光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器および光機器
【課題】 波長可変フィルターが、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間を短縮すること。
【解決手段】 光フィルター３００は、第１波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１））と、第２波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（２））と、駆動部１２０と、各光フィルターの各々の分光帯域を可変に制御する制御部６００と、を含み、第１波長可変バンドパスフィルターは、第１波長帯域の光を分光し、かつ、分光帯域として、第１分光帯域と、第２分光帯域と、を少なくとも有し、第２波長可変バンドパスフィルターは、第１波長帯域に隣接する第２波長帯域の光を分光し、かつ、分光帯域として、第３分光帯域と、第４分光帯域とを少なくとも有し、駆動部１２０は、各第１波長可変バンドパスフィルターおよび第２波長可変バンドパスフィルターの各々を共に駆動し、第１分光帯域と、第３分光帯域とにおける、光が分光される期間の少なくとも一部が重複し、かつ、第２分光帯域と、第４分光帯域とにおける、光が分光される期間の少なくとも一部が重複する。
【解決手段】 光フィルター３００は、第１波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１））と、第２波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（２））と、駆動部１２０と、各光フィルターの各々の分光帯域を可変に制御する制御部６００と、を含み、第１波長可変バンドパスフィルターは、第１波長帯域の光を分光し、かつ、分光帯域として、第１分光帯域と、第２分光帯域と、を少なくとも有し、第２波長可変バンドパスフィルターは、第１波長帯域に隣接する第２波長帯域の光を分光し、かつ、分光帯域として、第３分光帯域と、第４分光帯域とを少なくとも有し、駆動部１２０は、各第１波長可変バンドパスフィルターおよび第２波長可変バンドパスフィルターの各々を共に駆動し、第１分光帯域と、第３分光帯域とにおける、光が分光される期間の少なくとも一部が重複し、かつ、第２分光帯域と、第４分光帯域とにおける、光が分光される期間の少なくとも一部が重複する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器および光機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉フィルターは従来から分光測定器等に用いられている。干渉フィルターの一態様として、透過波長を可変に制御する干渉フィルター（ファブリペローエタロン干渉フィルター）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載される、透過波長が可変である透過波長可変干渉フィルターでは、互いに平行に保持された一対の基板と、この一対の基板上に互いに対向すると共に一定間隔のギャップを有するように形成された一対の多層膜(光学膜)とを備え、外力により一対の多層膜(光学膜)間のギャップ（干渉ギャップ）の大きさを変化させて、透過波長を可変に制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４２７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、所望波長帯域を一つの波長可変フィルター（例えば可変ギャップエタロンフィルター）でカバーし、例えばｎポイント（ｎは２以上の整数）で分光測定を行う場合、波長可変フィルターの多層膜（光学膜）間のギャップの大きさを変える必要がある。詳しくは、ギャップの大きさを変えて各測定ポイントに対応した分光帯域を実現し、次に、その分光帯域における測定を実施する、という動作を、測定ポイントの数だけ繰り返す必要がある。よって、所望波長帯域の帯域幅が広くなると、必要な測定データをすべて取得するための測定時間が長くなる。つまり、波長可変フィルターが、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間が長くなるという課題が生じる。
【０００５】
本発明の少なくとも一つの態様によれば、例えば、波長可変フィルターが、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間を短縮することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の光フィルターの一態様では、第１波長可変バンドパスフィルターと、第２波長可変バンドパスフィルターと、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動する駆動部と、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々の分光帯域を可変に制御する制御部と、を含み、前記第１波長可変バンドパスフィルターは、所望波長帯域における第１波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第１波長帯域内の第１波長を中心波長とする第１分光帯域と、前記第１波長帯域内の第２波長を中心波長とする第２分光帯域と、を少なくとも有し、前記第２波長可変バンドパスフィルターは、前記所望波長帯域における、前記第１波長帯域に隣接する第２波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第２波長帯域内の第３波長を中心波長とする第３分光帯域と、前記第２波長帯域内の第４波長を中心波長とする第４分光帯域と、を少なくとも有し、前記駆動部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を共に駆動し、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第１分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第３分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複し、かつ、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第２分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第４分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複する。
【０００７】
本態様では、所望波長帯域を一つの波長可変フィルターでカバーするのではなく、複数の（つまり２以上の）波長可変バンドパスフィルターを用いてカバーすると共に、各波長可変バンドパスフィルターを並行して駆動する。
【０００８】
波長可変バンドパスフィルターは、一つの光学フィルターで、実質的に複数の分光帯域を実現することができ、簡易な構成で広い波長域をカバーでき、使い勝手がよいという特性を有する。この波長可変バンドパスフィルターを複数個使用し、各フィルターに分光する帯域を割り当てることによって、各フィルターの負担が軽減され、かつ、各フィルターを並行して駆動することによって、効率的な波長スキャンが実現される。すなわち、複数の波長可変バンドパスフィルター（少なくとも第１波長可変バンドパスフィルターおよび第２波長可変バンドパスフィルターを含む）の並行駆動によって、各フィルターの分光処理期間の少なくとも一部が時間軸上で重複し、したがって、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間を短縮することができる。例えば、ｎ個の波長可変バンドパスフィルターを同時に駆動する場合、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間は、例えば、従来の１／ｎに短縮される。よって、例えば、広い範囲の波長域を効率的にカバー可能な光フィルターが実現される。
【０００９】
また、複数の波長可変バンドパスフィルターが、各々に割り当てられた波長帯域を分光することによって、個々の波長可変バンドパスフィルターの可動部の可動範囲が抑制され、アクチュエーターの駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、駆動回路（駆動部）を構築するのが容易となり、消費電力の削減も可能である。
【００１０】
また、例えば、各波長可変バンドパスフィルターに使用される光学膜（例えば、屈折率の異なる膜を積層した構造をもち、光の反射特性と透過特性とを併せ持つ光学膜）を簡素化することができる。このことは、光フィルターの構成の簡素化に役立つ。
【００１１】
（２）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値は同じ値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧とは異なる値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動する。
【００１２】
本態様では、複数の波長可変バンドパスフィルターの各々の初期ギャップ値は同じ値に設定されており、各フィルターに、異なるレベルの駆動電圧を印加することによって、各フィルターのギャップを個別に制御する。これによって、各フィルターのギャップは異なる値となり、各フィルターにおいて、所望波長の分光帯域が実現される。ここで、波長可変バンドパスフィルターの初期ギャップ値とは、駆動電圧を印加しない状態のギャップの大きさをいう。本態様では、各フィルターに、異なる電圧を印加することができる。よって、仮に各フィルターの特性がばらついたとしても、そのばらつきを補償するように駆動電圧を調整する（微調整する）ことができる。各フィルターに最適な駆動電圧が印加されるため、各フィルターの分光帯域の精度が向上する。
【００１３】
また、各フィルターの駆動電圧が異なるため、電圧印加時に生じるオーバーシュート（ならびにアンダーシュート）の周期に差が生じる。各駆動電圧の揺れが重畳されると、大きなノイズが生じて、例えば、駆動部における基準電位（グランドＧＮＤや電源電位ＶＤＤ）に大きな変動が生じる場合がある。本態様では、各駆動電圧の揺れの周期が異なることからノイズが分散され、よって、大きなノイズが生じにくくなる。また、フィルター毎に、駆動電圧を調整することができるため、例えば、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧の変化量を、小さく抑制するといった微調整も行い易くなる。この場合、電圧切り換え時における、駆動電圧のオーバーシュートを抑制することができる。
【００１４】
（３）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値が異なる値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧と同じ値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動する。
【００１５】
本態様では、複数の波長可変バンドパスフィルターの各々の初期ギャップ値は異なる値に設定されている。つまり、各フィルターが分光する帯域の、一端側の波長に対応するギャップ値が選択されている。この状態で、各フィルターに、同じレベルの駆動電圧を印加することによって、各フィルターのギャップを変化させて、フィルター毎に、分光帯域の波長を切り換える。
【００１６】
本態様によれば、各フィルターの駆動電圧を共通化することができる。よって、制御部に設けられる、電圧設定メモリーに設定される駆動電圧値の数が減少する。ｎ個の波長可変バンドパスフィルターを使用する場合、設定電圧数は１／ｎとなる。したがって、電圧設定メモリーのメモリー領域が少なくて済む。メモリー容量を低減できることから、メモリーの専有面積が減少し、小型化に有利となり、また、例えば、電圧設定メモリーとして、低コストのＲＯＭ等を使用することもできる。また、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧変化量がそれほど大きくなければ、駆動電圧切り換え時におけるノイズはそれほど問題とはならない。
【００１７】
（４）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１波長可変バンドパスフィルターは、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板に設けられた第１光学膜と、前記第２基板に設けられ、前記第１光学膜と対向する第２光学膜と、前記第１基板に設けられ、前記第１基板の厚み方向からみた平面視において、前記第１光学膜の周囲に形成された第１電極と、前記第２基板に設けられ、前記第２基板の厚み方向からみた平面視において、前記第２光学膜の周囲に形成された第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極との間の静電力によって、前記第１光学膜と前記第２光学膜との間の前記第１ギャップが制御されて前記第１分光帯域および前記第２分光帯域の光を分光可能であり、前記第２波長可変バンドパスフィルターは、第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板に設けられた第３光学膜と、前記第４基板に設けられ、前記第３光学膜と対向する第４光学膜と、前記第３基板に設けられ、前記第３基板の厚み方向からみた平面視において、前記第３光学膜の周囲に形成された第３電極と、前記第４基板に設けられ、前記第４基板の厚み方向からみた平面視において、前記第４光学膜の周囲に形成された第４電極と、を有し、前記第３電極と前記第４電極との間の静電力によって、前記第３光学膜と前記第４光学膜との間の前記第２ギャップが制御されて前記第３分光帯域または前記第４分光帯域の光を分光可能である。
【００１８】
本態様では、第１波長可変バンドパスフィルターおよび第２波長可変バンドパスフィルターとして、静電駆動式の可変ギャップエタロンフィルター（以下、単に、可変ギャップエタロンという場合があり、また、単にフィルターという場合もある）を使用する。第１波長可変バンドパスフィルターは、第１基板（例えば固定基板）と、第１基板に対向して配置される第２基板（例えば可動基板）とを有する。第１基板（例えば固定基板）には、第１光学膜が形成され、その周囲に静電アクチュエーターの構成要素である第１電極が形成されている。第２基板（例えば可動基板）には、第２光学膜が形成され、その周囲には静電アクチュエーターの構成要素である第２電極が形成されている。第２光学膜は、例えば第１光学膜と対向して配置され、その周囲において、例えば第１電極に対向するように第２電極が形成されている。第１光学膜と第２光学膜は、干渉計の構成要素である反射膜としての機能を有する。第１電極と第２電極との間に所定の電位差が生じると、電極間に例えば静電力（例えば静電引力）が生じる。例えば可動基板である第２基板は可撓性を有しており、第２基板に、静電力による撓みが生じ、第１光学膜と第２光学膜との間のギャップ（干渉ギャップ）の大きさが変化し（例えば縮小し）、可変ギャップエタロンフィルターの光透過帯域（つまり分光帯域）が変化する。
【００１９】
第２波長可変バンドパスフィルターの構成と動作も同様である。つまり、第２波長可変バンドパスフィルターは、第３基板（例えば固定基板）と、第３基板に対向して配置される第４基板（例えば可動基板）とを有する。第３基板（例えば固定基板）には、第３光学膜が形成され、その周囲に静電アクチュエーターの構成要素である第３電極が形成されている。第４基板（例えば可動基板）には、第４光学膜が形成され、その周囲に静電アクチュエーターの構成要素である第４電極が形成されている。第４光学膜は第３光学膜と対向して配置され、その周囲において、例えば第３電極と対向するように第４電極が形成されている。第３光学膜と第４光学膜は、干渉計の構成要素である反射膜としての機能を有する。
【００２０】
可変ギャップエタロンフィルターは、ファブリペロー干渉計の原理を利用した、構成が簡易で、小型化、低価格に適した波長可変フィルターであり、本態様では、この可変ギャップエタロンフィルターを複数使用して、各フィルターの各々に異なる波長帯域を分光させる。波長可変フィルターを複数用いることによって、１つのフィルターにおけるアクチュエーターの可動範囲が狭くなり、よって、駆動電圧を低減でき（省電力効果）、ならびに、１回の駆動電圧の変化量が小さくなることから、駆動電圧を大きく変化させる場合に比べて、駆動電圧の精度が向上するという効果を得ることができる。また、光学膜の設計も容易化される。よって、設計負荷ならびにプロセス負荷を低減することが可能となる。よって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲を効率的にカバー可能な、使い勝手のよい光フィルターを実現することができる。
【００２１】
（５）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１光学膜、前記第２光学膜、前記第３光学膜および前記第４光学膜は、同じ材料で構成されている。
【００２２】
本態様では、複数の波長可変バンドパスフィルターの各々に設けられる光学膜の構成材料を共通化することができる。つまり、複数の可変ギャップエタロンフィルターを使用することによって、一つのフィルターの負担が軽減され、光学膜の材料も共通化することが可能となる。このことは、光フィルターの製造負荷の軽減（例えば、製造プロセスの簡素化）に貢献する。
【００２３】
（６）本発明の光フィルターモジュールの一態様は、上記いずれかの光フィルターと、前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、を含む。
【００２４】
光フィルターモジュールは、例えば、光通信装置の受信部（受光光学系と受光素子を含む）として使用することができ、また、例えば、分光測定器の受光部（受光光学系と受光素子とを含む）として使用することができる。本態様によれば、透過光の波長範囲を広くとることができ、小型で、全所望帯域をスキャンするのに要する時間を短縮可能な、使い勝手のよい光フィルターモジュールが実現される。
【００２５】
（７）本発明の分光測定器の一態様は、上記いずれかの光フィルターと、前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、前記受光部から得られる受光信号に基づく信号処理に基づいて所与の信号処理を実行する信号処理部と、を含み、前記制御部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動すると共に、前記第１波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第１受光信号についての前記信号処理と、前記第２波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第２受光信号についての前記信号処理と、を共に実行する。
【００２６】
本態様では、各波長可変バンドパスフィルターを並行して駆動すると共に、各フィルターを経由した光を受光部によって受光して得られる受光信号の処理も、並行して実行する。光の分光処理が並列化され、さらに受光信号の信号処理も並列化されることから、分光測定装置の測定効率が格段に向上する。したがって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲をカバー可能であり、かつ、測定時間を格段に短縮可能な、使い勝手のよい分光測定器を実現することができる。
【００２７】
信号処理部は、受光素子から得られる信号（受光信号）に基づいて所定の信号処理を実行し、例えば、サンプルの分光光度分布を測定する。分光光度分布の測定によって、例えば、サンプルの測色、サンプルの成分分析等を行うことができる。
【００２８】
（８）本発明の光機器の一態様は、上記いずれかの光フィルターを含む。
これによって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲をカバー可能な使い勝手のよい光機器（例えば、各種センサーや光通信応用機器）が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、分光測定器の全体構成例と光フィルターの構成例を示す図
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、可変ギャップエタロンフィルターの原理と構造例を示す図
【図３】分光測定装置の具体的な構成例を示す図
