ファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ
【課題】 共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２のレンズ系によって生細胞などの被写体を観察する共焦点顕微鏡において、生細胞などの被写体対象をより高品質の画像で捉える共焦点顕微鏡の生体用対物レンズを提供する。
【解決手段】 ファイバおよび第２対物保持筒１１は、その先端部に透明の窓２７を有し、その内部に光ファイバ１３が収容され、光ファイバ１３の先端部に生体用対物レンズ２２が配置されている。生体用対物レンズ２２の前側焦点距離３０の位置が細胞などの観察対象２１位置となる。生体用対物レンズ２２の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆｂとすると、倍率Ｍ＝ｆｂ／ｆが成り立ち、かつ生体用対物レンズ２２の開口数ＮＡｆと光ファイバ１３の開口数ＮＡの比をＭとしてある。作動距離２９は、前側焦点距離ｆとレンズの開口数ＮＡｆに依存させている。
【解決手段】 ファイバおよび第２対物保持筒１１は、その先端部に透明の窓２７を有し、その内部に光ファイバ１３が収容され、光ファイバ１３の先端部に生体用対物レンズ２２が配置されている。生体用対物レンズ２２の前側焦点距離３０の位置が細胞などの観察対象２１位置となる。生体用対物レンズ２２の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆｂとすると、倍率Ｍ＝ｆｂ／ｆが成り立ち、かつ生体用対物レンズ２２の開口数ＮＡｆと光ファイバ１３の開口数ＮＡの比をＭとしてある。作動距離２９は、前側焦点距離ｆとレンズの開口数ＮＡｆに依存させている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて生体などを観察する共焦点顕微鏡、さらに詳しく云えば、光ファイバ先端部に装着される対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
共焦点顕微鏡について、生体などの観察対象を高品質な画像で取得するためのシステムの開発が行われている。
本件出願人は、その１つとして任意の位置にある試料を観測できる光ファイバ束を用いた共焦点顕微鏡を提案している( 特許文献１) 。
この提案は、光ファイバのコア系と光ファイバ束の端面上に照射される光ビーム径を所定条件にすることにより光スキャナ部の配置位置に関係なく任意の位置の試料を容易に観察でき、試料の共焦点スライス像を容易に得るものである。さらに共焦点用スキャナと光ファイバ間にリレーレンズを設け、リレーレンズと光ファイバの開口数を実質的に等しくすることにより照射効率および出射効率の向上を図っている。
【０００３】
このようなシステム構造を示すものとして図６のブロック構造が考えられる。
図６は、光ファイバの接続構成の一例を示すものである。第１の対物レンズに対向して光ファイバの端面が配置され、さらに光ファイバの先端部に観察用の第２の対物レンズが設置される。
ここで、第２の対物レンズは光ファイバによって生体などに挿入され、観察対象に向き合う部分であるため、照明の効率が良好で、かつ高品質の生体断面像を得ることが要請される。
光ファイバを用いる共焦点顕微鏡として特許文献２，３が開示されている。
【０００４】
特許文献２は、図１２に示されるように制御装置８２にニポウディスク８９を有し、レンズ９１を介して光ファイバ８３の端面に照射光を導き、光ファイバ８３先端部に前後移動調整できるレンズ９８を設け、先端部の透明カバー１１１を被検部９９に押し当て、被検部９９を観察するものである。レンズ９８の前後の移動により被検部９９内の焦点位置を移動させることができるものである。
これは、体腔内の被検部の所望とする深さにおける共焦点像を得ることができるものである。
また、図８にレンズに代わりに回折格子２４を設け、先端カバー１２と回折格子２４の間に透明な液体６３が満たされ、光学部との間に遮蔽するＯリング６０を設け、水密構造としたものが開示されている。
【０００５】
特許文献３は、ニポウディスク４０を利用して共焦点スキャナを構成し、共焦点スキャナからの照明光をレンズ１４を介して光ファイバ６０端に入射させ、レンズ７１，ミラー７２，レンズ７３を収納したハウジング７０に光ファイバ６０の先端部からの照明光を入射させ、レンズ７３によって試料２０を観察するものである。
これによれば、画質の良い観察像を得ることができるとともに細胞を用いる実験・観察を安定して行うことができるとしている。
なお、上記特許文献２，３の説明で用いている符号，図番は、各文献内のものをそのまま用いたものである。
【特許文献１】特開平１１−１３３３０６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１０１８号公報
【特許文献３】特開平９−３２９７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の図１３，１５の光ファイバ先端のレンズ構造は、透明カバー１１１の形状に特徴を持たせたもので、レンズ９８の前後の媒質を変えたり，レンズ自体の条件を定義することは記載されていない。また、図８のレンズの役割を果たす回折格子２４の前側に透明液体を満たす構造のものは、先端カバー１２をＺ方向に移動させて焦点位置を変えるためのもので、液体を吸い出す（供給する）ことにより先端カバー１２を近づけ（遠ざけ）被検部１３の別の深さを観察するために用いられるものである。したがって観察対象に対するレンズ構成の性能の向上を図るものではない。
また、特許文献３は、顕微鏡本体とは異なる位置に、先端部のハウジング７０を移動させるために光ファイバを使用するものであり、ハウジング７０の構成は生体内の中に挿入して観察する構造とはなっていない。
【０００７】
