(57)【要約】【課題】  光学的分析装置において、光ファイバーの光出射部への接着剤の付着を防止する。【解決手段】  光学フィルター３に溝部３ａと穴部３ｂとを形成し、これらの溝部３ａ等に光ファイバー２を配置した。溝部３ａと光ファイバー２との間の隙間は、毛細管現象が生じる程度であり、穴部３ｂと光ファイバー２との間の隙間は、毛細管現象が生じない程度である。溝部３ａに接着剤４を付着させると、該接着剤４は毛細管現象によって溝部３ａの全体に充填されるが、穴部３ｂには充填されず、光出射部２ａには到達しない。したがって、光出射部２ａへの接着剤４の付着が防止される。【選択図】      図１
2005172714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析用の光を導くと共に該光を光出射部から出射する光ファイバーと、該光ファイバーを支持する支持体と、を備えた光学的分析装置において、
前記支持体には、毛細管現象が生じる程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する溝部と、毛細管現象が生じない程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する穴部と、が形成され、
前記光ファイバーの一部は前記溝部にて接着剤により接着され、
前記穴部は、前記溝部よりも前記光ファイバーの光出射部に近接する位置に形成された、
ことを特徴とする光学的分析装置。
【請求項２】
前記光出射部は、前記光ファイバーが斜めに切断された切断面を有し、前記光ファイバー中を進行してきた光が前記切断面にて反射されて該光ファイバーの外部に出射される、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的分析装置。
【請求項３】
前記穴部は半球状である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学的分析装置。
【請求項４】
前記穴部は、前記溝部と前記光出射部との間に形成された、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学的分析装置。
【請求項５】
前記接着剤は、粘度が２０００ｃＰＳ以上の樹脂からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学的分析装置。
【請求項６】
分析用の光を導くと共に該光を光出射部から出射する光ファイバーと、該光ファイバーを支持する支持体と、を備えた光学的分析装置を製造する、光学的分析装置の製造方法において、
毛細管現象が生じる程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する溝部と、毛細管現象が生じない程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する穴部とを、該穴部が前記溝部よりも前記光ファイバーの光出射部に近接するように前記支持体に形成する工程と、
これらの溝部及び穴部に前記光ファイバーを収容する工程と、
前記溝部に接着剤を付着させて、毛細管現象を利用して該接着剤を前記溝部と前記光ファイバーとの隙間に充填する工程と、
を備えたことを特徴とする光学的分析装置の製造方法。
【請求項７】
前記接着剤の前記溝部への付着は、前記光出射部が前記溝部よりも上方に位置する状態で行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の光学的分析装置の製造方法。
【請求項８】
前記接着剤の前記溝部への付着は、前記光出射部が前記溝部よりも上方に位置するように前記支持体を傾けた状態で行う、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学的分析装置の製造方法。
【請求項９】
前記溝部は、前記支持体を傾けない状態でも前記光出射部が該溝部よりも上方に位置するように、前記支持体に傾斜した状態に形成した、
ことを特徴とする請求項７に記載の光学的分析装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバーを支持体により支持するようにして構成した光学的分析装置、及び該光学的分析装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学および生化学分析のための光学的分析装置については種々の構造のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような光学的分析装置は、人の病原因および食品、水、環境中の毒素を高感度に検出するものであって、分析用の光を導くための光ファイバーを有していて、該光ファイバーの光出射部からはセンサー部（バイオセンサ等）に向けて光が出射されるように構成されていた。
【０００４】
