分光測定装置
【課題】迅速なスペクトル特性の測定が可能な分光測定装置を提供する。
【解決手段】分光測定装置１は、固定反射膜を備えた固定基板、可動反射膜を備えた可動基板、及び電圧印加により可動基板を撓ませて反射膜間ギャップのギャップ量を変化させる静電アクチュエーターを備えた波長可変干渉フィルター５と、光量を検出するディテクター１１と、測定対象光のスペクトル特性を測定する制御部２０と、を備え、制御部２０は、静電アクチュエーターに駆動電圧を印加して反射膜間ギャップを変化させるフィルター駆動部２１と、ディテクター１１により検出される光量を取得する検出光量取得部２３と、検出された光量の遷移状態及び可動基板が有する固有振動周期に基づいて、可動基板の振動中心に対応した光量を目的光量として取得する目的光量取得部２４と、を備えた。
【解決手段】分光測定装置１は、固定反射膜を備えた固定基板、可動反射膜を備えた可動基板、及び電圧印加により可動基板を撓ませて反射膜間ギャップのギャップ量を変化させる静電アクチュエーターを備えた波長可変干渉フィルター５と、光量を検出するディテクター１１と、測定対象光のスペクトル特性を測定する制御部２０と、を備え、制御部２０は、静電アクチュエーターに駆動電圧を印加して反射膜間ギャップを変化させるフィルター駆動部２１と、ディテクター１１により検出される光量を取得する検出光量取得部２３と、検出された光量の遷移状態及び可動基板が有する固有振動周期に基づいて、可動基板の振動中心に対応した光量を目的光量として取得する目的光量取得部２４と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに対向する一対の反射膜を有し、この反射膜間の距離を変化させることで、測定対象の光から所定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の光共振器（波長可変干渉フィルター）は、表面に凹部が形成された第一基板と、凹部を閉塞する第二基板とを備え、第二基板が凹部内部を閉塞するように接合されている。また、第一基板の凹部の底部、及び第二基板の凹部に対向する面には、互いに対向する高反射膜、及び、これらの反射膜の間のギャップ（反射膜間ギャップ）を調整する電極が設けられている。そして、第二基板は、凹部に対向する領域に、厚肉部と薄肉部とが設けられており、薄肉部が撓むことで、厚肉部が凹部側に進退可能となる。
このような波長可変干渉フィルターでは、電極間に電圧を印加することで、ダイヤフラムの薄肉部を変形させ、厚肉部をガラス基板に対して進退させることで、反射膜間ギャップを調整することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような波長可変干渉フィルターにより目的波長の光を取り出す場合、目的波長に応じた電圧を電極間に印加する。この時、第二基板の厚肉部には、電圧印加に伴う静電引力と、第二基板の薄肉部の弾性力とが作用するため、当該厚肉部が振動する。
したがって、従来、このような波長可変干渉フィルターを用いた分光測定装置では、目的波長の光を精度よく測定するために、厚肉部の振動が静止するまで待機し、厚肉部の振動が静止した後に光量測定処理を実施していた。このため、測定に要する時間が長くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、迅速なスペクトル特性の測定が可能な分光測定装置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】
【０００７】
本発明の分光測定装置は、第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向して配置された第二反射膜、及び、電圧印加により前記第二基板を前記第一基板側に撓ませて、前記反射膜間ギャップのギャップ量を変化させるギャップ量変更部を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターにより取り出された光の光量を検出する検出部と、測定制御部と、を備えた分光測定装置であって、前記測定制御部は、前記ギャップ量変更部に駆動電圧を印加させて、前記反射膜間ギャップを変化させるフィルター駆動部と、前記フィルター駆動部により駆動電圧が印加された後の第一時点から、所定の第二時点までの間で、前記検出部により検出される光量を取得する検出光量取得部と、検出された前記光量の遷移状態及び前記第二基板が有する固有振動周期に基づいて、前記第二基板の振動中心に対応した光量を目的光量として取得する目的光量取得部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、波長可変干渉フィルターを透過した光を検出する検出部と、検出部で検出された光量に基づいて、目的波長の光の光量（目的光量）を測定する測定制御部とを備えている。そして、測定制御部は、フィルター駆動部、検出光量取得部、及び目的光量取得部を備える。
このような分光測定装置では、フィルター駆動部により波長可変干渉フィルターのギャップ量調整部に駆動電圧を印加させると、波長可変干渉フィルターの第二基板が第一基板側に撓み、反射膜間ギャップのギャップ量が変動する。この時、第二基板には、ギャップ量変更部により加えられる応力と、第二基板の弾性力とが作用し、所定の固有振動周期で振動する。この振動は、時間とともに振幅が小さくなり、最終的には、波長可変干渉フィルターにより目的波長の光が取り出される状態で静止する。
ここで、振動の静止を待って目的波長の光の光量（目的光量）を測定する場合、上述したように、測定に要する時間が長くなるという課題がある。これに対して、本発明では、検出光量取得部により、第二基板が振動している間である第一時点から第二時点までの期間において検出部で検出される光量を取得する。そして、目的光量取得部は、検出された光量の遷移状態と、第二基板自身が有する固有振動周期とに基づいて、第二基板の振動中心に対応した光量を取得する。この第二基板の振動中心は、第二基板の振動が静止した際に、第二基板が静止する位置であり、波長可変干渉フィルターにより目的波長の光を取り出すための位置となる。したがって、本発明では、第二基板の振動が静止するまで待機する必要がなく、迅速に第二基板が振動中心に対応した目的光量を取得することができる。したがって、分光測定装置においても、迅速な測定対象光のスペクトル特性の測定を実施することができる。
【０００９】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、最大光量、最小光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第一光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第二光量、前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第三光量、及び前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第四光量を取得し、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量の一致状態に基づいて、前記目的光量を取得することが好ましい。
ここて、本発明で述べる「一致」とは、僅かな誤差範囲をも含めるものであり、完全に一致していない略一致の状態をも含めるものである。
【００１０】
本発明によれば、検出光量取得部により取得した光量から、最大光量、最小光量、第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量を取得し、第一から第四光量が一致するか否かを判断して、目的光量を取得する。
波長可変干渉フィルターのギャップ変更部に駆動電圧を印加した際に発生する第二基板の振動は、非常に狭い範囲で発生するものであり、当該範囲に光量のピークやボトムが複数発生することは稀である。したがって、第二基板の振動において反射膜間ギャップのギャップ量が最大となった場合、又は反射膜間ギャップのギャップ量が最小となった場合に、検出部により最大光量、又は最小光量が検出されるパターンが多い。このようなパターンでは、最大光量又は最小光量が検出された時点を、第二基板の振動端点とすることで、容易に、第二基板の振動中心を検出でき、振動中心に対応した目的光量を検出することができる。
また、第二基板が振動中に一定間隔で光量を取得し、これらの光量を平均して振動中心に対応した目的光量とすることも考えられる。しかしながら、このような平均値を目的光量とする場合、必ずしも振動中心に対応した光量とならない場合があり、この場合、測定誤差が大きくなる等の課題がある。これに対して、本発明では、第一から第四光量から振動中心に対応した光量を検出するため、測定誤差を抑制でき、測定精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量が同一の光量の場合、当該光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
ここで、本発明で述べる「同一」とは、上述した「一致」と同様に、測定結果に対する影響が小さい僅かな誤差範囲を含むものであり、厳密に同一となる必要はない。以下に説明する発明においても同様である。
【００１２】
本発明では、目的光量取得部は、第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が同一の光量の場合、これらの光量の値を目的光量とする。
第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が同一光量である場合、反射膜間ギャップのギャップ量が最大及び最小となった際、つまり、第二基板の振動端点において、検出部で最大光量及び最小光量が検出されたことを意味する。この場合、第二基板の振動中心は、第二基板が振動端点に位置した時点から、第二基板の固有振動周期の１／４が経過した時点、又は第二基板の固有振動周期の１／４前の時点であるので、第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が、振動中心に対応した目的光量となる。したがって、目的光量取得部により、上記のような第一から第四光量が一致する場合では、これらの光量を目的光量として取得することで、即座に目的光量を取得することができる。
【００１３】
本発明では、前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が異なる光量である場合、前記第一光量及び前記第二光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
このように、第一光量と第二光量とが同一であり、第三光量と第四光量とが異なる場合では、第二基板の振動端点のいずれかに対応する光量が最大光量であり、かつ、反射膜間ギャップの変動範囲に対応した測定波長域内にボトム波長が存在し、このボトム波長の光量が最小光量として検出されたと判断できる。
この場合、第二基板の振動中心は、最大光量が検出された時点から、第二基板の固有振動周期の１／４が経過した時点、又は第二基板の固有振動周期の１／４前の時点となるので、第一光量及び第二光量が振動中心に対応した目的光量となる。
したがって、第一光量及び第二光量が同一であり、第三光量及び第四光量が異なる場合、目的光量取得部は、第一光量及び第二光量の値を目的光量として取得することで、即座に目的光量を取得することができ、分光測定装置におけても、迅速な分光測定を実施することができる。
【００１４】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が異なる光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量である場合、前記第三光量及び前記第四光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
このように、第一光量及び第二光量が異なり、第三光量及び第四光量が同一である場合では、第二基板の振動端点のいずれかに対応する光量が最小光量であり、かつ、反射膜間ギャップの変動範囲に対応した測定波長域内にピーク波長が存在し、このピーク波長の光量が最大光量として検出されたと判断できる。
この場合、第二基板の振動中心は、最小光量が検出された時点から、第二基板の固有振動周期の１／４が経過した時点、又は第二基板の固有振動周期の１／４前の時点となるので、第三光量及び第四光量が振動中心に対応した目的光量となる。
本発明では、目的光量取得部は、第一光量及び第二光量が異なる値であり、第三光量及び第四光量が同一の値である場合、第三光量及び第四光量の値を目的光量とするため、即座に目的光量を取得することができる。
【００１５】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得することが好ましい。
【００１６】
このパターンでは、第二基板の振動端点に対応する光量が最大光量又は最小光量であり、第二基板の振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在する。この場合、光量の遷移状態のみでは、振動中心がピーク波長であるかボトム波長であるかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、第一光量及び第二光量が同値であり、第三光量及び第四光量が同値であり、かつ、第一光量（第二光量）及び第三光量（第四光量）が異なる値である場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、最大光量や最小光量の値や当該最大光量及び最小光量が取得されるタイミングも変化する。
そして、目的光量取得部は、変化後の駆動電圧に対する目的光量を取得する。この際の目的光量の取得方法としては、上記発明と同様の手法を採ることができる。つまり、目的光量取得部は、第一から第四光量の値が全て同値である場合は、当該第一から第四光量の値と目的光量として取得する。また、第一光量及び第二光量が同一の値であり、第三光量及び第四光量が異なる値である場合は、第一光量及び第二光量を目的光量として取得する。さらに、第一光量及び第二光量が異なる値であり、第三光量及び第四光量が同一の光量である場合は、第三光量及び第四光量を目的光量として取得する。これにより、上記発明と同様、迅速な目的光量の測定が可能となる。
【００１７】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が同一の光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が異なる光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最小光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得し、新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が異なる光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が同一の光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最大光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得することが好ましい。
【００１８】
上述したように、第一光量及び第二光量が同値であり、第三光量及び第四光量が同値であり、かつ、第一光量（第二光量）及び第三光量（第四光量）が異なる値である場合、第二基板の振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在することを意味する。そして、光量の遷移状態のみでは、振動中心がピーク波長であるかボトム波長であるかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、フィルター駆動部によりギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させ、第二基板の振動中心を変化させる。このように振動中心を微小変化させると、第一光量及び第二光量が同一値であり、第三光量及び第四光量が異なる値となるパターンに変化するか、もしくは、第一光量及び第二光量が異なる値であり、第三光量及び第四光量が同一値となるパターンに変化する。
ここで、駆動電圧の微小変化により、前者のパターンに変化した場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にボトム波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、第一光量及び第二光量を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
一方、駆動電圧の微小変化により、後者のパターンに変化した場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にピーク波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、第三光量及び第四光量を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
【００１９】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量がそれぞれ異なる値である場合、前記第一時点から前記第二時点までの間で取得される光量の平均値を前記目的光量として取得することが好ましい。
第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が全て異なる値である場合、第二基板の振動端点がいずれも最大光量及び最小光量に対応した点ではなく、振動範囲に対応した波長域内に最大光量に対応したピーク波長及び最小光量に対応したボトム波長が存在することを意味する。このように、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にピーク波長及びボトム波長が存在する場合、光量の平均値が振動中心の光量とほぼ一致する。
したがって、上記のパターンにおいて、目的光量取得部は、検出光量取得部により取得された光量の平均値を算出して目的光量をして取得することで、第二基板の振動静止を待つことなく、迅速に目的光量を取得することができる。
【００２０】
本発明の分光測定装置では、前記測定制御部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、極値、及び前記極値が取得された極値取得タイミングを検出する極値取得部を備え、前記目的光量取得部は、前記極値取得部により検出された極値のうち、同値となる極値を検出し、これらの同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期性と、前記第二基板の前記固有振動周期とに基づいて、前記目的光量を取得することが好ましい。
【００２１】
本発明では、極値に基づいて、第二基板の振動中における振動端点を検出する。すなわち、第二基板が振動する振動範囲内で検出される光量が変化する場合、振動端点において光量の極値（極大値又は極小値）が現れる。また、第二基板の振動は、固有振動周期に基づいて振動するため、振動端点に対応した光量の極値は、固有振動周期の間隔で現れる。したがって、極値が取得される極値取得タイミングの周期性及び第二基板の固有振動周期に基づいて、振動端点を検出することができる。このように、振動端点が検出されると、振動中心は、振動端点から固有振動周期の１／４前（後）の位置となるので、振動中心に対応した目的光量を容易に検出することができる。したがって、目的光量取得部は、上記発明と同様に、第二基板の振動の静止を待つことなく、迅速に目的光量を取得することができる。また、目的光量取得部は、振動中心に対する光量の実測値を目的光量とするため、例えば光量の平均値を目的光量とする構成に比べて、精度の高い目的光量を取得することができ、分光測定装置におけるスペクトル特性の測定精度も向上する。
【００２２】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期と一致する場合、当該極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は１／４後の光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
【００２３】
第二基板の振動範囲内に対応した波長域にピーク波長やボトム波長がある場合、これらのピーク波長やボトム波長に対応して極大値や極小値が検出される。しかしながら、これらのピーク波長やボトム波長は、第二基板が一方の振動端点から他方の振動端点に移動する間に必ず一回検出されることとなるため、極値取得タイミングの周期が固有振動周期の１／２よりも短くなる。一方、振動端点に現れる極値は、固有振動周期間隔で現れる。したがって、固有振動周期間隔で現れる極値の極値取得タイミングから、容易に第二基板が振動中心に位置するタイミングも検出でき、検出光量取得部により取得される光量から当該タイミングにおける光量を取得することができる。
本発明では、目的光量取得部は、同値の極値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期である場合、当該極値取得タイミングから固有振動周期の１／４前又は固有振動周期の１／４後の光量を目的光量として取得する。これにより、本発明では、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【００２４】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極大値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４後の光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
【００２５】
同値の極大値が固有振動周期の１／２間隔で現れ、かつ同値の極小値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期間隔でもなく、固有振動周期の１／２間隔でもない場合、振動両端点において、極大値が取得されたと判断することができる。したがって、極大値の極値取得タイミングから、容易に第二基板が振動中心に位置するタイミングも検出できる。これにより、本発明では、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【００２６】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極小値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４前後の光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
【００２７】
同値の極小値が固有振動周期の１／２間隔で現れ、かつ同値の極大値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期間隔でもなく、固有振動周期の１／２間隔でもない場合、振動両端点において、極小値が取得されたと判断することができる。したがって、極小値の極値取得タイミングから、容易に第二基板が振動中心に位置するタイミングも検出できる。これにより、本発明では、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【００２８】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得することが好ましい。
【００２９】
同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期、及び同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期がともに固有振動周期の１／２である場合、振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在することとなる。また、このような場合、振動端点において極大値が検出されたのか、極小値で検出されたのかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、上記のような場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、振動中心に位置していたピーク波長やボトム波長がずれ、これらピーク波長やボトム波長に対応して検出された極値の極値取得タイミングの周期もずれる。したがって、振動端点に対応した極値を検出することが可能となり、上記発明と同様、迅速に、かつ精度よく振動中心に対応した目的光量を取得することが可能となる。
【００３０】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値、及び極値取得タイミングに基づいて、新たに検出された同値の極大値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極小値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得し、新たに検出された同値の極小値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極大値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得することが好ましい。
【００３１】
上述したように、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期、及び同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期がともに固有振動周期の１／２である場合、振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在することとなる。また、このような場合、振動端点において極大値が検出されたのか、極小値で検出されたのかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、上記のような場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、振動中心に位置していたピーク波長やボトム波長がずれ、これらピーク波長やボトム波長に対応して検出された極値の極値取得タイミングの周期もずれる。
ここで、駆動電圧の微小変化により、極値取得タイミングの周期が固有振動周期の１／２となる同値の極大値が取得された場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にボトム波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、極値取得タイミングが固有振動周期の１／２となる同値の極小値を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
一方、駆動電圧の微小変化により、極値取得タイミングの周期が固有振動周期の１／２となる同値の極小値が取得された場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にピーク波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、極値取得タイミングが固有振動周期の１／２となる同値の極大値を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
