(57)【要約】      （修正有）【課題】ピンホール径およびピンホール位置を精度よく設定することができ、省スペースで、しかも、光ファイバの交換時のける端部へのピンホール位置の調整を容易に行う。【解決手段】円形のガラス基板１４ａの一表面に、中央部のみを残して遮光部材１４ｂを蒸着し、中央にピンホール１４ｃを形成する。コネクタ１２の先端面１２ｂに光ファイバ１の端面を精度よく位置合わせ、ピンホール１４ｃを光ファイバ１のコア１ａの中心位置に位置合わせた状態で接着する。【選択図】図２
2009093004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面に、コアに開口するピンホールを備えるピンホール部材を接着してなる光ファイバ。
【請求項２】
前記ピンホール部材が、透明な平板ガラスの前記コア側に配置される一面に遮光材料を蒸着することによりピンホールを形成してなる請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
光ファイバの端部に着脱可能に取り付けられ、取り付けられたときにコアに開口するピンホールを備えるキャップ。
【請求項４】
光ファイバの端面に密着させられる透明な平板部と、光ファイバの端部を支持するコネクタの嵌合面に着脱可能に嵌合する嵌合部とを備え、
前記平板部のコア側の一面に遮光部材を蒸着することによりピンホールを形成してなる請求項３に記載のキャップ。
【請求項５】
顕微鏡本体と、
該顕微鏡本体により集光された光を検出する光検出器と、
該光検出器および前記顕微鏡本体に着脱可能に取り付けられ、前記顕微鏡本体により集光された光を前記光検出器に導光する光ファイバとを備え、
該光ファイバの顕微鏡本体側に接続される端面に、該光ファイバのコアに開口するピンホールが接着されている顕微鏡。
【請求項６】
顕微鏡本体と、
該顕微鏡本体により集光された光を検出する光検出器と、
該光検出器および前記顕微鏡本体に着脱可能に取り付けられ、前記顕微鏡本体により集光された光を前記光検出器に導光する光ファイバとを備え、
該光ファイバの顕微鏡本体側に接続される端面に、該光ファイバのコアに開口するピンホールを備えるキャップが着脱可能に取り付けられている顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ、キャップおよび顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、共焦点顕微鏡において、共焦点ピンホール径を調節して、分解能の高い共焦点画像と、分解能は低いが被写界深度の大きな画像とを得るために、比較的コア径の大きな光ファイバの端面に近接して可変ピンホールを配置した顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０８６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、可変ピンホールは、ピンホール位置およびピンホール径を精度よく調節することができるものを製造することが非常に困難であり、その結果、顕微鏡において所望の分解能を精度よく得ることができないという不都合がある。
また、可変ピンホールは、可動部を有するためにその設置スペースが大きく必要であり、装置の大型化を招くことになるという不都合もある。
さらに、光ファイバを交換した際の、光ファイバの端部へのピンホール位置の調整が困難であるという不都合もある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ピンホール径およびピンホール位置を精度よく設定することができ、省スペースで、しかも、光ファイバの交換時のける端部へのピンホール位置の調整を容易に行うことができる光ファイバ、キャップおよび顕微鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、端面に、コアに開口するピンホールを備えるピンホール部材を接着してなる光ファイバを提供する。
本発明によれば、ピンホールの位置および形状をコアに対して精度よく調節したものを用意することができ、異なるピンホールを備えた光ファイバを交換することで、ピンホールの厳密な調整を不要としつつ、ピンホール径の変更を行うことができる。また、その場合のピンホールの調整機構を不要としたので、光ファイバの端部近傍における省スペースを図り、装置の小型化を達成することができる。さらに、ピンホール位置の光ファイバの端部に対する位置調整をその都度行う必要がない。
【０００７】
上記発明においては、前記ピンホール部材が、透明な平板ガラスの前記コア側に配置される一面に遮光材料を蒸着することによりピンホールを形成してなることとしてもよい。
このようにすることで、ピンホールの位置および形状を精密に製造することができ、また、ピンホールを光ファイバのコアに精密に一致するように容易に調節することができる。
【０００８】