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、制御部に含まれる同期クロック生成回路の構成と動作の一例を示す図
【図５】分光測定装置の動作手順例を示すフロー図
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、分光測定によって、サンプルの物体色を測定する方法の一例を示す図
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、可変ギャップエタロンの具体的な構造例と、その動作を説明するための図
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、可変ギャップエタロンフィルターにおける、電極および光学膜の配置を説明するための図
【図９】静電アクチュエーターを用いたギャップ制御について説明するための図
【図１０】可変ギャップエタロンフィルターの第１の駆動方法を説明するための図
【図１１】可変ギャップエタロンフィルターの第２の駆動方法を説明するための図
【図１２】（Ａ）および（Ｂ）は、測定波長に対する、具体的な駆動電圧値の例を示す図
【図１３】本発明に係る一実施形態の光機器の他の例である波長多重通信システムの送信機の概略構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３１】
（第１実施形態）
本実施形態では、光フィルター（複数の波長可変バンドパスフィルターを備える）を含む光機器（ここでは分光測定器とする）を例にとって、光フィルターの構成例や動作例について説明する。なお、分光測定器の例としては、例えば、測色器、分光分析器、分光スペクトラムアナライザー等があげられる。
【００３２】
（分光測定器の全体構成例と光フィルターの構成例）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、分光測定器の全体構成例と光フィルターの構成例を示す図である。例えば、サンプル２００の測色を行う場合には光フィルターへの入射光がサンプル２００からの反射光となる光源１００が用いられ、また、サンプル２００の分光分析を行う場合には、例えば光フィルターへの入射光がサンプル２００からの透過光となる光源１００’が用いられる。なお、分光分析の対象となるサンプル２００は、ガス（気体）の場合もあり得る。
【００３３】
図１（Ａ）に示されるように、分光測定器７００は、光源１００（あるいは１００’）と、光源駆動部１１０と、複数の波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））を備える光フィルター（分光部）３００と、フォトダイオード等の受光素子ＰＤ（１）〜ＰＤ（３）を含む受光部４００と、受光部４００から得られる受光信号（電流信号）を電圧信号に変換し、その電圧値をデジタルデータ（分光スペクトルデータ）に変換する受光信号処理部５００と、各部の動作を統括的に制御する制御部（例えば、マイクロコンピューターやゲートアレイ等で構成される）６００と、分光スペクトルデータに基づいて、所与の信号処理（演算処理）を実行して分光光度分布等を求める信号処理部（演算部）６５０と、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々を駆動する光フィルター駆動部（単に駆動部という場合がある）１２０と、を有する。
【００３４】
光源１００（１００’）としては、例えば、白熱電球、蛍光灯、放電管、ＬＥＤ等の固体発光素子を用いた光源（固体発光素子光源）等を使用することができる。また、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々には、波長が異なる複数の分光帯域を設定することができる。光フィルター駆動部１２０から出力される駆動信号（例えば駆動電圧）のレベルに応じて、各フィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の分光帯域の波長が適宜、決定される。
【００３５】
また、信号処理部６５０は、受光部４００から得られる受光信号（分光スペクトルデータ）に基づいて各種演算を実行して、例えば、サンプル２００に関する分光光度分布を求める。信号処理部６５０は、求められた分光光度分布情報Ｓｏｕｔを出力する。分光光度分布の測定によって、例えば、サンプル２００の測色や、サンプル２００の成分分析等を行うことができる。
【００３６】
なお、光フィルター３００および受光部４００によって、光フィルターモジュール３５０が構成される。光フィルターモジュール３５０は、分光測定器に適用できる他、例えば、光通信装置の受信部（受光光学系と受光素子を含む）としても使用可能である。本実施形態における光フィルターモジュール３５０は、透過光の波長範囲を広くとることができ、また、分光スペクトルデータの取得を短時間で行えるという利点がある。
【００３７】
図１（Ｂ）に示すように、図１（Ａ）の例における光フィルター３００は、実質的に、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの広範囲にわたる波長帯域（すなわち所望帯域）をカバーする、複数の分光帯域を設定可能な、波長可変フィルターである。すなわち、光フィルター３００は、第１波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１））と、第２波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（２））と、第３波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（３））と、を有している。
【００３８】
第１波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１））は、例えば、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長帯域（第１波長帯域）の光を分光し、かつ、帯域幅が２０ｎｍに設定されている５つの分光帯域（透過波長帯域）ｂ１〜ｂ５を有する。ｂ１〜ｂ５の各々の帯域の中心波長は、４００ｎｍ，４２０ｎｍ，４４０ｎｍ，４６０ｎｍおよび４８０ｎｍである。第２波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（２））は、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの波長帯域（第２波長帯域）の光を分光し、帯域幅が２０ｎｍに設定されている５つの分光帯域（透過波長帯域）ｂ６〜ｂ１０を有する。ｂ６〜ｂ１０の各々の帯域の中心波長は、５００ｎｍ，５２０ｎｍ，５４０ｎｍ，５６０ｎｍおよび５８０ｎｍである。第３波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（３））は、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域（第３波長帯域）の光を分光し、帯域幅が２０ｎｍに設定されている６つの分光帯域（透過波長帯域）ｂ１１〜ｂ１６を有する。ｂ１１〜ｂ１６の各々の帯域の中心波長は、６００ｎｍ，６２０ｎｍ，６４０ｎｍ，６６０ｎｍ，６８０ｎｍおよび７００ｎｍである。また、図１（Ｂ）において、ｐ１〜ｐ１６の各々は、光フィルター３００が分光測定器に使用される場合における測定ポイントを示している。すなわち、１６個の測定ポイントが設定されていることになる。
【００３９】
各波長可変バンドパスフィルターが分光する波長帯域は、原則的には、所望帯域を均等に分割した波長帯域とするのが好ましい。但し、図１（Ｂ）の例では、短波長側の波長帯域の光を分光するＢＰＦ（１）ならびに中波長の帯域の光を分光するＢＰＦ（２）に関して、５つの測定ポイント（ｐ１〜ｐ５，ｐ６〜ｐ１０）が設定されているが、長波長側の帯域の光を分光するＢＰＦ（３）に関しては、偶数個の測定ポイントを確保するために、６つの測定ポイント（ｐ１１〜ｐ１６）が設定されている。長波長側の帯域において測定ポイント数を増やしているのは、光学膜の設計が容易である点を考慮したものである。例えば、各可変波長フィルターを可変ギャップエタロンで構成し、各フィルターに使用される光学膜の材料を共通化する場合を想定する。この場合、光の波長が長い方が、分光帯域の帯域幅を広く確保することが容易である。つまり、長波長域の方が、測定ポイントの数を増やすことが容易である。よって、各フィルターに関する測定ポイント数に差を設ける設計が必要となった場合には、長波長域を分光するフィルターについての測定ポイント数を増やすのが好ましい。
【００４０】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される本実施形態における光フィルター３００では、所望波長帯域（カバーすべき波長帯域）を一つの波長可変フィルターでカバーするのではなく、複数の（つまり２以上の）波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））を用いてカバーし、かつ、各波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の各々を並行して駆動するという構成が採用される。
【００４１】
すなわち、複数の波長可変バンドパスフィルター（少なくとも第１波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）および第２波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（２）を含む）の並行駆動によって、各フィルターの分光処理期間の少なくとも一部が時間軸上で重複し、したがって、所望波長帯域の全帯域を、所定帯域幅毎にスキャンするのに要する時間を短縮することができる。例えば、ｎ個の波長可変バンドパスフィルターを同時に駆動する場合、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間は、例えば、従来の１／ｎに短縮される。よって、例えば、広い範囲の波長域を、効率的にカバー可能な光フィルターが実現される。
【００４２】
また、複数の波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））が、各々に割り当てられた波長帯域の光を分光することによって、個々の波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の可動部の可動範囲が抑制され、アクチュエーターの駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、光フィルター駆動部１２０を構築するのが容易となり、消費電力の削減も可能である。
【００４３】
また、各波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））を、例えば、可変ギャップエタロンフィルターで構成した場合に、各フィルターが分光すべき波長帯域を狭くできることから、各フィルターに使用される光学膜（例えば、屈折率の異なる膜を積層した構造をもち、光の反射特性と透過特性とを併せ持つ光学膜）の構成材料を共通化することができる。よって、光フィルター３００の製造負荷を軽減することも可能となる。
【００４４】
（可変ギャップエタロンフィルターの構成等）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の各々は、上述のとおり、例えば、可変ギャップエタロンフィルター（単に、可変ギャップエタロンという場合があり、また、単にフィルターという場合もある）によって構成することができる。可変ギャップエタロンのギャップを制御することによって、一つの光学フィルターを用いて、実質的に複数の（つまり２以上の）分光帯域を実現することが可能である。
【００４５】
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、可変ギャップエタロンフィルターの原理と構造例を示す図である。図２（Ａ）に示すように、光フィルター３００を構成する可変ギャップエタロンフィルター１０は、互いに対向して配置される第１基板（例えば固定基板）２０と、第２基板（例えば可動基板）３０と、第１基板２０の主面（表面）に設けられる第１光学膜４０と、第２基板３０の主面（表面）に設けられる第２光学膜５０と、各基板によって挟持された、各基板間のギャップ（距離）を調整するためのアクチュエーター（例えば静電アクチュエーターや圧電素子等）８０ａ，８０ｂと、を有する。ギャップ値はＧ１に設定されている。
【００４６】
なお、第１基板２０および第２基板３０の少なくとも一方が可動基板であればよく、双方を可動基板とすることも可能である。アクチュエーター８０ａおよびアクチュエーター８０ｂは各々、光フィルター駆動部１２０ａ，１２０ｂの各々によって駆動される。また、各光フィルター駆動部１２０ａ，１２０ｂの動作は、制御部（制御回路）６００によって制御される。
【００４７】
所定角度θで外部から入射する光Ｌｉｎは、ほとんど散乱されることなく第１光学膜４０を通過する。第１基板２０に設けられた第１光学膜４０と第２基板３０に設けられた第２光学膜５０との間で、光の反射が繰り返され、これによって、光の干渉が生じ、特定の条件を満たす波長の光のみが強められ、その強められた波長の光の一部は、第２基板３０上の第２光学膜５０を通過して、受光部４００（受光素子）に到達する。干渉によってどの波長の光が強め合うかは、第１基板２０と第２基板３０との間のギャップに依存する。詳しくは、第１光学膜４０と第２光学膜５０との間のギャップに依存する。よって、ギャップを可変に制御することによって、通過する光の波長帯域を変化させることができる。
【００４８】
図２（Ｂ）は、可変ギャップエタロンフィルターの断面構造の一例を示している。図２（Ｂ）に示されるように、可変ギャップエタロンフィルター１０は、対向して平行に配置される第１基板２０および第２基板３０と、第１光学膜４０および第２光学膜５０と、第１基板２０上において、第１光学膜４０の周囲に形成されている第１電極６０と、第２基板３０上において、第２光学膜５０の周囲に形成されている第２電極７０と、を有する。第１電極６０と第２電極７０は、互いに対向して配置されており、この一対の電極によって、静電アクチュエーター８０が形成される。静電アクチュエーター８０を用いた可変ギャップエタロンの駆動の具体例については後述する。なお、ギャップ値（光学膜間の距離）はＧ１に設定されている。また、参照符号９１ａ，９１ｂは、酸化膜（ＳｉＯ２膜）を示し、参照符号９２ａ，９２ｂは接合膜（例えばプラズマ重合膜）を示す。
【００４９】
図２（Ｃ）は、第１基板２０（例えばガラス基板）上に形成される第１光学膜４０の構造例を示している。第１光学膜４０は、一対（ワンペア）のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜（屈折率ｎ＝１．５））および酸化チタン膜（ＴｉＯ２膜（屈折率ｎ＝２．５））を少なくとも有する積層膜である。但し、これに限定されるものではなく、Ａｇ合金を用いた膜等であってもよい。
【００５０】
第１光学膜４０は、反射膜として機能し、また光透過膜としての機能を併せ持つ。酸化チタン膜（ＴｉＯ２膜）の上には、保護膜としての酸化膜（ＳｉＯ２膜）９２が形成されている。この保護膜としての酸化膜９２の厚みを調整することによって、ギャップを微調整することも可能である。なお、第２光学膜５０も第１光学膜４０と同様の構成とすることができる。
【００５１】
図２（Ｄ）は、積層する光学膜のペア数に依存して、バンドパスフィルターの光透過特性がどのように変化するかを示している（但し、一例である）。単層膜（ワンペアの膜）の場合は、例えば実線で示すようなバンドパスフィルター特性（透過率の半値幅ｗ１）となり、多層膜（２ペア以上の膜）の場合は、例えば点線で示すようなバンドパスフィルター特性（透過率の半値幅ｗ２（ｗ２＞ｗ１）となる。このように、光学膜を構成するペア数を増加させることによって、バンドパスフィルターの半値幅（つまり光透過帯域の帯域幅）を広げることができる。
【００５２】
例えば、短波長の分光帯域の光を分光する可変ギャップエタロンをＢＰＦ（１）とし、中波長の分光帯域の光を分光する可変ギャップエタロンをＢＰＦ（２）とし、長波長の分光帯域を分光する可変ギャップエタロンをＢＰＦ（３）とし、各エタロンの初期ギャップ値を１μｍとしたとき、ＢＰＦ（１）における第１光学膜４０および第２光学膜５０の積層ペア数は１とすることができ、ＢＰＦ（２）における第１光学膜４０の積層ペア数は１、第２光学膜５０の積層ペア数は２とすることができ、ＢＰＦ（３）における第１光学膜４０の積層ペア数は１、第２光学膜５０の積層ペア数は２とすることができる。可変ギャップエタロンの駆動方法としては、後述するように、第１駆動方法（各フィルターの初期ギャップ値が同じ）と、第２駆動方法（各フィルターの初期ギャップ値が異なる）とがあるが、いずれの駆動方法においても、上記の光学膜のペア数で対応可能である。但し、上記の例は一例であり、これに限定されるものではない。
【００５３】
（分光測定装置の具体例について）
次に、分光測定器７００の、より具体的な構成例について説明する。図３は、分光測定装置の具体的な構成例を示す図である。なお、図３において、前掲の図面と共通する部分には同じ参照符号が付されている。
【００５４】
図３の分光測定装置では、複数の可変ギャップエタロンフィルターを並行して駆動すると共に、各フィルターを経由した光を受光部によって受光して得られる受光信号の処理も、並行して実行する。この構成を採用することによって、光の分光処理が並列化され、さらに受光信号の信号処理も並列化される。よって、分光測定器７００の測定効率が格段に向上する。したがって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲をカバー可能であり、かつ、測定時間を格段に短縮可能な、使い勝手のよい分光測定器を実現することができる。
【００５５】
制御部６００は、同期クロック生成回路１５と、電圧設定メモリー１７と、を有する。電圧設定メモリー１７には、電圧データテーブル１９が記憶されている。電圧データテーブル１９の電圧データに基づいて、可変ギャップエタロンフィルターの駆動電圧のレベルが決定される。
【００５６】
光フィルター駆動部１２０は、基準電圧源２３と、Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃと、アンプ４２ａ〜４２ｃと、を有する。基準電圧源２３は、電圧レベルが異なる、複数の駆動電圧Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ）を並列に出力する。ここで、ｍは２以上の整数である。例えば、Ｄ／Ａ変換器３３ａには、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））と、電圧データＤ１とが入力される。Ｄ／Ａ変換器３３ａは、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））の中から、電圧データＤ１に対応する駆動電圧を選択して出力する。駆動電圧はアンプ４２ａで増幅され、増幅された駆動電圧は、光フィルター３００に含まれる第１波長可変フィルターとしての第１可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（１）に供給される。この駆動電圧によって、第１可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（１）のギャップが制御され、透過光の波長帯域（つまり分光帯域）が決定される。
【００５７】
同様に、Ｄ／Ａ変換器３３ｂには、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））と、電圧データＤ２とが入力される。Ｄ／Ａ変換器３３ｂから出力される駆動電圧は、
アンプ４２ｂで増幅され、増幅された駆動電圧は、第２可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（２）に供給される。この駆動電圧によって、第２可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（２）のギャップが制御され、透過光の波長帯域（分光帯域）が決定される。
【００５８】
同様に、Ｄ／Ａ変換器３３ｃには、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））と、電圧データＤ３とが入力される。Ｄ／Ａ変換器３３ｃから出力される駆動電圧は、
