JP7076278B2 - 共焦点光学系測定装置、および共焦点光学系測定装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、共焦点光学系測定装置、および共焦点光学系測定装置の製造方法に関し、特に、試料における複数の位置からの光を分光する共焦点光学系測定装置、および共焦点光学系測定装置の製造方法に関する。

近年、多焦点かつ共焦点の測定装置が開発されている。たとえば、特開２０１７－４９０４３号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、顕微分光装置は、光源と、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバと、分光器と、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバと、前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系とを備える。

特開２０１７－４９０４３号公報

多焦点かつ共焦点の測定装置において、試料における各集光点からの光束の集光位置と各受光ファイバにおける受光位置とのずれが大きい場合、良好な測定結果を得ることができない可能性がある。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、多焦点かつ共焦点の構成において、試料からの光の受光位置の精度を向上させることができる共焦点光学系測定装置、および共焦点光学系測定装置の製造方法を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる共焦点光学系測定装置は、光源と、投光ファイバ群と、受光ファイバ群と、分光器と、前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系とを備え、前記投光ファイバ群は、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバを含み、前記受光ファイバ群は、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバを含み、前記投光ファイバ群の端面の形状および前記受光ファイバ群の端面の形状が鏡面対称であり、前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光ファイバの端面の形状および対応の前記受光ファイバの端面の形状が鏡面対称である。

このように、投光ファイバ群の端面の形状および受光ファイバ群の端面の形状が鏡面対称であり、投光ファイバ群および受光ファイバ群において、投光ファイバの端面の形状および対応の受光ファイバの端面の形状が鏡面対称である構成により、簡易な構成で、試料における各集光点からの光束の集光位置と、各受光ファイバにおける受光位置とを精度良く合わせることができる。また、光ファイバの本数の増加に起因する位置ずれの増加を抑えることができる。したがって、多焦点かつ共焦点の構成において、試料からの光の受光位置の精度を向上させることができる。

（２）好ましくは、前記投光ファイバおよび前記受光ファイバの各々は、コアと、前記コアの外周を覆うクラッドと、前記クラッドの外周を覆う１次被覆部とを含む。

このような構成により、投光ファイバおよび受光ファイバの各々が１次被覆部を含まない場合と比較して、より高い強度を確保することができ、かつ１次被覆部を取り除くためのコストを削減することができる。

（３）好ましくは、前記投光ファイバ群は、さらに、１または複数の投光側ダミーファイバを含み、前記受光ファイバ群は、さらに、１または複数の受光側ダミーファイバを含み、各前記投光側ダミーファイバは、前記投光ファイバ群の端面において、前記複数の投光ファイバのうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置されており、各前記受光側ダミーファイバは、前記受光ファイバ群の端面において、前記複数の受光ファイバのうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置されている。

このような構成により、投光ファイバ群の端面および受光ファイバ群の端面において、それぞれ、複数の投光ファイバおよび複数の受光ファイバを任意の位置に配置することができる。これにより、試料からの光の受光位置の精度を向上させながら、試料の種類等に応じた多様な照射位置を実現することができる。

また、投光側ダミーファイバおよび受光側ダミーファイバがそれぞれ投光ファイバ群の端面および受光ファイバ群の端面において中央側に設けられても、投光ファイバ群の端面の形状および受光ファイバ群の端面の形状が鏡面対称である構成により、試料における各集光点からの光束の集光位置と各受光ファイバにおける受光位置とを精度良く合わせることができる。

（４）好ましくは、前記投光ファイバ群は、さらに、１または複数の投光マーカ用光ファイバを含み、前記受光ファイバ群は、さらに、１または複数の受光マーカ用光ファイバを含み、前記共焦点光学系は、前記投光マーカ用光ファイバからのマーカ光束および前記受光マーカ用光ファイバからのマーカ光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光マーカ用光ファイバの端面の形状および対応の前記受光マーカ用光ファイバの端面の形状が鏡面対称である。

このような構成により、たとえば、各投光マーカ用光ファイバからのマーカ光束の集光位置と各受光マーカ用光ファイバからのマーカ光束の集光位置との関係を把握して、試料における各集光点からの光束の集光位置と各受光ファイバにおける受光位置との関係を調整することにより、光学系を良好な状態に維持することができる。

また、投光ファイバ群および受光ファイバ群において、投光マーカ用光ファイバの端面の形状および対応の受光マーカ用光ファイバの端面の形状が鏡面対称である構成により、各投光マーカ用光ファイバからの集光位置と各受光マーカ用光ファイバからの集光位置との位置合わせを容易に行うことができる。

（５）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる共焦点光学系測定装置の製造方法は、光源と、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバと、分光器と、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバと、前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系とを備える共焦点光学系測定装置の製造方法であって、各光ファイバを配列するステップと、配列した前記各光ファイバを、前記各光ファイバの延伸方向と直交する平面に沿って切断することにより、２つのファイバ群に分けるステップと、一方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記投光ファイバとして設定し、他方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記受光ファイバとして設定するステップとを含む。

このような方法により、投光ファイバ群の端面の形状および受光ファイバ群の端面の形状が鏡面対称となり、２つのファイバ群において、投光ファイバの端面の形状および対応の受光ファイバの端面の形状が鏡面対称となるため、簡易な構成で、試料における各集光点からの光束の集光位置と、各受光ファイバにおける受光位置とを精度良く合わせることができる。また、光ファイバの本数の増加に起因する位置ずれの増加を抑えることができる。したがって、多焦点かつ共焦点の構成において、試料からの光の受光位置の精度を向上させることができる。

本発明によれば、多焦点かつ共焦点の構成において、試料からの光の受光位置の精度を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の投光側２次元アレイ固定部における投光ファイバ群の端面の一例を示す図である。 図３は、比較例の各光ファイバの端面の一例を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における試料に結像された実像の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の受光側２次元アレイ固定部における受光ファイバ群の端面の一例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光マーカ用光ファイバからの光が試料に結像された実像の一例を示す画像である。 図７は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における受光マーカ用光ファイバからの光が試料に結像された実像の一例を示す画像である。 図８は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像ＲＩｐｍおよび実像ＲＩｒｍの位置合わせの一例を示す画像である。 図９は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の製造に用いられる光ファイバの構成の一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群および受光ファイバ群の製造方法を説明するための図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群および受光ファイバ群の製造方法の手順の一例を定めたフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態の係る共焦点光学系測定装置における複数の投光ファイバの組分けの一例を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像の一例を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における複数の投光ファイバの組分けの一例を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像の一例を示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における複数の投光ファイバの組分けの一例を示す図である。 図１７は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像の一例を示す図である。 図１８は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例１を示す画像である。 図１９は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例２を示す画像である。 図２０は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例３を示す画像である。 図２１は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例４を示す画像である。 図２２は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例５を示す画像である。 図２３は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例１を示す図である。 図２４は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例２を示す図である。 図２５は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例３を示す図である。 図２６は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例４を示す図である。 図２７は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置を用いた測定方法の手順の一例を定めたフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜構成および基本動作＞
［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の構成を示す図である。ここでは、共焦点光学系測定装置の一例として、顕微分光装置１０１の構成および基本動作について説明する。

図１を参照して、顕微分光装置１０１は、観察光学系４と、共焦点光学系５と、投光部６と、受光部７と、観察カメラ５１と、反射照明５３と、コリメートレンズ５４と、ＸＹＺステージ６２と、透過照明６３とを備える。

観察光学系４は、可動ハーフミラー３５と、対物レンズ３６と、結像レンズ５２と、ハーフミラー５５とを含む。

投光部６は、測定光源１１と、投光側２次元アレイ固定部１３と、投光マーカ光源１４と、投光ファイバ群１２１とを含む。投光ファイバ群１２１は、複数の投光ファイバ１２と、１または複数の投光マーカ用光ファイバ１５とを含む。

受光部７は、分光器１と、２次元検出器２と、受光側１次元アレイ固定部２１と、受光側２次元アレイ固定部２３と、受光マーカ光源２４と、受光ファイバ群１２２とを含む。受光ファイバ群１２２は、複数の受光ファイバ２２と、１または複数の受光マーカ用光ファイバ２５とを含む。

この例では、投光部６は、たとえば、２３本の投光ファイバ１２、および２本の投光マーカ用光ファイバ１５が束ねられた投光ファイバ群１２１を含む。受光部７は、たとえば、２３本の受光ファイバ２２、および２本の受光マーカ用光ファイバ２５が束ねられた受光ファイバ群１２２を含む。

共焦点光学系５は、集光レンズ３１と、バンドストップフィルタ３２と、ダイクロイックミラー３３と、走査ミラー３４と、対物レンズ３６と、コリメートレンズ３７と、バンドパスフィルタ３８とを含む。

［投光部６］
投光ファイバ１２は、測定光源１１と対向する入力端と、コリメートレンズ３７と対向する出力端とを有する。投光マーカ用光ファイバ１５は、投光マーカ光源１４と対向する入力端と、コリメートレンズ３７と対向する出力端とを有する。

測定光源１１は、たとえば、自ら光を発する光源であり、具体的には単色光を出力するレーザである。なお、測定光源１１は、バンド幅の広い光を出力するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ‐Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）または白熱電球等であってもよい。

