JP2003021704A - 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム - Google Patents
一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システムInfo
- Publication number
- JP2003021704A JP2003021704A JP2001209090A JP2001209090A JP2003021704A JP 2003021704 A JP2003021704 A JP 2003021704A JP 2001209090 A JP2001209090 A JP 2001209090A JP 2001209090 A JP2001209090 A JP 2001209090A JP 2003021704 A JP2003021704 A JP 2003021704A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gradient index
- index rod
- lens
- lenses
- excitation light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の色収差量を有する屈折率分布型ロッド
レンズを提供する。 【解決手段】 屈折率分布型ロッドレンズは、色収差の
異なる２つの屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２を一
組として、それらの光軸を一致させて接着されたものか
ら成り、長さを調整された屈折率分布型ロッドレンズ１
１，１２の夫々によって屈折率分布型ロッドレンズ１
１，１２が固有に有する色収差範囲の間の所望の色収差
を有する。
レンズを提供する。 【解決手段】 屈折率分布型ロッドレンズは、色収差の
異なる２つの屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２を一
組として、それらの光軸を一致させて接着されたものか
ら成り、長さを調整された屈折率分布型ロッドレンズ１
１，１２の夫々によって屈折率分布型ロッドレンズ１
１，１２が固有に有する色収差範囲の間の所望の色収差
を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一組の屈折率分布
型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学シス
テムに関する。
型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、屈折率分布型ロッドレンズは
通信におけるコリメーター、ファイバーへの光結合用部
材、医療における内視鏡対物レンズ、光ディスクシステ
ムにおけるＣＤやＤＶＤの対物レンズ等に使用されてい
る。
通信におけるコリメーター、ファイバーへの光結合用部
材、医療における内視鏡対物レンズ、光ディスクシステ
ムにおけるＣＤやＤＶＤの対物レンズ等に使用されてい
る。
【０００３】屈折率分布型ロッドレンズは、中心から周
辺に向かって屈折率が連続的に変化する円柱状透明体か
ら成り、中心軸から半径方向にｒの距離の位置における
屈折率ｎ（ｒ）が、軸上屈折率をｎ0、２乗分布定数を
ｇとして、近似的にｒに関する２次方程式 ｎ（ｒ）＝ｎ0｛１−（ｇ2／２）・ｒ2｝ で表わされる集束性光伝送体として知られている。
辺に向かって屈折率が連続的に変化する円柱状透明体か
ら成り、中心軸から半径方向にｒの距離の位置における
屈折率ｎ（ｒ）が、軸上屈折率をｎ0、２乗分布定数を
ｇとして、近似的にｒに関する２次方程式 ｎ（ｒ）＝ｎ0｛１−（ｇ2／２）・ｒ2｝ で表わされる集束性光伝送体として知られている。
【０００４】屈折率分布型ロッドレンズは、その長さｚ
0を０＜ｚ0＜π／２ｇの範囲内で選ぶとき、その結像特
性は、両端面が平坦であるにも拘らず通常の凸レンズと
同じであり、平行入射光線によって出射端より、 ｓ0＝ｃｏｔ（ｇｚ0）／ｎ0ｇ の位置に焦点が作られる。
0を０＜ｚ0＜π／２ｇの範囲内で選ぶとき、その結像特
性は、両端面が平坦であるにも拘らず通常の凸レンズと
同じであり、平行入射光線によって出射端より、 ｓ0＝ｃｏｔ（ｇｚ0）／ｎ0ｇ の位置に焦点が作られる。
【０００５】このような特性を有する屈折率分布型ロッ
ドレンズは、円柱状のままで使用できるので各種装置に
容易に組み込めるとともに、両端面が光軸に直交する平
面であるので光学系において光軸を容易に合わせること
ができる。
ドレンズは、円柱状のままで使用できるので各種装置に
容易に組み込めるとともに、両端面が光軸に直交する平
面であるので光学系において光軸を容易に合わせること
ができる。
【０００６】このような屈折率分布型ロッドレンズは、
例えば次のような方法で製造される。
例えば次のような方法で製造される。
【０００７】即ち、モル百分率でＳｉＯ2：５７〜６３
％、Ｂ2Ｏ3：１７〜２３％、Ｎａ2Ｏ：５〜１７％、Ｔ
ｌ2Ｏ：３〜１５％を主成分とするガラスでロッドを成
形した後、このガラスロッドを硝酸カリウム塩等のイオ
ン交換媒体中で処理してガラス中のタリウムイオン及び
ナトリウムイオンと媒体中のカリウムイオンとをイオン
交換して、ガラスロッドの中心から周辺に向けて連続的
に低減する屈折率分布を生じさせる。このようにして製
造されるので、屈折率分布型ロッドレンズは直径１ｍｍ
以下の小径のものでも簡易かつ安価に製造できる。ま
た、ガラスの他に透明プラスチックを用いても同様の特
徴を有する屈折率分布型ロッドレンズが製造できる。
％、Ｂ2Ｏ3：１７〜２３％、Ｎａ2Ｏ：５〜１７％、Ｔ
ｌ2Ｏ：３〜１５％を主成分とするガラスでロッドを成
形した後、このガラスロッドを硝酸カリウム塩等のイオ
ン交換媒体中で処理してガラス中のタリウムイオン及び
ナトリウムイオンと媒体中のカリウムイオンとをイオン
交換して、ガラスロッドの中心から周辺に向けて連続的
に低減する屈折率分布を生じさせる。このようにして製
造されるので、屈折率分布型ロッドレンズは直径１ｍｍ
以下の小径のものでも簡易かつ安価に製造できる。ま
た、ガラスの他に透明プラスチックを用いても同様の特
徴を有する屈折率分布型ロッドレンズが製造できる。
【０００８】この屈折率分布型ロッドレンズの使用が好
適なものの中には、化学反応を扱う集積化技術の１つと
してのマイクロ化学システムがある。このマイクロ化学
システムは、小さなガラス基板等に作製した微細な流路
の中で試料の混合、反応、分離、抽出、検出等の全ての
機能を発揮できることを目指したものである。これらは
分離だけを目的としたような単一の機能のみを用いても
良く、また、複数の機能を合わせて用いてもよい。マイ
クロ化学システムで行う反応の例にはジアゾ化反応、ニ
トロ化反応、抗原抗体反応等があり、抽出や分離の例に
は溶媒抽出、電気泳動分離、カラム分離等がある。
適なものの中には、化学反応を扱う集積化技術の１つと
してのマイクロ化学システムがある。このマイクロ化学
システムは、小さなガラス基板等に作製した微細な流路
の中で試料の混合、反応、分離、抽出、検出等の全ての
機能を発揮できることを目指したものである。これらは
分離だけを目的としたような単一の機能のみを用いても
良く、また、複数の機能を合わせて用いてもよい。マイ
クロ化学システムで行う反応の例にはジアゾ化反応、ニ
トロ化反応、抗原抗体反応等があり、抽出や分離の例に
は溶媒抽出、電気泳動分離、カラム分離等がある。
【０００９】上記機能のうち分離のみを目的としたもの
の例に、特開平８−１７８８９７号公報で提案されてい
る電気泳動装置がある。この電気泳動装置は、極微量の
タンパクや核酸等を分析する装置であり、互いに接合さ
れた２枚のガラス基板からなる流路付き板状部材を備え
ている。この部材は板状であるので、断面が円形又は角
形のガラスキャピラリチューブに比べて破損しにくく、
取扱いが容易である。
の例に、特開平８−１７８８９７号公報で提案されてい
る電気泳動装置がある。この電気泳動装置は、極微量の
タンパクや核酸等を分析する装置であり、互いに接合さ
れた２枚のガラス基板からなる流路付き板状部材を備え
ている。この部材は板状であるので、断面が円形又は角
形のガラスキャピラリチューブに比べて破損しにくく、
取扱いが容易である。
【００１０】マイクロ化学システムにおいては、試料の
量が微量であるので、高度な検出方法が必須であるが、
微細な流路の液中試料の光吸収によって発生する熱レン
ズ効果を利用した光熱変換分光分析法が確立された。こ
れにより、マイクロ化学システムを実用化する道が開か
れた。
量が微量であるので、高度な検出方法が必須であるが、
微細な流路の液中試料の光吸収によって発生する熱レン
ズ効果を利用した光熱変換分光分析法が確立された。こ
れにより、マイクロ化学システムを実用化する道が開か
れた。
【００１１】この光熱変換分光分析法は、試料に光を集
光照射したときに試料中の溶質が光を吸収することに起
因して放出される熱エネルギーによって、溶媒が局所的
に温度上昇して屈折率が変化し、その結果、熱レンズが
形成されるという光熱変換効果を利用する分析方法であ
