(57)【要約】【課題】本発明は、従来のフィラメント位置決めの効率が低く、精度が低いという問題を解決する。【解決手段】本フィラメント位置決めシステムは、底板と、フィラメントホルダーの底板での位置を調整して位置決めすることで、各種タイプのフィラメントホルダーが底板に固定できるようにする第１の位置決め調整機構と、フィラメントを位置決めして調整するための第２の位置決め調整機構と、前記フィラメント先端と前記フィラメントホルダーの位置情報を収集して表示する検出モジュールとを備え、前記第１の位置決め調整機構と前記第２の位置決め調整機構とは前記位置情報に基づいて前記フィラメントホルダーと前記フィラメント先端の位置を対応調整する。本システム及び該システムを用いた方法は、各種タイプのフィラメントの位置決めに適用できると同時に、従来のフィラメントの位置決め精度と効率を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板（１１）と、第１の位置決め調整機構（１２）と、第２の位置決め調整機構（１３）と、検出モジュールとを備え、
前記底板（１１）にフィラメント（３）を固定するためのフィラメントホルダー（２）が設置され、前記第１の位置決め調整機構（１２）は、前記フィラメントホルダー（２）の前記底板（１１）での位置を調整するように、前記底板（１１）に取り付けられ、
前記フィラメントホルダー（２）は第１の位置決め中心を有し、前記第２の位置決め調整機構（１３）は前記フィラメント（３）のフィラメント先端が前記第１の位置決め中心に位置するように前記フィラメント（３）を調整し、
検出モジュールは、前記フィラメント（３）のフィラメント先端と前記フィラメントホルダー（２）の位置情報を収集して表示するように用いられ、前記第１の位置決め調整機構（１２）と前記第２の位置決め調整機構（１３）とは前記位置情報に基づいて前記フィラメントホルダー（２）と前記フィラメントの位置を対応調整する、ことを特徴とするフィラメント位置決めシステム。
【請求項２】
前記底板（１１）は第２の位置決め中心（１４）を有し、前記第１の位置決め調整機構（１２）は、前記フィラメントホルダー（２）の軸線が前記第２の位置決め中心（１４）を貫通するようにフィラメントホルダー（２）を調整し、
前記第１の位置決め中心は前記第２の位置決め中心（１４）の真上に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項３】
前記第１の位置決め調整機構（１２）は、前記第２の位置決め中心（１４）を円心として放射状に均等に分布し、前記第２の位置決め中心（１４）に接近又は離遠する方向に移動できることで、端部が前記フィラメントホルダー（２）に当接して前記フィラメントホルダー（２）を固定する複数の位置決めロッド（１２１）を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項４】
前記第１の位置決め調整機構（１２）は、ナットが前記底板（１１）に固定され、スクリューが前記ナットと嵌合して前記位置決めロッド（１２１）を形成する複数のスクリューナットユニットを備える、ことを特徴とする請求項３に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項５】
前記フィラメントホルダー（２）は、フィラメント台座（２１）と、フィラメント位置決め座（２２）とを備え、前記フィラメント位置決め座（２２）が前記フィラメント台座（２１）に取り付けられ、前記フィラメント（３）が前記フィラメント位置決め座（２２）に取り付けられる、ことを特徴とする請求項２に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項６】
前記フィラメント位置決め座（２２）の上端面は、中心が前記第１の位置決め中心であるグリッドキャップ孔を有する、ことを特徴とする請求項５に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項７】
前記第２の位置決め調整機構（１３）は、前記フィラメント（３）と前記フィラメント位置決め座（２２）との接続ねじを調整することで、前記フィラメント先端の位置を調整するための六角棒スパナを備える、ことを特徴とする請求項６に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項８】
前記検出モジュールは、前記フィラメント先端と前記フィラメントホルダー（２）の位置画像情報を収集するための画像収集モジュール（４１）と、前記画像収集モジュール（４１）に接続され、前記位置画像情報を表示するための画像表示モジュール（４２）とを備える、ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項９】
前記画像収集モジュール（４１）は前記第２の位置決め中心（１４）の真上に位置する、ことを特徴とする請求項８に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１０】
前記画像表示モジュール（４２）は、位置画像及び前記フィラメント先端と前記第１の位置決め中心との距離情報を含む前記位置画像情報を受信して処理するコンピュータ端末である、ことを特徴とする請求項８に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１１】
前記検出モジュールは位置画像グレースケールによって前記フィラメント先端と前記第１の位置決め中心の位置を識別するとともに、前記フィラメント先端の前記フィラメントホルダーの上端面での正投影と前記第１の位置決め中心との距離を計算する、ことを特徴とする請求項１０に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１２】
前記検出モジュールは、前記位置決めロッド（１２１）の前記フィラメントホルダー（２）に向く端面に固定され、且つ検出した圧力値を表示する前記画像表示モジュール（４２）に接続される圧力センサーを更に備える、ことを特徴とする請求項１０に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１３】
前記第１の位置決め調整機構（１２）と前記第２の位置決め調整機構（１３）とに接続され、前記第１の位置決め調整機構（１２）及び／又は前記第２の位置決め調整機構（１３）が調整作動するように駆動するための駆動ユニット（５）を更に備える、ことを特徴とする請求項１２に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１４】
前記駆動ユニット（５）は、前記第１の位置決め調整機構（１２）に接続され、前記フィラメントホルダー（２）の位置を調整するように、前記第１の位置決め調整機構（１２）が作動するように駆動するための第１の駆動ユニット（５１）を備える、ことを特徴とする請求項１３に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１５】
前記第１の駆動ユニット（５１）は、第１のモーター又は油圧シリンダを備える、ことを特徴とする請求項１４に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１６】
前記駆動ユニット（５）は、前記第２の位置決め調整機構（１３）に接続され、前記フィラメント先端の位置を調整するように、前記第２の位置決め調整機構（１３）が作動するように駆動するための第２の駆動ユニット（５２）を更に備える、ことを特徴とする請求項１４に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１７】
