DE3249005T1

DE3249005T1 - Verfahren und vorrichtung zur bilderzeugung

Info

Publication number: DE3249005T1
Application number: DE823249005T
Authority: DE
Inventors: Ariel David Moorabbin Victoria Antonovsky
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1981-09-01
Filing date: 1982-09-01
Publication date: 1983-11-17
Also published as: US4560872A; GB2115644B; GB2115644A; GB8311849D0; AU8828682A; AU549193B2; JPS58501396A; NL8220304A; WO1983000921A1

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Bilderzeugung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung.

Es ist bekannt, farbige Bilder aufzubauen, in denen verschiedene Bildbereiche entsprechend einer Farbkodierung in der Form farbig ausgebildet sind, dass die Änderungen in einer physikalischen Variablen durch die verschiedenen Farben wiedergegeben sind. Beispielsweise werden in der Astronomie Bilder von Himmelsobjekten häufig so farbig dargestellt, dass die Bereiche im Bild, an denen eine physikalische Variable, wie beispielsweise die Gasgeschwindigkeit, die Strahlungsintensität oder eine ähnliche Variable genau übliche Kennwerte , beispielsweise eine übliche Amplitude, zeigt, verglichen mit den Bereichen mit genau anderen Kennwerten durch andere Farben dargestellt sind. Während derartige farbige Bilder die Information in einer leicht aufnehmbaren Form vermitteln, ist der Informationsgehalt im allgemeinen nicht grosser als er vermittelbar wäre, wenn die Farben nicht benutzt würden und das Bild einfach einfarbig, beispielsweise durch verschiedene Helligkeitsmuster, kodiert wäre. Das steht im Gegensatz zu den Bildern, die normalerweise vom Auge in der Natur wahrgenommen werden, bei denen aufgrund der empfangenen zusätzlich zugemischten Lichteindrücke eine Vielzahl von feinen Lichteffekten differenziert werden kann, welche Eindrücke kaum adequat einfarbig wiedergegeben werden können. Das beruht natürlich darauf, dass ein farbiges Bild, wie es vom Auge wahrgenommen wird, als aus drei gleich-

zeitig wahrgenommenen,Bildern, jeweils in einer separaten .Grundfarbe aufgebaut angesehen werden kann und das Auge in der Lage ist, Bereiche im Bild zu differenzieren, zwischen denen die relativen Anteile der drei Grundfarben variieren. Durch die Erfindung sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung geliefert werden, bei denen stärker diese Farbdifferenzierfähigkeit des Auges ausgenutzt wird. Die Erfindung befasst sich somit im weiten Sinne mit Verfahren und Vorrichtungen zur Bilderzeugung, bei denen drei Bildsignale erzeugt werden, indem Signale von einem Gegenstand aufgenommen werden, die drei verschiedene Kennwerte des Gegenstandes wiedergeben, die nicht die Farben des Gegenstandes sind, wobei die Bildsignale dazu benutzt werden, ein farbiges Bild des Gegenstandes zu er- zeugen,in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle des Bildes die vorherrschende Beziehung zwischen den drei Kennwerten an einer entsprechenden Stelle am Gegenstand wiedergeben.

Gemäss eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bilderzeugung geliefert, bei dem eine Probe unter Verwendung des Abtastelektronenmikroskopes abgetastet wird, um zu bewirken, dass ein Elektronenstrahl auf eine Probe auf triff t., und drei Bildsignale erzeugt werden, indem jeweils wenigstens drei verschiedene Effekte eines derartigen Auftreffens wahrgenommen werden, wobei die Bildsignale dazu benutzt werden, ein farbiges Bild der genannten Probe zu erzeugen,in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle des Bildes die vorherrschende 0 Beziehung zwischen den drei Effekten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

Die Erfindung liefert weiterhin auch eine Vorrichtung zur Bilderzeugung, die ein Abtastelektronenmikroskop, das eine 5 Einrichtung zum Ausrichten eines Elektronenstrahles aufweist,

so dass dieser auf einen Gegenstand auftrifft und einen Gegenstand abtastet, eine Detektoreinrichtung zum Erzeugen von drei Bildsignalen, indem jeweils wenigstens drei verschiedene Effekte des genannten Auftreffens wahrgenommen werden, und eine Einrichtung zum Erzeugen eines farbigen Bildes der Probe aus den genannten Bildsignalen umfasst, in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle des Bildes die vorherrschende Beziehung zwischen den drei Effekten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die drei-Effekte die Effekte der Sekundärelektronenemission (SE) mit Energien in zwei verschiedenen jeweiligen Energiebändern und der Emission von rückgestreuten Elektronen (BSE) sein. Die drei Farben können die Intensitäten der jeweiligen genannten Emissionen wiedergeben.

