JP5361036B2 - 位置調整装置および発光分光分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、位置調整装置および発光分光分析装置に関し、特に、位置調整を容易に行うことができる位置調整装置および発光分光分析装置に関するものである。

レーザ光を被測定物に照射、プラズマ化し、そのプラズマ内で発生する元素特有の発光を計測することにより、被測定物中の元素成分と濃度とを特定する発光分光分析装置が知られている。このような発光分光分析装置によれば、例えば、発光スペクトルに現れているスペクトル（輝度スペクトル）の強度からその元素の定量分析を行うことができる。

図７は、従来の発光分光分析装置におけるレーザ光の照射と、そのレーザ光の照射によって発生するプラズマとの関係を、模式的に示す図である。図７に示すように、従来の発光分光分析装置においては、光源から出射されたレーザ光１００は、レンズ１０２によって集光され、被測定部１０４に案内される。

ここで、図７（ａ）に示すように、レンズ１０２によって集光されたレーザ光の焦点位置と被測定物１０４の表面位置とが一致していれば、レーザ光が集中的に照射され、被測定物１０４表面において充分に大きいプラズマ１０５を発生させることができる。一方、図７（ｂ）に示すように、被測定物１０４の表面がレーザ光の焦点位置から離隔していれば、レーザ光のエネルギーが分散され、充分な大きさのプラズマ１０５を発生させることができない。

そこで、特許文献１には、ＣＣＤカメラを用いてレーザ照射位置をモニターすることができるように構成した分析装置が開示されている。このようにすれば、作業者は、プラズマ発光形状を視認しながら作業を行うことができ、測定信頼性を向上させることができる。
特開２００４−２２６２５２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、プラズマ発光形状が正しい状態であるか否かを、作業者自身が判断しなければならず、経験が浅い作業者では、正確な調整を行うことが困難であるという問題点があった。

なお、検査対象物の正確な位置合わせを要求する分析装置や測定装置は、発光分光分析装置に限られず、多種多様に存在する。例えば、赤外分光分析装置や分光蛍光光度計などの分光分析装置、蛍光Ｘ線分析装置、Ｘ線回折装置を挙げることができる。さらに、検査対象物をカメラなどで撮影して得られた画像データを分析することにより、検査対象物の物性を分析するような分析装置や測定装置においても、検査対象物を正確に位置合わせすることが要求される。

また、対象物の位置合わせが必要な装置は分析装置や測定装置以外にも多数存在する。例えば、レーザ加工装置などの各種加工装置においても、加工対象物を正確に位置合わせすることが要求される場合がある。これらの位置合わせが必要な各種装置においても、上記分析装置と同様に、経験の少ない作業者では正確な位置合わせを行うことが困難であるという、問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、位置調整を容易に行うことができる位置調整装置および発光分光分析装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載の位置調整装置は、調整対象面における所定の基準点を標示する基準点標示手段と、前記調整対象面に交わる第１方向における前記調整対象面の位置が、既定位置に近いほど、前記基準点標示手段により標示される前記基準点に近い位置に、ライン状の調整用マークを投影する調整用マーク投影手段とを備え、前記調整用マーク投影手段は、前記既定位置と、前記調整対象面上の基準点の第１方向位置とが一致する状態において、前記基準点標示手段により標示される基準点に、前記ライン状の調整用マークを投影するものであって且つ、前記基準点を通り前記第１方向を法線とする面に投影されるライン状の調整用マークの長手方向と前記第１方向とに平行な面に対して斜めの方向に進行するライン状の光を、前記調整対象面へ向けて照射することにより、前記ライン状の調整用マークを投影するものであることを特徴とする。

請求項２記載の位置調整装置は、請求項１記載の位置調整装置において、前記調整用マーク投影手段は、互いに交差する少なくとも２本のライン状の調整用マークを前記調整対象面へ投影するものであり、前記調整対象面における基準点の第１方向位置が前記既定位置に一致する場合、前記少なくとも２本のライン状の調整用マークは、前記基準点で交差することを特徴とする。

請求項３記載の位置調整装置は、請求項１または２記載の位置調整装置において、前記基準点標示手段は、前記調整対象面上の基準点を交点とする十字状の標示マークを、前記調整対象面へ投影するものであることを特徴とする。

請求項４記載の発光分光分析装置は、レーザ光を被測定物に照射し、被測定物に含まれる成分をプラズマ化させて分析することにより、被測定物に含まれる成分を分析するものであって且つ、請求項１から３のいずれか１項に記載の位置調整装置と、レーザ光を出射するレーザ光源と、そのレーザ光源からのレーザ光を被測定物に案内する導光光学系と、を備え、前記調整対象面は、前記被測定物の表面であることを特徴とする。

