JP2022064855A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分析対象物の観察位置をユーザに容易に把握させる。【解決手段】分析装置としての分析観察装置Ｓは、レーザ光を出射する電磁波出射部７１と、分析光軸Ａａを有しかつレーザ光を集光して載置台５１に載置されたサンプルＳＰに照射するとともに、該サンプルＳＰから戻る光を集光する反射型対物レンズ７４と、反射型対物レンズ７４によって集光された光に基づいて分光スペクトルを生成する第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂとを含む分析光学系７と、分析光軸Ａａと平行な観察光軸Ａｏを有しかつサンプルＳＰからの光を集光する対物レンズ９２と、該対物レンズ９２を通して受光された光に基づいて該サンプルＳＰを撮像する第２カメラ９３とを含む観察光学系９と、載置台５１の載置面５１ａに垂直な所定の基準軸Ａｓに対し、分析光学系７および観察光学系９のうち少なくとも観察光学系９を傾斜させる傾斜機構４５とを備える。【選択図】図１２Ｂ

Description

ここに開示する技術は、分析装置に関する。

例えば特許文献１には、レーザ誘起ブレークダウン法（Laser Induced Breakdown Spectroscopy：ＬＩＢＳ）を用いた分析装置が開示されている。具体的に、この特許文献１に開示された分析装置（計測装置）は、分析対象物（試料）にレーザ光を照射し、その分析対象物で発生した光（プラズマ光）を分光器で受光して分析することで、分析対象物の成分分析を行うように構成されている。

また、特許文献２には、ＬＩＢＳ法を用いた分析装置の別例が開示されている。具体的に、この特許文献２に開示された分析装置（成分計測装置）は、分析対象物（試料）から分光器に至る光路上に観察光学系を配置してなり、この観察光学系を通じて分光器に光を導くように構成されている。

特開２０００－１２１５５８号公報 特開２０２０－１０１４４１号公報

ところで、前記特許文献１および２に記載されているような分析装置によって、鉛直方向に立ち上がった構造体等、様々な形状を有する分析対象物に対して成分分析を行うケースが考えられる。その場合、斜め方向等、様々な角度から分析対象物を観察できなくては、その観察位置をユーザに把握させることが困難であり、装置のユーザビリティを高めるには不都合となる。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、分析対象物の観察位置をユーザに容易に把握させることにある。

本開示の第１の態様は、分析対象物の成分分析を行う分析装置に係る。この分析装置は、分析対象物を載置するための載置面を有する載置台と、レーザ光を出射するレーザ発振器と、所定方向に沿って延びる第１の光軸を有し、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を集光して前記載置台に載置された分析対象物に照射するとともに、該レーザ光を照射することで該分析対象物において発生した光を集光する第１の対物レンズと、前記分析対象物において発生しかつ前記第１の対物レンズによって集光された光の波長毎の強度分布である分光スペクトルを生成する分光器と、を含む分析光学系と、前記第１の光軸と平行な第２の光軸を有し、前記分析対象物からの光を集光する第２の対物レンズと、該第２の対物レンズを通して受光された前記分析対象物からの光の受光量を検出することで該分析対象物を撮像するカメラと、を含む観察光学系と、前記載置面に垂直な所定の基準軸に対し、前記分析光学系および前記観察光学系のうち少なくとも前記観察光学系を傾斜させる傾斜機構と、を備える。

前記第１の態様によると、傾斜機構は、載置面に垂直な所定の基準軸に対し、分析光学系および観察光学系のうち少なくとも観察光学系を傾斜させる。傾斜可能な観察光学系を分析装置に搭載することで、斜め方向等、様々な角度から分析対象物を観察することができるようになる。これにより、分析対象物の観察位置をユーザに容易に把握させることが可能となる。

また、本開示の第２の態様によれば、前記傾斜機構は、前記第１の光軸に対する前記第２の光軸の相対位置を保持した状態で、前記分析光学系および前記観察光学系を一体的に傾斜させる、としてもよい。

前記第２の態様によると、斜め方向等、様々な方向から分析対象物にレーザ光を照射することができるようになる。これにより、鉛直方向に立ち上がった構造体等、様々な形状を有する分析対象物に対して成分分析を行うことが可能になる。

また、本開示の第３の態様によれば、前記分析装置は、前記レーザ発振器からのレーザ光の出射を制限するように動作可能な出射制限手段と、前記基準軸に対する前記観察光学系の傾きを検出する傾き検出手段と、を備え、前記傾き検出手段により検出された傾きが所定の第１閾値を超える場合、前記出射制限手段を介して前記レーザ光の出射を制限する制御部と、を備える、としてもよい。

ここで、「レーザ光の出射を制限する」という語には、レーザ光の出力を低下させる処理と、レーザ光の出射を禁止する処理と、ユーザに対する警告通知と、の少なくとも１つが含まれる。

一般に、分析光学系を過度に傾斜させた状態でレーザ光を出射してしまうと、人体の網膜等に当たる可能性がある。そこで、前記第３の態様のように、傾きに応じてレーザ光の出射を制限することで、分析装置の安全性を高めることが可能になる。

また、本開示の第４の態様によれば、前記分析装置は、前記傾き検出手段による検出結果に基づいて、ユーザに対し、前記レーザ光の出射に係る通知を行う通知手段を備える、としてもよい。

前記第４の態様によると、通知手段が通知を行うことで、分析光学系の傾き等、種々の情報をユーザに通知することが可能になる。このことは、分析装置の安全性を高める上で有効である。

また、本開示の第５の態様によれば、前記通知手段は、前記傾き検出手段によって検出された傾きに応じて、前記ユーザに対する通知内容を切り替える、としてもよい。

前記第５の態様によると、傾きに応じて通知内容を切り替えることで、分析光学系の姿勢に対応した情報をユーザに通知することが可能になる。このことは、分析装置の安全性を高める上で有効である。

また、本開示の第６の態様によれば、前記通知手段による通知には、少なくとも、前記レーザ光の出射が非推奨であることを示す通知が含まれる、としてもよい。

前記第６の態様によると、例えば分析光学系の傾きのみを通知するような構成と比較して、ユーザに対してより確実な注意喚起を行うことができる。これにより、分析装置の安全性を高める上で有利になる。

また、本開示の第７の態様によれば、前記分析装置は、前記分析光学系を収容する分析筐体を備え、前記出射制限手段は、前記分析筐体内に配置され、かつ前記レーザ光の光路上に挿入可能な遮蔽部材によって構成される、としてもよい。

前記第７の態様によると、レーザ光の出射をより確実に抑制することができ、分析装置の安全性を高める上で有利になる。

また、本開示の第８の態様によれば、前記分析装置は、前記分析光学系を収容する分析筐体と、前記第１の対物レンズまたは前記分析筐体に取付可能な遮蔽カバーと、をさらに備え、前記制御部は、前記第１の対物レンズまたは前記分析筐体に前記遮蔽カバーが取り付けられているか否かを判定し、前記第１の対物レンズまたは前記分析筐体に遮蔽カバーが取り付けられていると判定された場合は、前記基準軸に対する前記分析光学系の傾きにかかわらず、前記レーザ光の出射を許容する一方、第１の対物レンズまたは前記分析筐体に前記遮蔽カバーが取り付けられていないと判定された場合は、前記基準軸に対する前記分析光学系の傾きに応じて、前記のレーザ光の出射を制限する、としてもよい。

前記第８の態様によると、安全性が確保されている状態（第１の対物レンズ等に遮蔽カバーが取り付けられている状態）では、傾きに応じた制御を実行せず（傾きの大きさにかかわらず、レーザ光の出射を許容する）、安全性が確保されていない可能性のある状態（第２の対物レンズ等に取り付けられていない状態）でのみ、傾きの大きさに応じてレーザ光の出射を制限することになる。これにより、出射を制限すべき状況に応じた制御を行うことができるようになる。

また、本開示の第９の態様によれば、前記分析光学系は、該分析光学系および前記観察光学系が一体的に傾斜した状態では、前記基準軸に対する前記分析光学系の傾きにかかわらず、前記レーザ光の出射を制限する、としてもよい。

前記第９の態様によると、分析光学系が傾斜した状態では、その傾きの大小に関係なくレーザ光の出射を制限することで、より安全サイドに立った構成を実現することができるようになる。

また、本開示の第１０の態様によれば、前記分析装置は、前記観察光学系による前記分析対象物の撮像と、前記分析光学系による前記分光スペクトルの生成とが前記分析対象物における同一箇所に対して行われるように、前記載置台に対する前記観察光学系および前記分析光学系の相対位置を水平方向に沿って移動させる水平駆動機構を備える、としてもよい。

ここで「水平方向に沿って移動させる」の語には、前後方向、左右方向等の直線移動に
加え、水平面に沿った回動等の曲線移動も含まれる。

前記第１０の態様によると、前記分析装置は、載置台に対する観察光学系および分析光学系の相対位置を移動させることで、観察光学系による観察対象物の撮像と、分析光学系による分光スペクトルの生成とを、観察対象物における同一箇所に対して実行することができる。これにより、観察光学系による観察位置と、分析光学系による分析位置との間のズレを解消し、ひいては装置のユーザビリティを向上させることができる。

さらに、前記第１０の態様によると、観察光学系と分析光学系とは独立した光学系として構成されることになるため、各光学系を、それぞれの用途に最適な仕様とすることができる。これにより、各光学系の性能を可能な限り高めることが可能となる。

また、本開示の第１１の態様によれば、前記水平駆動機構は、前記傾斜機構によって少なくとも前記観察光学系を傾斜させた姿勢を保持した状態で、前記載置台に対する前記観察光学系および前記分析光学系の相対位置を移動させる、としてもよい。

前記第１１の態様によると、観察光学系による観察対象物の撮像と、分析光学系による分光スペクトルの生成とを、分析対象物における同一箇所に対し、同一方向（同一アングル）から実行することができる。これにより、観察光学系による観察位置と、分析光学系による分析位置との間のズレをさらに解消し、ひいては装置のユーザビリティを向上させる上で有利になる。

また、本開示の第１２の態様によれば、前記水平駆動機構による前記観察光学系および前記分析光学系の移動方向は、前記傾斜機構による揺動の中心軸と平行に延びる、としてもよい。

前記第１２の態様によると、観察光学系による観察対象物の撮像と、分析光学系による分光スペクトルの生成とを、分析対象物における同一箇所に対し、同一方向（同一アングル）から実行させる上で有利になる。

また、本開示の第１３の態様によれば、前記分析装置は、前記載置台、前記観察光学系および前記分析光学系を取付可能に構成されたスタンドを備える、としてもよい。

前記第１３の態様によると、オールインワンタイプの分析装置として構成することができ、各光学系をスタンドに取り付けるだけで、観察から分析に至るまで実現可能となる。このことは、装置のユーザビリティを向上させる上で有効である。

以上説明したように、本開示によれば、分析対象物の観察位置をユーザに容易に把握させることができる。

図１は、分析観察装置の全体構成を例示する模式図である。 図２は、光学系本体を例示する斜視図である。 図３は、光学系本体を例示する側面図である。 図４は、光学系本体を例示する正面図である。 図５は、光学系本体を例示する分解斜視図である。 図６は、光学系本体の構成を模式化して示す側面図である。 図７は、分析ユニットの構成を例示する模式図である。 図８は、ユニット連結具の構成を例示する斜視図である。 図９は、レンズ鏡筒の着脱について説明する模式図である。 図１０は、ユニット切替機構の構成について上方から見て説明する模式図である。 図１１Ａは、ヘッド部の水平移動について説明するための図である。 図１１Ｂは、ヘッド部の水平移動について説明するための図である。 図１２Ａは、傾斜機構の動作について説明するための図である。 図１２Ｂは、傾斜機構の動作について説明するための図である。 図１３は、コントローラ本体の構成を例示するブロック図である。 図１４は、制御部の構成を例示するブロック図である。 図１５Ａは、分析観察装置の基本動作を例示するフローチャートである。 図１５Ｂは、観察ユニットによる分析対象の探索手順を例示するフローチャートである。 図１５Ｃは、分析ユニットによるサンプルの分析手順を例示するフローチャートである。 図１６Ａは、分析観察装置の表示画面を例示する図である。 図１６Ｂは、分析観察装置の表示画面を例示する図である。 図１６Ｃは、分析観察装置の表示画面を例示する図である。 図１６Ｄは、分析観察装置の表示画面を例示する図である。 図１６Ｅは、分析観察装置の表示画面を例示する図である。 図１６Ｆは、分析観察装置の表示画面を例示する図である。 図１６Ｇは、分析観察装置の表示画面を例示する図である。 図１７は、ヘッド部に遮蔽カバーを取り付けた状態を例示する図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。

＜分析観察装置Ａの全体構成＞
図１は、本開示の実施形態に係る分析装置としての分析観察装置Ａの全体構成を例示する模式図である。図１に例示される分析観察装置Ａは、観察対象物および分析対象物としてのサンプルＳＰの拡大観察を行うとともに、該サンプルＳＰの成分分析を行うこともできる。

詳しくは、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、例えば微少物体等の試料、電子部品、被加工物等からなるサンプルＳＰを拡大して撮像することで、そのサンプルＳＰにおいて成分分析が行われるべき部位を探索したり、その外観の検査、計測等を行ったりすることができる。分析観察装置Ａは、その観察機能に着目した場合、拡大観察装置と呼称したり、単に顕微鏡と呼称したり、あるいは、デジタルマイクロスコープと呼称したりすることができる。

分析観察装置Ａはまた、サンプルＳＰの成分分析に際し、レーザ誘起ブレークダウン法（Laser Induced Breakdown Spectroscopy：ＬＩＢＳ）、レーザ誘起プラズマ分光法（Laser Induced Plasma Spectroscopy：ＬＩＰＳ）等と呼称される手法を実施することができる。分析観察装置Ａは、その分析機能に着目した場合、成分分析装置と呼称したり、単に分析装置と呼称したり、あるいは、分光装置と呼称したりすることもできる。

図１に示すように、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、主要な構成要素として、光学系ユニット群１と、コントローラ本体２と、操作部３と、を備える。

このうち、光学系ユニット群１は、サンプルＳＰの撮像および分析を行うとともに、その撮像結果および分析結果に対応した電気信号を外部に出力することができる。

コントローラ本体２は、第１カメラ８１等、光学系ユニット群１を構成する種々の部品を制御するための制御部２１を有する。コントローラ本体２は、制御部２１を介して、光学系ユニット群１にサンプルＳＰの観察および分析を行わせることができる。コントローラ本体２はまた、種々の情報を表示可能な表示部２２を有する。この表示部２２には、光学系ユニット群１において撮像された画像、サンプルＳＰの分析結果を示すデータ等を表示することができる。

