JPH0616396B2 - 電子顕微鏡像記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は電子顕微鏡像の記録再生方法に関するものであ
り、特に詳細には電子顕微鏡像を高感度で記録し、また
各種画像処理可能に電気信号で再生するようにした電子
顕微鏡像の記録再生方法に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、試料を透過させた電子線を電界あるいは磁界
によって屈折させて、試料の拡大像を得る電子顕微鏡が
公知となっている。周知のようにこの電子顕微鏡におい
ては、試料を透過した電子線により対物レンズの後焦平
面に試料の回折パターンが形成され、その回折線が再び
干渉して試料の拡大像が形成されるようになっている。
したがって投影レンズにより上記拡大像を投影すれば試
料の拡大像（散乱像）が観察され、また上記後焦平面を
投影すれば拡大された試料の回折パターンが観察され
る。なお対物レンズと投影レンズとの間に中間レンズを
配置しておけば、この中間レンズの焦点距離調節によ
り、上述の拡大像（散乱像）あるいは回折パターンが随
意に得られる。

上述のようにして形成される拡大像あるいは回折パター
ン（以下、一括して透過電子線像と称する）を観察する
ため従来は一般に、投影レンズの結像面に写真フィルム
を配して透過電子線像を露光させたり、あるいはイメー
ジインテンシファイアを配して透過電子線像を増幅投影
するようにしていた。しかし写真フィルムは電子線に対
して感度が低い上現像処理が面倒であるという欠点を有
し、一方イメージインテンシファイアを用いる場合、画
像の鮮鋭度が低い上、画像に歪みが生じやすいという問
題がある。

また上記のような透過電子線像に対しては、像を見易く
する等の目的で階調処理、周波数強調処理、濃度処理、
減算処理、加算処理等の画像処理や、フーリエ解析法に
よる３次元像の再構成、画像の２値化および粒子径測定
等のための画像解析、さらには回折パターンの処理（結
晶情報の解析、格子定数、転移、格子欠陥の解明等）等
の処理が施されることが多いが、このような場合従来
は、写真フィルムを現像して得た顕微鏡像をミクロフォ
トメータで読み取って電気信号に変換し、この電気信号
を例えばＡ／Ｄ変換してからコンピュータにより処理す
るという煩雑な作業を行なっていた。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、電子顕微鏡像を高感度、高画質で記録再生可能で、
しかも各種処理が容易となるように、顕微鏡像を担持す
る電気信号が直接得られる電子顕微鏡像記録再生方法を
提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の電子顕微鏡像記録再生方法は、電子線エネルギ
ーを蓄積する蓄積性螢光体シートに、試料を透過した電
子線を真空状態で蓄積記録した後、上記真空状態を維持
したまま蓄積性螢光体シートを励起光で走査して蓄積さ
れたエネルギーを光として放出させ、この放出光を光電
的に検出して試料の透過電子線像を再生するようにし、
電子顕微鏡像のピント検査および／または視野探しのた
めの前記蓄積記録および前記放出光の検出を行ない、そ
れによって得られた電気信号からピント検査および／ま
たは視野探し用画像を再生するという一連の操作を必要
な回数行なってピントを合わせるあるいは視野範囲を決
定することを特徴とするものである。

そしてさらに本発明の電子顕微鏡像記録再生方法は、上
述のようにピント検査および／または視野探し用画像を
再生するために得た電気信号が担持している蓄積性螢光
体シートの蓄積記録情報に基づいて、最終出力画像を得
るための前記放出光の読取りにおける読取条件（読取ゲ
インと収録スケールファクター）および／または画像処
理条件を設定することを特徴とするものである。

上記蓄積性螢光体シートとして具体的には、例えば特開
昭５５−１２４２９号、同５５−１１６３４０号、同５
５−１６３４７２号、同５６−１１３９５号、同５６−
１０４６４５号公報等に示される蓄積性螢光体シートが
特に好適に用いられうる。すなわち、ある種の螢光体に
電子線等の放射線を照射するとこの放射線のエネルギー
の一部がその螢光体中に蓄積され、その後その螢光体に
可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギー
に応じて螢光体が螢光（輝尽発光）を示す。このような
性質を示す螢光体を蓄積性螢光体と言い、蓄積性螢光体
シートとは、上記蓄積性螢光体からなるシート状の記録
体のことであり、一般に支持体とこの支持体上に積層さ
れた蓄積性螢光体層とからなる。蓄積性螢光体層は蓄積
性螢光体を適当な結合剤中に分散させて形成したもので
あるが、この蓄積性螢光体層が自己支持性である場合、
それ自体で蓄積性螢光体シートとなりうる。

電子顕微鏡の結像面に上記蓄積性螢光体シートを配置し
て、該シートに透過電子線による電子顕微鏡像を蓄積記
録したならば、このシートを可視光等の励起光で走査し
て螢光を生ぜしめ、この螢光を光電的に読み取れば、透
過電子線像に対応する電気信号が得られる。こうして得
られた電気的画像信号を用いれば、ＣＲＴ等のディスプ
レイに電子顕微鏡像を表示させることもできるし、ある
いはハードコピーとして永久記録すすることもできる
し、さらには上記画像信号を一旦磁気テープ、磁気ディ
スク等の記憶媒体に記憶させておくこともできる。

