JPH0423375B2 - - Google Patents

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JPH0423375B2
JPH0423375B2 JP58056695A JP5669583A JPH0423375B2 JP H0423375 B2 JPH0423375 B2 JP H0423375B2 JP 58056695 A JP58056695 A JP 58056695A JP 5669583 A JP5669583 A JP 5669583A JP H0423375 B2 JPH0423375 B2 JP H0423375B2
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JP
Japan
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observed
scanning
image
display
sampling
Prior art date
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JP58056695A
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JPS59181450A (en
Inventor
Ryuichi Shimizu
Takashi Ikuta
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Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
Original Assignee
Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan
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Publication date
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Publication of JPH0423375B2 publication Critical patent/JPH0423375B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 発明の技術分野 本発明は、スキヤンライン型動的観察装置、特
に、繰り返し現象に同期した高速走査を行ないつ
つ、走査線単位でイメージ信号をサンプリングし
て特定位相の画像を得る装置に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] (A) Technical Field of the Invention The present invention relates to a scan line type dynamic observation device, in particular, a system that performs high-speed scanning in synchronization with repetitive phenomena and samples image signals in units of scanning lines to identify images. The present invention relates to a device for obtaining phase images.

(B) 技術の背景と問題点 観察対象が時間的に変化する場合、その変化す
るそれぞれの状態を観察することは、物性研究、
各種特性調査、検査などにとつて重要である。
(B) Background and problems of the technology When the observation target changes over time, observing each of its changing states is a method of condensed matter research,
It is important for various characteristic investigations and inspections.

従来、観察対象が比較的低速に変化する場合に
は、商用TVなどのように高速走査を行ない、そ
の変化の前後の状態を容易に得ることができ、静
止画像として観察することができた。又、観察対
象が高速に変化する場合には、サンプリング法、
即ち所定観察領域を平面走査しつつ、高速繰り返
し現象の特定位相のイメージ信号のみを、夫々サ
ンプリングすることにより、静止画像を得ること
ができた。
Conventionally, when an object to be observed changes at a relatively slow rate, high-speed scanning, such as on commercial TV, can be used to easily obtain the state before and after the change, and it has been possible to observe it as a still image. In addition, when the observation target changes rapidly, sampling methods,
That is, a still image could be obtained by scanning a predetermined observation area in a plane and sampling only image signals of a specific phase of a high-speed repeating phenomenon.

ところで、電気機器では、商用周波数(50Hz又
は60Hz)で用いられることが多いが、数Hzから
1KHzにわたつての繰り返し現象、例えば変圧器
の磁性材料の磁区を直接観察する場合など、上記
のサンプリング法によつては、その繰り返し周期
が遅く、特定位相の静止画像を得るにはあまりに
も長時間を必要とする問題点があつた。例えば、
商用周波数50Hzの繰り返し周期により1画面当り
103×103個の画素の特定位相の静止画を得るには
2×104秒=5時間33分20秒も必要となる。
By the way, electrical equipment is often used at commercial frequencies (50Hz or 60Hz), but
For repetitive phenomena over 1KHz, such as when directly observing the magnetic domains of magnetic materials in transformers, the above sampling method has a slow repetition period that is too long to obtain a static image of a specific phase. There was a problem that required time. for example,
per screen due to the repetition rate of commercial frequency 50Hz
Obtaining a still image of 10 3 × 10 3 pixels with a specific phase requires 2 × 10 4 seconds = 5 hours, 33 minutes, and 20 seconds.

