DE2229310A1

DE2229310A1 - Schwenkvorrichtung fuer einen praeparathalter in einem elektronenmikroskop

Info

Publication number: DE2229310A1
Application number: DE19722229310
Authority: DE
Inventors: Akio Mikajiri
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1971-06-19
Filing date: 1972-06-15
Publication date: 1973-06-14
Also published as: GB1400467A; DE2229310B2; JPS5126613Y2; DE2229310C3; JPS4811764U

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84

B 5624

NIHON DENSHI KABUSHIKI KAlSHA 1418 Nakagaml-cho, Aklshlma-shl, TOKYO / Japan

Schwenkvorrichtung für einen Präparathalter In einem Elektronenmikroskop

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwenkvorrichtung für einen Präparathalter In einem Elektronenmikroskop.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Schwenkvorrichtung für einen Präparathalter In einem Elektronenmikroskop, mit dem das Präparat

N/M

309824/07 3

In das Objektlvllnsensystem des Elektronenmlkroskopes In einer Richtung eingebracht wird, welche senkrecht zur elektronen-optlschen Achse Ist. Diese spezielle Art des Einbringens Ist bekannt als seitlicher Einschub, und eine derartige Vorrichtung wird als seitliches Elnschub-Gonlometer bezeichnet. Der Vorteil, welcher bei einem seitlichen EInschub-Gonlometer erzielt wird, Ist, daß ein maximaler Schwenkgrad bezüglich der Achse, welche mit der Einschubrichtung des Präparates zusammenfällt, sehr groß Ist und Schwenkungen bis zu 60 möglich sind.

Soll die Vorrichtung jedoch einfach und unkompliziert gebaut werden, so Ist der Schwerikwlnkel um die Achse, welche senkrecht zur Elnschubrlchtung des Präparates verläuft, stark begrenzt. Das seitliche Elnschub-Gonlometer Ist auf die Funktion eines Goniometers eingeschränkt, welches nur eine einfache Schwenkung ausführen kann.

Es Ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schwenkvorrichtung zu zeigen, bei der die genannte Einschränkung umgangen wird, d. h. es soll ein doppelt verschwenkbares Goniometer gezeigt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Schwenkvorrichtung für einen Präparathalter In einem Elektronenmikroskop erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein drehbarer Körper Im Mikroskopgestell vorgesehen Ist, wobei die Längsachse dieses drehbaren Körpers die elektronen-optlsche Achse des Mlkroskopes Im rechten Winkel schneidet, daß ein Rahmen am drehbaren Körper befestigt Ist, der den Präparathalter aufnimmt, daß am Präparathalter mindestens ein von außen betätigbares Rad befestigt Ist, und daß das Rad und der Präparathalter um eine Achse drehbar gelagert sind, die senkrecht Ist zur elektronen-optlschen Achse des Mlkroskopes und zur Längsachse des drehbaren Körpers.

309824/0738

Vorliegende Erfindung zeigt somit eine Schwenkvorrichtung für einen Präparathalter In einem Elektronenmikroskop, mit der ein zu untersuchendes Präparat In das Objektiv eines Elektronenmlkroskopes senkrecht zur elektronen-optlschen Achse eingebracht werden kann. Das Präparat Ist hierbei In einer Ebene angeordnet, welche um zwei Achsen, die senkrecht zur elektronen-optlschen Achse liegen, schwenkbar Ist. Die Verschwenkung um jede Schwenkachse kann so vorgenommen werden, daß das Präparat In jede gewünschte Richtung verschwenkt werden kann und In jeden gewünschten Neigungswinkel eingestellt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das doppelt verschwenkbare Goniometer einen kompakten Aufbau aufweist und leicht und billig hergestellt werden kann. Außerdem Ist die Bedienung des Goniometers einfach. Weiterhin besitzt es die bauliche Besonderheit, daß ein zusätzlicher Mechanismus hinzugefügt werden kann, so daß das Präparat entlang der optischen Achse bewegt werden kann.

Anhand der folgenden Beschreibung und der beiliegenden Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. In den Figuren sind AusfÜhrungsbelsplele der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Flg. 1 eine Schnittansicht der Schwenkvorrichtung;

Flg. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A In der Flg. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform als In

der FIg, 2;

5624 309824/0738

Flg. 4 perspektivische Ansichten von anderen Ausführungsformen

als In der Flg. 2;

Flg. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform}

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Ausschnittes B in der

Flg. 6 und

Flg. 8 einen Schnitt entlang der Linie C-C In der Flg. 6.

