JPS5810818B2 - 電磁レンズ装置 - Google Patents

電磁レンズ装置

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JPS5810818B2
JPS5810818B2 JP52106406A JP10640677A JPS5810818B2 JP S5810818 B2 JPS5810818 B2 JP S5810818B2 JP 52106406 A JP52106406 A JP 52106406A JP 10640677 A JP10640677 A JP 10640677A JP S5810818 B2 JPS5810818 B2 JP S5810818B2
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JP
Japan
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excitation current
lens
voltage
switching
circuit
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JP52106406A
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JPS5439567A (en
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則岡節雄
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Jeol Ltd
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Nihon Denshi KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヒステリシス補償を施した電磁レンズ装置に関
する。
一般に、電子顕微鏡等に使用されている電磁レンズのヨ
ークは鉄の如き強磁性体が用いられている。
該強励磁体は一般に第1図の曲線Pに示す如きヒステリ
シス特性を有する。
(実際には、該曲線Pの内、第1象限の部分、例えば曲
線Qに示す如きヒステリシス特性に従って電磁レンズに
励磁電流を供給する。
)さて、一般に一定エネルギーの電子に対して電磁レン
ズの焦点距離を一定に保つには磁束密度を一定にしなけ
ればならない。
しかし乍ら、電磁レンズに供給する励磁電流■(磁界強
度Hと励磁電流■はH=NIから比例関係にある。
但しNは比例定数とする。)を第1図の曲線Qに示す様
に、IIから12へと切換えた場合、ループabに従い
磁束密度BはB1からB2へと変化し、I3からI2へ
と切換えた場合、ループcdに従いB3゛からB2゛へ
と変化する。
すなわち、ある励磁電流■2に切換える際、該電流■2
より小さい電流■1から切換える場合と、大きい電流■
3から切換える場合とでは、前記ヒステリシス特性によ
り磁束密度に差が生じるので、電磁レンズの焦点距離に
も差が生じる。
従って例えば電磁レンズの励磁電流と磁束密度をヒステ
リシス特性曲線Qの内、曲線cdの部分を基準として設
定していれば、電流■1からI2に変換した時に電磁レ
ンズによる像にフォーカスのずれを生じる。
本発明はこの様な点を解決する為になされたもので、新
規な電磁レンズ装置を提供するものである。
第2図は本発明の基本を示すブロック図で、1は励磁電
流切換回路で2は該回路による励磁電流の切換えを検出
する切換検出回路、3は該検出回路の出力信号により予
め基準として定められた基準電圧で一定時間発生する基
準電圧発生回路、4は電磁レンズ5に励磁電流を流すレ
ンズ電源で、前記基準電圧発生回路3からの基準電圧に
より基準励磁電流を発生する。
該基準励磁電流は電磁レンズ5のヨークのヒステリシス
特性曲線上から設定される。
6は前記切換回路1からの信号により電圧を発生するレ
ンズ電圧発生回路で、該回路からの電圧により前記レン
ズ電源4は電磁レンズ5に励磁電流を流す。
尚、該レンズ電源4は該レンズ電圧発生回路6からの信
号より前記基準電圧発生回路3の信号により優先して動
作する様に構成されている。
而して、該基準励磁電流を第1図に示すヒステリシス特
性曲線Q上の点Cの励磁電流■3に、該電流に対応する
基準電圧をv3に設定し、励磁電流をIf(<I2)か
ら12に、I3(>I2)から■2に切換える場合につ
いての動作を考える。
先ず、励磁電流切換回路1において11から12に切換
えると、該切換えが切換検出回路2に検出され、該検出
により該検出回路は基準電圧発生回路3へ信号を送る。
該基準電圧発生回路は基準電圧V3を一定時間発生する
ので、レンズ電源4は電磁レンズ5に基準励磁電流■3
を供給する。
一定時間後、前記切換回路1からの信号によりレンズ電
源発生回路6は電圧V2を発生し、レンズ電源4は電磁
レンズ5に励磁電流■2を流す。
この励磁電流11から12に切換えた時、ヒステリシス
特性曲線Q上a→b→c→dに従うて磁束密度が変化し
ているので、切換えられた励磁電流■2に対し磁束密度
B2′が得られる。
次に13から工2に切換えると、前記同様に動作し、ヒ
ステリシス特性曲線Q上C→dに従うので、磁束密度B
2′が得られる。
第3図は本発明を電子顕微鏡に実施したもので、7は電
子線8を発生する電子銃、9及び10は該電子線を試料
11上に集束する集束レンズである。
12は前記電子銃7の陰極・陽極間に高圧基準電圧源1
3により設定される高圧を印加する高圧発生回路である
該電圧源は例えば電圧■を段階的にVl・V2・v3(
vl<■2<V3)の3つのレベルに分けており、又、
各々に端子q1・q2・q3が設けられており、スイッ
チSにより各位に切換わるように構成されている。
又、該電圧源の電圧を変えると前記集束レンズの電子線
集束条件が変わってしまうので該集束レンズの励磁条件
も変えねばならない。
14は微分回路で前記電圧源13からの電圧信号を微分
する回路で、該回路の出力は正パルス発生回路15によ
って正のパルス信号に変換される。