投光ファイバ１２は、測定光源１１からの光を自己の入力端側において受けて、受けた光を伝送してコリメートレンズ３７へ照射する。

投光マーカ光源１４は、たとえばＬＥＤまたは白熱電球等である。なお、投光マーカ光源１４は、レーザであってもよい。

投光マーカ用光ファイバ１５は、複数の投光ファイバ１２に沿うように固定され、投光マーカ光源１４からの光を自己の入力端側において受けて、受けた光を伝送してコリメートレンズ３７へ照射する。

図２は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の投光側２次元アレイ固定部における投光ファイバ群の端面の一例を示す図である。

図２では、投光ファイバ群１２１の端面Ｅｐｓの一例として、２３本の投光ファイバ１２の出力端の端面Ｅｐｂを見る方向の平面視における、各端面Ｅｐｂ、および２本の投光マーカ用光ファイバ１５の出力端の各端面Ｅｐｍが描かれている。

ここで、判別を容易にするために、投光ファイバ１２の端面Ｅｐｂおよび投光マーカ用光ファイバ１５の端面Ｅｐｍは、それぞれ実線および破線で描かれている。以下、端面Ｅｐｂおよび端面Ｅｐｍの各々を「端面Ｅｐ」とも称する。

図２を参照して、投光部６における投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５は、たとえば、各々の端面Ｅｐが、当該各端面Ｅｐを含む平面であって、各投光ファイバ１２の延伸方向と直交する平面に沿うように揃えられている。

また、投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５は、各々の断面の形状が、たとえば円形である。なお、投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５の各々の断面の形状は円形に限らず、多角形であってもよい。また、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５は、たとえば二次元配列されている。

投光ファイバ１２は、コア１２ａと、クラッド１２ｂと、１次被覆部１２ｃとを含む。投光マーカ用光ファイバ１５は、コア１５ａと、クラッド１５ｂと、１次被覆部１５ｃとを含む。投光マーカ用光ファイバ１５の１次被覆部１５ｃの外径は、たとえば投光ファイバ１２の１次被覆部１２ｃの外径と同じである。

また、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５は、たとえば、各々の端面Ｅｐを見る方向の平面視において、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５が、正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列されている。

図３は、比較例の各光ファイバの端面の一例を示す図である。図３では、２５本の光ファイバ９１２の端面Ｅｒｅｆを見る方向の平面視における当該端面Ｅｒｅｆが描かれている。

各光ファイバ９１２は、正方格子状に互いに接して配列されている。ここで、「正方格子状の配列」とは、図３に示すように、たとえば、ある光ファイバ９１２が、当該光ファイバ９１２の中心を通る直線Ｌｒｅｆ１に沿う直近の他の光ファイバ９１２、および当該中心において直線Ｌｒｅｆ１と直交する直線Ｌｒｅｆ２に沿う直近の他の光ファイバ９１２とそれぞれ互いに接するような配列である。

再び図２を参照して、具体的には、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５は、たとえば、投光端面Ｅｐｓを見る方向の平面視において、正三角格子状に互いに接して配列されている、すなわち最密に配列されている。言い換えると、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５は、たとえば、投光端面Ｅｐｓを見る方向の平面視において、他の６本の光ファイバと互いに接するように配列されている。

ここで、「正三角格子状の配列」とは、図２に示すように、たとえば、ある投光ファイバ１２が、当該投光ファイバ１２の中心を通る直線Ｌｐ１に沿う直近の他の投光ファイバ１２、当該中心において直線Ｌｐ１と６０度で交差する直線Ｌｐ２に沿う直近の他の投光ファイバ１２、および当該中心において直線Ｌｐ１，Ｌｐ２と６０度で交差する直線Ｌｐ３に沿う直近の他の投光ファイバ１２とそれぞれ互いに接するような配列である。

なお、図２では、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５は、投光端面Ｅｐｓにおいて正三角格子状に互いに接するように配列されているが、このような構成に限らない。たとえば、ある投光ファイバ１２が、当該投光ファイバ１２の中心を通る直線に沿う直近の他の投光ファイバ１２、および当該中心において当該直線と９０°より小さくかつ６０°より大きい角度で交差する直線に沿う直近の他の投光ファイバ１２とそれぞれ互いに接して配列されてもよい。

図２を参照して、投光側２次元アレイ固定部１３は、たとえば、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５を束ね、各々の出力端側を固定する。より詳細には、投光ファイバ群１２１において、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５は、たとえば、５本の光ファイバを含む層が５段に積層されるように俵積みされている。

このように、各光ファイバが他の６本の光ファイバと互いに接するように配列される構成により、各光ファイバの中心を正三角形の頂点の位置に安定して固定することができるので、各光ファイバの中心位置の設計値からのずれを抑制することができる。

また、投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５の各々の断面の形状が円形であるとしたが、投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５の各々の断面の形状がたとえば六角形であっても、投光端面Ｅｐｓにおいて、各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５が、正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列されている。

［共焦点光学系５］
再び図１を参照して、共焦点光学系５は、複数の投光ファイバ１２からの複数の光束をそれぞれ集光して試料６１に照射し、試料６１における当該複数の光束の集光点からの複数の光束を複数の受光ファイバ２２にそれぞれ結像する機能を有する。

より詳細には、コリメートレンズ３７は、たとえば、各投光ファイバ１２の出力端から広がる光を、それぞれ略平行の光束である投光光束群に変換する。

バンドパスフィルタ３８は、たとえば、コリメートレンズ３７からの投光光束群に含まれるレーザ光の波長成分のうち、当該レーザ光のスペクトルにおけるピーク以外の波長成分を減衰させる。

バンドパスフィルタ３８を透過した投光光束群は、たとえば、ダイクロイックミラー３３および走査ミラー３４によってそれぞれ反射されて対物レンズ３６へ入射する。

対物レンズ３６は、たとえば、走査ミラー３４によって反射された投光光束群に含まれる複数の光束をそれぞれ試料６１に集光する。

図４は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における試料に結像された実像の一例を示す図である。図４では、実像ＲＩｐが実線で描かれ、実像ＲＩｐｍおよび実像ＲＩｒｍが破線で描かれている。

図４を参照して、実像ＲＩｐは、たとえば、２３本の投光ファイバ１２のコア１２ａの出力端からの光が共焦点光学系５によって試料６１にそれぞれ集光されることで生成された、各コア１２ａの出力端の実像である。実像ＲＩｐｍおよび実像ＲＩｒｍについては、後述する。

再び図１を参照して、対物レンズ３６は、たとえば、各実像ＲＩｐから広がる光を、それぞれ略平行の光束である受光光束群に変換する。

走査ミラー３４は、たとえば、対物レンズ３６によって変換された受光光束群を反射する。

バンドストップフィルタ３２は、たとえば、走査ミラー３４によって反射された受光光束群に含まれる光の波長成分のうち、測定光源１１のレーザ光のスペクトルにおけるピークの波長成分を減衰させる。

集光レンズ３１は、たとえば、バンドストップフィルタ３２を透過した受光光束群に含まれる複数の光束をそれぞれ集光する。

［受光部７］
受光ファイバ２２は、集光レンズ３１と対向する入力端と、分光器１と対向する出力端とを有する。受光マーカ用光ファイバ２５は、受光マーカ光源２４と対向する入力端と、集光レンズ３１と対向する出力端とを有する。

受光マーカ光源２４は、たとえばＬＥＤまたは白熱電球等である。なお、受光マーカ光源２４は、レーザであってもよい。

受光マーカ用光ファイバ２５は、複数の受光ファイバ２２に沿うように固定され、受光マーカ光源２４からの光を自己の入力端側において受け、受けた光を伝送して集光レンズ３１へ照射する。

図５は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の受光側２次元アレイ固定部における受光ファイバ群の端面の一例を示す図である。

図５では、受光ファイバ群１２２の端面Ｅｒｓの一例として、２３本の受光ファイバ２２の入力端の端面Ｅｒｂを見る方向の平面視における、各端面Ｅｒｂ、および２本の受光マーカ用光ファイバ２５の出力端の各端面Ｅｒｍが描かれている。

ここで、判別を容易にするために、受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂおよび受光マーカ用光ファイバ２５の端面Ｅｒｍは、それぞれ実線および破線で描かれている。以下、端面Ｅｒｂおよび端面Ｅｒｍの各々を「端面Ｅｒ」とも称する。

図５を参照して、受光部７における各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５は、たとえば、各端面Ｅｒが、当該各端面Ｅｒを含む平面であって、各受光ファイバ２２の延伸方向と直交する平面に沿うように揃えられている。

また、受光ファイバ２２および受光マーカ用光ファイバ２５は、各々の断面の形状が、たとえば円形である。なお、受光ファイバ２２および受光マーカ用光ファイバ２５の各々の断面の形状は円形に限らず、多角形であってもよい。また、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５は、たとえば二次元配列されている。

各受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端は、図４に示す各実像ＲＩｐの共役の位置に設けられる。すなわち、図２に示す投光端面Ｅｐｓにおける各投光ファイバ１２のコア１２ａの出力端、および図５に示す受光端面Ｅｒｓにおける各受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端は、図１に示す共焦点光学系５を介して、光学的に対応する。

