JPS59944B2 - インキヨクセンカンノ アカルサ チヨウセイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陰極線管の画面の明るさを設定するに好適な陰
極線管の明るさ調整装置に関する。

一般に陰極線管（以下これをＣＲＴと略称する）の画面
の明るさの調整はＣＲＴのカソードあるいはグリッド電
圧を制御することによつて行われている。このことは上
記ＣＲＴのカソードから発生する電子ビームの電流（以
下これを単にビーム電流と記す）を制御するものであり
、後述するＣＲＴ内に設けられ、且つ高電圧が印加され
ている導電膜によつて上記ビーム電流を加速し、それに
よつてビーム電流はＣＲＴの螢光面に当つて光を発する
ものである。このＣＲＴの画面上の明るさは例えば走査
型電子顕微鏡等で微細な試料を拡大しこれをＣＲＴ上に
表示して写真撮影を行う場合に特に重要となつてくる。
以下本発明の理解を容易にするために、走査型電子顕微
鏡（以下これをＳＥＭと略称する）を例にとつて説明す
ることにする。

第１図はＳＥＭに備えられているＣＲＴの明るさを調整
する（以下輝度調整と記す）概略構成図の一例である。
第１図において電子銃１より発せられたｌ次電子３はス
リット２、収束レンズ４、対物レンズ６を通つて試料Ｔ
上をビーム状となつて照射することになる。また５は偏
向コイルであつて上記１次電子３を周期的に繰り返えし
て偏向させ試料７上を２次元的に走査させるためのもの
である。なお、図示は省略されているが上記偏向コイル
５は偏向電源に接続されており、同時に上記偏向電源の
もう一つの出力はＣＲＴＩＩの偏向コイル（図示省略）
にも接続されており、ＣＲＴＩＩの螢光面上を走査する
ビーム電流の走査周期は試料面上を走査する１次電子の
走査周期と同期するように構成されている。１次電子３
の照射を受けた試料７の表面からは２次電子８が発生し
、これを検出器９でもつて検出し、その検出出力は増巾
器１０へ導びかれる。

ここで増幅された検出信号はＣＲＴｌｌのグリツド１９
に導入され、輝度変調されてＣＲＴｌｌの螢光面上に拡
大された試料像が表示されることになる。なお１５は可
変抵抗器であり該抵抗器１５（以下これをＶＲｌと記す
）の両端に加えられた電圧を所定の電圧に分圧してその
電圧を固定抵抗器１３を介して増幅器１０の入力端子に
導びいている。上記したＶＲｌによつて分圧される電圧
を決定することは結局、増幅器１０の出力側に接続され
ているＣＲＴｌｌのグリツド１９のバイアス電圧を決定
することであり、言い換えるとＣＲＴｌｌのカソード２
０から発生するビーム電流の大きさを決定することにな
る。なお１８はＣＲＴｌｌのグリツド１９に接続された
電圧計である。一方ＣＲＴｌｌのカソード２０にはもう
一つの可変抵抗器１６（以下これをＶＲ，と記す）が接
続されており、その一端には電圧Ｅ。が与えられている
固定抵抗器１４が接続されており、その他端にはトラン
ジスタ１７が接続されている。なお、トランジスタ１７
はそのベースに印加されるパルスによつてＣＲＴにブラ
ンキングをかけるためのものであり、その詳細の説明は
省略する。前述したＶＲ，の摺動部を可変することによ
つてＣＲＴｌｌのカソード２０の電圧が変化することに
なる。

またこのことはＣＲＴのビーム電流を変化させることに
もなり、言い換えればＣＲＴの画面の明るさをもこのＶ
Ｒ，でもつて調整することができることになる。以上説
明した如く、従来のＳＥＭにおけるＣＲＴの輝度調整は
ＣＲＴのグリツドの電圧およびカソードの電圧を変化さ
せて行われているものである。

