波長可変干渉フィルター、測色センサー、測色モジュール、および波長可変干渉フィルターの制御方法
【課題】射出光の波長を可変させた場合でも、高透過率および高分解能を実現可能な波長可変干渉フィルター、測色センサー、および測色モジュールを提供する。
【解決手段】エタロン５は、第一基板５１と、第一基板５１に接合され、可動部５２２、およびこの可動部５２２を基板対向方向に移動可能に保持する連結保持部５２３を有する変位部５２１を備えた第二基板５２と、第一基板５１に固定される固定ミラー５６と、可動面５２２Ａに固定される可動ミラー５７と、固定ミラー５６および前記可動ミラー５７を囲う位置に設けられ、静電引力により可動部５２２を基板対向方向に変位させる第一静電アクチュエーター５４と、第一静電アクチュエーター５４の内側で、固定ミラー５６および可動ミラー５７を囲う位置に設けられ、可動部５２２に変位方向と逆方向に応力を付与する第二静電アクチュエーター５５と、を具備した。
【解決手段】エタロン５は、第一基板５１と、第一基板５１に接合され、可動部５２２、およびこの可動部５２２を基板対向方向に移動可能に保持する連結保持部５２３を有する変位部５２１を備えた第二基板５２と、第一基板５１に固定される固定ミラー５６と、可動面５２２Ａに固定される可動ミラー５７と、固定ミラー５６および前記可動ミラー５７を囲う位置に設けられ、静電引力により可動部５２２を基板対向方向に変位させる第一静電アクチュエーター５４と、第一静電アクチュエーター５４の内側で、固定ミラー５６および可動ミラー５７を囲う位置に設けられ、可動部５２２に変位方向と逆方向に応力を付与する第二静電アクチュエーター５５と、を具備した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光から所望の目的波長の光を選択して射出する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た測色センサー、この測色センサーを備えた測色モジュール、および前記波長可変干渉フィルターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の高反射ミラー間で光を反射させ、特定波長の光のみを透過させて、その他の波長の光を干渉により打ち消し合わせることで、入射光から特定波長の光のみを取得する分光フィルターが知られている。また、このような分光フィルターとして、ミラー間の距離を調整することで、射出させる光を選択して射出させる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に記載のファブリーペローフィルター（波長可変干渉フィルター）では、固定基板と可動基板とが対向配置されている。また、可動基板には、固定基板に対向しない面を異方性エッチングすることで形成される薄肉で方形溝状のダイヤフラムと、ダイヤフラムに囲われる肉厚の突起部とが設けられている。そして、突起部の固定基板に対向する面に可動鏡が固定され、固定基板の突起部に対向する面に固定鏡が固定され、さらに固定鏡の周囲に固定電極が配置されている。また、可動基板の固定基板に対向する面は、例えばイオン注入などにより不純物がドープされることで、導電性を有している。このような波長可変干渉フィルターでは、固定電極と導電性を有するダイヤフラムとの間に電圧を印加することで、薄肉のダイヤフラムがばねとして作用し、固定鏡および可動鏡の間のギャップの大きさを調整することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５７４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のような波長可変干渉フィルターでは、静電引力によりダイヤフラムが引っ張られると、ダイヤフラムが湾曲し、このダイヤフラムに連結される突起部、および突起部に固定される可動鏡も撓んでしまう。
ここで、図１７、図１８を用いて、可動鏡が湾曲してしまった場合の問題を説明する。図１７は、波長可変干渉フィルターにおける光の透過率を示す図であり、図１７（Ａ）は、ダイヤフラムを変位していない状態における光の透過率、図１７（Ｂ）は、ダイヤフラムが変位した状態における光の透過率を示す図である。また、図１７（Ｂ）における破線は、可動鏡が湾曲せず、固定鏡と平行に維持される場合の透過率を示している。図１８は、可動鏡の歪み状態を示す図であり、（Ａ）は、図１７（Ａ）に対応する図であり、ダイヤフラムの変位がないときの可動鏡の状態を示す図、（Ｂ）は、図１７（Ｂ）に対応する図であり、ダイヤフラムが変位した際の可動鏡の状態を示す図である。
図１７（Ａ）および図１８（Ａ）に示すように、固定鏡および可動鏡９１に歪みがなく、平行に維持される場合では、所望波長の光の最大透過率が大きく、半値幅が狭い。すなわち、波長可変干渉フィルターは、検査対象光から所望波長の光のみを透過させ、他の波長成分の光を遮断させることができる。
一方、波長可変干渉フィルターでは、静電引力によりダイヤフラム９２を引っ張り、固定鏡および可動鏡９１のギャップを可変させることで、異なる波長の光を射出させることが可能となる。しかしながら、ダイヤフラム９２を引っ張ると、図１８（Ｂ）に示すように、可動鏡９１に撓みが生じる。この場合、撓み部分で固定鏡および可動鏡９１の間のギャップが変化し、透過する光の波長も異なるため、目的とする波長の光が透過せず、他の波長成分の光が透過してしまう。したがって、図１７（Ｂ）の破線に示すように、可動鏡が平行に維持される場合では、所望波長の光の最大透過率が大きく、半値幅も狭くなるが、上記のように、可動鏡が湾曲してしまうと、図１７（Ｂ）の実線に示すように、所望波長の光の最大透過率が小さくなり、半値幅も大きくなり、分解能も低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みて、射出光の波長を可変させた場合でも、高透過率および高分解能を実現可能な波長可変干渉フィルター、測色センサー、測色モジュール、および波長可変干渉フィルターの制御方法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、透光性を有する第一基板と、前記第一基板の一面側に対向するとともに、前記第一基板に接合される透光性の第二基板と、前記第二基板に設けられ、他方の基板に対向する可動面を有する可動部と、前記第二基板に設けられ、基板厚み方向に沿って、前記可動部を移動可能に保持する連結保持部と、前記可動部の前記可動面、および前記第一基板に、所定のミラー間ギャップを介して対向配置される一対のミラーと、前記第一基板および前記第二基板の互いに対向する面に、それぞれ、互いに対向する一対の変位用電極を有し、これらの変位用電極に所定の電圧が印加されることで、静電引力により前記可動部を前記基板厚み方向に変位させる第一静電アクチュエーターと、前記基板厚み方向からこれらの第一基板および第二基板を見る平面視において、前記第一静電アクチュエーターが設けられる位置よりも、前記ミラーに近接する内側に設けられ、前記第一静電アクチュエーターの静電引力による前記可動部の変位方向と逆方向に作用する力を、前記可動部に付与する第二静電アクチュエーターと、を具備することを特徴とする。
【０００８】
ここで、第一静電アクチュエーターの変位用電極は、可動部を基板厚み方向に沿って移動可能な位置に設けられていればよく、例えば波長可変干渉フィルターを基板厚み方向から見る平面視において、連結保持部に重なる位置に設けられていてもよく、可動部の外周縁近傍に設けられているものであってもよい。ただし、第二静電アクチュエーターを変位用電極よりもミラーに近接する内側に設ける必要がるため、変位用電極は、前記平面視において、ミラーと変位用電極との間に、第二静電アクチュエーターを配置するだけのスペースを空ける必要がある。
【０００９】
この発明では、波長可変干渉フィルターは、第一基板および第二基板を有し、第二基板に、可動部および連結保持部が設けられている。また、可動部の可動面、および第一基板には、それぞれ、一対のミラーが、所定のミラー間ギャップを挟んで対向配置されている。なお、第一基板にも可動部を設ける構成としてもよく、この場合、双方の可動部の可動面同士を互いに対向させ、これらの互いに対向する可動面に、それぞれミラーが配置される。
そして、第一基板および第二基板の互いに対向する面には、一対の変位用電極が設けられ、これらの変位用電極間に所定の電圧を印加することで、静電引力が作用して、可動部および連結保持部が他方の基板側に引っ張られ、基板厚み方向に沿って変位する。
また、前記平面視において、第一静電アクチュエーターの変位用電極よりもミラーに近接する側には、第二静電アクチュエーターが設けられ、第一静電アクチュエーターの静電引力により変位される可動部の変位方向とは逆方向に、静電力による力が作用する。
このため、可動部は、第一静電アクチュエーターの静電引力により撓みが生じた場合でも、この静電引力と反対方向に作用する第二静電アクチュエーターの作用力により、撓みを補正することができる。したがって、可動部に固定されるミラーの撓みも補正されるため、一対のミラーを平行に維持することができる。これにより、第一静電アクチュエーターにより、一対のミラー間のミラー間ギャップの寸法を調整して、当該波長可変干渉フィルターから射出させる光の波長を変化させた場合、第二静電アクチュエーターによる可動部の撓み補正を行わない場合に比べて、透過率の低下や半値幅の増大がなく、高透過率および高分解能を維持することができる。
【００１０】
また、波長可変干渉フィルターでは、可動部を第一基板から離れる方向に移動させる際、第一静電アクチュエーターの変位用電極に印加する電圧値を減少させることで、連結保持部のばね力を利用して可動部を変位させる。この時、第二静電アクチュエーターにより可動部に静電力を作用させると、この第二静電アクチュエーターによる静電力は、第一静電アクチュエーターの静電引力とは反対方向、つまり連結保持部のばね力と同一方向に作用するため、第二静電アクチュエーターによる作用力がない場合に比べて、可動部を第一基板から離れる方向により迅速に移動させることができる。
【００１１】
また、本発明の波長可変干渉フィルターは、前記第二基板の、前記第一基板が設けられる側とは反対側に対向して、前記第二基板に接合される透光性の第三基板を備え、前記第二静電アクチュエーターは、前記第二基板および前記第三基板の間に設けられて、互いに対向する一対の補正用電極を備えることが好ましい。
【００１２】
この発明では、第二可動部には、第一基板が接合される側とは反対側に、第三基板が接合され、この第三基板と、第二基板との間に第二静電アクチュエーターを構成する補正用電極が設けられる。このような構成では、補正用電極間に電圧を印加することで、静電引力が発生し、この静電引力により、可動部を、第一静電アクチュエーターの静電引力による変位方向とは反対方向に引っ張る。
ここで、第二静電アクチュエーターとしては、例えば、第一基板および第二基板の間に一対の補正用電極を設け、静電斥力を発生させることにより、可動部を、第一静電アクチュエーターの静電引力による変位方向とは逆方向に押し返す構成としてもよいが、この場合、次のような問題がある。すなわち、第一基板および第二基板間に、第一静電アクチュエーターを構成する一対の変位用電極、および第二静電アクチュエーターを構成する一対の補正用電極を組み込む場合、これらの電極に電圧を印加する配線部の形成が困難となる。例えば、第一基板および第二基板の間に変位用電極および補正用電極を形成する構成では、これらの電極の接触を防止するために、変位用電極および補正用電極の少なくともいずれか一方に絶縁被膜を形成する必要がある。この場合、製造工程が多くなるなどの問題が発生する。
一方、本発明のように、第二基板に第三基板を接合し、これらの基板間に、互いに対向する補正用電極を形成する場合では、上記のような変位用電極および補正用電極の配線部の形成時に、例えば絶縁被膜を形成するなどが不要であり、各基板に変位用電極および補正用電極を形成した後、これらの基板を接合させるだけでよいため、製造が容易となる。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第三基板には、前記平面視において、前記ミラーに重なる位置に、前記基板厚み方向に沿って貫通する貫通孔が形成されることが好ましい。
【００１４】
この発明では、第三基板に貫通孔が形成され、この貫通孔を光路とすることができる。
ここで、第三基板に貫通孔が形成されない場合、当該波長可変干渉フィルターへの入射光や射出光は、３つの基板および一対のミラーを透過することとなる。このように、光を複数の光学部品に透過させると、各光学部品において反射や吸収が発生し、光量損失が大きくなる。これに対して、上記のように、第三基板に貫通孔を設け、この貫通孔を光路とすることで、第三基板での光の反射や吸収を防止することができ、光量損失を抑えることができる。
【００１５】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一基板と前記第二基板との間、前記第二基板と前記第三基板との間は、それぞれ、略環状の接合層により密閉接合され、前記第一基板と前記第二基板とにより挟まれる第一内部空間、前記第二基板と前記第三基板とに挟まれる第二内部空間は、それぞれ真空であることが好ましい。
【００１６】
この発明では、第一基板と第二基板との間、第二基板と第三基板との間が、それぞれ真空状態となるように、各基板が密閉接合されている。すなわち、可動部および連結保持部を挟む空間がそれぞれ真空であり、可動部および連結保持部は、真空中を変位することとなる。ここで、可動部および連結保持部を空気などの媒体中で変位させる場合、媒体による抵抗がかかるため、可動部および連結保持部を変位させるには、より大きな静電引力が必要となる。また、微小空間に配置される電極間に作用する静電引力は、微小であり、媒体による抵抗が真空よりも大きい場合、可動部および連結保持部を変位させるための制御が困難となる場合もある。これに対して、本発明のように、可動部および連結保持部を真空中で変位させる場合、媒体による抵抗がないので、媒体中で可動部および連結保持部を変位させる場合に比べて、小さい静電引力でも十分に可動部を変位させることができ、可動部の変位量の調整も容易に実施でき、可動部の移動速度の向上をも図ることができる。
【００１７】
本発明の波長可変干渉フィルターは、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出センサーと、前記撓み検出センサーにより検出される前記撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を備えることが好ましい。
【００１８】
この発明では、可動部に固定されるミラーの撓み量を撓み検出センサーにより監視し、撓み量に応じて第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を制御する。
上述したように、高透過率および高分解能を実現可能な波長可変干渉フィルターでは、一対のミラーを平行に維持することが重要となる。ここで、第一静電アクチュエーターにより可動部を変位させた際、第二静電アクチュエーターの静電引力が、一対のミラーを平行に維持するために要する静電引力よりも小さい場合では、可動部のミラーの撓みを十分に戻すことができず、透過率および分解能を十分に向上させることができない。一方、第二静電アクチュエーターの静電引力が、一対のミラーを平行に維持するために要する静電引力よりも大きい場合、可動部のミラーが逆方向に撓んでしまうため、透過率および分解能が低下してしまう。これに対して、本発明では、撓み検出センサーにより撓み量を検出し、この撓み量に応じて、第二静電アクチュエーターの各電極に印加する。これにより、可動部の変位量に応じて可動部のミラーの撓み量が変化した場合でも、その撓み量に対して、一対のミラーを平行に維持するために要する適切な電圧を第二静電アクチュエーターの補正用電極に印加することができ、一対のミラーを確実に平行に維持することができる。
【００１９】
このとき、本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記撓み検出センサーは、前記可動部に固定される前記ミラーの面内に配置されるピエゾ抵抗素子であり、前記電圧制御手段は、前記ピエゾ抵抗素子の抵抗変化量に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加することが好ましい。
【００２０】
このように、可動部のミラー上にピエゾ抵抗素子を配置することで、可動部のミラーが撓むと、撓み量に応じて、ピエゾ抵抗素子から抵抗が変化し、抵抗変化量に基づいて電圧信号が出力される。したがって、電圧制御手段は、この電圧信号を検出することで、容易に可動部のミラーの撓み量を検出することができ、撓み量に対する第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を設定することができる。
【００２１】
また、本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記撓み検出センサーは、一対の前記ミラーの少なくとも外周部および中心部にそれぞれ対向配置されるとともに、電圧印加により電荷を保持可能な平行平板型のコンデンサーであり、前記電圧制御手段は、外周部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量と、中心部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量の差分値に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加する構成としてもよい。
【００２２】
この発明では、一対のミラーの中央部、外周部にそれぞれ設けられるコンデンサーに保持される電荷量の変化を監視することで、これらのミラーの外周部におけるミラー間ギャップの大きさ、中央部におけるミラー間ギャップの大きさをそれぞれ検出することができる。したがって、電圧制御手段は、これらのミラー間ギャップの差から、可動部のミラーの撓み量を容易に算出することができ、撓み量に対する第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を設定することができる。
【００２３】
本発明の測色センサーは、上述し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透過した検査対象光を受光する受光手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この発明では、上述した発明と同様に、波長選択のためにミラー間ギャップを変化させた場合でも、波長可変干渉フィルターを透過する目的波長の光の透過率が減退せず、半値幅も増大しない。すなわち、波長可変干渉フィルターは、測色センサーに入射する検査対象光から、所望波長以外の他の波長成分を除外して、所望波長の光のみを受光手段に向かって射出させることができ、かつ十分な光量の光を射出させることができる。このような射出光を受光手段により受光することで、検査対象光に含まれる所望波長の光成分の正確な光強度を測定することができる。
【００２５】
本発明の測色モジュールは、上述した測色センサーと、前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、を具備したことを特徴とすることを特徴とする。
【００２６】
この発明では、上述した発明と同様に、波長選択のために一対のミラー間のミラー間ギャップを変化させた場合でも、波長可変干渉フィルターを透過する目的波長の光の透過率が減退せず、半値幅も増大せず、測色センサーの受光手段において、検査対象光に含まれる所望波長光の光量を正確に検出することができる。したがって、処理手段においても、検査対象光に含まれる所望波長の光の正確な光量に基づいて、検査対象光の各色成分の強度を精度よく分析できる。
【００２７】
本発明の波長可変干渉フィルターの制御方法は、上記波長可変干渉フィルターの制御方法であって、前記第一静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部を変位させる可動部変位工程と、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出工程と、前記撓み検出工程で検出された撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部に固定される前記ミラーの撓みを補正する撓み補正工程と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
この発明では、可動部変異工程において、第一静電アクチュエーターの変位用電極に印加する電圧を制御して、可動部を基板厚み方向に対して変位させ、撓み検出工程で、可動部の変位によって発生するミラーの撓み量を検出する。そして、撓み補正工程で、検出された撓み量に応じて、第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を制御し、可動部に固定されるミラーの撓みを補正する。この発明では、上記発明と同様の作用効果が得られる。すなわち、可動部の変位量に応じて可動部のミラーの撓み量が変化した場合でも、その撓み量に対して、一対のミラーを平行に維持するために要する適切な電圧を第二静電アクチュエーターの補正用電極に印加することができ、一対のミラーを確実に平行に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る第一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図である。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターを構成するエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図３】第一実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図４】第一実施形態の第一基板を第二基板側から見た平面図である。
