(57)【要約】  荷電粒子線装置は、電子線を発生させる電子銃と、試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、前記結像レンズ系を経由した前記電子線を第１の像成分と第２の像成分とに分岐させる分岐部（６）と、前記第１の像成分を検出し、第１の画像（３２）を出力する第１の画像検出部（７）と、前記第２の像成分を検出し、第２の画像（３３）を出力する第２の画像検出部（９）と、処理部と、表示部（１４，１５）とを有し、前記第２の画像（３３）の倍率は前記第１の画像（３２）の倍率よりも大きく、前記処理部は、前記第１の画像（３２）と前記第２の画像（３３）とを合成して第３の画像（３６）を生成し、前記表示部（１４，１５）は、前記第２の画像（３３）、及び前記第３の画像（３６）を表示する。
2016151809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を発生させる電子銃と、  試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、  前記結像レンズ系を経由した前記電子線を第１の像成分と第２の像成分とに分岐させる分岐部と、  前記第１の像成分を検出し、第１の画像を出力する第１の画像検出部と、  前記第２の像成分を検出し、第２の画像を出力する第２の画像検出部と、  処理部と、  表示部と、を有し、  前記第２の画像の倍率は前記第１の画像の倍率よりも大きく、  前記処理部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを合成して第３の画像を生成し、  前記表示部は、前記第２の画像及び前記第３の画像を表示する  荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、  前記処理部は、前記第２の画像を縮小し、縮小後の画像を前記第１の画像へ埋め込むことで前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子線装置において、  前記表示部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界に枠を付して表示する、荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項２に記載の荷電粒子線装置において、  前記処理部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界周辺のコントラストを所定の値へ変更する、荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項４に記載の荷電粒子線装置において  前記分岐部は、開口が形成された第１のシンチレータであり、  前記第１の像成分は、前記第１のシンチレータからの光であり、  さらに、前記開口を通過した前記電子線を検出する第２のシンチレータを有し、  前記第２の像成分は、前記第２のシンチレータからの光である、荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項５に記載の荷電粒子線装置において、  前記第１のシンチレータの断面において、前記開口を規定する端面は、前記端面の延長線が前記シンチレータより上方で前記電子線の光軸と交差するよう傾斜している、荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項６に記載の荷電粒子線装置において、  前記端面は、前記電子線に対して不感光である、荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、  前記処理部は、前記第１の画像と前記第２の画像との境界周辺のコントラストを所定の値へ変更して前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において  前記分岐部は、開口が形成された第１のシンチレータであり、  前記第１の像成分は、前記第１のシンチレータからの光であり、  さらに、前記開口を通過した前記電子線を検出する第２のシンチレータを有し、  前記第２の像成分は、前記第２のシンチレータからの光である、荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の荷電粒子線装置において、  前記第１のシンチレータの断面において、前記開口を規定する端面は、前記端面の延長線が前記シンチレータより上で前記電子線の光軸と交差するよう傾斜している、荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の荷電粒子線装置において、  前記第１のシンチレータの断面において、前記開口を規定する端面は、前記電子線に対して不感光である、荷電粒子線装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において  前記分岐部は、開口が形成されたミラーであり、  