前記第２の駆動ユニット（５２）は、第２のモーターを含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１８】
前記第２のモーターはステップモーター又はサーボモーターである、ことを特徴とする請求項１７に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項１９】
前記第２のモーターの調整精度は１００μｍより小さい、ことを特徴とする請求項１７に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項２０】
前記検出モジュールと前記駆動ユニット（５）とにそれぞれ電気的に接続され、前記検出モジュールにより送信された前記位置情報を受信するとともに、前記駆動ユニット（５）が前記第１の位置決め調整機構（１２）及び／又は第２の位置決め調整機構（１３）の作動を駆動するように制御する制御ユニット（６）を更に備える、ことを特徴とする請求項１４に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項２１】
前記制御ユニット（６）は、コントローラ（６２）とドライバ（６１）を備え、
前記コントローラ（６２）は前記コンピュータ端末に接続され、前記コンピュータ端末が送信した調整命令と調整パラメータを受信するとともに、信号を前記ドライバ（６１）へ送信し、
前記ドライバ（６１）は前記駆動ユニット（５）及び前記コントローラ（６２）にそれぞれ接続され、前記信号を受信して前記駆動ユニット（５）が運動するように駆動する、ことを特徴とする請求項２０に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項２２】
前記調整命令は、フィラメント調整命令及び／又はフィラメントホルダー調整命令を含み、
前記フィラメント調整命令は前記フィラメント先端の第１の位置決め中心に対する位置を調整することに用いられ、
前記フィラメントホルダー調整命令は前記フィラメント台座（２１）の第２の位置決め中心（１４）に対する位置を調整するとともに、前記フィラメント台座（２１）を固定することに用いられる、ことを特徴とする請求項２１に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項２３】
前記調整パラメータは、モーターの軸数、ホイールベース、回転角度及びフィードステップ数を含む、ことを特徴とする請求項２２に記載のフィラメント位置決めシステム。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載のフィラメント位置決めシステム用のフィラメント位置決め方法であって、
フィラメントホルダー（２）とフィラメント（３）とをそれぞれ底板（１１）とフィラメントホルダー（２）とに取り付けるステップと、
検出モジュールが前記フィラメントホルダー（２）と前記フィラメント（３）の位置情報を表示するステップと、
前記位置情報に基づいて、第１の位置決め調整機構（１２）が前記フィラメントホルダー（２）の位置を調整するように手動で駆動することで、前記フィラメントホルダー（２）を前記底板（１１）に固定するステップと、
前記位置情報に基づいて、第２の位置決め調整機構（１３）が前記フィラメント（３）を調整するように手動で駆動することで、前記フィラメント先端を前記第１の位置決め中心に位置させるステップとを含む、ことを特徴とするフィラメント位置決め方法。
【請求項２５】
請求項１３〜２３のいずれか１項に記載のフィラメント位置決めシステム用のフィラメント位置決め方法であって、
フィラメントホルダー（２）とフィラメント（３）とをそれぞれ底板（１１）とフィラメントホルダー（２）とに取り付けるステップと、
検出モジュールが前記フィラメントホルダー（２）と前記フィラメント（３）の位置情報を表示するステップと、
前記位置情報に基づいて、前記駆動ユニット（５）を手動で駆動することで、前記駆動ユニット（５）は、第１の位置決め調整機構（１２）が前記フィラメントホルダー（２）の位置を調整するように駆動することにより、前記フィラメントホルダー（２）の軸線が前記第２の位置決め中心（１４）を貫通するようにするステップと、
前記位置情報に基づいて、前記駆動ユニット（５）を手動で駆動することで、前記駆動ユニット（５）は、前記第２の位置決め調整機構（１３）が前記フィラメント（３）を調整するように駆動し、前記フィラメント先端を前記第１の位置決め中心に位置させるステップとを含む、ことを特徴とするフィラメント位置決め方法。
【請求項２６】
請求項２０〜２３のいずれか１項に記載のフィラメント位置決めシステム用のフィラメント位置決め方法であって、
フィラメントホルダー（２）とフィラメント（３）とをそれぞれ底板（１１）とフィラメントホルダー（２）とに取り付けるステップと、
検出モジュールが前記フィラメントホルダー（２）と前記フィラメント（３）の位置情報を表示するステップと、
前記位置情報に基づいて、コンピュータ端末が調整パラメータを計算して調整命令を送信するステップと、
制御ユニット（６）が前記調整命令と調整パラメータを受信するステップと、
前記駆動ユニット（５）を駆動することで、前記駆動ユニットは、前記第１の位置決め調整機構（１２）と第２の位置決め調整機構（１３）が作動するように駆動することにより、前記フィラメントホルダー（２）の軸線が前記第２の位置決め中心（１４）を貫通して前記フィラメント先端が前記第１の位置決め中心に位置するようにするステップとを含む、ことを特徴とするフィラメント位置決め方法。
【請求項２７】
前記位置情報は、フィラメント先端と第１の位置決め中心との位置画像情報及び距離情報、並びに前記フィラメントホルダー（２）の軸線の第２の位置決め中心（１４）に対する距離情報を含む、ことを特徴とする請求項２５に記載のフィラメント位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械工学・自動化分野に関し、特にフィラメント位置決めシステム及びフィラメント位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡は微視的形態を観察するために有用なツールとして、迅速、且つ幅広く冶金、鉱物、化学工業、医薬、生物、生物医学、食品、ナノ材料等の分野に適用される。電子顕微鏡は主に、透過型電子顕微鏡と走査型電子顕微鏡を含む。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）は集束電子ビームを照明源とし、電子ビームに対して透明なフィルムサンプルを用い、試験片を透過した透過電子ビーム又は回折電子ビームで形成される画像で試験片の内部の微細構造を分析する。走査型電子顕微鏡は２次電子反射による高エネルギー電子ビームを用いて試験片を走査し、各種の物理情報を励起する。これらの情報に対する受信、拡大及び表示結像を経て、テストサンプル表面の２次元構造形態を取得する。
【０００３】
