JP5958654B2 - 測定装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の空隙が配列されている空隙配置部を有する空隙配置構造体を用いた測定装置及びその製造方法に関する。

従来、空隙配置構造体に付着した被検出物質を、テラヘルツ帯の電磁波を照射することにより測定する方法が知られている。例えば下記の特許文献１には、このような測定方法に用いられる分光測定用デバイスが開示されている。特許文献１に記載の分光測定用デバイスでは、空隙配置構造体が枠部材にネジにより固定されている。より具体的には、空隙配置構造体は、多数の空隙が設けられている空隙配置部と、空隙配置部の周囲に連ねられたドーナツ状の外周部とを有する。この外周部に複数のネジ穴が設けられている。他方、枠部材には、上記空隙配置構造体の空隙配置部を露出させる開口が設けられている。この開口の周囲の部分に、複数のネジ穴が設けられている。枠部材の複数のネジ穴と、空隙配置構造体の複数のネジ穴とを重ね合わせ、ネジにより両者を固定している。

ＷＯ２０１１／０７０８１７

特許文献１に記載の分光測定用デバイスでは、上記空隙配置構造体が、枠部材に対してネジにより固定されている。このような構造では、ネジとネジ穴との間にクリアランスが存在する。従って、空隙配置構造体の位置決めを高精度に行うことができなかった。すなわち、枠部材に対し、上記クリアランスの分だけ空隙配置構造体の位置がずれることがあった。そのため、空隙配置部に付着した被検出物質を高精度に測定することができなかった。

本発明の目的は、枠部材と空隙配置構造体との位置ずれを確実かつ容易に防止することを可能とする測定装置を提供することにある。

本願の第１の発明に係る測定装置は、開口を有する枠部材と、空隙配置構造体とを備える。空隙配置構造体は複数の空隙を有する。また、空隙配置構造体は、照射された電磁波の中から特定周波数の電磁波を選択する空隙配置部と、空隙配置部の周囲に配置されている外周部とを有する。

第１の発明では、空隙配置部が枠部材の開口に臨むように、空隙配置構造体が枠部材に保持されている。また、空隙配置構造体の外周部の外縁に突起または切欠きが形成されている。他方、空隙配置構造体が枠部材に保持されている状態で、空隙配置構造体の枠部材に対する位置ずれを規制するように、空隙配置構造体の突起または切欠きに嵌まり合う切欠きまたは突起が枠部材に設けられている。それによって、上記空隙配置構造体の突起または切欠きと、上記枠部材の切欠きまたは突起とにより、上記位置ずれを規制する位置ずれ規制部が構成されている。

第２の発明に係る測定装置は、開口を有する枠部材と、空隙配置構造体とを備える。空隙配置構造体は複数の空隙を有する。また、空隙配置構造体は、照射された電磁波の中から特定周波数の電磁波を選択する空隙配置部と、空隙配置部の周囲に配置されている外周部とを有する。

本発明では、空隙配置構造体が、空隙配置部が枠部材の開口に臨むように枠部材に保持されている。

第２の発明では、空隙配置構造体の外周部の外周縁の一部が直線部分であり、残りが曲線部分である。他方、空隙配置構造体が枠部材に保持されている状態で、空隙配置構造体の枠部材に対する位置ずれを規制するように、枠部材には、空隙配置構造体の上記直線部分が当接される直線状部分が設けられている。

第２の発明では、上記空隙配置構造体の直線部分と、上記枠部材の直線状部分とにより、上記位置ずれを規制する位置ずれ規制部が構成されていることになる。

本発明（第１，第２の発明）に係る測定装置のある特定の局面では、上記位置ずれ規制部が、複数設けられている。

本発明に係る測定装置の他の特定の局面では、上記枠部材が、上記開口を取り囲む枠部と、該枠部の外周縁から上記空隙配置構造体側に突出するように設けられた保持部とを有する。そして、上記位置ずれ規制部が、上記空隙配置構造体と保持部との間で構成されている。