Die eigentliche Erzeugung des Bildes aus den Bildsignalen kann dadurch bewirkt werden, dass !die Bildsignale, die den jeweiligen genannten Effekten entsprechen,jeweils der Reihe nach dazu benutzt werden, drei jeweils einfarbige Bilder unter Verwendung einer Sichtanzeigevorrichtung zu erzeugen, und diese einfarbigen Bilder fotografisch beispielsweise dadurch kombiniert werden, dass sie der Reihe nach und durch

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jeweils verschiedenfarbige Filter auf einen einzelnen Farbfilm fotografiert werden. Die Signale können auch dazu benutzt werden, ein Dreifarbenbild an einer Farbkathodenstrahlröhre oder einer anderen Farbsichtanzeigevorrichtung zu erzeugen.

Die Erfindung wird weiter unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 in einem Diagramm ein Verfahren gemäss der Erfindung zeigt,

Fig. 2 in einem Diagramm ein anderes Verfahren gemäss der

Erfindung zeigt, und

Fig. 3 in einem Diagramm die Verwendungen eines Farbdiapositivs zeigt, wenn dieses nach dem Verfahren von Fig. 1 erzeugt ist.

Bezugnehmend auf Fig. 1 sind drei Detektoren 12, 14 und 16, die einem Abtastelektronenmikroskop (nicht dargestellt) zugeordnet sind, so angeordnet, dass sie die Elektronenemission von einer Probe zufolge des Auftreffens des Abtaststrahles des Elektronenmikroskops auf der Probe empfangen. Wie es üblich ist, wird die Abtastung in einem "Raster" bewirkt, das eine Reihe von dicht beabstandeten Zeilen umfasst- Die Detektoren 12 und 16 sind so angeordnet, dass sie Sekundärelektronen wahrnehmen, die an der Oberfläche der Probe zufolge eines derartigen Äuftreffens erzeugt werden, während der Detektor 14 dazu benutzt wird, rückgestreute Elektronen wahrzunehmen.

Die Detektoren 12, 14 und 16 können entsprechend der üblichen Praxis ausgebildet sein, wobei die Detektoren 12 und 16 geeignete daran anliegende elektrische Potentiale haben, um die Sekundärelektronen anzuziehen.Die Anζiehungsspannungen sind so festgelegt, dass sie verschieden sind, so dass die beiden Detektoren 12 und 16 so ansprechen, dass sie Sekundärelektronen in verschiedenen Energiebändern wahrnehmen, wobei ein Detektor 12 Sekundärelektronen in einem Breitenergieband wahrnimmt und der andere Detektor 16 Sekundärelektronen in einem Hochenergieband wahrnimmt, das ein Teil des zuletzt genannten Breitenergiebandes ist. Die beiden Detektoren können eine ähnliche Form haben, wobei der Detektor 16 eine relativ niedrigere daran anliegende Kollektorspannung als der Detektor 12 hat.

-f-ς*

Mittels eines Schalters 18 werden die Signale, die durch die drei Detektoren erzeugt werden und die Intensitäten der empfangenen Elektronen während der Abtastung wiedergeben, wählweise einem Videoverstärker 20 zur Verstärkung der Detektorsignale zugeführt und von da zu einer Kathodenstrahlröhre 22 zur Erzeugung eines einfarbigen Bildes aus den Signalen geleitet. Die Abtastung des Elektronenstrahles bewirkt, dass die Signale von jedem der Detektoren die Form von aufeinanderfolgenden Zeilensignalen haben, deren Amplituden über die Zeit der entsprechenden Abtastung quer über die Probe in einer,Form variiert, die die variierenden Intensitäten der empfangenen Elektronen längs der Abtastweges wiedergibt. Wenn somit beispielsweise der Schalter 18 so geschaltet ist, dass er das Ausgangssignal vom Detektor 12 empfängt, wird die Reihe der aufeinanderfolgenden Zeilensignale vom Detektor 12 zum Verstärker 20 und von dort zur Kathodenstrahlröhre 22 geführt. Diese Abtastsignale werden im Videoverstärker verstärkt und an die Kathodenstrahlröhre 22 gelegt, um entsprechende Abtastzeilen der Kathoden-" strahlröhre zu erzeugen, so dass das oben erwähnte einfarbige Bild in einer derartigen Form aufgebaut wird, dass die Helligkeit des Bildes an irgendeiner Stelle auf der Abtastzeile proportional zur Intensität der Sekundärelektronen ist, die vom Detektor 12 empfangen werden. Wenn dementsprechend der Detektor 14 auf den Verstärker 20 geschaltet ist, wird ein davon verschiedenes einfarbiges Bild an der Kathodenstrahlröhre aufgebaut, wobei dieses Bild die Änderungen in der Intensität der empfangenen rückgestreuten Elektronen während der Abtastung wiedergibt. Wenn schliesslich der Detektor 16 über den Schalter 18 mit dem Verstärker 20 verbunden ist, zeigt die Kathodenstrahlröhre 22 ein drittes einfarbiges Bild, das die Änderungen in der Intensität der hochenergetischen Sekundärelektronen über die abgetastete Probe wiedergibt.

