(57)【要約】【課題】気密封止された空間の内の電極に電圧を印加することが可能な波長可変干渉フィルター、波長可変干渉フィルターの製造方法、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、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間のギャップ寸法を変更する静電アクチュエーター５６と、静電アクチュエーター５６に接続された固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂと、天面部５３１及び側壁部５３２を備えた第三基板５３と、を備え、側壁部５３２の端面５３２Ａ及び第一基板５１が接合されて、天面部５３１、側壁部５３２及び第一基板５１で囲まれる空間Ｄ１が気密封止され、空間Ｄ１に、第二基板５２及び静電アクチュエーター５６が配置され、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂは、第一基板５１に設けられ、空間Ｄ１の内外に亘って延在している。【選択図】図３
2014132303.tif 000002
【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して配置された第二基板と、
前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、
前記第二基板に、前記第一反射膜に対向して設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部と、
前記ギャップ変更部に接続された配線部と、
天面部、及び前記天面部より前記第一基板側に位置し前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部、を備えた第三基板と、を備え、
前記第三基板の側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板とが接合されて、前記第三基板の天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間が気密封止され、
前記空間に、前記第二基板及び前記ギャップ変更部が配置され、
前記配線部は、前記第一基板に設けられ、前記空間の内外に亘って延在している
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記ギャップ変更部は、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、前記第一電極と対向して配置された第二電極と、を備え、
前記第二基板には、前記第二電極に接続された接続電極が設けられ、
前記配線部は、前記第一電極に接続された第一引出電極と、前記接続電極に接続された第二引出電極と、を備えている
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、
前記第三基板の側壁部の前記端面及び前記第一基板の間に設けられ、前記端面及び前記第一基板を接合する接合部材を備え、
前記配線部は、前記接合部材が設けられている領域を通過して前記空間の内外に亘って延在している
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項３に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一基板における前記側壁部の前記端面と対向する位置に溝が設けられ、前記溝内に前記配線部が延在している
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３または請求項４に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記接合部材は、低融点ガラスである
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項６】
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、
前記配線部は、前記第一基板を貫通して前記空間の内外に亘って延在している
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６に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記側壁部の前記端面及び前記第一基板は、それぞれに設けられた金属膜同士の金属接合により接合されている
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６に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記側壁部の前記端面及び前記第一基板は、低融点ガラスを用いて接合されている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一基板または前記第三基板の少なくとも一方に貫通孔が設けられ、
前記貫通孔を封止する封止部材を備えている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記天面部及び前記側壁部が別体で構成されている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項１１】
請求項１０に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記天面部及び前記側壁部の材料が前記第一基板と同じである
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項１２】
請求項１０に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記天面部の材料が硼珪酸ガラスであり、前記側壁部の材料がシリコンである
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項１３】
請求項１０に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記天面部の材料がガラスであり、前記側壁部の材料が金属である
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項１４】
第一基板に、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、第一電極、及び配線部を形成する第一基板形成工程と、
第二基板に、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、及び第二電極を形成する第二基板形成工程と、
天面部、及び、前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部を備えた第三基板を形成する第三基板形成工程と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜が対向し、前記第一電極及び前記第二電極が対向するように、前記第一基板及び前記第二基板を配置するギャップ形成工程と、
前記第一基板と前記第三基板とを接合する接合工程と、を有し、
前記接合工程は、
前記天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間に前記第二基板が位置し、かつ、前記空間の内外に亘って前記配線部が位置するように、前記第一基板及び前記第三基板を配置し、前記側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板を接合し、前記空間を気密封止する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
前記接合工程は、
前記第三基板の側壁部の前記端面及び前記第一基板に金属膜を形成し、形成した金属膜同士を接合することで、前記端面及び前記第一基板を接合する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
前記接合工程は、
前記第三基板の側壁部の前記端面及び前記第一基板を、低融点ガラスを用いて接合する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
前記第三基板形成工程は、
前記第三基板に貫通孔を形成し、
前記接合工程は、
前記側壁部の前記端面及び前記第一基板を接合した後、前記貫通孔を介して前記空間内のガスを真空引きし、その後、前記貫通孔を封止することで前記空間を気密封止する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
【請求項１８】
第一基板と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、
前記第二基板に、前記第一反射膜に対向して設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部と、
前記ギャップ変更部に接続された配線部と、
天面部、及び前記天面部より前記第一基板側に位置し前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部、を備えた第三基板と、
前記第一反射膜と前記第二反射膜との間に入射した光が干渉して選択された波長の光を検出する検出部と、を備え、
前記第三基板の側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板とが接合されて、前記第三基板の天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間が気密封止され、
前記空間に、前記第二基板及び前記ギャップ変更部が配置され、
前記配線部は、前記第一基板に設けられ、前記空間の内外に亘って延在している
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項１９】
第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、前記第二基板に、前記第一反射膜に対向して設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部と、前記ギャップ変更部に接続された配線部、及び天面部及び前記天面部より前記第一基板側に位置し前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部を備えた第三基板、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制御する制御部と、を備え、
前記第三基板の側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板とが接合されて、前記第三基板の天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間が気密封止され、
前記空間に、前記第二基板及び前記ギャップ変更部が配置され、
前記配線部は、前記第一基板に設けられ、前記空間の内外に亘って延在している
