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】省電力化が可能な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、固定反射膜５４及び固定電極５６１が設けられた固定基板５１と、固定基板５１に対向し、可動反射膜５５及び可動電極５６２が設けられた可動基板５２と、を具備し、固定電極５６１及び可動電極５６２は、それぞれ透光性を有し、フィルター平面視において、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられた光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１を覆って設けられ、固定反射膜５４は、固定電極５６１を介して固定基板５１に設けられ、可動反射膜５５は、可動電極５６２を介して可動基板５２に設けられた。
【解決手段】波長可変干渉フィルター５は、固定反射膜５４及び固定電極５６１が設けられた固定基板５１と、固定基板５１に対向し、可動反射膜５５及び可動電極５６２が設けられた可動基板５２と、を具備し、固定電極５６１及び可動電極５６２は、それぞれ透光性を有し、フィルター平面視において、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられた光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１を覆って設けられ、固定反射膜５４は、固定電極５６１を介して固定基板５１に設けられ、可動反射膜５５は、可動電極５６２を介して可動基板５２に設けられた。
【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で、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、電極間に作用する静電引力は、互いに対向する電極の面積に比例して大きくなる。一方、上記特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターでは、反射層の外周縁よりも径外側に設けられた容量電極間で静電引力を作用させる構成であるため、反射膜が設けられる位置では、静電引力が作用しない。このため、電極間に印加する電圧を大きくして静電引力を稼ぐ必要があり、消費電力が増大するという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、省電力化が可能な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、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と所定の大きさの反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板に設けられた第一電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一電極と所定の大きさの電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を具備し、前記第一電極及び前記第二電極は、それぞれ透光性を有し、前記第一基板または前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が互いに対向して設けられた光干渉領域の内外に亘り、当該光干渉領域を覆って設けられ、前記第一反射膜は、前記第一電極を介して前記第一基板に設けられ、前記第二反射膜は、前記第二電極を介して前記第二基板に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第一電極及び第二電極は、ぞれぞれ、第一反射膜及び第二反射膜が設けられる光干渉領域の内外に亘って、光干渉領域を覆う状態に設けられている。つまり、本発明では、第一基板または第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、第一電極及び第二電極は、第一反射膜及び第二反射膜と重なる光干渉領域と、当該光干渉領域の外側の領域とに亘る領域（駆動領域）に設けられている。このような第一電極及び第二電極では、透光性を有しているため、第一反射膜及び第二反射膜からの光の入射・射出を阻害することがない。そして、光干渉領域を含む駆動領域に設けられた第一電極及び第二電極により、光干渉領域内においても基板間に静電引力を作用させることができる。したがって、例えば、第一電極及び第二電極が、光干渉領域の外側の径外側領域のみに設けられる従来の構成に比べて、第一電極及び第二電極の互いに対向する面の面積を増大させることができ、より大きい静電引力を電極間（基板間）に作用させることができる。これにより、従来よりも小さい電力で反射膜間ギャップの寸法を変動させることができ、省電力化を図ることができる。
【０００９】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一基板は、前記第二基板に対向する平坦な第一面を有し、前記第二基板は、前記第一基板に対向する平坦な第二面を有し、前記第一電極は、前記第一面に設けられ、前記第二電極は、前記第二面に設けられることが好ましい。
本発明では、第一基板は、第二基板に対向する平坦な第一面を有し、第二基板は、第一面に対向する平坦な第二面を有する。そして、第一電極は、第一基板の第一面に設けられ、第二電極は、第二基板の第二面に設けられている。したがって、これらの第一電極及び第二電極がそれぞれ平坦面に設けられることとなり、第一電極及び第二電極の間の電極間ギャップの寸法は、位置によらず一様な寸法に維持される。このため、第一電極及び第二電極の間に電圧を印加した場合、電極間ギャップにおいて、静電引力のムラが生じず、第一反射膜及び第二反射膜を平行に維持した状態で、反射膜間ギャップの寸法を変動させることができる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一反射膜は、均一厚み寸法を有する支持層を介して前記第一電極に設けられることが好ましい。
本発明では、第一反射膜は、第一電極に支持層を介して設けられる。このような構成では、電極間ギャップは、少なくとも支持層の厚み寸法分、反射膜間ギャップよりも大きく形成される。つまり、反射膜間ギャップを極めて０に近い値に設定した場合でも、電極間ギャップの寸法を、少なくとも支持層の厚み寸法以上確保できる。したがって、反射膜間ギャップの寸法を小さくした場合でも、第一電極及び第二電極間に作用する静電引力を容易に制御することができ、静電引力が急激に大きくなって反射膜同士が接触してしまう不都合を回避することができる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターは、前記支持層は、絶縁性を有し、前記第一電極の第二基板に対向する面全体を覆うことが好ましい。
本発明によれば、絶縁性を有する支持層により、第一電極の第二電極に対向する面の全体を覆うことで、第一電極及び第二電極間の放電等による電流リークを防止でき、精度よく反射膜間ギャップの寸法を所望値に設定することができる。
【００１２】
本発明の光モジュールは、上述の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、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光モジュールは、上述のような波長可変干渉フィルターを備えている。ここで、波長可変干渉フィルターは、上述したような作用効果を奏し、省電力化を図ることができるので、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においても、省電力化を図ることができる。
【００１３】
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、電子機器においても省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第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】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】第二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】第三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】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７】更に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８】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９】図８のガス検出装置のブロック図。
【図１０】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１１】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】
【００１５】
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。
【００１６】
〔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。
【００１７】
〔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。
【００１８】
