(57)【要約】【課題】光学画像と電子顕微鏡画像の切り替えをスムーズに行えるようにする。【解決手段】電子顕微鏡は、電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部４２と、光学画像を取得するための光学撮像部４４と、観察条件に応じて、該電子線撮像部４２で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部４４から電子線撮像部４２に切替可能な切替倍率を演算可能な倍率演算部７２と、光学撮像部４４で取得した光学画像を表示部２８に表示させる際に、光学倍率設定部６１１Ｂの表示倍率が、倍率演算部７２で演算された切替倍率に達した時点で、表示部２８における画像表示を光学撮像部４４による表示から電子線撮像部４２による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａを制御するための切替部４６とを備える。【選択図】図１
2006173021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、
前記電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、
同一の観察対象について表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部と、
を備える電子顕微鏡であって、
電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、
電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、
光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を演算可能な倍率演算部と、
前記光学撮像部で取得した光学画像を前記表示部に表示させる際に、光学倍率設定部の表示倍率が、前記倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、前記表示部における画像表示を前記光学撮像部による表示から前記電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するための切替部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の電子顕微鏡であって、さらに
前記光学撮像部で取得した光学画像を保持するためのメモリ部を備えており、
前記メモリ部に保持された取得済みの光学画像の表示倍率を、前記光学倍率設定部で変更可能であり、該光学画像の表示倍率が、前記倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、前記切替部が前記表示部における画像表示を前記光学撮像部による表示から前記電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、前記切替部が電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するように構成してなることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項３】
観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、
前記電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、
同一の観察対象について表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部と、
を備える電子顕微鏡であって、
電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、
電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、
光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を演算可能な倍率演算部と、
光学画像による観察の際に、前記表示部における前記光学倍率設定部の表示倍率が、前記倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、前記表示部における画像表示を光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能である旨を告知する告知部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項４】
観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、
前記電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、
同一の観察対象について表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部と、
を備える電子顕微鏡であって、
電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、
電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、
光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を演算可能な倍率演算部と、
光学画像による観察の際に、前記表示部における前記光学倍率設定部の表示倍率が、前記倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、該切替倍率以上に表示部での表示倍率を上げることができないように前記光学倍率設定部の倍率設定に制限を加える倍率制限部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の電子顕微鏡であって、
前記電子線撮像部は、観察対象を撮像するための撮像レンズと、観察対象に対して電子線を照射するための電子銃とを備えており、
前記倍率演算部は、前記電子線撮像部の観察条件として、前記電子銃の加速電圧、又は撮像レンズから観察対象までの距離の、少なくともいずれかに基づいて最低倍率を演算するよう構成されてなることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項６】
観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、
前記電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、
同一の観察対象について表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部と、
を備える電子顕微鏡であって、
電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、
電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、
光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算するための倍率演算部と、
前記光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率が、前記演算された最低倍率よりも低い場合に、光学画像による観察の際に、前記表示部における前記光学倍率設定部の表示倍率が、前記光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率に達した時点で、前記表示部における画像表示を前記光学撮像部による表示から前記電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を前記倍率演算部で演算された最低倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するための切替部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項７】
観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、
前記電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、
同一の観察対象について表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部と、
を備える電子顕微鏡であって、
電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、
電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、
光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算するための倍率演算部と、
前記光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率が、前記演算された最低倍率よりも低い場合に、光学画像による観察の際に、前記表示部における前記光学倍率設定部の表示倍率が、前記光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率に達した時点で、前記表示部における画像表示を前記光学撮像部による表示から前記電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、前記倍率演算部で演算された最低倍率にて前記電子線撮像部で取得された電子顕微鏡画像の実質的な表示倍率が、前記光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率と一致するように、電子顕微鏡画像を縮小させて前記表示部に表示する切替部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項８】
観察対象を裁置するためのステージと、
前記ステージ上の観察対象に対して電子線を照射するための電子銃と、
観察対象から放出される二次電子又は反射電子を検出するための１以上の検出器と、
前記検出器で検出された情報に基づいて電子線観察像を結像するための電子線撮像部と、
前記電子線撮像部で撮像された電子線観察像を表示するための表示部と、
を備え、
所定の観察条件に基づいて、前記電子銃に加速電圧を印加して電子線を観察対象に照射し、観察対象から放出される二次電子又は反射電子を前記検出器で検出しながら観察対象表面の所望の領域を走査することで、電子線観察像を結像し前記表示部に表示可能な電子顕微鏡であって、さらに、
同一の観察対象について表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部と、
電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、
光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算するための倍率演算部と、
光学画像による観察の際に、前記表示部における前記光学倍率設定部の表示倍率が、前記倍率演算部で演算された最低倍率に達した時点で、前記表示部における画像表示を前記光学撮像部による表示から前記電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該最低倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するための切替部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項９】
電子顕微鏡の操作方法であって、
観察対象の濃淡情報を有する電子顕微鏡画像を電子線撮像部で取得すると共に、同一の観察対象について表示部にて表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を光学撮像部で取得する工程と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を倍率演算部で演算する工程と、
前記光学撮像部で取得した光学画像を前記表示部に表示させる際の表示倍率が拡大されて、前記倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、前記光学撮像部による表示から前記電子線撮像部による表示に切り替えて前記表示部に電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率に設定する工程と、
を有することを特徴とする電子顕微鏡の操作方法。
【請求項１０】
電子顕微鏡の操作プログラムであって、
観察対象の濃淡情報を有する電子顕微鏡画像を電子線撮像部で取得すると共に、同一の観察対象について表示部にて表示可能な最高倍率が前記電子線撮像部よりも低い光学画像を光学撮像部で取得する機能と、
前記観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を倍率演算部で演算する機能と、
