JPH01188816A - 分光型走査顕微鏡 - Google Patents
分光型走査顕微鏡Info
- Publication number
- JPH01188816A JPH01188816A JP1266788A JP1266788A JPH01188816A JP H01188816 A JPH01188816 A JP H01188816A JP 1266788 A JP1266788 A JP 1266788A JP 1266788 A JP1266788 A JP 1266788A JP H01188816 A JPH01188816 A JP H01188816A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- sample
- lens
- pinhole
- scanning microscope
- Prior art date
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- Pending
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- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
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、走査顕微鏡に係り、特に、試料から発生する
光を分光する機能を付加した分光型走査顕微鏡に関する
。
光を分光する機能を付加した分光型走査顕微鏡に関する
。
走査顕微鏡は、細く絞り込んだ光を試料上で走査しなが
ら、試料からの反射光、試料を透過した透過光、あるい
は試料から発生する蛍光などを光検出器により検出し、
光の試料への照射場所と光検出器の出力とを対応付けて
表示装置に画像として表示し、試料を観察するものであ
る。この走査顕微鏡の結像特性については、オプチカア
クタ第10巻(1977年)第1051〜1073頁(
OPTICA ACTA、 10 (1977) pp
1051−1073)において詳しく論じられている。
ら、試料からの反射光、試料を透過した透過光、あるい
は試料から発生する蛍光などを光検出器により検出し、
光の試料への照射場所と光検出器の出力とを対応付けて
表示装置に画像として表示し、試料を観察するものであ
る。この走査顕微鏡の結像特性については、オプチカア
クタ第10巻(1977年)第1051〜1073頁(
OPTICA ACTA、 10 (1977) pp
1051−1073)において詳しく論じられている。
従来の走査顕微鏡においては、分光機能についての配慮
がなされていない。例えば、レーザ光を光源として用い
、試料からの反射光や、透過光を[6する場合、当然こ
れらの光は、入射光と同じ波長なので分光をする必要が
ない。通常の光源あるいはレーザ光等からの入射光によ
り励起された蛍光を観察する場合も、ジャーナルオブマ
イクロスコピー第133巻パー1−2 (198−4年
)第149〜154頁(Journal of Mic
roscopy、 133. Pt、2(1984)ρ
p、149−154)に記載されているように、シャー
プカットフィルタを光路中に挿入して蛍光と入射光を分
離する程度であり、本格的な分光は行なわれていない。
がなされていない。例えば、レーザ光を光源として用い
、試料からの反射光や、透過光を[6する場合、当然こ
れらの光は、入射光と同じ波長なので分光をする必要が
ない。通常の光源あるいはレーザ光等からの入射光によ
り励起された蛍光を観察する場合も、ジャーナルオブマ
イクロスコピー第133巻パー1−2 (198−4年
)第149〜154頁(Journal of Mic
roscopy、 133. Pt、2(1984)ρ
p、149−154)に記載されているように、シャー
プカットフィルタを光路中に挿入して蛍光と入射光を分
離する程度であり、本格的な分光は行なわれていない。
分光機能を有する分光型走査顕微鏡を実現するには、従
来の走査顕微鏡にグレーティングあるいはプリズムと、
スリット等から構成される分光器を結合することが考え
られるが、装置全体が大掛かりなものになってしまう。
来の走査顕微鏡にグレーティングあるいはプリズムと、
スリット等から構成される分光器を結合することが考え
られるが、装置全体が大掛かりなものになってしまう。
本発明の課題は、従来の走査顕微鏡の構成を大きく変え
ずに、分光機能を簡単に実現して分光機能を有する分光
型走査顕微鏡を提供することにある。
ずに、分光機能を簡単に実現して分光機能を有する分光
型走査顕微鏡を提供することにある。
上記課題を達成するために、本発明の分光型走査顕微鏡
は、光源と、該光源からの光の焦点位置に配置した試料
と、上記光を収束して上記試料に照射する光学系と、上
