JP3078355B2 - 分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分析装置より得られる
試料像の視野探し等の操作とその表示を行う分析装置の
操作表示指示方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４はデータ処理装置を備えた分析装置
の従来の構成例を示す図、図５は分析装置を他のデータ
処理装置とネットワークで接続した構成例を示す図であ
る。

【０００３】電子顕微鏡、その他電子線やＸ線等の量子
線を試料に照射して試料の分析を行う分析装置において
は、試料上で必要な分析位置を探すために視野探しが行
われる。この視野探しでは、ＸＹステージをＸ方向、Ｙ
方向へ駆動するためのモータを設け、ＸＹステージ上に
試料を保持して移動指示に基きＸＹステージを移動させ
る方式と、試料を保持するステージを固定して偏向器に
より試料に照射するビーム（電子線、光線、イオンビー
ム、Ｘ線等）を偏向する方式とがある。

【０００４】分析装置では、上記いずれの方式において
も、視野探しの円滑な移動操作を行うための移動指示手
段としてジョイスティックが使用されている。これは、
ジョイスティックが他のツマミやレバー或いはカーソル
キー等による操作よりもはるかに円滑に視野探し等の移
動操作を行うことができるからである。そのため、分析
装置では、図４に示すように分析装置３１にジョイステ
ィック３３をケーブルによって接続すると共に、分析装
置３１から得られる試料像をディスプレイに表示し処理
するデータ処理装置３２を隣接して設けたようなハード
ウエアで構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、視野探
しの移動指示手段として上記のようにジョイスティック
を使用すると、データ処理装置が分析装置に隣接し実質
的に一体に構成され、オペレータと対峙して処理を行う
形態の場合には問題ないが、ディスプレイを備えたデー
タ処理装置が分析装置から離れて構成される場合には問
題が生じる。すなわち、試料像の観察はディスプレイの
画面で行うため、データ処理装置が分析装置から離れて
構成されていると、オペレータがディスプレイの画面で
試料像を観察しながら視野探しの移動操作を行うために
は、遠隔操作を行うことが必要になる。しかし、ジョイ
スティックと本体とを接続するケーブルが長くなると、
物理的な制約或いはノイズの問題が生じる。そのため、
実際にはジョイスティックが接続できなくなり、円滑な
移動指示を行うことができなくなるという問題が生じ
る。

【０００６】また、分析装置３１がデータ処理装置３２
と一体化したものであっても、図５に示すようにネット
ワークを介して別に分離されたデータ処理装置３４があ
り、このようなデータ処理装置３４からネットワークを
介して分析装置３１より得られる試料像の観察、操作を
行うことができる環境では、分析装置３１とオペレータ
とが１対１からＮ対Ｎで構成されることになる。このよ
うな場合にも、図示のように複数のジョイスティック３
３を張り巡らせることは、先に述べたような問題があっ
て実際上極めて困難である。

【０００７】さらに、処理装置としてワークステーショ
ンを利用した場合、ワークステーションに適切なジョイ
スティックのためのハードウエアインタフェースを接続
しようとすると、構成が複雑になりコストも高くなると
いう問題がある。

【０００８】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、特別にジョイスティックを接続しなくても他のマ
ウス等のポインティングデバイスで従来のジョイスティ
ックを使ったと同様の感覚で視野探しの移動操作を行う
ことができる分析装置の操作指示表示方式を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、試
料像を表示装置の画面に表示して試料観察を行う分析装
置において、前記表示装置の画面に表示される試料像に
重ねて基準点を中心とする同心円のスケールを表示する
と共に該スケール上にポインティングデバイスによる操
作指示のポイントと前記基準点とを結ぶベクトルを表示
する第１の信号処理手段と、前記表示装置の画面に表示
されたベクトルの方向と大きさに対応した試料像の移動
方向と移動速度を有する操作信号を生成する第２の信号
処理手段と、第２の信号処理手段により生成された操作
信号に基づき前記表示装置の画面に表示された試料像の
移動を行う試料像移動手段とを備え、前記ポインティン
グデバイスの操作指示に従い前記表示装置の画面におい
て試料像上に試料像の移動する方向及び速さに対応する
ベクトルとスケールを重ねて表示しながら前記試料像移
動手段により試料像を移動できるようにしたことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】本発明の分析装置では、第１の信号処理手段及
び第２の信号処理手段により表示装置の画面にポインテ
ィングデバイスの操作信号をベクトルに変換し試料像に
重ねて、さらにはウィンドウを設定してウィンドウと共
に試料像に重ねてベクトルを表示すると共に、それに対
応する方向と大きさの操作信号を分析装置に与えるの
で、試料像上でポインティングデバイスの操作をベクト
ルで見ることができる。したがって、ポインティングデ
バイスとしてマウスを用いても、カーソルが移動する従
来の表示と異なりジョイスティックと同様に模擬できる
ので、円滑な移動指示を行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る分析装置の操作指示表示方式
の１実施例を説明するための図である。