アンプ４２ｃで増幅され、増幅された駆動電圧は、第３可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（３）に供給される。この駆動電圧によって、第３可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（３）のギャップが制御され、透過光の波長帯域（分光帯域）が決定される。
【００５９】
Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々は、制御部６００に含まれる同期クロック生成回路１５から出力される同期クロックＣＬＫ１に同期して、例えば同時に動作する。各フィルターを同時に駆動すると、測定時間を最も短くすることができる。但し、必ずしも同時である必要はなく、例えば、各フィルターの駆動に関して、若干のタイミング差が存在していてもよい。
【００６０】
Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々が共通のクロック（同期クロックＣＬＫ１）に基づいて並行して動作することによって、ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々の分光帯域が実現される期間の少なくとも一部が、時間軸上で重複することになり、したがって、分光処理に要する時間が短縮され、効率的な分光処理が実現される。例えば、第１回目の測定期間において、ＢＰＦ（１）に第１分光帯域が実現され、ＢＰＦ（２）に第２分光帯域が実現され、ＢＰＦ（３）に第３分光帯域が実現されるとすると、第１分光帯域が実現される期間と、第２分光帯域あるいは第３分光帯域が実現される期間の少なくとも一部が、時間軸上で重複することになる。また、次の測定期間において、ＢＰＦ（１）に第４分光帯域が実現され、ＢＰＦ（２）に第５分光帯域が実現され、ＢＰＦ（３）に第６分光帯域が実現されるとすると、第４分光帯域が実現される期間と、第５分光帯域あるいは第６分光帯域が実現される期間の少なくとも一部が、時間軸上で重複することになる。したがって、所望波長帯域の全帯域を、所定帯域幅毎にスキャンするのに要する時間を短縮することができる。図３の例では、３個の可変ギャップエタロンが使用されており、これらを同時に駆動した場合には、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間は、従来の１／３に短縮される。よって、例えば、広い範囲の波長域を効率的にカバー可能な光フィルターが実現される。
【００６１】
また、複数の波長可変バンドパスフィルターが、各々に割り当てられた波長帯域を分光することによって、個々の波長可変バンドパスフィルターの可動部の可動範囲が抑制され、アクチュエーターの駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、光フィルター駆動部１２０を構築するのが容易となり、消費電力の削減も可能である。また、各可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に使用される光学膜（例えば、屈折率の異なる膜を積層した構造をもち、光の反射特性と透過特性とを併せ持つ光学膜）を共通化することができる。このことは、光フィルター３００の構成の簡素化に役立つ。
【００６２】
受光部４００に含まれる第１受光素子ＰＤ（１）は、ＢＰＦ（１）を経由した（通過した）光を受光し、光電変換によって第１受光信号（電流信号）Ｓ１を生成し、出力する。同様に、第２受光素子ＰＤ（２）は、ＢＰＦ（２）を経由した光を受光し、光電変換によって第２受光信号（電流信号）Ｓ２を生成し、出力する。第３受光素子ＰＤ（３）は、ＢＰＦ（３）を経由した光を受光し、光電変換によって第３受光信号（電流信号）Ｓ３を生成し、出力する。
【００６３】
受光信号処理部５００は、３つの信号処理経路５０２ａ〜５０２ｃを備える。第１信号処理経路５０２ａには、電流／電圧変換を行うＩ−Ｖ変換回路７２ａと、アンプ８２ａと、Ａ／Ｄ変換器９３ａと、が設けられる。同様に、第２信号処理経路５０２ｂには、電流／電圧変換を行うＩ−Ｖ変換回路７２ｂと、アンプ８２ｂと、Ａ／Ｄ変換器９３ｂ、が設けられる。第３信号処理経路５０２ｃには、電流／電圧変換を行うＩ−Ｖ変換回路７２ｃと、アンプ８２ｃと、Ａ／Ｄ変換器９３ｃと、が設けられる。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの各々は、例えば、同期クロックＣＬＫ２に基づいて同時に動作する。但し、これは一例である。ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々の駆動に関してタイミング差が設けられているときは、そのタイミング差に応じて、各Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの動作タイミングにも差が設けられる。
【００６５】
各Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの各々からは、第１受光データＳ１’〜第３受光データＳ３’の各々が出力される。第１受光データＳ１’〜第３受光データＳ３’の各々は、信号処理部（演算部）６５０に供給される。
【００６６】
信号処理部（演算部）６５０は、第１受光データＳ１’〜第３受光データＳ３’の各々に基づいて、所定の信号処理を実行し、例えば、サンプル２００（図１参照）の分光光度分布を測定する。信号処理部６５０は、分光光度分布情報Ｓｏｕｔを出力する。分光光度分布の測定によって、例えば、サンプル２００の測色、あるいはサンプル２００の成分分析等を行うことができる。なお、光源１００は、信号処理部６５０の準備が整うまでの期間において、無駄な電力消費を防止するために消灯しておくことができる。但し、複数のサンプルに関して、連続的に測定を実行する場合には、光源１００の駆動状態を継続してもよい。
【００６７】
図３の分光測定器７００では、光フィルターを構成する３つの可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々の駆動が並列的に行われ、また、各フィルターを経由した光を受光部４００が受光して得られる受光信号の処理も並列的に行われる。受光信号の取得ならびに受光信号の処理の双方が並列化されていることから、効率的な分光測定が実現される。よって、分光測定の開始から終了までの時間を、従来例に比べて、大幅に短縮することができる。
【００６８】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、制御部に含まれる同期クロック生成回路の構成と動作の一例を示す図である。図４（Ａ）に示されるように、同期クロック生成回路１５は、クロック生成器８１０と、遅延回路８２０と、を有している。クロック生成器８１０には、クロックの生成開始／終了を指示するスタート／ストップ信号ＳＴと、基準クロックＣＫ（システムクロック等）ＣＫと、が入力される。
【００６９】
同期クロック生成回路１５は、クロックの生成が停止している状態において、スタート／ストップ信号ＳＴが入力されると、同期クロックＣＬＫ１の生成を開始する。また、クロックが生成されている期間において、スタート／ストップ信号ＳＴが入力されると、同期クロックＣＬＫ１の生成を終了する。遅延回路８２０は、同期クロックＣＬＫ１を所定時間だけ遅延させる。この結果として、遅延回路８２０から、同期クロックＣＬＫ２が出力される。
【００７０】
図４（Ｂ）の例では、時刻ｔ１にスタート／ストップ信号ＳＴが入力され、時刻ｔ１に同期クロックＣＬＫ１の生成が開始され、時刻ｔ２に同期クロックＣＬＫ２の生成が開始される。また、時刻ｔ４にスタート／ストップ信号ＳＴが入力され、時刻ｔ５以降、同期クロックＣＬＫ１が停止され、また、時刻ｔ６以降、同期クロックＣＬＫ２が停止される。
【００７１】
図５は、図３に示される分光測定装置の動作手順例を示すフロー図である。上述のとおり、３つの可変ギャップエタロン（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の各々を用いた分光測定処理が、並行して実行される。
【００７２】
分光測定処理は、例えば、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ７を含む。すなわち、光源が駆動され（ステップＳＴ１）、Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々に、分光帯域の波長に応じた電圧データが入力され、Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々から、可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々用の駆動電圧が出力される（ステップＳＴ２）。次に、アンプ４２ａ〜４２ｃによって、駆動電圧が増幅され、増幅された駆動電圧が、可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に印加される（ステップＳＴ３）。
【００７３】
次に、受光素子ＰＤ（１）〜ＰＤ（３）の各々から、受光信号（電流信号）Ｓ１〜Ｓ３の各々が出力される（ステップＳＴ４）。受光信号Ｓ１〜Ｓ３の各々は、Ｉ−Ｖ変換回路７２ａ〜７２ｃの各々によって電圧信号に変換され、さらに、アンプ８２ａ〜８２ｃの各々によって増幅される（ステップＳＴ５）。次に、Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの各々によって、Ａ／Ｄ変換が実行される（ステップＳＴ６）。信号処理部６５０は、所定の演算を実行し、この結果として、分光光度分布情報が取得される（ステップＳＴ７）。
【００７４】
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、分光測定によって、サンプルの物体色を測定する方法の一例を示す図である。ここでは、説明の便宜上、測定ポイント数を４としている。図６（Ａ）では、可変ギャップエタロンに入射するサンプルの分光強度分布が破線で示されている。図６（Ａ）において、ギャップ値がＧ１であるとき、可変ギャップエタロンは、波長λ１を中心波長とした透過特性を有している。ギャップ値がＧ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の順に変化すると、透過帯域の中心波長は、λ０、λ１、λ２，λ３の順に変化する。
【００７５】
受光部４００からは、図６（Ｂ）に示されるような、受光光量に応じた電流Ｉ３〜Ｉ０の各々が出力される。各フィルターの中心波長λと、電流の電流値との関係を求めることによって、図６（Ｃ）に示されるような分光特性を示す特性線（分光光度分布曲線）を描くことができる。
【００７６】
（可変ギャップエタロンの具体的構造ならびに具体的動作について）
以下、可変ギャップエタロンの具体的な構造例ならびに具体的な動作例について説明する。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、可変ギャップエタロンの具体的な構造例と、その動作を説明するための図である。
【００７７】
図７（Ａ）において、第１基板２０と例えば一体で、第２基板３０を可動に支持する支持部２２が形成されている。支持部２２は、第２基板３０に設けてもよく、あるいは第１，第２基板２０，３０とは別体で形成してもよい。
【００７８】
第１，第２基板２０，３０は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成することができる。これらの中でも、各基板２０，３０の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより各基板２０，３０を形成することで、光学膜（反射膜）４０，５０や、各電極６０，７０の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの２つの基板２０，３０は、例えばプラズマ重合膜を用いた表面活性化接合などにより接合されることで、一体化されている。第１，第２基板２０，３０の各々は、一辺が例えば１０ｍｍの正方形に形成され、ダイヤフラムとして機能する部分の最大直径は例えば５ｍｍである。
【００７９】
第１基板２０は、例えば、厚みが５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。第１基板２０は、第２基板３０と対向する対向面のうちの中央の第１対向面２０Ａ１に、例えば円形の第１光学膜４０が形成されている。同様に、第２基板３０は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。第２基板３０は、第１基板２０と対向する対向面３０Ａの中央位置に、第１光学膜４０と対向する例えば円形の第２光学膜５０が形成されている。
【００８０】
なお、第１，第２光学膜４０，５０は、例えば直径が約３ｍｍの円形状に形成されている。この第１，第２光学膜４０，５０は、例えば、透過率の半値幅も狭く分解能が良好な、例えばＴｉＯ２とＳｉＯ２との積層膜からなる誘電体多層膜を使用することができ、また、ＡｇＣ層等によって構成することもできる。第１，第２光学膜４０，５０は、例えば、スパッタリングなどの手法により第１，第２基板２０，３０に形成することができる。光学膜の膜厚寸法は、例えば０．０３μｍに形成されている。本実施形態では、第１，第２光学膜４０，５０として、可視光全域を分光できる光学膜を用いる。
【００８１】
さらに、第１，第２基板２０，３０の各対向面２０Ａ１，２０Ａ２，３０Ａとは逆側の面にて、第１，第２光学膜４０，５０に対応する位置に図示しない反射防止膜（ＡＲ）を形成することができる。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第１，第２基板２０，３０の界面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００８２】
これら第１，第２光学膜４０，５０は、図７（Ａ）に示す電圧非印加状態にて初期ギャップ値Ｇ１０を介して対向配置されている。なお、ここでは第１光学膜４０を固定鏡とし、第２光学膜５０を可動鏡とするが、上述した第１，第２基板２０，３０の態様に応じて、第１，第２光学膜４０，５０のいずれか一方又は双方を可動とすることができる。
【００８３】
平面視で第１光学膜４０の周囲の位置であって、第１基板２０の第１対向面２０Ａ１の周囲の第２対向面２０Ａ２には、例えば下部電極（第１電極）６０が形成されている。同様に、第２基板３０の対向面３０Ａには、下部電極６０と対向して上部電極（第２電極）７０が設けられている。下部電極（第１電極）６０と上部電極（第２電極）７０は、ギャップ値Ｇ５を介して、対向配置されている。なお、下部電極６０および上部電極７０の表面は、絶縁膜にて被覆することができる。また、平面視とは各基板の基板厚み方向から見た場合をいう。
【００８４】
本実施形態では、第１基板２０が第２基板３０と対向する面は、第１光学膜４０が形成される第１対向面２０Ａ１と、平面視で第１対向面２０Ａ１の周囲に配置されて、下部電極６０が形成される第２対向面２０Ａ２とを有する。第１対向面２０Ａ１と第２対向面２０Ａ２とは同一面であってもよいが、本実施形態では第１対向面２０Ａ１と第２対向面２０Ａ２との間には段差があり、第１対向面２０Ａ１の方が第２対向面２０Ａ２よりも第２基板３０に近い位置に設定している。これにより、初期ギャップ値Ｇ１０＜ギャップ値Ｇ５の関係が成立する。
【００８５】
また、光フィルター３００では、平面視で第２光学膜５０の周囲に配置された上部電極７０に共通電圧（例えば接地電圧）を印加し、平面視で第１光学膜４０の周囲に配置された下部電極６０に電圧を印加することによって、図７（Ｂ）に示すように、対向電極間に矢印で示す静電力（個々では静電引力）Ｆ１を生じさせることができる。すなわち、下部電極６０および上部電極７０によって静電アクチュエーター８０が構成される。この静電引力Ｆ１によって、第１，第２光学膜４０，５０間のギャップを初期ギャップ値Ｇ１０の大きさよりも小さいギャップとなるように可変に制御することができる。光学膜間のギャップの大きさによって透過光の波長が決まる。よって、ギャップを変化させることで透過波長を選択することが可能となる。
【００８６】
図７（Ｂ）に示すように、入射光は、例えば第２基板３０の上方から入射する。可変ギャップエタロンのギャップ値によって決まる波長帯域（分光帯域）の光のみが第１基板２０を通過して出力光となる。その出力光は、受光部４００によって受光され、受光強度に応じた電気信号（受光信号）が得られる。
【００８７】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す例では、可動基板である第２基板３０の撓み性を確保するために、図１に示すように、上部電極（第２電極）７０が形成される領域を例えば厚み寸法が５０μｍ程度の薄肉部３４としている。この薄肉部３４は、第２光学膜５０が配置される領域の厚肉部３２、および支持部２２と接触する領域の厚肉部３６よりも肉薄に形成されている。換言すれば、第２基板３０は、第２光学膜５０及び上部電極７０が形成される面３０Ａは平坦面であり、第２光学膜５０が配置される第１領域に厚肉部３２が形成され、上部電極７０が形成される第２領域に薄肉部３４が形成される。こうして、薄肉部３４にて撓み性を確保しながら、厚肉部３２を撓み難くすることで、第２光学膜５０は平面度を保ってギャップを可変することが可能となる。
【００８８】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、可変ギャップエタロンフィルターにおける、電極および光学膜の配置を説明するための図である。図８（Ａ）は可変ギャップエタロンフィルターの断面図であり（参照符号は前掲の図面と同じである）、図８（Ｂ）は、上部電極（第２電極）７０および第２光学膜５０の平面視における配置を示す図であり、図８（Ｃ）は、下部電極（第１電極）６０および第１光学膜４０の平面視における配置を示す図である。
【００８９】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示されるように、第１基板２０の中央部に第１光学膜４０が設けられ、第２基板３０の中央部において、第１光学膜４０に対向するように第２光学膜５０が設けられており、また、第１電極（第１駆動電極）６０は、第１基板２０に設けられ、平面視において、第１光学膜４０の周囲に（具体的には、第１光学膜４０を取り囲むように）形成されており、第２電極（第２駆動電極）７０は、第２基板３０に設けられ、平面視において、第２光学膜５０の周囲に（具体的には、第２光学膜５０を取り囲むように）形成されている。なお、図８（Ａ）および図８（Ｂ）において、参照符号７０Ａおよび６０Ａは各々、引き出し電極を示す。
【００９０】
このような構造をもつ光フィルター３００は、光学膜（第１光学膜４０および第２光学膜５０）が形成される領域と、電極（下部電極６０および上部電極７０）が形成される領域とは、平面視で異なる領域となり（図８（Ｂ）および図８（Ｃ）参照）、よって、特許文献１に記載される例のように光学膜と電極とが積層されることはない。よって、第１，第２基板２０，３０の少なくとも一方（本実施形態では第２基板３０）が可動基板とされても、光学膜と電極が積層されないために可動基板は撓み易さを確保できる。しかも、特許文献１に記載される光フィルターとは異なり、下部電極６０および上部電極７０上には光学膜が形成されないので、透過型または反射型波長可変干渉フィルターとして光フィルター３００を利用しても、下部、上部電極６０，７０を、透明電極とする制約も生じない。なお、下部、上部電極６０，７０を仮に透明電極としたとしても、透過特性には影響が及ぶ。これに対して、図８の例では、下部電極６０および上部電極７０上には光学膜が形成されず、電極部分は光が通過しない領域となる。よって、透過型波長可変干渉フィルターである光フィルター３００において、所望の透過特性を確保することが容易である。
【００９１】
図９は、静電アクチュエーターを用いたギャップ制御について説明するための図である。図９に示される光フィルター駆動部１２０には、Ｄ／Ａ変換器３３が設けられている。先に説明したように、Ｄ／Ａ変換器３３からは、電圧データＤに対応した駆動電圧が出力される。その駆動電圧は、例えば、静電アクチュエーターを構成する上部電極（第２電極）７０に印加される。一方、下部電極（第１電極）６０の電位は固定されている（例えば接地されている）。上部電極（第２電極）７０と下部電極（第１電極）６０の間に電位差ΔＶｓｅｇが生じると、これに伴って静電引力が発生し、可動基板である第２基板３０が撓み、第１光学膜４０と第２光学膜５０との間のギャップが変化する（つまり、ギャップが縮小される）。
【００９２】
（第２実施形態）
本実施形態では、可変ギャップエタロンフィルターの具体的な駆動方法について説明する。可変ギャップエタロンフィルターの駆動方法としては、各フィルターの初期ギャップ値を同じ値に設定しておき、各フィルターに印加する駆動電圧のレベルを異ならせる方法（第１の駆動方法）と、各フィルターの初期ギャップ値を異なる値に設定しておき、各フィルターに印加する駆動電圧のレベルを同じとする方法（第２の駆動方法）とがある。以下、順に説明する。