記試料を移動させる試料台と、上記試料からの光を収束
する色収差を有するレンズと、該レンズにより収束され
た光が通過するように配置したピンホールと、該ピンホ
ールを光軸に平行に移動させる手段と、上記ピンホール
からの透過光を検出する光検出器と、上記試料面におけ
る上記光の照射場所と上記光検出器の出力とを対応付け
て表示する表示手段とを含んでなることを特徴とする。
は、光源と、該光源からの光の焦点位置に配置した試料
と、上記光を収束して上記試料に照射する光学系と、上
記試料を移動させる試料台と、上記試料からの光を収束
する色収差を有するレンズと、該レンズにより収束され
た光が通過するように配置したピンホールと、該ピンホ
ールを光軸に平行に移動させる手段と、上記ピンホール
からの透過光を検出する光検出器と、上記試料面におけ
る上記光の照射場所と上記光検出器の出力とを対応付け
て表示する表示手段とを含んでなることを特徴とする。
第2図は、本発明の詳細な説明するために、本発明によ
る分光型走査顕微鏡の検出系のみを示す図である。
る分光型走査顕微鏡の検出系のみを示す図である。
図において、500は当該顕微鏡によりIIRIすべき
試料であり、収束されたレーザ光が照射されているもの
とする。試料500へのレーザ光の照射位置からは、多
数の波長を含む光20が放射され、色収差を有するレン
ズ(以下1色収差レンズと記す)100に入射する。こ
のレンズ100は、色収差を有するので、長波長光21
は、レンズ100から遠く離れた位置に焦点を持ち、一
方。
試料であり、収束されたレーザ光が照射されているもの
とする。試料500へのレーザ光の照射位置からは、多
数の波長を含む光20が放射され、色収差を有するレン
ズ(以下1色収差レンズと記す)100に入射する。こ
のレンズ100は、色収差を有するので、長波長光21
は、レンズ100から遠く離れた位置に焦点を持ち、一
方。
短波長光22は、レンズ100により近い位置に焦点を
持つ、300はピンホールであり、ピンホール300が
図に示す位置にあるときは、ピンホール300は長波長
光21に対してのみ共焦点の位置にある。従って、長波
長光21のみがピンホール300を通過して光検出器4
00に到達し得る。一方、短波長光22は、ピンホール
300の手前で収束され、ピンホール300の位置では
、広がってしまうので、大部分はピンホール300を通
過できない。すなわち、ピンホール300の位置を光軸
上で移動させると、ピンホール300を通過する光の波
長が変化するので、多波長光200を分光することが可
能となる。
持つ、300はピンホールであり、ピンホール300が
図に示す位置にあるときは、ピンホール300は長波長
光21に対してのみ共焦点の位置にある。従って、長波
長光21のみがピンホール300を通過して光検出器4
00に到達し得る。一方、短波長光22は、ピンホール
300の手前で収束され、ピンホール300の位置では
、広がってしまうので、大部分はピンホール300を通
過できない。すなわち、ピンホール300の位置を光軸
上で移動させると、ピンホール300を通過する光の波
長が変化するので、多波長光200を分光することが可
能となる。
長波長光21.短波長光22の波長をそれぞれ、486
1人、6563人とする。色収差レンズ100の材質を
例えばクラウンガラスとしたとき、それぞれの波長に対
する屈折率は、1.50529.1.49776である
。また、色収差レンズ100の焦点距離を4.3閣とし
、有効径を3.8園とする。このとき、同波長の焦点距
離の差は、約65I1mとなる。次に、短波長光22が
、長波長光21の焦点位置にあるピンホール300に達
したとき、光軸上では、短波長光22の焦点位置の光強
度に比べて、10−3程度に減衰してしまう。これに対
して、長波長光21は、十分な光強度でピンホール30
0を通過するので、分光が可能となる。
1人、6563人とする。色収差レンズ100の材質を
例えばクラウンガラスとしたとき、それぞれの波長に対
する屈折率は、1.50529.1.49776である
。また、色収差レンズ100の焦点距離を4.3閣とし
、有効径を3.8園とする。このとき、同波長の焦点距
離の差は、約65I1mとなる。次に、短波長光22が
、長波長光21の焦点位置にあるピンホール300に達
したとき、光軸上では、短波長光22の焦点位置の光強
度に比べて、10−3程度に減衰してしまう。これに対
して、長波長光21は、十分な光強度でピンホール30
0を通過するので、分光が可能となる。
実施例 1
第1図は、本発明の第1の実施例を示す概略構成図であ
る。700はレーザ光源、710はレーザ光、101は
レンズ(レンズ101は色収差には無関係でレーザ光を
絞り込めるものであればよい。)、500は試料、60
1は試料500を矢印A方向に移動させるステージ(試
料台)。
る。700はレーザ光源、710はレーザ光、101は
