JP6823993B2 - 支持装置および真空装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸受、支持装置、および真空装置に関する。

透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）等の電子顕微鏡には、様々な絞りが用いられる。例えば、透過電子顕微鏡では、コンデンサ絞り、対物レンズ絞り、制限視野絞りなどが用いられる。

これらの絞りには、それぞれ径の異なる複数の絞り孔が設けられている。電子顕微鏡では、観察モードや、観察倍率、電子線の照射条件などに応じて適切な径の絞り孔を選択し、当該絞り孔を所定の位置に配置する必要がある。

例えば、特許文献１には、電動モーターを用いて、自動で、選択された絞り孔を正確に所定の位置に位置決めすることができる電子顕微鏡が開示されている。

特開２００４−９５１９２号公報

電子顕微鏡では、高い分解能が必要な場合や、高い位置精度で情報を得る場合には、絞り孔を正確に位置決めしなければならない。

図１４は、絞り板１０３が装着された軸部材１０２を模式的に示す図である。なお、図１４には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、電子顕微鏡の光学系の光軸に沿う軸である。

電子顕微鏡では、一般的に、絞り板１０３は軸部材１０２の先端部に固定されており、軸部材１０２は嵌め合いや、ボールスプライン等で支持されている。しかしながら、嵌め合いやボールスプライン等と軸部材１０２との隙間は理想的にはゼロであるが、軸部材１０２を摺動可能に支持しなければならないため、隙間をゼロにすることはできない。

したがって、絞り孔１０３ａを切り替える際に、軸部材１０２に、軸部材２の軸方向に対して垂直な方向の力（Ｙ方向の力）が加わると、絞り孔１０３ａに前記隙間の分だけ位置ずれが生じるという問題がある。この絞り孔１０３ａのＹ方向の位置ずれ（すなわち、絞り孔１０３ａの光軸に対して垂直な方向の位置ずれ）は、Ｚ方向の位置ずれ（すなわち、絞り孔１０３ａの光軸に沿った方向の位置ずれ）に比べて、電子顕微鏡における観察や分析において、その影響が大きい。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、軸部材のがたつきを低減することができる軸受を提供することにある。また、本発明の目的の１つは、上記軸受を含む支持装置および真空装置を提供することにある。

（１）本発明に係る支持装置は、
軸部材と、
前記軸部材を支持する軸受と、
を含み、
前記軸受は、
前記軸部材を摺動可能に支持する円筒状の第１部分と、
前記第１部分の端部に接続され、前記第１部分よりも内径が大きく、かつ、前記第１部分よりも外径が大きい円筒状の第２部分と、
を含み、
前記第１部分には、前記第１部分の中心軸に沿った長手方向を持つ複数の長孔が、前記中心軸まわりに設けられ、
前記軸部材の先端部には、電子顕微鏡用の絞り板、試料ホルダー、シャッター装置において電子線を遮るための遮蔽部材、電子線バイプリズム、検出器、または、ファラデーゲージが装着されている。

このような支持装置では、第１部分には中心軸に沿った長手方向を持つ複数の長孔が中心軸まわりに設けられているため、第１部分に弾性力（ばね力）を生じさせることができ、軸部材を第１部分との間に隙間がない状態で支持することができる。したがって、このような支持装置では、軸部材のがたつきを低減することができる。

（２）本発明に係る支持装置において、
前記第１部分と前記軸部材との嵌め合いは、締り嵌めであってもよい。

このような支持装置では、第１部分に弾性力を生じさせることができ、軸部材のがたつきを低減することができる。

（３）本発明に係る支持装置において、
前記第１部分および前記第２部分の材質は、樹脂であってもよい。

このような支持装置では、例えば第１部分および前記第２部分の材質が金属の場合と比べて、軸部材に傷がつくことを防ぐことができる。

（４）本発明に係る支持装置において、
前記複数の長孔は、前記中心軸まわりに等間隔に設けられていてもよい。

このような支持装置では、複数の長孔が中心軸まわりに等間隔に設けられているため、第１部分は軸部材に対して等方的に力を作用させることができ、軸部材を第１部分との間に隙間がない状態で支持することができる。