(C) 発明の目的と構成 本発明は、前記の点を解決することを目的とし
ており、前記繰り返し現象に同期した高速走査を
行ないつつ走査線単位でイメージ信号をサンプリ
ングすることにより、特定位相の画像を観察でき
る点に着目して、上記問題点を解決することを目
的としている。そのため本発明のスキヤンライン
型動的観察装置は、一定周期で高速に変化する被
観察対象のイメージ信号から一定周期中の特定位
相のものを順次サンプリングして特定位相の画像
を得るスキヤンライン型動的観察装置において、
被観察対象からのイメージ信号を特定位相につい
て前記一定周期よりも十分に短い一定時間幅でサ
ンプリングするイメージ信号サンプリング手段
と、該イメージ信号サンプリング手段における前
記一定時間幅のサンプリング期間に被観察対象と
デイスプレイとを夫々同期して走査する走査信号
を発生する同期走査信号発生手段と被観察対象の
一定領域にわたつてデイスプレイと同期して前記
同期走査信号発生手段とにより走査する走査信号
を発生する一定領域走査信号発生手段と、前記同
期走査信号発生手段と同期して被観察対象の一定
領域にわたるイメージ信号のみがデイスプレイに
表示されるようにサンプリング期間外にデイスプ
レイをブランキングする一定領域表示制御手段と
を備え、特定位相のサンプリング期間ごとに被観
察対象とデイスプレイとを同期して走査し、特定
位相における被観察対象の一定領域のイメージを
デイスプレイに表示することを特徴としている。
(C) Object and Structure of the Invention The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and by sampling an image signal in units of scanning lines while performing high-speed scanning in synchronization with the above-mentioned repetitive phenomenon, a specific phase can be obtained. The purpose is to solve the above problems by focusing on the ability to observe images. Therefore, the scan line type dynamic observation device of the present invention is a scan line type dynamic observation device that obtains an image of a specific phase by sequentially sampling signals of a specific phase in a fixed cycle from an image signal of an object to be observed that changes rapidly in a fixed cycle. In a target observation device,
image signal sampling means for sampling an image signal from an observed object for a specific phase in a fixed time width sufficiently shorter than the fixed period; synchronous scanning signal generating means for generating a scanning signal to be scanned in synchronization with each other; and a certain area for generating a scanning signal to be scanned by the synchronous scanning signal generating means in synchronization with a display over a certain area of an object to be observed. scanning signal generating means; and fixed area display control means for blanking the display outside the sampling period so that only image signals covering a fixed area of the object to be observed are displayed on the display in synchronization with the synchronous scanning signal generating means. The device is characterized in that the object to be observed and the display are scanned in synchronization every sampling period of a specific phase, and an image of a certain area of the object to be observed at the specific phase is displayed on the display.

前記構成によれば、走査線単位でイメージ信号
をサンプリングするため、本発明の目的とする特
定位相の画像を得ることができる。
According to the above configuration, since the image signal is sampled in units of scanning lines, it is possible to obtain an image of a specific phase, which is the object of the present invention.

(D) 発明の実施例 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図に本発明に係るスキヤンライン型動的観察
装置の基本的概念を示し、第2図に従来の動的観
察装置の基本的概念を示す。
(D) Embodiments of the Invention The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the basic concept of a scan line type dynamic observation device according to the present invention, and FIG. 2 shows the basic concept of a conventional dynamic observation device.

第1図、第2図において、1,5は観察対象に
供給する繰り返しドライブ信号、2,6−1,6
−2,…はサンプリングパルス、3,7は水平走
査信号、4は垂直走査信号である。
In Figs. 1 and 2, 1 and 5 are repetitive drive signals supplied to the observation target, 2, 6 - 1, 6
-2, . . . are sampling pulses, 3, 7 are horizontal scanning signals, and 4 are vertical scanning signals.

従来は第2図に示す如く、被観察対象に供給す
る繰り返しドライブ信号5の1周期毎に特定の同
一位相5−1,5−2,5−3,5−4,…に対
応する位置にサンプリングパルス6−1,6−
2,6−3,6−4,…を夫々送出し、これらの
サンプリングパルスによつて被観察対象からのイ
メージ信号(画像信号)を抽出し、デイスプレイ
(CRT)の1水平走査線上に順次輝点表示を、第
2図のCRTに示すように、行なつていた。そし
て同様に第2番目、第3番目…の水平走査線上に
順次輝点表示を行なうことにより、特定位相の静
止画像を得ていた。このため、水平走査信号7の
周期は、被観察対象に供給する繰り返しドライブ
信号5の周期に比しきわめて長いことを必要とす
る。さもないと、1水平走査線内に十分なイメー
ジ信号の輝点を得ることができなくなるからであ
る。
Conventionally, as shown in FIG. 2, a drive signal is placed at a position corresponding to a specific same phase 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, . Sampling pulse 6-1, 6-
2, 6-3, 6-4, etc. are transmitted, and an image signal (image signal) from the object to be observed is extracted using these sampling pulses, and the image signal is sequentially illuminated on one horizontal scanning line of a display (CRT). Points were displayed as shown on the CRT in Figure 2. Similarly, by sequentially displaying bright spots on the second, third, etc. horizontal scanning lines, a still image of a specific phase is obtained. Therefore, the period of the horizontal scanning signal 7 needs to be much longer than the period of the repetitive drive signal 5 supplied to the object to be observed. Otherwise, it will not be possible to obtain sufficient bright spots of the image signal within one horizontal scanning line.

