波長可変干渉フィルター、光モジュール、及び電子機器
【課題】所望の波長の光を精度よく取り出せる波長可変干渉フィルター、光モジュール、及び電子機器を提供する。
【解決手段】波長可変干渉フィルター５は、固定基板５１と、可動基板５２と、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に設けられた固定反射膜５４と、可動基板５２の固定基板５１に対向する面に設けられ、反射膜間ギャップＧ１を介して固定反射膜５４と対向する可動反射膜５５と、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に設けられた固定電極５６１と、を備え、固定基板５１は、固定反射膜５４が設けられる反射膜固定面５１２Ａと、固定電極５６１が設けられ、可動基板５２からの距離が反射膜固定面５１２Ａとは異なる固定電極面５１１Ａと、を有し、反射膜固定面５１２Ａよりも可動基板５２からの距離が大きい固定電極面５１１Ａに、固定反射膜５４及び固定電極５６１が積層された積層部５７が設けられた。
【解決手段】波長可変干渉フィルター５は、固定基板５１と、可動基板５２と、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に設けられた固定反射膜５４と、可動基板５２の固定基板５１に対向する面に設けられ、反射膜間ギャップＧ１を介して固定反射膜５４と対向する可動反射膜５５と、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に設けられた固定電極５６１と、を備え、固定基板５１は、固定反射膜５４が設けられる反射膜固定面５１２Ａと、固定電極５６１が設けられ、可動基板５２からの距離が反射膜固定面５１２Ａとは異なる固定電極面５１１Ａと、を有し、反射膜固定面５１２Ａよりも可動基板５２からの距離が大きい固定電極面５１１Ａに、固定反射膜５４及び固定電極５６１が積層された積層部５７が設けられた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変干渉フィルター、この波長可変干渉フィルターを備える光モジュール、及びこの光モジュールを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ反射膜を所定のギャップを介して対向配置した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に記載の波長可変干渉フィルターでは、２枚の光学基板の相対する面にそれぞれ反射層を設け、更に、これらの光学基板の相対する面に、反射層の径外側に容量電極を設けている。この波長可変干渉フィルターでは、互いに対向する容量電極が静電アクチュエーターとして作用し、これらの容量電極間に電圧を印加することで、静電引力により反射層間のギャップを変動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７７７５８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、このような波長可変干渉フィルターでは、反射層上に電荷が溜まることがあり、互いに対向する反射層上がそれぞれ帯電した場合、静電力が発生する。このため、反射層間のギャップを設定値に設定するために静電アクチュエーターに所定の設定電圧を印加した場合でも、反射層の帯電による静電力により、ギャップが所望の設定値に設定されない場合がある。この場合、波長可変干渉フィルターから所望の波長の光を取り出すことが困難となるという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、所望の波長の光を精度よく取り出せる波長可変干渉フィルター、光モジュール、及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の波長可変干渉フィルターは、第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一電極と、を備え、前記第一基板は、前記第一反射膜が設けられる第一反射膜固定面と、前記第一電極が設けられ、前記第二基板からの距離が前記第一反射膜固定面とは異なる第一電極面と、を有し、前記第一反射膜固定面及び前記第一電極面のうち、前記第二基板からの距離が大きい面に、前記第一反射膜及び前記第一電極が積層された積層部が設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第一基板の第一反射膜固定面及び第一電極面のうち第二基板からの距離が大きい面に、第一反射膜及び第一電極が積層することで形成される積層部が設けられ、この積層部により、第一反射膜及び第一電極が面接触して電気的に導通される。これにより、第一反射膜が帯電した場合でも、滞留した電荷を第一電極から逃がすことができ、第一反射膜及び第二反射膜間での帯電による静電力の発生を防止できる。
ここで、第一電極の端縁と、第一反射膜の端縁とを接触させることで導通させることも考えられる。しかしながら、この場合、接触面積が小さく、導通信頼性も低くなるため、第一反射膜の電荷を第一電極に確実に逃がすことができない恐れがある。これに対して、上述のように、第一電極と第一反射膜とを積層して積層部を設けることで、第一電極及び第一反射膜が確実に面接触して電気的に導通させることができる。
さらに、本発明では、この積層部は、第一反射膜固定面及び第一電極面のうち、第二基板からの距離が大きい一方の面に設けられる。このため、積層部により、反射膜間ギャップや電極間ギャップの変動可能量が抑制されることがない。したがって、波長可変干渉フィルターにより取り出すことが可能な波長域が狭帯域化する不都合をも防止できる。
【０００９】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記反射膜間ギャップよりも大きい電極間ギャップを介して、前記第一電極と対向する第二電極を備え、前記積層部は、前記第一反射膜固定面から前記第一電極面に亘って延出した前記第一反射膜と、前記第一電極の外周縁とが積層されて構成されることが好ましい。
波長可変干渉フィルターでは、第一反射膜及び第二反射膜の間の反射膜間ギャップにより透過または反射して取り出される波長が決定される。したがって、波長可変干渉フィルターにおいて、より広い範囲の波長域に対応して透過または反射波長を取得するためには、反射膜間ギャップの変動範囲を大きくする必要がある。ここで、第一電極及び第二電極間に電圧を印加して、静電引力により反射膜間ギャップを変動させる場合、反射膜間ギャップよりも電極間ギャップの方が小さいと、電極間ギャップの間のみでしか反射膜間ギャップを変動させることができない。このような構成では、反射膜間ギャップの変動範囲が小さくなり、波長可変干渉フィルターにより取り出すことが可能な波長域が狭くなる。
これに対して、本発明では、電極間ギャップが反射膜間ギャップよりも大きく形成されているため、反射膜間ギャップをより大きい変動範囲で変化させることができ、波長可変干渉フィルターにより取り出すことが可能な波長域を広帯域化することができる。
また、一般に電極間に作用する静電引力は、距離の二乗に反比例するため、電極間ギャップが小さくなると、静電引力の制御が困難となり、反射膜間ギャップの調整が困難となる。これに対して、本発明では、電極間ギャップが反射膜間ギャップよりも大きく形成されるため、静電引力の制御が容易であり、反射膜間ギャップを精度よく所望の値に設定することができる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記積層部は、前記第一電極上に前記第一反射膜が積層されて構成されることが好ましい。
この発明では、積層部は、第一電極上に第一反射膜が積層される構成である。すなわち、第一基板上に、第一電極が形成された後に、第一反射膜が形成される。ここで、第一電極を形成する前に第一反射膜を第一基板に形成すると、第一電極の形成時に当該第一反射膜が劣化しやすく、波長可変干渉フィルターの分解能が低下してしまうなどの問題が発生する。これに対して、第一基板に第一電極を先に形成した後、第一反射膜を形成することで、製造工程における第一反射膜の劣化を抑制できる。したがって、反射特性が良好な第一反射膜を形成することができ、波長可変干渉フィルターにおける分解能の低下を抑えられる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二反射膜と接続された反射膜接続電極を備えることが好ましい。
この発明では、第二反射膜に反射膜接続電極が接続されているため、この反射膜接続電極から第二反射膜に滞留した電荷を逃がすことができ、第一反射膜及び第二反射膜の間での静電力の発生をより確実に防止することができる。したがって、第一電極及び第二電極に印加する電圧を制御することで、反射膜間ギャップを高精度に制御することができる。
また、反射膜接続電極と第一電極とを同電位に設定することもでき、この場合でも、第一反射膜及び第二反射膜間に静電引力が発生することがないため、反射膜間ギャップの制御を容易に、かつ高精度に実施することができる。
【００１２】
本発明の光モジュールは、上述したような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る光を検出する検出部と、を備えることを特徴とする。
上述したように、本発明の波長可変干渉フィルターは、第一反射膜が帯電した場合でも、その電荷を第一電極から逃がすことができるので、反射膜間ギャップに静電力が発生せず、正確に反射膜間ギャップの寸法を制御することができる。これにより、波長可変干渉フィルターでは、高精度に所望波長の光を透過または反射させて取り出すことができる。そして、このような波長可変干渉フィルターを備えた光モジュールでは、波長可変干渉フィルターにより取り出された所望波長の光の光量を検出部で検出することで、当該所望波長の光の光量を正確に検出することができる。
【００１３】
本発明の光モジュールでは、前記波長可変干渉フィルターは、前記第二反射膜に接続された反射膜接続電極を備え、当該光モジュールは、前記反射膜接続電極と、前記第一電極とを同電位にする電圧制御部を備えることが好ましい。
この発明では、電圧制御部は、第二反射膜に接続された反射膜接続電極と、第一電極とを同電位に設定する。これにより、第一反射膜及び第二反射膜の間の電位差が０となるため、第一反射膜及び第二反射膜間に静電引力が発生せず、反射膜間ギャップの寸法を精度よく制御することができる。
【００１４】
本発明の電子機器は、上述の光モジュールを備えることを特徴とする。
本発明によれば、電子機器は、上述した波長可変干渉フィルターを有する光モジュールを備えるので、高精度に検出された所望波長の光の光量に基づいて、電子機器における各種電子処理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る一実施形態の測色装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図３】本実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】他の実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図５】他の実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図６】本発明の電子機器の他の例であるガス検出装置の概略図。
【図７】図６のガス分析装置のブロック図。
【図８】本発明の電子機器の他の例である食物分析装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の電子機器の他の例である分光カメラの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．測色装置の概略構成〕
図１は、本実施形態の測色装置１（電子機器）の概略構成を示すブロック図である。
測色装置１は、図１に示すように、検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、測色センサー３（光モジュール）と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４とを備える。そして、この測色装置１は、光源装置２から射出される光を検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー３にて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Ａの色を分析して測定する装置である。
【００１７】
〔２．光源装置の構成〕
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１には１つのみ記載）を備え、検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれてもよく、この場合、光源装置２は、光源２１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Ａに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置２を備える測色装置１を例示するが、例えば検査対象Ａが液晶パネルなどの発光部材である場合、光源装置２が設けられない構成としてもよい。
【００１８】
〔３．測色センサーの構成〕
測色センサー３は、図１に示すように、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を透過する光を受光する検出部３１と、波長可変干渉フィルター５で透過させる光の波長を可変する電圧制御部３２とを備える。また、測色センサー３は、波長可変干渉フィルター５に対向する位置に、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー３は、波長可変干渉フィルター５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光を検出部３１にて受光する。
検出部３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、検出部３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
【００１９】
（３−１．波長可変干渉フィルターの構成）
図２は、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図であり、図３は、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、平面正方形状の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、本発明の第一基板である固定基板５１、および本発明の第二基板である可動基板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、外周部近傍に形成される第一接合面５１３、第二接合面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により接合されることで、一体的に構成されている。
【００２０】
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。ここで、固定反射膜５４は、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に固定され、可動反射膜５５は、可動基板５２の固定基板５１に対向する面に固定されている。また、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を介して対向配置されている。
さらに、波長可変干渉フィルター５には、固定反射膜５４および可動反射膜５５の間の反射膜間ギャップＧ１の寸法を調整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、固定基板５１側に設けられる本発明の第一電極としての固定電極５６１と、可動基板５２側に設けられる本発明の第二電極としての可動電極５６２とを備えている。ここで、固定電極５６１及び可動電極５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５６２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。
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に示すような平面視（以降、フィルター平面視と称す）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。
【００２１】
（３−１−１．固定基板の構成）
固定基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材を加工することで形成される。具体的には、図３に示すように、固定基板５１には、エッチングにより電極形成溝５１１および反射膜固定部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。
【００２２】
電極形成溝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。反射膜固定部５１２は、前記平面視において、電極形成溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成される。ここで、電極形成溝５１１の溝底面が本発明の第一電極面である固定電極面５１１Ａとなり、反射膜固定部５１２の突出先端面が本発明の反射膜固定面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極形成溝５１１から、固定基板５１の外周縁の各頂点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３方向に向かって延出する３つの電極引出溝（図示略）が設けられている。
【００２３】
固定基板５１の固定対向面５１Ａには、平面中心点Ｏを中心とした環状の固定電極５６１が形成されている。ここで、固定電極５６１の環状形状として、より好ましくは円環状に形成されることが好ましい。また、この円環形状としては、当該円環形状の一部から固定引出電極５６３が突出する構成や、円環の一部が欠けている構成、円環の一部が分断されている略Ｃ字状となる構成をも含む。
なお、これらの固定電極５６１上には、固定電極５６１および可動電極５６２の間の放電を防止するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
また、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から延出する固定引出電極５６３が形成されている。具体的には、この固定引出電極５６３は、固定電極５６１の外周縁のうち頂点Ｃ１に最も近接する位置から、頂点Ｃ１に向かう方向に延出する電極形成溝上に沿って、頂点Ｃ１まで形成されている。そして、固定引出電極５６３の先端部（固定基板５１の頂点Ｃ１に位置する部分）は、固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
【００２４】
また、固定基板５１には、電極形成溝５１１から固定基板５１の頂点Ｃ２，Ｃ３に向かう方向に形成された電極引出溝に、それぞれ、第一対向電極５８１，第二対向電極５８２が設けられている。これらの第一対向電極５８１及び第二対向電極５８２は、固定電極５６１とは絶縁されている。また、これらの第一対向電極５８１及び第二対向電極５８２の先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２、Ｃ３に位置する部分）は、それぞれ、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び第二対向電極パッド５８２Ｐを構成する。
【００２５】
反射膜固定部５１２は、上述したように、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜固定部５１２の可動基板５２に対向する面（突出先端面）が本発明の反射膜固定面５１２Ａとなる。
ここで、この反射膜固定部５１２は、上述のように、電極形成溝５１１から可動基板５２側に突出して形成されている。したがって、反射膜固定面５１２Ａは、固定電極面５１１Ａよりも可動基板５２に近接して位置している。すなわち、本実施形態では、電極間ギャップＧ２の寸法は、反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きく形成される。
【００２６】
また、電極形成溝５１１及び反射膜固定部５１２は、固定基板５１の一面側をエッチング（ウェットエッチング）することで形成されるため、反射膜固定部５１２の外周側面５１２Ｂは、固定基板５１の基板厚み方向と平行な面とはならず、反射膜固定面５１２Ａから固定電極面５１１Ａに向かって緩やかにカーブする曲面形状となる。
そして、固定反射膜５４は、反射膜固定面５１２Ａ、外周側面５１２Ｂ、さらに固定電極面５１１Ａ上に設けられたリング状の固定電極５６１の内周部分までを覆うように設けられている。ここで、固定反射膜５４及び固定電極５６１が積層される部分により積層部５７を構成する。この固定反射膜５４は、図２に示すように、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に形成される。したがって、積層部５７も平面中心点Ｏを中心とした仮想円に沿うリング状となる。
この固定反射膜５４としては、導電体を用いることができる。導電体の膜としては、例えばＡｇやＡｇ合金の単層膜を用いることができる。誘電体多層膜の場合は、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ることができる。
このような固定反射膜５４は、積層部５７により固定電極５６１と面接触し、固定電極５６１と電気的に導通する。これにより、固定反射膜５４が帯電した場合でも、滞留した電荷を固定電極５６１に逃がすことが可能となる。また、固定反射膜５４として、絶縁体である誘電体膜及びその多層膜を金属膜に積層して用いる場合は、少なくとも積層部５７における固定電極５６１との面接触部においては、金属膜と固定電極５６１とを直接接触させて電気的に導通させる。これにより、固定反射膜５４が帯電した場合でも、金属膜及び金属膜と絶縁膜との界面近傍に滞留した電荷を、固定電極５６１に逃がすことが可能となる。
【００２７】
さらに、固定基板５１は、可動基板５２とは反対側の面において、固定反射膜５４に対応する位置に図示略の反射防止膜が形成されている。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、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。
【００２８】
（３−１−２．可動基板の構成）
可動基板５２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。
具体的には、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、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、固定基板５１の各頂点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３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側から見た面に固定電極パッド５６３Ｐ、第一対向電極パッド５８１Ｐ、及び第二対向電極パッド５８２Ｐが露出する。
【００２９】
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である２００μｍに形成されている。また、可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも固定電極５６１の外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成される。そして、可動部５２１の固定基板５１に対向する面は、反射膜固定面５１２Ａに平行な可動面５２１Ａとなり、この可動面５２１Ａには、固定反射膜５４と反射膜間ギャップＧ１を介して対向する可動反射膜５５、及び固定電極５６１と電極間ギャップＧ２を介して対向する可動電極５６２が固定される。
【００３０】
可動反射膜５５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。また、可動基板５２には、可動反射膜５５の外周縁から延出する反射膜接続電極５５１が形成されている。この反射膜接続電極５５１は、可動反射膜５５の外周縁のうち頂点Ｃ２に最も近接する位置から、頂点Ｃ２に向かって延出する。この反射膜接続電極５５１としては、導電性を有するものであればよく、例えば可動反射膜５５が銀合金等の導電性の金属である場合、可動反射膜５５と同様の素材を用い、可動反射膜５５の形成時に反射膜接続電極５５１をパターン形成することができる。また、可動反射膜５５と異なる部材であってもよく、この場合、例えば可動電極５６２と同じ素材により反射膜接続電極５５１を形成することで、可動電極５６２の形成時に反射膜接続電極５５１をパターン形成することができる。
そして、この反射膜接続電極５５１は、可動基板５２の外周縁の近傍において、例えばＡｇペースト等の導電性部材５８により、固定基板５１の頂点Ｃ２の位置に形成された第一対向電極５８１（第一対向電極パッド５８１Ｐ）に電気的に接続される。これにより、固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する第一対向電極パッド５８１Ｐから可動反射膜５５の帯電を除去することが可能となる。
【００３１】
また、可動面５２１Ａに設けられた可動電極５６２は、フィルター平面視において、固定電極５６１と重なる領域で、かつ頂点Ｃ２に対応する部分が開口するＣ字状に形成され、このＣ字開口部分に、反射膜接続電極５５１が頂点Ｃ２に向かって形成される。また、可動電極５６２の幅寸法は、固定電極５６１のリング幅寸法（内周縁の半径と外周縁の半径との差）と同寸法に形成されている。
そして、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から延出する可動引出電極５６４が形成されている。この可動引出電極５６４は、可動電極５６２の頂点Ｃ３に最も近接する位置から、頂点Ｃ３に向かって延出する。そして、この可動引出電極５６４は、可動基板５２の外周縁の近傍において、例えばＡｇペースト等の導電性部材により、固定基板５１の頂点Ｃ３の位置に形成された第二対向電極５８２（第二対向電極パッド５８２Ｐ）に電気的に接続される。
【００３２】
さらに、可動部５２１は、固定基板５１とは反対側の面において、図示略の反射防止膜が形成されている。この反射防止膜は、固定基板５１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、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る。
【００３３】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成され、可動部５２１よりも厚み方向に対する剛性が小さく形成されている。
このため、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固定基板５１側に撓ませることが可能となる。この際、可動部５２１は、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、静電引力により可動基板５２を撓ませる力が作用した場合でも、可動部５２１の撓みはほぼなく、可動部５２１に形成された可動反射膜５５の撓みも防止できる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部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。
【００３４】
（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御部３２は、固定電極パッド５６３Ｐ、第一対向電極パッド５８１Ｐ、第二対向電極パッド５８２Ｐに接続され、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、これらの固定電極パッド５６３Ｐ、第一対向電極パッド５８１Ｐ、及び第二対向電極パッド５８２Ｐを所定の電位に設定することで、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して駆動させる。
