JP6188157B2 - 光測定装置及び光測定方法 - Google Patents

Description

本願発明は、光測定装置及び光測定方法に関し、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。

近年、ライフサイエンス分野では、ポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ）の要請が高まってきており、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測定器の需要が大きくなっている。レーザ誘起蛍光法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＬＩＦ）を利用した測定装置（以下、ＬＩＦ測定装置と称する）にも、このような需要への対応が要請されている。

ＬＩＦ測定装置は、光電子倍増管等の蛍光測定器、光学フィルタ、光学レンズ、レーザ光源等を有している。小型、かつ、携帯可能なＬＩＦ測定装置を実現するためには、例えば、電気泳動を用いた分離システムをマイクロチップ化して小型化を図ることが考えられる。この場合、当然ながらレーザ光源と蛍光測定器との距離も近くなり、測定対象へ照射される励起光であるレーザビームの装置内での反射・散乱の影響が無視できなくなる。

すなわち、集光レンズや光学フィルタ等の光学素子や測定対象を内部に保持する光透過性のマイクロチップ等をレーザビームが通過した結果、ＬＩＦ測定装置内部では、レーザビームの反射光や散乱光が蛍光測定器に到達する確率が著しく高くなる。また、ＬＩＦ測定装置の筐体とレーザ光源や蛍光測定器との距離も近くなり、筐体内面において発生するレーザビームの反射・散乱の影響が無視できなくなる。

一般に、励起光であるレーザビームの強度は、測定対象からの蛍光の強度と比べると著しく大きいので、元々のレーザビームと比較すると強度が微弱なレーザビームの反射光や散乱光であっても、蛍光測定器に入射してしまうと蛍光測定器の蛍光検出感度に重大な影響を与えることになる。

このような反射光、散乱光の影響を除去するためには、例えば、光学フィルタを複数使用することになり、ＬＩＦの光学系が複雑になる。そして、このような複雑な光学系を構成する光学素子はＬＩＦ測定装置内において光学素子ホルダーにより保持されるが、小型、かつ、携帯可能なＬＩＦ測定装置の場合、運搬時の振動や予期せぬ外部構造物との衝突による衝撃により、光学系のアライメントがずれる可能性がある。

この場合、ＬＩＦ測定装置内の光学系の再アライメントが必要となるが、上記したように、ＬＩＦ装置内部に構成される光学系は複雑であるため、再アライメントを行う作業者には熟練の技能が要求される。

ポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ）は、例えば、救急車内での検査、患者自身が自宅などで行う自己検査、屋外での禁止薬物検査等の状況で行われる。このような検査作業者は、上記したような光学系のアライメントを実施する技量を必ずしも持ち合わせているわけではない。

よって、光学素子ホルダーの構造も、振動や衝撃の影響を受けても光学素子のアライメントずれが抑制されるように、頑丈で大掛かりなものにする必要がある。

また、上記したように、レーザビームの反射光や散乱光の影響を小さくするために、ＬＩＦの光学系を構成する光学素子の数は多くなるので、光学素子ホルダー、光学素子からなる光学系の構造は大掛かりにならざるを得ない。

すなわち、従来は、ＰＯＣＴの要請に対応できるような、小型かつ携帯や運搬が可能で、迅速かつ高精度な測定性能を有するＬＩＦ測定装置を構築するのは、非常に困難であった。

そこで、先に発明者らは、特許文献１において、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。固体光源、被測定試料を保持する試料保持部材、レンズや光学フィルタ等からなる蛍光収集光学系、蛍光測定器が上記固体光源から出射する励起光および上記試料から放出される蛍光を含む光に透明な樹脂内に埋設された構造を有するため、光誘起蛍光測定器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、蛍光収集光学系のアライメントずれが抑制される。

また、樹脂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。

さらに、測定対象光を平行光に調整するレンズ、及び、測定対象光を光測定器の受光面に集光するレンズとして、ガラス等の凸レンズを用いる代わりに、レンズを設ける空間を空洞とし、該空洞と樹脂との境界面をレンズ形状に形成することにより、光学系の構成要素を減らすことができた。

上述のように、特許文献１で提案した樹脂一体型の光測定装置では、樹脂を充填することで光学系のアライメントのずれを防止し、それに加え、レンズを減らすことで、携帯や運搬による衝撃に強い光測定装置を提供した。さらに光学系の構成要素を減らすことができれば、より携帯や運搬による衝撃に強い光測定装置を実現することができる。