また、本発明は、光ファイバの端部に着脱可能に取り付けられ、取り付けられたときにコアに開口するピンホールを備えるキャップを提供する。
本発明によれば、光ファイバの端部にキャップを取り付けると、キャップに設けられたピンホールが光ファイバのコアに一致するので、異なるピンホール径のキャップを複数用意しておくことで、光ファイバに対してキャップを付け替えて、簡易にピンホールを変更することが可能となる。
【０００９】
上記発明においては、光ファイバの端面に密着させられる透明な平板部と、光ファイバの端部を支持するコネクタの嵌合面に着脱可能に嵌合する嵌合部とを備え、前記平板部のコア側の一面に遮光部材を蒸着することによりピンホールを形成してなることとしてもよい。
このようにすることで、比較的精度よく製造することができるコネクタの外面を利用して、キャップを光ファイバに精度よく着脱し、ピンホールの変更を容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明は、顕微鏡本体と、該顕微鏡本体により集光された光を検出する光検出器と、該光検出器および前記顕微鏡本体に着脱可能に取り付けられ、前記顕微鏡本体により集光された光を前記光検出器に導光する光ファイバとを備え、該光ファイバの顕微鏡本体側に接続される端面に、該光ファイバのコアに開口するピンホールが接着されている顕微鏡を提供する。
【００１１】
本発明によれば、顕微鏡本体により集光された光が光ファイバによって導光され光検出器により検出される。この場合に、顕微鏡本体に集光された光が光ファイバに入射される際に、光ファイバの端面に接着されたピンホールにより絞られる。したがって、このピンホールを共焦点ピンホールとして使用することにより、高い空間的分解能を有する共焦点画像を取得可能な共焦点顕微鏡を構成できる。また、それよりも大きな口径のピンホールを有する光ファイバに交換することにより、分解能を抑えて明るく被写界深度の深い画像を取得可能な顕微鏡を構成することができる。さらに、その場合のピンホールの調整機構を不要としたので、光ファイバの端部近傍における省スペースを図り、小型化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明は、顕微鏡本体と、該顕微鏡本体により集光された光を検出する光検出器と、該光検出器および前記顕微鏡本体に着脱可能に取り付けられ、前記顕微鏡本体により集光された光を前記光検出器に導光する光ファイバとを備え、該光ファイバの顕微鏡本体側に接続される端面に、該光ファイバのコアに開口するピンホールを備えるキャップが着脱可能に取り付けられている顕微鏡を提供する。
【００１３】
本発明によれば、顕微鏡本体により集光された光が光ファイバによって導光され光検出器により検出される。この場合に、顕微鏡本体に集光された光が光ファイバに入射される際に、光ファイバの端部に取り付けられたキャップのピンホールにより絞られる。したがって、このピンホールを共焦点ピンホールとして使用することにより、高い空間的分解能を有する共焦点画像を取得可能な共焦点顕微鏡を構成できる。また、それよりも大きな口径のピンホールを有するキャップに交換することにより、分解能を抑えて明るく被写界深度の深い画像を取得可能な顕微鏡を構成することができる。さらに、その場合のピンホールの調整機構を不要としたので、光ファイバの端部近傍における省スペースを図り、小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ピンホール径およびピンホール位置を精度よく設定することができ、省スペースで、しかも、光ファイバの交換時のける端部へのピンホール位置の調整を容易に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る光ファイバ１および顕微鏡２について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る光ファイバ１は、図１に示されるように、本実施形態に係る顕微鏡２に備えられている。
【００１６】
本実施形態に係る顕微鏡２は、励起光Ｌ１を発生する光源ユニット３と、該光源ユニット３から発せられた励起光Ｌ１を観察対象に照射し、観察対象において発生した蛍光Ｌ２を集光する顕微鏡本体４と、該顕微鏡本体４により集光された蛍光Ｌ２を検出する検出ユニット５と、該検出ユニット５と前記顕微鏡本体４との間を着脱可能に接続する本実施形態に係る光ファイバ１とを備えている。
【００１７】
顕微鏡本体４には、光源ユニット３から導かれてきた励起光Ｌ１を２次元的に走査するスキャナ６と、該スキャナにより走査された励起光Ｌ１を観察対象に照射し、観察対象において発生した蛍光Ｌ２を集光する対物レンズ７と、該対物レンズ７により集光され、スキャナ６を介して同一光路を戻る蛍光Ｌ２を励起光から分岐するダイクロイックミラー８と、該ダイクロイックミラー８により分岐された蛍光Ｌ２を集光させるカップリングレンズ９とが備えられている。符号１０はレンズ、符号１１はバリアフィルタである。
前記検出ユニット５は、１以上の光電子増倍管からなる光検出器５ａを備えている。