レンズ(レンズ101は色収差には無関係でレーザ光を
絞り込めるものであればよい。)、500は試料、60
1は試料500を矢印A方向に移動させるステージ(試
料台)。
201は試料500から発生される蛍光、100は色収
差レンズ、300はピンホール、600はピンホール3
00を、光軸方向すなわち矢印B方向に移動させるステ
ージ、400は光検出器、800は試料500の表面に
おけるレーザ光710の照射場所と光検出器400の出
力とを対応付けて画像として表示する表示装置である。
差レンズ、300はピンホール、600はピンホール3
00を、光軸方向すなわち矢印B方向に移動させるステ
ージ、400は光検出器、800は試料500の表面に
おけるレーザ光710の照射場所と光検出器400の出
力とを対応付けて画像として表示する表示装置である。
レーザ光源700から出射されたレーザ光710は、レ
ンズ101により試料500上に収束されて照射される
。すなわち、試料500はレーザ光710の焦点位置に
設置される。試料500は、レーザ光710により励起
されて蛍光201を発生する。蛍光201には、いろい
ろな波長の光が含まれている。試料500は、ステージ
601上に載っており、焦点面内で、すなわち、矢印入
方向に移動可能である。従って、試料面上でレーザ光の
照射位置を変化させることができる。
ンズ101により試料500上に収束されて照射される
。すなわち、試料500はレーザ光710の焦点位置に
設置される。試料500は、レーザ光710により励起
されて蛍光201を発生する。蛍光201には、いろい
ろな波長の光が含まれている。試料500は、ステージ
601上に載っており、焦点面内で、すなわち、矢印入
方向に移動可能である。従って、試料面上でレーザ光の
照射位置を変化させることができる。
蛍光201は、色収差レンズ100により共焦点の位置
に配置されたピンホール300上に絞り込まれる。ピン
ホール300は、ステージ600により光軸上(矢印B
方向)を移動できる。この移動機構により蛍光201の
分光が可能になる。ピンホール300を通過した光は、
光検出器400により検出され、その後、表示袋!18
00に画像として表示される。試料500が、レーザ光
に対して走査されるとき、各々の走査位置における光検
出器400の光強度を表示装置800は記憶し。
に配置されたピンホール300上に絞り込まれる。ピン
ホール300は、ステージ600により光軸上(矢印B
方向)を移動できる。この移動機構により蛍光201の
分光が可能になる。ピンホール300を通過した光は、
光検出器400により検出され、その後、表示袋!18
00に画像として表示される。試料500が、レーザ光
に対して走査されるとき、各々の走査位置における光検
出器400の光強度を表示装置800は記憶し。
画像として表示する。ステージ600によりピンホール
300を種々の位置に設定しておき、それぞれの状態で
画像をとれば、種々の波長における2次元像を得ること
ができる。また、試料500の表面上の特定の位置にレ
ーザ光710を固定しておき、ピンホール300を光軸
上で移動させることにより、特定位置での分光が可能と
なる。
300を種々の位置に設定しておき、それぞれの状態で
画像をとれば、種々の波長における2次元像を得ること
ができる。また、試料500の表面上の特定の位置にレ
ーザ光710を固定しておき、ピンホール300を光軸
上で移動させることにより、特定位置での分光が可能と
なる。
実施例 2
第3図は1本発明の第2の実施例を示す概略図である。
本実施例は、レーザ光を用いた完全な共焦点型の走査顕
微鏡を実現したものである。レーザ光の照射収束光学系
は、第1の実施例と同じである。相違点は、試料500
から発生した蛍光201を色収差のない色消しレンズ1
02により共焦点の位置にあるピンホール301上に収
束することである。このレンズ102とピンホール30
1を途中に介在させることで、レーザ光を用いた完全な
共焦点型の走査顕微鏡を実現することができる。ピンホ
ール301を通過した光は、第1の実施例と同様の処理
が施される。
微鏡を実現したものである。レーザ光の照射収束光学系
は、第1の実施例と同じである。相違点は、試料500
から発生した蛍光201を色収差のない色消しレンズ1
02により共焦点の位置にあるピンホール301上に収
束することである。このレンズ102とピンホール30
1を途中に介在させることで、レーザ光を用いた完全な
共焦点型の走査顕微鏡を実現することができる。ピンホ
ール301を通過した光は、第1の実施例と同様の処理
が施される。
実施例 3
第4図は、本発明の第3の実施例を示す概略構成図であ
る。本実施例は、レーザ光を用いた反射型の走査顕微鏡
の例である。レーザ光源700からのレーザ光710は
、半透1900により反射され、色収差レンズ100に
より試料500上に絞り込まれる。色収差レンズ100
