(57)【要約】【課題】      色素を分散させた光学フィルタの当初のフィルタ機能を維持することが可能な光測定装置等を提供することを目的とする。【解決手段】  測定対象からの特定の波長の光である測定対象光の光強度を測定する測定部を備える光測定装置であって、色素を有する光学フィルタ部と、前記光学フィルタ部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部とを備え、前記光学フィルタ部は、前記測定対象からの前記測定対象光が前記測定部に到達するまでに通過する光路の一部を構成する、光測定装置である。【選択図】  図１
2015083962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象からの特定の波長の光である測定対象光の光強度を測定する測定部を備える光測定装置であって、
色素を有する光学フィルタ部と、
前記光学フィルタ部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部とを備え、
前記光学フィルタ部は、前記測定対象からの前記測定対象光が前記測定部に到達するまでに通過する光路の一部を構成する、光測定装置。
【請求項２】
前記光学フィルタ部と前記色素拡散抑制部との間に、前記測定対象光とは異なる波長の光を吸収する光吸収部をさらに備える、請求項１記載の光測定装置。
【請求項３】
前記光吸収部は、前記光学フィルタ部と同一の素材で構成されており、前記色素とは異なる第２色素を含むものである、請求項２記載の光測定装置。
【請求項４】
前記測定対象光の波長以外の波長の光を吸収又は反射する第２フィルタ部を前記光路にさらに備え、
前記光学フィルタ部は、前記第２フィルタ部と前記測定部との間の光路の一部を構成する、請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
【請求項５】
前記光路に、
前記測定対象からの光を平行光とする第１レンズと、
平行光を集光させる第２レンズとをさらに備え、
前記第２フィルタ部は、特定の波長の光が入射角０°で入射したときに当該光の通過を最も効率よく遮るものであり、
前記第１レンズは、前記光路の前記測定対象と前記第２フィルタ部との間に存在し、
前記第２レンズは、前記光路の前記第２フィルタ部と前記測定部との間に存在する、請求項４記載の光測定装置。
【請求項６】
前記光路、前記第１レンズ、前記第２フィルタ部、前記第２レンズ、前記光学フィルタ部及び前記色素拡散抑制部を内包する筐体をさらに備え、
前記第１レンズ及び前記第２レンズは、空気層からなり、
前記光路、前記光学フィルタ部及び前記筐体は、樹脂を素材とする、請求項５記載の光測定装置。
【請求項７】
前記光路、前記光学フィルタ部及び前記筐体は、同一の樹脂を素材としており、
前記光学フィルタ部及び前記筐体の間に前記色素拡散抑制部を備える、請求項６記載の光測定装置。
【請求項８】
測定対象からの光の光強度を測定する光測定方法であって、
色素が外部に拡散することを抑制する色素拡散抑制部を有する光学フィルタを透過した光を測定する、光測定方法。
【請求項９】
色素を分散させた色素分散部を備えるフィルタ部材であり、
前記色素分散部は、少なくとも特定の光の波長を透過し、
前記色素分散部に隣接して、前記色素分散部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部材をさらに備える、フィルタ部材。
【請求項１０】
色素を分散させた色素分散部を備えるフィルタ部材を生産する方法であって、
前記色素分散部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部材を含む容器に液状の樹脂を注入するステップと、
前記液状の樹脂を固化させるステップと、
前記色素を含む色素溶液中に固化した前記樹脂を含む前記容器を浸漬して前記色素を固化した前記樹脂に拡散させて前記色素分散部とするステップとを含む、フィルタ部材を生産する方法。
【請求項１１】
色素を分散させた色素分散部を備えるフィルタ部材を生産する方法であって、
前記色素分散部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部材を含む容器に液状の樹脂を注入するステップと、
前記色素を含む色素溶液中に前記液状の樹脂を含む前記容器を浸漬して前記色素を前記液状の樹脂に拡散させるステップと、
前記液状の樹脂を固化させて前記色素分散部とするステップとを含む、フィルタ部材を生産する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光測定装置、光測定方法、フィルタ部材及びフィルタ部材を生産する方法に関し、特に、測定対象からの特定の波長の光である測定対象光の光強度を測定する測定部を備える光測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
オプトエレクトロニクス分野において、有機光機能材料が様々な用途に用いられている。例えば、樹脂等の高分子物質に有機光機能材料を分散させた光学材料が、レーザ媒質、光学フィルタ、光デバイス等に用いられる。
【０００３】
特許文献１においては、ポリジメチルシロキサン（以下、ＰＤＭＳとも言う）に、例えばピロメテン系色素を含有させた固体色素レーザ媒質が提案されている。ＰＤＭＳ等のポリシロキサン樹脂は、それ自体が耐光劣化特性を有し、広範囲な波長領域の光に対する透過性が良好であり、また、光学的な能動性を有さないので、有機光機能材料を分散させる媒体として有用である。
【０００４】
また、特許文献２においては、試料が注入・排出される流路（マイクロチャンネル）を有するマイクロチップに励起光源、検出器を設けたマイクロ流体装置において、必要な波長のみを選択的に透過させる光学フィルタ領域を設けている。当該光学フィルタ領域は、ＰＤＭＳに例えばスダン色素ファミリー（Sudan  dye  family）に属する色素を分散させたものである。
【０００５】
先に発明者らは、ライフサイエンス分野におけるポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ）の要請に対応可能である光誘起蛍光測定装置を提案した。本測定装置は、分析が必要な現場において、検査時間が短く、かつ高精度な評価分析であるような小型かつ携帯可能なものであり、測定法としては例えばレーザ誘起蛍光法（Laser  Induced  Fluorescence：ＬＩＦ）が利用される。
【０００６】
ＬＩＦは、計測する対象である原子や分子の共鳴遷移を利用して励起準位に合致した（波長をチューニングした）レーザ光を照射して上記計測対象（原子や分子）を励起し、それによって引き起こされる発光（蛍光）を測定する手法である。蛍光の強度から測定対象の濃度が算定され、蛍光のスペクトル分布から測定対象の温度が算定される。
【０００７】
図１０に、発明者らが提案した光誘起蛍光測定装置１０１の構成例を示す。特許文献３に記載されるように、光誘起蛍光測定装置１０１は、レーザ光源等の固体光源１０３、被測定試料を保持する試料ケース１０５、レンズや光学フィルタ等からなる蛍光収集光学系１０７、光電子増倍管などの蛍光測定器１０９を含む。なお、特許文献３は、本願出願時点で未公開である。
【０００８】
試料ケース１０５は、固体光源１０３からの励起光、試料から放出される蛍光を含む光に対して透明であり、レーザビーム照射空間１１０に設置される。固体光源１０３、試料ケース１０５、レンズや光学フィルタからなる蛍光収集光学系１０７、蛍光測定器１０９は、上記励起光や蛍光を含む光に対して透明なＰＤＭＳ等の樹脂１１１に埋設される。そして、蛍光収集光学系１０７の蛍光を導光する光路の少なくとも一部に透明なＰＤＭＳ等の樹脂１１３が充填される。
【０００９】
