JPH07253500A - X-ray microscope - Google Patents

X-ray microscope

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Publication number
JPH07253500A
JPH07253500A JP6043867A JP4386794A JPH07253500A JP H07253500 A JPH07253500 A JP H07253500A JP 6043867 A JP6043867 A JP 6043867A JP 4386794 A JP4386794 A JP 4386794A JP H07253500 A JPH07253500 A JP H07253500A
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JP
Japan
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visible light
ray
optical system
microscope
observation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6043867A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Sugizaki
克己 杉崎
Hisao Ozeki
尚夫 大関
Shinichi Takahashi
進一 高橋
Motohide Kageyama
元英 影山
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an X-ray microscope which can reduce the influence on a biological sample during observation by providing a visible-light observing mechanism which can observe the sample without dyeing. CONSTITUTION:An X-ray microscope is provided with a light source section which generates X rays and visible light, lighting optical system 300 which condenses the X rays and visible light, enlarging optical system which forms the images of the X rays and visible light transmitted through a sample 4, and image pickup section which takes the pictures of the formed images of the X rays and visible light and the lighting optical system 300 is constituted by combining and uniting two kinds of visible light lenses 10 and 11 having different NAs and an X-ray mirror 3. The enlarging optical system is equipped with two objective lenses 8 and 9 which have different magnifications and can be switched to each other and an X-ray mirror 5 corresponding to the system 300 and a switching section which switches the lenses 8 and 9 and mirror 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、X線顕微鏡に係り、特
に、X線および可視光を用いての観察が可能なX線顕微
鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray microscope, and more particularly to an X-ray microscope capable of observation using X-rays and visible light.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、急速に進歩している医学や生物光
学の分野では、通常の可視光(波長λ=約400nm〜800n
m)を用いる顕微鏡よりも分解能が高く、しかも、生き
た試料(以下、生物試料という)、例えば、細胞、バク
テリア、精子、染色体、ミトコンドリア、べん毛なども
鮮明に観察することの出来る高解像度顕微鏡を要求する
声が日増しに高まっている。
2. Description of the Related Art In the fields of medicine and bio-optics, which are rapidly advancing in recent years, ordinary visible light (wavelength λ = about 400 nm to 800 nm) is used.
The resolution is higher than that of a microscope using m), and it is also a high resolution that allows live samples (hereinafter referred to as biological samples) such as cells, bacteria, sperms, chromosomes, mitochondria, and flagella to be clearly observed. The demand for a microscope is increasing day by day.

【0003】この理由は、従来の高解像度電子顕微鏡で
は、このような生物試料を見ることが出来なかったから
である。そこで、このような生物試料の観察を可能とす
るために、可視光に代えて波長λ=2〜5nmの軟X線を用
いるX線顕微鏡が検討され、具体的にも開発されつつあ
る。
The reason for this is that such a biological sample could not be seen with a conventional high resolution electron microscope. Therefore, in order to enable the observation of such biological samples, an X-ray microscope using soft X-rays having a wavelength λ = 2 to 5 nm instead of visible light has been studied and is being developed specifically.

【0004】例えば、図4は、このようなX線顕微鏡の
簡単な構造と光学系を示したものである。図4におい
て、X線発生器1から出射したX線は、X線照明光学系
3で集光されて、試料4を保持する試料カプセル27へ
照射される。そして、試料4を透過したX線は、X線拡
大光学系5により、試料4の像をX線撮像装置7上に結
像させる。ここで、X線発生器1からX線撮像装置7ま
での光路長は、例えば、2m程度である。また、26は
鏡筒用真空容器、25はこの容器を真空にするための排
気装置、24は撮像装置7で検出された試料4の像を表
示する表示装置である。
For example, FIG. 4 shows a simple structure and optical system of such an X-ray microscope. In FIG. 4, the X-rays emitted from the X-ray generator 1 are condensed by the X-ray illumination optical system 3 and irradiated on the sample capsule 27 holding the sample 4. Then, the X-ray transmitted through the sample 4 forms an image of the sample 4 on the X-ray imaging device 7 by the X-ray magnifying optical system 5. Here, the optical path length from the X-ray generator 1 to the X-ray imaging device 7 is, for example, about 2 m. Further, 26 is a vacuum container for a lens barrel, 25 is an exhaust device for evacuating the container, and 24 is a display device for displaying an image of the sample 4 detected by the imaging device 7.

【0005】しかしながら、このような構成を基本とす
るX線顕微鏡は、現状においては、いくつかの問題を有
している。
However, the X-ray microscope based on such a structure has some problems at present.

【0006】軟X線領域では、X線の物質による吸収
は、X線の波長、物質の原子番号などによって、図5に
示すように変化する。一般には、X線の波長が長いほど
吸収されやすく、物質の原子番号が大きいほど吸収され
やすい。特に、23〜40ÅのX線波長域では、酸素すなわ
ち水は、蛋白質などの炭素を含んだ有機物に比べて透過
率が大きい。
In the soft X-ray region, the absorption of X-rays by a substance changes as shown in FIG. 5, depending on the wavelength of the X-rays, the atomic number of the substance, and the like. Generally, the longer the X-ray wavelength, the easier the absorption, and the larger the atomic number of the substance, the easier the absorption. Particularly, in the X-ray wavelength range of 23 to 40 Å, oxygen, that is, water, has a higher transmittance than organic substances containing carbon such as proteins.

【0007】つまり、水と蛋白質との間の吸収率の違い
からコントラストがつき、染色することなく細胞の水中
での構造を見分けることができる。この波長域は、水の
窓(Water Window)と呼ばれ、生物顕微鏡にとって、非
常に有用な領域である。したがって、X線顕微鏡は、2
〜5nmのX線を使用すれば、生物も高分解能、無染色で
みられるなど、様々な特徴を有している。
In other words, the difference in absorption rate between water and protein gives contrast, and the structure of cells in water can be distinguished without staining. This wavelength region is called a water window and is a very useful region for a biological microscope. Therefore, the X-ray microscope has 2
If X-rays of ~ 5 nm are used, organisms have various characteristics such as high resolution and no staining.

【0008】一方、X線で生物などの試料を観察する場
合、X線のフォトンエネルギーは、可視光に比べて1桁
以上大きいので高分解能を得られる半面、1フォトンの
持っているエネルギーが大きいので、試料がダメージを
受けやすい。そこで、実際に生物などをX線で観察する
場合、見たい部分を、予めX線顕微鏡の視野のなかに持
ってくるために、X線顕微鏡と、可視光の光学顕微鏡と
を、同時に配置することが、特開平4-346100号公報など
によって提案され、また、実際に行なわれている。
On the other hand, when observing a sample such as a living thing with an X-ray, the photon energy of the X-ray is larger than that of visible light by one digit or more, so that high resolution can be obtained, but one photon has a large energy. Therefore, the sample is easily damaged. Therefore, when actually observing a living thing or the like with X-rays, the X-ray microscope and the visible light optical microscope are arranged at the same time in order to bring the desired portion into the visual field of the X-ray microscope in advance. That is proposed by, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-346100, and is actually being carried out.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の、可視
光の光学的観察手段を併せもつX線顕微鏡の構成におい
て、可視光で観察した場合、生物試料は、ほとんど無色
透明に見え、X線顕微鏡で観察したい部分を探すことが
非常に困難である。光学顕微鏡で、はっきり観察するた
めに、生物試料を染色することが考えられるが、これで
は、X線顕微鏡の無染色での観察という特長が生かせ
ず、染色によって生物試料に影響を与えてしまうという
問題点があった。
However, in the construction of the conventional X-ray microscope which also has an optical observation means for visible light, when observed with visible light, the biological sample looks almost colorless and transparent, and It is very difficult to find the part you want to observe with a microscope. It may be possible to stain a biological sample for clear observation with an optical microscope, but this does not take advantage of the unstained observation of an X-ray microscope, and the staining affects the biological sample. There was a problem.

【0010】本発明の目的は、上記問題点を考慮して、
生物試料を無処理で観察できる可視光観察手段を備える
ことにより、観察中に試料を与える影響を軽減すること
が可能なX線顕微鏡を提供することにある。
In view of the above problems, the object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide an X-ray microscope capable of reducing the influence of a sample during observation by providing a visible light observing means capable of observing a biological sample without any treatment.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的は、X線を発生
するX線源と、発生されたX線を予め定めた集光位置に
集光するX線照明光学系と、当該集光位置に配置された
試料を透過したX線を結像させるX線拡大光学系と、結
像されたX線像を取り込むX線撮像装置とを備えるX線
顕微鏡において、可視光を発生する可視光源と、発生さ
れた可視光をX線照明光学系の集光位置と同じ位置に集
光させる可視光照明光学系と、当該集光位置に配置され
た当該試料を透過した可視光を結像させる可視光拡大光
学系と、結像された可視光像を取り込む可視光撮像装置
と、試料の本来的な光学的性質に応答し、それによって
影響を受ける変換光を用いて観察するために、発生され
た可視光を受け入れて変換光を生成するとともに、試料
を透過して可視光撮像装置へ結像される変換光を再変換
する観察補助機構とを有することを特徴とするX線顕微
鏡により達成される。
The above-mentioned object is to provide an X-ray source for generating X-rays, an X-ray illumination optical system for condensing the generated X-rays at a predetermined condensing position, and the condensing position. A visible light source for generating visible light in an X-ray microscope including an X-ray magnifying optical system for imaging X-rays transmitted through a sample arranged in , A visible light illumination optical system that focuses the generated visible light at the same position as the focus position of the X-ray illumination optical system and a visible light that forms an image of the visible light that has passed through the sample placed at the focus position. A light-magnifying optical system, a visible-light imaging device that captures the formed visible-light image, and a generated light for observation using the converted light that responds to and is affected by the intrinsic optical properties of the sample. It absorbs visible light to generate converted light and transmits visible light through the sample. It is achieved by X-ray microscope and having a viewing aids mechanism for re-converting the converted light to be imaged to the image device.

【0012】[0012]

【作用】本発明によるX線顕微鏡が、なぜ、上記問題点
を克服して、上記目的を達成できるかを、以下に説明す
る。
The reason why the X-ray microscope according to the present invention can overcome the above problems and achieve the above objects will be described below.

