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DE3924006A1 - Ultraschall-mikroskop - Google Patents

Ultraschall-mikroskop

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Publication number
DE3924006A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acoustic lens
sample
microscope according
carrier
ultrasonic microscope
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE3924006A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Karaki
Mitsugu Sakai
Yasuo Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Publication of DE3924006A1 publication Critical patent/DE3924006A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
    • G01H3/10Amplitude; Power
    • G01H3/12Amplitude; Power by electric means
    • G01H3/125Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Mikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die JP-PS (Japanese Patent Publication) No. 59-44 582 und die JP-OS (Japanese Patent Disclosure) No. 58-1 06 453 zeigen Ultraschall-Mikroskope, bei denen eine Probe zwei­ dimensional mittels eines Ultraschallstrahls abgetastet wird, und die von der Probe hindurchgelassenen oder reflektierten Wellen werden verarbeitet, um ein Bild der Probe zu erzeugen.
In "Journal of Acoustic Society of America, Vol. 67 (1980), Seiten 1629-1637" ist ein Tieftemperatur-Ultra­ schall-Mikroskop beschrieben, welches ein hochauflösendes Ultraschallbild erzeugen kann. Dieses Tieftemperatur- Ultraschall-Mikroskop weist eine akustische Linse auf. Ein Tieftemperatur-Fluid ist in den Spalt zwischen die akustische Linse und eine Probe eingefüllt. Dieses Tief­ temperatur-Fluid ist beispielsweise flüssiger Stickstoff, flüssiges Argon oder flüssiges Helium und weist eine ge­ ringe Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit und geringere Absorption als Wasser auf.
Herkömmliche Ultraschall-Mikroskope weisen einen Fokus­ siermechanismus auf, mittels dem ein Probenstab grob und fein bewegbar ist, so daß die Probe in eine gewünschte Lage bringbar ist. Aufgrund der Verwendung eines derarti­ gen Fokussiermechanismus sind solche Ultraschall-Mikros­ kope hinsichtlich der folgenden Punkte nachteilig:
  • 1. Da der Probenstab oft von dem Fokussiermechanismus abgenommen und an diesem wieder angeordnet werden muß, um eine Probe gegen eine andere auszutauschen, muß der Stab leicht von dem Mechanismus abnehmbar oder daran befestig­ bar sein. Um Abnehmen und Befestigen des Stabes zu er­ leichtern, müssen derartige Mikroskope somit einen kom­ plexen Mechanismus zum Entfernen und Befestigen des Stabes haben.
  • 2. Ein O-Ring ist am oberen Ende des Probenstabes ange­ ordnet, um gegenüber dem Tieftemperatur-Fluid eine vakuumdichte Versiegelung zu erzeugen. Dies hat zur Fol­ ge, daß das obere Ende des Stabes nicht fest an dem Fokussiermechanismus angeflanscht ist und es schwierig ist, mittels des Fokussiermechanismus die Probe in ihre gewünschte Lage zu bringen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultraschall-Mikroskop nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1 derart auszubilden, daß sein Mechanismus ein­ fachen Aufbau hat und dennoch eine Probe verläßlich in die gewünschte Position bringen kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch vereinfacht ein Ultraschall-Mikroskop gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 2 die vergrößerte Ansicht einer akustischen Linse und weiterer Komponenten in der Ausführungsform von Fig. 1;
Fig. 3A und 3B schematisch Schaltkreisaufbauten von Trei­ berschaltkreisen zum Antrieb der akustischen Linse in x- und y-Richtung;
Fig. 4 ein Ultraschall-Mikroskop gemäß einer zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A eine dritte Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Ultraschall-Mikroskopes; und
Fig. 5B einen vergrößerten Ausschnitt aus der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 5A.
