JPH052363U - ステレオ偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、ステレオ偏向装置に関し、左画像
と右画像との間の振り角の一方のみを任意に調整可能、
両者の振り角を連動して任意に調整可能、更に上段の偏
向コイルおよび両者の振り角を連動して自動的変化さ
せ、ステレオ像の調整を簡単な操作で可能にすることを
目的とする。 【構成】 上段のコイルに矩形電流を流してビームを偏
向し、下段のコイルに矩形電流を流して元の位置に振り
戻し、試料に対して異なった振り角でビームを照射させ
る偏向コイル２を備え、偏向コイル２によって偏向した
異なる振り角のうち、一方の振り角についてのみ、オペ
レータからの指示に対応して、下段あるいは上段のコイ
ルのいずれかに電流を流して試料に対するビームの照射
位置をシフトさせたりなどし、左画像および右画像を一
致させるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、試料に対するビームの振り角を調整するステレオ偏向装置に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、走査型電子顕微鏡などを用いて試料をステレオ観察（立体観察）する場 合、図５に示すように、対物レンズ２３の下方に２段の偏向コイル２１、２２を 設け、上段の偏向コイル２１に図示のように例えば正方向の矩形電流を流して左 方向にビームを振り、下段の偏向コイル２２に図示のように例えば負方向の矩形 電流を流して元の位置に振り戻していた。そして、試料に対して傾斜した角度（ 振り角）からビームを照射し、この状態で対物レンズ２３の上部にある図示外の 走査コイルで２次元的に走査し、試料からの２次電子などを検出器で検出し、ス テレオ像を構成する１つの画像を表示する。同様にして、上段の偏向コイル２１ および下段の偏向コイル２２に逆極性の電流を流し、ステレオ像を構成するもう １つの画像を表示する。これら２つの画像を人がステレオ眼鏡で観察してステレ オ像（立体像）を観察するようにしている。この際、 （１） 左画像および右画像をＣＲＴ上に振り角に同期して表示した状態で、 試料の高さが変わったときや左画像および右画像の間の振り角を変えたとき、両 者の像が離れてしまい、人がステレオ眼鏡を通してステレオ像として観察し得ず 、２重像として見えてしまうので、通常、左画像と右画像の両者の振り角を調整 し、両者が一致して見えるように調整していた。

【０００３】 （２） 立体感は２点間の見る位置あるいは撮影する角度によって高低感が違 ってくるため、通常、左画像と右画像との間の振り角を手動でボリュームなどを 回転させて変化させ、任意の固定的な振り角に調整し、ステレオ像を観察するよ うにしていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このため、上記（１）では、左画像および右画像の振り角を個別にそれぞれ調 整して両者の画像が重なるようにしていたため、調整する個所が多く、面倒であ るという問題があった。 また、上記（１）で、１つの振り角を固定とし、他の１つの振り角を調整して 両者の画像が重なるようにすることも考えられるが、大きく調整すると、画像の 中心がビームの軸中心から離れてしまい、試料の焦点合わせをしたり、倍率を可 変したりした場合に、画像が大幅に移動してしまい、２重像として見えてしまう という問題があった。

【０００５】 また、上記（２）では、左画像および右画像の間の振り角を手動で任意の位置 に調整していたため、立体感の動的な具合やスムーズにその変化の様子を観察し 難いという問題があった。 本考案は、左画像と右画像との間の振り角の一方のみを任意に調整可能、両者 の振り角を連動して任意に調整可能、更に上段、下段の偏向コイルおよび両者の 振り角を連動して自動的に変化させ、ステレオ像の調整を簡単な操作で可能にす ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

図１は、本考案の原理構成図を示す。 図１において、偏向コイル２は、上段および下段の２段からなり、上段のコイ ルに矩形電流を流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流して元の位 置に振り戻し、試料に対して異なった振り角でビームを照射させるコイルである 。

【０００７】

【作用】

本考案は、図１の（イ）に示すように、偏向コイル２によって偏向した異なる 振り角のうち、一方の振り角についてのみ、オペレータからの指示に対応して、 下段あるいは上段のコイルのいずれかに電流を流して試料に対するビームの照射 位置をシフトさせるようにしている。

