JPS62234858A - ゴニオメ−タテ−ブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、試料保持ロッドを受容する支承スリーブと、
支承スリーブおよび試料保持ロッドを旋回させる旋回装
置と、旋回装置と一緒に回転する、試料の切片を調節す
るための調節装置とが設けられていて、前記旋回装置が
球状の内側支承部材と回転する円筒体を備えた外側支承
部材とから構成されていて、円筒体ひいては旋回軸線が
調整装置によって調整されるようになっている、有利に
は電子顕微鏡用のゴニオメータテーブルに関する。

従来の技術 電子顕微鏡を用いて実験するばあい試料をいわゆる焦点
平面において移動させることができるばかシでなく、電
子顕微鏡の光軸に対して垂直な軸線を中心として旋回さ
せることがしばしば必要となる。このために適した試料
保持体は通常ゴニオメータ（プレパラート）テーブル（
ゴニオメータプレート）と呼ばれる。このような装置を
使用するばあい、試料を旋回させたばあい試料の切片並
びに焦点調節が維持されると有利である。このことを達
成するために旋回を行なわせしめる軸線は焦点平面にお
いて電子顕微鏡の光軸と交差させられねばならない。こ
のような軸線はユーセントリック（ｅｕｚｅｎｔｒｉ−
ｓｃｈ　）な軸線と呼ばれる。この軸線上に位置する物
点は試料を旋回させたけあいその空間的な位置を不変に
維持する。即ち、ユーセントリックな軸線が正しく調節
されていてひいては焦点調節のために試料の所望の切片
がゴニオメータテーブルの適当な調節装置によって強制
的に光軸とユーセントリックな軸線との交点にもたらさ
れたばあいには、ユーセントリックな軸線を中心として
試料を旋回させたばあい焦点調節および試料の切片が維
持されるかもしくは、調節装置が旋回装置と共に回転さ
せられるばあいには機械的な構成精度に関連する。

更に、１９６８年度版のフリラプス・技術評論第２９号
（Ｐｈ１ｌｉｐｓ　Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ　Ｒｕｎｄｓ
ｃｈａｕ２９）第６７８ページから、試料に面した端部
を球状に構成された支承スリーブ内に試料保持ロツｒが
係合しているゴニオメータテーブルが公知である。支承
スリーブの前記端部は、電子顕微鏡の対物レンズゾロツ
クと不動に結合されている球状の内側支承部材内で運動
可能である。

支承スリーブの他端は直交する２方向（ｙ軸、Ｚ軸）用
の２つの調節装置を介して回転する円筒体内に支承され
ていて、この円筒体は外側支承部材と管とを介して顕微
鏡コラムに結合されている。円筒体を回転させたばあい
調節装置を介して支承スリーブが一緒に回転されられか
つ試料保持ロッドが旋回させられる。旋回軸線は、球状
の内側支承部材の中心点に向けられた円筒体の軸線によ
って規定される。第３の空間座標（ｙ軸）における試料
の運動は旋回装置とは反対の対物レンズケーシング側で
マイクロメータスピンドルと揺動ロッドとを介して支承
スリーブ内で試料保持ロッドを移動させることによって
行なわれる。

前記公知のゴニオメータテーブルの欠点は、旋回軸線が
対物レンズの電気光学的な軸＃に対して装置全体を移動
させることによってのみ水平平面内で調整されるＶＣ過
ぎないということにある。対物レンズの焦点平面内での
旋回軸線の高さ調整は対物レンズブロック内−の機械的
な補償（取付は時の調節）によって行なわれる。

マイクロメータスピンドルは同様に旋回軸線に対して調
整不能であるので、旋回中にＸ軸座標を維持することは
製作精度によって決められる。

支承スリーブの回転ｋｙ軸およびＸ軸方向用の調節装置
を介して行なうことは極めて不都合である。これによっ
て調節精度に影響が及ぼされかつ倍率を強くする際に（
１０００００Ｘ以上）大きな角度（〉４５°）旋回させ
たばあい調節された試料の切片は電子顕微鏡の光遮蔽部
材によって見えなくされてしまう。

