JPH052365U - ステレオ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、ステレオ表示装置に関し、ビーム
の振り角に連動して偏向電極に印加する電圧を変化させ
たり、複数の検出器を設けてこれらからの信号をもとに
ステレオ像を表示したりし、ステレオ像の左画像および
右画像の画質、輝度差、コントラスト差を改善し、見や
すくすることを目的とする。 【構成】 ビームを傾斜する偏向コイル２と、２次電子
を補集する偏向電極３と、補集した２次電子を検出して
増幅する検出器４とを備え、偏向コイル３によってある
ビームの振り角で試料を照射して発生した２次電子を、
ある高電圧を印加した偏向電極３によって補集して検出
器４で検出・増幅し、他のビームの振り角で試料を照射
して発生した２次電子を、他の高電圧を印加した偏向電
極３によって補集して検出器４で検出・増幅することを
繰り返し、ステレオ像を表示するように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ビームを試料に異なる振り角で照射して発生した２次電子を補集・ 増幅してステレオ像を表示するステレオ表示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４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す。これにより、試料に対して傾斜した角度から 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、偏向コイル２１、２２によってビームを傾斜 した方向から試料に照射し、発生した２次電子を、高電圧を印加した偏向電極で 集めてこれを蛍光塗料に衝突させたときに発生した光を検出器であるホトマルチ ファイア（２次電子倍増管）などで増幅し、検出するようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このため、ビームを傾斜した方向から試料に照射して発生した２次電子が上述 した偏向コイル２１、２２からの漏洩磁束により、ビームの試料に対する傾斜角 （振り角）によって検出器によって検出される効率が違ってしまい、輝度が異な ってしまったり、コントラストが異なってしまったりし、結果としてステレオ像 の左画像および右画像の画質が低下したり、輝度が異なったり、コントラストが 異なったりし、ステレオ像を見難いという問題があった。

【０００４】 本考案は、試料に対するビームの振り角に連動して２次電子を補集する偏向電 極に印加する電圧を変化させてステレオ像を表示したり、複数の検出器を設けて これらからの信号をもとにステレオ像を表示したりし、ステレオ像の左画像およ び右画像の画質、輝度差、コントラスト差を改善し、見やすくすることを目的と している。

【０００５】

【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、ビームを偏向して試料に異なる振り角で照射 するものである。 偏向電極３は、高電圧を印加して２次電子を補集するものである。

【０００６】 検出器４は、２次電子を検出・増幅するものである。

【０００７】

【作用】

本考案は、図１の（イ）に示すように、ビームを偏向コイル２によって偏向し てある振り角で試料を照射して発生した２次電子を、ある高電圧を印加した偏向 電極３によって補集し、検出器４によってこの補集した２次電子を検出・増幅し 、他のビームの振り角で試料を照射して発生した２次電子を、他の高電圧を印加 した偏向電極３によって補集し、検出器４によってこの補集した２次電子を検出 ・増幅することを繰り返し、ステレオ像を表示するようにしている。

【０００８】 また、図１の（ロ）に示すように、ビームを偏向コイル２によって偏向した振 り角で試料を照射して発生した２次電子を、複数の検出器４で検出・増幅してこ れらの信号をもとにステレオ像を表示するようにしている。 従って、試料に対するビームの振り角に連動して２次電子を補集する偏向電極 ３に印加する電圧を変化させて検出した信号、あるいは複数の検出器４からの信 号をもとにステレオ像を表示することにより、ステレオ像の左画像および右画像 の画質、輝度差、コントラスト差を改善し、見やすくすることが可能となる。

【０００９】

【実施例】

次に、図１ないし図３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、本考案の原理構成図を示す。これは、偏向電極３に印加する 高電圧を、ビームの振り角に連動して適切に変化させ、検出器４によって検出さ れる信号により、ステレオ像を構成する左画像および右画像を表示したときに両 者の画像の輝度、コントラストが最良になるようにした原理構成である。

【００１０】 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、上段の偏向コイルでビームを偏向し、下段の偏向コイルで元 の位置に振り戻し、ビームを試料に対して傾斜した角度（振り角）から照射する ためのものである。