請求項１記載の位置調整装置によれば、調整用マーク投影手段は、第１方向における調整対象面の位置が既定位置に近いほど、基準点に近い位置に調整用マークを投影する。したがって、調整対象面に投影される調整用マークが基準点に近づくように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との間の位置関係を調整することにより、第１方向における調整対象面の位置と既定位置とを近づけることができる。また、調整対象面に投影される調整用マークが基準点から離れるように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との間の位置関係を調整することにより、第１方向における調整対象面の位置を既定位置から離隔させることができる。したがって、調整用マークを目印として位置調整を容易に行うことができるという効果がある。

また、請求項１記載の位置調整装置によれば、既定位置と、調整対象面上の基準点の第１方向位置とが一致する状態において、基準点に調整用マークが投影される。よって、調整用マークが基準点に投影されるように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との位置調整を行う、という容易な作業で、調整対象面の第１方向位置と既定位置とを一致させることができるという効果がある。

さらに、請求項１記載の位置調整装置によれば、ライン状の調整用マークが基準点を通るように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との位置関係を調整する、という容易な作業で、調整対象面の第１方向位置と既定位置とを一致させることができるという効果がある。

加えて、請求項１記載の位置調整装置によれば、前記調整用マーク投影手段は、前記調整対象面に投影される調整用マークの長手方向と前記第１方向とに平行な面に対して斜めの方向に進行するライン状の光を、前記調整対象面へ向けて照射することにより、前記ライン状の調整用マークを投影するので、ライン状のマークの投影位置は、第１方向における調整対象面の位置に応じたものとなる。したがって、調整対象面の第１方向位置が既定位置に対してどれだけずれているかを、基準点とライン状調整用マークとの位置関係によって表すことができるという効果がある。

請求項２記載の位置調整装置によれば、請求項１記載の位置調整装置の奏する効果に加え、調整対象面における基準点の第１方向位置と既定位置とが一致する場合、少なくとも２本のライン状の調整用マークが基準点で交差するので、調整対象面の第１方向位置が既定位置と一致したか否かを視覚的に明確に認識させることができるという効果がある。

請求項３記載の位置調整装置によれば、請求項１または２記載の位置調整装置の奏する効果に加え、前記基準点標示手段は、前記調整対象面上の基準点を交点とする十字状の標示マークを前記調整対象面へ投影するので、視覚的に分かり易く基準点を表示することができるという効果がある。

請求項４記載の発光分光分析装置によれば、請求項１または３記載の位置調整装置の奏する効果に加え、調整用マーク投影手段は、レーザ光の光軸方向における調整対象面の位置が、導光光学系により案内されるレーザ光の焦点位置に近いほど、基準点標示手段により標示される基準点に近い位置に調整用マークが投影される。よって、調整対象面に投影される調整用マークが基準点に近づくように、被測定物の光軸方向位置とレーザ光の焦点位置との位置関係を調整する、という容易な作業で、レーザ光の光軸方向における調整対象面の位置と、レーザ光の焦点位置とを近づけることができ、位置調整を容易に行うことができるという効果がある。また、調整対象面を、レーザ光の焦点位置からあえてずらし、調査対象面に照射されるレーザ光の密度を減少させようとする場合には、調整用マークが基準点からずれるように、被測定物の光軸方向位置とレーザ光の焦点位置との位置関係を調整すれば良いので、この場合にも、位置調整を容易に行うことができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の位置調整装置および発光分光分析装置の第１実施形態である発光分光分析装置１の概略構成を示すブロック図である。

図１は、第１実施形態の発光分光分析装置１の概略構成を示す図である。発光分光分析装置１は、レーザマイクロプローブ発光分光分析法（ＬＭＡ：Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を利用した発光分析装置であり、被測定物３にレーザ光を照射し、被測定物３に含まれる成分をプラズマ化させて分析することにより、被測定物３に含まれる測定対象成分の含有率を測定できる装置である。特に、本実施形態の発光分光分析装置１は、被測定物３の位置調整を容易に行うことができるように構成されたものである。

図１に示すように、発光分光分析装置１は、レーザ光を出射するレーザ発振器２と、レーザ発振器２からのレーザ光を被測定物３に案内する対物レンズ４と、レーザ光を受けた被測定物３が生成したプラズマ５から放射されるプラズマ光を集光する集光レンズ６と、集光レンズ６により集光されたプラズマ光を測定し、そのスペクトルをコンピュータ１０へ出力する分光器８と、レーザ発振器２がレーザ光を出力するタイミング及び分光器８がプラズマ光を測定するタイミングを制御するゲートコントローラ９と、分光器８から入力されるスペクトルに基づいて、被測定物３の測定結果を算出し表示するコンピュータ１０と、被測定物３を保持するステージ１１と、位置合わせ用のポインタを被測定物３の表面３ａへ投影するポインタ投影ユニット１２とを有している。

レーザ発振器２は、後述のゲートコントローラ９からレーザ制御信号が入力された場合に、例えば、レーザエネルギー３０ｍＪでパルス幅１０ｎｓのＹＡＧレーザ光を出力する。対物レンズ４は、レーザ発振器２から出力されるレーザ光を集光して、被測定物３に照射するためのレンズである。なお、本実施形態では、対物レンズ４で案内されるレーザ光の光軸Ｌに平行な方向をＺ方向と称することとする。