【００３２】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期及び前記固有振動周期の１／２のいずれでもない場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、前記目的光量を取得することが好ましい。
【００３３】
一般に、第二基板の振動端点に対応して検出される極値は、固有振動周期間隔で検出されるが、振動範囲に対応した波長域内に、複数のピーク波長及びボトム波長が存在し、これらのピーク波長やボトム波長における光量が振動端点における光量（極値）と一致する場合、同値の極値の極値取得タイミングの周期が、固有振動周期や、固有振動周期の１／２にならない。このような光量検出パターンでは、極値に基づいて振動端点を検出することが困難となる。
これに対して、本発明では、上記のような場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、振動中心に位置していたピーク波長やボトム波長がずれ、これらピーク波長やボトム波長に対応して検出された極値の極値取得タイミングの周期もずれる。したがって、振動端点に対応した極値を検出することが可能となり、上記発明と同様、迅速に、かつ精度よく振動中心に対応した目的光量を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。
【図３】図２のIII−III線を断面した波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】第一実施形態の波長可変干渉フィルターに駆動電圧を印加した際、時間に対する反射膜間ギャップのギャップ量の変化、駆動電圧の変化を示す図。
【図５】測定対象光のスペクトル特性の一例を示す図。
【図６】第一実施形態の分光測定装置における分光測定方法を示すフローチャート。
【図７】測定対象光のスペクトル特性の他の例、及び可動部の振動範囲の一例を示す図。
【図８】図７の範囲Ａ１において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図９】図７の範囲Ａ２において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１０】図７の範囲Ａ３において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１１】測定対象光のスペクトル特性の他の例、及び可動部の振動範囲の一例を示す図。
【図１２】図１１の範囲Ａ４において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１３】図１１の範囲Ａ５において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１４】図１１の範囲Ａ６において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１５】測定対象光のスペクトル特性の他の例、及び可動部の振動範囲を示す図。
【図１６】図１５の範囲Ａ７において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１７】第三実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図１８】第三実施形態の分光測定装置における分光測定方法を示すフローチャート。
【図１９】測定対象光のスペクトル特性の例、及び可動部の振動範囲の例を示す図。
【図２０】図１９の範囲Ａ１において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２１】図１９の範囲Ａ２において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２２】図１９の範囲Ａ３において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２３】図１９の範囲Ａ４において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２４】図１９の範囲Ａ５において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２５】図１９の範囲Ａ６において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２６】図１９の範囲Ａ７において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２７】図１９の範囲Ａ８において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２８】図１９の範囲Ａ９において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２９】図１９の範囲Ａ１０において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、測定対象Ｘで反射された測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。
この分光測定装置１は、図１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１（検出部）と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御回路１５と、制御部２０と、を備えている。
【００３６】
ディテクター１１は、波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光し、受光した光の光強度に応じた検出信号（電流）を出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部２０に出力する。
電圧制御回路１５は、制御部２０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５の後述する静電アクチュエーター５６に対して駆動電圧を印加する。
【００３７】
［波長可変干渉フィルターの構成］
ここで、分光測定装置１に組み込まれる波長可変干渉フィルター５について、以下説明する。図２は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図３は、図２をIII−III線で断面し断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、例えば矩形板状の光学部材である。この波長可変干渉フィルター５は、図３に示すように、固定基板５１および可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２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されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
【００３８】
固定基板５１には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１（本発明のギャップ）を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、この反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を調整（変更）するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、本発明におけるギャップ量変更部に相当する。この静電アクチュエーター５６は、固定基板５１に設けられた固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２とにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２を介して対向する。ここで、これらの電極５６１，５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。ここで、電極間ギャップＧ２のギャップ量は、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量より大きい。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の基板厚み方向から見た図２に示すようなフィルター平面視において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致する。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１または可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、及び可動基板５２の積層方向から波長可変干渉フィルター５を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
【００３９】
（固定基板の構成）
固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１および可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
【００４０】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂが設けられている。
【００４１】
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御回路１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
【００４２】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ２やＳｉＯ２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。
【００４３】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。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することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００４４】
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。
【００４５】
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
【００４６】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、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することができ、可動基板５２の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させることができる。
【００４７】
可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２を介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、電圧制御回路１５に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４と反射膜間ギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、電極間ギャップＧ２のギャップ量が反射膜間ギャップＧ１のギャップ量よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量が、電極間ギャップＧ２のギャップ量よりも大きくなる構成としてもよい。
【００４８】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイヤフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
【００４９】
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３を備えている。そして、この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合されている。
【００５０】
［波長可変干渉フィルターの駆動］
以上のような波長可変干渉フィルター５では、固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐがそれぞれ電圧制御回路１５に接続されている。したがって、電圧制御回路１５により、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧が印加されることで、静電引力により可動部５２１が固定基板５１側に変位する。これにより、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を所定量に変更することが可能となる。
【００５１】
図４は、静電アクチュエーター５６に駆動電圧を印加した際の、時間に対する印加された駆動電圧の変化を示す図（下図）、及び当該駆動電圧の印加による反射膜間ギャップＧ１の変化を示す図（上図）である。図５は、ディテクター１１により検出された光の光量の一例を示す図である。
図４に示すように、静電アクチュエーター５６に駆動電圧を印加すると、駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１において、可動部５２１は、固定基板５１側に向かう静電引力を受けて変位する。また、可動部５２１には、保持部５２２の弾性により、元の位置（初期状態）に戻ろうとする復元力が作用する。したがって、駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１の後、可動部５２１は、振動中心点を中心として振動し、図４に示すように、反射膜間ギャップのギャップ量の振動中心点に対応したギャップ量ｇｃを中心として周期的に正弦波状に変動する。この時、可動部５２１は、保持部５２２が有する弾性力に基づいた所定の固有振動周期ＴＦで振動する。
したがって、可動部５２１が振動している間では、可動部５２１の振動端点間で反射膜間ギャップＧ１のギャップ量が変動する。これにより、図５に示すように、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長は、振動範囲に対応した波長域λＡで変化し、これに対応して光量もＦＡの範囲で変動する。なお、図５における破線は、可動部５２１の振動端点における波長可変干渉フィルターの分解能を示す。
この可動部５２１の振動は、時間と共に減衰し、最終的には、静電アクチュエーター５６による静電引力と、保持部５２２の弾性力とが釣り合う可動部５２１の振動中心で収束し、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量ｇｃに対応した波長λｃの光が波長可変干渉フィルター５を透過する。
【００５２】
なお、図４では、可動部５２１の振動及び当該振動の減衰を表示するため、減衰率を誇張して表示しているが、実際には、減圧環境下において、可動部５２１の固有振動周期は、５０〜２００μｓ程度であり、振動が静止するまで３００ｍｓ程度の時間を要する。また、可動部５２１の固有振動周期や振動が静止するまでの時間は、波長可変干渉フィルター５が設置される測定環境等によって変化する。大気圧下の場合は、振動の影響以前に、反射膜間の空気抵抗により所望の反射膜間ギャップに到達するまでの時間が著しく長くなるため、波長可変干渉フィルター５を減圧下に保持された環境で設置することが好ましい。
【００５３】
［制御回路部の構成］
図１に戻り、分光測定装置１の制御部２０について、説明する。
制御部２０は、本発明の測定制御部に相当し、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、フィルター駆動部２１と、計時部２２と、検出光量取得部２３と、目的光量取得部２４と、分光測定部２５と、を備えている。また、制御部２０は、各種データを記憶する記憶部３０を備える。この記憶部３０は、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧に対する、当該波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長の関係を示すＶ−λデータを記憶する。また、記憶部３０は、検出光量取得部２３により取得された光量や、目的光量取得部により取得された目的光量等を記憶する。また、記憶部３０には、可動基板５２が有する固有振動周期ＴＦ（可動部５２１の固有振動周期ＴＦ）が記憶される。また、測定環境における圧力Ｐに対する固有振動周期ＴＦの関係を示すＰ−ＴＦデータ等が記憶されていてもよい。
【００５４】
フィルター駆動部２１は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の波長を設定するための駆動電圧を設定し、電圧制御回路１５を制御して、当該駆動電圧を波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する。
ここで、フィルター駆動部２１は、記憶部３０に記憶されたＶ−λデータから、測定対象である目的波長に対応した駆動電圧を読み出し、読み出した駆動電圧を静電アクチュエーター５６に印加する。
【００５５】
計時部２２は、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に電圧が印加された電圧印加タイミングからの経過時間をカウントする。
【００５６】
検出光量取得部２３は、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加された後、所定の測定開始タイミングＴ２（第一時点）から測定停止タイミングＴ３（第二時点）までの光量を取得する。
なお、本実施形態では、ディテクター１１で受光量に応じたアナログ電流は、Ｉ−Ｖ変換器１２、アンプ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を経てデジタル電圧信号として制御部２０に入力される。したがって、検出光量取得部２３は、予め設定された時間間隔（例えば１μｓ間隔）で、入力されるデジタル電圧信号を取得し、所定時間間隔毎の光量を取得する。これにより、検出光量取得部２３は、例えば１μｓ間隔毎の光量の遷移状態である光量検出パターンを検出することができる。
【００５７】
ここで、検出光量取得部２３により光量取得が開始される測定開始タイミングＴ２は、図４に示すように、駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１の経過後に設定される。これは、駆動電圧の印加から可動部５２１の移動までの間に僅かな遅延が生じるためである。このように、測定開始タイミングＴ２を駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１よりも予め設定された時間（例えば１０μｓ）経過後に設定することで、可動部５２１の振動中における光量変化を取得することができる。
また、測定停止タイミングＴ３としては、少なくとも可動部５２１の固有振動周期（可動基板５２が有する固有振動周期）の２周期分を取得すればよい。
【００５８】
目的光量取得部２４は、検出光量取得部２３により取得された光量に基づいて、可動部５２１が振動中心に位置する状態で波長可変干渉フィルター５を透過する波長の光の光量（目的光量）を取得する。
これには、目的光量取得部２４は、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間で取得された光量のうち、最大光量、最小光量を検出し、これらの最大光量及び最小光量が検出されたタイミングに基づいて、目的光量を取得する。
なお、目的光量取得部における目的光量の取得方法の詳細は、後述の分光測定方法の説明において詳述する。
【００５９】
分光測定部２５は、目的光量取得部２４により取得される各駆動電圧に対する目的光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。また、分光測定部２５は、測定結果から、スペクトル曲線を作成してもよい。
【００６０】
［分光測定装置による分光測定方法］
次に、上述した分光測定装置１による分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態の分光測定方法のフローチャートである。
図６に示すように、本実施形態の分光測定装置１による分光測定方法では、測定が開始されると、まず、フィルター駆動部２１は、記憶部３０に記憶されたＶ−λデータを参照して、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を設定する（Ｓ１）。本実施形態では、測定対象波長域内で、所定の測定ピッチで測定対象となる目的波長を順次切り替え、当該目的波長に対する光量（目的光量）を順次取得して、測定対象光のスペクトル特性を測定する。したがって、Ｓ１では、フィルター駆動部２１は、１つの目的光量の取得が終了する毎に、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を、所定電圧間隔（測定ピッチ）で、切り替えて設定する。なお、この測定ピッチとしては、測定者により適宜設定される値を用いてもよく、予め設定されている値を用いてもよい。
【００６１】
次に、フィルター駆動部２１は、電圧制御回路１５を制御して、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に、設定した駆動電圧を印加して駆動させる（Ｓ２）。これにより、波長可変干渉フィルター５の可動部５２１が固定基板５１側に変位する。この時、上述したように、可動部５２１には、静電アクチュエーター５６による静電引力と、保持部５２２による弾性力とが作用するため、可動部５２１は、所定の固有振動周期ＴＦで、振動中心を中心として振動する。また、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加された時点で、計時部２２による経過時間のカウントが開始される。
【００６２】
次に、検出光量取得部２３は、計時部２２によりカウントされる経過時間に基づいて、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間にディテクター１１により検出される光量を取得する（Ｓ３）。
図７、図１１、及び図１５は、測定対象光のスペクトル特性の例を示す図である。この図７、図１１、図１５において、範囲Ａ１〜Ａ７は、可動部５２１の振動範囲に対応して波長可変干渉フィルター５から射出される光の波長域を示している。図８は、範囲Ａ１に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図９は、範囲Ａ２に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１０は、範囲Ａ３に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１２は、範囲Ａ４に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１３は、範囲Ａ５に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１４は、範囲Ａ６に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１６は、範囲Ａ７に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。なお、図８〜図１０、図１２〜図１４、図１６において、Ｆａｖｒは、振動範囲において検出された光量の平均値である。
【００６３】
Ｓ３では、可動部５２１が振動しているため、例えば、図７，図１１，図１５における範囲Ａ１〜Ａ７のような振動範囲に対応した波長域の光がディテクター１１により検出される。ディテクター１１で光が検出されると、Ｉ−Ｖ変換器１２、アンプ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を経て、検出光量に応じたデジタル信号が制御部２０に入力される。そして、検出光量取得部２３は、入力されたデジタル信号を例えば１μｓ間隔で取得して、取得した信号に基づいた光量を記憶部３０に適宜記憶する。これにより、図８〜図１０、図１２〜図１４、及び図１６に示すような光量の遷移状態（光量検出パターン）が取得される。
【００６４】
この後、目的光量取得部２４は、Ｓ３で取得した光量に基づいて、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎを検出する（Ｓ４）。また、目的光量取得部２４は、最大光量Ｆｍａｘが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４前において取得された第一光量Ｆ１、最大光量Ｆｍａｘが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４後において取得された第二光量Ｆ２、最小光量Ｆｍｉｎが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４前において取得された第三光量Ｆ３、最小光量Ｆｍｉｎが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４後において取得された第四光量Ｆ４をそれぞれ検出する（Ｓ５）。
【００６５】
そして、目的光量取得部２４は、これらの第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４に基づいて、可動部５２１の振動中心に対応した目的光量Ｆｃを取得する。
具体的には、目的光量取得部２４は、まず、第一光量Ｆ１と、第二光量Ｆ２とを比較して、これらの光量が同値であるか否かを判定する（Ｓ６）。ここで、本発明における同値とは、光量値が完全に一致することに加え、測定精度に影響しない程度の誤差がある場合も含めるものであり、略同一の値であれば同値として判定する。
【００６６】
このＳ６において、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図８、図１０、図１２、図１３、及び図１４のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４は、第三光量Ｆ３と第四光量Ｆ４とが同一の値であるか否かを判定する（Ｓ７）。
【００６７】
そして、Ｓ７において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図８、図１０、図１２、及び図１４のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４は、更に、第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３とが同一の値であるか否かを判定する（Ｓ８）。
【００６８】
このＳ８において、第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３とが同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図８及び図１２のいずれか（パターンＩ）に相当する。