本発明の目的は、共焦点スキャナを用い、共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２のレンズ系によって生細胞などの被写体を観察する共焦点顕微鏡において、生細胞などの被写体対象をより高品質の画像で捉えることができるファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明の請求項１は、共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、前記第２の対物レンズ系は、該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズの開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質が同一で、空気，水または油で満たすようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項２は、共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系は、
該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズ系の開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、
前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質を異質とし、該前側媒質と後側媒質は水または油と空気で組み合わせたことを特徴とする。
媒質を水または油仕様にするため、第２のレンズは屈折率の大きな硝材を用いる。
本発明の請求項３は、請求項２記載の発明において、共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、前記第２の対物レンズと前記光ファイバを収容するレンズ筒体と、前記レンズ筒体の先端部に配置された透明窓と、前記第２の対物レンズをレンズ筒体内壁に支持し、前記第２のレンズの前側媒質と後側媒質とを遮蔽する遮蔽手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項４は、請求項１または２記載の発明において前記第２の対物レンズ系の直径と前記光ファイバの直径の関係は、ＲL ＞Ｒf であって、ＮＡが大きくなる程ＲL が大きくなり、その増加分はＮＡ＝ｎ・sin θが成り立つとき、２ｆb ・tan θ以上になることを特徴とする。
ただし、ＲL ；第２の対物レンズ系の直径
Ｒf ；光ファイバの直径
ＮＡ；対物レンズ系と光ファイバの開口数
ｆb ；対物レンズ系と光ファイバの距離（対物レンズ系の後側焦点距離）
θ ；第２の対物レンズ系または光ファイバへの光の取入可能最大角
本発明の請求項５は、請求項１または２記載の発明において前記第２の対物レンズ系の開口数ＮＡL と光ファイバ先端の開口数ＮＡf は、前記前側媒質の屈折率をｎ1 ，後側媒質の屈折率をｎ2 とした場合、ＮＡL ＝ｎ1 ・sin θ1 ，ＮＡf ＝ｎ2 ・sin θ2 であることを特徴とする。
ただし、θ1 ；前側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
θ2 ；後側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
本発明の請求項６は、請求項１または２記載の発明において前記第２の対物レンズの前側先端と焦点面との間の作動距離は、前記レンズの前側焦点距離より小さくなることを特徴とする。
本発明の請求項７は、請求項１乃至６記載の発明において前記第２の対物レンズは先端直径が小さくロッド長の大きいセルフォックレンズであることを特徴とする。
本発明の請求項８は、請求項１乃至６記載の発明において前記第２の対物レンズが、単レンズに比べて収差の少ない組みレンズで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
前記請求項１によれば、媒質が空気の場合、倍率Ｍ＝ｆb ／ｆ ∝ ＮＡL ／ＮＡf の関係が成り立つ。媒質を水や油にすると、Ｍが一定でもＮＡL の大きさだけを大きくすることが可能となる。このような構成によって焦点距離一定のまま（レンズ径同一のまま）集光効率を挙げることができ、高画質の像を得ることができる。別の言い方をすれば、レンズ径またはファイバ径を一定のままで、開口数をあげる（結像効率をあげる）ことができ、したがって、レンズやファイバ径を従来に比較し縮小することができ、生体挿入部を細くできる。
また、共焦点スキャナからの照明光を光ファイバに導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などの被写体を観察する場合、先端直径が小さくロッド長の大きいセルフォックレンズを採用することにより、該レンズの保持が容易になり、倍率調整機構の追加に有利となる。上記セルフォックレンズと魚眼レンズとを組み合わせて視野を拡大することができる。
作動距離は０．５ｍｍ〜２ｍｍに構成でき、媒質（水）と生体内部（油）を想定して補正管を追加することが可能である。
以上のような構成にできるため生細胞などの被写体対象をより高品質の画像で捉えることができる光ファイバ式共焦点顕微鏡を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は本発明による生体用対物レンズを適用した光ファイバ共焦点顕微鏡の概略を示す図である。
本発明に適用する光ファイバ共焦点顕微鏡はＣＣＤ１，ニプコウ板共焦点スキャナ２，平行光レンズ３，フォーカス変更筒４，ダイクロイックミラー（ＤＭ）５，ＴＶカメラレンズ６，透過像検出機構７，フォーカス調整機構８，第１対物レンズ保持筒９，第１対物レンズ１０，ファイバおよび第２の対物レンズ保持筒１１，ファイバ種変更機構１２，光ファイバ１３および変倍機構１４を備えている。本発明による生体用対物レンズ（第２の対物レンズ１５）は上記変倍機構１４の端部に取り付けられている。
【００１１】
ニプコウ板共焦点スキャナは多数のピンホールが渦巻き状に配置された回転円板を用いマルチビームステャンにより共焦点画像を得るものである。図示しないレーザ光源からのレーザ光束を適当なビーム径に広げた後、マイクロレンズ・アレイに入射させる。レーザ光は１つ１つのマイクロレンズを通過し、それぞれに対応して配置されたピンホールディスクのピンホール上に集光する。ピンホールディスクを通過する光量を大幅に向上させ、ピンホール以外のディスク表面で反射されるノイズ光を減少させＳ／Ｎ比を高めることができる。ニプコウ板共焦点スキャナ２内の上記各構成要素の記載は省略されている。