（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、本発明の第二基板である固定基板５１、および本発明の第一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部５２３、第二接合部５１３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。
【００１９】
固定基板５１には、本発明の第二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、本発明の第一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、本発明の第二電極である固定電極５６１を介して設けられ、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、本発明の第一電極である可動電極５６２を介して固定されている。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。
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側に設けられる前述の固定電極５６１と、可動基板５２側に設けられる前述の可動電極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。ここで、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する。
【００２０】
（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である。具体的には、図３に示すように、固定基板５１は、可動基板５２に対向する平坦な固定対向面５１Ａ（本発明の第二面を構成）を有する。このような固定対向面５１Ａは、例えば、研削、研磨削等により、表面粗さＲａが５ｎｍ以下となる光学面に形成されている。
また、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。
【００２１】
固定基板５１の固定対向面５１Ａには、平面中心点Ｏを中心とした半径Ｒ２の光干渉領域Ａｒ２を含む半径Ｒ１の円領域（駆動領域Ａｒ１）に固定電極５６１が形成されている。なお、本実施形態では、固定電極５６１が円形状の駆動領域Ａｒ１に設けられる構成としたが、この駆動領域Ａｒ１としては、円形状の外周部の一部が欠ける構成や、一部にスリットが形成されるなどして分断される構成であってもよく、さらには、円形に限られず矩形状に形成されるものであってもよい。
また、固定基板５１の固定対向面５１Ａ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まで延出形成されている。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、電圧制御部３２に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
更に、固定基板５１には、頂点Ｃ３の位置に、固定電極５６１とは絶縁された第一対向電極５８１が設けられている。また、これらの第一対向電極５８１先端部は、電圧制御部３２に接続される第一対向電極パッド５８１Ｐを構成する。
これらの固定電極５６１及び固定引出電極５６３は、透光性の導電膜（例えばＩＴＯ：Indium Tin Oxide）により形成されており、波長可変干渉フィルター５に導入された光や、固定反射膜５４，可動反射膜５５間で多重干渉により取り出された光を透過させる。
【００２２】
そして、この固定電極５６１上には、平面中心点Ｏを中心とした半径Ｒ２（Ｒ２＜Ｒ１）の円領域（光干渉領域Ａｒ２）に円形の固定反射膜５４が設けられている。なお、光干渉領域Ａｒ２は、円形状に形成される例を示すが、これに限定されず、上記駆動領域Ａｒ１と同様に、例えば矩形状に形成される構成であってもよい。
この固定反射膜５４としては、金属膜により形成されるものであってもよく、誘電体多層膜により形成されるものであってもよく、さらには、誘電多層膜上にＡｇ合金が形成される構成などとしてもよい。金属単層膜としては、例えばＡｇや、Ａｇ合金の単層膜を用いることができ、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。なお、固定反射膜５４として、金属合金を用いる場合、固定電極５６１と固定反射膜５４とが接触することで、固定反射膜５４に帯電した電荷を固定電極５６１に逃がすこともできる。
一方、固定電極５６１と導電性の固定反射膜５４が接触する場合、固定反射膜５４が駆動電極として機能し、固定反射膜５４と可動電極５６２との間で静電引力が発生することも考えられる。この場合、駆動領域Ａｒ１における光干渉領域Ａｒ２と、当該光干渉領域Ａｒ２以外の外側領域とで、電極間の距離が固定反射膜５４の厚み寸法分だけ差が生じ、光干渉領域Ａｒ２と外側領域で作用する静電引力も異なる大きさとなることが考えられる。しかしながら、固定電極５６１は、それぞれ、固定基板５１の平坦な固定対向面５１Ａに設けられる膜であり、固定反射膜５４は、均一膜厚の固定電極５６１上に形成される膜であるため、光干渉領域Ａｒ２内で作用する静電引力にムラが生じず、駆動領域Ａｒ１における光干渉領域Ａｒ２以外の外側領域で作用する静電引力にもムラが生じない。したがって、固定電極５６１、可動電極５６２間に電圧印可した際に、可動部５２１が傾斜するなどの不都合がなく、正確に反射膜間ギャップＧ１の寸法を制御することができる。
なお、固定反射膜５４と固定電極５６１との間に、別途絶縁層を設ける構成などとしてもよい。この場合では、駆動領域Ａｒ１内において、光干渉領域Ａｒ２においても、光干渉領域Ａｒ２の外側領域においても、一様な静電引力を作用させることができる。
【００２３】
また、固定基板５１には、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、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ことができる。
【００２４】
（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ている。
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，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、及び第一対向電極パッド５８１Ｐが露出する。
【００２５】
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。この可動部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ている。つまり、可動部５２１は、フィルター平面視において、半径Ｒ１以上の円形状に形成されている。
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。
【００２６】
そして、可動部５２１の固定基板５１に対向する面は、固定対向面５１Ａに平行で、平坦な可動対向面５２Ａ（本発明の第一面を構成）となる。このような可動対向面５２Ａは、上述した固定対向面５１Ａと同様、例えば研削、研磨等により、表面粗さＲａが５ｎｍ以下となる光学面に形成されている。この可動対向面５２Ａには、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が設けられている。
【００２７】
可動電極５６２は、固定電極５６１と同様に、例えばＩＴＯ等の透光性の導電膜により形成され、フィルター平面視において、駆動領域Ａｒ１に設けられている。
また、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が設けられている。この可動引出電極５６４は、可動電極５６２と同様に透光性の導電膜により形成され、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５８により、固定基板５１の頂点Ｃ３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。
【００２８】
そして、可動電極５６２の固定電極５６１に対向する面のうち、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２領域と重なる位置には、可動反射膜５５が設けられている。この可動反射膜５５は、上述した固定反射膜５４と同一の構成、同一径寸法の反射膜が用いられている。すなわち、可動反射膜５５は、光干渉領域Ａｒ２を覆って設けられている。
【００２９】
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。
【００３０】
（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、及び第一対向電極パッド５８１Ｐ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及び第一対向電極パッド５８１Ｐを所定の電位に設定し、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して駆動させる。
【００３１】
〔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。
【００３２】
〔５．実施形態の作用効果〕