【0013】X線顕微鏡により、細胞などの生物試料を
観察するときは、例えば、SiNなどの、X線と可視光と
に対して透明な膜に、細胞などの生物試料を挾んで観察
を行なう。X線は、当然、観察しようとしている生物試
料に対して、放射線損傷を発生させ、有害であるため、
X線顕微鏡による観察時は、X線照射量をできるだけ少
なくし、損傷を最小限に押さえた状態で観察するのが望
ましい。
When observing a biological sample such as a cell with an X-ray microscope, the biological sample such as the cell is sandwiched by a film, such as SiN, which is transparent to X-rays and visible light. . Since X-rays naturally cause radiation damage and are harmful to the biological sample to be observed,
When observing with an X-ray microscope, it is desirable to minimize the damage by minimizing the X-ray irradiation dose.

【0014】そこで、観察対象となる生物試料のうち、
X線顕微鏡で観察したい領域をあらかじめ特定し、X線
顕微鏡の視野の中に持ってくることが望ましい。すなわ
ち、X線顕微鏡と、同軸で配置された可視光を用いた光
学観察手段、例えば、光学顕微鏡により、試料のアライ
メントを行なう。
Therefore, among the biological samples to be observed,
It is desirable to specify the region to be observed with the X-ray microscope in advance and bring it into the field of view of the X-ray microscope. That is, the sample is aligned by an X-ray microscope and an optical observation means using the visible light coaxially arranged, for example, an optical microscope.

【0015】ところが、X線顕微鏡の特徴を生かして観
察する無処理(無染色)状態の細胞などの生物試料は、
通常の可視光の光学顕微鏡で観察すると、大半のものが
透明で非常に観察しずらい。
However, biological samples such as untreated (non-stained) cells which are observed by making use of the characteristics of an X-ray microscope are
When observed with an ordinary visible light optical microscope, most of them are transparent and very difficult to observe.

【0016】そこで、本発明によるX線顕微鏡に備えら
れた可視光による光学顕微鏡機能を用いれば、試料に対
して染色処理せずに、可視光により観察領域をアライメ
ントすることができる。本発明において、この光学顕微
鏡機能は、可視光源と、可視光照明光学系と、可視光拡
大光学系と、可視光撮像装置と、観察補助機構とにより
実現される。
Therefore, by using the visible light optical microscope function provided in the X-ray microscope according to the present invention, the observation region can be aligned with visible light without dyeing the sample. In the present invention, this optical microscope function is realized by a visible light source, a visible light illumination optical system, a visible light magnifying optical system, a visible light imaging device, and an observation assisting mechanism.

【0017】観察補助機構は、可視光を用いて、微分干
渉観察、位相差観察、モジュレーションコントラスト観
察のいずれか、または、これらの組み合わせを用いて観
察を実行する。このため、透明な細胞等の生物試料に
も、染色処理しなくとも、生物試料の構造により生じ
る、可視光の干渉、位相の差、モジュレーションコント
ラストを利用することで、コントラストを付けることが
でき、試料の特徴を詳細に観察することができ、容易に
観察領域を特定することができる。
The observation assisting mechanism executes observation using visible light using any one of differential interference observation, phase difference observation, modulation contrast observation, or a combination thereof. Therefore, even for biological samples such as transparent cells, it is possible to add contrast by using visible light interference, phase difference, and modulation contrast, which are caused by the structure of the biological sample, without staining treatment. The characteristics of the sample can be observed in detail, and the observation region can be easily specified.

【0018】さらに、X線に比べると、可視光は、生物
試料にほとんど損傷を与えないため、長時間観察するこ
とができる。
Furthermore, compared with X-rays, visible light causes almost no damage to biological samples, so that it can be observed for a long time.

【0019】例えば、X線の光学系と可視光の光学系と
において、試料に対して同じ場所が観察されるように、
随時切り替えたり、同軸配置する構成とすることができ
る。このような構成によれば、観察したい試料を可視光
光学系を用いて観察し、X線光学系で観察したい領域を
視野中央に持ってきて、X線光学系に切り替えることに
より、速やかに、目的とする観察領域のX線による拡大
像が得られる。
For example, in the X-ray optical system and the visible light optical system, the same place is observed with respect to the sample,
It can be switched at any time or can be arranged coaxially. According to such a configuration, the sample to be observed is observed using the visible light optical system, the region to be observed with the X-ray optical system is brought to the center of the visual field, and the X-ray optical system is switched to quickly. An X-ray magnified image of the target observation region can be obtained.

【0020】したがって、目的の観察領域を探すため
に、長時間X線で観察する必要が無くなり、X線による
損傷を最小限に押さえることができる。また、X線光学
系の光学素子のNAと、可視光光学系の光学素子のNAとの
違いを利用して、これら光学素子を一体化して、同時に
使用することにより、同じ観察領域に対して、X線像と
可視光像とを同時に観察することも可能となる。
Therefore, it is not necessary to observe with an X-ray for a long time in order to find a desired observation region, and damage due to X-ray can be suppressed to a minimum. In addition, by utilizing the difference between the NA of the optical element of the X-ray optical system and the NA of the optical element of the visible light optical system, these optical elements are integrated and used at the same time, so that the same observation area can be obtained. , X-ray image and visible light image can be observed simultaneously.

【0021】[0021]

【実施例】本発明を適用したX線顕微鏡の第1の実施例
を、図を用いて説明する。図6は本実施例のブロック構
成を示すものであり、図1は、本実施例におけるX線お
よび可視光光学系の具体的構成例を示した説明図であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of an X-ray microscope to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows a block configuration of the present embodiment, and FIG. 1 is an explanatory diagram showing a specific configuration example of the X-ray and visible light optical system in the present embodiment.

【0022】本実施例は、図6に示すように、光学系と
して、X線および可視光を発生する光源部100と、光
源部100で発生されたX線および可視光を集光する照
明光学系300と、集光されたX線および可視光が生物
試料4に照射されるように生物試料4を保持する試料保
持部27と、試料4を透過したX線および可視光を予め
定めた焦点位置に結像させるための拡大光学系500
と、結像されたX線像および可視光像を画像として取り
入れる撮像部700とを有する。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, as an optical system, a light source section 100 for generating X-rays and visible light, and an illumination optics for condensing the X-rays and visible light generated by the light source section 100. The system 300, a sample holder 27 that holds the biological sample 4 so that the collected X-rays and visible light are irradiated to the biological sample 4, and a predetermined focus for the X-rays and visible light that have passed through the sample 4. Enlarging optical system 500 for forming an image at a position
And an imaging unit 700 that takes in the formed X-ray image and visible light image as an image.

【0023】本実施例は、さらに、上記光学系のうち少
なくともX線に係る部分を収容してそれを真空中に保持
するための真空容器26と、真空容器内を排気する排気
装置25と、撮像部700で撮影された画像を表示する
出力装置24とを有する。
This embodiment further includes a vacuum container 26 for accommodating at least a portion of the above optical system related to X-rays and holding it in a vacuum, and an exhaust device 25 for exhausting the inside of the vacuum container. The output device 24 displays an image captured by the image capturing unit 700.

【0024】本実施例は、さらに、以下に詳細説明す
る、光源部100、拡大光学系500、および、撮像部
700においてX線と可視光との切り換えを行う、切り
換え部120、520、720の動作制御を行う切り換
え部制御装置800と、当該切り換え部制御装置80
0、光源部100、撮像部700、排気装置25、およ
び、出力装置24の動作制御を行う顕微鏡制御装置90
0とを有する。
The present embodiment further includes switching units 120, 520, and 720 for switching between X-rays and visible light in the light source unit 100, the magnifying optical system 500, and the image pickup unit 700, which will be described in detail below. Switching unit control device 800 for performing operation control, and the switching unit control device 80
0, the light source unit 100, the imaging unit 700, the exhaust device 25, and the microscope control device 90 that controls the operation of the output device 24.
Has 0 and.

【0025】光源部100は、図1に示すように、軟X
線を発生するX線発生器1と、可視光を発生する可視光
源16と、発生された可視光を偏光して生物試料4を無
染色で観察するための偏光手段110と、X線と可視光
との切り換えを行う光路切り換え部120とを有する。
The light source unit 100, as shown in FIG.
X-ray generator 1 for generating a line, a visible light source 16 for generating a visible light, a polarizing means 110 for observing the biological sample 4 without staining by polarizing the generated visible light, an X-ray and a visible light. It has an optical path switching unit 120 for switching to and from light.

【0026】可視光源16は、本実施例においては、真
空容器26の外部に装着されるもので、発生される可視
光は、真空容器26に取付けられた可視光導入窓26a
から真空容器26中に投光される。
In this embodiment, the visible light source 16 is mounted on the outside of the vacuum container 26, and the generated visible light is a visible light introducing window 26a attached to the vacuum container 26.
Is projected into the vacuum container 26.

【0027】偏光手段110は、可視光源16で発生さ
れた可視光を受け入れて、その偏向状態を変える偏光子
12と、ウオラストンプリズム13とを有する。これら
は、以下に説明する撮像部700の偏光手段710と共
に、生物試料4を無染色で観察するための、微分干渉法
による観察を実現する。
The polarization means 110 has a polarizer 12 that receives the visible light generated by the visible light source 16 and changes its polarization state, and a Wollaston prism 13. Together with the polarization means 710 of the imaging unit 700 described below, these realize observation by the differential interference method for observing the biological sample 4 without staining.

【0028】光路切り換え部120は、偏光手段110
により偏光された可視光を照明光学系300へ投射する
ための可視光ミラー2と、可視光ミラー2の設置角度を
変えるためのアクチュエータ(不図示)とを有する。本
実施例では、図1中に示されたミラー2近くの矢印方向
に沿って、ミラー2が回転され、照明光学系300へ投
射される光として、X線と可視光とを切り換える。この
切り換え部120は、照明光学系300へ投射する光を
切り換えることができれば良く、例えば、ミラー2を光
軸1000と垂直方向に移動させる構造等、他の構成で
も良い。
The optical path switching unit 120 comprises the polarization means 110.
It has a visible light mirror 2 for projecting visible light polarized by the illumination optical system 300, and an actuator (not shown) for changing the installation angle of the visible light mirror 2. In this embodiment, the mirror 2 is rotated along the direction of the arrow near the mirror 2 shown in FIG. 1, and X-rays and visible light are switched as the light projected onto the illumination optical system 300. The switching unit 120 only needs to be able to switch the light projected onto the illumination optical system 300, and may have another structure such as a structure for moving the mirror 2 in the direction perpendicular to the optical axis 1000.

