JPS61138443A - 電子顕微鏡像記録読取装置 - 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】 （発明の分野） 本発明は電子顕微鏡像の記録読取装置に関するものであ
り、特に詳細には電子顕微鏡像を高感度で記録し、また
各種画像処理可能に電気信号で読み取るようにした電子
顕微鏡像の記録読取装置に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、試料を透過させた電子線を電界あるいは磁界
によって屈折させて、試料の拡大像を得る電子顕微鏡が
公知となっている。周知のようにこの電子顕微鏡におい
ては、試料を透過した電子線により対物レンズの後熱平
面に試料の回折パターンが形成され、その回折線が再び
干渉して試料の拡大像が形成されるようになっている。

したがって投影レンズにより上記拡大像を投影すれば試
料の拡大像（散乱像）が観察され、また上記後熱平面を
投影すれば拡大された試料の回折パターンが観察される
。なお対物レンズと投影レンズとの間に中間レンズを配
置しておけば、この中間レンズの焦点距離調節により、
上述の拡大像（散乱像）あるいは回折パターンが随意に
得られる。

上述のようにして形成される拡大像あるいは回折パター
ン（以下、一括して透過電子線像と称する）を観察する
ため従来は一般に、投影レンズの結像面に写真フィルム
を配して透過電子線像を露光させたり、あるいはイメー
ジインテンシファイアを配して透過電子線像を増幅投影
するようにしていた。しかし写真フィルムは電子線に対
して感度が低い上用像処理が面倒であるという欠点を有
し、一方イメージインテンシファイアを用いる場合、画
像の鮮鋭度が低い上、画像に歪みが生じやすいという問
題がある。

また上記のような透過電子線像に対しては、像を見易く
する等の目的で階調処理、周波数強調処理、濃度処理、
減算処理、加算処理等の画像処理や、フーリエ解析法に
よる３次元像の再構成、画像の２値化および粒子径測定
等のための画像解析、さらには回折パターンの処理（結
晶情報の解析、格子定数、転移、格子欠陥の解明等）等
の処理が施されることが多いが、このような場合従来は
、写真フィルムを現像して得た顕微鏡像をミクロフォト
メータで読み取って電気信号に変換し、この電気信号を
例えばＡ／Ｄ変換してからコンピュータにより処理する
という煩雑な作業を行なっていた。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、電子顕微鏡像を高感度、高画質で記録可能で、しかも
各種処理が容易となるように、顕微鏡像を担持する電気
信号が直接得られる電子顕微鏡像記録読取装置を提供す
ることを目的とするものである。

（発明の構成）　　・ 本発明の電子顕微鏡像記録読取装置は、電子顕微鏡の結
像面に固定され、試料を透過した電子線のエネルギーを
蓄積する２次元センサと、この２次元センサを光ビーム
または熱線により走査して該センサに蓄積された上記電
子線エネルギーを光として放出させる励起手段と、上記
２次元センサからの放出光を光電的に検出する光検出器
と、 上記放出光の検出がなされたのち前記２次元センサに光
照射または加熱を行なって、該センサに残存しているエ
ネルギーを放出させる消去手段とから構成されたもので
ある。

上記２次元センサを構成する材料として具体的には、例
えば特開昭５５−１２４２９号、同５５−１１６３４０
号、同５５−１６３４７２号、同５６−１１３９５号、
同５６−１０４６４５号公報等に示される蓄積性螢光体
が特に好適に用いられうる。すなわち、ある種の螢光体
に電子線等の放射線を照射するとこの放射線のエネルギ
ーの一部がその螢光体中に蓄積され、その後その螢光体
に可視光等の励起光を照射するか又は加熱すると、蓄積
されたエネルギーに応じて螢光体が螢光（輝尽発光又は
熱螢光）を示す。このような性質を示す螢光体を蓄積性
螢光体と言う。

また、上述の２次元センサの材料として、例えば特公昭
５５−４７７１９号同５５−４７７２０号公報等に記載
されている熱螢光体を用いることもできる。この熱螢光
体は主として熱の作用によって蓄積している放射線エネ
ルギーを熱螢光として放出する螢光体を言う。

２次元センサは通常は支持体とこの支持体上に積層され
た蓄積性螢光体層または熱螢光体層とからなる。これら
螢光体層は螢光体を適当な結合剤中に分散させて形成し
たものであるが、この螢光体層が自己支持性である場合
、支持体を用いずにそれ自体で２次元センサとなりうる
。

上記励起手段としては、＠ｅ−Ｎｅレーザや半導体レー
ザ等の励起光源あるいはＣＯ２レーザ等の熱線源と、ガ
ルバノメータミラー、ポリゴンミラー（回転多面鏡）、
ホログラムスキャナ、ＡＯＤ（音響光学光偏向器）等を
組み合せたＸ−Ｙ両方向偏向手段が使用される。

