JP3291898B2 - 光分離方法および信号検出方法および蛍光評価装置 - Google Patents
光分離方法および信号検出方法および蛍光評価装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コヒ−レント光を利用
する光応用計測分野に使用する光分離方法および信号検
出方法および蛍光評価装置に関するものである。
する光応用計測分野に使用する光分離方法および信号検
出方法および蛍光評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光応用計測分野ではレーザ光を用い蛍光
を評価するシステムが注目されている。図９に従来の蛍
光評価装置の一構成例を示す。光ファイバー１０に波長
400nmのレーザ光Ｐ１を導波させ、生体９に照射し、発
生した蛍光Ｐ２を評価する装置である。特にヘマトポル
フェリン誘導体はガン細胞と選択的に結合するため、結
合したガン細胞は400nmの光を吸収し600nm帯の蛍光を発
生するため、ガンであるかどうかの診断に有効である。
レーザ光源２０としては色素レーザをArレーザでポンピ
ングする構成が用いられていた。
を評価するシステムが注目されている。図９に従来の蛍
光評価装置の一構成例を示す。光ファイバー１０に波長
400nmのレーザ光Ｐ１を導波させ、生体９に照射し、発
生した蛍光Ｐ２を評価する装置である。特にヘマトポル
フェリン誘導体はガン細胞と選択的に結合するため、結
合したガン細胞は400nmの光を吸収し600nm帯の蛍光を発
生するため、ガンであるかどうかの診断に有効である。
レーザ光源２０としては色素レーザをArレーザでポンピ
ングする構成が用いられていた。
【０００３】図１０にレーザ光および発生する蛍光の波
長スペクトルを示す。生体９で発生した信号光である蛍
光Ｐ１ａを検出用の光ファイバー１１に導き波長フィル
ター３でレーザ光に対する反射光をカットし、蛍光のみ
をディテクター２２で受けていた。この際、レーザ光Ｐ
１は波長410nm、蛍光Ｐ２は610nmおよび670nmであるた
め容易に短波長光をカットする波長フィルターを用いる
ことで信号光である蛍光のみを分離し、評価することが
できた。
長スペクトルを示す。生体９で発生した信号光である蛍
光Ｐ１ａを検出用の光ファイバー１１に導き波長フィル
ター３でレーザ光に対する反射光をカットし、蛍光のみ
をディテクター２２で受けていた。この際、レーザ光Ｐ
１は波長410nm、蛍光Ｐ２は610nmおよび670nmであるた
め容易に短波長光をカットする波長フィルターを用いる
ことで信号光である蛍光のみを分離し、評価することが
できた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように色素レー
ザ等の短波長レーザは高価な上に大型であり、色素の寿
命も短いため使用上問題であった。これに対して、660n
mのレーザを用いて生体に照射することで蛍光は発生可
能であったが、レーザの波長と蛍光波長が近いために通
常のフィルターを用いた構成では分離困難であった。こ
れについて詳しく説明する。
ザ等の短波長レーザは高価な上に大型であり、色素の寿
命も短いため使用上問題であった。これに対して、660n
mのレーザを用いて生体に照射することで蛍光は発生可
能であったが、レーザの波長と蛍光波長が近いために通
常のフィルターを用いた構成では分離困難であった。こ
れについて詳しく説明する。
【０００５】図１１にレーザの反射光と信号光である蛍
光の混合光の波長スペクトルを示す。帯域カット波長フ
ィルターは一般的に図１２（ａ）のような特性を持ち、
660nmをカットしようとすると蛍光もカットされてしま
う。また図１２（ｂ）の特性を持つハイパス波長フィル
ターでも10nm以上離れないと分離が困難である上に、蛍
光は波長幅が10nm程度もありレーザ光と重なっていると
いう問題もある。
光の混合光の波長スペクトルを示す。帯域カット波長フ
ィルターは一般的に図１２（ａ）のような特性を持ち、
660nmをカットしようとすると蛍光もカットされてしま
う。また図１２（ｂ）の特性を持つハイパス波長フィル
ターでも10nm以上離れないと分離が困難である上に、蛍
光は波長幅が10nm程度もありレーザ光と重なっていると
いう問題もある。
【０００６】そこで本発明は、簡単かつほぼ完全にレー
ザ光と蛍光のような波長幅の広い光を分離する手段を提