本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１の光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１上に固定電極５６１が設けられ、可動基板５２の光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１上に可動電極５６２が設けられ、これらの固定電極５６１及び可動電極５６２の光干渉領域Ａｒ２にそれぞれ固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられている。このため、静電アクチュエーター５６に電圧を印加することで、光干渉領域Ａｒ２内を含む駆動領域Ａｒ１の全体に静電引力が作用し、小さい電力でより大きい静電引力を固定基板５１，可動基板５２間に作用させることができる。したがって、波長可変干渉フィルター５における省電力化を図れ、測色センサー３や測色装置１における省電力にも貢献できる。
【００３３】
また、波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１の平坦な固定対向面５１Ａ上に固定電極５６１が設けられ、可動基板５２の平坦な可動対向面５２Ａ上に可動電極５６２が設けられている。
このような波長可変干渉フィルター５では、平坦な固定対向面５１Ａ上及び可動対向面５２Ａ上に固定電極５６１及び可動電極５６２を形成する構成であるため、例えばエッチング等により基板を加工して反射膜間ギャップＧ１の寸法と電極間ギャップＧ２の寸法とを異ならせる構成に比べて、固定電極５６１及び可動電極５６２間の電極間ギャップＧ２にバラつきがなく、静電引力のムラが発生しない。このため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が平行に維持された状態で可動部５２１を固定基板５１側に移動させて反射膜間ギャップＧ１の寸法を変化させることができ、所望の波長の光を精度よく取り出すことができる。
また、固定基板５１に対してエッチング処理を実施する必要がなく、例えば平坦な固定対向面５１Ａを有するガラス基材（母材）を、そのまま利用することができる。このため、製造工程を簡略化できるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
【００３４】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一実施形態では、可動反射膜５５は、可動電極５６２上に直接設けられている。これに対して、第二実施形態では、可動反射膜５５は、可動電極５６１上に支持層を介して設けられる。この点で、第二実施形態は第一実施形態と相違する。なお、以降の説明にあたり、第一実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略する。
【００３５】
図４は、第二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。
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の固定対向面５１Ａには、駆動領域Ａｒ１に固定電極５６１が設けられ、この固定電極５６１の可動基板５２に対向する面には、光干渉領域Ａｒ２に固定反射膜５４が設けられている。
【００３６】
可動基板５２の可動対向面５２Ａには、駆動領域Ａｒ１に可動電極５６２が設けられ、この可動電極５６２の固定基板５１に対向する面には、図４に示すように、均一な膜厚を有する支持層５７が設けられている。この支持層５７は、可動電極５６２の固定電極５６１に対向する面のうち、少なくとも光干渉領域Ａｒ２を覆って形成されている。この支持層５７としては、透光性を有する素材により形成されている。また、支持層５７は、絶縁性を有することが好ましい。このような素材としては、例えばＳｉＯ２や、ＴｉＯ２等を用いることができる。
【００３７】
この支持層５７の固定基板５１に対向する面は平坦、かつ可動対向面５２Ａと平行な平面（反射膜固定面５７Ａ）であり、本発明の第三面を構成する。
そして、この支持層５７の反射膜固定面５７Ａ上には、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２領域と重なる位置に可動反射膜５５が設けられている。
【００３８】
ここで、可動反射膜５５は、可動電極５６２上に設けられた支持層５７の反射膜固定面５７Ａ上に設けられる構成であるため、可動電極５６２の表面より固定基板５１側に位置して形成されることとなる。したがって、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の電極間ギャップＧ２は、可動反射膜５５及び固定反射膜５４の間の反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きくなる。このような構成では、反射膜間ギャップＧ１の変動可能量を大きくすることができ、波長可変干渉フィルター５により分光可能な波長域を広域化することができる。つまり、電極間ギャップＧ２の寸法が反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも小さくなる場合、反射膜間ギャップＧ１の初期寸法をｇ１０とし、電極間ギャップＧ２の初期寸法をｇ２０とすると、反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲ｇは、（ｇ１０−ｇ２０）＜ｇ≦ｇ１０となる。これに対して、電極間ギャップＧ２の寸法が反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きくなる場合では、反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲ｇは、０＜ｇ≦ｇ１０となり、反射膜間ギャップＧ１の設定値の幅を広げることができる。
【００３９】
（第二実施形態の作用効果）
上述したような第二実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａでは、上記第一実施形態の波長可変干渉フィルター５の効果に加え、次のような効果を奏する。
すなわち、波長可変干渉フィルター５Ａは、可動基板５２の可動電極５６２上に支持層５７が形成され、この支持層５７の反射膜固定面５７Ａ上に可動反射膜５５が形成されている。このため、支持層５７の厚み寸法分だけ、電極間ギャップＧ２の寸法を反射膜間ギャップＧ１の寸法より大きくでき、反射膜間ギャップＧ１の寸法の変動可能量を大きくできる。したがって、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、所望の目標値に設定することができる。したがって、波長可変干渉フィルター５の分解能の低下を阻止でき、かつ測色センサー３において所望の波長の光の光量を正確に測定することができ、かつ測色装置１において検査対象Ａの正確な色度を測定することができる。
【００４０】
また、支持層５７は、例えばＳｉＯ２やＴｉＯ２等の絶縁性を有する素材により、構成されている。このため、可動反射膜５５と可動電極５６２とが絶縁されるため、可動電極５６２に電圧を印加した際に可動反射膜５５に電荷が移動することがなく、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できる。
また、固定電極５６１と固定反射膜５４との間に絶縁層を介在させる構成としてもよく、この場合、固定反射膜５４や可動反射膜５５が金属膜であっても、これらの固定反射膜５４及び可動反射膜５５間で作用する静電引力を考慮する必要がなく、固定電極５６１及び可動電極５６２間への電圧により電極間ギャップＧ２の寸法を所望の値に設定することができる。
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第二実施形態では、支持層５７は、可動電極５６２上の光干渉領域Ａｒ２に形成される構成としたが、第三実施形態では、支持層は可動電極の全面を覆って形成される。この点で、本実施形態は、第二実施形態と相違する。
【００４１】
図５は、第三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である。なお、以降の説明に当たり、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、その説明を省略または簡略する。
【００４２】
波長可変干渉フィルター５Ｂは、第一及び第二実施形態の波長可変干渉フィルター５，５Ａと同様に、平坦な固定対向面５１Ａを有する固定基板５１、及び平坦な可動対向面５２Ａを有する可動基板５２を備えている。そして、固定基板５１の固定対向面５１Ａ上には、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１に固定電極５６１が設けられ、この固定電極５６１の可動基板５２に対向する面における光干渉領域Ａｒ２に固定反射膜５４が設けられている。
また、可動基板５２の可動対向面５２Ａには、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１に可動電極５６２が設けられ、この可動電極５６２の固定基板５１に対向する面全体、すなわち駆動領域Ａｒ１に絶縁性を有する支持層５７が設けられている。そして、この支持層５７の可動基板５２に対向する面のうち、光干渉領域Ａｒ２に反射膜間ギャップＧ１を介して固定反射膜５４に対向する可動反射膜５５が設けられている。つまり、支持層５７は、フィルター平面視において、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられる光干渉領域Ａｒ２を含む、駆動領域Ａｒ１の全体を覆って形成されている。
【００４３】
このような構成の波長可変干渉フィルター５Ｂでは、可動電極５６２の固定電極５６１全体に絶縁性を有する支持層５７が設けられている。このため、固定電極５６１及び可動電極５６２間での放電等によりリークを防止することができ、静電アクチュエーター５６の制御をより容易に実施することができ、精度よく反射膜間ギャップＧ１の寸法を調整することができる。
