JPH01134217A - 極微弱光用顕微分光装置 - Google Patents
極微弱光用顕微分光装置Info
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- JPH01134217A JPH01134217A JP29216187A JP29216187A JPH01134217A JP H01134217 A JPH01134217 A JP H01134217A JP 29216187 A JP29216187 A JP 29216187A JP 29216187 A JP29216187 A JP 29216187A JP H01134217 A JPH01134217 A JP H01134217A
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- Japan
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- optical system
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- beams
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
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Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、極微弱光のための分光装置に係り、特に、バ
イオルミネッセンス、ケミルミネッセンス、生体試料か
らの蛍光、極微弱発光等、生体試料等の微細部分からの
極微弱光の分光検出を可能にした分光装置に関する。
イオルミネッセンス、ケミルミネッセンス、生体試料か
らの蛍光、極微弱発光等、生体試料等の微細部分からの
極微弱光の分光検出を可能にした分光装置に関する。
（従来の技術）
バイオルミネッセンス、ケミルミネッセンス、生体試料
からの蛍光、発光等、生体試料等にみられる極微弱光の
分光検出を、Ｖ４ＭＳ、又はＰ工ＡＳ等の二次元光子計
数装置を検出器として用いた空間的インターフェログラ
ムタイプのフーリエ分光装置によって行うことは既に提
案したく昭和６２年１０月２６日出願・ 「極微弱光分
光装置」）。これらの二次元光子計数装置は、極微弱光
を発する物体からの光子が形成するインターフェログラ
ムを、入射光子の数を計数して画像化して検出するもの
であり、インターフェログラムは、例えば、偏光子、ウ
ォラストンプリズム、検光子及び結像レンズからなる二
光束分割干渉計によって形成され、この空間周波数分布
の分析（フーリエ変換）を行って、極微弱光のスペクト
ル分布を求めるものである。
からの蛍光、発光等、生体試料等にみられる極微弱光の
分光検出を、Ｖ４ＭＳ、又はＰ工ＡＳ等の二次元光子計
数装置を検出器として用いた空間的インターフェログラ
ムタイプのフーリエ分光装置によって行うことは既に提
案したく昭和６２年１０月２６日出願・ 「極微弱光分
光装置」）。これらの二次元光子計数装置は、極微弱光
を発する物体からの光子が形成するインターフェログラ
ムを、入射光子の数を計数して画像化して検出するもの
であり、インターフェログラムは、例えば、偏光子、ウ
ォラストンプリズム、検光子及び結像レンズからなる二
光束分割干渉計によって形成され、この空間周波数分布
の分析（フーリエ変換）を行って、極微弱光のスペクト
ル分布を求めるものである。
ところで、上記した極微弱光分光装置を用いて微少物体
の特定の微細部分からの極微弱発光の分光検出を行うこ
とは試みられてはいなかった。
の特定の微細部分からの極微弱発光の分光検出を行うこ
とは試みられてはいなかった。
（発明が解決しようとする問題点）
したがって、本発明は、干渉縞を光子受光位置検出可能
な二次元光子計数装置によって検出する空間的インター
フェログラムタイプのフーリエ分光装置を用いて、微少
物体の特定の微細部分からの極微弱光を分光検出するこ
とができる分光装置を提供することを目的とする。
な二次元光子計数装置によって検出する空間的インター
フェログラムタイプのフーリエ分光装置を用いて、微少
物体の特定の微細部分からの極微弱光を分光検出するこ
とができる分光装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明の極微弱光用顕微分光装置は１分光すべき光子放