前記第１の像成分は、前記ミラーからの光であり、  前記第２の像成分は、前記開口を通過した光である、荷電粒子線装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において  前記分岐部は、ハーフミラー又はビームスプリッターであり、  前記第１の像成分は、前記ハーフミラー又はビームスプリッターで反射された光であり、  前記第２の像成分は、前記ハーフミラー又はビームスプリッターを透過した光である、荷電粒子線装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、  前記処理部は、前記第１の画像を拡大し、拡大後の画像に前記第２の画像へ埋め込むことで前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置。
【請求項１５】
電子線を発生させる電子銃と、試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、前記結像レンズ系を経由した前記電子線を第１の像成分と第２の像成分とに分岐させる分岐部と、前記第１の像成分を検出し、第１の画像を出力する第１の画像検出部と、前記第２の像成分を検出し、第２の画像を出力する第２の画像検出部と、処理部と、表示部とを有する荷電粒子線装置における試料観察方法において、  前記第２の画像の倍率は前記第１の画像の倍率よりも大きい場合に、  前記処理部が、前記第１の画像と前記第２の画像とを合成して第３の画像を生成する処理と、  前記第２の画像及び前記第３の画像を前記表示部に表示する処理と  を有する荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の荷電粒子線装置における試料観察方法において、  前記処理部は、前記第２の画像を縮小し、縮小後の画像を前記第１の画像へ埋め込むことで前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の荷電粒子線装置における試料観察方法において、  前記表示部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界に枠を付して出力する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の荷電粒子線装置における試料観察方法において、  前記処理部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界周辺のコントラストを所定の値へ変更する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、試料を透過した荷電粒子から対象物の構造を観察する荷電粒子線装置及び当該装置における試料観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  透過型電子顕微鏡においては、高倍率で観察する視野領域を選定するために低倍率による観察及び鳥瞰観察が頻繁に用いられる。また、上記低倍率による観察で選定された視野領域を高倍率で表示し、微細構造を観察する方法も頻繁に用いられる。【０００３】  一般に、低倍率による観察と高倍率による観察は、非特許文献１に示すように、（１）結像レンズ系を用い、観察対象物の拡大率を変化させることにより、または、（２）結像レンズ系と検出器の距離が異なる複数の検出器を用意し、観察に用いる検出器を切替えることにより、低倍率による観察と高倍率による観察とを切替えている。【０００４】  この他、特許文献１に示すように、結像レンズ系の拡大率を周期的に変化させ、該変化と表示装置の信号出力周期を同期させることで、低倍率による観察と高倍率による観察とを同時に行う方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−２６９４３８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】高分解能電子顕微鏡-原理と利用法-, 堀内 繁雄 著, 共立出版株式会社(1988), pp11-12.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  透過電子顕微鏡による観察では、まず、低倍率による観察によって大まかな観察視野を決定し、その後、高倍率による観察に切替えて決定された観察視野内の微細構造を観察する手法が一般的である。低倍率による観察と高倍率による観察の切替えは、１つの観察対象物（サンプル）につき数十回行われるのが一般的である。従来は、前記観察を、観察対象物の拡大率を変化させて行うか、結像レンズ系の拡大率は変化せずに、観察に用いる検出器を切替えることで行っていた。【０００８】  上記観察倍率の切替え方法は、共に切替え操作が必要であり、観察者にとって負担となっている。特に検出器の切替えに関しては、結像レンズ系からの距離が短い位置にある検出器が、他の検出器に対して、検出信号を遮断する位置に配置されるため、当該検出器を検出信号経路から排除する動作が必要であり、一定の切替え時間が発生していた。