受光側２次元アレイ固定部２３は、たとえば、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５を束ね、各々の出力端側を固定する。より詳細には、受光ファイバ群１２２において、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５は、図２に示す各投光ファイバ１２および各投光マーカ用光ファイバ１５と同様に、たとえば、５本の光ファイバを含む層が５段に積層されるように俵積みされている。

また、受光ファイバ２２および受光マーカ用光ファイバ２５の各々の断面の形状が円形であるとしたが、受光ファイバ２２および受光マーカ用光ファイバ２５の各々の断面の形状がたとえば六角形であっても、受光端面Ｅｒｓにおいて、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５が、正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列されている。

再び図１を参照して、受光ファイバ２２は、受けた光を分光器１へ導く機能を有する。より詳細には、各受光ファイバ２２は、たとえば、入力端において受光した受光光束群を一次元配列された複数の光束（以下、一次元光束群とも称する。）に変換して分光器１へ入射する。

より詳細には、受光側１次元アレイ固定部２１は、たとえば、受光側２次元アレイ固定部２３において入力端が二次元配列された各受光ファイバ２２の出力端を一次元配列された状態に固定する。

分光器１は、スリット１ａと、回折格子１ｂとを含む。スリット１ａの開口部は、たとえば、一次元光束群と対向し、かつ当該一次元光束群の配列方向と平行な方向に沿うように設けられている。

スリット１ａを通過した一次元光束群に含まれる複数の光束は、たとえば、回折格子１ｂによって当該配列方向と直交する方向にそれぞれ回折されて２次元検出器２に照射される。

２次元検出器２は、たとえば、回折格子１ｂにより回折された一次元光束群に含まれる光束ごとに、波長ごとの強度すなわちスペクトルを測定する。すなわち、２次元検出器２は、たとえば、図４に示す各実像ＲＩｐの位置ごとに、対応の投光ファイバ１２経由の光が照射された試料６１のスペクトルを測定する。

たとえば、測定光源１１にレーザ等の単色光の光源を用いる構成では、多点のラマンスペクトルを同時に測定可能な共焦点ラマン分光顕微鏡、または多点の蛍光スペクトルを同時に測定可能な共焦点分光顕微鏡として顕微分光装置１０１を用いることができる。

また、たとえば、測定光源１１に白色光源等のバンド幅の広い光の光源を用いる構成では、多点の分光反射スペクトルを同時に測定可能な共焦点分光反射顕微鏡として顕微分光装置１０１を用いることができる。

（課題の説明）
多焦点かつ共焦点の顕微分光装置１０１においては、投光ファイバ群１２１の投光端面Ｅｐｓにおける投光ファイバ１２の中心位置と、受光ファイバ群１２２の受光端面Ｅｒｓにおける、対応する受光ファイバ２２の中心位置とが、各投光ファイバ１２の外径の誤差、および各受光ファイバ２２の外径の誤差の影響を受けることにより、ずれることが想定される。すなわち、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と、各受光ファイバ２２のコア２２ａの中心位置とが精度良く合わないことが想定される。

そこで、たとえば光学系においてピンホールアレイを設ける方法が考えられる。しかしながら、この方法では、製作コスト等が増大するという問題がある。

また、受光ファイバ２２のコア２２ａの径を投光ファイバ１２のコア１２ａの径と比べて大きく形成することにより、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と、各受光ファイバ２２のコア２２ａの中心位置とのずれに対するマージンを確保する方法が考えられる。

しかしながら、上記ずれは光ファイバの本数が増加するほど大きくなることから、コア２２ａの径をコア１２ａの径と比べて大きく形成しても、上記ずれに対するマージンを十分に確保することができない可能性がある。

これに対して、本発明の実施の形態では、以下のような構成により、上記課題を解決する。

（受光端面の構成）
図２および図５を参照して、投光端面Ｅｐｓの形状および受光端面Ｅｒｓの形状は、鏡面対象である。鏡面対称とは、たとえば、対応する２つの端面において、一方の端面を反転すると他方の端面に重なり得る関係、または、対応する２つの端面が、平面におけるある直線に関して互いに対称となり得る関係である。

また、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光ファイバ１２の端面Ｅｐｂの形状、および対応する受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂの形状が鏡面対称である。ここでは、一例として、投光ファイバ１２の端面Ｅｐｂの形状および対応の受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂの形状が同じである。

また、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光マーカ用光ファイバ１５の端面Ｅｐｍの形状、および対応する受光マーカ用光ファイバ２５の端面Ｅｒｍの形状が鏡面対称である。ここでは、一例として、投光マーカ用光ファイバ１５の端面Ｅｐｍの形状および対応の受光マーカ用光ファイバ２５の端面Ｅｒｍの形状が同じである。

受光ファイバ２２は、コア２２ａと、クラッド２２ｂと、１次被覆部２２ｃとを含む。たとえば、受光ファイバ２２の１次被覆部２２ｃの外径は、投光ファイバ１２の１次被覆部１２ｃの外径と同じである。

受光マーカ用光ファイバ２５は、コア２５ａと、クラッド２５ｂと、１次被覆部２５ｃとを含む。たとえば、受光マーカ用光ファイバ２５の１次被覆部２５ｃの外径は、受光ファイバ２２の１次被覆部２２ｃの外径、および投光ファイバ１２の１次被覆部１２ｃの外径と同じである。

投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光ファイバ１２の、コア１２ａ、クラッド１２ｂおよび１次被覆部１２ｃの各々の形状、ならびに対応の受光ファイバ２２の、コア２２ａ、クラッド２２ｂおよび１次被覆部２２ｃの各々の形状は、それぞれ鏡面対象である。

また、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光マーカ用光ファイバ１５の、コア１５ａ、クラッド１５ｂおよび１次被覆部１５ｃの各々の形状、ならびに対応の受光マーカ用光ファイバ２５の、コア２５ａ、クラッド２５ｂおよび１次被覆部２５ｃの各々の形状は、それぞれ鏡面対象である。

各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５は、たとえば、当該各受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂを見る方向の平面視において、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５が、正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列されている。

具体的には、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５は、たとえば、受光端面Ｅｒｓを見る方向の平面視において、正三角格子状に互いに接して配列されている、すなわち最密に配列されている。言い換えると、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５は、たとえば、受光端面Ｅｒｓを見る方向の平面視において、他の６本の光ファイバと互いに接するように配列されている。

なお、図５では、各受光ファイバ２２および各受光マーカ用光ファイバ２５は、受光端面Ｅｒｓにおいて正三角格子状に互いに接するように配列されているが、このような構成に限らない。たとえば、ある受光ファイバ２２が、当該受光ファイバ２２の中心を通る直線に沿う直近の他の受光ファイバ２２、および当該中心において当該直線と９０°より小さくかつ６０°より大きい角度で交差する直線に沿う直近の他の受光ファイバ２２とそれぞれ互いに接して配列されてもよい。

［投光マーカ用光ファイバ１５および受光マーカ用光ファイバ２５］
たとえば、共焦点光学系５は、投光マーカ用光ファイバ１５からのマーカ光束および受光マーカ用光ファイバ２５からのマーカ光束を集光して試料６１に照射する。

より詳細には、コリメートレンズ３７は、たとえば、各投光マーカ用光ファイバ１５の出力端から広がる光を、それぞれ略平行の光束である投光マーカ光束群に変換する。

バンドパスフィルタ３８は、たとえば、コリメートレンズ３７からの投光マーカ光束群に含まれる光の波長成分のうち、測定光源１１および投光マーカ光源１４のレーザ光のスペクトルにおけるピーク以外の波長成分を減衰させる。

バンドパスフィルタ３８を透過した投光マーカ光束群は、たとえば、ダイクロイックミラー３３および走査ミラー３４によってそれぞれ反射されて対物レンズ３６へ入射する。

対物レンズ３６は、たとえば、走査ミラー３４によって反射された投光マーカ光束群に含まれる複数の光束をそれぞれ試料６１に集光する。

また、集光レンズ３１は、たとえば、各受光マーカ用光ファイバ２５の出力端から広がる光を、それぞれ略平行の光束である受光マーカ光束群に変換する。

バンドストップフィルタ３２は、たとえば、集光レンズ３１からの受光マーカ光束群に含まれる光の波長成分を透過させる。

バンドストップフィルタ３２を透過した受光マーカ光束群は、たとえば、走査ミラー３４によって反射されて対物レンズ３６へ入射する。

対物レンズ３６は、たとえば、走査ミラー３４によって反射された受光マーカ光束群に含まれる複数の光束をそれぞれ試料６１に集光する。

再び図４を参照して、実像ＲＩｐｍは、たとえば、２本の投光マーカ用光ファイバ１５のコア１５ａの出力端からの光が共焦点光学系５によって試料６１に集光されることで生成された、各コア１５ａの出力端の実像である。

また、実像ＲＩｒｍは、たとえば、２本の受光マーカ用光ファイバ２５のコア２５ａの出力端からの光が共焦点光学系５によって試料６１に集光されることで生成された、各コア２５ａの出力端の実像である。

