(57)【要約】【目的】本発明は、電子顕微鏡画像の立体画像構築システおよびその立体画像構築方法に関し、電子顕微鏡を用いて試料を傾斜した状態で回転しつつ画像を順次撮影し、これら複数の画像をもとに立体像を生成し、試料の任意の方向から見た画像を表示、印刷可能にすると共に試料の立体形状を造形することを目的とする。【構成】照射系と、試料固定台、傾斜機構、回転機構、および試料移動機構と、検出器と、画像生成手段と、試料回転手段と、所定角度でステップ状に順次回転された試料について、各所定角度の状態で細く絞られた荷電粒子線を試料に照射しつつ平面走査してそのときに生成された画像を順次取得する画像取得手段とを備え、順次取得した複数の画像をもとに、試料の外周方向から見た立体画像を生成する。【選択図】        図１
2016062658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡画像の立体画像構築システムにおいて、
細く絞られた荷電粒子線を試料に照射しつつ平面走査する照射系と、
前記試料を固定する試料固定台、該試料固定台に固定された試料を光軸に対して所定角度に傾斜させる傾斜機構、該傾斜機構で試料を所定角度に傾斜させた状態のもとで面内で試料を回転させる回転機構、および前記試料固定台に固定された試料を光軸に対して直角方向の面内で任意場所に移動させる試料移動機構と、
前記試料固定台に固定した試料に対して細く絞った荷電粒子線を照射しつつ平面走査して発生した２次電子、反射電子、吸収電子あるいは光のうちのいずれか１つ以上を検出する検出器と、
前記検出器で検出された信号を増幅して前記試料を照射しつつ平面走査に同期して画像を生成する画像生成手段と、
前記試料が前記試料固定台に固定された場合に、前記傾斜機構で指定された傾斜角度に該試料を傾斜させ状態で、前記回転機構で指定された３６０度の回転角度内の任意角度を指定された所定角度、あるいは指定された分割数で除算した所定角度でステップ状に順次試料を回転させる試料回転手段と、
前記試料回転手段によって所定角度でステップ状に順次回転された試料について、各所定角度の状態で細く絞られた荷電粒子線を該試料に照射しつつ平面走査してそのときに生成された画像を順次取得する画像取得手段とを備え、
前記画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、該試料の外周方向から見た立体画像を生成することを特徴とする電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項２】
前記試料固定台、前記傾斜機構、および前記回転機構を一体に形成し、前記試料移動機構の上に搭載あるいは着脱可能に搭載したことを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項３】
前記傾斜機構で試料を傾斜する角度の目盛りを設けて手動で任意角度に設定、あるいは自動傾斜駆動装置を設けて自動で任意角度に設定することを特徴とする請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項４】
前記回転機構で試料を回転する角度の目盛りを設けて手動で任意角度に順次設定、あるいは自動回転駆動装置を設けて自動で任意角度に順次設定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項５】
前記傾斜機構および前記回転機構で試料を傾斜および回転させたときに試料から取得する画像が取得範囲内に収まらない場合あるいは更に予め設定した所定範囲内に収まらない場合に、前記試料移動機構で収まるように試料を移動、あるいは前記荷電粒子線が試料を走査する範囲を移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項６】
前記傾斜機構および前記回転機構で試料を傾斜および回転させたときに試料から取得する画像の明るさおよびコントラストについて、最初の画像の明るさおよびコントラスト、あるいは予め指定した明るさおよびコントラストとなるように調整する明るさ・コントラスト調整手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項７】
前記傾斜機構および前記回転機構で試料を傾斜および回転させたときに試料から取得する画像のフォーカスおよび必要に応じて非点補正を自動的に行う手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項８】
