DE2619739A1

DE2619739A1 - Transmission scanning corpuscular microscope - has filter provided with modifying signals which are linked and collected synchronously with scanning

Info

Publication number: DE2619739A1
Application number: DE19762619739
Authority: DE
Inventors: Walter Prof Dr Hoppe
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1977-11-10

Abstract

The scanning corpuscular microscope has divided detector in the primary radiation cone, whose probe surface in the objective plane is greater than the required resolution. In order to obtain an image point detector element signals are modulated by a filter and linked. To reproduce simultaneously several object poins (rho, p, q) of the surface (12), a filter is allocated to it, which modifies the detector element signals (Im, n) from a multichannel detector (3). They are linked to the image signals corresponding to the object points (rho, p. q) and collected synchronously with scanning.

Description

Durchstrahlungs-Raster-KorpuskularstrahlmikroskopTransmission scanning particle beam microscope

mit unterteiltem Detektor im Primärstrah1keel Die Erfindung betrifft ein Durchstrahlungs-Raster-Korpuskularstrahlmikroskop mit unterteiltem Detektor im Primärstrahlkegel, bei dem die Sondenfläche des Korpuskularstrahls in der Objektebene größer als die gewünschte Auflösung ist und bei dem zur Erzeugung eines Bildpunktes die Detektorelementsignale durch Filter modifiziert und anschließend verknüpft sind.with a divided detector in the primary beam The invention relates to a transmission scanning particle beam microscope with a divided detector in the primary beam cone, in which the probe surface of the corpuscular beam is in the object plane is greater than the desired resolution and for generating a pixel the detector element signals are modified by filters and then linked.

Im Durchstrahlungs-Raster-Korpuskularstrahlmikroskop wird ein kleiner Korpuskularfleck auf ein zu untersuchendes Objekt abgebildet. Dieser Korpuskularfleck dient als Sonde, mit deren Hilfe das Objekt in zwei Koordinaten abgerastert werden kann. Das erzeugte Bildsignal kann ähnlich wie das Bildsignal einer Fernsehaufnakmeröhre, z. B. in einer Monitorröhre, wiedergegeben werden.In the transmission scanning particle beam microscope, one becomes smaller Corpuscular spot imaged on an object to be examined. This corpuscular stain serves as a probe, with the help of which the object can be scanned in two coordinates can. The image signal generated can be similar to the image signal of a television recording tube, z. B. in a monitor tube, are reproduced.

In der üblichen Anordnung entspricht dabei jedem Bildpunkt ein einziges Signal, welches z. B. als Dunkelfeldsignal auf einem ringförmig um den Primärstrahlkegel angeordneten Detektor (Registrierung der Streustranlen) erzeugt werden kann. Bei diesem Verfahren gehen die in den Primärstrahlkegel abgestreuten Streu strahlen verloren, was insbesondere bei hohen Auflösungen (also bei sehr kleinem Sondendurchmesser) it beträchtlichen Intensitätseinbußen verknüpft ist. Ein Durchstrahlungs-Raster-Elektlonenmikroskop (STEM), mit dessen Hilfe man auch diese Information gewinnen kann, ist in einer Arbeit von H. Rose, Phase Contrast in Scanning Transmission Elektron Microscopy, in der Zeitschrift "Optik" 39, 1974, Seiten 416 - 436, beschrieben. Rose geht dabei davon aus, daß bei einem STEM auf einer hinter dem Präparat liegenden Ebene in jedem Zeitpunkt ein Hologramm des bestrahlten Objektelements entsteht, das sich durch Interferenz des vom Objektelement ausgehenden Strahlkegels mit dem Primärstrahlkegel ergibt. Nach Rose ist im abbildenden Strahlkegel eine Detektoranordnung vorgesehen, die aus einem aus Ringzonen zusammengesetzten Teildetektor und einem in dessen Schatten liegenden Vollflächendetektor besteht. Diese Detektoranordnung ist der Interferenzfigur des vom zentralen Punkt der Sondenfläche ausgehenden Strahlkegels mit dem Primärstrahlkegel angepaßt. Bei entsprechender Bemessung nimmt daher der eine dieser Teildetektoren die positiven (konstruktiven), der andere Teildetektor die negativen (destruktiven) Interferenzbereiche auf. Durch diese spezielle Gestaltung der Detektoren stellen diese gleichzeitig ein Filter dar, dessen reelle Funktion von Teildetektor zu Teildetektor ihr Vorzeichen ändert. Durch Kombination der Ausgangssignale der beiden Teildetektoren erhält Rose ein Bildsignal, das die Information über.den zentralen Punkt der Sondenfläche enthält.In the usual arrangement, each pixel corresponds to a single one Signal which z. B. as a dark field signal on a ring around the primary beam cone arranged detector (registration of the stray waves) can be generated. at This method is used by the scattered beams in the primary beam cone lost, which is particularly important at high resolutions (i.e. with very small probe diameters) it is associated with considerable loss of intensity. A transmission scanning electron microscope (STEM), with the help of which this information can also be obtained, is in a Work by H. Rose, Phase Contrast in Scanning Transmission Electron Microscopy, in the magazine "Optik" 39, 1974, pages 416-436 described. Rose goes with it assume that with a STEM on a level behind the specimen in each Point in time a hologram of the irradiated Object element is created, which is caused by the interference of the beam cone emanating from the object element with the Primary beam cone results. According to Rose, there is a detector arrangement in the imaging beam cone provided, which consists of a composed of ring zones partial detector and a in the shadow of which there is a full-area detector. This detector arrangement is the interference figure of the beam cone emanating from the central point of the probe surface adapted to the primary beam cone. With the appropriate dimensioning, the one of these partial detectors is positive (constructive), the other partial detector the negative (destructive) interference areas. Through this special design of the detectors, they also represent a filter, its real function changes its sign from partial detector to partial detector. By combining the output signals of the two partial detectors, Rose receives an image signal that contains the information about contains central point of the probe surface.

Darüber hinaus ist es bekannt, Filter mit komplizierteren Funktionen zu verwenden, welche nicht nur das Vorzeichen ändern, sondern auch eine Verstärkung ohne Abschwächung der durchtretenden Strahlung und damit auch der registrierten Detektorströme vorsehen (Veneklasen, On line holographic imaging in the Scanning Transmission Electron Microscopy, Zeitschrift "Optik" 44,4, März 1976, Seiten 447 - 468).In addition, it is known to have filters with more complicated functions to use which not only change the sign, but also a gain without attenuating the radiation passing through and thus also the registered radiation Provide detector currents (vein clases, on line holographic imaging in the scanning Transmission Electron Microscopy, "Optik" magazine 44.4, March 1976, pages 447 - 468).

Hierbei ist ferner die Filterfunktion nicht durch die Teilung des Detektors starr vorgegeben, sondern durch Verwendung eines Leuchtschirmes, der als Vielkanaldetektor mit einer nur durch sein Auflösungsvermögen beschränkten Anzahl von Detektorelementen aufgefaßt werden kann, beliebig einstellbar. Wie schon bei Rose werden anschließend aber auch hier die einzelnen Detektorelemente nur derart verknüpft, daß für einen einzigen Punkt sich der Phasenkontrast aufaddiert, hingegen für alle anderen Punkte des Sondenfleckes sich kompensiert. Es wird also mit Hilfe dieser Anordnung aus einer größeren Sondenfläche ein zentraler Punkt (bzw. besser ausgedrückt, ein Flächenelement von der Größe der zu erzielenden Auflösung) herausgegriffen. Es ist klar, daß nach diesem Verfahren trotz eines relativ groben Sondenfleckes ein Bild virtuell mit einem kleinen Sondenfleck abgetastet werden kann. Allerdings ist mit diesem Verfahren der Nachteil einer geringeren Lichtstärke verbunden, da außerhalb des virtuellen, durch Bildrekonstruktion definierten Sondenfleckes trotz Bestrahlung des Objektes keine Information übertragen wird. Ist also die Fläche der aktuellen Korpuskularstrahlsonde um den Faktor M grö-Ber, so wird - bei gleichmäßiger Beleuchtung der Sondenfläche -die Strahlenausbeute auf 1/M reduziert.Furthermore, the filter function is not determined by the division of the Detector rigidly given, but through the use of a fluorescent screen, which as Multi-channel detector with a number limited only by its resolving power can be perceived by detector elements, adjustable as required. As with However, the individual detector elements are then only rose in this way linked that the phase contrast adds up for a single point, however compensated for all other points of the probe spot. So it will be with help this arrangement from a larger probe surface a central point (or better expressed, a surface element of the size of the resolution to be achieved) picked out. It is clear that after this procedure despite a relatively rough one Probe spot an image can be scanned virtually with a small probe spot can. However, this method has the disadvantage of a lower light intensity connected, since outside of the virtual probe spot defined by image reconstruction no information is transmitted despite the irradiation of the object. So is the area the current corpuscular beam probe by the factor M larger, then - with more uniform Illumination of the probe surface - the radiation yield reduced to 1 / M.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs erwähnten Art anzugeben, das diese Lichtstärkenreduzierung dadurch vermeidet, daß alle Objektpunkte, d. h. Flächenelemente von der Größe der zu erzielenden Auflösung, im beleuchteten Sondenfleck gleichzeitig in ihrer Verteilung gemessen werden.The invention is based on the object of providing a device of the type mentioned at the beginning Specify the type that avoids this reduction in luminous intensity in that all object points, d. H. Area elements of the size of the resolution to be achieved, in the illuminated Probe spot can be measured at the same time in their distribution.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur gleichzeitigen Abbildung mehrerer Objektpunkte der Sondenfläche diesen eine Filteranordnung zugeordnet ist, welche die Detektorelementsignale eines Vielkanaldetektors modifiziert, daß Einrichtungen, die diese Signale zu den Objektpunkten entsprechenden Bildsignalen verknüpfen, und Steuereinrichtungen zur sukzessiven mit der Abtastung synchronen Entnahme dieser Bildsignale vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved in that for simultaneous Image of several object points of the probe surface assigned to these a filter arrangement which modifies the detector element signals of a multi-channel detector that Devices that transmit these signals to image signals corresponding to the object points link, and control devices to successively synchronize with the scanning Removal of these image signals are provided.