【００９３】
（第１の駆動方法）
図１０は、可変ギャップエタロンフィルターの第１の駆動方法を説明するための図である。図１０の上側に示されるように、３つの可変ギャップエタロンフィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが並置されている。
【００９４】
各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの初期ギャップ値は、共にＧ１０に設定されている。また、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、図１（Ａ）に示される、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に相当する。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、先に図７を用いて説明した構造を有している。ここでは、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａは、短波長側の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｂは、中波長の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｃは、長波長側の分光帯域を分光するものとする。
【００９５】
各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、例えば、同時に駆動される。図１０の下側に記載されるように、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａの駆動が開始されると、その直後に駆動電圧のレベルは第１レベルＶＡまで上昇し、以降、段階的に電圧レベルが上昇する。同様に、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｂの駆動が開始されると、その直後に駆動電圧のレベルは第２レベルＶＢまで上昇し、以降、段階的に電圧レベルが上昇する。
【００９６】
可変ギャップエタロンフィルター１０Ｃの駆動が開始されると、その直後に駆動電圧のレベルは第３レベルＶＣまで上昇し、以降、段階的に電圧レベルが上昇する。これに伴い、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおけるギャップが個別に制御され、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのギャップ値は異なる値となり、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、所望波長の分光帯域が実現される。
【００９７】
このような第１の駆動方法を採用した場合には、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに、レベルが異なる駆動電圧を印加することができる。よって、仮に各フィルターの特性がばらついたとしても、例えば、そのばらつきを補償するように駆動電圧を調整する（微調整する）ことができる。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに最適な駆動電圧が印加されるため、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの分光帯域の精度が向上する。
【００９８】
また、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの駆動電圧が異なるため、電圧印加時に生じるオーバーシュート（ならびにアンダーシュート）の周期に差が生じる。各駆動電圧の揺れが重畳されると、大きなノイズが生じて、例えば、光フィルター駆動部１２０における基準電位（グランドＧＮＤや電源電位ＶＤＤ）に大きな変動が生じる場合がある。しかし、第１の駆動方法を採用した場合には、各駆動電圧の揺れの周期が異なることからノイズが分散され、よって、大きなノイズが生じにくくなる。また、フィルター毎に、駆動電圧を調整することができるため、例えば、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧の変化量を、小さく抑制するといった微調整も行い易くなる。この場合、電圧切り換え時における、駆動電圧のオーバーシュートを抑制することができる。
【００９９】
（第２の駆動方法）
図１１は、可変ギャップエタロンフィルターの第２の駆動方法を説明するための図である。図１１の上側に示されるように、３つの可変ギャップエタロンフィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが並置されている。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、図１（Ａ）に示される、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に相当する。フィルター１０Ａの初期ギャップ値はＧ１０に設定され、フィルター１０Ｂの初期ギャップ値はＧ２０に設定され、フィルター１０Ｃの初期ギャップ値はＧ３０に設定されている。
【０１００】
フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、先に図７を用いて説明した構造を有しており、また、図１０の例と同様に、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａは、短波長側の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｂは、中波長の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｃは、長波長側の分光帯域を分光するものとする。
【０１０１】
上述のとおり、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの初期ギャップ値は異なる値に設定されている。つまり、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが分光する分光帯域の、一端側の波長に対応するギャップ値が選択されている。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、例えば、同時に駆動される。図１０の下側に記載されるように、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの駆動が開始されると、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、共通の駆動電圧が供給される。駆動電圧のレベルは、所定期間毎に段階的に上昇する。
【０１０２】
第２の駆動方法によれば、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの駆動電圧を共通化することができる。よって、制御部６００に設けられる、電圧設定メモリー１７の電圧データテーブル１９（図３参照）に設定される駆動電圧値の数が減少する。ｎ個の可変ギャップエタロンフィルターを使用する場合、設定電圧数は１／ｎでよいことになる。したがって、電圧設定メモリー１７のメモリー領域が少なくて済む。メモリー容量を低減できることから、電圧設定メモリー１７の専有面積が減少し、小型化に有利となり、また、例えば、電圧設定メモリー１７として、低コストのＲＯＭ等を使用することもできる。
【０１０３】
また、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧変化量がそれほど大きくなければ、駆動電圧切り換え時におけるノイズは、それほど問題とはならない。また、可変ギャップエタロンの構造として、先に図７（Ａ）および図７（Ｂ）を用いて説明したデバイス構造を採用すると、正確かつ安定したギャップ制御が実現することから、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの特性のばらつきを、極力抑制することができる。よって、各フィルターに同じ駆動電圧を印加する場合でも、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおけるギャップ制御の精度は確保される。
【０１０４】
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、測定波長に対する、具体的な駆動電圧値の例を示す図である。図１２（Ａ）は、上記の第１の駆動方法を採用する場合の例を示し、図１２（Ｂ）は、上記の第２の駆動方法を採用する場合の例を示す。
【０１０５】
図１２（Ａ），図１２（Ｂ）の各例では、測定波長（分光帯域の中心波長）が４００ｎｍ〜４８０（短波長帯域）において、測定ポイントｐ１〜ｐ５が設けられており、測定波長（分光帯域の中心波長）が５００ｎｍ〜５８０（中波長帯域）において、測定ポイントｐ６〜ｐ１０が設けられており、測定波長（分光帯域の中心波長）が６００ｎｍ〜７８０（短波長帯域）において、測定ポイントｐ１１〜ｐ１６が設けられている。
【０１０６】
図１２（Ａ）に示される駆動電圧４１Ｖが、図１０の例における第１電圧レベルＶＡに相当し、駆動電圧３６Ｖが、図１０の例における第２電圧レベルＶＢに相当し、駆動電圧２４Ｖが、図１０の例における第３電圧レベルＶＣに相当する。
【０１０７】
図１２（Ａ）の例では、まず、測定ポイントｐ１６における測定が実行され、次に、測定ポイントｐ５，ｐ１０，ｐ１５の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ４，ｐ９，ｐ１４の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ３，ｐ８，ｐ１３の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ２，ｐ７，ｐ１２の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ１，ｐ６，ｐ１１の各々における測定が並行して実行される。
【０１０８】
また、図１２（Ｂ）の例では、駆動電圧が取り得る電圧値は、２４Ｖ，２９Ｖ，３３Ｖ，３７Ｖ，４１Ｖ，４５Ｖの６値である。このうち、２９Ｖ〜４５Ｖの各々は、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々に共通する駆動電圧である。なお、２４Ｖは、フィルター１０Ｃにおける測定ポイントｐ１６に対応する駆動電圧である。
【０１０９】
図１２（Ｂ）の例においても、図１２（Ａ）の例と同様に、まず、測定ポイントｐ１６における測定が実行され、次に、測定ポイントｐ５，ｐ１０，ｐ１５の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ４，ｐ９，ｐ１４の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ３，ｐ８，ｐ１３の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ２，ｐ７，ｐ１２の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ１，ｐ６，ｐ１１の各々における測定が並行して実行される。
【０１１０】
（第３実施形態）
図１３は、本発明に係る一実施形態の光機器の他の例である波長多重通信システムの送信機の概略構成を示すブロック図である。波長多重（WDM: Wavelength Division Multiplexing）通信では、波長の異なる信号は干渉し合わないという特性を利用して、波長が異なる複数の光信号を一本の光ファイバー内で多重的に使用すれば、光ファイバー回線を増設せずにデータの伝送量を向上させることができるようになる。
【０１１１】
図１３において、波長多重送信機８００は、光源１００からの光が入射される光フィルター３００を有し、光フィルター３００からは複数の波長λ０，λ１，λ２，…の光が透過される。波長毎に送信器３１１，３１２，３１３が設けられる。送信器３１１，３１２，３１３からの複数チャンネル分の光パルス信号は、波長多重装置３２１にて１つに合わせられて一本の光ファイバー伝送路３３１に送出される。
【０１１２】
本発明は光符号分割多重（OCDM: Optical Code Division Multiplexing）送信機にも同様に適用できる。ＯＣＤＭは、符号化された光パルス信号のパターンマッチングによってチャンネルを識別するが、光パルス信号を構成する光パルスは、異なる波長の光成分を含んでいるからである。
【０１１３】
以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、例えば、波長可変フィルターが、所望波長帯域の全帯域を、所定の帯域幅毎にスキャンするのに要する時間を短縮することができる。この光フィルターを分光測定装置に用いた場合には、分光測定の開始から終了までの時間を短縮することができる。また、波長可変バンドパスフィルターを複数個使用し、各フィルターに分光する波長帯域を割り当てることによって、各フィルターの負担が軽減される。よって、例えば、波長可変フィルターの可動範囲を抑制することができ、駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、例えば、各フィルターの製造上の負荷が軽減されることから、各フィルターに使用される光学膜の材料を共通化することも可能となる。
【０１１４】
本発明は、光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器（測色センサーやガスセンサー等）および光機器（光通信装置等も含む）などに用いて好適である。
【０１１５】
以上、幾つかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０（１０Ａ〜１０Ｃ） 可変ギャップエタロンフィルター、
１５ 同期クロック生成回路、１７ 電圧設定メモリー、１９ 電圧データテーブル、
２０ 第１基板、２０Ａ１ 第１対向面、２０Ａ２ 第２対向面、
２２ 支持部 ２３ 基準電圧源、３０ 第２基板、３０Ａ 対向面、３２ 厚肉部、
３３ａ〜３３ｃ Ｄ／Ａ変換器、
４２ａ〜４２ｃ，８２ａ〜８２ｃ アンプ（増幅回路）、
４０ 第１光学膜、５０ 第２光学膜、６０ 下部電極（第１電極）、
７０ 上部電極（第２電極）、
７２ａ〜７２ｃ Ｉ−Ｖ変換回路（電流／電圧変換器）、
８０ 静電アクチュエーター、９２ 酸化膜、９３ Ａ／Ｄ変換器、
１００（１００’） 光源、１１０ 光源駆動部、
１２０ 光フィルター駆動部（駆動部）、２００ サンプル、３００ 光フィルター、
３５０ 光フィルターモジュール、４００ 受光部、５００ 受光信号処理部、
６００ 制御部、６５０ 信号処理部（演算部）、７００ 分光測定器、
ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３） 波長可変バンドパスフィルター、
ＰＤ（１）〜ＰＤ（３） 受光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器および光機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉フィルターは従来から分光測定器等に用いられている。干渉フィルターの一態様として、透過波長を可変に制御する干渉フィルター（ファブリペローエタロン干渉フィルター）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載される、透過波長が可変である透過波長可変干渉フィルターでは、互いに平行に保持された一対の基板と、この一対の基板上に互いに対向すると共に一定間隔のギャップを有するように形成された一対の多層膜(光学膜)とを備え、外力により一対の多層膜(光学膜)間のギャップ（干渉ギャップ）の大きさを変化させて、透過波長を可変に制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４２７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、所望波長帯域を一つの波長可変フィルター（例えば可変ギャップエタロンフィルター）でカバーし、例えばｎポイント（ｎは２以上の整数）で分光測定を行う場合、波長可変フィルターの多層膜（光学膜）間のギャップの大きさを変える必要がある。詳しくは、ギャップの大きさを変えて各測定ポイントに対応した分光帯域を実現し、次に、その分光帯域における測定を実施する、という動作を、測定ポイントの数だけ繰り返す必要がある。よって、所望波長帯域の帯域幅が広くなると、必要な測定データをすべて取得するための測定時間が長くなる。つまり、波長可変フィルターが、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間が長くなるという課題が生じる。
【０００５】
本発明の少なくとも一つの態様によれば、例えば、波長可変フィルターが、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間を短縮することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の光フィルターの一態様では、第１波長可変バンドパスフィルターと、第２波長可変バンドパスフィルターと、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動する駆動部と、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々の分光帯域を可変に制御する制御部と、を含み、前記第１波長可変バンドパスフィルターは、所望波長帯域における第１波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第１波長帯域内の第１波長を中心波長とする第１分光帯域と、前記第１波長帯域内の第２波長を中心波長とする第２分光帯域と、を少なくとも有し、前記第２波長可変バンドパスフィルターは、前記所望波長帯域における、前記第１波長帯域に隣接する第２波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第２波長帯域内の第３波長を中心波長とする第３分光帯域と、前記第２波長帯域内の第４波長を中心波長とする第４分光帯域と、を少なくとも有し、前記駆動部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を共に駆動し、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第１分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第３分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複し、かつ、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第２分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第４分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複する。
【０００７】
本態様では、所望波長帯域を一つの波長可変フィルターでカバーするのではなく、複数の（つまり２以上の）波長可変バンドパスフィルターを用いてカバーすると共に、各波長可変バンドパスフィルターを並行して駆動する。
【０００８】
波長可変バンドパスフィルターは、一つの光学フィルターで、実質的に複数の分光帯域を実現することができ、簡易な構成で広い波長域をカバーでき、使い勝手がよいという特性を有する。この波長可変バンドパスフィルターを複数個使用し、各フィルターに分光する帯域を割り当てることによって、各フィルターの負担が軽減され、かつ、各フィルターを並行して駆動することによって、効率的な波長スキャンが実現される。すなわち、複数の波長可変バンドパスフィルター（少なくとも第１波長可変バンドパスフィルターおよび第２波長可変バンドパスフィルターを含む）の並行駆動によって、各フィルターの分光処理期間の少なくとも一部が時間軸上で重複し、したがって、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間を短縮することができる。例えば、ｎ個の波長可変バンドパスフィルターを同時に駆動する場合、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間は、例えば、従来の１／ｎに短縮される。よって、例えば、広い範囲の波長域を効率的にカバー可能な光フィルターが実現される。