接続部筒２ａとフォーカス変更筒４が接続され、フォーカス変更筒４の端部に配置された平行光レンズ３に前記ピンホールを出た光が入射し、平行光になる。
【００１２】
フォーカス変更筒４内にはダイクロイックミラー（ＤＭ）５が配置され、平行光はこのダイクロイックミラー（ＤＭ）５を透過した後、フォーカス調整機構８を通過して第１の対物レンズ１０に入射する。
フォーカス変更筒４はフォーカス調整機構８を介し第１対物保持筒９に結合されている。フォーカス調整機構８は例えばＰＺＴにより構成され、第１対物保持筒９以降で構成されるイメージングファイバユニット部を駆動させてフォーカス位置を変更可能である。
第１対物保持筒９をフォーカス変更筒４から取り外すことにより、第１対物保持筒９を用いた通常の観察（普通の顕微鏡としての機能）を行うことができる。
【００１３】
ファイバ種変更機構１２はジョイント部により構成され、第１対物保持筒９へのファイバおよび第２対物保持筒１１の装脱着が可能であり、種々のファイバを取り替えることができる。ジョイント部はボール留め仕様または回転式で接続するものである。また、ジョイント部に対しボールベアリングを用いて接続することによりファイバを回転可能に構成できる。
ファイバ１３はファイバおよび第２対物保持筒１１に内蔵され、第１の対物レンズ１０で収束された光がファイバ１３に導かれる。ファイバおよび第２対物保持筒１１の先端には変倍機構１４が設けられ、変倍機構１４に本発明による生体用対物レンズである第２の対物レンズ１５が接続される。
【００１４】
変倍機構１４は超弾性合金によって第２の対物レンズ１５の光軸方向の位置を変更可能としている。また、第２の対物レンズ１５にセルファックレンズを用いてファイバ１３との光結合に補正レンズを追加する構成にできる。
第２対物レンズ１５を出射した光は図示しない細胞などの生体内の共焦点位置に収束され、その部分の切断面画像を以下に説明する経路で得ることができる。
切断面からの蛍光は、第２の対物レンズ１５で収束されてファイバ１３を戻り第１の対物レンズ１０を通り、ダイクロイックミラー５で反射されてＴＶカメラレンズ６に入射する。入射光はＴＶカメラレンズ６で収束されて検出機構７の図示しない受光部に像が結像され観察することができる。
【００１５】
図２は、本発明による生体用対物レンズの構成を説明するための概略図である。
ファイバおよび第２対物保持筒１１内には、光ファイバ１３が収容され、光ファイバ１３の先端部に生体用対物レンズ２２が配置されている。ファイバおよび第２対物保持筒１１の先端部は透明の窓２７によって密閉されている。生体用対物レンズ２２の前側焦点距離３０の位置が細胞などの観察対象２１位置となる。生体用対物レンズ２２と光ファイバ１３の先端部との距離は後側焦点距離３１である。
生体用対物レンズ２２の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆｂとし、レンズ径をＬ，ファイバの有効径をＤとすると、
倍率 Ｍ＝ｆｂ／ｆ・・・（１）
が成り立っている。
そして、生体用対物レンズ２２の開口数ＮＡｆと光ファイバ１３の開口数ＮＡの比をＭになるような構成としてある。
【００１６】
生体用対物レンズ２２の直径と光ファイバ１３の直径をそれぞれＲL ，Ｒf とすると以下のような関係が成り立つ。
ＲL ＞Ｒf であって、ＮＡが大きくなる程ＲL が大きくなり、その増加分はＮＡ＝ｎ・sin θが成り立つとき、２ｆb ・tan θ以上である。
ただし、ＮＡ；対物レンズ系と光ファイバの開口数
ｆb ；対物レンズ系と光ファイバの距離（対物レンズ系の後側焦点距離）
θ ；第２の対物レンズ系または光ファイバへの光の取入可能最大角
作動距離（Ｒ）２９は、前側焦点距離ｆより小さくなる。すなわちＲ＜ｆとなり、前側焦点距離に依存する。例として０．１ｍｍから１ｍｍまでの距離で作動させることができる。また、生体用対物レンズ２２の開口数ＮＡｆに依存する。
【００１７】
ファイバおよび第２対物保持筒１１内のレンズの前後の空間はドライ方式または液侵式方式が採用される。
第２の対物レンズ系の開口数ＮＡL と光ファイバ先端の開口数ＮＡf は、前側媒質の屈折率をｎ1 ，後側媒質の屈折率をｎ2 とした場合、ＮＡL ＝ｎ1 ・sin θ1 ，ＮＡf ＝ｎ2 ・sin θ2 が成り立つ。
ただし、θ1 ；前側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
θ2 ；後側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
組み合わせは主に以下に示す５種類のタイプがある。
ａ）レンズと窓間の空間２５およびレンズとファイバ間の空間２６が共に空気（ｎ＝
１）（図４（ａ））
ｂ）レンズと窓間の空間２５が水（ｎ＝１．３３）およびレンズとファイバ間の空間２ ６が空気（ｎ＝１）（図４（ａ））
ｃ）レンズと窓間の空間２５およびレンズとファイバ間の空間２６が共に水（ｎ＝１． ３３）（図４（ｂ））
ｄ）レンズと窓間の空間２５が油（ｎ＞１．５５）およびレンズとファイバ間の空間２ ６が空気（ｎ＝１）（図４（ｃ））
ｅ）レンズと窓間の空間２５およびレンズとファイバ間の空間２６が共に油（ｎ＞１． ５５）（図４（ｂ））
【００１８】
レンズと窓間の空間２５とレンズとファイバ間の空間２６に満たす媒質が異なる場合には、前後の空間部の間を遮蔽する遮蔽リングを生体用対物レンズ２２の円周に取り付け、生体用対物レンズ２２を１１のファイバおよび第二対物保持筒の内壁に固定する。
開口数はドライ方式または液侵式方式に依存するが、例えば０．３から１．４である。 全体の直径（筒の直径）は上述したようにファイバ１３と生体用対物レンズ２２の開口数に依存し、例えば０．５ｍｍから５ｍｍである。
透過率は４００〜１１００ｎｍまで５０％以上であり、色補正は４００〜１０００ｎｍまで、焦点深度（λ／ＮＡ2 ）以内となっている。
図５に光ファイバと組みレンズによる第２対物レンズの接続構成の１例を示す。
図２における生体用対物レンズ２２の代わりに、２つのレンズからなる組レンズ３５で構成することにより１つのレンズに比較し収差の少ない対物レンズを構成可能である。
【００１９】
図３は、本発明による生体用対物レンズの実施の形態を示す斜視図である。
