JPH0821353B2 - 電子顕微鏡の焦点合せ装置 - Google Patents
電子顕微鏡の焦点合せ装置Info
- Publication number
- JPH0821353B2 JPH0821353B2 JP59194672A JP19467284A JPH0821353B2 JP H0821353 B2 JPH0821353 B2 JP H0821353B2 JP 59194672 A JP59194672 A JP 59194672A JP 19467284 A JP19467284 A JP 19467284A JP H0821353 B2 JPH0821353 B2 JP H0821353B2
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- JP
- Japan
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- electron beam
- electron microscope
- sample
- electron
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子顕微鏡用焦点合せ装置に係り、特にテ
レビで像を観察する透過形電子顕微鏡に好適な焦点合せ
装置の改良に関するものである。
レビで像を観察する透過形電子顕微鏡に好適な焦点合せ
装置の改良に関するものである。
最近、テレビで像を観察するテレビ電子顕微鏡が広く
使われるようになつた。このテレビ電子顕微鏡では明る
い陰極線管（CRT）の像を観ながら電子顕微鏡の焦点合
せ作業が行なえる。通常の透過形電子顕微鏡において
は、従来から、ワブラーと称する装置（特開昭53−1573
8号公報参照）が焦点合せに使われてきたが、テレビ電
子顕微鏡においても、この装置を使うことができる。こ
のワブラーは、試料を照射する電子線の試料に対する入
射角を時間的に変化させる装置で、もし、電子顕微鏡の
焦点が合つていなければ結像面に拡大されている試料の
像がわれて見える。テレビ電子顕微鏡ではCRT上の像が
われる。したがつて観察者はワブラーを動作させつつ像
の動きを観察し、その動きが認められなくなるように対
物レンズ電流を変化させて焦点合せを行なうものであ
る。テレビ電子顕微鏡においては明るいCRTの像を見な
がらこの作業を行なうため、通常の電子顕微鏡でワブラ
ーを使う場合に比べると、この焦点合せは楽になつた。
しかしながら、像の動きの判断はやはり観察者の肉視に
頼るため、焦点が合つてきて像の動きが少なくなると、
動きが明瞭に判定できず、その結果、十分な精度で焦点
合せができないという問題があつた。
使われるようになつた。このテレビ電子顕微鏡では明る
い陰極線管（CRT）の像を観ながら電子顕微鏡の焦点合
せ作業が行なえる。通常の透過形電子顕微鏡において
は、従来から、ワブラーと称する装置（特開昭53−1573
8号公報参照）が焦点合せに使われてきたが、テレビ電
子顕微鏡においても、この装置を使うことができる。こ
のワブラーは、試料を照射する電子線の試料に対する入
射角を時間的に変化させる装置で、もし、電子顕微鏡の
焦点が合つていなければ結像面に拡大されている試料の
像がわれて見える。テレビ電子顕微鏡ではCRT上の像が
われる。したがつて観察者はワブラーを動作させつつ像
の動きを観察し、その動きが認められなくなるように対
物レンズ電流を変化させて焦点合せを行なうものであ
る。テレビ電子顕微鏡においては明るいCRTの像を見な
がらこの作業を行なうため、通常の電子顕微鏡でワブラ
ーを使う場合に比べると、この焦点合せは楽になつた。
しかしながら、像の動きの判断はやはり観察者の肉視に
頼るため、焦点が合つてきて像の動きが少なくなると、
動きが明瞭に判定できず、その結果、十分な精度で焦点
合せができないという問題があつた。
本発明の目的は、電子線入射角の変化による像の変化
を肉視に頼ることなく判定し、その結果、精度よく焦点
合せのできる電子顕微鏡用焦点合せ装置を提供すること
にある。
を肉視に頼ることなく判定し、その結果、精度よく焦点
合せのできる電子顕微鏡用焦点合せ装置を提供すること
にある。
上記の目的を達成するために、本発明の電子顕微鏡用
焦点合せ装置では、電子線入射角の変化前後の２枚の像
を別個の画像メモリーに記憶し、その２つの画像の一致
度を対応した画素毎の強度比較を行なう演算で求めるよ
うに構成したものである。
焦点合せ装置では、電子線入射角の変化前後の２枚の像
を別個の画像メモリーに記憶し、その２つの画像の一致
度を対応した画素毎の強度比較を行なう演算で求めるよ
