JPH085798A - X-ray microscope - Google Patents

X-ray microscope

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Publication number
JPH085798A
JPH085798A JP6132946A JP13294694A JPH085798A JP H085798 A JPH085798 A JP H085798A JP 6132946 A JP6132946 A JP 6132946A JP 13294694 A JP13294694 A JP 13294694A JP H085798 A JPH085798 A JP H085798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
visible light
sample
sample container
optical system
Prior art date
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Application number
JP6132946A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Sugizaki
克己 杉崎
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH085798A publication Critical patent/JPH085798A/en
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the focusing in an X-ray optical system by using the relative relation of refractive indexes to X rays and visible rays in a sample container to calculate the optical distance in X rays on the basis of that in visible rays and control a displacement mechanism. CONSTITUTION:Firstly, in a visible optical system 200, the position of an X-ray penetrating window 10b in a sample container 4 is measured with a prescribed measuring coordinates system. Secondly, a focus is adjusted on the position where a sample is to be observed and an input device 23b is operated to measure the position of an X-ray penetrating window 10b with a measuring means in a coordinates system. From the two measured positions of an X-ray penetrating window 10b, the optical distance in visible rays in the sample container 4 is measured. Subsequently, an arithmetic means 23 calculates the optical distance in X rays on the basis of the optical distance in visible rays. Then, a controller 23a adjusts the position of the sample container 4 by controlling a sample stage 24 to focus the X-ray optical system 100 on the point where the sample 12 is to be observed.

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、被測定対象である試料
のX線拡大像を得るX線顕微鏡に係り、特に、光学的観
察手段を併せもつ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 for obtaining an X-ray magnified image of a sample to be measured, and more particularly to an X-ray microscope having optical observation means.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、急速に進歩している医学や生物学
の分野では、通常の可視光(波長λ=約400nm〜8
00nm)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 biology, which are rapidly advancing in recent years, ordinary visible light (wavelength λ = about 400 nm to 8 nm) is used.
00nm) has a higher resolution than a microscope using a living sample (hereinafter referred to as a biological sample), for example, a cell,
The demand for a high-resolution microscope capable of clearly observing bacteria, sperm, chromosomes, mitochondria, flagella, etc. is increasing day by day.

【0003】その理由は、従来の高解像度電子顕微鏡で
は、このような生物試料を前処理なしでは見ることが出
来なかったからである。そこで、このような生物試料を
前処理をすることなく、生きたままの状態での観察を可
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 conventional high resolution electron microscopes could not see such biological samples without pretreatment. Therefore, an X-ray microscope using soft X-rays with a wavelength λ = 2 to 5 nm instead of visible light in order to enable observation in a living state without pretreatment of such a biological sample. Are being considered and are being specifically developed.

【0004】従来のX線顕微鏡は、例えば、図5に示す
ように、光学系を備えている。すなわち、従来技術のX
線顕微鏡においては、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、試料カプセル4に
照射する。そして、試料カプセル4を透過したX線は、
X線拡大光学系5により、試料のX線像をX線撮像装置
7上に結像させる。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。
A conventional X-ray microscope is equipped with an optical system, for example, as shown in FIG. That is, the conventional X
In the line microscope, 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 4. Then, the X-ray transmitted through the sample capsule 4 is
The X-ray magnifying optical system 5 forms an X-ray image of the sample on the X-ray imaging device 7. The optical path length from the X-ray generator 1 to the X-ray imaging device 7 is, for example, about 2 m.

【0005】上記の構成は、通常、真空容器6内に収容
され、その真空容器6は、排気装置2により、真空に保
持される。
The above-mentioned structure is usually housed in a vacuum container 6, and the vacuum container 6 is held in vacuum by an exhaust device 2.

【0006】このような構成を基本とする従来のX線顕
微鏡に用いられる軟X線の波長領域では、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6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、2.3〜4.4nmのX線波
長域では、酸素を含んだ水は、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 wavelength region used in the conventional X-ray microscope based on such a structure, the absorption of X-rays by the substance is shown in FIG. 6 depending on the wavelength of the X-rays, the atomic number of the substance, and the like. It changes as shown. Generally, the longer the X-ray wavelength, the easier the absorption, and the larger the atomic number of the substance, the easier the absorption. In particular, in the X-ray wavelength range of 2.3 to 4.4 nm, oxygen-containing water has a higher transmittance than organic matter containing carbon such as protein.

【0007】つまり、この波長域では、水と蛋白質との
間の吸収率の違いが大きいため、これらの成分の比によ
りコントラストがつき、染色することなく、水中に置か
れている細胞構造を、明確に見分けることができる。こ
の波長域は、水の窓(WaterWindow)と呼ばれ、生物試
料の観察に用いられる顕微鏡にとって、非常に有用な波
長領域である。
That is, in this wavelength range, since the difference in absorption rate between water and protein is large, contrast is provided by the ratio of these components, and the cell structure placed in water without staining becomes Can be clearly identified. This wavelength range is called a water window and is a very useful wavelength range for a microscope used for observing a biological sample.

【0008】以上説明したように、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。
As described above, the X-ray microscope has
If 5 nm X-rays are used, organisms have various characteristics such as high resolution and no staining.

【0009】一方、観察する場合に用いられるX線のフ
ォトンエネルギーは、可視光のフォトンエネルギーに比
べて1桁以上大きい。このため、顕微鏡としては高分解
能を得られる半面、1フォトン当たりエネルギーが大き
いので、試料にダメージを与えやすい。
On the other hand, the photon energy of X-rays used for observation is larger by one digit or more than the photon energy of visible light. Therefore, as a microscope, a high resolution can be obtained, but since energy per photon is large, the sample is easily damaged.

【0010】ところが、従来の顕微鏡の観察方法では、
生物試料にX線を照射しながら、観察したい部分を探し
ている。これは、生物試料にとっては、X線照射損傷の
原因となり望ましくない。
However, in the conventional microscope observation method,
While irradiating a biological sample with X-rays, we are looking for the part to be observed. This is undesirable for biological samples as it causes X-ray radiation damage.

【0011】そこで、観察したい部分を予めX線顕微鏡
の視野のなかに持ってくるために、X線顕微鏡の光軸上
に、可視光の光学的観察手段(光学顕微鏡)を同時に配
置し、光学的観察手段によって予備観察する方法及び装
置が、特開平4−346100号公報において提案さ
れ、また、実際に行なわれている。
Therefore, in order to bring the portion to be observed into the field of view of the X-ray microscope in advance, an optical observation means (optical microscope) for visible light is simultaneously arranged on the optical axis of the X-ray microscope, and A method and an apparatus for performing preliminary observation by a dynamic observation means have been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-346100 and are actually being used.

【0012】この方法および装置では、光学的観察手段
の視野、焦点位置などを、予めX線顕微鏡のそれに合わ
せ、または、対応させておく。さらに、光学的観察手段
からX線による観察手段へ切り替えると、光学的観察さ
れていた領域が、X線でも、そのまま観察できる構成と
なっている。
In this method and apparatus, the field of view, the focal position, etc. of the optical observation means are matched with those of the X-ray microscope in advance or corresponded thereto. Furthermore, when the optical observation means is switched to the X-ray observation means, the area that has been optically observed can be observed as it is even with X-rays.

【0013】このため、生物試料の観察したい部分を決
定するまでに、照射するX線を最低限とすることが可能
となり、その結果、観察する時間が短くすることが可能
となる。
Therefore, the X-rays to be irradiated can be minimized before the portion of the biological sample to be observed is determined, and as a result, the observation time can be shortened.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記例のX線
顕微鏡の構成においては、以下のような問題点が指摘さ
れている。
However, the following problems have been pointed out in the configuration of the X-ray microscope of the above example.

【0015】X線顕微鏡の分解能δと、焦点深度DOF
は、使用するX線の波長とX線対物レンズのNAで、以
下の関係式により決まる。
X-ray microscope resolution δ and depth of focus DOF
Is the wavelength of the X-ray used and the NA of the X-ray objective lens, and is determined by the following relational expression.

【0016】 δ=0.61λ/NA …………………………………………………(1) DOF=2λ/NA2 …………………………………………………(2) 例えば、X線対物レンズのNAを0.1、X線の波長を
3nmとすると、上記(1)、(2)式より、δは、
0.009μm、DOFは、0.6μmとなる。
Δ = 0.61λ / NA ……………………………………………… (1) DOF = 2λ / NA 2 ……………………………… (2) For example, assuming that the NA of the X-ray objective lens is 0.1 and the wavelength of the X-ray is 3 nm, δ is calculated from the above equations (1) and (2).
0.009 μm and DOF are 0.6 μm.

