JP2020126268A - 光学部材、光測定装置、試料保持部材、光測定システム及び特定波長集光部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、高価なノッチフィルタ等の光学素子の代替となり、かつ、形状の自由度が高い光学部材を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の第1の観点は、第1波長の光の直進よりも、第2波長の光の直進を遮る光学部材であって、シリコーン樹脂部と、前記シリコーン樹脂部の中に分散された光学材料粒子と、光源からの光をシリコーン樹脂部に入射させる入射面と、入射面に対向し、光をシリコーン樹脂部から出射させる出射面とを備え、前記シリコーン樹脂部と前記光学材料粒子の屈折率が光の第1波長において一致し、光の第2波長において一致せず、シリコーン樹脂部は、入射面から入射した光のうち、第1波長の光を出射面から直進的に出射させ、第2波長の光を前記出射面から直進的に出射させない、光学部材である。これにより、特定の波長(第1波長)を選択的に透過させる光学部材等を従来の光学素子とは異なる部材により提供することが可能になる。【選択図】 図2
Description
本発明は、光学部材、光測定装置、試料保持部材、光測定システム及び特定波長集光部材に関し、特に、第1波長の光の直進よりも、第2波長の光の直進を遮る光学部材等に関するものである。
近年、吸光度法、レーザ誘起蛍光法などの光分析技術を用いた光測定装置の小型化、高性能な測定可能化などが要請されている。このような光測定装置は、例えば、ライフサイエンス分野における広範囲なバイオアナリシスにおいて採用されており、例えば、ポイントオブケア検査(POCT)用の測定機器として期待されている。POCT用測定機器として使用する場合、上記光測定装置は、携帯可能な程度の小型化の要請がある。
光測定装置の小型化を行うと、当該装置内において、試料に測定光を照射するための光源と、試料からの観測光をモニタする検出器との距離が近くなる。また、光源からの測定光を試料に導く測定光学系を構成する導光路や、試料からの観測光を検出器に導光する観測光収集光学系を構成する導光路には、集光レンズや光学フィルタ等の光学素子が存在する。
よって、これらの導光路を光が進行する際に発生する反射光、散乱光といった、測定においてノイズとなりうる迷光の影響は、光測定装置が小型化するにつれて顕著になる。このような、迷光の影響をできるだけ抑制し、光学測定装置の小型化を実現するために、発明者らは、例えば、特許文献1及び特許文献2において、導光路をシリコーン樹脂で形成したことを主な特徴とする光測定装置を提案した。
上記光測定装置における導光路は、少なくともその一部に、光源からの測定光、試料からの観測光に透明な樹脂が充填されている。更にこの透明樹脂からなる導光路は、上記迷光を吸収する特性を有する顔料が分散した樹脂で包囲されている。
ここで、導光路を構成する透明樹脂と、顔料含有樹脂との材質とを同じとすることにより、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、顔料含有樹脂に入射した迷光は顔料により吸収され、導光路を構成する透明樹脂に戻ることはほとんどなく、また、顔料含有樹脂から外部へ迷光が漏えいすることもない。
よって、迷光の複雑な多重反射から生じる迷光の影響は殆ど抑制されるので、導光路中の光学系は、複雑な多重反射に対応する必要がない。
透明なシリコーン樹脂からなる導光路には、導光する光の整形や波長フィルタリングのため、適宜レンズ、光学フィルタ、プリズム等の光学素子が埋設される。
例えば、特許文献1に記載されている光測定装置は、光(レーザ)誘起蛍光測定装置であり、レーザ光源から励起光が照射された試料から放出される蛍光をセンサに導光する蛍光収集光学系に上記した透明なシリコーン樹脂からなる導光路を採用している。そして、導光路には、複数枚のレンズ、複数枚の光学フィルタが埋設されている。複数枚の光学フィルタとしては、例えば、上記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。
ノッチフィルタや色ガラスフィルタは一般的に高価である。発明者らは、これらと性能的に遜色がなく、安価でかつ形状の自由度が高い光学素子を提案した。
例えば、特許文献2では、透明のシリコーン樹脂内に設けた空洞において、当該空洞と樹脂との境界面の一方に樹脂により形成される回折格子状面を設け、この回折格子状面の前後で導光路が屈曲している構造を提案した。この回折格子状面に入射した光は回折され、屈曲した光路の方向に沿って進む光のみが測定部に到達する。よって、この構造は、高価なノッチフィルタと同等の性能を有する光学特性を有することになる。
しかしながら、特許文献1又は特許文献2に記載の回折格子状面を有する上記構造は、各構成要素の配置が重要であるため、構造上の制約が多く、形状の自由度が低い。
そこで、本発明は、高価なノッチフィルタ等の光学素子の代替となり、かつ、形状の自由度が高い光学部材を提供することを目的とする。
本発明の第1の観点は、第1波長の光の直進よりも、第2波長の光の直進を遮る光学部材であって、シリコーン樹脂部と、前記シリコーン樹脂部の中に分散された光学材料粒子と、光源からの光を前記シリコーン樹脂部に入射させる入射面と、前記入射面に対向し、前記光を前記シリコーン樹脂部から出射させる出射面とを備え、前記シリコーン樹脂部と前記光学材料粒子の屈折率が前記光の前記第1波長において一致し、前記光の前記第2波長において一致せず、前記シリコーン樹脂部は、前記入射面から入射した前記光のうち、前記第1波長の光を前記出射面から直進的に出射させ、前記第2波長の光を前記出射面から直進的に出射させない、光学部材である。
本発明の第2の観点は、第1の観点の光学部材であって、前記シリコーン樹脂部がPDMSであり、前記光学材料粒子が二酸化ケイ素(SiO2)である、光学部材である。
本発明の第3の観点は、第2の観点の光学部材であって、前記光学材料粒子の短径が0.1μm以上20μm以下であり、前記シリコーン樹脂部の中の前記光学材料粒子の濃度が10wt%以上20wt%であり、前記光学材料粒子の光路長が0.2mm以上10mm以下である、光学部材である。
本発明の第4の観点は、第1の観点の光学部材であって、前記シリコーン樹脂部がPDMSであり、前記光学材料粒子がフッ化カルシウム(CaF2)である、光学部材である。
本発明の第5の観点は、第4の観点の光学部材であって、前記光学材料粒子の短径が20μm以上500μm以下であり、前記シリコーン樹脂部の中の前記光学材料粒子の濃度が5wt%以上50wt%以下であり、前記光学材料粒子の光路長が0.2mm以上10mm以下である、光学部材である。