【0029】照明光学系300は、図1に示すように、
入射される可視光およびX線を生物試料4が配置された
集光位置へ集光するための、互いに異なったNA(開口
数)を有する2種類の可視光レンズおよびX線ミラーと
を組み合わせて、一体化した照明光学系である。
The illumination optical system 300, as shown in FIG.
A combination of two kinds of visible light lenses having different NAs (numerical apertures) and an X-ray mirror for collecting incident visible light and X-rays to a light collecting position where the biological sample 4 is arranged. , An integrated illumination optical system.

【0030】すなわち、この光学系300は、光軸10
00を有する斜入射反射型X線ミラー部3と、同じ光軸
1000を有するように当該X線ミラー部3の周囲に装
着された高NA照明系レンズ部10と、同じ光軸100
0を有するように当該X線ミラー3の中心空間に装着さ
れる低NA照明系レンズ部11とから構成される。
That is, the optical system 300 has the optical axis 10
00, the high NA illumination system lens unit 10 mounted around the X-ray mirror unit 3 so as to have the same optical axis 1000, and the same optical axis 100.
And a low NA illumination system lens unit 11 mounted in the central space of the X-ray mirror 3 so as to have zero.

【0031】試料保持部27は、用いられる可視光およ
びX線に対して透明な部材で構成された光入射窓および
出射窓を有する、生物試料4を固定するための試料カプ
セルを保持するものである。
The sample holder 27 holds a sample capsule for fixing the biological sample 4 having a light entrance window and an exit window made of a member transparent to visible light and X-rays used. is there.

【0032】拡大光学系500は、照明光学系300に
対応して、生物試料4を透過した可視光およびX線を結
像させるための、3つの拡大光学系と、それら光学系の
いずれか一つを選択して、光軸1000上に配置するた
めの光学系切り換え部520とを有する。
The magnifying optical system 500 corresponds to the illuminating optical system 300, and three magnifying optical systems for imaging visible light and X-rays transmitted through the biological sample 4 and any one of these optical systems. And an optical system switching unit 520 for selecting one of them and placing it on the optical axis 1000.

【0033】これら光学系としては、X線系5としての
照明光学系300のX線ミラー部3に対応する斜入射反
射型X線ミラー5と、可視光系510とが備えられてい
る。可視光系510には、それぞれ、照明光学系300
のレンズ10、11に対応する、高倍率対物レンズ8
と、低倍率対物レンズ9とが備えられている。
As these optical systems, an oblique incidence reflection type X-ray mirror 5 corresponding to the X-ray mirror section 3 of the illumination optical system 300 as the X-ray system 5 and a visible light system 510 are provided. The visible light system 510 includes the illumination optical system 300.
High-magnification objective lens 8 corresponding to the lenses 10 and 11 of
And a low-magnification objective lens 9.

【0034】光学系切り換え部520の一構成例を図7
に示す。
An example of the configuration of the optical system switching section 520 is shown in FIG.
Shown in.

【0035】光学系切り換え部520は、X線ミラー
5、および、レンズ8、9を保持する光学系保持部材5
25と、光学系保持部材525を光軸1000と垂直方
向に駆動する駆動機構523と、駆動部523の移動量
を制御することにより、光軸1000とX線ミラー5お
よびレンズ8、9の光軸とを一致させる駆動制御装置5
24とを有する。なお、図7中上方に示されている矢印
は、光学系保持部材525の移動方向を示している。
The optical system switching section 520 holds the X-ray mirror 5 and the optical system holding member 5 for holding the lenses 8 and 9.
25, a drive mechanism 523 that drives the optical system holding member 525 in the direction perpendicular to the optical axis 1000, and the amount of movement of the drive unit 523 to control the optical axis 1000, the X-ray mirror 5, and the optical components of the lenses 8 and 9. Drive control device 5 that matches the axis
24 and. The arrow shown in the upper part of FIG. 7 indicates the moving direction of the optical system holding member 525.

【0036】光学系保持部材525は、対物レンズ9を
保持するレンズ保持部材9aと、当該レンズ9の光軸位
置合わせに用いられる、当該レンズ9の光軸中心に対し
て予め定めた相対位置に配置される位置センサ発光部9
cとを有し、当該レンズ9の光軸を中心として当該レン
ズ9による結像光を通過させるための孔9bを形成す
る。
The optical system holding member 525 is used for aligning the optical axis of the lens 9 with the lens holding member 9a for holding the objective lens 9, and is located at a predetermined relative position with respect to the optical axis center of the lens 9. Position sensor light emitting part 9 to be arranged
and a hole 9b for passing the imaging light of the lens 9 through the optical axis of the lens 9.

【0037】光学系保持部材525は、さらに、X線ミ
ラー5、および、対物レンズ8に対して、上記と同様な
構成を有する。すなわち、当該保持部材525は、ミラ
ー保持部材5a、対物レンズ保持部材8aと、位置セン
サ発光部5c、8cとを有し、それぞれの光学素子によ
る結像光を通過させるための孔5b、8bを形成するも
のである。
The optical system holding member 525 has the same structure as the above with respect to the X-ray mirror 5 and the objective lens 8. That is, the holding member 525 includes the mirror holding member 5a, the objective lens holding member 8a, and the position sensor light emitting units 5c and 8c, and the holes 5b and 8b for passing the imaging light from the respective optical elements. To form.

【0038】駆動部523は、上記構成を有する光学系
保持部材525を光軸1000と垂直方向に移動可能に
保持する駆動面を備えた駆動機構523aと、駆動機構
523aの駆動源523bとを有する。
The drive unit 523 has a drive mechanism 523a having a drive surface for holding the optical system holding member 525 having the above-described structure so as to be movable in a direction perpendicular to the optical axis 1000, and a drive source 523b of the drive mechanism 523a. .

【0039】駆動機構523aは、本実施例の光軸10
00(図1参照)と予め決められた相対位置に設置され
る受光素子を備えた位置センサ受光部522を有するも
のであり、各光学素子による結像光を通過させるため
の、光軸1000を中心として形成される孔521を形
成する。図7では、図1に対応して、拡大光学系として
X線ミラー5が選択された状態を示している。
The drive mechanism 523a is the optical axis 10 of this embodiment.
00 (see FIG. 1) and a position sensor light receiving section 522 having a light receiving element installed at a predetermined relative position, and an optical axis 1000 for passing the image forming light by each optical element. A hole 521 formed as the center is formed. In FIG. 7, corresponding to FIG. 1, the X-ray mirror 5 is selected as the magnifying optical system.

【0040】本実施例において、各光学素子(ミラー5
またはレンズ8、9)の位置合わせでは、位置センサ発
光部5c、8c、9cの各発光部が発生する発光ビーム
を受光部522で検出するように、駆動制御部524
が、駆動源523bの駆動量を制御することで光学系保
持部材525の移動量を制御する。本実施例では、位置
センサ発光部と受光部とが一致すると、各孔5b、8
b、9bのいずれかの中心線(各光学素子の光軸)と、
孔521の中心線(光軸1000)とが一致するような
構成である。ここで、受光部522の受光可能面積を限
定することで、位置合わせ精度を高めることができる。
In this embodiment, each optical element (mirror 5
Alternatively, in the alignment of the lenses 8 and 9), the drive control unit 524 is configured so that the light receiving unit 522 detects the light emission beam generated by each light emitting unit of the position sensor light emitting units 5c, 8c, and 9c.
However, the amount of movement of the optical system holding member 525 is controlled by controlling the amount of drive of the drive source 523b. In the present embodiment, when the position sensor light emitting portion and the light receiving portion coincide, the holes 5b and 8 are formed.
b or 9b center line (optical axis of each optical element),
The configuration is such that the center line (optical axis 1000) of the hole 521 coincides. Here, by limiting the light receiving area of the light receiving section 522, it is possible to improve the alignment accuracy.

【0041】本実施例では、上記のように光学的手段を
用いて位置合わせを行っているが、リミッタ等の機械的
手段や、磁気的手段等により、行っても良い。また、本
実施例では、図7に示すような切り換え部520を用い
たが、本発明ではこれに限定されず、光軸1000に沿
って配置するX線ミラーや可視光用レンズ等の光学素子
を切り換えることができれば、その構成や、用いる駆動
機構の形態は問わない。例えば、光学顕微鏡の対物レン
ズの交換に用いる、レボルバー機構を用いても良い。
In the present embodiment, the alignment is performed by using the optical means as described above, but the alignment may be performed by a mechanical means such as a limiter or a magnetic means. Further, in the present embodiment, the switching unit 520 as shown in FIG. 7 is used, but the present invention is not limited to this, and an optical element such as an X-ray mirror or a visible light lens arranged along the optical axis 1000. The configuration and the form of the drive mechanism to be used are not limited as long as they can be switched. For example, a revolver mechanism used to replace the objective lens of the optical microscope may be used.

【0042】撮像部700は、図1に示すように、拡大
光学系500から受け入れる結像光の種類によって結像
光の光路を切り換える光路切り換え部720と、可視光
による結像光を偏光する偏光手段710と、可視光像を
取り込む可視光撮像装置17と、X線像を取り込むX線
撮像手段とを有する。
As shown in FIG. 1, the image pickup section 700 includes an optical path switching section 720 for switching the optical path of the image forming light depending on the type of the image forming light received from the magnifying optical system 500, and a polarization for polarizing the image forming light of visible light. It has a means 710, a visible light imaging device 17 for capturing a visible light image, and an X-ray imaging means for capturing an X-ray image.