【0017】すなわち、高分解能のX線顕微鏡は、焦点
深度も浅く、焦点のずれが像に大きく影響する。このた
め、このようなX線顕微鏡においては、焦点合わせを正
確に行なうことが非常に重要であり、その調整には時間
がかかる事が多い。
That is, a high-resolution X-ray microscope has a shallow depth of focus, and the shift of the focus greatly affects the image. For this reason, in such an X-ray microscope, it is very important to perform accurate focusing, and adjustment thereof often takes time.

【0018】上記のような従来のX線顕微鏡では、その
ような焦点合わせの間に、生物等の試料へ照射されるX
線の量をできるだけ減少させるために、X線顕微鏡に光
学的観察手段を設けておき、X線による観察に先立ち、
その光学的観察手段により、試料の位置決め、焦点合わ
せを行うことが行われている。
In the conventional X-ray microscope as described above, the X-rays which are irradiated on the sample such as a living organism during such focusing.
In order to reduce the amount of rays as much as possible, an X-ray microscope is provided with an optical observation means, and prior to observation with X-rays,
Positioning and focusing of the sample are performed by the optical observation means.

【0019】ところが、水中の生物試料を光学的観察手
段によって観察しようとする場合、可視光での屈折率
は、水、生物試料とも、1よりも大きい。例えば、水中
にその試料があり、その試料容器の表面から10μmの
深さに観察したい試料があるとする。ここで、Lが可視
光での光学的距離とすると、nLは10μmで、水の屈
折率nは約1.33であるので、L=10μm/1.3
3=7.5μmとなる。これは、光学的観察手段による
と、その試料が7.5μmの深さに見えることを意味す
る。その結果、光学的観察手段により試料に焦点を合わ
せても、実際の試料の位置よりも浅い位置に焦点が合
う。
However, when attempting to observe a biological sample in water by an optical observation means, the refractive index with visible light is larger than 1 for both water and the biological sample. For example, suppose that the sample is in water and there is a sample to be observed at a depth of 10 μm from the surface of the sample container. Here, when L is an optical distance with visible light, nL is 10 μm, and the refractive index n of water is about 1.33. Therefore, L = 10 μm / 1.3
3 = 7.5 μm. This means that the sample looks at a depth of 7.5 μm by optical observation means. As a result, even if the sample is focused by the optical observation means, the focus is on a position shallower than the actual position of the sample.

【0020】一方、X線による観察においては、水も含
めほとんどの物質で、屈折率はほとんど1とみなせる。
このため、上記と同じ配置の試料は、X線顕微鏡で見る
と、実際の深さと同じ10μmの深さの位置に見える。
つまり、X線による焦点位置と光学的観察手段によるそ
れは、深さ方向に2.5μmずれている。
On the other hand, in X-ray observation, almost all substances including water can be regarded as having a refractive index of 1.
Therefore, the sample having the same arrangement as described above can be seen at a position having a depth of 10 μm, which is the same as the actual depth, when viewed with an X-ray microscope.
That is, the focal position by the X-ray and that by the optical observation means are displaced by 2.5 μm in the depth direction.

【0021】また、光学的観察手段のDOFは、NA=
0.95、λ=500nmとすると、1.1μmであ
る。このDOF値は、X線顕微鏡のものとほぼ同じであ
る。
The DOF of the optical observation means is NA =
When 0.95 and λ = 500 nm, it is 1.1 μm. This DOF value is almost the same as that of the X-ray microscope.

【0022】すなわち、従来技術のように、X線の観察
に先立ち、観察したい試料に対して、光学的観察手段に
より焦点位置を合わせておいたとしても、可視光とX線
の屈折率の差のため、結局は、X線による観察のために
焦点を合わせ直さねばならないという問題点がある。ま
た、その結果、焦点合わせのために、試料にX線を照射
することになり、試料に損傷を与えてしまうという問題
点もある。
That is, as in the prior art, even if the focus position is adjusted to the sample to be observed by the optical observation means prior to the observation of the X-ray, the difference in refractive index between visible light and X-ray is obtained. Therefore, in the end, there is a problem that the focus must be re-adjusted for the observation with X-rays. Further, as a result, there is a problem that the sample is irradiated with X-rays for focusing, and the sample is damaged.

【0023】本発明は、可視光光学系とX線光学系とを
備えるX線顕微鏡において、可視光光学系により合焦さ
れ特定された試料の観察すべき位置に基づいて、X線光
学系による焦点を、該観察すべき位置に合わせることが
できるX線顕微鏡を提供することを目的とする。
The present invention relates to an X-ray microscope including a visible light optical system and an X-ray optical system, and uses the X-ray optical system based on the position to be observed of the sample focused and specified by the visible light optical system. It is an object of the present invention to provide an X-ray microscope capable of focusing on the position to be observed.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記目的は、試料容器内
に収容された試料のX線像を得るX線光学系と、該試料
の可視光像を得る可視光光学系とを備えるX線顕微鏡に
おいて、X線光学系および可視光光学系の、少なくとも
それぞれの光軸方向に沿って、試料容器を変位させる試
料容器変位機構と、予め定めた測定用の原点から、可視
光光学系で合焦された試料の観察すべき位置までの、可
視光線での光学的距離を測定する可視光観察位置測定手
段と、測定された該可視光での光学的距離と、予め求め
られている、試料容器内での、該可視光線と観察に用い
られるX線とに対する屈折率の相対的な関係とから、該
原点から該観測すべき位置までの該X線での光学的距離
を算出するX線観察位置算出手段と、該算出結果に基づ
いて、試料容器変位機構を制御して、X線光学系による
焦点位置が該観察すべき位置と一致するように試料容器
を変位させる制御手段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 object is to provide an X-ray optical system including an X-ray optical system for obtaining an X-ray image of a sample contained in a sample container and a visible light optical system for obtaining a visible light image of the sample. In a microscope, a sample container displacement mechanism that displaces the sample container along at least the respective optical axis directions of the X-ray optical system and the visible light optical system and a visible light optical system from a predetermined measurement origin. Visible light observation position measuring means for measuring the optical distance with visible light to the position to be observed of the focused sample, the measured optical distance with the visible light, and the sample which is obtained in advance, An X-ray for calculating the optical distance of the X-ray from the origin to the position to be observed from the relative relationship of the refractive index with respect to the visible light and the X-ray used for observation in the container. Based on the observation position calculation means and the calculation result, change the sample container By controlling the mechanism, the focal position by the X-ray optical system is achieved by X-ray microscope, characterized by a control means for displacing the sample container so as to coincide with the position to be the observation.

【0025】[0025]

【作用】本発明によるX線顕微鏡が、どのような作用に
より上記目的を達成するか、図2を用いて説明する。
The operation of the X-ray microscope according to the present invention to achieve the above object will be described with reference to FIG.

【0026】X線顕微鏡で細胞などの生物試料を観察す
るときは、観察に用いるX線と可視光とに対して透明な
部材、例えば、Si34で構成されるX線透過窓10
a、10bを有する試料容器4に、図2(a)に示すよ
うに、細胞などの生物試料12をはさんで行なう。ま
た、試料容器4内には生物試料12を保持する媒体1
1、例えば、水が充填されている。
When observing a biological sample such as a cell with an X-ray microscope, a member transparent to X-rays and visible light used for observation, for example, an X-ray transmission window 10 made of Si 3 N 4 is used.
As shown in FIG. 2A, a biological sample 12 such as a cell is sandwiched between sample containers 4 having a and 10b. Further, the medium 1 for holding the biological sample 12 in the sample container 4
1, for example filled with water.

【0027】上述したように、観察に用いるX線は放射
線損傷を発生させ、当然観察しようとしている生物試料
12にも有害であるので、X線による観察時は、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。
As described above, the X-ray used for observation causes radiation damage and is naturally harmful to the biological sample 12 to be observed. Therefore, when observing with X-ray, the X-ray irradiation dose should be minimized. It is desirable to observe with minimal damage.

【0028】そこで、本発明においては、X線による観
察手段であるX線光学系のX線光軸と、同軸上に光軸を
配置可能な光学的観察手段である可視光光学系により、
観察したい領域を予め特定し、X線光学系の視野の中に
持ってくることを行なっている。
Therefore, in the present invention, the X-ray optical axis of the X-ray optical system, which is the means for observing with X-rays, and the visible light optical system, which is the optical observing means capable of arranging the optical axis coaxially,
The region to be observed is specified in advance and brought into the visual field of the X-ray optical system.