出物体を対物レンズで拡大して結像し、その拡大像の後
に拡大像の一部を取り出すアパーチャーを配置し、この
アパーチャーからの光を。
出物体を対物レンズで拡大して結像し、その拡大像の後
に拡大像の一部を取り出すアパーチャーを配置し、この
アパーチャーからの光を。
入射光を異なる二光束に分ける光学系と、分けられた二
光束の干渉縞を結像させる結像光学系と、結像干渉縞を
検出する光子受光位置検出可能な二次元光子計数装置と
からなる空間的インターフェログラムタイプのフーリエ
分光装置に入射させて、フーリエ分光を行うものである
。
光束の干渉縞を結像させる結像光学系と、結像干渉縞を
検出する光子受光位置検出可能な二次元光子計数装置と
からなる空間的インターフェログラムタイプのフーリエ
分光装置に入射させて、フーリエ分光を行うものである
。
（作用）
一分光すべき光子放出物体は対物レンズによって拡大さ
れ、アパーチャーによってその分光すべき部分が取り出
され、その部分から放出される光子のフーリエ分光分析
が行われるので、微少物体の各部分からの極微弱光を分
光分析することができる。
れ、アパーチャーによってその分光すべき部分が取り出
され、その部分から放出される光子のフーリエ分光分析
が行われるので、微少物体の各部分からの極微弱光を分
光分析することができる。
（実施例）
微少物体の試料をｗ４察するのに顕微鏡が用いられる。
顕微鏡の光学系は、第７図に示したように、対物レンズ
Ｌｏと接眼レンズＬｅから構成され、試料Ｏは対物レン
ズＬＯによって、その後側焦点Ｆｏ’からＤｏの距離の
位置に拡大実像工として結像され、この実像工は接眼レ
ンズＬｅによって明視の距離に虚像Ｏ′として拡大観察
される。
Ｌｏと接眼レンズＬｅから構成され、試料Ｏは対物レン
ズＬＯによって、その後側焦点Ｆｏ’からＤｏの距離の
位置に拡大実像工として結像され、この実像工は接眼レ
ンズＬｅによって明視の距離に虚像Ｏ′として拡大観察
される。
この顕微鏡対物レンズを用いて１分光検出する試料を拡
大結像させる。第１図において、試料○は顕微鏡対物レ
ンズＬｏにより実像Ｉとして拡大して結像される。結像
された実像の分光分析すべき部分のみが、実像形成位置
の直後に配置されたアパーチャーＡによって取り出され
、コリメーシゴンレンズＬ１．偏光子Ｐ、ウォラストン
プリズムＷ、検光子Ｋ及び結像レンズＬ２からなる二光
束分割干渉計に入射する。コリメーションレンズＬ１を
経て入射した試料０の特定の微細部分からの光は、偏光
子Ｐを経て所定の偏光成分だけが通り、ウォラストンプ
リズムＷによって相互に直交する偏光成分に分けられ、
検光子Ｋを経てレンズＬ２により、光子受光位置検出可
能な二次元光子計数装置り上にインターフェログラムを
形成する。
大結像させる。第１図において、試料○は顕微鏡対物レ
ンズＬｏにより実像Ｉとして拡大して結像される。結像
された実像の分光分析すべき部分のみが、実像形成位置
の直後に配置されたアパーチャーＡによって取り出され
、コリメーシゴンレンズＬ１．偏光子Ｐ、ウォラストン
プリズムＷ、検光子Ｋ及び結像レンズＬ２からなる二光
束分割干渉計に入射する。コリメーションレンズＬ１を
経て入射した試料０の特定の微細部分からの光は、偏光
子Ｐを経て所定の偏光成分だけが通り、ウォラストンプ
リズムＷによって相互に直交する偏光成分に分けられ、
検光子Ｋを経てレンズＬ２により、光子受光位置検出可
能な二次元光子計数装置り上にインターフェログラムを
形成する。
このインターフェログラムは、極微弱光源である試料０
の特定部分からの各波長成分が形成する干渉縞（干渉縞
の間隔は波長に依存する）を重ね合わせたものであるの
で、これを空間的にフーリエ変換してその空間周波数分
布を分析することによって、試料０の特定部分からの発
光のスペクトル分布を求めることができる。
の特定部分からの各波長成分が形成する干渉縞（干渉縞
の間隔は波長に依存する）を重ね合わせたものであるの
で、これを空間的にフーリエ変換してその空間周波数分
布を分析することによって、試料０の特定部分からの発
光のスペクトル分布を求めることができる。
用いられる二次元光子計数装置には、第５図に示したよ
うに、二次元光子計数管と低残像ビジコンを組み合わせ
たもの（ＶＩＡＳ）が含まれる。
うに、二次元光子計数管と低残像ビジコンを組み合わせ
たもの（ＶＩＡＳ）が含まれる。
第５図において、二次元光子計数管１の光電面２に入射
した光子は光電子に変換され、この光電子はメツシュ３
、電子レンズ４を経て２段接続のマイクロチャンネルプ