Die Flg. 1 und 2 zeigen Te Haus schnitte durch das Gestell eines Elektronenmlkroskopes. Mit 1 Ist das Gestell des Elektronenmlkroskopes bezeichnet. Beispielsweise kann es sich hierbei um das.Joch zur Halterung des Objektives handeln. Mit 2 ist ein drehbarer Körper bezeichnet, der In der Wand des Gestelles mittels einer Schraubenhülse 3 gelagert Ist, und zwar so, daß der Teil des drehbaren Körpers 2, der Innerhalb des Gestells 1 angeordnet Ist, die elektronenoptische Achse des Mikroskopes senkrecht schneidet. Die Achse, welche durch X in der Fig. 1 bezeichnet Ist, schneidet demnach die Achse, welche mit Z in der Fig. 2 bezeichnet ist, senkrecht. Am äußeren Ende des drehbaren Körpers 2 Ist ein Griff 4 angeordnet, um den drehbaren Körper 2 um seine X-Achse drehen zu können. Ein Rahmen 5 Ist am anderen Ende des drehbaren Körpers 2 angeordnet und ragt zwischen zwei Polschuhe 6a und 6b, welche Teile des Objektives sind. Mit 7 ist der Präparathalter bezeichnet und 8a und 8b stellen Kehlräder dar, die an jeder Seite des Präparathalters 7 befestigt sind. Diese Kehlräder befinden sich auf Wellen 9a und 9b, welche drehbar In V-förmlgen Einschnitten 10a und 10b gelagert sind. Diese Einschnitte befinden sich In der oberen Oberfläche des Rahmens 5. Die Orientierungsachse der Wellen 9a und 9b, d. h. die Achse,

3 09824/0738

welche durch Y In den Figuren bezeichnet Ist, liegt Im rechten Winkel bzw. senkrecht zur optischen Achse Z und zur Rotationsachse X des rotierenden Körpers 2. Ein Präparat 11 wird Im Präparathalter 7 durch ein Befestigungsglied 12 so gehalten, daß es In einer Ebene Hegt, die durch die Achsen X und Y definiert Ist. Mit 13a und 13b sind Stäbe bezeichnet, die aus einem elastischen Material bestehen. Die einen Enden der Stäbe sind In einem verschiebbaren Block 15 gelagert, welcher gleitend auf dem Rahmen 5 sich befindet. Die anderen Enden der Stäbe ruhen auf den Kehlrädern 8a und 8b. An einer drehbaren Welle 17 befindet sich ein Außengewinde 16, welches In ein Gewinde des verschiebbaren Blockes 15 eingeschraubt Ist. Das äußere Ende der Welle, 17 Ist mit einem Griff 18 versehen.

Durch Drehen des Griffes 4 wird das Präparat geschwenkt oder neigt sich In einer bestimmten Richtung und mit einem bestimmten Winkel bezüglich der X-Achse. Das Ausmaß der Verschwenkung kann durch entsprechendes Verdrehen des Griffes 4 eingestellt werden. Weiterhin kann durch Verdrehen des Griffes 18 der verschiebbare Block 15 rückwärts oder vorwärts entlang der X-Achse verschoben werden. Hierdurch werden mittels der Stäbe 13a und 13b die Kehlräder 8a und 8b gedreht. Hierdurch werden der Präparathalter 7 und das darin befindliche Präparat mitgedreht, und zwar um die Achse Y entsprechend dem Grad der Verdrehung des Griffes 18.

In der Flg. 3 4sJ eine Ausführungsform gezeigt, bei der die beiden Kehlräder In; ITortfall kommen können. Es wird ein kugelförmiger Präparathalter verwendet, der mittels zweier Anlenkzapfen 20a und 20b am Rahmen 5 befestigt Ist. Die beiden Stäbe 13a und 13b liegen In der gleichen Ebene zwischen dem Rahmen 5 und einer Kugelfläche

⁵⁶²⁴ 309824/0738

Bel Drehung des Griffes 18 in der gleichen Weise, wie es bei der Ausführungsform In den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, wird der Präparathalter um die Achse Y gedreht.

In der Flg. 4 wird ein Antriebs ritzel 21 von einer Zahnstange gedreht. Das Antriebs ritzel wird anstelle der Kehlräder 8a und 8b verwendet. Es Ist hierbei ein Stab 13 an einem Ende der Zahnstange 22 befestigt. Die Welle 9b Ist In dieser Ausführungsform mit einer Kugel 23 versehen, welche In einer kegelförmigen Öffnung (Flg. 8) gehalten wird. Die kegelförmige Öffnung Ist In die obere Oberfläche des Hahmens 5 eingeschnitten.

Durch Vorwärts- oder Rückwärtsbewegen der Stange 13 wird der Präparathalter 7 um die Y-Achse verschwenkt, wobei jegliche seitliche Bewegung des Präparathalters aufgrund der Anordnung der Kugel 23 verhindert wird.

