(57)【要約】【課題】  荷電粒子線装置における制御対象デバイスの設定値の変更スピード（単位時間あたりの変更量）を動的に制御することにより、最適な設定値を探索するときの操作性を向上させること。【解決手段】グラフィックユーザーインターフェース３２は、ユーザーがその位置を移動操作可能なように設けられたマーカーを有するスライダーを備える。マーカーの基準位置からの変位量に応じてデバイス設定値の変更スピードが変化する。ユーザーがスライダー上のマーカー位置の移動操作をアクティブにすると、取得したマーカーの基準位置からの変位量を変換手段３５により変更スピードの値に換算する。この換算値に基づいたコマンドをタイマー３７で設定した一定時間間隔でデバイス３１に送信する。マーカー位置の移動操作がアクティブな間、再取得されたマーカーの基準位置からの変位量に基づいて更新したコマンドをデバイス３１送信する処理を継続する。【選択図】図４
2007242432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に荷電粒子線を照射し、試料の観察及び／又は分析及び／又は加工を行う荷電粒子線装置であって、
前記荷電粒子線装置の制御を行うために前記荷電粒子線装置に備えられている少なくとも一つの制御対象となるデバイスと、
前記デバイスの設定値を変更して前記デバイスを制御するための操作手段とを備え、
前記操作手段は、
ユーザーがその位置を移動操作可能なように設けられたマーカーを有するグラフィックユーザーインターフェース上のスライダーと、
前記マーカーの位置移動操作を行うためのポインティングデバイスと、
前記スライダーが操作可能状態にあることを確認する確認手段と、
前記確認手段からの指示によって前記スライダー上における前記マーカーの基準位置からの変位量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記マーカーの基準位置からの変位量を前記設定値の変更スピードに変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記変更スピードに基づいて前記デバイスを制御するために前記デバイスとの通信を行う通信手段とを備え、
前記操作手段により前記設定値の変更スピードを変更するスピード変更操作を行いながら前記デバイスの前記設定値の変更を行う、ことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
前記通信手段は、
前記変更スピードに基づく命令を前記デバイスに送信するための送信手段と、
前記送信手段が前記命令を前記デバイスに送信したときに前記送信手段によって起動され、予め指定された一定時間間隔毎に更新時間が経過したことを知らせるタイマーとを備え、
前記送信手段が前記命令を前記デバイスに送信した後に、前記タイマーは予め指定された一定時間が経過したことを知らせる信号を前記確認手段に送り、前記確認手段は前記スライダーが操作可能状態であるか否かを確認し、前記スライダーが操作可能状態の場合は、前記取得手段により前記マーカーの基準位置からの変位量を再取得し、前記変換手段により前記変位量を変更スピードに再変換し、前記送信手段は更新した命令を前記デバイスに再送信する処理を継続し、前記スライダーが操作可能状態でない場合は前記タイマー動作を停止した上で更新した命令の再送信に必要な処理を停止するようにした、ことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項３】
前記通信手段は、
前記設定手段によって設定された前記変更スピードに基づく命令を前記デバイスに送信するための送信手段と、
前記命令に対する前記デバイスからの応答を受信するための受信手段とを備え、
前記受信手段が前記デバイスからの応答を受信した時、前記スライダーが操作可能状態であるか否かを前記確認手段によって確認し、前記スライダーが操作可能状態の場合は、前記取得手段により前記マーカーの基準位置からの変位量を再取得し、前記変換手段により前記変位量を変更スピードに再変換し、前記送信手段は更新した命令を前記デバイスに再送信する処理を継続し、前記スライダーが操作可能状態でない場合は更新した命令の再送信に必要な処理を停止するようにした、ことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
【請求項４】
前記グラフィックユーザーインターフェース上に、前記デバイスの前記設定値をユーザーが直接入力する入力手段及び／又は前記変更スピードを固定したままユーザーが前記設定値を変更する変更手段を備え、前記入力手段及び／又は変更手段を用いて前記デバイスの制御を行う、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に荷電粒子線を照射し、試料の観察、分析や加工を行う荷電粒子線装置に関わり、特にコンピュータを用いて荷電粒子線装置の制御を行う際に荷電粒子線装置に装備されている各種のデバイスを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線装置の代表的な装置である透過型電子顕微鏡（以下ＴＥＭと略称する）は高い空間分解能を持つため、極微小領域の材料評価に多く利用されている。電子顕微鏡は高い空間分解能を持つだけでなく、多くの種類の情報が得られることも特徴である。例えば、比較的大きなビーム径の電子線を試料に照射して透過した電子のコントラストを見る透過電子顕微鏡像を得る透過電子顕微鏡モードや、電子線を細く絞って試料を走査し、透過電子顕微鏡像を得る走査透過電子顕微鏡モードがある。また、結晶性の試料であれば、電子レンズの使用条件を変えて回折図形を得る回折モードにもできる。さらに、Ｘ線分析装置や電子分光装置を付加して、元素分析や化学状態分析を行うことも可能である。