また、上記切替え方法では、低倍率又は高倍率のどちらか一方の像を観察しているため、同時刻の低倍率像と高倍率像とを同時に観察することは不可能であった。【０００９】  なお、特許文献１に示す方法においては、結像レンズ系の拡大率の切替えタイミングと、表示装置における観察像の更新タイミングとを同期させることで、低倍率像及び高倍率像を同時に観察することが一応可能であるものの、像の更新速度が、結像レンズ系の拡大率の切替え時間で制限を受けるという技術上の課題を有している。また、一般的に透過電子顕微鏡の拡大レンズ系は磁気レンズを用いているため、上記拡大率の切替えは、軸ずれや焦点ずれを伴うという技術上の課題もある。【００１０】  そこで、発明者は、観察者による観察倍率の切替え操作だけでなく、結像レンズ系の拡大率の変化も不要で、しかも同時刻の低倍率像と高倍率像とを同時に観察することができる荷電粒子線装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上記解題を解決する代表的な発明の一つとして、発明者は、「電子線を発生させる電子銃と、試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、前記結像レンズ系を経由した前記電子線を第１の像成分と第２の像成分とに分岐させる分岐部と、前記第１の像成分を検出し、第１の画像を出力する第１の画像検出部と、前記第２の像成分を検出し、第２の画像を出力する第２の画像検出部と、処理部と、表示部とを有し、前記第２の画像の倍率は前記第１の画像の倍率よりも大きく、前記処理部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを合成して第３の画像を生成し、前記表示部は、前記第２の画像、及び前記第３の画像を表示する、荷電粒子線装置」を提案する。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、結像レンズ系の拡大率を変化させることなく、異なる倍率の透過像を同時に観察することができ、観察条件の切替えに要する手間（拡大率の変更や検出器の切替え操作回数）を大幅に低減することができる。これにより、本発明は、透過電子顕微鏡の操作性を大きく向上させることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る透過電子顕微鏡の概略装置構成を示す図。
【図２】第１の投影面の断面形状とその上面形状を説明する図。
【図３】実施例１における画像処理の概念を説明する図。
【図４】実施例１における画像処理の他の概念を説明する図。
【図５】実施例２に係る透過電子顕微鏡の概略装置構成を示す図。
【図６】実施例２における画像処理の概念を説明する図。
【図７】実施例２における画像処理の他の概念を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の形態は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。
【００１５】（１）実施例１  本実施例では、第１の投影面上に映し出された像を検出する第１のカメラの画像と、前記第１の投影面より下方に位置する第２の投影面上に映し出された像を検出する第２のカメラの画像とを同時に表示することで、低倍率による観察と高倍率による観察の同時実行が可能な透過電子顕微鏡について説明する。なお、本実施例は、権利の範囲を限定するものではない。
【００１６】（１−１）装置構成  図１に、本実施例で使用する透過電子顕微鏡の概略構成を示す。なお、図１では、鏡筒等、本発明の説明と直接関係のない構成部材についての記載を省略している。電子銃１から発生された電子線は、照射レンズ系３を通じて観察対象物２に照射される。このとき、対物レンズ系４により、電子線の焦点は観察対象物２に合わせられる。観察対象物２を透過した電子線は、結像レンズ系５によって拡大又は縮小され、第１の投影面６に結像される。本実施例の場合、第１の投影面６として用いられるシンチレータは、不透明な基板の表面に蛍光物質を塗布した構成を有している。このため、電子線の入射で発生した蛍光による像は、第１の投影面６の上方に反射し、第１の画像検出部７によって検出される。
【００１７】  第１の投影面６には不図示の開口が形成されており、当該開口を通過した電子線は、第１の投影面６よりも下方に位置する第２の投影面８に到達する。第２の投影面８として用いられるシンチレータは、透明基板の表面に蛍光物質を塗布した構成を有している。このため、電子線の入射で発生した蛍光による像は、第２の投影面８の下方に配置された第２の画像検出部９において取得される。
【００１８】  第１の画像検出部７及び第２の画像検出部９から出力された信号は、信号伝達部１０を通じてコンピュータ１１に入力される。コンピュータ１１には、種々の演算制御処理を実行する演算装置１２と、各種のデータを記憶する記憶装置１３とが設けられている。演算装置１２の具体的な処理動作については後述する。図１の場合、第１の画像検出部７で取得された画像は第１の出力部（表示部）１４に出力され、第２の画像検出部９で取得された画像は第２の出力部（表示部）１５に出力される。もっとも、第１の画像検出部７で取得された画像と第２の画像検出部９で取得された画像は１つの表示画面として合成され、１つの出力部（表示部）に出力されても良い。コンピュータ１１に対する操作情報の入力には入力装置１６が用いられる。