レート（ＭＣＰ）５に入射して増幅され、出射面の蛍光
面６に当って輝点を形成する。この輝点はレンズ７によ
って低残像ビジコン８の光電面に結像し、ビジコン８の
出力から光子が対応する輝点の二次元の位置がパルス信
号として求められるので、この輝点の分布をとることに
よって極微弱光物体の画像が求められる。また、第６図
のＰＩＡＳにおいては、光電面２からＭＣＰりに至るま
での構成は第５図のものと同様であり（もっとも、第６
図のＭＣＰ５は３段接続である）、ＭＣＰ５から出る電
子群はその後に配置されたシリコン半導体装置検出器（
ＰＳＤ）９に入射し、電子衝撃効果によってさらに増幅
され、パルス信号としてＰＳＤ９から出力される。ＰＳ
Ｄ９はその周辺に４個の信号出力電極１０を持つ電荷分
配型の位置検出器であり、ＰＳＤ９内部で発生した電荷
は、表面の抵抗層を経てこれら４個の電極１ｏにその発
生位置に応じて分配される。
した光子は光電子に変換され、この光電子はメツシュ３
、電子レンズ４を経て２段接続のマイクロチャンネルプ
レート（ＭＣＰ）５に入射して増幅され、出射面の蛍光
面６に当って輝点を形成する。この輝点はレンズ７によ
って低残像ビジコン８の光電面に結像し、ビジコン８の
出力から光子が対応する輝点の二次元の位置がパルス信
号として求められるので、この輝点の分布をとることに
よって極微弱光物体の画像が求められる。また、第６図
のＰＩＡＳにおいては、光電面２からＭＣＰりに至るま
での構成は第５図のものと同様であり（もっとも、第６
図のＭＣＰ５は３段接続である）、ＭＣＰ５から出る電
子群はその後に配置されたシリコン半導体装置検出器（
ＰＳＤ）９に入射し、電子衝撃効果によってさらに増幅
され、パルス信号としてＰＳＤ９から出力される。ＰＳ
Ｄ９はその周辺に４個の信号出力電極１０を持つ電荷分
配型の位置検出器であり、ＰＳＤ９内部で発生した電荷
は、表面の抵抗層を経てこれら４個の電極１ｏにその発
生位置に応じて分配される。
この結果、ＰＳＤ９に入射する電子群の重心位置すなわ
ち、輝点位置に対応する信号が４個の電極１０から得ら
れる。ＰＳＤ９から得られるパルス信号はアンプ１２で
増幅された後１位置演算装置１１に導かれる。ここで、
これらパルス信号を積分回路１３で積分して各電極１０
からの電荷量を求める１次に、これらの信号を加減算回
路１４に導き、ウィンドゲート１５を介してイベント信
号を出力すると共に、除算器１６に導いて位置信号に変
換し、ＡＤ交換器１７でＡＤ変換して出力する。この出
力信号を処理して輝点の分布を求め、極微弱光発生物体
の画像を得ることができる。なお、第５図、第６図にお
いて、符号りは入射光子（矢印）を光電面２上に結像さ
せる対物レンズを示している。
ち、輝点位置に対応する信号が４個の電極１０から得ら
れる。ＰＳＤ９から得られるパルス信号はアンプ１２で
増幅された後１位置演算装置１１に導かれる。ここで、
これらパルス信号を積分回路１３で積分して各電極１０
からの電荷量を求める１次に、これらの信号を加減算回
路１４に導き、ウィンドゲート１５を介してイベント信
号を出力すると共に、除算器１６に導いて位置信号に変
換し、ＡＤ交換器１７でＡＤ変換して出力する。この出
力信号を処理して輝点の分布を求め、極微弱光発生物体
の画像を得ることができる。なお、第５図、第６図にお
いて、符号りは入射光子（矢印）を光電面２上に結像さ
せる対物レンズを示している。
このような顕微フォトカウンティング分光装置・ に
用いられる１分割された二光束の干渉縞を結像させる結
像光学系としては、第１図のような干渉計の外に、例え
ば第２図〜第４図のようなものが用いられる。各回にお
いて、試料０から顕微鏡対物レンズＬｏを経てアパーチ
ャーＡに至る光学系は第１図の場合と同じであるので、
この点の説明は省く、第２図に示したものは三角光路コ
モンパス干渉計と呼ばれるものは三角光路コモンパス干
渉計と呼ばれるものを利用する場合で、ミラーＭ１を破
線の位置に置くと、ビームスプリッタ−ＢＳによって分
割された光束は再びビームスプリッタ−ＢＳによって完
全に重なり合い、レンズＬの稜点平面には球面波が到達
する。ミラーＭ１をこの破線からａだけ離れた位置（実
線）に置くと、二光束は平行にずれ、第２図に示したよ
うに角度θをもって二次元光子計数装置り面上に到達し
、干渉縞をつくる。第３図に示したものはマイケルソン
干渉計を用いるものであって、二光束のミラーをそれぞ
れ光軸に対して逆方向（あるいは、−方だけでもよい）
に僅かに傾ける。すると、ミラーＭ□位置でのミラーＭ
