結晶成長装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙空間や人為的に形成した微小重力環境において、汚染のない比較的大きな結晶を短時間のうちにかつまたより確実に成長させるのに利用される結晶成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の結晶成長装置としては、例えば、種結晶を収容した容器と結晶成長用溶液を収容した容器とを配管で接続し、配管の途中に設けたバルブを開いて結晶成長用溶液を種結晶側の容器に移送することにより種結晶に結晶成長用溶液を接触させて結晶成長させるようにした溶液移送型のものや、容器に隔壁を設けて容器内部を仕切り、一方の容器内部に種結晶を収容すると共に他方の容器内部に結晶成長用溶液を収容し、隔壁を移動させて仕切りを開くことにより種結晶に結晶成長用溶液を接触させて結晶成長させるようにした隔壁移動型のものや、結晶成長用溶液を収容する結晶成長容器をそなえると共に種結晶を結晶成長用溶液から隔離する種結晶収納部をそなえ、種結晶保持体を移動させて種結晶を結晶成長用溶液中に移すことにより結晶成長用溶液に種結晶を接触させて結晶成長させるようにした種結晶移送型のものなどがあった。
【０００３】図６は種結晶移送型の結晶成長装置の基本構成を示すものであって、この結晶成長装置５１は、図６R>６の（Ａ）に示すように、結晶成長用溶液５２を収容した結晶成長容器５３をそなえると共に、種結晶５４を前記結晶成長用溶液５２から隔離する種結晶収納部５５をそなえ、種結晶５４は前記種結晶収納部５５内で種結晶保持体５６により保持された構造をなすものである。
【０００４】そして、結晶成長を行わせる場合には、図６R>６の（Ｂ）に示すように、種結晶５４を保持した種結晶保持体５６を移動させて種結晶５４を種結晶収納部５５から結晶成長用溶液５２中に移して結晶成長用溶液５２に種結晶５４を接触させることにより結晶成長を開始させる。
【０００５】そして、この結晶成長の観察は、種結晶５４の側面方向において側面系光軸をもつ光学ビーム５７により光学的に行うと同時に種結晶５４の正面方向において正面系光軸をもつ光学ビーム５８により光学的に行うようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような結晶成長装置５１を用いて結晶成長を行わせる場合には、結晶成長を行わせる前に例えば結晶成長装置５１の製作工場やロケット射場において光学系の焦点調整を行う必要があるが、結晶成長容器５３内に種結晶５４がない場合には確実な焦点調整を行うことができない。
【０００７】そこで、より実際に近い状態で光学系の焦点調整を行うために、種結晶５４を結晶成長用溶液５２に接触させて焦点調整を行えば、焦点調整それ自体は精度の良いものとすることが可能であるものの、焦点調整を行った後種結晶５４を再度種結晶収納部５５に戻した際に、種結晶収納部５５において、種結晶５４に付着した結晶成長用溶液５２によって種結晶５４の溶解を生じたり、地上重力下で結晶成長が開始されたりしたときには、微小重力環境に移ったあとでの正確な結晶成長を行わせることができなくなるという問題点があり、また、結晶成長用溶液５２を収容する前に光学系の焦点調整を行ったときには、結晶成長の段階で結晶成長用溶液５２の存在によって焦点ずれを生じて結像させることができないという問題点を有し、これらの問題点を解決することが課題となっていた。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんがみてなされたもので、種結晶を結晶成長用溶液に接触させることなくして、結晶成長用溶液が存在する実際に近い状態で光学系の焦点調整を行うことができ、微小重力下における結晶成長の観察を高い解像度で、より正確に行うことができるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、結晶成長用溶液を収容する結晶成長容器をそなえると共に、種結晶を前記結晶成長用溶液から隔離する種結晶収納部をそなえ、前記種結晶を保持した種結晶保持体を移動させて前記種結晶を前記種結晶収納部から前記結晶成長用溶液内で且つ観察位置に移送して、前記種結晶を前記結晶成長用溶液に接触させて結晶成長を開始させると共に、前記結晶成長を前記観察位置で観察する結晶成長装置において、前記種結晶保持体は、前記種結晶収納部で種結晶を保持すると共に前記結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持する構成としたことを特徴としており、上記した結晶成長装置に係わる発明の構成をもって前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