この実施の形態は生体用対物レンズにセルフォックレンズ２０を用いたものである。
レンズ筒３４の前面には透明窓３２が設けられており、筒内部と焦点面２５が存在する外側とは完全に遮断されている。また、セルフォックレンズ２０はその外周部がレンズ支持部３３に嵌合され、レンズ支持部３３がレンズ筒３４の内壁に密着固定されている。従って、セルフォックレンズ２０の前後には異なる媒質（空気，水，油の組み合わせ）で構成したものを複数種類作ることができる。
【００２０】
また、セルフォックレンズ２０と光ファイバ２４の間に変倍機構を挿入して、観察対象の倍率を変えることが可能である。さらに光ファイバの端部（図３には図示されていない）にファイバ種変更機構を取り付けることにより、観察対象によって種々の生体用レンズを付け替えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
生体細胞などを観察するための光ファイバ共焦点顕微鏡の対物レンズである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による生体用対物レンズを適用した光ファイバ共焦点顕微鏡の概略を示す図である。
【図２】本発明による生体用対物レンズの構成を説明するための概略図である。
【図３】本発明による生体用対物レンズの実施の形態を示す斜視図である。
【図４】第２のレンズの前側および後側の空間に異なる媒質を適用した場合の実施の形態を示す図である。
【図５】光ファイバと組みレンズによる第２対物レンズの接続構成の一例を説明するための図である。
【図６】光ファイバの接続構成の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ ＣＣＤ
２ ニプコウ板共焦点スキャナ
３ 平行光レンズ
４ フォーカス変更筒
５ ダイクロイックミラー（ＤＭ）
６ ＴＶカメラレンズ
７ 透過像検出機構
８ フォーカス調整機構
９ 第１対物レンズ保持筒
１０ 第１対物レンズ
１１ ファイバおよび第２対物レンズ保持筒
１２ ファイバ種変更機構
１３，２４ 光ファイバ
１４ 変倍機構
１５ 第２対物レンズ
２０ セルフォックレンズ
２１ 焦点面
２２ 生体用対物レンズ
２５ 第２対物レンズの焦点側媒質屈折率
２６ 第２対物レンズの像側媒質屈折率
２７，３２ 透明窓
２８ 焦点部の媒質の屈折率
２９ ワーキングディスタンス
３０ 生体用対物レンズ２２の前側焦点距離
３１ 生体用対物レンズ２２の後側焦点距離
３３ レンズ支持部
３４ レンズ筒
３５ 組レンズ
３６ 組レンズの前後主点間距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて生体などを観察する共焦点顕微鏡、さらに詳しく云えば、光ファイバ先端部に装着される対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
共焦点顕微鏡について、生体などの観察対象を高品質な画像で取得するためのシステムの開発が行われている。
本件出願人は、その１つとして任意の位置にある試料を観測できる光ファイバ束を用いた共焦点顕微鏡を提案している( 特許文献１) 。
この提案は、光ファイバのコア系と光ファイバ束の端面上に照射される光ビーム径を所定条件にすることにより光スキャナ部の配置位置に関係なく任意の位置の試料を容易に観察でき、試料の共焦点スライス像を容易に得るものである。さらに共焦点用スキャナと光ファイバ間にリレーレンズを設け、リレーレンズと光ファイバの開口数を実質的に等しくすることにより照射効率および出射効率の向上を図っている。
【０００３】
このようなシステム構造を示すものとして図６のブロック構造が考えられる。
図６は、光ファイバの接続構成の一例を示すものである。第１の対物レンズに対向して光ファイバの端面が配置され、さらに光ファイバの先端部に観察用の第２の対物レンズが設置される。
ここで、第２の対物レンズは光ファイバによって生体などに挿入され、観察対象に向き合う部分であるため、照明の効率が良好で、かつ高品質の生体断面像を得ることが要請される。
光ファイバを用いる共焦点顕微鏡として特許文献２，３が開示されている。
【０００４】
特許文献２は、図１２に示されるように制御装置８２にニポウディスク８９を有し、レンズ９１を介して光ファイバ８３の端面に照射光を導き、光ファイバ８３先端部に前後移動調整できるレンズ９８を設け、先端部の透明カバー１１１を被検部９９に押し当て、被検部９９を観察するものである。レンズ９８の前後の移動により被検部９９内の焦点位置を移動させることができるものである。
これは、体腔内の被検部の所望とする深さにおける共焦点像を得ることができるものである。
また、図８にレンズに代わりに回折格子２４を設け、先端カバー１２と回折格子２４の間に透明な液体６３が満たされ、光学部との間に遮蔽するＯリング６０を設け、水密構造としたものが開示されている。
【０００５】
特許文献３は、ニポウディスク４０を利用して共焦点スキャナを構成し、共焦点スキャナからの照明光をレンズ１４を介して光ファイバ６０端に入射させ、レンズ７１，ミラー７２，レンズ７３を収納したハウジング７０に光ファイバ６０の先端部からの照明光を入射させ、レンズ７３によって試料２０を観察するものである。
これによれば、画質の良い観察像を得ることができるとともに細胞を用いる実験・観察を安定して行うことができるとしている。
なお、上記特許文献２，３の説明で用いている符号，図番は、各文献内のものをそのまま用いたものである。
【特許文献１】特開平１１−１３３３０６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１０１８号公報
【特許文献３】特開平９−３２９７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の図１３，１５の光ファイバ先端のレンズ構造は、透明カバー１１１の形状に特徴を持たせたもので、レンズ９８の前後の媒質を変えたり，レンズ自体の条件を定義することは記載されていない。また、図８のレンズの役割を果たす回折格子２４の前側に透明液体を満たす構造のものは、先端カバー１２をＺ方向に移動させて焦点位置を変えるためのもので、液体を吸い出す（供給する）ことにより先端カバー１２を近づけ（遠ざけ）被検部１３の別の深さを観察するために用いられるものである。したがって観察対象に対するレンズ構成の性能の向上を図るものではない。
