JPH06100532B2 - 高空間・時間分解計測装置 - Google Patents
高空間・時間分解計測装置Info
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- JPH06100532B2 JPH06100532B2 JP61197031A JP19703186A JPH06100532B2 JP H06100532 B2 JPH06100532 B2 JP H06100532B2 JP 61197031 A JP61197031 A JP 61197031A JP 19703186 A JP19703186 A JP 19703186A JP H06100532 B2 JPH06100532 B2 JP H06100532B2
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- G—PHYSICS
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- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は計測対照の微小領域を極めて高い空間および
時間分解能で光学的に計測する装置に関する。
時間分解能で光学的に計測する装置に関する。
（従来の技術） 最近、生物物理、生命工学、化学、生物その他の分野で
計測対象の微小領域を極めて高い空間および時間分解能
で光学的に計測する必要が生じてきている。たとえば、
がん細胞１個の中に取り込まれたHpDの蛍光現象を利用
して、正常な細胞の中に混入しているがん細胞を検出す
る、あるいはがん細胞の中のHpDの分布状態を測定する
などである。これらの測定の場合では、測定領域は数十
μｍのオーダーであり、また空間分解能は数μｍ、時間
分解能は数ps程度を必要とする。
計測対象の微小領域を極めて高い空間および時間分解能
で光学的に計測する必要が生じてきている。たとえば、
がん細胞１個の中に取り込まれたHpDの蛍光現象を利用
して、正常な細胞の中に混入しているがん細胞を検出す
る、あるいはがん細胞の中のHpDの分布状態を測定する
などである。これらの測定の場合では、測定領域は数十
μｍのオーダーであり、また空間分解能は数μｍ、時間
分解能は数ps程度を必要とする。
このような測定を行う場合、顕微鏡とストリークカメラ
を組み合わせることが考えられる。しかし、この方法で
は、 （１）顕微鏡とストリークカメラを結合する際の、光学
的調整または微調整機構が複雑となる。
を組み合わせることが考えられる。しかし、この方法で
は、 （１）顕微鏡とストリークカメラを結合する際の、光学
的調整または微調整機構が複雑となる。
（２）顕微鏡とストリークカメラを一体構造とすること
が困難である。
が困難である。
（３）蛍光を発生させるために試料に照射するレーザ光
が、顕微鏡の中の複雑な光学系を構成するレンズなどの
表面あるいは内面で反射されるため、試料がこの反射光
で再び励起されることとなり（第５図参照）、誤計測を
生じる。
が、顕微鏡の中の複雑な光学系を構成するレンズなどの
表面あるいは内面で反射されるため、試料がこの反射光
で再び励起されることとなり（第５図参照）、誤計測を
生じる。
（４）上記（３）項と同じ理由から、計測すべき蛍光も
光学素子の表内面で反射され、これが、被測定光に少し
遅れて重なることとなり（第６図参照）、真の蛍光の時
間分解測定が不可能となる。
光学素子の表内面で反射され、これが、被測定光に少し
遅れて重なることとなり（第６図参照）、真の蛍光の時
間分解測定が不可能となる。
（５）通常、顕微鏡とストリークカメラを結合する光学
系として縮小系が必要であり、前記（１），（２）項の
調整をさらに複雑にするとともに、この縮小系での反射
も前記（３），（４）項と同様に問題を生じる。
系として縮小系が必要であり、前記（１），（２）項の
調整をさらに複雑にするとともに、この縮小系での反射
も前記（３），（４）項と同様に問題を生じる。
以上のようなことから、計測対象の微小領域を極めて高
い空間および時間分解能で光学的に測定できるような計
測装置は従来なかった。
い空間および時間分解能で光学的に測定できるような計
測装置は従来なかった。
（発明が解決しようとする問題点） そこで、この発明は微小領域を極めて高い空間および時
間分解能で光学的に計測することができる装置を提供し
ようとするものである。
間分解能で光学的に計測することができる装置を提供し
ようとするものである。
（問題を解決するための手段） この発明の高空間・時間分解計測装置は、パルス光を出
射するパルス光源と、パルス光源から出射されビームス
プリッタを反射または透過したパルス光を試料に照射す
ると共に、この試料からの光をビームスプリッタで透過
または反射させて拡大結像する第１のレンズ光学系と、
第１のレンズ光学系の結像面に配置されこの光の像をス
リット状に制限する幅可変のスリットと、スリットによ
り制限された像を再結像する第２のレンズ光学系と、第
２のレンズ光学系の結像面に光電面が位置するよう配置
されこの光電面上に形成された像のストリーク像を得る
ストリーク管と、パルス光源からのパルス光の出射タイ
ミングと同期してスリットの幅方向にストリーク掃引を
行うようにストリーク管を制御する制御手段と、第１お
よび第２のレンズ光学系を迷光から遮蔽する遮蔽手段と
