CN110249713B

CN110249713B - 插入光源

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Publication number: CN110249713B
Application number: CN201880009848.7A
Authority: CN
Inventors: 北村英男; 水本真作
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2021-07-02
Anticipated expiration: 2038-01-31
Also published as: WO2018143253A1; EP3579667A4; JP7008286B2; EP3579667B1; AU2018214391A1; JPWO2018143253A1; AU2018214391B2; EP3579667A1; TW201840252A; TWI744472B; US10798811B2; CN110249713A; US20200053863A1

Abstract

本发明提供一种插入光源，使抵消弹簧机构产生的力矩不会给间隙驱动带来影响。插入光源具有：第一磁铁列(M1)；第一磁铁支撑体(1)；第二磁铁列(M2)；第二磁铁支撑体(2)；间隙驱动机构(50)，垂直驱动磁铁支撑体(1)、(2)，以变更间隙(6)；第一/第二连结梁(103)、(203)，与磁铁支撑体(1)、(2)连结；驱动连动机构，将连结梁(103)、(203)与间隙驱动机构(50)连接；抵消弹簧机构(40)，抵消作用于磁石铁列之间的吸引力；以及弹簧连动机构(30)，将抵消弹簧机构(40)与磁铁支撑体(1)、(2)连结，弹簧连动机构(30)具有：第一/第二弹簧支撑框架(31)、(32)，经由连结部与第一/第二连结梁(103)、(203)连结；以及引导机构(36)，引导第一/第二弹簧支撑框架(31)、(32)的垂直移动，在第一/第二弹簧支撑框架(31)、(32)的双方安装有抵消弹簧机构(40)。

Description

插入光源

技术领域

本发明涉及一种插入光源，所述插入光源具有：第一磁铁列，多个磁铁列状地配置；第一磁铁支撑体，安装并支撑该第一磁铁列；第二磁铁列，多个磁铁列状地配置，并且经由间隙与所述第一磁铁列相对；第二磁铁支撑体，安装并支撑该第二磁铁列；间隙驱动机构，用于在磁铁列相对的方向上驱动所述第一磁铁支撑体和/或所述第二磁铁支撑体，以变更所述间隙的大小；以及驱动连动机构，用于连结该间隙驱动机构与所述磁铁支撑体。

背景技术

如果在真空中加速到接近光速的电子束在磁场中弯曲，则在电子束的移动轨迹的切线方向上发出辐射光，将其称为同步加速器辐射光。将产生这种同步加速器辐射光的光源设置于电子储存环(电子束积蓄环)的直线部，进行用于利用了高指向性、高强度、高偏光性等特性的各种技术的实用化的研究。在当前的电子储存环中，设置有多个插入光源(波荡器：undulator)，该插入光源是具有更高的束电流、更小的束横截面积的高亮度光源。

已知作为这样的插入光源，例如在下述非专利文献1中公开的插入光源。该插入光源具有多个磁铁列状地配置的第一磁铁列和多个磁铁列状地配置的第二磁铁列经由间隙彼此相对的结构。这样，由于多个磁铁列相对，因此，较大的吸引力作用于两者之间。通过该吸引力的作用，不仅在间隙驱动机构中产生较大的负载而损坏精密的间隙驱动，而且使支撑磁铁列的磁铁支撑体发生变形，会扰乱了初始设定在磁场产生空间(间隙)中的电子束方向的磁场强度分布。其结果，存在不能获得具有所期望的特性的同步加速器辐射光的问题。

为了解决这样的问题，在下述的专利文献1中公开了一种设置有抵消弹簧(补偿弹簧：compensation spring)的结构。在该插入光源中，通过设置于主框架结构(primaryframe)的间隙驱动机构，在垂直上下方向上驱动支撑磁铁列的梁。该间隙驱动机构是用于变更间隙的大小的机构。另外，支撑磁铁列的梁经由弹簧组件被第二C型框架(secondaryC-frame)结构支撑。第二C型框架结构在主框架结构的左右两侧连结。通过该弹簧组件，想要减小对间隙驱动机构的负载，并且想要抑制作为磁铁支撑体的梁的变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US7956557B1公报

非专利文献1：Winick，Herman；George Brown；Klaus Halbach；John Harris(May1981).”Synchrotron Radiation Wiggler and Undulator Magnets”Physics Today，May1981，Volume 34，Issue 5，pp.50-63

发明内容

发明要解决的课题

然而，专利文献1中公开的结构中存在如下的问题点。即，搭载于主C型框架结构的间隙驱动机构具有经由第二C型框架结构与抵消弹簧结构直接连结的结构。因此，由抵消弹簧机构产生的力矩使间隙驱动机构变形，通过使该间隙驱动机构的变形，有可能损坏精密的间隙控制。因此，尽管设置有抵消弹簧，但也是不能使其性能充分发挥的结构。另外，将抵消弹簧配置在支撑磁铁列的梁的正上方和正下方，而且，在这些抵消弹簧的进一步的正上方和正下方设置有第二C型框架结构。这种结构也存在上下方向上的尺寸大型化的问题。

本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于，提供一种插入光源，能够使抵消弹簧机构产生的力矩不会对精密的间隙驱动造成影响，并且能够抑制装置的大型化。

