DE2131268A1

DE2131268A1 - Sample table for an electron microscope

Info

Publication number: DE2131268A1
Application number: DE19712131268
Authority: DE
Inventors: Page Richard Stockbridge
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1971-06-24
Publication date: 1972-01-05
Also published as: US3727051A; NL7108719A; GB1304944A

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dr.-Inff. Wilhelm Reichel Bipl-Ing. Woligang ReichelDr.-Inff. Wilhelm Reichel Bipl-Ing. Woligang Reichel

6 Frankfurt a. M. 1
Parksiraße 13 6 Frankfurt a. M. 1
Park street 13

67016701

ASSOCIATED ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, London, EnglandASSOCIATED ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, London, England

Probentisch für ein ElektronenmikroskopSample stage for an electron microscope

Die Erfindung bezieht sich auf einen Probentisch für ein Elektronenmikroskop mit einem Goniometer, auf dem die Probe befestigt ist, und mit einer Schiebeeinrichtung, die das Goniometer in einer senkrecht zur optischen Mikroskopachse verlaufenden Ebene verschiebt, um eine ausgewählte Stelle der Probe in die optische Ache zu bringen.The invention relates to a sample table for an electron microscope with a goniometer on which the sample is attached, and with a sliding device that the goniometer in a perpendicular to the optical microscope axis moving plane in order to bring a selected point of the sample into the optical axis.

Bei diesen bekannten Probentischen schneiden sich die Goniometerachsen im allgemeinen nicht in der optischen Achse des Mikroskops, so daß beim Kippen der Probe die ausgewählte Probenstelle aus der optischen Achse herausbewegt wird. Dies hat eine Verschiebung des Beobachtungsfeldes des Mikroskops zur Folge. Um das Beobachtungsfeld an derselben Stelle zu halten, muß man beim Kippen der Probe an der Schiebeeinrichtung Korrekturen vornehmen. Diese Korrekturen erfordern im allgemeinen ein schrittweises Vorgehen. Zuerst wird die Probe leicht gekippt, so daß der zu beobachtende Punkt der Probe das Beobachtungsfeld gerade nicht verläßt. Anschließend wird die Schiebeeinrichtung zum Verschieben der Probe nachgestellt, so daß die zu beobachtende Probenstelle wieder in die Mitte des Beobachtungsfeldes gelangt. Daraufhin wird die Probe wie-In these known sample tables, the goniometer axes intersect generally not in the optical axis of the microscope, so that when the sample is tilted, the selected sample location is moved out of the optical axis. This has a shift in the observation field of the microscope result. In order to keep the observation field in the same place, one has to use the sliding device when tilting the sample Make corrections. These corrections generally require a step-by-step approach. First is the sample slightly tilted so that the point to be observed on the sample does not just leave the field of observation. Then will readjusted the sliding device for moving the sample, so that the sample point to be observed is back in the center of the observation field. The sample is then

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derum um ein geringes Maß gekippt usw., bis die gewünschte Kippstellung erreicht ist. Dies ist ein langsames und mühsames Verfahren.in turn tilted a small amount, etc., until the desired Tilt position is reached. This is a slow and arduous process.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Probentisch zu schaffen, bei dem die korrigierende Schiebebewegung der Probe in einer solchen Weise vorgenommen wird, daß die schrittweisen Nacheinstellungen entfallen.The invention is therefore based on the object of creating a sample table in which the corrective sliding movement the sample is carried out in such a way that the gradual readjustments are omitted.

¹D¹ ¹ D ¹

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Probentisch nach der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Kippstellungen . darstellende Einrichtung auf die Kippbewegungen anspricht, ™ die .das Goniometer mit der Probe ausführt, daß eine Schiebestellungen darstellende Einrichtung auf die Schiebestellung der ausgewählten Probenstelle anspricht und daß eine Recheneinrichtung auf die Zustände dieser beiden Darstellungseinrichtungen anspricht und ein von den Zuständen abhängiges Ausgangssignal erzeugt, das eine korrigierende Schiebebewegung für das Goniometer darstellt, um beim Kippen der Probe die ausgewählte Probenstelle in der optischen Achse zu halten, und das zu diesem Zweck der Schiebeeinrichtung zugeführt wird.This object is achieved in the sample table according to the invention described above in that a tilted position . representative device responds to the tilting movements, ™ the .das goniometer with the sample executes that a sliding position representative device responds to the sliding position of the selected sample point and that a computing device responds to the states of these two display devices and an output signal dependent on the states generated, which represents a corrective sliding movement for the goniometer in order to avoid the to hold the selected sample location in the optical axis, and which is fed to the sliding device for this purpose.

Die Recheneinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie auch ein die Brennweite korrigierendes Einstellsignal erzeugt, das die Brennweitenänderung der Objektivlinse des Elektronenmikroskops darstellt, die notwendig ist, um die ausgewählte Stelle der Probe beim Kippen im Brennpunkt zu halten.The computing device is preferably designed in such a way that it also generates a setting signal that corrects the focal length, which represents the change in focal length of the objective lens of the electron microscope, which is necessary for the selected To keep the specimen in focus when tilting it.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die Recheneinrichtung elektrische Rechenschaltungen, die entweder digital oder analog arbeiten. Die Einrichtungen, die die Kippstellung und die die Schiebestellung darstellen, können Potentiometer enthalten, die mechanisch mit dem Goniometer und mit den Probeneinstellvorrichtungen verbunden sind.In a preferred embodiment, the computing device includes electrical computing circuits that work either digitally or analogously. The bodies that the tilt position and which represent the sliding position can contain potentiometers that are mechanically connected to the goniometer and with are connected to the sample adjusters.

Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Recheneinrichtung ein mechanisches ModellIn another preferred embodiment of the invention, the computing device contains a mechanical model

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ass Goniometers und der Protie. Das Modell weist vorzugsweise einen größeren Maßstab als das tatsächliche Goniometer auf. In dem I-lodell wird die Kippstellung und die Schiebe stellung des ausgewählten Probenpunktes durch die mechanische Verstellung von entsprechenden Teilen des Modells simuliert. Die korrigierende Schiebebewegung wird von der mechanischen Verstellung eines anderen Teils des Modells abgeleitet. Die Einrichtungen, die die Kippstellung und die Schiebestellung darstellen, können mechanische Gestänge bilden, die das Modell mit dem Goniometer koppeln. Abweichend davon können diese Darstellungseinrichtungen mehrere Potentiometer enthalten, die mit dem Goniometer gekoppelt sind. Die Potentiometer können elektrische Motoren ansteuern, die die mechanischen Bewegungen des Modells steuern.ass goniometers and the protie. The model preferably has a larger scale than the actual goniometer. In the I-lodell, the tilt position and the slide position of the selected sample point is simulated by mechanical adjustment of corresponding parts of the model. the corrective sliding movement is derived from the mechanical adjustment of another part of the model. The facilities which represent the tilt position and the sliding position, mechanical linkages can form the model pair with the goniometer. Deviating from this, these display devices contain several potentiometers coupled to the goniometer. The potentiometers can control electric motors that control the mechanical movements of the model.