被測定物３が、対物レンズ４により集光されたレーザ光を受けると、被測定物３の表面３ａの一部が蒸発励起しプラズマ５が生成される。プラズマ５は、レーザ光の照射終了と共に再結合が始まり、数μ秒から数十μ秒の間は被測定物３の構成元素が励起状態の原子となり、この励起状態の原子が下準位に遷移するとき、原子数に比例したプラズマ光を放射する。即ち、それぞれの原子は、固有の波長のプラズマ光を放射するので、このプラズマ５から放射されるプラズマ光の所定の波長における強度を測定することによって、目的とする測定対象成分の含有率を得ることができる。

集光レンズ６は、被測定物３が生成するプラズマ５のプラズマ光を集光させて、分光器８に入力するためのレンズである。集光レンズ６は、プライマリプルーム５ａから外れた部位に焦点が合わされている。プライマリプルーム５ａに焦点を合わせてプラズマ光を集光するよりも、プライマリプルーム５ａから外れた部位に焦点を合わせてプラズマ光を集光することで、分光器８により測定される測定ノイズを抑制することができるので、高精度に測定することができる。

分光器８は、後述のゲートコントローラ９から測定制御信号が入力された場合に、集光レンズ６により集光されるプラズマ光を測定し、測定したプラズマ光のスペクトルを生成する。分光器８は、生成したスペクトルをコンピュータ１０へ出力する。コンピュータ１０では、分光器８より入力されたスペクトルのスペクトル線強度の値を用いて、測定対象成分の含有量を算出する。

ゲートコントローラ９は、後述のコンピュータ１０からトリガ信号が入力されると、レーザ光の出力開始を指令するレーザ制御信号をレーザ発振器２へ出力し、また、プラズマ光の測定の測定時間帯（測定開始タイミングおよび測定時間幅）を既定する測定制御信号を分光器８へ出力する。

ステージ１１は、被測定物３を載置するためのテーブルと、テーブルをＺ方向に搬送するためのＺ方向搬送用モータ（図示しない）とを有し、パーソナルコンピュータ１０から入力される位置制御命令に従って、テーブルをＺ方向の任意の位置に移動可能に構成されている。つまり、テーブルの移動に伴って被測定物３も移動する。よって、ステージ１１の位置を適宜調整して、被測定物３の表面３ａのＺ方向位置と、対物レンズ４により案内されるレーザ光の焦点位置とを一致させることにより、被測定物３の表面３ａにレーザ光を集中的に照射して充分な大きさのプラズマ５を発生させ、高精度な分析を実現することができる。

ポインタ投影ユニット１２は、被測定物３の表面３ａに位置合わせ用のポインタを投影するためのものである。なお、ポインタ投影ユニット１２の詳細は図２を参照して後述するが、本実施形態のポインタ投影ユニット２１は、表面３ａにポインタを投影するためのポインタ光を、３方向から照射するように構成される。しかしながら、図の複雑化を避けるため、図１においては、１方向から照射するポインタ光のみ図示している。

図２は、ポインタ投影ユニット１２と、ポインタ投影ユニット１２によって被測定物３の表面３ａに投影されるポインタとの関係を模式的に示す図である。特に、図２（ａ）は、Ｚ方向における表面３ａの位置と、レーザ光の焦点位置とが一致している状態を示す斜視図と上面図であり、図２（ｂ）は、Ｚ方向における表面３ａの位置と、レーザ光の焦点位置とが不一致の状態を示す斜視図と上面図である。なお本実施形態においては、Ｚ方向に対し垂直な一方向をＸ方向と称し、Ｚ方向とＸ方向とに垂直な方向をＹ方向と称することとする。

図２に示すように、ポインタ投影ユニット１２には、赤色半導体レーザ光源で構成される標示マーク投影部１２ａと、同じく赤色半導体レーザ光源で構成される調整用マーク投影部１２ｂ,１２ｃとが設けられる。

標示マーク投影部１２ａは、ポインタ光１５を被測定物３の表面３ａへ向けて照射することにより、点状の基準点ポインタ１３を表面３ａに投影する。ここで、標示マーク投影部１２ａが照射するポインタ光１５は、その光軸が、対物レンズ４により集光されたプラズマ生成用のレーザ光と一致するように予め調整されている。

したがって、ポインタ光１５によって表面３ａに投影される基準点ポインタ１３は、対物レンズ４によって集光されたレーザ光が照射される点Ｐ（以下、基準点Ｐと称する）上に投影される。図２（ａ）,図２（ｂ）に示すように、表面３ａのＺ方向位置に関わらず、基準点ポインタ１３は必ず基準点Ｐ上に投影され、基準点Ｐを標示する。よって、ユーザは、基準点ポインタ１３により表面３ａ上のレーザ照射位置を容易に知ることができる。したがって、基準点ポインタ１３が投影されるよう、被測定物３のＸ方向位置またはＹ方向位置を適宜調整することにより、レーザ光の照射位置に被測定物３を位置合わせすることができる。また、被測定物３が載置されていない状態で、ポインタ光１５を照射すれば、基準点ポインタ１３はステージ１１上に投影されることとなるので、ユーザは、基準点ポインタ１３の投影位置上に、被測定物３を載置すれば良い。

