(57)【要約】      （修正有）【課題】拡大像観察モードから回折像観察モードに切り替わった場合にエネルギ密度が大きなビームがカメラの受光面に入射することを防止しうる透過電子顕微鏡を実現する。【解決手段】透過電子拡大像を観察している状態から電子回折像の観察への切換時には、安全機能が備えられている。例えば、ＤＩＦＦボタンをオンにすると、自動的に蛍光スクリーン１１がダウン（光軸上に配置）する。蛍光スクリーン１１のダウン操作が終了すると、レンズ条件がＭＡＧからＤＩＦＦに自動的に切り替わる。レンズ条件の切換に伴って、像は透過電子拡大像から電子回折像に切り替わる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影レンズにより像を撮像手段に投影するように構成され、投影レンズと撮像手段との間に蛍光スクリーンが配置されている透過電子顕微鏡において、透過電子拡大像の観察モードから電子回折像の観察モードへの観察像の変換を指示した際、電子回折像の観察モードへの観察像の変換前に、蛍光スクリーンが投影レンズと撮像手段との間に配置される透過電子顕微鏡。
【請求項２】
投影レンズにより像を撮像手段に投影するように構成され、投影レンズと撮像手段との間に蛍光スクリーンが配置されている透過電子顕微鏡において、透過電子拡大像の観察モードから電子回折像の観察モードへの観察像の変換を指示した際、電子回折像の観察モードへの観察像の変換前に、蛍光スクリーンが投影レンズと撮像手段との間に配置され、蛍光スクリーンに入射する電流量が所定値以下となった後に蛍光スクリーンを電子ビームの光軸上から離すように構成した透過電子顕微鏡。
【請求項３】
蛍光スクリーン全体に入射する電流量を検出するようにした請求項２記載の透過電子顕微鏡。
【請求項４】
蛍光スクリーンは大スクリーンと小スクリーンとに電気的に分離されており、小スクリーンは回折像のダイレクトスポットの電流を検出するように構成された請求項２記載の透過電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡像を撮像することができる透過電子顕微鏡に関し、電子顕微鏡像を撮像するカメラの焼損を防止するようにした透過電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡では、結像系のレンズ条件を変化させることによって、試料の透過電子の拡大像と電子回折像とを観察することができる。これらの像の切り換えは、電子顕微鏡の操作パネル上に設置された切換ボタンスイッチ等を選択することで行う。すなわち、電子顕微鏡の制御系には、透過電子の拡大像を得る際のレンズ系の制御データと、電子回折像を得る際のレンズ系の制御データとがメモリに記憶されている。
【０００３】
ここで、透過電子顕微鏡の結像レンズ系において、透過電子拡大像を得る際の結像系の光線図と、電子回折像を得る際の結像系の光線図を図１と図２に示す。図１と図２の結像レンズ系は等しく、試料１の下部には対物レンズ２が設けられている。高分解能の透過電子顕微鏡においては、試料１を対物レンズ２の磁場内に配置することもある。対物レンズ２の下部には、対物レンズ絞り３が設けられており、その下にはＯＭレンズ４が設けられている。ＯＭレンズ４の更に下には、３段の中間レンズ５，６，７が設けられており、最終段のレンズとして投影レンズ８が設けられている。なお、第１の中間レンズ５の上部には、制限視野絞り９が配置されている。
【０００４】
上記した構成の結像レンズ系を有した透過電子顕微鏡において、透過電子顕微鏡の操作盤上に設けられている拡大像ボタンスイッチ（以降ＭＡＧボタンと称す）と、回折像ボタンスイッチ（以降ＤＩＦＦボタンと称す）のいずれかを選択し、選択したボタンをオンにすると、選択した像が瞬時にディスプレイ上に表示される。なお、拡大像であっても、倍率範囲により使用するレンズの種類やレンズの励磁強度が相違するため、ＭＡＧボタンは、拡大像表示のオン・オフの選択のみならず、倍率範囲を選択できるように構成されている。
【０００５】
図１の光線図は、拡大像であって最大倍率範囲をカバーする際に用いられるものである。この結像系では、試料１を透過した電子が対物レンズ３，第１中間レンズ５，第２中間レンズ６，投影レンズ８によって拡大され、最下部に設けられたフィルム１０上に結像される。なお、各倍率において全てのレンズを使用することはなく、例えば、図１に示した最大倍率範囲に適用する光学系では、ＯＭレンズ４と第３中間レンズ７は励磁されず、像作成には寄与していない。
【０００６】