前記画像取得手段によって取得した複数の画像について、各画像をフレームあるいはページに順次連結し、これら連結した複数のフレームあるいはページの画像を順次表示あるいは指定された１つあるいは複数のフレームあるいはページの画像を表示することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項９】
前記取得した試料の外周方向から見た立体画像をもとに、３Ｄプリンタによって試料の立体形状を生成することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項１０】
前記画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、該試料の外周方向から見た立体画像を生成するとして、該順次取得した複数の画像の連続の、１つとび、あるいは複数（複数は２以上の整数）とびの２枚の画像を左右に表示し、ステレオメガネで立体視させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項１１】
前記画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、該試料の外周方向から見た立体画像を生成するとして、該生成した立体画像を任意角度から見たときの２Ｄ画像および所定角度異なる角度から見たときの２Ｄ画像の２枚を左右に表示し、ステレオメガネで立体視させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の電子顕微鏡の立体画像構築システム。
【請求項１２】
電子顕微鏡画像の立体画像構築方法において、
細く絞られた荷電粒子線を試料に照射しつつ平面走査する照射系と、
前記試料を固定する試料固定台、該試料固定台に固定された試料を光軸に対して所定角度に傾斜させる傾斜機構、該傾斜機構で試料を所定角度に傾斜させた状態のもとで面内で試料を回転させる回転機構、および前記試料固定台に固定された試料を光軸に対して直角方向の面内で任意場所に移動させる試料移動機構と、
前記試料固定台に固定した試料に対して細く絞った荷電粒子線を照射しつつ平面走査して発生した２次電子、反射電子、吸収電子あるいは光のうちのいずれか１つ以上を検出する検出器とを設け、
前記検出器で検出された信号を増幅して前記試料を照射しつつ平面走査に同期して画像を生成する画像生成ステップと、
前記試料が前記試料固定台に固定された場合に、前記傾斜機構で指定された傾斜角度に該試料を傾斜させ状態で、前記回転機構で指定された３６０度の回転角度内の任意角度を指定された所定角度、あるいは指定された分割数で除算した所定角度でステップ状に順次試料を回転させる試料回転ステップと、
前記試料回転ステップによって所定角度でステップ状に順次回転された試料について、各所定角度の状態で細く絞られた荷電粒子線を該試料に照射しつつ平面走査してそのときに生成された画像を順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップによって順次取得した複数の画像をもとに、該試料の外周方向から見た立体画像を生成する画像生成ステップと
を有することを特徴とする電子顕微鏡の立体画像構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡画像の立体画像構築システムおよびその立体画像構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、走査型電子顕微鏡を用いて撮影した画像は、小さな貝殻などの画像（２次電子画像）は微細でコントラストもよく立体的に見える。
【０００３】
更に、本格的に立体視するために、ステレオ技術がある。これは、試料の異なる方向から撮影した２枚の画像を、ステレオメガネで人が左右の目でそれぞれの画像を見て、これを人の脳内で合成し、立体視する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のステレオ技術では、異なる方向から撮影した２枚の画像を予め準備し、これをステレオメガネで観察して立体視するため、試料の任意の角度からしか立体視できないという問題があった。
【０００５】
また、異なる角度から撮影した複数組の画像を準備しても、各角度からしか立体視できないという問題もあった。
【０００６】