【発明の作用】本発明は、種結晶を結晶成長用溶液中に移して結晶成長を開始させる種結晶移送型の結晶成長装置において、種結晶保持体は、結晶成長用溶液とは隔離した種結晶収納部で種結晶を保持すると共に、結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持する構成としているので、結晶成長装置を製造した工場やロケット射場などにおいて光学系の焦点調整を行う場合に、結晶成長用溶液内に位置する種結晶と等価のダミー用種結晶を用いて行うことによって、実際の結晶成長の観察に近い状態で光学系の焦点調整が行われるようになり、その後に微小重力下において実施される結晶成長の観察を高い解像度でなしうるようになる。
【００１１】
【実施例】図１ないし図５は本発明の一実施例を示すものである。
【００１２】図１は結晶成長装置の正面方向の縦断面説明図、図２は側面方向の縦断面説明図であって、図に示す結晶成長装置１は、中央に結晶成長用溶液２を収容する結晶成長容器３を備え、上部寄りの四方には、図１に示すように側面系光軸をもつ光学ビーム４を通過させる光学観察窓５ａ，５ｂと、図２に示すように正面系光軸をもつ光学ビーム６を通過させる光学観察窓７ａ，７ｂをそなえている。
【００１３】また、結晶成長容器３の上部には、種結晶保持体支持部材１１が設けてあり、種結晶保持体１２を摺動可能に保持していると共に、排気通路１３ａを介して減圧可能とした種結晶収納部１３をそなえている。
【００１４】そして、種結晶保持体１２は、図３にも示すように、前記種結晶収納部１３で種結晶座１４を設けていてこの種結晶座１４において種結晶１５を保持していると共に、結晶成長用溶液２内で且つ前記光学ビーム４，６が交差する結晶成長の観察位置でダミー用種結晶座１６を設けていてこのダミー用種結晶座１６においてダミー用種結晶１７を保持している。
【００１５】さらに、結晶成長容器３の下部側には、片面側で結晶成長用溶液２に接触すると共に他面側で外気連通室２１に面するダイヤフラム２２をそなえた液圧調整機構を有するものとなっている。
【００１６】そして、この結晶成長装置１において、製造工場であるいはロケット射場で光学系の焦点調整を行うに際しては、結晶成長容器３内に結晶成長用溶液２を収容し、そしてまたダミー用種結晶１７を種結晶保持体１２のダミー用種結晶座１６の表面で且つ光学ビーム４，６が交差する結晶成長の観察位置に固定した状態で行う。
【００１７】このとき、図５に示すように、ダミー用種結晶１７として矩形のものを用い、ダミー用種結晶１７の角が光路中に位置する状態にしてダミー用種結晶座１６上に固定するようにしてこれをターゲットとすることにより光学系の焦点調整を行う。
【００１８】また、その他のダミー用種結晶としては、ダミー用種結晶座相当サイズのダミー用種結晶を用い、表面にターゲットマークを刻んだものを使用することもでき、このようなダミー用種結晶では視野サイズが確認できると共に焦点調整がより容易なものとなり、分解能の確認も行えるものとなる。
【００１９】そこで、宇宙空間ないしは人工的に形成された微小重力下で結晶成長の実験を行うに際して、図示しない駆動機構によって種結晶保持体１２を結晶成長容器３の方向に移動させ、種結晶１５を結晶成長用溶液２内で且つ光学ビーム４，６が交差する観察位置で停止させて、種結晶１５が結晶成長用溶液２に接触することによる結晶成長を開始させると共に、光学観察窓５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂを介して光学ビーム４，６により結晶成長の観察を行う。
【００２０】このとき、光学系の焦点調整は、ダミー用種結晶１７を用いてあらかじめ結晶成長用溶液２内で実際に近い状態で行ってあるので、種結晶１５を用いた結晶成長の観察は、光学系の焦点調整が良好になされたものとなっていることから、高解像度で行うことが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係わる結晶成長装置によれば、種結晶を結晶成長用溶液内に移して結晶成長を開始させる種結晶移送型の結晶成長装置において、種結晶保持体は、結晶成長用溶液とは隔離した種結晶収納部で種結晶を保持すると共に、結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持する構成としているので、結晶成長装置を製造した工場やロケット射場で光学系の焦点調整を行う場合には、結晶成長用の種結晶を用いることなく、種結晶と等価のダミー用種結晶を用いて行うこととなるので、光学系の焦点調整時に実験用の種結晶が結晶成長用溶液に接触して溶解したり、地上重力下で結晶成長が開始されたりするという不具合を伴うことなく、光学系の焦点調整を実際の結晶成長の観察に近い状態で行うことが可能となり、結晶成長を精度良く行うことが可能になると共に結晶成長の観察を高解像度で行うことが可能になるという著しく優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる結晶成長装置の一実施例を示す正面方向の縦断面説明図である。
【図２】本発明に係わる結晶成長装置の一実施例を示す側面方向の縦断面説明図である。
