(57)【要約】【課題】本発明の目的は、電子線走査時の画像取得条件を変えることなく実質走査時間を高速化し、装置のスループットを向上可能な走査制御を有する電子線顕微鏡装置提供することにある。【解決手段】上記目的を達成するために、本発明では、走査起動信号が供給されたときの位相と交流電源位相波との位相差を検出し、電源位相波から、当該検出された位相差分ずらして、前記走査偏向器に走査信号を供給することを提案する。これによって、実質的な走査時間を短縮でき、装置のスループットを向上することができる。【選択図】図４
2007149348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃と、当該電子銃から放出される電子ビームを走査する走査偏向器と、走査起動信号に基づいて、交流電源から供給される電源位相波に同期して、前記走査偏向器に走査信号を供給する制御装置を備えた走査電子顕微鏡において、
前記制御装置は、前記走査起動信号が供給されたときの位相と前記電源位相波との位相差を検出し、前記電源位相波から、当該検出された位相差分ずらして、前記走査偏向器に走査信号を供給することを特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御装置は、前記走査信号が、前記電源位相波の１周期の１／２よりも短いときには、前記電源位相波の１周期の間に、２周期の前記走査信号を、前記走査偏向器に供給することを特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項３】
電子銃と、当該電子銃から放出される電子ビームを走査する走査偏向器と、前記電子ビームのフォーカス調整を行うフォーカス調整と、前記走査偏向器に走査信号を供給する制御装置を備えた走査電子顕微鏡において、
前記制御装置は、前記電子ビームのフォーカス調整の画像取得のための複数の走査の間に走査開始信号を発生し、当該走査開始信号に基づいて、前記走査偏向器に走査信号を供給することを特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項３において、
前記制御装置は、前記フォーカス調整のための複数の画像取得のための走査開始タイミングを、各画像のための走査ごとに独立して設定することを特徴とする走査電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査電子顕微鏡に関し、特に、交流電源から供給される電源位相波に同期して走査信号を発生させる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子顕微鏡装置の撮像については、使用電源の周波数に同期して行っている場合が多い。この従来例を図４を用いて説明する。
【０００３】
従来の電子顕微鏡装置、およびその類似装置は、電子源から放出した電子線を細く絞って観測対象となる試料上に２次元走査を行い、このとき試料から発生する２次電子線反射電子やその他の信号をデジタル画像化し、表示することにより、試料の微細構造観察，形状計測を行う。この時の走査電子顕微鏡の構成の一例を図２に示す。電子顕微鏡本体101に対して、画像取得を行う場合、操作用のパソコン（ＰＣ）、または制御部１０９からの走査起動命令により、ＣＰＵ１１２を介して該情報が走査制御部１１１および位相制御部１１３に伝えられる。位相制御部１１３はＣＰＵ１１２からの走査起動命令と、電子顕微鏡本体１０１に供給するＡＣ電源１１０からの電源位相波（sin 波）を受け、走査起動命令発生時の電源位相波の位相を検出，記憶し、その検出位相を基準とした電源位相波に変換する。セレクタ１１４は、ＣＰＵからの操作により走査制御部１１１に伝える電源位相波を、ＡＣ電源１１０直接とするか、位相制御部１１３により変換した電源位相波のどちらかを選択する。走査制御部１１１では、セレクタ１１４からの電源位相波と、ＣＰＵ