このパターンＩでは、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングにおいて、可動部５２１が振動端点に位置していることを意味する。したがって、可動部５２１の振動中心は、振動端点から固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）の可動部５２１の位置となり、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が目的光量Ｆｃとなる。したがって、このパターンＩでは、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１（＝第二光量Ｆ２＝第三光量Ｆ３＝第四光量Ｆ４）を目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ９）。
【００６９】
一方、Ｓ７において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図１３（パターンＩＩ）に相当する。
このパターンＩＩでは、最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングにおいて、可動部５２１が振動端点に位置し、最小光量Ｆｍｉｎは、ボトム波長に対する光量であることを意味する。したがって、可動部５２１の振動中心は、振動端点である最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）の可動部５２１の位置となり、第一光量Ｆ１、及び第二光量Ｆ２が目的光量Ｆｃとなる。したがって、このパターンＩＩにおいても、Ｓ９と同様、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１（＝第二光量Ｆ２）を目的光量Ｆｃとして取得する。
【００７０】
また、Ｓ８において、第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３とが異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図１０及び図１４のいずれか（パターンＩＩＩ）に相当する。
このパターンＩＩＩでは、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎのいずれかが、可動部５２１が振動端点に位置した際に検出された光量であるが、これらのうち、いずれが振動端点に対応した光量であるかが不明となる。この場合、制御部２０は、フィルター駆動部２１により、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させ（Ｓ１０）、Ｓ２の処理に戻る。ここで、駆動電圧の変化量としては、例えばＳ１により設定される測定ピッチよりも小さい値に設定されることが好ましい。
このように、駆動電圧を微小変化させることで、光量の検出パターンをパターンＩＩ又は、後述するパターンＩＶに変化させることができ、Ｓ９又は後述のＳ１２により目的光量の取得が可能となる。一般に、分光測定装置１によりスペクトル特性を測定する場合、測定ピッチ毎の光量を取得（測定）して、図７、１１、１５に示すようなスペクトル曲線を作成する。したがって、一部の波長に対する光量が取得されていなくても、その近傍の波長に対する光量を取得することで、スペクトル曲線を作成することが可能となり、測定波長域における所定波長における光量を予測することが可能となる。
【００７１】
一方、Ｓ６において、第一光量Ｆ１と第二光量Ｆ２が異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図９及び図１６のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４は、第三光量Ｆ３と第四光量Ｆ４とが同一の値であるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００７２】
そして、Ｓ１１において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図９（パターンＩＶ）に相当する。
このパターンＩＶでは、最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングにおいて、可動部５２１が振動端点に位置し、最大光量Ｆｍａｘは、ピーク波長に対する光量であることを意味する。したがって、可動部５２１の振動中心は、振動端点である最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）の可動部５２１の位置となり、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が目的光量Ｆｃとなる。したがって、このパターンＩＶでは、目的光量取得部２４は、第三光量Ｆ３（＝第四光量Ｆ４）を目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ１２）。
【００７３】
また、Ｓ１１において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図１６（パターンＶ）に相当する。
このパターンＶでは、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎのいずれも振動端点に位置しないことを意味し、振動範囲内に、最大光量Ｆｍａｘに対応したピーク波長、及び最小光量Ｆｍｉｎに対応したボトム波長を有することを意味する。
このように振動波長域内にピーク波長及びボトム波長を有する場合、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間に取得された光量の平均値が、振動中心に対応した光量とほぼ一致することが多い。したがって、目的光量取得部２４は、Ｓ３により取得された光量、及び当該光量の取得回数に基づいて、光量の平均値Ｆａｖｒを算出し、目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ１３）。
【００７４】
そして、Ｓ９、Ｓ１２、及びＳ１３のいずれかの処理により目的光量が取得されると、制御部２０は、測定対象波長域における全ての目的波長に対する測定処理が終了したか否かを判断する（Ｓ１４）。
Ｓ１４において、設定された測定ピッチ間隔の測定対象波長において、光量を取得していない波長が存在する場合、Ｓ１の処理に戻る。一方、Ｓ１４において、測定対象波長域における全ての測定対象波長に対する光量の測定が終了したと判断されると、分光測定部２５は、取得した各波長に対する光量に基づいて測定対象光の分光測定処理を実施する（Ｓ１５）。
【００７５】
［実施形態の作用効果］
本実施形態の分光測定装置１では、波長可変干渉フィルター５と、波長可変干渉フィルター５を透過した光を検出するディテクター１１と、検出された光量に基づいて分光測定を実施する制御部２０とを備える。波長可変干渉フィルター５は、固定反射膜５４を有する固定基板５１と、固定反射膜５４に対向する可動反射膜５５を有する可動基板５２と、反射膜間ギャップＧ１を変化させる静電アクチュエーター５６とを備える。そして、制御部２０のフィルター駆動部２１及び電圧制御回路１５により、静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加されると、可動基板５２の保持部５２２が撓み、可動反射膜５５が設けられた可動部５２１が固定基板５１側に変位する。このような波長可変干渉フィルター５では、駆動電圧を変化させることで、透過する光の波長を変更することが可能となるが、保持部５２２の弾性力と、静電アクチュエーター５６による静電引力により、可動部５２１が振動し、可動部５２１の振動中では、透過波長が変動し、これに伴いディテクター１１で検出される光量も変動する。
これに対して、本実施形態の制御部２０では、検出光量取得部２３により、ディテクター１１により検出される光量を所定間隔で取得して、光量の遷移状態（光量検出パターン）を取得する。そして、目的光量取得部２４は、光量検出パターンに基づいて、可動部５２１の振動中心に対応する目的光量を取得する。
このため、本実施形態の目的光量取得部２４は、可動部５２１の振動が静止するまで待機する必要がなく、即座に、所望の測定対象波長に対する目的光量を所得することができる。したがって、分光測定装置１において、各測定対象波長に対する光量取得に要する時間がそれぞれ短縮されるため、測定対象光のスペクトル特性の測定においても時間短縮を図ることができる。
【００７６】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、光量検出パターンに基づいて、最大光量Ｆｍａｘ、最小光量Ｆｍｉｎを検出し、最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４前の第一光量Ｆ１、最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４後の第二光量Ｆ２、最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前の第三光量Ｆ３、及び最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４後の第四光量Ｆ４を検出する。そして、目的光量取得部２４は、これらの第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４の一致状態から目的光量Ｆｃを取得する。
一般に、可動部５２１の振動端点において、最大光量Ｆｍａｘや最小光量Ｆｍｉｎが検出されることが多く、最大光量Ｆｍａｘが振動端点である場合、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同値となり、目的光量Ｆｃとなる。また、最小光量Ｆｍｉｎが振動端点である場合、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同値となる。したがって、上記のように、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４の一致状態を判断することで、容易に、目的光量Ｆｃを取得することができる。また、光量の平均値を目的光量とする方法に比べ、測定精度を向上させることができる。
【００７７】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が同一の光量の場合、第一光量Ｆ１を目的光量Ｆｃとして取得する。
このように、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が同一の値である場合、光量検出パターンが、振動端点において、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎが検出されるパターンＩであることを意味する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、同一の値であるこれらの光量Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＩの光量検出パターンに対して、容易に、かつ迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００７８】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値である場合、第一光量Ｆ１を目的光量Ｆｃとして取得する。このような場合、光量検出パターンが、振動端点の１つが最大光量ＦｍａｘであるパターンＩＶであることを意味する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、同一の値であるこれらの光量Ｆ１，Ｆ２を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＩＶの光量検出パターンに対して、容易に、かつ迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
また、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が異なる値であり、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値である場合、第三光量Ｆ３を目的光量Ｆｃとして取得する。このような場合、光量検出パターンが、振動端点の１つが最小光量ＦｍｉｎであるパターンＩＩであることを意味する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、同一の値であるこれらの光量Ｆ３，Ｆ４を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＩＩの光量検出パターンに対して、容易に、かつ迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００７９】
本実施形態では、目的光量取得部２４により、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、かつ第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であり、かつ第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３が異なる値であると判定された場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。
つまり、図１０や図１４に示すパターンＩＩＩのように、振動端点に対して最大光量Ｆｍａｘが検出されて振動中心に対して最小光量Ｆｍｉｎが検出されるパターンか、振動端点に対して最小光量Ｆｍｉｎが検出され、振動中心に対して最大光量Ｆｍａｘが検出されるパターンか不明な場合がある。このような場合においても、本実施形態では、駆動電圧を微小変化させることで、パターンＩＩ又はパターンＩＶの光量検出パターンにすることができる。この場合、設定された測定ピッチ間隔の測定対象波長に対する光量を取得することができないが、測定対象波長近傍の波長に対する光量を取得することができる。
また、分光測定部２５は、各波長に対して取得された光量に応じて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。したがって、測定ピッチ間隔の測定対象波長に対する光量が取得できない場合であっても、当該測定対象波長の近傍の波長に対する光量が取得されれば、測定対象光のスペクトル特性を測定することができる。また、分光測定部２５により測定されたスペクトルの特性から、測定できなかった測定対象波長の光量を予測することもできる。
【００８０】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４がそれぞれ異なる値である場合、検出光量取得部２３により取得された光量の平均値Ｆａｖｒを目的光量Ｆｃとして取得する。
このように、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が異なる場合、振動端点が最大光量Ｆｍａｘや最小光量Ｆｍｉｎに対応した点ではなく、可動部５２１の振動範囲に対応した波長域内に、最大光量Ｆｍａｘに対応したピーク波長、及び最小光量Ｆｍｉｎに対応したボトム波長が存在する（パターンＶ）ことを意味する。このように、振動範囲に対応した波長域内にピーク波長及びボトム波長が存在する場合、振動中心は、ピーク波長とボトム波長との間に存在することが多く、光量の平均値とほぼ一致する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、光量の平均値を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＶの光量検出パターンに対して、容易に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００８１】
［第二実施形態］
次に本発明の第二実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態の分光測定装置は、図１に示す第一実施形態の分光測定装置１と同様の構成を有し、目的光量取得部２４の処理内容の一部のみが相違する。したがって、以下において、図１に基づいて本実施形態を説明するとともに、第一実施形態において説明した構成の説明は省略する。
【００８２】
上述した第一実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量及び第二光量が同値であり、かつ第三光量及び第四光量が同値であり、かつ第一光量と第三光量とが異なる値である場合（図６のＳ８において「Ｎｏ」と判断される、図１０や図１４に示されるパターンＩＩＩの場合）、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させて、新しく設定された駆動電圧に対する目的光量を取得する処理を実施した。これに対して、本実施形態では、駆動電圧を微小変化させた際の光量の遷移状態から、電圧変化前の光量検出パターンを判断し、電圧変化前における目的光量を取得する点で相違する。
【００８３】
つまり、本実施形態では、図６におけるＳ８において、目的光量取得部２４により「Ｎｏ」と判定した場合、第一実施形態と同様、フィルター駆動部２１は、Ｓ１０の処理を実施して、駆動電圧の値を微小変化させる。ここで、電圧変化前の駆動電圧を第一電圧、電圧変化後の駆動電圧を第二電圧とする。
このように、駆動電圧を変化させると、図７に示す範囲Ａ３や図１１に示す範囲Ａ６は、範囲Ａ２や範囲Ａ５に変化し、図１０や図１４に示すようなパターンＩＩＩの光量検出パターンは、図９や図１３に示すようなパターンＩＩや、パターンＶＩの光量検出パターンに変化する。ここで、第二電圧の印可時に、図９に示すパターンＩＩに変化した場合、第一電圧を印加時は、図１０に示す光量検出パターンであり、振動中心においてピーク波長が検出されたことを意味する。一方、第二電圧の印可時に、図１３に示すパターンＩＶに変化した場合、第一電圧を印加時は、図１４に示す光量検出パターンであり、振動中心においてボトム波長が検出されたことを意味する。
したがって、本実施形態の目的光量取得部２４は、図６のＳ１０の後、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であり、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が異なる値となった場合、電圧変化前の駆動電圧（第一電圧）に対する目的光量として、最大光量Ｆｍａｘ（＝第三光量Ｆ３＝第四光量Ｆ４）を取得する。また、目的光量取得部２４は、図６のＳ１０の後、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値となった場合、電圧変化前の駆動電圧（第一電圧）に対する目的光量として、最小光量Ｆｍｉｎ（＝第一光量Ｆ１＝第二光量Ｆ２）を取得する。
【００８４】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態では、目的光量取得部２４により、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、かつ第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であり、かつ第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３が異なる値であると判定された場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。すなわち、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する電圧を第一電圧から第二電圧に切り替える。これにより、上記第一実施形態と同様に、パターンＩＩＩのような検出パターンを、パターンＩＩ又はパターンＩＶの光量検出パターンにすることができる。
ここで、本実施形態では、パターンＩＩに変化した場合、第二電圧印加時において、振動中心において、ボトム波長に対応した最小光量Ｆｍｉｎが検出されたことを意味する。したがって、目的光量取得部２４は、第一電圧に対応した目的波長に対する目的光量として最小光量Ｆｍｉｎ（＝第一光量Ｆ１＝第二光量Ｆ２）を取得する。一方、パターンＩＶに変化した場合、第二電圧印加時において、振動中心において、ピーク波長に対応した最大光量Ｆｍａｘが検出されたことを意味する。したがって、目的光量取得部２４は、第一電圧に対応した目的波長に対する目的光量として最大光量Ｆｍａｘ（＝第三光量Ｆ３＝第四光量Ｆ４）を取得する。
これにより、目的光量取得部２４は、可動部５２１の振動の静止を待つことなく、迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００８５】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について以下に説明する。
上述した第一実施形態及び第二実施形態では、検出光量取得部２３により取得された光量のうち、最大光量、最小光量、及び第一〜第四光量を検出し、これらの第一〜第四光量の一致状態に基づいて目的光量を取得した。これに対して、本実施形態では、検出光量取得部により取得された光量検出パターンから、極値、及び極値の周期性を判断し、目的光量を取得する点で上記第一及び第二実施形態と相違する。
図１７は、第三実施形態の分光測定装置１Ａの概略構成を示す図である。なお、本実施形態の説明にあたり、第一及び第二実施形態と同様の構成については同符号を付し、その説明を省略、又は簡略化する。
【００８６】
図１７に示すように、本実施形態の分光測定装置１Ａは、ディテクター１１から出力された検出信号（電流）は、Ｉ−Ｖ変換器１２により電圧に変化される。そして、Ｉ−Ｖ変換器１２から出力される検出信号（電圧）は、アンプ１３および微分回路１６に出力される。アンプ１３に出力された検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１４を経て、第一実施形態と同様に、制御部２０Ａに出力される。
一方、微分回路１６に出力された検出信号は、微分回路１６にて微分処理された後、制御部２０Ａに出力される。このように、検出信号を微分回路１６により微分処理することで、光量検出パターンにおける光量の極大点及び極小点を取得することができる。
【００８７】
また、本実施形態の制御部２０Ａは、図１７に示すように、フィルター駆動部２１、計時部２２、検出光量取得部２３、目的光量取得部２４Ａ、分光測定部２５、極値取得部２６、及び記憶部３０を備える。
極値取得部２６は、微分回路１６から入力される信号に基づいて、可動部５２１の振動中に取得される光量のうち、極大値（極大光量Ｆｂ）及び極小値（極小光量Ｆｓ）及び、これらの極値が取得された極値取得タイミングを検出する。
【００８８】
目的光量取得部２４Ａは、検出光量取得部２３により取得される光量、及び極値取得部２６により検出される極値及び当該極値が取得された極値取得タイミングに基づいて、目的光量Ｆｃを取得する。
つまり、可動部５２１が振動範囲で振動し、この振動範囲においてディテクター１１に検出される光量が変動する場合、可動部５２１が振動端点に位置した状態で、極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓのうちいずれかが取得され、固有振動周期ＴＦの間隔で略同一の値が取得される。したがって、目的光量取得部２４Ａは、極値の周期性と、当該極値の値により、可動部５２１が振動端点に位置するタイミングを検出でき、振動中心に対応した目的光量Ｆｃを取得することができる。なお、目的光量取得部２４Ａの具体的な目的光量の取得方法については後述する。
【００８９】
［分光測定方法］
以下に本実施形態の分光測定装置１Ａにより分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図１８は、本実施形態の分光測定方法を示すフローチャートである。
図１８に示すように、本実施形態の分光測定装置１Ａによる分光測定方法では、第一実施形態と同様に、測定が開始されると、まず、Ｓ１の処理を実施し、フィルター駆動部２１は、記憶部３０に記憶されたＶ−λデータを参照して、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を設定する。そして、Ｓ２の処理を実施して、フィルター駆動部２１は、電圧制御回路１５を制御して、波長可変干渉フィルターの静電アクチュエーター５６に、設定した駆動電圧を印加して駆動させる。これにより、波長可変干渉フィルター５の可動部５２１が固定基板５１側に変位する。この時、上述したように、可動部５２１には、静電アクチュエーター５６による静電引力と、保持部５２２による弾性力とが作用するため、可動部５２１は、所定の固有振動周期で振動中心を中心として振動する。また、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加された時点で、計時部２２による経過時間のカウントが開始される。
【００９０】
次に、検出光量取得部２３は、第一実施形態におけるＳ２と同様、計時部２２によりカウントされる経過時間に基づいて、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間にディテクター１１により検出される光量を取得する。
また、検出光量取得部２３による光量の取得と同時に、極値取得部２６により極値（極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓ）、及びこれらの極値が取得された極値取得タイミングを検出する（Ｓ２１）。
図１９は、測定対象光の一例を示す図である。図１９において、範囲Ａ１〜Ａ１０は、可動部５２１の振動範囲の例を示している。
図２０から図２９は、それぞれ各範囲Ａ１において検出された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図であり、図２０は範囲Ａ１、図２１は範囲Ａ２、図２２は範囲Ａ３、図２３は範囲Ａ４、図２４は範囲Ａ５、図２５は範囲Ａ６、図２６は範囲Ａ７、図２７は範囲Ａ８、図２８は範囲Ａ９、図２９は範囲Ａ１０に対応した図である。
【００９１】
Ｓ３及びＳ２１の後、目的光量取得部２４Ａは、取得した極値Ｆｂ，Ｆｓのうち、値が同一であるグループを検出し、各グループにおいて、同値の極値が検出された極値取得タイミングの周期を検出する（Ｓ２２）。
次に、目的光量取得部２４Ａは、各グループのうち、同値の極値が可動部５２１の固有振動周期ＴＦの間隔で現れるグループがあるか否かを判定する（Ｓ２３）。つまり、目的光量取得部２４Ａは、同値の極大光量Ｆｂの検出タイミングがＴＦ間隔である光量検出パターン、又は同値の極小光量Ｆｓの検出タイミングがＴＦ間隔である光量検出パターンであるか否かを判断する。
【００９２】
このＳ２３において、同値の極値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦであると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２０、図２１、図２３、図２４、図２８のいずれかに相当する。
【００９３】
ここで、光量検出パターンが図２０や図２３の場合、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ１，Ａ４に示すように、ピーク波長又はボトム波長が存在しないことを意味する。
この場合、可動部５２１が振動端点のうち一方に位置する状態で極大光量Ｆｂが検出され、可動部５２１が振動端点のうち他方に位置する状態で極小光量Ｆｓが検出される。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、極大光量Ｆｂ（極小光量Ｆｓ）が検出された極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２＝Ｆｓ１＝Ｆｓ２）となる。
