特開 2023-90208 ラマン顕微鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023090208

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】ラマン顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/65 20060101AFI20230622BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20230622BHJP

   G02B 21/36 20060101ALI20230622BHJP

   G01N 21/27 20060101ALN20230622BHJP

   G01N 21/35 20140101ALN20230622BHJP

【ＦＩ】

G01N21/65

G02B21/06

G02B21/36

G01N21/27 E

G01N21/35

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021205052

(22)【出願日】2021-12-17

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100141852

【弁理士】

【氏名又は名称】吉本 力

(72)【発明者】

【氏名】藤原 直也

(72)【発明者】

【氏名】森谷 友香

【テーマコード（参考）】

2G043

2G059

2H052

【Ｆターム（参考）】

2G043AA01

2G043DA06

2G043EA01

2G043EA03

2G043EA13

2G043EA14

2G043FA01

2G043FA02

2G043FA06

2G043GA03

2G043GA04

2G043GA08

2G043GB01

2G043GB21

2G043JA04

2G043KA01

2G043KA02

2G043KA09

2G043LA01

2G043LA03

2G059AA01

2G059EE01

2G059EE02

2G059EE05

2G059EE07

2G059EE12

2G059FF01

2G059FF03

2G059GG01

2G059GG03

2G059HH01

2G059HH02

2G059HH06

2G059KK01

2G059KK04

2G059LL01

2H052AA01

2H052AA03

2H052AA09

2H052AB01

2H052AB06

2H052AC06

2H052AC07

2H052AC13

2H052AC14

2H052AC34

2H052AD20

2H052AF03

2H052AF07

2H052AF14

2H052AF21

2H052AF25

(57)【要約】

【課題】深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを容易に取得することができるラマン顕微鏡を提供する。
【解決手段】深さ測定処理部１１１が、試料に対するレーザ光の照射方向である深さ方向に沿って当該レーザ光の焦点位置を変化させつつ、深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを取得することにより、深さ測定を行う。表示処理部１０３が、ステージ上の試料の表面画像に対応付けて、当該試料に対して深さ測定を行う際のパラメータを入力するための入力画面を表示させる。前記パラメータには、深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させる範囲と、当該範囲内における前記複数点の間隔とが含まれる。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステージ上の試料に対してレーザ光を集光させて照射し、試料からのラマン散乱光を検出器で受光することによりラマンスペクトルを取得するラマン顕微鏡であって、
試料に対するレーザ光の照射方向である深さ方向に沿って当該レーザ光の焦点位置を変化させつつ、前記深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを取得することにより、深さ測定を行う深さ測定処理部と、
前記ステージ上の試料の表面画像に対応付けて、当該試料に対して前記深さ測定を行う際のパラメータを入力するための入力画面を表示させる表示処理部とを備え、
前記パラメータには、前記深さ方向に沿って前記レーザ光の焦点位置を変化させる範囲と、当該範囲内における前記複数点の間隔とが含まれる、ラマン顕微鏡。

【請求項2】

前記入力画面には、前記深さ方向に沿って前記レーザ光の焦点位置を変化させるために操作される焦点操作領域と、当該焦点操作領域に対する操作により変化した前記焦点位置を前記範囲の上端に設定するための上端設定領域とが含まれる、請求項１に記載のラマン顕微鏡。

【請求項3】

前記入力画面には、前記上端設定領域で設定された前記範囲の上端に対する深さを入力するための深さ入力領域が含まれる、請求項２に記載のラマン顕微鏡。

【請求項4】

前記入力画面には、前記範囲の上端及び下端の相対的な位置関係を表すシンボルを表示するシンボル表示領域が含まれ、
前記表示処理部は、前記深さ入力領域に入力される深さに応じて、前記シンボルの表示を変化させる、請求項３に記載のラマン顕微鏡。

【請求項5】

前記入力画面には、前記焦点操作領域の操作により変化した前記焦点位置を前記範囲の下端に設定するための下端設定領域が含まれる、請求項２～４のいずれか一項に記載のラマン顕微鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステージ上の試料に対してレーザ光を集光させて照射し、試料からのラマン散乱光を検出器で受光することによりラマンスペクトルを取得するラマン顕微鏡に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ラマン分光装置の一例であるラマン顕微鏡においては、ステージ上の試料に対してレーザ光を集光させて照射し、試料からのラマン散乱光が検出器で受光される（例えば、下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－９００６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のようなラマン顕微鏡では、試料に対するレーザ光の照射方向である深さ方向に沿って当該レーザ光の焦点位置を変化させることにより、当該深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを取得することが可能である。この場合、ユーザは、ステージの高さを変化させるなどの作業を行う必要があるため、作業が煩雑である。