供することを目的とする。
ザ光と蛍光のような波長幅の広い光を分離する手段を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光分離方法は上
記課題を解決するものであり、波長幅の狭い第１の光と
波長幅の広い第２の光の混合光に対し、波長フィルター
を用いて前記第１の光を透過し、かつ前記第２の光を反
射させるという手段を有する。
記課題を解決するものであり、波長幅の狭い第１の光と
波長幅の広い第２の光の混合光に対し、波長フィルター
を用いて前記第１の光を透過し、かつ前記第２の光を反
射させるという手段を有する。
【０００８】また、本発明の光分離方法は波長幅の狭い
第１の光と波長幅の広い第２の光の混合光に対し、グレ
ーティングで反射後、レンズを用いて前記混合光を集光
し、中心部分に集光された前記第１の光のみをカットす
るという手段を有する。
第１の光と波長幅の広い第２の光の混合光に対し、グレ
ーティングで反射後、レンズを用いて前記混合光を集光
し、中心部分に集光された前記第１の光のみをカットす
るという手段を有する。
【０００９】また、本発明の信号検出方法によればレー
ザ光と波長幅が広い信号光の混合光に対し、波長フィル
ターを用いて前記信号光を反射し、かつ前記レーザ光を
透過し、前記信号光を検出するという手段を有する。
ザ光と波長幅が広い信号光の混合光に対し、波長フィル
ターを用いて前記信号光を反射し、かつ前記レーザ光を
透過し、前記信号光を検出するという手段を有する。
【００１０】また、本発明の信号検出方法によればレー
ザ光と波長幅が広い信号光の混合光に対し、グレーティ
ングで反射後、レンズを用いて集光を行い、中心部分に
集光された前記レーザ光を遮光板でカットし、前記信号
光を検出するという手段を有する。
ザ光と波長幅が広い信号光の混合光に対し、グレーティ
ングで反射後、レンズを用いて集光を行い、中心部分に
集光された前記レーザ光を遮光板でカットし、前記信号
光を検出するという手段を有する。
【００１１】また、本発明の蛍光評価装置によれば、レ
ーザ光源および波長フィルターを備え、前記レーザ光源
からのレーザ光は物質に照射され、それにより発生した
蛍光は前記波長フィルターにより反射され、かつ物質で
反射したレーザ光は透過され、蛍光は検出器に導かれる
という構成となる。
ーザ光源および波長フィルターを備え、前記レーザ光源
からのレーザ光は物質に照射され、それにより発生した
蛍光は前記波長フィルターにより反射され、かつ物質で
反射したレーザ光は透過され、蛍光は検出器に導かれる
という構成となる。
【００１２】また、本発明の蛍光評価装置によれば、半
導体レーザおよび少なくとも２つ以上の波長フィルター
を備え、前記半導体レーザからのレーザ光は第１の波長
フィルターを通過後光ファイバーに入射し、前記光ファ
イバー入射端で反射した光は再び前記第１の波長フィル
ターを通過後半導体レーザに入射することで半導体レー
ザは波長ロックされており、一方前記光ファイバーを通
過した光は物質に照射され、それにより発生した蛍光は
第２の波長フィルターにより反射され、かつ物質で反射
したレーザ光は透過され、蛍光は検出器に導かれる構成
となる。
導体レーザおよび少なくとも２つ以上の波長フィルター
を備え、前記半導体レーザからのレーザ光は第１の波長
フィルターを通過後光ファイバーに入射し、前記光ファ
イバー入射端で反射した光は再び前記第１の波長フィル
ターを通過後半導体レーザに入射することで半導体レー
ザは波長ロックされており、一方前記光ファイバーを通
過した光は物質に照射され、それにより発生した蛍光は
第２の波長フィルターにより反射され、かつ物質で反射
したレーザ光は透過され、蛍光は検出器に導かれる構成
となる。
【００１３】
【作用】上記手段により、物質で反射するレーザ光は帯
域透過型波長フィルターにより透過し、一方信号光は反
射されて検出器で受けることができる。信号光が損失少
なく反射されるのは、帯域透過波長フィルターの透過帯
域が信号光に対して充分狭いからである。このようにし
て波長幅の狭い光と波長幅の広い光を効率良く分離する
ことができる。
域透過型波長フィルターにより透過し、一方信号光は反
射されて検出器で受けることができる。信号光が損失少
なく反射されるのは、帯域透過波長フィルターの透過帯
域が信号光に対して充分狭いからである。このようにし
て波長幅の狭い光と波長幅の広い光を効率良く分離する