顕微鏡の電子光学部全体は鏡筒内に設置されており、電子銃、収束レンズ、対物レンズ、中間レンズ、投影レンズ、観察室、蛍光スクリーン、ＣＣＤ等の装置が上から下へ順に配列される。電子銃、収束レンズ等の装置で構成される照明システムは結像システムに輝度が高くコヒーレンスが高い照明光源を提供する。電子銃は、陰極、制御極（ゲート）及び陽極で構成される。真空中で高圧加熱した後に、陰極から放出された電子は高い運動エネルギーを取得して、所定方向の高速電子フロー（電子ビーム）を形成する。所定の範囲内では、フィラメント電流が大きいほど、フィラメント温度が高く、放出された電子が多いほど、フィラメントの表面蒸発が速い。従って、フィラメントは耐用年数に限界があり、例えば、タングステンフィラメントが一般的に１００〜１５０時間であり、六ホウ化ランタンフィラメントが１０００時間より長く、六ホウ化セリウムフィラメントが約１５００時間である。このため、フィラメントを頻繁に交換する必要がある。
【０００４】
電子顕微鏡フィラメントを交換する場合、フィラメントの位置も非常に厳しく限定され、フィラメントの先端が電子銃の中心位置に位置しなければならないことが要求される。フィラメントの位置が外れると、フィラメント輝度が低くなりやすく、輝度を向上させるには、操作者がバイアス又は電流を増加させる必要があるため、フィラメントのダメージを引き起こす。従来、フィラメント交換は手動で実施され、装置管理者の時間を大量に浪費するとともに、調整時、フィラメント先端とグリッドキャップ孔中心とが同じ平面に位置しないため、操作者の視覚差異によってフィラメントの取り付け位置のずれを引き起こす恐れがあり、程度が異なるが、顕微鏡の結像品質に悪影響を与える。同時に、メーカーによりフィラメントタイプに違いがあるため、異なる電子顕微鏡フィラメントは異なるフィラメント位置決め座とフィラメント台座を有し、異なるタイプのフィラメントを位置決めする際に、異なる固定取り付けモジュールでフィラメントの取り付けと調整を行う必要があり、時間と労力がかかってしまい、且つ効率が低く、資源を浪費するとともに、位置決め精度を確保しにくい。
【発明の概要】
【課題を解決しようとする手段】
【０００５】
本発明は、各種タイプの電子顕微鏡フィラメントの正確且つ高効率な位置決めを実現するために、フィラメント位置決めシステム及びフィラメント位置決め方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を実現するために、本発明は下記の技術案を用いる。
【０００７】
フィラメント位置決めシステムであって、底板と、第１の位置決め調整機構と、第２の位置決め調整機構と、検出モジュールとを備え、
前記底板にフィラメントを固定するためのフィラメントホルダーが設置され、前記第１の位置決め調整機構は、前記フィラメントホルダーの前記底板での位置を調整するように、前記底板に取り付けられ、
前記位置決め座は第１の位置決め中心を有し、前記第２の位置決め調整機構は前記フィラメントが前記第１の位置決め中心に位置するように、前記フィラメントを調整し、
検出モジュールは、前記フィラメントのフィラメント先端と前記フィラメントホルダーの位置情報を収集して表示するように用いられ、前記第１の位置決め調整機構と前記第２の位置決め調整機構とは前記位置情報に基づいて前記フィラメントホルダーと前記フィラメントの位置を対応調整する、フィラメント位置決めシステム。
【０００８】
本発明に係るフィラメント位置決めシステムは、第１の位置決め調整機構によって、各種タイプの電子顕微鏡フィラメントの位置決めに適用でき、異なるタイプのフィラメントを位置決めする際に、フィラメント固定装置を再配置する必要があるという不便さを回避し、フィラメント位置決めの効率を向上させるとともに、検出モジュールによってフィラメント先端とフィラメントホルダーの画像位置を検出して表示することで、従来のフィラメント手動位置決め過程に、裸眼での直接観測によるフィラメント先端の第１の位置決め中心位置に対する視覚誤差を回避し、フィラメントの位置決め精度を向上させ、フィラメントの耐用年数を延ばし、且つ手動調整と装置検出の共同作用によってフィラメント位置決めがより容易になり、装置管理者の作業負担を軽減させて作業時間を短縮させる。
【０００９】
好ましくは、前記底板は第２の位置決め中心を有し、前記第１の位置決め調整機構は、前記フィラメントホルダーの軸線が前記第２の位置決め中心を貫通するように前記フィラメントホルダーを調整し、前記第１の位置決め中心は、前記第２の位置決め中心の真上に位置する。第２の位置決め中心を決定することで、各種タイプのフィラメントホルダーにいずれも固定された位置決め点を持たせて、システム全体によるフィラメント位置決め・調整を容易にする。
【００１０】
好ましくは、前記第１の位置決め調整機構は、前記第２の位置決め中心を円心として放射状に均等に分布し、前記第２の位置決め中心に接近又は離遠する方向に移動できることで、端部が前記フィラメントホルダーに当接して前記フィラメントホルダーを固定する複数の位置決めロッドを備える。当該調整機構は、構造が簡単で、調整時、位置決めロッドが第２の位置決め中心に接近又は離遠する方向に移動するだけで正確な位置決めと固定作用を実現できる。
【００１１】
好ましくは、前記第１の位置決め調整機構は、ナットが前記底板に固定され、スクリューが前記ナットと嵌合して前記位置決めロッドを形成する複数のスクリューナットユニットを備える。
【００１２】
好ましくは、前記フィラメントホルダーは、フィラメント台座と、フィラメント位置決め座とを備え、前記フィラメント位置決め座が前記フィラメント台座に取り付けられ、前記フィラメントが前記フィラメント位置決め座に取り付けられる。フィラメント位置決め座はフィラメント型番と生産メーカーに応じて形状が異なり、底板に直接位置決め且つ取り付けにくく、フィラメント台座はフィラメントの型番に応じて異なるが、その下端がいずれも円筒状であるので、底板での取り付け位置決めを実現しやすい。
【００１３】
好ましくは、前記フィラメント位置決め座の上端面は、中心が前記第１の位置決め中心であるグリッドキャップ孔を有する。フィラメント位置決め座が電子顕微鏡に備えるフィラメント位置決め部材であり、電子ビームがグリッドキャップ孔を介してテストサンプルに照射し、フィラメント位置決め座でフィラメントを位置決めし、位置決めしたフィラメントを電子顕微鏡に直接取り付けることができ、すなわちフィラメント先端が電子銃の中心位置に位置する要件を実現し、改めて取り付けて位置決めする必要がない。
【００１４】
好ましくは、前記第２の位置決め調整機構は、前記フィラメントと前記フィラメント位置決め座との接続ねじを調整することで、前記フィラメント先端の位置を調整するための六角棒スパナを備える。接続ねじが締め付けて固定される場合、各ねじの締め付け力が異なるため、フィラメント先端の位置が第１の位置決め中心の真上からずれ、六角棒スパナで接続ねじを調整しやすく、スパナで接続ねじを締め付け又は緩めることができ、すなわちフィラメント先端の位置を調整できる。
【００１５】
好ましくは、前記検出モジュールは、前記フィラメント先端と前記フィラメントホルダーの位置画像情報を収集するための画像収集モジュールと、前記画像収集モジュールに接続され、前記位置画像情報を表示するための画像表示モジュールとを備える。画像表示モジュールは、画像収集モジュールと一体に結合されてもよく、すなわち画像収集装置は同時に画像表示機能を有し、また、収集した位置画像情報を更に処理しやすくするために、両方が異なる装置であるようにしてもよい。
【００１６】