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変干渉フィルター、波長可変干渉フィルターの製造方法、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、それぞれ反射膜が対向配置され、この反射膜間のギャップ寸法を変化させることで、入射光から所定の波長の光を選択して透過させる波長可変干渉フィルターが知られている。
このような波長可変干渉フィルターにおいて、反射膜として例えばＡｇやＡｇ合金等を用いる場合、反射膜が大気や大気中の水分子等の異物の付着により劣化する可能性がある。
これに対して、反射膜や電極が設けられた空間を気密封止し、この気密封止した空間を真空にした波長可変干渉フィルターがある（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１のフィルター検出器では、反射膜が形成された一対の基板の一方に対して、もう一方の基板を挟んで別の基板が接合されており、これにより、反射膜やアクチュエーターを構成する電極が設けられた空間が真空状態で気密封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平１０−５１１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１では、基板としてシリコン基板が用いられているため、当該シリコン基板を介して電極に対して電圧を印加することが可能となる。しかしながら、シリコン基板では、例えば可視光域等の光を透過させることができない。可視光域等の光を透過させる波長可変干渉フィルターでは、基板としてガラス等の非導電性部材が用いられるので、上記特許文献１のような構成では、気密封止された空間内の電極に電圧を印加することができないという課題がある。
【０００５】
本発明は、気密封止された空間の内の電極に電圧を印加することが可能な波長可変干渉フィルター、波長可変干渉フィルターの製造方法、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】
【０００６】
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して配置された第二基板と、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、前記第二基板に、前記第一反射膜に対向して設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部と、前記ギャップ変更部に接続された配線部と、天面部、及び前記天面部より前記第一基板側に位置し前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部、を備えた第三基板と、を備え、前記第三基板の側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板とが接合されて、前記第三基板の天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間が気密封止され、前記空間に、前記第二基板及び前記ギャップ変更部が配置され、前記配線部は、前記第一基板に設けられ、前記空間の内外に亘って延在していることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、配線部は、第一基板に設けられ、天面部、側壁部及び第一基板で囲まれる気密封止された空間の内外に亘って延在している。これにより、気密封止された空間の外に引き出された配線部からギャップ変更部に対して電圧を印加することができる。また、内部が気密に維持された筐体に波長可変干渉フィルターを収納（パッケージ化）した構成に比べて、チップ単体で前記空間を気密封止できるため、波長可変干渉フィルターを小型化できる。
【０００８】
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、前記第一電極と対向して配置された第二電極と、を備え、前記第二基板には、前記第二電極に接続された接続電極が設けられ、前記配線部は、前記第一電極に接続された第一引出電極と、前記接続電極に接続された第二引出電極と、を備えていることが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、第二基板に設けられた第二電極に接続された配線の引き出しを、第一基板に設けられた配線部によって行うことができる。このため、引き出し用の配線を第一基板に集約することができ、製造コストを低減できる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第三基板の側壁部の前記端面及び前記第一基板の間に設けられ、前記端面及び前記第一基板を接合する接合部材を備え、前記配線部は、前記接合部材が設けられている領域を通過して前記空間の内外に亘って延在していることが好ましい。
本発明によれば、第一基板に対して、配線を引き出すための特別な加工を施す必要がないため、製造コストを低減できる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一基板における前記側壁部の前記端面と対向する位置に溝が設けられ、前記溝内に前記配線部が延在していることが好ましい。
本発明によれば、側壁部の端面と第一基板との接合箇所において、配線部の表面と第一基板の表面との段差は、溝が形成されていない場合と比べて小さくなる。もしくは、配線部の表面が第一基板の表面よりも下がった状態となる。これにより、第三基板が傾くことを抑制でき、側壁部の端面と第一基板とを隙間なく接合でき、前記空間の気密性をより高くすることができる。
【００１２】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記接合部材は、低融点ガラスであることが好ましい。
低融点ガラスは間隙に対する埋め込み性が高いため、本発明によれば、配線部が通過する箇所においても、側壁部の端面と第一基板とを隙間なく接合でき、前記空間の気密性をより高くすることができる。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記配線部は、前記第一基板を貫通して前記空間の内外に亘って延在していることが好ましい。
本発明によれば、前記空間の内から外へ配線を引き出すために、例えば第一基板に第三基板から露出する領域を設ける必要がなく、第一基板のサイズを小さくでき、波長可変干渉フィルターをより小型化できる。
【００１４】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記側壁部の前記端面及び前記第一基板は、それぞれに設けられた金属膜同士の金属接合により接合されていることが好ましい。
本発明によれば、側壁部の端面と第一基板とをより強固に接合でき、前記空間の気密性をより高くすることができる。また、接着剤のようなガスを発生する材料を用いることがないため、前記空間の真空状態を維持でき、また、前記空間を不活性ガス等の所定のガスで満たす場合には、前記空間に他のガスが混入することを抑制できる。
【００１５】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記側壁部の前記端面及び前記第一基板は、低融点ガラスを用いて接合されていることが好ましい。
低融点ガラスは間隙に対する埋め込み性が高いため、本発明によれば、例えば、接合界面の平坦性がよくない場合であっても、側壁部の端面と第一基板とを隙間なく接合でき、前記空間の気密性をより高くすることができる。
【００１６】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一基板または前記第三基板の少なくとも一方に貫通孔が設けられ、前記貫通孔を封止する封止部材を備えていることが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、製造段階において、貫通孔を介して前記空間内のガスを真空引きし、その後、貫通孔を封止部材で封止することで、前記空間を、真空状態を維持して気密封止することができる。これにより、第一基板と第三基板との接合工程を、真空チャンバー内ではなく大気中で行うことができ、製造工程を簡略化できる。また、例えば、側壁部と第一基板の接合に接着剤を用いた際に、この接着剤から発生したガスが前記空間に混入した場合でも、このガスを除去することができる。
【００１８】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記天面部及び前記側壁部が別体で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、天面部と側壁部とを別々に形成することができる。この場合、例えば一枚の基板をエッチングすることにより天面部及び側壁部を形成する場合と比べて、製造時間を短くすることができる。また、天面部の表面の平坦性をより高くすることができるため、天面部に入射した光を適切に透過させることができる。
【００１９】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記天面部及び前記側壁部の材料が前記第一基板と同じであることが好ましい。
ここで、例えば製造過程に発生する熱や、製品使用時の環境温度変化により、天面部、側壁部及び第一基板は熱膨張することがある。このとき、天面部、側壁部及び第一基板の熱膨張の度合いが互いに異なると、応力が発生して天面部及び第一基板が変形することがある。そして、第一反射膜の形成された第一基板が変形すると、波長可変干渉フィルターの分光性能を低下させることがある。
これに対して、本発明によれば、天面部、側壁部及び第一基板間で熱膨張係数を同じにすることができるため、天面部及び第一基板の変形を抑制できる。このため、天面部または第一基板に入射した光を適切に分光し、透過させることができる。
【００２０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記天面部の材料が硼珪酸ガラスであり、前記側壁部の材料がシリコンであることが好ましい。
本発明によれば、天面部と側壁部とを陽極接合させることができ、天面部と側壁部とをより強固に接合することができる。さらに、第一基板に硼珪酸ガラスを用いることで、側壁部と第一基板とを陽極接合させることができ、側壁部と第一基板とをより強固に接合できる。
【００２１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記天面部の材料がガラスであり、前記側壁部の材料が金属であることが好ましい。
本発明によれば、側壁部の端面に別途、金属膜を形成することなく、側壁部と第一基板とを金属接合させることができるため、製造工程を簡略化できる。
【００２２】