ＬＩＦ測定装置では、励起光の反射光や散乱光等の測定対象光以外の不所望の光が測定器に入射してしまうことを防ぐために、例えば、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、及び、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。

そこで、発明者らは、特許文献２において、色ガラスフィルタの代わりとして、ポリジメチルシロキサン（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を用いることを提案した。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ため、ＬＩＦ測定装置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。なお、特許文献２に記載の技術は、本願出願時点で非公知である。

特開２０１４−３２０６４公報 特願２０１４−６４４１５

発明者らは、樹脂一体型の光測定装置において、凸レンズや色ガラスフィルタを代替する技術的思想を提案してきたものの、測定対象としない波長の光を十分に減衰させるためには、ノッチフィルタ等の高価な光学素子を用いる必要があった。

そこで、本願発明は、ノッチフィルタ等の高価な光学素子を用いずに測定対象としない波長の光を測定部に到達させない、樹脂一体型の携帯や運搬による衝撃に強い光測定装置等を提供することを目的とする。

本願発明の第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、前記測定対象光に対して透明な樹脂で構成される光路と、前記光路を覆う吸光部と、前記光路内に、樹脂により形成される回折格子状面を備え、前記光路は、前記回折格子状面の前後で屈曲している、光測定装置である。

本願発明の第２の観点は、第１の観点の光測定装置であって、前記光路は、ｎ次の回折光（ｎは自然数のうちいずれか１つの数）が前記測定部に到達するように前記回折格子状面の前後で屈曲している。

本願発明の第３の観点は、第２の観点の光測定装置であって、前記光路のうち、前記回折格子状面から前記測定部までの光路は、前記ｎ次の回折光とは異なる光が前記吸光部に入射するように形成されたｎ次光光路である。

本願発明の第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、前記光路の一部に、色素を有する第２樹脂からなる光学フィルタ部をさらに備える光測定装置である。

本願発明の第５の観点は、第４の観点の光測定装置であって、前記光学フィルタ部の周囲に、色素拡散抑制部をさらに備える光測定装置である。

本願発明の第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第２吸光部をさらに備える光測定装置である。

本願発明の第７の観点は、第６の観点の光測定装置であって、前記第２吸光部は、前記第２樹脂と同一の樹脂で構成されており、前記色素とは異なる第２色素を含むものである光測定装置である。

本願発明の第８の観点は、第４から第７のいずれかの観点の光測定装置であって、前記光学フィルタ部の一部に、前記測定対象光の進路とは異なる進路を進行する光を遮蔽するスリット部をさらに備え、前記スリット部は、前記第２樹脂と同一の樹脂で構成されており、前記色素とは異なる第３色素を含むものである。

本願発明の第９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を用いた光測定方法であって、前記光測定装置は、前記測定対象光に対して透明な樹脂で構成される光路と、前記光路を覆う吸光部と、前記光路内に、樹脂により形成される回折格子状面とを備え、前記光路は、前記回折格子状面の前後で屈曲しており、前記測定部が、前記回折格子状面において屈折した光を測定する測定ステップを含む、光測定方法である。

本願発明の各観点によると、回折格子状面で励起光や測定対象光がそれぞれ回折され、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。そのため、ノッチフィルタ等の高価な光学素子を用いることなく、測定対象外の波長の光のうち少なくとも透過光を測定部に到達させない、樹脂一体型の光測定装置を提供することが可能となる。

また、従来はノッチフィルタ等の光学素子と樹脂の境界面に空気が混入すると、不所望な光の反射や散乱が発生することがあったが、本願発明の各観点によると、ノッチフィルタ等の光学素子と樹脂の境界面が存在しないため、境界面への空気の混入による不所望な光の反射や散乱についても考慮する必要がなくなる。

また、本願発明の第２の観点によると、樹脂一体型の光測定装置において、所望の光（測定対象光）を確実に測定部に導光することが可能となる。

さらに、本願発明の第３の観点によると、樹脂一体型の光測定装置において、測定対象光以外を測定部に導光しないことも可能となる。

さらに、本願発明の第４の観点によると、従来の光測定装置で測定対象光のみを透過させ、それ以外の光を吸収させる色ガラスフィルタが不要になり、さらに携帯や運搬による衝撃に強い光測定装置等を提供することが可能となる。

