特許 7643566 ラマン－赤外分光分析複合機、およびラマン分光と赤外分光による測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-03

(45)【発行日】2025-03-11

(54)【発明の名称】ラマン－赤外分光分析複合機、およびラマン分光と赤外分光による測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/65 20060101AFI20250304BHJP

   G01N 21/27 20060101ALI20250304BHJP

   G01N 21/35 20140101ALI20250304BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20250304BHJP

   G02B 21/36 20060101ALI20250304BHJP

【ＦＩ】

G01N21/65

G01N21/27 E

G01N21/35

G02B21/06

G02B21/36

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023545079

(86)(22)【出願日】2022-04-27

(86)【国際出願番号】 JP2022019042

(87)【国際公開番号】W WO2023032352

(87)【国際公開日】2023-03-09

【審査請求日】2023-10-17

(31)【優先権主張番号】P 2021140776

(32)【優先日】2021-08-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(72)【発明者】

【氏名】篠山智生

【審査官】伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１３２７３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２１９６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０９２７７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０６４４２４０１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００８－２８１５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０７５５４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１９２４６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１２３０３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－ Ｇ０１Ｎ ２１／９５６

Ｇ０２Ｂ ２１／００－ Ｇ０２Ｂ ２１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤外分光分析用光源とラマン分光分析用光源、
サンプルを固定するプレート、
前記プレートを配置するステージ、
前記ラマン分光分析用光源からの光をサンプルに入射させラマン光を得るための対物光学素子、
前記赤外分光分析用光源からの光をサンプルに入射させ反射した赤外光を得るための対物光学素子、
可視画像を生成するための光学撮影素子を有するラマン光検出系、
および
可視画像を生成するための光学撮影素子を有する赤外光検出系、を有し、
前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するための駆動部、
前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系を切り替える切換え部、および
前記駆動部、前記切換え部および前記光学撮影素子を制御するための制御部、を備え、
前記プレートおよび前記ステージの少なくとも一方に前記位置関係を調整するためのマーカが付与されており、
前記制御部は、前記ラマン光検出系および前記赤外光検出系で取得された可視画像上の前記マーカの位置に基づき、前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するように駆動部を制御するラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項2】

前記切換え部は、前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系の切換えに対応して前記ラマン光を得るための対物光学素子と前記赤外光を得るための対物光学素子を切換える請求項１に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項3】

前記ラマン光検出系の可視画像および前記赤外光検出系の可視画像がそれぞれ標線を有する請求項１または２のいずれかに記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項4】

前記制御部が記憶部を有し、前記記憶部は前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系の切換え時に、前記ラマン光検出系の可視画像上および前記赤外光検出系の可視画像上で視認される前記マーカの位置と、前記ラマン光検出系の可視画像および前記赤外光検出系の可視画像の標線とのずれ量を記憶し、前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系の切換え毎に、前記記憶部に記憶された前記ずれ量に基づき、前記制御部が前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子または前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整する請求項３に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項5】

前記ずれ量が前記可視画像上のピクセルのずれ量である請求項４に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項6】

前記駆動部が、前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するために前記ステージを駆動する請求項１に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項7】

前記マーカが前記ステージ上に付与されている請求項１に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項8】

前記赤外光を得るための対物光学素子がカセグレン鏡である請求項１に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項9】

ラマン光源が５３２ｎｍと７８５ｎｍの光を照射する請求項１に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【請求項10】

サンプルに光を照射し、
サンプルからのラマン光および赤外光を検出する際に、
サンプルを固定するプレートおよび前記プレートを配置するステージの少なくとも一方に付与されたマーカを可視画像上で確認し、
前記マーカのずれを確認し、
マーカがずれていたら前記プレートの位置と、ラマン光検出用の対物光学素子および赤外光検出用の対物光学素子との位置関係を調整する、
ラマン分光と赤外分光による測定方法。

【請求項11】

前記マーカのずれを、前記マーカと可視画像上に設けられた標線とのずれで確認する請求項１０に記載の測定方法。

【請求項12】

ラマン光検出用の対物光学素子および赤外光検出用の対物光学素子との位置関係の調整をステージを動かして行う請求項１０または１１のいずれかに記載の測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ラマン－赤外分光分析複合機に関する。より詳細には、本発明はラマン分光分析と赤外分光分析とを有する複合分析装置に関する。また本発明は赤外分光分析法とラマン分光分析法を用いた分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