解决用于课题的手段

为了解决上述问题，本发明的插入光源，其特征在于，具有：第一磁铁列，多个磁铁列状地配置；第一磁铁支撑体，安装并支撑该第一磁铁列；第二磁铁列，多个磁铁列状地配置，并且经由间隙与所述第一磁铁列相对；第二磁铁支撑体，安装并支撑该第二磁铁列；间隙驱动机构，用于在磁铁列相对的方向上驱动所述第一磁铁支撑体和/或所述第二磁铁支撑体，以变更所述间隙的大小；第一连结梁，与所述第一磁铁支撑体一体地连结；第二连结梁，与所述第二磁铁支撑体一体地连结；驱动连动机构，用于将所述第一连结梁和所述第二连结梁中的至少一方与所述间隙驱动机构连结；抵消弹簧机构，在抵消在第一磁铁列与第二磁铁列之间作用的吸引力的方向上进行作用；以及弹簧连动机构，用于连结抵消弹簧机构与所述连结梁，所述弹簧连动机构具有：第一弹簧支撑框架，经由第一连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的任意一方连结；第二弹簧支撑框架，经由第二连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的另一方连结；以及引导机构，用于引导所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的所述磁铁列相对的方向的相对移动，在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的双方安装有所述抵消弹簧机构，当变更了所述间隙的大小时，通过所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的磁铁列相对的方向上的相对移动，从而抵消弹簧机构进行动作。

该结构的插入光源的作用/效果如下。第一磁铁支撑体与第一连结梁一体地连结，第二磁铁支撑体与第二连结梁一体地连结。间隙驱动机构通过驱动第一连结梁和第二连结梁中的至少一方，来变更间隙的大小。另一方面，弹簧连动机构具有第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架分别经由第一连结部和第二连结部与第一连结梁、第二连结梁中的任意一方和另一方连结。另外，使第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架能够通过引导机构在磁铁列相对的方向上相对移动。通过这样的结构，使因抵消弹簧机构的动作而产生的力矩能够由引导机构接住，并且能够抑制对经由第一/第二连结部的间隙驱动机构的影响。由此，能够使抵消弹簧的动作不会对精密的间隙驱动造成影响。

此外，磁铁列相对的方向取决于设置磁铁列的方式，例如，包含垂直方向、水平方向以及任意的倾斜方向。另外，在磁铁列相对的方向上的移动存在磁铁列靠近的情况和远离的情况两种。

另外，“在第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的双方安装有所述抵消弹簧机构”是指抵消弹簧机构的某个部位安装于第一弹簧支撑框架，并且所述抵消弹簧机构的其他部位安装于第二弹簧支撑框架。

在本发明中，优选地，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方具有一对第一板部以及板结合部，在俯视时，所述板结合部设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧，将第一板部彼此结合，所述第一板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第一连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的任意一方连结，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方具有第二板部，在俯视时，该第二板部配置为夹在所述一对板部之间，所述第二板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第二连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的另一方连结，在所述板结合部与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间设置有所述引导机构。

根据该结构，在俯视时(俯视)，由一对第一板部和板结合部构成门型的形状，并且第二板部配置为夹在一对第一板部之间。即，板部是三层结构。引导机构设置在板结合部与第二板部之间，并且位于远离磁铁列的一侧。因此，虽然由抵消弹簧机构产生的力矩试图作用于第一/第二连结部，但也能够通过引导机构来吸收该力矩，从而能够抑制由抵消弹簧产生的力矩作用于第一/第二连结部。由此，能够更有效地使抵消弹簧的动作不会对精密的间隙驱动造成影响。

在本发明中，优选地，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方具有一对第一板部以及板结合部，在俯视时，所述板结合部设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧，将第一板部彼此结合，所述第一板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第一连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的任意一方连结，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方具有第二板部，在俯视时，该第二板部配置为夹在所述一对板部之间，所述第二板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第二连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的另一方连结，在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间设置有所述引导机构。

根据该结构，在第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间设置有所述引导机构。因此，虽然由抵消弹簧机构产生的力矩试图作用于第一/第二连结部，但能够通过引导机构来吸收该力矩，从而能够抑制由抵消弹簧产生的力矩作用于第一/第二连结部。

在本发明中，优选地，在俯视时，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方具有第一板部，所述第一板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第一连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的任意一方连结，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方具有第二板部，在俯视时，该第二板部配置为与所述第一板部相对，所述第二板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第二连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的另一方连结，在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧彼此相对的面之间设置有所述引导机构。

根据该结构，第一板部与第二板部相向配置。即，板部为二层结构。引导机构设置在第一板部与第二板部之间，并且位于远离磁铁列的一侧。因此，虽然由抵消弹簧机构产生的力矩试图作用于第一/第二连结部，但能够通过引导机构来吸收该力矩，从而能够抑制由抵消弹簧产生的力矩作用于第一/第二连结部。

优选地，本发明的所述第一连结部和所述第二连结部是通过轴和与轴嵌合的嵌合孔的组合而连结的结构。

通过使轴与嵌合孔组合，即使由抵消弹簧产生的力矩作用于第一/第二连结部，轴与嵌合孔也能够相对转动，从而能够抑制由抵消弹簧产生的力矩给间隙驱动造成影响。

优选地，在本发明的所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的一方设置有载置部，该载置部载置所述抵消弹簧机构的抵消弹簧，在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方设置有压缩力作用部，该压缩力作用部能使压缩力作用于所述抵消弹簧。

通过这样的结构，压缩力作用部相对移动，由此，能够使抵消弹簧的弹力发生变化。另外，能够适当地配置抵消弹簧机构。

优选地，本发明的所述弹簧连动机构还具有：固定框架，固定于基座；以及多个所述引导机构，所述多个所述引导机构具有：第一引导机构，引导所述第一弹簧支撑框架相对于所述固定框架的磁铁列相对的方向上的移动；以及第二引导机构，引导所述第二弹簧支撑框架相对于所述固定框架的磁铁列相对的方向上的移动，当变更了所述间隙的大小时，允许所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架相对于所述固定框架的磁铁列相对的方向上的移动。