さらに、本願発明の第５の観点によると、色素拡散抑制部が、光学フィルタ部内の色素の外部への拡散を抑制し、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。

光測定装置において、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。本願発明の第５の観点は、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き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。

さらに、本願発明の第６の観点によると、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。

さらに、本願発明の第７の観点によれば、第２吸光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。

さらに、本願発明の第８の観点によれば、スリット部が迷光を遮蔽することにより、測定部に到達するノイズを低減することがさらに容易となる。なお、第２色素と第３色素とは同一の色素であることを妨げない。また、スリット部と周囲の素材が同一であるため、スリット部とその周囲の境界面での反射・散乱の発生が抑制される。

実施例１に係る本願発明のＬＩＦ測定装置の断面図である。 本願発明のＬＩＦ測定装置の第４の空気室周辺部分の断面図である。 本願発明に係るＬＩＦ測定装置内を測定対象光がたどる経路の一例を示す図である。 実施例２に係る本願発明のＬＩＦ測定装置の断面図である。 色素拡散抑制部材と第２の色素含有シリコーン樹脂の間に第２吸光部を備える構成を示した図であり、（ａ）試料ケース付近の拡大図、及び、（ｂ）受光面付近の拡大図を示す図である。

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。

本実施例に係るＬＩＦ測定装置１の断面図を図１に示す。ＬＩＦ測定装置１（本願請求項における「光測定装置」の一例）は、レーザ光源である固体光源３と、被測定試料を保持する試料ケース５と、シリコーン樹脂や空気室等を含む蛍光収集光学系と、光電子増倍管である蛍光測定器７（本願請求項における「測定部」の一例）とを備える。

続いて、ＬＩＦ測定装置１について具体的に述べる。ＬＩＦ測定装置１は、本発明者らが開発してきた樹脂一体型の光測定装置に分類される。少なくとも固体光源３の光出射面９及び蛍光測定器７の受光面１１は、ＰＤＭＳ樹脂に埋設されるか又は接触する。ここで、ＰＤＭＳ樹脂は、固体光源３からの励起光や試料から放出される蛍光を含む光に対して透明である。さらに、ＬＩＦ測定装置１おいて、光出射面９から受光面１１までの光がたどる経路に形成される蛍光収集光学系（本願請求項における「光路」の一例）は、樹脂及び空気室により形成される。また、後述する筐体１３（本願請求項における「吸光部」の一例）が光学系を包囲しており、光出射面９、試料ケース５、蛍光収集光学系、及び、受光面１１が一体化して保持され、かつ、位置決めされる。

さらに、試料ケース５、蛍光測定器７、及び、蛍光収集光学系を保持する筐体１３も樹脂で構成されている。ここで、筐体１３を構成する樹脂は、顔料をほぼ一様に含有している。この顔料は、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に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。

筐体１３には、固体光源３や蛍光測定器７の少なくとも一部が埋設されてもよい。また、図示を省略したが、固体光源３及び蛍光測定器７に電力を供給する電力源が筐体１３に埋設されてもよい。

レーザ光源
固体光源３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：ＹＶＯ_４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。

試料ケース
試料ケース５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。

光学系
光出射面９と受光面１１との間の光路は、第１の色素含有シリコーン樹脂１９と、第１のシリコーン樹脂２５と、第２のシリコーン樹脂３１と、第２の色素含有シリコーン樹脂３５とを有する。なお、本願において「光路」とは、ＬＩＦ測定装置１内に光出射面９から受光面１１までの間に光が進行しうるように形成された空間を指す。一般に、「光路」は光が光学系中を進行した経路自体を指すこともあるが、本願においてはこれを光の「進路」として区別する。第１のシリコーン樹脂２５は、第２の空気室１７と第３の空気室２１と第４の空気室２３に接触する。第２のシリコーン樹脂３１は、第４の空気室２３と第５の空気室２７と第６の空気室２９に接触する。第２の色素含有シリコーン樹脂３５は、第６の空気室２９と第７の空気室３３と光電子増倍管（蛍光測定器７）の受光面１１に接触する。本実施例において光学系は、筐体１３に埋設されている。そのため、励起光、試料ケースに蛍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に樹脂から発生するラマン光といった測定対象外の光が筐体１３に入射すると、筐体１３に吸収される。

