JPH0527657U - スリツト照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】測定者が測定領域を確認できるスリット照明装
置について、サンプルの形状の影響を受けることなく、
測定領域を示すスリットの像を明瞭に確認できる。 【構成】光学顕微鏡１の光学系を無限遠光学系にし、ス
リット１０の後方に光源２を配置し、顕微鏡１の無限遠
光学系の並行光束部に適度な反射率をもつハーフミラー
１４を置く。スリット１０を照明した光は、スリット１
０から結像レンズ７をへてハーフミラー１４で反射し、
再び結像レンズ７から接眼レンズ９に導かれる。スリッ
ト照明装置１３にはランプ光源のほか、光ファイバー光
源から光ファイバーにより照明する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は光学顕微鏡を用いて微小部のスペクトルの測定を行う顕微分光光度計 において、測定者が測定領域を確認することが可能なスリット照明装置に係わり 、特に従来の方式では被測定物表面の凹凸のために、被測定物の照明光が乱反射 してスリット像、即ち測定する領域を示すスポット光の像がぼける場合でも、測 定者が測定領域を確認することが可能な照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の技術では、光学顕微鏡の光学系において、対物レンズからなる光学顕微 鏡内の一連の光学系によって結像される、被測定物（観察試料）の実像のできる 位置に配置されたスリットを、光学顕微鏡内を進む光の向きとは１８０°逆の向 きに、光源を用いて照明する。該スリットは分光器に入射する光を制限するが、 実像位置に配置されているため、分光器で測定する試料上の測定領域を決める働 きももつ。

【０００３】 該絞りを１８０°逆の向きに照明した光は、光学顕微鏡の光学系を逆向きに進 み、対物レンズを通して被測定物に照射される。この照射光は被測定物の表面で 反射され、再び対物レンズを通じて顕微鏡の光学系に導かれ、接眼レンズから観 察される。この時観察される像はスリットの像であり、スリットの孔の形状に明 るく光る。一方光学顕微鏡により試料の像が観察できるが、上記のスリット照明 装置の併用により、被測定物の像の上にスリットの像が光って見えるため、測定 者が被測定物のどこを測定しているのか、測定領域を確認することが可能であっ た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来技術により、スリットを照明する装置によって測定領域を確認するこ とが可能になった。しかし、被測定物の表面形状が観察視野内で十分に平面であ る場合はスリットの像が観察できるものの、被測定物の表面形状が凹凸であった り、段差が幾重にもあるような場合には、被測定物を反射する光が散乱するため に、スリットの像が結像しない問題が生じた。

【０００５】 本考案の目的は、このような問題を解決することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の課題は、光学顕微鏡の光学系を無限遠光学系で構成し、該無限遠光学系 となる平行光束部に適度の反射率を有するハーフミラーを配置することによって 解決される。

【０００７】

【作用】

図１に本考案の原理を示す。

【０００８】 光学顕微鏡１の光源２から放出される白色光は、中間レンズ３，コリメータレ ンズ４を通じて観察試料（測定試料）５に照射される。照射された光は該観察試 料５を透過したのち対物レンズ６と結像レンズ７を通り、プリズム８に入る。該 プリズム８を反射する光は接眼レンズ９に導かれ、該観察試料５の像が観察でき る。該プリズム８を透過した光はスリット１０に導かれる。該スリット１０は、 該対物レンズ６と該結像レンズ７によって結像される実像（観察試料５の実像） の位置にあり、該スリット１０を透過した光は分光器１１に導かれ、試料を透過 した光のうち該スリットを透過した光のみのスペクトルが分光器で得られる。該 スリット１０上には該試料５の実像が結像されることから、このスリットによっ て試料５の特定の部分のみの光を取りだすことができる。つまり、試料の特定の 微小な領域のスペクトルを測定することが可能になる。

【０００９】 スリット照明装置１３は該スリット１０を照明する装置であり、切り替えミラ ー１４は、スペクトルを測定する時は該被測定光１１を該分光器１２に導くよう に切り替え、測定者が測定領域を確認する時は該スリット照明装置１３の光を該 スリット１０に導く。

【００１０】 切り換えミラー１４をスリット照明側に切り換えて、該スリット照明装置１３ により該スリット１０を照明した場合、照明光は該スリット１０を通過し、該プ リズム８，結像レンズ７へと導かれる。