【００１９】  図２に、第１の投影面６の形状を示す。図２の上段は、第１の投影面６の断面形状を表しており、下段は電子線の入射方向から第１の投影面６を見た第１の投影面６の上面形状を表している。図２に示すように、第１の投影面６のうち電子線の光軸と交差する領域付近には開口２１が形成されている。この開口２１の大きさは、開口２１を透過した電子線が第２の画像検出部９の検出範囲と一致するように定められている。開口２１の外縁を規定する開口部側面２２は、電子線の光軸に対して角度２３（θ）だけ傾斜されている。具体的には、シンチレータの下面側（第２の投影面８側）の開口径よりも上面側（電子線の入射側）の方の開口径の方が小さいテーパー形状に加工されている。換言すると、開口部側面２２の延長線が第１の投影面６の上方で電子線の光軸と交差するように形成されている。
【００２０】  角度θは、結像レンズ系５の最下段に位置するレンズ２４の焦点位置から第２の投影面８までの距離２５（Ｌ）と、光軸２６から第２の画像検出部９の検出範囲の端面までの距離２７（Ｘ）及び次式を用いて導出することができる。ここでは、光軸２６から第２の投影面８の端面までの距離と光軸２６から第２の画像検出部９の検出範囲の端面までの距離２７（Ｘ）とが同じであるものとする。2016151809.tif 000003
【００２１】  第１の投影面６として用いられるシンチレータに設けられた開口２１の開口部側面２２に、角度θの傾斜を設けたことにより、開口２１に入射する電子線は、過不足なく、第２の投影面８に投影することができる。ここで、開口部側面２２には、電子線に対して不感光な物質を使用することで、第１の画像検出部７及び第２の画像検出部９への不要な信号（蛍光）の伝達を防ぐことができる。
【００２２】（１−２）処理動作  図３を用いて、図１に示す構成を有する透過電子顕微鏡で実行される処理動作について説明する。
【００２３】  前述したように、本実施例で使用する第１の投影面６には、第２の画像検出部９の検出範囲に相当する大きさの開口２１が形成されている。このため、第１の画像検出部７のうち、開口２１に対応するピクセル領域３１には蛍光が入射することはない。このため、第１の画像検出部７から出力される第１の画像３２のうちピクセル領域３１に対応する部分の濃度値は極めて低くなる。本明細書では、この濃度値が極めて低くなる部分を「切除部分」ともいう。なお、第１の画像３２は、第１の投影面６を斜め上方から観察した画像であるので、実際には画像に歪が存在する。第１の画像３２は、演算装置１２において歪を除去した後の画像を表している。因みに、この第１の画像３２は、低倍率観察による画像に相当する。
【００２４】  一方、第１の投影面６の開口２１に入射した電子線は、そのまま第２の投影面８に投影され、蛍光の強度値に応じた像へと変換される。この際、第２の投影面８に結像される像の焦点距離は、図３に示すように、第１の投影面６に結像される像の焦点距離よりも長くなる。このため、第２の画像検出部９からは、第１の画像３２よりも高倍率の第２の画像３３が、第１の画像３２と同時に出力される。すなわち、観察倍率の異なる第１の画像３２と第２の画像３３が同時に得られる。
【００２５】  演算装置１２は、第２の画像３３を記憶装置１３上で複製し、複製画像３４を作成する。続いて、演算装置１２は、複製画像３４の画像サイズを、算出された倍率に応じて縮小する。複製画像３４を縮小した画像３５のサイズは、開口２１に対応するピクセル領域３１のサイズと一致する。演算装置１２は、縮小後の画像３５を第１の画像３２の切除部分（開口に対応するピクセル領域３１）に埋め込み、合成画像３６を作成する。
【００２６】  この後、演算装置１２は、合成画像３６（第２の画像３３を縮小した画像３５と第１の画像３２の合成画像）を第１の出力部１４に表示し、第２の画像３３を第２の出力部１５に表示する。これらの処理を、第１の画像検出部７及び第２の画像検出部９の信号出力周期に同期して実行することで、第１の投影面６に投影された低倍率像と、第２の投影面８に投影された高倍率像とを、観察者は同時に観察することができる。
【００２７】  なお、本実施例では、第１及び第２の投影面６及び８と第１及び第２の画像検出部７及び９の各パラメータを表１に示すように定義する。【表１】
2016151809.tif 000004
【００２８】  このとき、第１の出力部１４と第２の出力部１５に表示された画像の倍率比は次式で表すことができる。2016151809.tif 000005
また、演算装置１２において算出される倍率は、次式で表すことができる。2016151809.tif 000006
【００２９】（１−３）まとめ  以上の通り、本実施例に係る透過電子顕微鏡を用いれば、低倍率観察と高倍率観察を同時に行うことができる。また、本実施例の場合には、観察条件の切替えが不要であるため、拡大率の変更や検出器の切替え操作の回数を大幅に低減することができ、透過電子顕微鏡の操作性を大きく向上させることができる。特に、鳥瞰観察と微小構造の観察を繰り返し行う細胞の形態観察分野への適用において高い効果が期待できる。また、前述したように、本実施例では、倍率の異なる画像を同時に取得できるため、時間的に形状や状態が変化する観察対象物２の観察への適用に適している。
【００３０】（１−４）変形例１  本実施例では、第１の画像３２に対して、第２の画像３３を複製後に縮小した画像３５を埋め込んで合成画像３６を生成しているが、第１の画像３２を第１の出力部１４にそのまま出力し、高倍率像に相当する第２の画像３３を縮小した画像３５を第２の出力部１５に出力しても、観察倍率の異なる画像の同時観察を実現することができる。
【００３１】（１−５）変形例２  本実施例では、第１の投影面６に投影された像を第１の画像検出部７で直接検出しているが、ミラーを介して第１の投影面６に投影された像を第１の画像検出部７に導き検出しても良い。
【００３２】（１−６）変形例３  本実施例では、合成画像３６を作成する際、コントラスト調整を行わずに作成しているが、演算装置１２において、第２の画像３３を複製後に縮小した画像３５と第１の画像３２との境界に位置する画素の濃度値の差又は比の平均値を算出し、該平均値を用いて、第１の画像３３及び／又は画像３５のコントラストを調整した後に合成画像３６を作成しても良い。このような処理機能の搭載により、境界部分のコントラストが大きい場合に生じる合成画像３６の違和感を低減することができる。
【００３３】（１−７）変形例４  本実施例では、第１の画像３２と、第２の画像３３を複製後に縮小した画像３５との境界部分に加工を施すことなく合成画像３６を作成しているが、演算装置１２において、第１の画像３２と画像３５の境界を枠で明示する合成画像３６を作成しても良い。
【００３４】（１−８）変形例５  本実施例では、第２の画像３３を第２の投影面８の下面側から取得しているが、第２の投影面８として用いられるシンチレータを、不透明な基板の表面に蛍光物質を塗布した構成とすることで、第２の投影面の上方側から投影像を取得しても良い。（１−９）変形例６  本実施例では、第２の画像３３を縮小した画像３５を第１の画像３２に埋め込んでいるが、図４に示すように、第１の画像３２の複製画像３７を拡大した画像３８に、第２の画像３３を埋め込んでも構わない。
【００３５】（２）実施例２  本実施例においては、観察倍率の異なる２つの画像を同時に取得するための別の手法について説明する。ここでは、投影面を１つのみ用いる実施例について説明する。具体的には、投影面上に映し出された像の全体を検出する第１のカメラの画像と、投影面上に映し出された像の一部分を拡大して検出する第２のカメラの画像を同時に表示することで、低倍率による観察と高倍率による観察の同時実行が可能な透過電子顕微鏡について説明する。本実施例は権利の範囲を限定するものではない。
【００３６】（２−１）装置構成  図５に、本実施例で使用する透過電子顕微鏡の概略構成を示す。図５では、図１との対応部分に同一符号を付して示している。同一の符号を付した部分の説明は省略する。実施例１との相違点は、電子線を蛍光に変換する投影面４１、ミラー４２、第１の画像検出部４３、拡大レンズ４４、第２の画像検出部４５である。
【００３７】  本実施例の場合、投影面４１には、透明基板の表面全体に蛍光物質を塗布したシンチレータを使用する。投影面４１は透明であるので、電子線の入射で発生した蛍光による像は、投影面４１を透過し、ミラー４２に到達する。ミラー４２によって、像は、一部分とその他の部分とに分離される。後述するように本実施例のミラー４２には開口が形成されており、開口を通過する蛍光の像とその他の蛍光の像とに分離される。
【００３８】  ミラー４２で反射された蛍光の像は、第１の画像検出部４３によって検出され、第１の画像として出力される。ミラー４２の開口を通過した蛍光の像は拡大レンズ４４によって拡大され、第２の画像検出部４５の撮像面に結像される。第２の画像検出部４５は、検出された像を第２の画像として出力する。
【００３９】（２−２）処理動作  図６を用いて、図５に示す構成を有する透過電子顕微鏡で実行される処理動作について説明する。図６には、図３及び図５と対応する部分に同一の符号を付して示している。
【００４０】  前述したように、本実施例で使用するミラー４２には、第２の画像検出部９の検出範囲に相当する部分に開口５１が形成されている。この開口のサイズは、実施例１の開口２１と同様に定められている。ミラー４２で反射された像は、第１の画像検出部４３に映し出される。また、開口５１を通過した像は、拡大レンズ４４で拡大された後、第２の画像検出部４５に映し出される。第１及び第２の画像検出部４３及び４５から出力された信号に対する画像処理の内容は実施例１と同様である。
【００４１】  なお、本実施例では、拡大レンズ４４と、第１及び第２の画像検出部４３及び４５の各パラメータを表２に示すように定義する。【表２】
2016151809.tif 000007
