映射分析装置的制作方法

专利名称：映射分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子射线显微分析仪(EPMA)、微区荧光X 射线装置等的具有如下功能的映射分析装置 一 边驱动试样台 一边对试样照射电子射线或X射线的射束，获取从试样产生的 特性X射线、反射电子、二次电子等作为分析用的信号，与此 同时，生成使试样上的位置与信号的强度相对应的图像。
背景技术：
在EPMA、微区焚光X射线装置中，对试样的一点照射电子
射线或聚光的X射线，对从该点产生的X射线进行分光，由此确
定包含在试样中的元素。这些装置大多具有如下功能(以下称为
"映射功能")为了观察特定的元素在试样上的分布， 一边使试 样台在与其表面平行的方向上进行扫描， 一 边测量X射线的强
度，使扫描位置与X射线强度之间的关系图像化。另外，在这 些装置中，如下的情况较多为了找出分析位置而设置光学观 察单元(光学显微镜等)，为了作为数据获取并保存该观察图像 而设置摄像单元(电视摄像机等)。但是，光学观察单元的视场 被设定成具有足以找出分析位置的分辨率，因此范围比较窄。 另 一方面，根据试样的驱动范围来决定利用映射功能观察元素 分布的范围，因此有时也会遍及至X-Y台12的满行程的广范围， 大部分情况下与光学观察单元的视场不一致。
以往，例如在由EPMA制作X射线映射图像的情况下，同时 显示根据二次电子信号形成的试样表面形状的映射图像，由此， 能够观察表面形状与元素分布的对应。由EPMA得到的二次电 子图像从其检测信号的特性来看是单色图像。在观察过程中，除了显示试样表面的形状之外还显示实际的颜色，由此使观察 变得容易，因此期望与映射图像一起同时显示带有实际的试样
表面颜色的光学观察图像。针对这种要求，以往已知如下技术 在EPMA等分析装置中安装电视摄像机等摄像装置，由该摄像 装置拍摄试样表面的形状图像，将通过摄像得到的该光学观察 图像与映射图像同时进行显示。在由摄像装置得到表面形状图 像的情况下，需要由摄像装置预先拍摄试样表面，并进行调整 使得该摄像数据与映射图像的获取范围相一致。例如，在映射 图像的获取范围小于摄像装置的摄像范围的情况下，调整摄像 数据使得从摄像数据中切出与映射图像相同程度大小的范围来 制作光学观察图像，另外，相反地，在映射图像的获取范围大 于摄像装置的摄像范围的情况下，事先 一 边移动摄像范围 一 边 求出多个摄像数据，并对这些多个摄像数据进行图像合成，由 此制作光学观察图像。
这样，为了得到光学观察图像需要调整摄像数据，但是由 于伴随着调整而产生误差，因此存在该误差按原样成为与映射 图像之间的偏离的问题。特别是，在对移动摄像范围得到的多 个摄像数据进行图像合成而使其与映射图像的较大的显示尺寸 相一致的情况下，该误差叠加而变得更大。
因此，提出如下方法(参照专利文献l的图3):如图12所示， 将分析范围划分为多个照射区域(例如，照射区域A 照射区域 I),对在各照射区域中获取的光学观察图像进行合成，由此形 成与X射线映射图像相同的视场的光学观察图像。图12的水平 方向的虚线表示扫描轨迹，图12中获取照射区域A 照射区域G 的X射线信号，根据这些X射线图像形成映射图像。另一方面， 在扫描过程中通过在预先决定的位置上进行图像获取来获取光 学观察图像。在专利文献l所提出的方法中，对各照射区域A G决定该图像获取位置。在图12所示的例子中，例如对照射区域
A设定图像获取位置Pa,对照射区域B设定图像获取位置Pb,以 下同样地对各照射区域C 照射区域I分别设定图像荻取位置 Pc Pi。这些图像获取位置Pa Pi通常被设定在各照射区域的中 心。在专利文献l所提出的方法中，在扫描过程中读取预先设定 的图像获取位置，当到达图像获取位置时，由电视摄像机等摄 像单元拍摄试样表面来获取图像并进行记录。然后，对所获取 的图像进行合成并显示在显示装置上。
