JPS59182371A - スキャンライン型動的観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （４）発明の技術分野 本発明は、多位相同時観察装置、特に繰り返し現象に同
期した高速走査を行ないつつ走査線単位で複数の位相の
イメージ信号を夫々サンプリングしてディスプレイに表
示する装置に関するものである〇 ＣＢ）　　技術の背景と問題点 一般に観察対象が時間的に変化する場合、その変化する
それぞれの状態を観察することは、物性研究、各種特性
訓育、検査などに゛とって重要である０ 従来観察対象が比較的低速に変化する場合には商用Ｔｖ
軽どのように高速走査を行ない、その変化の前後の状態
を容易に得ることができ、静止画像として観察すること
ができた。又、観察対象が高速に変化する場合には、サ
ンプリング法、即ち所定観察領域を平面走査しつつ高速
繰り返し現象の特定時相のイメージ信号のみを夫々サン
プリングすることにより、特定位相の静止画像を得るこ
とができた。

しかしながら、電気機器では、商用周波数（５０Ｈｚ又
は６０Ｈｚ）で用いられることが多く、この近くの数Ｈ
ｚからＩＫＨｚにわたっての繰り返し現象、例えば変圧
器の磁性材料の磁区な直接観察する場合など、前記サン
プリング法によっては、その繰り返し周期が遅く、特定
位相の静止画像を得るには、あまシにも長時間を必要と
していた。また、被観察対象の変化する複数の位相の状
態を同時観察するには、更に長時間を必要とする問題点
があった。

（０）発明の目的と構成 本発明は、前記の点を解決することを目的としており、
前記繰り返し現象に同期した高速走査を行ないつつ走査
線単位で複数の位相のイメージ信号を夫々サンプリング
し、各位相のイメージ信号に対応するディスプレイの位
置に夫々表示することによシ複数の特定位相の画像を同
時１′−表示できる点に着目して、上記問題点を解決す
ることを目的としている。そのため、本発明の拳００・
・・・−多位相同時観察装置は、周期的かつ高速に変化
する観察対象のイメージ信号から特定位相のものを順次
サンプリングして特定位相の画像を得る走査型動的観察
装置において、被観察対象からのイメージ信号を１定時
間幅で複数サンプリングするイメージ信号サンプリング
手段と、該イメージ信号サンプリング手段における各サ
ンプリング期間に被観察対象とディスプレイとを夫々同
期して走査する同期走査手段と、被観察対象の１定領域
にわたってディスプレイと同期して前記同期走査手段と
によシ面走査する１定領域走査手段と、前記イメージ信
号サンプリング手段により得られた複数の特定位相の各
イメージ信号に対応する夫々の位置信号をディスプレイ
の前記同期走査手段及び前記１定領域走査手段とに重畳
させる位相表示重畳手段と、前記サンプリングされた複
数のイメージ信号を表示するディスプレー表示手段とか
らなることを特徴としている。

前記構成によれば走査線単位で複数の特定位相のイメー
ジ信号を被観察対象の同−繰り返し周期内でサンプリン
グし、ディスプレイに同時表示するため、本発明の目的
とする複数の位相の画像を同時１：観察できる。

（Ｄ）発明の実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明に係るスキャンライン型多位相同時観察
装置の概念の１例を示し、第２図に従来の動的観察装置
の概念を示す。

第１図、第２図において、１，９は観察対象ｌニサンプ
リングパルス、３−１　、３−２　、３−３　。

３−４．・・・・・・・・・、１１は水平走査信号、４
は垂直走査信号、５−１　、５−２　、５−３　、５−
４　、・・・・・・、６−１　、６−２　、６−３　、
６−４　、・・・・・・はディスプレイ表示位置切換信
号、７は被観察対象の水平走査線の順序、８はディスプ
レイ（ＣＲＴ）の多位相表示位置である。