Drei separate Abtastungen der Probe können dazu benutzt werden, separat die drei Signale von den Detektoren 12, 14 und 16 zu erzeugen, wobei der Schalter 18 vom Detektor 12 auf den Detektor 14 nach der ersten Abtastung und vom Detektor 14 auf den Detektor 16 nach der zweiten Abtastung umgeschaltet wird. In diesem Fall erscheinen die oben erwähnten einfarbigen Bilder somit der Reihe an der Kathodenstrahlröhre 22.

Ein Farbfilterträger 24 ist vor der Kathodenstrahlröhre 22 angeordnet. Dieser hat drei Farbfilter 26, 28, 30 mit verschiedenen Farben, die so gewählt sind, dass sie einen additiven Farbmischsatz bilden. Die Farben können beispielsweise die Grundfarben Rot, Blau und Grün sein. Eine Kamera "32 ist so angeordnet, dass sie ein Bild von der Kathodenstrahlröhre 22 über dasjenige Filter 26, 28, 30 empfängt, das gerade dazwischen vor der Kathodenstrahlröhre angeordnet ist, wobei der Filterträger 24 so ausgebildet ist, dass er drehbar ist,^!um eine wahlweise Anordnung irgendeines gewünschten Filters der Filter 26, 28, 30 vor der Kathodenstrahlröhre zu bewirken. Durch das Laden der Kamera 32 mit einem Farbfilm und das Fotografieren det drei einfarbigen Bilder, die der Reihe nach an der Kathodenstrahlröhre 22 auftreten, über ein jeweils anderes Filter der drei Filter 26, 28 und 30 wird dann auf dem Farbfilm ein Farbbild erzeugt, in dem die drei verschiedenfarbigen. Bilder, die sich aus der Zwischenanordnung der drei Filter ergeben, additiv kombiniert sind.

Fig. 2 zeigt eine Änderung der Anordnung von Fig. 1, bei der die drei Dektoren 12, 14 und 16 so angeordnet sind, dass jeder gleichzeitig während der Abtastung Signale erzeugt, und bei der drei separate Videoverstärker 20a, 20b, 20c angeordnet sind, um die Zeilensignale von den drei Detektoren

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zu empfangen und jeweils die Grün-, Rot- und Blaukanone eines Farbkathodenstrahlröhrenmonitors 36 zu steuern. Im letzteren Fall erzeugt dann der Kathodenstrahlröhrenmonitor 36 ein Farbbild, in dem das einfarbige grüne, rote und blaue Bild, die den Zeilensignalen von den Detektoren 12, 14 und 16 entsprechen, additiv kombiniert sind, um ein einzelnes mehrfarbiges Bild zu erzeugen.

Es ist möglich, die Kamera 32 mit einem Farbnegativmaterial zu laden, von dem ein Abzug anschliessend gemacht werden kann, es ist jedoch bevorzugt, die Kamera 32 mit einem Farbdiapositivfilm zu laden, so dass ein Farbdiapositiv 38 erzeugt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Von diesem Farbdiapositiv ist es möglich, durch übliche fotografische Techniken ein Farbdia 40 zu erzeugen, das sich zum Projizieren des Farbbildes auf dem Diapositiv 38 eignet. Durch direkten Positivabzug ist es auch möglich, einen Farbabzug 4 2 zu erzeugen, der das Bild auf dem Diapositiv 38 zeigt. Wenn weiterhin das Bild vom Farbdiapositiv 38 auf ein panchromatisches Schwärz-Weissr-Negativfilmmaterial projiziert wird, ist es möglich, einfarbige Negative, beispielsweise das dargestellte Negativ 44 zu erzeugen. Drei verschiedene derartige Negative können dadurch erzeugt werden, dass in geeigneter Weise jeweilige Rot-, Blau- und Grünfilter während jeder Belichtung zwischengesetzt werden. Die drei in dieser Weise erzeugten Negative zeigen somit Negativbilder, die den jeweiligen einfarbigen Bildern entsprechen, die ursprünglich an der Kathodenstrahlröhre 22 erzeugt wurden. Durch Abziehen der Negative ist es dann möglich, von dem Farbdiapositiv 38 drei Schwärz-Weiss-Abzüge 46 zu extrahieren, die die Positivbilder zeigen, die dem jeweiligen Bild der drei Bilder entsprechen, die ursprünglich an der Röhre 22 angezeigt wurden.