本発明に係る測定装置のさらに他の特定の局面では、上記空隙配置構造体が板状の形状を有する。

本発明に係る測定装置の製造方法は下記の各工程を備える。

複数の上記空隙配置構造体が連結部で連ねられているマザーの空隙配置構造体と、複数の上記枠部材を用意する工程。

上記マザーの空隙配置構造体を個々の空隙配置構造体単位に切断する工程。

上記マザーの空隙配置構造体段階または上記個々の空隙配置構造体単位に切断した後に、個々の空隙配置構造体に枠部材を上記位置ずれ規制部を構成するように取り付ける工程。

本発明に係る測定装置の製造方法のある特定の局面では、上記マザーの空隙配置構造体を個々の空隙配置構造体に切断する工程において、上記空隙配置構造体に、上記位置ずれ規制部を構成する切欠き、突起または直線部分を形成する。

第１，第２の発明に係る測定装置では、上記位置ずれ規制部が構成されているため、空隙配置構造体の枠部材に対する位置ずれが生じ難い。

図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置に用いられる空隙配置構造体の正面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る測定装置の分解斜視図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の一実施形態で用いられる枠部材の斜視図及び正面図である。 図４は、本発明の一実施形態において、空隙配置構造体の突起が枠部材の切欠きに篏合している状態を示す部分切欠き正面図である。 図５は、本発明の第２の実施形態で用いられている空隙配置構造体の正面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２の実施形態で用いられる枠部材の斜視図及び正面図である。 図７は、本発明の第３の実施形態としての測定装置の製造方法を説明するための模式的平面図である。 図８は、本発明の第４の実施形態としての測定装置の製造方法を説明するための模式的平面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しつつ説明することにより、本発明を明らかにする。

図２は、本発明の一実施形態に係る測定装置の分解斜視図である。測定装置１は、空隙配置構造体２と、枠部材３と、保持板４とを有する。

空隙配置構造体２は、複数の空隙５ａがマトリクス状に配置された空隙配置部５を有する。空隙配置部５の周囲に、外周部６が連ねられている。本実施形態では、外周部６はドーナツ状の形状を有している。外周部６の外周縁には、複数の突起７が設けられている。本実施形態では、複数の突起７は、外周部６の外周縁において均一に分散配置されている。

また、本実施形態では、突起７は、図４に示すように、一対の斜辺７ａ，７ｂと、頂辺７ｃとを有する。斜辺７ａ，７ｂは、外周部６の外周縁から頂辺７ｃ側に延ばされている。斜辺７ａ，７ｂが頂辺７ｃに近づくにつれて、突起７の幅方向が小さくなる。言い換えれば、本実施形態では、突起７は、先端に向かうにつれて細くなっており、等脚台形の形状を有している。

外周部６には、ネジ穴６ａが設けられている。

上記空隙配置構造体２は、照射されたテラヘルツ波のような電磁波の中から特定の周波数のみを選択するように構成されている。例えば空隙配置構造体２の空隙配置部５内において、タンパク質などの被検出物質を付着させる。被検出物質が付着された空隙配置構造体２に電磁波を照射する。空隙配置構造体２を透過していた電磁波の周波数特性を検出することにより、あるいは反射してきた電磁波の周波数特性を検出することにより、被検出物質の特性を測定することができる。

上記電磁波としては、特に限定されないが、２０ＧＨｚ〜１２０ＧＨｚの周波数域のテラヘルツ波が好適に用いられる。

上記のような空隙配置構造体を用いた測定方法は、前述したＷＯ２０１１／０７０８１７などに記載されている。

空隙配置構造体２は、例えば金属などにより形成することができる。すなわち空隙配置構造体２を金属メッシュにより構成し、この金属メッシュに空隙配置部５を残すようにして金属膜を成膜することにより、外周部６を構成することができる。あるいは、金属板の空隙配置部５に相当する部分を打ち抜き、空隙配置部５を設けてもよい。

図２に示すように、枠部材３は、枠部８と、枠部８の外周縁から空隙配置構造体２側に突出するように設けられた筒状の保持部９とを有する。枠部８は、開口３ａを有する。開口３ａは、空隙配置部５に臨むように設けられている。

