光測量裝置、光測量方法、濾波構件以及生產(chǎn)濾波構件的方法

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光測量裝置、光測量方法、濾波構件以及生產(chǎn)濾波構件的方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供能夠維持使色素分散而成的光學濾波器的最初的濾波功能的光測量裝置等。本發(fā)明的光測量裝置是具有對來自測量對象的特定波長的光即測量對象光的光強度進行測量的測量部的光測量裝置，其包括：具有色素的光學濾波部；色素擴散抑制部，其對來自所述光學濾波部的所述色素的擴散進行抑制，所述光學濾波部構成來自所述測量對象的所述測量對象光到達所述測量部為止所通過的光路的一部分。
【專利說明】光測量裝置、光測量方法、濾波構件以及生產(chǎn)濾波構件的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及光測量裝置、光測量方法、濾波構件以及生產(chǎn)濾波構件的方法，尤其涉及具有對來自測量對象的特定波長的光即測量對象光的光強度進行測量的測量部的光測量裝置等。

【背景技術】
[0002] 在光電領域中，有機光功能材料被用于各種各樣的用途。例如使有機光功能材料分散于樹脂等高分子物質而成的光學材料被用于激光介質、光學濾波器、光學器件等。
[0003] 在專利文獻1中提出了使聚二甲基聚硅氧烷（以下也稱為PDMS)含有例如甲撐吡咯系色素而成的固體色素激光介質。PDMS等聚聚硅氧烷樹脂自身具有耐光劣化特性，對大范圍的波長區(qū)域的光的透過性良好，而且不具有光學能動性，因此作為使有機光功能材料分散的介質是有用的。
[0004] 另外，在專利文獻2中，在具有供試樣注入和排出的流路（微型通道）的微型芯片中設置了激發(fā)光源、檢測器而得到的微型流體裝置中，設置有僅選擇性地使所需波長透過的光學濾波區(qū)域。該光學濾波區(qū)域是使例如屬于蘇丹色素系（Sudandyefamily)的色素分散于PDMS而成的區(qū)域。
[0005] 之前
【發(fā)明者】們提出了能夠滿足生命科學領域中的床邊檢查（P0CT)要求的光誘導熒光測量裝置。本測量裝置是在需要分析的現(xiàn)場進行檢查的時間較短且能夠進行高精度評價分析的小型且可攜帶的裝置，作為測量法，利用例如激光誘導熒光法（LaserInduced Fluorescence:LIF) 〇
[0006]LIF是如下方法：照射利用作為要計測的對象的原子、分子的共振躍遷而將與激發(fā)能級一致的（對波長進行了調諧的）激光來將上述計測對象（原子、分子）激發(fā)，對由此引起的發(fā)光（熒光）進行測量。根據(jù)熒光的強度來對測量對象的濃度進行計算，根據(jù)熒光的光譜分布來對測量對象的溫度進行計算。
[0007] 在圖10中示出了
【發(fā)明者】們所提出的光誘導熒光測量裝置101的結構例子。如專利文獻3所記載那樣，光誘導熒光測量裝置101包括激光光源等固體光源103、用于保持被測量試樣的試樣盒105、由透鏡和光學濾波器等構成的熒光收集光學系統(tǒng)107、光電子倍增管等熒光測量器109。此外，專利文獻3在本申請?zhí)岢錾暾垥r未公開。
[0008] 試樣盒105對于包含來自固體光源103的激發(fā)光、從試樣發(fā)出的熒光的光是透明的，其被設置于激光光束照射空間110。固體光源103、試樣盒105、由透鏡及光學濾波器構成的熒光收集光學系統(tǒng)107、熒光測量器109被埋設于對于上述包含激發(fā)光、熒光的光是透明的PDMS等樹脂111中。并且，在用于對熒光收集光學系統(tǒng)107的熒光進行傳導的光路的至少一部分中填充有透明的PDMS等樹脂113。
[0009] 具體而言，試樣盒105對于包含來自固體光源103的激發(fā)光、從試樣發(fā)出的突光的光是透明的，固體光源103、試樣盒105、由透鏡及光學濾波器構成的突光收集光學系統(tǒng) 107、熒光測量器109被埋設于相對于包含上述激發(fā)光、熒光的光是透明的PDMS等樹脂111 中。并且，在對熒光收集光學系統(tǒng)107的熒光進行傳導的光路的至少一部分中也填充有透明的PDMS等樹脂113。即，利用上述透明樹脂將試樣盒、熒光收集光學系統(tǒng)、熒光測量器一體化地保持。
