波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器
【課題】反射膜間ギャップの変動を抑制可能な波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、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、固定基板５１に対向し、可動部５２１、及び可動部５２１を固定基板５１に対して進退可能に保持する保持部５２２を備えた可動基板５２と、固定基板５１に設けられた固定反射膜５４と、可動部５２１に設けられ、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と、反射膜間ギャップＧ１を変化させる静電アクチュエーター５６と、を具備し、可動部５２１は、保持部５２２に連続し、かつ基板厚み方向に沿った厚み寸法が保持部５２２よりも大きい厚肉部５２１Ａと、可動反射膜５５が設けられ、厚み寸法が厚肉部５２１Ａよりも小さい可動反射膜設置部５２１Ｂと、を備えた。
【解決手段】波長可変干渉フィルター５は、固定基板５１と、固定基板５１に対向し、可動部５２１、及び可動部５２１を固定基板５１に対して進退可能に保持する保持部５２２を備えた可動基板５２と、固定基板５１に設けられた固定反射膜５４と、可動部５２１に設けられ、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と、反射膜間ギャップＧ１を変化させる静電アクチュエーター５６と、を具備し、可動部５２１は、保持部５２２に連続し、かつ基板厚み方向に沿った厚み寸法が保持部５２２よりも大きい厚肉部５２１Ａと、可動反射膜５５が設けられ、厚み寸法が厚肉部５２１Ａよりも小さい可動反射膜設置部５２１Ｂと、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光から特定の波長の光を取り出す波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器に関する。
【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に記載の光共振器（波長可変干渉フィルター）は、表面に凹部が形成された第一基板と、凹部を閉塞する第二基板とを備え、第二基板が凹部内部を閉塞するように接合されている。また、第一基板の凹部の底部、及び第二基板の凹部に対向する面には、互いに対向する高反射膜、及び、これらの反射膜の間のギャップ（反射膜間ギャップ）を調整する電極が設けられている。そして、第二基板は、凹部に対向する領域に、肉厚部と薄肉部とが設けられており、薄肉部が撓むことで、肉厚部が凹部側に進退可能となる。
このような波長可変干渉フィルターでは、電極間に電圧を印加することで、ダイアフラムの薄肉部を変形させ、肉厚部をガラス基板に対して進退させることで、反射膜間ギャップを調整することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１の波長可変干渉フィルターでは、ダイアフラム及び凹部に設けられた電極間に電圧を印加することで、肉厚部をガラス基板側に変位させて反射膜間ギャップを変化させる。しかしながら、肉厚部の厚み寸法が、薄肉部よりも大きく、肉厚部の重量も重くなるため、例えば環境振動等により、肉厚部が振動しやすくなり、反射膜間ギャップの寸法が変動してしまうという課題がある。
【０００６】
本発明は、反射膜間ギャップの変動を抑制可能な波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、可動部において、第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部が、厚肉部よりも厚み寸法が小さく形成されている。このため、可動部全体が肉厚に形成される構成に比べて軽量化されることとなり、重量による可動部の振動を抑制することができる。
また、ギャップ変更部により反射膜間ギャップを変化させる際に、可動部が軽量であるため、応答性が良好であり、かつ、ギャップ変更後の可動部の振動が静止するまでの時間も短くでき、目的波長の光を迅速に取り出すことができる。
【０００９】
ここで、可動部を軽量化する構成としては、可動部全体の厚み寸法を小さくすることも考えられる。しかしながら、このような構成では、ギャップ変更部により、可動部を第一基板側に撓ませて反射膜間ギャップを変化させた際に、保持部だけでなく、可動部にも撓みが生じてしまい、可動部に設けられた第二反射膜も撓んでしまう。この場合、第一反射膜と第二反射膜との間の反射膜間ギャップが位置によって異なってしまい、波長可変干渉フィルターの分解能が低下してしまう。
これに対して、本発明では、保持部と連続する位置に、保持部よりも厚み寸法が大きい厚肉部が設けられることで、保持部の撓みが可動部に伝播される不都合を抑制できるため、可動部の撓みも抑制できる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二反射膜設置部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法と同一であることが好ましい。
本発明では、第二反射膜設置部と保持部とが同一厚み寸法に形成されている。この場合、第二基板の母材に対して、１回の加工処理により第二反射膜設置部及び保持部を同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二基板は、前記平面視において、前記保持部の外側に設けられた基板外周部を備え、前記厚肉部の厚み寸法は、前記基板外周部の厚み寸法と同一寸法であることが好ましい。
本発明では、厚肉部と基板外周部とが同一厚み寸法に形成されている。このような構成では、例えば、厚肉部及び基板外周部の厚み寸法として、第二基板の母材と同一厚み寸法とする場合、これらの厚肉部や基板外周部に対して特別な加工処理を実施する必要がなくなる。したがって、第二基板の母材に対して、保持部や、第二反射膜設置部を形成するだけの加工処理を実施すればよいため、製造工程を簡略化でき、製造効率を向上させることができる。また、厚肉部や基板外周部に対して、研磨や切削等の加工処理を実施する場合でも、これらの厚み寸法が同一であるため、それぞれ加工処理を分ける必要がなく、厚肉部及び基板外周部の加工を同時に実施することができる。
【００１２】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記ギャップ変更部は、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、前記第一電極と電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を備え、前記第二電極は、前記厚肉部に設けられたことが好ましい。
本発明では、ギャップ変更部を構成する第二電極が、保持部や第二反射膜設置部よりも厚み寸法が大きい厚肉部に設けられている。このような構成では、電極間に電圧を印加した際に電極間ギャップに作用する静電引力や、第二電極の膜応力により、可動部や保持部が歪む不都合を回避できる。したがって、ギャップ変更部により精度よく反射膜間ギャップを調整することができる。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記厚肉部は、前記可動部の外周に亘って筒状に形成され、前記第二反射膜設置部は、前記厚肉部の筒内周部に設けられたことが好ましい。
本発明では、厚肉部が、外力に対して強く歪みが生じにくい筒状に形成されている。また、その筒内周部に第二反射膜設置部が設けられているため、第二反射膜設置部においても歪みが生じにくくなり、第二反射膜設置部に設けられる第二反射膜の歪みも回避することができる。これにより、波長可変干渉フィルターの分解能の低下をより確実に抑制することができる。
【００１４】
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、を具備し、前記第二基板は、反射膜が設けられた反射膜設置部と、前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記反射膜設置部の外側に設けられた厚肉部と、前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記厚肉部の外側に設けられ、前記反射膜設置部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも小さく、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、反射膜が設けられた反射膜設置部が、厚肉部よりも厚み寸法が小さく形成されている。このため、反射膜設置部の厚みが厚肉部と同じ寸法の構成等に比べて、軽量化されることとなり、重量による反射膜設置部の振動を抑制することができる。
【００１６】
本発明の光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜、及び、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部、を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、上述した発明と同様に、可動部が保持部より厚み寸法が大きい厚肉部と、厚肉部より厚み寸法が小さい第二反射膜設置部を有する構成であるため、可動部の強度（撓み難さ）を確保しつつ、可動部の軽量化を促進でき、振動に強い構成を得ることができる。
また、波長可変干渉フィルターが筐体内に収納されているため、外部からの衝撃が波長可変干渉フィルターに伝わりにくく、破損を防止することができる。
【００１８】
本発明の光学モジュールは、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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、上述した発明と同様に、可動部が保持部より厚み寸法が大きい厚肉部と、厚肉部より厚み寸法が小さい第二反射膜設置部を有する構成であるため、可動部の強度を確保しつつ、可動部の軽量化により振動に強い構成を得ることができる。
また、可動部の振動によるノイズの発生や、測定精度の低下を抑制できるため、検出部により、より精度の高い光量検出を行うことができる。また、可動部の軽量化によって、良好な応答性を得ることができ、より迅速な光量測定を実施することができる。
【００２０】
本発明の電子機器は、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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００２１】
本発明では、上述した発明と同様に、可動部が保持部より厚み寸法が大きい厚肉部と、厚肉部より厚み寸法が小さい第二反射膜設置部を有する構成であるため、可動部の強度を確保しつつ、可動部の軽量化により振動に強い構成を得ることができる。
また、可動部の振動によるノイズの発生や、測定精度の低下を抑制できるため、第一反射膜及び第二反射膜により取り出された光に基づいて各種処理を実施する際に、処理精度も向上させることができる。例えば、第一反射膜及び第二反射膜により取り出された光に基づいて、検査対象の色、物質、成分等を分析する場合、ノイズ等の影響を抑えた精度の高い分析を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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概略構成を示す平面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図４】第一実施形態の固定基板の製造工程を示す図。
【図５】第一実施形態の可動基板の製造工程を示す図。
【図６】第二実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図。
【図７】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置を示す概略図。
【図８】図７のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図９】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを備えた食物分析装置の概略構成を示す図。
【図１０】他の実施形態における分光カメラの概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔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（光学モジュール）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。
【００２４】
〔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。
【００２５】
〔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。
【００２６】
（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、例えば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、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（接合部）により加圧接合されることで、一体的に構成されている。
【００２７】