る。
光照射したときに試料中の溶質が光を吸収することに起
因して放出される熱エネルギーによって、溶媒が局所的
に温度上昇して屈折率が変化し、その結果、熱レンズが
形成されるという光熱変換効果を利用する分析方法であ
る。
【００１２】図５は、熱レンズの原理の説明図である。
【００１３】図５において、顕微鏡の対物レンズを介し
て励起光を極微小試料に集光照射すると光熱変換効果が
誘起される。多くの物質では温度上昇に伴い屈折率が小
さくなる。したがって、励起光が集光照射された試料
は、温度上昇の度合いが大きい集光中心に近付くほど屈
折率の低下が大きく、熱拡散によって温度上昇の度合い
が小さい周辺部に近付くほど屈折率の低下が小さい。光
学的にはこの屈折率の分布はちょうど凹レンズと同じ効
果を持つので、この効果を熱レンズ効果と呼び、効果の
大きさ、即ち凹レンズの度数は試料の光吸収度に比例す
る。また、屈折率が温度に比例して大きくなる場合は逆
に、凸レンズと同じ効果が生じる。
て励起光を極微小試料に集光照射すると光熱変換効果が
誘起される。多くの物質では温度上昇に伴い屈折率が小
さくなる。したがって、励起光が集光照射された試料
は、温度上昇の度合いが大きい集光中心に近付くほど屈
折率の低下が大きく、熱拡散によって温度上昇の度合い
が小さい周辺部に近付くほど屈折率の低下が小さい。光
学的にはこの屈折率の分布はちょうど凹レンズと同じ効
果を持つので、この効果を熱レンズ効果と呼び、効果の
大きさ、即ち凹レンズの度数は試料の光吸収度に比例す
る。また、屈折率が温度に比例して大きくなる場合は逆
に、凸レンズと同じ効果が生じる。
【００１４】熱レンズを利用した光熱変換分析法を用い
る場合には、励起光の焦点位置と検出光の焦点位置とが
異なることが必要である。図６は、励起光の光軸方向
（Ｚ方向）に関する熱レンズの形成位置と検出光の焦点
位置の説明図であり、（ａ）は、対物レンズが色収差を
もつ場合を示し、（ｂ）は、対物レンズが色収差をもた
ない場合を示す。
る場合には、励起光の焦点位置と検出光の焦点位置とが
異なることが必要である。図６は、励起光の光軸方向
（Ｚ方向）に関する熱レンズの形成位置と検出光の焦点
位置の説明図であり、（ａ）は、対物レンズが色収差を
もつ場合を示し、（ｂ）は、対物レンズが色収差をもた
ない場合を示す。
【００１５】熱レンズを利用した光熱変換分析法による
測定において、対物レンズ１３０が色収差をもつ場合
は、図６（ａ）に示すように、熱レンズ１３１は励起光
の焦点位置１３２に形成されるとともに、検出光の焦点
位置１３３はΔＬだけ励起光の焦点位置１３２からずれ
るので、この検出光により熱レンズ１３１の屈折率の変
化を検出光の焦点距離の変化として検出できる。一方、
対物レンズ１３０が色収差をもたない場合は、図６
（ｂ）に示すように、検出光の焦点位置１３３は、励起
光の焦点位置１３２に形成される熱レンズ１３１の位置
とほぼ一致し、その結果、検出光は、熱レンズ１３１に
よって偏向することはなく、熱レンズ１３１の屈折率の
変化を検出することができない。
測定において、対物レンズ１３０が色収差をもつ場合
は、図６（ａ）に示すように、熱レンズ１３１は励起光
の焦点位置１３２に形成されるとともに、検出光の焦点
位置１３３はΔＬだけ励起光の焦点位置１３２からずれ
るので、この検出光により熱レンズ１３１の屈折率の変
化を検出光の焦点距離の変化として検出できる。一方、
対物レンズ１３０が色収差をもたない場合は、図６
（ｂ）に示すように、検出光の焦点位置１３３は、励起
光の焦点位置１３２に形成される熱レンズ１３１の位置
とほぼ一致し、その結果、検出光は、熱レンズ１３１に
よって偏向することはなく、熱レンズ１３１の屈折率の
変化を検出することができない。
【００１６】励起光の焦点位置と検出光の焦点位置との
差には最適値がある。この最適値は励起光及び検出光の
波長、励起光及び検出光の強度、試料の濃度、試料の厚
み等によって決定される。励起光の焦点位置と検出光の
焦点位置との差ΔＬは、Ｉｃ＜ΔＬ＜３０・Ｉｃである
のが好ましい。
差には最適値がある。この最適値は励起光及び検出光の
波長、励起光及び検出光の強度、試料の濃度、試料の厚
み等によって決定される。励起光の焦点位置と検出光の
焦点位置との差ΔＬは、Ｉｃ＜ΔＬ＜３０・Ｉｃである
のが好ましい。
【００１７】Ｉｃは、共焦点長（ｎｍ）として、Ｉｃ＝
π・（ｄ／２）2／λ1で計算される。ここで、ｄは、ｄ
＝１．２２×λ1／ＮＡで計算されるエアリーディスク
であり、λ1は、励起光の波長（ｎｍ）、ＮＡは、励起
光を集光するのに用いたレンズの開口数である。
π・（ｄ／２）2／λ1で計算される。ここで、ｄは、ｄ
＝１．２２×λ1／ＮＡで計算されるエアリーディスク
であり、λ1は、励起光の波長（ｎｍ）、ＮＡは、励起
光を集光するのに用いたレンズの開口数である。
【００１８】上記ΔＬの最適値は測定する試料（分析対
象物）の厚みによって変化する。共焦点長よりも厚みが
薄い試料を測定する場合は、上記ΔＬ値は、さらに好ま
しくは、Ｉｃ＜ΔＬ＜２０・Ｉｃであるが、ΔＬ＝√３
・Ｉｃであることが最も好ましい。したがって、対物レ
ンズは、最適値に近いΔＬとなるような色収差を有する
ことが望ましい。
象物）の厚みによって変化する。共焦点長よりも厚みが
薄い試料を測定する場合は、上記ΔＬ値は、さらに好ま
しくは、Ｉｃ＜ΔＬ＜２０・Ｉｃであるが、ΔＬ＝√３
・Ｉｃであることが最も好ましい。したがって、対物レ
ンズは、最適値に近いΔＬとなるような色収差を有する
ことが望ましい。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように屈折率分布型ロッドレンズを作製するのに用いら
れるイオン（ガラス成分）の種類は限られており、例え
ば、良く用いられるものはタリウム、リチウム、セシウ
ム、銀であるために所望の色収差が得られないことが有
る。即ち、屈折率分布型ロッドレンズの色収差は使用さ
れる母材ガラスの種類によっても変化するが、大きくは
用いられるイオンの種類によって規定されるので、用い
られるイオンの種類ごとに所定範囲の色収差を有するレ
ンズ製造ができるが、用いられるイオンの異なる屈折率
分布型ロッドレンズの間には色収差が重複しない範囲が
ある。
ように屈折率分布型ロッドレンズを作製するのに用いら
れるイオン（ガラス成分）の種類は限られており、例え
ば、良く用いられるものはタリウム、リチウム、セシウ
ム、銀であるために所望の色収差が得られないことが有
る。即ち、屈折率分布型ロッドレンズの色収差は使用さ
れる母材ガラスの種類によっても変化するが、大きくは
用いられるイオンの種類によって規定されるので、用い
られるイオンの種類ごとに所定範囲の色収差を有するレ
ンズ製造ができるが、用いられるイオンの異なる屈折率
分布型ロッドレンズの間には色収差が重複しない範囲が
ある。
【００２０】このため、上記のようなマイクロ化学シス
テムにおいて光熱変換分光分析法による測定をする場
合、条件によっては屈折率分布型ロッドレンズの色収差
が適切ではないために適切な測定ができないとうい問題
が予想される。
テムにおいて光熱変換分光分析法による測定をする場
合、条件によっては屈折率分布型ロッドレンズの色収差
が適切ではないために適切な測定ができないとうい問題
が予想される。
【００２１】本発明の第１の目的は、所望の色収差量を
有する屈折率分布型ロッドレンズを提供することにあ
り、さらには、色収差、及びレンズ端面と焦点位置との
距離を変化させることなく焦点位置の開口数のみを変化
させることができる屈折率分布型ロッドレンズを提供す
ることにある。
有する屈折率分布型ロッドレンズを提供することにあ
り、さらには、色収差、及びレンズ端面と焦点位置との
距離を変化させることなく焦点位置の開口数のみを変化
させることができる屈折率分布型ロッドレンズを提供す
ることにある。
【００２２】本発明の第２の目的は、所望の色収差量を
有する屈折率分布型ロッドレンズを備えたマイクロ化学
システムを提供することに有る。
有する屈折率分布型ロッドレンズを備えたマイクロ化学
システムを提供することに有る。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１の屈折率分布型ロッドレンズは、光
軸から周縁部に向かって屈折率が変化した複数の屈折率
分布型ロッドレンズを直列に組み合わせた一組の屈折率
分布型ロッドレンズであって、前記複数の屈折率分布型
ロッドレンズは、少なくとも１つが他の屈折率分布型ロ
ッドレンズの色収差とは異なる色収差を有する屈折率分
布型ロッドレンズであることを特徴とする。
るために、請求項１の屈折率分布型ロッドレンズは、光
軸から周縁部に向かって屈折率が変化した複数の屈折率
分布型ロッドレンズを直列に組み合わせた一組の屈折率
分布型ロッドレンズであって、前記複数の屈折率分布型
ロッドレンズは、少なくとも１つが他の屈折率分布型ロ
ッドレンズの色収差とは異なる色収差を有する屈折率分
布型ロッドレンズであることを特徴とする。
【００２４】請求項２記載の一組の屈折率分布型ロッド
レンズは、請求項１記載の一組の屈折率分布型ロッドレ
ンズにおいて、前記複数の屈折率分布型ロッドレンズ
は、少なくとも１つが他の屈折率分布型ロッドレンズの