在专利文献l所提出的方法中，如图13的(a)所示，以扫描 各照射区域的期间为累积期间来对X射线信号进行累积，由此 形成X射线累积信号。与此相对地，如图13的(b)所示，电视摄 像机等摄像单元与该X射线信号的检测同步地在累积期间内的 规定时刻(例如，Pa、 Pb、 Pc)离散地进行4f像，由此同时且实 时地获取所对应的照射区域的图像。即，专利文献l所提出的方 法中的数据获取过程为
(a) 移动试样台使其横穿图12所示的"最初的照射区域A";
(b) 对在该期间得到的X射线信号进行累积；
(c) 在进行(b)的动作的过程中，在试样台到达图12所示的图 像获取位置P a的瞬间利用电视摄像机拍摄照射区域A的图像作 为静止图像；
(d) 按图像获取位置P c P i依次重复进行移动试样台使其横 穿图12所示的"下一个照射区域B"这样的一系列的过程，得到 以各照射区域为 一 个像素的X射线映射图像，并且将离散地得 到的多个电视摄像机图像接在 一起得到整个分析范围的光学观 察图像。
专利文献l:日本特开2004-191183号 ^才艮

发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献l所提出的方法中，从图13的时序图也可 知，在空间上离散地定义的各个图像获取位置Pa Pi上，需要使 试样台依次静止(固定)由电视摄像机获取一个画面的图像的时 间，存在使台的移动变得复杂的问题。另外，除了映射分析 (mapping analysis)以外，由于在图像获取位置Pa Pi上使试样台 暂时地静止，因此需要额外的时间，其结果，还伴随着产生整 体的分析时间变长的问题。
因而，期望着如下的映射分析装置沿着如图12所例示的 扫描轨迹连续移动试样台，在照射区域内移动的期间累积检测 信号来获取映射图像的单位区域( 一 个像素)的强度数据，无需 与此同时地使试样台静止就能够获取整个分析范围的光学观察 图像。
鉴于上迷问题，本发明的目的在于提供一种不花费额外的 时间而与获取光学观察图像的观察图像获取单元的视场无关地 且不产生位置偏离地能够得到与映射的观察范围相同的视场的 光学观察图像的映射分析装置。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明的方式的特征在于，是一种映 射分析装置，该映射分析装置具备(a)映射图像用信号检测单 元，其对从排列在试样的表面上的多个映射单位区域分别放出 的映射图像用信号进行检测；(b)摄像单元，其拍摄试样的表面 的光学观察图像；(c)信号插值提取电路，其从摄像单元的输出 信号中除去同步信号等与光学信号无关的部分；(d)图像存储 器，其保存映射图像用信号检测单元以及信号插值提取电路的 输出信号；(e)X-Y台，其使试样沿与表面平行的方向移动，对排列的多个映射单位区域依次进行扫描；以及(f)同步控制电 路，其与该X-Y台的移动同步地将映射图像用信号检测单元和 信号插值提取电路的输出信号取入到图像存储器中。并且，该 映射分析装置在获取根据映射图像用信号生成的映射图像的同 时荻取形成比摄像单元的摄像范围更广区域的试样的表面的光 学观察图像。 发明的效果
根据本发明，能够提供一种不花费额外的时间而与摄像单 元的摄像范围无关地且也不产生位置偏离地能够得到与映射的 观察范围相同的视场的光学观察图像的映射分析装置。


图l是说明本发明的第 一实施方式所涉及的映射分析装置 (EPMA)的概要的框图。
图2是说明第 一 实施方式所涉及的映射分析装置的信号插 值提取电路的概要的框图。
图3是说明在第一实施方式所涉及的映射分析装置中在水 平回扫中对前一条线的最后的值与下 一条线的最初的值之间进 行线性插值、且在垂直回扫中对前一画面的最后的值与下一画 面的最初的值之间进行线性插值的示意图。
图4是说明在第 一 实施方式所涉及的映射分析装置中在 X-Y台移动的同时由电视摄像机获取光学信号并与映射分析同 步地得到与映射单位区域(像素)A、 B、 C、……、H、 I相同的视 场的颜色信息的示意图。
图5是说明本发明的第二实施方式所涉及的映射分析装置 (EMPA)的概要的框图。
图6是说明第二实施方式所涉及的映射分析装置的信号插值提取电路的概要的框图。
图7是说明在第二实施方式所涉及的映射分析装置中在水 平回扫中连续输出前一条线整体的平均值来进行插值、在垂直 回扫中连续输出前 一 个画面整体的平均值来进行插值的示意图。
图8是说明在第三实施方式所涉及的映射分析装置中在观
察图像获取单元的视场比映射单位区域的大小还广的情况下从 来自电视摄像机的信号内仅提取与映射单位区域对应的部分的 信号的示意图。
图9是说明第三实施方式所涉及的映射分析装置的信号插 值提取电路的概要的框图。
图IO是说明第三实施方式所涉及的映射分析装置的信号插 值提取电路的其它例子的概要的框图。
图11是说明在第三实施方式所涉及的映射分析装置中移动 X-Y台的同时由电视摄像机获取光学信号、与映射分析同步地 得到与映射单位区域(像素)A、 D、 G、 B、 E、 H、 C、 F、 I相同 的^L场的颜色信息的示意图。
图12是表示专利文献1所提出的现有技术中的电子射线的 照射区域与图像的获取位置的关系的图。
图13是表示专利文献1所提出的现有技术中的电子射线的 照射区域与图像的获取定时的关系的时序图。
附图标记i兌明
A I:映射单位区域；Pa Pi:图像获取位置；31:电子枪； 11:试样；12: X-Y台；21:摄像支援单元；22:电视摄像机； 23a、 23b、 23c、 23d:信号插值提取电路；24:映射单位区域 用低通滤波器；25:图像存储器；26:图像形成单元；27:同 步控制电路；28:映射图像用信号检测单元(X射线检测器)；29:显示装置；32:电子透镜；231:水平扫描低通滤波器；232: 采样保持器；233:回扫时间检测电路；234:直线生成电路； 235:平均值生成电路；236:输出信号提取电路。
具体实施例方式
接着，参照

本发明的第一 第三实施方式。在以 下附图的记载中对同 一 或类似的部分附加同 一 或类似的附图标 记。其中，附图是示意性的，应该注意厚度与平面尺寸之间的 关系、各层厚度的比率等与实际不同。因而，要参考以下说明 来判断具体的厚度、尺寸。另外，在附图相互之间当然也包括 相互尺寸的关系、比率不同的部分。
另外，以下所示的第一 第三实施方式例示了用于将本发
明的技术思想具体化的装置、方法，本发明的技术思想并不是 将结构部件的材质、形状、构造、配置等确定为下述内容。在
权利要求书所记载的技术范围内能够对本发明的技术思想实施 各种变更。
(第一实施方式)
如图l所示，本发明的第一实施方式所涉及的映射分析装置 (在本说明书中将具备映射功能的分析装置称为"映射分析装 置"。)是具备以下部分的EPMA:映射图像用信号检测单元(X 射线检测器)28,其对从排列在试样ll表面上的多个映射单位区 域分别放出的映射图像用信号进行检测；摄像单元22,其通过 摄像支援单元21连续拍摄试样1 l表面的光学观察图像；信号插 值提取电路23a,其从摄像单元22的输出信号中除去同步信号、 回扫期间中的信号等的不是光学信号的部分；图像存储器25, 其保存映射图像用信号检测单元(X射线检测器)2 8和信号插值 提取电路23a的输出信号；X-Y台12,其使试样U沿与表面平行的方向移动来依次扫描所排列的多个映射单位区域；以及同步 控制电路27，其与该X-Y台12的移动同步地将映射图像用信号 检测单元(X射线检测器)2 8和信号插值提取电路2 3 a的输出信号 取入到图像存储器25中。此外，以下作为^l像单元22例示电视 摄像机，但是摄像单元22并不限定于电视摄像机，例如也可以 是具有连续拍摄功能的数字摄像机等。"连续地拍摄光学观察图像"是意图与"离散地拍摄光学观 察图像"对比的技术的意思。即，第一实施方式所涉及的映射分 析装置不是如图13所示那样在空间上离散地定义的各个图像获 取位置Pa Pi上使试样台依次静止(固定)，而是对映射单位区域 (一个像素)的映射图像用信号进行累积的同时由电视摄像机扫 描各映射单位区域整体的图像来连续地获取光学观察图像。具体地说，摄像支援单元21例如也可以在电子射线的光轴 上配置反射透镜使得反射照明试样上表面，在这种情况下，只 要摄像支援单元21通过光学透镜将由反射透镜反射的光学观察 图像引导到电视摄像机22并由照明单元通过反射透镜照明试样 表面即可。即，来自形成摄像支援单元21的一部分的照明单元 的照明光通过光学透镜以及反射透镜反射照明试样11的上表 面。然后，再次通过形成摄像支援单元21的一部分的反射透镜 以及光学透镜将利用该照明光得到的试样11表面的光学观察图 像在电视摄像机22上连续地成像。在本说明书中，如上所述那 样，与如图13所示的"离散地拍摄光学观察图像"对比地使用"连 续地拍摄光学观察图像"，因此"连续地"的意思当然不包括电视 摄像机22在回扫期间的摄影的中断。为了获取根据映射图像用信号生成的映射图像的同时由电 视摄像机2 2连续地获取形成比电视摄像机2 2的视场还广的区域 的试样ll表面的光学观察图像，第一实施方式所涉及的映射分析装置(EPMA)如图l所示那样还具备信号插值提取电路23a, 其对电视摄像机22的输出信号的电平、垂直回扫时间的信号进 行插值；映射单位区域用低通滤波器(LPF)24,其对信号插值提 取电路23a的输出进行低通滤波；图像存储器25，其存储经过了 映射单位区域用低通滤波器(L P F) 2 4的试样11表面的观察图像 以及从X射线检测器(映射图像用信号检测单元)2 8得到的映射 图像；图像形成单元26，其根据由X-Y台12扫描试样11的同时 通过同步控制电路27与试样11的移动同步地取入到图像存储器 中的低通滤波器(LPF)24的输出信号以及来自X射线检测器(映 射图像用信号检测单元)28的信号，形成映射图像以及与映射图 像相同的视场的光学观察图像；以及显示装置29,其显示图像 形成单元26所形成的映射图像以及光学观察图像。具备第一实施方式所涉及的映射功能的EPMA通过对排列 在试样ll表面上的多个映射单位区域照射电子射线，来依次检 测从各映射单位区域分别产生的X射线(映射图像用信号)，获知 包含在试样ll中的元素。因此，为了对乂人试样ll表面的映射单 位区域分别放出的X射线(映射图像用信号)进行检测，如图l所 示，第一实施方式所涉及的映射分析装置具备产生电子射线的 电子枪31以及电子透镜32，该电子透镜32使从电子枪31射出的 电子射线会聚到试样ll上。虽然省略了图示，但是实际上也可 以具备扫描线圏，该扫描线圏使从电子枪31射出的电子射线分 配在与轴方向正交的方向上，来使电子射线的照射位置在X-Y 台12(或配置在X-Y台12上的试样11)上移动。通过扫描线圈以 及电子透镜32等来构成电子枪31与X-Y台12之间的电子光学系 统。例如，只要在扫描线圏与X-Y台12之间配置电子透镜32即 可。一边查看由电视摄像机22观察的图像一边通过X-Y台12移动试样ll,由此进行用于决定对试样ll照射电子射线的照射位置的操作。并且，同步控制电路27内置台控制/台驱动单元，由 台控制/台驱动单元控制X-Y台12对试样11上的电子射线照射 位置进行扫描，还控制从X射线检测器(映射图像用信号检测单 元)28和电视摄像机22向图像存储器取入信号的定时。图像形成单元26根据图像存储器内的数据来形成映射图 像、光学观察图像，由显示装置29显示所形成的映射图像以及 光学观察图像。显示装置29既能够具备分别显示映射图像以及 光学观察图像的显示装置，或者也能够将映射图像以及光学观 察图像并列或叠加地显示在一个显示装置的显示面上。X射线检测器(映射图像用信号检测单元)2 8对通过电子射 线的照射而从试样11的映射单位区域分别放出的X射线(映射 图像用信号)进行检测，根据该检测信号(映射图像用信号)来形 成元素分布等的映射图像。虽然省略了图示，但是为了对X射 线检测器(映射图像用信号检测单元)28导入规定波长的X射线 (映射图像用信号)，在连接试样11与X射线检测器(映射图像用 信号检测单元)28的光路上设置分光晶体等分光单元，或者设置 从X射线检测器(映射图像用信号检测单元)2 8的输出中仅提取 与规定波长的X射线对应的信号的电路。在第一实施方式所涉及的映射分析中，通过X-Y台12对呈 矩阵状地排列在试样11的表面上的映射单位区域二维地进行扫 描，将来自各个映射单位区域的X射线(映射图像用信号)的强度 取入到图像存储器25。例如，如图4例示的那样，将分析范围划 分为多个映射单位区域(像素)A、 B、 C、……、H、 I，将从各映 射单位区域A、 B、 C、……、H、 I得到的信号强度设为像素的 亮度来形成X射线映射图像。如图4上方的箭头所示，在图4的 例子中，X-Y台12向左方向移动，由此如A、 B、 C那样沿右方向扫描映射单位区域并照射电子射线。接着，X-Y台12向上方向移动、并且向右方向移动，由jt匕:^D、 E、 F那才羊沿右方向扫 描其下一行的映射单位区域并照射电子射线。之后，同样地，X-Y台12向上方向移动、并且向右方向移动，由此如G、 H、 I 那样沿右方向扫描最下 一行的映射单位区域并照射电子射线。 这样，获取映射单位区域A I的X射线信号强度，根据这些X射 线信号强度形成映射图像。在图4中，获取X射线信号强度的同 时由安装在摄像支援单元21上的电视摄像机22获取光学观察图 像用信号。即，将来自电视摄像机22的光学观察图像的信号通 过与映射单位区域"象素)A、 B、 C、……、H、 I的时间相应的映 射单位区域用低通滤波器24而取入到图像存储器25,由此能够 与映射分析同步地同时扫描得到来自各映射单位区域(像素)A、 B、 C、 、 H、 I的颜色信息。如图4中斜方向的虚线所示，在电视摄像机2 2的输出信号中 存在水平回扫期间、垂直回扫期间等不表示正确的值的期间。 由于在回扫时间中无法得到正确的信号，因此如果将电视摄像 机2 2的输出信号按原样输入到映射单位区域用低通滤波器2 4, 则有可能使输入到图像存储器25的信号变得杂乱。如图2所示，信号插值提取电路23a具备水平扫描低通滤波 器231、回扫时间4企测电路233、直线生成电i 各234以及采样保持 器232，如图3所示，在水平回扫中对前一条线的最后的值与下 一条线的最初的值之间进行线性插值，在垂直回扫中对前 一 个 画面的最后的值与下 一 个画面的最初的值之间进行线'性插值， 其中，上述水平扫描低通滤波器231具有水平扫描的每一条线的 时间常数，上述回扫时间才企测电路2334企测水平回扫期间以及垂 直回扫期间，上述直线生成电^各234在所4全测出的水平回扫期间 以及垂直回扫期间生成线性插值用的直线，上述采样保持器232根据回扫时间检测电路233的输出信号，按时间序列保持水平扫 描低通滤波器231和直线生成电路234的输出信号来改变电压 值。此外，在映射单位区域的时间不是电视摄像机2 2的 一 帧的 时间的整数倍的情况下，由于在帧的中间产生映射单位区域的 切换，因此决定各映射单位区域的颜色信息的原始信号成为电 视摄像机22的图像中的不同的部分。为了防止由此产生的误差， 只要通过同步控制电路27与X-Y台12的移动进行同步使得在电 视摄像机22的帧内的相同位置产生映射单位区域的切换即可。另 一方面，在映射单位区域内的颜色视为大致均匀的情况 下，即使使映射单位区域的时间比电视摄像机22的 一 帧的时间 还短，也不会在颜色信息中产生多大的误差，因此能够进行更 高速的映射分析。如以上所说明的那样，第一实施方式所涉及的映射分析装 置能够对映射单位区域(像素)的映射图像用信号进行累积的同 时由电视4聂像机进行扫描而连续地获取各映射单位区域的颜色 信息，因此可以不花费额外的时间而获取光学观察图像。另夕卜， 无需如图13所示那样将X-Y台12依次静止(固定)于图像获取位 置Pa Pi，从而X-Y台12的移动也简单，因此也能够使同步控制 电路27所具备的X-Y台的驱动电路简单化。并且，根据第一实 施方式所涉及的映射分析装置，与摄像支援单元的视场无关地 且也不产生位置偏离地能够得到与映射的观察范围相同的视场 的光学观察图像。(第二实施方式)如图5所示，本发明的第二实施方式所涉及的映射分析装置 (具备映射功能的分析装置)是具备如下单元的EPMA:电视摄像 机22，其拍摄试样ll的表面；信号插值提取电路23b,其从电视摄像机2 2的输出信号中除去同步信号等不是光学信号的部分； X射线检测器(映射图像用信号检测单元)28，其对通过电子射线 的照射而从试样ll放出的X射线(映射图像用信号)进行检测；图 像存储器25，其保存映射图像用信号检测单元(X射线检测器)28 以及信号插值提取电路23b的输出信号；X-Y台12，其使试样ll 在与表面平行的X-Y平面内移动；以及同步控制电路27,其与 该X-Y台12的移动同步地将映射图像用信号检测单元(X射线检 测器)2 8和信号插值提取电路2 3 b的输出信号取入到图像存储器 25中。第二实施方式所涉及的映射分析装置还具备映射单位区 域用低通滤波器(LPF)24 ，其对信号插值提取电路23b的输出进 行低通滤波；图像形成单元26,其根据图像存储器的数据，形 成映射图像以及与映射的观察范围相同视场的光学观察图像， 其中，由X-Y台12扫描试样11的同时通过同步控制电路27与试 样ll的移动同步地向上述图像存储器取入低通滤波器(LPF)24 的输出信号以及从X射线检测器(映射图像用信号检测单元)28 得到的映射图像用信号；以及显示装置29,其显示图像形成单 元26所形成的映射图像以及光学观察图像。因此，信号插值提 取电路23b的输出在经过映射单位区域用低通滤波器(LPF)24之 后被取入到图像存储器25。信号插值提取电路23b具有对电视摄 像机22的输出信号的电平、垂直回扫时间的信号进行插值的功 能，但是也可以设为具有如下功能切出并取用与电视摄像机 22的输出信号内的 一部分的视场对应的部分。并且，如图5所示， 第二实施方式所涉及的映射分析装置具备产生电子射线的电子 枪31以及电子透镜32,该电子透镜32将从电子枪31射出的电子 射线会聚到试样ll上。如图6所示，信号插值提取电路23b具备氷平扫描低通滤波器231、回扫时间4企测电3各233、平均值生成电^各235以及采样保 持器232,如图7所示，在水平回扫中连续输出前一条线整体的 平均值进行插值，在垂直回扫中连续输出前一个画面整体的平 均值进行插值，其中，上述水平扫描低通滤波器231具有水平扫 描的每一条线的时间常数，上述回扫时间才企测电路233检测水平 回扫期间以及垂直回扫期间，上述平均生成电^各235将水平扫 描低通滤波器231的输出相加并生成平均值，上述采样保持器 232根据回扫时间检测电路233的输出信号，按时间序列保持水 平扫描低通滤波器231和平均值生成电路235的输出信号来改变 电压值。其它结构实质上与第一实施方式所涉及的映射分析装置相 同，因此省略重复的说明，但是第二实施方式所涉及的映射分 析装置能够对映射单位区域(像素)的映射图像用信号进行累积 同时由电视摄像机对各映射单位区域整体的图像进行扫描来连 续地获取光学观察图像，因此可以不花费额外的时间而获取光 学观察图像。另外，由于无需使X-Y台12依次静止(固定)，因 此也能够使同步控制电路27所具备的X-Y台的驱动电路简单 化。并且，根据第二实施方式所涉及的映射分析装置，与摄像 支援单元的视场无关地且也不产生位置偏离地能够得到与映射 的观察范围相同的视场的光学观察图像。(第三实施方式)根据在映射单位区域的数据获取时间内使X-Y台12移动的 距离来决定映射单位区域的大小，因此根据分析的目的将映射 单位区域的大小设定为不同的大小。另一方面，电视摄像机22 的视场被固定的情况较多。因此，有时电祸j聂〗象机22的视场比 映射单位区域的大小更广。在这种情况下，当将来自电视摄像 机22的信号全部输入到映射单位区域用低通滤波器24时，混杂有像素以外的信息而在颜色信息中产生误差。为了防止该情形，在本发明的第三实施方式所涉及的映射 分析装置(具备映射功能的分析装置)中，如图8所示，从来自电视摄像机22的信号内仅提取与映射单位区域对应的部分的信 号，除此以外的时间的数据由与第一和第二实施方式所涉及的 映射分析装置相同的单元进行插值即可。因此，如图9所示，第 三实施方式所涉及的映射分析装置的信号插值提取电路23c具 备输出信号提取电路236,其如图8所示那样从来自电视摄像 机2 2的信号内仅提取与映射单位区域对应的部分的信号；水平 扫描低通滤波器231，其具有水平扫描的每一条线的时间常数； 回扫时间4企测电^各233 ,其才全测水平回扫期间以及垂直回扫期 间；直线生成电^各234，其在所4企测出的水平回扫期间以及垂直 回扫期间生成线性插值用的直线；以及采样保持器232,其根据 回扫时间检测电路233的输出信号，按时间序列保持水平扫描低 通滤波器2 31和直线生成电路2 3 4的输出信号来改变电压值。如图8中斜方向的虚线所示，在电视摄像机2 2的输出信号中 存在水平回扫期间、垂直回扫期间等不表示正确的值的期间。 图9所示的信号插值提取电路23c与图3大致同样地在水平回扫 中对前 一 条线的提取部分的最后的值与下 一 条线的提取部分的 最初的值之间进行线性插值，在垂直回扫中对前 一 个画面的提 取部分的最后的值与下 一 个画面的提取部分的最初的值之间进 行线性插值。或者，如图10所示，信号插值提取电路23d也可以构成为具 备水平扫描低通滤波器231,其具有水平扫描的每一条线的时 间常数；回扫时间片全测电路233，其检测水平回扫期间以及垂直 回扫期间；平均值生成电路235,其将水平扫描低通滤波器231 的输出相加并生成平均值；以及采样保持器232,其根据回扫时间检测电路233的输出信号，按时间序列保持水平扫描低通滤波 器231和平均值生成电路235的输出信号来改变电压值。在作为 图10所示的信号插值提取电路23d的情况下，与图7大致同样地 在水平回扫中连续输出前一条线的提取部分整体的平均值进行 插值，在垂直回扫中连续输出前一个画面的提取部分整体的平 均值进行插值。在这种情况下，如图ll所示，在第三实施方式所涉及的映 射分析装置中，是适合进行如下处理的结构在垂直方向上对 X-Y台12进行扫描，4艮据X-Y台12的位置将X射线(映射图像用 信号)的强度取入到图像存储器25。与此同时地，最好由安装在 摄像支援单元21上的电视摄像机22获取光学观察图像。如图11 左侧的箭头所示，在图ll的例子中，X-Y台12向上方向移动， 由此如A、 D、 G那样沿下方向扫描映射单位区域并照射电子射 线。*接着，X-Y台12向上方向移动、并且向右方向移动，由此 如B、 E、 H那样沿下方向扫描其相邻列的映射单位区域并照射 电子射线。之后，同样地，X-Y台12向上方向移动、并且向右 方向移动，由此如C、 F、 I那样沿下方向扫描最右侧的列的映 射单位区域并照射电子射线。这样，获取映射单位区域A I的X 射线信号强度，根据这些X射线信号强度形成映射图像。同时 由输出信号提取电路236提取来自电视摄像机22的摄像信号，通 过与映射单位区域(像素)A、 D、 G、 B、 E、 H、 C、 F、 I的时间 相应的映射单位区域用低通滤波器24而取入到图像存储器25, 提取映射单位区域(像素)A、 D、 G、 B、 E、 H、 C、 F、 I的颜色 信息，进行映射分析的同时得到光学观察图像。这样，能够将 图8所示的来自电视摄像机22的信号提取范围仅限制在横方向 上，从而能够更有效地利用信号。其它结构实质上与第一和第二实施方式所涉及的映射分析装置相同，因此省略重复的说明，但是第三实施方式所涉及的 映射分析装置能够对映射单位区域(像素)的映射图像用信号进 行累积的同时，从电视摄像机输出中能够连续获取来自各映射 单位区域的颜色信息，因此可以不花费额外的时间而获取光学观察图像。另外，由于无需使X-Y台12依次静止(固定)，因此 也能够使同步控制电路27所具备的X-Y台的驱动电路简单化。 并且，根据第三实施方式所涉及的映射分析装置，即使在摄像 支援单元的视场比映射单位区域的大小还广的情况下，也能够 不产生位置偏离而得到与映射的观察范围相同的视场的光学观 察图像。(其它实施方式)如上所述，根据第一 第三实施方式记载了本发明，但是 不应该理解为形成该公开的 一 部分的论述以及附图限定了本发 明。根据该公开，本领域技术人员清楚各种替代实施方式、实 施例以及应用"f支术。