JPH0287453A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子顕微鏡像の記録再生方法に関し、特に電
子顕微鏡像を高感度で記録し、また各種画像処理可能に
電気信号で再生するようにした電子顕微鏡像の記録再生
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、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。従っ
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（透過像）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節により、上
述の拡大像（透過像）あるいは回折パターンが随時に得
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、−括して電子線像と称する）を観察するため
、従来は投影レンズの結像面に写真フィルムを配して電
子線像露光させたり、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、
現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は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、上述のような電子線像に対しては、像を見易くす
るなどの目的で階調処理、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値化及び粒子径ｎ１定等
のための画像解析、更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、このような場合に従来は、
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。

しかしながら、上記のような事情に鑑みて、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が提案され
ている（特開昭６１−９３５３９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
する二次元センサーに、試料を透過した電子線を真空状
態で蓄積記録し、次いで該二次元センサーに光照射ある
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電子線像を再生するもので
ある。

上記二次元センサーとして具体的には、例えば特開昭５
５−１２４２９号、同５５−１１６３４０号、同５５−
１６３４７２号、同５６−１１３９５号、同５６−１０
４６４５号公報等に示される蓄積性螢光体シートが特に
好適に用いられ得る。

即ち、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などの励起光を照射する
かまたは加熱すると、蓄積されたエネルギーに応じて螢
光体が螢光（輝尽発光または熱螢光）を放出する。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
の記録媒体のことであり、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。この蓄積性螢
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
である場合は、それ自体で蓄積性螢光体シートとなり得
る。なお、この蓄積性螢光体の例は、前記特開昭６１−
９３５３９号公報に詳しく記載されている。また、上述
の二次元センサーとして、例えば特開昭５５−４７７１
９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媒体であり、その製造法は上記蓄積
性螢光体シートと同様である。

電子顕微鏡の結像面に上記蓄積性螢光体シートを配置し
て、該シートに透過電子線による電子線像を蓄積記録し
たならば、このシートを可視光等の励起光で走査するか
掃引加熱して螢光を生じせしめ、この螢光を゛光電的に
読み取れば、電子線像に対応する電気信号が得られる。

こうして得られた電気的画像信号を用いれば、ＣＲＴ等
のデイスプレィに電子顕微鏡像を表示させることもでき
るし、上記画像信号を一旦磁気テープ、磁気デイスり等
の記憶媒体に記憶させておくこともできる。

上記電子顕微鏡像記録再生方法においては、蓄積性螢光
体シートに電子顕微鏡像を蓄積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、従っ
て、電子顕微鏡の電子線露光量を低減でき、試料の電子
線損傷を少なくすることができる。また、この方法にお
いては階調処理、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且つ迅速に行なえるように
なる。

ところが、上記電子顕微鏡像記録再生方法により電子顕
微鏡像を記録再生する場合、記憶が高感度でなされるた
め、スポット状の画像が現れたり、散乱電子線または２
次Ｘ線によるカブリが試料の電子顕微鏡像と共に再生さ
れてしまうことがある。

そこで、上記蓄積性螢光体シートに試料を透過させない
電子線を真空状態で蓄積記録し、次いでこの蓄積性螢光
体シートに励起光を照射して蓄積されているエネルギー
を光として放出させ、この放出光を光電的に検出して参
照画像信号を得ると共に、この参照画像信号と試料透過
した通常の電子顕微鏡像を蓄積した蓄積性螢光体シート
に励起光を照射して得られた画像信号との対応する画素
の信号間で演算を行なって、該画像信号がらスポット状
の像やカブリを担持する成分を打ち消すような処理を行
ない、前記スポット状の像やカブリが現れない電子°顕
微鏡像を再生することが考案されている（特開昭６１−
１６３５４９号公報）［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述したような参照画像信号と画像信号との
画像演算を行ない所望の目的を達成するためには、両画
像の画素対応が正確に行われていなければならない。し
かし、現実の電子顕微鏡の撮影機構では記録媒体である
蓄積性螢光体シートを機械的に撮影位置に搬送し、更に
読取り装置（励起光照射位置）に搬送しているため、該
撮影機構から読取装置へ搬送される２つのシートの間に
おいて機械的な位置合わせに誤差が生じる。そのため、
読取装置の各読取位置を基準として区画した画素（１画
素幅５０μｍ）毎に前記参照画像と前記画像信号とを対
応させると±０．５ｍｍ乃至±１ｍｍ程度のズレが生じ
ることが問題となる。

