JPS589546B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は倍率及び距離マーカー（ミクロンマーカー）を
表示し、撮影した写真から、これを直読できる如くなし
た走査電子顕微鏡に関するものである。

走査電子顕微鏡においては、表示画像を写真撮影する際
その観察倍率を記録しておかなければならないが、写真
と記録とが別々である場合には、記録紙の紛失の恐れ又
、写真と記録紙の不一致等の問題が生ずる。

そこで、写真中に倍率を同時に記録することが要求され
るわけであるが、簡単な構造で写真中より倍率を直読で
きるような装置は未だ開発されていない。

又、写真中に単位長さを表わす距離マーカーを記入する
ことがしばしばあるが、従来は撮影後倍率から逆算して
白インク等でいちいち記入しているので非常に面倒であ
る。

本発明は以上の点に着目してなされたもので以下図面に
示した実施例に従って詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図で１は走査
電子顕微鏡カラムを示す。

該カラム内には電子銃２、集束レンズ３、偏向コイル４
、試料５及び散乱電子検出器６が収容されており、電子
銃２から放射された電子線は集束レンズ３により細く集
來され、試料５上に投射される。

偏向コイル４には水平走査信号発生回路７及び垂直走査
信号発生回路８から倍率設定回路２１を介して水平，垂
直走査信号が供給されており、これにより、前記電子線
は試料５上の一定領域を二次元的に走査することになる
。

該電子線の照射により試料表面から散乱する電子（２次
電子，反射電子，透過電子等）は検出器６により検出さ
れ、その検出出力は増巾器９に送られる。

１０は検出器電源、１１はコントラスト調整用可変抵抗
、１２は輝度調整用可変抵抗である。

前記増巾器９の出力は切換スイッチ１３のａ端子を通し
て陰極線管１４のグリッドに輝度変調信号として供給さ
れる。

該陰極線管１４の偏向コイル１５には前記水平及び垂直
走査信号発生回路７及び８から走査信号が供給されてお
り、従って該陰極線管１４の画面上には試料表面の走査
画像が表示されることになる。

一方、前記増巾器９の出力の一部はスイッチ１６を介し
て二つのピークホールド回路１７ａ，１７ｂに送られる
。

該ピークホールド回路１７ａは信号の最高値、つまり正
のピークを検出し、ホールドするものであり、又１７ｂ
は信号の最低値つまり負のピークを検出し、ホールドす
るものである。

該両ホールド回路からの信号は比較回路１８ａ，１８ｂ
に夫々送り込まれ、前記水平走査信号発生回路７からの
水平走査信号と比較され、これと一致したとき信号を発
生する。

該夫々の比較回路からの信号はスイッチ１９を介して垂
直走査信号発生回路８に送られており、比較回路１８ｂ
からの信号（つまり負のピークと水平走査信号との一致
を示す信号）により垂直走査信号をある値だけ強く又は
弱くし、１８ａからの信号（つまり正のピークと水平走
査信号との一致を示す信号）により元の垂直走査信号に
戻される。

これにより水平走査線は比較回路１８ｂから信号が発生
し、１８ａから信号が発生するまでの期間のみ異った垂
直位置に表示されることになる。

２０はマーカーパルス発生器でそのパルス間隔及びパル
ス巾は段階的又は連続的に可変であり、スイッチ２２を
介して倍率設定回路２１より倍率に対応する信号が、又
垂直走査信号発生回路８からはプランキング信号が更に
観察モード駆動回路２３からは制御信号が送り込まれて
いる。

該マーカーパルス発生器からのパルス信号は分岐され、
その一方は切換スイッチ１３のｂ端子を通して陰極線管
表示装置のグリッドに輝度変調信号として導入され、例
えば、パルス期間のみ輝度が向上せられる。

前記分岐された他の信号は、スイッチ２４を介して垂直
走査信号発生回路に送られ、パルス期間の垂直走査信号
のレベルを変化せしめる。

これにより前記表示装置に表示される輝度変調されたマ
ーカー表示線は、Ｙ軸変調も受けることになる。

２５は写真撮影モード駆動回路で、該回路及び観察モー
ド駆動回路２３には夫々スイッチ２５８，２３８が備え
てあり、このスイッチを押すと駆動信号が発生する。

観察モード発生回路２３からの信号は撮影モード駆動回
路２５に送られ、該駆動回路の作動を停止せしめ、又、
水平、垂直両走査信号発生回路７及び８に送られ、観察
に適した早い走査に切り換える。

更に該駆動信号はスイッチ２２に送られ、これをＯＦＦ
状態にし、又、マーカーパルス発生器に送られ、コント
ラスト及び輝度を表示するための固定パルス信号を発生
ずるようにセットする。

一方、撮影モード駆動回路２５が作動するときは、その
信号は観察モード駆動回路２３に送られこの回路の作動
を停止せしめ、又、水平、垂直走査信号発生回路７及び
８に送られ、走査信号を撮影に適した遅いものに切り換
える。