【０００３】
上記のように様々な使用法があるため、ＴＥＭを構成する電子レンズを使用目的に合った条件に正しく設定し、顕微鏡像を適正な明るさやコントラストにすばやく調整することが重要である。また、試料上の観察を所望する場所を探し正確に場所を設定する操作も重要である。近年はコンピュータを用いた操作システムを搭載する装置が殆どであり、操作性向上のための自動化が進められているが、様々な使用法にあわせて操作者が行わなければならない複雑な操作は多い。
【０００４】
図１にＴＥＭの概略構成例を示す。但し、電子レンズ、偏向器、検出器等の各デバイスの数、位置関係は実際の装置と異なる場合があり、Ｄ／Ａ及びＡ／Ｄ変換器なども省略して示している。図１において、鏡体1内に配置された電子銃２から発生した電子線３は、図示しない加速管で加速され集束レンズ系４により集束されて試料７に照射される。レンズ絞り５は電子ビーム外周部の収差の大きい部分を遮蔽するために設けられている。なお、レンズ絞り５は複数の穴径の異なる開口部を有しており、各種モードに応じた穴径を選択し、制御部１３で開口部を光軸上に設定するようになっている。偏向器６は試料上で電子線を走査するために設けられ、電源１４から供給される励磁電流によりコイルから発生した磁場により電子ビームが偏向されるようになっている。偏向の大きさを変えることによって、走査像の倍率が変わる。
【０００５】
試料を透過した電子線は結像レンズ系９を通過し、ＣＣＤカメラ１０によって検出される。実際の装置では図示しない蛍光板、フィルムが配置されていることが多い。電子銃２には電源１１から所望の高電圧が印加される。照射レンズ系４、結像レンズ系９にはレンズ電源１２、電源１６から励磁電流が供給され、励磁電流を変えることによってレンズの倍率が変わる。ＣＣＤカメラ１０は制御部１７によって駆動され、必要に応じて所定の位置に設定される。ＣＣＤカメラ１０で検出された信号は、画像処理部１８に送られる。電源、制御部、画像処理部等はインターフェース１９を介して制御演算処理装置２０、液晶モニタなどの表示装置２１、キーボード、マウス等の入力装置２２が接続されている。
【０００６】
従来技術において、図１に示したようなＴＥＭの操作を困難にする代表的な要因の一つは、制御対象となる電子レンズや検出器等のデバイスの多くが、非常に『広いダイナミックレンジ』を持ち、かつ『レスポンス(応答反応)の遅い』ことに起因する。このようなデバイスでは、ダイナミックレンジが広いため、設定値（例えばレンズコイルに流す励磁電流の絶対値等）を頻繁に大きく変更しなければならない。同時に、微調整のために小さな設定値変更も必要となる。さらに、レスポンス時間が様々な要因に依存して遅延する。
【０００７】
荷電粒子線装置を構成する各種デバイスのレスポンスが遅いため快適な応答が得られないという問題を解決するための技術として、例えば特許文献１、特許文献２の技術が開示されている。特許文献１においては、走査型電子顕微鏡（以下「ＳＥＭ」と略称する）において、電子レンズのフォーカス調整など応答性を要求される処理は専用の制御変換手段で発生され、高速応答を必要としない処理では、コンピュータのアプリケーションプログラムであるＳＥＭ制御プログラムで発生されるようにして、デバイスの応答性が遅い問題を解決するようにしている。また例えば特許文献２においては、ＳＥＭの試料移動装置において、遠距離を高速で移動させる場合と観察視野の近傍で短い距離を移動させる場合の操作性を両立させるために、位置制御モードと速度制御モードを選択できるようにすることによって、操作性を改善する技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２０１９２６号公報
【特許文献２】特開平８−１８０８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した、「荷電粒子線装置を構成する各種デバイスのレスポンスが遅いため快適な応答が得られない」という問題について、装置制御のためのシステム設計の観点からは、レスポンス時間を遅延させる要因として、以下の項目が考えられる。
制御信号通信に起因する遅延：
（ア）通信距離に依存する時系列で可変しない必要最低限な遅延
（イ）通信媒体の帯域や中継数などの物理的特性に依存する時系列で可変しない必要最低限な遅延
（ウ）通信媒体のトラフィック状況によって時系列で可変する遅延
（エ）通信を中継もしくは処理するプロセッサにかかる負荷によって時系列で可変する遅延
デバイスの物理的特性に起因する遅延：
（ア）同期処理に依存するIO設定値変更の反映タイミングによる一定時間の遅延
（イ）計算処理の複雑度に依存する一定時間の遅延
（ウ）一定量の変更に依存した物理特性上の反映時間に起因する遅延
（ウ-１）反映時間が比較的早い：電流/電圧値制御、磁場の生成に必要な時間など
（ウ-２）反映時間が比較的遅い：モーター制御
上記のように、遅延時間は一定量のものと、様々な要因で可変するものとに分類される。特に、レンズや偏向器などの電流/電圧制御、ステージや絞りなどのモーター制御は、デバイスが一定量の変更を自身に物理的に反映させるためには一定の時間がかかるので、制御インターフェースがコマンド（命令）を送信し、デバイスが変更を自身に物理的に反映し、応答を返すまでの『応答待ち時間』が変更幅に比例して増加する。