作为第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架在磁铁列相对的方向上相对移动的结构，也可以构成为设置固定于基座的固定框架，并且第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架能够分别相对于该固定框架移动。由于这种结构设置有固定框架，因此，能够在稳定的状态下保持弹簧连动机构。

在本发明中，优选地，在所述第一连结梁的靠近第一磁铁列的一侧设置第二连结部，在所述第二连结梁的靠近第二磁铁列的一侧设置所述第一连结部。

通过在尽可能地靠近磁铁列的一侧配置第一连结部和第二连结部，能够抑制弹簧连动机构在上下方向上大型化，也能够有助于轻量化。

在本发明中，优选地，在侧视时，所述弹簧连动机构配置于磁铁列的后方侧。由此，从正面侧观察，能够从前方接近磁铁列，弹簧连动机构的存在不会影响维护等时。

另外，本发明的补偿模块，用于插入光源，所述插入光源具有：第一磁铁列，多个磁铁列状地配置；第一磁铁支撑体，安装并支撑该第一磁铁列；第二磁铁列，多个磁铁列状地配置，并且经由间隙与所述第一磁铁列相对；第二磁铁支撑体，安装并支撑该第二磁铁列；间隙驱动机构，用于在磁铁列相对的方向上驱动所述第一磁铁支撑体和/或所述第二磁铁支撑体，以变更所述间隙的大小；第一连结梁，与所述第一磁铁支撑体一体地连结；第二连结梁，与所述第二磁铁支撑体一体地连结；以及驱动连动机构，用于将所述第一连结梁与所述第二连结梁中的至少一方与所述间隙驱动机构连结，所述补偿模块的特征在于，所述补偿模块具有：抵消弹簧机构，在抵消在第一磁铁列与第二磁铁列之间作用的吸引力的方向上进行作用；以及弹簧连动机构，用于连结抵消弹簧机构与所述连结梁，所述弹簧连动机构具有：第一弹簧支撑框架，经由第一连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的任意一方连结；第二弹簧支撑框架，经由第二连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的另一方连结；以及引导机构，用于引导所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的所述磁铁列相对的方向的相对移动，在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的双方安装有所述抵消弹簧机构，当变更了所述间隙的大小时，通过所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的磁铁列相对的方向的相对移动，从而抵消弹簧机构进行动作。

本发明的补偿模块不仅应用于本发明的插入光源，还应用于现有公知的各种插入光源，特别地，通过应用于较大的吸引力作用于磁铁列之间，并且通过该吸引力的作用给精密的间隙驱动或电子束方向的磁场强度分布带来不好的影响的插入光源，从而能够实现精密的间隙驱动和所期望的磁场强度分布。即，对于具有上述结构的插入光源，将本发明的补偿模块中的第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架分别经由第一连结部和第二连结部与具有上述结构的插入光源的第一连结梁、第二连结梁中的任意一方和另一方连结。其中，能够通过引导机构使第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架在磁铁列相对的方向上相对移动。通过这样的结构，能够利用引导机构接住由抵消弹簧机构的动作而产生的力矩，从而能够抑制对经由第一/第二连结部的间隙驱动机构的影响。由此，能够使抵消弹簧的动作不对精密的间隙驱动造成影响，从而能够实现具有上述结构的插入光源的精密的间隙驱动和所期望的磁场强度分布。

此外，本发明的补偿模块不仅应用于新制作插入光源的情况的一部分，也能够应用于具有上述结构的现有的插入光源。由此，能够改善该插入光源的间隙驱动和磁场强度分布。

在本发明的补偿模块中，优选地，具有：一对第一板部以及板结合部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方，在俯视时，所述板结合部设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧，将第一板部彼此结合；第二板部，设置在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方，在俯视时，配置为夹在所述一对板部之间；以及所述引导机构，设置在所述板结合部与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间。

在本发明的补偿模块中，优选地，具有：一对第一板部以及板结合部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方，在俯视时，所述板结合部设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧，将第一板部彼此结合；第二板部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方，在俯视时，配置为夹在所述一对板部之间；以及所述引导机构，设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间。

在本发明的补偿模块中，优选地，具有：第一板部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方；第二板部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方，在俯视时，配置为与所述第一板部相对；以及所述引导机构，设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧的彼此相对的面之间。

根据这些补偿模块的结构，通过引导机构能够吸收由抵消弹簧机构产生并作用于第一/第二连结部的力矩，从而能够抑制由抵消弹簧产生的力矩作用于第一/第二连结部。由此，能够更有效地使抵消弹簧的动作不会对精密的间隙驱动造成影响。

附图说明

图1是第一实施方式的插入光源的正面侧的立体图。

图2是第一实施方式的插入光源的背面侧的立体图。

图3是第一实施方式的插入光源的主视图。

图4是从上方观察第一实施方式的插入光源的俯视图。

图5A是第一实施方式的插入光源的侧视图。

图5B是沿图3的E-E线的剖视图。

图6是沿图3的A-A线的向视图。

图7A是简化地示出弹簧连动机构的结构的示意图，并且是从正面侧观察的立体图。

图7B是从背面侧观察弹簧连动机构的结构的立体图。

图7C是弹簧连动机构的主视图。

图7D是弹簧连动机构的结构的中央部分的水平剖视图。

图8是表示补偿模块的放大立体图。

图9A是从右侧观察第二实施方式的弹簧连动机构的立体图。

图9B是从左侧观察第二实施方式的弹簧连动机构的立体图。

图9C是从背面侧观察第二实施方式的弹簧连动机构的立体图。

图9D是第二实施方式的弹簧连动机构的中央部分的水平剖视图。

图10A是第三实施方式的补偿模块的侧视图。

图10B是第三实施方式的弹簧连动机构的中央部分的水平剖视图。

图11A是第四实施方式的补偿模块的侧视图。

图11B是第四实施方式的弹簧连动机构的中央部分的水平剖视图。

图12A是第五实施方式的补偿模块的侧视图。

图12B是第五实施方式的弹簧连动机构的中央部分的水平剖视图。

具体实施方式

使用图1至图6对本发明的插入光源的优选的实施方式(第一实施方式)进行说明。图1是本实施方式的插入光源的正面侧的立体图。图2是背面侧立体图。图3是主视图。图4是从上方观察的俯视图。图5A是从右侧观察的侧视图。图5B是沿图3的E-E线的剖视图(省略真空槽周边部分)。图6是沿图3的A-A线的向视图。