【0005】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを容易に取得することができるラマン顕微鏡を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様は、ステージ上の試料に対してレーザ光を集光させて照射し、試料からのラマン散乱光を検出器で受光することによりラマンスペクトルを取得するラマン顕微鏡であって、深さ測定処理部と、表示処理部とを備える。前記深さ測定処理部は、試料に対するレーザ光の照射方向である深さ方向に沿って当該レーザ光の焦点位置を変化させつつ、前記深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを取得することにより、深さ測定を行う。前記表示処理部は、前記ステージ上の試料の表面画像に対応付けて、当該試料に対して前記深さ測定を行う際のパラメータを入力するための入力画面を表示させる。前記パラメータには、前記深さ方向に沿って前記レーザ光の焦点位置を変化させる範囲と、当該範囲内における前記複数点の間隔とが含まれる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを容易に取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ラマン顕微鏡の構成例を示した概略図である。

【図2】ラマン顕微鏡の構成例を示した概略図である。

【図3】ラマン顕微鏡の電気的構成の一例を示したブロック図である。

【図4】表示部に表示される操作画面の一例を示した図である。

【図5】表示部に表示される操作画面の一例を示した図である。

【図6】表示部に表示される操作画面の一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１．ラマン顕微鏡の全体構成
図１及び図２は、ラマン顕微鏡１の構成例を示した概略図である。本実施形態におけるラマン顕微鏡１は、ラマン分光分析だけでなく、赤外分光分析も行うことが可能である。図１は、ラマン分光分析を行う際の状態を示しており、図２は、赤外分光分析を行う際の状態を示している。

【0010】

ラマン顕微鏡１には、プレート２、ステージ３、駆動部４、対物光学素子５、対物光学素子６、ラマン光検出系７、赤外光検出系８及び切換機構９などが備えられている。試料は、プレート２に固定された状態でステージ３上に載置される。ステージ３は、駆動部４の駆動により、水平方向又は鉛直方向に変位可能である。駆動部４には、例えばモータ及びギアなどが含まれる。

【0011】

対物光学素子５は、ラマン分光分析に用いられ、例えば凸レンズと凹レンズとを組み合わせた構成である。ラマン分光分析を行う際には、図１に示すように、対物光学素子５がプレート２上の試料に対向する。すなわち、プレート２上の試料の直上方に対物光学素子５が位置する。

【0012】

対物光学素子６は、赤外分光分析に用いられ、例えば凹面鏡と凸面鏡とを組み合わせたカセグレン鏡である。赤外分光分析を行う際には、図２に示すように、対物光学素子６がプレート２上の試料に対向する。すなわち、プレート２上の試料の直上方に対物光学素子６が位置する。

【0013】

ラマン光検出系７は、ラマン分光分析を行う際に用いられるものであり、光源Ａ、光学撮影素子１０及びラマン分光計７１を含む。光源Ａから出射される光は、例えば可視域又は近赤外域の波長を有するレーザ光であり、その波長は数μｍから数十μｍ程度である。図１に示すように、ラマン分光分析を行う際には、光源Ａから出射された光が、各種光学素子（図示せず）により対物光学素子５に導かれる。

【0014】

対物光学素子５に入射した光は、プレート２に固定された試料上に焦点を結ぶ。すなわち、光源Ａからの光は、対物光学素子５を透過することにより集光され、試料上又は試料中の焦点位置に照射される。光源Ａからの光が照射された試料からは、ラマン散乱光が発生し、この光が各種光学素子（図示せず）によりラマン光検出系７に導かれる。対物光学素子５からラマン光検出系７に導かれた光の一部は、光学撮影素子１０に入射し、残りの光は、ラマン分光計７１に入射する。