操作部３は、ユーザによる操作入力を受け付けるマウス３１、コンソール３２およびキーボード３３を有する（キーボード３３は、図１３にのみ図示）。コンソール３２は、ボタン、調整ツマミ等を操作することで、コントローラ本体２に画像データの取込、明るさ調整、第１カメラ８１のピント合わせ等を指示することができる。

なお、操作部３は、マウス３１、コンソール３２およびキーボード３３を３つとも有する必要はなく、任意の１つまたは２つを有していてもよい。また、マウス３１、コンソール３２およびキーボード３３に加えてまたは代えて、タッチパネル式の入力装置、音声式の入力装置等を用いてもよい。タッチパネル式の入力装置の場合、表示部２２に表示されている画面上の任意の位置を検出可能に構成することができる。

＜光学系ユニット群１の詳細＞
図２～図４は、それぞれ、光学系ユニット群１を例示する斜視図、側面図および正面図である。また、図５は光学系ユニット群１の分解斜視図であり、図６は光学系ユニット群１の構成を模式化して示す側面図である。

図１～図６に示すように、光学系ユニット群１は、各種機器を支持するためのスタンド４と、このスタンド４に取り付けられるステージ５およびヘッド部６と、を備える。ここで、ヘッド部６は、分析光学系７が収容された分析ユニット６２に、観察光学系９が収容された観察ユニット６３を装着してなる。ここで、分析光学系７はサンプルＳＰの成分分析を行うための光学系である。観察光学系９はサンプルＳＰの拡大観察を行うための光学系である。ヘッド部６は、サンプルＳＰの分析機能と拡大観察機能とを兼ね備えた装置群として構成されている。

なお、以下の説明では、図１～図４に示すように光学系ユニット群１の前後方向および左右方向を定義する。すなわち、ユーザと対面する一側が光学系ユニット群１の前側であり、これと反対側が光学系ユニット群１の後側であり、ユーザと光学系ユニット群１とが対面したときに、そのユーザから見て右側が光学系ユニット群１の右側であり、ユーザから見て左側が光学系ユニット群１の左側である。なお、前後方向及び左右方向の定義は、説明の理解を助けるためのものであり、実際の使用状態を限定するものではない。いずれの方向が前となるように使用してもよい。

また、以下の説明では、光学系ユニット群１の左右方向を「Ｘ方向」とし、光学系ユニット群１の前後方向を「Ｙ方向」とし、光学系ユニット群１の上下方向を「Ｚ方向」とし、このＺ軸に平行な軸を中心に回転する方向を「φ方向」と定義する。Ｘ方向とＹ方向とは同一水平面上で互いに直交しており、その水平面に沿った方向を「水平方向」と定義する。Ｚ軸は、その水平面に対して直交する法線の方向である。これらの定義についても、適宜変更することが可能である。

また詳細は省略するが、ヘッド部６は、図２～図６に示す中心軸Ａｃに沿って移動したり、この中心軸Ａｃ回りに揺動したりすることができる。この中心軸Ａｃは、図Ｘ６等に示すように、前述の水平方向、特に前後方向に沿って延びるように構成される。

（スタンド４）
スタンド４は、作業台等に載置されるベース部４１と、ベース部４１の後側部分から上方へ向かって延びる支柱部４２と、を有する。このスタンド４は、ステージ５およびヘッド部６の位置関係を規定するための部材であり、少なくとも、ステージ５の載置台５１と、ヘッド部６の観察光学系９および分析光学系７と、を取付可能に構成される。

ベース部４１は、スタンド４の略下半部を構成しており、図２に示すように、左右方向の寸法に比して前後方向の寸法が長い台座状に形成される。ベース部４１の前側部分にはステージ５が取り付けられる。

また、図６等に示すように、ベース部４１の後側部分（特に、ステージ５よりも後側に位置する部分）には、第１支持部４１ａと第２支持部４１ｂが、前側から順番に並んだ状態で設けられる。第１および第２支持部４１ａ，４１ｂは、双方ともベース部４１から上方へ突出するように設けられる。第１および第２支持部４１ａ，４１ｂには、前記中心軸Ａｃと同心になるように配置される円形の軸受孔（不図示）が形成される。

支柱部４２は、スタンド４の略上半部を構成しており、図２～図３、図６等に示すように、上下方向に沿って延びる柱状に形成される。支柱部４２における上側部分の前面には、別体の装着具４３を介してヘッド部６が取り付けられる。

また、図６等に示すように、支柱部４２の下側部分には、第１取付部４２ａと第２取付部４２ｂが、前側から順番に並んだ状態で設けられる。第１および第２取付部４２ａ，４２ｂは、前述の第１および第２支持部４１ａ，４１ｂに対応した構成とされている。具体的に、第１および第２支持部４１ａ，４１ｂならびに第１および第２取付部４２ａ，４２ｂは、第１取付部４２ａと第２取付部４２ｂによって第１支持部４１ａを挟み込むとともに、第１支持部４１ａと第２支持部４１ｂによって第２取付部４２ｂを挟み込むようにレイアウトされる。

また、第１および第２取付部４２ａ，４２ｂには、第１および第２支持部４１ａ，４１ｂに形成された軸受孔と同心かつ同径に構成された円形の軸受孔（不図示）が形成される。これら軸受孔に対し、クロスローラベアリング等のベアリング（不図示）を介して軸部材４４が挿入される。この軸部材４４は、その軸心が前述の中心軸Ａｃと同心になるように配置される。軸部材４４を挿入することで、ベース部４１と支柱部４２は、相対的に揺動可能に連結される。軸部材４４は、第１および第２支持部４１ａ，４１ｂならびに第１および第２取付部４２ａ，４２ｂとともに、本実施形態における傾斜機構４５を構成する。

傾斜機構４５を介してベース部４１と支柱部４２を連結することで、支柱部４２は、中心軸Ａｃまわりに揺動可能な状態で、ベース部４１によって支持されることになる。支柱部４２は、中心軸Ａｃまわりに揺動することで、所定の基準軸Ａｓに対して左右方向に傾斜することになる（図１２Ａおよび図１２Ｂを参照）。この基準軸Ａｓは、図４等に示す非傾斜状態においては、ステージ５の上面（載置面５１ａ）に垂直に延びる軸とすることができる。また、中心軸Ａｃは、傾斜機構４５による揺動の中心軸（回転中心）として機能することになる。

具体的に、本実施形態に係る傾斜機構４５は、支柱部４２を基準軸Ａｓに対して右側に９０°程度傾斜させたり、基準軸Ａｓに対して左側に６０°程度傾斜させたりすることができるようになっている。前述のように、支柱部４２にはヘッド部６が取り付けられることになるため、このヘッド部６もまた、基準軸Ａｓに対して左右方向に傾斜させることができる。ヘッド部６を傾斜させることは、分析光学系７および観察光学系９を傾斜させること、ひいては、後述の分析光軸Ａａおよび観察光軸Ａｏを傾斜させることに等しい。

装着具４３は、支柱部４２の長手方向（非傾斜状態では上下方向に一致する、以下、これを「略上下方向」と呼称する）に沿ってヘッド部６を案内するレール部４３ａと、レール部４３ａに対するヘッド部６の相対位置をロックするためのロックレバー４３ｂと、を有する。このうち、レール部４３ａにはヘッド部６の後面部分（具体的には取付プレート６１）が挿入され、これを略上下方向に沿って移動させることができる。そして、ヘッド部６を所望位置に設定した状態でロックレバー４３ｂを操作することで、ヘッド部６を所望位置に固定することができる。また、図２～図３に示される第１操作ダイヤル４６を操作することで、ヘッド部６の位置調整を行うこともできる。

さらに、スタンド４またはヘッド部６には、該ヘッド部６を略上下方向に移動させるためのヘッド駆動部４７が内蔵される。このヘッド駆動部４７は、コントローラ本体２によって制御される不図示のアクチュエータ（例えば、ステッピングモータ）と、そのステッピングモータの出力軸の回転を略上下方向の直線運動に変換する運動変換機構とを含んでおり、コントローラ本体２から入力される駆動パルスに基づいてヘッド部６を移動させる。ヘッド駆動部４７がヘッド部６を移動させることで、このヘッド部６、ひいては分析光軸Ａａおよび観察光軸Ａｏを略上下方向に沿って移動させることができる。

（ステージ５）
ステージ５は、ベース部４１の前後方向中央部よりも前側に配置されており、このベース部４１の上面に取り付けられている。このステージ５は、電動式の載置台として構成されており、その載置面５１ａ上に載置されたサンプルＳＰを水平方向に沿って移動させたり、上下方向に沿って昇降させたり、φ方向に沿って回動させたりすることができる。

具体的に、本実施形態に係るステージ５は、サンプルＳＰを載置するための載置面５１ａを有する載置台５１と、ベース部４１および載置台５１の間に配置されかつ前記載置台５１を変位させる載置台支持部５２と、後述の図１０に示す載置台駆動部５３と、を有する。

載置台５１は、その上面が載置面５１ａを構成している。この載置面５１ａは、略水平方向に沿って延びるように形成される。載置面５１ａには、大気開放状態、すなわち真空室等に収容されない状態でサンプルＳＰが載置される。

載置台支持部５２は、ベース部４１と載置台５１とを連結する部材であり、上下方向に沿って延びる略円柱状に形成される。載置台支持部５２には、載置台駆動部５３を収容することができる。

載置台駆動部５３は、コントローラ本体２によって制御される不図示かつ複数のアクチュエータ（例えば、ステッピングモータ）と、そのステッピングモータの出力軸の回転を直線運動に変換する運動変換機構とを含んでおり、コントローラ本体２から入力される駆動パルスに基づいて載置台５１を移動させる。載置台駆動部５３が載置台５１を移動させることで、この載置台５１、ひいては、その載置面５１ａに載置されたサンプルＳＰを、水平方向および上下方向に沿って移動させることができる。

同様に、載置台駆動部５３は、コントローラ本体２から入力される駆動パルスに基づいて、載置台５１をφ方向に沿って回転させることもできる。載置台駆動部５３が載置台５１を回転させることで、載置面５１ａに載置されたサンプルＳＰを、φ方向に回動させることもできる。

また、図２に例示される第２操作ダイヤル５４等を操作することで、載置台５１を手動で移動および回転させることもできる。第２操作ダイヤル５４の詳細は省略する。

なお、スタンド４の説明に戻ると、前述したベース部４１には、第１傾斜センサＳｗ３が内蔵されている。この第１傾斜センサＳｗ３は、重力方向に対する、載置面５１ａに垂直な基準軸Ａｓの傾きを検出することができる。一方、支柱部４２には、第２傾斜センサＳｗ４が取り付けられている。この第２傾斜センサＳｗ４は、重力方向に対する分析光学系７の傾き（より詳細には、重力方向に対する分析光軸Ａａの傾き）を検出することができる。第１傾斜センサＳｗ３と第２傾斜センサＳｗ４の検出信号は、双方とも制御部２１に入力される。第１傾斜センサＳｗ３と第２傾斜センサＳｗ４は、本実施形態における「傾き検出手段」を構成する。

（ヘッド部６）
図７は、分析ユニット６２の構成を例示する模式図である。また、図８は、ユニット連結具６４の構成を例示する斜視図であり、図９は、観察ユニット６３の着脱について説明する模式図である。そして、図１０は、ユニット切替機構６５の構成について上方から見て説明する模式図である。また、図１１Ａおよび図１１Ｂは、ヘッド部６の水平移動について説明するための図である。

ヘッド部６は、取付プレート６１と、分析ユニット６２と、観察ユニット６３と、鏡筒保持手段としてのユニット連結具６４と、水平駆動機構としてのユニット切替機構６５と、を有する。

取付プレート６１は、ヘッド部６の後側に配置されており、スタンド４にヘッド部６を取り付けるための板状部材として構成される。前述のように、この取付プレート６１は、スタンド４の装着具４３に固定される。

取付プレート６１は、ヘッド部６の後面と略平行に延びるプレート本体６１ａと、プレート本体６１ａの下端部から前方に突出するカバー部材６１ｂと、カバー部材６１ｂに取り付けられるコネクタ６１ｃと、を有する。カバー部材６１ｂおよびコネクタ６１ｃの詳細は後述する。

また、図１０に示すように、取付プレート６１の左端部には、ユニット切替機構６５を構成するガイドレール６５ａが取り付けられている。ガイドレール６５ａは、取付プレート６１と、ヘッド部６における他の要素（具体的には、分析ユニット６２、観察ユニット６３およびユニット連結具６４）と、を水平方向に相対変位可能に連結する。

以下、分析ユニット６２、観察ユニット６３、ユニット連結具６４およびユニット切替機構６５の構成について順番に説明する。

－分析ユニット６２－
分析ユニット６２は、サンプルＳＰを分析するための分析光学系７と、該分析光学系７を収容する分析筐体７０と、を有する。分析光学系７は、分析対象物としてのサンプルＳＰの分析を行うための部品の集合であり、各部品が分析筐体７０に収容されるようになっている。分析光学系７は、例えばＬＩＢＳ法を用いた分析を行うことができる。この分析ユニット６２には、コントローラ本体２との間で電気信号を送受するための通信ケーブルＣ１が接続される。この通信ケーブルＣ１は必須ではなく、分析ユニット６２とコントローラ本体２とを無線通信によって接続してもよい。

なお、ここでいう「光学系」の語は、広義で用いる。すなわち、分析光学系７は、レンズ等の光学素子に加え、光源、撮像素子等を包括したシステムとして定義される。観察ユニット６３における観察光学系９についても同様である。

具体的に、分析光学系７は、図７に示すように、電磁波出射部７１と、出力調整手段７２と、ハーフミラー７３と、反射型対物レンズ７４と、ダイクロイックミラー７５と、第１パラボリックミラー７６Ａと、第１検出器７７Ａと、第１ビームスプリッター７８Ａと、第２パラボリックミラー７６Ｂと、第２検出器７７Ｂと、第２ビームスプリッター７８Ｂと、ＬＥＤ光源７９と、結像レンズ８０と、第１カメラ８１と、光学素子８２と、を含んでなる。反射型対物レンズ７４は、本実施形態における「第１の対物レンズ」の例示である。また、第１検出器７７Ａと第２検出器７７Ｂは、本実施形態における「検出器」の例示である。分析光学系７の構成要素のうちの一部は、図６にも示す。