【００４２】  このとき、第１の出力部１４と第２の出力部１５に表示された画像の倍率比は次式で表すことができる。2016151809.tif 000008
また、演算装置１２において算出される倍率は、次式で表すことができる。2016151809.tif 000009
【００４３】（２−３）まとめ  本実施例に係る透過電子顕微鏡によっても、実施例１に係る透過電子顕微鏡と同様の効果を実現することができる。
【００４４】（２−４）変形例１  本実施例の場合も、第１の画像３２に対して、第２の画像３３を複製後に縮小した画像３５を埋め込んで合成画像３６を生成しているが、第１の画像３２を第１の出力部１４にそのまま出力し、高倍率像に相当する第２の画像３３を縮小した画像３５を第２の出力部１５に出力しても、観察倍率の異なる画像の同時観察を実現することができる。
【００４５】（２−５）変形例２  本実施例の場合も、合成画像３６を作成する際、コントラスト調整を行わずに作成しているが、演算装置１２において、第２の画像３３を複製後に縮小した画像３５と第１の画像３２との境界に位置する画素の濃度値の差又は比の平均値を算出し、該平均値を用いて、第１の画像３３及び／又は画像３５のコントラストを調整した後に合成画像３６を作成しても良い。このような処理機能の搭載により、境界部分のコントラストが大きい場合に生じる合成画像３６の違和感を低減することができる。
【００４６】（２−６）変形例３  本実施例の場合も、第１の画像３２と、第２の画像３３を複製後に縮小した画像３５との境界部分に加工を施すことなく合成画像３６を作成しているが、演算装置１２において、第１の画像３２と画像３５の境界を枠で明示する合成画像３６を作成しても良い。
【００４７】（２−７）変形例４  本実施例では、開口５１付きのミラー４２を用いているが、ミラー４２に代えてハーフミラー又はビームスプリッターを用いても、前述の効果を得ることができる。
【００４８】（２−８）変形例５  本実施例では、第２の画像３３を縮小した画像３５を第１の画像３２に埋め込んでいるが、図７に示すように、第１の画像３２の複製画像３７を拡大した画像３８に、第２の画像３３を埋め込んでも構わない。
【００４９】（３）他の実施例  本発明は、上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要はない。例えば前述の実施例では、透過電子顕微鏡について説明しているが、電子以外の荷電粒子（例えばイオン）を使用する顕微鏡装置にも適用することができる。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることができる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の一部を追加、削除又は置換することもできる。
【００５０】  また、上述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することにより（すなわちソフトウェア的に）実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記憶装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に格納することができる。また、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示すものであり、製品上必要な全ての制御線や情報線を表すものでない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。
【符号の説明】
【００５１】１：電子銃２：観察対象物３：照射レンズ系４：対物レンズ系５：結像レンズ系６：第１の投影面７：第１の画像検出部８：第２の投影面９：第２の画像検出部１０：信号伝達部１１：コンピュータ１２：演算装置１３：記憶装置１４：第１の出力部（表示部）１５：第２の出力部（表示部）１６：入力装置２１：開口２２：開口部側面２３：角度θ２４：結像レンズ系の最下段に位置するレンズ２５：距離Ｌ２６：光軸２７：距離Ｘ３１：開口に対応するピクセル領域３２：第１の画像３３：第２の画像３４：第２の画像の複製画像３５：縮小後の画像３６：合成画像３７：複製画像３８：拡大後の画像３９：合成画像４１：投影面４２：ミラー４３：第１の画像検出部４４：拡大レンズ４５：第２の画像検出部５１：開口
【図１】
2016151809.tif 000010
【図２】
2016151809.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016151809.tif 000015
【図７】
2016151809.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月18日(2015.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を発生させる電子銃と、
試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、
前記結像レンズ系を経由した前記電子線を第１の像成分と第２の像成分とに分岐させる分岐部と、