を備える。
射するパルス光源と、パルス光源から出射されビームス
プリッタを反射または透過したパルス光を試料に照射す
ると共に、この試料からの光をビームスプリッタで透過
または反射させて拡大結像する第１のレンズ光学系と、
第１のレンズ光学系の結像面に配置されこの光の像をス
リット状に制限する幅可変のスリットと、スリットによ
り制限された像を再結像する第２のレンズ光学系と、第
２のレンズ光学系の結像面に光電面が位置するよう配置
されこの光電面上に形成された像のストリーク像を得る
ストリーク管と、パルス光源からのパルス光の出射タイ
ミングと同期してスリットの幅方向にストリーク掃引を
行うようにストリーク管を制御する制御手段と、第１お
よび第２のレンズ光学系を迷光から遮蔽する遮蔽手段と
を備える。
上記装置において、ストリーク像を撮像する撮像装置
と、光源の発光、ストリーク管の駆動電圧および撮像装
置をそれぞれ制御する装置とをさらに設けるようにして
もよい。
と、光源の発光、ストリーク管の駆動電圧および撮像装
置をそれぞれ制御する装置とをさらに設けるようにして
もよい。
試料が載物台に載置されていてもよい。この場合、載物
台は第２のレンズ光学系の光軸方向、または光軸に対し
て直角方向に微動可能とする。
台は第２のレンズ光学系の光軸方向、または光軸に対し
て直角方向に微動可能とする。
ストリーク管の空間分解能はストリーク管の光電面上で
20μｍ以下であるから、第１のレンズ光学系の拡大率は
最大でも50倍程度で十分である。このように拡大率を50
倍にすると、測定対象物体の検索、焦点合わせには、何
らかのほかの目視手段が必要となる。このような場合に
は、ストリーク管をフォーカスモードで使用する。すな
わち、スリットのスリット幅を広げ、時間分解するため
の掃引を停止し、ストリーク管を画像倍増装置（イメー
ジインテンシファイヤ）として使用する。このときの空
間分解能は、掃引モード時とほぼ同じである。
20μｍ以下であるから、第１のレンズ光学系の拡大率は
最大でも50倍程度で十分である。このように拡大率を50
倍にすると、測定対象物体の検索、焦点合わせには、何
らかのほかの目視手段が必要となる。このような場合に
は、ストリーク管をフォーカスモードで使用する。すな
わち、スリットのスリット幅を広げ、時間分解するため
の掃引を停止し、ストリーク管を画像倍増装置（イメー
ジインテンシファイヤ）として使用する。このときの空
間分解能は、掃引モード時とほぼ同じである。
なお、顕微鏡は元来、肉眼での観察を目的としたもので
ある。この発明の装置のように50倍の拡大率の第１のレ
ンズ光学系を用いた場合、10倍の接眼レンズ（通常接眼
レンズ倍率は×５または×10）を用いても、１μｍのも
のが0.5mmの大きさにしか見えない。したがって、顕微
鏡による肉眼観察の場合、１μｍの空間分解能を得るに
は100倍程度の拡大率の第１のレンズ光学系を使用しな
ければならない。このことから、顕微鏡をストリーク管
に結合するには、両者の間に縮小レンズ系を設ける必要
がある。
ある。この発明の装置のように50倍の拡大率の第１のレ
ンズ光学系を用いた場合、10倍の接眼レンズ（通常接眼
レンズ倍率は×５または×10）を用いても、１μｍのも
のが0.5mmの大きさにしか見えない。したがって、顕微
鏡による肉眼観察の場合、１μｍの空間分解能を得るに
は100倍程度の拡大率の第１のレンズ光学系を使用しな
ければならない。このことから、顕微鏡をストリーク管
に結合するには、両者の間に縮小レンズ系を設ける必要
がある。
パルス光源から出射したパルス光は、第１のレンズ光学
系によって落射照射方式で試料に照射される。また、第
１のレンズ光学系および反射光学系によって落射照射方
式と透過照明方式の組み合わせで試料に照射される。
系によって落射照射方式で試料に照射される。また、第
１のレンズ光学系および反射光学系によって落射照射方
式と透過照明方式の組み合わせで試料に照射される。
パルス光源として、半導体レーザ、固体レーザ、ガスレ
ーザ、または色素レーザを用いてもよい。また、パルス
間隔可変の短いパルス連続光源を用いることもできる。
ーザ、または色素レーザを用いてもよい。また、パルス
間隔可変の短いパルス連続光源を用いることもできる。
スリットはスリット幅を、例えば０〜5mmの範囲で可変
とし、フォーカスモード時（像観察）は広く、時間分解
計測には10μｍ〜50μｍで使用する。
とし、フォーカスモード時（像観察）は広く、時間分解
計測には10μｍ〜50μｍで使用する。
第１のレンズ光学系の中間や第２のレンズ光学系の中間
に濃度フィルタ、干渉フィルタ、偏光フィルタ、または
カラーフィルタを挿入してもよい。また、対物レンズの
光軸がストリーク管の光軸に対し任意の角度で交差可能
に対物レンズを配置し、両光軸の交差点に反射鏡を両光
軸に垂直な軸周りに回動可能に配置してもよい。
に濃度フィルタ、干渉フィルタ、偏光フィルタ、または
カラーフィルタを挿入してもよい。また、対物レンズの
光軸がストリーク管の光軸に対し任意の角度で交差可能
に対物レンズを配置し、両光軸の交差点に反射鏡を両光
軸に垂直な軸周りに回動可能に配置してもよい。
ストリーク管の偏向電圧はパルス光源のパルス光に同期
してトリガされる。トリガ電圧はパルス光により駆動さ
れるホトダイード、アンプ、および遅延回路により構成
された制御手段により発生することができる。