また、試料の立体形状を３Ｄプリンタで造形できないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電子顕微鏡を用いて試料を傾斜した状態で回転しつつ画像を順次撮影し、これら複数の画像をもとに３Ｄ画像を生成し、試料の任意の方向から見た画像を表示、印刷可能にすると共に試料の立体形状を造形することを目的としている。
【０００８】
そのため、本発明は、電子顕微鏡画像の立体画像構築システムにおいて、細く絞られた荷電粒子線を試料に照射しつつ平面走査する照射系と、試料を固定する試料固定台、試料固定台に固定された試料を光軸に対して所定角度に傾斜させる傾斜機構、傾斜機構で試料を所定角度に傾斜させた状態のもとで面内で試料を回転させる回転機構、および試料固定台に固定された試料を光軸に対して直角方向の面内で任意場所に移動させる試料移動機構と、試料固定台に固定した試料に対して細く絞った荷電粒子線を照射しつつ平面走査して発生した２次電子、反射電子、吸収電子あるいは光のうちのいずれか１つ以上を検出する検出器と、検出器で検出された信号を増幅して前記試料を照射しつつ平面走査に同期して画像を生成する画像生成手段と、試料が試料固定台に固定された場合に傾斜機構で指定された傾斜角度に試料を傾斜させ状態で、回転機構で指定された３６０度の回転角度内の任意角度を指定された所定角度、あるいは指定された分割数で除算した所定角度でステップ状に順次試料を回転させる試料回転手段と、試料回転手段によって所定角度でステップ状に順次回転された試料について、各所定角度の状態で細く絞られた荷電粒子線を試料に照射しつつ平面走査してそのときに生成された画像を順次取得する画像取得手段とを備え、画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、試料の外周方向から見た立体画像を生成するようにしている。
【０００９】
この際、試料固定台、傾斜機構、および回転機構を一体に形成し、試料移動機構の上に搭載あるいは着脱可能に搭載するようにしている。
【００１０】
また、傾斜機構で試料を傾斜する角度の目盛りを設けて手動で任意角度に設定、あるいは自動傾斜駆動装置を設けて自動で任意角度に設定するようにしている。
【００１１】
また、回転機構で試料を回転する角度の目盛りを設けて手動で任意角度に順次設定、あるいは自動回転駆動装置を設けて自動で任意角度に順次設定するようにしている。
【００１２】
また、傾斜機構および回転機構で試料を傾斜および回転させたときに試料から取得する画像が取得範囲内に収まらない場合あるいは更に予め設定した所定範囲内に収まらない場合に、試料移動機構で収まるように試料を移動、あるいは荷電粒子線が試料を走査する範囲を移動させる移動手段を備えるようにしている。
【００１３】
また、傾斜機構および回転機構で試料を傾斜および回転させたときに試料から取得する画像の明るさおよびコントラストについて、最初の画像の明るさおよびコントラスト、あるいは予め指定した明るさおよびコントラストとなるように調整する明るさ・コントラスト調整手段を備えるようにしている。
【００１４】
また、傾斜機構および回転機構で試料を傾斜および回転させたときに試料から取得する画像のフォーカスおよび必要に応じて非点補正を自動的に行う手段を備えるようにしている。
【００１５】
また、画像取得手段によって取得した複数の画像について、各画像をフレームあるいはページに順次連結し、これら連結した複数のフレームあるいはページの画像を順次表示あるいは指定された１つあるいは複数のフレームあるいはページの画像を表示するようにしている。
【００１６】
また、取得した試料の外周方向から見た立体画像をもとに、３Ｄプリンタによって試料の立体形状を生成するようにしている。
【００１７】
また、画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、試料の外周方向から見た立体画像を生成するとして、順次取得した複数の画像の連続の、１つとび、あるいは複数（複数は２以上の整数）とびの２枚の画像を左右に表示し、ステレオメガネで立体視させるようにしている。
【００１８】