電子顕微鏡の結像面に配置された２次元センサに透過電
子線による電子顕微鏡像を蓄積記録したならば、この２
次元センサを可視光等の励起光または熱線でＸ−Ｙ両方
向に走査して螢光を生ぜしめる。この螢光は２次元セン
サの前記走査側と１１反対の側に、励起光波長の光また
は赤外線をカットする光学フィルターと読取り時に開く
光シヤツターを介して該２次元センサに密着または近接
して設（ブたフォトマル、ＣＯＤ等の光検出手段によっ
て光電的に読み取られ、透過電子線像に対応する電気信
号が得られる。なお上記の光学フィルターの機能を２次
元センサの支持体にもたせることが好ましい。こうして
得られた電気的画像信号を用いれば、ＣＲＴ等のディス
プレイに電子顕微鏡像を表示させることもできるし、あ
るいはハードコピーとして永久記録すすることもできる
し、さらには上記画像信号を一旦磁気テープ、磁気ディ
スク、光ディスク、光磁気ディスク等の記憶媒体に記憶
させておくこともできる。

本発明の電子顕微鏡像記録読取装置においては、蓄積性
螢光体シート等の２次元センサに電子顕微鏡像を蓄積記
録するようにしたから、電子顕微鏡像を高感度で記録す
ることが可能になり、したがって電子顕微鏡の電子線露
光歯を低減でき、試料の損傷を少なくすることができる
。また本発明装置によれば、電子顕微鏡像が直接電気信
号として読み取られるから、電子顕微鏡像に階調処理、
周波数強調処理等の画像処理を施すことも極めて容易に
なり、また前述したような回折パターンの処理や、３次
元像の再構成、画像の２値化等の画像解析も、上記電気
信号をコンピュータに入力することにより、従来に比べ
極めて簡単かつ迅速に行なえるようになる。

また、２次元センサを真空系内に固定し、光ビーム又は
熱線でＸ−Ｙ方向に走査するようにしたから、読取り操
作のたびに真空系を破る必要がなく、また２次元センサ
を副走査方向へ移動させる手段が不要となり装置をコン
パクトに作ることができるうえ、光検出器を光学フィル
ター、光シヤツターを介して２次元センサ走査される側
とは反対の側に密着または近接して設けることができる
ので受光立体角が大きくとれ、Ｓ／Ｎが良化する。

本発明において利用される蓄積性螢光体の例としては、 米国特許第３．８５９，５２７号明細書に記載されｒい
るＳｒＳ：Ｃｅ、Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｅｕ。

Ｓｍ、ＴｈＯ２：　Ｅ　ｒ、およびＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
、３ｍなどの組成式で表わされる螢光体、特開昭５５−
１２１４２号公報に記載されているＺｎＳ：Ｃｕ、ｐｂ
、Ｂａ０−ＸＡｌｚ○３：Ｅｕ［ただし、０．８≦Ｘ≦
１０］、および、Ｍ”０−ｘＳ　ｌｏ２　：Ａ　［ただ
し、Ｍ２＋はＭｇ、Ｃａ、５ｒＳＺｎ、Ｃｄ、またはＢ
ａであり、ＡはＣｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｐｂ、Ｔ９Ｊ
、Ｂ　ｉ。

またはＭｎであり、Ｘは、０．５≦Ｘ≦２．５であるコ
などの組成式で表わされる螢光体、特開昭５５−１２１
４３号公報に記載されている（Ｂａｔ−ｘ−ｙ、ＭＧｘ
、　Ｃａｙ　）　ＦＸ　：　ａＥｕ”［ただし、ＸはＣ
見および３ｒのうちの少なくとも一つで、Ｘおよびｙは
、０＜ｘ十ｙ≦０．６、かつｘｙｆ＝Ｏであり、ａは、
１０゛６≦ａ≦５×１０−２である］の組成式で表わさ
れる螢光体、特開昭５５−１２１４４号公報に記載され
ているＬｎＯＸ：ＸＡ［ただし、ｌ−ｎはＬａ、Ｙ、Ｇ
ｄｌおよびＬｕのうちの少なくとも一つ、ＸはＣ免およ
びＢｒのうちの少なくとも一つ、ＡはＣｅおよびＴｂの
うちの少なくとも一つ、そして、Ｘは、Ｑ＜ｘ＜０．１
である］の組成式で表わされる螢光体、 特開昭５５−１２１４５号公報に記載されている（Ｂａ
ｔ−ｙ　、　Ｍ”Ｘ　］　ＦＸ　：　ｙ△［ただし、Ｍ
ｌはＭＣＩ、Ｃａ１Ｓｒ、　Ｚｎ、およびｃｄのうちの
少なくとも一つ、ＸはＣ９Ｊ、Ｂｒ１およびＩのうちの
少なくとも一つ、ＡはＥＵ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、ＤＶ、
ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、およびＥｒのうちの少なくと
も一つ、そしてＸは、Ｏ≦Ｘ≦０．６、ｙは、０≦ｙ≦
０．２であるコの組成式で表わされる螢光体、 特開昭５５−１６００７８号公報に記載されているＭ　
　ＦＸ−ｘＡ：ｙＬｎ［ただし、Ｍ　はＢａ、　Ｃａ、
３ｒ、ＭＯ，Ｚｎ、およびｃｄのうちの少なくとも一種
、ＡはＢｅｄ、　ＭｇＯ，Ｃａｂ。

