(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板と、
前記第一基板と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、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、
前記第一基板に設けられた第一電極と、
前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向する第二電極と、
前記第一基板に設けられ、前記第一電極に接続された一対の第一引出電極と、
前記第二基板に設けられ、前記第二電極に接続された一対の第二引出電極と、
を具備し、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜の対向する面の法線方向から見た平面視において、
前記一対の第一引出電極は、それぞれ前記第一反射膜の中心に対して点対称、かつ、前記第二電極及び前記一対の第二引出電極と重ならないように設けられ、
前記一対の第二引出電極は、それぞれ前記第二反射膜の中心に対して点対称、かつ、前記第一電極及び前記一対の第一引出電極と重ならないように設けられ、
前記一対の第一引出電極と前記一対の第二引出電極とは、前記第一反射膜及び第二反射膜の中心を通る仮想線に対して線対称に設けられている
ことを特徴とする光フィルター素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光フィルター素子において、
前記第一基板および前記第二基板のうち少なくともいずれか一方には、前記第一基板および前記第二基板を厚み方向から見た平面視で、前記一対の第一引出電極および前記一対の第二引出電極の配設位置に対応した凹溝が設けられた
ことを特徴とする光フィルター素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の光フィルター素子を備えたことを特徴とする光フィルターモジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の光フィルターモジュールを備えたことを特徴とする分析機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定波長の光を取得する光フィルター素子、光フィルターモジュール、および分析機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数波長の光から、特定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルター（光フィルター素子）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターは、第１の構造体と、第１の構造体に対向する第２の構造体とを備えている。第２の構造体には、板状をなし、その厚み方向に変位可能な可動部が形成されている。また、第１の構造体は、可動部に対向する領域に、第１の反射膜と、第１の反射膜の外周側に形成される第１の駆動電極とを備えている。第２の構造体は、可動部に、第１の反射膜に対向する第２の反射膜と、第１の駆動電極に対向する第２の駆動電極と、を備えている。さらに、第１の構造体には、第１の駆動電極の外周縁から径外側に延びる１本の引き出し電極が形成され、第２の構造体には、第２の駆動電極の外周縁から径外側に延びる１本の引き出し電極が形成されている。
このような波長可変干渉フィルターは、第１の駆動電極、および第２の駆動電極に接続される各引き出し電極に電圧を印加することで、可動部が静電引力により第１の構造体側に変位し、第１の反射膜および第２の反射膜の間のギャップ寸法が可変される。これにより、波長可変干渉フィルターに入射する光のうち、ギャップ寸法に応じた波長の光が取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１６６６９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に記載の波長可変干渉フィルターでは、第１の駆動電極に電圧を印加するための引き出し電極、第２の駆動電極に電圧を印加するための引き出し電極がそれぞれ１本のみ設けられる構成である。
ここで、波長可変干渉フィルターでは、第１の反射膜および第２の反射膜のギャップ寸法は、非常に小さく、例えば、２００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の間で変位可能に形成されている。このような狭い領域内に、駆動電極を形成する場合、駆動電極の厚み寸法も薄くする必要があり、駆動電極と同厚み寸法の引き出し電極を形成すると、引き出し電極の抵抗が増大して消費電力が増大したり、断線などのおそれがあるなど、配線信頼性の問題があったりした。