【００１１】 偏向電極３は、ビームを試料に照射して発生した２次電子を、高電圧を印加し て補集するものである。試料から発生した２次電子は、偏向コイル２の漏洩磁束 によって偏向されてしまうので、本実施例では、振り角に連動して２次電子の補 集効率が最大となるように印加する高電圧を切り替えるようにしている。 検出器４は、２次電子を検出・増幅するものである。この検出器３は、例えば ビームを試料に照射して発生した２次電子を、正の高電圧を印加した偏向電極４ によって補集・加速して例えば蛍光塗料に衝突させて発光させ、この発光した光 をフォトマルチファイア（２次電子倍増菅）で増幅するものである。

【００１２】 スイッチ５は、左画像（ビームを左方向から試料に照射したときに発生した２ 次電子を補集・検出・増幅して表示した画像）のときに偏向電極３に印加する直 流の高電圧を発生する基準となる電圧（任意に調整可能）あるいは右画像（ビー ムを右方向から試料に照射したときに発生した２次電子を補集・検出・増幅して 表示した画像）のときに偏向電極３に印加する直流の高電圧を発生する基準とな る電圧（任意に調整可能）を、偏向コイル２に供給する電流に同期して切り替え るスイッチである。

【００１３】 アンプ６は、スイッチ５によって切り替えられた電圧に対応する高電圧を偏向 電極３に印加するものである。 次に、図１の（イ）の構成の動作を説明する。 （１） ビームが試料の左側から照射するような矩形電流を偏向コイル２に供 給すると共にスイッチ５を左に切り替えてこのときの基準電圧をアンプ６に入力 して左画像用の高電圧を偏向電極３に印加する。

【００１４】 （２） （１）の状態、即ちビームを左方向から試料に照射および左画像用の 高電圧を偏向電極３に印加した状態で、図示外の対物レンズ１の上部に配置した 走査コイルに走査電流を供給し、ビームを試料上で２次元的に走査する。このと きに試料から放射された２次電子を、予め最適な高電圧の設定された偏向電極３ で最高効率で補集し、この補集した２次電子を検出器４で検出・増幅して図示外 のディスプレイ上に表示し、左画像を表示させる。

【００１５】 （３） 同様にして、ビームが試料の右側から照射するような矩形電流を偏向 コイル２に供給すると共にスイッチ５を右に切り替えてこのときの基準電圧をア ンプ６に入力して右画像用の高電圧を偏向電極３に印加する。 （４） （３）の状態、即ちビームを右方向から試料を照射および右画像用の 高電圧を偏向電極３に印加した状態で、図示外の対物レンズ１の上部に配置した 走査コイルに走査電流を供給し、ビームを試料上で２次元的に走査する。このと きに試料から放射された２次電子を、予め最適に高電圧の設定された偏向電極３ で最高効率で補集し、この補集した２次電子を検出器４で検出・増幅して図示外 のディスプレイ上に表示し、右画像を表示させる。

【００１６】 （５） 以上の（１）ないし（４）を繰り返し行う。 以上によって、ビームの振り角（左、右）に対応した偏向コイル２からの漏洩 磁束による２次電子の偏向や、２次電子の放射される方向、更に試料の凹凸の状 態を考慮し、例えば２次電子の補集効率を最大となるように予め調整した高電圧 を、振り角に連動して自動的に偏向電極３に印加することにより、ビームを偏向 したときの左画像および右画像の輝度、コントラストの差を無くし、見やすいス テレオ像を表示することができる。

【００１７】 図１の（ロ）は、本考案の他の原理構成図を示す。これは、試料の周囲に複数 の２次電子を検出する検出器４を設け、ステレオ像を構成する左画像および右画 像を表示したときに両者の画像の輝度、コントラストに差が生じないようにした 他の原理構成である。ここで、対物レンズ１、偏向コイル２は、図１の（イ）と 同様であるので、説明を省略する。

【００１８】 図１の（ロ）において、検出器４は、２次電子を検出・増幅するものであって 、本実施例では複数設けたものである。 アンプ７は、複数の検出器４によって２次電子を検出・増幅した信号の和を、 画像信号として出力するものである。 次に、図１の（ロ）の動作を説明する。

【００１９】 （１） 予め調整した最適な高電圧を偏向電極３に印加する。 （２） ビームを試料の左側から照射するような矩形電流を偏向コイル２に供 給する。 （３） 図示外の対物レンズ１の上部に配置した走査コイルに走査電流を供給 し、ビームを試料上で２次元的に走査する。

