JPH0577261B2 - - Google Patents
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- JPH0577261B2 JPH0577261B2 JP26758286A JP26758286A JPH0577261B2 JP H0577261 B2 JPH0577261 B2 JP H0577261B2 JP 26758286 A JP26758286 A JP 26758286A JP 26758286 A JP26758286 A JP 26758286A JP H0577261 B2 JPH0577261 B2 JP H0577261B2
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- infrared
- sample
- rays
- infrared rays
- mirror
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は極微小部分の赤外吸収スペクトル測定
を行う装置にかかわり、特に極微小部分の観察も
同時に行うことができ、極微小部分の物質の測定
を行うのに好適な赤外吸収スペクトル測定顕微鏡
装置に関する。
を行う装置にかかわり、特に極微小部分の観察も
同時に行うことができ、極微小部分の物質の測定
を行うのに好適な赤外吸収スペクトル測定顕微鏡
装置に関する。
一般に、赤外吸収スペクトル装置は公知のもの
であり、赤外光源、赤外光の各波長ごとの測定信
号を得るためのモノクロメータまたは干渉計、お
よび検知器等から構成されている。標準的な赤外
吸収スペクトル測定装置は、試料の測定位置に赤
外光を集束させ、赤外光を透過させて測定するよ
うに構成されている。従つて、赤外光に対し透明
な物質はこのような方法で測定できるが、赤外光
に対し不透明な物質は、その表面で反射、拡散す
る光を集めて測定する必要がある。このために
は、既成の、赤外分光光度計の赤外線を上記測定
試料へ導き、反射または拡散する赤外線を検出す
る装置を付設しなければならない。特に、測定す
る試料が極微小な場合は、特別な配慮が必要であ
る。このような配慮がなされた従来の装置とし
て、第20回応用スペクトロメトリ講演要旨集、第
69頁に記載の装置がある。この装置は、だ円面反
射鏡で赤外線を集束して斜めに試料に照射し、赤
外線を再びだ円面反射鏡で集めて検出するように
なつている。しかし、観察は上部から別の可視光
で行うようになつているため、測定部と観察して
いる場所とが異なる恐れがあり、極めて小さい試
料では正確に観察している場所の赤外吸収スペク
トルが測定できない欠点があつた。
であり、赤外光源、赤外光の各波長ごとの測定信
号を得るためのモノクロメータまたは干渉計、お
よび検知器等から構成されている。標準的な赤外
吸収スペクトル測定装置は、試料の測定位置に赤
外光を集束させ、赤外光を透過させて測定するよ
うに構成されている。従つて、赤外光に対し透明
な物質はこのような方法で測定できるが、赤外光
に対し不透明な物質は、その表面で反射、拡散す
る光を集めて測定する必要がある。このために
は、既成の、赤外分光光度計の赤外線を上記測定
試料へ導き、反射または拡散する赤外線を検出す
る装置を付設しなければならない。特に、測定す
る試料が極微小な場合は、特別な配慮が必要であ
る。このような配慮がなされた従来の装置とし
て、第20回応用スペクトロメトリ講演要旨集、第
69頁に記載の装置がある。この装置は、だ円面反
射鏡で赤外線を集束して斜めに試料に照射し、赤
外線を再びだ円面反射鏡で集めて検出するように
なつている。しかし、観察は上部から別の可視光
で行うようになつているため、測定部と観察して
いる場所とが異なる恐れがあり、極めて小さい試
料では正確に観察している場所の赤外吸収スペク
トルが測定できない欠点があつた。
赤外吸収スペクトル測定用赤外線の光学系路
と、観察のための可視光線の光学系路とは、少な
くとも試料の測定点では一致している必要がある
が、上記従来技術は、必ず一致するようには配慮
されておらず、特に微小試料では、観察している
場所のどこを測定しているのか判らないという問
題があつた。
と、観察のための可視光線の光学系路とは、少な
くとも試料の測定点では一致している必要がある
が、上記従来技術は、必ず一致するようには配慮