なお、レーザ発振器２からプラズマ生成用のレーザ光を出射する間、標示マーク投影部１２ａは、レーザ光の光路から待避するように構成される。このようにすれば、レーザ光の照射時に標示マーク投影部１２ａが影となることを抑制できる。

調整用マーク投影部１２ｂは、Ｘ方向を長手方向とするライン状のポインタ光１６ｂを表面３ａへ照射することにより、ライン状の調整用ポインタ１４ｂを表面３ａに投影する。調整用マーク投影部１２ｃは、Ｙ方向を長手方向とするライン状のポインタ光１６ｃを表面３ａへ照射することにより、ライン状の調整用ポインタ１４ｃを表面３ａに投影する。したがって、表面３ａには、互いに交差する２本の調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃが投影されることとなる。

図２（ａ）に示すように、調整用マーク投影部１２ｂ，１２ｃは、表面３ａにおける基準点ＰのＺ方向位置とレーザ光の焦点位置とが一致する状態において、２本の調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃがそれぞれ基準点Ｐを通過するように、すなわち、２本の調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃが基準点ポインタ１３で標示される基準点Ｐで交差するように、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃを投影する。

すなわち、２本の調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃの交点と基準点Ｐとが一致しているか否かによって、表面３ａのＺ方向位置とレーザ光の焦点位置とが一致しているか否かを、操作者に視覚的に明確に認識させることができる。

そして、調整用マーク投影部１２ｂ,１２ｃは、表面３ａのＺ方向位置がレーザ光の焦点位置から離隔すればするほど、基準点Ｐから離隔した位置に調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃを投影する。換言すれば、Ｚ方向における表面３ａの位置と、レーザ光の焦点位置とが近いほど、基準点ポインタ１３により標示される基準点Ｐに調整用マーク１４ｂ，１４ｃが近づくように、調整用マーク１４ｂ,１４ｃを投影する。

したがって、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃの交点が基準点Ｐに近づくように、例えば、ステージ１１のＺ方向位置を調整することにより、Ｚ方向における表面３ａの位置とレーザ光の焦点位置とを近づけることができる。よって、例えば経験の浅い作業者であっても、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃを目印として、位置調整を容易に行うことができる。すなわち、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃの交点が基準点Ｐに投影されるように位置調整を行う、という容易な作業で、表面３ａのＺ方向位置と、レーザ光の焦点位置とを一致させることができる。なお、測定対象の元素の種類によっては、表面３ａを、レーザ光の焦点位置からあえてずらし、表面３ａに照射されるレーザ光の密度を減少させることが好ましい場合もある。そのような場合においても、本実施形態の発光分光分析装置１によれば、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃの交点が基準点Ｐからずれるように位置調整を行うことにより、ユーザが適切な位置関係を定めることができる。

図３は、調整用マーク投影部１２ｂが照射するポインタ光１６ｂの進行方向と、そのポインタ光１６ｂによって投影される調整用ポインタ１４ｂとの関係を模式的に示す図であって、図３（ａ）は、Ｚ方向における表面３ａの位置とレーザ光の焦点位置とが一致する状態を示す図であり、図３（ｂ）は、Ｚ方向における表面３ａの位置とレーザ光の焦点位置とが不一致である状態を示す図である。なお、図２を参照して説明したように、発光分光分析装置１は、調整用マーク投影部１２ｂと調整用マーク投影部１２ｃとにより、２本の調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃを表面３ａに投影するよう構成されているが、図面を見易くし、理解を容易にするために、図３（ａ）,図３（ｂ）においては、調整用マーク投影部１２ｃおよび調整用ポインタ１４ｃの図示を省略している。

なお、図３（ａ）,図３（ｂ）においては、ポインタ光１６ｂの進行方向を説明するための平面１７を図示している。図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、平面１７は、ポインタ光１６ｂによって投影される調整用ポインタ１４ｂの長手方向とＺ方向とに平行な平面である。なお、平面１７は、ポインタ光１６の進行方向の特徴を説明するために想定した仮想的な面であって、発光分光分析装置１に物理的に設ける必要はない。

図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、本実施形態の調整用マーク投影部１２ｂは、平面１７に対し、斜めの方向（すなわち平面１７に対し非平行）に進行するポインタ光１６ｂを照射する。

このようにすれば、斜め方向に進行するポインタ光１６ｂからなる面と、表面３ａとの交線部分に、ライン状の調整用ポインタ１４ｂが投影されることとなる。よって、表面３ａのＺ方向位置が変化すれば、表面３ａにおける調整用ポインタ１４ｂの投影位置もそれに応じて変更する。