好ましくは、前記画像収集モジュールは前記第２の位置決め中心の真上に位置することで、画像収集モジュールの収集中心が第２の位置決め中心から外れることによるフィラメント先端とフィラメント位置決め座の位置画像誤差を減少させ、画像収集の精度を向上させ、更に位置決め精度を向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、前記画像表示モジュールは、位置画像と前記位置画像における前記フィラメント先端と前記第１の位置決め中心との距離情報を含む前記位置画像情報を受信して処理するコンピュータ端末である。コンピュータ端末は、情報処理能力が高く、位置画像情報を各種の方式で処理したり表示したりすることができ、ヒューマンコンピュータインタラクションを容易に実現できる。位置画像の表示は、操作者がフィラメント先端の第１の位置決め中心に対する位置を視覚的に観察し、更に必要に応じて各ステップの調整精度を変えることに役立つ。距離情報は、裸眼観測による視覚誤差を更に回避して、システムによる正確なフィラメント位置決めを実現する。
【００１８】
好ましくは、前記検出モジュールは、前記位置画像グレースケールによって前記フィラメント先端と前記第１の位置決め中心の位置を識別するとともに、前記フィラメント先端の前記フィラメントホルダーの上端面での正投影と前記第１の位置決め中心との距離を計算する。
【００１９】
好ましくは、前記検出モジュールは、前記位置決めロッドの前記フィラメントホルダーに向く端面に固定され、且つ検出した圧力値を表示する前記画像表示モジュールに接続される圧力センサーを更に備える。圧力センサーは、位置決めロッドがフィラメントホルダーに当接するか否かを検出し、且つ圧力値の大きさに基づいて、各位置決めロッドとフィラメントホルダーとの当接程度を判断できるので、位置決めロッドの調整による各位置決めロッドの移動距離誤差を減少させ、フィラメントホルダーの位置決め精度を向上させ、更にフィラメントの位置決め精度を向上させる。
【００２０】
好ましくは、前記第１の位置決め調整機構と前記第２の位置決め調整機構とに接続され、前記第１の位置決め調整機構及び／又は前記第２の位置決め調整機構が調整作動するように駆動するための駆動ユニットを更に備える。駆動ユニットをシステムに導入することにより、第１の位置決め調整機構又は第２の位置決め調整機構の手動調整による調整誤差を低減させ、フィラメントの位置決め精度を向上させ、同時に管理者の作業負担を軽減させて、管理者のフィラメント調整時間を節約することができる。
【００２１】
好ましくは、前記駆動ユニットは、前記第１の位置決め調整機構に接続され、前記第１の位置決め調整機構が作動するように駆動することで、前記フィラメントホルダーの軸線位置を調整するための第１の駆動ユニットを備える。第１の位置決め調整機構を駆動する駆動ユニットの独立設置により、駆動ユニットが故障した場合、第１の位置決め調整機構と第２の位置決め調整機構が全て駆動できないことを回避し、システムの信頼性を向上させる。
【００２２】
好ましくは、前記第１の駆動ユニットは、第１のモーター又は油圧シリンダを備え、この２種の駆動装置は一般的に使用されるためのものであるため、別の駆動装置を設計する必要がなく、システムコストを削減させる。
【００２３】
好ましくは、前記駆動ユニットは、前記第２の位置決め調整機構に接続され、前記フィラメント先端の位置を調整するように、前記第２の位置決め調整機構が作動するように駆動するための第２の駆動ユニットを更に備える。第１の位置決め調整機構を駆動する駆動ユニットと第２の位置決め調整機構を駆動する駆動ユニットの独立設置により、同じ駆動ユニットで第１の位置決め調整機構と第２の位置決め調整機構を同時に駆動することを回避し、システム制御の複雑さを低減させる。
【００２４】
好ましくは、前記第２の駆動ユニットは、第２のモーターを備える。
【００２５】
好ましくは、前記第２のモーターはステップモーター又はサーボモーターである。ステップモーター又はサーボモーターはパルス数を制御することによって角変位量を制御して、正確な位置決めを実現でき、同時に、パルス周波数を制御することによってモーターの回転速度と加速度を制御して、速度調整の目的を実現し、また、駆動信号が失われる場合、タイムリーに停止でき、応答が速く、駆動制御の精度を確保する。
【００２６】
好ましくは、前記第２のモーターの調整精度が１００μｍより小さいことにより、フィラメントの正確な調整を実現し、フィラメントの位置決め精度を確保する。
【００２７】
好ましくは、前記検出モジュールと前記駆動ユニットとにそれぞれ電気的に接続され、前記検出モジュールにより送信された前記位置情報を受信するとともに、前記駆動ユニットが前記第１の位置決め調整機構及び／又は第２の位置決め調整機構の作動を駆動するように制御する制御ユニットを更に備える。制御ユニットをシステムに導入することにより、システムによるフィラメント全自動位置決めを実現でき、手動調整による位置決め誤差を最大限に回避し、位置決め精度を向上させ、同時に、管理者の作業負担を大幅に軽減させ、システム管理時間を節約することができる。
【００２８】
好ましくは、前記制御ユニットは、コントローラと、ドライバとを備え、前記コントローラは、前記コンピュータ端末に接続され、前記コンピュータ端末により送信された調整命令と調整パラメータを受信し、信号を前記ドライバに送信し、前記ドライバはそれぞれ前記駆動ユニット及び前記コントローラに接続され、前記信号を受信して前記駆動ユニットが運動するように駆動する。コントローラによって制御信号をドライバに送信することで、モーターの正確な制御を実現でき、コントローラが１つのパルス信号を送信するごとに、ドライバによってモーターに１つのステップ角分回転させることから、モーターの回転数がパルス信号の周波数と正比例し、そのため、ステップパルス信号の周波数を制御することにより、モーター速度を正確に調整でき、ステップパルスの数を制御することにより、モーターの正確な位置決めを実現できる。
【００２９】
好ましくは、前記調整命令は、フィラメント調整命令及び／又はフィラメントホルダー調整命令を含み、前記フィラメント調整命令は前記フィラメント先端の第１の位置決め中心に対する位置を調整して固定するために用いられ、前記フィラメントホルダー調整命令は前記フィラメントホルダーの第２の位置決め中心に対する位置を調整するとともに、前記フィラメント台座を固定するために用いられる。異なる調整命令を送信することにより、フィラメントホルダーの位置決め・調整とフィラメント位置決め・調整は全て全自動方式で行うことができる。
【００３０】
好ましくは、前記調整パラメータは、モーターの軸数、ホイールベース、回転角度及びフィードステップ数を含む。これらのパラメータはモーターがフィラメントを正確に調整するように制御できる。
【００３１】
本発明は、手動調整方式でフィラメント位置決めを実現する下記のフィラメント位置決め方法を更に提供する。
フィラメントホルダーとフィラメントとをそれぞれ底板とフィラメントホルダーとに取り付けるステップと、
検出モジュールが前記フィラメントホルダーと前記フィラメントの位置情報を表示するステップと、
前記位置情報に基づいて、第１の位置決め調整機構が前記フィラメントホルダーの位置を調整するように手動で駆動することで、前記フィラメントホルダーを前記底板に固定するステップと、
前記位置情報に基づいて、第２の位置決め調整機構が前記フィラメントを調整するように手動で駆動することで、前記フィラメント先端を前記第１の位置決め中心に位置させるステップとを含む、フィラメント位置決め方法。
【００３２】
本発明に係る手動フィラメント位置決め方法は、検出モジュールが提供した、位置画像情報と位置距離情報を含む位置情報を用いることで、従来のフィラメント手動位置決めのように、フィラメント先端とフィラメント位置決め座との相対位置を裸眼で直接観測することによる視覚誤差を引き起こすことを回避し、フィラメントの位置決め精度を向上させ、フィラメントの耐用年数を延長させ、フィラメント調整がより容易且つ迅速になり、フィラメント調整に必要な作業時間を短縮させて作業負担を軽減させ、同時に、各種タイプのフィラメントの位置決めに適用できる。