前記光学撮像部で取得した光学画像を前記表示部に表示させる際の表示倍率が拡大されて、前記倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、前記光学撮像部による表示から前記電子線撮像部による表示に切り替えて前記表示部に電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率に設定する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする電子顕微鏡操作プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載されるプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査顕微鏡や測長ＳＥＭ等の荷電粒子線装置等の電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器に関し、特に光学系の観察として光学画像を取得可能な光学撮像部を備える電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線で観察対象の試料を照射して得られる信号を検出して観察像を得る荷電粒子線装置として、例えば電子線を用いた透過電子顕微鏡や走査電子顕微鏡がある。例えば電子顕微鏡は、電子の進行方向を自由に屈折させ、光学顕微鏡のような結像システムを電子光学的に設計したものである。電子顕微鏡には、試料や標本を透過した電子を電子レンズを用いて結像する透過型の他、試料表面で反射した電子を結像する反射型、収束電子線を試料表面上に走査して各走査点からの二次電子を用いて結像する走査型電子顕微鏡、加熱あるいはイオン照射によって試料から放出される電子を結像する表面放出型（電界イオン顕微鏡）等がある（例えば特許文献１）。
【０００３】
電子顕微鏡（ＳＥＭ）の例として、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）は、観察対象となる試料に細い電子線（電子プローブ）を照射した際に発生する二次電子や反射電子を、二次電子検出器、反射電子検出器等それぞれの検出器を用いて取り出し、ブラウン管やＬＣＤ等の表示画面上に表示して、主として試料の表面形態を観察する装置である。一方、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）は、薄膜試料に電子線を透過させ、その際に試料中で原子により散乱、回折された電子を電子回折パターン又は透過電子顕微鏡画像として得ることによって主に物質の内部構造を観察できる。
【０００４】
電子線が固体試料に照射されたとき、電子のエネルギーによって固体中を透過するが、その際に試料を構成する原子核や電子との相互作用によって弾性的な衝突、弾性散乱やエネルギー損失を伴う非弾性散乱を生じる。非弾性散乱によって試料元素の殻内電子を励起したり、Ｘ線等を励起したり、また二次電子を放出し、それに相当するエネルギーを損失する。二次電子は衝突する角度によって放出される量が異なる。一方、弾性散乱によって後方に散乱し、試料から再び放出される反射電子は、原子番号に固有の量が放出される。ＳＥＭはこの二次電子や反射電子を利用する。ＳＥＭは電子を試料に照射し、放出される二次電子や反射電子を検出して観察像を結像している。また走査型電子顕微鏡の一種として、試料透過光を検出器に受ける走査−透過電子顕微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope：ＳＴＥＭ）等もある。
【特許文献１】特開平３−９３１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＥＭやＴＥＭ、ＳＴＥＭ等の電子顕微鏡は、高い倍率での観察に有効であるものの、逆に低い倍率での表示を不得手とする。一般的には電子顕微鏡の倍率は、最大で数万倍〜数十万倍あるいは数百万倍程度の表示が可能であるが、一方で最低倍率は、数倍〜数十倍程度となる。例えばＳＥＭで観察可能な最も低い倍率は一般的に５倍〜５０倍程度である。このように、電子顕微鏡等での観察は開始時からいきなり高倍率での表示となるため、観察視野は非常に狭い範囲となってしまう。このため、試料サンプル上の最終的に観察したい場所を見つける作業である視野探しは困難となる。視野探しは、視野を広くした状態、すなわち低倍率にて表示させた状態から、徐々に高倍率に移行して視野を絞り込んで特定する手順が望ましい。
【０００６】
このような電子顕微鏡の視野探しを容易にするため、可視波長や赤外波長の光を利用する光学顕微鏡や光学カメラ等の光学観察装置を利用する方法が知られている。光学カメラでの観察は一般に１倍以下の倍率といった低倍率での表示が可能である。そこで、試料サンプルを光学カメラを用いて低倍率で観察し、大体の視野探しを行った上で、電子顕微鏡での観察に移行することが行われている。これを実現するため、電子顕微鏡に、より低倍率での表示が可能な観察光学系を併用する。Ｃ−ＭＯＳカメラ等の観察光学系での低倍率表示に基づいて視野探しを行い、その後ＳＥＭ等の電子顕微鏡に切り替えて、高倍率での観察を行う。一般に、光学カメラ像等の光学画像と電子顕微鏡画像とでは、画像の明るさや質感等が異なる。このため、光学カメラでの観察から電子顕微鏡での観察に切り替える際には多少の違和感が生じ、特に両者の表示倍率が異なる場合は光学画像から電子顕微鏡画像への切替時に試料サンプル上の目的位置を見失ってしまうおそれがある。ただ、両者の表示倍率がほぼ同じであれば、このような違和感を低減して視野を見失うことを回避できる。そのため、切替時には両者の倍率を揃えるように倍率を調整することが好ましい。
【０００７】
しかしながら、上記のような構成においては、光学カメラと電子顕微鏡はそれぞれ独立しており、光学カメラでの表示倍率設定と、電子顕微鏡での表示倍率設定は、それぞれが独立した値を設定するように構成されている。このため、光学画像から電子顕微鏡画像に切り替える時に同じ倍率で切替わるように表示倍率を設定するためには、それぞれの表示倍率を設定する必要があり、手間がかかっていた。
【０００８】
また、光学画像から電子顕微鏡画像への切り替えは、可能な限り低倍率で行うことが好ましい。一般に、光学画像と電子顕微鏡画像とでは、２つの画像の間のオフセット（光軸ずれ）、回転方向のずれ、収差によるひずみ、倍率誤差（同じ倍率に設定した時の画像サイズのずれ）等があるため、両者の画像は完全には同倍率であっても一致しない。このため、光学画像から電子顕微鏡画像への切り替えが高倍率で行われると、光学画像と電子顕微鏡画像の光軸ずれによる視野ずれが生じる。また画像の質の違いによる違和感のため、同じ視野かどうかの判別が容易でない上、高倍率での表示が不得手な光学カメラを使って高倍率で観察すると画質が劣化するという問題もあり、これらが原因となって切り替え時に視野を見失ってしまうおそれがある。このため、光学画像から電子顕微鏡画像への切り替えは、光学カメラで表示倍率を上げていき電子顕微鏡での観察が可能な最低倍率に達したら、速やかに電子顕微鏡に切替えることが望ましい。
【０００９】
しかしながら、電子顕微鏡で観察可能な最低倍率は常に一定の倍率ではないという問題があり、特に電子顕微鏡による観察の観察条件によって観察可能な最低倍率が異なるため、ユーザはどのタイミングで光学カメラから電子顕微鏡に移行するかのタイミングを知ることが困難であった。ユーザがある時点における最低倍率を知るためには、現在の加速電圧、ＷＤ等に応じて表等を参照しながら、最低倍率を演算しなければならなかった。このため、早いタイミングで光学カメラでの観察から電子顕微鏡での観察に切り替えたくとも、どのタイミングで可能であるかを知ることが困難であるため、非常に使いづらいという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、光学画像と電子顕微鏡画像の切り替えをスムーズに行える電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の電子顕微鏡は、観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、同一の観察対象について表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部とを備える。この電子顕微鏡はさらに、電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を演算可能な倍率演算部と、光学撮像部で取得した光学画像を表示部に表示させる際に、光学倍率設定部の表示倍率が、倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、表示部における画像表示を光学撮像部による表示から電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するための切替部とを備える。この構成によって、電子線撮像部と光学撮像部との切り替えをスムーズに行うことができ、ユーザは電子線撮像部で撮像可能な最低倍率を意識することなく、光学画像から電子顕微鏡画像へ速やかに切り替えて観察することができる。
【００１２】
また、本発明の第２の電子顕微鏡はさらに、光学撮像部で取得した光学画像を保持するためのメモリ部を備えており、メモリ部に保持された取得済みの光学画像の表示倍率を、光学倍率設定部で変更可能であり、該光学画像の表示倍率が、倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、切替部が表示部における画像表示を光学撮像部による表示から電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、切替部が電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するように構成している。この構成により、リアルタイムで光学撮像部と電子線撮像部のハードウェアを切り替えずとも、表示部におけるスムーズな切替が実現でき、例えば予め撮像された光学画像に基づいて視野探しを行い、電子線撮像部での表示が可能な倍率に達した時点で電子顕微鏡画像の表示に切り替えることで視野探しを容易に行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明の第３の電子顕微鏡は、観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、同一の観察対象について表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部とを備える。この電子顕微鏡はさらに、電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を演算可能な倍率演算部と、光学画像による観察の際に、表示部における光学倍率設定部の表示倍率が、倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、表示部における画像表示を光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能である旨を告知する告知部とを備える。この構成によって、ユーザは光学画像から電子顕微鏡画像への切り替えが可能なタイミングを知ることができるので、例えば視野探しにおいても低倍率の段階で電子線撮像部に切り替えた観察を行うことができ、視野探しを容易に行うことができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の第４の電子顕微鏡は、観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、同一の観察対象について表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部とを備える。この電子顕微鏡はさらに、電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を演算可能な倍率演算部と、光学画像による観察の際に、表示部における光学倍率設定部の表示倍率が、倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、該切替倍率以上に表示部での表示倍率を上げることができないように光学倍率設定部の倍率設定に制限を加える倍率制限部とを備える。この構成によって、ユーザは光学撮像部での観察時において光学倍率設定部を操作して倍率を低倍率から上げていくと、電子線撮像部での観察が可能になった時点で倍率を上げる操作ができなくなるので、電子線撮像部への観察系切り替えを促され、速やかに電子線撮像部での観察に移行することができ、例えば視野探しにおいて低倍率の段階で電子顕微鏡画像の観察に移行できるという利点が得られる。
【００１５】
さらにまた、本発明の第５の電子顕微鏡は、電子線撮像部は、観察対象を撮像するための撮像レンズと、観察対象に対して電子線を照射するための電子銃とを備えており、倍率演算部は、電子線撮像部の観察条件として、電子銃の加速電圧、又は撮像レンズから観察対象までの距離の、少なくともいずれかに基づいて最低倍率を演算するよう構成されている。この構成により、上記の観察条件によって変動する最低倍率を確実に演算することが可能となり、ユーザはこれらの条件を意識することなく観察条件に応じた最低倍率に基づき表示部における画像表示の切り替えを促される利点が得られる。
【００１６】