Bei der Untersuchung einer Probe mit einem Mikroskop ist die Bedienungsperson im allgemeinen daran interessiert, die Winkel zu wissen, die den Betrag und die Richtung der gekippten Probe in be.zug auf die optische Achse angeben. Wenn eine Probe gekippt werden soll, wird die Kippstellung im allgemeinen mit diesen Winkeln beschrieben. Die meisten Goniometer sind jedoch derart ausgebildet, daß die Kippbewegung durch Kippen der Probe um zwei Achsen vorgenommen wird. Diese Kippwinkel um die Achsen des Goniometers unterscheiden sich von den oben erwähnten, auf die optische Achse bezogenen Kippwinkeln, die für die Bedienungsperson von Interesse sind.When examining a sample with a microscope, the operator is generally interested in knowing the angles to know, which indicate the amount and the direction of the tilted sample in relation to the optical axis. When a If the sample is to be tilted, the tilt position is generally described with these angles. Most goniometers however, are designed in such a way that the tilting movement is carried out by tilting the sample about two axes. This tilt angle around the axes of the goniometer differ from the above-mentioned tilt angles related to the optical axis, which are of interest to the operator.

Ein Probentisch für ein Mikroskop mit einem Goniometer, auf dem die Probe befestigt werden kann, ist nach der Erfindung daher dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist, mit der die Werte eines benötigten Betrages und einer benötigten Richtung der Kippstellung in bezug auf die optische Achse des Mikroskops eingestellt werden können, und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die auf die Goniometerachsen bezogenen Kippwinkel berechnet, um den benötigten Betrag und die benötigte Richtung der Kippstellung zu erzeugen. Ferner führt die Steuereinrichtung diese Kipp-A sample table for a microscope with a goniometer, on which the sample can be attached, is according to the invention therefore characterized in that a setting device is provided with which the values of a required amount and a required direction of the tilt position can be set with respect to the optical axis of the microscope, and that a control device is provided which calculates the tilt angles related to the goniometer axes in order to obtain the required Generate amount and the required direction of the tilt position. Furthermore, the control device performs this tilting

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winkel den Goniometerachsen zu. Ein derartiger Prozentisch kann eine Anordnung zur automatischen korrigierenden Schiebebewegung des Goniometers enthalten. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Den mit der Einstell- und der Steuereinrichtung versehenen Probentisch kann man sowoh bei optischen Mikroskopen als auch bei Elektronenmikroskopen anwenden.angle to the goniometer axes. Such a percentage may contain an arrangement for the automatic corrective sliding movement of the goniometer. However, this is not necessary. The sample table provided with the setting and the control device can be used with optical microscopes as well as with electron microscopes.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Figuren beschrieben.Preferred exemplary embodiments of the invention are described with reference to figures.

Die Fig. 1 ist eine schematische SchnittansichtFig. 1 is a schematic sectional view

durch ein Elektronenmikroskop.through an electron microscope.

Die Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einesFig. 2 is a perspective view of a

Probenbehälters für das Mikroskop, und zwar in einem in bezug auf die Fig. 1 vergrößerten Maßstab.Sample container for the microscope, specifically in one with reference to FIG. 1 enlarged scale.

Die Fig. 3· ist eine perspektivische Ansicht einesFigure 3 is a perspective view of a

Probentischs, an dem der in der Fig. 2 dargestellte Probenbehälter befestigt ist.Sample table on which the in Fig. 2 shown sample container is attached.

Die Fig. 4 ist ein Vektordiagramm und dient zur Definition von gewissen Winkeln.4 is a vector diagram and is used to define certain angles.

Die Figuren 5 bis 9 zeigen Blockschaltbilder von Recheneinrichtungen für den Probentisch.Figures 5 to 9 show block diagrams of computing devices for the sample table.

Die Fig. 10 zeigt ein Schaltbild eines anderen TeilsFig. 10 shows a circuit diagram of another part

des Probentischs.of the sample table.

Die Fig. 11 zeigt schematisch einen Teil einer abgeänderten Recheneinrichtung für den Probentisch. Fig. 11 schematically shows part of a modified one Computing device for the sample table.

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Das in der Fig. 1 dargestellte Elektronenmikroskop enthält ein etwa rohrförmiges evakuierbares Gehäuse 101, an dessen einem Ende eine Elektronenkanone 102 angeordnet ist, die einen Elektronenstrahl erzeugt, der in Längsrichtung durch das Gehäuse 101 läuft. Die Elektronen durchlaufen der Reihe nach zwei Kondensorlinsen 103 und 104, eine Objektivlinse 105 und zv/ei Projektorlinsen 106 und 107 und treffen schließlich auf einem in einer Beobachtungskammer 109 angeordneten Fluoreszenzschirm 108 auf. Die Beobachtungskammer 109 weist ein Beobachtungsfenster 110 auf. Jede der Linsen 103 bis 107 enthält eine Wicklung 111 und einen Magnetkern 112 mit einer Bohrung 113, durch die der Elektronenstrahl läuft. Jeder Magnetkern 112 weist einen Spalt 114 auf, dessen Magnetfeld die Fokussierungswirkung der betreffenden Linse ausmacht. Die Linsen 103 bis 107 sind im wesentlichen koaxial. Ihre gemeinsame Symmetrieachse bildet gleichzeitig die optische Achse des Elektronenmikroskops.The electron microscope shown in Fig. 1 contains an approximately tubular evacuable housing 101, on its an electron gun 102 is arranged at one end, which generates an electron beam which extends longitudinally through the housing 101 is running. The electrons sequentially pass through two condenser lenses 103 and 104, an objective lens 105 and zv / ei projector lenses 106 and 107 and finally hit a fluorescent screen 108 arranged in an observation chamber 109. The observation chamber 109 has an observation window 110 on. Each of the lenses 103-107 includes a winding 111 and a magnetic core 112 with a Hole 113 through which the electron beam passes. Every magnetic core 112 has a gap 114, the magnetic field of which the The focusing effect of the lens concerned. The lenses 103-107 are substantially coaxial. Your common The axis of symmetry also forms the optical axis of the electron microscope.

Ein Abzugsrohr 115 dient zum Evakuieren des Inneren des Gehäuses 101 sowie der Beobachtungskammer 109.An exhaust pipe 115 is used to evacuate the interior of the housing 101 and the observation chamber 109.

Der Probentisch des Mikroskops enthält einen Probenträger 117, in den mit Hilfe einer Probeneingabevorrichtung 118 ein Probenbehälter 116 eingesetzt werden kann. Wenn der Behälter 116 in den Probenhalter eingesetzt ist, befindet sich die im Behälter enthaltene Probe innerhalb des Spalts 114 der Objektivlinse 105.The specimen stage of the microscope contains a specimen carrier 117, In which a sample container 116 can be inserted with the aid of a sample input device 118. When the container 116 is inserted into the sample holder, the sample contained in the container is located within the gap 114 of the objective lens 105.

