JPH063718B2 - 電子顕微鏡等の絞り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子顕微鏡、Ｘ線マイクロアナライザ、オー
ジェマイクロプロープ等において、試料を光軸と直角な
方向から挿入するいわゆるサイドエントリータイプの試
料傾斜装置に係わり、特に試料の直下に配設される絞り
装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電子顕微鏡等の試料平面移動機構に試料傾斜機
構を設けた装置では、試料を傾斜させた際に、高さのず
れや試料面上の横への変化即ち光軸に対しての位置の変
化が生じる。前者は焦点、倍率、カメラ長さの変化とし
て、後者は視野のずれとして現れ操作上の大きな障害と
なる。このため、従来においては試料を傾けても視野が
ずれず、また試料移動をしても焦点がずれないような試
料傾斜装置としていわゆるユーセントリックゴニオメー
タが使用されている。

このユーセントリックゴニオメータを採用した電子顕微
鏡に、第２図及び第３図に示すように、電子顕微鏡の鏡
体内にヨーク１、励磁コイル２及び上磁極片５、下磁極
片６から構成される対物レンズが配設され、上磁極片
５、下磁極片６との間のギャップはスペーサ７によって
高精度に保たれている。一方、ヨーク１内の上方にはス
テージ３が設置してあり、このステージ３にベアリング
９を介して筒状の傾斜体１０が回転可能に取付けられて
おり、該傾斜体１０の回転軸は電子線光軸Ｚと直交する
Ｘ軸となっている。また、傾斜体１０の内側には球体軸
受１１を介して試料ホルダ１２が摺動可能に挿入される
と共に、Ｚ軸調節ネジ１３及びＹ軸調節ネジ１５により
Ｚ方向及びＹ方向に回動可能に嵌合されている。そし
て、試料ホルダ１２の試料保持部には試料Ｓが載置さ
れ、該試料Ｓが上磁極片５、下磁極片６との間隙内でか
つ光軸Ｚに望むように配設される。さらに、前記傾斜体
１０と対向してヨーク１の側壁に保持体１６が取付けら
れると共に、該保持体１６の内側には移動杆１７が摺動
自在に嵌合され、該移動杆１７の一端にはＸ軸調節ネジ
１９が当接し、他端には遊動体２０が当接している。こ
の遊動体２０は、その一端が移動杆１７に設けられてい
る窪みを中心にして三次元的に回転可能になるようにス
プリング（図示せず）にて支持されると共に、遊動体２
０の他端には窪みが設けられ、該窪みに試料ホルダ１２
の一端が当接されている。２１はヨーク１の側壁から試
料ホルダ１２と交差するように、試料の直下に配設され
る絞り装置である。

上記構成による試料移動について説明すると、先ずＸ軸
方向の試料移動は、Ｘ軸調節ネジ１９を回転させること
により移動杆１７が移動し、試料ホルダ１２は遊動体２
０により押圧されてＸ軸方向に移動する。このとき、ヨ
ーク１内は真空のため試料ホルダ１２に大気圧が作用
し、試料ホルダ１２の先端部は常に遊動体２０に押付け
られながら移動する。

次にＹ軸又はＺ軸方向の試料移動について説明すると、
Ｚ軸調節ネジ１３又はＹ軸調節ネジ１５を回転させる
と、試料ホルダ１２は球体軸受１１の回動に伴って回動
するが、試料ホルダ１２の先端部は大気圧により常に遊
動体２０の押付けられており、かつ、遊動体２０は移動
杆１７に設けられている窪みを中心にして三次元的に回
転可能に支持されているので、試料ホルダ１２は球体軸
受１１内を滑りながら回動し、試料ホルダ１２の先端部
の描く軌跡は移動杆１７に設けられている窪みを中心に
した円弧状となって、試料ＳがＹ軸又はＺ軸方向へ移動
する。