【図３】種結晶保持体の正面説明図（図３の（Ａ））および側面部分説明図（図３の（Ｂ））である。
【図４】種結晶保持体の種結晶保持部分を拡大して示す説明図である。
【図５】種結晶保持体のダミー用種結晶保持部分を拡大して示す説明図である。
【図６】従来の種結晶移送型の結晶成長装置の基本構成を示す結晶成長開始前（図６の（Ａ））および結晶成長開始後（図６の（Ｂ））の状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 結晶成長装置
２ 結晶成長用溶液
３ 結晶成長容器
４ 側面方向の光学ビーム
６ 正面方向の光学ビーム
１２ 種結晶保持体
１３ 種結晶収納部
１５ 種結晶
１７ ダミー用種結晶
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙空間や人為的に形成した微小重力環境において、汚染のない比較的大きな結晶を短時間のうちにかつまたより確実に成長させるのに利用される結晶成長装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の結晶成長装置としては、例えば、種結晶を収容した容器と結晶成長用溶液を収容した容器とを配管で接続し、配管の途中に設けたバルブを開いて結晶成長用溶液を種結晶側の容器に移送することにより種結晶に結晶成長用溶液を接触させて結晶成長させるようにした溶液移送型のものや、容器に隔壁を設けて容器内部を仕切り、一方の容器内部に種結晶を収容すると共に他方の容器内部に結晶成長用溶液を収容し、隔壁を移動させて仕切りを開くことにより種結晶に結晶成長用溶液を接触させて結晶成長させるようにした隔壁移動型のものや、結晶成長用溶液を収容する結晶成長容器をそなえると共に種結晶を結晶成長用溶液から隔離する種結晶収納部をそなえ、種結晶保持体を移動させて種結晶を結晶成長用溶液中に移すことにより結晶成長用溶液に種結晶を接触させて結晶成長させるようにした種結晶移送型のものなどがあった。
【０００３】図６は種結晶移送型の結晶成長装置の基本構成を示すものであって、この結晶成長装置５１は、図６R>６の（Ａ）に示すように、結晶成長用溶液５２を収容した結晶成長容器５３をそなえると共に、種結晶５４を前記結晶成長用溶液５２から隔離する種結晶収納部５５をそなえ、種結晶５４は前記種結晶収納部５５内で種結晶保持体５６により保持された構造をなすものである。
【０００４】そして、結晶成長を行わせる場合には、図６R>６の（Ｂ）に示すように、種結晶５４を保持した種結晶保持体５６を移動させて種結晶５４を種結晶収納部５５から結晶成長用溶液５２中に移して結晶成長用溶液５２に種結晶５４を接触させることにより結晶成長を開始させる。
【０００５】そして、この結晶成長の観察は、種結晶５４の側面方向において側面系光軸をもつ光学ビーム５７により光学的に行うと同時に種結晶５４の正面方向において正面系光軸をもつ光学ビーム５８により光学的に行うようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような結晶成長装置５１を用いて結晶成長を行わせる場合には、結晶成長を行わせる前に例えば結晶成長装置５１の製作工場やロケット射場において光学系の焦点調整を行う必要があるが、結晶成長容器５３内に種結晶５４がない場合には確実な焦点調整を行うことができない。
【０００７】そこで、より実際に近い状態で光学系の焦点調整を行うために、種結晶５４を結晶成長用溶液５２に接触させて焦点調整を行えば、焦点調整それ自体は精度の良いものとすることが可能であるものの、焦点調整を行った後種結晶５４を再度種結晶収納部５５に戻した際に、種結晶収納部５５において、種結晶５４に付着した結晶成長用溶液５２によって種結晶５４の溶解を生じたり、地上重力下で結晶成長が開始されたりしたときには、微小重力環境に移ったあとでの正確な結晶成長を行わせることができなくなるという問題点があり、また、結晶成長用溶液５２を収容する前に光学系の焦点調整を行ったときには、結晶成長の段階で結晶成長用溶液５２の存在によって焦点ずれを生じて結像させることができないという問題点を有し、これらの問題点を解決することが課題となっていた。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんがみてなされたもので、種結晶を結晶成長用溶液に接触させることなくして、結晶成長用溶液が存在する実際に近い状態で光学系の焦点調整を行うことができ、微小重力下における結晶成長の観察を高い解像度で、より正確に行うことができるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、結晶成長用溶液を収容する結晶成長容器をそなえると共に、種結晶を前記結晶成長用溶液から隔離する種結晶収納部をそなえ、前記種結晶を保持した種結晶保持体を移動させて前記種結晶を前記種結晶収納部から前記結晶成長用溶液内で且つ観察位置に移送して、前記種結晶を前記結晶成長用溶液に接触させて結晶成長を開始させると共に、前記結晶成長を前記観察位置で観察する結晶成長装置において、前記種結晶保持体は、前記種結晶収納部で種結晶を保持すると共に前記結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持する構成としたことを特徴としており、上記した結晶成長装置に係わる発明の構成をもって前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