Obwohl die Wahl der wahrgenommenen Effekte, die benutzt werden, um die Blau-, Grün- und Rotsignale in den beschriebenen

Anordnung zu erzeugen, variabel ist, bevorzugen wir die Verwendung des folgenden Farbsignalsystems:

Sekundärelektronenbild (wahrgenommen durch den Detektor 12) - Grün
Rückgestreutes Elektronenbild (wahrgenommen durch den Detektor 14) - Rot

Hochenergiesekundärelektronenbild (wahrgenommen durch den Detektor 16) - Blau

Die Wahl von Rot zur Anzeige des rückgesteuten Elektronenbildes ist angemessen, da diese auffallende Farbe leicht die fundamentalen Unterschiede in Form der verschiedenen Ordnungszahlen an verschiedenen Bereichen der Probe darstellen. Diese Ordnungszahlunterschiede sind im rückgestreuten Elektronenbild leicht sichtbar. Das hat sich als insbesondere dann zweckmässig herausgestellt, wenn Schwerelementkonzentrationen in der Probe die höchste Bedeutung haben, wie beispielsweise dann, wenn Metallerze in Gesteinsproben, die Schwermetallabsofption oder Verschmutzung in biologischen Proben und die Legierungsphasen in Metallproben untersucht werden. Das Sekundärelektronenbild, das aus dem Signal vom Detektor 12 erzeugt wird, hängt primär von. der Probentopographie ab und neigt somit dazu, eine Gesamtfarbgebung (insbesondere im Hintergrund) zu erzeugen. Aus diesem Grunde hat sich Grün als geeigneter als Blau herausgestellt, da Kombinationen von Rot und Grün einen Bereich von "Erd-"Farben (Rottöne, Gelbtöne, Brauntöne und Grüntöne) erzeugen, die in biologischen und mineralogischen Proben erwartet werden. Das Hochenergiesekundärelektronenbild aus dem Signal, das vom Detektor abgeleitet wird, überdeckt den Energiebereich zwischen dem normalen Sekundärelektronensignalen und den rückgesteuerten Elektronensignalen. Die Hochenergiesekundärelektronenemission ist stark gerichtet und kann dazu benutzt werden, die Differenzierung zwischen dem Gegenstand und dem Hintergrund zu verstärken.

Das Bild von diesem Energiebereich neigt dazu, die "Glanzpunkte" einzeln zu zeigen und erscheint blau in den farbigen Bildern, die nach dem beschriebenen Verfahren erzeugt werden.

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Im allgemeinen treten diese Glanzpunkt auch in dem roten und grünen Bild auf und das sich ergebende "Weiss" approximiert das "Weis$", da zu einer Spiegelung in Farbfotografien gehört, die bei Beleuchtung mit sichtbarem Licht gemacht werden.

Die Fotografien, die das Ergebnis der beschriebenen Verfahren sind, haben mehrere Vorteile. Es hat sich herausgestellt, dass sie ästhetisch annehmbar sind, einen höheren Informationsgehalt verglichen mit den einfarbigen Fotografien besitzen und einfach zu behandeln sind.

Es wird angenommen, dass von grosser Bedeutung die Möglichkeit ist, Farbe in die Arbeit eines Abtastelektronenmikroskopes in der Weise einzuführen, dass sich das Aussehen einer rea-¹ listischen Darstellung ergibt, die der untersuchten Probe inhärent ist. Obwohl die wahren Farben der Probe durch die Elektronenbeleuchtung nicht wiedergegeben werden können, kann die beschriebene fotografische Einrichtung die Qualitäten erzeugen, die wahre Farben zeigen würden. Es versteht sich, dass nur über den additiven Farbgebungsvorgang,der die drei getrennten Grundfarbenbilder gemäss der Erfindung einschliesst, diese realistische Darstellung erhalten werden kann. Die drei verschiedenen Signale, die verwandt werden * und von denen jedes einen anderen Informationsgehalt hat, und die zusätzliche Farbdifferenzierung, die gemäss der Erfindung möglich gemacht wird, erhöhen gleichfalls stark den gesamt möglichen Informationsgehalt des Bildes. Wie es beschrieben wurde, können die drei Informationssätze, die den drei verschiedenen Bildern entsprechen, in jedem Fall

später getrennt durch eine fotografische Einrichtung zurückgewonnen werden, wenn das erwünscht ist.

Während bei der beschriebenen Anordnung zwei separate Detektoren für die Sekundärelektronenemission verwandt wurden, ist es ersichtlich, dass mit der Ausnahme für den Fall, in dem

- -kleine gleichzeitige Herleitung der drei notwendigen Bildsignale erforderlich ist, einer der Detektoren 12,. 16 fehlen kann und derselbe Sekundärelektronendetektor dazu benutzt werden kann, sowohl das Breitenergieband-als auch das Hochenergiesekundärelektronenbildslgnal herzuleiten. Das würde dadurch erreicht, dass eine Einrichtung zum Ändern der benutzten Spannung vorgesehen wird, die an dem einzelnen Detektor liegt, um die Hochenergie- und"Breitenergiebandbildsignale bei separaten Abtastungen zu liefern.

