JP2002236223A - ファイバープローブ光検出器 - Google Patents
ファイバープローブ光検出器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば、動物が本来活動しているときの脳内
の情報を得る。 【解決手段】 本発明は、パルスレーザを出射するレー
ザ光源と、前記レーザ光源から出射したパルスレーザを
ファイバーの一端に入射する光学系と、前記ファイバー
の他端から出射するパルスレーザを標本に集光し照射す
るとともに、前記標本からの反射光或いは蛍光を集光し
前記ファイバーの他端に導光する集光光学系と、前記フ
ァイバーの一端から出射した反射光或いは蛍光をレーザ
と分離する光学部材と、前記光学部材によって分離され
た反射光或いは蛍光を検出する検出器とを具備するファ
イバープローブ光検出器において、ファイバーの周囲に
複数のファイバーあるいは導光可能なクラッドを設ける
ことによって、効率よく蛍光取得するファイバープロー
ブ検出器である。
の情報を得る。 【解決手段】 本発明は、パルスレーザを出射するレー
ザ光源と、前記レーザ光源から出射したパルスレーザを
ファイバーの一端に入射する光学系と、前記ファイバー
の他端から出射するパルスレーザを標本に集光し照射す
るとともに、前記標本からの反射光或いは蛍光を集光し
前記ファイバーの他端に導光する集光光学系と、前記フ
ァイバーの一端から出射した反射光或いは蛍光をレーザ
と分離する光学部材と、前記光学部材によって分離され
た反射光或いは蛍光を検出する検出器とを具備するファ
イバープローブ光検出器において、ファイバーの周囲に
複数のファイバーあるいは導光可能なクラッドを設ける
ことによって、効率よく蛍光取得するファイバープロー
ブ検出器である。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバープロー
ブ光検出器に関し、特に、極短パルスレーザ光源を用い
たファイバープローブ光検出器に関する。
ブ光検出器に関し、特に、極短パルスレーザ光源を用い
たファイバープローブ光検出器に関する。
【従来の技術】極短パルスレーザとファイバーを用い、
光学デバイスにレーザを導光して目的物を照射する装置
に関しては特開平１０−１８６４２４号公報に開示され
ている。図７は、このような従来のファイバーを使用し
た光検出器を示す図である。レーザ光源１から発せられ
た極短パルスレーザはパルスストレッチャー２に入射さ
れる。パルスストレッチャー２では光源から発せられた
レーザのパルス幅を伸ばし、１パルスあたりのピークパ
ワーを減少させる。極短パルスレーザは、数ナノメート
ル程度の波長幅を有している。極短パルスレーザは、フ
ァイバーなどの媒質を透過する際に長波長側の波長成分
の光が先に進むため、パルスストレッチャー２は、入射
されるレーザの波長に対してその波長の短い方を早く出
力し、長い方を遅く出力するように入射するレーザを分
光し波長に対応して光路長を調整できるよう、たとえば
プリズムやグレーティングなどの分光光学素子を使用し
ている。パルスストレッチャー２を通ったレーザは短波
長側を早く、長波長側を遅くされてファイバー３に入射
される。レーザは、ファイバー３を透過中に長波長側が
早く進むのでパルス幅は入射時よりも短くされて、ファ
イバー３から出射される。パルス長が短くなったレーザ
はさらにパルスコンプレッサー４に導入され、パルス幅
が圧縮される。ただし、パルスコンプレッサー４からは
短波長側が若干早い極短パルスのレーザが出射される。
パルスコンプレッサー４から出射されたレーザは、さら
に光学デバイス５に入射されて、標本までの間にリレー
光学系、対物レンズ（図示せず）などの光学系を透過す
る間にさらに短波長側の光が遅れる。その結果、標本面
において元々のレーザのもつパルス幅に近いパルス幅で
レーザを標本に照射することができる。ここで、光学デ
バイス５は、走査型顕微鏡を想定している。走査型顕微
鏡は、通常の顕微鏡にレーザを走査する偏向光学系が配
備され、標本上にレーザを走査させて画像を取得するも
のである。元々のレーザの持つパルス幅に近いパルス幅
で標本を照射すれば、標本面での多光子励起現象を効率
よく起こすことができ、たとえば蛍光画像を効率よく取
得することができる。
光学デバイスにレーザを導光して目的物を照射する装置
に関しては特開平１０−１８６４２４号公報に開示され
ている。図７は、このような従来のファイバーを使用し
た光検出器を示す図である。レーザ光源１から発せられ
た極短パルスレーザはパルスストレッチャー２に入射さ
れる。パルスストレッチャー２では光源から発せられた
レーザのパルス幅を伸ばし、１パルスあたりのピークパ
ワーを減少させる。極短パルスレーザは、数ナノメート
ル程度の波長幅を有している。極短パルスレーザは、フ
ァイバーなどの媒質を透過する際に長波長側の波長成分
の光が先に進むため、パルスストレッチャー２は、入射
されるレーザの波長に対してその波長の短い方を早く出
力し、長い方を遅く出力するように入射するレーザを分
光し波長に対応して光路長を調整できるよう、たとえば
プリズムやグレーティングなどの分光光学素子を使用し
ている。パルスストレッチャー２を通ったレーザは短波
長側を早く、長波長側を遅くされてファイバー３に入射
される。レーザは、ファイバー３を透過中に長波長側が
早く進むのでパルス幅は入射時よりも短くされて、ファ
イバー３から出射される。パルス長が短くなったレーザ
はさらにパルスコンプレッサー４に導入され、パルス幅
が圧縮される。ただし、パルスコンプレッサー４からは