うに構成したものである。
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例である。電子顕微鏡体１内
に設けられた電子銃２から出た電子線３はワブラーの偏
向コイル４により偏向され、試料５に入る。
に設けられた電子銃２から出た電子線３はワブラーの偏
向コイル４により偏向され、試料５に入る。
今、この電子線はワブラーの駆動により、第１図の点
線から実線のように偏向し試料に入射する角度を変えた
ものとする。試料５を透過した電子線は対物レンズ6,中
間レンズ7,投射レンズ８により螢光面９に結像される。
この像はガラス窓10を通して光学レンズ系11によつてテ
レビカメラ12の撮像面に結像されてCRT13に表示され
る。
線から実線のように偏向し試料に入射する角度を変えた
ものとする。試料５を透過した電子線は対物レンズ6,中
間レンズ7,投射レンズ８により螢光面９に結像される。
この像はガラス窓10を通して光学レンズ系11によつてテ
レビカメラ12の撮像面に結像されてCRT13に表示され
る。
先に述べたように、もしこの顕微鏡の焦点が合つてい
れば、ワブラーにより試料への電子線入射角を変えても
テレビカメラよりとり込んだCRT上の像は変化しない
が、焦点が合つていなければ螢光面９上の像が動くた
め、テレビカメラよりとり込んだ像も変化する。したが
つて電子線入射角の変化前後の像の一致度が検定できれ
ば電子顕微鏡が焦点正合状態にあるか否かがわかる。こ
れを調べるため、本発明では、電子線入射角の変化前
後、すなわち入射電子線の偏向前後の像をアナログ／デ
イジタル（A/D）変換器14,切換スイツチ15を通してそれ
ぞれ画像メモリー16,画像メモリー17に格納し、その２
つのメモリーの内容が同一であるか否かを示す信号Ｆを
演算器18より発生する。この信号Ｆはデイジタル／アナ
ログ（D/A）変換器24を通してメーター25に入り、ある
いは信号線23を通してマイクロコンピユータ26に入つ
て、後述するように電子顕微鏡が焦点正合状態にあるか
否かを知らせる。
れば、ワブラーにより試料への電子線入射角を変えても
テレビカメラよりとり込んだCRT上の像は変化しない
が、焦点が合つていなければ螢光面９上の像が動くた
め、テレビカメラよりとり込んだ像も変化する。したが
つて電子線入射角の変化前後の像の一致度が検定できれ
ば電子顕微鏡が焦点正合状態にあるか否かがわかる。こ
れを調べるため、本発明では、電子線入射角の変化前
後、すなわち入射電子線の偏向前後の像をアナログ／デ
イジタル（A/D）変換器14,切換スイツチ15を通してそれ
ぞれ画像メモリー16,画像メモリー17に格納し、その２
つのメモリーの内容が同一であるか否かを示す信号Ｆを
演算器18より発生する。この信号Ｆはデイジタル／アナ
ログ（D/A）変換器24を通してメーター25に入り、ある
いは信号線23を通してマイクロコンピユータ26に入つ
て、後述するように電子顕微鏡が焦点正合状態にあるか
否かを知らせる。
第２図は本発明において焦点正合状態を判定するため
の演算器18の一例を示す。A/D変換器14,切換スイツチ15
を介して格納される電子線の偏向前後の画像の記憶方法
は以下のようになされている。すなわち画像メモリーの
中で各画素の２次元の配列に相当した（i,j）番地の記
憶場所に、その画素の明るさが、例えば１画素あたり８
ビツトの情報量で格納されている。電子線偏向前にメモ
リーA16に記憶された像の（i,j）番地における明るさを
Ai,j，電子線偏向後にメモリーB17に格納された像のメ
モリーＢにおける（i,j）番地における明るさをBi,jと
する。タイミング信号線33より発生したタイミング信号
により演算器18は次々と、i,jを変えてAijとBijとを読
みとり演算してゆく。信号Aij，Bijはまず引算器19によ
つて（Aij−Bij）に変形され、それは掛算器20によつて
２乗される。
の演算器18の一例を示す。A/D変換器14,切換スイツチ15
を介して格納される電子線の偏向前後の画像の記憶方法
は以下のようになされている。すなわち画像メモリーの
中で各画素の２次元の配列に相当した（i,j）番地の記
憶場所に、その画素の明るさが、例えば１画素あたり８
ビツトの情報量で格納されている。電子線偏向前にメモ
リーA16に記憶された像の（i,j）番地における明るさを
Ai,j，電子線偏向後にメモリーB17に格納された像のメ
モリーＢにおける（i,j）番地における明るさをBi,jと
する。タイミング信号線33より発生したタイミング信号
により演算器18は次々と、i,jを変えてAijとBijとを読