Gemäß Fig. 1 umfaßt ein erfindungsgemäßes Ultraschall- Mikroskop einen Mikroskopkörper 1, eine mit Luft arbei­ tende Dämpfung 2 an der Oberseite des Körpers 1 und eine Grundplatte 3 auf der Dämpfung 2, welche sich horizontal zu dem Körper 1 erstreckt. Das Mikroskop umfaßt weiterhin ein adiabatisches Gefäß 4 im Inneren des Körpers 1, wel­ ches hermetisch abgedichtet von der Grundplatte 3 herab­ hängt, sowie eine Abdeckung 5, welche ebenfalls herme­ tisch an der Grundplatte 3 angeordnet ist und von dieser herabhängt und das Gefäß 4 umfaßt. Somit definieren das Gefäß 4 und die Abdeckung 5 einen eingeschlossenen Raum zwischen sich. Das Gefäß 4 enthält flüssigen Stickstoff 6, der als Ultraschall-Transmissionsmedium verwendet wird. In dem Raum zwischen dem Gefäß 4 und der Abdeckung 5 befindet sich ein Vakuum, welches einen Temperaturan­ stieg des flüssigen Stickstoffes 6 verhindern soll. Das Gefäß 4 und die Abdeckung 5 weisen Fenster 7 bzw. 8 aus transparentem Material auf, durch welche das Innere des Gefäßes 4 beobachtbar ist.
Die Grundplatte 3 weist eine mittige Öffnung 3 a auf. Ein Probenstab 10, der eine Röhre aus rostfreiem Stahl ist und dessen Neigung veränderbar ist, kann vertikal durch diese Öffnung 3 a geführt werden, so daß sein unterer End­ bereich in den flüssigen Stickstoff 6 in dem adiabati­ schen Gefäß 4 eintauchbar und aus diesem wieder entfern­ bar ist. Am unteren Ende des Probenstabes 10 ist eine Probe 11 anordenbar.
Das Ultraschall-Mikroskop umfaßt weiterhin einen Sperr­ schieber 12 an der Grundplatte 3 und einen Mikrometerkopf 13 an dem Schieber 12, der einen Mikrometer 13 a trägt. Sowohl der Sperrschieber 12 als auch der Kopf 13 sind so angeordnet, daß der Probenstab sie durchtreten kann. Wenn der Stab 10 aus dem Mikroskop entfernt wird, um die Probe 11 gegen eine andere Probe auszutauschen, wird der Sperr­ schieber 12 geschlossen, um das Gefäß 4 abzudichten.
An der Stellspindel des Mikrometers 13 a ist eine bewegli­ che Platte 14 befestigt. Wenn somit die Spindel des Mikrometers 13 a gedreht wird, wird die Platte 14 in Z- Richtung abgesenkt oder nach oben bewegt. Ein stationärer Block 15 ist an der beweglichen Platte 14 befestigt. Die Platte 14 und der Block 15 weisen koaxiale Bohrungen auf, welche von dem oberen Bereich des Probenstabs 10 durch­ setzt werden. Oberhalb des Blockes 15 ist weiterhin ein beweglicher Block 17 angeordnet, wobei zwischen die Blöcke 15 und 17 ein O-Ring gesetzt ist.
Eine Hülse 18 steht in Anlage mit dem beweglichen Block 17, so daß der Probenstab 10 von dem inneren Umfang der Hülse 18 gestützt wird. Ein O-Ring 19 ist zwischen den Stab und den Block 17 gesetzt. Ein Paar von Einstell­ schrauben 20 und 21 und ein weiteres Paar von Einstell­ schrauben (in der Zeichnung nicht dargestellt) sind in vertikale Bohrungen eingesetzt, die in dem beweglichen Block 17 ausgeformt sind. Wenn diese Schrauben gedreht werden, kann die Neigung des beweglichen Blockes 17 be­ züglich dem festen Block 15 verändert werden, so daß die Neigung des Probenstabes 10 einstellbar und somit die Winkel einstellbar sind, in denen die Probe 11 in x- und y-Richtung zu einer horizontalen Ebene geneigt ist.
Ein flexibler Faltenbalg 22 ist zwischen den Mikrometer­ kopf 13 und den Block 15 eingesetzt und umgibt den Pro­ benstab 10. Eine Abdeckung 24 ist oberhalb der Hülse 18 angeordnet, wobei ein weiterer O-Ring 23 zwischen die Ab­ deckung 24 und die Hülse 18 gesetzt ist. Die Abdeckung 24 überdeckt den oberen Bereich des Stabes 10, der aus der Hülse 18 vorsteht.
