JP2984083B2 - 電子顕微鏡用試料駆動装置 - Google Patents

電子顕微鏡用試料駆動装置

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JP2984083B2 JP3099377A JP9937791A JP2984083B2 JP 2984083 B2 JP2984083 B2 JP 2984083B2 JP 3099377 A JP3099377 A JP 3099377A JP 9937791 A JP9937791 A JP 9937791A JP 2984083 B2 JP2984083 B2 JP 2984083B2
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幹夫 成瀬
俊克 金山
有 石橋
生哉 西村
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/20Means for supporting or positioning the object or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support

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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は電子顕微鏡用試料駆動
装置に関し、特に試料移動の誤操作に伴なうホルダの破
損を防止するための機構を備えた電子顕微鏡用試料駆動
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】 電子顕微鏡用のゴニオメータとして、
例えば、図4に示すような、透過電子顕微鏡のサイドエ
ントリー形のゴニオメータが知られている。このゴニオ
メータでは試料ホルダ8に固定された試料9が対物レン
ズの磁極片22の間隙に挿入されている。該ゴニオメー
タには試料ホルダ8を電子線光軸に対して傾斜させるた
め傾斜機構と、前記試料を該傾斜平面内で移動させるた
めの平面内移動機構と、前記試料を光軸に沿って移動さ
せるための移動機構等を備えている。 前記移動機構を
代表して、例えば、垂直移動機構のモータ13には試料
ホルダ8が所定の距離移動した場合に、該ホルダが対物
レンズの磁極片22や対物絞り26に接触する直前で停
止させるような安全装置(リミッタ)として、マイクロ
スイッチ27等が取り付けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したような構成の
安全装置は各移動機構の移動範囲を予め設定した移動範
囲内に規制するためにスイッチが設けられているだけな
ので、磁極片間隙の間隔を変更した場合や挿入する試料
ホルダの厚さが異なる場合には、その都度移動範囲を変
更しないと、過度に試料ホルダが駆動されて磁極片に接
して該ホルダ先端に無理な力が加わったり、リミッタの
動作により最大傾斜角度や移動範囲が得られない場合が
ある。
【0004】また、各移動機構に独立に安全装置が設け
られているため、傾斜機構のリミッタが働いているにも
かかわらず、平面内移動機構及び垂直移動機構の規制が
行なわれないために、これらの機構の操作によって、試
料ホルダが磁極片に押圧されて該ホルダ先端に無理な力
が加わり、ホルダが破損したり絞りが破損するという問
題が発生していた。
【0005】本発明は、上述した問題点を考慮し、誤操
作によるホルダの破損を防止するための機構を備えた電
子顕微鏡用試料駆動装置を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】 本発明は、対物レンズ
内の磁極片間に挿入された試料ホルダを電子線光軸に対
して傾斜させるため傾斜機構と、前記試料を該傾斜平面
内で移動させるための平面内移動機構と、前記試料を光
軸に沿って移動させるための移動機構とを備えた電子顕
微鏡用試料駆動装置において、前記各移動機構を保持す
る保持体を筐体から電気的に絶縁し該試料移動に伴なう
試料ホルダと磁極片との接触を試料ホルダの短絡によっ
て検出するための手段と、該検出手段の出力信号に基づ
いて試料移動を停止させると共に、前記各移動機構の駆
動モータの回転方向を試料ホルダと磁極片との接触が解
除されるように規制する回転制御手段を設けたことを特