径とは異なる径を有する屈折率分布型ロッドレンズであ
ることを特徴とする。
レンズは、請求項１記載の一組の屈折率分布型ロッドレ
ンズにおいて、前記複数の屈折率分布型ロッドレンズ
は、少なくとも１つが他の屈折率分布型ロッドレンズの
径とは異なる径を有する屈折率分布型ロッドレンズであ
ることを特徴とする。
【００２５】請求項３記載の一組の屈折率分布型ロッド
レンズは、請求項１又は２記載の一組の屈折率分布型ロ
ッドレンズにおいて、前記少なくとも１つの屈折率分布
型ロッドレンズ及び前記他の屈折率分布型ロッドレンズ
の何れか一方が光軸から周縁部に向かってタリウムの濃
度に変化を有し、他方が光軸から周縁部に向かってリチ
ウムの濃度に変化を有することを特徴とする。
レンズは、請求項１又は２記載の一組の屈折率分布型ロ
ッドレンズにおいて、前記少なくとも１つの屈折率分布
型ロッドレンズ及び前記他の屈折率分布型ロッドレンズ
の何れか一方が光軸から周縁部に向かってタリウムの濃
度に変化を有し、他方が光軸から周縁部に向かってリチ
ウムの濃度に変化を有することを特徴とする。
【００２６】上記第２の目的を達成するために、請求項
４記載のマイクロ化学システムは、励起光と検出光とを
集光レンズによって試料に集光照射して熱レンズを形成
するとともに、前記試料を透過した検出光の偏向にとも
なう強度の変化を測定する光熱変換分光分析法を利用す
るマイクロ化学システムにおいて、前記集光レンズは、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の一組の屈折率分
布型ロッドレンズであることを特徴とする。
４記載のマイクロ化学システムは、励起光と検出光とを
集光レンズによって試料に集光照射して熱レンズを形成
するとともに、前記試料を透過した検出光の偏向にとも
なう強度の変化を測定する光熱変換分光分析法を利用す
るマイクロ化学システムにおいて、前記集光レンズは、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の一組の屈折率分
布型ロッドレンズであることを特徴とする。
【００２７】請求項５記載のマイクロ化学システムは、
請求項４記載のマイクロ化学システムにおいて、前記励
起光とこれとは周波数の異なる検出光との夫々の焦点位
置が異なり、双方の焦点位置のずれが前記一組の屈折率
分布型ロッドレンズの共焦点長よりも大きく、かつ、該
共焦点長の３０倍よりも小さいことを特徴とする。
請求項４記載のマイクロ化学システムにおいて、前記励
起光とこれとは周波数の異なる検出光との夫々の焦点位
置が異なり、双方の焦点位置のずれが前記一組の屈折率
分布型ロッドレンズの共焦点長よりも大きく、かつ、該
共焦点長の３０倍よりも小さいことを特徴とする。
【００２８】請求項６記載のマイクロ化学システムは、
請求項４又は５記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記励起光及び検出光を前記一組の屈折率分布型ロッド
レンズまで導く光ファイバーを備えたことを特徴とす
る。
請求項４又は５記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記励起光及び検出光を前記一組の屈折率分布型ロッド
レンズまで導く光ファイバーを備えたことを特徴とす
る。
【００２９】請求項７記載のマイクロ化学システムは、
請求項６記載のマイクロ化学システムにおいて、前記一
組の屈折率分布型ロッドレンズは、前記光ファイバーの
先端に取り付けられたことを特徴とする。
請求項６記載のマイクロ化学システムにおいて、前記一
組の屈折率分布型ロッドレンズは、前記光ファイバーの
先端に取り付けられたことを特徴とする。
【００３０】請求項８記載のマイクロ化学システムは、
請求項６又は７記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記光ファイバーは、前記励起光及び検出光の周波数に
おいてシングルモードであることを特徴とする。
請求項６又は７記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記光ファイバーは、前記励起光及び検出光の周波数に
おいてシングルモードであることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイク
ロ化学システムを図面を参照しながら詳細に説明する。
屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイク
ロ化学システムを図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
屈折率分布型ロッドレンズを備えたマイクロ化学システ
ムの概略構成を示す概略図である。
屈折率分布型ロッドレンズを備えたマイクロ化学システ
ムの概略構成を示す概略図である。
【００３３】図１において、ロッドレンズ１０は色収差
の異なる２個の屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２に
よって構成されているロッドレンズである。屈折率分布
型ロッドレンズ１１は色収差の小さいレンズであり、屈
折率分布型ロッドレンズ１２は屈折率分布型ロッドレン
ズ１１とはイオン（ガラス成分）が異なっており、より
大きい色収差を有している。屈折率分布型ロッドレンズ
１１，１２は夫々の端面同士を有機接着剤などによって
接着されている。
の異なる２個の屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２に
よって構成されているロッドレンズである。屈折率分布
型ロッドレンズ１１は色収差の小さいレンズであり、屈
折率分布型ロッドレンズ１２は屈折率分布型ロッドレン
ズ１１とはイオン（ガラス成分）が異なっており、より
大きい色収差を有している。屈折率分布型ロッドレンズ
１１，１２は夫々の端面同士を有機接着剤などによって
接着されている。
【００３４】ロッドレンズ１０は励起光及び検出光をシ
ングルモードで伝搬する光ファイバー１０１の先端に取
り付けられている。光ファイバー１０１の先端部は、外
径をロッドレンズ１０の外径と同一にするためのフェル
ール１０３に取り付けられている。ロッドレンズ１０と
光ファイバー１０１、及びフェルール１０３はスリーブ
１０４によって固定されている。光ファイバー１０１と
ロッドレンズ１０とは密着させてもよいし、間隙を持た
せてもよい。
ングルモードで伝搬する光ファイバー１０１の先端に取
り付けられている。光ファイバー１０１の先端部は、外
径をロッドレンズ１０の外径と同一にするためのフェル
ール１０３に取り付けられている。ロッドレンズ１０と
光ファイバー１０１、及びフェルール１０３はスリーブ
１０４によって固定されている。光ファイバー１０１と
ロッドレンズ１０とは密着させてもよいし、間隙を持た
せてもよい。
【００３５】光ファイバー１０１の他方端側には励起光
を発する励起光用光源１０５、検出光を発する検出光用
光源１０６が配されている。励起光用光源１０５から励
起光の進行方向下流には、励起光を変調するためのチョ
ッパー１０７が設けられている。チョッパー１０７より
もさらに下流には励起光を絞って光ファイバー１０１ａ
に入射させる入射レンズ１０８が配されている。一方、
検出光用光源１０６から検出光の進行方向下流には検出
光を絞って光ファイバー１０１ｂに入射させる入射レン
ズ１０９が配されている。
を発する励起光用光源１０５、検出光を発する検出光用
光源１０６が配されている。励起光用光源１０５から励
起光の進行方向下流には、励起光を変調するためのチョ
ッパー１０７が設けられている。チョッパー１０７より
もさらに下流には励起光を絞って光ファイバー１０１ａ
に入射させる入射レンズ１０８が配されている。一方、
検出光用光源１０６から検出光の進行方向下流には検出
光を絞って光ファイバー１０１ｂに入射させる入射レン
ズ１０９が配されている。
【００３６】光ファイバー１０１ａ，１０１ｂは光合波
器１１０に接続されている。光合波器１１０は光ファイ
バー１０１ａからの励起光と光ファイバー１０１ｂから
の検出光とを合わせて光ファイバー１０１に出射するも
のである。なお、励起光と検出光とは光ファイバー１０
１ａ，１０１ｂに入射させてから光合波器１１０によっ
て合わせているが、光合波器１１０を使用せずにダイク
ロイックミラー等を用いて光ファイバーの外部で同軸に
合わせてから光ファイバー１０１に入射させてもよい。
また、チョッパー１０７を用いて励起光を変調する代わ
りに、励起光用光源１０５自体の出力をモジュレータ等
を用いて変調してもよい。
器１１０に接続されている。光合波器１１０は光ファイ
バー１０１ａからの励起光と光ファイバー１０１ｂから
の検出光とを合わせて光ファイバー１０１に出射するも
のである。なお、励起光と検出光とは光ファイバー１０
１ａ，１０１ｂに入射させてから光合波器１１０によっ
て合わせているが、光合波器１１０を使用せずにダイク
ロイックミラー等を用いて光ファイバーの外部で同軸に
合わせてから光ファイバー１０１に入射させてもよい。
また、チョッパー１０７を用いて励起光を変調する代わ