本発明は上記問題点を考慮し、２つの画像信号の画素対
応を修正することのできる電子顕微鏡を提供することを
目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、電子顕微鏡像または電子線パターンを投影す
るための手段と、照像またはパターンが投影された位置
に配置された際に照像またはパターンを蓄積記録するた
めの蓄積性螢光体シートと、蓄積記録されたシートに光
照射あるいは加熱を行って蓄積されたエネルギーを光と
して放出させ、この放出光を電気的に検出して画像信号
を得るための読取装置と、シートに記録された第１の像
またはパターンを読取って得られる第１の画像信号とシ
ートに記録された第２の像またはパターンを読取って得
られる第２の画像信号を前記読取装置の各読取位置を基
準として区画した画素毎に演算するための手段と、該演
算に基づいて得られた画像信号に基づいて表示を行う表
示装置を備えた電子顕微鏡におい゛て、前記投影位置に
配置されたシートに位置合わせ用マークを書き込む手段
と、前記第１の画像信号に対応するマーク信号と前記第
２の画像信号に対応するマーク信号に基づいて前記演算
される第１の画像信号と第２の画像信号の画素対応を修
正するための手段を備えることを特徴とする。

［作用］ 本発明は、投影位置に配置されたシートに位置合わせ用
マークを書き込む手段と、前記第１の画像信号に対応す
るマーク信号と前記第２の画像信号に対応するマーク信
号に基づいて前記演算される第１の画像信号と第２の画
像信号の画素対応を修正するための手段を備え、該手段
により該２つの画像信号の画素対応を修正するようにし
ている。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例を説明するための装置構成図、第
２図は位置合わせ用マークの書き込みの例を説明するた
めの図である。

第１図において、１は電子顕微鏡筐体、２は電子レンズ
、３は撮像室、４ａ、４ｂは蓄積性螢光体シート、５は
励起用レーザー光源、６はガルバノミラ−７は光電子増
倍管、８は増幅器、９はフレームメモリ、１０は演算回
路、１１は画像処理回路、１２は画像表示装置、１３は
搬送ローラ、１４ａ、１４ｂは消去光源、１５ａ、１５
ｂはマーク書き込み光源、１６ａ、１６ｂは反射鏡、１
７ａ、１７ｂは反射鏡駆動装置である。

先ず、蓄積性螢光体シート４ａが搬送ローラ１３によっ
て電子顕微鏡像の投影位置Ｊに配置されると、該位置に
おいてシート４ａに試料を透過した電子線像が照射され
蓄積記録される。そして、該シー）４ａを投影位置に配
置したままの状態で、該電子線像が蓄積記録されたシー
ト４ａの端部に消去光源１４ａ、１４ｂから反射鏡駆動
装置１７ａ、１７ｂによって挿入された反射鏡１６ａ、
１６ｂを介して消去光Ｅ（例えば波長４９０ｎｍ以上の
可視光でＨｅ−Ｎｅレーザー等）が例えば小円形ビーム
で照射され、該シー）４ａの端部に第２図（ａ）に示す
ような消去領域Ｆが形成される。

次に、前記反射鏡駆動装置１７ａ、１７ｂによって前記
反射鏡１６ａ、１６ｂを移動して、マーク書き込み光源
１５ａ、１５ｂから書き込み光Ｗ（例えば波長４９０ｎ
ｍ以下の可視光または紫外線等）が前記シート４ａの端
部に形成された消去領域Ｆ内に例えば前記消去領域より
小さい円形ビームで照射されて、第２図（ａ）に示すよ
うなマーク像Ｍｌが蓄積される。その後、該シート４ａ
は前記搬送ローラ１３によって読取装置に供給され、該
装置の読取位置Ｋに配置される。該読取装置ではシート
４ａに蓄積された電子顕微鏡像及びマーク像Ｍ１を読み
出すために、励起用レーザー光源５からレーザー光Ｂが
ガルバノミラ−を介して試料上で走査される。該励起用
レーザー光の走査により試料から放出された光は、逐次
光電子増倍管７によって検出される。該光電子増倍管７
によって検出された信号はＡ−Ｄ変換器を含む増幅器８
を介して増幅された後、第１の画像信号としてフレーム
メモリ９に供給され記憶される。

次に、蓄積性螢光体シー）４ｂが搬送ローラ１３によっ
て電子顕微鏡像の投影位置Ｊに配置されると、該位置に
おいてシート４ｂに試料を透過させない電子線が照射さ
れ、所謂カブリ像が蓄積記録される。そして、該シート
４ｂを投影位置に配置したままの状態で、シート４ｂの
端部に前述した方法と同様に消去光Ｅを照射して第２図
（ｂ）に示すような消去領域Ｆを形成すると共に、該消
去領域Ｆに書き込み光源から書き込み光Ｗを照射してマ
ーク像Ｍ２を蓄積する。そして、該シート４ｂを読取装
置に搬送し、該読取位置Ｋにおいてシート４ｂに励起用
レーザー光Ｂを照射する。該励起用レーザー光の走査に
より試料から放出された光は、逐次光電子増倍管７によ
って検出される。

該光電子増倍管７によって検出された信号は前記Ａ−Ｄ
変換器を含む増幅器８を介して増幅された後、第２の画
像信号としてフレームメモリ９に供給され前記シート４
ａから検出された第１の画像信号とは別の記憶領域に記
憶される。