【００１２】図１（イ）において、分析装置１は、電子
顕微鏡、その他量子線を照射して試料を分析するもので
あり、データ処理装置２は、分析装置１の動作を制御す
ると共に、分析装置１で採取された分析データを入力し
て処理するものである。表示装置３は、分析装置１から
データ処理装置２を介して得られた試料の観察像を表示
したり、データ処理装置２で処理されたデータを表示し
たりするものである。マウス信号処理部５は、マウス４
の操作（マウスボタンのオン／オフ、マウスの移動等）
を検出しその信号の処理を行うものであり、分析装置１
に対する移動操作を行う場合に、それぞれマウスの操作
信号を、分析装置１に与える移動信号に変換処理するも
のが移動信号処理部６、表示装置３のジョイスティック
ウィンドウ表示のための信号に変換処理するものが表示
信号処理部７である。

【００１３】分析装置１より得られる表示装置３上での
試料像で視野探しを行う場合、従来より採用されている
ジョイスティックによる移動指示の操作では、（ロ）に
示すように倒す方向とその角度によって移動方向Ｘ，Ｙ
及び移動速度ｖ_x ，ｖ_y が設定される。したがって、観
察像を観ながら視野を移動させたい方向へジョイスティ
ックを倒すことによって、また、移動させたい速度に応
じてその倒す角度を変えることによって、その移動方向
及び移動速度において感覚的にジョイスティックの操作
を試料の視野移動に対応させることができる。しかし、
マウス４は、従来分析装置において使い慣れたジョイス
ティックとは異なり、マウス４の移動に対応してマウス
アイコンが移動するように表示されるので、例えばその
マウスアイコンの移動方向と移動速度で分析装置に移動
指示を与えても、感覚的には分かりにくい。

【００１４】そこで、本発明では、視野探しを行う場
合、マウス４の操作に応じて表示信号処理部７で信号変
換処理を行い、（ハ）に示すようなジョイスティックウ
ィンドウを観察像の表示画面上に重ねて表示する。この
ジョイスティックウィンドウでは、同心円のスケール上
にジョイスティックの投影像を模擬してベクトルを表示
し、表示信号処理部６で、その方向と長さを移動方向と
移動速度（ｖ_x ，ｖ_y ）に対応させて分析装置１に与え
るようにしている。つまり、マウス４の操作をジョイス
ティックウィンドウに連動表示させ、分析装置の移動操
作をさせることによって、オペレータは、従来より行っ
ているジョイスティックと同様の感覚で移動操作を行う
ことができる。

【００１５】次に、マウスを使った信号処理を具体的な
例によりさらに本発明を詳述する。図２はマウス操作に
よる信号処理系の構成例を示す図、図３は移動指示とス
テージ移動方向及び画像移動方向との関係を説明するた
めの図である。

【００１６】図２において、１１はマウス、１２はマウ
ス位置検出回路、１３はウィンドウ描画回路、１４はＸ
方向移動信号生成回路、１５はＹ方向移動信号生成回
路、１６はＸ軸アンプ、１７はＹ軸アンプ、１８はＸ軸
駆動モータ、１９はＹ軸駆動モータ、２０はＸＹステー
ジ、２１は表示装置、２２はジョイスティックウィンド
ウを示す。

【００１７】表示装置２１は、図示しないが表示回路に
より分析装置から得られる試料像を表示すると共に、視
野探しではウィンドウ描画回路１３からの信号にしたが
ってジョイスティックウィンドウ２２を観察像の上に重
ね表示するものである。ＸＹステージ２０は、分析装置
内にあって観察試料を保持するものであり、これをＸ方
向、Ｙ方向へ移動させるために駆動されるのがそれぞれ
Ｘ軸駆動モータ１８、Ｙ軸駆動モータ１９である。