短波長側が若干早い極短パルスのレーザが出射される。
パルスコンプレッサー４から出射されたレーザは、さら
に光学デバイス５に入射されて、標本までの間にリレー
光学系、対物レンズ（図示せず）などの光学系を透過す
る間にさらに短波長側の光が遅れる。その結果、標本面
において元々のレーザのもつパルス幅に近いパルス幅で
レーザを標本に照射することができる。ここで、光学デ
バイス５は、走査型顕微鏡を想定している。走査型顕微
鏡は、通常の顕微鏡にレーザを走査する偏向光学系が配
備され、標本上にレーザを走査させて画像を取得するも
のである。元々のレーザの持つパルス幅に近いパルス幅
で標本を照射すれば、標本面での多光子励起現象を効率
よく起こすことができ、たとえば蛍光画像を効率よく取
得することができる。
【発明が解決しようとする課題】上記のように、極短パ
ルスレーザをファイバーで顕微鏡に導入し、極短パルス
の状態で標本を照射できれば多光子励起現象の発生確率
が上昇し、Ｓ／Ｎのよい画像を取得することが可能であ
る。従来例では、光学デバイス５として顕微鏡を例に挙
げており、顕微鏡における目的物としては通常微小な標
本、たとえば切片標本や培養標本あるいは顕微鏡下に設
置できる小動物たとえばマウスなどを観察する。しかし
ながら比較的大きな動物の観察を考えたとき、通常の市
販されている顕微鏡下で観察することは困難である。ま
た小動物を観察する場合でも顕微鏡下に設置できるよう
特別に誂えたステージに麻酔等をかけて固定していた。
したがって、動物が本来活動しているときのたとえば脳
内の情報を得るということは困難であるという問題点が
あった。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
り、例えば、動物が本来活動しているときの脳内の情報
を効率よく得ることができるファイバープローブ光検出
器を提供することを目的とする。
ルスレーザをファイバーで顕微鏡に導入し、極短パルス
の状態で標本を照射できれば多光子励起現象の発生確率
が上昇し、Ｓ／Ｎのよい画像を取得することが可能であ
る。従来例では、光学デバイス５として顕微鏡を例に挙
げており、顕微鏡における目的物としては通常微小な標
本、たとえば切片標本や培養標本あるいは顕微鏡下に設
置できる小動物たとえばマウスなどを観察する。しかし
ながら比較的大きな動物の観察を考えたとき、通常の市
販されている顕微鏡下で観察することは困難である。ま
た小動物を観察する場合でも顕微鏡下に設置できるよう
特別に誂えたステージに麻酔等をかけて固定していた。
したがって、動物が本来活動しているときのたとえば脳
内の情報を得るということは困難であるという問題点が
あった。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
り、例えば、動物が本来活動しているときの脳内の情報
を効率よく得ることができるファイバープローブ光検出
器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の発明は、パルスレーザを出射するレ
ーザ光源と、前記レーザ光源から出射したパルスレーザ
をファイバーの一端に入射する光学系と、前記光学系に
よって前記ファイバーに入射され、前記ファイバーの他
端から出射するパルスレーザを標本に集光し照射すると
ともに、前記標本からの反射光或いは蛍光を集光し前記
ファイバーの他端に導光する集光光学系と、前記集光光
学系によって前記ファイバーの他端に導光され、前記フ
ァイバーの一端から出射した反射光或いは蛍光をレーザ
と分離する光学部材と、前記光学部材によって分離され
た反射光或いは蛍光を検出する検出器とを具備するファ
イバープローブ光検出器において、前記ファイバーの周
囲には複数のファイバーが設けられていることを特徴と
するファイバープローブ光検出器である。このような発
明によれば、集光光学系がファイバーによって光学的に
接続されているので、集光光学系のみを、例えば、活動
している動物に当てることができ、その結果、活動して
いる動物の脳内の情報などを得ることができる。さら
に、本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記
ファイバーの周囲には導光可能なクラッドが形成されて
いることを特徴とするファイバープローブ光検出器であ
る。第１及び第２の発明によれば、ファイバーの周囲に
複数のファイバー或いは導光可能なクラッドを設けてい
るので、反射光或いは蛍光がその焦点位置の周囲の物質
の影響で散乱を起こしても、受光面が大きくなるので、
反射光或いは蛍光の情報をより多く取得することができ
る。
に、本発明の第１の発明は、パルスレーザを出射するレ
ーザ光源と、前記レーザ光源から出射したパルスレーザ
をファイバーの一端に入射する光学系と、前記光学系に
よって前記ファイバーに入射され、前記ファイバーの他
端から出射するパルスレーザを標本に集光し照射すると
ともに、前記標本からの反射光或いは蛍光を集光し前記
ファイバーの他端に導光する集光光学系と、前記集光光
学系によって前記ファイバーの他端に導光され、前記フ
ァイバーの一端から出射した反射光或いは蛍光をレーザ
と分離する光学部材と、前記光学部材によって分離され
た反射光或いは蛍光を検出する検出器とを具備するファ
イバープローブ光検出器において、前記ファイバーの周
囲には複数のファイバーが設けられていることを特徴と
するファイバープローブ光検出器である。このような発
明によれば、集光光学系がファイバーによって光学的に
接続されているので、集光光学系のみを、例えば、活動