如图5A所示，在插入光源中，将多个磁铁呈列状地配置的第一磁铁列M1与同样将多个磁铁呈列状地配置的第二磁铁列M2经由间隙δ相对。电子束通过该间隙空间。此外，作为磁铁列，例如，除了在非专利文献1中列举的磁铁列之外，还能考虑在日本特开2001-143899号公报、日本特开2014-13658号公报中公开的磁铁列等各种结构例。因此，并不限定于特定的磁铁的配置。

第一磁铁列M1由第一磁铁支撑体1支撑，第二磁铁列M2由第二磁铁支撑体2支撑。例如，构成第一磁铁列M1的每个磁铁通过螺栓等与第一磁铁支撑体1结合。第二磁铁列M2也同样。

另外，虽然第一磁铁列M1和第二磁铁列M2的磁铁列相对的方向为垂直方向，但作为插入光源，并不限定于上述，也可以具有水平方向、倾斜方向或者多个方向的组合。

第一磁铁列M1和第二磁铁列M2设置在真空槽3的内部，该真空槽3的内部被维持为超高真空。真空槽3的形状为圆筒形，如图1、图3所示，真空槽3具有沿着图的左右方向(电子束的行进方向)的细长的形状。此外，间隙δ的大小能够通过后述的间隙驱动机构而变更。基座10通过多个台座4载置在载置面上。能够在前侧和后侧配置适当个数的台座4。

此外，真空槽3由支撑体600支撑在基座10上。如图5A所示，支撑构件610设置在支撑体600之上，并接住真空槽3的下部。支撑体600、支撑构件610以及真空槽3通过未图示的机械的手段(例如，螺栓螺母)结合。另外，支撑体600也通过适当的机械的手段(例如，螺栓螺母)与基座10结合。

连结轴100安装于第一磁铁支撑体1的上部，连结轴100的上端与连结板101连结。如图3所示，连结轴100沿着左右方向配置有8个，连结板101也同样地配置有8个。如图5A所示，从正面侧观察，连结轴100沿着前后方向配置有2个，该2个连结轴100通过一个连结板101而连结。即，在图3和图5A所示的例子中，总计配置有16个连结轴100，该16个连结轴100通过8个连结板101两两连结。

在配置了连结轴100的部位的上方配置有第一连结梁103。第一连结梁103和连结板101通过直线导轨等磁铁支撑体引导机构102而连结。该直线导轨是在第一磁铁支撑体1因热膨胀而长度沿水平方向发生变化时，为了吸收其变化而设置的。因此，使热膨胀的影响不会波及间隙驱动机构、驱动连动机构。如上所述，第一磁铁支撑体1和第一连结梁103一体地连结。如果第一连结梁103沿着垂直方向(磁铁列相对的方向的一例：以下也同样)移动，则第一磁铁支撑体1与其连动地也一体地沿着垂直方向移动。垂直方向的移动量相同。此外，使第一连结梁103和第一磁铁支撑体1一体地连结的机构并不限定于上述，能够应用各种变形例。

第二磁铁支撑体2也经由连结轴200、连结板201、磁铁支撑体引导机构202与第二连结梁203一体地连结。其结构由于与第一连结梁103的情况相同，因此省略说明。关于以下的说明也是同样的。

如图1所示，第一连结梁103具有主体框架103a，该主体框架103a具有沿着左右方向延伸的长方体形状。而且，在主体框架103a的后方侧的两个部位连结有支撑框架103b，从正面侧观察，沿着前后方向延伸。

<间隙驱动机构>

在插入光源的后方上部设置有用于变更上述间隙δ的大小的间隙驱动机构50。间隙驱动机构50经由框架500设置在基座10之上。如图2所示，框架500具有水平方向的截面为矩形的长方体形状，并且设置有2根。在框架500的上部设置有载置板501，在该载置板501之上载置有间隙驱动机构50。

间隙驱动机构50具有驱动马达51、转换部52、53、54。转换部52将驱动传递的方向转换90°。转换部53转换驱动传递的方向，并且向左右分支来传递动力。转换部54在左右成对设置，并将水平方向的驱动转换为垂直方向。具体的结构是通过伞齿轮等公知的机械构件来进行。

虽然通过转换部54转换为垂直方向的驱动传递，但如图5B所示，例如驱动具有垂直轴的滚珠丝杠机构7。滚珠丝杠机构7是周知的结构，由螺杆轴部70和螺母部71构成。螺杆轴部70的上下支撑于轴承70a，该轴承70a安装于框架500。螺母部71安装于支撑框架103b。此外，在图5B中，省略了真空槽3及其周边部分。

通过驱动滚珠丝杠机构7，螺杆轴部70转动，从而螺母部71能够上下移动。因此，能够使第一连结梁103在垂直方向上移动。为了使第一连结梁103在垂直方向上移动而设置有支撑框架103b(参照图1)。从正面侧观察，支撑框架103b的后方侧通过两个框架引导机构103c，安装于从正面侧观察的框架500的前方侧。从正面侧观察，支撑框架103b的前方侧安装于第一连结梁103。