未知の物質を分析する手法は種々、知られており、分析対象物に応じて分析手段を適宜選択することで、より精度よく未知の物質を分析することが可能となる。例えば特許文献１には、無機物と有機物が混在する分析対象物の分析を、無機物領域は回折Ｘ線および蛍光Ｘ線を用いて、有機物領域はＦＴ－ＩＲ、蛍光分析またはラマン分析を用いて分析する分析装置が記載されている。

【0003】

特に赤外分析およびラマン分析はいずれも分子内の分子振動を測定することから、未知の有機物の分子構造を分析するための有力な手段である。また赤外分析から得られる情報とラマン分析から得られる情報は相補的な関係にあり、両分析方法を組み合わせることで、より詳細かつ高精度で未知の有機物の分子構造を解明することができる。

【0004】

最近では微小試料の分析や微小領域の分析のために顕微鏡と組み合わせた分析方法も知られている。
特許文献２には顕微鏡光学系と紫外、可視または赤外領域の吸収スペクトルとラマンスペクトルを取得する分光部を備えた観測装置が記載されている。

【0005】

例えば、赤外光検出系において顕微鏡光学系の対物光学素子として対物鏡を、ラマン光検出系において顕微鏡光学系の対物光学素子として対物レンズを使用するように、赤外光検出系とラマン光検出系で用いられる対物光学素子が異なることが一般的である。したがって赤外光検出系とラマン光検出系を切り換える際に、顕微鏡光学系も切り換える必要がある。すなわち赤外光検出系とラマン光検出系を切り換える際に、同時に赤外光検出系の対物光学素子とラマン光検出系の対物光学素子を切り換える必要がある。

【0006】

しかしながら、顕微鏡光学系を切り換える際は、光学的な構成上、赤外光検出系の対物光学素子またはラマン光検出系の対物光学素子のサンプルに対する光軸中心がずれてしまう。
赤外光検出系の対物光学素子またはラマン光検出系の対物光学素子のサンプルに対する光軸中心がずれると、ラマン光の測定位置と赤外光の測定位置にずれが生じる。このずれは微小試料または微小測定領域ではより顕著となる。

【0007】

そのため連続的に一つの装置でラマン光と赤外光の測定を行うには、両者の検出系を切り替える毎に、測定者が都度、サンプルの位置合わせを行う必要が生じ、測定者に負担をかけるとともに、分析に要する時間が長くなる場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００１－１３０９５号公報

【文献】国際公開２０１３／１３２７３４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって、ラマン光検出系と赤外光検出系とを一つの装置で切り換えた際、ラマン光検出系の対物光学素子または赤外光検出系の対物光学素子のサンプルに対する光軸中心がずれた場合も、測定者に過度の負担をかけることなく、迅速に光軸のずれを修正してラマン分光分析および赤外分光分析を行なえる装置が求められていた。

【0010】

本発明は測定者に過度の負担がかからず、連続的にラマン光検出系と赤外光検出系を切り換えても、顕微鏡光学系のサンプルに対する光軸中心を調整し、素早くラマン分光分析および赤外分光分析の分析領域が一致するラマン－赤外分光分析複合機を提供することを目的とする。
さらに本発明は顕微鏡光学系のサンプルに対する光軸中心を調整することで、迅速にラマン分光分析および赤外分光分析の分析領域を一致させるラマン分光および赤外分光による分析方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

すなわち本発明は、
赤外分光分析用光源とラマン分光分析用光源、
サンプルを固定するプレート、
前記プレートを配置するステージ、
前記ラマン分光分析用光源からの光をサンプルに入射させラマン光を得るための対物光学素子、
前記赤外分光分析用光源からの光をサンプルに入射させ反射した赤外光を得るための対物光学素子、
可視画像を生成するための光学撮影素子を有するラマン光検出系、および
可視画像を生成するための光学撮影素子を有する赤外光検出系、を有し、
前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するための駆動部、
前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系を切り替える切換え部、および
前記駆動部、前記切換え部および前記光学撮影素子を制御するための制御部、を備え、
前記プレートおよび前記ステージの少なくとも一方に前記位置関係を調整するためのマーカが付与されており、
前記制御部は、前記ラマン光検出系および前記赤外光検出系で取得された可視画像上の前記マーカの位置に基づき、前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するように駆動部を制御するラマン－赤外分光分析複合機、
を提供する。