本発明の第6の観点は、第1から第5のいずれかの観点の光学部材を導光路の少なくとも一部として含むフィルタリング導光路と、前記フィルタリング導光路に接する顔料含有樹脂部とを備える、光測定装置である。
本発明の第7の観点は、光測定の試料を保持する試料保持部材であって、光源部からの光が透過する光透過部の少なくとも一部に、第1から第5の観点のいずれかに記載の光学部材を備える、試料保持部材である。
本発明の第8の観点は、第7の観点の試料保持部材であって、前記試料保持部材の全体が、前記光学部材からなる、試料保持部材である。
本発明の第9の観点は、第7又は第8の観点の試料保持部材であって、前記光学部材が、第1粒子を前記光学材料粒子として有する第1粒子含有樹脂部と、前記第1粒子とは異なる第2粒子を前記光学材料粒子として有する第2粒子含有樹脂部とを有し、前記シリコーン樹脂部と前記第1粒子の屈折率が、前記第1波長において一致し、前記第1波長とは異なる前記第2波長において一致しないものであり、前記シリコーン樹脂部と前記第2粒子の屈折率が、前記第1波長とは異なる第3波長において一致し、前記第3波長とは異なる第4波長において一致しないものである、試料保持部材である。
本発明の第10の観点は、第7又は第8の観点の試料保持部材であって、前記光学部材が、第1シリコーン樹脂部を前記シリコーン樹脂部として有する第1粒子含有樹脂部と、前記第1シリコーン樹脂部とは異なるシリコーン樹脂からなる第2シリコーン樹脂部を前記シリコーン樹脂部として有する第2粒子含有樹脂部とを有し、前記第1シリコーン樹脂部と前記光学材料粒子の屈折率が、前記第1波長において一致し、前記第1波長とは異なる前記第2波長において一致しないものであり、前記第2シリコーン樹脂部と前記前記光学材料粒子の屈折率が、前記第1波長とは異なる第3波長において一致し、前記第3波長とは異なる第4波長において一致しないものである、試料保持部材である。
本発明の第11の観点は、試料を保持する試料保持部材と、光測定装置とを備える光測定システムであって、前記光測定装置は、前記試料に光を照射する光源部と、前記試料からの光を集光する集光レンズ部と、前記集光レンズ部で集光された光を測定する光測定部とを備え、前記試料保持部材は、第7から第10の観点のいずれかに記載の試料保持部材である、光測定システムである。
本発明の第12の観点は、第11の観点の光測定システムであって、前記試料保持部材は、第1粒子を前記光学材料粒子として有する第1粒子含有樹脂部からなる第1透過部と、前記第1粒子とは異なる第2粒子を前記光学材料粒子として有する第2粒子含有樹脂部からなる第2透過部を有し、前記光測定装置は、前記試料に第1光を照射する第1光源部と、前記試料に第2光を照射する第2光源部と、前記第1透過部を透過した前記試料からの光を集光する第1集光レンズ部と、前記第2透過部と透過した前記試料からの光を集光する第2集光レンズ部と、前記第1集光レンズ部で集光された光を測定する第1光測定部と、前記第2集光レンズ部で集光された光を測定する第2光測定部とを備える、光測定システムである。
本発明の第13の観点は、第12の観点の光測定システムであって、前記第1光源部及び前記第2光源部は、それぞれ、前記試料保持部材の対向する面に光を照射する位置にあり、前記試料保持部材のうち、前記第1光が透過する部分は、前記第1粒子含有樹脂部からなり、前記第2光が透過する部分は、前記第2粒子含有樹脂部からなる、光測定システムである。
本発明の第14の観点は、試料を保持する試料保持部材と、光測定装置とを備える光測定システムであって、前記光測定装置は、前記試料に光を照射する光源部と、前記試料からの光を測定する光測定部と、前記試料保持部材の光透過部と前記光測定部の受光面との間を充填する透明樹脂部と、前記透明樹脂部を包囲する顔料含有樹脂とを備え、前記試料保持部材は、、第7から第10の観点のいずれかに記載の試料保持部材である、光測定システムである。
本発明の第15の観点は、試料からの第1波長の光を集光する特定波長集光部材であって、試料からの光を集光するレンズ部と、第1から第5の観点のいずれかに記載の光学部材とを備え、前記光学部材は、前記レンズ部に隣接する、特定波長集光部材である。
本発明の第16の観点は、第15の観点の特定波長集光部材であって、前記光学部材の少なくとも光路上流および少なくとも光路上流に平凸レンズを備える特定波長集光部材である。
本発明の第17の観点は、第15の観点の特定波長集光部材であって、前記レンズ部として、少なくとも一枚の平凸レンズを備え、光を反射させる光反射部をさらに備え、前記試料から前記光反射部への入射光及びその反射光の両方が、前記平凸レンズ及び前記光学部材の両方を透過する、特定波長集光部材である。
本発明の第18の観点は、試料からの第1波長の光を測定する光測定装置であって、前記試料に光を照射する光源部と、前記試料からの第1波長の光を集光する特定波長集光部材と、前記特定波長集光部材で集光された光を測定する光測定部とを備え、前記特定波長集光部材は、第15から第17の観点のいずれかに記載の特定波長集光部材である、光測定装置である。
本発明の第19の観点は、第18の観点の光測定装置であって、前記光測定部の光入射側に、アパーチャ部材を備える、光測定装置である。
本発明の各観点によれば、特定の波長(第1波長)を選択的に透過させる光学部材等を従来の光学素子とは異なる部材により提供することが可能になる。
また、本発明の光学部材は、シリコーン樹脂中に光学材料粒子が分散しているという単純な構図であり、構造上の制約が少ない。つまり、シリコーン樹脂中に光学材料粒子がばらばらに散っている状態であればよく、各構成要素の位置や角度の調整等の精密な作業は必要でない。よって、本発明の光学部材は、形状の自由度が高い。また、精密さが求められる作業工程が従来に比べて少ないため、低コストで製造可能である。
さらに、光学材料粒子を分散させたシリコーン樹脂を原料として、3Dプリンタ等の印刷技術を用いて成形することも可能である。
本発明の第2の観点によれば、280nmの光を選択的に透過する光学部材を提供することが可能になる。
本発明の第3の観点によれば、より高い精度で、280nmの光の選択的透過が可能になる。
本発明の第4の観点によれば、280nm又は260nmの光を選択的に透過する光学部材を提供することが可能になる。
本発明の第5の観点によれば、より高い精度で、280nmの光の選択的透過が可能になる。
本発明の第6の観点によれば、特定の波長(第1波長)を選択的に透過させるフィルタリング導光路を含む光測定装置を提供することが可能になる。さらに、フィルタリング導光路で直進を遮られた第2波長の光を、フィルタリング導光路に接する顔料含有樹脂部で吸収し、迷光の発生を抑制することが可能になる。つまり、顔料含有樹脂部に入射した第2波長の光は顔料により吸収されるため、フィルタリング導光路に戻ることはほとんどなく、また、顔料含有樹脂部から外部へ迷光として漏えいすることもなくなる。