一方、本発明は、第1図に示す如く、水平走査
信号3の周期が、被観察対象に供給される繰り返
しドライブ信号1の周期に比しきわめて短い点
で、従来の概念とは異る。以下に本発明の動作を
説明する。
On the other hand, the present invention differs from the conventional concept in that, as shown in FIG. 1, the period of the horizontal scanning signal 3 is extremely short compared to the period of the repetitive drive signal 1 supplied to the object to be observed. The operation of the present invention will be explained below.

第1図において、被観察対象に供給する繰り返
しドライブ信号1の特定位相で、一定時間幅を有
するサンプリング信号2により、被観察対象から
のイメージ信号(画像信号)をサンプリングす
る。そして、これらのサンプリング信号2の一定
時間幅で、被観察対象の観察領域及びデイスプレ
イ(CRT)の1水平走査を夫々同期して、水平
同期走査信号3により高速走査するとともに、前
記サンプリングされたイメージ信号により、デイ
スプレイを輝度変調する。これにより、第1図に
示す如く、1回のサンプリングにより、デイスプ
レイ(CRT)の1水平走査線が輝度変調され、
特定位相の第1番目の走査が完了する。同様にし
て、第2番目、第3番目、…の走査線についても
同1位相のサンプリングを1水平走査線毎に行な
うことにより、特定位相の画像がきわめて短時間
に得られる。
In FIG. 1, an image signal from an object to be observed is sampled by a sampling signal 2 having a fixed time width at a specific phase of a repetitive drive signal 1 supplied to the object to be observed. Then, one horizontal scan of the observation area of the object to be observed and the display (CRT) is synchronized with a certain time width of these sampling signals 2, and the sampled image is scanned at high speed using the horizontal synchronized scanning signal 3. The signal modulates the brightness of the display. As a result, as shown in Fig. 1, one horizontal scanning line of the display (CRT) is modulated in brightness by one sampling.
The first scan of the specific phase is completed. Similarly, by sampling the same phase for each horizontal scanning line for the second, third, . . . scanning lines, an image of a specific phase can be obtained in a very short time.

第3図に、本発明に係るラインスキヤン型動的
観察装置の1実施例の構成を示す。
FIG. 3 shows the configuration of one embodiment of a line scan type dynamic observation device according to the present invention.

第3図において、EOS29は、走査型電子顕
微鏡(以下SEMという。)の電子光学系を意味
し、電子銃から放射された電子(〜30KV位)
を、磁界型レンズにより縮小し、その縮小された
微小電子線スポツトを、被観察対象(SAMPLE)
23に結像する役割を果たしている。EOS29
は、真空中に保持される。16,16′及び13,
13′は、夫々垂直走査コイル及び水平走査コイ
ルである。以下動作を説明する。
In Figure 3, EOS29 means the electron optical system of a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM), and the electrons (about 30KV) emitted from the electron gun
is reduced using a magnetic field type lens, and the reduced electron beam spot is placed on the object to be observed (SAMPLE).
It plays the role of focusing on 23. EOS29
is held in vacuum. 16, 16' and 13,
13' are a vertical scanning coil and a horizontal scanning coil, respectively. The operation will be explained below.

マスタOSC11からのクロツクが分周回路2
6に入力され、1/2N(Nは分周段数)に分周さ
れ、その出力はドライブ信号発生器27に供給さ
れる。ドライブ信号発生器27は、第1図1に示
すように、マスタOSC11に同期した正弦波を
発生し、励磁コイル28を介して、被観察対象で
あるSAMPLE23を正弦波の磁界で磁化する。
尚、必要に応じ、三角波、矩形波も用いられる。
The clock from master OSC11 is divided into frequency divider circuit 2.
6, the frequency is divided by 1/2 N (N is the number of frequency division stages), and its output is supplied to the drive signal generator 27. As shown in FIG. 1, the drive signal generator 27 generates a sine wave synchronized with the master OSC 11, and magnetizes the SAMPLE 23, which is the object to be observed, with the sine wave magnetic field via the excitation coil 28.
Incidentally, a triangular wave or a rectangular wave may also be used if necessary.