ＳｒＯ，ＢａＯ１Ｚ　ｎ　Ｏ，Ａ　９Ｊ２０３　、Ｙ２
０３、Ｌａ２Ｏ３、Ｉｎｚ　０３　、Ｓ　！０２、Ｔ免
０２．７ｒ０２　、ＧｅＯ２，５ｎｏ２　、Ｎｂ２０５
　、Ｔａ２０５、およびＴ　ｈ　Ｏ２のうちの少なくと
も一種、ＬｎはＥｕＸＴｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、　Ｄｙ、Ｐｒ
。

ＨＯｌＮｄ、ＹｂＸＥｒ、Ｓｍ、およびＧｄのうちの少
なくとも一種、ＸはＣ９，、Ｂｒ、およびＩのうちの少
なくとも一種であり、Ｘおよびｙはそれぞれ５Ｘ１０−
５≦Ｘ≦０．５、および０＜ｙ≦０．２である］の組成
式で表わされる螢光体、特開昭５６−１１６７７７号公
報に記載されている（Ｂａｔ−ｘ　、Ｍ　Ｘ）Ｆ２　・
ａＢａＸ２　：　ｙＥＵ、ＺＡ［ただし、Ｍ　はベリリ
ウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜
鉛、およびカドミウムのうちの少なくとも一種、Ｘは塩
素、臭素、および沃素のうちの少なくとも一種、Ａはジ
ルコニウムおＪ：びスカンジウムのうちの少なくとも一
種であり、ａ、ｘ、ｙ、および２はそれぞれ０．５≦ａ
≦１．２５．０≦Ｘ≦１．１０−６≦ｙ≦２×１０−＋
１およびＱ＜ｚ≦１０”である］の組成式で表わされる
螢光体、 特開昭５７−２３６７３号公報に記載されている（Ｂａ
ｔ−×、ＭＸ）Ｆ２　・ａＢａＸ２：ＶＥｕ。

ＺＢ［ただし、Ｍ　はベリリウム、マグネシウム、カル
シウム、ストロンチウム、亜鉛、およびカドミウムのう
ちの少なくとも一種、Ｘは塩素、臭素、および沃素のう
ちの少なくとも一種であり、ａｌｘ、ｙ、及び２はそれ
ぞれ０．５≦ａ≦１．２５、Ｏ≦Ｘ≦１．１０″［Ｉ≦
ｙ≦２Ｘ１０−１、およびＱ＜ｚ≦１０４である］の組
成式で表わされる螢光体、 特開昭５７−２３６７５号公報に記載されている（Ｂａ
ｔ−ｘ　、　ＭＸ　）　Ｆ２　・ａＢａＸ２：　ｙＥｕ
ｌｚＡ［ただし、ＭＸはベリリウム、マグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウム、亜鉛、およびカドミウムの
うちの少なくとも一種、Ｘは塩素、臭素、および沃素の
うちの少なくとも一種、Ａは砒素および硅素のうちの少
なくとも一種であり、ａ、Ｘ。