本発明の第7及び第11の観点によれば、試料保持部材が、単に試料を保持するだけでなく、特定の波長(第1波長)の光を選択的に透過させることも可能になる。そのため、ノッチフィルタ等の光学素子を用いる装置と比較して、光測定装置を構成する光学素子の数を減らすことができ、POCTにおける測定現場でのハンドリングが容易となる。
しかも、本発明の光学部材は、当該光学部材への光の入射角が0でなくても、第1波長を直進させ、第2波長を散乱させる機能を有する。一方、波長選択のために従来から使用されているノッチフィルタは、入射角0の光でなければ波長選択機能を発揮できなかった。したがって、本発明の光測定システムは、入射光0とするためのレンズが不要となるため、従来よりも光学素子の少ない構造にすることができる。
本発明の第8の観点によれば、試料保持部材を更に小型化することが可能になる。
本発明の第9、第10及び第12の観点によれば、複数の波長の光を選択的に透過させて、同時に測定することが可能になる。しかも、切替スイッチのような能動素子が不要であるため、測定現場で故障しにくい部材を提供することが容易となる。
本発明の第13の観点によれば、2つの測定部がそれぞれ反対方向からの光を測定する配置となる。そのため、放射状に発光する光源を用いても、各光測定部への対応しない光源からのノイズ光の入射を低減することが可能になる。また、二つの波長を同時に測定できる光測定装置を更に小型化することが可能になる。
本発明の第14の観点によれば、光学部材で散乱された光が顔料含有樹脂部で吸収されるため、光測定部へのノイズ光の入射を低減することが可能になる。結果として、測定光を集光する集光レンズを設けなくても十分測定できるため、光測定装置を更に小型化することが可能になる。
本発明の第15から第18の観点によれば、より高い分光性能の光学部材を提供することができ、結果的に光測定装置の光路長がより短くなる。また、光測定部の受光面での光強度の減衰も抑制することが可能になる。
本発明の第17の観点によれば、光路を折り返すため、さらに小型の光測定装置を提供することが可能になる。また、光学部材の厚みもより薄くすることができる。
本発明の第19の観点によれば、よりシャープなピークを観測可能な光測定装置を提供することが可能になる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について述べる。実施例1は、本発明に係る光学部材についての実施例であり、実施例2から実施例7は、本発明に係る光学部材を使用した光測定システムについての実施例である。なお。本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。
図1は、シリコーン樹脂及び光学材料の屈折率の波長依存性を示す模式図である。実線がシリコーン樹脂、一点鎖線が光学材料を示しており、2本の曲線は1点で交わっている。ここでは、シリコーン樹脂と光学材料の屈折率が一致する波長をλ1(本願請求項記載の「第1波長」の一例)とする。
図2は、本発明の光学部材1の模式図である。光学部材1において、透明なシリコーン樹脂3に、光学材料からなる粒子5が分散されている。
2つの互いに接する材料のそれぞれの屈折率が一致する場合、その2つの材料の境界面は光学的には存在しないとみなすことができる。したがって、シリコーン樹脂3の屈折率と粒子5の屈折率が一致する波長λ1の光は、シリコーン樹脂3と粒子5との境界面において、反射、散乱及び屈折が発生しない。つまり、直進光として光学部材1に入射する波長λ1の光7は、光学部材1の中を直進する。
一方、波長λ1とは一致しない波長λ2の光9(本願請求項記載の「第2波長」の一例)を光学部材1に照射すると、当該波長λ2の光9は、シリコーン樹脂3と粒子5との境界面において、反射、散乱又は屈折が発生する。そのため、直進光として波長λ2の光9が光学部材1に入射しても、波長λ2の光9は、シリコーン樹脂3と粒子5との境界面における反射、散乱又は屈折により、光学部材1の中を直進しない。
言い換えれば、上記図2に示す光学部材1は、波長λ1の光7を選択的に透過する光学フィルタとして機能し、例えばノッチフィルタの代替光学素子となる。
図3に、先行文献に基づいて算出したPDMS(ポリジメチルシロキサン、本願請求項記載の「シリコーン樹脂部」の一例)、SiO2(二酸化ケイ素)及びCaF2(フッ化カルシウム)の屈折率の波長依存性を示す図である。SiO2曲線及びCaF2曲線はどちらもPDMS曲線との交点がある。この交点が存在する波長が、上記した波長λ1となる。そのため、SiO2又はCaF2の粒子をPDMSの中に分散させることで、波長λ1の光を選択的に透過させるノッチフィルタの代替光学素子とすることが期待できる。
図4に、PDMSにSiO2粒子(本願請求項記載の「光学材料粒子」の一例)を分散させて得られる光学部材(本願請求項記載の「光学部材」の一例)の透過率特性を示す。縦軸は透過率、横軸は透過した光の波長である。
ここで、SiO2粒子の粒径(短径)は100nmであり、PDMS中に分散させたSiO2粒子の濃度は15、20、25wt%である。また光学部材の光路長(図2におけるd)は、1mmとした。
図4において、透過率が極大となるピーク波長は約280nm(本願請求項記載の「第1波長」の一例)であった。特にSiO2粒子の濃度20wt%において、280nmの光の透過率が最大となる。また、240nm付近の領域Aにおいて、透過率の第2ピークが生じているが、これはPDMSに入射した光によって発生した蛍光によるものと考えられる。また、260nm付近の領域Bにおける透過率の変動は、PDMSを架橋して固化する際の残留物質に起因するものと考えられる。
図4の結果から明らかなように、上記光学素子は特定の波長(約280nm)に対する透過率のピークが存在する。すなわち、上記光学部材には、波長280nmの光を選択的に透過させる機能を有することが分かった。なお、SiO2粒子の短径が0.1μm以上20μm以下であり、PDMSの中のSiO2粒子の濃度が10wt%以上20wt%以下であり、光学部材の光路長が0.2mm以上10mm以下であっても、同様の機能が実現できると想定される。
図5に、PDMSにCaF2粒子(本願請求項記載の「光学材料粒子」の一例)を分散させて得られる光学部材(本願請求項記載の「光学部材」の一例)の透過率特性を示す。縦軸は透過率、横軸は透過した光の波長である。
ここで、CaF2粒子の粒径(短径)は20μm以上500μm以下であり、PDMS中に分散させたCaF2粒子の濃度は30wt%である。また光学部材の光路長(図2におけるd)は、1mmとした。