【0029】しかし、上述したように、光学的観察手段
で見たい部分に焦点を合わせても、その焦点位置は、試
料容器4内部へ入射し、媒体11における可視光線の屈
折のために、試料12のX線による焦点位置とは違った
位置となる。
However, as described above, even if the optical observation means is focused on the portion to be viewed, the focus position is incident on the inside of the sample container 4 and refraction of visible light in the medium 11 causes The position is different from the focal position of the 12 X-rays.

【0030】上記の可視光による観察で得られる焦点位
置と、X線による焦点位置とのずれは、以下のような関
係を有する。
The shift between the focal position obtained by the observation with visible light and the focal position by X-ray has the following relationship.

【0031】例えば、図2(b)に示すように、試料容
器4のX線透過窓10aの位置をW、光学的観察手段で
焦点合わせをして得られる試料12の観察位置をS1、
観察に用いられる可視光に対する、試料容器4内に充填
されている媒体11の屈折率をn1、実際の試料の観察
位置をSとすると、観察に用いられる可視光の、試料容
器4内における屈折のため、以下の関係式が成り立つ。
なお、観察に用いられる可視光線は、図下方から入射し
ているものとする。
For example, as shown in FIG. 2B, the position of the X-ray transmission window 10a of the sample container 4 is W, the observation position of the sample 12 obtained by focusing with the optical observation means is S1,
Assuming that the refractive index of the medium 11 filled in the sample container 4 with respect to visible light used for observation is n1 and the observation position of the actual sample is S, the visible light used for observation is refracted in the sample container 4. Therefore, the following relational expression holds.
The visible light used for observation is assumed to be incident from the bottom of the figure.

【0032】 S−W=n1(S1−W) …………………………………………(3) ここで、W、S1、Sは、試料容器4よりも、観察に用
いられる可視光の発生源側における所定位置に位置する
原点から、光軸方向に沿って測定されるものとする。
S−W = n1 (S1−W) …………………………………… (3) Here, W, S1, and S are for observation rather than the sample container 4. It shall be measured along the optical axis from an origin located at a predetermined position on the side of the source of visible light used.

【0033】また、図2(a)に示すように、上記試料
12の観察位置Sに対応する、X線観察による焦点合わ
せをして得られる、試料12の観察位置をS2、観察に
用いられるX線に対する媒体11の屈折率をn2とする
と、以下の関係式が成り立つ。
Further, as shown in FIG. 2A, the observation position of the sample 12 corresponding to the observation position S of the sample 12 obtained by focusing by X-ray observation is S2, which is used for observation. When the refractive index of the medium 11 with respect to X-rays is n2, the following relational expression holds.

【0034】 S−W=n2(S2−W) …………………………………………(4) ここで、X線に対する媒体11の屈折率は、どんな物質
でもほぼ1であり、X線による観察で焦点を合わせるべ
き観察位置S2は、実際の観察位置Sとみなして良い。
S−W = n2 (S2−W) …………………………………… (4) Here, the refractive index of the medium 11 for X-rays is almost 1 for any substance. Therefore, the observation position S2 to be focused by the X-ray observation may be regarded as the actual observation position S.

【0035】従って、(3)および(4)式から、X線
透過窓10aの位置Wと、可視光による観察位置S1
と、可視光に対する屈折率n1とを知ることができれ
ば、実際に試料の観察位置S、すなわち、X線観察で焦
点を合わせるべき観察位置S2が算出できる。
Therefore, from the expressions (3) and (4), the position W of the X-ray transmission window 10a and the observation position S1 by visible light are determined.
If it is possible to know the refractive index n1 for visible light, the observation position S of the sample, that is, the observation position S2 at which the focus should be adjusted in X-ray observation can be calculated.

【0036】または、X線透過窓10aの位置Wを基準
点として、位置Wから可視光による観察位置S1までの
距離、すなわち、試料容器4内における可視光での光学
的距離と、可視光に対する屈折率n1とを知ることがで
きれば、位置WからX線による観察位置S2(≒S)ま
での距離、すなわち、試料容器4内におけるX線での光
学的距離が求められる。
Alternatively, with the position W of the X-ray transmission window 10a as a reference point, the distance from the position W to the observation position S1 by visible light, that is, the optical distance of visible light in the sample container 4 and the visible light If the refractive index n1 can be known, the distance from the position W to the observation position S2 (≈S) by the X-ray, that is, the optical distance of the X-ray in the sample container 4 can be obtained.

【0037】具体的には、まず、予め定めた測定用の原
点から、可視光観察位置測定手段により、試料12の観
察すべき位置までの、可視光での光学的距離を測定す
る。ここで、光学的距離とは、具体的には、上記測定用
の原点から試料容器4上の基準点、例えば、X線透過窓
10a上の点までの距離分と、該基準点から観察すべき
位置までの、試料容器4内における光学的距離分とに分
けることができる。ところが、上記原点から基準点まで
の光学的距離分は、真空中に位置するので、X線および
可視光線に対する屈折率の変化はない。従って、試料容
器4内における光学的距離だけを考慮する。
Specifically, first, the visible light optical distance from the predetermined measurement origin to the position of the sample 12 to be observed is measured by the visible light observation position measuring means. Here, the optical distance is specifically the distance from the origin for measurement to a reference point on the sample container 4, for example, a point on the X-ray transmission window 10a, and observation from the reference point. The optical distance in the sample container 4 up to the power position can be divided. However, since the optical distance from the origin to the reference point is located in vacuum, there is no change in the refractive index with respect to X-rays and visible light. Therefore, only the optical distance in the sample container 4 is considered.

【0038】可視光光学系において、合焦させる位置を
変えるには、例えば、操作者が操作受付手段に対して変
位量に対応する操作を行い、その操作に対応して、制御
手段は、試料容器変位機構の動作を制御して、試料容器
4を変位させ、可視光光学系における合焦位置を変化さ
せる。
In the visible light optical system, in order to change the focusing position, for example, the operator performs an operation corresponding to the displacement amount on the operation receiving means, and in response to the operation, the control means sets the sample The operation of the container displacement mechanism is controlled to displace the sample container 4 and change the focus position in the visible light optical system.

【0039】また、操作受付手段は、例えば、操作者に
よる合焦位置の決定に関する操作を受け付け、それに対
応して、可視光観察位置測定手段は、操作者により特定
された試料の観察すべき位置を知ることができる。この
ような構成によれば、例えば、以下のようにして、可視
光での光学的距離を測定することができる。
Further, the operation receiving means receives, for example, an operation relating to the determination of the in-focus position by the operator, and correspondingly, the visible light observing position measuring means causes the visible light observing position measuring means to observe the position of the sample to be observed. You can know. With such a configuration, for example, the optical distance with visible light can be measured as follows.

【0040】すなわち、X線透過窓10a上の所定の基
準点へ、可視光光学系により焦点を合わせ、次に、試料
12の観察すべき位置S1へ可視光光学系により焦点を
合わせる。この動作に伴い変位する試料容器4の、可視
光光学系の光軸上の変位量を検出することで、試料容器
4内における可視光での光学的距離を測定する。
That is, the visible light optical system focuses on a predetermined reference point on the X-ray transmission window 10a, and then the visible light optical system focuses on the position S1 of the sample 12 to be observed. The optical distance of the visible light in the sample container 4 is measured by detecting the amount of displacement of the sample container 4 displaced along with this operation on the optical axis of the visible light optical system.

【0041】測定された可視光での光学的距離に基づい
て、X線観察位置算出手段は、観察に用いられるX線で
の光学的距離を算出する。この算出では、例えば、試料
容器内での、X線および可視光線に対する屈折率の相対
的な関係が用いられる。ここで、上記で説明したよう
な、試料容器4内に充填されている媒体11の屈折率n
1は、予め測定しておくのが望ましいが、水中試料の場
合、水の屈折率1.33で代用しても良い。
The X-ray observation position calculating means calculates the optical distance of X-rays used for observation based on the measured optical distance with visible light. In this calculation, for example, the relative relationship between the X-ray and the visible light in the sample container is used. Here, as described above, the refractive index n of the medium 11 filled in the sample container 4 is
1 is preferably measured in advance, but in the case of an underwater sample, the refractive index of water may be 1.33.

