光谱显微镜装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对测量对象的光谱图像进行测量的光谱显微镜装置。
【背景技术】
[0002]近年来，利用非线性光学现象的光谱显微镜已被开发，并且有望被用作被配置为观察活体中的物质分布的单元。这些显微镜利用诸如和频率的产生与多光子吸收之类的各种非线性光学现象。
[0003]获得关于分子振动的信息的非线性拉曼光谱显微镜正在被开发。
[0004]在非线性拉曼散射中，当具有两个波长的激光束被聚焦且激光束的频率之间的差异匹配样本的分子振动的频率时，利用在焦点处出现特定散射的现象。
[0005]这些显微镜是使得诸如激光的非常强的光会聚于样本上并在样本上移动测量点的同时检测散射光的扫描光学显微镜。
[0006]能够形成通过改变光波长而获得光谱的空间分布的光谱显微镜。
[0007]作为非线性拉曼光谱显微镜，相干反斯托克斯(antistokes)拉曼散射显微镜是已知的。作为其另一例子，在NPL 1中公开了激励拉曼散射光谱显微镜。激励拉曼散射光谱显微镜能够在高速执行波长扫描的同时高速获得拉曼散射光谱的空间分布。
[0008]根据这些技术，由于与在使用自发拉曼散射技术时获得的信号相比能够获得明显更强的信号，因此这些技术对于高速获得光谱图像是有效的。
[0009]PTL 1描述了用于通过对拉曼散射光谱执行诸如主成分分析的多变量分析来区分结构成分的技术。这些技术使得能够关于例如未染色(unstrained)生物组织分离和显示对应的细胞结构或构成材料的各条信息。
[0010][引文列表]
[0011][专利文献]
[0012]PTL 1:日本专利公开 N0.2011-196853
[0013][非专利文献]
[0014]NPL 1:Nature Photonics 6, 845-851, 2012
[0015]上述的现有光谱显微镜具有以下的问题。即，为了获得精确的光谱分布，需要通过对空间中的许多测量点改变许多测量波数来获得数据，由此，执行测量花费很长的时间。
[0016]当进一步对获得的数据执行诸如主成分分析的多变量分析时，如果存在许多测量波数，那么，除了测量以外，还需要大量的时间来分析。
[0017]因此，当在移动观察区域的同时进行观察时，诸如当发现希望的观察区域时，难以关于观察区域的移动以良好的追随性迅速显示分析结果。
【发明内容】
[0018]本发明提供能够在移动观察区域的同时进行观察时，诸如在发现希望的观察区域时，关于区域移动以良好的追随性迅速显示分析结果的光谱显微镜装置。
[0019]问题的解决方案
[0020]根据本发明的光谱显微镜装置包括:包含能够控制输出波长的光源、具有被从光源输出的光照射的观察区域的显微镜部分和检测来自观察区域的光作为光谱数据的信号检测器的光谱检测单元；被配置为移动观察区域的移动单元；以及执行控制操作以允许光谱检测单元和移动单元相互响应地移动的控制器。光谱显微镜装置被控制为使得，在移动单元移动观察区域并且测量被执行的观察区域移动时间以及在观察区域固定并且测量被执行的移动停止时间，执行不同测量条件之间的切换。
[0021]根据本发明，能够实现这样的光谱显微镜装置:能够在移动观察区域的同时进行观察时关于区域移动以良好的追随性迅速显示分析结果。
[0022]参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
【附图说明】
[0023]图1是用于描述根据本发明的第一实施例的光谱显微镜装置的示例性结构的示意图。
[0024]图2是示出本发明的第一实施例中的移动观察区域时的测量条件与固定观察区域时的测量条件之间的切换的示意图。
[0025]图3A是用于描述允许基于测量波数切换根据本发明的第一实施例中的测量条件的示例性结构的示图，并且，示意性地示出移动观察区域时的测量条件的切换。
[0026]图3B是用于描述允许基于测量波数切换根据本发明的第一实施例中的测量条件的示例性结构的示图，并且，示意性地示出固定观察区域时的测量条件的切换。