【0043】光路切り換え部720は、光路切り換え部
120と同じ構成を有するもので、可視光切り換えミラ
ー6と、当該ミラー6を回転させるアクチュエータとを
有する。また、偏光手段710は、偏光手段110と対
応する構成を有するもので、生物試料4を無染色で観察
する微分干渉法による観察を実行するための、ウオラス
トンプリズム14と、検光子15とを有する。
The optical path switching unit 720 has the same structure as the optical path switching unit 120, and has a visible light switching mirror 6 and an actuator for rotating the mirror 6. The polarization means 710 has a configuration corresponding to that of the polarization means 110, and includes a Wollaston prism 14 and an analyzer 15 for performing observation by the differential interference method for observing the biological sample 4 without staining. Have.

【0044】可視光撮像装置17は、CCDカメラを有
するもので、真空容器26の外部に配置され、真空容器
26に設けられた可視光出射窓26bを通過してきた可
視光像を取り込む。また、X線撮像装置7は、X線用の
CCDカメラを有するもので、X線像を取り込む。
The visible light image pickup device 17 has a CCD camera, is arranged outside the vacuum container 26, and captures a visible light image that has passed through a visible light emission window 26b provided in the vacuum container 26. The X-ray imaging device 7 has a CCD camera for X-rays and captures an X-ray image.

【0045】出力装置24は、各撮像装置7、17で取
り込まれた像に対して画像処理を実行する画像処理部
と、処理された画像データを表示する表示部とを有す
る。また、画像処理部、および、表示部を備えずに、外
部の画像表示装置へデータを出力する構成としても良
い。
The output device 24 has an image processing unit for performing image processing on the images captured by the image pickup devices 7 and 17, and a display unit for displaying the processed image data. Alternatively, the image processing unit and the display unit may not be provided, and the data may be output to an external image display device.

【0046】切り換え部制御装置800は、X線または
可視光を用いるかの選択指令を外部から受け入れ、それ
に基づいて、光路切り換え部120、720でのミラー
2、6の配置と、光学系切り換え部520で用いる光学
素子の配置とを切り換えるものである。
The switching unit control device 800 receives from the outside a selection command as to whether to use X-rays or visible light, and based on this, the arrangement of the mirrors 2 and 6 in the optical path switching units 120 and 720 and the optical system switching unit. The arrangement of the optical element used in 520 is switched.

【0047】顕微鏡制御装置900は、コンピュータ等
の情報処理装置から構成されるもので、外部からの、使
用する光学系、使用する倍率、可視光を用いた観察方法
等の選択を受付る入力部と、これら指令に基づいて各部
の動作を制御する制御部とを有する。
The microscope control device 900 is composed of an information processing device such as a computer, and has an input unit for accepting selection of an optical system to be used, a magnification to be used, an observation method using visible light, etc. from the outside. And a control unit that controls the operation of each unit based on these commands.

【0048】次に、本実施例の作用を、図1を用いて説
明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0049】最初、試料4のX線顕微鏡像を得るための
X線光学系について説明する。X線発生器1が軟X線を
発生すると、X線照明系3はそのX線を集光して、試料
4を照明する。本実施例では、図1に示すように、高い
効率を示す斜入射反射型X線ミラー部3を照明系として
用いている。試料4を通過したX線は、同様に、斜入射
反射型X線ミラーを用いたX線拡大光学系5によって拡
大され、X線撮像装置7が撮像を行い、X線による拡大
像が得られる。本実施例では、X線光学素子として斜入
射反射型X線ミラーをX線光学系に用いているが、もち
ろん、直入射多層膜鏡、ゾーンプレートなどを用いても
良い。
First, an X-ray optical system for obtaining an X-ray microscope image of the sample 4 will be described. When the X-ray generator 1 generates soft X-rays, the X-ray illumination system 3 collects the X-rays and illuminates the sample 4. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the oblique incidence reflection type X-ray mirror section 3 having high efficiency is used as an illumination system. Similarly, the X-rays that have passed through the sample 4 are magnified by the X-ray magnifying optical system 5 using a grazing incidence reflection type X-ray mirror, and the X-ray image pickup device 7 picks up an image to obtain a magnified image by X-rays. . In this embodiment, an oblique-incidence reflection type X-ray mirror is used as the X-ray optical element in the X-ray optical system, but of course, a direct-incidence multilayer mirror, zone plate, or the like may be used.

【0050】斜入射型X線ミラーの反射率は、斜入射角
に依存し、一般に、斜入射角が大きくなるほど反射率が
低くなってしまう。特に、2〜5nmのX線では、斜入射
角40-50mradが、比較的高反射率が得られ、顕微鏡像を
得るのに適した斜入射角となる。X線光学系の倍率を数
十倍にし、2回反射の光学系を採用した場合、NAは、0.
15〜0.2程度の輪帯開口になる。
The reflectance of the grazing incidence type X-ray mirror depends on the grazing incidence angle, and in general, the larger the grazing incidence angle, the lower the reflectance. Particularly, for X-rays of 2 to 5 nm, the oblique incidence angle of 40 to 50 mrad provides a relatively high reflectance, which is suitable for obtaining a microscope image. If the magnification of the X-ray optical system is set to several tens of times and a double reflection optical system is adopted, the NA will be 0.
It becomes an annular zone opening of about 15 to 0.2.

【0051】次に、本実施例における、可視光による試
料4の可視光像を得るための可視光光学系について説明
する。
Next, a visible light optical system for obtaining a visible light image of the sample 4 by visible light in this embodiment will be described.

【0052】最初、切り替えミラー2、6の配置を変え
ることで、観察に用いる光をX線から可視光へ切り替え
る。さらに、光学系切り換え部520により、用いる拡
大光学系をX線系5から光学系510へ切り換える。ま
た、この時、観察に用いる倍率により、対物レンズ8、
9のうち、いずれか一方を選択する。
First, the light used for observation is switched from X-ray to visible light by changing the arrangement of the switching mirrors 2 and 6. Further, the optical system switching section 520 switches the magnifying optical system to be used from the X-ray system 5 to the optical system 510. At this time, the objective lens 8, depending on the magnification used for observation,
Either one of 9 is selected.

【0053】可視光源16が可視光を発生すると、偏光
子12とウォラストンプリズム13は、可視光源16に
より発生された可視光を変換して、偏光方向が直交しつ
つ、光線自体がわずかにずれた2波面を形成する。この
光は、ミラー2で反射され、照明光学系300の可視光
部10、11を介して生物試料4へ照射される。
When the visible light source 16 generates visible light, the polarizer 12 and the Wollaston prism 13 convert the visible light generated by the visible light source 16 so that the polarization directions are orthogonal to each other and the light beam itself is slightly displaced. 2 wave fronts are formed. This light is reflected by the mirror 2 and is applied to the biological sample 4 via the visible light units 10 and 11 of the illumination optical system 300.

【0054】次に、試料4を透過することにより位相変
化を受けた当該光は、可視光の拡大光学系8、9とミラ
ー6とを介して、ウォラストンプリズム14および検光
子15へ入射する。ここで、これら2波面を有する可視
光は、元に戻され干渉させられると、試料4で受けた位
相変化に応じたコントラストにより、位相変化が示され
る観察像が可視光撮像装置17により取り込まれる。
Next, the light, which has undergone a phase change by passing through the sample 4, enters the Wollaston prism 14 and the analyzer 15 via the magnifying optical systems 8 and 9 for visible light and the mirror 6. . Here, when the visible light having these two wavefronts is returned to the original state and interfered with each other, the visible light image pickup device 17 captures an observation image showing the phase change due to the contrast according to the phase change received by the sample 4. .

【0055】本実施例では、可視光光学系と、X線光学
系とは、光軸1000と一致するように同軸上に配置さ
れているため、切り換え部120、720を設けること
で、試料4に対して染色処理をすることなく、光軸10
00に設置された試料4の同じ観察領域での、可視光像
とX線像とが両方得られる。本実施例では、最初にX線
像を、次に可視光像を求める場合を説明したが、もちろ
ん、この順序が逆でも構わない。
In the present embodiment, the visible light optical system and the X-ray optical system are coaxially arranged so as to coincide with the optical axis 1000. Therefore, by providing the switching units 120 and 720, the sample 4 can be obtained. Without dyeing the optical axis 10
Both a visible light image and an X-ray image in the same observation region of the sample 4 placed at 00 are obtained. In this embodiment, the case of first obtaining the X-ray image and then the visible light image has been described, but it goes without saying that the order may be reversed.

【0056】さらに、この可視光像とX線像とは、同じ
光軸1000上で取得されているため、相互に比較する
ことにより、試料の同定ができ、非常に使い勝手がよ
い。もちろん、プリズムなどを抜いて、通常の可視光光
学顕微鏡観察を行なったり、リング開口、リング位相板
を入れて以下に説明する位相差顕微法を用いて観察して
もよい。
Further, since the visible light image and the X-ray image are acquired on the same optical axis 1000, the sample can be identified by comparing them with each other, which is very convenient. Of course, a prism or the like may be removed to carry out normal visible light optical microscope observation, or a ring aperture and a ring phase plate may be inserted to perform observation using the phase contrast microscopic method described below.

【0057】本実施例において、可視光により光学顕微
鏡像を得る場合、分解能を得るためには、NAを大きく取
る必要がある。このため、高倍率、例えば、数十倍の対
物レンズのNAは、0.7以上と大きくとる。また、十倍程
度の低倍率の対物レンズは、NAを0.25から0.3とするの
が一般的である。この条件でも、通常十分な作動距離を
有しているが、作動距離を大きくするため、NAを0.2以
下としてもよい。
In this embodiment, when obtaining an optical microscope image with visible light, it is necessary to take a large NA in order to obtain resolution. Therefore, the NA of the objective lens with high magnification, for example, several tens of times, is as large as 0.7 or more. Further, NA of a low-magnification objective lens of about 10 times is generally 0.25 to 0.3. Even under this condition, the working distance is usually sufficient, but NA may be set to 0.2 or less in order to increase the working distance.