なお、図２０〜図２９において、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４前の光量をＦｂ１、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４後の光量をＦｂ２、極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４前の光量をＦｓ１、極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４後の光量をＦｓ２として示す。
【００９４】
光量検出パターンが図２１及び図２４の場合、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ２，Ａ４に示すように、ピーク波長又はボトム波長が存在し、可動部５２１の振動端点において、それぞれ異なる光量が検出されることを意味する。
この場合、例えば図２１では、ピーク波長に対応して極大光量Ｆｂが取得されるが、この極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期は、周期ｔ１と周期ｔ２との繰り返しとなる（ＴＦ＝ｔ１＋ｔ２，ｔ１≠ｔ２）。同様に、図２４では、ボトム波長に対応して極小光量Ｆｓが取得されるが、この極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期は、周期ｔ１と周期ｔ２との繰り返しとなる（ＴＦ＝ｔ１＋ｔ２，ｔ１≠ｔ２）。すなわち、図２１における極大光量Ｆｂや図２４における極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期は、可動部５２１の固有振動周期ＴＦや、固有振動周期ＴＦの１／２周期とはならず、可動部５２１の振動端点に対応した光量ではない。
一方、図２１の光量検出パターンでは、２つの極小光量Ｆｓ，Ｆｓ´が取得され、図２４の光量検出パターンでは、２つの極大光量Ｆｂ，Ｆｂ´が取得される。そして、これらの極値はそれぞれ固有振動周期ＴＦ間隔で検出される。このように、同値の極値が可動部５２１の固有振動周期ＴＦ間隔で検出される場合、当該極値が可動部５２１の振動端点に位置することを意味する。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、固有振動周期ＴＦ間隔で検出される極値の極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２＝Ｆｂ１´＝Ｆｂ２´；図２１の光量検出パターン）、Ｆｓ１（＝Ｆｓ２＝Ｆｓ１´＝Ｆｓ２´；図２４の光量検出パターン）となる。
【００９５】
光量検出パターンが図２８の場合、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ９に示すように、ピーク波長及びボトム波長が存在し、可動部５２１の振動端点において、それぞれ異なる光量が検出されることを意味する。
この場合、ピーク波長に対応して極大光量Ｆｂ´が取得され、ボトム波長に対応して極小光量Ｆｓ´が取得されるが、これらの極値取得タイミングの周期は、それぞれ周期ｔ１と周期ｔ２との繰り返し（極小光量Ｆｓ´に対しては周期ｔ３と周期ｔ４の繰り返し）となる（ＴＦ＝ｔ１＋ｔ２＝ｔ３＋ｔ４，ｔ１≠ｔ２，ｔ３≠ｔ４）。すなわち、これらの極大光量Ｆｂ´や極小光量Ｆｓ´の周期は、可動部５２１の固有振動周期ＴＦや、固有振動周期ＴＦの１／２周期とはならず、可動部５２１の振動端点に対応した光量ではない。
一方、図２８の光量検出パターンでは、極値Ｆｂ´，Ｆｓ´とは異なる値となる極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓが取得され、これらの極値はそれぞれ固有振動周期ＴＦ間隔で検出される。これは、当該極値が可動部５２１の振動端点に位置することを意味する。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、固有振動周期ＴＦ間隔で検出される極値の極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２＝Ｆｓ１＝Ｆｓ２）となる。
【００９６】
以上に示すように、同値の極値が固有振動周期ＴＦ間隔で取得される場合、当該極値は可動部５２１の振動端点に対応した光量となる。したがって、目的光量取得部２４Ａは、Ｓ２３において、「Ｙｅｓ」と判定されると、固有振動周期ＴＦ間隔で取得される極値Ｆｂ（Ｆｓ）の極値取得タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量を、目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ２４）。
【００９７】
また、Ｓ２３において「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、同値の極値の極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦ間隔とはならない場合、目的光量取得部２４Ａは、同値の極値の極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦの１／２周期間隔となるか否かを判定する（Ｓ２５）。
このＳ２５において、同値の極値のタイミングが固有振動周期ＴＦの１／２間隔であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２２、図２５、図２６、図２７のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４Ａは、更に、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期、及び極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期の双方が固有振動周期ＴＦの１／２間隔であるか否かを判断する（Ｓ２６）。
【００９８】
Ｓ２６において、「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期、及び極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期のいずれか一方のみが固有振動周期ＴＦの１／２である場合、図２６又は図２７の光量検出パターンであることを意味する。
光量検出パターンが図２６や図２７である場合、図２１や図２４と同様に、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ７，Ａ８に示すように、ピーク波長又はボトム波長が存在し、可動部５２１の振動端点において、同一の光量が検出されることを意味する。
この場合、例えば図２１や図２４の光量検出パターンと同様に、ピーク波長に対応した極大光量Ｆｂ（図２６）やボトム波長に対応した極小光量Ｆｓ（図２７）の極値取得タイミングの周期は、可動部５２１の固有振動周期ＴＦや、固有振動周期ＴＦの１／２とはならず、可動部５２１の振動端点に対応した光量ではない。
一方、図２６の光量検出パターンにおける極小光量Ｆｓや図２７の光量検出パターンにおける極大光量Ｆｂは、それぞれ固有振動周期ＴＦの１／２間隔で検出され、これらが可動部５２１の振動両端点に対応した光量であると判断できる。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、固有振動周期ＴＦの１／２間隔で検出される極値の極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量となる。
したがって、目的光量取得部２４Ａは、Ｓ２６において、「Ｎｏ」と判定されると、固有振動周期ＴＦ間隔で取得される極値Ｆｂ（Ｆｓ）の極値取得タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（もしくは１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２；図２６の光量検出パターン）、Ｆｓ１（＝Ｆｓ２；図２７の光量検出パターン）を、目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ２４）。
【００９９】
また、Ｓ２６において、「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまり、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期、及び極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期の双方が固有振動周期ＴＦの１／２である場合、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２２及び図２５のいずれかに相当する。
この場合、振動端点に対応した極値を判断することが不可能であるため、第一実施形態のＳ１０の処理と同様、フィルター駆動部２１により、駆動電圧を微小変化させ、Ｓ２の処理に戻る。これにより、光量検出パターンが図２１又は図２３となり、極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦ間隔となる同値の極値が検出されることとなる。したがって、上述したＳ２３及びＳ２４により、目的光量Ｆｃを取得することが可能となる。
【０１００】
なお、電圧変化前に対応した目的光量Ｆｃを取得する場合では、例えば第二実施形態に示すように、Ｓ１０の処理後、電圧変化前の光量検出パターンを判定し、電圧変化前の駆動電圧に対する目的光量Ｆｃを取得してもよい。
例えば、電圧を微小変化させた後において、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦとなる同値の極小光量Ｆｓが取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンは、図２２に示す光量検出パターンであると判定できる。この場合、電圧変化前における極大光量Ｆｂが、電圧変化前の駆動電圧（測定ピッチ間隔となる測定対象波長）に対応した目的光量Ｆｃとなる。
また、電圧を微小変化させた後において、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦとなる同値の極大光量Ｆｂが取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンは、図２５に示す光量検出パターンであると判定できる。この場合、電圧変化前における極小光量Ｆｓが、電圧変化前の駆動電圧（測定ピッチ間隔となる測定対象波長）に対応した目的光量Ｆｃとなる。
【０１０１】
また、Ｓ２５において「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、同値の極値の極値取得タイミングが可動部５２１の固有振動周期ＴＦでもなく、固有振動周期ＴＦの１／２でもない場合、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２９に相当する。
この光量検出パターンでは、振動端点に対応した極値がいずれに相当するか検出することが不可能となる。したがって、この場合、Ｓ１０の処理を実施して、フィルター駆動部２１により、駆動電圧を微小変化させ、Ｓ２の処理に戻る。これにより、光量検出パターンが図２８に示すパターンとなり、極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦ間隔となる同値の極値が検出されることとなるので、上述したＳ２３及びＳ２４により、目的光量Ｆｃを取得することが可能となる。
【０１０２】
そして、Ｓ２４の処理により目的光量Ｆｃが取得されると、制御部２０は、第一実施形態と同様、Ｓ１４及びＳ１５の処理を実施する。
【０１０３】
［第三実施形態の作用効果］
本実施形態の分光測定装置１Ａは、ディテクター１１から出力された検出信号を微分処理する微分回路１６を備えている。また、制御部２０Ａの極値取得部２６は、微分回路１６の微分処理に基づいて、極値（極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓ）を取得し、当該極値が取得された極値取得タイミングを検出する。
そして、本実施形態の目的光量取得部２４Ａは、検出された極値から、同値の極値をグループ化し、当該同値の極値の極値検出タイミングが周期性と固有振動周期ＴＦに基づいて目的光量Ｆｃを取得する。
つまり、可動部５２１の振動端点に対応して検出された光量は、図１９に示すように、振動範囲において光量が変化しているのであれば極値として検出される。したがって、極値の周期性を判断することで、容易に光量検出パターンにおける可動部５２１の振動端点に対応した位置を検出でき、振動中心に対応する光量を取得することができる。したがって、本実施形態の分光測定装置１Ａにおいても、可動部５２１の振動の静止を待つことなく、迅速に目的光量を取得することができ、測定対象光のスペクトル特性の測定処理の迅速に実施することができる。振動中心に対応した光量の実測値を目的光量として取得するため、例えば、光量の平均値を目的光量とする場合に比べて、測定精度を向上させることができる。
【０１０４】
本実施形態では、目的光量取得部２４Ａは、同値の極値（極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓの少なくともいずれか一方）の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦである場合、当該極値取得タイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前又は固有振動周期ＴＦの１／４後の光量を目的光量Ｆｃとして取得する。
これにより、図２０、図２１、図２３、図２４、及び図２８のような光量検出パターンに対して、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。また、上記第一実施形態では、図２６のように、振動範囲に対応した波長域内に複数のピーク波長やボトム波長がある場合、平均値Ｆａｖｒを算出して目的光量Ｆｃとした。これに対して、本実施形態では、複数のピーク波長やボトム波長がある場合でも、極値に基づいて振動端点の位置を把握することができるため、光量の実測値に基づいて目的光量Ｆｃを取得することができ、測定精度を向上させることができる。
【０１０５】
本実施形態では、目的光量取得部２４Ａは、同値の極大光量Ｆｂ及び同値の極小光量Ｆｓのいずれか一方の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２であり、他方の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦや固有振動周期ＴＦの１／２ではない場合、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２である極値の極値取得タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前又は固有振動周期ＴＦの１／４後の光量を目的光量Ｆｃとして取得する。
これにより、図２６や図２７のように、振動両端点において、同一の光量が取得され、かつ振動中心において、ピーク波長やボトム波長が存在しない光量検出パターンに対して、迅速に目的光量を取得することができる。また、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【０１０６】
本実施形態では、同値の極大光量Ｆｂ及び同値の極小光量Ｆｓの双方の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２である場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。
つまり、図２２や図２５に示すような光量検出パターンでは、振動端点に対応する極値が極大光量Ｆｂ及び同値の極小光量Ｆｓのいずれであるかを判定することが困難となる。このような場合においても、本実施形態では、駆動電圧を微小変化させることで、図２１や図２４に示すような光量検出パターンに変化させることができる。これにより、Ｓ２３及びＳ２４により、振動中心に対応した目的光量Ｆｃを取得することができる。
また、この場合、設定された測定ピッチ間隔に対応した測定対象波長に対する光量を取得することができないが、第二実施形態のように、駆動電圧を微小変化させた後の光量検出パターンから、電圧変化前の光量検出パターンにおける振動端点に対応する光量を判断してもよい。つまり、目的光量取得部２４Ａは、駆動電圧を微小変化させた後の光量検出パターンにおいて、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２となる極小光量Ｆｓ（Ｆｓ´）が取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンにおける極大光量Ｆｂを、電圧変化前の駆動電圧に対する目的光量Ｆｃとして取得する。また、目的光量取得部２４Ａは、駆動電圧を微小変化させた後の光量検出パターンにおいて、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２となる極大光量Ｆｂ（Ｆｂ´）が取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンにおける極小光量Ｆｓを、電圧変化前の駆動電圧に対する目的光量Ｆｃとして取得する。これにより、予め設定された測定ピッチ毎の測定対象波長に対応する光量を測定することができる。
【０１０７】
本実施形態では、図２９に示す光量検出パターンのように、同値の極値Ｆｂ（又はＦｓ）の極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦや固有振動周期ＴＦの１／２に一致しない場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。これにより、光量検出パターンを図２８に示すようなパターンに変化させることができ、Ｓ２４の処理により目的光量Ｆｃを取得することができる。
【０１０８】
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【０１０９】
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５のギャップ量変更部として、電圧印加により静電引力により反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を変動させる静電アクチュエーター５６を例示したが、これに限定されない。
例えば、固定電極５６１の代わりに、第一誘電コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘電コイルまたは永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
さらに、静電アクチュエーター５６の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部５２２に下部電極層、圧電膜、および上部電極層を積層配置させ、下部電極層および上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部５２２を撓ませることができる。
【０１１０】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１Ａ…分光測定装置、５…波長可変干渉フィルター、１１…ディテクター（検出部）、１５…電圧制御回路、１６…微分回路、２０，２０Ａ…制御部（測定制御部）、２１…フィルター駆動部、２２…計時部、２３…検出光量取得部、２４，２４Ａ…目的光量取得部、２５…分光測定部、２６…極値取得部、３０…記憶部、５１…固定基板（第一基板）、５２…可動基板（第二基板）、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、５６…静電アクチュエーター（ギャップ量変更部）、５２１…可動部、５２２…保持部、５６１…固定電極、５６２…可動電極、Ｇ１…反射膜間ギャップ、Ｆｍａｘ…最大光量、Ｆｍｉｎ…最小光量、Ｆ１…第一光量、Ｆ２…第二光量、Ｆ３…第三光量、Ｆ４…第四光量、Ｆｂ…極大光量（極大値）、Ｆｓ…極小光量（極小値）、ＴＦ…固定振動周期、Ｘ…測定対象。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに対向する一対の反射膜を有し、この反射膜間の距離を変化させることで、測定対象の光から所定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の光共振器（波長可変干渉フィルター）は、表面に凹部が形成された第一基板と、凹部を閉塞する第二基板とを備え、第二基板が凹部内部を閉塞するように接合されている。また、第一基板の凹部の底部、及び第二基板の凹部に対向する面には、互いに対向する高反射膜、及び、これらの反射膜の間のギャップ（反射膜間ギャップ）を調整する電極が設けられている。そして、第二基板は、凹部に対向する領域に、厚肉部と薄肉部とが設けられており、薄肉部が撓むことで、厚肉部が凹部側に進退可能となる。
このような波長可変干渉フィルターでは、電極間に電圧を印加することで、ダイヤフラムの薄肉部を変形させ、厚肉部をガラス基板に対して進退させることで、反射膜間ギャップを調整することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような波長可変干渉フィルターにより目的波長の光を取り出す場合、目的波長に応じた電圧を電極間に印加する。この時、第二基板の厚肉部には、電圧印加に伴う静電引力と、第二基板の薄肉部の弾性力とが作用するため、当該厚肉部が振動する。
したがって、従来、このような波長可変干渉フィルターを用いた分光測定装置では、目的波長の光を精度よく測定するために、厚肉部の振動が静止するまで待機し、厚肉部の振動が静止した後に光量測定処理を実施していた。このため、測定に要する時間が長くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、迅速なスペクトル特性の測定が可能な分光測定装置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】
【０００７】
本発明の分光測定装置は、第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向して配置された第二反射膜、及び、電圧印加により前記第二基板を前記第一基板側に撓ませて、前記反射膜間ギャップのギャップ量を変化させるギャップ量変更部を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターにより取り出された光の光量を検出する検出部と、測定制御部と、を備えた分光測定装置であって、前記測定制御部は、前記ギャップ量変更部に駆動電圧を印加させて、前記反射膜間ギャップを変化させるフィルター駆動部と、前記フィルター駆動部により駆動電圧が印加された後の第一時点から、所定の第二時点までの間で、前記検出部により検出される光量を取得する検出光量取得部と、検出された前記光量の遷移状態及び前記第二基板が有する固有振動周期に基づいて、前記第二基板の振動中心に対応した光量を目的光量として取得する目的光量取得部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、波長可変干渉フィルターを透過した光を検出する検出部と、検出部で検出された光量に基づいて、目的波長の光の光量（目的光量）を測定する測定制御部とを備えている。そして、測定制御部は、フィルター駆動部、検出光量取得部、及び目的光量取得部を備える。
このような分光測定装置では、フィルター駆動部により波長可変干渉フィルターのギャップ量調整部に駆動電圧を印加させると、波長可変干渉フィルターの第二基板が第一基板側に撓み、反射膜間ギャップのギャップ量が変動する。この時、第二基板には、ギャップ量変更部により加えられる応力と、第二基板の弾性力とが作用し、所定の固有振動周期で振動する。この振動は、時間とともに振幅が小さくなり、最終的には、波長可変干渉フィルターにより目的波長の光が取り出される状態で静止する。
ここで、振動の静止を待って目的波長の光の光量（目的光量）を測定する場合、上述したように、測定に要する時間が長くなるという課題がある。これに対して、本発明では、検出光量取得部により、第二基板が振動している間である第一時点から第二時点までの期間において検出部で検出される光量を取得する。そして、目的光量取得部は、検出された光量の遷移状態と、第二基板自身が有する固有振動周期とに基づいて、第二基板の振動中心に対応した光量を取得する。この第二基板の振動中心は、第二基板の振動が静止した際に、第二基板が静止する位置であり、波長可変干渉フィルターにより目的波長の光を取り出すための位置となる。したがって、本発明では、第二基板の振動が静止するまで待機する必要がなく、迅速に第二基板が振動中心に対応した目的光量を取得することができる。したがって、分光測定装置においても、迅速な測定対象光のスペクトル特性の測定を実施することができる。
【０００９】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、最大光量、最小光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第一光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第二光量、前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第三光量、及び前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第四光量を取得し、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量の一致状態に基づいて、前記目的光量を取得することが好ましい。
ここて、本発明で述べる「一致」とは、僅かな誤差範囲をも含めるものであり、完全に一致していない略一致の状態をも含めるものである。
【００１０】
本発明によれば、検出光量取得部により取得した光量から、最大光量、最小光量、第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量を取得し、第一から第四光量が一致するか否かを判断して、目的光量を取得する。
波長可変干渉フィルターのギャップ変更部に駆動電圧を印加した際に発生する第二基板の振動は、非常に狭い範囲で発生するものであり、当該範囲に光量のピークやボトムが複数発生することは稀である。したがって、第二基板の振動において反射膜間ギャップのギャップ量が最大となった場合、又は反射膜間ギャップのギャップ量が最小となった場合に、検出部により最大光量、又は最小光量が検出されるパターンが多い。このようなパターンでは、最大光量又は最小光量が検出された時点を、第二基板の振動端点とすることで、容易に、第二基板の振動中心を検出でき、振動中心に対応した目的光量を検出することができる。
また、第二基板が振動中に一定間隔で光量を取得し、これらの光量を平均して振動中心に対応した目的光量とすることも考えられる。しかしながら、このような平均値を目的光量とする場合、必ずしも振動中心に対応した光量とならない場合があり、この場合、測定誤差が大きくなる等の課題がある。これに対して、本発明では、第一から第四光量から振動中心に対応した光量を検出するため、測定誤差を抑制でき、測定精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量が同一の光量の場合、当該光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