してトリガされる。トリガ電圧はパルス光により駆動さ
れるホトダイード、アンプ、および遅延回路により構成
された制御手段により発生することができる。
なお、テレビモニタなどの画像表示装置を接続し、微弱
入力画像を実時間で観察できるようにしてもよい。
入力画像を実時間で観察できるようにしてもよい。
（作用） 上記のように構成された装置において、パルス光源から
出射したパルス光はビームスプリッタを反射または透過
して、第１のレンズ光学系によって試料に照射される。
試料へのパルス光の照射によって試料から出た光は、第
１のレンズ光学系によってビームスプリッタを透過また
は反射してスリット面に拡大結像する。スリットによっ
て計測に必要な部分のみがスリット状に切り出された光
の像は第２のレンズ光学系でストリーク管の光電面に再
結像する。
出射したパルス光はビームスプリッタを反射または透過
して、第１のレンズ光学系によって試料に照射される。
試料へのパルス光の照射によって試料から出た光は、第
１のレンズ光学系によってビームスプリッタを透過また
は反射してスリット面に拡大結像する。スリットによっ
て計測に必要な部分のみがスリット状に切り出された光
の像は第２のレンズ光学系でストリーク管の光電面に再
結像する。
ここで、スリットはスリット幅が可変なので、スリット
幅を広げてストリーク管をフォーカスモード（ストリー
ク掃引を行わないモード）で動作させれば、焦点合わ
せ、計測領域の変更および色収差の調整を行うことがで
きる。また、スリット幅を狭めて、パルス光の出射タイ
ミングを同期してストリーク掃引を行うように制御手段
によってストリーク管を制御すれば、光電面に形成され
た光電子像は確実に掃引され、鮮明なストリーク像が得
られる。
幅を広げてストリーク管をフォーカスモード（ストリー
ク掃引を行わないモード）で動作させれば、焦点合わ
せ、計測領域の変更および色収差の調整を行うことがで
きる。また、スリット幅を狭めて、パルス光の出射タイ
ミングを同期してストリーク掃引を行うように制御手段
によってストリーク管を制御すれば、光電面に形成され
た光電子像は確実に掃引され、鮮明なストリーク像が得
られる。
このようにして得られたストリーク像は、例えばスチー
ルカメラにより記録され、あるいはテレビカメラで撮影
され、テレビモニタに表示される。
ルカメラにより記録され、あるいはテレビカメラで撮影
され、テレビモニタに表示される。
さらに、第１のレンズ光学系および第２のレンズ光学系
は共に遮蔽手段によって遮蔽されているので、迷光によ
る誤計測が防止される。
は共に遮蔽手段によって遮蔽されているので、迷光によ
る誤計測が防止される。
（実施例） 第１図はこの発明の第１の実施例を示すもので、装置全
体の構成図である。
体の構成図である。
図面に示すように、試料Ｓを載せる載物台１は駆動装置
３に連結されている。駆動装置３はパルスモータ、ねじ
機構（いすれも図示しない）などからなり、載物台１を
対物レンズ15の光軸方向および光軸に対して直角方向に
微動させることができる。載物台１を対物レンズ15の光
軸に沿って微動することにより、ストリーク管31の光電
面32に試料像の焦点を合わすことができる。また、光軸
に対して直角方向に微動することにより、試料Ｓの計測
領域を変えることができる。なお、試料Ｓを載せるプレ
パラートや試料Ｓをはさむカバーガラスなどは、試料Ｓ
の結像光学系に反射光が入らないように光軸に対して少
し斜めに配置するものとする。
３に連結されている。駆動装置３はパルスモータ、ねじ
機構（いすれも図示しない）などからなり、載物台１を
対物レンズ15の光軸方向および光軸に対して直角方向に
微動させることができる。載物台１を対物レンズ15の光
軸に沿って微動することにより、ストリーク管31の光電
面32に試料像の焦点を合わすことができる。また、光軸
に対して直角方向に微動することにより、試料Ｓの計測
領域を変えることができる。なお、試料Ｓを載せるプレ
パラートや試料Ｓをはさむカバーガラスなどは、試料Ｓ
の結像光学系に反射光が入らないように光軸に対して少
し斜めに配置するものとする。
照明装置は落射照明方式となっており、光源５は半導体
レーザ発振器であり、短パルスレーザ光を連続に発生す
る。パルス間隔は可変である。レーザ光はビームスプリ
ッタ６で分割され、反射鏡7,8、照明系のフィルタ９、
照明レンズ10、ビームスプリッタ17および対物レンズ15
を順次経て試料Ｓ面に照射される。照明系フィルタ９は
干渉、色、濃度、偏向フィルタなどである。
レーザ発振器であり、短パルスレーザ光を連続に発生す
る。パルス間隔は可変である。レーザ光はビームスプリ
ッタ６で分割され、反射鏡7,8、照明系のフィルタ９、
照明レンズ10、ビームスプリッタ17および対物レンズ15
を順次経て試料Ｓ面に照射される。照明系フィルタ９は
干渉、色、濃度、偏向フィルタなどである。
対物レンズ15は顕微鏡用対物レンズを用いており、この
実施例では倍率が40倍である。
実施例では倍率が40倍である。
上記ビームスプリッタ17の後方には、対物レンズ15の結
像位置に幅可変スリット21が配設されている。幅可変ス
リット21は計測時に試料Ｓの視野を制限して計測領域を
決める。
像位置に幅可変スリット21が配設されている。幅可変ス
リット21は計測時に試料Ｓの視野を制限して計測領域を
決める。
幅可変スリット21の後方にはリレーレンズ23が配置され
ている。リレーレンズ23の中間には、干渉、偏向、色フ
ィルタなどからなるフィルタ19が配置されている。フィ
ルタ19は光軸に対して少し斜めに配置されており試料Ｓ
の結像光学系に反射光が入らないようになっている。な
お、リレーレンズ23の色収差は、リレーレンズ23とスト
リーク管31との間の距離を変えて、または載物台１を移
動して調整する。
ている。リレーレンズ23の中間には、干渉、偏向、色フ
ィルタなどからなるフィルタ19が配置されている。フィ
ルタ19は光軸に対して少し斜めに配置されており試料Ｓ
の結像光学系に反射光が入らないようになっている。な
お、リレーレンズ23の色収差は、リレーレンズ23とスト
リーク管31との間の距離を変えて、または載物台１を移
動して調整する。
また、リレーレンズ23には色収差補正をしたレンズを用
いてもよい。
いてもよい。
また、前記焦点合せ、計測領域の変更および前記対物レ
ンズ15から光電面32までの光学系および前記照明装置の
光学系は遮光装置25内に収容されている。遮光装置25は
これらの光学系を迷光から遮蔽する。
ンズ15から光電面32までの光学系および前記照明装置の
光学系は遮光装置25内に収容されている。遮光装置25は
これらの光学系を迷光から遮蔽する。
リレーレンズ23の結像位置に光電面32が位置するように
してストリーク管31が配置されている。ストリーク管31
は光電面32、メッシュグリッド33、集束電極34、偏向電
極35、マイクロチャンネルプレート37および蛍光面38か
ら構成されている。偏向電極35には掃引電圧発生回路36
より掃引電圧が印加される。このように構成されたスト
リーク管31において、光電面32に形成されたスリット像
は、ここで電子像に変換され、メッシュグリッド33およ
び集束電極34を経て偏向電極35に至る。偏向電極35に印
加された掃引電圧により電子像は図の紙面上で上方から
下方に掃引される。掃引された電子像はマイクロチャン
ネルプレート37で電子増倍され、蛍光面38で再び光学像
に変換される。
してストリーク管31が配置されている。ストリーク管31
は光電面32、メッシュグリッド33、集束電極34、偏向電
極35、マイクロチャンネルプレート37および蛍光面38か
ら構成されている。偏向電極35には掃引電圧発生回路36
より掃引電圧が印加される。このように構成されたスト
リーク管31において、光電面32に形成されたスリット像
は、ここで電子像に変換され、メッシュグリッド33およ
び集束電極34を経て偏向電極35に至る。偏向電極35に印
加された掃引電圧により電子像は図の紙面上で上方から
下方に掃引される。掃引された電子像はマイクロチャン
ネルプレート37で電子増倍され、蛍光面38で再び光学像
に変換される。
上記ストリーク管31に続いて、リレーレンズ41、および
高感度テレビカメラ43が配置されている。テレビカメラ
43はストリーク管31の蛍光面38の像を撮像するもので、
カメラコントローラ44が接続されている。カメラコント
ローラ44には画像解析装置45が接続され、画像解析装置
45にはコンピュータ47およびモニタテレビ49が接続され
ている。画像解析装置45はテレビカメラ43からの画像信
号を処理し、その結果をコンピュータ47およびモニタテ
レビ49に出力する。コンピュータ47は画像解析結果を記
憶する。また、コンピュータ47は前記載物台１の駆動装
置３に駆動信号を、レーザ発振器５にパルス間隔を、遅
延回路53に遅延時間を、画像解析装置45に解析条件をそ
れぞれ出力する。モニタテレビ49は光強度、波長などの
データとともにストリーク管31で捕らえたスリット像を
実時間で表示する。なお、モニタテレビ49に試料像を表
示する場合には、スリット幅を広げてストリーク管31を
静止モードで動作させる（フォーカスモード）。また、
前記焦点合せ、計測領域の変更および色収差の調整は、
このフォーカスモードで行う。
高感度テレビカメラ43が配置されている。テレビカメラ
43はストリーク管31の蛍光面38の像を撮像するもので、
カメラコントローラ44が接続されている。カメラコント
ローラ44には画像解析装置45が接続され、画像解析装置
45にはコンピュータ47およびモニタテレビ49が接続され
ている。画像解析装置45はテレビカメラ43からの画像信
号を処理し、その結果をコンピュータ47およびモニタテ
レビ49に出力する。コンピュータ47は画像解析結果を記
憶する。また、コンピュータ47は前記載物台１の駆動装
置３に駆動信号を、レーザ発振器５にパルス間隔を、遅
延回路53に遅延時間を、画像解析装置45に解析条件をそ
れぞれ出力する。モニタテレビ49は光強度、波長などの
データとともにストリーク管31で捕らえたスリット像を
実時間で表示する。なお、モニタテレビ49に試料像を表
示する場合には、スリット幅を広げてストリーク管31を
静止モードで動作させる（フォーカスモード）。また、
前記焦点合せ、計測領域の変更および色収差の調整は、
このフォーカスモードで行う。
前記半導体レーザ発振器５の前方にはホトダイオード51
が配置されており、ホトダイオード51はアンプ52および
遅延回路53を介して前記掃引電圧発生回路36に接続され
ている。掃引電圧発生回路36はレーザパルス光に同期し
てトリガされる。
が配置されており、ホトダイオード51はアンプ52および
遅延回路53を介して前記掃引電圧発生回路36に接続され
ている。掃引電圧発生回路36はレーザパルス光に同期し
てトリガされる。
第２図はこの発明の第２の実施例を示している。
この実施例の照明は、落射方式および透過方式を併用し
ている。また、拡大光学系として顕微鏡用対物レンズ15
と拡大タンデムレンズ65とを組き合わせて用いている。
この実施例では、全系の拡大率は100倍以上が容易に得
られる。
ている。また、拡大光学系として顕微鏡用対物レンズ15
と拡大タンデムレンズ65とを組き合わせて用いている。
この実施例では、全系の拡大率は100倍以上が容易に得
られる。
第３図はこの発明の第３の実施例を示している。
この実施例では、対物レンズ15の光軸が拡大タンデムレ
ンズ65の光軸（すなわちストリーク管31の光軸）に対し
任意の角度で交差可能に対物レンズ15を配置している。
また、両光軸の交差点０に反射鏡71を両光軸に垂直な軸
周りに回動可能に配置している。スリット21は反射鏡71
と拡大タンデムレンズ65との間に位置している。遮光装
置の対物レンズ15を収容している部分は73をベローズに
より構成されており、フレキシブルとなっている。対物
レンズ15と反射鏡71は一体となって拡大タンデムレンズ
65の両光軸に垂直な軸周りに回動する。これにより、試
料Ｓを任意の角度から観察することができる。ここで、
拡大タンデムレンズ65は実施例に使用したリレーレンズ
23としてもよい。
ンズ65の光軸（すなわちストリーク管31の光軸）に対し
任意の角度で交差可能に対物レンズ15を配置している。
また、両光軸の交差点０に反射鏡71を両光軸に垂直な軸
周りに回動可能に配置している。スリット21は反射鏡71
と拡大タンデムレンズ65との間に位置している。遮光装
置の対物レンズ15を収容している部分は73をベローズに
より構成されており、フレキシブルとなっている。対物
レンズ15と反射鏡71は一体となって拡大タンデムレンズ
65の両光軸に垂直な軸周りに回動する。これにより、試
料Ｓを任意の角度から観察することができる。ここで、
拡大タンデムレンズ65は実施例に使用したリレーレンズ
23としてもよい。
次に、第１の実施例の装置による計測例について説明す
る。
る。
対物レンズ15の倍率を50倍とし、照明光源として色素レ
ーザ（400nm）を用いた。照明光学系にバンドパス干渉
フィルタを挿入し、400nm近辺のレーザ光のみを照明光
とするようにし、これで試料を励起した。この照明光を
ヘマトポリフェリンを取り込んだ細胞に照明し、その結
果生ずる600nm近辺の蛍光のみを測定した。結像光学系
のフィルタとしてこの領域のハンドパス干渉フィルタを
用いた。この結果、高解像度で細胞内部の任意の点のHp
Dの蛍光強度分布や蛍光時間変化を測定できた。このと
きの空間分解能は１μｓ、また時間分解能は10psであっ
た。
ーザ（400nm）を用いた。照明光学系にバンドパス干渉
フィルタを挿入し、400nm近辺のレーザ光のみを照明光
とするようにし、これで試料を励起した。この照明光を
ヘマトポリフェリンを取り込んだ細胞に照明し、その結
果生ずる600nm近辺の蛍光のみを測定した。結像光学系
のフィルタとしてこの領域のハンドパス干渉フィルタを
用いた。この結果、高解像度で細胞内部の任意の点のHp
Dの蛍光強度分布や蛍光時間変化を測定できた。このと
きの空間分解能は１μｓ、また時間分解能は10psであっ
た。
この発明は上記実施例に限られるものではない。たとえ
ば、フィルタ９、19に代えて濃度フィルタ、干渉フィル
タ、偏向フィルタ、またはカラーフィルタを用いてもよ
い。また、ストリーク管31に形成された像をスチールカ
メラにより記録するようにしてもよい。
ば、フィルタ９、19に代えて濃度フィルタ、干渉フィル
タ、偏向フィルタ、またはカラーフィルタを用いてもよ
い。また、ストリーク管31に形成された像をスチールカ
メラにより記録するようにしてもよい。
なお、光源５として短パルス連続光源を用い、パルス間
隔を変えて計測すると、試料Ｓの微小域が短時間（パル
ス間隔）の間に、空間的および光学性質的にどの程度変
化したかを画像化することができる。また、照明光学系
および結像光学系にそれぞれ偏向フィルタを挿入する
と、試料Ｓの複屈折率の時間変化を観測することができ
る。
隔を変えて計測すると、試料Ｓの微小域が短時間（パル
ス間隔）の間に、空間的および光学性質的にどの程度変
化したかを画像化することができる。また、照明光学系
および結像光学系にそれぞれ偏向フィルタを挿入する
と、試料Ｓの複屈折率の時間変化を観測することができ
る。
（発明の効果） 以上説明したように、この発明の装置によれば数psの時
間分解能かつ数μｓの空間分解能で試料の光学的変化を
計測することができる。
間分解能かつ数μｓの空間分解能で試料の光学的変化を
計測することができる。
特に、スリットはスリット幅が可変なので、スリット幅
を広げてストリーク管をフォーカスモード（ストリーク
掃引を行わないモード）で動作させれば、焦点を合わ
せ、計測領域の変更および色収差の調整を行うことがで
きる。また、スリット幅を狭めて、パルス光の出射タイ
ミングと同期してストリーク掃引を行うように制御手段
によってストリーク管を制御すれば、光電面に形成され
た光電子像は確実に掃引され、鮮明なストリーク像が得
られる。
を広げてストリーク管をフォーカスモード（ストリーク