さらにまた、本発明の第６の電子顕微鏡は、観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、同一の観察対象について表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部とを備える。この電子顕微鏡はさらに、電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算するための倍率演算部と、光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率が、演算された最低倍率よりも低い場合に、光学画像による観察の際に、表示部における光学倍率設定部の表示倍率が、光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率に達した時点で、表示部における画像表示を光学撮像部による表示から電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を倍率演算部で演算された最低倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するための切替部とを備える。この構成によって、電子線撮像部と光学撮像部とで表示可能な倍率が重複しない場合でも、両者の表示倍率を近付けた状態で表示部における画像表示の切り替えが行われるので、切替時の違和感を可能な限り低減できる。
【００１７】
さらにまた、本発明の第７の電子顕微鏡は、観察対象の画像を濃淡で表示する電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部と、電子線撮像部の観察条件を設定するための観察条件設定部と、同一の観察対象について表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部とを備える。この電子顕微鏡はさらに、電子線撮像部又は光学撮像部で取得された画像を表示するための表示部と、電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算するための倍率演算部と、光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率が、演算された最低倍率よりも低い場合に、光学画像による観察の際に、表示部における光学倍率設定部の表示倍率が、光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率に達した時点で、表示部における画像表示を光学撮像部による表示から電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、倍率演算部で演算された最低倍率にて電子線撮像部で取得された電子顕微鏡画像の実質的な表示倍率が、光学倍率設定部で設定可能な最高の表示倍率と一致するように、電子顕微鏡画像を縮小させて表示部に表示する切替部とを備える。この構成によって、電子線撮像部と光学撮像部とで表示可能な倍率が重複しない場合でも、電子顕微鏡画像を縮小することで擬似的に電子顕微鏡画像の表示倍率を下げることが可能であるため、電子顕微鏡画像の表示倍率を光学画像と一致させて表示部における画像表示の切替を行うことができ、切り替え時の違和感を低減することができる。
【００１８】
さらにまた、本発明の第８の電子顕微鏡は、観察対象を裁置するためのステージと、ステージ上の観察対象に対して電子線を照射するための電子銃と、観察対象から放出される二次電子又は反射電子を検出するための１以上の検出器と、検出器で検出された情報に基づいて電子線観察像を結像するための電子線撮像部と、電子線撮像部で撮像された電子線観察像を表示するための表示部とを備え、所定の観察条件に基づいて、電子銃に加速電圧を印加して電子線を観察対象に照射し、観察対象から放出される二次電子又は反射電子を検出器で検出しながら観察対象表面の所望の領域を走査することで、電子線観察像を結像し表示部に表示可能としている。この電子顕微鏡はさらに、同一の観察対象について表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を取得するための光学撮像部と、電子線撮像部を使用した表示部における電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部と、光学撮像系を使用した表示部における光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算するための倍率演算部と、光学画像による観察の際に、表示部における光学倍率設定部の表示倍率が、倍率演算部で演算された最低倍率に達した時点で、表示部における画像表示を光学撮像部による表示から電子線撮像部による表示に切り替えて電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該最低倍率とするように電子顕微鏡倍率設定部を制御するための切替部とを備える。この構成によって、電子線撮像部と光学撮像部との切り替えをスムーズに行うことができ、ユーザは電子線撮像部で撮像可能な最低倍率を意識することなく、光学画像から電子顕微鏡画像へ速やかに切り替えて観察することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明の電子顕微鏡の操作方法は、観察対象の濃淡情報を有する電子顕微鏡画像を電子線撮像部で取得すると共に、同一の観察対象について表示部にて表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を光学撮像部で取得する工程と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を倍率演算部で演算する工程と、光学撮像部で取得した光学画像を表示部に表示させる際の表示倍率が拡大されて、倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、光学撮像部による表示から電子線撮像部による表示に切り替えて表示部に電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率に設定する工程とを有する。この構成によって、電子線撮像部と光学撮像部との切り替えをスムーズに行うことができ、ユーザは電子線撮像部で撮像可能な最低倍率を意識することなく、光学画像から電子顕微鏡画像へ速やかに切り替えて観察することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の第１０の電子顕微鏡の操作プログラムは、観察対象の濃淡情報を有する電子顕微鏡画像を電子線撮像部で取得すると共に、同一の観察対象について表示部にて表示可能な最高倍率が電子線撮像部よりも低い光学画像を光学撮像部で取得する機能と、観察条件設定部で設定された観察条件に応じて、該電子線撮像部で取得可能な最低倍率を演算し、演算された最低倍率に基づいて、光学撮像部から電子線撮像部に切り替え可能な切替倍率を倍率演算部で演算する機能と、光学撮像部で取得した光学画像を表示部に表示させる際の表示倍率が拡大されて、倍率演算部で演算された切替倍率に達した時点で、光学撮像部による表示から電子線撮像部による表示に切り替えて表示部に電子顕微鏡画像を表示させると共に、電子顕微鏡画像の表示倍率を該切替倍率に設定する機能とをコンピュータに実現させるものである。この構成によって、電子線撮像部と光学撮像部との切り替えをスムーズに行うことができ、ユーザは電子線撮像部で撮像可能な最低倍率を意識することなく、光学画像から電子顕微鏡画像へ速やかに切り替えて観察することができる。
【００２１】
また本発明のコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納するものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ブルーレイディスク、ＨＤ  ＤＶＤ等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器によれば、電子線撮像部と光学撮像部との切り替えを容易に行うことができ、ユーザは電子線撮像部で撮像可能な最低倍率を意識することなく、光学画像から電子顕微鏡画像へ速やかに切り替えて観察することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を例示するものであって、本発明は電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００２４】
本明細書において電子顕微鏡とこれに接続される操作、制御、入出力、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ｘ、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４２３、ＲＳ−４８５、ＵＳＢ等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ、ＯＦＤＭ方式等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらに観察像のデータ保存や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。
【００２５】
以下の実施例ではＳＥＭについて説明する。但し、本発明の電子顕微鏡はＴＥＭやその他の荷電粒子線装置においても利用できる。また光学顕微鏡、レーザ顕微鏡、静電気力顕微鏡、近視野顕微鏡等の内、２つ以上の顕微鏡の機能を備えた複合型顕微鏡に利用してもよい。本発明を具現化した一実施例に係るＳＥＭについて、図１に基づいて説明する。ＳＥＭは一般に加速電子の電子線を発生させ試料に到達させるまでの光学系と、試料を配置する試料室（チャンバ）と、試料室内を真空にするための排気系と、像観察のための操作系で構成される。図１の電子顕微鏡１００は、このような部材により荷電粒子線による電子顕微鏡画像の観察を行うための電子線撮像部４２の構成を示している。また、図１のコンピュータ１にインストールされた電子顕微鏡の操作プログラムで、電子顕微鏡の観察条件の設定や各種操作を行い、観察像の表示を行う表示部２８に表示する。
【００２６】
光学系は、加速電子の電子線を発生させる電子銃７、加速電子の束を絞り込んで細束化するレンズ系、試料から発生する二次電子や反射電子を検出する検出器を備える。図１に示す走査型電子顕微鏡１００は、光学系として電子線を照射する電子銃７と、電子銃７から照射される電子線がレンズ系の中心を通過するように補正するガンアライメントコイル９と、電子線のスポットの大きさを細く絞る収束レンズ１２であるコンデンサレンズと、収束レンズ１２で収束された電子線を試料２０上で走査させる電子線偏向走査コイル１８と、走査に伴い試料２０から放出される二次電子を検出する二次電子検出器２１と、反射電子を検出する反射電子検出器２２を備える。
【００２７】
試料室３１には、試料台３３、試料導入装置、Ｘ線検出用分光器等が備えられる。試料台３３（ステージ）は試料台制御部３４で制御され、試料台３３のＸ、Ｙ、Ｚ（高さ）方向への移動、回転（Ｒ）、傾斜（Ｔ）機能を備える。これら５軸は電動駆動される他、一部もしくは全部を手動での駆動とすることもできる。排気系は、加速電子の電子線が気体成分通過中に極力エネルギーを失うことなく試料に到達するために必要で、ロータリーポンプ、油拡散ポンプが主として用いられる。
【００２８】
操作系は二次電子像、反射電子像、Ｘ線像等を表示、観察しながら照射電流の調整、焦点合わせ等を行う。二次電子像等の出力は、アナログ信号であれば写真機によるフィルム撮影が一般的であったが、近年は画像をデジタル信号に変換した出力が可能となり、データの保存や画像処理、印刷等の多種多様な処理が可能である。図１のＳＥＭは、二次電子像や反射電子像等の観察像を表示する表示部２８と印刷のためのプリンタ２９を備える。また操作系は、観察条件として少なくとも加速電圧又はスポットサイズ（入射電子線束の直径）を設定するために必要な設定項目の設定手順を誘導（ガイダンス）する誘導手段を備える。
【００２９】
図１に示すＳＥＭは、コンピュータ１と接続され、コンピュータ１を電子顕微鏡１００の操作を行うコンソールとして使用し、また必要に応じて観察条件や画像データを保存したり、画像処理や演算を行う。図１に示すＣＰＵやＬＳＩ等で構成される中央演算処理部２は、走査型電子顕微鏡１００を構成する各ブロックを制御する。電子銃高圧電源３を制御することにより、フィラメント４、ウェーネルト５、アノード６からなる電子銃７より電子線を発生させる。電子銃７から発生された電子線８は、必ずしもレンズ系の中心を通過するとは限らず、ガンアライメントコイル９をガンアライメントコイル制御部１０によって制御することで、レンズ系の中心を通過するように補正を行う。次に、電子線８は収束レンズ制御部１１によって制御される収束レンズ１２であるコンデンサコイルによって細く絞られる。収束された電子線８は、電子線８を偏向する非点収差補正コイル１７、電子線偏向走査コイル１８、対物レンズ１９、及び電子線８のビーム開き角を決定する対物レンズ絞り１３を通過し、試料２０に至る。非点収差補正コイル１７は非点収差補正コイル制御部１４によって制御され、走査速度等を制御する。同様に電子線偏向走査コイル１８は電子線偏向走査コイル制御部１５によって、対物レンズ１９は対物レンズ制御部１６によって、それぞれ制御され、これらの作用によって試料上を走査する。試料２０上を電子線８が走査することにより、試料２０から二次電子、反射電子等の情報信号が発生され、この情報信号は二次電子検出器２１、反射電子検出器２２によりそれぞれ検出される。検出された二次電子の情報信号は二次電子検出増幅部２３を経て、また反射電子の情報信号は反射電子検出器２２で検出されて反射電子検出増幅部２４を経て、それぞれＡ／Ｄ変換器２５、２６によりＡ／Ｄ変換され、画像データ生成部２７に送られ、画像データとして構成される。この画像データはコンピュータ１に送られ、コンピュータ１に接続されたモニタ等の表示部２８にて表示され、必要に応じてプリンタ２９にて印刷される。排気系ポンプ３０は、試料室３１内部を真空状態にする。排気系ポンプ３０に接続された排気制御部３２が真空度を調整し、試料２０や観察目的に応じて高真空から低真空まで制御する。
