JPS62222555A - Record/read method for electron microscopic image - Google Patents

Record/read method for electron microscopic image

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JPS62222555A
JPS62222555A JP6554586A JP6554586A JPS62222555A JP S62222555 A JPS62222555 A JP S62222555A JP 6554586 A JP6554586 A JP 6554586A JP 6554586 A JP6554586 A JP 6554586A JP S62222555 A JPS62222555 A JP S62222555A
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JP
Japan
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image
electron microscope
sample
light
sheet
Prior art date
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Application number
JP6554586A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobufumi Mori
信文 森
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62222555A publication Critical patent/JPS62222555A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable always the regeneration of a high quality electron microscopic image of most excellent observableness by arranging the reading condition of the electron microscopic image corresponding to the sample to be observed. CONSTITUTION:The energy of an electron beam 2 carrying a magnified transmission image 8b of a sample 8 is stored on a storage fluorescent sheet 11 arranged in a portion maintained in a vacuum state. The sheet 11 is scanned two dimensionally by a deflected exciting light beam 12a incident on the sheet 11, then the sheet emits the accelerated fluorescence of an intensity corresponding to the energy level of the electron beam. This accelerated fluorescence is received with a photomultiplier 15 to read the light quantity optically. This reading output is amplified to an electrical signal S of proper level. Then it is transformed to a digital signal Sd by an A/D converter 24 in acquisition scale factor (latitude), and sent to an image regeneration device 26 after subjected to a signal processing such as frequency enhancement. Thereby the magnified transmission image 8b carried by the accelerated fluorescence can be regenerated.

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方法に関するものであ
り、特に詳細には電子顕微vA@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、モ
して゛電子顕微鏡像が高速で再生されるようにした記録
読取方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to a method for recording and reading electron microscope images, and in particular, it records electron microscopy images with high sensitivity, and also uses electric signals to enable various image processing. The present invention relates to a record reading method in which an electron microscope image is read at high speed.

(発明の技術的前頭および先行技術) 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焦平
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。
(Technical Preface of the Invention and Prior Art) Electron microscopes have been conventionally known in which an electron beam transmitted through a sample is refracted by an electric or magnetic field to obtain an enlarged image of the sample. As is well known, in this electron microscope, an electron beam transmitted through the sample forms a diffraction pattern of the sample on the back focal plane of the objective lens, and the diffraction rays interfere again to form an enlarged image of the sample. It has become.

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、また上記後焦平面を
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部により、
上述の拡大像(散乱1g+)あるいは回折パターンが随
意に得られる。
Therefore, if the enlarged image is projected by the projection lens, an enlarged image (scattered image) of the sample will be observed, and if the back focal plane is projected, the diffraction pattern of the enlarged sample will be observed. If an intermediate lens is placed between the objective lens and the projection lens, the focal length adjustment section of this intermediate lens will allow
A magnified image (scattering 1g+) or a diffraction pattern as described above is optionally obtained.

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
して感度が低い土塊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。
In order to observe the enlarged image or diffraction pattern (hereinafter collectively referred to as a transmission electron beam image) formed as described above, conventionally, a photographic film is generally placed on the imaging surface of a projection lens and the transmission electron beam is The image was exposed to light, or an image intensifier was installed to amplify and project the transmitted electron beam image. However, photographic film has the disadvantage that it has low sensitivity to electron beams and processing of clod images is troublesome.On the other hand, when using an image intensifier, the problem is that the sharpness of the image is low and the image is easily distorted. There is.

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。
Furthermore, for the above-mentioned transmission electron beam images, gradation processing, frequency emphasis processing, density processing,
Image processing such as subtraction processing and addition processing, three-dimensional image reconstruction using Fourier analysis, image analysis for image binarization and particle size measurement, and diffraction pattern processing (crystal information analysis, (elucidation of lattice constants, dislocations, lattice defects, etc.), but conventionally in such cases, the microscopic image obtained by developing photographic film was read with a microphotometer and converted into electrical signals. The conventional method involves the complicated work of converting the electrical signal, for example, A/D converting the electrical signal, and then processing it with a computer.