具体的には、試料ケース１０５は、固体光源１０３からの励起光、試料から放出される蛍光を含む光に対して透明であり、固体光源１０３、試料ケース１０５、レンズや光学フィルタからなる蛍光収集光学系１０７、蛍光測定器１０９は、上記励起光や蛍光を含む光に対して透明なＰＤＭＳ等の樹脂１１１に埋設される。そして、蛍光収集光学系１０７の蛍光を導光する光路の少なくとも一部にも透明なＰＤＭＳ等の樹脂１１３が充填される。すなわち、上記透明な樹脂により試料ケース、蛍光収集光学系、蛍光測定器が一体化して保持される。
【００１０】
各構成要素を一体化して保持する透明な樹脂構造は、励起光、試料ケースに励起光が照射される際に発生する自家蛍光、及び励起光が樹脂内を進行する際、樹脂から発生するラマン光を吸収する波長特性を有する顔料がほぼ一様に含有している樹脂１１１により包囲される。
【００１１】
この顔料が含有されている樹脂１１１には、必要に応じて固体光源１０３および蛍光測定器１０９に電力を供給する電力源１１４が埋設される。すなわち、この顔料が含有されている樹脂１１１は、試料ケース１０５、蛍光測定器１０９、及び、蛍光収集光学系１０７等を保持する筐体を構成する。
【００１２】
このように、光誘起蛍光測定装置１０１を構成する各構造物が樹脂１１１内に埋設されているので、光誘起蛍光測定装置１０１に振動や衝撃が加えられたとしても光学素子等の位置の変動が起こりにくく、その結果、蛍光収集光学系１０７のアライメントずれが抑制される。また、樹脂１１１と光学素子の密着性は良好であり、両者の接触部分に空気が存在する場合に発生する不所望な光の反射や散乱も殆ど発生しない。
【００１３】
すなわち、外部からの衝撃に対して安定であり、また光学素子を保持するホルダも不要なので、光誘起蛍光測定装置１０１は、小型かつ携帯可能なものとなる。
【００１４】
また、上記筐体を包囲するように構成される樹脂１１１は、励起光、試料ケースに励起光が照射される際に発生する自家蛍光、及び励起光が樹脂内を進行する際、樹脂から発生するラマン光を吸収する波長特性を有する顔料をほぼ一様に含有しているので、装置外部に励起光や測定光である蛍光は放出されず、外部からの光が蛍光収集光学系１０７等の内部に入ることもない。従って、高精度な測定が可能となる。
【００１５】
また、顔料を含有する樹脂１１１と固体光源１０３、試料ケース１０５、蛍光収集光学系１０７等を埋設した透明な樹脂１１３を同じ材質とすると、両者の屈折率は同じであるので、両者の界面に屈折率境界は生じず、両樹脂が接触する界面において光の反射や散乱は抑制される。また、励起光やその反射光・散乱光等の迷光は、一旦、顔料を含有する樹脂１１１に入射すると吸収され、迷光の複雑な多重反射は殆ど発生しない。よって、蛍光収集光学系は、複雑な迷光の多重反射に対応する必要がなく簡便化され、結果的に光誘起蛍光測定装置１０１は小型化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３３９２０号公報
【特許文献２】特表２００９−５１６２６２号公報
【特許文献３】特願２０１２−１７１８２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
光誘起測定装置（ＬＩＦ測定装置）１０１において、蛍光収集光学系１０７は、複数枚の集光レンズ１１５及び１１７、複数枚の光学フィルタ１１９、１２１、１２３、１２５及び１２７から構成される。複数枚の光学フィルタ１１９、１２１、１２３、１２５及び１２７としては、例えば、固体光源から出射する励起光の波長の光を反射するノッチフィルタおよび試料から放出される蛍光以外の光を吸収する色ガラスフィルタが使用される。
【００１８】
ここで、ＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂に試料から放出される蛍光以外の光を吸収する色素を含有させて形成した光学フィルタは、上記した色ガラスフィルタと同等の光学性能を有する有機光機能材になる。シリコーン樹脂の成形は、比較的容易であり、形状の自由度も高いので、蛍光収集光学系１０７の光路形状に対応した形状の有機光機能材を容易に得ることができる。
【００１９】
一方、このような光学フィルタを上記した光誘起測定装置１０１に用いる場合は、以下のような不具合が発生する。
【００２０】
特許文献１に記載されているように、色素を添加し当該色素を内部に分散させる固体媒体であるシリコーン樹脂としてＰＤＭＳを用いる場合、ＰＤＭＳはナノポーラス構造を有しているので、ＰＤＭＳ中の色素は上記ナノポーラス構造内を移動するという特性を有する。色素を含有するＰＤＭＳ等の樹脂からなる光学フィルタが大気中に配置される場合、当該光学フィルタ表面と空気とが接する界面において、上記色素がこの界面を通過して空気中に放出されることはない。上記色素は、固体媒体である光学フィルタ内部でのみ移動する。
【００２１】
しかしながら、このような光学フィルタが光誘起測定装置１０１のようにＰＤＭＳ等の樹脂１１１に埋設されると、当該光学フィルタの外表面は、ＰＤＭＳ等の樹脂１１１と密着することになる。光学フィルタを埋設する樹脂１１１がＰＤＭＳである場合、この樹脂も当然ながらナノポーラス構造を有する。よって、場合によっては、光学フィルタ内部に分散している色素が、光学フィルタとこれを埋設するＰＤＭＳ樹脂との界面を通過して、光学フィルタ外部の樹脂１１１の内部に染み出す可能性もある。
【００２２】
光学フィルタを埋設するＰＤＭＳ樹脂は、固体媒体である光学フィルタよりも体積が大きいので、光学フィルタを埋設するＰＤＭＳ樹脂に一旦色素が移動してしまうと、上記ＰＤＭＳから光学フィルタに再び色素が再侵入する確率は小さくなる。よって、光学フィルタ内に分散していた色素は徐々に外部へと移動し、当該光学フィルタは所望の機能を奏することが難しくなる。
【００２３】
光誘起測定装置１０１において、蛍光が通過する光路を内包する筐体を包囲する樹脂１１１が、励起光、試料ケースに励起光が照射される際に発生する自家蛍光等を吸収する材料として色素（染料）ではなく顔料を含有するのは、顔料は樹脂の種類に係わらず樹脂１１１内を移動することはなく、安定に存在するためである。よって、蛍光が通過する光路を有する筐体を構成する樹脂と顔料を含有する樹脂との界面から顔料が移動することもなく、両樹脂の界面も曖昧とはならない。
【００２４】
しかしながら、ＰＤＭＳ等の樹脂に顔料を含有させた場合、顔料は粒径が大きく入射光が散乱されてしまうので、ＰＤＭＳ等の樹脂に顔料を含有させて色ガラスフィルタと同等の光学性能を有する光学フィルタを構成することは困難となる。そのため、上記した構成の光誘起測定装置１０１に顔料含有する樹脂からなる構成物を光学フィルタとして使用することは難しい。
【００２５】
本発明は、以上のような事情に鑑みなされたものであって、色素を分散させた光学フィルタの当初のフィルタ機能を維持することが可能な光測定装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の第１の観点は、測定対象からの特定の波長の光である測定対象光の光強度を測定する測定部を備える光測定装置であって、色素を有する光学フィルタ部と、前記光学フィルタ部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部とを備え、前記光学フィルタ部は、前記測定対象からの前記測定対象光が前記測定部に到達するまでに通過する光路の一部を構成する、光測定装置である。
【００２７】
本発明の第２の観点は、第１の観点の光測定装置であって、前記光学フィルタ部と前記色素拡散抑制部との間に、前記測定対象光とは異なる波長の光を吸収する光吸収部をさらに備える。
【００２８】
本発明の第３の観点は、第２の観点の光測定装置であって、前記光吸収部は、前記光学フィルタ部と同一の素材で構成されており、前記色素とは異なる第２色素を含むものである。
【００２９】