固定基板５１には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、この反射膜間ギャップＧ１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に設けられた本発明の第一電極を構成する固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた本発明の第二電極を構成する可動電極５６２とにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）を介して対向する。ここで、これらの電極５６１，５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。
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。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１または可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、及び可動基板５２の積層方向から波長可変干渉フィルター５を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
【００２８】
（３−１−１．固定基板の構成）
固定基板５１は、厚みが例えば１ｍｍに形成された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配置溝５１１および反射膜設置部５１２（図３参照）が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１および可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１（図２参照）には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
【００２９】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成される。ここで、電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂ（図２参照）が設けられている。
【００３０】
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の厚肉部５２１Ａに対向する領域内に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。これらの固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御部３２に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
【００３１】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ２やＳｉＯ２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。
【００３２】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００３３】
（３−１−２．可動基板の構成）
可動基板５２は、厚みが例えば６００μｍに形成されるガラス基材を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を中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外周側に設けられる基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
【００３４】
可動部５２１は、図２及び図３に示すように、厚肉部５２１Ａと、本発明の第二反射膜設置部を構成する可動反射膜設置部５２１Ｂとを備えている。
厚肉部５２１Ａは、平面中心点Ｏを通り、波長可変干渉フィルター５の厚み方向に沿う仮想直線である軸心Ｌを中心とした筒状に形成されており、筒外周部に保持部５２２が連続する。ここで、厚肉部５２１Ａの基板厚み方向に沿う寸法（厚み寸法）をＨ１、可動基板５２の厚み寸法（基板外周部５２５の厚み寸法）をＨ０とすると、Ｈ１＝Ｈ０の関係を満たし、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法（６００μｍ）に形成される。
また、可動反射膜設置部５２１Ｂは、厚肉部５２１Ａの筒内周部に連続して設けられる。ここで、可動反射膜設置部５２１Ｂの基板厚み方向に沿う寸法（厚み寸法）をＨ２、保持部５２２の基板厚み方向に沿う寸法（厚み寸法）をＨ３とすると、Ｈ２＝Ｈ３、かつＨ２＜Ｈ１を満たす。本実施形態では、これらの寸法Ｈ２、Ｈ３は、例えば３０μｍに形成される。
このような構成では、可動反射膜設置部５２１Ｂの上面（固定基板５１に対向しない側の面）と、厚肉部５２１Ａの筒内周面により凹状の溝が形成されることとなり、可動部５２１全体が、可動基板５２と同一厚み寸法Ｈ０に形成される場合に比べて、可動部５２１の重量を小さくすることが可能となる。
【００３５】
このような可動部５２１は、可動基板５２を、固定基板５１と対向しない側の外側面５２Ａをエッチングすることで形成される。したがって、厚肉部５２１Ａ，可動反射膜設置部５２１Ｂ，保持部５２２の固定基板５１に対向する可動対向面５２Ｂは、可動部５２１が固定基板５１側に変位していない初期状態において、連続した平坦面となる。
そして、可動対向面５２Ｂのうち、厚肉部５２１Ａの固定基板５１に対向する領域には、円環状の可動電極５６２が設けられている。この可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）を介して固定電極５６１に対向する。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、電圧制御部３２に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
【００３６】
また、可動対向面５２Ｂのうち、可動反射膜設置部５２１Ｂの固定基板５１に対向する領域には、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が設けられている。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、固定基板５１と同様に、可動反射膜設置部５２１Ｂ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。
【００３７】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、厚肉部５２１Ａよりも厚み寸法が小さく、可動反射膜設置部５２１Ｂと同一厚み寸法に形成されている。
このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、厚肉部５２１Ａ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、厚肉部５２１Ａが静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、厚肉部５２１Ａの形状変化が起こらない。したがって、厚肉部５２１Ａの内周部に連続して設けられた可動反射膜設置部５２１Ｂの撓みが生じず、可動反射膜設置部５２１Ｂに設けられた可動反射膜５５も撓まない。これにより、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
【００３８】
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。
【００３９】
（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，可動電極パッド５６４Ｐに接続される。そして、電圧制御部３２は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、固定電極パッド５６３Ｐ，可動電極パッド５６４Ｐ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に電圧を印加する。これにより、電極間ギャップＧ２に静電引力が発生し、保持部５２２が撓むことで、可動部５２１が固定基板５１側に変位し、反射膜間ギャップＧ１を所望の寸法に設定することが可能となる。
【００４０】
〔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。
【００４１】
〔５．波長可変干渉フィルターの製造方法〕
次に、上記波長可変干渉フィルター５の製造方法について、図４、図５に基づいて説明する。
波長可変干渉フィルター５を製造するためには、固定基板５１及び可動基板５２をそれぞれ製造し、製造された固定基板５１と可動基板５２とを貼り合わせる。
【００４２】
（５−１．固定基板製造工程）
まず、固定基板５１の製造素材である厚み寸法が１０００μｍの石英ガラス基板（固定基板５１）を用意し、この石英ガラス基板の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
【００４３】
この後、図４（Ａ）に示すように、固定基板５１の可動基板５２に対向する面にレジストを塗布して、塗布されたマスク層（レジスト）をフォトリソグラフィ法により露光・現像し、電極配置溝５１１を形成する箇所をパターニングする。
次に、図４（Ｂ）に示すように、電極配置溝５１１を所望の深さ寸法にエッチングする。ここでのエッチングとしては、フッ酸系を用いたウェットエッチングを行う。
【００４４】
この後、電極配置溝５１１形成用のマスク層を除去した後、反射膜設置部５１２を形成するためのマスク層（レジスト）を形成し、反射膜設置面５１２Ａが形成される箇所をパターニングする。
そして、図４（Ｃ）に示すように、反射膜設置面５１２Ａが所望高さとなるようにエッチングし、レジストを除去する。これにより、電極配置溝５１１、及び反射膜設置部５１２が形成された固定基板５１の基板形状が決定される。
【００４５】
次に、固定基板５１に固定電極５６１を形成する電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることで、図４（Ｄ）に示すように、固定電極５６１を形成する。なお、この時、同時に、固定引出電極５６３も形成する。
また、固定電極５６１上に絶縁層を成膜する場合、固定電極５６１の形成後、例えばプラズマＣＶＤ等により固定基板５１の可動基板５２に対向する面全体に、例えば１００ｎｍ程度の厚みのＳｉＯ２を成膜する。そして、固定電極パッド５６３Ｐ上のＳｉＯ２を、例えばドライエッチング等により除去する。
【００４６】
次に、図４（Ｅ）に示すように、反射膜設置面５１２Ａ上に固定反射膜５４を設ける。ここで、本実施形態では、固定反射膜５４として、Ａｇ合金を用いる。固定反射膜５４として、Ａｇ合金等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、固定基板５１の電極配置溝５１１や反射膜設置部５１２が形成された面に、固定反射膜５４の膜層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。
なお、固定反射膜５４として誘電体多層膜を形成する場合では、例えばリフトオフプロセスにより成膜することができる。この場合、フォトリソグラフィ法などにより、固定基板５１上のミラー形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成する。この後、固定反射膜５４を形成するための材料（例えば、高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜）をスパッタリング法または蒸着法等により成膜する。そして、固定反射膜５４を成膜した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
この後、図４（Ｆ）に示すように、固定基板５１の第一接合部５１３に、接合膜５３を構成するポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜５３１を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。このプラズマ重合膜５３１の成膜工程では、例えば、第一接合部５１３に対応する位置が開口したマスクを用いて、固定基板５１の第一接合部５１３にプラズマ重合膜５３１を成膜する。ここで、プラズマ重合膜５３１の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
以上により、固定基板５１が製造される。
【００４７】
（５−２．可動基板製造工程）
まず、図５（Ａ）に示すように、可動基板５２の形成素材である厚み寸法が６００μｍの石英ガラス基板を用意し、このガラス基板の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。そして、可動基板５２の全面にマスク層Ｍ１（レジスト）を塗布し、塗布されたマスク層Ｍ１をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、パターニングする。この時、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂの形成位置に合わせてマスク層Ｍ１をパターニングする。
【００４８】
次に、石英ガラス基板をウェットエッチングすることで、図５（Ｂ）に示すように、例えば厚さ３０μｍの保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを同時に形成する。また、厚肉部５２１Ａ及び基板外周部５２５は、可動基板５２と同一厚み寸法であるため、これらを加工する必要はない。