【0058】上記を検討すると、照明光学系300とし
ては、図1に示すとおり、可視光の高NA照明系レンズ部
10を、X線ミラー部3の周囲に配置し、低NA用照明系
レンズ部11を、X線ミラー部3の中心に配置した構成
が良いことが判明する。一方、拡大光学系500は、観
察倍率や用途により、光学系切り換え部部520によ
り、X線拡大光学系5を、可視光高倍率対物レンズ8、
または、可視光低倍率対物レンズ9と交換して使用する
構成が、可視光の光学系として適している。
Considering the above, as the illumination optical system 300, as shown in FIG. 1, the high NA illumination system lens unit 10 for visible light is arranged around the X-ray mirror unit 3, and the illumination system lens for low NA is provided. It is found that the configuration in which the portion 11 is arranged at the center of the X-ray mirror portion 3 is preferable. On the other hand, in the magnifying optical system 500, the X-ray magnifying optical system 5 is moved to the visible light high-magnification objective lens 8 by the optical system switching unit 520 depending on the observation magnification and the application.
Alternatively, a configuration in which the visible light low-magnification objective lens 9 is replaced and used is suitable as a visible light optical system.

【0059】すなわち、このような構成によれば、X線
光学系と、可視光光学系とを、同じ光軸1000上で配
置して、少なくとも、低倍率の対物レンズ9と、高倍率
の対物レンズ8と、X線の対物ミラー5との3種以上の
光学系で観察することが可能となる。
That is, according to this structure, the X-ray optical system and the visible light optical system are arranged on the same optical axis 1000, and at least the low-magnification objective lens 9 and the high-magnification objective lens 9 are arranged. It is possible to observe with three or more optical systems of the lens 8 and the X-ray objective mirror 5.

【0060】例えば、本実施例の構成において、試料4
を通過する可視光、X線の光束のうち、高NAを必要とす
る高倍率対物レンズ8に、NA0.2から0.7程度を振り分
け、X線対物ミラー5に、NA0.15から0.2程度を振り分
け、さらに、NA0.15以下を低倍率対物レンズ9に振り分
ける。
For example, in the configuration of this embodiment, sample 4
Of visible light rays and X-rays that pass through, the NA of 0.2 to 0.7 is distributed to the high-magnification objective lens 8 which requires high NA, and the NA of 0.15 to 0.2 is distributed to the X-ray objective mirror 5. Further, NA of 0.15 or less is distributed to the low magnification objective lens 9.

【0061】本実施例では、可視光の観察において、ウ
ォラストンプリズム13、14と、偏光子12、検光子
15を入れ、微分干渉法を実行している。これによっ
て、生物試料などの可視光に対して透明な試料4に対し
ても可視光像を取得することができる。ここで、微分干
渉法とは、通常、目では見えない位相差の情報を干渉法
により、コントラストに変換して観察する方法である。
In this embodiment, in observing visible light, the Wollaston prisms 13 and 14, the polarizer 12 and the analyzer 15 are put in and the differential interference method is executed. As a result, a visible light image can be acquired even for a sample 4 such as a biological sample that is transparent to visible light. Here, the differential interference method is a method of converting information of the phase difference, which is usually invisible to the eyes, into the contrast by the interference method and observing.

【0062】ここでは、ウォラストンプリズムを用いた
例を示したが、代わりにノルマスキープリズムを用いて
も良い。また、本発明において、微分干渉観察を行う機
構は、本実施例の構成に限定されず、上記微分干渉観察
が、X線顕微鏡内で実行できる構成であれば良い。
Although an example using a Wollaston prism is shown here, a Normaski prism may be used instead. Further, in the present invention, the mechanism for performing the differential interference observation is not limited to the configuration of the present embodiment, and may be any configuration as long as the differential interference observation can be performed in the X-ray microscope.

【0063】本実施例によれば、可視光に対してほとん
ど透明な生物試料4でも、無染色で、X線像と同じ光軸
上での可視光光学顕微鏡像を得ることができるため、X
線像の取得に先立ち、観察領域の特定が容易にでき、生
物試料4に照射するX線量も最低限に留めることが可能
となる。
According to this example, even in the biological sample 4 which is almost transparent to visible light, it is possible to obtain a visible light optical microscope image on the same optical axis as the X-ray image without staining.
Prior to the acquisition of the line image, the observation region can be easily specified, and the X-ray dose applied to the biological sample 4 can be minimized.

【0064】本実施例では、倍率、NAの異なる2つの
可視光光学素子を用いているが、用いる可視光光学素子
の種類、個数は、これに限定されない。本発明は、可視
光を用いて無染色で試料を観察でき、さらに、X線光学
系と同じ光軸で可視光光学顕微鏡像が取得できれば、用
いる可視光光学素子の個数、その種類は任意に設定する
ことができる。
In this embodiment, two visible light optical elements having different magnifications and NAs are used, but the type and number of visible light optical elements used are not limited to this. The present invention is capable of observing a sample using visible light without staining, and further, if a visible light optical microscope image can be acquired on the same optical axis as the X-ray optical system, the number of visible light optical elements to be used and its type can be arbitrarily set. Can be set.

【0065】次に、本発明を適用したX線顕微鏡の他の
実施例について、図2を用いて説明する。
Next, another embodiment of the X-ray microscope to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

【0066】本実施例は、光源から撮像装置までの光学
素子からなる光学系として、互いに独立している、X線
用と可視光用とを設けており、互いに切り換えることが
できるX線顕微鏡である。
The present embodiment is an X-ray microscope in which an optical system including an optical element from a light source to an image pickup device, which is independent of each other, for X-ray and for visible light is provided, and which can be switched to each other. is there.

【0067】本実施例は、その構成要件として、上記第
1の実施例と同じように、光学系として、X線および可
視光を発生する光源部と、X線および可視光を集光する
照明光学系と、集光位置に配置される生物試料4を保持
する試料保持部と、試料4を透過したX線および可視光
を結像させるための拡大光学系と、結像されたX線像お
よび可視光像を画像として取り入れる撮像部とを有す
る。
As in the first embodiment, the constitution of this embodiment is the same as that of the first embodiment. As an optical system, a light source unit for generating X-rays and visible light, and an illumination for collecting X-rays and visible light are provided. An optical system, a sample holding unit for holding the biological sample 4 arranged at a condensing position, a magnifying optical system for forming an image of X-rays and visible light transmitted through the sample 4, and an imaged X-ray image And an image pickup unit that takes in a visible light image as an image.

【0068】本実施例は、さらに、上記第1の実施例と
同じく、上記光学系のうち少なくともX線に係る部分を
収容してそれを真空中に保持するための真空容器26
と、真空容器内を排気する排気装置と、撮像部で撮影さ
れた画像を表示する出力装置と、以下に詳細説明するX
線と可視光との切り換え、および、用いる可視光顕微法
の切り換え動作制御を行う切り換え部制御装置と、上記
各構成要件の動作制御を行う顕微鏡制御装置とを有す
る。
In addition to the first embodiment, this embodiment further includes a vacuum container 26 for accommodating at least the X-ray-related part of the optical system and holding it in a vacuum.
An exhaust device for exhausting the inside of the vacuum container, an output device for displaying an image captured by the imaging unit, and an X described in detail below.
It has a switching unit control device for switching between a line and visible light, and a switching operation control for a visible light microscopic method to be used, and a microscope control device for controlling the operation of each of the above constituent elements.

【0069】本実施例では、上記第1の実施例と比べ、
光源部、照明光学系、拡大光学系、および、撮像部の構
成が異なるが、残りの部分については同じ構成を用いる
ことができる。ここでは、上記第1の実施例と同じ構成
要件については説明を省略する。
In this embodiment, as compared with the first embodiment,
Although the configurations of the light source unit, the illumination optical system, the magnifying optical system, and the image capturing unit are different, the same configuration can be used for the remaining portions. Here, the description of the same constituents as those of the first embodiment will be omitted.

【0070】光源部は、図2に示すように、X線源1
と、可視光源16と、これら光源を移動させていずれか
一方を、試料4の設置位置を通過する光軸1000上に
配置する光源切り換え部とを有する。光源部は、さら
に、微分干渉観察のための偏光子12およびウオラスト
ンプリズム13と、位相差観察のためのリング開口20
と、モジュレーションコントラスト観察のための斜め照
明用のスリット30と、これら観察方法を切り換えるた
めに、偏光子12およびウオラストンプリズム13、リ
ング開口20、および、スリット30を切り換えて光軸
1000上に配置するフィルタ切り換え部とを有する。
The light source unit is, as shown in FIG.
And a visible light source 16 and a light source switching unit that moves one of these light sources and arranges one of them on the optical axis 1000 that passes through the installation position of the sample 4. The light source unit further includes a polarizer 12 and a Wollaston prism 13 for differential interference observation, and a ring aperture 20 for phase difference observation.
And a slit 30 for oblique illumination for modulation contrast observation, and a polarizer 12, a Wollaston prism 13, a ring aperture 20, and a slit 30 for switching between these observation methods, on the optical axis 1000. And a filter switching unit to be arranged.

【0071】ここで、位相差顕微法は、生物試料4によ
り生じた位相差を、光の強度変化に変えて観察する方法
である。本実施例では、リング開口20と以下に説明す
るリング位相板21とにより、位相変化を受けた光に、
試料から±π/2だけ位相のことなる参照波を干渉させ
る。また、モジュレーションコントラスト顕微法では、
スリット30で試料4に対して斜光照明を行い、以下に
説明するパターン板31で試料4のコントラストを強調
するものである。
Here, the phase contrast microscopic method is a method of observing the phase difference caused by the biological sample 4 by changing it into a change in light intensity. In the present embodiment, the ring opening 20 and the ring phase plate 21 described below allow the light that has undergone the phase change to
A reference wave having a phase difference of ± π / 2 is caused to interfere with the sample. In addition, in modulation contrast microscopy,
The sample 30 is obliquely illuminated by the slit 30, and the contrast of the sample 4 is emphasized by the pattern plate 31 described below.

【0072】照明光学系は、X線照明光学系としての斜
入射反射型X線ミラー3と、可視光照明光学系としての
レンズ18と、これらのいずれか一方を光軸1000に
一致するように移動させる照明光学系切り換え部とを有
する。
The illumination optical system is such that the oblique incidence reflection type X-ray mirror 3 as the X-ray illumination optical system, the lens 18 as the visible light illumination optical system, and either one of them coincide with the optical axis 1000. And an illumination optical system switching unit for moving.

