JP3125124U - Infrared microscope - Google Patents
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Abstract
【課題】試料の測定対象部位を用意にしかも正確に視野内に捕捉することができる赤外顕微鏡を提供する。
【解決手段】ＦＴＩＲ１と、オートステージ機能とオートフォーカス機能を兼備した試料ステージ移動機構２０を備えた顕微鏡と、低倍率ＣＣＤ内臓実体カメラを含む外部画像取込装置２１と、画像を表示するディスプレイ２３と、これらを制御するＰＣ２２とで構成される。試料の低倍率可視像上の任意の点をマウスでクリックすると、ＰＣ２２の司令によって試料ステージ移動機構２０が駆動され、試料上のその点を光軸の上に自動的に移動させ、その点を画面の中心とする高倍率可視像をディスプレイ２３に表示する。
【選択図】 図１An infrared microscope capable of preparing a measurement target part of a sample and capturing it accurately in a visual field.
A FTIR, a microscope having a sample stage moving mechanism 20 having both an auto stage function and an auto focus function, an external image capturing device 21 including a low-power CCD internal camera, and a display 23 for displaying an image. And a PC 22 for controlling them. When an arbitrary point on the low-magnification visible image of the sample is clicked with the mouse, the sample stage moving mechanism 20 is driven by the command of the PC 22, and the point on the sample is automatically moved on the optical axis. A high-magnification visible image centering on the screen is displayed on the display 23.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、物質の定性・定量分析に使用される赤外分光光度計と組み合わされて、微小試料の顕微分光分析を行う赤外顕微鏡に関する。 The present invention relates to an infrared microscope that performs microspectroscopic analysis of a micro sample in combination with an infrared spectrophotometer used for qualitative and quantitative analysis of substances.
赤外顕微鏡は赤外線波長領域で顕微分光を行う装置で、微小試料に適するように、赤外光束をごく小さな面積に集光させるように設計されている。近年、フーリエ変換赤外分光光度計と組み合わせて、フーリエ変換赤外分光法の特長である高感度を利用する赤外顕微鏡が開発されており、このシステムの空間分解能は約１０μｍである。その原理は、フーリエ変換赤外分光光度計（以後ＦＴＩＲと略称する。）の干渉計からの赤外光が、反射鏡を介して赤外顕微鏡に導かれ、凹面鏡を用いて試料上の直径約１ｍｍの円内に集光される。照射された試料面を透過あるいは反射した赤外光束のうち、微小な測定対象部分からの光束のみが、試料部あるいは結像部に置かれた絞り（可変アパーチャ）で選択され、最終的に半導体検出器（ＭＣＴ）に導かれる。半導体検出器（ＭＣＴ）の出力はフーリエ変換され、赤外スペクトルが得られる（特許文献１参照）。 An infrared microscope is a device that performs microspectroscopic light in the infrared wavelength region, and is designed to condense an infrared light beam into a very small area so as to be suitable for a minute sample. In recent years, an infrared microscope utilizing high sensitivity, which is a feature of Fourier transform infrared spectroscopy, has been developed in combination with a Fourier transform infrared spectrophotometer, and the spatial resolution of this system is about 10 μm. The principle is that infrared light from an interferometer of a Fourier transform infrared spectrophotometer (hereinafter abbreviated as FTIR) is guided to an infrared microscope through a reflecting mirror, and the diameter on the sample is reduced by using a concave mirror. It is condensed in a 1 mm circle. Of the infrared light beam transmitted or reflected through the irradiated sample surface, only the light beam from the minute measurement target part is selected by a diaphragm (variable aperture) placed in the sample part or imaging part, and finally the semiconductor. Guided to a detector (MCT). The output of the semiconductor detector (MCT) is Fourier transformed to obtain an infrared spectrum (see Patent Document 1).
