本發(fā)明涉及可以通過帶電粒子束的照射來觀察試樣的內部的帶電粒子束裝置以及試樣觀察方法。

背景技術：

為了觀察物體的微小區(qū)域的內部構造，使用掃描型透射電子顯微鏡(stem)、透射型電子顯微鏡(tem)等。作為用于使用這樣的電子顯微鏡來觀察試樣內部的一般的觀察方法，已知在具備大量空孔的網狀的試樣臺上配置被切薄到電子束可透射的程度的試樣，并對試樣表面使用配置在與電子源側相反側的檢測器來取得透射電子束。進一步，近年來，使試樣傾斜來取得各種方位的透射電子顯微鏡像的方法作為進行物體的內部構造的三維觀察的方法，在材料、醫(yī)學、生物領域受到關注。在專利文獻1中，提出了通過傾斜試樣來獲知三維的位置配置的方法。

另外，不僅通過電子顯微鏡，通過光學顯微鏡也可以觀察物體的內部構造。通過使用光學顯微鏡，可以取得使用電子顯微鏡無法取得的顏色信息。作為像這樣的光學顯微鏡觀察用的試樣調制法，廣泛使用在載玻片等平坦的臺上放置可透射光那樣薄的試樣，或薄薄地涂抹液體狀態(tài)的試樣來進行觀察的方法等。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平4-337236號公報(美國專利第5278408號說明書)

技術實現要素：

發(fā)明要解決的課題

由于光學顯微鏡的焦點深度較淺，因此光學顯微鏡圖像是僅具有試樣的某特定的深度或厚度的信息的圖像。因此，即使傾斜載玻片等也無法進行試樣的三維內部構造觀察。另一方面，電子顯微鏡比光學顯微鏡的焦點深度大，因此在一個圖像中深度方向的信息會重疊。因此，為了使用電子顯微鏡來觀察試樣內部的三維構造，需要準確地確定在試樣內部的三維方向的哪個位置存在多大以及多少密度的構造物。

進一步，當使用電子顯微鏡來實施通過光學顯微鏡進行過觀察的試樣的三維內部構造觀察時，需要向專利文獻1那樣的可以進行三維構造觀察的電子顯微鏡裝置中導入使用光學顯微鏡進行過觀察的試樣。但是，不能將放置在載玻片上的試樣放入像公知文獻那樣的tem、stem裝置中，因此，在使用光學顯微鏡進行過觀察的場所，難以使用電子顯微鏡實施三維內部構造觀察。例如，使用樹脂來固定使用光學顯微鏡觀察過的載玻片等的平坦臺上的試樣，從平坦臺剝離后通過切片機等切成薄片，并配置在具有大量空孔的網格上，由此可以實現，但是，該作業(yè)成為非常復雜的試樣的置換作業(yè)。

本發(fā)明是鑒于這樣的問題而作出的，其目的在于提供一種通過透射帶電粒子束圖像可以準確地確定試樣內部構造的三維位置關系、密度分布的帶電粒子束裝置、試樣觀察方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述問題，本發(fā)明中的帶電粒子束裝置的特征在于，具有：帶電粒子光學鏡筒，其向試樣臺所保持的試樣照射一次帶電粒子束；試樣臺旋轉部，其能夠在將所述試樣臺表面與所述一次帶電粒子束的光軸所成的角傾斜到不垂直的角度的狀態(tài)下旋轉該試樣臺；以及控制部，其控制所述試樣臺旋轉部的旋轉角度，所述試樣臺被構成為包括檢測在所述試樣的內部散射或透射后的帶電粒子的檢測元件，通過在使所述試樣臺旋轉部旋轉到多個不同的角度的狀態(tài)下向所述試樣照射所述一次帶電粒子束，取得與各角度對應的所述試樣的透射帶電粒子圖像。

另外，本發(fā)明中的另一帶電粒子束裝置的特征在于，具有：帶電粒子光學鏡筒，其向試樣臺上所保持的試樣照射一次帶電粒子束；試樣臺架，其以可裝卸的方式配置所述試樣臺；以及角度控制部，其通過第1軸以及不同于所述第1軸的第2軸來控制所述一次帶電粒子束與所述試樣的相對角度，所述試樣臺被構成為包括檢測在所述試樣的內部散射或透射后的帶電粒子的檢測器，通過所述第1軸以及所述第2軸上的多個不同的所述相對角度下的一次帶電粒子束的照射，取得與各相對角度對應的所述試樣的透射帶電粒子圖像。

另外，本發(fā)明中的另一帶電粒子束裝置的特征在于，具有：帶電粒子光學鏡筒，其向試樣臺上所保持的試樣照射一次帶電粒子束；試樣臺架，其以可裝卸的方式配置所述試樣臺；試樣臺傾斜部，其通過不同于所述試樣臺架的傾斜軸的傾斜軸，使所述試樣臺表面與所述一次帶電粒子束的光軸所成的角傾斜到不垂直的角度；以及控制部，其控制所述試樣臺傾斜部的傾斜角度，所述試樣臺被構成為包括檢測在所述試樣的內部散射或透射后的帶電粒子的檢測部，通過與所述試樣臺架不同的傾斜軸使所述試樣臺傾斜到多個不同的所述相對角度，并向所述試樣照射所述一次帶電粒子束，由此取得與各相對角度對應的所述試樣的透射帶電粒子圖像。

發(fā)明效果

根據本發(fā)明，通過透射帶電粒子束圖像可以準確地確定試樣內部構造的三維位置關系、密度分布。

特別是，通過使用可以檢測透射帶電粒子束的試樣臺，使用帶電粒子顯微鏡裝置可以簡便地實施由光學顯微鏡所觀察到的試樣的三維內部構造觀察。

通過以下的實施方式的說明，上述以外的問題、結構以及效果會變得更清楚。

附圖說明

圖1是光學顯微鏡觀察和帶電粒子束顯微鏡觀察的概要說明圖。

圖2是具備檢測元件的試樣臺的細節(jié)圖。

圖3是具備檢測元件的試樣臺的細節(jié)圖。

圖4是具備檢測元件的試樣臺的細節(jié)圖。

圖5是通過檢測元件檢測透射帶電粒子的方法的說明圖。

圖6-1是通過檢測元件檢測透射帶電粒子的方法的說明圖。

圖6-2是通過檢測元件檢測透射帶電粒子的方法的說明圖。

圖6-3是通過檢測元件檢測透射帶電粒子的方法的說明圖。

圖7-1是實施例1中的裝置的說明。

圖7-2是實施例1中的裝置的說明。

圖7-3是實施例1中的裝置的說明。

圖8是操作畫面的說明圖。

圖9是實施例1中的觀察方法的說明圖。

圖10是操作畫面的說明圖。

圖11是通過檢測元件檢測透射帶電粒子的方法的說明圖。

圖12是光學顯微鏡觀察和帶電粒子束顯微鏡觀察的概要說明圖。

圖13是光學顯微鏡觀察和帶電粒子束顯微鏡觀察的概要說明圖。

圖14是光學顯微鏡觀察和帶電粒子束顯微鏡觀察的概要說明圖。

圖15是具備檢測元件的試樣臺的細節(jié)圖。

圖16是通過檢測元件檢測透射帶電粒子的方法的說明圖。

圖17是對試樣與帶電粒子束的相對角度進行了立體投影的圖。

圖18是示出了試樣與傾斜、旋轉的坐標關系的圖。

圖19是對試樣與帶電粒子束的相對角度進行了立體投影的圖。

圖20是表示出臺架上的傾斜和在電動機中的傾斜的圖。

圖21是表示出臺架上的傾斜和在旋轉臺中的旋轉的圖。

圖22是實施例2中的檢測元件的說明圖。

圖23是實施例2中的裝置的說明圖。

圖24是實施例3中的裝置的說明圖。

圖25是實施例3中的裝置的說明圖。

具體實施方式

本申請引用pct/jp2014/056392的內容來作為構成本說明書的一部分的內容。

并且，認為上述申請在本申請的申請時并非公知。以下，使用附圖針對各實施方式進行說明。

以下，針對本發(fā)明中的試樣臺的細節(jié)以及應用該試樣臺的帶電粒子束裝置進行說明。但是，這只是本發(fā)明的一個例子，本發(fā)明不限定于以下所說明的實施方式。本發(fā)明也可以應用在通過照射帶電粒子束來觀察試樣的裝置，例如掃描電子顯微鏡、掃描離子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡、透射電子顯微鏡，它們與試樣加工裝置的復合裝置或應用了它們的分析/檢查裝置。此外，通過本發(fā)明中的試樣臺和放置有該試樣臺的帶電粒子束裝置，構成可進行透射帶電粒子束圖像的觀察的觀察系統(tǒng)。

另外，在本說明書中，“試樣臺”是指可以在放置了試樣的狀態(tài)下從帶電粒子束裝置與試樣一同取下的單元。具體而言，如以下說明所述，該“試樣臺”單元既可以具有檢測元件和底座，也可以僅由檢測元件構成。

實施例1

＜概要＞

首先，對在本實施例中使用的試樣臺的概要進行說明。以下要說明的三維內部構造觀察方法也可以在現有的一般的電子顯微鏡用試樣臺中使用，但是通過使用接下來要說明的試樣臺，會進一步提高便利性。

在本實施例中，說明通過將在試樣內部透射或散射后的帶電粒子束轉換為光，并檢測該光來生成透射帶電粒子束圖像的帶電粒子顯微鏡、觀察系統(tǒng)。更具體而言，放置有試樣的試樣臺的至少一部分，由通過帶電粒子束的照射而進行發(fā)光的發(fā)光部件形成，通過在該發(fā)光部件上的試樣中透射或散射后的帶電粒子束照射該發(fā)光部件而產生光，并由帶電粒子顯微鏡所具備的檢測器檢測該光，從而生成透射帶電粒子束圖像。也就是說，在本實施例中不是直接檢測透射試樣后的帶電粒子束，而是轉換為光進行檢測。如以下詳細所述，在將帶電粒子束轉換為光的發(fā)光部件中不需要從外部連接的電源線、信號線等配線。因此，可以使用同一試樣臺在帶電粒子束顯微鏡和其他裝置中進行觀察，在裝置間的試樣的移動時省略拆除電氣布線這一非常費事的作業(yè)。另外，由于可以簡單地在裝置上裝卸發(fā)光部件本身或具有發(fā)光部件的試樣臺，因此無論是何種試樣都可以簡單地將試樣安裝在試樣臺。特別是，需要在顯微鏡觀察用的試樣臺上培養(yǎng)試樣本身的觀察培養(yǎng)細胞等的情況下是非常有效的。

進一步，如圖1所示，如果使用本實施例的試樣臺，則可以用同一試樣臺進行基于帶電粒子束顯微鏡的觀察和基于光學顯微鏡等的其他裝置的觀察。圖1表示具備能夠將本實施例中的帶電粒子束轉換為光或進行放大來發(fā)光的檢測元件500(也稱為發(fā)光部件)的試樣臺、帶電粒子束顯微鏡601以及光學顯微鏡602。在試樣臺的檢測元件500上可以直接或經由后述的預定的部件來搭載試樣6。如后所述，為了將來自檢測元件500的光轉換為電信號以及放大，在帶電粒子束顯微鏡601內具備光檢測器503。根據該結構，將在帶電粒子束顯微鏡內所產生出的帶電粒子束照射試樣6之后，在試樣的內部透射或散射后的“帶電粒子透射信號”，通過組成試樣臺的一部分的檢測元件轉換為光來進行檢測，從而能夠取得透射帶電粒子顯微鏡圖像。另外，本試樣臺是帶電粒子束顯微鏡和光學顯微鏡共同使用的通用試樣臺，因此如圖中箭頭所示在各顯微鏡間移動同一試樣臺來觀察，由此不用為不同的顯微鏡觀察而制作多個試樣或移動試樣，將試樣配置于一個試樣臺就可以進行帶電粒子束觀察和光學觀察。

在本實施例中，組成該試樣臺的一部分的檢測元件可以由透明的部件制作而成。以下，在本說明書中，“透明”的意思是可以使特定的波長區(qū)域的可見光或者紫外光或者紅外光穿過，或可以使全部的波長區(qū)域的可見光或者紫外光或者紅外光穿過。紫外光是波長約為10～400nm的波長區(qū)域，可見光是波長約為380nm～750nm的波長區(qū)域，紅外光是波長約為700nm～1mm(＝1000μm)的波長區(qū)域。例如，如果即使混合有少量的顏色也是透明可見的話，則意味著特定的波長區(qū)域的可見光可以穿過，如果是無色透明的話，則意味著全部的波長區(qū)域的可見光可以穿過。在這里，“可以穿過”是指至少穿過由該波長區(qū)域的光可以進行光學顯微鏡觀察的光量的光(例如理想的是透射率為50％以上)。另外，在這里，特定的波長區(qū)域是指至少包含了用于光學顯微鏡的觀察的波長區(qū)域的波長區(qū)域。因此，可以將來自本實施例的試樣臺的一側的光透射試樣而獲得的“光透射信號”，用于能夠從試樣臺的另一側進行檢測的一般的光學顯微鏡(透射型光學顯微鏡)。作為光學顯微鏡，只要是生物顯微鏡、實體顯微鏡、倒立型顯微鏡、金屬顯微鏡、熒光顯微鏡、激光顯微鏡等使用了光的顯微鏡即可。另外，在這里為了進行說明而設為“顯微鏡”，但是該試樣臺不論圖像的放大率如何，一般可以應用在通過對試樣照射光來取得信息的裝置中。