【００３３】
本発明は、半自動調整方式によってフィラメント位置決めを実現する下記のフィラメント位置決め方法を更に提供する。
フィラメントホルダーとフィラメントとをそれぞれ底板とフィラメントホルダーとに取り付けるステップと、
検出モジュールが前記フィラメントホルダーと前記フィラメントの位置情報を表示するステップと、
前記位置情報に基づいて、前記駆動ユニットを手動で駆動することで、前記駆動ユニットは、第１の位置決め調整機構が前記フィラメントホルダーの位置を調整するように駆動し、前記フィラメントホルダーの軸線が前記第２の位置決め中心を貫通するようにするステップと、
前記位置情報に基づいて、前記駆動ユニットを手動で駆動することで、前記駆動ユニットは、前記第２の位置決め調整機構が前記フィラメントを調整するように駆動することにより、前記フィラメント先端を前記第１の位置決め中心の真上に位置するステップとを含む、フィラメント位置決め方法。
【００３４】
本発明に係る半自動フィラメント位置決め方法は、駆動ユニットを手動で駆動することで、駆動ユニットは、第１の位置決め調整機構と第２の位置決め調整機構が調整作動するように駆動し、それによって、調整機構の手動駆動による誤差を回避し、フィラメント位置決めがより正確になる。
【００３５】
本発明は、システムの全自動調整方式によってフィラメント位置決めを実現する下記のフィラメント位置決め方法を更に提供する。
フィラメントホルダーとフィラメントとをそれぞれ底板とフィラメントホルダーとに取り付けるステップと、
検出モジュールが前記フィラメントホルダーと前記フィラメントの位置情報を表示するステップと、
前記位置情報に基づいて、コンピュータ端末が調整パラメータを計算して調整命令を送信するステップと、
制御ユニットが前記調整命令と調整パラメータを受信するステップと、
前記駆動ユニットを駆動することで、前記ユニットは、前記第１の位置決め調整機構と第２の位置決め調整機構が作動するように駆動することにより、前記フィラメントホルダーの軸線が前記第２の位置決め中心を貫通して前記フィラメント先端が前記第１の位置決め中心に位置するようにするステップとを含む、フィラメント位置決め方法。
【００３６】
本発明に係る全自動フィラメント位置決め方法は、制御ユニットによって第１の位置決め調整機構と第２の位置決め調整機構を制御し、機械駆動と検出装置を共同作用させ、それによって、人的要因の影響を最大限に減少させ、フィラメント位置決めがより正確になり、同時に装置管理者のフィラメント位置決め作業の負担を大幅に低減させて作業時間を短縮させ、装置の作動効率を向上させる。
【００３７】
好ましくは、前記位置情報は、フィラメント先端と第１の位置決め中心との位置画像情報及び距離情報、並びに、前記フィラメントホルダーの軸線の第２の位置決め中心に対する距離情報を含み、前記位置情報を利用してフィラメントホルダー位置決めとフィラメント位置決めの過程を確実且つリアルタイムに監視してフィードバックすることができ、フィラメントホルダー位置決めとフィラメント位置決めの精度を確保する。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の有益な効果は（１）〜（４）である。
【００３９】
（１）各種タイプのフィラメントの位置決めに適用できるため、各種タイプのフィラメントを位置決めする際に、フィラメント固定装置を再配置する必要があるという不便さを避け、フィラメント位置決めの効率を向上させる。
【００４０】
（２）検出モジュールでフィラメントとフィラメントホルダーの画像を検出することで、フィラメントの位置の裸眼での直接観測による視覚誤差を回避し、フィラメントの位置決め精度を向上させ、更に電子顕微鏡の結像品質を向上させ、フィラメントの耐用年数を延長させる。
【００４１】
（３）従来のフィラメントの手動位置決めのように、フィラメント先端とグリッドキャップ孔中心とのわずかな距離を裸眼で観察することにより、装置管理者の視力損傷を引き起こすことを防止し、フィラメント位置決めがより容易且つ迅速になり、装置管理者の作業負担を軽減させて作業時間を短縮させ、装置の作動効率を向上させる。
【００４２】
（４）また、該システムの使用により、プリセンタリング電子顕微鏡フィラメントの購入数量を減少させ、電子顕微鏡の使用費用を大幅に削減させる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るフィラメント位置決めシステムの模式図である。
【図２】本発明に係る第１の位置決め調整機構の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、図面と実施例を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。なお、ここで説明される具体的な実施例は本発明を解釈するためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。また、説明の便宜上、図中、本発明に関連する全ての構造ではなく、一部だけを示している。
【実施例１】
【００４５】
図１と図２に示すように、本発明の実施例１は、底板１１、第１の位置決め調整機構１２、第２の位置決め調整機構１３、検出モジュール、駆動ユニット５及び制御ユニット６を備えるフィラメント位置決めシステムを提供する。底板１１は第１の位置決め調整機構及びフィラメントホルダー２を固定するために用いられ、第１の位置決め調整機構１２は各種タイプのフィラメントホルダー２を位置決めして固定し、第２の調整機構１３は各種タイプのフィラメント３を位置決め・調整することで、本フィラメント位置決めシステムが各種タイプのフィラメント３の位置決めに適用できるようにし、検出モジュールはフィラメント３とフィラメントホルダー２の調整に必要なパラメータを検出し、駆動ユニット５は第１の位置決め調整機構１２と第２の位置決め調整機構１３が調整作動をするように駆動し、制御ユニット６は駆動ユニット５が作動を実行するように制御する。
【００４６】
具体的に、底板１１は第２の位置決め中心１４を有し、第１の位置決め調整機構１２が底板１１に取り付けられる。第１の位置決め調整機構１２は、第２の位置決め中心１４を円心として放射状に均等に分布する複数の位置決めロッド１２１を備える。位置決めロッド１２１は底板１１に接続され、且つ、第１の位置決め調整機構１２がフィラメントホルダー２の型番に応じて調整し、フィラメントホルダー２の中心軸線が第２の位置決め中心１４を貫通できるように、第２の位置決め中心１４に接近又は離遠する方向に移動でき、且つ位置決めロッド１２１の端部がフィラメントホルダー２に当接されることでフィラメントホルダー２を固定することを実現する。
【００４７】
位置決めロッド１２１の移動は様々な伝動機構で実現できる。例えば、第１の位置決め調整機構１２は、ナットが底板１１に固定され、スクリューがナットと嵌合して位置決めロッド１２１を形成する複数のスクリューナットユニットであってもよく、スクリューを正反回転させると、位置決めロッド１２１を往復移動させて、フィラメントホルダー２の位置を調整して固定する。第１の位置決め調整機構１２は更に、上記調整位置決め機能を実現可能な他の構造であってもよく、例えば、エアーシリンダー、油圧シリンダ等によって位置決めロッド１２１を移動させてもよく、且つ位置決めをより正確にするために、位置決めロッド１２１は少なくとも３本である。