【００４４】
[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、上記第二及び第三実施形態では、第一基板として可動基板５２を例示し、可動基板５２の可動対向面５２Ａに支持層５７が設けられる構成を示したが、図６に示す波長可変干渉フィルター５Ｃのような構成としてもよい。
すなわち、本発明の第一基板を固定基板５１とし、固定基板５１の固定対向面５１Ａ上に支持層５７が形成され、支持層５７の可動基板５２に対向する面上に固定反射膜５４が形成される構成としてもよい。このような構成であっても、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられる光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１に固定電極５６１及び可動電極５６２が設けられ、静電アクチュエーター５６による静電引力を大きくでき、省電力化を促進できる。また、電極間ギャップＧ２の寸法を反射膜間ギャップＧ１より大きくするために、固定基板５１や可動基板５２にエッチング等により凹部を形成する必要がなく、固定電極５６１及び可動電極５６２を平坦面に形成することができ、波長可変干渉フィルター５Ｃの分解能の低下を防止できる。
さらには、固定基板５１の固定対向面５１Ａ及び可動基板５２の可動対向面５２Ａの双方に支持層５７が設けられ、固定対向面５１Ａ上の支持層に固定反射膜５４が設けられ、可動対向面５２Ａ上の支持層に可動反射膜５５が設けられる構成などとしてもよい。この場合、上述のように、絶縁性の支持層５７を用いることで、固定反射膜５４及び可動反射膜５５がそれぞれ固定電極５６１及び可動電極５６２と導通されないため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間での静電引力発生を防止できる。
【００４５】
また、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７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７に示す例では、波長可変干渉フィルター５Ｄには、可動基板５２の可動対向面５２Ａのうち、平面中心点から半径Ｒ３（Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ１）の円領域である第一駆動領域Ａｒ３に内側可動電極５６２Ａが設けられる。また、可動対向面５２Ａのうち、第一駆動領域Ａｒ３よりも径外側に設けられ、平面中心点から半径Ｒ３の内周縁、平面中心点から半径Ｒ１の外周縁を有する円環状領域である第二駆動領域Ａｒ４に外側可動電極５６２Ｂが設けられる。
このような構成でも、光干渉領域Ａｒ２内で静電引力を作用させることができるので、上記実施形態と同様の作用効果をえることができる。また、波長可変干渉フィルター５Ｄ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間において印加する電圧とを異ならせることで、内側可動電極５６２Ａ及び固定電極５６１間で作用させる静電引力と、外側可動電極５６２Ｂ及び固定電極５６１間で作用させる静電引力とを変えることができる。これにより、可動部５２１の変位量をより精度よく制御することができ、反射膜間ギャップＧ１の寸法をより細かく、かつ精度よく設定することができる。
【００４６】
そして、上記実施形態では、可動電極５２の可動対向面５２Ａに可動電極５６２が設けられる支持層構成を例示したが、これに限定されない。例えば、可動部５２１の固定基板５１に対向する可動対向面５２Ａに、可動反射膜５５が設けられ、可動部５２１の可動対向面５２Ａとは反対側の面に駆動領域Ａｒ１を覆う可動電極５６２が設けられる構成としてもよい。この場合であっても、光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１内全体に静電引力を作用させることができ、かつ、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、測定対象となる波長域を広域化できる。また、可動電極５６２が外部に露出する構成であるため、可動電極５６２に接続された可動引出電極５６４を直接電圧制御部３２に結線されたリード線等を接続することができる。したがって、固定基板５１に第一対向電極５８１や導電性部材５８を設ける必要がなく、構成を簡単にできる。
【００４７】
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。
【００４８】
図８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９は、図８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８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１１０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，レンズ１３５Ｄ，レンズ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，５Ｃ，５Ｄを用いる構成としてもよい。
また、図９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９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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、上記図８及び図９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。
【００５３】
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。
【００５４】
図１０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，５Ｃ，５Ｄを用いる構成としてもよい。
この食物分析装置２００は、図１０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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
また、図１０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。
【００５８】
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。
【００５９】
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１１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１１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１１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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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】
【００６４】
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，５Ｃ，５Ｄ…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、５１…固定基板（第二基板）、５１Ａ…固定対向面（第二面）、５２…可動基板（第一基板）、５２Ａ…可動対向面（第一面）、５４…固定反射膜（第二反射膜）、５５…可動反射膜（第一反射膜）、５７…支持層、５７Ａ…反射膜固定面（第三面）、１００…ガス検出装置（電子機器）、２００…食物分析装置（電子機器）、２１０…検出器（光モジュール）、３００…分光カメラ（電子機器）、５６１…固定電極（第二電極）、５６２…可動電極（第一電極）、Ａｒ１…有効領域、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で、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、電極間に作用する静電引力は、互いに対向する電極の面積に比例して大きくなる。一方、上記特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターでは、反射層の外周縁よりも径外側に設けられた容量電極間で静電引力を作用させる構成であるため、反射膜が設けられる位置では、静電引力が作用しない。このため、電極間に印加する電圧を大きくして静電引力を稼ぐ必要があり、消費電力が増大するという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、省電力化が可能な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、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と所定の大きさの反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板に設けられた第一電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一電極と所定の大きさの電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を具備し、前記第一電極及び前記第二電極は、それぞれ透光性を有し、前記第一基板または前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が互いに対向して設けられた光干渉領域の内外に亘り、当該光干渉領域を覆って設けられ、前記第一反射膜は、前記第一電極を介して前記第一基板に設けられ、前記第二反射膜は、前記第二電極を介して前記第二基板に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第一電極及び第二電極は、ぞれぞれ、第一反射膜及び第二反射膜が設けられる光干渉領域の内外に亘って、光干渉領域を覆う状態に設けられている。