進一步，如果使用該試樣臺，則在對配置在通用試樣臺上的試樣進行了光學顯微鏡觀察之后，可以使用帶電粒子顯微鏡裝置進行三維內部構造觀察，因此從同一試樣臺上的同一試樣可以得到各種各樣的信息。以下，對于試樣臺、試樣搭載方法、圖像取得原理、裝置結構等細節(jié)進行說明。

＜試樣臺的說明＞

進行本實施例中的試樣臺的細節(jié)的說明和原理說明。本實施例的試樣臺由將帶電粒子束轉換為光的檢測元件500構成。如圖2所示，試樣6直接搭載在檢測元件500上。圖中只搭載了一個試樣6，但是也可以配置多個。或如后所述，可以隔著膜等部件間接地進行搭載。在試樣臺500的下方，可以配置無色透明或混有少量顏色的底座501(未圖示)。作為底座501，是透明玻璃、透明塑料、透明的結晶體等。想使用熒光顯微鏡等進行觀察時，不吸收熒光更好，因此塑料更好。底座501不是必須的。

檢測元件500是檢測例如以數kev到數十kev的能量飛來的帶電粒子束，并且如果被照射帶電粒子束，則發(fā)出可見光、紫外光、紅外光等的光的元件。當用于本實施例的試樣臺時，該檢測元件將在放置在試樣臺上的試樣的內部透射或散射后的帶電粒子轉換為光。發(fā)光波長只要是可見光、紫外光、紅外光中特定或任意的某個波長區(qū)域即可。作為檢測元件，可以使用例如閃爍物、熒光發(fā)光材料等。作為閃爍物的例子，有sin(氮化硅)、yag(釔鋁石榴石)元件、yap(釔鋁鈣鈦礦)元件、bgo元件(鉍鍺氧化物)、gso(釓氧化硅)元件、lso(镥氧化硅)元件、yso(氧化釔硅)元件、lyso(氧化镥釔硅)元件、nai(ti)(鉈活化的碘化鈉)元件等無機閃爍物材料?；蛘呖梢允呛芯蹖Ρ蕉姿嵋阴サ瓤梢园l(fā)光的材料的塑料閃爍物或有機閃爍物、涂抹了含有蒽等的液體閃爍物的材料等。檢測元件500只要是可以將帶電粒子束轉換為光的元件，是何種材料都可以。另外，本發(fā)明中的發(fā)光包含利用熒光、其他發(fā)光現象。

另外，也可以是涂覆了通過照射帶電粒子束而產生熒光的熒光劑的薄膜、微粒子。例如，作為涂層材料，有綠色熒光蛋白質(greenfluorescentprotein，gfp)等的熒光蛋白質等。熒光色不限定于綠色，可以是藍色、紅色等任何顏色。特別是，可以是即使照射帶電粒子束也不會瞬間劣化的gfp。例如，是高靈敏度綠色熒光蛋白質(enhancedgfp，egfp)等。當想要觀察的試樣為細胞等生物試樣時，還有作為蛋白質的gfp與細胞試樣等的粘附性較好的效果。另外，針對涂抹了gfp的基板，可以在搭載試樣后照射帶電粒子束來提高gfp的熒光強度再進行觀察，也可以在搭載試樣前照射帶電粒子束，提高gfp的發(fā)光強度再搭載試樣。在這種情況下，涂層材料由未圖示的透明的底座501來支持、涂抹或噴灑。在本實施例中，也包含以上部件，將通過在受光面接收帶電粒子來產生光的部件統(tǒng)稱為發(fā)光部件。帶電粒子束的固體內平均自由路程依賴于帶電粒子束的加速電壓，為數十nm～數十μm。因此，檢測元件500的上表面的發(fā)光區(qū)域也成為距離檢測元件表面相同程度厚度的區(qū)域。因此，檢測元件500的厚度大于該厚度即可。另一方面，如上所述，當考慮用同一試樣臺進行光學顯微鏡觀察時，需要使用光學顯微鏡進行觀察時的光透射信號盡量可以透射，因此在混合了少量的顏色的檢測元件時盡量越薄越好。

此外，當光學顯微鏡602是熒光顯微鏡時，需要向試樣注入熒光材料。在這種情況下，理想的是向試樣注入的熒光材料的熒光波長帶與作為本實施例中的上述發(fā)光部件的熒光材料的發(fā)光波長帶偏離。例如，當使用綠色的熒光蛋白質涂覆了檢測元件500時，則理想的是使用紅色、藍色等的熒光蛋白質來染色試樣。如果使用同一顏色來實施發(fā)光部件的涂覆和試樣的染色，則在熒光顯微鏡下識別發(fā)光強度的區(qū)別而非顏色即可。另外，當試樣中包含熒光材料時，無論其為何種顏色，都由帶電粒子束裝置內的光檢測器503來檢測來自試樣臺500的光和來自試樣的光。在這種情況下，如果光檢測器503預先使用發(fā)光波長的放大率不同的檢測器，則作為結果可以取得基于帶電粒子的透射信息。具體而言，如果使用針對來自發(fā)光部件的光的放大率比針對來自試樣的光的放大率高的光檢測器503，則可以選擇性地放大基于帶電粒子的透射信號。

作為經常用于光學顯微鏡的試樣臺，有載玻片(或顯微鏡用標本)、平皿(或培養(yǎng)皿)等的透明試樣臺。也就是說，若將具備可以對本實施例中的帶電粒子束進行光轉換的檢測元件的試樣臺500放置在面向這些光學顯微鏡的一般的載玻片(例如約25mm×約75mm×約1.2mm)的形狀上，則能夠以到目前為止用戶所使用的經驗、感覺來進行試樣臺操作、試樣搭載和試樣觀察?；蛘?，也可以將載玻片、培養(yǎng)皿等的試樣臺本身作為由上述那樣的發(fā)光部件形成并進行發(fā)光的試樣臺。由此，可以進行以下的使用方法：使用光學顯微鏡對設為觀察對象的試樣進行初次篩選，并直接使用帶電粒子顯微鏡詳細觀察選出的試樣。另外，使用一般的高性能的透射型帶電粒子束顯微鏡裝置進行的試樣調制十分費力，因此通過本實施例中的試樣臺所進行的觀察，還可以進行高性能的透射型帶電粒子束顯微鏡觀察前的篩選。另外，如后所述，在這些顯微鏡間移動試樣時，如果在計算機上、紙面上將位置信息等作為地圖來共享，則可以使用各顯微鏡觀察同一部位。

如上所述，帶電粒子束的固體內平均自由路程依賴于帶電粒子束的加速電壓，為數十nm～數十μm，因此可以在檢測元件500與試樣之間配置比該平均自由路程充分薄的膜502。即在覆蓋檢測元件500的薄膜502上放置試樣。該試樣臺如圖3(a)所示。其厚度使用圖中a來進行記載。該薄膜502需要是帶電粒子束的至少一部分可以透射的厚度以及材質。還會實施使用光學顯微鏡進行的觀察，因此該薄膜502還需要對于光是透明的。如果配置像這樣的薄膜502，則可以防止檢測元件500的表面的污漬、傷痕等。作為該薄膜502，可以對試樣臺涂抹用于提高試樣與試樣臺的粘附性的物質，以使試樣與試樣臺不分離。例如，當試樣是細胞等的生物試樣時，細胞表面是基于脂質雙層的磷酸脂質的帶負電狀態(tài)，因此通過在載玻片等的試樣臺上涂抹帶正電狀態(tài)的分子(賴氨酸、氨基硅烷等)，可以防止細胞試樣從試樣臺剝離。因此，在檢測元件500上也可以同樣地附著帶正電狀態(tài)的分子?；蛘呖梢酝磕ň哂杏H水性的材料，以便于搭載包含大量液體的狀態(tài)的試樣。或者可以涂抹膠原蛋白那樣的與生物試樣親和性高的材料，以便于搭載或培養(yǎng)活細胞、細菌。此外，這里的涂抹廣泛包含噴灑、浸漬、涂覆等在試樣臺表面附著涂層材料的方法。另外，如圖3(b)所示，可以只在預定的位置配置所述分子、膜。在這里，預定的位置是指檢測元件500中的一部分區(qū)域。例如，當試樣是細胞等的生物試樣時，通過只在預定的位置配置帶正電狀態(tài)的分子，可以只在該預定的位置配置所述試樣。例如，本方法有助于想要通過縮小要觀察的區(qū)域，來縮短觀察時間的情況等。另外，至少放置試樣的面可以具備導電部件(抗靜電部件)，以便在照射帶電粒子束時不產生靜電。導電部件是指例如碳材料、金屬材料、ito(氧化銦錫)或導電有機物等。此外，前述的膜的層數也可以是多層。

另外，當試樣是含水試樣等時，如圖4(a)所示，可以以包圍或覆蓋觀察試樣的方式來配置薄膜702。薄膜702是例如界面活性材料、有機物等。通過將薄膜702配置在試樣周邊部，可以防止來自試樣的水分蒸發(fā)、防止試樣的形狀變化。另外，如圖4(b)所示，可以在試樣內部或周邊導入置換物質703。置換物質703是例如離子液體等的有機物等。離子液體具有可以對電子照射面賦予導電性的性質。通過在觀察試樣的內部、周邊部配置離子液體，當在真空中照射帶電粒子束時，可以防止試樣帶電。進一步，通過將離子液體與試樣中的水分進行置換，可以保持維持了試樣形態(tài)的狀態(tài)。因此，通過檢測由包含了離子液體的試樣中透射或散射后的帶電粒子束所進行的發(fā)光，可以取得更加濕潤的試樣的透射圖像。在試樣中搭載離子液體的方法既可以是將試樣浸入離子液體中，也可以是通過噴霧等向試樣噴灑離子液體等。

以下，針對使用了本實施例的試樣臺的光檢測方法以及可以取得透射帶電粒子束的原理進行說明。圖5示出了在檢測元件500上配置了試樣6的狀態(tài)。在試樣臺下方示出了光檢測器503。光檢測器503可以將來自檢測元件500的光信號轉換為電信號或放大。轉換或放大后的電信號經由通信線路被輸入至控制部、計算機，并由這些控制系統(tǒng)進行成像?？梢栽诒O(jiān)視器等顯示所取得的圖像(透射帶電粒子束圖像)。

在這里，考慮在試樣內存在密度高的部位508和密度低的部位509。當在試樣內對密度高的部位508照射一次帶電粒子束510時，大多數帶電粒子束向后方散射，帶電粒子束沒有到達檢測元件500。另一方面，當在試樣內對密度低的部位509照射一次帶電粒子束511時，帶電粒子束可以透射至檢測元件500。其結果，使用檢測元件500可以檢測試樣內部的密度差(即轉換為光信號)。通過帶電粒子束的加速能量可知該透射狀態(tài)。因此，通過改變帶電粒子束的加速能量，可以選擇進行成像的試樣內部構造物的密度。即可以改變想觀察的內部信息和其區(qū)域。另外，通過使帶電粒子束的射束電流量變化，可以變更射束直徑。其結果，可以變更觀察過的內部構造的大小與所述射束直徑的相對尺寸。也就是說，通過變更射束電流，可以使想進行觀察的內部信息可見或不可見。

光檢測器503與試樣臺之間(圖中h部分)可以有空間，但是為了盡量高效地檢測光，該光傳輸部h盡量短較好?；蛘呖梢栽诠鈧鬏敳縣中配置光學透鏡、反射鏡等來進行聚光。光傳輸部h既可以是在空氣中也可以是在真空中?？梢允拱l(fā)光的波長區(qū)域穿過的固體材料是指例如石英、玻璃、光纖、塑料等，對于光是透明或半透明的材料。如果設為該結構，則光檢測器503可以從臺架分離來進行配置，因此連接到光檢測器503的配線、電路可以配置在遠離試樣臺、保持試樣臺的試樣臺架的位置。總之，光傳輸部h優(yōu)選是盡量使發(fā)光的波長區(qū)域穿過的區(qū)域。此外，在圖5中，光檢測器503被配置在試樣臺500的下側，但是也可以配置在橫向、上側等，只要可以取得來自檢測元件500的光，在哪個位置都可以。