In der Ausführungsform der Fig. 5 ist eine Schnecke 24 vorgesehen und ein Schneckenrad 25. Diese Bauteile ersetzen die Zahnstange und das Antriebs ritzel In der Fig. 4. In der Ausführungsform der Fig. 5 ist die Schnecke 24 direkt auf die drehbare Welle 17 (Fig. 1) aufgebracht.

Die Flg. 6, 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Eine Tragvorrichtung 26, welche durch den Rahmen 5 vervollständigt wird, ist Im zyUnderförmlgen drehbaren Körper 2 mittels einer Kugel drehbar gelagert. Eine gekrümmte Fläche 28, deren Mittelpunkt ausgerichtet ist mit der Mittelachse der Kugel 27, steht In Berührung mit dem drehbaren Körper 2. Eine Schiebehülse 29 greift an der

⁵⁶²⁴ 309824/0 738

Tragvorrichtung 26 über einen Kell 30 und eine Kell nut 31 an. Weiterhin steht eine Stellschraube 32 In Berührung mit der Schiebehülse 29, und diese Berührung wird durch eine Feder 33 aufrechterhalten.

Ein Drehgriff 34 zur Verlagerung der Tragvorrichtung 26 steht ebenfalls In Berührung mit der Schiebehülse 29 und Ist auf die Tragvorrichtung aufgeschraubt. Eine Feder 35 hält die Tragvorrichtung 26 In Richtung der optischen Achse unter Vorspannung. Die Welle 17, welche d§n Griff 18 trägt, sowie die Wellen 36 und 38, welche die Drehgriffe und 39 tragen, erstrecken sich durch die Tragvorrichtung 26. Eine Jiechtsschraube 16a und eine Linksschraube 16b sind auf der Welle 17 aufgebracht und In die verschiebbaren Blöcke 15a und 15b eingeschraubt. Bei Drehung des Griffes 18 werden diese beiden Blöcke somit in entgegengesetzte Richtungen verschoben. An den verschiebbaren Blöcken 15a und 15jb sind zwei Stäbe 13a und 13b befestigt, deren freie Enden In der Auskehlung des Kehlrades 8 ruhen. Zwei Exzenter 40 und 41 sind an Wellen 36 und 37 befestigt und berühren Stäbe 41 und 43, welche koaxial und gleitend In den Wellen 9a und 9b gelagert sind. Die Welle 9a, welche das Kehlrad 8 trägt, und die Welle 9b, welche mit der Kugel versehen Ist, tragen ein Gestell 44 für den Präparathälter. Zwei Drehstöpke 45, 46 sind drehbar am Gestell für den Präparathalter befestigt, und zwar mittels Bolzen 47, 48. Ein Arm des Drehstockes 45 steht In Berührung mit einer Seltenwand des Präparathalters 7 über ein nicht dargestelltes konvexes Bauteil. Der andere Arm steht In Berührung mit der entgegengesetzten Wand des Präparathalters 7 über eine Blattfeder 49, welche an diesem Arm des Drehstockes befestigt Ist. Der Drehstock wird vom Stab 42 betätigt. Zwischen dem Gestell 44 für den Präparathalter und dem Drehstock Ist eine Feder 50 vorgesehen, welche eine notwendige Vorspannung liefert, um den Drehstock In seine Ausgangs-

5624 309824/0738

lage zurückzubringen. Die untere Oberfläche des Präparathalters 7 Ist mit einer V-förmlgen Auskehlung und einer abgeschrägten Fläche versehen. Ein Stab 53, der am Gestell 44 für den Präparathalter befestigt Ist, Hegt In der Auskehlung 51 und dient zur Führung des Präparathalters 7 In Richtung der X-Achse.

Eine Stütze 54 Ist an einem Arm 55 vorgesehen und steht In Berührung mit der abgeschrägten Fläche 52. Der Arm 55 Ist am Drehstock 46 befestigt. Der Drehstock 46 wird vom Stab 43 betätigt. Zwischen dem Gestell 44 für den Präparathalter und dem Drehstock Ist eine Feder vorgesehen, welche die nötige Vorspannung liefert, um den Drehstock In seine Ausgangslage zurückzubringen. Damit eine Verschiebung des Gestelles 44 für den Präparathalter bei der Bewegung der Stäbe 42 und 43 vermieden wird, Ist die Kugel 23 In einer kegelförmigen öffnung 57 gelagert.

Beim Verdrehen des Griffes 34 werden daher die Tragvorrichtung 26, der Rahmen 5, der Präparathalter 7 usw. so bewegt, daß die Y-Achse die optische Achse Z schneidet. Bei Drehung des Griffes 38 wird der Präparathalter 7 entlang dem Führungsstab verschoben, und zwar mittels des Drehstockes 45, welcher vom Exzenter 40 betätigt wird. Bei Drehung der Stellschraube 32 wiederum wird die Tragvorrichtung 26 verschwenkt, so daß die Schwenkachse die axiale Mittellinie der Kugel 27 Ist. Infolgedessen wird der Präparathalter 7 entlang der Y-Achse bewegt.