ことができる。
【００１４】
【実施例】本発明の第１の実施例の蛍光評価装置につい
て図を用いて説明する。図１に半導体レーザを用いて構
成される蛍光評価装置の構成図を示す。この蛍光評価装
置ではレーザ光源２１として赤色半導体レーザ、ディテ
クター２２としてＳｉホトダイオード、フィルターとし
て600nm帯の透過型波長フィルターを用いている。
て図を用いて説明する。図１に半導体レーザを用いて構
成される蛍光評価装置の構成図を示す。この蛍光評価装
置ではレーザ光源２１として赤色半導体レーザ、ディテ
クター２２としてＳｉホトダイオード、フィルターとし
て600nm帯の透過型波長フィルターを用いている。
【００１５】透過型波長フィルター１，２ａ，２ｂは光
軸に対して８０度のときに、図２のように中心波長660n
mで波長幅1nmの光を透過させ、残りの波長を反射するこ
とができる。材料としてはガラスの上にTiO2とSiO2を３
０層積層して作られる。
軸に対して８０度のときに、図２のように中心波長660n
mで波長幅1nmの光を透過させ、残りの波長を反射するこ
とができる。材料としてはガラスの上にTiO2とSiO2を３
０層積層して作られる。
【００１６】図１でレ−ザ光源２１は660nmの発振波長
のもので透過型波長フィルターと共焦点面からの反射光
により波長ロックされており、透過型波長フィルター１
の角度を変えることで所望の波長を発生することができ
る。波長660nmのレーザ光Ｐ１は光ファイバー１０を通
過後物質としての生体９に照射される。この生体９によ
り発生した蛍光が信号光Ｐ２となる。信号光Ｐ２は半値
幅２０ｎｍ程度の広い光である。また同時に生体９で反
射されるレーザ光（反射光）Ｐ１ａも光ファイバー１１
に入る。
のもので透過型波長フィルターと共焦点面からの反射光
により波長ロックされており、透過型波長フィルター１
の角度を変えることで所望の波長を発生することができ
る。波長660nmのレーザ光Ｐ１は光ファイバー１０を通
過後物質としての生体９に照射される。この生体９によ
り発生した蛍光が信号光Ｐ２となる。信号光Ｐ２は半値
幅２０ｎｍ程度の広い光である。また同時に生体９で反
射されるレーザ光（反射光）Ｐ１ａも光ファイバー１１
に入る。
【００１７】以下この蛍光評価装置における信号検出方
法について詳しく述べる。光ファイバーを伝搬した反射
光Ｐ１ａと波長幅が広い信号光Ｐ２が混合したものはレ
ンズ３２で平行光にされる。透過型波長フィルター２ａ
にて反射光Ｐ１ａは透過する。ここでは反射光Ｐ１ａの
透過が最大になるように透過フィルター2aの角度合わせ
を行っている。一方で信号光Ｐ２は反射される。
法について詳しく述べる。光ファイバーを伝搬した反射
光Ｐ１ａと波長幅が広い信号光Ｐ２が混合したものはレ
ンズ３２で平行光にされる。透過型波長フィルター２ａ
にて反射光Ｐ１ａは透過する。ここでは反射光Ｐ１ａの
透過が最大になるように透過フィルター2aの角度合わせ
を行っている。一方で信号光Ｐ２は反射される。
【００１８】図３に透過型波長フィルター２ａを通過前
後の混合光の波長スペクトルを示す。通過前には波長幅
が狭いレーザの反射光P1aと波長幅の広い信号光Ｐ２が
混合しているが、通過後レーザ光はほぼ取り除かれてい
る。さらに透過型波長フィルター２ｂで信号光は反射さ
れディテクターで検出される。透過型波長フィルター２
ａ、２ｂの性能は同じで、蛍光を８０％反射し、レーザ
光は９５％透過する。そのためレーザ光の反射光Ｐ１ａ
は４００分の１に低減される。
後の混合光の波長スペクトルを示す。通過前には波長幅
が狭いレーザの反射光P1aと波長幅の広い信号光Ｐ２が
混合しているが、通過後レーザ光はほぼ取り除かれてい
る。さらに透過型波長フィルター２ｂで信号光は反射さ
れディテクターで検出される。透過型波長フィルター２
ａ、２ｂの性能は同じで、蛍光を８０％反射し、レーザ
光は９５％透過する。そのためレーザ光の反射光Ｐ１ａ
は４００分の１に低減される。
【００１９】一方信号光Ｐ２は６４％がディテクター２
２で検出された。本実施例のようにレーザ光と信号光の
波長ピークの差が12nm以下のときに特に本発明は有効で
ある。12nmの差のとき従来の構成（ハイパスフィルター
で分離）で信号光を６４％とろうとした時、反射光は１
０分の１混合し、本発明に比べて４０倍のノイズとな
る。このように、660nmの赤色半導体レーザを用いて生