ｙｌおよび２はそれぞれ０．５≦ａ≦１．２５．０≦ｘ
≦１．１０（Ｉ≦ｙ≦２Ｘ１０−１、およびＯ〈２≦５
Ｘ１０’である］の組成式で表わされる螢光体、 特開昭５８−２０６６７８号公報に記載されているＢ　
ａ　１−Ｘ　ＭｘｌｚＬｘ／ｚＦ　Ｘ　：　’ｊ　Ｅ　
ｕ　”　［ただし、Ｍは、Ｌ　ｉ　、Ｎａ％に、Ｒｂ、
およびＣ８からなる群より選ばれる少なくとも一種のア
ルカリ金属を表わし：Ｌは、５ｃ１ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒｌＮｃＪｌＰｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ１ＬＬＩＳＡ９Ｊ、ＧａＳ　Ｉｎ、およ
びＴ９Ｊからなる群より選ばれる少なくとも一種の三価
金属を表わし；Ｘは、（４，Ｂｒ、および■からなる群
より選ばれる少なくとも一種のハロゲンを表わし；そし
て、Ｘは１０’２≦Ｘ≦０．５、ｙはＯ＜ｙ≦０．１で
ある］組成式で表わされる螢光体、 特開昭５９−２７９８０号公報に記載されてい、８Ｂａ
ＦＸ−ｘＡ　：　ｙＥｕ”　［ただし、Ｘは、Ｃ免、Ｂ
ｒ、および■からなる群より選ばれる少なくとも一種の
ハロゲンであり；Ａは、テトラフルオロホウ酸化合物の
焼成物であり；そして、Ｘは１０４Ｉ≦Ｘ≦０．１、Ｖ
はｏ＜ｙ≦Ｏ，ＩＦある］の組成式で表わされる螢光体
、 特開昭５９−４７２８９号公報に記載されているＢａＦ
Ｘ　Ｉ　ｘＡ　：　ＶＥｕ２÷［ただし、Ｘは、Ｃ見、
３ｒ、および■からなる群より選ばれる少なくとも一種
のハロゲンであり；Ａは、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキ
サフルオロチタン酸およびヘキサフルオロジルコニウム
酸の一価もしくは二価金属の塩からなるヘキサフルオロ
化合物群より選ばれる少なくとも一種の化合物の焼成物
であり；そして、Ｘは１０′８≦Ｘ≦０．１、ｙはＯ＜
ｙ≦０．１であるコの組成式で表わされる螢光体、特開
昭５９−５６４７９号公報に記載されているＢａＦＸ−
ｘＮａＸ’　　：ａＥｕ”　［ただし、ＸおよびＸ′は
、それぞれＣ９Ｊ、Ｂｒ、おＪ：びＩのうちの少なくと
も一種であり、ＸおよびａはそれぞれＯ＜ｘ≦２、およ
びＱ＜ａ≦０．２である］の組成式で表わされる螢光体
、 特開昭５９−５６４８０号公報に記載されていよ るＭ　　ＦＸ−ｘＮａＸ’　　：　ＶＥｕ２＋：Ｚ　Ａ
　［ただし、Ｍｌ　は、Ｂａ、Ｓｒ、およびＣａからな
ル群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属で
あり；ＸおよびＸ′は、それぞれＣ９，、Ｂｒ、および
Ｉからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲンで
あり；Ａは、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、　Ｆｅ。

ＣＯｌおよびＮｉより選ばれる少なくとも一種の遷移金
属であり；そして、ＸはＯ＜ｘ≦２、ｙはＱ＜ｙ≦０．
２、およびＺはＱ＜ｚ≦１０−２である］の組成式で表
わされる螢光体、 本出願人にＪ：る特開昭５９−７５２００号公報に記載
されているＭｌｒ−ＦＸ　−ａＭ”　　Ｘ’　　−ｂＭ
”Ｘ″２　・ＣＭ’Ｘ’″′３　・ｘＡ：ｙＥｕ２＋［
ただし、Ｍ　はＢａ、３ｒ、およびＣａからなる群にり
選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属であり；Ｍ
　はＬ　１１Ｎａ、に、Ｒｂ、およびＣｓからなる群よ
り選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属であり、Ｍ　
　はＢｅおよびＭｇからなる群より選ばれる少なくとも
一種の二価金属であり：Ｍ１はＡＬ、Ｇａ、ｉ　ｎ、お
よびＴ９．からなる群より選ばれる少なくども一種の三
価金属であり；Ａは金属酸化物であり：ＸはＣ９，，３
ｒ、および■からなる群より選ばれる少なくとも一種の
ハロゲンであり：　Ｘ　ｌ　、Ｘ　Ｉ＋、およびＸ″′
は、Ｆ１Ｃ９Ｊ、Ｂｒ、およびＩからなる群より選ばれ
る少なくとも一種のハロゲンであり；そして、ａは０≦
ａ≦２、ｂは、０≦ｂ≦１０′２、ｃはＯ≦Ｃ≦１０確
、かつａ十す十Ｃ≧１０−’であり：ＸはＱ＜ｘ≦０．
５、ｙは０＜ｙ≦０．２である］の組成式で表わされる
螢光体、 特願昭５８−１９３１６１号明細書に記載された Ｍ　　　、Ｘ２−ａＭ　　Ｘ’　　２　　：Ｘ　　ＥＩ
Ｊ　　２＋［ただし、ＭＡＬはＢａ、ＳｒおよびＣａか
らなる群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金
属であり；ＸおよびＸ′はＣ９，、ＢｒおよびＩからな
る群より選ばれる少なくとも一種のハロゲンであって、
かつｘｆ−ｘ’であり；そしてａは０゜１≦ａ≦１０．
０の範囲の数値であり、Ｘは０〈×≦０．２の範囲の数
値である］なる組成式で表わされる螢光体、 などを挙げることができる。

ただし、本発明に用いられる蓄積性螢光体は上述の螢光
体に限られるものではなく、電子線を照射したのちに励
起光を照射した場合に、輝尽性発光を示す螢光体であれ
ばいかなるものであってもよい。

また好ましく使用し得る熱螢光体としてはＮａ２ＳＯ４
、ＭｎＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４等
の硫酸化合物にＭｎ、Ｄｙ、　Ｔｍ等の微母の添加物を
少なくとも一種添加した化合物が挙げられる。

これらの螢光体を用いた２次元センサは保護層を有して
いてもよい。この保護層に導電性をもたせれば電子線に
よるチャージアップを防止することができる。またその
螢光体層は特開昭５５−１６３５００号公報に開示され
ているように顔料又は染料で着色されていてもよい。

