特開 2015-201304 画像処理システム及び画像処理方法並びに画像処理システムを用いたＳＥＭ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-201304(P2015-201304A)

(43)【公開日】2015年11月12日

(54)【発明の名称】画像処理システム及び画像処理方法並びに画像処理システムを用いたＳＥＭ装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/22 20060101AFI20151016BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/22 502F

   H01J37/22 502E

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-78721(P2014-78721)

(22)【出願日】2014年4月7日

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】董 宜平

(72)【発明者】

【氏名】平野 克典

(72)【発明者】

【氏名】桜井 祐市

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 真佐志

(72)【発明者】

【氏名】神尾 誠人

(72)【発明者】

【氏名】板橋 洋憲

(72)【発明者】

【氏名】星野 吉延

(57)【要約】

【課題】回路規模を増大させることなく多チャンネル画像入力への対応、及び、分解能向上を図ることを可能にする。
【解決手段】画像処理システムを用いたＳＥＭ装置を、走査電子顕微鏡と、この走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を処理する画像処理部と、走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像及び画像処理部で処理した結果を表示する表示画面を有する表示部とを備えて構成し、画像処理部は、表示部に表示された走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示部の表示画面上で設定された条件に基づいて表示画面上に表示された走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正する補正式を決定し、この決定した補正式を用いて走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正し、表示部は、画像処理部でコントラストを補正した試料の画像を表示画面上に表示するようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を入力する入力部と、
該入力部に入力した画像のコントラスト補正するための補正式を求めるコントラスト演算部と、
該コントラスト演算部で求めた画像のコントラスト補正するための補正式を用いて前記入力部に入力した画像を処理する画像処理部と、
前記入力部から入力した画像と前記画像処理部で処理した画像とを表示する表示部と
を備えた画像処理システムであって、
前記画像処理部は、前記入力部から入力した画像が表示された表示部上で設定された条件に基づいて前記表示された画像のコントラストを補正するための補正式を決定し、該決定した補正式を用いて前記入力部から入力した画像のコントラストを補正し、前記表示部は、前記画像処理部でコントラストを補正した前記試料の画像を前記表示画面上に表示することを特徴とする画像処理システム。

【請求項2】

請求項１記載の画像処理システムであって、前記入力部は、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して同時に得た複数の画像を同時に入力し、前記画像処理部は、前記入力部に同時に入力した複数の画像を同時に処理し、該同時に処理した複数の画像を統合して出力することを特徴とする画像処理システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の画像処理システムであって、前記画像処理部は、前記入力部から入力した画像が表示された表示部上で設定された条件に基づいて前記入力した画像のコントラストを補正するための補正式として、前記入力した画像の明るさを１次変換する変換式を、前記入力した画像の明るさに応じて複数決定することを特徴とする画像処理システム。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の画像処理システムであって、前記画像処理部は、前記入力部から入力した画像が表示された表示部上で設定された条件に基づいて前記入力した画像のコントラストを補正するための補正式として、前記入力した画像の明るさを１次変換する変換式を、前記入力した画像の明るさの分布に応じて複数決定することを特徴とする画像処理システム。

【請求項5】

請求項３又は４に記載の画像処理システムであって、前記画像処理部は、前記入力した画像の明るさを１次変換する変換式を、前記入力した画像の前記表示部で指定された領域または箇所の明るさに応じて複数決定することを特徴とする画像処理システム。

【請求項6】

走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を入力し、
該入力した前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラスト補正するための補正式を求め、
該求めた画像のコントラスト補正するための補正式を用いて前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を処理してコントラストを補正した画像を得る、
画像処理方法であって、
前記入力した前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示画面上で設定された条件に基づいて前記表示された画像のコントラストを補正するための補正式を決定し、該決定した補正式を用いて前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正し、該コントラストを補正した前記試料の画像を前記表示画面上に表示することを特徴とする画像処理方法。

【請求項7】

請求項６記載の画像処理方法であって、前記画像を入力することを、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して同時に得た複数の画像を同時に入力し、前記画像のコントラスト補正した画像を得ることを、前記同時に入力した複数の画像を同時に処理してコントラスト補正した複数の画像を得ることを特徴とする画像処理システム。

【請求項8】

請求項６又は７に記載の画像処理方法であって、前記入力した前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示画面上で設定された条件に基づいて前記入力した画像のコントラストを補正するための補正式として、前記入力した画像の明るさを１次変換する変換式を、前記入力した画像の明るさに応じて複数決定することを特徴とする画像処理方法。

【請求項9】

請求項６又は７に記載の画像処理方法であって、前記入力した前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示画面上で設定された条件に基づいて前記入力した画像のコントラストを補正するための補正式として、前記入力した画像の明るさを１次変換する変換式を、前記入力した画像の明るさの分布に応じて複数決定することを特徴とする画像処理方法。

【請求項10】

請求項８又は９に記載の画像処理方法であって、前記入力した画像の明るさを１次変換する変換式を、前記入力した画像の前記表示画面上で指定された領域または箇所の明るさに応じて複数決定することを特徴とする画像処理方法。

【請求項11】

走査電子顕微鏡と、
該走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を処理する画像処理部と、
前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像及び前記画像処理部で処理した結果を表示する表示画面を有する表示部と
を備えた装置であって、
前記画像処理部は、前記表示部に表示された前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された前記表示部の表示画面上で設定された条件に基づいて表示画面上に表示された前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正する補正式を決定し、該決定した補正式を用いて前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正し、前記表示部は、前記画像処理部でコントラストを補正した前記試料の画像を前記表示画面上に表示することを特徴とする画像処理システムを用いたＳＥＭ装置。

【請求項12】

請求項１１記載の画像処理システムを用いたＳＥＭ装置であって、前記走査電子顕微鏡は、前記試料を撮像して同時に複数の画像を取得し、前記画像処理部は、前記走査電子顕微鏡で同時に取得した複数の画像を同時に処理し、該同時に処理した複数の画像を統合して出力することを特徴とする画像処理システムを用いたＳＥＭ装置。

【請求項13】

請求項１１又は１２に記載の画像処理システムを用いたＳＥＭ装置であって、前記画像処理部は、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された前記表示部上で設定された条件に基づいて前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正するための補正式として、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像の明るさを１次変換する変換式を、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像の明るさに応じて複数決定することを特徴とする画像処理システムを用いたＳＥＭ装置。

【請求項14】

請求項１１又は１２に記載の画像処理システムを用いたＳＥＭ装置であって、前記画像処理部は、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示部上で設定された条件に基づいて前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正するための補正式として、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像の明るさを１次変換する変換式を、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像の明るさの分布に応じて複数決定することを特徴とする画像処理システム。