【0012】

また本発明は、
サンプルに光を照射し、
サンプルからのラマン光および赤外光を検出する際に、
サンプルを固定するプレートおよび前記プレートを配置するステージの少なくとも一方に付与されたマーカを可視画像上で確認し、
前記マーカのずれを確認し、
マーカがずれていたら前記プレートの位置と、ラマン光検出用のラマン光を得るための対物光学素子および赤外光検出用の赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整する、
ラマン分光と赤外分光による測定方法、
を提供する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、連続的にラマン光検出系と赤外光検出系を切り換えても、顕微鏡光学系のサンプルに対する光軸中心を調整し、素早くラマン分光分析および赤外分光分析の分析領域が一致するラマン－赤外分光分析複合機が提供される。
また本発明によれば、顕微鏡光学系のサンプルに対する光軸中心を調整することで、迅速にラマン分光分析および赤外分光分析の分析領域を一致させるラマン分光および赤外分光による分析方法が提供される。
前記本発明の結果、測定者がサンプルの移動や位置調整などを別途行う必要がなく、シームレスでラマン光および赤外光の測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のラマン－赤外分光分析複合装置の一形態を示す模式図であり、ラマン光検出系に切換えた状態を示す。

【図2】本発明のラマン－赤外分光分析複合装置の一形態を示す模式図であり、赤外光検出系に切換えた状態を示す。

【図3】本発明のラマン－赤外分光分析複合装置の他の形態を示す模式図であり、ハーフミラーを用いてラマン光検出系に切換えた状態を示す。

【図4】本発明のラマン－赤外分光分析複合装置の他の形態を示す模式図であり、ハーフミラーを用いて赤外光検出系に切換えた状態を示す。

【図5】ステージにマーカとして円形を付与し、ラマン光検出系の光学撮影素子で生成した可視画像にてマーカを視認した時の模式図

【図6】ステージにマーカとして円形を付与し、赤外光検出系の光学撮影素子で生成した可視画像にてマーカを視認した時の模式図

【図7】光学撮影素子で生成した可視画像に標線を付与した模式図

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明を図１および図２を用いて説明するが、本発明はこれら図に限定されない。本発明のラマン－赤外分光分析複合装置１はラマン分光分析用光源Ａ、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を有し、ラマン光検出系７には光学撮影素子１０が、赤外光検出系８には赤外分光分析用光源Ｂ、光学撮影素子１１がそれぞれ配置されている。ステージ３にはプレート２が配置されている。

【0016】

図１において光源Ａから出射された光は各種光学素子（図示せず）により、顕微鏡光学系である対物光学素子５に到達する。なお図１中、矢印は光の進行方向を表す。
ラマン分光分析で用いられる光源Ａから出射される光は、例えば可視もしくは近赤外域のレーザー光であり、例えば短い波長例として４０５ｎｍから長い波長例である１０６４ｎｍまでの波長が使用され、多くは５３２ｎｍと７８５ｎｍの組み合わせの波長が用いられる。
また赤外分光分析で用いられる光源Ｂは、セラミックヒーターから出射される赤外光であり、波長は数μｍから数十μｍの光である。

【0017】

対物光学素子５は凸レンズと凹レンズとを組み合わせた構成であり、対物光学素子５に入射した光はこれらレンズによりプレート２に固定された測定対象サンプル（以下、「サンプル」とも記す。）上に焦点を結ぶ。サンプルにより散乱したラマン光は各種光学素子（図示せず）によりラマン光検出系７に導かれる。
ラマン光検出系７に導かれたラマン光の一部は各種光学素子（図示せず）によりラマン光検出系７が有する光学撮影素子１０へ導かれる。またラマン光検出系７に導かれたラマン光の一部は各種光学素子（図示せず）によりラマン分光計７１に導かれる。

【0018】

光学撮影素子１０はラマン光が散乱した領域の可視画像を生成するため、光学撮影素子１０によりラマン光を測定しているサンプルの測定領域を確認することができる。
光学撮影素子１０は例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等が挙げられ、サンプルの静止画あるいは動画を撮像可能に構成されている。光学撮影素子１０は、対物光学素子５や透過照明（図示せず）の構成に応じて、サンプルの明視野像、暗視野像、位相差像、蛍光像、偏光顕微鏡像等の全部または少なくともいずれかを撮像することができる。光学撮影素子１０は、撮像した画像を後述する制御部１２あるいは他の情報処理装置等に出力する。