Wie es aus der Fig. 2 hervorgeht, hat der Probenbehälter 116 eine etwa rohrförmige Gestalt und trägt an seinem unteren Ende eine Goniometeranordnung, an der die Probe befestigt ist. Die Goniometeranordnung enthält einen äußeren Kardanring 119, der schwenkbar innerhalb des Behälters 116 angeordnet ist, und einen inneren Kardanring 120, der schwenkbar innerhalb des äußeren Kardanrings 119 angeordnet ist. Die Schwenkachse 121 des äußeren Kardanrings steht senkrecht auf der Schwenkachse 122 des inneren Kardanrings. Innerhalb des inneren KardanringsAs can be seen from FIG. 2, the sample container 116 has has an approximately tubular shape and carries at its lower end a goniometer assembly to which the sample is attached. the The goniometer assembly includes an outer gimbal 119 pivotally mounted within the container 116, and an inner gimbal 120 pivotably disposed within the outer gimbal 119. The pivot axis 121 of the outer gimbal ring is perpendicular to the pivot axis 122 of the inner gimbal ring. Inside the inner gimbal

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kann man mit Hilfe eines Sprengrings einen Probenhalter 120a befestigen. - ■ .. _-a specimen holder 120a can be attached with the aid of a snap ring. - ■ .. _-

Der Probenbehälter oder Probenmantel 116 trägt zwei Schubstangen 123 und 124, die am oberen Ende des Behälters in Ausnehmungen oder Nuten eingesetzt sind, in denen die Schubstangen hin- und hergleiten können. Die Schubstangen treiben innerhalb des Behälters schwenkbar angeordnete Band- oder Schnurrollen (nicht gezeigt) an. Die Rollen sind über Antriebsdrähte (nicht gezeigt) mit dem inneren und äußeren Kardanring gekoppelt. Wenn die Schubstangen 123 und 124 in ihren Nuten hin- und hergeschoben v/erden, führen die Kardanringe und 120 Kippbewegungen um ihre Schwenkachsen .aus. Auf diese Weise kann man die Probe in bezug auf die optische Achse des Mikroskops kippen. Der Kippwinkel um die Achse 121 wird mit θ und der Kippwinkel um die Achse 122 mit 0 bezeichnet. Dabei sind θ und 0 beide Null, wenn die Kardanringe 119 und 120 in einer Ebene liegen, die senkrecht zur optischen Achse des Mikroskops.verläuft.The sample container or sample jacket 116 carries two push rods 123 and 124, which are inserted into recesses or grooves at the upper end of the container in which the push rods can slide back and forth. The push rods drive belts or belts pivotably arranged within the container Line rollers (not shown) on. The rollers are connected to the inner and outer gimbals via drive wires (not shown) coupled. When the push rods 123 and 124 are pushed back and forth in their grooves, the gimbals guide and 120 tilting movements about their pivot axes .aus. To this You can tilt the sample with respect to the optical axis of the microscope. The tilt angle about the axis 121 is with θ and the tilt angle about axis 122 is denoted by 0. Here, θ and 0 are both zero when the gimbals 119 and 120 in lie in a plane perpendicular to the optical axis of the microscope.

Wenn der Probenbehälter 116 innerhalb des Probenträgers 117 angeordnet ist, liegen die Schubstangen 123 und 124 mit ihren Enden an den Stirnflächen von mit Zähnen versehenen Sektorscheiben 125 und 126 an, die schwenkbar auf dem Probenhalter 117 angeordnet sind, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Schubstangen werden durch Rückholfedern (nicht gezeigt) gegen die Stirnflächen der Sektorscheiben gedrückt. Damit die Probe um die Achsen 121 und 122 der Kardanringe gekippt werden kann, sind elektrische Motoren M₀ und M^ vorgesehen. Die elektrischen Motoren sind außerhalb des Mikroskopgehäuses 101 angeordnet. Sie sind über zugeordnete Antriebswellen 127 und 128 und Schneckenräder 129 und 130, die in die Zähne der Sektorscheiben 125 und 126 eingreifen, um die Sektorscheiben zu drehen, mit den Schubstangen 123 und 124 gekoppelt, so daß diese von den elektrischen Motoren verschoben werden können.When the sample container 116 is arranged within the sample carrier 117, the ends of the push rods 123 and 124 rest on the end faces of toothed sector disks 125 and 126, which are pivotably arranged on the sample holder 117, as shown in FIG. 3 is. The push rods are pressed against the end faces of the sector disks by return springs (not shown). _{Electric motors M 0} and M ^ are provided so that the sample can be tilted about the axes 121 and 122 of the gimbals. The electric motors are arranged outside the microscope housing 101. They are coupled to the push rods 123 and 124 via associated drive shafts 127 and 128 and worm gears 129 and 130, which mesh with the teeth of the sector disks 125 and 126 to rotate the sector disks, so that they can be moved by the electric motors.

Der den Probenbehälter 116 tragende Probenträger 117 kann in bezug auf das Gehäuse 101 in oiner Ebene, die :..--.Y.-irecht zurThe sample carrier 117 carrying the sample container 116 can be shown in FIG with respect to the housing 101 in a plane that: ...--. Y.-irecht zur

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optischen Achse des Mikroskops verläuft, in einem gewissen Haß verschoben werden. Zum Durchführen dieser Verschiebebewegungen sind zv/ei elektrische Motoren M„ und M vorgesehen,optical axis of the microscope runs, to be shifted in a certain hatred. To carry out these shifting movements zv / ei electric motors M "and M are provided,

χ yχ y

die außerhalb des Gehäuses 101 angeordnet sind. Die elektrischen Motoren treiben Gewindeschrauben 131 und 132 an, die in Gewindebohrungen in dem Gehäuse 101 eingreifen und direkt auf den Probenträger 117 einwirken. Zur Rückbev/egung sind Rückholfedern (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Antriebswellen 127 und 128 sind über teleskopartige Universalgelenke mit den Schneckenrädern 129 und 130 verbunden, so daß der Probenträger ohne weiteres in der Lage ist, Querbewegungen auszuführen, ohne daß dadurch der Antrieb für die Kippbewegungen der Probe gestört wird.which are arranged outside the housing 101. The electric motors drive threaded screws 131 and 132, the engage in threaded bores in the housing 101 and act directly on the sample carrier 117. To move back are Return springs (not shown) are provided. The drive shafts 127 and 128 are with telescopic universal joints the worm gears 129 and 130 connected so that the sample carrier is readily able to perform transverse movements without thereby the drive for the tilting movements the sample is disturbed.

Außer den elektrischen Motoren M . M . M_Q und Mw sind zum Ver-Besides the electric motors M. M. M _Q and Mw are

x y y yj xyy yj

schieben des Probenträgers 117 in Querrichtung und zum Kippen der Probe Handsteuereinrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen, die noch beschrieben werden.pushing the sample carrier 117 in the transverse direction and providing manual control devices (not shown) for tilting the sample, which will be described later.