【００３０】
電子銃７はあるエネルギーをもった加速電子を発生させるソースとなる部分で、Ｗ（タングステン）フィラメントやＬａＢ６フィラメントを加熱して電子を放出させる熱電子銃の他、尖状に構成したＷの先端に強電界を印加して電子を放出させる電界放射電子銃がある。レンズ系には、収束レンズ、対物レンズ、対物レンズ絞り、電子線偏向走査コイル、非点収差補正コイル等が装着されている。収束レンズは電子銃で発生した電子線をさらに収斂して細くする。対物レンズは最終的に電子プローブを試料に焦点合わせするためのレンズである。対物レンズ絞りは収差を小さくするために用いられる。検出器には、二次電子を検出する二次電子検出器と反射電子を検出する反射電子検出器がある。二次電子はエネルギーが低いのでコレクタにより捕獲され、シンチレータにより光電子に変換されて、光電子倍増管で信号増幅される。一方、反射電子の検出にはシンチレータあるいは半導体型が用いられる。
（試料台３３）
【００３１】
観察位置の位置決めは、試料２０を載置した試料台３３を物理的に移動させて行う。試料台３３は試料台制御部３４によって制御される。試料台３３は試料２０の観察位置を調整可能なように様々な方向への移動、調整が可能である。移動、調整の方向は、試料台３３の観察位置を移動、調整させるため、試料台３３の平面方向であるＸ軸及びＹ軸方向、Ｒ軸（回転）方向への移動及び微調整が可能である他、試料の傾斜角度を調整するために試料台３３のＴ軸（傾斜）方向の調整、ならびに対物レンズ１９と試料との距離（ワーキングディスタンス）を調整するために試料台３３のＺ軸方向の調整が可能である。
【００３２】
観察像の位置決めや観察視野の移動には、試料台を物理的に移動させる方法に限られず、例えば電子銃から照射される電子線の走査位置をシフトさせる方法（イメージシフト）も利用できる。あるいは両者を併用する方法も利用できる。あるいはまた、広い範囲で一旦画像データを取り込み、データをソフトウェア的に処理する方法も利用できる。この方法では、一旦データが取り込まれてデータ内で処理されるため、ソフトウェア的に観察位置を移動させることが可能で、試料台の移動や電子線の走査といったハードウェア的な移動を伴わないメリットがある。予め大きな画像データを取り込む方法としては、例えば様々な位置の画像データを複数取得し、これらの画像データをつなぎ合わせることで広い面積の画像データを取得する方法がある。あるいは、低倍率で画像データを取得することによって、取得面積を広く取ることができる。
【００３３】
なお本明細書において、電子顕微鏡画像とは、電子顕微鏡等で撮像された主に観察対象の輝度情報を含む、濃淡で表示されるモノクロ画像を指す。また光学画像とは、可視光や紫外光等を利用した光学撮像部で撮像された、主に色情報を含むカラー画像を指す。また光学画像には、可視光カメラによる可視光観察像の他、赤外線カメラによる赤外線観察像も利用できる。また、後述するように光学画像の色情報に基づいて電子顕微鏡画像を着色することも可能である。また、電子線撮像部や光学撮像部が画像を取得するとは、一般にはこれらの部材で撮像する意味であるが、他の部材で撮像された画像を電子顕微鏡に取り込むことも包含する概念で、画像の取得という。
（光学撮像部４４）
【００３４】
この電子顕微鏡１００は、上述した第２撮像部である電子線撮像部４２を用いた電子線観察像の観察以外に、第１撮像部として、可視光による撮像を行う光学撮像部４４を装着している。光学撮像部４４で撮像された光学画像は、ユーザが任意に利用でき、例えばＳＥＭ画像の観察中において視野探しのための広域画像として利用したり、観察対象の試料の確認といった電子線観察の補助的な目的で利用される。これら電子線を用いて撮像する電子線撮像部４２と、可視光を用いて撮像する光学撮像部４４との複数の撮像系を、本実施の形態に係る電子顕微鏡１００は切換可能に構成している。光学撮像部４４には、可視波長や赤外波長の光を利用する光学顕微鏡や光学カメラ等の光学観察装置が利用できる。
【００３５】
図２に、このような電子線撮像部４２と光学撮像部４４とを切り換え可能に構成した電子顕微鏡２００のブロック図を示す。この図に示す電子顕微鏡２００は、電子顕微鏡画像を取得するための電子線撮像部４２と、光学画像を取得するための光学撮像部４４と、電子線撮像部４２の観察条件を設定するための観察条件設定部６５０と、光学画像の表示倍率を設定するための光学倍率設定部６１１Ｂと、演算部７０と、表示部２８とを備える。この例では、観察条件設定部６５０は、電子顕微鏡画像の表示倍率を設定するための電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａと、電子線撮像部４２及び光学撮像部４４で撮像される観察画像の位置合わせを行うための補正部９０とを含む。また演算部７０は、観察条件設定部６５０で設定された観察条件に応じて、電子線撮像部４２で取得可能な最低倍率を演算する倍率演算部７２として機能し、さらに倍率演算部７２の演算結果に応じて表示部２８における画像表示を光学撮像部４４による表示から電子線撮像部４２による表示に切り替える切替部４６、表示部２８における画像表示を光学撮像部４４から電子線撮像部４２に切り替え可能である旨を告知する告知部７４、光学倍率設定部６１１Ｂの倍率設定に制限を加える倍率制限部７６、補正部９０による補正作業の手順及び／又は補正項目の説明を表示する手順説明部７８としても機能する。演算部７０は、電子線撮像部４２から電子顕微鏡画像を、光学撮像部４４から光学画像を取得する。また演算部７０は観察条件設定部６５０を接続している。観察条件設定部６５０は、電子線撮像部４２で電子顕微鏡画像を撮像する際の観察条件を設定する。観察条件には、電子顕微鏡の場合は加速電圧やスポットサイズ（入射電子線束の直径）、検出器の種類、真空度等が挙げられ、使用する電子線撮像部４２に応じた条件を観察条件設定部６５０で設定する。演算部７０は、コンピュータやＣＰＵ、ＬＳＩ等で構成できる。ただ、各機能を個別の部材で実現するように構成してもよい。例えば、観察条件設定部６５０に含まれる電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａと、補正部９０とを個別の部材としてもよい。
【００３６】
光学撮像部４４を電子顕微鏡に配置する構成例について、図３〜図５に基づいて説明する。光学撮像部４４及び電子線撮像部４２は、それぞれが同一の試料２０を撮像できるように配置される。図３の例では光学撮像部４４及び電子線撮像部４２の光軸をそれぞれ同軸に配置しており、図４は平行に、図５はＶ字状にそれぞれ配置している。図３の構成では、光学撮像部４４の光軸と電子線撮像部４２の光軸が一致するように配置されているため、同一視野の画像を取得することができ、好ましい。またこの構成では、光学撮像部４４の画像信号と電子線撮像部４２の画像信号を切り替える際に試料台３３を移動させる必要がないため、速やかに切替を行うことができる。またリアルタイムでの観察や動画像の観察も実現できる。また光学撮像部４４は、試料室３１内に設置することで、試料室３１内の減圧若しくは真空状態が維持されるので、切替部４６等により撮像系を切り替える際の減圧工程を不要にでき、スムーズな切り替えが実現できる。このような撮像系のスムーズな切り替えは、後述する光学画像から電子顕微鏡画像への切り替えの際の違和感低減と相俟って、シームレスな表示切り替えが実現され、極めて使い勝手のよい電子顕微鏡とできる。ただ、図３の構成では、光学撮像部４４と電子線撮像部４２のそれぞれの光軸を同軸にするために、電子線撮像部４２の光軸上に光学撮像部４４の光軸を折り返すためのミラー８１等を配置する必要があり、構成が複雑になり高価になるという問題がある。また、同軸構成にすることによる装置の複雑化によって、光学撮像部４４、電子線撮像部４２の光学設計の自由度が少なくなり、画像性能に影響を及ぼす可能性もある。
【００３７】
これに対して、図４、図５の構成では、このようなミラーが不要であり比較的安価に実現できる。ただ、図４の構成では、切替時に試料台３３を平行移動させる、光学撮像部４４を設置する等の必要があり、手間がかかる上位置合わせ等の調整が必要でリアルタイムでの観察ができない。さらに光学撮像部４４が大気中に設置されている場合は、電子線撮像部４２が配置された試料室３１を真空に減圧する必要があるため、このための時間と手間がかかる。一方、図５の構成では、一方の光軸が傾斜しているため、同一の視野を得るためには試料台３３を水平面から傾斜させる必要がある。この場合も、位置合わせ等の調整が必要でリアルタイムでの観察ができない。このように、図４、図５いずれの構成でもリアルタイムでの光学撮像部４４と電子線撮像部４２との切り替えが困難となる。そこで、予め光学撮像部４４で光学画像をデータとして取得した上で、試料２０を電子線撮像部４２で観察可能な位置に移動させ、電子顕微鏡画像を表示可能な状態としておく。この状態で表示部２８に光学画像を表示させて視野探し等を行うと、切替部４６で速やかに電子線撮像撮像部に切り替えできるので、ハードウェア構成を変更することなくリアルタイムに光学画像から電子顕微鏡画像への切り替えが実現できる。このため、切替部４６は光学撮像部４４で取得された光学画像を保持するためのメモリ部８０を備えている。メモリ部８０はＲＡＭ等の半導体メモリが利用できる。
【００３８】
また光学撮像部４４は、必要時に試料室３１内に手動で設置して光学画像の撮像後はこれを取り外し、通常の電子線撮像部４２を用いた観察に切り換える構成としてもよい。手動による光学撮像部４４の装着は、撮像部を試料室３１内に配置して機械的に自動で切り換える方式に比べて着脱の手間はかかるものの、非使用時に試料室３１内で光学撮像部４４が邪魔になることもなく、また撮像部の自動切換のための機構も不要にできるために試料室３１内の構成を簡素化でき、安価かつ簡素な構成で実現できるという利点が得られる。以下、この着脱式の光学撮像部４４を電子顕微鏡に装着する様子を、図６に基づいて説明する。
【００３９】
図６に示す電子顕微鏡３００は、試料室３１の前面を構成する正面のパネル５２を引き出し、試料室３１を外部に開放している。正面パネル５２は、一対のガイドロッド５４に従い引き出し自在に電子顕微鏡本体５０の正面に連結されている。試料室３１内は観察中は真空に減圧されるため、正面パネル５２の開放時には試料室３１内を常圧とする。正面パネル５２の内側、すなわち試料室３１の前面の側壁には、水平台５６が固定され、水平台５６上に試料台３３やその移動機構が設けられている。これにより、正面パネル５２を引き出すことで試料台３３も一緒に引き出すことができ、この状態で試料台３３に試料をセットする。図６の例では、試料は試料ホルダ（図示せず）に挿入され、試料ホルダを試料台３３にセットすることで試料が試料台３３に裁置される。試料台３３上には、試料ホルダをセットするための試料ホルダ保持部として、中心にホルダ保持穴５８（図７に示す）が形成されている。ホルダ保持穴５８は、試料ホルダを挿入できる大きさに構成される。
【００４０】
このように試料が試料台３３に裁置された状態で、光学撮像部４４を試料台３３に装着して光学画像を撮像する。移動可能な試料台３３上に光学撮像部４４を固定する構成によって、試料台３３の位置によらず光学撮像部４４は常に試料台３３上の所定の位置に保持されることとなる。これによって、試料台３３の現在位置を意識することなく試料台３３に裁置された試料を確実に補足して、光学画像の撮像を容易に行える。従来の電子顕微鏡では、試料室内の側壁等固定位置に光学撮像部を固定する方式であったため、固定された光学撮像部で試料を撮像できるよう、試料台の位置を調整してやる必要があった。この方式では、試料台の現在位置を把握した上で、丁度光学撮像部の視野に試料台上の試料が入るように計算して試料台の位置を調整する必要があり、極めて煩雑で面倒であった。特に、試料台は５軸、すなわちＸＹ平面、高さ方向のＺ軸、回転方向のＲ軸および傾斜のＴ軸という多くの移動パラメータを有しており、しかも拡大観察系であるため、撮像位置を合わせることは非常に手間のかかる作業であった。さらに光学画像の撮像後は、荷電粒子線撮像による観察のために、別の撮像部への位置合わせ作業を行わねばならない。電子線観察から一旦光学画像に切り換えた場合は、電子線撮像部での位置合わせから光学撮像部への位置合わせを行った後、再度元の電子線撮像部での位置合わせを行う必要があり、一層の手間も時間もかかる。しかも電子線観察は一視野が数ミクロン単位といった極めて高い倍率で行われるため、たわみやがた等各部の誤差によって、正確に同じ位置が再現できるとは限らず、元の位置に復元しようとしても誤差のために視野が異なってしまうおそれがある。したがって、このような調整作業を可能な限り簡略化することが望ましい。これに対して、本実施の形態のように試料台３３上に光学撮像部４４を固定する構成によれば、試料台３３が移動しても試料台３３と光学撮像部４４の相対的な位置関係は変化しないため、上記のような位置合わせ作業を不要にでき、光学画像の撮像を極めて容易に行うことが可能となる。