【０００８】 また、図１の（ロ）に示すように、偏向コイル２によって偏向した異なる振り 角の両者について、オペレータからの指示に対応して、下段あるいは上段のコイ ルに連動して電流を流して試料に対するビームの高さ方向の照射位置をシフトさ せるようにしている。 また、図１の（ハ）に示すように、偏向コイル２によって偏向した異なる振り 角の両者について、オペレータからの振り角の拡大、縮小、自動の指示に対応し て、上段および下段のコイルに連動して、徐々に矩形電流の拡大、縮小、拡大／ 縮小を行うようにしている。

【０００９】 従って、左画像と右画像との間の振り角の一方のみを任意に調整、両者の振り 角を連動して任意に調整、更に上段と下段のコイルおよび振り角を連動して拡大 、縮小、自動的に変化させ、ステレオ像を構成する左画像、右画像を一致、ステ レオ感の自動調整を簡単に操作することが可能となる。

【００１０】

【実施例】

次に、図１ないし図４を用いて本考案の実施例の構成および動作を順次詳細に 説明する。 図１の（イ）は、左画像の振り角のときに下段のコイルに電流を流して試料に 対するビームの照射位置のシフトを行うようにしたものである。

【００１１】 図１の（イ）において、対物レンズ１は、ビームを絞って試料に照射するもの である。 偏向コイル２は、上段および下段の２段の偏向コイルである。上段のコイルに 矩形電流を流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流して元の位置に 振り戻し、ビームを傾斜した角度（振り角）から試料を照射するようにしている 。

【００１２】 スイッチ３は、下段のコイルに流す電流を切り替え、左側（左画像）のときに 固定的な電流を供給し、右側（右画像）のときにオペレータが調整した任意の電 流を供給するためのスイッチである。 アンプ４は、スイッチ３によって切り替えた信号に対応する電流を、偏向コイ ル２に流すものである。

【００１３】 次に、動作を詳細に説明する。 （１） 偏向コイル２の上段および下段のコイルに図示外の偏向駆動回路から 矩形電流を供給し、上段のコイルでビームを偏向し、下段のコイルでビームを振 り戻して試料に照射する。 （２） （１）の状態で、スイッチ３を右側に切り替えたときにボリュームで 調整した電流を下段のコイルに重畳して供給し、図示例えば点線の状態から実線 の状態にシフトさせ、左画像と右画像を一致させる。ここで、スイッチ３を左側 に切り替えたときは、固定的な電流をコイルに供給する。

【００１４】 以上のように、ここでは、右側（右画像）の振り角のときにボリュームで調整 した電流を下段のコイルに供給することにより、振り角の一方（右画像のとき） にのみビームの試料上の位置を移動させ、左画像の振り角、および右画像の振り 角の試料上の位置を容易に一致させることが可能となる。 図１の（ロ）は、下段のコイルの２つの振り角について連動して電流を流し、 ビームの試料を照射する高さ方向の位置をシフトさせるようにしたものである。

【００１５】 次に、動作を詳細に説明する。 （１） 偏向コイル２の上段および下段のコイルに図示外の偏向駆動回路から 矩形電流を供給し、上段のコイルでビームを偏向し、下段のコイルでビームを振 り戻し、例えば図中の実線の試料の位置に照射する。 （２） （１）で実線の経路でビームを照射している試料を、下方向に移動さ せた場合に、スイッチ３を左および右に切り替えたときにボリュームを連動して 調整した電流を下段のコイルに重畳して供給し、点線の状態に高さ方向にシフト させ、左と右からのビームを一致させる。これにより、左画像および右画像が一 致する。

【００１６】 以上のように、ここでは、実線を用いて示すように、ビームを試料上の一点に 照射している状態で、試料を下方向に移動し、これに伴って下段のコイルに振り 角の両者に連動して調整し、点線を用いて示すように新たな移動後の試料上の一 点に照射することにより、高さ方向のビームの位置を容易にシフトさせることが できる。

【００１７】 図１の（ハ）は、オペレータからの振り角の拡大、縮小、自動の指示に対応し て、上段と下段のコイルに供給する矩形電流を徐々に拡大、縮小、拡大／縮小を 自動的に行い、ステレオ感を自動的に変化させるようにしたものである。 次に、動作を詳細に説明する。 （１） オペレータからの振り角の拡大スイッチの押下に対応して、上段およ び下段のコイルに供給する矩形電流の大きさを徐々に増大する。これにより、人 が左画像および右画像をステレオ観察したときに徐々にステレオ感が強く感じら れるようになるので、適当なときに当該拡大スイッチの押下を停止する。

【００１８】 （２） オペレータからの振り角の縮小スイッチの押下に対応して、上段およ び下段のコイルに供給する矩形電流の大きさを徐々に小さする。これにより、人 が左画像および右画像をステレオ観察したときに徐々にステレオ感が弱く感じら れるようになり、適当なときに当該縮小スイッチの押下を停止する。 （３） オペレータからの振り角の自動スイッチの押下に対応して、上段およ び下段のコイルに供給する矩形電流の大きさを徐々に拡大、次に徐々に縮小する ことを繰り返す。これにより、人が左画像および右画像をステレオ観察したとき に徐々にステレオ感が強まり、次に徐々にステレオ感が弱まり、物体の深さ方向 の状態を詳細に認識し、適切な位置で当該自動スイッチの押下を停止する。

【００１９】 以上のように、オペレータからの振り角の拡大、縮小、拡大／縮小のスイッチ の押下に対応して、自動的に上段および下段のコイルに供給する矩形電流の大き さを徐々に増大、縮小することにより、試料の深さ方向のステレオ感を体験でき ると共に、最適な振り角の位置で止めてその状態でステレオ像を観察することが 容易に可能となる。

【００２０】 図２は、本考案の１実施例構成図を示す。これは、図１の（イ）の下段のコイ ルに電流を供給し、右画像をシフトして一致させる場合のものである。ここで、 対物レンズ１、偏向コイル２、スイッチ３は、図１の（イ）と同様であるので、 説明を省略する。 図２において、ＨＶ走査発生器５は、対物レンズ１の上方に配置した図示外の 走査コイルによって、試料上のビームを水平方向（Ｈ方向、Ｘ方向）および垂直 方向（Ｖ方向、Ｙ方向）に走査するための信号（Ｈ、Ｖ）を発生するものである 。

【００２１】 偏向振分回路６は、ＨＶ走査発生器５からの信号（ＨあるいはＶ）をもとに、 交互に極性の変わる、矩形信号を偏向駆動回路７、偏向駆動回路８およびスイッ チ３に供給するものである。矩形信号の供給されたスイッチ３は、この矩形信号 に同期して、ここでは基準電圧あるいはオペレータがボリュームを調整して設定 した電圧を偏向駆動回路８に供給する。これにより、例えば図中の点線を用いて 示すように、下段のコイルによってビームの偏向される度合を任意に調整するこ とができる。

【００２２】 偏向駆動回路７は、偏向コイル２の上段のコイルに、矩形電流を供給してビー ムを偏向するものである。 偏向駆動回路８は、偏向コイル２の下段のコイルに、矩形電流を供給してビー ムを元の位置に振り戻すものである。 次に、動作を詳細に説明する。

【００２３】 （１） ＨＶ走査発生器５からの信号（ＨあるいはＶ）を入力された偏向振分 回路６は、これら信号毎に極性の変わる矩形信号を生成する。この矩形信号を入 力された偏向駆動回路７が上段のコイルに矩形電流を供給し、ビームを偏向させ る。矩形電流を入力された偏向駆動回路７が下段のコイルに矩形電流を供給し、 上段のコイルによって偏向されたビームを元の位置に振り戻す。この状態で、対 物レンズの上方に配置した図示外の走査コイルに走査電流（Ｈ、Ｖ）を供給して ビームを試料上で２次元的に走査する。これにより、任意の振り角のときの左画 像および右画像が図示外のＣＲＴ上に表示される。

【００２４】 （２） （１）の状態で、矩形信号の入力されたスイッチ３がオペレータによ って調整されたボリュームからの矩形信号を偏向駆動回路８に入力し、下段のコ イルに電流を流し、点線を用いて示すように、振り角を修正し、左画像および右 画像を一致させる。 図３は、本考案の他の実施例構成図を示す。これは、図１の（ロ）の下段のコ イルの振り角の両者のときにともに電流を供給し、左画像および右画像の両者を 同時にシフトさせ、高さ方向の調整を行う場合のものである。ここで、対物レン ズ１、偏向コイル２、ＨＶ走査発生器５、偏向振分回路６、偏向駆動回路７、８ は図２と同様であるので、説明を省略する。