【００１１】 特願平3−56315号の従来技術では、該結像レンズ７へと導かれた光は、対物レ ンズ６から該観察試料５に照射される。該観察試料５に照射された光は該測定試 料５で反射され、再び対物レンズ６を通って該結像レンズ７，該プリズム８をへ て、該接眼レンズ８に導かれる。ここで該スリット１０と該観察試料５は、対物 レンズと結像レンズの光学系により、物体と像の位置関係にあることから、該ス リット１０の像が該観察試料５の表面上に結像され、スリットの像が観察試料の 像とともに接眼レンズに導かれるため、接眼レンズの視野内で、試料の像とスリ ットの像が重なって観察される。このため、試料上のどの位置を測定しているの か、測定領域を確認することができる。

【００１２】 しかし、該観察試料５の表面に凹凸があったり、段差構造を持つ試料の場合は 、該スリットの像が結像されず、また透過光が散乱して乱反射するため、接眼レ ンズから観察するスリットの像がぼける。

【００１３】 本考案では、光学顕微鏡の無限遠光学系の平行光束の箇所に、適度の反射率を もつ半透明体のハーフミラー１４を置く。図１において、本光学顕微鏡は無限遠 光学系の光学顕微鏡であり、観察試料５は対物レンズ６の前側焦点位置にあり、 観察試料を透過して対物レンズを出た光は平行光束になる。また、対物レンズの 後方には結像レンズがあり、結像レンズの後方焦点位置にスリットが配置される 。つまり、観察試料の像は対物レンズにより一度平行光束にされたのち、結像レ ンズでスリット面上に結像される。

【００１４】 該スリット照明装置１３により該スリット１０を照明した光は、該スリット １０をへて、該プリズム８，結像レンズ７へと導かれる。該スリット１０は該結 像レンズ７の焦点位置にあるため、結像レンズを出た後の光は平行光束である。 ハーフミラー１５はこの平行光束の一部を反射し、反射光は接眼レンズに導か れる。ハーフミラーの表面は十分に平滑にすると、ハーフミラーは、平行光束を 平行光束のままくずれることなく反射するので、接眼レンズ内にできるスリット の像がぼけたり，歪む悪影響を生じない。これによりスリットの像の観察が可能 になる。この方式であれば、観察試料からの反射光を用いないため、スリットの 像がぼけない。

【００１５】 図２に請求項２の原理を示す。

【００１６】 ハーフミラーに平行平板を用いた場合は平行平板の上面と裏面で光が反射する ため、ハーフミラーがわずかに傾いている場合や、平行平板の２つの平面の平行 度が悪い場合には、上面と裏面の反射光によって各々のスリットの像ができ、接 眼レンズから観察した場合に、これらの像が２重にダブって見える。これを防ぐ ためにハーフミラーをくさび形状にし、上面または裏面のどちらか一方の反射光 を光路から外す。これにより、スリットの像が２重にダブることなく、明確に観 察できる。また該ハーフミラー１５を着脱可能な機構とすることにより、ハーフ ミラーによる余分な光のロスを防ぐことができ、微弱な光のスペクトルを測定す る場合に有利となる。

【００１７】

【実施例】

図３に本考案の実施例を示す。図３は光学顕微鏡に落射照明用のハロゲンラン プ光源を用い、分光器は回折格子を分散子とする多波長分光器、スリット照明光 源はランプ光源を用いた例である。本実施例は、反射率を測定する装置の例であ る。

【００１８】 光学顕微鏡１のハロゲンランプ光源２０から放出された光は、中間レンズ２１ ，ハーフミラー２２を経て、対物レンズ６に導かれ、観察試料（測定試料）５に 照射される。照射光は該観察試料５で反射され、再び該対物レンズ６，ハーフミ ラー２２，結像レンズ７，プリズム８をへて接眼レンズ９に導かれ、試料の像が 観察される。該プリズム８を透過した光は、結像面２３上に該試料５の実像を作 る。リレーレンズ２４は、該結像面２３上に結像される実像をスリット１０の面 上に１：１の大きさで像を投影する。スリット１０には形状が異なる数個のスリ ット（空隙）が設けられており、駆動装置２５によって任意の大きさのスリット にセットされる。

【００１９】 分光器２６は、回折格子２７と一次元フォトダイオードアレイ検知器２８を組 み合わせた多波長分光器で、該回折格子２７により被測定光２９を分散し、該一 次元フォトダイオードアレイ検知器２８により適当な波長範囲のスペクトルを検 出し、電気信号に変換する。該一次元フォトダイオードアレイ検知器２８は検知 器駆動回路２９によって駆動されており、検出した電気信号を増幅器３０によっ て増幅し、Ａ／Ｄ変換器３１でディジタル信号に変換する。ディジタル信号化さ れたデータは演算処理装置３２に読み込まれ、スペクトルに変換されて出力装置 ３３に出力される。

