(57)【要約】【課題】応答性が良好な波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供する。【解決手段】波長可変干渉フィルター５は、固定基板５１と、可動基板５２と、固定基板５１に設けられた固定反射膜５４と、可動基板５２に設けられた可動反射膜５５と、反射膜間ギャップを変化させる静電アクチュエーター５６と、を備え、固定基板５１及び可動基板５２の少なくともいずれか一方の基板における、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が対向する反射膜形成領域Ａｒ１に、当該一方の基板の厚み方向の貫通孔５２３が設けられ、貫通孔５２３を通る光路上に、光を遮光する遮光部５１５が設けられ、貫通孔５２３が形成された基板に形成された反射膜は、反射膜形成領域Ａｒ1のうち、貫通孔５２３が設けられた第一領域Ａｒ２を除く第二領域Ａｒ３に設けられた。【選択図】図３
2014052594.tif 000002
【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、
入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、
入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、
前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部と、
前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部と、
前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔と、
前記平面視で、前記貫通孔と重なる位置に設けられた遮光部と、を備え、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記貫通孔は、前記第一基板及び前記第二基板のうちの一方の基板に設けられ、
前記遮光部は、前記第一基板及び前記第二基板のうちの前記貫通孔が設けられていない他方の基板に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項３】
請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記一方の基板は、光が射出する側の基板であり、
前記他方の基板は、光が入射する側の基板である
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記貫通孔は、前記第二基板に設けられ、
前記遮光部は、前記第一基板に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項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、
前記貫通孔は複数設けられ、前記貫通孔は、前記平面視において、前記反射膜が形成された領域の中心位置に対して点対称となる位置に設けられている
ことを特徴とする波長可変フィルター。
【請求項６】
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、
前記貫通孔は、前記平面視において、前記反射膜が形成された領域の中心位置に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記遮光部は、
前記貫通孔を通る光路上に設けられた第一遮光部と、
前記平面視において、前記反射膜が形成された領域のうち光を多重干渉させる規定領域よりも外の光を遮光する環状の第二遮光部と、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８】
第一基板、前記第一基板と対向する第二基板、入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜、入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部、前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部、前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔、及び前記平面視で、前記貫通孔と重なる位置に設けられた遮光部、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを収納し、少なくとも一部に前記波長可変干渉フィルターに光を導く導光部が設けられた筐体と、
を具備することを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項９】
請求項８に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記遮光部は、前記導光部に設けられた
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項１０】
第一基板と、
前記第一基板と対向する第二基板と、
入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、
入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、
前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部と、
前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部と、
前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔と、
前記貫通孔を通る光路上に設けられ、光を遮光する遮光部と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、を備え、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられた
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光学モジュールにおいて、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜に光を導く光学部材を備え、
前記遮光部は、前記光学部材に設けられた
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項１２】
第一基板、前記第一基板と対向する第二基板、入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜、入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部、前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部、前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔、及び前記貫通孔を通る光路上に設けられ、光を遮光する遮光部、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられ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、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ反射膜を所定のギャップを介して対向配置した波長可変干渉フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の光共振器（波長可変干渉フィルター）は、表面に凹部が形成されたガラス基板と、ガラス基板の凹部を閉塞するダイアフラムとを備え、ダイアフラムが凹部内部を閉塞するように接合されている。また、凹部の底部及びダイアフラムの凹部に対向する面に、互いに対向する高反射膜が設けられている。そして、ダイアフラムは、凹部に対向する領域に、厚肉部と薄肉部とが設けられており、薄肉部が撓むことで、厚肉部が凹部側に進退可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１のような波長可変干渉フィルターでは、厚肉部を凹部側に撓ませて、反射膜間のギャップを変化させる際、厚肉部と凹部との間の空気が抵抗となる。特に、反射膜の面方向の寸法に対して、反射膜間のギャップの寸法が小さい場合、反射膜間の空気が外側に逃げにくくなり、空気抵抗も増大してしまう。このため、厚肉部を凹部側に変位させる際の応答性が悪化してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、応答性が良好な波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の波長可変干渉フィルターは、第一基板と、前記第一基板と対向する第二基板と、入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部と、前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部と、前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔と、前記平面視で、前記貫通孔と重なる位置に設けられた遮光部と、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
この発明では、第一基板及び第二基板の少なくとも一方の基板に、当該基板及びそれに設けられた反射膜を厚み方向に貫通する貫通孔が設けられる。また、貫通孔を通る光路上に、光を遮光する遮光部が設けられる。
このような構成では、ギャップ変更部により、第一反射膜及び第二反射膜の間のギャップ（反射膜間ギャップ）のギャップの寸法が小さくなるように、第一基板に対する第二基板の相対位置を変化させた場合でも、反射膜間ギャップに存在する空気が、貫通孔を通って外に逃げることで、空気抵抗を低減させることができる。このため、ギャップ変更部により反射膜間ギャップの寸法を変更する際の応答性を向上させることができる。更に、貫通孔を通る光の光路上に遮光部が設けられていることによって、貫通孔を通過した光がノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合を抑制できる。
【０００９】
また、第一反射膜及び第二反射膜の間の空気抵抗をなくすためには、波長可変干渉フィルターを真空パッケージ内に収納し、かつ凹部の内部を真空に保持することも考えられる。しかしながら、このような場合、内部を真空に保持するために、気密性が高いパッケージを用い、かつ信頼性の高い封止を行う必要がある。このため、高コストとなり、サイズも大型化してしまう。
これに対して、本発明では、第一基板及び第二基板の間を真空に保持する必要がないため、低コストであり、簡単な構成で小型化することができる。