Ausgehend von dem oben diskutierten Beispiel werden also zur Messucg M Bildpunkte registriert, welche das Bild des Objektes innerhalb des beleuchteten Sondenfleckes wiedergeben. Durch diese gleichzeitige Messung aller Punkte (statt eines einzigen Punktes wie bisher) wird die Lichtstärke um den Faktor M erhöht. Steuereinrichtungen sorgen dann dafür, daß diese gleichzeitig vorliegenden M Bildsignale nacheinander in der richtigen Reihenfolge zu einem Bild zusammengesetzt werden.On the basis of the example discussed above, the Messucg M registered pixels, which form the image of the object within the illuminated Reproduce the probe spot. Through this simultaneous measurement of all points (instead of a single point as before) the light intensity is increased by a factor of M. Control devices then ensure that these M image signals are simultaneously present one after the other in the correct order to form an image.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird in Fig. 1 zunächst ein STEM gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. In Fig. 2 wird die schematische Abbildungsanordnung perspektivisch dargestellt. Anschließend wird die allen Überlegungen zugrunde liegende Theorie skizziert.For a better understanding of the invention, FIG. 1 first shows a STEM according to the invention shown schematically. In Fig. 2 is the schematic Illustration arrangement shown in perspective. Then the all considerations underlying theory outlined.

Im oberen Teil der Figur 1 ist ein übliches STEM dargestellt. Der Elektronenstrahl 1 geht von einer ElektronenquelLe 21 vorzugweise mit Feldemissionskathode, aus. Nach Beschleunigung durch die Anode 4 tritt er durch ein Ablenksystem 5 und wird dann durch die Objektlinse .6 auf das Objekt 7 fokussiert. Das Ablenksystem 5 besteht aus elektrostatischen oder magnetischen Ablenkelementen, von denen zwei Paare in der Figur dargestellt sind. Zwei weitere Paare sind senkrecht zur Zeichnungsebene angeordnet. Der Elektronenstrahl 1 im abgelenkten Zustand ist in der Figur gestrichelt dargestellt und mit 1a bezeichnet.A conventional STEM is shown in the upper part of FIG. Of the Electron beam 1 emanates from an electron source 21, preferably with a field emission cathode, the end. After being accelerated by the anode 4, it passes through a deflection system 5 and is then focused on the object 7 through the object lens .6. The distraction system 5 consists of electrostatic or magnetic deflectors, two of which Pairs are shown in the figure. Two more pairs are perpendicular to the plane of the drawing arranged. The electron beam 1 in the deflected state is shown in dashed lines in the figure shown and denoted by 1a.

L Elektronenstrahl 1 durchsetzt das Objekt 7 und trifft in Form eine egls Ib auf eine Detektorelementanordnung 3. Der Elektronenstrah 1 ist so abgelenkt, daß der Kegel 1b immer dieselbe Fläche der Detektorelementanordnung 3 bestrahlt. Die Ausgangssignale der einzelnen Detektorelemente werden, wie durch eine Wirkungslinie 8 angedeutet, einer Anordnung 9 zugeführt, die aus diesen Signalen die Bildpunkte rekonstruiert. Die so erhaltenen Bildsignale sind beispielsweise einem Monitor 10 zu dessen Helligkeitssteuerung zugeführt, dessen Ablenksystem 11 synchron mit dem Ablenksystem 5 betrieben ist.L electron beam 1 penetrates the object 7 and hits a egls Ib onto a detector element arrangement 3. The electron beam 1 is deflected so that that the cone 1b always irradiates the same area of the detector element arrangement 3. The output signals of the individual detector elements are, as shown by a line of action 8 indicated, fed to an arrangement 9, which from these signals the pixels reconstructed. The image signals obtained in this way are, for example, a monitor 10 fed to its brightness control, its deflection system 11 synchronous with the Deflection system 5 is operated.

Gemäß Fig. 2- erzeugt die Linse 6 auf dem Objekt 7 einen Sondenfleck 12, der wegen der Linsenfehler und wegen der Defokussierung größer ist als die beabsichtigte Auflösung im Rastermikroskop.According to FIG. 2, the lens 6 produces a probe spot on the object 7 12, which is larger than intended because of lens defects and defocusing Resolution in the scanning microscope.

Das Bild des Objektes im Sondenfleck läßt sich durch die Bildamplituden 8 beschreiben, welche in einem quadratischen Raster angeordnet sein sollen und komplex sind. Ihre Real- bzw. Imaginärteile sind als ap,q bzw. b bezeichnet. Aus strahlengeometrischen Gründen ist der Sondenfleck rotationssymmetrisch, doch empfiehlt es sich, für die theoretische Behandlung eine quadratische Rasterfläche anzunehmen, wie sie in Fig. 2 strichliniert um den Sondenfleck 12 gezeichnet ist, wobei sinngemäß die Bildamplituden in den nichtbeleuchteten Zwickeln gleich Null gesetzt werden. Der Detektor 3 ist als Vielkanaldetektor ausgebildet, wobei es für gewisse Ausführungsformen ebenfalls praktisch ist, ihn bzw. die zugehörigen Detektorelementsignale in ein quadra- tisches Raster zu unterteilen. Die Detektorelementsignale sind mit 1m,n gekennzeichnet. Die Form der Detektorfläche ist im allgemeinen ein Kreis, der einfacheren Verständlichkeit wegen kann man sie aber auch als Quadrat (ebenfalls strichliniert gezeichnet) annehmen, wobei die Detektorelemente in den Zwickeln als Nullelemente aufzufassen sind.The image of the object in the probe spot can be determined by the image amplitudes 8 describe which should be arranged in a square grid and are complex are. Their real and imaginary parts are designated as ap, q and b, respectively. From radial geometry Reasons, the probe spot is rotationally symmetrical, but it is recommended for the theoretical treatment to assume a square grid area, as shown in Fig. 2 is drawn in dashed lines around the probe spot 12, the image amplitudes correspondingly in the non-illuminated spandrels are set equal to zero. The detector 3 is designed as a multi-channel detector, it being the same for certain embodiments is practical to put it or the associated detector element signals into a square table Subdivide grid. The detector element signals are labeled 1m, n. The shape of the detector surface is generally a circle for easier understanding because of this one can also assume it as a square (also drawn with dashed lines), the detector elements in the gussets are to be understood as zero elements.

Wegen der Linsenfehler und der Defokussierung der Linse 6 ist die Sondenfläche 12 mit ungleichmäßiger Phase und zum Teil auch mit ungleichmäßiger Amplitude beleuchtet. Es sei angenommen, daß-das geometrisch-optische Abbild der Elektronenquelle in 12 so klein ist, daß es neben dem wellenoptischen Bild vernachlässigt werden kann. Dann ist die Beleuchtungsamplitudenverteilung in 12 einfach gleich der Abbildung eines leuchtenden Punktes durch die fehlerhafte Linse 6 mit dem Öffnungsfehler C.. mit einer Strahlung der Wellenlänge # bei der entsprechenden Defokussierung z0. Die Beleuchtungsamplitude L ergibt sich als Fouriertransformierte der Übertragungsfunktion T des Objektivs 6: In dieser Gleichung (1) ist mit 0 der Winkel zur Achse gekennzeichnet. Die Übertragungsfunktion T kann auch als Phasenfilter aufgefaßt werden. Bei der Berechnung von T gemäß Gleichung (1) wurde der chromatische Fehler vernachlässigt. Die zur Berechnung von T notwendigen Größen sind bekannt oder leicht zu ermitteln.Because of the lens errors and the defocusing of the lens 6, the probe surface 12 is illuminated with a non-uniform phase and, in some cases, also with a non-uniform amplitude. It is assumed that the geometrical-optical image of the electron source in FIG. 12 is so small that it can be neglected in addition to the wave-optical image. Then the illumination amplitude distribution in FIG. 12 is simply the same as the image of a luminous point by the defective lens 6 with the aperture error C .. with a radiation of the wavelength # with the corresponding defocusing z0. The illumination amplitude L results as a Fourier transform of the transfer function T of the objective 6: In this equation (1), 0 denotes the angle to the axis. The transfer function T can also be regarded as a phase filter. When calculating T according to equation (1), the chromatic error was neglected. The quantities required to calculate T are known or can be easily determined.

Nun werde in der Objektebene ein "unendlich" dünnes Präparat eingeschoben, welches im Sondenbereich M Atome mit den Streuvermögen fj und den Ortsvektoren rj (z.B. bezogen auf den Mittelpunkt der Sonde) enthält. Dann ist jedes der Atome verschieden beleuchtet und man erhält für den Strukturfaktor dieser Atomanordnung die Gleichung: Dabei entsprechen die h1, h2 den Koordinaten in der Detektorebene.Now an "infinitely" thin preparation is inserted into the object plane, which in the probe area contains M atoms with the scattering power fj and the position vectors rj (for example, based on the center of the probe). Then each of the atoms is illuminated differently and one obtains the equation for the structure factor of this atomic arrangement: The h1, h2 correspond to the coordinates in the detector plane.