具体的には、電圧制御部３２は、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐを接地し、第二対向電極パッド５８２Ｐに対して、反射膜間ギャップＧ１を所定の寸法に設定するための電位を設定する。これにより、固定電極パッド５６３Ｐに接続された固定電極５６１と、第二対向電極パッド５８２Ｐに接続された可動電極５６２との間に電圧が印加され、静電引力により可動部５２１が固定基板５１側に移動して、反射膜間ギャップＧ１の寸法が所定値に設定される。この時、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐの双方が接地されるため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が帯電していたとしても、電荷を逃がすことができ、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間に帯電による静電力が作用することがない。したがって、反射膜間ギャップＧ１の設定に当たり、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間に作用する静電力を考慮することなく、固定電極５６１及び可動電極５６２間の電圧を設定するだけで精度よく反射膜間ギャップＧ１を所望の目標値に設定することができる。
なお、本実施形態では、第一対向電極パッド５８１Ｐ，固定電極パッド５６３Ｐを接地する構成とするが、所定の電位を設定可能な構成としてもよく、この場合、第二対向電極パッド５８２Ｐの設定電位と固定電極パッド５６３Ｐの設定電位との電位差が駆動電圧として静電アクチュエーター５６に印加されて、反射膜間ギャップＧ１の寸法を制御することができる。また、この場合でも、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐを同電位に設定することで、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が同電位となり、反射膜間ギャップＧ１間での静電引力をなくすことができる。
また、電圧制御部３２は、第二対向電極パッド５８２Ｐを接地し、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに、静電アクチュエーター５６を駆動するための電位を設定する構成としてもよい。この場合でも、電圧制御部３２は、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに設定された電位に基づいた印可電圧により静電アクチュエーター５６を駆動させることができる。加えて、第一対向電極パッド５８１Ｐ，固定電極パッド５６３Ｐに同電位が設定されることで、固定反射膜５４、及び可動反射膜５５間で静電引力が作用せず、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに設定した電位により、反射膜間ギャップＧ１を精度よく制御することができる。
【００３５】
〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色装置１の全体動作を制御する。
この制御装置４としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
そして、制御装置４は、図１に示すように、光源制御部４１、測色センサー制御部４２、および本発明の分析処理部を構成する測色処理部４３などを備えて構成されている。
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御部３２は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター５６への印加電圧を設定する。
測色処理部４３は、検出部３１により検出された受光量から、検査対象Ａの色度を分析する。
【００３６】
〔５．実施形態の作用効果〕
上述したように、本実施形態に係る波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１は、可動基板５２からの距離が異なる固定電極面５１１Ａ及び反射膜固定面５１２Ａを有し、固定電極面５１１Ａに固定電極５６１が設けられ、反射膜固定面５１２Ａから固定電極面５１１Ａの一部に亘って固定反射膜５４が設けられている。そして、固定反射膜５４の外周部は、固定電極５６１の内周部に積層され、これらの積層体により積層部５７が形成されている。このため、積層部５７において、固定反射膜５４と固定電極５６１とが面接触することで、固定反射膜５４と固定電極５６１とが電気的に導通し、固定反射膜５４が帯電した場合でも、固定電極５６１から電荷を逃がすことができる。したがって、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の帯電による静電力の発生を防止でき、電圧制御部３２による反射膜間ギャップＧ１の寸法の調整を容易、かつ高精度に実施することができる。
この時、積層部５７において、固定反射膜５４と固定電極５６１とが面接触することで、確実に固定反射膜５４及び固定電極５６１の導通を確保でき、固定反射膜５４の電荷を固定電極５６１に逃がすことができる。また、固定反射膜５４及び固定電極５６１を積層することで積層部５７の厚み寸法が、固定反射膜５４や固定電極５６１よりも大きくなるが、積層部５７は、可動基板５２からの距離が大きい固定電極面５１１Ａ上に設けられているため、積層部５７の厚みにより反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲が阻害されることがなく、反射膜間ギャップＧ１の変動可能領域を十分に確保することができる。
【００３７】
また、固定基板５１において、反射膜固定面５１２Ａは、固定電極面５１１Ａから可動基板５２側に突出して形成され、電極間ギャップＧ２の寸法は、反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きくなる。このため、反射膜間ギャップＧ１の変動可能領域を大きくでき、測色装置１の測定可能波長域を広域化することができる。また、固定電極５６１，可動電極５６２間での静電引力の制御が容易となり、反射膜間ギャップＧ１の寸法をより精度よく、所望の値に設定することができる。
【００３８】
更に、積層部５７において、固定反射膜５４は、固定電極５６１上に積層されている。このような波長可変干渉フィルター５は、製造時において、固定電極５６１を成膜した後、固定反射膜５４を成膜することで容易に形成することができ、また、固定反射膜５４が固定電極５６１の後に成膜されるため、製造時における固定反射膜５４のダメージを抑制することができる。
【００３９】
そして、可動反射膜５５には、反射膜接続電極５５１が接続され、反射膜接続電極５５１は、第一対向電極パッド５８１Ｐから電圧制御部３２に接続されて接地されている。このため、可動反射膜５５が帯電した場合でも、反射膜接続電極５５１から電荷を逃がすことができ、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間での静電力の発生をより確実に防止することができる。
また、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに設定される電位としては接地による０電位に限られず、電圧制御部３２により第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐが同電位に設定されていればよい。の場合でも、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が同電位となるため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間での静電引力の発生を防止することができる。
【００４０】
［実施形態の変形］
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。
例えば、上記実施形態では、第一基板を固定基板５１とし、固定基板５１に異なる高さ位置に形成された固定電極面５１１Ａ及び反射膜固定面５１２Ａが設けられる例を示したが、図４に示すように、第一基板を可動基板５２とする構成としてもよい。
図４は、他の実施形態における波長可変干渉フィルター５Ａの概略構成を示す断面図である。
【００４１】
図４に示すように、波長可変干渉フィルター５Ａは、固定基板５１と可動基板５２とを備えている。
固定基板５１は、固定電極面５１１Ａを有する電極形成溝５１１と、反射膜固定面５１２Ａを有する反射膜固定部５１２と有している。ここで、上記実施形態とは異なり、固定電極５６１及び反射膜５４は、それぞれ、固定電極面５１１Ａ上及び反射膜固定面５１２Ａ上に独立して設けられている。また、図示は省略するが、固定電極５６１は、フィルター平面視において、略Ｃ字状に形成され、Ｃ字開口部において、固定反射膜５４に接続された反射膜接続電極が固定基板５１の測色装置１の頂点（例えば、図２における頂点Ｃ２）に向かって延出して形成されている。
【００４２】
一方、可動基板５２は、可動部５２１から固定基板５１側に突出する突出部５２５と、電極形成凹部５２６とを備えている。ここで、突出部５２５の突出先端面（突出面５２５Ａ）は、本発明の第一反射膜固定面を構成し、電極形成凹部５２６の底面５２６Ａは、本発明の第一電極面を構成し、底面５２６Ａは、突出面５２５Ａよりも固定基板５１からの距離が大きく形成されている。
そして、底面５２６Ａには、フィルター平面視において、固定電極５６１と重なる位置に、固定電極５６１に電極間ギャップＧ２を介して対向する可動電極５６２が設けられている。また、突出面５２５Ａには、固定反射膜５４に反射膜間ギャップＧ１を介して対向する可動反射膜５５が設けられ、この可動反射膜５５は、突出面５２５Ａから底面５２６Ａの一部に亘って設けられている。そして、可動反射膜５５の外周部は、固定電極５６１の内周部に積層され、積層部５７Ａを構成する。
【００４３】
このような波長可変干渉フィルター５Ａにおいても、上述した波長可変干渉フィルター５と同様に、可動反射膜５５が帯電した場合でも、可動電極５６２に電荷を逃がすことができる。また、固定反射膜５４が帯電した場合でも、反射膜接続電極により電荷を逃がすことができる。したがって、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間に静電引力が作用せず、固定電極５６１及び可動電極５６２間に印加する電圧を制御することで精度よく反射膜間ギャップＧ１の寸法を設定することができる。
【００４４】
また、上記実施形態及び図４に示す例では、互いに対向する一対の電極（固定電極５６１及び可動電極５６２）により静電アクチュエーター５６が構成される例を示したが、図５に示すように、複数の電極により静電アクチュエーター５６が形成される構成としてもよい。図５は、他の実施形態の波長可変干渉フィルター５Ｂの概略構成を示す断面図である。
図５に示す波長可変干渉フィルター５Ｂは、内側可動電極５６２Ａと、外側可動電極５６２Ｂとにより、可動電極５６２が構成される。このような波長可変干渉フィルター５Ｂでは、内側可動電極５６２Ａ及び固定電極５６１間に印加する電圧と、外側可動電極５６２Ｂ及び固定電極５６１間に印加する電圧をそれぞれ個別に制御することで、可動部５２１の変位量をより精度よく設定することができる。
【００４５】
さらに、上記実施形態では、図３に示すように、反射膜固定部５１２の可動基板５２に対向する反射膜固定面５１２Ａが、固定電極面５１１Ａよりも可動基板５２に近接して形成され、電極間ギャップＧ２の寸法が反射膜間ギャップＧ１の寸法より大きくなる例を示すが、これに限らない。固定電極面５１１Ａおよび反射膜固定面５１２Ａの高さ位置は、当該波長可変干渉フィルター５により透過させる光の波長域（測定波長域）、すなわち反射膜間ギャップＧ１の変化可能範囲や、電極間ギャップＧ２の寸法、固定反射膜５４や可動反射膜５５の厚み寸法等、により適宜設定される。したがって、例えば、固定電極面５１１Ａの中心部に、円柱凹溝上の反射膜固定溝が形成され、この反射膜固定溝の底面に反射膜固定面が形成される構成などとしてもよい。この場合、可動基板５２からの距離が大きくなる反射膜固定溝の底面部において、固定反射膜５４及び固定電極５６１が積層される積層部５７を設けることで、積層部５７の厚み寸法により、電極間ギャップＧ２の変動可能量が規制される不都合を回避することができる。
【００４６】
また、上記実施形態において、第一電極として、静電アクチュエーター５６を構成する固定電極５６１を例示したが、これに限定されない。例えば、固定基板５１の固定電極面５１１Ａに固定反射膜５４の電荷を除去するための帯電除去電極が設けられ、固定反射膜５４は、この帯電除去電極に積層されることで、帯電を除去してもよい。
また、図４に示す例においても、固定反射膜５４は、図示しない反射膜接続線に接続されて、この反射膜接続線から帯電が除去されるとしたが、例えば固定基板５１の固定電極面５１１Ａ上に、帯電除去電極を形成し、この帯電除去電極上で固定反射膜５４を積層させる構成としてもよい。この場合、反射膜固定面５１２Ａよりも、可動基板５２から距離が大きい固定電極面５１１Ａ上で、帯電除去電極と固定反射膜５４との積層体が形成されることになるため、この積層体の厚みにより反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲が狭まることがなく、かつ、帯電除去電極と固定反射膜５４とを面接触させることで、固定反射膜５４が帯電した場合でもより確実に電荷を逃がすことができる。
【００４７】
なお、上記実施形態、及び図４、図５に示す例では、電極間ギャップＧ２が反射膜間ギャップＧ１より大きくなる構成を例示したが、例えば電極間ギャップＧ２が反射膜間ギャップＧ１より小さくなる構成としてもよい。この場合、反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲が電極間ギャップＧ２により規制されることになるが、測定対象となる波長域に対して、十分な寸法が確保されている場合などであれば問題にならない。ただし、上述したように、静電引力は、距離の二乗に反比例して大きくなるため、電極間ギャップＧ２の距離が小さくなれば、反射膜間ギャップＧ１の制御が困難となる。
【００４８】
また、積層部５７は、固定電極５６１上に固定反射膜５４が積層されることで構成されたが、固定反射膜５４上に固定電極５６１が積層される構成としてもよい。
この場合、固定反射膜５４として、例えば銀合金等の劣化しやすい素材を用いると、固定反射膜５４の形成後の固定電極５６１の形成時に劣化が発生するおそれがあるが、例えば形成された固定反射膜５４をマスキング等することで、工程数が増大するが、劣化を抑えることもできる。また、固定反射膜５４が劣化する場合、通常、外周縁から劣化が進行するが、固定反射膜５４の外周縁が固定電極５６１により覆われる構成であれば、固定反射膜５４の劣化の進行を抑制することができる。
【００４９】
本発明の電子機器として、測色装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、電子機器を用いることができる。