【0019】

ラマン分光計７１は、サンプルからのラマン散乱光の１次元または２次元分光画像を生成し、その１次元または２次元分光画像からラマン散乱のスペクトル（以下、「ラマンスペクトル」とも記す。）を取得する。
ラマン分光計７１は、生成した１次元または２次元分光画像のうち、観測対象物の存在しない領域のフラットなスペクトルを抽出した後、そのスペクトルと各画素のスペクトルの差を取ることでサンプルのラマンスペクトルを得ることも可能である。ラマンスペクトルは、通常、放出光の強度を波長に対してプロットしたものである。放出光は、ラマン散乱による散乱光を含んでおり、ラマン散乱による散乱光の波長遷移（ラマンシフト）は、サンプルの分子構造や結晶構造によって異なる。

【0020】

ラマン分光計７１は、取得したラマンスペクトルをモニター等（図示せず）に出力し、必要であればメモリー格納部（図示せず）に格納する。
ラマン光検出系７は前記光学撮影素子１０、前記ラマン分光計７１に加えて、前記情報処理装置、モニター、メモリー格納部、およびその他の必要な部品を有していてもよい。

【0021】

一方、図２において赤外光検出系８に設置された光源Ｂから出射された光は各種光学素子（図示せず）により、顕微鏡光学系に導かれる前に赤外光検出系８が有する赤外分光計８１に備えられた赤外分光器（図示せず）により分光され、顕微鏡光学系である対物光学素子６に到達する。なお図２中、矢印は図１と同様、光の進行方向を表す。

【0022】

対物光学素子６に入射した光はプレート２に固定されたサンプル上に焦点を結ぶ。サンプルにより反射した赤外光は各種光学素子（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は測定感度の観点から、凹面鏡と凸面鏡を組み合わせたカセグレン鏡が好ましい。
赤外光検出系８に導かれた赤外光の一部は各種光学素子（図示せず）により赤外光検出系８が有する光学撮影素子１１へ導かれる。また赤外光検出系８に導かれた赤外光の一部は各種光学素子（図示せず）により赤外分光計８１に導かれ、赤外検出器（図示せず）に導かれる。

【0023】

光学撮影素子１１は赤外光が反射した領域の可視画像を生成するため、光学撮影素子１１により赤外光を測定しているサンプルの測定領域を確認することができる。
光学撮影素子１１は前記光学撮影素子１０と同じ構成が例示できる。光学撮影素子１１は、対物光学素子５や試料の性質によって使い分けられる透過または反射による照明（図示せず）の構成に応じて、サンプルの明視野像、暗視野像、位相差像、蛍光像、偏光顕微鏡像等の全部または少なくともいずれかを撮像することができる。光学撮影素子１１は、撮像した画像を後述する制御部１２あるいは他の情報処理装置等に出力する。

【0024】

赤外分光計８１は、フーリエ変換赤外分光計が好ましい。赤外分光計８１が有する分光器はマイケルソン干渉分光器からなるのが好ましい。サンプルで反射した光は赤外光検出系に導かれ、一部は前記光学撮影素子１１へ、一部は赤外分光計８１に再び導かれる。赤外分光計８１には検出器（図示せず）が配置され、赤外分光計８１に導かれた光は光学素子（図示せず）により検出器へ導かれる。この検出器は赤外光を検出する。

【0025】

フーリエ変換赤外分光計の場合、前記検出器にはフーリエ変換演算手段が接続されている。このフーリエ変換演算手段は、検出器で検出された赤外光強度をフーリエ変換して赤外スペクトルを算出し、さらにサンプルとバックグラウンドとのそれぞれの赤外スペクトルの差からなるサンプルの赤外スペクトルを算出するものである。

【0026】

赤外分光計８１は、取得した赤外スペクトルをモニター等（図示せず）に出力し、必要であればメモリー格納部（図示せず）に格納する。
赤外光検出系８は前記光学撮影素子１１、赤外分光計８１に加えて、前記情報処理装置、モニター、メモリー格納部、およびその他の必要な部品を有していてもよい。