本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法は、第一基板に、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、第一電極、及び配線部を形成する第一基板形成工程と、第二基板に、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、及び第二電極を形成する第二基板形成工程と、天面部、及び、前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部を備えた第三基板を形成する第三基板形成工程と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が対向し、前記第一電極及び前記第二電極が対向するように、前記第一基板及び前記第二基板を配置するギャップ形成工程と、前記第一基板と前記第三基板とを接合する接合工程と、を有し、前記接合工程は、前記天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間に前記第二基板が位置し、かつ、前記空間の内外に亘って前記配線部が位置するように、前記第一基板及び前記第三基板を配置し、前記側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板を接合し、前記空間を気密封止することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、第一基板に設けられた配線部は、接合工程により、天面部、側壁部及び第一基板で囲まれる気密封止された空間の内外に亘って延在する。これにより、気密封止された空間の外に引き出された配線部から第一電極及び第二電極に対して電圧を印加することができる。また、内部が気密に維持された筐体に波長可変干渉フィルターを収納した構成に比べて、チップ単体で前記空間を気密封止できるため、波長可変干渉フィルターを小型化できる。
【００２４】
本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法では、前記接合工程は、前記第三基板の側壁部の前記端面及び前記第一基板に金属膜を形成し、形成した金属膜同士を接合することで、前記端面及び前記第一基板を接合することが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、側壁部の端面と第一基板とをより強固に接合でき、前記空間の気密性をより高くすることができる。また、接着剤のようなガスを発生する材料を用いることがないため、前記空間の真空状態を維持でき、また、前記空間を不活性ガス等の所定のガスで満たす場合には、前記空間に他のガスが混入することを抑制できる。
【００２６】
本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法では、前記接合工程は、前記第三基板の側壁部の前記端面及び前記第一基板を、低融点ガラスを用いて接合することが好ましい。
低融点ガラスは間隙に対する埋め込み性が高いため、本発明によれば、例えば、接合界面の平坦性がよくない場合でも、側壁部の端面と第一基板とを隙間なく接合でき、前記空間の気密性をより高くすることができる。
【００２７】
本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法では、前記第三基板形成工程は、前記第三基板に貫通孔を形成し、前記接合工程は、前記側壁部の前記端面及び前記第一基板を接合した後、前記貫通孔を介して前記空間内のガスを真空引きし、その後、前記貫通孔を封止することで前記空間を気密封止することが好ましい。
【００２８】
本発明によれば、第一基板と第三基板とを接合する工程を、真空チャンバー内ではなく大気中で行うことができ、製造工程を簡略化できる。また、例えば、側壁部と第一基板の接合に接着剤を用いた際に、この接着剤から発生したガスが前記空間に混入した場合でも、このガスを除去することができる。
【００２９】
本発明の光学モジュールでは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、前記第二基板に、前記第一反射膜に対向して設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部と、前記ギャップ変更部に接続された配線部と、天面部、及び前記天面部より前記第一基板側に位置し前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部、を備えた第三基板と、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間に入射した光が干渉して選択された波長の光を検出する検出部と、を備え、前記第三基板の側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板とが接合されて、前記第三基板の天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間が気密封止され、前記空間に、前記第二基板及び前記ギャップ変更部が配置され、前記配線部は、前記第一基板に設けられ、前記空間の内外に亘って延在していることを特徴とする。
本発明によれば、上記発明と同様、チップ単体で前記空間の気密封止を行うことができるため、光学モジュールを小型化できる。
【００３０】
本発明の電子機器では、第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、前記第二基板に、前記第一反射膜に対向して設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部と、前記ギャップ変更部に接続された配線部、及び天面部及び前記天面部より前記第一基板側に位置し前記天面部の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部を備えた第三基板、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制御する制御部と、を備え、前記第三基板の側壁部の前記第一基板と対向する端面及び前記第一基板とが接合されて、前記第三基板の天面部、前記側壁部及び前記第一基板で囲まれる空間が気密封止され、前記空間に、前記第二基板及び前記ギャップ変更部が配置され、前記配線部は、前記第一基板に設けられ、前記空間の内外に亘って延在していることを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、上記発明と同様、チップ単体で前記空間の気密封止を行うことができ、波長可変干渉フィルターを小型化できる。この結果、波長可変干渉フィルターが搭載される電子機器を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。
【図３】図２におけるIII-III線を断面した波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】本実施形態において、第一基板を第二基板側から見た平面図。
【図５】図４における電極引出溝の断面を示す拡大図。
【図６】本実施形態において、第二基板を第一基板側から見た平面図。
【図７】本実施形態の波長可変干渉フィルターの製造工程を示すフローチャート。
【図８】図７の第一基板形成工程における第一ガラス基板の状態を示す図。
【図９】図７の第二基板形成工程における第二ガラス基板の状態を示す図。
【図１０】図７の基板接合工程を示す図。
【図１１】本発明に係る第二実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図１２】本発明に係る第三実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図１３】本実施形態の基板接合工程を示す図。
【図１４】本発明に係る第四実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図１５】その他の実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図１６】本発明の電子機器である測色装置の一例を示すブロック図。
【図１７】本発明の電子機器であるガス検出装置の一例を示す概略図。
【図１８】図１７のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１９】本発明の電子機器である食物分析装置の概略構成を示す図。
【図２０】本発明の電子機器であ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】
【００３３】
［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。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、本発明の電子機器の一例であり、測定対象Ｘで反射された測定対象光に基づいて、測定対象光のスペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Ｘで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Ｘとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
この分光測定装置１は、図１に示すように、光学モジュール１０と、制御部２０と、を備えている。
【００３４】
［光学モジュールの構成］
次に、光学モジュール１０の構成について、以下に説明する。
光学モジュール１０は、図１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御部１５とを備えて構成される。
【００３５】
ディテクター１１は、光学モジュール１０の波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光し、受光した光の光強度に応じた検出信号（電流）を出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部２０に出力する。
【００３６】
（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る。図３は、図２のIII-III線における波長可変干渉フィルター５の断面図である。
本実施形態の波長可変干渉フィルター５は、いわゆるファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、第一基板５１（固定基板）と、第二基板５２（可動基板）と、第三基板５３とを備えている。第三基板５３は、第一基板５１及び第二基板５２と対向する天面部５３１と、天面部５３１に対して第一基板５１側に位置し、天面部５３１の厚み方向から見た平面視の形状が枠状の側壁部５３２とを備えている。
これらの第一基板５１、第二基板５２及び第三基板５３は、それぞれ各種ガラス（石英及び硼珪酸ガラス等）により形成されている。そして、第一基板５１及び第二基板５２は、第一基板５１の接合部５１３及び第二基板５２の接合部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５７により接合されることで、一体的に構成されている。また、第一基板５１及び第三基板５３は、第一基板５１の接合部５１４及び第三基板５３の側壁部５３２の端面５３２Ａが、低融点ガラスにより構成された接合部材５８により接合されることで、一体的に構成されている。
【００３７】