Die L. sind die Beleuchtungsamplituden für die entsprechenden j Atome fj. Man beachte, daß die Lj die Phase und die Amplitude der Atome (vergleichen mit der Beleuchtung mit einer Planwelle) verändem. Berechnet man daher aus den Fh h das Objekt zurück (durch eine weitere Fouriertransformation), so muß man berücksichtigen, daß die Bildfunktion komplex ist. Allerdings ist diese Komplexität nicht - wie etwa bei der anomalen Streuung - physikalisch bedingt. Da das L als bekannt vorausgesetzt werden kann, kann man die komplexe Bildfunktion durch Division mit L. in die physikaj lische Bildfunktion umwandeln. Einfacher ist es aber, den Absolutbetrag der Bildfunktion zu berechnen. Dabei muß man jedoch eine gewisse Bildverfälschung wegen der verschiedenen Amplituden von L; in Kauf nehmen, Die gestreuten Strahlen können mit dem Primärstrahl interferieren, d. h. in der Detektorebene summiert sich die durch T beschriebene Primäramplitude zu dem Strukturfaktor F: Durch die Detektoren kann jedoch nur die Itensität .* und nicht die Amplitude selbst gemessen werden: Das erste Glied aus Gleichung (4) ist bei Vernachlässigung des Farbfehlers und der partiellen Kohärenz gleich 1. Bei Berücksichtigung von Farbfehler und partieller Kohärenz zeigt es einen Abfall gegen höhere Streuwinkel. Das letzte Glied kann bei einem schwach streuenden Objekt als Glied höherer Ordnung vernachlässigt werden. Durch Multiplikation von Gleichung (4) mit T erhält man: Die Gleichung (5) zeigt auf der linken Seite Glieder, welche - wie aus der rechten Seite dieser Gleichung zu sehen ist - dem Strukturfaktor nach Gleichung (2) und einem Störglied entsprechen, welches den Strukturfaktor des Zwillingsbildes nach Gabor beschreibt. Wie in Lehrbüchern der Holographie ausgeführt ist, ist dieses Störglied unvermeidbar, wenn man mit in-line Holographie (d. h. der Primärstrahl dient als Referenzstrahl) arbeitet. Allerdings hat hier das Störglied einen geringeren Einfluß als in der ursprünglichen Gaborschen Anordnung. Es zeigt sich nämlich, daß wegen der Modifizierung mit T² die Atome zu großen Kreisscheiben mit einer durch T2 bestimmten inneren Struktur deformiert werden.The L. are the illumination amplitudes for the corresponding j atoms fj. Note that the Lj change the phase and the amplitude of the atoms (compare with the illumination with a plane wave). If one calculates the object back from the Fh h (by means of a further Fourier transformation), one must take into account that the image function is complex. However, this complexity is not - as is the case with anomalous scattering - for physical reasons. Since the L can be assumed to be known, the complex image function can be converted into the physical image function by dividing it with L. However, it is easier to calculate the absolute value of the image function. In this case, however, one must have a certain image falsification because of the different amplitudes of L; Accept, the scattered beams can interfere with the primary beam, ie in the detector plane the primary amplitude described by T adds up to the structure factor F: The detectors can only measure the intensity. * And not the amplitude itself: The first term from equation (4) is equal to 1 if the chromatic aberration and the partial coherence are neglected. If the chromatic aberration and partial coherence are taken into account, it shows a decrease towards higher scattering angles. In the case of a weakly scattering object, the last term can be neglected as a higher-order term. Multiplying equation (4) by T gives: Equation (5) shows links on the left side which - as can be seen from the right side of this equation - correspond to the structure factor according to equation (2) and a perturbation element which describes the structure factor of the twin image according to Gabor. As stated in textbooks on holography, this interfering element is unavoidable when working with in-line holography (ie the primary beam serves as a reference beam). However, the perturbation element has less of an influence here than in the original Gaborian arrangement. It turns out that because of the modification with T² the atoms are deformed into large circular disks with an internal structure determined by T2.

Dadurch wird das verzerrte Bild sehr viel größer als das unverzerrte Bild. Berechnet man nur die Punkte innerhalb der Sondenfläche, so wird der größte Teil des Störbildes gar nicht berechnet und daher eliminiert. Bei der Verwendung des Gaborschen Prinzips in der Rastermikroskopie beleuchtet man immer nur einen kleinen Fleck gleichzeitig, so daß diese Elimination recht wirksam ist. Beleuchtet man hingegen nach Gabor das ganze Bildfeld, so ist das Störbild nicht sehr viel größer als das echte Bild und kann daher beträchtlich zur Verzerrung beitragen.This makes the distorted image much larger than the undistorted one Image. If you only calculate the points within the probe area, the largest one becomes Part of the interfering image is not calculated at all and is therefore eliminated. When using of Gabor's principle in scanning microscopy, only one is illuminated at a time small stain at the same time, so this elimination is quite effective. Illuminated on the other hand, if, according to Gabor, the entire field of view is taken, the interfering image is not very much larger than the real picture, so it can add significantly to distortion.

Der weitere Vorgang besteht darin, daß aus den Strukturfaktoren gemäß Gleichung (5) durch eine weitere Fouriertransformation das echte Bild gewonnen wird: Aus Gleichung (6) erkennt man die Zusammensetzung der Bildfunktion als Summe aus der ungestörten Struktur e und der Störstrukturyx?'y. Die Integrale sind dabei über alle h1, h2 zu erstrecken, welche, wie Gleichung (2) sowie Fig. 2 zeigen, aus der Position der Detektorelemente unmittelbar abzuleiten sind.The further process consists in that the real image is obtained from the structure factors according to equation (5) by means of a further Fourier transformation: The composition of the image function can be seen from equation (6) as the sum of the undisturbed structure e and the disturbance structure yx? 'Y. The integrals are to extend over all h1, h2, which, as equation (2) and FIG. 2 show, can be derived directly from the position of the detector elements.

Der Abstand zweier Detektorelemente ist, wie in Fig. 2 dargestellt, gleich # #. D und die Koordinaten h1 bzw. h2 lassen sich damit schreiben als: (m, n sind ganzzahlig).As shown in FIG. 2, the distance between two detector elements is equal to # #. D and the coordinates h1 and h2 can be written as: (m, n are integers).

Wegen der gitterförmigen Anordnung der Detektorelemente und wegen der Integration der Intensität # . #* innerhalb der Detektorelemente ergibt sich: Damit läßt sich das Integral gemäß Gleichung (6) als Summe schreiben: Die Tm,n sind die Werte der Übertragungsfunktion T in der Mitte der Detektorelemente. Diese Näherung (und die Näherung in Gleichung [8]) ist erlaubt, wenn sowohl Streufunktion # wie über tragungsfunktion T genügend langsam veränderlich innerhalb eines Detektorelementes sind.Because of the grid-like arrangement of the detector elements and because of the integration of the intensity #. # * within the detector elements results in: The integral can thus be written as a sum according to equation (6): The Tm, n are the values of the transfer function T in the middle of the detector elements. This approximation (and the approximation in equation [8]) is permitted if both the scatter function # and the transfer function T vary sufficiently slowly within a detector element.

Auch die Bildpunkte #x,y werden ähnlich wie die Strukturfaktoren Fh1h2 in einem Raster ap,q dargestellt: (p,q sind ganzzahlig), so daß man schließlich Gleichung (9) schreiben kann als wobei Um,n sowie # Im.n folgende Abkürzungen bedeuten: In Gleichung (11) wurde die Störung #@@ durch das Zwillingsbild vernachlässigt. Die Um,n, mit denen dieIm,n zu modifizieren p,q sind, sind komplexe Größen. Sie stellen die Filter dar. Ebenso ist auch #p,q komplex. Es muß daher der Realteil und der Imaginärteil von # mit Einsetzen des Realteils und des Imaginärteils von U gesondert berechnet werden: Aus Gleichung (1) und Gleichung (12) ergibt sich unmittelbar: Um die Berechnung der # Im,n aus den Im,n zu vermeiden, welche nach Gleichung (12) eine explizite Berücksichtigung der Tm,n . Tm*,n erfordern würde, werden die αp,qm,n und die ßp,qm,n in ihre positiven und negativen Bestandteile unterteilt. Man bereichnet also getrennt folgende Teilsummen: Es gilt in guter Näherung: Da nämlich T . T* eine um die Linsenachse rotationssymmetrische und nur wenig veränderliche Funktion darstellt (sie beschreibt die Primärintensität auf den Detektorelementen) und da das Integral über die positiven und negativen Beiträge der αp,qm,n bzw.The pixels # x, y are also shown in a raster ap, q similar to the structure factors Fh1h2: (p, q are integers), so that one can finally write equation (9) as where Um, n and # Im.n mean the following abbreviations: In equation (11), the perturbation # @@ has been neglected by the twin image. The Um, n, with which the Im, n are to be modified p, q, are complex quantities. They represent the filters. # P, q is also complex. The real part and the imaginary part of # must therefore be calculated separately with the insertion of the real part and the imaginary part of U: From equation (1) and equation (12) it follows directly: In order to avoid the computation of the # Im, n from the Im, n, which according to equation (12) requires an explicit consideration of the Tm, n. Tm *, n would require the αp, qm, n and the ßp, qm, n to be divided into their positive and negative components. The following subtotals are divided separately: To a good approximation, the following applies: Because T. T * represents a function that is rotationally symmetrical about the lens axis and only slightly variable (it describes the primary intensity on the detector elements) and since the integral over the positive and negative contributions of the αp, qm, n and

ßp,qm,n gleich groß ist, gilt: und es kompensieren sich die entsprechenden Glieder der rechten Seite von Gleichung (15) bei der Differenzbildung gemäß Gleichung (16).ßp, qm, n is the same size, the following applies: and the corresponding terms on the right-hand side of equation (15) compensate for each other when forming the difference according to equation (16).

Nach dieser Theorie ist eine erfindungsgemäße Filteranordnung z. B. dadurch gegeben, daß Jedem Objektpunkt mindestens vier Amplitudenfilter zugeordnet sind, die den positiven und negativen Anteilen des Real- und des Imaginärteils der Filterfunktion ent- sprechen. Durch entsprechendes Zusammenfassen der so entstandenen Signale gemäß Gleichung (16) erhält man schließlich Real- und Imaginärteil der Bildamplitude §.According to this theory, a filter arrangement according to the invention is e.g. B. given that each object point is assigned at least four amplitude filters are the positive and negative parts of the real and the imaginary part of the Filter function speak. By summarizing accordingly The resulting signals according to equation (16) are finally real and Imaginary part of the image amplitude §.

Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale sind in den folgenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 3 bis 15 beschrieben.Further features essential to the invention are given below Exemplary embodiments are described with reference to FIGS. 3 to 15.

In der Arbeit von Veneklasen wurde der den Vielkanaldetektor bildende Leuchtschirm durch einen halbdurchlässigen Spiegel zwei fach abgebildet. Da im vorliegenden Fall eine komplexe Bildfunktion registriert werden soll, was ganz entscheidend für die dreidimensionale Bildanalyse ist, müssen, wie die Theorie gezeigt hat, vier Kanäle Je Bildpunkt verwendet werden. Da gleichzeitig mehrere Objektpunkte abgebildet werden sollen, erhöht sich dementsprechend die Zahl der notwendigen Vielfachabbildungen des Vielkanaldetektors.In the work of veneclases, the multi-channel detector was used Luminous screen shown twice through a semi-transparent mirror. As in the present If a complex image function is to be registered, which is crucial for The three-dimensional image analysis must, as the theory has shown, four Channels are used per pixel. Since several object points are shown at the same time are to be, the number of necessary multiple maps increases accordingly of the multi-channel detector.

Im Hinblick auf eine einfache Ausgestaltung empfiehlt es sich, daß ein Bildwandler als Vielkanaldetektor vorgesehen ist sowie ein Linsenraster mit ebenso vielen Linsen wie Filtern, welches diesen Bildwandler vielfach abbildet, daß jeder Linse eines der Filter sowie ein den gesamten durch dieses Filter hindurchgelassenen Lichtstrom messender Detektor nachgeordnet ist. Fig. 3 zeigt die entsprechende schematische Anordnung. Im oberen Teil von Fig. 3 ist wiederum das STEM zu sehen, in dem der Elektronenstrahl das Objekt 7 durchsetzt und in Form eines Kegels 1b auf den Bildwandler 20 trifft. Dadurch wird die Intensitätsverteilung 1m,n über eine Fluoreszenzschicht als Lichtintensitätsverteilung wiedergegeben. Zur Erhöhung der Lichtintensität kann ein hier nicht dargestellter Bildverstärker zusätzlich zwischengeschaltet werden. Sollen beispielsweise 9 Objektpunkte gleichzeitig abgebildet werden, so ist wegen der 4 Filter pro ObJektpunkt ein Linsenraster 21 notwendig, das in diesem Beispiel aus einem quadratischen Raster mit 6 x 6 Linsen besteht und damit 36 Vielfachabbildungen 22 mit einer Lichtintensitätsverteilung erzeugt, die der Intensitätsverteilung 1m,n entspricht. Die Filter bestehen aus verschieden lichtdurchlässigen Schablonen 23. Diese Schablonen 23 sind entsprechend den Detektorelementen m,n rasterförmig unterteilt. Die Durchlässigkeit Jedes dieser Rasterelemente ist durch die Filterfunktion bestimmt, die zu dem zugehörigen Detektorelement m,n und dem abzubildenden Objektpunkt p,q gehört. Zu einer Schablone gehört immer nur ein Objektpunkt, jedoch alle Detektorelemente.With a view to a simple design, it is recommended that an image converter is provided as a multi-channel detector as well as a lenticular lens as many lenses as filters, which this image converter often images, that each lens has one of the filters as well as the whole passed through this filter Luminous flux measuring detector is arranged downstream. Fig. 3 shows the corresponding schematic Arrangement. In the upper part of FIG. 3, the STEM can again be seen in which the Electron beam penetrates the object 7 and in the form of a cone 1b on the image converter 20 hits. This makes the intensity distribution 1m, n over a fluorescent layer reproduced as light intensity distribution. To increase the light intensity can an image intensifier, not shown here, can also be interposed. If, for example, 9 object points are to be mapped at the same time, then because the 4 filters per object point a lens grid 21 is necessary, which in this example consists of a square grid with 6 x 6 lenses and thus 36 multiple images 22 is generated with a light intensity distribution that corresponds to the intensity distribution 1m, n is equivalent to. The filters consist of templates 23 which are transparent to light. These stencils 23 are corresponding to the detector elements m, n divided into a grid. The permeability of each of these grid elements is through the filter function determines the associated detector element m, n and the object point to be imaged p, q belongs. Only one object point belongs to a template, however, all detector elements.

In Fig. 3 sind für die linke und rechte Schablone 23 beispielhaft Filterfunktionen angegeben. Für die linke Schablone 23, die dem Objektpunkt 1,1 zugeordnet ist und die zur Erzeugung des positiven Anteils des Realteiles des Bildsignals dienen soll, sind die Filterfunktionen I m'n Das bedeutet, daß sich mit den Laufindizes m und n die Filterfunktion und damit die Durchlässigkeit der Schablone ändert. Entsprechend sind für die rechte Schablone 23 die Filterfunktionen durch bon gegeben.3 are examples of the left and right stencils 23 Filter functions specified. For the left template 23, which corresponds to the object point 1,1 is assigned and the generation of the positive component of the real part of the image signal should serve, the filter functions I m'n That means that with the running indices m and n change the filter function and thus the permeability of the stencil. Corresponding the filter functions for the right template 23 are given by bon.

Diese Schablonen lassen sich z.B. herstellen, indem die von einem Computer nach Gleichung 14 berechneten Filterfunktionen von einem Plotter gezeichnet und die so entstandenen Schwärzungsverteilungen optisch verkleinert auf eine Fotoplatte übertragen werden.These stencils can be made, for example, by using a Computer drawn filter functions calculated according to equation 14 from a plotter and the resulting blackening distributions optically reduced on a photo plate be transmitted.

Diese Fotoplatte stellt dann die Schablone dar.This photo plate then represents the template.

Der gesamte Lichtstrom, der durch jede der Schablonen 23 hindurchgelassen wird, wird in einem nachfolgenden Fotoelement 24 gemessen.The entire luminous flux that is allowed to pass through each of the templates 23 is measured in a subsequent photo element 24.

Dieser Fotostrom ist unmittelbar gleich einer der vier Teilsummen für einen Bildpunkt. Für das linke Fotoelement 24 ergibt sich in diesem Beispiel der positive Anteil des Realteils der Bildamplitude für den ObJektpunkt 1,1, also E9 a1 1 und für das rechte Fotoelement ergibt sich entsprechend für den positiven Anteil des Imaginärteils der Bildamplitude # b1,1.This photocurrent is immediately equal to one of the four partial sums for one pixel. This example results in the left photo element 24 the positive part of the real part of the image amplitude for the object point 1.1, that is E9 a1 1 and for the right photo element it results accordingly for the positive one Proportion of the imaginary part of the image amplitude # b1,1.

Diese Anordnung hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Detektorunterteilung sehr fein ist - sie ist praktisch nur durch die Auflösungsgrenze des Bildwandlers beschränkt -, und es wird daher unmittelbar das Fourierintegral gebildet, so daß die außerhalb des Bildfeldes fallenden Teile des Zwillingsstörbildes völlig eliminiert werden. Für dieses Linsenraster 21 genügen relativ einfache nichtkorrigierte tinsen, wenn man hochempillndlithe llo40 elemente 24 benutzt.This arrangement has the additional advantage that the detector subdivision is very fine - it is practically only due to the resolution limit of the image converter limited - and the Fourier integral is therefore formed immediately, so that the parts of the twin disturbance pattern that fall outside the field of view are completely eliminated will. For this lens grid 21 are relatively sufficient simple uncorrected tinsen, if you use high-quality llo40 elements 24.

Eine optisch besonders saubere Integration erhält man mit einer Anordnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Schematisch ist wieder der Bildwandler 20 dargestellt, der hier der Ubersichtlichkeit halber nur von einer Linse des Linsenrasters 21 nach 22 abgebildet wird. Das anschließend durch die Schablone 23 hindurchgelassene Licht wird bei dieser Anordnung durch eine zusätzliche Kollektorlinse 25 auf dem Fotoelement 24 fokussiert. Bei dieser Anordnung spielt eine verschiedene Ortsempfindlichkeit des Fotoelementes 24 keine Rolle mehr.A visually particularly clean integration is obtained with an arrangement as shown in FIG. The image converter 20 is shown schematically again, which here, for the sake of clarity, only depends on one lens of the lenticular grid 21 22 is shown. The light subsequently transmitted through the template 23 is in this arrangement by an additional collector lens 25 on the photo element 24 focused. With this arrangement, a different spatial sensitivity plays a role of the photo element 24 no longer matter.

Weiterhin ist es auch möglich, die Bildsignale auf elektronischem Wege aus den Detektorelementsignalen zu erzeugen. Dazu ist es notwendig, daß für jedes Detektorelement des Vielkanaldetektors eine Anzahl von Kanälen vorgesehen ist, die gleich dem Vierfachen der Zahl der Objektpunkte in der Sondenfläche ist und auf die sich die Detektorelementsignale gleichmäßig aufteilen, und daß Einrichtungen zur Modulation entsprechend der Filterfunktion und zur anschließenden Summation dieser modulierten Signale vorhanden sind.It is also possible to send the image signals to electronic Generate paths from the detector element signals. For this it is necessary that for each detector element of the multi-channel detector is provided with a number of channels which is equal to four times the number of object points in the probe surface and over which the detector element signals are evenly divided, and that means for modulation according to the filter function and for subsequent summation of these modulated signals are present.

