JPH0218844A - 電子顕微鏡の自動絞り軸合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子顕微鏡に係り、特に、絞りのセンタリン
グ調整、即ち絞り中心を光軸に一致させる操作を自動的
に行う電子顕微鏡の自動絞り軸合わせ装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 電子顕微鏡においてはコンデンサーレンズ（以下、ＣＬ
と記す。）に対してはＣＬ絞り、対物レンズに対しては
対物絞り、というように種々の絞りが設けられており、
オペレータによって各絞りの径が適宜選択されるように
なされている。その際不所望の視野カット等が生じない
ように絞りのセンタリング調整を行わなければならない
が、従来この作業はオペレータがスクリーンを観察しな
がら手作業で行っていた。

コンデンサーレンズ絞り（以下、コンデンサーレンズを
ＣＬと記す。）のセンタリング調整を第４図を参照しつ
つ説明すると次のようである。フィラメント１から放射
された電子ビームはＣＬ２で集束または発散されて図示
しない試料に照射する電子ビームの密度が制御され、更
にＣＬ絞り３の絞り径が選択されることで電子ビーム量
が制御される。なお、電子ビームの密度は像の明るさを
決めるパラメータである。ＣＬ絞り３のセンタリングが
とれているか否かは、ＣＬ２の励磁を周期的に変化させ
たときにスクリーン上での電子ビームの拡散状況を見る
ことで分かる。なぜならスクリーンにおける電子ビーム
の拡散はＣＬ絞り３における電子ビームの拡散を拡大投
影したものであるからである。そして、センタリングが
とれている場合には、スクリーン上の電子ビームの形状
は、電子ビームを絞った場合には第４図ａの６で示すよ
うに、電子ビームを拡散させた場合には同図７で示すよ
うに同心円状に広がるのに対して、センタリングがとれ
ていない場合のスクリーン上の電子ビームの形状は、第
４図すの８．９で示すように偏心した広がりを示す。セ
ンタリングがとれていれば本来１１の破線で示すように
なるべき電子ビームがＣＬ絞り３でカットされ、１２で
示す実線のようにしか広がらないからである。なお、８
は電子ビームを絞ったときの電子ビーム形状であり、９
は電子ビームを拡散させたときの電子ビーム形状である
。従って、オペレータはスクリーンを観察しながら一方
の手ではＣｌ３の励磁を変化させ、そのときの電子ビー
ムの形状からセンタリングがとれているか否かを判断し
、センタリングがとれていなければ他方の手でスクリー
ン上での電子ビームの広がりが同心円状になるようにＸ
軸駆動機構４および／またはＸ軸駆動機構５を操作して
センタリング調整を行っていた。なお、第４図において
１０は光軸を示す。

以上の説明ではＣＬ絞りをとりあげたが、対物絞り等の
他の絞りについても同様である。

〔発明が解決しようとする課題］ 以上述べたように、従来のセンタリング調整においては
、オペレータはスクリーンを見ながら一方の手ではレン
ズの励磁を可変し、他方の手では絞りを移動させるとい
う作業を行っていたので非常に煩わしく、また時間の掛
かるものであった。

更に、近年、電子顕微鏡は自動化あるいは外部から遠隔
操作されるようになりつつあるが、絞りのセンタリング
調整は現状では外部から制御できず、電子顕微鏡の自動
化あるいは外部コントロール化に支障をきたすものであ
った。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の電子顕微鏡の自
動絞り軸合わせ装置は、電気信号で位置の制御が可能に
なされた絞り装置と、複数の検出部を有する電子ビーム
検出器と、レンズの励磁を周期的に変化させる励磁可変
装置と、該励磁可変装置でレンズの励磁を周期的に変化
させたときの上記電子ビーム検出器の出力に基づいて電
子ビームの拡散状況を検出する検出回路とを備え、上記
絞り装置は上記検出回路の出力により電子ビームの拡散
状況が光軸を中心として均等になるように制御されるも
のであることを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、絞りのセンタリング調整が自動化され
るのでオペレータの負担が軽減されると共に、電子顕微
鏡の操作の全自動化の一助となるものである。

［実施例コ 以下、本発明をＣＬ絞りに適用した場合の実施例を図面
を参照しつつ説明する。

第１図は本発明に係る電子顕微鏡の自動絞り軸合わせ装
置の１実施例の構成を示す図で、図中、２０は電子ビー
ム検出器、２１．２２．２３．２４は増幅器、２５は検
出回路、２６．２７はモータ駆動回路、２８はＸ軸駆動
モータ、２９はＹ軸駆動モータ、３０はＣＬ励磁回路を
示す。

第１図において、電子ビーム検出器２０はＡ。

Ｂ、　　Ｃ，Ｄの４つの検出部を有し、例えばセンタリ
ング調整を行うときだけスクリーン上に配置されるよう
になされる。その際、電子ビーム検出器２０の中心は光
軸に一致するように配置されることは当然である。増幅
器２１．２２．２３および２４は、それぞれ検出部Ａ、
　　Ｂ、　　ＣおよびＤの出力信号を所定の大きさにな
るように増幅するものである。検出回路２５は増幅器２
１．２２．２３．２４の出力から電子ビームの拡散状況
を検出し、センタリングをとるためにはＸ軸駆動モータ
２８、Ｙ軸駆動モータ２９をどの方向に駆動させればよ
いかを判断してモータ駆動回路２６．２７に制御信号を
出力するものである。なお、具体的な動作については後
述する。モータ駆動回路２６は検出回路２５の出力を受
けてＸ軸駆動モータ２８を所定の方向に回転させるもの
であり、モータ駆動回路２７は検出回路２５の出力を受
けてＹ軸駆動モータ２９を所定の方向に回転させるもの
である。