第一基板５１には、固定反射膜５４（第一反射膜）が設けられ、第二基板５２には、可動反射膜５５（第二反射膜）が設けられており、これらの固定反射膜５４及び可動反射膜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の大きさ（ギャップ寸法）を調整するのに用いられる静電アクチュエーター５６（ギャップ変更部）が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、第一基板５１に設けられた固定電極５６１（第一電極）と、第二基板５２に設けられた可動電極５６２（第二電極）とにより構成されている。ここで、これらの固定電極５６１、可動電極５６２は、それぞれ第一基板５１及び第二基板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。
なお、第一基板５１、第二基板５２及び第三基板５３を厚み方向から見た平面視を、以降、フィルター平面視と称する場合がある。
【００３８】
（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、第二基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、静電アクチュエーター５６による静電引力や、第一基板５１上に形成される膜部材（例えば固定反射膜５４等）の内部応力による第一基板５１の撓みはない。
この第一基板５１は、頂点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有する矩形板状部材である。第一基板５１は、図３及び図４に示すように、例えばエッチングにより形成された電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、接合部５１４、及びパッド設置部５１５を備える。そして、第一基板５１の第二基板５２に対向する面のうち、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、接合部５１４、及びパッド設置部５１５が形成されない面は、接合部５１３を構成する。
【００３９】
反射膜設置部５１２は、第二基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを有する。この反射膜設置面５１２Ａは、フィルター平面視で、第一基板５１の略中心であるフィルター中心点Ｏを中心とした円形状の平面であり、第二基板５２の第一基板５１に対向する面（可動面５２１Ａ）と平行な面となる。なお、本実施形態では、円形状の反射膜設置面５１２Ａを例示するが、これに限定されず、例えば八角形状や六角形状等の多角形状であってもよく、楕円形状であってもよい。
電極配置溝５１１は、フィルター平面視において、反射膜設置部５１２の外に設けられ、フィルター中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。また、電極配置溝５１１における第二基板５２に対向する面は、反射膜設置面５１２Ａよりも、第二基板５２からの距離が長い。この電極配置溝５１１は、第二基板５２及び反射膜設置面５１２Ａと平行な電極設置面５１１Ａを備える。
【００４０】
接合部５１３は、フィルター平面視において、電極配置溝５１１を囲んで設けられ、外周縁が頂点Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８を有する矩形を成している。この接合部５１３は、接合膜５７により、第二基板５２の接合部５２３に接合される。また、接合部５１３には、電極配置溝５１１から、第一基板５１の頂点Ｃ３，Ｃ４に向かって延出する電極引出溝５１３Ａ（図４参照）が設けられている。
接合部５１４は、フィルター平面視において、接合部５１３を囲んで設けられ、枠状に形成されている。この接合部５１４は、接合部材５８により第三基板５３の側壁部５３２の端面５３２Ａに接合される。ここで、接合部５１４は、電極設置面５１１Ａ及び電極引出溝５１３Ａの底面と同じ平面上に位置している。
また、接合部５１４には、電極引出溝５１３Ａから連続し、第一基板５１の頂点Ｃ３，Ｃ４に向かって延出する電極引出溝５１４Ｂ（図４参照）が設けられている。ここで、電極引出溝５１４Ｂは、本発明の溝を構成する。
パッド設置部５１５は、フィルター平面視において、接合部５１４に隣接し、第一基板５１の頂点Ｃ３，Ｃ４を頂点に含む矩形を成している。パッド設置部５１５は、第三基板５３から露出している。パッド設置部５１５は、電極引出溝５１４Ｂの底面と同じ平面上に位置している。
【００４１】
電極設置面５１１Ａには、静電アクチュエーター５６を構成する固定電極５６１が設けられている。この固定電極５６１としては、フィルター平面視において、フィルター中心点Ｏを中心とした略環状に形成されていることが好ましく、円環状に形成されていることがより好ましい。なお、ここで述べる環状とは、一部が切り欠かれて、例えばＣ字形状等になる構成も含まれる。
また、第一基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ４に向かう電極引出溝５１３Ａ，５１４Ｂに沿って、頂点Ｃ４まで延出する固定引出電極５６３（第一引出電極）が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（頂点Ｃ４に位置する部分）は、電圧制御部１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。ここで、固定引出電極５６３は、本発明の配線部を構成する。
この固定電極５６１としては、導電性を有していればいかなる素材により構成されていてもよい。具体的には、固定電極５６１は、金属膜や合金膜に対して密着性が良好な金属酸化物により構成されており、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜や、Ｃｒ層及びＡｕ層の積層体等により構成されている。
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。
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、フィルター中心点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。
【００４２】
さらに、電極設置面５１１Ａには、フィルター平面視において、固定電極５６１の外に、可動引出電極５６４Ｂ（第二引出電極）が設けられている。可動引出電極５６４Ｂの一端は、電極配置溝５１１の外側の側面に沿って接合部５１３まで延出し、もう一方の一端は、頂点Ｃ３に向かう電極引出溝５１３Ａ，５１４Ｂに沿って、頂点Ｃ３まで延出している。この可動引出電極５６４Ｂの延出先端部（頂点Ｃ３に位置する部分）は、電圧制御部１５に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。また、接合部５１３に位置している可動引出電極５６４Ｂは、第二基板５２に設けられた可動引出電極５６４Ａ（接続電極）と接続される接続部５６４Ｘを構成する。ここで、可動引出電極５６４Ｂは、本発明の配線部を構成する。
【００４３】
ここで、図５は、図４における電極引出溝５１４Ｂの断面を示す拡大図である。図５は、電極引出溝５１４Ｂの延在方向に直交する断面を示したものである。
なお、図５は、固定引出電極５６３が配置されている電極引出溝５１４Ｂを示すものであるが、可動引出電極５６４Ｂが配置されている電極引出溝５１４Ｂも同様の構成を有している。
電極引出溝５１４Ｂは、接合部５１４と平行する底面５１４Ｃと、底面５１４Ｃから接合部５１４とを結ぶ曲面５１４Ｄとを備えている。曲面５１４Ｄは、第一基板５１のエッチング加工時において、サイドエッチングにより形成される面であり、固定引出電極５６３から遠ざかる方向に膨らむように湾曲している。固定引出電極５６３は、底面５１４Ｃを覆い、かつ、曲面５１４Ｄを露出するように配置されている。
【００４４】
図３及び図４に示すように、反射膜設置部５１２は、固定反射膜５４が設けられる。この固定反射膜５４としては、可視波長域を含む広い波長域に対して反射特性及び透過特性を有する膜が好ましい。このような固定反射膜５４として、例えばＡｇ等の金属膜や、ＡｇＣ合金等の合金膜等、を用いることが好ましく、本実施形態では、ＡｇＣ合金膜を用いる。
【００４５】
第一基板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、低屈折率膜及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、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。
【００４６】
（第二基板の構成）
図６は、第二基板５２を第一基板５１側から見た平面図である。
この第二基板５２は、頂点Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８を有する矩形板状部材である。第二基板５２は、図３及び図６に示すように、フィルター平面視で、フィルター中心点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の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
なお、第一基板５１と同様に、可動部５２１の第一基板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。
【００４７】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、第二基板５２（基板外周部５２５）の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。
【００４８】
そして、この可動部５２１の第一基板５１に対向する可動面５２１Ａには、可動反射膜５５、及び可動電極５６２が設けられている。
可動反射膜５５は、固定反射膜５４と同様の素材（本実施形態ではＡｇＣ合金膜）により構成される。
可動電極５６２は、図２、図３及び図６に示すように、フィルター平面視において、可動反射膜５５の外で、固定電極５６１に対向する領域に設けられている。この可動電極５６２としては、固定電極５６１と同様に、導電性を有していればよく、例えばＩＴＯ膜や、Ｃｒ層にＡｕ層を積層した積層体等を用いることができる。
また、第二基板５２には、可動電極５６２の外周縁から、可動引出電極５６４Ｂの接続部５６４Ｘに向かって延出した可動引出電極５６４Ａが設けられている。この可動引出電極５６４Ａの延出先端部は、接続部５６４Ｘと接続される接続部５６４Ｙを構成する。
【００４９】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。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を第一基板５１側に変位させることが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイヤフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、フィルター中心点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。