更にアメリカ合衆国特許第４４０５８６５号明細書から
、対物レンズブロック内に球状の内側支承部材が設けら
れているゴニオメータテーブルが公知である。前記内側
支承部材内では、外端部をボールベアリングブシュ内に
回転可能に支承されている管が運動する。ポールベアリ
ングブシュはダイヤフラムを介してフレームに結合され
ていて、このフレームは顕微鏡コラムの平面上で移動可
能でひいては直交する方向（ｙ軸、Ｚ軸）での旋回軸線
の調整を可能にする。旋回軸線を中心として回転可能な
宮の外端部は直交する２方向（ｙ軸、Ｚ軸）用の調節装
置を介して支承スリーブに結合されていて、この支承ス
リーブは更に球状の内側支承部材の近くで内側ダイヤフ
ラムを介して管に結合されていてひいてはこの内側ダイ
ヤスラムの中心点を中心として調節装置によって旋回さ
せられる。

別の調節装置によって内側ダイヤフラムに基づき支承ス
リーブはダイヤフラム表面に対して垂直な軸線方向（ｙ
軸）でも、即ち、支承スリ゛−プの縦軸線の方向でも調
節される。

前記ゴニオメータテーブルの欠点は、ｙ軸およびＺ軸方
向用の調節装置が不動に連結されたヒンジ結合部材から
構成されていて、これにより、互いに影響を及ぼして調
節が行なわれるということにある。更にダイヤフラム中
心点は正確に規定されていない。更にＸ軸方向の調節は
伝達行程が極めて長いために機械的および熱的な安定性
に関して特に不都合である。更にＸ軸方向での調節性は
内側ダイヤフラムの偏位が制限されているため比較的わ
ずかである。爽に旋回軸線は内側支承部材とポールベア
リングブシュとによって規定される。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、旋回軸線の調整を簡単かつ正確に行な
うことができ、しかも、機械的および熱的に安定した精
密な試料移動を可能にする、所望の試料切片用の調節装
置を有し、更に、倍率を強くかつ旋回角を大きくしたば
あいでも旋回中に焦点調節および試料切片が維持されて
いるように構成されている、冒頭に述べた形式のゴニオ
メータテーブルを提供することにある。

問題点を解決するための手段 前記課題は、支承スリーブが調節装置によって球状の内
側支承部材の中心点を中心として調節可能でかつねじり
剛性的なベローを介して回転可能なシリンダに結合され
ていることによって解決された。

本発明の特に有利な実施態様では、ｙｉＭ方向およびＺ
軸方向用の調節装置が旋回１１１１線を中心とした旋回
とは無関係でしかも互いに無関係である。このことは、
調節装置が精密なりロステーブルガイドとして構成され
ていて、このばあいｙ軸およびＺ軸方向調節用のスピン
ドルが一平面内に位置しかつ正確に直交して配置されて
いることによって得られる。

更に本発明の別の有利な実施態様では、ｙ軸およびＺ軸
方向用の調節装置の作用点が旋回軸線を中心とした回転
運動のために外側支承部材のできるだけ近くに位置して
いる。

本発明によるゴニオメータテーブルの特に有利な特性は
、ｙ軸および２＠方向用の調節装置の構造長さが極めて
短かくされていることによってかつ調節装置が旋回軸線
を中心とした回転運動の際に完全に連行回転させられる
ことによってかつ回転可能なシリンダと支承スリーブと
の間のベローに基づき調節装置が支承スリーブに回転運
動を伝達するために用いずに済むということによって得
られる。

実施例 第１図および第２図では電子顕微鏡の対物レンズのケー
シングが符号１０で示されている。

通電されるコイル１１によって磁極片１２゜１３の間で
試料１５を結縁するのに必要な磁場が形成される。対物
レンズの光軸１４の方向は、図面の右側に示された座標
方向に相応して、通常のように、Ｚ軸方向に位置してい
る。ゴニオメータテーブルは球状の内側支承部材２１を
有する支承ブロック２０を介しゼ対物レンズと不動に結
合されている。前記内側支承部材２１内では共通の中心
点２２を中心として支承スＩＪ−プ７０の球状の端部が
運動できる。

