專利名稱：映射分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子射線顯微分析儀(EPMA)、微區(qū)熒光X 射線裝置等的具有如下功能的映射分析裝置 一 邊驅(qū)動試樣臺 一邊對試樣照射電子射線或X射線的射束，獲取從試樣產(chǎn)生的 特性X射線、反射電子、二次電子等作為分析用的信號，與此 同時，生成使試樣上的位置與信號的強度相對應(yīng)的圖像。
背景技術(shù)：
在EPMA、微區(qū)焚光X射線裝置中，對試樣的一點照射電子
射線或聚光的X射線，對從該點產(chǎn)生的X射線進行分光，由此確
定包含在試樣中的元素。這些裝置大多具有如下功能(以下稱為
"映射功能")為了觀察特定的元素在試樣上的分布， 一邊使試 樣臺在與其表面平行的方向上進行掃描， 一 邊測量X射線的強
度，使掃描位置與X射線強度之間的關(guān)系圖像化。另外，在這 些裝置中，如下的情況較多為了找出分析位置而設(shè)置光學(xué)觀 察單元(光學(xué)顯微鏡等)，為了作為數(shù)據(jù)獲取并保存該觀察圖像 而設(shè)置攝像單元(電視攝像機等)。但是，光學(xué)觀察單元的視場 被設(shè)定成具有足以找出分析位置的分辨率，因此范圍比較窄。 另 一方面，根據(jù)試樣的驅(qū)動范圍來決定利用映射功能觀察元素 分布的范圍，因此有時也會遍及至X-Y臺12的滿行程的廣范圍， 大部分情況下與光學(xué)觀察單元的視場不一致。
以往，例如在由EPMA制作X射線映射圖像的情況下，同時 顯示根據(jù)二次電子信號形成的試樣表面形狀的映射圖像，由此， 能夠觀察表面形狀與元素分布的對應(yīng)。由EPMA得到的二次電 子圖像從其檢測信號的特性來看是單色圖像。在觀察過程中，除了顯示試樣表面的形狀之外還顯示實際的顏色，由此使觀察 變得容易，因此期望與映射圖像一起同時顯示帶有實際的試樣
表面顏色的光學(xué)觀察圖像。針對這種要求，以往已知如下技術(shù) 在EPMA等分析裝置中安裝電視攝像機等攝像裝置，由該攝像 裝置拍攝試樣表面的形狀圖像，將通過攝像得到的該光學(xué)觀察 圖像與映射圖像同時進行顯示。在由攝像裝置得到表面形狀圖 像的情況下，需要由攝像裝置預(yù)先拍攝試樣表面，并進行調(diào)整 使得該攝像數(shù)據(jù)與映射圖像的獲取范圍相一致。例如，在映射 圖像的獲取范圍小于攝像裝置的攝像范圍的情況下，調(diào)整攝像 數(shù)據(jù)使得從攝像數(shù)據(jù)中切出與映射圖像相同程度大小的范圍來 制作光學(xué)觀察圖像，另外，相反地，在映射圖像的獲取范圍大 于攝像裝置的攝像范圍的情況下，事先 一 邊移動攝像范圍 一 邊 求出多個攝像數(shù)據(jù)，并對這些多個攝像數(shù)據(jù)進行圖像合成，由 此制作光學(xué)觀察圖像。
這樣，為了得到光學(xué)觀察圖像需要調(diào)整攝像數(shù)據(jù)，但是由 于伴隨著調(diào)整而產(chǎn)生誤差，因此存在該誤差按原樣成為與映射 圖像之間的偏離的問題。特別是，在對移動攝像范圍得到的多 個攝像數(shù)據(jù)進行圖像合成而使其與映射圖像的較大的顯示尺寸 相一致的情況下，該誤差疊加而變得更大。
因此，提出如下方法(參照專利文獻l的圖3):如圖12所示， 將分析范圍劃分為多個照射區(qū)域(例如，照射區(qū)域A 照射區(qū)域 I),對在各照射區(qū)域中獲取的光學(xué)觀察圖像進行合成，由此形 成與X射線映射圖像相同的視場的光學(xué)觀察圖像。圖12的水平 方向的虛線表示掃描軌跡，圖12中獲取照射區(qū)域A 照射區(qū)域G 的X射線信號，根據(jù)這些X射線圖像形成映射圖像。另一方面， 在掃描過程中通過在預(yù)先決定的位置上進行圖像獲取來獲取光 學(xué)觀察圖像。在專利文獻l所提出的方法中，對各照射區(qū)域A G決定該圖像獲取位置。在圖12所示的例子中，例如對照射區(qū)域
A設(shè)定圖像獲取位置Pa,對照射區(qū)域B設(shè)定圖像獲取位置Pb,以 下同樣地對各照射區(qū)域C 照射區(qū)域I分別設(shè)定圖像荻取位置 Pc Pi。這些圖像獲取位置Pa Pi通常被設(shè)定在各照射區(qū)域的中 心。在專利文獻l所提出的方法中，在掃描過程中讀取預(yù)先設(shè)定 的圖像獲取位置，當?shù)竭_圖像獲取位置時，由電視攝像機等攝 像單元拍攝試樣表面來獲取圖像并進行記錄。然后，對所獲取 的圖像進行合成并顯示在顯示裝置上。