【0073】拡大光学系は、照明光学系と同様に、X線
拡大光学系としての斜入射反射型X線ミラー5と、可視
光拡大光学系としてのレンズ19と、これらのいずれか
一方を光軸1000に一致するように移動させる拡大光
学系切り換え部とを有する。
Similar to the illumination optical system, the magnifying optical system uses an oblique-incidence reflection type X-ray mirror 5 as an X-ray magnifying optical system, a lens 19 as a visible light magnifying optical system, and either one of them. And a magnifying optical system switching unit that moves the optical axis so as to coincide with the axis 1000.

【0074】撮像部は、微分干渉観察のためのウオラス
トンプリズム13および検光子15と、位相差観察のた
めのリング位相板21と、モジュレーションコントラス
ト観察のためのレンズ19の瞳の位置にストライプ状の
パターンを配置したパターン板31と、これらを切り換
えるために、検光子15およびウオラストンプリズム1
4、リング位相板21、および、パターン板31を切り
換えて光軸1000上に配置するフィルタ切り換え部と
を有する。撮像部は、さらに、X線撮像装置7と、可視
光撮像装置17と、これら撮像装置を移動させていずれ
か一方を、光軸1000上に配置する撮像装置切り換え
部とを有する。
The imaging section stripes at the position of the pupil of the Wollaston prism 13 and the analyzer 15 for differential interference observation, the ring phase plate 21 for phase difference observation, and the lens 19 for modulation contrast observation. Pattern plate 31 on which a circular pattern is arranged, and an analyzer 15 and a Wollaston prism 1 for switching between them.
4, a ring phase plate 21, and a filter switching unit that switches the pattern plate 31 and arranges it on the optical axis 1000. The imaging unit further includes an X-ray imaging device 7, a visible light imaging device 17, and an imaging device switching unit that moves one of these imaging devices and arranges one of them on the optical axis 1000.

【0075】光源切り換え部、照明光学系切り換え部、
拡大光学系切り換え部、および、撮像装置切り換え部
は、保持する光学素子を除いては同じ構成を有する。
A light source switching unit, an illumination optical system switching unit,
The enlarging optical system switching unit and the imaging device switching unit have the same configuration except the optical element to be held.

【0076】例えば、拡大光学系切り換え部は、図8に
示すように、X線ミラー5およびレンズ19を保持する
光学系保持部材525と、光学系保持部材525を光軸
1000と垂直方向に駆動する駆動機構523と、駆動
部523の移動量を制御することにより、光軸1000
とX線ミラー5およびレンズ19の光軸とを一致させる
駆動制御装置524とを有する。
For example, as shown in FIG. 8, the magnifying optical system switching unit drives the optical system holding member 525 holding the X-ray mirror 5 and the lens 19 and the optical system holding member 525 in the direction perpendicular to the optical axis 1000. The optical axis 1000 is controlled by controlling the driving mechanism 523 that drives the optical axis 1000 and the movement amount of the driving unit 523.
And a drive control device 524 for matching the optical axes of the X-ray mirror 5 and the lens 19.

【0077】光学系保持部材525は、X線ミラー5、
対物レンズ19を保持するレンズ保持部材5a、19a
と、当該レンズ19の光軸位置合わせに用いられる、当
該ミラー5、レンズ19の光軸中心に対して予め定めた
相対位置に配置されるリミットスイッチ5c、19cと
を有し、当該ミラー5、レンズ19による結像光を通過
させるための孔5b、19bを形成する。
The optical system holding member 525 includes the X-ray mirror 5,
Lens holding members 5a and 19a for holding the objective lens 19
And the limit switch 5c, 19c, which is used for aligning the optical axis of the lens 19 and is arranged at a predetermined relative position with respect to the optical axis center of the lens 19, The holes 5b and 19b for passing the image formation light by the lens 19 are formed.

【0078】駆動部523は、上記構成を有する光学系
保持部材525を光軸1000と垂直方向に移動可能に
保持する駆動面を備えた駆動機構523aと、駆動機構
523aの駆動源523bとを有する。駆動機構523
aは、光軸1000を中心として形成される、各光学素
子による結像光を通過させるための孔521を形成す
る。
The drive unit 523 has a drive mechanism 523a having a drive surface for holding the optical system holding member 525 having the above-described structure so as to be movable in the direction perpendicular to the optical axis 1000, and a drive source 523b of the drive mechanism 523a. . Drive mechanism 523
A forms a hole 521 formed around the optical axis 1000 for allowing image formation light from each optical element to pass therethrough.

【0079】本実施例では、駆動制御部524の制御に
より、リミットスイッチ5cまたは19cと、光学系保
持部材525とが接触した時点で、駆動機構523の動
作が停止する。X線ミラー5、レンズ19の光軸と、光
軸1000とは、それぞれに対応するリミットスイッチ
が作動し、光学系保持部材が停止した位置で、一致する
構成となっている。
In this embodiment, under the control of the drive controller 524, the operation of the drive mechanism 523 is stopped when the limit switch 5c or 19c comes into contact with the optical system holding member 525. The optical axes of the X-ray mirror 5 and the lens 19 are aligned with the optical axis 1000 at the positions where the limit switches corresponding to them actuate and the optical system holding member stops.

【0080】図8には、拡大光学系切り換え部だけの例
を示したが、光源切り換え部、照明光学系切り換え部、
および、撮像装置切り換え部に対しても、同様な構成を
用いることができるが、本発明においては、切り換え部
の具体的構成はこれに限定されない。また、これら4つ
の切り換え部を一体化して、X線光学系と可視光光学系
との切り換えを実行しても良い。
Although FIG. 8 shows an example of only the enlarging optical system switching unit, it includes a light source switching unit, an illumination optical system switching unit,
Also, the same configuration can be used for the imaging device switching unit, but the specific configuration of the switching unit is not limited to this in the present invention. Further, these four switching units may be integrated to switch between the X-ray optical system and the visible light optical system.

【0081】さらに、光源部および撮像部に含まれる、
2つのフィルタ切り換え部も基本的には、図8に示す構
成と同様な構成とすることができる。これらフィルタ切
り換え部は、選択された可視光の観察方法により、プリ
ズムなどの光学素子が連動して切り換えることができれ
ば良く、同一構造の切り換え部を2つ設けても、これら
を2つを一体化させた構造としても良い。
Further, included in the light source section and the image pickup section,
The two filter switching units can basically have the same configuration as that shown in FIG. It suffices for these filter switching units to be capable of switching in conjunction with optical elements such as prisms according to the selected visible light observation method. Even if two switching units of the same structure are provided, these two are integrated. The structure may be changed.

【0082】本実施例のX線光学系および可視光光学系
の、それぞれの作用は、上記第1の実施例と同じである
ので、その説明は省略する。ただし、本実施例では、光
学系の切り換えは、用いる光源、照明および拡大光学
系、および、撮像装置をすべて、交換することにより実
行される。
Since the respective operations of the X-ray optical system and the visible light optical system of this embodiment are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted. However, in the present embodiment, the switching of the optical system is executed by replacing all of the light source, the illumination and magnifying optical system used, and the imaging device.

【0083】本実施例によれば、上記第1の実施例のよ
うにNAを分けて使う必要がない。このため、可視光光学
系は、十分な結像性能を有することができ、なおかつ構
造も簡単なものを用いることができる。さらに、可視光
およびX線観察を、同じ光軸1000上で実行するた
め、試料4の同じ領域をX線および可視光で観察するこ
とができるため、試料4の同定が容易にできる。さら
に、偏光子12、ウォラストンプリズム13、14、検
光子15、リング開口20、リング位相板21等を適宜
交換することにより、染色処理を実行することなく、観
察する試料に最適な観察を行うことが可能となる。
According to this embodiment, it is not necessary to separately use the NA as in the first embodiment. Therefore, the visible light optical system can have a sufficient image forming performance, and can have a simple structure. Furthermore, since the visible light and the X-ray observation are performed on the same optical axis 1000, the same region of the sample 4 can be observed with the X-ray and the visible light, so that the sample 4 can be easily identified. Further, by appropriately replacing the polarizer 12, the Wollaston prisms 13 and 14, the analyzer 15, the ring aperture 20, the ring phase plate 21, etc., optimal observation for a sample to be observed can be performed without performing a dyeing process. It becomes possible.

【0084】本実施例では、X線と可視光とを切り換え
るために、光源や光学系等を光軸1000に対して移動
させたが、この代わりに、光源および撮像装置を含むX
線光学系と、可視光光学系をそれぞれ固定して、試料4
を保持する試料保持容器を移動させても良い。
In this embodiment, the light source, the optical system and the like are moved with respect to the optical axis 1000 in order to switch between the X-ray and the visible light, but instead of this, the X including the light source and the image pickup device is used.
Sample 4 with line optical system and visible light optical system fixed
You may move the sample holding container holding.

【0085】次に、本発明を適用したX線顕微鏡の第3
の実施例を、図3を用いて説明する。本実施例は、上記
第1の実施例において、光路の切り換えおよび拡大光学
系の切り換えを行わず、X線像と可視光像とを同時に観
察できる構成とした。
Next, the third X-ray microscope to which the present invention is applied.
The embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the X-ray image and the visible light image can be observed at the same time without switching the optical path and the switching of the magnifying optical system in the first embodiment.

【0086】本実施例では、上記第1の実施例におい
て、拡大光学系500にも、照明光学系300と同様
に、高NA側の高倍率可視光レンズ部8と、輪帯NAのX線
ミラー部5と、低NAの低倍率可視光レンズ部9とを同軸
一体化して用いる。
In this embodiment, in the magnifying optical system 500 of the first embodiment, as in the illumination optical system 300, the high-magnification visible light lens unit 8 on the high NA side and the X-ray of the annular NA are used. The mirror portion 5 and the low-NA low-magnification visible light lens portion 9 are coaxially integrated and used.