【0027】

本発明のラマン－赤外分光分析複合装置１は前記ラマン分光測定と赤外分光測定を切換え機構９により、必要に応じて切換える。ラマン分光測定と赤外分光測定の切換えの順序はラマン分光測定から赤外分光測定でも、赤外分光測定からラマン分光測定でもどちらでもよい。また切換えの回数も特に制限はなく、必要に応じて何度でも切換えてもよい。

【0028】

前記切換え機構によりラマン分光測定から赤外分光測定、または赤外分光測定からラマン分光測定への切換えに応じて、駆動部４によりプレート２またはプレート２が固定されているステージ３を駆動し、前記対物光学素子５とプレート２、および前記対物光学素子６とプレート２、の位置関係を調整する。なお駆動部４はラマン分光測定および赤外分光測定において、観察位置を変更するためにプレートを移動する機能も併せて有していてもよい。
ラマン分光測定に切換えた場合は、対物光学素子５により集光された光がサンプルの所定の測定領域に集光するように対物光学素子５とプレート２の位置関係を調整する。
赤外分光測定に切換えた場合は、対物光学素子６により集光された光がサンプルの所定の測定領域に集光するように対物光学素子６とプレート２の位置関係を調整する。

【0029】

図３および図４はラマン分光測定と赤外分光測定の切換えを光学素子１３１から１３５を用いて行った場合の模式図である。本実施の態様では赤外光検出系８は前記赤外分光計８１とは別に赤外検出器８２を有している。
赤外分光計８１は赤外分光分析用の光源Ｂをラマン分光分析用の光源とは別に内蔵しており、赤外分光計（図示せず）を有している。赤外分光計８１が有する赤外分光計はマイケルソン干渉計が好ましい。

【0030】

図３では光学素子１３１および１３２にビームスプリッターとしてハーフミラーを用いた態様である。光源Ａから出射された光は光学素子を適宜用いて対物光学素子５を通じてサンプルに照射され、散乱されたラマン光はハーフミラー１３２および１３１により、一部は光学撮影素子１０へ、一部はラマン分光計７１に導かれる。

【0031】

図４では光学素子１３５に反射鏡を用いて、赤外分光計８１が内蔵するラマン分光分析用とは異なる光源Ｂから出射された光は赤外分光計８１に導かれた後、対物光学素子６に導かれる。対物光学素子６を通じてサンプルに照射された光は、再び対物光学素子６を通り光学素子１３３および１３４にビームスプリッターとしてハーフミラーを用いて、一部は光学撮影素子１１へ、一部は赤外検出器８２に導かれる。
ラマン光検出系および赤外光検出系では前記のとおりラマンスペクトルおよび赤外スペクトルがそれぞれ取得される。

【0032】

図３および図４での切換え機構では、前記光学素子１３１から１３５を前記駆動部により移動させるとともに、対物光学素子５、対物光学素子６およびステージ３を駆動して、対物光学素子５または対物光学素子６を通過した光がサンプルに照射されるようにしている。
切換えは図３および図４に限定されるものではなく、例えば光源、光学素子およびステージ３を駆動させてもよく、他の手法で切換えてもよい。

【0033】

前記のとおり、ラマン光検出系と赤外光検出系とを切換えた際、ラマン光検出系の対物光学素子または赤外光検出系の対物光学素子のサンプルに対する光軸中心がずれることがあるため、ラマン分光分析と赤外分光分析とでサンプルの測定位置または測定領域が異なってくる場合がある。
このずれを修正するため、本発明のラマン－赤外分光分析複合装置では前記プレート２または前記ステージ３の少なくとも一方に、前記対物光学素子５とプレート２、および対物光学素子６とプレート２の位置関係を調整するためのマーカが付与されている。
このマーカは可視画像を生成する前記光学撮影素子１０および前記光学撮影素子１１により撮影画像にて視認される。したがって、前記光学撮影素子１０および前記光学撮影素子１１により生成した可視画像に写るぞれぞれのマーカの位置を比較することで、ラマン光検出系の対物光学素子と赤外光検出系の対物光学素子のサンプルに対する光軸中心のずれの程度を確認することができる。