在專利文獻l所提出的方法中，如圖13的(a)所示，以掃描 各照射區(qū)域的期間為累積期間來對X射線信號進行累積，由此 形成X射線累積信號。與此相對地，如圖13的(b)所示，電視攝 像機等攝像單元與該X射線信號的檢測同步地在累積期間內(nèi)的 規(guī)定時刻(例如，Pa、 Pb、 Pc)離散地進行4f像，由此同時且實 時地獲取所對應(yīng)的照射區(qū)域的圖像。即，專利文獻l所提出的方 法中的數(shù)據(jù)獲取過程為
(a) 移動試樣臺使其橫穿圖12所示的"最初的照射區(qū)域A";
(b) 對在該期間得到的X射線信號進行累積；
(c) 在進行(b)的動作的過程中，在試樣臺到達圖12所示的圖 像獲取位置P a的瞬間利用電視攝像機拍攝照射區(qū)域A的圖像作 為靜止圖像；
(d) 按圖像獲取位置P c P i依次重復(fù)進行移動試樣臺使其橫 穿圖12所示的"下一個照射區(qū)域B"這樣的一系列的過程，得到 以各照射區(qū)域為 一 個像素的X射線映射圖像，并且將離散地得 到的多個電視攝像機圖像接在 一起得到整個分析范圍的光學(xué)觀 察圖像。
專利文獻l:日本特開2004-191183號 ^才艮

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
然而，在專利文獻l所提出的方法中，從圖13的時序圖也可 知，在空間上離散地定義的各個圖像獲取位置Pa Pi上，需要使 試樣臺依次靜止(固定)由電視攝像機獲取一個畫面的圖像的時 間，存在使臺的移動變得復(fù)雜的問題。另外，除了映射分析 (mapping analysis)以外，由于在圖像獲取位置Pa Pi上使試樣臺 暫時地靜止，因此需要額外的時間，其結(jié)果，還伴隨著產(chǎn)生整 體的分析時間變長的問題。
因而，期望著如下的映射分析裝置沿著如圖12所例示的 掃描軌跡連續(xù)移動試樣臺，在照射區(qū)域內(nèi)移動的期間累積檢測 信號來獲取映射圖像的單位區(qū)域( 一 個像素)的強度數(shù)據(jù)，無需 與此同時地使試樣臺靜止就能夠獲取整個分析范圍的光學(xué)觀察 圖像。
鑒于上迷問題，本發(fā)明的目的在于提供一種不花費額外的 時間而與獲取光學(xué)觀察圖像的觀察圖像獲取單元的視場無關(guān)地 且不產(chǎn)生位置偏離地能夠得到與映射的觀察范圍相同的視場的 光學(xué)觀察圖像的映射分析裝置。
用于解決問題的方案
為了達到上述目的，本發(fā)明的方式的特征在于，是一種映 射分析裝置，該映射分析裝置具備(a)映射圖像用信號檢測單 元，其對從排列在試樣的表面上的多個映射單位區(qū)域分別放出 的映射圖像用信號進行檢測；(b)攝像單元，其拍攝試樣的表面 的光學(xué)觀察圖像；(c)信號插值提取電路，其從攝像單元的輸出 信號中除去同步信號等與光學(xué)信號無關(guān)的部分；(d)圖像存儲 器，其保存映射圖像用信號檢測單元以及信號插值提取電路的 輸出信號；(e)X-Y臺，其使試樣沿與表面平行的方向移動，對排列的多個映射單位區(qū)域依次進行掃描；以及(f)同步控制電 路，其與該X-Y臺的移動同步地將映射圖像用信號檢測單元和 信號插值提取電路的輸出信號取入到圖像存儲器中。并且，該 映射分析裝置在獲取根據(jù)映射圖像用信號生成的映射圖像的同 時荻取形成比攝像單元的攝像范圍更廣區(qū)域的試樣的表面的光 學(xué)觀察圖像。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種不花費額外的時間而與攝像單 元的攝像范圍無關(guān)地且也不產(chǎn)生位置偏離地能夠得到與映射的 觀察范圍相同的視場的光學(xué)觀察圖像的映射分析裝置。


圖l是說明本發(fā)明的第 一實施方式所涉及的映射分析裝置 (EPMA)的概要的框圖。
圖2是說明第 一 實施方式所涉及的映射分析裝置的信號插 值提取電路的概要的框圖。
圖3是說明在第一實施方式所涉及的映射分析裝置中在水 平回掃中對前一條線的最后的值與下 一條線的最初的值之間進 行線性插值、且在垂直回掃中對前一畫面的最后的值與下一畫 面的最初的值之間進行線性插值的示意圖。
圖4是說明在第 一 實施方式所涉及的映射分析裝置中在 X-Y臺移動的同時由電視攝像機獲取光學(xué)信號并與映射分析同 步地得到與映射單位區(qū)域(像素)A、 B、 C、……、H、 I相同的視 場的顏色信息的示意圖。
圖5是說明本發(fā)明的第二實施方式所涉及的映射分析裝置 (EMPA)的概要的框圖。
圖6是說明第二實施方式所涉及的映射分析裝置的信號插值提取電路的概要的框圖。