【００１０】
その結果、『広いダイナミックレンジ』もつデバイス設定値を大きく変更しようとすればするほど、制御インターフェース側での変更を表示する更新速度が、ユーザーにとって『連続的』(約30回/秒以上)から『離散的』(約30回/秒以下)になってしまうことが不可避である。操作のフィードバックである表示が『離散的』になればなるほど、未知の最適設定を探すという調整操作が難しくなるのは明白である。
【００１１】
ここで、このようなデバイスを制御するために従来から用いられている代表的なグラフィックユーザーインターフェース（以下、「ＧＵＩ」と略称する）と操作方式について説明する。
（１）「Position Jump方式」はユーザーが有効値を入力し、入力された値が絶対値もしくは相対値としてデバイス設定値に反映される方式である。図６はこの方法を説明するための模式図で、二つのレンズの励磁電流を設定する操作画面を示している。５０はこのＧＵＩの操作画面（表示装置の画面若しくは操作ウィンドウ）全体、５１は顕微鏡像の表示部、５２はマウスのポインタである。マウスでレンズ１を選択すると入力ボックス５３ａにレンズ１励磁電流を設定するための数値を入力できるようになる。例えば「２０」をキーボード等により入力する。
【００１２】
この方式の長所は、少ない手順ですばやく『設定値を大きく変更』や『特定の設定値に直接変更』ができることにある。しかし、『設定したい値やその結果が既知もしくは予想可能な場合』にしか有効でない。『離散的な変更確認』しか行えないため、途中の変更状況の確認が行えない。つまり、『設定したい値とその結果が前もって予測不可能な場合』は、最適な設定値を探すためには盲目的な検索となり、時間がかかってしまう。
【００１３】
（２）「Position Scroll方式」は、ユーザーがスライダーや類似のＧＵＩ構成要素を介して、一定時間間隔でそのスライダー上に表示されているマーカーに対応する設定値を絶対値としてデバイスに動的に反映される方式である。図７はこの方法を説明するための模式図で、二つのレンズの励磁電流を設定する操作画面を示している。５５ａと５５ｂは操作対象を選択するための選択ボックスである。５５ａのレンズ１を選択し、マウスでスライダー５７上の位置マーカー５８を左右にドラッグ（移動操作）する。位置マーカー５８の位置がレンズ１の励磁電流の設定値に対応している。
【００１４】
この方式の長所は、『連続的な変更確認』が可能なことにある。しかし、『応答反応が遅い』デバイスでは、インターフェースの変化に、デバイスの応答が間に合わず、リアルタイム制御を行おうとすると、『デバイスの実際の設定値と入力／表示装置の値の間で矛盾』が生じることが頻繁に起きてしまうため、ユーザーの混乱を招くことが問題である。スクロールポジション変更が完了した後のみにデバイスの値を設定することでこの問題が解決されることがあるが、この方式では実質的に「Position Jump 方式」と同じになってしまうので、「Position Jump 方式」と同じ問題を持つことになってしまう。つまり、この解決方法では本方式の長所である『連続的な変更確認』が失われてしまうことになる。そのため、『広いダイナミックレンジ』を持ち、かつ『レスポンス(応答反応)の遅い』電子光学系機器のデバイス制御にはこの方式がとられることはほとんどない。
【００１５】
（３）「Step Control方式」は、決まった数の変更幅登録(例：「1，3，10，30，100」又は「Cause，Fine」  )から１単位の変更操作(例：矢印ボタンの1クリックごと、ノブの１クリックごとなど)に対応する変更幅を前もって選択することで、ユーザーがその場に応じて設定値の増減の速度を変更することにより、粗い調整と細かい調整の両方に対応する方式である。図８はこの方法を説明するための模式図で、二つのレンズの励磁電流を設定する操作画面を示している。５４ａと５４ｂはそれぞれレンズ１と２を「Step Control方式」で操作するための操作ボックスである。変更幅選択ボックス５６中の変更幅３０を選択するボックス５６ａを選択しておいて、例えば右側の三角矢印５４ａをマウスで１クリックすれば、レンズ１の励磁電流設定値を「３０」増加させることができる。
【００１６】
この方式の長所は、デバイス設定値の微調整では細かいステップ幅を利用して、リアルタイムで変化を確認しながら設定値を調整でき、『離散的な変更確認』になるものの粗い調整では粗いステップ幅を利用して、一気に多く設定値を動かすことができるため、其の時々の操作にあわせて柔軟に対応できる方式となっている。しかし、この方式では、ステップ設定と設定値変更が異なる別々のＧＵＩ操作になるため、変更制御中に『応答待ち時間』と『変更確認の離散度』に適切な『変更幅』をスムースに選択することが出来ないことである。このような問題があるものの、この方式は『広いダイナミックレンジ』を持ち、かつ『レスポンス(応答反応)の遅い』電子光学系機器のデバイス制御のＧＵＩとしてもっとも普及している。
【００１７】
実際の装置では、上記した三通りの方式を制御するデバイスに合わせて適当に組み合わせる場合が多い。図９に、二つのレンズの励磁電流を設定する操作を組み合わせた模式図の例を示す。５５ａでレンズ１を選択し、５６ａで変更幅を選択する。マウス５２で三角矢印５９ｂを１クリックすると、レンズ１の励磁電流設定値を「３０」増加させることができる。位置マーカー５８を移動させて励磁電流を設定するか、又は入力ボックス５３から設定値を直接入力することもできるようになっている。また図１０には他の組み合わせ例を示す。５７ａは[Coarse]（粗い間隔）、５７ｂは[Fine]（細かい間隔）で設定値を変更できるスライダーである。
