JP4033045B2

JP4033045B2 - 光分析装置

Info

Publication number: JP4033045B2
Application number: JP2003155519A
Authority: JP
Inventors: 豊彦田中
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004354342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物質の定性・定量に用いられる光分析装置に関し、特に上下に対面させた一対の反射対物鏡を使用した光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に、光分析装置の一例として従来のフーリエ変換赤外分光光度計６０に組み合わせて使用される赤外顕微鏡の構成図を示す（例えば、特許文献１参照。）。この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た顕微鏡で、微粒子、材料中の異物や欠陥、複合材料の組成分析、生物組織の研究、材料の組成、構造、結晶化度、分子や結晶の異方性等の研究などに使われるものである。
【０００３】
一般に赤外顕微鏡は透過法、反射法のいずれも使用できるが、透過法で使用する場合、焦点調整ダイアル９が装置本体の側面に設けられており、回転させることにより、試料ステージ６を垂直方向に移動させることができる。反射観察照明用ハロゲンランプ１２を点灯して、試料ステージ６上に試料１３を載せ、接眼レンズ２から観察して焦点調整ダイアル９を回転し、反射光により試料１３の表面を光の焦点面（画像がシャープに観察できる位置）に位置させる。そして、反射観察照明用ハロゲンランプ１２を消灯する。次にフーリエ変換赤外分光光度計６０のマイケルソン干渉計からの赤外光が、透過／反射切替ミラー１０で反射し、図の下方の反射鏡３７、３６を介して、反射鏡３１を透過し、反射鏡３２で反射して集光鏡７（カセグレン鏡）に入り、直径約１ｍｍ程度に絞られて、試料ステージ６上の試料１３に照射される。
【０００４】
一方、前記試料１３を透過した光は、倍率１５倍程度の反射対物鏡４（カセグレン鏡）により集光されて、反射鏡３３を透過し、可変アパーチャ３、反射鏡３８を透過し、反射鏡３９、４０を介して凹面の反射鏡４１で集光されて微小面積のＨｇＣｄＴｅなどの半導体（ＭＣＴ）検出器１１に入り検出される。検出された信号はフーリエ変換されて赤外スペクトルになる。
【０００５】
前記試料１３の可視像を眼で観察したり、写真撮影したり、ＴＶモニタで観察したりする場合は、透過観察照明用ハロゲンランプ８からの光が、反射鏡３１、３２により集光鏡７で試料ステージ６上の試料１３に当てられ、その透過光は反射対物鏡４、反射鏡３３を透過し、可変アパーチャ３を通り、反射鏡３８で反射され、反射鏡４２を透過し、プリズム４３で反射されて接眼レンズ２から試料像が観察される。また、撮像装置取付口１に撮影カメラまたはＴＶカメラが取り付けられて、撮影または撮像が行われる。
【０００６】
前記試料ステージ６は、図８（ａ）、（ｂ）に示すような移動テーブル６ａに光を通すための窓穴６ｂが開けられており、その窓穴６ｂの周辺に試料１３を掴んで固定するための掴み具６ｃが設けられている。この試料ステージ６には、図示しないが３軸方向に移動させるモータを設けて、マイコンによりに試料表面の３次元マッピングを行えるようにしたものもある。なお、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＡ−Ａの断面図である。
【０００７】
また図９（ａ）に示すように、前記反射対物鏡４には凸ミラー４ａと凹ミラー４ｂが、前記集光鏡７には凸ミラー７ａと凹ミラー７ｂがそれぞれ向かい合う形で組み込まれており、前記凸ミラー４ａ及び凸ミラー７ａを支持するそれぞれのフレーム周辺部は、図９（ｂ）（図９（ａ）のＡ−Ａ面から見た図）に示すような空間部が存在する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１７４７０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の赤外顕微鏡は以上のように構成されており、試料ステージ６に光を通すための窓穴６ｂが開けられているので、試料１３を試料ステージ６上に載せて位置や向きを調節したり、掴み具６ｃで固定したりしている最中に、前記窓穴６ｂから誤って試料を下に落としてしまうことがある。この場合、試料１３は下方の前記集光鏡７の空間内に落ち込んでしまい、試料１３を取り出すのに非常に手間が掛かったり、場合によっては試料を紛失してしまうこともある。