体に照射することで蛍光は発生可能であり、レーザの波
長と蛍光波長が近いために通常の構成では分離困難であ
ったが本発明の構成により分離が可能となった。そのた
め蛍光評価装置が半導体レーザを用いて構成でき、安価
で長寿命化が図れた。
２で検出された。本実施例のようにレーザ光と信号光の
波長ピークの差が12nm以下のときに特に本発明は有効で
ある。12nmの差のとき従来の構成（ハイパスフィルター
で分離）で信号光を６４％とろうとした時、反射光は１
０分の１混合し、本発明に比べて４０倍のノイズとな
る。このように、660nmの赤色半導体レーザを用いて生
体に照射することで蛍光は発生可能であり、レーザの波
長と蛍光波長が近いために通常の構成では分離困難であ
ったが本発明の構成により分離が可能となった。そのた
め蛍光評価装置が半導体レーザを用いて構成でき、安価
で長寿命化が図れた。
【００２０】次に本発明の第２の実施例としての光分離
方法について図を用いて説明する。図４にレーザを用い
て構成される光分離方法の構成図を示す。このシステム
ではレーザ光源２１として赤色半導体レーザ、透過型波
長フィルター２ａ、２ｂとして600nm帯の透過型波長フ
ィルターを用いている。
方法について図を用いて説明する。図４にレーザを用い
て構成される光分離方法の構成図を示す。このシステム
ではレーザ光源２１として赤色半導体レーザ、透過型波
長フィルター２ａ、２ｂとして600nm帯の透過型波長フ
ィルターを用いている。
【００２１】図４でレ−ザは660nmの発振波長のもの
で、レーザ光Ｐ１ａ’と信号光Ｐ２が混合したものが以
下で説明するように高いＳＮ比で分離できる。平行光に
されるた光は透過型波長フィルター２ａにてレーザ光Ｐ
１ａ’は透過する。一方で信号光Ｐ２は反射される。次
に透過型波長フィルター２ｂで信号光は再び反射され、
さらに透過型波長フィルター２ａで反射されこれを繰り
返し外部に取り出される。透過型波長フィルター２ａ、
２ｂの性能は同じで、蛍光を９０％反射し、レーザ光は
９０％透過する。そのためレーザ光Ｐ１ａ’は最終的に
は１０００００分の１に低減される。一方信号光Ｐ２は
約５０％が利用できる。このように２枚の波長フィルタ
ーを用い、多重反射させると高いＳＮ比を得ようとする
とアライメントおよびコストの点で有利である。
で、レーザ光Ｐ１ａ’と信号光Ｐ２が混合したものが以
下で説明するように高いＳＮ比で分離できる。平行光に
されるた光は透過型波長フィルター２ａにてレーザ光Ｐ
１ａ’は透過する。一方で信号光Ｐ２は反射される。次
に透過型波長フィルター２ｂで信号光は再び反射され、
さらに透過型波長フィルター２ａで反射されこれを繰り
返し外部に取り出される。透過型波長フィルター２ａ、
２ｂの性能は同じで、蛍光を９０％反射し、レーザ光は
９０％透過する。そのためレーザ光Ｐ１ａ’は最終的に
は１０００００分の１に低減される。一方信号光Ｐ２は
約５０％が利用できる。このように２枚の波長フィルタ
ーを用い、多重反射させると高いＳＮ比を得ようとする
とアライメントおよびコストの点で有利である。
【００２２】次に第３の実施例の光分離方法として光分
離方法について説明する。半導体レーザ光（波長幅0.01
nm）とＬＥＤ光（波長幅5nm）が混合した光において分
離することを考える。波長半値幅０．２ｎｍの峡帯域透
過型波長フィルターを挿入し角度を調整することで、半
導体レーザ光を透過させ、ＬＥＤ光は反射させることに
より２つの混合した光は効率良く分離できた。なお、半
導体材料例えばZnSe等のホトルミを評価するときにも45
8nmのＡｒレーザ光と460nmにピークを持つホトルミ光を
分離することができる。この場合、波長ピークはほとん
ど重なっているが、レーザ光は峡帯域波長フィルターを
通り抜けられるため、信号光であるホトルミ光のみ分離
できる。
離方法について説明する。半導体レーザ光（波長幅0.01
nm）とＬＥＤ光（波長幅5nm）が混合した光において分
離することを考える。波長半値幅０．２ｎｍの峡帯域透
過型波長フィルターを挿入し角度を調整することで、半
導体レーザ光を透過させ、ＬＥＤ光は反射させることに
より２つの混合した光は効率良く分離できた。なお、半
導体材料例えばZnSe等のホトルミを評価するときにも45
8nmのＡｒレーザ光と460nmにピークを持つホトルミ光を
分離することができる。この場合、波長ピークはほとん
ど重なっているが、レーザ光は峡帯域波長フィルターを