１１２からの走査起動命令を受け、走査起動命令が発生すると、電源位相波の立上り、または、任意の位相点を検出してから電子顕微鏡本体１０１に電子線走査の同期信号を供給し、さらに同時に画像前処理部１０４，画像メモリ１０５，画像処理部１０６にも同様の同期信号を供給する。走査電子顕微鏡本体１０１では、走査制御部１１１からの電子線走査の同期信号により、電子源１１５から電子線を発生し、試料１１６に照射する。このとき電子線の照射位置は走査制御部からの走査同期信号（２次元走査信号）により、偏向コイル１１９が変化することにより決定され、電子線が試料１１６上を２次元走査する。試料１１６上に電子線が照射されると、２次電子や反射電子などが発生し、電子線検出器
１０２により２次電子や反射電子の試料の形状，材質によった強度を検出し、増幅する。増幅された信号はＡ／Ｄ変換器１０３を適してデジタル画像化し、画像前処理部１０４によって積算等の演算を行って画像のＳ／Ｎ向上を行い、画像メモリ１０５に一旦格納する。画像メモリ１０５に一旦格納された画像データは、走査制御部１１１の同期信号によってセレクタ１０７，Ｄ／Ａ変換器１０８を通すか、または直接キャプチャさせて表示装置でもあるＰＣ，ＷＳに送り、走査により得た画像を表示する。
【０００４】
この時、電子線の２次元走査の発生タイミングは、装置のＡＣ電源による磁場の影響，ＡＣディスターバンスを受けるため、電子線の走査はＡＣ電源の周波数位相に同期して発生させる必要がある。
【０００５】
この場合、図４に示す走査タイミングとなる。横軸に時間を、縦軸にＡＣ電源周波数位相４０１，４０２，走査例４０３，４０４を示す。４０１はＡＣ電源のsin 波である。
sin 波の位相０°を基準とした場合（他の角度もあり得る）、電子線の走査は走査起動開始時点の次の位相０°基準から開始していた。以上のように走査タイミングをＡＣ電源に同期して発生させることが特許文献１乃至４に説明されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０３５９２号公報
【特許文献２】特開平１０−９７８３６号公報
【特許文献３】特開昭６３−８０４５３号公報
【特許文献４】特開平１０−０９２３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４において、４０１はＡＣ電源の位相波であり、電源周波数４０５が１周期となる。これを位相１８０°毎にトルグさせた信号が４０２である（この例では位相０°と180°を基準としているが、この限りではない）。この場合の走査の１例が走査Ｉ４０３である。（１）の時点で走査起動が入った場合、走査Ｉは４０２の立上りを待ってから開始し、この場合は電源周波数２周期分の走査を行っている。走査終了直後に起動が入っても次の走査は同様に４０２の立上りを待ってから開始する。また走査II４０４の例では、１回目の走査終了後に、ＣＰＵ１１２が他の操作（外部処理）を実行し、再び、操作起動を行ったものである。このときＣＰＵの走査以外での外部処理の時間により起動タイミングが少しでも、４０２の立上りタイミングの周期を超えてしまうだけで、実走査開始が電源１同期分まるまる遅れることになる。
【０００８】
このため、他の制御においても実質的な走査時間が変わるため、走査起動のタイミングに関係なく、ＡＣ電源同期に依存した走査タイミングにならざるを得なくなっている。従って、実走査時間が遅くなり、装置スループットが低下する要因となる。
【０００９】
従来の技術で述べたように、電子線の走査タイミングは図４に示すように、走査開始点は必ず一定の周波数に同期している。従って、走査起動開始から実際の走査開始までにはタイムラグが発生し、その最大時間はＡＣ電源１周期分に達するという問題があった。このため、特に繰返し走査起動，停止を繰返す動作においては、そのタイムラグの累積が装置スループットに影響を与えるという問題があった。また、そのタイムラグが一定でないため、操作や処理によってその度に装置のスループットが変動してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、電子線走査時の画像取得条件を変えることなく実質走査時間を高速化し、装置のスループットを向上可能な走査制御を有する電子線顕微鏡装置を実現，提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、走査起動信号が供給されたときの位相と交流電源位相波との位相差を検出し、電源位相波から、当該検出された位相差分ずらして、前記走査偏向器に走査信号を供給することを提案する。