【００４８】
フィラメントホルダー２は、フィラメント台座２１と、フィラメント位置決め座２２とを備え、フィラメント台座２１は、上記底板１１に取り付けられ、且つ軸線が第２の位置決め中心１４を貫通し、フィラメント位置決め座２２は、フィラメント台座２１に取り付けられ、フィラメント３が少なくとも１つの接続ねじでフィラメント位置決め座２２に取り付けられる。上記フィラメント位置決め座２２とフィラメント台座２１は、選択されたフィラメント３とマッチするフィラメント３の位置決め部材と固定部材であり、且つフィラメント位置決め座２２は電子顕微鏡に備えるフィラメント３の位置決め部材であり、フィラメント位置決め座２２の上端面はグリッドキャップ孔を有し、グリッドキャップ孔の中心は第１の位置決め中心となり、電子銃から放射された電子ビームはグリッドキャップ孔を介してテストサンプルに照射するので、フィラメント３を調整する目的は、フィラメント３のフィラメント先端を電子銃の中心位置に位置し、すなわち、フィラメント先端を第１の位置決め中心に位置することにある。
【００４９】
第２の位置決め調整機構１３は、フィラメント３の位置決めを実現するように、フィラメント３を調整する。第２の位置決め調整機構１３はフィラメント３とフィラメント位置決め座２２との接続ねじを調整するための六角棒スパナを備え、接続ねじを締め付け又は緩めることで、固定フィラメント先端の位置を調整し、フィラメント３を位置決めするという目的を実現する。
【００５０】
検出モジュールは、フィラメント先端とフィラメントホルダー２の位置情報を収集して表示する。検出モジュールは、第２の位置決め中心１４の真上に位置し、フィラメント先端とフィラメントホルダー２の位置画像情報を収集するための画像収集モジュール４１と、画像収集モジュール４１に接続され、位置画像情報を表示するための画像表示モジュール４２とを備える。
【００５１】
フィラメント３を交換する時、電子顕微鏡に使用されるフィラメント３の型番及び生産メーカーが異なることから、電子顕微鏡フィラメント３は異なる形状を有し、フィラメント３とマッチするフィラメント位置決め座２２とフィラメント台座２１にも差異があり、例えば、異なるフィラメント台座２１が異なる底端直径を有する。それに対し、第１の位置決め調整機構１２は様々な直径を有するフィラメント台座２１に対して調整・位置決めを行うことができ、それにより、本発明に係るフィラメント位置決めシステムは、各種タイプの電子顕微鏡フィラメント３に適用できる。画像収集モジュール４１が第２の位置決め中心１４の真上に設置され、フィラメント台座２１の軸線が第２の位置決め中心１４を通過するため、フィラメント３とフィラメント位置決め座２２は画像検出モジュールの検出中心に位置し、それによって、画像収集モジュール４１によるフィラメント３のフィラメント先端と第１の位置決め中心との相対位置の検出誤差を減少させ、位置決め精度を向上させ、且つ交換したいフィラメント３の形状が異なることによるフィラメント台座２１の固定装置の再配置、及び検出中心の再調整の不便さを避け、従来のフィラメント台座２１に固定位置決め中心がないことによる位置決め誤差を低減させる。同時に、画像表示モジュール４２を設置することにより、フィラメント３とフィラメント位置決め座２２との相対位置画像を明瞭に拡大して表示し、且つフィラメント先端と第１の位置決め中心との距離情報を表示し、このように、システムが手動モードでフィラメント３を位置決め・調整する場合、従来のフィラメント３の調整過程のように、フィラメントの先端位置を裸眼だけで観察することにより視覚誤差を引き起こすことを防止し、フィラメント３の手動調整による位置決め精度を向上させる。
【００５２】
駆動ユニット５は第１の駆動ユニット５１と第２の駆動ユニット５２を備え、第１の位置決め調整機構１２及び／又は第２の位置決め調整機構１３が調整作動するように駆動する。第１の駆動ユニット５１は第１の位置決め調整機構１２に接続され、第１の位置決め調整機構１２を駆動して、フィラメントホルダー２の軸線位置を調整する。第１の駆動ユニット５１は、第１のモーター又は油圧シリンダを備えてもよい。第２の駆動ユニット５２はシャフトカップリング、マウント、溶接又は接着等の方式によって第２の調整機構に接続され、第２の調整機構が調整作動するように駆動することで、フィラメント先端の位置を調整する。第２の駆動ユニット５２は、ステップモーター又はサーボモーターである第２のモーターを備えてもよく、モーター回転を正確に制御し、更にフィラメント３の調整時の正確な位置決めを実現する。フィラメント先端と第１の位置決め中心との誤差が小さいため、フィラメント３の位置決め調整精度を向上させるように、第２のモーターの調整精度は１００μｍより小さく、例えば、０．０１μｍ、０．１μｍ、０．２μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、０．８μｍ、１μｍ、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、１２μｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ又は１００μｍであってもよい。システムが駆動ユニット５を一括して制御するために、第１の駆動ユニット５１と第２の駆動ユニット５２のいずれもステップモーターを用いることで、フィラメント３とフィラメントホルダー２に対する正確な制御位置決めを実現し、フィラメントホルダー２とフィラメント３の位置決め精度を向上させる。
【００５３】
駆動ユニット５を設置することにより、システムは半自動方式でフィラメント３とフィラメントホルダー２に対する位置決め・調整を実現できる。例えば、フィラメント３を調整する際に、画像表示モジュール４２で表示された位置画像情報と距離情報を観測して、第２のモーターのステップを手動で調整することで、第２のモーターは、第２の位置決め調整機構１３は、画像中のフィラメント先端が第１の位置決め中心と重なるまでネジを調整するように駆動する。フィラメントホルダー２を位置決め・調整する場合、第１のモーターを手動で駆動することで、第１のモーターは第１の位置決め調整機構１２が調整作動するように駆動し、第１の位置決め調整機構１２は、複数本の位置決めロッド１２１の末端がいずれもフィラメント台座２１に当接する、すなわちフィラメント台座２１の位置決めが完了するまで、複数本の位置決めロッド１２１を同時に移動させる。フィラメント３とフィラメントホルダー２の半自動位置決め方法の実現は、手動調整の作業量を軽減させて調整時間を短縮させ、同時にフィラメント３の位置決め精度を向上させることができる。
【００５４】
上記画像表示モジュール４２は、画像収集モジュール４１に接続され、フィラメント３とフィラメント位置決め座２２の位置画像情報を受信するとともに、位置画像情報を検出して処理し、すなわち位置画像情報をコンピュータにより識別可能な形式に変換し、更に位置画像識別及び調整パラメータの計算を行うコンピュータ端末であってもよい。位置画像識別は、画像グレースケールによって画像でのフィラメント先端と第１の位置決め中心の位置を識別し、続いてフィラメント先端と第１の位置決め中心との間の距離を計算し、キャリブレーション方法で上記距離を実際の駆動距離に変換することで、フィラメント３の調整パラメータを計算する。前記キャリブレーション方法は本分野の公知方法であるため、詳細な説明を省略する。調整パラメータは、モーターの軸数、ホイールベース、回転角度及びフィードステップ数（モーターフィードステップ数＝実際の駆動距離／第１のモーターのステップ幅）を含み、フィラメント３の位置決め・調整過程において、算出した調整パラメータに基づいて第１のモーターのステップを手動で調整することでフィラメント３の半自動位置決めを実現できる。