通り抜けられるため、信号光であるホトルミ光のみ分離
できる。
【００２３】次に本発明の第４の実施例の蛍光評価装置
について図を用いて説明する。図５に半導体レーザを用
いて構成される蛍光評価装置のレーザ光源部分の構成図
を示す。この蛍光評価装置ではレーザ光源２１として赤
色半導体レーザ、透過型波長フィルター１として600nm
帯の透過型波長フィルターを用いている。
について図を用いて説明する。図５に半導体レーザを用
いて構成される蛍光評価装置のレーザ光源部分の構成図
を示す。この蛍光評価装置ではレーザ光源２１として赤
色半導体レーザ、透過型波長フィルター１として600nm
帯の透過型波長フィルターを用いている。
【００２４】図５でレ−ザ光源２１は本来665nmの発振
波長のもので、透過型波長フィルター１と共焦点面４か
らの反射光により波長660nmロックされている。波長660
nmの光は光ファイバー１０に入射後、出射部より物質に
導かれる。ここでは物質としての実施例１と同じくガン
診断を行うため生体に照射される。この生体により発生
した蛍光が信号光となる。また同時に反射されるレーザ
光（反射光）も光ファイバーに入る。光ファイバーを伝
搬した反射光と波長幅が広い信号光が混合したものはレ
ンズで平行光にされる。透過型波長フィルターにて反射
光は透過する。一方で信号光は反射される。通過前には
波長幅が狭いレーザの反射光と波長幅の広い信号光が混
合しているが、通過後レーザ光はほぼ取り除かれてい
る。さらに透過型波長フィルターで信号光は反射されデ
ィテクターで検出される。
波長のもので、透過型波長フィルター１と共焦点面４か
らの反射光により波長660nmロックされている。波長660
nmの光は光ファイバー１０に入射後、出射部より物質に
導かれる。ここでは物質としての実施例１と同じくガン
診断を行うため生体に照射される。この生体により発生
した蛍光が信号光となる。また同時に反射されるレーザ
光（反射光）も光ファイバーに入る。光ファイバーを伝
搬した反射光と波長幅が広い信号光が混合したものはレ
ンズで平行光にされる。透過型波長フィルターにて反射
光は透過する。一方で信号光は反射される。通過前には
波長幅が狭いレーザの反射光と波長幅の広い信号光が混
合しているが、通過後レーザ光はほぼ取り除かれてい
る。さらに透過型波長フィルターで信号光は反射されデ
ィテクターで検出される。
【００２５】次に生体のガン治療を行うため波長を670n
mに変更する必要がある。透過型波長フィルター１の角
度を変えることで波長670nmを発生することができる。
図６に診断時と治療時における半導体レーザの発振スペ
クトルを示す。治療時には波長フィルターの角度を変え
て670nmの発振を起こすとともに電流をあげて出力を200
mWにしている。これにより１つの半導体レーザで生体の
ガンに関する診断および治療を行うことができた。
mに変更する必要がある。透過型波長フィルター１の角
度を変えることで波長670nmを発生することができる。
図６に診断時と治療時における半導体レーザの発振スペ
クトルを示す。治療時には波長フィルターの角度を変え
て670nmの発振を起こすとともに電流をあげて出力を200
mWにしている。これにより１つの半導体レーザで生体の
ガンに関する診断および治療を行うことができた。
【００２６】次に本発明の第５の実施例の蛍光評価装置
について図を用いて説明する。図７に蛍光評価装置の構
成図を示す。この蛍光評価装置では色素レーザ光源から
のレーザ光Ｐ１として600nmの光がヘマトポルフェリン
誘導体と結合させた生体９に照射されている。この生体
９により発生した蛍光が信号光Ｐ２となる。また同時に
レーザ光の反射光Ｐ１ａも光ファイバー１２に入る。光
ファイバー１２は光ファイバーを２０本束ねたもので、
これにより面の情報を取り出すことができる。
について図を用いて説明する。図７に蛍光評価装置の構
成図を示す。この蛍光評価装置では色素レーザ光源から
のレーザ光Ｐ１として600nmの光がヘマトポルフェリン
誘導体と結合させた生体９に照射されている。この生体
９により発生した蛍光が信号光Ｐ２となる。また同時に
レーザ光の反射光Ｐ１ａも光ファイバー１２に入る。光
ファイバー１２は光ファイバーを２０本束ねたもので、
これにより面の情報を取り出すことができる。
【００２７】光ファイバーを伝搬した反射光Ｐ１ａと波
長幅が広い信号光Ｐ２が混合したものはレンズ３２で平