更にこれら２つの電圧を設定する場合の方法について具
体的に説明する。即ちこれら２つの電圧を調整するため
の２つの可変抵抗器のうち前者のグリツド電圧を変化さ
せるためのＶＲｌはＣＲＴの輝度を調整するものであり
、カソード電圧を変化させるＶＲ，はＣＲＴの交換時、
或いはＣＲＴの経年変化によつて生ずる輝度の変化を補
正するためのものである。この意味から、まずＣＲＴの
輝度を補正するために、ＶＲｌを調整してグリツド電圧
が零電圧になるようにし、その状態でＶＲ２を調整して
ＣＲＴの画面上にビームの周期的な偏向によつて表わさ
れるラスターがわずかに見える程度にする。そしてその
後でＶＲ，を再び調整して実際にＣＲＴの明るさをＣＲ
Ｔのグリツド電圧が所定の値になるように電圧計１８の
指針を見ながら調整するものである。勿論上記したグリ
ツド電圧とビーム電流の大きさとはＣＲＴの種類によつ
ても異なるが、ある一定の相関があり、また上記ビーム
電流の大きさと画面の明るさの比は第２図に示す如く、
ほぼ直線的な関係にあるため（第２図の横軸はＣＲＴの
ビーム電流を示し、縦軸は画面の明るさの比を示してい
る）、上記グリツド電圧によつて最適な画面の明るさを
類推することができる。しかしながらＣＲＴの画面の明
るさは、現在最終的には人間の目で判断するものであり
、その判断もまちまちであり個人差が必ず生ずるもので
ある。

このことは特にＣＲＴの交換時に起る輝度の変化、ある
いはＣＲＴの経年変化によつて生ずる輝度の変化も、単
にグリツド電圧の大きさのみでその輝度を判断すること
は危険である。またＳＥＭにおいては試料の拡大像を写
真撮影する場合が多いが、その時に試料上を走査する１
次電子線の走査時間は一般に遅く、一画面を構成させる
に必要な上記走査時間は試料の種類やフイルムの種類等
によつても異なるが、長い場合で１００秒以上のものが
あり、またその走査時間は大巾に変える場合がある。し
たがつてこのように走査速度が遅いと（このことは前述
した走査時間が長いことに対応する）、ＣＲＴの画面上
では走査速度でもつて決まる何本かのラスターが画面の
上部から下部に帯状となつて移動する如く観察されるた
め、この帯状となつているラスターを画面全体の明るさ
としてとらえることは非常に困難となる。例えグリツド
電圧がＣＲＴの輝度に対応するとは言つても、上記電圧
は単なる輝度の目安にしかなつていないのが現状である
。輝度を一定にすると言う事は、光量の積分値を一定に
することである。

したがつて如何に撮影条件が変わつても常に上記光量の
積分値、言い換えるとビーム電流の積分値を一定にしな
くてはならない。しかし現状ではＣＲＴのグリツド電圧
とビーム電流の相関は非直線的であり、またＣＲＴ内部
の幾何学的寸法や材料等によつて生ずる特性にバラツキ
があるため、グリツド電圧と、輝度とを一義的に関係づ
けることは非常に困難なことである。以上の理由からＳ
ＥＭにおけるＣＲＴの輝度設定は単なる目安として設定
されていたものでありこの輝度設定に習熟するためには
長い間の経験が必要とされていた。

本発明はかかる問題を解決せんがために成されたもので
あつて、その目的とするところは容易に陰極線管の最適
輝度を設定することができる陰極線管の明るさ調整装置
を提供するにある。

第３図は本発明に基ずく上記した明るさ調整装置の構成
図の一例を示すものである。

同図において１１は前述したＣＲＴであり、このＣＲＴ
内部にある導電膜に高電圧を印加するための高圧発生回
路２２が接続されている。一方上記した高圧発生回路２
２は積分器２３に接続されており、該積分器２３の出力
はサンブルホールド回路２４を経て指示器２５（例えば
電圧計、電流計またはデジタル表示器等）へ接続されて
いる。また積分器２３およびサンプルホールド回路に夫
々備えられている端子２７および２８は積分器の積分値
をりセツトさせるための端子、またサンプルホールド回
路に積分器からの積分値をホールド指令を与えるための
ものである。１９はＣＲＴｌｌのグリツドであり、ビデ
オ信号入力端子２６からのビデオ信号が上記グリツド１
９に導びかれる、また２０はカソードであり、該カソー
ドには制御回路２１が接続されている。

この制御回路２１は第１図で説明したＣＲＴの輝度調整
回路およびブランキング回路等より構成されているもの
である。次にその動作を説明する。

先に説明したようにＣＲＴ画面の明るさはビーム電流に
よつて決められるものであり、ＳＥＭなどの如くＣＲＴ
の画面上を走査するビーム電流の走査速度が写真撮影の
時の撮影条件によつて大巾に変える必要がある場合、そ
の走査速度によつてビーム電流を変える必要がある。例
えばビーム電流を一定にしても走査速度を大にすればＣ
ＲＴ上の画面としては非常に暗いものとなる。