つまり、本発明では、第一基板または第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、第一電極及び第二電極は、第一反射膜及び第二反射膜と重なる光干渉領域と、当該光干渉領域の外側の領域とに亘る領域（駆動領域）に設けられている。このような第一電極及び第二電極では、透光性を有しているため、第一反射膜及び第二反射膜からの光の入射・射出を阻害することがない。そして、光干渉領域を含む駆動領域に設けられた第一電極及び第二電極により、光干渉領域内においても基板間に静電引力を作用させることができる。したがって、例えば、第一電極及び第二電極が、光干渉領域の外側の径外側領域のみに設けられる従来の構成に比べて、第一電極及び第二電極の互いに対向する面の面積を増大させることができ、より大きい静電引力を電極間（基板間）に作用させることができる。これにより、従来よりも小さい電力で反射膜間ギャップの寸法を変動させることができ、省電力化を図ることができる。
【０００９】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一基板は、前記第二基板に対向する平坦な第一面を有し、前記第二基板は、前記第一基板に対向する平坦な第二面を有し、前記第一電極は、前記第一面に設けられ、前記第二電極は、前記第二面に設けられることが好ましい。
本発明では、第一基板は、第二基板に対向する平坦な第一面を有し、第二基板は、第一面に対向する平坦な第二面を有する。そして、第一電極は、第一基板の第一面に設けられ、第二電極は、第二基板の第二面に設けられている。したがって、これらの第一電極及び第二電極がそれぞれ平坦面に設けられることとなり、第一電極及び第二電極の間の電極間ギャップの寸法は、位置によらず一様な寸法に維持される。このため、第一電極及び第二電極の間に電圧を印加した場合、電極間ギャップにおいて、静電引力のムラが生じず、第一反射膜及び第二反射膜を平行に維持した状態で、反射膜間ギャップの寸法を変動させることができる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一反射膜は、均一厚み寸法を有する支持層を介して前記第一電極に設けられることが好ましい。
本発明では、第一反射膜は、第一電極に支持層を介して設けられる。このような構成では、電極間ギャップは、少なくとも支持層の厚み寸法分、反射膜間ギャップよりも大きく形成される。つまり、反射膜間ギャップを極めて０に近い値に設定した場合でも、電極間ギャップの寸法を、少なくとも支持層の厚み寸法以上確保できる。したがって、反射膜間ギャップの寸法を小さくした場合でも、第一電極及び第二電極間に作用する静電引力を容易に制御することができ、静電引力が急激に大きくなって反射膜同士が接触してしまう不都合を回避することができる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターは、前記支持層は、絶縁性を有し、前記第一電極の第二基板に対向する面全体を覆うことが好ましい。
本発明によれば、絶縁性を有する支持層により、第一電極の第二電極に対向する面の全体を覆うことで、第一電極及び第二電極間の放電等による電流リークを防止でき、精度よく反射膜間ギャップの寸法を所望値に設定することができる。
【００１２】
本発明の光モジュールは、上述の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、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光モジュールは、上述のような波長可変干渉フィルターを備えている。ここで、波長可変干渉フィルターは、上述したような作用効果を奏し、省電力化を図ることができるので、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においても、省電力化を図ることができる。
【００１３】
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、電子機器においても省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第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】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】第二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】第三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】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７】更に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８】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９】図８のガス検出装置のブロック図。
【図１０】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１１】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】
【００１５】
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。
【００１６】
〔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。
【００１７】
〔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。
【００１８】
（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、本発明の第二基板である固定基板５１、および本発明の第一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部５２３、第二接合部５１３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。
【００１９】
固定基板５１には、本発明の第二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、本発明の第一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、本発明の第二電極である固定電極５６１を介して設けられ、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、本発明の第一電極である可動電極５６２を介して固定されている。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。
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側に設けられる前述の固定電極５６１と、可動基板５２側に設けられる前述の可動電極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。ここで、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する。
【００２０】
（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である。具体的には、図３に示すように、固定基板５１は、可動基板５２に対向する平坦な固定対向面５１Ａ（本発明の第二面を構成）を有する。このような固定対向面５１Ａは、例えば、研削、研磨削等により、表面粗さＲａが５ｎｍ以下となる光学面に形成されている。
また、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。
【００２１】
固定基板５１の固定対向面５１Ａには、平面中心点Ｏを中心とした半径Ｒ２の光干渉領域Ａｒ２を含む半径Ｒ１の円領域（駆動領域Ａｒ１）に固定電極５６１が形成されている。なお、本実施形態では、固定電極５６１が円形状の駆動領域Ａｒ１に設けられる構成としたが、この駆動領域Ａｒ１としては、円形状の外周部の一部が欠ける構成や、一部にスリットが形成されるなどして分断される構成であってもよく、さらには、円形に限られず矩形状に形成されるものであってもよい。
また、固定基板５１の固定対向面５１Ａ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まで延出形成されている。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、電圧制御部３２に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
