3D 裸視觀察電子顯微鏡

日本科學技術振興機構（JST）2012/4/26 日宣布，由日立高科及藝卓、新潟大學、靜岡大學等組成的開發團隊，開發出了能夠即時立體（3D）觀察的掃描電子顯微鏡（SEM），以及可以裸視觀看的高分辨率 3D 顯示器。由此，不僅可對觀察物做構造分析，還有望應用於使用機械手的微小物體解剖和獲取無機材料的電特性等。
邊切換電子束的方向邊掃描
SEM 是在向觀察對象照射很細電子束的同時進行 2D 掃描，來觀察其表面的立體構造（凹凸形狀）。一般來說，用 SEM 得到的影像（SEM 影像）為單向觀察的影像，因此影像是與單眼觀察一樣的平面影像。為了得到立體的 SEM 影像，過去採用的方法是通過傾斜載物台，從不同的角度分別取得相當於用右眼觀察和左眼觀察的靜止影像（視差影像）並加以合成，所以需要戴上紅藍眼鏡觀察。但這種方法需要耗費時間，還需要調整視差影像，因此無法實時觀察試樣的 SEM 影像。
此次，開發出了可邊切換照射試樣的電子束角度邊高速掃描的技術，成功實現了左右視差影像的瞬時獲取。具體做法為利用電磁透鏡的會聚作用，使電子束髮生傾斜。但是，電子束傾斜伴隨的像差會導致分辨率下降。針對這一課題，開發組開發出專用的電子光學系統和電子束掃描控制技術，並利用了其中的部分技術。
電子束傾斜方向的控制使用專用的電磁線圈，以 1 行、1/fps 為單位，對試樣依次進行左傾斜掃描、標準掃描和右傾斜掃描。由此可以支持速度為 33ms/fps 的高速掃描，從而可進行實時 3D 觀察。左右的視差影像因利用了透鏡的會聚作用，雖然焦點和像散不同於普通的 SEM 影像，但支持對焦點和像散以 1行/1fps 為單位進行調整。
通過數位處理實現 3 種輸出方式
取得左右視差影像後，用此次開發的專用軟體進行數位處理，可以實現 3 種輸出方式：（1）除了支持在23 英吋全高清（1920×1080 像素）高清顯示的高分辨率 3D 裸視顯示器“ DuraVisionFDF2301-3D” 上把左右視差影像作為 2 個獨立影像信號傳輸的“ 雙路輸入方式” 之外，還有（2）把左右視差影像沿水平方向分別壓縮為1/2，將其組合成 1 幅影像輸出的“ 並行方式” ，以及（3）把左視差影像轉換成紅色、右視差影像轉換成藍色信號合成輸出的“ 紅藍方式” 。
 支持裸視的高分辨率立體顯示由指向光源（DirectionalBacklight）方式實現。一般支持裸視 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影像，因此，水平方向的分辨率會降低到一半，但 DirectionalBacklight 方式則是用同一像素將視差影像以時間差方式顯示。因為無需為左右視差影像分配液晶面板的像素，所以與傳統技術相比，縱深方向的再現性優良。
並且，觀察者左右眼觀看到的視差影像的方向取決於液晶顯示器的光源（LED），不會出現其他裸視 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影像交替出現的“ 逆視” 位置，直到畫面周圍都能穩定觀察高清 3D 影像。
還開發出了 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