例えば、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムとして用いることができる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の波長可変干渉フィルターを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器などのガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
【００５０】
図６は、波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図７は、図６のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置１００は、図６に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、および排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、および受光素子１３７（検出部）等を含む検出装置（光モジュール）と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部１３８、電力を供給する電力供給部１３９等から構成されている。また、光学部１３５は、光を射出する光源１３５Ａと、光源１３５Ａから入射された光をセンサーチップ１１０側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１３７側に透過するビームスプリッター１３５Ｂと、レンズ１３５Ｃ，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５を用いる構成を例示するが、上述した波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂを用いる構成としてもよい。
また、図７に示すように、ガス検出装置１００の表面には、操作パネル１４０、表示部１４１、外部とのインターフェイスのための接続部１４２、電力供給部１３９が設けられている。電力供給部１３９が二次電池の場合には、充電のための接続部１４３を備えてもよい。
さらに、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図７に示すように、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１４４、光源１３５Ａを制御するための光源ドライバー回路１４５、波長可変干渉フィルター５を制御するための電圧制御部１４６、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９、および排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。
【００５１】
次に、上記のようなガス検出装置１００の動作について、以下に説明する。
本体部１３０の上部のセンサー部カバー１３１の内部には、センサーチップ検出器１４８が設けられており、このセンサーチップ検出器１４８でセンサーチップ１１０の有無が検出される。信号処理部１４４は、センサーチップ検出器１４８からの検出信号を検出すると、センサーチップ１１０が装着された状態であると判断し、表示部１４１へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
【００５２】
そして、例えば利用者により操作パネル１４０が操作され、操作パネル１４０から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１４４へ出力されると、まず、信号処理部１４４は、光源ドライバー回路１４５に光源作動の信号を出力して光源１３５Ａを作動させる。光源１３５Ａが駆動されると、光源１３５Ａから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光を射出される。また、光源１３５Ａには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部１４４へ出力される。そして、信号処理部１４４は、光源１３５Ａから入力された温度や光量に基づいて、光源１３５Ａが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路１５０を制御して排出手段１３３を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１２０Ａから、吸引流路１２０Ｂ、センサーチップ１１０内、排出流路１２０Ｃ、排出口１２０Ｄへと誘導される。
【００５３】
また、センサーチップ１１０は、金属ナノ構造体が複数組み込まれ、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ１１０では、レーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成され、この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光、およびレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、電圧制御部１４６を制御し、波長可変干渉フィルター５に印加する電圧を調整し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。
信号処理部１４４は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ＲＯＭに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部１４４は、表示部１４１にその結果情報を表示させたり、接続部１４２から外部へ出力したりする。
【００５４】
なお、上記図６及び図７において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、本発明の波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。
【００５５】
また、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、上記のようなガスの検出に限られず、近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や、食物や生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の、物質成分分析装置を例示できる。
以下に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
【００５６】
図８は、波長可変干渉フィルター５を利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。なお、ここでは波長可変干渉フィルター５を用いているが、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂを用いる構成としてもよい。
この食物分析装置２００は、図８に示すように、検出器２１０（光モジュール）と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター５と、分光された光を検出する撮像部２１３（検出部）と、を備えている。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、波長可変干渉フィルター５を制御する電圧制御部２２２と、撮像部２１３を制御し、撮像部２１３で撮像された分光画像を取得する検出制御部２２３と、信号処理部２２４と、記憶部２２５と、を備えている。
【００５７】
この食物分析装置２００は、システムを駆動させると、光源制御部２２１により光源２１１が制御されて、光源２１１から測定対象物に光が照射される。そして、測定対象物で反射された光は、撮像レンズ２１２を通って波長可変干渉フィルター５に入射する。波長可変干渉フィルター５は電圧制御部２２２の制御により所望の波長を分光可能な電圧が印加されており、分光された光が、例えばＣＣＤカメラ等により構成される撮像部２１３で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部２２５に蓄積される。また、信号処理部２２４は、電圧制御部２２２を制御して波長可変干渉フィルター５に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。
【００５８】
そして、信号処理部２２４は、記憶部２２５に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部２２５には、例えばスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されており、信号処理部２２４は、求めたスペクトルのデータを、記憶部２２５に記憶された食物に関する情報を基に分析し、検出対象に含まれる食物成分、およびその含有量を求める。また、得られた食物成分および含有量から、食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。さらに、画像内のスペクトル分布を分析することで、検査対象の食物の中で鮮度が低下している部分の抽出等をも実施することができ、さらには、食物内に含まれる異物等の検出をも実施することができる。
そして、信号処理部２２４は、上述のようにした得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部２３０に表示させる処理をする。
【００５９】
また、図８において、食物分析装置２００の例を示すが、略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば血液等の体液成分を測定する装置として、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
さらには、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
【００６０】
さらには、本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
【００６１】
また、電子機器としては、本発明の波長可変干渉フィルターにより光を分光することで、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機などにも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図９は、分光カメラの概略構成を示す模式図である。分光カメラ３００は、図９に示すように、カメラ本体３１０と、撮像レンズユニット３２０と、撮像部３３０（検出部）とを備えている。
カメラ本体３１０は、利用者により把持、操作される部分である。
撮像レンズユニット３２０は、カメラ本体３１０に設けられ、入射した画像光を撮像部３３０に導光する。また、この撮像レンズユニット３２０は、図９に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、波長可変干渉フィルター５により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。
【００６２】
さらには、本発明の波長可変干渉フィルターをバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の波長可変干渉フィルターを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
【００６３】
さらには、光モジュールおよび電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルターにより、物質から射出された赤外エネルギー（赤外光）を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。
【００６４】
上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、および電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の波長可変干渉フィルターは、上述のように、１デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。
【００６５】
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などに適宜変更できる。
【符号の説明】
【００６６】
１…測色装置（電子機器）、３…測色センサー（光モジュール）、５，５Ａ，５Ｂ…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、３２…電圧制御部、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）、５７，５７Ａ…積層部、５１１Ａ…固定電極面（第一電極面）、５１２Ａ…反射膜固定面（第一反射膜固定面）、５５１…反射膜接続電極、５６１…固定電極（第一電極）、５６２…可動電極（第二電極）、Ｇ１…反射膜間ギャップ、Ｇ２…電極間ギャップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変干渉フィルター、この波長可変干渉フィルターを備える光モジュール、及びこの光モジュールを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ反射膜を所定のギャップを介して対向配置した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に記載の波長可変干渉フィルターでは、２枚の光学基板の相対する面にそれぞれ反射層を設け、更に、これらの光学基板の相対する面に、反射層の径外側に容量電極を設けている。この波長可変干渉フィルターでは、互いに対向する容量電極が静電アクチュエーターとして作用し、これらの容量電極間に電圧を印加することで、静電引力により反射層間のギャップを変動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７７７５８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、このような波長可変干渉フィルターでは、反射層上に電荷が溜まることがあり、互いに対向する反射層上がそれぞれ帯電した場合、静電力が発生する。このため、反射層間のギャップを設定値に設定するために静電アクチュエーターに所定の設定電圧を印加した場合でも、反射層の帯電による静電力により、ギャップが所望の設定値に設定されない場合がある。この場合、波長可変干渉フィルターから所望の波長の光を取り出すことが困難となるという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、所望の波長の光を精度よく取り出せる波長可変干渉フィルター、光モジュール、及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の波長可変干渉フィルターは、第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一電極と、を備え、前記第一基板は、前記第一反射膜が設けられる第一反射膜固定面と、前記第一電極が設けられ、前記第二基板からの距離が前記第一反射膜固定面とは異なる第一電極面と、を有し、前記第一反射膜固定面及び前記第一電極面のうち、前記第二基板からの距離が大きい面に、前記第一反射膜及び前記第一電極が積層された積層部が設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第一基板の第一反射膜固定面及び第一電極面のうち第二基板からの距離が大きい面に、第一反射膜及び第一電極が積層することで形成される積層部が設けられ、この積層部により、第一反射膜及び第一電極が面接触して電気的に導通される。これにより、第一反射膜が帯電した場合でも、滞留した電荷を第一電極から逃がすことができ、第一反射膜及び第二反射膜間での帯電による静電力の発生を防止できる。