【請求項15】

請求項１３又は１４に記載の画像処理システムを用いたＳＥＭ装置であって、前記画像処理部は、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像の明るさを１次変換する変換式を、前記走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像の前記表示部で指定された領域または箇所の明るさに応じて複数決定することを特徴とする画像処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope: ＳＥＭ）で試料を撮像して得られた画像を処理する画像処理システム及び画像処理方法並びに画像処理システムを用いたＳＥＭ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＳＥＭを用いて試料を観察する場合、ＳＥＭで取得した画像（ＳＥＭ画像）において試料の視認性の向上を図る方法として、ＳＥＭ画像における試料のわずかな輝度を強調させて画像の改善を図るコントラスト強調方法がある。このコントラスト強調方法として、特開平１０−１７２４９１号公報（特許文献１）に記載されているような、メモリに記憶されたルック・アップ・テーブル（Look Up Table:ＬＵＴ）を用いる方式が用いられている。

【0003】

この特許文献１には、課題として、画面上の注目領域の画像の質を簡単に正確に向上させることができる荷電粒子ビーム装置の画像処理方法および装置を実現する、とあり、解決手段として、輝度分布計算機能９で求められた選択領域の最小輝度Ｉ1 と最大輝度Ｉ2とは、データ保持部１１に供給されて記憶される。また、オペレータは、入出力装置１３を用いてＩ1 ，Ｉ2に対応する陰極線管６上の最小輝度Ｊ1 と最大輝度Ｊ2を入力する。このＪ1 ，Ｊ2 とＩ1 ，Ｉ2 とにより、コンピュータ７のγ補正機能８は、自動的にγ関数を定義する、この画像変換はγ関数によって作成されたルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）１７に基づいて行われるγ補正である、と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−１７２４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）のコントラスト補正の仕組みが記載されている。しかし、特許文献１はコントラスト補正処理にルック・アップ・テーブルを用いており、多チャンネル画像入力への対応と、分解能向上に伴う画像bit数増加に対応するために、ルック・アップ・テーブルの規模を増大しなければならない。

【0006】

このような走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）では、例えば、多チャンネル画像入力への対応にはルック・アップ・テーブルをチャネル数分ｎ倍化しなければならない。また、分解能向上に伴い画像bit数が増加した場合、ルック・アップ・テーブルの回路規模が増大するため、コストが増大する場合がある。また、変換データの設定時間が長大化し、ユーザビリティが低下する。

【0007】

そこで、本発明は、回路規模を増大させることなく多チャンネル画像入力への対応、及び、分解能向上を図ることを可能にする画像処理システム及び画像処理方法並びに画像処理システムを用いたＳＥＭ装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記した課題を解決するために、本発明では、画像処理システムを、走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を入力する入力部と、この入力部に入力した画像のコントラスト補正するための補正式を求めるコントラスト演算部と、このコントラスト演算部で求めた画像のコントラスト補正するための補正式を用いて入力部に入力した画像を処理する画像処理部と、入力部から入力した画像と画像処理部で処理した画像とを表示する表示部と
を備えて構成し、画像処理部は、入力部から入力した画像が表示された表示部上で設定された条件に基づいて表示された画像のコントラストを補正するための補正式を決定し、この決定した補正式を用いて入力部から入力した画像のコントラストを補正し、表示部は、画像処理部でコントラストを補正した試料の画像を表示画面上に表示するようにした。

【0009】

また、上記した課題を解決するために、本発明では、走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を入力し、この入力した走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラスト補正するための補正式を求め、この求めた画像のコントラスト補正するための補正式を用いて走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を処理してコントラストを補正した画像を得る、画像処理方法において、入力した走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示画面上で設定された条件に基づいて表示された画像のコントラストを補正するための補正式を決定し、この決定した補正式を用いて走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正し、このコントラストを補正した試料の画像を表示画面上に表示するようにした。

【0010】

さらに、上記した課題を解決するために、本発明では、画像処理システムを用いたＳＥＭ装置を、走査電子顕微鏡と、この走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を処理する画像処理部と、走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像及び画像処理部で処理した結果を表示する表示画面を有する表示部とを備えて構成し、画像処理部は、表示部に表示された走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示部の表示画面上で設定された条件に基づいて表示画面上に表示された走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正する補正式を決定し、この決定した補正式を用いて走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正し、表示部は、画像処理部でコントラストを補正した試料の画像を表示画面上に表示するようにした。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、メモリレス構成とすることで回路規模を増大させることなく多チャンネル画像入力への対応、及び、分解能向上を図ることを可能にし、設定時間を短縮し、リアルタイムでのコントラスト強調機能を低コストに実現することができる。

【0012】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例１に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置の概略の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施１に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置のコントラスト演算部の概略の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施例１に係るコントラスト調整用のＧＵＩ画面である。

【図4】本発明の実施例１に係るコントラスト調整において変化点が１点の時の入出力画素値の関係を表すグラフである。

【図5】本発明の実施例１に係るコントラスト調整の処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施例１に係るコントラスト調整において変化点が４点の時の入出力画素値の関係を表すグラフである。

【図7】本発明の実施例１に係るコントラスト演算部の構成を示す図で、変化点が４点の場合に対応する構成を示すブロック図である。

【図8A】本発明の実施例１に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における回路リソース概要例を示す図で、ＬＵＴを用いた従来の方式と本実施例による方式におけるＲＡＭ使用量を比較するグラフである。

【図8B】本発明の実施例１に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における回路リソース概要例を示す図で、ＬＵＴを用いた従来の方式と本実施例による方式におけるロジックの使用量を比較するグラフである。

【図9】本発明の実施例２に係るヒストグラムから線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置の概略の構成を示すブロック図である。

【図10】本発明の実施例２に係るヒストグラムから線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置の、入力画素値とデータ数との関係を示すグラフと、そのグラフを基にした入出力画素値の関係を示すグラフである。

【図11】本発明の実施例２に係るヒストグラムから線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置におけるヒストグラムから線形補完を行う処理の流れを示したフローチャートである。

【図12A】本発明の実施例２に係るヒストグラムから線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置のピーク選択用のＧＵＩ画面である。

【図12B】本発明の実施例２に係るヒストグラムから線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置のパラメータ設定用のＧＵＩ画面である。

【図13】本発明の実施の形態に係る実施例２に係るヒストグラムから線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置の、傾き、変化点、オフセットを計算する手順を示すフロー図である。

【図14】本発明の実施例３に係る輝度値表示から線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置のＧＵＩ画面に表示される画像の例である。

【図15】本発明の実施例３に係る輝度値表示から線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における輝度値表示から線形補完を行う処理の流れを示すフローチャートである。

【図16】本発明の実施例３に係る輝度値表示から線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における、傾き、変化点、オフセットを計算する手順を示すフロー図である。