【００５０】
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の第一基板５１に対向する面側には、接合部５１３に対向する接合部５２３が設けられ、接合膜５７を介して接合部５１３に接合される。
【００５１】
（第三基板の構成）
第三基板５３は、図２及び図３に示すように、第一基板５１と対向し、頂点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ９，Ｃ１０を有する矩形板状の天面部５３１と、天面部５３１と一体的に構成され、天面部５３１に対して第一基板５１側に位置し、フィルター平面視において、第二基板５２を囲む枠状の側壁部５３２とを有する。
そして、側壁部５３２の第一基板５１に対向する端面５３２Ａは、第一基板５１の接合部５１４と、接合部材５８により接合されている。したがって、フィルター平面視において、接合部５１４の外に設けられたパッド設置部５１５は外部に露出し、パッド設置部５１５に設けられた固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐが外部に露出している。
ここで、電極引出溝５１４Ｂには、接合部材５８が埋め込まれ、電極引出溝５１４Ｂに配置された可動引出電極５６４Ｂ及び固定引出電極５６３には、接合部材５８が密着している。
この接合により、天面部５３１、側壁部５３２及び第一基板５１とで囲まれる空間Ｄ１は気密封止されている。本実施形態では、空間Ｄ１は略真空状態とされているが、不活性ガスにより満たされた状態とされていてもよい。
そして、この空間Ｄ１に、第二基板５２は収容されている。すなわち、固定反射膜５４、可動反射膜５５、固定電極５６１、可動電極５６２、及び可動引出電極５６４Ａは、空間Ｄ１内に位置している。また、可動引出電極５６４Ｂ及び固定引出電極５６３は、接合部材５８を通過して、空間Ｄ１の内外に亘って配置されている。
また、天面部５３１の第一基板５１と対向する面とは反対側の面には、アパーチャー６１が設けられている。アパーチャー６１は、Ｃｒ膜により構成されている。アパーチャー６１は、フィルター平面視において、固定反射膜５４及び可動反射膜５５と対向する位置に開口を有している。この開口により、天面部５３１に入射する光の量が調整される。
【００５２】
（電圧制御部の構成）
電圧制御部１５は、波長可変干渉フィルター５の固定引出電極５６３（固定電極パッド５６３Ｐ）、可動引出電極５６４Ｂ（可動電極パッド５６４Ｐ）に接続されている。
そして、電圧制御部１５は、制御部２０から測定対象波長に対応した電圧指令信号を受信すると、対応する電圧を固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂ間に印加する。これにより、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６（固定電極５６１及び可動電極５６２間）に、印加電圧に基づいた静電引力が発生し、可動部５２１が第一基板５１側に変位して、反射膜間ギャップＧ１の大きさが変化する。
【００５３】
（制御部の構成）
制御部２０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、フィルター駆動部２１と、光量取得部２２と、分光測定部２３と、を備える。
また、制御部２０は、各種データを記憶する記憶部（図示略）を備え、記憶部には、静電アクチュエーター５６を制御するためのＶ−λデータが記憶される。
このＶ−λデータには、静電アクチュエーター５６に印加する電圧に対する、波長可変干渉フィルター５を透過する光のピーク波長が記録されている。
【００５４】
フィルター駆動部２１は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の目的波長を設定するとともに、記憶部に記憶されたＶ−λデータから設定した目的波長に対応する目標電圧値を読み込む。そして、フィルター駆動部２１は、読み込んだ目標電圧値を印加させる旨の制御信号を電圧制御部１５に出力する。これにより、電圧制御部１５から静電アクチュエーター５６に目標電圧値の電圧が印加される。
光量取得部２２は、ディテクター１１により取得された光量に基づいて、波長可変干渉フィルター５を透過した目的波長の光の光量を取得する。
分光測定部２３は、光量取得部２２により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
分光測定部２３における分光測定方法としては、例えば、測定対象波長に対してディテクター１１により検出された光量を、当該測定対象波長の光量として分光スペクトルを測定する方法や、複数の測定対象波長の光量に基づいて分光スペクトルを推定する方法等が挙げられる。
分光スペクトルを推定する方法としては、例えば、複数の測定対象波長に対する光量のそれぞれを行列要素とした計測スペクトル行列を生成し、この計測スペクトル行列に対して、所定の変換行列を作用させることで、測定対象となる光の分光スペクトルを推定する。この場合、分光スペクトルが既知である複数のサンプル光を、分光測定装置１により測定し、測定により得られた光量に基づいて生成される計測スペクトル行列に変換行列を作用させた行列と、既知の分光スペクトルとの偏差が最小となるように、変換行列を設定する。
【００５５】
［波長可変干渉フィルターの製造方法］
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の製造方法について、図面に基づいて説明する。
図７は、波長可変干渉フィルター５の製造工程を示すフローチャートである。
波長可変干渉フィルター５の製造では、まず、第一基板５１を形成するための第一ガラス基板Ｍ１、第二基板５２を形成するための第二ガラス基板Ｍ２、及び第三基板５３を形成するための第三ガラス基板を用意し、第一基板形成工程Ｓ１、第二基板形成工程Ｓ２、及び第三基板形成工程Ｓ３を実施する。この後、基板接合工程Ｓ４を実施し、第一基板形成工程Ｓ１により加工された第一ガラス基板Ｍ１と、第二基板形成工程Ｓ２により加工された第二ガラス基板Ｍ２とを接合し、チップ単位で切り出した後、各チップに対して第三基板形成工程Ｓ３により加工された第三基板５３を接合して波長可変干渉フィルター５を形成する。
以下、各工程Ｓ１〜Ｓ４について、図面に基づいて説明する。
【００５６】
（第一基板形成工程）
図８は、第一基板形成工程Ｓ１における第一ガラス基板Ｍ１の状態を示す図である。
第一基板形成工程Ｓ１では、まず、図８（Ａ）に示すように、第一基板５１の製造素材である第一ガラス基板Ｍ１（例えば厚み寸法が１ｍｍ）の両面を、表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
【００５７】
次に、図８（Ｂ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１の基板表面をエッチングにより加工する。
具体的には、フォトリソグラフィ法によりパターニングされたレジストパターンをマスクに用いて、第一ガラス基板Ｍ１に対して、例えばフッ酸系（ＢＨＦ等）を用いたウェットエッチングを繰り返し施す。まず、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、接合部５１４、パッド設置部５１５、及び電極引出溝５１３Ａ，５１４Ｂを反射膜設置面５１２Ａの高さ位置までエッチングする。この後、電極配置溝５１１、接合部５１４、パッド設置部５１５、及び電極引出溝５１３Ａ，５１４Ｂを電極設置面５１１Ａの高さ位置までエッチングする。最後に、パッド設置部５１５、及び電極引出溝５１４Ｂを固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂの厚み寸法分エッチングする。ここで、等方性エッチングにより、深さ寸法と同じ寸法のサイドエッチングが行われるため、電極引出溝５１４Ｂの側面は、図５に示すように、曲面５１４Ｄとなる。
なお、第一ガラス基板Ｍ１の表面のうちエッチングされない面は、接合部５１３を構成する。これにより、第一基板５１の基板形状が決定された第一ガラス基板Ｍ１が形成される。
ここで、本実施形態では、１つの第一ガラス基板Ｍ１から複数の第一基板５１を形成する。したがって、この工程では、第一ガラス基板Ｍ１に、複数の第一基板５１がアレイ状に並列配置された状態で製造されるよう、エッチングを行う。
【００５８】
次に、第一ガラス基板Ｍ１に固定電極５６１、固定引出電極５６３、可動引出電極５６４Ｂを形成する電極材料（例えばＩＴＯ）を、蒸着法やスパッタリング法等を用いて成膜する。そして、第一ガラス基板Ｍ１にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて固定電極５６１、固定引出電極５６３、及び可動引出電極５６４Ｂの形状に合わせてレジストをパターニングする。そして、ＩＴＯエッチング液（例えば塩酸、硝酸、水の混合液）によりエッチングを実施した後、レジストを除去する。これにより、図８（Ｃ）に示すように、固定電極５６１、固定引出電極５６３、及び可動引出電極５６４Ｂを形成する。
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等により第一基板５１の第二基板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。
【００５９】
次に、反射膜設置面５１２Ａ上に固定反射膜５４を形成する。具体的には、第一ガラス基板Ｍ１の電極配置溝５１１や反射膜設置部５１２が形成された面に、真空蒸着法やスパッタリング法により固定反射膜５４の膜層を形成する。この後、フォトリソグラフィ法によりパターニングされたレジストパターンをマスクに用いて、膜層をエッチングして、図８（Ｄ）に示すように、固定反射膜５４が形成される。
以上により、第一基板５１が複数アレイ状に配置された第一ガラス基板Ｍ１が形成される。
【００６０】
（第二基板形成工程）
次に、第二基板形成工程Ｓ２について説明する。図９は、第二基板形成工程Ｓ２における第二ガラス基板Ｍ２の状態を示す図である。
第二基板形成工程Ｓ２では、まず、図９（Ａ）に示すように、第二ガラス基板Ｍ２（例えば厚み寸法が０．５ｍｍ）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、第二ガラス基板Ｍ２の表面にＣｒ／Ａｕ層を形成し、このＣｒ／Ａｕ層をエッチングマスクとし、例えばフッ酸系（ＢＨＦ等）を用いて、保持部５２２に相当する領域をエッチングする。この後、エッチングマスクとして使用したＣｒ／Ａｕ層を除去することで図９（Ｂ）に示すように、第二基板５２の基板形状が決定された第二ガラス基板Ｍ２が製造される。
ここで、本実施形態では、１つの第二ガラス基板Ｍ２から複数の第二基板５２を形成する。したがって、この工程では、第二ガラス基板Ｍ２に、複数の第二基板５２がアレイ状に並列配置された状態で製造されるよう、エッチングを行う。
【００６１】
次に、図９（Ｃ）に示すように、可動電極５６２及び可動引出電極５６４Ａを形成する。この可動電極５６２及び可動引出電極５６４Ａの形成では、上記第一基板５１における固定電極５６１の形成と同様の方法を用いることができる。