Mit Hilfe der Gewindeschrauben oder Gewindestangen 131 und 132 kann man die Probe derart verschieben, daß jede beliebige Stelle der Probe in die optische Achse und damit genau in den Mittelpunkt des Beobachtungsfeldes des Schirms'108 gebracht werden kann. Darüberhinaus kann man die Probe mit den Antriebswellen 127 und 128 kippen, so daß die ausgewählte Stelle der Probe unter verschiedenen Winkeln beobachtet werden kann.With the help of the threaded screws or threaded rods 131 and 132 the sample can be shifted in such a way that any point on the sample is in the optical axis and thus exactly in brought the center of the observation field of the screen'108 can be. In addition, you can tilt the sample with the drive shafts 127 and 128, so that the selected point the sample can be observed from different angles.

Zur Beschreibung der Bewegungsvorgänge wird ein orthogonales Koordinatensystem mit den Achsen X, Y und Z benutzt. Diese Achsen sind in bezug auf den Probenträger 117 festgelegt und ihr Ursprungspunkt fällt mit dem Schnittpunkt der Achsen 121 und 122 des Goniometers zusammen.An orthogonal coordinate system with the axes X, Y and Z is used to describe the motion processes. These Axes are defined with respect to the sample carrier 117 and their point of origin coincides with the intersection of the axes 121 and 122 of the goniometer together.

Da der Probenträger 117 in der Querebene Bewegungen ausführen kann, liegt der Ursprungspunkt des Koordinatensystems im allgemeinen nicht in der optischen Achse. Die Z-Achse verläuftSince the sample carrier 117 perform movements in the transverse plane can, the point of origin of the coordinate system is generally not in the optical axis. The Z-axis runs

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-S--S-

parallel zur optischen Achse, die X-Achse .verläuft parallel zur Achse 121, also zur Θ-Achse, und die Y-Achse verläuft parallel zur Achse 122, also zur 0-Achse, wenn 9=0.parallel to the optical axis, the X-axis runs parallel to the axis 121, i.e. to the Θ-axis, and the Y-axis runs parallel to the axis 122, i.e. to the 0-axis, if 9 = 0.

Vor dem Kippen der Probe ist ein ausgewählter Ort der Probe in bezug auf das Koordinatensystem X, Y und Z durch die Koordinaten χ , y und ζ gegeben. Es wird angenommen, daß dieser ausgewählte Punkt oder diese ausgewählte Stelle der Probe anfangs in der optischen Achse des Elektronenmikroskops liegt. Nach einem Kippvorgang mit θ und 0 befindet sich die ausgewählte Probenstelle im allgemeinen nicht mehr in der optischen Achse und sie hat in bezug auf das Koordinatensystem X, Y und Z neue Koordinaten x, y und z. Diese Koordinaten sind durch die folgende Vektorgleichung gegeben:Before tilting the specimen, a selected location of the specimen is with respect to the coordinate system X, Y and Z by the coordinates given χ, y and ζ. It is believed that this selected point or this selected location of the sample initially in the optical axis of the electron microscope lies. After a tilting process with θ and 0, the selected sample point is generally no longer in the optical axis and it has new coordinates x, y and z with respect to the coordinate system X, Y and Z. These coordinates are given by the following vector equation:

= A= A

Für die Transformationsmatrix A gilt:The following applies to the transformation matrix A:

A =A =

cos 0 0 sin θ sin 0 cos θ -cos θ sin 0 sin θcos 0 0 sin θ sin 0 cos θ -cos θ sin 0 sin θ

sin 0sin 0

-sin θ cos 0 cos θ cos 0-sin θ cos 0 cos θ cos 0

Um die ausgewählte Probenstelle in den Mittelpunkt des Beobachtungsfeldes zurückzuführen, ist es erforderlich, die Probe so lange zu verschieben, bis der Punkt mit den Koordinaten x, y und ζ in die optische Achse fällt:· Um dies zu erreichen, muß man die Matrix A ausführen und die Gleichung (1) lösen. .Around the selected sample point in the center of the observation field it is necessary to move the sample until the point with the coordinates x, y and ζ falls into the optical axis: To achieve this, one has to execute the matrix A and solve the equation (1). .

Im folgenden wird auf die Fig. 4 Bezug genommen. Wenn eine Bedienungsperson eine in dem Elektronenmikroskop zu untersuchende Probe kippen will, ist es zweckmäßig, die Kippbewegung in bezug auf die Z-Achse durch den Kippbetrag und dieReference is made to FIG. 4 below. When an operator has one to be examined in the electron microscope Want to tilt the sample, it is useful to determine the tilting movement with respect to the Z-axis by the amount of tilt and the

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Kipprichtung auszudrücken und nicht direkt die Kipp- oder Schwenkwinkel θ und 0 anzugeben. Der Betrag oder die Größe der Kippbewegung wird durch einen Winkel JT definiert, bei dem es sich um den Winkel zv/ischen der auf der Probenoberfläche senkrecht stehenden Normalen η und der Z-Achse handelt. Die Kipprichtung wird durch einen Winkelf H : definiert, bei den es sich um den Winkel zwischen der Ebene, die die Normale η und die Z-Achse enthält, und der X-Z-Ebene handelt.Expressing the direction of tilt and not directly specifying the tilt or swivel angles θ and 0. The amount or the size of the tilting movement is defined by an angle JT, which is the angle zv / ischen of the normal η standing perpendicular to the sample surface and the Z-axis. The direction of tilt is defined by an angle f H: which is the angle between the plane containing the normal η and the Z axis and the XZ plane.

Die Beziehung zwischen den Winkeln f H J und JT, die für die Bedienungsperson von Interesse sind, und den tatsächlichen Kippwinkeln θ und 0 ist durch die folgenden Gleichungen gegeben:The relationship between the angles f HJ and JT of interest to the operator and the actual tilt angles θ and 0 is given by the following equations:

sin 0 = cos (H] sin § ~ (3)sin 0 = cos (H] sin § ~ (3)

-sin θ cos 0 = sin/1T\ sin § (4)-sin θ cos 0 = sin / 1T \ sin § (4)

Im folgenden wird auf die Figuren 5 und 6 Bezug genommen. Die Rechenschaltungen des Probentischs erlauben, es der Bedienungsperson, die gewünschten Werte für (H j und JT einzustellen. Die Rechenschaltungen berechnen dann automatisch die Kippwinkel θ und 0 und stellen diese Winkel an dem Goniometer ein. Weiterhin berechnet der in den Figuren 5 und 6 dargestellte Teil der Rechenschaltung die Vierte für die Elemente der Matrix A.Reference is made to FIGS. 5 and 6 below. the Calculation circuits of the sample table allow the operator to set the desired values for (H j and JT. The computing circuits then automatically calculate the tilt angles θ and 0 and set these angles on the goniometer. The part shown in FIGS. 5 and 6 also calculates the fourth for the elements of the matrix A.