【図17】本発明の実施例２に係る輝度値表示から線形補完を行う画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における、ヒストグラム演算部の概略の構成を示すブロック図である。

【図18】本発明の実施例４に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における、表示画像の補正時に表示するＧＵＩ画面を示す図の例である。

【図19】本発明の実施例４に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における、二点補正用ヒストグラムのＧＵＩ画面である。

【図20】本発明の実施例４に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における、四点補正用ヒストグラムのＧＵＩ画面である。

【図21】本発明の実施例４に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における、表示画像の一部を補正する時のＧＵＩ画面である。

【図22】本発明の実施例５に係る画像処理システムを用いたＳＥＭ装置における、表示画像の輝度値を観察し補正する時に表示するＧＵＩ画面である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明は、回路規模を増大させることなく多チャンネル画像入力への対応、及び、分解能向上を図ることを可能にする画像処理システム及び画像処理方法並びに画像処理システムを用いたＳＥＭ装置を提供するものである。

【0015】

本発明では、ＳＥＭ画像におけるコントラスト強調を、ルック・アップ・テーブルを用いることなく、直線近似演算で実現するようにした。例えば、それぞれのセンサの物理量に応じて、マルチチャネルにパラメータを設定し、直線近似演算処理によりリアルタイムにコントラスト強調機能を実現する。変換特性をn点で直線近似演算する事でメモリレス構成とし、多チャンネル画像入力への対応を低コストに実現可能なため、装置の低コスト化という面で優れた画像処理システム及びそれを用いたＳＥＭ装置を実現した。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0016】

本実施例では、線形補完方式によりコントラスト調整を行う画像処理システム及びそれを用いた走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置の例とその効果を説明する。

【0017】

図１は、線形補完方式によりコントラスト調整を行う画像処理システムを用いた走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置１００の構成の例である。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置１００は、ＳＥＭ１、画像生成部２a〜２n、電子ビーム制御部１２、画像処理システム１４、及び表示部であるディスプレイを有するパーソナルコンピュータ１５（以下、ＰＣと略す）で構成される。画像処理システム１４は、ＡＤ変換器３ａ〜３ｎ、スキャン・画像取込部１３で構成される。スキャン・画像取込部１３は、コントラスト演算部４ａ〜４ｎ、画像転送部５、画像処理部６ａ〜６ｎ、スキャン制御部７で構成される。

【0018】

ＳＥＭ１は、電子ビームを出射する電子銃１０１と、電子銃１０１から出射された電子ビーム１０２の照射位置を制御する走査コイル１０３と、電子ビーム１０２の照射により試料１１０から出射される二次電子１１１を検出する二次電子検出部１０４などを備えて構成される。本実施例におけるＳＥＭ１は、二次電子検出部１０４などの検出器をｎ個備えている。ＳＥＭ１の構成は一般的であり、ここでは説明を省略する。図１においては、１個の二次電子検出部１０４から複数の出力が出ているように記載されているが、これは説明上記載したもので、実際には、二次電子検出器１０４はｎ個あり、そのうち１個の二次電子検出器１０４からは１つの出力が画像生成部２ａ乃至２ｎの何れかに繋がっている。

【0019】

ＳＥＭ装置１００は、半導体デバイスやエレクトロニクス、先端ナノテクノロジー材料、生物、製薬などなどの試料観察を行う装置であり、複数の走査ラインに沿って所定の加速電圧で順次電子ビームを照射して、試料上の観察対象領域を走査（スキャン）し、出射される二次電子を検出して観察対象領域の画像情報を取得することで行われる。

【0020】

画像情報の取得は、電子ビーム装置にて処理が行われる単位で行う。例えば、半導体集積回路のウエハを観察する場合、一度にウエハ全体の画像を取得することができないため、６４０×４８０画素等の画像サイズに分割して画像を取得する。分割された画像サイズを一つの単位とし、この範囲、即ち対象領域で電子ビーム１０２を走査（スキャン）させて画像を取得する。分割された単位の基準点へは、ＳＥＭ内部のステージ１０５（被対象物となる試料を搭載している部分）を動かすことで行われる。画像サイズは、対象となる試料１１０である半導体集積回路の微細化やナノテクノロジーの進歩に伴い、６４０×４８０画素から５１２０×３８４０画素のサイズへと拡大している。

【0021】

以下、分割された単位である、一つの画像サイズ内で行われる走査（スキャン）について説明する。

【0022】

まず、スキャン制御部７では、ＳＥＭ１の内部で電子ビーム１０２を試料１１０上の画像取得領域で走査（スキャン）を行うためスキャン座標及びスキャン制御信号を生成する。生成されたスキャン座標及びスキャン制御信号は、電子ビーム制御部１２にてディジタル信号からアナログ信号へ変換され、電子ビーム１０２の走査を行う。例えば画像サイズが６４０×４８０画素の場合での通常のスキャンでは、Ｘ及びＹ座標を０とし、Ｘ座標を０から６３９まで順番に生成する。次にＹ座標を１とし、同様にＸ座標を０から６３９まで順番に生成する。これを繰り返してＹ座標が４７９になるまで座標を生成する。このようにＸ及びＹ座標を０から順番に行うスキャンをラスタスキャンと呼ぶ場合がある。

【0023】

ＰＣ１５は、パラメータ設定情報４８をコントラスト演算部４ａ〜４ｎに入力する。

【0024】

電子ビーム１０４が照射された試料１１０から発生した二次電子を検出した二次電子検出部１０４から出力された信号は、画像生成部２a〜２nに入力し、画像生成部２a〜２nで生成されたアナログ信号は、ＡＤ変換器３ａ〜３ｎでディジタル信号の画像データ４０a〜４０ｎに変換される。

【0025】

ＡＤ変換器３ａ〜３ｎで変換された画像データ４０a〜４０ｎは、スキャン・画像取込部１３のコントラスト演算部４ａ〜４ｎに入力する。

【0026】

コントラスト演算部４ａ〜４ｎは、ＡＤ変換器３ａ〜３ｎから入力した画像データ４０a〜４０ｎと、ＰＣ１５から入力したパラメータ設定情報４８とを用い、画像コントラスト演算を行う。

【0027】

コントラスト演算部４ａ〜４ｎは、演算の結果を画像処理部６ａ〜６ｎに転送する。

【0028】

画像処理部６ａ〜６ｎは、フレーム積算や二次元変換など画像処理を行う。

【0029】

画像処理部６ａ〜６ｎは、画像処理結果を、画像転送部５に転送する。

【0030】

画像転送部５は、画像処理部６ａ〜６ｎの画像処理結果をまとめ、ＰＣ１５へ転送する。

【0031】

図１の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置１００のコントラスト演算部４ａ〜４ｎにおいては、試料の僅かな輝度を強調させて観測像の改善を図るコントラスト強調を行う。以下、図２から図６を用いてコントラスト強調処理を詳細に説明する。