【発明の作用】本発明は、種結晶を結晶成長用溶液中に移して結晶成長を開始させる種結晶移送型の結晶成長装置において、種結晶保持体は、結晶成長用溶液とは隔離した種結晶収納部で種結晶を保持すると共に、結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持する構成としているので、結晶成長装置を製造した工場やロケット射場などにおいて光学系の焦点調整を行う場合に、結晶成長用溶液内に位置する種結晶と等価のダミー用種結晶を用いて行うことによって、実際の結晶成長の観察に近い状態で光学系の焦点調整が行われるようになり、その後に微小重力下において実施される結晶成長の観察を高い解像度でなしうるようになる。
【００１１】
【実施例】図１ないし図５は本発明の一実施例を示すものである。
【００１２】図１は結晶成長装置の正面方向の縦断面説明図、図２は側面方向の縦断面説明図であって、図に示す結晶成長装置１は、中央に結晶成長用溶液２を収容する結晶成長容器３を備え、上部寄りの四方には、図１に示すように側面系光軸をもつ光学ビーム４を通過させる光学観察窓５ａ，５ｂと、図２に示すように正面系光軸をもつ光学ビーム６を通過させる光学観察窓７ａ，７ｂをそなえている。
【００１３】また、結晶成長容器３の上部には、種結晶保持体支持部材１１が設けてあり、種結晶保持体１２を摺動可能に保持していると共に、排気通路１３ａを介して減圧可能とした種結晶収納部１３をそなえている。
【００１４】そして、種結晶保持体１２は、図３にも示すように、前記種結晶収納部１３で種結晶座１４を設けていてこの種結晶座１４において種結晶１５を保持していると共に、結晶成長用溶液２内で且つ前記光学ビーム４，６が交差する結晶成長の観察位置でダミー用種結晶座１６を設けていてこのダミー用種結晶座１６においてダミー用種結晶１７を保持している。
【００１５】さらに、結晶成長容器３の下部側には、片面側で結晶成長用溶液２に接触すると共に他面側で外気連通室２１に面するダイヤフラム２２をそなえた液圧調整機構を有するものとなっている。
【００１６】そして、この結晶成長装置１において、製造工場であるいはロケット射場で光学系の焦点調整を行うに際しては、結晶成長容器３内に結晶成長用溶液２を収容し、そしてまたダミー用種結晶１７を種結晶保持体１２のダミー用種結晶座１６の表面で且つ光学ビーム４，６が交差する結晶成長の観察位置に固定した状態で行う。
【００１７】このとき、図５に示すように、ダミー用種結晶１７として矩形のものを用い、ダミー用種結晶１７の角が光路中に位置する状態にしてダミー用種結晶座１６上に固定するようにしてこれをターゲットとすることにより光学系の焦点調整を行う。
【００１８】また、その他のダミー用種結晶としては、ダミー用種結晶座相当サイズのダミー用種結晶を用い、表面にターゲットマークを刻んだものを使用することもでき、このようなダミー用種結晶では視野サイズが確認できると共に焦点調整がより容易なものとなり、分解能の確認も行えるものとなる。
【００１９】そこで、宇宙空間ないしは人工的に形成された微小重力下で結晶成長の実験を行うに際して、図示しない駆動機構によって種結晶保持体１２を結晶成長容器３の方向に移動させ、種結晶１５を結晶成長用溶液２内で且つ光学ビーム４，６が交差する観察位置で停止させて、種結晶１５が結晶成長用溶液２に接触することによる結晶成長を開始させると共に、光学観察窓５ａ，５ｂ，７ａ，７ｂを介して光学ビーム４，６により結晶成長の観察を行う。
【００２０】このとき、光学系の焦点調整は、ダミー用種結晶１７を用いてあらかじめ結晶成長用溶液２内で実際に近い状態で行ってあるので、種結晶１５を用いた結晶成長の観察は、光学系の焦点調整が良好になされたものとなっていることから、高解像度で行うことが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係わる結晶成長装置によれば、種結晶を結晶成長用溶液内に移して結晶成長を開始させる種結晶移送型の結晶成長装置において、種結晶保持体は、結晶成長用溶液とは隔離した種結晶収納部で種結晶を保持すると共に、結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持する構成としているので、結晶成長装置を製造した工場やロケット射場で光学系の焦点調整を行う場合には、結晶成長用の種結晶を用いることなく、種結晶と等価のダミー用種結晶を用いて行うこととなるので、光学系の焦点調整時に実験用の種結晶が結晶成長用溶液に接触して溶解したり、地上重力下で結晶成長が開始されたりするという不具合を伴うことなく、光学系の焦点調整を実際の結晶成長の観察に近い状態で行うことが可能となり、結晶成長を精度良く行うことが可能になると共に結晶成長の観察を高解像度で行うことが可能になるという著しく優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる結晶成長装置の一実施例を示す正面方向の縦断面説明図である。