図３に、従来のＦＴＩＲと組み合わされ使用される赤外顕微鏡の例を示す。赤外顕微鏡にはＦＴＩＲ１からの赤外光がミラー２を介して導入される。赤外光は、ミラー２で上方に送られ、凹面ミラー３およびハーフミラー４で反射された後、カセグレン鏡５によって試料ステージ７の上面にフォーカスされるように集光される。試料ステージ７上には試料６が搭載されており、その表面で反射された赤外光は、カセグレン鏡５によって集光され、ハーフミラー４を介して可変アパーチャ８の位置に結像する。可変アパーチャ８によって選択された部分を通過した光は、ハーフミラー１８を透過した後凹面ミラー９によって検出器１０の受光面上に集光される。検出器１０にはＭＣＴ検出器が広く使用され、その出力はＦＴＩＲ１に送られ、フーリエ変換処理を施されて赤外スペクトルが得られる。 FIG. 3 shows an example of an infrared microscope used in combination with a conventional FTIR. Infrared light from FTIR 1 is introduced into the infrared microscope via mirror 2. The infrared light is sent upward by the mirror 2, reflected by the concave mirror 3 and the half mirror 4, and then condensed by the Cassegrain mirror 5 so as to be focused on the upper surface of the sample stage 7. A sample 6 is mounted on the sample stage 7, and the infrared light reflected on the surface thereof is collected by the Cassegrain mirror 5 and forms an image at the position of the variable aperture 8 via the half mirror 4. The light that has passed through the portion selected by the variable aperture 8 passes through the half mirror 18 and is then condensed on the light receiving surface of the detector 10 by the concave mirror 9. An MCT detector is widely used as the detector 10, and its output is sent to FTIR 1 and subjected to Fourier transform processing to obtain an infrared spectrum.
可視光による観測のために反射照明用ランプ１３が設けられている。反射照明用ランプ１３にはハロゲンランプが利用されることが一般的である。反射照明用ランプ１３から発した可視光は、ハーフミラー１４および１８によって反射され、ハーフミラー４を透過した後、カセグレン鏡５によって集光されて試料６の上面を照射する。試料６の上面で拡散反射された可視光は、カセグレン鏡５によって集光され、ハーフミラー４を透過し、ハーフミラー１８で反射され、ハーフミラー１４を透過した後、顕微鏡の接眼レンズ１５に到達し、接眼レンズ１５を通して肉眼による試料６の表面の観察が可能となっている。またＣＣＤカメラなどの撮像装置１６を用いて試料６の高倍率可視像の撮影や、ＣＲＴなどのディスプレイ上の表示なども行われている。また、観察する可視像の倍率を変化させるためには、対物反射鏡として用いているカセグレン鏡５の替りに、焦点距離の異なる可視対物レンズ１７を光路上に挿入することが一般的に行われている。 A reflective illumination lamp 13 is provided for observation with visible light. In general, a halogen lamp is used as the reflected illumination lamp 13. Visible light emitted from the reflecting illumination lamp 13 is reflected by the half mirrors 14 and 18, passes through the half mirror 4, and then is collected by the Cassegrain mirror 5 to irradiate the upper surface of the sample 6. The visible light diffusely reflected on the upper surface of the sample 6 is collected by the Cassegrain mirror 5, passes through the half mirror 4, is reflected by the half mirror 18, passes through the half mirror 14, and then reaches the eyepiece 15 of the microscope. The surface of the sample 6 can be observed with the naked eye through the eyepiece 15. In addition, a high-magnification visible image of the sample 6 is displayed using an imaging device 16 such as a CCD camera, and display on a display such as a CRT is also performed. In order to change the magnification of the visible image to be observed, a visible objective lens 17 having a different focal length is generally inserted in the optical path instead of the Cassegrain mirror 5 used as an objective reflecting mirror. It has been broken.