次に試料の傾斜動作について説明すると、傾斜体１０を
回転させると球体軸受１１の回転に伴って試料ホルダ１
２が回転し試料Ｓを傾斜させることができ、かつ、傾斜
させたときに螢光板上で見ている試料の位置は動かない
というユーセントリックの条件を満足させる運動を行
う。すなわち、第６図に示すように、Ｙ軸、Ｚ軸方向に
試料移動したのち傾斜体１０を回転させるとき、傾斜体
１０の回転軸と試料ホルダ１２の軸とが相違している
が、大気圧により試料ホルダ１２の先端部は常に遊動体
２０に押付けられ、かつ遊動体２０は三次元的に回転可
能であるため、試料ホルダ１２は傾斜体１０の回転軸
（Ｘ軸）を中心にして回転する。このとき遊動体２０が
回転してつくる平面はゴニオメータの軸（Ｘ軸）と直角
となり、従って、試料移動したときのビームのある点が
常に傾斜のための回転の中心にあり、螢光板上で見てい
る試料の位置は動かないことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のサイドエントリータイプの電子顕微鏡におい
ては、分解能を向上させることと試料を大きく傾斜でき
ることが大きな課題とされている。しかしながら、この
２つの課題は互いに矛盾する要素をもっている。すなわ
ち、分解能を向上させるためには対物レンズを構成する
上磁極片５、下磁極片６間のギャップを狭くする必要が
あるが、ギャップを狭くすると試料の傾斜角は小さくな
るからである、 また、試料の傾斜角を小さくする要因として絞り装置２
１の存在が挙げられる。この、絞り装置２１は試料と共
に上磁極片５、下磁極片６間の中に挿入されるため、傾
斜角を大きくする障害となっている。すなわち、上記従
来の装置では、ユーセントリックの条件を満たすため
に、試料ホルダ１２、遊動体２０及移動杆１７が同一軸
上に配設されており、その結果、絞り装置２１は該同一
軸と交差する方向から挿入しなければならず、第５図に
示すように試料ホルダ１２を傾斜させたときに、絞り装
置２１に当たってしまい傾斜角が大きくとれないという
問題を生じていた。この場合、傾斜角を大きくするに
は、上磁極片５、下磁極片６間のギャップを広くすれば
よい。前記した分解能の向上の障害となってしまうとい
う互いに相反する問題を生じていた。

本発明は上記問題点を解決するもので、ユーセントリッ
ク機構を形成する軸と同一方向に絞り装置を配設するこ
とにより、分解能を保障させると共に、試料の傾斜角を
大きくとれるようにすることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の電子顕微鏡等の絞り装置は、光軸と
直交するＸ軸上にユーセントリック機構を形成する傾斜
体、球体軸受、試料ホルダ、遊動体及び移動杆を配設
し、該試料ホルダの直下にＸ軸方向に絞り部材を配設す
る一方、鏡体の側壁からユーセントリック機構を形成す
る軸と同一方向に駆動アームを配設すると共に、該駆動
アームには前記遊動体の回転を妨げないように段部を設
け、該駆動アームにより前記絞り部材をＸ軸方向に摺動
可能にさせることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の絞り装置においては、ユーセントリック機構の
機能を損なうことなく、ユーセントリック機構を形成す
る軸の方向を沿って絞り部材が摺動することになる。

〔実施例〕 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明による絞り装置の１実施例を示す縦断面
図、第４図は試料傾斜時の傾斜角を説明するための図で
ある。

図中、１はヨーク、２は励磁コイル、３はステージ、５
は上磁極片、６は下磁極片、７はスペーサ、９はベアリ
ング、１０は傾斜体、１１は球体軸受、１２は試料ホル
ダ、１３はＺ軸調整ネジ、１６は保持体、１７は移動
杆、１９はＸ軸調節ネジ、２１は絞り装置、２２は駆動
アーム、２３はスプリング、２４は絞り部材、２５は調
節ネジ、２６を段部を示す。