されておらず、特に微小試料では、観察している
場所のどこを測定しているのか判らないという問
題があつた。
本発明の目的は、赤外吸収スペクトル測定用赤
外線の光学系路と、観察のための可視光線の光学
系路の一部を完全に一致させ、試料の赤外吸収ス
ペクトル測定点と観察点とを完全に一致させた赤
外吸収スペクトル測定顕微鏡装置を提供すること
にある。
外線の光学系路と、観察のための可視光線の光学
系路の一部を完全に一致させ、試料の赤外吸収ス
ペクトル測定点と観察点とを完全に一致させた赤
外吸収スペクトル測定顕微鏡装置を提供すること
にある。
上記目的は、赤外分光光度計に、公知の可視光
線落射照明方式の金属顕微鏡を組合せて用い、赤
外分光光度計からの赤外光線を可視光線落射照明
光学系を通して顕微鏡に入射させ、顕微鏡の対物
レンズで赤外光線を被測定物に集光させ、試料で
反射した赤外光線を対物レンズで集め、この赤外
光線を検出器で受けて、被測定物の赤外吸収スペ
クトルを測定できるようにすることにより、達成
される。
線落射照明方式の金属顕微鏡を組合せて用い、赤
外分光光度計からの赤外光線を可視光線落射照明
光学系を通して顕微鏡に入射させ、顕微鏡の対物
レンズで赤外光線を被測定物に集光させ、試料で
反射した赤外光線を対物レンズで集め、この赤外
光線を検出器で受けて、被測定物の赤外吸収スペ
クトルを測定できるようにすることにより、達成
される。
公知の顕微鏡では、試料を照明するための落射
照明光と、試料から反射してくる観察のための光
が全く同じ場所を通るので、これらの光を分ける
ため、第１図の符号４および第５図に示すような
ハーフミラーが用いられている。このハーフミラ
ーは一般に厚さがあるため、光軸にずれを生じ
る。この可視光線と赤外光線のそれぞれのずれ
ｄ，dIRは、式(1)、(2)から求めることができる。
照明光と、試料から反射してくる観察のための光
が全く同じ場所を通るので、これらの光を分ける
ため、第１図の符号４および第５図に示すような
ハーフミラーが用いられている。このハーフミラ
ーは一般に厚さがあるため、光軸にずれを生じ
る。この可視光線と赤外光線のそれぞれのずれ
ｄ，dIRは、式(1)、(2)から求めることができる。
dVS＝ｔsin（90°−θ−ψVS）／cosψVS ……(1)
dIR＝ｔsin（90°−θ−ψIR）／cosψIR ……(2)
ここで、ｔはハーフミラーの厚さ、θはハーフ
ミラーの傾き、ψVS、ψIRは式(3)、(4)から求められ
る角度である。
ミラーの傾き、ψVS、ψIRは式(3)、(4)から求められ
る角度である。
ψVS＝sin-1・nair／nVS・sinθ ……(3)
ψIR＝sin-1・nair／nIR・sinθ ……(4)
なお、式(3)のnair、nVSは空気およびハーフミラ
ーの可視光線における屈折率、式(4)のnair、nIRは
赤外線のそれぞれの屈折率である。ハーフミラー
を、赤外光線および可視光線ともに使用できる材
料、例えば臭化カリウム（KBr）で作つた場合、
nVS＝1.5、nIR＝1.75、nair＝１であるから、θ＝45
度の場合、dVS＝0.329t、dIR＝0.395tとなる。従つ
て、ハーフミラーの厚さが例えば100μｍあると、
光軸は可視光線で32.9μｍ、赤外光線で35.9μｍず
れてしまう。そこで、本発明では、赤外光線に対
しては、右半分は全反射にし、左半分は全体の光
を透過する部分ミラーを用いている。しかし、赤
外光線では像の観察の必要がなく、このような反
射鏡でも使用できるが、可視光線では、このよう
な部分ミラーでは像が正しく観察できないので、
ハーフミラーを用いる必要がある。そこで、ハー
フミラーとしては、光軸のずれが無視できる厚さ
のもの（厚さが50μｍ以下）を使用している。
ーの可視光線における屈折率、式(4)のnair、nIRは
赤外線のそれぞれの屈折率である。ハーフミラー
を、赤外光線および可視光線ともに使用できる材
料、例えば臭化カリウム（KBr）で作つた場合、
nVS＝1.5、nIR＝1.75、nair＝１であるから、θ＝45
度の場合、dVS＝0.329t、dIR＝0.395tとなる。従つ
て、ハーフミラーの厚さが例えば100μｍあると、
光軸は可視光線で32.9μｍ、赤外光線で35.9μｍず
れてしまう。そこで、本発明では、赤外光線に対
しては、右半分は全反射にし、左半分は全体の光
を透過する部分ミラーを用いている。しかし、赤
外光線では像の観察の必要がなく、このような反
射鏡でも使用できるが、可視光線では、このよう
な部分ミラーでは像が正しく観察できないので、
ハーフミラーを用いる必要がある。そこで、ハー
フミラーとしては、光軸のずれが無視できる厚さ
のもの（厚さが50μｍ以下）を使用している。
この赤外光線を分光して検出するための赤外線
分光光度計は、一般にフーリエ変換赤外線分光光
度計が用いられているが、この種の分光光度計で
は波長校正のためのヘリウム−ネオンレーザ光線
が用いられており、この光線は目に有害である。
従つて、観察のときはこれを除く必要があるの
で、ハーフミラーの前段の赤外光線と可視光線の
切換ミラーと、接眼レンズへ可視光線を導入する
ためのミラーとを、連動して作動するようにして
いる。
分光光度計は、一般にフーリエ変換赤外線分光光
度計が用いられているが、この種の分光光度計で
は波長校正のためのヘリウム−ネオンレーザ光線
が用いられており、この光線は目に有害である。
従つて、観察のときはこれを除く必要があるの
で、ハーフミラーの前段の赤外光線と可視光線の
切換ミラーと、接眼レンズへ可視光線を導入する
ためのミラーとを、連動して作動するようにして
いる。
部分ミラーは、入射した赤外光線を対物レンズ
側に全反射し、対物レンズから戻る赤外光線はミ
ラーがない部分を抜ける。可視光線用のハーフミ
ラーは、可視光線光源（タングステン光源等）か
らの可視光線の一部を対物レンズ側に全反射し、
対物レンズから戻る光の一部を透過し、観察に使
われる。これらの２枚の鏡は、第４図に示すよう
に相隣り合うように配置し、レバー等の切換手段
により入れ換わるようにする。また、これら２枚
の鏡は、入射する赤外光線と可視光線の切換ミラ
ーと連動して動くようにしてあり、赤外光線と可
視光線とを誤用することがない。
側に全反射し、対物レンズから戻る赤外光線はミ
ラーがない部分を抜ける。可視光線用のハーフミ
ラーは、可視光線光源（タングステン光源等）か
らの可視光線の一部を対物レンズ側に全反射し、
対物レンズから戻る光の一部を透過し、観察に使
われる。これらの２枚の鏡は、第４図に示すよう
に相隣り合うように配置し、レバー等の切換手段
により入れ換わるようにする。また、これら２枚
の鏡は、入射する赤外光線と可視光線の切換ミラ
ーと連動して動くようにしてあり、赤外光線と可
視光線とを誤用することがない。
前記部分ミラーの代りに、仮に赤外光線にも利
用できるハーフミラーを用いた場合、赤外光線か
ら対物レンズに反射するとき光量は1/2になり、
対物レンズから戻る光がハーフミラーを透過する
ときにさらに1/2になるので、ハーフミラーの使
用により赤外線の光量は1/4に減じるが、本発明
で用いる部分ミラーは、赤外光線を正しく調整す
ることによつて赤外光線をほとんど損失なく反
射、透過することができるので、赤外光線の光量
の損失を少なくする作用がある。
用できるハーフミラーを用いた場合、赤外光線か
ら対物レンズに反射するとき光量は1/2になり、
対物レンズから戻る光がハーフミラーを透過する
ときにさらに1/2になるので、ハーフミラーの使
用により赤外線の光量は1/4に減じるが、本発明
で用いる部分ミラーは、赤外光線を正しく調整す
ることによつて赤外光線をほとんど損失なく反
射、透過することができるので、赤外光線の光量
の損失を少なくする作用がある。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図
により説明する。
により説明する。
第１図は該実施例の要部を示す構成図である。
図において、１３は平面反射鏡で、フーリエ変換
赤外線分光光度計の干渉計（図示せず）から出た
平行な赤外光線を受けて、カセグレン型対物レン
ズ（以下物体レンズと略記す）５の下方から照射
するモード（透過モードで測定）と、対物レンズ
５の上方から落射方式で照射するモード（反射測
定のモード）とに切り換えるためのものである。
１４は長い焦点距離の放物面反射鏡で、対物レン
ズ５に赤外光線を導入するためのものである。２
はタングステン光源１から出た可視光線を対物レ
ンズ５に照射するための平面反射鏡で、この平面
反射鏡２を第４図に示すレバー１７の動作により
赤外光線の光路に入れることにより、赤外光線か
ら可視光線へと切り換えることを可能にしてい
る。４はミラー系で、赤外光線または可視光線を