また、画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、試料の外周方向から見た立体画像を生成するとして、生成した立体画像を任意角度から見たときの２Ｄ画像および所定角度異なる角度から見たときの２Ｄ画像の２枚を左右に表示し、ステレオメガネで立体視させるようにしている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、照射系と、試料固定台、傾斜機構、回転機構および試料移動機構と、検出器と、画像生成手段と、試料が試料固定台に固定された場合に、傾斜機構で指定された傾斜角度に試料を傾斜させ状態で、回転機構で指定された３６０度の回転角度内の任意角度を指定された所定角度、あるいは指定された分割数で除算した所定角度でステップ状に順次試料を回転させる試料回転手段と、試料回転手段によって所定角度でステップ状に順次回転された試料について、各所定角度の状態で細く絞られた荷電粒子線を該試料に照射しつつ平面走査してそのときに生成された画像を順次取得する画像取得手段とを備え、画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、試料の外周方向から見た立体画像を生成することにより、走査型電子顕微鏡を用いて試料の外周から撮影した異なる角度の複数の画像を容易に取得し、これら取得した複数の画像をもとに立体像を自動生成することが可能となると共に、任意角度から見た画像を表示したり、３Ｄプリンタを用いて試料の立体形状を生成したりなどすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、照射系と、試料固定台、傾斜機構、回転機構および試料移動機構と、検出器と、画像生成手段と、試料が試料固定台に固定された場合に、傾斜機構で指定された傾斜角度に試料を傾斜させ状態で、回転機構で指定された３６０度の回転角度内の任意角度を指定された所定角度、あるいは指定された分割数で除算した所定角度でステップ状に順次試料を回転させる試料回転手段と、試料回転手段によって所定角度でステップ状に順次回転された試料について、各所定角度の状態で細く絞られた荷電粒子線を該試料に照射しつつ平面走査してそのときに生成された画像を順次取得する画像取得手段とを備え、画像取得手段によって順次取得した複数の画像をもとに、試料の外周方向から見た立体画像を生成すし、走査型電子顕微鏡を用いて試料の外周から撮影した異なる角度の複数の画像を容易に取得し、これら取得した複数の画像をもとに立体像を自動生成したり、任意角度から見た画像を表示したり、３Ｄプリンタを用いて試料の立体形状を生成したりなどすることを実現した。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の１実施例構成図を示す。図１に示す構成は、図示しないが、試料室に設けられ、図示外の真空排気系により真空に排気されているものである。また、図示しないが、対物レンズ１、試料回転機構６などを構成するステッピングモータなどは、ＰＣ（パソコン）に接続され、公知の走査型電子顕微鏡に必要とされる電源（高圧電源、集束レンズ、対物レンズに供給する電流、偏向器に供給する走査信号電流など）、信号（検出器で検出された信号、各種操作信号など）を供給、取得、制御したりなどするようにしている。
【００２２】
図１において、対物レンズ１は、照射系を構成するものであって、電子ビーム２を細く絞って試料３に照射するためのものである。尚、照射系は、公知のものであって、電子ビーム２を発生する図示外の電子銃、電子銃で発生された電子ビーム２を集束する図示外の集束レンズ、集束レンズで集束された電子ビーム２を細く絞って試料３に照射する対物レンズ１、試料３上で細く絞られた電子ビーム２を平面走査する対物レンズ１と集束レンズとの間に設けた２段の図示外の偏向系、対物レンズ１の非点を補正する図示外の批点補正装置、更に、試料３に電子ビーム２を照射したときに放出された２次電子、反射電子、光などを検出する図示外の検出器などから構成されるものである。
【００２３】
電子ビーム２は、対物レンズ１により細く絞って試料３の表面を照射しつつ、図示外の偏向器により平面走査するものである。
【００２４】
試料３は、細く絞られた電子ビーム２によって平面走査され、そのときに放出された２次電子、光、および反射した反射電子のいずれか、あるいは複数の信号を図示外の検出器でそれぞれ検出し、偏向器に供給した信号に同期してディスプレイ上に画像（２次電子画像、反射電子画像、光画像など）を表示する対対象の試料である。本実施例では、２次電子画像を例に以下説明する。
【００２５】
試料保持台３１は、撮影対象の試料３を保持する台であって、例えば後述する図９の小さな貝殻を保持するものである。図示の状態では、この試料保持台４は、図示の約４５°に傾斜した状態で面内で３６０°回転（所定角度ステップ、例えば７°）するものである。
【００２６】
試料傾斜・回転機構４は、試料３を傾斜、回転させる機構である。
【００２７】
試料傾斜目盛板５は、試料３の傾斜角度の目盛板である。図示の状態では、試料の傾斜角が４５°を示す。試料３の傾斜角度は、手動で行う場合には手で試料傾斜・回転機構４の部分をつまんで試料傾斜目盛板５の所望の角度に移動させることにより行う。一方、自動的に行う場合には、後述する図２の試料傾斜機構５１を構成するステッピングモータを駆動して自動的に行う（後述する）。
【００２８】
試料回転機構６は、試料３を回転させる機構であって、ステッピングモータおよび手動で回転させるマニュアル回転ツマミ７を有するものである。マニュアル回転ツマミ７の部分は、図示しないが、回転角度目盛板が装着されているので、これを見て人が手動で回転させることが可能である。自動回転させる場合には、ステッピングモータにより外部から自動的に回転させる。
【００２９】
試料傾斜・回転保持台８は、試料傾斜・回転機構４、試料回転機構６、試料保持台３１、試料３などの全体を保持する台であって、ここでは、ＸＹ試料移動台に、着脱可能に形成された台である。通常の走査型電子顕微鏡のＸＹ移動台の試料交換機構部９に着脱可能に構成されているので、本発明に係る試料傾斜・回転台３を通常の試料交換機構部９に装着するのみで、立体像の撮影が可能となる（図２から図９を用いて後述する）。
【００３０】
試料移動台（Ｘ）１０、試料移動台（Ｙ）１１は、試料３をＸ方向およびＹ方向に移動させる移動台であって、通常の走査型電子顕微鏡に備わっているものである。
【００３１】
以上のように構成することにより、下記のように、試料３を所定傾斜角度に傾斜した状態で、面内に所定角度毎に回転させた２次電子画像を３６０℃（あるいは指定された角度まで）取得することが可能となる。
【００３２】
（１）試料３を試料保持台３１に図示のように固定し、試料傾斜目盛板５を見て適当な傾斜角度に人が設定（図１では４５°に設定）（図２では外部から設定可能）し、試料傾斜・回転保持台８を試料移動台（Ｘ）１０の試料交換機構部９に挿入して固定する。
【００３３】
（２）（１）の状態の次に、試料室を真空排気する。
【００３４】
（３）電子ビーム２を発生させて、対物レンズ１で細く絞った電子ビーム２を試料３の表面に照射しつつ図示外の偏向器で電子ビーム２を平面走査する。そのときに発生した２次電子を図示外の検出器で検出し、偏向器に供給した偏向信号に同期し、ディスプレイ上に２次電子画像を表示する。
【００３５】
（４）試料回転機構８で試料３を図示傾斜した状態で、面内で所定角度（例えば７°）だけ回転させ、２次電子画像を撮影することを３６０°（あるいは指定された回転角度）まで繰り返し、複数の２次電子画像を撮影して保存する。
【００３６】
図２は、本発明の他の実施例構成図を示す。この図２は、試料傾斜機構５１、マニュアル傾斜ツマミ５２を設けたものであって、他は図１と同一であるので説明を省略する。
【００３７】
図２において、試料傾斜機構５１は、自動的に試料３の傾斜を行うものであって、例えばステッピングモータにより所定傾斜角度に設定するものである。
【００３８】
マニュアル傾斜ツマミ５２は、手動で試料３の傾斜角度を設定するときの目盛ツマミである。傾斜角度目盛板は図示しないがマニュアル傾斜ツマミ５２の近傍に設けてある。
【００３９】
以上のように、傾斜角度を試料傾斜機構５１により自動的に設定可能にすることにより、図１に加えて、外部からソフト的あるいは人が画像を見て所望の試料３の傾斜角度に容易に設定することが可能となる。
【００４０】
図３は、本発明の他の実施例構成図（その２）を示す。この図３は、回転ステージ１２、Ｘステージ１４、Ｙステージ１５を図示のように一体とし、全体を図示外の傾斜機構で傾斜１６した構成例を示す。そして、回転ステージ１２をステッピングモータ１３により所定回転角度毎に試料３を自動的に回転させるものである。
【００４１】
図３において、回転ステージ１２は、試料３を搭載して当該試料３を傾斜した状態で回転させるステージである。回転ステージ１２は、ステッピングモータ１３により所定回転角度に自動的に回転させることができる。
【００４２】
Ｘステージ１４、Ｙステージ１５は、試料３を固定した回転ステージ１２をＸ方向およびＹ方向にそれぞれ移動させるステージである。これらＸステージ１４およびＹステージ１５は、図示外の傾斜機構により図示の傾斜１６のように電子ビーム２に対して試料３を傾斜させるように構成されている。