りに、励起光用光源１０５自体の出力をモジュレータ等
を用いて変調してもよい。
【００３７】検出するための試料を流す流路付き板状部
材２０は、３層に重ねられるとともに互いに接着された
ガラス基板２０１，２０２，２０３から成る。ガラス基
板２０２には、混合、攪拌、合成、分離、抽出、検出等
に用いられる流路２０４が形成されている。
材２０は、３層に重ねられるとともに互いに接着された
ガラス基板２０１，２０２，２０３から成る。ガラス基
板２０２には、混合、攪拌、合成、分離、抽出、検出等
に用いられる流路２０４が形成されている。
【００３８】この流路付き板状部材２０の材料は耐久
性、耐薬品性の面からガラスが望ましく、細胞等の生体
試料、例えばＤＮＡ解析用としての用途を考慮すると、
耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的には、硼珪
酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ硼珪酸ガラ
ス、石英ガラス等が好ましい。しかし、用途を限定する
ことによってプラスチック等の有機物を用いて製造した
ものを使用することもできる。
性、耐薬品性の面からガラスが望ましく、細胞等の生体
試料、例えばＤＮＡ解析用としての用途を考慮すると、
耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的には、硼珪
酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ硼珪酸ガラ
ス、石英ガラス等が好ましい。しかし、用途を限定する
ことによってプラスチック等の有機物を用いて製造した
ものを使用することもできる。
【００３９】ロッドレンズ１０は流路付き板状部材２０
の流路２０４に面して位置するように冶具３０によって
固定されている。流路２０４に面する位置であって、板
状部材２０を挟んでロッドレンズ１０に対向する位置に
は、流路２０４を透過した励起光と検出光とを分離して
検出光のみを選択的に透過させる波長フィルタ１１６
と、この波長フィルタ１１６を透過した検出光を検出を
するための光電変換器１１７とが配設されている。な
お、光電変換器１１７よりも検出光の光路の上流位置
に、検出光の一部のみを選択的に透過させるためのピン
ホールを配置してもよい。光電変換器１１７は検出した
検出光に応じて検出信号を出力する。この検出信号はプ
リアンプ１２１によって増幅された後に、ロックインア
ンプ１２２に送られて上記チョッパー１０７と同期させ
られてからコンピュータ１２３によって解析される。
の流路２０４に面して位置するように冶具３０によって
固定されている。流路２０４に面する位置であって、板
状部材２０を挟んでロッドレンズ１０に対向する位置に
は、流路２０４を透過した励起光と検出光とを分離して
検出光のみを選択的に透過させる波長フィルタ１１６
と、この波長フィルタ１１６を透過した検出光を検出を
するための光電変換器１１７とが配設されている。な
お、光電変換器１１７よりも検出光の光路の上流位置
に、検出光の一部のみを選択的に透過させるためのピン
ホールを配置してもよい。光電変換器１１７は検出した
検出光に応じて検出信号を出力する。この検出信号はプ
リアンプ１２１によって増幅された後に、ロックインア
ンプ１２２に送られて上記チョッパー１０７と同期させ
られてからコンピュータ１２３によって解析される。
【００４０】このようなマイクロ化学システムに備えら
れたロッドレンズ１０を透過する励起光の焦点位置は、
流路付き板状部材２０の流路２０４の中に位置する必要
がある。ロッドレンズ１０は流路付き板状部材２０に接
触している必要はないが、接触する場合は板状部材２０
の上部ガラス板２０１の厚みを変えることによってロッ
ドレンズ１０の焦点距離を調整できる。上部ガラス板２
０１の厚みが足りない場合は、ロッドレンズ１０と上部
ガラス板２０１との間に焦点距離を調整するためのスペ
ーサーを入れてもよい。屈折率分布型ロッドレンズを用
いることによってマイクロ化学システムは小型化できる
が、これらの場合は、焦点距離の調整も不要になるの
で、マイクロ化学システムをさらに小型化できる。
れたロッドレンズ１０を透過する励起光の焦点位置は、
流路付き板状部材２０の流路２０４の中に位置する必要
がある。ロッドレンズ１０は流路付き板状部材２０に接
触している必要はないが、接触する場合は板状部材２０
の上部ガラス板２０１の厚みを変えることによってロッ
ドレンズ１０の焦点距離を調整できる。上部ガラス板２
０１の厚みが足りない場合は、ロッドレンズ１０と上部
ガラス板２０１との間に焦点距離を調整するためのスペ
ーサーを入れてもよい。屈折率分布型ロッドレンズを用
いることによってマイクロ化学システムは小型化できる
が、これらの場合は、焦点距離の調整も不要になるの
で、マイクロ化学システムをさらに小型化できる。
【００４１】なお、励起光及び検出光を誘導するために
光ファイバー１０１を用いたのは、光ファイバー１０１
の先端にロッドレンズ１０を密着させた場合は勿論のこ
と間隙を持たせて配置した場合であっても、測定毎に励
起光と検出光との光軸及びロッドレンズ１０の光軸を調
整する必要が無いのでユーザの作業効率が向上するから
である。さらに、光軸を合わせるための冶具及び堅固な
定盤が不要であるので、マイクロ化学システムを小型化
できるからである。
光ファイバー１０１を用いたのは、光ファイバー１０１
の先端にロッドレンズ１０を密着させた場合は勿論のこ
と間隙を持たせて配置した場合であっても、測定毎に励
起光と検出光との光軸及びロッドレンズ１０の光軸を調
整する必要が無いのでユーザの作業効率が向上するから
である。さらに、光軸を合わせるための冶具及び堅固な
定盤が不要であるので、マイクロ化学システムを小型化
できるからである。
【００４２】光ファイバー１０１をシングルモードのも
のとしたのは、光熱変換分光分析方法を利用して試料中
の微量な溶質を検出する場合、励起光をできるだけ小さ
く絞り、高熱変換に利用されるエネルギーを高くすると
ともに、励起光によって生成する熱レンズが収差の少な
いレンズになることが望ましいからである。熱レンズを
生成させるために用いる励起光はガウス分布を有してい
ることが望ましい。シングルモードの光ファイバーから
出射される光は常にガウス分布になるので、励起光の焦
点を小さくするのに適している。また、励起光によって
生成された熱レンズが小さい場合、この熱レンズを通過
する検出光をできるだけ多くするためには、検出光もで
きる限り小さく絞ることが望ましい。このためにも、励
起光及び検出光がシングルモードで伝搬する光ファイバ
ーを使用することが好ましい。
のとしたのは、光熱変換分光分析方法を利用して試料中
の微量な溶質を検出する場合、励起光をできるだけ小さ
く絞り、高熱変換に利用されるエネルギーを高くすると
ともに、励起光によって生成する熱レンズが収差の少な
いレンズになることが望ましいからである。熱レンズを
生成させるために用いる励起光はガウス分布を有してい
ることが望ましい。シングルモードの光ファイバーから
出射される光は常にガウス分布になるので、励起光の焦
点を小さくするのに適している。また、励起光によって
生成された熱レンズが小さい場合、この熱レンズを通過
する検出光をできるだけ多くするためには、検出光もで
きる限り小さく絞ることが望ましい。このためにも、励
起光及び検出光がシングルモードで伝搬する光ファイバ
ーを使用することが好ましい。
【００４３】次に、図２及び図３を参照しながら屈折率
分布型ロッドレンズを組み合わせたものについて説明す
る。
分布型ロッドレンズを組み合わせたものについて説明す
る。
【００４４】図２は、図１における同一径の屈折率分布
型ロッドレンズ１１，１２を組み合わせたロッドレンズ
１０の説明図である。
型ロッドレンズ１１，１２を組み合わせたロッドレンズ
１０の説明図である。
【００４５】図２において、同一径の屈折率分布型ロッ
ドレンズ１１，１２がそれらの光軸を一致させて接着さ
れている。屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２は日本
板硝子株式会社のＳＥＬＦＯＣ（登録商標）レンズカタ
ログに記載されているタリウム系のＳＬＷレンズ及びリ
チウム系のＳＬＡ１２相当レンズである。入射側の屈折
率分布型ロッドレンズ１１がＳＬＡ１２相当レンズであ
り、出射側の屈折率分布型ロッドレンズ１２がＳＬＷレ
ンズである。屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２各々
のレンズ直径は１ｍｍであり、開口直径は０．７ｍｍで
ある。
ドレンズ１１，１２がそれらの光軸を一致させて接着さ
れている。屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２は日本
板硝子株式会社のＳＥＬＦＯＣ（登録商標）レンズカタ
ログに記載されているタリウム系のＳＬＷレンズ及びリ
チウム系のＳＬＡ１２相当レンズである。入射側の屈折
率分布型ロッドレンズ１１がＳＬＡ１２相当レンズであ
り、出射側の屈折率分布型ロッドレンズ１２がＳＬＷレ