第１の色素含有シリコーン樹脂
第１の色素含有シリコーン樹脂１９（本願請求項における「光学フィルタ部」の一例）は、シリコーン樹脂（本願請求項における「第２樹脂」の一例）により構成されており、試料ケース５を内包し、固体光源３の光出射面９、第１の空気室１５の斜面３７、及び、第２の空気室１７と接している。

また、試料から放出された特定の蛍光である測定対象光（本願請求項における「測定対象光」の一例）以外の光を除去するために、第１の色素含有シリコーン樹脂１９は、励起光、試料ケース５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に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色素をほぼ一様に含有している。ただし、第１の色素含有シリコーン樹脂１９には、第２の色素含有シリコーン樹脂に比べ、色素濃度の低いシリコーン樹脂を用いた方がよい。なぜなら、ほぼ発光しない色素であっても、全く発光しないわけではなく、色素が擬似的な点光源となってしまう可能性があるためである。

第１の空気室
第１の空気室１５は、第１の色素含有シリコーン樹脂１９と斜面３７で接している。第１の空気室１５では、シリコーン樹脂と大気の屈折率差により、第１の空気室中の大気に対するＰＤＭＳ樹脂の臨界角以上の入射角で試料から放出される蛍光が、第１の空気室１５の斜面３７に入射すると、蛍光は斜面３７において全反射される。そのため、第１の空気室１５の斜面３７の角度を適切に設定することにより、蛍光は任意の方向（図１では上方向）に折り返される。

第２の空気室
第２の空気室１７は、第１の色素含有シリコーン樹脂１９と第１のシリコーン樹脂２５との間に設けられている。また、第２の空気室１７は、第１の色素含有シリコーン樹脂１９と境界面３９において、かつ、第１のシリコーン樹脂２５と境界面４１において、それぞれ接している。境界面３９が空気室１７側に凸の球面であり、境界面４１が平面であり、空気室１７は全体として平凹レンズの形状となっている。境界面３９の曲率を適宜設定することにより、第２の空気室は、試料から放出される拡散光を平行光に調整する。

第１のシリコーン樹脂
第１のシリコーン樹脂２５は、第２の空気室１７と境界面４１において、第３の空気室２１と斜面４３において、かつ、第４の空気室２３と境界面４５において接している。

第３の空気室
第３の空気室２１は、第１のシリコーン樹脂２５と斜面４３で接している。第１の空気室１５と同様に、空気室中の大気とシリコーン樹脂との屈折率の差があるため、第３の空気室２１の斜面４３の角度を適切に設定することにより、第２の空気室１７から入射してくる蛍光は任意の方向（図１では右方向）に折り返される。

第４の空気室
第４の空気室２３は、第１のシリコーン樹脂２５と第２のシリコーン樹脂３１との間に設けられている。第１のシリコーン樹脂２５と境界面４５において、かつ、第２のシリコーン樹脂３１と境界面４７（本願請求項における「回折格子状面」の一例）において接している。

図２に、第４の空気室２３の周辺部分の断面図を示す。図２に示される通り、境界面４５は平面とし、境界面４７は格子形状面とすることにより（以下、境界面４７を、格子形状面４７という。）、第４の空気室２３は透過型回折格子として機能する。しかも、格子形状面４７の前後でＬＩＦ測定装置１の光路が屈曲している。そこで、第１のシリコーン樹脂２５の屈折率、第３の空気室２１により折り返される平行光の境界面４５への入射角、第４の空気室２３の格子形状面４７のブレーズ角、溝本数、第２のシリコーン樹脂３１の屈折率、第２のシリコーン樹脂３１が接する第５の空気室２７の斜面４９の位置及び角度を適宜調節することにより、第４の空気室２３に入射する蛍光は、第４の空気室２３の格子形状面４７により回折され、測定対象光（例えば１次光）は、第５の空気室２７の斜面４９に導光される。

ここで、回折次数が１以外の蛍光は、１次光とは異なる方向に回折される。そのため、第５の空気室２７の位置を適宜調整することにより、第５の空気室２７の斜面４９には到達せず、第２のシリコーン樹脂３１から、これを包囲する筐体１３へと入射して吸収される。