以下描述在試樣臺中搭載試樣的方法。由于必須透射帶電粒子束(與光學顯微鏡觀察一起使用的情況下，還有光)，因此需要試樣很薄。例如，是數nm～數十μm左右的厚度。作為可以直接搭載在檢測元件500上的試樣，例如有包含細胞的液體或粘膜、血液或尿等液態(tài)生物檢體、切片后的細胞、液體中的粒子、菌、霉菌或病毒那樣的微粒子、包含微粒子或有機物等的軟質材料等。試樣的搭載方法除了前述的培養(yǎng)，還可以考慮以下的方法。例如，有將試樣分散到液體中，并將該液體附著于檢測元件的方法。另外，也可以將試樣切片至帶電粒子束可透射的厚度，并將切片后的試樣配置在檢測元件上。更具體而言，例如可以將試樣附著在棉棒的前端并將其涂抹在檢測器上，也可以使用滴管滴下。另外，在微粒子的情況下，可以灑在檢測器上?？梢允褂脟婌F等進行涂抹，也可以使用使液體在試樣臺中高速旋轉來進行涂抹的旋轉涂覆法，還可以使用通過將試樣臺浸入液體再取出來進行涂抹的浸漬涂覆法。無論使用何種方法，只要可以使試樣厚度為數十nm～數十μm左右的厚度，任何方法都可以。

＜三維內部構造觀察的原理說明＞

接下來，使用圖6來說明用于使用帶電粒子束來實施試樣的三維內部構造觀察的原理。圖中表示試樣6和照射帶電粒子束900時的相互關系。在試樣6中，在密度比較小的物質904中具有密度比較大的內部物質901和內部物質902以及內部物質903。設內部物質903比內部物質901、902的尺寸小且密度小。作為試樣例如如果考慮細胞試樣等，則物質904是細胞內部，內部物質901、902、903等對應于細胞核等的細胞器等。

設帶電粒子光學鏡筒的軸即光軸905為圖中縱向。向試樣6照射帶電粒子束900，并在紙面上左右方向進行掃描，其結果，考慮將通過檢測元件500轉換為光信號的信號作為顯微鏡圖像顯示在監(jiān)視器上。在圖6-1(a)中，內部物質901、902密度大，因此入射的帶電粒子束900的大多數都被散射到后方，內部物質903密度小，因此大多數的帶電粒子束會穿過。其結果，掃描帶電粒子束而在試樣下側檢測出的圖像變成如投影圖像(或檢測圖像、透射帶電粒子圖像)906所示。例如，投影圖像906中的內部物質901與內部物質902的距離不是實際的距離，而是從上方所投影的距離c。在內部物質903中，由于帶電粒子束的大多數進行透射而無法檢測，因此不顯現在投影圖像906中。

接下來，圖6-1(b)是將帶電粒子束900的入射能量e設為比圖6-1(a)的情況更小的情況下的說明圖以及該情況下所獲得的投影圖像。使用圖中箭頭的粗細來明確地圖示出入射能量e的大小。如果入射能量e小，則即使是內部物質903，帶電粒子束也無法穿過，散射到后方的量增加，因此在投影圖像(或檢測圖像)907中，除了內部物質901，902的構造，還檢測出內部構造903a。這是由低能量的帶電粒子束更容易受到由物質所引起的散射的現象所致。

根據使用圖6-1(a)和圖6-1(b)所獲得的投影圖像，不清楚內部物質901、內部物質902與內部物質903的三維位置關系。因此，改變帶電粒子束的入射方向與試樣之間的相對角度來取得多個投影圖像。具體而言，傾斜試樣本身或者將帶電粒子束的入射本身相對于光軸905進行傾斜。根據該多個投影圖像可以掌握內部構造的三維位置配置。作為例子，列舉有使照射柱傾斜的方法、通過電場或者磁場使照射束進行波束傾斜的方法或者使試樣臺傾斜的方法，通過這些2個以上的方法的組合也可以實現。在圖6-1(c)中圖示出通過將試樣臺500進行θ傾斜，使帶電粒子束斜著照射試樣6的情形。如果比較投影圖像907與投影圖像(或檢測圖像)908，則內部物質901、內部物質902與內部物質903之間的距離發(fā)生變化(圖中c’部、d’部)。物質904的大小也發(fā)生變化(圖中b’部)。也就是說，通過比較觀察投影圖像907與投影圖像908來查看變化量，可以進行試樣6整體以及內部的三維內部構造觀察。

另外，以下記載了代替或除了在帶電粒子束照射試樣時的相對照射角度θ，通過改動試樣的旋轉方向φ來實現試樣內部的三維內部構造觀察的方法。首先，從圖6-2(a)所圖示出的那樣的狀態(tài)，附加試樣相對于帶電粒子束的入射方向的相對角度θ。此時，可以使用保持試樣的試樣臺架來傾斜試樣，也可以預先傾斜地配置試樣，還可以使帶電粒子束的照射方向傾斜。在圖6-2(b)的例子中，相對角度θ也可以固定為0°以外的角度。

此時，可以不使用試樣臺架，而使用稍后所述的圖20那樣的設置在試樣臺500中的傾斜機構(部)來變更試樣與帶電粒子束的照射方向。在這種情況下，可以使用與試樣臺架的傾斜軸不同的傾斜軸使試樣傾斜，因此可以不受試樣臺架的傾斜可動范圍的限制地使試樣傾斜。順便說一下，原本在試樣臺架中沒有傾斜功能的裝置的情況下，“不同的傾斜軸”可以指試樣室內的任何位置。

此外，在一般的帶電粒子束裝置中，有的試樣臺架的最大傾斜范圍是5度～30度左右，另外，也有在傾斜角度較大時，只能夠進行一側的傾斜的試樣臺架。根據要使用的裝置，有的具有可以進行大角度傾斜的試樣臺架，但是不具有的話，使用其他的傾斜機構來進行傾斜是有效的。

另外，如果使用具有比試樣臺架的傾斜軸更接近光軸的傾斜軸的傾斜機構來使試樣傾斜，則減少傾斜所需的試樣的空間移動，并具有能夠緩解試樣室的空間限制的效果。

接下來，使試樣相對于垂直于試樣臺500的面的軸r進行旋轉。在這里為了便于進行說明，設軸r垂直于試樣臺500的面，實際上如果是垂直的話則可以簡化之后的圖像處理運算。

另外如圖7所述，軸r是試樣臺架本身或配置在試樣臺架上的旋轉機構的旋轉軸。在這種情況下，如果試樣臺500的面相對于地面是傾斜的，則軸r不垂直于試樣臺500的面，但是在這種情況下也可以通過與本實施例同樣的方法來構筑試樣內部的三維構造。因此，以下設軸r表示試樣臺架本身或被配置在試樣臺架上，并使試樣旋轉的旋轉機構的旋轉軸。

當將初始狀態(tài)設為圖6-2(b)，并在圖6-2下部的投影圖中設圖中橫向為x軸、圖中縱向為y軸時，使包含該x軸和y軸的面相對于軸r進行旋轉。如果設旋轉角度為φ，則可以改變旋轉角度φ來取得多個投影圖像，并可以根據這些取得結果掌握內部構造的三維位置配置。例如，如果從圖6-2(b)將試樣臺500的旋轉角度φ旋轉90°，則圖6-2(b)變?yōu)閳D6-2(c)。如果從圖6-2(c)將試樣臺500的旋轉角度φ進一步旋轉90°，則圖6-2(c)變?yōu)閳D6-2(d)。由圖可知，如果比較投影圖像916與投影圖像(或檢測圖像)918，則內部物質901、內部物質902與內部物質903之間的距離發(fā)生變化(圖中e’部、f’部)。進而，投影圖像中的物質904的大小、形狀也發(fā)生變化(圖中g’部)。也就是說，通過比較觀察所取得的投影圖像來查看各變化量，可以進行試樣6整體以及內部的三維內部構造觀察。

順便說一下，當變更試樣角度θ時，試樣、試樣臺以及試樣臺架的整體都會傾斜，因此需要在帶電粒子光學鏡筒的下方使包含試樣的部件的位置大幅度地可動。也就是說，根據裝置結構，由于試樣室的空間限制、臺架等的傾斜機構的可動范圍等，可能使試樣的傾斜角度θ被限制在較小的范圍。像這樣無法充分傾斜時，在進行斷層掃描等時可能無法取得所需的信息量。

相反地，旋轉試樣旋轉角度φ的結構只是試樣、試樣臺以及試樣臺架的一部分進行旋轉，因此在帶電粒子光學鏡筒的下方，不需要使包含試樣的部件的位置大幅度地移動。也就是說，在試樣臺500的面內進行旋轉動作，因此不會根據旋轉角度而大幅度增加所需空間，可以容易地使角度φ進行大角度(例如360度)的旋轉。因此，理想的是如下結構：當想讓試樣盡量接近帶電粒子光學鏡筒時、試樣室空間狹小時等，預先固定照射角度θ，之后旋轉試樣旋轉角度φ。

另外，雖然未進行圖示，但是通過使帶電粒子束的射束電流量i發(fā)生變化，可以變更射束直徑。其結果，可以變更觀察過的內部構造的大小與所述射束直徑的相對尺寸。也就是說，通過變更射束電流，可以使想進行觀察的內部信息可見或不可見。也就是說，為了分離想查看的信息和不想查看的信息，可以將帶電粒子束的射束電流量i作為向量參數。

總結以上的說明，為了實施三維的內部構造觀察，帶電粒子束照射試樣時的相對的照射角度θ(或試樣旋轉角度φ)和帶電粒子束能量e以及帶電粒子束的射束電流量i很重要。這就是帶電粒子束的向量本身。使用圖6-3說明該情形。當考慮在圖6-3(a)中用線連結多個試樣內部構造物而構成的試樣內部構造體914時，如果如圖6-3(b)所示改變照射角度θ，或如圖6-3(c)所示在使試樣傾斜的狀態(tài)下使試樣旋轉角度φ發(fā)生變化，則所述試樣內部構造體914對于一次帶電粒子束的入射方向905的朝向會發(fā)生變化。另外，如果使帶電粒子束能量e和帶電粒子束的射束電流量i發(fā)生變化，則向一次帶電粒子束的入射方向905的試樣內部構造體914的深度方向的侵入深度會發(fā)生變化。即，在認為試樣內部構造體914的位置為固定的情況下，通過使照射角度θ、試樣旋轉角度φ、帶電粒子束能量e以及帶電粒子束的射束電流量i發(fā)生變化，則作為結果可以使帶電粒子束的向量(朝向和強度)發(fā)生變化。因此，在本說明書中，將一次帶電粒子束入射方向與試樣之間的相對的照射角度θ或試樣旋轉角度φ與一次帶電粒子束的入射能量e和帶電粒子束的射束電流量i設為組，將其中任1個以上或者符合標準的內容稱為向量參數。

即，也可以說向量參數是指決定一次帶電粒子束與試樣之間的相互關系的參數。也就是說，作為決定向量的向量參數，通過控制照射角度θ(或試樣旋轉角度φ)、帶電粒子束能量e和帶電粒子束的射束電流量i，根據通過在不同的向量參數的條件下的一次帶電粒子束的照射所取得的多個圖像，可以觀察試樣臺500上的試樣的內部構造。這里所說的多個圖像是對應于各向量參數的透射帶電粒子圖像。改變向量參數的照射角度θ(或試樣旋轉角度φ)、帶電粒子束能量e和帶電粒子束的射束電流量i來進行多個圖像的取得，通過將這些圖像排列觀察或連續(xù)地顯示，可以識別是怎樣的三維內部構造。另外，通過測量內部構造的距離、面積等的大小來比較幾個圖像，還可以量化三維內部構造。這些運算可以在計算機內部進行并只顯示測量結果，但是具有向操作者顯示中途的圖像從而可以確認結果的妥當性的優(yōu)點。以下，“向量參數的變更”是指改變或控制一次帶電粒子束入射方向與試樣之間的相對的照射角度θ(或試樣旋轉角度φ)、一次帶電粒子束的入射能量e和帶電粒子束的射束電流量i的至少一個。

另外，有時想要實時地迅速取得內部信息。例如，如稍后所述，試樣自動地移動來通過計算機斷層攝像(ct)進行斷層掃描時等。在這種情況下，在帶電粒子束裝置內部配置的時間有限，因此在這種情況下，可以將照射角度θ(或試樣旋轉角度φ)、帶電粒子束能量e和帶電粒子束的射束電流量i設為組合來實時地改變。其結果，可以更加迅速地觀察想要查看的內部信息。

＜裝置說明＞

在此，在圖7-1中對于可以搭載本實施例的試樣臺來實施三維內部構造觀察的裝置進行說明。帶電粒子顯微鏡主要是由帶電粒子光學鏡筒2、相對于裝置設置面支持帶電粒子光學鏡筒的外殼7(以下，有時也稱為真空室)以及控制這些的控制系統(tǒng)構成。在帶電粒子顯微鏡的使用時，通過真空泵4對帶電粒子光學鏡筒2和外殼7的內部進行真空排氣。真空泵4的啟動以及停止動作也由控制系統(tǒng)來控制。圖中，只示出了一個真空泵4，但是也可以有二個以上。