は、試料500から発生する蛍光201をピンホール3
00へ導くのにも使用される。ピンホール300が、光
軸上で移動可能なこと、光検出器400の信号を表示装
置800により画像として表示することは、第1、第2
の実施例と同じである。
る。本実施例は、レーザ光を用いた反射型の走査顕微鏡
の例である。レーザ光源700からのレーザ光710は
、半透1900により反射され、色収差レンズ100に
より試料500上に絞り込まれる。色収差レンズ100
は、試料500から発生する蛍光201をピンホール3
00へ導くのにも使用される。ピンホール300が、光
軸上で移動可能なこと、光検出器400の信号を表示装
置800により画像として表示することは、第1、第2
の実施例と同じである。
実施例 4
第5図は、本発明の第4の実施例を示す概略構成図であ
る。これまでの実施例では、試料から発生した蛍光を分
光するものであったが、本実施例では、光源として多波
長光源701を使用し、試料500からは蛍光が発生し
ない場合である。測定すべき物理量は、試料の反射分光
特性である。
る。これまでの実施例では、試料から発生した蛍光を分
光するものであったが、本実施例では、光源として多波
長光源701を使用し、試料500からは蛍光が発生し
ない場合である。測定すべき物理量は、試料の反射分光
特性である。
多波長光源701から出射した多波長光711は、半透
鏡900により反射され、色消しレンズ102へ向かう
。多波長光711は、試料500上に絞り込まれ、試料
面上で反射される。それぞれの波長の反射光の光強度は
、多波長光照射位置の試料の反射分光特性による。試料
500から反射された多波長光は1色消しレンズ102
および半透fi900を通過した後、ピンホール301
上に集光される。ピンホール301は、共焦点走査顕微
鏡を構成するためのものである。ピンホール301を通
過した多波長光は1色収差レンズ100と、ステージ6
00によって光軸上を移動し得るピンホール300との
作用により分光される。ピンホール306を通過した光
は、光検出器400により検出される。試料500を、
ステージ601により走査しながら、光検出器400の
信号を得れば、表示装置800に画像として試料表面の
分光特性を表示できる。
鏡900により反射され、色消しレンズ102へ向かう
。多波長光711は、試料500上に絞り込まれ、試料
面上で反射される。それぞれの波長の反射光の光強度は
、多波長光照射位置の試料の反射分光特性による。試料
500から反射された多波長光は1色消しレンズ102
および半透fi900を通過した後、ピンホール301
上に集光される。ピンホール301は、共焦点走査顕微
鏡を構成するためのものである。ピンホール301を通
過した多波長光は1色収差レンズ100と、ステージ6
00によって光軸上を移動し得るピンホール300との
作用により分光される。ピンホール306を通過した光
は、光検出器400により検出される。試料500を、
ステージ601により走査しながら、光検出器400の
信号を得れば、表示装置800に画像として試料表面の
分光特性を表示できる。
以上説明したように、本発明によれば、色収差を有する
レンズと、光軸上を移動可能なピンホールを使用するこ
とにより、従来の走査顕微鏡の構成を大きく変えずに、
走査顕微鏡に分光機能を簡単に付設できる効果がある。
レンズと、光軸上を移動可能なピンホールを使用するこ
とにより、従来の走査顕微鏡の構成を大きく変えずに、
走査顕微鏡に分光機能を簡単に付設できる効果がある。
第1図は、本発明の第1の実施例の概略構成図、第2図
は、本発明の詳細な説明するための図、第3図は1本発
明の第2の実施例の概略構成図、第4図は、本発明の第
3の実施例の概略構成図、第5図は、本発明の第4の実
施例の概略構成図である。 20・・・多波長光 21・・・長波長光 22・・・短波長光 100・・・色収差レンズ 101・・・レンズ 102・・・色消しレンズ 201・・・蛍光 300.301・・・ピンホール 400・・・光検出器 500・・・試料 600・・・ピンホールのステージ 601・・・試料のステージ 700・・・レーザ光源 701・・・多波長光源 710・・・レーザ光 711・・・多波長光 800・・・表示装置 900・・・半透鏡
は、本発明の詳細な説明するための図、第3図は1本発
明の第2の実施例の概略構成図、第4図は、本発明の第
3の実施例の概略構成図、第5図は、本発明の第4の実
施例の概略構成図である。 20・・・多波長光 21・・・長波長光 22・・・短波長光 100・・・色収差レンズ 101・・・レンズ 102・・・色消しレンズ 201・・・蛍光 300.301・・・ピンホール 400・・・光検出器 500・・・試料 600・・・ピンホールのステージ 601・・・試料のステージ 700・・・レーザ光源 701・・・多波長光源 710・・・レーザ光 711・・・多波長光 800・・・表示装置 900・・・半透鏡