ゴニオメータテーブルの支承ブロック２０は、支承板３
０が固定されているケーシング２３に不動に結合されて
いる。支承板３０は調整ねじ３１．３２，３３．３４を
介してｙ軸およびＺ軸平面内で調整できかつ図示されて
ないねじによって固定される。第１図および第２図では
支承板は、棟々の軸線の位置を図示するために、故意に
誇張した位置で示している。支承板３０の中央には精密
に研磨された滑シ支承部材として外側支承部材３７が設
けられている。この滑り支承部材内には回転可能に円筒
体４０が係合していて、該円筒体は２つのスラストこう
軸受け（図示せず）を介してＸ軸方向での移動を防止さ
れている。円筒体は例えば支承板３０に固定されたモー
タ３８によって歯車３９と歯環４４とを介して軸線４１
を中心として回転する。

円筒体４０は支承スリーブＴＯの外端部に、特に第６図
から明らかなように、精密なりロステーブルガイドを介
して結合されていて、このクロステーブルがイＰは互い
に影響を及ぼすことなしにｙ軸方向およびＺ軸方向での
支承スリーブ７０の調節を保証する。図示の実施例では
クロステーブルガイドはｙｓ力方向よびＺ軸方向でスピ
ンドル５１および６１を移動させるための２つの電動式
の駆動装置５２および６２と、弾性的な戻しはね５４と
から成っていて、クロステーブルガイドは支承スリーブ
ＴＯの正確に直交して配置された面７１．７２，７３．
７４に作用している。駆動装置５２．６２は調節量を伝
達するために位置信号発生器５３．６３に直接結合され
ている。調節装置５０．６０によって支承スリーブ７０
は球状の支承面２１の中心点２２を中心としてＸ軸方向
およびＺ＠力方向調節される。

更に支承スリーブ７０は円板７５とベロー７６とを介し
て円筒体４０に結合されている。

有利には金属から成るベローはそのねじり剛性に基づい
て円筒体４０の回転運動を遊びなくしかもスリップを生
せしめることなしに支承スリーブ７０に伝達するがしか
し、ｙ軸方向およびＺ軸方向での支承スリーブ７０の調
節を可能にするために、十分７レキシプに角度偏位およ
び横方向偏位することができる。円筒体４０の回転運動
はベロー７６を介して直接支承スリーブ７０に伝達され
るので、回転運動の際に調節装置５０．６０は負荷され
ない。このように構成されていなければ、調節装置は回
転運動を伝達しなければならずひいては精度および再生
性に不都合な影響が及ぼされる。

支承スリーブ７０における調節装置５０゜６０の作用点
は、外側支承部材３７の不都合な揺動の影響をできるだ
けわずかにするために、支承板３０のできるだけ近くに
位―゛している。

旋回レバー（図示せず）を介して作用点を支承板３０の
平面内に設定することができる。更に有利には、調節装
置５０．６０を円筒体４０のｍ線４１に対して静的にバ
ランスさせることができ、これによって円筒体４０の回
転運動に際して外側支承部材３Ｔ内で力変動が生じなく
なる。調節精度および調節再生性に関しては、調節装置
５０．６０が熱的な影響を受けＫくい機械的に安定した
短いスピンドル５１．６１を備えていると特に有利であ
る。

円筒体４０が回転したばあい支承スリーデフ０と調節装
置５０．６０とは旋回軸線４５を中心として回転する。

前記旋回軸４５は球状の内側支承部材２１の中心点と、
調節′□装置５０゜６０が支承スリーブ７０に作用する
平面４２と円筒体４０の軸？Ｒ４１との交点４３とを通
っている。

支承スリーブ７０内には軸方向に移動可能に試料保持ロ
ッド８０が収容されていて、該試料保持ロッド８０の内
端に試料１５が係合している。真空内に試料をもたらす
ためにかつ真空から取シ出すために、支承スリーブ７０
内に真空デート（図示せず）が公知の構成で収容されて
いる。支承スリーブ７０の球状の端部においては試料保
持ロッド８０がばね（図示せず）によってＶ字形の支承
部に圧着されていて、従って試料保持ロッドは半径方向
の遊びを除かれかつこれによって支承スリーブ７０が回
転したばあいに重力によって支承スリーブに対する位置
に影響が及ぼされなくなる。

