Видеоконтрольное устройство растрового электронного микроскопа с системой развертки изображения
Изобретение относится к электронно-оптическому приборостроению и может быть использовано в видеоконтрольньпс установках растровых электронных микроскопов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит систему 1 электронного зонда, детектор 2, генераторы 3 и 4 кадровой и строчной разверток, блок 5 вращения растров, коммутаторы 6, 7, 15 и 16, блоки 8 и 9 формирования амплитуд кадровой и строчной разверток, блок 10 выбора режима, прерыватели 11 и 12 видеосигнала, электронно-лучевые трубки 13 и 14 и блок 17 задающих сигналов. Введение в устройство коммутаторов , блока вращения растров, блока задающих сигналов и блока выбора режима и их связи с элементами устройства позволило наблюдать ра экранах электронно-лучевых трубок изображение поля образца и его фрагментов с разными увеличениями, каждое из которых может быть повернуто относительно своей оси на определенные углы. В описании приведена функ- . циональная схема блока вращения растров . 1 з.п.ф-лы 2 ил. (Л ю 00 4 IND ел
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСРУБЛИН
SD 4 H 01 J 37/302 р1.. „13. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3775266/24-21 (22) 31.07.84 (46) 15.03.86. Бюл. У 10 (711 Куйбышевский электротехнический институт связи (72) О.Л.Куляс, А.А.Камалягин и Г.А.Суворов (53) 321.387 (088.8j (56) Гоулстейн Дж., Яковиц Х.
Практическая растровая электронная микроскопия. М.: Мир, 1978, с. 151 †1.
Авторское свидетельство СССР !! - 913 479, кл. Н 01 3 37!26, (54) ВИДЕОКОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
РАСТРОВОГО ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА
С СИСТЕМОЙ РАЗВЕРТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электронно-оптическому приборостроению и может быть использовано в видеоконтрольных установках растровых электронных микроскопов. Цель изобретения — расшйрение функциональных
„„SU„„1218425 А возможностей. Устройство содержит систему 1 электронного зонда, детектор 2, генераторы 3 и 4 кадровой и строчной разверток, блок 5 вращения растров, коммутаторы 6, 7, 15 и 16, блоки 8 и 9 формирования амплитуд кадровой и строчной раэверток, блок
10 выбора режима, прерыватели 11 и 12 видеосигнала, электронно-лучевые трубки !3 и 14 и блок 17 задающих сигналов. Введение в устройство коммутаторов, блока вращения растров, блока задающих сигналов и блока выбора режима и их связи с элементами устройства позволило наблюдать на экранах электронно-лучевых трубок изображение поля образца и его фрагментов с разными увеличениями, каждое из которых может быть повернуто С относительно своей оси на определенные углы. В описании приведена функциональная схема блока вращения растров. 1 з.п.ф-лы 2 ил.
)Я
18425
5
f0
15! !2
Изобретение относится к электронно-оптическому приборостроению и может бььть использовано в видеоконтрольных устройствах (ВКУ) растровых электронных микроскопов (рЭИ)
Целью изобретения является расширение функциональных. возможностей за счет осуществления независимого поворота растров исследуемого поля и фрагмента на исследуемом образце. введением в устройство блока вращения растров и ряда функциональных блоков, позволяющих избежать смещений геометрических центров растров поля и фрагмента изображений при их независимом повороте.
На .фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — функциональная схема блока вращения растров.
