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MEASURING DEVICE

Foreign code F170008952
File No. (S2015-1644-N0)
Posted date Feb 16, 2017
Country WIPO
International application number 2016JP066636
International publication number WO 2017002535
Date of international filing Jun 3, 2016
Date of international publication Jan 5, 2017
Priority data
  • P2015-130249 (Jun 29, 2015) JP
Title MEASURING DEVICE
Abstract The present invention is provided with a point light source (12) for emitting discrete-spectrum light (LA) including two or more spectra distributed at mutually different frequencies, a scattering part (14) for scattering the discrete-spectrum light in mutually different directions for each spectrum, a first light condensing part (15) for condensing spectra at mutually different positions (p1, . . ., pn) of a sample (S), a superimposing part (19) for spatially superimposing each spectrum transmitted or reflected from mutually different positions of the sample, a spatial filtering optical system (18) for condensing discrete-spectrum light (LB) including information of the sample on a position (P3) conjugate with the condensation position on the sample of the spectrum scattered by the scattering part and performing spatial filtering, and a detection part (20) for acquiring a modal decomposition spectrum including the information of the sample from the discrete-spectrum light including the information of the sample.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Conventional, high resolution optical microscope capable of imaging, a microscope provided with a confocal optical system (hereinafter, and a confocal microscope) has been known (for example, see Patent Document 1).
A conventional optical microscope of the specimen is uniformly irradiated with a predetermined range on the other hand, in the confocal optical system includes a point light source emitted from the irradiation light by the objective lens is focused on one point of the sample.As the irradiation light, excellent monochromatic and directionality of the laser light is used.In addition, in the confocal optical system, the objective lens at a position conjugate with the focal position of the pin holes can be arranged in, in-focus at the sample position of the transmitted light or reflected light (or, fluorescence, Raman scattering light or the like) passing through the pinhole only detected.In the confocal optical system in this way, the irradiation light is focused on one point of the first sample light, the focal position of the sample of the transmitted light or reflected light passing through the pinholes on the other hand, the light from other than the focal position of the pin hole to be cut off.Therefore, an ordinary optical microscope, the focal point of the two adjacent transverse direction without being affected by stray light from the, contrast can be improved.Further, only the focal position of the irradiation light so that the information is detected, a two-dimensional spatial resolution 3.
Clear as described above can be formed a three-dimensional image 3 is a confocal microscope, for example using a fluorescent protein such as biotechnology fields such as a vital function analysis, used in wide fields.Further, from the viewpoint of having high resolution and quantitation, a confocal microscope also in the future for increasing the importance of the considered.
As described above has excellent characteristics on the other hand, the focus position of a confocal microscope only point information cannot be obtained.Therefore, in the sample plane 2 is three-dimensional information into an image, the irradiation light emitted from the point light source within the sample relative to the focal position of the scanning is necessary.In this way the focal position of the irradiation light is scanned relative to the sample and the scanning device, a galvanometer mirror has been known.However, the scanning device may be used, a wide range of high-speed scanning is time-consuming.