、の等偏位置Ｍ ２ ’は、Ｍｌに比べて光軸からの距
離Ｘに比例した光路長差θＸ（θは二光束のなす角度）
を生じる。結像レンズＬ２でミラーをａｍすると、二光
束の光路長差でできる干渉縞が検出器り面に得られる。
用いられる１分割された二光束の干渉縞を結像させる結
像光学系としては、第１図のような干渉計の外に、例え
ば第２図〜第４図のようなものが用いられる。各回にお
いて、試料０から顕微鏡対物レンズＬｏを経てアパーチ
ャーＡに至る光学系は第１図の場合と同じであるので、
この点の説明は省く、第２図に示したものは三角光路コ
モンパス干渉計と呼ばれるものは三角光路コモンパス干
渉計と呼ばれるものを利用する場合で、ミラーＭ１を破
線の位置に置くと、ビームスプリッタ−ＢＳによって分
割された光束は再びビームスプリッタ−ＢＳによって完
全に重なり合い、レンズＬの稜点平面には球面波が到達
する。ミラーＭ１をこの破線からａだけ離れた位置（実
線）に置くと、二光束は平行にずれ、第２図に示したよ
うに角度θをもって二次元光子計数装置り面上に到達し
、干渉縞をつくる。第３図に示したものはマイケルソン
干渉計を用いるものであって、二光束のミラーをそれぞ
れ光軸に対して逆方向（あるいは、−方だけでもよい）
に僅かに傾ける。すると、ミラーＭ□位置でのミラーＭ
、の等偏位置Ｍ ２ ’は、Ｍｌに比べて光軸からの距
離Ｘに比例した光路長差θＸ（θは二光束のなす角度）
を生じる。結像レンズＬ２でミラーをａｍすると、二光
束の光路長差でできる干渉縞が検出器り面に得られる。
第４図は四角光路コモンバス干渉計と呼ばれるものを利
用する場合で、被測定光はビームスプリッタ−ＢＳで二
光束に分けられ、四角光路をそれぞれ逆回りしてビーム
スプリッタ−ＢＳで再び結合し、検出器り上で干渉縞を
作る。
用する場合で、被測定光はビームスプリッタ−ＢＳで二
光束に分けられ、四角光路をそれぞれ逆回りしてビーム
スプリッタ−ＢＳで再び結合し、検出器り上で干渉縞を
作る。
（発明の効果）
本発明は、空間的インターフェログラムタイプのフーリ
エ分光装置の入射光として、対物レンズによって拡大さ
れ、アパーチャーによって選択された微小物体の特定の
微細部分からの極微弱光を用いるので、例えば細胞の特
定部分から出るバイオルミネッセンスを分光分析できる
等、従来困難とされていた微小物体内部の構造を調べる
うえで極めて有効なものである。
エ分光装置の入射光として、対物レンズによって拡大さ
れ、アパーチャーによって選択された微小物体の特定の
微細部分からの極微弱光を用いるので、例えば細胞の特
定部分から出るバイオルミネッセンスを分光分析できる
等、従来困難とされていた微小物体内部の構造を調べる
うえで極めて有効なものである。
第１図は本発明の１実施例である二光束分割干渉計を用
いた極微弱光用顕微分光装置の光路図。 第２図〜第４図は他の実施例構成を示す光路図。 第５図は本発明の分光装置に用いる二次光子計数管と低
残像ビジコンを組み合わせた二次元光子計数装置の断面
図、第６図は本発明の分光装置に用いる光子計数型画像
計測装置の断面図、第７図は顕微鏡光学系の光路図であ
る。 ０：物体（試料） Ｌｏ：対物レンズエ：実像
Ａニアパーチャー Ｌｏ：コリメーシ目ンレンズ Ｐ：偏光子Ｗ：ウォラ
ストンプリズム Ｋ：検光子Ｌ２：結像レンズ Ｄ
：二次光子計数装置第 １ ２ ｌ Ａ 第 ３ 図 第７図 ｅ
いた極微弱光用顕微分光装置の光路図。 第２図〜第４図は他の実施例構成を示す光路図。 第５図は本発明の分光装置に用いる二次光子計数管と低
残像ビジコンを組み合わせた二次元光子計数装置の断面
図、第６図は本発明の分光装置に用いる光子計数型画像
計測装置の断面図、第７図は顕微鏡光学系の光路図であ
る。 ０：物体（試料） Ｌｏ：対物レンズエ：実像
Ａニアパーチャー Ｌｏ：コリメーシ目ンレンズ Ｐ：偏光子Ｗ：ウォラ
ストンプリズム Ｋ：検光子Ｌ２：結像レンズ Ｄ
：二次光子計数装置第 １ ２ ｌ Ａ 第 ３ 図 第７図 ｅ
Claims (7)
- （１）分光すべき光子放出物体を対物レンズで拡大して
結像し、その拡大像の後に拡大像の一部を取り出すアパ
ーチャーを配置し、このアパーチャーからの光を、入射
光を異なる二光束に分ける光学系と、分けられた二光束
の干渉縞を結像させる結像光学系と、結像干渉縞を検出
する光子受光位置検出可能な二次元光子計数装置とから
なる空間的インターフェログラムタイプのフーリエ分光
装置に入射させて、フーリエ分光を行うことを特徴とす
る極微弱光用顕微分光装置。 - （２）入射光を異なる二光束に分ける光学系と、分けら