【0032】

図２は、コントラスト演算部４ａ〜４ｎを説明する図の例である。代表例として、コントラスト演算部４ａの例を示す。

【0033】

コントラスト演算部４ａは、変化点設定部４５ａ、傾き設定部４３ａ、傾きオフセット設定部４４ａ、傾き演算部４１ａ、傾きオフセット演算部４２ａ、変化点比較部４６ａを備え、Ａ/Ｄ変換機３ａから入力した画素データ４０ａを、ＰＣ１５から入力したパラメータ設定情報４８ａを用いて処理を行う。
Ａ/Ｄ変換機３ａから入力した画素データ４０ａは、傾き演算部４１ａ、変化点比較部４６ａに入力される。

【0034】

ＰＣ１５から出力されたパラメータ設定情報４８ａは、変化点設定部４５ａ、傾き設定部４３ａ、傾きオフセット設定部４４ａに入力される。

【0035】

パラメータ設定情報４８ａは、ＰＣ１５の画面表示部１５１に表示されるパラメータ調整ＧＵＩ画面上で走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置１００を操作するユーザが設定した情報に基づいて、ＰＣ１５内で演算して求められる。

【0036】

図３は、本実施例におけるＰＣ１５の画面表示部１５１に表示されるパラメータ調整ＧＵＩ（Graphic User Interface）画面の例である。

【0037】

入力画素と出力画素の関係を表すＧＵＩ：０７１は、傾き、変化点、オフセット設定前の入力画素と出力画素の関係の例を示す。

【0038】

入力画素と出力画素の関係を表すＧＵＩ：０７１において、ユーザはポインタ０７３を操作し、傾き、変化点、オフセット設定のための条件を設定する。

【0039】

入力画素と出力画素の関係を表すＧＵＩ：０７２は、傾き、変化点、オフセット設定後の入力画素と出力画素の関係を表す折れ線０７４の例を示す。

【0040】

ＰＣ１５は、入力画素と出力画素の関係を表すＧＵＩ：０７２の折れ線０７４の設定後、コントラスト演算部４aの変化点設定部４５ａ、傾き設定部４３ａ、傾きオフセット設定部４４ａのレジスタメモリにそれぞれ値を設定する。

【0041】

図４は、本実施例におけるＰＣ１５の画面表示部１５１に表示されるパラメータ調整ＧＵＩ画面を説明する図の例である。

【0042】

横軸０２１は入力画素値Ｘ、縦軸０２２は出力画素値Ｙを示す。入力画素値Ｘが８bit画像の場合、入力画素値Ｘ、出力画素値Ｙの画素値はそれぞれ０〜２５５の範囲となる。

【0043】

図４の折れ線０２４の頂点０２３を図２のコントラスト演算部４aの変化点設定部４５ａに入力し、次のような直線近似する２つの一次方程式が得られる。
Ｙ＝３Ｘ ０≦Ｘ≦５５
Ｙ＝０．４５Ｘ＋１４０．２５ ５５≦Ｘ≦２５５
図４の折れ線０２４の頂点（変化点）Ｈ０２３の横軸座標(Ｘ＝５５)は、図２の変化点設定部４５ａに設定される。

【0044】

図４の折れ線０２４の傾き(３と０.４５)は、図２の傾き設定部４３ａに設定される。

【0045】

図４の折れ線０２４の傾きオフセット(１４０.２５)は、図２のオフセット設定部４４ａに設定される。

【0046】

図２のコントラスト演算部４aは、直線近似演算により、入力画素値から出力画素値を算出する。以下、コントラスト演算部４ａの計算内容の詳細を説明する。

【0047】

コントラスト演算部４aの傾き演算部４ａ１は、入力画素値４０ａと傾き設定部４３ａにより設定されたレジスタメモリの値を乗算する。

【0048】

コントラスト演算部４aの変化点比較部４６ａは、入力画素値と変化点設定部４５ａにより設定されたレジスタメモリの値を比較し、入力画素値が大きければ‘１’を、入力画素値が小さければ‘０’を出力する。

【0049】

コントラスト演算部４aの傾きオフセット演算部４２ａは、傾き演算部４１ａで演算された結果と、オフセット設定部４４ａで設定された値と、変化点比較部４６ａで比較された結果を入力し、変化点比較部での比較結果が‘１’である場合、傾き演算部４１ａで演算された結果を出力し、変化点比較部４６ａでの比較結果が‘０’である場合、傾き演算部４１ａで演算された結果にオフセット設定部４４ａで設定された値を加算し、出力する。

【0050】

コントラスト演算部４aは以上により、入力画素値のコントラスト演算が成される。

【0051】

図４のＧＵＩ画面を例にとると、コントラスト演算部４aにおいて、入力画素値０〜５５の範囲は出力画素値の０〜１６５に変換される。その結果、画素値の範囲が拡大され、コントラストが強調された。

【0052】

図５は、本実施例におけるコントラスト調整フローチャートの例である。

【0053】

まず、コントラスト調整を開始し（Ｓ５０１），図２の変化点設定部４５ａに変化点を設定し（Ｓ５０２），図２の傾き設定部４３ａに傾きを設定し（Ｓ５０３），さらに、図２のオフセト設定部４４ａに傾きオフセットを設定する（Ｓ５０４）。次に、図２の傾き演算部４１ａで傾きを演算し、その結果を用いて傾きオフセット演算部４２ａで傾きオフセットの演算を実行し（Ｓ５０５）、コントラスト調整を完了する（Ｓ５０６）。

【0054】

図４のＧＵＩ画面の例では、頂点（変化点）が１つで傾きが２つの２段階の折れ線０２４が表示されており、パラメータは３つ存在する。この例に加え、変化点を増やし、直線の段数を増加させることで、細かい強調範囲の設定が可能となる。

【0055】

図６は、変化点の数が４点の場合の、入出力の画素値の関係を示すＧＵＩの例である。

【0056】

図６において、変化点は横軸Ｘの座標ａ：０３０１, ｂ：０３０２, ｃ：０３０３, d：０３０４により示される。また、傾きはＡ：０３０５, Ｂ：０３０６, Ｃ：０３０７, Ｄ：０３０８, Ｅ：０３０９により示される。また、傾きオフセットは縦軸Ｙの座標bias Ｂ：０３１０, bias Ｃ:０３１１, bias Ｄ:０３１２, bias Ｅ:０３１３で示される。