The above-mentioned circumstances as a technique to cope with, for example in Patent Document 2, focus a scanning unit provided in front of the inspection target (sample) that passes through the confocal microscope is disclosed.The scanning unit, the swing angle of the light from the light source, through the objective lens, the focal position in the inspection target includes a scanning mirror of the polygonal mirror.In addition, provided in front of the sample with each of the first and second scanning unit in synchronization with the rotation of the polyhedral mirror is capable of operating.With such a configuration, an inspection object by scanning the light transmitted from the inspection target, the second scanning unit is incident on the light receiving element accurately.Therefore, the above-described transmission type confocal microscope, a scanning mirror of the polygonal mirror at a high speed machine is used, and measurement in the inspection using the transmitted light can be performed at high speed.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
互いに異なる周波数で分布しているスペクトルを二以上含む離散スペクトル光を発する点光源と、
前記点光源から発せられた前記離散スペクトル光を前記スペクトル毎に互いに異なる方向に分散させる分散部と、
前記分散部によって分散された前記スペクトルを試料の互いに異なる位置にそれぞれ集光させる集光部と、
前記集光部によって集光された前記スペクトルが、前記試料の互いに異なる位置から透過又は反射したそれぞれのスペクトルを空間的に重ね合わせる重ね合わせ部と、
前記重ね合わせ部によって重ね合わされた前記試料の情報を含む離散スペクトル光を、前記分散部によって分散された前記スペクトルの前記試料上の集光位置と共役な位置に集光させて空間フィルタリングする空間フィルタリング光学系と、
前記空間フィルタリング光学系で空間フィルタリングされた前記試料の情報を含む離散スペクトル光から、前記試料の情報を含むモード分解スペクトルを取得する検出部と、
を備えていることを特徴とする計測装置。
[請求項2]
前記点光源は、前記離散スペクトル光として、周波数軸で周波数の位置が隣り合う前記スペクトルの周波数の間隔である第一隣接周波数間隔が互いに一致している第一の光周波数コムスペクトルを発する第一のコム光源であることを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
[請求項3]
前記周波数軸で周波数の位置が隣り合う前記スペクトルの周波数の間隔が前記第一隣接周波数間隔とは異なる第二隣接周波数間隔であり、且つ前記第二隣接周波数間隔が互いに一致している第二の光周波数コムスペクトルを発する第二のコム光源を備え、
前記検出部は、前記第一の光周波数コムスペクトルと前記第二の光周波数コムスペクトルとを干渉させて生じる干渉スペクトルに基づいて前記モード分解スペクトルを取得することを特徴とする請求項2に記載の計測装置。
[請求項4]
前記分散部は、入射する光を波長分散する分散素子を備え、
前記点光源から発せられた前記離散スペクトル光を前記分散素子によって前記スペクトル毎に異なる方向に波長分散させ、
前記重ね合わせ部は、前記試料を透過した前記試料の情報を含むスペクトルを空間的に重ね合わせることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の計測装置。
[請求項5]
前記分散部及び前記重ね合わせ部は入射する光を波長分散する一つの分散素子を共有し、
前記点光源から発せられた前記離散スペクトル光を前記一つの分散素子によって前記スペクトル毎に異なる方向に分散させ、且つ前記試料から反射した前記試料の情報を含むスペクトルを空間的に重ね合わせることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の計測装置。
[請求項6]
前記分散素子は、
前記離散スペクトル光を前記スペクトル毎に異なる第一の方向に波長分散させる第一の分散素子と、
前記第一の分散素子によって波長分散された前記離散スペクトル光を前記第一の方向に交差する第二の方向に波長分散させる第二の分散素子と、を備えていることを特徴とする請求項4に記載の計測装置。
[請求項7]
前記分散素子は、回折格子で構成されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の計測装置。
[請求項8]
前記離散スペクトル光の中心波長、前記隣り合うスペクトルの周波数の間隔、前記分散部の分散性能、前記集光部に用いられるレンズの開口数及び前記離散スペクトル光の隣り合う前記スペクトルの周波数の間隔がそれぞれ、前記集光部によって前記試料の互いに異なる位置にそれぞれ集光させた前記スペクトルのスポット同士の中心間隔が前記スペクトルのスポットの直径以上となるように設定されていることを特徴とする請求項1から請求項7の何れか一項に記載の計測装置。
[請求項9]
前記離散スペクトル光の中心波長、前記隣り合うスペクトルの周波数の間隔、前記試料と前記重ね合わせ部との間に配置されるレンズの開口数及び前記重ね合わせ部の分解能がそれぞれ、前記試料の互いに異なる位置にそれぞれ集光させた前記スペクトルのスポットが前記レンズによって前記重ね合わせ部の所定の位置で空間的に重ね合わされるように設定されていることを特徴とする請求項8に記載の計測装置。
[請求項10]
前記離散スペクトル光の複数の前記スペクトルを前記試料の互いに異なる位置にそれぞれ集光させてなる2次元スポット群を、該2次元スポット群をなす複数のスポットの中心から隣り合う前記スポット同士の間隔よりも小さい寸法で離れた位置にそれぞれのスポットの中心が配置される2次元スポット群を複数生成するスペクトルスポット複製部を備えていることを特徴とする請求項1から請求項9の何れか一項に記載の計測装置。
[請求項11]
前記試料の互いに異なる位置にそれぞれ集光させた前記スペクトルの2次元スポット群に対してデコンボリュージョン処理を施すデコンボリュージョン処理部を備えていることを特徴とする請求項1から請求項10の何れか一項に記載の計測装置。
[請求項12]
前記第一の光周波数コムスペクトルの位相とは異なる第三の光周波数コムスペクトルを発する第三のコム光源を備え、
前記検出部は、前記第一の光周波数コムスペクトルと前記第三の光周波数コムスペクトルとを干渉させて得られる位相差に基づいてモード分解位相スペクトルを取得することを特徴とする請求項1から請求項11の何れか一項に記載の計測装置。
[請求項13]
前記第三の光周波数コムスペクトルの前記スペクトルの周波数の間隔が前記第一隣接周波数間隔とは異なる第二隣接周波数間隔であり、且つ前記第二隣接周波数間隔が互いに一致し、
前記検出部は、前記第一の光周波数コムスペクトルと前記第三の光周波数コムスペクトルとを干渉させて生じる干渉スペクトルに基づいて前記モード分解位相スペクトルを取得することを特徴とする請求項12に記載の計測装置。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • TOKUSHIMA UNIVERSITY
  • UTSUNOMIYA UNIVERSITY
  • Inventor
  • YASUI Takeshi
  • IWATA Tetsuo
  • MIZUTANI Yasuhiro
  • MINAMIKAWA Takeo
  • HSIEH Yi-Da
  • HASE Eiji
  • YAMAMOTO Hirotsugu
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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