【０００９】
また、複数の波長可変バンドパスフィルターが、各々に割り当てられた波長帯域を分光することによって、個々の波長可変バンドパスフィルターの可動部の可動範囲が抑制され、アクチュエーターの駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、駆動回路（駆動部）を構築するのが容易となり、消費電力の削減も可能である。
【００１０】
また、例えば、各波長可変バンドパスフィルターに使用される光学膜（例えば、屈折率の異なる膜を積層した構造をもち、光の反射特性と透過特性とを併せ持つ光学膜）を簡素化することができる。このことは、光フィルターの構成の簡素化に役立つ。
【００１１】
（２）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値は同じ値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧とは異なる値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動する。
【００１２】
本態様では、複数の波長可変バンドパスフィルターの各々の初期ギャップ値は同じ値に設定されており、各フィルターに、異なるレベルの駆動電圧を印加することによって、各フィルターのギャップを個別に制御する。これによって、各フィルターのギャップは異なる値となり、各フィルターにおいて、所望波長の分光帯域が実現される。ここで、波長可変バンドパスフィルターの初期ギャップ値とは、駆動電圧を印加しない状態のギャップの大きさをいう。本態様では、各フィルターに、異なる電圧を印加することができる。よって、仮に各フィルターの特性がばらついたとしても、そのばらつきを補償するように駆動電圧を調整する（微調整する）ことができる。各フィルターに最適な駆動電圧が印加されるため、各フィルターの分光帯域の精度が向上する。
【００１３】
また、各フィルターの駆動電圧が異なるため、電圧印加時に生じるオーバーシュート（ならびにアンダーシュート）の周期に差が生じる。各駆動電圧の揺れが重畳されると、大きなノイズが生じて、例えば、駆動部における基準電位（グランドＧＮＤや電源電位ＶＤＤ）に大きな変動が生じる場合がある。本態様では、各駆動電圧の揺れの周期が異なることからノイズが分散され、よって、大きなノイズが生じにくくなる。また、フィルター毎に、駆動電圧を調整することができるため、例えば、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧の変化量を、小さく抑制するといった微調整も行い易くなる。この場合、電圧切り換え時における、駆動電圧のオーバーシュートを抑制することができる。
【００１４】
（３）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値が異なる値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧と同じ値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動する。
【００１５】
本態様では、複数の波長可変バンドパスフィルターの各々の初期ギャップ値は異なる値に設定されている。つまり、各フィルターが分光する帯域の、一端側の波長に対応するギャップ値が選択されている。この状態で、各フィルターに、同じレベルの駆動電圧を印加することによって、各フィルターのギャップを変化させて、フィルター毎に、分光帯域の波長を切り換える。
【００１６】
本態様によれば、各フィルターの駆動電圧を共通化することができる。よって、制御部に設けられる、電圧設定メモリーに設定される駆動電圧値の数が減少する。ｎ個の波長可変バンドパスフィルターを使用する場合、設定電圧数は１／ｎとなる。したがって、電圧設定メモリーのメモリー領域が少なくて済む。メモリー容量を低減できることから、メモリーの専有面積が減少し、小型化に有利となり、また、例えば、電圧設定メモリーとして、低コストのＲＯＭ等を使用することもできる。また、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧変化量がそれほど大きくなければ、駆動電圧切り換え時におけるノイズはそれほど問題とはならない。
【００１７】
（４）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１波長可変バンドパスフィルターは、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板に設けられた第１光学膜と、前記第２基板に設けられ、前記第１光学膜と対向する第２光学膜と、前記第１基板に設けられ、前記第１基板の厚み方向からみた平面視において、前記第１光学膜の周囲に形成された第１電極と、前記第２基板に設けられ、前記第２基板の厚み方向からみた平面視において、前記第２光学膜の周囲に形成された第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極との間の静電力によって、前記第１光学膜と前記第２光学膜との間の前記第１ギャップが制御されて前記第１分光帯域および前記第２分光帯域の光を分光可能であり、前記第２波長可変バンドパスフィルターは、第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板に設けられた第３光学膜と、前記第４基板に設けられ、前記第３光学膜と対向する第４光学膜と、前記第３基板に設けられ、前記第３基板の厚み方向からみた平面視において、前記第３光学膜の周囲に形成された第３電極と、前記第４基板に設けられ、前記第４基板の厚み方向からみた平面視において、前記第４光学膜の周囲に形成された第４電極と、を有し、前記第３電極と前記第４電極との間の静電力によって、前記第３光学膜と前記第４光学膜との間の前記第２ギャップが制御されて前記第３分光帯域または前記第４分光帯域の光を分光可能である。
【００１８】
本態様では、第１波長可変バンドパスフィルターおよび第２波長可変バンドパスフィルターとして、静電駆動式の可変ギャップエタロンフィルター（以下、単に、可変ギャップエタロンという場合があり、また、単にフィルターという場合もある）を使用する。第１波長可変バンドパスフィルターは、第１基板（例えば固定基板）と、第１基板に対向して配置される第２基板（例えば可動基板）とを有する。第１基板（例えば固定基板）には、第１光学膜が形成され、その周囲に静電アクチュエーターの構成要素である第１電極が形成されている。第２基板（例えば可動基板）には、第２光学膜が形成され、その周囲には静電アクチュエーターの構成要素である第２電極が形成されている。第２光学膜は、例えば第１光学膜と対向して配置され、その周囲において、例えば第１電極に対向するように第２電極が形成されている。第１光学膜と第２光学膜は、干渉計の構成要素である反射膜としての機能を有する。第１電極と第２電極との間に所定の電位差が生じると、電極間に例えば静電力（例えば静電引力）が生じる。例えば可動基板である第２基板は可撓性を有しており、第２基板に、静電力による撓みが生じ、第１光学膜と第２光学膜との間のギャップ（干渉ギャップ）の大きさが変化し（例えば縮小し）、可変ギャップエタロンフィルターの光透過帯域（つまり分光帯域）が変化する。
【００１９】
第２波長可変バンドパスフィルターの構成と動作も同様である。つまり、第２波長可変バンドパスフィルターは、第３基板（例えば固定基板）と、第３基板に対向して配置される第４基板（例えば可動基板）とを有する。第３基板（例えば固定基板）には、第３光学膜が形成され、その周囲に静電アクチュエーターの構成要素である第３電極が形成されている。第４基板（例えば可動基板）には、第４光学膜が形成され、その周囲に静電アクチュエーターの構成要素である第４電極が形成されている。第４光学膜は第３光学膜と対向して配置され、その周囲において、例えば第３電極と対向するように第４電極が形成されている。第３光学膜と第４光学膜は、干渉計の構成要素である反射膜としての機能を有する。
【００２０】
可変ギャップエタロンフィルターは、ファブリペロー干渉計の原理を利用した、構成が簡易で、小型化、低価格に適した波長可変フィルターであり、本態様では、この可変ギャップエタロンフィルターを複数使用して、各フィルターの各々に異なる波長帯域を分光させる。波長可変フィルターを複数用いることによって、１つのフィルターにおけるアクチュエーターの可動範囲が狭くなり、よって、駆動電圧を低減でき（省電力効果）、ならびに、１回の駆動電圧の変化量が小さくなることから、駆動電圧を大きく変化させる場合に比べて、駆動電圧の精度が向上するという効果を得ることができる。また、光学膜の設計も容易化される。よって、設計負荷ならびにプロセス負荷を低減することが可能となる。よって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲を効率的にカバー可能な、使い勝手のよい光フィルターを実現することができる。
【００２１】
（５）本発明の光フィルターの他の態様では、前記第１光学膜、前記第２光学膜、前記第３光学膜および前記第４光学膜は、同じ材料で構成されている。
【００２２】
本態様では、複数の波長可変バンドパスフィルターの各々に設けられる光学膜の構成材料を共通化することができる。つまり、複数の可変ギャップエタロンフィルターを使用することによって、一つのフィルターの負担が軽減され、光学膜の材料も共通化することが可能となる。このことは、光フィルターの製造負荷の軽減（例えば、製造プロセスの簡素化）に貢献する。
【００２３】
（６）本発明の光フィルターモジュールの一態様は、上記いずれかの光フィルターと、前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、を含む。
【００２４】
光フィルターモジュールは、例えば、光通信装置の受信部（受光光学系と受光素子を含む）として使用することができ、また、例えば、分光測定器の受光部（受光光学系と受光素子とを含む）として使用することができる。本態様によれば、透過光の波長範囲を広くとることができ、小型で、全所望帯域をスキャンするのに要する時間を短縮可能な、使い勝手のよい光フィルターモジュールが実現される。
【００２５】
（７）本発明の分光測定器の一態様は、上記いずれかの光フィルターと、前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、前記受光部から得られる受光信号に基づく信号処理に基づいて所与の信号処理を実行する信号処理部と、を含み、前記制御部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動すると共に、前記第１波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第１受光信号についての前記信号処理と、前記第２波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第２受光信号についての前記信号処理と、を共に実行する。
【００２６】
本態様では、各波長可変バンドパスフィルターを並行して駆動すると共に、各フィルターを経由した光を受光部によって受光して得られる受光信号の処理も、並行して実行する。光の分光処理が並列化され、さらに受光信号の信号処理も並列化されることから、分光測定装置の測定効率が格段に向上する。したがって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲をカバー可能であり、かつ、測定時間を格段に短縮可能な、使い勝手のよい分光測定器を実現することができる。
【００２７】
信号処理部は、受光素子から得られる信号（受光信号）に基づいて所定の信号処理を実行し、例えば、サンプルの分光光度分布を測定する。分光光度分布の測定によって、例えば、サンプルの測色、サンプルの成分分析等を行うことができる。
【００２８】
（８）本発明の光機器の一態様は、上記いずれかの光フィルターを含む。
これによって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲をカバー可能な使い勝手のよい光機器（例えば、各種センサーや光通信応用機器）が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、分光測定器の全体構成例と光フィルターの構成例を示す図
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、可変ギャップエタロンフィルターの原理と構造例を示す図
【図３】分光測定装置の具体的な構成例を示す図
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、制御部に含まれる同期クロック生成回路の構成と動作の一例を示す図
【図５】分光測定装置の動作手順例を示すフロー図
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、分光測定によって、サンプルの物体色を測定する方法の一例を示す図
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、可変ギャップエタロンの具体的な構造例と、その動作を説明するための図
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、可変ギャップエタロンフィルターにおける、電極および光学膜の配置を説明するための図
【図９】静電アクチュエーターを用いたギャップ制御について説明するための図
【図１０】可変ギャップエタロンフィルターの第１の駆動方法を説明するための図
【図１１】可変ギャップエタロンフィルターの第２の駆動方法を説明するための図
【図１２】（Ａ）および（Ｂ）は、測定波長に対する、具体的な駆動電圧値の例を示す図
【図１３】本発明に係る一実施形態の光機器の他の例である波長多重通信システムの送信機の概略構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３１】
（第１実施形態）
本実施形態では、光フィルター（複数の波長可変バンドパスフィルターを備える）を含む光機器（ここでは分光測定器とする）を例にとって、光フィルターの構成例や動作例について説明する。なお、分光測定器の例としては、例えば、測色器、分光分析器、分光スペクトラムアナライザー等があげられる。
【００３２】
（分光測定器の全体構成例と光フィルターの構成例）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、分光測定器の全体構成例と光フィルターの構成例を示す図である。例えば、サンプル２００の測色を行う場合には光フィルターへの入射光がサンプル２００からの反射光となる光源１００が用いられ、また、サンプル２００の分光分析を行う場合には、例えば光フィルターへの入射光がサンプル２００からの透過光となる光源１００’が用いられる。なお、分光分析の対象となるサンプル２００は、ガス（気体）の場合もあり得る。
【００３３】
図１（Ａ）に示されるように、分光測定器７００は、光源１００（あるいは１００’）と、光源駆動部１１０と、複数の波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））を備える光フィルター（分光部）３００と、フォトダイオード等の受光素子ＰＤ（１）〜ＰＤ（３）を含む受光部４００と、受光部４００から得られる受光信号（電流信号）を電圧信号に変換し、その電圧値をデジタルデータ（分光スペクトルデータ）に変換する受光信号処理部５００と、各部の動作を統括的に制御する制御部（例えば、マイクロコンピューターやゲートアレイ等で構成される）６００と、分光スペクトルデータに基づいて、所与の信号処理（演算処理）を実行して分光光度分布等を求める信号処理部（演算部）６５０と、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々を駆動する光フィルター駆動部（単に駆動部という場合がある）１２０と、を有する。
【００３４】
光源１００（１００’）としては、例えば、白熱電球、蛍光灯、放電管、ＬＥＤ等の固体発光素子を用いた光源（固体発光素子光源）等を使用することができる。また、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々には、波長が異なる複数の分光帯域を設定することができる。光フィルター駆動部１２０から出力される駆動信号（例えば駆動電圧）のレベルに応じて、各フィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の分光帯域の波長が適宜、決定される。
【００３５】
また、信号処理部６５０は、受光部４００から得られる受光信号（分光スペクトルデータ）に基づいて各種演算を実行して、例えば、サンプル２００に関する分光光度分布を求める。信号処理部６５０は、求められた分光光度分布情報Ｓｏｕｔを出力する。分光光度分布の測定によって、例えば、サンプル２００の測色や、サンプル２００の成分分析等を行うことができる。
【００３６】
なお、光フィルター３００および受光部４００によって、光フィルターモジュール３５０が構成される。光フィルターモジュール３５０は、分光測定器に適用できる他、例えば、光通信装置の受信部（受光光学系と受光素子を含む）としても使用可能である。本実施形態における光フィルターモジュール３５０は、透過光の波長範囲を広くとることができ、また、分光スペクトルデータの取得を短時間で行えるという利点がある。
【００３７】
図１（Ｂ）に示すように、図１（Ａ）の例における光フィルター３００は、実質的に、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの広範囲にわたる波長帯域（すなわち所望帯域）をカバーする、複数の分光帯域を設定可能な、波長可変フィルターである。すなわち、光フィルター３００は、第１波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１））と、第２波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（２））と、第３波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（３））と、を有している。
【００３８】
第１波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１））は、例えば、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長帯域（第１波長帯域）の光を分光し、かつ、帯域幅が２０ｎｍに設定されている５つの分光帯域（透過波長帯域）ｂ１〜ｂ５を有する。ｂ１〜ｂ５の各々の帯域の中心波長は、４００ｎｍ，４２０ｎｍ，４４０ｎｍ，４６０ｎｍおよび４８０ｎｍである。第２波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（２））は、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの波長帯域（第２波長帯域）の光を分光し、帯域幅が２０ｎｍに設定されている５つの分光帯域（透過波長帯域）ｂ６〜ｂ１０を有する。ｂ６〜ｂ１０の各々の帯域の中心波長は、５００ｎｍ，５２０ｎｍ，５４０ｎｍ，５６０ｎｍおよび５８０ｎｍである。第３波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（３））は、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域（第３波長帯域）の光を分光し、帯域幅が２０ｎｍに設定されている６つの分光帯域（透過波長帯域）ｂ１１〜ｂ１６を有する。ｂ１１〜ｂ１６の各々の帯域の中心波長は、６００ｎｍ，６２０ｎｍ，６４０ｎｍ，６６０ｎｍ，６８０ｎｍおよび７００ｎｍである。また、図１（Ｂ）において、ｐ１〜ｐ１６の各々は、光フィルター３００が分光測定器に使用される場合における測定ポイントを示している。すなわち、１６個の測定ポイントが設定されていることになる。
【００３９】
各波長可変バンドパスフィルターが分光する波長帯域は、原則的には、所望帯域を均等に分割した波長帯域とするのが好ましい。但し、図１（Ｂ）の例では、短波長側の波長帯域の光を分光するＢＰＦ（１）ならびに中波長の帯域の光を分光するＢＰＦ（２）に関して、５つの測定ポイント（ｐ１〜ｐ５，ｐ６〜ｐ１０）が設定されているが、長波長側の帯域の光を分光するＢＰＦ（３）に関しては、偶数個の測定ポイントを確保するために、６つの測定ポイント（ｐ１１〜ｐ１６）が設定されている。長波長側の帯域において測定ポイント数を増やしているのは、光学膜の設計が容易である点を考慮したものである。例えば、各可変波長フィルターを可変ギャップエタロンで構成し、各フィルターに使用される光学膜の材料を共通化する場合を想定する。この場合、光の波長が長い方が、分光帯域の帯域幅を広く確保することが容易である。つまり、長波長域の方が、測定ポイントの数を増やすことが容易である。よって、各フィルターに関する測定ポイント数に差を設ける設計が必要となった場合には、長波長域を分光するフィルターについての測定ポイント数を増やすのが好ましい。
【００４０】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される本実施形態における光フィルター３００では、所望波長帯域（カバーすべき波長帯域）を一つの波長可変フィルターでカバーするのではなく、複数の（つまり２以上の）波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））を用いてカバーし、かつ、各波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の各々を並行して駆動するという構成が採用される。
【００４１】
すなわち、複数の波長可変バンドパスフィルター（少なくとも第１波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）および第２波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（２）を含む）の並行駆動によって、各フィルターの分光処理期間の少なくとも一部が時間軸上で重複し、したがって、所望波長帯域の全帯域を、所定帯域幅毎にスキャンするのに要する時間を短縮することができる。例えば、ｎ個の波長可変バンドパスフィルターを同時に駆動する場合、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間は、例えば、従来の１／ｎに短縮される。よって、例えば、広い範囲の波長域を、効率的にカバー可能な光フィルターが実現される。
【００４２】
また、複数の波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））が、各々に割り当てられた波長帯域の光を分光することによって、個々の波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の可動部の可動範囲が抑制され、アクチュエーターの駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、光フィルター駆動部１２０を構築するのが容易となり、消費電力の削減も可能である。
【００４３】
また、各波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））を、例えば、可変ギャップエタロンフィルターで構成した場合に、各フィルターが分光すべき波長帯域を狭くできることから、各フィルターに使用される光学膜（例えば、屈折率の異なる膜を積層した構造をもち、光の反射特性と透過特性とを併せ持つ光学膜）の構成材料を共通化することができる。よって、光フィルター３００の製造負荷を軽減することも可能となる。
【００４４】
（可変ギャップエタロンフィルターの構成等）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される波長可変バンドパスフィルター（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の各々は、上述のとおり、例えば、可変ギャップエタロンフィルター（単に、可変ギャップエタロンという場合があり、また、単にフィルターという場合もある）によって構成することができる。可変ギャップエタロンのギャップを制御することによって、一つの光学フィルターを用いて、実質的に複数の（つまり２以上の）分光帯域を実現することが可能である。
【００４５】
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、可変ギャップエタロンフィルターの原理と構造例を示す図である。図２（Ａ）に示すように、光フィルター３００を構成する可変ギャップエタロンフィルター１０は、互いに対向して配置される第１基板（例えば固定基板）２０と、第２基板（例えば可動基板）３０と、第１基板２０の主面（表面）に設けられる第１光学膜４０と、第２基板３０の主面（表面）に設けられる第２光学膜５０と、各基板によって挟持された、各基板間のギャップ（距離）を調整するためのアクチュエーター（例えば静電アクチュエーターや圧電素子等）８０ａ，８０ｂと、を有する。ギャップ値はＧ１に設定されている。
【００４６】
なお、第１基板２０および第２基板３０の少なくとも一方が可動基板であればよく、双方を可動基板とすることも可能である。アクチュエーター８０ａおよびアクチュエーター８０ｂは各々、光フィルター駆動部１２０ａ，１２０ｂの各々によって駆動される。また、各光フィルター駆動部１２０ａ，１２０ｂの動作は、制御部（制御回路）６００によって制御される。
【００４７】
所定角度θで外部から入射する光Ｌｉｎは、ほとんど散乱されることなく第１光学膜４０を通過する。第１基板２０に設けられた第１光学膜４０と第２基板３０に設けられた第２光学膜５０との間で、光の反射が繰り返され、これによって、光の干渉が生じ、特定の条件を満たす波長の光のみが強められ、その強められた波長の光の一部は、第２基板３０上の第２光学膜５０を通過して、受光部４００（受光素子）に到達する。干渉によってどの波長の光が強め合うかは、第１基板２０と第２基板３０との間のギャップに依存する。詳しくは、第１光学膜４０と第２光学膜５０との間のギャップに依存する。よって、ギャップを可変に制御することによって、通過する光の波長帯域を変化させることができる。
【００４８】
図２（Ｂ）は、可変ギャップエタロンフィルターの断面構造の一例を示している。図２（Ｂ）に示されるように、可変ギャップエタロンフィルター１０は、対向して平行に配置される第１基板２０および第２基板３０と、第１光学膜４０および第２光学膜５０と、第１基板２０上において、第１光学膜４０の周囲に形成されている第１電極６０と、第２基板３０上において、第２光学膜５０の周囲に形成されている第２電極７０と、を有する。第１電極６０と第２電極７０は、互いに対向して配置されており、この一対の電極によって、静電アクチュエーター８０が形成される。静電アクチュエーター８０を用いた可変ギャップエタロンの駆動の具体例については後述する。なお、ギャップ値（光学膜間の距離）はＧ１に設定されている。また、参照符号９１ａ，９１ｂは、酸化膜（ＳｉＯ２膜）を示し、参照符号９２ａ，９２ｂは接合膜（例えばプラズマ重合膜）を示す。
【００４９】
図２（Ｃ）は、第１基板２０（例えばガラス基板）上に形成される第１光学膜４０の構造例を示している。第１光学膜４０は、一対（ワンペア）のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜（屈折率ｎ＝１．５））および酸化チタン膜（ＴｉＯ２膜（屈折率ｎ＝２．５））を少なくとも有する積層膜である。但し、これに限定されるものではなく、Ａｇ合金を用いた膜等であってもよい。
【００５０】
第１光学膜４０は、反射膜として機能し、また光透過膜としての機能を併せ持つ。酸化チタン膜（ＴｉＯ２膜）の上には、保護膜としての酸化膜（ＳｉＯ２膜）９２が形成されている。この保護膜としての酸化膜９２の厚みを調整することによって、ギャップを微調整することも可能である。なお、第２光学膜５０も第１光学膜４０と同様の構成とすることができる。
【００５１】
図２（Ｄ）は、積層する光学膜のペア数に依存して、バンドパスフィルターの光透過特性がどのように変化するかを示している（但し、一例である）。単層膜（ワンペアの膜）の場合は、例えば実線で示すようなバンドパスフィルター特性（透過率の半値幅ｗ１）となり、多層膜（２ペア以上の膜）の場合は、例えば点線で示すようなバンドパスフィルター特性（透過率の半値幅ｗ２（ｗ２＞ｗ１）となる。このように、光学膜を構成するペア数を増加させることによって、バンドパスフィルターの半値幅（つまり光透過帯域の帯域幅）を広げることができる。
【００５２】
例えば、短波長の分光帯域の光を分光する可変ギャップエタロンをＢＰＦ（１）とし、中波長の分光帯域の光を分光する可変ギャップエタロンをＢＰＦ（２）とし、長波長の分光帯域を分光する可変ギャップエタロンをＢＰＦ（３）とし、各エタロンの初期ギャップ値を１μｍとしたとき、ＢＰＦ（１）における第１光学膜４０および第２光学膜５０の積層ペア数は１とすることができ、ＢＰＦ（２）における第１光学膜４０の積層ペア数は１、第２光学膜５０の積層ペア数は２とすることができ、ＢＰＦ（３）における第１光学膜４０の積層ペア数は１、第２光学膜５０の積層ペア数は２とすることができる。可変ギャップエタロンの駆動方法としては、後述するように、第１駆動方法（各フィルターの初期ギャップ値が同じ）と、第２駆動方法（各フィルターの初期ギャップ値が異なる）とがあるが、いずれの駆動方法においても、上記の光学膜のペア数で対応可能である。但し、上記の例は一例であり、これに限定されるものではない。
【００５３】
（分光測定装置の具体例について）
次に、分光測定器７００の、より具体的な構成例について説明する。図３は、分光測定装置の具体的な構成例を示す図である。なお、図３において、前掲の図面と共通する部分には同じ参照符号が付されている。
【００５４】
図３の分光測定装置では、複数の可変ギャップエタロンフィルターを並行して駆動すると共に、各フィルターを経由した光を受光部によって受光して得られる受光信号の処理も、並行して実行する。この構成を採用することによって、光の分光処理が並列化され、さらに受光信号の信号処理も並列化される。よって、分光測定器７００の測定効率が格段に向上する。したがって、例えば、簡素化された構成を備え、小型軽量で、広い波長範囲をカバー可能であり、かつ、測定時間を格段に短縮可能な、使い勝手のよい分光測定器を実現することができる。
【００５５】
制御部６００は、同期クロック生成回路１５と、電圧設定メモリー１７と、を有する。電圧設定メモリー１７には、電圧データテーブル１９が記憶されている。電圧データテーブル１９の電圧データに基づいて、可変ギャップエタロンフィルターの駆動電圧のレベルが決定される。
【００５６】
光フィルター駆動部１２０は、基準電圧源２３と、Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃと、アンプ４２ａ〜４２ｃと、を有する。基準電圧源２３は、電圧レベルが異なる、複数の駆動電圧Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ）を並列に出力する。ここで、ｍは２以上の整数である。例えば、Ｄ／Ａ変換器３３ａには、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））と、電圧データＤ１とが入力される。Ｄ／Ａ変換器３３ａは、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））の中から、電圧データＤ１に対応する駆動電圧を選択して出力する。駆動電圧はアンプ４２ａで増幅され、増幅された駆動電圧は、光フィルター３００に含まれる第１波長可変フィルターとしての第１可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（１）に供給される。この駆動電圧によって、第１可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（１）のギャップが制御され、透過光の波長帯域（つまり分光帯域）が決定される。
【００５７】
同様に、Ｄ／Ａ変換器３３ｂには、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））と、電圧データＤ２とが入力される。Ｄ／Ａ変換器３３ｂから出力される駆動電圧は、
アンプ４２ｂで増幅され、増幅された駆動電圧は、第２可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（２）に供給される。この駆動電圧によって、第２可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（２）のギャップが制御され、透過光の波長帯域（分光帯域）が決定される。
【００５８】
同様に、Ｄ／Ａ変換器３３ｃには、複数の駆動電圧（Ｖｒｅｆ（１）〜Ｖｒｅｆ（ｍ））と、電圧データＤ３とが入力される。Ｄ／Ａ変換器３３ｃから出力される駆動電圧は、
アンプ４２ｃで増幅され、増幅された駆動電圧は、第３可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（３）に供給される。この駆動電圧によって、第３可変ギャップエタロンフィルターＢＰＦ（３）のギャップが制御され、透過光の波長帯域（分光帯域）が決定される。
【００５９】
Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々は、制御部６００に含まれる同期クロック生成回路１５から出力される同期クロックＣＬＫ１に同期して、例えば同時に動作する。各フィルターを同時に駆動すると、測定時間を最も短くすることができる。但し、必ずしも同時である必要はなく、例えば、各フィルターの駆動に関して、若干のタイミング差が存在していてもよい。
【００６０】
Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々が共通のクロック（同期クロックＣＬＫ１）に基づいて並行して動作することによって、ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々の分光帯域が実現される期間の少なくとも一部が、時間軸上で重複することになり、したがって、分光処理に要する時間が短縮され、効率的な分光処理が実現される。例えば、第１回目の測定期間において、ＢＰＦ（１）に第１分光帯域が実現され、ＢＰＦ（２）に第２分光帯域が実現され、ＢＰＦ（３）に第３分光帯域が実現されるとすると、第１分光帯域が実現される期間と、第２分光帯域あるいは第３分光帯域が実現される期間の少なくとも一部が、時間軸上で重複することになる。また、次の測定期間において、ＢＰＦ（１）に第４分光帯域が実現され、ＢＰＦ（２）に第５分光帯域が実現され、ＢＰＦ（３）に第６分光帯域が実現されるとすると、第４分光帯域が実現される期間と、第５分光帯域あるいは第６分光帯域が実現される期間の少なくとも一部が、時間軸上で重複することになる。したがって、所望波長帯域の全帯域を、所定帯域幅毎にスキャンするのに要する時間を短縮することができる。図３の例では、３個の可変ギャップエタロンが使用されており、これらを同時に駆動した場合には、所望波長帯域の全帯域をスキャンするのに要する時間は、従来の１／３に短縮される。よって、例えば、広い範囲の波長域を効率的にカバー可能な光フィルターが実現される。
【００６１】
また、複数の波長可変バンドパスフィルターが、各々に割り当てられた波長帯域を分光することによって、個々の波長可変バンドパスフィルターの可動部の可動範囲が抑制され、アクチュエーターの駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、光フィルター駆動部１２０を構築するのが容易となり、消費電力の削減も可能である。また、各可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に使用される光学膜（例えば、屈折率の異なる膜を積層した構造をもち、光の反射特性と透過特性とを併せ持つ光学膜）を共通化することができる。このことは、光フィルター３００の構成の簡素化に役立つ。
【００６２】
受光部４００に含まれる第１受光素子ＰＤ（１）は、ＢＰＦ（１）を経由した（通過した）光を受光し、光電変換によって第１受光信号（電流信号）Ｓ１を生成し、出力する。同様に、第２受光素子ＰＤ（２）は、ＢＰＦ（２）を経由した光を受光し、光電変換によって第２受光信号（電流信号）Ｓ２を生成し、出力する。第３受光素子ＰＤ（３）は、ＢＰＦ（３）を経由した光を受光し、光電変換によって第３受光信号（電流信号）Ｓ３を生成し、出力する。
【００６３】
受光信号処理部５００は、３つの信号処理経路５０２ａ〜５０２ｃを備える。第１信号処理経路５０２ａには、電流／電圧変換を行うＩ−Ｖ変換回路７２ａと、アンプ８２ａと、Ａ／Ｄ変換器９３ａと、が設けられる。同様に、第２信号処理経路５０２ｂには、電流／電圧変換を行うＩ−Ｖ変換回路７２ｂと、アンプ８２ｂと、Ａ／Ｄ変換器９３ｂ、が設けられる。第３信号処理経路５０２ｃには、電流／電圧変換を行うＩ−Ｖ変換回路７２ｃと、アンプ８２ｃと、Ａ／Ｄ変換器９３ｃと、が設けられる。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの各々は、例えば、同期クロックＣＬＫ２に基づいて同時に動作する。但し、これは一例である。ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々の駆動に関してタイミング差が設けられているときは、そのタイミング差に応じて、各Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの動作タイミングにも差が設けられる。
【００６５】
各Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの各々からは、第１受光データＳ１’〜第３受光データＳ３’の各々が出力される。第１受光データＳ１’〜第３受光データＳ３’の各々は、信号処理部（演算部）６５０に供給される。
【００６６】
信号処理部（演算部）６５０は、第１受光データＳ１’〜第３受光データＳ３’の各々に基づいて、所定の信号処理を実行し、例えば、サンプル２００（図１参照）の分光光度分布を測定する。信号処理部６５０は、分光光度分布情報Ｓｏｕｔを出力する。分光光度分布の測定によって、例えば、サンプル２００の測色、あるいはサンプル２００の成分分析等を行うことができる。なお、光源１００は、信号処理部６５０の準備が整うまでの期間において、無駄な電力消費を防止するために消灯しておくことができる。但し、複数のサンプルに関して、連続的に測定を実行する場合には、光源１００の駆動状態を継続してもよい。
【００６７】
図３の分光測定器７００では、光フィルターを構成する３つの可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々の駆動が並列的に行われ、また、各フィルターを経由した光を受光部４００が受光して得られる受光信号の処理も並列的に行われる。受光信号の取得ならびに受光信号の処理の双方が並列化されていることから、効率的な分光測定が実現される。よって、分光測定の開始から終了までの時間を、従来例に比べて、大幅に短縮することができる。
【００６８】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、制御部に含まれる同期クロック生成回路の構成と動作の一例を示す図である。図４（Ａ）に示されるように、同期クロック生成回路１５は、クロック生成器８１０と、遅延回路８２０と、を有している。クロック生成器８１０には、クロックの生成開始／終了を指示するスタート／ストップ信号ＳＴと、基準クロックＣＫ（システムクロック等）ＣＫと、が入力される。
【００６９】
同期クロック生成回路１５は、クロックの生成が停止している状態において、スタート／ストップ信号ＳＴが入力されると、同期クロックＣＬＫ１の生成を開始する。また、クロックが生成されている期間において、スタート／ストップ信号ＳＴが入力されると、同期クロックＣＬＫ１の生成を終了する。遅延回路８２０は、同期クロックＣＬＫ１を所定時間だけ遅延させる。この結果として、遅延回路８２０から、同期クロックＣＬＫ２が出力される。
【００７０】
図４（Ｂ）の例では、時刻ｔ１にスタート／ストップ信号ＳＴが入力され、時刻ｔ１に同期クロックＣＬＫ１の生成が開始され、時刻ｔ２に同期クロックＣＬＫ２の生成が開始される。また、時刻ｔ４にスタート／ストップ信号ＳＴが入力され、時刻ｔ５以降、同期クロックＣＬＫ１が停止され、また、時刻ｔ６以降、同期クロックＣＬＫ２が停止される。
【００７１】
図５は、図３に示される分光測定装置の動作手順例を示すフロー図である。上述のとおり、３つの可変ギャップエタロン（ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３））の各々を用いた分光測定処理が、並行して実行される。
【００７２】
分光測定処理は、例えば、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ７を含む。すなわち、光源が駆動され（ステップＳＴ１）、Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々に、分光帯域の波長に応じた電圧データが入力され、Ｄ／Ａ変換器３３ａ〜３３ｃの各々から、可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々用の駆動電圧が出力される（ステップＳＴ２）。次に、アンプ４２ａ〜４２ｃによって、駆動電圧が増幅され、増幅された駆動電圧が、可変ギャップエタロンＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に印加される（ステップＳＴ３）。
【００７３】
次に、受光素子ＰＤ（１）〜ＰＤ（３）の各々から、受光信号（電流信号）Ｓ１〜Ｓ３の各々が出力される（ステップＳＴ４）。受光信号Ｓ１〜Ｓ３の各々は、Ｉ−Ｖ変換回路７２ａ〜７２ｃの各々によって電圧信号に変換され、さらに、アンプ８２ａ〜８２ｃの各々によって増幅される（ステップＳＴ５）。次に、Ａ／Ｄ変換器９３ａ〜９３ｃの各々によって、Ａ／Ｄ変換が実行される（ステップＳＴ６）。信号処理部６５０は、所定の演算を実行し、この結果として、分光光度分布情報が取得される（ステップＳＴ７）。
【００７４】
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、分光測定によって、サンプルの物体色を測定する方法の一例を示す図である。ここでは、説明の便宜上、測定ポイント数を４としている。図６（Ａ）では、可変ギャップエタロンに入射するサンプルの分光強度分布が破線で示されている。図６（Ａ）において、ギャップ値がＧ１であるとき、可変ギャップエタロンは、波長λ１を中心波長とした透過特性を有している。ギャップ値がＧ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の順に変化すると、透過帯域の中心波長は、λ０、λ１、λ２，λ３の順に変化する。
【００７５】
受光部４００からは、図６（Ｂ）に示されるような、受光光量に応じた電流Ｉ３〜Ｉ０の各々が出力される。各フィルターの中心波長λと、電流の電流値との関係を求めることによって、図６（Ｃ）に示されるような分光特性を示す特性線（分光光度分布曲線）を描くことができる。
【００７６】
（可変ギャップエタロンの具体的構造ならびに具体的動作について）
以下、可変ギャップエタロンの具体的な構造例ならびに具体的な動作例について説明する。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、可変ギャップエタロンの具体的な構造例と、その動作を説明するための図である。
【００７７】
図７（Ａ）において、第１基板２０と例えば一体で、第２基板３０を可動に支持する支持部２２が形成されている。支持部２２は、第２基板３０に設けてもよく、あるいは第１，第２基板２０，３０とは別体で形成してもよい。
【００７８】
第１，第２基板２０，３０は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成することができる。これらの中でも、各基板２０，３０の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより各基板２０，３０を形成することで、光学膜（反射膜）４０，５０や、各電極６０，７０の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの２つの基板２０，３０は、例えばプラズマ重合膜を用いた表面活性化接合などにより接合されることで、一体化されている。第１，第２基板２０，３０の各々は、一辺が例えば１０ｍｍの正方形に形成され、ダイヤフラムとして機能する部分の最大直径は例えば５ｍｍである。
【００７９】
第１基板２０は、例えば、厚みが５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。第１基板２０は、第２基板３０と対向する対向面のうちの中央の第１対向面２０Ａ１に、例えば円形の第１光学膜４０が形成されている。同様に、第２基板３０は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。第２基板３０は、第１基板２０と対向する対向面３０Ａの中央位置に、第１光学膜４０と対向する例えば円形の第２光学膜５０が形成されている。
【００８０】
なお、第１，第２光学膜４０，５０は、例えば直径が約３ｍｍの円形状に形成されている。この第１，第２光学膜４０，５０は、例えば、透過率の半値幅も狭く分解能が良好な、例えばＴｉＯ２とＳｉＯ２との積層膜からなる誘電体多層膜を使用することができ、また、ＡｇＣ層等によって構成することもできる。第１，第２光学膜４０，５０は、例えば、スパッタリングなどの手法により第１，第２基板２０，３０に形成することができる。光学膜の膜厚寸法は、例えば０．０３μｍに形成されている。本実施形態では、第１，第２光学膜４０，５０として、可視光全域を分光できる光学膜を用いる。
【００８１】
さらに、第１，第２基板２０，３０の各対向面２０Ａ１，２０Ａ２，３０Ａとは逆側の面にて、第１，第２光学膜４０，５０に対応する位置に図示しない反射防止膜（ＡＲ）を形成することができる。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第１，第２基板２０，３０の界面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００８２】
これら第１，第２光学膜４０，５０は、図７（Ａ）に示す電圧非印加状態にて初期ギャップ値Ｇ１０を介して対向配置されている。なお、ここでは第１光学膜４０を固定鏡とし、第２光学膜５０を可動鏡とするが、上述した第１，第２基板２０，３０の態様に応じて、第１，第２光学膜４０，５０のいずれか一方又は双方を可動とすることができる。
【００８３】
平面視で第１光学膜４０の周囲の位置であって、第１基板２０の第１対向面２０Ａ１の周囲の第２対向面２０Ａ２には、例えば下部電極（第１電極）６０が形成されている。同様に、第２基板３０の対向面３０Ａには、下部電極６０と対向して上部電極（第２電極）７０が設けられている。下部電極（第１電極）６０と上部電極（第２電極）７０は、ギャップ値Ｇ５を介して、対向配置されている。なお、下部電極６０および上部電極７０の表面は、絶縁膜にて被覆することができる。また、平面視とは各基板の基板厚み方向から見た場合をいう。
【００８４】
本実施形態では、第１基板２０が第２基板３０と対向する面は、第１光学膜４０が形成される第１対向面２０Ａ１と、平面視で第１対向面２０Ａ１の周囲に配置されて、下部電極６０が形成される第２対向面２０Ａ２とを有する。第１対向面２０Ａ１と第２対向面２０Ａ２とは同一面であってもよいが、本実施形態では第１対向面２０Ａ１と第２対向面２０Ａ２との間には段差があり、第１対向面２０Ａ１の方が第２対向面２０Ａ２よりも第２基板３０に近い位置に設定している。これにより、初期ギャップ値Ｇ１０＜ギャップ値Ｇ５の関係が成立する。
【００８５】
また、光フィルター３００では、平面視で第２光学膜５０の周囲に配置された上部電極７０に共通電圧（例えば接地電圧）を印加し、平面視で第１光学膜４０の周囲に配置された下部電極６０に電圧を印加することによって、図７（Ｂ）に示すように、対向電極間に矢印で示す静電力（個々では静電引力）Ｆ１を生じさせることができる。すなわち、下部電極６０および上部電極７０によって静電アクチュエーター８０が構成される。この静電引力Ｆ１によって、第１，第２光学膜４０，５０間のギャップを初期ギャップ値Ｇ１０の大きさよりも小さいギャップとなるように可変に制御することができる。光学膜間のギャップの大きさによって透過光の波長が決まる。よって、ギャップを変化させることで透過波長を選択することが可能となる。
【００８６】
図７（Ｂ）に示すように、入射光は、例えば第２基板３０の上方から入射する。可変ギャップエタロンのギャップ値によって決まる波長帯域（分光帯域）の光のみが第１基板２０を通過して出力光となる。その出力光は、受光部４００によって受光され、受光強度に応じた電気信号（受光信号）が得られる。
【００８７】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す例では、可動基板である第２基板３０の撓み性を確保するために、図１に示すように、上部電極（第２電極）７０が形成される領域を例えば厚み寸法が５０μｍ程度の薄肉部３４としている。この薄肉部３４は、第２光学膜５０が配置される領域の厚肉部３２、および支持部２２と接触する領域の厚肉部３６よりも肉薄に形成されている。換言すれば、第２基板３０は、第２光学膜５０及び上部電極７０が形成される面３０Ａは平坦面であり、第２光学膜５０が配置される第１領域に厚肉部３２が形成され、上部電極７０が形成される第２領域に薄肉部３４が形成される。こうして、薄肉部３４にて撓み性を確保しながら、厚肉部３２を撓み難くすることで、第２光学膜５０は平面度を保ってギャップを可変することが可能となる。
【００８８】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、可変ギャップエタロンフィルターにおける、電極および光学膜の配置を説明するための図である。図８（Ａ）は可変ギャップエタロンフィルターの断面図であり（参照符号は前掲の図面と同じである）、図８（Ｂ）は、上部電極（第２電極）７０および第２光学膜５０の平面視における配置を示す図であり、図８（Ｃ）は、下部電極（第１電極）６０および第１光学膜４０の平面視における配置を示す図である。
【００８９】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示されるように、第１基板２０の中央部に第１光学膜４０が設けられ、第２基板３０の中央部において、第１光学膜４０に対向するように第２光学膜５０が設けられており、また、第１電極（第１駆動電極）６０は、第１基板２０に設けられ、平面視において、第１光学膜４０の周囲に（具体的には、第１光学膜４０を取り囲むように）形成されており、第２電極（第２駆動電極）７０は、第２基板３０に設けられ、平面視において、第２光学膜５０の周囲に（具体的には、第２光学膜５０を取り囲むように）形成されている。なお、図８（Ａ）および図８（Ｂ）において、参照符号７０Ａおよび６０Ａは各々、引き出し電極を示す。
【００９０】
このような構造をもつ光フィルター３００は、光学膜（第１光学膜４０および第２光学膜５０）が形成される領域と、電極（下部電極６０および上部電極７０）が形成される領域とは、平面視で異なる領域となり（図８（Ｂ）および図８（Ｃ）参照）、よって、特許文献１に記載される例のように光学膜と電極とが積層されることはない。よって、第１，第２基板２０，３０の少なくとも一方（本実施形態では第２基板３０）が可動基板とされても、光学膜と電極が積層されないために可動基板は撓み易さを確保できる。しかも、特許文献１に記載される光フィルターとは異なり、下部電極６０および上部電極７０上には光学膜が形成されないので、透過型または反射型波長可変干渉フィルターとして光フィルター３００を利用しても、下部、上部電極６０，７０を、透明電極とする制約も生じない。なお、下部、上部電極６０，７０を仮に透明電極としたとしても、透過特性には影響が及ぶ。これに対して、図８の例では、下部電極６０および上部電極７０上には光学膜が形成されず、電極部分は光が通過しない領域となる。よって、透過型波長可変干渉フィルターである光フィルター３００において、所望の透過特性を確保することが容易である。
【００９１】
図９は、静電アクチュエーターを用いたギャップ制御について説明するための図である。図９に示される光フィルター駆動部１２０には、Ｄ／Ａ変換器３３が設けられている。先に説明したように、Ｄ／Ａ変換器３３からは、電圧データＤに対応した駆動電圧が出力される。その駆動電圧は、例えば、静電アクチュエーターを構成する上部電極（第２電極）７０に印加される。一方、下部電極（第１電極）６０の電位は固定されている（例えば接地されている）。上部電極（第２電極）７０と下部電極（第１電極）６０の間に電位差ΔＶｓｅｇが生じると、これに伴って静電引力が発生し、可動基板である第２基板３０が撓み、第１光学膜４０と第２光学膜５０との間のギャップが変化する（つまり、ギャップが縮小される）。
【００９２】
（第２実施形態）
本実施形態では、可変ギャップエタロンフィルターの具体的な駆動方法について説明する。可変ギャップエタロンフィルターの駆動方法としては、各フィルターの初期ギャップ値を同じ値に設定しておき、各フィルターに印加する駆動電圧のレベルを異ならせる方法（第１の駆動方法）と、各フィルターの初期ギャップ値を異なる値に設定しておき、各フィルターに印加する駆動電圧のレベルを同じとする方法（第２の駆動方法）とがある。以下、順に説明する。
【００９３】
（第１の駆動方法）
図１０は、可変ギャップエタロンフィルターの第１の駆動方法を説明するための図である。図１０の上側に示されるように、３つの可変ギャップエタロンフィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが並置されている。
【００９４】
各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの初期ギャップ値は、共にＧ１０に設定されている。また、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、図１（Ａ）に示される、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に相当する。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、先に図７を用いて説明した構造を有している。ここでは、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａは、短波長側の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｂは、中波長の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｃは、長波長側の分光帯域を分光するものとする。
【００９５】
各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、例えば、同時に駆動される。図１０の下側に記載されるように、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａの駆動が開始されると、その直後に駆動電圧のレベルは第１レベルＶＡまで上昇し、以降、段階的に電圧レベルが上昇する。同様に、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｂの駆動が開始されると、その直後に駆動電圧のレベルは第２レベルＶＢまで上昇し、以降、段階的に電圧レベルが上昇する。
【００９６】
可変ギャップエタロンフィルター１０Ｃの駆動が開始されると、その直後に駆動電圧のレベルは第３レベルＶＣまで上昇し、以降、段階的に電圧レベルが上昇する。これに伴い、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおけるギャップが個別に制御され、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのギャップ値は異なる値となり、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、所望波長の分光帯域が実現される。
【００９７】
このような第１の駆動方法を採用した場合には、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに、レベルが異なる駆動電圧を印加することができる。よって、仮に各フィルターの特性がばらついたとしても、例えば、そのばらつきを補償するように駆動電圧を調整する（微調整する）ことができる。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに最適な駆動電圧が印加されるため、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの分光帯域の精度が向上する。
【００９８】
また、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの駆動電圧が異なるため、電圧印加時に生じるオーバーシュート（ならびにアンダーシュート）の周期に差が生じる。各駆動電圧の揺れが重畳されると、大きなノイズが生じて、例えば、光フィルター駆動部１２０における基準電位（グランドＧＮＤや電源電位ＶＤＤ）に大きな変動が生じる場合がある。しかし、第１の駆動方法を採用した場合には、各駆動電圧の揺れの周期が異なることからノイズが分散され、よって、大きなノイズが生じにくくなる。また、フィルター毎に、駆動電圧を調整することができるため、例えば、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧の変化量を、小さく抑制するといった微調整も行い易くなる。この場合、電圧切り換え時における、駆動電圧のオーバーシュートを抑制することができる。
【００９９】
（第２の駆動方法）
図１１は、可変ギャップエタロンフィルターの第２の駆動方法を説明するための図である。図１１の上側に示されるように、３つの可変ギャップエタロンフィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが並置されている。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、図１（Ａ）に示される、波長可変バンドパスフィルターＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３）の各々に相当する。フィルター１０Ａの初期ギャップ値はＧ１０に設定され、フィルター１０Ｂの初期ギャップ値はＧ２０に設定され、フィルター１０Ｃの初期ギャップ値はＧ３０に設定されている。
【０１００】
フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、先に図７を用いて説明した構造を有しており、また、図１０の例と同様に、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａは、短波長側の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｂは、中波長の分光帯域を分光し、可変ギャップエタロンフィルター１０Ｃは、長波長側の分光帯域を分光するものとする。
【０１０１】
上述のとおり、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの初期ギャップ値は異なる値に設定されている。つまり、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが分光する分光帯域の、一端側の波長に対応するギャップ値が選択されている。各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、例えば、同時に駆動される。図１０の下側に記載されるように、可変ギャップエタロンフィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの駆動が開始されると、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、共通の駆動電圧が供給される。駆動電圧のレベルは、所定期間毎に段階的に上昇する。
【０１０２】
第２の駆動方法によれば、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの駆動電圧を共通化することができる。よって、制御部６００に設けられる、電圧設定メモリー１７の電圧データテーブル１９（図３参照）に設定される駆動電圧値の数が減少する。ｎ個の可変ギャップエタロンフィルターを使用する場合、設定電圧数は１／ｎでよいことになる。したがって、電圧設定メモリー１７のメモリー領域が少なくて済む。メモリー容量を低減できることから、電圧設定メモリー１７の専有面積が減少し、小型化に有利となり、また、例えば、電圧設定メモリー１７として、低コストのＲＯＭ等を使用することもできる。
【０１０３】