帶電粒子光學鏡筒2由產生一次帶電粒子束的帶電粒子源8和匯聚所產生的帶電粒子束來導向鏡筒下部，并在試樣6上掃描一次帶電粒子束的光學透鏡1等要素組成。以伸到外殼7內部的方式設置帶電粒子光學鏡筒2，并經由真空密封部件123固定在外殼7中。在帶電粒子光學鏡筒2的端部，配置了對通過上述一次帶電粒子束的照射所獲得的次級的帶電粒子(二次電子或反射電子等)進行檢測的檢測器3。檢測器3只要在外殼7內部，即使不在圖示的位置也可以。

通過到達了試樣6的帶電粒子束，從試樣內部或表面放出反射帶電粒子等的次級的帶電粒子、透射帶電粒子。使用檢測器3來檢測該次級的帶電粒子。檢測器3是可以檢測以及放大以數kev～數十kev的能量飛來的帶電粒子束的檢測元件。例如，由硅等半導體材料制作出的半導體檢測器、可以在玻璃面或其內部將帶電粒子信號轉換為光的閃爍體等。

外殼7連接有將一端連接到真空泵4的真空配管16，并可以維持內部為真空狀態(tài)。同時，具有用于對外殼內部進行空氣釋放的泄漏閥14，在將試樣臺導入裝置內部時可以對外殼7的內部進行空氣釋放。既可以沒有泄漏閥14，也可以具備二個以上。另外，外殼7中的泄漏閥14的配置部位并不限定于圖7-1所示出的部位，也可以配置在外殼7上的其他的位置。

外殼7在側面具備開口部，在該開口部通過蓋部件122以及真空密封部件124來保持裝置內部的真空密閉。如上所述，本實施例的帶電粒子顯微鏡具備試樣臺架5，其用于在將搭載在試樣臺上的試樣放入外殼7內部中之后，變更試樣與帶電粒子光學鏡筒之間的位置關系。試樣臺架5上可裝卸地配置前述的發(fā)光部件或具有發(fā)光部件的試樣臺。安裝有作為蓋部件122支持的底板的支持板107，并且臺架5被固定在支持板107上。臺架5具備向面內方向或高度方向的xyz驅動機構和能夠使試樣相對于帶電粒子光學鏡筒的光軸200傾斜的傾斜驅動機構。如果變更這里則可以改變試樣角度θ。另外，試樣臺架5具備可以以所述光軸方向為軸進行旋轉的旋轉驅動機構，由此可以變更試樣旋轉角度φ。另外，可以在試樣臺架5上配置與試樣臺架5分體構成的可旋轉或傾斜的驅動機構。以朝向蓋部件122的對面來向外殼7內部延伸的方式安裝支持板107。從臺架5的幾個驅動機構中分別伸出支軸，并分別連接到蓋部件122所具有的驅動部51以及驅動部52。圖中驅動部示出了二個，按照驅動機構的數量進行配置。驅動部51以及驅動部52是電動機等。驅動部51以及驅動部52也可以由用戶進行手動旋轉。裝置用戶手動地操作驅動部51、52或在用戶接口34中輸入對上位控制部的命令，由此可以調整試樣的位置。另外，雖然未進行圖示，但是如果在外殼7內具備光學顯微鏡，則可以由2個以上的顯微鏡同時進行觀察或者可以省去試樣室間的移動、定位的工夫。

可以在試樣臺架5上搭載搭載著試樣的檢測元件500。如上所述，檢測元件500將帶電粒子束轉換為光。在試樣臺架5上或臺架附近具備用于檢測該光并轉換為電信號以及進行信號放大的光檢測器503。如上所述，理想的是可以高效地檢測光信號的配置。例如具備了檢測元件500的試樣臺可以與該光檢測器接近，接觸或不接觸都可以?；蛘呖梢栽谒鼈冎g配置光傳輸部h。在圖7-1中，在試樣臺架上具備光檢測器，但是光檢測器503也可以被固定在外殼7的某處來檢測來自試樣臺500的發(fā)光。另外，光檢測器503還可以被設置在外殼7外部，引導光來在外殼7外部進行光檢測。當光檢測器503存在于外殼7外部時，玻璃、光纖等用于傳輸光的光傳輸路徑位于試樣臺500附近，并且在該光傳輸路徑中傳輸通過檢測元件500所轉換出的光信號，由此可以由光檢測器檢測信號。光檢測器503是例如半導體檢測元件、光電倍增器等?？傊?，本實施例的光檢測器用于檢測通過前述的試樣臺的檢測元件發(fā)出的光。

在圖7-1中示出了在臺架5的上部具備有光檢測器503的情形。從臺架5所具備的光檢測器503經由配線509連接前置放大器基板505。前置放大器基板505經由配線507等連接到下位控制部37。在圖中，前置放大器基板505是在外殼7內部，但是也可以是在外殼7外部(例如圖中的前置放大器54部)。如稍后所述，在傾斜試樣臺500時，由于需要使試樣臺500不會從試樣臺架5掉落，因此在試樣臺架5上具備可以決定配置試樣臺500的位置的固定部件506。除此之外，在試樣臺500與光檢測元件503之間也可以有未圖示的固定部件。由此可以固定試樣臺500防止位置偏移。

在本實施例的帶電粒子束裝置中存在檢測器3和檢測元件500雙方，使用檢測器3可以取得由試樣產生或反射回來的次級的帶電粒子，同時可以使用檢測元件500取得在試樣中透射或散射后的透射帶電粒子。因此，使用下位控制部37等，可以切換次級的帶電粒子束圖像和透射帶電粒子圖像的、對監(jiān)視器35進行的顯示。另外，還可以同時顯示所述二個種類的圖像。

作為本實施例的帶電粒子顯微鏡的控制系統(tǒng)，具備：上位控制部36，其連接裝置使用者所使用的鍵盤、鼠標等的用戶接口34或顯示顯微鏡圖像的監(jiān)視器35來進行通信；下位控制部37，其按照從上位控制部36所發(fā)送的命令來進行真空排氣系統(tǒng)、帶電粒子光學系統(tǒng)等的控制；以及臺架控制部38，其進行與驅動部51、驅動部52的信號收發(fā)。分別通過各個通信線路連接。臺架控制部38和下位控制部37可以配置在一個單元內，也可以配置在上位控制部36內部。

下位控制部37具有收發(fā)用于控制真空泵4、帶電粒子源8、光學透鏡1等的控制信號的單元。更具體而言，為了實施上述3維內部構造觀察，下位控制部37具有控制向量參數的單元。即，下位控制部37可以變更控制來自帶電粒子束源8的帶電粒子束直到到達試樣為止的能量e、照射角度θ(或試樣旋轉角度φ)。圖中，在下位控制部37與帶電粒子光學鏡筒2之間圖示了照射能量控制部59。照射能量控制部59具備可以決定帶電粒子束向試樣的照射能量e的高壓電源等。具有照射能量控制部59的功能的高壓電源等也可以在下位控制部37內部。

另外，帶電粒子束的向試樣的照射能量e的變更，通過變更來自帶電粒子束源的加速電壓來實現，也可以通過在帶電粒子束照射試樣前變更可以使帶電粒子束加速或減速的向光學透鏡的電壓來實現?；蛘哌€可以具備可以向試樣臺架施加電壓的電源。

可以通過控制可以將帶電粒子束相對于光軸200傾斜地照射的光學透鏡來實施照射角度θ的變更?；蛘呖梢跃哂惺箮щ娏Ｗ庸鈱W鏡筒2本身傾斜的機構。另外，在下位控制部37中包括將來自檢測器3、光檢測器503的模擬信號轉換為數字圖像信號并發(fā)送至上位控制部36的a/d轉換器。數字圖像信號數據被發(fā)送至上位控制部36。在下位控制部37中模擬電路、數字電路等可以共存，或者上位控制部36和下位控制部37可以被統(tǒng)一成一個。

臺架控制部38從上位控制部36傳達臺架位置調整的信息，并將據此所決定的驅動信息發(fā)送至驅動機構51、52。另外，作為前述的向量參數的試樣角度θ、試樣旋轉角度φ也從本系統(tǒng)進行控制。

另外，在下位控制部37中還具備用于控制可以改變帶電粒子束的射束電流量i的光學透鏡的電流控制部?；蛘咭部梢允褂米鳛檎丈淠芰靠刂撇?9的高壓電源來控制從電子源8放出的射束電流量i。

接下來，對上位控制部36內部進行說明。在上位控制部內部包括數據收發(fā)部40、數據存儲器部41、外部接口42以及運算部43。數據收發(fā)部40接收檢測圖像等的數據，并且為了變更照射能量e、照射角度θ、試樣旋轉角度φ而將數據發(fā)送至下位控制部37、臺架控制38。數據存儲器部41對從下位控制部37發(fā)來的數字檢測信號進行數據保管。外部接口42進行與裝置使用者所使用的鍵盤、鼠標等用戶接口34或顯示顯微鏡圖像的監(jiān)視器35之間的信號收發(fā)。運算部43對取得數據、來自用戶的操作信息進行運算處理。所檢測出的圖像信息可以從存儲器部41讀出并顯示到監(jiān)視器35上，也可以通過將數據存儲在存儲器中來進行存儲。另外，還可以實時地顯示到監(jiān)視器35。上位控制部可以是例如個人計算機、工作站等計算機，也可以是搭載了cpu、存儲器等的控制基板。在這些上位控制部36中，經由數據收發(fā)部40將圖像數據存儲到存儲器部41之后，使用運算部43實施圖像數據的運算處理，并由該計算結果經由數據收發(fā)部40可以控制作為向量參數的照射能量e、照射角度θ和試樣旋轉角度φ。

此外，圖7-1所示的控制系統(tǒng)的結構只是一個例子?？刂茊卧蜷y門、真空泵或通信用的配線等的變形例，只要滿足本實施例中預想的功能，就屬于本實施例的帶電粒子束顯微鏡的范疇。即各控制塊可以嵌入同一個裝置中，也可以分別配置在其他的裝置中。另外，可以使用由該方法所獲得的測量結果(圖像信息)，將信息讀入其他的計算機，進行測量結果的分析、顯示。

在帶電粒子束顯微鏡中，除此之外還包括控制各部分的動作的控制部、根據從檢測器輸出的信號來生成圖像的圖像生成部(省略圖示)。控制部、圖像生成部可以由專用的電路基板構成為硬件，也可以由連接到帶電粒子束顯微鏡的計算機所執(zhí)行的軟件構成。當由硬件構成時，可以通過將執(zhí)行處理的多個運算器集成到配線基板上、半導體芯片或封裝內來實現。當由軟件構成時，可以通過在計算機中搭載高速的通用cpu并運行執(zhí)行所期望的運算處理的程序來實現。還可以通過記錄了該程序的記錄介質升級已有的裝置。另外，這些裝置、電路、計算機之間除了通過圖示的通信線路以外還通過有線或無線網絡相連接，并進行適當的數據收發(fā)。

圖7-2是表示試樣6、檢測元件500以及光檢測器503附近的各部件的配置關系的圖。圖7-2(a)是這些部件的俯視圖，但是為了便于理解而省略了試樣臺架5。圖7-2(b)是圖7-2(a)的側面圖。使用圖7-2，記載了當向量參數為試樣旋轉角度φ時的帶電粒子光學鏡筒1、試樣臺架5的驅動機構、光檢測器503、試樣6等的配置的細節(jié)。

在圖7-2中，設光檢測器503被設置在試樣6的表面的帶電粒子光學鏡筒1側的某處。在本實施例中，如圖6-2所說明的那樣組合使用旋轉機構時，理想的是在試樣臺架5上具有用于傾斜試樣的機構(圖中t部：傾斜臺架)和使試樣旋轉的機構(圖中r部：旋轉臺架)?；蛘?，如稍后所述，在臺架5上可以與臺架5獨立地具備可動的傾斜機構或旋轉機構。此外，試樣臺架5可以具有縱向或橫向地移動試樣的機構(圖中xy部：xy臺架)、可以改變試樣與帶電粒子光學鏡筒1之間的距離的高度調整機構。

在這里，通過試樣臺架5的用于傾斜試樣6的機構(圖中t部)來驅動角度θ的方向需要是朝向光檢測器503的方向。例如，如圖7-2所示，當光檢測器503被配置在帶電粒子光學鏡筒1的圖中左側并且傾斜軸為紙面垂直方向時，需要調整角度θ以使試樣6朝向圖中左側。理想的是，如果將垂直于光檢測器503的檢測面的軸設為軸a，使試樣旋轉的旋轉機構的旋轉軸設為軸b，則軸a與軸b相等(如圖7-2(a)所示從上方進行觀察時軸a與軸b一致)。但是，當檢測器的方向無法傾斜時，也可以像光檢測器503’、光檢測器503”那樣在角度η的范圍內。該角度η的范圍最大為180度。另外，在本實施例中為了觀察3維的內部構造，理想的是如圖所示，在用于傾斜試樣的機構(圖中t部)上，有使試樣旋轉的機構(圖中r部)。這是由于當通過旋轉軸b使試樣6旋轉時，光軸200與試樣臺500的面之間的位置關系總是恒定的。如果，當在使試樣旋轉的機構(圖中r部)上存在用于傾斜試樣的機構(圖中t部)時，存在如果通過旋轉軸b旋轉試樣，則用于傾斜試樣的機構(圖中t部)也會旋轉的問題。因此，理想的是，使向量參數中的試樣旋轉角度φ發(fā)生變化來取得圖像時，試樣臺架5被構成為在用于傾斜試樣的機構(圖中t部)上，配置使試樣旋轉的機構(圖中r部)。