【0057】

図７は、変化点の数が図６の場合と同様に４点の場合の、コントラスト演算部４ａ´の回路の例である。

【0058】

図７のコントラスト演算部４ａ´の回路は、変化点設定部４５ａ´を構成するレジスタａ：４５１ａ、ｂ：４５２ａ、ｃ：４５３ａ、ｄ：４５４ａ、傾き設定部４３ａ´を構成するレジスタＡ：４３１、Ｂ：４３２、Ｃ：４３３、Ｄ：４３４、Ｅ：４３５、傾きオフセット設定部４４ａ´を構成するレジスタbias Ｂ:４４１、bias Ｃ:４４２、bias Ｄ:４４３、bias Ｅ:４４４、傾き演算部４１a´を構成する演算器４１１a-４１５a、傾きオフセット演算部４２a´に該当する演算器４２１a−４２４a、変化点比較部４６a´に該当する比較器４６１a-４６４a、選択器４７aで構成される。

【0059】

変化点設定部４５ａ´のレジスタａ：４５１、ｂ：４５２、ｃ：４５３、ｄ：４５４より、線形補完方式のパラメータのある、変化点の横軸座標ａ：０３０１、ｂ：０３０２、ｃ：０３０３、ｄ：０３０４を決める。

【0060】

図７のコントラスト演算部４ａ´の傾き設定部レジスタＡ：４３１、Ｂ：４３２、Ｃ：４３３、Ｄ：４３４、Ｅ：４３５は、図６の変化点間の傾きＡ：０３０５、Ｂ：０３０６、Ｃ：０３０７、Ｄ：０３０８、Ｅ：０３０９に対応する。

【0061】

図７のコントラスト演算部４ａ´のオフセット設定部レジスタbias Ｂ：４４１ａ、bias Ｃ：４４２ａ、bias Ｄ：４４３ａ、bias Ｅ：４４４ａは、図６の傾きオフセットbias Ｂ：０３１０、bias Ｃ：０３１１、bias Ｄ：０３１２、bias Ｅ：０３１３に対応する。

【0062】

図８Ａ及び図８Ｂは、ＬＵＴを用いた従来技術と本実施例における回路リソースの比較例を示したもので、図８ＡにはＲＡＭ（Random Access Memory）の使用料の比較、図８Ｂにはロジックデバイスの使用量の比較を示した。本実施例によるＳＥＭ装置１００では、変換特性をn点で直線近似演算する事でＬＵＴを不要としてメモリレス構成とし回路規模及び設定時間を短縮し、リアルタイムでのコントラスト強調機能を低コストに実現した画像処理装置システム及びそれを用いたＳＥＭ装置を実現することができる。その結果、画像処理装置システムとして１６bitの画像６チャネル（検出器１０４を６個使用）で構成した場合には、図８Ａに示すように、ルック・アップ・テーブルを使用しないことによりＲＡＭ使用量０８１を６Ｍ減らすことができ、また、図８Ｂに示すように、ロジックデバイス（Logic）の使用量を６００スライスから４２８スライスへ減らすことができる。

【0063】

このように、本実施例によるコントラスト演算部４ａ〜４ｎは、従来のＬＵＴを用いて構成されるコントラスト強調方法にくらべ、回路規模を大幅に低減することができる。

【0064】

従来のＬＵＴを用いた方式のＳＥＭ装置の場合、多チャンネル画像入力への対応に対しルック・アップ・テーブルをチャネル数分ｎ倍化が必須で、分解能向上に伴い画像bit数が増加した場合、ルック・アップ・テーブルの回路規模の増大と、コスト増大、および変換データの設定時間長大化によりユーザビリティが低下してしまうが、本実施例による画像処理システムを用いた走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置１００は、変換特性をn点で直線近似演算する事でメモリレス構成とし、多チャンネル画像入力への対応を低コストに実現可能なため、ユーザビリティを低下させることなく装置の低コスト化を図れるという面で優れた画像処理システム及びＳＥＭ装置を提供することができる。

【実施例2】

【0065】

本実施例では、ヒストグラムにより、線形補完パラメータを決定する画像処理システムを用いたＳＥＭ装置の例とその効果を説明する。

【0066】

図９は、本実施例による画像処理システムを用いたＳＥＭ装置９００の構成の例である。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置９００は、ＳＥＭ１、画像生成部２a〜２n、電子ビーム制御部１２、画像処理システム１４０、及び表示部であるディスプレイ１５２を有するパーソナルコンピュータ１５０（以下、ＰＣと略す）を備えている。画像処理システム１４０は、ＡＤ変換器３ａ〜３ｎ、スキャン・画像取込部１３０、ヒストグラム演算部９を備えている。スキャン・画像取込部１３０は、コントラスト演算部４１０ａ〜４１０ｎ、画像転送部５１０、画像処理部６１０ａ〜６１０ｎ、スキャン制御部７、を備えている。

【0067】

本実施例における画像処理システムを用いたＳＥＭ装置９００は、実施例１において、図１を用いて説明した画像処理システムを用いたＳＥＭ装置１００の構成に、ヒストグラム演算部９を追加したものである。実施例１で説明した図１に示された構成と同じものには同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。

【0068】

図９に示した構成において、ＡＤ変換器３ａ〜３ｎから出力された画像データ４０a〜４０ｎは、スキャン・画像取込部１３０とヒストグラム演算部９とに入力される。

【0069】

図１７は、ヒストグラム演算部９の構成を説明する図である。

【0070】

ヒストグラム演算部９は、画素値カウンタ部９３と設定データ演算部９４を備えている。

【0071】

画素値カウンタ部９３は、ＡＤ変換器３ａ〜３ｎから入力される画像データ４０a〜４０ｎの画素値の発生個数をカウントし、ヒストグラム演算結果９５を得る。

【0072】

ヒストグラム演算部９は、ヒストグラム演算結果９５をＰＣ１５０に伝送する。

【0073】

ＰＣ１５０は、ヒストグラム演算結果９５を用いて作成したパラメータ調整情報９２をヒストグラム演算部９の設定データ演算部９４に伝送する。

【0074】

設定データ演算部９４は、ＰＣ１５０から入力されたパラメータ調整情報９２を用い、傾き、変化点、オフセットパラメータの計算を行い、設定データ９６ａ〜９６ｎを出力する。

【0075】

ヒストグラム演算部９から出力されたパラメータ設定情報９６a〜９６nは、コントラスト演算部４１０ａ〜４１０ｎに入力される。

【0076】

図１０は、本実施例における、ヒストグラム演算部９で求めた画像データ４０a〜４０ｎの画素値のヒストグラムから線形補完パラメータをＰＣ１５０の表示画面１５２に表示するパラメータ調整ＧＵＩ画面上で設定する原理を説明する図の例である。