電磁波出射部７１は、サンプルＳＰを分析するための電磁波を出射する。特に、本実施形態に係る電磁波出射部７１は、電磁波としてのレーザ光を出射するレーザ光源によって構成される。電磁波出射部７１は、本実施形態における「レーザ発振器」の例示である。

詳細な図示は省略するが、本実施形態に係る電磁波出射部７１は、レーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等で構成される励起光源と、その励起光源から出力されたレーザを集光してレーザ励起光として出射するフォーカシングレンズと、そのレーザ励起光に基づいて基本波を生成するレーザ媒質と、基本波をパルス発振するためのＱスイッチと、基本波を増幅するためのリアミラーおよび出力ミラーと、出力ミラーから出力されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子と、を有する。

ここで、レーザ媒質としては、１パルスあたりのエネルギーを高くとるべく、例えばロッド状のＮｄ：ＹＡＧを用いることが好ましい。なお、本実施形態では、誘導放出によってレーザ媒質から放出される光子の波長（いわゆる基本波長）は、本実施形態では赤外域の１０６４ｎｍに設定されている。

また、Ｑスイッチとしては、減衰率を外部から制御可能ないわゆるアクティブＱスイッチではなく、基本波の強度が所定の閾値を超えると透過率が増大するパッシブＱスイッチを用いることができる。パッシブＱスイッチは、例えばＣｒ：ＹＡＧ等の過飽和吸収体によって構成される。パッシブＱスイッチを用いることで、レーザ媒質に所定以上のエネルギーが蓄積されたタイミングで自動的にパルス発振することが可能になる。

また、波長変換素子としては、ＬＢＯ（ＬｉＢ_３Ｏ_３）等の非線形光学結晶を２つ用いた構成とされている。２つの結晶を用いることで、基本波から３次高調波を生成することができる。３次高調波の波長は、本実施形態では紫外域の３５５ｎｍに設定されている。

すなわち、本実施形態に係る電磁波出射部７１は、電磁波として、紫外線からなるレーザ光を出力することができる。これにより、ガラスの様に光学的に透明サンプルＳＰに対してもＬＩＢＳによる分析を行うことができる。加えて、紫外域にあるレーザ光は、人間の網膜に到達する割合が非常に少ない。網膜上でレーザ光が結像しないように構成することで、装置の安全性を高めることができる。

出力調整手段７２は、電磁波出射部７１とハーフミラー７３を結ぶ光路上に配置されており、電磁波（レーザ光）の出力（以下、「レーザパワー」ともいう）を調整することができる。具体的に、本実施形態に係る出力調整手段７２は、１／２波長板７２ａと、偏向ビームスプリッター７２ｂと、を有する。１／２波長板７２ａは、偏向ビームスプリッター７２ｂに対して相対的に回転するように構成されており、その回転角度を制御することで、偏向ビームスプリッター７２ｂを通過する光量を調整することができる。

ハーフミラー７３は、電磁波出射部７１から出力されて出力調整手段７２を通過したレーザ光を反射させ、これを反射型対物レンズ７４を介してサンプルＳＰに導く一方、このレーザ光に対応してサンプルＳＰから戻る光（サンプルＳＰの表面で生じるプラズマ化に伴って発せられる光）を透過させ、これを第１検出器７７Ａ、第２検出器７７Ｂおよび第１カメラ８１に導くようにレイアウトされている。

反射型対物レンズ７４は、電磁波（レーザ光）の照射に対応したサンプルＳＰからの電磁波を集光する。具体的に、本実施形態に係る反射型対物レンズ７４は、前述の略上下方向に沿って延びる分析光軸Ａａを有し、電磁波出射部７１から出射された電磁波を集光してサンプルＳＰに照射するとともに、サンプルＳＰに照射された電磁波（レーザ光）に対応してサンプルＳＰから戻る光（サンプルＳＰの表面で生じるプラズマ化に伴って発せられる光）を集光する。分析光軸Ａａは、観察ユニット６３の対物レンズ９２が有する観察光軸Ａｏと平行になるように設けられる。分析光軸Ａａは、本実施形態における「第１の光軸」の例示である。

この反射型対物レンズ７４は、第１カメラ８１での受光に係る光学系と、電磁波出射部７１から出力されてサンプルＳＰに照射されるレーザ光に係る光学系と、サンプルＳＰから戻って第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂに至る光に係る光学系と、を同軸化するように構成されている。言い換えると、反射型対物レンズ７４は、３種類の光学系で共有化されている。

具体的に、本実施形態に係る反射型対物レンズ７４は、２枚のミラーからなるシュヴァルツシルト型の対物レンズであり、円環状かつ相対的に大径の１次ミラー７４ａと、円板状かつ相対的に小径の２次ミラー７４ｂと、を内蔵してなる。

１次ミラー７４ａは、その中央部に設けた開口によってレーザ光を通過させる一方、その周囲に設けられた鏡面によってサンプルＳＰから戻る光（プラズマ状態から気体等の状態に戻るときに電子から放射される電磁波）を反射させる。後者の反射光は、２次ミラー７４ｂの鏡面によって再び反射され、レーザ光と同軸化された状態で１次ミラー７４ａの開口を通過する。

２次ミラー７４ｂは、レーザ光を透過させる一方、１次ミラー７４ａによって反射された光を集光した状態で反射するように構成される。前者のレーザ光はサンプルＳＰに照射される一方、後者の反射光は、前述のように１次ミラー７４ａの開口を通過して、ハーフミラー７３に至る。ハーフミラー７３に到達した反射光は、該ハーフミラー７３を通過してダイクロイックミラー７５に至る。

反射型対物レンズ７４にレーザ光を入力すると、そのレーザ光は、反射型対物レンズ７４の中央部に配置された２次ミラー７４ｂを通過してサンプルＳＰの表面に到達する。レーザ光によってサンプルＳＰが局所的にプラズマ化し、それに伴って光が発せられると、その光は２次ミラー７４ｂの周囲に設けた開口を通過して１次ミラー７４ａに到達する。１次ミラー７４ａに到達した光は、その鏡面によって反射されて２次ミラー７４ｂに到達し、２次ミラー７４ｂによって反射されて反射型対物レンズ７４からハーフミラー７３に戻る。

ダイクロイックミラー７５は、サンプルＳＰから戻る光のうちの一部を第１検出器７７Ａに導く一方、他部を第２検出器７７Ｂ等へ導く。具体的に、サンプルＳＰから戻る光には、レーザ光の波長以外にも種々の波長成分が含まれる。そこで、本実施形態に係るダイクロイックミラー７５は、サンプルＳＰから戻る光のうち短い波長帯域の光を反射させ、これを第１検出器７７Ａに導く。このダイクロイックミラー７５はまた、それ以外の帯域の光を透過し、これを第２検出器７７Ｂに導く。

第１パラボリックミラー７６Ａは、いわゆる放物面鏡として構成されており、ダイクロイックミラー７５と第１検出器７７Ａとの間に配置される。第１パラボリックミラー７６Ａは、ダイクロイックミラー７５によって反射された光を集光し、集光された光を第１検出器７７Ａに入射させる。

第１検出器７７Ａは、サンプルＳＰにおいて発生しかつ反射型対物レンズ７４によって集光された光（サンプルＳＰから戻る光）の波長毎の強度分布である強度分布スペクトルを生成する。この第１検出器７７Ａは、波長毎に異なる角度に光を反射させることで光を分離し、分離させた各々を複数の画素を有する撮像素子に入射させる。これにより、各画素によって受光される光の波長を相違させるとともに、波長毎に受光強度を取得することができる。第１検出器７７Ａとしては、例えばツェルニターナー型の検出器をベースしたものを用いることができる。第１検出器７７Ａの入射スリットは、第１パラボリックミラー７６Ａの焦点位置にアライメントされている。第１検出器７７Ａによって生成された強度分布スペクトルは、コントローラ本体２の制御部２１に入力される。

第１ビームスプリッター７８Ａは、ダイクロイックミラー７５を透過した光のうちの一部を反射して第２検出器７７Ｂに導く一方、他部を透過して第２ビームスプリッター７８Ｂに導く。

第２パラボリックミラー７６Ｂは、第１パラボリックミラー７６Ａと同様に放物面鏡として構成されており、第１ビームスプリッター７８Ａと第２検出器７７Ｂとの間に配置される。第２パラボリックミラー７６Ｂは、第１ビームスプリッター７８Ａによって反射された光を集光し、集光された光を第２検出器７７Ｂに入射させる。

第２検出器７７Ｂは、第１検出器７７Ａと同様に、サンプルＳＰにおいて発生しかつ反射型対物レンズ７４によって集光された光（サンプルＳＰから戻る光）の波長毎の強度分布である強度分布スペクトルを生成する。第２検出器７７Ｂとしては、例えばツェルニターナー型の検出器をベースしたものを用いることができる。第２検出器７７Ｂの入射スリットは、第２パラボリックミラー７６Ｂの焦点位置にアライメントされている。第２検出器７７Ｂによって生成された強度分布スペクトルは、第１検出器７７Ａと同様に、図１等に示す制御部２１に入力される。

第２ビームスプリッター７８Ｂは、第１ビームスプリッター７８Ａを透過した光のうちの少なくとも一部を透過させ、結像レンズ８０を介して第１カメラ８１に入射させる。第２ビームスプリッター７８Ｂはまた、ＬＥＤ光源７９から発せられて光学素子８２を通過した照明光を反射して、これを第１ビームスプリッター７８Ａ、ダイクロイックミラー７５、ハーフミラー７３および反射型対物レンズ７４を介してサンプルＳＰに照射する。

なお、ＬＥＤ光源７９から照射される照明光は、電磁波出射部７１から出力されてサンプルＳＰに照射されるレーザ光と同軸化されており、いわゆる「同軸落射照明」として機能することになる。ＬＥＤ光源７９は、図７に示す例では分析筐体７０に内蔵されているが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、分析筐体７０の外部に光源をレイアウトし、その光源と分析光学系７とを光ファイバーケーブルを介して光学系に結合してもよい。

第１カメラ８１は、反射型対物レンズ７４を通して受光されたサンプルＳＰからの光の受光量を検出することで、該サンプルＳＰを撮像する。具体的に、本実施形態に係る第１カメラ８１は、その受光面に配置された複数の画素によって結像レンズ８０を通じて入射した光を光電変換し、被写体（サンプルＳＰ）の光学像に対応した電気信号に変換する。

第１カメラ８１は、受光面に沿って複数の受光素子を並べたものとすればよい。この場合、各受光素子が画素に対応することになり、各受光素子での受光量に基づいた電気信号を生成することができるようになる。具体的に、本実施形態に係る第１カメラ８１は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）からなるイメージセンサによって構成されているが、この構成には限定されない。第１カメラ８１としては、例えばＣＣＤ（Charged-Coupled Device）からなるイメージセンサを使用することもできる。

そして、第１カメラ８１は、各受光素子での受光量を検出することで生成される電気信号に基づいて、被写体の光学像に対応した画像データを生成し、その画像データをコントローラ本体２に入力する。

なお、サンプルＳＰから戻る光は、第１検出器７７Ａと、第２検出器７７Ｂと、第１カメラ８１と、に分割されて入射する。そのため、第１カメラ８１における受光量は、後述の第２カメラ９３に比して小さくなる。

ここまでに説明した光学部品は、前述の分析筐体７０に収容される。この分析筐体７０の下面には、貫通孔７０ａが設けられている。反射型対物レンズ７４は、この貫通孔７０ａを介して載置面５１ａと対峙する。

分析筐体７０内には、図７に示す遮蔽部材８３が配置されている。この遮蔽部材８３は、貫通孔７０ａと反射型対物レンズ７４の間に配置されており、コントローラ本体２から入力される電気信号に基づいて、レーザ光の光路上に挿入することができる（図７の点線部を参照）。遮蔽部材８３は、少なくともレーザ光を透過不能に構成されている。

光路上に遮蔽部材８３を挿入することで、分析筐体７０からのレーザ光の出射を制限することができる。遮蔽部材８３は、電磁波出射部７１と出力調整手段７２との間に配置してもよい。

図１０に示すように、分析筐体７０は、分析光学系７の収容スペースに加え、ユニット切替機構６５の収容スペースも区画している。その意味では、分析筐体７０をユニット切替機構６５の一要素とみなすこともできる。

具体的に、本実施形態に係る分析筐体７０は、左右方向の寸法に比して前後方向の寸法が短い箱状に形成されている。そして、分析筐体７０の前面７０ｂの左側部分は、前後方向におけるガイドレール６５ａの移動代を確保するべく、前方に向かって突出している。以下、この突出した部分を「突出部」と呼称し、これに符号７０ｃを付す。この突出部７０ｃは、上下方向においては、前記前面７０ｂの下半部に配置される（言い換えると、前面７０ｂの左側部分の下半部のみが突出するようになっている）。

－分析ユニット６２による分析の基本原理－
制御部２１は、検出器としての第１検出器７７Ａおよび第２検出器７７Ｂから入力された強度分布スペクトルに基づいて、サンプルＳＰの成分分析を実行する。具体的な分析手法としては、前述のようにＬＩＢＳ法を用いることができる。ＬＩＢＳ法は、サンプルＳＰに含まれる成分を元素レベルで分析する手法（いわゆる元素分析法）である。

一般に、物質に高いエネルギーを付与すると、原子核から電子が分離することで、その物質はプラズマ状態となる。原子核から分離した電子は、一時的に高エネルギーかつ不安定な状態となるものの、その状態からエネルギーを失うことで、再び原子核によって捕捉されて低エネルギーかつ安定な状態に遷移する（換言すれば、プラズマ状態から非プラズマ状態に戻る）ことになる。

ここで、電子から失われるエネルギーは、電磁波として電子から放出されるものの、その電磁波のエネルギーの大きさは、各元素に固有の殻構造に基づいたエネルギー準位によって規定されることになる。つまり、プラズマから非プラズマ状態に電子が戻る際に放出される電磁波のエネルギーは、元素（より正確には、原子核に束縛された電子の軌道）毎に固有の値を持つ。電磁波のエネルギーの大きさは、その電磁波の波長によって規定される。ゆえに、電子から放出される電磁波の波長分布、すなわちプラズマ化に際して物質から放出される光の波長分布を解析することで、その物質に含まれる成分を元素レベルで解析することができるようになる。このような手法は、一般に原子発光分光（Atomic Emission Spectroscopy：ＡＥＳ）法と呼称される。