Die Vielzahl der notwendigen Kanäle ergibt sich daraus, daß die positiven bzw. negativen Anteile von Real- und Imaginärteil der Bildamplitude getrennt erzeugt werden müssen. Die folgende Figur 5 zeigt eine entsprechende Verschaltung der Detektorelemente, beschränkt auf den positiven Anteil des Realteils der Bildfunktion, also auf die Erzeugung von #ap,q. Die Sondenfläche 30 ist wiederum in 9 getrennte Objektelemente #p,q eingestellt. Die Indizes p und q laufen dabei Jeweils von 1 bis 3. Die Detektorfläche 31 ist rasterförmig mit den Detektorelementen belegt, deren Ort durch den Laufindex m,n festgelegt ist. Die Detektorelementsignale 1m ,n werden auf M Kanäle - M ist dabei die Zahl der Objektpunkte und in diesem Fall gleich 9 - aufgeteilt, d.h. die Detektorfläche 31 muß neunmal reproduziert werden. In Fig. 5 sind nur zwei dieser neun Blöcke 32 dargestellt. Jeder Block 32 gehört zu einem Objektpunkt. In den Elementen eines solchen Blokkes 32 werden nun die Detektorelementsignale Im,n entsprechend der zu diesem Objektpunkt gehörenden Filterfunktion in verschiedener Weise modifiziert (verstärkt, geschwächt, eventuell im Vorzeichen umgetauscht). Für einige Elemente der Blöcke 32 sind die entsprechenden Filterfunktionen angegeben. Die Summe aller derart modifizierten Elemente eines Blockes 32 ergibt dann in diesem speziellen Beispiel den positiven Anteil des Realteils der Bildamplitude für einen Bildpunkt. In Fig. 5 ergibt der linke Block 32 den Anteil # a1,3 und der rechte Block 32 den Anteil # a2,3. Entsprechende Anordnungen müssen auch für den negativen Anteil von a sowie für den positiven und negativen Anteil von b vorgesehen sein. Damit erhält man dann für jeden Bildpunkt die vier Teilsignale. Aus der Beschreibung dieser Figur ist ersichtlich, daß jedes Teilsignal für ein Bildelement 9p,q durch die Ströme aller Detektorelemente 1m,n charakterisiert wird, wobei allerdings die Verschaltung dieser Ströme (mit Verstärkung, Abschwächung und eventuellem Vorzeichenwechsel) für jedes der Teilsignale verschieden ist. Auf diese Weise ergibt sich aus den Blöcken 32 eine Signalmatrix 33, deren 9 Elemente den 9 Elementen o der Sondenflächen entsprechen.The multitude of necessary channels results from the fact that the positive ones or negative parts of the real and imaginary part of the image amplitude are generated separately Need to become. The following figure 5 shows a corresponding interconnection of the detector elements, limited to the positive part of the real part of the image function, i.e. to the Generation of # ap, q. The probe surface 30 is again in 9 separate object elements # p, q set. The indices p and q each run from 1 to 3. The detector area 31 is covered in a grid with the detector elements, the location of which is determined by the index m, n is set. The detector element signals 1m, n are on M channels - M ist thereby the number of object points and in this case equal to 9 - divided, i.e. the Detector area 31 must be reproduced nine times. In Fig. 5 there are only two of these nine blocks 32 are shown. Each block 32 belongs to an object point. The detector element signals are now in the elements of such a block 32 Im, n according to the filter function belonging to this object point in different Modified in a way (strengthened, weakened, possibly changed in sign). The corresponding filter functions are indicated for some elements of blocks 32. The sum of all elements of a block 32 modified in this way then results in this block special example the positive part of the real part of the image amplitude for a Pixel. In Fig. 5, the left block 32 gives the portion # a1,3 and the right one Block 32 the portion # a2,3. Appropriate arrangements must also be made for the negative Portion of a as well as for the positive and negative portion of b. This then gives the four partial signals for each pixel. From the description this figure shows that each sub-signal for a picture element 9p, q by the currents of all detector elements 1m, n is characterized, although the Interconnection of these currents (with amplification, weakening and possible change of sign) is different for each of the partial signals. This way results from the blocks 32 a signal matrix 33, the 9 elements of which correspond to the 9 elements o of the probe surfaces.

Die notwendige Modifizierung der Detektorlelementsignale 1m,n kann dadurch erreicht werden, daß eine der Zahl der Kanäle entsprechende Anzahl Festwertspeicher und Multiplikationsglieder vorgesehen ist. Die folgende Figur 6 zeigt die Verschaltung für eine dieser Teilsummen in etwas detaillierterer Darstellung. Das Detektorelementsignal Im n wird in einem Multiplikationsglied 35 mit einem einem Festwertspeicher 36 entnommenen Anteil der Filterfunktion, in diesem Beispiel # αp,qm,n, multipliziert end bildet so einen Teilbetrag für die Aufsummierung zu E9 ap q.The necessary modification of the detector element signals 1m, n can can be achieved in that a number of read-only memories corresponding to the number of channels and multiplication terms is provided. The following Figure 6 shows the interconnection for one of these subtotals in a somewhat more detailed representation. The detector element signal In n, a multiplier 35 with a read-only memory 36 is used Part of the filter function, in this example # αp, qm, n, multiplied end thus forms a partial amount for adding up to E9 ap q.

In Analogietechnik läßt sich die Multiplikation mit einem Festwert dadurch realisieren, daß für diese Multiplikation, wie Fig.The multiplication with a fixed value can be carried out using analogy technology realize that for this multiplication, as shown in Fig.

7 zeigt, fest einstellbare Potentiometer 37 vorhanden sind.7 shows that permanently adjustable potentiometers 37 are present.

Selbstverständlich ist auch hier für jedes Detektorelementsignal ein Potentiometer nötig, und erst die Summe aller so erhaltenen Signale gibt einen der vier Anteile zum Bildsignal.Of course, there is also a for each detector element signal here Potentiometer is necessary, and only the sum of all signals obtained in this way gives one of the four components to the image signal.

Fig. 10 zeigt das Prinzip der Gesamtschaltung nach Fig. 5 mit Summation über Parallelschaltungen von Strömen. Jedes Detektorelementsignal Im,n ist ebensovielen Potentiometern wie Objektpunkten zugeführt. Durch unterschiedliche Abgriffe an diesen Potentiometern wird die Modifikation mit den entsprechenden Filterfunktionen durchgeführt. Alle so entstandenen und zu einem Objektpunkt gehörenden Signale werden einer Parallelschaltung von Widerständen zugeführt, wodurch diese Signale zum Endwert + aufsummiert werden. Sofern die Indizes in dieser Figur mit einem Strich versehen sind, bedeutet das nur, daß es sich um einen anderen Objektpunkt oder ein anderes Detektorelementsignal handelt.FIG. 10 shows the principle of the overall circuit according to FIG. 5 with summation via parallel connections of currents. Each detector element signal Im, n is as many Potentiometers supplied as object points. By different taps on these The modification is carried out with the corresponding filter functions using the potentiometers. All signals that are created in this way and that belong to an object point are connected in parallel supplied by resistors, whereby these signals are summed up to the final value +. If the indices in this figure are provided with a line, this means only that it is a different object point or a different detector element signal acts.

Auf diese Art und Weise karin man alle vier Teilbeträge für die Bildsignale erhalten. Um aus diesen Teilbeträgen den Realteil bzw. den Imaginärteil der Bildamplitude zu erhalten, müssen je zwei dieser Teilbeträge, wie Gleichung (16) zeigt, voneinander subtrahiert werden. Die Figur 8 zeigt schematisch die Bildung des Realteils ap,q des Bildsignals aus den TeilsummenD+ap,q undEap,q. zu ap,q. Diese beiden Teilbeträge werden einem Differenzglied 38 zugeführt. Als Ausgangssignal ergibt sich damit der gewünschte Realteil des Bildsignals. In analoger Weise kann man auch den Imaginärteil bp,q des Bildsignal bilden. auf diese Art und Weise erhält man schließlich die zwei Signale für diese komplexe Bildfunktion. Allerdings sind die entsprechenden, etwa auf einem Monitor herausgegebenen Bilder von Realteil und Imaginärteil nicht sehr charakteristisch für die Objektstruktur, da eine Phasenmodulation mit der beleuchteten Wellenfunktion L (vgl.In this way, all four partial amounts are cared for for the image signals obtain. To derive the real part or the imaginary part of the image amplitude from these partial amounts To obtain, two of these partial amounts, as equation (16) shows, have to be mutually exclusive be subtracted. FIG. 8 shows schematically the formation of the real part ap, q of the image signal from the partial sums D + ap, q and Eap, q. to ap, q. These two partial amounts are fed to a differential element 38. This results in the output signal desired real part of the image signal. The imaginary part bp, q of the image signal. that is how you finally get the two Signals for this complex image function. However, the appropriate, roughly images of the real part and the imaginary part displayed on a monitor are not very characteristic of the object structure, as there is a phase modulation with the illuminated one Wave function L (cf.

Gleichung (2)) vorliegt. Es gilt: Es kann daher aus a und b der Wert YL t, also die Intensität im Bildpunkt, berechnet und ausgegeben werden. Diese Intensität ist von der beleuchtenden Wellenfunktion unabhängig. Die Figur 9 zeigt die entsprechende schematische Schaltung. Durch die Quadrierglieder 39 bzw. 40 werden die Werte a bzw. b quadriert und durch das Summenglied 41 zu #² vereinigt. Diese Schaltung muß nur ein einziges Mal vorliegen.Equation (2)) is present. The following applies: The value YL t, that is to say the intensity in the image point, can therefore be calculated from a and b and output. This intensity is independent of the illuminating wave function. FIG. 9 shows the corresponding schematic circuit. The values a and b are squared by the squaring elements 39 and 40 and combined by the summing element 41 to form # 2. This circuit only needs to be present once.

Die hier aufgeführten Verschaltungen lassen sich mit bekannten Hilfsmitteln der analogen Rechentechnik oder der digitalen Rechentechnik leicht realisieren. Der Aufwand ist beträchtlich, aber nicht prohibitiv. In einem Beispiel sei angenommen, daß ca. 30 Bildpunkte gleichzeitig berechnet werden sollen. Im Prinzip genügt für die Durchführung dieser Rechnung eine Unterteilung des Detektors in 120 Elemente. Um den Rauschanteil zu vermindern (Überlappung aus benachbarten Gebieten), empfiehlt es sich allerdings, mindestens viermal so viele Detektorelemente, also 480 Detektorelemente, vorzusehen. Für eine Teilsumme würden dann 14 400 Festlzertspeicher und Multiplikationsglieder erforderlich sein. Um alle Teilsummen zu berechnen, benötigt man also ca.The interconnections listed here can be made using known tools using analog computing technology or digital computing technology. The effort is considerable, but not prohibitive. In one example it is assumed that that approx. 30 pixels should be calculated at the same time. In principle enough for the implementation of this calculation divides the detector into 120 elements. To reduce the amount of noise (overlap from neighboring areas), we recommend However, there are at least four times as many detector elements, i.e. 480 detector elements, to be provided. A partial sum would then be 14,400 fixed memories and multiplication elements to be required. In order to calculate all partial sums, you need approx.