本発明の電子顕微鏡像記録再生方法においては、蓄積性
螢光体シートに電子顕微鏡像を蓄積記録するようにした
から、電子顕微鏡像を高感度で記録することが可能にな
り、したがって電子顕微鏡の電子線露光量を低減でき、
試料の損傷を少なくすることができる。また本発明方法
においては電子顕微鏡像に諧調処理、周波数強調処理等
の画像処理を施すことも極めて容易になり、また前述し
たような回折パターンの処理や、３次元像の再構成、画
像の２値化等の画像解析も、上記電気信号をコンピュー
タに入力することにより、従来に比べ極めて簡単かつ迅
速に行なえるようになる。

しかしながら、撮影条件の変動による影響をなくし、あ
るいは観察適性の優れた電子顕微鏡像を再生するために
は、蓄積性螢光体シート等の２次元センサに蓄積記録さ
れた画像情報の記録状態、記録方法、あるいは試料の性
状等によって決定される記録パターン（以下、これらを
総称する場合には、「蓄積記録情報」という。）を最終
出力画像の出力に先立って把握し、この把握した蓄積記
録情報に基づいて読取ゲインを適当な値に調節し、記録
パターンのコントラストに応じて分解能が最適化される
ように収録スケールファクターを決定し、また、諧調処
理等の画像処理を最適な画像処理条件の下に施すことが
必要である。

本発明方法においては前述の通り、ピント検査および／
または視野探し用画像を得るための電気的画像信号が担
持する蓄積性螢光体シートの蓄積記録情報に基づいて上
記読取条件および／または画像処理条件を設定するよう
にしたから、最終出力画像を得るための前記放出光の読
取りに先行して上記蓄積記録情報を正しく把握すること
が可能となり、最終出力画像を得るための上記読取りの
際に、読取条件および／または画像処理条件を最適に設
定できるようになる。

そして本発明方法においては前述の通り、ピント検査お
よび／または視野探し用の画像も蓄積性螢光体シートを
利用して再生するようにしているから、このピント検査
および／または視野探しの際に試料に照射する電子線量
も低減可能である。

