JP4397730B2 - 電子顕微鏡の絞り補正方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は電子顕微鏡の絞り補正方法及び装置に関する。

電子顕微鏡の絞り補正を行なう場合には、集束レンズ絞りと、対物レンズ絞りと、中間レンズ絞りを手動で、或いはモータ駆動により行なっている。絞り補正を手動で行なう場合には、蛍光板上に絞りの像を写し出し、オペレータがその像を見ながら絞り補正を行なっている。絞り補正をモータ駆動で行なう場合には、モータにポテンショメータ或いはリニアゲージを取り付け、各絞り位置に相当する値をＣＰＵに記憶させておき、絞りを選択する時に、ポテンショメータ或いはリニアゲージが記憶した値になるまでモータを回転させて位置を移動している。

電子顕微鏡には、集束レンズ絞り（ＣＬ Ａｐｔ）、対物レンズ絞り（ＯＬ Ａｐｔ）、中間レンズ絞り（ＳＡ Ａｐｔ）を装備している。それぞれの絞りの使用目的は、
・ 集束レンズ絞りは、試料に照射する電子線量と電子線サイズを調整するものであり、
・ 対物レンズ絞りは、試料で散乱する電子線を遮断することで電子顕微鏡像のコントラスト調整、或いは暗視野像観察にも使用するものであり、
・ 中間レンズ絞りは、対物レンズで拡大された像が中間レンズ絞り上にできるので、中間レンズ絞りで視野を制限し、その制限した領域から発生する回折パターンを観察する時に使用するものである。

従来のこの種の技術としては、電子線で分割された光電変換器に照射し、全ての光電変換器の出力が同じになるように軸合わせする技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、分割フォトダイオードを用いて、マーカの中心が受光面の中心にくるように光検出器調整手段を調整する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
特開平２−１８８４４号公報（第２頁、第３頁、第１図） 特開２０００−１４６８０８号公報（第２頁、第３頁、図１）

電子顕微鏡による像観察の場合、それぞれの絞りが光軸上になければ、軸ずれが生じ、電子顕微鏡像、回折パターンが正しく得られない。そこで、それぞれの絞りをモータ駆動を用いて調整する場合、前述したように、モータにポテンショメータ或いはリニアゲージを取り付け、各絞り位置に相当する値をＣＰＵに記憶させておき、絞りを選択する時に、ポテンショメータ或いはリニアゲージが記憶した値になるまでモータを回転させて位置を移動している。

