時間：2012年5月13日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 關(guān)鍵詞：掃描電子顯微鏡 3D顯示器 SEM

　　日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(JST)2012年4月26日宣布，由日立高科及藝卓、新潟大學(xué)、靜岡大學(xué)等組成的開發(fā)團(tuán)隊，開發(fā)出了能夠?qū)崟r立體(3D)觀察的掃描電子顯微鏡(SEM)，以及可以裸眼觀看的高分辨率3D顯示器。由此，不僅可對觀察物做構(gòu)造分析，還有望應(yīng)用于使用機(jī)械手的微小物體解剖和獲取無機(jī)材料的電特性等。　　邊切換電子束的方向邊掃描　　SEM是在向觀察對象照射很細(xì)電子束的同時進(jìn)行二維掃描，來觀察其表面的立體構(gòu)造(凹凸形狀)。一般來說，用SEM得到的圖像(SEM圖像)為單向觀察的圖像，因此圖像是與單眼觀察一樣的平面圖像。為了得到立體的SEM圖像，過去采用的方法是通過傾斜載物臺，從不同的角度分別取得相當(dāng)于用右眼觀察和左眼觀察的靜止圖像(視差圖像)并加以合成，所以需要戴上紅藍(lán)眼鏡觀察。但這種方法需要耗費(fèi)時間，還需要調(diào)整視差圖像，因此無法實時觀察試樣的SEM圖像。此次，開發(fā)出了可邊切換照射試樣的電子束角度邊高速掃描的技術(shù)，成功實現(xiàn)了左右視差圖像的瞬時獲取。具體做法為利用電磁透鏡的會聚作用，使電子束發(fā)生傾斜。但是，電子束傾斜伴隨的像差會導(dǎo)致分辨率下降。針對這一課題，開發(fā)組開發(fā)出專用的電子光學(xué)系統(tǒng)和電子束掃描控制技術(shù)，并利用了其中的部分技術(shù)。
　　電子束傾斜方向的控制使用專用的電磁線圈，以1行、1幀為單位，對試樣依次進(jìn)行左傾斜掃描、標(biāo)準(zhǔn)掃描和右傾斜掃描。由此可以支持速度為33ms/幀的高速掃描，從而可進(jìn)行實時3D觀察。左右的視差圖像因利用了透鏡的會聚作用，雖然焦點(diǎn)和像散不同于普通的SEM圖像，但支持對焦點(diǎn)和像散以1行/1幀為單位進(jìn)行調(diào)整?！　⊥ㄟ^數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)3種輸出方式　　取得左右視差圖像后，用此次開發(fā)的專用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以實現(xiàn)3種輸出方式：(1)除了支持在23英寸全高清(1920×1080像素)高清顯示的高分辨率3D裸眼顯示器“DuraVision FDF2301-3D”上把左右視差圖像作為2個獨(dú)立影像信號傳輸?shù)摹半p路輸入方式”之外，還有(2)把左右視差圖像沿水平方向分別壓縮為1/2，將其組合成1幅圖像輸出的“并行方式”，以及(3)把左視差圖像轉(zhuǎn)換成紅色、右視差圖像轉(zhuǎn)換成藍(lán)色信號合成輸出的“紅藍(lán)方式”。支持裸眼的高分辨率立體顯示由指向光源(Directional Backlight)方式實現(xiàn)。一般支持裸眼3D顯示器的顯示方式是把液晶面板的像素分配給左右視差圖像，因此，水平方向的分辨率會降低到一半，但Directional Backlight方式則是用同一像素將視差圖像以時間差方式顯示。因為無需為左右視差圖像分配液晶面板的像素，所以與傳統(tǒng)技術(shù)相比，縱深方向的再現(xiàn)性優(yōu)良。
　　并且，觀察者左右眼觀看到的視差圖像的方向取決于液晶顯示器的光源(LED)，不會出現(xiàn)其他裸眼3D方式存在的屏障和透鏡造成的疊柵和條紋等問題。原理上不存在左右視差圖像交替出現(xiàn)的“逆視”位置，直到畫面周圍都能穩(wěn)定觀察高清3D圖像。還開發(fā)出了3D觀察專用的圖形界面(GUI)。因為能夠同時分別顯示左右的視差圖像、通常的SEM圖像，以及由左右視差圖像合成的立體圖像共四個畫面，所以用戶可以在比對正常的SEM圖像的同時，調(diào)整左右視差圖像的焦點(diǎn)和像散。本開發(fā)成果還預(yù)定作為日立高科SEM的選配功能，在2012財年推出產(chǎn)品。