【発明の効果】
【００１２】
電子顕微鏡の走査をＡＣディスターバンスの影響を変化させない状態のままで、走査起動命令から、実際の走査開始までの時間を短縮、または一定にすることが可能となる。
【００１３】
よって、走査起動命令から実走査開始時までの走査待機時間はマクロ的に０となり、実質的な走査時間を短縮でき、装置のスループットを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の電子顕微鏡およびその類似装置の１実施例を下記に示す。電子顕微鏡の構成と発明機能の一例を図１に示す。図１において、電子顕微鏡本体１０１に対して、画像取得を行う場合、操作用のパソコン（ＰＣ）、または制御部１０９からの走査起動命令により、ＣＰＵ１１２を介して該情報が走査制御部１１１および位相制御部１１３に伝えられる。位相制御部１１３はＣＰＵ１１２からの走査起動命令と、電子顕微鏡本体１０１に供給するＡＣ電源１１０からの電源位相波（sin 波）を受け、走査起動命令発生時の電源位相波の位相を検出，記憶し、その検出位相を基準とした電源位相波に変換する。セレクタ
１１４は、ＣＰＵからの操作により走査制御部１１１に伝える電源位相波を、ＡＣ電源
１１０直接とするか、位相制御部１１３により変換した電源位相波のどちらかを選択する。走査制御部１１１では、セレクタ１１４からの電源位相波と、ＣＰＵ１１２からの走査起動命令を受け、走査起動命令が発生すると、電源位相波の立上り、または、任意の位相点を検出してから電子顕微鏡本体１０１に電子線走査の同期信号を供給し、さらに同時に画像前処理部１０４，画像メモリ１０５，画像処理部１０６にも同様の同期信号を供給する。走査電子顕微鏡本体１０１では、走査制御部１１１からの電子線走査の同期信号により、電子源１１５から電子線を発生し、試料１１６に照射する。この時、電子線の照射位置は走査制御部からの走査同期信号（２次元走査信号）により、偏向コイル１１９が変化することにより決定され、電子線が試料１１６上を２次元走査する。試料１１６上に電子線が照射されると、２次電子や反射電子などが発生し、電子線検出器１０２により２次電子や反射電子の試料の形状，材質によった強度を検出し、増幅する。増幅された信号はＡ／Ｄ変換器１０３を適してデジタル画像化し、画像前処理部１０４によって積算等の演算を行って画像のＳ／Ｎ向上を行い、画像メモリ１０５に一旦格納する。画像メモリ１０５に一旦格納された画像データは、走査制御部１１１の同期信号によってセレクタ１０７，Ｄ／Ａ変換器１０８を通すか、または直接キャプチャさせて表示装置でもあるＰＣ，ＷＳに送り、走査により得た画像を表示する。このとき処理により、画像処理部１０６を介することも可能である。この画像処理は任意の個所で行うことも可能である。なお、本発明では、装置を制御する部分を総称して、制御装置と称することもある。
【００１５】
さて、この時の走査制御部１１１の動作について図３を用いて説明する。走査制御部
１１１においてＣＰＵ１１２からの走査起動命令と、ＡＣ電源１１０からの電源位相波をうける起動，停止制御部３０２は、走査起動命令を検出すると、電源位相波の基準位相点を待ってから、画素カウンタ３０３，ラインカウンタ３０４，フレームカウンタ３０５に動作開始信号を送る。画素カウンタ３０３は外部からの基準走査クロックに同期して、
ＣＰＵ１１２からの２次元走査の画像の大きさ、走査時間の設定に準じて走査水平方向
（Ｘ方向）の有効走査時間のカウントを行い、１Ｘ方向が終了するとこれをラインカウンタ３０４に伝え、カウンタをリセットし、再び画素カウンタをカウントし始め、同様の動作を繰返す。ラインカウンタ３０４は、画素カウンタ３０３を同様にＣＰＵ１１２からの設定に準じ、画素カウンタ３０３からの１Ｘ方向終了信号毎に同期して、走査垂直方向