行光にされる。透過型波長フィルター２ａにて反射光Ｐ
１ａは透過する。一方で信号光Ｐ２は反射される。通過
前には波長幅が狭いレーザ光の反射光P1aと波長幅の広
い信号光Ｐ２が混合しているが、通過後レーザ光の反射
光Ｐ１ａはほぼ取り除かれている。
長幅が広い信号光Ｐ２が混合したものはレンズ３２で平
行光にされる。透過型波長フィルター２ａにて反射光Ｐ
１ａは透過する。一方で信号光Ｐ２は反射される。通過
前には波長幅が狭いレーザ光の反射光P1aと波長幅の広
い信号光Ｐ２が混合しているが、通過後レーザ光の反射
光Ｐ１ａはほぼ取り除かれている。
【００２８】さらに透過型波長フィルター２ｂで信号光
は反射され、レンズ３３で集光された後ＣＣＤアレイ２
３で検出される。透過型波長フィルター２ａ、２ｂの性
能は同じで、蛍光を９０％反射し、レーザ光は９０％透
過する。そのためレーザ光の反射光Ｐ１ａは１００分の
１に低減される。一方信号光Ｐ２は８１％がＣＣＤアレ
イ２３で検出された。このようにファイバーを束にする
構成と組み合わせれば、透過型波長フィルターを用いる
ことでノイズの少ない面情報が簡単に得られる。 な
お、実施例では蛍光評価装置として生体のガン診断につ
て説明したが、クロロフィルを含んだプランクトン計測
等他の各種計測等に利用できる。
は反射され、レンズ３３で集光された後ＣＣＤアレイ２
３で検出される。透過型波長フィルター２ａ、２ｂの性
能は同じで、蛍光を９０％反射し、レーザ光は９０％透
過する。そのためレーザ光の反射光Ｐ１ａは１００分の
１に低減される。一方信号光Ｐ２は８１％がＣＣＤアレ
イ２３で検出された。このようにファイバーを束にする
構成と組み合わせれば、透過型波長フィルターを用いる
ことでノイズの少ない面情報が簡単に得られる。 な
お、実施例では蛍光評価装置として生体のガン診断につ
て説明したが、クロロフィルを含んだプランクトン計測
等他の各種計測等に利用できる。
【００２９】次に本発明の第６の実施例の蛍光評価装置
について図を用いて説明する。図８にグレーティングを
用いて構成される蛍光評価装置の構成図を示す。図８で
反射したレ−ザ光（反射光）Ｐ１ａは660nmで、光ファ
イバー１１を、発生した蛍光である信号光Ｐ２とともに
伝搬してきている。反射光Ｐ１ａと波長幅が広い信号光
Ｐ２が混合したものはレンズ３２で平行光にされる。そ
の後グレーティング８で反射されレンズで集光される。
グレーティング８により信号光は波長広がりが大きいた
め角度広がりを持つ。レンズ３３で集光することにより
反射光Ｐ１ａは回折限界まで集光されるが、これに対し
て信号光Ｐ２は集光されず広がりを持つ。
について図を用いて説明する。図８にグレーティングを
用いて構成される蛍光評価装置の構成図を示す。図８で
反射したレ−ザ光（反射光）Ｐ１ａは660nmで、光ファ
イバー１１を、発生した蛍光である信号光Ｐ２とともに
伝搬してきている。反射光Ｐ１ａと波長幅が広い信号光
Ｐ２が混合したものはレンズ３２で平行光にされる。そ
の後グレーティング８で反射されレンズで集光される。
グレーティング８により信号光は波長広がりが大きいた
め角度広がりを持つ。レンズ３３で集光することにより
反射光Ｐ１ａは回折限界まで集光されるが、これに対し
て信号光Ｐ２は集光されず広がりを持つ。
【００３０】遮光板２４を集光点に配置することで反射
光Ｐ１ａをカットすることができ、信号光Ｐ２のみが取
り出される。蛍光を８０％透過し、レーザ光は９９％カ
ットされた。これにより信号光Ｐ２のみがディテクター
２２で検出された。なお、本実施例では混合光をグレー
ティングで反射させたがレンズの色分散またはプリズム
を利用しても分離は可能である。
光Ｐ１ａをカットすることができ、信号光Ｐ２のみが取
り出される。蛍光を８０％透過し、レーザ光は９９％カ
ットされた。これにより信号光Ｐ２のみがディテクター
２２で検出された。なお、本実施例では混合光をグレー
ティングで反射させたがレンズの色分散またはプリズム
を利用しても分離は可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の信号検出方
法によれば、半導体レーザ等のレーザ光のような波長幅
が極めて狭い光と蛍光等の波長幅が広い信号光を分離し
高いＳＮ比を持つ信号光を実現する。この際構成は簡単
で、その工業的価値は大きい。特にレーザ光と信号光の
波長ピークが接近または一致している場合に絶大の効果
を発揮する。