Die Wertef H ) und JT werden von der Bedienungsperson durch Einstellen der Wellen von zwei Sinuspotentiometern 36 und 37 vorgegeben. Den Enden des Potentiometers 37 werden Einheitsspannungen zugeführt, und zwar dem einen Ende eine positive und dem anderen Ende eine negative Einheitsspannung. Am Punkt 9 des Potentiometers 37 kann man daher ein Signal abnehmen, das sin 0 proportional ist. Dieses Signal wird über einen Phasenteiler 38 dem Potentiometer 36 zugeführt. Auf diese V/eise kann man an den Punkten 10 und 11 des Potentiometers 36 Spannungen abnehmen, die sin (Hj · sin JT und cos f HJ · sin J£ proportional sind.The values f H) and JT are specified by the operator by setting the waves of two sinus potentiometers 36 and 37. Unit voltages are applied to the ends of the potentiometer 37, namely a positive unit voltage at one end and a negative unit voltage at the other end. At point 9 of the potentiometer 37, a signal can therefore be picked up which is proportional to sin 0. This signal is fed to the potentiometer 36 via a phase splitter 38. In this way one can take off voltages at points 10 and 11 of the potentiometer 36 which are proportional to sin (Hj · sin JT and cos f HJ · sin J £.

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An die Antriebswelle 127, die zum Kippen des äußeren Kardänrings 119, also zum Einstellen des Kippwinkels θ dient, ist ein Satz aus drei Sinuspotentiometern 39, 40 und 41 angekoppelt. Mit der Antriebswelle 128, die zum Kippen des inneren Kardanrings 120, also zum Einstellen des Kippwinkels 0 dient, ist hingegen lediglich ein einziges Sinuspotentiometer 42 verbunden.To the drive shaft 127, which is used to tilt the outer cardan ring 119, that is to say to adjust the tilt angle θ a set of three sine potentiometers 39, 40 and 41 are coupled. With the drive shaft 128, which is used to tilt the inner cardan ring 120, i.e. to set the tilt angle 0 is used, however, only a single sinus potentiometer 42 is connected.

Den Enden des Potentiometers 39 werden Einheitsspannungen zugeführt, und zwar eine positive dem einen und eine negative dem anderen Ende. An den Punkten 1 und 2 des Potentiometers 39 kann man daher Signale abnehmen, die sin θ und cos θ proportional sind.The ends of the potentiometer 39 are supplied with unit voltages, namely a positive one and a negative one the other end. At points 1 and 2 of the potentiometer 39, signals can therefore be picked up which are proportional to sin θ and cos θ are.

In ähnlicher V/eise werden den Enden des Potentiometers 42 EinheitsSpannungen zugeführt, und zwar eine positive dem einen und eine negative dem anderen Ende. An den Punkten 7 und 8 des Potentiometers 42 können daher Signale abgenommen werden, die sin 0 und cos 0 proportional sind.Similarly, unit voltages are applied to the ends of potentiometer 42, positive one to one and a negative the other end. At points 7 and 8 of the potentiometer 42, signals can therefore be picked up which are proportional to sin 0 and cos 0.

Vom Punkt 7 wird das Signal sin 0 über einen Phasenteiler 43 dem Potentiometer 40 zugeführt. An den Punkten 3 und 4 des Potentiometers 40 kann man daher Signale abnehmen, die sin θ · sin 0 und cos θ · sin 0 proportional sind.From point 7 the signal sin 0 is fed to the potentiometer 40 via a phase splitter 43. At points 3 and 4 of the Potentiometer 40 can therefore pick up signals which are proportional to sin θ · sin 0 and cos θ · sin 0.

Vom Punkt 8 wird das Signal cos 0 über einen Phasenteiler 44 dem Potentiometer 41 zugeführt. An den Punkten 5 und 6 des Potentiometers 41 kann man.daher Signale abnehmen, die sin θ · cos 0 und cos θ · cos 0 proportional sind.From point 8 the signal cos is 0 via a phase splitter 44 the potentiometer 41 is supplied. At points 5 and 6 of the potentiometer 41 one.therefore signals can be picked up which sin θ · cos 0 and cos θ · cos 0 are proportional.

Die Signale an den Punkten 5 und 10, die sin θ · cos 0 und sin ( H · sin J5~proportional sind, werden in einem Summierverstarker 45 addiert. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 45 wird über ein Signalverarbeitungsnetzwerk G_Q dem elektrischen Motor M_Q zugeführt, der die Antriebswelle 127 für θ antreibt. In ähnlicher Weise v/erden die Signale von den Punkten 7 und 11, die sin 0 und cos ι Hj · sin_0*proportionalThe signals at points 5 and 10, which are proportional to sin θ · cos 0 and sin (H · sin J5 ~, are added in a summing amplifier 45. The output signal of the summing amplifier 45 is fed to the electric motor M _Q _{via a signal processing network G Q} which drives the drive shaft 127 for θ Similarly, the signals from points 7 and 11 which are sin 0 and cos ι Hj · sin_0 * proportional

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sind, in einem Differenzverstärker 46 subtrahiert. Das Aus- -angssignal des Differenzverstärkers 46 wird über ein Si^are subtracted in a differential amplifier 46. The output signal of the differential amplifier 46 is via a Si ^

verarbeitungsnetzwerk Gw dem elektrischen Motor Mw zugeführt, der die Antriebswelle 128 für 0 antreibt.processing network Gw fed to the electric motor Mw, which drives the drive shaft 128 for 0.

Die Motoren Ku und Mw ändern die Kippwinkel θ und 0 so lange, bis die Ausgangssignale an den Verstärkern 45 und 46 Null sind. In diesem Zustand sind die Gleichungen (3) und (4) erfüllt. Die beschriebene Schaltung löst somit die Gleichungen (3) und (4) und kippt die Probe in Übereinstimmung mit den von der Bedienungsperson vorgegebenen Winkeln (Hj und Jf. The motors Ku and Mw change the tilt angles θ and 0 until the output signals at the amplifiers 45 and 46 are zero. In this state, equations (3) and (4) are satisfied. The circuit described thus solves equations (3) and (4) and tilts the sample in accordance with the angles (Hj and Jf specified by the operator).

Die acht von Null verschiedenen Glieder oder Elemente der Matrix A werden durch die Spannungen an den Punkten 1 bis 8 dargestellt. The eight non-zero terms or elements of matrix A are represented by the voltages at points 1 to 8.

Im folgenden wird auf die Figuren 7> 8 und 9 Bezug genommen. Die Vektorgleichung (1) wird von demjenigen Teil der Rechenschaltung gelöst, der in diesen Figuren dargestellt ist.In the following, the figures 7> 8 and 9 are referred to. The vector equation (1) is used by that part of the computing circuit solved, which is shown in these figures.

Die Werte für χ , y_Q und ζ werden von der Bedienungsperson an drei Wellen 201,202 und 203 eingestellt, die jeweils mit einer Gruppe von Linearpotentiometern 204 bis 211 verbunden sind, die von den in den Figuren 5 und 6 gezeigten Punkten 1 bis 8 über Phasenteiler 212 bis 219 gespeist werden, um die Glieder der Matrix A mit den zugeordneten Komponenten des Vektors (χ , y , ζ ) zu multiplizieren.The values for χ, y _Q and ζ are set by the operator on three shafts 201, 202 and 203 which are each connected to a group of linear potentiometers 204 to 211, which are connected from points 1 to 8 shown in FIGS. 5 and 6 via phase splitters 212 to 219 are fed in order to multiply the terms of the matrix A with the associated components of the vector (χ, y, ζ).