【００２５】 図３において、スイッチ３は、偏向振分回路６から矩形信号に同期して切り替 えるものであって、ここでは左および右のときにそれぞれオペレータがボリュー ムを調整して設定した信号をそれぞれ偏向駆動回路８に入力するものである。こ れら信号を入力された偏向駆動回路８は、下段のコイルに矩形電流を流し、ボリ ュームから入力された信号に対応して、左の振り角および右の振り角のときにそ れぞれ連動してビームの位置を偏向する。例えば下方の試料上にビームを照射し ていた状態から、上方の試料上にビームを照射するように調整し、試料の高方向 の移動に対応して、高さ調整を行う。

【００２６】 次に、動作を詳細に説明する。 （１） ＨＶ走査発生器５からの信号（ＨあるいはＶ）を入力された偏向振分 回路６は、これら信号毎に極性の変わる矩形信号を生成する。この矩形信号を入 力された偏向駆動回路７が上段のコイルに矩形電流を供給し、ビームを偏向させ る。矩形信号の入力された偏向駆動回路８が下段のコイルに矩形電流を供給し、 上段のコイルによって偏向されたビームを元の位置に振り戻す。

【００２７】 （２） （１）の状態で、矩形信号の入力されたスイッチ３がこの信号に同期 してオペレータがボリュームを調整して予め設定した電圧（信号）を偏向駆動回 路８に入力する。この信号の入力された偏向駆動回路８が、下段のコイルの左の 振り角および右の振り角のときにそれぞれボリュームで設定された信号に対応す る電流を連動して流し、例えば下方の実線の試料が上方の点線の位置に移動した 場合、連動して上方の点線の試料上の一点にビームが重なるようにする。これに より、試料が高さ方向に移動したときに、左および右の振り角について連動して 電流を供給し、高さ方向の調整を簡単に行うことができる。

【００２８】 図４は、本考案の他の実施例構成図を示す。これは、図１の（ハ）のオペレー タからの振り角の拡大、縮小、自動の指示に対応して、自動的にステレオ感の拡 大、縮小、拡大／縮小を行う場合のものである。ここで、対物レンズ１、偏向コ イル２、ＨＶ走査発生器５、偏向振分回路６、偏向駆動回路７、８は図２と同様 であるので、説明を省略する。

【００２９】 図４において、デジタル利得調整回路９は、偏向振分回路６からの信号（Ｈ、 Ｖ）をもとに、徐々に拡大、縮小、拡大／縮小した矩形信号を自動生成するデジ タルの利得調整回路である。 制御回路１０は、オペレータがＡＵＴＯ可変スイッチ、縮小スイッチ、拡大ス イッチ、一定角度設定スイッチを押下したことに対応して、デジタル利得調整回 路９を制御し、徐々に拡大／縮小、縮小、拡大、一定の振り角に設定となるよう にするものである。

【００３０】 次に、動作を詳細に説明する。 （１） ＨＶ走査発生器５からの信号（ＨあるいはＶ）を入力された偏向振分 回路６は、これら信号毎に極性の変わる矩形信号を生成し、デジタル利得調整回 路９に入力する。これに対応して、デジタル利得調整回路９が、制御回路１０か ら指示された、例えば一定角度設定の指示に対応して、一定の振り角に対応する 予め定めた振幅の矩形信号を偏向駆動回路７および偏向駆動回路８に入力する。 偏向駆動回路７は、入力された矩形信号に対応する矩形電流を上段のコイルに供 給してビームを偏向する。偏向駆動回路８は、入力された矩形信号に対応する矩 形電流を下段のコイルに供給してビームをもとの位置に振り戻す。この一定の振 り角でビームが試料を照射した状態で、対物レンズ１の上方に配置した図示外の 走査コイルに走査電流を供給し、ビームを試料上を例えば２次元的に走査し、左 画像を表示する。同様にして右画像を表示する。

【００３１】 （２） 次に、オペレータが拡大スイッチを押下したことに対応して、制御回 路１０からその旨の指示を受けたデジタル利得調整回路９がこの指示に対応して 、徐々に振幅の大きくなる矩形信号を生成し、偏向駆動回路７、８に入力する。 これにより、ビームは試料上で図示のように、徐々にその振り角が拡大するよう に変化する。そして、拡大スイッチの押下を停止すると、そのときの振り角で停 止し、ステレオ感を増大（強調）した左画像および右画像を自動表示させること ができる。