Ｘ軸駆動モータ２８は、ＣＬ絞りを＋Ｘ方向および−Ｘ
方向（第４図の４を参ｗＡ）に移動させるものであり、
適当な駆動機構とすることができる。

Ｙ軸駆動モータ２９は、ＣＬ絞りを＋Ｙ力方向よび−Ｙ
方向（第４図の５を参照）に移動させるものであり、適
当な駆動機構とすることができる。

ＣＬ励磁回路３０は検出回路２５からの指令を受けてＣ
Ｌの励磁を周期的に収束、拡散させるものである。

第１図の構成において、いま、ＣＬ絞りのセンタリング
がとれておらず、ＣＬ励磁回路３０によりＣＬの励磁を
周期的に変化させたときに、スクリーン上に配置された
電子ビーム検出器２０上での電子ビーム形状が第２図の
３１で示すように偏心したものであったとすると、各検
出部から出力される電流値は各検出部に照射される電子
ビームの量に対応した値であるから、増幅器２１．２２
．２３．２４の出力信号の大小を検出回路２５で比較す
ることによって、ＣＬ絞りがどの方向にずれているか判
断することができ、従って当該ずれと逆方向にＸ軸駆動
モータ２８および／またはＹ軸駆動モータ２８を駆動さ
せ、各検出部から出力される信号の大きさが等しくなっ
たときにＸ軸駆動モータ２８および／またはＹ軸駆動モ
ータ２９の駆動を停止させればセンタリングがとれた状
態にすることができるものである。

以上、本発明の１実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可
能であり、その例を示すと次のようである。

上記実施例では、検出回路２５では各検出部の出力信号
の大きさを比較するものとして説明したが、各検出部出
力信号を微分し、電流の増加する速度、または減少する
速度を比較してもよく、この手法によれば、ＣＬの励磁
を変化させて電子ビームを収束、拡散させる動作中に比
較が行えるので制御速度をより高めることができるもの
である。

検出器２０は周方向に配置された４つの検出部ををする
ものとして説明したが、要するに絞りのずれの方向を識
別できる構成であればどの様なものでもよく、例えば、
第３図に示すように、周方向だけでなく、径方向にも複
数の検出部を配置したものとすることができる。特に、
第３図に示す検出器によれば、どの検出部から出力が得
られているかを知ればずれの方向を識別することができ
るものである。また、検出器２０を配置する場所はスク
リーン上としたが、対象としている絞りよりスクリーン
側ならどこでもよいものである。しかし、後述するよう
に本発明は電子顕微鏡に用いられる全ての絞りに適用で
きるものであるので、スクリーンの近傍に配置するのが
よく、検出器２０をスクリーンに埋め込むようにするこ
ともできるものである。

また、上記実施例では絞りの駆動はモータで行うものと
したが、要は電気的に制御が行えるものであればよいも
のであり、ピエゾ素子を用いた駆動機構等を採用するこ
ともできる。特に、モータを使用する場合には回転型の
モータに限らず、リニアモータを用いることもできるも
のである。

更に、上記実施例ではＣＬ絞りをとりあげたが、本発明
は対物絞り、あるいはＩＬ（中間レンズ）絞り等に対し
ても適用できるものであり、対物絞りに適用する場合は
対物レンズの励磁を周期的に変化させるようにし、ＩＬ
絞りに適用する場合はＩＬの励磁を周期的に変化させる
ようにすればよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、絞り
のセンタリング調整を自動化できるので、従来行われて
いたような煩わしい操作は全く必要なく、オペレータの
負担を大幅に軽減できるものである。また、本発明は電
子顕微鏡の操作を全て遠隔操作しようとする場合に役立
つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子顕微鏡の自動絞り軸合わせ装
置の１実施例の構成を示す図、第２図は絞りのセンタリ
ングがとれていない場合の検出器における電子ビーム形
状を示す図、第３図は検出器の他の構成例を示す図、第
４図は従来のセンタリング調整を説明するための図であ
る。 ２０・・・電子ビーム検出器、２１．２２．２４・・・
増幅器、２５・・・検出回路、２６．２７−・・モータ
駆動回路、２８−・・Ｘ軸駆動モータ、２９・・・Ｙ軸
駆動モータ、３０・・・ＣＬ励磁回路。 ２３、 出　　願　　人　日本電子株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気信号で位置の制御が可能になされた絞り装置
   と、複数の検出部を有する電子ビーム検出器と、レンズ
   の励磁を周期的に変化させる励磁可変装置と、該励磁可
   変装置でレンズの励磁を周期的に変化させたときの上記
   電子ビーム検出器の出力に基づいて電子ビームの拡散状
   況を検出する検出回路とを備え、上記絞り装置は上記検
   出回路の出力により電子ビームの拡散状況が光軸を中心
   として均等になるように制御されるものであることを特
   徴とする電子顕微鏡の自動絞り軸合わせ装置。