また、駆動電圧のレベルを切り換える場合における、１回の切り換え当たりの電圧変化量がそれほど大きくなければ、駆動電圧切り換え時におけるノイズは、それほど問題とはならない。また、可変ギャップエタロンの構造として、先に図７（Ａ）および図７（Ｂ）を用いて説明したデバイス構造を採用すると、正確かつ安定したギャップ制御が実現することから、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの特性のばらつきを、極力抑制することができる。よって、各フィルターに同じ駆動電圧を印加する場合でも、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおけるギャップ制御の精度は確保される。
【０１０４】
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、測定波長に対する、具体的な駆動電圧値の例を示す図である。図１２（Ａ）は、上記の第１の駆動方法を採用する場合の例を示し、図１２（Ｂ）は、上記の第２の駆動方法を採用する場合の例を示す。
【０１０５】
図１２（Ａ），図１２（Ｂ）の各例では、測定波長（分光帯域の中心波長）が４００ｎｍ〜４８０（短波長帯域）において、測定ポイントｐ１〜ｐ５が設けられており、測定波長（分光帯域の中心波長）が５００ｎｍ〜５８０（中波長帯域）において、測定ポイントｐ６〜ｐ１０が設けられており、測定波長（分光帯域の中心波長）が６００ｎｍ〜７８０（短波長帯域）において、測定ポイントｐ１１〜ｐ１６が設けられている。
【０１０６】
図１２（Ａ）に示される駆動電圧４１Ｖが、図１０の例における第１電圧レベルＶＡに相当し、駆動電圧３６Ｖが、図１０の例における第２電圧レベルＶＢに相当し、駆動電圧２４Ｖが、図１０の例における第３電圧レベルＶＣに相当する。
【０１０７】
図１２（Ａ）の例では、まず、測定ポイントｐ１６における測定が実行され、次に、測定ポイントｐ５，ｐ１０，ｐ１５の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ４，ｐ９，ｐ１４の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ３，ｐ８，ｐ１３の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ２，ｐ７，ｐ１２の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ１，ｐ６，ｐ１１の各々における測定が並行して実行される。
【０１０８】
また、図１２（Ｂ）の例では、駆動電圧が取り得る電圧値は、２４Ｖ，２９Ｖ，３３Ｖ，３７Ｖ，４１Ｖ，４５Ｖの６値である。このうち、２９Ｖ〜４５Ｖの各々は、各フィルター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々に共通する駆動電圧である。なお、２４Ｖは、フィルター１０Ｃにおける測定ポイントｐ１６に対応する駆動電圧である。
【０１０９】
図１２（Ｂ）の例においても、図１２（Ａ）の例と同様に、まず、測定ポイントｐ１６における測定が実行され、次に、測定ポイントｐ５，ｐ１０，ｐ１５の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ４，ｐ９，ｐ１４の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ３，ｐ８，ｐ１３の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ２，ｐ７，ｐ１２の各々における測定が並行して実行され、次に、測定ポイントｐ１，ｐ６，ｐ１１の各々における測定が並行して実行される。
【０１１０】
（第３実施形態）
図１３は、本発明に係る一実施形態の光機器の他の例である波長多重通信システムの送信機の概略構成を示すブロック図である。波長多重（WDM: Wavelength Division Multiplexing）通信では、波長の異なる信号は干渉し合わないという特性を利用して、波長が異なる複数の光信号を一本の光ファイバー内で多重的に使用すれば、光ファイバー回線を増設せずにデータの伝送量を向上させることができるようになる。
【０１１１】
図１３において、波長多重送信機８００は、光源１００からの光が入射される光フィルター３００を有し、光フィルター３００からは複数の波長λ０，λ１，λ２，…の光が透過される。波長毎に送信器３１１，３１２，３１３が設けられる。送信器３１１，３１２，３１３からの複数チャンネル分の光パルス信号は、波長多重装置３２１にて１つに合わせられて一本の光ファイバー伝送路３３１に送出される。
【０１１２】
本発明は光符号分割多重（OCDM: Optical Code Division Multiplexing）送信機にも同様に適用できる。ＯＣＤＭは、符号化された光パルス信号のパターンマッチングによってチャンネルを識別するが、光パルス信号を構成する光パルスは、異なる波長の光成分を含んでいるからである。
【０１１３】
以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、例えば、波長可変フィルターが、所望波長帯域の全帯域を、所定の帯域幅毎にスキャンするのに要する時間を短縮することができる。この光フィルターを分光測定装置に用いた場合には、分光測定の開始から終了までの時間を短縮することができる。また、波長可変バンドパスフィルターを複数個使用し、各フィルターに分光する波長帯域を割り当てることによって、各フィルターの負担が軽減される。よって、例えば、波長可変フィルターの可動範囲を抑制することができ、駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、例えば、各フィルターの製造上の負荷が軽減されることから、各フィルターに使用される光学膜の材料を共通化することも可能となる。
【０１１４】
本発明は、光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器（測色センサーやガスセンサー等）および光機器（光通信装置等も含む）などに用いて好適である。
【０１１５】
以上、幾つかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０（１０Ａ〜１０Ｃ） 可変ギャップエタロンフィルター、
１５ 同期クロック生成回路、１７ 電圧設定メモリー、１９ 電圧データテーブル、
２０ 第１基板、２０Ａ１ 第１対向面、２０Ａ２ 第２対向面、
２２ 支持部 ２３ 基準電圧源、３０ 第２基板、３０Ａ 対向面、３２ 厚肉部、
３３ａ〜３３ｃ Ｄ／Ａ変換器、
４２ａ〜４２ｃ，８２ａ〜８２ｃ アンプ（増幅回路）、
４０ 第１光学膜、５０ 第２光学膜、６０ 下部電極（第１電極）、
７０ 上部電極（第２電極）、
７２ａ〜７２ｃ Ｉ−Ｖ変換回路（電流／電圧変換器）、
８０ 静電アクチュエーター、９２ 酸化膜、９３ Ａ／Ｄ変換器、
１００（１００’） 光源、１１０ 光源駆動部、
１２０ 光フィルター駆動部（駆動部）、２００ サンプル、３００ 光フィルター、
３５０ 光フィルターモジュール、４００ 受光部、５００ 受光信号処理部、
６００ 制御部、６５０ 信号処理部（演算部）、７００ 分光測定器、
ＢＰＦ（１）〜ＢＰＦ（３） 波長可変バンドパスフィルター、
ＰＤ（１）〜ＰＤ（３） 受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長可変バンドパスフィルターと、
第２波長可変バンドパスフィルターと、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動する駆動部と、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々の分光帯域を可変に制御する制御部と、を含み、
前記第１波長可変バンドパスフィルターは、所望波長帯域における第１波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第１波長帯域内の第１波長を中心波長とする第１分光帯域と、前記第１波長帯域内の第２波長を中心波長とする第２分光帯域と、を少なくとも有し、
前記第２波長可変バンドパスフィルターは、前記所望波長帯域における、前記第１波長帯域に隣接する第２波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第２波長帯域内の第３波長を中心波長とする第３分光帯域と、前記第２波長帯域内の第４波長を中心波長とする第４分光帯域と、を少なくとも有し、
前記駆動部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を共に駆動し、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第１分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第３分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複し、かつ、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第２分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第４分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複することを特徴とする光フィルター。
【請求項２】
請求項１記載の光フィルターであって、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、
前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値は同じ値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧とは異なる値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動することを特徴とする光フィルター。
【請求項３】
請求項１記載の光フィルターであって、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、
前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値が異なる値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧と同じ値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動することを特徴とする光フィルター。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の光フィルターであって、
前記第１波長可変バンドパスフィルターは、
第１基板と、
前記第１基板と対向する第２基板と、
前記第１基板に設けられた第１光学膜と、
前記第２基板に設けられ、前記第１光学膜と対向する第２光学膜と、
前記第１基板に設けられ、前記第１基板の厚み方向からみた平面視において、前記第１光学膜の周囲に形成された第１電極と、
前記第２基板に設けられ、前記第２基板の厚み方向からみた平面視において、前記第２光学膜の周囲に形成された第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極との間の静電力によって、前記第１光学膜と前記第２光学膜との間の前記第１ギャップが制御されて前記第１分光帯域または前記第２分光帯域の光を分光可能であり、
前記第２波長可変バンドパスフィルターは、
第３基板と、
前記第３基板と対向する第４基板と、
前記第３基板に設けられた第３光学膜と、
前記第４基板に設けられ、前記第３光学膜と対向する第４光学膜と、
前記第３基板に設けられ、前記第３基板の厚み方向からみた平面視において、前記第３光学膜の周囲に形成された第３電極と、
前記第４基板に設けられ、前記第４基板の厚み方向からみた平面視において、前記第４光学膜の周囲に形成された第４電極と、を有し、前記第３電極と前記第４電極との間の静電力によって、前記第３光学膜と前記第４光学膜との間の前記第２ギャップが制御されて前記第３分光帯域または前記第４分光帯域の光を分光可能である、
ことを特徴とする光フィルター。
【請求項５】
請求項４記載の光フィルターであって、
前記第１光学膜、前記第２光学膜、前記第３光学膜および前記第４光学膜は、同じ材料で構成されていることを特徴とする光フィルター。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光フィルターと、
前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、
を含むことを特徴とする光フィルターモジュール。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光フィルターと、
前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、
前記受光部から得られる受光信号に基づく信号処理に基づいて所与の信号処理を実行する信号処理部と、
を含み、
前記制御部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動すると共に、前記第１波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第１受光信号についての前記信号処理と、前記第２波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第２受光信号についての前記信号処理と、を共に実行することを特徴とする分光測定器。
【請求項８】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光フィルターを含むことを特徴とする光機器。
【請求項１】
第１波長可変バンドパスフィルターと、
第２波長可変バンドパスフィルターと、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動する駆動部と、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々の分光帯域を可変に制御する制御部と、を含み、
前記第１波長可変バンドパスフィルターは、所望波長帯域における第１波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第１波長帯域内の第１波長を中心波長とする第１分光帯域と、前記第１波長帯域内の第２波長を中心波長とする第２分光帯域と、を少なくとも有し、
前記第２波長可変バンドパスフィルターは、前記所望波長帯域における、前記第１波長帯域に隣接する第２波長帯域の光を分光可能であり、かつ、分光帯域として、前記第２波長帯域内の第３波長を中心波長とする第３分光帯域と、前記第２波長帯域内の第４波長を中心波長とする第４分光帯域と、を少なくとも有し、
前記駆動部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を共に駆動し、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第１分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第３分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複し、かつ、前記第１波長可変バンドパスフィルターに前記第２分光帯域の光が分光される期間と、前記第２波長可変バンドパスフィルターに前記第４分光帯域の光が分光される期間の少なくとも一部が重複することを特徴とする光フィルター。
【請求項２】
請求項１記載の光フィルターであって、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、
前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値は同じ値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧とは異なる値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動することを特徴とする光フィルター。
【請求項３】
請求項１記載の光フィルターであって、
前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターは、可変ギャップエタロンフィルターで構成され、
前記第１波長可変バンドパスフィルターのギャップを第１ギャップとし、前記第２波長可変バンドパスフィルターのギャップを第２ギャップとした場合に、前記第１ギャップおよび前記２ギャップの、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの駆動開始時における初期ギャップ値が異なる値であり、かつ、前記駆動部は、第１駆動電圧によって前記第１波長可変フィルターを駆動し、前記第１駆動電圧と同じ値の第２駆動電圧によって前記第２波長可変フィルターを駆動することを特徴とする光フィルター。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の光フィルターであって、
前記第１波長可変バンドパスフィルターは、
第１基板と、
前記第１基板と対向する第２基板と、
前記第１基板に設けられた第１光学膜と、
前記第２基板に設けられ、前記第１光学膜と対向する第２光学膜と、
前記第１基板に設けられ、前記第１基板の厚み方向からみた平面視において、前記第１光学膜の周囲に形成された第１電極と、
前記第２基板に設けられ、前記第２基板の厚み方向からみた平面視において、前記第２光学膜の周囲に形成された第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極との間の静電力によって、前記第１光学膜と前記第２光学膜との間の前記第１ギャップが制御されて前記第１分光帯域または前記第２分光帯域の光を分光可能であり、
前記第２波長可変バンドパスフィルターは、
第３基板と、
前記第３基板と対向する第４基板と、
前記第３基板に設けられた第３光学膜と、
前記第４基板に設けられ、前記第３光学膜と対向する第４光学膜と、
前記第３基板に設けられ、前記第３基板の厚み方向からみた平面視において、前記第３光学膜の周囲に形成された第３電極と、
前記第４基板に設けられ、前記第４基板の厚み方向からみた平面視において、前記第４光学膜の周囲に形成された第４電極と、を有し、前記第３電極と前記第４電極との間の静電力によって、前記第３光学膜と前記第４光学膜との間の前記第２ギャップが制御されて前記第３分光帯域または前記第４分光帯域の光を分光可能である、
ことを特徴とする光フィルター。
【請求項５】
請求項４記載の光フィルターであって、
前記第１光学膜、前記第２光学膜、前記第３光学膜および前記第４光学膜は、同じ材料で構成されていることを特徴とする光フィルター。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光フィルターと、
前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、
を含むことを特徴とする光フィルターモジュール。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光フィルターと、
前記光フィルターを透過した光を受光する受光部と、
前記受光部から得られる受光信号に基づく信号処理に基づいて所与の信号処理を実行する信号処理部と、
を含み、
前記制御部は、前記第１波長可変バンドパスフィルターおよび前記第２波長可変バンドパスフィルターの各々を駆動すると共に、前記第１波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第１受光信号についての前記信号処理と、前記第２波長可変バンドパスフィルターを経由した光を前記受光部が受光することによって得られる第２受光信号についての前記信号処理と、を共に実行することを特徴とする分光測定器。
【請求項８】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光フィルターを含むことを特徴とする光機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２２０８３（Ｐ２０１２−２２０８３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５８８７６（Ｐ２０１０−１５８８７６）
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１３日（２０１０．７．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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