本発明において利用される蓄積性螢光体シートに用いら
れる輝尽性螢光体の例としては、 米国特許第３，８５９，５２７号明細書に記載されてい
るＳｒＳ：Ｃｅ，Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ、Ｔｈ
Ｏ_２：Ｅｒ、およびＬａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍなどの組
成式で表わされる螢光体、 特開昭５５−１２１４２号公報に記載されているＺｎ
Ｓ：Ｃｕ，Ｐｂ、ＢａＯ・ｘＡｌ_２Ｏ_３：Ｅｕ［ただ
し、０．８≦ｘ≦１０］、および、Ｍ²⁺Ｏ・ｘＳｉ
Ｏ_２：Ａ［ただし、Ｍ²⁺はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃ
ｄ、またはＢａであり、ＡはＣｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｔｍ、
Ｐｂ、Ｔｌ、Ｂｉ、またＭｎであり、ｘは、０．５≦ｘ
≦２．５である］などの組成式で表わされる螢光体、 特開昭５５−１２１４３号公報に記載されている（Ｂａ
_1-x-y，Ｍｇ_ｘ，Ｃａ_ｙ）ＦＸ：ａＥｕ²⁺［ただし、Ｘ
はＣｌのよびＢｒのうちの少なくとも一つで、ｘおよび
ｙは、０＜ｘ＋ｙ≦０．６、かつｘｙ≠０であり、ａ
は、１０^-6≦ａ≦５×１０^-2である］の組成式で表わさ
れる螢光体、 特開昭５５−１２１４４号公報に記載されているＬｎＯ
Ｘ：ｘＡ［ただし、ＬｎはＬａ、Ｙ、Ｇｄ、およびＬｕ
のうちの少なくとも一つ、ＸはＣｌおよびＢｒのうちの
少なくとも一つ、ＡはＣｅおよびＴｂのうちの少なくと
も一つ、そして、ｘは、０＜ｘ＜０．１である］の組成
式で表わされる螢光体、 特開昭５５−１２１４５号公報に記載されている（Ｂａ
_1-x ，Ｍ^II _x］ＦＸ：ｙＡ［ただしＭ^IIはＭｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｚｎ、およびＣｄのうちの少なくとも一つ、Ｘは
Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩのうちの少なくとも一つ、ＡはＥ
ｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙ
ｂ、およびＥｒのうちの少なくとも一つ、そしてｘは、
０≦ｘ≦０．６、ｙは、０≦ｙ≦０．２である］の組成
式で表わされる螢光体、 特開昭５５−１６００７８号公報に記載されているＭ^II
ＦＸ・ｘＡ：ｙＬｎ［ただし、Ｍ^IIはＢａ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｍｇ、Ｚｎ、のよびＣｄのうちの少なくとも一種、
ＡはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｚｎ
Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、
ＳｉＯ_２、ＴｌＯ_２、ＺｒＯ_２、ＧｅＯ_２、ＳｎＯ_２、
Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、およびＴｈＯ_２のうちの少な
くとも一種、ＬｎはＥｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐ
ｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｓｍ、およびＧｄのうち
の少なくとも一種、ＸはＣｌ、Ｂｒ、およびＩのうち少
なくとも一種であり、ｘおよびｙはそれぞれ５×１０^-5
≦ｘ≦０．５、および０＜ｙ≦０．２である］の組成式
で表わされる螢光体、 特開昭５６−１１６７７７号公報に記載されている（Ｂ
ａ_1-x ，Ｍ_{II x}）Ｆ_２・ａＢａＸ_２：ｙＥｕ、ｚＡ［た
だし、Ｍ_IIはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム、亜鉛、およびカドミウムのうちの少な
くとも一種、Ｘは塩素、臭素、および沃素のうちの少な
くとも一種、Ａはジルコニウムおよびスカンジウムのう
ちの少なくとも一種であり、ａ、ｘ、ｙ、およびｚはそ
れぞれ０．５≦ａ≦１．２５、０≦ｘ≦１、１０^-6≦ｙ
≦２×１０^-1、および０＜ｚ≦１０^-2である］の組成式
で表わされる螢光体、 特開昭５７−２３６７３号公報に記載されている（Ｂａ
_1-x ，Ｍ_{II x}）Ｆ_２・ａＢａＸ_２：ｙＥｕ、ｚＢ［ただ
し、Ｍ_IIはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、亜鉛、およびカドミウムのうちの少なく
とも一種、Ｘは塩素、臭素、および沃素のうちの少なく
とも一種であり、ａ、ｘ、ｙ、およびｚはそれぞれ０．
５≦ａ≦１．２５、０≦ｘ≦１、１０^-6≦ｙ≦２×１０
^-1、および０＜ｚ≦１０^-1である］の組成式で表わされ
る螢光体、 特開昭５７−２３６７５号公報に記載されている（Ｂａ
_1-x ，Ｍ_{II x}）Ｆ_２・ａＢａＸ_２：ｙＥｕ、ｚＡ［ただ
し、Ｍ_IIはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、亜鉛、およびカドミウムのうちの少なく
とも一種、Ｘは塩素、臭素、および沃素のうちの少なく
とも一種、Ａは砒素および珪素のうちの少なくとも一種
であり、ａ、ｘ、ｙ、およびｚはそれぞれ０．５≦ａ≦
１．２５、０≦ｘ≦１、１０^-6≦ｙ≦２×１０^-1、およ
び０＜ｚ≦５×１０^-1である］の組成式で表わされる螢
光体、 特開昭５８−２０６６７８号公報に記載されているＢａ
_1-x Ｍ_x/2Ｌ_x/2ＦＸ：ｙＥｕ²⁺［ただし、Ｍは、Ｌｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、およびＣｓからなる群より選ばれる少
なくとも一種のアルカリ金属を表わし；Ｌは、Ｓｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、およびＴｌからなる群より選ばれる少なくと
も一種の三価金属を表わし；Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、および
Ｉからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲンを
表わし；そして、ｘは１０^-2≦ｘ≦０．５、ｙは０＜ｙ
≦０．１である］組成式で表わされる螢光体、 特開昭５９−２７９８０号公報に記載されているＢａＦ
Ｘ・ｘＡ：ｙＥｕ²⁺［ただし、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およ
びＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲン
であり；Ａは、テトラフルオロホウ酸化合物の焼成物で
あり；そして、ｘは１０^-6≦ｘ≦０．１、ｙは０＜ｙ≦
０．１である］の組成式で表わされる螢光体、 特開昭５９−４７２８９号公報に記載されているＢａＦ
Ｘ・ｘＡ：ｙＥｕ²⁺［ただし、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、およ
びＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲン
であり；Ａは、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロ
チタン酸およびヘキサフルオロジルコニウム酸の一価も
しくは二価金属の塩からなるヘキサフルオロ化合物群よ
り選ばれる少なくとも一種の化合物の焼成物であり；そ
して、ｘは１０^-6≦ｘ≦０．１、ｙは０＜ｙ≦０．１で
ある］の組成式で表わされる螢光体、 特開昭５９−５６４７９号公報に記載されているＢａＦ
Ｘ・ｘＮａＸ′：ａＥｕ²⁺［ただし、ＸおよびＸ′は、
それぞれＣｌ、Ｂｒ、およびＩのうちの少なくとも一種
であり、ｘおよびａはそれぞれ０＜ｘ≦２、および０＜
ａ≦０．２である］の組成式で表わされる螢光体、 特開昭５９−５６４８０号公報に記載されているＭ^IIＦ
Ｘ・ｘＮａＸ′：ｙＥｕ²⁺：ｚＡ［ただし、Ｍ^IIは、Ｂ
ａ、Ｓｒ、およびＣａからなる群より選ばれる少なくと
も一種のアルカリ土類金属であり；ＸおよびＸ′は、そ
れぞれＣｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群より選ばれる少
なくとも一種のハロゲンであり；Ａは、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉより選ばれる少なくとも一
種の遷移金属であり；そして、ｘは０＜ｘ≦２、ｙは０
＜ｙ≦０．２、およびｚは０＜ｚ≦１０^-2である］の組
成式で表わされる螢光体、 本出願人による特開昭５９−７５２００号公報に記載さ
れているＭ^IIＦＸ・ａＭ^ＩＸ′・ｂＭ′^IIＸ″_２・ｃＭ
^IIIＸ_３・ｘＡ：ｙＥｕ²⁺［ただし、Ｍ^IIはＢａ、Ｓ
ｒ、およびＣａからなる群より選ばれる少なくとも一種
のアルカリ土類金属であり；Ｍ^ＩはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒ
ｂ、およびＣｓからなる群より選ばれる少なくとも一種
のアルカリ金属であり、Ｍ′^IIはＢｅおよびＭｇからな
る群より選ばれる少なくとも一種の二価金属であり；Ｍ
^IIIはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、およびＴｌからなる群より選
ばれる少なくとも一種の三価金属であり；Ａは金属酸化
物であり；ＸはＣｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群より選
ばれる少なくとも一種のハロゲンであり；Ｘ′、Ｘ″、
およびＸは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群よ
り選ばれる少なくとも一種のハロゲンであり；そして、
ａは０≦ａ≦２、ｂは、０≦ｂ≦１０^-2、ｃは０≦ｃ≦
１０^-2、かつａ＋ｂ＋ｃ≧１０^-6であり；ｘは０＜ｘ≦
０．５、ｙは０＜ｙ≦０．２である］の組成式で表わさ
れる螢光体、 特願昭５８−１９３１６１号明細書に記載された Ｍ^IIＸ_２・ａＭ^IIＸ′_２：ｘＥｕ²⁺ ［ただし、Ｍ^IIはＢａ、ＳｒおよびＣａからなる群より
選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり；Ｘ
およびＸ′はＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれ
る少なくとも一種のハロゲンであって、かつＸ≠Ｘ′で
あり；そしてａは０．１≦ａ≦１０．０の範囲の数値で
あり、ｘは０＜ｘ≦０．２の範囲の数値である］なる組
成式で表わされる螢光体、 などを挙げることができる。