【０００６】
本発明は上述のような問題に鑑みて、消費電力の低減を図れ、かつ配線信頼性の高い光フィルター素子、光フィルターモジュール、および分析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】
本発明の光フィルター素子は、第一基板と、前記第一基板と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、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一基板に設けられた第一電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向する第二電極と、前記第一基板に設けられ、前記第一電極に接続された一対の第一引出電極と、前記第二基板に設けられ、前記第二電極に接続された一対の第二引出電極と、を具備したことを特徴とする。
【０００８】
この発明では、光フィルター素子の第一電極には、一対の第一引出電極が接続され、第二電極には、一対の第二引出電極が接続されている。このため、一対の第一引出電極により、第一電極に駆動電圧を印加することができ、一対の第二引出電極により第二電極に電圧を印加することができる。このような構成では、１つの引出電極が第一電極や第二電極に接続される場合に比べて、全体的に電気抵抗を低減できる。したがって、第一および第二電極間に静電引力を作用させて、第一反射膜および第二反射膜のギャップ寸法を変更する際に、より小さい駆動電圧でギャップ寸法を変えることができ、省電力化を図ることができる。
また、仮に、一対の第一引出電極のうちの一方、または一対の第二引出電極のうちの一方が断線した場合でも、他方の第一引出電極または他方の第二引出電極が断線していなければ、第一電極や第二電極に電圧を印加することができ、配線信頼性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の光フィルター素子では、前記第一基板および前記第二基板を厚み方向から見た平面視で、前記第一引出電極および前記第二引出電極は、それぞれ重ならない位置に配設されたことが好ましい。
【００１０】
この発明では、第一引出電極および第二引出電極が重ならない位置に設けられている。すなわち、平面視において、第一引出電極および第二引出電極が重なる位置に設けられている場合、これらの第一引出電極および第二引出電極の間に静電引力が作用し、第一反射膜および第二反射膜のギャップの寸法が一様とならず、平行を維持できないおそれがある。また、基板間で絶縁破壊などにより、リーク電流が発生するおそれがあり、第一反射膜および第二反射膜のギャップ寸法の調整が不可能になったり、ギャップ調整に必要な時間が長くなったりするなどの問題が発生する。これに対して、本発明のように、第一引出電極および第二引出電極を、平面視において重ならない位置に設けることで、上記のようなリーク電流や、第一および第二引出電極間での静電引力の発生がなく、安定して光フィルター素子を駆動させることができる。
【００１１】
ここで、本発明の光フィルター素子では、前記第一基板および前記第二基板は、矩形状に形成され、前記一対の第一引出電極は、それぞれ前記第一基板の対角線上で、基板中心に対して点対象となる位置に配置され、前記一対の第二引出電極は、それぞれ前記第二基板の対角線上で、基板中心に対して点対象となる位置に配置されたことが好ましい。
【００１２】
この発明では、一対の第一引出電極は、それぞれ、矩形状の第一基板の対角線上に沿って、かつ、基板の中心点に対して点対象となる位置に配設されている。同様に、一対の第二引出電極は、それぞれ、矩形状の第二基板の対角線上に沿って、かつ、基板の中心点に対して点対象となる位置に配設されている。このため、上述した発明と同様、第一引出電極と第二引出電極とが互いに対向しないため、リーク電流の発生や、引出電極間の静電引力の発生を防止でき、安定して光フィルター素子を駆動できる。
また、第一電極および第二電極の間に静電引力が作用すると、第一基板および第二基板のうち少なくとも何れか一方が、他方側に撓むことで、第一反射膜および第二反射膜のギャップ寸法が調整される。この時、本発明では、第一引出電極が基板中心に対して点対象に配置されるため、第一基板が第二基板側に撓んだ際に、撓みによる応力バランスを均等にできる。第二基板においても同様に、第二基板が第一基板側に撓んだ際に、撓みによる応力バランスを均等にできる。したがって、基板の撓みバランスを均等にでき、第一反射膜および第二反射膜の平行状態を良好に維持することができ、より安定して光フィルター素子を駆動させることができる。
【００１３】