［ＸＹＺステージ６２、透過照明６３、観察カメラ５１および反射照明５３］
再び図１を参照して、ＸＹＺステージ６２は、たとえば、対物レンズ３６の光軸に対して垂直方向（以下、横方向とも称する。）および平行方向（以下、縦方向とも称する。）に移動することが可能である。試料６１は、たとえば、ＸＹＺステージ６２に載置され、当該ＸＹＺステージ６２が横方向に移動することにより横方向に走査される。

また、走査ミラー３４は、たとえば、ミラーの中心を通り、ミラー面に含まれ、かつ直交する２軸を回転軸として回転することが可能である。投光光束群に含まれる各光束の試料６１における集光位置は、たとえば、走査ミラー３４が当該２軸をそれぞれ回転軸として回転することで当該各光束の反射方向を変化させることにより横方向に走査される。

たとえば、試料６１を反射モードで観察する場合、反射照明５３は、対物レンズ３６側から試料６１を照射する。より詳細には、可動ハーフミラー３５は、たとえば、コリメートレンズ５４によりコリメートされた反射照明５３からの光束を反射して対物レンズ３６を介して試料６１へ照射する。

また、たとえば、試料６１を透過モードで観察する場合、透過照明６３は、試料６１に対して対物レンズ３６の反対側から試料６１を照射する。

［観察光学系４］
観察光学系４は、たとえば、試料６１における集光点からの光束を観察カメラ５１に集光する。

より詳細には、観察光学系４における対物レンズ３６は、たとえば、試料６１から広がる光をコリメートする。可動ハーフミラー３５およびハーフミラー５５は、たとえば、対物レンズ３６によってコリメートされた光をそれぞれ反射する。

結像レンズ５２は、たとえば、ハーフミラー５５によって反射された光を観察カメラ５１に集光する。

観察カメラ５１は、たとえば、観察光学系４により集光された試料６１からの光に基づいて、図４に示すように、試料６１における実像ＲＩｐ、ＲＩｒｍおよびＲＩｐｍを含む画像を生成する。

測定者は、たとえば、観察カメラ５１により生成された画像に基づいて試料６１における実像ＲＩｐ、ＲＩｒｍおよびＲＩｐｍの横方向の位置および縦方向の位置を確認することができる。測定者は、たとえば、必要に応じて、ＸＹＺステージ６２を横方向に動かすか、または走査ミラー３４を回転させることにより、試料６１における実像ＲＩｐ、ＲＩｒｍおよびＲＩｐｍの横方向の位置を調整する。

また、測定者は、たとえば、必要に応じて、ＸＹＺステージ６２を縦方向に動かすことにより試料６１における実像ＲＩｐ、ＲＩｒｍおよびＲＩｐｍの縦方向の位置を調整する。なお、測定者は、ＸＹＺステージ６２を縦方向に動かす代わりに、対物レンズ３６を縦方向に動かして調整してもよい。

また、測定者は、たとえば、当該画像に基づいて試料６１における実像ＲＩｐｍおよびＲＩｒｍの位置関係を確認することができる。

ここで、実像ＲＩｐｍの中心および実像ＲＩｒｍの中心の位置関係であるマーカ位置関係は、たとえば、受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端の中心位置と実像ＲＩｐの中心からの光の当該入力端における集光位置との関係と対応する。

たとえば、図４に示すように、実像ＲＩｐｍと対応の実像ＲＩｒｍとが一致する場合、受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端の中心において、対応の実像ＲＩｐの中心からの光が集光する。すなわち、各受光ファイバ２２のコア２２ａは、各実像ＲＩｐからの光をそれぞれ良好に受光することができる。

測定者は、たとえば、マーカ位置関係に基づいて、各受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端が各実像ＲＩｐからの光をそれぞれ良好に受光するか否かを確認する。

測定者は、たとえば、各実像ＲＩｐｍと、対応の各実像ＲＩｒｍとがずれている場合、各実像ＲＩｐｍと、対応の各実像ＲＩｒｍとが一致するように共焦点光学系５における各光学素子、投光側２次元アレイ固定部１３および受光側２次元アレイ固定部２３の位置および向きの調整を行うことにより、各受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端が各実像ＲＩｐからの光をそれぞれ良好に受光できるようにする。

上述のとおり、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光マーカ用光ファイバ１５のコア１５ａの形状、および対応の受光マーカ用光ファイバ２５のコア２５ａの形状は鏡面対象である。これにより、実像ＲＩｐｍと実像ＲＩｒｍとの位置合わせを容易に行うことができる。

たとえば、投光マーカ光源１４および受光マーカ光源２４は、互いに異なる色を有する光を出力する。具体的には、たとえば、測定光源１１が緑色のレーザ光源である場合、投光マーカ光源１４および受光マーカ光源２４は、それぞれ緑色の光および赤色の光を出力する。

これにより、実像ＲＩｐｍの色および実像ＲＩｒｍの色をそれぞれ緑色および赤色にすることができるので、測定者は、実像ＲＩｐｍおよび実像ＲＩｒｍをより確実に見分けることができる。また、実像ＲＩｐｍの領域および実像ＲＩｒｍの領域の重複部分の色を、緑色および赤色を加法混色した色である黄色にすることができるので、測定者は、赤色の実像ＲＩｒｍと黄色の当該重複部分との位置関係に基づいて、各実像ＲＩｐｍの中心と対応の各実像ＲＩｒｍの中心とのずれを明瞭に確認することができる。

なお、可動ハーフミラー３５は、たとえば、分光器１を用いた測定が行われる場合、投光光束群の光路から退避した位置へ移動する。

（実像ＲＩｐｍおよび実像ＲＩｒｍの画像例）
図６は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光マーカ用光ファイバからの光が試料に結像された実像の一例を示す画像である。

図６では、投光部６が８個の投光マーカ用光ファイバ１５を含む場合における、各投光マーカ用光ファイバ１５からの光が試料６１に結像された実像ＲＩｐｍを示している。

図７は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における受光マーカ用光ファイバからの光が試料に結像された実像の一例を示す画像である。

図７では、受光部７が８個の受光マーカ用光ファイバ２５を含む場合における、各受光マーカ用光ファイバ２５からの光が試料６１に結像された実像ＲＩｒｍを示している。

図８は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像ＲＩｐｍおよび実像ＲＩｒｍの位置合わせの一例を示す画像である。

図８を参照して、測定者は、たとえば、図６に示す各実像ＲＩｐｍの位置と、図７に示す対応の各実像ＲＩｒｍの位置とが一致するように、共焦点光学系５における各光学素子、投光側２次元アレイ固定部１３および受光側２次元アレイ固定部２３の位置および向きの調整を行う。

＜製造方法＞
［共焦点光学系測定装置の製造に用いられる光ファイバ］
図９は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の製造に用いられる光ファイバの構成の一例を示す図である。図９は、光ファイバ５０が当該光ファイバ５０の延伸方向と直交する平面に沿って切断された断面を示す。

図９を参照して、光ファイバ５０は、中心側から外側への径方向において、コア５０ａを中心として、コア５０ａの外周を覆うクラッド５０ｂ、クラッド５０ｂの外周を覆う１次被覆部５０ｃ、１次被覆部５０ｃの外周を覆う緩衝部５０ｄ、および緩衝部５０ｄの外周を覆う２次被覆部５０ｅの順で同心円状に積層されている。

複数の光ファイバ５０は、たとえば、顕微分光装置１０１の製造時において、図２および図５に示すように、緩衝部５０ｄおよび２次被覆部５０ｅが取り除かれた状態で配列される。

光ファイバ５０が投光ファイバ１２として用いられた場合、当該光ファイバ５０におけるコア５０ａ、クラッド５０ｂおよび１次被覆部５０ｃは、それぞれ、図２に示すコア１２ａ、クラッド１２ｂおよび１次被覆部１２ｃに相当する。また、光ファイバ５０が投光マーカ用光ファイバ１５として用いられた場合、当該光ファイバ５０におけるコア５０ａ、クラッド５０ｂおよび１次被覆部５０ｃは、それぞれ、図２に示すコア１５ａ、クラッド１５ｂおよび１次被覆部１５ｃに相当する。

また、光ファイバ５０が受光ファイバ２２として用いられた場合、当該光ファイバ５０におけるコア５０ａ、クラッド５０ｂおよび１次被覆部５０ｃは、それぞれ、図５に示すコア２２ａ、クラッド２２ｂおよび１次被覆部２２ｃに相当する。また、光ファイバ５０が受光マーカ用光ファイバ２５として用いられた場合、当該光ファイバ５０におけるコア５０ａ、クラッド５０ｂおよび１次被覆部５０ｃは、それぞれ、図５に示すコア２５ａ、クラッド２５ｂおよび１次被覆部２５ｃに相当する。

図２および図５に示すように、顕微分光装置１０１の製造時において、各光ファイバ５０が、１次被覆部５０ｃを含む状態で配列される構成により、１次被覆部５０ｃが取り除かれた状態で配列される構成と比較して、より高い強度を確保することができ、かつ１次被覆部５０ｃを取り除くためのコストが不要となる。

