JPH04104001A - 表示制御装置 - Google Patents
表示制御装置Info
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- JPH04104001A JPH04104001A JP22134390A JP22134390A JPH04104001A JP H04104001 A JPH04104001 A JP H04104001A JP 22134390 A JP22134390 A JP 22134390A JP 22134390 A JP22134390 A JP 22134390A JP H04104001 A JPH04104001 A JP H04104001A
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- Japan
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- axis
- wave
- signal
- converter
- gain amplifier
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- Pending
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- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 18
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- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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。
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〕
走査型トンネル顕微鏡などのように材料表面の凹凸を電
気信号に変換し、波形又は画像として表示する表示制御
装置の改良に関するものである。
気信号に変換し、波形又は画像として表示する表示制御
装置の改良に関するものである。
本発明は走査型トンネル顕微鏡において、資料の傾きと
オフセントを信号処理で補正し、更に。
オフセントを信号処理で補正し、更に。
信号のピーク値を求め、ゲインアンプのゲインを調整し
、ＡＤ変換器のダイナミックレンジを、最大限使い分解
能を高めるようにしたものである。
、ＡＤ変換器のダイナミックレンジを、最大限使い分解
能を高めるようにしたものである。
また、先に述べたように資料の傾きを電気的に補正して
いるため、資料自体の傾きを機械的に補正する必要がな
い。
いるため、資料自体の傾きを機械的に補正する必要がな
い。
第３図は従来方式のブロック図を示す。
１は測定対象物で例えば１［μｍ］四方の金属材料、２
は試料に近づけることにより、流れるトンネル電流を検
出する探針でトンネル電流は試料１と探針２の間の距離
（例えば１ ［ｎｍ］ ）に応じて変化する。３は探針
の位置を制御するフィクロスコープ、６はゲインアンプ
、７はＡＤ変換器。
は試料に近づけることにより、流れるトンネル電流を検
出する探針でトンネル電流は試料１と探針２の間の距離
（例えば１ ［ｎｍ］ ）に応じて変化する。３は探針
の位置を制御するフィクロスコープ、６はゲインアンプ
、７はＡＤ変換器。
８はＤＡ変換器、９は制御処理装置である。また。
１２．１３．１４は制御処理装置１９内部のソフト処理
内容であり、１２が波形を入力して１表示する波形入力
処理、１３が、探針のｘ、Ｙ軸の走査信号を発生する走
査信号発生処理、１４が、ゲインアンブ６のゲインを設
定するゲイン設定処理である。
内容であり、１２が波形を入力して１表示する波形入力
処理、１３が、探針のｘ、Ｙ軸の走査信号を発生する走
査信号発生処理、１４が、ゲインアンブ６のゲインを設
定するゲイン設定処理である。
第４図はＡＤ変換器７に入力される探針３のＺ軸波形で
、資料が傾いて置かれている場合の一例である。なお９
本発明でＺ軸とは凹凸の測定値である。本方式はマイク
ロスコープ３により、試料１と探針２との間に流れるト
ンネル電流（トンネル電流は試料１と探針２の距離、す
なわち、凹凸により変化する）が一定となるように探針
のＺ軸に印加する電圧を制御し、その電圧即ち、試料表
面の凹凸を信号として、ゲインアンプ６に入力する。ゲ
インアンプ６により増幅された２信号はＡＤ変換器７に
よりディジタル信号に変換され、制御処理装置９により
入力され、波形又は画像として、モニタに表示されるも
のである。
、資料が傾いて置かれている場合の一例である。なお９
本発明でＺ軸とは凹凸の測定値である。本方式はマイク
ロスコープ３により、試料１と探針２との間に流れるト
ンネル電流（トンネル電流は試料１と探針２の距離、す
なわち、凹凸により変化する）が一定となるように探針
のＺ軸に印加する電圧を制御し、その電圧即ち、試料表
面の凹凸を信号として、ゲインアンプ６に入力する。ゲ
インアンプ６により増幅された２信号はＡＤ変換器７に
よりディジタル信号に変換され、制御処理装置９により
入力され、波形又は画像として、モニタに表示されるも