このような問題を解消する対策として、赤外線を通す材質で作られた窓板を、試料ステージ６の窓穴６ｂや集光鏡７の上部に設けたりする方法が考えられるが、この窓板を設けることによって光の透過率が低下するという新たな問題が発生する。また、この欠点を解消するため光度測定時のみ光路を開き、測定準備中は閉じておく機械式シャッターを取り付けるという方法も考えられるが、これによってまたコストアップを招くという問題が発生する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、試料の落下、紛失を低コストで、光透過率の低下を招かずに防止することができる光分析装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光分析装置は、一対の反射対物鏡を上下に対面させて、その間に試料を配置して該試料に光を当て、該光の透過光または反射光から試料の特性を分析する光分析装置において、下方位置にある反射対物鏡内への試料侵入を防止する着脱可能な紙素材のシャッターを備え、前記シャッターは外形が前記反射対物鏡の上面と略同一であり、外形に沿って複数の凸部を有する。本発明の光分析装置は、上記のように構成されており、下方位置にある反射対物鏡をカバーする使い捨てシャッターを備えることにより、反射対物鏡への試料の落ち込みを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の光分析装置の実施例を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の光分析装置の一実施例として、赤外顕微鏡により試料を分析する場合の構成を示したものである。本赤外顕微鏡は、図７に示した赤外顕微鏡の試料ステージ６上から試料１３が落下して集光鏡７内に侵入することを防止するための使い捨てシャッター１６を取り付けるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
前記使い捨てシャッター１６は、紙を基材とし、図２の平面図に示すように、集光鏡７の上面径よりも大きめの円形部１６ａと、左右２つの短凸部１６ｂ、１６ｃと、長凸部１６ｄからなるおたまじゃくしのような形状をしている。この使い捨てシャッター１６は、例えば図３に示すようなＡ４大の少し厚手の紙材に複数個の使い捨てシャッター１６がくりぬき可能に形成されており、赤外顕微鏡の取扱い説明書にその使用方法が記載されていると共に、取扱い説明書に閉じ込むかその付属品として供給されるようにしている。これにより、前記使い捨てシャッター１６をくり抜いて使い切った後、供給用紙に残っている使い捨てシャッターのあと形を利用して別の用紙にコピーして複製使用することが可能となる。
【００１３】
そして、この使い捨てシャッター１６を使用する際には、図４に示すように前記短凸部１６ｂ、１６ｃおよび長凸部１６ｄをそれぞれ山側になるようにして折り曲げ、長凸部１６ｄが赤外顕微鏡の正面にくるようにして前記集光鏡７の上部に被せる。
【００１４】
次に、図１を参照しながら本赤外顕微鏡を用いて試料を分析する場合の前記使い捨てシャッター１６の使用手順を説明する。先ず透過法により試料１３を分析する場合は、図４に示したように使い捨てシャッター１６の短凸部１６ｂ、１６ｃ及び長凸部１６ｄをそれぞれ山側になるように折り曲げ集光鏡７に被せる。次に試料１３を試料ステージ６上に固定する。次いで反射観察照明用ハロゲンランプ１２を点灯して、接眼レンズ２から観察して焦点調整ダイアル９を回転し、反射光により試料１３の表面を光の焦点面に位置させる。そして、反射観察照明用ハロゲンランプ１２を消灯する。
【００１５】
次いで、前記使い捨てシャッター１６の長凸部１６ｄを持って、集光鏡７から取り除く。必要なら赤外光を当てる前に使い捨てシャッター１６を外した状態で、ハロゲンランプ１２による可視観察を行う。そして、フーリエ変換赤外分光光度計６０のマイケルソン干渉計からの赤外光を透過／反射切替ミラー１０に当てる。この赤外光は該透過／反射切替ミラー１０で反射して図の下方の反射鏡３７、３６を介して、反射鏡３１を透過し反射鏡３２で反射して集光鏡７に入り、試料ステージ６上の試料１３に当てられる。
【００１６】
一方、試料を透過した光は、反射対物鏡４により集光されて、反射鏡３３を透過し、可変アパーチャ３、反射鏡３８を透過し、反射鏡３９、４０を介して凹面の反射鏡４１で集光されて半導体検出器１１に入り検出される。この検出信号は、さらにフーリエ変換され赤外スペクトルになる。
【００１７】