ＬＩＢＳ法は、このＡＥＳ法に属する分析手法である。具体的に、ＬＩＢＳ法では、物質（サンプルＳＰ）にレーザを照射することで、その物質にエネルギーを付与することになる。ここで、レーザの照射部位が局所的にプラズマ化されるため、そのプラズマ化に伴い発せられる光の強度分布スペクトルを解析することで、物質の成分分析を行うことができるようになっている。

すなわち、上記のように、各光（電磁波）の波長は、元素毎に固有の値を持つため、強度分布スペクトルが特定の波長においてピークを形成する場合、そのピークに対応した元素がサンプルＳＰの成分となる。そして、強度分布スペクトルに複数のピークが含まれる場合、各ピークの強度（受光量）を比較することで、各元素の成分比を算出することができる。

ＬＩＢＳ法によれば、真空引きが不要であり、大気開放状態で成分分析を行うができる。また、サンプルＳＰの破壊試験ではあるものの、サンプルＳＰ全体を溶解させるなどの処理は不要であり、サンプルＳＰの位置情報が残存する（局所的な破壊試験にすぎない）。

－観察ユニット６３－
観察ユニット６３は、筒状のデジタルマイクロスコープとして構成されており、サンプルＳＰを観察するための観察光学系９と、該観察光学系９を収容するレンズ鏡筒９０と、を有する。観察光学系９は、サンプルＳＰの観察に関連した部品の集合であり、各部品のうちの少なくとも一部が、レンズ鏡筒９０に収容されるようになっている。ここで、レンズ鏡筒９０は、観察ユニット６３全体の筐体のうち、対物レンズ９２周辺の先端部における筒状の筐体を指す。レンズ鏡筒９０は、観察ユニット６３から単体で取り外すことができる。

この観察ユニット６３には、コントローラ本体２との間で電気信号を送受するための通信ケーブルＣ２と、外部から照明光を導光するための光ファイバーケーブルＣ３と、が接続される。なお、通信ケーブルＣ２は必須ではなく、観察ユニット６３とコントローラ本体２とを無線通信によって接続してもよい。

具体的に、観察光学系９は、図６に示すように、ミラー群９１と、対物レンズ９２と、第２カメラ９３と、を含んでなる。対物レンズ９２は、本実施形態における「第２の対物レンズ」の例示である。また、第２カメラ９３は、本実施形態における「カメラ」の例示である。

ミラー群９１は、光ファイバーケーブルＣ３から導光された照明光を反射して、対物レンズ９２を介してサンプルＳＰの表面に導く。この照明光は、対物レンズ９２の観察光軸Ａｏと同軸化されており、いわゆる「同軸落射照明」として機能することになる。なお、光ファイバーケーブルＣ３を介して外部から照明光を導光する代わりに、レンズ鏡筒９０の内部に光源を内蔵してもよい。その場合、光ファイバーケーブルＣ３は不要となる。

ミラー群９１はまた、サンプルＳＰからの反射光を透過させ、これを第２カメラ９３に導く。本実施形態に係るミラー群９１は、図６に例示されるように全反射ミラーとハーフミラー等を用いて構成することができる。

対物レンズ９２は、略上下方向に沿って延びる観察光軸Ａｏを有し、照明光を集光して載置台５１に載置されたサンプルＳＰに照射するとともに、そのサンプルＳＰからの光（反射光）を集光する。観察光軸Ａｏは、観察ユニット６３の反射型対物レンズ７４が有する分析光軸Ａａと平行になるように設けられる。観察光軸Ａｏは、本実施形態における「第２の光軸」の例示である。

また、詳細は省略するが、図６に模式的に例示したように、対物レンズ９２にリング照明９２ａを装着し、このリング照明９２ａを観察用の照明（非同軸落射照明）として用いることもできる。

また、対物レンズ９２は、レンズ鏡筒９０に対して着脱可能に構成されている。これにより、レンズ鏡筒９０ごと観察ユニット６３を交換せずとも、観察光学系９の拡大倍率を変更することができる。

第２カメラ９３は、対物レンズ９２を通して受光されたサンプルＳＰからの光（反射光）の受光量を検出することで、該サンプルＳＰを撮像する。具体的に、本実施形態に係る第２カメラ９３は、その受光面に配置された複数の画素によってサンプルＳＰから対物レンズ９２を通じて入射した光を光電変換し、被写体（サンプルＳＰ）の光学像に対応した電気信号に変換する。

第２カメラ９３は、受光面に沿って複数の受光素子を並べたものとすればよい。この場合、各受光素子が画素に対応することになり、各受光素子での受光量に基づいた電気信号を生成することができるようになる。本実施形態に係る第２カメラ９３は、第１カメラ８１と同様にＣＭＯＳからなるイメージセンサによって構成されているが、ＣＣＤからなるイメージセンサを使用することもできる。

そして、第２カメラ９３は、各受光素子での受光量を検出することで生成される電気信号に基づいて、被写体の光学像に対応した画像データを生成し、その画像データをコントローラ本体２に入力する。

なお、サンプルＳＰから戻る光は、検出器等に分割されずに第２カメラ９３に入射する。そのため、第２カメラ９３における受光量は、前述の第１カメラ８１における受光量に比して大きい。第２カメラ９３は、第１カメラ８１よりも明るい画像を生成することができる。

図３等に示すように、レンズ鏡筒９０は略円筒状に形成される。レンズ鏡筒９０の長手方向は、前述の観察光軸Ａｏが延びる方向と一致する。図３に示ように、前後方向におけるレンズ鏡筒９０の寸法は、同じく前後方向における分析筐体７０の寸法よりも短い。また、図４に示すように、左右方向におけるレンズ鏡筒９０の寸法は、同じく左右方向における分析筐体７０の寸法よりも短い。

このように、レンズ鏡筒９０は分析筐体７０よりもコンパクトに構成されるようになっている。また、分析筐体７０には、検出器としての第１検出器７７Ａおよび第２検出器７７Ｂ等、観察光学系９には含まれない光学部品も収容されることになる。それらの事情に起因して、観察ユニット６３は、分析ユニット６２に比して軽量に構成されるようになっている。

－ユニット連結具６４－
ユニット連結具６４は、分析ユニット６２に観察ユニット６３を連結するための部材である。ユニット連結具６４が両ユニット６２，６３を連結することで、分析光学系７と、観察光学系９とが一体的に移動するようになる。ユニット連結具６４は、本実施形態における「鏡筒保持手段」の例示である。

ユニット連結具６４は、分析筐体７０の内外、すなわち分析筐体７０の内部もしくは外部、または、スタンド４に取り付けることができる。特に本実施形態では、ユニット連結具６４は、分析筐体７０の外面に取り付けられるようになっている。

具体的に、本実施形態に係るユニット連結具６４は、分析筐体７０における前述の突出部７０ｃに取付可能に構成されており、突出部７０ｃよりも右側にレンズ鏡筒９０を保持するようになっている。

詳しくは、ユニット連結具６４は、図８に示すように、突出部７０ｃの上面に締結される固定部６４ａと、固定部６４ａから下方に向かって延びるアーム部６４ｂと、アーム部６４ｂから右方に向かって延びかつレンズ鏡筒９０を保持可能に構成された保持部６４ｃと、を有する。

このうち、固定部６４ａは、水平方向に沿って延びる平板状に形成されている。この固定部６４ａを突出部７０ｃの上面に密着させた状態で上方から不図示の締結具を挿入することで、分析筐体７０ひいては分析ユニット６２に対してユニット連結具６４を固定することができる。

アーム部６４ｂは、前後方向の寸法に比して上下方向の寸法が長い長板状に形成されている。前記固定部６４ａを突出部７０ｃに締結することで、図４に示すように、アーム部６４ｂの左側面と突出部７０ｃの右側面とが接触し、レンズ鏡筒９０をぐらつかせることなく、安定して位置決めすることができるようになる。

保持部６４ｃは、水平方向に沿って延びかつ貫通孔６４ｄが形成された平板状に形成されている。貫通孔６４ｄの内径は、レンズ鏡筒９０の外径と略一致する。保持部６４ｃの外面には、観察光軸Ａｏまわりのレンズ鏡筒９０の回転角度を調整するための第１ネジ６４ｅと、水平方向におけるレンズ鏡筒９０の位置決めを調整するための第２ネジ６４ｆおよび第３ネジ６４ｇと、レンズ鏡筒９０の回転角度および位置決めを調整した後に、保持部６４ｃに対してレンズ鏡筒９０を固定するための第４ネジ６４ｈと、が設けられている。

また、図３に示すように、ユニット連結具６４によってレンズ鏡筒９０ひいては観察ユニット６３を保持した状態では、突出部７０ｃの前面が、ユニット連結具６４およびレンズ鏡筒９０の前側部分よりも前方に突出するようになっている。このように、本実施形態では、ユニット連結具６４がレンズ鏡筒９０を保持した状態では、側方視したとき（水平駆動機構としてのユニット切替機構６５による観察光学系９および分析光学系７の移動方向に対して直交する方向から見たとき）に、レンズ鏡筒９０と、分析筐体７０のうちの少なくとも一部（本実施形態では突出部７０ｃ）と、が重なり合うようにレイアウトされている。

本実施形態に係るユニット連結具６４は、分析光学系７に対してレンズ鏡筒９０を固定することで、観察光軸Ａｏに対する分析光軸Ａａの相対位置を固定することができる。

具体的には、図１０に示すように、鏡筒保持手段としてのユニット連結具６４がレンズ鏡筒９０を保持することで、観察光軸Ａｏと分析光軸Ａａは、水平駆動機構としてのユニット切替機構６５によってステージ５に対して観察光学系９および分析光学系７が相対的に移動する方向（本実施形態では前後方向）に沿って並ぶように配置される。特に本実施形態では、観察光軸Ａｏは、分析光軸Ａａに比して前側に配置されるようになっている。

また、図１０に示すように、ユニット連結具６４がレンズ鏡筒９０を保持することで、観察光軸Ａｏと分析光軸Ａａは、水平方向に沿った方向でありかつ前述の移動方向（本実施形態では前後方向）に直交する非移動方向（本実施形態では左右方向）における位置が一致するように配置される。

また、図９に示すように、観察ユニット６３は、分析ユニット６２に対して適宜付け替えることができる。そのために、本実施形態に係るユニット連結具６４は、互いに異なる観察光学系９，９’，９”を収容してなる複数種類のレンズ鏡筒９０，９０’，９０”のうちのいずれか１つ（または、互いに異なる観察光学系９，９’，９”を収容してなる複数種類の観察ユニット６３，６３’，６３”の各々）を選択的に保持するように構成される。ここで、異なる観察光学系９’，９”とは、対物レンズ９２の拡大倍率、リング照明９２ａの有無等が相違する光学系を指す。

なお、レンズ鏡筒９０の付替に際しては、ユニット連結具６４ごとレンズ鏡筒９０を付け替えてもよいし、ユニット連結具６４からレンズ鏡筒９０を取り外し、そのレンズ鏡筒９０のみを他のレンズ鏡筒９０’，９０”に付け替えてもよい。レンズ鏡筒９０の付替に際して、ユニット連結具６４ごとレンズ鏡筒を付け替えることで、レンズ鏡筒９０の付け替え前後において、サンプルＳＰ（観察対象物）と対物レンズ９２との焦点距離（Working Distance：WD）を一致させる（焦点距離を一定に保つ）ことができる。

具体的に、焦点距離（WD）が短いレンズ鏡筒９０を取り付けるユニット連結具６４は、例えば、そのアーム部６４ｂを長くすることによって、サンプルＳＰとレンズ鏡筒９０との間の距離が短くなるように設計される。

また、焦点距離（WD）が長いレンズ鏡筒９０を取り付けるユニット連結具６４は、例えば、そのアーム部６４ｂを短くすることによって、サンプルＳＰとレンズ鏡筒９０との間の距離が長くなるように設計される。

いずれの設計においても、アーム部６４ｂの長さを利用することによってレンズ鏡筒９０の付け替え前後においてサンプルＳＰと対物レンズ９２との焦点距離（WD）を一致させる場合（焦点距離を一定に保つ場合）、レンズ鏡筒９０の焦点距離（WD）とアーム部６４ｂの長さとの和が一定となるように設計されることが望ましい。

なお、アーム部６４ｂの長さではなく、保持部６４ｃの厚さ等、種々の部位の寸法を調整することによって、レンズ鏡筒９０の付け替え前後においてサンプルＳＰと対物レンズ９２との焦点距離（WD）を一致させてもよい。

それぞれのレンズ鏡筒９０，９０’，９０”は、少なくとも対物レンズ９２の種類を識別可能に構成されている。各レンズ鏡筒９０，９０’，９０”には、そうした種類を検出するためのレンズセンサＳｗ１が取り付けられている。このレンズセンサＳｗ１は、観察光学系９にレンズ鏡筒９０が取り付けられた場合に、ユニット連結具６４によって分析光学系７に固定されているレンズ鏡筒９０に対応した観察光学系９の種類のうち、少なくとも対物レンズ９２の種類を検出することができる。レンズセンサＳｗ１の検出信号は、コントローラ本体２に入力される。

なお、コントローラ本体２に入力される信号には、レンズセンサＳｗ１の検出信号だけでなく、例えば、観察光学系９に取り付けられたレンズ鏡筒９０の拡大倍率を示す信号が含まれてもよい。

レンズ鏡筒９０が観察光学系９に取り付けられることによって、コントローラ本体２と、そのレンズ鏡筒９０とが電気的に接続される。この接続を通じて、コントローラ本体２が、対物レンズ９２の種類、レンズ鏡筒９０の拡大倍率等を取得してもよい。なお、光学系ユニット群１にレンズセンサＳｗ１を取り付ける代わりに、操作部３等を介してコントローラ本体２に観察光学系９の種類及びレンズ鏡筒９０の拡大倍率等を手入力するように構成することもできる。