従来は、第２図イ：示す如く、被観察対象に供給する繰
り返しドライブ信号９０１周期毎に、特定の同一位相９
−１．９−２．９−３．９−４．・・曲に対応する位置
に、サンプリングパルス１０−１．１０−２゜１０−３
．１０−４．・・・・・・を夫々送出し、どれらのサン
７’　ＩＪソングルスによって被観察対象からのイメー
ジ信号（画像信号）を抽出し、ディスプレイ（ＣＲＴ）
、１２の１水平走査線上に、順次輝点表示を、第２図の
ＣＲＴ（６）に示すようシ二行なっていた。そして同様
に、第２番目、第３番目・・・・・・の水平走査線上に
順次輝点表示を行なうことにより、特定位相の静止画像
を得ていた。このため、水平走査信号１１の周期は、被
観察対象に供給する繰り返し制御信号９の周期に比して
きわめて長いことを必要とする。さもないと、１水平走
査線内に十分なイメージ信号の輝点を得ることができな
くなるからである。

一方本発明は、第１図に示す如く、水平走査信号３−１
　、３−２　、３−３　、３−４　、・・・・・・の周
期が、被観察対象にＩ＃給される繰り返しドライブ信号
（１）の周期に比し話わめて短い点で、従来の概念と異
なるとともに、上記ドライブ信号（１）の１周期の期間
内に複数の特定位相のイメージ信号を夫々サンプリング
し、ディスプレイに同時表示することがでへる点も、従
来のものとは異る。以下に、本発明の詳細な説明する。

第１図に訃いて、被観察対象に供給する繰り返しドライ
ブ信号１の複数の特定位相で、］定時間幅を有するサン
プリング信号２−１．２−２．２−３．２−４により被
観察対象からのイメージ信号（画１象信号）を夫々サン
プリングする。これらのサンプリング信号２−１　、２
−２　、２−３　、２−４の１定時間幅で、被観察対象
の様察領域を第１図（ロクに示す如く、順次高速水平走
査を繰り返す。一方、ディスプレイ（ＣＲＴ　）８の水
平産前は、水平走査信号３−１　、３−２　、３−３　
、３−４　、・・・・・・（−１各位相に対応した水平
方向位置信号５−２．５−４あるいは５−１．５−３の
１定レベルの矩形波信号を重畳することによシ、第１図
（ハ）の■、■又は■。

■のいずれかの位置を選択して水平方向に走査する。被
観察対象７の垂直方向の走査は、垂直方向走査信号４に
よシ、垂直方向に走査される。ディスプレイの垂直方向
の走査は、上記垂直方向走査信号４に、各位相に対応し
た垂直方向位置信号６−２　、６−４あるいは６−１．
６−３の１定レベルの短形波信号を重畳することシーよ
、　！、　４：ｊ、第１図（ハ）の■、■又は■、■の
いずれかの位置を選択して、垂直方向に走査する。そし
て、ディスプレイにサンプ１ｊングされた夫々のイメー
ジ信号を表示することにより、第１図（ハ）に示すよう
に、ディスプレイ上の■、■、■および■の位置に異る
位相の画像が同時に得られる。

第３図に、本発明ｌ二係るラインスキャン型多位相同時
観察装置の１実施例の構成を示す。

第３図において、ＥＯ８３０は、走査型電子顕微鏡（以
下ＳＥＭという。）の電子光学系を表わし、電子銃から
放射された電子（〜３０ＫＶ位）を磁界型レンズによシ
縮小し、その縮小された微小電子線スポットを被観察対
象（ＳＡＭＰＬＥ）３１に結像する役割を果たしている
。ＥＯ８３０は、真空中に保持される。１５　、１５’
および１８　、１８’は夫々水平走査コイルおよび垂直
走査コイルである。以下に動作を説明する。