如上所述，框架引导机构103c和由转换部54驱动的滚珠丝杠机构7相当于用于连结第一连结梁103和间隙驱动机构50的驱动连动机构。通过驱动驱动马达51，能够使第一连结梁103在垂直方向上移动，并且能够使第一磁铁支撑体1以及第一磁铁列M1在垂直方向上移动。即，能够变更间隙δ的大小。

此外，同样地，通过配置于下侧的间隙驱动机构(未图示)也能够使位于下侧的第二连结梁203在垂直方向上移动，由于其结构基本上与第一连结梁103的情况相同，因此省略说明。在如上所述的结构中，通过使第一连结梁103和第二连结梁203在垂直方向上移动，从而能够变更间隙δ的大小。若使第一连结梁103和第二连结梁203向彼此靠近的方向移动，则间隙δ变小，通过使它们向彼此远离的方向移动，间隙δ变大。

<补偿模块>

接下来，作为本发明的补偿模块优选的实施方式，使用图7A、图7B、图7C以及图7D首先对在构成补偿模块8的抵消弹簧机构40和弹簧连动机构30中的弹簧连动机构30进行说明。图7A是简化地表示弹簧连动机构30的结构的示意图，并且是从正面侧观察的立体图。图7B是同样地从背面侧观察的立体图。图7C是主视图。图7D是俯视时(俯视)的中央部分的水平剖视图(在弹簧连动机构30中，形成有凹部310c的中央部分的水平剖视图)。

弹簧连动机构30由第一弹簧支撑框架31和第二弹簧支撑框架32构成。第一弹簧支撑框架31具有一对第一板部310，其厚度的方向与左右方向对应。第一板部310以将板沿着垂直方向竖立的方式而设置。第一板部310具有：上部凸出部310a、下部凸出部310b以及形成于他们中央的凹部310c。如图5A所示，凹部310c是用于确保配置真空槽3的空间的形状。在图7A～C的例子中，虽然下部凸出部310b具有比上部凸出部310a更向前方侧(靠近磁铁列的一侧)凸出的形状，但上部凸出部310a和下部凸出部310b也可以具有凸出相同量的形状。一对第一板部310的下部凸出部310b之间通过连结块33而连结(参考图7A、图7B)。连结块33的一部分比下部凸出部310b更靠前方侧，并且凸出到与后述的第二板部的上部凸出部320a相同的位置。此外，连结块33是优选的例子，即使是其他的结构例，也能获得本发明的效果。例如，也可以使相当于连结块33的部分与第一板部310一体成型。

一对第一板部310的背面侧(远离磁铁列的一侧)通过连结板34(相当于板结合部)一体地连结。

第二弹簧支撑框架32具有一个第二板部320，并且以将板沿垂直方向竖立的方式而设置。在第二板部320的上部，上部凸出部320a设置在靠近磁铁列的一侧。该上部凸出部320a比上部凸出部310a更向前方侧凸出。从图7C可知，第二板部320配置为夹在一对第一板部310之间，并且它们以具有规定的间隙的状态而配置。

在作为远离磁铁列一侧的第二板部320的后方侧，配置有载置板35，在该载置板35与连结板34之间配置有引导机构36。此外，在以下的说明中，为了与设置于其他部分的引导机构区分并便于理解，将该引导机构36称为垂直引导机构36。但是并不意味着限定引导机构36沿垂直方向设置(参照图7D)。垂直引导机构36例如能够使用直线导轨，该导轨配置于连结板34，引导块配置于第二板部320。此外，也可以使导轨与引导块的配置相反。垂直引导机构36可以使用直线导轨以外的引导机构。垂直引导机构36相当于用于引导第一弹簧支撑框架31与第二弹簧支撑框架32的垂直(磁铁列相对的方向)方向的相对移动的引导机构。

通过这样的结构，能够使第一弹簧支撑框架31与第二弹簧支撑框架32在垂直方向上相对移动。

在第一板部310的上端面设置有弹簧载置部310d。另外，在第二板部320的上端部设置有压缩力作用部320b。压缩力作用部320b形成为具有水平面的板状。在弹簧载置部310d与压缩力作用部320b之间配置有抵消弹簧。因此，压缩力作用部320b也作为弹簧载置部发挥功能。此外，在图7中并没有示出抵消弹簧机构。

图8是表示补偿模块8的放大立体图。使用图8对与弹簧连动机构30一起构成补偿模块8的抵消弹簧机构40进行说明。在弹簧载置部310d的上表面设置有弹簧设置板41。在该弹簧设置板41之上设置有多个抵消弹簧42。从正面侧观察，抵消弹簧42在前后方向上配置有6个。此外，该配置个数能够适当地设定。如从上方观察的图4的俯视图所示，补偿模块8(弹簧连动机构30和抵消弹簧机构40)在左右方向(电子束的行进方向)上配置在四个部位。此外，根据插入光源的左右方向的长度能够适当地设定该配置个数。就一个部位的抵消弹簧机构40而言，抵消弹簧42排列成2列(由于第一板部310具有一对)，总计配置有12个。

抵消弹簧42使用压缩螺旋弹簧。抵消弹簧42的下端部载置在弹簧设置板41之上。在抵消弹簧42的上端部配置有推杆(pusher)43。推杆43是由按压部43a和螺栓部43b一体地形成。按压部43a构成为按压抵消弹簧42的上端部。通过螺栓部43b，能够使推杆43与压缩力作用部320b紧固连结。通过螺母44，能够对推杆43进行定位固定。通过推杆43，能够调整每个抵消弹簧42的初始压缩量。