【0042】最後に、可視光光学系からX線光学系へ、
観察手段を切り換えると共に、制御手段は、得られたX
線での試料容器4内における光学的距離と、可視光での
上記測定用の原点から試料容器上の基準点までの距離と
に基づいて、試料容器変位機構を制御して、X線光学系
で焦点を合わせるべき位置S(S2)へ、試料容器を持
ってくる。
Finally, from the visible light optical system to the X-ray optical system,
While switching the observation means, the control means controls the obtained X
The X-ray optical system controls the sample container displacement mechanism based on the optical distance in the sample container 4 as a line and the distance from the origin for the measurement with visible light to the reference point on the sample container. The sample container is brought to the position S (S2) to be focused at.

【0043】この状態で、X線により撮像すれば、可視
光光学系により特定された観察すべき位置に焦点が合
い、良好なX線像を撮ることができる。従って、焦点を
合わせ直すために、試料12に余分にX線を照射しなけ
ればならないという問題点が本発明により克服される。
In this state, if an image is picked up by X-rays, the position to be observed specified by the visible light optical system is focused and a good X-ray image can be taken. Therefore, the present invention overcomes the problem that the sample 12 must be exposed to extra X-rays in order to refocus.

【0044】[0044]

【実施例】本発明によるX線顕微鏡の第1の実施例を、
図1及び図7を用いて説明する。
EXAMPLE A first example of an X-ray microscope according to the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. 1 and 7.

【0045】本実施例のX線顕微鏡は、図1に示すよう
に、試料12と媒体11とを収容する試料容器4と、試
料12を観察するための、X線光学系100および可視
光光学系200と、試料容器4の位置を測定する測定手
段400と、測定手段400からの測定結果を受け入れ
て、可視光光学系200により焦点が合わせられ、特定
された観察位置S1(図2参照)に対応する観察位置S
2を算出する演算手段23とを有する。
As shown in FIG. 1, the X-ray microscope of this embodiment comprises a sample container 4 containing a sample 12 and a medium 11, an X-ray optical system 100 for observing the sample 12, and a visible light optical system. The system 200, the measuring means 400 for measuring the position of the sample container 4, the measurement result from the measuring means 400, and the observation position S1 specified by the visible light optical system 200 (see FIG. 2). Observation position S corresponding to
And a calculation means 23 for calculating 2.

【0046】本実施例は、さらに、試料容器4を支持す
ると共に、その位置をX線の光軸300方向および該軸
300と直交する平面内で変位させる試料ステージ24
と、演算手段23で得られた結果に基づいて、試料ステ
ージ24の動作を制御する制御装置23aと、焦点合わ
せ動作に関する試料ステージ24の動作量についての操
作、および、特定の合焦位置の決定に関する操作を受け
付ける入力装置23bとを有する。
In the present embodiment, the sample stage 24 further supports the sample container 4 and displaces the position thereof in the optical axis 300 direction of the X-ray and in a plane orthogonal to the axis 300.
And a control device 23a for controlling the operation of the sample stage 24 based on the result obtained by the calculation means 23, an operation for the operation amount of the sample stage 24 relating to the focusing operation, and the determination of a specific focusing position. An input device 23b that receives an operation related to.

【0047】ここで、特定の合焦位置とは、操作者が観
察を行う際に、焦点を合わせたいと希望する位置、すな
わち、特定しようとする位置のことである。本実施例に
おいては、操作者の観察において焦点合わせされ、試料
12の観察すべき位置(S1に相当)、および、上記で
説明した可視光での光学的距離の基準点(Wに相当)と
して決定された位置のことを示す。
Here, the specific in-focus position is a position that the operator desires to focus, that is, a position to be specified, when observing. In the present embodiment, as a position to be observed (corresponding to S1) of the sample 12 and a reference point (corresponding to W) of the optical distance with visible light, which is focused during the observation of the operator. Indicates the determined position.

【0048】本実施例は、さらに、図7に示すように、
X線光学系100および可視光光学系200を互いに切
り換える切り換え手段401と、X線光学系100、可
視光光学系200、試料ステージ24、および、試料容
器4を少なくとも収容する真空容器6と、真空容器6内
を真空にしてその状態を保持するための排気装置2と、
各光学系100、200で得られた試料の像を表示する
表示装置8とを有する。
In this embodiment, further, as shown in FIG.
A switching means 401 for switching the X-ray optical system 100 and the visible light optical system 200 to each other, a vacuum container 6 for housing at least the X-ray optical system 100, the visible light optical system 200, the sample stage 24, and the sample container 4, and a vacuum. An exhaust device 2 for evacuating the inside of the container 6 to maintain the state,
The display device 8 displays the image of the sample obtained by each of the optical systems 100 and 200.

【0049】制御装置23aは、入力装置23bを介し
て入力される焦点合わせに関する指令に対応して試料ス
テージ24の動作を制御する。また、演算手段23によ
り求められたX線による観察位置S2に基づいて、可視
光光学系200により特定された試料12の観察位置
に、X線光学系100による焦点が合うように試料容器
4が位置するように、試料ステージ24の動作を制御す
る。また、制御装置23aは、外部からの指令に基づ
き、切り換え手段401を制御して、観察に用いる光学
系を切り換える。
The control device 23a controls the operation of the sample stage 24 in response to a command relating to focusing input via the input device 23b. Further, based on the X-ray observation position S2 obtained by the computing unit 23, the sample container 4 is placed so that the X-ray optical system 100 focuses on the observation position of the sample 12 specified by the visible light optical system 200. The operation of the sample stage 24 is controlled so that it is positioned. Further, the control device 23a controls the switching unit 401 based on an external command to switch the optical system used for observation.

【0050】ここで、制御装置23aおよび演算手段2
3は、例えば、CPUおよびメモリを備えるコンピュー
タにより実現される。また、入力装置23bには、キー
パッド、または、キーボードを用いることができる。
Here, the control device 23a and the computing means 2
3 is implemented by, for example, a computer including a CPU and a memory. A keypad or a keyboard can be used as the input device 23b.

【0051】切り換え手段401は、例えば、光軸30
0と直交する軸方向へ動く移動部材と、それを駆動する
アクチュエータとを有する。該手段401の移動部材上
には、2つの光学系100、200において対応する光
学素子、例えば、X線拡大系5と可視光拡大レンズ27
とがその移動方向に沿って並べて搭載されている。
The switching means 401 is, for example, the optical axis 30.
It has a moving member that moves in the axial direction orthogonal to 0 and an actuator that drives the moving member. On the moving member of the means 401, corresponding optical elements in the two optical systems 100 and 200, for example, the X-ray magnifying system 5 and the visible light magnifying lens 27.
And are mounted side by side along the direction of movement.

【0052】この構成によれば、入力される切り換え指
令に従い、移動部材を光軸300と直交方向へ変位させ
ることで、2つの光学系の光学素子単位の切り換えが可
能となり、これをすべての光学素子に対して適用するこ
とで、可視光光学系200とX線光学系100との切り
換えが可能となる。
According to this structure, the moving member is displaced in the direction orthogonal to the optical axis 300 in accordance with the input switching command, and it becomes possible to switch between the optical element units of the two optical systems. By applying it to the element, the visible light optical system 200 and the X-ray optical system 100 can be switched.

【0053】X線光学系100および可視光光学系20
0は、全体としては、互いの視野および焦点位置が一致
または対応する状態で、切り換え手段401により、切
り換え可能に配置されている。
X-ray optical system 100 and visible light optical system 20
0 is arranged so as to be switchable by the switching means 401 in a state where the fields of view and the focal points thereof are the same or correspond to each other as a whole.

【0054】X線光学系100は、X線を発生するX線
発生器1と、発生されたX線を予め定めた焦点位置へ集
光するX線照明系3と、焦点位置を通過して広がってい
くX線照明光を集光して、その焦点位置に位置する試料
12の部位のX線像を所定位置へ結像させるX線拡大光
学系5と、結像されたX線像を受け入れ画像信号へ変換
するX線撮像装置7とを有する。
The X-ray optical system 100 includes an X-ray generator 1 for generating X-rays, an X-ray illumination system 3 for condensing the generated X-rays at a predetermined focus position, and an X-ray illumination system 3 for passing the focus position. An X-ray magnifying optical system 5 for converging the expanding X-ray illumination light and forming an X-ray image of a portion of the sample 12 located at the focal position on a predetermined position, and the formed X-ray image. And an X-ray imaging device 7 for converting the received image signal.