【００４３】
次に、図４から図８を用いて図１から図３の構成の動作を詳細に説明する。
【００４４】
図４は、本発明の動作説明フローチャートを示す。以下、図１、図２の構成について説明する。図３も同様である。
【００４５】
図４において、Ｓ１は、試料を設定、Ｘ・Ｙ・傾斜角・希望回転角を設定する。これは、試料保持台３１に試料３を設定（固定）、傾斜角を例えば４５°に設定、および希望回転角（当初は例えば０°）に設定する。
【００４６】
Ｓ２は、撮影するエリア、倍率、全周撮影枚数を設定する。これは、試料３を撮影するエリア（例えば後述する図９の（ａ）のように貝の全体像を含むエリア）、倍率（例えば１００倍）、全周撮影枚数（例えば図９のように５１枚で、１枚当たり回転角度約３６０／５１＝７°）を設定する。
【００４７】
以上のＳ１、Ｓ２の設定、即ち、、
（１）撮影する試料３（例えば図９の貝）を図１、図２の試料保持台３１に固定、
（２）試料移動台（Ｘ）１０、試料移動台（Ｙ）１１、試料傾斜角、試料回転角を設定
し、試料３を所望の傾斜角度で全周を所定回転角度毎に撮影する準備が完了したこととなる。
【００４８】
Ｓ３は、試料の撮影開始する。
【００４９】
Ｓ４は、試料を回転しつつ３６０°撮影する。
【００５０】
Ｓ５は、撮影画像ごと保存する。
【００５１】
Ｓ６は、全周指定された角度でＮ枚撮影する。
【００５２】
以上のＳ３からＳ６によって、試料３を所望の傾斜角度に傾斜した状態のまま、面内で指定された回転角度毎に試料３を撮影した画像を保存することを全周まで行うことにより、例えば後述する図９の場合の保存画像５１枚（回転角度７°毎に合計５１枚）を保存することが可能となる。
【００５３】
以上によって、図１から図３の構成のもとで、試料３を固定し、試料３を所望の傾斜角度に設定した状態で、面内で指定された回転角度毎に３６０°（あるいは指定された角度）まで画像を撮影してそれぞれ保存することが可能となる。
【００５４】
尚、撮影する画像の画素数は、走査型電子顕微鏡に依存するが、例えば下記である。
【００５５】
走査モード      ＳＣＡＮ１  ＳＣＡＮ２  ＳＣＡＮ３  ＳＣＡＮ４  ＳＣＡＮ５
水平走査画素数  ６４０      １２８０    ２５６０    ５１２０    １０２４０
垂直走査画素数  ４８０        ９６０    １９２０    ３８４０      ７６８０
図５は、本発明の動作説明フローチャート（傾斜を自動設定）を示す。図５は、傾斜角度を自動設定する場合のものである。
【００５６】
図５において、Ｓ１１は、試料を設定、Ｘ・Ｙ・希望回転角を設定する。これは、図２において、試料保持台３１に試料３を設定（固定）、および希望回転角（当初は例えば０°）に設定する。
【００５７】
Ｓ１２は、撮影するエリア、倍率、全周撮影枚数を設定する。これは、図２において、試料３を撮影するエリア（例えば後述する図９の（ａ）のように貝の全体像を含むエリア）、倍率（例えば１００倍）、全周撮影枚数（例えば図９のように５１枚で、１枚当たり回転角度約３６０／５１＝７°）を設定する。
【００５８】
以上のＳ１、Ｓ２の設定、即ち、、
（１）撮影する試料３（例えば図９の貝）を図１、図２の試料保持台３１に固定、
（２）試料移動台（Ｘ）１０、試料移動台（Ｙ）１１、試料回転角を設定
し、試料３を、後述するＳ１３で自動設定する所望の傾斜角度で全周を所定回転角度毎に撮影する準備が完了したこととなる。
【００５９】
Ｓ１３は、試料傾斜角を遠隔操作（図２の試料傾斜機構５１を構成するステッピングモータを遠隔操作）で設定する。
【００６０】
Ｓ１４は、試料の撮影開始する。
【００６１】
Ｓ１５は、試料を回転しつつ３６０°撮影する。
【００６２】
Ｓ１６は、撮影画像ごと保存する。
【００６３】
Ｓ１７は、全周指定された角度でＮ枚撮影する。
【００６４】
以上のＳ１３からＳ１７によって、試料３を所望の傾斜角度に遠隔操作で設定した状態で、面内で指定された回転角度毎に試料３を撮影した画像を保存することを全周まで行うことにより、例えば後述する図９の場合の保存画像５１枚（回転角度７°毎に合計５１枚）を保存することが可能となる。
【００６５】
以上によって、図２の構成のもとで、試料３を固定し、試料３を所望の傾斜角度に遠隔設定した状態で、面内で指定された回転角度毎に３６０°（あるいは指定された角度）まで画像を撮影してそれぞれ保存することが可能となる。
【００６６】
