JPH0656747B2 - 電子顕微鏡の絞り位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、絞り位置の微調整をモータ駆動等により遠隔
制御を行う電子顕微鏡の絞り位置制御装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 電子顕微鏡においては対物絞り等の絞りが何箇所かに配
置されており、絞りの中心を光軸に一致させる作業、即
ち微調整の作業はオペレータがスクリーンを観察しなが
ら行っていた。その構成を第２図に示す。絞り板１には
互いに異なる径を有する絞りａ、ｂ、ｃが形成されてお
り、オペレータは微調整機構２の調整摘み３および／ま
たは５を操作することによって絞りの中心を光軸１３に
一致させる。いま第２図に示すように、絞りａの中心を
光軸１３に一致させるために微調整を行う場合を例にと
ると、オペレータは図示しないスクリーンを観察し、矢
印Ｘで示す方向（Ｘ方向）に移動させる必要があるので
あれば調整摘み３を回す。調整摘み３は図の位置でＡ方
向に回転するのみで図の左右方向には移動しないように
なされており、更に調整摘み３と、その先端に絞り板１
が取り付けられた軸４とはネジで螺合されているので、
調整摘み３を回すことによって軸４をＸ方向に移動させ
ることができる。なお、１０は止め具であり、軸４が回
転すると絞り板１が光軸１３に対して傾いてしまうの
で、それを防止するために設けられているものである。
絞りを図のＹで示す方向（Ｙ方向）に移動させようとす
る場合は調整摘み５を回す。調整摘み５はその場で回転
可能になされており、軸６とはネジで螺合されているの
で、調整摘み５を回転させると軸６は図の上下方向に移
動する。支持体７の他方の側はスプリング８で支持され
ているので、支持体７は軸６の上下に伴って球面になさ
れた支点９を中心にしてＹ方向に移動することになる。
なお、１１は軸６が回転しないように設けられている止
め具であり、また、図中１２は微調整機構を収納する容
器である。

以上が従来行われていた微調整である。なお、微調整と
は別に絞りを切り替える粗動機構、即ち、所望の径の絞
りを光軸１３の近傍に素早く移動させる機構が通常設け
られるが、関係がないので省略している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、スクリーン上に拡大された像を観察しな
がら行うとはいえ、ミクロン単位の径の絞りの中心を光
軸に一致させるという微妙な調整を手動で行うには熟練
を要し、操作性は非常に悪いものである。それに加え
て、従来例に示すように手動で微調整を行う場合には絞
りを挿入する位置が制約されるという問題もある。つま
り、オペレータはスクリーンを観察しながら調整摘みを
操作するのであるから、絞りはオペレータが座った状態
で手の届くところに配置しなければならないという制約
が生じるのである。勿論、遠隔操作の機構は種々知られ
ているので、適当なメカニズムによって遠隔操作を行う
ことはできるが、絞りの調整というのは非常に微妙なも
のであるのでいきおい複雑なメカニズムにならざるを得
ず、結果的にコストが高いものになってしまう。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、絞り位
置の微調整をモータ等を用いて遠隔操作を行うように
し、その際の絞りの移動速度を絞りの径に応じた所定の
値とした電子顕微鏡の絞り位置制御装置を提供すること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の電子顕微鏡の絞
り位置制御装置は、絞り位置の制御を遠隔制御で行うに
際し、絞りの微調整時の移動速度を絞りの径の大きさで
決まる所定の値としたことを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、絞り位置の微調整を遠隔操作によっ
て行うので操作性が良いことは勿論のこととして、微調
整の際の絞りの速度を絞り径の大きさに対応した所定の
速度とするので制御も容易に行え、実現可能なものであ
る。

［実施例］ さて、近年あらゆる分野で自動化が叫ばれている。そこ
で実施例を説明する前に電子顕微鏡における絞り位置の
微調整の自動化の可能性を考えてみる。絞り位置の調整
を完全自動化することは勿論可能である。例えば、絞り
板をモータ駆動により移動させることを想定すると、当
該絞り板の移動を電子ビームを放射しながら行い、絞り
板で検出される電流が極小となったときに絞りの中心が
光軸に一致したと見なせばよい。しかし、このような制
御は技術的に難しく、結果的にコストの高いものになっ
てしまうから得策ではない。

次に考えられるのがモータ等の駆動装置を用いた遠隔制
御である。つまり、例えば所望の移動方向のボタンを押
す、あるいはジョイスティックで移動方向を指示するだ
けで絞り位置の微調整を行えるようにするのである。こ
の際に問題となるのが絞り位置の微調整の場合の移動速
度をどのように設定するかである。先ず絞りの移動速度
を常に一定とすることが考えられる。しかし、当該一定
速度を比較的速く設定するのは大きい径の絞りに対して
は有利ではあるが、１０μｍ程度の径の小さい絞りに対
しては役立たないものである。なぜなら、径の小さな絞
りの場合は超低速で移動させないと微調整は行えないか
らである。それなら移動速度を小さな径の絞りに合わせ
て超低速にすればよいかというと、その場合は確かに微
妙な調整は行うことができるが、１００μｍ程度の微妙
な調整を要しない大きな絞りの位置調整に手間が掛かり
すぎることになる。その中間の値を設定すれば良いよう
にも思われるが絞りの径は５μｍ〜１００μｍ程度の非
常に幅のあるものであるから、どの絞りに対しても適当
な一定速度を見いだすことは困難であり、結局絞りの移
動速度を一定にすることは得策でないことが分かる。

また、絞り位置の微調整の際の移動速度を電子顕微鏡の
倍率に連動させ、倍率に適した速度で絞りを移動させる
ことも考えられるが、制御が複雑になるのでこれも得策
ではない。