（Ｙ方向）の有効走査時間のカウントを行い、１Ｙ方向が終了するとこれをフレームカウンタ３０５に伝え、カウンタをリセットし、再びラインカウンタをカウントし始め同様の動作を繰返す。フレームカウンタ３０５も画素カウンタ３０３，フレームカウンタ３０４と同様の動作となる。これらのそれぞれのカウンタ値が走査同期信号生成部３０６に伝えられ、走査同期信号生成部３０６によりカウンタ値に準じて、２次元走査に対応した水平，垂直の同期信号、および２次元走査の繰返し回数を制御するフレーム制御の同期信号を生成して、電子顕微鏡本体１０１に伝えると同時に、これらの同期信号の時間遅れを付加した同期信号を１０４，１０５，１０６などにも送る。即ち、電源位相波から、検出された位相差分をずらして、走査偏向器を供給するようにした。
【００１６】
これらにより、制御部１０９からの起動命令により、電子線の走査から画像取得，表示までの一連の動作を行うことができる。
【００１７】
この時の位相制御部１１３の制御を、図５を用いて説明する。図５は位相制御部１１３のブロック図で、入力されるＡＣ電源１１０からの電源位相波の変化毎に位相カウンタ
５０３によって、ある任意の速度のクロックを基準としてカウントする。（クロックの周波数は位相カウンタ５０３の精度により決定する。）この位相カウンタは電源位相波がくる限り永久に回り続ける。この位相カウンタ値はＣＰＵ１１２からの走査起動命令と共にカウンタ値記憶部５０４に渡され、カウンタ値記憶部５０４では、走査起動を検出した時の位相カウンタ値を記憶する。この記憶したカウンタ値は一致検出部５０５に送られ、位相カウンタ５０３の出力である位相カウンタ値との比較を行い、一致位相を検出する。これを位相変換部５０６で位相が変換された電源位相波として、走査制御部１１１に送ることができる。
【００１８】
この時の位相制御部１１３の具体的動作を図６に示す。図６において、横軸に時間，縦軸に各動作項目，ＡＣ電源同期信号６０１，位相カウンタ６０２，記憶カウンタ値６０３，検出信号６０４，内部電源同期信号６０５をそれぞれ示す。ＡＣ電源同期信号６０１の変化毎に位相カウンタ６０２をリセットする。位相カウンタ６０２は任意のクロックによりカウントアップされる。カウンタ値記憶部５０４による記憶カウンタ値６０３との一致点で検出信号６０４を生成する。図６の場合は記憶カウンタ６０３を８とした場合で、位相カウンタ６０２が８になる毎に検出信号を生成する。この立上り毎に信号を反転することにより、位相制御部１１３の内部電源同期信号６０５、すなわち、位相制御されたＡＣ電源位相同期信号が生成される。
【００１９】
この時の動作例として図７に走査のタイムチャートを示す。７０１はＡＣ電源の位相波であり、電源周波数７０５が１周期となる。これを位相１８０°毎にトルグさせた信号
７０２がある（この例では位相０°と１８０°を基準としているがこの限りではない）。この場合の走査の１例が７０３の走査Ｉである。走査起動（以下起動と略す）が（１）のタイミングで入ると、位相制御電源位相波７０６は７０２の電源位相波と無関係に立上り、走査Ｉ７０３が開始する。この場合は、ＡＣ電源周波数２周期分にて走査を終了している。走査終了後すぐに起動（２）がかかったが、この場合も位相制御電源位相波７０６は現在の動作に無関係に立下り，立上り動作を行って、再び走査を起動直後に開始することができる。図４で説明した動作と比べると同じＡＣ起動動作を行っても、全体に加わる時間が短くなっているのが分かる。
【００２０】
この場合、従来例と比べて、Ｎ回走査繰返しで最大
Ｎ×ＡＣ電源周期
の実走査時間短縮となる。
【００２１】
次に、走査時間とＡＣ電源位相周期の関係における本発明の効果を示す実施例を説明する。
【００２２】
電子顕微鏡装置における一般的な電子線走査は、ラスタ走査で行う場合が多い。この一例を図８に示す。図８の例では、走査領域に対して、左上から水平右方向に走査をし、１ライン走査が終了すると走査領域の左側に戻り、垂直方向に１画素分下から再スタートし、１ライン走査を行う。これを繰返すことにより、全走査領域の走査を行う。