Устройство содержит отклоняющую систему 1 электронного зонда, детектор 2 излучения, генераторы 3 и 4 кадровой и строчной разверток, блок 5 вращения растров, первый 6 и второй 7 коммутаторы, блоки 8 и 9 формирова-. ния амплитуд кадровой и строчной разверток, блок 10 выбора режимов, первый ll и второй 12 прерыватели видеосигнала, первую 13 и вторую 14 электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) третий 15 и четвертый 16 коммутаторы„ блок 17 задаюших сигналов, причем генераторы 3 и 4 кадровой и строчной разверток подсоединены к отклоняющей системе второй -14 электронно-лучевой трубки, Ко второму и первому входам блока 5 вращения растров и к первым сигнальным входам третьего 15 и чет-. вертого 16 коммутаторов соответственно, выходы указанных коммутаторов подключены к отклоняющей системе первой 13 электронно-лучевой трубки, к третьему и четвертому входам блока 5 вращения растров подключены выходы первого 6 и второго 7 коммутаторов, .к первым 6 и вторым 7 сигнальным входам коммутаторов подключены выходй синусных и косинусных составляющих углов поворота блока 17 задающих сигналов, первый и второй выходы блока
5 вращения растров подсоединены к сигнальным входам блоков 8 и 9 формирования амплитуд кадровой и строчной разверток соответственно, выходы блоков 8 и 9 формирования подключены к отклоняющей системе 1 электронного зонда, детектор 2 излучения подсое25
55 динен к сигнальным входам первого ll и второго 12 прерывателей видеосигнала, выходы указанных прерывателей подключены соответственно к катодам первой 13 и второй 14 электронно-лучевых трубок, первый выход блока 10 выбора режимов подключен ° к управляющим входам первого 6, второго 7, третьего 15 и четвертого 16 коммутаторов и управляющим входам формиро-.. вателей 8 и 9 амплитуд кадровой и строчной разверток, второй и третий выходы подсоединены к управляющим входам второго 12, первого ll прерывателей видеосигналов.
Блок 5 вращения растров содержит первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 перемножающие цифроаналоговые преобразователи ЦАП, каждый нз которых имеет цифровые и аналоговые входы, и двухвходовые вычитающее 22 и суммируюшре 23 устройства, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока, 5 вращения растров, причем выходы первого 18 и второго !9 ЦАП подключены к входам вычитающего 22 устройства, выходы третьего 20 и четвертого 21 ЦАП - к входам суммирующего 23 устройства, аналоговые входы второго 19 и четвертого 21, первого 18 и третьего 20 ЦАП-попарно объединены и являются первым и вторым входами блока 5 вращения растров, цифровые входы первого 18 и четвертого 21, второго 19 и третьего 20 ЦАПов также попарно объединены и являются третьим и четвертым входами блока 5 вращения растров.
Устройство работает следующим образом.
Электронный зонд электронно-оптической колонны микроскопа с помощью отклоняющей системы 1 сканирует исследуемый образец. Сигнал, образованный при взаимодействии зонда с образцом, усиливается детектором 2 излучений и преобразуется в видеосигнал, который поступает на входы первого 1.1 и второго 12 прерывателей видеосигнала и через них на катоды первой !3 и второй 14 ЭЛТ.
Пилообразные сигналы с генератора
3 и 4 кадровой и строчной разверток поступают на отклоняющую систему второй 14 ЭЛТ и одновременно на первые входы коммутаторов отклоняющих сигналов и входы блока 5 вращения растров. Сигналы, пропорциональные сину1218425 сам и косинусам выбранных углов поворота растра на поле образца аС< и на его фрагменте <<. z, поступают на входы коммутаторов первого 6 и второго 7, состояние которых определяется сигналами с блока 10 выбора режима.
Обеспечивается несколько режимов работы.