また、上述のとおり、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光ファイバ群１２１に含まれる光ファイバ５０の１次被覆部５０ｃの形状、および受光ファイバ群１２２に含まれる対応の光ファイバ５０の１次被覆部５０ｃの形状は、鏡面対象である。これにより、各光ファイバ５０が１次被覆部５０ｃを含む状態で配列されても、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と各受光ファイバ２２のコア２２ａの中心位置とを精度良く合わせることができる。

なお、各光ファイバ５０は、顕微分光装置１０１の製造時において、１次被覆部５０ｃ、緩衝部５０ｄおよび２次被覆部５０ｅが取り除かれた状態で配列されてもよい。

［製造方法の手順］
図１０は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群および受光ファイバ群の製造方法を説明するための図である。

図１１は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群および受光ファイバ群の製造方法の手順の一例を定めたフローチャートである。

図１０および図１１を参照して、まず、作業者は、試料６１の種類または測定内容等を考慮して、複数の光ファイバ５０の配列を設計する（ステップＳ１１）。

次に、作業者は、たとえば、図９に示す緩衝部５０ｄおよび２次被覆部５０ｅが取り除かれた状態である複数の光ファイバ５０を、図１０の上側に示すように、設計した配列となるように積層する。すなわち、作業者は、複数の光ファイバ５０を、設計内容に従い、たとえば正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列する（ステップＳ１２）。

次に、作業者は、配列した複数の光ファイバ５０を互いに接着する（ステップＳ１３）。

次に、作業者は、接着した複数の光ファイバ５０を、図１０の真ん中に示すように、各光ファイバ５０の、延伸方向における途中部分において、当該延伸方向と直交する平面に沿って切断することにより、投光ファイバ群１２１と受光ファイバ群１２２とに分ける。このとき、作業者は、投光ファイバ群１２１の延伸方向における長さが投光ファイバ１２として必要な長さ以上となり、かつ受光ファイバ群１２２の延伸方向における長さが受光ファイバ２２として必要な長さ以上となるように、切断箇所を決定し、切断する（ステップＳ１４）。

次に、作業者は、投光ファイバ群１２１における切断面、および受光ファイバ群１２２における切断面に対して光学研磨を行う（ステップＳ１５）。

次に、作業者は、図１０の下側に示すように、投光ファイバ群１２１に含まれる各光ファイバ５０を投光ファイバ１２または投光マーカ用光ファイバ１５として設定し、受光ファイバ群１２２に含まれる各光ファイバ５０を受光ファイバ２２または受光マーカ用光ファイバ２５として設定する（ステップＳ１６）。

具体的には、２５本の光ファイバ５０に対してそれぞれ１番～２５番が付された場合、たとえば、１番の光ファイバ５０を、１番の投光マーカ用光ファイバ１５と、１番の受光マーカ用光ファイバ２５とに分けることができる。このように、切断前に一体であった切断後の光ファイバ５０の組を、投光マーカ用光ファイバ１５と受光マーカ用光ファイバ２５とに分けたり、投光ファイバ１２と受光ファイバ２２とに分けたりすることにより、対応する光ファイバの端面が鏡面対象であり、投光ファイバ群１２１の端面の形状および受光ファイバ群１２２の端面の形状が鏡面対象である投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２を作製することができる。

次に、作業者は、投光ファイバ群１２１における投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５の各々の切断面と反対側の端部、すなわち投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５の各々の入力端を加工する。たとえば、作業者は、各投光ファイバ１２の入力端における１次被覆部１２ｃ、および各投光マーカ用光ファイバ１５の入力端における１次被覆部１５ｃを取り除く加工を行う。そして、作業者は、加工後の投光ファイバ１２および投光マーカ用光ファイバ１５の各々の入力端側を、たとえば後述するように複数の組Ｐ１に分けて配置する（ステップＳ１７）。

次に、作業者は、受光ファイバ群１２２における受光ファイバ２２および受光マーカ用光ファイバ２５の各々の切断面と反対側の端部、すなわち受光ファイバ２２および受光マーカ用光ファイバ２５の各々の出力端を加工する。たとえば、作業者は、各受光ファイバ２２の出力端における１次被覆部２２ｃ、および各受光マーカ用光ファイバ２５の出力端における１次被覆部２５ｃを取り除く加工を行う。そして、作業者は、加工後の受光ファイバ２２および受光マーカ用光ファイバ２５の各々の出力端側を、たとえば後述するように複数の組Ｐ２に分けて配置する（ステップＳ１８）。

投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２をこのように作製することにより、投光端面Ｅｐｓの形状および受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称となり、かつ投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光ファイバ１２の端面Ｅｐｂの形状および対応の受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂの形状が鏡面対称となる。これにより、光ファイバの本数に関わらず、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と、各受光ファイバ２２のコア２２ａの中心位置とを精度良く合わせることができる。

これにより、各受光ファイバ２２は、対応の実像ＲＩｐからの光を良好に受光することができる。また、たとえばピンホールアレイを設ける必要がないため、簡易な構成を実現することができ、コストを低く抑えることができる。

また、受光ファイバ２２のコア２２ａの径を、投光ファイバ１２のコア１２ａの径と比べて大きくする必要がなく、受光特性を向上させるとともに、より簡易な製造工程を実現することができる。

また、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光マーカ用光ファイバ１５の端面Ｅｐｍの形状および対応の受光マーカ用光ファイバ２５の端面Ｅｒｍの形状が鏡面対象となる。これにより、各投光マーカ用光ファイバ１５からのマーカ光束の集光位置と、各受光マーカ用光ファイバ２５からのマーカ光束の集光位置との関係を容易に把握することができる。

＜投光ファイバ群における入力端の配置例＞
投光部６は、投光ファイバ群１２１における複数の投光ファイバ１２の各々の入力端が複数の組Ｐ１に分けられる場合、たとえば複数の測定光源１１を含む。複数の測定光源１１は、複数の組Ｐ１にそれぞれ対応付けられる。

この場合、各測定光源１１からの光が対応の組Ｐ１に照射されるように、たとえば、同じ組に含まれる１または複数の投光ファイバ１２の各々の入力端を、ステンレスなどを含む材料により形成された筒の内部に入れて、対応の測定光源１１からの光を当該筒の内部へ照射する。これにより、測定光源１１および対応の組Ｐ１間の光路が制限される。

このような構成により、各測定光源１１からの光の照射範囲を制御し、投光ファイバ群１２１に含まれる１または複数の投光ファイバ１２からの光を試料６１に集光させることができる。

［例１］
図１２は、本発明の実施の形態の係る共焦点光学系測定装置における複数の投光ファイバの組分けの一例を示す図である。ここでは、２番～２０番および２２番～２５番の切断後の光ファイバ５０が投光ファイバ１２であるとする。

投光部６は、たとえば、２３個の測定光源１１を含む。また、作業者は、たとえば、２３個の投光ファイバ１２を２３個の測定光源１１に１本ずつ対応付ける。すなわち、２３個の投光ファイバ１２は２３個の組Ｐ１に分けられ、各組Ｐ１は投光ファイバ１２を１つ含む。

図１３は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像の一例を示す図である。

図１２および図１３を参照して、たとえば、２番、４番、６番、８番、１０番、１１番、１３番、１５番、１６番、１８番、２０番、２２番および２４番の投光ファイバ１２にそれぞれ対応する１３個の測定光源１１を点灯させ、他の１０個の測定光源１１を消灯させる。図１２では、点灯させる測定光源１１に対応する投光ファイバ１２が破線により囲まれている。この場合、試料６１に結像される複数の実像ＲＩｐは、図１３に示すようになる。図１３では、点灯した各測定光源１１に対応する実像ＲＩｐを実線で示し、点灯していない各測定光源１１に対応する実像の位置を破線で示す。

図１４は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における複数の投光ファイバの組分けの一例を示す図である。図１５は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像の一例を示す図である。

図１４および図１５を参照して、たとえば、２番、４番、１１番、１３番、１５番、２２番および２４番の投光ファイバ１２にそれぞれ対応する７個の測定光源１１を点灯させ、他の１６個の測定光源１１を消灯させる。図１４では、点灯させる測定光源１１に対応する投光ファイバ１２が破線により囲まれている。この場合、試料６１に結像される複数の実像ＲＩｐは、図１５に示すようになる。図１５では、点灯した各測定光源１１に対応する実像ＲＩｐを実線で示し、点灯していない各測定光源１１に対応する実像の位置を破線で示す。

［例２］
図１６は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における複数の投光ファイバの組分けの一例を示す図である。図１７は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置により試料に結像された実像の一例を示す図である。

図１６および図１７を参照して、ここでは、投光部６は、５個の測定光源１１を含むとする。また、作業者は、２３個の投光ファイバ１２を５つの組Ｐ１に分けたとする。

具体的には、作業者は、２３個の投光ファイバ１２を、２番～５番の４つの投光ファイバ１２を含む組Ｐ１１、６番～１０番の５つの投光ファイバ１２を含む組Ｐ１２、１１番～１５番の５つの投光ファイバ１２を含む組Ｐ１３、１６番～２０番の５つの投光ファイバ１２を含む組Ｐ１４、および２２番～２５番の４つの投光ファイバ１２を含む組Ｐ１５に分け、それぞれ上記筒に収容したとする。