ンズである。屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２各々
のレンズ直径は１ｍｍであり、開口直径は０．７ｍｍで
ある。
【００４６】これらのレンズを組み合わせたロッドレン
ズ１０の特性が表１に示されている。ｎ0は光軸上屈折
率であり、ｇは２乗分布定数である。入射させる光は波
長の異なる２種類の光である。第１の光の波長は５３２
ｎｍであり、第２の光の波長は６３３ｎｍである。何れ
も平行光として屈折率分布型ロッドレンズ１１に入射さ
せる。第１の光の焦点が屈折率分布型ロッドレンズ１２
から出射して、空気中における焦点が屈折率分布型ロッ
ドレンズ１２の端面から０．２ｍｍのところに位置する
ようにロッドレンズ１０の長さが採られている。
ズ１０の特性が表１に示されている。ｎ0は光軸上屈折
率であり、ｇは２乗分布定数である。入射させる光は波
長の異なる２種類の光である。第１の光の波長は５３２
ｎｍであり、第２の光の波長は６３３ｎｍである。何れ
も平行光として屈折率分布型ロッドレンズ１１に入射さ
せる。第１の光の焦点が屈折率分布型ロッドレンズ１２
から出射して、空気中における焦点が屈折率分布型ロッ
ドレンズ１２の端面から０．２ｍｍのところに位置する
ようにロッドレンズ１０の長さが採られている。
【００４７】
【表１】
【００４８】屈折率分布型ロッドレンズ１２の端面から
焦点までの距離（バックフォーカス）を維持したまま
で、屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２の夫々の長さ
を変化させる場合における励起光と検出光の焦点位置差
ΔＬを表２に示す。
焦点までの距離（バックフォーカス）を維持したまま
で、屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２の夫々の長さ
を変化させる場合における励起光と検出光の焦点位置差
ΔＬを表２に示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】表２より、使用した屈折率分布型ロッドレ
ンズの夫々の長さを調整することで、夫々の屈折率分布
型ロッドレンズが固有に有する色収差範囲の間の任意の
色収差を得られることが分かる。このことから、流路付
き板状部材２０の流路２０４のディメンジョン、溶媒の
種類、溶質の濃度、励起光の強度、励起光及び検出光の
周波数等の条件によって決まる最適色収差を有するロッ
ドレンズが色収差の異なる屈折率分布型ロッドレンズを
組み合わせることによって容易に製造できる。
ンズの夫々の長さを調整することで、夫々の屈折率分布
型ロッドレンズが固有に有する色収差範囲の間の任意の
色収差を得られることが分かる。このことから、流路付
き板状部材２０の流路２０４のディメンジョン、溶媒の
種類、溶質の濃度、励起光の強度、励起光及び検出光の
周波数等の条件によって決まる最適色収差を有するロッ
ドレンズが色収差の異なる屈折率分布型ロッドレンズを
組み合わせることによって容易に製造できる。
【００５１】次に、出射光のＮＡ（レンズの開口数）が
０．２の光ファイバーから出射する光を集光する場合に
ついて説明する。使用する屈折率分布型ロッドレンズの
直径は１ｍｍ、光ファイバーと屈折率分布型ロッドレン
ズとの距離は０．１ｍｍとする。第１の光が０．１８ｍ
ｍのガラス基板（パイレックス（登録商標）ガラスとす
る。）を透過し、流路２０４等の水中０．０５ｍｍの位
置に焦点を結ぶものとする。使用するロッドレンズ１０
は表１のものと同じとし、光の入射する側にＳＬＡ１２
相当レンズを配し、出射側にＳＬＷレンズを配するもの
とする。
０．２の光ファイバーから出射する光を集光する場合に
ついて説明する。使用する屈折率分布型ロッドレンズの
直径は１ｍｍ、光ファイバーと屈折率分布型ロッドレン
ズとの距離は０．１ｍｍとする。第１の光が０．１８ｍ
ｍのガラス基板（パイレックス（登録商標）ガラスとす
る。）を透過し、流路２０４等の水中０．０５ｍｍの位
置に焦点を結ぶものとする。使用するロッドレンズ１０
は表１のものと同じとし、光の入射する側にＳＬＡ１２
相当レンズを配し、出射側にＳＬＷレンズを配するもの
とする。
【００５２】このような条件を維持して、夫々の屈折率
分布型ロッドレンズの長さを変化させる場合における励
起光と検出光の焦点位置差ΔＬを表３に示す。表３よ
り、光ファイバー等の点光源から出射された光の場合に
おいても、屈折率分布型ロッドレンズの夫々の長さを調
整することによって、夫々の屈折率分布型ロッドレンズ
が固有に有する色収差範囲の間の任意の色収差を得られ
ることが分かる。
分布型ロッドレンズの長さを変化させる場合における励
起光と検出光の焦点位置差ΔＬを表３に示す。表３よ
り、光ファイバー等の点光源から出射された光の場合に
おいても、屈折率分布型ロッドレンズの夫々の長さを調
整することによって、夫々の屈折率分布型ロッドレンズ
が固有に有する色収差範囲の間の任意の色収差を得られ
ることが分かる。
【００５３】
【表３】
【００５４】次に、出射側のＳＬＷの径を変化させるこ
とによってバックフォーカス、色収差を変化させること
なくＮＡのみを変化させることができることを示す。
とによってバックフォーカス、色収差を変化させること
なくＮＡのみを変化させることができることを示す。
【００５５】図３は、径の異なる２つの屈折率分布型ロ
ッドレンズを組み合わせたレンズの説明図である。
ッドレンズを組み合わせたレンズの説明図である。
【００５６】図２に示した場合と同様に、光ファイバー
と屈折率分布型ロッドレンズとの距離は０．１ｍｍとす
る。第１の光が０．１８ｍｍのパイレックスガラス基板
２１を透過し、水２２の中の０．０５ｍｍの位置に焦点
を結ぶものとする。
と屈折率分布型ロッドレンズとの距離は０．１ｍｍとす
る。第１の光が０．１８ｍｍのパイレックスガラス基板
２１を透過し、水２２の中の０．０５ｍｍの位置に焦点
を結ぶものとする。
【００５７】表３に示すように、入射側のＳＬＡ１２Ａ
相当レンズの長さが５．８１ｍｍであり、出射側のＳＬ
Ｗレンズが２．３４ｍｍである場合は、色収差が２２μ
ｍであり、焦点位置でのＮＡが０．４８１である。この
場合、ＳＬＷレンズの直径を倍の２ｍｍとするとともに
長さを３．５０ｍｍとし、ＳＬＡ１２Ａ相当レンズの長
さを８．２８ｍｍとすると、色収差及びバックフォーカ
スの大きさはそのままで焦点位置のＮＡを０．２３４ま
でさげることが可能になる。このことから、屈折率分布
型ロッドレンズの長さ及び径の他には全く変化させるこ
となく、色収差の大きさ、焦点位置でのＮＡを調整でき
ることが分かる。
相当レンズの長さが５．８１ｍｍであり、出射側のＳＬ
Ｗレンズが２．３４ｍｍである場合は、色収差が２２μ
ｍであり、焦点位置でのＮＡが０．４８１である。この
場合、ＳＬＷレンズの直径を倍の２ｍｍとするとともに
長さを３．５０ｍｍとし、ＳＬＡ１２Ａ相当レンズの長
さを８．２８ｍｍとすると、色収差及びバックフォーカ
スの大きさはそのままで焦点位置のＮＡを０．２３４ま
でさげることが可能になる。このことから、屈折率分布
型ロッドレンズの長さ及び径の他には全く変化させるこ
となく、色収差の大きさ、焦点位置でのＮＡを調整でき
ることが分かる。
【００５８】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る
屈折率分布型ロッドレンズを備えたマイクロ化学システ
ムの概略構成を示す概略図である。図１に示したマイク
ロ化学システムと同じ構成部材には同一の符号を付し、
説明を省略する。
屈折率分布型ロッドレンズを備えたマイクロ化学システ
ムの概略構成を示す概略図である。図１に示したマイク
ロ化学システムと同じ構成部材には同一の符号を付し、
説明を省略する。
【００５９】図４において、マイクロ化学システムは励
起光と検出光とを導く光ファイバーを備えておらず、ロ
ッドレンズ１０まで空間光で導かれている。励起光用光
源１０５出射された励起光と検出光用光源１０６から出
射された検出光とはダイクロイックミラー１１１によっ
て同軸にされる。同軸にされた励起光と検出光とはロッ
ドレンズ１０に向けられる。励起光と検出光との光路は
ロッドレンズ１０の光軸に一致している。
起光と検出光とを導く光ファイバーを備えておらず、ロ
ッドレンズ１０まで空間光で導かれている。励起光用光
源１０５出射された励起光と検出光用光源１０６から出
射された検出光とはダイクロイックミラー１１１によっ
て同軸にされる。同軸にされた励起光と検出光とはロッ
ドレンズ１０に向けられる。励起光と検出光との光路は
ロッドレンズ１０の光軸に一致している。
【００６０】本発明の第２の実施の形態によれば、ロッ
ドレンズ１０は、測定条件及び対象物に適した色収差量
を有しているので、励起光及び検出光が空間光として導
かれた場合でも、高度な検出が可能になる。また、外部
に励起光又は検出光の焦点位置を調整するための光学系
を配設する必要がないのでマイクロ化学システムを小型
化できる。
ドレンズ１０は、測定条件及び対象物に適した色収差量
を有しているので、励起光及び検出光が空間光として導
かれた場合でも、高度な検出が可能になる。また、外部
に励起光又は検出光の焦点位置を調整するための光学系