[0010] 將各構成元件一體化地保持的透明樹脂結構被基本上同樣地含有顏料的樹脂111 所包圍，該顏料具有對激發(fā)光、向試樣盒照射激發(fā)光時產(chǎn)生的自熒光以及在激發(fā)光在樹脂內行進時從樹脂產(chǎn)生的拉曼光進行吸收的波長特性。
[0011] 在該含有顏料的樹脂111中根據(jù)需要埋設有向固體光源103和熒光測量器109供給電力的電源114。即，該含有顏料的樹脂111構成用于保持試樣盒105、熒光測量器109 以及熒光收集光學系統(tǒng)107等的箱體。
[0012] 這樣，構成光誘導熒光測量裝置101的各結構體被埋設于樹脂111內，因此即使對光誘導熒光測量裝置101施加振動、沖擊，光學元件等的位置也難以發(fā)生變動，結果熒光收集光學系統(tǒng)107的對準偏移被抑制。另外，樹脂111和光學元件的密合性良好，在兩者的接觸部分存在空氣時會產(chǎn)生的不期望的光的反射、散射也幾乎不會產(chǎn)生。
[0013] 即，對于來自外部的沖擊是穩(wěn)定的，而且也不需要保持光學元件的保持架，因此光誘導熒光測量裝置101是小型且可攜帶的。
[0014] 另外，以包圍上述箱體的方式構成的樹脂111基本上同樣地含有顏料，該顏料具有對激發(fā)光、向試樣盒照射激發(fā)光時產(chǎn)生的自熒光以及在激發(fā)光在樹脂內行進時從樹脂產(chǎn) 生的拉曼光進行吸收的波長特性，因此激發(fā)光、作為測量光的熒光不會發(fā)射到裝置外部，來自外部的光也不會進入到熒光收集光學系統(tǒng)107等的內部。因而，能夠進行高精度的測量。
[0015] 另外，如果含有顏料的樹脂111與埋設有固體光源103、試樣盒105、熒光收集光學系統(tǒng)107等的透明樹脂113是相同的材質，則兩者的折射率相同，因此在兩者的界面不產(chǎn)生折射率邊界，在兩個樹脂接觸的界面中光的反射、散射被抑制。另外，當激發(fā)光及其反射光和散射光等雜散光一旦入射到含有顏料的樹脂111中，就會被吸收，雜散光的復雜多重反射幾乎不會產(chǎn)生。由此，熒光收集光學系統(tǒng)不需要應對復雜的雜散光的多重反射，從而被簡便化，結果光誘導熒光測量裝置101得以小型化。
[0016] 現(xiàn)有技術文獻
[0017] 專利文獻
[0018] 專利文獻1 :國際公開第2012/133920號公報
[0019] 專利文獻2 :日本特表2009-516262號公報
[0020] 專利文獻3 :日本特愿2012 - 171825號

【發(fā)明內容】

[0021] 本發(fā)明所要解決的問題
[0022] 在光誘導測量裝置（LIF測量裝置）101中，熒光收集光學系統(tǒng)107由多枚聚光透鏡115及117、多枚光學濾波器119、121、123、125及127構成。作為多片光學濾波器119、 121、123、125及127,例如使用對從固體光源射出的激發(fā)光的波長的光進行反射的陷波濾波器和對從試樣發(fā)出的熒光以外的光進行吸收的有色玻璃濾波器。
[0023] 在此，使PDMS等聚硅氧烷樹脂中含有對從試樣發(fā)出的熒光以外的光進行吸收的色素而形成的光學濾波器成為具有與上述有色玻璃濾波器同等的光學性能的有機光功能材料。聚硅氧烷樹脂的成型是比較容易的，形狀的自由度也高，因此能夠容易地獲得與熒光收集光學系統(tǒng)107的光路形狀相對應的形狀的有機光功能材料。
[0024] 另一方面，在將這樣的光學濾波器用于上述光誘導測量裝置101的情況下，產(chǎn)生以下這樣的不良情況。
[0025] 如專利文獻1所記載那樣，在采用PDMS作為添加色素并使該色素分散在內部的固體介質即聚硅氧烷樹脂的情況下，PDMS具有納米多孔結構，因此PDMS中的色素具有在上述納米多孔結構內移動這樣的特性。在由含有色素的PDMS等樹脂構成的光學濾波器被配置在大氣中的情況下，在該光學濾波器的表面與空氣接觸的界面，上述色素不會通過該界面而放射到空氣中。上述色素僅在作為固體介質的光學濾波器內部移動。