ここで、第一電極の端縁と、第一反射膜の端縁とを接触させることで導通させることも考えられる。しかしながら、この場合、接触面積が小さく、導通信頼性も低くなるため、第一反射膜の電荷を第一電極に確実に逃がすことができない恐れがある。これに対して、上述のように、第一電極と第一反射膜とを積層して積層部を設けることで、第一電極及び第一反射膜が確実に面接触して電気的に導通させることができる。
さらに、本発明では、この積層部は、第一反射膜固定面及び第一電極面のうち、第二基板からの距離が大きい一方の面に設けられる。このため、積層部により、反射膜間ギャップや電極間ギャップの変動可能量が抑制されることがない。したがって、波長可変干渉フィルターにより取り出すことが可能な波長域が狭帯域化する不都合をも防止できる。
【０００９】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記反射膜間ギャップよりも大きい電極間ギャップを介して、前記第一電極と対向する第二電極を備え、前記積層部は、前記第一反射膜固定面から前記第一電極面に亘って延出した前記第一反射膜と、前記第一電極の外周縁とが積層されて構成されることが好ましい。
波長可変干渉フィルターでは、第一反射膜及び第二反射膜の間の反射膜間ギャップにより透過または反射して取り出される波長が決定される。したがって、波長可変干渉フィルターにおいて、より広い範囲の波長域に対応して透過または反射波長を取得するためには、反射膜間ギャップの変動範囲を大きくする必要がある。ここで、第一電極及び第二電極間に電圧を印加して、静電引力により反射膜間ギャップを変動させる場合、反射膜間ギャップよりも電極間ギャップの方が小さいと、電極間ギャップの間のみでしか反射膜間ギャップを変動させることができない。このような構成では、反射膜間ギャップの変動範囲が小さくなり、波長可変干渉フィルターにより取り出すことが可能な波長域が狭くなる。
これに対して、本発明では、電極間ギャップが反射膜間ギャップよりも大きく形成されているため、反射膜間ギャップをより大きい変動範囲で変化させることができ、波長可変干渉フィルターにより取り出すことが可能な波長域を広帯域化することができる。
また、一般に電極間に作用する静電引力は、距離の二乗に反比例するため、電極間ギャップが小さくなると、静電引力の制御が困難となり、反射膜間ギャップの調整が困難となる。これに対して、本発明では、電極間ギャップが反射膜間ギャップよりも大きく形成されるため、静電引力の制御が容易であり、反射膜間ギャップを精度よく所望の値に設定することができる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記積層部は、前記第一電極上に前記第一反射膜が積層されて構成されることが好ましい。
この発明では、積層部は、第一電極上に第一反射膜が積層される構成である。すなわち、第一基板上に、第一電極が形成された後に、第一反射膜が形成される。ここで、第一電極を形成する前に第一反射膜を第一基板に形成すると、第一電極の形成時に当該第一反射膜が劣化しやすく、波長可変干渉フィルターの分解能が低下してしまうなどの問題が発生する。これに対して、第一基板に第一電極を先に形成した後、第一反射膜を形成することで、製造工程における第一反射膜の劣化を抑制できる。したがって、反射特性が良好な第一反射膜を形成することができ、波長可変干渉フィルターにおける分解能の低下を抑えられる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二反射膜と接続された反射膜接続電極を備えることが好ましい。
この発明では、第二反射膜に反射膜接続電極が接続されているため、この反射膜接続電極から第二反射膜に滞留した電荷を逃がすことができ、第一反射膜及び第二反射膜の間での静電力の発生をより確実に防止することができる。したがって、第一電極及び第二電極に印加する電圧を制御することで、反射膜間ギャップを高精度に制御することができる。
また、反射膜接続電極と第一電極とを同電位に設定することもでき、この場合でも、第一反射膜及び第二反射膜間に静電引力が発生することがないため、反射膜間ギャップの制御を容易に、かつ高精度に実施することができる。
【００１２】
本発明の光モジュールは、上述したような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る光を検出する検出部と、を備えることを特徴とする。
上述したように、本発明の波長可変干渉フィルターは、第一反射膜が帯電した場合でも、その電荷を第一電極から逃がすことができるので、反射膜間ギャップに静電力が発生せず、正確に反射膜間ギャップの寸法を制御することができる。これにより、波長可変干渉フィルターでは、高精度に所望波長の光を透過または反射させて取り出すことができる。そして、このような波長可変干渉フィルターを備えた光モジュールでは、波長可変干渉フィルターにより取り出された所望波長の光の光量を検出部で検出することで、当該所望波長の光の光量を正確に検出することができる。
【００１３】
本発明の光モジュールでは、前記波長可変干渉フィルターは、前記第二反射膜に接続された反射膜接続電極を備え、当該光モジュールは、前記反射膜接続電極と、前記第一電極とを同電位にする電圧制御部を備えることが好ましい。
この発明では、電圧制御部は、第二反射膜に接続された反射膜接続電極と、第一電極とを同電位に設定する。これにより、第一反射膜及び第二反射膜の間の電位差が０となるため、第一反射膜及び第二反射膜間に静電引力が発生せず、反射膜間ギャップの寸法を精度よく制御することができる。
【００１４】
本発明の電子機器は、上述の光モジュールを備えることを特徴とする。
本発明によれば、電子機器は、上述した波長可変干渉フィルターを有する光モジュールを備えるので、高精度に検出された所望波長の光の光量に基づいて、電子機器における各種電子処理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る一実施形態の測色装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図３】本実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】他の実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図５】他の実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図６】本発明の電子機器の他の例であるガス検出装置の概略図。
【図７】図６のガス分析装置のブロック図。
【図８】本発明の電子機器の他の例である食物分析装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の電子機器の他の例である分光カメラの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．測色装置の概略構成〕
図１は、本実施形態の測色装置１（電子機器）の概略構成を示すブロック図である。
測色装置１は、図１に示すように、検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、測色センサー３（光モジュール）と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４とを備える。そして、この測色装置１は、光源装置２から射出される光を検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー３にて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Ａの色を分析して測定する装置である。
【００１７】
〔２．光源装置の構成〕
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１には１つのみ記載）を備え、検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれてもよく、この場合、光源装置２は、光源２１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Ａに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置２を備える測色装置１を例示するが、例えば検査対象Ａが液晶パネルなどの発光部材である場合、光源装置２が設けられない構成としてもよい。
【００１８】
〔３．測色センサーの構成〕
測色センサー３は、図１に示すように、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を透過する光を受光する検出部３１と、波長可変干渉フィルター５で透過させる光の波長を可変する電圧制御部３２とを備える。また、測色センサー３は、波長可変干渉フィルター５に対向する位置に、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー３は、波長可変干渉フィルター５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光を検出部３１にて受光する。
検出部３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、検出部３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
【００１９】
（３−１．波長可変干渉フィルターの構成）
図２は、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図であり、図３は、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、平面正方形状の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、本発明の第一基板である固定基板５１、および本発明の第二基板である可動基板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、外周部近傍に形成される第一接合面５１３、第二接合面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により接合されることで、一体的に構成されている。
【００２０】
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。ここで、固定反射膜５４は、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に固定され、可動反射膜５５は、可動基板５２の固定基板５１に対向する面に固定されている。また、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を介して対向配置されている。
さらに、波長可変干渉フィルター５には、固定反射膜５４および可動反射膜５５の間の反射膜間ギャップＧ１の寸法を調整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、固定基板５１側に設けられる本発明の第一電極としての固定電極５６１と、可動基板５２側に設けられる本発明の第二電極としての可動電極５６２とを備えている。ここで、固定電極５６１及び可動電極５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５６２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。
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に示すような平面視（以降、フィルター平面視と称す）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。
【００２１】
（３−１−１．固定基板の構成）
固定基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材を加工することで形成される。具体的には、図３に示すように、固定基板５１には、エッチングにより電極形成溝５１１および反射膜固定部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。
【００２２】
電極形成溝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。反射膜固定部５１２は、前記平面視において、電極形成溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成される。ここで、電極形成溝５１１の溝底面が本発明の第一電極面である固定電極面５１１Ａとなり、反射膜固定部５１２の突出先端面が本発明の反射膜固定面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極形成溝５１１から、固定基板５１の外周縁の各頂点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３方向に向かって延出する３つの電極引出溝（図示略）が設けられている。
【００２３】