さらに、コントローラ本体２は、は観察光学系９に取り付けられたレンズ鏡筒９０の種類に応じてヘッド駆動部４７を駆動し、ヘッド部６をＺ軸方向に移動させてもよい。コントローラ本体２は、は例えばレンズセンサＳｗ１の検出信号により対物レンズ９２の種類を特定することで、ユニット連結具６４によって固定されている対物レンズ９２の焦点距離（WD）を取得し、取得した焦点距離（WD）に応じて観察対象物の例示としてのサンプルＳＰと、対物レンズ９２との焦点距離（WD）とがレンズ鏡筒９０の付け変え前後で一致するようにヘッド駆動部４７を駆動してもよい。

なお、ここでは、互いに異なる観察光学系９，９’，９”を収容してなる複数種類のレンズ鏡筒９０，９０’，９０”の取付について説明したが、この説明は、レンズ鏡筒９０，９０’，９０”のみならず、観察ユニット６３全体をまとめて取り付ける場合においても共通である。

その場合、前述した説明において、「複数種類のレンズ鏡筒９０，９０’，９０”」および「レンズ鏡筒９０」の語を、それぞれ、「複数種類の観察ユニット６３，６３’，６３”」および「観察ユニット６３」の語に読み替えればよい（図９も参照）。この場合、例えば図９に示すように、観察ユニット６３を保持した状態にあるユニット連結具６４は、分析筐体７０の外側に配置されることになる。

－ユニット切替機構６５－
ユニット切替機構６５は、観察光学系９によるサンプルＳＰの撮像と、分析光学系７によって強度分布スペクトルが生成される場合における電磁波（レーザ光）の照射（換言すれば、分析光学系７の電磁波出射部７１による電磁波の照射）と、を観察対象物としてのサンプルＳＰにおける同一箇所に対して実行可能となるように、載置台５１に対する観察光学系９および分析光学系７の相対位置を水平方向に沿って移動させるよう構成されている。ユニット切替機構６５は、本実施形態における「水平駆動機構」の例示である。

ユニット切替機構６５による相対位置の移動方向は、観察光軸Ａｏおよび分析光軸Ａｓの並び方向とすることができる。図１０に示すように、本実施形態に係るユニット切替機構６５は、載置台５１に対する観察光学系９および分析光学系７の相対位置を前後方向に沿って移動させる。

本実施形態に係るユニット切替機構６５は、スタンド４および取付プレート６１に対し、分析筐体７０を相対的に変位させるものである。分析筐体７０とレンズ鏡筒９０とはユニット連結具６４によって連結されているため、分析筐体７０を変位させることで、レンズ鏡筒９０も一体的に変位することになる。

具体的に、本実施形態に係るユニット切替機構６５は、ガイドレール６５ａと、アクチュエータ６５ｂと、を有する、このうち、ガイドレール６５ａは、取付プレート６１の前面から前方に突出するように構成されている。

詳しくは、ガイドレール６５ａの基端部は、取付プレート６１に固定されている。一方、ガイドレール６５ａの先端側部分は、分析筐体７０内に区画された収容スペースに挿入されており、分析筐体７０に対して挿抜可能な状態で取り付けられている。ガイドレール６５ａに対する分析筐体７０の挿抜方向は、取付プレート６１と分析筐体７０とを離間または接近させる方向（本実施形態では前後方向）に等しい。

アクチュエータ６５ｂは、例えば制御部１００からの電気信号に基づいて作動するリニアモータまたはステッピングモータとすることができる。このアクチュエータ６５ｂを駆動させることで、スタンド４および取付プレート６１に対し、分析筐体７０ひいては観察光学系９および分析光学系７を相対的に変位させることができる。アクチュエータ６５ｂとしてステッピングモータを用いる場合、そのステッピングモータにおける出力軸の回転運動を、前後方向の直線運動に変換する運動変換機構がさらに設けられることになる。

ユニット切替機構６５はさらに、観察光学系９および分析光学系７の移動量を検出するための移動量センサＳｗ２を有する。移動量センサＳｗ２は、例えばリニアスケール（リニアエンコーダ）等で構成することができる。

移動量センサＳｗ２は、分析筐体７０と取付プレート６１との間の相対距離を検出し、その相対距離に対応した電気信号をコントローラ本体２に入力する。コントローラ本体２は、移動量センサＳｗ２から入力された相対距離の変化量を算出することで、観察光学系９および分析光学系７の変位量を決定するようになっている。

図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、水平駆動機構としてのユニット切替機構６５が作動することで、ヘッド部６が水平方向に沿ってスライドし、載置台５１に対する観察光学系９および分析光学系７の相対位置が移動（水平移動）することになる。この水平移動によって、ヘッド部６は、対物レンズ９２をサンプルＳＰに対峙させた第１モードと、反射型対物レンズ７４をサンプルＳＰに対峙させた第２モードと、の間で切り替わるようになっている。

図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、第１モードにおいては、ヘッド部６は相対的に後退した状態にあり、第２モードにおいては、ヘッド部６は相対的に前進した状態にある。第１モードは、観察光学系９によってサンプルＳＰの拡大観察を行うための動作モードであり、第２モードは、分析光学系７によってサンプルＳＰの成分分析を行うための動作モードである。

特に、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、第１モードにおいて対物レンズ９２が指向する箇所と、第２モードにおいて反射型対物レンズ７４が指向する箇所と、が同一箇所となるように構成されている。具体的に、分析観察装置Ａは、第１モードにおいて観察光軸ＡｏとサンプルＳＰとが交わる箇所と、第２モードにおいて分析光軸ＡａとサンプルＳＰとが交わる箇所と、が同一になるように構成されている（図１１Ｂを参照）。

そうした構成を実現するために、ユニット切替機構６５が作動したときのヘッド部６の移動量Ｄ２は、観察光軸Ａｏと分析光軸Ａｏとの間の距離Ｄ１と同一となるように設定されている（図１０および図１１Ａを参照）。加えて、観察光軸Ａｏと分析光軸Ａｏとの並び方向は、図１０に示すように、ヘッド部６の移動方向と平行になるように設定されている。

以上のように構成することで、第１モードと第２モードとの切替を行う前後のタイミングにおいて、観察光学系９によるサンプルＳＰの画像生成と、分析光学系７による強度分布スペクトルの生成（具体的には、分析光学系７によって強度分布スペクトルが生成される場合における、分析光学系７による電磁波の照射）と、をサンプルＳＰ中の同一箇所に対して同一方向から実行することができるようになる。

また、取付プレート６１における前述のカバー部材６１ｂは、図１１Ｂに示すように、ヘッド部６を相対的に後退させた状態である第１モードにおいては、分析光学系７をなす反射型対物レンズ７４を覆う（遮蔽状態）ように配置され、ヘッド部６を相対的に前進させた状態である第２モードにおいては、反射型対物レンズ７４から離間する（非遮蔽状態）ように配置される。

前者の遮蔽状態では、レーザ光が意図せずして出射されたとしても、該レーザ光をカバー部材６１ｂによって遮蔽することが可能となる。そのことで、装置の安全性を向上させることができる。

また、カバー部材６１ｂに取り付けられるコネクタ６１ｃは、図１１Ｂに示すように、第１モード（遮蔽状態）においては分析筐体７０と電気的に接続される一方、第２モード（非遮蔽状態）においては分析筐体７０との電気的な接続が解除される。

このコネクタ６１ｃは、分析筐体７０に接続された状態にあっては、電磁波出射部７１からのレーザ光の出射を許容し、分析筐体７０との接続が解除された状態にあっては、傾斜機構４５の動作状況に応じて、電磁波出射部７１からのレーザ光の出射を許容する（換言すれば、傾斜機構４５の動作状況次第では、レーザ光の出射を制限する）ように構成されている。このように構成することで、レーザ光の意図しない出射を抑制し、装置の安全性をさらに向上させることができる。

（傾斜機構４５のさらなる詳細）
図１２Ａおよび図１２Ｂは、傾斜機構４５の動作について説明するための図である。以下、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照しつつ、ユニット連結具６４との関係等、傾斜機構４５についてさらに説明する。

傾斜機構４５は、前述の軸部材４４等によって構成される機構であり、載置面５１ａに垂直な基準軸Ａｓに対し、分析光学系７および観察光学系９のうち少なくとも観察光学系９を傾斜させることができる。

前述のように、本実施形態では、ユニット連結具６４が分析ユニット６２と観察ユニット６３とを一体的に連結することで、分析光軸Ａａに対する観察光軸Ａｏの相対位置が保持されるようになっている。したがって、観察光軸Ａｏを有する観察光学系９を傾斜させると、分析光軸Ａａを有する分析光学系７は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、観察光学系９と一体的に傾斜することになる。

このように、本実施形態に係る傾斜機構４５は、分析光軸Ａａに対する観察光軸Ａｏの相対位置を保持した状態で、分析光学系７および観察光学系９を一体的に傾斜させるようになっている。

また、水平駆動機構としてのユニット切替機構６５の動作と、傾斜機構４５の動作と、は互いに独立しており、両動作の組み合わせが許容されている。したがって、水平駆動機構としてのユニット切替機構６５は、傾斜機構４５によって少なくとも観察光学系９を傾斜させた姿勢を保持した状態で、観察光学系９および分析光学系７の相対位置を移動させることができる。すなわち、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、図１２Ｂの両矢印Ａ１に示すように、観察光学系９を傾斜させたままの状態で、ヘッド部６を前後にスライド可能とされている。

特に本実施形態では、分析光学系７と観察光学系９とが一体的に傾斜するように構成さされているため、ユニット切替機構６５は、傾斜機構４５によって観察光学系９および分析光学系７を双方とも傾斜させた状態を保持しつつ、観察光学系９および分析光学系７の相対位置を移動させるようになっている。

また、分析観察装置Ａは、ユーセントリック観察が行えるように構成されている。すなわち、分析観察装置Ａにおいては、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向にそれぞれ平行な３つの軸で形成される装置固有の三次元座標系が定義されている。制御部２１の記憶装置２１ｂには、分析観察装置Ａの三次元座標系における後述する交差位置の座標がさらに記憶されている。交差位置の座標情報は、分析観察装置Ａの工場出荷時に予め記憶装置２１ｂに記憶されていてもよい。また、記憶装置２１ｂに記憶される交差位置の座標情報は、拡大分析装置Ａの使用者により更新可能としてもよい。

対物レンズ９２の光軸である観察光軸Ａｏは、中心軸Ａｃに交差している。対物レンズ９２が中心軸Ａｃを中心として揺動する場合、観察光軸Ａｏと中心軸Ａｃとの交差位置が一定に維持されつつ、基準軸Ａｓに対する観察光軸Ａｏの角度（傾きθ）が変化する。このように、ユーザは、対物レンズ９２を傾斜機構４５によって中心軸Ａｃを中心として揺動させた際、例えば、サンプルＳＰの観察対象部分が上記の交差位置にある場合には、対物レンズ９２が傾斜した状態になったとしても、第２カメラ９３の視野中心が同じ観察対象部分から移動しないユーセントリック関係が維持される。したがって、サンプルＳＰの観察対象部分が第２カメラ９３の視野（対物レンズ９２の視野）から外れることを防止することができる。

特に本実施形態では、分析光学系７と観察光学系９とが一体的に傾斜するように構成さされているため、反射型対物レンズ７４の光軸である分析光軸Ａａは、観察光軸Ａｏと同様に中心軸Ａｃに交差している。反射型対物レンズ７４が中心軸Ａｃを中心として揺動する場合、分析光軸Ａｏと中心軸Ａｃとの交差位置が一定に維持されつつ、基準軸Ａｓに対する分析光軸Ａａの角度（傾きθ）が変化する。

また前述のように、傾斜機構４５は、支柱部４２を基準軸Ａｓに対して右側に９０°程度傾斜させたり、基準軸Ａｓに対して左側に６０°程度傾斜させたりすることができるようになっている。ところが、分析光学系７と観察光学系９とが一体的に傾斜するように構成した場合、支柱部４２を過度に傾けてしまっては、分析光学系７から出射されるレーザ光が、ユーザに向かって照射されてしまう可能性がある。

そこで、基準軸Ａｓに対する観察光軸Ａｏおよび分析光軸Ａａの傾きをθとすると、傾きθは、少なくともレーザ光が出射され得る状況下においては、所定の安全基準を満足する範囲内に収めることが望ましい。具体的に、本実施形態では、傾きθは、所定の第１閾値θｍａｘを下回る範囲内で調整可能とされている。

傾きθを第１閾値θｍａｘ未満に収めるためには、傾斜機構４５にハード的な制約を課してもよいし、分析光学系７にソフト的な制約を課してもよい。前者の制約は、傾斜機構４５に不図示のブレーキ機構を設けることで、傾斜機構４５の動作範囲を物理的に制限することで実現可能である。

一方、後者の制約を課した場合、制御部２１は、基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きθに応じて、レーザ発振器としての電磁波出射部７１からのレーザ光の出射を許容したり、そのレーザ光の出射を制限したりするように構成することができる。傾きに応じたレーザ光の制御は、制御部２１のレーザ制御部２１３が実行する。

（その他のハード構成）
図１７は、ヘッド部６に遮蔽カバーを取り付けた状態を例示する斜視図である。図１７に示すように、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、対物レンズ９２または分析筐体７０に取付可能な遮蔽カバー１０をさらに備えている。この遮蔽カバー１０は、少なくとも、第１の対物レンズとしての対物レンズ９２を側方から取り囲み、該対物レンズ９２を覆うことができる。この遮蔽カバー１０は、対物レンズ９２または分析筐体７０に遮蔽カバー１０が取り付けられた状態では、レーザ光を遮蔽することができる。これにより、レーザ光の漏れを抑制することができる。

また、遮蔽カバー１０は、不図示のコネクタを有する。このコネクタは、遮蔽カバー１０が対物レンズ９２または分析筐体７０に取り付けられた状態では、その対物レンズ９２または分析筐体７０と電気的に接続されるように構成される。

本実施形態に係る分析観察装置Ａは、コネクタと対物レンズ９２または分析筐体７０とが電気的に接続されているか否かを示す信号を生成し、該信号を制御部２１に入力するように構成されている。制御部２１、特に後述のレーザ制御部２１３は、その信号に基づいた制御を後述のように実行することができる。

＜コントローラ本体２の詳細＞
図１３は、コントローラ本体２の構成を例示するブロック図である。また、図１４は、制御部２１の構成を例示するブロック図である。図１３に示す例では、コントローラ本体２と光学系ユニット群１とが別体に構成されているが、その構成には限定されない。コントローラ本体２の少なくとも一部を光学系ユニット群１に設けてもよい。