【0015】

光学撮影素子１０は、ラマン散乱光が発生する試料表面の可視画像を撮影する。光学撮影素子１０は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどを含み、試料の静止画又は動画を撮影可能に構成されている。光学撮影素子１０では、試料の明視野像、暗視野像、位相差像、蛍光像及び偏光顕微鏡像などの全部又は少なくとも１つを撮影することができる。

【0016】

ラマン分光計７１は、試料からのラマン散乱光を分光することにより、波長ごとの強度を検出する。このラマン分光計７１からの検出信号に基づいて、ラマンスペクトルを取得することができる。ラマンスペクトルは、縦軸が強度、横軸が波長で表される。このように、ラマン顕微鏡１では、試料からのラマン散乱光を検出器（ラマン分光計７１）で受光することにより、ラマンスペクトルを取得することができる。

【0017】

赤外光検出系８は、赤外分光分析を行う際に用いられるものであり、光源Ｂ、光学撮影素子１１及び赤外分光計８１を含む。光源Ｂから出射される光は、例えばセラミックヒータから出射される赤外光であり、その波長は４０５ｎｍから１０６４ｎｍ程度、多くの場合は５３２ｎｍと７８５ｎｍの波長を組み合わせた光が用いられる。図２に示すように、赤外分光分析を行う際には、光源Ｂから出射された光が、各種光学素子（図示せず）により対物光学素子６に導かれる。

【0018】

対物光学素子６に入射した光は、プレート２に固定された試料上に焦点を結ぶ。すなわち、光源Ｂからの光は、対物光学素子６を透過することにより集光され、試料上又は試料中の焦点位置に照射される。光源Ｂからの光が照射された試料からの反射光は、各種光学素子（図示せず）により赤外光検出系８に導かれる。対物光学素子６から赤外光検出系８に導かれた光の一部は、光学撮影素子１１に入射し、残りの光は、赤外分光計８１に入射する。

【0019】

光学撮影素子１１は、赤外光が反射する試料表面の可視画像を撮影する。光学撮影素子１１は、光学撮影素子１０と同様の構成であってもよい。光学撮影素子１１では、光学撮影素子１０と同様に、試料の静止画又は動画を撮影可能であり、試料の明視野像、暗視野像、位相差像、蛍光像及び偏光顕微鏡像などの全部又は少なくとも１つを撮影することができる。

【0020】

赤外分光計８１は、例えばフーリエ変換赤外分光計である。赤外分光計８１に備えられた分光器は、マイケルソン干渉分光器であってもよい。赤外分光計８１は、試料からの赤外光の反射光を分光することにより、波長ごとの強度を検出する。この赤外分光計８１からの検出信号に基づいて、赤外スペクトルを取得することができる。赤外スペクトルは、縦軸が強度、横軸が波長で表される。このように、ラマン顕微鏡１では、試料からの赤外光の反射光を検出器（赤外分光計８１）で受光することにより、赤外スペクトルを取得することができる。

【0021】

切換機構９は、ラマン分光分析と赤外分光分析とを切り換える。具体的には、切換機構９は、駆動部４によりステージ３を駆動し、対物光学素子５とプレート２との位置関係、及び、対物光学素子６とプレート２との位置関係を調整する。ラマン分光分析に切り換えられた場合には、対物光学素子５とプレート２との位置関係が調整されることにより、対物光学素子５により集光される光の焦点位置が試料の所定の測定位置に合わせられる。一方、赤外分光分析に切り換えられた場合には、対物光学素子６とプレート２との位置関係が調整されることにより、対物光学素子６により集光される光の焦点位置が試料の所定の測定位置に合わせられる。

【0022】

２．ラマン顕微鏡の電気的構成
図３は、ラマン顕微鏡１の電気的構成の一例を示したブロック図である。ラマン顕微鏡１は、上述した各部の他に、制御部１００、記憶部２００、表示部３００及び操作部４００を備えている。

【0023】

制御部１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成である。制御部１００は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、ラマン分析処理部１０１、赤外分析処理部１０２及び表示処理部１０３などとして機能する。

【0024】

ラマン分析処理部１０１は、切換機構９によりラマン分光分析に切り換えられた状態で、ステージ３上の試料に対してラマン分光分析を行うための処理を実行する。すなわち、光源Ａから試料に対してレーザ光を集光させて照射し、ラマン分光計７１からの検出信号に基づいてラマンスペクトルを取得する。また、ラマン分析処理部１０１は、光学撮影素子１０により撮影される可視画像に基づいて、ラマン分光分析中における試料の表面画像を取得することができる。ラマン分光分析の際には、駆動部４を制御することにより、ステージ３を移動させながら分析が行われてもよい。