【0087】本実施例では、さらに、X線光学系で用い
る輪帯NAに対応する部分にX線が通過するためのリング
状孔22aを形成した可視光ミラー22で可視光を導入
し、同様な可視光ミラー23を介して可視光像を観察す
るという光学系を採用している。
In this embodiment, visible light is further introduced by a visible light mirror 22 having a ring-shaped hole 22a for passing X-rays in a portion corresponding to the annular zone NA used in the X-ray optical system. An optical system for observing a visible light image through the visible light mirror 23 is adopted.

【0088】本実施例において、可視光ミラー22は、
X線源で発生されたX線をリング状孔22aから透過さ
せると共に、可視光源から発生された可視光を偏向(9
0度反射)させ、2つの光を併せて、同軸一体配置され
た照明光学系へ入射させる。また、可視光ミラー23
は、試料4を透過して拡大光学系で結像された結像光に
おいて、X線ミラー部5による結像光だけをリング状孔
23aにより透過させると共に、レンズ部8、9による
結像光を偏向することで、結像光を分離する。各撮像装
置は、これらを取込み、X線像と可視光像とが両方取得
される。
In this embodiment, the visible light mirror 22 is
The X-ray generated by the X-ray source is transmitted through the ring-shaped hole 22a, and the visible light generated by the visible light source is deflected (9
(0 degree reflection), and the two lights are combined and made incident on the illumination optical system that is coaxially and integrally arranged. In addition, the visible light mirror 23
Of the image-forming light transmitted through the sample 4 and imaged by the magnifying optical system, only the image-forming light by the X-ray mirror unit 5 is transmitted by the ring-shaped hole 23a and the image-forming light by the lens units 8 and 9 is transmitted. The image forming light is separated by deflecting. Each imaging device takes in these and acquires both an X-ray image and a visible light image.

【0089】ここで、可視光の観察では、上記第1の実
施例同じように、偏光子12、ウオラストンプリズム1
3、14、および、検光子15とにより、微分干渉顕微
法を用いているため、無染色の試料でも、可視光での観
察が可能となる。
Here, in the observation of visible light, the polarizer 12 and the Wollaston prism 1 are used as in the first embodiment.
Since the differential interference microscopy is used with the analyzers 3 and 14 and the analyzer 15, it is possible to observe even a non-stained sample with visible light.

【0090】本実施例において、可視光光学系とX線光
学系とが、光学的に分離されているため、X線と可視光
とを同じに発生することで、試料4の位置を全く動かさ
なくとも、光学像とX線像とを同時に観察することがで
きる。
In the present embodiment, since the visible light optical system and the X-ray optical system are optically separated, the X-ray and the visible light are generated at the same time, so that the position of the sample 4 is completely moved. It is possible to observe the optical image and the X-ray image at the same time without the need.

【0091】また、これら光を同じに発生しなくとも、
生物試料自体の運動速度に対して、充分に早い時間間隔
で、順次、X線、可視光パルスを発生させ、X線像、可
視光像を取得するようにしても、試料4の同じ観察領域
にたいして、ほとんど同時に、X線と可視光との観察像
を得ることができる。さらに、発生する光を切り換える
ことで、取得する観察像として、X線像と可視光像と
を、切り換えることができる。
Even if these lights are not generated in the same manner,
Even if the X-ray and the visible light pulse are sequentially generated at a sufficiently fast time interval with respect to the movement speed of the biological sample itself to acquire the X-ray image and the visible light image, the same observation region of the sample 4 is obtained. On the other hand, it is possible to obtain observation images of X-rays and visible light almost at the same time. Furthermore, by switching the generated light, it is possible to switch between the X-ray image and the visible light image as the observation image to be acquired.

【0092】本実施例によれば、X線と可視光とによる
観察像を、同時に取得することが可能となるため、試料
4の同定が容易となる。また、可動部を用いずに、X線
と可視光とを切り換えることでき、さらに、その結果と
して、X線と可視光とを切り換える際の光軸合わせを必
要としない。
According to the present embodiment, it is possible to simultaneously acquire the observation images by the X-ray and the visible light, which facilitates the identification of the sample 4. Further, it is possible to switch between X-ray and visible light without using a movable part, and as a result, it is not necessary to align the optical axis when switching between X-ray and visible light.

【0093】本実施例では、各光学系に対してNA領域を
3つに分けた光学素子を使用しているが、低NA部を省略
したり、高NA部を省略した光学系を用いてもよい。
In this embodiment, an optical element in which the NA region is divided into three is used for each optical system, but an optical system in which the low NA part is omitted or the high NA part is omitted is used. Good.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明によれば、可視光により生物試料
を無染色で観察できるため、当該試料に対してX線観察
中に与える影響を軽減することが可能なX線顕微鏡を提
供することができる。さらに、同じ光軸上に配置され
た、十分な結像性能を持つ可視光光学系とX線光学系と
により、見たい領域を容易に特定でき、X線照射量も最
低限に留めることができる。
According to the present invention, since a biological sample can be observed by visible light without staining, it is possible to provide an X-ray microscope capable of reducing the influence on the sample during X-ray observation. You can Further, the visible light optical system and the X-ray optical system, which are arranged on the same optical axis and have sufficient imaging performance, can easily specify the region to be viewed, and the X-ray irradiation dose can be minimized. it can.

【0095】[0095]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるX線顕微鏡の第1の実施例の構成
概念を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration concept of a first embodiment of an X-ray microscope according to the present invention.

【図2】本発明によるX線顕微鏡の第2の実施例の構成
概念を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration concept of an X-ray microscope according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明によるX線顕微鏡の第3の実施例の構成
概念を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration concept of an X-ray microscope according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来のX線顕微鏡の構成を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional X-ray microscope.

【図5】X線の物質による吸収を示したグラフ。FIG. 5 is a graph showing absorption of X-rays by a substance.

【図6】第1の実施例における構成ブロックを示すブロ
ック図。
FIG. 6 is a block diagram showing constituent blocks in the first embodiment.

【図7】第1の実施例における光学系切り換え部の構成
を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical system switching unit in the first embodiment.

【図8】第2の実施例における拡大光学系切り換え部の
構成を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of a magnifying optical system switching unit according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・X線発生器、2・・・切り替えミラー、3・・
・X線照明光学系、4・・・試料、5・・・X線拡大光
学系、6・・・切り替えミラー、7・・・X線撮像装
置、8・・・可視光高倍率対物レンズ、9・・・可視光
低倍率対物レンズ、10・・・可視光高NA照明系レン
ズ、11・・・可視光低NA照明系レンズ、12・・・偏
光子、13、14・・・ウオラストンプリズム、15・
・・検光子、16・・・可視光源、17・・・可視光撮
像装置、18・・・可視光照明光学系、19・・・可視
光拡大光学系、20・・・リング開口、21・・・リン
グ位相板、22、23・・・可視光ミラー、24・・・
モニター、25・・・排気装置、26・・・真空容器、
27・・・試料カプセル。
1 ... X-ray generator, 2 ... switching mirror, 3 ...
X-ray illumination optical system, 4 ... sample, 5 ... X-ray magnifying optical system, 6 ... switching mirror, 7 ... X-ray imaging device, 8 ... visible light high-magnification objective lens, 9 ... Visible light low magnification objective lens, 10 ... Visible light high NA illumination system lens, 11 ... Visible light low NA illumination system lens, 12 ... Polarizer, 13, 14 ... Wollast Prism, 15.
..Analyzer, 16 ... Visible light source, 17 ... Visible light imaging device, 18 ... Visible light illumination optical system, 19 ... Visible light magnifying optical system, 20 ... Ring aperture, 21 ... ..Ring phase plates, 22, 23 ... Visible light mirrors, 24 ...
Monitor, 25 ... Exhaust device, 26 ... Vacuum container,
27 ... Sample capsule.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 影山 元英 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Motohide Kageyama 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nikon Corporation