法によれば、半導体レーザ等のレーザ光のような波長幅
が極めて狭い光と蛍光等の波長幅が広い信号光を分離し
高いＳＮ比を持つ信号光を実現する。この際構成は簡単
で、その工業的価値は大きい。特にレーザ光と信号光の
波長ピークが接近または一致している場合に絶大の効果
を発揮する。
【００３２】上記信号検出方法を組み込んだ蛍光評価装
置としては高分解能で安定なシステムを小型、安価で実
現でき、その実用的効果は極めて大きい。
置としては高分解能で安定なシステムを小型、安価で実
現でき、その実用的効果は極めて大きい。
【図１】本発明の蛍光評価装置の第１の実施例の構成図
【図２】本発明の実施例１で用いた透過型波長フィルタ
ーの反射率および透過率を示す特性図
ーの反射率および透過率を示す特性図
【図３】透過型波長フィルター通過前後の光のスペクト
ル図
ル図
【図４】本発明の第２の実施例の光分離方法の構成図
【図５】本発明の第４の実施例の蛍光評価装置のレーザ
光源部分の構成図
光源部分の構成図
【図６】第４の実施例の蛍光評価装置における診断時と
治療時の半導体レーザの発振スペクトル図
治療時の半導体レーザの発振スペクトル図
【図７】本発明の第５の実施例の蛍光評価装置の構成図
【図８】本発明の第６の実施例の蛍光評価装置の構成図
【図９】従来の蛍光評価装置の構成図
【図１０】従来例のレーザ光と蛍光の波長スペクトル図
【図１１】従来の混合光のスペクトル図
【図１２】波長フィルターの特性図
１、２ａ、２ｂ 透過型波長フィルター ３ 波長フィルター ４ 共焦点面 ８ グレーティング ９ 生体 １０、１１、１２ 光ファイバー ２１ 半導体レーザ ２２ ディテクター ２３ ＣＣＤアレイ ２４ 遮光板 ３０，３１、３２、３３、３４ レンズ Ｐ１ レーザ光 Ｐ１ａ 反射光 Ｐ２ 信号光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−120466（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−195305（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−304413（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−54792（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/10 G01N 21/63 A61B 10/00
Claims (12)
- 【請求項１】 波長幅の狭い第１の光と波長幅の広い第
２の光との混合光に対し、グレーティングで反射後、レ
ンズを用いて前記混合光を集光し、中心部分に集光され
た前記第１の光のみをカットすることを特徴とする光分
離方法。 - 【請求項２】 レーザ光と波長幅が広い信号光との混合
光に対し、波長フィルターを用いて前記信号光を反射
し、かつ前記レーザ光を透過し、前記信号光を検出する
ことを特徴とする信号検出方法。 - 【請求項３】 レーザ光と波長幅が広い信号光との混合
光に対し、グレーティングで反射後、レンズを用いて集
光を行い、中心部分に集光された前記レーザ光を遮光板
でカットし、前記信号光を検出することを特徴とする信
号検出方法。 - 【請求項４】 レーザ光源および波長フィルターを備
え、前記レーザ光源からのレーザ光は物質に照射され、
それにより発生した蛍光は前記波長フィルターにより反
射され、かつ物質で反射したレーザ光は前記波長フィル
ターにより透過され、蛍光は検出器に導かれることを特
徴とする蛍光評価装置。 - 【請求項５】 半導体レーザおよび少なくとも２つ以上
の波長フィルターを備え、前記半導体レーザからのレー
ザ光は第１の波長フィルターを通過後光ファイバーに入
射し、前記光ファイバー入射端で反射した光は再び前記
第１の波長フィルターを通過後半導体レーザに入射する
ことで半導体レーザは波長ロックされており、一方前記
光ファイバーを通過したレーザ光は物質に照射され、そ
れにより発生した蛍光は第２の波長フィルターにより反
射され、かつ物質で反射したレーザ光は透過され、蛍光
は検出器に導かれることを特徴とする蛍光評価装置。 - 【請求項６】 少なくとも２つ以上の波長フィルターを
用い、多重反射させる請求項２記載の信号検出方法。 - 【請求項７】 少なくとも２つ以上の波長フィルターを
用い、多重反射させる請求項４または５記載の蛍光評価