【００１０】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記貫通孔は、前記第一基板及び前記第二基板のうちの一方の基板に設けられ、前記遮光部は、前記第一基板及び前記第二基板のうちの前記貫通孔が設けられていない他方の基板に設けられたことが好ましい。
このような構成では、遮光部は貫通孔が設けられた一方の基板に対向する他方の基板に設けられる。すなわち、遮光部は、貫通孔の近傍に設けられる。これにより、遮光部と貫通孔とを波長可変干渉フィルターを構成する一対の基板上に設けることができ、これらを近接させることができるため、アライメント調整を精度よく実施することが可能となる。
更に、アライメント調整を精度よく実施できるため、遮光部を必要な領域だけ形成すればよく、遮光部の幅寸法を貫通孔の孔径に近づけることができる。したがって、波長可変干渉フィルターの小型化や、遮光部による光量の低減を抑制することができる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記一方の基板は、光が射出する側の基板であり、前記他方の基板は、光が入射する側の基板であることが好ましい。
波長可変干渉フィルターでは、一方の基板から入射した光を第一反射膜及び第二反射膜の間で多重干渉させ、反射膜間の距離に応じた目的波長の光を他方の基板側に透過させて取り出すことができる。この時、遮光部が、光射出側の基板に設けられている場合、例えば、貫通孔の内壁に入射した光が、角度を変え、遮光部の無い領域を通過することによって、貫通孔の無い領域を透過した光に混合して波長可変干渉フィルターから射出されてしまうおそれがあり、この場合、分解能が低下する。
これに対して、遮光部を、光入射側の基板に設けることにより、貫通孔の内壁を光が通過することはなく、光射出側に透過する光への影響がない。したがって、波長可変干渉フィルターの分解能低下を防止することができる。
【００１２】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記貫通孔は、前記第二基板に設けられ、
前記遮光部は、前記第一基板に設けられたことが好ましい。
本発明では、ギャップ変更部は、保持部を撓ませて、第二基板の可動部を第一基板側に変位させることで、反射膜間ギャップを変化させる。一方、第一基板は、ギャップ変更部により形状が変形されず、固定状態となっており、この第一基板に遮光部が形成されている。
このような構成では、保持部を撓ませて可動部を第一基板側に変位させることで、可動部の撓みを軽減でき、第二反射膜の撓みを抑制することができる。しかしながら、このような構成であっても、可動部にも保持部の撓みによる応力が伝達され、微小な形状変形が生じる場合がある。したがって、第二基板に遮光部を形成する場合、可動部の変形に応じて遮光部に変形が起こるおそれがある。このような場合、遮光部の変形により遮光領域が変化し、貫通孔に対して光が入射するおそれがある。これにより、貫通孔を通過した光が、目的波長に混合して分解能が低下することが考えられる。また、遮光部の面積を大きくすることで、貫通孔を透過する光をより確実に防止することが可能となるが、この場合、多重干渉を行う領域が小さくなることで、波長可変干渉フィルターにより取り出された光の光量も小さくなる。
これに対して、本発明では、形状変形がない第一基板に遮光部が設けられているため、上述のような形状変化による不都合が生じず、波長可変干渉フィルターの分解能の低下も抑制できる。また、遮光部のサイズを大きくする必要もないので、十分な光量の目的波長の光を取り出すことができる。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記貫通孔は複数設けられ、前記貫通孔は、前記平面視において、前記反射膜が形成された領域の中心位置に対して点対称となる位置に設けられていることが好ましい。
このような構成では、貫通孔が中心位置に対して点対称な位置に形成されるので、フィルター平面視において、貫通孔が形成されている周辺の空気抵抗を均一に低減させることができる。このため、ギャップ変更部により反射膜間ギャップを変更する際の応答性をより一層向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記貫通孔は、前記平面視において、前記反射膜が形成された領域の中心位置に設けられたことが好ましい。
波長可変干渉フィルターでは、反射膜間ギャップの寸法を小さくする場合、特に、反射膜が形成された領域の中心部に存在する空気が外部に逃げにくくなり、空気抵抗となることが考えられる。
これに対して、本発明では、貫通孔は、平面視において、上記領域の中心位置に設けられている。このため上記領域のうち、最も逃がしにくい中心部の空気を、貫通孔を介して逃がすことができるので、より良好な応答性で、反射膜間ギャップの寸法を変化させることができる。
また、上記領域の中心位置を基準として貫通孔を形成すればよいので、貫通孔の形成位置のアライメント調整が容易かつ精度よく行うことができる。
【００１５】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記遮光部は、前記貫通孔を通る光路上に設けられた第一遮光部と、前記平面視において、前記反射膜が形成された領域のうち光を多重干渉させる規定領域よりも外の光を遮光する環状の第二遮光部と、を備えたことが好ましい。
本発明では、第一遮光部により、上記発明と同様、貫通孔を通過した光がノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合を抑制できる。
これに加え、第二遮光部をアパーチャーとして機能させることができ、反射膜が形成された入射させる、又はこの領域に入射された光の光径を所定値に設定することで、精度の良い光測定を実施することができる。
【００１６】
本発明の光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板と対向する第二基板、入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜、入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部、前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部、前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔、及び前記平面視で、前記貫通孔と重なる位置に設けられた遮光部、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを収納し、少なくとも一部に前記波長可変干渉フィルターに光を導く導光部が設けられた筐体と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
この発明では、第一基板及び第二基板の少なくとも一方の基板に、当該基板及びそれに設けられた反射膜を厚み方向に貫通する貫通孔が設けられる。また、貫通孔を通る光路上に、光を遮光する遮光部が設けられる。
このような構成では、上記発明と同様に、ギャップ変更部により反射膜間ギャップの寸法を変更する際の応答性を向上させることができる。更に、貫通孔を通過した光がノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合を抑制できる。
また、波長可変干渉フィルターが筐体内に収納されているため、大気に含まれるガス等による反射膜の劣化や、異物の付着を抑制できる。
【００１８】
本発明の光学フィルターデバイスでは、前記遮光部は、前記導光部に設けられたことが好ましい。
本発明では、遮光部は、波長可変干渉フィルターに光を入射させる、又は波長可変干渉フィルターからの光を射出させる導光部に設けられている。このような導光部に遮光部が設けられる構成では、例えば、遮光部の膜応力が波長可変干渉フィルターに直接掛かることがなく、波長可変干渉フィルターの分光精度に影響を与えることがない。すなわち、遮光部の設計自由度が高い。また、波長可変干渉フィルターの製造プロセスから遮光部形成の工程を省略することもできる。
【００１９】
本発明の光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板と対向する第二基板と、入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部と、前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部と、前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔と、前記貫通孔を通る光路上に設けられ、光を遮光する遮光部と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の光学モジュールでは、第一基板及び第二基板の少なくとも一方の基板に、当該基板及びそれに設けられた反射膜を厚み方向に貫通する貫通孔が設けられる。また、貫通孔を通る光路上に、光を遮光する遮光部が設けられる。
このような構成では、上記発明と同様に、ギャップ変更部により反射膜間ギャップの寸法を変更する際の応答性を向上させることができる。更に、貫通孔を通過した光がノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合を抑制できる。
【００２１】
本発明の光学モジュールでは、前記第一反射膜及び前記第二反射膜に光を導く光学部材を備え、前記遮光部は、前記光学部材に設けられたことが好ましい。
本発明では、遮光部は、光学部材に設けられている。このような光学部材に遮光部が設けられる構成では、例えば、遮光部の膜応力が第一基板及び第二基板に直接掛かることがなく、光学モジュールにおける分光精度に影響を与えることがない。すなわち、遮光部の設計自由度が高い。
【００２２】
本発明の電子機器では、第一基板、前記第一基板と対向する第二基板、入射した光の一部を透過し一部を反射し、前記第一基板に設けられた第一反射膜、入射した光の一部を透過し一部を反射し、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、前記第二基板に設けられ、前記第二反射膜が設けられた可動部、前記可動部を前記第一基板に対して移動可能に保持する保持部、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間の寸法を変化させるギャップ変更部、前記第一基板及び前記第二基板を厚み方向から見た平面視において、可動部が形成された領域の、前記第一基板及び前記第二基板の少なくともいずれか一方の基板に設けられ、当該基板を厚み方向に貫通する貫通孔、及び前記貫通孔を通る光路上に設けられ、光を遮光する遮光部、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜のうち、前記貫通孔が設けられている基板に設けられた反射膜は、前記平面視で、前記可動部が形成された領域のうち前記貫通孔が設けられた領域を除く領域に設けられ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、を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明の電子機器では、第一基板及び第二基板の少なくとも一方の基板に、当該基板及びそれに設けられた反射膜を厚み方向に貫通する貫通孔が設けられる。また、貫通孔を通る光路上に、光を遮光する遮光部が設けられる。