В режиме нормального увеличения на выход коммутаторов первого 6 и второго 7 проходят сигналы, пропорциональные s п 5 вращения растров формируются напряжения кадровой и строчной разверток, в соответствии с выражением 15 «®=-""сакэ«1 < t " „ô созе ,®=K0,(tjcos< kч»(цsin+ 3 (t), 3 (Ц вЂ” токи кадровых и строчных отклоняющих катушек колон-., ны РЭМ; 0,(4), (1 „(t} — пилообразные напряжения генераторов раэверток; — коэффициент пропорциональности. где 30 (l „„= kU „ L коэффициент пропорциональности; 55 входной сигнал на. аналоговом входе ЦАП; где 0 вх Формирование составляющих отклоняющих сигналов, пропорциональных синусам и косинусам углов поворота, осуществляется в перемножающих ЦАП первом 18, втором 19, третьем 20, четвертом 21 (фиг.2). На аналоговые 35 входы ЦАП первого 18 и третьего 20 подаются пилообразные сигналы с генератора 4 строчной развертки, а на аналоговые входы ЦАП второго 19 и четвертого 21 — с генератора 3 кадровой развертки. Сигнал, пропорциональный з п Ж, в виде двоичного кода подается на цифровые входы ЦАП первого 18 и,четвертого 21, а пропорциональный cos й< — на цифровые ЦАП второго 19 и третьего 20. В перемножающих ПАП происходит перемножение входного аналогового сигнала со значением кода на цифровых входах, таким образом, что на выходе получает- 50 ся сигнал N — десятичное число, соответствующее коду на цифровых входах. Полученные таким образом составляющие с выхода ЦАП первого 18 и второго 19 вычитаются в вычитающем блоке 22 и подаются на блок формирования 8 амплитуд кадровой развертки, а составляющие с выходов ЦАП третьего 20 и четвертого 21 складываются в сумматоре 23 и подаются на блок формирования 9 амплитуд строчной pasвертки. Далее эти сигналы без изменений поступают на отклоняющую систему 1 зонда и формируют на образце растр, повернутый на угол К< . Коммутаторы третий 15 и четвертый 16 отклоняющих сигналов пропускают пилообразные сигналы с выхода генераторов 3 и 4 кадровой и строчной разверток, а первый 11 и второй 12 прерыватели видеосигнала пропускают видеосигнал с выхода детектора 2 на катоды первой 13 и второй 14 ЭЛТ. Таким образом, на экранах первой 13 и второй 14 ЭЛТ формируются одинаковые изображения образца, причем ориентация образца на экранах может изменяться. В режиме сжатия и перемещения растра (режиме окна) с выхода генераторов 3 и 4 кадровой и строчной раэверток поступают пилообразные сигналы повышенной частоты, но уменьшенные по амплитуде. На выход коммутаторов первого 6 и второго 7 проходят сигналы, пропорциональные skn a< и cos м, в блоке 5 вращения растров формируются напряжения строчной и кадровой разверток в соответствии с выражением (1), которые в блоках 8 и 9 формирования амплитуд суммируются с постоянным напряжением, перемещающим растр по образцу. Эти сигналы раэверток поступают на отклоняющую систему 1 зонда и через коммутаторы третий 15 и четвертый 16 отклоняющих сигналов на отклоняющую систему первой 13 ЭЛТ. Первый 11 и второй 12 прерыватели видеосигнала пропускают видеосигнал на катоды первой 13 и второй 14 ЭЛТ. Таким образом, на образце формируется сжатый растр, ориентация и место положение которого могут изменяться. На экране первой 13 ЭЛТ наблюдается сжатый растр, аналогичный растру на образце, т.е. растр уменьшенных размеров, ориентация и местоположение 1218425 которого могут изменяться, а на экране второй 14 ЭЛТ - уменьшенный растр нормальной ориентаций, но с поворотом изображения фрагмента 5 на угол К В режиме одновременного наблюдения поля образца и его фрагмента (двойное увеличение) коммутаторы первый 6 и второй 7 поочередно с частотой 1О строк или кадров пропускают сигналы пропорциональные si и соя <,или sinews u cos К . В блоке 5 вращения растра формируются напряжения строчной и кадровой разверток в соответст- 15 вии с выражением (1), но в которых с частотой коммутации изменяется аргумент g . Эти напряжения поступают на формирователи 8 и 9 амплитуд, которые на время формирования растра на поле образца пропускают их без изменения, а на время формирования растра на фрагменте уменьшают их в определенное число раз и сумми-, руют с постоянным напряжением пере- 25 мещения. фрагмента по образцу. С выходов формирователей 