また、特許文献３は、顕微鏡本体とは異なる位置に、先端部のハウジング７０を移動させるために光ファイバを使用するものであり、ハウジング７０の構成は生体内の中に挿入して観察する構造とはなっていない。
【０００７】
本発明の目的は、共焦点スキャナを用い、共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２のレンズ系によって生細胞などの被写体を観察する共焦点顕微鏡において、生細胞などの被写体対象をより高品質の画像で捉えることができるファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明の請求項１は、共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、前記第２の対物レンズ系は、該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズの開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質が同一で、空気，水または油で満たすようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項２は、共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系は、
該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズ系の開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、
前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質を異質とし、該前側媒質と後側媒質は水または油と空気で組み合わせたことを特徴とする。
媒質を水または油仕様にするため、第２のレンズは屈折率の大きな硝材を用いる。
本発明の請求項３は、請求項２記載の発明において、共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、前記第２の対物レンズと前記光ファイバを収容するレンズ筒体と、前記レンズ筒体の先端部に配置された透明窓と、前記第２の対物レンズをレンズ筒体内壁に支持し、前記第２のレンズの前側媒質と後側媒質とを遮蔽する遮蔽手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項４は、請求項１または２記載の発明において前記第２の対物レンズ系の直径と前記光ファイバの直径の関係は、ＲL ＞Ｒf であって、ＮＡが大きくなる程ＲL が大きくなり、その増加分はＮＡ＝ｎ・sin θが成り立つとき、２ｆb ・tan θ以上になることを特徴とする。
ただし、ＲL ；第２の対物レンズ系の直径
Ｒf ；光ファイバの直径
ＮＡ；対物レンズ系と光ファイバの開口数
ｆb ；対物レンズ系と光ファイバの距離（対物レンズ系の後側焦点距離）
θ ；第２の対物レンズ系または光ファイバへの光の取入可能最大角
本発明の請求項５は、請求項１または２記載の発明において前記第２の対物レンズ系の開口数ＮＡL と光ファイバ先端の開口数ＮＡf は、前記前側媒質の屈折率をｎ1 ，後側媒質の屈折率をｎ2 とした場合、ＮＡL ＝ｎ1 ・sin θ1 ，ＮＡf ＝ｎ2 ・sin θ2 であることを特徴とする。
ただし、θ1 ；前側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
θ2 ；後側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
本発明の請求項６は、請求項１または２記載の発明において前記第２の対物レンズの前側先端と焦点面との間の作動距離は、前記レンズの前側焦点距離より小さくなることを特徴とする。
本発明の請求項７は、請求項１乃至６記載の発明において前記第２の対物レンズは先端直径が小さくロッド長の大きいセルフォックレンズであることを特徴とする。
本発明の請求項８は、請求項１乃至６記載の発明において前記第２の対物レンズが、単レンズに比べて収差の少ない組みレンズで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
前記請求項１によれば、媒質が空気の場合、倍率Ｍ＝ｆb ／ｆ ∝ ＮＡL ／ＮＡf の関係が成り立つ。媒質を水や油にすると、Ｍが一定でもＮＡL の大きさだけを大きくすることが可能となる。このような構成によって焦点距離一定のまま（レンズ径同一のまま）集光効率を挙げることができ、高画質の像を得ることができる。別の言い方をすれば、レンズ径またはファイバ径を一定のままで、開口数をあげる（結像効率をあげる）ことができ、したがって、レンズやファイバ径を従来に比較し縮小することができ、生体挿入部を細くできる。
また、共焦点スキャナからの照明光を光ファイバに導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などの被写体を観察する場合、先端直径が小さくロッド長の大きいセルフォックレンズを採用することにより、該レンズの保持が容易になり、倍率調整機構の追加に有利となる。上記セルフォックレンズと魚眼レンズとを組み合わせて視野を拡大することができる。
作動距離は０．５ｍｍ〜２ｍｍに構成でき、媒質（水）と生体内部（油）を想定して補正管を追加することが可能である。
以上のような構成にできるため生細胞などの被写体対象をより高品質の画像で捉えることができる光ファイバ式共焦点顕微鏡を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は本発明による生体用対物レンズを適用した光ファイバ共焦点顕微鏡の概略を示す図である。
本発明に適用する光ファイバ共焦点顕微鏡はＣＣＤ１，ニプコウ板共焦点スキャナ２，平行光レンズ３，フォーカス変更筒４，ダイクロイックミラー（ＤＭ）５，ＴＶカメラレンズ６，透過像検出機構７，フォーカス調整機構８，第１対物レンズ保持筒９，第１対物レンズ１０，ファイバおよび第２の対物レンズ保持筒１１，ファイバ種変更機構１２，光ファイバ１３および変倍機構１４を備えている。本発明による生体用対物レンズ（第２の対物レンズ１５）は上記変倍機構１４の端部に取り付けられている。