【0034】

このマーカのずれから前記対物光学素子５とプレート２、および対物光学素子６とプレート２の位置関係を調整する。
マーカは例えば線、点、これらの組み合わせ、円形、矩形、三角形、十字形などの各種形状が挙げられる。これらマーカは前記プレート２または前記ステージ３の少なくとも一方に付与されていればよく、ステージ３に付与されているのがプレートの位置の影響を受けないので好ましい。

【0035】

図５はステージにマーカとして円形が付与され、前記光学撮影素子１０により生成された可視画像２１にてマーカ２２を視認した時の模式図である。図６は前記光学撮影素子１１により生成された可視画像３１にてマーカ３２を視認した時の模式図である。可視画像２１と３１の倍率を合わせておくことで、ラマン光検出系の対物光学素子または赤外光検出系の対物光学素子の光学軸がずれた場合、図５のマーカ２２と図６のマーカ３２の位置がずれる。

【0036】

マーカ２２とマーカ３２のずれは可視画像２１と可視画像３１を比較することで定量することができる。また前記光学撮影素子１０および前記光学撮影素子１１が可視画像を生成する際に、図７で模式的に示したように、前記可視画像２１および前記可視画像３１に標線４１が付与されるようにしてもよい。可視画像に標線を付与することで、マーカ２２とマーカ３２の位置と標線を比較すれば、マーカのずれを定量することができる。図７で模式的に示したように、マーカ２２とマーカ３２の中心にドットを付与し、一方、標線４１の中心にもドットを付与し、ドットの位置の距離をずれとしてもよい。
定量の方法は例えば可視画像をピクセルで分割し、各マーカの位置をピクセルで表して両者のずれを求めてもよいし、前記標線とのずれをピクセルで表してもよい。

【0037】

定量された前記ずれに基づき、前記制御部１２により前記駆動部４が前記対物光学素子５とプレート２、および対物光学素子６とプレート２の位置関係を調整するように制御する。
制御部１２は記憶部を有し、前記方法により定量された前記標線４１と前記マーカ２２およびマーカ３２とのずれを記憶し、ラマン光検出系と赤外光検出系を切換える毎に、前記記憶に基づき、前記対物光学素子５とプレート２、および対物光学素子６とプレート２の位置関係をそれぞれ調整するように制御部１２により駆動部４を制御するのが、測定者の負担の観点から好ましい。

【0038】

また本発明は、サンプルに光を照射し、サンプルからのラマン散乱光および赤外光を検出する際に、サンプルを固定するプレートおよび前記プレートを配置するステージの少なくとも一方に付与されたマーカを可視画像上で確認し、前記マーカのずれを確認し、マーカがずれていたら前記プレートの位置と、ラマン光検出用の対物光学素子および赤外光検出用の対物光学素子との位置関係を調整する、ラマン分光と赤外分光による測定方法である。
マーカおよびマーカのずれは前記のとおりである。またはマーカのずれは前記標線にて確認し、前記と同様にして定量できる。
ずれの定量は前記のとおりである。
前記ずれの定量に基づき前記対物光学素子５とプレート２、および対物光学素子６とプレート２の位置関係をそれぞれ調整し、ラマン分光と赤外分光を測定する。位置関係の調整はプレートが配置されたステージを動かして行うのが好ましい。

【0039】

本発明のラマン分光と赤外分光による測定方法は前記ラマン－赤外分光分析複合機を用いて行うことができる。

【0040】

［態様］
上述した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。

【0041】

［１］赤外分光分析用光源とラマン分光分析用光源、
サンプルを固定するプレート、
前記プレートを配置するステージ、
前記ラマン分光分析用光源からの光をサンプルに入射させラマン光を得るための対物光学素子、
前記赤外分光分析用光源からの光をサンプルに入射させ反射した赤外光を得るための対物光学素子、
可視画像を生成するための光学撮影素子を有するラマン光検出系、および
可視画像を生成するための光学撮影素子を有する赤外光検出系、を有し、
前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するための駆動部、
前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系を切り替える切換え部、および
前記駆動部、前記切換え部および前記光学撮影素子を制御するための制御部、を備え、
前記プレートおよび前記ステージの少なくとも一方に前記位置関係を調整するためのマーカが付与されており、
前記制御部は、前記ラマン光検出系および前記赤外光検出系で取得された可視画像上の前記マーカの位置に基づき、前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するように駆動部を制御するラマン－赤外分光分析複合機。