該パルス信号はワンショットマルチバイブレータ16に
より一定時間△tの幅を有するパルス信号に変換され、
リレー回路17に供給される。
18は前記高圧基準電源13により設定された高圧に対
応した電圧を発生するレンズ電圧発生回路で、例えば電
圧V′を段階的にv1′、■2′、■3′(v1′<V
2′<v3′)の3つのレベルに分け、又各々に端子q
1’・q3′・q3’及びq3’と同レベルに94’が
設けられ、前記スイッチSに連動して切換わるスイッチ
S′により各位に切換わるように構成されている。
又、スイッチS“は前記リレー回路17により前記端子
q4’と零電圧端子q、のスイッチングを行なうもので
、該スイッチS“又は前記スイッチS′によって選択さ
れた電圧信号は増幅器19を介してレンズ電源20に供
給される。
該レンズ電源は該電圧に対応した励磁電流を前記対物レ
ンズ(最終段集束レンズ)10に供給する。
さて、第2図に示した基本回路と同様に励磁電流■3、
該電流に対応する電圧v3を基準値に設定し、励磁電流
をII(<I2)から12に、I3(>II)から12
に切換えた場合について考える。
先ず11から工2に切換える場合、スイッチSを端子q
1からq2に切換え、高圧基準電圧源13の電圧値を第
4図a2に示す様にVlからV2に切換える。
該切換えによってスイッチS′は端子q t’かうq2
’に切換わり、レンズ電圧発生回路18の電圧値は■1
′からv2′に切換わる。
同時に、前記v1からv2に切換わる部分が微分回路1
4によって第4図b2に示す様に微分される。
該微分された信号は第4図02に示す様に正パルス発生
回路15により正パルス信号に変換され、更にワンショ
ットマルチバイブレーク16により第4図d2に示す様
に一定時間幅△tを有するパルス信号に変換される。
リレー回路17は、該パルス信号が供給された瞬間から
スイッチS“を端子q、から端子q4’に切換え、その
接続状態を一定時間△tの間保持するように働く。
而して、前記レンズ電圧発生回路18から電圧v3′が
スイッチS“、増幅器19を介してレンズ電源に供給さ
れるので、該電源は前記対物レンズ10に励磁電流■3
を流す。
一定時間Δを後前記スイッチS“は端子q4’からq、
に切換わるので、電圧v2′がスイッチS′、増幅器1
9を介してレンズ電源20に供給され、該電源はレンズ
10に励磁電流■2を流す。
又■3から12に切換えるときはスイッチSを端子q3
からq2に切換え、電圧源の電圧値を第4図a1に示す
様に■3からv2に切換える。
該切換えによりスイッチS′は端子93′からq2’に
切換わり、電圧発生回路18の電圧値はv3′から■2
′に切換わる。
同時に前記V3からvlに切換わる部分が微分回路14
によって第4図b1に示す様に微分され、更に第4図0
1に示す様に正パルス信号に変換され、ワンショットマ
ルチバイブレータ16により第4図d1に示す様に△t
の時間幅を有するパルス信号に変換される。
該パルス信号によって前記同様スイッチS“はリレー回
路17により端子q5からq4’に切換わり、電圧発生
回路18から電圧v3′がスイッチS′、増幅器19を
介してレンズ電源20に供給され、該電源は対物レンズ
に励磁電流■3を流す。
時間△を後前記同様にして該レンズ電源20が、対物レ
ンズに励磁電流■2を流す。
さて、磁束密度に注目した場合、第2図の基本回路で述
べたと同様に、前者(itから12への切換)の場合は
、第1図に示す如きヒステリシス曲線Q上a→b→c→
dに従って磁束密度が変化し、後者(I3から12への
切換)の場合は、c→dに従って磁束密度が変化するの
で、両者とも切換えられた電流■2に対する磁束密度は
B11となる。
尚、本発明は他の電磁レンズにも実施しつる。
又、励磁電流値の切換えの検出は電子銃へ印加する高圧
値の切換えだけでなくワークディスタンスの切換え等に
よってもなされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電磁レンズのヨークを形成する磁性体のヒステ
リシス特性曲線を示す図、第2図は本発明の基本的なブ
ロック図、第3図は本発明の一実施例図、第4図は本発
明の動作を補足するためのグラフである。 1……励磁電流切換回路、2……切換検出回路、3……
基準電圧発生回路、4……レンズ電源、5……電磁レン
ズ、6……レンズ電圧発生回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ヒステリシス特性を持つヨークを有する電磁レンズ
    に励磁電流を供給する装置において、励磁電流の切換手
    段と、該励磁電流の切換手段に基づく励磁電流の切換に
    伴って自動的に前記電磁レンズに一定時間基準励磁電流
    を供給する手段と、該一定時間の経過後自動的に前記励
    磁レンズに該基準励磁電流に代えて前記切換手段によっ
    て選択された励磁電流を供給するための手段とを具備す
    ることを特徴とする電磁レンズ装置。
JP52106406A 1977-09-05 1977-09-05 電磁レンズ装置 Expired JPS5810818B2 (ja)

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JPS5760647A (en) * 1980-09-26 1982-04-12 Jeol Ltd Magnetic field intensity control method
JP4980628B2 (ja) * 2006-03-06 2012-07-18 日本電子株式会社 自動遷移ボタンを用いたヒステリシス除去方法
JP5134826B2 (ja) * 2007-02-07 2013-01-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP5502622B2 (ja) * 2010-07-06 2014-05-28 日本電子株式会社 電子顕微鏡における焦点合わせ方法および電子顕微鏡

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