、偏向コイル同期制御回路１３を介してコン
トロールされる。
体構成図を示す。図において、電子銃部１からの電子線
４は、照射レンズ部２によって試料１９に照射され、結
像レンズ部３によって結像される。ここで、最終投射レ
ンズ３ａによって得られる電子線像４ａは、偏向コイル
１０によって走査され、従来の蛍光板の位置に設けられ
たマスク８に投影される。シャッター１８を開くとマス
ク８のスリット８ａを通過した電子線像４ａの一部が線
状撮像方式により直線状に配列されたカメラ９に受像さ
れる。マスク８のスリット８ａの幅は、カメラ９の解像
度を十分満足できるような輝度及び画像情報が得られる
ように微調整することができる。マスク８に投影された
画像は、カメラ９で光信号から電気信号に変換され、カ
メラヘッドアンプ１１により増幅される。増幅された画
像信号は画像処理／輝度コントロールを行うＣＰＵ１２
へ送られる。それらのデータはモニタＣＲＴ１４で観察
し、必要に応じて画像メモリ１６に記録蓄積され、また
プリンター１７により打ち出しすることが可能である。
モニタＣＲＴ１４と電子線像４ａとの同期は投射レンズ
３ａの上部あるいは下部に設けられた偏向コイル１０と
偏向コイル同期制御回路１３で行われる。電子線像の走
査スピードは画像処理／輝度コントロール部のＣＰＵ１
２を使用し、偏向コイル同期制御回路１３を介してコン
トロールされる。
【００２４】図４（ａ)，(ｂ)，(ｃ）はカメラ９に設け
た液晶フィルター９ｂ（図７に詳細を示す。）の実際の
動作効果を電子線回折像を用いて説明したものである。
た液晶フィルター９ｂ（図７に詳細を示す。）の実際の
動作効果を電子線回折像を用いて説明したものである。
【００２５】多結晶の試料を用いて電子線回折を行った
場合の一例を図４（ａ）に示す。電子線回折像のＡ−
Ａ′間をミクロフォトメータで走査させたときの輝度分
布の結果を図４（ｂ）に示す。このように電子線回折像
の輝度は中心より外周になるほど低下してくるため、高
次の電子線回折像は確認不可能になる。また画素分割形
線状固体撮像素子カメラ９を用いて検出すると、図４
（ｂ）に示したように各画素が鮮明に分割されるため、
図２（ｂ）のような画素のにじみが生じない。さらに画
素の輝度ムラをなくすために各画素の輝度を液晶フィル
ター９ｂで電圧として検出し、画像処理／輝度コントロ
ール用のＣＰＵ１２にて減衰分を加算後、液晶電圧コン
トロール回路１５を介して、カメラ９の液晶フィルター
９ｂにて輝度補正を行う。その結果を図４（ｃ）に示
す。このように補正後、輝度は平均化され、高次の電子
線回折像までも確認できるようになる。
場合の一例を図４（ａ）に示す。電子線回折像のＡ−
Ａ′間をミクロフォトメータで走査させたときの輝度分
布の結果を図４（ｂ）に示す。このように電子線回折像
の輝度は中心より外周になるほど低下してくるため、高
次の電子線回折像は確認不可能になる。また画素分割形
線状固体撮像素子カメラ９を用いて検出すると、図４
（ｂ）に示したように各画素が鮮明に分割されるため、
図２（ｂ）のような画素のにじみが生じない。さらに画
素の輝度ムラをなくすために各画素の輝度を液晶フィル
ター９ｂで電圧として検出し、画像処理／輝度コントロ
ール用のＣＰＵ１２にて減衰分を加算後、液晶電圧コン
トロール回路１５を介して、カメラ９の液晶フィルター
９ｂにて輝度補正を行う。その結果を図４（ｃ）に示
す。このように補正後、輝度は平均化され、高次の電子
線回折像までも確認できるようになる。
【００２６】画像処理／輝度コントロール用ＣＰＵ１２
による、画像の観察記録までの動作フローチャートを図
５に示す。また、図６（ａ)，(ｂ)，(ｃ）に、最終投射
レンズ３ａの下部に設けた偏向コイル１０により電子線
像４ａを走査させる場合の、マスク８，スリット８ａ，
シャッター１８，カメラ９の取付け位置関係と電子線像
４ａの走査取込の時間経過を示す。
による、画像の観察記録までの動作フローチャートを図
５に示す。また、図６（ａ)，(ｂ)，(ｃ）に、最終投射
レンズ３ａの下部に設けた偏向コイル１０により電子線
像４ａを走査させる場合の、マスク８，スリット８ａ，
シャッター１８，カメラ９の取付け位置関係と電子線像
４ａの走査取込の時間経過を示す。
【００２７】以下、この図５及び図６を用いて、本実施
例の動作を説明する。操作パネル上の画像取込み開始ボ
タンを押すと（ステップ２０）、シャッター１８が開き
（ステップ２１，図６（ａ))、画像の取込みが開始する
（ステップ２２）と同時に、偏向コイル１０によって電
子線像４ａが走査される（図６（ｂ))。画像の取込みが
終了すると（ステップ２３，図６（ｃ))、シャッター１
８を閉じる（ステップ２４）。このようにして得られた
画像はモニタ用ＣＲＴ１４に表示されると共に（ステッ
プ２５）、画像の輝度を確認する（ステップ２６）。輝
度が不均一の場合は、各画像の輝度を読み取り（ステッ
プ２７）、各画像の輝度を加算し（ステップ２８）、輝
度の補正調整を行って（ステップ２９）、上記ステップ
２０〜２６を再度実行する。画像の輝度が均一となった
場合（ステップ２６）は、次に像質を判断する（ステッ