【0055】可視光光学系200は、可視光を発生する
可視光光源25と、発生された可視光を予め定めた焦点
位置へ集光する可視光照明系レンズ26と、焦点位置を
通過して広がっていく可視光照明光を集光して、その焦
点位置に位置する試料12の部位の可視光像を所定位置
へ結像させる可視光対物レンズ27と、結像された可視
光像を受け入れ画像信号へ変換する可視光撮像装置28
とを有する。
The visible light optical system 200 includes a visible light source 25 for generating visible light, a visible light illumination system lens 26 for condensing the generated visible light at a predetermined focus position, and a light passing through the focus position. A visible light objective lens 27 that collects the expanding visible light illumination light and forms a visible light image of a portion of the sample 12 located at the focal position at a predetermined position, and an image that receives the formed visible light image. Visible light imaging device 28 for converting into a signal
Have and.

【0056】演算手段23は、上記作用の欄で説明した
ように、(3)および(4)式より、測定手段400に
より測定された、試料容器4の位置Wから可視光による
観察位置S1までの距離と、予め入力設定しておいた屈
折率n1とを用いることで、可視光光学系200および
X線光学系100による焦点位置の補正を行い、上記位
置WからX線による観察位置S2までの距離を算出す
る。
As described in the section of the above-mentioned action, the calculating means 23 is from the position W of the sample container 4 measured by the measuring means 400 to the observing position S1 by visible light according to the equations (3) and (4). Of the focal point by the visible light optical system 200 and the X-ray optical system 100 by using the distance and the refraction index n1 that has been input in advance, from the position W to the observation position S2 by X-ray. To calculate the distance.

【0057】試料ステージ24には、試料容器4を保持
する変位部材と、その変位部材を所定のXYZ軸方向へ
変位させるアクチュエータとを有する。さらに、試料ス
テージ24には、観察に用いる可視光およびX線を通過
させるための孔24aが設けられており、各照明光学系
3または26により集光された可視光およびX線が、試
料容器4へ直接照射される構成となっている。
The sample stage 24 has a displacement member that holds the sample container 4 and an actuator that displaces the displacement member in predetermined XYZ axis directions. Further, the sample stage 24 is provided with a hole 24a for passing visible light and X-rays used for observation, and the visible light and X-rays condensed by each illumination optical system 3 or 26 are converted into a sample container. 4 is directly irradiated.

【0058】本実施例において、測定手段400は、操
作者により入力装置23bを介して特定される試料容器
4上の基準点および試料の観察すべき位置の決定に関す
る操作指令を受け入れる。測定手段400は、さらに、
この操作指令に基づいて、可視光光学系200による観
察時における、試料容器4のX線透過窓10b(位置W
に相当)と、試料12の観察しようとする部位の位置
(観察位置S1)とを特定し、それら2つの位置間での
移動に伴う、試料容器4の変位距離を、試料容器4内に
おける光学的距離として測定する。
In the present embodiment, the measuring means 400 accepts an operation command for determining the reference point on the sample container 4 and the position of the sample to be observed, which is specified by the operator via the input device 23b. The measuring means 400 further includes
Based on this operation command, the X-ray transmission window 10b (position W) of the sample container 4 at the time of observation by the visible light optical system 200.
And the position of the part of the sample 12 to be observed (observation position S1), and the displacement distance of the sample container 4 associated with the movement between these two positions is determined by the optical distance in the sample container 4. It is measured as the target distance.

【0059】本実施例においては、図1に示されるよう
に、X線および可視光線は、図の下方から照射され、試
料容器4は、そのX線透過窓10aが試料ステージ24
と接するように配置されている。このため、本実施例の
ような構成では、上記作用の欄で説明したように、X線
透過窓10aの位置を検出するのは難しい。そこで、本
実施例では、測定手段400によりX線透過窓10bの
位置を測定し、その位置と、予め計測して求めておいた
2つの透過窓10a、10b間の距離とを用いて、演算
手段23により、位置Wを求めるものとする。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, X-rays and visible rays are irradiated from the lower side of the figure, and the sample container 4 has its X-ray transmission window 10a in the sample stage 24.
It is placed so that it touches. Therefore, with the configuration of the present embodiment, it is difficult to detect the position of the X-ray transmission window 10a, as described in the section of the above operation. Therefore, in the present embodiment, the position of the X-ray transmission window 10b is measured by the measuring means 400, and the position and the distance between the two transmission windows 10a and 10b obtained by measurement in advance are used for calculation. It is assumed that the position W is obtained by the means 23.

【0060】測定手段400は、具体的には、光てこ式
の変位測定機構であり、並行性のよい、例えば、レーザ
光をX線透過窓10bの所定位置へ照射するレーザ光発
生源21と、該発生源21および該透過窓10bと所定
の相対位置関係を有するように配置され、該透過窓10
bにより反射されたレーザ光を検出すると共に、該透過
窓10bの位置変位に伴い変化する検出位置を測定す
る、例えば、一次元のラインCCDを備える位置検出器
22とを有する。
Specifically, the measuring means 400 is a displacement measuring mechanism of an optical lever type and has a good parallelism, for example, a laser light source 21 for irradiating a predetermined position of the X-ray transmission window 10b with a laser light. , The source 21 and the transmission window 10b are arranged so as to have a predetermined relative positional relationship.
For example, the position detector 22 includes a one-dimensional line CCD that detects the laser light reflected by b and measures the detection position that changes with the position displacement of the transmission window 10b.

【0061】この測定手段400によれば、試料容器4
および試料ステージ24や、その回りに配置されるX線
光学系100、または、可視光光学系200に物理的に
干渉せずに、試料容器4の位置およびその変位が測定で
きる。
According to this measuring means 400, the sample container 4
Also, the position of the sample container 4 and its displacement can be measured without physically interfering with the sample stage 24, the X-ray optical system 100 arranged around it, or the visible light optical system 200.

【0062】本実施例の作用について説明する。The operation of this embodiment will be described.

【0063】本実施例では、最初、可視光による試料1
2の観察すべき位置の特定を行う。具体的には、操作者
の指令に基づき、制御装置23aおよび切り換え手段4
01により、観察に用いる光学系を可視光光学系200
へ切り換える。さらに、操作者の指令に従い、試料ステ
ージ24の位置を、入力装置23bおよび制御装置23
aを介して制御する。
In this example, first, the sample 1 by visible light was used.
2) The position to be observed is specified. Specifically, the control device 23a and the switching unit 4 are based on the operator's command.
01, the optical system used for observation is set to the visible light optical system 200.
Switch to. Further, according to the instruction of the operator, the position of the sample stage 24 is set to the input device 23b and the control device 23.
Control via a.

【0064】操作者は、可視光光学系200における焦
点が、試料容器4のX線透過窓10b上に合うように、
試料ステージ24を変位させて、試料容器4の位置を調
整する。さらに、操作者は、該透過窓10b上の所定の
位置に焦点が合った時点で、その位置を試料容器4上の
基準点とするための、所定の操作を入力装置23bに対
して行う。
The operator adjusts the focus of the visible light optical system 200 on the X-ray transmission window 10b of the sample container 4,
The position of the sample container 4 is adjusted by displacing the sample stage 24. Further, when the operator focuses on a predetermined position on the transmission window 10b, the operator performs a predetermined operation on the input device 23b to set that position as a reference point on the sample container 4.

【0065】入力装置23bは、この操作に対応して、
試料容器4上の基準点の決定を示す信号を測定手段40
0へ出力する。測定手段400は、これを受け入れて、
その時点での、試料容器4のX線透過窓10bの位置
を、測定用の原点が設定されている所定の測定座標系に
より測定する。ここで測定される位置とは、いわゆる、
絶対位置であり、測定用の原点から試料容器4上に設け
られた基準点までの光学的距離を示す。
The input device 23b responds to this operation by
The signal indicating the determination of the reference point on the sample container 4 is measured by the measuring means 40.
Output to 0. The measuring means 400 accepts this and
The position of the X-ray transmission window 10b of the sample container 4 at that time is measured by a predetermined measurement coordinate system in which a measurement origin is set. The position measured here is the so-called
It is an absolute position and indicates the optical distance from the origin for measurement to the reference point provided on the sample container 4.