Mit den Gewindeschrauben 131 und 132, die die X- und Y-Lage der Probe einstellen, sind Linearpotentiometer 47 und 48 verbunden, deren Enden Einheitsspannungen zugeführt werden, und zwar eine positive Spannung an den einen Enden und eine negative Spannung an den anderen Enden der Potentiometer. An den Punkten 23 und 24 der Potentiometer 47 und 48 kann man daher Signale ableiten, die den Werten χ und y der X- und Y-Koordinate des Probenpunktes proportional sind, der tatsächlich auf der optischen Achse liegt.Linear potentiometers 47 and 48 are connected to the threaded screws 131 and 132, which set the X and Y positions of the sample, the ends of which are supplied with unit voltages, namely a positive voltage at one end and a negative voltage Voltage at the other ends of the potentiometers. At points 23 and 24 of the potentiometer 47 and 48 one can therefore Derive signals that are proportional to the values χ and y of the X and Y coordinates of the sample point that is actually on the optical axis.

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SAD ORIGINALSAD ORIGINAL

• Die Spannungen an den Punkten 12 und 19 werden in einem Operationsverstärker 49 summiert, wobei von dieser Summenspannung die Spannung am Punkt 23 abgezogen wird. Das sich dabei ergebende Ausgangssignal des Operationsverstärkers 49 wird über ein Signalverarbeitungsnetzwerk G_x dem elektrischen Motor Μ_χ zugeführt, der zum Einstellen der Lage der Probe die Gewindeschraube oder die Gewindestange 131 antreibt.The voltages at points 12 and 19 are added up in an operational amplifier 49, the voltage at point 23 being subtracted from this total voltage. The resulting output signal of the operational amplifier 49 is _{fed via a signal processing network G x to} the electric motor Μ _χ , which drives the threaded screw or the threaded rod 131 to adjust the position of the sample.

In ähnlicher Weise werden die Spannungen von den" Punkten 13, 16 und 20 in einem Operationsverstärker 50 summiert. Von dieser Summenspannung wird die Spannung am Punkt 24 abgezogen. Das sich dabei ergebende Ausgangssignal des Operations-" Verstärkers 50 wird über ein Signalverarbeitungsnetzwerk G dem elektrischen Motor M zugeführt, der zum Einstellen der Lage der Probe die Gewindeschraube oder die Gewindestange einstellt.Similarly, the voltages from "points 13, 16 and 20 are summed in an operational amplifier 50. Von The voltage at point 24 is subtracted from this total voltage. The resulting output signal of the operational " Amplifier 50 is fed via a signal processing network G to the electric motor M, which is used to set the Position of the specimen adjusts the threaded screw or the threaded rod.

Die Motoren M_v und M bringen die Probe in eine solche Lage, daß die Ausgangs signale der Verstärker 49 und 50 Null v/erden. Jn dieser Lage erfüllen χ und y die Gleichung (1). Das Ergebnis davon ist, daß die ausgewählte Stelle der Probe, also diejenige Stelle der Probe, die vor dem Kippen die Koordinaten χ , y₀ und ζ hatte, trotz des nachfolgenden Kippvorganges mit θ und 0 etwa im Mittelpunkt des Beobachtungsfelds ) ■ des Mikroskops bleibt.The motors M _v and M bring the sample in such a position that the output signals of the amplifier 49 and 50 zero v / ground. In this position χ and y satisfy equation (1). The result of this is that the selected point of the sample, i.e. that point of the sample that had the coordinates χ, y ₀ and ζ before tilting, remains approximately in the center of the microscope's observation field despite the subsequent tilting process with θ and 0 .

Die Spannungen an den Punkten 14, 17 und 21 werden in einem Operationsverstärker 51 summiert. Von dieser Summenspannung wird ein Rückführsignal abgezogen, das von einem Punkt 25 kommt, an dem das Ausgangssignal einer Objektivlinsen-Stromsteuereinrichtung 52 auftritt. Dieses Signal stellt ein Maß für ζ dar, also der Z-Koordinate im Mittelpunkt des Beobachtungsfeldes. Das Ausgangssignal des Verstärkers 51 ist somit ein Maß des Korrekturbetrags für die Brennweite der Objektivlinse 105. Mit dieser Korrektur wird der ausgewählte Punkt im Brennpunkt der Linse gehalten. Das Ausgangssignal des Verstärkers 51 wird daher der Objektivlinsen-Steuereinrichtung " 52 zugeführt. _l09882/1217 .The voltages at points 14, 17 and 21 are summed in an operational amplifier 51. A feedback signal, which comes from a point 25 at which the output signal of an objective lens current control device 52 occurs, is subtracted from this sum voltage. This signal represents a measure for ζ, i.e. the Z coordinate in the center of the observation field. The output of the amplifier 51 is thus a measure of the amount of correction for the focal length of the objective lens 105. With this correction, the selected point is kept in the focal point of the lens. The output of the amplifier 51 is therefore fed to the objective lens controller "52". _109882/1217 .

Kit den Einstellwellen von χ , y und ζ ist jeweils ein weiteres Potentiometer 220, 221 bzw. 222 verbunden (Fig. 8). Den Enden dieser Potentiometer werden Einheitsspannungen zugeführt, und zwar den einen Enden eine positive und den anderen Enden eine negative Einheitsspannung. An den Punkten 15, 18 und 22 dieser Potentiometer kann man daher Signale abnehmen, die den Werten von χ , y und ζ proportional sind. Diese Signale kann man für ein Anzeigegerät benutzen, das der Bedienungsperson die Koordinaten der gewünschten Probenstelle anzeigt. Ferner können Einrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die der Bedienungsperson die Werte von Γ HJ und JT anzeigen. Eine derartige Anzeige kann in Form einesvektordiagramms vergenommen werden.Kit the adjustment shafts of χ, y and ζ is one each further potentiometer 220, 221 or 222 connected (Fig. 8). Standard voltages are applied to the ends of these potentiometers, namely a positive unit voltage at one end and a negative unit voltage at the other ends. At points 15, 18 and 22 of these potentiometers you can therefore pick up signals that are proportional to the values of χ, y and ζ. These signals can be used for a display device that shows the operator the coordinates of the desired sample location indicates. Furthermore, devices (not shown) can be provided which the operator the values Show from Γ HJ and JT. Such a display can take the form of a vector diagram.