みとり演算してゆく。信号Aij，Bijはまず引算器19によ
つて（Aij−Bij）に変形され、それは掛算器20によつて
２乗される。
さらに、この信号は加算器21と加算メモリ22によつて
全ての番地（i,j）に対して加算され、信号線23には信
号 が発生する。F1は全てのi,jに対してAijとBijが等しい
時にのみ零となり、その他の場合には零とならない。す
なわち、入射電子線偏向前に格納された像と、偏向後に
格納した像とが一致すればF1は零となり、焦点はずれの
ために変化しておれば零とならない。この信号F1はD/A
変換器24を通つてメーター25に入る。対物レンズ電流を
変えつつ入射電子線の偏向をくりかえし、メーター24の
指針が極めて小さい値を示すように対物レンズ電流を設
定すると、このテレビ電子顕微鏡は焦点正合状態にな
る。
全ての番地（i,j）に対して加算され、信号線23には信
号 が発生する。F1は全てのi,jに対してAijとBijが等しい
時にのみ零となり、その他の場合には零とならない。す
なわち、入射電子線偏向前に格納された像と、偏向後に
格納した像とが一致すればF1は零となり、焦点はずれの
ために変化しておれば零とならない。この信号F1はD/A
変換器24を通つてメーター25に入る。対物レンズ電流を
変えつつ入射電子線の偏向をくりかえし、メーター24の
指針が極めて小さい値を示すように対物レンズ電流を設
定すると、このテレビ電子顕微鏡は焦点正合状態にな
る。
本実施例では、マイクロコンピユータ26の制御によ
り、対物レンズ電源27を通して対物レンズ電流が低い値
からステツプ状に変化している。各ステツプに於いて、
マイクロコンピユータ26およびタイミング信号発生器28
の制御により偏向コイル電源29を稼働して電子線入射角
を変える。その前後の像を画像メモリー16,17に格納し
てF1を演算する。F1はマイクロコンピユータ26に入力さ
れ、もし、F1が零、もしくは極めて小さい値となれば以
後の対物レンズ電流変化を止める。すなわち、この状態
で電子顕微鏡は焦点正合状態となり、像の差異を人間が
肉視により判定する必要なく、焦点合せがなされる。こ
れは極めて精度の高いものである。
り、対物レンズ電源27を通して対物レンズ電流が低い値
からステツプ状に変化している。各ステツプに於いて、
マイクロコンピユータ26およびタイミング信号発生器28
の制御により偏向コイル電源29を稼働して電子線入射角
を変える。その前後の像を画像メモリー16,17に格納し
てF1を演算する。F1はマイクロコンピユータ26に入力さ
れ、もし、F1が零、もしくは極めて小さい値となれば以
後の対物レンズ電流変化を止める。すなわち、この状態
で電子顕微鏡は焦点正合状態となり、像の差異を人間が
肉視により判定する必要なく、焦点合せがなされる。こ
れは極めて精度の高いものである。
第３図は、演算器18に関する他の例である。ここで
は、入力は、第２図と同様にAijとBijとであるが、Bij
に関しては、まず補正掛算器32を通つて定数（Ｃ）倍さ
れる。これは、電子線照射系の光軸合せ作業が完璧でな
い時、試料への電子線入射角を変えると照射電子線の強
度も変わる場合があるためで、この強度変化による影響
を補正するためのものである。
は、入力は、第２図と同様にAijとBijとであるが、Bij
に関しては、まず補正掛算器32を通つて定数（Ｃ）倍さ
れる。これは、電子線照射系の光軸合せ作業が完璧でな
い時、試料への電子線入射角を変えると照射電子線の強
度も変わる場合があるためで、この強度変化による影響
を補正するためのものである。
信号AijとＣ・Bijは割算器30を通り、次に対数演算器
31によつて、信号log（Aij/C・Bij）に変る。掛算器20,
加算器21,加算メモリ22の機能は、第２図の例と全く同
様で、ここでは、信号線23には信号、 が発生する。この信号F2も、また、全てのi,jに関してA
ijとＣ・Bijが等しい時にのみ零となる量である。すな
わち、F2によつても電子顕微鏡の焦点正合状態が精度よ
く判定できる。
31によつて、信号log（Aij/C・Bij）に変る。掛算器20,
加算器21,加算メモリ22の機能は、第２図の例と全く同
様で、ここでは、信号線23には信号、 が発生する。この信号F2も、また、全てのi,jに関してA
ijとＣ・Bijが等しい時にのみ零となる量である。すな
わち、F2によつても電子顕微鏡の焦点正合状態が精度よ
く判定できる。
なお、前記（１）式，（２）式において、（i,j）に
関する加算は、画像を形成する全ての（i,j）に対して
行なう必要はなく、たとえば、電子線の偏向前後の画像