掃引を行わないモード）で動作させれば、焦点を合わ
せ、計測領域の変更および色収差の調整を行うことがで
きる。また、スリット幅を狭めて、パルス光の出射タイ
ミングと同期してストリーク掃引を行うように制御手段
によってストリーク管を制御すれば、光電面に形成され
た光電子像は確実に掃引され、鮮明なストリーク像が得
られる。
さらに、第１のレンズ光学系および第２のレンズ光学系
は共に遮蔽手段によって遮蔽されているので、迷光によ
る誤計測が防止される。
は共に遮蔽手段によって遮蔽されているので、迷光によ
る誤計測が防止される。
第１図はこの発明の実施例を示す装置全体の構成図、な
らびに第２図および第３図はそれぞれ第１図に示す装置
のうち、照明光学系および結像光学系の他の実施例を示
す装置構成図、ならびに第４図および第５図は顕微鏡と
ストリークカメラを組み合わせた場合に生じる誤計測を
説明する図面である。 １……載物台、３……駆動装置、５……光源、6,17,61
……ビームスプリッタ、7,8,62,71……反射鏡、9,13…
…フィルタ、10……照明系レンズ、15……対物レンズ、
21……スリット、23……リレーレンズ、25……遮光装
置、31……ストリーク管、43……撮像装置、45……画像
解析装置、47……コンピュータ、49……表示装置、51…
…ホトダイオード、52……アンプ、53……遅延回路、65
……拡大タンデムレンズ、Ｓ……試料。
らびに第２図および第３図はそれぞれ第１図に示す装置
のうち、照明光学系および結像光学系の他の実施例を示
す装置構成図、ならびに第４図および第５図は顕微鏡と
ストリークカメラを組み合わせた場合に生じる誤計測を
説明する図面である。 １……載物台、３……駆動装置、５……光源、6,17,61
……ビームスプリッタ、7,8,62,71……反射鏡、9,13…
…フィルタ、10……照明系レンズ、15……対物レンズ、
21……スリット、23……リレーレンズ、25……遮光装
置、31……ストリーク管、43……撮像装置、45……画像
解析装置、47……コンピュータ、49……表示装置、51…
…ホトダイオード、52……アンプ、53……遅延回路、65
……拡大タンデムレンズ、Ｓ……試料。
Claims (8)
- 【請求項１】パルス光を出射するパルス光源と、前記パ
ルス光源から出射されビームスプリッタを反射または透
過したパルス光を試料に照射すると共に、この試料から
の光を前記ビームスプリッタで透過または反射させて拡
大結像する第１のレンズ光学系と、前記第１のレンズ光
学系の結像面に配置されこの光の像をスリット状に制限
する幅可変のスリットと、前記スリットにより制限され
た像を再結像する第２のレンズ光学系と、前記第２のレ
ンズ光学系の結像面に光電面が位置するよう配置されこ
の光電面上に形成された像のストリーク像を得るストリ
ーク管と、前記パルス光源からのパルス光の出射タイミ
ングと同期して前記スリットの幅方向にストリーク掃引
を行うように前記ストリーク管を制御する制御手段と、
前記第１および第２のレンズ光学系を迷光から遮蔽する
遮蔽手段とを備えることを特徴とする高空間・時間分解
計測装置。 - 【請求項２】前記ストリーク像を撮像する撮像装置と、
前記パルス光源の発光、前記ストリーク管の駆動電圧お
よび前記撮像装置をそれぞれ制御する装置とをさらに備
えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高空
間・時間分解計測装置。 - 【請求項３】前記試料は載物台に載置されており、この
載物台は前記第２のレンズ光学系の光軸方向、または光
軸に対して直角方向に微動可能であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項記載の高空間・時間
分解計測装置。 - 【請求項４】前記パルス光源からのパルス光を分岐させ
る分岐手段と、前記ビームスプリッタを反射または透過
したパルス光が前記試料に照射する面の裏面から前記分
岐手段によって分岐したパルス光を前記試料に照射する
反射光学系とを備えることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載の高空間・時間分解計測装置。 - 【請求項５】前記パルス光源は、パルス間隔可変の短パ
ルス光源であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載の高空間・時間分解計測装置。 - 【請求項６】前記第１のレンズ光学系中または前記第２
のレンズ光学系中にフィルタを挿入したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の高空間・時
間分解計測装置。 - 【請求項７】前記パルス光源から発生する光が試料を励
起する励起光であり、前記試料からの光が蛍光であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
の高空間・時間分解計測装置。 - 【請求項８】前記第１および前記第２のレンズ光学系の
調整は、前記スリットのスリット幅を広げると共に、前
記ストリーク管でストリーク掃引を行わずに得られる像