そこで本発明においては、微調整の際の絞りの移動速度
を絞りの径に対応した所定の速度としたのである。つま
り、例えば径が５μｍの絞りを用いようとする場合には
その径に応じた速度で、１００μｍの絞りを用いる場合
には、５μｍの場合とは異なるその径に応じた所定の速
度で移動させようとするのである。つまり、上述したよ
うに絞り径が小さい場合には低速で移動させる必要があ
り、径が大きい場合にはそれよりも速くてよいから、絞
りの径の大きさに合った最適な移動速度があるであろう
という認識に基づいている。そしてこのような制御はコ
ストもそれほど掛からず容易に実現可能である。

以下、図面を参照して実施例を説明する。

第１図は本発明に係る電子顕微鏡の絞り位置制御装置の
１実施例の構成を示す図で、図中、２０はＣＰＵ、２１
は絞り選択卓、２２は操作卓、２３、２４は駆動回路、
２５、２６はモータ、２７はロータリーエンコーダ、２
９はＸ駆動軸、３０はＹ駆動軸を示す。なお、第２図と
同じものには同一の番号を付し、その詳細は省略する。

第１図の構成において、絞り選択卓２１は絞りの選択を
行うもので、上述した粗動機構にあたるものであり、図
の１、２、３および４で示されるボタンを押すことによ
って絞りを選択できるようになされている。例えば、１
のボタンは絞りａ、２のボタンは絞りｂ、３のボタンは
絞りｃ、４のボタンは開放を選択するものとすることが
できる。これまで絞りａが選択されており、いま絞りｃ
を選択しようとして絞り選択卓２１のボタン３を押した
とすると、ＣＰＵ２０は、予め格納されている絞りｃの
位置とロータリーエンコーダ２７から得られる現在の位
置とを比較してモータ２５をどちらの方向に回転させれ
ばよいかを演算し、その結果を駆動回路２３に送出す
る。これによってモータ２５は所定の方向に回転を始
め、従って上述した動作により絞り板１がＸ方向に移動
する。このときＣＰＵ２０はロータリーエンコーダ２７
からの信号により位置を確認しており、予め定められた
絞りｃの位置と一致すると駆動回路２３に対してモータ
２５の駆動を停止させる信号を送出する。このようにし
て絞りｃは光軸１３の近傍に配置されることになる。以
上が粗動、つまり絞り選択の動作であるが、粗動調整は
どの絞りを選択するにせよ素早く行う必要があるから、
予め定められた速い速度で移動されるようになされる。

絞り選択の次には操作卓２２を用いて微調整が行われ
る。いま＋Ｘ方向に微調整を行う場合を例にとって説明
する。このときオペレータはスクリーンを観察しながら
操作卓２２の「←」印の付いたボタンを押すと、ＣＰＵ
２０はそれを検出して駆動回路２３に指令を発してモー
タを所定の方向に回転させ、軸４は＋Ｘ方向に移動し始
める。そしてオペレータがボタンを押すのを止めると軸
４の移動は停止される。つまり、軸４の移動は操作卓２
２のボタンが押されている期間だけ行われるようになさ
れている。このときの移動速度は絞りの径に応じた速度
となされる。つまり、ＣＰＵ２０には予め絞り径に応じ
た微調整速度のデータが格納されており、一方ロータリ
ーエンコーダ２７から得られる位置データからどの絞り
が光軸１３の近傍にあるか判断できるので、当該位置デ
ータに基づいて微調整速度を読みだし、該読みだした微
調整速度を駆動回路２３に送出すれば絞りの径に対応し
た速度で微調整を行うことができる。

ＣＰＵ２０に格納されている微調整時の速度データは、
いま各絞りａ，ｂ，ｃの径をそれぞれφ_ａ，φ_ｂ，φ_ｃ
とし、φ_ａ＞φ_ｂ＞φ_ｃであるとすると、各絞りの微調
整時の速度Ｖ_ａ，Ｖ_ｂ，Ｖ_ｃはＶ_ａ＞Ｖ_ｂ＞Ｖ_ｃである
ような最適な速度に設定されているものである。

以上は＋Ｘ方向の微調整であるが、−Ｘ，＋Ｙ，−Ｙ方
向の微調整についても同様である。

また、上記実施例においてはどの絞りとも規定していな
いが、これは本発明に係る電子顕微鏡の絞り位置制御装
置は、電子顕微鏡に用いられる全ての絞りに対して適用
できるからである。

以上、本発明の１実施例について説明したが、本発明は
上記の実施例に限定されるものではなく、種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例ではモータを用いたが
他のよく知られた遠隔操作の手法を用いてもよいもので
あって、その一例としては、ピエゾ素子を用い、該ピエ
ゾ素子に与える電圧の傾きを変えて移動速度を変えるよ
うにしてもよいものである。また、微調整の方向を指示
するものとしては、実施例で述べたボタン操作の他にジ
ョイスティックを用いることもできる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、絞り
位置の微調整を遠隔操作で行うことができるので操作性
がよく、従来のように絞り位置が制約されることもな
い。しかも微調整時の速度を絞り径の大きさに対応した
最適な速度としたので制御も容易でコスト的にも問題は
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子顕微鏡の絞り位置制御装置の
１実施例の構成を示す図、第２図は従来の構成を示す図
である。 １……絞り板、２……微調整機構、１３……光軸、２０
……ＣＰＵ、２１……絞り選択卓、２２……操作卓、２
３、２４……駆動回路、２５、２６……モータ、２７…
…ロータリーエンコーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絞り位置の制御を遠隔制御で行う電子顕微
   鏡の絞り位置制御装置において、絞りの微調整時の移動
   速度を絞りの径の大きさで決まる所定の値としたことを
   特徴とする電子顕微鏡の絞り位置制御装置。