JPH02147939A - 顕微分光装置 - Google Patents

顕微分光装置

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JPH02147939A
JPH02147939A JP30277488A JP30277488A JPH02147939A JP H02147939 A JPH02147939 A JP H02147939A JP 30277488 A JP30277488 A JP 30277488A JP 30277488 A JP30277488 A JP 30277488A JP H02147939 A JPH02147939 A JP H02147939A
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Japan
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light
optical system
light source
diffraction grating
lens
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JP30277488A
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Sukotsuto Ronarudo
ロナルド・スコット
Tsutomu Ichimura
市村 勉
Fumio Inaba
稲葉 文男
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、顕微分光装置に関するものである。
さらに詳しくは、この発明は、明るく小型で操作性に優
れた顕微分光装置に関するものである。
(背景技術) 顕微分光装置は、従来より、顕微鏡的な大きさの試料の
吸収分光特性を測定し、それによりその試料中に含まれ
る吸光物質を量的あるいは質的に調べる装!として使用
されており、近年では、バイオルミネッセンス、ゲミ力
ルルミネッセンス、励起光の照射による蛍光等積々の再
放出光の分光特性を測定する装置としても開発されてき
ている。
このような顕微分光装置は顕微鏡と分光装置とを組合わ
せた構成となっているが、その分光装置としては、複数
の色ガラスフィルターを用いたものや反射型回折格子を
用いたものが使用されている。
しかしながら、複数の色ガラスフィルターを用いたらの
は明るさの点では優れているものの、測定時間が非常に
長くなるという問題点を有している。また、反射型回折
格子を用いたものは、特定の次数の回折光に光エネルギ
ーを集中できるという利点を有しているものの、明るさ
を決めるF数が大きいのでfiFR弱な光の検出は困難
となるという問題点を有しており、さらに分光装置が大
型にならざるを得す、また顕微鏡と分光装置との結合R
横が複雑になるという問題点も有している。たとえば、
従来のレーザラマン分光装置と顕微鏡とを組合わせ、1
μm程度の局所領域のラマン分光スペクトルを測定でき
るようにしたものとして、第6図のブロック構成図を有
する顕微ラマンシステムが開発されているが、この顕微
ラマンシステムは顕微鏡部分とレーザラマン分光装置部
分との結合機構が複雑になっている。
そのため、これまでは極微弱な光を発する試料に対し、
簡便に顕微分光測定をすることができないのが実状であ
った。
(発明の目的) この発明は、以上の通りの事情を踏まえてなされたもの
であり、極微弱光も検出できる程明るく、小型で操作性
に潰れた顕微分光装置を提供することを目的としている
(発明の開示) この発明は、上記の目的を実現するため、試料の拡大像
を形成する顕微鏡光学系、その拡大像の分光すべき部分
からの光を点状光源または線状光源とする集光光学系、
点状光源または線状光源の位置に焦点を有するコリメー
トレンズ、コリメートレンズを透過した光を分光する透
過型回折格子、透過型回折格子により回折された光を集
光する集光レンズおよび集光レンズの焦点位置に設置し
た一次元検出器または二次元検出器を有してなる顕微分
光装置を提供する。
この発明の顕微分光装置は、顕微鏡光学系と分光装置と
を組み合わせるいう点に関しては従来の顕微分光装置と
同様であり、また、その顕微鏡光学系自体も、従来の顕
微分光装置と同様に対物レンズ系と接眼レンズ系からな
る種々のB様の顕微鏡光学系を使用することができる。
しかし、分光装=としては、この発明者らが先に開発し
た多波長検出器(特願昭63−121990号、F高感
度分光装置」参照)を応用し、それにより小型の装置で