に基づいて行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載の高空間・時間分解計測装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61197031A JPH06100532B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 高空間・時間分解計測装置 |
| GB8720040A GB2197499B (en) | 1986-08-25 | 1987-08-25 | High spatial and time resolution measuring apparatus |
| US07/339,920 US4920386A (en) | 1986-08-25 | 1989-04-19 | High spatial and time resolution measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61197031A JPH06100532B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 高空間・時間分解計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353443A JPS6353443A (ja) | 1988-03-07 |
| JPH06100532B2 true JPH06100532B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16367588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61197031A Expired - Fee Related JPH06100532B2 (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 高空間・時間分解計測装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4920386A (ja) |
| JP (1) | JPH06100532B2 (ja) |
| GB (1) | GB2197499B (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0315744A (ja) * | 1988-10-05 | 1991-01-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 光波形測定装置 |
| US5101825A (en) * | 1988-10-28 | 1992-04-07 | Blackbox, Inc. | Method for noninvasive intermittent and/or continuous hemoglobin, arterial oxygen content, and hematocrit determination |
| JPH02234050A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Hamamatsu Photonics Kk | 光波形測定装置 |
| JP2763907B2 (ja) * | 1989-03-15 | 1998-06-11 | 株式会社日立製作所 | ブレイクダウン分光分析方法及び装置 |
| US5369496A (en) * | 1989-11-13 | 1994-11-29 | Research Foundation Of City College Of New York | Noninvasive method and apparatus for characterizing biological materials |
| JPH0797076B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1995-10-18 | 株式会社日立製作所 | 面分光分折装置 |
| JP2823970B2 (ja) * | 1991-04-05 | 1998-11-11 | 浜松ホトニクス株式会社 | 近接場走査光学顕微鏡 |
| US5383200A (en) * | 1993-12-20 | 1995-01-17 | Alliedsignal Inc. | Eye safe laser imaging system |
| JP3305083B2 (ja) * | 1993-12-22 | 2002-07-22 | キヤノン株式会社 | 光レーダ |
| CA2163914A1 (en) * | 1995-11-28 | 1997-05-29 | Andre Parent | Method and apparatus for detecting malignancies in living tissue |
| US5852498A (en) * | 1997-04-04 | 1998-12-22 | Kairos Scientific Inc. | Optical instrument having a variable optical filter |
| US5949065A (en) * | 1997-12-12 | 1999-09-07 | Fastlite | Sweep generator circuit for a streak camera |