のである。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述の従来方式では、試料と表面の例えば数人の微妙な
凹凸を測定するためには、マイクロスコープに試料を水
平に装着することが必要となる。
凹凸を測定するためには、マイクロスコープに試料を水
平に装着することが必要となる。
即ち、試料が傾いて、装着した場合は、Ｚ軸測定範囲が
大きくなり、Ａ／Ｄ変換器分解能の制限から、微妙な凹
凸の測定が困難であった。また、試料の１０ミクロン以
下のわずかな傾きを機械的に補正することは難しいため
９本発明は電気的に試料の傾きを補正し、高精度のデー
タを得ることにある。
大きくなり、Ａ／Ｄ変換器分解能の制限から、微妙な凹
凸の測定が困難であった。また、試料の１０ミクロン以
下のわずかな傾きを機械的に補正することは難しいため
９本発明は電気的に試料の傾きを補正し、高精度のデー
タを得ることにある。
本発明は上記の目的を達成するために、−走査前のＸ軸
方向の傾きを求め、ゲインアンプの前段にて、Ｚ軸信号
との差を求め、傾きを補正し、さらに、ゲインアンプの
利得を一走査前のＺ軸信号のピーク−ピーク（以下Ｐ−
Ｐ値と称す）にて。
方向の傾きを求め、ゲインアンプの前段にて、Ｚ軸信号
との差を求め、傾きを補正し、さらに、ゲインアンプの
利得を一走査前のＺ軸信号のピーク−ピーク（以下Ｐ−
Ｐ値と称す）にて。
最適化するものである。
その結果、ＡＤ変換器には常に最適なスケールで、Ｚ軸
信号が入力されるため、試料の傾きに影響されず、試料
の微妙な凹凸を高精度で入力することが可能となる。
信号が入力されるため、試料の傾きに影響されず、試料
の微妙な凹凸を高精度で入力することが可能となる。
以下、この発明の実施例を第１図により説明する。
１は測定対象物となる金属材料、２は試料に近づけるこ
とにより、流れるトンネル電流を検出する探針、３は探
針の位置を制御するマイクロスコープ、４は傾斜補正信
号とＺ軸信号との差を求める加算器、５はＡＤ変換器、
６はゲインアンプ。
とにより、流れるトンネル電流を検出する探針、３は探
針の位置を制御するマイクロスコープ、４は傾斜補正信
号とＺ軸信号との差を求める加算器、５はＡＤ変換器、
６はゲインアンプ。
７はＡＤ変換器、８はＤＡ変換器、９′は制御処理装置
である。また、１０，１１，１２’ １３は制御処
理装置９の内部で行われる処理内容であり、１０が試料
のＸ軸方向の傾きを求める傾斜波形発生処理１１が、Ｚ
軸の入力波形の（ｐ−ｐ）値を求めゲインアンプの利得
を設定するＰ−Ｐ値算出処理、１２′が波形を入力して
表示する波形入力処理、１３が探針のＸ、Ｙ軸の走査信
号を発生する走査信号発生処理である。
である。また、１０，１１，１２’ １３は制御処
理装置９の内部で行われる処理内容であり、１０が試料
のＸ軸方向の傾きを求める傾斜波形発生処理１１が、Ｚ
軸の入力波形の（ｐ−ｐ）値を求めゲインアンプの利得
を設定するＰ−Ｐ値算出処理、１２′が波形を入力して
表示する波形入力処理、１３が探針のＸ、Ｙ軸の走査信
号を発生する走査信号発生処理である。
以下、この動作について説明する。
マイクロスコープ３からの２軸信号は加算器４により、
ＤＡ変換器５からの傾斜補正信号と加算され、傾きが補
正される。加算器４の出力はゲインアンプ６に入力され
るゲインアンプ６はＰ−Ｐ値算出処理１１からの指示に
より設定される利得により、加算器４の出力を増幅し、
ＡＤ変換器７に送出する。ＡＤ変換器７は入力信号をデ
ィジタル信号に変換し、波形入力処理１２′を経由して
制御処理装！９′に送出する。
ＤＡ変換器５からの傾斜補正信号と加算され、傾きが補
正される。加算器４の出力はゲインアンプ６に入力され
るゲインアンプ６はＰ−Ｐ値算出処理１１からの指示に
より設定される利得により、加算器４の出力を増幅し、
ＡＤ変換器７に送出する。ＡＤ変換器７は入力信号をデ
ィジタル信号に変換し、波形入力処理１２′を経由して
制御処理装！９′に送出する。
Ｐ−Ｐ値算出処理１１では、波形入力処理１２′からの
Ｘ軸方向−走査分のＺ軸波形の最大値を求め、（１）式
により、ゲインアンプ６の利得を設ｅｇｍａｘニゲイン
アンプのフルスケールｅｘ ｗａｘ： Ｘ軸方向−走査
分の２軸波形の最大値 ｋ ：係数（＝０．５・・・・・・フルスケールマ
ージン） 傾斜波形発生処理１０では，波形入力処理からの，Ｘ軸
方向−走査分の２軸波形の傾きを（２）式により，求め
，（３）式により前回の傾き波形との加算処理を行い，
新しい傾斜波形データを算出する。
Ｘ軸方向−走査分のＺ軸波形の最大値を求め、（１）式
により、ゲインアンプ６の利得を設ｅｇｍａｘニゲイン
アンプのフルスケールｅｘ ｗａｘ： Ｘ軸方向−走査
分の２軸波形の最大値 ｋ ：係数（＝０．５・・・・・・フルスケールマ
ージン） 傾斜波形発生処理１０では，波形入力処理からの，Ｘ軸
方向−走査分の２軸波形の傾きを（２）式により，求め
，（３）式により前回の傾き波形との加算処理を行い，
新しい傾斜波形データを算出する。
ｆ＝ａｘ ＋ｂ・・・・・−・−・・・・・・・・・・
・・・（２）ｆ、、、＝ｆｐ、、−、＋ｆ、 ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（３）ｆｐｎ：傾斜波
形データ ｆ ｐｎ−１ニー走査前の傾斜波形データ（初期値は“