対物レンズ５側に照射し、また試料から反射して
きた光（赤外光線または可視光線）を接眼レンズ
１２、TVモニタ７、水眼・カドミウム・テルル
半導体検出器６（以下MCTと記す）へ導くため
のものである。
図において、１３は平面反射鏡で、フーリエ変換
赤外線分光光度計の干渉計（図示せず）から出た
平行な赤外光線を受けて、カセグレン型対物レン
ズ（以下物体レンズと略記す）５の下方から照射
するモード（透過モードで測定）と、対物レンズ
５の上方から落射方式で照射するモード（反射測
定のモード）とに切り換えるためのものである。
１４は長い焦点距離の放物面反射鏡で、対物レン
ズ５に赤外光線を導入するためのものである。２
はタングステン光源１から出た可視光線を対物レ
ンズ５に照射するための平面反射鏡で、この平面
反射鏡２を第４図に示すレバー１７の動作により
赤外光線の光路に入れることにより、赤外光線か
ら可視光線へと切り換えることを可能にしてい
る。４はミラー系で、赤外光線または可視光線を
対物レンズ５側に照射し、また試料から反射して
きた光（赤外光線または可視光線）を接眼レンズ
１２、TVモニタ７、水眼・カドミウム・テルル
半導体検出器６（以下MCTと記す）へ導くため
のものである。
このミラー系４は、第２図から第４図に示すよ
うになつている。すなわち、放物面反射鏡１４か
らきた赤外光線は、第２図、第４図に示す部分ミ
ラー１５の反射面で反射し、対物レンズ５に照射
され、また試料からの赤外光線は、部分ミラー５
の右側の鏡のない部分を通り抜ける。一方、可視
光線は、第３図、第４図に示すハーフミラー１６
で反射して対物レンズ５に導かれ、また対物レン
ズ５からの可視光線はこのハーフミラー１６を通
り抜ける。部分ミラー１５は、厚さ0.3μｍに金め
つきした平面反射鏡で、ナイフエツジの形をして
いる。ハーフミラー１６は、厚さ20μｍのガラス
製の板である。これら部分ミラー１５とハーフミ
ラー１６とは、１本のレバー１７に固定されてお
り、このレバー１７を操作することにより可視光
線と赤外光線とに切り換えることができる。
うになつている。すなわち、放物面反射鏡１４か
らきた赤外光線は、第２図、第４図に示す部分ミ
ラー１５の反射面で反射し、対物レンズ５に照射
され、また試料からの赤外光線は、部分ミラー５
の右側の鏡のない部分を通り抜ける。一方、可視
光線は、第３図、第４図に示すハーフミラー１６
で反射して対物レンズ５に導かれ、また対物レン
ズ５からの可視光線はこのハーフミラー１６を通
り抜ける。部分ミラー１５は、厚さ0.3μｍに金め
つきした平面反射鏡で、ナイフエツジの形をして
いる。ハーフミラー１６は、厚さ20μｍのガラス
製の板である。これら部分ミラー１５とハーフミ
ラー１６とは、１本のレバー１７に固定されてお
り、このレバー１７を操作することにより可視光
線と赤外光線とに切り換えることができる。
第１図において、１１は赤外線スペクトルを測
定するエリアを絞るためのアパーチユア、１０は
TVモニタ７とMCT６とに赤外光線光路を切り
換えるための鏡、８，９はMCT６へ赤外光線を
集光するためのミラー系である。１８は接眼レン
ズ１２に可視光線を切り換えるための平面鏡で、
平面反射鏡２と平面鏡１８とは前記レバー１７と
連結されており、これらは同時に動作する。ま
た、１９は試料台である。
定するエリアを絞るためのアパーチユア、１０は
TVモニタ７とMCT６とに赤外光線光路を切り
換えるための鏡、８，９はMCT６へ赤外光線を
集光するためのミラー系である。１８は接眼レン
ズ１２に可視光線を切り換えるための平面鏡で、
平面反射鏡２と平面鏡１８とは前記レバー１７と
連結されており、これらは同時に動作する。ま
た、１９は試料台である。
以上のように構成された赤外線顕微鏡装置で
は、対物レンズ５の焦点に配置したアパーチユア
１１部に赤外光線と可視光線とでできる像のずれ
は、厚さ20μｍのハーフミラー１６の屈折率が1.5
であるから、式(1)から計算して6.6μｍであり、測
定にはほとんど影響しない。
は、対物レンズ５の焦点に配置したアパーチユア
１１部に赤外光線と可視光線とでできる像のずれ
は、厚さ20μｍのハーフミラー１６の屈折率が1.5
であるから、式(1)から計算して6.6μｍであり、測
定にはほとんど影響しない。
本発明によれば、赤外光線と可視光線とがほと
んど同じ位置に像を結ぶため、観察した位置その