の相対応する一部の矩形状領域あるいは線状領域の画素
（i,j）に関してのみ行なつてもよい。
関する加算は、画像を形成する全ての（i,j）に対して
行なう必要はなく、たとえば、電子線の偏向前後の画像
の相対応する一部の矩形状領域あるいは線状領域の画素
（i,j）に関してのみ行なつてもよい。
また、前記実施例においては、各画素毎に比較する方
法を示したが、画像をブロツク毎に分けて、対応するブ
ロツク内の信号強度の比較により画像の一致度を判定し
てもよい。
法を示したが、画像をブロツク毎に分けて、対応するブ
ロツク内の信号強度の比較により画像の一致度を判定し
てもよい。
このように、テレビ電子顕微鏡におけるCRT上の像の
変化を肉視に頼らず判定できるので、従来に比べて極め
て高精度の焦点合せがなされる。また、上記の焦点合せ
操作中も絶えず、試料全体の像が、CRT13に表示されて
いるため、試料の変化を忠実にフオローするというテレ
ビ電子顕微鏡の機能を損うものではない。また、コント
ラストの小さい試料を観察する場合にはコントラストを
高めるため上記の焦点正合状態よりも若干対物レンズ電
流を小さくして観察する場合がしばしばである。この場
合にも、前もつて、レンズ電流補正量をマイクロコンピ
ユータに記憶させておくことにより、容易にこの最適観
察状態に電子顕微鏡をセツトできる。
変化を肉視に頼らず判定できるので、従来に比べて極め
て高精度の焦点合せがなされる。また、上記の焦点合せ
操作中も絶えず、試料全体の像が、CRT13に表示されて
いるため、試料の変化を忠実にフオローするというテレ
ビ電子顕微鏡の機能を損うものではない。また、コント
ラストの小さい試料を観察する場合にはコントラストを
高めるため上記の焦点正合状態よりも若干対物レンズ電
流を小さくして観察する場合がしばしばである。この場
合にも、前もつて、レンズ電流補正量をマイクロコンピ
ユータに記憶させておくことにより、容易にこの最適観
察状態に電子顕微鏡をセツトできる。
以上詳述したように、本発明によれば、電子線入射角
の変化による像の変化を肉視に頼ることなく判定できる
ので、従来に比べて極めて高精度の焦点合せが実現でき
る。
の変化による像の変化を肉視に頼ることなく判定できる
ので、従来に比べて極めて高精度の焦点合せが実現でき
る。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第２図
は、焦点正合度判定用演算器の一例を示すブロツク図、
第３図は同演算器の他の例を示すブロツク図である。 １……電子顕微鏡体、２……電子銃、３……電子線、４
……偏向コイル、５……試料、６……対物レンズ、７…
…中間レンズ、８……投写レンズ、９……螢光面、10…
…ガラス窓、11……光学レンズ、12……テレビカメラ、
13……CRT、14……A/D変換器、15……切換スイツチ、16
……画像メモリーＡ、17……画像メモリーＢ、18……演
算器、19……引算器、20……掛算器、21……加算器、22
……加算メモリー、23……信号線、24……D/A変換器、2
5……メーター、26……マイクロコンピユータ、27……
対物レンズ電源、28……タイミング信号発生器、29……
偏向コイル電源、30……割算器、31……対数演算器、32
……補正掛算器、33……タイミング信号線。
は、焦点正合度判定用演算器の一例を示すブロツク図、
第３図は同演算器の他の例を示すブロツク図である。 １……電子顕微鏡体、２……電子銃、３……電子線、４
……偏向コイル、５……試料、６……対物レンズ、７…
…中間レンズ、８……投写レンズ、９……螢光面、10…
…ガラス窓、11……光学レンズ、12……テレビカメラ、
13……CRT、14……A/D変換器、15……切換スイツチ、16
……画像メモリーＡ、17……画像メモリーＢ、18……演
算器、19……引算器、20……掛算器、21……加算器、22
……加算メモリー、23……信号線、24……D/A変換器、2
5……メーター、26……マイクロコンピユータ、27……
対物レンズ電源、28……タイミング信号発生器、29……
偏向コイル電源、30……割算器、31……対数演算器、32
……補正掛算器、33……タイミング信号線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−138759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−8838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−35766（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−22575（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】電子線像を得るための試料に入射する電子