たとえば、組Ｐ１２および組Ｐ１４にそれぞれ対応する２個の測定光源１１を点灯させる。図１６では、点灯させる測定光源１１に対応する投光ファイバ１２が破線により囲まれている。この場合、試料６１に結像される複数の実像ＲＩｐは、図１７に示すようになる。図１７では、点灯した各測定光源１１に対応する実像ＲＩｐを実線で示し、点灯していない各測定光源１１に対応する実像の位置を破線で示す。

なお、各測定光源１１による対応の組Ｐ１への光の照射範囲を制御する構成は、各測定光源１１の点灯および消灯を切り替える構成に限らない。たとえば、測定光源１１と、対応する組Ｐ１における１または複数の投光ファイバ１２の入力端との間にシャッターを設け、当該シャッターの開閉を制御することにより、各測定光源１１による対応の組Ｐ１への光の照射範囲を機械的に制御する構成であってもよい。

［実像ＲＩｐの画像例］
（例１）
図１８は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例１を示す画像である。

ここでは、１２本の投光ファイバ１２を含む層が１２段に積層されるように俵積みされているとする。図１８では、１４４本の投光ファイバ１２の出力端からの光が共焦点光学系５によって試料６１に集光されることで生成された、各出力端の実像ＲＩｐを示す。

図１８を参照して、たとえば、測定光源１１からの光を、１４４本の投光ファイバ１２の全てに照射した場合、試料６１には、１４４本の投光ファイバ１２にそれぞれ対応する１４４個の実像ＲＩｐが結像される。

（例２）
図１９は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例２を示す画像である。

図１９を参照して、たとえば、測定光源１１からの光の照射範囲を制御することにより、積層された１２段の層のうちの１つおきの６段の層の各々において、１つおきの６本の投光ファイバ１２に光を照射した場合、試料６１には、３６個の投光ファイバ１２にそれぞれ対応する３６個の実像ＲＩｐが結像される。

（例３）
図２０は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例３を示す画像である。

図２０を参照して、たとえば、測定光源１１からの光の照射範囲を制御することにより、積層された１２段の層のうちの２つおきの４段の層の各々において、２つおきの４本の投光ファイバ１２に光を照射した場合、試料６１には、１６個の投光ファイバ１２にそれぞれ対応する１６個の実像ＲＩｐが結像される。

（例４）
図２１は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例４を示す画像である。

図２１を参照して、たとえば、測定光源１１からの光の照射範囲を制御することにより、積層された１２段の層のうちの３つおきの３段の層の各々において、３つおきの３本の投光ファイバ１２に光を照射した場合、試料６１には、９個の投光ファイバ１２にそれぞれ対応する９個の実像ＲＩｐが結像される。

（例５）
図２２は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバからの光が試料に結像された実像の例５を示す画像である。

図２２を参照して、たとえば、測定光源１１からの光の照射範囲を制御することにより、１４４本の投光ファイバ１２のうち、任意の１または複数の投光ファイバ１２に光を照射することにより、試料６１には、アルファベット「Ａ」の形状など、全体として任意の形状を有する複数の実像ＲＩｐを結像させることができる。

なお、本発明の実施の形態に係る顕微分光装置１０１では、投光ファイバ群１２１は、１または複数の投光マーカ用光ファイバ１５を含む構成であるとしたが、これに限定されず、投光マーカ用光ファイバ１５を含まない構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る顕微分光装置１０１では、受光ファイバ群１２２は、１または複数の受光マーカ用光ファイバ２５を含む構成であるとしたが、これに限定されず、受光マーカ用光ファイバ２５を含まない構成であってもよい。

また、投光ファイバ群１２１における各光ファイバは、各々の端面Ｅｐを見る方向の平面視において、正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列される構成に限定されない。投光ファイバ群１２１における各光ファイバの配列は、正方格子状等、任意に設定することができる。

また、受光ファイバ群１２２における各光ファイバは、各々の端面Ｅｒを見る方向の平面視において、正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列される構成に限定されない。受光ファイバ群１２２における各光ファイバの配列は、正方格子状等、任意に設定することができる。

＜変形例＞
投光ファイバ群１２１は、さらに、１または複数の投光側ダミーファイバ１６を含む構成であってもよい。各投光側ダミーファイバ１６は、たとえば、投光端面Ｅｐｓにおいて、複数の投光ファイバ１２のうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置される。

また、受光ファイバ群１２２は、投光ファイバ群１２１が１または複数の投光側ダミーファイバ１６を含む場合、投光ファイバ群１２１と同様に１または複数の受光側ダミーファイバ２６を含む。

１または複数の投光側ダミーファイバ１６を含む投光ファイバ群１２１の投光端面Ｅｐｓの形状、および１または複数の受光側ダミーファイバ２６を含む受光ファイバ群１２２の受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称となるように、各光ファイバおよび各ダミーファイバが配列される。

投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、たとえば、投光側ダミーファイバ１６の端面の形状、および対応する受光側ダミーファイバ２６の端面の形状は鏡面対称である。ここでは、一例として、投光側ダミーファイバ１６の端面の形状および対応の受光側ダミーファイバ２６の端面の形状が同じである。

また、投光側ダミーファイバ１６および受光側ダミーファイバ２６は、各々の断面の形状が、たとえば円形である。なお、投光側ダミーファイバ１６および受光側ダミーファイバ２６の各々の断面の形状は円形に限らず、多角形であってもよい。また、各投光側ダミーファイバ１６は、たとえば二次元配列されている。また、各受光側ダミーファイバ２６は、たとえば二次元配列されている。

より詳細には、投光ファイバ１２および受光ファイバ２２の製造時において、たとえば、各光ファイバ５０の延伸方向と直交する平面に沿って切断された断面において、各光ファイバ５０および各ダミーファイバが正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列されるように、複数の光ファイバ５０および１または複数のダミーファイバが配列される（図１１のステップＳ１２）。

そして、配列された複数の光ファイバ５０および１または複数のダミーファイバは、上記平面に沿って切断されることにより、投光ファイバ群１２１と受光ファイバ群１２２とに分けられる（図１１のステップＳ１４）。

そして、投光ファイバ群１２１に含まれる各ダミーファイバは投光側ダミーファイバ１６として設定され、受光ファイバ群１２２に含まれる各ダミーファイバは受光側ダミーファイバ２６として設定される（図１１のステップＳ１６）。

これにより、投光端面Ｅｐｓの形状および受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称となり、かつ投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光側ダミーファイバ１６の形状および対応の受光側ダミーファイバ２６の形状は鏡面対象となる。

（例１）
図２３は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例１を示す図である。

ここでは、２５個の投光ファイバ１２の出力端の端面Ｅｐを見る方向の平面視における、各端面Ｅｐ、および複数の投光側ダミーファイバ１６の出力端の各端面Ｅｐｄが描かれている。

図２３を参照して、投光側ダミーファイバ１６の外径は、たとえば、投光ファイバ１２の外径、すなわち投光ファイバ１２の１次被覆部１２ｃの外径と同じである。各投光ファイバ１２および各投光側ダミーファイバ１６は、端面Ｅｐを見る方向の平面視において、正方格子状に互いに接して配列された状態と比べて密に配列されている。

たとえば、２５個の投光ファイバ１２は、互いに間隔を空けて配置され、各投光ファイバ１２が複数の投光側ダミーファイバ１６と互いに接するように配列される。

（例２）
図２４は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例２を示す図である。

図２４を参照して、たとえば、２５個の投光ファイバ１２は、図２３に示す２５個の投光ファイバ１２と比較して、互いの間隔をさらに大きく空けて配置され、各投光ファイバ１２が複数の投光側ダミーファイバ１６と互いに接するように配列される。

（例３）
図２５は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例３を示す図である。

図２５を参照して、たとえば、１番の投光ファイバ１２が、６つの投光側ダミーファイバ１６と互いに接するように配列され、２番～１３番の１２個の投光ファイバ１２が、これら６つの投光側ダミーファイバ１６を囲むように六角形状に配列される。

また、１８個のダミーファイバが、２番～１３番の１２個の投光ファイバ１２を囲むように六角形状に配列される。また、１４番～２５番までの１２個の投光ファイバ１２および１２個の投光側ダミーファイバ１６が、これら１８個のダミーファイバを囲むように、交互に配列される。

（例４）
図２６は、本発明の実施の形態の変形例に係る共焦点光学系測定装置における投光ファイバ群の投光端面の例４を示す図である。

図２６を参照して、たとえば、２５個の投光ファイバ１２および２３個の投光側ダミーファイバ１６は、主に、各列において２つずつ交互に配列される。

例１～例４に示すように、投光側ダミーファイバ１６を用いることにより、投光端面Ｅｐｓにおいて、複数の投光ファイバ１２を任意の位置に配置することができる。これにより、たとえば、複数の投光ファイバ１２を互いの間隔を空けて配置することができ、少ない数の投光ファイバ１２で試料６１における広い範囲を測定することできる。

