JPH087331B2 - 赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置 - Google Patents
赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置Info
- Publication number
- JPH087331B2 JPH087331B2 JP5915888A JP5915888A JPH087331B2 JP H087331 B2 JPH087331 B2 JP H087331B2 JP 5915888 A JP5915888 A JP 5915888A JP 5915888 A JP5915888 A JP 5915888A JP H087331 B2 JPH087331 B2 JP H087331B2
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- Japan
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- sample
- infrared
- absorption spectrum
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微小部分の赤外吸収スペクトル測定を行う
装置に係わり、特に、微小部分の観察も同時に可能な、
赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置に関するものであ
る。
装置に係わり、特に、微小部分の観察も同時に可能な、
赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置に関するものであ
る。
一般に用いられている赤外吸収スペクトル測定装置
は、赤外線光源、赤外線の各波長又は波数毎の測定信号
を得るためのモノクロメータ又は干渉計、検出器及び試
料室等から構成されている。
は、赤外線光源、赤外線の各波長又は波数毎の測定信号
を得るためのモノクロメータ又は干渉計、検出器及び試
料室等から構成されている。
しかし、微小部分の測定装置としては、微小部分の赤
外吸収スペクトルの測定には干渉計を用いたフーリエ変
換赤外分光光度計が高感度であるため、フーリエ変換赤
外分光光度計と顕微鏡とを組み合せた装置が用いられて
いる。
外吸収スペクトルの測定には干渉計を用いたフーリエ変
換赤外分光光度計が高感度であるため、フーリエ変換赤
外分光光度計と顕微鏡とを組み合せた装置が用いられて
いる。
この装置では、干渉計からの赤外線は楕円面及び双曲
面反射鏡からなる集光鏡でXYZステージ上の被測定試料
（以下試料と称する）面上に集光され、試料を透過した
赤外線はこの集光鏡と対称的に配置された対物レンズで
集光され、検出される。試料の観察は可視光で行ない対
物レンズの焦点の調整はXYZステージのＺ軸を調節して
行う。可視光線と赤外光線とでは集光鏡及び対物レンズ
の焦点距離が異なるため、赤外吸収スペクトルの測定の
際にＺ軸をさらに調節する。このようにすることによ
り、粒子径が20μｍ〜500μｍの試料の測定が出来る。
面反射鏡からなる集光鏡でXYZステージ上の被測定試料
（以下試料と称する）面上に集光され、試料を透過した
赤外線はこの集光鏡と対称的に配置された対物レンズで
集光され、検出される。試料の観察は可視光で行ない対
物レンズの焦点の調整はXYZステージのＺ軸を調節して
行う。可視光線と赤外光線とでは集光鏡及び対物レンズ
の焦点距離が異なるため、赤外吸収スペクトルの測定の
際にＺ軸をさらに調節する。このようにすることによ
り、粒子径が20μｍ〜500μｍの試料の測定が出来る。
なお、関連する技術は、例えば、ジヨン・エイ・レフ
ナー他（John A.Reffner,John P.Coates and Robert G.
Messerschmidt）、フーリエ変換赤外顕微鏡による微小
部の化学分析（Chemical microscopy with FTIR micros
pectrometry）、インターナシヨナル ラボラトリ（Int
ernational Laboratory）1987年7/8月号P18〜25に開示
されている。
ナー他（John A.Reffner,John P.Coates and Robert G.