接下来，对弹簧连动机构30与第一/第二连结梁103、203之间的连结结构进行说明。如图6所示，第二板部320的上部凸出部320a的顶端上部与第一连结梁103连结。在第一连结梁103的下表面侧安装有连结板104，并且通过连结轴105与第二板部320连结。上部凸出部320a的顶端上部、连结板104以及连结轴105相当于第二连结部。第二板部320(第二弹簧支撑框架32)并不完全固定于第一连结梁103，允许旋转移动。

另外，第一板部310的下部凸出部310b的顶端下部通过连结块33与第二连结梁203连结。在第二连结梁203的上表面侧安装有连结板204，并且通过连结轴205与第一板部310连结。下部凸出部310b的顶端下部、连结块33、连结板204以及连结轴205相当于第一连结部。第一板部310(第一弹簧支撑框架31)并不完全固定于第二连结梁203，允许旋转移动。如上所述，抵消弹簧机构40、第一磁铁支撑体1以及第二磁铁支撑体2经由连结梁103、203等各种构件，由弹簧连动机构30连结。此外，在图1～图6、图8中，虽然补偿模块8均设置在磁铁列的后方侧(相对于真空槽3的框架500侧)，但根据设置有补偿模块的插入光源的结构或所需的弹簧力的大小，也可以设置在前方侧(相对于真空槽3的框架500的相反侧)，也可以设置在真空槽3的两侧。

<间隙变更动作>

使用图6、图8对变更间隙δ时的动作进行说明。通过间隙驱动机构50，使第一连结梁103向下方移动，并且使第二连结梁203向上方移动。由此，第一磁铁支撑体1和第一磁铁列M1向下方移动，并且第二磁铁支撑体2和第二磁铁列M2向上方移动。由此，第一磁铁列M1和第二磁铁列M2接近并且间隙δ变小。与此同时，磁铁的吸引力也变大。

另外，通过第一连结梁103向下方移动，从而第二板部320向下方移动，并且通过第二连结梁203向上方移动，从而第一板部310向上方移动。其结果，抵消弹簧机构40的抵消弹簧42被压缩。若间隙δ变小，则磁铁的吸引力也变大，但抵消弹簧机构40的弹簧力也与其连动地变大。若吸引力变大，则作用与支撑磁铁列的磁铁支撑体一体地连结的连结梁想要变形的力。若连结梁变形，则磁铁支撑体也变形，由于间隙δ的大小在电子束方向即左右方向上变得不恒定，因此，不能保持初始设定的电子束方向的磁场强度分布。因此，为了抑制因吸引力而导致的连结梁的变形，从而设置有抵消弹簧机构40。

随着抵消弹簧42的压缩力的增大，有产生方向正好相反的力矩作用于第一连结部和第二连结部中的每一个的可能性。使该两个力矩在垂直引导机构36的部分相互抵消。因此，在第一/第二连结部并没有作用那么大的力矩。另外，在本实施方式中，第一/第二连结部由于是轴与嵌合孔的连结结构，因此，即使作用了因抵消误差而产生的残留力矩，也能通过多个轴与嵌合孔的相对转动来吸收力矩。因此，能够抑制抵消弹簧机构40产生的力矩对间隙驱动机构50造成不好的影响，并且能够不对精密的间隙驱动造成影响。

另外，在本实施方式中，第一/第二连结部分别设置在第二连结梁203的上端部和第一连结梁103的下端部。即，均设置在靠近磁铁列的一侧。因此，能够抑制第一弹簧支撑框架31和第二弹簧支撑框架32在上下方向上大型化。而且，从正面侧观察，抵消弹簧机构40相比真空槽3更靠后方侧设置，并且从正面侧观察真空槽3的前方侧是开放的。因此，从正面侧观察，不妨碍从前方侧接近真空槽3或磁铁列的作业。

此外，针对构成弹簧连动机构30的各构件，能够适当地设定如何构成材料或其制法、部件，例如，由一个部件构成，还是多个部件组合构成。另外，对于板部的结构也一样，其形状并不限定于完全的板状(平板)。

<第二实施方式>

接下来，使用图9A、图9B、图9C、图9D对弹簧连动机构30的第二实施方式进行说明。图9A是从正面侧的右上观察第二实施方式的弹簧连动机构的立体图，图9B是从正面侧的左上侧观察的立体图，图9C是从背面侧观察的立体图，图9D是俯视时(俯视)的中央部分的水平剖视图(在弹簧连动机构30中，形成有凹部310c的中央部分的水平剖视图)。此外，在以下的实施方式中，对于具有与第一实施方式相同的功能的构件，赋予与第一实施方式相同的附图标记，并省略说明。

在该实施方式中，构成第一弹簧支撑框架31的第一板部310为一个。构成第二弹簧支撑框架32的第二板部320与第一板部310隔开规定的间隔地相对。在该相对的面之间设置有垂直引导机构36。配置垂直引导机构36的位置是远离磁铁列的一侧。与第一实施方式同样地，设置有弹簧载置部310d和压缩力作用部320b，在它们之间配置有抵消弹簧机构40(未图示)。位于靠近磁铁列一侧的上部凸出部320a的顶端上部、连结板104以及连结轴105相当于第二连结部。位于靠近磁铁列一侧的下部凸出部310b的顶端下部、连结板204以及连结轴205相当于第一连结部。

在该第二实施方式中，板部是两层结构，结构简单，并且还能够有助于轻量化。

<第三实施方式>

接下来，使用图10A、图10B对弹簧连动机构30的第三实施方式进行说明。图10A是第三实施方式的弹簧连动机构30的侧视图，图10B是俯视时的(俯视)的中央部分的水平剖视图(沿B-B线向视)。第三实施方式与第一实施方式同样地，板部是三层结构。垂直引导机构36的配置方式与第一实施方式不同。如图10B所示，垂直引导机构36配置在远离磁铁列一侧的第一板部310与第二板部320的相对面之间。