（実Ｍ態様） 以下、図面を参照して本発明の実施態様を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施態様による電子顕微鏡像記録読
取装置の大略を示すものである。電子顕機銃１の鏡体Ｆ
！！１１　ａは、一様の速度の電子線２を射出する電子
銃３と、電子線２を試料面に絞り込む磁気レンズ、静電
レンズ等からなる少なくとも１コの集束レンズ４と、試
料台５と、上記集束レンズ４と同様の対物レンズ６と、
投影レンズ７どを有してなる。試料台５上に載置された
試料８を透過した電子線２は上記対物レンズ６により屈
折され、該試料８の拡大散乱像８ａを形成する。この拡
大散乱像８ａは投影レンズ７により、結像面９に結像投
影される（図中の８ｂ）。

上記鏡体部１ａの下方には、本発明による電子顕微鏡像
記録読取装置１０が配置されている。この電子顕微鏡像
記録読取装置１０は、鏡体部１ａ内の前記結像面９に固
定された蓄積性螢光体からなる２次元センサ（以下、蓄
積性螢光体シート１１という）と、励起光源１２および
光走査系１３からなる励起手段と、前記鏡体部１ａの周
壁に設けられた透光窓１４を介して上記蓄積性螢光体シ
ート１１に対向するように配されたフォトマル１５と、
消去光源１６とを有している。

上記蓄積性螢光体シート１１は前述したような蓄積性螢
光体が透明支持体上に層成されてなるものである。また
励起光源１２は一例としてＨｅ−Ｎｅレーザ、半導体レ
ーザ等からなり、光走査系１３は第１おＪ：び第２の光
偏向器１３ａ、１３ｂと、固定ミラー１３Ｃとからなる
。第１および第２の光偏向器１３ａ、１３ｂとしてはそ
れぞれ、ガルバノメータミラー、ポリゴンミラー、ホロ
グラムスキャナ、ＡＯＤ等の公知の光偏向器が使用され
うる。励起光源１２から射ｄ１された励起光ビーム１２
ａは第１の光偏向器”１３ａにより偏向されるとともに
、第２の光偏向器１３ｂにより上記偏向の方向と直角な
方向（図の矢印へ方向）に偏向され、例えば鉛ガラス等
が嵌め込まれた透光窓２１を透過して鏡体部１ａ内に入
射し、固定ミラー１３Ｇにおいて反射して前記蓄積性螢
光体シート１１上に入射する。このようにして蓄積性螢
光体シートは光ビームによりＸ−Ｙ両方向に走査される
。なお図示はしないが、励起光源１２から発せられた励
起光ビーム１２ａは、輝尽発光光の波長領域をカットす
るフィルターを通過させ、ビームエキスパンダーにより
ビーム径を調整した後、光偏向器１３ａ、１３ｂで偏向
され、次いでｆθレンズを通過させて均一なビーム径と
なされ蓄積性螢光体シートに入射されるのが好ましい。

また前記消去光源１６は蓄積性螢光体シート１１の励起
波長領域に含まれる光を発生するものである。

そして上記Ｍ２の光偏向器１３ｂと固定ミラー１３Ｃと
の間において励起光ビーム１２ａの光路中に入る位置と
、該光路から外れた位置とをとりうるミラー１７が配設
されている。前記消去光源１６が発する消去光１６ａは
レンズ１８によって集光され、上記ミラー１７が励起光
ビーム１２ａの光路中に入る位置に設定されていれば、
該ミラー１７および固定ミラー１３Ｃにおいて反射して
蓄積性螢光体シート１１を全面的に照射する。また対物
レンズ７と蓄積性螢光体シート１１との間において鏡体
部１ａには、電子線２を遮断しうるシャッター１９が設
けられている。そして前記透光窓１４には、蓄積性螢光
体シート１１が発する輝局発光光（後に詳述する）のみ
を透過させ、前記励起光ビーム１２ａを取り除く光学フ
ィルタを備えたガラス２０が嵌着されている。また鏡体
部１ａの内部は通常の電子顕微鏡におけるのと同様に、
上記蓄積性螢光体シート１１が配置されている部分も含
めて、電子顕微鏡稼動中は真空ポンプ等の公知の手段に
より真空状態に維持される。

次に上記構成の電子顕微鏡像記録読取装置１０による電
子顕微鏡像の記録、読取りについて詳しく説明する。前
述のシャッター１９を開くと（第１図図示の状態）、結
像面９に配置された蓄積性螢光体シート１１に、試料８
の拡大散乱像８ｂを担持する電子線２のエネルギーが蓄
積される。この電子線露出の際には光シャッタ２４は閉
じられていることが好ましい。次いでシャッター１９は
閉じられ光シヤツター２４は開かれて、続いて前述のよ
うにＸ−Ｙ両方向に偏向された励起光ビーム１２ａがシ
ート７７上に入射せしめられる。このように偏向された
励起光ビーム１２ａにより蓄積性螢光体シート１１は２
次元的に走査され、該シート１１は上記電子線エネルギ
ーのレベルに応じた強度の輝尽発光光を放出する。この
輝尽発光光はシート１１の裏側から、上記励起光ビーム
１２ａを取り除く光学フィルタを備えたガラス２０を介
してフォトマル１５によって受光され、輝尽発光光量が
光電的に読み取られる。