マスク０８Ｏ１３からのクロックが分周回路３４（二人
力され、１／２Ｎ（Ｎは分周段数）に分周され、その出
力は、ドライブ信号発生器３５に供給される。ドライブ
信号発生器３５は、第１図１に示すように、マスク０８
０１３に同期した正弦波を発生し、励磁コイル３７を介
して、被観察対象であるＳＡＭＰＬＥ３ｉｔ−１正弦波
の磁束を供給する。尚、必要に応じて三角波、矩形波も
用いられる。

ＳＡＭＰＬＥ３１は、ＥＯ８３０により、微小電子線ス
ポットで照射されている。電子線スポットにより照射さ
れたＳＡ、ＭＰＬＢ３１は、２次電子、反射電子、Ｘ線
など種々の信号を放出する。ここでは、特に磁性材料の
磁区観堅などに有効な背面散乱電子を、シリコンディテ
クタＳｉＤ　（３２）により検出し、プリアンプ２Ｂに
より増幅し、その出力信号なディスプレイ０ＲＴ（３９
）の輝度変調用端子２４に供給している。前記の例では
輝度変調が用いられているけれども、必要に応じ、垂直
走査信号に重畳し、振幅変調とすることも可能である。

マスク０８０１３からのクロックは、水平走査信号発生
器Ｈ（１４４に入力される。又、マスタ０８０１３から
のクロックは、分周回路１６により分周され、垂直走査
信号発生器Ｖαηに入力される。それらの出力電流、例
えば第１図（ＯＪの水平同期走査信号及び第１図（Ｄ）
の垂直同期走査信号は、マスクＯ８０，１３に同期して
おり、増幅器２９あるいは２８を通り、夫々ＥＯ８３０
および０ＲＴ３９の水平走査コイルＨ（１５，１５’）
あるいは垂直走査コ（ルＶ（１８，１８’）に供給され
、電子線スポットを夫々水平走査および垂直走査する。

マスタ０８０１３からのクロックは、ブラッキング信号
を発生させるために、カウンタ１９に入力され、ドライ
ブ信号発生器３５からのドライブ開始信号３６によシ毎
回ＲＥＳＦｔＴされ、その後計数を開始する。その計数
された値は、２８０Ｍ２０のアドレスに入力され、その
書き込まれたデータに応じた種々のブランキング用の信
号、例えば第１図（Ｂ）に示されるブラッキング信号、
を出力する。

位相切換器２１により特定された位相のブラッキング信
号は、ブラッキング制御部２２に入力され、その出力は
０ＲＴ３９の百１端子２３に供給され、０ＲＴ３９の輝
点のブラッキングを行なう。又、前記カウンタ１９によ
り計数された値は、ＦＲＯＭ２５のアドレスに入力され
る。

ＣＲＴ３９に複数の特定位相の像を夫々の位置に表示す
るためのバイアス（シフト）を与えるために、例えば第
１図（Ｅ）　、　（Ｆｌに示すような値を前もってＦＲ
ＯＭに書き込んでお缶、ＦＲＯＭ２５のデータ出力を多
位相表示切換スイッチ２６により、例えば前記第１図（
ｇｌ　、　（Ｆｌに示すデンタル出力を選択し、出力す
る。該出力された水平走査用重畳信号および垂直走査用
重畳信号であるデータは、夫々ＤＡコンバータ２７−１
．２７−２に入力され、アナログ量に変換されて夫々水
平走査用増幅器２９あるいは垂直走査用増幅器２８に入
力され、そして夫々の走査信号に重畳される。

以上の構成により、今マスタ０８０１３の周波数をｆと
する。被観察対象であるＳＡＭＰＬＥ３１は、ｆ／２Ｎ
の周波数で同期して磁化される。ＥＯ８の水平走査は、
ｆに同期して高速走査され、ＣＲＴの水平走査はｆに同
期しかつ多位相表示切換器２６で選択されたディスプレ
イの所定位置に順次高速走査される。ＥＯ８の垂直走査
は、１７２Ｍ、ユ同期してＳＡＭＰＬＥを順次走査され
、ＣＲＴの垂直走査は、ｆ／２に同期しかつ多位相表示
切換器２６で選択されたディスプレイの所定位置に順次
走査される。それにより、ディスプレイ３９には、位相
切換器２１により選択された複数の特定位相のイメージ
像が同時表示されることになる。

