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SCANNING PROBE MICROSCOPE AND CONTROL METHOD THEREOF meetings

Patent code P170014396
File No. P16-016
Posted date Jul 12, 2017
Application number P2016-188803
Publication number P2018-054385A
Date of filing Sep 27, 2016
Date of publication of application Apr 5, 2018
Inventor
  • (In Japanese)▲高▼橋 康史
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人金沢大学
Title SCANNING PROBE MICROSCOPE AND CONTROL METHOD THEREOF meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning probe microscope capable of repeating imaging operation in a consecutive photographing mode in a shorter measuring time than before.
SOLUTION: A scanning probe microscope 10 comprises: a probe 11; an XY scanner 12; a Z scanner 13; and a control unit 19 for controlling the XY scanner 12 and the Z scanner 13 so as to image a three-dimensional shape on a surface of a sample 22. In a consecutive photographing mode where imaging operation is repeated, the control unit 19 determines, based on images obtained by past imaging operation, scanning conditions related to at least either of scanning by the probe 11 and drive of the probe 11 in a Z-axis direction for the next imaging operation, and controls the XY scanner 12 and the Z scanner 13 according to the determined scanning conditions, thus repeating the next imaging operation by performing these steps.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

走査型プローブ顕微鏡は、鋭い探針(プローブ)を使用し、探針を試料に近接させた際に両者の相互作用で生じる物理情報や化学的性質を信号として取得し、その信号を制御しながら探針で試料表面を走査することで、試料表面の立体形状を画像化する装置である。

近年、走査型プローブ顕微鏡の中でも、生細胞等を含む生物試料の観察を可能にした走査型イオンコンダクタンス顕微鏡(Scanning Ion-Conductance Microscope, SICM、以下、「SICM」ともいう)が着目されている。SICMは、ナノピペットと呼ばれるガラス細管を探針として利用し、電解質液が満たされたナノピペット内の電極と試料を浸した電解質液中の電極との間に生じるイオン電流の変化を利用して試料表面の立体形状を画像化するもので、柔らかい生物試料の液中観察が可能である。特に、ナノピペットを上下に大きく振りながら走査を行うホッピンングモードによって、神経細胞等の複雑な形状の試料について、非常に鮮明な画像化が可能になっている(例えば、非特許文献1参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、走査型プローブ顕微鏡及び走査型プローブ顕微鏡の制御方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
プローブと、
試料に対して相対的に前記プローブを2次元的に走査するXYスキャナと、
前記XYスキャナによる走査面と直交するZ軸方向に前記プローブを駆動するZスキャナと、
前記XYスキャナ及び前記Zスキャナを制御することによって前記試料の表面における立体形状を画像化する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記画像化を繰り返す連続撮影モードにおいて、過去の画像化で得られた画像に基づいて、次の画像化のための前記プローブの走査及び前記プローブのZ軸方向の駆動の少なくとも一方に関する走査条件を決定し、決定した走査条件に従って前記XYスキャナ及び前記Zスキャナを制御することで次の画像化を行うことを繰り返す
走査型プローブ顕微鏡。

【請求項2】
 
前記制御部は、過去の画像化で得られた画像において前記試料が存在する領域である試料領域を特定し、特定した試料領域に基づいて、次の画像化において前記プローブが走査すべき領域である測定領域を決定し、決定した測定領域にだけ前記プローブが走査するように、前記XYスキャナを制御する
請求項1記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項3】
 
前記制御部は、過去の画像化で得られた画像の試料領域に対して所定幅だけ広げた領域を、前記測定領域として決定する
請求項2記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項4】
 
前記制御部は、過去の少なくとも2回の画像化で得られた少なくとも2枚の画像を用いて、前記測定領域を決定する
請求項2記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項5】
 
前記制御部は、前記2枚の画像のうちの古い画像の試料領域に対して第1幅だけ広げた領域に前記2枚の画像のうちの新しい画像の試料領域が収まるか否かを判断し、収まらない場合に、前記古い画像の試料領域に対して前記第1幅よりも大きな第2幅だけ広げた領域を前記測定領域として決定する
請求項4記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項6】
 
前記制御部は、過去の画像化で得られた画像において前記試料が存在する領域である試料領域を特定し、特定した試料領域に基づいて、次の画像化において前記プローブのZ軸方向の駆動における振幅であるホッピング量を決定し、決定したホッピング量で前記プローブがZ軸方向に駆動されるように、前記Zスキャナを制御する
請求項1~5のいずれか1項に記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項7】
 
前記制御部は、前記画像における前記試料領域と前記試料領域以外の領域との境界を含む領域において、前記境界を含まない領域よりも、前記ホッピング量が大きくなるように、前記ホッピング量を決定する
請求項6記載の走査型プローブ顕微鏡。

【請求項8】
 
走査型プローブ顕微鏡における制御方法であって、
前記走査型プローブ顕微鏡は、
プローブと、
試料に対して相対的に前記プローブを2次元的に走査するXYスキャナと、
前記XYスキャナによる走査面と直交するZ軸方向に前記プローブを駆動するZスキャナとを備え、
前記制御方法は、
前記XYスキャナ及び前記Zスキャナを制御することによって前記試料の表面における立体形状を画像化する制御ステップを含み、
前記制御ステップでは、
前記画像化を繰り返す連続撮影モードにおいて、過去の画像化で得られた画像に基づいて、次の画像化のための前記プローブの走査及び前記プローブのZ軸方向の駆動の少なくとも一方に関する走査条件を決定し、決定した走査条件に従って前記XYスキャナ及び前記Zスキャナを制御することで次の画像化を行うことを繰り返す
走査型プローブ顕微鏡の制御方法。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2016188803thum.jpg
State of application right Published
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