このような構成では、上記発明と同様に、ギャップ変更部により反射膜間ギャップの寸法を変更する際の応答性を向上させることができる。更に、貫通孔を通過した光がノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合を抑制できる。したがって、電子機器において、例えば、第一反射膜及び第二反射膜による多重干渉により取り出された光を検出して、その検出した光に基づいて、各種処理を実施する場合では、迅速かつ高精度な処理を実施することがでる。また、電子機器において、例えば、第一反射膜及び第二反射膜による光干渉により取り出された光を外部に出力する電子機器では、迅速かつ高精度に目的波長の光を外部に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る第一実施形態の測色装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図４】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの固定基板を可動基板側から見た平面図。
【図５】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの可動基板を固定基板側から見た平面図。
【図６】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの固定基板の製造工程を示す図。
【図７】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの可動基板の製造工程を示す図。
【図８】第二実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図。
【図９】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを示す断面図。
【図１０】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを示す断面図。
【図１１】他の実施形態における測色センサーの概略構成を示す模式図。
【図１２】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置を示す概略図。
【図１３】図１２のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１４】他の実施形態における波長可変干渉フィルターを備えた食物分析装置の概略構成を示す図。
【図１５】他の実施形態における分光カメラの概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。
［第一実施形態］
〔１．測色装置の概略構成〕
図１は、本実施形態の測色装置１（電子機器）の概略構成を示すブロック図である。
測色装置１は、図１に示すように、検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、測色センサー３（光学モジュール）と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４とを備える。そして、この測色装置１は、光源装置２から射出される光を検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー３にて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Ａの色を分析して測定する装置である。
【００２６】
〔２．光源装置の構成〕
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１には１つのみ記載）を備え、検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれてもよく、この場合、光源装置２は、光源２１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Ａに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置２を備える測色装置１を例示するが、例えば検査対象Ａが液晶パネル等の発光部材である場合、光源装置２が設けられない構成としてもよい。
【００２７】
〔３．測色センサーの構成〕
測色センサー３は、図１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、波長可変干渉フィルター５を透過する光を受光する検出部３１と、波長可変干渉フィルター５で透過させる光の波長を可変する電圧制御部３２とを備える。また、測色センサー３は、波長可変干渉フィルター５に対向する位置に、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー３は、波長可変干渉フィルター５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光を検出部３１にて受光する。
検出部３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、検出部３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
【００２８】
（３−１．波長可変干渉フィルターの構成）
図２は、光の射出側から見た波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図であり、図３は、図２のIII−III線を断面した波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、平面正方形状の板状の光学装置である。この波長可変干渉フィルター５は、図３に示すように、本発明の第一基板である固定基板５１、及び本発明の第二基板である可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等により形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、外周部近傍に形成される第一接合面５１３、第二接合面５２４が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜等により構成された接合膜５３により接合されることで、一体的に構成されている。
【００２９】
固定基板５１には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜５５が設けられている。ここで、固定反射膜５４は、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に固定され、可動反射膜５５は、可動基板５２の固定基板５１に対向する面に固定されている。また、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Ｇを介して対向配置されている。この反射膜間ギャップＧは、各反射膜５４，５５の径寸法に対して十分小さく形成される。例えば、本実施形態では、各反射膜５４，５５の直径寸法が約３ｍｍであるのに対し、反射膜間ギャップＧは、可動基板５２が撓んでいない初期状態において、４００ｎｍ程度に形成されている。
ここで、図２に示すような波長可変干渉フィルター５を固定基板５１及び可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視（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は、反射膜形成領域Ａｒ１内に設けられている。また、詳細は後述するが、可動基板５２には、貫通孔５２３が形成されている。また、反射膜形成領域Ａｒ１は、貫通孔５２３と重なる領域（すなわち、本発明の貫通領域であり、以下、第一領域Ａｒ２と称す場合がある）と、貫通孔５２３と重ならない領域（すなわち、本発明の貫通領域を除く領域であり、以下、第二領域Ａｒ３と称す場合がある）とからなる。
【００３０】
更に、波長可変干渉フィルター５には、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間の反射膜間ギャップＧの寸法を調整するのに用いられる静電アクチュエーター５６（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、固定基板５１側に設けられる本発明の第一電極としての固定電極５６１と、可動基板５２側に設けられる本発明の第二電極としての可動電極５６２とを備えている。ここで、固定電極５６１及び可動電極５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。
また、フィルター平面視において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する反射膜固定面５１２Ａ、可動部５２１の中心点と一致する。
【００３１】
本実施形態では、測色センサー３に入射した検査対象の光は、図３に示すように、固定基板５１側から波長可変干渉フィルター５に入射される。そして、波長可変干渉フィルター５に入射した光は、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間で多重干渉し、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間のギャップ（反射膜間ギャップＧ）に応じた所定波長の光が可動反射膜５５、可動基板５２を透過して検出部３１に入射する。
【００３２】
（３−１−１．固定基板の構成）
図４は、本実施形態の固定基板５１を可動基板５２側から見た平面図である。
固定基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材を加工することで形成される。具体的には、図３に示すように、固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１（第一電極配置溝）及び反射膜固定部５１２（第一反射膜固定部）が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ２（図２、図４参照）には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出される。