尚、４位相を同時表示したディスプレイの表示例を第１
図０９に示し、第１図（イ１６Ｄ　（Ａ）　（Ｂ）　（
０１（Ｑｌ　（Ｂ）　（Ｆ）　ｌ二各信号波形を示す。

同様にＦＲＯＭ２０．２５の岡谷に８位相叩時表示等の
値を書き込めば、その同時多位表示がなされるものであ
る。又、本発明は繰り返し現象に比し、・・拳・−・拳
拳拳・Ｓ口・・Φ峻特定位相の複数の画像を得る装置に
関するものであり、８ＥＭに限られることなく、粒子線
、光子ビーム、超音波ビームなどを利用した走査装置及
びＴＶ撮影装置についても適用され得るものである。

（Ｅ１発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば、繰シ返し現象に同期
した高速走査を行ないつつ、任意位相のイメージ信号を
走査線単位で複数サンプリングして、夫々ディスプレイ
に表示し、特定位相の複数の画像を同時（二観察するこ
とができる効果がある。特に、従来困難であった数Ｈｚ
からＩＫＩ（ｚについての動的状態の任意位相の画像を
容易に得られ、かつ、特定の１位相の画像を得るのと同
一時間内に、他の位相の画像もあわせて得られ、しかも
同時に多位相観察可能とする大なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスキャンライン型多位相同時観察
装置の概念図、第２図は従来のサンプリング法の概念図
、第３図は本発明の１実施例の構成図である。 図中、１，９はドライブ信号、２−１．．２−２゜・・
・・・・はＯＲＴのブラッキング信号、３−１．３−２
゜・・・・・・はＯＲＴ及びＥＯ８の水平同期信号、４
はＣＲＴ及びＥＯ８の垂直同期走査信号、５−１．５−
２　、５−３　、５−４．・・・・・・はＯＲＴ画面の
水平方向移動信号、６−１．６−２．６−３．６−４．
・・曲はＣＲＴ画面の垂直方向移動信号、１１’）−１
゜１０−２・・・・・・は従来のサンプリング信号、１
１は従来の水平走査信号、１５　、１５’は夫々ＥＯ８
あるいは０几Ｔの水平走査コイル、Ｉ　８　、１８’は
夫々ＥＯ８あるいはＣＲＴの垂百走変コイル、２１はブ
ラッキング信号の位相切換ＳＷ、２６は多位相表示切換
ＳＷ、３０は電子光学系（ＥＯ８）、３２はシリコンデ
イテ’７　夕ＳｉＤ　、　３１　ハＳＡＭＰＬＥ。 ３７励磁コイルである。 特許出願人　新技術開発事業団

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同時的かつ高速に変化する観察対象のイメージ信号から
   特定位相のものを順次サンプリングして特定位相の画像
   を得る走査型動的観察装置において、被観察対象からの
   イメージ信号を１定時間幅で複数サンプリングするイメ
   ージ信号サンプリング手段と、該イメージ信号サンプリ
   ング手段における各サンプリング期間に被観察対象とデ
   ィスプレイとを夫々同期して走査する同期走査手段と、
   被観察対象の１定領域にわたってディスプレイと同期し
   て前記同期走査手段とにより面走査する１定領域走査手
   段と、前記イメージ信号サンプリング手段により得られ
   た複数の特定位相の各イメージ信号に対応する夫々の位
   置信号をディスプレイの１ｉＪ記同期走査手段及び前記
   １定領域走査手段とに重畳させる位相表示Ｘ受手段と、
   前記サンプリングされた複数のイメージ信号を表示する
   ディスプレイ表示手段とからなることを特徴とする多位
   相同時観察装置。