０”） ｆｎ ：傾斜波形データの補正量 ａ ：傾きの補正量 ｂ ：オフセット値の補正量 ｘｎ ＣＸ軸の値 また、傾きの補正量ａ、及びオフセット値の補正量すは
最小自乗法により、（４）式により求める。
・・・（２）ｆ、、、＝ｆｐ、、−、＋ｆ、 ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（３）ｆｐｎ：傾斜波
形データ ｆ ｐｎ−１ニー走査前の傾斜波形データ（初期値は“
０”） ｆｎ ：傾斜波形データの補正量 ａ ：傾きの補正量 ｂ ：オフセット値の補正量 ｘｎ ＣＸ軸の値 また、傾きの補正量ａ、及びオフセット値の補正量すは
最小自乗法により、（４）式により求める。
ｎ
ＣＸ軸の波形データの値
Ｎ ：入力した波形データの数
ｘｎ ：Ｘ軸の値
第２図は９本発明により、傾斜を補正した場合の２軸波
形の一例である。
形の一例である。
本発明によれば、試料が傾いて、装着された場合でも、
電気的に試料の傾きを補正し、試料表面の凹凸を高精度
にて測定できる。
電気的に試料の傾きを補正し、試料表面の凹凸を高精度
にて測定できる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明によるＺ軸波形図、第３図は従来方式のブロック図
、第４図はＡＤ変換器に入力されるＺ軸波形図である。 １：試料、２：探針、３：マイクロスコープ。 ４：加算器、５：ＤＡ変換器、６：ゲインアンプ。 ７ ： ＡＤ変換器、８：ＤＡ変換器、９．９’ ：
制御処理装置、１ｏ：傾斜波形発生処理、１１：Ｐ−Ｐ
値算出処理、１２．１２’ ：波形入力処理。 １３：走査信号発生処理、１４ニゲイン設定処理。
発明によるＺ軸波形図、第３図は従来方式のブロック図
、第４図はＡＤ変換器に入力されるＺ軸波形図である。 １：試料、２：探針、３：マイクロスコープ。 ４：加算器、５：ＤＡ変換器、６：ゲインアンプ。 ７ ： ＡＤ変換器、８：ＤＡ変換器、９．９’ ：
制御処理装置、１ｏ：傾斜波形発生処理、１１：Ｐ−Ｐ
値算出処理、１２．１２’ ：波形入力処理。 １３：走査信号発生処理、１４ニゲイン設定処理。
Claims (1)
- １、平面的な走査を行い材料表面の凹凸を測定する走査
型トンネル顕微鏡などの測定装置において、Ｘ軸又はＹ
軸の一走査ごとにＺ軸のＸ軸方向又はＹ軸に対する傾斜
波形とピーク−ピーク値を求め、次の走査波形の入力時
にこの傾斜波形との差を求め、その波形を前走査時のピ
ーク−ピーク値により最適化された利得を持つゲインア
ンプをとおし、Ａ／Ｄ変換することを特徴とした表示制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22134390A JPH04104001A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 表示制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22134390A JPH04104001A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 表示制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104001A true JPH04104001A (ja) | 1992-04-06 |
Family
ID=16765318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22134390A Pending JPH04104001A (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 表示制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04104001A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000146509A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 磁気式モーションキャプチャ装置における計測方式 |
| US9291452B2 (en) | 2012-03-16 | 2016-03-22 | Fujitsu Limited | Undulation detection device and method |
-
1990
- 1990-08-24 JP JP22134390A patent/JPH04104001A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000146509A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 磁気式モーションキャプチャ装置における計測方式 |
| US9291452B2 (en) | 2012-03-16 | 2016-03-22 | Fujitsu Limited | Undulation detection device and method |
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