【００２０】 （４） このときに試料から放射された２次電子を、偏向電極３によって補集 してこれを複数の検出器４によってそれぞれ検出・増幅する。そして、これら増 幅した複数の信号を、アンプ７でその和を求めて画像信号を生成し、これをもと に図示外のディスプレイ上にステレオ像を構成する左画像として表示する。 （５） 同様にして、（２）ないし（４）で右画像を表示する。

【００２１】 （６） 以上の左画像および右画像を表示することを繰り返し行う。 以上によって、ビームの振り角（左、右）に対応した偏向コイル２からの漏洩 磁束による２次電子の偏向や、２次電子の放射される方向、更に試料の凹凸の状 態があっても、試料の周囲に配置した複数の検出器４によって２次電子を検出・ 増幅した信号の例えば和を求めてこれによって、左画像および右画像を表示し、 輝度やコントラストの差を無くすことができる。

【００２２】 図２は、本考案の１実施例構成図を示す。これは、図１の（イ）に対応する本 考案の１実施例構成図である。ここで、対物レンズ１、偏向コイル２、偏向電極 ３、検出器４、スイッチ５、アンプ６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（走査電顕側）１１は、図示外の対物レンズの 上方に配置したＨ方向（水平方向）の走査コイルおよびＶ方向（垂直方向）の走 査コイルに、走査電流をそれぞれ供給してビームを試料上で２次元的に走査する ための信号（Ｈ、Ｖ）を発生するものである。

【００２３】 偏向振分回路１２は、ＨＶ走査発生器１１からの信号（ＨあるいはＶ）に対応 して、例えば矩形信号を偏向駆動回路１３およびスイッチ５に供給するものであ る。 偏向駆動回路１３は、偏向振分回路１２から供給された矩形信号に対応して、 偏向コイル２に矩形電流を供給するものである。この矩形電流を偏向コイル２に 供給することにより、上段の偏向コイルによってビームを左方向（右方向）に偏 向し、下段の偏向コイルによって偏向して元の位置に振り戻し、ビームを左側（ 右側）から試料に照射するようにしている。

【００２４】 次に、動作を詳細に説明する。 （１） ＨＶ走査発生器１１からのＨあるいはＶの同期信号の通知に対応して 偏向振分回路１２が、矩形信号を偏向駆動回路１３およびスイッチ５に供給する 。これにより、偏向駆動回路１３が矩形電流を偏向コイル２に供給して例えばビ ームを左から試料に照射する。また、スイッチを左に切り替えてそのときの基準 電圧をアンプ６に入力して直流の高電圧を発生させて偏向電極３に印加する。

【００２５】 （２） （１）の状態で、図示外の対物レンズ１の上部に配置した走査コイル に走査電流を供給し、ビームを試料上で２次元的に走査する。このときに試料か ら放射された２次電子を、予め最適に高電圧の設定された偏向電極３で最高効率 で補集し、この補集した２次電子を検出器４で検出・増幅して図示外のディスプ レイ上に表示し、左画像を表示させる。

【００２６】 （３） 同様にして、ＨＶ走査発生器１１からのＨあるいはＶの同期信号の通 知に対応して偏向振分回路１２が、矩形信号を偏向駆動回路１３およびスイッチ ５に供給する。これにより、偏向駆動回路１３が矩形電流を偏向コイル２に供給 して例えばビームを右から試料に照射する。また、スイッチを右に切り替えてそ のときの基準電圧をアンプ６に入力して直流の高電圧を発生させて偏向電極３に 印加する。

【００２７】 （４） （３）の状態で、図示外の対物レンズ１の上部に配置した走査コイル に走査電流を供給し、ビームを試料上で２次元的に走査する。このときに試料か ら放射された２次電子を、予め最適に高電圧の設定された偏向電極３で最高効率 で補集し、この補集した２次電子を検出器４で検出・増幅して図示外のディスプ レイ上に表示し、右画像を表示させる。

【００２８】 （５） 以上の（１）ないし（４）を繰り返し行う。 図３は、本考案の他の１実施例構成図を示す。これは、図１の（ロ）の他の実 施例構成図である。ここで、対物レンズ１、偏向コイル２、偏向電極３は、図１ の（ロ）と同様であるので、説明を省略する。 図３において、検出器４−１、４−２などは、試料から放射された２次電子を 検出・増幅するものである。