所望の倍率で試料の拡大像を観察し、回折像を取得すべき試料箇所を探し、適切な試料の分析箇所が見つけだされた場合には、その分析箇所が光軸上に配置されるように試料が移動させられる。この後、透過電子顕微鏡の操作盤に設けられたＤＩＦＦボタンをオンにすると、透過電子顕微鏡内に記憶されている回折像観察モードの各レンズ条件のデータが読み出され、そのデータに基づいて各レンズは制御される。その結果、瞬時に拡大像の観察モードから回折像観察モードにレンズ条件が変えられる。すなわち、図１の光線図が図２の光線図に示したように結像レンズ系が制御される。
【０００７】
なお、投影レンズ８とフィルム９との間には、蛍光スクリーン１１が設けられているが、この蛍光スクリーンを電子ビームの光軸上に配置すれば、蛍光スクリーンに各像が投影されることから、蛍光スクリーン１１によって試料１の拡大像や回折像を観察することができる。通常は蛍光スクリーンが光軸上に配置され、蛍光スクリーンによって像の観察を行い、所望の像が得られたら、蛍光スクリーンを回転させて立ち上がらせ、フィルム９に像を投影し、フイルムを感光させるに適切な時間スクリーンを光軸から離しておき、その時間が経過したら、蛍光スクリーンを光軸上に配置して、電子がフィルム１０に入射することを防止する。すなわち、蛍光スクリーン１１は、カメラのシャッターの役割を担っている。従来のこの種の装置としては、例えば、スポットマスクを使用することなくゼロ次光を除去して光軸付近の回折スポットを観察する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１１１２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した試料の拡大像の観察と試料の特定箇所の回折像の取得は、透過電子顕微鏡における一般的な使用例である。ところで最近では、所望の像を蛍光スクリーンで確認した場合、その像をフィルムに撮影するのではなく、フィルムに代えてＣＣＤカメラなどの撮像器を配置し、このカメラによって撮像を行うようになってきた。この場合においても、蛍光スクリーンが撮影のシャッターの役割を担っている。ところで、透過電子顕微鏡の使用条件が図１に示したような拡大像を観察するモードであり、この拡大像の観察により回折像を取得する試料の特別な領域を見いだした場合、その特別な領域を電子ビーム光軸上に配置し、結像光学系を回折像取得モードに制御する。そして蛍光スクリーンを光軸上から離して回折像をカメラに導き、撮像を行う。このようなステップにより、回折像の撮像処理を行った場合、図２の光線図に示した回折ビームの内、光軸上を通過してきたダイレクトビームＤＢのエネルギー密度が高く、時にダイレクトビームにより、カメラの受光面が焼損する事故が発生する。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、拡大像観察モードから回折像観察モードに切り替わった場合にエネルギ密度が大きなビームがカメラの受光面に入射することを防止しうる透過電子顕微鏡を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に基づく透過電子顕微鏡は、投影レンズにより像を撮像手段に投影するように構成され、投影レンズと撮像手段との間に蛍光スクリーンが配置されている透過電子顕微鏡において、透過電子拡大像の観察モードから電子回折像の観察モードへの観察像の変換を指示した際、電子回折像の観察モードへの観察像の変換前に、蛍光スクリーンが投影レンズと撮像手段との間に配置されることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明に基づく透過電子顕微鏡は、投影レンズにより像を撮像手段に投影するように構成され、投影レンズと撮像手段との間に蛍光スクリーンが配置されている透過電子顕微鏡において、透過電子拡大像の観察モードから電子回折像の観察モードへの観察像の変換を指示した際、電子回折像の観察モードへの観察像の変換前に、蛍光スクリーンが投影レンズと撮像手段との間に配置され、蛍光スクリーンに入射する電流量が所定値以下となった後に蛍光スクリーンを電子ビームの光軸上から離すように構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明に基づく透過電子顕微鏡は、請求項２の発明において、蛍光スクリーン全体に入射する電流量を検出するようにしたことを特徴としている。