ここで、本発明で述べる「同一」とは、上述した「一致」と同様に、測定結果に対する影響が小さい僅かな誤差範囲を含むものであり、厳密に同一となる必要はない。以下に説明する発明においても同様である。
【００１２】
本発明では、目的光量取得部は、第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が同一の光量の場合、これらの光量の値を目的光量とする。
第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が同一光量である場合、反射膜間ギャップのギャップ量が最大及び最小となった際、つまり、第二基板の振動端点において、検出部で最大光量及び最小光量が検出されたことを意味する。この場合、第二基板の振動中心は、第二基板が振動端点に位置した時点から、第二基板の固有振動周期の１／４が経過した時点、又は第二基板の固有振動周期の１／４前の時点であるので、第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が、振動中心に対応した目的光量となる。したがって、目的光量取得部により、上記のような第一から第四光量が一致する場合では、これらの光量を目的光量として取得することで、即座に目的光量を取得することができる。
【００１３】
本発明では、前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が異なる光量である場合、前記第一光量及び前記第二光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
このように、第一光量と第二光量とが同一であり、第三光量と第四光量とが異なる場合では、第二基板の振動端点のいずれかに対応する光量が最大光量であり、かつ、反射膜間ギャップの変動範囲に対応した測定波長域内にボトム波長が存在し、このボトム波長の光量が最小光量として検出されたと判断できる。
この場合、第二基板の振動中心は、最大光量が検出された時点から、第二基板の固有振動周期の１／４が経過した時点、又は第二基板の固有振動周期の１／４前の時点となるので、第一光量及び第二光量が振動中心に対応した目的光量となる。
したがって、第一光量及び第二光量が同一であり、第三光量及び第四光量が異なる場合、目的光量取得部は、第一光量及び第二光量の値を目的光量として取得することで、即座に目的光量を取得することができ、分光測定装置におけても、迅速な分光測定を実施することができる。
【００１４】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が異なる光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量である場合、前記第三光量及び前記第四光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
このように、第一光量及び第二光量が異なり、第三光量及び第四光量が同一である場合では、第二基板の振動端点のいずれかに対応する光量が最小光量であり、かつ、反射膜間ギャップの変動範囲に対応した測定波長域内にピーク波長が存在し、このピーク波長の光量が最大光量として検出されたと判断できる。
この場合、第二基板の振動中心は、最小光量が検出された時点から、第二基板の固有振動周期の１／４が経過した時点、又は第二基板の固有振動周期の１／４前の時点となるので、第三光量及び第四光量が振動中心に対応した目的光量となる。
本発明では、目的光量取得部は、第一光量及び第二光量が異なる値であり、第三光量及び第四光量が同一の値である場合、第三光量及び第四光量の値を目的光量とするため、即座に目的光量を取得することができる。
【００１５】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得することが好ましい。
【００１６】
このパターンでは、第二基板の振動端点に対応する光量が最大光量又は最小光量であり、第二基板の振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在する。この場合、光量の遷移状態のみでは、振動中心がピーク波長であるかボトム波長であるかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、第一光量及び第二光量が同値であり、第三光量及び第四光量が同値であり、かつ、第一光量（第二光量）及び第三光量（第四光量）が異なる値である場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、最大光量や最小光量の値や当該最大光量及び最小光量が取得されるタイミングも変化する。
そして、目的光量取得部は、変化後の駆動電圧に対する目的光量を取得する。この際の目的光量の取得方法としては、上記発明と同様の手法を採ることができる。つまり、目的光量取得部は、第一から第四光量の値が全て同値である場合は、当該第一から第四光量の値と目的光量として取得する。また、第一光量及び第二光量が同一の値であり、第三光量及び第四光量が異なる値である場合は、第一光量及び第二光量を目的光量として取得する。さらに、第一光量及び第二光量が異なる値であり、第三光量及び第四光量が同一の光量である場合は、第三光量及び第四光量を目的光量として取得する。これにより、上記発明と同様、迅速な目的光量の測定が可能となる。
【００１７】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が同一の光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が異なる光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最小光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得し、新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が異なる光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が同一の光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最大光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得することが好ましい。
【００１８】
上述したように、第一光量及び第二光量が同値であり、第三光量及び第四光量が同値であり、かつ、第一光量（第二光量）及び第三光量（第四光量）が異なる値である場合、第二基板の振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在することを意味する。そして、光量の遷移状態のみでは、振動中心がピーク波長であるかボトム波長であるかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、フィルター駆動部によりギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させ、第二基板の振動中心を変化させる。このように振動中心を微小変化させると、第一光量及び第二光量が同一値であり、第三光量及び第四光量が異なる値となるパターンに変化するか、もしくは、第一光量及び第二光量が異なる値であり、第三光量及び第四光量が同一値となるパターンに変化する。
ここで、駆動電圧の微小変化により、前者のパターンに変化した場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にボトム波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、第一光量及び第二光量を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
一方、駆動電圧の微小変化により、後者のパターンに変化した場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にピーク波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、第三光量及び第四光量を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
【００１９】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量がそれぞれ異なる値である場合、前記第一時点から前記第二時点までの間で取得される光量の平均値を前記目的光量として取得することが好ましい。
第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量が全て異なる値である場合、第二基板の振動端点がいずれも最大光量及び最小光量に対応した点ではなく、振動範囲に対応した波長域内に最大光量に対応したピーク波長及び最小光量に対応したボトム波長が存在することを意味する。このように、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にピーク波長及びボトム波長が存在する場合、光量の平均値が振動中心の光量とほぼ一致する。
したがって、上記のパターンにおいて、目的光量取得部は、検出光量取得部により取得された光量の平均値を算出して目的光量をして取得することで、第二基板の振動静止を待つことなく、迅速に目的光量を取得することができる。
【００２０】
本発明の分光測定装置では、前記測定制御部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、極値、及び前記極値が取得された極値取得タイミングを検出する極値取得部を備え、前記目的光量取得部は、前記極値取得部により検出された極値のうち、同値となる極値を検出し、これらの同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期性と、前記第二基板の前記固有振動周期とに基づいて、前記目的光量を取得することが好ましい。
【００２１】
本発明では、極値に基づいて、第二基板の振動中における振動端点を検出する。すなわち、第二基板が振動する振動範囲内で検出される光量が変化する場合、振動端点において光量の極値（極大値又は極小値）が現れる。また、第二基板の振動は、固有振動周期に基づいて振動するため、振動端点に対応した光量の極値は、固有振動周期の間隔で現れる。したがって、極値が取得される極値取得タイミングの周期性及び第二基板の固有振動周期に基づいて、振動端点を検出することができる。このように、振動端点が検出されると、振動中心は、振動端点から固有振動周期の１／４前（後）の位置となるので、振動中心に対応した目的光量を容易に検出することができる。したがって、目的光量取得部は、上記発明と同様に、第二基板の振動の静止を待つことなく、迅速に目的光量を取得することができる。また、目的光量取得部は、振動中心に対する光量の実測値を目的光量とするため、例えば光量の平均値を目的光量とする構成に比べて、精度の高い目的光量を取得することができ、分光測定装置におけるスペクトル特性の測定精度も向上する。
【００２２】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、前記同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期と一致する場合、当該極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は１／４後の光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
【００２３】
第二基板の振動範囲内に対応した波長域にピーク波長やボトム波長がある場合、これらのピーク波長やボトム波長に対応して極大値や極小値が検出される。しかしながら、これらのピーク波長やボトム波長は、第二基板が一方の振動端点から他方の振動端点に移動する間に必ず一回検出されることとなるため、極値取得タイミングの周期が固有振動周期の１／２よりも短くなる。一方、振動端点に現れる極値は、固有振動周期間隔で現れる。したがって、固有振動周期間隔で現れる極値の極値取得タイミングから、容易に第二基板が振動中心に位置するタイミングも検出でき、検出光量取得部により取得される光量から当該タイミングにおける光量を取得することができる。
本発明では、目的光量取得部は、同値の極値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期である場合、当該極値取得タイミングから固有振動周期の１／４前又は固有振動周期の１／４後の光量を目的光量として取得する。これにより、本発明では、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【００２４】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極大値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４後の光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
【００２５】
同値の極大値が固有振動周期の１／２間隔で現れ、かつ同値の極小値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期間隔でもなく、固有振動周期の１／２間隔でもない場合、振動両端点において、極大値が取得されたと判断することができる。したがって、極大値の極値取得タイミングから、容易に第二基板が振動中心に位置するタイミングも検出できる。これにより、本発明では、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【００２６】
本発明の分光測定装置では、前記目的光量取得部は、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極小値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４前後の光量を前記目的光量として取得することが好ましい。
【００２７】
同値の極小値が固有振動周期の１／２間隔で現れ、かつ同値の極大値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期間隔でもなく、固有振動周期の１／２間隔でもない場合、振動両端点において、極小値が取得されたと判断することができる。したがって、極小値の極値取得タイミングから、容易に第二基板が振動中心に位置するタイミングも検出できる。これにより、本発明では、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【００２８】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得することが好ましい。
【００２９】
同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期、及び同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期がともに固有振動周期の１／２である場合、振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在することとなる。また、このような場合、振動端点において極大値が検出されたのか、極小値で検出されたのかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、上記のような場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、振動中心に位置していたピーク波長やボトム波長がずれ、これらピーク波長やボトム波長に対応して検出された極値の極値取得タイミングの周期もずれる。したがって、振動端点に対応した極値を検出することが可能となり、上記発明と同様、迅速に、かつ精度よく振動中心に対応した目的光量を取得することが可能となる。
【００３０】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値、及び極値取得タイミングに基づいて、新たに検出された同値の極大値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極小値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得し、新たに検出された同値の極小値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極大値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得することが好ましい。
【００３１】
上述したように、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期、及び同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期がともに固有振動周期の１／２である場合、振動中心において、ピーク波長又はボトム波長が存在することとなる。また、このような場合、振動端点において極大値が検出されたのか、極小値で検出されたのかを判断することが困難となる。
これに対して、本発明では、上記のような場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、振動中心に位置していたピーク波長やボトム波長がずれ、これらピーク波長やボトム波長に対応して検出された極値の極値取得タイミングの周期もずれる。
ここで、駆動電圧の微小変化により、極値取得タイミングの周期が固有振動周期の１／２となる同値の極大値が取得された場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にボトム波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、極値取得タイミングが固有振動周期の１／２となる同値の極小値を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
一方、駆動電圧の微小変化により、極値取得タイミングの周期が固有振動周期の１／２となる同値の極小値が取得された場合、第二基板の振動範囲に対応した波長域内にピーク波長が存在することを意味する。したがって、目的光量取得部により、電圧変化前において、極値取得タイミングが固有振動周期の１／２となる同値の極大値を、振動中心に対応した目的光量として取得することで、迅速かつ精度よく所望の目的光量を取得することができる。
【００３２】
本発明の分光測定装置では、前記フィルター駆動部は、同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期及び前記固有振動周期の１／２のいずれでもない場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、前記目的光量を取得することが好ましい。
【００３３】
一般に、第二基板の振動端点に対応して検出される極値は、固有振動周期間隔で検出されるが、振動範囲に対応した波長域内に、複数のピーク波長及びボトム波長が存在し、これらのピーク波長やボトム波長における光量が振動端点における光量（極値）と一致する場合、同値の極値の極値取得タイミングの周期が、固有振動周期や、固有振動周期の１／２にならない。このような光量検出パターンでは、極値に基づいて振動端点を検出することが困難となる。
これに対して、本発明では、上記のような場合、フィルター駆動部により、ギャップ量変更部に印加する電圧を微小変化させる。これにより、第二基板の振動中心が変化し、振動中心に位置していたピーク波長やボトム波長がずれ、これらピーク波長やボトム波長に対応して検出された極値の極値取得タイミングの周期もずれる。したがって、振動端点に対応した極値を検出することが可能となり、上記発明と同様、迅速に、かつ精度よく振動中心に対応した目的光量を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。
【図３】図２のIII−III線を断面した波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】第一実施形態の波長可変干渉フィルターに駆動電圧を印加した際、時間に対する反射膜間ギャップのギャップ量の変化、駆動電圧の変化を示す図。
【図５】測定対象光のスペクトル特性の一例を示す図。
【図６】第一実施形態の分光測定装置における分光測定方法を示すフローチャート。
【図７】測定対象光のスペクトル特性の他の例、及び可動部の振動範囲の一例を示す図。
【図８】図７の範囲Ａ１において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図９】図７の範囲Ａ２において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１０】図７の範囲Ａ３において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１１】測定対象光のスペクトル特性の他の例、及び可動部の振動範囲の一例を示す図。
【図１２】図１１の範囲Ａ４において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１３】図１１の範囲Ａ５において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１４】図１１の範囲Ａ６において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１５】測定対象光のスペクトル特性の他の例、及び可動部の振動範囲を示す図。
【図１６】図１５の範囲Ａ７において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図１７】第三実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図１８】第三実施形態の分光測定装置における分光測定方法を示すフローチャート。
【図１９】測定対象光のスペクトル特性の例、及び可動部の振動範囲の例を示す図。
【図２０】図１９の範囲Ａ１において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２１】図１９の範囲Ａ２において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２２】図１９の範囲Ａ３において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２３】図１９の範囲Ａ４において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２４】図１９の範囲Ａ５において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２５】図１９の範囲Ａ６において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２６】図１９の範囲Ａ７において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２７】図１９の範囲Ａ８において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２８】図１９の範囲Ａ９において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【図２９】図１９の範囲Ａ１０において、時間と検出される光量との関係（光量検出パターン）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、測定対象Ｘで反射された測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。
この分光測定装置１は、図１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１（検出部）と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御回路１５と、制御部２０と、を備えている。
【００３６】
ディテクター１１は、波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光し、受光した光の光強度に応じた検出信号（電流）を出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部２０に出力する。
電圧制御回路１５は、制御部２０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５の後述する静電アクチュエーター５６に対して駆動電圧を印加する。
【００３７】
［波長可変干渉フィルターの構成］
ここで、分光測定装置１に組み込まれる波長可変干渉フィルター５について、以下説明する。図２は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図３は、図２をIII−III線で断面し断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、例えば矩形板状の光学部材である。この波長可変干渉フィルター５は、図３に示すように、固定基板５１および可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２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されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
【００３８】
固定基板５１には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１（本発明のギャップ）を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、この反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を調整（変更）するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、本発明におけるギャップ量変更部に相当する。この静電アクチュエーター５６は、固定基板５１に設けられた固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２とにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２を介して対向する。ここで、これらの電極５６１，５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。ここで、電極間ギャップＧ２のギャップ量は、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量より大きい。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の基板厚み方向から見た図２に示すようなフィルター平面視において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致する。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１または可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、及び可動基板５２の積層方向から波長可変干渉フィルター５を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