【００３３】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜固定部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成される。ここで、電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極固定面５１１Ａとなる。また、反射膜固定部５１２の突出先端面は、反射膜固定面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する２つの電極引出溝５１１Ｂが設けられている。
【００３４】
電極固定面５１１Ａには、平面中心点Ｏを中心とした環状の固定電極５６１が形成されている。ここで、固定電極５６１の環状形状として、円環状に形成されることがより好ましい。また、この円環形状としては、当該円環形状の一部から固定引出電極５６３が突出する構成や、円環の一部が欠けている構成、円環の一部が分断されている略Ｃ字状となる構成をも含む。
また、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から延出する固定引出電極５６３が形成されている。この固定引出電極５６３は、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ１に延出する電極引出溝５１１Ｂ上に沿って、頂点Ｃ１まで形成されている。そして、固定引出電極５６３の先端部（固定基板５１の頂点Ｃ１に位置する部分）は、固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
これらの固定電極５６１及び固定引出電極５６３としては、導電性膜であれば、いかなる電極材料を用いてもよく、例えば、ＩＴＯや、Ｃｒ／Ａｕ積層電極等を用いることができる。
なお、この固定電極５６１上には、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁耐圧を確保するために、絶縁膜が積層される構成としてもよい。
【００３５】
反射膜固定部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜固定部５１２の可動基板５２に対向する反射膜固定面５１２Ａと、反射膜固定部５１２の円筒外周面を構成する側面部５１２Ｂと、を備えている。
【００３６】
そして、反射膜固定部５１２の反射膜形成領域Ａｒ１の内側領域には、上記のように固定反射膜５４が形成されている。つまり、固定反射膜５４は、反射膜固定面５１２Ａに形成されている。
この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができ、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。また、誘電体多層膜及び金属膜の双方を積層した反射膜、又は誘電体多層膜及び合金膜の双方を積層した反射膜を用いてもよい。
【００３７】
また、固定基板５１の可動基板５２とは対向しない面、すなわち光入射面５１Ａには、図３、図４に示すように、遮光部５１５が設けられている。この遮光部５１５は、フィルター平面視において貫通孔５２３と重なる位置（すなわち、第一領域Ａｒ２と重なる位置）に設けられる第一遮光部５１５Ａと、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の外周縁に沿う環状の第二遮光部５１５Ｂと、を備えている。この遮光部５１５としては、測定対象となる波長の光を透過しない膜であれば特に限定されず、例えば、可視光を利用する場合では、Ｃｒ膜を下地としたＡｕ膜を用いてもよく、黒色塗料等を塗布することで構成されていてもよい。
第一遮光部５１５Ａは、測色センサー３に入射した光が、第一領域Ａｒ２に入るのを防止するために設けられている。ここで第一遮光部５１５Ａは、貫通孔５２３の孔径よりも僅かに大きい径寸法を有することが好ましい。これにより、より確実に第一遮光部５１５Ａによる遮光領域内に貫通孔５２３を形成することができ、貫通孔５２３への光の入射をより確実に防止することができる。
【００３８】
また、第二遮光部５１５Ｂは、アパーチャーとして機能する。すなわち、第二遮光部５１５Ｂは、フィルター平面視において、内周径寸法が固定反射膜５４の外周径寸法よりも僅かに小さく形成され、この内周縁により波長可変干渉フィルター５に入射する光の有効径が決定される。
すなわち、フィルター平面視において、第一遮光部５１５Ａの外周縁及び第二遮光部５１５Ｂの内周縁によって規定される領域が、本発明の規定領域である。この規定領域に入射した光は、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間で多重干渉し、反射膜間ギャップＧに応じた所定波長の光が可動反射膜５５、可動基板５２を透過する。
また、規定領域の外側の領域が、非規定領域である。すなわち、第二遮光部５１５Ｂは、非規定領域を光路上にもつ光を遮光する。
【００３９】
また、固定基板５１の光入射面５１Ａ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、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００４０】
（３−１−２．可動基板の構成）
図５は、本実施形態の可動基板５２を固定基板５１側から見た平面図である。
可動基板５２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、固定基板５１の各頂点Ｃ１（図２、図５参照）に対応して、切欠部５２５が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た面に固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
【００４１】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも固定電極５６１の外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成される。そして、可動部５２１の固定基板５１に対向する面は、反射膜固定面５１２Ａに平行な可動面５２１Ａとなり、可動反射膜５５及び可動電極５６２が形成される。
【００４２】
可動反射膜５５は、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
可動電極５６２は、フィルター平面視において、固定電極５６１と重なる領域に設けられている。
そして、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から延出する可動引出電極５６４が形成されている。この可動引出電極５６４は、可動電極５６２の外周縁から、頂点Ｃ２に向かって形成される。また、可動引出電極５６４の先端部（可動基板５２の頂点Ｃ２に位置する部分）は、可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
【００４３】
また、可動部５２１には、固定基板５１とは反対側の面において、反射防止膜が形成されていてもよい。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る。
【００４４】
ここで、可動基板５２の可動部５２１及び可動反射膜５５には、貫通孔５２３が形成されている。この貫通孔５２３は、平面中心点Ｏを中心とする略円形であり、可動基板５２の厚み方向に、可動部５２１及び可動反射膜５５を貫通する。すなわち、貫通孔５２３の中心位置は、反射膜形成領域Ａｒ１の中心位置と一致している。この貫通孔５２３の径寸法は、例えば、１０μｍであり、可動反射膜５５（径寸法が例えば２ｍｍ）に対して十分に小さい径になっている。
貫通孔５２３を形成することにより、可動部５２１を固定基板５１側に変位させた際に、固定基板５１と可動基板５２とで囲まれた空間の空気を、第一領域Ａｒ２の貫通孔５２３を通して、可動基板５２の光射出側の空間（すなわち、波長可変干渉フィルター５の外部）に逃がすことができる。このため、可動部５２１を変位させる際の空気抵抗が低減され、応答性を向上させることができる。
【００４５】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成され、可動部５２１よりも厚み方向に対する剛性が小さく形成されている。
このため、保持部５２２は可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により固定基板５１側に撓ませることが可能となる。この際、可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、静電引力により可動基板５２を撓ませる力が作用した場合でも、可動部５２１の撓みはほぼなく、可動部５２１に形成された可動反射膜５５の撓みも抑制できる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成等としてもよい。
【００４６】
（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御部３２は、固定電極パッド５６３Ｐ、可動電極パッド５６４Ｐに接続される。そして、電圧制御部３２は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、これらの固定電極パッド５６３Ｐ、可動電極パッド５６４Ｐを所定の電位に設定することで、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して駆動させる。
具体的には、電圧制御部３２は、固定電極パッド５６３Ｐ、可動電極パッド５６４Ｐに対して、反射膜間ギャップＧを所定の寸法に設定するための電位を設定する。これにより、固定電極５６１と、可動電極５６２との間に電圧が印加され、静電引力により可動部５２１が固定基板５１側に移動して、反射膜間ギャップＧの寸法が所定値に設定される。
【００４７】
〔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等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、及び本発明の分析処理部を構成する測色処理部４３等を備えて構成されている。
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御部３２は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター５６への印加電圧を設定する。
測色処理部４３は、検出部３１により検出された受光量から、検査対象Ａの色度を分析する。
【００４８】
〔５．波長可変干渉フィルターの製造方法〕
次に、上記波長可変干渉フィルター５の製造方法について、図６及び図７に基づいて説明する。
波長可変干渉フィルター５を製造するためには、固定基板５１及び可動基板５２をそれぞれ製造し、製造された固定基板５１と可動基板５２とを貼り合わせる。
【００４９】
（５−１．固定基板製造工程）
まず、固定基板５１の製造素材である厚み寸法が５００μｍの石英ガラス基板を用意し、この石英ガラス基板の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