上記枠部８においては、複数のネジ穴８ａが設けられている。ネジ穴８ａは、空隙配置構造体２の前述したネジ穴６ａと重なり合うように設けられている。

他方、枠部材３の保持部９には、切欠き１０が設けられている。切欠き１０は、筒状の保持部９の空隙配置構造体２側の端縁に設けられている。上記切欠き１０は、突起７が切欠き１０に嵌まり合った際に、空隙配置構造体２の枠部材３に対する位置がずれないように設けられている。より具体的には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、切欠き１０は、側面１０ａ及び１０ｂと、側面１０ａ，１０ｂの最奥部同士を結ぶ底面１０ｃとを有する。本実施形態では、一対の側面１０ａ，１０ｂは互いに平行に延びている。もっとも、側面１０ａと側面１０ｂは平行でなくともよい。

図４に示すように、空隙配置構造体２が枠部材３に重ねられた場合、上記突起７が切欠き１０に嵌まり合っている。突起７の斜辺７ａ，７ｂの途中が、側面１０ａ，１０ｂと当接し、それによって空隙配置構造体２の枠部材３に対する位置ずれが規制されている。すなわち、本実施形態の測定装置１では、上記切欠き１０と、突起７とにより、本発明における位置ずれ規制部が構成されている。

保持板４は、円形の開口４ｂを有し、かつドーナツ状の形状を有する。

上記保持板４にも、ネジ穴４ａが設けられている。

上記枠部材３及び保持板４は、金属や剛性樹脂などの適宜の剛性材料により形成することができる。

測定装置１の製造に際しては、図２に示すように、板状の空隙配置構造体２を、枠部材３の枠部８に重ね合わせる。この場合、突起７が切欠き１０に嵌まりあい、その状態で、ネジ穴６ａとネジ穴８ａとが重なり合うこととなる。しかる後、保持板４を、ネジ穴４ａがネジ穴６ａ，８ａと重なり合うように重ねる。この状態で、ネジ及びボルトにより、枠部材３、空隙配置構造体２及び保持板４を固定する。

測定装置１では、突起７と切欠き１０により位置ずれ規制部が構成されているため、空隙配置構造体２の枠部材３に対する位置ずれが防止される。その状態で、上記ネジ及びボルト等を用いて、空隙配置構造体２を枠部材３に固定することができる。従って、空隙配置構造体２の枠部材３に対する位置ずれを確実かつ容易に防止することができる。

本実施形態では、突起７が等脚台形の形状を有していたが、突起７の形状はこれに限定されるものではなく、突起７と切欠き１０により、位置ずれ規制部としての機能を発現し得る限り、突起７の形状や切欠き１０の形状は適宜変形することができる。

また、本実施形態では、空隙配置構造体２は円板状の形状を有していたが、角板状等の他の形状を有していてもよい。すなわち、空隙配置構造体２の外周部の外形は、円形に限らず、正方形や長方形等の他の形状であってもよい。その場合、枠部材３の形状は空隙配置構造体２の形状に応じた形とすればよい。保持板４の外形についても同様である。

また、空隙配置部５の平面形状についても、図１及び図２に示す円形の領域でなく、矩形等の他の形状の領域としてもよい。その場合、枠部材３の開口３ａ及び保持板４の開口４ｂも、空隙配置部５の領域の外形に応じた形状とすればよい。さらに、空隙５ａの開口形状についても、四角形に限らず、円形等の他の形状としてもよい。

本実施形態では、上記突起７及び切欠き１０からなる位置ずれ規制部が空隙配置構造体２の外周に沿って複数設けられている。従って、位置ずれを確実に規制することができる。

なお、本実施形態では、空隙配置構造体２に突起７が、枠部材３に切欠き１０が設けられていたが、逆に、空隙配置構造体２に切欠きが、枠部材３に該切欠きと嵌まり合う突起が設けられていてもよい。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る測定装置に用いられる空隙配置構造体の正面図であり、図６（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態で用いられる枠部材の斜視図及び正面図である。

第２の実施形態では、空隙配置構造体２１が、全体が略円板状の形状を有する。もっとも、外周部６の外周縁は、一部が直線部分２２である。残りの部分２３が円弧状すなわち曲線状の形状とされている。そして、第１の実施形態における突起７は設けられていない。その他の点は、空隙配置構造体２１は、空隙配置構造体２と同様に構成されている。従って、同一部分については同一の参照番号を付することによりその説明を省略する。

他方、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、枠部材２４は、筒状の保持部９において、上記空隙配置構造体２１の直線部分２２と当接される直線状部分２５を有する。直線状部分２５とは、筒状の保持部９の内周面の一部において、図６（ｂ）に示すように、正面図において直線状の内面部分をいう。枠部材２４では、上記直線状部分２５以外の内面部分２６は、円筒曲面とされている。

本実施形態では、図５に示した空隙配置構造体２１の直線部分２２が、上記枠部材２４の直線状部分２５に当接されるようにして、空隙配置構造体２１が枠部材２４の枠部８に重ねられる。従って、その状態において、空隙配置構造体２１の枠部材２４に対する面方向の位置ずれを確実に防止することができる。すなわち、上記直線部分２２と、直線状部分２５とが、本発明における位置ずれ規制部を構成している。

第２の実施形態において、上記位置ずれ規制部の構成以外は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態においても、上記位置ずれ規制部が設けられているため、空隙配置構造体２１の枠部材２４に対する位置ずれを確実かつ容易に防止することが可能となる。

なお、第２の実施形態では、１つの直線部分２２と１つの直線状部分２５とが設けられていたが、このような組み合わせからなる位置ずれ規制部は、複数設けられていてもよい。

図７は、本発明の第３の実施形態としての測定装置の製造方法を説明するための模式的平面図である。

本実施形態では、上述した第１の実施形態に係る測定装置１を製造する。本実施形態では、図示の連結構造体３０を用意する。連結構造体３０では、複数の空隙配置構造体が連結部３１により連結されている。この連結構造体は、様々な方法で作製することができる。

例えば第１の方法としては、マザーの金属メッシュをまず用意する。このマザーの金属メッシュ上に、金属膜を成膜し、パターニングする。それによって、複数の空隙配置構造体２の外周部６と、図７に示す連結部３１との領域に金属膜を残す。しかる後、連結部３１及び空隙配置部５及び外周部６を残すように打ち抜く。このようにして、図７に示す連結構造体３０を得ることができる。

連結構造体３０を、図７の二点鎖線Ａ及びＢに沿って切断する。この切断工程において、連結部３１を、隣り合う空隙配置構造体２間において切断するにあたり、前述した突起７が残るように切断を行う。従って、上記二点鎖線Ａ及びＢに沿う切断に際し、連結部３１を通過する部分において前述した突起７の形状となるように連結部３１を切断すれば、第１の実施形態の空隙配置構造体２を得ることができる。

しかる後、この空隙配置構造体２に、前述した枠部材３及び保持板４を重ね合わせる。そして、ネジ等により空隙配置構造体２、枠部材３及び保持板４を固定する。このようにして、測定装置１を得ることができる。

第２の方法としては、連結構造体３０を用意した段階で、切断に先立ち、枠部材３及び保持板４を積層し、固定する。しかる後、連結部３１を切断する。この場合には、連結部３１の切断前の形状が、枠部材３の切欠き１０に嵌まり合う突起となるように連結部３１を形成しておくことが必要となる。

また、上記空隙配置構造体２の製造に際しては、金属メッシュ上に、外周部６及び連結部３１を構成するために、金属膜を成膜する方法の他、金属箔を貼り合わせる方法などを用いてもよい。

図８は、本発明の第４の実施形態としての第２の実施形態の測定装置の製造方法の一例を説明するための模式的平面図である。

第２の実施形態の測定装置の製造に際しては、図８に示す連結構造体４１を用いることができる。連結構造体４１では、隣り合う空隙配置構造体２１の外周部６同士が連なっている。そして、この連なっている部分において、二点鎖線Ｄ１，Ｄ２に沿って切断することにより、前述した直線部分２２を空隙配置構造体２１に形成することができる。このようにして空隙配置構造体２１を得た後に、枠部材２４及び保持板４とを積層し、固定することにより測定装置を得ることができる。

１…測定装置
２…空隙配置構造体
３…枠部材
３ａ…開口
４…保持板
４ａ…ネジ穴
４ｂ…開口
５…空隙配置部
５ａ…空隙
６…外周部
６ａ…ネジ穴
７…突起
７ａ，７ｂ…斜辺
７ｃ…頂辺
８…枠部
８ａ…ネジ穴
９…保持部
１０…切欠き
１０ａ，１０ｂ…側面
１０ｃ…底面
２１…空隙配置構造体
２２…直線部分
２３…残りの部分
２４…枠部材
２５…直線状部分
２６…内面部分
３０…連結構造体
３１…連結部
４１…連結構造体

Claims (3)

1. 開口を有する枠部材と、
   複数の空隙を有し、照射された電磁波の中から特定周波数の電磁波を選択する空隙配置部と、前記空隙配置部の周囲に配置されている外周部とを有する空隙配置構造体とを備え、
   前記空隙配置部が前記枠部材の開口に臨むように、前記空隙配置構造体が前記枠部材に保持されており、
   前記空隙配置構造体の外周部の外縁に突起または切欠きが形成されており、前記空隙配置構造体が前記枠部材に保持されている状態で前記空隙配置構造体の前記枠部材に対する位置ずれを規制するように、前記空隙配置構造体の前記突起または切欠きに嵌まり合う切欠きまたは突起が前記枠部材に設けられており、それによって、前記空隙配置構造体の突起または切欠きと、前記枠部材の切欠きまたは突起とにより、前記位置ずれを規制する位置ずれ規制部が構成されている、測定装置の製造方法であって、
   複数の前記空隙配置構造体が連結部で連ねられているマザーの空隙配置構造体と、複数の前記枠部材を用意する工程と、
   前記マザーの空隙配置構造体を個々の空隙配置構造体単位に切断する工程と、
   前記マザーの空隙配置構造体段階または前記個々の空隙配置構造体単位に切断した後に、個々の空隙配置構造体に枠部材を前記位置ずれ規制部を構成するように取り付ける工程とを備える、測定装置の製造方法。
2. 開口を有する枠部材と、
   複数の空隙を有し、照射された電磁波の中から特定周波数の電磁波を選択する空隙配置部と、前記空隙配置部の周囲に配置されている外周部とを有する空隙配置構造体とを備え、
   前記空隙配置構造体が、前記空隙配置部が前記枠部材の開口に臨むように前記枠部材に保持されており、
   前記空隙配置構造体の外周部の外周縁の一部が直線部分であり、残りが曲線部分であり、
   前記空隙配置構造体が前記枠部材に保持されている状態で、前記空隙配置構造体の前記枠部材に対する位置ずれを規制するように、前記枠部材に、前記空隙配置構造体の前記直線部分が当接される直線状部分が設けられており、それによって、前記空隙配置構造体の直線部分と、前記枠部材の直線状部分とにより、前記位置ずれを規制する位置ずれ規制部が構成されている、測定装置の製造方法であって、
   複数の前記空隙配置構造体が連結部で連ねられているマザーの空隙配置構造体と、複数の前記枠部材を用意する工程と、
   前記マザーの空隙配置構造体を個々の空隙配置構造体単位に切断する工程と、
   前記個々の空隙配置構造体単位に切断した後に、個々の空隙配置構造体に枠部材を前記位置ずれ規制部を構成するように取り付ける工程とを備える、測定装置の製造方法。
3. 前記マザーの空隙配置構造体を個々の空隙配置構造体に切断する工程において、前記空隙配置構造体に、前記位置ずれ規制部を構成する切欠き、突起または直線部分を形成する、請求項１または２に記載の測定装置の製造方法。

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