更に、固定基板５１には、頂点Ｃ３の位置に、固定電極５６１とは絶縁された第一対向電極５８１が設けられている。また、これらの第一対向電極５８１先端部は、電圧制御部３２に接続される第一対向電極パッド５８１Ｐを構成する。
これらの固定電極５６１及び固定引出電極５６３は、透光性の導電膜（例えばＩＴＯ：Indium Tin Oxide）により形成されており、波長可変干渉フィルター５に導入された光や、固定反射膜５４，可動反射膜５５間で多重干渉により取り出された光を透過させる。
【００２２】
そして、この固定電極５６１上には、平面中心点Ｏを中心とした半径Ｒ２（Ｒ２＜Ｒ１）の円領域（光干渉領域Ａｒ２）に円形の固定反射膜５４が設けられている。なお、光干渉領域Ａｒ２は、円形状に形成される例を示すが、これに限定されず、上記駆動領域Ａｒ１と同様に、例えば矩形状に形成される構成であってもよい。
この固定反射膜５４としては、金属膜により形成されるものであってもよく、誘電体多層膜により形成されるものであってもよく、さらには、誘電多層膜上にＡｇ合金が形成される構成などとしてもよい。金属単層膜としては、例えばＡｇや、Ａｇ合金の単層膜を用いることができ、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。なお、固定反射膜５４として、金属合金を用いる場合、固定電極５６１と固定反射膜５４とが接触することで、固定反射膜５４に帯電した電荷を固定電極５６１に逃がすこともできる。
一方、固定電極５６１と導電性の固定反射膜５４が接触する場合、固定反射膜５４が駆動電極として機能し、固定反射膜５４と可動電極５６２との間で静電引力が発生することも考えられる。この場合、駆動領域Ａｒ１における光干渉領域Ａｒ２と、当該光干渉領域Ａｒ２以外の外側領域とで、電極間の距離が固定反射膜５４の厚み寸法分だけ差が生じ、光干渉領域Ａｒ２と外側領域で作用する静電引力も異なる大きさとなることが考えられる。しかしながら、固定電極５６１は、それぞれ、固定基板５１の平坦な固定対向面５１Ａに設けられる膜であり、固定反射膜５４は、均一膜厚の固定電極５６１上に形成される膜であるため、光干渉領域Ａｒ２内で作用する静電引力にムラが生じず、駆動領域Ａｒ１における光干渉領域Ａｒ２以外の外側領域で作用する静電引力にもムラが生じない。したがって、固定電極５６１、可動電極５６２間に電圧印可した際に、可動部５２１が傾斜するなどの不都合がなく、正確に反射膜間ギャップＧ１の寸法を制御することができる。
なお、固定反射膜５４と固定電極５６１との間に、別途絶縁層を設ける構成などとしてもよい。この場合では、駆動領域Ａｒ１内において、光干渉領域Ａｒ２においても、光干渉領域Ａｒ２の外側領域においても、一様な静電引力を作用させることができる。
【００２３】
また、固定基板５１には、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、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ことができる。
【００２４】
（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ている。
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，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、及び第一対向電極パッド５８１Ｐが露出する。
【００２５】
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。この可動部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ている。つまり、可動部５２１は、フィルター平面視において、半径Ｒ１以上の円形状に形成されている。
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。
【００２６】
そして、可動部５２１の固定基板５１に対向する面は、固定対向面５１Ａに平行で、平坦な可動対向面５２Ａ（本発明の第一面を構成）となる。このような可動対向面５２Ａは、上述した固定対向面５１Ａと同様、例えば研削、研磨等により、表面粗さＲａが５ｎｍ以下となる光学面に形成されている。この可動対向面５２Ａには、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が設けられている。
【００２７】
可動電極５６２は、固定電極５６１と同様に、例えばＩＴＯ等の透光性の導電膜により形成され、フィルター平面視において、駆動領域Ａｒ１に設けられている。
また、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が設けられている。この可動引出電極５６４は、可動電極５６２と同様に透光性の導電膜により形成され、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５８により、固定基板５１の頂点Ｃ３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。
【００２８】
そして、可動電極５６２の固定電極５６１に対向する面のうち、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２領域と重なる位置には、可動反射膜５５が設けられている。この可動反射膜５５は、上述した固定反射膜５４と同一の構成、同一径寸法の反射膜が用いられている。すなわち、可動反射膜５５は、光干渉領域Ａｒ２を覆って設けられている。
【００２９】
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。
【００３０】
（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、及び第一対向電極パッド５８１Ｐ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及び第一対向電極パッド５８１Ｐを所定の電位に設定し、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して駆動させる。
【００３１】
〔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。
【００３２】
〔５．実施形態の作用効果〕
本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１の光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１上に固定電極５６１が設けられ、可動基板５２の光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１上に可動電極５６２が設けられ、これらの固定電極５６１及び可動電極５６２の光干渉領域Ａｒ２にそれぞれ固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられている。このため、静電アクチュエーター５６に電圧を印加することで、光干渉領域Ａｒ２内を含む駆動領域Ａｒ１の全体に静電引力が作用し、小さい電力でより大きい静電引力を固定基板５１，可動基板５２間に作用させることができる。したがって、波長可変干渉フィルター５における省電力化を図れ、測色センサー３や測色装置１における省電力にも貢献できる。
【００３３】
また、波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１の平坦な固定対向面５１Ａ上に固定電極５６１が設けられ、可動基板５２の平坦な可動対向面５２Ａ上に可動電極５６２が設けられている。
このような波長可変干渉フィルター５では、平坦な固定対向面５１Ａ上及び可動対向面５２Ａ上に固定電極５６１及び可動電極５６２を形成する構成であるため、例えばエッチング等により基板を加工して反射膜間ギャップＧ１の寸法と電極間ギャップＧ２の寸法とを異ならせる構成に比べて、固定電極５６１及び可動電極５６２間の電極間ギャップＧ２にバラつきがなく、静電引力のムラが発生しない。このため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が平行に維持された状態で可動部５２１を固定基板５１側に移動させて反射膜間ギャップＧ１の寸法を変化させることができ、所望の波長の光を精度よく取り出すことができる。
また、固定基板５１に対してエッチング処理を実施する必要がなく、例えば平坦な固定対向面５１Ａを有するガラス基材（母材）を、そのまま利用することができる。このため、製造工程を簡略化できるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
【００３４】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一実施形態では、可動反射膜５５は、可動電極５６２上に直接設けられている。これに対して、第二実施形態では、可動反射膜５５は、可動電極５６１上に支持層を介して設けられる。この点で、第二実施形態は第一実施形態と相違する。なお、以降の説明にあたり、第一実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略する。
【００３５】
図４は、第二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。
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の固定対向面５１Ａには、駆動領域Ａｒ１に固定電極５６１が設けられ、この固定電極５６１の可動基板５２に対向する面には、光干渉領域Ａｒ２に固定反射膜５４が設けられている。
【００３６】