本発明の第４の観点は、第１から第３のいずれかの観点の光測定装置であって、前記測定対象光の波長以外の波長の光を吸収又は反射する第２フィルタ部を前記光路にさらに備え、前記光学フィルタ部は、前記第２フィルタ部と前記測定部との間の光路の一部を構成する。
【００３０】
本発明の第５の観点は、第４の観点の光測定装置であって、前記光路に、前記測定対象からの光を平行光とする第１レンズと、平行光を集光させる第２レンズとをさらに備え、前記第２フィルタ部は、特定の波長の光が入射角０°で入射したときに当該光の通過を最も効率よく遮るものであり、前記第１レンズは、前記光路の前記測定対象と前記第２フィルタ部との間に存在し、前記第２レンズは、前記光路の前記第２フィルタ部と前記測定部との間に存在する。
【００３１】
本発明の第６の観点は、第５の観点の光測定装置であって、前記光路、前記第１レンズ、前記第２フィルタ部、前記第２レンズ、前記光学フィルタ部及び前記色素拡散抑制部を内包する筐体をさらに備え、前記第１レンズ及び前記第２レンズは、空気層からなり、前記光路、前記光学フィルタ部及び前記筐体は、樹脂を素材とする。
【００３２】
本発明の第７の観点は、第６の観点の光測定装置であって、前記光路、前記光学フィルタ部及び前記筐体は、同一の樹脂を素材としており、前記光学フィルタ部及び前記筐体の間に前記色素拡散抑制部を備える。
【００３３】
本発明の第８の観点は、測定対象からの光の光強度を測定する光測定方法であって、色素が外部に拡散することを抑制する色素拡散抑制部を有する光学フィルタを透過した光を測定する、光測定方法である。
【００３４】
本発明の第９の観点は、色素を分散させた色素分散部を備えるフィルタ部材であり、前記色素分散部は、少なくとも特定の光の波長を透過し、前記色素分散部に隣接して、前記色素分散部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部材をさらに備える、フィルタ部材である。
【００３５】
本発明の第１０の観点は、色素を分散させた色素分散部を備えるフィルタ部材を生産する方法であって、前記色素分散部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部材を含む容器に液状の樹脂を注入するステップと、前記液状の樹脂を固化させるステップと、前記色素を含む色素溶液中に固化した前記樹脂を含む前記容器を浸漬して前記色素を固化した前記樹脂に拡散させて前記色素分散部とするステップとを含む、フィルタ部材を生産する方法である。
【００３６】
本発明の第１１の観点は、色素を分散させた色素分散部を備えるフィルタ部材を生産する方法であって、前記色素分散部からの前記色素の拡散を抑制する色素拡散抑制部材を含む容器に液状の樹脂を注入するステップと、前記色素を含む色素溶液中に前記液状の樹脂を含む前記容器を浸漬して前記色素を前記液状の樹脂に拡散させるステップと、前記液状の樹脂を固化させて前記色素分散部とするステップとを含む、フィルタ部材を生産する方法である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の各観点によれば、色素拡散抑制部が、光学フィルタ部内の色素が外部に拡散することを抑制する。そのため、光学フィルタ部の当初のフィルタ機能を維持することが可能な光測定装置等を提供することが可能となる。
【００３８】
既述のように、光の反射や散乱を抑制することが好ましいことに鑑みると、異種の材料である色素拡散抑制部を設けることには阻害要因がある。本発明の各観点は、色素を有する光学フィルタ部から筐体への色素の拡散が問題となり得るとの課題認識に基づいて色素拡散抑制部を設けることとした技術的思想に特徴がある。
【００３９】
また、本発明の第２の観点によれば、測定対象光の光路を確保しつつ、光学フィルタ部における反射・散乱を抑制することが可能となる。
【００４０】
さらに、本発明の第３の観点によれば、光吸収部と光学フィルタ部とが同一素材であるため、両者の屈折率が同じであり、境界面での反射・散乱の発生を抑制することがさらに容易となる。
【００４１】
また、本発明の第４の観点によれば、第２フィルタ部を透過した光のみが光学フィルタ部に到達する。そのため、光学フィルタ部内の色素による蛍光の発生を最小限に抑制し、測定のノイズを抑制することが容易となる。
【００４２】
しかも、本発明の第４の観点によれば、光学フィルタ部の色素に強度の大きな励起光が照射される等の大きな負担をかけることなく、測定すべき波長の光を測定部が測定することが容易となる。
【００４３】
さらに、本発明の第５の観点によれば、第２フィルタ部を効果的に機能させる光路を実現することが容易となる。
【００４４】
さらに、本発明の第６の観点によれば、樹脂が光測定装置の主な構成材料となる。そのため、成形加工しやすく、かつ、軽量な光測定装置を提供することが容易となる。
【００４５】
さらに、本発明の第７の観点によれば、筐体から光路への光の反射及び散乱や迷光の発生を抑制しつつ、当初のフィルタ機能を維持する光学フィルタ部を実現することが容易となる。
【００４６】
さらに、本発明の第１０及び第１１の観点によれば、フィルタ機能を担う色素分散部と色素の拡散防止機能を担う色素拡散抑制部材とを兼ね備えるフィルタ部材を生産することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態に係る構造物１の断面図である。
【図２】本発明の色素含有シリコーンからなる構造物１の製造方法の例を示す図である。
【図３】図２に続いて本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の例を示す図である。
【図４】図３に続いて本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の例を示す図である。
【図５】本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の他の例を示す図である。
【図６】図５に続いて本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の他の例を示す図である。
【図７】計算結果に基づく吸収断面積の分光特性を示す図である。
【図８】各色素を用いて作製した光学フィルタの蛍光特性を示す図である。
【図９】本発明の色素含有シリコーン樹脂からなる構造物を光学フィルタとして備える光誘起蛍光測定装置（ＬＩＦ測定装置）の例を示す図である。
【図１０】発明者らが提案した光誘起蛍光測定装置の例であり、本願出願時点で未公開の装置の例である。
【図１１】本実施の形態に係る構造物２の断面図である。
【図１２】光学フィルタ５１内における励起光等の消光の様子を示した、光学フィルタ５１の断面図及び側面図である。
【図１３】本発明の色素含有シリコーンからなる構造物２の製造方法の例を示す図である。
【図１４】図１３に続いて本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の例を示す図である。
【図１５】図１４に続いて本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の例を示す図である。
【図１６】図１５に続いて本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の例を示す図である。
【図１７】図１６に続いて本発明の色素含有シリコーンからなる構造物の製造方法の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４９】
図１に本発明の色素含有のシリコーン樹脂３（本願請求項における「色素分散部」の一例）を備える構造物１（本願請求項における「フィルタ部材」の一例）の断面図を示す。図１に示すように、本発明の構造物１は、例えばＰＤＭＳのようなシリコーン樹脂に色素（本願請求項における「色素」の一例）を添加して当該色素を含有させた構造の成形体表面の少なくとも一部の領域に色素拡散抑制部材５（本願請求項における「色素拡散抑制部」及び「色素拡散抑制部材」の一例）が設けられる。図１は、上記成形体表面が全て色素拡散抑制部材５に覆われている例を示している。