例えば、Ｚ方向における表面３ａの位置がレーザ光の焦点位置と一致する場合は、図３（ａ）に示すように、調整用ポインタ１４ｂが基準点Ｐ上に投影される。一方、Ｚ方向における表面３ａの位置がレーザ光の焦点位置から離隔すればするほど、図３（ｂ）に示すように、表面３ａにおける調整用ポインタ１４ｂは、基準点Ｐから遠ざかる。

このように、本実施形態の発光分光分析装置１によれば、表面３ａのＺ方向位置がレーザ光の焦点位置に対してどれだけずれているかを、基準点Ｐと調整用ポインタ１４ｂとの位置関係で表すことができる。

さらに、本実施形態の発光分光分析装置１によれば、表面３ａのＺ方向位置に応じて調整用ポインタ１４ｂの投影位置が変化するので、表面３ａに凹凸や起伏が存在する場合には、その形状に応じて調整用ポインタ１４ｂが歪む。これに対し、表面３ａが完全に平坦で、且つＸＹ平面に対して表面３ａが平行である場合、調整用ポインタ１４ｂは、Ｘ方向に平行な直線として投影されることとなる。なお、図３においては図示を省略しているが、調整用ポインタ１４ｃも、Ｙ方向に平行な一直線として投影される。

図４（ａ）は、表面３ａがＸＹ平面に対し平行である場合に、表面３ａおよびステージ１１上に投影される調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃを示す図である。図４（ａ）に示すように、表面３ａがＸＹ平面に対し平行である場合、調整用ポインタ１４ｂはＸ方向に平行となり、調整用ポインタ１４ｃはＹ方向に平行となるため、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃは、表面３ａ上にて互いに垂直に交差する。

図４（ｂ）は、表面３ａがＸＹ平面に対し傾きを有する場合の被測定物３を示す側面図と上面図である。上述したように、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃの投影位置は、表面３ａのＺ方向位置に応じて変動する。よって、図４（ｂ）に示すように表面３ａが傾いている場合、表面３ａに投影される調整用ポインタ１４ｃはＸ方向に対し傾きを有することとなる。

その結果、図４（ｂ）に示すように、表面３ａに投影される調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃは垂直では交わらない。このように、本実施形態の発光分光分析装置１によれば、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃが垂直に交わるか否かに基づいて、表面３ａがＸＹ平面に対し平行な面であるか否かを表すことができる。また、ユーザは、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃを見ながら、例えばステージ１１の角度を変更するなどして被測定物３の傾きを変化させることにより、表面３ａがＸＹ平面に対し平行となるように調整することができる。

次に、図５を参照して、第２実施形態の発光分光分析装置１について説明する。上述した第１実施形態の発光分光分析装置１において、標示マーク投影部１２ａが表面３ａに投影する基準点ポインタ１３は点状であった。これに対し、第２実施形態の発光分光分析装置１は、点状の基準点ポインタ１３に代えて、十字状の基準点ポインタ２０を投影する標示マーク投影部２２ａ，２２ｂが、標示マーク投影部１２ａに代えて設けられる。なお、この標示マーク投影部２２ａ，２２ｂは、ライン状のポインタ光を出力する赤色半導体レーザ光源で構成される。

なお、第２実施形態の発光分光分析装置１において、第１実施形態の発光分光分析装置１と同一の構成および作用については同一の符号を付し、説明および図示を省略する。

図５（ａ）は、第２実施形態の発光分光分析装置１に設けられる標示マーク投影部２２ａ，２２ｂと、標示マーク投影部２２ａ，２２ｂによって表面３ａに投影される基準点ポインタ２０ａ，２０ｂとの関係を模式的に示す図である。なお、第１実施形態の発光分光分析装置１と同様に、表面３ａにはライン状の調整ポインタ１４ｂ，１４ｃも投影されるが、図５（ａ）においては、図面を見易くするために、調整ポインタ１４ｂ，１４ｃの図示をあえて省略している。

図５（ａ）に示すように、標示マーク投影部２２ａは、Ｙ方向を長手方向とするポインタ光２３ａを表面３ａへ向けて照射する。よって、表面３ａには、ポインタ光２３ａによって、Ｙ方向を長手方向とするライン状の基準点ポインタ２０ａが投影されることとなる。

ここで、標示マーク投影部２２ｂは、基準点Ｐを通るＹＺ平面（図示せず）上から、ＹＺ平面に平行に進行するポインタ光２３ａを照射する。したがって、ポインタ光２３ａによって、基準点Ｐを通りＹ方向を長手方向とするライン状の基準点ポインタ２０ａが投影される。この基準点ポインタ２０ａの投影位置は、表面３ａのＺ方向位置に拘わらず、常に一定である。

同様に、標示マーク投影部２２ｂは、基準点Ｐを通るＺＸ平面（図示せず）上から、ＺＸ平面に平行に進行するポインタ光２３ｂを照射する。このポインタ光２３ｂはＸ方向を長手方向とするライン状のポインタ光である。したがって、ポインタ光２３ｂによって、基準点Ｐを通りＸ方向を長手方向とするライン状の基準点ポインタ２０ｂが、表面３ａに投影される。この基準点ポインタ２０ｂの投影位置も、表面３ａのＺ方向位置に拘わらず、常に一定である。