図5に示されるように、透過率が極大となるピーク波長280nm(本願請求項記載の「第1波長」の一例)の光の透過率は約80%と特に高かった。つまり、上記光学部材は、波長280nmの光を選択的に透過させる機能を有することが分かった。なお、CaF2粒子の短径が20μm以上500μm以下であり、PDMSの中のCaF2粒子の濃度が5wt%以上50wt%以下であり、光学部材の光路長が0.2mm以上10mm以下であっても、同様の機能が実現できると想定される。さらに、PDMSの中のCaF2粒子の濃度が10wt%以上30wt%以下であればさらに好ましい。
なお、図3から予想されるピーク波長(SiO2曲線とPDMS曲線との交点が存在する波長およびCaF2曲線とPDMS曲線との交点が存在する波長)と図4および図5のピーク波長とには、ズレがある。図3は先行文献を参考に外挿により算出したものであるのに対し、図4及び図5は実際の測定結果に基づくものであるため、PDMSの実製品における固化のための添加剤(固化剤)に起因する紫外領域での屈折率上昇が影響して図3におけるピーク波長と図4及び図5におけるピーク波長とにズレが生じたと思われる。
また、適宜、固化剤の成分が異なるPDMS製品を選択することで、透過率が極大となるピーク波長を250nmから300nmの範囲で変更することが出来る。図5には、PDMSにCaF2粒子を分散させて得られる光学部材が280nmの光を選択的に透過させることを示したが、異なる固化剤を用いて260nmの光を選択的に透過できた。また、固化剤を用いずに電子ビームで固化すれば250nmの光を透過させることもできることが分かっている。
さらに、光路長d、シリコーン樹脂に分散させる粒子の粒径、濃度等を適切に設定することにより、より波長選択性の高い光学部材が得られるものと期待できる。
また、本発明に係る光学部材を光測定装置(本願請求項記載の「光測定装置」の一例)に用いる場合は、例えば、導光路の一部に当該光学部材を設けてフィルタリング導光路(本願請求項記載の「フィルタリング導光路」の一例)としてもよい。さらに、フィルタリング導光路の周囲に顔料含有樹脂部(本願請求項記載の「顔料樹脂部」の一例)を設けてもよい。
図6は、周囲に顔料含有樹脂部11を設けたフィルタリング導光路13の模式図である。顔料樹脂部11においては、PDMS等の樹脂に、光を吸収する特性を有する顔料が分散されている。これにより、フィルタリング導光路13で直進を遮られ顔料含有樹脂部11に入射した波長λ2の光9が顔料により吸収されるため、フィルタリング導光路13に戻ることはほとんどなく、また、顔料含有樹脂部11から外部へ迷光として漏えいすることもなくなり、迷光の発生が抑制される。
図7に、本発明の光学部材20を備える光測定システム22の基本構成を示す。本発明の光測定システム22は、紫外線を含む光を放出する例えばUV−LEDからなるUV光源24、測定試料26を保持するUV透過セル28(本願請求項記載の「試料保持部材」の一例)、UV透過セル28を透過した光を平行光にする第1レンズ30、紫外線を含む光が照射された試料26から放出される光から所定の紫外線(例えば、波長260nm、280nm)の光を選択する光学部材20、光学部材20で選択された光を収集するための、例えば第2レンズ32を有する光収集光学系、当該光収集光学系で収集された光を受光し、光測定を行うセンサ34を備える。
紫外線を用いた光学測定用のUV測定セルは、通常は例えば、紫外線透過性が良好な石英ガラスから構成される。但し、石英ガラスからなるUV測定セルは比較的高価であり、また衝撃に対して脆い。よって、POCT用の光学測定装置に使用されるサンプルケースとしては、測定現場でのハンドリング性がよくない。
そこで、本実施例の光測定システム22に用いるUV測定セル28は、石英ガラスではなく、紫外線透過特性を有する汎用のシリコーン樹脂(エラストマー)を用いて構成した。これにより、製造上の自由度が高く、所望の形に成形することが容易となる。また、弾性特性があるので、耐衝撃性が良好である。そのため、POCTにおける測定現場でのハンドリング性が石英ガラスに比べ良い。さらに、大量生産により、製造コストを安価にすることができる。
また、図7に示す光測定システム22は、第1レンズ30を省いて小型化することも可能である。従来、波長選択にノッチフィルタを用いていた場合は、ノッチフィルタへの光の入射角を0にするために、第1レンズ30のような光学素子が必要であった。しかし、本発明の光学部材20は、入射角が0の光でなくても、PDMSと光学材料粒子の屈折率が一致する波長の光を直進させ、その他の光を散乱させることができる。そのため、実施例3に示すように、光測定システム22では、第1レンズ30がなくても光測定が可能である。
なお、上記基本構成においては、液体試料をUV透過セル内に保持する方式であるので、測定前に事前に測定試料を準備しておくことができる。すなわち、液体試料を注入した光測定用UV透過セルを事前に準備可能であり、必要に応じて、複数のUV透過セルを用意することも可能となる。
なお、UV透過セルを用いず、体積マイクロリットルオーダーの測定試料(液体)を、
表面張力を利用して円筒状に保持し、当該試料を光学測定する方法・装置が特許文献3に開示されている。このような装置を用いることにより、試料をサンプルケースに保持することなく、紫外線を用いた光学測定を行うことが可能となる。しかしながら、マイクロリットルオーダーの測定試料は、蒸発しやすく、光学測定中に試料を通過する通過光の光路が絶えず変化し、安定した光学測定が非常に困難となる。
表面張力を利用して円筒状に保持し、当該試料を光学測定する方法・装置が特許文献3に開示されている。このような装置を用いることにより、試料をサンプルケースに保持することなく、紫外線を用いた光学測定を行うことが可能となる。しかしながら、マイクロリットルオーダーの測定試料は、蒸発しやすく、光学測定中に試料を通過する通過光の光路が絶えず変化し、安定した光学測定が非常に困難となる。
また、上記した装置で複数回の測定を実施する場合、各測定が終了後、都度測定部において測定試料の拭き取りが行われる。よって、それに続く測定は、拭き取り具合によっては、前回の測定の影響を受ける。例えば、前回測定試料が僅かでも残留する場合、それはそれに続く測定において不純物となり得る。
一方、本実施例の基本構成においては、UV透過セル内に測定試料を注入する方式であるので、液体試料の量が少なくても蒸発の影響は殆どない。よって、安定な光学測定を行うことが可能となる。
さらに、複数回の光学測定を行う場合、測定試料を注入済みの複数のUV透過セルを用意すればよく、従来技術のように、測定の都度、測定部を洗浄する必要はない。そのため、各光学測定において、前回の測定の影響を受けることはなく、信頼性の高い光学測定を実施することが可能となる。