【００１８】
上記に示したように、基本となる「Position Jump方式」、「Position Scroll方式」、「Step Control方式」の三通りの方法を改良した場合や、これらの方式を組み合わせた場合でも、ステップ設定と設定値変更を異なる別々のＧＵＩで操作するため、設定値の変更制御中に『応答待ち時間』と『変更確認の離散度』についての適切な『変更幅』をスムースに選択することが出来ないという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記の問題を解決するために為されたものであって、その目的は、『広いダイナミックレンジ』を持ち且つ『レスポンス(応答反応)の遅い』デバイスの最適な設定値を探索する操作において、設定の可変幅を直接動的に制御することにより設定値を可変させる方式（以下、「Speed Control方式」と呼ぶ）を導入することによって、その操作性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の問題を解決するために、本発明は、
試料に荷電粒子線を照射し、試料の観察及び／又は分析及び／又は加工を行う荷電粒子線装置であって、
前記荷電粒子線装置の制御を行うために前記荷電粒子線装置に備えられている少なくとも一つの制御対象となるデバイスと、
前記デバイスの設定値を変更して前記デバイスを制御するための操作手段とを備え、
前記操作手段は、
ユーザーがその位置を移動操作可能なように設けられたマーカーを有するグラフィックユーザーインターフェース上のスライダーと、
前記マーカーの位置移動操作を行うためのポインティングデバイスと、
前記スライダーが操作可能状態にあることを確認する確認手段と、
前記確認手段からの指示によって前記スライダー上における前記マーカーの基準位置からの変位量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記マーカーの基準位置からの変位量を前記設定値の変更スピードに変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記変更スピードに基づいて前記デバイスを制御するために前記デバイスとの通信を行う通信手段とを備え、
前記操作手段により前記設定値の変更スピードを変更するスピード変更操作を行いながら前記デバイスの前記設定値の変更を行うことを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記通信手段は、
前記変更スピードに基づく命令を前記デバイスに送信するための送信手段と、
前記送信手段が前記命令を前記デバイスに送信したときに送信手段によって起動され、予め指定された一定時間間隔毎に更新時間が経過したことを知らせるタイマーとを備え、
前記送信手段が前記命令を前記デバイスに送信した後に、前記タイマーは予め指定された一定時間が経過したことを知らせる信号を前記確認手段に送り、前記確認手段は前記スライダーが操作可能状態であるか否かを確認し、前記スライダーが操作可能状態の場合は、前記取得手段により前記マーカーの基準位置からの変位量を再取得し、前記変換手段により前記変位量を変更スピードに再変換し、前記送信手段は更新した命令を前記デバイスに再送信する処理を継続し、前記スライダーが操作可能状態でない場合は前記タイマー動作を停止した上で更新した命令の再送信に必要な処理を停止するようにしたことを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記通信手段は、
前記設定手段によって設定された前記変更スピードに基づく命令を前記デバイスに送信するための送信手段と、
前記命令に対する前記デバイスからの応答を受信するための受信手段とを備え、
前記受信手段が前記デバイスからの応答を受信した時、前記スライダーが操作可能状態であるか否かを前記確認手段によって確認し、前記スライダーが操作可能状態の場合は、前記取得手段により前記マーカーの基準位置からの変位量を再取得し、前記変換手段により前記変位量を変更スピードに再変換し、前記送信手段は更新した命令を前記デバイスに再送信する処理を継続し、前記スライダーが操作可能状態でない場合は更新した命令の再送信に必要な処理を停止するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記グラフィックユーザーインターフェース上に、前記デバイスの前記設定値をユーザーが直接入力する入力手段及び／又は前記変更スピードを固定したままユーザーが前記設定値を変更する変更手段を備え、前記入力手段及び／又は変更手段を用いて前記デバイスの制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、
試料に荷電粒子線を照射し、試料の観察及び／又は分析及び／又は加工を行う荷電粒子線装置であって、
前記荷電粒子線装置の制御を行うために前記荷電粒子線装置に備えられている少なくとも一つの制御対象となるデバイスと、
前記デバイスの設定値を変更して前記デバイスを制御するための操作手段とを備え、
前記操作手段は、