そして、図６（Ａ）に示すように、固定基板５１の光入射面５１Ａに、Ｃｒ／Ａｕ積層膜からなる遮光部５１５を成膜する。この時、第一領域Ａｒ２への光を遮光する第一遮光部５１５Ａに加え、反射膜形成領域Ａｒ１の有効径を設定するアパーチャーとしての第二遮光部５１５Ｂも同時に成膜する。
【００５０】
この後、固定基板５１の可動基板５２に対向する面にレジストを塗布して、塗布されたレジストをフォトリソグラフィ法により露光・現像し、電極配置溝５１１を形成する箇所をパターニングする。
次に、図６（Ｂ）に示すように、電極配置溝５１１を所望の深さにエッチングする。なお、ここでのエッチングとしては、フッ酸系を用いたウェットエッチングを行う。
【００５１】
この後、電極配置溝５１１形成用のレジストを除去した後、反射膜固定部５１２を形成するためのレジストを塗布し、反射膜固定面５１２Ａが形成される箇所をパターニングする。
そして、図６（Ｃ）に示すように、反射膜固定面５１２Ａが所望高さとなるようにエッチングし、レジストを除去する。これにより、電極配置溝５１１及び反射膜固定部５１２が形成された固定基板５１の基板形状が決定される。
【００５２】
次に、固定基板５１に固定電極５６１を形成する電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングすることで、図６（Ｄ）に示すように、固定電極５６１（及び固定引出電極５６３）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等により固定基板５１の可動基板５２に対向する面全体に、例えば１００ｎｍ程度の厚みのＳｉＯ２を成膜する。そして、固定電極パッド５６３Ｐ上のＳｉＯ２を、例えばドライエッチング等により除去する。
【００５３】
次に、図６（Ｅ）に示すように、反射膜固定面５１２Ａの反射膜形成領域Ａｒ１内に固定反射膜５４を形成する。ここで、本実施形態では、固定反射膜５４として、Ａｇ合金を用いる。固定反射膜５４として、Ａｇ合金等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、固定基板５１の電極配置溝５１１や反射膜固定部５１２が形成された面に、固定反射膜５４の膜層を形成した後、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングする。この時、第二遮光部５１５Ｂをアパーチャーとして機能させるために、フィルター平面視において、反射膜形成部分が第二遮光部５１５Ｂの内周縁よりも大きくなるようにパターニングをする。
【００５４】
なお、固定反射膜５４として誘電体多層膜を形成する場合では、例えばリフトオフプロセスによりパターニングをすることができる。この場合、フォトリソグラフィ法等により、固定基板５１上の反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成する。この時、第二遮光部５１５Ｂをアパーチャーとして機能させるために、フィルター平面視において、反射膜形成部分が第二遮光部５１５Ｂの内周縁よりも大きくなるようにリフトオフパターンを形成する。この後、固定反射膜５４を形成するための材料（例えば、高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜）をスパッタリング法又は蒸着法等により成膜する。そして、固定反射膜５４を成膜した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
【００５５】
また、固定反射膜５４上に保護膜を形成してもよい。この保護膜を形成するための材料として、酸化シリコンや酸化アルミニウムが例示できる。固定反射膜５４上に保護膜を形成することにより、固定反射膜５４の耐環境性を向上させることができ、劣化を抑制できる。
以上により、固定基板５１が製造される。
【００５６】
（５−２．可動基板製造工程）
まず、図７（Ａ）に示すように、可動基板５２の形成素材である厚み寸法が２００μｍの石英ガラス基板を用意し、このガラス基板の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。そして、可動基板５２の全面にレジストを塗布し、塗布されたレジストをフォトリソグラフィ法により露光・現像して、保持部５２２が形成される箇所をパターニングする。
次に、石英ガラス基板をウェットエッチングすることで、図７（Ｂ）に示すように、例えば厚さ５０μｍの保持部５２２と、可動部５２１とを形成する。これにより、可動部５２１及び保持部５２２を有する可動基板５２の基板形状が決定される。
【００５７】
次に、図７（Ｃ）に示すように、可動面５２１Ａの外周縁に沿って可動電極５６２（及び可動引出電極５６４）を形成する。
具体的に、上記固定基板５１における固定電極５６１と同様に、可動基板５２上に電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングすることで、可動電極５６２及び可動引出電極５６４を形成する。
【００５８】
次に、図７（Ｄ）に示すように、可動反射膜５５の中心でもある平面中心点Ｏを中心とする略円形である可動基板５２を貫通する貫通孔５２３を形成する。
具体的に、可動基板５２の可動反射膜５５が形成される面と反対側の面に、フォトリソグラフィ法等を用いてマスクを形成する。この時、第一領域Ａｒ２（貫通孔５２３）への光を、固定基板５１に形成される第一遮光部５１５Ａによって遮光させるために、フィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とし、第一遮光部５１５Ａの外周縁よりも小さい径の略円形の開口部を有するマスクを形成する。これにより、第一遮光部５１５Ａ及び貫通孔５２３のアライメント調整を精度よく実施することが可能となる。この後、サンドブラスト法により貫通孔５２３を形成し、マスクを除去する。このようにして、可動基板５２に貫通孔５２３が形成され。すなわち、貫通孔５２３の形成領域（第一領域Ａｒ２）が、第一遮光部５１５Ａの遮光領域内となるように、貫通孔５２３が形成される。
なお、貫通孔５２３の形成方法は、サンドブラスト法に限定されず、ドリルやレーザー光を用いた加工方法や、ドライエッチング（RIE：Reactive Ion Etching）法等の方法であってもよい。
【００５９】
次に、図７（Ｅ）に示すように、可動面５２１Ａに可動反射膜５５を形成する。具体的には、可動反射膜５５としてＡｇ等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、可動基板５２に、メタルマスク等のマスクを用いて可動反射膜５５の形成領域にスパッタリング等により合金膜を形成することで可動反射膜５５を形成する。
ところで、このようにスパッタリング等を用いて可動反射膜５５を形成した場合、マスクで覆った領域にも合金膜の金属材料が回り込むことがある。これにより、可動反射膜５５の周辺に配置されている可動電極５６２等の導体と、可動反射膜５５とが電気的に接続されることが考えられる。上述のように、固定基板５１の固定反射膜５４は、フォトリソグラフィ法等の高精度なパターニング技術を用いて形成するため、固定反射膜５４と固定電極５６１とを電気的に接続されないように形成することができる。したがって、可動反射膜５５及び可動電極５６２を同電位の接地電位とし、固定基板５１に形成された固定電極５６１に駆動電圧を印加し、固定反射膜５４を接地電位とする。これにより、可動電極５６２と可動反射膜５５とが電気的に接続されてしまったとしても、固定反射膜５４及び可動反射膜５５との間に静電力が発生しないように、かつ固定電極５６１と可動電極５６２との間に所望の静電力が発生するように駆動させることができる。
なお、保持部５２２を形成した後、可動電極５６２を形成する前に貫通孔５２３を形成し、その後に可動電極５６２を形成してもよい。
以上により、可動基板５２が製造される。
【００６０】
（５−３．接合工程）
次に、前述の固定基板製造工程及び可動基板製造工程で形成された各基板を接合する。
具体的には、固定基板５１の第一接合面５１３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を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。同様に、可動基板５２の第二接合面５２４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を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。ここで、プラズマ重合膜の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
【００６１】
そして、固定基板５１の第一接合面５１３及び可動基板５２の第二接合面５２４に形成されたプラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与するために、Ｏ２プラズマ処理又はＵＶ処理を行う。Ｏ２プラズマ処理の場合は、Ｏ２流量３０ｃｃ／分、圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件で３０秒間実施する。また、ＵＶ処理の場合は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理する。
プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、２つの基板５１，５２のアライメントを行い、プラズマ重合膜を介して第一接合面５１３及び第二接合面５２４を重ね合わせる。そして、接合部分に例えば１０ｋｇｆの荷重を１０分間かける。これにより、基板５１，５２同士が接合される。
【００６２】
また、本実施形態の波長可変干渉フィルター５の製造方法では、１つのウエハー内に複数の波長可変干渉フィルター５を配置して、上記のような製造方法を用いることで、これらの複数の波長可変干渉フィルター５を同時に製造する。そして、上記の接合工程の後、ウエハーから各波長可変干渉フィルター５をチップ状態に分割する。この後、固定基板５１の可動電極パッド５６４Ｐに対向する部分、及び可動基板５２の固定電極パッド５６３Ｐに対向する部分を、例えば折る等して、切欠部５１４，５２５を形成し、実装端子部を露出させる。これにより、チップ単位の波長可変干渉フィルター５が製造される。
【００６３】
〔６．実施形態の作用効果〕
上述したように、本実施形態に係る波長可変干渉フィルター５では、可動基板５２の可動部５２１に貫通孔５２３が設けられる。すなわち、反射膜形成領域Ａｒ１には、第一領域Ａｒ２と第二領域Ａｒ３とが設けられ、第一領域Ａｒ２は、貫通孔５２３が形成されている。また、第二領域Ａｒ３は、検査対象光から目的波長の光を取り出すために、固定反射膜５４が設けられた反射膜固定面５１２Ａ、及び可動反射膜５５が設けられた可動面５２１Ａが、ギャップＧを介して対向している。