している動物に当てることができ、その結果、活動して
いる動物の脳内の情報などを得ることができる。さら
に、本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記
ファイバーの周囲には導光可能なクラッドが形成されて
いることを特徴とするファイバープローブ光検出器であ
る。第１及び第２の発明によれば、ファイバーの周囲に
複数のファイバー或いは導光可能なクラッドを設けてい
るので、反射光或いは蛍光がその焦点位置の周囲の物質
の影響で散乱を起こしても、受光面が大きくなるので、
反射光或いは蛍光の情報をより多く取得することができ
る。
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るファイバープローブ光検出器の全体を示す図で
ある。同図において、レーザ光源１１は近赤外極短パル
スで発振する光源であり、レーザ光源１１から出射し、
ミラー１０ａ、１０ｂによって反射されたレーザの光路
上にはパルスストレッチャー１２が設けられている。パ
ルスストレッチャー１２は、レーザ光源１１から発せら
れたレーザのパルス幅を伸ばし、１パルスあたりのピー
クパワーを減少させる。また、パルスストレッチャー１
２においては、入射されるレーザの波長に対してその波
長の短い方を早く出力し、長い方を遅く出力するように
レーザを分光し波長に対応して光路を調整するための、
プリズムやグレーティングなどの分光光学素子が使用さ
れている。パルスストレッチャー１２から出射し、ミラ
ー１０ｃにて反射された後の光路上にはダイクロイック
ミラー１３が設けられている。ダイクロイックミラー１
３は、ロングパスの特性をもつミラーである。ダイクロ
イックミラー１３を透過したレーザの光路上には、レー
ザをファイバー１５に集光するための集光レンズ１４が
設けられている。また、ファイバー１５の他端には、ア
タッチメント１７にＺ方向で摺動可能に構成される集光
光学系１６が取り付けられている。集光光学系１６は、
ファイバー１５の他端から出射するレーザを標本１８の
標本面１８ａに集光するとともに、標本面からの反射光
或いは蛍光をファイバー１５の他端に集光するものであ
る。集光光学系１６によって集光され、ファイバー１５
の一端から出射した反射光或いは蛍光は、集光レンズ１
４を介してダイクロイックミラー１３に入射し、ダイク
ロイックミラー１３によって反射される。ダイクロイッ
クミラー１３で反射された光の光路上には、励起光をカ
ットするためのフィルタ１９及びファイバー２１の一端
に反射光或いは蛍光を集光するための集光レンズ２０が
設けられている。ファイバー２１の他端には、検出系Ａ
が設けられている。検出系Ａは、レンズ２２、ダイクロ
イックミラー２３、測光フィルタ２４ａ、２４ｂ及び光
電変換素子２５ａ、２５ｂを具備している。レンズ２２
は、ファイバー２１の他端から出射する反射光或いは蛍
光を光電変換素子２５ａ、２５ｂに導光するためのもの
であり、レンズ２２を出射したレーザの光路上にはダイ
クロイックミラー２３が設けられている。ダイクロイッ
クミラー２３を透過した反射光或いは蛍光の光路上に
は、測光フィルタ２４ａが設けられ、測光フィルタ２４
ａを透過した反射光或いは蛍光の光路上には光電変換素
子２５ａが設けられている。一方、ダイクロイックミラ
ー２３にて反射した反射光或いは蛍光の光路上には、測
光フィルタ２４ｂが設けられ、測光フィルタ２４ｂを透
過した反射光或いは蛍光の光路上には光電変換素子２５
ｂが設けられている。次に、このようなファイバープロ
ーブ光検出器の作用について説明する。レーザ光源１か
ら発せられたパルス光は、ミラー１０ａ、１０ｂによっ
て反射した後、パルスストレッチャー１２に入射され
る。パルスストレッチャー１２においては、レーザ光源
１１から発せられたレーザのパルス幅を伸ばし、１パル
スあたりのピークパワーを減少させる。またパルススト
レッチャー１２は、入射されるレーザの波長に対してそ
の波長の短い方を早く出力し、長い方を遅く出力するよ
うに入射するレーザを分光し波長に対応して光路長を調
整できるよう、たとえばプリズムやグレーティングなど
の分光光学素子を使用している。パルスストレッチャー
１２を出射したレーザ光は、ミラー１０ｃで反射された
後、ダイクロイックミラー１３を透過し、集光レンズ１
４によってファイバー１５の端面に集光し、入射され
る。ファイバー１５から出射したレーザは、ファイバー
１５を透過中に長波長側が早く進むのでパルス幅は入射
時よりも短くなって出射される。ファイバー１５から出
射したレーザは、集光光学系１６により標本面１８ａで
集光され、標本１８を多光子励起する。集光光学系１６
は、たとえば小動物の頭部に固定できるように構成され
るアタッチメント１７にＺ方向で摺動可能なように固定
されている。アタッチメント１７内において、集光光学
系１６をＺ方向で摺動することによって、標本１８の深
さ方向に焦点を変えることができるので、Ｚ方向でのの
情報を得ることができる。標本１８からの蛍光は、再
び、集光光学系１６によりファイバー１５端面で集光さ
れ、ファイバー１５を透過してダイクロイックミラー１
３により反射され、フィルター１９によって励起光をカ
ットして、集光レンズ２０によってファイバー２１の端
面に集光される。ファイバー２１を透過した光は、その
端面より出射し、レンズ２２によってコリメートされ、
測光フィルター２４ａによって測光波長が選択され、光
電変換素子２５ａによって測光される。また、標本１８
からの蛍光を、２波長同時測光するものであるときに
は、ダイクロイックミラー２４によって波長を分離し、