前述のように、本実施形態に係るコントローラ本体２は、種々の処理を行う制御部２１と、制御部２１が行う処理に係る情報を表示する表示部２２と、を備える。このうちの制御部２１は、ＣＰＵ、システムＬＳＩ、ＤＳＰ等からなる処理装置２１ａと、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどからなる記憶装置２１ｂと、入出力バス２１ｃと、を有する。

制御部２１は、サンプルＳＰからの光の受光量に基づいたサンプルＳＰの画像データの生成と、強度分布スペクトルに基づいたサンプルＳＰの含有物質の分析と、を双方とも実行可能に構成されている。

詳しくは、図１３に例示されるように、制御部２１には、少なくとも、マウス３１、コンソール３２、キーボード３３、ヘッド駆動部４７、載置台駆動部５３、電磁波出射部７１、出力調整手段７２、ＬＥＤ光源７９、第１カメラ８１、遮蔽部材８３、リング照明９２ａ、第２カメラ９３、アクチュエータ６５ｂ、レンズセンサＳｗ１、移動量センサＳｗ２、第１傾斜センサＳｗ３および第２傾斜センサＳｗ４が電気的に接続されている。

制御部２１によって、ヘッド駆動部４７、載置台駆動部５３、電磁波出射部７１、出力調整手段７２、ＬＥＤ光源７９、第１カメラ８１、遮蔽部材８３、リング照明９２ａ、第２カメラ９３、アクチュエータ６５ｂが電気的に制御される。

また、第１カメラ８１、第２カメラ９３、レンズセンサＳｗ１、移動量センサＳｗ２、第１傾斜センサＳｗ３および第２傾斜センサＳｗの出力信号は、制御部２１に入力される。制御部２１は、入力された出力信号に基づいた演算等を実行し、その演算結果に基づいた処理を実行する。

例えば、制御部２１は、第１傾斜センサＳｗ３の検出信号と、第２傾斜センサＳｗ４の検出信号とに基づいて、載置面５１ａに垂直な基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きθを算出する。制御部２１は、その傾きが所定の閾値を超える場合、ユーザに警告等を通知する。

また、制御部２１は、鏡筒保持手段としてのユニット連結具６４によって分析光学系７に固定されているレンズ鏡筒９０に対応した観察光学系９の種類のうち、少なくとも対物レンズ９２の種類を識別するとともに、その識別結果に基づいてサンプルＳＰの撮像に係る処理を実行することができる。ここで、対物レンズ９２の種類の識別は、レンズセンサＳｗ１の検出信号に基づいて行うことができる。制御部２１は、サンプルＳＰの撮像に係る処理として、例えば、第２カメラ９３の露光時間の調整および照明光の明るさの調整等を実行することができる。

具体的に、本実施形態に係る制御部２１は、図１４に示すように、傾き判定部２１１と、通知制御部２１２と、レーザ制御部２１３と、モード切替部２１４と、スペクトル取得部２１５と、スペクトル解析部２１６と、を有する。これらの要素は、論理回路によって実現されてもよいし、ソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。

－傾き判定部２１１－
傾き判定部２１１は、第１傾斜センサＳｗ３および第２傾斜センサＳｗ４と電気的に接続されており、それらセンサの検出信号が入力される。傾き判定部２１１は、各センサから入力された検出信号に基づいて、重力方向に対する基準軸Ａｓの傾きと、重力方向に対する分析光学系７の傾き（より詳細には、重力方向に対する分析光軸Ａａの傾き）と、の差分を算出する。この差分は、基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きθに相当する。

傾き判定部２１１は、算出された傾きθに基づいて、その傾きθが前記第１閾値θｍａｘを超えるか否かを判定する。その判定結果は、傾きθの大きさとともに、通知制御部２１２およびレーザ制御部２１３に入力される。

－通知制御部２１２－
通知制御部２１２は、第１傾斜センサＳｗ３および第２傾斜センサＳｗ４の検出結果に基づいて、ユーザに対し、レーザ光の出射に係る通知を行う通知を行う。通知制御部２１２は、本実施形態において「通知手段」として機能する。

本実施形態では、通知制御部２１２は、通知媒体として表示部２２を用いるように構成されている。この構成に代えて、ブザー等からなる不図示の音源を通知媒体として用いることもできる。

具体的に、通知手段としての通知制御部２１２は、傾き判定部２１１による判定結果に基づいて、ユーザに対する通知内容を切り替える。この通知内容には、少なくとも、レーザ光の出射が非推奨であることを示す通知が含まれる。

特に、本実施形態に係る通知制御部２１２は、傾き判定部２１１により算出された傾きθの値を表示部２２上に表示させると同時に、その傾きθの大きさに応じて表示部２２上の表示態様を適宜変化させることで、ユーザに通知を行う。

具体的に、通知制御部２１２は、検出された傾きが第１閾値θｍａｘ以下の場合は、レーザ光の出射が許容される旨を示す文字列、記号等を表示部２２上に表示する。また、ヘッド部６が第１モードに設定されている場合は、レーザ光を出射可能な状態にするべく、モード切替部２１４による第１モードから第２モードへの切替を開始するための操作入力を受付可能な状態に遷移してもよい。

一方、通知制御部２１２は、検出された傾きが第１閾値θｍａｘを超える場合は、レーザ光の出射が非推奨である旨を示す文字列、記号等を表示部２２上に表示する。また、ヘッド部６が第１モードに設定されている場合は、レーザ光を出射不能な状態にするべく、モード切替部２１４による第１モードから第２モードへの切替を開始するための操作入力を受付不能な状態に遷移してもよい。なお、レーザ光を出射不能な状態にせずに、ユーザによる操作入力のもとでレーザ光を強制的に出射させるように構成することもできる。

通知制御部２１２はまた、判定結果に応じて、表示部２２上に表示されるべき文字列、記号等の色彩を変化させたり、文字列、記号等を点滅させたりすることもできるように構成されている。

－レーザ制御部２１３－
レーザ制御部２１３は、第１傾斜センサＳｗ３および第２傾斜センサＳｗ４の検出結果に基づいて、分析光学系７から外部へレーザ光を出射させるか否かを制御する。

具体的に、本実施形態に係るレーザ制御部２１３は、傾き検出手段としての第１傾斜センサＳｗ３および第２傾斜センサＳｗ４によって検出された傾きθが第１閾値θｍａｘを超える場合、出射制限手段としての遮蔽部材８３を介してレーザ光の出射を制限する。この場合、図７に点線で示したように遮蔽部材８３が作動することで、分析筐体７０の貫通孔７０ａが閉塞されて、分析筐体７０の外部へのレーザ光の出射が抑制される。

ここで、レーザ制御部２１３は、コネクタ６１ｃと分析筐体７０とが接続されかつ、カバー部材６１ｂが反射型対物レンズ７４を覆う遮蔽状態では、基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きθにかかわらず、前記レーザ光の出射を許容する。この場合、θに係る制御を行わずとも、装置の安全性は確保される。

一方、レーザ制御部２１３は、コネクタ６１ｃと分析筐体７０との接続が解除されかつ、カバー部材６１ｂが反射型対物レンズ７４から離間した非遮蔽状態では、基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きθに応じてレーザ光の出射を制限する。レーザ光の出射を制限する手法としては、前述のように遮蔽部材８３を動作させてもよいし、電磁波出射部７１を非作動状態とすることで実現してもよい。

さらに、レーザ制御部２１３は、図１７に例示した遮蔽カバー１０のコネクタと、対物レンズ９２または分析筐体７０との接続状況に基づいた制御を行うこともできる。

具体的に、レーザ制御部２１３は、コネクタと対物レンズ９２または分析筐体７０とが電気的に接続されている場合は、遮蔽カバー１０が対物レンズ９２または分析筐体７０に取り付けられていると判定する一方、コネクタと対物レンズ９２または分析筐体７０とが電気的に接続されていない場合は、遮蔽カバー１０が対物レンズ９２または分析筐体７０に取り付けられていないと判定する。

そして、レーザ制御部２１３は、対物レンズ９２または分析筐体７０に遮蔽カバー１０が取り付けられていると判定された場合には、基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きにかかわらず、電磁波出射部７１からのレーザ光の出射を許容する一方、対物レンズ９２または分析筐体７０に遮蔽カバー１０が取り付けられていないと判定された場合には、基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きに応じて、電磁波出射部７１からのレーザ光の出射を制限するように構成してもよい。

－モード切替部２１４－
モード切替部２１４は、水平方向（本実施形態では前後方向）に沿って分析光学系７および観察光学系９を進退させることで、第１モードから第２モードへと切り替えたり、第２モードから第１モードに切り替えたりする。

具体的に、本実施形態に係るモード切替部２１４は、予め記憶装置２１ｂに記憶されている観察光軸Ａｏと分析光軸Ａｏとの間の距離Ｄ１を事前に読み込む。次いで、モード切替部２１４は、アクチュエータ６５ｂを作動させることで、分析光学系７および観察光学系９を進退させる。

ここで、モード切替部２１４は、移動量センサＳｗ２によって検出された観察光学系９および分析光学系７の変位量と、事前に読み込んだ距離Ｄ１とを比較して、前者の変位量が後者に距離Ｄ１に達したか否かを判定する。そして、変位量が距離Ｄ１に達したタイミングで、分析光学系７および観察光学系９の進退を停止する。なお、距離Ｄ１は予め定められていてもよく、また距離Ｄ１とアクチュエータ６５ｂの最大可動範囲とが一致するように構成されていてもよい。

なお、モード切替部２１４によって第２モードへと切り替えた後に、ヘッド部６を傾斜させることもできる。その場合、第１モードの場合と同様に、ヘッド部６が第２モードに設定されている状態で、傾き判定部２１１が傾きθを検知したり、通知制御部２１２が各種通知を行ったりすることになる。このように、第１モードおよび第２モードの少なくとも一方のモードにおいて、ヘッド部６の傾斜と、その傾きθの判定と、その判定に基づいた通知と、を行うことができる。

－スペクトル取得部２１５－
スペクトル取得部２１５は、第２モードにおいて分析光学系７からレーザ光を出射させることで、強度分布スペクトルを取得する。具体的に、本実施形態に係るスペクトル取得部２１５は、電磁波出射部７１から電磁波としてのレーザ光（紫外レーザ光）を出射させ、これを、反射型対物レンズ７４を介してサンプルＳＰに照射する。サンプルＳＰにレーザ光を照射すると、サンプルＳＰの表面が局所的にプラズマ化するとともに、プラズマ状態から気体等に戻るときに、エネルギー準位間の幅に対応したエネルギーを有する光（電磁波）が電子から放出される。そうして放出された光は、反射型対物レンズ７４を通じて分析光学系７に戻り、第１カメラ８１、第１検出器７７Ａおよび第２検出器７７Ｂに到達する。

第１カメラ８１に戻った光は、サンプルＳＰから戻る光を撮像してなる画像データを生成し、第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂに戻った光は、スペクトル取得部２１５が受光量を波長毎に分光することで、強度分布スペクトルを生成する。スペクトル取得部２１５によって生成された強度分布スペクトルは、スペクトル解析部２１６に入力される。

なお、スペクトル取得部２１５は、第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂによる受光タイミングを、レーザ光の出射タイミングと同期させる。このように設定することで、スペクトル取得部２１５は、レーザ光の出射タイミングに合わせて強度分布スペクトルを取得することができる。

－スペクトル解析部２１６－
スペクトル解析部２１６は、スペクトル解析部２１６によって生成された強度分布スペクトルに基づいて、サンプルＳＰの成分分析を実行する。既に説明したように、ＬＩＢＳ法を用いた場合、サンプルＳＰの表面が局所的にプラズマ化され、プラズマ状態から気体等に戻るときに放出される光のピーク波長は、元素（より正確には、原子核に束縛された電子の電子軌道）毎に固有の値を持つ。したがって、強度分布スペクトルのピーク位置を特定することで、そのピーク位置に対応した元素がサンプルＳＰに含まれている成分であると判定することができ、また、ピーク同士の大きさ（ピークの高さ）を比較することで、各元素の成分比を決定するとともに、決定された成分比に基づいて、サンプルＳＰの組成を推定することもできる。

スペクトル解析部２１６による分析結果は、表示部２２上に表示されたり、所定のフォーマットで記憶装置２１ｂに記憶したりすることができる。

－画像処理部２１７－
画像処理部２１７は、観察光学系９における第２カメラ９３によって生成される画像データ（後述の第１画像データＩ１）、分析光学系７における第１カメラ８１によって生成される画像データ（後述の第２画像データＩ２）、およびスペクトル解析部２１６による分析結果等に基づいて、表示部２２上の表示態様を制御することできる。

特に、本実施形態に係る画像処理部２１７は、後述の図１６Ｃおよび図１６Ｅに示すように、第２カメラ９３によって撮像される領域（例えば、領域の中心位置）と、第１カメラ８１によって撮像される領域（例えば、領域の中心位置）と、を第１モードと第２モードとの切替前後で一致させる。画像処理部２１７は、各領域を一致させるように、第１および第２カメラ８１，９３、ひいては、各カメラ８１，９３によって生成される第１および第２画像データＩ１，Ｉ２の表示態様を調整することができる。

その他、画像処理部２１７は、第２画像データ上に、レーザ光の照射位置（より一般には、電磁波が照射される領域）を示す指標を重ねて表示することもできる。

＜制御フローの具体例＞
図１５Ａは、分析観察装置Ａの基本動作を例示するフローチャートである。また、図１５Ｂは、観察ユニット６３による分析対象の探索手順を例示するフローチャートであり、図１５Ｃは、分析ユニット６２によるサンプルＳＰの分析手順を例示するフローチャートである。さらに、図１６Ａ～図１６Ｇは、分析観察装置Ａの表示画面を例示する図である。

まず、図１５ＡのステップＳ１では、第１モードにおいて、観察ユニット６３による分析対象の探索が実行される。ステップＳ１で行われる処理は、図１５Ｂに示す通りである。すなわち、図１５ＡのステップＳ１は、図１５ＢのステップＳ１１～ステップＳ１３によって構成されている。

ここで、図１５ＢのステップＳ１１に先だって、ユニット連結具６４によってレンズ鏡筒９０を保持した状態で、対物レンズ９２のみを所望の拡大倍率を有するレンズに付け替えたり、レンズ鏡筒９０または観察ユニット６３ごと交換したりすることで、所望の拡大倍率を有する対物レンズ９２が選定される。観察ユニット６３全体を交換する場合、ユニット連結具６４ごと観察ユニット６３を交換してもよいし、ユニット連結具６４から観察ユニット６３を取り外すことで、観察ユニット６３のみを交換してもよい。