【００２３】
このような電子顕微鏡装置のラスタ走査において、その装置のＡＣ電源位相波１同期に対し、走査時間が１／２×１周期から１周期の間の場合、つまり、これまでに述べた例や、ＮＴＳＣ等に代表されるＴＶ等スキャン時間に準じている場合はこれにあてはまる。この時のＡＣ電源位相波と走査の関係を図９に示す。図９の横軸は時間を、縦軸はＡＣ電源位相波９０１と走査例走査Ｉ９０２を示す。走査Ｉ９０２中の数字は走査フレーム数を示す。図９では、走査Ｉ９０２の各フレームの同一座標点（ｘ，ｙ）位相φ９０３で必ず、ＡＣ電源位相が随時同一点になる様子を示している。
【００２４】
これはまた、１走査時間が短い（ＡＣ電源周期の１／２より小さい）場合も、同様の原理でＡＣ電源の影響を最小に抑えることが可能である。この場合の一例を図１０に示す。図１０の横軸は時間を、縦軸はＡＣ電源位相波１００１と走査例走査II１００２を、任意の座標点（ｘ，ｙ）および位相φ１００３を示す。走査II１００２中の数字は走査フレーム数を示す。しかしこの場合、１走査時間を短くする理由として、１走査時間を短くして、走査時間全体を短くして撮像にかかる時間を短縮することにより、装置スループットを向上させる場合がある。しかし、図１０では１走査完了後も次のＡＣ電源開始を待つため、実質的には電源同期は１周期で１走査しか行うことができず時間的効果はなくなる。このような場合は、１走査時間に応じて、同一のＡＣ電源位相内に複数フレーム走査可能な構成をとる。この場合の例を図１１に示す。図１１の横軸は時間を、縦軸はＡＣ電源位相波１１０１と走査例走査III１１０２ を、任意の座標点（ｘ，ｙ）および位相φ１１０３を、座標点（ｘ′，ｙ′）および位相φ′１１０４を示す。走査III１１０２ 中の数字は走査フレーム数を示す。図１１の例は、１フレーム走査時間がＡＣ電源位相周期の１／２以下である場合である。この時、走査III１１０２ の第１フレームは、これまでの実施例と同様に走査を開始させるが、第２フレームの開始はＡＣ電源を待たずに、つまり、ＡＣ電源同期位相開始点を無視して走査する。そして、第３フレームは再びＡＣ電源同期を待つ。これを繰返すと、奇数フレームと偶数フレームのＡＣ電源位相位置は異なるものの、奇数フレーム間での同一座標点、偶数フレーム間での同一座標点、それぞれにおけるＡＣ電源位相は同一となり、走査時間を短くした上で、ＡＣ電源の撮像影響を最小にすることが可能となる。
【００２５】
これは１ＡＣ電源同期内に任意のフレーム数が入る場合（例えば５ｍｓ，２.５ｍｓ で１走査時間となる撮像では、１ＡＣ電源周期２０ｍｓに４フレーム，８フレーム入る）も同様である。
【００２６】
以下、本発明を装置に組込んだ場合の具体的アプリケーション例として、電子顕微鏡装置における、走査時のオートフォーカス機能に本発明を適用した場合の実施例を述べる。
【００２７】
オートフォーカスの走査例を示したタイムチャートを図１２に示す。電子顕微鏡における一般的なオートフォーカスの動作は、ある走査条件で画像を取得し、その画像に対し、オートフォーカス演算を行い、その結果を走査条件にフィードバックさせる。走査条件の設定を変更し、この条件で再び走査を行う。この“走査→オートフォーカス→走査条件変更”の動作を連続的に行い、オートフォーカス演算結果が、決められたフォーカス範囲
（閾値）に入った時点で走査を打ち切り、オートフォーカスを終了とする。
【００２８】
さて、図１２のタイムチャート例について説明する。図１２は横軸が時間で１目盛が１電源同期である。ここでは、電源周波数を５０Ｈｚとする。したがって、１目盛がＴ＝
２０ｍｓとなる。縦軸には各動作項目，ＡＣ電源周波数１２０１，走査条件設定１２０２，走査１２０３，画像転送１２０４，オートフォーカス演算１２０５をそれぞれ示す。図１２図中の数値の単位はｍｓである。最初に初期設定として、走査条件設定１２０６を行い、所望の走査を行えるようにする。その後、走査スタート命令１２０７を出すと、走査１２０３を開始する。この例では１フレーム４０ｍｓの走査を２回行い、２フレームの取得画像を画像間で積算し、Ｓ／Ｎを向上させて完成撮像画像とする。この時、走査スタート命令１２０７は、電源同期直後に発行されている。従来の場合は走査開始は電源同期開始を待つ。このため実際の走査開始は、走査スタート命令より最大で２０ｍｓ電源同期待ち１２０８遅れる。