また、受光側ダミーファイバ２６を用いることにより、受光端面Ｅｒｓにおいて、たとえば、複数の受光ファイバ２２を互いの間隔を空けて配置することができるため、たとえば、試料６１における他の集光点からの光の影響を受けることを抑制することができる。

また、上述の通り、各投光側ダミーファイバ１６および各受光側ダミーファイバ２６を任意の位置に配置しても、投光端面Ｅｐｓの形状および受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称である構成が維持される。これにより、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と各受光ファイバ２２のコア２２ａの中心位置とを精度良く合わせることができる。

＜測定方法＞
図２７は、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置を用いた測定方法の手順の一例を定めたフローチャートである。

図１および図２７を参照して、まず、測定者は、試料６１をＸＹＺステージ６２に載置する（ステップＳ１０２）。

次に、測定者は、投光光束群の光路に可動ハーフミラー３５を挿入し、反射照明５３または透過照明６３を点灯して焦点位置の調整および測定位置の確認を行う（ステップＳ１０４）。

次に、測定者は、投光マーカ光源１４および受光マーカ光源２４を点灯して試料６１における実像ＲＩｒｍおよびＲＩｐｍの縦方向の位置の調整を行うとともに、実像ＲＩｐｍの中心および実像ＲＩｒｍの中心の位置関係すなわちマーカ位置関係を確認する（ステップＳ１０６）。

次に、測定者は、実像ＲＩｐｍの中心および実像ＲＩｒｍの中心がずれている場合（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」）、ずれが解消するように、共焦点光学系５における各光学素子、投光側２次元アレイ固定部１３および受光側２次元アレイ固定部２３の位置および向きの調整を行う（ステップＳ１１０）。

次に、測定者は、実像ＲＩｐｍの中心および実像ＲＩｒｍの中心がずれていないことを確認するか（ステップＳ１０８で「ＮＯ」）、または光学系の調整を行うと（ステップＳ１１０）、投光光束群の光路から可動ハーフミラー３５を退避させ、反射照明５３、透過照明６３、投光マーカ光源１４および受光マーカ光源２４を消灯するとともに測定光源１１を点灯する（ステップＳ１１２）。

次に、測定者は、多点のスペクトルを同時に測定する（ステップＳ１１４）。

次に、測定者は、測定位置の走査が必要である場合（ステップＳ１１６で「ＹＥＳ」）、走査ミラー３４の回転またはＸＹＺステージ６２の横方向の移動を行う（ステップＳ１１８）。

次に、測定者は、走査後の多点のスペクトルを同時に測定する（ステップＳ１１４）。

一方、測定者は、測定位置の走査が不要または終了した場合（ステップＳ１１６で「ＮＯ」）、測定した各スペクトルに基づいて位置ごとのスペクトルの特徴量を算出し、算出した特徴量の面内分布を作成して出力する（ステップＳ１２０）。ここで、スペクトルの特徴量は、たとえば、ラマンシフトの大きさ、ピークの強度、透過率、反射率、または色度等である。

なお、本明細書において、「多点のスペクトルを同時に測定する」とは、多点のスペクトルを並行して測定することを含む。

また、本発明の実施の形態に係る顕微分光装置１０１では、投光ファイバ群１２１に含まれる各光ファイバ、および受光ファイバ群１２２に含まれる各光ファイバは、それぞれ二次元配列された構成であるとしたが、これに限定するものではない。投光ファイバ群１２１に含まれる各光ファイバ、および受光ファイバ群１２２に含まれる各光ファイバは、一次元配列されてもよい。

また、本発明の実施の形態に係る顕微分光装置１０１は、複数の投光マーカ用光ファイバ１５を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。顕微分光装置１０１は、１本の投光マーカ用光ファイバ１５を備える構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る顕微分光装置１０１は、複数の受光マーカ用光ファイバ２５を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。顕微分光装置１０１は、１本の受光マーカ用光ファイバ２５を備える構成であってもよい。

たとえば、顕微分光装置１０１が、１本の投光マーカ用光ファイバ１５および１本の受光マーカ用光ファイバ２５を備える構成である場合、投光マーカ用光ファイバ１５のコア１５ａおよび受光マーカ用光ファイバ２５のコア２５ａの形状を四角形等の角度を識別可能な形状にすることにより、受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端の中心位置と実像ＲＩｐの中心からの光の当該入力端における集光位置との関係を確認することができる。これにより、光学系の調整を容易に行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係る顕微分光装置１０１は、各投光ファイバ１２、各投光マーカ用光ファイバ１５および各投光側ダミーファイバ１６を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。顕微分光装置１０１は、各投光マーカ用光ファイバ１５および各投光側ダミーファイバ１６の少なくともいずれか一方を備えない構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る顕微分光装置１０１は、各受光ファイバ２２、各受光マーカ用光ファイバ２５および各受光側ダミーファイバ２６を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。顕微分光装置１０１は、各受光マーカ用光ファイバ２５および各受光側ダミーファイバ２６の少なくともいずれか一方を備えない構成であってもよい。

たとえば、顕微分光装置１０１が各受光マーカ用光ファイバ２５を備えない構成である場合、受光ファイバ２２を分光器１から取り外して受光ファイバ２２の出力端へ光を照射したり、スリット１ａの回折格子１ｂ側から受光ファイバ２２の出力端へ向けて光を照射したりすることにより、２３本の受光ファイバ２２のコア２２ａの実像ＲＩｒが試料６１に生成される。また、測定光源１１を点灯させることにより、実像ＲＩｐが試料６１に生成される。これらの実像ＲＩｒ，ＲＩｐを用いることにより、受光ファイバ２２のコア２２ａの入力端の中心位置と実像ＲＩｐの中心からの光の当該入力端における集光位置との関係を確認することができる。これにより、光学系の調整を行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置は、顕微分光装置に限らず、共焦点光学系を用いた他の種類の測定装置であってもよい。たとえば、共焦点光学系測定装置は、図１に示す対物レンズ３６など、試料６１の一部を拡大した像を得るための光学部品を備えない構成であってもよい。

ところで、多焦点かつ共焦点の測定装置において、試料における各集光点からの光束の各集光位置と各受光ファイバにおける受光位置とのずれが大きい場合、良好な測定結果を得ることができない可能性がある。

これに対して、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置では、投光ファイバ群１２１は、測定光源１１からの光を受ける複数の投光ファイバ１２を含む。受光ファイバ群１２２は、受けた光を分光器１へ導くための複数の受光ファイバ２２を含む。また、投光ファイバ群１２１の投光端面Ｅｐｓの形状および受光ファイバ群１２２の受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称である。また、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光ファイバ１２の端面Ｅｐｂの形状および対応の受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂの形状が鏡面対称である。

このように、投光ファイバ群１２１の投光端面Ｅｐｓの形状および受光ファイバ群１２２の受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称であり、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光ファイバ１２の端面Ｅｐｂの形状および対応の受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂの形状が鏡面対称である構成により、簡易な構成で、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と、各受光ファイバ２２における受光位置とを精度良く合わせることができる。また、光ファイバの本数の増加に起因する位置ずれの増加を抑えることができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置では、多焦点かつ共焦点の構成において、試料６１からの光の受光位置の精度を向上させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置では、投光ファイバ１２および受光ファイバ２２は、それぞれ、コア１２ａ，２２ａと、コア１２ａ，２２ａの外周を覆うクラッド１２ｂ，２２ｂと、クラッド１２ｂ，２２ｂの外周を覆う１次被覆部１２ｃ，２２ｃとを含む。

このような構成により、投光ファイバ１２および受光ファイバ２２の各々が１次被覆部を含まない場合と比較して、より高い強度を確保することができ、かつ１次被覆部を取り除くためのコストを削減することができる。

また、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置では、投光ファイバ群１２１は、さらに、１または複数の投光側ダミーファイバ１６を含む。受光ファイバ群１２２は、さらに、１または複数の受光側ダミーファイバ２６を含む。各投光側ダミーファイバ１６は、投光ファイバ群１２１の投光端面Ｅｐｓにおいて、複数の投光ファイバ１２のうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置されている。各受光側ダミーファイバ２６は、受光ファイバ群１２２の受光端面Ｅｒｓにおいて、複数の受光ファイバ２２のうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置されている。

このような構成により、投光端面Ｅｐｓおよび受光端面Ｅｒｓにおいて、それぞれ、複数の投光ファイバ１２および複数の受光ファイバ２２を任意の位置に配置することができる。これにより、試料６１からの光の受光位置の精度を向上させながら、試料６１の種類等に応じた多様な照射位置を実現することができる。

また、投光側ダミーファイバ１６および受光側ダミーファイバ２６がそれぞれ投光端面Ｅｐｓおよび受光端面Ｅｒｓにおいて中央側に設けられても、投光端面Ｅｐｓの形状および受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称である構成により、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と各受光ファイバ２２における受光位置とを精度良く合わせることができる。