圖7是說明在第二實施方式所涉及的映射分析裝置中在水 平回掃中連續(xù)輸出前一條線整體的平均值來進行插值、在垂直 回掃中連續(xù)輸出前 一 個畫面整體的平均值來進行插值的示意圖。
圖8是說明在第三實施方式所涉及的映射分析裝置中在觀
察圖像獲取單元的視場比映射單位區(qū)域的大小還廣的情況下從 來自電視攝像機的信號內(nèi)僅提取與映射單位區(qū)域?qū)?yīng)的部分的 信號的示意圖。
圖9是說明第三實施方式所涉及的映射分析裝置的信號插 值提取電路的概要的框圖。
圖IO是說明第三實施方式所涉及的映射分析裝置的信號插 值提取電路的其它例子的概要的框圖。
圖11是說明在第三實施方式所涉及的映射分析裝置中移動 X-Y臺的同時由電視攝像機獲取光學(xué)信號、與映射分析同步地 得到與映射單位區(qū)域(像素)A、 D、 G、 B、 E、 H、 C、 F、 I相同 的^L場的顏色信息的示意圖。
圖12是表示專利文獻1所提出的現(xiàn)有技術(shù)中的電子射線的 照射區(qū)域與圖像的獲取位置的關(guān)系的圖。
圖13是表示專利文獻1所提出的現(xiàn)有技術(shù)中的電子射線的 照射區(qū)域與圖像的獲取定時的關(guān)系的時序圖。
附圖標記i兌明
A I:映射單位區(qū)域；Pa Pi:圖像獲取位置；31:電子槍； 11:試樣；12: X-Y臺；21:攝像支援單元；22:電視攝像機； 23a、 23b、 23c、 23d:信號插值提取電路；24:映射單位區(qū)域 用低通濾波器；25:圖像存儲器；26:圖像形成單元；27:同 步控制電路；28:映射圖像用信號檢測單元(X射線檢測器)；29:顯示裝置；32:電子透鏡；231:水平掃描低通濾波器；232: 采樣保持器；233:回掃時間檢測電路；234:直線生成電路； 235:平均值生成電路；236:輸出信號提取電路。
具體實施例方式
接著，參照

本發(fā)明的第一 第三實施方式。在以 下附圖的記載中對同 一 或類似的部分附加同 一 或類似的附圖標 記。其中，附圖是示意性的，應(yīng)該注意厚度與平面尺寸之間的 關(guān)系、各層厚度的比率等與實際不同。因而，要參考以下說明 來判斷具體的厚度、尺寸。另外，在附圖相互之間當然也包括 相互尺寸的關(guān)系、比率不同的部分。
另外，以下所示的第一 第三實施方式例示了用于將本發(fā)
明的技術(shù)思想具體化的裝置、方法，本發(fā)明的技術(shù)思想并不是 將結(jié)構(gòu)部件的材質(zhì)、形狀、構(gòu)造、配置等確定為下述內(nèi)容。在
權(quán)利要求書所記載的技術(shù)范圍內(nèi)能夠?qū)Ρ景l(fā)明的技術(shù)思想實施 各種變更。
(第一實施方式)
如圖l所示，本發(fā)明的第一實施方式所涉及的映射分析裝置 (在本說明書中將具備映射功能的分析裝置稱為"映射分析裝 置"。)是具備以下部分的EPMA:映射圖像用信號檢測單元(X 射線檢測器)28,其對從排列在試樣ll表面上的多個映射單位區(qū) 域分別放出的映射圖像用信號進行檢測；攝像單元22,其通過 攝像支援單元21連續(xù)拍攝試樣1 l表面的光學(xué)觀察圖像；信號插 值提取電路23a,其從攝像單元22的輸出信號中除去同步信號、 回掃期間中的信號等的不是光學(xué)信號的部分；圖像存儲器25, 其保存映射圖像用信號檢測單元(X射線檢測器)2 8和信號插值 提取電路23a的輸出信號；X-Y臺12,其使試樣U沿與表面平行的方向移動來依次掃描所排列的多個映射單位區(qū)域；以及同步 控制電路27，其與該X-Y臺12的移動同步地將映射圖像用信號 檢測單元(X射線檢測器)2 8和信號插值提取電路2 3 a的輸出信號 取入到圖像存儲器25中。此外，以下作為^l像單元22例示電視 攝像機，但是攝像單元22并不限定于電視攝像機，例如也可以 是具有連續(xù)拍攝功能的數(shù)字攝像機等。"連續(xù)地拍攝光學(xué)觀察圖像"是意圖與"離散地拍攝光學(xué)觀 察圖像"對比的技術(shù)的意思。即，第一實施方式所涉及的映射分 析裝置不是如圖13所示那樣在空間上離散地定義的各個圖像獲 取位置Pa Pi上使試樣臺依次靜止(固定)，而是對映射單位區(qū)域 (一個像素)的映射圖像用信號進行累積的同時由電視攝像機掃 描各映射單位區(qū)域整體的圖像來連續(xù)地獲取光學(xué)觀察圖像。具體地說，攝像支援單元21例如也可以在電子射線的光軸 上配置反射透鏡使得反射照明試樣上表面，在這種情況下，只 要攝像支援單元21通過光學(xué)透鏡將由反射透鏡反射的光學(xué)觀察 圖像引導(dǎo)到電視攝像機22并由照明單元通過反射透鏡照明試樣 表面即可。