JP2017157544A - Sample holder and operation method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はサンプルホルダ及びその操作方法に関するものであり、特に真空環境下で複数のサンプルを透過型電子顕微鏡のチャンバーに投入し、観察のためのサンプル収集デバイスに関するものである。 The present invention relates to a sample holder and a method for operating the sample holder, and more particularly to a sample collection device for observing a plurality of samples placed in a chamber of a transmission electron microscope in a vacuum environment.
顕微鏡観察技術の発展に伴い、各種類の顕微鏡、例えば、光学顕微鏡（Optical Microscope）、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope, AFM）、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）、透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope, TEM)等、が生み出されてきた。例えば、透過型電子顕微鏡でサンプル観察を行う時、透過型電子顕微鏡のチャンバー内に真空環境を形成し、一つ一つ順番にサンプルをチャンバー内に投入して観察を行い、観察後のサンプルを取出す必要がある。 With the development of microscope observation technology, various types of microscopes, such as optical microscope, atomic force microscope (AFM), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope, etc. (Transmission Electron Microscope, TEM) etc. have been created. For example, when observing a sample with a transmission electron microscope, a vacuum environment is formed in the chamber of the transmission electron microscope, the samples are put into the chamber one by one in order, and observation is performed. Need to be taken out.
現在の透過型電子顕微鏡において、一つのサンプルの観察が終わった後、サンプルを取出すために、透過型電子顕微鏡は真空を破る工程を行う必要がある。また、新たなサンプルを新たにチャンバー内に投入して観察を行う時、もう一度チャンバー内に真空環境を形成するために、チャンバーはもう一度真空引きと真空を破る工程を必要とする。チャンバー内に真空環境を形成するのに必要な時間は非常に長いので、使用者が透過型電子顕微鏡を使用して大量のサンプルの観察を行う時、サンプルの投入、交換の工程に非常に多くの時間を費やす必要があり、人手、時間、装置コストの消耗をもたらす。 In the current transmission electron microscope, after the observation of one sample is completed, the transmission electron microscope needs to perform a process of breaking a vacuum in order to take out the sample. In addition, when a new sample is newly put into the chamber for observation, the chamber needs a process of evacuation and breaking the vacuum once again in order to form a vacuum environment in the chamber again. The time required to create a vacuum environment in the chamber is very long, so when a user observes a large number of samples using a transmission electron microscope, it takes a lot of time to load and replace samples. Time, resulting in wasted labor, time and equipment costs.
本発明のサンプルホルダは第一サンプルを透過型電子顕微鏡のチャンバー内に投入するのに適する。サンプルホルダは本体、サンプルプリセット装置及びサンプル搬送装置を備える。本体はチャンバーと結合してチャンバー内に密閉空間を形成するのに適する。本体はチャンバーの挿入に適する挿入部とチャンバー外部に保持される外接部を備える。サンプルプリセット装置は本体内に配置され、第一サンプルを搬送するのに用いられる。サンプル搬送装置は本体内に配置され、サンプル搬送装置はサンプルプリセット装置と接続され、サンプルプリセット装置の第一サンプルを順番に密閉空間の観察エリアへ搬送する、及び、観察後の第一サンプルを順番に観察エリアからサンプルプリセット装置へ搬送するのに用いられる。 The sample holder of the present invention is suitable for loading the first sample into the chamber of the transmission electron microscope. The sample holder includes a main body, a sample preset device, and a sample transport device. The body is suitable for coupling with the chamber to form a sealed space within the chamber. The main body includes an insertion portion suitable for inserting the chamber and a circumscribed portion held outside the chamber. A sample presetting device is disposed in the main body and is used to transport the first sample. The sample transport device is arranged in the main body, the sample transport device is connected to the sample preset device, and the first sample of the sample preset device is sequentially transported to the observation area of the sealed space, and the first sample after the observation is sequentially ordered. It is used to transport from the observation area to the sample presetting device.
本発明のサンプルホルダの操作方法は第一サンプルを投入して透過型電子顕微鏡のチャンバーに進入させるのに適する。サンプルホルダの操作方法は以下の工程を含む。サンプルプリセット装置をサンプルホルダの本体に設ける。本体はチャンバーの挿入に適する挿入部とチャンバー外部に保持される外接部を備える。第一サンプルをサンプルプリセット装置にプリセットする。本体をチャンバーに結合させて、密閉空間を形成する。サンプル搬送装置によってサンプルプリセット装置の第一サンプルを順番に密閉空間の観察エリアへ搬送する。サンプル搬送装置は観察後の第一サンプルを観察エリアからサンプルプリセット装置へ搬送する。 The operation method of the sample holder of the present invention is suitable for putting the first sample into the chamber of the transmission electron microscope. The sample holder operating method includes the following steps. A sample presetting device is provided on the main body of the sample holder. The main body includes an insertion portion suitable for inserting the chamber and a circumscribed portion held outside the chamber. Preset the first sample to the sample presetting device. The main body is coupled to the chamber to form a sealed space. The sample transport device sequentially transports the first sample of the sample preset device to the observation area of the sealed space. The sample transport device transports the first sample after observation from the observation area to the sample preset device.
本発明の実施形態において、上述のサンプル搬送装置は搬送機構及びアクチュエータを備える。アクチュエータは搬送機構及びサンプルプリセット装置に接続される。アクチュエータを駆動して観察エリアとサンプルプリセット装置との間で第一サンプルを搬送するのに用いられる。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample transport device includes a transport mechanism and an actuator. The actuator is connected to the transport mechanism and the sample preset device. It is used to transport the first sample between the observation area and the sample presetting device by driving the actuator.
本発明の実施形態において、上述のサンプルプリセット装置は本体の挿入部に位置する。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample presetting device is located in the insertion portion of the main body.
本発明の実施形態において、上述のサンプルプリセット装置は本体の外接部に位置する。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample presetting device is located at a circumscribed portion of the main body.
本発明の実施形態において、上述のサンプルホルダはサンプル投入装置をさらに備える。サンプル投入装置は複数の第二サンプルを格納する。サンプル投入装置は外接部に取り外し可能に取り付けられ、サンプルプリセット装置に接続されて、第二サンプルをサンプルプリセット装置に投入する。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample holder further includes a sample loading device. The sample input device stores a plurality of second samples. The sample input device is detachably attached to the circumscribed portion and connected to the sample preset device to input the second sample into the sample preset device.
本発明の実施形態において、上述のサンプルプリセット装置は外接部に取り外し可能に取り付けられる。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample presetting device is detachably attached to the circumscribed portion.
本発明の実施形態において、上述のサンプルプリセット装置は環状キャリアを備える。環状キャリアは中央軸を有し、且つ、環状キャリアは中央軸に対する円周上に第一サンプルを搬送する。アクチュエータは環状キャリアに接続され、環状キャリアを駆動して中央軸に沿って回転する。 In an embodiment of the invention, the sample preset device described above comprises an annular carrier. The annular carrier has a central axis and the annular carrier conveys the first sample on a circumference relative to the central axis. The actuator is connected to the annular carrier and drives the annular carrier to rotate along the central axis.
本発明の実施形態において、上述のアクチュエータは動力源と伝送部品を備える。伝送部品は動力源と環状キャリアとの間に接続され、環状キャリアを動作させて中央軸に沿って回転させる。 In an embodiment of the present invention, the actuator described above includes a power source and a transmission component. The transmission component is connected between the power source and the annular carrier, and operates the annular carrier to rotate along the central axis.
本発明の実施形態において、上述の伝送部品はパワーホイールを備え、環状キャリアは環状ホイールを備える。環状キャリアはパワーホイールに接続される。 In an embodiment of the invention, the transmission component described above comprises a power wheel and the annular carrier comprises an annular wheel. The annular carrier is connected to the power wheel.
本発明の実施形態において、上述の環状ホイールとパワーホイールは、ねじ歯車一式、ウォームギヤ一式、または、はすば歯車一式である。 In the embodiment of the present invention, the annular wheel and the power wheel described above are a set of screw gears, a set of worm gears, or a set of helical gears.
本発明の実施形態において、上述の環状キャリアはブラケットをさらに備える。ブラケットは、環状キャリアの円周上に配置され、第一サンプルをそれぞれ搬送するのに用いられる。 In an embodiment of the present invention, the annular carrier described above further comprises a bracket. The brackets are arranged on the circumference of the annular carrier and are used to transport the first samples, respectively.
本発明の実施形態において、上述のブラケットは、環状キャリアに円周に沿った法線方向へ移動可能に差し込まれる。上述の搬送機構は、搬送部材と上側押し込み部品をさらに備える。上側押し込み部品は円周内に設けられる。上側押し込み部品は法線方向に沿って相応するブラケットを環状キャリアから離れさせるのに適する。搬送部材はブラケットを環状キャリアから離れさせた後、ブラケットを観察エリアへ搬送するのに適する。 In the embodiment of the present invention, the bracket described above is inserted into the annular carrier so as to be movable in the normal direction along the circumference. The transport mechanism described above further includes a transport member and an upper push-in part. The upper push-in part is provided in the circumference. The upper push-in part is suitable for moving the corresponding bracket away from the annular carrier along the normal direction. The conveying member is suitable for conveying the bracket to the observation area after separating the bracket from the annular carrier.
本発明の実施形態において、上述のサンプルプリセット装置は本体の挿入部に設けられる。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample presetting device is provided in the insertion portion of the main body.
本発明の実施形態において、上述のサンプルプリセット装置は本体の外接部に設けられる。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample presetting device is provided in the circumscribed portion of the main body.
本発明の実施形態において、上述の操作方法は、サンプル投入装置は外接部に取り外し可能に取り付けられ、サンプルプリセット装置に接続され、サンプル投入装置にプリセットされた複数の第二サンプルがサンプルプリセット装置に投入される。 In the embodiment of the present invention, the above-described operation method is such that the sample input device is detachably attached to the circumscribed portion, connected to the sample preset device, and a plurality of second samples preset in the sample input device are in the sample preset device. It is thrown.
本発明の上述の複数の実施形態におけるサンプルホルダは、本体、サンプルプリセット装置及びサンプル搬送装置を備える。サンプルプリセット装置及びサンプル搬送装置は本体に設けられる。本体と透過型電子顕微鏡において、チャンバー内に密閉空間を形成でき、サンプル搬送装置はサンプルプリセット装置にプリセットされたサンプルを透過型電子顕微鏡のチャンバー内の観察エリアへ搬送できる。したがって、透過型電子顕微鏡のチャンバー内の密閉空間にセットされたサンプルを観察する時、観察サンプルの交換の工程において、使用者は密閉空間内の真空を破る必要が無い状況で、観察が終わったサンプルを観察エリアから直接取り出し、且つ、次の観察サンプルに交換し、新たに投入して、透過型電子顕微鏡が必要とする操作時間及びコストを削減できる。 The sample holder in the above-described embodiments of the present invention includes a main body, a sample preset device, and a sample transport device. The sample preset device and the sample transport device are provided in the main body. In the main body and the transmission electron microscope, a sealed space can be formed in the chamber, and the sample transport device can transport the sample preset in the sample preset device to the observation area in the chamber of the transmission electron microscope. Therefore, when observing the sample set in the sealed space in the chamber of the transmission electron microscope, the observation is finished in a situation where the user does not need to break the vacuum in the sealed space in the process of replacing the observed sample. The sample can be directly taken out from the observation area, replaced with the next observation sample, and newly inserted to reduce the operation time and cost required for the transmission electron microscope.
本発明の上述した特徴と利点を更に明確化するために、以下、幾つかの実施形態を挙げて図面と共に詳細な内容を説明する。 In order to further clarify the above-described features and advantages of the present invention, several embodiments will be described below in detail with reference to the drawings.
以下の複数の実施形態において、同じ符号は同じ又は類似の機能を有する構成要素又は装置であり、図に示す形状、サイズ、比率などは例示にすぎず、本発明の実施形態に制限されるものではない。さらに、以下に説明する内容のいずれか一つの実施形態は同時に複数の技術特徴を開示しているが、上記いずれか一つの実施形態が有する技術特徴を同時に実施しなければならないことを意味するものではない。 In the following embodiments, the same reference numerals are components or apparatuses having the same or similar functions, and the shapes, sizes, ratios, etc. shown in the drawings are merely examples, and are limited to the embodiments of the present invention. is not. Further, any one of the embodiments described below discloses a plurality of technical features at the same time, which means that the technical features of any one of the above embodiments must be implemented at the same time. is not.
図１Ａは本発明の実施形態におけるサンプルホルダの図である。図２は図１のサンプルホルダが透過式電子顕微鏡のチャンバー内に配置されている図である。図２を参照すると、透過型電子顕微鏡５０は真空ポンプ５１、チャンバー５２、挿入口５４、観察エリア５５、電力ケーブル５６、電子源５７、磁気レンズ５８、及び照射系磁界レンズ５９を備える。本実施形態において、真空ポンプ５１はチャンバー５２外部に配置され、チャンバー５２内の密閉空間５３内に真空環境を形成するために、真空ポンプ５１はチャンバー５２の真空引きを行うことができる。また、挿入口５４はチャンバー５２の壁面に位置し、サンプルホルダ１００は、挿入口５４を経てチャンバー５２に差し込むことができる。さらに、電力ケーブル５６、電子源５７、磁気レンズ５８、観察エリア５５及び照射系磁界レンズ５９はすべてチャンバー５２に位置し、チャンバー５２の垂直方向に上から下に順番に配置される。電子源５７は電力ケーブル５６を介して電源（不図示）に接続され、電子線Ｌを形成し、且つ、電子線Ｌは磁気レンズ５８によってサンプルの観察エリア５５に焦点を合わせることができる。電子線Ｌは、観察エリア５５内にセットされたサンプルを透過した後に、照射系磁界レンズ５９によって焦点を合わせて拡大して、最後にチャンバー５２の底部に位置する結像スクリーンに投影して、画像又は回折パターン(Diffraction pattern)を形成する。 FIG. 1A is a diagram of a sample holder in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram in which the sample holder of FIG. 1 is arranged in a chamber of a transmission electron microscope. Referring to FIG. 2, the transmission electron microscope 50 includes a vacuum pump 51, a chamber 52, an insertion port 54, an observation area 55, a power cable 56, an electron source 57, a magnetic lens 58, and an irradiation system magnetic field lens 59. In this embodiment, the vacuum pump 51 is disposed outside the chamber 52, and the vacuum pump 51 can evacuate the chamber 52 in order to form a vacuum environment in the sealed space 53 in the chamber 52. The insertion port 54 is located on the wall surface of the chamber 52, and the sample holder 100 can be inserted into the chamber 52 through the insertion port 54. Furthermore, the power cable 56, the electron source 57, the magnetic lens 58, the observation area 55, and the irradiation system magnetic field lens 59 are all located in the chamber 52, and are arranged in order from top to bottom in the vertical direction of the chamber 52. The electron source 57 is connected to a power source (not shown) via a power cable 56 to form an electron beam L, and the electron beam L can be focused on a sample observation area 55 by a magnetic lens 58. After passing through the sample set in the observation area 55, the electron beam L is focused and magnified by the irradiation system magnetic lens 59, and finally projected onto the imaging screen located at the bottom of the chamber 52, An image or diffraction pattern is formed.
本実施形態において、サンプルホルダ１００は、第一サンプル１０を透過型電子顕微鏡５０のチャンバー５２に投入できる。サンプルホルダ１００は、本体１１０、サンプルプリセット装置１２０及びサンプル搬送装置１３０を備える。また、本体１１０はチャンバー５２と結合でき、チャンバー５２内に密閉空間５３を形成し、且つ、真空環境を形成するために、透過型電子顕微鏡５０の真空ポンプ５１は密閉空間５３に対して真空引きを行うことができる。本実施形態において、本体１１０はチャンバー５２内に挿入可能な挿入部１１２及びチャンバー５２外部に保持される外接部１１４を備える。詳細には、図２に示すように、本体１１０の挿入部１１２はチャンバー５２に挿入されるとき、挿入部１１２に連接される外接部１１４は透過型電子顕微鏡５０のチャンバー５２外部に保持されたままである。 In the present embodiment, the sample holder 100 can put the first sample 10 into the chamber 52 of the transmission electron microscope 50. The sample holder 100 includes a main body 110, a sample preset device 120, and a sample transport device 130. In addition, the main body 110 can be coupled to the chamber 52, the sealed space 53 is formed in the chamber 52, and the vacuum pump 51 of the transmission electron microscope 50 is evacuated to the sealed space 53 in order to form a vacuum environment. It can be performed. In the present embodiment, the main body 110 includes an insertion portion 112 that can be inserted into the chamber 52 and a circumscribed portion 114 that is held outside the chamber 52. Specifically, as shown in FIG. 2, when the insertion portion 112 of the main body 110 is inserted into the chamber 52, the circumscribed portion 114 connected to the insertion portion 112 is held outside the chamber 52 of the transmission electron microscope 50. There is.
本実施形態において、サンプルプリセット装置１２０及びサンプル搬送装置１３０はいずれも本体１１０内に配置され、且つ、サンプルプリセット装置１２０はサンプル搬送装置１３０と接続される。サンプルプリセット装置１２０は第一サンプル１０の搬送に用いることができ、第一サンプル１０は順番にサンプル搬送装置１３０によってチャンバー５２内の観察エリア５５へ搬送できる。また、透過型電子顕微鏡５０は一つの第一サンプル１０の観察が終わる毎に、サンプル搬送装置１３０は第一サンプル１０を密閉空間５３の観察エリア５５からサンプルプリセット装置１２０へ搬送する。同時に、サンプル搬送装置１３０は密閉空間５３内へ次に観察したい第一サンプル１０に交換して搬送する。 In the present embodiment, both the sample preset device 120 and the sample transport device 130 are disposed in the main body 110, and the sample preset device 120 is connected to the sample transport device 130. The sample preset device 120 can be used for transporting the first sample 10, and the first sample 10 can be transported to the observation area 55 in the chamber 52 by the sample transport device 130 in order. The transmission electron microscope 50 transports the first sample 10 from the observation area 55 of the sealed space 53 to the sample preset device 120 every time the observation of one first sample 10 is completed. At the same time, the sample transport device 130 exchanges and transports the first sample 10 to be observed next into the sealed space 53.
本実施形態におけるサンプル搬送装置１３０は搬送機構１３２及びアクチュエータ１３４を備える。アクチュエータ１３４は搬送機構１３２及びサンプルプリセット装置１２０に接続される。また、本実施形態におけるアクチュエータ１３４は搬送機構１３２を駆動して第一サンプル１０をチャンバー５２内の観察エリア５５へ搬送するのに用いることができる。又は、透過型電子顕微鏡５０は第一サンプル１０の観察が終わった後に、アクチュエータ１３４は搬送機構１３２を再駆動して第一サンプル１０を観察エリア５５からサンプルプリセット装置１２０へ搬送できる。したがって、アクチュエータ１３４は搬送機構１３２を動作させてサンプルプリセット装置１２０とチャンバー５２内の観察エリア５５との間を往復して第一サンプル１０を搬送できる。さらに、本実施形態におけるアクチュエータ１３４は、アクチュエータ１３４を操作するために、制御回路１３６を介して遠隔操作用ホストコンピューターやシステムに電気的に接続されている。 The sample transport device 130 in this embodiment includes a transport mechanism 132 and an actuator 134. The actuator 134 is connected to the transport mechanism 132 and the sample preset device 120. Further, the actuator 134 in this embodiment can be used to drive the transport mechanism 132 to transport the first sample 10 to the observation area 55 in the chamber 52. Alternatively, after the transmission electron microscope 50 finishes observing the first sample 10, the actuator 134 can re-drive the transport mechanism 132 to transport the first sample 10 from the observation area 55 to the sample preset device 120. Therefore, the actuator 134 can transport the first sample 10 by operating the transport mechanism 132 to reciprocate between the sample preset device 120 and the observation area 55 in the chamber 52. Further, the actuator 134 in the present embodiment is electrically connected to a remote operation host computer or system via the control circuit 136 in order to operate the actuator 134.
図１及び図２を参照すると、本実施形態において、サンプルプリセット装置１２０とアクチュエータ１３４はいずれも本体１１０の挿入部１１２に位置する。本体１１０の挿入部１１２は挿入口５４を経てチャンバー５２に挿入する前に、使用者は複数の第一サンプル１０をサンプルプリセット装置１２０にプリセットできる。図１に示すように、本実施形態におけるサンプルホルダ１００は、サンプル投入装置１５０を別に備えることができる。第一サンプル１０はサンプルプリセット装置１２０に投入される前に、サンプル投入装置１５０に予め格納できる。本実施形態において、サンプル投入装置１５０は投入チャンバー１５２を有し、第一サンプル１０を投入チャンバー１５２にプリセットでき、且つ、第一サンプル１０は、例えば、円盤状の銅メッシュ２０にそれぞれ吸着されて搬送できる。 Referring to FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the sample preset device 120 and the actuator 134 are both located in the insertion portion 112 of the main body 110. Before the insertion portion 112 of the main body 110 is inserted into the chamber 52 through the insertion port 54, the user can preset a plurality of first samples 10 in the sample presetting device 120. As shown in FIG. 1, the sample holder 100 according to the present embodiment can include a sample loading device 150 separately. The first sample 10 can be stored in advance in the sample loading device 150 before being loaded into the sample presetting device 120. In the present embodiment, the sample loading device 150 has a loading chamber 152, the first sample 10 can be preset in the loading chamber 152, and the first sample 10 is adsorbed by, for example, a disk-shaped copper mesh 20. Can be transported.
本実施形態において、複数の第一サンプル１０は、観察の順序に基づき、サンプル投入装置１５０の投入チャンバー１５２にバッチ毎にプリセットでき、使用者が同時に複数のバッチの第一サンプル１０の観察を行いたい時に、異なるバッチの第一サンプル１０の間の観察順序が混乱する状況を避けることができ、同時に、第一サンプル１０を透過型電子顕微鏡５０に投入して観察を行う前に、サンプル投入装置１５０に予め格納して、第一サンプル１０の汚染を避けることができる。 In the present embodiment, a plurality of first samples 10 can be preset for each batch in the input chamber 152 of the sample input device 150 based on the order of observation, and the user observes the first samples 10 in a plurality of batches simultaneously. The situation in which the observation order between the first samples 10 of different batches is confused can be avoided, and at the same time, the sample input device before the first sample 10 is input to the transmission electron microscope 50 for observation. Pre-stored in 150, contamination of the first sample 10 can be avoided.
図３Ａは本発明の実施形態におけるサンプルホルダのサンプルプリセット装置の図である。図３Ｂは図３Ａのサンプルプリセット装置の側面図である。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、本実施形態において、サンプルプリセット装置１２０は、例えば、円環のサンプルプリセット装置である。また、サンプルプリセット装置１２０は、ケース１２２、環状キャリア１２４を備える。本実施形態において、環状キャリア１２４は中央軸Ａ１を有し、環状キャリア１２４は中央軸Ａ１に対する円周上に複数の第一サンプル１０を搬送できる。さらに、上述のサンプル搬送装置１３０のアクチュエータ１３４は環状キャリア１２４に接続することができ、アクチュエータ１３４は環状キャリア１２４を駆動して中央軸Ａ１に沿って回転できる。 FIG. 3A is a diagram of a sample presetting device of a sample holder in the embodiment of the present invention. 3B is a side view of the sample presetting device of FIG. 3A. 3A and 3B, in the present embodiment, the sample preset device 120 is, for example, an annular sample preset device. Further, the sample preset device 120 includes a case 122 and an annular carrier 124. In the present embodiment, the annular carrier 124 has a central axis A1, and the annular carrier 124 can convey a plurality of first samples 10 on a circumference with respect to the central axis A1. Furthermore, the actuator 134 of the sample transport device 130 described above can be connected to the annular carrier 124, and the actuator 134 can drive the annular carrier 124 to rotate along the central axis A1.
詳細には、図１、図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、本実施形態におけるアクチュエータ１３４は動力源１３４ａと伝送部品１３４ｂを備え、動力源１３４ａはモーター又は電磁弁であることができる。伝送部品１３４ｂは動力源１３４ａと環状キャリア１２４との間に接続され、環状キャリア１２４を動作させて中央軸Ａ１に沿って回転させる。また、伝送部品１３４ｂはパワーホイール１３４ｂ１を備えることができ、パワーホイール１３４ｂ１は伝送部品１３４ｂと環状キャリア１２４が相互に接続される位置に設けられる。同時に、環状キャリア１２４は環状ホイール１２４ａを備えることができ、環状キャリア１２４の内壁に設けられ、且つ、環状キャリア１２４は伝送部品１３４ｂのパワーホイール１３４ｂ１に接続される。詳細には、伝送部品１３４ｂのパワーホイール１３４ｂ１は、動力源１３４ａの駆動を介して回転でき、且つ、パワーホイール１３４ｂ１をさらに動作させて、相互に接続されている環状ホイール１２４ａと中央軸Ａ１に沿って軸方向に回転される。本実施形態における環状ホイール１２４ａとパワーホイール１３４ｂ１は、ねじ歯車一式、ウォームギヤ一式、または、はすば歯車一式など、同じ機能を実現可能な部品の組合せであることができる。 Specifically, referring to FIGS. 1, 3A, and 3B, the actuator 134 in the present embodiment includes a power source 134a and a transmission component 134b, and the power source 134a may be a motor or a solenoid valve. The transmission component 134b is connected between the power source 134a and the annular carrier 124, and operates the annular carrier 124 to rotate it along the central axis A1. The transmission component 134b can include a power wheel 134b1, and the power wheel 134b1 is provided at a position where the transmission component 134b and the annular carrier 124 are connected to each other. At the same time, the annular carrier 124 can be provided with an annular wheel 124a, provided on the inner wall of the annular carrier 124, and the annular carrier 124 is connected to the power wheel 134b1 of the transmission component 134b. Specifically, the power wheel 134b1 of the transmission component 134b can be rotated via the drive of the power source 134a and further operates the power wheel 134b1 along the annular wheel 124a and the central axis A1 that are connected to each other. Rotated in the axial direction. The annular wheel 124a and the power wheel 134b1 in the present embodiment can be a combination of components that can realize the same function, such as a set of screw gears, a set of worm gears, or a set of helical gears.
本実施形態において、環状キャリア１２４は複数の円周上に沿って配置されるブラケット１２５をさらに備えることができる。ブラケット１２５は銅メッシュ２０及びその上にセットされた第一サンプル１０をそれぞれ搬送するのに用いることができる。本実施形態において、ブラケット１２５は、例えば、Ｕ型ブラケットであり、且つ、Ｕ型状凹み１２５ａを有する。本実施形態におけるブラケット１２５は、それぞれ環状キャリア１２４の円周に沿った法線方向、即ち、中央軸Ａ１の方向へ環状キャリア１２４に移動可能に差し込むことができる。 In the present embodiment, the annular carrier 124 may further include a bracket 125 disposed along a plurality of circumferences. The bracket 125 can be used to transport the copper mesh 20 and the first sample 10 set thereon. In the present embodiment, the bracket 125 is, for example, a U-shaped bracket and has a U-shaped recess 125a. The brackets 125 in this embodiment can be movably inserted into the annular carrier 124 in the normal direction along the circumference of the annular carrier 124, that is, in the direction of the central axis A1.
上述の搬送機構は１３２は、搬送部材１３２ａと上側押し込み部品１３２ｂをさらに備えることができる。本実施形態において、搬送部材１３２ａは、例えば、搬送ロッドであり、ブラケット１２５を搬送するのに用いられ、第一サンプル１０をチャンバー５２の観察エリア５５に搬送して観察を行う。また、上側押し込み部品１３２ｂは環状キャリア１２４の円周内に設けられ、且つ、環状キャリア１２４の円周の法線方向に沿って（即ち、図３Ａの上を向いている矢印の方向）ブラケット１２５を環状キャリア１２４から離れさせるのに適する。詳細には、サンプルプリセット装置１２０のケース１２２は、開口１２３を有し、上側押し込み部品１３２ｂの押し上げる方向に対応して設けられる。環状ホイール１２４ａは動力源１３４ａを介して駆動され、第一サンプル１０を搬送するブラケット１２５を順番に開口１２３に対応する位置に回転させ、上側押し込み部品１３２ｂによって環状キャリア１２４の法線方向に沿って、環状ホイール１２４ａのブラケット１２５に、開口１２３の方へ押し上げて差し込み、ブラケット１２５を環状キャリア１２４の外部へ押し出す。 The above-described transport mechanism 132 may further include a transport member 132a and an upper push-in part 132b. In the present embodiment, the transport member 132 a is, for example, a transport rod, and is used to transport the bracket 125, and transports the first sample 10 to the observation area 55 of the chamber 52 for observation. Further, the upper push-in part 132b is provided in the circumference of the annular carrier 124, and the bracket 125 is along the normal direction of the circumference of the annular carrier 124 (that is, in the direction of the arrow pointing upward in FIG. 3A). Suitable for separating the carrier from the annular carrier 124. Specifically, the case 122 of the sample presetting device 120 has an opening 123 and is provided corresponding to the direction in which the upper push-in component 132b is pushed up. The annular wheel 124a is driven through the power source 134a, and the bracket 125 for transporting the first sample 10 is sequentially rotated to a position corresponding to the opening 123, and the upper push-in part 132b moves along the normal direction of the annular carrier 124. Then, the bracket 125 of the annular wheel 124 a is pushed up and inserted toward the opening 123, and the bracket 125 is pushed out of the annular carrier 124.
図４Ａ〜４Ｄは本発明の実施形態におけるサンプルホルダのサンプル搬送装置の作動方式を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、上側押し込み部品１３２ｂは環状キャリア１２４のうちの一つのブラケット１２５に差し込み、搬送する第一サンプル１０が開口１２３の方向に押し上げられる時、搬送部材１３２ａはアクチュエータ１３４の駆動によって水平方向に沿って、ブラケット１２５の位置へ移動する。図４Ｂに示すように、上側押し込み部品１３２ｂは矢印の方向に沿って、ブラケット１２５を押し上げた後に、搬送部材１３２ａはブラケット１２５のＵ型状凹み１２５ａと環状キャリア１２４の間の間隙を通過し、Ｕ型状凹み１２５ａに停留する。 4A to 4D are diagrams showing an operation method of the sample transport device of the sample holder in the embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 4A and 4B, the upper pushing part 132 b is inserted into one bracket 125 of the annular carrier 124, and when the first sample 10 to be conveyed is pushed up in the direction of the opening 123, the conveying member 132 a is an actuator 134. Is moved to the position of the bracket 125 along the horizontal direction. As shown in FIG. 4B, after the upper push-in part 132b pushes up the bracket 125 along the direction of the arrow, the conveying member 132a passes through the gap between the U-shaped recess 125a of the bracket 125 and the annular carrier 124, Stops in the U-shaped recess 125a.
続いて、図４Ｃ及び図４Ｄを参照すると、搬送部材１３２ａはＵ型状凹み１２５ａに進入した後、搬送部材１３２ａはＵ型状凹み１２５ａを介して、ブラケット１２５を支えることができ、図４Ｃの矢印の方向に沿って押し上げられ、ブラケット１２５を元の差し込まれた環状キャリア１２４から離れさせる。同時に図４Ｄに示すように、ブラケット１２５は搬送部材１３２ａに押し上げられた後、上側押し込み部品１３２ｂは矢印の方向に沿って、元の環状キャリア１２４円周内に位置する開始位置まで下降する。続いて、搬送部材１３２ａはチャンバー５２内の観察エリア５５へブラケット１２５とそのセットされた第一サンプル１０を搬送し、第一サンプル１０を観察エリア５５内に投入して観察を行う。本実施形態において、搬送部材１３２ａのブラケット１２５に接触してセットする位置の前後に突起１３２ａ１をそれぞれ設けて、ブラケット１２５を搬送部材１３２ａに固定し、ブラケット１２５と第一サンプル１０が搬送部材１３２ａの搬送の工程で前後に滑る現象を防止できる。 4C and 4D, after the conveying member 132a enters the U-shaped recess 125a, the conveying member 132a can support the bracket 125 via the U-shaped recess 125a. It is pushed up in the direction of the arrow to move the bracket 125 away from the original inserted annular carrier 124. At the same time, as shown in FIG. 4D, after the bracket 125 is pushed up by the conveying member 132a, the upper push-in part 132b descends along the direction of the arrow to the start position located within the circumference of the original annular carrier 124. Subsequently, the transport member 132a transports the bracket 125 and the set first sample 10 to the observation area 55 in the chamber 52, and puts the first sample 10 into the observation area 55 for observation. In the present embodiment, protrusions 132a1 are provided on the front and rear of the position where the conveying member 132a is set in contact with the bracket 125, the bracket 125 is fixed to the conveying member 132a, and the bracket 125 and the first sample 10 are attached to the conveying member 132a. The phenomenon of sliding back and forth in the transport process can be prevented.