【0066】次に、操作者は、試料12の観察したい位
置に焦点を合わせ、その位置を観察すべき位置とするた
めの、所定の操作を入力装置23bに対して行い、入力
装置23bは、この操作に対応して、観察位置の決定を
示す信号を測定手段400へ出力する。測定手段400
は、これを受け入れて、その時点での、試料容器4のX
線透過窓10bの位置を、上記座標系により測定する。
Next, the operator focuses on the position of the sample 12 to be observed and performs a predetermined operation on the input device 23b so as to make that position the position to be observed. In response to this operation, a signal indicating the determination of the observation position is output to the measuring means 400. Measuring means 400
Accepts this, and X of the sample container 4 at that time
The position of the line transmission window 10b is measured by the above coordinate system.

【0067】測定手段400は、このようにして測定さ
れた2つのX線透過窓10bの位置から、試料容器4の
変位距離、すなわち、試料容器4内での可視光での光学
的距離を測定する。
The measuring means 400 measures the displacement distance of the sample container 4, that is, the optical distance of visible light in the sample container 4 from the positions of the two X-ray transmission windows 10b thus measured. To do.

【0068】ここで、測定手段400が変位距離を測定
する構成としたが、例えば、測定手段400がX線透過
窓10bの2つの測定された位置を演算手段23へ出力
し、演算手段23が上記変位距離を算出する構成として
も良い。
Here, the measuring means 400 is configured to measure the displacement distance. For example, the measuring means 400 outputs the two measured positions of the X-ray transmission window 10b to the calculating means 23, and the calculating means 23. The displacement distance may be calculated.

【0069】次に、演算手段23は、上記のようにして
得られた可視光での光学的距離に基づいて、上記作用の
欄で説明した(3)および(4)式から、X線での光学
的距離を算出する。
Next, the calculating means 23 calculates the X-rays from the equations (3) and (4) described in the above section on the basis of the optical distance with visible light obtained as described above. Calculate the optical distance of.

【0070】この状態で、制御装置23aおよび切り換
え手段401により、観察に用いる光学系をX線光学系
100に切り替える。ここでの切り換えは、操作者の指
令に基づいて、制御装置23aおよび切り換え手段40
1により行うが、操作者による観察すべき位置の決定が
行われた後に、自動的に、この切り換え動作を行うよう
な構成としても良い。
In this state, the control device 23a and the switching means 401 switch the optical system used for observation to the X-ray optical system 100. The switching here is based on the operator's instruction, and is based on the control device 23a and the switching means 40.
However, the switching operation may be automatically performed after the operator determines the position to be observed.

【0071】本実施例において、X線光学系100の焦
点位置と、可視光光学系200の焦点位置とは、予め一
致または対応するような構成である。制御装置23a
は、演算手段23により得られた試料容器4内における
X線での光学的距離と、測定用の原点から試料容器4上
の基準点までの光学的距離とに基づいて、試料12の観
察すべき位置へ、X線光学系の焦点が合うように、試料
ステージ24の変位動作を制御して、試料容器4の位置
を調整する。
In the present embodiment, the focal position of the X-ray optical system 100 and the focal position of the visible light optical system 200 are preliminarily matched or correspond to each other. Control device 23a
Is based on the optical distance of the X-ray in the sample container 4 obtained by the calculating means 23 and the optical distance from the origin for measurement to the reference point on the sample container 4 The displacement operation of the sample stage 24 is controlled to adjust the position of the sample container 4 so that the X-ray optical system is focused on the power position.

【0072】この状態でX線発生器1から軟X線を発生
させ、X線撮像装置7により撮像することで、可視光光
学系200で特定された観察位置に焦点の合った良好な
X線像を得ることができる。
In this state, soft X-rays are generated from the X-ray generator 1 and imaged by the X-ray image pickup device 7, so that good X-rays focused on the observation position specified by the visible light optical system 200 can be obtained. You can get a statue.

【0073】また、X線光学系100および可視光光学
系200の焦点位置が、一致していない場合でも、予め
それらの焦点位置の相対距離を調べておき、それを用い
て、制御装置23aが、試料ステージ24の変位量を補
正するような構成とすると良い。
Further, even if the focal positions of the X-ray optical system 100 and the visible light optical system 200 do not match, the relative distance between these focal positions is checked in advance, and the controller 23a uses this to check the relative distance. The configuration is such that the displacement amount of the sample stage 24 is corrected.

【0074】本実施例によれば、可視光光学系200に
より特定された観察すべき位置と、試料容器4での屈折
率の相対的な関係とから、該観察すべき位置へ、X線光
学系100の焦点を合わせることができる。このため、
X線光学系100による観察においての焦点合わせのた
めのX線を照射する必要がなくなる。
According to this embodiment, from the relative position of the sample container 4 to be observed specified by the visible light optical system 200 and the relative index of refraction, the X-ray optical system is moved to the position to be observed. The system 100 can be focused. For this reason,
There is no need to irradiate X-rays for focusing when observing with the X-ray optical system 100.

【0075】本実施例では、光学系100および200
の位置を変えることで、観察に用いる光学系を切り換え
たが、本発明においては、これに限定されるものではな
い。本発明では、試料を2つの光学系で観察できる構成
であれば、それら2つの光学系の配置、および、それら
の切り換え方法は問わず、例えば、試料容器4、試料ス
テージ24、および、測定手段400が、2つの光学系
間を移動する構成としても良い。
In this embodiment, the optical systems 100 and 200 are used.
Although the optical system used for observation is switched by changing the position of, the present invention is not limited to this. In the present invention, as long as the sample can be observed by the two optical systems, the arrangement of the two optical systems and the switching method thereof are not limited, and for example, the sample container 4, the sample stage 24, and the measuring means. The configuration may be such that 400 moves between two optical systems.

【0076】また、本実施例では、可視光での光学的距
離、および、X線での光学的距離の違いは、試料容器4
内の媒体11による屈折率の違いによるものとしている
が、厳密に言えば、媒体11の影響の他に、X線透過窓
10aにおける屈折、および、試料12内での屈折も影
響する。しかし、X線透過窓10aは非常に薄くするこ
とができ、ほとんど無視することができる。また、X線
透過窓10aの構成部材およびその厚さは、予め知るこ
とができるため、それらを基にして、その影響を予め求
めておき、上記のようにして得られたX線による観察位
置S2を補正するようにしても良い。
Further, in the present embodiment, the difference between the optical distance in visible light and the optical distance in X-ray depends on the sample container 4
Although it is assumed that the refractive index is different depending on the medium 11 inside, strictly speaking, in addition to the influence of the medium 11, the refraction at the X-ray transmission window 10a and the refraction inside the sample 12 also have an influence. However, the X-ray transmission window 10a can be made very thin and can be almost ignored. Further, since the constituent members of the X-ray transmission window 10a and the thickness thereof can be known in advance, the influence thereof is previously obtained based on them, and the observation position by the X-ray obtained as described above is obtained. S2 may be corrected.

【0077】また、試料12内での屈折については、媒
体11の比べ試料12が物理的に大きくないかぎり、そ
の影響は無視することができる。さらに、試料12が、
細胞など生物である場合は、その構成成分から考えて、
光学的性質は、媒体11(例えば、水)と同じであると
仮定することができる。または、試料12の、観察に用
いられる可視光に対する屈折率を、予め、直接求めてお
き、それを利用するようにしても良い。
Regarding the refraction in the sample 12, the influence thereof can be ignored unless the sample 12 is physically larger than the medium 11. Furthermore, the sample 12
If it is an organism such as a cell, considering its components,
The optical properties can be assumed to be the same as the medium 11 (eg water). Alternatively, the refractive index of the sample 12 with respect to visible light used for observation may be directly obtained in advance and used.

【0078】また、X線透過窓10aおよび試料12で
の屈折率を考慮するために、予めX線透過窓10a、媒
体11、および、試料12のすべてを、1つの部材とみ
なして、この部材における可視光に対する等価的屈折率
を求めておき、その屈折率を上記n1の代わりに用いる
ようにしても良い。
Further, in order to consider the refractive indexes of the X-ray transmission window 10a and the sample 12, the X-ray transmission window 10a, the medium 11 and the sample 12 are all regarded as one member in advance, and this member is used. It is also possible to obtain an equivalent refractive index for visible light in the above and use that refractive index instead of n1.