即，來自形成攝像支援單元21的一部分的照明單元 的照明光通過光學(xué)透鏡以及反射透鏡反射照明試樣11的上表 面。然后，再次通過形成攝像支援單元21的一部分的反射透鏡 以及光學(xué)透鏡將利用該照明光得到的試樣11表面的光學(xué)觀察圖 像在電視攝像機22上連續(xù)地成像。在本說明書中，如上所述那 樣，與如圖13所示的"離散地拍攝光學(xué)觀察圖像"對比地使用"連 續(xù)地拍攝光學(xué)觀察圖像"，因此"連續(xù)地"的意思當然不包括電視 攝像機22在回掃期間的攝影的中斷。為了獲取根據(jù)映射圖像用信號生成的映射圖像的同時由電 視攝像機2 2連續(xù)地獲取形成比電視攝像機2 2的視場還廣的區(qū)域 的試樣ll表面的光學(xué)觀察圖像，第一實施方式所涉及的映射分析裝置(EPMA)如圖l所示那樣還具備信號插值提取電路23a, 其對電視攝像機22的輸出信號的電平、垂直回掃時間的信號進 行插值；映射單位區(qū)域用低通濾波器(LPF)24,其對信號插值提 取電路23a的輸出進行低通濾波；圖像存儲器25，其存儲經(jīng)過了 映射單位區(qū)域用低通濾波器(L P F) 2 4的試樣11表面的觀察圖像 以及從X射線檢測器(映射圖像用信號檢測單元)2 8得到的映射 圖像；圖像形成單元26，其根據(jù)由X-Y臺12掃描試樣11的同時 通過同步控制電路27與試樣11的移動同步地取入到圖像存儲器 中的低通濾波器(LPF)24的輸出信號以及來自X射線檢測器(映 射圖像用信號檢測單元)28的信號，形成映射圖像以及與映射圖 像相同的視場的光學(xué)觀察圖像；以及顯示裝置29,其顯示圖像 形成單元26所形成的映射圖像以及光學(xué)觀察圖像。具備第一實施方式所涉及的映射功能的EPMA通過對排列 在試樣ll表面上的多個映射單位區(qū)域照射電子射線，來依次檢 測從各映射單位區(qū)域分別產(chǎn)生的X射線(映射圖像用信號)，獲知 包含在試樣ll中的元素。因此，為了對乂人試樣ll表面的映射單 位區(qū)域分別放出的X射線(映射圖像用信號)進行檢測，如圖l所 示，第一實施方式所涉及的映射分析裝置具備產(chǎn)生電子射線的 電子槍31以及電子透鏡32，該電子透鏡32使從電子槍31射出的 電子射線會聚到試樣ll上。雖然省略了圖示，但是實際上也可 以具備掃描線圏，該掃描線圏使從電子槍31射出的電子射線分 配在與軸方向正交的方向上，來使電子射線的照射位置在X-Y 臺12(或配置在X-Y臺12上的試樣11)上移動。通過掃描線圈以 及電子透鏡32等來構(gòu)成電子槍31與X-Y臺12之間的電子光學(xué)系 統(tǒng)。例如，只要在掃描線圏與X-Y臺12之間配置電子透鏡32即 可。一邊查看由電視攝像機22觀察的圖像一邊通過X-Y臺12移動試樣ll,由此進行用于決定對試樣ll照射電子射線的照射位置的操作。并且，同步控制電路27內(nèi)置臺控制/臺驅(qū)動單元，由 臺控制/臺驅(qū)動單元控制X-Y臺12對試樣11上的電子射線照射 位置進行掃描，還控制從X射線檢測器(映射圖像用信號檢測單 元)28和電視攝像機22向圖像存儲器取入信號的定時。圖像形成單元26根據(jù)圖像存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)來形成映射圖 像、光學(xué)觀察圖像，由顯示裝置29顯示所形成的映射圖像以及 光學(xué)觀察圖像。顯示裝置29既能夠具備分別顯示映射圖像以及 光學(xué)觀察圖像的顯示裝置，或者也能夠?qū)⒂成鋱D像以及光學(xué)觀 察圖像并列或疊加地顯示在一個顯示裝置的顯示面上。X射線檢測器(映射圖像用信號檢測單元)2 8對通過電子射 線的照射而從試樣11的映射單位區(qū)域分別放出的X射線(映射 圖像用信號)進行檢測，根據(jù)該檢測信號(映射圖像用信號)來形 成元素分布等的映射圖像。雖然省略了圖示，但是為了對X射 線檢測器(映射圖像用信號檢測單元)28導(dǎo)入規(guī)定波長的X射線 (映射圖像用信號)，在連接試樣11與X射線檢測器(映射圖像用 信號檢測單元)28的光路上設(shè)置分光晶體等分光單元，或者設(shè)置 從X射線檢測器(映射圖像用信號檢測單元)2 8的輸出中僅提取 與規(guī)定波長的X射線對應(yīng)的信號的電路。在第一實施方式所涉及的映射分析中，通過X-Y臺12對呈 矩陣狀地排列在試樣11的表面上的映射單位區(qū)域二維地進行掃 描，將來自各個映射單位區(qū)域的X射線(映射圖像用信號)的強度 取入到圖像存儲器25。例如，如圖4例示的那樣，將分析范圍劃 分為多個映射單位區(qū)域(像素)A、 B、 C、……、H、 I，將從各映 射單位區(qū)域A、 B、 C、……、H、 I得到的信號強度設(shè)為像素的 亮度來形成X射線映射圖像。如圖4上方的箭頭所示，在圖4的 例子中，X-Y臺12向左方向移動，由此如A、 B、 C那樣沿右方向掃描映射單位區(qū)域并照射電子射線。接著，X-Y臺12向上方向移動、并且向右方向移動，由jt匕:^D、 E、 F那才羊沿右方向掃 描其下一行的映射單位區(qū)域并照射電子射線。之后，同樣地，X-Y臺12向上方向移動、并且向右方向移動，由此如G、 H、 I 那樣沿右方向掃描最下 一行的映射單位區(qū)域并照射電子射線。 這樣，獲取映射單位區(qū)域A I的X射線信號強度，根據(jù)這些X射 線信號強度形成映射圖像。在圖4中，獲取X射線信號強度的同 時由安裝在攝像支援單元21上的電視攝像機22獲取光學(xué)觀察圖 像用信號。即，將來自電視攝像機22的光學(xué)觀察圖像的信號通 過與映射單位區(qū)域"象素)A、 B、 C、……、H、 I的時間相應(yīng)的映 射單位區(qū)域用低通濾波器24而取入到圖像存儲器25,由此能夠 與映射分析同步地同時掃描得到來自各映射單位區(qū)域(像素)A、 B、 C、 、 H、 I的顏色信息。如圖4中斜方向的虛線所示，在電視攝像機2 2的輸出信號中 存在水平回掃期間、垂直回掃期間等不表示正確的值的期間。 由于在回掃時間中無法得到正確的信號，因此如果將電視攝像 機2 2的輸出信號按原樣輸入到映射單位區(qū)域用低通濾波器2 4, 則有可能使輸入到圖像存儲器25的信號變得雜亂。如圖2所示，信號插值提取電路23a具備水平掃描低通濾波 器231、回掃時間4企測電路233、直線生成電i 各234以及采樣保持 器232，如圖3所示，在水平回掃中對前一條線的最后的值與下 一條線的最初的值之間進行線性插值，在垂直回掃中對前 一 個 畫面的最后的值與下 一 個畫面的最初的值之間進行線'性插值， 其中，上述水平掃描低通濾波器231具有水平掃描的每一條線的 時間常數(shù)，上述回掃時間才企測電路2334企測水平回掃期間以及垂 直回掃期間，上述直線生成電^各234在所4全測出的水平回掃期間 以及垂直回掃期間生成線性插值用的直線，上述采樣保持器232根據(jù)回掃時間檢測電路233的輸出信號，按時間序列保持水平掃 描低通濾波器231和直線生成電路234的輸出信號來改變電壓 值。此外，在映射單位區(qū)域的時間不是電視攝像機2 2的 一 幀的 時間的整數(shù)倍的情況下，由于在幀的中間產(chǎn)生映射單位區(qū)域的 切換，因此決定各映射單位區(qū)域的顏色信息的原始信號成為電 視攝像機22的圖像中的不同的部分。為了防止由此產(chǎn)生的誤差， 只要通過同步控制電路27與X-Y臺12的移動進行同步使得在電 視攝像機22的幀內(nèi)的相同位置產(chǎn)生映射單位區(qū)域的切換即可。另 一方面，在映射單位區(qū)域內(nèi)的顏色視為大致均勻的情況 下，即使使映射單位區(qū)域的時間比電視攝像機22的 一 幀的時間 還短，也不會在顏色信息中產(chǎn)生多大的誤差，因此能夠進行更 高速的映射分析。如以上所說明的那樣，第一實施方式所涉及的映射分析裝 置能夠?qū)τ成鋯挝粎^(qū)域(像素)的映射圖像用信號進行累積的同 時由電視4聶像機進行掃描而連續(xù)地獲取各映射單位區(qū)域的顏色 信息，因此可以不花費額外的時間而獲取光學(xué)觀察圖像。另夕卜， 無需如圖13所示那樣將X-Y臺12依次靜止(固定)于圖像獲取位 置Pa Pi，從而X-Y臺12的移動也簡單，因此也能夠使同步控制 電路27所具備的X-Y臺的驅(qū)動電路簡單化。并且，根據(jù)第一實 施方式所涉及的映射分析裝置，與攝像支援單元的視場無關(guān)地 且也不產(chǎn)生位置偏離地能夠得到與映射的觀察范圍相同的視場 的光學(xué)觀察圖像。(第二實施方式)如圖5所示，本發(fā)明的第二實施方式所涉及的映射分析裝置 (具備映射功能的分析裝置)是具備如下單元的EPMA:電視攝像 機22，其拍攝試樣ll的表面；信號插值提取電路23b,其從電視攝像機2 2的輸出信號中除去同步信號等不是光學(xué)信號的部分； X射線檢測器(映射圖像用信號檢測單元)28，其對通過電子射線 的照射而從試樣ll放出的X射線(映射圖像用信號)進行檢測；圖 像存儲器25，其保存映射圖像用信號檢測單元(X射線檢測器)28 以及信號插值提取電路23b的輸出信號；X-Y臺12，其使試樣ll 在與表面平行的X-Y平面內(nèi)移動；以及同步控制電路27,其與 該X-Y臺12的移動同步地將映射圖像用信號檢測單元(X射線檢 測器)2 8和信號插值提取電路2 3 b的輸出信號取入到圖像存儲器 25中。第二實施方式所涉及的映射分析裝置還具備映射單位區(qū) 域用低通濾波器(LPF)24 ，其對信號插值提取電路23b的輸出進 行低通濾波；圖像形成單元26,其根據(jù)圖像存儲器的數(shù)據(jù)，形 成映射圖像以及與映射的觀察范圍相同視場的光學(xué)觀察圖像， 其中，由X-Y臺12掃描試樣11的同時通過同步控制電路27與試 樣ll的移動同步地向上述圖像存儲器取入低通濾波器(LPF)24 的輸出信號以及從X射線檢測器(映射圖像用信號檢測單元)28 得到的映射圖像用信號；以及顯示裝置29,其顯示圖像形成單 元26所形成的映射圖像以及光學(xué)觀察圖像。因此，信號插值提 取電路23b的輸出在經(jīng)過映射單位區(qū)域用低通濾波器(LPF)24之 后被取入到圖像存儲器25。信號插值提取電路23b具有對電視攝 像機22的輸出信號的電平、垂直回掃時間的信號進行插值的功 能，但是也可以設(shè)為具有如下功能切出并取用與電視攝像機 22的輸出信號內(nèi)的 一部分的視場對應(yīng)的部分。并且，如圖5所示， 第二實施方式所涉及的映射分析裝置具備產(chǎn)生電子射線的電子 槍31以及電子透鏡32,該電子透鏡32將從電子槍31射出的電子 射線會聚到試樣ll上。如圖6所示，信號插值提取電路23b具備氷平掃描低通濾波器231、回掃時間4企測電3各233、平均值生成電^各235以及采樣保 持器232,如圖7所示，在水平回掃中連續(xù)輸出前一條線整體的 平均值進行插值，在垂直回掃中連續(xù)輸出前一個畫面整體的平 均值進行插值，其中，上述水平掃描低通濾波器231具有水平掃 描的每一條線的時間常數(shù)，上述回掃時間才企測電路233檢測水平 回掃期間以及垂直回掃期間，上述平均生成電^各235將水平掃 描低通濾波器231的輸出相加并生成平均值，上述采樣保持器 232根據(jù)回掃時間檢測電路233的輸出信號，按時間序列保持水 平掃描低通濾波器231和平均值生成電路235的輸出信號來改變 電壓值。其它結(jié)構(gòu)實質(zhì)上與第一實施方式所涉及的映射分析裝置相 同，因此省略重復(fù)的說明，但是第二實施方式所涉及的映射分 析裝置能夠?qū)τ成鋯挝粎^(qū)域(像素)的映射圖像用信號進行累積 同時由電視攝像機對各映射單位區(qū)域整體的圖像進行掃描來連 續(xù)地獲取光學(xué)觀察圖像，因此可以不花費額外的時間而獲取光 學(xué)觀察圖像。另外，由于無需使X-Y臺12依次靜止(固定)，因 此也能夠使同步控制電路27所具備的X-Y臺的驅(qū)動電路簡單 化。并且，根據(jù)第二實施方式所涉及的映射分析裝置，與攝像 支援單元的視場無關(guān)地且也不產(chǎn)生位置偏離地能夠得到與映射 的觀察范圍相同的視場的光學(xué)觀察圖像。(第三實施方式)根據(jù)在映射單位區(qū)域的數(shù)據(jù)獲取時間內(nèi)使X-Y臺12移動的 距離來決定映射單位區(qū)域的大小，因此根據(jù)分析的目的將映射 單位區(qū)域的大小設(shè)定為不同的大小。另一方面，電視攝像機22 的視場被固定的情況較多。因此，有時電禍j聶〗象機22的視場比 映射單位區(qū)域的大小更廣。在這種情況下，當將來自電視攝像 機22的信號全部輸入到映射單位區(qū)域用低通濾波器24時，混雜有像素以外的信息而在顏色信息中產(chǎn)生誤差。為了防止該情形，在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的映射 分析裝置(具備映射功能的分析裝置)中，如圖8所示，從來自電視攝像機22的信號內(nèi)僅提取與映射單位區(qū)域?qū)?yīng)的部分的信 號，除此以外的時間的數(shù)據(jù)由與第一和第二實施方式所涉及的 映射分析裝置相同的單元進行插值即可。因此，如圖9所示，第 三實施方式所涉及的映射分析裝置的信號插值提取電路23c具 備輸出信號提取電路236,其如圖8所示那樣從來自電視攝像 機2 2的信號內(nèi)僅提取與映射單位區(qū)域?qū)?yīng)的部分的信號；水平 掃描低通濾波器231，其具有水平掃描的每一條線的時間常數(shù)； 回掃時間4企測電^各233 ,其才全測水平回掃期間以及垂直回掃期 間；直線生成電^各234，其在所4企測出的水平回掃期間以及垂直 回掃期間生成線性插值用的直線；以及采樣保持器232,其根據(jù) 回掃時間檢測電路233的輸出信號，按時間序列保持水平掃描低 通濾波器2 31和直線生成電路2 3 4的輸出信號來改變電壓值。