[0026] 不過，如果這樣的光學濾波器如光誘導測量裝置101那樣被埋設于PDMS等樹脂 111中，則該光學濾波器的外表面與PDMS等樹脂111密合。在用于埋設光學濾波器的樹脂 111為PDMS的情況下，該樹脂也當然具有納米多孔結構。由此，根據(jù)情況的不同，也有可能分散于光學濾波器內部的色素通過光學濾波器和用于埋設光學濾波器的PDMS樹脂之間的界面而滲出到光學濾波器外部的樹脂111的內部。
[0027] 用于埋設光學濾波器的PDMS樹脂的體積大于作為固體介質的光學濾波器的體積，因此一旦色素向用于埋設光學濾波器的PDMS樹脂移動，則色素再次從上述PDMS再次侵入光學濾波器的概率就降低。由此，分散在光學濾波器內的色素逐漸向外部移動，該光學濾波器難以發(fā)揮期望的功能。
[0028] 在光誘導測量裝置101中，將內置有供熒光通過的光路的箱體包圍的樹脂111含有顏料（而不是含有色素（染料））作為對激發(fā)光、向試樣盒照射激發(fā)光時產(chǎn)生的自熒光等進行吸收的材料，其原因在于，無論樹脂的種類如何，顏料在樹脂111內均不會移動從而穩(wěn) 定地存在。由此，顏料也不會從構成具有供熒光通過的光路的箱體的樹脂與含有顏料的樹脂之間的界面移動，兩個樹脂的界面也不會變得模糊不清。
[0029] 不過，在使PDMS等樹脂含有顏料的情況下，顏料的粒徑大，入射光被散射，因此難以使PDMS等樹脂中含有顏料來構成具有與有色玻璃濾波器同等的光學性能的光學濾波器。因此，難以將由在上述構成的光誘導測量裝置101中含有顏料的樹脂構成的結構體作為光學濾波器來使用。
[0030] 本發(fā)明是鑒于以上那樣的情況而完成的，目的在于提供一種能夠維持使色素分散而成的光學濾波器的最初的濾波功能的光測量裝置等。
[0031] 解決問題的手段
[0032] 本發(fā)明的第1方案是一種光測量裝置，其是具有對來自測量對象的特定波長的光即測量對象光的光強度進行測量的測量部的光測量裝置，其包括：具有色素的光學濾波部；和色素擴散抑制部，其對來自所述光學濾波部的所述色素的擴散進行抑制，其中，所述光學濾波部構成來自所述測量對象的所述測量對象光到達所述測量部為止所通過的光路的一部分。
[0033] 本發(fā)明的第2方案是根據(jù)第1方案的光測量裝置，其中，在所述光學濾波部和所述色素擴散抑制部之間還具有對波長與所述測量對象光的波長不同的光進行吸收的光吸收部。
[0034] 本發(fā)明的第3方案是根據(jù)第2方案的光測量裝置，其中，所述光吸收部由與所述光學濾波部相同的原材料構成，含有與所述色素不同的第2色素。
[0035] 本發(fā)明的第4方案是根據(jù)第1?第3中任一項的方案的光測量裝置，其中，在所述光路上還具有對所述測量對象光的波長以外的波長的光進行吸收或者反射的第2濾波部，所述光學濾波部構成位于所述第2濾波部和所述測量部之間的光路的一部分。
[0036] 本發(fā)明的第5方案是根據(jù)第4方案的光測量裝置，其中，在所述光路上還具有使來自所述測量對象的光成為平行光的第1透鏡和使平行光聚光的第2透鏡，所述第2濾波部在特定波長的光以入射角〇°入射時對該光的通過進行最有效地遮擋，所述第1透鏡存在于所述光路的所述測量對象和所述第2濾波部之間的部分，所述第2透鏡存在于所述光路的所述第2濾波部和所述測量部之間的部分。
[0037] 本發(fā)明的第6方案是根據(jù)第5方案的光測量裝置，其還具有用于將所述光路、所述第1透鏡、所述第2濾波部、所述第2透鏡、所述光學濾波部以及所述色素擴散抑制部包含在內的箱體，所述第1透鏡以及所述第2透鏡由空氣層形成，所述光路、所述光學濾波部以及所述箱體以樹脂為原材料。
[0038] 本發(fā)明的第7方案是根據(jù)第6方案的光測量裝置，其中，所述光路、所述光學濾波部以及所述箱體以相同的樹脂為原材料，在所述光學濾波部和所述箱體之間設置有所述色素擴散抑制部。
[0039] 本發(fā)明的第8方案是一種光測量方法，其是對來自測量對象的光的光強度進行測量的光測量方法，其中，對透過了具有對色素向外部擴散進行抑制的色素擴散抑制部的光學濾波器的光進行測量。