【００１１】
ニプコウ板共焦点スキャナは多数のピンホールが渦巻き状に配置された回転円板を用いマルチビームステャンにより共焦点画像を得るものである。図示しないレーザ光源からのレーザ光束を適当なビーム径に広げた後、マイクロレンズ・アレイに入射させる。レーザ光は１つ１つのマイクロレンズを通過し、それぞれに対応して配置されたピンホールディスクのピンホール上に集光する。ピンホールディスクを通過する光量を大幅に向上させ、ピンホール以外のディスク表面で反射されるノイズ光を減少させＳ／Ｎ比を高めることができる。ニプコウ板共焦点スキャナ２内の上記各構成要素の記載は省略されている。
接続部筒２ａとフォーカス変更筒４が接続され、フォーカス変更筒４の端部に配置された平行光レンズ３に前記ピンホールを出た光が入射し、平行光になる。
【００１２】
フォーカス変更筒４内にはダイクロイックミラー（ＤＭ）５が配置され、平行光はこのダイクロイックミラー（ＤＭ）５を透過した後、フォーカス調整機構８を通過して第１の対物レンズ１０に入射する。
フォーカス変更筒４はフォーカス調整機構８を介し第１対物保持筒９に結合されている。フォーカス調整機構８は例えばＰＺＴにより構成され、第１対物保持筒９以降で構成されるイメージングファイバユニット部を駆動させてフォーカス位置を変更可能である。
第１対物保持筒９をフォーカス変更筒４から取り外すことにより、第１対物保持筒９を用いた通常の観察（普通の顕微鏡としての機能）を行うことができる。
【００１３】
ファイバ種変更機構１２はジョイント部により構成され、第１対物保持筒９へのファイバおよび第２対物保持筒１１の装脱着が可能であり、種々のファイバを取り替えることができる。ジョイント部はボール留め仕様または回転式で接続するものである。また、ジョイント部に対しボールベアリングを用いて接続することによりファイバを回転可能に構成できる。
ファイバ１３はファイバおよび第２対物保持筒１１に内蔵され、第１の対物レンズ１０で収束された光がファイバ１３に導かれる。ファイバおよび第２対物保持筒１１の先端には変倍機構１４が設けられ、変倍機構１４に本発明による生体用対物レンズである第２の対物レンズ１５が接続される。
【００１４】
変倍機構１４は超弾性合金によって第２の対物レンズ１５の光軸方向の位置を変更可能としている。また、第２の対物レンズ１５にセルファックレンズを用いてファイバ１３との光結合に補正レンズを追加する構成にできる。
第２対物レンズ１５を出射した光は図示しない細胞などの生体内の共焦点位置に収束され、その部分の切断面画像を以下に説明する経路で得ることができる。
切断面からの蛍光は、第２の対物レンズ１５で収束されてファイバ１３を戻り第１の対物レンズ１０を通り、ダイクロイックミラー５で反射されてＴＶカメラレンズ６に入射する。入射光はＴＶカメラレンズ６で収束されて検出機構７の図示しない受光部に像が結像され観察することができる。
【００１５】
図２は、本発明による生体用対物レンズの構成を説明するための概略図である。
ファイバおよび第２対物保持筒１１内には、光ファイバ１３が収容され、光ファイバ１３の先端部に生体用対物レンズ２２が配置されている。ファイバおよび第２対物保持筒１１の先端部は透明の窓２７によって密閉されている。生体用対物レンズ２２の前側焦点距離３０の位置が細胞などの観察対象２１位置となる。生体用対物レンズ２２と光ファイバ１３の先端部との距離は後側焦点距離３１である。
生体用対物レンズ２２の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆｂとし、レンズ径をＬ，ファイバの有効径をＤとすると、
倍率 Ｍ＝ｆｂ／ｆ・・・（１）
が成り立っている。
そして、生体用対物レンズ２２の開口数ＮＡｆと光ファイバ１３の開口数ＮＡの比をＭになるような構成としてある。
【００１６】
生体用対物レンズ２２の直径と光ファイバ１３の直径をそれぞれＲL ，Ｒf とすると以下のような関係が成り立つ。
ＲL ＞Ｒf であって、ＮＡが大きくなる程ＲL が大きくなり、その増加分はＮＡ＝ｎ・sin θが成り立つとき、２ｆb ・tan θ以上である。
ただし、ＮＡ；対物レンズ系と光ファイバの開口数
ｆb ；対物レンズ系と光ファイバの距離（対物レンズ系の後側焦点距離）
θ ；第２の対物レンズ系または光ファイバへの光の取入可能最大角
作動距離（Ｒ）２９は、前側焦点距離ｆより小さくなる。すなわちＲ＜ｆとなり、前側焦点距離に依存する。例として０．１ｍｍから１ｍｍまでの距離で作動させることができる。また、生体用対物レンズ２２の開口数ＮＡｆに依存する。
【００１７】
ファイバおよび第２対物保持筒１１内のレンズの前後の空間はドライ方式または液侵式方式が採用される。
第２の対物レンズ系の開口数ＮＡL と光ファイバ先端の開口数ＮＡf は、前側媒質の屈折率をｎ1 ，後側媒質の屈折率をｎ2 とした場合、ＮＡL ＝ｎ1 ・sin θ1 ，ＮＡf ＝ｎ2 ・sin θ2 が成り立つ。
ただし、θ1 ；前側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
θ2 ；後側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
組み合わせは主に以下に示す５種類のタイプがある。
ａ）レンズと窓間の空間２５およびレンズとファイバ間の空間２６が共に空気（ｎ＝
１）（図４（ａ））
ｂ）レンズと窓間の空間２５が水（ｎ＝１．３３）およびレンズとファイバ間の空間２ ６が空気（ｎ＝１）（図４（ａ））
ｃ）レンズと窓間の空間２５およびレンズとファイバ間の空間２６が共に水（ｎ＝１． ３３）（図４（ｂ））
ｄ）レンズと窓間の空間２５が油（ｎ＞１．５５）およびレンズとファイバ間の空間２ ６が空気（ｎ＝１）（図４（ｃ））
ｅ）レンズと窓間の空間２５およびレンズとファイバ間の空間２６が共に油（ｎ＞１． ５５）（図４（ｂ））
【００１８】
レンズと窓間の空間２５とレンズとファイバ間の空間２６に満たす媒質が異なる場合には、前後の空間部の間を遮蔽する遮蔽リングを生体用対物レンズ２２の円周に取り付け、生体用対物レンズ２２を１１のファイバおよび第二対物保持筒の内壁に固定する。