【0025】

赤外分析処理部１０２は、切換機構９により赤外分光分析に切り換えられた状態で、ステージ３上の試料に対して赤外分光分析を行うための処理を実行する。すなわち、光源Ｂから試料に対して赤外光を集光させて照射し、赤外分光計８１からの検出信号に基づいて赤外スペクトルを取得する。また、赤外分析処理部１０２は、光学撮影素子１１により撮影される可視画像に基づいて、赤外分光分析中における試料の表面画像を取得することができる。赤外分光分析の際には、駆動部４を制御することにより、ステージ３を移動させながら分析が行われてもよい。

【0026】

ラマン分析処理部１０１の処理により得られたラマン分光分析中のデータ、及び、赤外分析処理部１０２の処理により得られた赤外分光分析中のデータは、記憶部２００に記憶される。記憶部２００は、例えばハードディスクなどの不揮発性メモリを含む。記憶部２００には、例えばラマン分光分析により取得されたラマンスペクトル、及び、赤外分光分析により取得された赤外スペクトルなどが記憶される。

【0027】

表示処理部１０３は、表示部３００に対する表示を制御する。すなわち、表示処理部１０３の制御により、表示部３００の表示画面に対して、操作画面などの各種画面が表示される。表示部３００は、例えば液晶表示器を含む構成であるが、これに限られるものではない。表示部３００の表示画面には、表示処理部１０３の制御により、記憶部２００に記憶されているラマンスペクトル又は赤外スペクトルを表示させることができる。

【0028】

操作部４００は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、例えばキーボード又はマウスなどを含む構成であるが、これに限られるものではない。表示部３００に操作画面が表示されているときには、操作部４００を操作することにより、当該操作画面に対する入力操作を行うことができる。操作部４００を用いて入力操作を行った場合には、その入力された情報（数値など）が表示部３００の操作画面に反映されて表示される。

【0029】

本実施形態では、ラマン分析処理部１０１に深さ測定処理部１１１が含まれる。深さ測定処理部１１１は、ラマン分光分析中に駆動部４を制御して、ステージ３を鉛直方向に移動させながら複数点におけるラマンスペクトルを取得することにより、深さ測定を行う。すなわち、深さ測定時には、ステージ３が鉛直方向に移動することにより、試料と対物光学素子５との距離が変化する。

【0030】

対物光学素子５から試料に向かうレーザ光の焦点位置は一定であるため、深さ測定時には、ステージ３の移動に伴い、試料に対するレーザ光の焦点位置が変化する。すなわち、深さ測定時に試料に照射されるレーザ光の焦点位置は、試料上だけでなく、試料中にも入り込む。

【0031】

具体的に、深さ測定では、試料に対するレーザ光の照射方向（光軸方向）である深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させつつ、所定の間隔でラマン分光計７１からの検出信号に基づいてラマンスペクトルを取得する。これにより、深さ方向に上記所定の間隔で離れた複数点において、それぞれラマン分光計７１からの検出信号に基づくラマンスペクトルが取得される。上記所定の間隔は、ユーザが予め設定することができる。

【0032】

表示処理部１０３は、深さ測定を行う際のパラメータを入力するための入力画面を表示部３００に表示させることができる。当該パラメータには、上記所定の間隔の他、深さ測定を行う深さ方向の範囲、又は、試料の表面画像上におけるレーザ光の径（スポット径）などが含まれる。深さ測定処理部１１１は、当該入力画面に入力されたパラメータに基づいて、深さ測定を行う。

【0033】

３．操作画面の具体例
図４～図６は、表示部３００に表示される操作画面５００の一例を示した図である。この操作画面５００には、表面画像表示領域５０１及びスペクトル表示領域５０２が含まれる。ただし、表面画像表示領域５０１及びスペクトル表示領域５０２は、いずれも操作画面５００に含まれるような表示態様に限らず、少なくとも一方が操作画面５００とは異なる画面で表示されてもよい。