【0079】このような等価的屈折率は、例えば、以下
のようにして求めることができる。すなわち、光源に近
いX線透過窓10aの上面と、もう一方のX線透過窓1
0bの試料容器4内に面する上面とに焦点を合わせて、
それらの間の距離を測定する。ここで、この得られた距
離は、可視光による光学的距離であり、試料容器4内部
に試料12および媒体11が含まれていれば、X線透過
窓10a、媒体11、および、試料12の影響がすべて
含まれる。また、この距離は、X線透過窓間の距離であ
り、予め知られている。従って、この実際の距離と、得
られた光学的距離とを比較することで、上記の等価的屈
折率が得られる。
Such an equivalent refractive index can be obtained as follows, for example. That is, the upper surface of the X-ray transmission window 10a close to the light source and the other X-ray transmission window 1
Focusing on the upper surface facing the inside of the sample container 4 of 0b,
Measure the distance between them. Here, the obtained distance is an optical distance by visible light, and if the sample 12 and the medium 11 are contained in the sample container 4, the X-ray transmission window 10a, the medium 11, and the sample 12 All impacts are included. This distance is the distance between the X-ray transmission windows and is known in advance. Therefore, by comparing this actual distance with the obtained optical distance, the above equivalent refractive index is obtained.

【0080】本発明を適用したX線顕微鏡の第2の実施
例を、図3を用いて説明する。
A second embodiment of the X-ray microscope to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

【0081】本実施例は、図3に示すように、基本的に
は、上記第1の実施例と同じ構成および作用を備えてい
るが、測定手段の具体的構成だけが異なる。ここで、図
3に示される構成のうち、図1と同じものについては、
同じ符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIG. 3, this embodiment basically has the same structure and operation as those of the first embodiment, but is different only in the concrete structure of the measuring means. Here, among the configurations shown in FIG.
The same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

【0082】本実施例の測定手段は、X線透過窓10b
の測定を行う公知の接触式位置センサー31を有してい
る。このセンサー31としては、例えば、静電容量型接
触変位計もしくはマイクロセンスと呼ばれるものを用い
ることができる。このセンサー31は、測定対象物に変
位する部分31bを接触させ、該対象物の変位に伴い変
化する変位部分31bと、変位部分31bに連動してギ
ャップ間隔が変位するコンデンサー(図示せず)とを備
えており、コンデンサーのギャップ間隔が変位すること
によるコンデンサーの容量変化を、変位量に換算して測
定することで、該対象物の変位量を測定するものであ
る。
The measuring means of this embodiment is the X-ray transmission window 10b.
It has a well-known contact type position sensor 31 for measuring As the sensor 31, for example, what is called a capacitance type contact displacement meter or a micro sense can be used. The sensor 31 includes a displacement portion 31b which is brought into contact with a displacement target 31b of a measurement object and changes with displacement of the target object, and a capacitor (not shown) whose gap interval is displaced in association with the displacement portion 31b. The displacement amount of the object is measured by converting the capacitance change of the capacitor due to displacement of the gap distance of the capacitor into the displacement amount and measuring the displacement amount.

【0083】本実施例においては、X線透過窓10bの
位置を接触式位置センサー31を用いて測定し、実施例
1と同様にして、可視光光学系200とX線光学系10
0との焦点位置のずれを補正することで、可視光での光
学的距離をX線のそれへ変換して、X線光学系100の
焦点が、可視光光学系200により特定された位置へ合
うようにすることができる。
In this embodiment, the position of the X-ray transmission window 10b is measured by using the contact type position sensor 31, and the visible light optical system 200 and the X-ray optical system 10 are processed in the same manner as in the first embodiment.
By correcting the deviation of the focus position from 0, the optical distance in visible light is converted into that of X-rays, and the focus of the X-ray optical system 100 reaches the position specified by the visible light optical system 200. You can make it fit.

【0084】本実施例によれば、測定手段として接触式
位置センサー31を用いるため、上記第1の実施例の非
接触式の測定手段に比べ、センサー31の配置が容易で
あり、その後の調整も簡単である。
According to this embodiment, since the contact-type position sensor 31 is used as the measuring means, the sensor 31 can be easily arranged and the adjustment after that is easier than the non-contact-type measuring means of the first embodiment. Is also easy.

【0085】本発明によるX線顕微鏡の第3の実施例
を、図4を用いて説明する。
A third embodiment of the X-ray microscope according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0086】本実施例は、基本的には、上記第1の実施
例と同じ構成及び作用を備えるものであるが、試料容器
4および測定手段の具体的構成だけが異なる。図4に、
本実施例における、測定手段、試料容器4、および、試
料ステージ24の配置例を示す。ここで、図4に示され
る構成のうち、図1と同じものについては、同じ符号を
付し、その説明を省略する。
This embodiment basically has the same structure and operation as those of the first embodiment, but is different only in the concrete structures of the sample container 4 and the measuring means. In FIG.
An example of the arrangement of the measuring means, the sample container 4, and the sample stage 24 in this embodiment is shown. Here, of the configurations shown in FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0087】本実施例において、試料容器4は、X線透
過窓10a、10bを固定するX線透過窓容器41を備
えている。また、試料ステージ24は、ステージ位置を
測定する、例えば、リニアスケールを備えるステージ位
置測定装置42を有するものである。
In this embodiment, the sample container 4 has an X-ray transmission window container 41 for fixing the X-ray transmission windows 10a and 10b. Further, the sample stage 24 has a stage position measuring device 42 for measuring the stage position, for example, including a linear scale.

【0088】本実施例においては、ステージ位置測定装
置42により試料容器4の位置を測定し、実施例1と同
様にして、可視光光学系200とX線光学系100との
焦点位置のずれを補正することで、X線光学系100の
焦点が、可視光光学系200により特定された位置へ合
うようにすることができる。
In the present embodiment, the position of the sample container 4 is measured by the stage position measuring device 42, and in the same manner as in the first embodiment, the shift of the focal position between the visible light optical system 200 and the X-ray optical system 100 is detected. By the correction, the X-ray optical system 100 can be focused on the position specified by the visible light optical system 200.

【0089】本実施例によれば、X線透過窓10bの位
置を測定する代わりに、試料ステージ24の変位量を測
定することができるため、測定手段による試料容器4お
よび各光学系100、200に対する影響が無くなる。
According to this embodiment, the displacement amount of the sample stage 24 can be measured instead of measuring the position of the X-ray transmission window 10b. Therefore, the sample container 4 and the optical systems 100 and 200 by the measuring means can be measured. The effect on will disappear.

【0090】以上の実施例で説明した通り、本発明によ
るX線顕微鏡を用いれば、可視光光学系により、X線で
見たい領域を容易に特定できる。さらに、X線光学系1
00と可視光光学系200との屈折率の違いを補正し、
可視光光学系200からX線光学系100へ切り換えた
際に生じる焦点位置のずれを合わせるために、試料12
に余分なX線を照射せずにすむ。その結果、試料12の
照射損傷を低減することができ、また、焦点ずれによる
X線像の劣化を防ぐことができる。
As described in the above embodiments, by using the X-ray microscope according to the present invention, the visible light optical system can easily specify the region desired to be viewed with X-rays. Furthermore, the X-ray optical system 1
00 and the visible light optical system 200 to correct the difference in the refractive index,
In order to match the shift of the focus position caused when the visible light optical system 200 is switched to the X-ray optical system 100, the sample 12
Do not irradiate with extra X-rays. As a result, irradiation damage to the sample 12 can be reduced, and deterioration of the X-ray image due to defocus can be prevented.

【0091】[0091]

【発明の効果】本発明によれば、可視光光学系とX線光
学系とを備えるX線顕微鏡において、可視光光学系によ
り焦点合わせされ特定された、試料の観察すべき位置に
基づいて、その観察すべき位置に、X線光学系による焦
点を合わせることができるX線顕微鏡を提供することが
できる。
According to the present invention, in an X-ray microscope including a visible light optical system and an X-ray optical system, based on the position to be observed of the sample, which is focused and specified by the visible light optical system, It is possible to provide an X-ray microscope capable of focusing on the position to be observed by the X-ray optical system.

【0092】[0092]

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

【図1】本発明による第1の実施例の構成の一部を示す
説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a part of the configuration of a first embodiment according to the present invention.

【図2】図2(a):本発明による作用を説明する説明
図。 図2(a):本発明による作用を説明する説明図。
FIG. 2 (a): an explanatory view for explaining the operation of the present invention. FIG. 2 (a): an explanatory view for explaining the operation according to the present invention.

【図3】本発明による第2の実施例の構成の一部を示す
説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a part of the configuration of the second embodiment according to the present invention.

【図4】本発明による第3の実施例の構成の一部を示す
説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a part of the configuration of the third embodiment according to the present invention.

【図5】従来のX線顕微鏡の構成を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional X-ray microscope.