如圖8中斜方向的虛線所示，在電視攝像機2 2的輸出信號中 存在水平回掃期間、垂直回掃期間等不表示正確的值的期間。 圖9所示的信號插值提取電路23c與圖3大致同樣地在水平回掃 中對前 一 條線的提取部分的最后的值與下 一 條線的提取部分的 最初的值之間進行線性插值，在垂直回掃中對前 一 個畫面的提 取部分的最后的值與下 一 個畫面的提取部分的最初的值之間進 行線性插值?；蛘?，如圖10所示，信號插值提取電路23d也可以構(gòu)成為具 備水平掃描低通濾波器231,其具有水平掃描的每一條線的時 間常數(shù)；回掃時間片全測電路233，其檢測水平回掃期間以及垂直 回掃期間；平均值生成電路235,其將水平掃描低通濾波器231 的輸出相加并生成平均值；以及采樣保持器232,其根據(jù)回掃時間檢測電路233的輸出信號，按時間序列保持水平掃描低通濾波 器231和平均值生成電路235的輸出信號來改變電壓值。在作為 圖10所示的信號插值提取電路23d的情況下，與圖7大致同樣地 在水平回掃中連續(xù)輸出前一條線的提取部分整體的平均值進行 插值，在垂直回掃中連續(xù)輸出前一個畫面的提取部分整體的平 均值進行插值。在這種情況下，如圖ll所示，在第三實施方式所涉及的映 射分析裝置中，是適合進行如下處理的結(jié)構(gòu)在垂直方向上對 X-Y臺12進行掃描，4艮據(jù)X-Y臺12的位置將X射線(映射圖像用 信號)的強度取入到圖像存儲器25。與此同時地，最好由安裝在 攝像支援單元21上的電視攝像機22獲取光學(xué)觀察圖像。如圖11 左側(cè)的箭頭所示，在圖ll的例子中，X-Y臺12向上方向移動， 由此如A、 D、 G那樣沿下方向掃描映射單位區(qū)域并照射電子射 線。*接著，X-Y臺12向上方向移動、并且向右方向移動，由此 如B、 E、 H那樣沿下方向掃描其相鄰列的映射單位區(qū)域并照射 電子射線。之后，同樣地，X-Y臺12向上方向移動、并且向右 方向移動，由此如C、 F、 I那樣沿下方向掃描最右側(cè)的列的映 射單位區(qū)域并照射電子射線。這樣，獲取映射單位區(qū)域A I的X 射線信號強度，根據(jù)這些X射線信號強度形成映射圖像。同時 由輸出信號提取電路236提取來自電視攝像機22的攝像信號，通 過與映射單位區(qū)域(像素)A、 D、 G、 B、 E、 H、 C、 F、 I的時間 相應(yīng)的映射單位區(qū)域用低通濾波器24而取入到圖像存儲器25, 提取映射單位區(qū)域(像素)A、 D、 G、 B、 E、 H、 C、 F、 I的顏色 信息，進行映射分析的同時得到光學(xué)觀察圖像。這樣，能夠?qū)?圖8所示的來自電視攝像機22的信號提取范圍僅限制在橫方向 上，從而能夠更有效地利用信號。其它結(jié)構(gòu)實質(zhì)上與第一和第二實施方式所涉及的映射分析裝置相同，因此省略重復(fù)的說明，但是第三實施方式所涉及的 映射分析裝置能夠?qū)τ成鋯挝粎^(qū)域(像素)的映射圖像用信號進 行累積的同時，從電視攝像機輸出中能夠連續(xù)獲取來自各映射 單位區(qū)域的顏色信息，因此可以不花費額外的時間而獲取光學(xué)觀察圖像。另外，由于無需使X-Y臺12依次靜止(固定)，因此 也能夠使同步控制電路27所具備的X-Y臺的驅(qū)動電路簡單化。 并且，根據(jù)第三實施方式所涉及的映射分析裝置，即使在攝像 支援單元的視場比映射單位區(qū)域的大小還廣的情況下，也能夠 不產(chǎn)生位置偏離而得到與映射的觀察范圍相同的視場的光學(xué)觀 察圖像。(其它實施方式)如上所述，根據(jù)第一 第三實施方式記載了本發(fā)明，但是 不應(yīng)該理解為形成該公開的 一 部分的論述以及附圖限定了本發(fā) 明。根據(jù)該公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚各種替代實施方式、實 施例以及應(yīng)用"f支術(shù)。例如，在第三實施方式所涉及的映射分析裝置中，如圖ll 所示那樣例示了在垂直方向上對X-Y臺12進行掃描并根據(jù)X-Y 臺12的位置將X射線(映射圖像用信號)的強度取入到圖像存儲 器25的情況，但是也可以與第一和第二實施方式所涉及的映射 分析裝置同樣地，X-Y臺12向左方向移動，由此如A、 B、 C那 樣沿右方向掃描映射單位區(qū)域，接著，X-Y臺12向上方向移動、 并且向右方向移動，由此如D、 E、 F那才羊沿右方向掃描其下一 行的映射單位區(qū)域，之后，X-Y臺12向上方向移動、并且向右 方向移動，由此如G、 H、 I那樣沿右方向掃描最下一4于的映射 單位區(qū)域并照射電子射線，從而獲取映射單位區(qū)域A I的X射線 信號強度，由輸出信號提取電路2 3 6提取映射單位區(qū)域(像素)A 、 B、 C、……、H、 I的顏色信息，并與映射分析同步地得到映射單位區(qū)域(像素)A、 B、 C、 、 H、 I的顏色信息?