開口数はドライ方式または液侵式方式に依存するが、例えば０．３から１．４である。 全体の直径（筒の直径）は上述したようにファイバ１３と生体用対物レンズ２２の開口数に依存し、例えば０．５ｍｍから５ｍｍである。
透過率は４００〜１１００ｎｍまで５０％以上であり、色補正は４００〜１０００ｎｍまで、焦点深度（λ／ＮＡ2 ）以内となっている。
図５に光ファイバと組みレンズによる第２対物レンズの接続構成の１例を示す。
図２における生体用対物レンズ２２の代わりに、２つのレンズからなる組レンズ３５で構成することにより１つのレンズに比較し収差の少ない対物レンズを構成可能である。
【００１９】
図３は、本発明による生体用対物レンズの実施の形態を示す斜視図である。
この実施の形態は生体用対物レンズにセルフォックレンズ２０を用いたものである。
レンズ筒３４の前面には透明窓３２が設けられており、筒内部と焦点面２５が存在する外側とは完全に遮断されている。また、セルフォックレンズ２０はその外周部がレンズ支持部３３に嵌合され、レンズ支持部３３がレンズ筒３４の内壁に密着固定されている。従って、セルフォックレンズ２０の前後には異なる媒質（空気，水，油の組み合わせ）で構成したものを複数種類作ることができる。
【００２０】
また、セルフォックレンズ２０と光ファイバ２４の間に変倍機構を挿入して、観察対象の倍率を変えることが可能である。さらに光ファイバの端部（図３には図示されていない）にファイバ種変更機構を取り付けることにより、観察対象によって種々の生体用レンズを付け替えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
生体細胞などを観察するための光ファイバ共焦点顕微鏡の対物レンズである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による生体用対物レンズを適用した光ファイバ共焦点顕微鏡の概略を示す図である。
【図２】本発明による生体用対物レンズの構成を説明するための概略図である。
【図３】本発明による生体用対物レンズの実施の形態を示す斜視図である。
【図４】第２のレンズの前側および後側の空間に異なる媒質を適用した場合の実施の形態を示す図である。
【図５】光ファイバと組みレンズによる第２対物レンズの接続構成の一例を説明するための図である。
【図６】光ファイバの接続構成の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ ＣＣＤ
２ ニプコウ板共焦点スキャナ
３ 平行光レンズ
４ フォーカス変更筒
５ ダイクロイックミラー（ＤＭ）
６ ＴＶカメラレンズ
７ 透過像検出機構
８ フォーカス調整機構
９ 第１対物レンズ保持筒
１０ 第１対物レンズ
１１ ファイバおよび第２対物レンズ保持筒
１２ ファイバ種変更機構
１３，２４ 光ファイバ
１４ 変倍機構
１５ 第２対物レンズ
２０ セルフォックレンズ
２１ 焦点面
２２ 生体用対物レンズ
２５ 第２対物レンズの焦点側媒質屈折率
２６ 第２対物レンズの像側媒質屈折率
２７，３２ 透明窓
２８ 焦点部の媒質の屈折率
２９ ワーキングディスタンス
３０ 生体用対物レンズ２２の前側焦点距離
３１ 生体用対物レンズ２２の後側焦点距離
３３ レンズ支持部
３４ レンズ筒
３５ 組レンズ
３６ 組レンズの前後主点間距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系は、
該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズの開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、
前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質が同一で、空気，水または油で満たすようにしたことを特徴とするファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項２】
共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系は、
該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズ系の開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、
前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質を異質とし、該前側媒質と後側媒質は水または油と空気で組み合わせたことを特徴とするファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項３】
共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系と前記光ファイバを収容するレンズ筒体と、
前記レンズ筒体の先端部に配置された透明窓と、
前記第２の対物レンズ系をレンズ筒体内壁に支持し、前記第２のレンズの前側媒質と後側媒質とを遮蔽する遮蔽手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項４】
前記第２の対物レンズ系の直径と前記光ファイバの直径の関係は、ＲL ＞Ｒf であって、ＮＡが大きくなる程ＲL が大きくなり、その増加分はＮＡ＝ｎ・sin θが成り立つとき、２ｆb ・tan θ以上になることを特徴とする請求項１または２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
ただし、ＲL ；第２の対物レンズ系の直径
Ｒf ；光ファイバの直径
ＮＡ；対物レンズ系と光ファイバの開口数
ｆb ；対物レンズ系と光ファイバの距離（対物レンズ系の後側焦点距離）
θ ；第２の対物レンズ系または光ファイバへの光の取入可能最大角
【請求項５】
前記第２の対物レンズ系の開口数ＮＡL と光ファイバ先端の開口数ＮＡf は、前記前側媒質の屈折率をｎ1 ，後側媒質の屈折率をｎ2 とした場合、ＮＡL ＝ｎ1 ・sin θ1 ，ＮＡf ＝ｎ2 ・sin θ2 であることを特徴とするを特徴とする請求項２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