【００４１】
図６に示す光学撮像部４４は、保持機構を構成する棒状のロッド６２と、光学撮像部４４の中心的機能を果たす撮像用のカメラユニット６０とを備える。ロッド６２は、図６に示すように試料台３３上に直立させて、上端に固定されたカメラユニット６０を試料台３３の上部に離間させて保持する。試料台３３の上面には、光学撮像部４４を連結するための装着機構として、ロッド６２を脱着可能に挿入するための挿入穴６４を形成している。挿入穴６４は、試料台３３の上面に突出させたパイプ６６の先端に開口される。一方、ロッド６２の先端にはボス６８を形成しており、パイプ６６の開口端に挿入して保持できる大きさ及び形状に形成される。この構成により、パイプ６６にボス６８を挿入して保持機構を試料台３３上に直立させ、光学撮像部４４を保持する。装着機構として予めパイプ６６を試料台３３から突出させる構成により、ユーザが光学撮像部４４を装着する際にパイプ６６の位置を容易に視認できるので、装着位置を迷う、あるいは間違えることがなく使い易い電子顕微鏡とできる利点がある。またこのパイプ６６自体も着脱可能に構成してもよい。これにより、光学画像の撮像を行わない場合はパイプ６６を外して試料室３１内をすっきりさせることができる。
（カメラユニット６０）
【００４２】
カメラユニット６０は、光学画像を撮像する部材であり、光学式カメラやデジタルカメラ等が利用でき、好ましくはＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳ撮像素子を利用する。ＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳで撮像した光学画像は、データの送信、加工、処理等を電気的に行うことができ、扱いが容易となる。カメラユニット６０は所望の倍率とし、例えば１〜２０倍のいずれかの固定倍率のカメラユニット６０を光学撮像部４４にセットする。図６の例では、２倍倍率のカメラユニット６０を使用している。また、異なる固定倍率のカメラユニット６０を備える光学撮像部４４を交換して試料台３３上にセットすることもできる。カメラユニット６０で撮像された光学画像は、演算部７０に送出され、表示部２８にて表示される。また、カメラユニット６０に光学式カメラを用いて撮像する場合は、現像して光学画像を紙媒体等により得ることもできる。
（電子顕微鏡操作プログラム）
【００４３】
次に、電子線撮像部４２を操作して電子線画像を撮像する手順について、図８〜図２５の電子顕微鏡の操作プログラムのユーザインターフェース画面に基づいて説明する。電子顕微鏡操作プログラムは、図１においてはコンピュータ１にインストールされ実行可能な状態としている。電子顕微鏡操作プログラムをインストールされたコンピュータ１が電子顕微鏡１００等の機器とデータの送受信や通信を行い、必要な情報を取得し、設定を行う。通信は、例えばＲＳ−２３２ＣケーブルやＵＳＢケーブルを介してシリアル通信で行われる。ただ、この形態に限られず電子顕微鏡等の電子顕微鏡自体に電子顕微鏡操作プログラムを組み込む態様等も適宜採用できる。また、この電子顕微鏡操作プログラムは、電子線観察像の撮像の他、複数の視差画像に基づく３次元画像の生成や、生成された３次元画像に対して表示、操作、計測等の処理を行うためのプログラムを兼用することもでき、この場合は一のプログラムで電子顕微鏡で像観察を行うための操作と、得られた電子線観察像に基づいて３次元画像を再構築する操作を行え、これによって統合された環境でユーザが操作し易いプログラムとできる。ただ、各機能を別個のプログラムで実現することも可能であり、この場合は各プログラムの呼び出しを専用のメニュー画面等から行ったり、各機能を示すボタンにプログラムの呼び出しをリンクさせる等により、プログラムのスムーズな切換を行い、ユーザが操作し易い環境とできる。
【００４４】
なお図１８等に示す電子顕微鏡操作プログラムのユーザインターフェース画面の例において、各入力欄や各ボタン等の配置、形状、表示の仕方、サイズ、配色、模様等は適宜変更できることはいうまでもない。デザインの変更によってより見やすく、評価や判断が容易な表示としたり操作し易いレイアウトとすることもできる。例えば詳細設定画面を別ウィンドウで表示させる、複数画面を同一表示画面内で表示する等、適宜変更できる。またこれらのプログラムのユーザインターフェース画面において、仮想的に設けられたボタン類や入力欄に対するＯＮ／ＯＦＦ操作、数値や命令入力等の指定は、電子顕微鏡操作プログラムを組み込んだコンピュータに接続された入力部で行う。本明細書において「押下する」とは、ボタン類に物理的に触れて操作する他、入力部によりクリックあるいは選択して擬似的に押下することを含む。入出力デバイスはコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータ等に固定されている。一般的な入力部としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの入出力デバイスは、プログラムの操作のみに限られず、電子顕微鏡等のハードウェアの操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示する表示部２８のディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、又は音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。
【００４５】
電子顕微鏡操作プログラムを起動すると、図８に示すようなメニュー画面が表示部２８に表示される。メニュー画面にはアイコン状のボタンが配置されており、各々のボタンを押下すると、該当する画面に切り替わる。本実施の形態では、後述する光学撮像部と電子線撮像部の位置合わせのための操作を支援するガイダンス機能の他、電子顕微鏡画像を撮像するための観察条件の設定等を誘導するガイダンス機能も備えている。そのような電子線観察を支援するための複数のガイダンス機能として、第一のオート観察モード、第二のオート観察モードを用意し、メニュー画面からいずれかを選択できる。ここでは第一のオート観察モードを高真空観察用のガイダンス機能とし、第二のオート観察モードを低真空観察用のガイダンス機能としている。さらに初心者ユーザに理解し易いよう、「低真空観察」を、電気を通さない試料や水分を含んだ試料の観察に適した「オート観察２」と呼び、通常の高真空観察を「オート観察１」と呼ぶことで、ユーザは真空度や圧力といった概念を意識することなく、単に観察したい試料に応じて適切なガイダンス機能を選択することができ、専門知識のないユーザでも容易に使用できる。また図８のメニュー画面には、手軽に使用したいユーザ向けの簡単操作による観察モード（第一のオート観察モード）に対応する操作画面に移行する「オート観察１」アイコン（第一のオート観察モード設定手段）１０１、電気を通さない試料や水分を含んだ試料の観察に適している観察モード（第二のオート観察モード）に対応する操作画面に移行する「オート観察２」アイコン（第二のオート観察モード設定手段）１０２、および全てのパラメータを操作できる観察モード（マニュアル観察モード）に対応する操作画面に移行する「マニュアル観察」アイコン（マニュアル観察モード設定手段）１０３からなる観察モード設定手段が表示される。またメニュー画面には、観察モード設定アイコンの他に、取り込んだ画像の整理を行うアルバムモード（画像ファイル編集モード）の操作画面に移行する「アルバム」アイコン（画像ファイル編集モード設定手段）１０４、距離や面積を計測する計測モード操作画面に移行する「計測」アイコン（計測モード設定手段）１０５、消耗品の交換時に使われるメンテナンスモードの操作画面に移行する「メンテナンス」アイコン（メンテナンスモード設定手段）１０６、各種初期設定を行う初期設定モードの操作画面に移行する「初期設定」アイコン（初期設定モード設定手段）１０７、メニュー画面を終了する「終了」アイコン１０８、および３次元画像の生成、観察を行う３次元画像モードに移行するための「３Ｄ」アイコン（３次元画像モード設定手段）１０９が表示される。「オート観察１」アイコン１０１あるいは「オート観察２」アイコンを押下することにより、表示部２８に表示される表示画面は、図８の画面等専用の画質設定画面に切り替えられる。「マニュアル観察」アイコン１０３を押下することにより、表示部２８に表示される表示画面は、図１０等に示すマニュアル観察モードの操作画面に切り替えられる。また「３Ｄ」アイコン１０９を押下すると、３次元画像生成プログラムに切り換えられる。
（オート観察モード）
【００４６】
図８の画面から「オート観察１」アイコン１０１を押下すると、オート観察モードが開始され、図９に示すオート観察の準備画面に移行する。この画面では、観察の準備として試料を電子顕微鏡にセットする手順を電子顕微鏡のイラストに基づいて説明している。ユーザは表示部２８に表示されるこれらの図示及び説明に従い、必要な手順を行う。指示通りの手順が完了すると、「撮影開始」ボタン１１２を押下する。これにより、自動的に試料のカメラ撮影ウィザードが開始され、図１１の画面に移行する。
（マニュアル観察モード）
【００４７】
一方、図８の画面から「マニュアル観察」アイコン１０３を押下すると、マニュアル観察モードが開始され、図１０に示すマニュアル観察モードの画面に移行する。マニュアル観察モードは、ユーザが像観察条件を設定可能なモードである。図１０に示す操作画面は、結像された光学画像Ｋや電子顕微鏡画像Ｄ等の観察像を表示する第１表示領域４７と、位置表示、広域図、ｅプレビュー、及び比較画像を表示する第２表示領域４８と、観察像の画像補正を設定する画像補正設定手段６０１と、検出器、加速電圧、真空度、及びスポットサイズ等の観察条件を個別に設定する個別条件設定手段６０３と、以前に記憶された画像ファイルに対応する観察条件から一の条件を設定するファイル対応条件設定手段６０４と、プレビュー機能を設定するプレビュー設定手段と、視野設定部として、観察像等の倍率を設定する倍率設定部６１１と、観察視野の移動を設定する観察視野移動設定部６１２と、コントラスト及び明るさを設定するコントラスト・明るさ設定手段６１３と、非点収差の調整を設定する非点収差調整設定手段６１４と、光軸の調整を設定する光軸調整設定手段６１５とを備える。マニュアル観察モードでは、画像補正設定手段６０１において、シャープネスを設定するシャープネス設定手段６０１ａと、ハイライトを設定するハイライト設定手段６０１ｂと、ガンマ補正を設定するガンマ補正設定手段６０１ｃと、観察像の輝度分布を示す輝度分布図（ヒストグラム）６０１ｄと、オーバーレンジ抽出設定手段６０１ｅとが表示される。オーバーレンジ抽出設定手段は、オーバーレンジした領域を抽出して表示するよう設定するものである。具体的には、観察像が表示された状態で、オーバーレンジ抽出設定手段６０１ｅの一態様である「オーバーレンジチェック」欄をチェックすると、観察像のアンダー領域あるいはオーバー領域なったオーバーレンジ領域を他の中間色領域と異なる態様で表示される。また、上記と同様に個別条件設定手段６０３によって観察条件を個別に設定することもできる。個別条件設定手段６０３で設定可能な項目としては、「検出器」ボックス６０３ａ、「加速電圧」ボックス６０３ｂ、「真空度」ボックス６０３ｃ、「スポットサイズ」ボックス６０３ｄ等が用意されているが、非点収差調整設定手段、光軸調整設定手段等を含めてもよい。また、「ファイルから読み出す」ボタン（ファイル対応条件設定手段）４０４によって、以前に記憶された画像ファイルに対応する観察条件から一の条件を設定することができる。さらに、プレビュー設定手段の一態様である「ｅプレビュー設定」ボタン６０５によって、上述したプレビュー機能が実行される。
【００４８】
さらに、この電子顕微鏡操作プログラムは、光学画像Ｋと電子顕微鏡画像Ｄとを手動で切り替えるための切替ボタン６１６を設けている。図１０の例では、第２表示領域４８の上部には光学画像Ｋに切り替える光学画像切替ボタンとして「カメラ」ボタン６１６ａが設けられている。この「カメラ」ボタン６１６ａを押下すると、光学カメラで撮像された光学画像Ｋを第１表示領域４７に表示できる。また「カメラ」ボタン６１６ａの右側では電子顕微鏡画像Ｄへの切替ボタン６１６ｂが設けられている。電子線撮像部４２の撮像が可能な状態では「観察ＯＮ」と表示されており、この状態で電子顕微鏡切替ボタン６１６ｂを押下すると、電子顕微鏡画像Ｄの表示に切り替えられる。なお、この例では切替ボタン６１６による選択によらず、倍率設定部６１１は共通のインターフェースを採用している。すなわち、電子顕微鏡切替ボタン６１６ｂを押下した状態では、倍率設定部６１１は電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａとして機能し、光学画像切替ボタンを押下した状態では、倍率設定部６１１は光学倍率設定部６１１Ｂとして機能する。
【００４９】
図１０に示すマニュアル観察モードの画面例においては、第２表示領域４８の右側に「試料のカメラ撮像」ボタン１１４が設けられている。ユーザは図１０の画面から任意のタイミングで「試料のカメラ撮像」ボタン１１４を押下すると、自動的に試料のカメラ撮影ウィザードが開始され、図１１の画面に移行する。