【００２９】
走査開始後、４０ｍｓ×２フレーム＝８０ｍｓ後に走査を終了する。完成取得画像は、画像処理部１０６内メモリに転送するため、画像転送１２０４を行う。またこの間に走査の終了，開始処理を行い、引き続き次走査をスタートさせるが、この場合は、走査スタート命令１２１０は、前走査終了後の次電源同期直後に発行している。このため、第１走査と同様、最大で２０ｍｓ電源同期待ち１２１１待機後実走査をスタートする。
【００３０】
画像処理部１０６へ転送された走査取得画像は、オートフォーカス演算１２０５を行うが、画像処理部転送後は、走査と並行に動作可能であり、次走査をしつつ、演算を行い、演算完了後、それを走査制御条件に反映させる。
【００３１】
これらの一連の動作を繰返すことになる。この時の走査の繰返し時間は、走査スタートから次走査スタートまでであると考えれば、
電源同期待ち＋走査時間＋走査スタート命令動作時間（転送時間含む）
となり、
２０ｍｓ＋４０ｍｓ×２（フレーム）＋２０ｍｓ＝１２０ｍｓ
よって、１２０ｍｓ周期で走査，オートフォーカス演算を繰返すことになる。ここで、オートフォーカス時に１０画像取得を行ったとすれば、図１２中下の計算にあるように、合計で１２８６.４ｍｓ の時間を要する。
【００３２】
これに対し、本発明を適用した場合のオートフォーカスの実施例を以下に示す。すでに説明をしたオートフォーカス例（図１２）に対して、本発明を適用した場合のタイムチャートを図１３に示す。図１３は、図１２と機能，動作は、全く同じであり、走査タイミングのみに、本発明を適用したものである。オートフォーカスのための対物レンズの強度変更、或いは試料に印加する負電圧の調整（負電圧を調整することによるフォーカス調整）は、走査１３０３間において行われる。機能，動作は図１２のオートフォーカス例と同一である。図１３は横軸が時間で１目盛が１電源同期である。ここでは、電源周波数を５０Ｈｚとする。したがって、１目盛がＴ＝２０ｍｓとなる。縦軸には各動作項目，ＡＣ電源周波数１３０１，走査条件設定１３０２，走査１３０３，画像転送１３０４，オートフォーカス演算１３０５をそれぞれ示す。図１３図中の数値の単位はｍｓである。ここでは図１２との相違，電源同期位相制御方式適用の有無による走査処理時間の違いについて述べる。
【００３３】
図１３において、走査スタート命令１３０７が発行されると、マクロ的には命令発行直後に実走査が開始され、開始から８０ｍｓ後に走査１３０３が終了する。走査終了後の画像転送１３０４，走査終了，開始処理を行って、走査スタート命令１３０９を発行すると直後に次走査が開始される。
【００３４】
この時、同一走査での画像におけるある座標点での電源同期の位相は全く同じであり、磁場の影響は同一座標点で均一となる。
【００３５】
図１２と同様に繰返し時間を求めると、
走査時間＋走査スタート命令動作時間（転送時間含）
となり、
４０ｍｓ×２フレーム＋１３ｍｓ＝９３ｍｓ
よって、９３ｍｓ周期で、走査１３０３，オートフォーカス演算１３０５などを繰返すことになる。ここで、図１２と同様に、１０画像でオートフォーカスが収束したとすれば図１３下の演算にあるように、合計で、１０１４.４ｍｓ の時間となり、図１２の従来例に比べて２６４ｍｓの時間短縮となることが分かる。
【００３６】
これにより、オートフォーカスに本発明を適用すれば、オートフォーカス時間の時間短縮を図ることができ、適用装置（電子顕微鏡装置等）のスループット向上に貢献できることになる。また、オートフォーカス演算の結果、フォーカス評価値が所定値に達していると判断される場合には、その後の走査を停止するようにしても良い。
【００３７】
本効果は、走査繰返し回数が多いほど、走査フレーム間積算数が小さいほど、オートフォーカス自体の回数が多いほどより効果的となる。
【００３８】