ただし、本発明に用いられる輝尽性螢光体は上述の螢光
体に限られるものではなく、電子線を照射したのちに励
起光を照射した場合に、輝尽性発光を示す螢光体であれ
ばいかなるものであってもよい。

これらの螢光体シートは保護層や、光反射性もしくは光
吸収性の下引層を有していてもよく、またその螢光体層
は特開昭５５−１６３５００号公報に開示されているよ
うに顔料又は染料で着色されていてもよい。

（実施態様） 以下、図面を参照して本発明の実施態様を詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施態様方法を実施する電子顕微
鏡像記録再生装置の大略を示すものである。この電子顕
微鏡像記録再生装置は、通常の電子顕微鏡１の鏡体部１
ａの下部に、少なくとも電子顕微鏡像の露光時（記録
時）は電子線像の結像面と同一の真空系に属するように
配置された２次元センサとしての蓄積性螢光体シート１
０、このシート１０を真空状態に置いたまま励起光で走
査する励起手段、および前記シート１０から放出される
輝尽発光光を光電的に検出する検出手段からなる記録・
読取部１ｂを設けてなるものである。この鏡体部１ａ及
び記録・読取部１ｂの一部（図中ハッチングで示した枠
の内部）は、電子顕微鏡の稼動中、周知の手段によって
真空状態に保持される。

鏡体部１ａは、一様の速度の電子線２を射出する電子銃
３と、電子線２を試料面に絞り込む磁気レンズ、静電レ
ンズ等からなる少なくとも１コの集束レンズ４と、試料
台５と、上記集束レンズ４と同様の対物レンズ６と、投
影レンズ７とを有してなる。試料台５上に載置された試
料８を透過した電子線２は上記対物レンズ６により屈折
され、該試料８の拡大散乱像８ａを形成する。この拡大
散乱像８ａは投影レンズ７により、結像面９に結像投影
される（図中の８ｂ）。

一方、記録・読取部１ｂは、円筒形の駆動ローラ１０１
と同じく円筒形の従動ローラ１０２に掛けわたしたエン
ドレスベルト状の蓄積性螢光体シート１０、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ、半導体レーザ等の励起光源１１とこの励起光源
１１から射出される励起光ビーム１１ａをシート１０の
幅方向に偏向させるガルバノメータミラー等の光偏向器
１２とからなる励起手段、及び励起光ビーム１１ａによ
ってシート１０から放出される輝尽発光光を集光する集
光体１４の射出端面に設けられ、上記輝尽発光光を、励
起光を取り除くフィルタを介して受光し、光電変換して
電気信号に変えるフォトマル等の光電変換器１５からな
る検出手段を有している。蓄積性螢光体シート１０は可
撓性に富むエンドレスベルト状の支持体の表面に、前述
のような蓄積性螢光体の層を積層して形成されたもので
ある。このシート１０は駆動ローラ１０１と従動ローラ
１０２の間に掛けわたされ、駆動装置（図示せず）によ
って回転される駆動ローラ１０１により矢印Ａ方向に回
転可能である。