徴としている。
【0007】
【実施例】 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明による電子顕微鏡用試料駆動装置
の一実施例を説明するための構成図、図2及び図3は動
作を説明するための図である。
【0008】図1において、1は電子顕微鏡筐筒、2は
その軸中心が電子線光軸と直交するように前記筐筒1に
絶縁部材3を介して取り付けられたゴニオメータ基部、
4はベアリング5a,5bを介して前記基部2に回転可
能に取り付けられている第1の保持筒、6は前記第1の
保持筒内に設けられた球体軸受7によって任意の向きへ
の傾斜が可能に取り付けられた第2の保持筒、8は前記
第2の保持筒6に嵌合するように挿入される試料ホルダ
であり、該試料ホルダ8の先端には試料9が取り付けら
れている。10及び11は前記第2の保持筒6を回動さ
せるために前記第1の保持筒4に螺合された押しねじ
で、10は第1の保持筒の軸(X軸)に直交する光軸
(Z軸)方向に配置され、11は前記X軸とZ軸に直交
する軸(Y軸)方向に配置されている。ここで、押しね
じ10及び11は、モータ12(及び13)に係合され
て駆動される。また、試料ホルダ8は大気圧によって鏡
筒内に押し付けられているため、該ホルダ8に取り付け
られた試料9をX軸に沿って移動させるためには、前記
試料ホルダ8の挿入方向に抗する方向(X軸方向)に試
料ホルダを移動させるレバー14が使用される。して移
動を行なう。該レバー14は、モータ15に係合された
軸によって駆動されており、該レバー14とホルダ8間
は絶縁されている。また、押しねじ10を回すと第2の
保持筒6が球体軸受7を中心としてX軸及びY軸を含む
平面内で回動するため試料がY軸に沿って移動される。
さらに、押しねじ11を回すことにより、第2の保持筒
6が球体軸受7を中心としてX軸及びZ軸を含む平面内
で回動される。ここで、前記X軸方向への移動と押しね
じ10及び押しねじ11の移動を同時に行うことによ
り、試料9の表面は前記第2の保持筒6の回転軸に一致
させることができる。さらに、基部1上に設けられたモ
ータ16により第1の保持筒4を回転させると球体軸受
7及び第2の保持筒6を介して試料ホルダ8が回動する
ため、該ホルダ8の先端に取り付けられた試料9を傾斜
させることができる。ここで、上述した、X,Y,Z移
動機構及び傾斜機構に係合されるモータ12,13,1
5及び16の回転量及び回転方向はモータ駆動回路17
乃至20によつて制御されている。
【0009】上述のような構成により、試料を傾斜して
も視野がずれず、また試料を移動しても焦点がずれない
ような、所謂ユーセントリック機構を有する試料移動装
置が実現されている。
【0010】さて、電子顕微鏡像を観察しながら視野捜
しを行なう場合には、操作者はジョイスティツク等の入
力装置21を用いて試料移動を行なう。入力装置21に
よって与えられた試料の移動方向及び移動量に関する情
報は中央演算処理装置を介して各モータ駆動回路に供給
される。駆動回路は中央演算処理装置からの信号に基づ
いて、試料を所望の位置または角度に移動される。この
とき、図2(a)(b)に示すように試料傾斜に伴ない
試料ホルダの先端部Pと上磁極片22とが接触した場
合、短絡検出回路23内のリレースイッチ24が動作
し、モータ停止信号が発生される。中央演算処理装置2
5は前記停止信号を受け、全モータ駆動回路に対して停
止信号を発生してその駆動を停止する。次いで、中央演
算処理装置はモータ駆動回路からの位置信号、例えばモ
ータに付設されるロータリーエンコーダの出力信号に基
づいて、試料ホルダの現在位置を認識すると共に接触状
態を認識し、試料ホルダと磁極片との接触が解除される
方向のみにモータが回転するように回転方向を規制する
信号を発生する。従って、図2(a)(b)に示すよう
な接触の場合、試料9を下降させる方向のみに移動させ
るようにZ方向移動機構のモータ14と傾斜機構のモー
タ16の回転方向を規制すると共に、図2(a)中Y軸
の右方向への移動が規制されるようにY方向移動機構の
モータ13の回転方向が規制され、さらには、図2
(b)中X軸の左方向への移動ができないようにX方向
移動機構のモータ15の回転方向が規制される。
【0011】また、図3(a)(b)に示すような接触
位置Lの場合、Z方向については、試料を下降させる方
向にのみ移動させるようにモータ13の回転方向が規制