図8は、光学部材38(本願請求項記載の「光学部材」の一例)を有するUV透過セル40を備える光測定システム36(本願請求項記載の「光測定システム」の一例)の図である。光測定システム36は、UV光源42(本願請求項記載の「光源部」の一例)、UV透過セル40を透過した光を集光する集光レンズ44(本願請求項記載の「集光レンズ部」の一例)、集光レンズ44で集光された光を受光して測定するセンサ46(本願請求項記載の「光測定部」の一例)を備える。UV透過セル40は、セル部48と光学部材38とが一体となって構成されている。セル部48は、紫外線透過性の高いシリコーン樹脂からなり、試料50を入れるための空洞を有している。光学部材38は、UV透過セル40のうちUV光源42からの光が透過する光透過部(本願請求項記載の「光透過部」の一例)の一部であり、実施例1の光学部材と同様に、光学材料粒子(本願請求項記載の「光学材料粒子」の一例)が分散したシリコーン樹脂(本願請求項記載の「シリコーン樹脂部」の一例)からなる。そのため、UV透過セル40は、光学部材38を構成するシリコーン樹脂と光学材料粒子の屈折率が一致する波長の光だけを直進させ、その他の光を散乱させる波長選択機能を有する。
ノッチフィルタと光学部材38は、どちらも同様に波長選択機能を有しているが、入射光の入射角を0にする必要があるか否かで相違する。ノッチフィルタを用いる場合は、試料からノッチフィルタへの光の入射角を0にするために、ノッチフィルタと試料保持部の間にレンズが必要である。しかし、光学部材38とセル部48の間には、入射角を0にするためのレンズは必要ないため、実質的に一体化することが可能となり、光測定システム36の小型化が実現できる。
また、UV透過セル40は、シリコーン樹脂がエラストマーの場合、弾性特性があるので耐衝撃性が良好となる。よって、POCTにおける測定現場でのハンドリングが容易となる。更に、大量生産により、製造コストを安価にすることができる。
光学部材38を構成するシリコーン樹脂と光学材料の屈折率が一致する波長をλ1(本願請求項記載の「第1波長」の一例)とするとき、光学部材38を透過する光のうち、波長λ1以外の波長(本願請求項記載の「第2波長」の一例)の光の大部分49は、光学部材38によりあらゆる方向に散乱する。一方、波長λ1の光は、光学部材38において散乱しないので、UV光源から放出される光の性質を維持したまま進行する。
よって、光学部材38と集光レンズ44との距離を所定の距離dとすることにより、集光レンズ44へ到達する波長λ1以外の光成分は少なくなり、集光レンズ44への波長λ1以外の光の入射量を小さくすることが可能となる。そして、集光レンズ44により、集光レンズ44を通過した波長λ1の光は、センサ46の受光面に選択的に集光される。
図9は、光学部材で構成されたUV透過セル52を備える光測定システム53の図である。実施例3では、UV透過セルと光学部材とが実質的に一体化した構造であった。本実施例では、シリコーン樹脂からなるUV透過セル52そのものに光学材料粒子を分散させ、UV透過セル52自体に波長選択機能を付与するものである。UV透過セル52自体が、実施例3の光学部材と同様に機能するため、本実施例に係る光測定システム53は、実施例3に示す光測定システム36より更に小型化することが可能となる。
図10は、二種類の光学部材を有するUV透過セル62を備える、二波長同時測定が可能な光測定システム60の図である。本実施例のUV透過セル62は、実施例3に係るUV透過セル40と同様に、UV透過セル62のセル部64の光透過側に、波長λ1(本願請求項記載の「第1波長」の一例)の光が直進し、波長λ1の以外の波長(本願請求項記載の「第2波長」の一例)の光を散乱させる第1粒子含有樹脂部66(波長=λ1直進、波長≠λ1散乱、本願請求項記載の「第1粒子含有樹脂部」の一例)を有する。また、セル部64は、紫外線透過性の高いシリコーン樹脂からなり、試料70を入れるための空洞を有している。
そのため、第1UV光源(本願請求項記載の「第1光源部」の一例)68から放出される紫外線(波長λ1)を含む光は、UV透過セル62のセル部64を介して試料70に照射され、試料70から放出される光はセル部64を介して第1粒子含有樹脂部66に到達する。第1粒子含有樹脂部66では、波長λ1の光は入射角が維持されたまま屈折せずに通過し、波長λ1以外の波長の光はあらゆる方向へ散乱する。波長λ1以外の光が到達する量が十分小さくなるように、第1粒子含有樹脂部66から距離d1の位置に設置された第1集光レンズ72(本願請求項記載の「第1集光レンズ部」の一例)を通過する波長λ1の光は、第1センサ74(本願請求項記載の「第1光測定部」の一例)の受光面に集光され、当該波長λ1の光が第1センサ74により測定される。
更に、光測定システム60は、第1UV光源68、第1粒子含有樹脂部66、第1集光レンズ72、第1センサ74からなる光学系の光軸に対しほぼ直角なるように、第2UV光源76(本願請求項記載の「第2光源部」の一例)、第2粒子含有樹脂部78、第2集光レンズ80(本願請求項記載の「第2集光レンズ部」の一例)、第2センサ82(本願請求項記載の「第2光測定部」の一例)からなる光学系の光軸を設定する。すなわち、断面四角形のUV透過セル62は、例えば四角柱状であり、第1粒子含有樹脂68が設けられる面と直行する面に、第2粒子含有樹脂部78(本願請求項記載の「第2粒子含有樹脂部」の一例)が設けられている。第2粒子含有樹脂部78は、第1粒子含有樹脂部66とは異なる光学材料粒子が分散したシリコーン樹脂からなり、波長λ1とは異なる波長λ3(本願請求項記載の「第3波長」の一例)の光が直進し、波長λ3以外の波長(本願請求項記載の「第4波長」の一例)光を散乱させる波長選択機能を有する。
第2UV光源76から放出される紫外線(波長λ3)を含む光は、UV透過セル62のセル部64を介して試料70に照射され、試料70から放出される光はセル部64を介して第2粒子含有樹脂部78に到達する。第2粒子含有樹脂部78では、波長λ3の光は入射角が維持されたまま屈折せずに通過し、波長λ3以外の波長の光はあらゆる方向へ散乱する。波長λ3以外の波長の光が到達する量が十分小さくなるように、第2粒子含有樹脂部78から距離d2の位置に設置された第2集光レンズ80を通過する波長λ3の光は、第2センサ82の受光面に集光され、当該波長λ2の光が第2センサ82により測定される。
すなわち、図10に示す光測定システム60及びUV透過セル62の光測定システムによれば、試料70から放出される光のうち、2つの波長(λ1、λ3)を選択し、かつ、同時に測定することが可能となる。