【0077】

図１０の（a）は、ＡＤ変換器３ａ〜３ｎから画像データ４０a〜４０ｎをヒストグラム演算部９の画素値カウンタ部９３に入力した場合の、画素値カウンタ部９３でカウントされた入力画素値のヒストグラムで、ＰＣ１５０の表示画面１５２に表示するパラメータ調整ＧＵＩ画面上に表示されている。

【0078】

図１０の（a）の横軸０２１は入力画素値Ｘで、縦軸１１０１は画像の同じ画素値の数（カウント結果である画素値の個数）である。

【0079】

図１０の（a）の縦軸１１０１において、データの数が多いところには、ピーク１１０２がある。

【0080】

図１０の（a）のピーク１１０２を、画像の多い処を強調することを目的とし、強調区間１１０３を表示する。

【0081】

図１０(b)は画素値の入出力関係を示す図で、ＰＣ１５０の表示画面１５２に表示するパラメータ調整ＧＵＩ画面の例である。図１０(b)の入出力関係図に、この強調区間１１０３の範囲を表示し、ユーザは、画面上でこの強調区間のコントラストを強調するよう、折れ線グラフ１１０４の形（連続する折れ線の各部の傾き）を設定する。

【0082】

本実施例による、図１０の（a）で入力画素値のヒストグラムのピークを選択し、図１０の（ｂ）で入力画像の強調区間を決める方法は、強調区間の範囲設定の精度を高くすることができ、コントラスト補正の経験がないユーザにも使い易く、ユーザビリティ向上を実現することができる。

【0083】

図１０の（a）及び（ｂ）に示したすように、ＰＣ１５０の表示画面１５２に表示されたパラメータ調整ＧＵＩ画面上で設定された強調区間１１０３の範囲の情報は、スキャン・画像取込部１３０のコントラスト演算部４１０a〜４１０ｎに入力される。コントラスト演算部４１０a〜４１０ｎの構成は基本的には実施例１で説明した図２に示した構成と同じであり、入力するパラメータ情報４８aが図１７における設定データ演算部９４から出力される設定データ９６ａに置き換わる点が異なる。

【0084】

コントラスト演算部４１０a〜４１０ｎで処理された結果は、実施例１で説明したのと同様に、画像処理部６１０a〜６１０ｎに送られ、画像処理部６１０a〜６１０ｎにおいて、フレーム積算や二次元変換などの画像処理を行い、画像処理の結果を、画像転送部５１０に転送する。画像転送部５１０は、画像処理部６１０ａ〜６１０ｎの画像処理結果をまとめ、ＰＣ１５０へ転送する。

【0085】

図１１は、実施例２においてコントラスト演算部４１０ａ〜４１０ｎで実行するコントラスト調整のフローチャートを示す。コントラスト演算部４１０ａ〜４１０ｎの内部構成については、実施例１の図２に示したコントラスト演算部４ａの構成を代用して説明する。

【0086】

まず、ＳＥＭ１で試料１１０を撮像して得られた画像データをヒストグラム演算部９とコントラスト演算部４１０ａ〜４１０ｎに入力し（Ｓ１１０１）、ヒストグラム演算部９の画素値カウンタ９３において入力した画像の画素値のヒストグラムを作成してＰＣ１５０の表示画面１５２上に作成したヒストグラムを表示する（Ｓ１１０２）。ユーザは、例えば図１２Ａに示すようなヒストグラム表示画面１２０１に表示されたヒストグラム１３０１上で、ピーク１３０２を選択（指定）し、図１２Ｂに示すような入力画素値と出力画素値との関係を示すグラフ１２０２上で、パラメータ調整部１２０３に表示された倍率、範囲、中心点の各パラメータを調整してなどの各パラメータを入力して調整する（Ｓ１１０３）。次に、Ｓ１１０３において画面上で設定した各パラメータの情報がヒストグラム演算部９の設定データ演算部９４に入力されて、傾き、変化点、オフセットパラメータを、図１３に示すような処理手順Ｓ１３０１〜Ｓ１３１９に沿って算出する（Ｓ１１０４）。次に、変化点設定部４５ａに変化点を設定し（Ｓ１１０５），傾き設定部４３ａに傾きを設定し（Ｓ１１０６），さらに、オフセト設定部４４ａに傾きオフセットを設定する（Ｓ１１０７）。次に、傾き演算部４１ａで傾きを演算し、その結果を用いて傾きオフセット演算部４２ａで傾きオフセットの演算を実行し（Ｓ１１０８）、演算の結果に基づく画像の画素値を画像処理部６１０ａ〜６１０ｎに出力して（Ｓ１１０９），コントラスト調整を完了する。

【0087】

図１２Ａに示した本実施例における画素値のヒストグラムを表示したヒストグラム表示画面１２０１上で入力画素値のヒストグラム表示１３０１から、ユーザは補正したいピークを含む領域１３０２を選択する。また、図１２Ｂの、倍率、範囲、中心点の各パラメータが表示されたパラメータ調整部１２０３に各パラメータを入力して、入力画素値と出力画素値との関係を示すグラフ１２０２で確認して調整する。グラフ１２０２の直線の各パラメータは、パラメータ調整部１２０３に表示されたボタン１３０９をスライドさせて補正の詳細を設定する。

【0088】

図１２Ｂのパラメータ調整部１２０３にて設定するパラメータは、各ピーク対応の補正倍率１３０３と１３０６、補正範囲１３０４と１３０７、補正中心点１３０５と１３０８である。

【0089】

パラメータ調整部１２０３にて設定した各パラメータを元に、ヒストグラム演算部９において、各チャンネルごとの傾き、変化点、オフセットパラメータの計算を行う。

【0090】

本実施例による画像処理システム及びそれを用いた走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置は、ヒストグラム演算部９でＳＥＭで撮像して得られた試料のＳＥＭ画像データから作成したヒストグラムから、変化点設定、傾き設定、オフセトを設定するので、コントラスト調整用パラメータを最適に設定して、調整の精度を向上させることができる。これにより、コントラスト補正の経験がない人にも使い易いので、ユーザビリティの向上という面で優れた画像処理システム及びそれを用いたＳＥＭ装置を提供することができる。

【実施例3】

【0091】

本実施例では、輝度値表示により線形補完パラメータを決定する画像処理装置及びそれを用いたＳＥＭ装置の例とその効果を説明する。

【0092】

本実施例による画像処理システム及びそれを用いたＳＥＭ装置の構成の例は、実施例１で説明した図１及び図２に記載した構成と同様であるので、全体の構成の説明を省略する。

【0093】

図１４は、本実施例によるに表示するＧＵＩ画面の例である。

【0094】

図１４の画像１４０１は、試料１１０をＳＥＭ１で撮像して取得した、である。ユーザは、する。

【0095】

図１４の画像１４０２は、画像１４０１上で指定した領域１４１１における画像の輝度値を各ピクセルごとに表示するＧＵＩ画面の例を示す。

【0096】

図１４の画像１４０３は、画像１４０２で表示された指定した領域１４１１における画像の各ピクセルごとの輝度値が表示された画像の中で、強調範囲(輝度値最小１４１２と最大値１４１３)をユーザが選択し、倍率をユーザが設定するＧＵＩ画面の例である。