プ３０）。像質、すなわちＳ／Ｎが悪い場合は、各画素
のＳ／Ｎを読取り（ステップ３１）、各画素のＳ／Ｎを
設定し（ステップ３２）、電子線像の取込み走査時間を
補正（ステップ３３）及び調整し(ステップ３４)、再度
ステップ２０〜３０を実行する。
例の動作を説明する。操作パネル上の画像取込み開始ボ
タンを押すと（ステップ２０）、シャッター１８が開き
（ステップ２１，図６（ａ))、画像の取込みが開始する
（ステップ２２）と同時に、偏向コイル１０によって電
子線像４ａが走査される（図６（ｂ))。画像の取込みが
終了すると（ステップ２３，図６（ｃ))、シャッター１
８を閉じる（ステップ２４）。このようにして得られた
画像はモニタ用ＣＲＴ１４に表示されると共に（ステッ
プ２５）、画像の輝度を確認する（ステップ２６）。輝
度が不均一の場合は、各画像の輝度を読み取り（ステッ
プ２７）、各画像の輝度を加算し（ステップ２８）、輝
度の補正調整を行って（ステップ２９）、上記ステップ
２０〜２６を再度実行する。画像の輝度が均一となった
場合（ステップ２６）は、次に像質を判断する（ステッ
プ３０）。像質、すなわちＳ／Ｎが悪い場合は、各画素
のＳ／Ｎを読取り（ステップ３１）、各画素のＳ／Ｎを
設定し（ステップ３２）、電子線像の取込み走査時間を
補正（ステップ３３）及び調整し(ステップ３４)、再度
ステップ２０〜３０を実行する。
【００２８】このようにして作成した電子線像を次に、
画像処理又は記録の確認を行う（ステップ３５）。画像
が記録されていなければ（ステップ３６）、画像処理を
行い（ステップ３７）、画像が記録されていれば（ステ
ップ３８）、画像の呼出しの有無を確認する（ステップ
３９）。呼び出しがなければ、処理を終了し（ステップ
４０）、呼出しがあれば出力表示のための処理を行う
（ステップ４１）。
画像処理又は記録の確認を行う（ステップ３５）。画像
が記録されていなければ（ステップ３６）、画像処理を
行い（ステップ３７）、画像が記録されていれば（ステ
ップ３８）、画像の呼出しの有無を確認する（ステップ
３９）。呼び出しがなければ、処理を終了し（ステップ
４０）、呼出しがあれば出力表示のための処理を行う
（ステップ４１）。
【００２９】このように、操作パネル上の画像取込開始
ボタンを押すと、それに連動してシャッター１８が開
き、電子線像４ａがカメラ部９へ取込まれる。電子線像
４ａを走査させる偏向コイル１０とスリット８ａを有し
たマスク８、さらにシャッター１８により、撮像に必要
な最小限度の電子線が振り込まれるようになるので、経
年変化によるカメラ９の蛍光体５ａの発光効率の低下を
防止し、高加速電圧においても蛍光体５ａ及び固体撮像
素子９ｃの寿命が従来の観察方法よりも４倍以上長くな
る。また、従来暗室で行っていた画像の観察を明るい部
室で行えるため、作業能率が向上する。更に、暗室にお
ける一連の煩雑にフィルム処理作業が不要となり、特に
薬品を用いる作業時の安全性の確保，公害防止の問題が
解決できる。
ボタンを押すと、それに連動してシャッター１８が開
き、電子線像４ａがカメラ部９へ取込まれる。電子線像
４ａを走査させる偏向コイル１０とスリット８ａを有し
たマスク８、さらにシャッター１８により、撮像に必要
な最小限度の電子線が振り込まれるようになるので、経
年変化によるカメラ９の蛍光体５ａの発光効率の低下を
防止し、高加速電圧においても蛍光体５ａ及び固体撮像
素子９ｃの寿命が従来の観察方法よりも４倍以上長くな
る。また、従来暗室で行っていた画像の観察を明るい部
室で行えるため、作業能率が向上する。更に、暗室にお
ける一連の煩雑にフィルム処理作業が不要となり、特に
薬品を用いる作業時の安全性の確保，公害防止の問題が
解決できる。
【００３０】次に、線状固体撮像カメラの他の実施例を
図７に示す。図に示すように、スリット８ａの幅は微調
整できるようにしてあるため、カメラ本来の解像度を十
分満足できるような輝度及び画像情報を得ることができ
る。電子線像４ａを画素分割蛍光体５ａ，液晶フィルタ
ー９ｂ，固体撮像素子９ｃが一体化した線状撮像方式の
カメラ部９を用いて検出することにより、各画素の輝度
を電圧として高精度に検出することができるようにな
る。また輝度補正機能を設けることによって、高加速電
圧においてもＣＲＴ１４上で画像の輝度ムラ，にじみを
排除した高解像度の画像観察及び画像記録が可能にな
る。
図７に示す。図に示すように、スリット８ａの幅は微調
整できるようにしてあるため、カメラ本来の解像度を十
分満足できるような輝度及び画像情報を得ることができ
る。電子線像４ａを画素分割蛍光体５ａ，液晶フィルタ
ー９ｂ，固体撮像素子９ｃが一体化した線状撮像方式の
カメラ部９を用いて検出することにより、各画素の輝度
を電圧として高精度に検出することができるようにな
る。また輝度補正機能を設けることによって、高加速電
圧においてもＣＲＴ１４上で画像の輝度ムラ，にじみを
排除した高解像度の画像観察及び画像記録が可能にな
る。
【００３１】さらにカメラ９の他の実施例を図８に示
し、図８のＡ−Ａ′断面を図９に示す。カメラ９は蛍光
体５ａ，グラスファイバー９ａ，液晶フィルター９ｂ，