【００１８】マウス位置検出回路１２は、マウス１１の
移動に対応したマウス位置を検出するものである。ウィ
ンドウ描画回路１３は、ジョイスティックウィンドウ２
２と共にマウス１１の操作にしたがって移動の方向、速
度を有するベクトルを表示装置２１の画面に表示するた
めの回路であり、ベクトルに対応する移動の方向、速度
の指示をＸ，Ｙの成分に分解して生成し出力するのがＸ
方向移動信号生成回路１４、Ｙ方向移動信号生成回路１
４である。

【００１９】分析装置による試料の観察モードの視野探
しにおいて試料ステージの移動操作として、任意の方向
に移動する場合と、任意の位置をセンタリング（ダイレ
クト移動機能）する場合があり、以下にそれぞれの移動
操作について説明する。

【００２０】まず、例えばファンクションキーによる操
作等、特定の操作により視野探しのモードすると、ウィ
ンドウ描画回路１３では、試料像の表示された画面上に
ジョイスティックウィンドウ２２を表示する。

【００２１】そして、任意方向への移動の場合、オペレ
ータは、まず、マウス１１によりマウスアイコンをジョ
イスティックウィンドウ２２の領域まで移動した後、マ
ウスボタンを押す。これによりウィンドウ描画回路１３
では、マウスアイコンの表示をマウス１１の移動に対応
してジョイスティックウィンドウ２２の領域まで移動
し、マウスボタンが押されると、さらにマウスアイコン
の表示位置をジョイスティックウィンドウ２２の中心へ
移動し、例えば○印のジョイスティックアイコンに変え
る。この間、ＸＹステージは停止状態であり、ジョイス
ティックアイコンの表示位置とマウス１１の位置との対
応がとられることになる。

【００２２】そこで、オペレータがドラッグ操作により
マウスボタンを押したまま任意の方向へマウス１１を移
動すると、ウィンドウ描画回路１３では、（イ）に示す
ようにジョイスティックウィンドウ２２の中心（Ｘ₀ ，
Ｙ₀ ）からマウス１１の移動位置（Ｘ，Ｙ）まで直線を
描く。これは、マウス１１の移動に対応した方向、長さ
でベクトルを表すことになる。同時に、Ｘ方向移動信号
生成回路１４では、マウス位置検出回路１２で検出され
た原点（Ｘ０，Ｙ０）とマウス位置（Ｘ，Ｙ）から、Ｘ
方向の成分の移動速度Ｖ_x ＝Ｆ_x （Ｘ−Ｘ０，Ｙ−Ｙ
０）を計算し、Ｙ方向移動信号生成回路１５では、同様
にＹ方向の成分の移動速度Ｖ_y ＝Ｆ_y （Ｘ−Ｘ０，Ｙ−
Ｙ０）を計算する。

【００２３】これらの出力がＸ軸アンプ１６、Ｙ軸アン
プ１７で増幅された後Ｘ軸駆動モータ１８、Ｙ軸駆動モ
ータ１９にＸＹステージ２０の駆動信号として供給され
る。その結果、描かれたベクトルに対応した方向、速度
でＸＹステージが移動し、この移動にしたがって、画面
に表示された試料像の位置も移動することになる。マウ
ス位置とベクトルとステージの移動方向及び画像の移動
方向の関係を示したのが図３である。

【００２４】したがって、オペレータは、さらにマウス
１１を移動させ、ベクトルの長さを変えることによって
試料像の移動速度を任意に変えることができ、同様にベ
クトルの角度を変えることによって試料像の移動方向を
任意に変えることができる。そして、目的とする視野を
画面の中央付近まで移動させたとき、オペレータがマウ
スボタンを放すと、ウィンドウ描画回路１３では、ジョ
イスティックアイコンを元のマウスアイコンに戻し、Ｘ
方向移動信号生成回路１４及びＹ方向移動信号生成回路
１５では、ＸＹステージを適当な減速を伴って停止させ
る。

【００２５】センタリングは、上記のようにして目的と
する視野を画面内に移動させた後、煩わしい微調整を行
うことなく目的とする試料像の任意の点を画面の中央に
移動させる場合に行われる。このセンタリングは、オペ
レータがクリック操作を使ったときになされる。この場
合には、オペレータがマウス１１の移動操作によりマウ
スアイコンをジョイスティックウィンドウ２２の領域内
の目的とする位置に移動してボタンをクリックする。こ
の操作があると、ウィンドウ描画回路１３では、図２
（ロ）に示すようにマウスアイコンをクロスヘアカーソ
ルに変えると共に、その位置からジョイスティックウィ
ンドウ２２の中心まで矢印を描く。同時に、Ｘ方向移動
信号生成回路１４とＹ方向移動信号生成回路１５では、
この矢印の方向、長さに応じた移動量Ｉ_x ＝−Ｇ_x （Ｘ
−Ｘ０，Ｙ−Ｙ０）、Ｉ_y ＝−Ｇ_y （Ｘ−Ｘ０，Ｙ−Ｙ
０）を計算してモータの移動指令を出し、ＸＹステージ
２０を指定の移動量だけ加減速して移動する。移動が終
了すると、ウィンドウ描画回路１３では、ジョイスティ
ックウィンドウ２２の矢印を消去すると共に、クロスヘ
アカーソルから元のマウスアイコンへ戻す。