本実施態様では、エンドレスベルト状の蓄積性螢光体シ
ート１０、これを移動させる駆動ローラ１０１、従動ロ
ーラ１０２、集光体１４及び光電変換器１５を真空系内
に配置してあるが、集光体１４をその端部が器壁をつら
ぬいて真空系外に出るように配置すれば、光電変換器１
５を真空系外に設置することができる。

鏡体部１ａと記録・読取部１ｂの間に設けられているシ
ャッター（図示せず）を開くと、記録箇所（すなわち結
像面９）に位置する蓄積性螢光体シート１０の部分に、
試料の拡大散乱像８ｂを担持する電子線エネルギーが蓄
積される。次いでシート１０のこの部分は駆動ローラ１
０１の回転により読取箇所へ移動される。本実施態様で
は真空系の外部において前記のように偏向された励起光
ビーム１１ａを、鉛ガラスなどの透光性の壁部材１９ａ
を通してシート１０に入射させ、このビーム１１ａによ
り該シート１０をその幅方向に主走査する一方、このシ
ート１０を駆動ローラ１０１によって幅方向とは直角の
方向（矢印Ａ方向）へ移動させることにより、このシー
ト１０を副走査する。この励起光照射によって蓄積性螢
光体シート１０から発生する輝尽発光光は、集光体１４
の入射端面（シート１０に向けられた端面）から集光体
１４内に入射し、この中を全反射によって進み、集光体
１４の射出端面に接続された光電変換器１５で受光さ
れ、輝尽発光光量が光電的に読み取られる。

上記輝尽発光光を光電変換器１５によって読み取って得
られた電気信号は、増幅器３１において固定の読取ゲイ
ンａ′で増幅されて適性レベルの電気信号に増幅され、
Ａ／Ｄ変換器３２において固定の収録スケールファクタ
ー（ラチチュード）ｂ′でディジタル信号に変換され、
このディジタル信号は信号処理回路３３において固定の
画像処理条件ｃ′で信号処理（画像処理）を受けた上、
画像再生装置３４へ送られる。この画像再生装置３４
は、ＣＲＴ等のディスプレイでもよいし、感光フィルム
に光走査記録を行なう記録装置でもよい。このように前
記輝尽発光光量に対応した電気信号を用いて画像を出力
することにより、上記輝尽発光光が担持する前記拡大散
乱像８ｂが再生される。本発明方法においては、上記拡
大散乱像８ｂを最終出力画像として出力する前に、その
ピント検査用画像を再生装置３４に出力するようにして
おり、そのため制御回路３５は第１回目の拡大散乱像８
ｂの読取りの際には、記憶回路３６から上述の固定の読
取ゲインａ′、固定の収録スケールファクターｂ′、固
定の画像処理条件ｃ′を読み出し、上述の通り増幅器３
１、Ａ／Ｄ変換器３２、信号処理回路３３においてこれ
らの条件を設定させる。そして上記Ａ／Ｄ変換器３２か
ら出力されたディジタル信号は、前述のように信号処理
回路３３に入力されるとともに、上記制御回路３５にも
入力されるようになっている。

電子顕微鏡オペレータは、上述のようにして得られた拡
大散乱像８ｂの再生画像（ピント検査用画像）を観察
し、そのピント状態に応じて電子顕微鏡のピント合わせ
ツマミ３０を操作し、拡大散乱像８ｂのピント状態を修
正する。周知のようにこのピント合わせツマミ３０は、
対物レンズ６の電場を変化させてその焦点距離を変動さ
せるものである。

上記のようにしてピント修正を行なった後、前述と同様
にして、再度シート１０に拡大散乱像８ｂが蓄積記録さ
れる。なお前述のように、ピント検査用画像を読み取る
ためにシート１０が回転され、結像面９の位置にはシー
ト１０の新たな部分が送られて来ているから、この新た
な部分に上記拡大散乱像８ｂを蓄積記録すればよい。こ
のようにして新たにシート１０に蓄積記録された拡大散
乱像８ｂは、前述と全く同様にして読み取られ、前記デ
ィスプレイ等の画像再生装置３４において再生される。
こうして再生された拡大散乱像８ｂは、前述の通りピン
ト修正が既になされたため、最初に再生されたピント検
査用画像よりもピントが正確に合っているものとさる。
オペレータが、この再生画像のピント状態が最適である
と判断したならば、この再生画像を最終出力画像とすれ
ばよい。この最終出力画像は、上記ディスプレイ等の画
像再生装置３４において再生して直ちに観察されてもよ
いし、あるいはその画像を担持する電気信号を、一旦磁
気テープ等の記憶媒体３７に記憶させてもよい。

第３図は画像再生装置の一例として、画像走査記録装置
を示すものである。感光フイルム１３０を矢印Ｙの副走
査方向へ移動させるとともにレーザービーム１３１をこ
の感光フイルム１３０上にＸ方向に主走査させ、レーザ
ービーム１３１をＡ／Ｏ変調器１３２により前記信号処
理回路３３からの画像信号に基づいて変調することによ
り、感光フイルム１３０上に可視像が形成される。