第２実施形態の発光分光分析装置１によれば、表面３ａのＺ方向位置に関わらず、基準点ポインタ２０ａ，２０ｂが基準点Ｐで必ず交差する。すなわち、表面３ａの基準点Ｐを交点とする十字状の標示マークを、表面３ａへ投影することができる。よって、第２実施形態の発光分光分析装置１によれば、基準点２０ａ，２０ｂによって、視覚的に分かりやすく基準点Ｐを標示することができる。

図５（ｂ）を参照して、基準点ポインタ２０ａ，２０ｂと共に、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃが投影されている状態を説明する。

図５（ｂ）は、第２実施形態の発光分光分析装置１において、基準点ポインタ２０ａ,２０ｂと共に、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃが投影された被測定物３を示す斜視図である。

第１実施形態において説明したように、Ｚ方向における表面３ａの位置とレーザ光の焦点位置とが一致する場合、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃは、基準点Ｐにおいて交差する。一方、Ｚ方向における表面３ａの位置とレーザ光の焦点位置とが不一致の場合は、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃの交点が基準点Ｐからずれる。

したがって、図５（ｂ）に示すように、基準点ポインタ２０ａ，２０ｂによって標示される基準点Ｐと、調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃの交点が一致している否か、すなわち、Ｚ方向における表面３ａの位置とレーザ光の焦点位置とが一致しているか否かが視覚的に明確に判断することができ、位置調整の作業をより容易化することができる。

なお、本第２実施形態では、ライン状のポインタを投影する標示マーク投影部２２ａ，２２ｂを用いていたが、これに代えて、十字状のポインタを投影する部材を用いるように構成しても良い。このようにすれば、ポインタ投影ユニット１２の部品点数を削減できる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施形態では、ユーザが目視にて調整用ポインタ１４ｂ,１４ｃを確認し、その交点が基準点Ｐに一致するようにステージ１１を調整するものとして説明したが、他の方法によって、位置調整を実現するものであっても良い。

例えば、表面３ａをカメラで撮影し、撮影により得られた画像データをコンピュータ１０によって解析することにより、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃと基準点Ｐとの位置関係を算出し、その算出した位置関係に従って、ステージ１１のＺ方向移動量を決定し、その移動量を用いて、ステージ１１のＺ方向位置を自動的に調整するように構成しても良い。このようにすれば、高精度な位置調整を自動で行わせることができると共に、ユーザの操作負担が軽減する。すなわち、Ｘ方向およびＹ方向における、基準点Ｐと調整マーク１４ｂ，１４ｃとのズレ量は、Ｚ方向におけるレーザ光の焦点位置と表面３ａとのズレ量と相関するので、基準点Ｐと調整マーク１４ｂ,１４ｃのズレ量を計る、又はＣＣＤ画面上で画素数を計ることにより、レーザ光の焦点位置と表面３ａとのズレ量を定量的に簡易に計ることが出来る。したがって、表面３ａをレーザ光の焦点位置に合わせることが容易となる。また、レーザ光の照射密度を低減させるために、表面３ａをレーザ光の焦点位置からあえて離隔させる場合があるが、このような場合にも、定量的に測定されるレーザ光の焦点位置と表面３ａとのズレ量を用いて、希望するデフォーカス位置に移動させることが出来る。

なお、上述の実施形態では、ステージ１１を移動させることにより、表面３ａのＺ方向位置を変化させ、表面３ａとレーザ光の焦点位置との相対的な位置関係を調整するものとして説明したが、これに代えて、レーザ光の焦点位置を変化させることにより、Ｚ方向における表面３ａの位置とレーザ光の焦点位置との位置関係を調整するように、発光分光分析装置１を構成しても良い。但し、この場合は、変更後のレーザ光焦点位置と、調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃの交点とが一致するように、レーザ光の焦点位置の変化に合わせて、調整用マーク投影部１２ｂ，１２ｃによるポインタ光１６ｂ，１６ｃの照射角度が変化さる必要がある。

また、上記実施形態では、基準点ポインタ１３、または基準点ポインタ２０ａ,２０ｂを表面３ａに投影していたが、基準点ポインタを投影することに代えて、例えば、ステージ１１等に基準点ポインタを予め付しておくように構成しても良い。

図６は、変形例の基準点ポインタ２４と、基準点ポインタ２４の交点上に載置された被測定物３との関係を模式的に示す図である。図６に示すように、例えば、レーザ発振器２（図１参照）から照射されるレーザ光の光軸とステージ１１とが交わる点を交点とする十字状の基準点ポインタ２４を、ステージ１１上に予め付しておく構成としても良い。この場合、作業者には、十字状の基準点ポインタ２４の交点に被測定物３を載置させる。このようにすれば、十字状の基準点ポインタ２４の交点部分は、被測定物３を載置することによって見えなくなるものの、ユーザは基準点ポインタ２４の可視範囲から、その交点位置を予測し、その交点位置の直上に当たる表面３ａの基準点Ｐを予測することができる。そして、表面３ａに投影される調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃの交点が、予測される基準点Ｐに一致するように位置を調整することにより、上記実施形態と同様に、レーザ光の焦点位置と表面３ａのＺ方向位置との位置関係を、好適に調整することができる。