<第四实施方式>

接下来，使用图11A、图11B对弹簧连动机构30的第四实施方式进行说明。图11A是第四实施方式的弹簧连动机构30的侧视图，图11B是俯视时(俯视)的中央部分的水平剖视图(沿C-C线向视)。

在该实施方式中，具有固定框架60，而且，固定框架60经由支撑框架61固定于基座10(或者地板等的载置面，这些相当于基座)。固定框架60形成为板状，与抵消弹簧42的动作无关不移动。在垂直方向的上侧配置有第二板部320，在下侧配置有第一板部310。第一板部310和第二板部320也都成对地配置为夹着固定框架60。并且，在第一板部310与固定框架60相对的面之间、第二板部320与固定框架60相对的面之间分别设置有垂直引导机构36。两个垂直引导机构36分别作为第一垂直引导机构、第二垂直引导机构发挥功能。

第一板部310在靠近磁铁列一侧即前方侧具有凸出部310e，第二板部320在靠近磁铁列一侧即前方侧具有凸出部320e。第一/第二连结部的结构相同。抵消弹簧机构40配置在第一板部310与第二板部320之间。

通过固定框架60固定于载置面，从而能够在稳定的状态下保持弹簧连动机构30。

<第五实施方式>

接下来，对弹簧连动机构30的第五实施方式进行说明。图12A是第五实施方式的弹簧连动机构30的侧视图，图12B是俯视时(俯视)的中央部分的水平剖视图(沿D-D线向视)。

在该第五实施方式中，设置有一对固定框架62，一对固定框架62的远离磁铁列一侧的后方侧通过连结板63将连结。而且，该连结板63还通过支撑框架61固定于基座10(或者地板等载置面，这些相当于基座)。在相对的一对固定框架62之间的上部空间设置有第二板部320，在下部空间设置有第一板部310。在第一板部310中，在靠近磁铁列的一侧设置有凸出部310e，在第二板部320中，在靠近磁铁列的一侧设置有凸出部320e。

在第一板部310的下侧和第二板部320的上侧分别设置有抵消弹簧机构40。在远离磁铁列一侧即第一板部310的后方侧，设置有载置板35，在该载置板35与连结板63之间设置有垂直引导机构36(相当于第一垂直引导机构)。在远离磁铁列一侧即第二板部320的后方侧，也设置有载置板35，在该载置板35与连结板63之间设置有垂直引导机构36(相当于第二垂直引导机构)。第一/第二连结部的结构相同。

<其他的实施方式>

间隙驱动机构的具体的结构能考虑各种变形例，并不限定于本实施方式的结构。在本实施方式中，虽然能够使上下的第一连结梁103和第二连结梁203两者在垂直方向上移动，但也可以构成为仅使任意一方移动。间隙驱动机构既可以设置于真空槽(磁铁列)的上部和下部的双方，也可以仅设置于任意一方。

作为抵消弹簧42，在本实施方式中，使用了压缩螺旋弹簧，但并不限定于此。另外，也能够采用作为广义的弹簧的液压缸(液体弹簧的一种)或气压缸(气体弹簧的一种)。在该情况下，通过调整油压、气压，能够控制弹簧应力。

在本实施方式中，虽然抵消弹簧机构仅配置在磁铁列的上部，但也可以仅配置在下部或者配置在双方。

在本实施方式中，虽然第一连结部和第二连结部为以能够相对旋转的方式连结的结构，但也可以采用不能相对旋转的连结结构。另外，对于能够相对旋转的结构，也可以采用本实施方式以外的结构。对于第一/第二连结部中的轴和嵌合孔的关系，可以在连结梁侧和弹簧连动机构侧中的任意一侧一体地设置轴，在另一侧设置嵌合孔的结构，也可以是将轴作为独立的构件并在双方设置嵌合孔的结构。此外，对于在弹簧连动机构侧设置嵌合孔的情况，嵌合孔由附图标记310f、320f、33a表示(图7A等)。

在本实施方式中，虽然将第二弹簧支撑框架32与第一连结梁103连结，将第一连结梁103与第二连结梁203连结，但也可以使其相反。

在本实施方式中，虽然在各种结构构件中使用“第一”“第二”这样的用语，但这是为了便于说明而使用的用语。通过这些用语，构件的配置例如并不限定于位于上部、下部。

在本实施方式中，虽然将第一连结部和第二连结部以最靠近磁铁列的方式设置于第一连结梁103的下端部和第二连结梁203的上端部，但并不限定于此。也可以设置于第一连结梁103的上端部，也可以设置于中央部的高度位置。对于第二连结梁203也同样。

应用本发明的补偿模块等的特征结构的插入光源并不限定于本实施方式所示的插入光源，也能够应用于现有公知的各种插入光源。而且，本发明的补偿模块不仅能够应用于新制作插入光源的情况的一部分，还能够应用于具有同样的结构的现有的插入光源。

附图标记的说明：

M1 第一磁铁列

M2 第二磁铁列

δ 间隙

1 第一磁铁支撑体

2 第二磁铁支撑体

3 真空槽

4 台座

10 基座

100 连结轴(磁铁支撑体连结轴)

101 连结板(磁铁支撑体连结板)

102 磁铁支撑体引导机构

103 第一连结梁

104 连结板(梁连结板)

105 连结轴(梁连结轴)

200 连结轴(磁铁支撑体连结轴)

201 连结板(磁铁支撑体连结板)

202 磁铁支撑体引导机构

203 第二连结梁

204 连结板(梁连结板)

205 连结轴(梁连结轴)