線の方向を変化させる手段と、前記試料を透過した電子
線を結像する電子光学手段と、その像を撮像するテレビ
カメラ手段とを備えた電子顕微鏡において、前記入射電
子線の方向を変える前後に前記テレビカメラ手段で撮像
した２個の像もしくはその一部を別個に記憶する画像メ
モリー手段と、該画像メモリー手段に記憶された内容の
一致度を演算する演算手段とを設けたことを特徴とする
電子顕微鏡の焦点合せ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59194672A JPH0821353B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 電子顕微鏡の焦点合せ装置 |
| US06/766,272 US4680469A (en) | 1984-08-17 | 1985-08-16 | Focusing device for a television electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59194672A JPH0821353B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 電子顕微鏡の焦点合せ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34376296A Division JP2713562B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 電子顕微鏡における焦点合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6174249A JPS6174249A (ja) | 1986-04-16 |
| JPH0821353B2 true JPH0821353B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16328381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59194672A Expired - Lifetime JPH0821353B2 (ja) | 1984-08-17 | 1984-09-19 | 電子顕微鏡の焦点合せ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821353B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02312151A (ja) * | 1989-05-26 | 1990-12-27 | Jeol Ltd | 電子顕微鏡 |
| JP5656444B2 (ja) * | 2010-04-23 | 2015-01-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 透過電子顕微鏡、および視野ずれ補正方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5433195B2 (ja) * | 1972-05-16 | 1979-10-18 | ||
| JPS5853504B2 (ja) * | 1979-07-03 | 1983-11-29 | 富士通株式会社 | 集積回路装置の試験方法 |
| FR2498402A1 (fr) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Centre Nat Rech Scient | Procede et dispositif de visualisation tri-dimensionnelle a partir de video-signaux, notamment pour microscopie electronique |
-
1984
- 1984-09-19 JP JP59194672A patent/JPH0821353B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6174249A (ja) | 1986-04-16 |
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