Messerschmidt）、フーリエ変換赤外顕微鏡による微小
部の化学分析（Chemical microscopy with FTIR micros
pectrometry）、インターナシヨナル ラボラトリ（Int
ernational Laboratory）1987年7/8月号P18〜25に開示
されている。
上述の従来技術では集光鏡の赤外線の焦点はXYZステ
ージ上の一定の高さに固定されており、試料面の高さが
異なる試料に対する配慮がなされてない。そのため、試
料によつては集光鏡の焦点の位置に測定面がないので、
試料の測定粒子径が20μｍ以下の場合には赤外吸収スペ
クトルが測定出来ない。
ージ上の一定の高さに固定されており、試料面の高さが
異なる試料に対する配慮がなされてない。そのため、試
料によつては集光鏡の焦点の位置に測定面がないので、
試料の測定粒子径が20μｍ以下の場合には赤外吸収スペ
クトルが測定出来ない。
本発明は、どのような試料の場合でも集光鏡の焦点と
対物レンズの焦点と試料の測定点の３者を常に合致させ
てることを可能とし、５μｍ〜20μｍの極微小の試料の
赤外吸収スペクトルの測定を可能にすることを目的とす
るものである。
対物レンズの焦点と試料の測定点の３者を常に合致させ
てることを可能とし、５μｍ〜20μｍの極微小の試料の
赤外吸収スペクトルの測定を可能にすることを目的とす
るものである。
上述の問題点を解決するためにとられた本発明の構成
は、被測定試料を三次元的に移動させるXYZステージ
と、前記被測定試料に赤外線を集光、照明する赤外線集
光系と、前記被測定試料を透過する赤外線を集光する対
物レンズと、前記被測定試料の赤外吸収スペクトルの測
定を行うスペクトル測定系及び可視光による顕微鏡像の
検出系とを有する装置において、前記対物レンズの焦点
合せ用の第１の焦点合せ手段と該第１の焦点合せ手段と
独立に操作される前記赤外線集光系の焦点合せ用の第２
の焦点合せ手段とが設けてあることを特徴とするもので
ある。
は、被測定試料を三次元的に移動させるXYZステージ
と、前記被測定試料に赤外線を集光、照明する赤外線集
光系と、前記被測定試料を透過する赤外線を集光する対
物レンズと、前記被測定試料の赤外吸収スペクトルの測
定を行うスペクトル測定系及び可視光による顕微鏡像の
検出系とを有する装置において、前記対物レンズの焦点
合せ用の第１の焦点合せ手段と該第１の焦点合せ手段と
独立に操作される前記赤外線集光系の焦点合せ用の第２
の焦点合せ手段とが設けてあることを特徴とするもので
ある。
すなわち、本発明は、XYZステージ上の試料の測定点
の高さが異なつても、赤外線の集光鏡の焦点と対物レン
ズの焦点が合致するような調節機構を設けることにより
両者の焦点の合致を達成することが出来る点に着目し、
対物レンズと赤外線集光鏡の焦点を合せる機構とその焦
点に試料の測定面を合せる機構とをそれぞれ独立にする
ことにより所期の目的を達成可能としたものである。
の高さが異なつても、赤外線の集光鏡の焦点と対物レン
ズの焦点が合致するような調節機構を設けることにより
両者の焦点の合致を達成することが出来る点に着目し、
対物レンズと赤外線集光鏡の焦点を合せる機構とその焦
点に試料の測定面を合せる機構とをそれぞれ独立にする
ことにより所期の目的を達成可能としたものである。
本発明の作用を第２図の光路図を用いて説明する。こ
の図で、１はXYZステージ、２は放物面鏡2aと双曲面鏡2
bを有するカセグレン型対物レンズ（以下対物レンズと
称する）、３は集光反射法、４はXYZステージ１上の試
料、５はタングステンランプ、６及び７はタングステン
ランプ５の光を双曲面鏡2bに導くための切換ミラー及び
部分ミラー、８は対物レンズ２と集光反射鏡の焦点、９
は試料４の測定点、F0及びFlはそれぞれ、対物レンズ２
及び集光反射鏡３の焦点距離を示している。
の図で、１はXYZステージ、２は放物面鏡2aと双曲面鏡2
bを有するカセグレン型対物レンズ（以下対物レンズと
称する）、３は集光反射法、４はXYZステージ１上の試
料、５はタングステンランプ、６及び７はタングステン
ランプ５の光を双曲面鏡2bに導くための切換ミラー及び
部分ミラー、８は対物レンズ２と集光反射鏡の焦点、９
は試料４の測定点、F0及びFlはそれぞれ、対物レンズ２
及び集光反射鏡３の焦点距離を示している。
集光反射鏡３は干渉計からの赤外線を試料４の測定点
に集光させるもので、上下動の可能な機構を持つてお
り、この機構を動作させることにより検出器で受ける赤
外線の強度が最大となるように調節し、それによつて対
物レンズ２と集光反射鏡３の集点８を合致させることが
出来る。次にタングステンランプ５を点灯し可視光を部
分ミラー７側から対物レンズ２試料面を照射し可視光の
焦点をXYZステージ１のＺ軸を調節して試料の測定点９
を出す。測定点９は焦点８に比べて対物レンズ２に近い
所にある。（この間隔は一定で36倍のカセグレン型対物
レンズで80μｍである。）以上の様な操作の後、赤外線
を集光反射鏡３側から入射させることにより試料２の測
定点９に赤外線の対物レンズ２と集光反射鏡３の焦点８
の３者を合致させて測定することが出来る。
に集光させるもので、上下動の可能な機構を持つてお
り、この機構を動作させることにより検出器で受ける赤
外線の強度が最大となるように調節し、それによつて対
物レンズ２と集光反射鏡３の集点８を合致させることが
出来る。次にタングステンランプ５を点灯し可視光を部
分ミラー７側から対物レンズ２試料面を照射し可視光の
焦点をXYZステージ１のＺ軸を調節して試料の測定点９
を出す。測定点９は焦点８に比べて対物レンズ２に近い
所にある。（この間隔は一定で36倍のカセグレン型対物
レンズで80μｍである。）以上の様な操作の後、赤外線
を集光反射鏡３側から入射させることにより試料２の測
定点９に赤外線の対物レンズ２と集光反射鏡３の焦点８
の３者を合致させて測定することが出来る。
以下、実施例について説明する。
第１図は一実施例の要部を示す構成図で、第２図と同
一部分には同一の符号が付してある。図において、10及
び11は平面反射鏡で、フーリエ変換赤外分光光度計の干
渉計（図示せず）から出た平行な赤外線を集光反射鏡３
へ照射させるように配置されている。12は集光反射鏡３
の上下駆動装置で集光反射鏡３と平面反射鏡11は上下駆
動装置12によつて一体となつて同時に上下するようにな
つている。13,14及び15は、それぞれ接眼レンズ、TVモ
ニタ及び赤外線検出器を示している。集光反射鏡３は焦
点距離の短かい放物面反射鏡で90度の軸外し角度で使用
する。XYZステージ１は回転体1bを回すことにより試料
台1aが上下するようになつている。切換ミラー６はタン
グステンランプから出た可視光を対物レンズ２に照射す
るための平面反対鏡で、この切換ミラー６をレバー操作
で入れることで可視光を照射できる。部分ミラー７は可
視光を対物レンズ２側に照射し、また試料４から反射し
てきた可視光を接眼レンズ13,TVモニタ14,赤外線検出器
15へ導くためのものである。
一部分には同一の符号が付してある。図において、10及
び11は平面反射鏡で、フーリエ変換赤外分光光度計の干
渉計（図示せず）から出た平行な赤外線を集光反射鏡３
へ照射させるように配置されている。12は集光反射鏡３
の上下駆動装置で集光反射鏡３と平面反射鏡11は上下駆
動装置12によつて一体となつて同時に上下するようにな
つている。13,14及び15は、それぞれ接眼レンズ、TVモ
ニタ及び赤外線検出器を示している。集光反射鏡３は焦
点距離の短かい放物面反射鏡で90度の軸外し角度で使用
する。XYZステージ１は回転体1bを回すことにより試料
台1aが上下するようになつている。切換ミラー６はタン
グステンランプから出た可視光を対物レンズ２に照射す
るための平面反対鏡で、この切換ミラー６をレバー操作
で入れることで可視光を照射できる。部分ミラー７は可
視光を対物レンズ２側に照射し、また試料４から反射し
てきた可視光を接眼レンズ13,TVモニタ14,赤外線検出器
15へ導くためのものである。
この実施例の赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置を用
いて測定を行なうには、まず、平面反射鏡10,11を通し
て集光反射鏡３に赤外線を通し、上下駆動装置12を操作
し赤外線検出器15で受ける赤外線の強度が最大となるよ
う調節し、この際にXYZステージ１の高さも調節する。
次に切換ミラー６を切換えてタングステンランプ５から
の可視光を部分ミラー７を介して対物レンズ２に入射さ
せ、試料台1aの上に試料４をのせる。回転体1bのつまみ
を回し、試料台1aを上下動させまた、XY軸を動かして試
料の測定点９に焦点８を合せる。次に切換ミラー６を外
し回転体1bを回し赤外線検出器15で受ける赤外線の強度
が最大となるように調節する。そして、ピン1cで試料台
1aの回転は固定する。
いて測定を行なうには、まず、平面反射鏡10,11を通し
て集光反射鏡３に赤外線を通し、上下駆動装置12を操作
し赤外線検出器15で受ける赤外線の強度が最大となるよ
う調節し、この際にXYZステージ１の高さも調節する。
次に切換ミラー６を切換えてタングステンランプ５から
の可視光を部分ミラー７を介して対物レンズ２に入射さ
せ、試料台1aの上に試料４をのせる。回転体1bのつまみ
を回し、試料台1aを上下動させまた、XY軸を動かして試
料の測定点９に焦点８を合せる。次に切換ミラー６を外
し回転体1bを回し赤外線検出器15で受ける赤外線の強度
が最大となるように調節する。そして、ピン1cで試料台
1aの回転は固定する。
このような操作によつて測定した結果を例示したのが
第３図で、粒子径５μｍφのポリスチレンの赤外吸収ス
ペクトルで、倍率52倍、絞り４μｍφの対物レンズを用
い、積算回数2000回で測定したもので、横軸、縦軸にそ
れぞれ波数、透過率（％）がとつてある。
第３図で、粒子径５μｍφのポリスチレンの赤外吸収ス
ペクトルで、倍率52倍、絞り４μｍφの対物レンズを用
い、積算回数2000回で測定したもので、横軸、縦軸にそ
れぞれ波数、透過率（％）がとつてある。
以上の如く、この実施例の装置によれば、いかなる試
料でも、赤外線の焦点にその測定点を合せて測定するこ
とができ、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。
料でも、赤外線の焦点にその測定点を合せて測定するこ
とができ、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。
本発明は、どのような試料の場合でも、集光反射鏡の
焦点と対物レンズの焦点と試料の測定点の３者を常に合
致させることを可能とし、５μｍ〜20μｍの極微小の試
料の赤外吸収スペクトルの測定を可能とするもので、産
業上の効果の大なるものである。