図11は、二種類の光学部材からなるUV透過セル92を備える、二波長同時測定が可能な光測定システム90の図である。本実施例の光測定システム90は、実施例5と同様に、試料から放出される光のうち、2つの波長(λ1、λ3)を選択し、かつ、同時に測定するものである。また、UV透過セル92は、実施例4と同様に、シリコーン樹脂からなるUV透過セルそのものに光学材料粒子を分散させ、UV測定セル自体に波長選択機能を付与するものである。
UV透過セル92は、二種類の光学部材からなる。その一方は、第1光学材料粒子がシリコーン樹脂中に分散されている第1粒子含有樹脂部94であり、他方は、第1光学材料粒子とは異なる第2光学材料粒子が分散されている第2粒子含有樹脂部96である。第1光学材料粒子94は、シリコーン樹脂と波長λ1で屈折率が一致する。第2光学材料粒子96は、波長λ1とは異なる波長λ3でシリコーン樹脂と屈折率が一致する。
すなわち、第1UV光源98から放出される紫外線(波長λ1)を含む光は、UV透過セル92の第1粒子含有樹脂部94を介して試料100に照射され、試料100から放出される光はUV透過セル92の第1粒子含有樹脂部94を通過する。第1粒子含有樹脂部94では、紫外線(波長λ1)は入射角が維持されたまま屈折せずに通過し、波長λ1以外の波長の光はあらゆる方向へ散乱する。波長λ1以外の波長の光が到達する量が十分小さくなるように、第1粒子含有樹脂部94から距離d1の位置に設置された第1集光レンズ102を通過する波長λ1の光は、第1センサ104の受光面に集光され、当該波長λ1の光が第1センサ104により測定される。
同様に、第2UV光源106から放出される紫外線(波長λ3)を含む光は、UV透過セル92の第2粒子含有樹脂部96を介して試料100に照射され、試料100から放出される光はUV透過セル92の第2粒子含有樹脂部96を通過する。第2粒子含有樹脂部96では、紫外線(波長λ3)は入射角が維持されたまま屈折せずに通過し、波長λ3以外の波長の光はあらゆる方向へ散乱する。波長λ3以外の波長の光が到達する量が十分小さくなるように、第2粒子含有樹脂部96から距離d2の位置に設置された第2集光レンズ108を通過する波長λ3の光は、第2センサ110の受光面に集光され、当該波長λ3の光が第2センサ110により測定される。
すなわち、図11に示す光測定システム90によれば、試料から放出される光のうち、2つの波長(λ1、λ3)を選択し、かつ、同時に測定することが可能となる。
なお、本実施例の光測定システム90は、実施例5の光測定システム60と同一かつ同数の部品で構成されているが、それらの配置が異なる。本実施例のように各部品を配置することで、第1センサ104への第2UV光源106からの光の入射と、第2センサ110への第1UV光源98からの光の入射を容易に低減することができる。
図12は、実施例3の光測定システム36に、SOT(Silicone Optical Technologies)を適用した光測定システム120を示す図である。SOTとは、本発明の発明者らの発明であり、光学系を透明なシリコーン樹脂及び顔料含有樹脂で構築することにより、光測定装置の耐振動性及び耐衝撃性の向上、並びに、迷光及び散乱光の抑制を可能にした技術である(例えば、特許文献1又は2参照)。
本実施例のUV透過セル40は、実施例3と同様に、セル部48と光学部材38とが一体となって構成されている。
光測定システム120は、実施例3と同様に、UV光源42及びセンサ46を備える。加えて、光測定システム120は、光学部材38とセンサ46との間に、PDMS等の紫外線に透明なシリコーン樹脂により充填されている導光路部122を備える。また、導光路部122は、光学部材38に接する面及びセンサ46に接する面を除いて、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂部124で包囲されている。
このように構成することにより、光学部材38から放出される光のうち、導光路部122に入射する光以外の光は、顔料含有樹脂部124に入射して吸収される。よって、光学部材38から放出される光の導光路部122への入射量は、導光路部122の断面積により制限される。また、特に光学部材38から放出される波長λ1以外の光の大部分は散乱光であり、導光路部122を進行中に、導光路部122から顔料含有樹脂部124に入射して吸収される。
そのため、導光路部122の断面積と、導光路部122の長さDを適宜設定すれば、波長λ1以外の光は、ほぼ顔料含有樹脂部124により吸収され、センサ46には殆ど到達しない。一方、波長λ1の光のうち顔料含有樹脂部124に入射しなかった光は、全てセンサ46に到達する。波長λ1の光は、光学部材38により散乱を受けることが無いので、波長λ1以外の光と比較すると、顔料含有樹脂部124に吸収される光は極めて少ない。よって、集光レンズを設けることなく、センサ46でセンシングすることが可能となる。
そして、集光レンズを省略することができるので、本実施例に係る光測定システム120は、実施例3に係る光測定システム36より更に小型化することが可能となる。
なお、実施例5及び6では、波長特性が異なる二種類の光学部材として、同一のシリコーン樹脂にそれぞれ異なる種類の光学材料粒子を分散させた例を示したが、光学材料粒子ではなくシリコーン樹脂の種類を変えても良い。例えば、第1シリコーン樹脂(商品名「SIM−360」信越化学工業(株)製、本願請求項記載の「第1シリコーン樹脂部」の一例)の中にCaF2を分散させたものを第1粒子含有樹脂部とし、第1シリコーン樹脂とは異なる第2シリコーン樹脂(商品名「KE−103」信越化学工業(株)製、本願請求項記載の「第2シリコーン樹脂部」の一例)の中にCaF2を分散させたものを第2粒子含有樹脂部としても良い。
図13は、波長260nmの光を選択的に透過させる本発明の光学部材201に、(a)波長260nmの光を照射した場合と、(b)波長280nmの光を照射した場合の光軸を矢印で示した図である。光学部材201は、シリコーン樹脂として商品名「SIM−360」信越化学工業(株)製のPDMSを採用し、光学材料粒子としてCaF2を採用して製作した。
図13に示すように、波長260nmの紫外光は光学部材201を直進するのに対し、波長280nm紫外線はシリコーン樹脂中のCaF2により散乱され、1〜2°の拡散角φの拡散光として光学部材201から放出される。
そのため、波長260nmの光と波長280nmの光とを分光しようとすると、光路長Lが10から30cm程度必要となる。光学部材201に入射する光の直径をd〔cm〕、前記入射光が元来有する拡がり角を±θ〔度〕とし、光学部材201を透過した光を受光するセンサの受光範囲(直径)もd〔cm〕とすると、前記センサに到達する波長260nmと波長280nmの光の強度比は、光路長L〔cm〕に対して、下記の式(1)で表される。ここで、φは光学部材201中の光学材料粒子(例えば、CaF2粒子)による散乱角〔度〕を示す。光学部材201に入射する光が直径1mmで当該光が元々±1度程度の広がり角を持っていると、光路長が10〜30cmの場合、強度比はφが1度の時、3.1〜3.7倍になる。しかしながら、センサに到達する測定光の光強度(光の明るさ)は距離の2乗に反比例するため、センサの受光面(直径)が1cmでも、光路長L>30cmでは、センサに到達する光の一部はセンサをはみ出し、結果としてセンサが受光する測定光は暗くなる。