一般に、波長可変干渉フィルターでは、例えば可視光を分光させるためには、反射膜５４，５５の間のギャップＧの寸法が４００ｎｍ程度に形成されているのに対し、透過した光の光量を得るために、各反射膜５４，５５の径寸法が３ｍｍ程度に形成される。このような構成では、反射膜間ギャップＧを小さくすると、反射膜間の隙間が小さいために、空気が逃げにくく、これが空気抵抗となって可動部５２１の応答性を阻害する。
これに対して、上述のような本実施形態では、静電アクチュエーター５６により可動部５２１を固定基板５１側に変位させた際に、固定基板５１と可動基板５２とで囲まれた空間の空気を、第一領域Ａｒ２の貫通孔５２３を通して、可動基板５２の光射出側の空間（すなわち、波長可変干渉フィルター５の外部）に逃がすことができる。このため、可動部５２１を変位させる際の空気抵抗が低減され、応答性を向上させることができる。したがって、波長可変干渉フィルター５において、迅速に反射膜間ギャップＧの寸法を所望の値に設定することができる。これにより、測色センサー３による目的波長の光の光量検出、及び測色装置１による測色処理の処理速度をも向上させることができる。
また、空気抵抗を低減させるために、固定基板５１及び可動基板５２の間を高い真空度の状態に保持する等の複雑な構成が不要であり、簡単な構成により小型化が可能な波長可変干渉フィルター５を提供できる。
【００６４】
また、貫通孔５２３は、フィルター平面視において、反射膜形成領域Ａｒ１の中心である平面中心点Ｏを中心として形成されている。すなわち、貫通孔５２３は、反射膜形成領域の中心部に形成されている。
可動部５２１を固定基板５１側に変位させる場合、反射膜形成領域Ａｒ１の外周部の空気は、容易に電極配置溝５１１側に逃げることができるが、反射膜形成領域Ａｒ１における中心部（平面中心点Ｏ）近傍の空気は、外部に逃げにくく、これが可動部５２１を変位させる際の抵抗となる。
これに対して、本実施形態では、貫通孔５２３が平面中心点Ｏを中心として、反射膜形成領域Ａｒ１の中心部に形成されているため、反射膜形成領域Ａｒ１における中心部の空気を波長可変干渉フィルター５の外部に逃がすことができる。これにより、より確実に空気抵抗を低減させることができ、応答性をより向上させることができる。
【００６５】
そして、遮光部５１５は、光入射側の基板である固定基板５１に設けられる。このため、貫通孔５２３の内壁に入射した光が角度を変えて検出部３１に向かって透過されるということがない。したがって、貫通孔５２３を通過した光がノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合を抑制でき、波長可変干渉フィルター５における分解能の低下を抑制できる。
つまり、光入射側の基板である固定基板５１に貫通孔５２３を設け、光射出側の基板である可動基板５２に遮光部５１５を設けると、貫通孔５２３の内壁に入射した光が角度を変えて固定基板５１を透過し、可動基板５２も透過して、遮光部５１５の無い領域を通過することがある。この場合、波長可変干渉フィルター５の分解能が低下するおそれがある。遮光部５１５の幅寸法を大きくして、貫通孔５２３の内壁を透過して可動基板５２を透過する光を遮光することも考えられるが、この場合、光を透過させる第二領域Ａｒ３の領域も小さくなるため、検出部３１での受光量が小さくなってしまう。これに対して、光入射側の固定基板５１に遮光部５１５を設け、光射出側の可動基板５２に貫通孔５２３を設ける構成では、上記のような問題が生じず、良好な光学特性の波長可変干渉フィルター５が得られる。
【００６６】
特に第一遮光部５１５Ａは、固定基板５１の第一領域Ａｒ２（貫通領域）に対応する領域に設けられ、貫通孔５２３が光路上に位置する光を遮光する。すなわち、遮光部５１５は、光路上に貫通孔５２３が位置する光を少なくとも遮光する。このため、貫通孔５２３への光の入射を抑制できる。したがって、多重干渉せずに貫通孔５２３を通過する目的波長以外の光がノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合も抑制でき、波長可変干渉フィルター５の分解能の低下を抑制できる。
【００６７】
また、静電アクチュエーター５６により可動部５２１を変位させた際に、歪み等の変形が生じない固定基板５１に遮光部５１５が設けられる。したがって、例えば変形により遮光部５１５による遮光領域が変化することがない。これにより、貫通孔５２３への光の入射を防止できる。したがって、多重干渉せずに貫通孔５２３を通過する目的波長以外の光が、ノイズ成分となり、分解能を低下させる不都合も抑制でき、波長可変干渉フィルター５の分解能の低下を抑制できる。
【００６８】
また、遮光部５１５は、貫通孔５２３が形成された可動基板５２と対をなす固定基板５１に設けられている。すなわち、遮光部５１５は、波長可変干渉フィルター５を構成する基板上に設けられている。このため、第一遮光部５１５Ａ及び貫通孔５２３を、平面中心点Ｏを基準として形成することができるので、第一遮光部５１５Ａ及び貫通孔５２３のアライメント調整を精度よく実施することが可能となる。更に、アライメント調整を精度よく実施できるため、第一遮光部５１５Ａを必要な領域だけ形成すればよく、第一遮光部５１５Ａの幅寸法を貫通孔５２３の孔径に近づけることができる。したがって、第二領域Ａｒ３を大きくすることができ、波長可変干渉フィルター５の小型化や、遮光部５１５による光量の低減を抑制することができる。
更に、遮光部５１５は、静電アクチュエーター５６の影響による基板形状の変動がない固定基板５１に設けられている。このため、静電アクチュエーター５６により可動部５２１を変位させた場合でも、遮光部５１５による遮光領域が変化することがないため、貫通孔５２３への光の入射を抑制でき、波長可変干渉フィルター５の分解能の低下を抑制できる。
【００６９】
また、本実施形態では、反射膜固定面５１２Ａが電極固定面５１１Ａよりも可動面５２１Ａに近い位置に設けられている。すなわち、固定反射膜５４及び可動反射膜５５間の反射膜間ギャップＧは、固定電極５６１及び可動電極５６２間の電極間ギャップよりも小さく形成されている。このような構成では、反射膜間ギャップＧの変動可能領域を大きくでき、測色装置１の測定可能波長域を広域化することができる。これに加え、固定電極５６１，可動電極５６２間での静電引力の制御が容易となり、反射膜間ギャップＧの寸法をより精度よく、所望の値に設定することができる。
【００７０】
また、遮光部５１５は、第一領域Ａｒ２への光の侵入を抑制する第一遮光部５１５Ａと、アパーチャーとして機能する第二遮光部５１５Ｂとを備えている。
これにより、波長可変干渉フィルター５に入射する光、又は波長可変干渉フィルター５により取り出された光の有効径を規定するアパーチャーを別途設ける必要がなく、構成を簡単にできる。
【００７１】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の測色装置１では、光学モジュールである測色センサー３において、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。この場合、測色センサー３の所定の配置位置に波長可変干渉フィルター５を配置し、この波長可変干渉フィルター５の固定電極パッド５６３Ｐや可動電極パッド５６４Ｐに配線を実施する。しかしながら、複雑な構成を有する光学モジュール、特に小型の光学モジュールに対しては、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて説明する。
図８は、本発明の第二実施形態に係る光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
【００７２】
図８に示すように、光学フィルターデバイス６００は、波長可変干渉フィルター５を収納する筐体６１０を備えている。
この筐体６１０は、底部６１１と、リッド６１２と、入射側ガラス窓６１３（導光部）と、射出側ガラス窓６１４（導光部）と、を有する。
【００７３】
底部６１１は、例えば単層セラミック基板により構成される。この底部６１１には、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１が固定される。また、底部６１１には、波長可変干渉フィルター５の反射膜形成領域Ａｒ１に対向する領域に、光入射孔６１１Ａが開口形成されている。この光入射孔６１１Ａは、波長可変干渉フィルター５により分光したい入射光（検査対象光）が入射される窓であり、入射側ガラス窓６１３が接合されている。なお、底部６１１及び入射側ガラス窓６１３の接合としては、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリットを用いたガラスフリット接合を用いることができる。
また、入射側ガラス窓６１３には、波長可変干渉フィルター５の反射膜形成領域Ａｒ１と対向する領域（反射膜形成領域Ａｒ１に入射する光が透過する領域）に、遮光部６１８が設けられている。この遮光部６１８は、第一領域Ａｒ２への光の入射を抑制するための第一遮光部６１８Ａと、波長可変干渉フィルター５を通過させる光の光径を絞るアパーチャーとしての第二遮光部６１８Ｂとを備えている。このため、本実施形態では、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１の光入射面５１Ａには、遮光部５１５が設けられない。
【００７４】
また、底部６１１の上面（筐体６１０の内部側）には、波長可変干渉フィルター５の固定電極パッド５６３Ｐに接続される端子部６１６Ａと、波長可変干渉フィルター５の可動電極パッド５６４Ｐに接続される端子部６１６Ｂとが設けられている。また、底部６１１は、端子部６１６Ａが設けられる位置に、孔６１５Ａが形成されており、端子部６１６Ａは、孔６１５Ａを介して、底部６１１の下面（筐体６１０の外部側）に設けられた接続端子６１７Ａに接続されている。同様に、底部６１１の端子部６１６Ｂが設けられる位置には、端子部６１６Ｂが形成されており、端子部６１６Ｂは、孔６１５Ｂを介して、底部６１１の下面（筐体６１０の外部側）に設けられた接続端子６１７Ｂに接続されている。
また、底部６１１の外周縁には、リッド６１２に接合される封止部６１９が設けられている。
【００７５】
リッド６１２は、図８に示すように、底部６１１の封止部６１９に接合される封止部６２０と、封止部６２０から連続し、底部６１１から離れる方向に立ち上がる側壁部６２１と、側壁部６２１から連続し、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２側を覆う天面部６２２とを備えている。このリッド６１２は、例えばコバール等の合金又は金属により形成することができる。
このリッド６１２は、封止部６２０と、底部６１１の封止部６１９とが、例えばレーザー封止等により接合されることで、底部６１１に接合されている。また、リッド６１２の天面部６２２には、波長可変干渉フィルター５の反射膜形成領域Ａｒ１に対向する領域に、光射出孔６１２Ａが開口形成されている。この光射出孔６１２Ａは、波長可変干渉フィルター５により分光されて取り出された光が通過する窓であり、例えばガラスフリット接合等により射出側ガラス窓６１４が接合されている。なお、筐体６１０内の気体は、例えば窒素とする。ここで、筐体６１０の内部を高い真空度で維持することは要求されない。