SAMPLE23は、EOS29からの微小電子線
スポツトにより照射されている。電子線スポツト
により照射されたSAMPLE23は、2次電子、
反射電子、X線など種々の信号を放出する。ここ
では、特に磁性材料の磁区観察などに有効な背面
散乱電子をシリコンデイテクタSiD24により検
出し、プリアンプ25により増幅し、その出力信
号をデイスプレイCRTの輝度変調用端子に供給
している。前記では、輝度変調したけれども必要
に応じて、垂直走査信号に重畳し、色幅変調する
ことも可能である。
SAMPLE 23 is irradiated with a minute electron beam spot from EOS 29. SAMPLE 23 irradiated by the electron beam spot contains secondary electrons,
Emit various signals such as reflected electrons and X-rays. Here, backscattered electrons, which are particularly effective for observing magnetic domains of magnetic materials, are detected by a silicon detector SiD24, amplified by a preamplifier 25, and the output signal is supplied to a brightness modulation terminal of a display CRT. Although the brightness is modulated in the above example, it is also possible to superimpose it on the vertical scanning signal and perform color width modulation, if necessary.

マスタOSC11からのクロツクは、水平走査
信号発生器H12に入力されるとともに、そのク
ロツクは、分周回路14により分周され、垂直走
査信号発生器V15に入力される。これらの出力
電流は、マスタOSC11に同期されており、
夫々、EOS及びCRTの水平走査コイルH13,
13′及び垂直走査コイルV16,16′に供給さ
れ、電子線スポツトを水平走査及び垂直走査す
る。
The clock from the master OSC11 is input to the horizontal scanning signal generator H12, and the frequency of the clock is divided by the frequency dividing circuit 14 and input to the vertical scanning signal generator V15. These output currents are synchronized to the master OSC11,
Horizontal scanning coil H13 of EOS and CRT, respectively.
13' and vertical scanning coils V16 and 16' to horizontally and vertically scan the electron beam spot.

マスタOSC11からのクロツクは、ブラツキ
ング信号を発生させるために、カウンタ17に入
力され、ドライブ信号発生器27からのドライブ
開始信号30により毎回RESETされ、その後計
数を開始する。その計数された値はPROM18
のアドレスに入力され、その書込まれたデータに
応じた種々のブラツキング用の信号を出力する。
位相切換器19により、特定された位相のブラツ
キング信号が、ブラツキング制御部20に入力さ
れ、その出力はCRTの端子21に供給さ
れ、CRTの輝度のブラツキングを行なう。
The clock from the master OSC 11 is input to a counter 17 to generate a blacking signal, which is reset each time by a drive start signal 30 from a drive signal generator 27 and then starts counting. The counted value is PROM18
address, and outputs various blacking signals according to the written data.
A blacking signal with a phase specified by the phase switch 19 is input to a blacking control section 20, and its output is supplied to a terminal 21 of the CRT to perform blacking on the brightness of the CRT.

以上の回路構成によれば、今マスタOSC11
の周波数をとすると、被観察対象である
SAMPLE23は/2Nの周波数で同期して磁化
され、EOS及びCRTの水平走査はに同期して
高速走査され、EOS及びびCRTの垂直走査は
/2Mに同期して走査される。そしてCRTのブ
ラツキングは、/2Nに同期した特定位相のもの
について行なわれる。即ち、デイスプレイには、
ドライブ信号の1周期を2Nで分割し、位相切換器
で選択されたいずれかの位相の信号のみがデイス
プレイに表示される。尚本発明は繰り返し現象に
比し、高速にラインスキヤン可能な場合に、特定
位相の画像を得る装置に関するものであり、走査
型電子顕微鏡に限られることなく、粒子線、光子
ビーム、超音波ビームなどを利用した走査装置及
びTV撮影装置についても適用され得るものであ
る。
According to the above circuit configuration, the current master OSC11
If the frequency of the observed object is
The SAMPLE 23 is magnetized synchronously at a frequency of / 2N , the horizontal scanning of EOS and CRT is performed at high speed in synchronization with , and the vertical scanning of EOS and CRT is performed in synchronization with / 2M . Blacking of the CRT is performed for a specific phase synchronized to / 2N . That is, on the display,
One period of the drive signal is divided by 2N , and only the signal of one of the phases selected by the phase switch is displayed on the display. The present invention relates to a device for obtaining images of a specific phase when line scanning is possible at high speed compared to repetitive phenomena, and is not limited to scanning electron microscopes, but is applicable to particle beams, photon beams, and ultrasonic beams. The present invention can also be applied to scanning devices and TV photographing devices using, etc.

(E) 発明の効果 以上説明した如く本発明によれば、繰り返し現
象に同期した高速走査を行ないつつ、任意の位相
のイメージ信号を走査線単位でサンプリングし、
デイスプレイに表示し、特定位相の画像に非常に
高速にかつ容易に得られる効果がある。特に従来
困難であつた数Hzから1KHzについての動的状態
の任意位相の画像を得られる大なる効果がある。
(E) Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, an image signal of an arbitrary phase is sampled in units of scanning lines while performing high-speed scanning synchronized with a repetitive phenomenon.
Displayed on a display, there is an effect that can be obtained very quickly and easily on images of a specific phase. In particular, it has the great effect of allowing arbitrary phase images of dynamic states to be obtained from several Hz to 1 KHz, which was previously difficult.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るスキヤンライン型動的観
察装置の概念図、第2図は従来のサンプリング法
の概念図、第3図は本発明の1実施例の構成図で
ある。 1,5はドライブ信号、2はCRT用ブラツキ
ング信号、3はCRT及びEOSの水平同期走査信
号、4はCRT及びEOSの垂直走査信号、6−1,
6−2,6−3,6−4は従来のサンプリング信
号、7は従来の水平走査信号、29は電子光学系
(EOS)、16,16′は夫々EOS及びCRTの垂直
走査コイル、13,13′は夫々EOS及びCRTの
水平走査コイル、21はCRTのブラツキング信
号端子、22はCRTのBRIGHT信号端子、24
はシリコンデイテクタSiD、28は励磁コイルで
ある。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a scan line type dynamic observation device according to the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional sampling method, and FIG. 3 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention. 1 and 5 are drive signals, 2 is a blacking signal for CRT, 3 is a horizontal synchronous scanning signal for CRT and EOS, 4 is a vertical scanning signal for CRT and EOS, 6-1,
6-2, 6-3, 6-4 are conventional sampling signals, 7 is a conventional horizontal scanning signal, 29 is an electron optical system (EOS), 16, 16' are EOS and CRT vertical scanning coils, 13, 13' is the horizontal scanning coil of EOS and CRT, 21 is the blacking signal terminal of CRT, 22 is the BRIGHT signal terminal of CRT, 24
is a silicon detector SiD, and 28 is an excitation coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一定周期で高速に変化する被観察対象のイメ
ージ信号から一定周期中の特定位相のものを順次
サンプリングして特定位相の画像を得るスキヤン
ライン型動的観察装置において、 被観察対象からのイメージ信号を特定位相につ
いて前記一定周期よりも十分に短い一定時間幅で
サンプリングするイメージ信号サンプリング手段
と、該イメージ信号サンプリング手段における前
記一定時間幅のサンプリング期間に被観察対象と
デイスプレイとを夫々同期して走査する走査信号
を発生する同期走査信号発生手段と、被観察対象
の一定領域にわたつてデイスプレイと同期して前
記同期走査信号発生手段とにより面走査する走査
信号を発生する一定領域走査信号発生手段と、前
記同期走査信号発生手段と同期して被観察対象の
一定領域にわたるイメージ信号のみがデイスプレ
イに表示されるようにサンプリング期間外にデイ
スプレイをブランキングする一定領域表示制御手
段18〜20とを備え、 特定位相のサンプリング期間ごとに被観察対象
とデイスプレイとを同期して走査し、特定位相に
おける被観察対象の一定領域のイメージをデイス
プレイに表示することを特徴とするスキヤンライ
ン型動的観察装置。
[Scope of Claims] 1. In a scan line type dynamic observation device that obtains an image of a specific phase by sequentially sampling signals of a specific phase in a fixed period from image signals of the observed object that change rapidly in a fixed period, image signal sampling means for sampling an image signal from an observed object at a specific phase with a fixed time width sufficiently shorter than the fixed period; synchronous scanning signal generation means for generating scanning signals for scanning in synchronization with each other, and a constant scanning signal for generating a scanning signal for area scanning by the synchronous scanning signal generation means in synchronization with the display over a certain area of the object to be observed. area scanning signal generating means; and fixed area display control means 18 for blanking the display outside the sampling period so that only image signals covering a fixed area of the object to be observed are displayed on the display in synchronization with the synchronous scanning signal generating means. ~20, the scan line type is characterized in that the object to be observed and the display are scanned in synchronization with each other during each sampling period of a specific phase, and an image of a certain area of the object to be observed at the specific phase is displayed on the display. Dynamic observation device.
JP5669583A 1983-03-31 1983-03-31 Scan line type dynamic observation device Granted JPS59181450A (en)

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CA000447362A CA1208763A (en) 1983-03-31 1984-02-14 Scan line type dynamic observation apparatus
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JP5669583A JPS59181450A (en) 1983-03-31 1983-03-31 Scan line type dynamic observation device

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JPS576664A (en) * 1980-03-04 1982-01-13 Repa Feinstanzwerk Gmbh Automatic rewinder for safety belt

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