上記輝尽発光光をフォトマル１５によって読み取って得
られた電気信号は、画像処理回路２２に伝えられ必要な
画像処理が施された上、画像再生装置２３へ送られる。

この画像再生装置２３は、ＣＲＴ等のディスプレイでも
よいし、感光フィルムに光走査記録を行なう記録装置で
もよい。このように前記輝尽発光光量に対応した電気信
号を用いて画像を出力することにより、上記輝尽発光光
が担持する前記拡大散乱像８ｂが再生される。

なお、上記では光学フィルター、光シヤツター及びフォ
［・マルをこの順に２次元センサの前記走査側とは反対
の側に近接して真空系外に配置しであるが、２次元セン
サと密着して真空系内に配置させ゛てもよい。

前ｊホの画像読取りが終了した後、フォトマル１５と光
学フィルタガラス２０の間に設けられた光シヤツター２
４が閉じられ、ミラー１７は励起光ビーム１２ａの光路
中に入る位置に立てられ、そして消去光源１６が点灯さ
れる。それによりシート１１の表面には該消去光源１６
が発する消去光が照射される。蓄積性螢光体シート１１
に前記のように励起光ビーム１２ａが照射されても、該
シート１１に蓄積されていた電子線エネルギーがすべて
放出される訳ではなく、残像が残る場合がある。しかし
ここで上記のように蓄積性螢光体シー１〜１１に消去光
を照射すれば、上記残像が消去され、蓄積性螢光体シー
ト１１が再使用可能となる。

またこの消去光照射により、シート１１の螢光体中に不
純物として含まれている２２６Ｒａなどの放射性元素に
よるノイズ成分も放出される。上記消去光８！１６とし
ては、例えば特開昭５６−１１３９２号に示されている
ようなタングステンランプ、ハロゲンランプ、赤外線ラ
ンプ、キセノンフラッシュランプあるいはレーザ光源等
が任意に選択使用され得る。また読み取り用の励起光１
１ｉ１２を消去用に兼用してもよい。

上記のように拡大散乱像８ｂを蓄積性螢光体シート１１
に蓄積記録するに際しては、この拡大散乱像８ｂのピン
トを正しく合わせることが必要になる。このピント合わ
せは従来の電子顕微鏡におけるように、シャッター１９
の近辺に螢光スクリーンを配し、この螢光スクリーンに
電子線２による拡大散乱像８ｂを表示させ、鏡体部１ａ
の周壁に設けた観察窓越しにこの表示画像を見ながら電
子顕微鏡のピント合わせツマミ（図示せず）を操作して
行なうことができる。また上記のようにしして蓄積性螢
光体シート１１に記録した拡大散乱像８ｂをピント合わ
せ用画像として画像再生装置２３に再生し、この再生画
像を観察してピント状態を判断し、その判断結果に基づ
いて上記ピント合わせツマミを操作してピントを修正す
るようにしてもよい。この場合には、上記ピント合わせ
用画像を前述のようにして消去してから、ピントが正し
く合った拡大散乱像８ｂを試料観察のための画像として
蓄積性螢光体シート１１に再度記録し、読み取ればよい
。なお上記のようにピント合わせ用画像を蓄積性螢光体
シー１〜１１に記録して、画像再生装置２３において再
生する場合、ピント合わせ用画像は、最終出力画像と同
サイズに出力する必要はなく、最終出力画像の画像域内
の一部分について励起光照射、および輝尽発光光検出を
行ない、その一部分のみの画像を出力するようにしても
よい。そうすればこのピント合わせ用画像の再生に要す
る時間が短縮され、ピント合わせ作業の能率が向上する
。その他、ピント合わせ用画像の再生時に、最終出力画
像の再生におけるよりも大きい画素単位で画像読取りを
行なうようにしても、上記と同じ効果が得られる。

また上記ピント合わせ用画像は、単に拡大散乱像８ｂの
ピント合わせに利用するのみならず、最終出力画像の視
野範囲を決定するために利用することもできる。

なお鏡体部１ａの試料８と電子銃３との間にシャッター
を設け、撮影時以外は電子線２を遮断するようにすれば
、試料８の損傷が一層防止される。

以上透過電子線による試料８の拡大散乱像を記録再生す
る実施態様について説明したが、本発明は、前述した試
料の回折パターンを記録再生するために適用することも
できる。第２図は試料８の回折パターン８ｄを記録する
様子を示すものである。本実施態様において電子顕微鏡
４０は、対物レンズ６と投影レンズ７との間に中間レン
ズ４１を備えたものが使用され、対物レンズ７の後熱平
面に形成された試料８の回折パターン８Ｇは、上記後熱
平面に焦点を合わせた中間レンズ４１および投影レンズ
７により、結像面９に拡大投影される。この場合にも上
記結像面９に２次元センサとしての蓄積性螢光体シート
１１を配置すれば、該シート１１に透過電子線２による
上記回折パターン８Ｃの拡大像が蓄積記録される。この
蓄積記録された回折パターン８Ｃは、前記第１図で説明
したのと全く同様にして読取り可能であり、その読取り
像はＣＲＴに表示したり、あるいはハードコピーとして
再生したりすることができる。