【0097】

図１５は、本実施例による、輝度値表示から線形補完のパラメータを決定し、コントラスト調整を行うフローチャートの例である。

【0098】

まず、ＳＥＭ１で試料１１０を撮像して得られた画像データをコントラスト演算部４ａ〜４ｎに入力し（Ｓ１５０１）、入力した画像をＰＣ１５の表示画面１５１に表示して図１４の画像１４０１のように、強調したい領域を画面上で指定する。（Ｓ１５０２）。次に、図１４の画像１４０２のように、指定された領域の輝度値をピクセルごとに表示し（Ｓ１５０３）、輝度値がピクセルごとに表示された画像上で図１４の画像１４０３に示すように、強調範囲(輝度値最小と最大値)の選択と倍率設定を行う（Ｓ１５０４）。次に、この画面上で選択した強調範囲の情報と倍率の情報に基づいて、傾き、変化点、オフセットパラメータを、ＰＣ１５で図１６に示すような算出する（Ｓ１５０５）。次に、算出した結果に基づいて変化点設定部４５ａに変化点を設定し（Ｓ１５０６），傾き設定部４３ａに傾きを設定し（Ｓ１５０７），さらに、オフセト設定部４４ａに傾きオフセットを設定する（Ｓ１５０８）。次に、傾き演算部４１ａで傾きを演算し、その結果を用いて傾きオフセット演算部４２ａで傾きオフセットの演算を実行し（Ｓ１５０９）、演算の結果に基づく画像の画素値を画像処理部６１０ａ〜６１０ｎに出力して（Ｓ１５１０），コントラスト調整を完了する。

【0099】

図１６は、ＰＣ１５で行われる傾き、変化点、オフセットパラメータを、図１４に示したＰＣ１５の画面１５１に表示された画像１４０３上で選択した強調範囲(輝度値最小１４１２と輝度値最大１４１３)と倍率設定を元に、処理手順Ｓ１６０１〜Ｓ１６１１に沿って計算する例を示す。

【0100】

本実施例による画像処理システム及び走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置は、これら輝度値のピクセル表示をＧＵＩに表示しながら、変化点パラメータ設定、傾きパラメータ設定、オフセトパラメータ設定する事で、コントラスト調整精度を向上させることができる。これにより、コントラスト補正の経験がない人にも使い易いので、ユーザビリティの向上という面で優れた画像処理システム及びそれを用いたＳＥＭ装置を提供することができる。

【実施例4】

【0101】

本実施例では、ヒストグラムを参考にしながら表示画像を補正する画像処理装置及びそれを用いたＳＥＭ装置の例とその効果を説明する。本実施例における画像処理装置及びそれを用いたＳＥＭ装置の構成は、実施例２において図９及び図１７を用いて説明した構成と同じであるので、説明を省略する。

【0102】

図１８は、本実施例による、表示画像を補正する時にＰＣ１５０の表示画面１５２上に表示するＧＵＩ画面を示す図の例である。

【0103】

ＰＣ１５０の表示画面１５２上に表示されるＧＵＩ１８００は、表示画像領域１８０１、補正画像表示領域１８０３、補正用ヒストグラム表示領域１８０５を備え、γ補正表示ボタン１８０２が表示されている。

【0104】

表示画像領域１８０１には、ＳＥＭ１で試料１１０を撮像して取得した画像１８２０を表示する。この状態でγ補正ボタン１８０２を押すと、補正画像表示領域１８０３にγ補正された画像１８１１が表示される。
補正画像表示領域１８０３には、補正方式選択ボタン１８０４が表示されている。補正方式選択ボタン１８０４はたとえば「全体」、「領域」、「ポイント」が選択可能である。

【0105】

補正方式選択ボタン１８０４で「全体」を選択すると、補正用ヒストグラム表示領域１８０５に補正用ヒストグラムが表示される。

【0106】

補正用ヒストグラム表示領域１８０５には、補正オプションボタン表示部１８０６、適用ボタン１８０７、ヒストグラムコントラスト調整画面表示部１８０８が表示される。補正オプションボタン表示部１８０６にはたとえば補正有効選択ボタン１８１２と補正調整可能点数選択ボタン１８１３が表示されており、補正有効のＯＮ/ＯＦＦ、補正調整可能点数の選択が可能である。

【0107】

一例として補正オプションボタン表示部１８０６の補正有効選択ボタン１８１２にてＯＮを選択し、補正調整可能点数選択ボタン１８１３で二点を選択した場合にヒストグラムコントラスト調整画面表示部１８０８には、図１９に示すような二点補正用ヒストグラムのＧＵＩ画面が表示される。

【0108】

図１９の二点補正用ヒストグラム１９００において、Ｘ軸は画素値：１９０４を表す。Ｙ軸は画素数：１９０３を表す。ヒストグラム（１）：１９０９は表示画像１８０１の画像（１）：１８０９に対応し、ヒストグラム（２）：１９１０は表示画像１８０１の画像（２）：１８１０に対応する。

【0109】

ユーザは二点補正用ヒストグラム１９００が表示された画面上の、二点補正用の調整点１９０７と１９０８の位置を操作しながら、倍率Ｍ：１９０６と範囲Ｈ：１９０５を変更する。以上の変更の結果を反映し補正した画像は、図１８に示したＧＵＩの補正画像表示領域１８０３の画像１８１１に表示される。

【0110】

倍率Ｍ：１９０６と範囲Ｈ：１９０５との調整完了後、図１８に示したＧＵＩの補正用ヒストグラム表示領域１８０５の適用ボタン１８０７を押して（画面上に表示されるカーソル（図示せず）を適用ボタン１８０７の上に位置させてクリックして）、表示画像領域１８０１に表示する画像に補正画像を反映させる。

【0111】

また、別な例として、図１８のＧＵＩにおいて補正オプションボタン表示部１８０６の補正有効選択ボタン１８１２にてＯＮを選択し、補正調整可能点数選択ボタン１８１３にて四点を選択した場合に、ヒストグラムコントラスト調整画面表示部１８０８に表示される四点補正用ヒストグラム２０００の例を図２０に示す。