【００３２】 （３） 同様に、オペレータが縮小スイッチを押下したことに対応して、ビー ムが試料上で徐々にその振り角が縮小するように変化する。そして、縮小スイッ チの押下を停止すると、そのときの振り角で停止し、ステレオ感を少なくした左 画像および右画像を自動表示させることができる。 （４） 同様に、オペレータがＡＵＴＯ可変スイッチを押下したことに対応し て、ビームが試料上で徐々にその振り角を拡大、次に縮小することを繰り返して 変化する。そして、ＡＵＴＯ可変スイッチの押下を停止すると、そのときの振り 角で停止し、ステレオ感の最適な状態の左画像および右画像を自動表示させるこ とができると共に、ステレオ感の変化の様子を観察することができる。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、左画像と右画像との間の振り角の一方 のみを任意に調整、両者の振り角を連動して任意に調整、更に上段と下段のコイ ルおよび両者の振り角を連動して拡大、縮小、自動的に変化させる構成を採用し ているため、ステレオ像を構成する左画像、右画像を一致、ステレオ感の調整を 簡単な操作で行うことができる。具体的に言えば、 （１） 偏向コイル２の下段（あるいは上段）のコイルの１つの振り角のとき にのみ、電流を流してビームの試料上の位置をシフトさせ、簡単な操作により左 画像および右画像を一致させることができる。

【００３４】 （２） 偏向コイル２の上段、下段、および振り角の両者のときに、電流を流 してビームが一致する高さ方向の位置をシフトさせ、簡単な操作により、試料の 高さ方向の調整を行って左画像および右画像を一致させることができる。 （３） オペレータからの振り角（ステレオ角）の拡大、縮小、拡大／縮小に 対応して、偏向コイル２の上段、下段のコイルに徐々に拡大、縮小、拡大／縮小 を繰り返す矩形電流を供給し、ステレオ感を自動的に変化させ、適切な振り角の 左画像および右画像を自動表示させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理構成図である。

【図２】本考案の１実施例構成図である。

【図３】本考案の他の実施例構成図である。

【図４】本考案の他の実施例構成図である。

【図５】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１：対物レンズ ２：偏向コイル ３：スイッチ ４：アンプ ５：ＨＶ走査発生器 ６：偏向振分回路 ７、８：偏向駆動回路 ９：デジタル利得調整回路 １０：制御回路

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料に対するビームの振り角を調整する
   ステレオ偏向装置において、上段のコイルに矩形電流を
   流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流し
   て元の位置に振り戻し、試料に対して異なった振り角で
   ビームを照射させる偏向コイル（２）を備え、この偏向
   コイル（２）によって偏向した異なる振り角のうち、一
   方の振り角についてのみ、オペレータからの指示に対応
   して、上記下段あるいは上段のコイルのいずれかに電流
   を流して試料に対するビームの照射位置をシフトさせ、
   左画像および右画像を一致させるように構成したことを
   特徴とするステレオ偏向装置。
2. 【請求項２】 試料に対するビームの振り角を調整する
   ステレオ偏向装置において、上段のコイルに矩形電流を
   流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流し
   て元の位置に振り戻し、試料に対して異なった振り角で
   ビームを照射させる偏向コイル（２）を備え、この偏向
   コイル（２）によって偏向した異なる振り角の両者につ
   いて、オペレータからの指示に対応して、上記下段ある
   いは上段のコイルに振り角の両者に連動して電流を流し
   て試料に対するビームの高さ方向の照射位置をシフトさ
   せ、左画像および右画像を一致させるように構成したこ
   とを特徴とするステレオ偏向装置。
3. 【請求項３】 試料に対するビームの振り角を調整する
   ステレオ偏向装置において、上段のコイルに矩形電流を
   流してビームを偏向し、下段のコイルに矩形電流を流し
   て元の位置に振り戻し、試料に対して異なった振り角で
   ビームを照射させる偏向コイル（２）を備え、この偏向
   コイル（２）によって偏向した異なる振り角の両者につ
   いて、オペレータからの振り角の拡大、縮小、自動の指
   示に対応して、上記上段および下段のコイルに連動し
   て、徐々に矩形電流の拡大、縮小、拡大／縮小を行い、
   左画像および右画像によるステレオ感を変化させるよう
   に構成したことを特徴とするステレオ偏向装置。