Ｘ軸方向での試料の調節は調節装置９０を介して支承ス
リーブ７０内で試料保持ロッド８０を移動させることに
よって行なわれる。前記調節装置は旋回装置とは反対の
ゴニオメータテーブル側に位置していてかつ外部から試
料保持ロッド８０に作用する空気圧力に抗して作業する
。

更に調節装置９０は、例えば位置信号発生器９３を有す
る電動式の駆動装＆９２によって移動させられるスピン
ドル９１と、スぎンドル９１の軸方同運動を試料保持ロ
ッド８０に伝達する揺動ロッド９４とから成っていて、
該揺動ロッドはｙ＠方向およびｚｓ方向調節によって中
央位置から試料保持ロツＶ８０が偏位したばあいおよび
旋回したばあい旋回＠線４５を中心とした円錐面上での
運動を行なう。調節装置９０は、スぎンドル９１の先端
の球９５の中心が正確に旋回軸線もしくはユーセントリ
ック（ｅｕｚｅｎｔｒｉｓｃｈ　）な軸線上に位置する
ように、ケーシング１０もしくは支承ブロック２０に対
して調整される。このため＆ＣＩｆ１節装置９０は垂直
方向で調整ねじ９６．９７によってかつ水平方向で調整
ねじ９８．９９によって球面９Ｃ上で調歪可能であシ、
この球面９Ｃの中心点は球状の支承面２１の中心点２２
と合致している。

従って正確に調整したばあいには調節装置９０の中実軸
＃９Ｄは正確に旋回軸脚４５もしくはユーセントリック
な軸線の延長部上に位置する。

この調整はねじ９Ａ、９Ｂによって固定される。

円筒体４０を回転させたばろい試料１５は電子顕微鏡の
光線進路において旋回軸線４５を中心として旋回する。

支承板３０は上述のように２軸方向およびｙ＠方向で調
整されるので、旋回軸線は対物レンズの光軸１４と焦点
平面で交差するように調節できる。この旋回軸線はユー
セントリックなｍ線と叶はれる。試料の所定の切片が調
節装置ｉ５０，６０．９０によって電子顕微鏡の観察区
分および焦点平面内にもたらされたばあいには、切片は
ユーセントリックな軸線上に位置しかつ旋回させたばあ
いでも試料の切片および焦点調節が維持される。

Ｚ軸方向での支承板３０用の調節装置（ねじ３１．３２
を用いた）によって、電子顕微鏡の対物レンズは棟々の
運転状態で、例えば最良の走査透過形電子顕微鏡（ＳＴ
ＥＭ　）運転用のコンデンサー・シングルフィールド対
物レンズ（Ｋｏｎｄｅｎｓｏｒ　−Ｅｉｎｆｅｌｄ−Ｏ
ｂｊｅｋｔｉｖ　）として又は最良の透過形電子顕微鏡
（ＴＥＭ　）運転用のいわゆるセカンド・ゾーンレンズ
（５ｅＣＯｎｄ−ｚＯｎｅ−Ｌｉｎｓｅ　）として作業
し、かつ、このばあい旋回＠線４５は常に正確に焦点平
面と対物レンズ軸線との交点に調節されるので、旋回軸
線はユーセントリックな軸線を成す。

調節装置５０，６０．９０は図示の実施例のように電動
式の駆動装置によってのみ操作されるとは限らない。特
に簡単には位置表示機構として計算機構を有する機械的
な駆動装置を使用できる。更に圧電式又は空気力式又は
液力式の駆動装置を使用することもできる。更に調節装
置を制御又は調整用の装置に結合できるので、試料の一
度固定された切片を再び簡単に調節できるか又は切片を
系統的に捜すことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はゴ
ニオメータテーブルの垂直方向の断面図、第２図はゴニ
オメータテーブルの水平方向の断面図、第６図はｙ軸方
向お−よび２＠方向用の調節装置の垂直方向の断面図で
ある。 ９Ａ、９Ｂ・・・ねじ、９Ｃ・・・球面、９Ｄ・・・中
実軸線、１０・・・ケーシング、１１・・・コイル、１
２゜１３・・・磁極片、１４・・・光軸、１５・・・試
料、２０・・・支承ブロック、２１・・・内側支承部、
２２・・・中心点、２３・・・ケーシング、３０・・・
支承板、３１．３２．３３．３４．９６．９７・・・調
整ねじ、３７・・・外側支承部材、４０・・・円筒体、
３８・・・モータ、３９・・・歯車、４４・・・歯環、
５１゜６１．９１・・・スピンドル、５２，６２，９２
６．。 駆動装置、５３．６３・・・位置信号発生器、５４゜６
４・・・戻しばね、７０・・・支承スリーブ、７１゜７
２．７３．７４・・・面、７５・・・円板、７６・・・
ベロー、８０・・・試料保持ロッド、９０・・・調節装
置、９３・・・位置信号発生器、９４・・・揺動ロッド
、９５・・・球