更に、前記駆動信号はスイッチ１６及び１９に送られ両
スイッチをＯＮ及びＯＦＦの状態にロックし、更に又、
スイッチ２２及び２４に送られて、両スイッチをＯＮの
状態にする。

前記垂直走査信号発生回路からの垂直プランキング信号
はマーカーパルス発生器に送られこれをトリガーする外
、切換スイッチ１３、スイッチ１６及び１９に駆動信号
として加えられており、切換スイッチ１３をａからｂに
切換え、スイッチ１６をＯＦＦ１１９をＯＮにする。

又第１の水平走査のプランキング信号も、切換スイッチ
１３、スイッチ１６及び１９に加えられており、該第１
の水平走査プランキング信号により第１水平走査が終っ
た後上記と逆の操作、つまり切換スイッチ１３をｂから
ａに、スイッチ１６をＯＮ，１９をＯＦＦにする。

父上記水平プランキング信号は、ピークホールド回路１
７ａ，１７ｂにも送られており、ピークホールドのリセ
ット信号として使用される。

更に、該信号はスイッチ２２及び２４に送られ、両スイ
ッチをＯＦＦにする。

斯る構成において所望の倍率に設定した後先ず観察モー
ドのスイッチ２３Ｓを押すと、水平及び垂直走査信号は
観察に適した早いものになる。

又マーカーパルス発生器２０は一水平走査線に例えば７
個の輝点が得られる程度の固定パルス間隔をもつパルス
信号を発生する。

更にスイッチ２２をＯＦＦ状態にロックする。

この状態において、第１の水平プランキング信号が出た
後であるならば、スイッチ１６はＯＮ，１９はＯＦＦ．
スイッチ１３は端子ａに切換えられているので走査によ
り検出器６に検出される信号は該スイッチ１３のａ端子
を通して陰極線管表示装置に送られ、画像変換される。

前記検出出力の一部はスイッチ１６を通してピークホー
ルド回路１７ａ，１７ｂに送られ、一画面走査中の正の
ピーク及び負のピークを検出し、ホールドする。

該信号は比較回路１８ａ，１８ｂに送られ、水平走査信
号と比較され、夫々の回路において両信号が一致したと
き信号が発生する。

但し、この段階ではスイッチ１９がＯＦＦであるため、
該信号は垂直走査信号発生回路８には送られない。

而して一画面走査が終ると垂直プランキング信号が回路
８から発生され、スイッチ１６，１９，切換スイッチ１
３及びマーカーパルス発生器２０に送られ、１６をＯＦ
Ｆ，１９をＯＮ，１３をａからｂに切り換え、且つ前記
固定パルス間隔のパルスを発生せしめる。

該パルス信号はスイッチ１３を介して輝度変調信号とし
て陰極線管１４に送り込まれるため、画面上方に点線状
の水平線が表示される。

所で、ピークホールド回路１７ａ，１７ｂには未だ正の
ピーク及び負のピークが保持されているので、比較回路
１８ａ，１８ｂにおいて水平走査信号と比較され、両者
が一致したとき信号が得られる。

而して負のピーク値と水平走査信号との一致を示す信号
が比較回路１８ｂより発せられると、これはスイッチ１
９を介して垂直走査信号発生回路８に送られ、その時点
より垂直走査信号の強度を変化せしめる。

つまり、本来の垂直走査信号に一定のレベルを加算し、
陰極線管１４上での走査線が垂直方向にずれるようにす
る。

一定時間、つまり負のピーク値と正のピーク値との差に
対応する時間が経過すると、１８ａより信号が発生し、
垂直走査信号発生回路に送られ前述のレベルの変えられ
た垂直走査信号は元に戻される。

第２図はこの様にして得られたコントラスト表示線と映
像信号波形とを示すものである。

図中、２５は画面を示しＰ１は負のピークＡの信号値と
水平走査信号値とが一致した点、Ｐ２は正のピークＢの
信号値と水平走査信号値とが一致した点を示し、Ｐ１と
Ｐ２との期間Ｗ１がコントラストを示している。

又Ｗ１の両側に生ずるＷ２，Ｗ３の幅（点の数）は映像
信号の輝度を示している。

即ち、Ａ点は最低輝度を表わしているためＷ２の幅が大
きくなると輝度が上がり、小さくなれば輝度が下がるこ
とになる。

又、Ｂ点は最高輝度を表わしているためＷ３の幅が大き
くなれば輝度は下がり、小さくなれば輝度は上がること
になる。

而して第２図の如くＷ２とＷ３の幅（点線の数）が等し
いとき輝度は適正であり、又、Ｗ１が充分に広いとき、
コントラストも適正である。

もし、Ｗ１が異常に狭い場合やＷ２とＷ３とのバランス
がずれている場合には上記表示線をみながら、可変抵抗
１１及び１２を調整し、画像を適正なコントラスト及び
輝度に設定する。