【００７６】
このような光学フィルターデバイス６００では、筐体６１０により波長可変干渉フィルター５が保護されているため、異物や大気に含まれるガス等による波長可変干渉フィルター５の特性変化を防止でき、また、外的要因による波長可変干渉フィルター５の破損を防止できる。したがって、測色センサー等の光学モジュールや電子機器に対して、波長可変干渉フィルター５を設置する際や、メンテナンス時において、他の部材との衝突等による破損を防止できる。
また、例えば工場で製造された波長可変干渉フィルター５を、光学モジュールや電子機器を組み立てる組み立てライン等まで運搬する場合に、光学フィルターデバイス６００により保護された波長可変干渉フィルター５では、安全に運搬することが可能となる。
また、光学フィルターデバイス６００は、筐体６１０の外周面に露出する接続端子６１７Ａ，６１７Ｂが設けられているため、光学モジュールや電子機器に対して組み込む際にも容易に配線を実施することが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態では、入射側ガラス窓６１３に、第一遮光部６１８Ａ及び第二遮光部６１８Ｂを有する遮光部６１８が設けられている。このような構成では、例えば、遮光部６１８に膜応力の高い材料を厚く形成しても、波長可変干渉フィルター５に直接応力が掛かることがなく、分光精度に影響を与えることがない。
【００７８】
なお、本実施形態では、入射側ガラス窓６１３に遮光部６１８が設けられる構成を例示したが、例えば、射出側ガラス窓６１４に遮光部６１８が設けられる構成としてもよい。
更に、入射側ガラス窓６１３及び射出側ガラス窓６１４の双方に遮光部が設けられる構成としてもよく、この場合、アパーチャーとして機能する第二遮光部は、入射側ガラス窓６１３及び射出側ガラス窓６１４のうちいずれか一方のみに設けられることが好ましい。
更には、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１にも遮光部５１５が設けられる構成としてもよい。この場合、入射側ガラス窓６１３（射出側ガラス窓６１４）に遮光部を設ける必要がないが、より確実に第一領域Ａｒ２への光の侵入、第一領域Ａｒ２を透過した光の遮光を行うために、入射側ガラス窓６１３や射出側ガラス窓６１４に、第一領域Ａｒ２の光路上を遮光する遮光部（第一遮光部のみ）を設ける構成としてもよい。
また、ガラス窓６１４を入射側ガラス窓とし、ガラス窓６１３を射出側ガラス窓とし、底部６１１に波長可変干渉フィルター５の可動基板５２を固定し、そのガラス窓６１４に遮光部６１８を設ける構成としてもよい。
【００７９】
［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。
【００８０】
例えば、上記第一及び第二実施形態では、一つの貫通孔５２３が設けられる構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、基板平面視において、平面中心点Ｏに対して点対称の関係にある複数の貫通孔が形成される構成としてもよい。
図９は、本発明の一変形例に係る波長可変干渉フィルターを示す断面図である。
【００８１】
図９に示す波長可変干渉フィルター５Ａは、固定基板５１及び可動基板５２を備える。可動基板５２は、一対の貫通孔５２３Ａが形成される。これら一対の貫通孔５２３Ａは、その中心位置が、フィルター平面視において、平面中心点Ｏから距離Ｌの位置となるように形成される。すなわち、一対の貫通孔５２３Ａは、平面中心点Ｏに対して点対称の関係となるように形成される。
また、固定基板５１には、一対の貫通孔５２３Ａのそれぞれの貫通領域に対して、第一遮光部５１５Ｃが形成される。更に、可動基板５２には、反射膜形成領域のうち一対の貫通孔５２３Ａのそれぞれの貫通領域を除く領域に可動反射膜５５が形成される。
これにより、可動部５２１が固定基板５１側に変動した際に、固定基板５１と可動基板５２とで囲まれた空間の空気が一対の貫通孔５２３Ａを通って波長可変干渉フィルター５の外部により効率よく排出され、空気抵抗を一層低減させることができる。更に、貫通孔５２３Ａが平面中心点Ｏを中心として対称な位置に形成されるので、フィルター平面視において、貫通孔５２３Ａが形成されている周辺の空気抵抗を均一に低減させることができる。
【００８２】
なお、点対称の関係にある一対の貫通孔の組を複数組設けてもよい。
また、複数の貫通孔が、フィルター平面視において、それぞれの中心位置が平面中心点Ｏを中心とする同心円上に、当該円の円周を等間隔に分割するように構成してもよい。
【００８３】
また、上記第一及び第二実施形態では、光入射側の基板である固定基板５１に遮光部５１５が形成される構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、遮光部が光射出側の基板である可動基板５２に設けられる構成としてもよい。
この場合、固定基板５１に、フィルター平面視において、光入射面５１Ａの平面中心点Ｏを中心とする貫通孔を形成する。この時、貫通孔は、固定基板５１及び固定反射膜５４を貫通するように形成される。これにより、可動部５２１が固定基板５１側に変動した際に、固定基板５１と可動基板５２とで囲まれた空間の空気が貫通孔を通って固定基板５１の光入射側の空間（すなわち、波長可変干渉フィルター５の外部）に排出され、空気抵抗を低減させることが可能となる。
これにより、多重干渉せずに第一領域Ａｒ２を通過した目的波長以外の光が波長可変干渉フィルターから射出される不都合も抑制でき、波長可変干渉フィルターの分解能の低下を抑制できる。
【００８４】
また、上記第一及び第二実施形態では、光射出側の基板である可動基板５２にのみ貫通孔５２３が形成される構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、貫通孔が、固定基板５１及び可動基板５２の両方に形成される構成としてもよい。図１０は、本発明の変形例に係る波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図である。
【００８５】
図１０に示す波長可変干渉フィルター５Ｂは、固定基板５１及び可動基板５２を備える。固定基板５１は、貫通孔５１６が形成され、可動基板５２は、貫通孔５２３が形成される。貫通孔５１６は、フィルター平面視において第一領域ＡＲ２に設けられている。また、固定基板５１に設けられた固定反射膜５４Ｂなお、本変形例では、第一遮光部５１５Ａは、図示していないが、貫通孔５１６及び貫通孔５２３を通過する光の光路上に設けられる。
これにより、可動部５２１が固定基板５１側に変動した際に、固定基板５１と可動基板５２とで囲まれた空間の空気が２つの貫通孔を通って波長可変干渉フィルター５の外部により効率よく排出され、空気抵抗を一層低減させることが可能となる。
【００８６】
また、上記第一及び第二実施形態では、波長可変干渉フィルター５，５Ａ，５Ｂ又は光学フィルターデバイス６００に遮光部が設けられる構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、遮光部は、図１１に示すように、光学モジュールである測色センサーを構成する光学部材に設けてもよい。
図１１は、本発明の一変形例に係る光学モジュールである測色センサーの概略構成を示す模式図である。
【００８７】
図１１に示すように、測色センサー３Ａは、波長可変干渉フィルター５と、検出部３１と、電圧制御部３２と、導光光学装置７０とを備える。
導光光学装置７０は、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）の光路上に設けられ、この反射光を波長可変干渉フィルター５に向かって導光する。導光光学装置７０は、各種レンズや、バンドパスフィルター等の一又は複数の光学部材によって構成される。
【００８８】
ここで、本実施形態の測色センサー３Ａの導光光学装置７０は、図１１に示すように、その光射出側に遮光部７１を備える。この遮光部７１は、導光光学装置７０から射出され波長可変干渉フィルター５に入射する検査対象光のうち、第一領域Ａｒ２をその光路上にもつ光を遮光する。
このような遮光部７１が設けられた導光光学装置７０を備える測色センサー３Ａでは、波長可変干渉フィルター５の第一領域Ａｒ２を光が通過することを防止することにより、第二領域Ａｒ３を透過した目的波長の光の光量を精度よく検出することができる。
なお、本変形例では、第一領域Ａｒ２を光が通過することを防止する不都合をより確実に防止するために、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１にも遮光部５１５が形成されているが、これに限定されない。例えば、測色センサー３に入射する光が精度の高い平行光である場合、波長可変干渉フィルター５に遮光部５１５を形成しない構成としてもよい。この場合、検査対象光の光路上のいずれかに、アパーチャーを設けることが好ましい。
【００８９】
また、本変形例では、遮光部７１が波長可変干渉フィルター５の入射側に配置された導光光学装置７０に設けられる構成を例示したが、波長可変干渉フィルター５の射出側に配置された導光光学装置に遮光部が設けられる構成でもよい。この場合、遮光部は、導光光学装置の入射側に、第一領域Ａｒ２を透過した光を遮光するように設けられる。
更に、検出部３１に遮光部が設けられる構成でもよい。この場合、遮光部は、検出部３１の入射面に、第一領域Ａｒ２を透過した光を遮光するように設けられる。
いずれの場合も、第一領域Ａｒ２を透過する光が検出部３１にて検出される不都合をより確実に防止するために、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１にも遮光部５１５を形成する構成としてもよい。また、波長可変干渉フィルター５に遮光部５１５を形成しない構成としてもよく、この場合、検査対象光の光路上のいずれかに、アパーチャーを設けることが好ましい。
【００９０】
更に、図１１では、遮光部７１として、導光光学装置７０の光射出側に設けられる例を示すが、これに限定されず、導光光学装置７０の光入射側に設けられる構成としてもよい。また、遮光部７１が、導光光学装置７０の光射出側に配置される光学部材に配置される例を示したが、導光光学装置７０を構成する各種レンズや、バンドパスフィルター等のうち、どの光学部材に設けられる構成としてもよい。
なお、測色センサー３Ａは、波長可変干渉フィルター５Ａを用いて構成してもよい。
【００９１】
ここで、上記第一及び第二実施形態では、遮光部は、貫通孔が設けられた第一領域Ａｒ２を通過する光を遮光するように設けられたが、本発明はこれに限定されず、貫通孔が設けられた第一領域Ａｒ２を通過する、及び通過した光の少なくとも一方を遮光するように設けられればよく、貫通孔が設けられた第一領域Ａｒ２を通過した光を遮光するように光射出側に設けてもよい。具体的には、図８に示す光学フィルターデバイスのように、入射側ガラス窓６１３又は射出側ガラス窓６１４の当該光の光路上に遮光部を設ければよい。また、図１０に示す測色センサー３Ａのように、導光光学装置７０又は検出部３１の当該光の光路上に遮光部を設ければよい。