Bei Drehung des Griffes 39 schließlich wird der Präparathalter 7 entlang der optischen Achse Z mittels der Welle 37 des Exzenters 41 des Drehstockes 46 und der Stütze 54 verschoben. Die Griffe 4 und 18

⁵⁶²⁴ 30982A/0738

ermöglichen die Verschwenkung des Präparathalters In jede gewünschte Richtung und die Einstellung In jeden gewünschten Neigungswinkel In der gleichen Welse, wie es bei der Ausführungsform der Flg. 1 beschrieben wurde.

Die Ausführungsformen In den Flg. 3, 4 und 5 können ebenfalls bei den Vorrichtungen 6,7 und 8 wie In der Ausführungsform der Flg. 1 Verwendung finden.

⁵⁶²⁴ 3 0 9 8 2 4/0738

Claims

Patentansprüche

1.) Schwenkvorrichtung für einen Präparathalter In einem Elektronenmikroskop, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbarer Körper (2) im Mikroskopgestell (1) vorgesehen ist, wobei die Längsachse dieses drehbaren Körpers (2) die elektronenoptische Achse des Mikroskopes im rechten Winkel schneidet, daß ein Rahmen (5) am drehbaren Körper (2) befestigt Ist, der den Präparathalter (7) aufnimmt, daß am Präparathalter (7) mindestens ein von außen betätigoares Rad (8 bzw. 8a, 8b) befestigt Ist, und daß das Rad (8) und der Präparathalter (7) um eine Achse drehbar gelagert sind, die senkrecht ist zur elektronen-optischen Achse des Mikroskopes und zur Längsachse des drehbaren Körpers (2).

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung des Rades (8) bzw. der Räder (8a, 8b) folgende Mittel vorgesehen sind: eine drehbare Welle (17), welche sich in Längsrichtung durch den drehbaren Körper (2) erstreckt, ein oder mehrere verschiebbare Blöcke (15 oder 15a, 15b), welche auf die drehbare Welle (17) aufgeschraubt sind, und wenigstens ein Stab (13 bzw. 13a, 13b), welcher am verschiebbaren Block (15 bzw. 15a, 15b) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (13 oder 13a, 13b) aus einem elastischen Material bestehen und mit dem Rad (8) oder den Rädern (8a, 8b) in Berührung stehen.

⁵⁶²⁴ 309824/0738

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (8) oder die Stäbe (8a, 8b) mit einer Zahnstange (22), welche In ein Ritzel (21) eingreift, verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung des Rades (8) bzw. der Räder (8a, 8b) eine drehbare Welle (17) vorgesehen Ist, welche sich durch den drehbaren Körper (2) erstreckt und eine Schnecke (24) trägt, die mit einem am Präparathalter (7) befestigten Schneckenrad (25) In Eingriff steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter (7) mittels zweier Anlenkzapfen (20a, 20b) drehbar gelagert Ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter (7) mittels zweier Wellen (9a, 9b) drehbar gelagert Ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Wellen (9a, 9b) mit einer Kugel (23) versehen Ist, und daß die Kugel (23) In einer kegelförmigen Öffnung (57), welche In die obere Oberfläche des Rahmens (5) eingeschnitten Ist, gelagert Ist. .

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Präparathalter (7) die Form einer Kugel aufweist (Flg. 3) und daß wenigstens einer der Stäbe (13a bzw. 13b) mit der Kugeloberfläche des Präparathalters (7) In Berührung steht.

⁵⁶²⁴ 300824/0738

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tragvorrichtung (26) Im drehbaren Körper (2) vorgesehen Ist, daß der Rahmen (5) an der Tragvorrichtung (26) befestigt Ist, daß an einem Gestell (44), an welchem der Präparathalter (7) befestigt Ist, ein Rad (8) vorgesehen Ist, daß wenigstens ein Stab (42 bzw. 43) koaxial In den Wellen (9a, 9b) gelagert Ist, daß wenigstens ein Drehstock (45 und/oder 46) für die Bewegung des Präparathalters (7) entlang der optischen Achse vorgesehen Ist, daß der Drehstock (45 bzw. 46) bzw. die Drehstöcke (45 und 46) In Berührung stehen mit dem Stab (42 bzw. 43) oder den Stäben (42 und 43), und daß Vorrichtungen (40, 41) zur Bewegung dieser Stäbe (42, 43) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Wellen (9a oder 9b) mit einer Kugel (23) versehen Ist, welche In der kegelförmigen Öffnung (57) In der oberen Oberfläche des Rahmens (5) gelagert Ist.

⁵⁶²⁴ 309824/0738