図６は、本発明の他の動作説明フローチャート（視野、明るさ／コントラストの自動調整）を示す。この図６は、試料３の撮影する視野、明るさ／コントラストを自動調整する場合のものである。尚、Ｓ２２からＳ２６は、図４のＳ２からＳ６と同一であるので説明を省略する。
【００６７】
図６において、Ｓ２１は、試料３の傾斜角を設定、回転ステップ角を設定、試料を回転させながら視野からはみださないようＸ−Ｙで合わせこむ設定、および明るさ・コントラスト合わせるように設定する。これは、
（１）試料３の傾斜角を設定
（２）回転ステップ角を設定
（３）更に、試料を回転させながら視野からはみださないようＸ−Ｙで合わせこむ設定
（４）明るさ・コントラスト合わせるように設定
を行う。
【００６８】
以上の設定を行うことにより、撮影中に自動的に（１）の傾斜角に保持した状態で面内で試料を（２）の回転ステップ角で順次回転させた場合に撮影する画像について、（３）の設定されたように、試料３の画像が視野からはみだすとき（あるいは指定された枠内をはみだすとき）には自動的にＸ−Ｙ試料移動台１０，１１を制御してはみださないように合わせこみをソフト的に行い、更に、（４）で設定されたように、明るさ、コントラストを一定値（初期値、あるいは指定された一定値）になるように自動調整することが可能になる。これらにより、試料３を傾斜した状態で面内で所定角度毎に回転した画像について視野内に収まりかつ明るさ・コントラストが一定の画像を撮影して保存することが可能となる。
【００６９】
図７は、本発明の他の動作説明フローチャート（傾斜の自動設定）を示す。図７中のＳ３４からＳ３８は図４のＳ２からＳ６と同一であるので説明を省略する。
【００７０】
図７において、Ｓ３１は、試料傾斜角を遠隔操作（ステッピングモータ）で設定する。
【００７１】
Ｓ３２は、試料３を回転させながら視野からはみださないようにＸ−Ｙステージで合わせる。
【００７２】
Ｓ３３は、画像の明るさ、コントラストを合わせる。
【００７３】
以上のＳ３１からＳ３３によって、図２で試料傾斜角を試料傾斜機構５１を構成するステッピングモータによって設定し、更に、試料回転機構６で試料３を回転させたときの画像について視野からはみださないようにＸ−Ｙステージで調整し、かつそのときの画像の明るさ、コントラストが一定値（最初に設定した画像と同一あるいはデフォルトで設定した画像の明るさとコントラストと同一）の範囲内になるように自動調整することにより、試料３を傾斜した状態で、所定回転角度毎の画像について、視野からはみださない、かつ明るさコントラストが一定に調整することが可能となる。尚、予めほぼ一定の範囲内になるように調整してもよいが、撮影時に視野からはみださない、かつ明るさコントラストが一定の範囲内になるようにその都度自動調整してもよい。
【００７４】
図８は、本発明の複数画像から３Ｄ表示する動作説明フローチャートを示す。図８は、既述した図４から図７の手順に従い取得した試料３を所定傾斜角度にした状態で、面内で所定回転角度毎に撮影した複数の画像（後述する図９の例では５１枚の画像）をもとに、３Ｄ表示する動作説明フローチャーを示す。
【００７５】
図８において、Ｓ４１は、データを読み込む。これは、既述した図４から図７で撮影した試料３を所定傾斜角度にした状態で、面内で所定回転角度毎に撮影した複数の画像（図９の場合には５１枚の画像）を読み込む。
【００７６】
Ｓ４２は、ピクセルの指定する。これは、Ｓ４１で読み込んだ画像のピクセル（例えば図９の例では、既述した２５６０画素×１９２０画素）を指定する。
【００７７】
Ｓ４３は、一致する点を概略決定する。これは、Ｓ４１で読み込んだ画像データについて、一致する点の概略を決定する。
【００７８】
Ｓ４４は、一致点の３Ｄ表示する。これは、Ｓ４３で概略の一致点をもとにして３Ｄ表示（概略）する。概略の３Ｄ表示を見て、これでよいと判断したときは以降の処理を実行させ、更に、時間の必要（計算量の多い）の高密度一致点の計算を開始させる。
【００７９】
Ｓ４５は、高密度一致点の計算を行う。
【００８０】
Ｓ４６は、高密度一致点の３表示を行う。これは、高密度の一致点の計算結果の３Ｄ表示を行う（例えば後述する図９の元の３Ｄ表示、図９は３Ｄ表示からある方向から見たときの２Ｄ表示を切り出した画像である）。
【００８１】
Ｓ４７は、３Ｄデータ出力する。
【００８２】
Ｓ４８は、３Ｄ表示する。例えば図９の元の３Ｄ表示する）。
【００８３】
以上によって、試料３を所定傾斜角度の状態で、面内で所定角度毎に３６０°（あるいは指定された角度）まで撮影した複数の画像（２次電子画像）をもとに３Ｄ表示することが可能となる。
