JPH08335448A - 電子顕微鏡の試料移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長時間観察を行っても、目，腕などの疲れがな
く、楽な姿勢で人間工学的に配慮した電子顕微鏡の試料
移動装置を提供する。 【構成】主に第３及び第４のエンコーダ１４Ｘ，１４Ｙ
に回転つまみ１８Ｘ，１８Ｙが付いたものとマグネット
２６とマグネット２６を上下させるノブ２５を納めたケ
ース２０と、マイクロプロセッサ１２と、第１および第
２のエンコーダ１１Ｘ，１１Ｙと、モータ１０Ｘ，１０
Ｙと、Ｘ方向及びＹ方向リニアアクチュエータ８Ｘ，８
Ｙと、試料ステージ７と、センサシート３０を内蔵した
テーブル１５から構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡の試料移動
装置に係り、特に視野選択の際の操作性向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子顕微鏡を用いて試料を観察する場
合、視野選択のため試料を一平面上でＸ，Ｙ方向に移動
させる。所望の視野を探すには、オペレータの判断に依
存されているので人の手によって行っている。試料の移
動方向と移動量を入力する方法としては、マウスやジョ
イスティック等を用いて行う場合と、ロータリーエンコ
ーダに直結された回転つまみを２個操作して行う場合の
２種類ある。前者の方法では、試料の移動量はマウスの
移動量またはジョイスティックを倒している時間で指示
し、試料の移動方向はマウスの移動方向、またはジョイ
スティックを倒す方向によって直接指示する。後者の方
法では、移動量は回転つまみの回転角度で指示し、移動
方向はＸ方向とＹ方向を個々に指示する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の前者の
方法において、長所は、電子顕微鏡像を見ながら試料を
動かしたい方向へマウスやジョイスティックを動かす直
感操作ができること、もう一方の手で別な操作ができる
こと、特にマウスの場合、オペレータの操作しやすい位
置で試料移動操作ができることである。短所としては、
前に観察した場所を再び観察したいとき、Ｘ方向とＹ方
向の合成した移動量を手の感覚で逆戻りさせることは難
しく、ＣＲＴ上の座標を見ながら操作しなければならな
いために電子顕微鏡像から目が離れてしまうこと、離れ
た場所の視野選択をするとき、腕を忙しく動かしたり、
相当な時間がかかったりすることである。

【０００４】上記従来技術の後者の方法において、長所
は、両手でつまみの回転操作を行うので前に観察した場
所を再び観察したいとき、右手と左手の回転量を手の感
覚で容易に逆戻りさせることができること、移動のスピ
ードを速めるとき、指の操作のみで楽に行えることであ
る。短所としては、つまみの位置が人間工学的に見て手
の長い人と短い人の両方を満足させることができないこ
と、試料を動かしたい方向へ動かすときに直感操作が難
しいことである。

【０００５】上記従来技術は、いずれも操作性と人間工
学的な面で十分とはいえず、特に観察が長時間におよぶ
ときは目，腕が疲れることが多かった。

【０００６】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、電子顕微鏡で長時間観察を行っても、目，
腕などの疲れがなく、楽な姿勢で人間工学的に配慮した
試料移動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、以下のような手段を講じた点に特
徴がある。

【０００８】（１）試料を移動させる入力手段として、
ロータリーエンコーダに直結された回転つまみを２個用
いて、Ｘ方向とＹ方向の移動を個々に行えるようにし、
かつこれらの回転つまみが任意の位置に固定できるよう
にした。

【０００９】（２）回転つまみの固定は、マグネット、
又は吸盤によって行うことにした。

【００１０】（３）固定した場所の位置を検出する位置
センサを設け、位置センサにより検出した位置情報と、
ロータリーエンコーダからの電気信号量を計算する演算
処理系を備えるようにした。

【００１１】

【作用】上記した手段（１）によれば、人間工学的な配
慮がなされ、操作性を大幅に向上させることができる。
オペレータが操作しやすい位置に回転つまみを固定する
ことができるので、長時間操作しても疲れにくくなる。
さらに、手段（２）によれば、移動と固定が簡単に行え
るようになる。また、手段（３）によれば、Ｘ方向とＹ
方向の移動を個々に行うことも、１個の回転つまみでＸ
方向とＹ方向の合成した移動を行うこともでき、オペレ
ータが自由に選択することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明
する。

【００１３】電子銃１より放出された電子線２は、照射
レンズ系３によって収束された後に試料４に照射され
る。試料４を透過した電子線２は対物レンズを始めとす
る結像レンズ系５によって拡大され螢光板６上におい
て、試料の拡大像を結ぶ。