（５）本発明に係る支持装置において、
前記第１部分の、前記第２部分が接続されている端部とは反対側の端部に接続され、前記第１部分よりも内径が大きく、かつ、前記第１部分よりも外径が大きい円筒状の第３部分を含んでいてもよい。

このような支持装置では、第２部分および第３部分を円筒部材に圧入して、軸受を固定することができる。さらに、このような支持装置では、第２部分および第３部分が円筒部材に圧入された場合であっても、当該円筒部材に第１部分が干渉することを防ぐことができる。

（６）本発明に係る支持装置において、
前記第２部分の外径と前記第３部分の外径とは、等しくてもよい。

このような支持装置では、第２部分および第３部分を円筒部材に圧入して軸受を固定することができ、かつ、当該円筒部材に第１部分が干渉することを防ぐことができる。

（７）本発明に係る支持装置において、
前記第１部分は、前記軸部材が嵌め合わされることよって弾性変形してもよい。

このような支持装置では、第１部分に軸部材が嵌め合わされることよって弾性変形するため、軸部材を第１部分との間に隙間がない状態で支持することができ、軸部材のがたつきを低減することができる。さらに、このような支持装置では、軸部材を第１部分との間に隙間がない状態で支持しつつ、軸部材を摺動可能にすることができる。

（８）本発明に係る支持装置において、
前記軸部材が挿入され、前記軸部材の外径よりも大きな内径を有する円筒部材を含み、
前記第２部分は、前記円筒部材に圧入されていてもよい。

このような支持装置では、軸受の第２部分が円筒部材に圧入されることで軸受を円筒部材に固定することができる。また、このような支持装置では、軸受の第２部分が円筒部材に圧入された状態であっても、第１部分が円筒部材に干渉することを防ぐことができる。

（９）本発明に係る支持装置において、
前記軸部材を、前記軸受とは異なる箇所で支持する軸支持部材を含んでいてもよい。

このような支持装置では、軸部材を、軸受と軸支持部材の２点で支持することができる。

（１０）本発明に係る支持装置において、
前記円筒部材は、前記軸支持部材に接続されていてもよい。

（１１）本発明に係る真空装置は、
本発明に係る支持装置を含む。

このような真空装置では、軸部材の先端部に装着された部材の位置ずれを低減することができる。

（１２）本発明に係る真空装置において、
真空状態に維持される真空室を含み、
前記軸部材の先端部は、前記真空室に配置され、
前記軸部材の後端部は、前記真空室の外に配置されてもよい。

本実施形態に係る軸受を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る軸受を模式的に示す側面図。 本実施形態に係る軸受を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る軸受を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る軸受を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る支持装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る支持装置の軸受を拡大して示す断面図。 本実施形態に係る支持装置を模式的に示す断面図。 多段カムを説明するための図。 本実施形態に係る電子顕微鏡を模式的に示す図。 本実施形態に係る電子顕微鏡に取り付けられた支持装置を模式的に示す図。 本実施形態の変形例に係る軸受を模式的に示す側面図。 本実施形態の変形例に係る軸受を模式的に示す断面図。 絞り板が装着された軸部材を模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 軸受
まず、本実施形態に係る軸受について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る軸受１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る軸受１００を模式的に示す側面図である。図３〜図５は、本実施形態に係る軸受１００を模式的に示す断面図である。なお、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線断面図である。

軸受１００は、図１〜図５に示すように、円筒状の部材である。軸受１００は、往復運動する軸部材を支持することができる。軸受１００は、第１部分１０と、第２部分２０と、第３部分３０と、を含む。

第１部分１０の形状は、円筒状である。第１部分１０は、第２部分２０と第３部分３０との間の位置している。

第１部分１０には、第１部分１０の中心軸Ａに沿った長手方向を持つ長孔１２が複数設けられている。長孔１２は、長手方向を持つ孔である。複数な長孔１２は、互いに同じ形状を有している。