したがつて本発明はビーム電流がＣＲＴ上のＹ軸方向に
走査して一画面を構成するに必要なビーム電流の総量す
なわち積分値をもつてＣＲＴの明るさを定めようとする
ものである。

即ち、第３図においてＣＲＴｌｌの内部にある導電膜に
高圧発生回路２２の高電圧が印加されていると、実際に
は前述した電子ビーム電流の流れの方向に対して反対の
高圧電流が流れることになる。

この高圧電流の流れ方向はＣＲＴ内のグリツド１９、カ
ソード２０を経て制御回路２１を通り更に制脚回路２１
と積分器２３のアースを経て高圧発生回路２２に戻る循
環電流となる。勿論この高圧電流は上記ビーム電流と同
等と見なされるものである。したがつてビーム電流がＣ
ＲＴ上を走査し、一画面がＣＲＴ上に構成されるまでの
間、上記積分器２３は上記ビーム電流と同等と見なすべ
き高圧電流（以下これをビーム電流と記す）を積分し、
その積分値はビーム電流によつて一画面の走査が終了す
る時点で次のサンプルホールド回路２４によつてホール
ドされる。

勿論サンプルホールドの指令は端子２８にホールド指令
を導入することによつて行われる。また積分器２３はサ
ンプルホールド回路２４に積分器の積分値がホールドさ
れると、端子２７からのりセツト信号によつてりセツト
され、２回目の画面を走査するビーム電流が積分される
ことになる。このように積分器によつてビーム電流が積
分されている期間中は前回ビーム電流が一画面を走査す
るに要したビーム電流の積分値がホールドされており、
この値は指示器２５によつて指示されることになる。

なおサンプルホールド回路はなくてもよいが、ビーム電
流による一画面の走査時間が短かくなると指示器２５の
追従性が悪くなり、正確な指示が得られなくなるために
設けられたものである。このようにＣＲＴのビーム電流
によつて一画面を走査する時の該ビーム電流の積分値は
ＣＲＴの光量の積分値、言い換えると画面の平均的な明
るさに比例することになる。

したがつて、従来ＣＲＴのグリツド電圧を調整し、その
値をもつて間接的にビーム電流の大きさ、言い換えると
画面の明るさを設定していたのに対し、本発明では直接
ＣＲＴの平均的な明るさに比例するビーム電流の積分値
を設定することにより、より正確に明るさを設定するこ
とが可能となる。特にビーム電流の走査速度を大１悄こ
変化させた場合、従来装置でのビーム電流の再設定は操
作者の経験、および勘にたよるところが大きく、その設
定には熟練が必要とされていた。しかしながら本発明に
よつてその問題は前述した如く一挙に解決されることに
なり、その効果は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は走査型電子顕微鏡の概略構成図、第２図は陰極
線管のビーム電流に対する画面の明るさの関係を示すグ
ラフ、第３図は本発明に基ずく陰極線管周辺の回路構成
を示す図である。 符号の説明、１１・・・・・・陰極線管、１５，１６・
・・・・・可変抵抗器，１８・・・・・・電圧計、１９
・・・・・・グリツド、２０・・・・・・カソード、２
１・・・・・・制御回路、２２・・・・・・高圧発生回
路、２３・・・・・・積分器、２４・・・・・・サンプ
ルホールド回路、２５・・・・・・指示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料を電子ビームで２次元的に走査し、それによつ
   て上記試料から得られる情報信号にもとづいて上記試料
   の像を陰極線管に表示するように構成され、かつ上記電
   子ビームによる上記試料の走査速度を可変するように構
   成されていると共に、上記陰極線管のグリッド電圧およ
   びカソード電圧の少なくとも一方を可変して上記陰極線
   管のビーム電流を調整することにより上記陰極線管の明
   るさを調整するように構成されているものにおいて、上
   記陰極線管の一画面に亘る上記ビーム電流の総量を得る
   ように上記ビーム電流を上記陰極線管の一画面に亘つて
   積分するための積分手段とそのようにして積分された積
   分値を指示するための指示手段とを備えたことを特徴と
   する陰極線管の明るさ調整装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の発明において、上記積分手
   段によつて得られる積分値をホールドするためのサンプ
   ルホールド手段を備えたことを特徴とする陰極線管の明
   るさ調整装置。