Eine Mehrzahl von Streben, beispielsweise vier Streben, 25 erstrecken sich vertikal von der unteren Oberfläche der Grundplatte 3 aus so nach unten, daß ihre unteren Endbereiche in den flüssigen Stickstoff 6 in dem Gefäß 4 eintauchen. Eine nichtmagnetische Trägerplatte 26 ist an den unteren freien Enden der Streben 25 angeordnet und erstreckt sich horizontal. An der Trägerplatte 26 ist eine akustische Linse 27 angeordnet und ist mittels eines entsprechenden Stützmechanismus 31 (Fig. 2) in x- und y- Richtung beweglich. Ein elektromagnetischer Antriebs­ mechanismus (d. h. ein X-Y-Scanner 50) ist vorgesehen, die Linse 27 in x- und y-Richtung zu bewegen. Die Streben 25 sind aus einem Material gefertigt, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient im wesentlichen gleich dem des Probenstabes 10 ist.
Fig. 2 zeigt die Anordnung des elastischen Stützmechanis­ mus 31 und des elektromagnetischen Treibermechanismus für die akustische Linse 27. Die Linse 27 ist in der Mitte eines kreuzförmigen beweglichen Teils 30 gelagert, wel­ ches aus nichtmagnetischem Material gefertigt ist und vier Arme aufweist, welche einander im rechten Winkel schneiden. Das Teil 30 ist oberhalb der Trägerplatte 26 angeordnet und kann mittels einer hohlen, flexiblen Säule, die als Stützmechanismus 31 dient, in x- und y- Richtungen bewegt werden. Der obere Bereich der Säule 31 ist mit der Mitte des Teils 30 verbunden, und der untere Bereich wird von der Trägerplatte 26 gehalten. Die flexible Säule 31, die beispielsweise aus einer Röhre aus rostfreiem Stahl gefertigt sein kann, ist in der Lage, sich elastisch zu deformieren. Jedes Ende der vorsprin­ genden Arme des Teiles 30 weist eine Spule 33 mit einem Kern 32 aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise Aluminium, auf. Die Spule 33 wird aus einem isolierten Kupferdraht geformt, der um den Kern 32 gewickelt ist. Somit sind zwei Paare von Spulen 33 (wobei in Fig. 2 nur das Paar für die x-Richtung dargestellt ist) einzeln symmetrisch in x- und y-Richtung angeordnet, wobei die Symmetrie relativ zur akustischen Linse 27 ist.
Quadratische oder U-förmige Bügel 34 sind auf der Träger­ platte 26 angeordnet entsprechend den Spulen 33. Zwei Paare von Permanentmagneten 35 a, 35 b und 36 a, 36 b sind an jedem Bügel 34 mit der jeweiligen Spule 33 dazwischen an­ geordnet. Bei dieser Anordnung durchlaufen Magnetflüsse einander entgegengesetzter Richtungen relativ zur An­ triebsrichtung entgegengesetzten Seitenbereichen.
Wenn somit bei dieser Ausführungsform ein entsprechender Strom einer der Spulen 33 in jedem Paar zugeführt wird, wirkt diese Spule mit den Magnetflüssen der Permanent­ magneten 35 a bis 36 b zusammen, so daß eine elektromagne­ tische Reaktion entsteht. Diese Reaktion bewirkt, daß das bewegliche Teil 30 die akustische Linse 27 zweidimensio­ nal in x- und y-Richtung antreibt. Auf diese Art und Weise wird die Probe 11 zweidimensional von einem Ultra­ schallstrahl abgetastet, der von der Linse 27 emittiert wird und der Abtastbereich, d. h. das Gesichtsfeld, ist auswählbar. Wenn die andere der Spulen 33 in jedem Paar bewegt wird, entsteht durch eine elektromotorische Kraft ein Stromfluß in dieser Spule.