請求項４の発明に基づく透過電子顕微鏡は、蛍光スクリーンを大スクリーンと小スクリーンとに電気的に分離し、小スクリーンは回折像のダイレクトスポットの電流を検出するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明に基づく透過電子顕微鏡は、投影レンズにより像を撮像手段に投影するように構成され、投影レンズと撮像手段との間に蛍光スクリーンが配置されている透過電子顕微鏡において、透過電子拡大像の観察モードから電子回折像の観察モードへの観察像の変換を指示した際、電子回折像の観察モードへの観察像の変換前に、蛍光スクリーンが投影レンズと撮像手段との間に配置されることを特徴としている。その結果、エネルギー密度の高い電子ビームがカメラの受光面に照射され、受光面を焼損させることを防止することができる。
【００１４】
請求項２の発明に基づく透過電子顕微鏡は、透過電子拡大像の観察モードから電子回折像の観察モードへの観察像の変換を指示した際、電子回折像の観察モードへの観察像の変換前に、蛍光スクリーンが投影レンズと撮像手段との間に配置され、蛍光スクリーンに入射する電流量が所定値以下となった後に蛍光スクリーンを電子ビームの光軸上から離すように構成したことを特徴としているので、エネルギー密度の高い電子ビームがカメラの受光面に照射され、受光面を焼損させることを防止することができる。
【００１５】
請求項３および４の発明に基づく透過電子顕微鏡は、請求項２の発明と同様な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づく透過電子顕微鏡の要部を示しており、光軸上に配置されたり取り除かれたりするスクリーン１１は、支持盤１５上に配置された円形の大蛍光スクリーン１６と、大蛍光スクリーン１６の中心部分に設けられた、直径が１〜２ｍｍの小蛍光スクリーン１７とによって構成されている。大蛍光スクリーン１６は接地されているが、小蛍光スクリーンは電気的に他の部材から浮かされている。
【００１７】
小蛍光スクリーン１７に流れ込んだ電流量は検出器１８によって検出される。検出器１８で検出された電流値は、スクリーン駆動制御回路１９に供給され、任意に設定が可能な閾値と比較される。スクリーン駆動制御回路１９は、モータ２０を駆動して、スクリーンを光軸上を横切って水平状に配置するか、スクリーンを光軸から離してスクリーンが像撮影に影響を与えないように垂直にセットする。なお、スクリーン１１の下部には、ＣＣＤカメラ２１が設けられ、ＣＣＤカメラ２１からの映像信号はディスプレイ２２に供給される。
【００１８】
検出器１８によって検出された検出値が閾値より大きい場合には、スクリーン１１をアップさせて回折像を撮像しようとすると、ダイレクトスポットの電流によって、ＣＣＤカメラの受光面が損傷してしまう。したがって、検出値が閾値より大きい場合にはカメラによる回折像の撮影は行わない。この場合、図示していないコンデンサレンズの調整やコンデンサレンズ絞りの大きさを変えることによってダイレクトスポットの電流値を低下させる。この結果、小スクリーンに入射する電流値が閾値以下となった場合には、スクリーン全体をモータ２０によってアップさせ、回折像をＣＣＤカメラ２１に投影し、回折像の撮影を行う。
【００１９】
なお、上述した回折像の撮影に関し、透過電子拡大像を観察している状態から電子回折像の観察への切換時には、安全機能が備えられている。例えば、ＤＩＦＦボタンをオンにすると、自動的に蛍光スクリーン１１がダウン（光軸上に配置）する。蛍光スクリーン１１のダウン操作が終了すると、レンズ条件がＭＡＧからＤＩＦＦに自動的に切り替わる。レンズ条件の切換に伴って、像は透過電子拡大像から電子回折像に切り替わる。このような動作は、全て自動的に行われる。
【００２０】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず幾多の変形が可能である。例えば、回折像の電流量を小スクリーンに入射する電流によって求めたが、蛍光スクリーンを大スクリーンと小スクリーンとに分離し、小スクリーンのみ電気的に浮かして入射電流量の測定を行うようにしたが、１枚の蛍光スクリーンを電気的に浮かして蛍光スクリーン全体に入射する電子ビームの電流量を測定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】透過電子拡大像を得るための結像系の一例を示す光線図である。
【図２】電子回折像を得るための結像系の一例を示す光線図である。
【図３】本発明に基づく透過電子顕微鏡の要部を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  スクリーン
１５  支持板
１６  大スクリーン
１７  小スクリーン
１８  検出器
１９  駆動制御回路
２０  モータ
２１  ＣＣＤカメラ
２２  ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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