固体撮像素子９ｃで構成されている。そしてこれら蛍光
体５ａ，グラスファイバー９ａ，液晶フィルター９ｂ，
固体撮像素子９ｃからなる蛍光体列毎に、隔壁９ｄで隔
離している。このように一体化されたものを線状固体撮
像カメラ９として、１或いは２画素の幅で直線状に並べ
たものを用いる。隔壁９ｄには遮光効果のあるものを用
いる。例えばアルミにカーボン蒸着したものを使用する
ことにより、高加速電圧時のＸ線による画像のにじみ、
発光によるにじみを取り除くことができる。
し、図８のＡ−Ａ′断面を図９に示す。カメラ９は蛍光
体５ａ，グラスファイバー９ａ，液晶フィルター９ｂ，
固体撮像素子９ｃで構成されている。そしてこれら蛍光
体５ａ，グラスファイバー９ａ，液晶フィルター９ｂ，
固体撮像素子９ｃからなる蛍光体列毎に、隔壁９ｄで隔
離している。このように一体化されたものを線状固体撮
像カメラ９として、１或いは２画素の幅で直線状に並べ
たものを用いる。隔壁９ｄには遮光効果のあるものを用
いる。例えばアルミにカーボン蒸着したものを使用する
ことにより、高加速電圧時のＸ線による画像のにじみ、
発光によるにじみを取り除くことができる。
【００３２】一般に、面状の固体撮像素子は、４０万画
素で１／２あるいは１／３インチが用いられているが、
これらは画素の欠落、画素間の感度レベルに差があり、
製作上歩留まりが悪いのが現状である。本実施例に使用
している線状撮像方式の固体撮像素子９ｃを用いれば、
製作も容易になり、画素数も１／１０程度となるので、
１００倍以上の歩留まりの向上が期待できる。したがっ
て、経済的にも非常に顕著な効果が得られる。
素で１／２あるいは１／３インチが用いられているが、
これらは画素の欠落、画素間の感度レベルに差があり、
製作上歩留まりが悪いのが現状である。本実施例に使用
している線状撮像方式の固体撮像素子９ｃを用いれば、
製作も容易になり、画素数も１／１０程度となるので、
１００倍以上の歩留まりの向上が期待できる。したがっ
て、経済的にも非常に顕著な効果が得られる。
【００３３】また、以上述べた本発明は、更に図１０に
示す面状の固体撮像カメラ２０を用いた場合にも応用で
きる。すなわち、図に示すように、蛍光体５ａを複数列
で平面状に配置し、夫々についてグラスファイバ９ａ，
液晶フィルター９ｂ及び固体撮像素子９ｃを設けること
で、面状の固体撮像カメラ２０を構成している。そし
て、マスク８自体を移動可能とし、撮像する際は、特定
の蛍光体５ａの列にスリット８ａを合わせて、前記実施
例と同様に電子線像の取込みを行うわけである。このよ
うにすることにより、前記実施例と同様な効果を達成す
ると共に、特定の蛍光体列のカメラが破損又は劣化した
場合は、マスク８を移動させて他の蛍光体列に切替えて
撮像することも可能となる。また、図７で述べたよう
に、スリット８ａの幅を可変する機構を備え、低加速電
圧のときはスリット８ａの幅を広げ、電子線像を走査さ
せないで、試料の透過像全体を同時に取込み、高加速電
圧のときはスリット８ａを狭めて前述の通り像を取込む
等の応用も可能である。
示す面状の固体撮像カメラ２０を用いた場合にも応用で
きる。すなわち、図に示すように、蛍光体５ａを複数列
で平面状に配置し、夫々についてグラスファイバ９ａ，
液晶フィルター９ｂ及び固体撮像素子９ｃを設けること
で、面状の固体撮像カメラ２０を構成している。そし
て、マスク８自体を移動可能とし、撮像する際は、特定
の蛍光体５ａの列にスリット８ａを合わせて、前記実施
例と同様に電子線像の取込みを行うわけである。このよ
うにすることにより、前記実施例と同様な効果を達成す
ると共に、特定の蛍光体列のカメラが破損又は劣化した
場合は、マスク８を移動させて他の蛍光体列に切替えて
撮像することも可能となる。また、図７で述べたよう
に、スリット８ａの幅を可変する機構を備え、低加速電
圧のときはスリット８ａの幅を広げ、電子線像を走査さ
せないで、試料の透過像全体を同時に取込み、高加速電
圧のときはスリット８ａを狭めて前述の通り像を取込む
等の応用も可能である。
【００３４】
【発明の効果】透過電子顕微鏡において、試料像上の場
所毎の輝度差を平均化することができ、電子線回折像
や、観察領域に凹凸がある場合等の試料像の観察におい
ても、輝度むらのない高解像度の像観察又は記録を行う
ことができる。
所毎の輝度差を平均化することができ、電子線回折像
や、観察領域に凹凸がある場合等の試料像の観察におい
ても、輝度むらのない高解像度の像観察又は記録を行う
ことができる。
【００３５】
【００３６】このような効果により、本発明によれば高
加速更には超高加速電圧での像観察・記録が初めて可能
となると共に、従来、暗室で行っていた画像の観察・フ
ィルムの処理作業等が不要となり、薬品を用いた作業時
の安全確保・公害防止等にも顕著な効果がある。
加速更には超高加速電圧での像観察・記録が初めて可能
となると共に、従来、暗室で行っていた画像の観察・フ
ィルムの処理作業等が不要となり、薬品を用いた作業時
の安全確保・公害防止等にも顕著な効果がある。
【図１】本発明に係る電子顕微鏡装置の一実施例であっ