しかしながら、絞り機構の機械的な歪みのため、例え記憶したポテンショメータ或いはリニアゲージに所定値を設定したとしても、絞り像が再現よく蛍光板中心にくることは難しく、最終的にはオペレータが蛍光板上の絞り像を見ながら手動で微調整を行なっているのが現状である。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる電子顕微鏡の絞り補正方法及び装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、取り込んだ画像をメモリ上の画面に展開し、更に該画面上に倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形を展開し、前記画面を分割して各分割画像の各画素の数の相互関係を求めて絞りがどの位置にあるかを見い出し、分割像のそれぞれの画素の数に基づいて、電子顕微鏡に備えられている絞りを制御するようにした絞り補正方法であって、先ず、第１象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、次に、第１象限と第３象限の画素の数が同じになり、第２象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、前記円形図形と比較して絞り形状が同心円になるように非点収差補正を行なうことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、取り込んだ画像をメモリ上の画面に展開し、更に該画面上に倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形を展開し、ディスプレイを分割して絞り像を１と０で規格化し、絞り像において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４として絞り像の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
により求め、求めた絞り像の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、絞り像を移動させ、前記円形図形と比較して絞り形状が同心円となるように非点収差補正を行なうことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、電子ビーム形状をメモリ上の画面に展開し、更に該画面上に倍率にリンクしたビーム形状の口径に相当する円形図形を展開し、前記画面を分割してビーム形状を１と０で規格化し、ビーム形状において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４としてビーム形状の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
により求め、求めたビーム形状の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、ビーム形状を移動させ、前記円形図形と比較してビーム形状が同心円となるように非点収差補正を行なうことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、電子顕微鏡とコンピュータとがインタフェースを介して接続されたシステムにおいて、集束レンズ絞りと、対物レンズ絞りと、中間レンズ絞りと、前記コンピュータに設けられた画像を表示するためのディスプレイと、同じく前記コンピュータに設けられた取り込んだ絞り画像と、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形との相互演算を行なう演算処理部と、画像の非点収差補正を行なう非点収差補正装置と、を具備し、メモリ上に画像を展開するための画面を設け、該画面を分割して各分割画像の各画素の数の相互関係を求めて絞りがどの位置にあるかを前記演算処理部で見い出し、分割画像のそれぞれの画素の数に基づいて、前記演算処理部が電子顕微鏡に備えられている絞りを制御するようにした絞り補正装置であって、先ず、第１象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、次に、第１象限と第３象限の画素の数が同じになり、第２象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、前記非点収差補正装置が前記円形図形と比較して絞り形状が同心円になるように非点収差補正を行なうことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、電子顕微鏡とコンピュータとがインタフェースを介して接続されたシステムにおいて、集束レンズ絞りと、対物レンズ絞りと、中間レンズ絞りと、前記コンピュータに設けられた画像を表示するためのディスプレイと、同じく前記コンピュータに設けられた取り込んだ絞り画像と、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形との相互演算を行なう演算処理部と、画像の非点収差補正を行なう非点収差補正装置と、を具備し、メモリ上に画像を展開するための画面を設け、該画面を分割して絞り像を１と０で規格化し、絞り像において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４として絞り像の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
により求め、求めた絞り像の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、前記演算処理部が前記各絞りを制御して絞り像を移動させ、前記円形図形と比較して絞り形状が同心円となるように非点収差補正を行なうことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、電子顕微鏡とコンピュータとがインタフェースを介して接続されたシステムにおいて、集束レンズ絞りと、対物レンズ絞りと、中間レンズ絞りと、前記コンピュータに設けられた画像を表示するためのディスプレイと、同じく前記コンピュータに設けられた取り込んだ絞り画像と、倍率にリンクしたビーム形状の口径に相当する円形図形との相互演算を行なう演算処理部と、画像の非点収差補正を行なう非点収差補正装置と、を具備し、メモリ上に画像を展開するための画面を設け、該画面を分割してビーム形状を１と０で規格化し、ビーム形状において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４としてビーム形状の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
により求め、求めたビーム形状の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、前記演算処理部が前記各絞りを制御してビーム形状を移動させ、前記円形図形と比較してビーム形状が同心円となるように前記非点収差補正装置により非点収差補正を行なうことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、メモリ上の画面を分割し、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形を求め、絞り画像の分割領域に対応したそれぞれの画素の数が同じになるまで、各絞りを調整し、分割画像の画素の数が一致したら、今度は絞り画像が同心円になるように、非点収差補正を行なうため、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

請求項２記載の発明によれば、メモリ上の画面に展開された絞り像を１と０で規格化し、絞り像の中心の座標を計算で求め、求めた絞り像の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するように制御することで、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

請求項３記載の発明によれば、メモリ上の画面に展開された電子ビーム形状を１と０で規格化し、ビーム形状の中心の座標を計算で求め、求めたビーム形状の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するように制御することで、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

請求項４記載の発明によれば、メモリ上の画面を分割し、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形を求め、絞り画像の分割領域に対応したそれぞれの画素の数が同じになるまで、演算制御部が各絞りを調整し、分割画像の画素の数が一致したら、今度は絞り画像が同心円になるように、非点収差補正を行なうため、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

請求項５記載の発明によれば、メモリ上に展開された絞り像を１と０で規格化し、絞り像の中心の座標を計算で求め、求めた絞り像の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するように演算制御部が制御することで、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

請求項６記載の発明によれば、メモリ上に展開された電子ビーム形状を１と０で規格化し、ビーム形状の中心の座標を計算で求め、求めたビーム形状の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するように演算制御部が制御することで、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

請求項７記載の発明によれば、前記分割数として４分割を用いることにより、電子顕微鏡の軸ずれ補正を容易に行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。本発明は、絞り像を通常の電子顕微鏡像と同様にＴＶ（テレビ）ディテクタで検出して、メモリ上に設けられた画面上に展開し、且つ絞り駆動としてモータ駆動を行なっている電子顕微鏡に適用し、画面上に展開された絞り像を使用して絞り位置の微調整を行なうものである。