【図５】第一実施形態の第二基板を第三基板側から見た平面図である。
【図６】第一実施形態の可動ミラーの概略構成を示す平面図である。
【図７】第一実施形態の調製基板を検査対象光の入射側から見た平面図である。
【図８】第一実施形態における第二静電アクチュエーターの静電引力により可動部および可動ミラーの撓み状態を示す概略断面図であり、（Ａ）は、可動ミラーの撓みが適切に補正された状態を示す図、（Ｂ）は、可動ミラーの撓み量に対して第二静電アクチュエーターの静電引力が小さい場合の可動ミラーの撓み状態を示す図、（Ｃ）は、可動ミラーの撓み量に対して、第二静電アクチュエーターの静電引力が大きい場合の可動ミラーの撓み状態を示す図である。
【図９】第一実施形態の測色モジュールにおける測色処理を示すフローチャートである。
【図１０】第二実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図１１】第二実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図１２】第三実施形態の可動ミラーの概略構成を示す平面図である。
【図１３】第三実施形態の可動ミラーの撓み量の検出処理を説明するための概略図である。
【図１４】第四実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図１５】第四実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図１６】他の実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図１７】従来の波長可変干渉フィルターにおける光透過率を示す図であり、（Ａ）はダイヤフラムが変位していない状態の透過率、（Ｂ）はダイヤフラムが引っ張られ、可動鏡が湾曲した状態の透過率を示す図である。
【図１８】従来の波長可変干渉フィルターにおける可動鏡の歪み状態を示す図であり、（Ａ）は、図１７（Ａ）に対応する図であり、ダイヤフラムの変位がないときの可動鏡の状態を示す図、（Ｂ）は、図１７（Ｂ）に対応する図であり、ダイヤフラムが変位した際の可動鏡の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[第一実施形態]
以下、本発明に係る第一実施形態の測色モジュールについて、図面を参照して説明する。
〔１．測色モジュールの全体構成〕
図１は、本発明に係る第一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図である。
この測色モジュール１は、図１に示すように、被検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、本発明の測色センサー３と、測色モジュール１の全体動作を制御する制御装置４とを備えている。そして、この測色モジュール１は、光源装置２から射出される光を被検査対象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、すなわち被検査対象Ａの色を分析して測定するモジュールである。
【００３１】
〔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、被検査対象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おり、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被検査対象Ａに向かって射出する。
【００３２】
〔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、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５と、エタロン５を透過する光を受光する受光手段としての受光素子３１と、エタロン５で透過させる光の波長を可変する電圧制御手段６と、を備えている。また、測色センサー３は、エタロン５に対向する位置に、被検査対象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、エタロン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、所定波長の光のみを分光し、分光した光を受光素子３１にて受光する。
受光素子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、受光素子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。
【００３３】
（３−１．エタロンの構成）
図２は、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５の概略構成を示す平面図であり、図３は、エタロン５の断面図である。なお、図１では、エタロン５に検査対象光が図中下側から入射しているが、図３では、検査対象光が図中上側から入射するものとする。
エタロン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り、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン５は、図３に示すように、第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３を備えている。これらの３枚の基板５１，５２，５３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。これらの中でも、各基板５１，５２，５３の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより基板５１，５２，５３を形成することで、後述するミラー５６，５７や、各電極の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの３つの基板５１，５２，５３は、外周部近傍に形成される接合面５１３，５２４，５２５，５３３が接合層５８１，５８２により接合されることで、一体的に構成されている。
【００３４】
そして、第一基板５１と、第二基板５２との間には、本発明の一対のミラーを構成する固定ミラー５６および可動ミラー５７とが設けられる。ここで、固定ミラー５６は、第一基板５１の第二基板５２に対向する面に固定され、可動ミラー５７は、第二基板５２の第一基板５１に対向する面に固定されている。また、これらの固定ミラー５６および可動ミラー５７は、ミラー間ギャップＧを介して対向配置されている。
【００３５】
さらに、第一基板５１と第二基板５２との間には、固定ミラー５６および可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの寸法を調整するための第一静電アクチュエーター５４が設けられている。また、第二基板５２と第三基板５３との間には、可動ミラー５７の撓みを補正するための第二静電アクチュエーター５５が設けられている。
【００３６】
（３−１−１．第一基板の構成）
図４は、第一基板５１を第二基板５２側から見た平面図である。
第一基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、図４に示すように、第一基板５１には、エッチングにより電極形成溝５１１およびミラー固定溝５１２が形成される。
電極形成溝５１１は、第一基板５１の基板厚み方向から当該第一基板５１を見た平面視（図２、図４）において平面中心点を中心とした円形に形成されている。ミラー固定溝５１２は、前記平面視において、電極形成溝５１１と同心円で、電極形成溝５１１よりも径寸法が小さい円形に形成されている。
電極形成溝５１１は、ミラー固定溝５１２の外周縁から、当該電極形成溝５１１の内周壁面まで間に、リング状の電極固定底面５１１Ａが形成され、この電極固定底面５１１Ａに第一変位用電極５４１が形成される。また、第一基板５１には、平面中心点に対して互いに対象となる頂点（図４における右上の頂点、および左下の頂点）から、電極固定底面５１１Ａからに亘って、溝深さが電極固定底面５１１Ａと同一深さ寸法である第一電極導入溝５１１Ｂが形成されている。そして、これらの第一電極導入溝５１１Ｂのうちの一方（本実施形態では、図４における右上の頂点側に延出する第一電極導入溝５１１Ｂ）には、第一変位用電極５４１の外周縁の一部から延出する第一変位用電極引出部５４２が形成される。また、この第一変位用電極引出部５４２の先端部には、第一変位用電極５４１に所定の電圧を印加するための第一変位用電極パッド５４３が形成されている。
【００３７】
ミラー固定溝５１２は、上述したように、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法で形成されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、ミラー固定溝５１２の深さ寸法が電極形成溝５１１の深さ寸法よりも深く形成される例を示すが、これは、ミラー固定溝５１２の底面（ミラー固定面５１２Ａ）に固定される固定ミラー５６、および第二基板５２に形成される可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの寸法、第一変位用電極５４１および第二基板５２に形成される後述の第二変位用電極５４４の間の寸法、固定ミラー５６や可動ミラー５７の厚み寸法により適宜設定される。例えば、本実施形態では、固定ミラー５６および可動ミラー５７として、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を積層した誘電体多層膜を用いるが、この場合、例えばＡｇＣ単層の固定ミラー５６および可動ミラー５７を形成する場合に比べて、ミラー厚み寸法が増大する。したがって、ミラー固定溝５１２の深さ寸法を電極形成溝５１１の深さ寸法より大きくすることが好ましい。
【００３８】
また、ミラー固定溝５１２は、エタロン５を透過させる波長域をも考慮して、溝深さが設計されることが好ましい。例えば、本実施形態では、固定ミラー５６および可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの初期値（第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に電圧が印加されていない状態のミラー間ギャップＧの寸法）が４５０ｎｍに設定され、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に電圧を印加することにより、ミラー間ギャップＧが２５０ｎｍになるまで可動ミラー５７を変位させることが可能となっており、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間の電圧を可変することで、約６００ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長の光を選択的に分光させて透過させることが可能となる。この場合、ミラー間ギャップＧを２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間で変位可能に、固定ミラー５６および可動ミラー５７の膜厚およびミラー固定溝５１２の深さ寸法や電極形成溝５１１の深さ寸法が設定されている。
【００３９】
そして、ミラー固定面５１２Ａには、直径が約３ｍｍの円形状に形成される固定ミラー５６が固定されている。この固定ミラー５６は、上述したように、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を複数積層することで形成される誘電体多層膜であり、スパッタリングなどの手法によりミラー固定溝５１２に形成される。
なお、本実施形態では、固定ミラー５６としてはＳｉＯ２−ＴｉＯ２系膜誘電体多層膜を用いるが、これに限定されず、広範囲の波長の光を選択的に分光させることが可能な、例えばＡｇＣ単層の固定ミラーを用いる構成としてもよい。ただし、この場合、上述したように、第一基板５１のミラー固定溝５１２や電極形成溝５１１の溝深さを、固定ミラー５６や可動ミラー５７、分光させる光の波長選択域などにより、適宜設定する必要がある。
【００４０】
さらに、第一基板５１は、第二基板５２が対向する上面とは反対側の下面において、固定ミラー５６に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第一基板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。
【００４１】
（３−１−２．第二基板の構成）
図５は、第二基板５２を第三基板５３側から見た平面図である。
第二基板５２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、図２、図３、および図５に示すように、第二基板５２には、エッチングにより変位部５２１が形成される。この変位部５２１は、図５に示すような、第二基板５２の基板厚み方向から当該第二基板５２を見た平面視において、平面中心点を中心とした円形の可動部５２２と、可動部５２２と同軸であり可動部５２２を保持する連結保持部５２３と、を備えている。
【００４２】
可動部５２２は、連結保持部５２３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、第二基板５２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部５２２は、ミラー固定溝５１２の径寸法と略同一系寸法の円柱状に形成されている。また、可動部５２２は、ミラー固定溝５１２に平行な可動面５２２Ａを備え、この可動面５２２Ａに可動ミラー５７が固定されている。ここで、この可動ミラー５７と、上記した固定ミラー５６とにより、本発明の一対のミラーが構成される。また、本実施形態では、可動ミラー５７と固定ミラー５６との間のミラー間ギャップＧは、初期状態において、４５０ｎｍに設定されている。
【００４３】
ここで、図６に可動ミラーの平面図を示す。
可動ミラー５７は、固定ミラー５６と同様に、直径約３ｍｍの円形状に形成されている。また、可動ミラー５７は、固定ミラー５６と同一の薄膜が用いられ、本実施形態では、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系膜誘電体多層膜が用いられる。
さらに、可動ミラー５７は、中心点を通る直径方向に、互いに直交する２つのピエゾ抵抗素子５７１が設けられている。これらのピエゾ抵抗素子５７１には、図示は省略するが、信号線が接続されている。この信号線は、後述する第二変位用電極引出部５４５と並列して、第二基板５２の外周端面まで引き出され、電圧制御手段６に接続される。また、ピエゾ抵抗素子５７１の幅寸法は、例えば１０μｍであり、可動ミラー５７の面積に対して、ピエロ抵抗素子の面積は十分小さいため、エタロン５を透過する光の透過率への影響はない。
このピエゾ抵抗素子５７１は、可動ミラー５７の面内撓みを検出し、撓み量に応じた電気信号を生成して電圧制御手段６に出力する。
【００４４】
さらに、可動部５２２は、可動面５２２Ａとは反対側の上面において、可動ミラー５７に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、第一基板５１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成される。
【００４５】
連結保持部５２３は、可動部５２２の周囲を囲うダイヤフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。また、図２、図３に示すように、連結保持部５２３の外周縁の径寸法は、電極形成溝５１１の外周縁（内周壁面）の径寸法と略同一系寸法に形成されている。そして、連結保持部５２３の第一基板５１に対向する面には、第一変位用電極５４１と、約１μｍの電磁ギャップを介して対向する、リング状の第二変位用電極５４４が形成されている。ここで、この第二変位用電極５４４および前述した第一変位用電極５４１は、本発明の一対の変位用電極であり、本発明の第一静電アクチュエーター５４を構成する。
また、第二変位用電極５４４の外周縁の一部からは、第二変位用電極引出部５４５が、平面正方形状の第二基板５２の１つの頂点に向かって、より具体的には、図２、図５に示す平面視において左下の頂点に向かって延出して形成され、この第二変位用電極引出部５４５の先端部には、第二変位用電極パッド５４６が形成されている。
そして、この第二変位用電極パッド５４６および前記第一変位用電極パッド５４３には、例えば測色センサー３内の設けられる電圧制御手段６に接続され、電圧制御手段６により第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に所定の電圧が印加される。これにより、静電引力により、これらの第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４が引っ張られ、連結保持部５２３が撓んで、可動部５２２が第一基板５１側に変位する。この第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に印加する電圧を制御することで、可動部５２２の可動ミラー５７と、第一基板５１の固定ミラー５６との間のミラー間ギャップＧが調整され、ミラー間ギャップＧに応じた波長の光が分光可能となる。
【００４６】
さらに、可動部５２２の上面の外周部には、リング状の第一補正用電極５５１が形成されている。ここで、図２に示す平面視において、第一補正用電極５５１は、第一静電アクチュエーター５４を構成する第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４の内側に設けられ、可動ミラー５７および固定ミラー５６は、この第一補正用電極５５１の内側に設けられている。
【００４７】
また、第一補正用電極５５１の外周縁の一部からは、第一補正用電極引出部５５２が、平面正方形状の第二基板５２の１つの頂点に向かって、より具体的には図２、図５の平面視において、左上頂点に向かって延出して形成されている。さらに、この第一補正用電極引出部５５２の先端部には、第一補正用電極パッド５５３が形成されている。ここで、この第一補正用電極引出部５５２および第一補正用電極パッド５５３は、図５に示すように、第一補正用電極５５１の外周縁から可動部５２２の外周面、連結保持部５２３の上面、連結保持部の外周縁から立ち上がる溝壁面、および第二基板５２の変位部５２１の外周側に形成される第二基板５２の接合面５２５に沿って形成される。
【００４８】
（３−１−３．第三基板の構成）
図７は、第三基板５３を検査対象光に入射側から見た平面図である。
第三基板５３は、上記第一基板５１および第二基板５２と同様に、ガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、第三基板５３には、第二基板５２の変位部５２１に対向して、この変位部５２１と同一径寸法のギャップ形成溝５３１が形成されている。また、第三基板５３には、固定ミラー５６および可動ミラー５７と同心軸上に、これら固定ミラー５６および可動ミラー５７と略同一径寸法の貫通孔５３２が形成されている。この貫通孔５３２は、第三基板５３の厚み方向を貫通して形成され、測色センサー３の入射光学レンズから入射した検査対象光は、この貫通孔５３２を通って第二基板５２の可動部５２２に入射する。
【００４９】
また、第三基板５３の第二基板５２に対向する面には、約１μｍの電磁ギャップを介して第一補正用電極５５１に対向する、リング状の第二補正用電極５５４が形成されている。
さらに、第三基板５３には、図２、図７の平面視において、第一変位用電極パッド５４３、および第二変位用電極パッド５４６に重ならない位置の頂点（図２、図７における左上頂点および右下頂点）から、ギャップ形成溝５３１に亘って、溝深さがギャップ形成溝５３１の底面と同一深さ寸法である第三電極導入溝５３１Ａが形成されている。そして、これらの第三電極導入溝５３１Ａのうちの一方（本実施形態では、図２、図７における右下頂点側に延出する第三電極導入溝５３１Ａ）には、第二補正用電極５５４の外周縁の一部から延出する第二補正用電極引出部５５５が形成される。また、この第二補正用電極引出部５５５の先端部には、第二補正用電極５５４に所定の電圧を印加するための第二補正用電極パッド５５６が形成されている。ここで、第一補正用電極５５１、およびこの第二補正用電極５５４は、本発明の一対の補正用電極であり、本発明の第二静電アクチュエーター５５を構成する。
【００５０】
そして、この第一補正用電極パッド５５３および第二補正用電極パッド５５６は、電圧制御手段６に接続され、第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に所定の電圧が印加される。これにより、静電引力により、これらの第二補正用電極５５４および第一補正用電極５５１が引っ張られ、可動部５２２の撓みが補正される。
【００５１】
ここで、図８（Ａ）は、第二静電アクチュエーターの静電引力により可動部５２２および可動ミラー５７の撓みが補正された状態の第二基板５２の概略を示す図である。
可動部５２２は、連結保持部５２３に比べて厚み寸法が大きく形成されるため、第一静電アクチュエーター５４の静電引力が加わったとしても、連結保持部５２３の撓みほど大きく撓むことがないが、微小な撓みは生じる。可動ミラー５７にこのような微小な撓みが発生すると、固定ミラー５６および可動ミラー５７が平行に維持されず、例えば、ミラーの外周部では、固定ミラー５６および可動ミラー５７間のミラー間ギャップＧが大きくなり、ミラーの中心部に向かうに従ってミラー間ギャップＧが小さくなる。このような場合、ミラー位置によって透過する波長の光が変化するため、エタロン５から複数の波長の光が透過される。すなわち、所望波長の光の透過率が悪化し、その半値幅も大きくなって分解能が低下する。
これに対して、上記のような第二静電アクチュエーター５５により、第一静電アクチュエーター５４の静電力引力と反対方向に、静電引力を作用させることで、図８（Ａ）に示すように、可動部５２２に作用する静電引力同士が打ち消し合い、可動部５２２の可動面５２２Ａを、第一基板５１に対して平行に維持することが可能となる。したがって、固定ミラー５６および可動ミラー５７も平行となる。すなわち、ミラー間ギャップＧがミラー全面において一様となり、透過すべき所望波長の光の透過率が向上し、透過波長以外の光が透過されず、透過波長光の半値幅も小さくでき、分解能が向上する。
【００５２】
また、上述したような第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３は、図２に示すような平面視において、変位部５２１の外周側に形成される接合面５１３，５２４，５２５，５３３を接合することで、一体構成として形成される。ここで、接合面同士を接合する接合層５８１，５８２は、例えば粘着性薄膜（接着剤）であり、各基板５１，５２，５３の接合面５１３，５２４，５２５，５３３にスパッタリングなどにより形成した後、各基板５１，５２，５３を重ね合わせ、厚み方向に対して圧力をかけることで接合される。なお、各基板５１，５２，５３の接合では、上記接合方法以外にも、例えば、接合面を活性化し、活性化された接合面を重ね合わせて加圧することで接合する、いわゆる常温活性化接合方法などを利用することもできる。
【００５３】
（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御手段６は、上記エタロン５とともに、本発明の波長可変干渉フィルターを構成する。この電圧制御手段６は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、第一静電アクチュエーター５４の第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４に印加する電圧を制御する。また、可動ミラー５７のピエゾ抵抗素子５７１から出力される電気信号に基づいて、第二静電アクチュエーター５５に印加する電圧を制御し、可動ミラー５７の撓みを補正する。
【００５４】
ここで、電圧制御手段６は、図示しないメモリーを備え、このメモリーに、可動ミラー５７の撓み量に対する、可動ミラー５７および固定ミラー５６を平行に維持するために必要な第二静電アクチュエーター５５への印加電圧を記録したＬＵＴデータを記憶しておく。そして、電圧制御手段６は、ピエゾ抵抗素子５７１から入力される電気信号に基づいて、可動ミラー５７の撓み量を認識し、メモリーに記憶されるＬＵＴデータから撓み量に対する電圧を読み込み、第二静電アクチュエーター５５の第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に読み込んだ電圧を印加する。
【００５５】
〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色モジュール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の電圧制御手段６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、第一静電アクチュエーター５４への印加電圧を設定する。
【００５６】
〔５．測色モジュールの制御方法〕
上述したような測色モジュール１では、以下の処理を実施することで、被検査対象の色度を測定することが可能となる。図９は、本実施形態の測色モジュールにおける測色処理を示すフローチャートである。
図９に示すように、測色モジュール１により、被検査対象Ａの色度を測定するには、まず、制御装置４は、光源装置２を起動させ、光源２１から白色光を射出させる（ステップＳ１）。また、制御装置４の測色センサー制御部４２は、エタロン５で分光させる目的波長を選択し、選択された波長を透過させる旨の制御信号を測色センサー３に出力する（ステップＳ２）。この目的波長の選択は、例えば利用者により設定入力されることで、任意の波長が選択されるものであってもよく、検査対象となる波長を例えば、高波長から順次可変させて自動的に選択するものであってもよい。
【００５７】
測色センサー３の電圧制御手段６は、制御装置４から制御信号が入力されると、入力された制御信号に基づいて、第一静電アクチュエーター５４の第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に所定電圧(第一電圧)を印加する（ステップＳ３：可動部変位工程）。
これにより、エタロン５の変位部５２１が第一基板５１側に引っ張られて撓み、可動部５２２の可動面５２２Ａに固定された可動ミラー５７も固定ミラー５６に近接する。
【００５８】
この時、変位部５２１の変位により、連結保持部５２３だけでなく、可動部５２２にも撓みが生じ、可動面５２２Ａに固定される可動ミラー５７にも撓みが生じる。これにより、可動ミラー５７に設けられたピエゾ抵抗素子５７１の抵抗値、可動ミラー５７の撓み量に応じて変動する。そして、ピエゾ抵抗素子５７１は、この抵抗変動値に応じた電気信号を電圧制御手段６に出力する。
電圧制御手段６は、この電気信号を検出することで、可動ミラー５７の撓み量を検出する（ステップＳ４：撓み検出工程）。
この後、電圧制御手段６は、メモリーに記憶される、可動ミラー５７の撓み量に対する第二静電アクチュエーターへの印加電圧（第二電圧）を記録したＬＵＴデータを読み込む。また、電圧制御手段６は、このＬＵＴデータから、ステップＳ４にて検出される撓み量に対応する第二電圧を読み出し、第二静電アクチュエーター５５の第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に印加する（ステップＳ５：撓み補正工程）。
【００５９】
また、電圧制御手段６は、ピエゾ抵抗素子５７１から出力される電気信号を監視し、可動ミラー５７の撓み量が０になったか否かを判断する（ステップＳ６）。
そして、ステップＳ６において、可動ミラー５７の撓み量が０でない場合、すなわち「Ｎｏ」と判断した場合は、ステップＳ４に戻り、再度撓み量を検出して、第二静電アクチュエーター５５に第二電圧を印加する。
【００６０】
一方、ステップＳ６において、撓み量が０となった場合、測色センサー３は、可動ミラー５７および固定ミラー５６が平行に維持されていると判断し、エタロン５を透過した検査対象光を受光素子３１にて受光させ、受光量に応じた検出信号を制御装置４に出力する（ステップＳ７）。
また、制御装置４は、ステップＳ７の後、エタロン５にて分光可能な波長帯域内において、全波長の受光量を検出したか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８において、受光量を検出していない波長がある場合、制御装置４は、再びステップＳ２からステップＳ７の処理を実施する。すなわち、制御装置４は、受光量を検出していない波長を透過させる旨の制御信号を測色センサー３に出力する。
【００６１】
一方、ステップＳ８において、制御装置４は、エタロン５にて選択可能な全ての波長の光に対する受光量が検出されたと判断すると、これらの検出結果に基づいて、測色処理を実施する（ステップＳ９）。この測色処理としては、例えば、制御装置４の測色処理部４３は、検査対象光を構成する各波長成分の受光量を、例えばディスプレイなどの表示装置やプリンターなどの印刷装置に出力し、検査対象光を構成する各色成分値を表示させる制御をする。
【００６２】
〔６．第一実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第一実施形態のエタロン５では、可動部５２２を基板厚み方向に沿って変位させる第一静電アクチュエーター５４の内側に、第二静電アクチュエーター５５が設けられている。
このため、可動部５２２の変位に伴う撓みを、第二静電アクチュエーター５５の静電引力により、補正することができ、可動ミラー５７を固定ミラー５６に対して平行に維持することができる。つまり、第一静電アクチュエーター５４および第二静電アクチュエーター５５の静電引力が、可動部５２２に、互いに反対方向に作用するため、これらの静電引力が互いに打ち消される。したがって、可動部５２２を第一基板５１に対して平行に維持することができ、可動部５２２に固定される可動ミラー５７も固定ミラー５６に対して平行に維持することができる。
これにより、可動ミラー５７および固定ミラー５６間のミラー間ギャップＧが、ミラー上のどの位置においても同一寸法となり、同一波長の光のみが透過される。このような構成とすることで、他の波長成分の光がエタロン５を透過したり、所望の波長成分の光が透過されなかったりする不都合がない。したがって、第二静電アクチュエーター５５により可動部５２２を補正しなかった場合に比べて、エタロン５を透過させる光の波長を変化させた場合においても、所望波長の光のみを高透過率で透過させることができ、分解能を高くすることができる。
また、各波長成分の光に対して、高透過率および高分解能となるエタロン５を用いた測色センサー３および測色モジュール１では、検査対象光のうちの所望の光の光量を正確に測定することができ、高精度な測色処理を実施することができる。
【００６３】
さらに、本実施形態のエタロン５では、変位部５２１を第一基板５１から離れる方向に変位させる際に、第二静電アクチュエーター５５の静電引力を利用することもできる。すなわち、エタロン５を透過させる光を、低波長側から高波長側に切り替える際、電圧制御手段６は、第一静電アクチュエーター５４に印加する第一電圧を、可動部５２２の変位量に応じて減少させる。これにより、可動部５２２は、連結保持部５２３のばね力により第一基板５１から離れる方向に移動し、このばね力と第一静電アクチュエーター５４の静電引力とがつり合う位置で停止する。この時、電圧制御手段６は、第二静電アクチュエーター５５の第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に、所定の第二電圧を印加することで、第二静電アクチュエーター５５の静電引力により可動部５２２を第三基板５３側に引っ張ることができる。したがって、エタロン５では、ミラー間ギャップＧを広げる場合に、第二静電アクチュエーター５５の静電引力と連結保持部５２３のばね力とを利用することができ、可動部５２２を連結保持部５２３のばね力のみで、可動部５２２を第一基板５１から離れる方向に変位させる場合に比べて、迅速に可動部５２２を変位させることができる。
【００６４】
また、第三基板５３には、貫通孔５３２が設けられ、この貫通孔５３２が検査対象光を導く光路を構成している。
すなわち、第三基板５３に貫通孔５３２が設けられない構成とした場合、検査対象光が第三基板を透過する際に、反射および吸収されることで、光量が低下する。これに対して、上記にように第三基板５３に貫通孔５３２を設け、この貫通孔５３２に検査対象光を通過させることで、上記のような光量低下をなくすことができる。したがって、受光素子３１に検査対象の所望波長の光を、光量の低下なく透過させることができ、より高精度な測色処理を実施することができる。
【００６５】
可動ミラー５７には、撓み検出センサーであるピエゾ抵抗素子５７１が設けられ、可動ミラー５７の撓みに応じた抵抗変化量が電気信号として電圧制御手段６に出力される。そして、電圧制御手段６は、この電気信号に基づいて撓み量を検出し、この撓み量に応じた第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加する。
このため、可動ミラー５７の撓み量に対して、可動ミラー５７を固定ミラー５６に平行に維持するために必要な最適な第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加することができる。
すなわち、可動ミラー５７の撓み量を検出せず、第二電圧を印加する場合、例えば第一静電アクチュエーター５４による静電引力による可動ミラー５７の撓み量に対して、第二静電アクチュエーター５５による静電引力による補正量が小さい場合、図８（Ｂ）に示すように、可動ミラー５７の撓みが十分に補正されず、可動ミラー５７および固定ミラー５６が平行とならない。この場合でも、第二静電アクチュエーター５５を設けない場合に比べると、透過率および分解能の向上を見込めるが、十分ではなく、エタロン５を透過させる光の波長を変更した際に、透過率および分解能が悪化してしまう。
また、第一静電アクチュエーター５４による静電引力による可動ミラー５７の撓み量に対して第二静電アクチュエーター５５による静電引力による補正量が大きい場合、図８（Ｃ）に示すように、可動ミラー５７が反対側に撓んでしまう。したがって、エタロン５を透過させる光の波長を変更した際に、透過率および分解能が悪化してしまう。
これに対して、上述のように、可動ミラー５７の撓み量をピエゾ抵抗素子５７１により検出し、撓み量に対応した第二電圧を印加することで、図８（Ａ）に示すように、可動ミラー５７および固定ミラー５６を精度よく平行に維持することができる。したがって、エタロン５を透過させる光の波長を変更した際に、透過率および分解能の悪化がなく、高透過率、高分解能を維持することができる。
【００６６】
また、第一変位用電極引出部５４２、第二変位用電極引出部５４５、第一補正用電極引出部５５２、および第二補正用電極引出部５５５は、基板対向方向からエタロン５を見る平面視において、それぞれ異なる頂点方向に向かって延出して形成され、第一変位用電極パッド５４３、第二変位用電極パッド５４６、第一補正用電極パッド５５３、および第二補正用電極パッド５５６が、それぞれ重ならない位置に形成されている。
エタロン５は、１辺が１０ｍｍの正方形状に形成され、各基板５１，５２，５３の厚み寸法も２００μｍ〜５００μｍに形成されるものであるため、各電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６を１つの頂点位置に厚み方向に重ねて形成した場合、これらの各電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６が微細部分に集中し、配線作業が困難となる。また、僅かな圧力で、各電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６が接触してしまうなど、短絡の問題も生じる。これに対し、上記のように、各電極引出部５４２，５４５，５５２，５５５が、それぞれ異なる方向に延出し、電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６が重ならない位置に設けられる構成とすることで、これらの電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６と電圧制御手段とを接続する際の配線作業が容易となり、短絡などの問題も回避できる。
【００６７】
〔第二実施形態〕
次に、本発明に係る第二実施形態の測色モジュールについて説明する。
図１０は、第二実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図、図１１は、第二実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。なお、第二実施形態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。
【００６８】
第二実施形態の測色モジュールは、第一実施形態と略同様の構成を有し、光源装置２と、測色センサー３と、制御装置４と、を備えて構成されており、第一実施形態とは、測色センサー３に設けられるエタロン５の構成が異なる。
すなわち、第一実施形態のエタロン５では、第三基板５３に貫通孔５３２が設けられる例を示したが、第二実施形態のエタロン５では、第三基板５３Ａに貫通孔５３２が形成されない。
【００６９】
具体的には、図１０，１１に示すように、第二実施形態のエタロン５では、第三基板５３Ａは、板状に形成されている。そして、この第三基板５３Ａには、可動ミラー５７に対向して所定深さ寸法で、可動ミラー５７と略同一径寸法の光導入溝５３４が形成されている。ここで、この光導入溝５３４の底面である光導入面５３４Ａは、固定ミラー５６に対して平行に形成されており、導入される検査対象光が、当該光導入面５３４Ａにて反射されることがない。
また、第三基板５３Ａの外周部、および第二基板５２の外周部を接合する接合層５８２は、環状に形成される。すなわち、第三基板５３Ａおよび第二基板５２の間の入射側空間５９１（本発明の第二内部空間）は、接合層５８２、第三基板５３、および第二基板５２により密閉されている。そして、この入射側空間５９１は、真空状態に維持されている。
【００７０】
また、第二基板５２および第一基板５１を接合する接合層５８１も環状に形成され、第二基板５２と第一基板５１との間の射出側空間５９２（本発明の第一内部空間）が密閉されている。そして、この射出側空間５９２も真空状態に維持されている。
すなわち、変位部５２１を挟む入射側空間５９１および射出側空間５９２がそれぞれ真空状態に維持されている。
このようなエタロン５は、真空中で第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３Ａを、接合層を介して接合させることで、容易に形成することができる。
その他の構成については、上記第一実施形態と同様であり、図６に示すフローチャートにより、測色モジュールを動作させることが可能である。
【００７１】
〔第二実施形態の作用効果〕
上記第二実施形態の測色モジュール１のエタロン５では、次のような作用効果を奏することができる。
すなわち、エタロン５は、第一基板５１、第二基板５２、第三基板５３Ａにより構成され、第一基板５１および第二基板５２の間、第二基板５２および第三基板５３Ａの間がそれぞれ真空状態に密封されている。このため、第二基板５２に形成される変位部５２１を挟む入射側空間５９１および射出側空間５９２がそれぞれ真空状態となり、変位部５２１の変位時に、空気抵抗などの抵抗が作用しない。したがって、静電引力のような微弱な応力により変位部５２１を変位させる場合でも、容易に変位部５２１を変位させることができ、変位部５２１の変位量の調整も容易となる。また、変位部５２１の変位に対する抵抗がなくなるため、空気中で変位部５２１を移動させる場合に比べて、変位部５２１の移動速度も速くなり、ミラー間ギャップＧの設定をより迅速に行える。さらに、より弱い力で変位部５２１を変位させることが可能であるため、変位部５２１の厚み寸法を大きくすることも可能であり、この場合、変位部５２１の強度を強くすることができる。
【００７２】
〔第三実施形態〕
次に、本発明に係る第三実施形態の測色モジュールについて説明する。
図１２は、第三実施形態の可動ミラーの概略構成を示す平面図であり、図１３は、第三実施形態の可動ミラーの撓み量の検出処理を説明するための概略図である。
【００７３】
上記した第一実施形態では、撓み検出手段として、ピエゾ抵抗素子５７１を用い、ピエゾ抵抗素子５７１から出力される抵抗変動値に応じた電気信号を検出することで可動ミラー５７の撓み量を検出した。これに対して、第三実施形態では、撓み検出手段として、可動ミラー５７および固定ミラー５６間に平行平板型のコンデンサー５７２を配置し、このコンデンサー５７２の電気容量の変化を検出することで可動ミラー５７の撓み量を検出する。
【００７４】
具体的には、図１２に示すように、可動ミラー５７および固定ミラー５６には、それぞれ内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂが設けられている。内側コンデンサー５７２Ａは、平面円形状に形成され、可動ミラー５７および固定ミラー５６の中心点に固定される。この内側コンデンサー５７２Ａの径寸法としては例えば１０μｍであり、直径３ｍｍの可動ミラー５７および固定ミラー５６のミラー面積に対して十分小さく形成され、エタロン５の光透過率や分解能に影響を与えることはない。
また、外側コンデンサー５７２Ｂは、可動ミラー５７および固定ミラー５６の外周縁に沿ってリング状に形成される。この外側コンデンサー５７２Ｂは、内側コンデンサー５７２Ａと同一面積となるように、リング幅が設定されており、可動ミラー５７や固定ミラー５６のミラー面積に対して十分小さく、エタロン５の透過率や分解能に影響を与えない。
【００７５】
これらのコンデンサー５７２を用いた撓み量の検出では、電圧制御手段６は、エタロン５による測色処理の開始時に、これらの内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂに所定の電圧を印加して電荷を保持させる。そして、上述した第一および第二実施形態と同様に、制御装置４により、エタロン５を透過させる光の波長を変更する旨の制御信号が入力されると、電圧制御手段６は、第一静電アクチュエーター５４に印加する第一電圧を変化させ、変位部５２１を第一基板５１側に変位させる。
この時、変位部５２１の変位に伴って、可動部５２２および可動ミラー５７も第一基板５１側に移動する。ここで、可動ミラー５７の撓みがない場合には、内側コンデンサー５７２Ａの平行平板間の距離と、外側コンデンサー５７２Ｂの平行平板間の距離とが同一距離となるため、内側コンデンサー５７２Ａと外側コンデンサー５７２Ｂとが同一面積であれば、電荷保持容量も同一値となる。一方、可動部５２２および可動ミラー５７が撓んでいる場合は、図１３に示すように、内側コンデンサー５７２Ａの平行平板間の距離に比べて、外側コンデンサー５７２Ｂの平行平板間の距離が増大する。したがって、内側コンデンサー５７２Ａの電荷保持容量に比べて、外側コンデンサー５７２Ｂの電荷保持容量が小さくなる。
そして、電圧制御手段６は、内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂの電荷保持容量の差を検出することで、外側コンデンサー５７２Ｂが設けられる可動ミラー５７の外周縁の撓み量を検出し、第一実施形態と同様に、撓み量に応じた第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加する。
【００７６】
〔第三実施形態の作用効果〕
上記第三実施形態のエタロン５は、可動ミラー５７および固定ミラー５６の中心点で、互いに対向する平行平板を固定することで構成される内側コンデンサー５７２Ａと、可動ミラー５７および固定ミラー５６の外周縁で、互いに対向する平行平板を固定することで構成される外側コンデンサー５７２Ｂとを備えている。そして、電圧制御手段６は、これらの内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂの電荷保持容量の変化量を検出することで外側コンデンサー５７２Ｂが設けられる可動ミラー５７の外周縁の撓み量を検出し、この撓み量に対応した第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加する。
このため、上記第一および第二実施形態と同様に、可動ミラー５７の撓み量に対して、可動ミラー５７を固定ミラー５６に平行に維持するために必要な最適な第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加することができ、エタロン５を透過させる光の波長を変化させた場合でも、高透過率、高分解能を維持することができる。
【００７７】
〔第四実施形態〕
次に、本発明に係る第三実施形態の測色モジュールについて説明する。
図１４は、第四実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図であり、図１５は、第四実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【００７８】
上述した第一から第三実施形態の測色モジュール１では、測色センサー３のエタロン５として、第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３を有し、第二静電アクチュエーター５５が第二基板５２および第三基板５３の間に形成される構成を例示した。これに対して、第四実施形態では、第三基板５３が設けられず、第一基板５１および第二基板５２の間に第二静電アクチュエーター５５Ａが設けられる。
【００７９】
具体的には、第四実施形態のエタロン５Ａは、第一基板５１と、第二基板５２との２つの基板を備えている。第一基板５１は、上記第一実施形態と同様に、電極形成溝５１１およびミラー固定溝５１２が形成され、第二基板５２も、上記第一実施形態と同様に、変位部５２１が形成される。ここで、上記第一実施形態では、第一基板５１のミラー固定溝５１２の径寸法と、可動部５２２の径寸法とが略同一寸法としたが、第四実施形態のエタロン５Ａでは、可動部５２２の径寸法は、ミラー固定溝５１２の径寸法より大きく形成される。すなわち、可動部５２２の可動面５２２Ａの外周部は、電極形成溝５１１の電極固定底面５１１Ａの内周側の一部の面に対向する。
【００８０】
そして、第一基板５１の電極形成溝５１１の電極固定底面５１１Ａには、外周側に、連結保持部５２３に対向して、第一静電アクチュエーター５４を構成する第一変位用電極５４１が形成され、内周側に、可動面５２２Ａに対向して、第二静電アクチュエーター５５Ａを構成する第一補正用電極５５１Ａが形成されている。
また、第四実施形態における第一基板５１の具体的な構成は、第一実施形態と略同様であるため、図示は省略するが、この第一基板５１の第一電極導入溝５１１Ｂは、上記第一実施形態と異なり、図１４の平面視における左上の頂点方向にも延出して形成されている。そして、左上頂点方向に延びる第一電極導入溝５１１Ｂに沿って、第一補正用電極５５１Ａの一部から延出する第一補正用電極引出部５５２Ａ、およびこの第一補正用電極引出部５５２Ａの先端部に形成される第一補正用電極パッド５５３Ａが固定される。
【００８１】
また、第二基板５２には、第一実施形態と同様に、連結保持部５２３に、第一変位用電極５４１に対向する第二変位用電極５４４が形成される。さらに、可動部５２２の可動面５２２Ａの外周部には、第一補正用電極５５１Ａに対向するエレクトレット５５４Ａが固定されている。このエレクトレット５５４Ａは、例えばフッ素樹脂薄膜により構成され、半永久的に電荷を保持可能な薄膜である。
このような構成では、前記第一補正用電極５５１Ａおよびエレクトレット５５４Ａにより、本発明の第二静電アクチュエーター５５Ａが構成される。すなわち、電圧制御手段６は、第一補正用電極５５１Ａに、エレクトレット５５４Ａにより保持される電荷とは正負が反対の電荷を帯電させることで、その帯電量に応じた静電斥力を発生させる。これにより、可動部５２２には、第一静電アクチュエーター５４による静電引力とは反対方向に静電斥力が発生し、可動ミラー５７の撓みが補正される。
なお、本題四実施形態においても、上記第一から第三実施形態と同様に、可動ミラー５７に撓み検出手段を配置し、電圧制御手段６は、検出された撓み量に応じて第一補正用電極５５１Ａに印加する第二電圧を制御し、可動ミラー５７が固定ミラー５６に対して平行となるように、撓みを補正する。
【００８２】
〔第四実施形態の作用効果〕
上述したように、第四実施形態の測色モジュール１を構成する測色センサー３のエタロン５Ａでは、第一基板５１および第二基板５２の間に、第一静電アクチュエーター５４および第二静電アクチュエーター５５Ａを配置している。具体的には、第一静電アクチュエーター５４は、第一基板５１の電極固定底面５１１Ａの外周側と連結保持部５２３との間に配置される、第一静電アクチュエーター５４を構成する第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４を備え、静電引力によりダイヤフラムを変位させる。また、第二静電アクチュエーター５５Ａは、第一基板５１の電極固定底面５１１Ａの内周側に配置される第一補正用電極５５１Ａと、可動部５２２の可動面５２２Ａの外周部との間に配置されるエレクトレット５５４Ａとを備え、静電斥力により可動部５２２を変位させる。
このような構成では、上記第一から第三実施形態と同様に、エタロン５Ａを透過する光の波長を変化させた場合でも、透過率および分解能が低下することなく、高透過率および高分解能を維持できる。これに加えて、第三基板５３を設ける必要がなくなるため、エタロン５の薄型化を実現できるとともに、部品点数を減少させることができる。
また、第二静電アクチュエーター５５を構成する電極の１つが、半永久的に電荷を保持可能なエレクトレット５５４Ａであるため、第二静電アクチュエーター５５への入力部が、第一補正用電極パッド５５３Ａのみとなる。したがって、上記第一から第三実施形態のエタロン５に比べて、エタロン５Ａと電圧制御手段６との接続箇所が減るため、接続に伴う作業も減少し、製造効率も良好にできる。
【００８３】
〔他の実施の形態〕
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。
【００８４】
例えば、上記実施の形態において、第二基板５２にのみ、変位部５２１を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、第一基板および第二基板の双方に変位部が設けられる構成としてもよい。ここで、図１３は、第一基板および第二基板の双方に変位部が設けられるエタロンの概略構成を示す断面図である。
図１６において、エタロン５Ｂは、第一基板５１Ａと、第二基板５２Ａとを接合し、これら第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａの外側にそれぞれ、第三基板５３Ｂ，５４Ｃが接合されている。つまり、各基板は、第三基板５３Ｂ、第一基板５１Ａ、第二基板５２Ａ、第三基板５３Ｃの順に積層されてエタロン５Ｂを構成している。
第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、それぞれ、上記実施形態の第二基板５２と略同様の構成を有している。すなわち、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、それぞれ、可動部５２２および連結保持部５２３を有する変位部５２１を備えている。この変位部５２１の構成は、上述した第一から第四実施形態の変位部５２１と同様であり、その説明を省略する。そして、これら第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、可動部５２２の可動面５２２Ａが互いに対向する状態に対向配置され、それぞれの可動面５２２Ａには、可動ミラー５７が固定されている。図１６のエタロン５Ｂでは、これらの可動ミラー５７により本発明の一対のミラーが構成される。
また、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａの連結保持部５２３には、互いに対向する面に、それぞれリング状の変位用電極５４７が形成され、これらの変位用電極５４７により第一静電アクチュエーター５４が構成されている。
さらに、図１６に示すように、第一基板５１Ａおよび第三基板５３Ｂの間、第二基板５２Ａおよび第三基板５３Ｃの間には、それぞれ、可動部５２２の外周縁に沿う位置に、互いに対向する補正用電極５５７，５５８が形成されている。そして、第一基板５１Ａおよび第三基板５３Ｂの間に形成される補正用電極５５７、第二基板５２Ａおよび第三基板５３Ｃの間に形成される補正用電極５５８は、それぞれ、第二静電アクチュエーター５５を構成している。
【００８５】
上記のようなエタロン５Ｂでは、上記第一から第四実施形態と同様に、電圧制御手段６は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、透過波長を切り替えるために第一静電アクチュエーター５４に第一電圧を印加する。これにより、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａの双方の変位部５２１が静電引力により撓み、一対の可動ミラー５７間のミラー間ギャップＧの寸法が可変され、エタロン５Ｂを透過する光の波長が可変する。そして、電圧制御手段６は、各可動部５２２の撓み量を検出し、それぞれの撓み量に応じた第二電圧を、補正用電極５５７間、および補正用電極５５８間に印加する。これにより、第一基板５１Ａの可動部５２２の撓み、第二基板５２Ａの可動部５２２の撓みがそれぞれ個別に補正され、各可動ミラー５７の撓み量も補正される。
なお、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、少なくとも変位部５２１の形状が同一に形成される構成としてもよい。すなわち、各可動部５２２および各連結保持部５２３の厚み寸法、径寸法などが同一寸法に形成されている場合、第一静電アクチュエーター５４の静電引力による各変位部５２１の変位量が同一となり、各可動部５２２の撓み量も同一値となる。したがって、各第二静電アクチュエーター５５に印加する第二電圧を同一値にすることができ、各変位部５２１の変位量が異なる場合に比べて、撓み補正の制御を簡単にできる。
【００８６】
また、上記実施形態において第二基板５２、５２Ａ，５２Ｂに形成される変位部５２１は、ダイヤフラム状の連結保持部５２３を備える構成としたが、これに限定されない。例えば、基板厚み方向からエタロン５，５Ａ，５Ｂをみる平面視において、可動部５２２の外周部に均等間隔に連結保持部５２３が設けられる構成などとしてもよく、可動部５２２の中心点に対し、点対称となる位置に一対の薄板状の連結保持部５２３が、可動部５２２を挟んで形成される構成などとしてもよい。
また、変位用電極および補正用電極も同様であり、例えば、変位用電極が可動部５２２を均等に変位させる位置に設けられており、補正用電極が変位用電極による可動部５２２の撓みを補正可能な位置に設けられていればよい。例えば、第一基板５１の固定ミラー５６を挟んで点対称となる位置に一対の第一変位用電極５４１が形成され、この第一変位用電極５４１に対向して、第二基板５２の連結保持部５２３に一対の第二変位用電極５４４が形成され、これらの電極により第一静電アクチュエーター５４が構成されてもよい。この場合、第二静電アクチュエーターも同様であり、第二基板５２の可動部５２２上面に、平面視において、可動ミラー５７を挟んで一対の第一補正用電極５５１が形成され、この第一補正用電極５５１に対向して、第三基板５３に第二補正用電極５５４が一対形成される構成としてもよい。この場合、第一静電アクチュエーター５４を構成する一対の第一変位用電極５４１を結ぶ直線方向（一対の第二変位用電極５４４を結ぶ直線方向）と、第二静電アクチュエーター５５を構成する一対の第一補正用電極５５１を結ぶ直線方向（一対の第二補正用電極５５４を結ぶ直線方向）とが、同一方向となるように、各電極を形成することが好ましい。
【００８７】
さらに、上記第一から第四実施形態において、測色モジュール１は、光源装置２を備え、光源装置２から射出される白色光を被検査対象で反射させ、この反射光を検査対象光として測色センサーにて受光する構成としたが、例えば、液晶ディスプレイなど、自ら発光する被検査対象の色度を測定する測色モジュールでは、光源装置２が設けられない構成としてもよい。
【００８８】
さらには、上記第一実施形態の説明において、ステップＳ６で、撓み量が０となったか否かを判断し、撓み量が０となる場合に、エタロン５により分光されて透過された透過光を受光素子にて受光する処理を実施したが、これに限定されない。例えば、撓み量が所定の許容閾値以内となった場合に、可動ミラー５７および固定ミラー５６が平行になったと判断し、受光量を検出する処理を実施してもよい。
【００８９】
そして、第三実施形態において、外側コンデンサー５７２Ｂをリング状に形成する例を示したが、内側コンデンサー５７２Ａと同一形状の円形平行平板からなるコンデンサーを外側コンデンサーとして、可動ミラー５７および固定ミラー５６の互いに対向する位置に設ける構成としてもよい。この場合、外側コンデンサー５７２Ｂを可動ミラー５７および固定ミラー５６の複数個所に設定する構成としてもよい。
【００９０】
また、撓み検出手段として、ピエゾ抵抗素子５７１の抵抗変動値から撓み量を検出する構成、コンデンサー５７２の電荷保持容量の変動値から撓み量を検出する構成を例示し、電圧制御手段６は、検出された撓み量に対応した第二電圧を設定する例を示したが、これに限定されない。
例えば、エタロン５の製造時において、第一静電アクチュエーター５４に印加した電圧に対する可動ミラー５７の撓み量、およびこの撓みを補正するための第二電圧予め測定して、データ化しておき、電圧制御手段６は、このデータを参照して、第一静電アクチュエーター５４に印加する第一電圧に対する第二電圧を設定する構成としてもよい。
【００９１】
さらに、上記第一から第四実施形態において、エタロン５の固定ミラー５６および可動ミラー５７として、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を積層した誘電体多層膜を用いたが、例えばＡｇＣ単層の固定ミラー５６および可動ミラー５７を用いてもよい。この場合、誘電体多層膜に比べて、目的波長の透過率および分解能は低下するが、４００〜７５０ｎｍの波長の光を選択的に分光させることができ、可視光域全域をカバーすることができる。
また、上記測色センサー３内に単一のエタロン５が組み込まれる構成に限らず、複数のエタロン５が組み込まれる構成としてもよく、この場合、それぞれ分光可能な波長域の異なるエタロン５を組み込むことで、より広い範囲をカバーすることができる。すなわち、６００〜７５０ｎｍの範囲内で透過させる波長の光を選択的に変更可能なエタロン、４５０〜６００ｎｍの範囲内で透過させる波長の光を選択的に変更可能なエタロン、３５０〜４５０ｎｍの範囲内で透過させる波長の光を選択的に変更可能なエタロンをそれぞれ設けることで、検査対象光の可視光全域の各波長の光の強度を測定することができ、より精度の高い測色処理を実施することができる。
【００９２】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、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】
【００９３】
１…測色モジュール、３…測色センサー、４…制御装置、５,５Ａ…波長可変干渉フィルターを構成するエタロン、６…波長可変干渉フィルターを構成する電圧制御手段、３１…受光手段である受光素子、４３…測色処理部、５１…第一基板、５２…第二基板、５３…第三基板、５４…第一静電アクチュエーター、５５，５５Ａ…第二静電アクチュエーター、５６…固定ミラー、５７…可動ミラー、５２２…可動部、５２２Ａ…可動面、５２３…連結保持部、５３２…貫通孔、５４１…変位用電極を構成する第一変位用電極、５４４…変位用電極を構成する第二変位用電極、５５１…補正用電極を構成する第一補正用電極、５５４…補正用電極を構成する第二補正用電極、５７１…撓み検出センサーであるピエゾ抵抗素子、５７２…撓み検出センサーであるコンデンサー、５８１，５８２…接合層、５９１…第二内部空間である入射側空間、５９２…第一内部空間である射出側空間、Ｇ…ミラー間ギャップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光から所望の目的波長の光を選択して射出する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た測色センサー、この測色センサーを備えた測色モジュール、および前記波長可変干渉フィルターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の高反射ミラー間で光を反射させ、特定波長の光のみを透過させて、その他の波長の光を干渉により打ち消し合わせることで、入射光から特定波長の光のみを取得する分光フィルターが知られている。また、このような分光フィルターとして、ミラー間の距離を調整することで、射出させる光を選択して射出させる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に記載のファブリーペローフィルター（波長可変干渉フィルター）では、固定基板と可動基板とが対向配置されている。また、可動基板には、固定基板に対向しない面を異方性エッチングすることで形成される薄肉で方形溝状のダイヤフラムと、ダイヤフラムに囲われる肉厚の突起部とが設けられている。そして、突起部の固定基板に対向する面に可動鏡が固定され、固定基板の突起部に対向する面に固定鏡が固定され、さらに固定鏡の周囲に固定電極が配置されている。また、可動基板の固定基板に対向する面は、例えばイオン注入などにより不純物がドープされることで、導電性を有している。このような波長可変干渉フィルターでは、固定電極と導電性を有するダイヤフラムとの間に電圧を印加することで、薄肉のダイヤフラムがばねとして作用し、固定鏡および可動鏡の間のギャップの大きさを調整することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５７４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のような波長可変干渉フィルターでは、静電引力によりダイヤフラムが引っ張られると、ダイヤフラムが湾曲し、このダイヤフラムに連結される突起部、および突起部に固定される可動鏡も撓んでしまう。
ここで、図１７、図１８を用いて、可動鏡が湾曲してしまった場合の問題を説明する。図１７は、波長可変干渉フィルターにおける光の透過率を示す図であり、図１７（Ａ）は、ダイヤフラムを変位していない状態における光の透過率、図１７（Ｂ）は、ダイヤフラムが変位した状態における光の透過率を示す図である。また、図１７（Ｂ）における破線は、可動鏡が湾曲せず、固定鏡と平行に維持される場合の透過率を示している。図１８は、可動鏡の歪み状態を示す図であり、（Ａ）は、図１７（Ａ）に対応する図であり、ダイヤフラムの変位がないときの可動鏡の状態を示す図、（Ｂ）は、図１７（Ｂ）に対応する図であり、ダイヤフラムが変位した際の可動鏡の状態を示す図である。
図１７（Ａ）および図１８（Ａ）に示すように、固定鏡および可動鏡９１に歪みがなく、平行に維持される場合では、所望波長の光の最大透過率が大きく、半値幅が狭い。すなわち、波長可変干渉フィルターは、検査対象光から所望波長の光のみを透過させ、他の波長成分の光を遮断させることができる。
一方、波長可変干渉フィルターでは、静電引力によりダイヤフラム９２を引っ張り、固定鏡および可動鏡９１のギャップを可変させることで、異なる波長の光を射出させることが可能となる。しかしながら、ダイヤフラム９２を引っ張ると、図１８（Ｂ）に示すように、可動鏡９１に撓みが生じる。この場合、撓み部分で固定鏡および可動鏡９１の間のギャップが変化し、透過する光の波長も異なるため、目的とする波長の光が透過せず、他の波長成分の光が透過してしまう。したがって、図１７（Ｂ）の破線に示すように、可動鏡が平行に維持される場合では、所望波長の光の最大透過率が大きく、半値幅も狭くなるが、上記のように、可動鏡が湾曲してしまうと、図１７（Ｂ）の実線に示すように、所望波長の光の最大透過率が小さくなり、半値幅も大きくなり、分解能も低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みて、射出光の波長を可変させた場合でも、高透過率および高分解能を実現可能な波長可変干渉フィルター、測色センサー、測色モジュール、および波長可変干渉フィルターの制御方法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、透光性を有する第一基板と、前記第一基板の一面側に対向するとともに、前記第一基板に接合される透光性の第二基板と、前記第二基板に設けられ、他方の基板に対向する可動面を有する可動部と、前記第二基板に設けられ、基板厚み方向に沿って、前記可動部を移動可能に保持する連結保持部と、前記可動部の前記可動面、および前記第一基板に、所定のミラー間ギャップを介して対向配置される一対のミラーと、前記第一基板および前記第二基板の互いに対向する面に、それぞれ、互いに対向する一対の変位用電極を有し、これらの変位用電極に所定の電圧が印加されることで、静電引力により前記可動部を前記基板厚み方向に変位させる第一静電アクチュエーターと、前記基板厚み方向からこれらの第一基板および第二基板を見る平面視において、前記第一静電アクチュエーターが設けられる位置よりも、前記ミラーに近接する内側に設けられ、前記第一静電アクチュエーターの静電引力による前記可動部の変位方向と逆方向に作用する力を、前記可動部に付与する第二静電アクチュエーターと、を具備することを特徴とする。
【０００８】
ここで、第一静電アクチュエーターの変位用電極は、可動部を基板厚み方向に沿って移動可能な位置に設けられていればよく、例えば波長可変干渉フィルターを基板厚み方向から見る平面視において、連結保持部に重なる位置に設けられていてもよく、可動部の外周縁近傍に設けられているものであってもよい。ただし、第二静電アクチュエーターを変位用電極よりもミラーに近接する内側に設ける必要がるため、変位用電極は、前記平面視において、ミラーと変位用電極との間に、第二静電アクチュエーターを配置するだけのスペースを空ける必要がある。
【０００９】
この発明では、波長可変干渉フィルターは、第一基板および第二基板を有し、第二基板に、可動部および連結保持部が設けられている。また、可動部の可動面、および第一基板には、それぞれ、一対のミラーが、所定のミラー間ギャップを挟んで対向配置されている。なお、第一基板にも可動部を設ける構成としてもよく、この場合、双方の可動部の可動面同士を互いに対向させ、これらの互いに対向する可動面に、それぞれミラーが配置される。
そして、第一基板および第二基板の互いに対向する面には、一対の変位用電極が設けられ、これらの変位用電極間に所定の電圧を印加することで、静電引力が作用して、可動部および連結保持部が他方の基板側に引っ張られ、基板厚み方向に沿って変位する。
また、前記平面視において、第一静電アクチュエーターの変位用電極よりもミラーに近接する側には、第二静電アクチュエーターが設けられ、第一静電アクチュエーターの静電引力により変位される可動部の変位方向とは逆方向に、静電力による力が作用する。
このため、可動部は、第一静電アクチュエーターの静電引力により撓みが生じた場合でも、この静電引力と反対方向に作用する第二静電アクチュエーターの作用力により、撓みを補正することができる。したがって、可動部に固定されるミラーの撓みも補正されるため、一対のミラーを平行に維持することができる。これにより、第一静電アクチュエーターにより、一対のミラー間のミラー間ギャップの寸法を調整して、当該波長可変干渉フィルターから射出させる光の波長を変化させた場合、第二静電アクチュエーターによる可動部の撓み補正を行わない場合に比べて、透過率の低下や半値幅の増大がなく、高透過率および高分解能を維持することができる。
【００１０】
また、波長可変干渉フィルターでは、可動部を第一基板から離れる方向に移動させる際、第一静電アクチュエーターの変位用電極に印加する電圧値を減少させることで、連結保持部のばね力を利用して可動部を変位させる。この時、第二静電アクチュエーターにより可動部に静電力を作用させると、この第二静電アクチュエーターによる静電力は、第一静電アクチュエーターの静電引力とは反対方向、つまり連結保持部のばね力と同一方向に作用するため、第二静電アクチュエーターによる作用力がない場合に比べて、可動部を第一基板から離れる方向により迅速に移動させることができる。
【００１１】
また、本発明の波長可変干渉フィルターは、前記第二基板の、前記第一基板が設けられる側とは反対側に対向して、前記第二基板に接合される透光性の第三基板を備え、前記第二静電アクチュエーターは、前記第二基板および前記第三基板の間に設けられて、互いに対向する一対の補正用電極を備えることが好ましい。
【００１２】
この発明では、第二可動部には、第一基板が接合される側とは反対側に、第三基板が接合され、この第三基板と、第二基板との間に第二静電アクチュエーターを構成する補正用電極が設けられる。このような構成では、補正用電極間に電圧を印加することで、静電引力が発生し、この静電引力により、可動部を、第一静電アクチュエーターの静電引力による変位方向とは反対方向に引っ張る。
ここで、第二静電アクチュエーターとしては、例えば、第一基板および第二基板の間に一対の補正用電極を設け、静電斥力を発生させることにより、可動部を、第一静電アクチュエーターの静電引力による変位方向とは逆方向に押し返す構成としてもよいが、この場合、次のような問題がある。すなわち、第一基板および第二基板間に、第一静電アクチュエーターを構成する一対の変位用電極、および第二静電アクチュエーターを構成する一対の補正用電極を組み込む場合、これらの電極に電圧を印加する配線部の形成が困難となる。例えば、第一基板および第二基板の間に変位用電極および補正用電極を形成する構成では、これらの電極の接触を防止するために、変位用電極および補正用電極の少なくともいずれか一方に絶縁被膜を形成する必要がある。この場合、製造工程が多くなるなどの問題が発生する。
一方、本発明のように、第二基板に第三基板を接合し、これらの基板間に、互いに対向する補正用電極を形成する場合では、上記のような変位用電極および補正用電極の配線部の形成時に、例えば絶縁被膜を形成するなどが不要であり、各基板に変位用電極および補正用電極を形成した後、これらの基板を接合させるだけでよいため、製造が容易となる。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第三基板には、前記平面視において、前記ミラーに重なる位置に、前記基板厚み方向に沿って貫通する貫通孔が形成されることが好ましい。
【００１４】
この発明では、第三基板に貫通孔が形成され、この貫通孔を光路とすることができる。
ここで、第三基板に貫通孔が形成されない場合、当該波長可変干渉フィルターへの入射光や射出光は、３つの基板および一対のミラーを透過することとなる。このように、光を複数の光学部品に透過させると、各光学部品において反射や吸収が発生し、光量損失が大きくなる。これに対して、上記のように、第三基板に貫通孔を設け、この貫通孔を光路とすることで、第三基板での光の反射や吸収を防止することができ、光量損失を抑えることができる。
【００１５】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一基板と前記第二基板との間、前記第二基板と前記第三基板との間は、それぞれ、略環状の接合層により密閉接合され、前記第一基板と前記第二基板とにより挟まれる第一内部空間、前記第二基板と前記第三基板とに挟まれる第二内部空間は、それぞれ真空であることが好ましい。
【００１６】
この発明では、第一基板と第二基板との間、第二基板と第三基板との間が、それぞれ真空状態となるように、各基板が密閉接合されている。すなわち、可動部および連結保持部を挟む空間がそれぞれ真空であり、可動部および連結保持部は、真空中を変位することとなる。ここで、可動部および連結保持部を空気などの媒体中で変位させる場合、媒体による抵抗がかかるため、可動部および連結保持部を変位させるには、より大きな静電引力が必要となる。また、微小空間に配置される電極間に作用する静電引力は、微小であり、媒体による抵抗が真空よりも大きい場合、可動部および連結保持部を変位させるための制御が困難となる場合もある。これに対して、本発明のように、可動部および連結保持部を真空中で変位させる場合、媒体による抵抗がないので、媒体中で可動部および連結保持部を変位させる場合に比べて、小さい静電引力でも十分に可動部を変位させることができ、可動部の変位量の調整も容易に実施でき、可動部の移動速度の向上をも図ることができる。
【００１７】
本発明の波長可変干渉フィルターは、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出センサーと、前記撓み検出センサーにより検出される前記撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を備えることが好ましい。
【００１８】
この発明では、可動部に固定されるミラーの撓み量を撓み検出センサーにより監視し、撓み量に応じて第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を制御する。
上述したように、高透過率および高分解能を実現可能な波長可変干渉フィルターでは、一対のミラーを平行に維持することが重要となる。ここで、第一静電アクチュエーターにより可動部を変位させた際、第二静電アクチュエーターの静電引力が、一対のミラーを平行に維持するために要する静電引力よりも小さい場合では、可動部のミラーの撓みを十分に戻すことができず、透過率および分解能を十分に向上させることができない。一方、第二静電アクチュエーターの静電引力が、一対のミラーを平行に維持するために要する静電引力よりも大きい場合、可動部のミラーが逆方向に撓んでしまうため、透過率および分解能が低下してしまう。これに対して、本発明では、撓み検出センサーにより撓み量を検出し、この撓み量に応じて、第二静電アクチュエーターの各電極に印加する。これにより、可動部の変位量に応じて可動部のミラーの撓み量が変化した場合でも、その撓み量に対して、一対のミラーを平行に維持するために要する適切な電圧を第二静電アクチュエーターの補正用電極に印加することができ、一対のミラーを確実に平行に維持することができる。
【００１９】
このとき、本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記撓み検出センサーは、前記可動部に固定される前記ミラーの面内に配置されるピエゾ抵抗素子であり、前記電圧制御手段は、前記ピエゾ抵抗素子の抵抗変化量に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加することが好ましい。
【００２０】
このように、可動部のミラー上にピエゾ抵抗素子を配置することで、可動部のミラーが撓むと、撓み量に応じて、ピエゾ抵抗素子から抵抗が変化し、抵抗変化量に基づいて電圧信号が出力される。したがって、電圧制御手段は、この電圧信号を検出することで、容易に可動部のミラーの撓み量を検出することができ、撓み量に対する第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を設定することができる。
【００２１】
また、本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記撓み検出センサーは、一対の前記ミラーの少なくとも外周部および中心部にそれぞれ対向配置されるとともに、電圧印加により電荷を保持可能な平行平板型のコンデンサーであり、前記電圧制御手段は、外周部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量と、中心部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量の差分値に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加する構成としてもよい。
【００２２】
この発明では、一対のミラーの中央部、外周部にそれぞれ設けられるコンデンサーに保持される電荷量の変化を監視することで、これらのミラーの外周部におけるミラー間ギャップの大きさ、中央部におけるミラー間ギャップの大きさをそれぞれ検出することができる。したがって、電圧制御手段は、これらのミラー間ギャップの差から、可動部のミラーの撓み量を容易に算出することができ、撓み量に対する第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を設定することができる。
【００２３】
本発明の測色センサーは、上述し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透過した検査対象光を受光する受光手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この発明では、上述した発明と同様に、波長選択のためにミラー間ギャップを変化させた場合でも、波長可変干渉フィルターを透過する目的波長の光の透過率が減退せず、半値幅も増大しない。すなわち、波長可変干渉フィルターは、測色センサーに入射する検査対象光から、所望波長以外の他の波長成分を除外して、所望波長の光のみを受光手段に向かって射出させることができ、かつ十分な光量の光を射出させることができる。このような射出光を受光手段により受光することで、検査対象光に含まれる所望波長の光成分の正確な光強度を測定することができる。
【００２５】
本発明の測色モジュールは、上述した測色センサーと、前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、を具備したことを特徴とすることを特徴とする。
【００２６】
この発明では、上述した発明と同様に、波長選択のために一対のミラー間のミラー間ギャップを変化させた場合でも、波長可変干渉フィルターを透過する目的波長の光の透過率が減退せず、半値幅も増大せず、測色センサーの受光手段において、検査対象光に含まれる所望波長光の光量を正確に検出することができる。したがって、処理手段においても、検査対象光に含まれる所望波長の光の正確な光量に基づいて、検査対象光の各色成分の強度を精度よく分析できる。
【００２７】
本発明の波長可変干渉フィルターの制御方法は、上記波長可変干渉フィルターの制御方法であって、前記第一静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部を変位させる可動部変位工程と、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出工程と、前記撓み検出工程で検出された撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部に固定される前記ミラーの撓みを補正する撓み補正工程と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
この発明では、可動部変異工程において、第一静電アクチュエーターの変位用電極に印加する電圧を制御して、可動部を基板厚み方向に対して変位させ、撓み検出工程で、可動部の変位によって発生するミラーの撓み量を検出する。そして、撓み補正工程で、検出された撓み量に応じて、第二静電アクチュエーターの各電極に印加する電圧を制御し、可動部に固定されるミラーの撓みを補正する。この発明では、上記発明と同様の作用効果が得られる。すなわち、可動部の変位量に応じて可動部のミラーの撓み量が変化した場合でも、その撓み量に対して、一対のミラーを平行に維持するために要する適切な電圧を第二静電アクチュエーターの補正用電極に印加することができ、一対のミラーを確実に平行に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る第一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図である。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターを構成するエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図３】第一実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図４】第一実施形態の第一基板を第二基板側から見た平面図である。
【図５】第一実施形態の第二基板を第三基板側から見た平面図である。
【図６】第一実施形態の可動ミラーの概略構成を示す平面図である。
【図７】第一実施形態の調製基板を検査対象光の入射側から見た平面図である。
【図８】第一実施形態における第二静電アクチュエーターの静電引力により可動部および可動ミラーの撓み状態を示す概略断面図であり、（Ａ）は、可動ミラーの撓みが適切に補正された状態を示す図、（Ｂ）は、可動ミラーの撓み量に対して第二静電アクチュエーターの静電引力が小さい場合の可動ミラーの撓み状態を示す図、（Ｃ）は、可動ミラーの撓み量に対して、第二静電アクチュエーターの静電引力が大きい場合の可動ミラーの撓み状態を示す図である。
【図９】第一実施形態の測色モジュールにおける測色処理を示すフローチャートである。
【図１０】第二実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図１１】第二実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図１２】第三実施形態の可動ミラーの概略構成を示す平面図である。
【図１３】第三実施形態の可動ミラーの撓み量の検出処理を説明するための概略図である。
【図１４】第四実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図１５】第四実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図１６】他の実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図１７】従来の波長可変干渉フィルターにおける光透過率を示す図であり、（Ａ）はダイヤフラムが変位していない状態の透過率、（Ｂ）はダイヤフラムが引っ張られ、可動鏡が湾曲した状態の透過率を示す図である。
【図１８】従来の波長可変干渉フィルターにおける可動鏡の歪み状態を示す図であり、（Ａ）は、図１７（Ａ）に対応する図であり、ダイヤフラムの変位がないときの可動鏡の状態を示す図、（Ｂ）は、図１７（Ｂ）に対応する図であり、ダイヤフラムが変位した際の可動鏡の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[第一実施形態]
以下、本発明に係る第一実施形態の測色モジュールについて、図面を参照して説明する。
〔１．測色モジュールの全体構成〕
図１は、本発明に係る第一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図である。
この測色モジュール１は、図１に示すように、被検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、本発明の測色センサー３と、測色モジュール１の全体動作を制御する制御装置４とを備えている。そして、この測色モジュール１は、光源装置２から射出される光を被検査対象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、すなわち被検査対象Ａの色を分析して測定するモジュールである。
【００３１】
〔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、被検査対象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おり、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被検査対象Ａに向かって射出する。
【００３２】
〔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、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５と、エタロン５を透過する光を受光する受光手段としての受光素子３１と、エタロン５で透過させる光の波長を可変する電圧制御手段６と、を備えている。また、測色センサー３は、エタロン５に対向する位置に、被検査対象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、エタロン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、所定波長の光のみを分光し、分光した光を受光素子３１にて受光する。
受光素子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、受光素子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。
【００３３】
（３−１．エタロンの構成）
図２は、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５の概略構成を示す平面図であり、図３は、エタロン５の断面図である。なお、図１では、エタロン５に検査対象光が図中下側から入射しているが、図３では、検査対象光が図中上側から入射するものとする。
エタロン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り、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン５は、図３に示すように、第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３を備えている。これらの３枚の基板５１，５２，５３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。これらの中でも、各基板５１，５２，５３の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより基板５１，５２，５３を形成することで、後述するミラー５６，５７や、各電極の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの３つの基板５１，５２，５３は、外周部近傍に形成される接合面５１３，５２４，５２５，５３３が接合層５８１，５８２により接合されることで、一体的に構成されている。
【００３４】
そして、第一基板５１と、第二基板５２との間には、本発明の一対のミラーを構成する固定ミラー５６および可動ミラー５７とが設けられる。ここで、固定ミラー５６は、第一基板５１の第二基板５２に対向する面に固定され、可動ミラー５７は、第二基板５２の第一基板５１に対向する面に固定されている。また、これらの固定ミラー５６および可動ミラー５７は、ミラー間ギャップＧを介して対向配置されている。
【００３５】
さらに、第一基板５１と第二基板５２との間には、固定ミラー５６および可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの寸法を調整するための第一静電アクチュエーター５４が設けられている。また、第二基板５２と第三基板５３との間には、可動ミラー５７の撓みを補正するための第二静電アクチュエーター５５が設けられている。
【００３６】
（３−１−１．第一基板の構成）
図４は、第一基板５１を第二基板５２側から見た平面図である。
第一基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、図４に示すように、第一基板５１には、エッチングにより電極形成溝５１１およびミラー固定溝５１２が形成される。
電極形成溝５１１は、第一基板５１の基板厚み方向から当該第一基板５１を見た平面視（図２、図４）において平面中心点を中心とした円形に形成されている。ミラー固定溝５１２は、前記平面視において、電極形成溝５１１と同心円で、電極形成溝５１１よりも径寸法が小さい円形に形成されている。
電極形成溝５１１は、ミラー固定溝５１２の外周縁から、当該電極形成溝５１１の内周壁面まで間に、リング状の電極固定底面５１１Ａが形成され、この電極固定底面５１１Ａに第一変位用電極５４１が形成される。また、第一基板５１には、平面中心点に対して互いに対象となる頂点（図４における右上の頂点、および左下の頂点）から、電極固定底面５１１Ａからに亘って、溝深さが電極固定底面５１１Ａと同一深さ寸法である第一電極導入溝５１１Ｂが形成されている。そして、これらの第一電極導入溝５１１Ｂのうちの一方（本実施形態では、図４における右上の頂点側に延出する第一電極導入溝５１１Ｂ）には、第一変位用電極５４１の外周縁の一部から延出する第一変位用電極引出部５４２が形成される。また、この第一変位用電極引出部５４２の先端部には、第一変位用電極５４１に所定の電圧を印加するための第一変位用電極パッド５４３が形成されている。
【００３７】
ミラー固定溝５１２は、上述したように、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法で形成されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、ミラー固定溝５１２の深さ寸法が電極形成溝５１１の深さ寸法よりも深く形成される例を示すが、これは、ミラー固定溝５１２の底面（ミラー固定面５１２Ａ）に固定される固定ミラー５６、および第二基板５２に形成される可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの寸法、第一変位用電極５４１および第二基板５２に形成される後述の第二変位用電極５４４の間の寸法、固定ミラー５６や可動ミラー５７の厚み寸法により適宜設定される。例えば、本実施形態では、固定ミラー５６および可動ミラー５７として、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を積層した誘電体多層膜を用いるが、この場合、例えばＡｇＣ単層の固定ミラー５６および可動ミラー５７を形成する場合に比べて、ミラー厚み寸法が増大する。したがって、ミラー固定溝５１２の深さ寸法を電極形成溝５１１の深さ寸法より大きくすることが好ましい。
【００３８】
また、ミラー固定溝５１２は、エタロン５を透過させる波長域をも考慮して、溝深さが設計されることが好ましい。例えば、本実施形態では、固定ミラー５６および可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの初期値（第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に電圧が印加されていない状態のミラー間ギャップＧの寸法）が４５０ｎｍに設定され、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に電圧を印加することにより、ミラー間ギャップＧが２５０ｎｍになるまで可動ミラー５７を変位させることが可能となっており、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間の電圧を可変することで、約６００ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長の光を選択的に分光させて透過させることが可能となる。この場合、ミラー間ギャップＧを２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間で変位可能に、固定ミラー５６および可動ミラー５７の膜厚およびミラー固定溝５１２の深さ寸法や電極形成溝５１１の深さ寸法が設定されている。
【００３９】
そして、ミラー固定面５１２Ａには、直径が約３ｍｍの円形状に形成される固定ミラー５６が固定されている。この固定ミラー５６は、上述したように、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を複数積層することで形成される誘電体多層膜であり、スパッタリングなどの手法によりミラー固定溝５１２に形成される。
なお、本実施形態では、固定ミラー５６としてはＳｉＯ２−ＴｉＯ２系膜誘電体多層膜を用いるが、これに限定されず、広範囲の波長の光を選択的に分光させることが可能な、例えばＡｇＣ単層の固定ミラーを用いる構成としてもよい。ただし、この場合、上述したように、第一基板５１のミラー固定溝５１２や電極形成溝５１１の溝深さを、固定ミラー５６や可動ミラー５７、分光させる光の波長選択域などにより、適宜設定する必要がある。
【００４０】
さらに、第一基板５１は、第二基板５２が対向する上面とは反対側の下面において、固定ミラー５６に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第一基板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。
【００４１】
（３−１−２．第二基板の構成）
図５は、第二基板５２を第三基板５３側から見た平面図である。
第二基板５２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、図２、図３、および図５に示すように、第二基板５２には、エッチングにより変位部５２１が形成される。この変位部５２１は、図５に示すような、第二基板５２の基板厚み方向から当該第二基板５２を見た平面視において、平面中心点を中心とした円形の可動部５２２と、可動部５２２と同軸であり可動部５２２を保持する連結保持部５２３と、を備えている。
【００４２】
可動部５２２は、連結保持部５２３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、第二基板５２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部５２２は、ミラー固定溝５１２の径寸法と略同一系寸法の円柱状に形成されている。また、可動部５２２は、ミラー固定溝５１２に平行な可動面５２２Ａを備え、この可動面５２２Ａに可動ミラー５７が固定されている。ここで、この可動ミラー５７と、上記した固定ミラー５６とにより、本発明の一対のミラーが構成される。また、本実施形態では、可動ミラー５７と固定ミラー５６との間のミラー間ギャップＧは、初期状態において、４５０ｎｍに設定されている。
【００４３】
ここで、図６に可動ミラーの平面図を示す。
可動ミラー５７は、固定ミラー５６と同様に、直径約３ｍｍの円形状に形成されている。また、可動ミラー５７は、固定ミラー５６と同一の薄膜が用いられ、本実施形態では、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系膜誘電体多層膜が用いられる。
さらに、可動ミラー５７は、中心点を通る直径方向に、互いに直交する２つのピエゾ抵抗素子５７１が設けられている。これらのピエゾ抵抗素子５７１には、図示は省略するが、信号線が接続されている。この信号線は、後述する第二変位用電極引出部５４５と並列して、第二基板５２の外周端面まで引き出され、電圧制御手段６に接続される。また、ピエゾ抵抗素子５７１の幅寸法は、例えば１０μｍであり、可動ミラー５７の面積に対して、ピエロ抵抗素子の面積は十分小さいため、エタロン５を透過する光の透過率への影響はない。
このピエゾ抵抗素子５７１は、可動ミラー５７の面内撓みを検出し、撓み量に応じた電気信号を生成して電圧制御手段６に出力する。
【００４４】
さらに、可動部５２２は、可動面５２２Ａとは反対側の上面において、可動ミラー５７に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、第一基板５１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成される。
【００４５】
連結保持部５２３は、可動部５２２の周囲を囲うダイヤフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。また、図２、図３に示すように、連結保持部５２３の外周縁の径寸法は、電極形成溝５１１の外周縁（内周壁面）の径寸法と略同一系寸法に形成されている。そして、連結保持部５２３の第一基板５１に対向する面には、第一変位用電極５４１と、約１μｍの電磁ギャップを介して対向する、リング状の第二変位用電極５４４が形成されている。ここで、この第二変位用電極５４４および前述した第一変位用電極５４１は、本発明の一対の変位用電極であり、本発明の第一静電アクチュエーター５４を構成する。
また、第二変位用電極５４４の外周縁の一部からは、第二変位用電極引出部５４５が、平面正方形状の第二基板５２の１つの頂点に向かって、より具体的には、図２、図５に示す平面視において左下の頂点に向かって延出して形成され、この第二変位用電極引出部５４５の先端部には、第二変位用電極パッド５４６が形成されている。
そして、この第二変位用電極パッド５４６および前記第一変位用電極パッド５４３には、例えば測色センサー３内の設けられる電圧制御手段６に接続され、電圧制御手段６により第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に所定の電圧が印加される。これにより、静電引力により、これらの第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４が引っ張られ、連結保持部５２３が撓んで、可動部５２２が第一基板５１側に変位する。この第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に印加する電圧を制御することで、可動部５２２の可動ミラー５７と、第一基板５１の固定ミラー５６との間のミラー間ギャップＧが調整され、ミラー間ギャップＧに応じた波長の光が分光可能となる。
【００４６】
さらに、可動部５２２の上面の外周部には、リング状の第一補正用電極５５１が形成されている。ここで、図２に示す平面視において、第一補正用電極５５１は、第一静電アクチュエーター５４を構成する第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４の内側に設けられ、可動ミラー５７および固定ミラー５６は、この第一補正用電極５５１の内側に設けられている。
【００４７】
また、第一補正用電極５５１の外周縁の一部からは、第一補正用電極引出部５５２が、平面正方形状の第二基板５２の１つの頂点に向かって、より具体的には図２、図５の平面視において、左上頂点に向かって延出して形成されている。さらに、この第一補正用電極引出部５５２の先端部には、第一補正用電極パッド５５３が形成されている。ここで、この第一補正用電極引出部５５２および第一補正用電極パッド５５３は、図５に示すように、第一補正用電極５５１の外周縁から可動部５２２の外周面、連結保持部５２３の上面、連結保持部の外周縁から立ち上がる溝壁面、および第二基板５２の変位部５２１の外周側に形成される第二基板５２の接合面５２５に沿って形成される。
【００４８】
（３−１−３．第三基板の構成）
図７は、第三基板５３を検査対象光に入射側から見た平面図である。
第三基板５３は、上記第一基板５１および第二基板５２と同様に、ガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、第三基板５３には、第二基板５２の変位部５２１に対向して、この変位部５２１と同一径寸法のギャップ形成溝５３１が形成されている。また、第三基板５３には、固定ミラー５６および可動ミラー５７と同心軸上に、これら固定ミラー５６および可動ミラー５７と略同一径寸法の貫通孔５３２が形成されている。この貫通孔５３２は、第三基板５３の厚み方向を貫通して形成され、測色センサー３の入射光学レンズから入射した検査対象光は、この貫通孔５３２を通って第二基板５２の可動部５２２に入射する。
【００４９】
また、第三基板５３の第二基板５２に対向する面には、約１μｍの電磁ギャップを介して第一補正用電極５５１に対向する、リング状の第二補正用電極５５４が形成されている。
さらに、第三基板５３には、図２、図７の平面視において、第一変位用電極パッド５４３、および第二変位用電極パッド５４６に重ならない位置の頂点（図２、図７における左上頂点および右下頂点）から、ギャップ形成溝５３１に亘って、溝深さがギャップ形成溝５３１の底面と同一深さ寸法である第三電極導入溝５３１Ａが形成されている。そして、これらの第三電極導入溝５３１Ａのうちの一方（本実施形態では、図２、図７における右下頂点側に延出する第三電極導入溝５３１Ａ）には、第二補正用電極５５４の外周縁の一部から延出する第二補正用電極引出部５５５が形成される。また、この第二補正用電極引出部５５５の先端部には、第二補正用電極５５４に所定の電圧を印加するための第二補正用電極パッド５５６が形成されている。ここで、第一補正用電極５５１、およびこの第二補正用電極５５４は、本発明の一対の補正用電極であり、本発明の第二静電アクチュエーター５５を構成する。
【００５０】
そして、この第一補正用電極パッド５５３および第二補正用電極パッド５５６は、電圧制御手段６に接続され、第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に所定の電圧が印加される。これにより、静電引力により、これらの第二補正用電極５５４および第一補正用電極５５１が引っ張られ、可動部５２２の撓みが補正される。
【００５１】
ここで、図８（Ａ）は、第二静電アクチュエーターの静電引力により可動部５２２および可動ミラー５７の撓みが補正された状態の第二基板５２の概略を示す図である。
可動部５２２は、連結保持部５２３に比べて厚み寸法が大きく形成されるため、第一静電アクチュエーター５４の静電引力が加わったとしても、連結保持部５２３の撓みほど大きく撓むことがないが、微小な撓みは生じる。可動ミラー５７にこのような微小な撓みが発生すると、固定ミラー５６および可動ミラー５７が平行に維持されず、例えば、ミラーの外周部では、固定ミラー５６および可動ミラー５７間のミラー間ギャップＧが大きくなり、ミラーの中心部に向かうに従ってミラー間ギャップＧが小さくなる。このような場合、ミラー位置によって透過する波長の光が変化するため、エタロン５から複数の波長の光が透過される。すなわち、所望波長の光の透過率が悪化し、その半値幅も大きくなって分解能が低下する。
これに対して、上記のような第二静電アクチュエーター５５により、第一静電アクチュエーター５４の静電力引力と反対方向に、静電引力を作用させることで、図８（Ａ）に示すように、可動部５２２に作用する静電引力同士が打ち消し合い、可動部５２２の可動面５２２Ａを、第一基板５１に対して平行に維持することが可能となる。したがって、固定ミラー５６および可動ミラー５７も平行となる。すなわち、ミラー間ギャップＧがミラー全面において一様となり、透過すべき所望波長の光の透過率が向上し、透過波長以外の光が透過されず、透過波長光の半値幅も小さくでき、分解能が向上する。
【００５２】
また、上述したような第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３は、図２に示すような平面視において、変位部５２１の外周側に形成される接合面５１３，５２４，５２５，５３３を接合することで、一体構成として形成される。ここで、接合面同士を接合する接合層５８１，５８２は、例えば粘着性薄膜（接着剤）であり、各基板５１，５２，５３の接合面５１３，５２４，５２５，５３３にスパッタリングなどにより形成した後、各基板５１，５２，５３を重ね合わせ、厚み方向に対して圧力をかけることで接合される。なお、各基板５１，５２，５３の接合では、上記接合方法以外にも、例えば、接合面を活性化し、活性化された接合面を重ね合わせて加圧することで接合する、いわゆる常温活性化接合方法などを利用することもできる。
【００５３】
（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御手段６は、上記エタロン５とともに、本発明の波長可変干渉フィルターを構成する。この電圧制御手段６は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、第一静電アクチュエーター５４の第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４に印加する電圧を制御する。また、可動ミラー５７のピエゾ抵抗素子５７１から出力される電気信号に基づいて、第二静電アクチュエーター５５に印加する電圧を制御し、可動ミラー５７の撓みを補正する。
【００５４】
ここで、電圧制御手段６は、図示しないメモリーを備え、このメモリーに、可動ミラー５７の撓み量に対する、可動ミラー５７および固定ミラー５６を平行に維持するために必要な第二静電アクチュエーター５５への印加電圧を記録したＬＵＴデータを記憶しておく。そして、電圧制御手段６は、ピエゾ抵抗素子５７１から入力される電気信号に基づいて、可動ミラー５７の撓み量を認識し、メモリーに記憶されるＬＵＴデータから撓み量に対する電圧を読み込み、第二静電アクチュエーター５５の第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に読み込んだ電圧を印加する。
【００５５】
〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色モジュール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の電圧制御手段６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、第一静電アクチュエーター５４への印加電圧を設定する。
【００５６】
〔５．測色モジュールの制御方法〕
上述したような測色モジュール１では、以下の処理を実施することで、被検査対象の色度を測定することが可能となる。図９は、本実施形態の測色モジュールにおける測色処理を示すフローチャートである。
図９に示すように、測色モジュール１により、被検査対象Ａの色度を測定するには、まず、制御装置４は、光源装置２を起動させ、光源２１から白色光を射出させる（ステップＳ１）。また、制御装置４の測色センサー制御部４２は、エタロン５で分光させる目的波長を選択し、選択された波長を透過させる旨の制御信号を測色センサー３に出力する（ステップＳ２）。この目的波長の選択は、例えば利用者により設定入力されることで、任意の波長が選択されるものであってもよく、検査対象となる波長を例えば、高波長から順次可変させて自動的に選択するものであってもよい。
【００５７】
測色センサー３の電圧制御手段６は、制御装置４から制御信号が入力されると、入力された制御信号に基づいて、第一静電アクチュエーター５４の第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４間に所定電圧(第一電圧)を印加する（ステップＳ３：可動部変位工程）。
これにより、エタロン５の変位部５２１が第一基板５１側に引っ張られて撓み、可動部５２２の可動面５２２Ａに固定された可動ミラー５７も固定ミラー５６に近接する。
【００５８】
この時、変位部５２１の変位により、連結保持部５２３だけでなく、可動部５２２にも撓みが生じ、可動面５２２Ａに固定される可動ミラー５７にも撓みが生じる。これにより、可動ミラー５７に設けられたピエゾ抵抗素子５７１の抵抗値、可動ミラー５７の撓み量に応じて変動する。そして、ピエゾ抵抗素子５７１は、この抵抗変動値に応じた電気信号を電圧制御手段６に出力する。
電圧制御手段６は、この電気信号を検出することで、可動ミラー５７の撓み量を検出する（ステップＳ４：撓み検出工程）。
この後、電圧制御手段６は、メモリーに記憶される、可動ミラー５７の撓み量に対する第二静電アクチュエーターへの印加電圧（第二電圧）を記録したＬＵＴデータを読み込む。また、電圧制御手段６は、このＬＵＴデータから、ステップＳ４にて検出される撓み量に対応する第二電圧を読み出し、第二静電アクチュエーター５５の第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に印加する（ステップＳ５：撓み補正工程）。
【００５９】
また、電圧制御手段６は、ピエゾ抵抗素子５７１から出力される電気信号を監視し、可動ミラー５７の撓み量が０になったか否かを判断する（ステップＳ６）。
そして、ステップＳ６において、可動ミラー５７の撓み量が０でない場合、すなわち「Ｎｏ」と判断した場合は、ステップＳ４に戻り、再度撓み量を検出して、第二静電アクチュエーター５５に第二電圧を印加する。
【００６０】
一方、ステップＳ６において、撓み量が０となった場合、測色センサー３は、可動ミラー５７および固定ミラー５６が平行に維持されていると判断し、エタロン５を透過した検査対象光を受光素子３１にて受光させ、受光量に応じた検出信号を制御装置４に出力する（ステップＳ７）。
また、制御装置４は、ステップＳ７の後、エタロン５にて分光可能な波長帯域内において、全波長の受光量を検出したか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８において、受光量を検出していない波長がある場合、制御装置４は、再びステップＳ２からステップＳ７の処理を実施する。すなわち、制御装置４は、受光量を検出していない波長を透過させる旨の制御信号を測色センサー３に出力する。
【００６１】
一方、ステップＳ８において、制御装置４は、エタロン５にて選択可能な全ての波長の光に対する受光量が検出されたと判断すると、これらの検出結果に基づいて、測色処理を実施する（ステップＳ９）。この測色処理としては、例えば、制御装置４の測色処理部４３は、検査対象光を構成する各波長成分の受光量を、例えばディスプレイなどの表示装置やプリンターなどの印刷装置に出力し、検査対象光を構成する各色成分値を表示させる制御をする。
【００６２】
〔６．第一実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第一実施形態のエタロン５では、可動部５２２を基板厚み方向に沿って変位させる第一静電アクチュエーター５４の内側に、第二静電アクチュエーター５５が設けられている。
このため、可動部５２２の変位に伴う撓みを、第二静電アクチュエーター５５の静電引力により、補正することができ、可動ミラー５７を固定ミラー５６に対して平行に維持することができる。つまり、第一静電アクチュエーター５４および第二静電アクチュエーター５５の静電引力が、可動部５２２に、互いに反対方向に作用するため、これらの静電引力が互いに打ち消される。したがって、可動部５２２を第一基板５１に対して平行に維持することができ、可動部５２２に固定される可動ミラー５７も固定ミラー５６に対して平行に維持することができる。
これにより、可動ミラー５７および固定ミラー５６間のミラー間ギャップＧが、ミラー上のどの位置においても同一寸法となり、同一波長の光のみが透過される。このような構成とすることで、他の波長成分の光がエタロン５を透過したり、所望の波長成分の光が透過されなかったりする不都合がない。したがって、第二静電アクチュエーター５５により可動部５２２を補正しなかった場合に比べて、エタロン５を透過させる光の波長を変化させた場合においても、所望波長の光のみを高透過率で透過させることができ、分解能を高くすることができる。
また、各波長成分の光に対して、高透過率および高分解能となるエタロン５を用いた測色センサー３および測色モジュール１では、検査対象光のうちの所望の光の光量を正確に測定することができ、高精度な測色処理を実施することができる。
【００６３】
さらに、本実施形態のエタロン５では、変位部５２１を第一基板５１から離れる方向に変位させる際に、第二静電アクチュエーター５５の静電引力を利用することもできる。すなわち、エタロン５を透過させる光を、低波長側から高波長側に切り替える際、電圧制御手段６は、第一静電アクチュエーター５４に印加する第一電圧を、可動部５２２の変位量に応じて減少させる。これにより、可動部５２２は、連結保持部５２３のばね力により第一基板５１から離れる方向に移動し、このばね力と第一静電アクチュエーター５４の静電引力とがつり合う位置で停止する。この時、電圧制御手段６は、第二静電アクチュエーター５５の第一補正用電極５５１および第二補正用電極５５４間に、所定の第二電圧を印加することで、第二静電アクチュエーター５５の静電引力により可動部５２２を第三基板５３側に引っ張ることができる。したがって、エタロン５では、ミラー間ギャップＧを広げる場合に、第二静電アクチュエーター５５の静電引力と連結保持部５２３のばね力とを利用することができ、可動部５２２を連結保持部５２３のばね力のみで、可動部５２２を第一基板５１から離れる方向に変位させる場合に比べて、迅速に可動部５２２を変位させることができる。
【００６４】
また、第三基板５３には、貫通孔５３２が設けられ、この貫通孔５３２が検査対象光を導く光路を構成している。
すなわち、第三基板５３に貫通孔５３２が設けられない構成とした場合、検査対象光が第三基板を透過する際に、反射および吸収されることで、光量が低下する。これに対して、上記にように第三基板５３に貫通孔５３２を設け、この貫通孔５３２に検査対象光を通過させることで、上記のような光量低下をなくすことができる。したがって、受光素子３１に検査対象の所望波長の光を、光量の低下なく透過させることができ、より高精度な測色処理を実施することができる。
【００６５】
可動ミラー５７には、撓み検出センサーであるピエゾ抵抗素子５７１が設けられ、可動ミラー５７の撓みに応じた抵抗変化量が電気信号として電圧制御手段６に出力される。そして、電圧制御手段６は、この電気信号に基づいて撓み量を検出し、この撓み量に応じた第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加する。
このため、可動ミラー５７の撓み量に対して、可動ミラー５７を固定ミラー５６に平行に維持するために必要な最適な第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加することができる。
すなわち、可動ミラー５７の撓み量を検出せず、第二電圧を印加する場合、例えば第一静電アクチュエーター５４による静電引力による可動ミラー５７の撓み量に対して、第二静電アクチュエーター５５による静電引力による補正量が小さい場合、図８（Ｂ）に示すように、可動ミラー５７の撓みが十分に補正されず、可動ミラー５７および固定ミラー５６が平行とならない。この場合でも、第二静電アクチュエーター５５を設けない場合に比べると、透過率および分解能の向上を見込めるが、十分ではなく、エタロン５を透過させる光の波長を変更した際に、透過率および分解能が悪化してしまう。
また、第一静電アクチュエーター５４による静電引力による可動ミラー５７の撓み量に対して第二静電アクチュエーター５５による静電引力による補正量が大きい場合、図８（Ｃ）に示すように、可動ミラー５７が反対側に撓んでしまう。したがって、エタロン５を透過させる光の波長を変更した際に、透過率および分解能が悪化してしまう。
これに対して、上述のように、可動ミラー５７の撓み量をピエゾ抵抗素子５７１により検出し、撓み量に対応した第二電圧を印加することで、図８（Ａ）に示すように、可動ミラー５７および固定ミラー５６を精度よく平行に維持することができる。したがって、エタロン５を透過させる光の波長を変更した際に、透過率および分解能の悪化がなく、高透過率、高分解能を維持することができる。
【００６６】
また、第一変位用電極引出部５４２、第二変位用電極引出部５４５、第一補正用電極引出部５５２、および第二補正用電極引出部５５５は、基板対向方向からエタロン５を見る平面視において、それぞれ異なる頂点方向に向かって延出して形成され、第一変位用電極パッド５４３、第二変位用電極パッド５４６、第一補正用電極パッド５５３、および第二補正用電極パッド５５６が、それぞれ重ならない位置に形成されている。
エタロン５は、１辺が１０ｍｍの正方形状に形成され、各基板５１，５２，５３の厚み寸法も２００μｍ〜５００μｍに形成されるものであるため、各電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６を１つの頂点位置に厚み方向に重ねて形成した場合、これらの各電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６が微細部分に集中し、配線作業が困難となる。また、僅かな圧力で、各電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６が接触してしまうなど、短絡の問題も生じる。これに対し、上記のように、各電極引出部５４２，５４５，５５２，５５５が、それぞれ異なる方向に延出し、電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６が重ならない位置に設けられる構成とすることで、これらの電極パッド５４３，５４６，５５３，５５６と電圧制御手段とを接続する際の配線作業が容易となり、短絡などの問題も回避できる。
【００６７】
〔第二実施形態〕
次に、本発明に係る第二実施形態の測色モジュールについて説明する。
図１０は、第二実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図、図１１は、第二実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。なお、第二実施形態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。
【００６８】
第二実施形態の測色モジュールは、第一実施形態と略同様の構成を有し、光源装置２と、測色センサー３と、制御装置４と、を備えて構成されており、第一実施形態とは、測色センサー３に設けられるエタロン５の構成が異なる。
すなわち、第一実施形態のエタロン５では、第三基板５３に貫通孔５３２が設けられる例を示したが、第二実施形態のエタロン５では、第三基板５３Ａに貫通孔５３２が形成されない。
【００６９】
具体的には、図１０，１１に示すように、第二実施形態のエタロン５では、第三基板５３Ａは、板状に形成されている。そして、この第三基板５３Ａには、可動ミラー５７に対向して所定深さ寸法で、可動ミラー５７と略同一径寸法の光導入溝５３４が形成されている。ここで、この光導入溝５３４の底面である光導入面５３４Ａは、固定ミラー５６に対して平行に形成されており、導入される検査対象光が、当該光導入面５３４Ａにて反射されることがない。
また、第三基板５３Ａの外周部、および第二基板５２の外周部を接合する接合層５８２は、環状に形成される。すなわち、第三基板５３Ａおよび第二基板５２の間の入射側空間５９１（本発明の第二内部空間）は、接合層５８２、第三基板５３、および第二基板５２により密閉されている。そして、この入射側空間５９１は、真空状態に維持されている。
【００７０】
また、第二基板５２および第一基板５１を接合する接合層５８１も環状に形成され、第二基板５２と第一基板５１との間の射出側空間５９２（本発明の第一内部空間）が密閉されている。そして、この射出側空間５９２も真空状態に維持されている。
すなわち、変位部５２１を挟む入射側空間５９１および射出側空間５９２がそれぞれ真空状態に維持されている。
このようなエタロン５は、真空中で第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３Ａを、接合層を介して接合させることで、容易に形成することができる。
その他の構成については、上記第一実施形態と同様であり、図６に示すフローチャートにより、測色モジュールを動作させることが可能である。
【００７１】
〔第二実施形態の作用効果〕
上記第二実施形態の測色モジュール１のエタロン５では、次のような作用効果を奏することができる。
すなわち、エタロン５は、第一基板５１、第二基板５２、第三基板５３Ａにより構成され、第一基板５１および第二基板５２の間、第二基板５２および第三基板５３Ａの間がそれぞれ真空状態に密封されている。このため、第二基板５２に形成される変位部５２１を挟む入射側空間５９１および射出側空間５９２がそれぞれ真空状態となり、変位部５２１の変位時に、空気抵抗などの抵抗が作用しない。したがって、静電引力のような微弱な応力により変位部５２１を変位させる場合でも、容易に変位部５２１を変位させることができ、変位部５２１の変位量の調整も容易となる。また、変位部５２１の変位に対する抵抗がなくなるため、空気中で変位部５２１を移動させる場合に比べて、変位部５２１の移動速度も速くなり、ミラー間ギャップＧの設定をより迅速に行える。さらに、より弱い力で変位部５２１を変位させることが可能であるため、変位部５２１の厚み寸法を大きくすることも可能であり、この場合、変位部５２１の強度を強くすることができる。
【００７２】
〔第三実施形態〕
次に、本発明に係る第三実施形態の測色モジュールについて説明する。
図１２は、第三実施形態の可動ミラーの概略構成を示す平面図であり、図１３は、第三実施形態の可動ミラーの撓み量の検出処理を説明するための概略図である。
【００７３】
上記した第一実施形態では、撓み検出手段として、ピエゾ抵抗素子５７１を用い、ピエゾ抵抗素子５７１から出力される抵抗変動値に応じた電気信号を検出することで可動ミラー５７の撓み量を検出した。これに対して、第三実施形態では、撓み検出手段として、可動ミラー５７および固定ミラー５６間に平行平板型のコンデンサー５７２を配置し、このコンデンサー５７２の電気容量の変化を検出することで可動ミラー５７の撓み量を検出する。
【００７４】
具体的には、図１２に示すように、可動ミラー５７および固定ミラー５６には、それぞれ内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂが設けられている。内側コンデンサー５７２Ａは、平面円形状に形成され、可動ミラー５７および固定ミラー５６の中心点に固定される。この内側コンデンサー５７２Ａの径寸法としては例えば１０μｍであり、直径３ｍｍの可動ミラー５７および固定ミラー５６のミラー面積に対して十分小さく形成され、エタロン５の光透過率や分解能に影響を与えることはない。
また、外側コンデンサー５７２Ｂは、可動ミラー５７および固定ミラー５６の外周縁に沿ってリング状に形成される。この外側コンデンサー５７２Ｂは、内側コンデンサー５７２Ａと同一面積となるように、リング幅が設定されており、可動ミラー５７や固定ミラー５６のミラー面積に対して十分小さく、エタロン５の透過率や分解能に影響を与えない。
【００７５】
これらのコンデンサー５７２を用いた撓み量の検出では、電圧制御手段６は、エタロン５による測色処理の開始時に、これらの内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂに所定の電圧を印加して電荷を保持させる。そして、上述した第一および第二実施形態と同様に、制御装置４により、エタロン５を透過させる光の波長を変更する旨の制御信号が入力されると、電圧制御手段６は、第一静電アクチュエーター５４に印加する第一電圧を変化させ、変位部５２１を第一基板５１側に変位させる。
この時、変位部５２１の変位に伴って、可動部５２２および可動ミラー５７も第一基板５１側に移動する。ここで、可動ミラー５７の撓みがない場合には、内側コンデンサー５７２Ａの平行平板間の距離と、外側コンデンサー５７２Ｂの平行平板間の距離とが同一距離となるため、内側コンデンサー５７２Ａと外側コンデンサー５７２Ｂとが同一面積であれば、電荷保持容量も同一値となる。一方、可動部５２２および可動ミラー５７が撓んでいる場合は、図１３に示すように、内側コンデンサー５７２Ａの平行平板間の距離に比べて、外側コンデンサー５７２Ｂの平行平板間の距離が増大する。したがって、内側コンデンサー５７２Ａの電荷保持容量に比べて、外側コンデンサー５７２Ｂの電荷保持容量が小さくなる。
そして、電圧制御手段６は、内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂの電荷保持容量の差を検出することで、外側コンデンサー５７２Ｂが設けられる可動ミラー５７の外周縁の撓み量を検出し、第一実施形態と同様に、撓み量に応じた第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加する。
【００７６】
〔第三実施形態の作用効果〕
上記第三実施形態のエタロン５は、可動ミラー５７および固定ミラー５６の中心点で、互いに対向する平行平板を固定することで構成される内側コンデンサー５７２Ａと、可動ミラー５７および固定ミラー５６の外周縁で、互いに対向する平行平板を固定することで構成される外側コンデンサー５７２Ｂとを備えている。そして、電圧制御手段６は、これらの内側コンデンサー５７２Ａおよび外側コンデンサー５７２Ｂの電荷保持容量の変化量を検出することで外側コンデンサー５７２Ｂが設けられる可動ミラー５７の外周縁の撓み量を検出し、この撓み量に対応した第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加する。
このため、上記第一および第二実施形態と同様に、可動ミラー５７の撓み量に対して、可動ミラー５７を固定ミラー５６に平行に維持するために必要な最適な第二電圧を第二静電アクチュエーター５５に印加することができ、エタロン５を透過させる光の波長を変化させた場合でも、高透過率、高分解能を維持することができる。
【００７７】
〔第四実施形態〕
次に、本発明に係る第三実施形態の測色モジュールについて説明する。
図１４は、第四実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図であり、図１５は、第四実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【００７８】
上述した第一から第三実施形態の測色モジュール１では、測色センサー３のエタロン５として、第一基板５１、第二基板５２、および第三基板５３を有し、第二静電アクチュエーター５５が第二基板５２および第三基板５３の間に形成される構成を例示した。これに対して、第四実施形態では、第三基板５３が設けられず、第一基板５１および第二基板５２の間に第二静電アクチュエーター５５Ａが設けられる。
【００７９】
具体的には、第四実施形態のエタロン５Ａは、第一基板５１と、第二基板５２との２つの基板を備えている。第一基板５１は、上記第一実施形態と同様に、電極形成溝５１１およびミラー固定溝５１２が形成され、第二基板５２も、上記第一実施形態と同様に、変位部５２１が形成される。ここで、上記第一実施形態では、第一基板５１のミラー固定溝５１２の径寸法と、可動部５２２の径寸法とが略同一寸法としたが、第四実施形態のエタロン５Ａでは、可動部５２２の径寸法は、ミラー固定溝５１２の径寸法より大きく形成される。すなわち、可動部５２２の可動面５２２Ａの外周部は、電極形成溝５１１の電極固定底面５１１Ａの内周側の一部の面に対向する。
【００８０】
そして、第一基板５１の電極形成溝５１１の電極固定底面５１１Ａには、外周側に、連結保持部５２３に対向して、第一静電アクチュエーター５４を構成する第一変位用電極５４１が形成され、内周側に、可動面５２２Ａに対向して、第二静電アクチュエーター５５Ａを構成する第一補正用電極５５１Ａが形成されている。
また、第四実施形態における第一基板５１の具体的な構成は、第一実施形態と略同様であるため、図示は省略するが、この第一基板５１の第一電極導入溝５１１Ｂは、上記第一実施形態と異なり、図１４の平面視における左上の頂点方向にも延出して形成されている。そして、左上頂点方向に延びる第一電極導入溝５１１Ｂに沿って、第一補正用電極５５１Ａの一部から延出する第一補正用電極引出部５５２Ａ、およびこの第一補正用電極引出部５５２Ａの先端部に形成される第一補正用電極パッド５５３Ａが固定される。
【００８１】
また、第二基板５２には、第一実施形態と同様に、連結保持部５２３に、第一変位用電極５４１に対向する第二変位用電極５４４が形成される。さらに、可動部５２２の可動面５２２Ａの外周部には、第一補正用電極５５１Ａに対向するエレクトレット５５４Ａが固定されている。このエレクトレット５５４Ａは、例えばフッ素樹脂薄膜により構成され、半永久的に電荷を保持可能な薄膜である。
このような構成では、前記第一補正用電極５５１Ａおよびエレクトレット５５４Ａにより、本発明の第二静電アクチュエーター５５Ａが構成される。すなわち、電圧制御手段６は、第一補正用電極５５１Ａに、エレクトレット５５４Ａにより保持される電荷とは正負が反対の電荷を帯電させることで、その帯電量に応じた静電斥力を発生させる。これにより、可動部５２２には、第一静電アクチュエーター５４による静電引力とは反対方向に静電斥力が発生し、可動ミラー５７の撓みが補正される。
なお、本題四実施形態においても、上記第一から第三実施形態と同様に、可動ミラー５７に撓み検出手段を配置し、電圧制御手段６は、検出された撓み量に応じて第一補正用電極５５１Ａに印加する第二電圧を制御し、可動ミラー５７が固定ミラー５６に対して平行となるように、撓みを補正する。
【００８２】
〔第四実施形態の作用効果〕
上述したように、第四実施形態の測色モジュール１を構成する測色センサー３のエタロン５Ａでは、第一基板５１および第二基板５２の間に、第一静電アクチュエーター５４および第二静電アクチュエーター５５Ａを配置している。具体的には、第一静電アクチュエーター５４は、第一基板５１の電極固定底面５１１Ａの外周側と連結保持部５２３との間に配置される、第一静電アクチュエーター５４を構成する第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４４を備え、静電引力によりダイヤフラムを変位させる。また、第二静電アクチュエーター５５Ａは、第一基板５１の電極固定底面５１１Ａの内周側に配置される第一補正用電極５５１Ａと、可動部５２２の可動面５２２Ａの外周部との間に配置されるエレクトレット５５４Ａとを備え、静電斥力により可動部５２２を変位させる。
このような構成では、上記第一から第三実施形態と同様に、エタロン５Ａを透過する光の波長を変化させた場合でも、透過率および分解能が低下することなく、高透過率および高分解能を維持できる。これに加えて、第三基板５３を設ける必要がなくなるため、エタロン５の薄型化を実現できるとともに、部品点数を減少させることができる。
また、第二静電アクチュエーター５５を構成する電極の１つが、半永久的に電荷を保持可能なエレクトレット５５４Ａであるため、第二静電アクチュエーター５５への入力部が、第一補正用電極パッド５５３Ａのみとなる。したがって、上記第一から第三実施形態のエタロン５に比べて、エタロン５Ａと電圧制御手段６との接続箇所が減るため、接続に伴う作業も減少し、製造効率も良好にできる。
【００８３】
〔他の実施の形態〕
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。
【００８４】
例えば、上記実施の形態において、第二基板５２にのみ、変位部５２１を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、第一基板および第二基板の双方に変位部が設けられる構成としてもよい。ここで、図１３は、第一基板および第二基板の双方に変位部が設けられるエタロンの概略構成を示す断面図である。
図１６において、エタロン５Ｂは、第一基板５１Ａと、第二基板５２Ａとを接合し、これら第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａの外側にそれぞれ、第三基板５３Ｂ，５４Ｃが接合されている。つまり、各基板は、第三基板５３Ｂ、第一基板５１Ａ、第二基板５２Ａ、第三基板５３Ｃの順に積層されてエタロン５Ｂを構成している。
第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、それぞれ、上記実施形態の第二基板５２と略同様の構成を有している。すなわち、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、それぞれ、可動部５２２および連結保持部５２３を有する変位部５２１を備えている。この変位部５２１の構成は、上述した第一から第四実施形態の変位部５２１と同様であり、その説明を省略する。そして、これら第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、可動部５２２の可動面５２２Ａが互いに対向する状態に対向配置され、それぞれの可動面５２２Ａには、可動ミラー５７が固定されている。図１６のエタロン５Ｂでは、これらの可動ミラー５７により本発明の一対のミラーが構成される。
また、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａの連結保持部５２３には、互いに対向する面に、それぞれリング状の変位用電極５４７が形成され、これらの変位用電極５４７により第一静電アクチュエーター５４が構成されている。
さらに、図１６に示すように、第一基板５１Ａおよび第三基板５３Ｂの間、第二基板５２Ａおよび第三基板５３Ｃの間には、それぞれ、可動部５２２の外周縁に沿う位置に、互いに対向する補正用電極５５７，５５８が形成されている。そして、第一基板５１Ａおよび第三基板５３Ｂの間に形成される補正用電極５５７、第二基板５２Ａおよび第三基板５３Ｃの間に形成される補正用電極５５８は、それぞれ、第二静電アクチュエーター５５を構成している。
【００８５】
上記のようなエタロン５Ｂでは、上記第一から第四実施形態と同様に、電圧制御手段６は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、透過波長を切り替えるために第一静電アクチュエーター５４に第一電圧を印加する。これにより、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａの双方の変位部５２１が静電引力により撓み、一対の可動ミラー５７間のミラー間ギャップＧの寸法が可変され、エタロン５Ｂを透過する光の波長が可変する。そして、電圧制御手段６は、各可動部５２２の撓み量を検出し、それぞれの撓み量に応じた第二電圧を、補正用電極５５７間、および補正用電極５５８間に印加する。これにより、第一基板５１Ａの可動部５２２の撓み、第二基板５２Ａの可動部５２２の撓みがそれぞれ個別に補正され、各可動ミラー５７の撓み量も補正される。
なお、第一基板５１Ａおよび第二基板５２Ａは、少なくとも変位部５２１の形状が同一に形成される構成としてもよい。すなわち、各可動部５２２および各連結保持部５２３の厚み寸法、径寸法などが同一寸法に形成されている場合、第一静電アクチュエーター５４の静電引力による各変位部５２１の変位量が同一となり、各可動部５２２の撓み量も同一値となる。したがって、各第二静電アクチュエーター５５に印加する第二電圧を同一値にすることができ、各変位部５２１の変位量が異なる場合に比べて、撓み補正の制御を簡単にできる。
【００８６】
また、上記実施形態において第二基板５２、５２Ａ，５２Ｂに形成される変位部５２１は、ダイヤフラム状の連結保持部５２３を備える構成としたが、これに限定されない。例えば、基板厚み方向からエタロン５，５Ａ，５Ｂをみる平面視において、可動部５２２の外周部に均等間隔に連結保持部５２３が設けられる構成などとしてもよく、可動部５２２の中心点に対し、点対称となる位置に一対の薄板状の連結保持部５２３が、可動部５２２を挟んで形成される構成などとしてもよい。
また、変位用電極および補正用電極も同様であり、例えば、変位用電極が可動部５２２を均等に変位させる位置に設けられており、補正用電極が変位用電極による可動部５２２の撓みを補正可能な位置に設けられていればよい。例えば、第一基板５１の固定ミラー５６を挟んで点対称となる位置に一対の第一変位用電極５４１が形成され、この第一変位用電極５４１に対向して、第二基板５２の連結保持部５２３に一対の第二変位用電極５４４が形成され、これらの電極により第一静電アクチュエーター５４が構成されてもよい。この場合、第二静電アクチュエーターも同様であり、第二基板５２の可動部５２２上面に、平面視において、可動ミラー５７を挟んで一対の第一補正用電極５５１が形成され、この第一補正用電極５５１に対向して、第三基板５３に第二補正用電極５５４が一対形成される構成としてもよい。この場合、第一静電アクチュエーター５４を構成する一対の第一変位用電極５４１を結ぶ直線方向（一対の第二変位用電極５４４を結ぶ直線方向）と、第二静電アクチュエーター５５を構成する一対の第一補正用電極５５１を結ぶ直線方向（一対の第二補正用電極５５４を結ぶ直線方向）とが、同一方向となるように、各電極を形成することが好ましい。
【００８７】
さらに、上記第一から第四実施形態において、測色モジュール１は、光源装置２を備え、光源装置２から射出される白色光を被検査対象で反射させ、この反射光を検査対象光として測色センサーにて受光する構成としたが、例えば、液晶ディスプレイなど、自ら発光する被検査対象の色度を測定する測色モジュールでは、光源装置２が設けられない構成としてもよい。
【００８８】
さらには、上記第一実施形態の説明において、ステップＳ６で、撓み量が０となったか否かを判断し、撓み量が０となる場合に、エタロン５により分光されて透過された透過光を受光素子にて受光する処理を実施したが、これに限定されない。例えば、撓み量が所定の許容閾値以内となった場合に、可動ミラー５７および固定ミラー５６が平行になったと判断し、受光量を検出する処理を実施してもよい。
【００８９】
そして、第三実施形態において、外側コンデンサー５７２Ｂをリング状に形成する例を示したが、内側コンデンサー５７２Ａと同一形状の円形平行平板からなるコンデンサーを外側コンデンサーとして、可動ミラー５７および固定ミラー５６の互いに対向する位置に設ける構成としてもよい。この場合、外側コンデンサー５７２Ｂを可動ミラー５７および固定ミラー５６の複数個所に設定する構成としてもよい。
【００９０】
また、撓み検出手段として、ピエゾ抵抗素子５７１の抵抗変動値から撓み量を検出する構成、コンデンサー５７２の電荷保持容量の変動値から撓み量を検出する構成を例示し、電圧制御手段６は、検出された撓み量に対応した第二電圧を設定する例を示したが、これに限定されない。
例えば、エタロン５の製造時において、第一静電アクチュエーター５４に印加した電圧に対する可動ミラー５７の撓み量、およびこの撓みを補正するための第二電圧予め測定して、データ化しておき、電圧制御手段６は、このデータを参照して、第一静電アクチュエーター５４に印加する第一電圧に対する第二電圧を設定する構成としてもよい。
【００９１】
さらに、上記第一から第四実施形態において、エタロン５の固定ミラー５６および可動ミラー５７として、ＳｉＯ２膜およびＴｉＯ２膜を積層した誘電体多層膜を用いたが、例えばＡｇＣ単層の固定ミラー５６および可動ミラー５７を用いてもよい。この場合、誘電体多層膜に比べて、目的波長の透過率および分解能は低下するが、４００〜７５０ｎｍの波長の光を選択的に分光させることができ、可視光域全域をカバーすることができる。
また、上記測色センサー３内に単一のエタロン５が組み込まれる構成に限らず、複数のエタロン５が組み込まれる構成としてもよく、この場合、それぞれ分光可能な波長域の異なるエタロン５を組み込むことで、より広い範囲をカバーすることができる。すなわち、６００〜７５０ｎｍの範囲内で透過させる波長の光を選択的に変更可能なエタロン、４５０〜６００ｎｍの範囲内で透過させる波長の光を選択的に変更可能なエタロン、３５０〜４５０ｎｍの範囲内で透過させる波長の光を選択的に変更可能なエタロンをそれぞれ設けることで、検査対象光の可視光全域の各波長の光の強度を測定することができ、より精度の高い測色処理を実施することができる。
【００９２】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、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】
【００９３】
１…測色モジュール、３…測色センサー、４…制御装置、５,５Ａ…波長可変干渉フィルターを構成するエタロン、６…波長可変干渉フィルターを構成する電圧制御手段、３１…受光手段である受光素子、４３…測色処理部、５１…第一基板、５２…第二基板、５３…第三基板、５４…第一静電アクチュエーター、５５，５５Ａ…第二静電アクチュエーター、５６…固定ミラー、５７…可動ミラー、５２２…可動部、５２２Ａ…可動面、５２３…連結保持部、５３２…貫通孔、５４１…変位用電極を構成する第一変位用電極、５４４…変位用電極を構成する第二変位用電極、５５１…補正用電極を構成する第一補正用電極、５５４…補正用電極を構成する第二補正用電極、５７１…撓み検出センサーであるピエゾ抵抗素子、５７２…撓み検出センサーであるコンデンサー、５８１，５８２…接合層、５９１…第二内部空間である入射側空間、５９２…第一内部空間である射出側空間、Ｇ…ミラー間ギャップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第一基板と、
前記第一基板の一面側に対向するとともに、前記第一基板に接合される透光性の第二基板と、
前記第二基板に設けられ、他方の基板に対向する可動面を有する可動部と、
前記第二基板に設けられ、基板厚み方向に沿って、前記可動部を移動可能に保持する連結保持部と、
前記可動部の前記可動面、および前記第一基板に、所定のミラー間ギャップを介して対向配置される一対のミラーと、
前記第一基板および前記第二基板の互いに対向する面に、それぞれ、互いに対向する一対の変位用電極を有し、これらの変位用電極に所定の電圧が印加されることで、静電引力により前記可動部を前記基板厚み方向に変位させる第一静電アクチュエーターと、
前記基板厚み方向からこれらの第一基板および第二基板を見る平面視において、前記第一静電アクチュエーターが設けられる位置よりも、前記ミラーに近接する内側に設けられ、前記第一静電アクチュエーターの静電引力による前記可動部の変位方向と逆方向に作用する力を、前記可動部に付与する第二静電アクチュエーターと、
を具備することを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターであって、
前記第二基板の、前記第一基板が設けられる側とは反対側に対向して、前記第二基板に接合される透光性の第三基板を備え、
前記第二静電アクチュエーターは、前記第二基板および前記第三基板の間に設けられ、互いに対向する一対の補正用電極を備える
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２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第三基板には、前記平面視において、前記ミラーに重なる位置に、前記基板厚み方向に沿って貫通する貫通孔が形成される
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一基板と前記第二基板との間、前記第二基板と前記第三基板との間は、それぞれ、略環状の接合層により密閉接合され、
前記第一基板と前記第二基板とにより挟まれる第一内部空間、前記第二基板と前記第三基板とに挟まれる第二内部空間は、それぞれ真空である
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、
前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出センサーと、
前記撓み検出センサーにより検出される前記撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項６】
請求項５の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記撓み検出センサーは、前記可動部に固定される前記ミラーの面内に配置されるピエゾ抵抗素子であり、
前記電圧制御手段は、前記ピエゾ抵抗素子の抵抗変化量に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項７】
請求項５の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記撓み検出センサーは、一対の前記ミラーの少なくとも外周部および中心部にそれぞれ対向配置されるとともに、電圧印加により電荷を保持可能な平行平板型のコンデンサーであり、
前記電圧制御手段は、外周部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量と、中心部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量の差分値に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項８】
請求項１から請求項７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を透過した検査対象光を受光する受光手段と、
を備えることを特徴とする測色センサー。
【請求項９】
請求項８に記載の測色センサーと、
前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、
を具備したことを特徴とする測色モジュール。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターの制御方法であって、
前記第一静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部を変位させる可動部変位工程と、
前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出工程と、
前記撓み検出工程で検出された撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部に固定される前記ミラーの撓みを補正する撓み補正工程と、
を備えることを特徴とする波長可変干渉フィルターの制御方法。
【請求項１】
透光性を有する第一基板と、
前記第一基板の一面側に対向するとともに、前記第一基板に接合される透光性の第二基板と、
前記第二基板に設けられ、他方の基板に対向する可動面を有する可動部と、
前記第二基板に設けられ、基板厚み方向に沿って、前記可動部を移動可能に保持する連結保持部と、
前記可動部の前記可動面、および前記第一基板に、所定のミラー間ギャップを介して対向配置される一対のミラーと、
前記第一基板および前記第二基板の互いに対向する面に、それぞれ、互いに対向する一対の変位用電極を有し、これらの変位用電極に所定の電圧が印加されることで、静電引力により前記可動部を前記基板厚み方向に変位させる第一静電アクチュエーターと、
前記基板厚み方向からこれらの第一基板および第二基板を見る平面視において、前記第一静電アクチュエーターが設けられる位置よりも、前記ミラーに近接する内側に設けられ、前記第一静電アクチュエーターの静電引力による前記可動部の変位方向と逆方向に作用する力を、前記可動部に付与する第二静電アクチュエーターと、
を具備することを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターであって、
前記第二基板の、前記第一基板が設けられる側とは反対側に対向して、前記第二基板に接合される透光性の第三基板を備え、
前記第二静電アクチュエーターは、前記第二基板および前記第三基板の間に設けられ、互いに対向する一対の補正用電極を備える
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２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第三基板には、前記平面視において、前記ミラーに重なる位置に、前記基板厚み方向に沿って貫通する貫通孔が形成される
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一基板と前記第二基板との間、前記第二基板と前記第三基板との間は、それぞれ、略環状の接合層により密閉接合され、
前記第一基板と前記第二基板とにより挟まれる第一内部空間、前記第二基板と前記第三基板とに挟まれる第二内部空間は、それぞれ真空である
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、
前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出センサーと、
前記撓み検出センサーにより検出される前記撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項６】
請求項５の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記撓み検出センサーは、前記可動部に固定される前記ミラーの面内に配置されるピエゾ抵抗素子であり、
前記電圧制御手段は、前記ピエゾ抵抗素子の抵抗変化量に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項７】
請求項５の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記撓み検出センサーは、一対の前記ミラーの少なくとも外周部および中心部にそれぞれ対向配置されるとともに、電圧印加により電荷を保持可能な平行平板型のコンデンサーであり、
前記電圧制御手段は、外周部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量と、中心部に設けられる前記コンデンサーの電荷保持容量の差分値に基づいて、前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出し、この撓み量に応じた電圧を前記第二静電アクチュエーターに印加する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項８】
請求項１から請求項７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を透過した検査対象光を受光する受光手段と、
を備えることを特徴とする測色センサー。
【請求項９】
請求項８に記載の測色センサーと、
前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、
を具備したことを特徴とする測色モジュール。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターの制御方法であって、
前記第一静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部を変位させる可動部変位工程と、
前記可動部に固定される前記ミラーの撓み量を検出する撓み検出工程と、
前記撓み検出工程で検出された撓み量に応じて、前記第二静電アクチュエーターに印加する電圧を制御し、前記可動部に固定される前記ミラーの撓みを補正する撓み補正工程と、
を備えることを特徴とする波長可変干渉フィルターの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
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【図１１】
【図１２】
【図１３】
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【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−５３５１０（Ｐ２０１１−５３５１０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３３８５（Ｐ２００９−２０３３８５）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【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２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【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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