簡便に高感度の顕微分光測定を行えるようにするもので
ある。
以下、この発明のWA微分光装置を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、各図面において、共通の構成要素に
は同一の符号が付しである。
第1図は、この発明の顕微分光装置の全体構成の一例を
示した光学配置である。同図に示した顕微分光装置は、
試料(S)の拡大像を形成する顕微鏡光学系(I)と、
その拡大像の分光すべき部分からの光を分光検出する分
光検出光学系(II)とからなっており、その顕微鏡光
学系(I)は、試料(S)の照明用光源(図示せず)、
試料設置台(図示せず)、対物焦点([l)を有する対
物レンズ系(1)、および接眼焦点(Fl)を有する接
眼レンズ系(2)からなっている、このwima光学系
(I)においては、試料(S)の対物像(Sa)が対物
レンズ系(1)により対物焦点(F、)から距離(!J
1 )の位置に結像し、さらにその拡大ill (Sb
)が接眼レンズ系(2)により接眼焦点(F2)距離(
」2)の位置に形成されるようになっている。
顕微鏡光学系(I)としては、第2図に示したこの発明
の顕微分光装置のように、試料(S)の励起用光源US
)を有し、励起用光源(L、)により照射された試料(
S)の発光光の拡大像を形成するようにしたものでもよ
い、これにより、局所領域の試料(S)の螢光分析等を
することが可能となる。この場合、励起用光源(L、)
としては螢光分析に使用する公知の励起用光源を用いる
ことができるが、特に、波長選択可能なものとするのが
好ましい。
分光検出光学系(n)は、このようなgma光学系(I
)により形成した試料(S)の拡大l (Sb)を集光
光学系(3)により点状光源または線状光源とし、その
後に分光分析するものであり、前述のようにこの発明者
が開発した多波長検出器を応用した構成となっている。
すなわち、この分光検出光学系(II)は、試料(S)
の拡大像(Sb)を点状光源または線状光源とする集光
光学系(3)、点状光源または線状光源の位置に焦点を
有する開口数の小さいコリメートレンズ(4)、コリメ
ートレンズ(4)を透過した光を分光する透過型回折格
子(5)、透過型回折格子(5)により回折された光を
集光する集光レンズ(6)および集光レンズの焦点位置
に設置した一次元検出器または二次元検出器(7)を有
している。また、−次元検出器または二次元検出器(7
)の出力側にはコンピュータ(8)が接続しである。
この場合、集光光学系(3)としては、試料の拡大(i
 fsb)からの光を点状または線状に取り出せるもの
であれば特に制限はない、たとえば、第3図あるいは第
4図に示した分光検出光学系<n>のように、拡大(象
(Sb)の像面上にピンホールまたはスリット(3a)
を設け、拡大像(sb)からの光を絞れるようにしたも
のでもよいし、あるいは第5図に示した分光検出光学系
(II)のように、拡大像(Sb)からの光を集光窓か
ら集光し、点状または線状の射出端に射出するライトコ
ネクター(3b)により構成してもよい。
このような分光検出光学系(II)により試料の拡大像
(1b)からの光を分光分析するに際しては、上記第3
図に示したように、集光レンズ(6)から射出する回折
光が、実線で示した0次光(1o)や破線で示した+と
−の1次光([1)を形成するので、検出すべき回折光
が一次元検出器または二次元検出器(7)の中心にくる
ように調整できるようにする。この調整には、第3図に
示したように、−次元検出器または二次元検出器(7)
の位置をコリメートレンズ(4)および集光レンズ(6
)の光軸からシフトできるようにしてもよく、また、第
4図あるいは第5図に示したように、コリメートレンズ
(4)および集光レンズ(6)に対する透過型回折格子
(5)の設置角度を変えられるようにしてもよい。
一次元検出器または二次元検出器(7)としては、多波
長を同時に検出できる高感度のものを使用する。このよ
うな−次元検出器の例としては、光電面から放出される
電子をマイクロチャンネルプレートで増倍し、増倍した
電子を螢光面で発光させ、発光した螢光面をダイオード
アレイで検出する検出器(rSMAJプリンストンイン
スツルメンツ社製、「DR8S」トラコルノーザン社製
等)や、チャージカップルドデバイス(CCD)あるい
はプラズマカップルドデバイス(PCD)を利用した検
出器([冷却型CODカメラ」、「マルチチャンネル」
浜松ホトニクス株式会社製等)をあげることができる、
また、二次元検出器の例としては、光電面から放出され
る電子をマイクロチャンネルプレートで増倍し、増倍し