固定基板５１の固定対向面５１Ａには、平面中心点Ｏを中心とした環状の固定電極５６１が形成されている。ここで、固定電極５６１の環状形状として、より好ましくは円環状に形成されることが好ましい。また、この円環形状としては、当該円環形状の一部から固定引出電極５６３が突出する構成や、円環の一部が欠けている構成、円環の一部が分断されている略Ｃ字状となる構成をも含む。
なお、これらの固定電極５６１上には、固定電極５６１および可動電極５６２の間の放電を防止するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
また、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から延出する固定引出電極５６３が形成されている。具体的には、この固定引出電極５６３は、固定電極５６１の外周縁のうち頂点Ｃ１に最も近接する位置から、頂点Ｃ１に向かう方向に延出する電極形成溝上に沿って、頂点Ｃ１まで形成されている。そして、固定引出電極５６３の先端部（固定基板５１の頂点Ｃ１に位置する部分）は、固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
【００２４】
また、固定基板５１には、電極形成溝５１１から固定基板５１の頂点Ｃ２，Ｃ３に向かう方向に形成された電極引出溝に、それぞれ、第一対向電極５８１，第二対向電極５８２が設けられている。これらの第一対向電極５８１及び第二対向電極５８２は、固定電極５６１とは絶縁されている。また、これらの第一対向電極５８１及び第二対向電極５８２の先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２、Ｃ３に位置する部分）は、それぞれ、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び第二対向電極パッド５８２Ｐを構成する。
【００２５】
反射膜固定部５１２は、上述したように、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜固定部５１２の可動基板５２に対向する面（突出先端面）が本発明の反射膜固定面５１２Ａとなる。
ここで、この反射膜固定部５１２は、上述のように、電極形成溝５１１から可動基板５２側に突出して形成されている。したがって、反射膜固定面５１２Ａは、固定電極面５１１Ａよりも可動基板５２に近接して位置している。すなわち、本実施形態では、電極間ギャップＧ２の寸法は、反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きく形成される。
【００２６】
また、電極形成溝５１１及び反射膜固定部５１２は、固定基板５１の一面側をエッチング（ウェットエッチング）することで形成されるため、反射膜固定部５１２の外周側面５１２Ｂは、固定基板５１の基板厚み方向と平行な面とはならず、反射膜固定面５１２Ａから固定電極面５１１Ａに向かって緩やかにカーブする曲面形状となる。
そして、固定反射膜５４は、反射膜固定面５１２Ａ、外周側面５１２Ｂ、さらに固定電極面５１１Ａ上に設けられたリング状の固定電極５６１の内周部分までを覆うように設けられている。ここで、固定反射膜５４及び固定電極５６１が積層される部分により積層部５７を構成する。この固定反射膜５４は、図２に示すように、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に形成される。したがって、積層部５７も平面中心点Ｏを中心とした仮想円に沿うリング状となる。
この固定反射膜５４としては、導電体を用いることができる。導電体の膜としては、例えばＡｇやＡｇ合金の単層膜を用いることができる。誘電体多層膜の場合は、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ることができる。
このような固定反射膜５４は、積層部５７により固定電極５６１と面接触し、固定電極５６１と電気的に導通する。これにより、固定反射膜５４が帯電した場合でも、滞留した電荷を固定電極５６１に逃がすことが可能となる。また、固定反射膜５４として、絶縁体である誘電体膜及びその多層膜を金属膜に積層して用いる場合は、少なくとも積層部５７における固定電極５６１との面接触部においては、金属膜と固定電極５６１とを直接接触させて電気的に導通させる。これにより、固定反射膜５４が帯電した場合でも、金属膜及び金属膜と絶縁膜との界面近傍に滞留した電荷を、固定電極５６１に逃がすことが可能となる。
【００２７】
さらに、固定基板５１は、可動基板５２とは反対側の面において、固定反射膜５４に対応する位置に図示略の反射防止膜が形成されている。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、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。
【００２８】
（３−１−２．可動基板の構成）
可動基板５２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。
具体的には、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、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、固定基板５１の各頂点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３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側から見た面に固定電極パッド５６３Ｐ、第一対向電極パッド５８１Ｐ、及び第二対向電極パッド５８２Ｐが露出する。
【００２９】
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である２００μｍに形成されている。また、可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも固定電極５６１の外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成される。そして、可動部５２１の固定基板５１に対向する面は、反射膜固定面５１２Ａに平行な可動面５２１Ａとなり、この可動面５２１Ａには、固定反射膜５４と反射膜間ギャップＧ１を介して対向する可動反射膜５５、及び固定電極５６１と電極間ギャップＧ２を介して対向する可動電極５６２が固定される。
【００３０】
可動反射膜５５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。また、可動基板５２には、可動反射膜５５の外周縁から延出する反射膜接続電極５５１が形成されている。この反射膜接続電極５５１は、可動反射膜５５の外周縁のうち頂点Ｃ２に最も近接する位置から、頂点Ｃ２に向かって延出する。この反射膜接続電極５５１としては、導電性を有するものであればよく、例えば可動反射膜５５が銀合金等の導電性の金属である場合、可動反射膜５５と同様の素材を用い、可動反射膜５５の形成時に反射膜接続電極５５１をパターン形成することができる。また、可動反射膜５５と異なる部材であってもよく、この場合、例えば可動電極５６２と同じ素材により反射膜接続電極５５１を形成することで、可動電極５６２の形成時に反射膜接続電極５５１をパターン形成することができる。
そして、この反射膜接続電極５５１は、可動基板５２の外周縁の近傍において、例えばＡｇペースト等の導電性部材５８により、固定基板５１の頂点Ｃ２の位置に形成された第一対向電極５８１（第一対向電極パッド５８１Ｐ）に電気的に接続される。これにより、固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する第一対向電極パッド５８１Ｐから可動反射膜５５の帯電を除去することが可能となる。
【００３１】
また、可動面５２１Ａに設けられた可動電極５６２は、フィルター平面視において、固定電極５６１と重なる領域で、かつ頂点Ｃ２に対応する部分が開口するＣ字状に形成され、このＣ字開口部分に、反射膜接続電極５５１が頂点Ｃ２に向かって形成される。また、可動電極５６２の幅寸法は、固定電極５６１のリング幅寸法（内周縁の半径と外周縁の半径との差）と同寸法に形成されている。
そして、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から延出する可動引出電極５６４が形成されている。この可動引出電極５６４は、可動電極５６２の頂点Ｃ３に最も近接する位置から、頂点Ｃ３に向かって延出する。そして、この可動引出電極５６４は、可動基板５２の外周縁の近傍において、例えばＡｇペースト等の導電性部材により、固定基板５１の頂点Ｃ３の位置に形成された第二対向電極５８２（第二対向電極パッド５８２Ｐ）に電気的に接続される。
【００３２】
さらに、可動部５２１は、固定基板５１とは反対側の面において、図示略の反射防止膜が形成されている。この反射防止膜は、固定基板５１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、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る。
【００３３】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成され、可動部５２１よりも厚み方向に対する剛性が小さく形成されている。
このため、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固定基板５１側に撓ませることが可能となる。この際、可動部５２１は、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、静電引力により可動基板５２を撓ませる力が作用した場合でも、可動部５２１の撓みはほぼなく、可動部５２１に形成された可動反射膜５５の撓みも防止できる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部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。
【００３４】
（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御部３２は、固定電極パッド５６３Ｐ、第一対向電極パッド５８１Ｐ、第二対向電極パッド５８２Ｐに接続され、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、これらの固定電極パッド５６３Ｐ、第一対向電極パッド５８１Ｐ、及び第二対向電極パッド５８２Ｐを所定の電位に設定することで、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して駆動させる。
具体的には、電圧制御部３２は、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐを接地し、第二対向電極パッド５８２Ｐに対して、反射膜間ギャップＧ１を所定の寸法に設定するための電位を設定する。これにより、固定電極パッド５６３Ｐに接続された固定電極５６１と、第二対向電極パッド５８２Ｐに接続された可動電極５６２との間に電圧が印加され、静電引力により可動部５２１が固定基板５１側に移動して、反射膜間ギャップＧ１の寸法が所定値に設定される。この時、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐの双方が接地されるため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が帯電していたとしても、電荷を逃がすことができ、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間に帯電による静電力が作用することがない。したがって、反射膜間ギャップＧ１の設定に当たり、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間に作用する静電力を考慮することなく、固定電極５６１及び可動電極５６２間の電圧を設定するだけで精度よく反射膜間ギャップＧ１を所望の目標値に設定することができる。
なお、本実施形態では、第一対向電極パッド５８１Ｐ，固定電極パッド５６３Ｐを接地する構成とするが、所定の電位を設定可能な構成としてもよく、この場合、第二対向電極パッド５８２Ｐの設定電位と固定電極パッド５６３Ｐの設定電位との電位差が駆動電圧として静電アクチュエーター５６に印加されて、反射膜間ギャップＧ１の寸法を制御することができる。また、この場合でも、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐを同電位に設定することで、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が同電位となり、反射膜間ギャップＧ１間での静電引力をなくすことができる。
また、電圧制御部３２は、第二対向電極パッド５８２Ｐを接地し、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに、静電アクチュエーター５６を駆動するための電位を設定する構成としてもよい。この場合でも、電圧制御部３２は、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに設定された電位に基づいた印可電圧により静電アクチュエーター５６を駆動させることができる。加えて、第一対向電極パッド５８１Ｐ，固定電極パッド５６３Ｐに同電位が設定されることで、固定反射膜５４、及び可動反射膜５５間で静電引力が作用せず、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに設定した電位により、反射膜間ギャップＧ１を精度よく制御することができる。
【００３５】
〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色装置１の全体動作を制御する。
この制御装置４としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
そして、制御装置４は、図１に示すように、光源制御部４１、測色センサー制御部４２、および本発明の分析処理部を構成する測色処理部４３などを備えて構成されている。
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御部３２は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター５６への印加電圧を設定する。
測色処理部４３は、検出部３１により検出された受光量から、検査対象Ａの色度を分析する。
【００３６】