【0034】

表面画像表示領域５０１には、ステージ３上の試料の表面画像が表示される。すなわち、光学撮影素子１０により撮影される可視画像が、表面画像表示領域５０１に表示される。表面画像表示領域５０１に表示される試料の表面画像は、光学撮影素子１０により撮影されるリアルタイムの画像であってもよいし、所定のタイミングで撮影された静止画であってもよい。ステージ３を水平方向（深さ方向に対して交差方向）に移動させた場合には、表面画像表示領域５０１に表示される試料の表面画像の領域が変化してもよい。

【0035】

ユーザは、表面画像表示領域５０１に表示される試料の表面画像上で、測定位置を選択することができる。測定位置とは、水平面内で選択される任意の位置であり、選択された測定位置における深さ方向に沿って、深さ測定が行われる。

【0036】

測定位置は、１つだけ選択されてもよいし、複数選択されてもよい。図４の例では、３つの測定位置５１１が選択されている。また、複数の測定位置５１１は、一直線上に並ぶように選択されている。測定位置５１１は、操作部４００に対する操作により選択されるが、その選択方法は任意である。例えば、操作部４００にマウスのようなポインティングデバイスが含まれる場合、ドラッグ操作などにより複数の測定位置５１１を容易に選択することができる。水平方向における複数の測定位置５１１間の距離は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。

【0037】

なお、ラマン光検出系７における光源Ａは、複数の波長でレーザ光を出射可能であってもよい。この場合、表面画像表示領域５０１に表示される試料の表面画像上で選択される測定位置は、波長ごとに選択可能であってもよい。

【0038】

ユーザは、上記のようにして測定位置５１１を選択した後、サンプル測定キー５０３を選択する。サンプル測定キー５０３は、深さ測定を行う際のパラメータを入力するための入力画面を表示させるための選択キーである。サンプル測定キー５０３が選択されると、図５に示すように、表示部３００に入力画面５０４が表示される。

【0039】

この例では、操作画面５００とは異なる画面として、入力画面５０４が表示部３００にポップアップ表示されている。これにより、表面画像表示領域５０１と入力画面５０４とが表示部３００に同時に表示されるため、試料の表面画像に対応付けて、入力画面５０４を表示させることができる。ただし、このような構成に限らず、操作画面５００内に入力画面５０４が入力領域として表示されてもよい。

【0040】

入力画面５０４では、深さ測定を行う際のパラメータとして、深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させる範囲（深さ範囲）と、当該深さ範囲においてラマンスペクトルが取得される複数点の間隔（ステップ幅）とが含まれる。深さ範囲は、深さ方向の上端と下端により規定することができる。ステップ幅は、複数点間において一定間隔であってもよいし、一定間隔でなくてもよい。

【0041】

入力画面５０４には、ステージ３を深さ方向に移動させるために操作される焦点操作領域５４１が含まれる。この焦点操作領域５４１には、例えば、ステージ３を深さ方向に沿って上方に移動させるために操作される上移動キー５４１ａと、下方に移動させるために操作される下移動キー５４１ｂとが含まれる。ユーザは、焦点操作領域５４１に対する操作でステージ３を深さ方向の上方又は下方に移動させることにより、深さ方向に沿って試料に対するレーザ光の焦点位置を変化させることができる。

【0042】

入力画面５０４には、深さ範囲の上端を設定するために操作される上端設定領域５４２が含まれる。ユーザは、上記のように焦点操作領域５４１に対する操作を行うことにより焦点位置の調整を行った後、上端設定領域５４２を選択することにより、そのときの焦点位置を深さ範囲の上端に設定することができる。すなわち、上端設定領域５４２を選択すれば、焦点操作領域５４１に対する操作により変化した焦点位置が深さ範囲の上端に設定される。

【0043】

深さ範囲の上端は、試料の表面（上面）であってもよいし、試料の表面に対して深さ方向にずれた位置であってもよい。試料の表面を深さ範囲の上端とする場合には、表面画像表示領域５０１にリアルタイムで表示される試料の表面画像上で、スポット径が最も小さくなるように焦点操作領域５４１を操作した後、上端設定領域５４２を選択すればよい。ただし、表面画像表示領域５０１に表示される試料の表面画像ではなく、試料の表面をユーザが直接目視しながら、スポット径が最も小さくなるように焦点操作領域５４１を操作してもよい。一方、試料の表面よりも上方に深さ範囲の上端を設定すれば、試料の表面よりも上方から深さ測定を開始することができる。

【0044】

入力画面５０４には、上端設定領域５４２を選択することにより設定された深さ範囲の上端を基準にして、深さを入力するための深さ入力領域５４３が含まれる。深さ入力領域５４３には、深さを表す数値を入力することができる。深さ入力領域５４３に対する入力操作により、上端設定領域５４２で設定された深さ範囲の上端に対する深さが入力されるため、深さ範囲の下端が設定されることとなり、これにより深さ範囲の設定が完了する。

【0045】

本実施形態では、上記のような深さ範囲の設定方法の他に、入力画面５０４に含まれる下端設定領域５４４に対する操作によっても深さ範囲の設定を行うことができる。この場合、ユーザは、上端設定領域５４２を選択することにより深さ範囲の上端を設定した後、焦点操作領域５４１に対する操作を行うことにより、深さ範囲の下端として所望する位置に焦点位置を調整する。その後、下端設定領域５４４を選択すれば、焦点操作領域５４１の操作により変化した焦点位置が深さ範囲の下端に設定され、これにより深さ範囲の設定が完了する。

【0046】

入力画面５０４には、深さ範囲の上端及び下端の相対的な位置関係を表すシンボルを表示するシンボル表示領域５４５が含まれる。シンボル表示領域５４５には、試料を表すシンボル５４５ａが仮想的に表示されるとともに、当該シンボル５４５ａを基準として、深さ範囲の上端を表すシンボル５４５ｂと、下端を表すシンボル５４５ｃが表示される。

【0047】

深さ範囲の下端を表すシンボル５４５ｃの位置は、深さ入力領域５４３に入力される深さに応じて変化する。したがって、深さ範囲の下端の位置をユーザに分かりやすく表示することができる。なお、上端設定領域５４２が選択される前の焦点操作領域５４１に対する操作に応じて、深さ範囲の上端を表すシンボル５４５ｂの位置が変化してもよい。また、下端設定領域５４４が選択される前の焦点操作領域５４１に対する操作に応じて、深さ範囲の下端を表すシンボル５４５ｃの位置が変化してもよい。

【0048】

入力画面５０４には、ステップ幅を入力するためのステップ幅入力領域５４６が含まれる。ステップ幅入力領域５４６には、深さ測定を行う際のラマンスペクトルが取得される深さ方向の各点の間隔を表す数値を入力することができる。これにより、ステップ幅の設定が完了する。

【0049】

ユーザは、上記のようにして深さ範囲及びステップ幅の各パラメータを入力した後、入力画面５０４に含まれる測定開始キー５４７を選択する。これにより、設定された各パラメータを用いて深さ測定が開始される。なお、測定開始キー５４７が選択された後、深さ測定が終了するまでの間に、入力画面５０４は非表示となる。

【0050】

深さ測定は、表面画像表示領域５０１に表示される試料の表面画像上で選択された測定位置５１１において、種々の態様で行うことができ、それらの態様のいずれかをユーザが任意に選択できてもよい。例えば、測定位置５１１が複数選択されている場合には、各測定位置５１１において上端から下端に向かって深さ測定が行われてもよいし、上端から下端に向かって深さ測定を行う測定位置５１１と、下端から上方に向かって深さ測定を行う測定位置５１１とが、交互に繰り返されてもよい。

【0051】

また、選択された複数の測定位置５１１が一直線上に並んでいる場合には、ステージ３を水平方向に一直線上に移動させることにより各測定位置５１１における同じ深さの測定を行った後、ステージ３を鉛直方向に移動させ、その深さにおける各測定位置５１１の測定を行うという動作が繰り返されてもよい。この場合、ステージ３を水平方向に一直線上に移動させる際の始点及び終点は、深さ方向に見たときに、各深さにおいて同じ位置であってもよいし、各深さにおいて交互に入れ替わってもよい。

【0052】

深さ測定が終了すると、図６に示すように、スペクトル表示領域５０２にラマンスペクトルが表示される。図６では、深さ測定で最後に取得されたラマンスペクトルがスペクトル表示領域５０２に表示されている。