上記のように、試料１３を試料ステージ６に固定したり、焦点を合わせる段階においては、集光鏡７は使い捨てシャッター１６によりカバーされているので、万一試料１３が試料ステージ６の窓穴６ｂから落下した場合でも集光鏡７内に侵入することはない。また、試料１３の傾きを変える必要がある場合は、前記使い捨てシャッター１６を再度前記集光鏡７に被せてから行うようにすれば、この間に試料１３が集光鏡７に侵入することが防止できる。
【００１８】
さらに、前記使い捨てシャッター１６を図５（ａ）、（ｂ）に示すように、前記円形部１６ａの周囲に紙を基材とするリング１７ａを貼り合わせた使い捨てシャッター１７を使用してもよい。これにより、試料１３が試料ステージ６から落下しても、試料１３はこの使い捨てシャッター１７内に留まり、床にまで落ちて紛失してしまうことも防止することができる。なお、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａの断面図である。
【００１９】
図６は、本赤外顕微鏡で反射法により試料１３を分析する場合の構成を示したもので、図１の透過法による場合に対し、透過／反射切替ミラー１０の傾斜方向が逆向きになっている。この場合には、最初から図４に示したように使い捨てシャッター１６を集光鏡７に被せておく。そして、反射観察照明用ハロゲンランプ１２を点灯して、透過法の場合と同様に試料１３の表面を光の焦点面に位置させた後消灯する。フーリエ変換赤外分光光度計６０のマイケルソン干渉計からの赤外光が、透過／反射切替ミラー１０で反射し図の上方の反射鏡３４、３５で反射し、反射鏡３３で反射して、反射対物鏡４に入り、試料１３に当てられる。一方、試料１３を反射した光は、透過法の場合と同様にして半導体検出器１１で検出され、赤外スペクトルに変換される。
【００２０】
前記使い捨てシャッター１６は、図２に示したその形状をＸ−Ｙ軸の座標で表し、その各座標点であるディジタル値をフロッピなどの記憶媒体にメモリし、これを赤外顕微鏡の付属品として供給することができる。使用者は、この記憶媒体をパソコンに入れプリンタで出力することにより図２のような使い捨てシャッター１６の形状が得られ、これを切り抜いて使用する。
【００２１】
以上の実施例は赤外顕微鏡によるものであるが、本発明は、一対の反射対物鏡を対面させて試料の透過光または透過光を測定して、試料を観察・分析する光分析装置に適用されるもので、紙基材で作られた使い捨てシャッターを付属すると共に、これを下方の反射対物鏡に被せることにより試料などの異物の侵入を防止したことにあり、使い捨てシャッターの形状は本実施例に限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】
上記のように構成されることにより、紙基材の使い捨てシャッターを用いて、光学系への異物侵入を低コストで防止することができ、さらに使い捨てシャッターを容易に再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光分析装置の構成図である。
【図２】実施例に係わる使い捨てシャッターの外形図である。
【図３】実施例に係わる使い捨てシャッターの供給用紙である。
【図４】実施例に係わる使い捨てシャッターの斜視図である。
【図５】実施例に係わる他の使い捨てシャッターの平面図（ａ）とＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図６】本発明の光分析装置の構成図である。
【図７】従来の赤外顕微鏡の構成図である。
【図８】試料ステージの平面図（ａ）とＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図９】反射対物鏡と集光鏡による集光状況を示す図（ａ）と集光鏡の上面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１撮影装置取付口
２接眼レンズ
３可変アパーチャ
４反射対物鏡
４ａ、７ａ凸ミラー
４ｂ、７ｂ凹ミラー
６試料ステージ
６ａ移動テーブル
６ｂ窓穴
６ｃ掴み具
７集光鏡
８透過観察照明用ハロゲンランプ
９焦点調整ダイアル
１０透過／反射切替ミラー
１１半導体検出器
１２反射観察照明用ハロゲンランプ
１３試料
１６、１７使い捨てシャッター
１６ａ円形部
１６ｂ、１６ｃ短凸部
１６ｄ長凸部
１７ａリング
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２反射鏡
４３プリズム
６０フーリエ変換赤外分光光度計

Claims

一対の反射対物鏡を上下に対面させて、その間に試料を配置して該試料に光を当て、該光の透過光または反射光から試料の特性を分析する光分析装置において、下方位置にある反射対物鏡内への試料侵入を防止する着脱可能な紙素材のシャッターを備え、前記シャッターは外形が前記反射対物鏡の上面と略同一であり、外形に沿って複数の凸部を有することを特徴とする光分析装置。