可視光による観察は、赤外顕微鏡の光軸を正確に試料６上の測定点に合致させること、測定するべき範囲にあわせて可変アパーチャ８のサイズを選択すること、そして、試料ステージ手動つまみ１９を用いて試料ステージ７の上下位置を微調節しカセグレン鏡５の焦点位置に正確に試料６を設置させてピントを合わせることなどを主要な目的としている。これらの作業をより簡便に行うために、試料ステージ７を水平面内Ｘ軸方向およびＹ軸方向にモーター等の手段で駆動するオートステージ機能や、Ｚ軸方向の駆動手段を持ったオートフォーカス機能を備えた赤外顕微鏡も使用されている。
上述した従来法においては、試料の赤外スペクトルを測定する前に必要な試料の位置調節操作が非常に煩雑であるという欠点がある。 In the conventional method described above, there is a drawback that the position adjustment operation of the sample necessary before measuring the infrared spectrum of the sample is very complicated.
通常赤外顕微鏡で測定する試料の測定部分の大きさは１０〜１００μｍであり、顕微鏡の倍率は１０〜１５倍あるいはそれ以上に設定される。このような高い倍率では顕微鏡の視野が非常に小さいため、試料ステージの位置を微調節して短時間に目的の箇所を視野内に捉えることが困難である。この困難を軽減するために、あらかじめ試料上の目的の箇所の近傍に目印を付け、これを指標として探索する方法や、数倍の低倍率の対物レンズで観測しながら目的の箇所を視野の中心に捕捉した後、対物レンズを高倍率の対物鏡に切り替えて再度位置を微調節する方法が取られている。しかし、目印をつける方法は、試料を傷つけたり汚染する危険がある。また、赤外顕微鏡の結像面は可変アパーチャ面上に固定されているため、低倍率の対物レンズの焦点距離に制約があり、適当な低倍率の対物レンズを選ぶことが困難である。 Usually, the size of a measurement part of a sample measured with an infrared microscope is 10 to 100 μm, and the magnification of the microscope is set to 10 to 15 times or more. At such a high magnification, since the field of view of the microscope is very small, it is difficult to finely adjust the position of the sample stage and quickly capture the target location within the field of view. To alleviate this difficulty, place a mark in the vicinity of the target location on the sample in advance and search using this as an index, or use the objective lens with several times lower magnification while observing the target location at the center of the field of view. After capture, the objective lens is switched to a high-magnification objective mirror and the position is finely adjusted again. However, the method of marking has a risk of damaging or contaminating the sample. Further, since the imaging surface of the infrared microscope is fixed on the variable aperture surface, the focal length of the low-magnification objective lens is limited, and it is difficult to select an appropriate low-magnification objective lens.
本考案は、上記の問題を解決して、試料上の目的の箇所を容易にしかも正確に顕微鏡の光軸上に設定できる赤外顕微鏡を提供するものであり、試料を可視光によって照明する手段と、前記試料の可視像を観察する手段を有する赤外顕微鏡において、試料の低倍率可視画像を取得し記憶する外部画像取込装置と、前記可視画像上で指定された前記試料上の任意の位置に光軸が一致するべく前記試料を移動させる試料ステージ移動機構と、前記低倍率可視像と顕微鏡で得られる高倍率可視像を同時に表示する表示機構とを備えたことを特徴とする。 The present invention provides an infrared microscope capable of solving the above-described problems and easily and accurately setting a target location on a sample on the optical axis of the microscope, and illuminates the sample with visible light. And an infrared microscope having means for observing a visible image of the sample, an external image capturing device for acquiring and storing a low-magnification visible image of the sample, and an arbitrary on the sample specified on the visible image A sample stage moving mechanism for moving the sample so that the optical axis coincides with the position, and a display mechanism for simultaneously displaying the low-magnification visible image and the high-magnification visible image obtained by a microscope. To do.