〔５．実施形態の作用効果〕
上述したように、本実施形態に係る波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１は、可動基板５２からの距離が異なる固定電極面５１１Ａ及び反射膜固定面５１２Ａを有し、固定電極面５１１Ａに固定電極５６１が設けられ、反射膜固定面５１２Ａから固定電極面５１１Ａの一部に亘って固定反射膜５４が設けられている。そして、固定反射膜５４の外周部は、固定電極５６１の内周部に積層され、これらの積層体により積層部５７が形成されている。このため、積層部５７において、固定反射膜５４と固定電極５６１とが面接触することで、固定反射膜５４と固定電極５６１とが電気的に導通し、固定反射膜５４が帯電した場合でも、固定電極５６１から電荷を逃がすことができる。したがって、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の帯電による静電力の発生を防止でき、電圧制御部３２による反射膜間ギャップＧ１の寸法の調整を容易、かつ高精度に実施することができる。
この時、積層部５７において、固定反射膜５４と固定電極５６１とが面接触することで、確実に固定反射膜５４及び固定電極５６１の導通を確保でき、固定反射膜５４の電荷を固定電極５６１に逃がすことができる。また、固定反射膜５４及び固定電極５６１を積層することで積層部５７の厚み寸法が、固定反射膜５４や固定電極５６１よりも大きくなるが、積層部５７は、可動基板５２からの距離が大きい固定電極面５１１Ａ上に設けられているため、積層部５７の厚みにより反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲が阻害されることがなく、反射膜間ギャップＧ１の変動可能領域を十分に確保することができる。
【００３７】
また、固定基板５１において、反射膜固定面５１２Ａは、固定電極面５１１Ａから可動基板５２側に突出して形成され、電極間ギャップＧ２の寸法は、反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きくなる。このため、反射膜間ギャップＧ１の変動可能領域を大きくでき、測色装置１の測定可能波長域を広域化することができる。また、固定電極５６１，可動電極５６２間での静電引力の制御が容易となり、反射膜間ギャップＧ１の寸法をより精度よく、所望の値に設定することができる。
【００３８】
更に、積層部５７において、固定反射膜５４は、固定電極５６１上に積層されている。このような波長可変干渉フィルター５は、製造時において、固定電極５６１を成膜した後、固定反射膜５４を成膜することで容易に形成することができ、また、固定反射膜５４が固定電極５６１の後に成膜されるため、製造時における固定反射膜５４のダメージを抑制することができる。
【００３９】
そして、可動反射膜５５には、反射膜接続電極５５１が接続され、反射膜接続電極５５１は、第一対向電極パッド５８１Ｐから電圧制御部３２に接続されて接地されている。このため、可動反射膜５５が帯電した場合でも、反射膜接続電極５５１から電荷を逃がすことができ、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間での静電力の発生をより確実に防止することができる。
また、第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐに設定される電位としては接地による０電位に限られず、電圧制御部３２により第一対向電極パッド５８１Ｐ及び固定電極パッド５６３Ｐが同電位に設定されていればよい。の場合でも、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が同電位となるため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間での静電引力の発生を防止することができる。
【００４０】
［実施形態の変形］
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。
例えば、上記実施形態では、第一基板を固定基板５１とし、固定基板５１に異なる高さ位置に形成された固定電極面５１１Ａ及び反射膜固定面５１２Ａが設けられる例を示したが、図４に示すように、第一基板を可動基板５２とする構成としてもよい。
図４は、他の実施形態における波長可変干渉フィルター５Ａの概略構成を示す断面図である。
【００４１】
図４に示すように、波長可変干渉フィルター５Ａは、固定基板５１と可動基板５２とを備えている。
固定基板５１は、固定電極面５１１Ａを有する電極形成溝５１１と、反射膜固定面５１２Ａを有する反射膜固定部５１２と有している。ここで、上記実施形態とは異なり、固定電極５６１及び反射膜５４は、それぞれ、固定電極面５１１Ａ上及び反射膜固定面５１２Ａ上に独立して設けられている。また、図示は省略するが、固定電極５６１は、フィルター平面視において、略Ｃ字状に形成され、Ｃ字開口部において、固定反射膜５４に接続された反射膜接続電極が固定基板５１の測色装置１の頂点（例えば、図２における頂点Ｃ２）に向かって延出して形成されている。
【００４２】
一方、可動基板５２は、可動部５２１から固定基板５１側に突出する突出部５２５と、電極形成凹部５２６とを備えている。ここで、突出部５２５の突出先端面（突出面５２５Ａ）は、本発明の第一反射膜固定面を構成し、電極形成凹部５２６の底面５２６Ａは、本発明の第一電極面を構成し、底面５２６Ａは、突出面５２５Ａよりも固定基板５１からの距離が大きく形成されている。
そして、底面５２６Ａには、フィルター平面視において、固定電極５６１と重なる位置に、固定電極５６１に電極間ギャップＧ２を介して対向する可動電極５６２が設けられている。また、突出面５２５Ａには、固定反射膜５４に反射膜間ギャップＧ１を介して対向する可動反射膜５５が設けられ、この可動反射膜５５は、突出面５２５Ａから底面５２６Ａの一部に亘って設けられている。そして、可動反射膜５５の外周部は、固定電極５６１の内周部に積層され、積層部５７Ａを構成する。
【００４３】
このような波長可変干渉フィルター５Ａにおいても、上述した波長可変干渉フィルター５と同様に、可動反射膜５５が帯電した場合でも、可動電極５６２に電荷を逃がすことができる。また、固定反射膜５４が帯電した場合でも、反射膜接続電極により電荷を逃がすことができる。したがって、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間に静電引力が作用せず、固定電極５６１及び可動電極５６２間に印加する電圧を制御することで精度よく反射膜間ギャップＧ１の寸法を設定することができる。
【００４４】
また、上記実施形態及び図４に示す例では、互いに対向する一対の電極（固定電極５６１及び可動電極５６２）により静電アクチュエーター５６が構成される例を示したが、図５に示すように、複数の電極により静電アクチュエーター５６が形成される構成としてもよい。図５は、他の実施形態の波長可変干渉フィルター５Ｂの概略構成を示す断面図である。
図５に示す波長可変干渉フィルター５Ｂは、内側可動電極５６２Ａと、外側可動電極５６２Ｂとにより、可動電極５６２が構成される。このような波長可変干渉フィルター５Ｂでは、内側可動電極５６２Ａ及び固定電極５６１間に印加する電圧と、外側可動電極５６２Ｂ及び固定電極５６１間に印加する電圧をそれぞれ個別に制御することで、可動部５２１の変位量をより精度よく設定することができる。
【００４５】
さらに、上記実施形態では、図３に示すように、反射膜固定部５１２の可動基板５２に対向する反射膜固定面５１２Ａが、固定電極面５１１Ａよりも可動基板５２に近接して形成され、電極間ギャップＧ２の寸法が反射膜間ギャップＧ１の寸法より大きくなる例を示すが、これに限らない。固定電極面５１１Ａおよび反射膜固定面５１２Ａの高さ位置は、当該波長可変干渉フィルター５により透過させる光の波長域（測定波長域）、すなわち反射膜間ギャップＧ１の変化可能範囲や、電極間ギャップＧ２の寸法、固定反射膜５４や可動反射膜５５の厚み寸法等、により適宜設定される。したがって、例えば、固定電極面５１１Ａの中心部に、円柱凹溝上の反射膜固定溝が形成され、この反射膜固定溝の底面に反射膜固定面が形成される構成などとしてもよい。この場合、可動基板５２からの距離が大きくなる反射膜固定溝の底面部において、固定反射膜５４及び固定電極５６１が積層される積層部５７を設けることで、積層部５７の厚み寸法により、電極間ギャップＧ２の変動可能量が規制される不都合を回避することができる。
【００４６】
また、上記実施形態において、第一電極として、静電アクチュエーター５６を構成する固定電極５６１を例示したが、これに限定されない。例えば、固定基板５１の固定電極面５１１Ａに固定反射膜５４の電荷を除去するための帯電除去電極が設けられ、固定反射膜５４は、この帯電除去電極に積層されることで、帯電を除去してもよい。
また、図４に示す例においても、固定反射膜５４は、図示しない反射膜接続線に接続されて、この反射膜接続線から帯電が除去されるとしたが、例えば固定基板５１の固定電極面５１１Ａ上に、帯電除去電極を形成し、この帯電除去電極上で固定反射膜５４を積層させる構成としてもよい。この場合、反射膜固定面５１２Ａよりも、可動基板５２から距離が大きい固定電極面５１１Ａ上で、帯電除去電極と固定反射膜５４との積層体が形成されることになるため、この積層体の厚みにより反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲が狭まることがなく、かつ、帯電除去電極と固定反射膜５４とを面接触させることで、固定反射膜５４が帯電した場合でもより確実に電荷を逃がすことができる。
【００４７】
なお、上記実施形態、及び図４、図５に示す例では、電極間ギャップＧ２が反射膜間ギャップＧ１より大きくなる構成を例示したが、例えば電極間ギャップＧ２が反射膜間ギャップＧ１より小さくなる構成としてもよい。この場合、反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲が電極間ギャップＧ２により規制されることになるが、測定対象となる波長域に対して、十分な寸法が確保されている場合などであれば問題にならない。ただし、上述したように、静電引力は、距離の二乗に反比例して大きくなるため、電極間ギャップＧ２の距離が小さくなれば、反射膜間ギャップＧ１の制御が困難となる。
【００４８】
また、積層部５７は、固定電極５６１上に固定反射膜５４が積層されることで構成されたが、固定反射膜５４上に固定電極５６１が積層される構成としてもよい。
この場合、固定反射膜５４として、例えば銀合金等の劣化しやすい素材を用いると、固定反射膜５４の形成後の固定電極５６１の形成時に劣化が発生するおそれがあるが、例えば形成された固定反射膜５４をマスキング等することで、工程数が増大するが、劣化を抑えることもできる。また、固定反射膜５４が劣化する場合、通常、外周縁から劣化が進行するが、固定反射膜５４の外周縁が固定電極５６１により覆われる構成であれば、固定反射膜５４の劣化の進行を抑制することができる。
【００４９】
本発明の電子機器として、測色装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、電子機器を用いることができる。
例えば、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムとして用いることができる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の波長可変干渉フィルターを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器などのガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
【００５０】
図６は、波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図７は、図６のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置１００は、図６に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、および排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、および受光素子１３７（検出部）等を含む検出装置（光モジュール）と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部１３８、電力を供給する電力供給部１３９等から構成されている。また、光学部１３５は、光を射出する光源１３５Ａと、光源１３５Ａから入射された光をセンサーチップ１１０側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１３７側に透過するビームスプリッター１３５Ｂと、レンズ１３５Ｃ，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５を用いる構成を例示するが、上述した波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂを用いる構成としてもよい。
また、図７に示すように、ガス検出装置１００の表面には、操作パネル１４０、表示部１４１、外部とのインターフェイスのための接続部１４２、電力供給部１３９が設けられている。電力供給部１３９が二次電池の場合には、充電のための接続部１４３を備えてもよい。
さらに、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図７に示すように、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１４４、光源１３５Ａを制御するための光源ドライバー回路１４５、波長可変干渉フィルター５を制御するための電圧制御部１４６、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９、および排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。
【００５１】
次に、上記のようなガス検出装置１００の動作について、以下に説明する。
本体部１３０の上部のセンサー部カバー１３１の内部には、センサーチップ検出器１４８が設けられており、このセンサーチップ検出器１４８でセンサーチップ１１０の有無が検出される。信号処理部１４４は、センサーチップ検出器１４８からの検出信号を検出すると、センサーチップ１１０が装着された状態であると判断し、表示部１４１へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
【００５２】
