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公開番号2024146929
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2024057884
出願日2024-03-29
発明の名称液体移動デバイス用遮光液体組成物
出願人株式会社トプコン
代理人個人
主分類G02B 5/00 20060101AFI20241004BHJP(光学)
要約【課題】可視光～近赤外光を対象とする遮光用途の光学素子において十分な吸光度を有し、遮光/透光の迅速な切り替え動作を行うことができる光学シャッターとして使用することができる液体移動デバイス用遮光液体組成物を提供する。
【解決手段】吸光スペクトルにおいて350～1050nmの範囲内に吸光ピークを有する複数の染料と、前記複数の染料を溶解する溶媒とを備えた液体移動デバイス用遮光液体組成物であって、前記溶媒は、凝固点が-20℃以下、沸点が70℃以上であり、前記複数の染料は、各染料の吸光スペクトルを合成した吸光スペクトルの350～1050nmの範囲における最小値の光学濃度ODが3以上(但し、前記光学濃度ODは遮光用途で用いられる吸光厚さ(光路長)あたりでの濃度である)であるようにそれぞれ濃度調整されていることを特徴とする液体移動デバイスの遮光用非極性液体組成物。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
吸光スペクトルにおいて３５０～１０５０ｎｍの範囲内に吸光ピークを有する複数の染料と、前記複数の染料を溶解する溶媒とを備えた液体移動デバイス用遮光液体組成物であって、
前記溶媒は、凝固点が－２０℃以下、沸点が７０℃以上であり、
前記複数の染料は、各染料の吸光スペクトルを合成した吸光スペクトルの３５０～１０５０ｎｍの範囲における最小値の光学濃度ＯＤが３以上（但し、前記光学濃度ＯＤは遮光用途で用いられる吸光厚さ（光路長）あたりでの濃度である）であるようにそれぞれ濃度調整されていることを特徴とする液体移動デバイス用遮光液体組成物。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記溶媒は、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、有機ケイ素化合物から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の液体移動デバイス用遮光液体組成物。
【請求項３】
前記溶媒は、トルエン、エチルトルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ポリジメチルシロキサン、トリメチルフェニルシラン、ジメチルジフェニルシラン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、イソプロピルシクロヘキサン、ｎ－ヘプタン、イソヘプタン、ｎ－ノナン、イソノナン、ｎ－デカン、イソデカンから選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項２に記載の液体移動デバイス用遮光液体組成物。
【請求項４】
前記染料は、アゾ系、（メロ）シアニン系、（ナ）フタロシアニン系、インジゴ系、クマリン系、テトラゾリウム系、トリフェニルメタン系、クロマフォア系、フルオロフォア系、キノン系、アミニウム系、（ジ）インモニウム系、スクアリウム系、チオール系、ジチオレン系およびそれらを配位子とした金属錯体から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の液体移動デバイス用遮光液体組成物。
【請求項５】
請求項１に記載の液体移動デバイス用遮光液体組成物の製造方法であって、
吸光スペクトルにおいて３５０～１０５０ｎｍの範囲内に吸光ピークを有する複数の染料を選定し、
これらを前記複数の染料を溶解する凝固点が－２０℃以下、沸点が７０℃以上である溶媒と混合するものであり、
前記複数の染料は、各染料の吸光スペクトルを合成した吸光スペクトルの３５０～１０５０ｎｍの範囲における最小値の光学濃度ＯＤが３以上（但し、前記光学濃度ＯＤは遮光用途で用いられる吸光厚さ（光路長）あたりでの濃度である）であるようにそれぞれ濃度調整され、混合されていることを特徴とする液体移動デバイス用遮光液体組成物の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光～近赤外光の光学シャッターとして用いられる液体移動デバイス用遮光液体組成物に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
測量分野においては、可視光～近赤外光を測量対象物に照射し、この反射光の計測を行っているものがある。そのような測量機器では、計測系やアクチュエータを含む制御系の温度上昇に伴って生じる計測値の変動を補正するため、適時、測距光から参照光への光路切り替えを行っている。
【０００３】
この切り替えを担う従来のメカニカルシャッターは、シャッター内部の部品自体が物理的に動作するため動作速度が遅く、また、動作に伴う振動が収まるまでの待ち時間も必要となるため、測距光から参照光への切り替えから再び測距光へ復帰するまで約２００ｍｓを要する。例えば、メカニカルシャッターの一従来例においては、その内訳は、測距光測定を行った後、参照光への光路切り替えに約３５ｍｓ、振動安定待ちに約４０ｍｓ、参照光測定に約５０ｍｓ、振動安定待ちに約４０ｍｓ、測距光への光路切り替えに約３５ｍｓである。
【０００４】
測距光および参照光の測定自体に要する時間は５０ｍｓであるため、待機を要する２００ｍｓの間に約４回分の測距データのロスが生じる。そのため、特にドローンのような移動体を用いた測量分野において、改善が求められている。
【０００５】
そのようなメカニカルシャッターの問題点に対して、可変焦点レンズ、光学絞り、光学ズームといった光学系をエレクトロウェッティング装置からなる液体レンズで構成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このエレクトロウェッティング装置では、極性溶媒と非極性溶媒の屈折率に差異を与えて可変レンズとしている。この構成により、機械的な動作を伴うことなく光学系を構築することができる。
【０００６】
上記のような機械的な動作を伴うメカニカルシャッターの問題点は、測量機器だけではなく、同様に光学系を有する医療機器にも存在し、例えば、被検眼と指標との間に光学絞りを配置した眼科装置において、この光学絞りを液体レンズから構成し、絞り径を機械的な移動部を設けることなく変更可能とした眼科装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献１、２に記載の極性溶媒と非極性溶媒の屈折率に差異を与えた液体レンズの他にも、極性溶媒と非極性溶媒の一方に黒色染料等で着色して遮光と透光の切り替えを可能としたエレクトロウェッティング装置を用いた可視光の光学シャッターが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特表２００９－５２５５０２号公報
特開２０１８－５０９７５号公報
特許第５７１６０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の従来の液体移動デバイスでは、遮光と透光の切り替えを行うための構造は開示されているものの、黒色染料等で必要十分に遮光を行うための極性液と非極性液の一方の具体的な着色方法は開示されておらず、また、可視光を対象とするための黒色染料を使用しているものが主であり、本発明の対象範囲である近赤外領域の光を十分に吸収せず、広帯域の遮光に対応することができなかった。
【００１０】
このような背景において、本発明は、可視光～近赤外光を対象とする測量機器において十分な吸光度を有し、迅速な動作を行うことができる光学シャッターとして使用することができる液体移動デバイス用遮光液体組成物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】
（【００１１】以降は省略されています）

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