図１は本発明の一実施の形態例を示す構成図である。図では、電子顕微鏡本体１００と、該電子顕微鏡本体１００を制御するコンピュータ２００を示している。電子顕微鏡本体１００において、１は電子ビームを放出する電子銃（ＦＥＧ）、２は電子銃１の下方に設けられた照射系レンズで、図の場合には、ＣＬ１とＣＬ２が設けられている例を示している。ＣＬ１，ＣＬ２は集束レンズと呼ばれる。３はこれら照射系レンズ２の絞りをモータで駆動するモータ駆動ＣＬ絞り、４はレンズ系の非点収差を補正する非点収差補正装置、５ａはオプションとして設けられたＸ線分光装置（ＥＤＳ）、４ａはＥＤＳ用絞りで、ＥＤＳが設けられた時に設置されるものである。

５は試料、６は試料５の表面から放射される２次電子を検出する２次電子検出器である。１９は試料５を保持する試料ホルダ、７は試料５を３次元方向に移動させるゴニオメータメータ、８は試料５の下方に設けられた対物レンズであり、ここではＯＬに加えてオブジェクチブ・ミニレンズＯＭも含まれて示している。９は対物レンズ８に対応して設けられたモータ駆動ＯＬ絞りである。１０は結像系レンズであり、ＩＬ１〜ＩＬ３と、投影レンズＰＬとから構成されている。１１はモータ駆動ＳＡ（中間レンズ）絞りである。

１２はビームストッパであり、オプションで装着される。１３は暗視野像検出器、１４はワイドアングルＴＶ（ＴＶ１）、１５は明視野像検出器、１６はスロースキャンＣＣＤ、１７は高分解能（ＨＲ）テレビ（ＴＶ２）である。スロースキャンＣＣＤはＴＶ３として機能するオプションである。

コンピュータ２００において、２０は全体の動作を制御するＣＰＵ、２１は該ＣＰＵ２０を用いて実現される演算処理部としての画像処理ソフトウェアである。２２は電子顕微鏡本体１００側のワイドアングルＴＶ１４や、スロースキャンＣＣＤ１６や、２次電子検出器６等からの画像信号を受ける画像取り込みボードで、画像取り込み用のインタフェースとして機能する。２３はメモリで、画像データを格納する他、画像処理ソフトウェア（以下単に画像処理ソフトと略す）２１で取り込んだ画像を展開する際にも使用されるものである。２４は画像情報を表示するディスプレイ、２５は各種設定によく使用するハブ、つまみ等が集合している操作パネル、２６はコマンド等を入力するキーボードである。ディスプレイ２４としては、例えばＣＲＴや液晶表示装置等が用いられる。以下、集束レンズ（ＣＬ）絞りをＣＬ Ａｐｔ．対物レンズ（ＯＬ）絞りをＯＬ Ａｐｔ．中間レンズ（ＳＡ）絞りをＳＡ Ａｐｔ．という。

本発明においては、ディスプレイ２４上の倍率におけるアドレス変化量と、絞り移動量の相関関係がメモリ２３に記憶されている必要がある。また、ＣＬ Ａｐｔ．の場合は、倍率とＣＬ３値で、ＯＬ Ａｐｔ．はカメラ長、ＩＬ Ａｐｔ．はＳＡ Ｍａｇ値（中間レンズ倍率）によって大きさが変わる。よって、予めＣＬ Ａｐｔ．の場合は、各倍率で絞り像が把握しやすいＣＬ３の値を倍率毎に設定しておく必要がある。また、ＯＬ絞り径又はＩＬ Ａｐｔ．径をカメラ長、又はＩＬ Ａｐｔ．はＳＡ Ｍａｇ値を求めてメモリ２３に記憶しておく必要がある。

図１に示すシステムは、絞りの形状をＴＶディテクタ１４で検出し、全ての絞りをモータ駆動できるようにした電子顕微鏡を示している。図中、ワイドアングルＴＶ１４は、絞り像を検出するＴＶディテクタである。該ＴＶディテクタ１４で検出した信号を、画像取り込みボード２２で取り込む。