オートフォーカス演算が走査繰返し時間よりも大の場合は、演算時間が律速条件となってしまうが、近年の画像処理の高速化に従い多くの場合走査時間が律速条件になっている。
【００３９】
本例では、オートフォーカスを例として上げたが、他の一般的な画像処理等においても同様に考えることが可能である。
【００４０】
具体的な撮像シーケンスの例として、ある電子顕微鏡装置における、画像取得シーケンス一例を図１４に示す。図１４の示すように、この画像処理シーケンスは大きく撮像Ｉ
１４０１，撮像II１４０２，撮像III１４０３，処理Ｉ１４０４，処理II１４０５ の各動作に分かれる。本シーケンススタート後、撮像Ｉ１４０１を行い、この中では電子顕微鏡のステージ移動１４０６等の機構的な動作，制御を行って所望の撮像位置に移動する。そして、前の実施例で述べたオートフォーカス１４０７を行って、撮像の焦点合わせを行ってから、撮像のための走査１４０８を行って、画像取得を完了する。このうち、撮像
II１４０２と処理Ｉ１４０４および、撮像III１４０３と処理II１４０５ はそれぞれ並行して動作するため、処理時間の遅いほうが全スループットの律速条件となる。
【００４１】
取得画像は、画像転送後１４０９，画像処理１４１０を行う（処理Ｉ１４０４），（例えば、ＰＣへ転送しＰＣソフトウェアによる画像処理）が、これと並行して次の撮像準備を開始する。撮像Ｉ１４０１完了後、撮像II１４０２を開始し、撮像Ｉ１４０１と同様にステージ移動１４０６を経て、走査１４０８を行い、画像取得を行う、これと同様に撮像III１４０３，処理II１４０５を行って、シーケンスを終了する。
【００４２】
以上のシーケンスでは、走査１４０８を幾度となく繰返すことになる。撮像Ｉ１４０１の場合、オートフォーカス１４０７で前述の通り、フォーカスが収束するまで撮像を繰返し、最後に実走査による画像取得のための１撮像を行って、撮像Ｉ１４０１が終了する。この時、走査の開始毎に本発明を適用可能であり、撮像毎に全体スループット向上の効果を発揮することができる。撮像II１４０２，撮像III１４０３についても同様である。
【００４３】
この時の画像取得シーケンスの処理項目に対する処理時間例を従来と本発明を適用した場合について図１５に示す。各ステージ移動は従来、発明適用と５００ｍｓと変化しないが、オートフォーカスでは前述したように、１０回撮像繰返しにて約２５０ｍｓの短縮効果があり、実走査（画像取得）も各２０ｍｓの短縮効果がある。この結果、画像取得シーケンス全体としては、表１に示す総時間をみると、従来は５０９２ｍｓ、に対し発明適用時は４４８８ｍｓとなり、本シーケンス全体で６０４ｍｓの短縮効果があることがわかり、装置全体スループットの向上に寄与可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】発明を適用した電子顕微鏡の構成。
【図２】従来の電子顕微鏡の構成。
【図３】走査制御。
【図４】走査タイミング。
【図５】位相制御部。
【図６】位相制御部の動作。
【図７】発明の走査タイミング。
【図８】電子線走査のイメージ。
【図９】ＡＣ電源位相波と走査の関係。
【図１０】ＡＣ電源位相波と走査の関係（１走査時間が短い場合の例）。
【図１１】ＡＣ電源位相波と走査の関係（１フレーム走査時間がＡＣ電源位相周期の１／２以下の場合の例）。
【図１２】オートフォーカス従来例。
【図１３】オートフォーカス実施例。
【図１４】画像取得シーケンス例。
【図１５】画像取得シーケンスを従来と本発明を適用した場合の時間比較。
【符号の説明】
【００４５】
１０１…電子顕微鏡本体、１０２…電子線検出器、１０３，１１８…Ａ／Ｄ変換器、
１０４…画像前処理部、１０５…画像メモリ、１０６…画像処理部、１０７，１１４…セレクタ、１０８…Ｄ／Ａ変換器、１０９…制御部、１１０…ＡＣ電源、１１１…走査制御部、１１２…ＣＰＵ、１１３…位相制御部、１１５…電子源、１１６…試料、１１７…偏向コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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