然る後撮影モード２５のスイッチ２５Ｓを押せば画像が
撮影されるわけであるが、この撮影時に倍率表示が行わ
れ、それが同一フイルム上に撮像される。

今スイッチ２５Ｓの操作により７駆動回路２５から発生
する信号は、各部に送られ観察モード駆動回路２３は停
止、スイッチ２２と２４はＯＮ１スイッチ１３はａから
ｂに切り換え、且つ１６と１９は夫々ＯＮとＯＦＦにロ
ックする。

勿論水平，垂直走査信号発生回路７及び８からは撮像に
適した速度の信号が発生せられる。

この状態において倍率設定回路２１からはスイッチ２２
を介してマーカーパルス発生器２０に倍率に対応した信
号が送られるため、該発生器は後述する様な倍率及び距
離マーカーを表わすパルス巾、パルス間隔をもつパルス
信号を発生すべくセットされる。

而して、撮影モード駆動回路２５からの信号が該マーカ
ーパルス発生器に送られると、前記設定されたパルス信
号が発生され、スイッチ１３を介して表示装置１４及び
スイッチ２４を介して垂直走査信号発生回路８に送られ
第３図に示す如き該パルス信号により輝度変調及びＹ軸
変調された倍率マーカーが表示され撮影される。

上記倍率マーカーの一例を第４図に基づき説明する。

同図ａ，ｂ，ｃは夫々パルス間隔が異る形態を示し、又
各図における三つのマーカーはパルス巾が異っている。

ａ図では、パルス間隔Ｔ１が１００ｍｍ，ｂ図ではＴ２
＝５０ｍｍ，ｃ図ではＴ３二２０ｍｍであり、又パルス
巾につの場合倍率レンジを１００，ｔ２の場合を１０，
ｔ３の場合を１にしてある。

而して倍率は間隔Ｔ１，Ｔ２＋又はＴ３と倍率レンジの
積によって得らへ又各パルスの間隔が特定の距離を表わ
しているため、距離マーカーとして利用できる。

即ち、ｔ１のパルス巾の場合単位パルス間隔は１０μの
距離を表わし、又ｔ２の場合には１００μ、ｔ３の場合
には１０００μの距離を表わしている。

以上詳述した如き構成となせば、極めて簡単な構成で殆
んど直読式の倍率表示を行うことができ、しかも撮影時
にのみ該表示は行われるため、同一フイルム上に記録さ
れ、倍率がわからなくなったり、誤った倍率をつける心
配は全くなくなる。

又、該倍率表示は、同時に距離マーカーを表わしている
ため、撮影後計算してその都度距離マーカーを記入する
というわずらわしい作業は完全に省略できる。

更に又、コントラス，輝度表示の為の回路と兼用してい
る為、構造的、経済的には極めて有利である。

尚上記は本発明の例示であってこれに限定されるもので
はない。

例えば倍率マーカーは輝度変調とＹ軸変調とを同時に行
った場合を示したが、いずれか一方でも良く、又表示線
の形状は第４図の如きものには限定されない。

要は第１図におけるマーカーパルス発生器２０からのパ
ルス信号を表示できる形であれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
コントラスト及び輝度表示を示す図、第３図及び第４図
は本発明の装置により得られる倍率マーカーを説明する
為の図である。 １は走査電子顕微鏡力ラム、冫は電子銃、３は集束レン
ズ、４は偏向コイル、５は試料、６は電子線検出器、７
は水平走査信号発生回路、８は垂直走査信号発生回路、
９は増巾器、１０は検出器電源、１１はコントラスト調
整用可変抵抗、１２は輝度調整用可変抵抗、１３は切換
スイッチ、１４は陰極線管表示装置、１５は偏向コイル
、１６，１９．２２及び２４はスイッチ、１７ａ，１７
ｂはピークホールド回路、１８ａ，１８ｂは比較回路、
２０はマーカーパルス発生器、２１は倍率設定回路、２
３は観察モード１駆動回路、２５は撮影モード駆動回路
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子線を細く集束して試料上に投射する手段、該電
   子線を試料上で２次元的に走査する手段、該走査領域の
   大きさを適宜に可変できる倍率設定回路、前記電子線の
   照射により試料より散乱する電子線を検出する手段及び
   該検出信号が輝度変調信号として導入され、前記走査に
   同期した表示装置を備え、前記倍率設定回路からの倍率
   信号を受けて倍率レンジに応じたパルス幅をもち、該レ
   ンジとパルス間隔との組み合せで像倍率を表わすパルス
   間隔可変のマーカーパルス発生器を設け、該マーカーパ
   ルス発生器からのパルス信号を前記表示装置の画面任意
   個所に輝度変調或いはＹ軸又はＸ軸変調して表示するこ
   とを特徴とする走査電子顕微鏡。