60 000 Elemente. Selbst in Digitaltechnik sind Speicherkapazitäten dieser Größenordnung in kleinen Rechenmaschinen heute durchaus üblich. Hierbei ist noch nicht berücksichtigt, daß etwa die Hälfte der Schaltelemente wegfällt wegen der Aufteilung in Plusbeiträge und Minusbeiträge entsprechend Gleichung (15). Es wird sich allerdings empfehlen, die Apparatur in Analogietechnik aufzubauen, da sonst eine große Anzahl von Analog-Digital-Wandlern erforderlich wäre.60,000 elements. Storage capacities are even in digital technology this order of magnitude is quite common today in small calculating machines. Here is not yet taken into account that about half of the switching elements are omitted because of the division into plus and minus contributions according to equation (15). It however, it will be advisable to set up the apparatus using analogy technology, there otherwise a large number of analog-to-digital converters would be required.

Die Verknüpfung der Detektorelementsignale zu den Bildsignalen erfolgt - wie Gleichung (6) besonders deutlich zeigt - durch Filterung in der Beugungsebene und gleichzeitige Fouriertransformation. Diese Maßnahmen lassen sich konstruktiv dadurch verwirklichen, daß ein Laserdiffraktometer vorgesehen ist, in dessen parallelem Strahlenbündel sich die aus dem komplexen Phasenfilter T bestehende Filteranordnung sowie ein durch die Detektorelementsignale angesteuertes Lichtrelais befindet. Die prinzipielle Anordnung ist in der Figur 11 dargestellt. Ein paralleler Laserstrahl 50 trifft auf -das nach Gleichung (1) geformte kom- plexe Phasenfilter T und anschließend auf ein Lichtrelais 51, dessen Transparenz durch die Detektorelementsignale gesteuert wird. Die Transparenzverteilung dieses Lichtrelais 51 entspricht damit der Detektorelementsignalverteilung in der Detektorebene.The linking of the detector element signals to the image signals takes place - as equation (6) shows particularly clearly - by filtering in the diffraction plane and simultaneous Fourier transform. These measures can be constructive realize that a laser diffractometer is provided in its parallel The filter arrangement consisting of the complex phase filter T is bundled and a light relay controlled by the detector element signals is located. the the basic arrangement is shown in FIG. A parallel laser beam 50 meets -the compo- plex phase filters T and then to a light relay 51, whose transparency through the detector element signals is controlled. The transparency distribution of this light relay 51 thus corresponds the detector element signal distribution in the detector plane.

Das STEM bis zur Detektorebene sowie die Ansteuerung des Lichtrelais sind hier der Einfachheit halber nicht dargestellt. Durch eine nachgeschaltete Linse 52 entsteht in der Brennebene 53 dieser Linse 52 die Fouriertransformierte der gefilterten Verteilung 1 n. Durch eine Detektormatrix 54 kann dann unmittelbar die Bildm,n punktverteilung registriert werden. Das notwendige komplexe Phasenfilter T kann auch durch entsprechende Ausbildung der Apparatur mit einer fehlerbehafteten Linse 52 und deren Defokussierung simuliert werden.The STEM down to the detector level as well as the control of the light relay are not shown here for the sake of simplicity. Through a downstream lens 52 the Fourier transform of the filtered lens arises in the focal plane 53 of this lens 52 Distribution 1 n. The image m, n point distribution can then be obtained directly through a detector matrix 54 be registered. The necessary complex phase filter T can also be through appropriate Formation of the apparatus with a faulty lens 52 and its defocusing can be simulated.

Mit dieser Anordnung wird die Fourierverteilung aus dem I und nicht aus dem a I berechnet, wodurch ein Hellfelduntergrund entsteht, welcher der unscharfen (Defokus = zO) und fehlerbehafteten Abbildung der Elektronensonde entspricht. Darüber hinaus wird in der Brennebene 28 nicht die Amplitudenverteilung, sondern die Intensitätsverteilung registriert. Die Phase der komplexen Bildfunktion geht also verloren.With this arrangement, the Fourier distribution becomes from the I and not calculated from the a I, which creates a bright field background, which is the fuzzy (Defocus = zO) and faulty image of the electron probe. About that In addition, it is not the amplitude distribution but the intensity distribution that appears in the focal plane 28 registered. The phase of the complex image function is therefore lost.

Mit weiteren holographischen Hilfsmitteln kann man aber auch die komplexe Bildfunktion registrieren. Ein dazu geeignetes Verfahren ist die Einseitenband-Holographie mit komplexen Halbebenen, in welchem man zwei Bilder erzeugt, welche nur mit jeder Hälfte der Funktion Im,n - also z. B. aus Im,n mit m von - # bis + # und n von 0 bis + # und Im,n mit m von - # bis + # und n von 0 bis - oo - aufgebaut sind.With other holographic aids you can also use the complex Register image function. A suitable method for this is single sideband holography with complex half-planes in which you create two images, which only with each Half of the function Im, n - e.g. B. from Im, n with m from - # to + # and n from 0 to + # and Im, n with m from - # to + # and n from 0 to - oo -.

Fig. 12 zeigt eine entsprechende Ausführungsform. Der parallele Laserstrahl ist wiederum mit 50 bezeichnet. Die zugehörigen Streustrahlen werden durch einen halbdurchlässigen Spiegel 55 und zwei undurchlässige Blenden 56 bzw. 57 in zwei Hälften aufgeteilt, von denen die nichtabgelenkte Hälfte durch die Linse 58 auf die Detektormatrix 59, die durch den Spiegel 55 abgelenkte Hälfte durch die Linse 60 auf die Detektormatrix 61 abgebildet wird.Fig. 12 shows a corresponding embodiment. The parallel laser beam is again denoted by 50. The associated scattered rays are through a semitransparent mirror 55 and two opaque diaphragms 56 and 57, respectively, in two Split halves, of which the undeflected half by the lens 58 on the detector matrix 59, the half deflected by the mirror 55 through the lens 60 is mapped onto the detector matrix 61.

Die über die beiden Detektormatrizen 59 bzw. 61 ermittelten Bilder entsprechen zwar nicht unmittelbar dem Realteil und dem Imaginärteil der gesuchten Bildfunktion, doch enthalten sie die für deren Bestimmung erforderliche Information, was für die weitere Auswertung, insbesondere für die dreidimensionale Bildrekonstruktion, von entscheidender Bedeutung ist.The images determined via the two detector matrices 59 and 61, respectively do not correspond directly to the real part and the imaginary part of the sought Image function, but they contain the information required to determine it, what for the further evaluation, especially for the three-dimensional image reconstruction, is vital.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 11 und Fig. 12 kann die nach Im n modulierte lichtdurchlässige Schicht 51 (Lichtrelais) z. B.In the embodiments according to FIGS. 11 and 12, the according to Im n modulated transparent layer 51 (light relay) e.g. B.

aus Flüssigkristallelementen aufgebaut sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß als Lichtrelais eine Eidophorröhre benutzt wird.be composed of liquid crystal elements. Another possibility is that an eidophor tube is used as a light relay.

Die Figur 13 zeigt eine entsprechende Anordnung in schematischer Form.FIG. 13 shows a corresponding arrangement in schematic form.

Im oberen Teil der Figur 13 ist wiederum ein STEM dargestellt$ an das sich über ein faseroptisches Bündel 65 eine Video-Aufnahmeröhre 66 anschließt. Diese tastet zur Registrierung der Detektorelementsignalverteilung das auf einem Fluoreszenzschirm aufgezeichnete Detektorbild ab. Die so erhaltenen Signale dienen zur Ansteuerung der Eidophorröhre 67, die in diesem Fall aus einem Hohlspiegel 68 sowie einer dünnen Schicht 69 auf diesem Spiegel 68 besteht. Durch das Signal der Aufnahmeröhre 66 wird die Transparenz dieser dünnen Schicht 69 variiert. Diese Schicht 69 stellt somit das eigentliche Lichtrelais dar. Der Spiegel 68 entspricht der Linse 52 in Fig. 11. Das parallele Laserbündel 70 wird durch den Spiegel 68 auf die Detektorebene 71 fokussiert. Im parallelen Laserbündel 70 befindet sich außerdem wiederum das komplexe Phasenfilter T. In der Detektorebene 71 erhält man dann wieder die Intensitätsverteilung in der Bildebene.In the upper part of FIG. 13, a STEM is again shown $ an which is connected to a video recording tube 66 via a fiber optic bundle 65. This scans the on one to register the detector element signal distribution Detector image recorded on the fluorescent screen. The signals thus obtained are used for controlling the eidophore tube 67, which in this case consists of a concave mirror 68 and a thin layer 69 on this mirror 68. By the signal of the Receiving tube 66, the transparency of this thin layer 69 is varied. This layer 69 thus represents the actual light relay. The mirror 68 corresponds to the lens 52 in FIG. 11. The parallel laser beam 70 is directed through the mirror 68 onto the detector plane 71 focused. In the parallel laser beam 70 there is also the complex phase filter T. The intensity distribution is then obtained again in the detector plane 71 in the image plane.

Man darf dabei nicht vergessen, daß man auf diese Weise zunächst nur die Intensitätsverteilung des Objektes innerhalb der kleinen Sondenfläche, mit der dieses Objekt beleuchtet wird, erhält.One must not forget that in this way one initially only the intensity distribution of the object within the small probe surface with which this object is illuminated.