ただし、θ1 ；前側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
θ2 ；後側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
【請求項６】
前記第２の対物レンズの前側先端と焦点面との間の作動距離は、前記レンズの前側焦点距離より小さくなることを特徴とする請求項１または２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項７】
前記第２の対物レンズは先端直径が小さくロッド長の大きいセルフォックレンズであることを特徴とする請求項１乃至６記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項８】
前記第２の対物レンズは複数枚のレンズを組み合わせ、対物面側と像面側との間で、収差を改善した組みレンズであることを特徴とする請求項１乃至６記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項１】
共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系は、
該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズの開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、
前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質が同一で、空気，水または油で満たすようにしたことを特徴とするファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項２】
共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系は、
該対物レンズ系の前側焦点距離をｆ，後側焦点距離をｆb ，倍率をＭ，対物レンズ系の開口数をＮＡL ，光ファイバ先端の開口数をＮＡf とした場合、Ｍ＝ｆb ／ｆであり、かつＭ＝ＮＡL ／ＮＡf になるように構成し、
前記第２の対物レンズ系の前側媒質と後側媒質を異質とし、該前側媒質と後側媒質は水または油と空気で組み合わせたことを特徴とするファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項３】
共焦点スキャナを用い、該共焦点スキャナからの照明光を第１の対物レンズ系で光ファイバの端部に導き、光ファイバの先端部に設置された第２の対物レンズ系によって生細胞などを観察する共焦点顕微鏡において、
前記第２の対物レンズ系と前記光ファイバを収容するレンズ筒体と、
前記レンズ筒体の先端部に配置された透明窓と、
前記第２の対物レンズ系をレンズ筒体内壁に支持し、前記第２のレンズの前側媒質と後側媒質とを遮蔽する遮蔽手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項４】
前記第２の対物レンズ系の直径と前記光ファイバの直径の関係は、ＲL ＞Ｒf であって、ＮＡが大きくなる程ＲL が大きくなり、その増加分はＮＡ＝ｎ・sin θが成り立つとき、２ｆb ・tan θ以上になることを特徴とする請求項１または２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
ただし、ＲL ；第２の対物レンズ系の直径
Ｒf ；光ファイバの直径
ＮＡ；対物レンズ系と光ファイバの開口数
ｆb ；対物レンズ系と光ファイバの距離（対物レンズ系の後側焦点距離）
θ ；第２の対物レンズ系または光ファイバへの光の取入可能最大角
【請求項５】
前記第２の対物レンズ系の開口数ＮＡL と光ファイバ先端の開口数ＮＡf は、前記前側媒質の屈折率をｎ1 ，後側媒質の屈折率をｎ2 とした場合、ＮＡL ＝ｎ1 ・sin θ1 ，ＮＡf ＝ｎ2 ・sin θ2 であることを特徴とするを特徴とする請求項２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
ただし、θ1 ；前側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
θ2 ；後側媒質に対する第２の対物レンズ系の光の取入可能最大角
【請求項６】
前記第２の対物レンズの前側先端と焦点面との間の作動距離は、前記レンズの前側焦点距離より小さくなることを特徴とする請求項１または２記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項７】
前記第２の対物レンズは先端直径が小さくロッド長の大きいセルフォックレンズであることを特徴とする請求項１乃至６記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【請求項８】
前記第２の対物レンズは複数枚のレンズを組み合わせ、対物面側と像面側との間で、収差を改善した組みレンズであることを特徴とする請求項１乃至６記載のファイバ共焦点顕微鏡における生体用対物レンズ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２７６５６１（Ｐ２００６−２７６５６１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９６８７７（Ｐ２００５−９６８７７）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（５０４３００１８１）国立大学法人浜松医科大学 (96)
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（５０４３００１８１）国立大学法人浜松医科大学 (96)
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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