焦点と対物レンズの焦点と試料の測定点の３者を常に合
致させることを可能とし、５μｍ〜20μｍの極微小の試
料の赤外吸収スペクトルの測定を可能とするもので、産
業上の効果の大なるものである。
第１図は本発明の赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置の
一実施例の要部の説明図、第２図は同じく作用の説明
図、第３図は第１図の実施例によつて得られた赤外吸収
スペクトルの一例の線図である。 １……XYZステージ、２……カセグレン型対物レンズ、
３……集光反射鏡、４……試料（被測定試料）、５……
タングステンランプ、６……切換ミラー、７……部分ミ
ラー、８……焦点、９……（試料の）測定点、10,11…
…平面反射鏡、12……（集光反射鏡の）上下駆動装置。
一実施例の要部の説明図、第２図は同じく作用の説明
図、第３図は第１図の実施例によつて得られた赤外吸収
スペクトルの一例の線図である。 １……XYZステージ、２……カセグレン型対物レンズ、
３……集光反射鏡、４……試料（被測定試料）、５……
タングステンランプ、６……切換ミラー、７……部分ミ
ラー、８……焦点、９……（試料の）測定点、10,11…
…平面反射鏡、12……（集光反射鏡の）上下駆動装置。
Claims (2)
- 【請求項１】被測定試料を三次元的に移動させるXYZス
テージと、前記被測定試料に赤外線を集光、照明する赤
外線集光系と、前記被測定試料を透過する赤外線を集光
する対物レンズと、前記被測定試料の赤外吸収スペクト
ルの測定を行うスペクトル測定系及び可視光による顕微
鏡像の検出系とを有する装置において、前記対物レンズ
の焦点合せ用の第１の焦点合せ手段と、該第１の焦点合
せ手段と独立に操作される前記赤外線集光系の焦点合せ
用の第２の焦点合せ手段とが設けてあることを特徴とす
る赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置。 - 【請求項２】前記赤外線集光系が、前記被測定試料の下
部に位置する集光反射鏡と、該集光反射鏡に赤外線を入
射させる互いに平行に配置された第１及び第２の平面反
射鏡とよりなり、前記第２の焦点合せ手段が、前記集光
反射鏡と前記第２の平面反射鏡とを一体として前記対物
レンズの光軸方向に移動させる駆動装置よりなつている
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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915888A JPH087331B2 (ja) | 1988-03-12 | 1988-03-12 | 赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置 |
| US07/277,964 US4922104A (en) | 1987-11-30 | 1988-11-30 | Infrared microspectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5915888A JPH087331B2 (ja) | 1988-03-12 | 1988-03-12 | 赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232316A JPH01232316A (ja) | 1989-09-18 |
| JPH087331B2 true JPH087331B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=13105278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5915888A Expired - Fee Related JPH087331B2 (ja) | 1987-11-30 | 1988-03-12 | 赤外吸収スペクトル測定顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087331B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1096691A (ja) * | 1991-03-19 | 1998-04-14 | Tokai Rika Co Ltd | 面分析方法及び面分析装置 |
| US9664614B2 (en) | 2011-07-11 | 2017-05-30 | University Of Limerick | Method for high resolution sum-frequency generation and infrared microscopy |
| JP6396324B2 (ja) | 2013-01-04 | 2018-09-26 | ユニバーシティ オブ リメリック | 差動赤外線ナノ顕微鏡法システムおよび方法 |
-
1988
- 1988-03-12 JP JP5915888A patent/JPH087331B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01232316A (ja) | 1989-09-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |