TOP > 国内特許検索 > センサ、センサの製造方法、圧力または温度の測定システムおよび測定方法

センサ、センサの製造方法、圧力または温度の測定システムおよび測定方法 NEW

国内特許コード P210017912
整理番号 S2020-0179-N0
掲載日 2021年9月27日
出願番号 特願2020-025551
公開番号 特開2021-131263
出願日 令和2年2月18日(2020.2.18)
公開日 令和3年9月9日(2021.9.9)
発明者
  • 飯田 琢也
  • 床波 志保
  • 西嶋 一欽
出願人
  • 公立大学法人大阪
発明の名称 センサ、センサの製造方法、圧力または温度の測定システムおよび測定方法 NEW
発明の概要 【課題】金属ナノ粒子を用いた簡易な構成を有するセンサを提供する。
【解決手段】圧力センサ5は、螺旋構造を有するコレステリック液晶と金ナノ粒子とを含む光応答材料53と、光応答材料53の少なくとも一部を覆い、光応答材料53に照射される光に対して光透過性を有する透明フィルム52とを備える。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要

金属ナノ粒子を用いたセンシング技術が提案されている。たとえば特開2007-170932号公報(特許文献1)は、金属微粒子-クロモジェニック複合材料を開示する。この複合材料は、金属微粒子を、クロモジェニック材料となるマトリックスと接触または接近させて配置した構造を有する。複合材料は、クロモジェニック材料の光学変化を可逆的に制御することにより、金属微粒子の表面プラズモン共鳴(SPR:Surface Plasmon Resonance)、または、光吸収もしくは光散乱のピーク値の波長シフトを可逆的に制御できる。

産業上の利用分野

本開示は、センサ、その製造方法、圧力または温度の測定システムおよび測定方法に関し、より特定的には、対象物に印加される圧力または対象物の温度を測定するための技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
圧力または温度を測定するためのセンサであって、
螺旋構造を有する液晶と金属ナノ粒子とを含む光応答材料と、
前記光応答材料の少なくとも一部を覆い、前記光応答材料に照射される光に対して光透過性を有する光透過層とを備える、センサ。

【請求項2】
前記液晶は、コレステリック液晶、スメクティック液晶およびTGB(Twisted Grain Boundary)液晶のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のセンサ。

【請求項3】
前記液晶の螺旋構造は、前記光応答材料への照射光の波長を前記光応答材料の屈折率で除した螺旋ピッチを有する、請求項2に記載のセンサ。

【請求項4】
前記光応答材料への照射光の波長は、可視域に含まれ、
前記液晶の螺旋構造の螺旋ピッチは、サブマイクロメートルオーダーである、請求項3に記載のセンサ。

【請求項5】
前記光応答材料への照射光の波長は、赤外域に含まれ、
前記液晶の螺旋構造の螺旋ピッチは、マイクロメートルオーダーである、請求項3に記載のセンサ。

【請求項6】
圧力または温度を測定するためのセンサの製造方法であって、
金属ナノ粒子が分散した金属ナノ粒子分散液を還元法により準備するステップと、
螺旋構造を有する液晶を作製可能な材料を前記金属ナノ粒子分散液に導入することで金属ナノ粒子ドープ液晶を調製するステップとを含む、センサの製造方法。

【請求項7】
前記金属ナノ粒子分散液における前記金属ナノ粒子の平均粒子間距離は、ナノメートルオーダーからマイクロメートルオーダーの範囲である、請求項6に記載のセンサの製造方法。

【請求項8】
前記金属ナノ粒子分散液における前記金属ナノ粒子の平均粒子間距離は、サブマイクロメートルオーダーからシングルマイクロメートルオーダーの範囲である、請求項7に記載のセンサの製造方法。

【請求項9】
対象物に設置されたセンサを用いて、前記対象物に印加される圧力または前記対象物の温度を測定する測定システムであって、
前記センサは、螺旋構造を有する液晶と金属ナノ粒子とを含む光応答材料を有し、
前記測定システムは、
前記センサに照射された光を検出する光検出器と、
前記光検出器からの信号に所定の信号処理を施すことにより、前記対象物の圧力または温度を算出する演算装置とを備える、圧力または温度の測定システム。

【請求項10】
前記光検出器は、前記センサを撮影するカメラを含み、
前記演算装置は、前記カメラにより撮影された画像の色情報に基づいて、前記対象物の圧力または温度を算出する、請求項9に記載の圧力または温度の測定システム。

【請求項11】
前記光検出器は、前記センサの透過光または反射光を分光する分光器を含み、
前記演算装置は、前記分光器により取得された吸光度スペクトルまたは反射スペクトルのピーク波長に基づいて、前記対象物の圧力または温度を算出する、請求項9に記載の圧力または温度の測定システム。

【請求項12】
対象物に設置されたセンサを用いて、前記対象物に印加される圧力または前記対象物の温度を測定する測定方法であって、
前記センサは、螺旋構造を有する液晶と金属ナノ粒子とを含む光応答材料を有し、
前記測定方法は、
前記センサに照射された光を光検出器により検出するステップと、
前記光検出器からの信号に所定の信号処理を施すことにより、前記対象物の圧力または温度を算出するステップとを含む、圧力または温度の測定方法。

【請求項13】
前記光応答材料の屈折率に前記液晶の螺旋構造の螺旋ピッチを乗じた波長の光を前記光応答材料に照射するステップをさらに含む、請求項12に記載の圧力または温度の測定方法。
国際特許分類(IPC)
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2020025551thum.jpg
出願権利状態 公開
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close