ＴＶの走査線はアナログ信号であるが、画像取り込みボード２２によりビデオ信号をＡ／Ｄ変換器を用いてディジタル信号に変える。ディジタル化した信号をＣＰＵ２０内に組み込んだ画像処理ソフト２１により、ディジタルビデオ信号のあるレベル以上の信号を１とし、それ以下を０とする。このようにすることにより、分割された各領域で位置信号を比較することで、絞りがどの領域にあるかが判る。

このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
図２は本発明の動作概念図である。図において、３０は所定数分類、例えば４分割されたメモリ上の画面である。絞り選択を行なうＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：グラフィカル・ユーザ・インタフェース）を選択し、ＣＬ Ａｐｔ．のあるサイズの絞りを選択する。図において、（ａ）のＡは倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形である。次に、画面上にメモリに記憶した最終段集束レンズＣＬ３値によって、（ｂ）に示すように実際の絞り像Ｂが得られる。

ここで、実際の絞りの大きさは、ＣＬ Ａｐｔ．の倍率とＣＬ３値によって大きさが変わるので、画面上で絞り像が見えやすいＣＬ３の値を各倍率毎に予め設定しておく必要がある。ここで、ＯＬ Ａｐｔ．はカメラ長、ＩＬ Ａｐｔ．はＳＡ Ｍａｇ（中間レンズ倍率）に依存するので、各カメラ長又は各ＳＡ Ｍａｇ値の各倍率におけるＯＬ絞り径又はＩＬ Ａｐｔ．を計算で換算してメモリに記憶しておく必要がある。

画面上の中心から縦横に４分割して、各画素の数の相互関係を計算しながら、絞り像Ｂがどの位置にあるかを見い出す。（ｂ）の場合、４分割画面のうち、画素の数が高い部分に絞り像が寄っている。次に、（ｃ）に示すように、縦横４分割像の画素の数が同じになるまで、絞り駆動のモータを動かす。絞り像は、一般に非点があるので、円形図形Ａと比較して形状が楕円になっている。４分割された絞り像の画素の数が同じになったら、モータを動かす動作を止める。

次に、円形図形Ａと比較して、絞り形状が同心円となるように非点収差補正装置（スチグマ）を調整し、（ｄ）に示すように、同心円となった時点で非点収差補正装置の動作を止める。このようにして、絞りの調整を行なうことができる。

次に、ＣＬ Ａｐｔ．の例で本発明の動作を説明する。
１．画面上ある絞り選択を行なうＧＵＩを選択し、ＣＬ Ａｐｔ．のあるサイズの絞りを選択する。
２．同時に、ＣＬ３値が予めメモリ２３に設定していた値に設定され、画面メモリ上に実際の絞りの像を展開させる。更に、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形画像が画面の中心に展開される。

ここで、実際の絞りの大きさはＣＬ Ａｐｔ．の場合、倍率とＣＬ３値で大きさが変わるので、画面上で絞り像が把握されやすいように、倍率毎にＣＬ３値を予め設定しておく必要がある。ＯＬ Ａｐｔ．はカメラ長、ＩＬ Ａｐｔ．はＳＡ Ｍａｇ値に依存するので、各カメラ長又は各ＳＡ Ｍａｇ値の各倍率におけるＯＬ絞り径又はＩＬ Ａｐｔ．を計算で換算してメモリ２３上に記憶しておく必要がある。
３．画面上を、中心から縦横に４分割して、４分割画像の各画素の数の相互関係を計算しながら、絞りがどの位置にあるかをＣＰＵ２０内で見い出す。当然、画素の数が高い部分に絞りが光軸より寄っていることになる。
４．縦横４分割像の画素の数が同じになるまでＣＰＵ制御により自動的に絞り駆動のモータを駆動する。モータ駆動信号は、コンピュータ２００から各絞り（モータ駆動ＣＬ絞り、モータ駆動ＯＬ絞り、モータ駆動ＳＡ絞り）に与えられる。但し、一般的にレンズ径に非点があるので（円形図形と比較してビーム形が楕円になっている）、縦横４分割した対向した象限と同じ画素の数になった時点で、画像処理ソフト２１はモータ電流作動を自動的に止める。
５．円形図形と比較して、絞り形状が同心円となるように、非点収差補正装置４で自動的に補正を行なう。