て、その全体構成図。
て、その全体構成図。
【図２】従来技術で使用している蛍光体の断面図及び各
加速電圧での輝度と像のにじみ量の関係図。
加速電圧での輝度と像のにじみ量の関係図。
【図３】従来技術の蛍光板上で電子線回折像を観察した
場合の輝度分布図。
場合の輝度分布図。
【図４】本発明で電子線回折像を観察した場合の輝度コ
ントロール処理前後の輝度分布図。
ントロール処理前後の輝度分布図。
【図５】本発明による画像処理／輝度コントロール用Ｃ
ＰＵの動作フローチャート。
ＰＵの動作フローチャート。
【図６】本発明による電子線像の取込走査時間経過図。
【図７】本発明によるマスク，シャッター，カメラ部の
他の実施例。
他の実施例。
【図８】本発明による固体撮像カメラの他の実施例。
【図９】図８のＡ−Ａ′断面図。
【図１０】本発明による電子顕微鏡装置の応用例。
１…電子銃部、２…照射レンズ部、３…結像レンズ部、
３ａ…最終投射レンズ、４…電子線、４ａ…電子線像、
８…マスク、８ａ…スリット、９…線状固体撮像カメ
ラ、９ａ…グラスファイバー、９ｂ…液晶フィルター、
９ｃ…固体撮像素子、９ｄ…隔壁、１０…偏向コイル、
１１…カメラヘッドアンプ、１２…画像処理／輝度コン
トロール用ＣＰＵ、１３…偏向コイル同期制御回路、１
４…モニタＣＲＴ、１５…液晶電圧コントロール回路、
１６…画像メモリ、１７…プリンター、１８…シャッタ
ー、１９…試料、２０…面状固体撮像カメラ。
３ａ…最終投射レンズ、４…電子線、４ａ…電子線像、
８…マスク、８ａ…スリット、９…線状固体撮像カメ
ラ、９ａ…グラスファイバー、９ｂ…液晶フィルター、
９ｃ…固体撮像素子、９ｄ…隔壁、１０…偏向コイル、
１１…カメラヘッドアンプ、１２…画像処理／輝度コン
トロール用ＣＰＵ、１３…偏向コイル同期制御回路、１
４…モニタＣＲＴ、１５…液晶電圧コントロール回路、
１６…画像メモリ、１７…プリンター、１８…シャッタ
ー、１９…試料、２０…面状固体撮像カメラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−57248（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−16068（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−37658（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−41254（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 37/26 H01J 37/22 501 H01J 37/244 H01J 37/295
Claims (11)
- 【請求項１】試料を透過した電子線像を観察する透過電
子顕微鏡において、 前記電子線像の撮像位置に配置される複数の光変換部材
と、該光変換部材で発生した光信号を電気信号に変換す
るための複数の素子を有する撮像カメラと、前記複数の
素子から出力される電気信号に基づいて試料の電子線像
を形成する画像処理部と、前記複数の光変換部材及び前
記複数の素子を個々に分離する隔壁と、前記光変換部材
と前記素子の間に配置される液晶フィルターと、当該液
晶フィルターに電圧を印可するための液晶電圧コントロ
ール手段を備えたことを特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項２】請求項１において、前記光変換部材は線状
に配列されていることを特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項３】請求項２において、前記線状に配列された
光変換部材上で、前記電子線像を走査するための偏向器
を備えたことを特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項４】請求項３において、前記線状に配列された
光変換部材の上部にマスクを配置し、当該マスク中に形
成したスリットを介して、前記電子線像を前記光変換部
材に取り込むように構成したことを特徴とする透過電子
顕微鏡。 - 【請求項５】請求項３において、前記偏向器を、前記線
状に配列された光変換部材の配列方向に対し、垂直な方
向に前記電子線を偏向する偏向コイルで構成したことを
特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項６】請求項５において、前記偏向コイルを制御
し、前記電子線像の走査速度を可変する手段を設けたこ
とを特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項７】請求項１において、前記液晶電圧コントロ
ール手段を制御して輝度補正するように構成したことを
特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項８】請求項１において、前記液晶フィルターは
前記光変換部材毎に設けられていることを特徴とする透
過電子顕微鏡。 - 【請求項９】請求項１において、前記光変換部材は蛍光