Durch Erfassung dieses Stromes kann somit die Bewegungs­ geschwindigkeit der akustischen Linse 27 überwacht wer­ den. Ein Koaxialkabel 37 ist mit einem seiner Enden mit der Linse 27 verbunden. Das Kabel 37 läuft durch die Säule 31 und erstreckt sich zur Außenseite durch einen Seitenwandbereich des adiabatischen Gefäßes 4 oder durch die Öffnung 3 a in der Grundplatte 3 unter Zwischenschal­ tung eines entsprechenden Abdichtelementes. Das andere Ende des Kabels 37 ist mit einem Signalverarbeitungs­ schaltkreis in Verbindung. Der Zufuhrdraht zu jeder Spule 33 wird ebenfalls entsprechend abgedichtet zur Außenseite geführt und mit einem Treiberschaltkreis verbunden.
Zwischen die akustische Linse 27 und das bewegliche Teil 30 ist ein piezoelektrisches Stellglied 100 eingesetzt. Diese Stellglied 100 kann sich abhängig von Eingangssig­ nalen in z-Richtung ausdehnen und zusammenziehen, so daß die Linse 27 in z-Richtung bewegbar und somit fokussier­ bar ist. Eine Bedienungsperson des Ultraschall-Mikrosko­ pes dreht die Spindel des Mikrometers 13 a, während die reflektierte Wellenform von dem Mikroskop beobachtet und überwacht wird, was mittels bekannter Anzeigetechniken erfolgt. Dies hat zur Folge, daß der Probenstab 10 in z- Richtung bewegt wird, wodurch eine Grobfokussierung durchgeführt wird. Nach der Grobfokussierung betätigt eine Bedienungsperson das piezoelektrische Stellglied 100 zur Feinfokussierung.
Das piezoelektrische Stellglied 100 kann so ausgebildet werden, daß es sich über eine relativ weite Distanz aus­ dehnen und zusammenziehen kann. Wenn dies der Fall ist, benötigt das Mikroskop nicht den Mikrometer 13 a, da so­ wohl die Grobfokussierung als auch die Feinfokussierung durch das Stellglied 100 allein erfolgen kann.
Die Amplitude des Signalausganges von der akustischen Linse 27 wird durch ein externes Überwachungsgerät, bei­ spielsweise eine Kathodenstrahlröhre oder ein Voltmeter dargestellt. Wenn die Amplitude des Signales einen Maxi­ malwert erreicht, wird angezeigt, daß der Ultraschall­ strahl vollständig auf der Probe 11 fokussiert ist. Da sich das piezoelektrische Stellglied 100 abhängig von einer angelegten Spannung ausdehnt und zusammenzieht, ist es einfach, den Fokussierungsvorgang einfach durch Ände­ rung dieser Spannung durchzuführen.
Die Fig. 3A und 3B zeigen den Treiberschaltkreis für x- Achse und y-Achse, die beide in dem X-Y-Scanner 50 ange­ ordnet sind, um die akustische Linse 27 in x- und y-Rich­ tung zu bewegen. Der x-Achsentreiberschaltkreis gemäß Fig. 3A verwendet den Ausgang eines Sinuswellengenerators 30, der einem Eingang eines Addierers 42 über ein Dämpfungssglied 41 zugeführt wird, mittels dem die Ampli­ tude des Ausgangs des Generators 40 einstellbar ist. Eine Spannung Vx wird von einer variablen Spannungsquelle 43 dem anderen Eingang des Addierers 42 zugeführt, und der Ausgang des Addierers 42 wird über einen Leistungsver­ stärker 44 der x-Achsentreiberspule 33 zugeführt. Bei dem y-Achsentreiberschaltkreis gemäß Fig. 3B wird der Ausgang eines Sägezahn-Signalgenerators 45 einem Eingang eines Addierers 47 über ein Dämpfungsglied 46 zugeführt. Eine Spannung Vy von einer variablen Spannungsquelle 48 wird dem anderen Eingang des Addierers 47 zugeführt, und der Ausgang des Addierers 47 wird über einen Leistungsver­ stärker 49 der y-Achsentreiberspule 33 zugeführt. Die Ausgänge der Generatoren 40 und 45 sind synchronisiert, so daß die akustische Linse 27 zweidimensional in x- und y-Richtung bewegbar ist.