接下來，使用圖7-3，記載與使向量參數中的照射角度θ發(fā)生變化來取得圖像時的帶電粒子光學鏡筒1、試樣臺架5的驅動機構、光檢測器503、試樣6等的結構的細節(jié)。圖7-3是表示試樣6、檢測元件500以及光檢測器503附近的各部件的配置關系的圖。圖7-3(a)是這些部件的俯視圖，但是為了便于理解而省略了試樣臺架5。圖7-3(b)(c)是圖7-3(a)的側面圖，示出了從圖7-3(a)中的下側所觀察到的配置。圖7-3(b)是在圖7-3(a)中使傾斜軸c傾斜以使試樣6朝向圖中左側的例子，圖7-3(c)是在圖7-3(a)中使傾斜軸c傾斜以使試樣6朝向圖中右側的例子。

在圖7-3中，設光檢測器503被設置在試樣6的表面的帶電粒子光學鏡筒1側的某處。在該例中，試樣臺架5具有用于傾斜試樣的機構(圖中t部)，并且需要是可以使傾斜角度θ可變的構造。此外，在試樣臺架5上可以具有縱向或橫向地移動試樣的機構(圖中xy部)、可以改變試樣與帶電粒子光學鏡筒1之間的距離的高度調整機構。即使驅動試樣臺架的用于傾斜試樣的機構(圖中t部)來改變角度θ，為了穩(wěn)定地取得從試樣臺500放出的光，理想的是，相對于角度θ的變化，向光檢測器503方向投影了試樣臺表面的發(fā)光區(qū)域時的面積沒有大的變化。理想的是，如果將垂直于光檢測器503的檢測面的軸設為軸a，使試樣傾斜角度θ的傾斜機構的傾斜軸設為軸c，則軸a與軸c相等(如圖7-3(a)所示從上方進行觀察時軸a與軸c一致)。當軸a與軸c相等時，由于從光檢測器503不依賴于角度θ地總是只能看到試樣臺500的側面，因此全部發(fā)光中可以檢測的光量的比率不依賴于角度θ。

另一方面，如果在光檢測器503”’的位置存在檢測器，則可能產生在傾斜試樣并成為圖7-3(c)的位置時檢測不到光的問題。也就是說，如果試樣傾斜軸c與光檢測器503的軸a所形成的角的大小不在預定的范圍內，則根據傾斜角度θ的大小，來自試樣臺500的發(fā)光中可以檢測的光量也會不同，因此所取得的圖像變?yōu)橐蕾囉趦A斜角度θ的大小的明亮度，可能無法取得準確的三維信息。

因此，理想的是如圖7-3(a)所示，配置光檢測器503，以便從上面進行觀察時試樣傾斜軸c與光檢測器503的軸a所形成的角度在±30°以內。也就是說，理想的是如圖7-3(a)所示，可以配置光檢測器503的邊界位置處的光檢測器的軸a’以及軸a”所形成的角η以試樣傾斜軸c為中心最大為60°。通過以軸c與軸a所形成的角的角度在該范圍內的方式配置光檢測器，可以不依賴于傾斜角度地取得穩(wěn)定的明亮度的圖像，并可以根據這些圖像取得準確的三維信息。此外，雖然沒有進行圖示，但作為不依賴于傾斜角度地取得穩(wěn)定的明亮度的圖像的方法還有如下結構：在試樣附近配置如光傳輸部h中的說明所述那樣的部件(光纖等)，將來自試樣臺500的發(fā)光引導至檢測器。在這種情況下，裝置結構增加且所需的檢測強度(光量)發(fā)生變化，但是可以不依賴于傾斜角度地取得穩(wěn)定的明亮度的圖像。

＜操作畫面＞

圖8表示操作畫面的一個例子。作為為了觀察三維的內部構造而進行設定的向量參數設定部，在監(jiān)視器上顯示照射能量e變更部45、照射角度變更部46、試樣角度變更部47、試樣旋轉角度變更部60等。根據輸入照射能量e變更部45中的數值來設定帶電粒子束的照射能量。照射角度變更部46是用于變更帶電粒子束與光軸之間的角度的輸入窗口，并根據所輸入的數值來設定相對于帶電粒子束的光軸的照射角度。試樣角度變更部47是輸入傾斜試樣6的角度的輸入窗口，并通過根據所輸入的數值傾斜試樣臺架來傾斜試樣。試樣旋轉角度變更部60是用于變更試樣的旋轉角度φ的輸入窗口，并根據所輸入的數值來旋轉試樣。

如上所述，向量參數照射能量e對應可以觀察的構造物的密度，照射角度、試樣角度或試樣旋轉角度對應所觀察的方向，因此操作畫面上的輸入窗口也可以分別是“密度”或“觀察方向”等的顯示項目。照射角度變更部46和試樣角度變更部47僅有某一個即可。如果只變更照射角度θ，則可以沒有試樣旋轉角度變更部60。還可以由變更帶電粒子束的焦點的焦點調整部48、圖像的明亮度調整部49、圖像對比度調整部50、照射開始按鈕51、照射停止按鈕52等組成。

還具備可以實時地顯示顯微鏡圖像的畫面55、可以顯示保存在存儲器部41中的圖像的畫面56等。此外，可以在其他窗口等中顯示能夠顯示保存在存儲器部41中的圖像的畫面56，還可以是畫面56有2個以上且在每個畫面顯示由不同的向量參數所取得的圖像。另外，還顯示用于保存圖像的圖像保存按鈕57、可以讀出圖像的圖像讀出按鈕58。

取得作為向量參數的照射能量e、照射角度θ、試樣旋轉角度φ的設定為不同的狀態(tài)下所顯示出的多個圖像，并排顯示對應于該多個向量參數的透射帶電粒子圖像，由此裝置使用者可以識別試樣的三維內部構造。另外，代替并排顯示或在并排顯示以外，還可以按照任意的時間來切換地顯示這些圖像。此時通過按照向量參數的大小順序來顯示圖像，更易于用戶掌握三維構造。此外，圖8所示的顯示結構只是一個例子，顯示位置、顯示形式等的變形例只要滿足本實施例設想的功能，就屬于本實施例的帶電粒子束顯微鏡的范疇。

另外，通過將用于一系列的測量步驟的值作為表格數據存儲到存儲部(未圖示)，操作者可以省略對用于一系列的測量步驟的全部向量參數中的一部分進行輸入的工夫。另外，表格數據也可以存儲作為與要測量的試樣的特性(試樣的種類、膜厚度)、想要測量的深度、精度等相關聯的數據。在這種情況下，操作者輸入上述試樣的特性，或者裝置測量試樣并自動地進行判斷，由此具有可以省略輸入各參數的工夫的優(yōu)點。

＜手動觀察過程＞

接下來，使用圖9來對用戶觀察三維內部構造的過程進行記載。

首先，用戶準備用于搭載試樣的檢測元件500(進行發(fā)光的試樣臺)。接下來，根據需要在檢測元件500中配置預定的部件。在這里，預定的部件如上所述，是指用于提高試樣與試樣臺的粘附性的物質、導電性物質、用于反射光的物質、某種預定的氣體材料等。如果不需要配置預定的部件則不執(zhí)行本步驟。接下來，用戶在檢測元件500上搭載試樣。接下來，移至搭載到帶電粒子顯微鏡或光學顯微鏡中進行觀察的步驟。步驟a是使用光學顯微鏡進行觀察的步驟、步驟b是使用帶電粒子顯微鏡進行觀察的步驟。

在由光學顯微鏡所進行的觀察步驟a中，用戶首先在光學顯微鏡裝置內配置搭載了試樣的檢測元件500。如上所述，當配置在光學顯微鏡裝置中時，如果需要是載玻片的形狀，也可以將檢測元件500放置在載玻片上。接下來，用戶使用光學顯微鏡進行觀察。觀察結束后，移至由帶電粒子顯微鏡裝置所進行的觀察步驟b。此外，如稍后所述，如果光學顯微鏡可以取得數字數據，則可以將數據轉移至上位控制部36，并在監(jiān)視器35上顯示光學顯微鏡圖像。

在使用帶電粒子顯微鏡進行觀察的步驟b中，用戶首先如上所述，在帶電粒子顯微鏡裝置內配置搭載了試樣的檢測元件500。接下來，在步驟61中，在監(jiān)視器35上的操作畫面44上設定作為期望的向量參數的照射能量e、照射角度θ(試樣旋轉角度φ)或射束電流量i。在接下來的步驟62中，通過帶電粒子顯微鏡向試樣照射帶電粒子束來檢測來自試樣臺500的發(fā)光。在接下來的步驟63中，將在步驟62取得的圖像顯示到監(jiān)視器35上的畫面55中。在接下來的步驟64中，根據在前述的操作畫面進行的用戶的輸入來調整光學透鏡的激發(fā)強度，由此在期望的位置進行聚焦。在接下來的步驟65中，根據在前述的操作畫面進行的用戶的輸入，使前置放大器基板505中的檢測信號的放大率發(fā)生變化等，在期望的位置調整圖像的明亮度、對比度。在取得了期望的圖像后，在接下來的步驟66中，通過進行圖像保存，將圖像數據存儲至存儲器部41。在接下來的步驟67中，用戶決定是否變更向量參數。如果需要變更向量參數則返回至步驟61。如果不需要進行變更，則結束由帶電粒子顯微鏡裝置所進行的觀察，并將試樣取出至帶電粒子顯微鏡裝置外。根據需要返回a的由光學顯微鏡所進行的觀察步驟?？梢越粨Q步驟a和b?；蛘呷绻菐щ娏Ｗ语@微鏡裝置和光學顯微鏡裝置一體化的裝置，則可以交替地重復過程a和b，也可以同時地進行觀察。通過實施該步驟，可以使用帶電粒子束顯微鏡觀察使用光學顯微鏡觀察過的試樣中的三維內部構造。

＜自動觀察過程＞

接下來，對用于自動地實施圖9的步驟b中的用于三維內部構造觀察的一系列動作以及用于實施圖像保存的過程的結構進行說明。具體而言，如果對從步驟61到步驟67進行自動化，則可以實施。

作為例子，使用圖10所示的操作畫面70，針對變更試樣角度θ來實施三維內部構造觀察的方法進行以下說明。在操作畫面70中具備初始試樣角度θ設定部71、最終試樣角度θ設定部72以及決定它們之間的刻度寬度的變更角度δθ設定部73。從初始試樣角度θ設定部71所設定的角度開始，按照變更角度δθ設定部73所設定的角度δθ來變更角度，直到變?yōu)樽罱K試樣角度θ設定部72所設定的角度。操作畫面70具備垂直設定條74和水平設定條75以及顯示顯微鏡圖像的畫面76。垂直設定條74和水平設定條75用于在變更了角度θ時，指定總是將進行觀察的位置決定為圖像的中心的物體。垂直設定條74與水平設定條75進行交差的點是自動圖像取得基準點77。用戶調整垂直設定條74與水平設定條75的位置，以使作為垂直設定條74與水平設定條75交差的點的自動圖像取得基準點77與想進行觀察的位置一致。

此外，自動圖像取得基準點77的設定方法不限定于上述方法，只要是用戶可以選擇試樣的特定的位置的手段即可。另外，自動圖像取得基準點77可以不是畫面的中心。在圖中示出了以自動圖像取得基準點77與內部物質901一致的方式進行了設定的情形。如果設定為圖的狀態(tài)，則即使變更了試樣的傾斜θ也可以總是將內部物質901設為圖像中心。進一步，如果變更傾斜角度θ，則焦點、圖像明亮度也會發(fā)生變動，但是以由自動圖像取得基準點77所確定的部位為基準來自動調整位置、焦點、明亮度。上述所示的變更照射角度θ的過程以及控制部也適用于試樣旋轉角度φ。

例如，如果試樣6傾斜，則畫面的中心的內部物質901的位置移動到圖中的從左右方向偏移的位置。因此，可以在變更作為向量參數的傾斜角度θ或試樣旋轉角度φ的前后，經由臺架控制部38向驅動機構51傳送信號，并自動地校正位置，以使設定為基準點的部位不從畫面的中心偏移。此外，自動圖像取得基準點不必固定在圖像中心。重要的是，校正臺架的位置，以使設為透射帶電粒子圖像中的自動圖像取得基準點的試樣位置不變。這些自動調整由圖7-1所示的上位控制部36內部的數據收發(fā)部40、數據存儲器部41、運算部43來進行實施。特別是，自動位置掌握是由運算部43進行以下圖像計算來實施的：該圖像計算確定自動圖像取得基準點77的構造物通過傾斜角度θ或試樣旋轉角度φ的變更而移動到了哪里。之后，通過運算部43自動地進行焦點調整，以使在自動圖像取得基準點77的位置聚焦，以及自動地進行明亮度調整，以使自動圖像取得基準點77的位置的明亮度與試樣傾斜前的明亮度一致。由此，在設為自動圖像取得基準點的試樣位置，在傾斜角度變更前后，可以總是處于聚焦狀態(tài)并且保持明亮度恒定。