30 弹簧连动机构

31 第一弹簧支撑框架

32 第二弹簧支撑框架

33 连结块

33a 嵌合孔

34 连结板

36 引导机构(垂直引导机构)

310 第一板部

310a 上部凸出部

310b 下部凸出部

310d 弹簧载置部

310e 凸出部

310f 嵌合孔

320 第二板部

320a 上部凸出部

320b 压缩力作用部

320e 凸出部

320f 嵌合孔

40 抵消弹簧机构

42 抵消弹簧

43 推杆

43a 按压部

50 间隙驱动机构

60 固定框架

61 支撑框架

62 固定框架

7 滚珠丝杠机构

70 螺杆轴部

71 螺母部

8 补偿模块

Claims

1.一种插入光源，其特征在于，

具有：

第一磁铁列，多个磁铁列状地配置；

第一磁铁支撑体，安装并支撑该第一磁铁列；

第二磁铁列，多个磁铁列状地配置，并且经由间隙与所述第一磁铁列相对；

第二磁铁支撑体，安装并支撑该第二磁铁列；

间隙驱动机构，用于在磁铁列相对的方向上驱动所述第一磁铁支撑体和/或所述第二磁铁支撑体，以变更所述间隙的大小；

第一连结梁，与所述第一磁铁支撑体一体地连结；

第二连结梁，与所述第二磁铁支撑体一体地连结；

驱动连动机构，用于将所述第一连结梁和所述第二连结梁中的至少一方与所述间隙驱动机构连结；

抵消弹簧机构，在抵消在第一磁铁列与第二磁铁列之间作用的吸引力的方向上进行作用；以及

弹簧连动机构，用于连结抵消弹簧机构与所述连结梁，

所述弹簧连动机构具有：

第一弹簧支撑框架，经由第一连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的任意一方连结；

第二弹簧支撑框架，经由第二连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的另一方连结；以及

引导机构，用于引导所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的所述磁铁列相对的方向的相对移动，

在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的双方安装有所述抵消弹簧机构，当变更了所述间隙的大小时，通过所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的磁铁列相对的方向上的相对移动，从而抵消弹簧机构进行动作。

2.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方具有一对第一板部以及板结合部，在俯视时，所述板结合部设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧，将第一板部彼此结合，

所述第一板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第一连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的任意一方连结，

所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方具有第二板部，在俯视时，该第二板部配置为夹在所述一对第一板部之间，

所述第二板部的靠近磁铁列的一侧经由所述第二连结部与所述第一连结梁、第二连结梁中的另一方连结，

在所述板结合部与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间设置有所述引导机构。

3.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间设置有所述引导机构。

4.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

在俯视时，所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方具有第一板部，

所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方具有第二板部，在俯视时，该第二板部配置为与所述第一板部相对，

在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧彼此相对的面之间设置有所述引导机构。

5.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

所述第一连结部和所述第二连结部是通过轴和与轴嵌合的嵌合孔的组合而连结的结构。

6.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的一方设置有载置部，该载置部载置所述抵消弹簧机构的抵消弹簧，

在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方设置有压缩力作用部，该压缩力作用部能使压缩力作用于所述抵消弹簧。

7.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

所述弹簧连动机构还具有：固定框架，固定于基座；以及多个所述引导机构，

所述多个所述引导机构具有：第一引导机构，引导所述第一弹簧支撑框架相对于所述固定框架的磁铁列相对的方向上的移动；以及

第二引导机构，引导所述第二弹簧支撑框架相对于所述固定框架的磁铁列相对的方向上的移动，

当变更了所述间隙的大小时，允许所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架相对于所述固定框架的磁铁列相对的方向上的移动。

8.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

在所述第一连结梁的靠近第一磁铁列的一侧设置第二连结部，在所述第二连结梁的靠近第二磁铁列的一侧设置所述第一连结部。

9.根据权利要求1所述的插入光源，其特征在于，

在侧视时，所述弹簧连动机构配置于磁铁列的后方侧。

10.一种补偿模块，用于插入光源，

所述插入光源具有：

第一磁铁列，多个磁铁列状地配置；

第一磁铁支撑体，安装并支撑该第一磁铁列；

第二磁铁支撑体，安装并支撑该第二磁铁列；

第一连结梁，与所述第一磁铁支撑体一体地连结；

第二连结梁，与所述第二磁铁支撑体一体地连结；以及

驱动连动机构，用于将所述第一连结梁与所述第二连结梁中的至少一方与所述间隙驱动机构连结，所述补偿模块的特征在于，

所述补偿模块具有：

弹簧连动机构，用于连结抵消弹簧机构与所述连结梁，

所述弹簧连动机构具有：

在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的双方安装有所述抵消弹簧机构，当变更了所述间隙的大小时，通过所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架的磁铁列相对的方向的相对移动，从而抵消弹簧机构进行动作。

11.根据权利要求10所述的补偿模块，其特征在于，

具有：

一对第一板部以及板结合部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方，在俯视时，所述板结合部设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧，将第一板部彼此结合；

第二板部，设置在所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方，在俯视时，配置为夹在所述一对第一板部之间；以及

所述引导机构，设置在所述板结合部与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间。

12.根据权利要求10所述的补偿模块，其特征在于，

具有：

第二板部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方，在俯视时，配置为夹在所述一对第一板部之间；以及

所述引导机构，设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧之间。

13.根据权利要求10所述的补偿模块，其特征在于，

具有：

第一板部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的任意一方；

第二板部，设置于所述第一弹簧支撑框架和第二弹簧支撑框架中的另一方，在俯视时，配置为与所述第一板部相对；以及

所述引导机构，设置在所述第一板部的远离磁铁列的一侧与所述第二板部的远离磁铁列的一侧的彼此相对的面之间。