【００６２】
この後、図９（Ｄ）に示すように、可動面５２１Ａに可動反射膜５５を形成する。この可動反射膜５５の形成も、固定反射膜５４と同様の方法により形成することができる。
以上により、第二基板５２が複数アレイ状に配置された第二ガラス基板Ｍ２が製造される。
【００６３】
（第三基板形成工程）
次に、第三基板形成工程Ｓ３について説明する。
第三基板形成工程Ｓ３では、第三ガラス基板（例えば厚み寸法が１．０ｍｍ）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、第三ガラス基板の表面の側壁部５３２の形成部分をマスクしてエッチングすることで、天面部５３１及び側壁部５３２の基板形状が決定された第三ガラス基板が製造される。
この後、第三ガラス基板を、例えばレーザー切断等を利用してチップ単位に切断する。以上により第三基板５３が製造される。
【００６４】
（基板接合工程）
次に、基板接合工程Ｓ４について説明する。図１０は、基板接合工程Ｓ４における第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の状態を示す図である。
この基板接合工程Ｓ４では、まず、第一ガラス基板Ｍ１の接合部５１３と、第二ガラス基板Ｍ２の接合部５２３とに、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（接合膜５７）を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。接合膜５７の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
【００６５】
そして、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のプラズマ重合膜に対して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１．８×１０−３（ｍ３／ｈ）、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。
プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、これらの第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のアライメント調整を行い、プラズマ重合膜を介して第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を重ね合わせ、接合部分に例えば９８（Ｎ）の荷重を１０分間かける。これにより、図１０（Ａ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２同士が接合される（ギャップ形成工程）。
【００６６】
この後、第一基板５１及び第二基板５２をチップ単位で取り出す切断工程を実施する。具体的には、ラインＢ１に沿って第一ガラス基板Ｍ１を切断する。さらに、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の厚さ方向から見た平面視において、ラインＢ１よりもライン間隔の狭いラインＢ２に沿って第二ガラス基板Ｍ２を切断する。第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の切断は、どちらが先でもよい。これらの切断には、例えばスクライブブレイクやレーザー切断等を利用することができる。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、第一基板５１及び第二基板５２が接合された接合体が形成される。
【００６７】
この後、この接合体を、例えば真空チャンバー内に収容する等し、真空環境下におく。そしてこの状態を維持したまま、第一基板５１に第三基板５３を接合する接合工程を実施する。接合工程では、まず、第一基板５１の接合部５１４に、ペースト状の低融点ガラスである接合部材５８を塗布する。これにより、電極引出溝５１４Ｂは、接合部材５８により埋め込まれ、電極引出溝５１４Ｂに配置された固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂには、接合部材５８が密着する。
その後、前記接合体及び第三基板５３のアライメント調整を行い、接合部材５８を介して第三基板５３の側壁部５３２の端面５３２Ａと第一基板５１の接合部５１４とを重ね合わせる。この際、電極引出溝５１４Ｂの深さ寸法が固定引出電極５６３や可動引出電極５６４Ｂの厚み寸法と同寸法となっているため、電極引出溝５１４Ｂ上の固定引出電極５６３や可動引出電極５６４Ｂの上面は、接合部５１４と同一の高さとなる。
また、第三基板５３を第一基板５１側に押圧することで、接合部材５８が電極引出溝５１４Ｂの曲面５１４Ｄに沿って押し出される。これにより、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂと、電極引出溝５１４Ｂとの境界（角部分）にも接合部材５８が適切に流れ込み、密着することになり、気密性が向上する。この後、接合部材５８を乾燥及び燃成させる。
これにより、図１０（Ｃ）に示すように、第一基板５１と第三基板５３とが接合される（接合工程）。この接合により、空間Ｄ１は、真空状態で気密封止される。
以上により、波長可変干渉フィルター５が製造される。
【００６８】
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂは、接合部材５８を通過して気密封止された空間Ｄ１の内外に亘って延在している。
これにより、気密封止された空間Ｄ１の外に引き出された固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐから固定電極５６１及び可動電極５６２に対して電圧を印加することができる。また、内部が気密に維持された筐体に波長可変干渉フィルターを収納した構成に比べて、チップ単体で空間Ｄ１を気密封止できるため、波長可変干渉フィルター５を小型化できる。
また、第二基板５２に設けられた可動電極５６２の引き出しは、第一基板５１に設けられた可動引出電極５６４Ｂによって行われるため、引き出し用の配線を第一基板５１に集約することができ、波長可変干渉フィルター５への配線が容易になる。また、パッド設置部５１５に固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐが集約されるので、配線時にこのパッド設置部５１５に対してＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等を接続するだけでよく、製造コストを低減できる。
【００６９】
本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、接合部５１４における側壁部５３２の端面５３２Ａと対向する位置に電極引出溝５１４Ｂが設けられ、電極引出溝５１４Ｂ内に固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂが延在している。
これにより、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂの表面と接合部５１４との段差は、電極引出溝５１４Ｂが形成されていない場合と比べて小さくなる。もしくは、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂの表面が接合部５１４よりも下がった状態となる。これにより、第三基板５３が傾くことを抑制でき、端面５３２Ａと第一基板５１とを隙間なく接合でき、空間Ｄ１の気密性をより高くすることができる。特に本実施形態では、電極引出溝５１４Ｂの深さ寸法が、固定引出電極５６３や可動引出電極５６４Ｂの厚み寸法と同寸法となるため、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂの表面と接合部５１４とが同一平面上に位置する。したがって、より確実に、第三基板５３の傾きを抑制でき、空間Ｄ１の気密性を向上させることができる。
【００７０】
本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、接合部材５８は、低融点ガラスである。
低融点ガラスは間隙に対する埋め込み性が高いため、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂが通過する箇所においても、端面５３２Ａと接合部５１４とを隙間なく接合でき、空間Ｄ１の気密性をより高くすることができる。
【００７１】
本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、電極引出溝５１４Ｂは、接合部５１４と平行する底面５１４Ｃと、底面５１４Ｃから接合部５１４とを結ぶ曲面５１４Ｄとを備えている。
これにより、第一基板５１と第三基板５３とを接合する際、ペースト状の接合部材５８は、曲面５１４Ｄに沿って底面５１４Ｃに配置された固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ｂの両端部に向かって流れる。このため、当該電極の両端部と底面５１４Ｃとがなす角部分に接合部材５８が隙間なく入り込む。これにより、接合部材５８に気泡や隙間が発生することを抑制でき、空間Ｄ１の気密性をより高くすることができる。
【００７２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１１は、第二実施形態における波長可変干渉フィルター５Ａの断面図である。
波長可変干渉フィルター５Ａでは、第一基板５１に、接合部５１３及び第二基板５２と対向する面とは反対側の面（裏面）とを貫通する配線用孔５１６が設けられている。
なお、本実施形態では、第一基板５１に可動引出電極５６４Ｂは設けられていない。また、固定引出電極５６３は、空間Ｄ１の外には配置されず、図示していないが電極配置溝５１１の側面に沿って接合部５１３まで延在している。
そして、この配線用孔５１６内には、貫通電極５９が設けられている。貫通電極５９は、例えば２つ設けられ、接合部５１３において、１つの貫通電極５９は、可動引出電極５６４Ａに接続され、もう１つの貫通電極５９は、固定引出電極５６３に接続されている。ここで、貫通電極５９は、本発明の配線部を構成する。
そして、貫通電極５９の第一基板５１の裏面に露出した端部は、電圧制御部１５に接続される可動電極端子及び固定電極端子として機能する。このため、本実施形態では、第一基板５１には、パッド設置部５１５が設けられていない。
さらに、第三基板５３の側壁部５３２の端面５３２Ａ及び第一基板５１の接合部５１４は、ＡｕやＮｉ等の金属を材料とする接合部材５８Ａによって接合されている。その他の構成は、第一実施形態における波長可変干渉フィルター５と同様である。
【００７３】
貫通電極５９は、例えば第一ガラス基板Ｍ１を作製する段階で金属芯材（タングステン、鉄ニッケル合金及びモリブデン等）を埋め込んでおくことで形成することができる。また、第一ガラス基板Ｍ１に、レーザーやドリルを用いて配線用孔をあけ、この配線用孔をＣｕ等のめっきで埋め込むことでも形成することができる。なお、このとき、配線用孔から飛び出しためっき部材は、研磨等により除去される。