装置。 - 【請求項８】 レーザ光の波長ピークと信号光の波長ピ
ークの差が１２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項
２記載の光分離方法。 - 【請求項９】レーザ光の波長ピークと信号光の波長ピー
クの差が１２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２
記載の信号検出方法。 - 【請求項１０】 レーザ光の波長ピークと蛍光の波長ピ
ークの差が１２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項
４または５記載の蛍光評価装置。 - 【請求項１１】 レーザ光と波長幅が広い信号光との混
合光に対し、波長フィルターを用いて前記信号光を反射
し、かつ前記レーザ光を透過し、前記信号光を検出する
ことを特徴とする光分離方法。 - 【請求項１２】 レーザ光の波長ピークと信号光の波長
ピークの差が１２ｎｍ以下であることを特徴とする請求
項１１記載の光分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05732894A JP3291898B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 光分離方法および信号検出方法および蛍光評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05732894A JP3291898B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 光分離方法および信号検出方法および蛍光評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270718A JPH07270718A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3291898B2 true JP3291898B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=13052511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05732894A Expired - Fee Related JP3291898B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 光分離方法および信号検出方法および蛍光評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291898B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3718024B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2005-11-16 | 松下電器産業株式会社 | 蛍光診断装置 |
| GB9815701D0 (en) | 1998-07-21 | 1998-09-16 | Cambridge Imaging Ltd | Improved imaging system for fluorescence assays |
| JP3848623B2 (ja) | 2003-01-16 | 2006-11-22 | 松下電器産業株式会社 | 蛍光測定装置 |
| JP4645176B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2011-03-09 | 株式会社ニコン | 分光顕微鏡装置 |
| JP5006215B2 (ja) * | 2006-02-07 | 2012-08-22 | 古河電気工業株式会社 | 光検出装置及び測定対象読取装置 |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP05732894A patent/JP3291898B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07270718A (ja) | 1995-10-20 |
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