8 и 9 амплитуд сигналы поступают на отклоняющую систему I и, управляя зондом, формируют на образце два растра разных размеров, каждый из которых может быть повернут вокруг своей оси. На экране первой 13 ЭЛТ также формируют-. ся два растра: на время сканирования поля образца. коммутаторы третий 15 и четвертый 1.6 пропускают сигналы с выходов генераторов 3 и 4 кадровой и строчной разверток, а на время I сканирования фрагмента — сигналы с выходов формирователей 8 и 9 амплитуд. Видеосигнал с выхода детектора 2 во время сканирования фрагмента прерывается. На экране второй 14 ЭЛТ формируется изображение фрагмента, причем видеосигнал с выхода детектора 2 проходит на катод этой ЭЛТ 45 только во время сканирования фрагмента и прерывается . во время сканирования поля образца. Таким образом, на экранах двух 3JIT можно наблюдать иэображение поля 4 50 образца и его фрагмента с разными увеличениями, каждое из них может быть повернуто относительно своей оси на углы Ф1 и Ж Формула изобретения 1. Видеоконтрольное устройство растрового электронного микроскопа с системой развертки изображения, содержащее первую и вторую электронно-лучевые трубки с отклоняющими системами, генераторы кадровой и строчной разверток, выходы которых подключены к отклоняющей системе второй трубки, отклоняющую систему электронного зонда, блоки формирования амплитуд кадровой и строчной разверток, выходы которых подсоединены к отклоняющей системе электронного зонда, первый и второй прерыватели видеосигналов, выходы которых подключены к катодам первой и второй электронно-лучевых трубок соответственно, детектор излучения, выход которого подключен к сигнальным входампервого и второго прерывателей видеосигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения независимых поворотов поля и фрагмента изображения на исследуемом образце, в него дополнительно. введены блок вращения растров, блок задающих сигналов, блок выбора режи-.. мов, первый, второй, третий и четвертый коммутаторы, причем первый и второй входы блока вращения растров подключены к генераторам кадровой и строчной разверток, третий и четвертый выходы блока вращения — к выходам. первого и второго коммутаторов соответственно, а первый и второй выходы блока вращения подключены к сигнальным входам формирователей амплитуд кадровой и строчной разверток, первые и вторые сигнальные входы первого и второго коммутаторов подключены к первым и вторым выходам синусных и косинусных составляющих углов поворота блока задающих сигналов, первые сигнальные входы третьего и четвертого коммутаторов подсоединены к выходам генераторов кадровой и строчной разверток, их вторые сигнальные входы подключены к выходам формирователей амплитуд кадровой и строчной разверток, а выходы — к отклоняющей системе первой электронно-лучевой трубки, первый выход блока выбора режимов подклюJl чен к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов и управляющим входом фор-. мирователей амплитуд кадровой и строчной разверток, второй выход— .к управляющему входу второго преры1218425 Составитель А.Перцев Редактор Л.Кастран Техред З.Палий Корректор А. Тяско Заказ 1134/58 Тираж 644 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", .г.ужгород, ул.Проектная,4 вателя видеосигналов, третий выход— к управляющему вхоцу первого прерывателя видеосигналов. 2. Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок вращения растров выполнен в виде первого; второго, третьего и четвертого перемножающих цифроаналоговых преобразователей, каждый из которых имеет цифровые и аналоговые входы, и двухвходовых вычитающего и суммирующего блоков, выходы которых являются первым и вторым выходами-блока, причем выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены к входам вычитающего блока, выходы третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей подключены к входам суммирующего блока, аналоговые входы второго и четвертого, первого и третьего цифроаналоговых преобразователей попарно объединены 10 и являются первым и вторым входами блока, цифровые входы первого и четвертого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей также попарно объединены и являются третьим и 1 четвертым входами блока.