これにより、可動部５２１、保持部５２２、及び基板外周部５２５を有する可動基板５２の基板形状が決定される。
【００４９】
次に、図５（Ｃ）に示すように、厚肉部５２１Ａの固定基板５１に対向する面に可動電極５６２を形成する。この可動電極５６２の形成では、上記固定基板５１における固定電極５６１の形成と同様に、可動基板５２上に電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることで、可動電極５６２を形成する。なお、この際、可動引出電極５６４も同時に形成する。
この後、図５（Ｄ）に示すように、可動面５２１Ａに可動反射膜５５を設ける。この可動反射膜５５は、固定反射膜５４と同様の方法により成膜することができる。つまり、可動反射膜５５として、Ａｇ等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、可動基板５２に、可動反射膜５５の膜層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。また、可動反射膜５５として誘電体多層膜を形成する場合、例えばリフトオフプロセスにより成膜することができる。
【００５０】
この後、図５（Ｅ）に示すように、可動基板５２の第二接合部５２３に、ポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜５３２を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。ここで、プラズマ重合膜５３２の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
以上により、可動基板５２が製造される。
【００５１】
（５−３．接合工程）
次に、前述の固定基板製造工程及び可動基板製造工程で形成された各基板を接合する。
この接合工程では、まず、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板５２の第二接合部５２３に形成されたプラズマ重合膜５３１，５３２に活性化エネルギーを付与するために、Ｏ２プラズマ処理またはＵＶ処理を行う。Ｏ２プラズマ処理の場合は、Ｏ２流量３０ｃｃ／分、圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件で３０秒間実施する。また、ＵＶ処理の場合は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理する。
プラズマ重合膜５３１，５３２に活性化エネルギーを付与した後、固定基板５１，可動基板５２のアライメントを行い、プラズマ重合膜５３１，５３２を介して第一接合部５１３及び第二接合部５２３を重ね合わせる。
そして、接合部分に例えば１０ｋｇｈの荷重を１０分間かけ、加圧接合する。これにより、基板５１，５２同士が接合される。
【００５２】
〔６．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、可動基板５２は、可動部５２１及び保持部５２２を備える。また、可動部５２１は、保持部５２２に連続し、保持部５２２の厚み寸法Ｈ３よりも大きい寸法（厚み寸法）Ｈ１を有する厚肉部５２１Ａと、厚肉部５２１Ａに連続し、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１よりも小さい厚み寸法Ｈ２を有する可動反射膜設置部５２１Ｂとを備える。
このような構成では、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２が厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１よりも小さいため、例えば、均一厚み寸法Ｈ１を有する可動部が設けられる構成に比べて、可動部５２１の重量を小さくできる。したがって、波長可変干渉フィルター５に衝撃等が加わったでも、可動部５２１の振動量を小さくでき、かつ、振動静止までにかかる時間も短縮できる。また、静電アクチュエーター５６により反射膜間ギャップＧ１を変化させた際に、可動部５２１の振動が静止するまでの時間も短くなる。さらに、可動部５２１の軽量化により、静電アクチュエーター５６に電圧を印加した際の応答性も向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２が、保持部５２２の厚み寸法Ｈ３と同一寸法である。このような構成では、可動基板５２の製造時に、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを１回のエッチングにより同時に形成することができ、製造効率性を向上させることができる。
更に、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１は、基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０、すなわち可動基板５２自身の厚み寸法と同一であり、厚肉部５２１Ａに対して、加工処理を実施する必要がなく、より製造効率性を向上させることができる。
【００５４】
そして、厚肉部５２１Ａは、筒状に形成されるため、外力に対する強度が強く、可動電極５６２の膜応力や、静電アクチュエーター５６の静電引力による変形がない。このため、厚肉部５２１Ａの筒内周部に設けられる可動反射膜設置部５２１Ｂの撓み等の変形をも防止することができ、可動反射膜設置部５２１Ｂに設けられる可動反射膜５５の撓みも防止することができる。これにより、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の平行関係を維持することができ、波長可変干渉フィルター５の分解能低下を抑制することができる。
【００５５】
そして、上記のように、外力に対して強度が強く、撓み等に抗することができる厚肉部５２１Ａに、静電アクチュエーター５６を構成する可動電極５６２が設けられる。このため、可動電極５６２の膜応力や、静電アクチュエーター５６の駆動時の静電引力による可動部５２１の撓みを防止することができる。
【００５６】
［第二実施形態］
次に、本発明に第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の測色装置１では、光学モジュールである測色センサー３に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。この場合、測色センサー３に設けられた所定の配置位置に波長可変干渉フィルター５を設け、固定電極パッド５６３Ｐ，可動電極パッド５６４Ｐに対して配線を実施する。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
図６は、本発明の第二実施形態に係る光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
【００５７】
図６に示すように、光学フィルターデバイス６００は、波長可変干渉フィルター５を収納する筐体６１０を備えている。
この筐体６１０は、底部６１１と、リッド６１２と、入射側ガラス窓６１３（導光部）と、射出側ガラス窓６１４（導光部）と、を有する。
【００５８】
底部６１１は、例えば単層セラミック基板により構成される。この底部６１１には、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２が設置される。また、底部６１１には、波長可変干渉フィルター５の反射膜（固定反射膜５４，可動反射膜５５）に対向する領域に、光入射孔６１１Ａが開口形成されている。この光入射孔６１１Ａは、波長可変干渉フィルター５により分光したい入射光（検査対象光）が入射される窓であり、入射側ガラス窓６１３が接合されている。なお、底部６１１及び入射側ガラス窓６１３の接合としては、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリットを用いたガラスフリット接合を用いることができる。
【００５９】
また、底部６１１の上面（筐体６１０の内部側）には、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐに対応した数の端子部６１６が設けられている。また、底部６１１は、各端子部６１６が設けられる位置に、貫通孔６１５が形成されており、各端子部６１６は、貫通孔６１５を介して、底部６１１の下面（筐体６１０の外部側）に設けられた接続端子６１７に接続されている。
また、底部６１１の外周縁には、リッド６１２に接合される封止部６１９が設けられている。
【００６０】
リッド６１２は、図６に示すように、底部６１１の封止部６１９に接合される封止部６２０と、封止部６２０から連続し、底部６１１から離れる方向に立ち上がる側壁部６２１と、側壁部６２１から連続し、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側を覆う天面部６２２とを備えている。このリッド６１２は、例えばコバール等の合金または金属により形成することができる。
このリッド６１２は、封止部６２０と、底部６１１の封止部６１９とが、例えばレーザー封止等により接合されることで、底部６１１に接合されている。また、リッド６１２の天面部６２２には、波長可変干渉フィルター５の各反射膜５４，５５に対向する領域に、光射出孔６１２Ａが開口形成されている。この光射出孔６１２Ａは、波長可変干渉フィルター５により分光されて取り出された光が通過する窓であり、例えばガラスフリット接合等により射出側ガラス窓６１４が接合されている。
【００６１】
このような光学フィルターデバイス６００では、筐体６１０により波長可変干渉フィルター５が保護されているため、外的要因による波長可変干渉フィルター５の破損を防止できる。したがって、測色センサー等の光学モジュールや電子機器に対して、波長可変干渉フィルター５を設置する際や、メンテナンス時において、他の部材との衝突等による破損を防止できる。
また、例えば工場で製造された波長可変干渉フィルター５を、光学モジュールや電子機器を組み立てる組み立てライン等まで運搬する場合に、光学フィルターデバイス６００により保護された波長可変干渉フィルター５では、安全に運搬することが可能となる。
また、光学フィルターデバイス６００は、筐体６１０の外周面に露出する接続端子６１７が設けられているため、光学モジュールや電子機器に対して組み込む際にも容易に配線を実施することが可能となる。
【００６２】
［他の実施形態］
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。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１と、基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０とを同一寸法に設定したが、これに限定されない。例えば、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１を基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０よりも大きくなる構成としてもよい。この場合、図４（Ａ）のように、厚肉部５２１Ａ及び保持部５２２を形成した後、可動基板５２の基板外周部５２５以外の領域を覆うマスク層を形成し、基板外周部５２５をエッチングすればよい。この時、基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０を保持部５２２や可動部５２１の厚み寸法（寸法Ｈ２，寸法Ｈ３）と同一寸法に設定してもよい。
このような構成では、可動部５２１の強度を確保しつつ、波長可変干渉フィルター５をより薄型化することができる。
【００６４】
また、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１を基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０よりも小さく形成する構成としてもよい。この場合、図４（Ａ）のように、厚肉部５２１Ａ及び保持部５２２を形成した後、厚肉部５２１Ａ以外の領域を覆うマスク層を形成して、厚肉部５２１Ａのみをエッチングする。このような構成では、固定基板５１及び可動基板５２の接合時に、厚肉部５２１Ａへの荷重印加を確実に防止でき、接合時の可動部５２１の撓みを防止することができる。
【００６５】
さらに、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２と、保持部５２２の厚み寸法Ｈ３とを同一寸法としたが、これに限定されない。例えば、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ１を保持部５２２の厚み寸法Ｈ３よりも小さくしてもよい。この場合、例えば、図４（Ａ）のように、厚肉部５２１Ａ及び保持部５２２を形成した後、可動反射膜設置部５２１Ｂ以外の領域を覆うマスク層を形成して、可動反射膜設置部５２１Ｂを更にエッチングすればよい。このような構成では、可動部５２１をより軽量化することができ、振動による影響をより軽減させることができる。
また、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２を保持部５２２の厚み寸法Ｈ３よりも大きくしてもよい。このような構成では、可動反射膜５５が形成される可動反射膜設置部５２１Ｂの撓みをより確実に防止することができる。
【００６６】
また、保持部５２２がダイアフラム状に形成される構成を例示したが、上述したように、保持部５２２が梁形状に形成され、可動部５２１の外周部に平面中心点Ｏを中心として等角度間隔で複数配置される構成としてもよい。この場合でも、厚肉部５２１Ａを筒状に形成することで、上記実施形態と同様に、可動反射膜設置部５２１Ｂの撓みを防止することができる。
