JPS63307653A - 電子顕微鏡における立体視方法及び電子顕微鏡 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子顕微鏡技術の分野において立体視の基礎
像を得るための方法及び電子顕微鏡に関するものである
。

（従来の技術） セットされた試料に電子ビームを照射して該試料の微細
構造を観察または記録する電子顕微鏡には種々の形式の
ものが知られているか、その中で、近年広く使用されて
いるものに走査型と呼ばれる電子顕微鏡かある。そこで
、本発明を適用し得る電子顕微鏡の代表例としてこの走
査型電子顕微鏡を選び、これを対象として従来の技術を
説明することにする。

従来の一般的な走査型電子顕微鏡は第３図示のような概
略構成を有する。即ち、５０は電子線を発生させるため
の電子銃で、Ｖ字型に成形されたタングステン線から成
るタングステン陰極５１と、高電圧Ｅを印加することに
より陰極から放出された熱電子を加速する陽極５２と、
陰極を取囲むように配設されたウェーネルト電極５３と
を備え、陰極５１を加熱することによって放出された熱
電子の流れを、陽極５２で加速しつつこれをウェーネル
ト電極５３の作用により電子ビーム基準光軸り。に沿っ
て細く集束し得るように構成される。この場合、前記高
電圧Ｅの変動は電子線の波長を乱して色収差を発生させ
る原因ともなるので、例えば１０口ＫＶに対し０．２ｖ
以下という高い安定度を必要とする。

５４及び５５は前記陽極５２の下側に配設された２段構
成のコンデンサレンズで、像の明るさを調節するために
電子ビームを数ミクロンの径に圧縮する働きをする。こ
の場合、試料Ｓに対する電子ビームの照射領域を小さく
することは、試料Ｓの破損や温度の上昇を減少させるこ
とにもなるので、高い分解能を得ようとする上で重要な
条件となる。

尚、５６はコンデンサレンズ用の絞りである。

５７及び５８は電子ビームを１００人程度に縮小するた
めの対物レンズ及びその絞り、５９は試料表面に対し縮
小された電子ビームをもワて走査するための走査コイル
、６０は該コイル５９の走査範囲及び速度を調節して所
望の倍率を実現する適宜の倍率変換手段、６１はその走
査電源である。

７０は試料Ｓの適宜近傍位置に配置された検出器で、電
子ビームでの走査に際して゛試料表面の各点から放出さ
れる二次電子や反射電子を捕捉し、これをテレビ信号化
するものである。７１は適宜の映像増幅器、７２及びフ
３は観察用及び撮影用の映像を表示する手段であるブラ
ウン管で、これらの部材をもって、前記二次電子や反射
電子に係る試料表面の形体像をテレビ画像のように観察
し、またはビデオ画像として記録するというものである
。

（発明か解決しようとする問題点） しかし乍ら、この従来方式の電子顕微鏡で得られる像は
あくまでも二次元的な像でしかないため、たとえ立体感
を感することか出来るとしても真の凹凸状態を知ること
は出来ない。しかし、電子顕微鏡の像を立体的に観察し
たいという要望は常に存在するものであるだけに、何と
かして、この二次元的像を使って立体視しようとする試
みもなされているが、実際の例ては、観察した凹凸を真
実のものと逆に判断することさえ起り勝ちであるため、
その要望が満たされないままになっているのが現状であ
る。

本発明は、この事情に鑑みてなされたもので、立体視を
可能にすることの出来る新規な電子顕微鏡における立体
視方法及び電子顕微鏡を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この目的を達成するための本発明の第１の構成は、セッ
トされた試料に電子ビームを照射して該試料の微細構造
を観察または記録する電子顕微鏡において、前記試料の
セット姿勢を、電子ビームの基準光軸に対して３乃至１
０度の範囲内で２様の姿勢に変化させ得る如く構成し、
各々の姿勢において電子顕微鏡を操作することにより各
姿勢に対応した電子像を作り、これら２つの像を基礎像
として立体視する電子顕微鏡における立体視方法にあり
、その第２の構成は、セットされた試料に電子ビームを
照射して該試料の微細構造を観察または記録する電子顕
微鏡において、その電子ビーム基準光軸上の試料観察位
置に設置する試料載置部を、前記基準光軸に対して３乃
至１０度の角度範囲内で傾斜し得るようになしたことで
ある。

（作　用） この構成に基く本発明の作用は、電子ビームの基準光軸
に対して観察試料のセット姿勢を変えることにより、立
体視に必要な角度差を生じさせるようになしたことにあ
る。

（実施例） 以下、１個の表示手段を使用する図示実施例に基いて本
発明の詳細な説明する。尚、第３図と同じ符号の部材に
ついては同図の場合と共通であるので、その詳細な説明
は省略する。

第１図は本発明を具現化するための立体視補助装置の一
例を示す斜視構造図で、図において全体を１で示す装置
は、前述の電子顕微鏡の電子ビーム基準光軸Ｌ０上の試
料観察位置に装備される本発明に係る立体視補助装置で
ある。２は該装置１のハウジング、３は所定間隔を介し
てハウジング２の内側に設置された可動ステージで、適
宜の軸合せねじ４によってハウジング２の半径方向に微
動可能に設けられる。

５及び６は前記ステージ３において同一線上に設けられ
た一対の試料ホルダー受けＡ−Ｂで、これらを平面的に
変位させるＸ方向微動摘み７及びＹ方向（旋回方向）微
動摘み８と上下方向へ変位させるＺ方向微動摘み９とに
よって、前述の３方向へ操作されるように構成される。

１０は一方の試料ホルダー受けＡ５内に一方向から挿入
セットされる試料ホルダーで、その先端の試料５ｌｉｔ
！１０ａにおいて試料Ｓを保持する該ホルタ−１Ｏ自身
の構造、並びに、該ホルダーｌＯと試料ホルダー受けＡ
５との係合構造は公知の適宜機構を用いて構成するもの
とする。　１１は前記試料ホルダー受けＡ５の外周に形
成された傾斜コントロール部で、例えば自身の回転動作
により、前記ホルダー１０の先端部１０ａを電子ビーム
基準光軸Ｌ０に対して好ましくは３〜ｌＯ度の範囲内で
、第１試料位置（通常位置）から第２試料位置（傾斜位
置）へと傾斜し得るように構成される。

第２図において、７４は前記映像増幅器フ１に接続され
た適宜のＡ／Ｄ変換器、７５はマニュアル操作または自
動的制御に基いてその接点を切変え得る切換スイッチで
、前記試料ホルダーｌＯの試料載置部１０ａが第１試料
位置に在る時には図において上方接点に係接し、該試料
載置部ＩＱａが第２試料位置に在る時には下方接点に係
接し得るように構成される。フロは前記試料載置部１０
ａが第１試料位置に在る時の検出像データを格納するた
めの第１メモリ、７７は該試料載置部１０ａか第２試料
位置に在る時の検出像データを格納するための第２メモ
リ、７８は適宜のＤ／Ａ変換器である。

而して、この立体視補助装置ｌを用いての本発明に係る
立体視の方法を、第２図を参照しつつ説明する。

先ず、試料ホルダーｌＯを試料ホルダー受けＡ５内に挿
入して第１試料位置に置き、その試料載置部１０ａ上に
試料Ｓを載置する。そして、軸合せねじ４・Ｘ方向微動
摘み７・Ｙ方向微動摘み８・Ｚ方向微動摘み９を操作し
、また、場合によっては傾斜コントロール部１１をも操
作して、試料Ｓを電子ビームの基準光軸Ｌ０及び焦点面
に正しくセットする。この状態において電子ビームの走
査を行ない、その二次電子や反射電子を検出器７０で捕
捉して正常姿勢に在る試料Ｓの像に係るテレビ信号を第
１メモリ７６に格納する。

次に、傾斜コントロール部１１を操作して、試料　−ホ
ルダーｌＯの試料載置部１０ａを電子ビームの基準光軸
り。に対し例えば６度だけ傾斜した第２試料位Ｎ（点線
位置）へ傾ける。そして、切換スイッチ７５を下方接点
に係接した後、この状態て再び電子ビームを照射して傾
いた姿勢にある試料Ｓの像に係るテレビ信号を第２メモ
リ７７に格納する。この場合、試料Ｓの傾斜操作に連動
して切換スイッチ７５を下方接点に係接するように構成
して置けば、切換スイッチ７５を自動的に所定状態に切
換えることが可能となる。

さて、格納されたこれらのテレビ信号を、フィールド毎
またはフレーム毎に交互に呼出してブラウン管７２上に
映し出し、この両交互像を交互呼出しタイミングに同期
した電子シャッタを装備した適宜の眼鏡（図示せず）を
通して観察すれば、立体像としての観察が出来ることに
なる。

尚、前述の６度という傾斜角は、一般的な眼幅をもつ人
が立体視する場合に都合のよい値とされているものてあ
って、特にこの値に限定する必要はない、また、立体視
眼鏡に用いる電子シャッタとしては、例えばＰＬＺＴや
液晶またはこれに類する適宜のものを使用するものとす
る。

而して、立体視操作に係る作動シーケンスを、操作が開
始されると、第１試料位置にある試料Ｓを自動的に映像
化してその像を第１メモリに保存し、引続いて、該試料
Ｓを自動的に第２試料位置に変更させて映像化すると共
に、それを第２メモリに保存し得るように構成すれば、
その操作性をより高く向上させることが出来る。

一方、本発明においては、ブラウン管による場合の外に
も立体視する方法がある。これは、前述の第１及び第２
の試料位置で得られる２つ像をブラウン管上で写真撮影
し、左像に相当する像の写真を右側に且つ左像に相当す
る像の写真を左側に並置して、立体視用眼鏡をもって観
察する方法である。いずれの方法を採用するかは観察目
的により適宜に決定するものとする。

以上一実施例について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、その要旨を変更せざる範囲内で１
種々に変形実施することが可能である０例えば、図示実
施例では反射型の電子顕微鏡を用いて説明したか、本発
明は透過型電子顕微鏡にも適用し得るものである。また
、図示実施例では、第１メモリと第２メモリとを別体の
ものとして説明したが、これは同一メモリ内の異なる記
憶領域を使用して格納してもよいものである。しかも、
例えば観察時の「チラッキ」を無くしたい場合とか或い
はその他の理由によって、撮像時と映像時とのフレーム
数や走査線数等を変えたい時には要望に沿って自由に変
えても良い。

更に、試料観察位置に設置する試料載置部自身の構造及
びそれを傾斜させるための構造は、適宜の機構を用い得
る。

［発明の効果］ 以上述べた通り本発明を用いる時は、立体視を可能にす
ることの出来る新規な電子顕微鏡における立体視方法及
び電子顕微鏡を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具現化するための立体視補助装置の一
例を示す斜視構造図、第２図はこの立体視装置を使用し
て立体視する際の方法説明図、第３図は従来の一般的な
走査型電子顕微鏡の概略構成を示す説明図である。 Ｅ−高電圧　　　　　　Ｌ。−電子ビーム基準光軸Ｓ−
試料　　　　　　　ｌ−試料保持台装置２−ハウジング
　　　　３−可動ステージ４−軸合ｆねし　　　　ｓ・
６−試料ホルダー７−Ｘ方向微動摘み　　　　　　　受
けＡ−Ｂ８−Ｙ方向微動摘み　　９−Ｚ方向微動摘み１
〇−試料ホルダー　　　１０ａ−試料載置部１１−傾斜
コントロール部 ５〇−電子銃　　　　　　５１−タングステン陰極５２
−陽極　　　　　　　５３−ウェーネルト電極５４Φ５
５−２段構成コン　５６・５８−絞り　・デンサレン、
ズ　５７一対物レンズ ５９−走査コイル　　　　６ｏ−倍率変換手段６１−走
査電源　　　　　７ｏ−検出器７１−映像増幅器　　　
　７２−ｉｌｌ察用ブラウン管７３−撮影用ブラウン管
　７５−切換スイッチ７６−第１メモリ　　　　７７−
第２メモリ代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　近　　藤　　　　　猛第１図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）セットされた試料に電子ビームを照射して該試料
   の微細構造を観察または記録する電子顕微鏡において、
   前記試料のセット姿勢を、電子ビームの基準光軸に対し
   て３乃至１０度の範囲内で２様の姿勢に変化させ得る如
   く構成し、各々の姿勢において電子顕微鏡を操作するこ
   とにより各姿勢に対応した電子像を作り、これら２つの
   像を基礎像として立体視することを特徴とする電子顕微
   鏡における立体視方法。
2. （２）前記立体視方法は、先ず、試料が第１の姿勢にあ
   る時に得られた電子像を表示手段に映し出してこれを記
   録し、次に、第２の姿勢に変えた後に得られた電子像を
   表示手段に映し出してこれを記録し、しかる後、これら
   記録像を立体観察用眼鏡を用いて立体視するものである
   特許請求の範囲第１項に記載の電子顕微鏡における立体
   視方法。
3. （３）前記立体視方法は、先ず、試料が第１の姿勢にあ
   る時に得られた電子像を第１のメモリに保存し、次に、
   第２の姿勢に変えた後に得られた電子像を第２のメモリ
   に保存し、しかる後、これらの像を、フィールド毎また
   はフレーム毎に交互に表示手段に映し出し、更に、この
   交互映し出しタイミングに同期して作動する電子式シャ
   ッタを有する眼鏡を用いてこの交互写し出し像を立体視
   するものである特許請求の範囲第１項に記載の電子顕微
   鏡における立体視方法。
4. （４）前記立体視方法は、立体視操作が開始されると、
   第１の姿勢にある試料を自動的に映像化してその像を第
   １メモリに保存し、引続いて、自動的に該試料を第２の
   姿勢に変更させて映像化すると共にそれを第２メモリに
   保存するものである特許請求の範囲第３項に記載の電子
   顕微鏡における立体視方法。
5. （５）セットされた試料に電子ビームを照射して該試料
   の微細構造を観察または記録する電子顕微鏡において、
   その電子ビーム基準光軸上の試料観察位置に設置する試
   料載置部を、前記基準光軸に対して３乃至１０度の角度
   範囲内で傾斜し得る如く構成したことを特徴とする電子
   顕微鏡。
6. （６）前記試料載置部は、平面方向及び上下方向へ微動
   操作可能である特許請求の範囲第５項に記載の電子顕微
   鏡。