【００２６】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、試料ステージを制御対象としたが、偏向
コイルを制御することによって行われる電子線の位置移
動や、表示画面より大きいサイズの画像メモリからその
一部を切り出して表示される場合の画像上の視野移動に
利用してもよい。図２に示す実施例では、ジョイスティ
ックウィンドウ２２を画面の左上寄りに表示したが、中
央に表示してもよいし、ジョイスティックウィンドウ２
２を移動できるようにしてもよい。

【００２７】あるいは、同心円やベクトルを表示しなく
てもよいし、マウスの表示形状やマウス操作方法が違っ
ていてもよい。

【００２８】また、ポインティングデバイスとしては、
マウス以外にもトラッキングボールやライトペン、タブ
レット等の位置を取り込める装置を用いることができ、
それぞれに合わせたウィイドウを用いるようにしてもよ
い。例えばタブレットが用いられている装置では、タブ
レットウィンドウを表示するように変えてもよい。

【００２９】また、ウインドウを特に設けず、画面全体
にベクトルを表示するようにしてもよい。

【００３０】さらに、表示装置としては、ＣＲＴ以外に
も液晶表示装置、プラズマ表示装置等、他のグラフィカ
ルな表示ができる表示装置を同様に用いることができる
ことはいうまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、通常、データ処理装置に設けられているマウスを使
い、マウスによる移動指示を画面のジョイスティックウ
ィンドウで表示するので、従来のジョイスティックによ
る移動指示を同様の感覚で行うことができる。したがっ
て、分析装置にジョイスティックやタブレット等の特別
なものを設けなくてもよくなり、装置構成の簡略化を図
ることができる。また、一般のワークステーションでも
装置の操作ができるようになり、ネットワークを介して
遠隔にある複数の分析装置と複数の処理装置とを１：
Ｎ、Ｍ：１、或いはＭ：Ｎ接続することができる。さら
には、それぞれの装置で使用されているポインティング
デバイスによる操作をそれぞれの目的に応じたウィンド
ウで表示するので、種々のシステムを組み合わせた場合
にも、使い易い環境を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る分析装置の操作指示表示方式の
１実施例を説明するための図である。

【図２】 マウス操作による信号処理系の構成例を示す
図である。

【図３】 移動指示とステージ移動方向及び画像移動方
向との関係を説明するための図である。

【図４】 データ処理装置を備えた分析装置の従来の構
成例を示す図である。

【図５】 分析装置を他のデータ処理装置とネットワー
クで接続した構成例を示す図である。

【符号の説明】

１…分析装置、２…データ処理装置、３…表示装置、４
…マウス、５…マウス信号処理部、６…移動信号処理
部、７…表示信号処理部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−179193（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−188790（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−43355（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−253550（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−174045（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 37/22 H01J 37/20 G06F 3/14 G06F 3/00 G09G 5/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料像を表示装置の画面に表示して試料
   観察を行う分析装置において、 前記表示装置の画面に表示される試料像に重ねて基準点
   を中心とする同心円のスケールを表示すると共に該スケ
   ール上にポインティングデバイスによる操作指示のポイ
   ントと前記基準点とを結ぶベクトルを表示する第１の信
   号処理手段と、 前記表示装置の画面に表示されたベクトルの方向と大き
   さに対応した試料像の移動方向と移動速度を有する操作
   信号を生成する第２の信号処理手段と、 第２の信号処理手段により生成された操作信号に基づき
   前記表示装置の画面に表示された試料像の移動を行う試
   料像移動手段とを備え、前記ポインティングデバイスの
   操作指示に従い前記表示装置の画面において試料像上に
   試料像の移動する方向及び速さに対応するベクトルとス
   ケールを重ねて表示しながら前記試料像移動手段により
   試料像を移動できるようにしたことを特徴とする分析装
   置。