Aus der Fig. 10 geht hervor, daß die vier Antriebe zum Einstellen der Kippwinkel θ und 0 und der X- und Y-Lage neben den automatischen Steuereinrichtungen M_Q, NL·, M und M mit manuellen Steuervorrichtungen versehen sind. Die Fig. 10 zeigt die getroffene Anordnung der beiden Steuereinrichtungen für die Kippbewegung Θ. Für die anderen drei Bewegungsarten sind die Anordnungen in ähnlicher Weise getroffen.It can be seen from FIG. 10 that the four drives for setting the tilt angles θ and 0 and the X and Y positions are provided with manual control devices in _{addition to the automatic control devices M Q, NL ·, M and M.} Fig. 10 shows the arrangement made of the two control devices for the tilting movement Θ. The arrangements are made in a similar way for the other three types of movement.

Um sicherzustellen, daß nur eine der beiden Steuereinrichtungen auf die Antriebswelle einwirkt, also entweder die automatische oder die manuelle Steuereinrichtung, sind sowohl die automatische Steuereinrichtung Mq als auch die Handsteuereinrichtung 53 hinter zugeordneten Untersetzungsgetrieben G1 und G2 über Kupplungen C1 und C2 an ein Ausgangsgetriebe G3 angekoppelt. Die Kupplungen C1 und C2 v/erden elektromechanisch von Spulen 54 und 55 betrieben. Die Steuerschaltung für die Spulen 54 und 55 ist derart ausgelegt, daß zu einer einzigen Zeit lediglich die eine der Spulen erregt werden kann.To ensure that only one of the two control devices acts on the drive shaft, either the automatic one or the manual control device, are both the automatic control device Mq and the manual control device 53 coupled behind associated reduction gears G1 and G2 via clutches C1 and C2 to an output gear G3. The clutches C1 and C2 are operated electromechanically by coils 54 and 55. The control circuit for the Coils 54 and 55 are designed such that only one of the coils can be energized at a single time.

Die Potentiometer 39, 40 und 41, die den Winkel θ messen, sind an das Getriebe G3 angekoppelt, so daß die Potentiometer unabhängig davon, welche der Kupplungen C1 und C2 in Eingriff steht, betätigt werden.The potentiometers 39, 40 and 41, which measure the angle θ, are coupled to the gear unit G3, so that the potentiometers regardless of which of the clutches C1 and C2 is engaged is to be operated.

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Anstelle der oben beschriebenen analogen Rechenschalxungan könnte man auch einen Digitalrechner verv/enden. Zum Eingeben der Werte von f Kj ,Jf, Θ, 0, χ , y , z_Q, x, y und ζ in'den Digitalrechner müßten dann*noch digitale Codiereinrichtungen vorhanden sein. Der Digitalrechner wäre derart programmiere, daß er gemäß den Gleichungen (1) bis (4) an der Probe die richtigen Kipp- und. Translationsbewegungen ausführt.Instead of the analog computing circuitry described above, a digital computer could also be used. To enter the values of f Kj, Jf, Θ, 0, χ, y, z _Q , x, y and ζ into the digital computer, digital coding devices would then have to be available. The digital computer would be programmed in such a way that, according to equations (1) to (4), the correct tilt and. Performs translational movements.

Die Verwendung eines Digitalrechners hätte den Vorteil, daß man das Programm sehr leicht Probentischen mit unterschiedlichem kinematischen Aufbau anpassen könnte.The use of a digital computer would have the advantage that one could very easily run the program with different sample tables kinematic structure could adapt.

In der Fig. 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Recheneinrichtung ein mechanisches Modell des Goniometers und der Probe enthält. Das Modell ist im allgemeinen größer als das tatsächliche Gonio-In Fig. 11, a further embodiment of the invention is shown in which the computing device is a mechanical Includes model of goniometer and sample. The model is generally larger than the actual gonio

"ter. Der Maßstabsvergrößerungsfaktor kann beispielsweise «^ betragen."ter. The scale-up factor can be, for example «^ Amount.

Das Modell enthält einen waagrecht feststehenden Stützrahmen 60, in dem ein Kardanringralssen 61 angeordnet ist, derThe model contains a horizontally fixed support frame 60 in which a Kardanringralssen 61 is arranged, the

ezug auf den Stützrahmen 60 um eine Achse 62 drehbar isu. Innerhalb des Kardanringratoiens 61 ist ein Tisch 63 angeordnet, der in bezug auf den Rahmen 61 um eine Achse 64 schwenkbar ist.Ezug on the support frame 60 is rotatable about an axis 62 isu. A table 63 is arranged within the Kardanringratoiens 61, which is pivotable about an axis 64 with respect to the frame 61.

Das Modell stellt somit einen genauen kinematischen Aufbau des tatsächlichen Goniometers dar. Der Rahmen 61 und der Tisch 63 können von elektrisches Motoren Mq¹ und M^¹ um Winkel θ und 0 gekippt werden. Diesen elektrischen Motoren werden die gleichen Kippsignale zugeführt wie den Servomotoren Mq und Mgj, die das Goniometer kippen. Der Tisch 63 ist daher automatisch demselben Kippvorgasg ausgesetzt wie die Probe. Auf dem Tisch 63 ist ein Schlitten 65 angeordnet, der yqxi ebenfalls auf dem Tisch angeordneten elektrischen Motoren M ' und M ^s an jede beliebige Stelle des Tisches verschoben v/erden kann. Die Lage des Schlittens 65 auf dem Tisch 63 stellt die Lage der zu beobachtenden, ausgewählt; ο .·. Probsnstel« le car. 109882/1217The model thus represents an exact kinematic structure of the actual goniometer. The frame 61 and the table 63 can be tilted by angles θ and 0 ^{by electric motors Mq 1} and M ^ ^1. These electric motors are supplied with the same tilt signals as the servomotors Mq and Mgj that tilt the goniometer. The table 63 is therefore automatically subjected to the same tilting gas as the sample. Arranged on the table 63 is a slide 65 which can be displaced to any desired position on the table, yqxi electric motors M 'and M ^{s, which are also arranged on the table.} The position of the carriage 65 on the table 63, the position of the observed, selected; ο. ·. Probsnstel «le car. 109882/1217

Das eine Ende eines States .66 ist über ein Kugelgelenk 67 nit dem Schlitten 65 verbunden. Das andere Ende des Stabes 66 ist über ein Doppeirahmengelenk 69, das den gleichen kinetischen Aufbau wie das Goniometer hat, mit einem weiteren Schlitten 68 verbunden. Der Stab 66 kann in seiner Längsrichtung durch das Gelenk 69 gleiten. Den Schlitten kann man in einer Ebene bewegen, die parallel zur Ebene des Stützrahmens 60 verläuft. Hierzu dienen zwei elektrische Motoren M und M , die ferner dazu benutzt werden, um die Steuereinrichtungen zum Einstellen der Lage der Probe des tatsächlichen Goniometers über zugeordnete Untersetzungsgetriebe anzutreiben.One end of a state .66 is connected to the slide 65 via a ball joint 67. The other end of the rod 66 is connected to a further slide 68 via a double frame joint 69, which has the same kinetic structure as the goniometer. The rod 66 can slide in its longitudinal direction through the joint 69. The carriage can be moved in a plane that runs parallel to the plane of the support frame 60. Two electric motors M and M are used for this purpose, which are also used to drive the control devices for setting the position of the sample of the actual goniometer via associated reduction gears.