可動基板５２の可動対向面５２Ａには、駆動領域Ａｒ１に可動電極５６２が設けられ、この可動電極５６２の固定基板５１に対向する面には、図４に示すように、均一な膜厚を有する支持層５７が設けられている。この支持層５７は、可動電極５６２の固定電極５６１に対向する面のうち、少なくとも光干渉領域Ａｒ２を覆って形成されている。この支持層５７としては、透光性を有する素材により形成されている。また、支持層５７は、絶縁性を有することが好ましい。このような素材としては、例えばＳｉＯ２や、ＴｉＯ２等を用いることができる。
【００３７】
この支持層５７の固定基板５１に対向する面は平坦、かつ可動対向面５２Ａと平行な平面（反射膜固定面５７Ａ）であり、本発明の第三面を構成する。
そして、この支持層５７の反射膜固定面５７Ａ上には、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２領域と重なる位置に可動反射膜５５が設けられている。
【００３８】
ここで、可動反射膜５５は、可動電極５６２上に設けられた支持層５７の反射膜固定面５７Ａ上に設けられる構成であるため、可動電極５６２の表面より固定基板５１側に位置して形成されることとなる。したがって、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の電極間ギャップＧ２は、可動反射膜５５及び固定反射膜５４の間の反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きくなる。このような構成では、反射膜間ギャップＧ１の変動可能量を大きくすることができ、波長可変干渉フィルター５により分光可能な波長域を広域化することができる。つまり、電極間ギャップＧ２の寸法が反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも小さくなる場合、反射膜間ギャップＧ１の初期寸法をｇ１０とし、電極間ギャップＧ２の初期寸法をｇ２０とすると、反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲ｇは、（ｇ１０−ｇ２０）＜ｇ≦ｇ１０となる。これに対して、電極間ギャップＧ２の寸法が反射膜間ギャップＧ１の寸法よりも大きくなる場合では、反射膜間ギャップＧ１の変動可能範囲ｇは、０＜ｇ≦ｇ１０となり、反射膜間ギャップＧ１の設定値の幅を広げることができる。
【００３９】
（第二実施形態の作用効果）
上述したような第二実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａでは、上記第一実施形態の波長可変干渉フィルター５の効果に加え、次のような効果を奏する。
すなわち、波長可変干渉フィルター５Ａは、可動基板５２の可動電極５６２上に支持層５７が形成され、この支持層５７の反射膜固定面５７Ａ上に可動反射膜５５が形成されている。このため、支持層５７の厚み寸法分だけ、電極間ギャップＧ２の寸法を反射膜間ギャップＧ１の寸法より大きくでき、反射膜間ギャップＧ１の寸法の変動可能量を大きくできる。したがって、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、所望の目標値に設定することができる。したがって、波長可変干渉フィルター５の分解能の低下を阻止でき、かつ測色センサー３において所望の波長の光の光量を正確に測定することができ、かつ測色装置１において検査対象Ａの正確な色度を測定することができる。
【００４０】
また、支持層５７は、例えばＳｉＯ２やＴｉＯ２等の絶縁性を有する素材により、構成されている。このため、可動反射膜５５と可動電極５６２とが絶縁されるため、可動電極５６２に電圧を印加した際に可動反射膜５５に電荷が移動することがなく、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できる。
また、固定電極５６１と固定反射膜５４との間に絶縁層を介在させる構成としてもよく、この場合、固定反射膜５４や可動反射膜５５が金属膜であっても、これらの固定反射膜５４及び可動反射膜５５間で作用する静電引力を考慮する必要がなく、固定電極５６１及び可動電極５６２間への電圧により電極間ギャップＧ２の寸法を所望の値に設定することができる。
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第二実施形態では、支持層５７は、可動電極５６２上の光干渉領域Ａｒ２に形成される構成としたが、第三実施形態では、支持層は可動電極の全面を覆って形成される。この点で、本実施形態は、第二実施形態と相違する。
【００４１】
図５は、第三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である。なお、以降の説明に当たり、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、その説明を省略または簡略する。
【００４２】
波長可変干渉フィルター５Ｂは、第一及び第二実施形態の波長可変干渉フィルター５，５Ａと同様に、平坦な固定対向面５１Ａを有する固定基板５１、及び平坦な可動対向面５２Ａを有する可動基板５２を備えている。そして、固定基板５１の固定対向面５１Ａ上には、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１に固定電極５６１が設けられ、この固定電極５６１の可動基板５２に対向する面における光干渉領域Ａｒ２に固定反射膜５４が設けられている。
また、可動基板５２の可動対向面５２Ａには、フィルター平面視において、光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１に可動電極５６２が設けられ、この可動電極５６２の固定基板５１に対向する面全体、すなわち駆動領域Ａｒ１に絶縁性を有する支持層５７が設けられている。そして、この支持層５７の可動基板５２に対向する面のうち、光干渉領域Ａｒ２に反射膜間ギャップＧ１を介して固定反射膜５４に対向する可動反射膜５５が設けられている。つまり、支持層５７は、フィルター平面視において、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられる光干渉領域Ａｒ２を含む、駆動領域Ａｒ１の全体を覆って形成されている。
【００４３】
このような構成の波長可変干渉フィルター５Ｂでは、可動電極５６２の固定電極５６１全体に絶縁性を有する支持層５７が設けられている。このため、固定電極５６１及び可動電極５６２間での放電等によりリークを防止することができ、静電アクチュエーター５６の制御をより容易に実施することができ、精度よく反射膜間ギャップＧ１の寸法を調整することができる。
【００４４】
[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、上記第二及び第三実施形態では、第一基板として可動基板５２を例示し、可動基板５２の可動対向面５２Ａに支持層５７が設けられる構成を示したが、図６に示す波長可変干渉フィルター５Ｃのような構成としてもよい。
すなわち、本発明の第一基板を固定基板５１とし、固定基板５１の固定対向面５１Ａ上に支持層５７が形成され、支持層５７の可動基板５２に対向する面上に固定反射膜５４が形成される構成としてもよい。このような構成であっても、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が設けられる光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１に固定電極５６１及び可動電極５６２が設けられ、静電アクチュエーター５６による静電引力を大きくでき、省電力化を促進できる。また、電極間ギャップＧ２の寸法を反射膜間ギャップＧ１より大きくするために、固定基板５１や可動基板５２にエッチング等により凹部を形成する必要がなく、固定電極５６１及び可動電極５６２を平坦面に形成することができ、波長可変干渉フィルター５Ｃの分解能の低下を防止できる。
さらには、固定基板５１の固定対向面５１Ａ及び可動基板５２の可動対向面５２Ａの双方に支持層５７が設けられ、固定対向面５１Ａ上の支持層に固定反射膜５４が設けられ、可動対向面５２Ａ上の支持層に可動反射膜５５が設けられる構成などとしてもよい。この場合、上述のように、絶縁性の支持層５７を用いることで、固定反射膜５４及び可動反射膜５５がそれぞれ固定電極５６１及び可動電極５６２と導通されないため、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間での静電引力発生を防止できる。
【００４５】
また、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７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７に示す例では、波長可変干渉フィルター５Ｄには、可動基板５２の可動対向面５２Ａのうち、平面中心点から半径Ｒ３（Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ１）の円領域である第一駆動領域Ａｒ３に内側可動電極５６２Ａが設けられる。また、可動対向面５２Ａのうち、第一駆動領域Ａｒ３よりも径外側に設けられ、平面中心点から半径Ｒ３の内周縁、平面中心点から半径Ｒ１の外周縁を有する円環状領域である第二駆動領域Ａｒ４に外側可動電極５６２Ｂが設けられる。
このような構成でも、光干渉領域Ａｒ２内で静電引力を作用させることができるので、上記実施形態と同様の作用効果をえることができる。また、波長可変干渉フィルター５Ｄ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間において印加する電圧とを異ならせることで、内側可動電極５６２Ａ及び固定電極５６１間で作用させる静電引力と、外側可動電極５６２Ｂ及び固定電極５６１間で作用させる静電引力とを変えることができる。これにより、可動部５２１の変位量をより精度よく制御することができ、反射膜間ギャップＧ１の寸法をより細かく、かつ精度よく設定することができる。