Wie es erwähnt wurde, können die Detektoren 12 und 14 sowie der Detektor 16, falls er vorgesehen ist, von herkömmlicher Form sein. Der BSE-Detektor 14 kann insbesondere einen Festkörperdetektor umfassen, der eine Gruppe von vier Halbleiterkristallen aufweist, die um den Boden des Mikroskoppolstückes (zwischen der Endlinse und der Probe) angeordnet sind. Die wahrzunehmenden Elektronen werden von der Probe zu den Kristallen mit Energien irgendwo von einigen hundert Volt bis zu der Primärstrahlenergie rückgestreut.

Da schwerere Elemente Elektronen wirksamer als leichtere Elemente rückstreuen, erscheinen Bereiche mit; einer Schwerelementkonzentration in der Probe als helle Bereiche in dem sich ergebenden einfarbigen Bild und rot im farbigen Bild. ■

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Der Detektor 12 und der Detektor 16, falls dieser vorgesehen ist, können einen "E-T"-Detektor umfassen, der einen Szintillator aufweist (eine phosphoreszierend beschichtete Scheibe), der optisch aber einen "Lichtleiter" mit einem Fotovervielfacher verbunden ist. Wenn Sekundärelektronen, die von der Probe ausgesandt werden, auf die Szintillatorscheibe auftreffen, tritt ein Lichtblitz auf, der durch die Fotovervielfacherröhre in ein benutzbares elektronisches Signal umgewandelt wird. Die Intensität der Blitze an jeder Stelle der Abtastung der Probe bestimmt das sich ergebende

BiId. Da die Energie der Sekundärelektronen ziemlich niedrig ist (unter 100 Volt), wird ein Kollektorkäfig, der auf einer positiven Spannung gehalten ist, dazu benutzt, die Elektronen zum Szintillator anzuziehen. Die tatsächlich benutzte Spannung bestimmt dann die Menge und Energie der Elektronen, die zum Detektor angezogen werden,und kann somit dazu benutzt werden, das erzeugte endgültige Bild zu modifizieren. Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann beispielsweise das grüne Bild von einer "normalen¹¹ Kollektorspannung von etwa 250 V hergeleitet werden und wäre dann das grüne Bild für den vollen Bereich von Sekundärelektronen bis zu den rückgestreuten Elektronen mit niedrigerer Energie repräsentativ. Das blaue Bild kann dann von einer niedrigen Kollektorspannftingseinstellung von etwa -20 V hergeleitet werden, die Sekundärelektronen mit niedriger Energie nicht anziehen wird. Das blaue Bild hebt dann die hochenergetischen Sekundärelektronen hervor.

Aufgrund der Überlappung der Energiebereiche können Elektronen eines bestimmten Ursprunges in irgendeinem dieser . drei Bilder oder allen drei Bildern enthalten sein, die im farbigen Bild verwandt werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das zu dem übergang der Farben beträgt, der in einem wirklichen farbigen Bild erwartet wird.

Die Erfindung kann bei anderen BiIdsystemen als denjenigen angewandt werden, die ein Abtastelektronenmikroskop verwenden. Sie kann beispielsweise verwandt werden, um Bilder von astronomischen Gegenständen aus Funkdaten zu erzeugen. Funkwellen, die in drei verschiedenen Energiebändern wahrgenommen werden, können somit dazu verwandt werden, drei Bildsignale zu erzeugen, die zum Erzeugen eines Bildes miteinander kombiniert werden.

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-13-

Zusätzlich zu der beschriebenen abweichenden Konstruktion, die den Detektor 14 und einen der beiden Detektoren 12 und 16 verwendet, ist es auch möglich, einen einzigen Detektor statt aller drei Detektoren 12, 14 und 16 zu verwenden. Ein derartiger Detektor wäre an einer Stelle angeordnet, an der er dem Auftreffen einer Sekundärelektronenemission über einen breiten Bereich von Energien und gleichfalls dem Auftreffen der rückgestreuten Elektronen ausgesetzt ist. Der Detektor kann dann von einer Art sein, die eine Wahl des Energiepegels der Elektronen erlaubt, auf die er anspricht (beispielsweise durch eine Änderung des Kollektorpotentials). Die drei notwendigen Bildsignale können dann dadurch hergeleitet werden, dass in geeigneter Weise der oben erwähnte Energiepegel geändert wird, auf den der Detektor anspricht. Eine derartige Änderung kann zyklisch, beispielsweise über eine elektronische Einrichtung bewirkt werden. Im allgemeinen wird jedoch bei einem derartigen System ein gewisser Verlust an Signalinformation verglichen mit der Information auftreten, die von dem oben beschriebenen Zweidetektorsystern und Dreidetektorsystem hergeleitet werden kann.