そして、例えば利用者により操作パネル１４０が操作され、操作パネル１４０から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１４４へ出力されると、まず、信号処理部１４４は、光源ドライバー回路１４５に光源作動の信号を出力して光源１３５Ａを作動させる。光源１３５Ａが駆動されると、光源１３５Ａから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光を射出される。また、光源１３５Ａには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部１４４へ出力される。そして、信号処理部１４４は、光源１３５Ａから入力された温度や光量に基づいて、光源１３５Ａが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路１５０を制御して排出手段１３３を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１２０Ａから、吸引流路１２０Ｂ、センサーチップ１１０内、排出流路１２０Ｃ、排出口１２０Ｄへと誘導される。
【００５３】
また、センサーチップ１１０は、金属ナノ構造体が複数組み込まれ、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ１１０では、レーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成され、この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光、およびレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、電圧制御部１４６を制御し、波長可変干渉フィルター５に印加する電圧を調整し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。
信号処理部１４４は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ＲＯＭに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部１４４は、表示部１４１にその結果情報を表示させたり、接続部１４２から外部へ出力したりする。
【００５４】
なお、上記図６及び図７において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、本発明の波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。
【００５５】
また、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、上記のようなガスの検出に限られず、近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や、食物や生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の、物質成分分析装置を例示できる。
以下に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
【００５６】
図８は、波長可変干渉フィルター５を利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。なお、ここでは波長可変干渉フィルター５を用いているが、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂを用いる構成としてもよい。
この食物分析装置２００は、図８に示すように、検出器２１０（光モジュール）と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター５と、分光された光を検出する撮像部２１３（検出部）と、を備えている。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、波長可変干渉フィルター５を制御する電圧制御部２２２と、撮像部２１３を制御し、撮像部２１３で撮像された分光画像を取得する検出制御部２２３と、信号処理部２２４と、記憶部２２５と、を備えている。
【００５７】
この食物分析装置２００は、システムを駆動させると、光源制御部２２１により光源２１１が制御されて、光源２１１から測定対象物に光が照射される。そして、測定対象物で反射された光は、撮像レンズ２１２を通って波長可変干渉フィルター５に入射する。波長可変干渉フィルター５は電圧制御部２２２の制御により所望の波長を分光可能な電圧が印加されており、分光された光が、例えばＣＣＤカメラ等により構成される撮像部２１３で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部２２５に蓄積される。また、信号処理部２２４は、電圧制御部２２２を制御して波長可変干渉フィルター５に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。
【００５８】
そして、信号処理部２２４は、記憶部２２５に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部２２５には、例えばスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されており、信号処理部２２４は、求めたスペクトルのデータを、記憶部２２５に記憶された食物に関する情報を基に分析し、検出対象に含まれる食物成分、およびその含有量を求める。また、得られた食物成分および含有量から、食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。さらに、画像内のスペクトル分布を分析することで、検査対象の食物の中で鮮度が低下している部分の抽出等をも実施することができ、さらには、食物内に含まれる異物等の検出をも実施することができる。
そして、信号処理部２２４は、上述のようにした得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部２３０に表示させる処理をする。
【００５９】
また、図８において、食物分析装置２００の例を示すが、略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば血液等の体液成分を測定する装置として、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
さらには、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
【００６０】
さらには、本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
【００６１】
また、電子機器としては、本発明の波長可変干渉フィルターにより光を分光することで、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機などにも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図９は、分光カメラの概略構成を示す模式図である。分光カメラ３００は、図９に示すように、カメラ本体３１０と、撮像レンズユニット３２０と、撮像部３３０（検出部）とを備えている。
カメラ本体３１０は、利用者により把持、操作される部分である。
撮像レンズユニット３２０は、カメラ本体３１０に設けられ、入射した画像光を撮像部３３０に導光する。また、この撮像レンズユニット３２０は、図９に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、波長可変干渉フィルター５により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。
【００６２】
さらには、本発明の波長可変干渉フィルターをバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の波長可変干渉フィルターを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
【００６３】
さらには、光モジュールおよび電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルターにより、物質から射出された赤外エネルギー（赤外光）を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。
【００６４】
上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、および電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の波長可変干渉フィルターは、上述のように、１デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。
【００６５】
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などに適宜変更できる。
【符号の説明】
【００６６】
１…測色装置（電子機器）、３…測色センサー（光モジュール）、５，５Ａ，５Ｂ…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、３２…電圧制御部、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）、５７，５７Ａ…積層部、５１１Ａ…固定電極面（第一電極面）、５１２Ａ…反射膜固定面（第一反射膜固定面）、５５１…反射膜接続電極、５６１…固定電極（第一電極）、５６２…可動電極（第二電極）、Ｇ１…反射膜間ギャップ、Ｇ２…電極間ギャップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一電極と、
を備え、
前記第一基板は、
前記第一反射膜が設けられる第一反射膜固定面と、
前記第一電極が設けられ、前記第二基板からの距離が前記第一反射膜固定面とは異なる第一電極面と、を有し、
前記第一反射膜固定面及び前記第一電極面のうち、前記第二基板からの距離が大きい面に、前記第一反射膜及び前記第一電極を積層した積層部が設けられる
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記反射膜間ギャップよりも大きい電極間ギャップを介して、前記第一電極と対向する第二電極を備え、
前記積層部は、前記第一反射膜固定面から前記第一電極面に亘って延出した前記第一反射膜と、前記第一電極の外周縁とが積層されて構成される
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の波長可変干渉フルターにおいて、
前記積層部は、前記第一電極上に前記第一反射膜が積層されて構成される
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第二反射膜と接続された反射膜接続電極を備えた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の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る光を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記波長可変干渉フィルターは、前記第二反射膜に接続された反射膜接続電極を備え、
当該光モジュールは、前記反射膜接続電極と、前記第一電極とを同電位にする電圧制御部を備える
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項５または請求項６の記載の光モジュールを備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一電極と、
を備え、
前記第一基板は、
前記第一反射膜が設けられる第一反射膜固定面と、
前記第一電極が設けられ、前記第二基板からの距離が前記第一反射膜固定面とは異なる第一電極面と、を有し、
前記第一反射膜固定面及び前記第一電極面のうち、前記第二基板からの距離が大きい面に、前記第一反射膜及び前記第一電極を積層した積層部が設けられる
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記反射膜間ギャップよりも大きい電極間ギャップを介して、前記第一電極と対向する第二電極を備え、
前記積層部は、前記第一反射膜固定面から前記第一電極面に亘って延出した前記第一反射膜と、前記第一電極の外周縁とが積層されて構成される
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の波長可変干渉フルターにおいて、
前記積層部は、前記第一電極上に前記第一反射膜が積層されて構成される
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第二反射膜と接続された反射膜接続電極を備えた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の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る光を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記波長可変干渉フィルターは、前記第二反射膜に接続された反射膜接続電極を備え、
当該光モジュールは、前記反射膜接続電極と、前記第一電極とを同電位にする電圧制御部を備える
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項５または請求項６の記載の光モジュールを備えた
ことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２０７６５（Ｐ２０１２−２２０７６５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７２２５（Ｐ２０１１−８７２２５）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【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１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【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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