更に記録条件の変動による影響をなくしあるいは観察性
の優れた電子顕微鏡像を得るためには、蓄積性螢光体シ
ート１１に蓄積記録した透過電子線像（拡大散乱像ある
いは拡大回折パターン）の記録状態、試料の性状、ある
いは記録方法等によって決定される記録パターンを試料
観察のための可視像の出力に先立って把握し、この把握
した蓄積記録情報に基づいてフォトマル１５の読取ゲイ
ンを適当な値に調節し、あるいは適当な信号処理を施す
ことが好ましい。まｌ〔、記録パターンのコントラスト
に応じて分解能が最適化されるように収録スケールファ
クターを決定することが、観察性のすぐれた再生画像を
得るために要求される。

このように可視像の出力に先立って蓄積性螢光体シート
１１の蓄積記録情報を把握する方法として、例えば特開
昭５８−８９２４５号に示されでいるような方法が使□
用可能である。すなわち試料８の観察のための可視像を
得る読取り操作（本読み）の際に照射すべき励起光のエ
ネルギーよりも低いエネルギーの励起光を用いて、前記
本読みに先立って予め蓄積性螢光体シート１１に蓄積記
録されている蓄積記録情報を把握するための読取り操作
（先読み〉を行ない、シート１１の蓄積記録情報を把握
し、しかる後に本読みを行なって、前記先読み情報に基
づいて読取ゲインを適当に調節し、収録スケールファク
ターを決定し、あるいは適当な信号処理を施すことがで
きる。

また上記のように読取ゲインあるいは収録スケールファ
クターを適当に調節し、あるいは適当な信号処理を施す
ためには、上記のような先読みを行なう他、前述したピ
ント合わせ用画像をＣＲＴ等のディスプレイに再生し、
このディスプレイを見ながら対話形式で適当な読取ゲイ
ン、収録スケールファクター、あるいは信号処理条件を
予め決定しておき、最終出力画像の再生時に、この予め
決定しておいた読取ゲイン、収録スケールファクターあ
るいは信号処理条件に基づいて画像読取り、信号処理を
行なうようにしてもよい。

また、以上述べた蓄積性螢光体シート１１に代えて熱螢
光体シートを用いる場合、このシートか一２８＝ ら蓄積エネルギーを加熱によって放出させるには、例え
ばＣＯ２レーザなどの熱線を放出する加熱源を用い、こ
の熱線で熱螢光体シートを走査すればよく、そのために
は例えば特公昭５５−４７７２０号公報等の記述を参考
にすればよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明装置によれば、蓄積性螢
光体シート等の２次元センサに電子顕微鏡像を蓄積記録
するようにしたから、電子顕微鏡像を高感度で記録する
ことが可能になり、したがって電子顕微鏡の電子線露光
量を低減でき、試料の損傷を少なくすることができる。

また記録画像を高感度で即時に再生画像をＣＲＴ等に表
示することが可能になるので、この再生画像を電子顕微
鏡のピント合わせ用モニタ画像として利用すれば明瞭な
モニタ画像が得られ、従来不可能であった低電子線露光
量でのピント調整が可能になる。

しかも本発明装置においては電子顕微鏡像が電気信号と
して読み取られるから、電子顕微鏡像に階調処理、周波
数強調処理等の画像処理を施すことも極めて容易になり
、また前述したような回折パターンの処理や、３次元像
の再構成、画像の２値化等の画像解析も、上記電気信号
をコンピュータに入力することにより、従来に比べ極め
て簡単かつ迅速に行なえるようになる。

さらに、電子顕微鏡像を蓄積記録する２次元センサは、
光照射、加熱等の処理を施すことにより再使用可能であ
るから、本発明によれば従来の銀塩写真システムを採用
する場合等に比べ、より経済的に電子顕微鏡像を再生で
きる。