体からなり、前記隔壁は該蛍光体を画素単位で分割した
ことを特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項１０】請求項１において、前記光変換部材と前
記素子の間を湾曲状のグラスファイバーで連結したこと
を特徴とする透過電子顕微鏡。 - 【請求項１１】請求項１において、前記光変換部材は、
前記電子線像を形成する電子線の照射方向に対し、垂直
な方向に二次元的に配列されることを特徴とする透過電
子顕微鏡。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247544A JP2917697B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 透過電子顕微鏡 |
| EP93307169A EP0588572B1 (en) | 1992-09-17 | 1993-09-10 | Electron microscope with camera and method of operating the same |
| DE69306205T DE69306205T2 (de) | 1992-09-17 | 1993-09-10 | Elektronenmikroscop mit Kamera und Verfahren zum Betrieb desselben |
| US08/121,897 US5457317A (en) | 1992-09-17 | 1993-09-16 | Electron microscope, a camera for such an electron microscope, and a method of operating such an electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247544A JP2917697B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 透過電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06103949A JPH06103949A (ja) | 1994-04-15 |
| JP2917697B2 true JP2917697B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=17165077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247544A Expired - Lifetime JP2917697B2 (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 透過電子顕微鏡 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5457317A (ja) |
| EP (1) | EP0588572B1 (ja) |
| JP (1) | JP2917697B2 (ja) |
| DE (1) | DE69306205T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3390541B2 (ja) * | 1994-09-06 | 2003-03-24 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子投射装置 |
| JP3441855B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2003-09-02 | 科学技術振興事業団 | 荷電粒子顕微鏡の観察装置 |
| JP3490597B2 (ja) * | 1997-01-07 | 2004-01-26 | 株式会社東芝 | マスク検査装置 |
| EP2461347A1 (en) | 2010-12-06 | 2012-06-06 | Fei Company | Detector system for transmission electron microscope |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3048698A (en) * | 1959-03-11 | 1962-08-07 | Picker X Ray Corp | Scintillation camera |
| GB1320694A (en) * | 1969-06-17 | 1973-06-20 | Ass Elect Ind | High voltage electron microscope cameras |
| JPS4874865A (ja) * | 1971-12-29 | 1973-10-09 | ||
| JPS5138578B2 (ja) * | 1972-10-23 | 1976-10-22 | ||