また、保持部５２２が梁形状の場合、可動部５２１のうち、この保持部５２２と連続する部分のみに、保持部５２２よりも大きい厚み寸法を有する厚肉部５２１Ａを設ける構成としてもよい。このような構成では、筒状の厚肉部５２１Ａに比べて強度は低下するものの、筒状の厚肉部５２１Ａが設けられる可動部５２１に比べて、より軽量化することができ、振動の影響をより軽減させることが可能となる。また、保持部５２２から伝播する応力を厚肉部５２１Ａで受けることができるため、厚肉部５２１Ａが設けられない構成に比べて、可動部５２１の撓みを防止することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、可動基板５２の外側面５２Ａからエッチングを実施することで、可動基板５２の可動対向面５２Ｂが平坦面となる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、可動基板５２の可動対向面５２Ｂからエッチングを行うことで、保持部５２２及び厚肉部５２１Ａを形成してもよい。さらに、可動基板５２の外側面５２Ａ及び可動対向面５２Ｂの双方からエッチングを行って保持部５２２及び厚肉部５２１Ａを形成する構成としてもよい。さらには、保持部５２２及び厚肉部５２１Ａのうち一方を、可動基板５２の外側面５２Ａ側からエッチングすることで形成し、他方を、可動基板５２の可動対向面５２Ｂ側からエッチングすることで可動基板５２を形成する構成としてもよい。
【００６８】
本発明のギャップ変更部として静電アクチュエーター５６を例示したが、これに限定されない。例えば、ギャップ変更部として、固定電極５６１の代わりに第一誘電コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘電コイルまたは永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。その他、圧電素子を用いて可動部５２１を変位させる構成、空気圧により反射膜間ギャップを変化させる構成など、反射膜間ギャップＧ１を変化させることが可能な構成であれば、ギャップ変更部として、いかなる駆動手段を用いてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、可動基板５２をエッチング処理することで、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを形成する構成としたが、これに限定されず、例えばサンドブラスト等のその他の加工手段を用いて、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを形成してもよい。
更に、エッチングにより、可動部５２１，保持部５２２，基板外周部５２５が一体となる可動基板５２の例を示したがこれに限定されない。例えば、第二基板は、厚み寸法が保持部や第二反射膜設置部と同一寸法に形成された対向側基板を備え、この対向側基板の基板外周部の形成位置、及び厚肉部の形成位置のみに接合基板が接合される構成としてもよい。また、接合基板の代わりに、積層部を積層形成してもよい。
このような構成でも、上記実施形態と同様に、厚肉部が保持部よりも厚み寸法が大きく、第二反射膜設置部が厚肉部よりも厚み寸法が小さい可動部と、この可動部を進退可能に保持する保持部とを有する第二基板を形成することができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、保持部や第二反射膜設置部の厚み寸法を均一にできるため、より精度の高い反射膜間ギャップの制御が可能となる。
【００７０】
また、上記実施形態では、固定基板５１側から入射した光に対して、固定反射膜５４，可動反射膜５５間で光干渉させ、取り出された光を可動基板５２側から射出させる波長可変干渉フィルター５を例示したが、これに限定されない。
例えば、固定反射膜５４，可動反射膜５５間での光干渉により取り出された光を、再び固定基板５１側に射出させる構成としてもよい。この場合、可動基板５２として非透光性部材を用いてもよい。
【００７１】
更に、上記実施形態では、測色装置１により、検査対象Ａの色度を測定するため、波長可変干渉フィルター５を構成する固定基板５１及び可動基板５２として、可視光を透過可能なガラス等の透明部材を用いたが、これに限定されない。例えば、赤外光等を検査対象光とする場合、第一基板及び第二基板として、検査対象光を透過可能な基板（例えばＳｉ基板等）を用いることができる。
【００７２】
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、光学モジュール、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。
【００７３】
図７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８は、図７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７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（光学モジュール）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。
また、図８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８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。
【００７４】
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。
【００７５】
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が射出される。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。
【００７６】
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。
【００７７】
なお、上記図７及び図８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学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。
【００７８】
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。
【００７９】
図９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。
この食物分析装置２００は、図９に示すように、検出器２１０（光学モジュール）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の点灯及び消灯制御、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、上述のようにして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。
【００８２】
また、図９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。
【００８３】
さらには、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、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、光学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学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。
【００８４】
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１０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１０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１０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。
【００８５】
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。
【００８６】
さらには、光学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。
【００８７】
上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、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、光学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。
【００８８】
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】
【００８９】
１…測色装置（電子機器）、３…測色センサー（光学モジュール）、５…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、５１…固定基板（第一基板）、５２…可動基板（第二基板）、５３…接合膜（接合部）、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、１００…ガス検出装置（電子機器）、２００…食物分析装置（電子機器）、３００…分光カメラ（電子機器）、５２１…可動部、５２１Ａ…厚肉部、５２１Ｂ…可動反射膜設置部（第二反射膜設置部）、５２２…保持部、５２５…基板外周部、５６１…固定電極（第一電極）、５６２…可動電極（第二電極）、６００…光学フィルターデバイス、６１０…筐体、Ｇ１…反射膜間ギャップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光から特定の波長の光を取り出す波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器に関する。
【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に記載の光共振器（波長可変干渉フィルター）は、表面に凹部が形成された第一基板と、凹部を閉塞する第二基板とを備え、第二基板が凹部内部を閉塞するように接合されている。また、第一基板の凹部の底部、及び第二基板の凹部に対向する面には、互いに対向する高反射膜、及び、これらの反射膜の間のギャップ（反射膜間ギャップ）を調整する電極が設けられている。そして、第二基板は、凹部に対向する領域に、肉厚部と薄肉部とが設けられており、薄肉部が撓むことで、肉厚部が凹部側に進退可能となる。
このような波長可変干渉フィルターでは、電極間に電圧を印加することで、ダイアフラムの薄肉部を変形させ、肉厚部をガラス基板に対して進退させることで、反射膜間ギャップを調整することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１の波長可変干渉フィルターでは、ダイアフラム及び凹部に設けられた電極間に電圧を印加することで、肉厚部をガラス基板側に変位させて反射膜間ギャップを変化させる。しかしながら、肉厚部の厚み寸法が、薄肉部よりも大きく、肉厚部の重量も重くなるため、例えば環境振動等により、肉厚部が振動しやすくなり、反射膜間ギャップの寸法が変動してしまうという課題がある。
【０００６】
本発明は、反射膜間ギャップの変動を抑制可能な波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、可動部において、第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部が、厚肉部よりも厚み寸法が小さく形成されている。このため、可動部全体が肉厚に形成される構成に比べて軽量化されることとなり、重量による可動部の振動を抑制することができる。
また、ギャップ変更部により反射膜間ギャップを変化させる際に、可動部が軽量であるため、応答性が良好であり、かつ、ギャップ変更後の可動部の振動が静止するまでの時間も短くでき、目的波長の光を迅速に取り出すことができる。
【０００９】
ここで、可動部を軽量化する構成としては、可動部全体の厚み寸法を小さくすることも考えられる。しかしながら、このような構成では、ギャップ変更部により、可動部を第一基板側に撓ませて反射膜間ギャップを変化させた際に、保持部だけでなく、可動部にも撓みが生じてしまい、可動部に設けられた第二反射膜も撓んでしまう。この場合、第一反射膜と第二反射膜との間の反射膜間ギャップが位置によって異なってしまい、波長可変干渉フィルターの分解能が低下してしまう。
これに対して、本発明では、保持部と連続する位置に、保持部よりも厚み寸法が大きい厚肉部が設けられることで、保持部の撓みが可動部に伝播される不都合を抑制できるため、可動部の撓みも抑制できる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二反射膜設置部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法と同一であることが好ましい。
本発明では、第二反射膜設置部と保持部とが同一厚み寸法に形成されている。この場合、第二基板の母材に対して、１回の加工処理により第二反射膜設置部及び保持部を同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二基板は、前記平面視において、前記保持部の外側に設けられた基板外周部を備え、前記厚肉部の厚み寸法は、前記基板外周部の厚み寸法と同一寸法であることが好ましい。
本発明では、厚肉部と基板外周部とが同一厚み寸法に形成されている。このような構成では、例えば、厚肉部及び基板外周部の厚み寸法として、第二基板の母材と同一厚み寸法とする場合、これらの厚肉部や基板外周部に対して特別な加工処理を実施する必要がなくなる。したがって、第二基板の母材に対して、保持部や、第二反射膜設置部を形成するだけの加工処理を実施すればよいため、製造工程を簡略化でき、製造効率を向上させることができる。また、厚肉部や基板外周部に対して、研磨や切削等の加工処理を実施する場合でも、これらの厚み寸法が同一であるため、それぞれ加工処理を分ける必要がなく、厚肉部及び基板外周部の加工を同時に実施することができる。
【００１２】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記ギャップ変更部は、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、前記第一電極と電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を備え、前記第二電極は、前記厚肉部に設けられたことが好ましい。
本発明では、ギャップ変更部を構成する第二電極が、保持部や第二反射膜設置部よりも厚み寸法が大きい厚肉部に設けられている。このような構成では、電極間に電圧を印加した際に電極間ギャップに作用する静電引力や、第二電極の膜応力により、可動部や保持部が歪む不都合を回避できる。したがって、ギャップ変更部により精度よく反射膜間ギャップを調整することができる。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記厚肉部は、前記可動部の外周に亘って筒状に形成され、前記第二反射膜設置部は、前記厚肉部の筒内周部に設けられたことが好ましい。
本発明では、厚肉部が、外力に対して強く歪みが生じにくい筒状に形成されている。また、その筒内周部に第二反射膜設置部が設けられているため、第二反射膜設置部においても歪みが生じにくくなり、第二反射膜設置部に設けられる第二反射膜の歪みも回避することができる。これにより、波長可変干渉フィルターの分解能の低下をより確実に抑制することができる。
【００１４】
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、を具備し、前記第二基板は、反射膜が設けられた反射膜設置部と、前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記反射膜設置部の外側に設けられた厚肉部と、前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記厚肉部の外側に設けられ、前記反射膜設置部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも小さく、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、反射膜が設けられた反射膜設置部が、厚肉部よりも厚み寸法が小さく形成されている。このため、反射膜設置部の厚みが厚肉部と同じ寸法の構成等に比べて、軽量化されることとなり、重量による反射膜設置部の振動を抑制することができる。
【００１６】
本発明の光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜、及び、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部、を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、上述した発明と同様に、可動部が保持部より厚み寸法が大きい厚肉部と、厚肉部より厚み寸法が小さい第二反射膜設置部を有する構成であるため、可動部の強度（撓み難さ）を確保しつつ、可動部の軽量化を促進でき、振動に強い構成を得ることができる。
また、波長可変干渉フィルターが筐体内に収納されているため、外部からの衝撃が波長可変干渉フィルターに伝わりにくく、破損を防止することができる。
【００１８】
本発明の光学モジュールは、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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、上述した発明と同様に、可動部が保持部より厚み寸法が大きい厚肉部と、厚肉部より厚み寸法が小さい第二反射膜設置部を有する構成であるため、可動部の強度を確保しつつ、可動部の軽量化により振動に強い構成を得ることができる。
また、可動部の振動によるノイズの発生や、測定精度の低下を抑制できるため、検出部により、より精度の高い光量検出を行うことができる。また、可動部の軽量化によって、良好な応答性を得ることができ、より迅速な光量測定を実施することができる。
【００２０】
本発明の電子機器は、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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、を具備し、前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００２１】
本発明では、上述した発明と同様に、可動部が保持部より厚み寸法が大きい厚肉部と、厚肉部より厚み寸法が小さい第二反射膜設置部を有する構成であるため、可動部の強度を確保しつつ、可動部の軽量化により振動に強い構成を得ることができる。
また、可動部の振動によるノイズの発生や、測定精度の低下を抑制できるため、第一反射膜及び第二反射膜により取り出された光に基づいて各種処理を実施する際に、処理精度も向上させることができる。例えば、第一反射膜及び第二反射膜により取り出された光に基づいて、検査対象の色、物質、成分等を分析する場合、ノイズ等の影響を抑えた精度の高い分析を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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概略構成を示す平面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図４】第一実施形態の固定基板の製造工程を示す図。
【図５】第一実施形態の可動基板の製造工程を示す図。
【図６】第二実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図。
【図７】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置を示す概略図。
【図８】図７のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図９】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを備えた食物分析装置の概略構成を示す図。
【図１０】他の実施形態における分光カメラの概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔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（光学モジュール）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。
【００２４】
〔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。
【００２５】
〔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。
【００２６】
（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、例えば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、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（接合部）により加圧接合されることで、一体的に構成されている。
【００２７】
固定基板５１には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、この反射膜間ギャップＧ１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に設けられた本発明の第一電極を構成する固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた本発明の第二電極を構成する可動電極５６２とにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）を介して対向する。ここで、これらの電極５６１，５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。
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。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１または可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、及び可動基板５２の積層方向から波長可変干渉フィルター５を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
【００２８】
（３−１−１．固定基板の構成）
固定基板５１は、厚みが例えば１ｍｍに形成された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配置溝５１１および反射膜設置部５１２（図３参照）が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１および可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１（図２参照）には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
【００２９】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成される。ここで、電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂ（図２参照）が設けられている。
【００３０】
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の厚肉部５２１Ａに対向する領域内に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。これらの固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御部３２に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
【００３１】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ２やＳｉＯ２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。
【００３２】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００３３】
（３−１−２．可動基板の構成）
可動基板５２は、厚みが例えば６００μｍに形成されるガラス基材を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を中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外周側に設けられる基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
【００３４】
可動部５２１は、図２及び図３に示すように、厚肉部５２１Ａと、本発明の第二反射膜設置部を構成する可動反射膜設置部５２１Ｂとを備えている。
厚肉部５２１Ａは、平面中心点Ｏを通り、波長可変干渉フィルター５の厚み方向に沿う仮想直線である軸心Ｌを中心とした筒状に形成されており、筒外周部に保持部５２２が連続する。ここで、厚肉部５２１Ａの基板厚み方向に沿う寸法（厚み寸法）をＨ１、可動基板５２の厚み寸法（基板外周部５２５の厚み寸法）をＨ０とすると、Ｈ１＝Ｈ０の関係を満たし、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法（６００μｍ）に形成される。
また、可動反射膜設置部５２１Ｂは、厚肉部５２１Ａの筒内周部に連続して設けられる。ここで、可動反射膜設置部５２１Ｂの基板厚み方向に沿う寸法（厚み寸法）をＨ２、保持部５２２の基板厚み方向に沿う寸法（厚み寸法）をＨ３とすると、Ｈ２＝Ｈ３、かつＨ２＜Ｈ１を満たす。本実施形態では、これらの寸法Ｈ２、Ｈ３は、例えば３０μｍに形成される。
このような構成では、可動反射膜設置部５２１Ｂの上面（固定基板５１に対向しない側の面）と、厚肉部５２１Ａの筒内周面により凹状の溝が形成されることとなり、可動部５２１全体が、可動基板５２と同一厚み寸法Ｈ０に形成される場合に比べて、可動部５２１の重量を小さくすることが可能となる。
【００３５】
このような可動部５２１は、可動基板５２を、固定基板５１と対向しない側の外側面５２Ａをエッチングすることで形成される。したがって、厚肉部５２１Ａ，可動反射膜設置部５２１Ｂ，保持部５２２の固定基板５１に対向する可動対向面５２Ｂは、可動部５２１が固定基板５１側に変位していない初期状態において、連続した平坦面となる。
そして、可動対向面５２Ｂのうち、厚肉部５２１Ａの固定基板５１に対向する領域には、円環状の可動電極５６２が設けられている。この可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）を介して固定電極５６１に対向する。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、電圧制御部３２に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
【００３６】
また、可動対向面５２Ｂのうち、可動反射膜設置部５２１Ｂの固定基板５１に対向する領域には、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が設けられている。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、固定基板５１と同様に、可動反射膜設置部５２１Ｂ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。
【００３７】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、厚肉部５２１Ａよりも厚み寸法が小さく、可動反射膜設置部５２１Ｂと同一厚み寸法に形成されている。
このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、厚肉部５２１Ａ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、厚肉部５２１Ａが静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、厚肉部５２１Ａの形状変化が起こらない。したがって、厚肉部５２１Ａの内周部に連続して設けられた可動反射膜設置部５２１Ｂの撓みが生じず、可動反射膜設置部５２１Ｂに設けられた可動反射膜５５も撓まない。これにより、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
【００３８】
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。
【００３９】
（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，可動電極パッド５６４Ｐに接続される。そして、電圧制御部３２は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、固定電極パッド５６３Ｐ，可動電極パッド５６４Ｐ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に電圧を印加する。これにより、電極間ギャップＧ２に静電引力が発生し、保持部５２２が撓むことで、可動部５２１が固定基板５１側に変位し、反射膜間ギャップＧ１を所望の寸法に設定することが可能となる。
【００４０】
〔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。
【００４１】
〔５．波長可変干渉フィルターの製造方法〕
次に、上記波長可変干渉フィルター５の製造方法について、図４、図５に基づいて説明する。
波長可変干渉フィルター５を製造するためには、固定基板５１及び可動基板５２をそれぞれ製造し、製造された固定基板５１と可動基板５２とを貼り合わせる。
【００４２】
（５−１．固定基板製造工程）
まず、固定基板５１の製造素材である厚み寸法が１０００μｍの石英ガラス基板（固定基板５１）を用意し、この石英ガラス基板の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
【００４３】
この後、図４（Ａ）に示すように、固定基板５１の可動基板５２に対向する面にレジストを塗布して、塗布されたマスク層（レジスト）をフォトリソグラフィ法により露光・現像し、電極配置溝５１１を形成する箇所をパターニングする。
次に、図４（Ｂ）に示すように、電極配置溝５１１を所望の深さ寸法にエッチングする。ここでのエッチングとしては、フッ酸系を用いたウェットエッチングを行う。
【００４４】
この後、電極配置溝５１１形成用のマスク層を除去した後、反射膜設置部５１２を形成するためのマスク層（レジスト）を形成し、反射膜設置面５１２Ａが形成される箇所をパターニングする。
そして、図４（Ｃ）に示すように、反射膜設置面５１２Ａが所望高さとなるようにエッチングし、レジストを除去する。これにより、電極配置溝５１１、及び反射膜設置部５１２が形成された固定基板５１の基板形状が決定される。
【００４５】
次に、固定基板５１に固定電極５６１を形成する電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることで、図４（Ｄ）に示すように、固定電極５６１を形成する。なお、この時、同時に、固定引出電極５６３も形成する。
また、固定電極５６１上に絶縁層を成膜する場合、固定電極５６１の形成後、例えばプラズマＣＶＤ等により固定基板５１の可動基板５２に対向する面全体に、例えば１００ｎｍ程度の厚みのＳｉＯ２を成膜する。そして、固定電極パッド５６３Ｐ上のＳｉＯ２を、例えばドライエッチング等により除去する。
【００４６】
次に、図４（Ｅ）に示すように、反射膜設置面５１２Ａ上に固定反射膜５４を設ける。ここで、本実施形態では、固定反射膜５４として、Ａｇ合金を用いる。固定反射膜５４として、Ａｇ合金等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、固定基板５１の電極配置溝５１１や反射膜設置部５１２が形成された面に、固定反射膜５４の膜層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。
なお、固定反射膜５４として誘電体多層膜を形成する場合では、例えばリフトオフプロセスにより成膜することができる。この場合、フォトリソグラフィ法などにより、固定基板５１上のミラー形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成する。この後、固定反射膜５４を形成するための材料（例えば、高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜）をスパッタリング法または蒸着法等により成膜する。そして、固定反射膜５４を成膜した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
この後、図４（Ｆ）に示すように、固定基板５１の第一接合部５１３に、接合膜５３を構成するポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜５３１を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。このプラズマ重合膜５３１の成膜工程では、例えば、第一接合部５１３に対応する位置が開口したマスクを用いて、固定基板５１の第一接合部５１３にプラズマ重合膜５３１を成膜する。ここで、プラズマ重合膜５３１の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
以上により、固定基板５１が製造される。
【００４７】
（５−２．可動基板製造工程）
まず、図５（Ａ）に示すように、可動基板５２の形成素材である厚み寸法が６００μｍの石英ガラス基板を用意し、このガラス基板の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。そして、可動基板５２の全面にマスク層Ｍ１（レジスト）を塗布し、塗布されたマスク層Ｍ１をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、パターニングする。この時、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂの形成位置に合わせてマスク層Ｍ１をパターニングする。
【００４８】
次に、石英ガラス基板をウェットエッチングすることで、図５（Ｂ）に示すように、例えば厚さ３０μｍの保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを同時に形成する。また、厚肉部５２１Ａ及び基板外周部５２５は、可動基板５２と同一厚み寸法であるため、これらを加工する必要はない。
これにより、可動部５２１、保持部５２２、及び基板外周部５２５を有する可動基板５２の基板形状が決定される。
【００４９】
次に、図５（Ｃ）に示すように、厚肉部５２１Ａの固定基板５１に対向する面に可動電極５６２を形成する。この可動電極５６２の形成では、上記固定基板５１における固定電極５６１の形成と同様に、可動基板５２上に電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることで、可動電極５６２を形成する。なお、この際、可動引出電極５６４も同時に形成する。
この後、図５（Ｄ）に示すように、可動面５２１Ａに可動反射膜５５を設ける。この可動反射膜５５は、固定反射膜５４と同様の方法により成膜することができる。つまり、可動反射膜５５として、Ａｇ等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、可動基板５２に、可動反射膜５５の膜層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。また、可動反射膜５５として誘電体多層膜を形成する場合、例えばリフトオフプロセスにより成膜することができる。
【００５０】
この後、図５（Ｅ）に示すように、可動基板５２の第二接合部５２３に、ポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜５３２を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。ここで、プラズマ重合膜５３２の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
以上により、可動基板５２が製造される。
【００５１】
（５−３．接合工程）
次に、前述の固定基板製造工程及び可動基板製造工程で形成された各基板を接合する。
この接合工程では、まず、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板５２の第二接合部５２３に形成されたプラズマ重合膜５３１，５３２に活性化エネルギーを付与するために、Ｏ２プラズマ処理またはＵＶ処理を行う。Ｏ２プラズマ処理の場合は、Ｏ２流量３０ｃｃ／分、圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件で３０秒間実施する。また、ＵＶ処理の場合は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理する。
プラズマ重合膜５３１，５３２に活性化エネルギーを付与した後、固定基板５１，可動基板５２のアライメントを行い、プラズマ重合膜５３１，５３２を介して第一接合部５１３及び第二接合部５２３を重ね合わせる。
そして、接合部分に例えば１０ｋｇｈの荷重を１０分間かけ、加圧接合する。これにより、基板５１，５２同士が接合される。
【００５２】
〔６．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、可動基板５２は、可動部５２１及び保持部５２２を備える。また、可動部５２１は、保持部５２２に連続し、保持部５２２の厚み寸法Ｈ３よりも大きい寸法（厚み寸法）Ｈ１を有する厚肉部５２１Ａと、厚肉部５２１Ａに連続し、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１よりも小さい厚み寸法Ｈ２を有する可動反射膜設置部５２１Ｂとを備える。
このような構成では、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２が厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１よりも小さいため、例えば、均一厚み寸法Ｈ１を有する可動部が設けられる構成に比べて、可動部５２１の重量を小さくできる。したがって、波長可変干渉フィルター５に衝撃等が加わったでも、可動部５２１の振動量を小さくでき、かつ、振動静止までにかかる時間も短縮できる。また、静電アクチュエーター５６により反射膜間ギャップＧ１を変化させた際に、可動部５２１の振動が静止するまでの時間も短くなる。さらに、可動部５２１の軽量化により、静電アクチュエーター５６に電圧を印加した際の応答性も向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２が、保持部５２２の厚み寸法Ｈ３と同一寸法である。このような構成では、可動基板５２の製造時に、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを１回のエッチングにより同時に形成することができ、製造効率性を向上させることができる。
更に、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１は、基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０、すなわち可動基板５２自身の厚み寸法と同一であり、厚肉部５２１Ａに対して、加工処理を実施する必要がなく、より製造効率性を向上させることができる。
【００５４】