（カメラ撮影ウィザード）
【００５０】
以下、位置合わせ作業をユーザに誘導する動作の一形態であるカメラ撮影ウィザードについて説明する。ここでは、手順説明部７８が必要な設定項目を対話形式で誘導する。図１１に示す例では、手順説明部７８は位置合わせに必要な工程を４段階に分けて、それぞれ「撮影準備」、「照明の調整と撮影」、「撮影した画像の位置と大きさの微調整」、「撮影開始」とし、各工程で必要な設定項目やその手順等を各々表示部２８の表示を切り替えて説明している。手順説明部７８は、各工程毎に観察画像や図表等を表示するイメージ領域１１６と、説明を表示する説明領域１１８に分割して説明している。まず図１１に示すカメラ撮影ウィザードの開始画面は、「撮影準備」工程を説明している。ここでは、電子顕微鏡に光学式カメラを装着して、位置調整用の静止画の撮影を行うための準備手順が説明される。具体的には、表示部２８の右側にイメージ領域１１６としてＳＥＭのイラストと操作手順を示し、さらに左側の説明領域１１８で撮影準備に必要な手順を順番に「１．試料室を大気状態にして試料ステージを引き出して下さい」、「２．光学式カメラをビューポートから外して下さい」、「３．カメラ指示棒をステージ位置に切り替えて下さい」、「４．カメラ指示棒を試料ステージの指示棒固定金具に差し込んで下さい」と段階毎に説明している。ユーザはこの指示に従って必要な設定を行うことができるので、確実に設定を行える。特に、別途マニュアル等を用意することなく、画面での指示に従うことで操作できるので、ユーザの経験や熟練度によらず使いやすい環境が実現される。また、テキスト情報の表示や静止画のみならず、アニメーション等の動画や音声ガイダンス等を利用することもでき、より視覚的に分かりやすい手順の説明を行うこともできる。図１１の例では、ユーザは画面上のイメージ領域１１６の図示及び説明領域１１８の説明にしたがってＳＥＭの観察用ステージに光学式カメラをセットする。作業が終了すると、「撮影準備」工程を終了して「照明の調整と撮影」工程に移行する。ここでは「次へ」ボタン１２０を押下すると、図１２の画面に移行する。
（「照明の調整と撮影」工程）
【００５１】
「照明の調整と撮影」工程は、第１撮像部である光学式カメラを用いて位置合わせのための第１基準画像として、所定の倍率で所定の視野を撮像するよう設定された第１基準画像を取得する工程である。まずセットされた光学式カメラを用いて試料を観察する状態で、図１２の画面から光量調整部１２２で明るさの調整を行う。ここでは試料台３３や試料の照り返しの軽減等を行い、照明の光量を適切に調整する。照明光量は、光量調整部１２２の一形態として、表示領域の左側に設けられた光量スライダを操作することで調整できる。また、光量を自動的に調整することも可能であり、この場合はユーザによる明るさの調整作業はスキップできる。調整終了後に「次へ」ボタン１２４を押下すると、静止画像の撮影が実行される。この例では、「次へ」ボタン１２４が第１基準画像の撮像を実行するための撮像トリガとして機能する。なお、撮像時の倍率は、位置合わせ作業の倍率と一致させるよう、予め所定値に固定されており、ユーザによる倍率調整を不可能とすることで誤操作を防止している。撮像中は、図１３に示すように撮像中であることを示すメッセージ１２６が表示部２８に表示される。撮像終了後、自動的に位置合わせ作業に移行される。この例では図１４の画面に移行する。
（「撮影した画像の位置と大きさの微調整」工程）
【００５２】
明るさの調整された第１基準画像の撮像後、「撮影した画像の位置と大きさの微調整」工程に移行し、撮像された第１基準画像に基づいて第２撮像部である電子線撮像部との位置合わせを行う。なお本明細書において位置合わせとは、異なる撮像部で撮像された画像間のずれの補正を意味し、座標や大きさ（倍率）の補正を含む。図１４の例では、撮影した光学式カメラの画像をＳＥＭの座標系にあわせるため、座標及び大きさのずれを補正する。補正項目としては大きさ、位置（オフセット）、回転のずれ、歪み等の補正が挙げられる。なお図１４の例では、歪みの補正は行っていない。ただ、ＳＥＭとＴＥＭ等、使用される撮像部の種別や観察目的に応じて、補正項目を適宜変更することも可能であることはいうまでもない。またこの例では、ＳＥＭの座標軸に光学式カメラの座標軸を合わせる構成としている。すなわち、ＳＥＭの座標軸を固定した上で、光学式カメラで撮像された第１基準画像をＳＥＭの座標軸と一致させるように、第１基準画像の位置や傾き、大きさを調整している。この構成では、ＳＥＭの座標軸を基準とし、かつ撮像済みの光学画像をソフトウェア的に調整するのみで、２つの異なる撮像部の位置合わせを行うことができ、簡単かつ安価に実現できる利点が得られる。特に、倍率レンジが異なる撮像部の場合は、仮に高倍率側の撮像部に多少のずれや歪みがあっても、低倍率の撮像部を高倍率の撮像部に合わせることで、このようなずれが問題となり難い。
【００５３】
また、光学式カメラの精度が高く設置条件が安定している場合や要求される精度が高くない場合等は、位置合わせ作業を一度行うのみでも足りる。この場合は各電子顕微鏡の初期設定として位置合わせ作業を行い、その補正量を記憶しておくことで、常に位置合わせがなされた状態でＳＥＭ画像と光学カメラ像とを切り替えて表示でき、観察の度に位置合わせ作業を行う必要を排除でき、さらに使いやすい環境が実現できる。一方で、採用される撮像部の種別や精度、観察目的等に応じて、両方の撮像部の座標軸を所定の基準座標に一致させるよう構成することもできる。これによって２つの撮像部に対して調整作業を行う手間がかかるものの、より厳密な位置合わせが可能となる。
（補正部９０）
【００５４】
電子線撮像部４２及び光学撮像部４４で撮像される観察画像の位置合わせは、補正部９０により行われる。ここでは、補正部９０として座標位置の補正を行う位置補正部９１、大きさの補正を行う大きさ補正部９２、回転（傾き）の補正を行う回転補正部９３を備えている。図１４の例では、位置補正部９１は表示領域の周囲で縦横辺に、大きさ補正部９２及び回転補正部９３は表示領域の左側に、それぞれ設けられる。これらの補正部９０はスライダ状に構成されており、ユーザはスライダを直接操作して各補正項目の補正量を感覚的に調整できる。ただ、数値を指定して補正する方式、あるいはマウスのドラッグやホイールボタン等で調整可能とする方式も可能であることはいうまでもない。
（ガイド部９４）
【００５５】
補正部９０を用いた位置合わせ作業を容易にするために、本実施の形態では基準位置を示すガイド部９４を設けている。ガイド部９４は、第１基準画像Ｋ１に含まれる何らかの第１基準パターンと、第２撮像部であるＳＥＭで同倍率にて同視野の第２基準画像を撮像した場合に、この第２基準画像に含まれることとなる第２基準パターンとを一致させるために、予めＳＥＭで撮像された第２基準画像における第２基準パターンの位置を、表示領域上で第１基準画像Ｋ１に重ねて表示するものである。なお、上述の通り第１基準画像Ｋ１の撮像時における倍率は、第１基準パターンが含まれる倍率に設定される。逆に、第１基準画像Ｋ１に含まれるパターン中から第１基準パターンを選択することもできる。また第２基準画像は、実際に撮像する必要はなく、第２基準画像を撮像した際に第２基準パターンが存在するであろう位置に、第２基準パターンと合致するガイド部９４を表示させれば足りる。補正部９０は、第２基準パターンの位置を予め記憶しておき、第２基準パターンに沿ってガイド部９４を表示させる。
【００５６】
図１４の例では、表示部２８の表示領域上にガイド部９４としてグリッド線を重ねて表示し、このグリッド線に第１基準パターンを合わせるように補正部９０を操作することで、位置合わせを行う。ここでは、試料台３３の枠のパターンをガイド部９４として利用している。具体的には、図１４に示すように試料台３３の水平端に相当する水平線９４Ａを青色の実線でガイド部９４として表示し、第１基準画像Ｋ１に表示された第１基準パターンである試料台３３の水平端がガイド部９４と一致するように、補正部９０を操作する。さらに、円形の試料ホルダ３５の枠のパターンもガイド部９４として利用している。具体的には、図１４に示すように試料ホルダ３５の外枠の円環状に沿う形状に赤色の実線と波線の同心円９４Ｂで表示し、第１基準パターンである試料ホルダ３５の外枠の円環状をこのガイド部９４に一致させるよう補正部９０を調整する。このように、複数のパターンを組み合わせたガイド部９４を利用することで、位置合わせ作業を容易にできる。特に、水平方向や垂直方向、円形等のパターンを組み合わせることで、基準位置を合わせ易くできる。また複数のパターンを組み合わせる場合は、各パターンの表示色や線種（実線、波線、二重線等）を変化させることで、各パターンの区別を容易にできる。
【００５７】
また、以上のように試料台３３や試料ホルダ３５といった、ＳＥＭで使用される部材を位置合わせ用の基準パターンとして利用することで、特別なガイド部材を付加することなく汎用の電子顕微鏡に本実施の形態を容易に適用できる。ただ、別途ガイド部材を用意する構成としてもよく、例えば位置合わせが容易な形状に形成された標準試料をセットし、これに基づいて位置合わせを行うように構成してもよい。この方法であれば、規格外や特殊な形状の試料台３３を使用するＳＥＭ等においても本発明を適用できる。また、試料台３３や試料ホルダ３５に刻印等を形成して、これを基準パターンとすることもできる。
【００５８】
なお、図１４で示したＳＥＭの例では試料ホルダ３５として、標準的に使用されるφ３２ｍｍ又はφ１５ｍｍのステージを使用可能である。したがって、いずれの試料ホルダ３５を使用しても位置合わせが行えるように、両方の試料ホルダ３５に対応したガイド部９４を表示させている。上述の通り、いずれのパターンをガイド部として利用するかに応じて、基準画像の倍率が決定され、あるいは倍率に応じてガイド部は設定される。図１４の例ではガイド部９４となる試料台３３の枠及び試料ホルダ３５が第１基準画像Ｋ１に含まれるように、光学式カメラの視野及び倍率が設定される。好ましくは、光学撮像部である光学式カメラをセットしたデフォルトの姿勢及び倍率で、光学式カメラで撮像される対象物をガイド部９４の基準パターンとして利用することで、余分な操作を省いて確実にガイド部９４を第１基準画像に含めることができる。
【００５９】
また手順説明部７８は、図１４の例ではイメージ領域１１６として表示部２８の左側に第１基準画像Ｋ１を表示しつつ、説明領域１１８として左下部に、各ガイド部９４の意味や説明を表示している。これにより、ユーザは行うべき操作の意味や目的を容易に把握できるので、操作に不慣れであっても迷うことなく必要な動作を行うことができ、確実に位置合わせ作業をこなすことができる。また説明領域１１８で表示されるガイド部９４のイメージを、補正部９０で調整した補正量に連動させて変化させることもできる。すなわち、赤線等で表示されるガイド部９４と、第１基準画像Ｋ１に表示される基準パターンの対応関係をリアルタイムに変化させる構成としてもよい。これによって、両者の位置関係が現在どのようになっているかを容易に把握でき、必要な補正量をユーザはイメージ領域１１６のみならず説明領域１１８の図示でも確認することができる。特に説明領域１１８の図示では、余計な画像が表示されず必要なガイド部９４と基準パターンのみが表示されているため、これらの位置関係を確認しやすい。さらに、図１４の例ではイメージ領域１１６に第１基準画像Ｋ１とガイド部９４とを重ねて表示しているが、イメージ領域１１６における表示を、第１基準画像自体でなく、第１基準画像から基準パターンを抜き出した状態で表示させることもできる。第１基準画像から基準パターンを抜き出すには、イメージからベクトル情報を抽出する画像処理が利用できる。なお、この例のように説明領域にイメージを表示することも可能であることはいうまでもなく、逆にイメージ領域に説明文を付加することも可能である。
【００６０】
なお、以上の位置合わせ作業と第１基準画像の撮像工程は、入れ替えて行うこともできる。すなわち、先に位置合わせを行った状態で明るさの調整を行い、第１基準画像を撮像することもできる。
（「撮影開始」工程）
【００６１】
以上のようにして位置合わせ作業を終了すると、第１撮像部である光学式カメラを外して第２撮像部であるＳＥＭの観察に移行できる状態とする。図１４の画面から「次へ」ボタン１２８を押下すると、図１５に示す「撮影開始」工程の画面に移行する。図１５は、第１基準画像の位置合わせの完了とＳＥＭ観察準備の画面であり、光学式カメラでの撮影、補正作業を終了し、ＳＥＭ観察の準備を行う。ここでは、手順説明部７８は光学式カメラをＳＥＭから取り外す手順を説明している。具体的には、イメージ領域１１６にＳＥＭの操作手順を順番に示すと共に、説明領域１１８で光学式カメラを試料台３３から引き抜き、指示棒を戻してビューポートに取り付けること、及び試料台３３を元に戻して真空引きを開始する操作を指示している。以上の作業が終了すると、ＳＥＭ観察画面に移行する。
（ＳＥＭ観察）
【００６２】
図１５の画面から「完了」ボタン１３０を押下すると、図１６の画面に移行する。図１６は、第２撮像部であるＳＥＭのマニュアル観察モードの画面を示している。ここでは、第１表示領域に位置合わせされた状態で第１基準画像Ｋ１を表示している。また左上の第２表示領域にも同じ第１基準画像が広域画像として表示されている。第２表示領域上から、第１表示領域４７における観察位置が確認でき、また第２表示領域上からも観察位置を指定して、指定された位置に第１表示領域４７の表示をジャンプさせることもできる。ユーザは、この状態から視野探しを行ってＳＥＭ観察に移行し、電子顕微鏡画像を撮像する。