| GB1425920A (en) * | 1972-11-09 | 1976-02-25 | Nat Res Dev | Optical intensity adjustment devices |
| JPS5616068A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-16 | Hitachi Ltd | Refrigerating plant |
| US4399360A (en) * | 1980-08-08 | 1983-08-16 | University Patents, Inc. | Transmission electron microscope employing sequential pixel acquistion for display |
| JPS5741254U (ja) * | 1980-08-22 | 1982-03-05 | ||
| JPS5837658A (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-04 | S O C I:Kk | 電子写真あるいはフアクシミリによる複写画像の階調性を向上させる方法 |
| JPS61110079A (ja) * | 1984-11-02 | 1986-05-28 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
| JPS61225739A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 螢光面およびその製造方法 |
| GB2183898A (en) * | 1985-11-05 | 1987-06-10 | Texas Instruments Ltd | Checking voltages in integrated circuit by means of an electron detector |
| JPH0656749B2 (ja) * | 1988-02-10 | 1994-07-27 | 日本電子株式会社 | 電子顕微鏡の画像表示装置 |
| CA1317035C (en) * | 1989-01-25 | 1993-04-27 | Matthias Brunner | Method for examining a specimen in a particle beam instrument |
| JP2966438B2 (ja) * | 1989-08-25 | 1999-10-25 | 株式会社日立製作所 | 走査干渉電子顕微鏡 |
| US5015057A (en) * | 1989-09-21 | 1991-05-14 | Tektronix, Inc. | Liquid crystal fiber optic attenuator and process for making same |
| US5153926A (en) * | 1989-12-05 | 1992-10-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Parallel processing network that corrects for light scattering in image scanners |
| JPH04129151A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-30 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡またはその類似装置のシヤツター装置 |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247544A patent/JP2917697B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-10 DE DE69306205T patent/DE69306205T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-10 EP EP93307169A patent/EP0588572B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-16 US US08/121,897 patent/US5457317A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69306205D1 (de) | 1997-01-09 |
| US5457317A (en) | 1995-10-10 |
| EP0588572B1 (en) | 1996-11-27 |
| DE69306205T2 (de) | 1997-06-26 |
| EP0588572A1 (en) | 1994-03-23 |
| JPH06103949A (ja) | 1994-04-15 |
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