測光フィルター２４ｂによって波長を選択し、光電変換
素子２５ｂによって測光する。図２は、集光光学系１６
を示す図である。同図に示すように、集光光学系１６
は、ファイバー１５から出射するレーザを平行光にし標
本面１８ａからの反射光或いは蛍光をファイバー１５に
導光するための第１レンズ３１ａと、第１レンズによっ
て平行にされた光を標本面１８ａに集光し標本面１８ａ
からの反射光或いは蛍光を平行にする第２レンズ３１ｂ
を有している。図３は、本発明の第１の実施の形態に係
るファイバープローブ光検出器のファイバーを示す図で
ある。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。図４は、同実施の形態におけ
るファイバーの断面図である。極短パルスレーザをファ
イバー１５を通して標本面１８ａを集光すると、焦点位
置のみが多光子励起され蛍光を発する、蛍光はこの焦点
位置の周囲四方八方に広がる。蛍光がその焦点位置の周
囲の物質の影響で散乱を起こすとは考えられ、蛍光をな
るべく多く取得するためには、蛍光（反射光）受光面を
なるべく大きくすることが有利となる。同図に示すよう
に、本実施の形態の特徴は、ファイバー１５の周囲に複
数のファイバー４１を配し受光面を拡大し、標本面１８
ａからの反射光或いは蛍光を受光し効率のよい光の散乱
光を伝達するものである。これにより、受光面が拡大す
るので、より多くの情報を検出することができる。ファ
イバー１５の周囲に配されたファイバー４１は、散乱光
を受光し、この受光した散乱光をダイクロイックミラー
１３へ導く。その後の作用は、図１の説明と同じであ
る。なお、ファイバー１５の周囲に配されるファイバー
４１は、図５に示すように導光可能なクラッド４２状の
単一部材から構成されていてもよい。したがって、本実
施の形態の形態のファイバープローブ光検出器によれ
ば、集光光学系をファイバーに接続し、照明光学系及び
検出系とは別にすることにより、例えば、動物が本来活
動しているときの脳内の活動の情報を得ることができ、
ファイバー１５の周囲に複数のファイバー４１を配設
し、或いは、ファイバー１５の周囲に導光可能なクラッ
ドを４２を設けることにより、散乱光も受光することが
できるので、より多くの情報を得ることができる。ま
た、本発明は、上述した実施の形態に限られるものでは
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能で
ある。第１の実施の形態では、ファイバー１５の一端に
集光レンズ１４を介して入射するレーザと、集光レンズ
１４を介してファイバー１５の一端と該ファイバー１５
の周囲に配された複数のファイバー４１の一端から出射
される標本面１８ａからの光とをダイクロイックミラー
１３で分けているが、これに限られるものではなく、例
えば図６（ａ）に示すような２分岐ファイバー５０を用
いてもよい。２分岐ファイバー５０は、２つに分岐した
ファイバーの一方の端部５０ａがレーザ光源１１側に、
他方の端部５０ｂが検出系Ａ側に導かれているものとす
る。また、２分岐ファイバー５０の端部５０ａ，５０ｂ
とが１つになっている端部５０ｃは、標本１８に導かれ
ているものとする。なお、２分岐ファイバー５０の端部
５０ｃから端部５０ｂのファイバーの周囲には、図６
（ｂ）に示すように複数のファイバー４１が配されてい
るものとする。このようにすることで、２分岐ファイバ
ー５０の端部５０ａより入射したレーザ光源１１からの
レーザは、端部５０ｃより集光光学系１６を介して標本
１８に向けて出射される。標本面１８ａからの光、ここ
では蛍光及び反射光は、集光光学系１６を介して２分岐
ファイバー５０の端部５０ｃに入射し、端部５０ｃから
端部５０ｂのファイバーを通り検出系に導かれる。ま
た、標本面１８ａの散乱光も、２分岐ファイバー５０の
端部５０ｃから端部５０ｂのファイバーの周囲に配され
た複数のファイバー４１を通り検出系に導かれる。以上
のようにすることで、２分岐ファイバーのみを用いて標
本からの光を分岐する場合に比べて、標本からの光をよ
り多く検出することができる。なお、上述した例では、
複数のファイバー４１を使用していたが、これに限られ
るものではなく、前述したのと同様にクラッド４２を用
いてもよい。また、上述した実施の形態では、アタッチ
メント１７がＺ方向に摺動する例しか開示していない
が、これに限られるものではなく、例えばアタッチメン
ト１７にレーザをＸＹ方向に走査する機構を備えてもよ
い。
態に係るファイバープローブ光検出器の全体を示す図で
ある。同図において、レーザ光源１１は近赤外極短パル
スで発振する光源であり、レーザ光源１１から出射し、
ミラー１０ａ、１０ｂによって反射されたレーザの光路
上にはパルスストレッチャー１２が設けられている。パ
ルスストレッチャー１２は、レーザ光源１１から発せら
れたレーザのパルス幅を伸ばし、１パルスあたりのピー
クパワーを減少させる。また、パルスストレッチャー１
２においては、入射されるレーザの波長に対してその波
長の短い方を早く出力し、長い方を遅く出力するように
レーザを分光し波長に対応して光路を調整するための、
プリズムやグレーティングなどの分光光学素子が使用さ
れている。パルスストレッチャー１２から出射し、ミラ
ー１０ｃにて反射された後の光路上にはダイクロイック
ミラー１３が設けられている。ダイクロイックミラー１
３は、ロングパスの特性をもつミラーである。ダイクロ
イックミラー１３を透過したレーザの光路上には、レー
ザをファイバー１５に集光するための集光レンズ１４が
設けられている。また、ファイバー１５の他端には、ア