また、波長可変干渉フィルター５Ａの製造工程では、第一基板５１と第三基板５３それぞれの基板形成工程において、第一基板５１の接合部５１４及び第三基板５３の側壁部５３２の端面５３２Ａのそれぞれに金属膜パターンを形成しておく。そして、第一基板５１と第三基板５３を接合する際、この金属膜の表面にＡｒプラズマ処理を施して活性化し、その後、金属膜同士を密着させて荷重をかけることで接合させる。なお、ここで、金属膜同士を溶融して接合させてもよい。
【００７４】
本実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａでは、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４Ａと接続された貫通電極５９が、第一基板５１を貫通して気密封止された空間Ｄ１の内外に亘って延在している。
これにより、第一基板５１の裏面に露出した貫通電極５９の端部から固定電極５６１及び可動電極５６２に対して電圧を印加することができる。また、内部が気密に維持された筐体に波長可変干渉フィルターを収納した構成に比べて、チップ単体で空間Ｄ１を気密封止できるため、波長可変干渉フィルター５Ａを小型化できる。
また、空間Ｄ１の内から外へ配線を引き出すために、第一基板５１にパッド設置部を設ける必要がなく、第一基板５１のサイズを小さくでき、波長可変干渉フィルター５Ａをより小型化できる。
本実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａでは、側壁部５３２の端面５３２Ａ及び接合部５１４は、それぞれに設けられた金属膜同士の金属接合により接合されている。
これにより、端面５３２Ａと接合部５１４とをより強固に接合でき、空間Ｄ１の気密性をより高くすることができる。また、接着剤のようなガスを発生する材料を用いることがないため、空間Ｄ１の真空状態を維持でき、また、空間Ｄ１を不活性ガス等の所定のガスで満たす場合には、空間Ｄ１に他のガスが混入することを抑制できる。
【００７５】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１２は、第三実施形態における波長可変干渉フィルター５Ｂの断面図である。
波長可変干渉フィルター５Ｂでは、第三基板５３の天面部５３１に、天面部５３１を貫通する貫通孔５３１Ａが設けられている。貫通孔５３１Ａは、空間Ｄ１に連通している。そして、貫通孔５３１Ａ内には、例えばＡｕＧｅ等の金属を材料とする封止部材６０が埋め込まれている。この封止部材６０によって、空間Ｄ１は気密封止されている。その他の構成は、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５と同様である。
【００７６】
図１３は、第三実施形態における基板接合工程を示す図である。
波長可変干渉フィルター５Ｂの製造工程では、第一基板５１及び第三基板５３を接合する前に、第三基板５３に貫通孔５３１Ａが設けられる。なお、貫通孔５３１Ａの内表面には例えばＡｕ膜が形成されている。このとき、貫通孔５３１Ａ内に封止部材６０は設けられていない。
そして、図１３（Ａ）に示すように、第一基板５１及び貫通孔５３１Ａが設けられた第三基板５３を大気中で接合する。
その後、貫通孔５３１Ａを介して空間Ｄ１内のガスを真空引きする。さらに、真空引きした状態で貫通孔５３１Ａに金属ボールを配置させ、この金属ボールをレーザー等で溶かすことで、図１３（Ｂ）に示すように、貫通孔５３１Ａを埋め込む封止部材６０を形成する。これにより、空間Ｄ１は、真空状態で気密封止される。
なお、上記の構成及び製造方法は、第二実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａにも適用することができる。
【００７７】
本実施形態の波長可変干渉フィルター５Ｂによれば、第一基板５１と第三基板５３とを接合する工程を、真空チャンバー内ではなく大気中で行うことができ、製造工程を簡略化できる。また、例えば、側壁部５３２の端面５３２Ａと接合部５１４との接合に接着剤を用いた際に、この接着剤から発生したガスが空間Ｄ１に混入した場合でも、このガスを除去することができる。
【００７８】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１４は、第四実施形態における波長可変干渉フィルター５Ｃの断面図である。
波長可変干渉フィルター５Ｃでは、第三基板５３の天面部５３１及び側壁部５３２が、別体で構成されている。その他の構成は、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５と同様である。
本実施形態では、第三基板５３の天面部５３１及び側壁部５３２の材料が第一基板５１と同じである。これによれば、天面部５３１、側壁部５３２及び第一基板５１間で熱膨張係数を同じにすることができるため、天面部５３１及び第一基板５１の熱膨張による変形を抑制できる。このため、天面部５３１または第一基板５１に入射した光を適切に分光し、透過させることができる。
【００７９】
本実施形態の波長可変干渉フィルター５Ｃによれば、天面部５３１と側壁部５３２とを別々に形成することができる。この場合、例えば一枚の基板をエッチングすることにより天面部５３１及び側壁部５３２を形成する場合と比べて、製造時間を短くすることができる。また、天面部５３１の表面の平坦性をより高くすることができるため、天面部５３１における光の屈折や散乱を抑制でき、入射光を適切に透過させることができる。また、天面部５３１に形成されているアパーチャー６１を、天面部５３１において図１４に図示した面とは反対の面、即ち空間Ｄ１に接した面に形成する事が容易となる。アパーチャー６１を空間Ｄ１に接した面に形成し、固定反射膜５４及び可動反射膜５５により近い位置とする事によって、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の無い領域を通過した光が迷光として混入する事を防ぐ効果が高い。
【００８０】
また、上記第四実施形態において、天面部５３１の材料が硼珪酸ガラスであり、側壁部５３２の材料がシリコンであってもよい。これによれば、天面部５３１と側壁部５３２とを陽極接合させることができ、天面部５３１と側壁部５３２とをより強固に接合することができる。さらに、第一基板５１に硼珪酸ガラスを用いることで、側壁部５３２と第一基板５１とを陽極接合させることができ、側壁部５３２と第一基板５１とをより強固に接合できる。
【００８１】
また、上記第四実施形態において、天面部５３１の材料がガラスであり、側壁部５３２の材料が金属であってもよい。これによれば、側壁部５３２の端面５３２Ａに別途金属膜を形成することなく、側壁部５３２と第一基板５１とを金属接合させることができるため、製造工程を簡略化できる。なお、この場合、天面部５３１における側壁部５３２との接合箇所には金属膜が形成される。
【００８２】
［その他の実施形態］
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。
【００８３】
例えば、上記実施形態では、接合部５１３と接合部５１４の間に段差を設けて異なる平面としているが、図１５の波長可変干渉フィルター５Ｄに示すように、接合部５１３と接合部５１４を同じ平面としてもよい。このとき更に、パッド設置部５１５を、電極設置面５１１Ａ及び電極引出溝５１３Ａの底面と同じ平面としてもよい。この場合、第一基板形成工程において、エッチングの回数もしくは時間を短くすることができ、製造コストを低減することができる。
上記実施形態では、可動引出電極５６４Ｂは、電極配置溝５１１の側面に沿って接合部５１３まで延在し、接合部５１３において可動引出電極５６４Ａと接続しているが、電極配置溝５１１内に配置された導電性ペーストを介して、可動引出電極５６４Ａと接続されてもよい。
【００８４】
上記実施形態の第一基板５１と第三基板５３との接合工程において、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を接合した後、第二ガラス基板Ｍ２を例えばドライエッチングで切断し、その後、切断されていない第一基板５１に第三基板５３を接合してもよい。これによれば、第三基板５３の接合工程もウェハプロセスで行うことができ、製造工程を簡略化できる。
【００８５】
上記第一実施形態では、接合部材５８は低融点ガラスであるが、空間Ｄ１の気密性を維持できる場合には、樹脂性の接着剤であってもよい。
上記第二実施形態では、接合部材５８Ａは金属であるが、低融点ガラスであってもよい。また、接合部材５８Ａは、空間Ｄ１の気密性を維持できる場合には、樹脂性の接着剤、または、シロキサン重合膜であってもよい。
上記第三実施形態では、貫通孔５３１Ａは第三基板５３の天面部５３１に設けられているが、側壁部５３２または第一基板５１に設けられていてもよい。
【００８６】
上記実施形態では、固定電極５６１及び可動電極５６２により構成される静電アクチュエーター５６により、反射膜間ギャップＧ１の寸法を可変させる構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、第一基板５１に設けられる第一誘電コイルと、第二基板５２に設けられる第二誘電コイルまたは永久磁石とにより構成される誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
さらに、静電アクチュエーター５６の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部５２２に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部５２２を撓ませることができる。
さらには、電圧印加により反射膜間ギャップＧ１の大きさを変化させる構成に限られず、例えば、波長可変干渉フィルター５の外の空気圧に対する、第一基板５１及び第二基板５２の間の空気圧を変化させることで、反射膜間ギャップＧ１の大きさを調整する構成なども例示できる。
【００８７】
また、本発明の電子機器として、上記各実施形態では、分光測定装置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５、光学モジュール、及び電子機器を適用することができる。
【００８８】
例えば、図１６に示すように、本発明の電子機器を、色を測定するための測色装置に適用することもできる。
図１６は、波長可変干渉フィルター５を備えた測色装置４００の一例を示すブロック図である。
この測色装置４００は、図１６に示すように、検査対象Ａに光を射出する光源装置４１０と、測色センサー４２０（光学モジュール）と、測色装置４００の全体動作を制御する制御装置４３０（制御部）とを備える。そして、この測色装置４００は、光源装置４１０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４２０にて受光し、測色センサー４２０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。
【００８９】