あらかじめ試料上の目的の箇所の近傍に目印を付けたり、数倍の低倍率の対物レンズに切り替えて試料ステージの位置を粗調節するなどの煩雑な操作を必要とせず、簡単に低倍率画像上で指定した試料上の任意の位置を光軸上に位置させ、その点を中心とした高倍率顕微鏡画像を得ることができ、しかも、正確にその点を中心とした微小領域の赤外スペクトルの測定が可能となる。また、低倍率画像に含まれる範囲であれば、その上での位置の指定は何度でも繰り返すことができるため、試料ステージ上の試料を搭載し直すことなく、複数の箇所の測定を繰り返すことが可能となる。 Easy marking on low-magnification images without the need for complicated operations such as marking in advance in the vicinity of the target location on the sample or switching to a low-magnification objective lens several times to adjust the position of the sample stage. A high-magnification microscope image centered on that point can be obtained by positioning the arbitrary position on the sample specified in (1) on the optical axis, and the infrared spectrum of a minute region centered on that point can be accurately obtained. Measurement is possible. In addition, as long as it is within the range included in the low-magnification image, the position on the image can be specified any number of times, so multiple measurements can be repeated without reloading the sample on the sample stage. Is possible.
本考案はその目的を実現するために、ＦＴＩＲと、オートステージ機能とオートフォーカス機能を兼備した試料ステージ移動機構を備えた顕微鏡と、独立した撮像装置を含む外部画像取込装置と、画像を表示するディスプレイと、これらを制御するＰＣとで構成される。 In order to realize the object of the present invention, an FTIR, a microscope equipped with a sample stage moving mechanism having both an auto stage function and an auto focus function, an external image capturing device including an independent imaging device, and an image display Display, and a PC that controls these displays.
本考案の１実施例を図１に示す。本図に示した顕微鏡の光学系は基本的には図３に示した従来技術と共通である。ＦＴＩＲ１からの赤外光はミラー２を介して導入される。赤外光は、ミラー２で上方に送られ、凹面ミラー３およびハーフミラー４で反射された後、カセグレン鏡５によって試料ステージ７の上面にフォーカスされるように集光される。試料ステージ７上には試料が搭載されており、その表面で反射された赤外光は、カセグレン鏡５によって集光され、ハーフミラー４を介して可変アパーチャ８の位置に結像する。可変アパーチャ８によって選択された部分を通過した光は、ハーフミラー１８を透過した後凹面ミラー９によって検出器１０の受光面上に集光される。検出器にはＭＣＴ検出器が広く使用されている。検出器１０の出力はＦＴＩＲ１に送られ、フーリエ変換処理を施されて赤外スペクトルが得られる。 An embodiment of the present invention is shown in FIG. The optical system of the microscope shown in this figure is basically the same as that of the prior art shown in FIG. Infrared light from FTIR 1 is introduced through mirror 2. The infrared light is sent upward by the mirror 2, reflected by the concave mirror 3 and the half mirror 4, and then condensed by the Cassegrain mirror 5 so as to be focused on the upper surface of the sample stage 7. A sample is mounted on the sample stage 7, and the infrared light reflected on the surface is collected by the Cassegrain mirror 5 and forms an image at the position of the variable aperture 8 via the half mirror 4. The light that has passed through the portion selected by the variable aperture 8 passes through the half mirror 18 and is then condensed on the light receiving surface of the detector 10 by the concave mirror 9. An MCT detector is widely used as a detector. The output of the detector 10 is sent to the FTIR 1 and subjected to Fourier transform processing to obtain an infrared spectrum.
ハロゲンランプを利用した反射照明用ランプ１３から発した可視光は、ハーフミラー１４および１８によって反射され、ハーフミラー４を透過した後、カセグレン鏡５によって集光されて試料の上面を照射する。試料の上面で拡散反射された可視光は、カセグレン鏡５によって集光され、ハーフミラー４を透過し、ハーフミラー１８で反射され、ハーフミラー１４を透過した後、顕微鏡の接眼レンズ１５に到達し、接眼レンズ１５を通して肉眼による試料の表面の観察が可能である。またＣＣＤカメラを用いた撮像装置１６が装備されておりこれによって得られた試料の高倍率可視像信号が、後述するＰＣ２２に送られ、記憶され、必要に応じてディスプレイ２３上に表示できる。また、観察する可視像の倍率を変化させるためには、対物反射鏡として用いているカセグレン鏡５の替りに、焦点距離の異なる可視対物レンズ１７を光路上に挿入使用できる。 Visible light emitted from the reflective illumination lamp 13 using a halogen lamp is reflected by the half mirrors 14 and 18, passes through the half mirror 4, is condensed by the Cassegrain mirror 5, and irradiates the upper surface of the sample. The visible light diffusely reflected on the upper surface of the sample is collected by the Cassegrain mirror 5, passes through the half mirror 4, is reflected by the half mirror 18, passes through the half mirror 14, and then reaches the eyepiece 15 of the microscope. The surface of the sample can be observed with the naked eye through the eyepiece 15. Further, an imaging device 16 using a CCD camera is provided, and a high-magnification visible image signal of the sample obtained thereby is sent to and stored in the PC 22 described later, and can be displayed on the display 23 as necessary. Further, in order to change the magnification of the visible image to be observed, a visible objective lens 17 having a different focal length can be inserted and used on the optical path instead of the Cassegrain mirror 5 used as an objective reflecting mirror.
顕微鏡には試料ステージ移動機構２０が備えられている。試料ステージ移動機構２０はステージを左右（Ｘ軸方向）、前後（Ｙ方向）、上下（Ｚ方向）に移動させる３個の独立したステッピングモーターを備えており、ＰＣ２２の指令によって駆動される。Ｘ−Ｙ方向の移動は、試料の測定対象箇所を光軸上に移動させるためであり、Ｚ方向の移動は、試料をカセグレン鏡５の焦平面にあわせるフォーカシングのためである。 The microscope is provided with a sample stage moving mechanism 20. The sample stage moving mechanism 20 includes three independent stepping motors that move the stage left and right (X-axis direction), front and rear (Y direction), and up and down (Z direction), and is driven by a command from the PC 22. The movement in the XY direction is for moving the measurement target portion of the sample on the optical axis, and the movement in the Z direction is for focusing to align the sample with the focal plane of the Cassegrain mirror 5.
外部画像取込装置２１は、ＣＣＤカメラ内蔵の低倍率実体顕微鏡と、試料台と、試料台上に着脱可能に搭載される試料ホルダーとで構成されており、実体顕微鏡で得られた試料の可視像はＰＣ２２に送られ、記憶される。ここで使用される試料ホルダーを試料台に搭載したとき、試料ホルダーの中心点はＣＣＤカメラの像の中心点に必ず一致するように設計製作されている。また、顕微鏡の試料ステージ７上に上記の試料ホルダー２５を搭載した場合は、試料ステージ７に設けられた機械的ストッパーによって試料ステージ７上での試料ホルダー２５の位置は常に正確に同一位置となる。試料ステージ７の初期位置においては、その上に搭載された試料ホルダー２５の中心点が光軸上に一致する。 The external image capturing device 21 includes a low-magnification stereomicroscope with a built-in CCD camera, a sample stage, and a sample holder that is detachably mounted on the sample stage. The visual image is sent to the PC 22 and stored. When the sample holder used here is mounted on the sample stage, the center point of the sample holder is designed and manufactured so that it always coincides with the center point of the image of the CCD camera. When the sample holder 25 is mounted on the sample stage 7 of the microscope, the position of the sample holder 25 on the sample stage 7 is always exactly the same position by the mechanical stopper provided on the sample stage 7. . At the initial position of the sample stage 7, the center point of the sample holder 25 mounted thereon coincides with the optical axis.