上記のような事情に鑑みて本出願人は、電子顕微鏡像を
高感度、高画質で記録再生可能で、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、新しい電子顕微鏡像記録再生方法を提案した(
特願昭59−150175号、特願昭59−21468
0号等)。この電子顕微鏡像記録再生方法は基本的に、
電子線エネルギーを蓄積する蓄積性螢光体シート等の2
次元センサに、試料を透過した電子線を真空状態で蓄積
記録し、次いで該2次元センサに光照射あるいは加熱を
行なって蓄積されたエネルギーを光として放出させ、こ
の放出光を光電的に検出して画像信号を得、この画像信
号を用いて試料の透過電子線像を再生するものである。
In view of the above-mentioned circumstances, the present applicant has developed a technology that allows the electrical signals carrying the microscopic images to be directly obtained, so that electron microscopic images can be recorded and reproduced with high sensitivity and high image quality, and various processing can be easily performed. We proposed a new method for recording and reproducing electron microscope images (
Patent Application No. 1982-150175, Patent Application No. 59-21468
No. 0, etc.). This electron microscope image recording and reproducing method basically consists of:
2. Storage phosphor sheets, etc. that store electron beam energy
A dimensional sensor accumulates and records the electron beam that has passed through the sample in a vacuum state, and then the two-dimensional sensor is irradiated with light or heated to emit the accumulated energy as light, and this emitted light is detected photoelectrically. This image signal is used to reproduce the transmitted electron beam image of the sample.

上記電子顕微鏡像記録再生方法においては、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量
を低減でき、試料の損イロを少なくすることができる。
In the above electron microscope image recording and reproducing method, since the electron microscope image is stored and recorded on a two-dimensional sensor such as a stimulable phosphor sheet, it is possible to record the electron microscope image with high sensitivity. The amount of electron beam exposure from an electron microscope can be reduced, and damage to the sample can be reduced.

またこの方法においては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。
In addition, with this method, it is extremely easy to perform image processing such as gradation processing and frequency emphasis processing on electron microscope images, and it is also extremely easy to perform image processing such as gradation processing and frequency emphasis processing on electron microscope images. Image analysis such as value conversion can also be performed much more easily and quickly than in the past by inputting the electrical signals into a computer.

ところが上記の方法によって電子顕微鏡像を再生1′る
場合、再生電子顕微vt像の画質が場合によってまちま
らになることがある。
However, when an electron microscope image is reproduced 1' by the above method, the quality of the reproduced electron microscope VT image may vary depending on the case.

(発明の目的) そこで本発明は、上記のような不具合を解消し、常に最
良の画質の電子顕微鏡像を再生可能にする電子顕微鏡像
記録読取方法を提供することを目的とするものである。
(Objective of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide an electron microscope image recording/reading method that eliminates the above-mentioned problems and enables reproduction of electron microscope images of the best image quality at all times.

(発明の構成) 本発明の電子顕微鏡像記録読取方法は、再生電子顕微鏡
像の画質は試料がどのようなものであるかによって大き
く左右されるという知見に基づいて得られたものであり
、前述したように2次元センサに試料を透過した電子線
を真空状態で蓄積記録し、次いで該2次元センサに光照
射あるいは加熱を行なって蓄積されたエネルギーを光と
して放出させ、この放出光を光電的に検出して画像信号
を得るようにした電子顕微鏡像記録読取方法において、 電子顕微鏡像記録読取りに供する試料に応じて、上記放
出光検出の際の読取条件、すなわち読取画像信号の収録
スケールファクターや読取ゲイン等を適宜変更するよう
にしたことを特徴とするものである。
(Structure of the Invention) The electron microscope image recording and reading method of the present invention was obtained based on the knowledge that the image quality of a reproduced electron microscope image is greatly influenced by the type of sample, and is based on the above-mentioned method. As described above, the electron beam transmitted through the sample is stored and recorded in a two-dimensional sensor in a vacuum state, and then the two-dimensional sensor is irradiated with light or heated to emit the accumulated energy as light, and this emitted light is used as a photoelectric sensor. In an electron microscope image recording/reading method in which an image signal is obtained by detecting the emitted light at It is characterized in that reading gain etc. are changed as appropriate.