た電子を位置検出器で検出する検出器(rPIAS (
光子計数型画像計測装置)」浜松ホトニクス株式会社製
、r P S D J S、S、L、社製等)や、光電
面から放出される電子をマイクロチャンネルプレートで
増倍し、増倍した電子を螢光面で発光させ、発光した螢
光面をビジコンで検出する検出器(rVIM(顕微鏡用
画像処理装置)」浜松ホトニクス株式会社製等)をあげ
ることができる。
以上のように、集光光学系(3)、コリメートレンズ(
4)、透過型回折格子(5)、集光レンズ(6)および
−次元検出器または二次元検出器(7)を有するこの発
明の分光検出光学系(I[)は、試料(S)の拡大@ 
(Sb)の分光分析に際して次のように優れた作用を実
現する。すなわち、集光光学系(3)が拡大像(1b)
からの光を点状光源よなは線状光源としてコリメートレ
ンズ(4)に入射させるので、コリメートレンズ(4)
は拡大(1(1b)からの光を平行度の高い平行光線に
して透過型回折格子(5)に入射させる。したがって透
過型回折格子(5)はその分解能を十分に発揮するよう
になる。
またコリメートレンズ(4)と集光レンズ(6)との間
隔は透過型回折格子(5)の挿入が可能であるかぎり近
接させることができるので装置の小型化が実現される。
さらにコリメートレンズ(4)と集光レンズ(6)には
F数の小さい明るいレンズを使用することができるので
、両レンズの合成系となる光学系全体の明るさを十分に
大きくすることができ、微弱光の検出をも容易にするこ
とができる。
また、透過型回折格子(5)により分光した拡大像(s
b)からの光を多波長同時に検出できる高感度の一次元
検出器または二次元検出器(7)により検出するので微
弱光の多波長同時分析が可能となる。
(発明の効果) 以上、詳しく説明したように、この発明の顕微分光装置
は、その分光装置として、極微弱光の多波長同時分析を
簡便に行うことのできる多波長検出器を用いるので、明
る<、f!i弱光の検出もでき、小型で操作性に潰れた
ものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、それぞれこの発明の顕微分光装
置の光学配置図である。 第3図〜第5図は、それぞれこの発明の多波長発光分析
装置に使用する分光検出光学系の光学配置図である。 第6図は、従来の顕微ラマンシステムのブロック構成図
である。 (I)顕微鏡光学系 (II)分光検出光学系 は、)励起用光源 )0次光 )1次光 試料 対物像 拡大像 対物レンズ系 接眼レンズ系 集光光学系 ピンホールまたはスリ・yド ライドコネクター コリメートレンズ 透過型回折格子 集光レンズ 一次元検出器または二次元検出器 コンピュータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料の拡大像を形成する顕微鏡光学系、その拡大
    像の分光すべき部分からの光を点状光源または線状光源
    とする集光光学系、点状光源または線状光源の位置に焦
    点を有するコリメートレンズ、コリメートレンズを透過
    した光を分光する透過型回折格子、透過型回折格子によ
    り回折された光を集光する集光レンズおよび集光レンズ
    の焦点位置に設置した一次元検出器または二次元検出器
    を有してなる顕微分光装置。
  2. (2)顕微鏡光学系が、波長選択可能な試料の励起用光
    源を有し、その励起用光源により照射された試料の再放
    出光の拡大像を形成する請求項(1)記載の顕微分光装
    置。
JP30277488A 1988-05-20 1988-11-30 顕微分光装置 Pending JPH02147939A (ja)

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JP30277488A JPH02147939A (ja) 1988-11-30 1988-11-30 顕微分光装置
EP19890305168 EP0343018A3 (en) 1988-05-20 1989-05-22 Spectroscopes

Applications Claiming Priority (1)

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JP30277488A JPH02147939A (ja) 1988-11-30 1988-11-30 顕微分光装置

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