[0040] 本發(fā)明的第9方案是一種濾波構件，其是具有使色素分散而成的色素分散部的濾波構件，所述色素分散部至少透過特定的光的波長，還具有色素擴散抑制構件，該色素擴散抑制構件與所述色素分散部相鄰，并對來自所述色素分散部的所述色素的擴散進行抑制。
[0041] 本發(fā)明的第10的方案是一種生產(chǎn)濾波構件的方法，其是生產(chǎn)具有使色素分散而成的色素分散部的濾波構件的方法，其包括如下步驟：向含有對來自所述色素分散部的所述色素的擴散進行抑制的色素擴散抑制構件的容器中注入液狀樹脂的步驟；使所述液狀樹脂固化的步驟；和將含有固化后的所述樹脂的所述容器浸漬于含有所述色素的色素溶液中而使所述色素向固化后的所述樹脂中擴散來形成所述色素分散部的步驟。
[0042] 本發(fā)明的第11方案是一種生產(chǎn)濾波構件的方法，其是生產(chǎn)具有使色素分散而成的色素分散部的濾波構件的方法，其包括如下步驟：向含有對來自所述色素分散部的所述色素的擴散進行抑制的色素擴散抑制構件的容器中注入液狀樹脂的步驟；將含有所述液狀樹脂的所述容器浸漬于含有所述色素的色素溶液中而使所述色素向所述液狀樹脂中擴散的步驟；和使所述液狀樹脂固化而形成所述色素分散部的步驟。
[0043] 發(fā)明效果
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的各方案，色素擴散抑制部對光學濾波部內的色素向外部擴散進行抑制。因此，能夠提供能夠維持光學濾波部的最初的濾波功能的光測量裝置等。
[0045]如上述那樣，當鑒于抑制光的反射、散射是優(yōu)選的時，則在設置作為不同種類材料的色素擴散抑制部方面存在受阻的原因。本發(fā)明的各方案的特征在于如下的技術構思：基于色素從具有色素的光學濾波部向箱體擴散會成為問題的這一課題認識來設置色素擴散抑制部。
[0046] 另外，根據(jù)本發(fā)明的第2方案，能夠在確保測量對象光的光路的同時抑制光學濾波部的反射和散射。
[0047] 并且，根據(jù)本發(fā)明的第3方案，光吸收部和光學濾波部是采用相同的原材料，因此兩者的折射率相同，抑制邊界面上的反射和散射的產(chǎn)生變得更容易。
[0048] 另外，根據(jù)本發(fā)明的第4方案，僅有透過了第2濾波部的光到達光學濾波部。因此，將光學濾波部內的由色素導致的熒光產(chǎn)生抑制在最小限度，抑制測量的干擾變得容易。
[0049] 而且，根據(jù)本發(fā)明的第4方案，不會產(chǎn)生向光學濾波部的色素照射強度較大的激發(fā)光等大的負擔，測量部對待測量的波長的光進行測量變得容易。
[0050] 并且，根據(jù)本發(fā)明的第5方案，實現(xiàn)使第2濾波部有效地發(fā)揮功能的光路變得容易。
[0051] 并且，根據(jù)本發(fā)明的第6方案，樹脂成為光測量裝置的主要構成材料。因此，提供易于進行成型加工且輕量的光測量裝置變得容易。
[0052] 并且，根據(jù)本發(fā)明的第7方案，實現(xiàn)在抑制光自箱體向光路反射和散射以及產(chǎn)生雜散光的同時維持最初的濾波功能的光學濾波部變得容易。
[0053] 并且，根據(jù)本發(fā)明的第10以及第11方案，生產(chǎn)兼具具有濾波功能的色素分散部和具有色素擴散防止功能的色素擴散抑制構件的濾波構件變得容易。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0054] 圖1是本實施方式的結構體1的剖視圖。
[0055] 圖2是示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體1的制造方法的例子的圖。
[0056] 圖3是接著圖2示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的例子的圖。
[0057] 圖4是接著圖3示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的例子的圖。
[0058] 圖5是示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的其他例子的圖。