そこで、光測定装置の更なる小型化、測定信号の減衰抑制を実現するために、本発明の光測定装置203を図14のように構成した。本発明の光測定装置203は、紫外線205を放出する光源207、液体試料209を収容するUV測定セル211、波長選択フィルタユニット213、アパーチャ部材215、及び、センサ217からなる。
光源207は、例えば、小型のUV−LEDからなる。UV測定セル211は、例えば、紫外線透過特性を有する汎用のシリコーン樹脂(エラストマー)を用いて構成される。センサ217は、液体試料から放出された後に、波長選択フィルタユニット213にて波長選択された波長の光を受光し、当該光の特性を測定する。
波長選択フィルタユニット
波長選択フィルタユニット213は、板状の光学部材219を、光入射側の平凸レンズ221と光出射側の平凸レンズ223との間に挟んでなるレンズユニットである。光学部材219は、実施例1の光学部材と同様に、光学材料粒子(本願請求項記載の「光学材料粒子」の一例)が分散したシリコーン樹脂(本願請求項記載の「シリコーン樹脂部」の一例)からなる。そのため、波長選択フィルタユニット213は、光学部材219を構成するシリコーン樹脂と光学材料粒子の屈折率が一致する波長の光だけを直進させ、その他の光を散乱させる波長選択機能を有する。
波長選択フィルタユニット213は、板状の光学部材219を、光入射側の平凸レンズ221と光出射側の平凸レンズ223との間に挟んでなるレンズユニットである。光学部材219は、実施例1の光学部材と同様に、光学材料粒子(本願請求項記載の「光学材料粒子」の一例)が分散したシリコーン樹脂(本願請求項記載の「シリコーン樹脂部」の一例)からなる。そのため、波長選択フィルタユニット213は、光学部材219を構成するシリコーン樹脂と光学材料粒子の屈折率が一致する波長の光だけを直進させ、その他の光を散乱させる波長選択機能を有する。
板状の光学部材219を、光入射側の平凸レンズ221と光出射側の平凸レンズ223との間に挟んだ構成の波長選択フィルタユニット203とし、光源207より放出された光が、波長選択フィルタユニット213を通過してアパーチャ部材215に集光されてセンサ217に到達するように、光源207、波長選択フィルタユニット203、アパーチャ部材215、センサ217を配置することにより、特定の波長の光のみが集光してセンサ217に効率的に入射して、前記特定の波長の光より集光性が劣るその他の波長の光がセンサ217に到達しにくい構成が実現できる。前記した強度比の式(1)において、光源207がもともと持つ広がり角θを0とすることができるため、光の直径dを0.1cmとしても、平凸レンズ223からセンサ217までの光路長が4cm、10cmのときの強度比はそれぞれ5倍、20倍となり、結果的に光路長をより短くすることが可能となる。さらに、広がり角θが無視できることで、センサ受光面での光強度の減衰も抑制することが可能となる。
なお、測定光の光強度が十分であれば、光入射側の平凸レンズ221又は光出射側の平凸レンズ223のいずれか一方のみでもよい。
また、光学部材219の厚さは、光学部材219内部における平均自由工程よりも大きいことが好ましい。また、厚み上限については、透過率を考慮して定めると良い。例えば、シリコーン樹脂とCaF2の重量比が7:3であり、CaF2の平均粒径が1μmの場合、光学部材219の厚さは50μmから5mmの範囲内とすることができる。
なお、波長選択フィルタユニット213とセンサ217との間の光路中に、空間フィルタを構成するために、センサ217の光入射側に開口部を有するアパーチャ部材215を設けることができる。
図15は、実施例8とは異なる波長選択フィルタユニット225を用いた光測定装置227の構成例を示す図である。光測定装置227の波長選択フィルタユニット225は、光学部材229、平凸レンズ231及び反射ミラー233が一体化してなるものである。具体的には、平板状の光学部材229の光入射側に平凸レンズ231、光学部材229を挟んで平凸レンズ231の反対側に反射ミラー233を設けたものである。
この波長選択フィルタユニット225においては、光入射側に設けられたレンズに入射した光は光学部材229を通過して波長選択され、反射ミラー233により折り返される。折り返された光は、再度光学部材229を通過して波長選択され、平凸レンズ231から出射される。
光路が1回折り返されることにより、アパーチャ部材235及びセンサ237は、波長選択フィルタユニット225を挟んで光源239及びUV測定セル241の反対側ではなく、同じ側に配置される。そのため、光測定装置227は、図6に示す光測定装置203よりも更にを小型化することが可能となる。
また、光学部材229は、その内部を光が2度通過するため、実施例8の光学部材219の半分の厚みで同等の波長選択特性を得ることができる。
1・・・光学部材、3・・・シリコーン樹脂、5・・粒子、7・・・波長λ1の光、9・・・波長λ2の光、11・・・顔料含有樹脂部材、13・・・フィルタリング導光路、20・・・光学部材、22・・・光測定システム、24・・・UV光源、26・・・測定試料、28・・・UV透過セル、30・・・第1レンズ、32・・・第2レンズ、34・・・センサ、36・・・光測定システム、38・・・光学部材、40・・・UV透過セル、42・・・UV光源、44・・・集光レンズ、46・・・センサ、48・・・セル部、49・・・波長λ1以外の光、50・・・試料、52・・・UV透過セル、53・・・光測定システム、60・・・光測定システム、62・・・UV透過セル、64・・・セル部、66・・・第1粒子含有樹脂部、68・・・第1UV光源、70・・・試料、72・・・第1集光レンズ、74・・・第1センサ、76・・・第2UV光源、78・・・第2粒子含有樹脂部、80・・・第2集光レンズ、82・・・第2センサ、90・・・光測定システム、92・・・UV透過セル、94・・・第1粒子含有樹脂部、96・・・第2粒子含有樹脂部、98・・・第2粒子含有樹脂部、100・・・試料、102・・・第1集光レンズ、104・・・第1センサ、106・・・第2UV光源、108・・・第2集光レンズ、110・・・第2センサ、120・・・光測定システム、122・・・導光路部、124・・・顔料含有樹脂部、201・・・光学部材、203・・・光測定装置、205・・・紫外線、207・・・光源、209・・・液体試料、211・・・UV測定セル、213・・・波長選択フィルタユニット、215・・・アパーチャ部材、217・・・センサ、219・・・光学部材、221・・・平凸レンズ、223・・・平凸レンズ、225・・・波長選択フィルタユニット、227・・・光測定装置、229・・・光学部材、231・・・平凸レンズ、233・・・反射ミラー、235・・・アパーチャ部材、237・・・センサ、239・・・光源、241・・・UV測定セル