また、蛍光以外の光（具体的には、波長が５３２ｎｍである励起光による迷光、試料ケース５からの自家蛍光の迷光、及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、蛍光（測定対象光）と波長が相違するので、蛍光（測定対象光）の１次光とは異なる方向に回折される。よって、第５の空気室２７の位置を適宜調整することにより、第５の空気室２７の斜面４９には到達せず、第２の色素含有シリコーン樹脂３５を包囲する筐体１３へと入射して吸収される。すなわち、上記した第４の空気室２３は、ノッチフィルタと同様の機能を奏する。

また、光路のうち、格子形状面４７から蛍光測定器７までの光路は、１次光とは異なる光が筐体１３に入射するように形成された、１次光専用光路（本願請求項の「ｎ次光光路」の一例）といえる。

ここで、１次光専用光路を有する光学系の設計方法の一例について述べる。例えば、格子形状面４７のブレーズ角が３６．９度、溝本数が１２００／ｍｍの場合において、ｍ＝＋１の光（＋１次光）を取り出すとき、グレーティング方程式により、入射角は２．５３度とすると、回折角は３０．７５度となり、６００ｎｍ−５３２ｎｍ分散が、３０ｍｍ先で約２ｍｍであると導出される。この分散機構に合わせ、第３の空気室２１及び第５の空気室２７の位置及び角度、並びに、１次光専用光路の幅を適宜調節することにより、測定対象光（６００ｎｍ）のみを蛍光測定器７に導光することができる。参考までに、このときに試料から発した測定対象光がたどる蛍光測定器までの経路を図３に示す。

なお、迷光の中には第５の空気室２７の斜面４９に入射するものもあるが、強度は小さく、後で述べる光学フィルタ（第２の色素含有シリコーン樹脂３５）によりほぼ除去される。

第２のシリコーン樹脂
第２のシリコーン樹脂３１は、第４の空気室２３と格子形状面４７において、第５の空気室２７と斜面４９において、第６の空気室と境界面５３において、それぞれ接している。

第５の空気室
第５の空気室２７は、第２のシリコーン樹脂３１と斜面４９で接している。

第６の空気室
第６の空気室２９は、第２のシリコーン樹脂３１と第２の色素含有シリコーン樹脂３５との間に設けられており、第２のシリコーン樹脂３１と境界面５３において、第２の色素含有シリコーン樹脂３５と境界面５５において、それぞれ接している。境界面５３は平面、境界面５５は第６の空気室２９側に凸の球面であり、第６の空気室２９は平凹レンズの形状となっている。そのため、第５の空気室２７の斜面４９から折り返された蛍光は、そのまま平行光として境界面５３を通過し、その平行光は、境界面５５の曲率を適宜設定することにより、第２の色素含有シリコーン樹脂３５に面する第７の空気室の斜面５７に収束され、最終的に光電子倍増管（蛍光測定器７）の受光面１１に集光される。集光された光は、蛍光測定器７が光強度を測定する（本願請求項に記載の「測定ステップ」の一例）。

第２の色素含有シリコーン樹脂
第２の色素含有シリコーン樹脂３５（本願請求項の「光学フィルタ部」の一例）は、シリコーン樹脂（本願請求項における「第２樹脂」の一例）により構成されており、第６の空気室２９と境界面５５において、第７の空気室３３と斜面５７において、光電子倍増管（蛍光測定器７）と受光面１１において、それぞれ接している。

第２の色素含有シリコーン樹脂３５は、第１の色素含有シリコーン樹脂１９と同様に、試料から放出された蛍光である測定対象光以外の光を除去するために、励起光、試料ケース５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に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色素をほぼ一様に含有している。ここで、蛍光以外の光をできるだけ除去するため、第２の色素含有シリコーン樹脂３５は、第１の色素含有シリコーン樹脂１９よりも色素濃度が高いことが好ましいが、第１の色素含有シリコーン樹脂１９の方が色素濃度が高くともよい。

第７の空気室
第７の空気室３３は、第２の色素含有シリコーン樹脂３５と斜面５７で接している。第７の空気室３３の位置及び斜面５７の角度を適切に設定することにより、斜面５７に収束した光が光電子倍増管（蛍光測定器７）の受光面１１に集光される。

筐体
筐体１３は、請求の範囲に記載の「吸光部材」にあたり、光路を形成する第１の色素含有シリコーン樹脂１９、第１のシリコーン樹脂２５、第２のシリコーン樹脂３１、第２の色素含有シリコーン樹脂３５と同じシリコーン樹脂であり、例えば、ＰＤＭＳ樹脂などを用いる。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、例えば、炭素からなる黒色顔料が使用されている。

この筐体１３は、図１に示す通り、上述した光学系を包囲している。さらに、筐体１３は、主な構成要素が光学系の光路を形成するシリコーン樹脂（第１の色素含有シリコーン樹脂１９、第１のシリコーン樹脂２５、第２のシリコーン樹脂３１、第２の色素含有シリコーン樹脂３５）と同じく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、筐体１３と光学系の光路を形成するシリコーン樹脂との間には屈折率境界がない。よって、光学系の光路を形成するシリコーン樹脂が占める領域を通過した迷光が、筐体１３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、反射や散乱されることなく筐体１３に入射し、効率よく筐体１３により吸収される。

なお、図１に示すように、第１の色素含有シリコーン樹脂１９における試料ケース５近傍の位置、および第２の色素含有シリコーン樹脂３５における受光面１１近傍の位置に、それぞれ第１のスリット部材６３、第２のスリット部材６５（それぞれ本願請求項における「スリット部」の一例）を設けてもよい。

両スリット部材は、試料ケース５の試料から放出され光電子倍増管（蛍光測定器７）の受光面１１に至る蛍光の進路以外を進行する光を遮蔽する機能を有する。特に、両スリット部材を、第１の色素含有シリコーン樹脂１９、第２の色素含有シリコーン樹脂３５と同じシリコーン樹脂によって形成し、かつ、上記した顔料（本願請求項における「第３色素」の一例）を含有させることにより、第１の色素含有シリコーン樹脂１９と第１のスリット部材６３との界面、第２の色素含有シリコーン樹脂３５と第２のスリット部材６５との界面には屈折率境界がない。よって、迷光が、第１のスリット部材６３、第２のスリット部材６５に入射する場合、上記両界面において光の反射や散乱は抑制される。

また、第１のスリット部材６３、第２のスリット部材６５は顔料を含有しているので、上記迷光の少なくとも一部は、上記第１のスリット部材６３、第２のスリット部材６５により吸収される。

このように、第１のスリット部材６３、第２のスリット部材６５を設けることにより、光電子倍増管（蛍光測定器７）の受光面１１に到達する迷光の量を更に低減することが可能となる。

図４に実施例２に係るＬＩＦ測定装置６１の構成例を示す。ＬＩＦ測定装置６１では、実施例１のＬＩＦ測定装置１に加え、第１の色素含有シリコーン樹脂１９、及び、第２の色素含有シリコーン樹脂３５の周囲を色素拡散抑制部材５９（本願請求項の「色素拡散抑制部」の一例）で包囲した。

実施例２では実施例１と異なり、色素拡散抑制部材５９が存在するため、色素拡散抑制部材５９と第１の色素含有シリコーン樹脂１９の境界面、及び、色素拡散抑制部材５９と第２の色素含有シリコーン樹脂３５の境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、色素含有シリコーン樹脂（第１の色素含有シリコーン樹脂１９、第２の色素含有シリコーン樹脂３５）により吸収されるので、実質的に蛍光測定器７の受光面１１には到達しない。

色素拡散抑制部材５９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５９として無機ガラスを使用することが好ましい。

なお、固体光源３として、レーザ光源以外の光源を用いてもよい。また、蛍光測定器７として、光電子増倍管以外の測定器を用いてもよい。さらに、光路を構成する樹脂として、固体光源３からの励起光や試料から放出される蛍光に対して透明であれば、ＰＤＭＳ以外の樹脂を用いてもよい。

また、色素拡散抑制部材５９の材質を金属とすることも可能である。しかしながら、色素含有シリコーン樹脂（第１の色素含有シリコーン樹脂１９、第２の色素含有シリコーン樹脂３５）と接触する色素拡散抑制部材５９の境界面での反射・散乱の影響が比較的大きくなるため、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂やＰＥＴ、ポリカーボネート、無機ガラス等の方が好ましい。

さらに、励起光による迷光や自家蛍光による迷光・ラマン光等の測定対象光以外を除くためには、実施例１及び実施例２のように色素含有シリコーン樹脂を用いるのではなく、光路の途中、例えば第６の空気室２９中に色ガラスフィルタを配置してもよい。

さらに、光測定装置の光路は、１次光以外の光に限らずｎ次の回折光（ｎは自然数のうちいずれか１つの数）が測定部に到達するように回折格子状面の前後で屈曲させてもよい。

さらに、実施例２における色素拡散抑制部材５９と第２の色素含有シリコーン樹脂３５との間に、図５に示すように、測定対象光とは異なる波長の光を吸収する第２吸光部６７（本願請求項における「第２吸光部」の一例）をさらに備えてもよい。これにより、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。また、この第２吸光部は、光学フィルタ部を構成する樹脂と同一の樹脂で構成されており、光学フィルタ部が有する色素とは異なる第２色素（本願請求項における「第２色素」の一例）を含むものであってもよい。これにより、第２吸光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。

１・・・ＬＩＦ測定装置（実施例１）、３・・・固体光源、５・・・試料ケース、７・・・蛍光測定器、９・・・光出射面、１１・・・受光面、１３・・・筐体、１５・・・第１の空気室、１７・・・第２の空気室、１９・・・第１の色素含有シリコーン樹脂、２１・・・第３の空気室、２３・・・第４の空気室、２５・・・第１のシリコーン樹脂、２７・・・第５の空気室、２９・・・第６の空気室、３１・・・第２のシリコーン樹脂、３３・・・第７の空気室、３５・・・第２の色素含有シリコーン樹脂、３７・・・斜面（第１の空気室の斜面）、３９・・・境界面（第１の色素含有シリコーン樹脂と第２の空気室の境界面）、４１・・・境界面（第１のシリコーン樹脂と第２の空気室の境界面）、４３・・・斜面（第３の空気室と第１のシリコーン樹脂の境界面）、４５・・・境界面（第４の空気室と第１のシリコーン樹脂の境界面）、４７・・・境界面、格子形状面（第４の空気室と第２のシリコーン樹脂の境界面）、４９・・・斜面（第５の空気室と第２のシリコーン樹脂の境界面）、５３・・・境界面（第２のシリコーン樹脂と第６の空気室の境界面）、５５・・・境界面（第２の色素含有シリコーン樹脂と第６の空気室の境界面）、５７・・・斜面（第２の色素含有シリコーン樹脂と第７の空気室の境界面）、５９・・・色素拡散抑制部材（実施例２）、６１・・・ＬＩＦ測定装置（実施例２）、６３・・・第１のスリット部材、６５・・・第２のスリット部材、６７・・・第２吸光部

Claims (9)

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、
   前記測定対象光に対して透明な樹脂で構成される光路と、
   前記光路を覆う吸光部と、
   前記光路内に、樹脂により形成される回折格子状面とを備え、
   前記光路は、前記回折格子状面の前後で屈曲している、光測定装置。
2. 前記光路は、ｎ次の回折光（ｎは自然数のうちいずれか１つの数）が前記測定部に到達するように前記回折格子状面の前後で屈曲している、請求項１記載の光測定装置。
3. 前記光路のうち、前記回折格子状面から前記測定部までの光路は、前記ｎ次の回折光とは異なる光が前記吸光部に入射するように形成されたｎ次光光路である、請求項２記載の光測定装置。
4. 前記光路の一部に、色素を有する第２樹脂からなる光学フィルタ部をさらに備える請求項１から３のいずれかに記載の光測定装置。
5. 前記光学フィルタ部の周囲に、色素拡散抑制部をさらに備える請求項４記載の光測定装置。
6. 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第２吸光部をさらに備える、請求項５記載の光測定装置。
7. 前記第２吸光部は、前記第２樹脂と同一の樹脂で構成されており、前記色素とは異なる第２色素を含むものである、請求項６記載の光測定装置。
8. 前記光学フィルタ部の一部に、前記測定対象光の進路とは異なる進路を進行する光を遮蔽するスリット部をさらに備え、
   前記スリット部は、
   前記第２樹脂と同一の樹脂で構成されており、
   前記色素とは異なる第３色素を含むものである、請求項４から７のいずれかに記載の光測定装置。
9. 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を用いた光測定方法であって、
   前記光測定装置は、
   前記測定対象光に対して透明な樹脂で構成される光路と、
   前記光路を覆う吸光部と、
   前記光路内に、樹脂により形成される回折格子状面とを備え、
   前記光路は、前記回折格子状面の前後で屈曲しており、
   前記測定部が、前記回折格子状面において屈折した光を測定する測定ステップを含む、光測定方法。