タッチメント１７にＺ方向で摺動可能に構成される集光
光学系１６が取り付けられている。集光光学系１６は、
ファイバー１５の他端から出射するレーザを標本１８の
標本面１８ａに集光するとともに、標本面からの反射光
或いは蛍光をファイバー１５の他端に集光するものであ
る。集光光学系１６によって集光され、ファイバー１５
の一端から出射した反射光或いは蛍光は、集光レンズ１
４を介してダイクロイックミラー１３に入射し、ダイク
ロイックミラー１３によって反射される。ダイクロイッ
クミラー１３で反射された光の光路上には、励起光をカ
ットするためのフィルタ１９及びファイバー２１の一端
に反射光或いは蛍光を集光するための集光レンズ２０が
設けられている。ファイバー２１の他端には、検出系Ａ
が設けられている。検出系Ａは、レンズ２２、ダイクロ
イックミラー２３、測光フィルタ２４ａ、２４ｂ及び光
電変換素子２５ａ、２５ｂを具備している。レンズ２２
は、ファイバー２１の他端から出射する反射光或いは蛍
光を光電変換素子２５ａ、２５ｂに導光するためのもの
であり、レンズ２２を出射したレーザの光路上にはダイ
クロイックミラー２３が設けられている。ダイクロイッ
クミラー２３を透過した反射光或いは蛍光の光路上に
は、測光フィルタ２４ａが設けられ、測光フィルタ２４
ａを透過した反射光或いは蛍光の光路上には光電変換素
子２５ａが設けられている。一方、ダイクロイックミラ
ー２３にて反射した反射光或いは蛍光の光路上には、測
光フィルタ２４ｂが設けられ、測光フィルタ２４ｂを透
過した反射光或いは蛍光の光路上には光電変換素子２５
ｂが設けられている。次に、このようなファイバープロ
ーブ光検出器の作用について説明する。レーザ光源１か
ら発せられたパルス光は、ミラー１０ａ、１０ｂによっ
て反射した後、パルスストレッチャー１２に入射され
る。パルスストレッチャー１２においては、レーザ光源
１１から発せられたレーザのパルス幅を伸ばし、１パル
スあたりのピークパワーを減少させる。またパルススト
レッチャー１２は、入射されるレーザの波長に対してそ
の波長の短い方を早く出力し、長い方を遅く出力するよ
うに入射するレーザを分光し波長に対応して光路長を調
整できるよう、たとえばプリズムやグレーティングなど
の分光光学素子を使用している。パルスストレッチャー
１２を出射したレーザ光は、ミラー１０ｃで反射された
後、ダイクロイックミラー１３を透過し、集光レンズ１
４によってファイバー１５の端面に集光し、入射され
る。ファイバー１５から出射したレーザは、ファイバー
１５を透過中に長波長側が早く進むのでパルス幅は入射
時よりも短くなって出射される。ファイバー１５から出
射したレーザは、集光光学系１６により標本面１８ａで
集光され、標本１８を多光子励起する。集光光学系１６
は、たとえば小動物の頭部に固定できるように構成され
るアタッチメント１７にＺ方向で摺動可能なように固定
されている。アタッチメント１７内において、集光光学
系１６をＺ方向で摺動することによって、標本１８の深
さ方向に焦点を変えることができるので、Ｚ方向でのの
情報を得ることができる。標本１８からの蛍光は、再
び、集光光学系１６によりファイバー１５端面で集光さ
れ、ファイバー１５を透過してダイクロイックミラー１
３により反射され、フィルター１９によって励起光をカ
ットして、集光レンズ２０によってファイバー２１の端
面に集光される。ファイバー２１を透過した光は、その
端面より出射し、レンズ２２によってコリメートされ、
測光フィルター２４ａによって測光波長が選択され、光
電変換素子２５ａによって測光される。また、標本１８
からの蛍光を、２波長同時測光するものであるときに
は、ダイクロイックミラー２４によって波長を分離し、
測光フィルター２４ｂによって波長を選択し、光電変換
素子２５ｂによって測光する。図２は、集光光学系１６
を示す図である。同図に示すように、集光光学系１６
は、ファイバー１５から出射するレーザを平行光にし標
本面１８ａからの反射光或いは蛍光をファイバー１５に
導光するための第１レンズ３１ａと、第１レンズによっ
て平行にされた光を標本面１８ａに集光し標本面１８ａ
からの反射光或いは蛍光を平行にする第２レンズ３１ｂ
を有している。図３は、本発明の第１の実施の形態に係
るファイバープローブ光検出器のファイバーを示す図で
ある。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。図４は、同実施の形態におけ
るファイバーの断面図である。極短パルスレーザをファ
イバー１５を通して標本面１８ａを集光すると、焦点位
置のみが多光子励起され蛍光を発する、蛍光はこの焦点
位置の周囲四方八方に広がる。蛍光がその焦点位置の周
囲の物質の影響で散乱を起こすとは考えられ、蛍光をな
るべく多く取得するためには、蛍光（反射光）受光面を
なるべく大きくすることが有利となる。同図に示すよう
に、本実施の形態の特徴は、ファイバー１５の周囲に複
数のファイバー４１を配し受光面を拡大し、標本面１８
ａからの反射光或いは蛍光を受光し効率のよい光の散乱
光を伝達するものである。これにより、受光面が拡大す
るので、より多くの情報を検出することができる。ファ
イバー１５の周囲に配されたファイバー４１は、散乱光
を受光し、この受光した散乱光をダイクロイックミラー
１３へ導く。その後の作用は、図１の説明と同じであ
る。なお、ファイバー１５の周囲に配されるファイバー
４１は、図５に示すように導光可能なクラッド４２状の
単一部材から構成されていてもよい。したがって、本実
施の形態の形態のファイバープローブ光検出器によれ