ものの赤外吸収スペクトルが測定でき、高精度の
赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置を実現するこ
とができる。
んど同じ位置に像を結ぶため、観察した位置その
ものの赤外吸収スペクトルが測定でき、高精度の
赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置を実現するこ
とができる。
第１図は本発明による赤外吸収スペクトル測定
顕微鏡装置の一実施例の要部を示す構成図、第２
図ないし第４図は第１図のミラー系４の説明図、
第５図はハーフミラーを光が通り抜けるときの光
軸のずれの説明図である。 ４……ミラー系、５……カセグレン型対物レン
ズ、１５……部分ミラー、１６……ハーフミラ
ー、１７……レバー。
顕微鏡装置の一実施例の要部を示す構成図、第２
図ないし第４図は第１図のミラー系４の説明図、
第５図はハーフミラーを光が通り抜けるときの光
軸のずれの説明図である。 ４……ミラー系、５……カセグレン型対物レン
ズ、１５……部分ミラー、１６……ハーフミラ
ー、１７……レバー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 赤外線を反射鏡の組合せからなる対物レンズ
または赤外線に透明な材質からなる対物レンズに
より集光して、この集光赤外線を試料に落射照明
し、試料から反射してくる赤外線を集光、検出し
て赤外吸収スペクトルを測定し、かつ赤外線の代
りに可視光線を用いて該試料の観察を行う赤外吸
収スペクトル測定顕微鏡装置において、切換手段
を介して赤外線または可視光線のいずれかを試料
に照射し、試料から反射してくる赤外線または可
視光線を測定側あるいは観察側に導く光路中に、
落射照明赤外線の一部は全反射し、試料から反射
してくる赤外線は完全に通り抜け可能な部分ミラ
ーと、落射照明可視光線を試料側に反射し、試料
から反射してくる可視光線を透過する厚さが50μ
ｍ以下のハーフミラーとを配置し、該部分ミラー
と該ハーフミラーとを切り換える切換手段を設け
たことを特徴とする赤外吸収スペクトル測定顕微
鏡装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の赤外吸収スペク
トル測定顕微鏡装置において、試料に入射する赤
外線、可視光線を切り換える切換手段を、部分ミ
ラーとハーフミラーとの切換手段と連動して作動
するようにしたことを特徴とする赤外吸収スペク
トル測定顕微鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267582A JPS63121731A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267582A JPS63121731A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121731A JPS63121731A (ja) | 1988-05-25 |
| JPH0577261B2 true JPH0577261B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=17446771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61267582A Granted JPS63121731A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63121731A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04294253A (ja) * | 1991-03-22 | 1992-10-19 | Shimadzu Corp | 赤外顕微鏡 |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP61267582A patent/JPS63121731A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63121731A (ja) | 1988-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |