JP3413377B2 - 光学系評価用試料、光学系評価方法および光学系調整方法 - Google Patents

光学系評価用試料、光学系評価方法および光学系調整方法

Info

Publication number
JP3413377B2
JP3413377B2 JP29987999A JP29987999A JP3413377B2 JP 3413377 B2 JP3413377 B2 JP 3413377B2 JP 29987999 A JP29987999 A JP 29987999A JP 29987999 A JP29987999 A JP 29987999A JP 3413377 B2 JP3413377 B2 JP 3413377B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
system evaluation
sample
image plane
evaluation sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29987999A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001116665A (ja
Inventor
茂俊 岡崎
明彦 渡辺
孝司 櫻井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP29987999A priority Critical patent/JP3413377B2/ja
Publication of JP2001116665A publication Critical patent/JP2001116665A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3413377B2 publication Critical patent/JP3413377B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、操作光のスポット
の径、形状および位置を評価する光学系評価方法、この
光学系評価方法による評価結果に基づいて操作光の光学
系を調整する光学系調整方法、ならびに、この光学系評
価方法および光学系調整方法において用いられる光学系
評価用試料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】顕微鏡下で試料を観察しつつ該試料を光
で操作する場合、試料を観察するための照明光(可視
光)を出力する光源と、試料を操作するための操作光
(一般には紫外光)を出力する光源とが必要である。通
常の場合、照明光は顕微鏡下の視野の全面に照射され、
操作光は視野中の特定の位置に集光照射される。そし
て、試料の観察は対物レンズを通して行われ、また、操
作光も該対物レンズを通して試料に集光照射される。
【0003】このように顕微鏡下で試料の観察および操
作を行う際には、試料観察時の像面位置と操作光の集光
位置との間の関係を明確にすることが重要である。ま
た、操作光の集光位置におけるスポットの大きさや形状
も確認することが重要である。これらの事項を評価する
光学系評価方法として、透明基板上に蒸着された金属薄
膜、透明基板上に塗布された色素薄膜、または、感熱紙
を、光学系評価用試料として用いる方法が考えられる。
この方法では、光学系評価用試料を操作光により爆蝕す
ることで、スポットの径、形状および位置を求める。或
いは、操作光の反射光に基づいて確認する方法も考えら
れる。さらに、この光学系評価方法による評価結果に基
づいて操作光の光学系を調整する光学系調整方法が考え
られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光学系評価方法および光学系調整方法は以下のような問
題点を有している。すなわち、透明基板上に蒸着された
金属薄膜を光学系評価用試料として用いる場合、操作光
強度が比較的小さいときには光学系評価用試料が爆蝕さ
れないので、スポットの径や形状を確認することができ
る操作光の強度の範囲が制限される。また、この場合、
爆蝕されるスポットの径や形状が操作光強度に依存して
異なることから、スポットの径や形状を正確に評価する
ことが困難である。透明基板上に塗布された色素薄膜ま
たは感熱紙を光学系評価用試料として用いる場合、スポ
ットの径や形状を確認することができる操作光の強度の
範囲が広くなるものの、スポットの径や形状を正確に評
価することが困難である。また、これら何れの場合も、
試料観察時の像面位置と操作光の集光位置との間の関係
を確認するには、光学系評価用試料を微小距離ずつ移動
させながら爆蝕させる必要があることから、その確認は
極めて困難である。さらに、操作光の反射光に基づいて
確認する場合、試料観察時の像面位置と操作光の集光位
置とが一致していないときには、スポットの径や形状を
評価することができない。
【0005】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、操作光のスポットの径、形状および位
置を正確かつ容易に評価することができる光学系評価方
法、操作光の光学系を正確かつ容易に調整することがで
きる光学系調整方法、ならびに、この光学系評価方法お
よび光学系調整方法において好適に用いられる光学系評
価用試料を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学系評価
用試料は、透明基板の表面上に粒子が存在し、光試薬を
含む膜が透明基板の表面上の粒子を覆って形成されてい
ることを特徴とする。本発明に係る光学系評価方法は、
(1) 上記の光学系評価用試料の粒子に試料観察時の像面
位置を合わせ、(2) 光学系評価用試料に操作光を照射し
てスポット領域を形成し、(3) 光学系評価用試料のスポ
ット領域の位置に試料観察時の像面位置を合わせるとと
もに、この像面位置合わせに際して要した像面位置の移
動量を求め、(4) この像面位置の移動量に基づいて操作
光の光学系を評価する、ことを特徴とする。また、本発
明に係る光学系評価方法において、スポット領域の径ま
たは形状の観察にも基づいて操作光の光学系を評価する
のも好適である。さらに、本発明に係る光学系調整方法
は、上記の光学系評価方法による操作光の光学系の評価
結果に基づいて操作光の光学系を調整することを特徴と
する。
【0007】この光学系調整用試料を用いた光学系評価
方法および光学系調整方法によれば、操作光強度が比較
的小さくても光学系評価用試料の膜に含まれる光試薬が
光反応するので、スポットの径や形状を確認することが
できる操作光の強度の範囲が広い。また、得られるスポ
ットの径や形状が操作光強度に依存して異なることがな
いから、スポットの径や形状を正確に評価することが容
易である。試料観察時の像面位置と操作光の集光位置と
の間の関係を確認する際には、光学系評価用試料を微小
距離ずつ移動させながら爆蝕させる必要がなく、1回の
操作光の照射により確認することができるので、その確
認は容易である。また、試料観察時の像面位置と操作光
の集光位置とが一致していないときであっても、スポッ
トの径や形状を評価することができる。
【0008】本発明に係る光学系調整用試料において、
粒子が蛍光性のものである場合には、落射蛍光照明によ
り粒子をS/N比よく認識できるので好適である。膜が
ゲルである場合には、膜の屈折率の値が水の屈折率の値
と近くなり、水浸系の顕微鏡の光学系の評価または調整
を行う上で好適である。光試薬がケイジド蛍光色素であ
る場合には、スポットを記録する上で好適であり、光試
薬がフォトクロミック化合物である場合には、繰り返し
使用する場合に好適である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【0010】先ず、本実施形態に係る光学系評価用試料
について説明する。図1は、本実施形態に係る光学系評
価用試料10の断面図である。この光学系評価用試料1
0は、透明基板11の表面上に粒子12が存在し、光試
薬を含む膜13が透明基板11の表面上に粒子12を覆
って形成されたものである。透明基板11は、例えばス
ライドガラスおよびカバーガラス等であるが、その厚み
が0.1mm〜0.2mm程度であるのが好適である。
また、評価しようとしている光学系を通過する操作光の
波長が紫外光であれば、透明基板11は、その操作光の
照射に因り蛍光が生じ難い材質(例えば石英ガラス)か
らなるものであるのがS/N比の観点から好適である。
【0011】透明基板11の表面上に存在する粒子12
は、透明基板11の表面上に多数配置されており、試料
観察時の像面位置の調整に用いられる。この粒子12の
大きさは既知であって一定であるが好適であり、このよ
うな粒子12を用いることでスケールとしての役割を果
たすことができる。粒子12の大きさは直径0.1μm
〜5μm程度であるのが好適である。粒子12の材質
は、ポリスチレンであるのが好適である。粒子12は、
蛍光性でも非蛍光性でもよいが、蛍光性であれば落射蛍
光照明により位置を容易に確認することができて使い易
い。また、粒子12の表面にカルボキシル基が付いてい
れば、透明基板11の表面にポリリジンを予めコートし
ておくことで、透明基板11の表面に粒子12を化学結
合により貼り付けることができるので好適である。
【0012】光試薬を含む膜13は、透明基板11の表
面上に粒子12を覆って形成されている。膜13は、光
試薬を含んで水溶性高分子がマトリックスとなってゲル
状態となったものである。水溶性高分子として好適なも
のは、アガロース、ポリアクリルアミド、コラーゲンお
よびポリビニルアルコール等である。安定性や光透過特
性の観点からは、重合度3000以上のポリビニルアル
コールが好適である。また、ゲル中のポリビニルアルコ
ールの濃度は5%〜15%程度であるのが好適であり、
このようにすることで、光試薬の内部拡散を防止するこ
とができ、安定性に優れたものとなる。また、膜13を
ゲル状態とすることで、膜13の屈折率の値が水の屈折
率の値と近くなり、水浸系の顕微鏡の光学系の評価また
は調整を行う上で好適である。膜13の厚さは数十μm
〜数百μm程度であるのが好適である。また、膜13内
の水分の蒸発や溶媒への溶解を防止するために、膜13
の上部がコーティング材で覆われているのも好適であ
る。
【0013】膜13に含まれる光試薬は、評価しようと
している操作光を吸収すると、蛍光を発したり、着色し
たり、或いは、吸光度が変化したりするものであり、例
えばケイジド蛍光色素やフォトクロミック化合物であ
る。スポットを記録するにはケイジド蛍光色素を用いる
のが好適であり、繰り返し使用する場合にはフォトクロ
ミック化合物を用いるのが好適である。ゲル中の光試薬
の濃度は0.1mM〜0.5mM程度であるのが好適で
ある。
【0014】次に、本実施形態に係る光学系評価用試料
の作製方法の1例について説明する。なお、以下では、
透明基板11をカバーガラスとし、粒子12を直径0.
5μmの蛍光性ビーズとし、光試薬をケイジドフルオレ
ッセインとし、膜13をポリビニルアルコールのゲル状
のものとする。
【0015】透明基板(カバーガラス)11の表面への
粒子(蛍光性ビーズ)12の貼り付けを以下のようにし
て行う。すなわち、透明基板11を洗浄して、透明基板
11の表面を充分にきれいにする。この透明基板11の
表面上に濃度0.01%のポリDリジン(poly D lysin
e)水溶液をのせ、これを室温で15分間に亘り放置し
た後、これを蒸留水で静かに2回洗浄する。そして、透
明基板11の表面上に粒子12の懸濁液をのせ、蒸留水
で静かに洗浄することで、透明基板11の表面に付着し
なかった余分な粒子12を洗い流す。
【0016】続いて、光試薬(ケイジドフルオレッセイ
ン)を含む膜(ポリビニルアルコールのゲル)13で透
明基板11の表面上の粒子12を覆う。すなわち、ポリ
ビニルアルコール1gを水に溶かして、10mlのポリ
ビニルアルコール水溶液とする。一方、光試薬の3mM
水溶液を1ml調整する。そして、光試薬水溶液とポリ
ビニルアルコール水溶液とを1:9の割合で混合する。
粒子12が付着した透明基板11の表面上にこの混合液
をのせて、これが固まるまで冷暗所にて放置する。以上
のようにして光学系評価用試料10が作製される。
【0017】次に、本実施形態に係る光学系評価方法お
よび光学系調整方法について図2〜図4を用いて説明す
る。図2は、本実施形態に係る光学系評価方法および光
学系調整方法を説明するタイミングチャートである。図
3は、本実施形態に係る光学系評価方法および光学系調
整方法における操作光の照射を説明する図である。図4
は、本実施形態に係る光学系評価方法および光学系調整
方法を説明するための光学系評価用試料10の断面図で
ある。
【0018】はじめに、上記の光学系評価用試料10
を、光学系の評価または調整を行おうとしている顕微鏡
のステージに載置する(ステップS1)。次に、顕微鏡
のアイポートを覗きながら試料観察時の像面位置を光学
系評価用試料10の粒子12の位置に合わせる(ステッ
プS2)。この像面位置合わせに際して、粒子12が蛍
光性のものである場合には落射蛍光照明で行うのが好適
である。
【0019】その後、ステージ上の光学系評価用試料1
0に対し、顕微鏡の対物レンズ20を介して操作光30
を照射する(ステップS3、図3)。この操作光30の
照射により光学系評価用試料10の膜13内にスポット
領域14が形成される(図4)。このスポット領域14
は、膜13に含まれる光試薬がケイジド蛍光色素である
場合にはフルオレッセイン形成領域であり、光試薬がフ
ォトクロミック化合物である場合には吸光度変化領域で
ある。
【0020】そして、顕微鏡のアイポートを覗きながら
試料観察時の像面位置を光学系評価用試料10のスポッ
ト領域14の位置に合わせる。このとき、膜13に含ま
れる光試薬がケイジド蛍光試薬である場合には落射蛍光
照明によりスポット領域14を観察し、光試薬がフォト
クロミック化合物である場合には透過照明によりスポッ
ト領域14を観察する。そして、この像面位置合わせに
際して要した像面位置の移動量dを求める(ステップS
4、図4)。この移動量dは試料観察時の像面位置と操
作光の集光位置との間の距離を表すので、この移動量d
に基づいて操作光の光学系を評価することができる。こ
のとき、スポット領域14の径や形状を観察して、これ
に基づいて、この時点における操作光の光学系を評価し
てもよい。次に、移動量dが微小量ε以下であるか否
か、すなわち、試料観察時の像面位置と操作光の集光位
置とが充分に一致しているか否かを判断する(ステップ
S5)。
【0021】もし、移動量dが微小量εより大きけれ
ば、操作光の光学系の調整(例えば操作光の広がり角の
調整)を行って(ステップS6)、ステップS2以降の
処理を繰り返す。移動量dが微小量ε以下であれば、ス
ポット領域14の径や形状を評価して(ステップS
7)、光学系の評価および調整を終了する。このとき、
光学系評価用試料10の粒子12およびスポット領域1
4を同一の像面位置において同時に観察することができ
るので、粒子12の大きさが既知であれば、粒子12の
大きさとの比較に基づいてスポット領域14の径を求め
ることができる。
【0022】以上のように、本実施形態に係る光学系調
整用試料10を用いた光学系評価方法および光学系調整
方法によれば、操作光強度が比較的小さくても光学系評
価用試料10の膜13に含まれる光試薬が光反応するの
で、スポットの径や形状を確認することができる操作光
の強度の範囲が広い。また、得られるスポットの径や形
状が操作光強度に依存して異なることがないから、スポ
ットの径や形状を正確に評価することが容易である。試
料観察時の像面位置と操作光の集光位置との間の関係を
確認する際には、光学系評価用試料を微小距離ずつ移動
させながら爆蝕させる必要がなく、1回の操作光の照射
により確認することができるので、その確認は容易であ
る。また、試料観察時の像面位置と操作光の集光位置と
が一致していないときであっても、スポットの径や形状
を評価することができる。
【0023】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、操作光強度が比較的小さくても光学系評価用試
料の膜に含まれる光試薬が光反応するので、スポットの
径や形状を確認することができる操作光の強度の範囲が
広い。また、得られるスポットの径や形状が操作光強度
に依存して異なることがないから、スポットの径や形状
を正確に評価することが容易である。試料観察時の像面
位置と操作光の集光位置との間の関係を確認する際に
は、光学系評価用試料を微小距離ずつ移動させながら爆
蝕させる必要がなく、1回の操作光の照射により確認す
ることができるので、その確認は容易である。また、試
料観察時の像面位置と操作光の集光位置とが一致してい
ないときであっても、スポットの径や形状を評価するこ
とができる。
【0024】また、本発明に係る光学系調整用試料にお
いて、粒子が蛍光性のものである場合には、落射蛍光照
明により粒子をS/N比よく認識できるので好適であ
る。膜がゲルである場合には、膜の屈折率の値が水の屈
折率の値と近くなり、水浸系の顕微鏡の光学系の評価ま
たは調整を行う上で好適である。光試薬がケイジド蛍光
色素である場合には、スポットを記録する上で好適であ
り、光試薬がフォトクロミック化合物である場合には、
繰り返し使用する場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る光学系評価用試料の断面図で
ある。
【図2】本実施形態に係る光学系評価方法および光学系
調整方法を説明するタイミングチャートである。
【図3】本実施形態に係る光学系評価方法および光学系
調整方法における操作光の照射を説明する図である。
【図4】本実施形態に係る光学系評価方法および光学系
調整方法を説明するための光学系評価用試料の断面図で
ある。
【符号の説明】
10…光学系評価用試料、11…透明基板、12…粒
子、13…光試薬を含む膜、14…スポット領域、20
…対物レンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01N 21/01 G01N 21/01 A // G02B 21/00 G02B 21/00 (56)参考文献 特開 平10−153529(JP,A) 特開 平7−289285(JP,A) 特開 平9−288237(JP,A) 特開 平10−90169(JP,A) 特開2000−111841(JP,A) 特開 平9−184807(JP,A) 特開 平9−43147(JP,A) 特開 平10−293099(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 1/00 - 1/44 C09K 9/00 - 9/02 C09K 11/00 - 11/89 G01N 21/01 G02B 21/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の表面上に粒子が存在し、光試
    薬を含む膜が前記透明基板の表面上の前記粒子を覆って
    形成されていることを特徴とする光学系評価用試料。
  2. 【請求項2】 前記粒子が蛍光性のものであることを特
    徴とする請求項1記載の光学系評価用試料。
  3. 【請求項3】 前記膜がゲルであることを特徴とする請
    求項1記載の光学系評価用試料。
  4. 【請求項4】 前記光試薬がケイジド蛍光色素であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の光学系評価用試料。
  5. 【請求項5】 前記光試薬がフォトクロミック化合物で
    あることを特徴とする請求項1記載の光学系評価用試
    料。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の光学系評価用試料の前記
    粒子に試料観察時の像面位置を合わせ、 前記光学系評価用試料に操作光を照射してスポット領域
    を形成し、 前記光学系評価用試料の前記スポット領域の位置に試料
    観察時の像面位置を合わせるとともに、この像面位置合
    わせに際して要した像面位置の移動量を求め、 この像面位置の移動量に基づいて前記操作光の光学系を
    評価する、 ことを特徴とする光学系評価方法。
  7. 【請求項7】 前記スポット領域の径または形状の観察
    にも基づいて前記操作光の光学系を評価することを特徴
    とする請求項6記載の光学系評価方法。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の光学系評価方法による前
    記操作光の光学系の評価結果に基づいて前記操作光の光
    学系を調整することを特徴とする光学系調整方法。
JP29987999A 1999-10-21 1999-10-21 光学系評価用試料、光学系評価方法および光学系調整方法 Expired - Fee Related JP3413377B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29987999A JP3413377B2 (ja) 1999-10-21 1999-10-21 光学系評価用試料、光学系評価方法および光学系調整方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29987999A JP3413377B2 (ja) 1999-10-21 1999-10-21 光学系評価用試料、光学系評価方法および光学系調整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001116665A JP2001116665A (ja) 2001-04-27
JP3413377B2 true JP3413377B2 (ja) 2003-06-03

Family

ID=17878063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29987999A Expired - Fee Related JP3413377B2 (ja) 1999-10-21 1999-10-21 光学系評価用試料、光学系評価方法および光学系調整方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3413377B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007048409A1 (de) * 2007-10-09 2009-04-16 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Verfahren zum Positionieren von biologischen Proben in einer mikroskopischen Anordnung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001116665A (ja) 2001-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5034613A (en) Two-photon laser microscopy
JP6452663B2 (ja) 三次元の回折限界未満の画像解像技術
EP0601714B1 (en) Method and device for determining location and the number of a fluorescent molecule
EP1254392B1 (en) Quantified fluorescence microscopy
US5835262A (en) Multi-wavelength optical microscope
Ghiran Introduction to fluorescence microscopy
CN101821608A (zh) 用于对样本成像的方法和系统
JPS63500334A (ja) フローサイトメーター用の生物細胞による散乱光測定装置
Li et al. Autofluorescence detection in analytical chemistry and biochemistry
US6756591B1 (en) Method and device for photothermal imaging tiny particles immersed in a given medium
US6733946B2 (en) Three dimensional optical memory storage
JPH11132728A (ja) 光学的サンプルの厚み測定方法および装置
JP3413377B2 (ja) 光学系評価用試料、光学系評価方法および光学系調整方法
Picciolo et al. Reduction of fading of fluorescent reaction product for microphotometric quantitation
CN111751372B (zh) 单个生物分子的空间精准定位系统及定位方法
JP2000131236A (ja) 蛍光物質が混合された物質の濃度を決定するためのシステムならびにその使用方法
JPH06337320A (ja) 光導波路作製法および装置
Liebman et al. [89] Lateral diffusion of visual pigment in rod disk membranes
US20030170732A1 (en) Liquid-containing substance analyzing device and liquid-containing substance analyzing method
JPS6131907A (ja) 膜厚測定装置
WO2014188621A1 (ja) 検査方法、センサ
JP2004199041A (ja) 照射変更自在型光学顕微鏡およびこのような顕微鏡の作動プロセス
JP2020112633A (ja) 顕微観察方法及び顕微観察用試料保持具
JP2001074657A (ja) 光計測方法および装置
JP2020515828A (ja) 落射蛍光集光用のパターン形成光学系

Legal Events

Date Code Title Description
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080328

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090328

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees