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公開番号2025027786
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-28
出願番号2023132919
出願日2023-08-17
発明の名称電子顕微鏡およびキャリブレーション方法
出願人日本電子株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01J 37/22 20060101AFI20250220BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】互いに異なる感度を有する複数のセンサー画素の感度を補正できる電子顕微鏡を提供する。
【解決手段】本発明に係る電子顕微鏡は、試料に電子線を照射し、試料を透過した電子で結像する電子光学系と、複数のセンサー画素を有するイメージセンサーを含み、イメージセンサーに電子が入射することによって複数のセンサー画素の各々から出力される出力値に基づくフレーム画像を撮影するカメラと、複数のセンサー画素の感度を補正するための複数の補正係数を算出する補正係数算出部と、を含み、補正係数算出部は、イメージセンサーに入射する電子がポアソン過程に従う条件で撮影された複数のフレーム画像から、センサー画素ごとに出力値の最頻値を求め、センサー画素ごとに求めた最頻値に基づいて、複数の補正係数を算出する。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
試料に電子線を照射し、前記試料を透過した電子で結像する電子光学系と、
複数のセンサー画素を有するイメージセンサーを含み、前記イメージセンサーに電子が入射することによって前記複数のセンサー画素の各々から出力される出力値に基づくフレーム画像を撮影するカメラと、
前記複数のセンサー画素の感度を補正するための複数の補正係数を算出する補正係数算出部と、
を含み、
前記補正係数算出部は、
前記イメージセンサーに入射する電子がポアソン過程に従う条件で撮影された複数の前記フレーム画像から、前記センサー画素ごとに出力値の最頻値を求め、
前記センサー画素ごとに求めた前記最頻値に基づいて、前記複数の補正係数を算出する、電子顕微鏡。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記補正係数算出部は、
前記センサー画素ごとに求めた前記最頻値を平均して平均最頻値を算出し、
前記センサー画素ごとに前記最頻値を前記平均最頻値で除算して、前記複数の補正係数を算出する、電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項１において、
前記イメージセンサーは、前記イメージセンサーに電子が入射することによって前記複数のセンサー画素の各々から出力される出力値がランダウ分布に従うセンサーである、電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項３において、
前記カメラは、電子を前記イメージセンサーで直接検出する直接検出カメラである、電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記電子光学系を制御する電子光学系制御部と、
前記カメラを制御するカメラ制御部と、
を含み、
前記カメラ制御部は、
前記電子光学系制御部から前記電子光学系の制御情報を取得し、
取得した前記制御情報に基づいて前記カメラを制御して、暗時画像を取得する、電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項５において、
前記カメラ制御部は、
前記制御情報に基づいて、前記カメラに電子が入射しているか否かを判定し、
前記カメラに電子が入射していないと判定した場合に、前記カメラを制御して前記暗時画像を取得する、電子顕微鏡。
【請求項７】
試料に電子線を照射し、前記試料を透過した電子で結像する電子光学系と、
複数のセンサー画素を有するイメージセンサーを含み、前記イメージセンサーに電子が入射することによって前記複数のセンサー画素の各々から出力される出力値に基づくフレーム画像を撮影するカメラと、を含む電子顕微鏡における前記イメージセンサーのキャリブレーション方法であって、
前記イメージセンサーに入射する電子がポアソン過程に従う条件で撮影された複数の前記フレーム画像から、前記センサー画素ごとに出力値の最頻値を求める工程と、
前記センサー画素ごとに求めた前記最頻値に基づいて、前記複数のセンサー画素の感度を補正するための複数の補正係数を算出する工程と、
を含む、キャリブレーション方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡およびキャリブレーション方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡用のカメラとして、イメージセンサーの有感領域に、直接電子が入射する直接検出カメラが知られている。例えば、特許文献１には、透過電子顕微鏡用のカメラとして、直接検出器（イメージセンサー）を備えた直接検出カメラが開示されている。特許文献１に開示された直接検出器では、電子線を検出する半導体層を薄くすることによって、電子線と半導体層との相互作用を抑制している。これにより、電子線と半導体層の相互作用によって生じる入射電子以上の過剰信号によるノイズを低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－００２３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された直接検出器は、電子線に基づく画像を形成するための複数の画素を備えている。このような複数の画素を備えたイメージセンサーでは、製造誤差などにより、画素ごとに感度が異なっている場合がある。そのため、画素ごとに異なる感度を補正することができる電子顕微鏡が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る電子顕微鏡の一態様は、
試料に電子線を照射し、前記試料を透過した電子で結像する電子光学系と、
複数のセンサー画素を有するイメージセンサーを含み、前記イメージセンサーに電子が入射することによって前記複数のセンサー画素の各々から出力される出力値に基づくフレーム画像を撮影するカメラと、
前記複数のセンサー画素の感度を補正するための複数の補正係数を算出する補正係数算出部と、
を含み、
前記補正係数算出部は、
前記イメージセンサーに入射する電子がポアソン過程に従う条件で撮影された複数の前記フレーム画像から、前記センサー画素ごとに出力値の最頻値を求め、
前記センサー画素ごとに求めた前記最頻値に基づいて、前記複数の補正係数を算出する。
【０００６】
このような電子顕微鏡では、互いに異なる感度を有する複数のセンサー画素の感度を補正できる。
【０００７】
本発明に係るキャリブレーション方法の一態様は、
試料に電子線を照射し、前記試料を透過した電子で結像する電子光学系と、
複数のセンサー画素を有するイメージセンサーを含み、前記イメージセンサーに電子が入射することによって前記複数のセンサー画素の各々から出力される出力値に基づくフレーム画像を撮影するカメラと、を含む電子顕微鏡における前記イメージセンサーのキャリブレーション方法であって、
前記イメージセンサーに入射する電子がポアソン過程に従う条件で撮影された複数の前
記フレーム画像から、前記センサー画素ごとに出力値の最頻値を求める工程と、
前記センサー画素ごとに求めた前記最頻値に基づいて、前記複数のセンサー画素の感度を補正するための複数の補正係数を算出する工程と、
を含む。
【０００８】
このようなキャリブレーション方法では、互いに異なる感度を有する複数のセンサー画素の感度を補正できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
撮像処理装置の構成の一例を示す図。
画像処理部の画像生成処理の流れの一例を示すフローチャート。
黒引き処理を説明するための図。
感度補正処理を説明するための図。
イメージセンサーを模式的に示す断面図。
イメージセンサーの任意のセンサー画素に１つの入射電子が入射したときの信号の発生量とその頻度を示すグラフ。
カウンティング処理を説明するための図。
補正係数算出部の処理の一例を示すフローチャート。
任意のセンサー画素の出力値のヒストグラム。
最頻値テーブルの一例を示す図。
カメラ制御部の暗時画像更新処理の一例を示すフローチャート。
カメラ制御部の暗時画像更新処理の変形例を示すフローチャート。
カメラ制御部の暗時画像更新処理の変形例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
（【００１１】以降は省略されています）

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