色素拡散抑制部材５としては、高密度であって、所望の光に対して透過性が高く、また、内部において色素の移動が無視できるほど小さいか、全く移動しない材質からなる。
具体的には、ポリメタクリル酸メチル樹脂（Poly  methyl  methacrylate：ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタラート（Polyethylene  terephthalate：ＰＥＴ）、ポリカーボネート（polycarbonate）や無機ガラス等が用いられる。特に色素の移動を完全に防止するのであれば、色素拡散抑制部材５として無機ガラスを使用することが好ましい。
なお、色素拡散抑制部材５の材質を金属とすることも可能である。しかしながら、構造物１をフィルタ部材として使用する場合、色素を含有する形成体表面と接触する色素拡散抑制部材５の表面に入射した光は、この表面により反射・散乱されることになる。そのため、所望しない方向に光が進行する可能性もあるので、色素拡散抑制部材５の材質を金属とするのは、構造物１をフィルタ部材として使用する場合は好ましくない。
【００５０】
構造物１をＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂からなる成形体に埋設させる場合、少なくとも構造物１が上記埋設させるシリコーン樹脂と接触する領域に色素拡散抑制部材５を設けることにより、構造物１内部に含有されている色素は、当該内部は移動するものの色素拡散抑制部材５にはほとんど進入できない。構造物１と構造物１が埋設されるシリコーン樹脂からなる成形体との間の界面は、色素拡散抑制部材５とシリコーン樹脂との界面となるので、上記界面から構造物１内部に含有される色素が構造物１外部のシリコーン樹脂からなる成形体に対して染み出すことはない。
よって、構造物１を光学フィルタとして使用する場合、当該光学フィルタ内に分散している色素が徐々に外部へと移動することもなく、光学フィルタとしての所定の機能は維持される。
【００５１】
構造物１において、所定の光を吸収する色素を含有させて光学フィルタとする場合、この光学フィルタは、色ガラスフィルタと同等の光学性能を有する有機光機能材になる。上記したように、シリコーン樹脂３の成形は比較的容易であり、形状の自由度も高いので、光学系の光路形状に対応した形状の有機光機能材を容易に得ることができる。
【００５２】
構造物１の製造方法（１）
以下、構造物１の製造方法の例を説明する。例として、構造物１で光学フィルタを形成する場合を示す。
図２（ａ）に示すように、まず色素拡散抑制部材５を作製する。色素拡散抑制部材５は、例えば、無機ガラスからなり、外形は例えば、設置される光路形状に対応した形状に成形される。この色素拡散抑制部材５は内部に空洞７が設けられ、更に空洞７と空間的に連続する開口９が設けられる。後で示すように、空洞７内に色素を含有するＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂が配置される。
【００５３】
次に、図２（ｂ）に示すように、色素拡散抑制部材５の開口９から液状のシリコーン樹脂１１（本願請求項における「液状の樹脂」の一例）を流し込み、さらに、使用するシリコーン樹脂１１の特性に応じた重合開始剤、硬化剤、架橋剤等の添加剤を適宜添加し、空洞７を添加剤が添加された液状のシリコーン樹脂１１で満たす。
【００５４】
そして、図３（ｃ）に示すように、色素拡散抑制部材５の空洞７に投入した液状のシリコーン樹脂１１を硬化させる。シリコーン樹脂１１の硬化は、使用するシリコーン樹脂１１に応じて、室温で一定時間放置したり、一定時間加熱したりすることによりなされる。使用するシリコーン樹脂１１が光硬化性樹脂の場合は、硬化用の光を照射することにより硬化が行われる。図３（ｃ）は、液状のシリコーン樹脂１１を加熱して硬化させる例を示している。
【００５５】
その後、図３（ｄ）に示すように、空洞７内部でシリコーン樹脂１１が硬化して、色素拡散抑制部材５とシリコーン樹脂１３とが一体化した構造物１５を色素溶液１７（本願請求項における「色素溶液」の一例）に浸漬する。色素溶液１７は、例えば染料をアルコール等の有機溶剤に溶かすことにより得られる。
そして、図４（ｅ）に示すように、恒温槽１９（加熱槽）等を用いて色素溶液１７に浸漬した構造物１５を一定時間加熱し、開口９から色素をシリコーン樹脂１３の内部に拡散させる。
次いで、図４（ｆ）に示すように、恒温槽１９等から色素溶液１７と共に色素含有シリコーン樹脂２１を備える構造物２３を取出し、構造物２３を色素溶液１７から取出したあと、構造物２３を室温で所定時間放置する。
以上の工程を経て、本発明の構造物２３が完成する。
【００５６】
なお、図４（ｆ）に示す状態では、色素拡散抑制部材５の開口９においては、色素含有シリコーン樹脂２１が露出している。この露出部分も色素拡散抑制部材５により覆う必要がある場合は、図４（ｇ）に示すように、色素拡散抑制部材５と同一、または同等の材料からなる蓋部材２５を開口９に接合する。接合は、例えば、溶着により行われる。
【００５７】
構造物１の製造方法（２）
上記した構造物１の製造方法においては、色素拡散抑制部材５内部に液状のシリコーン樹脂１１を導入してシリコーン樹脂１１を固化し、その後固化したシリコーン樹脂１３に色素を拡散させる。しかしながら、本発明の構造物１の製造方法はこれに限定されるものではなく、例えば、色素拡散抑制部材５内部に、予め色素を分散させた液状のシリコーン樹脂を導入してこのシリコーン樹脂を固化するようにしてもよい。
以下、この製造方法について説明する。
【００５８】
図５（ａ）に示すように、まず色素拡散抑制部材３１を作製する。色素拡散抑制部材３１は、例えば、無機ガラスからなり、外形は例えば、設置される光路形状に対応した形状に成形される。この色素拡散抑制部材３１は内部に空洞が設けられ、更に当該空洞と空間的に連続する開口が設けられる。後で示すように、上記空洞内に色素を含有するＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂が配置される。
【００５９】
次に図５（ｂ）に示すように、色素溶液３３を準備する。
色素溶液３３は、揮発性の溶媒（例えば、アルコール、トルエンなど）やシリコーンオイル等の溶媒３５に染料（色素）３７を溶かしたりすることにより得られる。
【００６０】
次いで、図５（ｃ）に示すように、液状のシリコーン樹脂３９と図５（ｂ）で用意した色素溶液３３とを混合して、色素溶液３３と液状シリコーン樹脂３９との混合液４１を作製する。
なお、使用する液状のシリコーン樹脂３９の特性に応じて、重合開始剤、硬化剤、架橋剤等の添加剤が適宜添加される。
【００６１】
ここで、色素溶液３３を作製する際、揮発性の溶媒を用いた場合、混合液４１を作成後、混合液４１中の揮発性溶媒を蒸発させて除去する。除去を促進するために混合液４１を加熱してもよいが、色素が劣化する恐れがあるため、室温でかつ減圧下にて蒸発させることが好ましい。なお、除去のための時間は、適宜設定される。
【００６２】
次に、図６（ｄ）に示すように、色素拡散抑制部材３１の開口から混合液４１を流し込み、色素拡散抑制部材３１の空洞を混合液４１で満たす。
そして、図６（ｅ）に示すように、色素拡散抑制部材３１の空洞に投入した混合液４１を硬化させる。シリコーン樹脂３９の硬化は、使用するシリコーン樹脂３９に応じて、室温で一定時間放置したり、一定時間加熱したりすることによりなされる。使用するシリコーン樹脂３９が光硬化性樹脂の場合は、硬化用の光を照射することにより硬化が行われる。図６（ｅ）は、混合液中のシリコーン樹脂３９を加熱して硬化させる例を示している。
以上の工程を経て、本発明の構造物が完成する。
【００６３】
なお、図６（ｅ）に示す状態では、色素拡散抑制部材３１の開口においては、色素含有シリコーン樹脂４７が露出している。この露出部分も色素拡散抑制部材３１により覆う必要がある場合は、図６（ｆ）に示すように、色素拡散抑制部材３１と同一、または同等の材料からなる蓋部材４３を色素拡散抑制部材３１の開口部に接合する。接合は、例えば、溶着により行われる。
【００６４】
上記した製造方法おいて、製造方法（１）は、色素拡散抑制部材５の空洞７内に導入したシリコーン樹脂１１を固化後、シリコーン樹脂１３に色素を拡散させるのに対し、製造方法（２）は、予め液状のシリコーン樹脂３９と色素溶液３３とを混合して混合液４１を作製したあと、色素拡散抑制部材３１の空洞内に混合液４１を導入して固化するものであり、いずれの方法を採用しても構造物１を製造することが可能である。
【００６５】
しかしながら、発明者らの実験の結果、使用する色素によっては、製造方法（１）の方が好ましいことが分かった。
まず、液状のシリコーン樹脂として主剤（ＳＩＭ−３６０：信越化学工業社製）と硬化剤（ＣＡＴ−３６０：信越化学工業社製）とを混合してなる液状のＰＤＭＳと、トルエンにスダンI（Sudan  I：1-phenylazo-2-naphthalenol）を溶かして得た色素溶液を用いて、上記製造方法（１）および製造方法（２）により、それぞれ構造物１を製造した。
【００６６】
製造方法（２）を採用したところ、図６（ｅ）に示す混合液４１の硬化工程を経て混合液４１を固化させると、混合液４１中の色素のほとんど全てが脱色してしまい、構造物１を光学フィルタとして使用することが困難となった。色素が脱色した理由は必ずしも明らかではないが、混合液４１が固化する際の架橋反応時に硬化剤（ＣＡＴ−３６０）と色素とが反応して、色素が脱色したものと考えられる。
一方、製造方法（１）を採用したところ、固化済みのＰＤＭＳに拡散した色素は脱色等の不具合を起こすことなく、上記ＰＤＭＳ中に分散した。
以上の結果により、使用するシリコーン樹脂、色素によっては、製造方法（１）を用いて構造物１を製造することが好ましいことが分かった。
【００６７】
波長６００ｎｍ以下（詳細には波長５７０〜５８０ｎｍ以下）の光を吸収する光学フィルタを意図して、表１に示す色素を用いて構造物１を作製した。各色素とトルエンを溶媒として濃度０．１ｍｇ／ｍｌの色素溶液と、主剤（ＳＩＭ−３６０）と硬化剤（ＣＡＴ−３６０）とを混合してなる液状のＰＤＭＳを用いて、製造方法（１）を採用して、光学フィルタを形成した。なお、色素拡散防止部材５としては、ＰＭＭＡを用いた。
【００６８】
【表１】
2015083962.tif 000003
【００６９】
各光学フィルタ毎の吸収断面積を計算した。図７に計算結果に基づく吸収断面積の分光特性を示す。波長６００ｎｍ近傍の透過率を考えると、図中の項番（１）、（２）、（５）の色素を用いた光学フィルタが有望であることが分かった。
【００７０】
図８に各色素を用いて作製した光学フィルタの蛍光特性を示す。項番（３）の色素を用いた光学フィルタを除き、いずれの光学フィルタを用いても蛍光はほぼ観測されなかった。なお、図７及び図８中のマーカーは、それぞれ同じ色素を用いた場合のデータを示す。
【００７１】
以上の結果により、色素とシリコーン樹脂とを適切に選択することにより、構造物１を光学フィルタとして使用することが可能であることが分かった。
【００７２】
本発明の光学フィルタの使用例
以下、構造物１を光学フィルタ５１（本願請求項における「光学フィルタ部」、「光学フィルタ」の一例）として構成し、この光学フィルタ５１を図９に示した光誘起蛍光測定装置５３（ＬＩＦ測定装置）に使用した例を示す。
【００７３】
図９に示す光誘起蛍光測定装置５３は、図１０に示すものと同様、レーザ光源等の固体光源５５、被測定試料を保持する試料ケース５７、レンズや光学フィルタ等からなる蛍光収集光学系、光電子増倍管などの蛍光測定器５９（本願請求項における「測定部」の一例）を含む。
具体的には、少なくともレーザ光源（固体光源５５）の光出射面６１、光電子増倍管（蛍光測定器５９）の受光面６２は、固体光源５５からの励起光、試料から放出される蛍光を含む光に対して透明なＰＤＭＳ等の樹脂に埋設されるか、もしくは接触する。さらに、上記光出射面６１から受光面６２までの光路に形成される蛍光収集光学系も上記透明なＰＤＭＳ等の樹脂に埋設されたり、また透明な樹脂自体が蛍光収集光学系を構成する。すなわち、上記透明な樹脂によりレーザ光源の光出射面６１、試料ケース５７、蛍光収集光学系（本願請求項における「光路」の一例）、光電子増倍管の受光面６２が一体化して保持され、かつ、位置決めされる。
【００７４】
そして、各構成要素を一体化して保持する透明な樹脂構造は、励起光、試料ケースに励起光が照射される際に発生する自家蛍光、及び励起光が樹脂内を進行する際、樹脂から発生するラマン光を吸収する波長特性を有する顔料がほぼ一様に含有している樹脂により包囲される。すなわち、この顔料が含有されている樹脂は、試料ケース５７、蛍光測定器５９、及び、蛍光収集光学系等を保持する筐体６３（本願請求項における「筐体」の一例）を構成する。
この顔料が含有されている樹脂には、必要に応じて、固体光源５５や蛍光測定器５９を少なくとも一部が埋設されるとともに、図示を省略した固体光源５５および蛍光測定器５９に電力を供給する電力源が埋設される。
【００７５】
レーザ光源
固体光源５５として採用されるレーザ光源としては、例えば、半導体励起固体レーザ（Ｄｉｏｄｅ−ｐｕｍｐｅｄ  ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ（ＤＰＳＳ）ｌａｓｅｒｓ）装置が使用され、より具体的には、半導体励起のＮｄ：ＹＶＯ４レーザ（波長１０６４ｎｍ）の第２高調波である波長５３２ｎｍのレーザビームを放出するグリーンレーザ装置が用いられる。
【００７６】
試料（測定対象）
本実施例においては、測定用試料として、抗体軽鎖可変領域ポリペプチドと抗体重鎖可変領域ポリペプチドとを備え、前記抗体軽鎖可変領域ポリペプチドと抗体重鎖可変領域ポリペプチドのいずれか一方が蛍光色素により標識されたキット（以下、このキットのことを便宜上、「蛍光物質で標識された抗体」と呼ぶことにする）を使用した。
この「蛍光物質で標識された抗体」は、抗体の末端近傍を色素で蛍光標識した組替抗体断片であり、単体では抗体内のアミノ酸により色素の蛍光は消光された状態にある。これに試料となる抗原を結合させると、消光が解除され色素の蛍光強度が顕著に増大する。
すなわち、抗原と反応する前の蛍光物質で標識された抗体にレーザビームを照射しても色素の蛍光は発生しないが、当該蛍光物質で標識された抗体と抗原とを反応させたあとにレーザビームを抗原と結合した「蛍光物質で標識された抗体」に照射すると、色素からの蛍光の量が増大する。
【００７７】
上記した試料を用いる場合、容器中の「蛍光物質で標識された抗体」に抗原を注入して混合し、この混合液体に励起光であるレーザビームを照射し発生する蛍光を測定するだけで、簡便に抗原と抗体の結合状態を測定することが可能となる。すなわち、マイクロチップを用いて抗体抗原反応の度合いを測定する場合のマイクロチップにおける抗体または抗原の固相化工程や標識化合物の非特異吸着を除去する洗浄工程が不要となる。
【００７８】
なお、波長５３２ｎｍのレーザビームを、測定対象である、抗原との結合により消光が解除されている「蛍光物質で標識された抗体」に照射すると、波長５７０ｎｍ〜５８０ｎｍ（本願請求項における「特定の波長」の一例）の蛍光（本願請求項における「測定対象光」の一例）が放出された。
【００７９】
試料ケース
試料ケース５７としては、例えば、ポリスチレン製ＰＣＲチューブが使用される。このＰＣＲチューブは先端がテーパ状になっており、液体状の試料を投入しても、上記ＰＣＲチューブの先端側で気泡が出来にくい。この先端側が上記ＤＰＳＳレーザ装置から放出されるレーザビームが照射される位置となるように、ＰＣＲチューブは位置決めされる。