れた二光束の干渉縞を結像させる結像光学系とが、偏光
子、ウォラストンプリズム、検光子及び結像レンズから
なる二光束分割干渉計よりなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の極微弱光用顕微分光装置。 - （３）入射光を異なる二光束に分ける光学系と、分けら
れた二光束の干渉縞を結像させる結像光学系とが、三角
光路コモンパス干渉計よりなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の極微弱光用顕微分光装置。 - （４）入射光を異なる二光束に分ける光学系と、分けら
れた二光束の干渉縞を結像させる結像光学系とが、マイ
ケルソン干渉計よりなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の極微弱光用顕微分光装置。 - （５）入射光を異なる二光束に分ける光学系と、分けら
れた二光束の干渉縞を結像させる結像光学系とが、四角
光路コモンパス干渉計よりなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の極微弱光用顕微分光装置。 - （６）結像干渉縞を検出する光子受光位置検出可能な二
次元光子計数装置として、二次元光子計数管と低残像ビ
ジコンを組み合わせたものを用いることを特徴とする特
許請求の範囲第１項から第５項いずれかに記載の極微弱
光用顕微分光装置。 - （７）結像干渉縞を検出する光子受光位置検出可能な二
次元光子計数装置として、光子計数型画像計測装置を用
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項
いずれかに記載の極微弱光用顕微分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29216187A JPH01134217A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 極微弱光用顕微分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29216187A JPH01134217A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 極微弱光用顕微分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01134217A true JPH01134217A (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=17778336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29216187A Pending JPH01134217A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 極微弱光用顕微分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01134217A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0473853U (ja) * | 1990-11-08 | 1992-06-29 | ||
| JP2011237326A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Konica Minolta Holdings Inc | 干渉計及びそれを備えた分光装置 |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29216187A patent/JPH01134217A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0473853U (ja) * | 1990-11-08 | 1992-06-29 | ||
| JP2011237326A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Konica Minolta Holdings Inc | 干渉計及びそれを備えた分光装置 |
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