そして、厚肉部５２１Ａは、筒状に形成されるため、外力に対する強度が強く、可動電極５６２の膜応力や、静電アクチュエーター５６の静電引力による変形がない。このため、厚肉部５２１Ａの筒内周部に設けられる可動反射膜設置部５２１Ｂの撓み等の変形をも防止することができ、可動反射膜設置部５２１Ｂに設けられる可動反射膜５５の撓みも防止することができる。これにより、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の平行関係を維持することができ、波長可変干渉フィルター５の分解能低下を抑制することができる。
【００５５】
そして、上記のように、外力に対して強度が強く、撓み等に抗することができる厚肉部５２１Ａに、静電アクチュエーター５６を構成する可動電極５６２が設けられる。このため、可動電極５６２の膜応力や、静電アクチュエーター５６の駆動時の静電引力による可動部５２１の撓みを防止することができる。
【００５６】
［第二実施形態］
次に、本発明に第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の測色装置１では、光学モジュールである測色センサー３に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。この場合、測色センサー３に設けられた所定の配置位置に波長可変干渉フィルター５を設け、固定電極パッド５６３Ｐ，可動電極パッド５６４Ｐに対して配線を実施する。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
図６は、本発明の第二実施形態に係る光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
【００５７】
図６に示すように、光学フィルターデバイス６００は、波長可変干渉フィルター５を収納する筐体６１０を備えている。
この筐体６１０は、底部６１１と、リッド６１２と、入射側ガラス窓６１３（導光部）と、射出側ガラス窓６１４（導光部）と、を有する。
【００５８】
底部６１１は、例えば単層セラミック基板により構成される。この底部６１１には、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２が設置される。また、底部６１１には、波長可変干渉フィルター５の反射膜（固定反射膜５４，可動反射膜５５）に対向する領域に、光入射孔６１１Ａが開口形成されている。この光入射孔６１１Ａは、波長可変干渉フィルター５により分光したい入射光（検査対象光）が入射される窓であり、入射側ガラス窓６１３が接合されている。なお、底部６１１及び入射側ガラス窓６１３の接合としては、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリットを用いたガラスフリット接合を用いることができる。
【００５９】
また、底部６１１の上面（筐体６１０の内部側）には、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐに対応した数の端子部６１６が設けられている。また、底部６１１は、各端子部６１６が設けられる位置に、貫通孔６１５が形成されており、各端子部６１６は、貫通孔６１５を介して、底部６１１の下面（筐体６１０の外部側）に設けられた接続端子６１７に接続されている。
また、底部６１１の外周縁には、リッド６１２に接合される封止部６１９が設けられている。
【００６０】
リッド６１２は、図６に示すように、底部６１１の封止部６１９に接合される封止部６２０と、封止部６２０から連続し、底部６１１から離れる方向に立ち上がる側壁部６２１と、側壁部６２１から連続し、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側を覆う天面部６２２とを備えている。このリッド６１２は、例えばコバール等の合金または金属により形成することができる。
このリッド６１２は、封止部６２０と、底部６１１の封止部６１９とが、例えばレーザー封止等により接合されることで、底部６１１に接合されている。また、リッド６１２の天面部６２２には、波長可変干渉フィルター５の各反射膜５４，５５に対向する領域に、光射出孔６１２Ａが開口形成されている。この光射出孔６１２Ａは、波長可変干渉フィルター５により分光されて取り出された光が通過する窓であり、例えばガラスフリット接合等により射出側ガラス窓６１４が接合されている。
【００６１】
このような光学フィルターデバイス６００では、筐体６１０により波長可変干渉フィルター５が保護されているため、外的要因による波長可変干渉フィルター５の破損を防止できる。したがって、測色センサー等の光学モジュールや電子機器に対して、波長可変干渉フィルター５を設置する際や、メンテナンス時において、他の部材との衝突等による破損を防止できる。
また、例えば工場で製造された波長可変干渉フィルター５を、光学モジュールや電子機器を組み立てる組み立てライン等まで運搬する場合に、光学フィルターデバイス６００により保護された波長可変干渉フィルター５では、安全に運搬することが可能となる。
また、光学フィルターデバイス６００は、筐体６１０の外周面に露出する接続端子６１７が設けられているため、光学モジュールや電子機器に対して組み込む際にも容易に配線を実施することが可能となる。
【００６２】
［他の実施形態］
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。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１と、基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０とを同一寸法に設定したが、これに限定されない。例えば、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１を基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０よりも大きくなる構成としてもよい。この場合、図４（Ａ）のように、厚肉部５２１Ａ及び保持部５２２を形成した後、可動基板５２の基板外周部５２５以外の領域を覆うマスク層を形成し、基板外周部５２５をエッチングすればよい。この時、基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０を保持部５２２や可動部５２１の厚み寸法（寸法Ｈ２，寸法Ｈ３）と同一寸法に設定してもよい。
このような構成では、可動部５２１の強度を確保しつつ、波長可変干渉フィルター５をより薄型化することができる。
【００６４】
また、厚肉部５２１Ａの厚み寸法Ｈ１を基板外周部５２５の厚み寸法Ｈ０よりも小さく形成する構成としてもよい。この場合、図４（Ａ）のように、厚肉部５２１Ａ及び保持部５２２を形成した後、厚肉部５２１Ａ以外の領域を覆うマスク層を形成して、厚肉部５２１Ａのみをエッチングする。このような構成では、固定基板５１及び可動基板５２の接合時に、厚肉部５２１Ａへの荷重印加を確実に防止でき、接合時の可動部５２１の撓みを防止することができる。
【００６５】
さらに、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２と、保持部５２２の厚み寸法Ｈ３とを同一寸法としたが、これに限定されない。例えば、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ１を保持部５２２の厚み寸法Ｈ３よりも小さくしてもよい。この場合、例えば、図４（Ａ）のように、厚肉部５２１Ａ及び保持部５２２を形成した後、可動反射膜設置部５２１Ｂ以外の領域を覆うマスク層を形成して、可動反射膜設置部５２１Ｂを更にエッチングすればよい。このような構成では、可動部５２１をより軽量化することができ、振動による影響をより軽減させることができる。
また、可動反射膜設置部５２１Ｂの厚み寸法Ｈ２を保持部５２２の厚み寸法Ｈ３よりも大きくしてもよい。このような構成では、可動反射膜５５が形成される可動反射膜設置部５２１Ｂの撓みをより確実に防止することができる。
【００６６】
また、保持部５２２がダイアフラム状に形成される構成を例示したが、上述したように、保持部５２２が梁形状に形成され、可動部５２１の外周部に平面中心点Ｏを中心として等角度間隔で複数配置される構成としてもよい。この場合でも、厚肉部５２１Ａを筒状に形成することで、上記実施形態と同様に、可動反射膜設置部５２１Ｂの撓みを防止することができる。
また、保持部５２２が梁形状の場合、可動部５２１のうち、この保持部５２２と連続する部分のみに、保持部５２２よりも大きい厚み寸法を有する厚肉部５２１Ａを設ける構成としてもよい。このような構成では、筒状の厚肉部５２１Ａに比べて強度は低下するものの、筒状の厚肉部５２１Ａが設けられる可動部５２１に比べて、より軽量化することができ、振動の影響をより軽減させることが可能となる。また、保持部５２２から伝播する応力を厚肉部５２１Ａで受けることができるため、厚肉部５２１Ａが設けられない構成に比べて、可動部５２１の撓みを防止することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、可動基板５２の外側面５２Ａからエッチングを実施することで、可動基板５２の可動対向面５２Ｂが平坦面となる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、可動基板５２の可動対向面５２Ｂからエッチングを行うことで、保持部５２２及び厚肉部５２１Ａを形成してもよい。さらに、可動基板５２の外側面５２Ａ及び可動対向面５２Ｂの双方からエッチングを行って保持部５２２及び厚肉部５２１Ａを形成する構成としてもよい。さらには、保持部５２２及び厚肉部５２１Ａのうち一方を、可動基板５２の外側面５２Ａ側からエッチングすることで形成し、他方を、可動基板５２の可動対向面５２Ｂ側からエッチングすることで可動基板５２を形成する構成としてもよい。
【００６８】
本発明のギャップ変更部として静電アクチュエーター５６を例示したが、これに限定されない。例えば、ギャップ変更部として、固定電極５６１の代わりに第一誘電コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘電コイルまたは永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。その他、圧電素子を用いて可動部５２１を変位させる構成、空気圧により反射膜間ギャップを変化させる構成など、反射膜間ギャップＧ１を変化させることが可能な構成であれば、ギャップ変更部として、いかなる駆動手段を用いてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、可動基板５２をエッチング処理することで、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを形成する構成としたが、これに限定されず、例えばサンドブラスト等のその他の加工手段を用いて、保持部５２２及び可動反射膜設置部５２１Ｂを形成してもよい。
更に、エッチングにより、可動部５２１，保持部５２２，基板外周部５２５が一体となる可動基板５２の例を示したがこれに限定されない。例えば、第二基板は、厚み寸法が保持部や第二反射膜設置部と同一寸法に形成された対向側基板を備え、この対向側基板の基板外周部の形成位置、及び厚肉部の形成位置のみに接合基板が接合される構成としてもよい。また、接合基板の代わりに、積層部を積層形成してもよい。
このような構成でも、上記実施形態と同様に、厚肉部が保持部よりも厚み寸法が大きく、第二反射膜設置部が厚肉部よりも厚み寸法が小さい可動部と、この可動部を進退可能に保持する保持部とを有する第二基板を形成することができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、保持部や第二反射膜設置部の厚み寸法を均一にできるため、より精度の高い反射膜間ギャップの制御が可能となる。
【００７０】
また、上記実施形態では、固定基板５１側から入射した光に対して、固定反射膜５４，可動反射膜５５間で光干渉させ、取り出された光を可動基板５２側から射出させる波長可変干渉フィルター５を例示したが、これに限定されない。
例えば、固定反射膜５４，可動反射膜５５間での光干渉により取り出された光を、再び固定基板５１側に射出させる構成としてもよい。この場合、可動基板５２として非透光性部材を用いてもよい。
【００７１】
更に、上記実施形態では、測色装置１により、検査対象Ａの色度を測定するため、波長可変干渉フィルター５を構成する固定基板５１及び可動基板５２として、可視光を透過可能なガラス等の透明部材を用いたが、これに限定されない。例えば、赤外光等を検査対象光とする場合、第一基板及び第二基板として、検査対象光を透過可能な基板（例えばＳｉ基板等）を用いることができる。
【００７２】
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、光学モジュール、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。
【００７３】
図７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８は、図７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７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（光学モジュール）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。
また、図８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８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。
【００７４】
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。
【００７５】
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が射出される。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。
【００７６】
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。
【００７７】
なお、上記図７及び図８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学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。
【００７８】
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。
【００７９】
図９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。
この食物分析装置２００は、図９に示すように、検出器２１０（光学モジュール）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の点灯及び消灯制御、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、上述のようにして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。
【００８２】
また、図９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。
【００８３】
さらには、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、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、光学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学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。
【００８４】
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１０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１０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１０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。
【００８５】
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。
【００８６】
さらには、光学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。
【００８７】
上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、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、光学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。
【００８８】
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】
【００８９】
１…測色装置（電子機器）、３…測色センサー（光学モジュール）、５…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、５１…固定基板（第一基板）、５２…可動基板（第二基板）、５３…接合膜（接合部）、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、１００…ガス検出装置（電子機器）、２００…食物分析装置（電子機器）、３００…分光カメラ（電子機器）、５２１…可動部、５２１Ａ…厚肉部、５２１Ｂ…可動反射膜設置部（第二反射膜設置部）、５２２…保持部、５２５…基板外周部、５６１…固定電極（第一電極）、５６２…可動電極（第二電極）、６００…光学フィルターデバイス、６１０…筐体、Ｇ１…反射膜間ギャップ。
【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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向の寸法が、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも小さく、
前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きい
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、
前記第二反射膜設置部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法と同一である
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ィルターにおいて、
前記第二基板は、前記平面視において、前記保持部の外側に設けられた基板外周部を備え、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記基板外周部の厚み寸法と同一寸法である
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、
前記ギャップ変更部は、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、前記第一電極と電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を備え、
前記第二電極は、前記厚肉部に設けられた
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において、
前記厚肉部は、前記可動部の外周に亘って筒状に形成され、
前記第二反射膜設置部は、前記厚肉部の筒内周部に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項６】
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、を具備し、
前記第二基板は、
反射膜が設けられた反射膜設置部と、
前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記反射膜設置部の外側に設けられた厚肉部と、
前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記厚肉部の外側に設けられ、前記反射膜設置部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも小さく、
前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きい
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項７】
第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜、及び、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部、を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きい
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項８】
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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きい
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項９】
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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きい
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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向の寸法が、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも小さく、
前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きい
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、
前記第二反射膜設置部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法と同一である
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ィルターにおいて、
前記第二基板は、前記平面視において、前記保持部の外側に設けられた基板外周部を備え、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記基板外周部の厚み寸法と同一寸法である
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、
前記ギャップ変更部は、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、前記第一電極と電極間ギャップを介して対向する第二電極と、を備え、
前記第二電極は、前記厚肉部に設けられた
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において、
前記厚肉部は、前記可動部の外周に亘って筒状に形成され、
前記第二反射膜設置部は、前記厚肉部の筒内周部に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項６】
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、を具備し、
前記第二基板は、
反射膜が設けられた反射膜設置部と、
前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記反射膜設置部の外側に設けられた厚肉部と、
前記第二基板の厚み方向から見た平面視において、前記厚肉部の外側に設けられ、前記反射膜設置部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向の寸法は、前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも小さく、
前記厚肉部の前記第二基板の厚み方向の厚み方向の寸法は、前記保持部の前記第二基板の厚み方向の寸法よりも大きい
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項７】
第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜、及び、前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部、を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きい
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項８】
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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きい
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項９】
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、前記第一反射膜と反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記反射膜間ギャップを変化させるギャップ変更部と、
を具備し、
前記第二基板は、可動部と、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可動部の外側に設けられ、前記可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記可動部は、前記第二反射膜が設けられた第二反射膜設置部と、前記平面視において前記第二反射膜の外側に設けられた厚肉部と、を備え、
前記第二反射膜設置部の前記第二基板の厚み方向に沿った厚み寸法が、前記厚肉部の厚み寸法よりも小さく、
前記厚肉部の厚み寸法は、前記保持部の厚み寸法よりも大きい
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７６７７７（Ｐ２０１３−７６７７７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５５９６（Ｐ２０１１−２１５５９６）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【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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