光源装置４１０は、光源４１１、複数のレンズ４１２（図１６には１つのみ記載）を備え、検査対象Ａに対して例えば基準光（例えば、白色光）を射出する。また、複数のレンズ４１２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４１０は、光源４１１から射出された基準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４１０を備える測色装置４００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４１０が設けられない構成としてもよい。
【００９０】
測色センサー４２０は、図１６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ディテクター１１と、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６への印加電圧を制御する電圧制御部１５とを備える。また、測色センサー４２０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４２０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、分光した光をディテクター１１にて受光する。
【００９１】
制御装置４３０は、本発明の制御部であり、測色装置４００の全体動作を制御する。
この制御装置４３０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４３０は、図１６に示すように、光源制御部４３１、測色センサー制御部４３２、及び測色処理部４３３などを備えて構成されている。
光源制御部４３１は、光源装置４１０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置４１０に所定の制御信号を出力して、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４３２は、測色センサー４２０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー４２０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指令信号を測色センサー４２０に出力する。これにより、測色センサー４２０の電圧制御部１５は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５６に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター５を駆動させる。
測色処理部４３３は、ディテクター１１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。また、測色処理部４３３は、上記第一と同様、ディテクター１１により得られた光量を計測スペクトルＤとして、推定行列Ｍｓを用いて分光スペクトルＳを推算することで検査対象Ａの色度を分析してもよい。
【００９２】
また、本発明の電子機器の他の例として、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムが挙げられる。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５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等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。
【００９３】
図１７は、波長可変干渉フィルター５を備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図１８は、図１７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１７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、及び排出口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、及び受光素子１３７（検出部）等を含む検出装置と、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１８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１８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、及び排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。また、ガス検出装置１００には、Ｖ−λデータを記憶する記憶部（図示略）を備える。
【００９４】
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。
【００９５】
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。なお、吸引口１２０Ａには、除塵フィルター１２０Ａ１が設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気などが除去される。
【００９６】
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、及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に対して制御信号を出力する。これにより、電圧制御部１４６は、上記第一実施形態に示すように、記憶部から測定対象波長に対応する電圧値を読み込み、その電圧を波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加し、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。この場合、波長可変干渉フィルター５から目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。
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。
【００９７】
なお、上記図１７及び図１８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、波長可変干渉フィルター５を用いてガスの成分を検出することができる。
【００９８】
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。
【００９９】
図１９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１９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・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。
【０１００】
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、波長可変干渉フィルター５が駆動される。これにより、波長可変干渉フィルター５から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、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。
【０１０１】
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、及びその含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から、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。
【０１０２】
また、図１９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。
【０１０３】
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５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。
【０１０４】
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５を内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図２０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２０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２０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。
【０１０５】
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５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。
【０１０６】
さらには、光学モジュール及び電子機器を、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５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。
【０１０７】
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、及び電子機器は、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。
【０１０８】
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等に適宜変更できる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…分光測定装置（電子機器）、５…波長可変干渉フィルター、１０…光学モジュール、１１…ディテクター（検出部）、２０…制御部、５１…第一基板、５２…第二基板、５３…第三基板、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、５６…静電アクチュエーター（ギャップ変更部）、５８…接合部材、５９…貫通電極（配線部）、６０…封止部材、１００…ガス検出装置（電子機器）、１３７…受光素子（検出部）、１３８…制御部、２００…食物分析装置（電子機器）、２１３…撮像部（検出部）、２２０…制御部、３００…分光カメラ（電子機器）、３３０…撮像部（検出部）、４００…測色装置（電子機器）、４３０…制御装置（制御部）、５１４Ｂ…電極引出溝（溝）、５３１…天面部、５３１Ａ…貫通孔、５３２…側壁部、５３２Ａ…端面、５６１…固定電極（第一電極）、５６２…可動電極（第二電極）、５６３…固定引出電極（第一引出電極、配線部）、５６４Ａ…可動引出電極（接続電極）、５６４Ｂ…可動引出電極（第二引出電極、配線部）、Ｄ１…空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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