(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の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であって、
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、
前記サンプル搬送装置は、
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、前記観察エリアと前記サンプルプリセット装置との間で前記サンプルを搬送する前記搬送機構を駆動するアクチュエータと、
を備え、
前記サンプルプリセット装置は、前記本体の前記外接部に位置する、
サンプルホルダ。
【請求項２】
前記複数のサンプルを格納するのに適し、前記外接部に取り外し可能に取り付けられ、前記サンプルプリセット装置に接続されて、前記複数のサンプルを前記サンプルプリセット装置に投入するサンプル投入装置をさらに備える、
請求項１に記載のサンプルホルダ。
【請求項３】
前記サンプルプリセット装置は、前記外接部に取り外し可能に取り付けられる、
請求項１に記載のサンプルホルダ。
【請求項４】
前記サンプルプリセット装置は、中央軸を有し、且つ、前記中央軸に対する円周上に前記複数のサンプルを搬送するのに適する環状キャリア、を備え、
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させて前記中央軸に沿って回転させる、
請求項１に記載のサンプルホルダ。
【請求項５】
前記アクチュエータは、
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４に記載のサンプルホルダ。
【請求項６】
前記伝送部品はパワーホイールを備え、前記環状キャリアは環状ホイールを備え、前記環状キャリアは前記パワーホイールに接続される、
請求項５に記載のサンプルホルダ。
【請求項７】
前記環状ホイールと前記パワーホイールは、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、
請求項６に記載のサンプルホルダ。
【請求項８】
前記環状キャリアは、
前記環状キャリアの前記円周上に配置され、前記複数の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４に記載のサンプルホルダ。
【請求項９】
前記ブラケットは、前記環状キャリアに前記円周の法線方向へ移動可能に差し込まれ、且つ、
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８に記載のサンプルホルダ。
【請求項１０】
複数の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であって、前記操作方法は、
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、
を含み、
前記サンプルプリセット装置は、前記本体の前記外接部に設けられる、
サンプルホルダの操作方法。
【請求項１１】
前記外接部に取り外し可能に取り付けられ、前記サンプルプリセット装置に接続されるサンプル投入装置をさらに備え、前記サンプル投入装置にプリセットされた複数のサンプルがサンプルプリセット装置に投入される、
請求項１０に記載のサンプルホルダの操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【発明の効果】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】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】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３Ａ】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】図３Ａのサンプルプリセット装置の側面図である。
【図４Ａ】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の図である。
【図４Ｂ】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の図である。
【図４Ｃ】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の図である。
【図４Ｄ】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の図である。
【図５Ａ】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５Ｂ】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６Ａ】本発明の実施形態における別の実施形態におけるサンプルホルダの図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態における別の実施形態におけるサンプルホルダの図である。
【図７Ａ】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７Ｂ】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
【図８】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９】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【符号の説明】
【００５３】
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
【図１Ａ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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