【００４６】
そして、上記実施形態では、可動電極５２の可動対向面５２Ａに可動電極５６２が設けられる支持層構成を例示したが、これに限定されない。例えば、可動部５２１の固定基板５１に対向する可動対向面５２Ａに、可動反射膜５５が設けられ、可動部５２１の可動対向面５２Ａとは反対側の面に駆動領域Ａｒ１を覆う可動電極５６２が設けられる構成としてもよい。この場合であっても、光干渉領域Ａｒ２を含む駆動領域Ａｒ１内全体に静電引力を作用させることができ、かつ、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、測定対象となる波長域を広域化できる。また、可動電極５６２が外部に露出する構成であるため、可動電極５６２に接続された可動引出電極５６４を直接電圧制御部３２に結線されたリード線等を接続することができる。したがって、固定基板５１に第一対向電極５８１や導電性部材５８を設ける必要がなく、構成を簡単にできる。
【００４７】
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。
【００４８】
図８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９は、図８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８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１１０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，レンズ１３５Ｄ，レンズ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，５Ｃ，５Ｄを用いる構成としてもよい。
また、図９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９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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、上記図８及び図９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。
【００５３】
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。
【００５４】
図１０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，５Ｃ，５Ｄを用いる構成としてもよい。
この食物分析装置２００は、図１０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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
また、図１０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。
【００５８】
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。
【００５９】
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１１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１１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１１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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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】
【００６４】
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，５Ｃ，５Ｄ…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、５１…固定基板（第二基板）、５１Ａ…固定対向面（第二面）、５２…可動基板（第一基板）、５２Ａ…可動対向面（第一面）、５４…固定反射膜（第二反射膜）、５５…可動反射膜（第一反射膜）、５７…支持層、５７Ａ…反射膜固定面（第三面）、１００…ガス検出装置（電子機器）、２００…食物分析装置（電子機器）、２１０…検出器（光モジュール）、３００…分光カメラ（電子機器）、５６１…固定電極（第二電極）、５６２…可動電極（第一電極）、Ａｒ１…有効領域、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、
前記第一基板に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と所定の大きさの反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一基板に設けられた第一電極と、
前記第二基板に設けられ、前記第一電極と所定の大きさの電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を具備し、
前記第一電極及び前記第二電極は、それぞれ透光性を有し、前記第一基板または前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が互いに対向して設けられた光干渉領域の内外に亘り、当該光干渉領域を覆って設けられ、
前記第一反射膜は、前記第一電極を介して前記第一基板に設けられ、
前記第二反射膜は、前記第二電極を介して前記第二基板に設けられた
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、
前記第一基板は、前記第二基板に対向する平坦な第一面を有し、
前記第二基板は、前記第一基板に対向する平坦な第二面を有し、
前記第一電極は、前記第一面に設けられ、
前記第二電極は、前記第二面に設けられる
ことを特徴とした波長可変干渉フィルター。
【請求項３】
請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一反射膜は、均一厚み寸法を有する支持層を介して前記第一電極に設けられる
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項３に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記支持層は、絶縁性を有し、前記第一電極の第二基板に対向する面全体を覆う
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、
前記第一基板に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と所定の大きさの反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一基板に設けられた第一電極と、
前記第二基板に設けられ、前記第一電極と所定の大きさの電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を具備し、
前記第一電極及び前記第二電極は、それぞれ透光性を有し、前記第一基板または前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が互いに対向して設けられた光干渉領域の内外に亘り、当該光干渉領域を覆って設けられ、
前記第一反射膜は、前記第一電極を介して前記第一基板に設けられ、
前記第二反射膜は、前記第二電極を介して前記第二基板に設けられた
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、
前記第一基板は、前記第二基板に対向する平坦な第一面を有し、
前記第二基板は、前記第一基板に対向する平坦な第二面を有し、
前記第一電極は、前記第一面に設けられ、
前記第二電極は、前記第二面に設けられる
ことを特徴とした波長可変干渉フィルター。
【請求項３】
請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一反射膜は、均一厚み寸法を有する支持層を介して前記第一電極に設けられる
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項３に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記支持層は、絶縁性を有し、前記第一電極の第二基板に対向する面全体を覆う
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１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２６１２２（Ｐ２０１２−２２６１２２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３７８１（Ｐ２０１１−９３７８１）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【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１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]