【００８４】
図９は、本発明の３Ｄ画像（３Ｄ表示）の切り出し画像例を示す。図９は、図９の（ａ）に示す画像（貝）の上部の黒い部分にアルミの厚さ０．５ｍｍ、幅約０．６ｍｍの短冊状にしたものに導電性接着材で固定しこれを試料台に固定し、当該試料３を傾斜角度６０°に傾斜させた状態で、面内で７°毎に回転させて３６０°までの計５１枚の画像を撮影した。そして、これら撮影した５１枚の画像を、図８のフローチャートに従い生成した３Ｄ表示（３Ｄ画像）から図示の方向の画像（２Ｄ表示、２Ｄ画像）を切り出した例を示す。
【００８５】
図９の（ａ）は、正面から見た画像（２Ｄ画像）の例を示す。
【００８６】
図９の（ｂ）は図９の（ａ）よりも右側から見た画像（２Ｄ画像）の例を示し、図９の（ｃ）は更に少し右側から身が画像（２Ｄ画像）の例を示す。
【００８７】
図９の（ｄ）は、図９の（ａ）よりも左側から見た画像（２Ｄ画像）の例を示す。
【００８８】
図９の（ｅ）は、図９の（ａ）よりも手前側から見た画像（２Ｄ画像）の例を示す。
【００８９】
図９の（ｆ）は、図９の（ａ）の９０°手前の、貝の画像の先端部分の例を示す。
【００９０】
以上のように、５１枚の画像（２次電子画像）から生成した３Ｄ表示（３Ｄ画像）をもとに、任意の方向から見た２Ｄ表示（２Ｄ画像）を表示することができた（３Ｄ表示ソフトはAgisoft Photoscan(商品名）を用いたが、これに限られす、他の３Ｄ表示ソフトでもよい）。更に、２Ｄ表示（２Ｄ画像）の所定角度（例えば約２°から１０°位）だけ異なった角度の２枚の２Ｄ表示（２Ｄ画像）を左右に表示（あるいは印刷）し、これらをステレオメガネで人が立体視することもできた。立体視する方向は、図９の（ａ），（ｂ），（ｃ）の回転方向でもよかったし、更に、図９の（ａ），（ｅ）の方向（回転方向と直角方向）、更に、任意の方向でも所定角度（通常２°から１０°位、これを超えると目に負担がかかった）だけ異なった角度の２枚の２Ｄ表示（２Ｄ画像）を人がステレオメガネで立体視できた。
【００９１】
尚、表示の方法は、
（１）上記３Ｄ表示に限られることなく、例えば図９のように試料３を所定傾斜角度に傾斜した状態で３６０°を７°毎で合計５１枚撮影した画像を生成する。
【００９２】
（２）これら５１枚の各画像を各フレームあるいは各ページに連結して５１フレームあるいは５１ページにし、これら５１フレームあるいは５１ページを順次表示したり、任意のフレームあるいはページを表示したりしてもよい。
【００９３】
（３）更に、連続する（上記例では視野角７°）、１つとび（視野角１４°）、２つ（視野角２１°）・・・の２枚のフレーム、ページを左右に表示（あるいは印刷して表示）し、人がステレオメガネで両者を立体視できた。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の１実施例構成図である。
【図２】本発明の他の実施例構成図である。
【図３】本発明の他の実施例構成図（その２）である。
【図４】本発明の動作説明フローチャートである。
【図５】本発明の動作説明フローチャート（傾斜を自動設定）である。
【図６】本発明の他の動作説明フローチャート（視野、明るさ／コントラスの自動調整）である。
【図７】本発明の他の動作説明フローチャート（傾斜の自動設定）である。
【図８】本発明の複数画像から３Ｄ表示する動作説明フローチャートである。
【図９】本発明の３Ｄ画像の切り出し画像例である。
【符号の説明】
【００９５】
１：対物レンズ
２：電子ビーム
３：試料
３１：試料保持台
４：試料傾斜・回転機構
５：試料傾斜目盛板
６：試料回転機構
７：マニュアル回転ツマミ
８：試料傾斜・回転保持台
９；試料交換機構部
１０：試料移動台（Ｘ）
１１：試料移動台（Ｙ）
１２：回転ステージ
１３：ステッピングモータ
１４：Ｘステージ
１５：Ｙステージ
１６：傾斜
【図１】
2016062658.tif 000003
【図２】
2016062658.tif 000004
【図３】
2016062658.tif 000005
【図４】
2016062658.tif 000006
【図５】
2016062658.tif 000007
【図６】
2016062658.tif 000008
【図７】
2016062658.tif 000009
【図８】
2016062658.tif 000010
【図９】
2016062658.tif 000011