例如，在第三实施方式所涉及的映射分析装置中，如图ll 所示那样例示了在垂直方向上对X-Y台12进行扫描并根据X-Y 台12的位置将X射线(映射图像用信号)的强度取入到图像存储 器25的情况，但是也可以与第一和第二实施方式所涉及的映射 分析装置同样地，X-Y台12向左方向移动，由此如A、 B、 C那 样沿右方向扫描映射单位区域，接着，X-Y台12向上方向移动、 并且向右方向移动，由此如D、 E、 F那才羊沿右方向扫描其下一 行的映射单位区域，之后，X-Y台12向上方向移动、并且向右 方向移动，由此如G、 H、 I那样沿右方向扫描最下一4于的映射 单位区域并照射电子射线，从而获取映射单位区域A I的X射线 信号强度，由输出信号提取电路2 3 6提取映射单位区域(像素)A 、 B、 C、……、H、 I的颜色信息，并与映射分析同步地得到映射单位区域(像素)A、 B、 C、 、 H、 I的颜色信息。或者，相反地，在第一和第二实施方式所涉及的映射分析 装置中，也可以如图ll所示那样在垂直方向上对X-Y台12进行 扫描，根据X-Y台12的位置将X射线(映射图像用信号)的强度取 入到图像存储器25。在第一~第三实施方式中例示了将通过电子射线的照射而 从试样11放出的X射线作为映射图像用信号进行检观'J的情况， 但是也可以将通过电子射线的照射而从试样1 l;故出的二次电子 射线、反射电子射线作为映射图像用信号进行检测。或者，也 可以是对作为映射图像用信号的X射线、二次电子射线、反射 电子射线的组合进行检测的结构。并且，为了使试样ll放出映 射图像用信号，也可以对试样ll照射电子射线以外的荷电粒子 射线、X射线等电磁波等。并且，关于第一 第三实施方式的信号处理，既可以在模 拟信号中进行，也可以在数字信号中进行。在数字信号中进行 处理的情况下，如果来自电视摄像机22的输出信号是模拟信号， 则只要在信号插值提取电路23a、 23b、 23c、 23d的前级设置将 模拟信号变换为数字信号的A/D变换器即可。.这样，本发明当然包括在此没有记载的各种实施方式等。事项确定本发明的技术范围。
权利要求
1.一种映射分析装置，具备映射图像用信号检测单元，其对从排列在试样的表面上的多个映射单位区域分别放出的映射图像用信号进行检测；摄像单元，其拍摄上述试样的表面的光学观察图像；信号插值提取电路，其从上述摄像单元的输出信号中除去与光学信号无关的部分；图像存储器，其保存上述映射图像用信号检测单元以及上述信号插值提取电路的输出信号；X-Y台，其使上述试样沿与上述表面平行的方向移动，对排列的多个上述映射单位区域依次进行扫描；以及同步控制电路，其与上述X-Y台的移动同步地将上述映射图像用信号检测单元和上述信号插值提取电路的输出信号取入到图像存储器中，其中，获取根据上述映射图像用信号生成的映射图像的同时获取形成比上述摄像单元的视场更广区域的上述试样的表面的光学观察图像。
2. 根据权利要求l所述的映射分析装置，其特征在于，上述摄像单元是电视摄像机。
3. 根据权利要求2所述的映射分析装置，其特征在于，上述信号插值提取电路还具备如下功能对上述电视摄像机的输出信号的电平、垂直回扫时间的信号进行插值。
4. 根据权利要求2或3所述的映射分析装置，其特征在于，上述信号插值提取电路具备如下功能切出并取用与上述电视4聂像才几的输出信号内的一部分的S见场对应的部分。
5. 根据权利要求2 4中的任一项所述的映射分析装置，其特征在于，还具备同步控制电路，该同步控制电路使上述X-Y台的移动动作与上述电视摄像机的帧扫描同步。
全文摘要
提供一种不花费额外的时间而与观察图像获取单元的视场无关地且也不产生位置偏离地能够得到与映射的观察范围相同的视场的光学观察图像的映射分析装置。具备映射图像用检测单元(X射线检测器)，对从排列在试样的表面上的多个映射单位区域放出的映射图像用信号进行检测；摄像单元，拍摄试样表面的光学观察图像；信号插值提取电路，从摄像单元的输出信号中除去不是光学信号的部分；图像存储器，保存映射图像用信号检测单元以及信号插值提取电路的输出信号；X-Y台，使试样移动，依次对映射单位区域进行扫描；以及同步控制电路，与X-Y台的移动同步地将映射图像用信号检测单元和信号插值提取电路的输出信号取入到图像存储器中。
文档编号G01N23/225GK101603932SQ20091020325
公开日2009年12月16日 申请日期2009年5月31日 优先权日2008年6月12日
发明者丸井隆雄 申请人:株式会社岛津制作所