【0042】

前記［１］の発明によれば、連続的にラマン光検出系と赤外光検出系を切り換えても、顕微鏡光学系のサンプルに対する光軸中心を調整し、素早くラマン分光分析および赤外分光分析の分析領域が一致するラマン－赤外分光分析複合機が提供される。

【0043】

［２］前記切換え部は、前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系の切換えに対応して前記ラマン光を得るための対物光学素子と前記赤外光を得るための対物光学素子を切換える前記［１］に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【0044】

［３］前記ラマン光検出系の可視画像および前記赤外光検出系の可視画像がそれぞれ標線を有する前記［１］または［２］のいずれかに記載のラマン赤外分光分析複合機。
［４］前記制御部が記憶部を有し、前記記憶部は前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系の切換え時に、前記ラマン光検出系の可視画像上および前記赤外光検出系の可視画像上で視認される前記マーカの位置と、前記ラマン光検出系の可視画像および前記赤外光検出系の可視画像の標線とのずれ量を記憶し、前記ラマン光検出系と前記赤外光検出系の切換え毎に、前記記憶部に記憶された前記ずれ量に基づき、前記制御部が前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子または前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整する前記［３］に記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【0045】

［５］前記ずれ量が前記可視画像上のピクセルのずれ量である前記［４］に記載のラマン－赤外分光分析複合機。
［６］ 前記駆動部が、前記プレートの位置と前記ラマン光を得るための対物光学素子および前記赤外光を得るための対物光学素子との位置関係を調整するために前記ステージを駆動する前記［１］から［５］のいずれか一項に記載のラマン－赤外分光分析複合機。
［７］ 前記マーカが前記ステージ上に付与されている前記［１］から［６］のいずれかに記載のラマン－赤外分光分析複合機。
［８］ 前記赤外光を得るための対物光学素子がカセグレン鏡である前記［１］から［７］のいずれかに記載のラマン－赤外分光分析複合機。
［９］ ラマン光源が５３２ｎｍと７８５ｎｍの光を照射する前記［１］から［８］に記載のいずれかに記載のラマン－赤外分光分析複合機。

【0046】

前記［２］から［９］の発明によれば、連続的にラマン光検出系と赤外光検出系を切り換えても、より迅速に顕微鏡光学系のサンプルに対する光軸中心を調整し、測定者の負担がより軽減されたラマン－赤外分光分析複合機が提供される。

【0047】

また本発明は、
［１０］ サンプルに光を照射し、
サンプルからのラマン光および赤外光を検出する際に、
サンプルを固定するプレートおよび前記プレートを配置するステージの少なくとも一方に付与されたマーカを可視画像上で確認し、
前記マーカのずれを確認し、
マーカがずれていたら前記プレートの位置と、ラマン光検出用の対物光学素子および赤外光検出用の対物光学素子との位置関係を調整する、
ラマン分光と赤外分光による測定方法。

【0048】

前記［１０］の発明によれば、顕微鏡光学系のサンプルに対する光軸中心を調整することで、迅速にラマン分光分析および赤外分光分析の分析領域を一致させるラマン分光および赤外分光による分析方法が提供される。

【0049】

［１１］前記マーカのずれを、前記マーカと可視画像上に設けられた標線とのずれで確認する前記［１０］に記載の測定方法。
［１２］ ラマン光検出用のラマン光を得るための対物光学素子および赤外光 検出用の赤外光を得るための対物光学素子との位置関係の調整をステージを動かして行う前記［１０］または［１１］のいずれかに記載の測定方法。

【0050】

前記［１１］および［１２］の発明によれば、より迅速に顕微鏡光学系のサンプルに対 する光軸中心を調整でき、ラマン分光分析および赤外分光分析の分析領域を簡便に一致させるラマン分光および赤外分光による分析方法が提供される。

【符号の説明】

【0051】

１：赤外・ラマン複合機
２：プレート
３：ステージ
４：駆動部
５：対物光学素子
６：対物光学素子
７：ラマン光検出系
７１：ラマン分光計
８：赤外光検出系
８１：赤外分光計
８２：赤外検出器
９：切替え機構
１０、１１：光学撮影素子
１２：制御部
１３１から１３５：光学素子
２１、２２：可視画像
３１、３２：マーカ
４１：標線
Ａ：ラマン分光分析光源
Ｂ：赤外分光分析用光源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】