そして、ステップＳ１１では、ユーザによる操作入力に基づいて、分析観察装置Ａ、特に、同装置における制御部２１は、第２カメラ９３の露光時間、光ファイバーケーブルＣ３によって導光される照明光など、第２カメラ９３によって生成される画像データ（以下、「第１画像データＩ１」ともいう）の明るさ等の条件を調整しながら、サンプルＳＰの各部のうち、分析ユニット６２によって分析されるべき部分（分析対象）を探索する。このとき、制御部２１は、必要に応じて、第２カメラ９３によって生成される第１画像データＩ１を保存する。

なお、第２カメラ９３の露光時間の調整および照明光の明るさの調整は、ユーザによる操作入力を伴わずとも、レンズセンサＳｗ１の検出信号に基づいて制御部２１が自動的に実行するように構成することもできる。

また、このステップＳ１１の最中、または、同ステップＳ１１と前後して、例えばユーザによる手動操作に基づいて、分析対象の探索に際し、傾斜機構４５によって観察光学系９、ひいてはヘッド部６全体が傾けられる。制御部２１は、そのときの傾きθの大きさを検知する。その傾きθの大きさは、第２カメラ９３によって生成される第１画像データＩ１とともに、表示部２２上に表示される。

図１６Ａは、第１モードにおいて、サンプルＳＰを真上から撮像したとき（θ＝±０°）のときの表示画面を例示している。この場合、表示部２２上には、傾きθに対応した第１画像データＩ１とともに、傾きθの大きさを視覚的に示すダイアログＴ１を表示することができる。

一方、図１６Ｃは、第１モードにおいて、サンプルＳＰを斜め上方から撮像したとき（θ＝＋ＸＸ°）のときの表示画面を例示している。この例では、θの符号は、ヘッド部６の揺動方向に対応しており、右方へ揺動しているときには正の符号となり、左方へ揺動しているときには負の符号となるように設定されている。もちろん、正負の定義は例示に過ぎず、適宜、変更することができる。

続くステップＳ１２では、傾き判定部２１１が傾きθの大きさを判定し、傾きθが前述の第１閾値θｍａｘを上回る場合はステップＳ１３へ進んでユーザに警告を通知してレーザ照射を制限する一方、傾きθが第１閾値θｍａｘ以下の場合はステップＳ１３をスキップしてリターンする。

図１６Ｂは、図１６Ａに対応した判定結果の通知画面を例示している。この例では、傾きθの大きさを示す数値データと、判定結果を示す文字列と、がダイアログＴ２上に表示される。後者の文字列は、レーザ照射が許容される旨（出射ＯＫ）を示しており、所定の表示色に設定された状態で表示されている。ボタンＢ１は、分析ユニット６２による成分分析を開始させるためのボタンであり、ボタンＢ２は、成分分析を中止させるためのボタンである。

一方、図１６Ｄは、図１６Ｃに対応した判定結果の通知画面を例示している。この例では、ダイアログＴ２には、レーザ照射が非推奨である旨（出射ＮＧ）を示しており、図１６Ｂとは異なる表示色に設定された状態で表示されている。この場合、図１６Ｂに示したボタンＢ１を非表示することでレーザ照射を制限してもよいし、図１６Ｄに示すように、成分分析を強制的に開始させるためのボタンＢ３を表示部２２上に表示してもよい。例えば、ボタンＢ３が押下された場合、ユーザに警告喚起を行った上で、成分分析が開始されることになる。

ステップＳ１３に示す処理を完了した場合、または、ステップＳ１３をスキップした場合、例えばユーザは、第１画像データＩ１の明るさ、観察光学系９のアングル等、サンプルＳＰの見え方に問題がないかを確認し、問題があれば分析観察装置Ａが行うべき制御プロセスをステップＳ１１に戻す一方、問題がなければ図１５Ｂに示すフローを手動または自動で終了させる。これにより、制御プロセスは、図１５ＡのステップＳ１を完了したことになる。

そして、例えばユーザによって分析開始ボタン（例えば、図１６ＢのボタンＢ１を参照）が押下されると、制御プロセスは、ステップＳ１からステップＳ２へ進む。

このステップＳ２では、ボタン押下時点での第１画像データＩ１が記憶装置２１ｂに保存されるともに、モード切替部２１４がユニット切替機構６５を作動させて観察光学系９と分析光学系７とを一体的にスライド移動させることで、第１モードから第２モードへの切替が実行される。

図１６Ｅは、第２モードにおいて、サンプルＳＰを斜め上方から撮像したとき（θ＝＋ＸＸ°）のときの表示画面を例示している。図１６Ｅに示す画像データは、分析光学系７の第１カメラ８１によって生成されたものである。以下、これを「第２画像データＩ２」ともいう。

図１６Ｃと図１６Ｅとの比較から明らかなように、第２モードにおいて表示されるサンプルＳＰの中心位置および傾きは、第１モードにおいて表示されるサンプルＳＰの中心位置および傾きと実質的に同一となる。

続いて、図１５ＡのステップＳ３では、第２モードにおいて、分析ユニット６２によるサンプルＳＰの成分分析が実行される。ステップＳ３で行われる処理は、図１５Ｃに示す通りである。すなわち、図１５ＡのステップＳ３は、図１５ＣのステップＳ４１～ステップＳ４６によって構成されている。

本実施形態では、成分分析用の反射型対物レンズ７４は、観察用の対物レンズ９２に比して、観察時の被写体深度が浅い。そのため、図１５ＣのステップＳ４１では、コントローラ本体２における制御部２１は、第２画像データＩ２中の各所においてオートフォーカスを実行し、全焦点画像の生成を実行する。これにより、第２画像データＩ２の略全体にわたって焦点を合わせ込むことができる。その際、第１カメラ８１の露光時間、ＬＥＤ光源７９から発せられる照明光の光量等の撮像条件は、第１モードにおける撮像条件に可能な限り近づけられるようになっている。

また、前述した画像処理部２１７は、反射型対物レンズ７４よりも対物レンズ９２の拡大倍率が低い場合には、ステップＳ２で保存されただ第１画像データＩ１をマッピング画像とし、そのマッピング画像内のどの箇所が第２画像データＩ２として撮像されているかを表示部２２上に表示することができる。

続くステップＳ４２では、画像処理部２１７が、レーザ光の照射位置（レーザ照射点）を示唆するマークＰ１を第２画像データＩ２上にオーバーレイ表示する。このマークＰ１は、レーザ光の照準を示す。ユーザは、マークＰ１の位置をチェックすることで、分析対象が適切に設定されているか否かを確認することができる。画像処理部２１７は、その確認結果を示す操作入力（例えば、ユーザによる手入力）に基づいて、制御プロセスを進めることができる。

また、このステップＳ４２では、分析対象が適切に設定されていない場合、ヘッド部６は、例えばユーザによる操作入力に基づいて、載置台駆動部５３を駆動して載置台５１の位置を調整する。これにより、マークＰ１に対するサンプルＳＰの相対位置を補正することができる。

ステップＳ４２から続くステップＳ４３を実行する前に、レーザ光の照準設定が完了したことを受けて、ユーザは、ダイアログＴ３上に表示された分析ボタンＢ４を押下することができる。

その際、ユーザは、照明光が視認できるか否かを確認し、視認できない場合にのみ、レーザ光の出射が許容されるように構成することもできる。例えば、「照明光視認不可」と表示されたボタンを表示部２２上に表示させ、そのボタンが押下された場合にのみ、表示部２２上に分析ボタンＢ４を表示させるように構成可能である。

なお、モード切替部２１４の説明に際して述べたように、制御部２１は、第２モードにおいてヘッド部６の傾きθを判定することもできる。そのように構成する場合、制御部２１は、例えば、分析ボタンＢ４が押下された直後のタイミング（押下後かつステップＳ４３が実行される前のタイミング）において、図１５ＢのステップＳ１２およびステップＳ１３と同様の処理を行うことができる。

続くステップＳ４３においては、制御部２１は、レーザ光を照射する直前の第２画像データＩ２を記憶装置２１ｂに保存し、それに続くステップＳ４４では、制御部２１は、レーザ制御部２１３を介して分析光学系７からサンプルＳＰへとレーザ光を出射させる。

このステップＳ４４では、第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂによって、サンプルＳＰのプラズマ化に起因して発せられる光が受光される。その際、第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂによる受光タイミングは、レーザ光の出射タイミングと同期するように設定される。スペクトル取得部２１５は、レーザ光の出射タイミングに合わせて強度分布スペクトルを取得する。

続くステップＳ４５では、スペクトル解析部２１６が強度分布スペクトルを解析することで、サンプルＳＰに含まれる元素の成分および成分比の分析と、成分比に基づいた材料の推定と、を実行し（図１６ＦのダイアログＴ４を参照）する。

それに続くステップＳ４６では、図１６ＧのダイアログＴ５に例示されるように、ステップＳ４５の分析結果を、画像処理部２１７が表示部２２上に表示する。その後、制御部２１は、図１５Ｃに示すフローを終了する。このフローが終了すると、制御プロセスは、図１５ＡのステップＳ３から同図のステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、サンプルＳＰの成分分析が完了したか否かが判定され、成分分析が完了した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、制御プロセスはステップＳ５へ進む。この判定は、例えばユーザによる操作入力に基づいて、制御部２１が実行する。ステップＳ５において、制御部２１は、分析結果が記載されたレポートを作成し、図１５Ａに示すフローを終了する。

一方、成分分析が未完了の場合（ステップＳ４：ＮＯ）はステップＳ６へ進み、分析対象の探索まで戻るように設定されている場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）はステップＳ１まで戻る一方、分析対象の変更が不要であると設定されている場合（ステップＳ６：ＮＯ）はステップＳ３まで戻り、前述した処理を再び実行することになる。なお、ステップＳ６に係る設定は、事前に作成されたものを記憶装置２１ｂ等から適宜読み込んでもよいし、ユーザによる操作入力等に基づいて、その都度生成してもよい。

＜分析観察装置Ａの主要な特徴部＞
（傾斜機構４５に係る特徴部）
また、本実施形態によれば、傾斜機構４５は、図１２Ｂ等に例示されるように、載置面５１ａに垂直な所定の基準軸Ａｓに対し、分析光学系７および観察光学系９のうち少なくとも観察光学系９を傾斜させる。傾斜可能な観察光学系９を分析観察装置Ａに搭載することで、斜め方向等、様々な角度からサンプルＳＰを観察することができるようになる。これにより、サンプルＳＰの観察位置をユーザに容易に把握させることが可能となる。

また、図１０及び図１２Ｂ等に例示されるように、分析光軸Ａａに対する観察光軸Ａｏの相対位置を保持した状態で、分析光学系７および観察光学系９を一体的に傾斜させるように構成することで、斜め方向等、様々な方向からサンプルＳＰにレーザ光を照射することができるようになる。これにより、鉛直方向に立ち上がった構造体等、様々な形状を有するサンプルＳＰに対して成分分析を行うことが可能になる。

一般に、分析光学系７を過度に傾斜させた状態でレーザ光を出射してしまうと、人体の網膜等に当たる可能性がある。そこで、図１５ＢのステップＳ１３およびステップＳ１４等に例示されるように、傾きθに応じてレーザ光の出射を制限することで、分析拡大装置Ａの安全性を高めることが可能になる。

また、図７に例示されるように、分析筐体７０内に配置した遮蔽部材８３を用いることで、レーザ光の出射をより確実に抑制することができ、分析観察装置Ａの安全性を高める上で有利になる。

また、図１６Ｄに例示されるように、第１および第２傾斜センサＳｗ３，Ｓｗ４による検出結果に基づいた通知を行うことで、分析光学系７の傾きθ等、種々の情報をユーザに通知することが可能になる。このことは、分析観察装置Ａの安全性を高める上で有効である。

また、図１６Ｂおよび図１６Ｄに例示されるように、傾きθの大きさに応じて通知内容を切り替えることで、分析光学系７の姿勢に対応した情報をユーザに通知することが可能になる。このことは、分析観察装置Ａの安全性を高める上で有効である。

また、図１６Ｄに例示されるように、通知制御部２１２によって実現可能な通知に、レーザ光の出射が非推奨であることを示す通知を含めることで、例えば分析光学系７の傾きのみを通知するような構成と比較して、ユーザに対してより確実な注意喚起を行うことができる。これにより、分析観察装置Ａの安全性を高める上で有利になる。

また、図６等に示すカバー部材６１ｂによって安全性が確保されている遮蔽状態、または、図１７に示すように、対物レンズ９２または分析筐体７０に遮蔽カバー１０が取り付けられている状態では、傾きθに応じた制御を実行せず（傾きθの大きさにかかわらず、レーザ光の出射を許容する）、安全性が確保されていない可能性のある非遮蔽状態、または、対物レンズ９２または分析筐体７０に遮蔽カバー１０が取り付けられていない状態でのみ、傾きθの大きさに応じてレーザ光の出射を制限することで、出射を制限すべき状況を適切に判定した上で、レーザ光の出射を制御することができるようになる。

また、図１５Ｂの両矢印Ａ１に示したように、ユニット切替機構６５は、傾斜機構４５によって少なくとも観察光学系９を傾斜させた姿勢を保持した状態で、観察光学系９および分析光学系７の相対位置を移動させる、これにより、観察光学系９によりサンプルＳＰを所望の角度から観察するとともに、その観察位置と略同じ位置分析光学系７により分析することができる。これにより、観察光学系９による観察位置と、分析光学系７による分析位置との間のズレを解消し、ひいては装置のユーザビリティを向上させる上で有利になる。

（ユニット切替機構６５に係る特徴部）
また、本実施形態によれば、分析観察装置Ａは、図１１Ｂ等に例示されるように、載置台５１に対する観察光学系９および分析光学系７の相対位置を移動させることで、観察光学系９によるサンプルＳＰの撮像と、分析光学系７による強度分布スペクトルの生成に際するレーザ光の照射とを、サンプルＳＰにおける同一箇所に対して実行する。これにより、観察光学系９による観察位置と、分析光学系７による分析位置との間のズレを解消し、ひいては装置のユーザビリティを向上させることができる。

さらに、本実施形態によれば、観察光学系９と分析光学系７とは独立した光学系として構成されることになるため、各光学系を、それぞれの用途に適した仕様とすることができる。これにより、各光学系の性能を可能な限り最適化することが可能となる。