本発明の光フィルター素子では、前記第一基板および前記第二基板のうち少なくともいずれか一方には、前記第一基板および前記第二基板を厚み方向から見た平面視で、前記一対の第一引出電極および前記一対の第二引出電極の配設位置に対応した凹溝が設けられることが好ましい。
【００１４】
この発明では、第一基板または第二基板に、第一引出電極または第二引出電極に対応して凹溝が形成され、この凹溝に第一引出電極または第二引出電極が配設されている。このため、第一基板および第二基板を接合した際に、第一引出電極や第二引出電極が、第一基板および第二基板の接合部分に挟み込まれない。
ここで、第一基板および第二基板の接合時に、第一引出電極や第二引出電極が、接合部分に挟み込まれると、これらの電極の厚み寸法分だけ、第一基板および第二基板に歪みが生じ、第一反射膜および第二反射膜を平行に維持できなくなる問題が発生する。これに対して、本発明では、上記のように、第一引出電極や第二引出電極が、第一基板および第二基板の接合部分に挟み込まれないため、引出電極が、第一基板および第二基板の接合時に歪みの原因とならない。したがって、第一反射膜および第二反射膜を平行に維持することができ、光フィルター素子を安定して駆動させることができる。
【００１５】
本発明の光フィルターモジュールは、上述したような光フィルター素子を備えたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、光フィルターモジュールとしては、例えば、光フィルター素子により取り出された光を受光し、その受光量を電気信号として出力する光フィルターモジュールなどが例示できる。
上述したように、光フィルター素子は、第一電極に一対の第一引出電極が接続され、第二電極に一対の第二引出電極が接続されており、引出電極における電気抵抗を低減させることで、消費電力を低減させることができる。したがって、このような光フィルター素子を備えた光フィルターモジュールにおいても、同様に、消費電力を低減させることができる。
また、光フィルター素子の配線信頼性を向上させることができるため、光フィルターモジュールにおける信頼性も向上させることができる。
【００１７】
本発明の分析機器は、上述したような光フィルターモジュールを備えることを特徴とする。
ここで、分析機器としては、上記のような光フィルターモジュールから出力される電気信号に基づいて、光フィルターモジュールに入射した光の色度や明るさなどを分析する光測定器、ガスの吸収波長を検出してガスの種類を検査するガス検出装置、受光した光からその波長の光に含まれるデータを取得する光通信装置などを例示することができる。
本発明では、上述したように、光フィルターモジュールにより、消費電力の低減、および信頼性の向上を図ることができるため、このような光フィルターモジュールを備えた測定装置においても、消費電力の低減、および信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る一実施形態の測色装置の概略構成を示す図である。
【図２】前記実施形態の光フィルター素子であるエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図３】図２においてエタロンをIII-III線で断面した際の断面図である。
【図４】エタロンの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る一実施形態の分析機器としての測色装置について、図面を参照して説明する。
〔１．測色装置の全体構成〕
図１は、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図である。
この測色装置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、本発明の光フィルターモジュールを構成する測色センサー３と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４とを備えている。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、すなわち被検査対象Ａの色を分析して測定する装置である。
【００２０】
〔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。
【００２１】
〔３．測色センサーの構成〕
測色センサー３は、本発明の光フィルターモジュールを構成する。この測色センサー３は、図１に示すように、本発明の光フィルター素子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部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。
【００２２】