長孔１２は、中心軸Ａまわりに等間隔で設けられている。図示の例では、長孔１２は、中心軸Ａまわりに９０°間隔で４個設けられている。なお、長孔１２の数は３個以上であれば特に限定されない。例えば、図示はしないが長孔１２は、中心軸Ａまわりに１２０°間隔で３個設けられていてもよいし、４５°間隔で８個設けられていてもよい。

軸受１００が軸部材を支持している状態において、第１部分１０と軸部材との嵌め合いは、締り嵌めである。ここで、締り嵌めとは、孔と軸との間に締めしろのある嵌め合いをいう。すなわち、第１部分１０の内径ＩＤ１０は、軸部材の径（後述する図８に示す径Ｄ２）よりも小さい。

第２部分２０は、第１部分１０の一方の端部に接続されている。第２部分２０の形状は、円筒状である。第２部分２０の内径ＩＤ２０は、第１部分１０の内径ＩＤ１０よりも大
きい。また、第２部分２０の外径ＯＤ２０は、第１部分１０の外径ＯＤ１０よりも大きい。

第３部分３０は、第１部分１０の他方の端部（第２部分２０が接続されている端部とは反対側の端部）に接続されている。第３部分３０の形状は、円筒状である。第３部分３０の内径ＩＤ３０は、第１部分１０の内径ＩＤ１０よりも大きい。また、第３部分３０の外径ＯＤ３０は、第１部分１０の外径ＯＤ１０よりも大きい。なお、第３部分３０の内径ＩＤ３０と第２部分２０の内径ＩＤ２０とは、例えば等しい。また、第３部分３０の外径ＯＤ３０と第２部分２０の外径ＯＤ２０とは、例えば等しい。

第１部分１０の中心軸、第２部分２０の中心軸、および第３部分３０の中心軸は、同一直線上に位置している。以下、これらの中心軸を区別しない場合には、「中心軸Ａ」という。

第１部分１０の中心軸Ａに沿った長さは、第２部分２０の中心軸Ａに沿った長さおよび第３部分３０の中心軸Ａに沿った長さよりも長い。なお、第２部分２０の中心軸Ａに沿った長さと第３部分３０の中心軸Ａに沿った長さは、例えば等しい。

第１部分１０の厚さ、第２部分２０の厚さ、および第３部分３０の厚さは、例えば、等しい。なお、例えば、第１部分１０の厚さを、第２部分２０の厚さおよび第３部分３０の厚さよりも小さくしてもよいし、第１部分１０の厚さを、第２部分２０の厚さおよび第３部分３０の厚さよりも大きくしてもよい。

第１部分１０、第２部分２０、および第３部分３０の材質は、例えば、樹脂である。第１部分１０、第２部分２０、および第３部分３０の材質は、軸部材よりも柔らかい材質であることが望ましい。第１部分１０、第２部分２０、および第３部分３０は、一体に設けられている。第１部分１０の材質、第２部分２０の材質、および第３部分３０の材質は、例えば、同じである。

２． 支持装置
次に、本実施形態に係る支持装置１について、図面を参照しながら説明する。ここでは、支持装置１が電子顕微鏡用の絞りを支持する装置である場合について説明する。

図６は、本実施形態に係る支持装置１を模式的に示す断面図である。図７は、本実施形態に係る支持装置１の軸受１００を拡大して示す断面図である。図８は、本実施形態に係る支持装置１を模式的に示す図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。

なお、図６〜図８には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、支持装置１が電子顕微鏡に搭載された場合に、電子顕微鏡の光学系の光軸に沿う軸である。

支持装置１は、本発明に係る軸受を含んで構成されている。以下では、支持装置１が、本発明に係る軸受として、軸受１００を含む例について説明する。

支持装置１は、軸受１００と、軸部材２と、軸支持部材４と、ベローズ５と、球面軸受６と、ばね７と、モーター８ａと、多段カム８ｂと、回転ローラー９と、を含んで構成されている。

支持装置１は、軸部材２の先端部に装着されている電子顕微鏡用の絞り板３を支持するための装置である。

軸部材２は、棒状の部材である。軸部材２は、先端部側が軸受１００で支持されており、後端部側が軸支持部材４で支持されている。すなわち、軸部材２は、２点で支持されている。軸部材２は、Ｘ軸に沿って往復運動することができる。軸部材２は、軸支持部材４と軸受１００とによって、軸芯がずれることなく、Ｘ方向に直線移動するように案内される。

軸部材２の先端部には絞り板３が装着されている。絞り板３には、複数の絞り孔３ａが設けられている。軸部材２の移動に伴って、絞り板３も移動する。軸部材２がＸ軸に沿って移動することにより、絞り孔３ａを切り替えることができる。軸部材２の材質は、例えば、金属である。

軸支持部材４は、軸部材２を支持している。軸支持部材４は、軸部材２を摺動可能に支持している。軸支持部材４は、例えば、嵌め合いによって軸部材２を支持する嵌め合い部材である。軸支持部材４は、軸部材２を往復運動可能に支持することができれば特に限定されない。軸支持部材４は、例えば、ボールスプラインであってもよい。

球面軸受６は、球面状の球面部６ａと、軸部材２が挿入される穴６ｂと、を有している。球面部６ａは、支持装置１の筐体１ａの内側に設けられた面に回転可能に支持されている。穴６ｂは、軸部材２が球面部６ａの中心を通るように設けられている。穴６ｂの径（球面軸受６の内径）は、軸部材２の外径よりも大きい。球面軸受６によって、軸部材２は、球面部６ａの中心を回動中心として回動することができる。

球面軸受６と軸支持部材４とは接続されている。そのため、軸部材２が球面軸受６によって回動しても、軸部材２は中心軸Ａに沿って移動可能である。

軸部材２は、多段カム８ｂをモーター８ａで回転させることにより、Ｘ方向に移動する。

図９は、多段カム８ｂを説明するための図である。多段カム８ｂには、階段状の回転ローラー９を案内する案内穴８ｃが設けられている。案内穴８ｃは、回転ローラー９が位置Ｐ１、位置Ｐ２、および位置Ｐ３に移動できるように形成されている。位置Ｐ１、位置Ｐ２、位置Ｐ３は、回転ローラー９が安定する位置である。軸部材２は、ばね７によって＋Ｘ方向に付勢されている。これにより、回転ローラー９が多段カム８ｂに押しつけられている。

モーター８ａで多段カム８ｂを回転させることにより、軸部材２に固定された回転ローラー９が多段カム８ｂの傾斜面を転動し、軸部材２がＸ方向に移動する。軸部材２の位置決め、すなわち、絞り孔３ａの位置決めは、回転ローラー９が多段カム８ｂの各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に移動することでなされる。

軸部材２の先端部には、ベローズ５が取り付けられており、ベローズ５の内側と外側とは気密に遮断されている。

軸受１００は、図７に示すように、球面軸受６の穴６ｂに挿入されている。具体的には、球面軸受６の先端部に設けられた円筒状の部分（円筒部材）に、第２部分２０および第３部分３０が圧入されている。

軸受１００の第１部分１０は、軸部材２を摺動可能に支持している。第１部分１０は、軸部材２をＸ方向に移動可能に案内する。

軸受１００の第１部分１０の内径ＩＤ１０（図３参照）は、軸部材２の径Ｄ２よりも小さい。すなわち、軸受１００の第１部分１０と軸部材２との嵌め合いは、締り嵌めである。そのため、軸受１００の第１部分１０は、軸部材２に干渉している。

軸受１００の第１部分１０には、複数の長孔１２が設けられているため、第１部分１０は軸部材２が嵌め合わされることよって弾性変形する。そのため、第１部分１０は、軸部材２が干渉することによって拡がり、軸部材２を挟み込む。この結果、第１部分１０に弾性力（ばね力）が生じ、軸部材２を第１部分１０との間に隙間がない状態で支持することができる。

