본 발명은 투과전자현미경(TEM : Transmission Electron Microscope)을 이용하여 나노구조체의 다목적 3차원 이미징(원자구조, 전자회절, 전자토모그래피 등)을 위한 고니오메터(goniometer; x, y, z, α)와 double-tilting holder(β)를 동시에 구동할 수 있는 정밀제어장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 전자현미경내에서 시료의 방위를 자동으로 조정하여 나노구조체의 3차원 이미징(원자구조, 전자회절, 전자토모그래피 등)을 신속하고 간편하게 획득할 수 있다.