（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の概略構成を示す断面図である。図４は、エタロンの第一基板５１および第二基板５２を分離させた分解斜視図である。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、および第二基板５２を備えている。これらの２枚の基板５１，５２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。これらの中でも、各基板５１，５２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各基板５１，５２を形成することで、後述する反射膜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２つの基板５１，５２は、外周部近傍に形成される接合面５１３，５２３が、例えば常温活性化接合など、加圧接合されることで、一体的に構成されている。
【００２３】
また、第一基板５１と、第二基板５２との間には、本発明の一対の反射膜を構成する第一反射膜５６および第二反射膜５７が設けられる。ここで、第一反射膜５６は、第一基板５１の第二基板５２に対向する面に固定され、第二反射膜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、これらの第一反射膜５６および第二反射膜５７は、ギャップＧを介して対向配置されている。
さらに、第一基板５１と第二基板５２との間には、第一反射膜５６および第二反射膜５７の間のギャップＧの寸法を調整するための静電アクチュエーター５４が設けられている。
【００２４】
（３−１−１．第一基板の構成）
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３、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および反射膜固定部５１２が形成される。
電極形成溝５１１は、図２に示すようなエタロン５を厚み方向から見た平面視（以降、エタロン平面視と称す）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。反射膜固定部５１２は、前記平面視において、電極形成溝５１１の中心部から第二基板５２側に突出して形成される。
【００２５】
電極形成溝５１１は、反射膜固定部５１２の外周縁から、当該電極形成溝５１１の内周壁面までの間に、リング状に形成される電極固定面５１１Ａを備えている。この電極固定面５１１Ａにリング状の第一電極５４１が形成される。
また、第一基板５１には、電極形成溝５１１から、当該第一基板５１の頂点方向に向かって、本発明の凹溝である第一凹溝５１４および第二凹溝５１５が形成されている。具体的には、第一凹溝５１４は、電極形成溝５１１から、第一基板５１の左上頂点および右下頂点に向かって、第一基板５１の対角線上に形成され、第二凹溝５１５は、電極形成溝５１１から第一基板５１の左下頂点および右上頂点に向かって、第一基板５１の対角線上に形成されている。これらの第一凹溝５１４および第二凹溝５１５は、同一幅寸法に形成されるとともに、それぞれ、電極形成溝５１１と同一深さ寸法に形成されている。
そして、第一電極５４１の外周縁の一部からは、図２に示すように、エタロン平面視において、エタロン５の右下方向および左上方向に向かって、第一引出電極５４１Ａが、第一凹溝５１４内にそれぞれ延出して形成されている。これらの第一引出電極５４１Ａは、先端には、それぞれ第一電極パッド５４１Ｂが形成され、これらの第一電極パッド５４１Ｂが電圧制御部６に接続される。
【００２６】
ここで、静電アクチュエーター５４を駆動させる際には、電圧制御部６により、一対の第一電極パッド５４１Ｂの双方に電圧が印加される。このような構成では、仮に、一対の第一引出電極５４１Ａのうちいずれか一方が断線した場合であっても、他方の第一引出電極５４１Ａから第一電極５４１に電圧を印加することができる。
また、一対の第一引出電極５４１Ａにより、第一電極５４１が電圧制御部６に接続される構成では、１つの第一引出電極５４１Ａが設けられる構成に比べて電気抵抗を低減することができるため、電気抵抗増大による電気エネルギーの損失を低減できる。したがって、第一電極５４１に所定の電荷を付与するために必要な駆動電圧を低減させることができ、省電力化を図ることができる。
さらに、リング状の第一電極５４１の左上端縁から一方の第一引出電極５４１Ａが引き出され、右下端縁から他方の第一引出電極５４１Ａが引き出されている。このため、第一電極５４１は、左上に引き出された第一引出電極５４１Ａから、右下に引き出された第一引出電極５４１Ａまでの間で、並列回路が形成されることとなり、第一電極５４１における電気抵抗を低減させることが可能となる。
【００２７】