この光ファイバーは、光学フィルターに形成された溝部に収容されると共に、該溝部に充填された接着剤により固定されていた。
【０００５】
また、光ファイバーを接着剤により固定するようにした技術は光通信の分野でも使用されている（特許文献２，３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５７７３２号公報
【特許文献２】特開平０９−０３３７４６号公報
【特許文献３】特開２０００−３４７０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、光出射部から光が出射されるためには該光出射部には接着剤が付着しないようにする必要があるが、製造段階において、上述のような溝部に接着剤を付着させた場合、該接着剤は毛細管現象によって溝部に充填されることとなるので、前記光出射部にまで接着剤が付着してしまうことがあった。
【０００８】
なお、上記特許文献２には、光ファイバーを配置するためのＶ溝と、毛細管現象を利用して該Ｖ溝に接着剤を充填するようにした点と、該Ｖ溝に直交するように溝を配置して接着剤をそれ以上進行させないようにした点が開示されているが、該文献２の技術は光通信装置に関するものであり、本発明とは技術分野の関連性は無い。
【０００９】
また、上記特許文献３にも、接着剤の進行を防止すべく光ファイバテープと光ファイバテープとの間に隙間を設けた点が開示されているが、該文献３は光ファイバスイッチに関するものであり、本発明とは技術分野の関連性は無い。
【００１０】
そこで、本発明は、光出射部への接着剤の付着を防止する光学的分析装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
また、本発明は、光出射部への接着剤の付着を防止する光学的分析装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、分析用の光を導くと共に該光を光出射部から出射する光ファイバーと、該光ファイバーを支持する支持体と、を備えた光学的分析装置において、
前記支持体には、毛細管現象が生じる程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する溝部と、毛細管現象が生じない程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する穴部と、が形成され、
前記光ファイバーの一部は前記溝部にて接着剤により接着され、
前記穴部は、前記溝部よりも前記光ファイバーの光出射部に近接する位置に形成された、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、分析用の光を導くと共に該光を光出射部から出射する光ファイバーと、該光ファイバーを支持する支持体と、を備えた光学的分析装置を製造する、光学的分析装置の製造方法において、
毛細管現象が生じる程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する溝部と、毛細管現象が生じない程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する穴部とを、該穴部が前記溝部よりも前記光ファイバーの光出射部に近接するように前記支持体に形成する工程と、
これらの溝部及び穴部に前記光ファイバーを収容する工程と、
前記溝部に接着剤を付着させて、毛細管現象を利用して該接着剤を前記溝部と前記光ファイバーとの隙間に充填する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によると、光ファイバーの光出射部に接着剤が付着することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
本発明に係る光学的分析装置は、図１(a) (b) に符号１で例示するように、分析用の光Ｌを導くための光ファイバー２と、該光ファイバー２を支持する支持体３と、を備えている。
【００１７】
この光ファイバー２は、前記分析用の光を外部に出射するための光出射部２ａを有している。また、前記支持体３には、前記光ファイバーの一部（具体的には、光出射部２ａの近傍以外の部分）を収容する溝部３ａと、前記光ファイバーの一部（具体的には、光出射部２ａの近傍の部分）を収容する穴部３ｂと、が形成されている。なお、前記穴部３ｂは、前記溝部３ａよりも前記光ファイバーの光出射部２ａに近接する位置に形成されている。そして、前記溝部３ａは、（収容した光ファイバー２との間に）毛細管現象が生じる程度の隙間が形成される大きさ（断面積）であり、前記穴部３ｂは、（収容した光ファイバー２との間に）毛細管現象が生じない程度の隙間が形成される大きさ（断面積）である。また、前記溝部３ａでは、前記光ファイバー２の一部が接着剤４にて接着されている。なお、上述した溝部３ａと穴部３ｂとは連通するように形成されている。また、前記溝部３ａは“前記光出射部２ａの近傍以外の部分”を収容するように形成されているが、“前記光出射部２ａの近傍以外の部分”を全て収容している必要は無く、該部分の一部を収容していれば足りる。さらに、前記穴部３ｂは、上述したように“前記光出射部２ａの近傍の部分を収容するように形成”されている必要があるが、