【0053】

なお、ユーザは、操作部４００を操作することにより、取得された複数のラマンスペクトルのうち所望のラマンスペクトルを記憶部２００から読み出し、表示部３００に表示させることが可能である。この場合、例えば深さ位置を選択するためのバーなどの操作キーが表示部３００に表示され、当該操作キーを移動させることにより、複数のラマンスペクトルを連続的に切り替えて表示部３００に表示させることができてもよい。

【0054】

４．態様
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0055】

（第１項）一態様に係るラマン顕微鏡は、
ステージ上の試料に対してレーザ光を集光させて照射し、試料からのラマン散乱光を検出器で受光することによりラマンスペクトルを取得するラマン顕微鏡であって、
試料に対するレーザ光の照射方向である深さ方向に沿って当該レーザ光の焦点位置を変化させつつ、前記深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを取得することにより、深さ測定を行う深さ測定処理部と、
前記ステージ上の試料の表面画像に対応付けて、当該試料に対して前記深さ測定を行う際のパラメータを入力するための入力画面を表示させる表示処理部とを備え、
前記パラメータには、前記深さ方向に沿って前記レーザ光の焦点位置を変化させる範囲と、当該範囲内における前記複数点の間隔とが含まれていてもよい。

【0056】

第１項に記載のラマン顕微鏡によれば、深さ測定を行う際のパラメータを入力するための入力画面において、深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させる範囲と、当該範囲内における深さ方向の複数点の間隔とをパラメータとして入力することができる。このようにして入力されたパラメータに基づいて深さ測定を行うことにより、深さ方向の複数点におけるラマンスペクトルを容易に取得することができる。

【0057】

（第２項）第１項に記載のラマン顕微鏡において、
前記入力画面には、前記深さ方向に沿って前記レーザ光の焦点位置を変化させるために操作される焦点操作領域と、当該焦点操作領域に対する操作により変化した前記焦点位置を前記範囲の上端に設定するための上端設定領域とが含まれていてもよい。

【0058】

第２項に記載のラマン顕微鏡によれば、焦点操作領域を操作することにより深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させた後、上端設定領域により、その焦点位置を深さ測定時に深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させる範囲の上端として容易に設定することができる。

【0059】

（第３項）第２項に記載のラマン顕微鏡において、
前記入力画面には、前記上端設定領域で設定された前記範囲の上端に対する深さを入力するための深さ入力領域が含まれていてもよい。

【0060】

第３項に記載のラマン顕微鏡によれば、深さ入力領域に深さを入力することにより、深さ測定時に深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させる範囲の上端に対する深さが入力され、当該範囲の下端が設定されることとなるため、当該範囲の設定を容易に行うことができる。

【0061】

（第４項）第３項に記載のラマン顕微鏡において、
前記入力画面には、前記範囲の上端及び下端の相対的な位置関係を表すシンボルを表示するシンボル表示領域が含まれ、
前記表示処理部は、前記深さ入力領域に入力される深さに応じて、前記シンボルの表示を変化させてもよい。

【0062】

第４項に記載のラマン顕微鏡によれば、深さ測定時に深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させる範囲の上端及び下端の位置をユーザに分かりやすく表示することができるため、当該範囲の設定をさらに容易に行うことができる。

【0063】

（第５項）第２項～第４項のいずれか一項に記載のラマン顕微鏡において、
前記入力画面には、前記焦点操作領域の操作により変化した前記焦点位置を前記範囲の下端に設定するための下端設定領域が含まれていてもよい。

【0064】

第５項に記載のラマン顕微鏡によれば、焦点操作領域を操作することにより深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させた後、下端設定領域により、その焦点位置を深さ測定時に深さ方向に沿ってレーザ光の焦点位置を変化させる範囲の下端として容易に設定することができる。

【符号の説明】

【0065】

１ ラマン顕微鏡
３ ステージ
７１ ラマン分光計
１００ 制御部
１０１ ラマン分析処理部
１０２ 赤外分析処理部
１０３ 表示処理部
１１１ 深さ測定処理部
５０４ 入力画面
５４１ 焦点操作領域
５４２ 上端設定領域
５４３ 入力領域
５４４ 下端設定領域
５４５ シンボル表示領域
５４６ ステップ幅入力領域
５４７ 測定開始キー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】