【００８０】
光学系
ＤＰＳＳレーザ装置の光出射面６１と光電子増倍管の受光面６２との間の光路は、光出射面６１と試料ケース５７を含む第１のシリコーン樹脂６５、第１の空気室６７（本願請求項における「第１レンズ」の一例）、第２のシリコーン樹脂６９、ノッチフィルタ７１（本願請求項における「第２フィルタ部」の一例）、第３のシリコーン樹脂７３、第２の空気室７５（本願請求項における「第２レンズ」の一例）、本発明の光学フィルタ５１（構造物１）が設けられ、試料から放出される蛍光が出射する試料ケース５７と光電子増倍管の受光面６２との間に配置される上記各構成要素（第１のシリコーン樹脂６５、第１の空気室６７、第２のシリコーン樹脂６９、ノッチフィルタ７１、第３のシリコーン樹脂７３、第２の空気室７５、本発明の光学フィルタ）により蛍光収集光学系が構成される。
【００８１】
第１乃至第３のシリコーン樹脂６５、６９及び７３は、ＤＰＳＳレーザ装置から放出されるレーザビームの波長、および試料から放出される蛍光波長等に透明であり、例えば、ＰＤＭＳ（信越化学社製ＳＩＭ−３６０）からなる。
これらの光学系は、後で示すように、励起光、試料ケースに励起光が照射される際に発生する自家蛍光、及び励起光が樹脂内を進行する際、樹脂から発生するラマン光を吸収する波長特性を有する顔料がほぼ一様に含有している顔料含有樹脂により包囲される。
【００８２】
第１のシリコーン樹脂
第１のシリコーン樹脂６５は、試料ケース５７、および、少なくともＤＰＳＳレーザの受光面とを含む。第１のシリコーン樹脂６５の試料ケース５７と対向する位置には、第１の空気室６７が設けられる。
【００８３】
第１のシリコーン樹脂６５と第２のシリコーン樹脂６９との間には第１の空気室６７が設けられ、第１のシリコーン樹脂６５と第２の空気室６９との境界面は凸レンズ形状に形成されている。よって、第１のシリコーン樹脂６５の光出射側端部は凸レンズとして機能し、曲率を適宜設定することにより、試料から放出される拡散光を平行光に整形する。
【００８４】
第２のシリコーン樹脂
第２のシリコーン樹脂においては、成形された平行光が図９における左方向に進む。
【００８５】
ノッチフィルタ
第２のシリコーン樹脂６９の光出射面と第３のシリコーン樹脂７３の光入射面との間には、当該光出射面、光入射面と密着するようにノッチフィルタ７１が配置される。すなわち、ノッチフィルタ７１は、第２のシリコーン樹脂６９、第３のシリコーン樹脂７３を構成する透明なＰＤＭＳ樹脂に埋設された状態で保持される。
【００８６】
第１のシリコーン樹脂６５に配置された試料ケース５７中の試料にＤＰＳＳレーザ装置からのレーザビーム（励起光）が照射されると、試料から放出される蛍光の他に、波長が５３２ｎｍである励起光による迷光、試料ケース５７からの自家蛍光の迷光、および励起光による迷光がＰＤＭＳ樹脂中を進行する際に発生するラマン光も第１のシリコーン樹脂６５から放出される。これらの迷光、ラマン光の波長は、測定対象である試料から放出される蛍光の波長５７０〜５８０ｎｍと相違し、測定の結果、いずれも波長５７０ｎｍより短い波長を有することが分かった。
【００８７】
ノッチフィルタ７１は入射角特性を有するフィルタであり、測定対象光である波長５７０〜５８０ｎｍの蛍光が入射角０°で入射するとほぼ１００％透過し、波長５３２ｎｍ（励起光の波長）の光が入射角０°で入射するとほぼ１００％近く反射するようなものが選定される。第２のシリコーン樹脂６９から放出される光は平行光であり、ノッチフィルタ７１は上記平行光の入射角が０°となるように配置される。よって、第２のシリコーン樹脂６９から放出される平行光に含まれる励起光の迷光は、このノッチフィルタ７１により除去される。
なお、試料ケース５７からの自家蛍光の迷光、および励起光による迷光がＰＤＭＳ樹脂中を進行する際に発生するラマン光はノッチフィルタ７１を通過するが、上記自家蛍光の強度やラマン光の強度は、励起光による迷光の強度と比較すると著しく小さく、後で述べる本発明の光学フィルタ５１によりほぼ除去される。
【００８８】
第３のシリコーン樹脂
第３のシリコーン樹脂７３においては、ノッチフィルタ７１を通過した平行光が図９における左方向に進む。
【００８９】
本発明の光学フィルタ（構造物１）
第３のシリコーン樹脂７３から放出される測定対象光である波長５７０〜５８０ｎｍの蛍光と、上記自家蛍光の迷光、ラマン光のうち測定対象である蛍光以外の光を除去するために、色素拡散抑制部材７７と色素含有シリコーン樹脂７９とからなる光学フィルタ５１を作製した。
この光学フィルタ５１は、上記した構造物１の第１の製造方法に準拠して作製した。色素拡散抑制部材７７としてはＰＭＭＡを使用し、３Ｄプリンターを用いて図２（ａ）に示すような一方に開口を有する容器として作製した。そして、この容器に、主剤（ＳＩＭ−３６０）と硬化剤（ＣＡＴ−３６０）とを混合してなる液状のＰＤＭＳを充填し固化させ、その後、１８．０ｍＭの濃度でＳｕｄａｎ  Iをエタノールに溶解させた色素溶液に、ＰＤＭＳを充填した容器を２４時間浸漬し、上記ＰＤＭＳ樹脂にＳｕｄａｎ  I色素を拡散させた。すなわち、上記した光学フィルタ５１は、図７、図８に示す項番（２）の色素を用いた光学フィルタと同等の特性を示す。
【００９０】
色素拡散後、図９に示すように、第２の空気室、光電子増倍管の受光面６２と接する領域にある色素拡散抑制部材を除去した。すなわち、光学フィルタ５１は、後で述べる顔料含有樹脂と接触する部分のみ、色素拡散抑制部材７７が設けられた構造となる。
【００９１】
この光学フィルタ５１と第３のシリコーン樹脂７３との間には先に述べた第２の空気室７５が設けられ、色素含有シリコーン樹脂７９が露出した光学フィルタ５１の光入射面と第２の空気室７５との境界面は凸レンズ形状に形成されている。この凸レンズ形状の曲率は、光学フィルタ５１に入射した第３のシリコーン樹脂７３からの平行光が最終的に光電子増倍管の受光面６２に集光するように設定される。
【００９２】
図７、図８に示す項番（２）の色素の特性から明らかなように、光学フィルタ５１は波長５７０ｎｍより短い波長の光を吸収する特性を有する。一方、ノッチフィルタ７１を透過する試料ケース５７からの自家蛍光の迷光、および励起光による迷光の波長は、上記したように波長５７０ｎｍより短く、また、強度も小さいので、本実施例の光学フィルタ５１によりほぼ完全に除去される。
【００９３】
顔料含有シリコーン樹脂
上記したように、励起光であるレーザビームや試料ケース中の試料から放出される蛍光が進行する光路空間は、透明なＰＤＭＳ等の樹脂（第１〜第３のシリコーン樹脂６５、６９及び７３）、第１及び第２の空気室６７及び７５、本実施例の光学フィルタ５１より構成される。そして、この光路空間は、励起光、試料ケースに励起光が照射される際に発生する自家蛍光、及び励起光が樹脂内を進行する際、樹脂から発生するラマン光を吸収する波長特性を有する顔料がほぼ一様に含有している樹脂（筐体６３）により包囲される。
【００９４】
顔料を含有するシリコーン樹脂は、光路を形成する第１〜第３のシリコーン樹脂６５、６９及び７３、本実施例の光学フィルタ５１を構成する色素含有シリコーン樹脂７９と同じシリコーン樹脂であり、例えば、ＰＤＭＳ樹脂である。また、このＰＤＭＳへ含有させる顔料としては、上記励起光による迷光、自家蛍光による迷光、ラマン光を吸収する、炭素からなる黒色顔料が使用されている。
【００９５】
上記したように、この顔料含有シリコーン樹脂は、光路を形成する路を形成する第１〜第３のシリコーン樹脂６５、６９及び７３、本実施例の光学フィルタ５１を構成する色素含有シリコーン樹脂と同じシリコーン樹脂であるので、これらの屈折率は全て同じである。すなわち、顔料含有シリコーン樹脂と第１〜第３のシリコーン樹脂との間には屈折率境界がない。よって、上記第１〜第３のシリコーン樹脂６５、６９及び７３が占める領域を通過した迷光が、上記顔料含有シリコーン樹脂が占める領域に入射する場合、両シリコーン樹脂が接触する界面において光の反射や散乱は抑制される。
すなわち、光路を進行する各迷光は、顔料含有シリコーン樹脂に反射や散乱されることなく入射し、上記顔料により吸収される。
【００９６】
一方、顔料含有シリコーン樹脂と本実施例の光学フィルタ５１とが接する領域には、ＰＭＭＡからなる色素拡散抑制部材７７が存在し、これらの界面には屈折率境界が存在する。しかしながら、屈折率境界において反射・散乱される上記迷光は、本実施例の色素含有シリコーン樹脂７９により吸収されるので、実質、光電子増倍管の受光面には到達しない。
【００９７】
図９に示す光誘起蛍光測定装置５３は、図１０に示すものと同様の特徴を有する。すなわち、各構造物が樹脂内に埋設されているので、光学素子等の位置変動が起こりにくく外部からの衝撃に対して安定であり、また光学素子を保持するホルダも不要なので、光誘起蛍光測定装置５３は小型かつ携帯可能なものとなる。
【００９８】
また、光路空間を包囲するシリコーン樹脂は、励起光、試料ケースに励起光が照射される際に発生する自家蛍光、及び励起光が樹脂内を進行する際、樹脂から発生するラマン光を吸収する波長特性を有する顔料をほぼ一様に含有しているので、装置外部に励起光や測定光である蛍光は放出されず、外部からの光が蛍光収集光学系等の内部に入ることもない。従って、高精度な測定が可能となる。また、励起光やその反射光・散乱光等の迷光は、一旦、顔料含有樹脂に入射すると吸収され、迷光の複雑な多重反射は殆ど発生しない。よって、蛍光収集光学系は、複雑な迷光の多重反射に対応する必要がなく簡便化され、結果的に光誘起蛍光測定装置５３は小型化される。
【００９９】
このような光誘起蛍光測定装置５３において、光学フィルタ５１をＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂からなる成形体に埋設させる場合、少なくとも構造物１が上記埋設させるシリコーン樹脂と接触する領域に色素拡散抑制部材７７を設けることにより、光学フィルタ５１と光学フィルタ５１が埋設されるシリコーン樹脂からなる成形体との間の界面は、色素拡散抑制部材７７とシリコーン樹脂との界面となる。
したがって、光学フィルタ５１を構成する色素含有シリコーン樹脂７９内部に含有されている色素は、当該内部は移動するものの色素拡散抑制部材７７にはほとんど進入できないので、光学フィルタ５１外部のＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂からなる成形体に対して染み出すことはない。すなわち、光学フィルタ内に分散している色素が徐々に外部へと移動することもなく、光学フィルタとしての所定の機能は維持される。
なお、拡散抑制部材７７の代わりに、空気層を構成することによっても、色素含有シリコーン樹脂７９内部の色素が光学フィルタ５１外部のＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂からなる成形体に対して染み出すことを抑制することが可能である。
【０１００】
構造物１において、所定の光を吸収する色素を含有させて光学フィルタ５１とする場合、光学フィルタ５１は、色ガラスフィルタと同等の光学性能を有する有機光機能材になる。上記したように、シリコーン樹脂の成形は比較的容易であり、形状の自由度も高いので、光学系の光路形状に対応した形状の有機光機能材を容易に得ることができる。
【実施例２】
【０１０１】
続いて、図１１を参照して、実施例１に係る構造物１とは異なる構造物２について説明する。図１１は、本実施の形態に係る構造物２の断面図である。本実施例においても、構造物２を光学フィルタ５１として構成し、この光学フィルタ５１を図９に示した光誘起蛍光測定装置５３（ＬＩＦ測定装置）に使用した例を示す。
【０１０２】
構造物２は、構造物１とは異なる点として、色素拡散抑制部材２２３と色素含有シリコーン樹脂２１５との間に、試料からの蛍光、励起光、自家蛍光による迷光、ラマン光を吸収する第２色素（本願請求項における「第２色素」の一例）を有する第２色素含有シリコーン樹脂２３３（本願請求項における「光吸収部」の一例）を備えている。なお、ここでいう第２色素には、水に溶けない色素や移動しない顔料のような色素も含まれ、例えば、炭素粉末、カーボンナノチューブ、チタンブラック等が候補として挙げられる。
【０１０３】
本発明の光学フィルタにおける励起光の消光
図１２を参照して、構造物２の利点について述べる。図１２は、光学フィルタ５１内における励起光等の消光の様子を示した、光学フィルタ５１の断面図及び側面図である。図１２（ａ）に光学フィルタ５１として構造物１を用いた場合、図１２（ｂ）に構造物２を用いた場合について示す。図１２中では、試料から放出される蛍光を白色の矢印で表し、それ以外の観測対象ではない光を黒色の矢印で表している。なお、いずれの場合も光学フィルタの周辺は、顔料含有樹脂を有する筐体６３に囲まれている。
【０１０４】
まず、図１２（ａ）は、構造物１を光学フィルタ５１として用いた場合の励起光等の消光の様子である。光学フィルタ５１には、第３シリコーン樹脂７３から、試料から放出される蛍光の他に、強度は小さいが、励起光、及び、試料ケース５７からの自家蛍光の迷光、励起光による迷光が入射する。これらの光が光学フィルタ５１を通過する際、色素含有シリコーン樹脂７９により、自家蛍光の迷光、及び、励起光による迷光はほぼ吸収され、試料から放出される蛍光のみが吸収されない。そのため、光学フィルタ５１を通過し、測定器５９に入射する光は、ほぼ試料から放出される蛍光のみであると考えることができる。
【０１０５】
しかし、実際には、構造物１が有する、色素拡散抑制部材７７と色素含有シリコーン樹脂７９間の屈折率の異なる境界面に、蛍光や励起光の迷光が入射する場合がある。この蛍光や励起光の散乱光は、測定対象である蛍光に比べ、強度がとても小さい。したがって、測定に大きく影響することはないとはいえ、境界面にて蛍光や励起光の散乱光が生じる。
【０１０６】
次に、図１２（ｂ）は、構造物２を光学フィルタとして用いた場合の励起光等の消光の様子を示す図である。構造物１と同様に、色素含有シリコーン樹脂にて、自家蛍光の迷光、及び、励起光による迷光はほぼ吸収され、試料から放出される蛍光のみが吸収されない。また、色素拡散抑制部材２２３と第２色素含有シリコーン樹脂２３３間に屈折率の異なる境界面を有する。
【０１０７】
しかしながら、構造物２は、構造物１とは異なる点として、色素拡散抑制部材２２３と色素含有シリコーン樹脂２１５間に、試料からの蛍光、励起光、自家蛍光による迷光、ラマン光を吸収する第２色素含有シリコーン樹脂２３３を備えている。そのため、その境界面に入射する蛍光の迷光や、励起光の迷光は、第２色素含有シリコーン樹脂２３３によって吸収され、蛍光や励起光の散乱光の発生を抑えることができる。しかも、第２色素含有シリコーン樹脂２３３は、色素含有シリコーン樹脂２１５と同一の素材（シリコーン樹脂）で構成されている。そのため、これらの層間において反射光や散乱光は生じない。したがって、光学フィルタとして構造物２を用いると、構造物１を用いた場合に比べ、さらに高精度の蛍光測定を実現することができる。
【０１０８】
さらに、図１２（ｂ）に示すように、第２色素含有シリコーン樹脂２３３の層の厚さを、色素含有シリコーン樹脂２１５が含有する色素の大きさよりも薄くすることも有効である。これにより、仮に色素含有シリコーン樹脂２１５内の色素が第２色素含有シリコーン樹脂２３３に拡散したとしても、少なくともその色素の一部は色素含有シリコーン樹脂２１５内にとどまる。そのため、光学フィルタとしての機能の減退を抑制することが容易となる。
【０１０９】
構造物２の製造方法
図１３（ａ）に示すように、まず型材２０１を作製する。型材２０１は、例えば、アクリル樹脂又は金属からなり、形状は、設置される光路形状に対応した形状に成形される光学フィルタにおける色素を含有するＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂の形状に対応している。
この型材２０１は内部に空洞２０３が設けられ、更に空洞２０３と空間的に連続する開口２０５が設けられる。後で示すように、空洞２０３内に色素を含有するＰＤＭＳ等のシリコーン樹脂が配置される。
【０１１０】
次に、図１３（ｂ）に示すように、型材２０１の開口２０５から液状のシリコーン樹脂２０７を流し込み、さらに、使用するシリコーン樹脂の特性に応じた重合開始剤、硬化剤、架橋剤等の添加剤を適宜添加し、空洞を添加剤が添加された液状のシリコーン樹脂２０７で満たす。
【０１１１】
そして、図１４（ｃ）に示すように、型材２０１の空洞２０３に投入した液状のシリコーン樹脂２０７を硬化させる。シリコーン樹脂の硬化は、使用するシリコーン樹脂に応じて、室温で一定時間放置したり、一定時間加熱したりすることによりなされる。使用するシリコーン樹脂が光硬化性樹脂の場合は、硬化用の光を照射することにより硬化が行われる。図１４（ｃ）は、液状のシリコーン樹脂２０７を加熱して硬化させる例を示している。
【０１１２】
その後、図１４（ｄ）に示すように、空洞２０３内部でシリコーン樹脂が硬化して、型材２０１とシリコーン樹脂２０９とが一体化した構造物２１１を色素溶液２１３に浸漬する。色素溶液２１３は、例えば染料をアルコール等の有機溶剤に溶かすことにより得られる。
【０１１３】
そして、図１５（ｅ）に示すように、恒温槽１９（加熱槽）等を用いて色素溶液２１３に浸漬した構造物２１１を一定時間加熱し、開口２０５から色素をシリコーン樹脂２０９の内部に拡散させる。
次いで、図１５（ｆ）に示すように、恒温槽１９等から色素溶液２１３と共に色素含有シリコーン樹脂２１５を備える構造物２１７を取出し、構造物２１７を色素溶液２１３から取出したあと、構造物２１７を室温で所定時間放置する。
ここまでは構造物１とほぼ同様の製造方法であるが、構造物２の製造では、ここから更に、図１５（ｇ）に示すように、構造物２１７において、型材２０１から硬化した色素含有シリコーン樹脂２１５を取り外す。
【０１１４】
次に、図１６（ｈ）に示すように、例えば、無機ガラスからなり、内部に空洞２１９が設けられ、更に空洞２１９と空間的に連続する開口２２１が設けられている色素拡散抑制部材２２３を用意する。そして、上記空洞２１９内に、型材２０１から取出した硬化済みの色素含有シリコーン樹脂２１５を配置する。尚、色素拡散防止部材２２３の空洞２１９内表面と硬化済み色素含有シリコーン部材２１５表面との間には、間隙２２５が設けられる。間隙２２５の幅は、後で示す第２色素含有シリコーン樹脂の幅となり、この幅は、（先に提出した資料にあるように）第２色素含有シリコーン樹脂において、励起光の迷光等を十分に吸収可能な幅（厚み）である。
【０１１５】
次いで、図１６（ｉ）に示すように、第２色素を含有する液状シリコーン樹脂２２７を用意する。
第２色素２２９としては、励起光であるレーザビームの迷光などを吸収する特性を有する、例えば、黒色顔料が用いられる。
なお、上記迷光などを吸収する特性を有していれば、第２色素として染料を使用することも考えられる。しかしながら、染料は顔料とは異なりシリコーン樹脂中を移動する特性がある。よって、色素含有シリコーン樹脂に第２色素を含有するシリコーン樹脂から２の色素が染み出し、第２色素を含有するシリコーン樹脂における迷光などの吸収能力が低下するという不具合が発生する可能性がある。よって、第２色素としては、シリコーン樹脂中を移動しない顔料を用いることが好ましい。
【０１１６】
すなわち、図１６（ｉ）に示すように、液状のシリコーン樹脂２３１に例えば黒色顔料からなる第２色素２２９を添加して混合することにより、第２色素を含有する液状シリコーン樹脂２２７が準備される。
なお、第２色素含有液状シリコーン樹脂２２７には、使用するシリコーン樹脂の特性に応じた重合開始剤、硬化剤、架橋剤等の添加剤が適宜添加されている。
【０１１７】
そして、図１６（ｊ）に示すように、色素拡散防止部材２２３の空洞２１９内表面と硬化済みの色素含有シリコーン樹脂２１５表面との間に設けられている間隙２２５に、上記した第２色素（黒色顔料）含有の液状シリコーン樹脂２２７を導入し、間隙２２５を第２色素含有液状シリコーン樹脂２２７で満たす。
【０１１８】
そして、図１７（ｋ）に示すように、上記間隙に投入した第２色素（黒色顔料）含有の液状シリコーン樹脂２２７を硬化させる。シリコーン樹脂の硬化は、使用するシリコーン樹脂に応じて、室温で一定時間放置したり、一定時間加熱したりすることによりなされる。使用するシリコーン樹脂が光硬化性樹脂の場合は、硬化用の光を照射することにより硬化が行われる。図１７（ｋ）は、液状のシリコーン樹脂を加熱して硬化させる例を示している。
以上の工程を経て、構造物２が完成する。
【０１１９】
なお、図１７（ｋ）に示す状態では、色素拡散抑制部材２２３の開口２２１においては、硬化済みの色素含有シリコーン樹脂２１５および第２色素含有シリコーン樹脂２３３が露出している。この露出部分も色素拡散抑制部材２２３により覆う必要がある場合は、図１７（ｌ）に示すように、色素拡散抑制部材２２３と同一、または同等の材料からなる蓋部材２３５を開口２２１に接合する。接合は、例えば、溶着により行われる。
【０１２０】
なお、硬化済みの色素含有シリコーン樹脂２１５を得る場合、構造物１の製造方法（２）にあるように、型材２０１内部に、予め色素を分散させた液状のシリコーン樹脂を導入してこのシリコーン樹脂を固化するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１・・・構造物、２・・・構造物、３・・・色素含有のシリコーン樹脂、５・・・色素拡散抑制部材、１１・・・液状のシリコーン樹脂、１３・・・硬化したシリコーン樹脂、１７・・・色素溶液、２１・・・色素含有シリコーン樹脂、２３・・・構造物、３１・・・色素拡散抑制部材、３３・・・色素溶液、３９・・・液状のシリコーン樹脂、４１・・・混合液、４７・・・色素含有シリコーン樹脂、５１・・・光学フィルタ、５３・・・光誘起蛍光測定器、５５・・・固体光源、６３・・・筐体、６５・・・第１のシリコーン樹脂、６７・・・第１の空気室、６９・・・第２のシリコーン樹脂、７１・・・ノッチフィルタ、７３・・・第３のシリコーン樹脂、７５・・・第２の空気室、７７・・・色素拡散抑制部材、７９・・・色素含有シリコーン樹脂、２０１・・・型材、２０７・・・液状のシリコーン樹脂、２０９・・・シリコーン樹脂、２１１・・・構造物、２１３・・・色素溶液、２１５・・・硬化した色素含有シリコーン樹脂、２１７・・・構造物、２２３・・・色素拡散抑制部材、２２７・・・第２色素を含有する液状シリコーン樹脂、２２９・・・第２色素、２３１・・・液状のシリコーン樹脂、２３３・・・第２色素含有シリコーン樹脂、２３５・・・蓋部材
【図１】
2015083962.tif 000004
【図２】
2015083962.tif 000005
【図３】
2015083962.tif 000006
【図４】
2015083962.tif 000007
【図５】
2015083962.tif 000008
【図６】
2015083962.tif 000009
【図７】
2015083962.tif 000010
【図８】
2015083962.tif 000011
【図９】
2015083962.tif 000012
【図１０】
2015083962.tif 000013
【図１１】
2015083962.tif 000014
【図１２】
2015083962.tif 000015
【図１３】
2015083962.tif 000016
【図１４】
2015083962.tif 000017
【図１５】
2015083962.tif 000018
【図１６】
2015083962.tif 000019
【図１７】
2015083962.tif 000020