・  前記光出射部２ａそのものを収容するように形成されていても、
・  図１及び図２に示すように、前記光出射部自体は収容せずに、前記光出射部２ａの近傍部のみを収容するように形成されていても良い。後者の場合、後述するように接着剤４の光出射部２ａへの進行を止めるためには、穴部３ｂは、前記溝部３ａ（つまり、接着剤４が付着される部分）と前記光出射部２ａとの間に形成しておく必要がある。
【００１８】
光ファイバー２としては、
・  コア径５０μｍ・クラッド径１２５μｍの光通信ファイバーや
・  コア径２００μｍ・クラッド径２４０μｍの伝送用ファイバーや
・  工業用グレードプラスティックファイバーや
・  通信用グレードプラスティックファイバー
などを用いると良い。
【００１９】
その光出射部２ａは、前記光ファイバー２が斜めに切断された切断面（図１(a)参照）を有し、前記光ファイバー中を進行してきた光が前記切断面にて反射されて該光ファイバー２の外部に出射されるようになっている（図１(a)の符号Ｌ参照）。この光出射部２ａは、光ファイバー２の先端部に形成すると良く（但し、先端部以外の部分に形成された態様を本発明の範囲から除外する趣旨では無い）、該先端部を斜め（具体的には４５度の角度）にカットして、そのカット面を鏡面研磨してミラー面（全反射ミラー面）として機能させて構成すると良い。この場合、光ファイバー２の内部を進行してきたレーザ光は、このカット面にて全反射され、図１(a) の符号Ｌに示すように光ファイバー外部に出射される。つまり、光ファイバー先端部が点光源として機能することとなる。
【００２０】
支持体３としては、光学フィルターを用いると良い。光学フィルターとしては、色ガラスフィルター、ダイクロイックフィルター、ゼラチンフィルター、ロングパスフィルター、可視光ブロックフィルター、ＩＲパスフィルターなどを用いることが出来る。本構成では色ガラスフィルター、もしくはダイクロイックフィルターを用いることが好ましい。
【００２１】
前記穴部３ｂは、半球形状、直方体形状、立方体形状などにすると良い。例えば、直径が１．５ｍｍφ程度の半球状穴にすると良い。
【００２２】
光ファイバー２の一部（光出射部２ａの近傍以外の部分）は、上述のように溝部３ａに収容された状態で接着剤４により固定されるが、その接着剤４としては、ＵＶ硬化型・熱硬化型・２液混合型・瞬間接着型などの接着剤であって、エポキシ系やシリコン系などの材質のものを用いることが出来る。特に、光学素子を接着するときに用いられるＵＶ硬化型エポキシ系接着剤、もしくは熱硬化型のエポキシ系接着剤等、エポキシ系接着剤を用いると良く、粘度は２０００ｃＰＳ以上にすると良い。
【００２３】
前記光出射部２ａに対向する位置にバイオセンサを配置し、励起光を導入できるようにすると良い。
【００２４】
上述した光ファイバー２の端部（前記光出射部２ａが形成される端部と反対側の端部）にはレーザーダイオード等のレーザ光発生手段５を配置して、該光ファイバー２にレーザ光が導入されるように構成すると良い。図１(b) 中の符号６は光コネクタを示し、符号７は、レーザ光発生手段５からのレーザ光を収束させて前記光コネクタ６に導入されるようにするためのレンズを示す。なお、光コネクタ６としては、ＦＣ・ＳＣ・ＳＴ・Ｄ４・ＭＵ型のものを用いると良く、研磨のレベルはＰＣ・ＳＰＣ・ＡＰＣにすると良い。例えば、ＦＣ型の光コネクタを用い、研磨レベルをＰＣにすると良い。また、レンズ７としては、非球面レンズ、セルフォックレンズ、平凸もしくは両凸レンズ群、顕微鏡用対物レンズなどを用いることが出来る。本構成ではセルフォックレンズまたは非球面レンズを用いることが好ましい。さらに、レーザーダイオードとしては、市販の製品が用いられる。波長は６３３ｎｍ、６３５ｎｍ、６３８ｎｍ、６４０ｎｍ、６４５ｎｍ、６５０ｎｍ、６５８ｎｍ、６７０ｎｍ、６７５ｎｍ、６８０ｎｍ、６８５ｎｍ、６８５ｎｍ、６９０ｎｍのものを選択して用いることが出来る。本構成では波長が６７０ｎｍ以下のものを用いることが好ましい。
【００２５】
なお、図１(a) (b) 及び図２(a) (b) の符号１０は、支持体３等を支持するためのフォルダーを示す。
【００２６】
上述した光学的分析装置（つまり、分析用の光を導くと共に該光を光出射部２ａから出射する光ファイバー２と、該光ファイバー２を支持する支持体３と、を備えた光学的分析装置）は次のような方法で製造すればよい。
【００２７】
まず、上述した溝部３ａ（つまり、毛細管現象が生じる程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する溝部）と穴部３ｂ（つまり、毛細管現象が生じない程度の隙間を有して前記光ファイバーの一部を収容する穴部）とを前記支持体３に形成する。なお、穴部３ｂは、前記溝部３ａよりも前記光ファイバーの光出射部２ａに近接するようにする。