第１図において、従来の試料傾斜装置と同一の構成につ
いては説明は省略する。前述した従来の装置と異なる点
は、従来の装置では、ユーセントリックの条件を満たす
たために、傾斜体１０、球体軸受１１、試料ホルダ１
２、遊動体２０及び移動杆１７が同一の軸に配設されて
おり、その結果、絞り装置２１は該同一の軸と交差する
方向から挿入せざるを得なかったが、本発明において
は、ユーセントリック機構を形成する軸と同一方向に絞
り装置を配設可能にした点である。すなわち、傾斜体１
０と対向したヨーク１の側壁に配設された支持杆１７の
下部に、駆動アーム２２がスプリング２３を介して摺動
自在に配設され、該駆動アーム２２の先端に絞り部材２
４が取付けられている。これら駆動アーム２２及び絞り
部材２４は、ユーセントリック機構を形成する軸と同一
方向に挿入配設されており、そして絞り部材２４が試料
ホルダ１２の試料保持部の直下に配設されると共に、駆
動アームの他端には調節ネジ２５が当接されている。さ
らに、駆動アーム２２は遊動体２０の回転を妨げないよ
うに、遊動体２０を逃げるように段部２６を有してい
り、このため、第４図に示すように試料ホルダ１２を傾
斜させたとき、試料ホルダ１２が絞り装置２１に当たる
までの角度が大きくなり、上下の磁極片間のギャップが
同一であれば、傾斜角を大きくとることが可能となるも
のである。

その動作について説明すると、調節ネジ２５を回転させ
ると、駆動アーム２２はスプリング２３に抗してＸ軸方
向に沿って摺動し、絞り部材２４もＸ軸方向に沿って摺
動する。絞り部材２４には径の異なる複数の絞り孔（図
示せず）が設けられていて、絞り部材２４をＸ軸方向に
沿って摺動させることにより、所望の径の絞り孔を光軸
Ｚの位置に選択設定することができる。

なお、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ことは勿論のことである。
例えば、上記実施例においては、鏡体１の側壁に配設さ
れた支持杆１７の下部に駆動アーム２２を配設したが、
駆動アーム２２は支持杆１７の上部に配設してもよく、
また、傾斜体１０の上部或いは下部でもよく、要はユー
セントリック機構を形成する軸と同一方向に挿入配設さ
れ、かつ、遊動体２０の回転を妨げないように絞り部材
２４が摺動可能であればよい。

また、本発明は電子顕微鏡に限らず、Ｘ線マイクロアナ
ライザ、オージェマイクロプロープ等の試料を光軸と直
角な方向から挿入するいわゆるサイドエントリータイプ
の試料傾斜装置にも適用することができる。

〔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、ユー
セントリック機構を構成する軸と同一方向に絞り装置を
配設したので、試料ホルダ１２を傾斜させたとき、試料
ホルダ１２が絞り装置２１に当たるまでの角度が大きく
なり、傾斜角を大きくとることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による絞り装置の１実施例を示す縦断面
図、第２図は従来の絞り装置を示す縦断面図、第３図は
第２図のＸ軸断面図、第４図及び第５図は試料傾斜時の
傾斜角を説明するための図、第６図はユーセントリック
の条件を説明するための図である。 １…ヨーク、２…励磁コイル、３…ステージ、５…上磁
極片、６…下磁極片、７…スペーサ、９…ベアリング、
１０…傾斜体、１１…球体軸受、１２…試料ホルダ、１
３…Ｚ軸調節ネジ、１５…Ｙ軸調節ネジ、１６…保持
体、１７…移動杆、１９…Ｘ軸調節ネジ、２０…遊動
体、２１…絞り装置、２２…駆動アーム、２３…スプリ
ング、２４…絞り部材、２５…調節ネジ、２６…段部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光軸と直交するＸ軸上にユーセントリック
   機構を形成する傾斜体、球体軸受、試料ホルダ、遊動体
   及び移動杆を配設し、該試料ホルダの直下にＸ軸方向に
   絞り部材を配設する一方、鏡体の側壁からユーセントリ
   ック機構を形成する軸と同一方向に駆動アームを配設す
   ると共に、該駆動アームには前記遊動体の回転を妨げな
   いように段部を設け、該駆動アームにより前記絞り部材
   をＸ軸方向に摺動可能にさせることを特徴とする電子顕
   微鏡等の絞り装置。