【００３９】
（固定基板の構成）
固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１および可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
【００４０】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂが設けられている。
【００４１】
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御回路１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
【００４２】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ２やＳｉＯ２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。
【００４３】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。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することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００４４】
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。
【００４５】
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
【００４６】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、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することができ、可動基板５２の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させることができる。
【００４７】
可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２を介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、電圧制御回路１５に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４と反射膜間ギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、電極間ギャップＧ２のギャップ量が反射膜間ギャップＧ１のギャップ量よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量が、電極間ギャップＧ２のギャップ量よりも大きくなる構成としてもよい。
【００４８】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイヤフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
【００４９】
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３を備えている。そして、この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合されている。
【００５０】
［波長可変干渉フィルターの駆動］
以上のような波長可変干渉フィルター５では、固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐがそれぞれ電圧制御回路１５に接続されている。したがって、電圧制御回路１５により、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧が印加されることで、静電引力により可動部５２１が固定基板５１側に変位する。これにより、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を所定量に変更することが可能となる。
【００５１】
図４は、静電アクチュエーター５６に駆動電圧を印加した際の、時間に対する印加された駆動電圧の変化を示す図（下図）、及び当該駆動電圧の印加による反射膜間ギャップＧ１の変化を示す図（上図）である。図５は、ディテクター１１により検出された光の光量の一例を示す図である。
図４に示すように、静電アクチュエーター５６に駆動電圧を印加すると、駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１において、可動部５２１は、固定基板５１側に向かう静電引力を受けて変位する。また、可動部５２１には、保持部５２２の弾性により、元の位置（初期状態）に戻ろうとする復元力が作用する。したがって、駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１の後、可動部５２１は、振動中心点を中心として振動し、図４に示すように、反射膜間ギャップのギャップ量の振動中心点に対応したギャップ量ｇｃを中心として周期的に正弦波状に変動する。この時、可動部５２１は、保持部５２２が有する弾性力に基づいた所定の固有振動周期ＴＦで振動する。
したがって、可動部５２１が振動している間では、可動部５２１の振動端点間で反射膜間ギャップＧ１のギャップ量が変動する。これにより、図５に示すように、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長は、振動範囲に対応した波長域λＡで変化し、これに対応して光量もＦＡの範囲で変動する。なお、図５における破線は、可動部５２１の振動端点における波長可変干渉フィルターの分解能を示す。
この可動部５２１の振動は、時間と共に減衰し、最終的には、静電アクチュエーター５６による静電引力と、保持部５２２の弾性力とが釣り合う可動部５２１の振動中心で収束し、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量ｇｃに対応した波長λｃの光が波長可変干渉フィルター５を透過する。
【００５２】
なお、図４では、可動部５２１の振動及び当該振動の減衰を表示するため、減衰率を誇張して表示しているが、実際には、減圧環境下において、可動部５２１の固有振動周期は、５０〜２００μｓ程度であり、振動が静止するまで３００ｍｓ程度の時間を要する。また、可動部５２１の固有振動周期や振動が静止するまでの時間は、波長可変干渉フィルター５が設置される測定環境等によって変化する。大気圧下の場合は、振動の影響以前に、反射膜間の空気抵抗により所望の反射膜間ギャップに到達するまでの時間が著しく長くなるため、波長可変干渉フィルター５を減圧下に保持された環境で設置することが好ましい。
【００５３】
［制御回路部の構成］
図１に戻り、分光測定装置１の制御部２０について、説明する。
制御部２０は、本発明の測定制御部に相当し、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、フィルター駆動部２１と、計時部２２と、検出光量取得部２３と、目的光量取得部２４と、分光測定部２５と、を備えている。また、制御部２０は、各種データを記憶する記憶部３０を備える。この記憶部３０は、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧に対する、当該波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長の関係を示すＶ−λデータを記憶する。また、記憶部３０は、検出光量取得部２３により取得された光量や、目的光量取得部により取得された目的光量等を記憶する。また、記憶部３０には、可動基板５２が有する固有振動周期ＴＦ（可動部５２１の固有振動周期ＴＦ）が記憶される。また、測定環境における圧力Ｐに対する固有振動周期ＴＦの関係を示すＰ−ＴＦデータ等が記憶されていてもよい。
【００５４】
フィルター駆動部２１は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の波長を設定するための駆動電圧を設定し、電圧制御回路１５を制御して、当該駆動電圧を波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する。
ここで、フィルター駆動部２１は、記憶部３０に記憶されたＶ−λデータから、測定対象である目的波長に対応した駆動電圧を読み出し、読み出した駆動電圧を静電アクチュエーター５６に印加する。
【００５５】
計時部２２は、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に電圧が印加された電圧印加タイミングからの経過時間をカウントする。
【００５６】
検出光量取得部２３は、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加された後、所定の測定開始タイミングＴ２（第一時点）から測定停止タイミングＴ３（第二時点）までの光量を取得する。
なお、本実施形態では、ディテクター１１で受光量に応じたアナログ電流は、Ｉ−Ｖ変換器１２、アンプ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を経てデジタル電圧信号として制御部２０に入力される。したがって、検出光量取得部２３は、予め設定された時間間隔（例えば１μｓ間隔）で、入力されるデジタル電圧信号を取得し、所定時間間隔毎の光量を取得する。これにより、検出光量取得部２３は、例えば１μｓ間隔毎の光量の遷移状態である光量検出パターンを検出することができる。
【００５７】
ここで、検出光量取得部２３により光量取得が開始される測定開始タイミングＴ２は、図４に示すように、駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１の経過後に設定される。これは、駆動電圧の印加から可動部５２１の移動までの間に僅かな遅延が生じるためである。このように、測定開始タイミングＴ２を駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ１よりも予め設定された時間（例えば１０μｓ）経過後に設定することで、可動部５２１の振動中における光量変化を取得することができる。
また、測定停止タイミングＴ３としては、少なくとも可動部５２１の固有振動周期（可動基板５２が有する固有振動周期）の２周期分を取得すればよい。
【００５８】
目的光量取得部２４は、検出光量取得部２３により取得された光量に基づいて、可動部５２１が振動中心に位置する状態で波長可変干渉フィルター５を透過する波長の光の光量（目的光量）を取得する。
これには、目的光量取得部２４は、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間で取得された光量のうち、最大光量、最小光量を検出し、これらの最大光量及び最小光量が検出されたタイミングに基づいて、目的光量を取得する。
なお、目的光量取得部における目的光量の取得方法の詳細は、後述の分光測定方法の説明において詳述する。
【００５９】
分光測定部２５は、目的光量取得部２４により取得される各駆動電圧に対する目的光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。また、分光測定部２５は、測定結果から、スペクトル曲線を作成してもよい。
【００６０】
［分光測定装置による分光測定方法］
次に、上述した分光測定装置１による分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態の分光測定方法のフローチャートである。
図６に示すように、本実施形態の分光測定装置１による分光測定方法では、測定が開始されると、まず、フィルター駆動部２１は、記憶部３０に記憶されたＶ−λデータを参照して、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を設定する（Ｓ１）。本実施形態では、測定対象波長域内で、所定の測定ピッチで測定対象となる目的波長を順次切り替え、当該目的波長に対する光量（目的光量）を順次取得して、測定対象光のスペクトル特性を測定する。したがって、Ｓ１では、フィルター駆動部２１は、１つの目的光量の取得が終了する毎に、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を、所定電圧間隔（測定ピッチ）で、切り替えて設定する。なお、この測定ピッチとしては、測定者により適宜設定される値を用いてもよく、予め設定されている値を用いてもよい。
【００６１】
次に、フィルター駆動部２１は、電圧制御回路１５を制御して、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に、設定した駆動電圧を印加して駆動させる（Ｓ２）。これにより、波長可変干渉フィルター５の可動部５２１が固定基板５１側に変位する。この時、上述したように、可動部５２１には、静電アクチュエーター５６による静電引力と、保持部５２２による弾性力とが作用するため、可動部５２１は、所定の固有振動周期ＴＦで、振動中心を中心として振動する。また、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加された時点で、計時部２２による経過時間のカウントが開始される。
【００６２】
次に、検出光量取得部２３は、計時部２２によりカウントされる経過時間に基づいて、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間にディテクター１１により検出される光量を取得する（Ｓ３）。
図７、図１１、及び図１５は、測定対象光のスペクトル特性の例を示す図である。この図７、図１１、図１５において、範囲Ａ１〜Ａ７は、可動部５２１の振動範囲に対応して波長可変干渉フィルター５から射出される光の波長域を示している。図８は、範囲Ａ１に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図９は、範囲Ａ２に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１０は、範囲Ａ３に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１２は、範囲Ａ４に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１３は、範囲Ａ５に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１４は、範囲Ａ６に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。図１６は、範囲Ａ７に対応して取得された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図である。なお、図８〜図１０、図１２〜図１４、図１６において、Ｆａｖｒは、振動範囲において検出された光量の平均値である。
【００６３】
Ｓ３では、可動部５２１が振動しているため、例えば、図７，図１１，図１５における範囲Ａ１〜Ａ７のような振動範囲に対応した波長域の光がディテクター１１により検出される。ディテクター１１で光が検出されると、Ｉ−Ｖ変換器１２、アンプ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を経て、検出光量に応じたデジタル信号が制御部２０に入力される。そして、検出光量取得部２３は、入力されたデジタル信号を例えば１μｓ間隔で取得して、取得した信号に基づいた光量を記憶部３０に適宜記憶する。これにより、図８〜図１０、図１２〜図１４、及び図１６に示すような光量の遷移状態（光量検出パターン）が取得される。
【００６４】
この後、目的光量取得部２４は、Ｓ３で取得した光量に基づいて、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎを検出する（Ｓ４）。また、目的光量取得部２４は、最大光量Ｆｍａｘが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４前において取得された第一光量Ｆ１、最大光量Ｆｍａｘが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４後において取得された第二光量Ｆ２、最小光量Ｆｍｉｎが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４前において取得された第三光量Ｆ３、最小光量Ｆｍｉｎが取得されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４後において取得された第四光量Ｆ４をそれぞれ検出する（Ｓ５）。
【００６５】
そして、目的光量取得部２４は、これらの第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４に基づいて、可動部５２１の振動中心に対応した目的光量Ｆｃを取得する。
具体的には、目的光量取得部２４は、まず、第一光量Ｆ１と、第二光量Ｆ２とを比較して、これらの光量が同値であるか否かを判定する（Ｓ６）。ここで、本発明における同値とは、光量値が完全に一致することに加え、測定精度に影響しない程度の誤差がある場合も含めるものであり、略同一の値であれば同値として判定する。
【００６６】
このＳ６において、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図８、図１０、図１２、図１３、及び図１４のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４は、第三光量Ｆ３と第四光量Ｆ４とが同一の値であるか否かを判定する（Ｓ７）。
【００６７】
そして、Ｓ７において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図８、図１０、図１２、及び図１４のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４は、更に、第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３とが同一の値であるか否かを判定する（Ｓ８）。
【００６８】
このＳ８において、第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３とが同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図８及び図１２のいずれか（パターンＩ）に相当する。
このパターンＩでは、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングにおいて、可動部５２１が振動端点に位置していることを意味する。したがって、可動部５２１の振動中心は、振動端点から固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）の可動部５２１の位置となり、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が目的光量Ｆｃとなる。したがって、このパターンＩでは、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１（＝第二光量Ｆ２＝第三光量Ｆ３＝第四光量Ｆ４）を目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ９）。
【００６９】
一方、Ｓ７において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図１３（パターンＩＩ）に相当する。
このパターンＩＩでは、最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングにおいて、可動部５２１が振動端点に位置し、最小光量Ｆｍｉｎは、ボトム波長に対する光量であることを意味する。したがって、可動部５２１の振動中心は、振動端点である最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）の可動部５２１の位置となり、第一光量Ｆ１、及び第二光量Ｆ２が目的光量Ｆｃとなる。したがって、このパターンＩＩにおいても、Ｓ９と同様、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１（＝第二光量Ｆ２）を目的光量Ｆｃとして取得する。
【００７０】
また、Ｓ８において、第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３とが異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図１０及び図１４のいずれか（パターンＩＩＩ）に相当する。
このパターンＩＩＩでは、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎのいずれかが、可動部５２１が振動端点に位置した際に検出された光量であるが、これらのうち、いずれが振動端点に対応した光量であるかが不明となる。この場合、制御部２０は、フィルター駆動部２１により、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させ（Ｓ１０）、Ｓ２の処理に戻る。ここで、駆動電圧の変化量としては、例えばＳ１により設定される測定ピッチよりも小さい値に設定されることが好ましい。
このように、駆動電圧を微小変化させることで、光量の検出パターンをパターンＩＩ又は、後述するパターンＩＶに変化させることができ、Ｓ９又は後述のＳ１２により目的光量の取得が可能となる。一般に、分光測定装置１によりスペクトル特性を測定する場合、測定ピッチ毎の光量を取得（測定）して、図７、１１、１５に示すようなスペクトル曲線を作成する。したがって、一部の波長に対する光量が取得されていなくても、その近傍の波長に対する光量を取得することで、スペクトル曲線を作成することが可能となり、測定波長域における所定波長における光量を予測することが可能となる。
【００７１】
一方、Ｓ６において、第一光量Ｆ１と第二光量Ｆ２が異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図９及び図１６のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４は、第三光量Ｆ３と第四光量Ｆ４とが同一の値であるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００７２】
そして、Ｓ１１において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図９（パターンＩＶ）に相当する。
このパターンＩＶでは、最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングにおいて、可動部５２１が振動端点に位置し、最大光量Ｆｍａｘは、ピーク波長に対する光量であることを意味する。したがって、可動部５２１の振動中心は、振動端点である最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）の可動部５２１の位置となり、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が目的光量Ｆｃとなる。したがって、このパターンＩＶでは、目的光量取得部２４は、第三光量Ｆ３（＝第四光量Ｆ４）を目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ１２）。
【００７３】
また、Ｓ１１において、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値であると判定された場合（「Ｎｏ」と判定された場合）は、可動部５２１の振動に対する光量検出パターンが図１６（パターンＶ）に相当する。
このパターンＶでは、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎのいずれも振動端点に位置しないことを意味し、振動範囲内に、最大光量Ｆｍａｘに対応したピーク波長、及び最小光量Ｆｍｉｎに対応したボトム波長を有することを意味する。
このように振動波長域内にピーク波長及びボトム波長を有する場合、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間に取得された光量の平均値が、振動中心に対応した光量とほぼ一致することが多い。したがって、目的光量取得部２４は、Ｓ３により取得された光量、及び当該光量の取得回数に基づいて、光量の平均値Ｆａｖｒを算出し、目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ１３）。
【００７４】
そして、Ｓ９、Ｓ１２、及びＳ１３のいずれかの処理により目的光量が取得されると、制御部２０は、測定対象波長域における全ての目的波長に対する測定処理が終了したか否かを判断する（Ｓ１４）。
Ｓ１４において、設定された測定ピッチ間隔の測定対象波長において、光量を取得していない波長が存在する場合、Ｓ１の処理に戻る。一方、Ｓ１４において、測定対象波長域における全ての測定対象波長に対する光量の測定が終了したと判断されると、分光測定部２５は、取得した各波長に対する光量に基づいて測定対象光の分光測定処理を実施する（Ｓ１５）。
【００７５】
［実施形態の作用効果］
本実施形態の分光測定装置１では、波長可変干渉フィルター５と、波長可変干渉フィルター５を透過した光を検出するディテクター１１と、検出された光量に基づいて分光測定を実施する制御部２０とを備える。波長可変干渉フィルター５は、固定反射膜５４を有する固定基板５１と、固定反射膜５４に対向する可動反射膜５５を有する可動基板５２と、反射膜間ギャップＧ１を変化させる静電アクチュエーター５６とを備える。そして、制御部２０のフィルター駆動部２１及び電圧制御回路１５により、静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加されると、可動基板５２の保持部５２２が撓み、可動反射膜５５が設けられた可動部５２１が固定基板５１側に変位する。このような波長可変干渉フィルター５では、駆動電圧を変化させることで、透過する光の波長を変更することが可能となるが、保持部５２２の弾性力と、静電アクチュエーター５６による静電引力により、可動部５２１が振動し、可動部５２１の振動中では、透過波長が変動し、これに伴いディテクター１１で検出される光量も変動する。
これに対して、本実施形態の制御部２０では、検出光量取得部２３により、ディテクター１１により検出される光量を所定間隔で取得して、光量の遷移状態（光量検出パターン）を取得する。そして、目的光量取得部２４は、光量検出パターンに基づいて、可動部５２１の振動中心に対応する目的光量を取得する。
このため、本実施形態の目的光量取得部２４は、可動部５２１の振動が静止するまで待機する必要がなく、即座に、所望の測定対象波長に対する目的光量を所得することができる。したがって、分光測定装置１において、各測定対象波長に対する光量取得に要する時間がそれぞれ短縮されるため、測定対象光のスペクトル特性の測定においても時間短縮を図ることができる。