上記の2次元センサとは、電子線露出を受けたときその
エネルギーの少なくとも一部を一時的に蓄積し、後に外
部から刺激を与えると蓄積しているエネルギーの少なく
とも一部を光、電気、音等の検出可能な形態で放出する
能力を持つ材料からなる乙のである。この2次元センサ
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シートが特に好適に用いられつる
。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)を示す。このような性質を示す螢光体を蓄積
性螢光体と言い、蓄積性螢光体シートとは、上記蓄積性
螢光体からなるシート状の記録体のことであり、一般に
支持体とこの支持体上に積層された蓄積性螢光体層とか
らなる。蓄積性螢光体層は蓄積性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、この蓄積性螢光
体層が自己支持性である場合、それ自体で蓄積性螢光体
シートとなりつる。なお、この蓄積性螢光体シートを形
成するための輝尽性螢光体の例は、前記特願昭59−2
14680号明細表に詳しく記載されている。
The two-dimensional sensor described above temporarily accumulates at least a portion of the energy when exposed to an electron beam, and when external stimulation is applied later, at least a portion of the accumulated energy is transferred to light, electricity, or sound. It consists of a material that has the ability to emit in a detectable form. Specifically, as this two-dimensional sensor, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-12429,
The stimulable phosphor sheets disclosed in Japanese Publications No. 55-116340, No. 55-163472, No. 56-11395, No. 56-104645, etc. are particularly preferably used. In other words, when a certain type of phosphor is irradiated with radiation such as an electron beam, part of the energy of this radiation is accumulated in the phosphor, and then when the phosphor is irradiated with excitation light such as visible light, The phosphor emits light (
(photostimulated luminescence). A phosphor that exhibits these properties is called a stimulable phosphor, and a stimulable phosphor sheet is a sheet-like recording medium made of the above-mentioned stimulable phosphor, and generally consists of a support and a stimulable phosphor. It consists of a stimulable phosphor layer laminated on a support. The stimulable phosphor layer is formed by dispersing the stimulable phosphor in a suitable binder, and if the stimulable phosphor layer is self-supporting, it will itself contain the stimulable phosphor. It becomes a light sheet and vines. Incidentally, an example of the stimulable phosphor for forming this stimulable phosphor sheet is disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 59-2.
It is described in detail in the specification table of No. 14680.

また、上述の2次元センサとして、例えば特公昭55−
47719号、同55−47720号公報等に記載され
ている熱螢光体シートを用いることもできる。この熱螢
光体シート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(熱螢光
体)からなるシート状の記録体である。
In addition, as the above-mentioned two-dimensional sensor, for example,
47719, 55-47720, etc. can also be used. This thermal phosphor sheet is a sheet-like recording medium made of a phosphor (thermal phosphor) that emits accumulated radiation energy mainly through the action of heat as thermal fluorescence.

(実ms様) 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明の詳細な説
明する。
(Mr. Ms.) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.

第1図は、本発明の一実施態様方法によって電子顕微m
1IIの記録読取りを行なう装置の大略を示すものであ
る。電子顕微鏡1の鏡体部1a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とを有してなる。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の拡大透過像8aを
形成する。この拡大透過像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)。
FIG. 1 shows an electron microscope m obtained by an embodiment method of the present invention.
This figure shows an outline of a device for reading and writing 1II records. The mirror body 1a of the electron microscope 1 includes an electron gun 3 that emits an electron beam 2 at a uniform velocity, and at least one focusing lens 4 consisting of a magnetic lens, an electrostatic lens, etc. that focuses the electron beam 2 onto the sample surface. , a sample stage 5 , an objective lens 6 similar to the focusing lens 4 , and a projection lens 7 . The electron beam 2 transmitted through a sample 8 placed on the sample stage 5 is refracted by the objective lens 6 to form an enlarged transmitted image 8a of the sample 8. This enlarged transmitted image 8a is generated by the projection lens 7.
The image is projected onto the imaging plane 9 (8b in the figure).

上記鏡体部1aの下方には、本発明方法を実施する電子
顕微!JI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
チプライヤ−(光電子増倍管)15と、消去光源1Gと
を有している。
Below the mirror body 1a is an electron microscope for carrying out the method of the present invention! A JI image recording/reading device 10 is arranged. This electron microscope image recording/reading device 10 includes a two-dimensional sensor (hereinafter referred to as a stimulable phosphor sheet 11) made of a stimulable phosphor fixed to the image forming surface 9 in a mirror body 1a, and an excitation Excitation means consisting of a light source 12 and a light scanning system 13, and a photomultiplier arranged to face the stimulable phosphor sheet 11 through a transparent window 14 provided on the peripheral wall of the mirror body 1a. (photomultiplier tube) 15 and an erasing light source 1G.

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および第2の光偏
向器13a、13bと、固定ミラー13cとからなる。
The stimulable phosphor sheet 11 is formed by layering the stimulable phosphor described above on a transparent support. Further, the excitation light source 12 includes, for example, a He-Ne laser, a semiconductor laser, etc., and the optical scanning system 13 includes first and second optical deflectors 13a and 13b, and a fixed mirror 13c.