前記第１の像成分を検出し、第１の画像を出力する第１の画像検出部と、
前記第２の像成分を検出し、第２の画像を出力する第２の画像検出部と、
処理部と、
表示部と、を有し、
前記第２の画像の倍率は前記第１の画像の倍率よりも大きく、
前記処理部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを合成して第３の画像を生成し、
前記表示部は、前記第２の画像及び前記第３の画像を表示する
荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記処理部は、前記第２の画像を縮小し、縮小後の画像を前記第１の画像へ埋め込むことで前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子線装置において、
前記表示部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界に枠を付して表示する、荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項２に記載の荷電粒子線装置において、
前記処理部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界周辺のコントラストを所定の値へ変更する、荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項４に記載の荷電粒子線装置において
前記分岐部は、開口が形成された第１のシンチレータであり、
前記第１の像成分は、前記第１のシンチレータからの光であり、
さらに、前記開口を通過した前記電子線を検出する第２のシンチレータを有し、
前記第２の像成分は、前記第２のシンチレータからの光である、荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項５に記載の荷電粒子線装置において、
前記第１のシンチレータの断面において、前記開口を規定する端面は、前記端面の延長線が前記シンチレータより上方で前記電子線の光軸と交差するよう傾斜している、荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
前記端面は、前記電子線に対して不感光である、荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記処理部は、前記第１の画像と前記第２の画像との境界周辺のコントラストを所定の値へ変更して前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において
前記分岐部は、開口が形成された第１のシンチレータであり、
前記第１の像成分は、前記第１のシンチレータからの光であり、
さらに、前記開口を通過した前記電子線を検出する第２のシンチレータを有し、
前記第２の像成分は、前記第２のシンチレータからの光である、荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の荷電粒子線装置において、
前記第１のシンチレータの断面において、前記開口を規定する端面は、前記端面の延長線が前記シンチレータより上で前記電子線の光軸と交差するよう傾斜している、荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の荷電粒子線装置において、
前記第１のシンチレータの断面において、前記開口を規定する端面は、前記電子線に対して不感光である、荷電粒子線装置。
【請求項１２】
電子線を発生させる電子銃と、
試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、
開口が形成されたミラーであり、前記結像レンズ系を経由した前記電子線を前記ミラーで反射された第１の像成分と前記開口を通過した第２の像成分とに分岐する前記ミラーと、
前記第１の像成分を検出し、第１の画像を出力する第１の画像検出部と、
前記第２の像成分を検出し、第２の画像を出力する第２の画像検出部と、
処理部と、
表示部と、を有し、
前記第２の画像の倍率は前記第１の画像の倍率よりも大きく、
前記処理部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを合成して第３の画像を生成し、
前記表示部は、前記第２の画像及び前記第３の画像を表示する
荷電粒子線装置。
【請求項１３】
電子線を発生させる電子銃と、
試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、
前記結像レンズ系を経由した前記電子線を反射光である第１の像成分と透過光である第２の像成分とに分岐するハーフミラー又はビームスプリッターと、
前記第１の像成分を検出し、第１の画像を出力する第１の画像検出部と、
前記第２の像成分を検出し、第２の画像を出力する第２の画像検出部と、
処理部と、
表示部と、を有し、
前記第２の画像の倍率は前記第１の画像の倍率よりも大きく、