【００１８】
前記光ファイバ１の両端には、コネクタ１２が取り付けられている。
顕微鏡本体４および検出ユニット５には、コネクタ１２を着脱可能に接続し、接続されたコネクタ１２を位置決め状態に固定するレセプタクル１３が設けられている。
【００１９】
コネクタ１２には、図２に示されるように、円柱状の嵌合面１２ａと先端面１２ｂとが備えられている。コネクタ１２の先端面１２ｂには光ファイバ１の端面が精度よく位置合わせされている。
一方、レセプタクル１３には、図４に示されるように、コネクタ１２の嵌合面１２ａを嵌合させる嵌合内面１３ａと、コネクタ１２の先端面１２ｂを突き当てる突き当て面１３ｂとが備えられている。
コネクタ１２の嵌合面１２ａをレセプタクル１３の嵌合内面１３ａに嵌合させ、コネクタ１２の先端面１２ｂをレセプタクル１３の突き当て面１３ｂに突き当てることにより、光ファイバ１の端面の光軸方向および半径方向の位置決めを同時に行うことができるようになっている。
【００２０】
本実施形態に係る光ファイバ１は、図２に示されるように、端面に接着されたピンホール部材１４を備えている。
ピンホール部材１４は、円形のガラス基板１４ａの一表面に、図３に示されるように、中央部のみを残して遮光材料１４ｂを蒸着することにより、中央にピンホール１４ｃを有する形態に形成されている。ピンホール部材１４は、ピンホール１４ｃを光ファイバ１のコア１ａの中心位置に位置合わせされた状態で接着されている。
【００２１】
光ファイバ１のコア１ａ中心はコネクタ１２の嵌合面１２ａに対して精度よく位置調整することができ、コネクタ１２の嵌合面１２ａをレセプタクル１３の嵌合内面１３ａに嵌合させるだけで、光ファイバ１のコア１ａ中心をレセプタクル１３の中心に位置決めすることができるようになっている。
また、上述したカップリングレンズ９による蛍光Ｌ２の集光位置Ａは、前記対物レンズ７の焦点位置と光学的に共役な位置関係に配置され、レセプタクル１３の突き当て面１３ｂと同一面上で、かつ、その中心位置に精度よく位置調整されている。
【００２２】
このように構成された本実施形態に係る光ファイバ１および顕微鏡２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡２を用いて観察対象を観察するには、光源ユニット３から発せられた励起光Ｌ１をスキャナ６によって２次元的に走査し、対物レンズ７によって観察対象に照射する。観察対象の励起光Ｌ１が照射された領域においては、存在している蛍光物質が励起されることにより蛍光Ｌ２が発生する。発生した蛍光Ｌ２は、その一部が対物レンズ７によって集光される。
【００２３】
対物レンズ７により集光された蛍光Ｌ２は、スキャナ６を介して同一光路を戻る途中で、ダイクロイックミラー８によって励起光Ｌ１から分岐され、カップリングレンズ９によって集光される。
カップリングレンズ９の焦点位置Ａには、コネクタ１２をレセプタクル１３に接続することにより、レセプタクル１３の突き当て面１３ｂに突き当てられたコネクタ１２の先端面１２ｂ、すなわち、光ファイバ１のコア１ａの端面が配置されており、該端面にはピンホール部材１４が接着されている。したがって、カップリングレンズ９により集光された蛍光Ｌ２の内、ピンホール部材１４のピンホール１４ｃを通過した蛍光Ｌ２のみが光ファイバ１のコア１ａ内に入射されて導光され、光検出器５ａによって検出される。
【００２４】
この場合において、ピンホール部材１４のピンホール１４ｃを十分に小さく構成しておけば、当該ピンホール１４ｃを共焦点ピンホールとして使用し、対物レンズ７の焦点面において発生した蛍光Ｌ２のみを通過させて、空間分解能の高い鮮明な蛍光画像を取得することができる。一方、ピンホール１４ｃを大きくしていくに従って、共焦点効果は低くなり、蛍光画像の鮮明さは低下していく反面、被写界深度が深く明るい蛍光画像を取得することができる。
【００２５】
本実施形態に係る顕微鏡２において、ピンホール径の変更は、レセプタクル１３からコネクタ１２を取り外し、光ファイバ１ごと交換することにより行われる。すなわち、口径の異なるピンホール１４ｃを有するピンホール部材１４が端部に接着された複数の光ファイバ１を用意しておき、これを随時交換することによって、ピンホール径を変更することができる。
【００２６】
このように本実施形態に係る光ファイバ１によれば、コア１ａの端面に開口するピンホール１４ｃを有するピンホール部材１４が接着されているので、コア１ａに対するピンホール１４ｃの位置合わせを精度よく行うことができ、精度よく位置調整されたピンホール１４ｃを有する光ファイバ１として単体保証することができる。したがって、光ファイバ１を交換するだけでピンホール径を変更することができ、その際に、ピンホール１４ｃとコア１ａとの位置調整作業を不要とすることができる。さらに、その場合のピンホール１４ｃの調整機構が不要であり、光ファイバ１の端部近傍における省スペースを図り、小型化を図ることができる。
【００２７】