【００５５】
コンピュータ端末は更に、調整命令を送信することもでき、上記コンピュータ端末は、位置画像検出及び処理、位置画像識別及び調整命令のいずれも集積制御ソフトウェアによって実施される。集積制御ソフトウェアはフィラメント３の位置画像検出及び処理を行うソフトウェア、フィラメント３の位置画像識別を行うソフトウェア、フィラメント３の位置調整命令を送信するソフトウェア、及びフィラメントホルダー２の調整命令を送信するソフトウェアを含む。
【００５６】
検出モジュールは、位置決めロッド１２１がフィラメントホルダー２に向く端面に固定され、各位置決めロッド１２１がフィラメントホルダー２と当接するか否かを検出するためのセンサユニットを更に備える。センサユニットはコンピュータ端末に接続されて検出信号をコンピュータ端末にリアルタイムに転送し、コンピュータ端末は検出信号を受信して測定値を表示する。センサユニットは距離センサーや圧力センサー等であってもよく、好ましくは圧力センサーである。圧力センサーは、位置決めロッド１２１がフィラメントホルダー２に当接する場合にのみ圧力数値を発生させるため、制御しやすい。
【００５７】
制御ユニット６はコントローラ６２とドライバ６１を備える。モーターが直流又は交流電源に直接接続して作動できないため、専用の駆動電源、すなわちステップモータードライバ６１を使用しなければならない。コントローラ６２はそれぞれドライバ６１と端末とに接続され、コンピュータ端末により送信された調整命令と調整パラメータを受信するとともに、信号をドライバ６１に送信する。ドライバ６１はそれぞれ第１のモーターと第２のモーターに接続され、コントローラ６２により送信された信号を受信して第１のモーター又は第２のモーターが運転するように駆動する。コントローラ６２が１つのパルス信号を送信するごとに、ドライバ６１によってモーターを１つのステップアングル分回転させるため、モーターの回転速度がパルス信号の周波数と正比例し、そのため、ステップパルス信号の周波数を制御することにより、モーターの速度を正確に調整でき、ステップパルスの数を制御することにより、モーターの正確な位置決めを実現できる。
【００５８】
制御ユニット６はシステムによるフィラメントホルダー２とフィラメント３の全自動調整を実現できる。フィラメントホルダー２を調整する場合、コンピュータ端末はセンサユニットにより伝達された検出情報、すなわち複数の圧力センサーの圧力値を受信し、少なくとも１つの圧力値が予定値より小さい場合、フィラメントホルダー２の調整命令を送信し、コントローラ６２は命令を受信してドライバ６１にパルス信号を送信し、ドライバ６１は信号を受信して第１のモーターを回転させ、第１のモーターは第１の位置決め調整機構１２を駆動することで、複数本の位置決めロッド１２１が同時に第２の位置決め中心１４に接近する方向に移動するようにし、且つ各位置決めロッド１２１の移動距離を制御でき、それにより、フィラメントホルダー２の軸線が第２の位置決め中心１４を貫通し、全ての圧力センサーにより検出した圧力値が予定値以上になると、フィラメントホルダー２に対する位置決め・調整作動は完了し、すなわち、フィラメントホルダー２に対する位置決め固定は実現される。フィラメント３を調整する場合、画像収集モジュール４１はフィラメント３とフィラメント位置決め座２２の位置画像情報を収集してコンピュータ端末に転送し、コンピュータ端末は位置画像情報を受信して位置画像情報の検出処理、フィラメント３の画像位置識別及びフィラメント３の調整命令の送信を行い、コントローラ６２は調整命令と調整パラメータを受信するとともに、信号をドライバ６１に送信し、ドライバ６１は信号を受信して第２のモーターが運転するように駆動し、第２のモーターは第２の位置決め調整装置が調整作動するように駆動し、最終的にフィラメント３のフィラメント先端を第１の位置決め中心にし、フィラメント３の位置決めを完了する。
【実施例２】
【００５９】
本発明の実施例２は手動調整によってフィラメント３の位置決めを実現するフィラメント位置決め方法を提供し、ステップ１〜ステップ４を含む。
【００６０】
ステップ１では、フィラメントホルダー２とフィラメント３とをそれぞれ底板１１とフィラメントホルダー２とに取り付ける。
【００６１】
選択された交換すべきフィラメント３に対し、フィラメント３のタイプに応じて、電子顕微鏡に備えるフィラメント位置決め座２２とフィラメント台座２１とを含む適切なフィラメントホルダー２を選択する。フィラメント３を４つの接続ねじでフィラメント位置決め座２２に取り付け、フィラメント位置決め座２２をフィラメント台座２１に取り付け、フィラメント台座２１を底板１１にセットする。
【００６２】
ステップ２では、検出モジュールがフィラメントホルダー２とフィラメント３の位置情報を表示する。
【００６３】
検出モジュールは、画像収集モジュール４１、画像表示モジュール４２、及び圧力センサーを備えてもよい。画像収集モジュール４１はフィラメントホルダー２とフィラメント３の位置画像情報を収集し、画像表示モジュール４２は上記位置画像情報を表示し、画像表示モジュール４２がコンピュータ端末である場合、コンピュータ端末は更に画像でのフィラメント先端と第１の位置決め中心との距離情報を計算でき、圧力センサーは各位置決めロッド１２１とフィラメントホルダー２との当接関係を検出するとともに、検出した圧力値をコンピュータ端末に転送して表示させる。従って、上記位置情報はフィラメント先端とフィラメントホルダー２の位置画像、フィラメント先端と第１の位置決め中心との同じ正投影面での実際の距離及びフィラメントホルダー２の軸線の第２の位置決め中心１４に対する距離情報、すなわち各圧力センサーの圧力値を含む。
【００６４】
ステップ３では、位置情報に基づいて、第１の位置決め調整機構１２が前記フィラメントホルダー２の位置を調整するように手動で駆動する。
【００６５】
位置情報中の各圧力センサーの圧力値に基づいて、各位置決めロッド１２１が第２の位置決め中心１４に接近する方向に移動するように手動で交互に駆動し、手動駆動過程において、各圧力値の変化をリアルタイムに観測し、各圧力値がともに予め設定された値より大きいと、各位置決めロッド１２１は全てフィラメントホルダー２と当接することを示す。各圧力値が同じであると、各位置決めロッド１２１とフィラメントホルダー２との当接状態は同じであり、すなわちフィラメントホルダー２の軸線は第２の位置決め中心１４位置を貫通することを示し、つまり、フィラメントホルダー２の位置決め調整は完了したことになる。
【００６６】
ステップ４では、前記位置情報に基づいて、第２の位置決め調整機構１３が前記フィラメント３を調整するように手動で駆動することで、前記フィラメント先端を前記第１の位置決め中心に位置させる。
【００６７】
位置情報中のフィラメント先端とフィラメントホルダー２の位置画像、フィラメント先端と第１の位置決め中心との同じ正投影面での実際の距離に基づいて、接続ねじを手動で交互に調整し、接続ねじを締め付け且つ緩めることでフィラメント先端の位置を調整し、フィラメント先端を第１の位置決め中心に位置させる。
【００６８】