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、へ〇〇等の公知の光偏向器が使用されつ
る。励起光源12から射出された励起光ビーム12a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(
図の矢印六方向)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13c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11は、励起光ビーム12a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、蓄積性螢光体シート1
1が発する輝尽発光光(後に詳述する)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
によリビーム径を調整した後、光偏向器13a113b
で偏向され、次いでfθレンズを通過させて均一なビー
ム径として蓄積性螢光体シート11に入射されるのが好
ましい。
As the first and second optical deflectors 13a and 13b, known optical deflectors such as a galvanometer mirror, a polygon mirror, a hologram scanner, and the like are used. The excitation light beam 12a emitted from the excitation light source 12 is deflected by the first optical deflector 13a, and is deflected by the second optical deflector 13a.
A direction perpendicular to the direction of the above-mentioned deflection (
It is deflected in the six directions of arrows in the figure) and is transmitted through a transparent window 21 in which lead glass or the like is fitted, for example, and enters the mirror body 1a.
The light is reflected by the fixed mirror 13c and is incident on the stimulable phosphor sheet 11. In this way, the stimulable phosphor sheet 11 is scanned in both the X and Y directions by the excitation light beam 12a. Although not shown, the excitation light beam 12a emitted from the excitation light source 12 is transmitted to the stimulable phosphor sheet 1.
After passing through a filter that cuts the wavelength region of the stimulated luminescence light (described in detail later) emitted by 1, and adjusting the rebeam diameter with a beam expander, the light deflector 13a113b
It is preferable that the beam be deflected by the stimulable phosphor sheet 11 and then passed through an fθ lens to form a uniform beam diameter.

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。そして上記第
2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11が配設されている。
The erasing light source 16 generates light within the excitation wavelength range of the stimulable phosphor sheet 11. A mirror 11 is disposed between the second optical deflector 13b and the fixed mirror 13c and can be placed in the optical path of the excitation light beam 12a or out of the optical path.

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、蓄積性
螢光体シート11とフォトマルチプライヤ−15との間
には光シヤツター22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が発する輝尽発
光光のみを透過させ、励起光ビーム12aを取り除く光
学フィルターを備えたガラス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、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。
Erasing light 16a emitted by the erasing light source 16 is focused by a lens 18, and if the mirror 17 is set in a position where it enters the optical path of the excitation light beam 12a, it is reflected by the mirror 17 and the fixed mirror 13c, and is accumulated. The entire surface of the phosphor sheet 11 is irradiated. Further, a shutter 19 capable of blocking the electron beam 2 is provided in the mirror body 1a between the objective lens 7 and the stimulable phosphor sheet 11, and a shutter 19 that can block the electron beam 2 is provided between the stimulable phosphor sheet 11 and the photomultiplier 15. An optical shutter 22 is provided between them. A glass 20 equipped with an optical filter that transmits only the stimulated luminescence light emitted by the stimulable phosphor sheet 11 and removes the excitation light beam 12a is fitted into the light-transmitting window 14. In addition, the interior of the mirror body 1a, including the part where the stimulable phosphor sheet 11 is placed, is kept under vacuum by known means such as a vacuum pump during operation of the electron microscope, as in a normal electron microscope. will be maintained.

フォトマルチプライヤ−15の出力は増幅器23、A/
D変換器24、信号処理回路25に入力され、最終的に
例えばCRT等の画像再生装置26に送られる。なお上
記A/D変換器24には、後に詳述するラチチュード制
御回路27が接続されている。
The output of the photomultiplier 15 is sent to the amplifier 23, A/
The signal is input to a D converter 24 and a signal processing circuit 25, and finally sent to an image reproduction device 26 such as a CRT. Note that a latitude control circuit 27, which will be described in detail later, is connected to the A/D converter 24.

以下、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。
Hereinafter, recording and reading of electron microscope images by the electron microscope image recording and reading apparatus 10 having the above configuration will be described in detail.

試料台5に試料8を載置し、電子銃3、集束レンズ4、
対物レンズ6および投影レンズ7を駆動させ、そして前
述のシャッター19を開くとく第1図図示の状態)、結
像面9に固定された蓄積性螢光体シート11に、試料8
の拡大透過像8bを担持する電子線2のエネルギーが蓄
積される。この電子線露光の際に、光シヤツター22は
閉じられているのが好ましい。次いでシャッター19が
開じられ光シせツタ−22は開かれ、続いて前述のよう
に励起光源12から射出され、X−Y両方向に偏向され
た励起光ビーム12aがシート11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。
A sample 8 is placed on the sample stage 5, and an electron gun 3, a focusing lens 4,
When the objective lens 6 and the projection lens 7 are driven and the shutter 19 mentioned above is opened (the state shown in FIG.
The energy of the electron beam 2 carrying the enlarged transmitted image 8b is accumulated. During this electron beam exposure, the optical shutter 22 is preferably closed. Next, the shutter 19 is opened and the light shutter 22 is opened, and then, as described above, the excitation light beam 12a emitted from the excitation light source 12 and deflected in both the X and Y directions is made to be incident on the sheet 11. . The stimulable phosphor sheet 11 is two-dimensionally scanned by the excitation light beam 12a deflected in this manner, and the sheet 11 emits stimulated luminescence light whose intensity corresponds to the level of the electron beam energy.

この輝尽発光光はシート11の裏側から、上記励起光ご
−ム12aを取り除く光学フィルターを備えたガラス2
0を介してフォトマルチプライヤ−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。
This stimulated luminescent light is transmitted from the back side of the sheet 11 to a glass 2 equipped with an optical filter that removes the excitation light beam 12a.
The light is received by the photomultiplier 15 via the photomultiplier 15, and the amount of stimulated luminescence is read photoelectrically.

上記輝8発光光の光■を担持するフォトマルチプライヤ
−15の出力は、増幅器23によって適正レベルの″i
h気信号(読取画像信号)Sに増幅される。
The output of the photomultiplier 15 carrying the light (1) of the above-mentioned bright 8 luminescent light is adjusted to an appropriate level "i" by the amplifier 23.
h signal (read image signal) S.

次いでこの読取画像信号SはA/D変換器24においで
、後述のようにして設定される収録スケールファクター
(ラチチュード)でディジタル画像信号Sdに変換され
、信号処理回路25において例えば階調処理、周波数強
調処理等の信号処理を受けて画像再生装@26に送られ
る。このように画像再生装置26において読取画像信号
Sに基づ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透過像8bが再生される。
Next, this read image signal S is converted into a digital image signal Sd by the A/D converter 24 with a recording scale factor (latitude) set as described below, and then processed by the signal processing circuit 25, for example, by gradation processing, frequency The signal undergoes signal processing such as emphasis processing and is sent to the image reproduction device @26. By outputting an image based on the read image signal S in the image reproducing device 26 in this manner, the enlarged transmitted image 8b carried by the stimulated luminescent light is reproduced.

なお画像再生装@26としては、前述のCRTの他、第
2図に示すような光走査記録装置も好適に用いられる。
In addition to the above-mentioned CRT, an optical scanning recording device as shown in FIG. 2 can also be suitably used as the image reproducing device @26.

以下、この第2図の光走査記録装置により画像再生する
場合について簡単に説明する。
Hereinafter, a case in which an image is reproduced by the optical scanning recording apparatus shown in FIG. 2 will be briefly described.

感光フィルム100を第2図に矢印Yで示す副走査方向
に移動させるとともに、記録光としてのレーザビーム1
01を光偏向器104により感光フィルム100上にお
いて矢印X方向に主走査させ、該レーザビーム101を
信号供給回路102からの画像信号に基づいてA10変
:IJ器103により変調することにより、感光フィル
ム100上に可視像を形成する。
The photosensitive film 100 is moved in the sub-scanning direction shown by the arrow Y in FIG.
01 is main-scanned in the direction of arrow X on the photosensitive film 100 by the optical deflector 104, and the laser beam 101 is modulated by the A10 transformer:IJ device 103 based on the image signal from the signal supply circuit 102. 100 to form a visible image.

上記変調用画像信号として、前述の信号処理回路25か
ら出力された信号を用いれば、蓄積性螢光体シー1〜1
1に蓄積記録された前記拡大透過像8bが感光フィルム
100に再生される。
If the signal output from the signal processing circuit 25 described above is used as the image signal for modulation, the stimulable phosphor sheets 1 to 1
The enlarged transmitted image 8b accumulated and recorded on the photosensitive film 100 is reproduced on the photosensitive film 100.

なお信号処理回路25から出力された画像信号は、以上
説明のように直ちに画像再生装置26に送って電子顕微
鏡像再生に供してもよいし、あるいは後に画像再生する
ために、一旦磁気テープ、磁気ディスク等の記憶媒体2
8に記憶させておいてもよい。
The image signal output from the signal processing circuit 25 may be immediately sent to the image reproducing device 26 for electron microscope image reproduction as described above, or it may be temporarily stored on a magnetic tape or magnetic tape for later image reproduction. Storage medium 2 such as a disk
8 may be stored.

ここで本発明方法の特徴部分として、前記A/D変換器
24における収録スケールファクター(ラチチュード)
は、試料8がどのようなものであるかに応じて、ラチチ
ュード制御回路27をマニュアル操作して適宜変更され
る。具体的には、例えば試料8が生物試料である場合ラ
チチュード2.0以下、後述の回折パターン観察用試料
である場合ラチチュード4.0以下、その他の試料であ
る場合ラチチュード3.0以下、というように設定され
る。このようにラチチュードを試料8に応じて設定する
と、再生電子顕微鏡像のコントラスト、分解能が各場合
で最適に設定され、観察性の優れた再生画像が得られる
。なお各試料毎の最適なラチチュードは、実験的、経験
的に求めることができる。
Here, as a characteristic part of the method of the present invention, the recording scale factor (latitude) in the A/D converter 24
is appropriately changed by manually operating the latitude control circuit 27 depending on the type of sample 8. Specifically, for example, if the sample 8 is a biological sample, the latitude should be 2.0 or less, if it is a sample for diffraction pattern observation described below, the latitude should be 4.0 or less, and if it is another sample, the latitude should be 3.0 or less. is set to By setting the latitude in accordance with the sample 8 in this way, the contrast and resolution of the reproduced electron microscope image are set optimally in each case, and a reproduced image with excellent observability can be obtained. Note that the optimal latitude for each sample can be determined experimentally or empirically.

観察性に優れた再生電子顕微鏡像を得るためには、上述
の収録スケールファクターを試料に応じて設定すること
が最も効果的であり、したがって本実m態様においては
この収録スケールファクターのみを変更するようにして
いるが、輝尽発光光の読取りの読取条件としてはその他
増幅器23における読取ゲイン等が挙げられ、必要によ
りこの読取ゲイン等も試料8に応じて設定するようにし
ても構わない。またこのような読取条件の他、信号処理
回路25における信号処理(画像処理)の条件も、適宜
試料8に応じて設定するようにしてもよい。
In order to obtain reproduced electron microscope images with excellent observability, it is most effective to set the above-mentioned recording scale factor according to the sample, so in this embodiment, only this recording scale factor is changed. However, the reading conditions for reading the stimulated luminescence light include the reading gain in the amplifier 23, etc., and the reading gain etc. may also be set according to the sample 8 if necessary. In addition to such reading conditions, conditions for signal processing (image processing) in the signal processing circuit 25 may also be set appropriately depending on the sample 8.

以上説明のようにして輝尽発光光の読取り、ずなわち電
子顕微鏡像の読取りが終了した後、光シヤツター22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16a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。
After reading the stimulated luminescence light, that is, reading the electron microscope image, as described above, the optical shutter 22 is closed, the mirror 17 is placed in the optical path of the excitation light beam 12a, Then, the erasing light source 16 is turned on. As a result, the surface of the sheet 11 is irradiated with the erasing light 16a emitted from the erasing light source 16. Even when the stimulable phosphor sheet 11 is irradiated with the excitation light beam 12a as described above, not all of the electron beam energy stored in the sheet 11 is released, and an afterimage may remain.

しかし上記のようにして蓄積性螢光体シート11に消去
光16a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て含ま
れている2H3RaなどのtIltJI性元素によるノ
イズ成分も放出される。上記消去光源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。また読取り用の励起光源12を消去
用に兼用してもよい。
However, if the stimulable phosphor sheet 11 is irradiated with the erasing light 16a as described above, the afterimage is erased and the stimulable phosphor sheet 11 becomes reusable. Further, by this erasing light irradiation, noise components due to tIltJI elements such as 2H3Ra contained as impurities in the phosphor of the sheet 11 are also emitted. As the erasing light source 16, a tungsten lamp, a halogen lamp, an infrared lamp, a xenon flash lamp, a laser light source, or the like as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-11392 may be used. Further, the excitation light source 12 for reading may also be used for erasing.

以上、試料8の観察に供する最終出力画像としての電子
顕微鏡像を再生する場合について説明したが、通常はこ
の最終出力画像を記録、再生する前に、視野探しおよび
ピント合せを行なう必要が有る。この視野探しとピント
合せのための画像は、以上説明したのと全く同様にして
画像再生装置26に出力可能であり、この画像を観察し
ながら視野探しとピント合せを行なえばよい。なおこの
視野探しとピント合せのための画像を出力する画像再生
装置としては、OR”r@のディスプレイ手段を用いる
のが便利である。また、蓄積性螢光体シート11の近傍
で電子線2の照射を受ける位置と、そこから退出した位
置との間で移動されうる蓄積性螢光体シートを別に設け
るとともに、上記退出した位置において該蓄積性螢光体
シートから電子顕微鏡像の読取りを行なう読取系を設け
、それらを上記視野探しとピント合せのために使用する
ようにしてもよい。
The case where the electron microscope image is reproduced as the final output image for observation of the sample 8 has been described above, but it is usually necessary to search the field of view and adjust the focus before recording and reproducing this final output image. This image for searching the visual field and adjusting the focus can be output to the image reproducing device 26 in exactly the same manner as described above, and the searching and focusing can be performed while observing this image. Note that it is convenient to use an OR'r@ display means as an image reproducing device that outputs images for this field of view search and focusing. A stimulable phosphor sheet is separately provided that can be moved between a position where it is irradiated and a position from which it exits, and an electron microscope image is read from the stimulable phosphor sheet at the exit position. A reading system may be provided and used for the above-mentioned field of view search and focusing.

さらに、最終出力画像再生のための蓄積性螢光体シート
も上記のように移動可能としく場合によっては鎖体部1
aの真空系外まで移動可能とし)、あるいは移動自在の
エンドレスベルト自体を蓄積性螢光体シートから形成し
、該移動により励起光を副走査させて画像読取りを行な
うようにしてもよい。しかし、第1図の装置におけるよ
うに蓄積性螢光体シート11を真空系内に固定したまま
画像読取りを行なうようにすれば、装置が簡素化され、
その信頼性も高められる。
Furthermore, the stimulable phosphor sheet for reproducing the final output image is also movable as described above, and in some cases, the chain part 1
Alternatively, the movable endless belt itself may be formed from a stimulable phosphor sheet, and the excitation light may be sub-scanned by the movement to read the image. However, if the image is read while the stimulable phosphor sheet 11 is fixed in the vacuum system as in the apparatus shown in FIG. 1, the apparatus can be simplified.
Its reliability can also be improved.

次に、前述の回折パターンを記録し、読み取る場合の方
法について説明する。第3図は試料8の回折パターン8
C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80は、対物レンズ6と投影レンズ7との
間に中間レンズ81を備えたものが使用され、対物レン
ズ7の後焦平面に形成された試料8の回折パターン8C
は、上記後焦平面に焦点を合わせた中間レンズ71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。
Next, a method for recording and reading the above-mentioned diffraction pattern will be explained. Figure 3 shows the diffraction pattern 8 of sample 8.
This shows how C is recorded. In this embodiment, the electron microscope 80 is equipped with an intermediate lens 81 between the objective lens 6 and the projection lens 7, and the diffraction pattern 8C of the sample 8 formed on the back focal plane of the objective lens 7 is used.
is enlarged and projected onto the imaging plane 9 by the intermediate lens 71 and the projection lens 7, which are focused on the back focal plane. In this case as well, if a stimulable phosphor sheet 11 is placed as a two-dimensional sensor on the image forming surface 9, an enlarged image of the diffraction pattern 8C by the transmitted electron beam 2 is stored and recorded on the sheet 11. This accumulated and recorded diffraction pattern 8C can be read in exactly the same manner as explained with reference to FIG. 1, and the read image can be displayed on a CRT or reproduced as a hard copy.

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持分1
1i(5547720号公報等の記述を参考にすればよ
い。
In addition, when a thermal phosphor sheet is used in place of the stimulable phosphor sheet 11 described above, in order to release the stored energy from this sheet by heating, a heating source that emits heat rays, such as a CO2 laser, is used. , it is sufficient to scan the thermal phosphor sheet with this hot wire.
1i (the description in Publication No. 5547720, etc.) may be referred to.

(発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明の電子顕微鏡像の記録読
取方法においては、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量を低減でき、試料の損傷
を少なくすることができる。しかも本発明においては電
子顕微m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ごと
により、従来に比べ極めてmlかつ迅速に行なえるよう
になる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, in the method for recording and reading electron microscope images of the present invention, since electron microscope images are stored and recorded on a two-dimensional sensor such as a stimulable phosphor sheet, It becomes possible to record images with high sensitivity, and therefore the amount of electron beam exposure of the electron microscope can be reduced, and damage to the sample can be reduced. Moreover, in the present invention, since the electron microscope image is read as an electric signal, it is extremely easy to perform image processing such as gradation processing and frequency emphasis processing on the electron microscope image, and it is also possible to perform image processing such as gradation processing and frequency emphasis processing on the electron microscope image. Image analysis, such as three-dimensional image reconstruction and image binarization, can also be performed much more efficiently and quickly than in the past, by inputting the above-mentioned electrical signals to a computer.

ざらに、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。
Roughly speaking, two-dimensional sensors that accumulate and record electron microscope images are
Since it can be reused by performing treatments such as light irradiation and heating, according to the present invention, electron microscope images can be reproduced more economically than when conventional silver halide photographic systems are employed.

そして本発明においては、電子顕微鏡像の読取条件を試
料に応じて設定するようにしているから、常に最もI察
性の優れた高画質の電子顕微鏡を再生することが可能と
なる。
In the present invention, since the reading conditions for electron microscope images are set according to the sample, it is possible to always reproduce a high-quality electron microscope with the best I-detectability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施態様方法により電子顕微鏡像の
記録読取りを行なう装置を承り概略図、第2図は本発明
方法によって得られた読取画像信号に基づいて電子顕微
鏡像を再生ずる装置の一例を示iJ−概略斜視図、 第3図は本発明方法が適用されうる別の電子顕微鏡の例
を示す概略図である。 1.80・・・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・・・adii性螢光体シート12・・・励起光源
12a・・・励起光ビーム     13・・・光走査
系T3a、13b・・・光偏向器 15・・・フ第1・マルチプライヤ−16・・・消去光
源16a・・・消去光    23・・・増幅器24・
・・A/D変換器  25・・・信号処理回路26・・
・画像再生装″a27・・・ラチチュード制御回路第1
図 第2図 (自 発ン手続?−n]正書 特許庁長官 殿            昭和61年6
月5日事件との関係     特許出願人 件 所   神奈川県南足柄市中沼210番地はうらい
やビル 7階 (7318)弁理士 柳 1)征 史 (ほか2名)5
、補正命令の日付   な  し 6、補正によりj1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
6補正の内容 1)明細書第17真第7行
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for recording and reading electron microscope images by an embodiment method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus for reproducing electron microscope images based on read image signals obtained by the method of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of an electron microscope to which the method of the present invention can be applied. 1.80...Electron microscope 2...Electron beam 8...Sample 9...Imaging plane of electron microscope 10...
Electron microscope image recording/reading device 11... adii phosphor sheet 12... excitation light source 12a... excitation light beam 13... optical scanning system T3a, 13b... optical deflector 15... frame First multiplier 16... Erasing light source 16a... Erasing light 23... Amplifier 24...
...A/D converter 25...signal processing circuit 26...
・Image reproduction device "a27...Latitude control circuit 1
Figure 2 (Volunteer procedure?-n) Author: Director General of the Patent Office June 1986
Relationship to the May 5 Incident Patent applicant Location 7th floor, Hauraiya Building, 210 Nakanuma, Minamiashigara City, Kanagawa Prefecture (7318) Patent attorney Yanagi 1) Seishi (and 2 others) 5
, Date of amendment order None6, Number of inventions added by j1 due to amendment None7,
Subject of amendment Column 8 of [Detailed description of the invention] of the specification
6 Contents of amendment 1) Line 7 of line 17 of the specification

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電子線エネルギーを蓄積する2次元センサに、試
料を透過した電子線を真空状態で蓄積記録し、次いで前
記2次元センサに光照射あるいは加熱を行なって蓄積さ
れたエネルギーを光として放出させ、この放出光を光電
的に検出して画像信号を得る電子顕微鏡像記録読取方法
において、前記試料に応じて、前記放出光を検出する際
の読取条件を変えることを特徴とする電子顕微鏡像記録
読取方法。
(1) A two-dimensional sensor that stores electron beam energy stores and records the electron beam that has passed through the sample in a vacuum state, and then the two-dimensional sensor is irradiated with light or heated to release the stored energy as light. , an electron microscope image recording and reading method for obtaining an image signal by photoelectrically detecting the emitted light, characterized in that reading conditions for detecting the emitted light are changed depending on the sample. Reading method.
(2)前記放出光の検出を、前記2次元センサを真空状
態に置いたままで行なう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方法。
(2) The electron microscope image recording and reading method according to claim 1, wherein the detection of the emitted light is performed while the two-dimensional sensor is placed in a vacuum state.
(3)前記2次元センサとして蓄積性螢光体シートを用
い、この蓄積性螢光体シートに試料を透過した電子線を
真空状態で蓄積記録し、次いで該蓄積性螢光体シートを
励起光で走査して螢光を放出させ、この放出された螢光
を光電的に検出することを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第2項記載の電子顕微鏡像記録読取方法。
(3) A stimulable phosphor sheet is used as the two-dimensional sensor, the electron beam that has passed through the sample is stored and recorded on this stimulable phosphor sheet in a vacuum state, and then the stimulable phosphor sheet is exposed to excitation light. 3. A method for recording and reading an electron microscope image according to claim 1 or 2, characterized in that scanning is performed to emit fluorescent light, and the emitted fluorescent light is detected photoelectrically.
(4)前記放出光の検出を、前記2次元センサを電子顕
微鏡像結像面に固定したまま行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第1項から第3項いずれか1項記載の電子
顕微鏡像記録読取方法。
(4) The electron microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the emitted light is detected while the two-dimensional sensor is fixed to the electron microscope image forming surface. Image record reading method.
JP6554586A 1986-03-24 1986-03-24 Record/read method for electron microscopic image Pending JPS62222555A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889245A (en) * 1981-11-25 1983-05-27 富士写真フイルム株式会社 Reading out of radioactive image information
JPS6151738A (en) * 1984-07-19 1986-03-14 Fuji Photo Film Co Ltd Method and device for recording and reproducing electron-microscopic images

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