Die akustische Linse 27 wird über eine Distanz entspre­ chend der Ausgangsspannung Vx in der variablen Spannungs­ quelle 43 in x-Richtung mittels der flexiblen Säule 31 bewegt und unternimmt eine Sinus-Oszillation um die er­ reichte Position abhängig von dem Sinuswellensignal. In y-Richtung wird die Linse 27 um eine Distanz entsprechend der Ausgangsspannung Vy der variabelen Spannungsquelle 48 mittels der Säule 31 bewegt und unternimmt eine y-Rich­ tungversetzung von und zu der erreichten Position. Somit wird die Probe 11 zweidimensional in x- und y-Richtung abgetastet, und zwar innerhalb von Bereichen entsprechend der Ausgänge der Dämpfungsglieder 41 und 46, wobei der Ausgangspunkt hierbei entsprechend den Spannungen Vx und Vy ist. Somit kann das Gesichtsfeld automatisch wie be­ nötigt durch Einstellung der Ausgangsspannungen Vx und Vy der Spannungsquellen 43 und 48 ausgewählt werden. Weiter­ hin ist die Versetzung der akustischen Linse 27 während dieser Gesichtsfeldauswahl nur der elastischen Deforma­ tion der flexiblen Säule 31, welche die Linse trägt, zu­ zuschreiben. Somit kann das Gesichtsfeld mit hoher Genau­ igkeit und Wiederholbarkeit ausgewählt werden. Da das Gesichtsfeld auf elektrische Art und Weise auswählbar ist, ist die Betriebseffizienz hoch genug, um eine Computersteuerung hierfür vorzusehen.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform verwendet zwei Streben 25 a und 25 b und zwei piezoelektische Stellglieder 101 a und 101 b, welche sich beide in z-Richtung ausdehnen und zusammenziehen können. Das erste Stellglied 101 a ist zwischen der Trägerplatte 26 und der Strebe 25 a angeord­ net, und das zweite Stellglied 101 b ist zwischen der Trägerplatte 26 und der Strebe 25 b angeordnet. Wenn ein elektrisches Signal von einem nicht dargestellten Signal­ generator den Stellgliedern 101 a und 101 b zugeführt wird, dehnen sich diese Stellglieder aus oder ziehen sich zu­ sammen, so daß der X-Y-Scanner 50 nach oben oder unten bewegt wird. Dies hat zur Folge, daß die Distanz zwischen der akustischen Linse 27 und der Probe 11 am unteren Ende des Probenstabes 10 eingestellt werden kann. Der Proben­ stab 10 kann in z-Richtung mittels des Mikrometers 13 a grob eingestellt werden, auf eine Bewegung in z-Richtung kann aber auch überhaupt verzichtet werden. Alternativ hierzu können vier Streben/Stellglied-Einheiten an der Trägerplatte 26 um den Probenstab 10 im Abstand von jeweils 90° angeordnet werden. In diesem Fall kann die X-Y-Ebene in jeder gewünschten Richtung geneigt werden, wenn unterschiedliche Spannungen an die vier piezo­ elektrischen Stellglieder von einer entsprechenden Treiberquelle 200 angelegt werden.
Die Fig. 5A und 5B zeigen die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform kann der X-Y-Scanner 50 wie in der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 4 nach oben oder unten bewegt werden. Die Trägerplatte 26, welche den Scanner 50 trägt, wird von wenigstens zwei Streben 25 a und 25 b gehalten und an der Grundplatte 3 aufgehängt.