反射膜固定部５１２は、上述したように、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法となる円柱状に形成されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、反射膜固定部５１２の第二基板５２に対向する反射膜固定面５１２Ａが、電極固定面５１１Ａよりも第二基板５２に近接して形成される例を示すが、これに限らない。電極固定面５１１Ａおよび反射膜固定面５１２Ａの高さ位置は、反射膜固定面５１２Ａに固定される第一反射膜５６、および第二基板５２に形成される第二反射膜５７の間のギャップＧの寸法、第一電極５４１および第二基板５２に形成される後述の第二電極５４２の間の寸法、第一反射膜５６や第二反射膜５７の厚み寸法により適宜設定されるものであり、上記のような構成に限られない。例えば反射膜５６，５７として、誘電体多層膜反射膜を用い、その厚み寸法が増大する場合、電極固定面５１１Ａと反射膜固定面５１２Ａとが同一面に形成される構成や、電極固定面５１１Ａの中心部に、円柱凹溝上の反射膜固定溝が形成され、この反射膜固定溝の底面に反射膜固定面５１２Ａが形成される構成などとしてもよい。
ただし、第一電極５４１および第二電極５４２の間に作用する静電引力は、第一電極５４１および第二電極５４２の距離の二乗に反比例する。したがって、これら第一電極５４１および第二電極５４２の距離が近接するほど、静電引力の電圧値に対するギャップＧの変動量も大きくなる。特に、本実施形態のように、ギャップＧの可変寸法が微小な場合（例えば２５０ｎｍ〜４５０ｎｍ）、ギャップＧの制御が困難となる。したがって、上記のように、反射膜固定溝を形成する場合であっても、電極形成溝５１１の深さ寸法をある程度確保する方が好ましく、本実施形態では、例えば、１μｍに形成されることが好ましい。
【００２８】
また、反射膜固定部５１２の反射膜固定面５１２Ａ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、第一反射膜５６および第二反射膜５７の間のギャップＧの初期値（第一電極５４１および第二電極５４２間に電圧が印加されていない状態のギャップＧの寸法）が４５０ｎｍに設定され、第一電極５４１および第二電極５４２間に電圧を印加することにより、ギャップＧが例えば２５０ｎｍになるまで第二反射膜５７を変位させることが可能となっており、これにより、第一電極５４１および第二電極５４２間の電圧を可変することで、可視光全域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、第一反射膜５６および第二反射膜５７の膜厚および反射膜固定面５１２Ａや電極固定面５１１Ａの高さ寸法は、ギャップＧを２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間で変位可能な値に設定されていればよい。
【００２９】
そして、反射膜固定面５１２Ａには、直径が例えば約３ｍｍの円形状に形成される第一反射膜５６が固定されている。この第一反射膜５６としては、金属の単層膜により形成されるものであってもよく、誘電体多層膜により形成されるものであってもよい。金属単層膜としては、例えばＡｇＣ単層膜を用いることができ、誘電体多層膜の場合は、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いることができる。ここで、ＡｇＣ単層など金属単層により第一反射膜５６を形成する場合、エタロン５で分光可能な波長域として可視光全域をカバーできる反射膜を形成することが可能となる。また、誘電体多層膜により第一反射膜５６を形成する場合、エタロン５で分光可能な波長域がＡｇＣ単層膜よりも狭いが、分光された光の透過率が大きく、透過率の半値幅も狭く分解能を良好にできる。
【００３０】
さらに、第一基板５１は、第二基板５２に対向する上面とは反対側の下面において、第一反射膜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。
【００３１】
（３−１−２．第二基板の構成）
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、第二基板５２には、図２に示すような平面視において、基板中心点を中心とした円形の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する連結保持部５２２と、を備えている。
【００３２】
可動部５２１は、連結保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、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５２１は、反射膜固定部５１２に平行な可動面５２１Ａを備え、この可動面５２１Ａに、第一反射膜５６にギャップＧを介して対向する第二反射膜５７が固定されている。