を配設する必要がないのでマイクロ化学システムを小型
化できる。
【００６１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載の一組の屈折率分布型ロッドレンズによれば、少なく
とも１つの屈折率分布型ロッドレンズが他の屈折率分布
型ロッドレンズの色収差とは異なる色収差を有するの
で、その組合せによって色収差の大きさを調整できる。
載の一組の屈折率分布型ロッドレンズによれば、少なく
とも１つの屈折率分布型ロッドレンズが他の屈折率分布
型ロッドレンズの色収差とは異なる色収差を有するの
で、その組合せによって色収差の大きさを調整できる。
【００６２】請求項２記載の一組の屈折率分布型ロッド
レンズによれば、少なくとも１つの屈折率分布型ロッド
レンズが他の屈折率分布型ロッドレンズの径とは異なる
径を有するので、その組合せによって色収差の大きさと
バックフォーカスを一定のままに焦点位置でのＮＡを調
整できる。
レンズによれば、少なくとも１つの屈折率分布型ロッド
レンズが他の屈折率分布型ロッドレンズの径とは異なる
径を有するので、その組合せによって色収差の大きさと
バックフォーカスを一定のままに焦点位置でのＮＡを調
整できる。
【００６３】請求項４記載のマイクロ化学システムによ
れば、集光レンズが請求項１乃至３のいずれか１項に記
載の一組の屈折率分布型ロッドレンズであるので、一組
の屈折率分布型ロッドレンズの有する上記の利便性とと
もに、マイクロ化学システムを小型化できることとな
る。
れば、集光レンズが請求項１乃至３のいずれか１項に記
載の一組の屈折率分布型ロッドレンズであるので、一組
の屈折率分布型ロッドレンズの有する上記の利便性とと
もに、マイクロ化学システムを小型化できることとな
る。
【００６４】請求項６記載のマイクロ化学システムによ
れば、励起光及び検出光を一組の屈折率分布型ロッドレ
ンズまで導く光ファイバーを備えているので、測定の度
に励起光及び検出光の光路を調整する必要がなく、もっ
てユーザの作業効率が向上する。
れば、励起光及び検出光を一組の屈折率分布型ロッドレ
ンズまで導く光ファイバーを備えているので、測定の度
に励起光及び検出光の光路を調整する必要がなく、もっ
てユーザの作業効率が向上する。
【００６５】請求項７記載のマイクロ化学システムによ
れば、一組の屈折率分布型ロッドレンズが光ファイバー
の先端に取り付けられているので、測定の度に励起光及
び検出光を一組の屈折率分布型ロッドレンズの光軸に合
わせる必要がなく、もって、ユーザの作業効率をより向
上できる。
れば、一組の屈折率分布型ロッドレンズが光ファイバー
の先端に取り付けられているので、測定の度に励起光及
び検出光を一組の屈折率分布型ロッドレンズの光軸に合
わせる必要がなく、もって、ユーザの作業効率をより向
上できる。
【００６６】請求項８記載のマイクロ化学システムによ
れば、光ファイバーは、励起光及び検出光の周波数にお
いてシングルモードであるので、励起光によって生成さ
れる熱レンズが収差の少ないレンズとなり、もって、よ
り正確な測定ができる。
れば、光ファイバーは、励起光及び検出光の周波数にお
いてシングルモードであるので、励起光によって生成さ
れる熱レンズが収差の少ないレンズとなり、もって、よ
り正確な測定ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る屈折率分布型
ロッドレンズを備えたマイクロ化学システムの概略構成
を示す概略図である。
ロッドレンズを備えたマイクロ化学システムの概略構成
を示す概略図である。
【図２】同一径の屈折率分布型ロッドレンズ１１，１２
を組み合わせたロッドレンズ１０の説明図である。
を組み合わせたロッドレンズ１０の説明図である。
【図３】径の異なる２つの屈折率分布型ロッドレンズを
組み合わせたレンズの説明図である。
組み合わせたレンズの説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る屈折率分布型
ロッドレンズを備えたマイクロ化学システムの概略構成
を示す概略図である。
ロッドレンズを備えたマイクロ化学システムの概略構成
を示す概略図である。
【図５】熱レンズの原理の説明図である。
【図６】励起光の光軸方向（Ｚ方向）に関する熱レンズ
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、対物レンズが色収差をもつ場合を示し、（ｂ）は、
対物レンズが色収差をもたない場合を示す。
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、対物レンズが色収差をもつ場合を示し、（ｂ）は、
対物レンズが色収差をもたない場合を示す。
１０ 一組の屈折率分布型ロッドレンズ（集光レンズ）
２０ 流路付き板状部材
１１，１２ 屈折率分布型ロッドレンズ
１０１，１０１ａ，１０１ｂ 光ファイバー
１０３ フェルール
１０４ スリーブ
１０５ 励起光用光源
１０６ 検出光用光源
１０７ チョッパー
１１０ 光合波器
１１１ ダイクロイックミラー
１１６ 波長フィルタ
１１７ 光電変換器
１２１ プリアンプ
１２２ ロックインアンプ
１２３ コンピューター
２０１，２０２，２０３ ガラス基板
２０４ 流路
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）
Ｇ０２Ｂ 6/18 Ｇ０１Ｎ 27/26 ３３１Ｅ
(72)発明者 北森 武彦
東京都文京区本郷２丁目32番地２−304
Ｆターム(参考） 2G040 AA02 AB07 CA12 CA23
2G059 AA05 BB12 CC16 DD12 DD13
GG03 GG06 GG07 JJ02 JJ11
JJ17 JJ22 JJ24 JJ30 KK01
LL01 PP04
2H050 AC09 AC90 AD00
Claims (8)
- 【請求項１】 光軸から周縁部に向かって屈折率が変化
した複数の屈折率分布型ロッドレンズを直列に組み合わ
せた一組の屈折率分布型ロッドレンズであって、前記複
数の屈折率分布型ロッドレンズは、少なくとも１つが他
の屈折率分布型ロッドレンズの色収差とは異なる色収差
を有する屈折率分布型ロッドレンズであることを特徴と
する一組の屈折率分布型ロッドレンズ。 - 【請求項２】 前記複数の屈折率分布型ロッドレンズ
は、少なくとも１つが他の屈折率分布型ロッドレンズの
径とは異なる径を有する屈折率分布型ロッドレンズであ
ることを特徴とする請求項１記載の一組の屈折率分布型
ロッドレンズ。 - 【請求項３】 前記少なくとも１つの屈折率分布型ロッ
ドレンズ及び前記他の屈折率分布型ロッドレンズの何れ
か一方が光軸から周縁部に向かってタリウムの濃度に変
化を有するものであり、他方が光軸から周縁部に向かっ
てリチウムの濃度に変化を有するものであることを特徴
とする請求項１又は２記載の一組の屈折率分布型ロッド
レンズ。 - 【請求項４】 励起光と検出光とを集光レンズによって
試料に集光照射して熱レンズを形成するとともに、前記
試料を透過した検出光の偏向にともなう強度の変化を測
定する光熱変換分光分析法を利用するマイクロ化学シス
テムにおいて、前記集光レンズは、請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載の一組の屈折率分布型ロッドレンズで
あることを特徴とするマイクロ化学システム。 - 【請求項５】 前記励起光とこれとは周波数の異なる検
出光との夫々の焦点位置が異なり、双方の焦点位置のず
れが前記一組の屈折率分布型ロッドレンズの共焦点長よ
りも大きく、かつ、該共焦点長の３０倍よりも小さいこ
とを特徴とする請求項４記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項６】 前記励起光及び検出光を前記一組の屈折
率分布型ロッドレンズまで導く光ファイバーを備えたこ
とを特徴とする請求項４又は５記載のマイクロ化学シス
テム。 - 【請求項７】 前記一組の屈折率分布型ロッドレンズ
は、前記光ファイバーの先端に取り付けられたことを特
徴とする請求項６記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項８】 前記光ファイバーは、前記励起光及び検
出光の周波数においてシングルモードであることを特徴
とする請求項６又は７記載のマイクロ化学システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001209090A JP2003021704A (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム |
| CNB02813897XA CN1267753C (zh) | 2001-07-10 | 2002-07-05 | 梯度折射率棒形透镜单元和具有其的微量化学系统 |
| PCT/JP2002/006843 WO2003007027A1 (en) | 2001-07-10 | 2002-07-05 | Refractive index profile type rod lens unit and micro- chemical system provided with the unit |
| EP02745861A EP1418449A4 (en) | 2001-07-10 | 2002-07-05 | REFRACTION INDEX PROFILE TYPE BAR LENS UNIT AND MICROCHEMICAL SYSTEM HAVING SUCH A UNIT |
| US10/754,761 US6941041B2 (en) | 2001-07-10 | 2004-01-09 | Gradient index rod lens unit and microchemical system having the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001209090A JP2003021704A (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003021704A true JP2003021704A (ja) | 2003-01-24 |
Family
ID=19044794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001209090A Pending JP2003021704A (ja) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6941041B2 (ja) |
| EP (1) | EP1418449A4 (ja) |
| JP (1) | JP2003021704A (ja) |
| CN (1) | CN1267753C (ja) |
| WO (1) | WO2003007027A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3848125B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2006-11-22 | 日本板硝子株式会社 | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム |
| US8614768B2 (en) | 2002-03-18 | 2013-12-24 | Raytheon Company | Miniaturized imaging device including GRIN lens optically coupled to SSID |
| MXPA05000130A (es) | 2002-06-27 | 2005-02-17 | Novo Nordisk As | Derivados de aril-carbonilo como agentes terapeuticos. |
| CN1678311A (zh) | 2002-06-27 | 2005-10-05 | 诺沃挪第克公司 | 用作治疗剂的芳基羰基衍生物 |
| JP3824224B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2006-09-20 | 日本板硝子株式会社 | マイクロ化学システム |
| US20040175297A1 (en) * | 2003-03-04 | 2004-09-09 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Microchemical system |
| EP1618419A1 (en) | 2003-04-25 | 2006-01-25 | Corning Incorporated | Multi-bandwidth collimator |
| JP2005331407A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光熱変換分光分析方法およびその方法を実行するマイクロ化学システム |
| US7428106B1 (en) * | 2004-10-14 | 2008-09-23 | Wavefront Research, Inc. | Optical field flatteners |
| JP4704069B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-06-15 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡照明光学系 |
| US7777964B2 (en) * | 2005-07-22 | 2010-08-17 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Plastic rod lens, rod lens array, rod lens plate, image sensor and printer |
| US7835074B2 (en) | 2007-06-05 | 2010-11-16 | Sterling Lc | Mini-scope for multi-directional imaging |
| US8690762B2 (en) | 2008-06-18 | 2014-04-08 | Raytheon Company | Transparent endoscope head defining a focal length |
| WO2010014792A2 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Sterling Lc | Method and device for incremental wavelength variation to analyze tissue |
| US9060704B2 (en) | 2008-11-04 | 2015-06-23 | Sarcos Lc | Method and device for wavelength shifted imaging |
| US8717428B2 (en) | 2009-10-01 | 2014-05-06 | Raytheon Company | Light diffusion apparatus |
| WO2011041728A2 (en) | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Jacobsen Stephen C | Needle delivered imaging device |
| WO2011041720A2 (en) | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Jacobsen Stephen C | Method and apparatus for manipulating movement of a micro-catheter |
| US8828028B2 (en) | 2009-11-03 | 2014-09-09 | Raytheon Company | Suture device and method for closing a planar opening |
| US8218254B2 (en) * | 2010-08-23 | 2012-07-10 | Gyrus Acmi, Inc. | Solid imaging objective and assembly technique for small scale sensor applications |
| DE102014001846B3 (de) * | 2014-02-11 | 2015-07-09 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. | Vorrichtung zur absoluten und ortsaufgelösten Messung der thermisch relevanten Absorption eines Lichtstrahls in einer optischen Faser |
| CN107572776B (zh) * | 2017-08-01 | 2021-01-12 | 苏州端景光电仪器有限公司 | 一种梯度折射率透镜用基础玻璃及梯度折射率透镜 |
| WO2019104461A1 (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-06 | 苏州慧景光电科技有限公司 | 工件孔位成像检测系统 |
| CN111650689B (zh) * | 2020-05-10 | 2022-03-25 | 桂林电子科技大学 | 一种纤维集成微透镜组 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124011A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 屈折率分布型色消レンズ |
| JPH06171974A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-21 | Olympus Optical Co Ltd | 屈折率分布を有したガラス体 |
| JP2001059829A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-06 | Univ Osaka Sangyo | 光熱レンズ型試料分析装置 |
| JP2001159702A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 屈折率分布型レンズ |
| JP2002214175A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-07-31 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | マイクロ化学システム用チップ部材、及び該チップ部材を用いたマイクロ化学システム |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950047A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 広開口角の屈折率分布型レンズを製造するに適したガラス組成 |
| JPH0380211A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-05 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡対物レンズ |
| US5459605A (en) * | 1992-12-17 | 1995-10-17 | Paul S. Kempf | 3-D endoscope apparatus |
| JP2790067B2 (ja) | 1994-12-27 | 1998-08-27 | 株式会社島津製作所 | 電気泳動装置 |
| JPH10333034A (ja) * | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Olympus Optical Co Ltd | 光学系 |
| US6219477B1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-04-17 | The Boeing Company | Multiport single path optical system and associated method |
| JP2001242339A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光ファイバーレンズアレイ |
-
2001
- 2001-07-10 JP JP2001209090A patent/JP2003021704A/ja active Pending
-
2002
- 2002-07-05 WO PCT/JP2002/006843 patent/WO2003007027A1/ja not_active Ceased
- 2002-07-05 CN CNB02813897XA patent/CN1267753C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-05 EP EP02745861A patent/EP1418449A4/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-01-09 US US10/754,761 patent/US6941041B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124011A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 屈折率分布型色消レンズ |
| JPH06171974A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-21 | Olympus Optical Co Ltd | 屈折率分布を有したガラス体 |
| JP2001059829A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-06 | Univ Osaka Sangyo | 光熱レンズ型試料分析装置 |
| JP2001159702A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 屈折率分布型レンズ |
| JP2002214175A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-07-31 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | マイクロ化学システム用チップ部材、及び該チップ部材を用いたマイクロ化学システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1526078A (zh) | 2004-09-01 |
| EP1418449A1 (en) | 2004-05-12 |
| WO2003007027A1 (en) | 2003-01-23 |
| US20040233542A1 (en) | 2004-11-25 |
| EP1418449A4 (en) | 2008-10-08 |
| US6941041B2 (en) | 2005-09-06 |
| CN1267753C (zh) | 2006-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003021704A (ja) | 一組の屈折率分布型ロッドレンズ及び該レンズを備えたマイクロ化学システム | |
| JP3969699B2 (ja) | マイクロ化学システム用チップ部材、及び該チップ部材を用いたマイクロ化学システム | |
| US6930778B2 (en) | Microchemical system | |
| JP3824224B2 (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP3848125B2 (ja) | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム | |
| TW200424516A (en) | Chip element for microchemical systems , and microchemical system using the chip element | |
| US7012692B2 (en) | Photothermal conversion spectroscopic analysis method, and photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus for carrying out the method | |
| US7057729B2 (en) | Photothermal conversion spectroscopic analysis method, and photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus for carrying out the method | |
| US7092099B2 (en) | Microchemical system and photothermal conversion spectroscopic analysis method implemented by the system | |
| JP2004020262A (ja) | 光熱変換分光分析方法及びその装置 | |
| US20040071597A1 (en) | Chip member for micro chemical system, and micro chemical system using the chip member | |
| JP2005331407A (ja) | 光熱変換分光分析方法およびその方法を実行するマイクロ化学システム | |
| JP2003194751A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2004309270A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2002365251A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2003270179A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2003130825A (ja) | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060427 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080509 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110329 |