此外，僅圖示出一個自動圖像取得基準點77，但是可以存在多個，也可以通過在面中進行指示來提高自動調整精度。完成這些設定后，通過按下自動取得開始按鈕78，可以自動地實施圖9所示的步驟61～步驟67。

在此期間所取得的圖像被保存在數據存儲器部41中。通過將保存在數據存儲器部41中的連續(xù)傾斜的圖像按照順序在監(jiān)視器上讀出或排列，裝置使用者可以識別試樣內部的三維內部構造。以上，僅針對試樣傾斜進行了描述，但是變更照射能量e、與帶電粒子束的光軸之間的照射角度θ時也是同樣的。在該情況下，在上述的說明中，將“試樣角度θ”置換為“照射能量e”、“與帶電粒子束的光軸之間的照射角度θ”或“射束電流量i”來進行閱讀即可?；蛘呖梢宰兏嚇有D角度φ而非試樣傾斜角度θ來自動地取得圖像。進一步，也可以同時變更照射能量e和試樣傾斜θ的向量參數來自動地取得圖像。

如上所述，可以通過計算機斷層攝像(ct)來對手動或自動地取得的圖像進行斷層掃描。如果是ct圖像，則可以自由地在監(jiān)視器上使圖像旋轉，并顯示三維內部構造，因此可以更加利于操作者觀察試樣的內部狀態(tài)。操作者還可以只取出期望的截面來進行顯示。通過構成ct圖像，不用制作試樣的切片等就可以取得截面圖像或切片圖像。另外，在想要迅速地對細胞等的試樣進行ct化時，可以自動地移動試樣。在這種情況下，如果將照射角度θ或試樣旋轉角度φ、帶電粒子束能量e、帶電粒子束的射束電流量i設為組合來實時地進行改變，則可以在短時間獲得大量的信息。

另外，雖然未進行圖示，但是也可以進行將上述保存或顯示的2張圖像只傾斜幾度來進行立體觀察的立體觀察。在立體觀察時，可以將改變角度來拍攝的2張圖像進行并排地立體觀察，也可以使用將改變了藍色、紅色等2種顏色的圖像重合的圖像，還可以在可以進行3維觀察的監(jiān)視器等的顯示部進行3維顯示。另外，雖然認為通過上述計算機斷層攝像(ct)進行了斷層掃描的例子對于用戶來說便利性高，但是也可以使用其他方法來作為3維構造的圖像的形成方法。

＜免疫染色＞

另外，可以對試樣實施附加了金膠體等的標識的免疫染色。通過附加標識，除了試樣內部的形態(tài)構造，還可以觀察想檢測的蛋白質等集中在試樣內部的哪個位置等。在圖11中，考慮對試樣附加標識來進行觀察的情況。這種情況下的試樣例如是培養(yǎng)細胞或從生物體中取出的細胞。如果將附加了金標識909所接合的抗體的材料注入細胞內，則對細胞內部的蛋白質等產生特異性反應來進行結合(抗原抗體反應)。帶電粒子束900通過金標識909受到較大散射，因此投影圖像(或檢測圖像)910如圖所示，可知金標識909集中存在的位置。其結果，可以掌握想檢測的蛋白質等的位置。

另外，如圖11(a)～圖11(b)所示，通過變更向量參數(在圖中，變更試樣角度θ)來實施三維內部構造觀察、ct觀察等，可以掌握想檢測的蛋白質等聚集在細胞內部的哪里等。進一步，金標識909是從數nm到數μm等各種各樣的大小，根據集中的量或密度，帶電粒子束900的散射量也是不同的。也就是說，例如通過調整照射能量e，可以在投影圖像910中檢測淺色的金標識部911(或者未圖示的深色的金標識部)等。該投影圖像910表示特異性聚集的蛋白質的位置、密度等，因此用戶通過查看該圖像可以掌握細胞內部的蛋白質的位置、密度。可以只由裝置使用者觀察前述的金標識部的大小、顏色的深淺等，也可以在上位控制部36中實施大小測量、顏色深淺判斷。

另外，雖然沒有進行圖示，但是可以取得通過照射帶電粒子束所產生的x射線等的放射線。由此，可以進行試樣內部的元素、化學狀態(tài)的分析。

＜顯微鏡信息更換的說明＞

如上所述，可以在試樣臺上搭載想進行觀察的試樣，并實施同一試樣臺上的試樣的光學顯微鏡觀察和帶電粒子顯微鏡觀察。此時，理想的是可以使用光學顯微鏡以及帶電粒子顯微鏡對同一部位進行準確地觀察。因此，關于可以使用光學顯微鏡和帶電粒子顯微鏡對同一部位進行觀察的裝置系統(tǒng)，使用圖12來進行說明。在光學顯微鏡602中具備ccd攝像頭603。用戶首先使用光學顯微鏡取得試樣的圖像。ccd攝像頭603與上位控制部36通過配線604相連接。由此，如圖中虛線箭頭所示，可以將光學顯微鏡的數字圖像信息發(fā)送至上位控制部36。另外，使用帶電粒子顯微鏡所取得的圖像信息也同樣地被發(fā)送至上位控制部36，因此可以在同一監(jiān)視器35上實施同一部位的顯微鏡像的比較。用戶一邊在監(jiān)視器上查看通過光學顯微鏡所取得的圖像，一邊在帶電粒子顯微鏡中尋找取得圖像的試樣位置。由此，根據光學顯微鏡中的觀察結果，可以將期望的試樣位置配置在一次帶電粒子束的照射位置。另外，可以通過圖像匹配、類似度計算等的運算處理來尋找與光學顯微鏡圖像類似的形狀的試樣位置，自動地設定為帶電粒子束的照射位置。此外，雖然未進行圖示，但是可以有其他的計算機介于光學顯微鏡與上位控制部之間，也可以經由因特網等的通信線路來發(fā)送圖像信息。

另外，如圖13所示，在帶電粒子顯微鏡裝置601中，可以配置簡易的光學顯微鏡202。“簡易的”是指例如具有尺寸小、價格低等的優(yōu)點，還可以執(zhí)行所需的光學性的顯微鏡觀察。光學顯微鏡202例如具有光學透鏡等簡單的成像系統(tǒng)和ccd攝像頭等攝像元件。來自光學顯微鏡202的圖像信息同樣地經由配線連接到上位控制部36。另外，帶電粒子顯微鏡的光軸200與光學顯微鏡202的光軸201之間的距離總是恒定的，因此使用光學顯微鏡進行觀察后，進行位置移動的距離也總是恒定的。因此，如果設為將該距離預先存儲在存儲器等中，并在輸入了臺架移動指示時，將該距離值作為臺架移動量來控制驅動部51，52的結構，則用戶可以通過非常簡單的操作來進行帶電粒子顯微鏡的光軸200與光學顯微鏡202的光軸201之間的移動指示。因此，使用簡易的光學顯微鏡202和帶電粒子顯微鏡601觀察同一試樣部位可以使用戶的操作變得非常容易，另一方面能夠高效地控制裝置的大小、成本。

另外作為其他的效果，光學顯微鏡602和光學顯微鏡202都是使用了光的顯微鏡，因此可以獲得幾乎相同的外觀的圖像，所以可以很容易地使用帶電粒子顯微鏡601來觀察與使用光學顯微鏡602觀察過的試樣相同的部位。具體而言，使用如下過程來進行觀察。用戶首先在使用設置在帶電粒子顯微鏡裝置外的光學顯微鏡602觀察試樣的期望的位置之后，將搭載了試樣的試樣臺導入帶電粒子顯微鏡裝置內部。接下來，使用光學顯微鏡202確定使用光學顯微鏡602觀察過的位置。用戶可以手動進行該作業(yè)，也可以通過基于光學顯微鏡602所取得的圖像進行匹配、類似度計算等的運算處理來自動地進行。接下來，使用前述的方法將試樣從光學顯微鏡202移動至帶電粒子顯微鏡601，并將使用光學顯微鏡202所確定的試樣位置配置為一次帶電粒子束的照射位置。接下來，通過帶電粒子顯微鏡來取得透射帶電粒子圖像。如此，通過將光學顯微鏡202用于對準帶電粒子束顯微鏡裝置外部的光學顯微鏡與帶電粒子顯微鏡的觀察位置，使用帶電粒子顯微鏡來觀察使用帶電粒子顯微鏡裝置外部的光學顯微鏡觀察過的試樣位置則變得非常簡單。

此外，如圖14所示，進行設置以便可以在試樣臺500的正下方配置光學顯微鏡202的位置，并可以設帶電粒子顯微鏡的光軸200與光學顯微鏡202的光軸201為同軸。帶電粒子顯微鏡的光軸200與光學顯微鏡202的光軸201是同軸，可以觀察同一部位，另外，光學顯微鏡602與光學顯微鏡202都是使用了光的顯微鏡，因此對同一試樣部位進行觀察變得非常簡單。作為其結果，可以比圖13的結構更容易地使用帶電粒子顯微鏡601觀察與使用光學顯微鏡602觀察過的試樣相同的部位。此外，在使用光學顯微鏡202進行觀察時，可以取下光檢測器503，也可以使光檢測器503具有移動機構以便可以變更位置。另外，還可以經由光學顯微鏡202取得來自檢測元件500的光來形成透射帶電粒子顯微鏡圖像。

另外，圖14的情況與在圖13中所說明的內容相同，可以將光學顯微鏡202用于對準帶電粒子束顯微鏡裝置外部的光學顯微鏡與帶電粒子顯微鏡的觀察位置。在這種情況下，具有不需要將試樣從光學顯微鏡202移動到帶電粒子顯微鏡601的步驟的優(yōu)點。

有時在帶電粒子束顯微鏡內很難立刻找到使用光學顯微鏡觀察過的位置。因此，接下來關于在光學顯微鏡與帶電粒子顯微鏡間進行位置信息通用化的手段進行以下說明。作為在顯微鏡間對位置信息進行通用化的手段，考慮使用試樣臺上的記號來簡單地找到想進行觀察的位置的方法。圖15表示從上面觀察的搭載了試樣6的檢測元件500的圖。作為試樣臺的檢測元件500具備可以掌握試樣相對于檢測元件500的位置關系的標記913。標記913形成于試樣臺的預定的位置，例如像尺子那樣已知刻度寬度的記號。由于在水平方向和垂直方向都有標記，因此可以掌握觀察了哪個位置。另外，當在檢測元件500上很難進行標記時，只要在具備標記的底座501上配置檢測元件500，就可以掌握試樣被配置在試樣臺上的哪個位置。另外，也可以在試樣臺上的某處紀錄多個成為記號的點，并將其設為基準點來掌握觀察位置。例如，可以將試樣本身設為基準點?？梢杂裳b置使用者來進行根據標記來存儲試樣的位置的作業(yè)，也可以通過在上位控制部36等上進行實施來制作試樣臺上的地圖數據，并根據存儲在存儲器中的地圖數據來尋找位置。

如上所述，可以通過本實施例中的帶電粒子束裝置、試樣觀察方法、試樣臺以及觀察系統(tǒng)，使用帶電粒子顯微鏡來實施使用光學顯微鏡觀察過的試樣的三維內部構造。

實施例2

＜三維觀察的原理說明＞

除了在圖6-2中所說明的內容，針對通過使試樣904在x軸和y軸進行傾斜來進行增加了測量點的三維觀察的結構進行說明。還針對通過x軸和y軸的至少一個與z軸的旋轉來進行增加了測量點的三維觀察的結構進行說明。由此，可以進行高精度的三維觀察。

另外，作為獨立的其他的效果，通過使從多個角度觀察試樣中的任意部位成為可能，能夠測量從一個方向的觀察很難測量的部位。

另外，作為獨立的其他的效果，可以通過相對較少的傾斜角度進行增加了測量點的三維觀察，而不必因為增加測量點而將相對角度設為較大傾斜來觀察試樣。由此，可以不需要試樣的大傾斜，并可以避免用于進行大傾斜的傾斜裝置的大規(guī)?；?、試樣室中的空間的配置的限制。

使用圖16，說明用于使用帶電粒子束來實施試樣的三維觀察的原理。即在圖16(a)中，表示與照射帶電粒子束905時的試樣904之間的相互關系?？紤]將帶電粒子束905照射試樣904并在試樣上進行掃描的結果，而通過檢測元件500轉換為光信號的信號作為顯微鏡圖像顯示在監(jiān)視器上。

如圖16(a)所示，設在試樣904的內部存在內部物質921、922、923。如果考慮試樣904是細胞等，則內部物質921、922、923對應于細胞核等細胞器、空隙等。因此使試樣在檢測元件500上的y軸周圍旋轉。通過使試樣旋轉來改變帶電粒子束的入射方向與試樣之間的相對角度，并取得改變了相對角度的多個圖像。根據該多個圖像，可以掌握試樣的外形以及內部構造的三維的位置配置。

圖16(a)表示使試樣在y軸的周圍旋轉前的向試樣904照射帶電粒子束905的情形。在該圖16(a)中，對從與作為旋轉軸的y軸的同一方向來觀察試樣的情形進行圖示。設帶電粒子束905的光軸是箭頭所示的方向。另外，x軸表示對于作為旋轉軸的y軸垂直相交的檢測元件500上的線。

在圖16(a)下部925表示在該狀態(tài)下獲得的顯微鏡圖像。在該圖中，從光軸看來，內部物質921與內部物質922有一部分重合，在不進行傾斜的狀態(tài)下很難對內部物質922的一部分進行觀察。

作為其理由，列舉有當內部物質921與內部物質922的密度類似時，通過各自的內部物質進行散射的帶電粒子的數量是類似的。另外，在各自的內部物質透射后到達檢測元件500的帶電粒子的數量也是類似的。其結果，在所取得的顯微鏡圖像中，內部物質921與內部物質922幾乎沒有明暗差，因此無法識別它們的上下關系。而且，也無法識別內部物質921、922與內部物質923之間的上下關系。

接下來，為了識別試樣904的外形、內部物質921、922、923的形態(tài)、上下關系，考慮將帶電粒子束905斜著照射試樣904。圖16(c)表示在x軸的周圍進行旋轉來將試樣臺500傾斜角度φ的情形。此時所獲得的顯微鏡圖像是圖16(c)的下圖(927)。

如果與圖16(a)的顯微鏡圖像的下圖(925)進行比較，則由于進行了傾斜，而不被內部物質921遮擋地觀察內部物質922。另外，內部物質921、922以及923之間的相對距離會發(fā)生變化。而且，試樣904在顯微鏡圖像上顯示的大小也會發(fā)生變化。也就是說，通過將傾斜前的圖像與傾斜后的圖像進行比較，并查看在圖像上的試樣的變化量，可以觀察試樣以及內部物質的三維構造。進一步，通過連續(xù)地進行在x軸或y軸中的旋轉來取得圖像，可以更加詳細地掌握試樣的三維構造。通過在監(jiān)視器上按順序顯示像這樣獲得的多個圖像或者將彼此并排，可以更加準確地識別試樣的三維構造。

例如，考慮設未使試樣旋轉的狀態(tài)為0°，將x軸從-60°到+60°以每10°為單位進行旋轉，并在各旋轉角度取得圖像。在這里指定的角度信息并不特別限定于這些角度。另外，可以根據試樣的特性、想進行觀察的信息來存儲到系統(tǒng)中。

由圖17(a)的點的集合240圖示出對于像這樣進行了觀察時的、試樣與帶電粒子束之間的相對角度進行了立體投影的圖。在這里使用經緯網進行說明，但是也可以使用其他的立體投影的圖來進行說明。在該圖中，使用連續(xù)的點的集合240示出了在圓周250上設定為試樣表面時的照射試樣的帶電粒子束的相對角度。為了更加詳細地掌握三維構造，理想的是盡量以小角度為單位取得圖像。

另外，理想的是盡量傾斜到高角度來取得圖像，但是隨著傾斜角度變大，帶電粒子束穿過試樣內的距離變長，因此通過試樣、內部物質等而被散射的帶電粒子的數量會增加。其結果，到達檢測元件的帶電粒子的數量變少，因此在將高角度地傾斜來觀察試樣時，有時會無法獲得清晰的圖像。因此，如圖16的試樣904所示，當觀察對象是在水平面上展開那樣的試樣時，通常以50°～70°左右作為傾斜角度的上限進行觀察較好。此外，本角度僅表示一個例子，根據要觀察的試樣優(yōu)選的角度會不同也包含在本發(fā)明的思想范圍中。

進一步，可以通過計算機斷層攝像(ct)對所取得的圖像進行斷層掃描。通過對圖像進行斷層掃描，可以在監(jiān)視器上自由地旋轉圖像來顯示試樣的三維構造，或只顯示試樣的某個截面。通過制作如此斷層掃描出的圖像，不用將試樣進行切片就可以取得截面圖像或切片圖像。另外，也可以使用其他的方法作為表示內部信息的方法。

接下來，針對通過增加旋轉軸設為二個軸來進行更加準確的三維觀察的方法進行記載。本申請所說明的試樣的情況下，如上所述，增大傾斜角度時很難獲得清晰的圖像，因此大多數情況下獲得清晰的圖像的傾斜角度的上限為50°～70°。因此，很難獲得將傾斜角度設為從該上限的角度開始直到90°的范圍時的圖像信息。如此，存在很難獲得圖像的區(qū)域、也就是信息缺損區(qū)域。在想要掌握準確的三維構造的情況等，需要盡量縮小該信息缺損區(qū)域。理想的是例如對連續(xù)地傾斜而獲得的圖像進行斷層掃描，并在想要進行試樣的體積等的測量時，盡量縮小信息缺損區(qū)域。

作為縮小該信息缺損區(qū)域的方法，以下針對將旋轉軸增加為二個軸來從更多的方向觀察試樣的方法進行說明?？紤]除了x軸的旋轉軸，使試樣在與x軸正交的檢測元件500上的y軸上進行旋轉。由圖16(b)圖示出試樣904和x軸以及y軸、帶電粒子束905等的相互關系。

圖16(b)是將y軸作為旋轉軸進行旋轉，并傾斜試樣臺500來斜著照射帶電粒子束905的情形。在該狀態(tài)下所獲得的顯微鏡圖像是圖16(b)的下圖926。在圖像上的內部物質921、922以及923之間的距離和試樣904的外形與傾斜前的圖像、即圖16(a)的925相比會發(fā)生變化。另外，與將x軸作為旋轉軸進行旋轉來傾斜試樣而獲得的圖像、即圖16(c)的927相比，內部物質921、922以及923之間的距離、位置關系和試樣904的外形也會發(fā)生變化。如此，通過將旋轉軸從一個軸增加到二個軸，可以從更多的方向進行觀察，并可以更加準確地掌握試樣的內部物質以及外形的三維構造。

圖17(a)中點的集合241表示示出了將試樣未旋轉的狀態(tài)設為0°，從-60°到+60°以10°為單位旋轉y軸來在各旋轉角度取得圖像時的、試樣與照射試樣的帶電粒子束的相對的位置關系的立體投影圖。除了表示將x軸設為旋轉軸時的、試樣904與對于試樣的相對的帶電粒子束的照射角度的點的集合240，表示將y軸設為旋轉軸時的相對角度的點的集合241以與點的集合240正交的位置關系進行分布。除了x軸，通過將正交的y軸添加為旋轉軸，可以縮小信息缺損區(qū)域。由此，可以掌握更加正確的三維構造。

以上考慮了使二個旋轉軸分別獨立地進行旋轉，但是也可以使二個軸進行連動地運動。例如，在圖17(b)中，考慮首先使線段x軸作為旋轉軸旋轉+30°，接下來使y軸作為旋轉軸從-60°到+60°以每10°為單位進行旋轉，并在各旋轉角度取得圖像。如此取得的圖像中的試樣與帶電粒子束的相對角度作為點的集合242被圖示在圖17(b)的立體投影圖(經緯網)上。通過像這樣地使二個旋轉軸進行連動地旋轉，可以從更多方向進行觀察。

如果還考慮x軸、y軸分別從-60°到+60°進行傾斜，則可以使照射到試樣的帶電粒子束的相對角度在圖17(c)的立體投影圖(經緯網)的斜線部245的內部自由地變化。可以在斜線部245內從各種各樣的方向觀察試樣，可以更加準確地掌握試樣的三維構造。

以上考慮了導入二個旋轉軸以便傾斜試樣臺，但是使用圖18針對將垂直于試樣臺的方向作為軸，導入可以在試樣臺平面上旋轉試樣的旋轉軸，使來自多方向的觀察成為可能的方法進行說明。

圖18表示可以通過x軸使試樣臺500進行傾斜的機構和與試樣臺500的平面正交，使試樣可以在試樣臺平面上并且z軸為中心進行旋轉的旋轉機構。此外，考慮x軸相對于z軸獨立地進行動作。也就是說，設即使在z軸的周圍使試樣進行旋轉時，不傾斜x軸而只旋轉試樣904或試樣臺500。反之，設在x軸的周圍傾斜了試樣時，z軸也與試樣同樣地進行傾斜。

不旋轉z軸而只傾斜x軸的情況與上述的旋轉軸為一個軸的情況相同。此時，在x軸的周圍從-60°到+60°以每10°為單位進行旋轉，并在各旋轉角度取得了圖像時，試樣904與帶電粒子束905的相對角度成為圖18(a)的立體投影圖的點的集合240。在這里使用施密特網進行表示。該立體投影圖中，表示在圓周250上設定為試樣表面時的照射試樣的帶電粒子束的相對角度。

接下來，考慮在使試樣在z軸的周圍旋轉90°后，在x軸周圍進行旋轉。這種情況與圖18的在y軸的周圍進行旋轉的情況相同。在該狀態(tài)下，在與上述同樣地在x軸的周圍從-60°到+60°以每10°為單位進行旋轉，并在各旋轉角度取得了圖像的情況下，試樣904與帶電粒子束905的相對角度成為點的集合241。

還可以通過變更z軸的旋轉角度，來增加觀察方向。例如考慮在z軸的周圍，從帶電粒子束照射試樣的方向看去順時針旋轉了45°后，同樣地在x軸的周圍從-60°到+60°以每10°為單位進行旋轉，并取得圖像。此時的試樣與帶電粒子束的相對角度成為點的集合243。

另外，以上考慮了在z軸的周圍進行了旋轉后，在x軸的周圍進行旋轉，但是該旋轉的順序也可以相反。例如，考慮在x軸的周圍旋轉了45°后，繞z軸以每10°為單位旋轉360°，并在各旋轉角度取得圖像。如果在立體投影圖上表示由此得到的圖像的試樣與帶電粒子束的相對角度，則成為圓形的點的集合244。

如果考慮從-60°到+60°旋轉x軸，并從0°到90°旋轉z軸，則照射試樣的帶電粒子束的相對角度可以在圖19(b)的立體投影圖(施密特網)的斜線部245的內部自由地變化。通過在斜線部46內從各種各樣的方向觀察試樣，可以更加準確地掌握試樣的三維構造。另外也可以大幅地減小信息缺損區(qū)域。

＜試樣臺的說明＞

針對使上述的三維觀察成為可能的試樣臺，進行以下說明。圖20表示通過具有可以傾斜試樣的二個旋轉軸，使來自多方向的觀察成為可能的試樣臺。成為在試樣臺架500上具備電動機810，試樣臺500被固定在電動機旋轉軸811上的結構。試樣臺架500具備可以繞傾斜軸801進行傾斜的傾斜驅動機構(角度控制部)。電動機810被配置為電動機旋轉軸811與試樣臺架的傾斜軸801正交，并通過支持部件805固定在試樣臺架500上。電動機旋轉軸811具備試樣保持部件812，并可以與電動機旋轉軸811一起進行旋轉。試樣保持部件812上安裝有可裝卸并具有發(fā)光部件的試樣臺500。根據以上的結構，通過試樣臺架800的傾斜以及電動機810的旋轉，可以進行基于二個軸的旋轉。

接下來，圖21表示具有可以在試樣臺架上旋轉試樣的旋轉軸和可以傾斜試樣的傾斜軸的試樣臺。試樣臺架800上具備旋轉臺820，其上安裝有可裝卸并具有發(fā)光部件的試樣臺500。試樣臺架800具備可以繞傾斜軸801進行傾斜的傾斜驅動機構(角度控制部)。旋轉臺820具備將與試樣臺架800正交的方向作為旋轉軸的旋轉驅動機構(角度控制部)。旋轉臺820上所安裝的試樣臺500可以與旋轉臺820一起進行旋轉。根據以上的結構，通過由試樣臺架800所進行的傾斜以及旋轉臺820的旋轉，可以進行使用二個軸的旋轉。另外，不必為了使二個軸旋轉(傾斜)而必須具有2個驅動部，也可以使用從1個驅動部獲得的動力來控制二個軸。

另外，雖然沒有進行圖示，但是通過在電動機810與試樣臺500之間配置提供旋轉運動的部件、將旋轉運動變?yōu)槠渌\動的部件，不論電動機810的位置如何都可以實現上述結構的某一個。作為提供旋轉運動的部件的例子，有齒輪、鏈條、皮帶等，作為將旋轉運動改為其他運動的部件的例子，列舉了凸輪機構、連桿機構等。