ここで上記感光フイルム１３０上に形成される可視像の
画面サイズは、前記結像面９のサイズ（すなわち２次元
センサへの蓄積記録面積）よりも大きく設定され、上記
拡大散乱像８ｂは結像面９上におけるよりも拡大して再
生される。蓄積性螢光体シート１０を用いれば、上記拡
大散乱像８ｂは高鮮鋭度で再生されるので、このように
して拡大しても十分良好な画質の再生画像が得られる。
したがって蓄積性螢光体シート１０として小サイズのも
のが使用可能で、それとともに光電変換器１５も小型の
ものが使用可能となり、装置は全体として小型に形成さ
れうる。

第３図の如き画像走査記録装置にて拡大した画像を出力
するためには、その走査密度を蓄積性螢光体シート１０
から画像情報を得る際の読み取り走査線密度より粗にす
ればよい。本発明のような小サイズの蓄積性螢光体シー
トから充分な画像情報を得るには読み取り走査線密度は
１０ピクセル／mm以上、特に１５ピクセル／mm〜１００
ピクセル／mmの範囲に設定するのが好ましいが、再生像
記録のための走査線密度はこれよりも粗とし、好ましく
は５ピクセル／mm〜２０ピクセル／mmの範囲において使
用した読み取り走査線密度よりも粗い走査線密度を選択
すれば、画質の低下なく拡大再生像を得ることができ
る。

なお上述のようにして２度目に再生した再生画像におい
て、拡大散乱像８ｂのピントが正確に合っていなけれ
ば、前記ピント合わせツマミ３０により再度ピントを修
正し、前述のように拡大散乱像８ｂの蓄積記録、読取
り、再生を行なえばよく、さらに３回、４回、…とこの
一連の操作を繰り返すことも勿論可能である。またＣＲ
Ｔ等のディスプレイによれば、拡大散乱像８ｂは短時間
で再生されるから、最終出力画像としてハードコピーを
得る場合でも、ピント検査用画像はＣＲＴ等に再生すれ
ば、ピント合わせ作業が能率良く行なわれうる。

上記のようにして行なわれる第２回目以降の拡大散乱像
８ｂの読取り、再生も、前述の通り、光電変換器１５の
出力を増幅器３１、Ａ／Ｄ変換器３２、信号処理回路３
３に順次送ってなされるが、ここで制御回路３５は前述
のように第１回目の読取り時にＡ／Ｄ変換器３２から入
力された信号が担持する蓄積性螢光体シート１０の蓄積
記録情報に基づいて、最適な読取ゲイン設定値ａ、収録
スケールファクター設定値ｂ、画像処理条件設定値ｃを
求める。これらの読取ゲイ設定値ａ、収録スケールファ
クター設定値ｂ、画像処理条件設定値ｃはそれぞれ増幅
器３１、Ａ／Ｄ変換器３２、信号処理回路３３に送ら
れ、読取ゲイン、収録スケールファクター、画像処理条
件が各々上記設定値ａ、ｂ、ｃに変えられる。したがっ
て第２回目以降の拡大散乱像８ｂの読取り、再生時（前
述のようにこの再生画像はピント検査用画像となること
もあるし、また最終出力画像となることもある）、光電
変換器１５の出力は最適な読取ゲインで増幅されるとと
もに、記録パターンのコントラストに応じて分解能が最
適化されるように収録スケールファクターが決定され、
また最適な画像処理条件により信号処理（画像処理）さ
れるようになる。なお上記信号処理回路３３において行
なわれる信号処理としては、特開昭５５−８７９７０
号、同５６−１１０３８号、同５６−７５１３７号、同
５６−７５１３９号、同５６−７５１４１号、同５６−
１０４６４５号公報等に開示されている周波数処理、特
開昭５５−１１６３３９号、同５５−１１６３４０号、
同５５−８８７４０号公報等に開示されている階調処理
などがあげられる。

上記においては、第２回目以降のピント検査用画像をそ
のまま最終出力画像として再生する場合について述べた
が、ピント検査用画像の読取りと再生を行なってピント
が合っていることを確認したら、シート１０を再度読取
箇所に戻して、最終出力画像を得るための読取りを行な
ってもよい。その際、ピント検査用画像の読取り時に得
た蓄積記録情報に基づいて定められた最適な読取ゲイン
設定値ａ、収録スケールファクター設定値ｂ、画像処理
条件設定値ｃによって、この最終出力画像の読取り・再
生を行なう。またこの場合には、ピント検査用画像の読
取りは最終出力画像を得るための読取りよりも低いエネ
ルギーの励起光によって行なうことが好ましい。励起光
のエネルギー低減手段については、特開昭５８−６７２
４３号、同５８−６７２４４号等に記載されているよう
に励起光の光路中に光量低減手段および／またはビーム
径拡張手段を出し入れ自在に設置するなどの方法が採用
できる。