ディスプレイ２３には、ＰＣ２２の指令により試料の可視画像が表示される。表示される画像は、外部画像取込装置２１で得られる低倍率可視画像、あるいは撮像装置１６で得られる高倍率可視画像、あるいはこれらを並べた画像などで、ＰＣ２２によって表示される画像が選択される。実質長が正確に知られたスケールを外部画像取込装置２１で撮像し、これをディスプレイ２３で表示し、画像上のスケール長と実質長の比Ｒを求めるプログラムがＰＣ２２に含まれている。また、ＰＣ２２は、外部画像取込装置２１で得られた画像を任意の拡大率で拡大してディスプレイ２３で表示する機能を持つ。さらに、ディスプレイ２３上に表示された外部画像取込装置２１による画像の上の任意の点にポインタを設置し、マウスをクリックすると、この点に対応する試料ホルダー２５上の点が顕微鏡の光軸上に位置するように試料ステージ移動機構２０がＰＣ２２によって駆動される。 A visible image of the sample is displayed on the display 23 according to a command from the PC 22. The displayed image is a low-magnification visible image obtained by the external image capturing device 21, a high-magnification visible image obtained by the imaging device 16, or an image in which these are arranged, and the image displayed by the PC 22 is selected. The The PC 22 includes a program for capturing a scale whose actual length is accurately known by the external image capturing device 21 and displaying the scale on the display 23 to obtain a ratio R between the scale length and the substantial length on the image. The PC 22 has a function of enlarging an image obtained by the external image capturing device 21 at an arbitrary enlargement ratio and displaying it on the display 23. Further, when a pointer is placed on an arbitrary point on the image displayed by the external image capturing device 21 displayed on the display 23 and the mouse is clicked, the point on the sample holder 25 corresponding to this point is the optical axis of the microscope. The sample stage moving mechanism 20 is driven by the PC 22 so as to be positioned above.
実際の測定操作は以下の手順に従って行われる。
（１）まず、上記のスケールを外部画像取込装置２１で撮像し、比Ｒを求める。
（２）試料を試料ホルダー２５上に固定し、これを外部画像取込装置２１の試料台の上に置き、ＣＣＤカメラ内蔵実体顕微鏡で試料の画像を撮像する。この画像をディスプレイ２３上に、必要ならば拡大して表示する。このときの低倍率画像の１例を図４（ａ）に示す。
（３）試料ステージ７を初期位置に移動させ、このときの撮像装置１６による高倍率可視画像をディスプレイ２３上に並べて表示する。このとき、外部画像取込装置２１による低倍率画像の中心点と、撮像装置１６による高倍率画像の中心点は、試料上の同一の点を示している。このときの高倍率画像の例を図４（ｂ）に示す。図４（ａ）における白線枠Ａの領域が図４（ｂ）に拡大表示されている。
（４）ディスプレイ２３上の低倍率画像上で試料上の測定点を決定し、この上にマウスポインタを置きクリックする。これによって試料ステージ移動機構２０が始動し、試料上の測定点が顕微鏡の光軸上に移動し、同時に測定点を中心とした高倍率画像が撮像装置１６によって撮像され、ディスプレイ２３に表示される。この例を図４（ｂ）に示す。図４（ａ）の白線枠Ｂの中心にポインタを置いてクリックすることによって、白線枠Ｂが図４（ｃ）の大きさに拡大表示されている。このとき試料ステージ７を移動させる距離と方向は、低倍率画像上での中心点から測定点までの方向と距離と、手順（１）で求めた比Ｒを用いてＰＣ２２が計算によって求める。
（５）試料ステージ移動機構２０を駆動して試料ステージ７をＺ軸方向に微調整して撮像装置１６の画像のコントラストが最大となる位置を求め、その位置で試料ステージ７を固定する。
（６）可変アパーチャ８の開孔サイズを最適に選択する。
（７）反射照明用ランプをＯＦＦにしてシステムを測定モードに設定し、赤外スペクトルを測定する。
（８）同じ試料上で他の測定点があれば、その測定点に対して手順（４）以下を繰り返す。
The actual measurement operation is performed according to the following procedure.
(1) First, the above-described scale is imaged by the external image capturing device 21, and the ratio R is obtained.
(2) A sample is fixed on the sample holder 25, placed on the sample stage of the external image capturing device 21, and an image of the sample is taken with a stereo microscope with a built-in CCD camera. This image is enlarged and displayed on the display 23 if necessary. An example of the low-magnification image at this time is shown in FIG.
(3) The sample stage 7 is moved to the initial position, and a high-magnification visible image by the imaging device 16 at this time is displayed side by side on the display 23. At this time, the center point of the low-magnification image by the external image capturing device 21 and the center point of the high-magnification image by the imaging device 16 indicate the same point on the sample. An example of the high-magnification image at this time is shown in FIG. The area of the white line frame A in FIG. 4A is enlarged and displayed in FIG.
(4) A measurement point on the sample is determined on the low-magnification image on the display 23, and a mouse pointer is placed on the measurement point and clicked. As a result, the sample stage moving mechanism 20 is started, and the measurement point on the sample moves on the optical axis of the microscope. At the same time, a high-magnification image centered on the measurement point is picked up by the image pickup device 16 and displayed on the display 23. . An example of this is shown in FIG. By placing the pointer at the center of the white line frame B in FIG. 4A and clicking, the white line frame B is enlarged and displayed in the size of FIG. At this time, the distance and direction for moving the sample stage 7 are calculated by the PC 22 using the direction and distance from the center point to the measurement point on the low-magnification image and the ratio R obtained in the procedure (1).
(5) The sample stage moving mechanism 20 is driven to finely adjust the sample stage 7 in the Z-axis direction to obtain a position where the image contrast of the imaging device 16 is maximized, and the sample stage 7 is fixed at that position.
(6) The aperture size of the variable aperture 8 is optimally selected.
(7) Turn off the reflected illumination lamp, set the system to the measurement mode, and measure the infrared spectrum.
(8) If there is another measurement point on the same sample, repeat the procedure (4) and subsequent steps for that measurement point.
上記の構成および測定操作によって、本考案にかかる赤外顕微鏡を用いて、短時間に容易に、しかも正確に試料の測定点を顕微鏡の視野に捕捉し、赤外スペクトルを測定することができる。 With the above configuration and measurement operation, using the infrared microscope according to the present invention, the measurement point of the sample can be captured in the visual field of the microscope easily and accurately in a short time, and the infrared spectrum can be measured.
図２に本考案の第２の実施例を示す。図１の実施例は、試料から反射する赤外光のスペクトルのみを測定するが、図２の実施例は透過スペクトルと反射スペクトルの双方を測定できる装置の実施例である。本実施例では、反射スペクトル測定と透過スペクトル測定を切り替えるための切替ミラー２４が設けられている。反射スペクトル測定の場合には切替ミラー２４は図２の実線のように配向され、ＦＴＩＲ１からの赤外光を上方に反射する。この場合の装置の動作は先に述べたとおりである。透過測定の場合は、切替ミラー２４は９０度回転されて図２の点線で示すように配向され、赤外光は下方に反射される。この赤外光は、凹面ミラー１１によって集光され、試料ステージ７の下方に置かれたカセグレン鏡１２によって試料ステージ７および試料ホルダー２５に保持された試料に下方からフォーカスされる。試料を拡散透過した赤外光はもうひとつのカセグレン鏡５によって集光されて、ハーフミラー４を介して可変アパーチャ８の位置に結像する。可変アパーチャ８によって選択された部分を通過した光は、ハーフミラー１８を透過した後凹面ミラー９によって検出器１０の受光面上に集光される。検出器１０の出力はＦＴＩＲ１に送られ、フーリエ変換処理を施されて赤外スペクトルが得られる。
そのほかの要素の反射照明用ランプ１３、撮像装置１６、接眼レンズ１５試料ステージ移動機構２０、外部画像取込装置２１、ＰＣ２２、ディスプレイ２３の構造および動作は、実施例１の場合と同様である。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. Although the embodiment of FIG. 1 measures only the spectrum of infrared light reflected from the sample, the embodiment of FIG. 2 is an embodiment of an apparatus that can measure both the transmission spectrum and the reflection spectrum. In this embodiment, a switching mirror 24 for switching between reflection spectrum measurement and transmission spectrum measurement is provided. In the case of reflection spectrum measurement, the switching mirror 24 is oriented as shown by the solid line in FIG. 2, and reflects infrared light from the FTIR 1 upward. The operation of the apparatus in this case is as described above. In the case of transmission measurement, the switching mirror 24 is rotated 90 degrees and oriented as shown by the dotted line in FIG. 2, and the infrared light is reflected downward. The infrared light is collected by the concave mirror 11 and focused from below on the sample held on the sample stage 7 and the sample holder 25 by the Cassegrain mirror 12 placed below the sample stage 7. The infrared light diffusely transmitted through the sample is collected by another Cassegrain mirror 5 and forms an image at the position of the variable aperture 8 via the half mirror 4. The light that has passed through the portion selected by the variable aperture 8 passes through the half mirror 18 and is then condensed on the light receiving surface of the detector 10 by the concave mirror 9. The output of the detector 10 is sent to the FTIR 1 and subjected to Fourier transform processing to obtain an infrared spectrum.
The structures and operations of the reflective illumination lamp 13, the imaging device 16, the eyepiece 15, the sample stage moving mechanism 20, the external image capturing device 21, the PC 22, and the display 23 are the same as those in the first embodiment.
本考案の特徴は上記のとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるものではなく、他の種々の変形例を含む。たとえば撮像装置および外部画像取込装置にＣＣＤカメラを利用しているが、このほかにＣＭＯＳ検出器を使用する方法も含まれる。また、上記の測定手順（１）で使用されるスケールは、上記実施例のような独立したものではなく、試料ホルダーに描刻された目盛りで代用することも可能である。 The features of the present invention are as described above. However, the present invention is not limited to the above and illustrated examples, and includes various other modifications. For example, a CCD camera is used for the imaging device and the external image capturing device, but a method using a CMOS detector is also included. Further, the scale used in the measurement procedure (1) is not independent as in the above-described embodiment, and a scale drawn on the sample holder can be substituted.
本発明は、物質の定性・定量分析に使用される赤外分光光度計と組み合わされて、微小試料の顕微分光分析を行う赤外顕微鏡に関する。 The present invention relates to an infrared microscope that performs microspectroscopic analysis of a micro sample in combination with an infrared spectrophotometer used for qualitative and quantitative analysis of substances.
１ ＦＴＩＲ
２ ミラー
３、９、１１ 凹面ミラー
４、１４、１８ ハーフミラー
５、１２ カセグレン鏡
６ 試料
７ 試料ステージ
８ 可変アパーチャ
１０ 検出器
１３ 反射照明用ランプ
１５ 接眼レンズ
１６ 撮像装置
１７ 可視対物レンズ
１９ 試料ステージ手動つまみ
２０ 試料ステージ移動機構
２１ 外部画像取込装置
２２ ＰＣ
２３ ディスプレイ
２４ 切替ミラー
２５ 試料ホルダー
1 FTIR
2 Mirror 3, 9, 11 Concave Mirror 4, 14, 18 Half Mirror 5, 12 Cassegrain Mirror 6 Sample 7 Sample Stage 8 Variable Aperture 10 Detector 13 Reflector Lamp 15 Eyepiece 16 Imaging Device 17 Visible Objective Lens 19 Sample Stage Manual knob 20 Sample stage moving mechanism 21 External image capture device 22 PC
23 Display 24 Switching mirror 25 Sample holder
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|---|---|---|---|---|
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| US10641659B2 (en) | 2018-08-14 | 2020-05-05 | Shimadzu Corporation | Infrared microscope with adjustable connection optical system |
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