【００１４】試料４は試料ステージ７上に置かれ、該試
料ステージ７はモータ１０Ｘ，10Ｙの該回転を、前記試
料ステージ７が接続されたリニアアクチュエータ８Ｘ，
８Ｙで直進運動に変換することによってＸ，Ｙ方向に移
動することができる。

【００１５】モータ１０Ｘ，１０Ｙには、その回転軸を
共用する第１および第２のロータリエンコーダ１１Ｘ,
１１Ｙが接続されている。ロータリエンコーダ１１Ｘ,
１１Ｙから出力され、前記モータの回転数に応じたパル
スＰＸ１，ＰＹ１はマイクロプロセッサ１２で積算され
る。

【００１６】マイクロプロセッサ１２は、モータ駆動用
電源１３Ｘ，１３Ｙを介してモータの駆動制御を行う。
試料ステージ７を移動するための入力装置１４は、その
移動量を入力するための回転つまみ１８Ｘ，１８Ｙの軸
に第３および第４のロータリエンコーダ１４Ｘ，１４Ｙ
が直結されたものであり、その回転量に比例した数のパ
ルスをマイクロプロセッサ１２に対して出力する。

【００１７】また、図２に示す第３および第４のロータ
リエンコーダ１４Ｘ，１４Ｙを収納したケース２０には
吸盤２１またはノブ２５が取り付けられており、任意位
置への移動および固定が可能である。第３および第４の
ロータリエンコーダ１４Ｘ，１４Ｙの信号はコードまた
はコードレスでマイクロプロセッサ１２に伝わるように
なっている。

【００１８】以下に、このような構成を有する電子顕微
鏡の動作について詳細に説明する。 （１）ロータリエンコーダケースの固定 オペレータは観察を始める前に第３および第４のロータ
リエンコーダ１４Ｘ，１４Ｙを収納したケース２０を任
意位置に固定する。例えば図２に示した吸盤固定タイプ
のものであれば、ケース２０を浮かせた状態で任意位置
に移動し、これを電子顕微鏡テーブルに押し付けること
で固定させる。

【００１９】また、図３に示すマグネット固定タイプの
ものであれば、マグネット２６を上下させられるようノ
ブ２５が取り付けられている為、マグネット２６を上方
に上げておき任意位置に移動させ、これを下げて固定さ
せる。マグネット固定タイプの場合、電子顕微鏡テーブ
ルの下に金属板を取り付けておく。

【００２０】（２）ロータリエンコーダでの操作（通
常） 固定されたケース２０の回転つまみ１８Ｘ，１８Ｙを回
転させることによりこれに応じた試料移動ができる。Ｘ
軸，Ｙ軸に平行した移動をさせたい時は、どちらか一方
の回転つまみ１８Ｘまたは１８Ｙを回転させればこの動
きが得られ、Ｘ軸,Ｙ軸を合成した方向へ移動させたい
時には、両方の回転つまみ１８Ｘ,１８Ｙを回転させる
ことによってこの動きが得られる。

【００２１】（３）ロータリエンコーダの固定位置検出 第３および第４のロータリエンコーダ１４Ｘ，１４Ｙを
収納したケース２０は、通常電子顕微鏡テーブル上に固
定して使用する。電子顕微鏡テーブルは表面部分からテ
ーブル１５，位置センサシート３０，マグネット固定タ
イプの場合金属板３１の３重構造になっている。この中
で図４に示す位置センサシート３０にはＸ方向，Ｙ方向
に磁気センサが張ってあり、図２に示す位置検出マグネ
ット２２または図３に示す固定用マグネット２６の磁場
を検出し、Ｘ，Ｙ座標情報としてマイクロプロセッサ１
２に伝える。

【００２２】（４）応用動作 今、図５に示す電子顕微鏡螢光板４０の中央部に試料タ
ーゲット４１Ａを観察しているものとする。その他、螢
光板４０には試料ターゲット４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，
４１Ｅも映し出されているものとする。ここでターゲッ
ト４１Ｂを螢光板４０の中央部に移動する事を考えてみ
る。まず、第３，第４のロータリエンコーダ１４Ｘまた
は、１４Ｙを収納したケース２０の位置をマイクロプロ
セッサ１２に登録する。これが今、視野中央で観察して
いる試料ターゲット４１Ａを示す座標としてマイクロプ
ロセッサ１２が認識する。次に試料ターゲット４１Ｂを
示す方向にケース２０を移動させ、位置を登録する。こ
の時、登録した２点を結ぶ直線と試料ターゲット４１
Ａ，４１Ｂを結ぶ直線は、ほぼ平行になっていなければ
ならない。これらの手順を踏まえた後、位置登録で使用
した第３，第４のロータリエンコーダ１４Ｘまたは、１
４Ｙ一つを回転させると前記した２点を結ぶ直線と平行
した動きが実現できる。試料ターゲット４１Ｂに移動す
るか、試料ターゲット４１Ｄに移動するかはつまみの回
転方向によって決まり、移動速度はつまみの回転速度に
比例して動く。

【００２３】（５）応用動作の為の演算処理 図６は本発明の応用動作演算処理を示したフローチャー
トである。

【００２４】応用動作をさせる時、第３，第４のロータ
リエンコーダ１４Ｘまたは１４Ｙのどちらか一方を選択
し、このつまみを回転させパルスをマイクロプロセッサ
１２に出力する事で選択したロータリエンコーダを登録
するＦ１。

【００２５】選択したロータリエンコーダを任意位置に
移動させ原点位置座標登録をするＦ２。再度ロータリエ
ンコーダを移動させ方向を示す位置座標登録をするＦ
３。上記２点の座標位置を結ぶ直線と平行に試料移動が
できるよう演算処理するＦ４。Ｆ４演算をもとにＸ，Ｙ
モータの回転比を決定するＦ５。エンコーダ１４Ｘ，又
は１４Ｙより出力されたパルスに応じ、Ｆ５の回転比で
モータ１０Ｘ，１０Ｙを回転させるＦ６。

【００２６】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば以下の
ような効果が達成される。

【００２７】（１）Ｘ，Ｙエンコーダつまみの回転比を
オペレータ自身がコントロールさせることなく、Ｘ方向
とＹ方向とを合成した移動が一つのつまみで実現できる
為、操作性が著しく向上する。

【００２８】（２）しかも、ＸまたはＹエンコーダつま
み（右または左エンコーダつまみ）何れかを選択し上記
操作ができることから、オペレータのきき手（右または
左きき）による操作が可能となる為、電子顕微鏡の操作
性が向上する。

【００２９】（３）片手でＸ方向とＹ方向とを合成した
移動が得られる為、もう一方の手で他の操作が可能とな
り、操作性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子顕微鏡のブロック
図である。

【図２】本発明の一実施例である吸盤固定タイプ正面図
である。

【図３】本発明の一実施例であるマグネット固定タイプ
側面図である。

【図４】本発明の一実施例である電子顕微鏡テーブル図
である。

【図５】本発明の一実施例である応用動作説明図であ
る。

【図６】本発明の一実施例である試料移動装置の制御方
法を示したフローチャートである。

【符号の説明】

７…試料ステージ、８Ｘ，８Ｙ…アクチュエータ、１０
Ｘ，１０Ｙ…モータ、１１Ｘ，１１Ｙ，１４Ｘ，１４Ｙ
…エンコーダ、１２…マイクロプロセッサ、１３Ｘ，１
３Ｙ…電源、１５…テーブル、１８Ｘ，１８Ｙ…回転つ
まみ、２１…吸盤、２２…位置検出マグネット、２５…
ノブ、２６…マグネット、３０…位置センサシート、３
１…金属板。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のリニアアクチュエータを駆動源とし
   て試料保持部を一平面上でＸ，Ｙ方向に移動させる試料
   移動機構と、前記一対のリニアアクチュエータの回転軸
   に直結されたロータリーエンコーダと、試料の移動量お
   よび移動方向を指定する一対の入力手段を備えた電子顕
   微鏡の試料移動装置において、前記一対の入力手段が任
   意の位置に移動できるようにしたことを特徴とする電子
   顕微鏡の試料移動装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記一対の入力手段
   は、任意の位置に移動した後、マグネット、または吸盤
   で半固定に設置できることを特徴とする電子顕微鏡の試
   料移動装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記一対の入力手段の
   位置を検出する位置センサを設けたことを特徴とする電
   子顕微鏡の試料移動装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記一対の入力手段を
   前記位置センサにより検出した位置情報と、前記一対の
   入力手段からの電気信号量を計算する演算処理系を備え
   ていることを特徴とする電子顕微鏡の試料移動装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記一対の入力手段
   に、試料移動量および移動方向を前記演算処理系に伝え
   る手段を備えていることを特徴とする電子顕微鏡の試料
   移動装置。