図３は本発明の動作の一例を示す図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、画面３０上の図形は（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）に向けて動いていく。
（ａ）この図において、１〜４の数字は“象限”を示している。Ａは倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形、Ｂは絞り画像である。絞りの像Ｂは、第１象限と第４象限にまたがっていて、第２象限と第３象限には画像は存在しない。画像処理ソフト２１は、メモリ２３上に展開しているこれら画像を基に画像処理を行なう。今、第１象限の画素の数と第４象限の画素の数を比較すると、第４象限が多いことが判る。
（ｂ）次に、第１象限と第４象限の１信号量（画素の数）が同じになるためには、どの程度絞りを動かせばよいかをメモリ２３に記憶しているので、ＣＰＵ２０はその値を絞りモータドライブを経由して絞りに与える。例えば、集束レンズＣＬの場合には、モータ駆動ＣＬ絞り３を駆動する。
（ｃ）次に、第１象限と第３象限の１信号量（画素の数）が同じになるように、第２象限と第４象限の信号量（画素の数）が同じになるように、画像処理ソフト２１で比較、監視しながらＣＰＵ２０からモータドライブを経由して絞りのモータに電圧を与え、第１象限と第３象限、第２象限と第４象限の信号量（画素）の数が同じになった時点でモータを停止させる。
（ｄ）次に、円形図形Ａと絞り像Ｂとを比較して、円形図形Ａから出ている１信号を各象限で画像処理ソフト２１で比較する。同時に、円形図形Ａの内側にある１信号を各象限で画像処理ソフト２１で比較する。

円形図形Ａより出ている１信号量値が各象限で同じ値（画素数）になるように、同時に円形図形Ａの内側にある１信号量値を各象限でそれぞれが同じになるように、ＣＰＵ２０が非点収差補正装置４を制御する。そして、それぞれの象限の信号値（画素の数）が同じ値になった時点で非点収差補正装置４による操作を止める。そして、絞りが調整された画像をみたい場合には、ＴＶディテクタ１４で検出した画像をコンピュータ２００側に送り、ＣＰＵ２０の制御によりディスプレイ２４に表示するようにしてもよい。本発明によれば、ディスプレイ２４に軸ずれのない良好な画像が表示される。

この実施の形態例によれば、メモリ上の画面を４分割し、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形を求め、絞り画像の４分割領域に対応したそれぞれの画素数が同じになるまで、各絞りを調整し、４分割画像の画素の数が一致したら、今度は絞り画像が同心円になるように、非点収差補正を行なうため、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

なお、上述の実施の形態例においては、第１象限〜第４象限の画素の数が同じになるように処理する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、第１象限〜第４象限の輝度が同じになるように処理してもよい。

図４は本発明の他の動作の一例を示す図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。３０はメモリ２３上に設けられた画面であり、第１象限から第４象限まで４分割されている。Ａは円形図形、Ｂは絞り像である。この実施の形態例では、アドレス変化量に対するモータによる絞りの変化量は既に求めてメモリ２３に記憶しているものとする。

ここでは、画像処理ソフト２１が、先ず絞り像Ｂを１と０の２値化データに規格化する。例えば、各画素の輝度値を８ビットで求めていた場合、ある基準値を求め、画素データが当該基準値よりも大きい場合には“１”を、画素データが当該基準値よりも小さい場合には、“０”をそれぞれ割り当てるようにする。この結果、８ビットで表現されていた画素データが０と１の２値化画像になる。絞り像を０と１で規格化することにより、絞り像をアドレス値を使用して座標化することが可能になる。

絞り像Ｂにおいて、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４が判り、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３が判る。Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標の値がＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の場合のＹの値をＹ４とする。座標（Ｘ１，Ｙ１）の点をＣ、座標（Ｘ２，Ｙ２）の点をＤ、座標（Ｘ３，Ｙ３）の点をＥ、座標（Ｘ４，Ｙ４）の位置をＦとする。