[0059] 圖6是接著圖5示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的其他例子的圖。
[0060] 圖7是示出了基于計算結果得到的吸收截面積的分光特性的圖。
[0061] 圖8是示出了采用各色素制作成的光學濾波器的熒光特性的圖。
[0062] 圖9是示出了具有本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷樹脂構成的結構體作為光學濾波器的光誘導熒光測量裝置（LIF測量裝置）的例子的圖。
[0063]圖10是
【發(fā)明者】們提出的光誘導熒光測量裝置的例子，是在本申請?zhí)岢錾暾垥r未公開的裝置的例子。
[0064]圖11是本實施方式的結構體2的剖視圖。
[0065]圖12是示出了光學濾波器51內的激發(fā)光等的消光情形的光學濾波器51的剖視圖和側視圖。
[0066]圖13是示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體2的制造方法的例子的圖。
[0067] 圖14是接著圖13示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的例子的圖。
[0068] 圖15是接著圖14示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的例子的圖。
[0069] 圖16是接著圖15示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的例子的圖。
[0070] 圖17是接著圖16示出了本發(fā)明的由含有色素的聚硅氧烷構成的結構體的制造方法的例子的圖。
[0071]符號說明
[0072] 1結構體、2結構體、3含有色素的聚硅氧烷樹脂、5色素擴散抑制構件、11液狀聚硅氧烷樹脂、13固化后的聚硅氧烷樹脂、17色素溶液、21含有色素的聚硅氧烷樹脂、 23結構體、31色素擴散抑制構件、33色素溶液、39液狀聚硅氧烷樹脂、41混合液、47含有色素的聚娃氧燒樹脂、51光學濾波器、53光誘導突光測量器、55固體光源、63箱體、65 第1聚硅氧烷樹脂、67第1空氣室、69第2聚硅氧烷樹脂、71陷波濾波器、73第3聚硅氧烷樹脂、75第2空氣室、77色素擴散抑制構件、79含有色素的聚硅氧烷樹脂、201型材、 207液狀聚硅氧烷樹脂、209聚硅氧烷樹脂、211結構體、213色素溶液、215固化后的含有色素的聚娃氧燒樹脂、217結構體、223色素擴散抑制構件、227含有第2色素的液狀聚硅氧烷樹脂、229第2色素、231液狀聚硅氧烷樹脂、233含有第2色素的聚硅氧烷樹脂、 235蓋構件

【具體實施方式】
[0073] 以下，參照附圖對本申請發(fā)明的實施例進行論述。此外，本申請發(fā)明的實施方式并不限于以下的實施例。
[0074] 實施例1
[0075] 在圖1中示出了本發(fā)明的具有含有色素的聚硅氧烷樹脂3(本申請權利要求中的 "色素分散部"的一個例子）的結構體1(本申請權利要求中的"濾波構件"的一個例子）的剖視圖。如圖1所示，本發(fā)明的結構體1在將色素（本申請權利要求中的"色素"的一個例子）添加到例如PDMS那樣的聚硅氧烷樹脂中而使該聚硅氧烷樹脂含有該色素而成的結構的成型體表面的至少一部分區(qū)域上設置有色素擴散抑制構件5(本申請權利要求中的"色素擴散抑制部"以及"色素擴散抑制構件"的一個例子）。圖1示出了上述成型體表面全部被色素擴散抑制構件5覆蓋的例子。作為色素擴散抑制構件5,其由如下的材質構成：高密度且對于所期望的光的透過性高、并且在材質的內部色素的移動小到幾乎可以被忽略的程度或者完全不移動。
[0076] 具體而言，使用聚甲基丙烯酸甲酯樹脂（Polymethylmethacrylate:PMMA)等丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯（Polyethyleneterephthalate:PET)、聚碳酸酯 (Polycarbonate)、無機玻璃等。尤其是如果要完全地防止色素的移動，則優(yōu)選使用無機玻璃作為色素擴散抑制構件5。