ば、集光光学系をファイバーに接続し、照明光学系及び
検出系とは別にすることにより、例えば、動物が本来活
動しているときの脳内の活動の情報を得ることができ、
ファイバー１５の周囲に複数のファイバー４１を配設
し、或いは、ファイバー１５の周囲に導光可能なクラッ
ドを４２を設けることにより、散乱光も受光することが
できるので、より多くの情報を得ることができる。ま
た、本発明は、上述した実施の形態に限られるものでは
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能で
ある。第１の実施の形態では、ファイバー１５の一端に
集光レンズ１４を介して入射するレーザと、集光レンズ
１４を介してファイバー１５の一端と該ファイバー１５
の周囲に配された複数のファイバー４１の一端から出射
される標本面１８ａからの光とをダイクロイックミラー
１３で分けているが、これに限られるものではなく、例
えば図６（ａ）に示すような２分岐ファイバー５０を用
いてもよい。２分岐ファイバー５０は、２つに分岐した
ファイバーの一方の端部５０ａがレーザ光源１１側に、
他方の端部５０ｂが検出系Ａ側に導かれているものとす
る。また、２分岐ファイバー５０の端部５０ａ，５０ｂ
とが１つになっている端部５０ｃは、標本１８に導かれ
ているものとする。なお、２分岐ファイバー５０の端部
５０ｃから端部５０ｂのファイバーの周囲には、図６
（ｂ）に示すように複数のファイバー４１が配されてい
るものとする。このようにすることで、２分岐ファイバ
ー５０の端部５０ａより入射したレーザ光源１１からの
レーザは、端部５０ｃより集光光学系１６を介して標本
１８に向けて出射される。標本面１８ａからの光、ここ
では蛍光及び反射光は、集光光学系１６を介して２分岐
ファイバー５０の端部５０ｃに入射し、端部５０ｃから
端部５０ｂのファイバーを通り検出系に導かれる。ま
た、標本面１８ａの散乱光も、２分岐ファイバー５０の
端部５０ｃから端部５０ｂのファイバーの周囲に配され
た複数のファイバー４１を通り検出系に導かれる。以上
のようにすることで、２分岐ファイバーのみを用いて標
本からの光を分岐する場合に比べて、標本からの光をよ
り多く検出することができる。なお、上述した例では、
複数のファイバー４１を使用していたが、これに限られ
るものではなく、前述したのと同様にクラッド４２を用
いてもよい。また、上述した実施の形態では、アタッチ
メント１７がＺ方向に摺動する例しか開示していない
が、これに限られるものではなく、例えばアタッチメン
ト１７にレーザをＸＹ方向に走査する機構を備えてもよ
い。
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
例えば、動物が本来活動しているときの脳内の情報を得
ることができる。また、ファイバーの周囲に複数のファ
イバーを配設し、或いは、ファイバーの周囲に導光可能
なクラッドを設けることにより、散乱光も受光すること
ができるので、より多くの情報を得ることができる。
例えば、動物が本来活動しているときの脳内の情報を得
ることができる。また、ファイバーの周囲に複数のファ
イバーを配設し、或いは、ファイバーの周囲に導光可能
なクラッドを設けることにより、散乱光も受光すること
ができるので、より多くの情報を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るファイバープ
ローブ光検出器を示す図。
ローブ光検出器を示す図。
【図２】集光光学系を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るファイバープ
ローブ光検出器のファイバーを示す図。
ローブ光検出器のファイバーを示す図。
【図４】同実施の形態におけるファイバーの断面図。
【図５】同実施の形態におけるファイバーの他の例を示
す断面図。
す断面図。
【図６】他の実施の形態を示す図。
【図７】従来のファイバーを使用した光検出器を示す
図。
図。
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…ミラー、 １１…レーザ光源、 １２…パルスストレッチャー、 １３…ダイクロイックミラー、 １４…集光レンズ、 １５…ファイバー、 １６…集光光学系、 １７…アタッチメント、 １８…標本、 １８ａ…標本面、 １９…フィルタ、 ２０…集光レンズ、 ２１…ファイバー、 ２２…レンズ、 ２３…ダイクロイックミラー、 ２４ａ，２４ｂ…測光フィルタ、 ２５ａ，２５ｂ…光電変換素子、 Ａ…検出系、 ３１ａ…第１のレンズ、 ３１ｂ…第２のレンズ、 ４１…ファイバ、 ４２…クラッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｅ Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA05 EA01 EA14 FA01 FA02 FA05 GA02 GA04 GB01 HA01 HA05 HA09 JA03 KA08 KA09 LA02 MA01 2G059 AA05 BB12 CC16 EE02 EE07 GG01 GG08 HH01 JJ02 JJ05 JJ06 JJ07 JJ11 JJ13 JJ17 JJ22 KK01 KK03 2H046 AA14 AA15 AA39 AB08 AD18 2H052 AA07 AA09 AC26 AC27 AC34 BA02 BA03 BA07 BA09 BA11 5C054 AA05 CA06 CB03 CC02 CC04 CC07 CF01 CF05 EA01 FA09 FE09 HA05 HA12
