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表面電荷量計測装置及び表面電荷量計測方法

国内特許コード P07P005088
整理番号 TOYAMA-PG06E07JP
掲載日 2008年2月1日
出願番号 特願2006-187105
公開番号 特開2008-014832
登録番号 特許第4910132号
出願日 平成18年7月6日(2006.7.6)
公開日 平成20年1月24日(2008.1.24)
登録日 平成24年1月27日(2012.1.27)
発明者
  • 篠原 寛明
  • 伊藤 研策
  • 冨田 勝彦
出願人
  • 学校法人富山大学
発明の名称 表面電荷量計測装置及び表面電荷量計測方法
発明の概要

【課題】 試料の表面における電荷量を簡便に計測することが可能な表面電荷量計測装置及び表面電荷量計測方法を提供すること。
【解決手段】 表面上方を浮遊するプローブ粒子Pを用いて試料21の表面21aでの電荷量を計測する表面電荷量計測装置1Aであって、光源2と、プローブ粒子Pの像(プローブ像)を得る結像光学系3と、プローブ像を撮像してプローブ画像を得る撮像装置4と、プローブ画像からプローブ粒子Pの位置分布を取得し、当該位置分布から試料21の表面21aでの電荷量を計測する画像処理装置10とを備える。画像処理装置10は、予め格納されたプローブ画像におけるプローブ粒子Pの大きさを規定する値である直径とプローブ粒子Pの試料S表面からの距離との関係を示す校正データと撮像装置4によって撮像されたプローブ粒子Pの直径とに基づいて、プローブ粒子Pの位置分布を得る。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


従来、化学的反応や生物学的反応を検出する方法として、反応に伴う電気信号(例えば電位)の変化を検出する方法が知られている。例えば、特異性の高い生体分子について、当該生体分子と親和性の高い標的分子を検出する場合、この生体分子を半導体基板に固定し標的分子との結合を当該半導体基板から出力される電気信号の変化によって検出する方法が検討されている(特許文献1参照)。

【特許文献1】特開平10-332423号公報

産業上の利用分野


本発明は、表面電荷量計測装置及び表面電荷量計測方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
荷電した複数のプローブ粒子を上方に浮遊させて荷電試料の表面での電荷量を計測する表面電荷量計測装置であって、
前記複数のプローブ粒子の位置分布を算出する位置分布算出手段と、
前記位置分布に基づいて前記試料表面での電荷量を算出する電荷量算出手段と、を備えることを特徴とする表面電荷量計測装置。

【請求項2】
前記プローブ粒子の像を撮像して得られたプローブ画像に基づいて、前記試料の表面での前記電荷量を計測する請求項1記載の表面電荷量計測装置であって、
前記プローブ粒子の像を撮像して得られたプローブ画像における前記プローブ粒子の大きさを規定する測定値を求める大きさ規定値特定手段をさらに備え、
前記位置分布算出手段は、前記プローブ画像における前記プローブ粒子の大きさを規定する値と基準面からの前記プローブ粒子の距離との関係を示す校正データと、前記大きさ規定値特定手段で求められた前記測定値と、に基づいて、前記複数のプローブ粒子の前記位置分布を算出することを特徴とする表面電荷量計測装置。

【請求項3】
光の強度を測定する強度測定手段をさらに備え、前記表面と交差する前記試料の第1の側面に斜めに入射光を入射させることにより前記試料の表面での前記電荷量を計測する請求項1記載の表面電荷量計測装置であって、
前記入射光は、前記試料表面において全反射しながら前記試料内を伝播した後、前記表面とは交差する前記試料の第2の側面から出射光として出射していくよう前記第1の側面に入射され、
前記位置分布算出手段は、前記入射光の強度と前記出射光の強度との強度差に基づいて、前記複数のプローブ粒子の前記位置分布を算出することを特徴とする表面電荷量計測装置。

【請求項4】
前記プローブ粒子が球体であることを特徴とする請求項1~3の何れか一項記載の表面電荷量計測装置。

【請求項5】
前記試料は、荷電物質が前記表面に固定されることによって荷電されることを特徴とする請求項1~4の何れか一項記載の表面電荷量計測装置。

【請求項6】
荷電した複数のプローブ粒子を上方に浮遊させて荷電試料の表面での電荷量を計測する表面電荷量計測方法であって、
前記複数のプローブ粒子の位置分布を算出する位置分布算出ステップと、
前記位置分布に基づいて前記試料表面での電荷量を算出する電荷量算出ステップと、を備えることを特徴とする表面電荷量計測方法。

【請求項7】
前記プローブ画像における前記プローブ粒子の大きさを規定する値と基準面からの前記プローブ粒子の距離との関係を示す校正データを用意する校正データ準備ステップと、
前記プローブ粒子の像を撮像して得られたプローブ画像における前記プローブ粒子の大きさを規定する測定値を求める大きさ規定値特定ステップと、をさらに備え、
前記位置分布算出ステップは、前記校正データと前記大きさ規定値特定手段で求められた前記測定値とに基づいて、前記複数のプローブ粒子の位置分布を算出することを特徴とする請求項6記載の表面電荷量計測方法。

【請求項8】
前記試料表面で全反射しながら前記試料内を伝播する強度の測定された入射光を、前記表面と交差する前記試料の第1の側面に斜めに入射させる光入射ステップと、
前記入射光として入射し前記試料内を伝播した後、前記表面と交差する前記試料の第2の側面から出射する出射光の強度を測定する出射光強度測定ステップと、をさらに備え、
前記位置分布算出ステップは、前記入射光の強度と前記出射光の強度との強度差に基づいて、前記複数のプローブ粒子の位置分布を算出することを特徴とする請求項6記載の表面電荷量計測方法。

【請求項9】
前記プローブ粒子が球体であることを特徴とする請求項6~8の何れか一項記載の表面電荷量計測方法。

【請求項10】
前記試料は、荷電物質が前記表面に固定されることによって荷電されることを特徴とする請求項6~9の何れか一項記載の表面電荷量計測方法。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006187105thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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