本実施形態においては、例として搬送部材１３２ａが搬送ロッド部材である場合を説明する。本発明の別の不図示の実施形態において、搬送部材１３２ａは、第一サンプル１０を搬送するために、レール、ベルトとカム、或いは、ギヤとラック等の部材から構成される組合せ構造であることもできる。本発明は搬送部材１３２ａの構成方式について限定はしない。サンプルホルダ１００は実際の必要性に応じて適切な部材を選択して、搬送部材１３２ａを構成し、ブラケット１２５と第一サンプル１０を搬送して観察エリア５５に進入させることができる。また、搬送部材１３２ａの駆動力の駆動源は、上述のアクチュエータ１３４以外に、手動又はその他の電動又は機械の方式によって駆動することもでき、例えば、機械的な力、摩擦力、圧電振動等の原理によって生じる作用で搬送部材１３２ａを駆動できる。 In this embodiment, the case where the conveyance member 132a is a conveyance rod member is demonstrated as an example. In another embodiment (not shown) of the present invention, the transport member 132a has a combined structure including members such as a rail, a belt and a cam, or a gear and a rack, for transporting the first sample 10. You can also. The present invention does not limit the configuration method of the conveying member 132a. The sample holder 100 can select an appropriate member according to actual needs, constitute the transport member 132a, transport the bracket 125 and the first sample 10, and enter the observation area 55. In addition to the above-described actuator 134, the driving source of the driving force of the conveying member 132a can be driven manually or by other electric or mechanical methods, such as mechanical force, friction force, piezoelectric vibration, etc. The conveying member 132a can be driven by an action caused by the principle.
図５Ａ〜５Ｂは本発明の実施形態におけるサンプル搬送装置の作動方式の図である。図４Ｄ、図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、上述の内容を受けて、サンプル搬送装置１３０の搬送部材１３２ａはブラケット１２５とそのセットされた第一サンプル１０を図５Ａに示す矢印の方向に沿って観察エリア５５へ搬送する。また、透過型電子顕微鏡５０においては、第一サンプル１０の観察が終わった後に、アクチュエータ１３４は搬送部材１３２ａを駆動してブラケット１２５を動作させて環状キャリア１２４の上方に水平移動して後退される。搬送部材１３２ａはブラケット１２５を環状キャリア１２４の上方に後退した後、ブラケット１２５の高さに下げることができ、同時に、上側押し込み部品１３２ｂはブラケット１２５の底部の位置に上昇し、ブラケット１２５を搬送する。ブラケット１２５の底部が上側押し込み部品１３２ｂに搬送された後、搬送部材１３２ａはブラケット１２５のＵ型状凹み１２５ａと環状キャリア１２４の間の間隙によってブラケット１２５から離れる。同時に、上側押し込み部品１３２ｂは下降してブラケット１２５を動作させて環状キャリア１２４に差し込まれる。 5A to 5B are diagrams showing an operation method of the sample transport device according to the embodiment of the present invention. 4D, 5A, and 5B, in response to the above-described content, the transport member 132a of the sample transport device 130 moves the bracket 125 and the set first sample 10 along the direction of the arrow shown in FIG. 5A. Transport to observation area 55. Further, in the transmission electron microscope 50, after the observation of the first sample 10, the actuator 134 drives the conveying member 132a to operate the bracket 125 to move horizontally above the annular carrier 124 and retract. . The conveying member 132a can lower the bracket 125 to the height of the bracket 125 after retreating the bracket 125 above the annular carrier 124. At the same time, the upper push-in part 132b moves up to the position of the bottom of the bracket 125 and conveys the bracket 125. . After the bottom portion of the bracket 125 is transported to the upper push-in part 132 b, the transport member 132 a is separated from the bracket 125 by a gap between the U-shaped recess 125 a of the bracket 125 and the annular carrier 124. At the same time, the upper push-in part 132b is lowered to operate the bracket 125 and is inserted into the annular carrier 124.
ブラケット１２５が環状キャリア１２４に差し込まれた後、パワーホイール１３４ｂ１は環状ホイール１２４ａと環状キャリア１２４を動作させて回転させることができ、次に観察したい第一サンプル１０と該第一サンプル１０を搬送するブラケット１２５を上側押し込み部品１３２ｂに対応する押し上げ方向及び開口１２３の位置に搬送し、次の第一サンプル１０の搬送と観察の工程を行う。 After the bracket 125 is inserted into the annular carrier 124, the power wheel 134b1 can be rotated by operating the annular wheel 124a and the annular carrier 124, and then transports the first sample 10 to be observed and the first sample 10. The bracket 125 is transported in the push-up direction corresponding to the upper push-in component 132b and the position of the opening 123, and the next transport and observation process of the first sample 10 is performed.
本実施形態において、サンプルプリセット装置１２０内にプリセットされた複数の第一サンプル１０はサンプル搬送装置１３０の搬送と交換を介して、透過型電子顕微鏡５０のチャンバー５２内の観察エリア５５に搬送され、観察でき、各第一サンプル１０の観察が終わった後、観察が終わった第一サンプル１０を取出して、次に観察したい第一サンプル１０を新たに投入する、即ち、チャンバー５２内の密閉空間５３の真空を破る工程を必要としない。したがって、透過型電子顕微鏡５０はサンプルホルダ１００によって第一サンプル１０を投入し、チャンバー５２はその中の真空環境を破る必要が無い状況で、サンプルプリセット装置１２０にプリセットされている第一サンプル１０を順番に交換、投入して、観察エリア５５内に進入させて観察を行う。したがって、本実施形態において、透過型電子顕微鏡５０のサンプルの投入、取り出し、及び交換の時間を効率的に低減でき、且つ、透過型電子顕微鏡５０に必要な操作時間をさらに低減できる。 In the present embodiment, the plurality of first samples 10 preset in the sample preset device 120 are transported to the observation area 55 in the chamber 52 of the transmission electron microscope 50 through transport and exchange of the sample transport device 130, After the observation of each first sample 10 is completed, the first sample 10 after the observation is taken out, and the first sample 10 to be observed next is newly inserted, that is, the sealed space 53 in the chamber 52. The process of breaking the vacuum is not required. Accordingly, the transmission electron microscope 50 puts the first sample 10 by the sample holder 100, and the chamber 52 does not need to break the vacuum environment in the chamber 52, and the first sample 10 preset in the sample presetting device 120 is loaded. They are exchanged and put in order, and enter the observation area 55 for observation. Therefore, in the present embodiment, the time for loading, taking out, and replacing the sample of the transmission electron microscope 50 can be efficiently reduced, and the operation time required for the transmission electron microscope 50 can be further reduced.
図６Ａ〜６Ｂは本発明の別の実施形態におけるサンプルホルダの図である。本実施形態と図１及び図２のサンプルホルダの構造は類似している。したがって、同じ又は類似の部材は同じ又は類似の符号で表し、繰り返し説明しない。本実施形態と図１及び図２の実施形態との差異は、本実施形態におけるサンプルホルダ２００のサンプルプリセット装置２２０及びアクチュエータ１３４は本体２１０の外接部２１４に配置されていることである。また、サンプルホルダ２００はサンプル投入装置２５０を備え、第二サンプル３０は投入チャンバー２５２にプリセットされる。本実施形態における外接部２１４は投入口２１４ａを有し、挿入部２１２は透過型電子顕微鏡５０のチャンバー５２内に投入される時、サンプル投入装置２５０は投入口２１４ａを介して、且つ、図６Ｂの矢印の方向に沿って、外接部２１４に取り外し可能に取り付けられ、サンプルプリセット装置２２０に接続される。サンプル投入装置２５０は第二サンプル３０を投入チャンバー２５２からサンプルプリセット装置２２０に投入できる。 6A-6B are views of a sample holder in another embodiment of the present invention. The structure of this embodiment is similar to that of the sample holder of FIGS. Accordingly, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals and will not be described repeatedly. The difference between the present embodiment and the embodiment of FIGS. 1 and 2 is that the sample preset device 220 and the actuator 134 of the sample holder 200 in this embodiment are arranged at the circumscribed portion 214 of the main body 210. In addition, the sample holder 200 includes a sample loading device 250, and the second sample 30 is preset in the loading chamber 252. In the present embodiment, the circumscribed portion 214 has a loading port 214a, and when the insertion portion 212 is loaded into the chamber 52 of the transmission electron microscope 50, the sample loading device 250 passes through the loading port 214a and FIG. And is removably attached to the circumscribed portion 214 and connected to the sample presetting device 220 along the direction of the arrow. The sample input device 250 can input the second sample 30 from the input chamber 252 to the sample preset device 220.
本実施形態において、透過型電子顕微鏡５０はサンプル投入装置２５０にセットした全ての第二サンプル３０の観察が終わった後、次のバッチの第二サンプル３０に交換して観察を行う必要がある時、使用者は全てのサンプルホルダ２００を透過型電子顕微鏡５０のチャンバー５２から取出す必要は無い。使用者は直接投入口２１４ａを介して、次のバッチの第二サンプル３０を投入したもう一つのサンプル投入装置２５０をサンプルプリセット装置２２０に接続でき、投入チャンバー２５２内にセットされた第二サンプル３０を本体２１０に投入できる。したがって、本実施形態における透過型電子顕微鏡５０はチャンバー５２内の密閉空間５３の真空を破る必要が無い状況で、直接サンプル投入装置２５０の取り外し及び交換を介して、観察したい第二サンプル３０に交換できる。 In this embodiment, the transmission electron microscope 50 needs to replace the second sample 30 of the next batch and perform observation after all the second samples 30 set in the sample loading device 250 have been observed. The user does not have to take out all the sample holders 200 from the chamber 52 of the transmission electron microscope 50. The user can connect another sample input device 250 into which the second batch 30 of the second sample 30 is input directly to the sample preset device 220 through the input port 214a, and the second sample 30 set in the input chamber 252 can be connected. Can be put into the main body 210. Therefore, the transmission electron microscope 50 in this embodiment is exchanged for the second sample 30 to be observed through the removal and exchange of the sample input device 250 directly in a situation where it is not necessary to break the vacuum of the sealed space 53 in the chamber 52. it can.
別の不図示の実施形態において、サンプルプリセット装置２２０自身もサンプル投入装置２５０のように投入口２１４ａを介して、外接部２１４に取り外し可能に取り付けられる。換言すると、本実施形態において、サンプルプリセット装置２２０は外部からサンプルを投入する機能と本体２１０内にサンプルをプリセットする機能を兼用している。したがって、観察待ちのサンプルはサンプルプリセット装置２２０にプリセットされ、並びに、サンプルプリセット装置２２０に本体２１０の外接部２１４を取り付ける工程において、直接本体２１０内に投入され、後続のサンプルの搬送工程が行われる。 In another embodiment (not shown), the sample preset device 220 itself is detachably attached to the circumscribed portion 214 via the input port 214a like the sample input device 250. In other words, in the present embodiment, the sample presetting device 220 has both a function of inputting a sample from the outside and a function of presetting the sample in the main body 210. Therefore, the sample waiting for observation is preset in the sample presetting device 220, and in the step of attaching the circumscribed portion 214 of the main body 210 to the sample presetting device 220, the sample is put directly into the main body 210 and the subsequent sample transporting step is performed. .
図７Ａ〜７Ｂは本発明の実施形態における図６Ａ〜６Ｂのサンプルホルダの作動方式の図である。図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、本実施形態において、サンプル投入装置２５０は外接部２１４の投入口２１４ａに取り外し可能に差し込まれ、且つ、サンプル投入装置２５０の第二サンプル３０は順番にサンプルプリセット装置２２０に投入される。第二サンプル３０はサンプルプリセット装置２２０に投入された後、搬送装置１３０は第二サンプル３０を搬送して、透過型電子顕微鏡５０の観察エリア５５に進入させて観察を行う。続いて、図７Ｂに示すように、透過型電子顕微鏡５０は第二サンプル３０の観察が終わった後、搬送機構１３２はアクチュエータ１３４の動作により、第二サンプル３０をサンプルプリセット装置２２０の開始位置まで後退させる。 FIGS. 7A to 7B are diagrams showing an operation method of the sample holder of FIGS. 6A to 6B in the embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 6A, 6B, 7A, and 7B, in this embodiment, the sample loading device 250 is removably inserted into the loading port 214a of the circumscribed portion 214, and the second sample 30 of the sample loading device 250 is used. Are put into the sample presetting device 220 in order. After the second sample 30 is put into the sample preset device 220, the transport device 130 transports the second sample 30 and enters the observation area 55 of the transmission electron microscope 50 for observation. Subsequently, as shown in FIG. 7B, after the transmission electron microscope 50 finishes observing the second sample 30, the transport mechanism 132 moves the second sample 30 to the start position of the sample preset device 220 by the operation of the actuator 134. Retreat.
図８は本発明の実施形態におけるサンプルホルダの操作方法のフローチャートである。図８及び図２を参照すると、本実施形態において、サンプルホルダ１００の操作方法の工程は、以下の工程を含む。第一サンプル１０をサンプルプリセット装置１２０に投入する（工程Ｓ３０１）。本実施形態において、サンプルプリセット装置１２０とアクチュエータ１３４はいずれも本体１１０の外接部１１４に設けられる。続いて、本体１１０の挿入部１１２をチャンバー５２に挿入し、本体１１０とチャンバー５２を結合させて、密閉空間５３を形成し（工程Ｓ３０２）、且つ、透過型電子顕微鏡５０は密閉空間５３に対して真空引きを行い、密閉空間５３に真空環境を形成する。それから、サンプル搬送装置１３０は順番にサンプルプリセット装置１２０にプリセットされた第一サンプル１０を密閉空間５３内の観察エリア５５に搬送し、観察を行う（工程Ｓ３０３）。透過型電子顕微鏡５０は第一サンプル１０の観察が終わる毎に、サンプル搬送装置１３０が観察後の第一サンプル１０を観察エリア５５からサンプルプリセット装置１２０に搬送し（工程Ｓ３０４）、且つ、サンプル搬送装置１３０が次に観察したい第一サンプル１０を観察エリア５５に搬送する。 FIG. 8 is a flowchart of the sample holder operating method in the embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 8 and 2, in the present embodiment, the steps of the method for operating the sample holder 100 include the following steps. The first sample 10 is loaded into the sample presetting device 120 (step S301). In the present embodiment, both the sample preset device 120 and the actuator 134 are provided in the circumscribed portion 114 of the main body 110. Subsequently, the insertion portion 112 of the main body 110 is inserted into the chamber 52, and the main body 110 and the chamber 52 are joined to form a sealed space 53 (Step S <b> 302), and the transmission electron microscope 50 is connected to the sealed space 53. Vacuuming is performed to form a vacuum environment in the sealed space 53. Then, the sample transport device 130 sequentially transports the first sample 10 preset in the sample preset device 120 to the observation area 55 in the sealed space 53 and performs observation (step S303). The transmission electron microscope 50 transports the first sample 10 after observation from the observation area 55 to the sample preset device 120 (step S304) and the sample transport every time the first sample 10 is completely observed. The apparatus 130 conveys the first sample 10 to be observed next to the observation area 55.
本実施形態において、透過型電子顕微鏡５０の使用者は観察したい同バッチの第一サンプル１０を、本体１１０の挿入部１１２でチャンバー５２に挿入する前に、サンプルプリセット装置１２０に前もって投入できる。したがって、使用者はそのうち一つの第一サンプル１０の観察を終えて、同バッチの次の第一サンプル１０に交換して観察を行いたい時、密閉空間５３内の真空を破る工程を必要とせず、サンプルホルダ１００の本体１１０をチャンバー５２から取出す必要が無い。本実施形態における透過型電子顕微鏡５０は直接サンプルホルダ１００のサンプル搬送装置１３０を介して、サンプルプリセット装置１２０と観察エリア５５の間に第一サンプル１０を搬送できる。本実施形態における透過型電子顕微鏡５０は第一サンプル１０の交換と観察を行う毎に、チャンバー５２が真空を破る工程と真空引きを行う工程を繰り返し行う必要が無く、したがって、透過型電子顕微鏡５０の操作時間を大幅に低減できる。 In this embodiment, the user of the transmission electron microscope 50 can put the first sample 10 of the same batch to be observed into the sample presetting device 120 before inserting it into the chamber 52 by the insertion portion 112 of the main body 110. Therefore, the user does not need a step of breaking the vacuum in the sealed space 53 when he / she wants to finish observation of one first sample 10 and replace it with the next first sample 10 in the same batch for observation. It is not necessary to take out the main body 110 of the sample holder 100 from the chamber 52. The transmission electron microscope 50 in this embodiment can transport the first sample 10 between the sample preset device 120 and the observation area 55 directly via the sample transport device 130 of the sample holder 100. The transmission electron microscope 50 according to the present embodiment does not need to repeat the process of breaking the vacuum and evacuating the chamber 52 every time the first sample 10 is exchanged and observed. The operation time can be greatly reduced.
図９は本発明の別の実施形態におけるサンプルホルダの操作方法のフローチャートである。図９、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、本実施形態において、サンプルホルダ２００の操作方法の工程は、以下の工程を含む。第二サンプル３０をサンプル投入装置２５０にプリセットする（工程Ｓ４０１）。続いて、本体２１０の挿入部２１２をチャンバー５２に結合して、密閉空間５３を形成し、サンプル投入装置２５０がチャンバー５２外部の外接部２１４に取り外し可能に取り付けられ、サンプル投入装置２５０がサンプルプリセット装置２２０に接続される（工程Ｓ４０２）。上述の工程が終わった後、透過型電子顕微鏡５０の真空ポンプ５１は密閉空間５３の真空引きを行い、密閉空間５３内に真空環境を形成する。本実施形態において、サンプルプリセット装置２２０及びアクチュエータ１３４はいずれも本体２１０の外接部２１４に配置される。それから、第二サンプル３０は順番にサンプル投入装置２５０の投入チャンバー２５２からサンプルプリセット装置２２０に投入される（工程Ｓ４０３）。続いて、サンプル搬送装置１３０の搬送部材１３２ａはサンプルプリセット装置２２０の第二サンプル３０を順番にチャンバー５２内の密閉空間５３の観察エリア５５に搬送し、観察を行う（工程Ｓ４０４）。透過型電子顕微鏡５０の第二サンプル３０の観察が終わる毎に、サンプル搬送装置１３０は観察後の第二サンプル３０を観察エリア５５からサンプルプリセット装置２２０に搬送し（工程Ｓ４０５）、且つ、サンプル搬送装置１３０は次に観察したい第二サンプル３０を観察エリア５５に搬送する。 FIG. 9 is a flowchart of a sample holder operating method according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, FIG. 7A and FIG. 7B, in the present embodiment, the steps of the method for operating the sample holder 200 include the following steps. The second sample 30 is preset in the sample charging device 250 (step S401). Subsequently, the insertion portion 212 of the main body 210 is coupled to the chamber 52 to form the sealed space 53, and the sample insertion device 250 is detachably attached to the circumscribed portion 214 outside the chamber 52. Connected to the apparatus 220 (step S402). After the above process is completed, the vacuum pump 51 of the transmission electron microscope 50 evacuates the sealed space 53 to form a vacuum environment in the sealed space 53. In the present embodiment, both the sample preset device 220 and the actuator 134 are disposed in the circumscribed portion 214 of the main body 210. Then, the second sample 30 is sequentially input from the input chamber 252 of the sample input device 250 to the sample preset device 220 (step S403). Subsequently, the transport member 132a of the sample transport device 130 sequentially transports the second sample 30 of the sample preset device 220 to the observation area 55 of the sealed space 53 in the chamber 52 and performs observation (step S404). Each time observation of the second sample 30 of the transmission electron microscope 50 ends, the sample transport device 130 transports the second sample 30 after observation from the observation area 55 to the sample preset device 220 (step S405), and also transports the sample. The apparatus 130 conveys the second sample 30 to be observed next to the observation area 55.
本実施形態において、透過型電子顕微鏡５０の使用者は、同一バッチの複数の第二サンプル３０を本体２１０とチャンバー５２が形成する密閉空間５３内の観察エリア５５に同時に投入して、観察を行うことができる。透過型電子顕微鏡５０は一つの第二サンプル３０の観察が終わる毎に、次の第二サンプル３０を投入して観察を行いたい時、透過型電子顕微鏡５０は密閉空間５３内の真空を破る工程を必要とせず、サンプルホルダ２００の搬送装置１３０によって、次に観察したい第二サンプル３０を観察エリア５５に直接搬送できる。 In the present embodiment, the user of the transmission electron microscope 50 performs observation by simultaneously putting a plurality of second samples 30 in the same batch into the observation area 55 in the sealed space 53 formed by the main body 210 and the chamber 52. be able to. The transmission electron microscope 50 breaks the vacuum in the sealed space 53 when it is desired to put in the next second sample 30 and observe each time the observation of one second sample 30 is completed. The second sample 30 to be observed next can be directly transferred to the observation area 55 by the transfer device 130 of the sample holder 200.
図８のフローチャートに記載した実施例と比較して、本実施形態において、透過型電子顕微鏡５０はサンプル投入装置２５０にセットした同バッチの第二サンプル３０の観察が終わった後、サンプル投入装置２５０は外接部２１４の投入口２１４ａのスイッチによって、別のサンプル投入装置２５０に交換できる。したがって、本実施形態において、サンプル投入装置２５０にセットした同バッチの第二サンプル３０の観察が終わった後、別のサンプル投入装置２５０にプリセットした次の第二サンプル３０に交換して、観察を行いたい時、透過型電子顕微鏡５０は密閉空間５３内の真空を破る工程を必要とせず、外接部２１４に取り付けられたサンプル投入装置２５０に直接交換することで上述の目的を達成できる。 Compared with the example described in the flowchart of FIG. 8, in the present embodiment, the transmission electron microscope 50 has completed the observation of the second sample 30 of the same batch set in the sample input device 250, and then the sample input device 250. Can be replaced with another sample input device 250 by a switch at the input port 214a of the circumscribed portion 214. Therefore, in this embodiment, after the observation of the second sample 30 of the same batch set in the sample input device 250 is finished, the observation is performed by exchanging with the next second sample 30 preset in another sample input device 250. When desired, the transmission electron microscope 50 does not require a step of breaking the vacuum in the sealed space 53, and the above-mentioned object can be achieved by directly exchanging with the sample input device 250 attached to the circumscribed portion 214.
以上により、本発明の上述の複数の実施形態におけるサンプルホルダは、本体に設けられるサンプルプリセット装置及びサンプル搬送装置を備える。また、本体は透過型電子顕微鏡のチャンバーと結合して、密閉空間を形成できる。透過型電子顕微鏡の観察サンプルはサンプル搬送装置によって密閉空間内の観察エリアへ搬送できる。透過型電子顕微鏡はサンプルホルダにより観察サンプルをプリセット及び搬送する時、上述の密閉空間に対して真空を破る工程を必要としない状況で、連続して複数のサンプルの観察、交換、投入の工程を行うことができる。したがって、透過型電子顕微鏡は複数のサンプルの観察を行う時、真空引きと真空を破る工程を繰り返し行う必要が無い。したがって、透過型電子顕微鏡の操作時間を大幅に低減でき、過型電子顕微鏡の使用効率をさらに向上させることができる。 As described above, the sample holder in the above-described plurality of embodiments of the present invention includes the sample preset device and the sample transport device provided in the main body. Further, the main body can be combined with a chamber of a transmission electron microscope to form a sealed space. The observation sample of the transmission electron microscope can be transported to the observation area in the sealed space by the sample transport device. The transmission electron microscope does not require the process of breaking the vacuum with respect to the above-mentioned sealed space when presetting and transporting the observation sample with the sample holder. It can be carried out. Therefore, the transmission electron microscope does not need to repeatedly perform vacuuming and breaking the vacuum when observing a plurality of samples. Therefore, the operation time of the transmission electron microscope can be greatly reduced, and the use efficiency of the over-type electron microscope can be further improved.
本発明は以上の実施形態のように示したが、本発明は、これに限られるものではなく、当業者が本発明の精神の範囲から逸脱しない範囲において、変更又は修正することが可能であるが故に本発明の保護範囲は均等の範囲にまで及ぶものとする。 Although the present invention has been shown as in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and can be changed or modified by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention extends to an equivalent range.
本発明は、複数の観察サンプルをプリセットでき、透過型電子顕微鏡の操作工程において、観察サンプルを交換する時、真空を破る必要が無く観察サンプルを取出すことができるサンプルホルダとして好適である。 The present invention is suitable as a sample holder that can preset a plurality of observation samples and can take out the observation sample without changing the vacuum when exchanging the observation sample in the operation step of the transmission electron microscope.
また、本発明は、透過型電子顕微鏡のチャンバー内に形成された真空環境の真空を破る工程を必要としない状況で、複数の観察サンプルの観察、交換、投入を行うことができるサンプルホルダを提供し、操作時間を削減する透過型電子顕微鏡として好適である。 In addition, the present invention provides a sample holder capable of observing, exchanging, and charging a plurality of observation samples in a situation that does not require a step of breaking a vacuum in a vacuum environment formed in a transmission electron microscope chamber. Therefore, it is suitable as a transmission electron microscope that reduces the operation time.
１０：第一サンプル
２０：銅メッシュ
３０：第二サンプル
５０：透過型電子顕微鏡
５１：真空ポンプ
５２：チャンバー
５３：密閉空間
５４：挿入口
５５：観察エリア
５６：電力ケーブル
５７：電子源
５８：磁気レンズ
５９：照射系磁界レンズ
１００、２００：サンプルホルダ
１１０、２１０：本体
１１２、２１２：挿入部
１１４、２１４：外接部
１２０、２２０：サンプルプリセット装置
１２２：ケース
１２３：開口
１２４：環状キャリア
１２４ａ：環状ホイール
１２５：ブラケット
１２５ａ：Ｕ型状凹み
１３０：サンプル搬送装置
１３２：搬送機構
１３２ａ：搬送部材
１３２ａ１：突起
１３２ｂ：上側押し込み部品
１３４：アクチュエータ
１３４ａ：動力源
１３４ｂ：伝送部品
１３４ｂ１：パワーホイール
１３６：制御回路
１５０，２５０：サンプル投入装置
１５２，２５２：投入チャンバー
２１４ａ：投入口
Ａ１：中央軸
Ｌ：電子線
Ｓ３０１〜Ｓ３０４、Ｓ４０１〜Ｓ４０５：工程
10: First sample 20: Copper mesh 30: Second sample 50: Transmission electron microscope 51: Vacuum pump 52: Chamber 53: Sealed space 54: Insertion port 55: Observation area 56: Power cable 57: Electron source 58: Magnetic Lens 59: Irradiation system magnetic lens 100, 200: Sample holder 110, 210: Main body 112, 212: Insertion part 114, 214: Outer part 120, 220: Sample preset device 122: Case 123: Opening 124: Ring carrier 124a: Ring Wheel 125: Bracket 125a: U-shaped recess 130: Sample transport device 132: Transport mechanism 132a: Transport member 132a1: Projection 132b: Upper push-in part 134: Actuator 134a: Power source 134b: Transmission part 134b1: Power wheel 136: Control circuit 150 and 250: Samples inserting device 152, 252: turned chamber 214a: inlet A1: central axis L: electron beam S301 to S304, S401 to S405: step
本発明の実施形態において、上述のサンプル搬送装置は搬送機構及びアクチュエータを備える。アクチュエータは搬送機構及びサンプルプリセット装置に接続される。アクチュエータは観察エリアとサンプルプリセット装置との間で第一サンプルを搬送する搬送機構を駆動するのに用いられる。 In the embodiment of the present invention, the above-described sample transport device includes a transport mechanism and an actuator. The actuator is connected to the transport mechanism and the sample preset device. The actuator is used to drive a transport mechanism that transports the first sample between the observation area and the sample preset device.
Claims (16)
前記チャンバーと結合して前記チャンバー内に密閉空間を形成するのに適し、前記チャンバーの挿入に適する挿入部と前記チャンバー外部に保持される外接部を備える本体と、
前記本体内に配置され、前記複数の第一サンプルを搬送するのに用いられるサンプルプリセット装置と、
前記本体内に配置され、前記サンプルプリセット装置と接続され、前記複数の第一サンプルを順番に前記密閉空間の観察エリアへ搬送するのに用いられ、及び、観察後の前記複数の第一サンプルを順番に前記観察エリアから前記サンプルプリセット装置へ搬送するのに適するサンプル搬送装置と、
を備えるサンプルホルダ。 A sample holder suitable for loading a plurality of first samples into a chamber of a transmission electron microscope,
A main body including an insertion part suitable for insertion of the chamber and a circumscribed part held outside the chamber, which is suitable for coupling with the chamber to form a sealed space in the chamber.
A sample presetting device disposed within the body and used to transport the plurality of first samples;
Arranged in the main body, connected to the sample presetting device, used to sequentially transport the plurality of first samples to the observation area of the sealed space, and the plurality of first samples after observation. A sample transport device suitable for transporting in turn from the observation area to the sample preset device;
A sample holder comprising:
搬送機構と、
前記搬送機構及び前記サンプルプリセット装置に接続されるアクチュエータと、
を備える請求項１に記載のサンプルホルダ。 The sample transport device comprises:
A transport mechanism;
An actuator connected to the transport mechanism and the sample presetting device;
A sample holder according to claim 1.
請求項２に記載のサンプルホルダ。 The sample preset device is located in the insertion portion of the main body,
The sample holder according to claim 2.
請求項２に記載のサンプルホルダ。 The sample preset device is located at the circumscribed portion of the main body,
The sample holder according to claim 2.
請求項４に記載のサンプルホルダ。 A sample input device suitable for storing a plurality of second samples, removably attached to the circumscribing portion, connected to the sample preset device, and configured to input the plurality of second samples into the sample preset device; Prepare
The sample holder according to claim 4.
請求項４に記載のサンプルホルダ。 The sample presetting device is removably attached to the circumscribed portion;
The sample holder according to claim 4.
前記アクチュエータは、前記環状キャリアに接続され、前記環状キャリアを駆動して前記中央軸に沿って回転する、
請求項２に記載のサンプルホルダ。 The sample presetting device comprises a circular carrier having a central axis and suitable for transporting the plurality of first samples on a circumference with respect to the central axis;
The actuator is connected to the annular carrier and drives the annular carrier to rotate along the central axis;
The sample holder according to claim 2.
動力源と、
前記動力源と前記環状キャリアとの間に接続され、前記環状キャリアを動作させて前記中央軸に沿って回転させるのに用いられる伝送部品と、
を備える請求項７に記載のサンプルホルダ。 The actuator is
Power source,
A transmission component connected between the power source and the annular carrier and used to operate and rotate the annular carrier along the central axis;
A sample holder according to claim 7.
請求項８に記載のサンプルホルダ。 The transmission component includes a power wheel, the annular carrier includes an annular wheel, and the annular carrier is connected to the power wheel.
The sample holder according to claim 8.
請求項９に記載のサンプルホルダ。 The annular wheel and the power wheel are a set of screw gears, a set of worm gears, or a set of helical gears.
The sample holder according to claim 9.
前記環状キャリアの前記円周上に配置され、前記複数の第一サンプルをそれぞれ搬送するのに用いられるブラケットをさらに備える、
請求項７に記載のサンプルホルダ。 The annular carrier is
Further comprising a bracket disposed on the circumference of the annular carrier and used to transport each of the plurality of first samples.
The sample holder according to claim 7.
前記搬送機構は、
前記円周内に設けられ、前記法線方向に沿って相応する前記ブラケットを前記環状キャリアから離れさせるのに適する上側押し込み部品と、
前記ブラケットを前記環状キャリアから離れさせた後、前記ブラケットを前記観察エリアへ搬送するのに適する搬送部材と、
を備える請求項１１に記載のサンプルホルダ。 The bracket is inserted into the annular carrier so as to be movable in a normal direction along the circumference; and
The transport mechanism is
An upper push-in part provided in the circumference and suitable for moving the corresponding bracket away from the annular carrier along the normal direction;
A transport member suitable for transporting the bracket to the observation area after separating the bracket from the annular carrier;
A sample holder according to claim 11.
サンプルプリセット装置を前記サンプルホルダの本体に設け、且つ、前記本体は前記チャンバーの挿入に適する挿入部と前記チャンバー外部に保持される外接部を備え、
前記複数の第一サンプルを前記サンプルプリセット装置にプリセットし、
前記本体を前記チャンバーに結合させて、密閉空間を形成し、
前記本体内のサンプル搬送装置によって前記サンプルプリセット装置の前記複数の第一サンプルを順番に前記密閉空間の観察エリアへ搬送し、前記サンプル搬送装置は観察後の前記複数の第一サンプルを前記観察エリアから前記サンプルプリセット装置へ搬送すること、
を含むサンプルホルダの操作方法。 A method of operating a sample holder suitable for introducing a plurality of first samples and entering a chamber of a transmission electron microscope, the operating method comprising:
A sample preset device is provided in the main body of the sample holder, and the main body includes an insertion portion suitable for inserting the chamber and a circumscribed portion held outside the chamber,
Presetting the plurality of first samples in the sample presetting device;
The body is coupled to the chamber to form a sealed space;
The plurality of first samples of the sample preset device are sequentially transferred to the observation area of the sealed space by the sample transfer device in the main body, and the sample transfer device transfers the plurality of first samples after observation to the observation area. Transport to the sample presetting device,
Method for operating the sample holder including
請求項１３に記載のサンプルホルダの操作方法。 The sample preset device is provided in the insertion portion of the main body,
The operation method of the sample holder of Claim 13.
請求項１３に記載のサンプルホルダの操作方法。 The sample preset device is provided in the circumscribed portion of the main body,
The operation method of the sample holder of Claim 13.
請求項１５に記載のサンプルホルダの操作方法。 A sample input device that is removably attached to the circumscribed portion and connected to the sample preset device, and a plurality of second samples preset in the sample input device are input to the sample preset device;
The operation method of the sample holder of Claim 15.
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