An den Achsen des Gelenks 69 sind zwei Potentiometer (nicht gezeigt) vorgesehen, die Winkel/U und ω messen, die die Neigung des Stabes 66 gegenüber der Senkrechten angeben. Signale von diesen Potentiometern v/erden als Bezugssignale für die Motoren 14 und M benutzt, und zwar in einer solchen Weise, daß diese Servomotoren versuchen, den Stab 66 senkrecht zu halten, wenn der Tisch 63 gekippt wird.Two potentiometers (not shown) are provided on the axes of the joint 69, which measure angles / U and ω, which determine the inclination of the rod 66 with respect to the vertical. Signals from these potentiometers are grounded as reference signals for the Motors 14 and M are used in such a way that that these servomotors try to keep the rod 66 vertical when the table 63 is tilted.

Die zum Senkrechthalten des Stabes erforderliche seitliche Verschiebung des Schlittens 68 entspricht der seitlichen Verschiebung des Schlittens 65, wenn der Tisch 63 gekippt wird. Da die Motoren M und M auch mit dem tatsächlichen Probentisch gekoppelt sind, führen sie in Translationsrichtung eine automatische Korrektur des tatsächlichen Goniometers aus, so daß die ausgewählte Probenstelle in der optischen Achse des Mikroskops bleibt.The lateral displacement of the slide 68 required to hold the rod vertically corresponds to the lateral displacement Displacement of the carriage 65 when the table 63 is tilted. Since the motors M and M also work with the actual Are coupled to the sample table, they automatically correct the actual goniometer in the translation direction so that the selected sample site remains in the optical axis of the microscope.

Zum Betrieb des Mikroskops wird das Modell zunächst derart eingestellt, daß der Tisch 63 horizontal angeordnet ist, d.h., daß er in der Ebene des Stützrahmens 60 liegt. Als nächstes v/erden den Servomotoren M ' und M ' Signale zugeführt, die die Koordinaten der interessierenden Stelle der Probe darstellen. Der Schlitten 65 nimmt daher auf dem Tisch 63 eine Stellung ein, die die ausgewählte Probenstelle darstellt. Der Schlitten 68 läuft automatisch mit, um den Stab 66 senkrecht zu halten. Gleichzeitig wire das tatsächliche Goniometer vonTo operate the microscope, the model is first set so that the table 63 is arranged horizontally, i.e. that it lies in the plane of the support frame 60. Next, the servomotors M 'and M' are supplied with signals which represent the coordinates of the point of interest of the sample. The carriage 65 therefore takes one on the table 63 Position that represents the selected sample point. The carriage 68 automatically runs along with the rod 66 vertically to keep. At the same time, the actual goniometer from

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den Servomotoren M und M bewegt. Auf diese Weise wird die ausgewählte Probenstelle stets auf der optischen Achse gehalten. the servomotors M and M moves. In this way, the The selected sample site is always kept on the optical axis.

Wenn man nun die Probe kippt, erfährt der Tisch 63 automatisch die gleiche Kippbewegung. Wiederum wird der Schlitten 68 bewegt, um den Stab 66 senkrecht zu halten. Die korrigierende Translationsbewegung wird automatisch über die Servomotoren M und M dem Goniometer mitgeteilt.If you now tilt the sample, the table 63 automatically experiences the same tilting movement. Again, the sled will 68 moved to keep the rod 66 vertical. The corrective translational movement is automatically carried out via the Servo motors M and M communicated to the goniometer.

Obwohl die dem in der Fig. 11 dargestellten Modell zügeführten Signale alle elektrisch sind, kann man das Modell auch mechanisch mit dem Goniometer koppeln. In diesem Falle wären die Eingangssignale rein mechanisch.Although they were used in the model shown in FIG Signals are all electrical, the model can also be coupled mechanically to the goniometer. In this case would be the input signals are purely mechanical.

Die erfindungsgemäße Lehre kann man bei allen Elektronenmikroskopen anwenden, sowohl bei abtastenden als auch bei nicht abtastenden Durchgangswellen-Elektronenmikroskopen.The teaching according to the invention can be used with all electron microscopes apply to both scanning and non-scanning through-wave electron microscopes.

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Claims

(Λ.) Sample table for an electron microscope with a goniometer on which the sample is attached and with a sliding device that moves the goniometer in a plane perpendicular to the optical microscope axis in order to bring a selected point of the sample into the optical axis,

characterized in that a device representing tilted positions (39 to 42) responds to the tilting movements that the goniometer performs with the sample that represents a sliding position Means (204 to 211) responsive to the sliding position of the selected sample point and that a computing device (49,50,51) on the states of these two representational devices responds and generates an output signal which is dependent on the states and which is a corrective sliding movement represents for the goniometer to keep the selected sample position in the optical axis when tilting the sample, and which is fed to the pusher for this purpose.

2. sample table according to claim 1,
characterized in that the computing device also generates a focal length correcting adjustment signal which represents the change in focal length of the objective lens of the electron microscope which is necessary to keep the selected sample location in focus while the sample is being tilted.

3. Sample table according to claim 1 or 2, characterized in that the computing device contains a mechanical model of the goniometer and the sample, that the tilting and sliding movements of the selected sample point can be simulated by mechanical adjustment of corresponding parts of the model and that the corrective shift signal is derived from the mechanical adjustment of another part of the model.

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4. sample table according to claim 3,
characterized in that the model is scaled larger than the goniometer.

5. Sample table according to claim 3 or 4, characterized in that

that the model includes a table (63) on a support frame (6o) is arranged so that it can be kinematically tilted in the same way as the sample v / ground that on the table (63) a movable slide (65) is arranged, "that the position of the slide (65) on the table (63) the Position of the selected sample point and that when tilting the table (63) a device (66,68,69,14,, M) the measures the lateral displacement of the carriage (65) with respect to the support frame and generates the output signal which the corrective Represents sliding movement.

6. sample table according to claim 5,
characterized,

the means for measuring the lateral displacement comprises a rod (66) which has one end over a Universal joint is attached to the carriage (65) and at its other end via a universal joint with a further slide (68) is connected, which is movable with respect to the support frame (60) in a fixed plane that the rod (66) can move freely in its longitudinal direction in the further slide (68) and that a device (M, M) the further carriage (68) moves in its plane in such a way that the rod (66) with respect to the support frame (60) always one assumes a fixed direction, so that the movement of the further slide (68) is proportional to said lateral displacement is.

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7.Sample stage for a microscope with a goniometer on which a sample is attached,
characterized in that setting devices (36, 37) serve to set the fourth for a "required tilt amount and a required tilt direction with respect to the optical axis of the microscope and that control devices (G ~, G ^) calculate tilt angles related to the goniometer axes, the are required to generate the required tilt amount and the required tilt direction, and this tilt angle feed the goniometer axes.

S. sample table according to one of claims 1 to 6, characterized by the setting devices (36, 37) and the control devices (Gq, G ^) according to claim 7.

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