以上のことから、絞り像Ｂの中心のアドレス（Ｘ５，Ｙ５）が判る。Ｘ５とＹ５はそれぞれ次式で表わされる。
Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
画面の中心の座標は既知（Ｘ６，Ｙ６）であるため、円形図形Ａの中心と絞り像Ｂの中心との距離は、Ｘ方向が（Ｘ６−Ｘ５）、Ｙ方向が（Ｙ６−Ｙ５）となる。そこで、ＣＰＵ２０は、Ｘ方向及びＹ方向の距離に相当する分だけモータを動かせばよい。具体的には、ＣＰＵ２０の制御によりモータ駆動ＣＬ絞り３、モータ駆動ＯＬ絞り９、モータ駆動ＳＡ絞り１１を動かすことになる。以上の操作が終了すると、今度は非点収差補正を行なう。

以上、説明したように、この実施の形態例によれば、メモリ上の画面に展開された絞り像を１と０で規格化し、絞り像の中心の位置を計算で求め、求めた絞り像の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するように制御することで、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

上述の実施の形態例では、絞り像について演算処理する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ビーム形状についても同じことがいえる。この場合、倍率を可変してもビームがＴＶディテクタ１４面上にあることが必要である。ビーム位置を１，０で規格化することによりビームの中心が判り、画面の中心座標と比較することでＣＬアライメントでビームをシフトすることにより自動アライメントが可能になる。

この実施の形態例によれば、メモリ上の画面に展開された電子ビーム形状を１と０で規格化し、ビーム形状の中心の座標を計算で求め、求めたビーム形状の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するように制御することで、電子顕微鏡の軸ずれ補正を自動でかつ正確に行なうことができる。

以上、説明したように、メモリ上の画面に展開されるディジタル化されたＴＶ画面を使用して絞りのセンターリング操作を行なうので、絞りの自動化が可能になる。また、画面中心に基準となる円形図形を表示することにより、電子ビームの非点補正も同時に可能になる。これにより、倍率可変時にビーム位置を常に光軸に位置するように自動設定することが可能になる。

本発明の一実施の形態例を示す構成図である。 本発明の動作概念図である。 本発明の動作の一例を示す図である。 本発明の他の動作の一例を示す図である。

符号の説明

１ 電子銃
２ 照射系レンズ
３ モータ駆動ＣＬ絞り
４ 非点収差補正装置
４ａ ＥＤＳ用絞り
５ 試料
５ａ Ｘ線分光装置（ＥＤＳ）
６ 試料ホルダ
７ ゴニオメータ
８ 対物レンズ
９ モータ駆動ＯＬ絞り
１０ 結像系レンズ
１１ モータ駆動ＳＡ絞り
１２ ビームストッパ
１３ 暗視野像検出器
１４ ワイドアングルＴＶ
１５ 明視野像検出器
１６ スロースキャンＣＣＤ
１７ 高分解能ＴＶ
２０ ＣＰＵ
２１ 画像処理ソフトウェア
２２ 画像取り込みボード
２３ メモリ
２４ ディスプレイ
２５ 操作パネル
２６ キーボード
１００ 電子顕微鏡本体
２００ コンピュータ

Claims (6)