また、本実施形態に係る顕微鏡２によれば、光ファイバ１を交換するだけでピンホール径を変更することができ、空間分解能の高い観察と、明るく被写界深度の深い観察とを簡単に切り替えて行うことができる。また、その際に、ピンホール１４ｃとコア１ａとの位置調整作業を不要とすることができ、観察に要する時間を短縮することができる。さらに、光ファイバ１の端部近傍における省スペースを図り、小型化を図ることができるという利点がある。
【００２８】
なお、本実施形態においては、ピンホール部材１４が、円形のガラス基板１４ａの中央を除く一表面全体に遮光材料１４ｂを蒸着することにより構成されていることとしたが、これに代えて、図６および図７に示されるように、遮光材料１４ｂを蒸着する範囲を、光ファイバ１のコア１ａの径より大きくクラッド１ｂの径より小さくなるように設定してもよい。このようにすることで、ピンホール部材１４を光ファイバ１の端面に接着する際に、クラッド１ｂの輪郭を遮光材料１４ｂの外縁と対比しながら位置調整することができ、ピンホール１４ｃ位置をより精度よく調整することができる。
【００２９】
また、ピンホール１４ｃの径を変更する際に、顕微鏡本体４と検出ユニット５とを接続する光ファイバ１全体を着脱することとしたが、これに代えて、図８に示されるように、アダプタ１５によって、光ファイバ１Ｂに中継された光ファイバ１Ａのみを着脱することにしてもよい。
この場合に、図９および図１０に示されるように、ピンホール径の異なる複数の光ファイバ１Ａを、一方向に間隔をあけてスライダ１６上に搭載しておき、図１０（ａ）に示されるように、コネクタ１２をレセプタクル１３およびアダプタ１５から切り離した状態で、スライダ１６をスライドさせた後、図１０（ｂ）に示されるように、いずれかの光ファイバ１Ａのコネクタ１２を顕微鏡本体４のレセプタクル１３およびアダプタ１５に位置合わせして接続することにより、ピンホール径を変更することにしてもよい。
【００３０】
また、本実施形態においては、ピンホール部材１４を光ファイバ１の端面に接着することとしたが、これに代えて、図１１に示されるように、光ファイバ１の端部に着脱可能に取り付けられるキャップ１７を採用してもよい。
このキャップ１７は、光ファイバ１の端面に密着させられる透明な平板部１７ａと、光ファイバ１の端部を支持するコネクタ１２の嵌合面１２ｃに着脱可能に嵌合する嵌合部１７ｂとを備え、平板部１７ａのコア１ａ側の表面に遮光材料１７ｄを蒸着することによりピンホール１７ｃを形成して構成されている。
【００３１】
コネクタ１２の嵌合面１２ｃとキャップ１７の嵌合部１７ｂとの嵌合が精度よく行われるので、異なるピンホール径のキャップ１７を複数用意しておけば、同一の光ファイバ１に対してキャップ１７を着脱するだけで、ピンホール径を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡を示す全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光ファイバの一端のコネクタを一部破断して示す側面図である。
【図３】図２の光ファイバの端面に接着されるピンホール部材を示す正面図である。
【図４】図２のコネクタを嵌合させるレセプタクルを示す縦断面図である。
【図５】図２のコネクタと図４のレセプタクルとを結合した状態を示す図である。
【図６】図３のピンホール部材の変形例を示す縦断面図である。
【図７】図６のピンホール部材の正面図である。
【図８】図１の顕微鏡の変形例を示す全体構成図である。
【図９】図８の顕微鏡の変形例であって、光ファイバの切り替えを説明する正面図である。
【図１０】図９の光ファイバの切り替えを説明する縦断面図であって、（ａ）光ファイバの切り替え時、（ｂ）特定の光ファイバを接続した状態をそれぞれ示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るキャップを示す図であり、（ａ）コネクタへの取付前、（ｂ）コネクタへの取付後の状態をそれぞれ示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光ファイバ
１ａ  コア
２  顕微鏡
４  顕微鏡本体
５ａ  光検出器
１２  コネクタ
１２ｃ  嵌合面
１４  ピンホール部材
１４ａ  ガラス基板（平板ガラス）
１４ｂ  遮光材料
１４ｃ  ピンホール
１７  キャップ
１７ａ  平板部
１７ｂ  嵌合部
【図１】
2009093004.tif 000003
【図２】
2009093004.tif 000004
【図３】
2009093004.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2009093004.tif 000008
【図７】
2009093004.tif 000009
【図８】
2009093004.tif 000010
【図９】
2009093004.tif 000011
【図１０】
2009093004.tif 000012
【図１１】
2009093004.tif 000013