ここで、この第二反射膜５７は、上述した第一反射膜５６と同一の構成の反射膜が用いられる。
【００３３】
さらに、可動部５２１は、可動面５２１Ａとは反対側の上面において、第二反射膜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。
【００３４】
連結保持部５２２は、可動部５２１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。この連結保持部５２２の第一基板５１に対向する面には、第一電極５４１と、約１μｍの電磁ギャップＧを介して対向する、リング状の第二電極５４２が形成されている。ここで、この第二電極５４２および前述した第一電極５４１により、静電アクチュエーター５４が構成される。
また、第二電極５４２の外周縁の一部からは、一対の第二引出電極５４２Ａが外周方向に向かって形成されている。具体的には、図２、図４に示すように、第二引出電極５４２Ａは、エタロン平面視において、エタロン５の右上方向および左下方向に向かって、それぞれ延出して形成されている。ここで、これらの第二引出電極５４２Ａは、第二基板５２の対角線上で、基板中心点に対して点対象となるように形成されている。したがって、第一基板５１および第二基板５２を接合した際に、これらの第二引出電極５４２Ａは、第一基板５１の第二凹溝５１５に対向する。そして、これらの第二引出電極５４２Ａは、先端には、それぞれ第二電極パッド５４２Ｂが形成され、これらの第二電極パッド５４２Ｂが電圧制御部６に接続される。
そして、静電アクチュエーター５４を駆動させる際には、電圧制御部６により、一対の第二電極パッド５４２Ｂの双方に電圧が印加される。
このような構成では、第一引出電極５４１Ａと同様に、仮に一対の第二引出電極５４２Ａのうちいずれか一方が断線した場合であっても、他方の第二引出電極５４２Ａから第二電極５４２に電圧を印加することができる。
また、一対の第二引出電極５４２Ａにより、第二電極５４２が電圧制御部６に接続される構成では、１つの第二引出電極５４２Ａが設けられる構成に比べて電気抵抗を低減することができるため、電気抵抗増大による電気エネルギーの損失を低減できる。したがって、第二電極５４２に所定の電荷を付与するために必要な駆動電圧を低減させることができ、省電力化を図ることができる。
さらに、リング状の第二電極５４２の右上端縁から一方の第二引出電極５４２Ａが引き出され、左下端縁から他方の第二引出電極５４２Ａが引き出されている。このため、第二電極５４２は、例えば右上に引き出された第二引出電極５４２Ａから、左下に引き出された第二引出電極５４２Ａまでの間で、並列回路が形成されることとなり、第二電極５４２における電気抵抗を低減させることが可能となる。
【００３５】
（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御部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。この電圧制御部６は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５４の第一電極５４１および第二電極５４２に印加する電圧を制御する。この時、上述したように、電圧制御部６は、一対の第一引出電極５４１Ａの双方、一対の第二引出電極５４２Ａの双方に電圧を印加して、静電アクチュエーター５４を駆動させる。
【００３６】
〔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、静電アクチュエーター５４への印加電圧を設定する。
【００３７】
〔５．本実施形態の作用効果〕
上述したように、上記実施形態の測色装置１では、測色センサー３に設けられるエタロン５は、第一反射膜５６および第二反射膜５７の間のギャップＧの寸法を調整する静電アクチュエーター５４を備え、この静電アクチュエーター５４は、第一基板５１に形成される第一電極５４１と、第二基板５２に形成される第二電極５４２とを備えている。そして、第一電極５４１には、一対の第一引出電極５４１Ａが接続され、これらの一対の第一引出電極５４１Ａから第一電極５４１に駆動電圧が印加される。第二電極５４２においても同様に、一対の第二引出電極５４２Ａが接続され、これらの一対の第二引出電極５４２Ａから第二電極５４２に駆動電圧が印加される。
このような構成では、仮に一対の第一引出電極５４１Ａ（第二引出電極５４２Ａ）のうちのいずれか一方が断線した場合でも、他方の第一引出電極５４１Ａ（第二引出電極５４２Ａ）により、第一電極５４１（第二電極５４２）に駆動電圧を印加することができ、配線信頼性を向上させることができ、安定してエタロン５を駆動させることができる。