また、図１１Ｂ等に例示されるように、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、オールインワンタイプの装置として構成することができ、各光学系をスタンド４に取り付けるだけで、観察から分析に至るまで実現可能となる。このことは、装置のユーザビリティを向上させる上で有効である。

また、図１０等に例示されるように、ユニット連結具６４がレンズ鏡筒９０、ひいては観察ユニット６３を保持することで、観察光軸Ａｏに対する分析光軸Ａａの相対位置が一定となる。そのため、その相対位置に対応する距離Ｄ１の分だけ観察光学系９および分析光学系７を相対的に移動させることで、同一箇所に対する観察および分析を実行させることができる。

また、図１０等に例示されるように、ユニット切替機構６５よる両光学系７，９の移動方向に沿って２つの光軸Ａｏ，Ａａを並べることで、同一箇所に対する観察および分析を実行させる上で有利になる。

また、図２等に例示されるように、分析筐体７０の外面（突出部７０ｃ）にユニット連結具６４を取り付けるように構成することで、分析光学系７と観察光学系９とを着脱可能かつ完全に独立した光学ユニットとすることができ、各々の用途に適した仕様とする上で有利になる。

ここで、レンズ鏡筒９０および観察ユニット６３は、ユニット連結具６４を介して分析筐体７０の外面に取り付けられるようになるため、観察光学系９をレンズ鏡筒９０または観察ユニット６３ごと交換するのが容易になると同時に、手作業等によって観察光学系９の一部要素（例えば対物レンズ９２）を交換するのも極めて容易になる。このことは、装置のユーザビリティを向上させる上で有効である。

また、図９に例示されるように、ユニット連結具６４が、複数種類のレンズ鏡筒９０，９０’，９０”または観察ユニット６３，６３’，６３”のうちのいずれか１つを選択的に保持するように構成することで、対物レンズ９２の拡大倍率等、所望の特性を有する観察光学系９をレンズ鏡筒９０または観察ユニット６３ごと交換するのが容易となり、装置のユーザビリティを向上させる上で有利になる。

また、図１１Ｂ等に例示されるように、ユニット切替機構６５よる移動の前後で、サンプルＳＰに対する観察および分析を同じアングルから行うことができる。これにより、観察光学系９による観察位置と、分析光学系７による分析位置との間のズレをさらに解消し、装置のユーザビリティの向上に一層有利となる。

また、図１等に例示されるように、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、観察光学系９に係る処理を行う制御部２１と、分析光学系７に係る処理を行う制御部２１と、が共通になるように構成されている。これにより、２つの独立した光学系７，９を設けながらも、制御部２１については共有化させることができ、部品点数を削減したり、２つの光学系７，９の双方に関連した処理をスムースに実行させたりすることができるようになる。

また、図１１Ｂ等に例示されるように、ユニット切替機構６５は、載置台５１に対する観察光学系９および分析光学系７の相対位置を移動させる際に、載置台５１ではなく観察光学系９および分析光学系７を移動させるように構成されている。このように構成することで、ステージ５上のサンプルＳＰが載置される位置に関係なく、観察箇所と同一の箇所を分析することができる。

（その他の特徴部）
また、図６等に示されるように、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、レーザ光を集光して分析対象物としてのサンプルＳＰに照射し、そのサンプルＳＰから発生した光の分光ペクトルに基づいてサンプルＳＰに含まれる成分を分析する分析装置であって、分析光学系７を収容する分析筐体７０と、分析筐体７０を保持するスタンド４と、観察光学系９を収容する観察筐体（観察ユニット６３の筐体）と、スタンド４または分析筐体７０に設けられ、観察筐体を保持する保持部としてのユニット連結具６４と、を備える。

ここで、分析光学系７は、サンプルＳＰに対してレーザ光を出射するレーザ発振器としての電磁波出射部７１と、電磁波出射部７１から出射されたレーザ光がサンプルＳＰに照射されることにより、そのサンプルＳＰにおいて発生した光を分光する検出器としての第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂと、を含んでなる。

一方、観察光学系９は、サンプルＳＰからの光を集光する対物レンズ９２と、対物レンズ９２を通して受光された光の受光量を検出してサンプルＳＰの観察を行うカメラとしての第２カメラ９３と、を含んでなる観察光学系９を収容する。

そして、分析観察装置Ａはさらに、第１および第２検出器７７Ａ，７７Ｂにより受光された光の強度分布スペクトルに基づいたサンプルＳＰの成分分析と、第２カメラ９３により取得された受光量に基づくサンプルＳＰの画像データの生成と、を行う制御部２１と、を備える。

このように、本実施形態に係る分析観察装置Ａは、スタンド４または分析筐体７０にユニット連結具６４が設けられていて、そのユニット連結具６４を介して観察筐体が取り付けられるように構成されている。これにより、観察光学系９と分析光学系７とを完全に独立したユニットとして構成することができ、各ユニットの仕様を別々に最適化することが可能となる。

また、図１１Ｂ等に示されるように、分析光学系７と観察光学系９とをステージ５に対して一体的に水平移動させることで、観察光学系９によって観察された場所と同一箇所を分析光学系７によって分析するのが容易となる。

また、図６等に示すように、レンズ鏡筒９０を分析筐体７０よりも前側に配置することで、対物レンズ９２の着脱等の作業を容易に行うことが可能になる。また、分析光学系７に比して軽量な観察光学系９を前側にレイアウトすることで、観察光学系９および分析光学系７を前側にスライド移動させたときに、ガイドレール６５ａに作用する負荷（より詳細には、ガイドレール６５ａの先端に作用する力のモーメント）を低減し、両光学系７，９をがたつかせることなく、それらの支持を安定させる上で有利になる。さらに、観察光学系９を前側にレイアウトすることで、最適な観察光学系９の選択に際し、これを容易に着脱することができるようになる。

《他の実施形態》
（ハード構成に係る変形例）
前記実施形態では、分析光学系７は、観察光学系９と一体的に傾斜するように構成されていたが、本開示は、そうした構成に限定されない。傾斜機構４５は、少なくとも観察光学系９のみを傾斜させればよい。観察光学系９のみを傾斜させるように構成した場合、電磁波としてのレーザ光は、サンプルＳＰの直上方から下方に向かって出射されることになる。

前記実施形態では、ユニット切替機構６５は、載置台５１に対する観察光学系９および分析光学系７の相対位置を移動させる際に、載置台５１ではなく観察光学系９および分析光学系７を移動させるように構成されていた。このような構成により、ステージ５の振動を抑制することができ、ステージ５の移動に伴って生じる観察対象物の位置変動を抑えることができる。もっとも、本開示は、そうした構成には限定されない。観察光学系９および分析光学系７ではなく載置台５１を移動させるように構成することもできる。さらに、観察光学系９および分析光学系７の双方を一体的に移動させるとともに、載置台５１も移動させ、同一箇所の観察と分析とができるように構成してもよい。

前記実施形態では、スタンド４によって分析光学系７を後方から支持するとともに、その分析光学系７の前側に観察光学系９が配置されるように構成されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。スタンド４と分析光学系７の間に観察光学系９を配置してもよい。

また、前記実施形態のように観察光学系９を分析筐体７０の外部に配置する代わりに、観察光学系９を分析筐体７０の内部に配置することもできる。その場合、観察光学系９は、レンズ鏡筒９０を含んだ観察ユニット６３全体の筐体に収容された状態で、分析筐体７０の内部に配置してもよいし、そうした筐体に収容されていない状態で、つまり観察用のカメラやレンズ鏡筒など観察光学系９に含まれる部品を分析筐体７０の内部に配置してもよい。

前記実施形態では、鏡筒保持手段としてのユニット連結具６４が、分析光学系７に対してレンズ鏡筒９０ひいては観察ユニット６３を固定するように構成されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。観察ユニット６３ではなく第２カメラ９３を保持することで、観察光軸Ａｏに対する分析光軸Ａａの相対位置を固定することもできる。

（レーザ光の出射制限に係る変形例）
前記実施形態では、傾きθの大きさに応じて、レーザ光の出射を許容したり、制限したりするように構成されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。

具体的に、本開示の一変形例によれば、分析光学系７は、該分析光学系７および観察光学系９が一体的に傾斜した状態では、基準軸Ａｓに対する分析光学系７の傾きθにかかわらず、レーザ光の出射を制限する。

この変形例によれば、分析光学系７が傾斜した状態では、その傾きθの大小に関係なくレーザ光の出射を制限する。これにより、より安全サイドに立った構成を実現することができるようになる。

Ａ 分析観察装置（分析装置）
１ 光学系ユニット群
２ コントローラ本体
２１ 制御部
２１２ 通知制御部
２２ 表示部
４ スタンド
４５ 傾斜機構
５ ステージ
５１ 載置台
５１ａ 載置面
６ ヘッド部
６２ 分析ユニット
６３ 観察ユニット
６４ ユニット連結具（鏡筒保持手段）
６５ ユニット切替機構（水平駆動機構）
７ 分析光学系
７０ 分析筐体
７１ 電磁波出射部（レーザ発振器）
７４ 反射型対物レンズ（第１の対物レンズ）
７７Ａ 第１検出器（検出器）
７７Ｂ 第２検出器（検出器）
８３ 遮蔽部材（出射制限手段）
９ 観察光学系
９０ レンズ鏡筒
９２ 対物レンズ（第２の対物レンズ）
９３ 第２カメラ（カメラ）
Ａｓ 基準軸
Ａｏ 観察光軸（第２の光軸）
Ａａ 分析光軸（第１の光軸）
Ｓｗ３ 第１傾斜傾きセンサ（傾き検出手段）
Ｓｗ４ 第２傾斜センサ（傾き検出手段）
ＳＰ サンプル（分析対象物）

Claims (13)

1. 分析対象物の成分分析を行う分析装置であって、
   分析対象物を載置するための載置面を有する載置台と、
   レーザ光を出射するレーザ発振器と、所定方向に沿って延びる第１の光軸を有し、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を集光して前記載置台に載置された分析対象物に照射するとともに、該レーザ光を照射することで該分析対象物において発生した光を集光する第１の対物レンズと、前記分析対象物において発生しかつ前記第１の対物レンズによって集光された光の波長毎の強度分布である分光スペクトルを生成する分光器と、を含む分析光学系と、
   前記第１の光軸と平行な第２の光軸を有し、前記分析対象物からの光を集光する第２の対物レンズと、該第２の対物レンズを通して受光された前記分析対象物からの光の受光量を検出することで該分析対象物を撮像するカメラと、を含む観察光学系と、
   前記載置面に垂直な所定の基準軸に対し、前記分析光学系および前記観察光学系のうち少なくとも前記観察光学系を傾斜させる傾斜機構と、を備える
   ことを特徴とする分析装置。
2. 請求項１に記載された分析装置において、
   前記傾斜機構は、前記第１の光軸に対する前記第２の光軸の相対位置を保持した状態で、前記分析光学系および前記観察光学系を一体的に傾斜させる
   ことを特徴とする分析装置。
3. 請求項２に記載された分析装置において、
   前記レーザ発振器からのレーザ光の出射を制限するように動作可能な出射制限手段と、
   前記基準軸に対する前記観察光学系の傾きを検出する傾き検出手段と、を備え、
   前記傾き検出手段により検出された傾きが所定の第１閾値を超える場合、前記出射制限手段を介して前記レーザ光の出射を制限する制御部と、を備える
   ことを特徴とする分析装置。
4. 請求項３に記載された分析装置において、
   前記傾き検出手段による検出結果に基づいて、ユーザに対し、前記レーザ光の出射に係る通知を行う通知手段を備える
   ことを特徴とする分析装置。
5. 請求項４に記載された分析装置において、
   前記通知手段は、前記傾き検出手段によって検出された傾きに応じて、前記ユーザに対する通知内容を切り替える
   ことを特徴とする分析装置。
6. 請求項４または５に記載された分析装置において、
   前記通知手段による通知には、少なくとも、前記レーザ光の出射が非推奨であることを示す通知が含まれる
   ことを特徴とする分析装置。
7. 請求項３から６のいずれか１項に記載された分析装置において、
   前記分析光学系を収容する分析筐体を備え、
   前記出射制限手段は、前記分析筐体内に配置され、かつ前記レーザ光の光路上に挿入可能な遮蔽部材によって構成される
   ことを特徴とする分析装置。
8. 請求項３から６のいずれか１項に記載の分析装置において、
   前記分析光学系を収容する分析筐体と、
   前記第１の対物レンズまたは前記分析筐体に取付可能な遮蔽カバーと、をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第１の対物レンズまたは前記分析筐体に前記遮蔽カバーが取り付けられているか否かを判定し、前記第１の対物レンズまたは前記分析筐体に遮蔽カバーが取り付けられていると判定された場合は、前記基準軸に対する前記分析光学系の傾きにかかわらず、前記レーザ光の出射を許容する一方、
   第１の対物レンズまたは前記分析筐体に前記遮蔽カバーが取り付けられていないと判定された場合は、前記基準軸に対する前記分析光学系の傾きに応じて、前記のレーザ光の出射を制限する
   ことを特徴とする分析装置。
9. 請求項２に記載された分析装置において、
   前記分析光学系は、該分析光学系および前記観察光学系が一体的に傾斜した状態では、前記基準軸に対する前記分析光学系の傾きにかかわらず、前記レーザ光の出射を制限する
   ことを特徴とする分析装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載された分析装置において、
    前記観察光学系による前記分析対象物の撮像と、前記分析光学系による前記分光スペクトルの生成とが前記分析対象物における同一箇所に対して行われるように、前記載置台に対する前記観察光学系および前記分析光学系の相対位置を水平方向に沿って移動させる水平駆動機構を備える
    ことを特徴とする分析装置。
11. 請求項１０に記載された分析装置において、
    前記水平駆動機構は、前記傾斜機構によって少なくとも前記観察光学系を傾斜させた姿勢を保持した状態で、前記載置台に対する前記観察光学系および前記分析光学系の相対位置を移動させる
    ことを特徴とする分析装置。
12. 請求項１１に記載された分析装置において、
    前記水平駆動機構による前記観察光学系および前記分析光学系の移動方向は、前記傾斜機構による揺動の中心軸と平行に延びる
    ことを特徴とする分析装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載された分析装置において、
    前記載置台、前記観察光学系および前記分析光学系を取付可能に構成されたスタンドを備える
    ことを特徴とする分析装置。

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