【００６３】
ここでは、後述するように表示倍率を上げていくと、図１７に示すように第１表示領域４７の表示を自動的に電子顕微鏡画像Ｄに切り替えることができる。一方で、ＳＥＭ観察中にＳＥＭ観察の最低倍率まで倍率を下げた場合には、第１表示領域４７で表示される電子顕微鏡画像が図１６に示すように第１基準画像Ｋ１に自動的に切り替わるように構成することもできる。
【００６４】
以上の手順説明部７８による誘導は、操作終了後に次の画面に移行するように誘導するというウィザード形式を採用した。ただ、この方式に限られず、例えばフローチャートを表示して各工程毎に必要な処理を説明していく方式や、設定項目やボタンにマウスカーソルを合わせたときに次の手順を表示するポップアップ方式、ツールチップ方式やバルーン表示による説明、メッセージ領域やステータスバーにおける説明、仮想アシスタントによる説明等、種々の方式を単独もしくは組み合わせて採用できる。また、各工程で操作が必要な項目のみ操作可能とし、操作が不要な項目については設定変更できないような制限を課して誤動作を防止することもできる。さらに各工程の操作は、手動で行う他、自動化できる項目は自動化してもよい。
（視野探し作業）
【００６５】
観察対象の試料の視野探しは、一般に低い倍率から徐々に高倍率に倍率を上げながら行われる。この場合、低倍率で撮像された光学画像を広域画像として利用できる。光学カメラ等の光学撮像部４４は、電子線撮像部４２に比べてより低倍率での撮像が可能であり、低倍率画像は視野が広く情報量が多いので、視野探しには好適に利用できる。一方で、光学画像は高倍率での撮像に限界があるため、ある段階で電子顕微鏡画像に切り替える必要がある。光学撮像部４４から電子線撮像部４２に切り替える時に、視野を見失わず、違和感が無いようにするためには、できるだけ倍率を一致させることが好ましい。
【００６６】
一方で、この切替は可能な限り低倍率の段階で行うことが好ましい。なぜなら、光学画像と電子顕微鏡画像の間には多少の光軸ずれがあるが、低倍率で切替えた方が視野範囲に対するずれ量を小さくできるからである。また光学画像と電子顕微鏡画像とでは画像の質や見え方が異なるので、違和感が生じて慣れないと同じ視野を観察していても気付かないことがある。また低倍率で切り替えた方が視野が広くなり、２つの画像の共通点を認識するための比較ポイントが多くなるため２つの画像の対応関係が分かり易いという利点もある。逆に、肉眼で見えないような高倍率で切り替えると、２つの画像が切替わった時に、どの部分がどの部分に相当するのかの対応関係が分かり難くなる。さらに、光学カメラは高倍率の観察が不得手であり、高倍率で表示しようとすれば画質が低下することとなる。一例として、図１９に倍率１５０倍で表示した光学画像Ｋ、図２０に同じく倍率１５０倍で表示した電子顕微鏡画像Ｄの例を示す。図１９と図２０は、同じ試料を倍率で表示しているが、同じ画像であるかどうかの確認が極めて困難である。このように、光学画像から電子顕微鏡画像への切り替えを高倍率で行うことは適切でなく、可能な限り低倍率で行うことが好ましい。
【００６７】
このように、光学画像と電子顕微鏡画像の切り替え時には、両者の表示倍率の差が開いていたり、あるいは高い倍率で切替えると、２つの画像の連続性のイメージが掴みにくくなり、その結果試料サンプル上の目標ポイントを見失いやすくなり、視野探しに支障となるおそれがある。このような問題を解決するには、光学画像と電子顕微鏡画像とを可能な限り同じ倍率で切り替えるようにすることが挙げられる。また、同じ倍率での切り替えに限られず、近い倍率での切り替えも可能である。特に表示倍率を連続的にズームアップしている場合は、同じ倍率で切り替える場合も、倍率を数段階飛ばした（若干倍率の開いた）離散的な倍率に切替える場合でも違和感が少ないので、いずれにも適用できる。
【００６８】
さらに、光学画像と電子顕微鏡画像の倍率制御を関連付けて行うことで、個別の倍率設定を容易にできる。従来は、光学撮像部と電子線撮像部とは個別に表示倍率を設定する必要があったため、光学画像と電子顕微鏡画像の表示倍率を一致させようとすれば、ユーザが手動で各倍率設定部を調整する必要があった。これに対して、本実施の形態では、切替部４６が自動的に電子顕微鏡画像の表示倍率を光学画像に応じて設定することができる。すなわち、ユーザが光学画像の表示倍率を光学倍率設定部６１１Ｂで調整する一方、光学画像から電子顕微鏡画像への切り替え時には、切替部４６が自動的に電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａを調整して、光学画像の表示倍率と同じ、あるいはこれに近い値に調整することができる。これによって、ユーザは電子線画像の倍率設定を行うことなく、切り替え時には自動で最低な倍率に調整された電子線画像を表示部２８にて表示させることができる。
【００６９】
また、たとえ同じ倍率で表示が切替わるように設定したとしても、電子線撮像部で設定可能な最低倍率で電子顕微鏡画像に切替えることは困難であった。それは、電子線撮像部で観察可能な倍率は電子顕微鏡の観察条件によって変化するからである。一例として、ＳＥＭにおける電子銃の加速電圧と、観察試料及び対物レンズ１９間のワーキングディスタンス（ＷＤ）との関係で、ＳＥＭで観察可能な最低倍率を表１に示す。（単位：倍）
【００７０】
【表１】
2006173021.tif 000003
【００７１】
この表１に示すように、ＳＥＭは、ワーキングディスタンスが長いほど、また電子銃の加速電圧が低いほど、より低倍率での表示が可能となる。このため、観察中にＳＥＭの最低表示倍率は随時変動し、これを把握することは困難である。そこで、本実施の形態では、倍率演算部７２が観察条件に応じてその時点における電子線撮像部４２で撮像可能な最低倍率を演算し、この倍率に基づいて切替部４６が切り替え倍率を設定する。倍率演算部７２は、観察条件設定部６５０で設定された観察条件に基づいて、最低倍率を切替倍率として取得する。この演算は、上記表１のような表を参照して行う他、計算式等から求めることもできる。演算部７０は、光学倍率設定部６１１Ｂで設定された光学画像の表示倍率を監視し、この値が切替倍率になった時点で切替部４６の切替処理等、所定の処理を行う、これにより、ユーザはこのような最低倍率の変動を意識することなく、観察条件に応じた最低倍率にて光学画像から電子顕微鏡画像に切り替えて表示することができ、視野探し作業をスムーズに行うことができる。
【００７２】
また、電子線撮像部４２で取得可能な最低倍率を倍率演算部７２に自動的に演算させることで、光学画像での観察中に、電子顕微鏡側が電子線撮像部４２で観察可能な倍率に達したことがユーザに認識できるような制御を行う。例えば、光学画像での倍率拡大中に電子線撮像部４２で観察可能倍率に達したとき、切替部４６が自動的に電子顕微鏡画像に切り替える方法や、光学画像でズームアップ中に電子線撮像部４２で観察可能倍率に達したとき、告知部７４が表示部２８の画面上に何らかのメッセージを表示する方法、又は光学画像でズームアップ中に電子線撮像部４２で観察可能倍率に達したとき、倍率制限部７６が光学画像がそれ以上の倍率に拡大表示しないように制限を設けてユーザに告知する方法、あるいは光学画像での観察中に、電子線撮像部４２で観察可能倍率に達していない倍率で電子顕微鏡画像に切り替える場合は、電子顕微鏡画像を縮小表示するようにして同じ倍率で切り替わったように見せる方法等が利用できる。これにより、ユーザが切り替えのタイミングを意識しなくとも、切り替え可能な倍率に達した時点で必要な処理を行い電子顕微鏡画像への切り替えが促進されるので、操作し易い環境が実現される。
（切替部４６）
【００７３】
切替部４６が切替処理を行う様子を、図１８、図２１に基づいて説明する。図１８は光学画像Ｋを第１表示領域４７に表示し、倍率設定部６１１で表示倍率を拡大した状態を示している。第１表示領域４７では光学倍率設定部６１１Ｂを倍率１５倍に設定して光学画像Ｋを表示している。この状態で、電子線撮像部４２の最低表示倍率に達していると切替部４６が判断すると、図２１に示すように自動的に第１表示領域４７が光学画像Ｋから電子顕微鏡画像Ｄに切り替えて表示される。図２１の例でも、倍率１５倍で撮像された電子顕微鏡画像Ｄを表示しており、図１８とほぼ同じ視野での画像が取得でき、ユーザは視野を見失ったり大きな違和感を感じることなく、引き続き電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａを操作して電子顕微鏡画像Ｄの倍率を調整することができる。なお切替部４６は、電子顕微鏡画像Ｄの表示中に表示可能な最低倍率以下が電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａで指定された場合、自動的に光学画像Ｋに戻るように制御することもできる。
（告知部７４）
【００７４】
次に告知部７４の動作について、図２２に基づき説明する。光学画像Ｋの観察時における表示倍率が、電子線撮像部４２の最低表示倍率に達すると、告知部７４は電子顕微鏡画像Ｄへの切替が可能であることを告知する動作を行う。告知動作は、ユーザに告知するための動作であり、例えば表示画面上にテキストやアイコン等でメッセージを表示する、音声案内や警告音、表示灯の表示、点滅、音声ガイド、振動等の手段が利用でき、またこれらを適宜組み合わせることもできる。図２２の例では、第１表示領域４７に、「ＳＥＭ観察可能倍率」の告知メッセージ８２を自動的に表示している。これによってユーザは図１８の光学画像Ｋから図２１に示すような電子顕微鏡画像Ｄへの表記切替を促されるので、電子顕微鏡切替ボタン６１６ｂを操作して手動で切り替えることができる。なお告知部７４は、電子顕微鏡画像Ｄの表示中に表示可能な最低倍率以下が電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａで指定された場合、「ＳＥＭ観察不可能倍率」等のメッセージを表示して光学画像Ｋに戻るようにユーザに促すこともできる。
（倍率制限部７６）
【００７５】
さらに、倍率制限部７６の動作について説明する。倍率制限部７６は、光学画像Ｋの観察時において、光学倍率設定部６１１Ｂの表示倍率を電子線撮像部４２の最低表示倍率以上に上げられないように制限を課す。これによってユーザは、電子顕微鏡画像Ｄへの切り替えを促され、速やかに電子線撮像部４２での観察に移行するよう手動で撮像系を切り替えることができる。また、この際に倍率操作に制限がかけられていることを告知する動作を行うこともできる。例えば図２３に示すように、「これ以上倍率を上げることができません。ＳＥＭ観察に切り替えてください」と倍率制限メッセージ８４を第１表示領域４７が光学画像Ｋに表示する。これによってユーザにより確実に動作制限がかけられていることを伝えることができる。なお倍率制限部７６も、電子顕微鏡画像Ｄの表示中においても、電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａをそれ以上低い倍率に設定できないように制限をかけたり、警告メッセージを表示する等して光学画像Ｋに戻るようにユーザに促すこともできる。さらに、このような制限状態を解除するための解除ボタン等を設けることも可能であることはいうまでもない。
（動作タイミングの設定）
【００７６】
なお、必ずしも電子線撮像部４２で撮像可能な最低倍率を閾値として、電子顕微鏡画像から光学画像への表示切り替え等の動作を行う構成に限られない。言い換えると、電子線撮像部４２の最低表示倍率と光学撮像部４４の切替倍率とを必ずしも一致させる必要はない。例えば、最低倍率に対して切替倍率に一定のマージンを設定することが可能である。例えば、電子線撮像部４２で撮像可能な最低倍率に対して、所定の比率を乗じた倍率を切替倍率とする。比率は、例えば電子線撮像部４２への負荷の軽減や表示速度の向上、表示部２８の解像度等の観点から設定される。これにより、電子顕微鏡の仕様や性能、使用条件等に応じた柔軟な切替設定を行うことが可能となる。
【００７７】
さらに、光学倍率設定部６１１Ｂで設定可能な表示倍率と、電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａで設定可能な表示倍率とが重複しない場合においても、最低倍率と切替倍率とを異なる値とできる。図２４に、電子線撮像部４２で表示可能な倍率すなわち電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａで設定可能な倍率の領域（電子顕微鏡表示可能領域）と、光学撮像部４４で表示可能な倍率すなわち光学倍率設定部６１１Ｂで設定可能な表示倍率の領域（光学表示可能領域）との関係を示す。例えば、図２４（ａ）に示すように電子線撮像部４２で表示可能な最低倍率が、光学倍率設定部６１１Ｂで設定可能な最高の表示倍率よりも低い場合は、最低倍率を切替倍率として光学撮像部４４から電子線撮像部４２の表示に切り替えることができる。
【００７８】
一方、電子線撮像部４２の観察条件によっては、図２４（ｂ）に示すように、電子線撮像部４２で表示可能な最低倍率が、光学倍率設定部６１１Ｂで設定可能な最高の表示倍率よりも高い場合は、電子顕微鏡画像を光学画像の表示倍率と完全に一致させることができない。この場合は、光学画像の最高倍率に達した時点で、これを切替倍率として電子顕微鏡画像の最低倍率での表示に切り替える。これにより、切り替え時に倍率が連続的に変化せず離散的な表示となるものの、表示倍率の差を最小限に抑えて切り替え時の違和感を可能な限り低減することができる。特に、電子顕微鏡での観察においては表示倍率を連続的に上げる場合に限られず、段階的に倍率を上げる場合があり、このような離散的な表示倍率の拡大時においてはこのような倍率の変化による違和感が少ない。また、このように倍率が離散的に大きくなる場合には、同一倍率での切り替えができない旨のメッセージを表示部２８に表示したり、音声や点滅、振動等の警告動作を発してユーザに告知することも可能である。