読取りが終了した後、蓄積性螢光体シート１０の画像記
録部分は消去ゾーン２０に送られる。この消去ゾーン２
０では、真空系外に設けられた螢光灯等の消去用光源２
１から放出される消去光が、透光性の壁部材１９ｂを通
して前記シート１０に照射される。この消去用光源２１
は蓄積性螢光体シート１０に、該螢光体の励起波長領域
に含まれる光を照射することにより、この蓄積性螢光体
シート１０の螢光体層に蓄積されている残像や、シート
１０の螢光体中に不純物として含まれている²²⁶Ｒａな
どの放射性元素によるノイズを放出させるものであり、
例えば特開昭５６−１１３９２号に示されているような
タングステンランプ、ハロゲンランプ、赤外線ランプ、
キセノンフラッシュランプあるいはレーザ光源等が任意
に選択使用され得る。

なお拡大散乱像８ｂの記録部と読取部との間に適当な斜
光シャッター等を設けておけば、ピント検査用画像の読
取りと同時に、次の画像の記録を行なうことも可能にな
る。また上記のようなエンドレスベルト状の蓄積性螢光
体シート１０を用いずに、所定サイズの１枚の蓄積性螢
光体シートを記録部と読取部との間で往復搬送して、画
像記録、読取りを交互に行なうようにしてもよいし、さ
らにはこのような蓄積性螢光体シートを１枚あるいは複
数枚エンドレスベルト等の搬送手段に固定して、循環使
用するようにしてもよい。

またピント検査用画像は、最終出力画像と同サイズに出
力する必要はなく、最終出力画像の画像域内の一部分に
ついて励起光照射、および輝尽発光光検出を行ない、そ
の一部分のみの画像を出力するようにしてもよい。そう
すればこのピント検査用画像の再生に要する時間が短縮
され、ピント合わせ作業の能率が向上する。その他、ピ
ント検査用画像の再生時に、最終出力画像の再生におけ
るよりも大きい画素単位で画像読取りを行なうようにし
ても、上記と同じ効果が得られる。

さらにシート１０からピント検査用画像を読み取った
後、次のピント検査用画像を該シート１０に蓄積記録す
るために、このシート１０に前述のような消去光を逐一
照射することは必ずしも必要ではない。すなわち、ピン
ト検査用画像の読取信号を記憶手段に記憶しておけば、
次にこのピント検査用画像が記録されたシート１０の同
一部分に新規のピント検査用画像を重ねて蓄積記録して
も、次の画像読取り時に上記読取信号を差し引くように
演算処理を行なうことにより、上記新規のピント検査用
画像のみを抽出して再生することができる。

また以上説明したピント検査用画像は、単に拡大散乱像
８ｂのピント合わせに利用するのみならず、最終出力画
像の視野範囲を決定するため（視野探し）に利用するこ
ともできる。視野探しの場合には、前記再生画像を観察
し、試料８を少しずつ動かすか、あるいは電子線２を試
料面に照射する位置を少しずつ変えて、所望の視野範囲
の拡大散乱像８ｂが得られるようにすればよい。なお、
視野探しに際しては最終出力画像の画像域相当の全体の
画像を再生して行なう必要がある。

また鏡体部１ａの試料８と電子銃３との間にシャッター
を設け、撮影時以外は電子線を遮断するようにすれば、
試料８の損傷が一層防止される。

以上透過電子線による試料８の拡大散乱像を記録再生す
る実施態様について説明したが、本発明は、前述した試
料の回折パターンを記録再生するために適用することも
できる。第２図は試料８の回折パターン８ｃを記録する
様子を示すものである。本実施態様において電子顕微鏡
４０は、対物レンズ６と投影レンズ７との間に中間レン
ズ４１を備えたものが使用され、対物レンズ６の後焦平
面に形成された試料８の回折パターン８ｃは、上記後焦
平面に焦点を合わせた中間レンズ４１および投影レンズ
７により、結像面９に拡大投影される。この場合にも上
記結像面９に２次元センサとしての蓄積性螢光体シート
１０を配置れば、該シート１０に透過電子線２による上
記回折パターン８ｃの拡大像が蓄積記録される。この蓄
積記録された回折パターン８ｃは、前記第１図で説明し
たのと全く同様にして読取り可能であり、その読取り像
はＣＲＴに表示したり、あるいはハードコピーとして再
生したりすることができる。

また蓄積性螢光体シート１０から放出された輝尽発光光
を光電的に読み取る光電読取手段としては、前述のよう
なフォトマルを用いる他に、光導電体あるいはフォトダ
イオードなどの固体光電変換素子を用いることもできる
（特願昭５８−８６２２６号、特願昭５８−８６２２７
号、特願昭５８−２１９３１３号および特願昭５８−２
１９３１４号の各明細書、および特開昭５８−１２１８
７４号公報参照）。この場合には、多数の固体光電変換
素子がシート１０全表面を覆うように構成され、シート
１０と一体化されていてもよいし、あるいはシート１０
に近接した状態で配置されていてもよい。また、光電読
取手段は複数の光電変換素子が線状に連なったラインセ
ンサであってもよいし、あるいは一画素に対応する一個
の固体光電変換素子が蓄積性螢光体シート１０の全表面
に亘って走査移動されるように構成されてもよい。