實施例3

在實施例1或實施例2中針對試樣臺為發(fā)光元件的結構進行了說明。在本實施例中，針對試樣臺是如果照射帶電粒子束則可以產生電子和空穴的半導體檢測元件的情況來進行說明。以下針對與實施例1同樣的部分省略說明。

使用圖22來進行與原理以及結構有關的說明。在如果照射帶電粒子束則可以產生電子和空穴的試樣臺518上具備試樣6。試樣臺501是半導體檢測元件等，并在內部存在p層、n層以及耗盡層等。在這種情況下也與實施例1相同，該試樣臺518檢測在試樣的內部散射或透射后的帶電粒子。試樣臺兼檢測元件具備上層部512和下層部513等的薄層。該薄層是可以通電的材料、例如金屬膜等。圖中的薄層被記載為整個面，但是也可以是一部分。

考慮在試樣內存在密度高的部位508和密度低的部位509的情況。當在試樣內對密度高的部位508照射一次帶電粒子束510時，由于大多數帶電粒子束向后方散射，因此帶電粒子束沒有到達檢測元件518。另一方面，當在試樣內對密度低的部位509照射一次帶電粒子束511時，帶電粒子束可以透射到檢測元件518。到達了檢測元件518的帶電粒子束在檢測元件518內部產生電子空穴對514。通過產生了電子空穴對514，空穴或電子被吸引到上層部512以及下層部513。如果在上層部512和下層部513間經由配線516等連接位于本試樣臺兼檢測元件外的電阻515，則通過前述的電子空穴對可以流過電流i，因此，導致在電阻515間產生電壓v。通過在放大器517中放大該電壓v，可以放大信號。作為這一系列的結果，通過取得來自檢測元件518的信號，可以檢測試樣內部的密度差。

帶電粒子束的固體內平均自由路程依賴于帶電粒子束的加速電壓，為數十nm～數十μm。因此，需要將檢測元件518的上表面的上層部512的厚度設為相同程度的厚度。另外，圖中試樣6接觸上層部512，但是當試樣為生物試樣等時，由于毒性等的關系有時無法在上層部512上搭載試樣。因此，可以涂抹骨膠原那樣的與生物試樣的親和性高的材料。也可以配置在上層部512與試樣6之間。

另外，如實施例1中的說明所述，當試樣6為含水試樣等時，可以在試樣周邊配置薄膜702，也可以將試樣內部的水分作為離子液體等的置換物質703。

圖17表示用于使用本實施例的半導體檢測元件來實施三維內部構造觀察的裝置結構。圖23中在試樣臺架5上配置作為試樣臺的半導體檢測元件518。從臺架5所具備的檢測元件518經由配線509連接前置放大器基板505。前置放大器基板505經由配線507等連接到下位控制部37。在圖中，前置放大器基板505在外殼7內部，但是也可以在外殼7外部(例如圖中的前置放大器54部)。在傾斜試樣臺518時，由于需要使試樣臺518不會從試樣臺架5掉落，因此在試樣臺架5上具備可以決定配置試樣臺518的位置的固定部件506。除此之外，在試樣臺518與試樣臺架5之間可以有未圖示的固定部件。由此可以固定試樣臺518防止位置偏移。在將試樣臺導入裝置內部或取出至裝置外部時，連接或取下配線509，相對于試樣臺架5裝卸試樣臺518。

另外，使用微通道板(mcp：micro-channelplate)、其他粒子檢測器也可以實現本實施例。省略具體的裝置結構，但是除了光電轉換部分、配線是不同的以外，可以使用與本實施例所描述的內容同等的結構來實現。

實施例4

在以下的實施例中，“大氣壓”是指大氣環(huán)境或預定的氣體環(huán)境，意味著大氣壓或少量負壓狀態(tài)的壓力環(huán)境。具體而言是約10⁵pa(大氣壓)～10³pa。

＜大氣壓的帶電粒子束裝置觀察時的說明＞

接下來，使用圖24，對使用了在大氣壓下可以觀察的帶電粒子束裝置的例子進行說明。帶電粒子顯微鏡的基本結構與在實施例1(例如圖7的結構)以及實施例2中所說明的內容相同，因此在本實施例中主要只說明大氣壓觀察用裝置的特征。

圖24表示本實施例的帶電粒子顯微鏡的整體結構。在本結構中，帶電粒子光學鏡筒2被嵌在外殼271中，使用真空密封部件123進行真空密封。通過柱269支撐外殼271。通過底座270支撐柱269。圖中只圖示出一根柱269，但是為了支撐外殼，優(yōu)選的是實際上具有多根。通過該結構，試樣6的環(huán)境狀態(tài)與裝置外部相同，可以將試樣狀態(tài)暴露在完全的大氣下狀態(tài)中。

在帶電粒子光學鏡筒與試樣之間設置有帶電粒子束可透射或穿過的隔膜10。該隔膜10可裝卸于外殼271。真空泵4連接至外殼271，并能夠對通過外殼271的內壁面和隔膜10所構成密閉空間(以下設為第1空間)進行真空排氣。由此，在本實施例中，通過隔膜10將第1空間11維持在高真空狀態(tài)，另一方面，放置著試樣的空間維持與大氣壓相同或基本與大氣壓相同的壓力的氣體環(huán)境，因此在裝置動作中可以將帶電粒子光學鏡筒2側維持在真空狀態(tài)，并且可以將試樣6以及前述的試樣臺維持在大氣壓或預定的壓力的環(huán)境下。通過隔膜保持部件155保持隔膜10，則通過更換隔膜保持部件155可以進行隔膜10的更換。

通過朝向試樣6附近方向的氣體噴嘴272進行來自儲氣瓶103的氣體供給。氣體噴嘴272例如通過支柱273連接到外殼271。儲氣瓶103和氣體噴嘴272通過連結部102相連接。上述結構是一個例子，通過本結構可以對試樣6附近噴射期望的氣體。作為氣體種類，是作為比大氣更輕的氣體的氮氣、水蒸氣、氦氣、氫氣等，以便可以減少電子束散射。用戶可以自由地更換氣體。另外，為了在隔膜10與試樣6之間抽真空，可以將儲氣瓶103替換為真空泵。

光學顯微鏡250配置在外殼271的正下方，即與帶電粒子光學鏡筒的光軸同軸。由此，可以對配置在試樣臺架5上的試樣臺上的試樣6照射穿過了隔膜10的帶電粒子束來取得帶電粒子束顯微鏡像，并且可以通過光學顯微鏡250取得光學顯微鏡像。但是，光學顯微鏡的配置如前述的實施例所述，并不限于此。

在本帶電粒子束裝置的試樣臺架5上可以搭載具備檢測元件500的試樣臺。在試樣臺架上放置了前述的試樣臺的狀態(tài)下，檢測元件500相對于試樣處于被放置在隔膜的相反側的狀態(tài)。試樣臺架附近的光檢測器503等的配置結構等與實施例1、2相同。本結構的情況下，可以取得最大限度地減少了通過抽真空等產生的水分蒸發(fā)等的形狀變化的透射帶電粒子束信號。另外，不需要將試樣空間抽真空至高真空狀態(tài)，因此可以以非常高的吞吐量取得試樣的透射帶電粒子束顯微鏡圖像。另外，在本實施例的結構中，對試樣配置空間沒有限制，因此對試樣臺的大小非常大的情況有用。

實施例5

接下來，使用圖25來說明有關從外殼7側面的小區(qū)域導入試樣以及試樣臺的側進方式的裝置結構。以下針對與實施例1～3同樣的部分省略說明。

試樣臺架5以從外殼7的一部分狹小的區(qū)域插入的方式被導入至裝置內部。用于控制各光學透鏡的控制系統(tǒng)、用于檢測檢測信號的檢測系統(tǒng)、用于對外殼7或帶電粒子光學鏡筒2內部進行排氣的真空泵等是不言自明的，因此省略。經由光傳輸路徑801，使用被配置在外殼7內部等的光檢測器800檢測來自直接或間接地放置試樣6的檢測元件500的發(fā)光。用于檢測來自檢測元件500的發(fā)光的光檢測器被配置在外殼7的內部、外部或試樣臺7、試樣臺架5或圖中光學鏡筒2某一處即可。光放大器以及光傳輸路徑的位置、變形例只要滿足本實施例所預想的功能，就屬于本實施例的帶電粒子束顯微鏡的范疇。在本結構中，例如試樣臺架5具備可以使作為向量參數的試樣角度θ傾斜的機構。本結構的情況下，與前述的實施例相比較，可以縮小試樣臺架5的尺寸，因此可以使試樣臺架5上的傾斜機構非常地簡易。

此外，本發(fā)明不限定于上述實施例，只要不脫離本申請的技術思想，包含各種各樣的變形例。例如，上述實施例是為了更易理解地說明本發(fā)明而進行了詳細地說明的內容，并不限定于必須具備所說明的全部結構。另外，可以將某實施例的結構的一部分置換為其他實施例的結構，或者，也可以在某實施例的結構中添加其他實施例的結構。另外，針對各實施例的結構的一部分，可以進行其他的結構的添加、刪除、置換。另外，上述的各結構、功能、處理部、處理單元等，它們的一部分或全部可以通過例如使用集成電路進行設計等由硬件來實現。另外，也可以由處理器解析實現各個功能的程序并進行執(zhí)行，由此由軟件來實現上述的各結構、功能等。實現各功能的程序、表格、文件等信息可以放置在存儲器、硬盤、ssd(solidstatedrive)等記錄裝置或ic卡、sd卡、光盤等記錄介質中。

另外，上述的計數處理以及信號運算處理也可以通過實現這些功能的軟件的程序代碼來實現。在這種情況下，系統(tǒng)或裝置的計算機(或cpu、mpu)讀出存儲在存儲介質中的程序代碼。在這種情況下，從存儲介質中讀出的程序代碼本身實現前述的實施例的功能，并且該程序代碼本身以及存儲著它的存儲介質構成本發(fā)明。

另外，對于控制線、信息線示出了認為在說明上必要的部分，在產品上并不限定于示出全部的控制線、信息線?？梢哉J為實際上幾乎全部結構都相互連接。

符號說明

1：光學透鏡、2：帶電粒子光學鏡筒、3：檢測器、4：真空泵、5：試樣臺架、6：試樣、7：外殼、8：帶電粒子源、10：隔膜、11：第1空間、14：泄漏閥、16：真空配管、18：支柱、19：蓋部件用支持部件、20：底板、34：鍵盤或鼠標等用戶接口、35：監(jiān)視器、36：上位控制部、37：下位控制部、38：臺架控制部、39：通信線、40：數據收發(fā)部、41：數據存儲器部、42：外部接口、43：運算部、44：操作畫面、45：照射能量變更部、46：照射角度變更部、47：試樣角度變更部、48：焦點調整部、49：明亮度調整部、50：對比度調整部、51：照射開始按鈕、52：照射停止按鈕、53：前置放大器、54：前置放大器、55：畫面、56：畫面、57：圖像保存按鈕、58：圖像讀出按鈕、59：照射能量控制部、60：試樣旋轉角度控制部、61、62、63、64、65、66、67：步驟、70：操作畫面、71：初始試樣角度θ設定部、72：最終試樣角度θ設定部、73：變更角度δθ設定部、74：垂直設定條、75：水平設定條、76：畫面、77：自動圖像取得基準點、78：自動取得開始按鈕、102：連結部、103：儲氣瓶、107：支撐板、119：密封圈、120：密封圈、122：蓋部件、123，124，125，126，128，129：真空密封部件、155：隔膜保持部件、200：帶電粒子顯微鏡的光軸、201：光學顯微鏡的光軸、202：光學顯微鏡、250：光學顯微鏡、269：柱、270：底座、271：外殼、272：氣體噴嘴、500：試樣臺或檢測元件、501：底座、502：薄膜、503：光檢測器、505：前置放大器基板、506：固定部件、507：配線、508：密度高的部分、509：密度低的部分、510：一次帶電粒子束、511：一次帶電粒子束、512：上層部、513：下層部、514：電子空穴對、515：電阻、516：配線、517：放大器、518：檢測元件、601：帶電粒子束顯微鏡、602：光學顯微鏡、603：ccd攝像頭、604：配線、702：薄膜、703：置換物質、800：光檢測器、801：光傳輸路徑、810：電動機、811：電動機旋轉軸、820：旋轉臺、900：帶電粒子束、901：內部構造、902：內部構造、903：內部構造、903a：投影出的內部構造903、904：物質、905：光軸、906：投影圖像(或檢測圖像)、907：投影圖像(或檢測圖像)、908：投影圖像(或檢測圖像)、909：金標識、910：投影圖像(或檢測圖像)、911：金標識、912：投影圖像(或檢測圖像)、913：標記、914：試樣內部構造體、915：投影圖像(或檢測圖像)、916：投影圖像(或檢測圖像)、917：投影圖像(或檢測圖像)、918：投影圖像(或檢測圖像)、921，922，923：內部物質。