[0077] 此外，色素擴散抑制構件5的材質也可以為金屬。不過，在將結構體1作為濾波構件來使用的情況下，入射到與含有色素的形成體表面接觸的色素擴散抑制構件5的表面的光被該表面反射和散射。因此，也有可能光向不期望的方向行進，因此在將結構體1作為濾波構件來使用的情況下，并不優(yōu)選色素擴散抑制構件5的材質為金屬。
[0078] 在使結構體1埋設于由PDMS等聚硅氧烷樹脂構成的成型體中的情況下，至少在使結構體1與上述那樣所埋設的聚硅氧烷樹脂接觸的區(qū)域設置有色素擴散抑制構件5,從而被包含在結構體1的內部的色素雖然在該內部移動，但幾乎不會進入到色素擴散抑制構件 5中。結構體1與由結構體1所埋設的聚硅氧烷樹脂構成的成型體之間的界面成為色素擴散抑制構件5與聚硅氧烷樹脂之間的界面，因此被包含在結構體1內部的色素不會從上述界面向結構體1外部的由聚硅氧烷樹脂構成的成型體滲出。
[0079] 由此，在將結構體1作為光學濾波器來使用的情況下，分散在該光學濾波器內的色素也不會逐漸向外部移動，作為光學濾波器的規(guī)定的功能得以被維持。
[0080] 在結構體1中含有對規(guī)定的光進行吸收的色素來形成光學濾波器的情況下，該光學濾波器成為具有與有色玻璃濾波器同等的光學性能的有機光功能材料。如上所述，聚硅氧烷樹脂3的成型比較容易且形狀的自由度也高，因此能夠容易地獲得與光學系統(tǒng)的光路形狀相對應的形狀的有機光功能材料。
[0081] 結構體1的制誥方法（1)
[0082] 以下說明結構體1的制造方法的例子。作為例子示出了由結構體1形成光學濾波器的情況。
[0083] 如圖2 (a)所示，首先，制作色素擴散抑制構件5。色素擴散抑制構件5例如由無機玻璃構成，外形被成型為例如與所設置的光路形狀相對應的形狀。該色素擴散抑制構件5 在內部設置有空穴7,還設置有在空間上與空穴7連續(xù)的開口 9。如后文所示，在空穴7內配置有含有色素的PDMS等聚硅氧烷樹脂。
[0084] 接下來，如圖2(b)所示，將液狀聚硅氧烷樹脂11(本申請權利要求中的"液狀樹月旨"的一個例子）從色素擴散抑制構件5的開口 9流入，并且適當添加與所使用的聚硅氧烷樹脂11的特性相應的聚合引發(fā)劑、固化劑、交聯(lián)劑等添加劑，用添加有添加劑的液狀聚硅氧烷樹脂11充滿空穴7。
[0085] 然后，如圖3(c)所示，使投入到色素擴散抑制構件5的空穴7中的液狀聚硅氧烷樹脂11固化。聚硅氧烷樹脂11的固化是通過根據(jù)所使用的聚硅氧烷樹脂11而在室溫下放置恒定時間或者加熱恒定時間來進行。在所使用的聚硅氧烷樹脂11為光固化性樹脂的情況下，通過照射固化用的光來進行固化。圖3(c)示出了將液狀聚硅氧烷樹脂11加熱來使其固化的例子。
[0086] 之后，如圖3 (d)所示，聚硅氧烷樹脂11在空穴7內部固化，將色素擴散抑制構件5 和聚硅氧烷樹脂13 -體化而成的結構體15浸漬到色素溶液17 (本申請權利要求中的"色素溶液"的一個例子）中。色素溶液17是例如將染料溶于乙醇等有機溶劑而獲得的。 [0087]然后，如圖4(e)所示，使用恒溫槽19(加熱槽）等將浸漬到色素溶液17中的結構體15加熱恒定時間，使色素從開口 9向聚硅氧烷樹脂13的內部擴散。
[0088]接著，如圖4(f)所示，從恒溫槽19等將具有含有色素的聚硅氧烷樹脂21的結構體23與色素溶液17 -起取出，在將結構體23從色素溶液17取出之后，將結構體23在室溫下放置規(guī)定時間。
[0089] 經(jīng)由以上的工序，完成本發(fā)明的結構體23。
[0090] 此外，在圖4 (f)所示的狀態(tài)下，含有色素的聚硅氧烷樹脂21在色素擴散抑制構件 5的開口 9處露出。在該露出部分也需要由色素擴散抑制構件5覆蓋的情況下，如圖4(g) 所示，將由與色素擴散抑制構件5相同或同等的材料構成的蓋構件25接合于開口 9上。接合例如是通過熔接來進行的。
[0091] 結構體1的制誥方法（2)
[0092] 在上述結構體1的制造方法中，向色素擴散抑制構件5內部導入液狀聚硅氧烷樹脂11并使聚硅氧烷樹脂11固化，之后使色素向固化后的聚硅氧烷樹脂13中擴散。不過，本發(fā)明的結構體1的制造方法并不限于此，例如，也可以向色素擴散抑制構件5內部導入預先分散有色素的液狀聚硅氧烷樹脂并使該聚硅氧烷樹脂固化。
[0093] 以下，說明其制造方法。
[0094] 如圖5(a)所示，首先，制作色素擴散抑制構件31。色素擴散抑制構件31例如由無機玻璃構成，外形被成型為例如與所設置的光路形狀相對應的形狀。該色素擴散抑制構件31在內部設置有空穴，還設置有在空間上與該空穴連續(xù)的開口。如后文所示，在上述空穴內配置有含有色素的PDMS等聚硅氧烷樹脂。
[0095] 接下來，如圖5(b)所示，準備色素溶液33。
[0096] 色素溶液33是通過使染料（色素）37溶于揮發(fā)性溶劑（例如，乙醇、甲苯等）中或者使染料（色素）37溶于硅油等溶劑35中來獲得的。
[0097] 接著，如圖5 (c)所示，使液狀聚硅氧烷樹脂39與在圖5 (b)中準備的色素溶液33 混合，制作色素溶液33與液狀聚硅氧烷樹脂39的混合液41。
[0098] 此外，根據(jù)所使用的液狀聚硅氧烷樹脂39的特性來適當添加聚合引發(fā)劑、固化齊U、交聯(lián)劑等添加劑。
[0099] 其中，在制作色素溶液33時，在使用了揮發(fā)性溶劑的情況下，在制成了混合液41 之后，使混合液41中的揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)來去除。為了促進去除也可以對混合液41進行加熱，但有可能使色素劣化，因此優(yōu)選在室溫下且在減壓條件下使溶劑蒸發(fā)。此外，用于去除的時間可以被適當設定。
[0100] 接下來，如圖6(d)所示，混合液41從色素擴散抑制構件31的開口流入，用混合液 41充滿色素擴散抑制構件31的空穴。
[0101] 然后，如圖6(e)所示，使投入到色素擴散抑制構件31的空穴的混合液41固化。聚硅氧烷樹脂39的固化是通過根據(jù)所使用的聚硅氧烷樹脂39而在室溫下放置恒定時間或者加熱恒定時間來進行。在所使用的聚硅氧烷樹脂39為光固化性樹脂的情況下，通過照射固化用的光來進行固化。圖6(e)示出了對混合液中的聚硅氧烷樹脂39加熱而使其固化的例子。
[0102] 經(jīng)由以上的工序，制成了本發(fā)明的結構體。
[0103] 此外，在圖6(e)所示的狀態(tài)下，含有色素的聚硅氧烷樹脂47在色素擴散抑制構件 31的開口處露出。在該露出部分也需要由色素擴散抑制構件31覆蓋的情況下，如圖6(f) 所示，將由與色素擴散抑制構件31相同或同等的材料構成的蓋構件43接合于色素擴散抑制構件31的開口部。接合例如通過熔接來進行。
[0104] 在上述制造方法中，制造方法（1)是：使導入到色素擴散抑制構件5的空穴7內的聚硅氧烷樹脂11固化后，使色素向聚硅氧烷樹脂13中擴散；制造方法（2)是：在預先將液狀聚硅氧烷樹脂39和色素溶液33混合而制作成混合液41之后，向色素擴散抑制構件31 的空穴內導入混合液41而使其固化。采用這兩種方法中的任一個方法均能夠制造結構體 1〇
[0105] 不過，根據(jù)
【發(fā)明者】們的實驗結果可知，根據(jù)所使用的色素不同，優(yōu)選制造方法（1)。
[0106] 首先，使用作為液狀聚硅氧烷樹脂的由主劑（SM- 360 :信越化學工業(yè)公司制）和固化劑（CAT- 360 :信越化學工業(yè)公司制）混合而成的液狀PDMS以及將蘇丹紅I(Sudan I:1-苯基偶氮-2-萘酚）溶于甲苯而得到的色素溶液，利用上述制造方法（1)和制造方法 (2)分別制造了結構體1。
[0107] 在采用了制造方法（2)的情況下，當經(jīng)由圖6(e)所示的混合液41的固化工序來使混合液41固化時，混合液41中的色素幾乎全部脫色，難以將結構體1作為光學濾波器來使用。色素脫色的理由未必清楚，但據(jù)認為是：在混合液41固化時的交聯(lián)反應時固化劑 (CAT- 360)與色素發(fā)生反應，色素就脫色了。
[0108] 另一方面，在采用制造方法（1)的情況下時，擴散到固化完畢的PDMS中的色素以不會產(chǎn)生脫色等不良情況的狀態(tài)分散到上述PDMS中了。
[0109] 根據(jù)以上的結果可知：由于所使用的聚硅氧烷樹脂、色素的不同，優(yōu)選采用制造方法（1)來制造結構體1。
[0110] 想要對波長為600nm以下（詳細而言波長為570?580nm以下）的光進行吸收的光學濾波器，使用表1所示的色素制作成結構體1。使用將由各色素和以甲苯為溶劑而得到的濃度為〇.lmg/ml的色素溶液、以及將主劑（SIM- 360)和固化劑（CAT- 360)混合而成的液狀PDMS，采用制造方法（1)形成了光學濾波器。此外，使用了PMMA作為色素擴散防止構件5。
[0111] 表 1
[0112]

【權利要求】
1. 一種光測量裝置，其是具有對來自測量對象的特定波長的光即測量對象光的光強度進行測量的測量部的光測量裝置，其包括：具有色素的光學濾波部；和色素擴散抑制部，其對來自所述光學濾波部的所述色素的擴散進行抑制，其中，所述光學濾波部構成來自所述測量對象的所述測量對象光到達所述測量部為止所通過的光路的一部分。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光測量裝置，其中，在所述光學濾波部和所述色素擴散抑制部之間還具有對波長與所述測量對象光的波長不同的光進行吸收的光吸收部。
3. 根據(jù)權利要求2所述的光測量裝置，其中，所述光吸收部由與所述光學濾波部相同的原材料構成，含有與所述色素不同的第2色素。
4. 根據(jù)權利要求1?3中任一項所述的光測量裝置，其中，在所述光路上還具有對所述測量對象光的波長以外的波長的光進行吸收或者反射的第2濾波部，所述光學濾波部構成位于所述第2濾波部和所述測量部之間的光路的一部分。
5. 根據(jù)權利要求4所述的光測量裝置，其中，在所述光路上還具有使來自所述測量對象的光成為平行光的第1透鏡和使平行光聚光的第2透鏡，所述第2濾波部在特定波長的光以入射角0°入射時對該光的通過進行最有效地遮擋，所述第1透鏡存在于所述光路的所述測量對象和所述第2濾波部之間的部分，所述第2透鏡存在于所述光路的所述第2濾波部和所述測量部之間的部分。
6. 根據(jù)權利要求5所述的光測量裝置，其還具有用于將所述光路、所述第1透鏡、所述第2濾波部、所述第2透鏡、所述光學濾波部以及所述色素擴散抑制部包含在內的箱體，所述第1透鏡以及所述第2透鏡由空氣層形成，所述光路、所述光學濾波部以及所述箱體以樹脂為原材料。
7. 根據(jù)權利要求6所述的光測量裝置，其中，所述光路、所述光學濾波部以及所述箱體以相同的樹脂為原材料，在所述光學濾波部和所述箱體之間設置有所述色素擴散抑制部。
8. -種光測量方法，其是對來自測量對象的光的光強度進行測量的光測量方法，其中，對透過了具有對色素向外部擴散進行抑制的色素擴散抑制部的光學濾波器的光進行測量。
9. 一種濾波構件，其是具有使色素分散而成的色素分散部的濾波構件，所述色素分散部至少透過特定的光的波長，還具有色素擴散抑制構件，該色素擴散抑制構件與所述色素分散部相鄰，并對來自所述色素分散部的所述色素的擴散進行抑制。
10. -種生產(chǎn)濾波構件的方法，其是生產(chǎn)具有使色素分散而成的色素分散部的濾波構件的方法，其包括如下步驟：向含有對來自所述色素分散部的所述色素的擴散進行抑制的色素擴散抑制構件的容器中注入液狀樹脂的步驟；使所述液狀樹脂固化的步驟；和將含有固化后的所述樹脂的所述容器浸漬于含有所述色素的色素溶液中而使所述色素向固化后的所述樹脂中擴散來形成所述色素分散部的步驟。
11. 一種生產(chǎn)濾波構件的方法，其是生產(chǎn)具有使色素分散而成的色素分散部的濾波構件的方法，其包括如下步驟：向含有對來自所述色素分散部的所述色素的擴散進行抑制的色素擴散抑制構件的容器中注入液狀樹脂的步驟；將含有所述液狀樹脂的所述容器浸漬于含有所述色素的色素溶液中而使所述色素向所述液狀樹脂中擴散的步驟；和使所述液狀樹脂固化而形成所述色素分散部的步驟。
【文檔編號】G01N21/64GK104458680SQ201410483904
【公開日】2015年3月25日申請日期:2014年9月19日優(yōu)先權日:2013年9月20日
【發(fā)明者】吉岡宏晃, 興雄司, 森田金市申請人:國立大學法人九州大學, 優(yōu)志旺電機株式會社

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