ユーザーがその位置を移動操作可能なように設けられたマーカーを有するグラフィックユーザーインターフェース上のスライダーと、
前記マーカーの位置移動操作を行うためのポインティングデバイスと、
前記スライダーが操作可能状態にあることを確認する確認手段と、
前記確認手段からの指示によって前記スライダー上における前記マーカーの基準位置からの変位量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記マーカーの基準位置からの変位量を変更スピードに変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記変更スピードに基づいて前記デバイスを制御するために前記デバイスとの通信を行う通信手段とを備え、
前記操作手段により前記設定値の変更スピードを変更するスピード変更操作を行いながら前記デバイスの前記設定値の変更を行うようにしたので、
『広いダイナミックレンジ』を持ち且つ『レスポンスの遅い』デバイスの最適な設定値を探索する操作において、設定値変更操作と設定値の変更スピードの変更操作とを単一の操作の中で同時に制御して、其の時々の『応答待ち時間』と『変更確認の離散度』に適切な『変更幅』をスムースに制御することができる。そのため、制御対象となるデバイスの適切な設定条件を探索するために設定値を大きく変更したり僅かに変更したりする操作を頻繁に切り換えて行う必要がある場合でも、いちいち別々の操作ボタンをクリックすることなく切り換え操作を連続的に行える。従って、操作の複雑な荷電粒子線装置の操作性を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施の形態は、制御対象となるデバイスの特性により異なる。各デバイスの特性はスピード設定の有無に大別できる。対象デバイスにスピード設定がない場合の例としては、レンズや偏向器の電源値、荷電粒子信号検出器のコントラストやブライトネスがあり、スピード設定がある場合の代表例は試料ステージ制御である。さらに、スピード設定の無い場合は通信手段の違いにより、一定の時間間隔で変更幅をデバイス設定値に反映する方式（ここでは、「固定間隔制御方式」と呼ぶ）と制御対象となるデバイスからの応答を待ち受けて変更幅に対応する命令を送信する方式（ここでは、「ベストエフォート制御方式」と呼ぶ）に分けられる。
【００２６】
なお、本発明におけるデバイス制御方式「Speed Control方式」の「Speed Control」とは、ある時間間隔（一定間隔若しくは応答待ち受け）で自動的にデバイスの設定値変更に適用する変更幅を動的に制御する、即ち変更スピード（単位時間あたりの変更量）を変更することを指す。また、「Speed 値」とは、自動的にデバイスの設定値を変更する時間間隔と変更幅によって決まるデバイス設定値の変更スピードを指す。
【００２７】
以下図面を参照しながら、上記の方式毎に本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）において本発明を実施した例を説明するが、これによって本発明の範囲が限定されるものではなく、他の荷電粒子線装置への応用も可能である。さらに、ここでは単一デバイスの一次元制御の例を説明するが、例えば偏向器のようにＸ、Ｙ方向がある場合の二次元以上の制御に対する本発明の適用も可能である。なお、各図において、同一または類似の動作を行うものには説明の重複を避けるため共通の符号を付す。
（実施の形態１）
はじめに「固定間隔制御方式」の場合の実施の形態について説明する。一定間隔の具体例として、例えば３０回／秒、１５回/秒、１０回/秒などが考えられる。詳しくは後述するが、この設定がされている場合は、デバイスからの応答の有無に関わらず、設定された固定間隔で現在の変更幅をパラメータとしたコマンドを送信することにより、デバイス設定値を更新していく。この方式は、時系列で可変しない応答時間を持つデバイスか又は比較的応答時間が短いデバイスの制御に有効である。実際の装置では、例えば殆どの電子レンズ若しくは偏向器等に適用することができる。
【００２８】
本発明を実施するときのＧＵＩの模式図を一例として図１１に示す。６７は本発明における「Speed Control方式」による操作を行うためのスライダー、６８は「Speed 値」を変更する操作（スピード変更操作）を行うためにポインティングデバイスで操作するスピードマーカーである。ユーザーがマウス５２によりスピードマーカー６８をスライダー６７上でドラッグ（移動操作）することにより「Speed 値」が変わる。中央を基準位置として、左右にスピードマーカー６８をドラッグすれば、中央からの変位量に応じて「Speed 値」が増加し、表示部７０に変更幅（又は「Speed 値」でも良い）の現在値が表示されるようになっている。スピードマーカー６８の位置がスライダー６７の左右端に近いほど「Speed 値」は大きくなるように設定されている。通常は中央より右側にスピードマーカー６８があれば設定値が増加、左側にあれば減少するようになっている。設定値の現在値は設定値表示バー７１の一部を塗りつぶした現在値表示部７１ａの増減で示される。従って、設定値を急激に増加させたい場合は、スピードマーカー６８をスライダー６７の右端に近い位置にドラッグすれば良く、僅かに減少させたい場合は、スピードマーカー６８をスライダー６７の中央より少し左側の位置にドラッグすれば良い。この切り換えは単にスピードマーカー６８をスライダー６７上でドラッグするだけであり、スピード変更操作と同時に設定値変更操作が連続的に一つのマウス操作で行われることを示している。
【００２９】
図１２は、本発明の「Speed Control方式」と従来方式の操作を組み合わせたＧＵＩの例を示す模式図である。図１２において、三角矢印６９ａ、６９ｂはスピードマーカー６８とともに移動するが、例えば三角矢印６９ａをマウスでクリックすると、「Speed 値」の最小値で設定値を増加させる（従来方式の「Step Control方式」に相当する機能）を備えている。また、キーボード等により入力ボックス５３に直接「２０」を入力して操作する方法は、従来方式の「Position Jump方式」である。即ち、本発明の「Speed Control方式」と従来方式を組み合わせた構成とすることにより、両者の長所を生かした操作性を実現することが可能となる。
【００３０】
図４は、図１１に示したＧＵＩの操作を実現するための「固定間隔制御方式」による制御系において各構成要素の機能構成を表すブロック図の例である。図４において、３１は制御対象となるデバイス、３２はコンピュータにおけるウィンドウシステム、ポインティングデバイス、キーボード等からなるＧＵＩ、３３はユーザーがＧＵＩ３２においてスライダー６７のスピード変更操作をアクティブ（操作可能状態）にしたことを確認する確認手段、３４は変更スピードに応じたマーカー位置の基準位置からの変位量をＧＵＩ３２から取得する取得手段、３５は取得手段３４によって取得されたマーカー位置の基準位置からの変位量に応じて変更スピードに変換する変換手段、３６は変換手段３５によって変換された変更スピードに基づくコマンドをデバイス３１に送信するための送信手段、３７は送信手段３６がコマンドをデバイス３１に送信したときに送信手段３６によって起動されるタイマー、４０は透過電子顕微鏡を起動したときに初期設定するＧＵＩ３２の設定条件を保存する記憶手段である。
【００３１】
即ち、「固定間隔制御方式」でデバイス３１の動作状態を設定するための設定値変更操作を行う時、設定の可変幅を直接動的に制御することにより設定値を可変させる操作を行う操作手段Ｋ１には、ＧＵＩ３２と確認手段３３と取得手段３４と変換手段３５と送信手段３６とタイマー３７とが含まれる。
【００３２】
ここで、図２に基づき、固定間隔制御方式による本発明の動作フローをステップ毎に説明する。
ステップＳ１：装置を起動したら、先ず保存されている「Speed Control」のための設定条件を記憶装置４０から読み出してＧＵＩ３２とデバイス３１を初期化する。もし、前回に保存された設定条件がない場合は予め準備されているデフォルトの設定条件を利用する。
ステップＳ２：必要があればユーザーがＧＵＩ３２の設定条件を変更し記憶装置４０に保存する。前述したように、ここで保存された設定条件は次回の装置起動時に読み込まれる。
ステップＳ３：確認手段３３はユーザーがＧＵＩ３２の操作により「Speed Control」をアクティブにするイベント（スピードマーカー６８をポインティングデバイスでドラッグ可能な状態にする操作）が発生するまで待機する。
ステップＳ４：「Speed Control」をアクティブにするイベントが発生したら制御処理が開始されステップＳ６に進む。イベント発生の待機中に装置停止命令があれば装置を停止する。
ステップＳ５：確認手段３３からの指示に基づき取得手段３４は 現在のスピードマーカー６８の基準位置からの変位量をＧＵＩ３２から取得する。
ステップＳ６：変換手段３５は、取得されたスピードマーカーの基準位置からの変位量 (例：ピクセル単位) に対する変更スピードを、ユーザーが前もって選択した「Speed変更関数」（後述）を利用して計算し、デバイス制御に必要な単位変換を行う。
ステップＳ７：送信手段３６は、変換した「Speed値」(通常は設定値に対する相対的変化量)をパラメータとして、「Speed値」に応じたコマンドを対応するデバイス３１へ送信する。
ステップＳ８：送信手段３６は、ユーザーが前もって選択した更新間隔（コマンドを送信する一定間隔）をパラメータとして、タイマー３７を起動する。
ステップＳ９：確認手段３３は設定間隔後にタイマー３７から送られてくるタイマーイベント（更新間隔後に時間が経過したことを知らせる通知）を待つ。
ステップＳ１０：タイマーイベントが発生したら、確認手段３３は「Speed Control」が未だなおアクティブか否か(ユーザーがスピードマーカー６８をドラッグし続けているか)を確認する。アクティブでない場合はステップＳ１１に進み、アクティブな場合は制御処理を継続しステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１１：確認手段３３はタイマー３７を停止した上、制御処理を停止しステップＳ３に進む。
ステップＳ１２：取得手段３４は、現在のスピードマーカー６８の基準位置からの変位量をＧＵＩ３２から再度取得する。
ステップＳ１３：変換手段３５は、取得されたスピードマーカーの基準位置からの変位量に対する変更スピードを再計算しデバイス制御に必要な単位変換を行う。
ステップＳ１４：送信手段３６は、変換した「Speed値」をパラメータとして、更新したコマンドをデバイス３１へ再送信する。再送信後はステップＳ９に戻り制御処理が継続される。
以上が図２における動作フローの説明である。
【００３３】
ここで、ステップＳ６における「Speed変更関数」について説明する。図１１の説明において述べたように、スピードマーカー６８の位置がスライダー６７の左右端に近いほど「Speed 値」は大きくなるが、中央から端部に向かっての「Speed値」の変化量は「Speed変更関数」により決まる。マウス移動の１変更単位（例えば１ピクセル）に対する「Speed値」の変化量は、例えば線形関数、対数関数の逆関数、２次以上の指数関数等を利用して下記のように定義することができる。