| JP3884594B2 (ja) * | 1999-05-20 | 2007-02-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | 蛍光寿命測定装置 |
| WO2005107579A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Measurement head for non-invasive blood analysis |
| US9250131B2 (en) * | 2011-01-17 | 2016-02-02 | Ricoh Co., Ltd. | Multi-imaging system with interleaved images |
| WO2013049709A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Life Technologies Corporation | Optical systems and methods for biological analysis |
| CN105492890B (zh) | 2013-02-22 | 2020-05-01 | 生命技术公司 | 校准用于执行生物分析的仪器的方法 |
| CN106644408B (zh) * | 2016-12-13 | 2023-01-06 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 同步扫描条纹相机时间分辨力测量装置及方法 |
| CN106596064B (zh) * | 2016-12-13 | 2023-04-11 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置及方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2356931A1 (fr) * | 1976-07-02 | 1978-01-27 | Anvar | Microsonde microscope optique moleculaire a effet raman excitee par laser |
| EP0004729B1 (en) * | 1978-03-23 | 1983-02-23 | Daniel Joseph Bradley | Apparatus and method for recording high-speed repetitive optical phenomena |
| JPS5716337A (en) * | 1980-07-02 | 1982-01-27 | Canon Inc | Highspeed eye tester |
| US4444317A (en) * | 1981-08-26 | 1984-04-24 | Georg Wick | Observation of immunofluorescene for distinguishing between specific and nonspecific binding of conjugates |
| JPS5958745A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Hamamatsu Tv Kk | 微弱発光現象の観測装置 |
| JPS5972049A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-23 | Horiba Ltd | 試料の発光寿命測定装置 |
| US4630925A (en) * | 1982-11-01 | 1986-12-23 | Hamamatsu Corp. | Compact temporal spectral photometer |
| US4662747A (en) * | 1983-08-03 | 1987-05-05 | Cornell Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for production and use of nanometer scale light beams |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP61197031A patent/JPH06100532B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-08-25 GB GB8720040A patent/GB2197499B/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-04-19 US US07/339,920 patent/US4920386A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6353443A (ja) | 1988-03-07 |
| GB2197499A (en) | 1988-05-18 |
| US4920386A (en) | 1990-04-24 |
| GB2197499B (en) | 1990-04-18 |
| GB8720040D0 (en) | 1987-09-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |