JPH04370638A - 外部磁界の消去装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡等の装置を
設置する空間から外部磁界を消去するための外部磁界の
消去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査型を含み電子顕微鏡等の荷電粒子線
を利用した装置では、荷電粒子線が磁界によって偏向さ
れる特性を持っている。それゆえに商用電源ライン等か
ら発生する変動磁界の悪影響を受け、その装置が本来持
っている性能を十分発揮できない場合が生じている。

【０００３】このような外部からの磁界の影響を低減す
る目的で、透磁率の高い金属を用いて装置を覆うシール
ド法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
所謂金属によるシールド法の採用では、磁界の影響の低
減に対して１／３程度の効果しかなく、その割りには高
価であった。

【０００５】また、最近の上記装置では、低加速電圧、
高分解能を実現しているため、従来であれば問題が生じ
なかった数ｍＧＡＵＳＳ　程度の外部磁場でもきわめて
大きな悪影響を受けるようになった。それに伴い設置室
の選定がきわめて重要かつ困難になった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、一定の周期で外部磁界を効率的に消去することが
できる外部磁界の消去装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の外部
磁界の消去装置は、外部磁界消去空間の外周面に設置さ
れ外部磁界の消去磁界を発生する消去手段、該消去手段
に与える一定の周期分の消去データを格納するデータ格
納手段、該データ格納手段に対する消去データの読み書
きを制御するデータ制御手段、外部磁界消去空間内に設
置され変動磁界を検出する検出手段、及び該検出手段で
検出された変動磁界により消去データを演算修正する演
算手段を備え、データ制御手段により一定の周期で繰り
返しデータ格納手段から消去データを順次読み出して消
去手段に与え演算手段で演算修正した消去データをデー
タ格納手段に再格納するように構成したことを特徴とす
るものである。

【０００８】

【作用】本発明の外部磁界の消去装置では、消去手段に
与える一定の周期分の消去データをデータ格納手段に格
納し、データ制御手段により一定の周期で繰り返しデー
タ格納手段から消去データを順次読み出して消去手段に
与えると共に、その時の変動磁界を検出して演算手段で
消去データを演算修正しその消去データをデータ格納手
段に再格納するので、前の周期での磁界消去誤差が修正
され高精度で外部磁界の消去を行うことができる。特に
、周期を商用周波数に合わせることにより商用電源から
の交流磁界に対して消去効果を高めることができ、商用
周波数に対応する周期であれば十分速く応答できるので
、直流変動磁界に対しても消去効果を高めることができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の外部磁界の消去装置の１実施例
を説明するための図、図２は消去コイルの励磁制御系の
構成例を示す図である。図において、１、ｘ、ｙ、ｚは
検出コイル、２は積分器、３はＡ／Ｄ変換器、４は演算
器、５はメモリ、６はＤ／Ａ変換器、７は同期信号発生
器、８はアドレス発生器、９、Ｘ１　、Ｘ２　、Ｙ１　
、Ｙ２　、Ｚ１　、Ｚ２　は消去コイルを示す。

【００１０】図１において、Ｘ１　、Ｘ２　、Ｙ１　、
Ｙ２　、Ｚ１　、Ｚ２　は、立方体の外部磁界消去空間
を形成する消去コイルであり、この内部に装置が配置さ
れる。そして、それぞれ向かい合う消去コイルＸ１　と
Ｘ２　、Ｙ１　とＹ２　、Ｚ１　とＺ２　は、同極性接
続されて平行磁界を形成するものである。したがって、
一辺の長さは、電子顕微鏡等の装置が入るのに十分な大
きさとなる。

【００１１】ｘ、ｙ、ｚは、それぞれ消去コイルＸ１　
とＸ２　、Ｙ１　とＹ２　、Ｚ１　とＺ２　に対して同
方向にして外部磁界消去空間内に設置される検出コイル
であり、外部磁界消去空間内の変動磁界を検出し電気信
号（Δｅ＝Δφ／Δｔ）に変換するものである。

【００１２】本発明は、一定の周期分の消去データをメ
モリに格納しておき、これを読み出して消去コイルＸ１
　、Ｘ２　、Ｙ１　、Ｙ２　、Ｚ１　、Ｚ２　に与え外
部磁界を相殺するような消去磁界を発生するものである
。そして、磁界の消去が不完全な場合には、その過不足
が検出コイルｘ、ｙ、ｚで検出されるので、この検出信
号により消去データを修正してメモリに再格納する。こ
のようにすることにより一定の周期で繰り返す変動磁界
に対しては、完全に磁界を消去することができ、検出信
号がゼロになるように制御することができる。その制御
系の構成例を示したのが図２である。

【００１３】図２において、検出コイル１は、図１に示
した検出コイルｘ、ｙ、ｚであり、消去コイル９は、図
１に示したＸ１　、Ｘ２　、Ｙ１　、Ｙ２　、Ｚ１　、
Ｚ２　である。積分器２は、検出コイル１からの微分出
力（Δｅ＝Δφ／Δｔ）を積分し、外部磁界の強さに比
例した電気信号に変換するものであり、アナログーデジ
タル変換器３は、積分器２の出力のアナログ信号をデジ
タル信号に変換するものである。演算回路４は、アナロ
グーデジタル変換器３の出力とメモリ５の出力との加算
を行い、その値をメモリ５に再格納（更新）するもので
ある。

【００１４】後述するようにメモリ５の出力は消去コイ
ル９の制御データであるので、これが適正でなく過不足
である場合には、その分が検出コイル１で検出され積分
器２を通してアナログーデジタル変換器３の出力に現れ
る。演算回路４は、消去コイル９により外部磁界を消去
するのに過不足があった分をその時の対応する制御デー
タ、つまりメモリ５の出力に加減算してその修正データ
を新たな制御データとしてメモリ４に再格納するもので
ある。したがって、次のサイクルにはメモリ５から過不
足の修正された制御データが出力され、より適正な消去
コイル９による外部磁界の消去効果が期待できる。

【００１５】同期信号発生器７は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ
の商用周波数に合わせて各１周期毎に１個の同期パルス
を発生するものであり、アドレス発生器８は、同期信号
発生器７で発生した同期パルスを、例えば１０００周期
、或いはそれ以上に分周してそれをメモリ５のアドレス
とするものである。メモリ５は、先に述べたように消去
コイル９の制御データを格納するものであり、アドレス
発生器８で発生したアドレスに基づいてその制御データ
を読み出して出力すると共に、その出力した制御データ
を修正した演算回路４の出力を格納し、制御データを更
新するものである。

【００１６】以上により構成された制御系がＸ、Ｙ、Ｚ
の各検出コイルと消去コイル毎に設けられる。次に、上
記構成の制御系について動作を説明する。図３は外部磁
界の波形の例を示す図である。

【００１７】一般に、外部磁界は図３で示すように商用
電源のような正弦波の形をしていないが、ほとんどの場
合、その乱波形の周期毎の繰り返し再現性があり、しか
も、その周期は商用周波数に一致するものである。

【００１８】そこで、いま図３に示すような周期的に変
動する外部磁界が存在する場合の消去動作について説明
する。まず、メモリ５がクリア状態にあるとすると、初
めの周期では消去コイル９が励磁されず磁界を発生しな
いので、外部の変動磁界がそのまま検出コイル１で微分
された電気信号に変換される。先に説明したようにこの
磁界の変動を検出した電気信号は、積分器２にかけられ
ることによって、図３に示す実際の変動磁界に対応した
電気信号に変換され、さらに、アナログーデジタル変換
器３でデジタル信号に変換される。そして、演算回路４
でメモリ５の出力（消去データ）に加算されてメモリ５
に格納される。