【００２８】
次に、これらの溝部３ａ及び穴部３ｂに前記光ファイバーを収容する。
【００２９】
その後、前記溝部３ａに接着剤４を付着させると、該接着剤４は毛細管現象によって溝部３ａに充填されるが、穴部３ｂには充填されない。その結果、光出射部２ａへの接着剤４の付着を防止できる。
【００３０】
なお、接着剤を付着する箇所は、図２(a) (b) に符号４で示すように、溝部３ａの端部としても良いが、端部以外の箇所（例えば、溝部３ａの中央部）であっても良い。図２(a)(b)のように溝部端部に付着された接着剤４は、毛細管現象によって図１(a)(b)に示すように溝部全体に充填されることとなる。
【００３１】
また、前記接着剤４の前記溝部３ａへの付着は、前記光出射部２ａが前記溝部３ａよりも上方に位置する状態で行うと良い。例えば、
・  前記光出射部２ａが前記溝部３ａよりも上方に位置するように前記支持体３を傾けた状態（或いは立設させた状態）で行ったり、
・  前記支持体３を傾けない状態（水平状態）でも前記光出射部２ａが該溝部３ａよりも上方に位置するように該溝部３ａを（前記支持体に）傾斜した状態に形成したり、
すると良い。
【００３２】
さらに、前記光ファイバー２の接着剤４による固定は、該光ファイバー２の位置調整を行った後に行うと良い。この場合の位置調整には、前記光出射部２ａから光が出射される方向を調整することも含む。図３は、光出射部から光が出射される方向を調整するための装置等を示す模式図である。図中の符号２０，２１は、支持体３や光ファイバー２を仮留めするための治具を示し、符号２２は、光出射位置を視認するためのチャート付き天板を示し、符号２３は、該天板２２を支持するための棒を示す。光出射方向を調整するに際しては、光ファイバー２を長手方向に移動し、或いは回転させて光出射方向を天板２２にて確認すると良い。位置調整が完了した状態で、上述のように接着剤塗布を行って光ファイバー２を支持体３に固定する。
【００３３】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００３４】
本実施の形態によれば、光出射部２ａに接着剤４が付着することを防止できる。
【実施例１】
【００３５】
本実施例では、図１に示す光学的分析装置１を作製した。
【００３６】
光ファイバー２としては、クラッド径１２５μｍ、コア径５０μｍの通信用ファイバーを用いた。光ファイバー２の先端部２ａは、４５度の角度に鏡面加工（ミラー加工）して光出射部とした。なお、反射防止膜は蒸着しなかった。また、光コネクタ６としてはＦＣ型のものを用い、レーザ光発生手段５としてはレーザーダイオードを用いた。さらに、支持体３としては光学フィルター（ＨＯＹＡのＲＭ−９０）を用い、その大きさは１０ｍｍ□とした。溝部３ａは、断面形状を四角（幅が０．３ｍｍで深さが０．３ｍｍ）で長さを５ｍｍとし、穴部３ｂは、直径１．５ｍｍΦの半球状とした。
【００３７】
以下、光学的分析装置１の製造方法について説明する。
【００３８】
本実施例では、各部品を仮組みした状態で光ファイバー２の位置（回転位置）を調整しながら光軸合わせを行い、光軸調整が完了した状態で接着剤４を充填するようにした。すなわち、上述した光ファイバー２等の各部品を治具（図３の符号２０，２１参照）に組み付け、その状態で、レーザーダイオード５から光コネクタ６を介してレーザ光を光ファイバー２の内部に導入した。そして、光ファイバー２の位置を調整しながら光軸合わせを行い、光軸調整が完了した状態で治具２１を締め付けて光ファイバー２の回転位置を固定し、溝部３ａに接着剤（Ｅｐｏｔｅｋ社の３５３ＮＤ）を適量塗布した（図２の符号４参照）。すると、接着剤４は毛細管現象により、光ファイバー２と溝部３ａとの間の隙間（毛細管現象が生じる程度の隙間）に充填されたが、光ファイバー２と穴部３ｂとの間の隙間（毛細管現象が生じない程度の隙間）には充填されず、光ファイバー２の先端部２ａには到達しなかった（図１(b) 参照）。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】(a) は、本発明に係る光学的分析装置の構造の一例を示す断面図であり、(b) は、その平面図。
【図２】(a) は、接着剤の付着箇所を説明するための断面図であり、(b) はその平面図。
【図３】光出射部から光が出射される方向を調整するための装置等を示す模式図。
【符号の説明】
【００４０】
１      光学的分析装置
２      光ファイバー
２ａ    光出射部（先端部）
３      支持体（光学フィルター）
３ａ    溝部
３ｂ    穴部
４      接着剤
【図１】
2005172714.tif 000003
【図２】
2005172714.tif 000004
【図３】
2005172714.tif 000005