【００９２】
また、上記第一及び第二実施形態では、略円形の断面を有する貫通孔５２３が設けられる構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、各種の断面形状を有する貫通孔５２３が設けられる構成としてもよい。例えば、楕円形や、各種多角形の断面形状を有する貫通孔が設けられる構成としてもよい。
【００９３】
また、上記各実施形態において、可動部５２１を固定基板５１側に変位させるギャップ変更部として、静電アクチュエーター５６を例示したが、これに限定されない。
例えば、固定電極５６１の代わりに、第一誘電コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘電コイル又は永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
更に、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。
【００９４】
本発明の電子機器として、測色装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器を用いることができる。
例えば、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムとして用いることができる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の波長可変干渉フィルターを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器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。
【００９５】
図１２は、波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図１３は、図１２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１２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（光学モジュール）と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部１３８、電力を供給する電力供給部１３９等から構成されている。また、光学部１３５は、光を射出する光源１３５Ａと、光源１３５Ａから入射された光をセンサーチップ１１０側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１３７側に透過するビームスプリッター１３５Ｂと、レンズ１３５Ｃ，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５を用いる構成を例示するが、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂを用いる構成としてもよいし、波長可変干渉フィルター５，５Ａ，５Ｂが収納された、第二実施形態のような光学フィルターデバイス６００を用いる構成としてもよい。
また、図１３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。
更に、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図１３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等を備えている。
【００９６】
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。
【００９７】
そして、例えば利用者により操作パネル１４０が操作され、操作パネル１４０から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１４４へ出力されると、まず、信号処理部１４４は、光源ドライバー回路１４５に光源作動の信号を出力して光源１３５Ａを作動させる。光源１３５Ａが駆動されると、光源１３５Ａから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光を射出される。また、光源１３５Ａには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部１４４へ出力される。そして、信号処理部１４４は、光源１３５Ａから入力された温度や光量に基づいて、光源１３５Ａが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路１５０を制御して排出手段１３３を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１２０Ａから、吸引流路１２０Ｂ、センサーチップ１１０内、排出流路１２０Ｃ、排出口１２０Ｄへと誘導される。
【００９８】
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を制御し、波長可変干渉フィルター５に印加する電圧を調整し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。
信号処理部１４４は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ＲＯＭに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部１４４は、表示部１４１にその結果情報を表示させたり、接続部１４２から外部へ出力したりする。
【００９９】
なお、上記図１２及び図１３において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、本発明の波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。
【０１００】
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。
【０１０１】
図１４は、波長可変干渉フィルター５を利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。なお、ここでは波長可変干渉フィルター５を用いているが、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂを用いる構成としてもよいし、波長可変干渉フィルター５，５Ａ，５Ｂが収納された、第二実施形態のような光学フィルターデバイス６００を用いる構成としてもよい。
この食物分析装置２００は、図１４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。
【０１０２】
この食物分析装置２００は、システムを駆動させると、光源制御部２２１により光源２１１が制御されて、光源２１１から測定対象物に光が照射される。そして、測定対象物で反射された光は、撮像レンズ２１２を通って波長可変干渉フィルター５に入射する。波長可変干渉フィルター５は電圧制御部２２２の制御により所望の波長を分光可能な電圧が印加されており、分光された光が、例えばＣＣＤカメラ等により構成される撮像部２１３で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部２２５に蓄積される。また、信号処理部２２４は、電圧制御部２２２を制御して波長可変干渉フィルター５に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。
【０１０３】
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。更に、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、更には、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。
【０１０４】
また、図１４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。
更には、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。
【０１０５】
更には、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
【０１０６】
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、分光分析機等にも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図１５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１５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１５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。
【０１０７】
更には、本発明の波長可変干渉フィルターをバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の波長可変干渉フィルターを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩等の認証装置にも適用できる。
【０１０８】
更には、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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、上記各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせて構成してもよく、また、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】
【０１１１】
１…測色装置（電子機器）、３…測色センサー（光学モジュール）、５…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、５１…固定基板（第一基板）、５２…可動基板（第二基板）、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）、１００…ガス検出装置（電子機器）、２００…食物分析装置（電子機器）、３００…分光カメラ（電子機器）、５１５，６１８…遮光部、５１５Ａ，６１８Ａ…第一遮光部、５１５Ｂ，６１８Ｂ…第二遮光部、５２１…可動部、５２２…保持部、６００…光学フィルターデバイス、６１０…筐体、６１３…入射側ガラス窓（導光部）、６１４…射出側ガラス窓（導光部）、Ａｒ１…反射膜形成領域、Ａｒ２…第一領域、Ａｒ３…第二領域
【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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