Claims (19)
- 第1波長の光の直進よりも、第2波長の光の直進を遮る光学部材であって、
シリコーン樹脂部と、
前記シリコーン樹脂部の中に分散された光学材料粒子と、
光源からの光を前記シリコーン樹脂部に入射させる入射面と、
前記入射面に対向し、前記光を前記シリコーン樹脂部から出射させる出射面とを備え、
前記シリコーン樹脂部と前記光学材料粒子の屈折率が
前記光の前記第1波長において一致し、
前記光の前記第2波長において一致せず、
前記シリコーン樹脂部は、前記入射面から入射した前記光のうち、前記第1波長の光を前記出射面から直進的に出射させ、前記第2波長の光を前記出射面から直進的に出射させない、
光学部材。 - 前記シリコーン樹脂部がPDMSであり、前記光学材料粒子が二酸化ケイ素(SiO2)である、請求項1記載の光学部材。
- 前記光学材料粒子の短径が0.1μm以上20μm以下であり、前記シリコーン樹脂部の中の前記光学材料粒子の濃度が10wt%以上20wt%以下であり、
前記光学材料粒子の光路長が0.2mm以上10mm以下である、請求項2記載の光学部材。 - 前記シリコーン樹脂部がPDMSであり、前記光学材料粒子がフッ化カルシウム(CaF2)である、請求項1記載の光学部材。
- 前記光学材料粒子の短径が20μm以上500μm以下であり、前記シリコーン樹脂部の中の前記光学材料粒子の濃度が5wt%以上50wt%以下であり、
前記光学材料粒子の光路長が0.2mm以上10mm以下である、請求項4記載の光学部材。 - 請求項1から5のいずれかに記載の光学部材を導光路の少なくとも一部として含むフィルタリング導光路と、
前記フィルタリング導光路に接する顔料含有樹脂部とを備える、光測定装置。 - 光測定の試料を保持する試料保持部材であって、
光源部からの光が透過する光透過部の少なくとも一部に、請求項1から5のいずれかに記載の光学部材を備える、試料保持部材。 - 前記試料保持部材の全体が、前記光学部材からなる、請求項7記載の試料保持部材。
- 前記光学部材が、
第1粒子を前記光学材料粒子として有する第1粒子含有樹脂部と、
前記第1粒子とは異なる第2粒子を前記光学材料粒子として有する第2粒子含有樹脂部とを有し、
前記シリコーン樹脂部と前記第1粒子の屈折率が、
前記第1波長において一致し、
前記第1波長とは異なる前記第2波長において一致しないものであり、
前記シリコーン樹脂部と前記第2粒子の屈折率が、
前記第1波長とは異なる第3波長において一致し、
前記第3波長とは異なる第4波長において一致しないものである、請求項7又は8記載の試料保持部材。 - 前記光学部材が、
第1シリコーン樹脂部を前記シリコーン樹脂部として有する第1粒子含有樹脂部と、
前記第1シリコーン樹脂部とは異なるシリコーン樹脂からなる第2シリコーン樹脂部を前記シリコーン樹脂部として有する第2粒子含有樹脂部とを有し、
前記第1シリコーン樹脂部と前記光学材料粒子の屈折率が、
前記第1波長において一致し、
前記第1波長とは異なる前記第2波長において一致しないものであり、
前記第2シリコーン樹脂部と前記光学材料粒子の屈折率が、
前記第1波長とは異なる第3波長において一致し、
前記第3波長とは異なる第4波長において一致しないものである、請求項7又は8記載の試料保持部材。 - 試料を保持する試料保持部材と、光測定装置とを備える光測定システムであって、
前記光測定装置は、
前記試料に光を照射する光源部と、
前記試料からの光を集光する集光レンズ部と、
前記集光レンズ部で集光された光を測定する光測定部とを備え、
前記試料保持部材は、請求項7から10のいずれかに記載の試料保持部材である、光測定システム。 - 前記試料保持部材は、
第1粒子を前記光学材料粒子として有する第1粒子含有樹脂部を有する第1透過部と、
前記第1粒子とは異なる第2粒子を前記光学材料粒子として有する第2粒子含有樹脂部を有する第2透過部を有し、
前記光測定装置は、
前記試料に第1光を照射する第1光源部と、
前記試料に第2光を照射する第2光源部と、
前記第1透過部を透過した前記試料からの光を集光する第1集光レンズ部と、
前記第2透過部と透過した前記試料からの光を集光する第2集光レンズ部と、
前記第1集光レンズ部で集光された光を測定する第1光測定部と、
前記第2集光レンズ部で集光された光を測定する第2光測定部とを備える、請求項11記載の光測定システム。 - 前記第1光源部及び前記第2光源部は、それぞれ、前記試料保持部材の対向する面に光を照射する位置にあり、
前記試料保持部材のうち、
前記第1光が透過する部分は、前記第1粒子含有樹脂部を有し、
前記第2光が透過する部分は、前記第2粒子含有樹脂部を有する、請求項12記載の光測定システム。 - 試料を保持する試料保持部材と、光測定装置とを備える光測定システムであって、
前記光測定装置は、
前記試料に光を照射する光源部と、
前記試料からの光を測定する光測定部と、
前記試料保持部材の光透過部と前記光測定部の受光面との間を充填する透明樹脂部と、
前記透明樹脂部を包囲する顔料含有樹脂部とを備え、
前記試料保持部材は、請求項7から10のいずれかに記載の試料保持部材である、光測定システム。 - 試料からの第1波長の光を集光する特定波長集光部材であって、
試料からの光を集光するレンズ部と、
請求項1から5のいずれかに記載の光学部材とを備え、
前記光学部材は、前記レンズ部に隣接する、特定波長集光部材。 - 前記光学部材の少なくとも光路上流および少なくとも光路下流に平凸レンズを備える請求項15記載の特定波長集光部材。
- 前記レンズ部として、少なくとも一枚の平凸レンズを備え、
光を反射させる光反射部をさらに備え、
前記試料から前記光反射部への入射光及びその反射光の両方が、前記平凸レンズ及び前記光学部材の両方を透過する、請求項15記載の特定波長集光部材。 - 試料からの第1波長の光を測定する光測定装置であって、
前記試料に光を照射する光源部と、
前記試料からの第1波長の光を集光する特定波長集光部材と、
前記特定波長集光部材で集光された光を測定する光測定部とを備え、
前記特定波長集光部材は、請求項15から17のいずれかに記載の特定波長集光部材である、光測定装置。 - 前記光測定部の光入射側に、アパーチャ部材を備える、請求項18記載の光測定装置。
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