【００２０】 図４に第２の実施例を示す。本実施例は光学顕微鏡に蛍光用顕微鏡を用い、分 光器に多波長分光器，スリット照明装置の光源に光ファイバー光源を用いた例で ある。

【００２１】 本光学系において、高圧水銀灯光源３４から放出される数本の輝線のうち、励 起フィルター３５を透過した１本または複数本の輝線が、ダイクロイックミラー ３６で反射されて、対物レンズ６から測定試料５に励起光として照射される。励 起フィルターは、どの輝線を試料に照射するかによって最適な特性をもつフィル ターを用いる。該測定試料５は励起光のエネルギーを得ると蛍光を発し、蛍光は 対物レンズ６に取り込まれる。同時に、励起光が該測定試料５で反射して対物レ ンズ６に取り込まれ、上方へと進む。このため対物レンズで蛍光と励起光が取り 込まれるが、励起光カットフィルター３７により励起光のみが除去され、蛍光の みがプリズム７をへて接眼レンズ８と分光器に導かれる。

【００２２】 該対物レンズ６による実像はリレーレンズ２４によって、スリット１０面上に １：１で結像している。該スリット１０の面上には大きさの異なる数個のスリッ トがあり、円周上に配置されて切替機構２５によって切替えられる。スリットの 大きさに応じて測定する領域を変更することができ、試料に応じて設定する。

【００２３】 分光器は回折格子２７と、イメージ増強管が組み込まれた一次元フォトダイオ ードアレイ検知器３８を組み合わせた多波長分光器で、被測定光２９は該回折格 子２７により分散され、該一次元アレイ検知器３８によりスペクトル光を電気信 号に変換する。該イメージ増強管は光子を電子に変換する光電面と、電子を増幅 するマイクロチャンネルプレートと、電子を光に変換する蛍光面から構成されて おり、該回折格子２７で分散された光スペクトルを、光→電子→光に変換し、数 倍から１０⁴ 程度のオーダで増幅する。この増幅した光は一次元ダイオードアレ イ検知器で電気信号に変換される。該一次元フォトダイオードアレイ検知器３８ は検知器駆動回路３９によって駆動されており、測定で得られたスペクトル信号 は増幅器３０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器３１によってディジタル信号に変 換される。このディジタル信号は演算処理装置３２に読み込まれ、スペクトルに 変換されて出力装置３３に出力される。

【００２４】 また制御シャッター４０は演算処理装置３２により制御されており、スペクト ルの測定の際は開き、スリット照明の際には閉じる。

【００２５】 スリット照明装置の光源に光ファイバー光源を用いた場合は、光源の熱によっ て分光器の性能が不安定になる悪影響を除去でき、また光源の不要な光の漏れに よる分光器の迷光の影響を除去できる利点がある。

【００２６】

【考案の効果】

本考案によれば、従来方法では被測定物表面の凹凸のためにスリット照明光が 乱反射してスリット像がぼける場合でも、測定領域を確認することができる。く さび形のハーフミラーを用いた場合には、ミラーの上面と下面の反射によって生 じるスリット像の２重のぼけを防ぐことができる。また光学系が簡単で、容易に 実施できる利点が有る。

【００２７】 スリット照明装置の光源に光ファイバー光源を用いた場合は、光源の熱によっ て分光器の性能が不安定になる悪影響を除去でき、また光源の不要な光の漏れに よる分光器の迷光の影響を除去できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理図である。

【図２】本考案の原理図である。

【図３】本考案による実施例を示す図である。

【図４】本考案による第２の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…光学顕微鏡、２…光源、３…中間レンズ、４…コリ
メータレンズ、５…測定試料、６…対物レンズ、７…プ
リズム、８…接眼レンズ、９…スリット、１２…分光
器、１３…スリット照明装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 関 貴和夫 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズと接眼レンズと照明装置からな
   り、無限遠光学系で構成される光学顕微鏡と、該光学顕
   微鏡で作られる試料の実像を遮るスリットと、該スリッ
   トを透過した光（被測定光）を測光する分光器と、該ス
   リットを光源を用いて照明する装置から構成される顕微
   分光光度計において、該光学顕微鏡部の無限遠光学系の
   平行光束部に、ハーフミラーを配置することを特徴とす
   るスリット照明装置。
2. 【請求項２】請求項１のスリット照明装置において、該
   ハーフミラーの形状をくさび形にしたことを特徴とする
   スリット照明装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２記載のスリット照
   明装置において、該ハーフミラーの着脱を可能にしたこ
   とを特徴とするスリット照明装置。