【００７６】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、光量検出パターンに基づいて、最大光量Ｆｍａｘ、最小光量Ｆｍｉｎを検出し、最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングから可動部５２１の固有振動周期ＴＦの１／４前の第一光量Ｆ１、最大光量Ｆｍａｘが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４後の第二光量Ｆ２、最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前の第三光量Ｆ３、及び最小光量Ｆｍｉｎが検出されたタイミングから固有振動周期ＴＦの１／４後の第四光量Ｆ４を検出する。そして、目的光量取得部２４は、これらの第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４の一致状態から目的光量Ｆｃを取得する。
一般に、可動部５２１の振動端点において、最大光量Ｆｍａｘや最小光量Ｆｍｉｎが検出されることが多く、最大光量Ｆｍａｘが振動端点である場合、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同値となり、目的光量Ｆｃとなる。また、最小光量Ｆｍｉｎが振動端点である場合、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同値となる。したがって、上記のように、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４の一致状態を判断することで、容易に、目的光量Ｆｃを取得することができる。また、光量の平均値を目的光量とする方法に比べ、測定精度を向上させることができる。
【００７７】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が同一の光量の場合、第一光量Ｆ１を目的光量Ｆｃとして取得する。
このように、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が同一の値である場合、光量検出パターンが、振動端点において、最大光量Ｆｍａｘ及び最小光量Ｆｍｉｎが検出されるパターンＩであることを意味する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、同一の値であるこれらの光量Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＩの光量検出パターンに対して、容易に、かつ迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００７８】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値である場合、第一光量Ｆ１を目的光量Ｆｃとして取得する。このような場合、光量検出パターンが、振動端点の１つが最大光量ＦｍａｘであるパターンＩＶであることを意味する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、同一の値であるこれらの光量Ｆ１，Ｆ２を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＩＶの光量検出パターンに対して、容易に、かつ迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
また、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が異なる値であり、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値である場合、第三光量Ｆ３を目的光量Ｆｃとして取得する。このような場合、光量検出パターンが、振動端点の１つが最小光量ＦｍｉｎであるパターンＩＩであることを意味する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、同一の値であるこれらの光量Ｆ３，Ｆ４を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＩＩの光量検出パターンに対して、容易に、かつ迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００７９】
本実施形態では、目的光量取得部２４により、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、かつ第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であり、かつ第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３が異なる値であると判定された場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。
つまり、図１０や図１４に示すパターンＩＩＩのように、振動端点に対して最大光量Ｆｍａｘが検出されて振動中心に対して最小光量Ｆｍｉｎが検出されるパターンか、振動端点に対して最小光量Ｆｍｉｎが検出され、振動中心に対して最大光量Ｆｍａｘが検出されるパターンか不明な場合がある。このような場合においても、本実施形態では、駆動電圧を微小変化させることで、パターンＩＩ又はパターンＩＶの光量検出パターンにすることができる。この場合、設定された測定ピッチ間隔の測定対象波長に対する光量を取得することができないが、測定対象波長近傍の波長に対する光量を取得することができる。
また、分光測定部２５は、各波長に対して取得された光量に応じて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。したがって、測定ピッチ間隔の測定対象波長に対する光量が取得できない場合であっても、当該測定対象波長の近傍の波長に対する光量が取得されれば、測定対象光のスペクトル特性を測定することができる。また、分光測定部２５により測定されたスペクトルの特性から、測定できなかった測定対象波長の光量を予測することもできる。
【００８０】
本実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４がそれぞれ異なる値である場合、検出光量取得部２３により取得された光量の平均値Ｆａｖｒを目的光量Ｆｃとして取得する。
このように、第一光量Ｆ１、第二光量Ｆ２、第三光量Ｆ３、及び第四光量Ｆ４が異なる場合、振動端点が最大光量Ｆｍａｘや最小光量Ｆｍｉｎに対応した点ではなく、可動部５２１の振動範囲に対応した波長域内に、最大光量Ｆｍａｘに対応したピーク波長、及び最小光量Ｆｍｉｎに対応したボトム波長が存在する（パターンＶ）ことを意味する。このように、振動範囲に対応した波長域内にピーク波長及びボトム波長が存在する場合、振動中心は、ピーク波長とボトム波長との間に存在することが多く、光量の平均値とほぼ一致する。したがって、上述のように、目的光量取得部２４は、光量の平均値を目的光量Ｆｃとすることで、パターンＶの光量検出パターンに対して、容易に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００８１】
［第二実施形態］
次に本発明の第二実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態の分光測定装置は、図１に示す第一実施形態の分光測定装置１と同様の構成を有し、目的光量取得部２４の処理内容の一部のみが相違する。したがって、以下において、図１に基づいて本実施形態を説明するとともに、第一実施形態において説明した構成の説明は省略する。
【００８２】
上述した第一実施形態では、目的光量取得部２４は、第一光量及び第二光量が同値であり、かつ第三光量及び第四光量が同値であり、かつ第一光量と第三光量とが異なる値である場合（図６のＳ８において「Ｎｏ」と判断される、図１０や図１４に示されるパターンＩＩＩの場合）、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させて、新しく設定された駆動電圧に対する目的光量を取得する処理を実施した。これに対して、本実施形態では、駆動電圧を微小変化させた際の光量の遷移状態から、電圧変化前の光量検出パターンを判断し、電圧変化前における目的光量を取得する点で相違する。
【００８３】
つまり、本実施形態では、図６におけるＳ８において、目的光量取得部２４により「Ｎｏ」と判定した場合、第一実施形態と同様、フィルター駆動部２１は、Ｓ１０の処理を実施して、駆動電圧の値を微小変化させる。ここで、電圧変化前の駆動電圧を第一電圧、電圧変化後の駆動電圧を第二電圧とする。
このように、駆動電圧を変化させると、図７に示す範囲Ａ３や図１１に示す範囲Ａ６は、範囲Ａ２や範囲Ａ５に変化し、図１０や図１４に示すようなパターンＩＩＩの光量検出パターンは、図９や図１３に示すようなパターンＩＩや、パターンＶＩの光量検出パターンに変化する。ここで、第二電圧の印可時に、図９に示すパターンＩＩに変化した場合、第一電圧を印加時は、図１０に示す光量検出パターンであり、振動中心においてピーク波長が検出されたことを意味する。一方、第二電圧の印可時に、図１３に示すパターンＩＶに変化した場合、第一電圧を印加時は、図１４に示す光量検出パターンであり、振動中心においてボトム波長が検出されたことを意味する。
したがって、本実施形態の目的光量取得部２４は、図６のＳ１０の後、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であり、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が異なる値となった場合、電圧変化前の駆動電圧（第一電圧）に対する目的光量として、最大光量Ｆｍａｘ（＝第三光量Ｆ３＝第四光量Ｆ４）を取得する。また、目的光量取得部２４は、図６のＳ１０の後、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が異なる値となった場合、電圧変化前の駆動電圧（第一電圧）に対する目的光量として、最小光量Ｆｍｉｎ（＝第一光量Ｆ１＝第二光量Ｆ２）を取得する。
【００８４】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態では、目的光量取得部２４により、第一光量Ｆ１及び第二光量Ｆ２が同一の値であり、かつ第三光量Ｆ３及び第四光量Ｆ４が同一の値であり、かつ第一光量Ｆ１と第三光量Ｆ３が異なる値であると判定された場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。すなわち、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する電圧を第一電圧から第二電圧に切り替える。これにより、上記第一実施形態と同様に、パターンＩＩＩのような検出パターンを、パターンＩＩ又はパターンＩＶの光量検出パターンにすることができる。
ここで、本実施形態では、パターンＩＩに変化した場合、第二電圧印加時において、振動中心において、ボトム波長に対応した最小光量Ｆｍｉｎが検出されたことを意味する。したがって、目的光量取得部２４は、第一電圧に対応した目的波長に対する目的光量として最小光量Ｆｍｉｎ（＝第一光量Ｆ１＝第二光量Ｆ２）を取得する。一方、パターンＩＶに変化した場合、第二電圧印加時において、振動中心において、ピーク波長に対応した最大光量Ｆｍａｘが検出されたことを意味する。したがって、目的光量取得部２４は、第一電圧に対応した目的波長に対する目的光量として最大光量Ｆｍａｘ（＝第三光量Ｆ３＝第四光量Ｆ４）を取得する。
これにより、目的光量取得部２４は、可動部５２１の振動の静止を待つことなく、迅速に目的光量Ｆｃを取得することができる。
【００８５】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について以下に説明する。
上述した第一実施形態及び第二実施形態では、検出光量取得部２３により取得された光量のうち、最大光量、最小光量、及び第一〜第四光量を検出し、これらの第一〜第四光量の一致状態に基づいて目的光量を取得した。これに対して、本実施形態では、検出光量取得部により取得された光量検出パターンから、極値、及び極値の周期性を判断し、目的光量を取得する点で上記第一及び第二実施形態と相違する。
図１７は、第三実施形態の分光測定装置１Ａの概略構成を示す図である。なお、本実施形態の説明にあたり、第一及び第二実施形態と同様の構成については同符号を付し、その説明を省略、又は簡略化する。
【００８６】
図１７に示すように、本実施形態の分光測定装置１Ａは、ディテクター１１から出力された検出信号（電流）は、Ｉ−Ｖ変換器１２により電圧に変化される。そして、Ｉ−Ｖ変換器１２から出力される検出信号（電圧）は、アンプ１３および微分回路１６に出力される。アンプ１３に出力された検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１４を経て、第一実施形態と同様に、制御部２０Ａに出力される。
一方、微分回路１６に出力された検出信号は、微分回路１６にて微分処理された後、制御部２０Ａに出力される。このように、検出信号を微分回路１６により微分処理することで、光量検出パターンにおける光量の極大点及び極小点を取得することができる。
【００８７】
また、本実施形態の制御部２０Ａは、図１７に示すように、フィルター駆動部２１、計時部２２、検出光量取得部２３、目的光量取得部２４Ａ、分光測定部２５、極値取得部２６、及び記憶部３０を備える。
極値取得部２６は、微分回路１６から入力される信号に基づいて、可動部５２１の振動中に取得される光量のうち、極大値（極大光量Ｆｂ）及び極小値（極小光量Ｆｓ）及び、これらの極値が取得された極値取得タイミングを検出する。
【００８８】
目的光量取得部２４Ａは、検出光量取得部２３により取得される光量、及び極値取得部２６により検出される極値及び当該極値が取得された極値取得タイミングに基づいて、目的光量Ｆｃを取得する。
つまり、可動部５２１が振動範囲で振動し、この振動範囲においてディテクター１１に検出される光量が変動する場合、可動部５２１が振動端点に位置した状態で、極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓのうちいずれかが取得され、固有振動周期ＴＦの間隔で略同一の値が取得される。したがって、目的光量取得部２４Ａは、極値の周期性と、当該極値の値により、可動部５２１が振動端点に位置するタイミングを検出でき、振動中心に対応した目的光量Ｆｃを取得することができる。なお、目的光量取得部２４Ａの具体的な目的光量の取得方法については後述する。
【００８９】
［分光測定方法］
以下に本実施形態の分光測定装置１Ａにより分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図１８は、本実施形態の分光測定方法を示すフローチャートである。
図１８に示すように、本実施形態の分光測定装置１Ａによる分光測定方法では、第一実施形態と同様に、測定が開始されると、まず、Ｓ１の処理を実施し、フィルター駆動部２１は、記憶部３０に記憶されたＶ−λデータを参照して、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を設定する。そして、Ｓ２の処理を実施して、フィルター駆動部２１は、電圧制御回路１５を制御して、波長可変干渉フィルターの静電アクチュエーター５６に、設定した駆動電圧を印加して駆動させる。これにより、波長可変干渉フィルター５の可動部５２１が固定基板５１側に変位する。この時、上述したように、可動部５２１には、静電アクチュエーター５６による静電引力と、保持部５２２による弾性力とが作用するため、可動部５２１は、所定の固有振動周期で振動中心を中心として振動する。また、フィルター駆動部２１により静電アクチュエーター５６に駆動電圧が印加された時点で、計時部２２による経過時間のカウントが開始される。
【００９０】
次に、検出光量取得部２３は、第一実施形態におけるＳ２と同様、計時部２２によりカウントされる経過時間に基づいて、測定開始タイミングＴ２から測定停止タイミングＴ３までの間にディテクター１１により検出される光量を取得する。
また、検出光量取得部２３による光量の取得と同時に、極値取得部２６により極値（極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓ）、及びこれらの極値が取得された極値取得タイミングを検出する（Ｓ２１）。
図１９は、測定対象光の一例を示す図である。図１９において、範囲Ａ１〜Ａ１０は、可動部５２１の振動範囲の例を示している。
図２０から図２９は、それぞれ各範囲Ａ１において検出された光量と、当該光量が取得された時間との関係（光量検出パターン）を示す図であり、図２０は範囲Ａ１、図２１は範囲Ａ２、図２２は範囲Ａ３、図２３は範囲Ａ４、図２４は範囲Ａ５、図２５は範囲Ａ６、図２６は範囲Ａ７、図２７は範囲Ａ８、図２８は範囲Ａ９、図２９は範囲Ａ１０に対応した図である。
【００９１】
Ｓ３及びＳ２１の後、目的光量取得部２４Ａは、取得した極値Ｆｂ，Ｆｓのうち、値が同一であるグループを検出し、各グループにおいて、同値の極値が検出された極値取得タイミングの周期を検出する（Ｓ２２）。
次に、目的光量取得部２４Ａは、各グループのうち、同値の極値が可動部５２１の固有振動周期ＴＦの間隔で現れるグループがあるか否かを判定する（Ｓ２３）。つまり、目的光量取得部２４Ａは、同値の極大光量Ｆｂの検出タイミングがＴＦ間隔である光量検出パターン、又は同値の極小光量Ｆｓの検出タイミングがＴＦ間隔である光量検出パターンであるか否かを判断する。
【００９２】
このＳ２３において、同値の極値の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦであると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２０、図２１、図２３、図２４、図２８のいずれかに相当する。
【００９３】
ここで、光量検出パターンが図２０や図２３の場合、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ１，Ａ４に示すように、ピーク波長又はボトム波長が存在しないことを意味する。
この場合、可動部５２１が振動端点のうち一方に位置する状態で極大光量Ｆｂが検出され、可動部５２１が振動端点のうち他方に位置する状態で極小光量Ｆｓが検出される。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、極大光量Ｆｂ（極小光量Ｆｓ）が検出された極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２＝Ｆｓ１＝Ｆｓ２）となる。
なお、図２０〜図２９において、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４前の光量をＦｂ１、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４後の光量をＦｂ２、極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４前の光量をＦｓ１、極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの固有振動周期ＴＦの１／４後の光量をＦｓ２として示す。
【００９４】
光量検出パターンが図２１及び図２４の場合、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ２，Ａ４に示すように、ピーク波長又はボトム波長が存在し、可動部５２１の振動端点において、それぞれ異なる光量が検出されることを意味する。
この場合、例えば図２１では、ピーク波長に対応して極大光量Ｆｂが取得されるが、この極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期は、周期ｔ１と周期ｔ２との繰り返しとなる（ＴＦ＝ｔ１＋ｔ２，ｔ１≠ｔ２）。同様に、図２４では、ボトム波長に対応して極小光量Ｆｓが取得されるが、この極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期は、周期ｔ１と周期ｔ２との繰り返しとなる（ＴＦ＝ｔ１＋ｔ２，ｔ１≠ｔ２）。すなわち、図２１における極大光量Ｆｂや図２４における極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期は、可動部５２１の固有振動周期ＴＦや、固有振動周期ＴＦの１／２周期とはならず、可動部５２１の振動端点に対応した光量ではない。
一方、図２１の光量検出パターンでは、２つの極小光量Ｆｓ，Ｆｓ´が取得され、図２４の光量検出パターンでは、２つの極大光量Ｆｂ，Ｆｂ´が取得される。そして、これらの極値はそれぞれ固有振動周期ＴＦ間隔で検出される。このように、同値の極値が可動部５２１の固有振動周期ＴＦ間隔で検出される場合、当該極値が可動部５２１の振動端点に位置することを意味する。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、固有振動周期ＴＦ間隔で検出される極値の極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２＝Ｆｂ１´＝Ｆｂ２´；図２１の光量検出パターン）、Ｆｓ１（＝Ｆｓ２＝Ｆｓ１´＝Ｆｓ２´；図２４の光量検出パターン）となる。
【００９５】
光量検出パターンが図２８の場合、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ９に示すように、ピーク波長及びボトム波長が存在し、可動部５２１の振動端点において、それぞれ異なる光量が検出されることを意味する。
この場合、ピーク波長に対応して極大光量Ｆｂ´が取得され、ボトム波長に対応して極小光量Ｆｓ´が取得されるが、これらの極値取得タイミングの周期は、それぞれ周期ｔ１と周期ｔ２との繰り返し（極小光量Ｆｓ´に対しては周期ｔ３と周期ｔ４の繰り返し）となる（ＴＦ＝ｔ１＋ｔ２＝ｔ３＋ｔ４，ｔ１≠ｔ２，ｔ３≠ｔ４）。すなわち、これらの極大光量Ｆｂ´や極小光量Ｆｓ´の周期は、可動部５２１の固有振動周期ＴＦや、固有振動周期ＴＦの１／２周期とはならず、可動部５２１の振動端点に対応した光量ではない。
一方、図２８の光量検出パターンでは、極値Ｆｂ´，Ｆｓ´とは異なる値となる極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓが取得され、これらの極値はそれぞれ固有振動周期ＴＦ間隔で検出される。これは、当該極値が可動部５２１の振動端点に位置することを意味する。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、固有振動周期ＴＦ間隔で検出される極値の極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２＝Ｆｓ１＝Ｆｓ２）となる。
【００９６】
以上に示すように、同値の極値が固有振動周期ＴＦ間隔で取得される場合、当該極値は可動部５２１の振動端点に対応した光量となる。したがって、目的光量取得部２４Ａは、Ｓ２３において、「Ｙｅｓ」と判定されると、固有振動周期ＴＦ間隔で取得される極値Ｆｂ（Ｆｓ）の極値取得タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量を、目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ２４）。
【００９７】
また、Ｓ２３において「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、同値の極値の極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦ間隔とはならない場合、目的光量取得部２４Ａは、同値の極値の極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦの１／２周期間隔となるか否かを判定する（Ｓ２５）。
このＳ２５において、同値の極値のタイミングが固有振動周期ＴＦの１／２間隔であると判定された場合（「Ｙｅｓ」と判定された場合）、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２２、図２５、図２６、図２７のいずれかに相当する。この場合、目的光量取得部２４Ａは、更に、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期、及び極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期の双方が固有振動周期ＴＦの１／２間隔であるか否かを判断する（Ｓ２６）。
【００９８】
Ｓ２６において、「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期、及び極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期のいずれか一方のみが固有振動周期ＴＦの１／２である場合、図２６又は図２７の光量検出パターンであることを意味する。
光量検出パターンが図２６や図２７である場合、図２１や図２４と同様に、可動部５２１の振動範囲内に対応した測定対象波長域において、図１９の範囲Ａ７，Ａ８に示すように、ピーク波長又はボトム波長が存在し、可動部５２１の振動端点において、同一の光量が検出されることを意味する。
この場合、例えば図２１や図２４の光量検出パターンと同様に、ピーク波長に対応した極大光量Ｆｂ（図２６）やボトム波長に対応した極小光量Ｆｓ（図２７）の極値取得タイミングの周期は、可動部５２１の固有振動周期ＴＦや、固有振動周期ＴＦの１／２とはならず、可動部５２１の振動端点に対応した光量ではない。
一方、図２６の光量検出パターンにおける極小光量Ｆｓや図２７の光量検出パターンにおける極大光量Ｆｂは、それぞれ固有振動周期ＴＦの１／２間隔で検出され、これらが可動部５２１の振動両端点に対応した光量であると判断できる。したがって、可動部５２１が振動中心に位置する状態で検出される光量は、固有振動周期ＴＦの１／２間隔で検出される極値の極値検出タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（又は固有振動周期ＴＦの１／４後）に検出された光量となる。
したがって、目的光量取得部２４Ａは、Ｓ２６において、「Ｎｏ」と判定されると、固有振動周期ＴＦ間隔で取得される極値Ｆｂ（Ｆｓ）の極値取得タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前（もしくは１／４後）に検出された光量Ｆｂ１（＝Ｆｂ２；図２６の光量検出パターン）、Ｆｓ１（＝Ｆｓ２；図２７の光量検出パターン）を、目的光量Ｆｃとして取得する（Ｓ２４）。
【００９９】
また、Ｓ２６において、「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまり、極大光量Ｆｂの極値取得タイミングの周期、及び極小光量Ｆｓの極値取得タイミングの周期の双方が固有振動周期ＴＦの１／２である場合、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２２及び図２５のいずれかに相当する。
この場合、振動端点に対応した極値を判断することが不可能であるため、第一実施形態のＳ１０の処理と同様、フィルター駆動部２１により、駆動電圧を微小変化させ、Ｓ２の処理に戻る。これにより、光量検出パターンが図２１又は図２３となり、極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦ間隔となる同値の極値が検出されることとなる。したがって、上述したＳ２３及びＳ２４により、目的光量Ｆｃを取得することが可能となる。