また、一対の第一引出電極５４１Ａ（第二引出電極５４２Ａ）を用いて、第一電極５４１（第二電極５４２）に電圧を印加する場合、１つの第一引出電極５４１Ａ（第二引出電極５４２Ａ）を用いる場合に比べて、第一引出電極５４１Ａ（第二引出電極５４２Ａ）における電気抵抗を低減させることができる。また、第一電極５４１（第二電極５４２）においても、一対の第一引出電極５４１Ａ（第二引出電極５４２Ａ）が接続されることで、並列回路となるため、第一電極５４１（第二電極５４２）における電気抵抗も低減させることができる。したがって、電気抵抗による電気エネルギーの損失を抑制でき、エタロン５の駆動時の消費電力を低減させることができる。
したがって、以上のようなエタロン５を備えた測色センサー３や、測色装置１においても、信頼性が向上し、省電力化を図ることができる。
【００３８】
また、第一引出電極５４１Ａおよび第二引出電極５４２Ａは、平面視においてそれぞれ重ならない位置に配設されている。
具体的には、第一引出電極５４１Ａは、第一基板５１の基板中心に対して、点対称となる第一基板５１の対角線上に配設されている。第二引出電極５４２Ａも、第二基板５２の基板中心に対して、点対称となる第二基板５２の対角線上に配設されている。
このような構成では、第一引出電極５４１Ａと第二引出電極５４２Ａとが対向することがないため、これらの間に働く静電引力が作用しない。したがって、可動部５２１は、第一電極５４１および第二電極５４２の間に働く静電引力のみにより変位されることとなり、可動部５２１の変位量を均一にできる。すなわち、可動部５２１の可動面５２１Ａを、反射膜固定面５１２Ａに平行に維持して、当該可動部５２１を変位させることが可能となり、エタロン５の安定駆動を実現できる。
また、上記のように、第二基板５２の基板中心点に対して、一対の第二引出電極５４２Ａが点対称に形成されているため、連結保持部５２２の撓みバランスを均一にでき、可動部５２１を、反射膜固定面５１２Ａに対して平行に維持したまま、変位させることが可能となる。
【００３９】
さらに、第一基板５１には、対角線に沿って、第一凹溝５１４および第二凹溝５１５が形成されている。そして、第一基板５１において、第一凹溝５１４内に、第一引出電極５４１Ａが形成され、第二基板５２において、第二凹溝５１５に対向する位置に第二引出電極５４２Ａが形成されている。
このような構成では、第一引出電極５４１Ａや第二引出電極５４２Ａが第一基板５１および第二基板５２の接合部分に挟まれることがなく、第一基板５１および第二基板５２が平行となる状態で接合することができる。つまり、第一凹溝５１４や第二凹溝５１５が形成されない構成では、第一基板５１および第二基板５２の接合部分に、第一引出電極５４１Ａや第二引出電極５４２Ａが挟み込まれてしまうため、例えば第一基板５１および第二基板５２の表面を活性化してオプティカルコンタクトにより接合する場合、接合部分に挟み込まれた引出電極５４１Ａ，５４２Ａにより、接合部分が剥離するおそれがある。また、第一基板５１および第二基板５２を接着剤などの接着層を介して接合する場合でも、引出電極５４１Ａ，５４２Ａが挟み込まれる位置で基板５１，５２に歪みが生じ、可動部５２１を反射膜固定面５１２Ａに対して平行に維持できなくなるおそれもある。これに対して、上記のように、第一引出電極５４１Ａ，第二引出電極５４２Ａの形成位置に対応して、第一凹溝５１４、第二凹溝５１５を形成することで、これらの第一引出電極５４１Ａや第二引出電極５４２Ａが接合部分に挟み込まれないため、上述のような剥離や歪みなどの問題を回避することができる。
【００４０】
〔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。
【００４１】
例えば、上記実施形態において、図２に示す平面視で、第一基板５１の左上から右下に向かう対角線上に、第一引出電極５４１Ａを配設し、第二基板５２の右上から左下に向かう対角線上に第二引出電極５４２Ａを配設したが、これに限定されない。例えば、第一基板５１の右上から左下に向かう方向に第一引出電極５４１Ａを形成し、第二基板５２の左上から右下に向かう方向に第二引出電極５４２Ａを形成する構成としてもよい。