また、上記実施形態は、レーザマイクロプローブ発光分光分析法（ＬＭＡ：Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を利用した発光分光分析装置１に本発明を適用する場合について説明したが、位置合わせや位置決め、位置の調整を要する全ての装置、例えば、蛍光Ｘ線分析装置、Ｘ線回折装置、赤外分光分析装置や分光蛍光光度計などの分光分析装置、レーザー加工装置、撮像装置のフォーカスを合わせることが必要な画像処理を用いた分析装置などの各種装置に対し、本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、互いに交差する２本の調整用ポインタ１４ｂ，１４ｃを投影していたが、１本の調整用ポインタを投影するものであっても良い。この場合、そのライン状の調整用ポインタが基準点Ｐを通るように、表面３ａのＺ方向位置を調整するという容易な作業で、表面３ａのＺ方向位置を、レーザ光の焦点位置に一致させることができる。なお、３本以上の調整用ポインタを投影するものであっても良い。
＜その他＞
＜手段＞
技術的思想１記載の位置調整装置は、調整対象面における所定の基準点を標示する基準点標示手段と、前記調整対象面に交わる第１方向における前記調整対象面の位置が、既定位置に近いほど、前記基準点標示手段により標示される前記基準点に近い位置に、調整用マークを投影する調整用マーク投影手段とを備えることを特徴とする。
技術的思想２記載の位置調整装置は、技術的思想１記載の位置調整装置において、前記調整用マーク投影手段は、前記既定位置と、前記調整対象面上の基準点の第１方向位置とが一致する状態において、前記基準点標示手段により標示される基準点に、前記調整用マークを投影することを特徴とする。
技術的思想３記載の位置調整装置は、技術的思想２記載の位置調整装置において、前記調整用マーク投影手段は、ライン状の調整用マークを前記調整対象面に投影することを特徴とする。
技術的思想４記載の位置調整装置は、技術的思想３記載の位置調整装置において、前記調整用マーク投影手段は、前記調整対象面に投影されるライン状の調整用マークの長手方向と前記第１方向とに平行な面に対して斜めの方向に進行するライン状の光を、前記調整対象面へ向けて照射することにより、前記ライン状の調整用マークを投影することを特徴とする。
技術的思想５記載の発光分光分析装置は、レーザ光を被測定物に照射し、被測定物に含まれる成分をプラズマ化させて分析することにより、被測定物に含まれる成分を分析するものであって、レーザ光を出射するレーザ光源と、そのレーザ光源からのレーザ光を被測定物に案内する導光光学系と、被測定物の表面である調整対象面上の基準点を標示する基準点標示手段と、前記レーザ光の光軸方向における前記調整対象面の位置が、前記導光光学系により案内されるレーザ光の焦点位置に近いほど、前記基準点標示手段により標示される前記基準点に近い位置に、調整用マークを投影する調整用マーク投影手段とを備える。
＜効果＞
技術的思想１記載の位置調整装置によれば、調整用マーク投影手段は、第１方向における調整対象面の位置が既定位置に近いほど、基準点に近い位置に調整用マークを投影する。したがって、調整対象面に投影される調整用マークが基準点に近づくように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との間の位置関係を調整することにより、第１方向における調整対象面の位置と既定位置とを近づけることができる。また、調整対象面に投影される調整用マークが基準点から離れるように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との間の位置関係を調整することにより、第１方向における調整対象面の位置を既定位置から離隔させることができる。したがって、調整用マークを目印として位置調整を容易に行うことができるという効果がある。
技術的思想２記載の位置調整装置によれば、技術的思想１記載の位置調整装置の奏する効果に加え、既定位置と、調整対象面上の基準点の第１方向位置とが一致する状態において、基準点に調整用マークが投影される。よって、調整用マークが基準点に投影されるように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との位置調整を行う、という容易な作業で、調整対象面の第１方向位置と既定位置とを一致させることができるという効果がある。
技術的思想３記載の位置調整装置によれば、技術的思想２記載の位置調整装置の奏する効果に加え、ライン状の調整用マークが基準点を通るように、調整対象面の第１方向位置と既定位置との位置関係を調整する、という容易な作業で、調整対象面の第１方向位置と既定位置とを一致させることができるという効果がある。
技術的思想４記載の位置調整装置によれば、技術的思想３記載の位置調整装置の奏する効果に加え、前記調整用マーク投影手段は、前記調整対象面に投影される調整用マークの長手方向と前記第１方向とに平行な面に対して斜めの方向に進行するライン状の光を、前記調整対象面へ向けて照射することにより、前記ライン状の調整用マークを投影するので、ライン状のマークの投影位置は、第１方向における調整対象面の位置に応じたものとなる。したがって、調整対象面の第１方向位置が既定位置に対してどれだけずれているかを、基準点とライン状調整用マークとの位置関係によって表すことができるという効果がある。
技術的思想５記載の発光分光分析装置によれば、調整用マーク投影手段は、レーザ光の光軸方向における調整対象面の位置が、導光光学系により案内されるレーザ光の焦点位置に近いほど、基準点標示手段により標示される基準点に近い位置に調整用マークが投影される。よって、調整対象面に投影される調整用マークが基準点に近づくように、被測定物の光軸方向位置とレーザ光の焦点位置との位置関係を調整する、という容易な作業で、レーザ光の光軸方向における調整対象面の位置と、レーザ光の焦点位置とを近づけることができ、位置調整を容易に行うことができるという効果がある。また、調整対象面を、レーザ光の焦点位置からあえてずらし、調査対象面に照射されるレーザ光の密度を減少させようとする場合には、調整用マークが基準点からずれるように、被測定物の光軸方向位置とレーザ光の焦点位置との位置関係を調整すれば良いので、この場合にも、位置調整を容易に行うことができる。