Claims (7)
- 【請求項１】 パルスレーザを出射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から出射したパルスレーザをファイバー
の一端に入射する光学系と、 前記光学系によって前記ファイバーに入射され、前記フ
ァイバーの他端から出射するパルスレーザを標本に集光
し照射するとともに、前記標本からの反射光或いは蛍光
を集光し前記ファイバーの他端に導光する集光光学系
と、 前記集光光学系によって前記ファイバーの他端に導光さ
れ、前記ファイバーの一端から出射した反射光或いは蛍
光をレーザと分離する光学部材と、 前記光学部材によって分離された反射光或いは蛍光を検
出する検出器とを具備するファイバープローブ光検出器
において、 前記ファイバーの周囲には複数のファイバーが設けられ
ていることを特徴とするファイバープローブ光検出器。 - 【請求項２】 前記ファイバーの周囲には導光可能なク
ラッドが形成されていることを特徴とする請求項１記載
のファイバープローブ光検出器。 - 【請求項３】 パルスレーザを出射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から出射したパルスレーザを標本に対し
て集光する集光光学系と、 前記集光光学系を前記標本に固定する光学系保持機構
と、 前記標本からの光を検出する光検出系と、 前記レーザ光源から出射したパルスレーザを前記集光光
学系に導くと共に、前記標本の前記集光光学系で集光さ
れた位置からの光を前記光検出系に導くファイバー光学
系と、 前記ファイバー光学系の周囲に設けられ前記標本の前記
集光光学系で集光された位置からの散乱光を前記光検出
系に導く導光手段と、からなることを特徴とするファイ
バープローブ光検出器。 - 【請求項４】 前記ファイバー光学系は、 前記レーザ光源から出射したパルスレーザと前記標本の
前記集光光学系で集光された位置からの光とを分離する
分離光学系と、 前記分離光学系と前記集光光学系との間に設けられたフ
ァイバーと、からなることを特徴とする請求項３記載の
ファイバープローブ光検出器。 - 【請求項５】 前記ファイバー光学系は、 ２分岐ファイバーからなり、 ２つに分岐されたファイバーの一方の端部を前記レーザ
光源側に設け、他方の端部を前記光検出系側に設けると
共に、 ２つが１つになるファイバーの端部を前記集光光学系側
に設けたことを特徴とする請求項３記載のファイバープ
ローブ光検出器。 - 【請求項６】 前記導光手段は、 前記ファイバーの周囲に設けられた複数のファイバーで
あることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つに
記載のファイバープローブ光検出器。 - 【請求項７】 前記導光手段は、 前記ファイバーの周囲に設けられたクラッドであること
を特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つに記載のフ
ァイバープローブ光検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001077229A JP2002236223A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | ファイバープローブ光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001077229A JP2002236223A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | ファイバープローブ光検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236223A true JP2002236223A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18934016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001077229A Withdrawn JP2002236223A (ja) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | ファイバープローブ光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002236223A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004184175A (ja) * | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Yamaha Motor Co Ltd | ガス濃度センサ及びエンジン用混合気濃度検出装置 |
| JP2005202338A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Olympus Corp | レーザ走査顕微鏡 |
| JP2005292603A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Olympus Corp | 顕微鏡 |
| JP2006039132A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Olympus Corp | レーザ走査型観察装置 |
| EP2072998A3 (de) * | 2007-12-21 | 2009-08-19 | Berthold Technologies GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur wahlweisen Messung von insbesondere Lumineszenz und/oder Fluoreszenzstrahlung |
| JP2011508888A (ja) * | 2008-01-04 | 2011-03-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光プローブ |
| CN103604786A (zh) * | 2009-03-03 | 2014-02-26 | 万迈医疗仪器有限公司 | 用于高灵敏度荧光分析的检测系统和方法 |
| JP2014122991A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Asahi Kasei E-Materials Corp | プラスチック光ファイバセンサ及びその製造方法 |
| JP2014153221A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 酸化物層の検出システム |
-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001077229A patent/JP2002236223A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004184175A (ja) * | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Yamaha Motor Co Ltd | ガス濃度センサ及びエンジン用混合気濃度検出装置 |
| JP4608219B2 (ja) * | 2004-01-19 | 2011-01-12 | オリンパス株式会社 | レーザ走査顕微鏡 |
| JP2005202338A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Olympus Corp | レーザ走査顕微鏡 |
| JP2005292603A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Olympus Corp | 顕微鏡 |
| JP4694139B2 (ja) * | 2004-04-01 | 2011-06-08 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡 |
| JP4642401B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2011-03-02 | オリンパス株式会社 | レーザ走査型観察装置 |
| JP2006039132A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Olympus Corp | レーザ走査型観察装置 |
| EP2072998A3 (de) * | 2007-12-21 | 2009-08-19 | Berthold Technologies GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur wahlweisen Messung von insbesondere Lumineszenz und/oder Fluoreszenzstrahlung |
| JP2011508888A (ja) * | 2008-01-04 | 2011-03-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光プローブ |
| US9131845B2 (en) | 2008-01-04 | 2015-09-15 | Koninklijke Philips N.V. | Optical probe |
| CN103604786A (zh) * | 2009-03-03 | 2014-02-26 | 万迈医疗仪器有限公司 | 用于高灵敏度荧光分析的检测系统和方法 |
| US9434789B2 (en) | 2009-03-03 | 2016-09-06 | Access Medical Systems, Ltd. | Crosslinked polysaccharide |
| US10379116B2 (en) | 2009-03-03 | 2019-08-13 | Access Medical Systems, Ltd. | Detection system for high sensitivity fluorescent assays |
| JP2014122991A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Asahi Kasei E-Materials Corp | プラスチック光ファイバセンサ及びその製造方法 |
| JP2014153221A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 酸化物層の検出システム |
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|---|---|---|---|
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