Claims (1)
- 1、光源と、該光源からの光の焦点位置に配置した試料
と、上記光を収束して上記試料に照射する光学系と、上
記試料を移動させる試料台と、上記試料からの光を収束
する色収差を有するレンズと、該レンズにより収束され
た光が通過するように配置したピンホールと、該ピンホ
ールを光軸に平行に移動させる手段と、上記ピンホール
からの透過光を検出する光検出器と、上記試料面におけ
る上記光の照射場所と上記光検出器の出力とを対応付け
て表示する表示手段とを含んでなることを特徴とする分
光型走査顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266788A JPH01188816A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 分光型走査顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266788A JPH01188816A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 分光型走査顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01188816A true JPH01188816A (ja) | 1989-07-28 |
Family
ID=11811721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1266788A Pending JPH01188816A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 分光型走査顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01188816A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5248876A (en) * | 1992-04-21 | 1993-09-28 | International Business Machines Corporation | Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights |
| JPH07159717A (ja) * | 1993-12-06 | 1995-06-23 | Toshiba Tesco Kk | 光学系一軸受信方式 |
| JPH07229720A (ja) * | 1994-02-21 | 1995-08-29 | Nec Corp | 3次元形状測定装置 |
| JPH09113240A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-05-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 光透過物質の三次元情報の検出方法及び装置 |
| JP2002517742A (ja) * | 1998-06-05 | 2002-06-18 | デンタルマティック テクノロジーズ インコーポレーテッド | 軸方向照明による形状の光電獲得方法および装置 |
| JP2006011440A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Leica Microsystems Cms Gmbh | 顕微鏡 |
| JP2014088041A (ja) * | 2007-10-11 | 2014-05-15 | 3M Innovative Properties Co | 色共焦点センサ |
| CN107966409A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-04-27 | 青岛崂应环境科技有限公司 | 气体浓度分析方法及装置 |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP1266788A patent/JPH01188816A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5248876A (en) * | 1992-04-21 | 1993-09-28 | International Business Machines Corporation | Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights |
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