線形関数：「Speed値」＝係数×１変更単位
対数関数の逆関数：「Speed値」＝係数×１／log（変更単位）
２次の指数関数：「Speed値」＝係数×（１変更単位）×（１変更単位）
これら関数を、例えばマウスの右クリックでメニュー表示させて、ユーザーが選択可能なようにしても良い。また、選択されている関数の変化量をスライダー上にグラディエントをつけて表示し、ユーザーが感覚的に把握できるようにしても良い。また、「Speed値」の変化量の可変範囲（最大値と最小値）をユーザーが選択可能なようにしても良い。
【００３４】
（実施の形態２）
次に、「ベストエフォート制御方式」（調歩同期方式と呼ばれることもある）の場合の実施の形態について説明する。これは、現在の「Speed値」をパラメータとしたコマンドを送信した後、デバイスからの応答を受けるまで処理を待機し、応答を受けたらその時のスピード値をパラメータとしたコマンドを自動的に再送信する制御方式である。この方式は、時系列で可変するデバイスの応答時間に動的に対応することができ、かつデバイスがその時々で実行できる最短の応答時間を常に利用することができるという利点がある。この方式は時系列で可変する応答時間をもったデバイス、もしくは応答時間が比較的長いデバイスの制御に有効である。実際の装置では、例えば荷電粒子の検出器出力信号の輝度、コントラスト調整等に適用することができる。
【００３５】
「ベストエフォート制御方式」のＧＵＩは、図１１に示した「固定間隔制御方式」のＧＵＩと同じ機能を備えており、制御対象となるデバイスが例えば輝度とコントラストに替わるだけである。重複を避けるため、「ベストエフォート制御方式」を実施するＧＵＩの例は省略し、参照の必要があれば図１１を利用して説明する。
【００３６】
図５は「ベストエフォート制御方式」による制御系において各構成要素の機能構成を表すブロック図の例である。図５において、３１はデバイス、３２はＧＵＩ、３３は確認手段、３４は取得手段、３５は変換手段、３６は送信手段、３８はデバイス３１からの応答を受信するための受信手段、４０は記憶手段である。
【００３７】
即ち、「ベストエフォート制御方式」でデバイス３１の動作状態を設定するための設定値変更操作を行う時、設定の可変幅を直接動的に制御することにより設定値を可変させる操作を行う操作手段Ｋ２には、ＧＵＩ３２と確認手段３３と取得手段３４と変換手段３５と送信手段３６と受信手段３８とが含まれる。
【００３８】
ここで、図３に基づき、ベストエフォート制御方式による本発明の動作フローをステップ毎に説明する。図２のフローと同一又は類似の動作を行うステップには同じ符号を付す。なお、ステップＳ６中の「Speed変更関数」は「固定間隔制御方式」におけるものと同じなので説明を省略する。また、スピードマーカーは図１１に示すＧＵＩのスピードマーカーと同じ機能を備えている。
【００３９】
ステップＳ１：装置を起動したら、先ず保存されている「Speed Control」のための設定条件を記憶装置４０から読み出してＧＵＩ３２とデバイス３１を初期化する。もし、前回に保存された設定条件がない場合は予め準備されているデフォルトの設定条件を利用する。
ステップＳ２：必要があればユーザーがＧＵＩ３２の設定条件を変更し記憶装置４０に保存する。前述したように、ここで保存された設定条件は次回の装置起動時に読み込まれる。
ステップＳ３：確認手段３３はユーザーがＧＵＩ３２の操作により「Speed Control」をアクティブにするイベント（スピードマーカー６８をポインティングデバイスでドラッグ可能な状態にする操作）が発生するまで待機する。
ステップＳ４：「Speed Control」をアクティブにするイベントが発生したら制御処理が開始されステップＳ６に進む。イベント発生の待機中に装置停止命令があれば装置を停止する。
ステップＳ５：確認手段３３からの指示に基づき取得手段３４は 現在のスピードマーカー６８の基準位置からの変位量をＧＵＩ３２から取得する。
ステップＳ６：変換手段３５は、取得されたスピードマーカーの基準位置からの変位量(例：ピクセル単位) に対する変更スピードの値を、ユーザーが前もって選択した「Speed変更関数」を利用して計算し、デバイス制御に必要な単位変換を行う。
ステップＳ７：送信手段３６は、変換した「Speed値」(通常は設定値に対する相対的変化量)をパラメータとして、「Speed値」に応じたコマンドを対応するデバイス３１へ送信する。
ステップＳ２０：受信手段３８は、送信手段３６が送ったコマンドに対するデバイス３１からの応答（次のコマンドを受け取る準備ができたことを知らせる通知）を待つ。受信手段３８がデバイス１１からの応答を受信したら、受信手段３８は確認手段にその旨を通知する。
ステップＳ２１：確認手段３３は「Speed Control」が未だなおアクティブか否か(ユーザーがスピードマーカー６８をドラッグし続けているか)を確認する。アクティブでない場合はステップＳ３に進み、アクティブな場合は制御処理を継続しステップＳ２２へ進む。
ステップＳ２２：取得手段３４は、現在のスピードマーカー６８の基準位置からの変位量をＧＵＩ３２から再度取得する。
ステップＳ２３：変換手段３５は、取得されたスピードマーカー位置に対する変更スピードの値を再計算しデバイス制御に必要な単位変換を行う。