Bei dem beschriebenen Verfahren ist das Band der Energien der Sekundärelektronen, auf die der Detektor 12 anspricht, breit genug, um die Energien der Sekundärelektronen einzuschliessen, auf die der Detektor 16 anspricht. Es ist jedoch nicht wesentlich, dass das der Fall ist. Die Detektoren 12 und 16 können auf Sekundärelektronen in verschiedenen einander nicht überlappenden Energiebändern ansprechen. Die Energiebänder können weiterhin durchgehend oder unterbrochen sein. .

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Bilderzeugung, bei dem drei Bildsignale dadurch erzeugt werden, dass Signale von einem Gegenstand wahrgenommen werden, die drei verschiedene Kennwerte des Gegenstandes wiedergeben, die nicht die Farben des Gegen-Standes sind, wobei die Bildsignale dazu benutzt werden, ein farbiges Bild des Gegenstandes zu erzeugen, in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle des Bildes die vorherrschende Beziehung zwischen den drei Kennwerten an einer entsprechenden Stelle am Gegenstand wiedergeben.

2. Vorrichtung zur Bilderzeugung, die eine Einrichtung zum Erzeugen von drei Bildsignalen durch die Aufnahme von Signalen von einem Gegenstand, die drei verschiedene Kennwerte des Gegenstandes wiedergeben, die nicht die Farben des Gegenstandes sind, und eine Einrichtung zum Erzeugen eines farbigen Bildes des Gegenstandes umfasst, in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle des Bildes die vorherrschende Beziehung zwischen den drei Kennwerten an einer entsprechenden Stelle am Gegenstand wiedergeben.

3. Verfahren zur Bilderzeugung, bei dem eine Probe unter Verwendung eines Abtastelektronenmikroskops abgetastet wird, um zu bewirken, dass ein Elektronenstrahl auf eine Probe auftrifft, und drei Bildsignale erzeugt werden, indem jeweils wenigstens drei verschiedene Effekte eines derartigen Auftreffens wahrgenommen werden, wobei die Bildsignale dazu benutzt werden, ein farbiges Bild der Probe zu erzeugen, in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle des Bildes die vorherrschende Beziehung zwischen den genannten drei Effekten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

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4. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 3, bei dem die drei Effekte die Effekte der Sekundärelektronenemission mit Energien in zwei verschiedenen jeweiligen Energiebändern und der Emission von rückgestreuten Elektronen sind.

5. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 4, bei dem die drei Farben die Intensitäten der jeweiligen genannten Emissionen wiedergeben.

6. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 3, Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem die Bildsignale/ die den jeweiligen genannten Effekten entsprechen, der Reihe nach dazu verwandt werden, drei jeweils >- einfarbige Bilder unter Verwendung einer Sichtan7.eigevorrichtung zu erzeugen, wobei diese einfarbigen Bilder fotografisch kombiniert werden, um das farbige Bild zu erzeugen.

7. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 6, bei dem die Kombination dadurch bewirkt wird; dass die einfarbigen Bilder der Reihe nach .durch jeweils · verschiedenfarbige . Filter auf einen einzigen Farbfilm fotografiert werden.

8. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 3, Anspruch 4 oder Anspruchs, bei dem die Signale zur Erzeugung eines Dreifarbenbildes an einer Kathodenstrahlröhre oder einer anderen Farbsichtanzeigevorrichtung benutzt werden.

9. Vorrichtung zur Bilderzeugung, die ein Abtastelektronenmikroskop mit einer Einrichtung zum Ausrichten eines Elektronen-Strahles derart, dass er auf einen Gegenstand auftrifft und einen Gegenstand abtastet, eine Detektoreinrichtung zum Erzeugen von drei Bildsignalen, in dem jeweils wenigstens drei verschiedene Effekte des Auftreffens wahrgenommen werden, und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Farbbildes der Probe aus den Bildsignalen umfasst,in dem die relativen Intensitäten

der drei Bildfarben an jeder Stelle des Bildes die vorherrschende Beziehung zwischen den drei Effekten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

10. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 9,

wobei die drei Effekte die Effekte der Sekundärelektronenemission mit Energien in zwei verschiedenen jeweiligen Energiebändern und der Emission von rückgestreuten Elektronen sind.
10

11. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 10, wobei die drei Farben die Intensitäten der jeweiligen genannten Emissionen wiedergeben.

12. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 9, Anspruch 10 oder Anspruch 11, die eine Sichtanzeigevorrichtung, die angekoppelt ist, um die drei Bildsignale der Reihe nach zur Erzeugung von drei jeweils einfarbigen Bildern zu verwenden,und eine fotografische Einrichtung enthält, um die einfarbigen Bilder zur Erzeugung des "·'■■ farbigen Bildes fotografisch zu kombinieren.

13i· Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 12, die eine Filtereinrichtung enthält, um die einfarbigen Bilder durch eine Zwischenanordnung jeweils verschiedenfarbiger Filter vor dem fotografischen Kombinieren zu filtern.

14. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 9, An-. spruch 10 oder Anspruch 11, die eine Farbkathodenstrahlröhre oder eine andere Farbsichtanzeigevorrichtung enthält, die angekoppelt ist, um die drei Signale zu empfangen und das dementsprechende farbige Bild anzuzeigen.

KL-BH 38/83 Melbourne

7. Februar 1983

An das

Internationale Büro

34 Chemin des Colombettes CH-I211 Genf 20 Schweiz

Sehr geehrte Herren,

Betr.: Internationale Patentanmeldung PCT/ÄU82/00147 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization "Verfahren und Vorrichtung zur Bilderzeugung¹⁵

Im Nachgang zu unserem Telex vom 4. Februar 1983 gemäss PCT Regel 91.4 fügen wir geänderte Patentansprüche aufgrund von PCT Artikel 19 bei.

Hochachtungsvoll DAVIES & COLLISON

Keith Leslie

C- *T V-'

Geänderte Ansprüche

1. (gestrichen)

2. (gestrichen)

3. (geändert) Verfahren zur Bilderzeugung, bei dem eine Probe unter Verwendung eines Abtastelektronenmikroskops abgetastet wird, um zu bewirken, dass ein Elektronenstrahl auf die Probe auftrifft,und bei dem drei Bildsignale erzeugt werden, indem jeweils die Intensität der Sekundärelektronenemission in einem ersten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, die Intensität der Sekundärelektronenemission in einem zweiten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert,und die Intensität der rückgestreuten Elektronen, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, wahrgenommen werden, wobei die Bildsignale dazu benutzt werden, ein farbiges Bild der Probe zu erzeugen,in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle im Bild die vorherrschende Beziehung zwischen den genannten Intensitäten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

■4. (gestrichen)

5. (gestrichen)

6. (geändert) Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch. 3, bei dem die Bildsignale, die den jeweiligen genannten Intensitäten entsprechen, der Reihe nach dazu benutzt werden, drei jeweils einfarbige Bilder unter Verwendung einer Sichtanzeigevorrichtung zu erzeugen, wobei diese einfarbigen Bilder fotografisch zur Erzeugung des farbigen Bildes kombiniert werden.

^: -49-

7. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 6, bei dem die Kombination dadurch bewirkt wird, dass die einfarbigen Bilder der Reihe nach durch jeweils verschiedenfarbige Filter auf einen einzigen Farbfilm fotografiert werden.

8. (geändert) Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 3, bei dem die genannten Signale zur Erzeugung eines Dreifarbenbildes an einer Kathodenstrahlröhre oder einer anderen Farbsichtanzeigevorrichtung verwandt werden.

9. (geändert) Vorrichtung zur Bilderzeugung, die ein Abtastelektronenmikroskop mit einer Einrichtung zum Ausrichten eines Elektronenstrahles derart, dass er auf eine Probe auftrifft und eine Probe abtastet, eine Detektoreinrichtung zum Erzeugen von drei Bildsignalen, indem jeweils die Intensität der Sekundärelektronenemission in einem ersten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, die Intensität der Sekundärelektronemission in einem zweiten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, und die Intensität der rückgestreuten Elektronen, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, wahrgenommen werden, und eine Einrichtung zum Erzeugen eines farbigen Bildes der Probe aus den Bildsignalen umfasst,in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle im Bild die vorherrschende Beziehung zwischen den drei Intensitäten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

10. (gestrichen)

11. (gestrichen)

12. Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 9, die eine Sichtanzeigevorrichtung, die angekoppelt ist, um die drei Bildsignale der Reihe nach zur Erzeugung von drei jeweils einfarbigen Bildern zu verwenden, und eine fotografische Einrichtung enthält, um die einfarbigen Bilder

-ao-

zur Erzeugung des farbigen Bildes fotografisch zu kombinieren.

13. _v Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 12, die eine Filtereinrichtung enthält, um die einfarbigen Bilder durch Zwischenanordnung jeweils verschiedenfarbiger Filter vor dem fotografischen Kombinieren zu filtern.

14. (geändert) Vorrichtung zur Bilderzeugung nach Anspruch 9, die eine Farbkathodenstrahlröhre oder eine andere Farbsichtanzeigevorrichtung enthält, die angekoppelt ist, um die drei Signale zu empfangen und das dementsprechende farbige Bild anzuzeigen.