1. 取り込んだ画像をメモリ上の画面に展開し、更に該画面上に倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形を展開し、前記画面を分割して各分割画像の各画素の数の相互関係を求めて絞りがどの位置にあるかを見い出し、分割像のそれぞれの画素の数に基づいて、電子顕微鏡に備えられている絞りを制御するようにした絞り補正方法であって、
   先ず、第１象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、次に、第１象限と第３象限の画素の数が同じになり、第２象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、前記円形図形と比較して絞り形状が同心円になるように非点収差補正を行なうことを特徴とする電子顕微鏡の絞り補正方法。
2. 取り込んだ画像をメモリ上の画面に展開し、更に該画面上に倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形を展開し、ディスプレイを分割して絞り像を１と０で規格化し、
   絞り像において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４として絞り像の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
   Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
   Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
   により求め、求めた絞り像の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、絞り像を移動させ、前記円形図形と比較して絞り形状が同心円となるように非点収差補正を行なうことを特徴とする電子顕微鏡の絞り補正方法。
3. 電子ビーム形状をメモリ上の画面に展開し、更に該画面上に倍率にリンクしたビーム形状の口径に相当する円形図形を展開し、前記画面を分割してビーム形状を１と０で規格化し、
   ビーム形状において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４としてビーム形状の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
   Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
   Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
   により求め、求めたビーム形状の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、ビーム形状を移動させ、前記円形図形と比較してビーム形状が同心円となるように非点収差補正を行なうことを特徴とする電子顕微鏡の絞り補正方法。
4. 電子顕微鏡とコンピュータとがインタフェースを介して接続されたシステムにおいて、
   集束レンズ絞りと、対物レンズ絞りと、中間レンズ絞りと、
   前記コンピュータに設けられた画像を表示するためのディスプレイと、
   同じく前記コンピュータに設けられた取り込んだ絞り画像と、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形との相互演算を行なう演算処理部と、
   画像の非点収差補正を行なう非点収差補正装置と、
   を具備し、
   メモリ上に画像を展開するための画面を設け、該画面を分割して各分割画像の各画素の数の相互関係を求めて絞りがどの位置にあるかを前記演算処理部で見い出し、分割画像のそれぞれの画素の数に基づいて、前記演算処理部が電子顕微鏡に備えられている絞りを制御するようにした絞り補正装置であって、
   先ず、第１象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、次に、第１象限と第３象限の画素の数が同じになり、第２象限と第４象限の画素の数が同じになるように絞りを動かし、前記非点収差補正装置が前記円形図形と比較して絞り形状が同心円になるように非点収差補正を行なうことを特徴とする電子顕微鏡の絞り補正装置。
5. 電子顕微鏡とコンピュータとがインタフェースを介して接続されたシステムにおいて、
   集束レンズ絞りと、対物レンズ絞りと、中間レンズ絞りと、
   前記コンピュータに設けられた画像を表示するためのディスプレイと、
   同じく前記コンピュータに設けられた取り込んだ絞り画像と、倍率にリンクした絞りの口径に相当する円形図形との相互演算を行なう演算処理部と、
   画像の非点収差補正を行なう非点収差補正装置と、
   を具備し、
   メモリ上に画像を展開するための画面を設け、該画面を分割して絞り像を１と０で規格化し、
   絞り像において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４として絞り像の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
   Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
   Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
   により求め、求めた絞り像の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、前記演算処理部が前記各絞りを制御して絞り像を移動させ、前記円形図形と比較して絞り形状が同心円となるように非点収差補正を行なうことを特徴とする電子顕微鏡の絞り補正装置。
6. 電子顕微鏡とコンピュータとがインタフェースを介して接続されたシステムにおいて、
   集束レンズ絞りと、対物レンズ絞りと、中間レンズ絞りと、
   前記コンピュータに設けられた画像を表示するためのディスプレイと、
   同じく前記コンピュータに設けられた取り込んだ絞り画像と、倍率にリンクしたビーム形状の口径に相当する円形図形との相互演算を行なう演算処理部と、
   画像の非点収差補正を行なう非点収差補正装置と、
   を具備し、
   メモリ上に画像を展開するための画面を設け、該画面を分割してビーム形状を１と０で規格化し、
   ビーム形状において、Ｘ方向での最大値をＸ２、最小値をＸ４、Ｙ方向での最大値をＹ１、最小値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ１の場合のＹの値をＹ１、Ｘ座標の値がＸ２の場合のＹの値をＹ２、Ｘ座標のＸ３の時のＹの値をＹ３、Ｘ座標の値がＸ４の時のＹの値をＹ４としてビーム形状の中心アドレス（Ｘ５，Ｙ５）を、
   Ｘ５＝（Ｘ２−Ｘ４）／２
   Ｙ５＝（Ｙ１−Ｙ３）／２
   により求め、求めたビーム形状の中心値が予め決められている円形図形の中心と一致するようになるまで、前記演算処理部が前記各絞りを制御してビーム形状を移動させ、前記円形図形と比較してビーム形状が同心円となるように前記非点収差補正装置により非点収差補正を行なうことを特徴とする電子顕微鏡の絞り補正装置。

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