【００２９】 偏向駆動回路１３は、偏向コイル２に矩形電流を供給し、ビームを試料に左か ら傾斜して照射したり、右から傾斜して照射したりさせるものである。 加算回路１４は、複数の２次電子の検出器４−１、４−２などからの信号の和 を求めるものである。 アンプ１５は、加算回路１４で加算された後の信号（画像信号）を増幅するも のである。

【００３０】 次に、動作を説明する。 （１） 予め調整した最適な高電圧を偏向電極３に印加する。 （２） 偏向駆動回路１３が矩形電流を偏向コイル２に供給し、例えばビーム を偏向して試料の左側から照射する。 （３） 図示外の対物レンズ１の上部に配置した走査コイルに走査電流を供給 し、ビームを試料上で２次元的に走査する。

【００３１】 （４） このときに試料から放射された２次電子を、偏向電極３によって補集 してこれを複数の検出器４によってそれぞれ検出・増幅する。そして、これら増 幅した複数の信号を、加算回路１４で加算してその和を求め、アンプ１５で増幅 して画像信号として出力し、図示外のディスプレイ上にステレオ像を構成する左 画像として表示する。

【００３２】 （５） 同様にして、（２）ないし（４）で右画像を表示する。 （６） 以上の左画像および右画像を表示することを繰り返し行う。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、試料に対するビームの振り角に連動し て検出器４に印加する電圧を変化させて２次電子を検出した信号、あるいは複数 の検出器４からの信号をもとにステレオ像を表示する構成を採用しているため、 ステレオ像の左画像および右画像の画質、輝度差、コントラスト差を改善し、見 やすくすることができる。詳述すれば、 （１） ビームの試料に対する振り角に連動して偏向電極３に印加する高電圧 を最適にそれぞれ設定し、偏向コイル２からの漏洩磁束やビームの照射方向の傾 斜や、更に試料からの２次電子の放射方向などを考慮し、２次電子を最大効率で 常に補集して検出・増幅でき、左画像および右画像を良質な画質、最適な輝度、 最適なコントラストで表示できる。

【００３４】 （２） 複数の検出器４を試料の周囲に配置してこれらによって検出・増幅し た２次電子の信号をもとに（例えば信号の和をもとに）、左画像および右画像を 表示し、両者の輝度の差、コントラストの差を無くすと共に、２次電子の補集効 率を極めて高くし、良質な画質を得ることができる。

【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】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：偏向電極 ４、４−１、４−２：検出器 ５：スイッチ ６、７、１５：アンプ １１：ＨＶ走査発生器 １２：偏向振分回路 １３：偏向駆動回路 １４：加算回路

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビームを試料に異なる振り角で照射して
   発生した２次電子を補集・増幅してステレオ像を表示す
   るステレオ表示装置において、ビームを偏向して試料に
   異なる振り角で照射する偏向コイル（２）と、ビームを
   試料に照射して発生した２次電子を補集する偏向電極
   （３）と、この偏向電極（３）によって補集した２次電
   子を検出して増幅する検出器（４）とを備え、上記偏向
   コイル（２）によってあるビームの振り角で試料を照射
   して発生した２次電子を、ある高電圧を印加した上記偏
   向電極（３）によって補集して上記検出器（４）で検出
   ・増幅し、他のビームの振り角で試料を照射して発生し
   た２次電子を、他の高電圧を印加した上記偏向電極
   （３）によって補集して上記検出器（４）で検出・増幅
   することを繰り返し、ステレオ像を表示するように構成
   したことを特徴とするステレオ表示装置。
2. 【請求項２】 ビームを試料に異なる振り角で照射して
   発生した２次電子を補集・増幅してステレオ像を表示す
   るステレオ表示装置において、ビームを偏向して試料に
   異なる振り角で照射する偏向コイル（２）と、２次電子
   を検出・増幅する複数の検出器（４）とを備え、上記偏
   向コイル（２）によってビームを偏向した振り角で試料
   を照射して発生した２次電子を、上記複数の検出器
   （４）で検出・増幅してこれらの信号をもとにステレオ
   像を表示するように構成したことを特徴とするステレオ
   表示装置。
3. 【請求項３】 上記複数の検出器（４）で検出・増幅し
   た信号の和をもとにステレオ像を表示するように構成し
   たことを特徴とする請求項第２項記載のステレオ表示装
   置。