15. (neu) Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 3, bei dem das genannte erste Energieband ein Energieband ist, das die Hochenergie- und Niedrigenergiesekundärelektronenemission einschliesst,und das zweite Energieband ein Energieband ist, das die Hochenergiesekundärelektronenemission,jedoch nicht die Niedrigenergiesekundärelektronenemission einschliesst.

16. (neu) Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 15, bei dem die drei Bildfarben B Lau, Grün und Rot sind, die Intensität der grünen Bildfarbe proportional zu Intensität der Sekundärelektronenemission im ersten Energieband ist, die Intensität der blauen Bildfarbe proportional zur Intensität der Sekundärelektronenemission im zweiten Energieband ist und die Intensität der roten Bildfarbe proportional zur Intensität der rückgestreuten Elektronenemissijon ist.

- ai-

Übersetzung des Fernschreibens vom 4. Februar 1983

4. Februar 1983

ζ.Hd. Internationales Büro

Betr.: Internationale Patentanmeldung PCT/AU82/00147 gemäss PCT Regel 91.4, bitte Ansprüche aufgrund PCT Artikel 19 in der folgenden Weise ändern. Ein neugeschriebener Satz gemäss Ausführungsbestimmung 205 wird folgen.

1. Streichen Sie Ansprüche 1 und 2.

2. Ändern Sie Anspruch 3 in der folgenden Weise Anspruch 3 (geändert)

Verfahren zur Bilderzeugung, bei dem

eine Probe unter Verwendung eines Abtastelektronenmikroskops abgetastet wird, um zu bewirken, dass ein Elektronenstrahl auf die Probe auftrifft und bei dem drei Bildsignale erzeugt werden, indem jeweils die Intensität der Sekundärelektronenemission in einem ersten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, die Intensität der Sekundärelektronenemission in einem zweiten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert und die Intensität der rückgestreuten Elektronen, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, wahrgenommen werden, wobei die Bildsignale dazu benutzt werden, ein farbiges Bild der Probe zu erzeugen,in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle im Bild die vorherrschende Beziehung zwischen den genannten Intensitäten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

3. Streichen Sie Ansprüche 4 und.5.

4. Anspruch 6, Zeile 2 streichen "Anspruch 4 oder Anspruch 5"

5. Anspruch 6, Zeile 3 ändern Sie "Effekte" in "Intensitäten"

6. Anspruch 8, Zeile 2 streichen Sie "Anspruch 4 oder Anspruch 5" "

7. Ändern Sie Anspruch 9 in der folgenden Weise: Anspruchs (geändert)

Vorrichtung zur Bilderzeugung, die ein

Abtastelektronenmikroskop mit Giner Einrichtung zum Ausrichten eines Elektronenstrahles derart, dass er auf eine Probe auftrifft und eine Probe abtastet, eine Detektoreinrichtung zum Erzeugen von drei Bildsignalen, indem jeweils die Intensität der Sekundärelektronenemission in einem ersten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, die Intensität der Sekundärelektronemission in einem zweiten Energieband, die aus dem genannten Auftreffen resultiert und die Intensität der rückgestreuten Elektronen, die aus dem genannten Auftreffen resultiert, wahrgenommen werden und eine Einrichtung zum Erzeugen eines farbigen Bildes der Probe aus den Bildsignalen umfasst, in dem die relativen Intensitäten der drei Bildfarben an jeder Stelle im Bild die vorherrschende Beziehung zwischen den drei Intensitäten an einer entsprechenden Stelle an der Probe wiedergeben.

8. Streichen Sie Ansprüche 10 und 11

9. Anspruch 12, Zeile 2, streichen Sie "Anspruch 10 oder Anspruch 11"

10. Anspruch 14, Zeile 2, streichen Sie "Anspruch 10 oder Anspruch 11",

11. Fügen Sie folgende neue Ansprüche 15 und 16 ein:

Anspruch 15 (neu)

Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 3, bei dem das genannte erste Energieband ein Energieband ist, das die Hochenergie- und Niedrigenergiesekundärelektronenemission einschliesst und das zweite Energieband ein Energieband ist, das die Hochenergiesekundärelektronenemission,jedoch nicht die Niedrigenergiesekundärelektronenemission einschliesst.

Anspruch 16* ('neu)

Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 15, bei dem die drei Bildfarben Blau, Grün und pot sind, die Intensität der grünen Bildfarbe proportional zu Intensität der Sekundärelektronenemission im ersten Energieband ist, die Intensität der blauen Bildfarbe proportional zur Intensität der Sekundärelektronenemission im zweiten Energieband ist und die Intensität der roten Bildfarbe proportional zur Intensität der rückgestreuten Elektronenemission ist.

Danke

Keith Leslie
Agent für Anmelder
Davies and Collison