【図２】本発明に係わる結晶成長装置の一実施例を示す側面方向の縦断面説明図である。
【図３】種結晶保持体の正面説明図（図３の（Ａ））および側面部分説明図（図３の（Ｂ））である。
【図４】種結晶保持体の種結晶保持部分を拡大して示す説明図である。
【図５】種結晶保持体のダミー用種結晶保持部分を拡大して示す説明図である。
【図６】従来の種結晶移送型の結晶成長装置の基本構成を示す結晶成長開始前（図６の（Ａ））および結晶成長開始後（図６の（Ｂ））の状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 結晶成長装置
２ 結晶成長用溶液
３ 結晶成長容器
４ 側面方向の光学ビーム
６ 正面方向の光学ビーム
１２ 種結晶保持体
１３ 種結晶収納部
１５ 種結晶
１７ ダミー用種結晶
【特許請求の範囲】
【請求項１】 結晶成長用溶液を収容する結晶成長容器をそなえると共に、種結晶を前記結晶成長用溶液から隔離する種結晶収納部をそなえ、前記種結晶を保持した種結晶保持体を移動させて前記種結晶を前記種結晶収納部から前記結晶成長用溶液内で且つ観察位置に移送して、前記種結晶を前記結晶成長用溶液に接触させて結晶成長を開始させると共に、前記結晶成長を前記観察位置で観察する結晶成長装置において、前記種結晶保持体は、前記種結晶収納部で種結晶を保持すると共に前記結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持することを特徴とする結晶成長装置。
【請求項１】 結晶成長用溶液を収容する結晶成長容器をそなえると共に、種結晶を前記結晶成長用溶液から隔離する種結晶収納部をそなえ、前記種結晶を保持した種結晶保持体を移動させて前記種結晶を前記種結晶収納部から前記結晶成長用溶液内で且つ観察位置に移送して、前記種結晶を前記結晶成長用溶液に接触させて結晶成長を開始させると共に、前記結晶成長を前記観察位置で観察する結晶成長装置において、前記種結晶保持体は、前記種結晶収納部で種結晶を保持すると共に前記結晶成長用溶液内で且つ結晶成長の観察位置で前記種結晶の等価体であるダミー用種結晶を保持することを特徴とする結晶成長装置。
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【特許番号】第２７７２１６８号
【登録日】平成１０年（１９９８）４月１７日
【発行日】平成１０年（１９９８）７月２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−１８８８２５
【出願日】平成３年（１９９１）７月２９日
【公開番号】特開平５−３２４９９
【公開日】平成５年（１９９３）２月９日
【審査請求日】平成８年（１９９６）６月２１日
【出願人】（０００１１９９３３）宇宙開発事業団 (1)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【参考文献】
【文献】特開 平４−１０４９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−１０４９９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−５５４００（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１０年（１９９８）４月１７日
【発行日】平成１０年（１９９８）７月２日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）７月２９日
【公開番号】特開平５−３２４９９
【公開日】平成５年（１９９３）２月９日
【審査請求日】平成８年（１９９６）６月２１日
【出願人】（０００１１９９３３）宇宙開発事業団 (1)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【参考文献】
【文献】特開 平４−１０４９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−１０４９９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−５５４００（ＪＰ，Ａ）
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