第１実施形態の発光分光分析装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）は、被測定物の表面のＺ方向位置とレーザ光の焦点位置とが一致している状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、被測定物の表面のＺ方向位置とレーザ光の焦点位置とが不一致の状態を示す斜視図である。 ポインタ光の進行方向と、そのポインタ光によって投影される調整用ポインタの向きとの関係を模式的に示す図である。 （ａ）は、表面がＸＹ平面に対し平行である場合に、表面およびステージ１１上に投影される調整用ポインタを示す図であり、（ｂ）は、表面がＸＹ平面に対し傾きを有する場合の被測定物を示す側面図と上面図である。 （ａ）は、第２実施形態の発光分光分析装置に設けられる標示マーク投影部と、標示マーク投影部によって表面に投影される基準点ポインタとの関係を模式的に示す図であり、（ｂ）は、第２実施形態の発光分光分析装置において、基準点ポインタと共に、調整用ポインタが投影された被測定物を示す斜視図である。 変形例の基準点ポインタと、基準点ポインタの交点上に載置された被測定物との関係を模式的に示す図である。 従来の発光分光分析装置におけるレーザ光の照射と、そのレーザ光の照射によって発生するプラズマとの関係を模式的に示す図である。

１ 分析装置（位置調整装置）
２ レーザ発振器（レーザ光源）
３ 被測定物
３ａ 表面（調整対象面）
４ 対物レンズ（導光光学系）
５ プラズマ
１２ａ 標示マーク投影部（基準点標示手段）
１２ｂ，１２ｃ 調整用マーク投影部（調整用マーク投影手段）
１４ｂ，１４ｃ 調整用ポインタ（調整用マーク）
１６ ライン状の光
１７ 平面（面）
２２ａ，２２ｂ 標示マーク投影部（基準点標示手段）
２４ 基準点ポインタ（基準点標示手段）
Ｐ 基準点

Claims (4)

1. 調整対象面における所定の基準点を標示する基準点標示手段と、
   前記調整対象面に交わる第１方向における前記調整対象面の位置が、既定位置に近いほど、前記基準点標示手段により標示される前記基準点に近い位置に、ライン状の調整用マークを投影する調整用マーク投影手段とを備え、
   前記調整用マーク投影手段は、
   前記既定位置と、前記調整対象面上の基準点の第１方向位置とが一致する状態において、前記基準点標示手段により標示される基準点に、前記ライン状の調整用マークを投影するものであって且つ、
   前記基準点を通り前記第１方向を法線とする面に投影されるライン状の調整用マークの長手方向と前記第１方向とに平行な面に対して斜めの方向に進行するライン状の光を、前記調整対象面へ向けて照射することにより、前記ライン状の調整用マークを投影するものである
   ことを特徴とする位置調整装置。
2. 前記調整用マーク投影手段は、
   互いに交差する少なくとも２本のライン状の調整用マークを前記調整対象面へ投影するものであり、
   前記調整対象面における基準点の第１方向位置が前記既定位置に一致する場合、前記少なくとも２本のライン状の調整用マークは、前記基準点で交差することを特徴とする請求項１記載の位置調整装置。
3. 前記基準点標示手段は、
   前記調整対象面上の基準点を交点とする十字状の標示マークを、前記調整対象面へ投影するものであることを特徴とする請求項１または２記載の位置調整装置。
4. レーザ光を被測定物に照射し、被測定物に含まれる成分をプラズマ化させて分析することにより、被測定物に含まれる成分を分析する発光分光分析装置であって、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の位置調整装置と、
   レーザ光を出射するレーザ光源と、
   そのレーザ光源からのレーザ光を被測定物に案内する導光光学系と、
   を備え、
   前記調整対象面は、前記被測定物の表面であることを特徴とする発光分光分析装置。

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