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料保持ロッド（８０）を受容する支承スリーブ（
   ７０）と、支承スリーブ（７０）および試料保持ロッド
   （８０）を旋回させる旋回装置と、試料の切片を調節す
   るための、旋回装置と一緒に回転する調節装置（５０、
   ６０）とが設けられていて、前記旋回装置が球状の内側
   支承部材（２１）と回転可能な円筒体 （４０）を備えた外側支承部材（３７）とから構成され
   ていて、更に円筒体（４０）ひいては旋回軸線（４５）
   の調整が調整装置 （３１、３２、３３、３４）によつて行なわれるように
   なつているゴニオメータテーブルにおいて、前記支承ス
   リーブ（７０）が調節装置（５０、６０）によつて球状
   の内側支承部材（２１）の中心点（２２）を中心として
   調節可能でかつねじり剛性的なベロー（７６）を介して
   回転可能な円筒体（４０）に結合されていることを特徴
   とするゴニオメータテーブル。 ２、ｙ軸方向およびＺ軸方向調節用の調節装置（５０、
   ６０）が旋回軸線（４５）を中心とした旋回とは無関係
   でしかも互いに無関係にされている特許請求の範囲第１
   項記載のゴニオメータテーブル。 ３、調節装置（５０、６０）のためにクロステーブルガ
   イドが設けられている特許請求の範囲第２項記載のゴニ
   オメータテーブル。 ４、支承スリーブ（７０）におけるｙ軸方向およびＺ軸
   方向調節用の調節装置（５０、６０）の作用点が外側支
   承部材（３７）のできるだけ近くに配置されている特許
   請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の
   ゴニオメータテーブル。 ５、試料保持ロッド（８０）が支承スリーブ（７０）の
   球状の端部においてＶ字形支承部内に支承されていてか
   つＶ字形支承部に試料保持ロッド（８０）を圧着するた
   めにばねが設けられている特許請求の範囲第１項から第
   ４項までのいずれか１項記載のゴニオメータテーブル。 ６、Ｘ軸方向調節用の調節装置（９０）が球面（９ｃ）
   上で旋回軸線（４５）に対して調整可能であり、前記球
   面の中心点が球状の内側支承部材（２１）の中心点（２
   ２）内に配置されている特許請求の範囲第１項から第５
   項までのいずれか１項記載のゴニオメータテーブル。 ７、調節装置（５０、６０、９０）のために機械式、圧
   電式、空気力式の駆動装置又は電動式の駆動装置（５２
   、６２、９２）が設けられている特許請求の範囲第１項
   から第６項までのいずれか１項記載のゴニオメータテー
   ブル。 ８、試料（１５）の調節された切片の座標を表示および
   記憶するために調節装置（５０、 ６０、９０）に計算機構、パルス発生器又は位置信号発
   生器（５３、６３、９３）が設けられている特許請求の
   範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載のゴニオ
   メータテーブル。 ９、調節装置（５０、６０、９０）および位置信号発生
   器（５３、６３、９３）が制御又は調整装置に接続され
   ている特許請求の範囲第８項記載のゴニオメータテーブ
   ル。 １０、前記ベロー（７６）が金属、例えばトンバツク、
   青銅又は特殊鋼から成つている特許請求の範囲第１項か
   ら第９項までのいずれか１項記載のゴニオメータテーブ
   ル。