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】X線を発生するX線源と、発生されたX線
を予め定めた集光位置に集光するX線照明光学系と、当
該集光位置に配置された試料を透過したX線を結像させ
るX線拡大光学系と、結像されたX線像を取り込むX線
撮像装置とを備えるX線顕微鏡において、 可視光を発生する可視光源と、 発生された可視光をX線照明光学系の集光位置と同じ位
置に集光させる可視光照明光学系と、 当該集光位置に配置された当該試料を透過した可視光を
結像させる可視光拡大光学系と、 結像された可視光像を取り込む可視光撮像装置と、 試料の本来的な光学的性質に応答し、それによって影響
を受ける変換光を用いて観察するために、発生された可
視光を受け入れて変換光を生成するとともに、試料を透
過して可視光撮像装置へ結像される変換光を再変換する
観察補助機構とを有することを特徴とするX線顕微鏡。
1. An X-ray source for generating X-rays, an X-ray illumination optical system for focusing the generated X-rays at a predetermined focusing position, and a sample placed at the focusing position. In an X-ray microscope including an X-ray magnifying optical system for forming X-rays and an X-ray imaging device for capturing the formed X-ray image, a visible light source for generating visible light, and a visible light source for generating X-rays. Visible light illumination optical system that focuses the light at the same position as the focus position of the line illumination optical system, visible light magnifying optical system that focuses the visible light transmitted through the sample placed at the focus position, and image formation A visible light imager that captures the generated visible light image and accepts the generated visible light for observation with the converted light that responds to and is affected by the intrinsic optical properties of the sample. Transforms the image to be transmitted through the sample and imaged on the visible light imager. X-ray microscope and having a viewing aids mechanism reconverts.
【請求項2】請求項1において、 前記観察補助機構は、微分干渉観察、位相差観察、およ
び、モジュレーションコントラスト観察のうちいずれか
1つ、または、これらのうち複数を組み合わせた観察に
用いられる、前記変換光を生成する構成を有するもので
あることを特徴とするX線顕微鏡。
2. The observation assisting mechanism according to claim 1, wherein the observation assisting mechanism is used for any one of differential interference observation, phase difference observation, and modulation contrast observation, or a combination of a plurality of these observations. An X-ray microscope having a configuration for generating the converted light.
【請求項3】請求項2において、 前記観察補助機構は、微分干渉観察を行うものであっ
て、前記可視光照明光学系の中に配置される、偏光子お
よびウオラストンプリズムと、前記可視光拡大光学系の
中に配置される、ウオラストンプリズムおよび検光子と
を有することを特徴とするX線顕微鏡。
3. The observation assist mechanism for performing differential interference observation according to claim 2, further comprising a polarizer and a Wollaston prism arranged in the visible light illumination optical system, and the visible light. An X-ray microscope having a Wollaston prism and an analyzer arranged in a light magnifying optical system.
【請求項4】請求項2において、 前記観察補助機構は、位相差観察を行うものであって、
前記可視光照明光学系の中に配置されるリング開口と、
前記可視光拡大光学系の中に配置されるリング位相板と
を有することを特徴とするX線顕微鏡。
4. The observation assisting mechanism according to claim 2, which is for performing phase difference observation,
A ring aperture disposed in the visible light illumination optics,
An X-ray microscope having a ring phase plate arranged in the visible light magnifying optical system.
【請求項5】請求項2において、 前記観察補助機構は、モジュレーションコントラスト観
察を行うものであって、前記可視光照明光学系の中に配
置される斜光照明のためのスリットと、前記可視光拡大
光学系の中に配置されるストライプ状パターンを有する
パターン板とを有することを特徴とするX線顕微鏡。
5. The observation assist mechanism for performing modulation contrast observation according to claim 2, wherein a slit for oblique illumination arranged in the visible light illumination optical system and the visible light magnifying device are provided. An X-ray microscope, comprising: a pattern plate having a stripe pattern arranged in an optical system.
【請求項6】請求項2において、 前記X線拡大光学系および前記可視光拡大光学系のうち
いずれか一方を、その光軸が予め定めた顕微鏡光軸と一
致するように移動させる切り換え機構をさらに有し、 前記X線照明光学系および前記可視光照明光学系は、そ
れらの両光軸と当該顕微鏡光軸とが一致するように同軸
配置される構成を有するものであり、 前記X線拡大光学系および前記可視光拡大光学系は、切
り換え機構により移動可能に保持される構成を有するこ
とを特徴とするX線顕微鏡。
6. The switching mechanism according to claim 2, wherein one of the X-ray magnifying optical system and the visible light magnifying optical system is moved so that its optical axis coincides with a predetermined optical axis of the microscope. Further, the X-ray illumination optical system and the visible light illumination optical system have a configuration in which they are coaxially arranged so that their optical axes coincide with the microscope optical axis. An X-ray microscope, characterized in that the optical system and the visible light magnifying optical system are configured to be movably held by a switching mechanism.
【請求項7】請求項2において、 前記X線拡大光学系および前記可視光拡大光学系のうち
いずれか一方を、その光軸が予め定めた顕微鏡光軸と一
致するように移動させると共に、当該顕微鏡光軸に一致
した光学系に対応して、前記X線照明光学系および前記
可視光照明光学系のうちいずれか一方を、その光軸が当
該顕微鏡光軸と一致するように移動させる切り換え機構
をさらに有するものであり、 前記X線拡大光学系、前記X線照明光学系、前記可視光
拡大光学系、および、前記可視光照明光学系は、切り換
え機構により移動可能に保持される構成を有することを
特徴とするX線顕微鏡。
7. The X-ray magnifying optical system and the visible light magnifying optical system according to claim 2, wherein one of the X-ray magnifying optical system and the visible light magnifying optical system is moved so that an optical axis thereof coincides with a predetermined microscope optical axis, and A switching mechanism for moving one of the X-ray illumination optical system and the visible light illumination optical system so that the optical axis thereof coincides with the microscope optical axis, corresponding to the optical system coincident with the microscope optical axis. The X-ray magnifying optical system, the X-ray illuminating optical system, the visible light magnifying optical system, and the visible light illuminating optical system are configured to be movably held by a switching mechanism. An X-ray microscope characterized by the above.
【請求項8】請求項6または7において、 前記可視光拡大光学系および前記可視光照明光学系で用
いる光学素子は、前記X線拡大光学系および前記X線照
明光学系で用いる光学素子のNAと一致しないNAを有
するものであることを特徴とするX線顕微鏡。
8. The optical element used in the visible light magnifying optical system and the visible light illuminating optical system according to claim 6 or 7, wherein the NA of the optical element used in the X-ray magnifying optical system and the X-ray illuminating optical system. An X-ray microscope having an NA that does not match
【請求項9】請求項8において、 前記可視光の光学素子のNAが、前記X線の光学素子の
NAよりも大きいものであって、 前記観察補助機構は、当該可視光の光学素子のNA領域
で、微分干渉観察、位相差観察、および、モジュレーシ
ョンコントラスト観察のうちいずれか一つを行うように
した構成であることを特徴とするX線顕微鏡。
9. The NA of the optical element for visible light is larger than the NA of the optical element for X-ray according to claim 8, wherein the observation assist mechanism is NA of the optical element for visible light. An X-ray microscope having a configuration in which any one of differential interference observation, phase difference observation, and modulation contrast observation is performed in a region.
【請求項10】請求項8において、 前記可視光の光学素子のNAが、前記X線の光学素子の
NAよりも小さいものであって、 前記観察補助機構は、当該可視光の光学素子のNA領域
で、微分干渉観察、位相差観察、および、モジュレーシ
ョンコントラスト観察のうちいずれか一つを行うように
した構成であること を特徴とするX線顕微鏡。
10. The NA of the optical element for the visible light is smaller than the NA of the optical element for the X-ray, and the observation auxiliary mechanism has a NA of the optical element for the visible light. An X-ray microscope having a configuration in which any one of differential interference observation, phase difference observation, and modulation contrast observation is performed in a region.
【請求項11】請求項8において、 前記可視光の光学素子のNAが、前記X線の光学素子の
NAよりも大きい領域と、小さい領域とを併せ持つもの
であって、 前記観察補助機構は、当該可視光の光学素子の2つのN
A領域で、微分干渉観察、位相差観察、および、モジュ
レーションコントラスト観察のうちいずれか一つを行う
ようにした構成であることを特徴とするX線顕微鏡。
11. The optical element according to claim 8, wherein the NA of the visible light optical element has both a larger area and a smaller area than the NA of the X-ray optical element. Two N of the visible light optical element
An X-ray microscope having a configuration in which any one of differential interference observation, phase difference observation, and modulation contrast observation is performed in the A region.
【請求項12】請求項2において、 前記X線源の発生するX線および前記可視光源の発生す
る可視光のうちいずれか一方を偏向して、X線および可
視光を併せて、前記試料と通過する予め定めた顕微鏡光
軸に沿って入射させる光統合部と、 当該顕微鏡光軸上の前記試料を透過したX線および可視
光のうちいずれか一方を偏向して分離し、X線を前記X
線撮像装置へ、可視光を前記可視光撮像装置へ入射させ
る光分離部とをさらに有し、 前記可視光照明光学系および前記X線照明光学系は、そ
れら光軸が当該顕微鏡光軸と一致するように同軸配置さ
れ、 前記可視光拡大光学系および前記X線拡大光学系は、そ
れら光軸が当該顕微鏡光軸と一致するように同軸配置さ
れるものであることを特徴とするX線顕微鏡。
12. The sample according to claim 2, wherein either the X-ray generated by the X-ray source or the visible light generated by the visible light source is deflected to combine the X-ray and the visible light. Either the X-ray or the visible light that has passed through the sample on the microscope optical axis and the light integrating section that is incident along the predetermined microscope optical axis that passes through are separated to separate the X-rays. X
The optical imaging device further includes a light separation unit that allows visible light to enter the visible light imaging device, and the optical axes of the visible light illumination optical system and the X-ray illumination optical system coincide with the microscope optical axis. X-ray microscope, wherein the visible light magnifying optical system and the X-ray magnifying optical system are coaxially arranged so that their optical axes coincide with the microscope optical axis. .
【請求項13】請求項12において、 前記X線照明光学系および前記X線拡大光学系は、リン
グ状の輪帯開口を有する光学素子を用いるものであり、 前記可視光照明光学系および前記可視光拡大光学系は、
当該X線の光学素子のNAとは異なるNAを有する光学
素子を用いるものであり、 前記光統合部は、前記X線源と、同軸配置された前記X
線照明光学系および前記可視光照明光学系との間に配置
されるもので、前記X線照明光学系の光学素子の輪帯開
口部に対応する部分に、X線を透過させるリング状孔が
形成された第1の可視光ミラーを備えるものであり、 前記光分離部は、同軸配置された前記X線拡大光学系お
よび前記可視光拡大光学系と、前記X線撮像装置との間
に配置されるもので、前記X線拡大光学系の光学素子の
輪帯開口部に対応する部分に、X線を透過させるリング
状孔が形成される第2の可視光ミラーを備えるもので、 前記X線撮像装置および前記可視光撮像装置は、同時ま
たはほぼ同時に、X線像と可視光像とを取得するもので
あることを特徴とするX線顕微鏡。
13. The X-ray illumination optical system and the X-ray magnifying optical system according to claim 12, wherein an optical element having a ring-shaped annular aperture is used, and the visible light illumination optical system and the visible light are used. The light magnifying optics
An optical element having an NA different from the NA of the X-ray optical element is used, and the light integrating unit is arranged coaxially with the X-ray source.
A ring-shaped hole, which is arranged between the line illumination optical system and the visible light illumination optical system and which transmits X-rays, is provided at a portion corresponding to the annular opening of the optical element of the X-ray illumination optical system. A first visible light mirror formed is provided, and the light separation section is arranged between the X-ray magnifying optical system and the visible light magnifying optical system that are coaxially arranged, and the X-ray imaging device. And a second visible light mirror in which a ring-shaped hole for transmitting X-rays is formed in a portion corresponding to the annular zone opening of the optical element of the X-ray magnifying optical system. An X-ray microscope, wherein the X-ray image pickup device and the visible light image pickup device acquire an X-ray image and a visible light image simultaneously or substantially at the same time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017072441A (en) * 2015-10-06 2017-04-13 浜松ホトニクス株式会社 X-ray imaging device and x-ray imaging method
CN117705418A (en) * 2023-12-14 2024-03-15 湖北久之洋红外系统股份有限公司 Optical lens transfer function test target generator convenient to switch

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