そして、前記フレームメモリ９に記憶された第１の画像
信号と第２の画像信号を演算回路供給し、該演算回路１
０において前記第１の画像信号に対応するマーク信号Ｍ
ｌの画素と前記第２の画像信号に対応するマーク信号Ｍ
２の画素を重ね合わせ、第１の画像信号（電子顕微鏡像
）から第２の画像信号（カブリ像）を減算して画像信号
からスポット状の像やカブリを担持する成分を打ち消す
処理を行う。この時、前記第１の画像信号と第２の画像
信号に含まれるマーク信号ＭｌとＭ２が完全に合致した
場合、該マーク信号は消去されるので、該２つのマーク
信号の差信号の量をモニターすることにより、第１の画
像信号と第２の画像信号の画素対応を修正することがで
きる。そして、該演算回路１０において演算された信号
は画像処理回路１１に供給されて所望の画像処理、例え
ば階調処理や周波数強調処理、濃度処理等が施された後
、画像表示装置１４に供給されて電子顕微鏡像として表
示される。

尚、上述した実施例は本発明の一実施例に過ぎず、本発
明は種々変形して実施することが可能である。例えば、
上述した実施例においては蓄積性螢光体シートの像蓄積
記録部の一部を消去し、該消去部に位置合わせ用マーク
を蓄積するようにしたが、該マークは蓄積性螢光体シー
トの像蓄積記録部以外の部分に書き込むようにしても良
く、その場合は消去光源を必要としない。また、上述し
た実施例においては光によって位置合わせ用マークを書
き込むようにしたが、該マークは偏向された電子ビーム
・スポットによって蓄積性螢光体シート端部に記録する
ようにしても良い。更に、上述した実施例において位置
合わせ用マークを円形マークとして２カ所設けたが、該
マークは位置合わせが可能な形状であればどのような形
でも良く、マークの書き込み数も１カ所または２力所以
上でも良い。また、上述した実施例においては像蓄積記
録部の一部を消去するために、消去光源を設けたが、像
蓄積記録部の一部を消去するために蓄積性螢光体シート
の消去部分の裏面にスポットヒーターを設け、加熱によ
り消去領域を形成するようにしても良い。

更に、上述した実施例では、電子顕微鏡像とカブリ像と
の画素対応を修正するようにしたが、２種の電子線像に
基づく画素信号の対応する画素どうしにある演算を施し
て得られた画像信号に基づいて、像表示を行う他の場合
にも本発明は同様に適用できる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、投影
位置に配置されたシートに位置合わせ用マークを書き込
む手段と、前記第１の画像信号に対応するマーク信号と
前記第２の画像信号に対応するマーク信号に基づいて前
記演算される第１の画像信号と第２の画像信号の画素対
応を修正するための手段を備えたことにより、該手段に
より該２つの画像信号の画素対応を修正することが可能
となる。そのため、記録媒体である蓄積性螢光体シート
が機械的に読取り装置（励起光照射位置）に搬送されて
、２つのシートの間で欅械的な位置合わせに誤差が生じ
た場合でも、前記第１の画像信号に対応するマーク信号
と前記第２の画像信号に対応するマーク信号に基づいて
、該２つの画像の画素対応を修正しているため、２つの
画像信号の画素を１画素幅（５０μｍ）程度の精度で対
応させることができ、従って、鮮明且つ正確な電子顕微
鏡像を表示装置に表示することができる。４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための装置構成図
、第２図は位置合わせ用マークの書き込みの例を説明す
るための図である。 １：電子顕微鏡筐体 ２：電子レンズ ３：撮像室 ４ａ、４ｂ：蓄積性螢光体シート ５：励起用レーザー光源 ６：ガルバノミラ− ７：光電子増倍管 ８：増幅器 ９；フレームメモリ １０：演算回路 １１：画像処理回路 １２：画像表示装置 １３：搬送ローラ １４ａ、１４ｂ：消去光源 １５ａ、１５ｂ：７−り書き込み光源 １６ａ、１６ｂ：反射鏡 １７ａ、１７ｂ：反射鏡駆動装置 特許出願人　　日本電子株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子顕微鏡像または電子線パターンを投影するための手
   段と、該像またはパターンが投影された位置に配置され
   た際に該像またはパターンを蓄積記録するための蓄積性
   螢光体シートと、蓄積記録されたシートに光照射あるい
   は加熱を行って蓄積されたエネルギーを光として放出さ
   せ、この放出光を電気的に検出して画像信号を得るため
   の読取装置と、シートに記録された第１の像またはパタ
   ーンを読取って得られる第１の画像信号とシートに記録
   された第２の像またはパターンを読取って得られる第２
   の画像信号を前記読取装置の各読取位置を基準として区
   画した画素毎に演算するための手段と、該演算に基づい
   て得られた画像信号に基づいて表示を行う表示装置を備
   えた電子顕微鏡において、前記投影位置に配置されたシ
   ートに位置合わせ用マークを書き込む手段と、前記第１
   の画像信号に対応するマーク信号と前記第２の画像信号
   に対応するマーク信号に基づいて前記演算される第１の
   画像信号と第２の画像信号の画素対応を修正するための
   手段を備えることを特徴とする電子顕微鏡。