また、２次元センサを真空系内に固定し、光ビーム又は
熱線でＸ−Ｙ方向に走査するようにしたから、読取り操
作のたびに真空系を破る必要がなく、また２次元センサ
を副走査方向へ移動させる手段が不要となり装置をコン
パクトに作ることができるうえ、光検出器を光学フィル
ター、光シヤツターを介して２次元センサ走査される側
とは反対の側に密着または近接して設けることができる
ので受光立体角が大きくとれ、Ｓ／Ｎが良化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施態様を示す概略図、第２図
は本発明の装置に組み合わされうる電子顕微鏡の他の例
を示す概略図である。 １．４０・・・電子顕微鏡　２・・・電子線８・・・試
料　　　　　　　９・・・電子顕微鏡の結像面１０・・
・電子顕微鏡像記録読取装置 １１・・・蓄積性螢光体シート １２・・・励起光源　　　　１２ａ・・・励起光ど−ム
１３・・・光走査系　　　　１５・・・フォトマル１６
・・・消去光源 −３２＝ （自発）手続ネ…正書 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　　昭和６０年８
月６日１、事件の表示　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　適特願昭５９−２５８７８３号 ２、発明の名称 電子顕微鏡像記録読取装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 柱　所　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名　称　　
　富士写真フィルム株式会社４、代理人 東京都港区六本木５丁目２番１号 ５、補正命令の日付　　　な　　し ６、補正により増加する発明の数　　　な　　し８、補
正の内容 １）明細書第６頁第１５行 「励起光を照射するか又は加熱すると」を「励起光を照
射すると」と訂正する。 ２）同第２１頁第１２行 「消去光１６ａ」を「消去光」と訂正する。 ３）同第２３頁第１５行と第１６行の間に次の文を挿入
する。 ［第３図は画像再生装置２３の一例として、画像走査記
録装置を示すものである。感光フィルム１３０を矢印Ｙ
の副走査方向へ移動させるとともにレーザービーム１３
１をこの感光フィルム１３０上にＸ方向に主走査させ、
レーザービーム１３１をＡ１０変調器１３２により前記
画像処理回路２２からの画像信号に基づいて変調するこ
とにより、感光フィルム１３０上に可視像が形成される
。 ここで上記感光フィルム１３０上に形成される可視像の
画面サイズは、前記結像面９のサイズ（すなわち２次元
センサへの蓄積記録面積）′よりも大きく設定され、上
記拡大散乱像８ｂは結像面９上におけるよりも拡大して
再生される。蓄積性螢光体シート１０を用いれば、上記
拡大散乱像８ｂは高鮮鋭度で再生されるので、このよう
に拡大しても十分良好な画質の再生画像が得られる。し
たがって蓄積性螢光体シート１Ｏとして小サイズのもの
が使用可能で、それとともに光重変換器１５も小型のも
のが使用可能となり、装置は全体として小型に形成され
うる。 第３図の如き画像走査記録装置にて拡大した画像を出力
するためには、その走査線密度を蓄積性螢光体シート１
０から画像情報を得る際の読み取り走査線密度より粗に
すればよい。 本発明のような小サイズの蓄積性螢光体シートから充分
な画像情報を得るには読み取り走査線密度は１０ピクセ
ル／ｍｍ以上、特に１５ピクセル／ｍｍ〜１００ビクセ
ル／ｍｍの範囲に設定するのが好ましいが、再生像記録
のための走査線密度はこれよりも粗とし、好ましくは５
ビクセル／ｍｍ〜２０ビクセル／ｍｍの範囲において使
用した読み取り走査線密度よりも粗い走査線密度を選択
すれば、画質の低下なく拡大再生像を得ることができる
。」 ４）明細書第３１頁第１７行 「センサ」の後に丁の」を挿入する。 ５）同第３２頁第３行 「概略図である。」を［概略図、第３図は本発明方法に
基づいて電子顕微鏡像を再生する画像再生装置の一例を
示す概略図である。」と訂正する。 ６）図面に第３図を追加する。 （自　発）手続ン市正書 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　昭和６０年９月
１９日特願昭５９−２５８７８３号 ２、発明の名称 電子顕微鏡像記録読取装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 任　所　　神奈川県南足柄市中Ｆｉ’３２１０番地名　
称　　　富士写真フィルム株式会社４、代理人 東京都港区六本木５丁目２番１号 ６、補正により増加する発明の数　　　な　　し７゜補
正の対象　　　明細書の「発明の詳細な説明」の欄８、
補正の内容

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子顕微鏡の結像面に固定され、試料を透過した
   電子線のエネルギーを蓄積する２次元センサと、 この２次元センサを光ビームまたは熱線でＸ−Ｙ方向に
   走査して該センサに蓄積された前記電子線エネルギーを
   光として放出させる励起手段と、前記２次元センサから
   の放出光を光電的に検出する光検出器と、 前記放出光の検出がなされたのち前記２次元センサに光
   照射または加熱を行なって、該センサに残存しているエ
   ネルギーを放出させる消去手段とからなる電子顕微鏡像
   記録読取装置。
2. （２）前記２次元センサが蓄積性螢光体からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子顕微鏡像記
   録読取装置。
3. （３）前記光検出器が、励起光波長の光または赤外線を
   カットする光学フィルターと、読取り時には開き消去時
   には閉じるシャッターを介して前記２次元センサの光ビ
   ームまたは熱線を走査する側とは反対の側に密着または
   近接させて配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の電子顕微鏡像記録読取装置。