【０１００】
なお、電圧変化前に対応した目的光量Ｆｃを取得する場合では、例えば第二実施形態に示すように、Ｓ１０の処理後、電圧変化前の光量検出パターンを判定し、電圧変化前の駆動電圧に対する目的光量Ｆｃを取得してもよい。
例えば、電圧を微小変化させた後において、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦとなる同値の極小光量Ｆｓが取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンは、図２２に示す光量検出パターンであると判定できる。この場合、電圧変化前における極大光量Ｆｂが、電圧変化前の駆動電圧（測定ピッチ間隔となる測定対象波長）に対応した目的光量Ｆｃとなる。
また、電圧を微小変化させた後において、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦとなる同値の極大光量Ｆｂが取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンは、図２５に示す光量検出パターンであると判定できる。この場合、電圧変化前における極小光量Ｆｓが、電圧変化前の駆動電圧（測定ピッチ間隔となる測定対象波長）に対応した目的光量Ｆｃとなる。
【０１０１】
また、Ｓ２５において「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、同値の極値の極値取得タイミングが可動部５２１の固有振動周期ＴＦでもなく、固有振動周期ＴＦの１／２でもない場合、可動部５２１に振動に対する光量検出パターンが図２９に相当する。
この光量検出パターンでは、振動端点に対応した極値がいずれに相当するか検出することが不可能となる。したがって、この場合、Ｓ１０の処理を実施して、フィルター駆動部２１により、駆動電圧を微小変化させ、Ｓ２の処理に戻る。これにより、光量検出パターンが図２８に示すパターンとなり、極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦ間隔となる同値の極値が検出されることとなるので、上述したＳ２３及びＳ２４により、目的光量Ｆｃを取得することが可能となる。
【０１０２】
そして、Ｓ２４の処理により目的光量Ｆｃが取得されると、制御部２０は、第一実施形態と同様、Ｓ１４及びＳ１５の処理を実施する。
【０１０３】
［第三実施形態の作用効果］
本実施形態の分光測定装置１Ａは、ディテクター１１から出力された検出信号を微分処理する微分回路１６を備えている。また、制御部２０Ａの極値取得部２６は、微分回路１６の微分処理に基づいて、極値（極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓ）を取得し、当該極値が取得された極値取得タイミングを検出する。
そして、本実施形態の目的光量取得部２４Ａは、検出された極値から、同値の極値をグループ化し、当該同値の極値の極値検出タイミングが周期性と固有振動周期ＴＦに基づいて目的光量Ｆｃを取得する。
つまり、可動部５２１の振動端点に対応して検出された光量は、図１９に示すように、振動範囲において光量が変化しているのであれば極値として検出される。したがって、極値の周期性を判断することで、容易に光量検出パターンにおける可動部５２１の振動端点に対応した位置を検出でき、振動中心に対応する光量を取得することができる。したがって、本実施形態の分光測定装置１Ａにおいても、可動部５２１の振動の静止を待つことなく、迅速に目的光量を取得することができ、測定対象光のスペクトル特性の測定処理の迅速に実施することができる。振動中心に対応した光量の実測値を目的光量として取得するため、例えば、光量の平均値を目的光量とする場合に比べて、測定精度を向上させることができる。
【０１０４】
本実施形態では、目的光量取得部２４Ａは、同値の極値（極大光量Ｆｂ及び極小光量Ｆｓの少なくともいずれか一方）の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦである場合、当該極値取得タイミングから固有振動周期ＴＦの１／４前又は固有振動周期ＴＦの１／４後の光量を目的光量Ｆｃとして取得する。
これにより、図２０、図２１、図２３、図２４、及び図２８のような光量検出パターンに対して、迅速に目的光量を取得することができるともに、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。また、上記第一実施形態では、図２６のように、振動範囲に対応した波長域内に複数のピーク波長やボトム波長がある場合、平均値Ｆａｖｒを算出して目的光量Ｆｃとした。これに対して、本実施形態では、複数のピーク波長やボトム波長がある場合でも、極値に基づいて振動端点の位置を把握することができるため、光量の実測値に基づいて目的光量Ｆｃを取得することができ、測定精度を向上させることができる。
【０１０５】
本実施形態では、目的光量取得部２４Ａは、同値の極大光量Ｆｂ及び同値の極小光量Ｆｓのいずれか一方の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２であり、他方の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦや固有振動周期ＴＦの１／２ではない場合、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２である極値の極値取得タイミングから、固有振動周期ＴＦの１／４前又は固有振動周期ＴＦの１／４後の光量を目的光量Ｆｃとして取得する。
これにより、図２６や図２７のように、振動両端点において、同一の光量が取得され、かつ振動中心において、ピーク波長やボトム波長が存在しない光量検出パターンに対して、迅速に目的光量を取得することができる。また、実測値に基づいた精度の高い目的光量を取得することができる。
【０１０６】
本実施形態では、同値の極大光量Ｆｂ及び同値の極小光量Ｆｓの双方の極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２である場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。
つまり、図２２や図２５に示すような光量検出パターンでは、振動端点に対応する極値が極大光量Ｆｂ及び同値の極小光量Ｆｓのいずれであるかを判定することが困難となる。このような場合においても、本実施形態では、駆動電圧を微小変化させることで、図２１や図２４に示すような光量検出パターンに変化させることができる。これにより、Ｓ２３及びＳ２４により、振動中心に対応した目的光量Ｆｃを取得することができる。
また、この場合、設定された測定ピッチ間隔に対応した測定対象波長に対する光量を取得することができないが、第二実施形態のように、駆動電圧を微小変化させた後の光量検出パターンから、電圧変化前の光量検出パターンにおける振動端点に対応する光量を判断してもよい。つまり、目的光量取得部２４Ａは、駆動電圧を微小変化させた後の光量検出パターンにおいて、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２となる極小光量Ｆｓ（Ｆｓ´）が取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンにおける極大光量Ｆｂを、電圧変化前の駆動電圧に対する目的光量Ｆｃとして取得する。また、目的光量取得部２４Ａは、駆動電圧を微小変化させた後の光量検出パターンにおいて、極値取得タイミングの周期が固有振動周期ＴＦの１／２となる極大光量Ｆｂ（Ｆｂ´）が取得された場合、電圧変化前の光量検出パターンにおける極小光量Ｆｓを、電圧変化前の駆動電圧に対する目的光量Ｆｃとして取得する。これにより、予め設定された測定ピッチ毎の測定対象波長に対応する光量を測定することができる。
【０１０７】
本実施形態では、図２９に示す光量検出パターンのように、同値の極値Ｆｂ（又はＦｓ）の極値取得タイミングが固有振動周期ＴＦや固有振動周期ＴＦの１／２に一致しない場合、フィルター駆動部２１は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を微小変化させる。これにより、光量検出パターンを図２８に示すようなパターンに変化させることができ、Ｓ２４の処理により目的光量Ｆｃを取得することができる。
【０１０８】
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【０１０９】
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５のギャップ量変更部として、電圧印加により静電引力により反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を変動させる静電アクチュエーター５６を例示したが、これに限定されない。
例えば、固定電極５６１の代わりに、第一誘電コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘電コイルまたは永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
さらに、静電アクチュエーター５６の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部５２２に下部電極層、圧電膜、および上部電極層を積層配置させ、下部電極層および上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部５２２を撓ませることができる。
【０１１０】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１Ａ…分光測定装置、５…波長可変干渉フィルター、１１…ディテクター（検出部）、１５…電圧制御回路、１６…微分回路、２０，２０Ａ…制御部（測定制御部）、２１…フィルター駆動部、２２…計時部、２３…検出光量取得部、２４，２４Ａ…目的光量取得部、２５…分光測定部、２６…極値取得部、３０…記憶部、５１…固定基板（第一基板）、５２…可動基板（第二基板）、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、５６…静電アクチュエーター（ギャップ量変更部）、５２１…可動部、５２２…保持部、５６１…固定電極、５６２…可動電極、Ｇ１…反射膜間ギャップ、Ｆｍａｘ…最大光量、Ｆｍｉｎ…最小光量、Ｆ１…第一光量、Ｆ２…第二光量、Ｆ３…第三光量、Ｆ４…第四光量、Ｆｂ…極大光量（極大値）、Ｆｓ…極小光量（極小値）、ＴＦ…固定振動周期、Ｘ…測定対象。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板、
前記第一基板に対向して配置された第二基板、
前記第一基板に設けられた第一反射膜、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向して配置された第二反射膜、
及び、電圧印加により前記第二基板を前記第一基板側に撓ませて、前記反射膜間ギャップのギャップ量を変化させるギャップ量変更部を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターにより取り出された光の光量を検出する検出部と、
測定制御部と、を備えた分光測定装置であって、
前記測定制御部は、
前記ギャップ量変更部に駆動電圧を印加させて、前記反射膜間ギャップを変化させるフィルター駆動部と、
前記フィルター駆動部により駆動電圧が印加された後の第一時点から、所定の第二時点までの間で、前記検出部により検出される光量を取得する検出光量取得部と、
検出された前記光量の遷移状態及び前記第二基板が有する固有振動周期に基づいて、前記第二基板の振動中心に対応した光量を目的光量として取得する目的光量取得部と、
を備えたことを特徴とする分光測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、最大光量、最小光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第一光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第二光量、前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第三光量、及び前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第四光量を取得し、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量の一致状態に基づいて、前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量が同一の光量の場合、当該光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項４】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が異なる光量である場合、前記第一光量及び前記第二光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項５】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が異なる光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量である場合、前記第三光量及び前記第四光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項６】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項７】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、
前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、
新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が同一の光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が異なる光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最小光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得し、
新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が異なる光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が同一の光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最大光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項８】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量がそれぞれ異なる値である場合、前記第一時点から前記第二時点までの間で取得される光量の平均値を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項９】
請求項１に記載の分光測定装置において、
前記測定制御部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、極値、及び前記極値が取得された極値取得タイミングを検出する極値取得部を備え、
前記目的光量取得部は、前記極値取得部により検出された極値のうち、同値となる極値を検出し、これらの同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期性と、前記第二基板の前記固有振動周期とに基づいて、前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期と一致する場合、当該極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は１／４後の光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極大値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４後の光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極小値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４前後の光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１４】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、
前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値、及び極値取得タイミングに基づいて、
新たに検出された同値の極大値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極小値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得し、
新たに検出された同値の極小値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極大値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期及び前記固有振動周期の１／２のいずれでもない場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１】
第一基板、
前記第一基板に対向して配置された第二基板、
前記第一基板に設けられた第一反射膜、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向して配置された第二反射膜、
及び、電圧印加により前記第二基板を前記第一基板側に撓ませて、前記反射膜間ギャップのギャップ量を変化させるギャップ量変更部を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターにより取り出された光の光量を検出する検出部と、
測定制御部と、を備えた分光測定装置であって、
前記測定制御部は、
前記ギャップ量変更部に駆動電圧を印加させて、前記反射膜間ギャップを変化させるフィルター駆動部と、
前記フィルター駆動部により駆動電圧が印加された後の第一時点から、所定の第二時点までの間で、前記検出部により検出される光量を取得する検出光量取得部と、
検出された前記光量の遷移状態及び前記第二基板が有する固有振動周期に基づいて、前記第二基板の振動中心に対応した光量を目的光量として取得する目的光量取得部と、
を備えたことを特徴とする分光測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、最大光量、最小光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第一光量、前記最大光量が検出された最大検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第二光量、前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４前の第三光量、及び前記最小光量が検出された最小検出タイミングから前記固有振動周期の１／４後の第四光量を取得し、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量の一致状態に基づいて、前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量が同一の光量の場合、当該光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項４】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が異なる光量である場合、前記第一光量及び前記第二光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項５】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量及び前記第二光量が異なる光量であり、かつ前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量である場合、前記第三光量及び前記第四光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項６】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項７】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、前記第一光量及び前記第二光量が同一の光量であり、かつ、前記第三光量及び前記第四光量が同一の光量であり、かつ、前記第一光量及び前記第三光量が異なる光量である場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、
前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記検出光量取得部により新たに取得される第一光量、第二光量、第三光量、及び第四光量に基づいて、
新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が同一の光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が異なる光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最小光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得し、
新たに取得された前記第一光量及び新たに取得された前記第二光量が異なる光量であり、かつ新たに取得された前記第三光量及び新たに取得された前記第四光量が同一の光量である場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が微小変化される前に取得した前記最大光量を、電圧変化前の駆動電圧に対する前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項８】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記第一光量、前記第二光量、前記第三光量、及び前記第四光量がそれぞれ異なる値である場合、前記第一時点から前記第二時点までの間で取得される光量の平均値を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項９】
請求項１に記載の分光測定装置において、
前記測定制御部は、前記検出光量取得部により取得される光量のうち、極値、及び前記極値が取得された極値取得タイミングを検出する極値取得部を備え、
前記目的光量取得部は、前記極値取得部により検出された極値のうち、同値となる極値を検出し、これらの同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期性と、前記第二基板の前記固有振動周期とに基づいて、前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、前記同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期と一致する場合、当該極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は１／４後の光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極大値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４後の光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記目的光量取得部は、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、固有振動周期及び固有振動周期の１／２ではない場合に、同値の極小値が取得された極値取得タイミングから前記固有振動周期の１／４前又は前記固有振動周期の１／４前後の光量を前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極小値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、電圧変化後の駆動電圧に対する前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１４】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致し、かつ、同値の極大値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期の１／２と一致する場合に、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、
前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値、及び極値取得タイミングに基づいて、
新たに検出された同値の極大値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極小値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得し、
新たに検出された同値の極小値が前記固有振動周期と一致する場合、前記フィルター駆動部により駆動電圧が変化される前に取得した前記極大値を、電圧変化前の駆動電圧に対応する前記目的光量として取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の分光測定装置において、
前記フィルター駆動部は、同値の極値が取得された極値取得タイミングの周期が、前記固有振動周期及び前記固有振動周期の１／２のいずれでもない場合、前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧を微小変化させ、
前記目的光量取得部は、前記フィルター駆動部により前記ギャップ量変更部に印加する駆動電圧が微小変化された後に、前記極値取得部により新たに取得される極値及び極値取得タイミングに基づいて、前記目的光量を取得する
ことを特徴とする分光測定装置。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１３−１０１０７１（Ｐ２０１３−１０１０７１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５５１７（Ｐ２０１１−２４５５１７）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【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２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【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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