【００１９】上記のようにメモリ５がクリアされた状態
では、消去コイル９が全く外部磁界の消去作用をしてい
ないので、図３に示す外部の変動磁界がそのまま検出、
変換され、そのデータが消去データとしてメモリ５に格
納される。１周期のＴ１　で消去データがメモリ５に格
納されると、次の周期のＴ２では、各タイミングで前の
周期のＴ１　でメモリ５に格納された消去データが読み
出され、出力される。その結果、前の周期のＴ１　で検
出された変動磁界と全く同じであれば、その変動磁界は
消去コイル９の発生磁界によって完全に相殺され、検出
コイル１から積分器２、アナログーデジタル変換器３を
通して得られるデジタルデータはゼロになる。したがっ
て、メモリ５から読み出され出力されたデータが演算回
路４を介してそのまま再びメモリ５に格納される。この
ように各周期において、全く同じ変動磁界が現れている
限りにおいて、消去データは、アドレス発生器８の発生
アドレスにしたがってメモリ５から繰り返し読み出され
出力されたものがそのまま再度格納される。

【００２０】しかし、前の周期のＴ１　の変動磁界に対
して次の周期のＴ２　で変動磁界が例えば強くなった場
合には、メモリ５には、前の周期のＴ１　の変動磁界に
基づく消去データが格納されているので、その消去デー
タをメモリ５から読み出しデジタルーアナログ変換器６
を通して消去コイル９に出力すると、消去不足になって
しまう。この場合には、その不足分が検出コイル１で検
出されアナログーデジタル変換器３を通して出力される
。したがって、演算回路４では、これがメモリ５の出力
に加算されて次の周期Ｔ３　に用いる消去データとして
再格納される。逆に、次の周期のＴ２　で変動磁界が弱
くなった場合には、消去コイル９による消去が前の周期
のＴ１　に合わせてあるためオーバーに働き（過剰消去
）、消去コイルによる過剰分の磁界が現れてしまう。そ
の結果、その過剰分が検出コイル１で検出されアナログ
ーデジタル変換器３を通して演算回路４でメモリ５の出
力から減算されて次の周期Ｔ３　に用いる消去データと
して格納される。

【００２１】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、商用電源からの交流磁界に対する消去装
置として説明したが、このような磁界のみではなく、電
車等から発生する直流変動磁界に対しても同様に適用で
きる。この場合には、図３に示すような変動磁界として
の周期性はないが、制御系の応答周期Ｔ１　、Ｔ２　、
……を商用周波数の２０ｍｓｅｃ／１６．７ｍｓｅｃ（
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）に合わせることにより、直流変動
磁界に対し十分速く応答できる。また、ホール素子等の
検出器を検出コイルに代えて接続し、或いはアナログ出
力部に検出コイルの変動磁界を直接入力加算することに
よって、交流外部磁場と直流外部磁場の双方を同時に消
去するように構成してもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出コイルで外部磁界を検出して記憶し、それを次の周
期の磁界消去データとして出力すると共に検出コイルで
検出される消去効果の過不足により磁界消去データを補
正して更新するので、この繰り返しにより高精度で外部
磁界の消去を実現することができる。また、検出と出力
が１周期遅れで時間的に完全に分断されるので、直接フ
ィードバックで発生する３次元補正における干渉や発振
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の外部磁界の消去装置の１実施例を
説明するための図である。

【図２】　　消去コイルの励磁制御系の構成例を示す図
である。

【図３】　　外部磁界の波形の例を示す図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外部磁界消去空間の外周面に設置され
   外部磁界の消去磁界を発生する消去手段、該消去手段に
   与える一定の周期分の消去データを格納するデータ格納
   手段、該データ格納手段に対する消去データの読み書き
   を制御するデータ制御手段、外部磁界消去空間内に設置
   され変動磁界を検出する検出手段、及び該検出手段で検
   出された変動磁界により消去データの演算修正を行う演
   算手段を備え、データ制御手段により一定の周期で繰り
   返しデータ格納手段から消去データを順次読み出して消
   去手段に与え演算手段で演算修正した消去データをデー
   タ格納手段に再格納するように構成したことを特徴とす
   る外部磁界の消去装置。