【0112】

この図２０の四点補正用ヒストグラム２０００が表示された画面上で、ユーザは、四点補正用の調整点２００５、２００６、２００７、２００８の位置を操作しながら、倍率Ｍ１：２００３、倍率Ｍ２：２００４、範囲Ｈ１：２００１、Ｈ２：２００２を変更する。以上の変更の結果を反映し補正した画像は、図１８に示したＧＵＩの補正画像表示領域１８０３の画像１８１１に反映される。

【0113】

倍率と範囲とを調整完了後、図１８に示したＧＵＩ１８００の補正用ヒストグラム表示領域１８０５の適用ボタン１８０７を押して、表示画像領域１８０１に表示する画像に補正画像を反映する。

【0114】

図２１は、ＧＵＩ１８００の補正画像表示領域１８０３に表示された補正選択ボタン１８０４の「領域」を選択した場合の例を示す図である。
補正選択ボタン１８０４の「領域」を選択して、表示画像領域１８０１に表示された画像１８２０上で、補正したい場所（領域）２１０１を指定した場合、補正用ヒストグラム表示領域１８０５に、指定した領域に関する図１９に示したような二点補正用ヒストグラム１９００又は図２０に示したような四点補正用ヒストグラム２０００を表示する。
この二点補正用ヒストグラム１９００又は四点補正用ヒストグラム２０００が表示された画面上で、ユーザは、図１９に示したような二点補正用１９０７，１９０８の位置、又は図２０に示したような四点補正用の調整点２００５、２００６、２００７、２００８の位置を操作しながら、倍率Ｍ：１９０６と範囲Ｈ：１９０５との調整、又は、倍率Ｍ１：２００３、倍率Ｍ２：２００４、範囲Ｈ１：２００１、Ｈ２：２００２の調整を行う。調整終了後、以上の調整の結果を反映し補正した画像は、図２１に示したＧＵＩの補正画像表示領域１８０３の画像１８１１に反映される。

【0115】

倍率と範囲とを調整完了後、図２１に示したＧＵＩ１８００の補正用ヒストグラム表示領域１８０５の適用ボタン１８０７を押して、表示画像領域１８０１に表示する画像に補正画像を反映させる。

【0116】

以上、ヒストグラムを参考にしながら表示画像を補正する例を説明した。

【0117】

次に、図２２に、ＧＵＩ１８００の補正画像表示領域１８０３に表示された補正選択ボタン１８０４の「ポイント」を選択した場合の例を示す。

【0118】

ユーザが補正選択ボタン１８０４の「ポイント」を選択すると、ＧＵＩ１８００には、補正用輝度値表示画面２２０１と適用ボタン２２０７が表示される。

【0119】

補正選択ボタン１８０４の「ポイント」を選択したのちに、表示画像領域１８０１に表示されている画像１８２０上で、見たい任意の点２２０６の上にポインタを移動させてクリックする。図２２に示した例では、４点を指定した場合を示している。

【0120】

補正用輝度値表示画面２２０１上に、ユーザがクリックした点を中心する２５画素分の輝度値表２２０２を、指定した個所ごとに表示する。

【0121】

ユーザは輝度値表２２０２を確認して、倍率２２０３、開始画素値２２０４、終了画素値２２０５の値を入力する。ユーザが入力後、適用ボタン２２０７を押して、表示画像領域１８０１に表示する画像１８２９に補正した内容を反映させる。

【0122】

本実施例による画像処理システム及びそれを用いた走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置は、ＧＵＩ上のヒストグラムを参考にしながらコントラストの補正が可能で、例えばコントラスト補正経験が乏しいような初学者にも使いやすく、ユーザビリティの向上という面で優れた画像処理システム及びＳＥＭ装置を提供する。

【0123】

以上、輝度値を参考にしながら表示画像を補正する例を説明した。

【0124】

本発明は、上記した実施例で説明したように、画像処理システムを、走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を入力する入力部と、この入力部に入力した画像のコントラスト補正するための補正式を求めるコントラスト演算部と、このコントラスト演算部で求めた画像のコントラスト補正するための補正式を用いて入力部に入力した画像を処理する画像処理部と、入力部から入力した画像と画像処理部で処理した画像とを表示する表示部とを備えて構成し、画像処理部は、入力部から入力した画像が表示された表示部上で設定された条件に基づいて表示された画像のコントラストを補正するための補正式を決定し、この決定した補正式を用いて入力部から入力した画像のコントラストを補正し、表示部は、画像処理部でコントラストを補正した試料の画像を表示画面上に表示するようにしたものである。

【0125】

また、本発明は、上記した実施例で説明したように、走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を入力し、この入力した走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラスト補正するための補正式を求め、この求めた画像のコントラスト補正するための補正式を用いて走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を処理してコントラストを補正した画像を得る、画像処理方法において、入力した走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示画面上で設定された条件に基づいて表示された画像のコントラストを補正するための補正式を決定し、この決定した補正式を用いて走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正し、このコントラストを補正した試料の画像を表示画面上に表示するようにしたものである。

【0126】

さらに、本発明は、上記した実施例で説明したように、画像処理システムを用いたＳＥＭ装置を、走査電子顕微鏡と、この走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像を処理する画像処理部と、走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像及び画像処理部で処理した結果を表示する表示画面を有する表示部とを備えて構成し、画像処理部は、表示部に表示された走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像が表示された表示部の表示画面上で設定された条件に基づいて表示画面上に表示された走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正する補正式を決定し、この決定した補正式を用いて走査電子顕微鏡で試料を撮像して得た画像のコントラストを補正し、表示部は、画像処理部でコントラストを補正した試料の画像を表示画面上に表示するようにしたものである。

【0127】

本実施例による画像処理システム及び走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置は、ＧＵＩ上に表示された試料のＳＥＭ画像における輝度値を参考にしながらコントラストの補正が可能で、例えばコントラスト補正経験が乏しいような初学者にも使いやすく、ユーザビリティの向上という面で優れた画像処理システム及びそれを用いたＳＥＭ装置を提供する。

【0128】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0129】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0130】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0131】

１・・・ＳＥＭ ２ａ、２ｎ・・・画像生成部 ３ａ、３ｎ・・・Ａ/Ｄ変換器 ４ａ、４ｎ・・・コントラスト演算部 ５・・・画像転送部 ６ａ、６ｎ・・・画像処理部 ７・・・スキャン制御部 ４１・・・傾き演算部 ４２・・・オフセット演算部 ４３・・・傾き設定部 ４４・・・オフセット設定部 ４５・・・変化点設定部 ４６・・・変化点比較部 ４６１、４６２、４６３、４６４、４６５・・・比較器 ４７・・・選択器 ９３・・・画素値カウンタ部 ９４・・・設定データ演算部 １００・・・走査電子顕微鏡装置 １８００・・・ＧＵＩ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】