上記の場合の読取用励起光源としては、レーザ等のよう
な点光源のほかに、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体
レーザ等を列状に連ねてなるアレイなどの線光源が用い
られてもよい。このような装置を用いて読取りを行なう
ことにより、蓄積性螢光体シート１０から放出される輝
尽発光光の損失を防ぐと同時に、受光立体角を大きくし
てＳ／Ｎを高めることができる。また、得られる電気信
号は励起光の時系列的な照射によってではなく、光検出
器の電気的な処理によって時系列化されるために、読取
速度を速くすることが可能である。

なお以上説明した実施態様においては、ピント検査用画
像を得るための画像信号に基づいて読取条件（読取ゲイ
ンと収録スケールファクター）と画像処理条件の双方が
設定されるようになっているが、本発明方法により、上
記画像信号に基づいて読取条件のみを設定するようにし
てもよいし、あるいは画像処理条件のみを設定するよう
にしてもよいことは勿論である。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明方法によれば、蓄積性螢
光体シートに電子顕微鏡像を蓄積記録するようにしたか
ら、電子顕微鏡像を高感度で記録することが可能にな
り、したがって電子顕微鏡の電子線露光量を低減でき、
試料の損傷を少なくすることができる。

しかも本発明方法においては電子顕微鏡像が電気信号と
して読み取られるから、電子顕微鏡像に階調処理、周波
数強調処理等の画像処理を施すことも極めて容易にな
り、また前述したような回折パターンの処理や、３次元
像の再構成、画像の２値化等の画像解析も、上記電気信
号をコンピュータに入力することにより、従来に比べて
極めて簡単かつ迅速に行なえるようになる。

さらに、電子顕微鏡像を蓄積記録する蓄積性螢光体シー
トは、光照射、加熱等の処理を施すことにより再使用可
能であるから、本発明によれば従来の銀塩写真システム
を採用する場合等に比べ、より経済的に電子顕微鏡像を
再生できる。また本発明方法では、電子線像結像面と共
通の真空系内で蓄積性螢光体シートを再使用できるの
で、従来のフィルム法のように真空をやぶってフィルム
交換等を行なう必要がなく、連続的に多数の撮影を行な
えるという効果も奏する。

また本発明方法においては、電子顕微鏡像のピント検査
および／または視野探し用画像も蓄積性螢光体シートに
蓄積記録するようにしたから、ピント合わせおよび／ま
たは視野探しのために試料に照射する電子線量も著しく
低減でき、試料損傷防止の効果が極めて大きい。

さらに本発明方法においては、上記のピント検査および
／または視野探し用画像を再生するための画像信号が担
持する蓄積性螢光体シートの蓄積記録情報に基づいて、
最終出力画像を読取り、再生する場合の読取条件および
／または画像処理条件を設定するようにしたから、処理
時間を特に冗長化せずにこれらの条件を最適に設定し
て、観察適性が特に優れた電子顕微鏡像を比較的短時間
内に再生することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施態様方法を実施する装置を示
す概略図、 第２図は本発明の第２実施態様方法が適用される電子顕
微鏡の一部を示す概略図、第３図は本発明方法に基づい
て電子顕微鏡像を再生する画像再生装置の一例を示す概
略図である。 １、４０……電子顕微鏡、２……電子線 ９……電子顕微鏡の結像面 １０……蓄積性螢光体シート １１……励起光源 １１ａ……励起光ビーム、１２……光偏向器 １４……集光体、１５……光電変換器 ３０……ピント合わせツマミ ３１……増幅器、３２……Ａ／Ｄ変換器 ３３……信号処理回路、３４……画像再生装置 ３５……制御回路 ａ……読取ゲイン設定値 ｂ……収録スケールファクター設定値 ｃ……画像処理条件設定値

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−67243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−122500（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−31684（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子線エネルギーを蓄積する蓄積性螢光体
   シートに、試料を透過した電子線を真空状態で蓄積記録
   し、次いで前記真空状態を維持したままで前記蓄積性螢
   光体シートを励起光で走査して蓄積されたエネルギーを
   光として放出させ、この放出光を光電的に読み取る電子
   顕微鏡像記録再生方法において、 電子顕微鏡像のピント検査および／または視野探しのた
   めの前記蓄積記録および前記放出光の読取りを行なって
   得られた電気信号に基づいてピント検査および／または
   視野探し用画像を再生するとともに、 この電気信号が担持する前記蓄積性螢光体シートの蓄積
   記録情報に基づいて、最終出力画像を得るための前記放
   出光の読取りにおける読取条件および／または画像処理
   条件を設定することを特徴とする電子顕微鏡像記録再生
   方法
2. 【請求項２】前記ピント検査のための前記放出光の読取
   りを、前記最終出力画像の画像域内の一部分について行
   なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子
   顕微鏡像記録再生方法。
3. 【請求項３】前記ピント検査および／または視野探しの
   ための前記放出光の読取りを、前記最終出力画像を得る
   ための放出光の読取りにおけるよりも大きい画素単位で
   行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の電子顕微鏡像記録再生方法。