[0027]图4A是用于描述根据本发明的第二实施例的激励拉曼光谱显微镜装置的示例性结构的示图，并且，是根据本发明的第二实施例的功能的示意图。
[0028]图4B是用于描述根据本发明的第二实施例的激励拉曼光谱显微镜装置的示例性结构的示图，并且是更详细地示出显微镜部分的示意图。
[0029]图5是用于描述根据本发明的第四示例性实施例的将波数域变为例如指纹区域或CH伸缩区域的示例性结构的示意图。
[0030]图6是用于描述根据本发明的第五示例性实施例的在二维平面中(沿X和Y方向)移动观察区域的示例性结构的示意图。
[0031]图7是示出本发明的第九实施例中的指定固定观察区域时的观察区域的移动、预览显示和观察区域的移动的示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面，描述根据本发明的若干实施例的光谱显微镜装置。但是，本发明不限于根据这些实施例的结构。
[0033][第一实施例]
[0034]参照图1，作为第一实施例，描述应用本发明的光谱显微镜装置的示例性结构。
[0035]如图1所示，根据实施例的光谱显微镜装置包括光谱检测单元1、移动控制器(移动单元)2、控制PC 6、输出显示器7和观察区域指定机构8。光谱检测单元1包含光源3、显微镜部分4和信号检测器5。
[0036]光源3是激光光源或其它的光源。例如，在这些光源中，包括被配置为能够改变或选择波长的光源(能够控制输出波长的光源)。
[0037]光源的类型不被限制，使得能够从具有从毫米波区域到X射线区域的范围的波长的光源选择光源。
[0038]控制PC 6输出测量波数信息和关于样本上的测量位置的信息。
[0039]光源输出事先选择的波长的光。
[0040]与显微镜部分4连接的移动控制器2从控制PC 6接收测量位置信息，并且，移动已被设定于显微镜部分4中的样本的位置。
[0041]从光源3引入到显微镜部分4的光扫描和照射样本。从样本出射的光由信号检测器5检测。
[0042]控制PC 6产生和存储集成了位置信息、波长信息和来自信号检测器5的信号的数据。
[0043]此外，当通过改变光源的波长进行测量时，能够获得光谱的空间分布。
[0044]在控制PC 6处形成分析光谱数据并且向输出显示器7输出分析结果的信号分析单元。
[0045]此时，显示的分析结果是空间映射某个波数的信号强度分布的光谱图像。作为替代方案，可例如通过与测量的样本的成分对应的颜色显示显示的分析结果。
[0046]虽然可以使用一般的峰检测技术等作为光谱分析技术，但光谱分析技术不限于此。为了加速测量和分析，可以通过例如场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)在控制PC 6处执行包含数据分析的处理运算的一部分。
[0047]这里，如果适当地选择光源的数量、光源的波长和检测光的波长，那么能够基于非线性光学现象选择和检测信号，诸如多光子吸收信号、和频率产生信号、差频率产生信号、激励拉曼散射信号、以及相干反斯托克斯拉曼散射信号。
[0048]使用一个光源的情况的例子包括二光子吸收和第二谐波产生。
[0049]使用具有不同波长的两个光源的情况的例子包括和频率产生、差频率产生、二波长类型多光子吸收、激励拉曼散射、以及相干反斯托克斯拉曼散射。
[0050]光谱经常由关于波数的信号值表示。
[0051]波数的定义根据测量方法而稍有不同。在使用一个光源的分光法(spectroscopy)中，波数是测量波长的倒数。在使用两种类型的光源的情况下，诸如在非线性拉曼散射分光法中，测量波数是两个光源的波长的倒数的差或者和。
[0052]在后一种情况下，可关于一个波数获得两个光源的波长的多个组合。当要改变测量波数时，适当地改变或选择光源的波长。但是，当所述光源中的一个光源的波长固定时，波数的变化仅与所述光源中的另一个光源的波长的变化对应。
[0053]当操作光谱显微镜装置时，操作者操作观察区域指定机构8、驱动移动控制器2并且移动样本上的观察区域。
[0054]这里，术语“观察区域”指的是用光照射且一般在样本的表面上水平地指定的区域。
[0055]作为观察区域指定机构8，也可使用诸如鼠标和键盘的输入装置。观察区域指定机