さらに、第一電極パッド５４１Ｂ、第二電極パッド５４２Ｂの形成しやすさ、配線接続効率などを考慮して、第一基板５１および第二基板５２の対角線上に沿って第一引出電極５４１Ａおよび第二引出電極５４２Ａを配設する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図２に示すエタロン平面視において、紙面左右方向をｘ軸方向、紙面上下方向をｙ軸方向、基板中心点を原点とし、第一電極５４１および第二電極５４２の外周縁までの径寸法をｄとした場合、第一基板５１では、第一電極５４１の外周縁における点（＋ｄ，０）から＋ｘ方向に延びる第一引出電極と、点（−ｄ，０）から−ｘ方向に延出する第一引出電極を設ける構成としてもよい。同様に、第二基板５２では、第二電極５４２の外周縁における点（０，＋ｄ）から＋ｙ方向に延びる第二引出電極と、点（０，−ｄ）から−ｙ方向に延出する第二引出電極を設ける構成としてもよい。このような構成であっても、第二基板において、一対の第二引出電極が、基板中心点に対して点対称となるため、可動部５２１の撓み応力バランスが崩れることなく、反射膜固定面５１２Ａに対して平行を維持した状態で可動部５２１を変位させることが可能である。また、第一電極５１、第二電極５２から第一電極パッド５４１Ｂ，第二電極パッド５４２Ｂまでの距離が短くなるため、第一引出電極５４１Ａ，第二引出電極５４２Ａの電気抵抗が小さくなり、より省電力化を図ることができる。
また、図２のエタロンにおいて、例えば、第一電極５４１から左上頂点、左下頂点に向かって第一引出電極を形成し、第二電極５４２から右下頂点、右上頂点に向かって第二引出電極を形成してもよい。ただし、この場合、第二基板５２において、連結保持部５２２の右側の強度が、第二引出電極の分だけ大きくなり撓みにくくなるおそれがある。この場合では、第二電極５４２から左上頂点、左下頂点に向かって、第二引出電極と同等の引張強度を有するダミー電極を形成するなどしてもよい。また、この場合、第一引出電極５４１Ａとダミー電極との間で静電引力を作用させないために、ダミー電極と第二電極５４２とを絶縁したり、ダミー電極を第二引出電極と同等の引張強度を有する非導電性膜に置き換えたりするなどすればよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、第一基板５１に第一凹溝５１４および第二凹溝５１５を形成する構成を例示したが、第二基板５２に第一凹溝および第二凹溝を形成する構成としてもよい。ただし、上記実施形態では、第一基板５１が５００μｍに形成される基板であるのに対し、第二基板５２は、２００μｍに形成される基板であり、これらの凹溝を形成する場合、第二基板５２の第一基板５１側の面に、第二電極５４２を形成するための電極形成溝を形成した上で、この電極形成溝を同深さ寸法の凹溝を形成する必要がある。この場合、第二基板５２の基板強度の低下や、エッチング工程が煩雑であり、エッチング精度も低下するなどの問題が発生する。第二基板５２の厚み寸法を増大させることで、凹溝を形成した場合でも、十分な強度を得ることが可能で、かつ可動部５２１がより撓みにくくなる構成を得ることができるが、この場合、連結保持部５２２を形成するためのエッチング量が増大するため、エッチング時間が増大するなどの問題も発生する。したがって、上述した実施形態のように、第一基板５１側に凹溝を形成することが好ましい。
【００４３】
さらに、上記実施形態では、エタロン５は、第二基板５２に可動部５２１が設けられ、第二基板５２の可動部５２１が第一基板５１側に向かって変位する例を示したが、例えば第一基板５１に可動部が設けられ、この可動部が第二基板５２側に変位可能な構成などとしてもよい。さらには、第一基板５１および第二基板５２の双方に可動部が設けられ、これらの可動部がそれぞれ厚み方向に対して変位可能な構成などとしてもよい。
【００４４】
さらに、上記実施形態において、光フィルターモジュールとして、測色センサー３を例示し、分析装置として測色装置１を例示したが、これに限定されない。
例えば、本発明の光フィルターモジュールを、光フィルター素子であるエタロン５により取り出された光を受光素子により受光することで、ガス特有の吸収波長を検出するガス検出モジュールとして用いることもでき、分析装置として、ガス検出モジュールにより検出された吸収波長からガスの種類を判別するガス検出装置として用いることもできる。
さらには、例えば、光フィルターモジュールは、例えば光ファイバーなどの光伝達媒体により伝送された光から所望の波長の光を抽出する光通信モジュールとしても用いることができる。また、分析装置として、このような光通信モジュールから抽出された光からデータをデコード処理し、光により伝送されたデータを抽出する光通信装置として用いることもできる。
【００４５】
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】
【００４６】
１…分析装置としての測色装置、３…光フィルターモジュールとしての測色センサー、５…光フィルター素子としてのエタロン、５１…第一基板、５２…第二基板、５６…第一反射膜、５７…第二反射膜、５１４…第一凹溝、５１５…第二凹溝、５４１…第一電極、５４１Ａ…第一引出電極、５４２…第二電極、５４２Ａ…第二引出電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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