ステップＳ２４：送信手段３６は、変換した「Speed値」をパラメータとして、更新したコマンドをデバイス３１へ再送信する。再送信後はステップＳ２０に戻り制御処理が継続される。
以上が図３における動作フローの説明である。
【００４０】
上記した実施の形態の説明では、対象デバイスにスピード設定がない場合について述べたが、例えば試料ステージ制御のように元々対象デバイスにスピード設定が有る場合は、図１１のスピードマーカー６８の位置を対象デバイスのスピード設定値に対応させておくことで、実施の形態１又は２と同様に本発明を適用することができる。
【００４１】
また、図１２に例示した本発明を実行するためのＧＵＩには様々な変形が可能である。例えば、スライダーを左右ではなくて上下に操作するように配置しても良い。また例えば、スピードマーカーの変更幅表示部７０を表示するか否かをマウスの右クリックメニューで選択するようにしても良い。また例えば、スピードマーカーの変更幅表示部７０を設定値表示バー７１と同様な表示バーとし、さらに変更幅の現在値表示部を単なる長さ（又は高さ）で表示するのではなくて、例えば表示バーをいくつかの部分に分割しそれぞれに色を割り当て、該当する部分までの色で現在値を表示するようにしても良い。
【００４２】
また、図１１のＧＵＩおいては、本発明の「Speed Control方式」に、従来方式の「Step Control方式」と「Position Jump方式」を組み合わせた例を示したが、これに限定される必要は無く、他の従来方式「Position Scroll方式」の長所を取り入れた組み合わせとすることは容易であり本発明の技術範囲に属する。
【００４３】
以上に述べたようにして、『広いダイナミックレンジ』を持ち且つ『レスポンス(応答反応)の遅い』デバイスの最適な設定値を探索する操作において、可変幅を直接動的に制御することにより設定値を可変させる方式を導入し、設定値変更と設定値の変更スピードの変更とをＧＵＩ上の一つの操作で同時に行うことによって操作性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】透過型電子顕微鏡の概略構成例を示す図。
【図２】本発明の実施の形態１（固定間隔制御方式）の動作フローを説明するための図。
【図３】本発明の実施の形態２（ベストエフォート制御方式）の動作フローを説明するための図。
【図４】本発明の実施の形態１（固定間隔制御方式）の機能構成を説明するための図。
【図５】本発明の実施の形態２（ベストエフォート制御方式）の機能構成を説明するための図。
【図６】従来方式（「Position Jump方式」）のＧＵＩの例を説明するための模式図。
【図７】従来方式（「Position Scroll方式」）のＧＵＩの例を説明するための模式図。
【図８】従来方式（「Step Control方式」）のＧＵＩの例を説明するための模式図。
【図９】従来方式を組み合わせたＧＵＩの例を説明するための模式図。
【図１０】従来方式を組み合わせた他のＧＵＩの例を説明するための模式図。
【図１１】本発明を実施するＧＵＩの例を説明するための模式図。
【図１２】本発明の方式と従来方式を組み合わせたＧＵＩの例を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００４５】
（同一または類似の動作を行うものには共通の符号を付す。）
Ｋ１、Ｋ２  操作手段
１  鏡体                          ２  電子銃
３  電子線                        ４  照射レンズ系
５  レンズ絞り                    ６  偏向器
７  試料                          ８  試料ステージ
９  結像レンズ系                  １０  ＣＣＤカメラ
１１、１２、１４、１６  電源      １３、１５、１７  制御部
１８  画像処理部                  １９  インターフェース
２０  制御演算処理装置            ２１  表示装置
２２  入力装置                    ３１  デバイス
３２  グラフィックユーザーインターフェース（ＧＵＩ）
３３  確認手段                    ３４  取得手段
３５  変換手段                    ３６  送信手段
３７  タイマー                    ３８  受信手段
４０  記憶装置                    ５０  操作画面
５１  顕微鏡像表示部              ５２  マウスポインタ
５３、５３ａ、５３ｂ  入力ボックス
５４ａ、５４ｂ  操作ボックス      ５５ａ、５５ｂ  選択ボックス
５６  変更幅選択ボックス          ５７、６７  スライダー
５８  位置マーカー                ５９ａ、５９ｂ  三角矢印
６８  スピードマーカー            ６９ａ、６９ｂ  三角矢印
７０  変更幅表示部                ７１  設定値表示バー
７１ａ  現在値表示部
【図１】
2007242432.tif 000003
【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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