Gemäß Fig. 5B ist der obere Endbereich einer jeder Strebe so ausgebildet, daß er die Grundplatte 3 in einer dort ausgebildeten Bohrung 105 durchtritt. Die Bohrung 105 um­ faßt einen oberen Bereich 105 a großen Durchmessers, einen unteren Bereich 105 b kleinen Durchmessers und ein geneig­ ten Bereich 105 c zwischen den Bereichen 105 a und 105 b. Ein O-Ring 106 ist in dem geneigten Bereich 105 c einge­ setzt, so daß die oberen und unteren Bereiche 105 a und 105 b voneinander luftdicht abgetrennt sind. Eine Kappe 107 verschließt den oberen Bereich 105 a der Bohrung 105. Die Kappe 107 ist mit der Platte 3 durch Schrauben ver­ bunden, so daß der O-Ring 106 in den geneigten Bereich 105 c der Bohrung 105 gepreßt wird. Somit wird eine Vakuumabdichtung zwischen der Bohrung 105 und dem oberen Endbereich der Strebe 25 a erricht.
Wie weiterhin aus Fig. 5B hervorgeht, ist das obere Ende einer jeden Strebe mit dem unteren Ende eines Mikrometer­ kopfes 102 über eine Schraube 103 verbunden. Das obere Ende des Mikrometerkopfes 102 ist auf einer Trägerplatte 104 a eines Mikrometerträger 104 koaxial mit der Strebe angeordnet. Der Mikrometerträger 104 weist Beine 104 b auf, welche mit der Grundplatte 3 mittels Schrauben ver­ bunden sind.
Wenn die Spindeln der Mikrometer gedreht werden, werden die Streben 25 a und 25 b, welche mit der Trägerplatte 26 verbunden sind, abhängig von der Drehrichtung der Spin­ deln nach oben oder unten bewegt. Dies hat zur Folge, daß die Trägerplatte 26 ebenfalls nach oben oder unten bewegt wird und der X-Y-Scanner 50 zu einer Fokussierung verti­ kal bewegt wird. Wie aus Fig. 5A hervorgeht, erstreckt sich der Probenstab 10 in vertikaler Richtung und durch­ läuft die Bohrung in der Grundplatte 3. Der Probenstab 10 entspricht in seinem Aufbau dem der erstesn Ausführungs­ form gemäß Fig. 1 oder der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 4. Die zweite und dritte Ausführungsform haben wenigstens zwei Mechanismen, welche unabhängig vonein­ ander arbeiten, um die Trägerplatte 26 in vertikaler Richtung zu bewegen. Diese Mechanismen wirken zusammen, um den X-Y-Scanner 50 zu neigen, so daß die zweidimensio­ nale Abtastoberfläche der akustischen Linse 27 parallel zur Oberfläche der Probe 11 ausgerichtet werden kann. Genauer gesagt, der X-Y-Scanner 50 wird in x-Richtung und y-Richtung bewegt, dann werden diese Werte aufgrund eines Spannungssignal erfaßt, wenn die Probe 11 in unterschied­ liche Positionen gebracht wird, und dann werden die Mechanismen betätigt, so daß die Trägerplatte 26 vertikal bewegt wird, bis die erfaßten Werte im wesentlichen gleich werden, was anzeigt, daß die Abtastoberfläche der Linse 27 im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Probe 11 ausgerichtet ist.

Claims (12)

1. Ultraschall-Mikroskop mit:
einer akustischen Linse (27) zum Anlegen eines Ultraschallstrahles auf eine Probe (11);
einer ersten Trägereinrichtung, welche die akusti­ sche Linse (27) trägt; und
einer zweiten Trägereinrichtung zur Aufnahme der Probe (11), um die Probe (11) gegenüber der akusti­ schen Linse (27) anzuordnen, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zur Bewegung der ersten Trägereinrichtung, so daß die akustische Linse (27) bewegt wird, um den Abstand zwischen der Probe (11) und der akustischen Linse (27) zu verändern.
2. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine piezoelektrische Vorrichtung (101) umfaßt, welche sich ausdehnt und zusammenzieht, wenn eine Spannung angelegt wird, so daß der Abstand zwischen der Probe (11) und der akustischen Linse (27) veränderbar ist.
3. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trägereinrichtung eine Abtasteinrichtung (50) zur Bewegung der akustischen Linse (27) in zwei Richtungen in einer Ebene senkrecht zueinander aufweist, um zu veranlassen, daß die akustische Linse (27) die Probe (11) abtastet.
4. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (50) ein plattenförmiges Bauteil (30) umfaßt, welches in der Lage ist, sich in eine Ebene senkrecht zur Richtung zu bewegen, in der die akustische Linse (27) durch die piezoelektrische Vorrichtung (101) bewegt wird.
5. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Vorrichtung (101) an dem plattenförmigen Bauteil (30) befestigt ist und zwischen der akustischen Linse (27) und dem plattenförmigen Teil (30) angeordnet ist.
6. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 5, gekennzeich­ net weiterhin durch Vorrichtungen (13, 13 a, 14) an der zweiten Trägereinrichtung zum Grobbewegen der zweiten Trägereinrichtung.
7. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 6, weiterhin gekennzeichnet durch ein luftdichtes Gehäuse (4), welches eine Tieftemperatur-Flüssigkeit (6) beinhaltet, welche als Ultraschall- Transmissionsmedium verwendet wird und in welche die akustische Linse (27) und die Probe (11) eingetaucht sind.
8. Ultraschall-Mikroskop nach Anpruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trägereinrichtung eine Trägerplatte (26) umfaßt, welche die Antriebsvorrichtung (50) trägt, und wobei wenigstens zwei Streben (25 a, 25 b) sich vertikal erstrecken und die Trägerplatte (26) stützen, und daß die piezoelektrische Vorrichtung (101) wenigstens zwei piezoelektrische Stellglieder (101 a, 101 b) umfaßt, eines zwischen der Trägerplatte (26) und einer der Streben (25 a, 25 b) und das andere zwischen der Trägerplatte (26) und der anderen Strebe (25 a, 25 b).
9. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch eine Treiberquelle (200), wel­ che elektrisch mit den piezoelektrischen Stellglie­ dern (101 a, 101 b) verbunden ist, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind zur Anlegung von unterschiedlichen Spannungen von der Treiberquelle (200) an die piezoelektrischen Stellglieder (101 a, 101 b), um die piezoelektrischen Stellglieder anzutreiben und zu steuern.
10. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinrichtung einen Mikrometerkopf (102) umfaßt, der manuell betätigbar ist, um die Distanz zwischen der akustischen Linse (27) und der Probe (11) zu verändern.
11. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trägereinrichtung eine Antriebsvorrichtung (50) zur Bewegung der akustischen Linse (27) in zwei Richtungen in einer Ebene senkrecht zueinander beinhaltet, um zu bewirken, daß die akustische Linse (27) die Probe (11) abtastet, wobei eine Trägerplatte (26) die Antriebsvorrichtung (50) trägt und wobei wenigstens zwei Streben (25 a, 25 b) sich vertikal erstrecken und die Trägerplatte (26) stützen, wobei weiterhin eine Grundplatte (3), die wenigstens zwei Streben stützt und Bohrungen aufweist, welche das Hindurchtreten der zweiten Trägervorrichtung erlaubt.
12. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (3) wenigstens zwei Bohrungen (105) aufweist, welche den Durchtritt der Streben (25 a, 25 b) erlauben, wobei jede Bohrung einen oberen Bereich (105 a) großen Durchmessers, einen unteren Bereich (105 b) kleinen Durchmessers und einen geneigten Bereich (105 c) zwischen dem oberen und unteren Bereich umfaßt, wobei die erste Trägervorrichtung O-Ringe (106) und Schrauben (103) umfaßt, welche die Streben (25 a, 25 b) mit dem Mikrometerkopf (102) verbinden, wobei jeder der O-Ringe (106) in den geneigten Bereich (105 c) der Bohrung (105) eingesetzt ist und an der Strebe angeordnet ist, welche die Bohrung (105) durchsetzt, so daß eine Versiegelung zwischen der Bohrung (105) und der Strebe gebildet ist.
DE3924006A 1988-07-21 1989-07-20 Ultraschall-mikroskop Withdrawn DE3924006A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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ID=16122540

Family Applications (2)

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DE3924005A Withdrawn DE3924005A1 (de) 1988-07-21 1989-07-20 Ultraschall-mikroskop mit einem fokussiermechanismus
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