軸受１００の第１部分１０は、軸部材２が干渉することによって膨らむ（外径ＯＤ１０が大きくなる）が、第１部分１０の外径ＯＤ１０は第２部分２０の外径ＯＤ２０および第３部分３０の外径ＯＤ３０よりも小さいため、第１部分１０は球面軸受６に接触しない。すなわち、軸受１００には、第１部分１０が球面軸受６に干渉することを防ぐための逃げ加工がなされている。

次に、支持装置１の動作について説明する。

支持装置１において絞り孔３ａを切り替える際には、モーター８ａが多段カム８ｂを回転させることにより、回転ローラー９がＸ方向に移動し、これに伴って軸部材２がＸ方向に移動する。そして、回転ローラー９が所定の位置（位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）に位置すると、モーター８ａが停止し、絞り孔３ａの切替が完了する。

回転ローラー９が多段カム８ｂの傾斜面を転動するとき、軸部材２には、軸方向（Ｘ方向）の力とともに、軸と垂直な方向（Ｙ方向）の力が加わる。また、回転ローラー９が所定の位置（位置Ｐ１、位置Ｐ２、位置Ｐ３のいずれか）に位置して絞り孔３ａの切替が完了すると、軸部材２に作用していた軸方向（Ｘ方向）の力および軸と垂直な方向（Ｙ方向）の力は解放される。

このとき、仮に、軸部材２が軸支持部材４によってのみ支持されていたとすると、軸支持部材４と軸部材２との隙間の分だけ軸部材２はＹ方向にドリフトしてしまう。本実施形態では、軸部材２は軸支持部材４と軸受１００の２点で支持されているため、軸部材２のＹ方向のドリフトを低減できる。さらに、第１部分１０は軸部材２を第１部分１０との間に隙間がない状態で支持することができるため、軸部材２のＹ方向のドリフトをより低減できる。

軸受１００および支持装置１は、例えば、以下の特徴を有する。

軸受１００では、第１部分１０には、中心軸Ａに沿った長手方向を持つ複数の長孔１２が中心軸Ａまわりに設けられている。そのため、軸受１００では、第１部分１０に弾性力を生じさせることができ、軸部材２を第１部分１０との間に隙間がない状態で支持することができる。この結果、軸部材２のがたつきを低減することができる。したがって、軸受１００では、例えば、軸部材２に、Ｙ方向の力が加わった場合であっても、軸部材２のＹ方向のドリフトを低減でき、絞り孔３ａのＹ方向の位置ずれを低減できる。

電子顕微鏡では、絞り孔３ａの位置ずれ（光軸からのずれ）に応じて像質が変化するため、絞り孔３ａに位置ずれが生じると良好な電子顕微鏡像を得ることができない。特に、絞り孔３ａのＹ方向の位置ずれ（すなわち、絞り孔３ａの光軸に対して垂直な方向の位置ずれ）は、Ｚ方向の位置ずれ（すなわち、絞り孔３ａの光軸に沿った方向の位置ずれ）に
比べて、電子顕微鏡における観察や分析において、その影響が大きい。軸受１００では、上記のように、絞り孔３ａのＹ方向の位置ずれを低減できるため、良好な電子顕微鏡像を得ることができる。

軸受１００では、第１部分１０と軸部材２との嵌め合いは締り嵌めであるため、第１部分１０に弾性力を生じさせることができ、軸部材２のがたつきを低減することができる。

軸受１００では、例えばこれらの材質が金属の場合と比べて、軸部材２に傷がつくことを防ぐことができる。軸部材２に傷がつくと、がたつきの原因となってしまう場合がある。

軸受１００では、第１部分１０に設けられた複数の長孔１２は中心軸Ａまわりに等間隔に設けられている。そのため、軸受１００では、第１部分１０に弾性力を等方的に生じさせることができる。この結果、軸部材２には、第１部分１０によって動径方向の力が等方的に加わるため（図８に示す矢印参照）、軸部材２を第１部分１０との間に隙間がない状態で支持することができる。

軸受１００では、第２部分２０の外径ＯＤ２０と第３部分３０の外径ＯＤ３０とは、等しい。そのため、軸受１００では、第２部分２０および第３部分３０を球面軸受６（円筒部材）に圧入して、軸受１００を固定することができる。さらに、軸受１００では、第２部分２０および第３部分３０を球面軸受６に圧入した場合に、第１部分１０が球面軸受６に干渉することを防ぐことができる。

軸受１００では、第１部分１０は、軸部材２が嵌め合わされることよって弾性変形する。そのため、軸受１００では、軸部材２を第１部分１０との間に隙間がない状態で支持することができ、軸部材２のがたつきを低減することができる。さらに、軸受１００では、軸部材２が嵌め合わされることよって弾性変形することにより、軸部材２を第１部分１０との間に隙間がない状態で支持しつつ、軸部材２を摺動可能にすることができる。

支持装置１では、軸受１００を含むため、軸部材２をＸ方向に摺動可能に支持できるとともに、軸部材２のがたつきを低減できる。したがって、支持装置１では、例えば絞り孔３ａを切り替える場合に、絞り孔３ａの位置ずれを低減することができる。

支持装置１では、軸受１００の第２部分２０および第３部分３０が球面軸受６（円筒部材）に圧入されることで軸受１００を球面軸受６に固定することができる。また、支持装置１では、軸受１００の第２部分２０および第３部分３０が球面軸受６に圧入された状態であっても、第１部分１０が球面軸受６に干渉することを防ぐことができる。

支持装置１では、軸部材２を、軸受１００とは異なる箇所で支持する軸支持部材４を含んでいるため、軸部材２を、軸受１００と軸支持部材４の２点で支持することができ、軸部材２のＹ方向の位置ずれ（Ｙ方向のドリフト）を低減できる。

支持装置１では、軸部材２の先端部に電子顕微鏡用の絞り板３が装着されている。そのため、支持装置１では、絞り板３の位置ずれを低減することができ、電子顕微鏡において、良好な電子顕微鏡像を得ることができる。

３． 真空装置
次に、本実施形態に係る真空装置について説明する。以下では、本発明に係る真空装置が電子顕微鏡である場合について説明する。図１０は、本実施形態に係る電子顕微鏡１０００を模式的に示す図である。図１１は、本実施形態に係る電子顕微鏡１０００に取り付
けられた支持装置１を模式的に示す図である。なお、図１０では、便宜上、支持装置１を簡略化して図示している。

電子顕微鏡１０００は、本発明に係る支持装置を含んで構成されている。ここでは、電子顕微鏡１０００が本発明に係る支持装置として、支持装置１を含む例について説明する。なお、図１０では、便宜上、支持装置１を簡略化して図示している。

電子顕微鏡１０００は、図１０に示すように、電子源１００２と、照射レンズ１００４と、絞り板３と、支持装置１と、試料ステージ１００６と、試料ホルダー１００８と、対物レンズ１０１０と、中間レンズ１０１２と、投影レンズ１０１４と、撮像装置１０１６と、を含んで構成されている。電子顕微鏡１０００は、試料Ｓを透過した電子線で結像する透過電子顕微鏡である。

電子源１００２は、電子を発生させる。電子源１００２は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線を放出する電子銃である。

照射レンズ１００４は、電子源１００２から放出された電子線を集束して試料Ｓに照射する。照射レンズ１００４は、図示はしないが、複数の電子レンズで構成されていてもよい。

絞り板３は、いわゆるコンデンサ絞りであり、照射系に組み込まれている。絞り板３は、試料Ｓに入射する電子線の開き角および照射量を調整するための絞りである。電子顕微鏡１０００では、互いに径の異なる絞り孔３ａを切り替えることにより、電子線の開き角および照射量を変更することができる。

支持装置１は、鏡筒内の空間を規定する壁部１００１に取り付けられている。支持装置１は、壁部１００１に設けられた貫通穴に挿入されている。支持装置１は、軸部材２の先端部が真空状態に維持される鏡筒内の空間（真空室）に位置し、軸部材２の後端部が鏡筒の外（真空室の外）に位置するように、軸部材２を支持している。支持装置１の先端部に装着された絞り板３に設けられた３つの絞り孔３ａのうちの１つは、電子顕微鏡１０００の光軸上に位置している。

試料ステージ１００６は、試料Ｓを保持する。図示の例では、試料ステージ１００６は、試料ホルダー１００８を介して、試料Ｓを保持している。試料ステージ１００６によって、試料Ｓの位置決めを行うことができる。試料ステージ１００６は、例えば、試料Ｓを傾斜させることができるゴニオメータステージである。

対物レンズ１０１０は、試料Ｓを透過した電子線で透過電子顕微鏡像を結像するための初段のレンズである。

中間レンズ１０１２および投影レンズ１０１４は、対物レンズ１０１０によって結像された像を拡大し、撮像装置１０１６上に結像させる。対物レンズ１０１０、中間レンズ１０１２、投影レンズ１０１４は、電子顕微鏡１０００の結像系を構成している。

撮像装置１０１６は、結像系によって結像された透過電子顕微鏡像を撮影する。撮像装置１０１６は、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ等のデジタルカメラである。

電子顕微鏡１０００では、電子源１００２から放出された電子線は、照射レンズ１００４によって集束されて試料Ｓに照射される。このとき、絞り板３によって試料Ｓに照射される電子線の開き角および照射量が制御される。試料Ｓに照射された電子線は、試料Ｓを
透過して対物レンズ１０１０によって結像される。対物レンズ１０１０によって結像された透過電子顕微鏡像は、中間レンズ１０１２および投影レンズ１０１４によってさらに拡大されて、撮像装置１０１６で撮影される。

本実施形態に係る電子顕微鏡１０００では、軸受１００を含む支持装置１を含むため、絞り孔３ａの位置ずれを低減することができ、良好な電子顕微鏡像を得ることができる。

なお、ここでは、絞り板３がコンデンサ絞りである例について説明したが、絞り板３は、例えば対物絞りであってもよいし、制限視野絞りであってもよい。対物絞りは、対物レンズ１０１０の後焦点面に配置され、明視野像や暗視野像を得るために透過波や回折波を取り込むための絞りである。制限視野絞りは、対物レンズ１０１０と中間レンズ１０１２との間（対物レンズ１０１０の像面）に配置され、制限視野回折を行う際、回折図形を得る試料の領域を制限する絞りである。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述した実施形態では、軸受１００は、第１部分１０と、第１部分１０の両端部にそれぞれ接続された第２部分２０および第３部分３０と、を含んで構成されていたが、本発明に係る軸受は、第３部分３０を有さなくてもよい。

図１２は、本実施形態の変形例に係る軸受２００を模式的に示す側面図である。図１３は、本実施形態の変形例に係る軸受２００が球面軸受６に圧入されている状態を模式的に示す図であり、図７に対応している。

軸受２００は、図１２に示すように、第３部分３０を有さず、第１部分１０と、第１部分１０の一方の端部に接続された第２部分２０と、で構成されている。この場合、図１３に示すように、軸受２００の第２部分２０のみが球面軸受６に圧入される。

本変形例に係る軸受２００によれば、軸受１００と同様の作用効果を奏することができる。

また、軸受２００を含む支持装置では、軸受２００の第２部分２０が球面軸受６（円筒部材）に圧入されることで軸受２００を球面軸受６に固定することができる。また、軸受２００を含む支持装置では、軸受２００の第２部分２０が球面軸受６に圧入された状態であっても、第１部分１０が球面軸受６に干渉することを防ぐことができる。