Springt nun die Sonde beim Abrastern des gesamten Objektes ein Stück weiter, so ergibt sich in der Detektorebene des STEM eine andere Intensitätsverteilung, die wiederum eine andere Transparenzverteilung des Lichtrelais erfordert. Es kommt also auch darauf an, daß sich das verwendete Lichtrelais möglichst schnell in einen anderen Zustand überführen läßt.Now the probe jumps a little while scanning the entire object further, this results in a in the detector plane of the STEM other Intensity distribution, which in turn has a different transparency distribution of the light relay requires. So it is also important that the light relay used is as close as possible can be quickly transformed into another state.

Bei den bisher in den Figuren 3 bis 13 behandelten Ausführungsbeispielen wurde immer nur die gleichzeitige Rekonstruktion der Bildsignale mehrerer Objektpunkte innerhalb einer feststehenden Sondenfläche betrachtet. Anders ausgedrückt ging es darum, daß bei einer durch Linsenfehler und Defoknssierung verursachten minimal erreichbaren Sondenfläche Flächenelemente mit einem kleineren Durchmesser als der der Sondenfläche aufgelöst werden können. Weiterhin ging es darum, daß eine Vielzahl.dieser Flächenelemente, kurz als Objektpunkte bezeichnet, innerhalb dieser Sondenfläche liegen und gleichzeitig abgebildet werden..Es wurde bereits eingangs darauf hingewiesen, daß diese gleichzeitig entstehenden mehreren Bildsignale nicht gleichzeitig zur Bilderzeugung, beispielsweiSe auf einem Monitor, herangezogen werden können, sondern nacheinander in der richtigen Reihenfolge zu einem Bild zusammengesetzt werden müssen. Dazu sind erfindungsgemäß Steuereinrichtungen zur sukzessiven mit der Abtastung synchronen Entnahme dieser Bildsignale vorgesehen. Damit diese sukzessive Entnahme möglichst einfach gestaltet werden kann, empfiehlt es sich, daß dem Real- bzw. Imaginärteil jedes Bildsignals ein Speicher zugeordnet ist, der wegen der Verweildauer der Sonde auf dem entsprechenden Objektbereich diese Bildsignale integral abspeichert, daß allen Speichern ein Pufferspeicher nachgeordnet ist, auf dem beim Weiterspringen der Sonde die in den Speichern vorhandene Information gleichzeitig übertragen wird, und daß ein weiterer Großspeicher vorgesehen ist, in den die in den Pufferspeichern enthaltenen Signale sukzessive übertragen werden, während in den ersten Speichern neue Bildsignale abgespeichert werden.In the exemplary embodiments previously dealt with in FIGS. 3 to 13 was only ever the simultaneous reconstruction of the image signals of several object points viewed within a fixed probe surface. In other words, it worked in that there is minimal one caused by lens defects and defocusing achievable probe surface area elements with a smaller diameter than the the probe surface can be resolved. Furthermore, it was a question of the fact that a large number of these Surface elements, referred to as object points for short, within this probe surface and are displayed at the same time. It was already pointed out at the beginning, that these simultaneously arising multiple image signals are not used simultaneously Image generation, for example on a monitor, can be used, but rather must be put together one after the other in the correct order to form a picture. For this purpose, according to the invention, there are control devices for successive scanning synchronous extraction of these image signals provided. So this successive removal can be designed as simply as possible, it is recommended that the real or imaginary part a memory is assigned to each image signal, which is due to the length of time the probe remains integrally stores these image signals on the corresponding object area that A buffer memory is arranged downstream of all memories on which to jump on the information in the memories is transmitted to the probe at the same time, and that a further large memory is provided, in which the in the buffer memories contained signals are successively transmitted while in the first memory new image signals can be saved.

Die Figur 14 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel. Zum besseren Verständnis sind die Bildelemente ap,q bzw. bp,q in einer einzigen Zeile angeordnet gezeichnet. Wie in früheren Ausführungsbeispielen sind wiederum 9 Bildelemente entsprechend 9 Objektpunkten verwendet wordcn. Jedem dieser Bildelemente ist ein Speicher 75 bzw. 76 (für die bp,q) zugeordnet. An jeden dieser Speicher wiederum schließt sich je ein Pufferspeicher 77 bzw. 78 an. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Während einer vorgegebenen Zeit t bestrahlt die Korpuskularstrahlsonde einen bestimmten Objektbereich von der Größe der Sondenfläche.FIG. 14 shows a corresponding exemplary embodiment. For the better Understandably, the picture elements ap, q and bp, q are arranged in a single line drawn. As in earlier exemplary embodiments, 9 picture elements are again corresponding 9 Object points used wordcn. Each of these picture elements is a memory 75 or 76 (for the bp, q) is allocated. In turn to each of these stores a buffer memory 77 or 78 is connected to it. How this arrangement works is as follows: The corpuscular beam probe irradiates for a predetermined time t a certain object area the size of the probe surface.

Während der ganzen Bestrahldauer werden die Bildsignale allmählich aufgebaut und gleichzeitig während dieser Zeit in den Speichern 75 bzw. 76 aufgespeichert. Nach Ablauf dieser Zeit springt die Sonde auf einen benachbarten Objektbereich (Sprungweite ungefahr gleich demSondendurchmesser), gleichzeitig werden die in 75 bzw. 76 gespeicherten Bildsignale auf die nachfolgenden Pufferspeicher 77 bzw. 78 übertragen. Während der Aufnahme der neuen Bildsignale in den Speichern 75 bzw. 76 werden während der -ersten Hälfte des Zeitelementes t die im Pufferspeicher 77 enthaltenen Signale sukzessive, z. B. in ein Magnetbandgerät, analog oder digital übertragen. Diese Ubertragung ist durch den Pfeil 79 angedeutet. Während der zweiten Hälfte des Zeitelementes erfolgt die sukzessive Abfrage der Bildsignale für die Imaginärwerte bp,q. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis das ganze Objekt zeilenweise abgerastert ist. Allerdings erfolgt die Abfrage in einer Form, welche eine spätere rechnerische Auswertung erfordUrlic macht. Dies kann vermieden werden, wenn man sich auf die Bildintensitäten Vp2,q beschränkt. In diesem Fall ist es dann auch -möglich, das Bild auf einem Monitor unmittelbar zu betrachten.The image signals become gradual throughout the irradiation period built up and at the same time stored in the memories 75 and 76 during this time. After this time has elapsed, the probe jumps to an adjacent object area (jump distance approximately equal to the probe diameter), at the same time the stored in 75 and 76 respectively Image signals are transferred to the subsequent buffer memories 77 and 78, respectively. While the recording of the new image signals in the memories 75 and 76 are during the -first half of the time element t the signals contained in the buffer memory 77 successively, e.g. B. in a tape recorder, analog or digital. These Transmission is indicated by arrow 79. During the second half of the time element the successive interrogation of the image signals for the imaginary values bp, q takes place. This The process is repeated until the entire object has been scanned line by line. However the query takes place in a form that requires a later computational evaluation power. This can be avoided by relying on the image intensities Vp2, q limited. In this case it is also possible to have the image on a monitor to be viewed immediately.

In Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß ein Pufferspeicher mit (u + 1) Zeilen und V Speicherplätzen je Zeile vorgesehen ist, wobei u die Zahl der Objektzeilen in der Sondenfläche und V die Bildpunktzahl im Rasterbild ist, und daß eine synchron mit der Sondenverschiebung arbeitende Steuereinrichtung vorgesehen ist, die gleichen Objektpunkten entsprechende Bildsignale additiv Speicherplätzen zuführt, an denen bereits Bildsignale dieser Objektpunkte abgespeichert sind. Bei einer derartigen Anordnung ist es nicht notwendig, daß die Sprungweite der Sonde gleich dem Durchmesser der Sondenfläche ist. Die Sprungweite kann kleiner sein, sie kann dem Durchmesser der erzielten Auflösung entsprechen. In einem solchen Fall wird jeder Objekt- punkt mehrfach beleuchtet und damit auch mehrfach abgebildet.In a further development of the invention it is therefore provided that a buffer memory with (u + 1) lines and V memory locations per line, where u is the number of the object lines in the probe surface and V is the number of pixels in the raster image, and that a control device operating synchronously with the probe displacement is provided is, the same object points corresponding image signals additive storage locations at which image signals of these object points are already stored. at In such an arrangement it is not necessary that the jump width of the probe is equal to the diameter of the probe surface. The jump distance can be smaller, it can correspond to the diameter of the resolution achieved. In such a case every object point illuminated several times and thus also several times pictured.

Da die Beleuchtungsamplitude nicht über die gesamte Sondenfläche einheitlich ist, wird die Beleuchtung der einzelnen Objektpunkte mit unterschiedlicher Beleuchtungsamplitude vorgenommen. Durch die Möglichkeit, sämtliche Bildsignale eines Objektpunktes zur Bildsignalerzeugung heranzuziehen, wird gewissermaßen die unterschiedliche Beleuchtungsamplitude innerhalb der Sondenfläche herausgemittelt.Because the illumination amplitude is not uniform over the entire probe surface is, the lighting of the individual object points with different lighting amplitudes performed. Due to the possibility of all image signals of an object point to To use image signal generation, the different illumination amplitude is to a certain extent averaged out within the probe area.

Fig. 15 zeigt schematisch die Verarbeitung der in 80 registrier-2 ten Bildp.unktintensitäten pp q zum Rasterbild. In dem hier behandelten Beispiel besteht das Bildraster 80 wiederum aus 9 Rasterelementen, welche in 3 Zeilen mit je 3 Elementen angeordnet sind. Es sei nun angenommen, daß ein Rasterbild mit U Zeilen registriert werden soll, wobei jede Zeile V Bildpunkte enthält.15 schematically shows the processing of the register-2 in 80 th image point intensities pp q to the raster image. In the example discussed here the image grid 80 in turn consists of 9 grid elements, which are in 3 lines with 3 elements each are arranged. It is now assumed that a raster image with U Lines are to be registered, each line containing V pixels.

Mit u bzw. v sei die Zeilenzahl bzw. die Zeilenbildpunktzahl des Bildrasters 80 bezeichnet. In der vorliegenden Figur 15 ist u = 3, v = 3, U beliebig, V = 12. In Figur 15 ist ein Pufferspeicher 81 vorgesehen, der z.B. in bekannter Weise als Digitalspeicher aufgebaut werden kann. Mit diesem Speicher 81 kann man gleichzeitig u Zeilen des Rasterbildes speichern. Der Pufferspeicher 81 besteht daher im vorliegenden Beispiel aus 3 Zeilen von Speicherelementen mit je 12 Bildpunkten. Wie schematisch dargestellt ist, sollen die Bildpunktintensitäten in 80 unmittelbar auf die ersten Speicherelemente des Pufferspeichers 81 additiv einwirken. Dabei kann der Pufferspeicher entweder als Verschieberegisterspeicher oder als Random Access-Speicher aufgebaut sein. Auch eine gemischte Betriebsweise (z. B. Verschieberegister entlang der Zeilen, Random Access-Speicher entland der Sparten) ist möglich. Da die Bildsignale im allgemeinen in analoger Form angeliefert werden, kann man auch einen Analogspeicher (z. B. Magnetplatte mit mehreren Magnetköpfen) verwenden. Bei Benutzung eines Digitalspeichers müssen natürlich die Bildpunktintensitäteng2 durch einen Analog-Digital-Wandler digitalisiert werden. Wie schon erwähnt, erfolgt die Eingabe additiv. Es muß also die Eingabe von 80 in 81 über entsprechende, hier nicht dargestellte Additionsglieder erfolgen.Let u and v be the number of lines or the number of line pixels of the image raster 80 designated. In the present FIG. 15, u = 3, v = 3, U is arbitrary, V = 12. In Figure 15 there is provided a buffer memory 81 which is known, for example, as Digital storage can be built. This memory 81 can be used at the same time u Save lines of the raster image. The buffer memory 81 therefore exists in the present Example of 3 rows of storage elements with 12 pixels each. How schematic is shown, the pixel intensities in 80 should be directly related to the first Storage elements of the buffer memory 81 act additively. The buffer storage built either as a shift register memory or as a random access memory be. A mixed operating mode (e.g. shift register along the lines, Random access storage across the divisions) is possible. As the image signals in general are delivered in analog form, you can also use an analog memory (e.g. magnetic disk with multiple magnetic heads). When using digital storage, you must of course, the pixel intensities g2 digitized by an analog-to-digital converter will. As already mentioned, the input is additive. So it has to be the input from 80 to 81 via corresponding addition elements, not shown here.

Oberhalb des Pufferspeichers 81 ist noch eine Sonderzeile 82 mit ebenfalls 12 Speicherplatzen vorgesehen.A special line 82 is also located above the buffer memory 81 12 storage spaces provided.

Für die nun folgende Funktionsbeschreibung sei vorausgesetzt, daß der Speicher sowohl in Zeilenrichtung wie in Spaltenrichtung als Verschieberregister aufgebaut ist. Im ersten Schritt werden alle #p,q² gleichzeitig additiv in die in der Figur 15 strichliniert gezeichneten Speicherelemente eingegeben. Im nächsten Schritt erfolgt die Verschiebung der Sonde in Zeilenrichtung nach rechts im Mikroskop, um ein Auflösungselement (also nicht um die volle Sondenbreite). Gleichzeitig wird im Pufferspeicher 81 durch einen Verschiebeimpuis der Speicherinhalt in allen u Zeilen, also in allen 3 Zeilen, um eine Stelle nach links verschoben. Im nächsten Takt wird der Inhalt von 80 wieder simultan eingespeichert. Dieses Spiel zwischen Verschiebung nach links und Einspeichern wiederholt sich, bis die volle Zeile abgearbeitet ist. Während nun im Elektronenmikroskop die Sonde an den Anfang der Zeile zurückspringt und gleichzeitig um ein Auflösungselement in der Spalte weiterschaltet, werden die Register in Fig. 15 durch einen Verschiebeimpuls um eine Zeile nach oben verschoben. Dabei wird der Inhalt der Zeile 85 nicht additiv in die Sonderzeile 82 eingespeichert, während die Zeile 83 mit Nullen aufgefüllt wird.For the following functional description it is assumed that the memory both in the row direction and in the column direction as a shift register is constructed. In the first step, all # p, q² are added to the in the memory elements shown in dashed lines in FIG. In the next Step the probe is shifted in the direction of the row to the right in the microscope, around a resolution element (i.e. not the full width of the probe). At the same time will in the buffer memory 81 by a shift pulse the memory contents in all u Lines, i.e. in all 3 lines, shifted one place to the left. In the next Clock, the content of 80 is stored again simultaneously. This game between Shifting to the left and storing is repeated until the full line has been processed is. While the probe jumps back to the beginning of the line in the electron microscope and at the same time advances one resolution element in the column, the Register in Fig. 15 shifted up one line by a shift pulse. The content of line 85 is not added to the special line 82, while line 83 is padded with zeros.

Nun erfolgt wieder eine Zeilenabtastung wie oben beschrieben.A line scan now takes place again as described above.

Zunächst wirkt nun der Verschiedeimpuls auf die Zeile 82, wobei der Inhalt dieser Zeile 82 nicht wie bei den anderen Zeilen (83 bis 85) zyklisch hinten wieder eingeführt wird, sondern bei 86 unmittelbar abgenommen wird. Das bei 86 austretende Signal ist das Bildsignal. Wie schon erwähnt, ist der zeilenweise Betrieb der Verschieberegister 83 bis 85 zyklisch: Die vorne austretenden Zahlen werden hinten in den Speicher wieder eingelesen (Ringspeicher). Nach Abarbeitung der zweiten Zeile erfolgt die oben schon beschriebene spaltenweise Verschiebung mit Neubeladung der Speicherzeile 82 und Nullbesetzung der Zeile 83. Dieses Spiel wiederholt sich nun für alle Zeilen. Außer am Rande des Bildes sind durch diese Prozedur alle Bildpunkte Summen mit M Einzelwerten (im Beispiel M = 9). Das entspricht der Tatsache, daß bei diesem Abtastvorgang ein Bildpunkt nacheinander an allen Stellen 2 #p,q erscheint.First of all, the difference pulse now acts on line 82, with the The content of this line 82 is not cyclic at the end as in the other lines (83 to 85) is reintroduced, but is immediately removed at 86. The one exiting at 86 Signal is the image signal. As already mentioned, the line-by-line operation is the shift register 83 to 85 cyclical: The numbers exiting at the front are stored in the memory at the back read in again (ring buffer). After processing the second line, the Above already described column-by-column shift with reloading of the memory line 82 and zero occupancy of line 83. This game is now repeated for all lines. With the exception of the edge of the image, all image points are sums with M due to this procedure Individual values (in the example M = 9). This corresponds to the fact that at this Scanning process one pixel one after the other at all points 2 # p, q appears.

15 Figuren 10 Ansprüche15 figures 10 claims

Claims

Claims 1. Transmission scanning particle beam microscope with a lower detector in the primary beam cone, in which the probe surface of the corpuscular in the object plane is greater than the desired resolution and in the case of generation of a pixel, the detector element signals are modulated by filters and then are linked, characterized in that for the simultaneous mapping of several Object points (? P q) of the probe surface (12) are assigned a filter arrangement (T, U) to them is which the detector element signals (1) of a multi-channel detector (3) modim, n verifies that devices (21, 23) which transmit these signals to the object points (bp, 9) link corresponding image signals, and control devices (75-79) for successive With the sampling synchronous extraction of these image signals are provided.

2. corpuscular beam microscope according to claim 1, characterized in that that at least 4 amplitude filters (23) are assigned to each object point (9p, q), the positive and negative parts of the real and the imaginary part of a filter function correspond.

3. corpuscular beam microscope according to claim 1, characterized in that that an image converter (20) is provided as a multi-channel detector and a lens grid (21) with as many lenses as filters (23), which this image converter (20) many times over images that each lens has one of the filters (23) as well as the entire through this Filter (23) let through light flux measuring detector (24) is arranged downstream.

4. corpuscular beam microscope according to claim 1, characterized in that that for each detector element of the multi-channel detector (3) a number of channels are provided that are equal to four times the number of object points (bp) in the Probe surface (12) and on which the detector element signals (Im, n) are uniform split and that means for modification (35, 36) according to the filter function and for the subsequent summation (38) of these modulated signals are available.

5. corpuscular beam microscope according to claim 4, characterized in that that for modification a number of read-only memories corresponding to the number of channels (36) and multipliers (35) are provided.

6. corpuscular beam microscope according to claim 5, wherein the multiplication is carried out with a fixed value in analogy technology, characterized in that that permanently adjustable potentiometers (37) are available for this multiplication.

7. corpuscular beam microscope according to claim 1, characterized in that that a laser diffractometer is provided in its parallel beam (50) the filter arrangement consisting of the complex phase filter T as well as a light relay (51) controlled by the detector element signals is located.

8. corpuscular beam microscope according to claim 7, characterized in that that an eidophor tube (67) forms the light relay.

9. corpuscular beam microscope according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that a memory (75, 76) is assigned to the corresponding Object area stores these image signals integrally, so that all memories (75, 76) a buffer memory (77, 78) is arranged downstream on which the probe jumps further the information present in the memories (75, 76) is transmitted simultaneously, and that a further large memory is provided, in which the in the buffer memories (77, 78) contained signals are successively transmitted, while in the first Save (75, 76) new image signals can be saved.

10. Corpuscular beam microscope according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that a buffer memory (81) with (u + 1) lines and V memory locations is provided per line, where u is the number of object lines in the probe surface (16) and V is the number of pixels in the raster image, and that one is synchronous with the Probe displacement working control device is provided, the same object points (##, q) corresponding Image signals additively supplies memory locations at which image signals already exist Object points (gp, 'q) are stored.