；蛘?，相反地，在第一和第二實施方式所涉及的映射分析 裝置中，也可以如圖ll所示那樣在垂直方向上對X-Y臺12進行 掃描，根據(jù)X-Y臺12的位置將X射線(映射圖像用信號)的強度取 入到圖像存儲器25。在第一~第三實施方式中例示了將通過電子射線的照射而 從試樣11放出的X射線作為映射圖像用信號進行檢觀'J的情況， 但是也可以將通過電子射線的照射而從試樣1 l;故出的二次電子 射線、反射電子射線作為映射圖像用信號進行檢測?；蛘?，也 可以是對作為映射圖像用信號的X射線、二次電子射線、反射 電子射線的組合進行檢測的結(jié)構(gòu)。并且，為了使試樣ll放出映 射圖像用信號，也可以對試樣ll照射電子射線以外的荷電粒子 射線、X射線等電磁波等。并且，關(guān)于第一 第三實施方式的信號處理，既可以在模 擬信號中進行，也可以在數(shù)字信號中進行。在數(shù)字信號中進行 處理的情況下，如果來自電視攝像機22的輸出信號是模擬信號， 則只要在信號插值提取電路23a、 23b、 23c、 23d的前級設(shè)置將 模擬信號變換為數(shù)字信號的A/D變換器即可。.這樣，本發(fā)明當然包括在此沒有記載的各種實施方式等。事項確定本發(fā)明的技術(shù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種映射分析裝置，具備映射圖像用信號檢測單元，其對從排列在試樣的表面上的多個映射單位區(qū)域分別放出的映射圖像用信號進行檢測；攝像單元，其拍攝上述試樣的表面的光學(xué)觀察圖像；信號插值提取電路，其從上述攝像單元的輸出信號中除去與光學(xué)信號無關(guān)的部分；圖像存儲器，其保存上述映射圖像用信號檢測單元以及上述信號插值提取電路的輸出信號；X-Y臺，其使上述試樣沿與上述表面平行的方向移動，對排列的多個上述映射單位區(qū)域依次進行掃描；以及同步控制電路，其與上述X-Y臺的移動同步地將上述映射圖像用信號檢測單元和上述信號插值提取電路的輸出信號取入到圖像存儲器中，其中，獲取根據(jù)上述映射圖像用信號生成的映射圖像的同時獲取形成比上述攝像單元的視場更廣區(qū)域的上述試樣的表面的光學(xué)觀察圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的映射分析裝置，其特征在于，上述攝像單元是電視攝像機。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的映射分析裝置，其特征在于，上述信號插值提取電路還具備如下功能對上述電視攝像機的輸出信號的電平、垂直回掃時間的信號進行插值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的映射分析裝置，其特征在于，上述信號插值提取電路具備如下功能切出并取用與上述電視4聶像才幾的輸出信號內(nèi)的一部分的S見場對應(yīng)的部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2 4中的任一項所述的映射分析裝置，其特征在于，還具備同步控制電路，該同步控制電路使上述X-Y臺的移動動作與上述電視攝像機的幀掃描同步。
全文摘要
提供一種不花費額外的時間而與觀察圖像獲取單元的視場無關(guān)地且也不產(chǎn)生位置偏離地能夠得到與映射的觀察范圍相同的視場的光學(xué)觀察圖像的映射分析裝置。具備映射圖像用檢測單元(X射線檢測器)，對從排列在試樣的表面上的多個映射單位區(qū)域放出的映射圖像用信號進行檢測；攝像單元，拍攝試樣表面的光學(xué)觀察圖像；信號插值提取電路，從攝像單元的輸出信號中除去不是光學(xué)信號的部分；圖像存儲器，保存映射圖像用信號檢測單元以及信號插值提取電路的輸出信號；X-Y臺，使試樣移動，依次對映射單位區(qū)域進行掃描；以及同步控制電路，與X-Y臺的移動同步地將映射圖像用信號檢測單元和信號插值提取電路的輸出信號取入到圖像存儲器中。
文檔編號G01N23/225GK101603932SQ20091020325
公開日2009年12月16日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者丸井隆雄 申請人:株式會社島津制作所