また、例えば、上述した実施形態では、支持装置１が、軸部材２の先端部に絞り板３が装着された絞り装置である例について説明したが、本発明に係る支持装置はこれに限定されない。本発明に係る支持装置は、軸部材２の先端部に試料Ｓを保持するための試料ホルダーが装着された試料ステージ装置であってもよい。また、本発明に係る支持装置は、軸部材２の先端部に、電子線を遮るための遮蔽部材が取り付けられたシャッター装置であってもよい。また、本発明に係る支持装置は、軸部材２の先端部に電子線ホログラムを得るために用いられる電子波の干渉計である電子線バイプリズムが取り付けられた電子線バイプリズム支持装置であってもよい。また、本発明に係る支持装置は、軸部材２の先端部にエネルギー分散型Ｘ線検出器（ＥＤＳ検出器）等の検出器が取り付けられた、検出器支持装置であってもよい。また、例えば、本発明に係る支持装置は、軸部材２の先端部に、電子線の電流量を計測するためのファラデーケージが取り付けられた、ファラデーケージ支持装置であってもよい。

また、例えば、上述した実施形態では、真空装置が透過電子顕微鏡である場合について説明したが、本発明に係る真空装置は、真空状態に維持される真空室を備えるその他の真空装置にも適用可能である。本発明に係る真空装置は、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）や、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）、質量分析装置（ＭＳ）などの分析装置であってもよいし、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）やイオンミリング装置などの加工装置であってもよい。

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…支持装置、１ａ…筐体、２…軸部材、３…絞り板、３ａ…絞り孔、４…軸支持部材、５…ベローズ、６…球面軸受、６ａ…球面部、６ｂ…穴、７…ばね、８ａ…モーター、８ｂ…多段カム、８ｃ…案内穴、９…回転ローラー、１０…第１部分、１２…長孔、２０…第２部分、３０…第３部分、１００…軸受、１０２…軸部材、１０３…絞り板、１０３ａ…絞り孔、２００…軸受、１０００…電子顕微鏡、１００１…壁部、１００２…電子源、１００４…照射レンズ、１００６…試料ステージ、１００８…試料ホルダー、１０１０…対物レンズ、１０１２…中間レンズ、１０１４…投影レンズ、１０１６…撮像装置

Claims (12)

1. 軸部材と、
   前記軸部材を支持する軸受と、
   を含み、
   前記軸受は、
   前記軸部材を摺動可能に支持する円筒状の第１部分と、
   前記第１部分の端部に接続され、前記第１部分よりも内径が大きく、かつ、前記第１部分よりも外径が大きい円筒状の第２部分と、
   を含み、
   前記第１部分には、前記第１部分の中心軸に沿った長手方向を持つ複数の長孔が、前記中心軸まわりに設けられ、
   前記軸部材の先端部には、電子顕微鏡用の絞り板、試料ホルダー、シャッター装置において電子線を遮るための遮蔽部材、電子線バイプリズム、検出器、または、ファラデーゲージが装着されている、支持装置。
2. 請求項１において、
   前記第１部分と前記軸部材との嵌め合いは、締り嵌めである、支持装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１部分および前記第２部分の材質は、樹脂である、支持装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   前記複数の長孔は、前記中心軸まわりに等間隔に設けられている、支持装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記第１部分の、前記第２部分が接続されている端部とは反対側の端部に接続され、前記第１部分よりも内径が大きく、かつ、前記第１部分よりも外径が大きい円筒状の第３部分を含む、支持装置。
6. 請求項５において、
   前記第２部分の外径と前記第３部分の外径とは、等しい、支持装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   前記第１部分は、前記軸部材が嵌め合わされることよって弾性変形する、支持装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項において、
   前記軸部材が挿入され、前記軸部材の外径よりも大きな内径を有する円筒部材を含み、
   前記第２部分は、前記円筒部材に圧入されている、支持装置。
9. 請求項８において、
   前記軸部材を、前記軸受とは異なる箇所で支持する軸支持部材を含む、支持装置。
10. 請求項９において、
    前記円筒部材は、前記軸支持部材に接続されている、支持装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の支持装置を含む、真空装置。
12. 請求項１１において、
    真空状態に維持される真空室を含み、
    前記軸部材の先端部は、前記真空室に配置され、
    前記軸部材の後端部は、前記真空室の外に配置される、真空装置。

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