【図6】X線の物質による吸収を示したグラフ。FIG. 6 is a graph showing absorption of X-rays by a substance.

【図7】本発明による第1の実施例の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・X線発生器、2・・・排気装置、3・・・X線
照明系、4・・・試料容器、5・・・X線拡大光学系、
6・・・真空容器、7・・・X線撮像装置、8・・・表
示装置、10a、10b・・・X線透過窓、11・・・
培養液などの溶液媒体、12・・・生物試料、21・・
・レーザー発光源、22・・・位置検出装置、23・・
・演算手段、23a・・・制御装置、23b・・・入力
装置、24・・・試料ステージ、25・・・可視光光
源、26・・・可視光照明系、27・・・可視光対物レ
ンズ、28・・・可視光撮像装置、31・・・接触式位
置センサー、41・・・X線透過窓容器、42・・・ス
テージ位置測定装置。
1 ... X-ray generator, 2 ... Exhaust device, 3 ... X-ray illumination system, 4 ... Sample container, 5 ... X-ray magnifying optical system,
6 ... Vacuum container, 7 ... X-ray imaging device, 8 ... Display device, 10a, 10b ... X-ray transmission window, 11 ...
Solution medium such as culture solution, 12 ... Biological sample, 21 ...
.Laser emission source, 22 ... Position detection device, 23 ...
Computation means, 23a ... Control device, 23b ... Input device, 24 ... Sample stage, 25 ... Visible light source, 26 ... Visible light illumination system, 27 ... Visible light objective lens , 28 ... Visible light imaging device, 31 ... Contact type position sensor, 41 ... X-ray transmission window container, 42 ... Stage position measuring device.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料容器内に収容された試料のX線像を得
るX線光学系と、該試料の可視光像を得る可視光光学系
とを備えるX線顕微鏡において、 X線光学系および可視光光学系の、少なくともそれぞれ
の光軸方向に沿って、試料容器を変位させる試料容器変
位機構と、 予め定めた測定用の原点から、可視光光学系で合焦され
た試料の観察すべき位置までの、可視光線での光学的距
離を測定する可視光観察位置測定手段と、 測定された該可視光での光学的距離と、予め求められて
いる、試料容器内での、該可視光線と観察に用いられる
X線とに対する屈折率の相対的な関係とから、該原点か
ら該観測すべき位置までの該X線での光学的距離を算出
するX線観察位置算出手段と、 該算出結果に基づいて、試料容器変位機構を制御して、
X線光学系による焦点位置が該観察すべき位置と一致す
るように試料容器を変位させる制御手段とを有すること
を特徴とするX線顕微鏡。
1. An X-ray optical system comprising: an X-ray optical system for obtaining an X-ray image of a sample contained in a sample container; and a visible light optical system for obtaining a visible light image of the sample. The sample focused by the visible light optical system should be observed from the sample container displacement mechanism that displaces the sample container along at least each optical axis direction of the visible light optical system and the predetermined measurement origin. Visible light observation position measuring means for measuring the optical distance in visible light to a position, the measured optical distance in visible light, and the visible light in the sample container, which has been obtained in advance. And an X-ray observation position calculation means for calculating an optical distance of the X-ray from the origin to the position to be observed, based on the relative relationship of the refractive index with respect to the X-ray used for observation. Based on the result, control the sample container displacement mechanism,
An X-ray microscope comprising: a control means for displacing the sample container so that the focal position of the X-ray optical system coincides with the position to be observed.
【請求項2】請求項1において、 前記可視光での光学的距離は、前記予め定めた測定用の
原点から前記試料容器上の予め定めた基準点までの距離
と、該基準点から前記観察すべき位置までの距離とから
なり、 前記可視光観察位置測定手段は、該基準点へ合焦された
状態での前記試料容器の位置から、前記観察すべき位置
へ合焦された状態での前記試料容器の位置までの、前記
可視光光学系で用いられる可視光線の光軸方向の変位距
離を、該基準点から前記観察すべき位置までの光学的距
離として、測定する試料容器変位距離測定手段を有する
ことを特徴とするX線顕微鏡。
2. The optical distance with visible light according to claim 1, wherein a distance from the predetermined measurement origin to a predetermined reference point on the sample container and the observation from the reference point. Consisting of the distance to the position to be observed, the visible light observation position measuring means, from the position of the sample container in the state of being focused to the reference point, in the state of being focused to the position to be observed. Sample container displacement distance measurement to measure the displacement distance in the optical axis direction of the visible light used in the visible light optical system to the position of the sample container as the optical distance from the reference point to the position to be observed. An X-ray microscope having means.
【請求項3】請求項2において、 前記可視光光学系により、予め定めた基準点及び観察す
べき位置へ合焦されているかどうかの決定を外部から受
付け、それを示す信号を前記試料容器変位距離測定手段
へ出力する操作受付手段をさらに有し、 前記試料容器変位距離測定手段は、該信号に基づいて、
それらの位置が合焦された状態であることを判断するも
のであることを特徴とするX線顕微鏡。
3. The visible light optical system according to claim 2, wherein a determination as to whether or not the focus is at a predetermined reference point and a position to be observed is externally received, and a signal indicating the determination is received from the sample container displacement. Further having an operation receiving means for outputting to the distance measuring means, the sample container displacement distance measuring means, based on the signal,
An X-ray microscope characterized by determining that those positions are in focus.
【請求項4】請求項3において、 前記X線観察位置算出手段は、前記試料容器内での、前
記可視光線に対する屈折率と前記X線に対する屈折率と
の相対的な関係を用いて、前記可視光での光学的距離
を、前記X線での光学的距離へ変換することを特徴とす
るX線顕微鏡。
4. The X-ray observation position calculation means according to claim 3, wherein the relative relationship between the refractive index for the visible light and the refractive index for the X-ray in the sample container is used. An X-ray microscope characterized by converting an optical distance in visible light into an optical distance in the X-ray.
【請求項5】請求項4において、 前記試料容器は、その内部に前記試料を保持するために
充填されている媒体を有するものであり、 前記X線観察位置算出手段は、予め求められている、該
媒体の前記可視光線に対する屈折率と前記X線に対する
屈折率との相対的な関係を用いて、前記可視光での光学
的距離を、前記X線での光学的距離へ変換することを特
徴とするX線顕微鏡。
5. The sample container according to claim 4, wherein the sample container has a medium filled therein for holding the sample, and the X-ray observation position calculating means is obtained in advance. Converting the optical distance of the visible light into the optical distance of the X-ray by using the relative relationship between the refractive index of the medium with respect to the visible light and the refractive index of the medium with respect to the X-ray. Characteristic X-ray microscope.
【請求項6】請求項5において、 前記試料容器は、前記試料および媒体を真空部分から隔
離し、かつ、観察に用いられるX線および可視光線を透
過させる1対の透過窓をさらに有し、 前記可視光観察位置測定手段は、該1対の透過窓のうち
の一方の透過窓の、該真空部分に面する表面上の、予め
定めた1点を前記予め定めた基準点とすることを特徴と
するX線顕微鏡。
6. The sample container according to claim 5, further comprising a pair of transmission windows that isolate the sample and the medium from a vacuum portion and transmit X-rays and visible light used for observation. The visible light observing position measuring means may set a predetermined one point on a surface of the one transmission window of the pair of transmission windows facing the vacuum portion as the predetermined reference point. Characteristic X-ray microscope.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8968615B2 (en) 2004-09-02 2015-03-03 Eastman Chemical Company Low melting polyester polymers
CN109827976A (en) * 2019-03-14 2019-05-31 中国科学院上海应用物理研究所 A kind of optical system of online observation and adjusting X-ray beam and sample
CN115389538A (en) * 2022-08-09 2022-11-25 深圳市埃芯半导体科技有限公司 X-ray analysis apparatus and method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8968615B2 (en) 2004-09-02 2015-03-03 Eastman Chemical Company Low melting polyester polymers
CN109827976A (en) * 2019-03-14 2019-05-31 中国科学院上海应用物理研究所 A kind of optical system of online observation and adjusting X-ray beam and sample
CN109827976B (en) * 2019-03-14 2024-01-05 中国科学院上海应用物理研究所 Optical system for on-line observation and adjustment of X-ray beam and sample
CN115389538A (en) * 2022-08-09 2022-11-25 深圳市埃芯半导体科技有限公司 X-ray analysis apparatus and method
CN115389538B (en) * 2022-08-09 2023-12-29 深圳市埃芯半导体科技有限公司 X-ray analysis device and method

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