本実施例２に係るフィラメントの手動位置決め方法は、従来のフィラメント３の手動位置決めのように、フィラメント先端とフィラメント位置決め座２２の相対位置を裸眼で直接観測することにより視覚誤差を引き起こすことを防止し、フィラメント３の位置決め精度を向上させる。同時に、各種タイプのフィラメント３の位置決めに適用できる。
【実施例３】
【００６９】
本発明の実施例３は、半自動方式でフィラメント３の位置決めを実現するフィラメント位置決め方法を提供し、実施例２との区別は、ステップ３とステップ４では駆動ユニットによって第１の位置決め調整機構及び／又は第２の位置決め調整機構が作動するように駆動する以外、ステップは実施例２と概ね同様であり、具体的には後述する。
【００７０】
ステップ３では、前記駆動ユニット５を手動で駆動することで、前記駆動ユニット５は、第１の位置決め調整機構１２が前記フィラメントホルダー２の位置を調整するように駆動し、前記フィラメントホルダー２の軸線が第２の位置決め中心１４を貫通するようにする。
【００７１】
位置情報中の各圧力センサーの圧力値に基づいて、第１の駆動ユニット５１、具体的に第１のモーターを手動で駆動することで、第１のモーターは各位置決めロッド１２１が同時に移動するように駆動し、各圧力値がともに予め設定された値より大きい場合、第１のモーターの駆動を停止し、すなわちフィラメントホルダー２の位置決め及び固定は完了し、且つ、フィラメントホルダー２の軸線は第２の位置決め中心１４を貫通する。
【００７２】
ステップ４では、前記位置情報に基づいて、前記駆動ユニット５を手動で駆動することで、前記駆動ユニット５は、前記第２の位置決め調整機構１３が前記フィラメント３を調整するように駆動し、前記フィラメント先端を前記第１の位置決め中心に位置させる。
【００７３】
位置情報中のフィラメント先端とフィラメントホルダー２の位置画像、フィラメント先端と第１の位置決め中心との同じ正投影面での実際の距離に基づいて、第２のモーターを手動で駆動することで、第２のモーターは第２の位置決め調整機構１３がフィラメント３を位置決め・調整するように駆動する。或いは、コンピュータ端末は、フィラメント先端と第１の位置決め中心との間の実際の距離に基づいて、第２のモーターの実際の駆動距離を計算し、第２のモーターのステップ数を取得し、算出したステップ数に基づいて、第２のモーターのステップを手動で調整し、それにより、第２のモーターは第２の位置決め調整機構１３がフィラメント３を位置決め・調整するように駆動し、フィラメント３のフィラメント先端を第１の位置決め中心に位置させる。
【００７４】
本実施例３に係る半自動フィラメント位置決め方法は、調整機構の手動駆動による誤差を避け、フィラメント３の位置決めがより正確になると同時に、管理者の作業量を減少させる。
【実施例４】
【００７５】
本実施例４は全自動フィラメント位置決め方法を提供し、ステップ２の後続ステップでは制御ユニットによって駆動ユニットが運動するように制御し、第１の位置決め調整機構１２及び／又は第２の位置決め調整機構１３を作動させる以外、ステップ１とステップ２は実施例２と同様であり、詳細は後述する。
【００７６】
ステップ３では、前記位置情報に基づいて、コンピュータ端末は調整パラメータを計算して調整命令を送信する。
【００７７】
前記位置情報は実施例２における位置情報と同様であるため、詳細な説明を省略する。コンピュータ端末は、位置情報中のフィラメント先端と第１の位置決め中心との距離に基づいて、キャリブレーション方法で上記距離を実際の駆動距離に変換するとともに、フィラメント３を調整するための調整パラメータを計算する。調整パラメータは、第１のモーターの軸数、ホイールベース、回転角度及びフィードステップ数（第１のモーターのフィードステップ数＝実際の駆動距離／第１のモーターのステップ幅）を含む。算出した調整パラメータに基づいて、フィラメント３の調整命令を送信し、各圧力センサーが検出した圧力値に基づいて、少なくとも１つの圧力センサーの圧力値が予め設定された値より小さい場合、フィラメントホルダー２の調整命令を送信する。
【００７８】
ステップ４では、制御ユニット６は前記調整命令と調整パラメータを受信する。
【００７９】
コントローラ６２はコンピュータ端末により送信された調整命令と調整パラメータを受信するとともに、信号をドライバ６１に送信する。ドライバ６１は調整命令タイプに基づいて、第１のモーターにパルス信号を送信し又は第２のモーターにパルス信号を送信して、第１のモーター又は第２のモーターを駆動する。
ステップ５では、ドライバ６１が前記駆動ユニット５を駆動することで、駆動ユニット５は第１の位置決め調整機構１２と第２の位置決め調整機構１３が作動するように駆動し、フィラメントホルダー２の軸線が前記第２の位置決め中心１４を貫通するようにし、フィラメント先端を前記第１の位置決め中心に位置させる。
【００８０】
ステップ４での調整命令がフィラメントホルダー２の調整命令である場合、コントローラ６２は第１のモーターを駆動し、第１のモーターは第１の位置決め調整機構１２が調整作動するように駆動し、複数本の位置決めロッド１２１を同時に移動させ、各圧力センサーの圧力値がともに予め設定された値より大きくなると、コンピュータ端末はフィラメントホルダー２の調整命令の送信を停止し、第１のモーターの駆動を停止し、すなわち、フィラメントホルダー２の位置決めは完了し、フィラメントホルダー２の軸線は第２の位置決め中心１４を貫通する。
ステップ４での調整命令がフィラメント３の調整命令である場合、コントローラ６２は第２のモーターを駆動することで、第２のモーターは調整パラメータに基づいて第２の位置決め調整機構１３が調整作動するように駆動し、調整フィラメント先端が第１の位置決め中心に位置するようになり、すなわちフィラメント３の位置決めは完了したことになる。
【００８１】
本発明の実施例４に係る全自動フィラメント位置決め方法は、機械駆動とリアルタイム検出の共同作用を用い、システムの原理がシンプルで、フィラメント３の位置決め・調整過程における人的要因による影響を最大限に避け、フィラメント３の位置決め精度を向上させ、結像品質を向上させ、フィラメント３の耐用年数を延長させ、装置をより確実に作動できる。同時に、装置管理者の作業負担を軽減させ、装置管理の時間を節約する。科学研究時の結像研究に有利であるだけでなく、フィラメント３と電子顕微鏡の使用品質を確保し、装置使用者の効率を向上させる。
【００８２】
ただし、上記は本発明の好適な実施例及び用いる技術原理にすぎない。当業者にとっては、本発明がここに記載の特定実施例に制限されないことは自明なことであり、当業者であれば、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、各種の顕著な変化、再調整や置換が可能であることは理解できる。従って、上記実施例によって本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の思想から逸脱することなく、より多くの他の等価実施例を含むことができ、本発明の範囲は添付の請求項範囲により決定される。
【符号の説明】
【００８３】
１１−底板、１２−第１の位置決め調整機構、１２１−位置決めロッド、１３−第２の位置決め調整機構、１４−第２の位置決め中心、
２−フィラメントホルダー、２１−フィラメント台座、２２−フィラメント位置決め座、
３−フィラメント、
４１−画像検出モジュール、４２−画像表示モジュール、
５−駆動ユニット、５１−第１の駆動ユニット、５２−第２の駆動ユニット、
６−制御ユニット、６１−ドライバ、６２−コントローラ。
【図１】
2019046777.tif 000003
【図２】
2019046777.tif 000004