前記処理部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを合成して第３の画像を生成し、
前記表示部は、前記第２の画像及び前記第３の画像を表示する
荷電粒子線装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記処理部は、前記第１の画像を拡大し、拡大後の画像に前記第２の画像へ埋め込むことで前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置。
【請求項１５】
電子線を発生させる電子銃と、試料を透過した前記電子線を結像させる結像レンズ系と、前記結像レンズ系を経由した前記電子線を第１の像成分と第２の像成分とに分岐させる分岐部と、前記第１の像成分を検出し、第１の画像を出力する第１の画像検出部と、前記第２の像成分を検出し、第２の画像を出力する第２の画像検出部と、処理部と、表示部とを有する荷電粒子線装置における試料観察方法において、
前記第２の画像の倍率は前記第１の画像の倍率よりも大きい場合に、
前記処理部が、前記第１の画像と前記第２の画像とを合成して第３の画像を生成する処理と、
前記第２の画像及び前記第３の画像を前記表示部に表示する処理と
を有する荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の荷電粒子線装置における試料観察方法において、
前記処理部は、前記第２の画像を縮小し、縮小後の画像を前記第１の画像へ埋め込むことで前記第３の画像を生成する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の荷電粒子線装置における試料観察方法において、
前記表示部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界に枠を付して出力する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の荷電粒子線装置における試料観察方法において、
前記処理部は、縮小後の前記画像と前記第１の画像との境界周辺のコントラストを所定の値へ変更する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
前記第２の画像を複製後に縮小した第４の画像と前記第１の画像との境界に位置する画素の濃度値の差又は比の平均値を算出し、前記平均値を用いて、前記第１の画像及び／又は前記第４の画像のコントラストを調整した後に前記第３の画像を作成する、荷電粒子線装置。
【請求項２０】
請求項１２に記載の荷電粒子線装置において、
前記第２の画像を複製後に縮小した第４の画像と前記第１の画像との境界に位置する画素の濃度値の差又は比の平均値を算出し、前記平均値を用いて、前記第１の画像及び／又は前記第４の画像のコントラストを調整した後に前記第３の画像を作成する、荷電粒子線装置。
【請求項２１】
請求項１３に記載の荷電粒子線装置において、
前記第２の画像を複製後に縮小した第４の画像と前記第１の画像との境界に位置する画素の濃度値の差又は比の平均値を算出し、前記平均値を用いて、前記第１の画像及び／又は前記第４の画像のコントラストを調整した後に前記第３の画像を作成する、荷電粒子線装置。
【請求項２２】
請求項１５に記載の試料観察方法において、
前記第２の画像を複製後に縮小した第４の画像と前記第１の画像との境界に位置する画素の濃度値の差又は比の平均値を算出し、前記平均値を用いて、前記第１の画像及び／又は前記第４の画像のコントラストを調整した後に前記第３の画像を作成する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
不透明な基板の表面に蛍光物質を塗布したシンチレータを前記第２の像成分の投影面とし、前記第２の画像検出部は、前記シンチレータの上方側から前記第２の像成分を検出して前記第２の画像を出力する、荷電粒子線装置。
【請求項２４】
請求項１２に記載の荷電粒子線装置において、
不透明な基板の表面に蛍光物質を塗布したシンチレータを前記第２の像成分の投影面とし、前記第２の画像検出部は、前記シンチレータの上方側から前記第２の像成分を検出して前記第２の画像を出力する、荷電粒子線装置。
【請求項２５】
請求項１３に記載の荷電粒子線装置において、
不透明な基板の表面に蛍光物質を塗布したシンチレータを前記第２の像成分の投影面とし、前記第２の画像検出部は、前記シンチレータの上方側から前記第２の像成分を検出して前記第２の画像を出力する、荷電粒子線装置。
【請求項２６】
請求項１５に記載の試料観察方法において、
前記第２の画像検出部は、不透明な基板の表面に蛍光物質を塗布したシンチレータに投影された前記第２の像成分を、前記シンチレータの上方側から検出して前記第２の画像を出力する、荷電粒子線装置における試料観察方法。
【国際調査報告】
2016151809.tif 000017
2016151809.tif 000018
2016151809.tif 000019
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