また、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置では、投光ファイバ群１２１は、さらに、１または複数の投光マーカ用光ファイバ１５を含む。受光ファイバ群１２２は、さらに、１または複数の受光マーカ用光ファイバ２５を含む。共焦点光学系５は、投光マーカ用光ファイバ１５からのマーカ光束および受光マーカ用光ファイバ２５からのマーカ光束をそれぞれ集光して試料６１に照射する。また、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光マーカ用光ファイバ１５の端面Ｅｐｍの形状および対応の受光マーカ用光ファイバ２５の端面Ｅｒｍの形状が鏡面対称である。

このような構成により、各投光マーカ用光ファイバ１５からのマーカ光束の集光位置と受光マーカ用光ファイバ２５からの各マーカ光束の集光位置との関係を把握して、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と各受光ファイバ２２における受光位置との関係を調整することにより、光学系を良好な状態に維持することができる。

また、投光ファイバ群１２１および受光ファイバ群１２２において、投光マーカ用光ファイバ１５の端面Ｅｐｍの形状および対応の受光マーカ用光ファイバ２５の端面Ｅｒｍの形状が鏡面対称である構成により、各投光マーカ用光ファイバ１５からの集光位置と各受光マーカ用光ファイバ２５からの集光位置との位置合わせを容易に行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の製造方法では、まず、作業者は、各光ファイバ５０を配列する。次に、作業者は、配列した各光ファイバ５０を、各光ファイバ５０の延伸方向と直交する平面に沿って切断することにより、２つのファイバ群に分ける。次に、作業者は、一方のファイバ群すなわち投光ファイバ群１２１に含まれる各光ファイバ５０を投光ファイバ１２として設定し、他方のファイバ群すなわち受光ファイバ群１２２に含まれる各光ファイバ５０を受光ファイバ２２として設定する。

このような方法により、投光端面Ｅｐｓの形状および受光端面Ｅｒｓの形状が鏡面対称となり、２つのファイバ群において、投光ファイバ１２の端面Ｅｐｂの形状および対応の受光ファイバ２２の端面Ｅｒｂの形状が鏡面対称となるため、簡易な構成で、試料６１における各集光点からの光束の集光位置と、各受光ファイバ２２における受光位置とを精度良く合わせることができる。また、光ファイバの本数の増加に起因する位置ずれの増加を抑えることができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る共焦点光学系測定装置の製造方法では、多焦点かつ共焦点の構成において、試料６１からの光の受光位置の精度を向上させることができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 分光器
２ ２次元検出器
４ 観察光学系
５ 共焦点光学系
６ 投光部
７ 受光部
１１ 測定光源
１２ 投光ファイバ
１３ 投光側２次元アレイ固定部
１４ 投光マーカ光源
１５ 投光マーカ用光ファイバ
１６，２６ ダミーファイバ
２１ 受光側１次元アレイ固定部
２２ 受光ファイバ
２３ 受光側２次元アレイ固定部
２４ 受光マーカ光源
２５ 受光マーカ用光ファイバ
３１ 集光レンズ
３２ バンドストップフィルタ
３３ ダイクロイックミラー
３４ 走査ミラー
３５ 可動ハーフミラー
３６ 対物レンズ
３７ コリメートレンズ
３８ バンドパスフィルタ
５１ 観察カメラ
５２ 結像レンズ
５３ 反射照明
５４ コリメートレンズ
５５ ハーフミラー
６１ 試料
６２ ＸＹＺステージ
６３ 透過照明
１０１ 顕微分光装置（共焦点光学系測定装置）
１２１ 投光ファイバ群
１２２ 受光ファイバ群

Claims (6)

1. 光源と、
   投光ファイバ群と、
   受光ファイバ群と、
   分光器とを備え、
   前記投光ファイバ群は、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバを含み、
   前記受光ファイバ群は、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバを含み、
   さらに、
   前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系を備え、
   前記投光ファイバ群の端面の形状および前記受光ファイバ群の端面の形状が鏡面対称であり、
   前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光ファイバの端面の形状および対応の前記受光ファイバの端面の形状が鏡面対称であり、
   前記投光ファイバ群は、さらに、１または複数の投光マーカ用光ファイバを含み、
   前記受光ファイバ群は、さらに、１または複数の受光マーカ用光ファイバを含み、
   前記共焦点光学系は、前記投光マーカ用光ファイバからのマーカ光束および前記受光マーカ用光ファイバからのマーカ光束をそれぞれ集光して前記試料に照射し、
   前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光マーカ用光ファイバの端面の形状および対応の前記受光マーカ用光ファイバの端面の形状が鏡面対称である、共焦点光学系測定装置。
2. 光源と、
   投光ファイバ群と、
   受光ファイバ群と、
   分光器とを備え、
   前記投光ファイバ群は、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバを含み、
   前記受光ファイバ群は、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバを含み、
   さらに、
   前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系を備え、
   前記投光ファイバ群の端面の形状および前記受光ファイバ群の端面の形状が鏡面対称であり、
   前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光ファイバの端面の形状および対応の前記受光ファイバの端面の形状が鏡面対称であり、
   前記投光ファイバおよび前記受光ファイバの各々は、
   コアと、
   前記コアの外周を覆うクラッドと、
   前記クラッドの外周を覆う１次被覆部とを含み、
   前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光ファイバの、コア、クラッドおよび１次被覆部の各々の形状、ならびに対応の前記受光ファイバの、コア、クラッドおよび１次被覆部の各々の形状が、それぞれ鏡面対称である、共焦点光学系測定装置。
3. 光源と、
   投光ファイバ群と、
   受光ファイバ群と、
   分光器とを備え、
   前記投光ファイバ群は、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバを含み、
   前記受光ファイバ群は、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバを含み、
   さらに、
   前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系を備え、
   前記投光ファイバ群の端面の形状および前記受光ファイバ群の端面の形状が鏡面対称であり、
   前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光ファイバの端面の形状および対応の前記受光ファイバの端面の形状が鏡面対称であり、
   前記投光ファイバ群は、さらに、１または複数の投光側ダミーファイバを含み、
   前記受光ファイバ群は、さらに、１または複数の受光側ダミーファイバを含み、
   各前記投光側ダミーファイバは、前記投光ファイバ群の端面において、前記複数の投光ファイバのうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置されており、
   各前記受光側ダミーファイバは、前記受光ファイバ群の端面において、前記複数の受光ファイバのうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置されており、
   前記投光ファイバ群および前記受光ファイバ群において、前記投光側ダミーファイバの端面の形状および対応の前記受光側ダミーファイバの端面の形状が鏡面対称である、共焦点光学系測定装置。
4. 光源と、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバと、分光器と、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバと、１または複数の投光マーカ用光ファイバと、１または複数の受光マーカ用光ファイバと、前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像し、かつ前記投光マーカ用光ファイバからのマーカ光束および前記受光マーカ用光ファイバからのマーカ光束をそれぞれ集光して前記試料に照射するための共焦点光学系とを備える共焦点光学系測定装置の製造方法であって、
   各光ファイバを配列するステップと、
   配列した前記各光ファイバを、前記各光ファイバの延伸方向と直交する平面に沿って切断することにより、２つのファイバ群に分けるステップと、
   一方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記投光ファイバおよび前記投光マーカ用光ファイバとして設定し、他方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記受光ファイバおよび前記受光マーカ用光ファイバとして設定するステップとを含む、共焦点光学系測定装置の製造方法。
5. 光源と、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバと、分光器と、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバと、前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系とを備える共焦点光学系測定装置の製造方法であって、
   コアと、前記コアの外周を覆うクラッドと、前記クラッドの外周を覆う１次被覆部とを含む各光ファイバを配列するステップと、
   配列した前記各光ファイバを、前記各光ファイバの延伸方向と直交する平面に沿って切断することにより、２つのファイバ群に分けるステップと、
   一方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記投光ファイバとして設定し、他方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記受光ファイバとして設定するステップとを含む、共焦点光学系測定装置の製造方法。
6. 光源と、前記光源からの光を受ける複数の投光ファイバを含む投光ファイバ群と、分光器と、受けた光を前記分光器へ導くための複数の受光ファイバを含む受光ファイバ群と、前記複数の投光ファイバからの複数の光束をそれぞれ集光して試料に照射し、前記試料における複数の集光点からの複数の光束を前記複数の受光ファイバにそれぞれ結像するための共焦点光学系と、１または複数の投光側ダミーファイバと、１または複数の受光側ダミーファイバとを備える共焦点光学系測定装置の製造方法であって、
   各光ファイバを配列するステップと、
   配列した前記各光ファイバを、前記各光ファイバの延伸方向と直交する平面に沿って切断することにより、２つのファイバ群に分けるステップと、
   一方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記投光ファイバおよび前記投光側ダミーファイバとして設定し、他方の前記ファイバ群に含まれる各前記光ファイバを前記受光ファイバおよび前記受光側ダミーファイバとして設定するステップとを含み、
   各光ファイバを配列するステップにおいては、各前記投光側ダミーファイバが、前記投光ファイバ群の端面において、前記複数の投光ファイバのうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置され、かつ各前記受光側ダミーファイバが、前記受光ファイバ群の端面において、前記複数の受光ファイバのうちの少なくともいずれか１つより中央側に配置されるように、各光ファイバを配列する、共焦点光学系測定装置の製造方法。

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