され、他のモータは全て停止状態に維持される。
【0012】上述した、いずれの場合における回転の規
制も、駆動可能なモータを用いて試料を再駆動して試料
ホルダが磁極片等から離れ、駆動前記短絡検出回路のリ
レースイッチがオフされた場合に解除される。
【0013】なお、上述した実施例は本発明の一実施例
に過ぎず、本発明は種々変形して実施することができ
る。例えば、上述した実施例では透過電子顕微鏡のサイ
ドエンリー形試料ホルダの駆動装置について説明した
が、本発明は試料を磁極片間隙に挿入して観察を行なう
他の試料駆動装置、例えば透過電子顕微鏡のトップエン
トリー形試料ステージにおいて試料を駆動する場合や、
対物レンズ内に試料を導入するインレンズ形の走査電子
顕微鏡の試料ステージにおいても実施することができ
る。
【0014】
【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、対物レンズ内の磁極片間に挿入された試料
ホルダを電子線光軸に対して傾斜させるため傾斜機構
と、前記試料を該傾斜平面内で移動させるための平面内
移動機構と、前記試料を光軸に沿って移動させるための
移動機構とを備えた電子顕微鏡用試料駆動装置におい
て、前記各移動機構を保持する保持体を筐体から電気的
に絶縁し該試料移動に伴なう試料ホルダと磁極片との接
触を試料ホルダの短絡によって検出するための手段と、
該検出手段の出力信号に基づいて試料移動を停止させる
と共に、前記各移動機構の駆動モータの回転方向を試料
ホルダと磁極片との接触が解除されるように規制する回
転制御手段を設けたことにより、磁極片間隙の間隔を変
更した場合や挿入する試料ホルダの厚さが異なる場合で
も、常に最大傾斜角度、最大移動範囲が確保されると共
に、各試料ホルダが過度に駆動されることが防止され
る。そのため、誤操作により試料ホルダが磁極片や絞り
に押圧されてホルダや絞りを破損することが防止され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子顕微鏡用試料駆動装置の一実
施例を説明するための構成図び図3は動作を説明するた
めの図。
【図2】動作を説明するための図で(a)は試料挿入方
向から見た図、(b)は(a)のA−A´矢視図であ
る。
【図3】動作を説明するための図で(a)は試料挿入方
向から見た図、(b)は(a)のA−A´矢視図であ
る。
【図4】従来例を説明するための図。
【符号の説明】
1:電子顕微鏡筐筒 2:ゴニオメータ基部 3:絶縁部材 4:は第1の保持筒 6:第2の保持筒 7:球体軸受 8:試料ホルダ 9:試料 10,11:押しねじ 12:Y方向駆動用モータ 13:Z方向駆動用モー
タ 14:X方向駆動レバー 15:X方向駆動用モー
タ 16:傾斜駆動モータ 17,18,19,2
0:モータ駆動回路 21:入力装置 22:磁極片 23:短絡検出回路 24:リレースイッチ 25:中央演算処理装置 26:対物絞り
フロントページの続き (72)発明者 西村 生哉 東京都昭島市武蔵野3丁目1番2号 日 本電子株式会社内 審査官 堀部 修平 (56)参考文献 特開 平2−247967(JP,A) 特開 昭49−74476(JP,A) 実開 昭59−66849(JP,U) 実開 平3−26046(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 37/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対物レンズ内の磁極片間に挿入された試
    料ホルダを電子線光軸に対して傾斜させるため傾斜機構
    と、前記試料を該傾斜平面内で移動させるための平面内
    移動機構と、前記試料を光軸に沿って移動させるための
    移動機構とを備えた電子顕微鏡用試料駆動装置におい
    て、前記各移動機構を保持する保持体を筐体から電気的
    に絶縁し該試料移動に伴なう試料ホルダと磁極片との接
    触を試料ホルダの短絡によって検出するための手段と、
    該検出手段の出力信号に基づいて試料移動を停止させる
    と共に、前記各移動機構の駆動モータの回転方向を試料
    ホルダと磁極片との接触が解除されるように規制する回
    転制御手段を設けたことを特徴とする電子顕微鏡用試料
    駆動装置。
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