【００７９】
さらに、図２４（ｂ）に示すように光学表示可能領域と電子顕微鏡表示可能領域との重複がない場合や、光学画像での観察中に電子線撮像部４２で表示可能倍率に達していない低倍率で電子顕微鏡画像に切り替える場合に、電子顕微鏡画像を縮小表示することで光学画像の倍率を一致させることもできる。この場合は、光学画像の表示倍率と電子顕微鏡画像の表示倍率との比率に基づいて電子顕微鏡画像を縮小する結果、電子顕微鏡画像の表示領域が狭くなる。狭くなった表示領域は光学画像に重ねて中心に配置される。この例を図１８及び図２５に基づき説明する。図１８は倍率１５倍の光学画像Ｋを表示しており、図２５は最低倍率である３０倍の電子顕微鏡画像を５０％に縮小して、実質１５倍で表示すると共に、光学画像Ｋの中心に貼り付けて表示したものである。このように、光学画像Ｋが部分的に電子顕微鏡画像Ｄ１に置き換えられたように表示されることとなる。この状態から、電子顕微鏡倍率設定部６１１Ａを操作して電子顕微鏡画像Ｄ１の表示倍率を上げていくと、徐々に電子顕微鏡画像Ｄ１の領域が大きく拡大されていき、最終的に電子線撮像部４２で表示可能な電子顕微鏡画像の最小表示倍率（図２５の例では３０倍）となった時点で、すべての表示領域が電子顕微鏡画像Ｄ１で置換され、画面全体の視野が電子顕微鏡画像Ｄ１になる。これによって、光学撮像部４４から電子線撮像部４２への切り替え時に表示倍率が離散的に大きくなる事態を回避し、切り替えの違和感を低減できる。
【００８０】
さらに上記の方法は、切替倍率での切り替えによらず、ユーザが任意のタイミングで切替ボタン６１６を操作して画像表示を切り替える場合にも適用できる。すなわち、ユーザが光学画像を観察中に所望のタイミングで電子顕微鏡画像を参照したい場合に、表示中の光学画像の表示倍率と等しい電子顕微鏡画像を電子線撮像部４２が自動的に取得して表示する。この際、光学画像の表示倍率が電子線撮像部４２で撮像可能な最低倍率よりも低い場合は、上記の通り電子顕微鏡画像を縮小して、擬似的に光学画像の表示倍率と同じ倍率になるように表示することができる。ただ、この構成においても電子顕微鏡画像の表示倍率と光学画像の表示倍率との差が大きい場合は、電子顕微鏡画像の表示領域が小さくなるため、ある程度の表示領域（例えば表示領域の１／１０程度）が確保できる場合に限って上記の電子顕微鏡画像縮小を実行し、それ以外の場合は画像表示ができない旨の表示等を行うように構成してもよい。以上の方法によれば、電子線撮像部４２で撮像可能な最低倍率の制限をある程度緩和でき、使い勝手のよい電子顕微鏡観察が実現できる。
【００８１】
なお、光学倍率設定部６１１Ｂで設定可能な表示倍率は一般に光学撮像部４４で表示可能な倍率範囲全体であるが、上述したマージン設定の観点から、設定可能な倍率を表示可能な倍率よりも狭くすることもできる。これは、機械的な負担や負荷を考慮して設定される場合の他、ユーザに対するガイダンス的な意味合いから設定される場合も含む。例えば、後述するように光学撮像部４４での表示から電子線撮像部４２での表示に切り替え可能な倍率となった場合に、倍率設定動作に制限を設ける場合が該当する。
【００８２】
また、光学画像と電子顕微鏡画像との違和感を軽減するために、電子画像に着色する機能等を付加することもできる。着色機能は、光学画像中から任意の色を選択して色情報を抽出し、電子顕微鏡画像に着色処理を行う。これにより、濃淡のみの電子顕微鏡画像に素材感を表現することができる。また、仮想的に配置した光源から光反射状態を擬似的に再現する機能や、高さに応じて等高線状に色を変化させる機能等を備えることもできる。
【００８３】
なお、本実施の形態では第１撮像部を光学式カメラ、第２撮像部をＳＥＭの電子線撮像部としているが、両者を入れ替えることも可能であることはいうまでもない。また、光学式カメラとＳＥＭの組み合わせに限られず、デジタルマイクロスコープやデジタルカメラと、ＳＥＭやＴＥＭといった赤外や可視領域の波長を用いる光学観察装置と電子顕微鏡の組み合わせにも適用できる。さらに本発明は２種の撮像部の組み合わせに限られず、３種以上の撮像部を組み合わせた電子顕微鏡とすることも可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の電子顕微鏡、電子顕微鏡の操作方法、電子顕微鏡操作プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器は、走査型、透過型、走査−透過型等の電子顕微鏡に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子顕微鏡の電子線撮像部の構成を示すブロック図である。
【図２】電子線撮像部と光学撮像部とを切換可能な電子顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図３】光学撮像部及び電子線撮像部の光軸を同軸に配置した電子顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図４】光学撮像部及び電子線撮像部の光軸を略平行に配置した電子顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図５】光学撮像部及び電子線撮像部の光軸をＶ字状に配置した電子顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図６】可視光撮像部を電子顕微鏡に装着する状態を示す側面図である。
【図７】図６のカメラユニットを示す拡大垂直断面図である。
【図８】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡操作プログラムのメニュー画面の一例を示すイメージ図である。
【図９】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡操作プログラムのオート観察の準備画面の一例を示すイメージ図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡操作プログラムのマニュアル観察モード画面の一例を示すイメージ図である。
【図１１】カメラ撮影ウィザードにおける「撮影準備」工程画面の一例を示すイメージ図である。
【図１２】カメラ撮影ウィザードにおける「照明の調整と撮影」工程画面の一例を示すイメージ図である。
【図１３】光学式カメラが撮像中であることを示すメッセージの一例を示すイメージ図である。
【図１４】カメラ撮影ウィザードにおける「撮影した画像の位置と大きさの微調整」工程画面の一例を示すイメージ図である。
【図１５】カメラ撮影ウィザードにおける「撮影開始」工程画面の一例を示すイメージ図である。
【図１６】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡操作プログラムのマニュアル観察モードで第１基準画像を表示した例を示すイメージ図である。
【図１７】本発明の一実施例に係る電子顕微鏡操作プログラムのマニュアル観察モードで電子顕微鏡画像を表示した例を示すイメージ図である。
【図１８】電子顕微鏡操作プログラムのインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１９】電子顕微鏡操作プログラムで倍率１５０倍の光学画像を表示する一例を示すイメージ図である。
【図２０】電子顕微鏡操作プログラムで図１９と同じ試料を倍率１５０倍の電子顕微鏡画像で表示する一例を示すイメージ図である。
【図２１】電子顕微鏡操作プログラムで図１８と同じ試料を同じ倍率１５倍の電子顕微鏡画像で表示する一例を示すイメージ図である。
【図２２】電子顕微鏡操作プログラムで告知メッセージを表示する一例を示すイメージ図である。
【図２３】電子顕微鏡操作プログラムで倍率制限メッセージを表示する一例を示すイメージ図である。
【図２４】光学倍率設定部で設定可能な表示倍率と、電子顕微鏡倍率設定部で設定可能な表示倍率との関係を示す説明図である。
【図２５】電子顕微鏡操作プログラムで図１８と同じ試料を倍率３０倍の電子顕微鏡画像を縮小して表示する一例を示すイメージ図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００、２００…電子顕微鏡
１…コンピュータ；２…中央演算処理部
３…電子銃高圧電源；４…フィラメント；５…ウェーネルト；６…アノード
７…電子銃；８…電子線
９…ガンアライメントコイル；１０…ガンアライメントコイル制御部
１１…収束レンズ制御部；１２…収束レンズ
１３…対物レンズ絞り；１４…非点収差補正コイル制御部
１５…電子線偏向走査コイル制御部；１６…対物レンズ制御部
１７…非点収差補正コイル；１８…電子線偏向走査コイル
１９…対物レンズ；２０…試料
２１…二次電子検出器；２２…反射電子検出器
２３…二次電子検出増幅部；２４…反射電子検出増幅部
２５…Ａ／Ｄ変換器；２６…Ａ／Ｄ変換器
２７…画像データ生成部；２８…表示部
２９…プリンタ；３０…排気系ポンプ
３１…試料室；３２…排気制御部；３３…試料台；３４…試料台制御部
３５…試料ホルダ
４２…電子線撮像部；４４…光学撮像部；４６…切替部
４７…第１表示領域；４８…第２表示領域
５０…電子顕微鏡本体；５２…正面パネル；５４…ガイドロッド；５６…水平台
５８…ホルダ保持穴；５９…装着穴
６０…カメラユニット；６２…ロッド；６４…挿入穴；６６…パイプ
６８…ボス；６９…回転部
７０…演算部；７２…倍率演算部；７４…告知部；７６…倍率制限部
７８…手順説明部；８０…メモリ部；８１…ミラー
８２…告知メッセージ；８４…倍率制限メッセージ
９０…補正部；９１…位置補正部；９２…大きさ補正部；９３…回転補正部
９４…ガイド部；９４Ａ…水平線；９４Ｂ…同心円
１０１…第一のオート観察モード設定手段；１０２…第二のオート観察モード設定手段
１０３…マニュアル観察モード設定手段；１０４…画像ファイル編集モード設定手段
１０５…計測モード設定手段；１０６…メンテナンスモード設定手段
１０７…初期設定モード設定手段；１０８…「終了」アイコン
１０９…３次元画像モード設定手段
１１２…「撮影開始」ボタン；１１４…「試料のカメラ撮像」ボタン
１１６…イメージ領域；１１８…説明領域；１２０…「次へ」ボタン
１２２…光量調整部；１２４…「次へ」ボタン；１２６…メッセージ
１２８…「次へ」ボタン；１３０…「完了」ボタン
６０１…画像補正設定手段；６０１ａ…シャープネス設定手段
６０１ｂ…ハイライト設定手段；６０１ｃ…ガンマ補正設定手段
６０１ｄ…輝度分布図；６０１ｅ…オーバーレンジ抽出設定手段
６０３…個別条件設定手段；６０３ａ…「検出器」ボックス
６０３ｂ…「加速電圧」ボックス；６０３ｃ…「真空度」ボックス
６０３ｄ…「スポットサイズ」ボックス
６０４…ファイル対応条件設定手段；６０５…「ｅプレビュー設定」ボタン
６１１…倍率設定部；６１１ａ…「倍率」ボタン
６１１Ａ…電子顕微鏡倍率設定部；６１１Ｂ…光学倍率設定部
６１２…観察視野移動設定部；６１２ａ…「中心移動」ボタン
６１３…コントラスト・明るさ設定手段；６１４…非点収差調整設定手段
６１５…光軸調整設定手段；６１６…切替ボタン
６１６ａ…「カメラ」ボタン；６１６ｂ…電子顕微鏡切替ボタン
６５０…観察条件設定部
Ｋ…光学画像；Ｋ１…第１基準画像；Ｄ、Ｄ１…電子顕微鏡画像
【図１】
2006173021.tif 000004
【図２】
2006173021.tif 000005
【図３】
2006173021.tif 000006
【図４】
2006173021.tif 000007
【図５】
2006173021.tif 000008
【図６】
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【図７】
2006173021.tif 000010
【図２４】
2006173021.tif 000011
【図８】
2006173021.tif 000012
【図９】
2006173021.tif 000013
【図１０】
2006173021.tif 000014
【図１１】
2006173021.tif 000015
【図１２】
2006173021.tif 000016
【図１３】
2006173021.tif 000017
【図１４】
2006173021.tif 000018
【図１５】
2006173021.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
2006173021.tif 000021
【図１８】
2006173021.tif 000022
【図１９】
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【図２０】
2006173021.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
2006173021.tif 000026
【図２３】
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【図２５】
2006173021.tif 000028