(57)【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して反射膜間ギャップを介して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、
を備え、
前記第一電極及び前記第二電極は、平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一電極に接続された第一引出電極と、
前記第二電極に接続された第二引出電極と、を備え、
前記第一電極は、前記平面視において、複数の第一部分電極を有し、
前記第一引出電極は、前記平面視において、前記第二電極及び前記第二引出電極と重ならない位置に設けられ、
前記第二引出電極は、前記平面視において、複数の前記第一部分電極のうちのいずれか２つの間の領域と重なる位置で、前記第二電極に接続さ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、
前記第一電極は、前記平面視において前記第二電極及び前記第二引出電極と重ならない位置に設けられ、２つの前記第一部分電極を接続する第一接続電極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４】
第一基板、前記第一基板に対向して配置される第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜、前記第一基板に設けられた第一電極、及び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を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を備え、
前記第一電極及び前記第二電極は、平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項５】
第一基板と、
前記第一基板に対向して配置される第二基板と、
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して反射膜間ギャップを介して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、
前記第一電極及び前記第二電極は、平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする光学モジュール。
【請求項６】
第一基板と、
前記第一基板に対向して配置される第二基板と、
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して反射膜間ギャップを介して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、を有する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、
前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、
前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
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して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一基板に設けられ、平面視において、第一の幅寸法を有する第一電極と、
前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向し、前記平面視において第二の幅寸法を有する第二電極と、
前記第一電極に接続された第一引出電極と、
前記第二電極に接続された第二引出電極と、
を備え、
前記第一の幅寸法は前記第二の幅寸法より大きく、
前記平面視において、前記第二引出電極は前記第一電極と重ならない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して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一基板に設けられ、平面視において、第一の幅寸法を有する第一電極と、
前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向し、前記平面視において第二の幅寸法を有する第二電極と、
前記第一電極に接続された第一引出電極と、
前記第二電極に接続された第二引出電極と、
を備え、
前記平面視において、前記第二電極は前記第一電極の内側に形成され、
前記平面視において、前記第二引出電極は前記第一電極と重ならないことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【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、互いに対向する２つの反射膜により、所定の目的波長の光を取り出す波長可変干渉フィルターにおいて、２つの反射膜間ギャップ寸法を変化させて、取り出す光の波長を変化させる波長可変干渉フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の波長可変干渉フィルター（ファブリペローフィルター）は、基板と、基板上に設けられる第一反射膜（第一ミラー）と、第一反射膜に対して所定のギャップ（反射膜間ギャップ）を介して対向して配置される第二反射膜（第二ミラー）とを備えている。また、第一反射膜上には、光を透過させる領域に対して左右対称となる第一電極が設けられ、第二反射膜の基板に対向する面には、光を透過させる領域に対して左右対称で、第一電極に対向する第二電極が設けられている。
このような波長可変干渉フィルターでは、第一電極及び第二電極が互いに対向する領域により静電アクチュエーターを構成し、電極間に電圧を印加することで静電引力により反射膜間ギャップを変化させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２１９１３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、第一電極及び第二電極が互いに対向するように設けられているが、製造時の基板の接合ズレ等により、上下の電極位置がずれる場合がある。この場合、静電アクチュエーターとして機能する領域が減少してしまうため、静電アクチュエーターの特性を保持できず、反射膜間ギャップのギャップ制御の精度が低下するという課題があった。
【０００６】
本発明では、製造時において基板接合ズレが生じた際でも、反射膜間ギャップのギャップ制御の精度を維持できる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】
本発明の一態様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して反射膜間ギャップを介して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、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
また、上記の本発明に係る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して反射膜間ギャップを介して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、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、第一基板に設けられた第一電極と、第二基板に設けられた第二電極とが互いに対向して配置されている。したがって、これらの第一電極及び第二電極間の互いに対向する領域により静電アクチュエーターが構成され、電極間に電圧が印加されることで、静電引力が発生し、反射膜間ギャップを変化させることが可能となる。
ここで、本発明では、平面視において、第一電極の光干渉領域側の周縁が、第二電極の光干渉領域側の周縁よりも、光干渉領域に近い側に位置している。また、第一電極の光干渉領域とは反対側の周縁が、第二電極の光干渉領域とは反対側の周縁よりも、光干渉領域から離れる側に位置している。例えば、平面視において、第一電極及び第二電極が、光干渉領域の外周側に設けられる環状の仮想線に沿って設けられる場合、第一電極の幅寸法が、第二電極の幅寸法よりも大きく、かつ、平面視で第二電極が第一電極の内側に配置される。
このような構成では、第一基板及び第二基板を接合する際に僅かな接合ズレが生じたとしても、静電アクチュエーターを構成する第一電極及び第二電極の対向部分の領域面積が減少することがない。したがって、静電アクチュエーターの特性を維持することができ、ギャップ制御における精度低下も抑制できる。
【０００９】
本発明の波長可変干渉フィルターは、前記第一電極に接続された第一引出電極と、前記第二電極に接続された第二引出電極と、を備え、前記第一電極は、前記平面視において、複数の第一部分電極を有し、前記第一引出電極は、前記平面視において、前記第二電極及び前記第二引出電極と重ならない位置に設けられ、前記第二引出電極は、前記平面視において、複数の前記第一部分電極のうちのいずれか２つの間の領域と重なる位置で、前記第二電極に接続されていることが好ましい。
【００１０】
一般に、第一基板の第二基板に対向する面に第一電極を設け、第二基板の第一基板に対向する面に第二電極を設ける場合等では、第一電極の電位を設定するために第一電極に接続される第一引出電極、及び第二電極の電位を設定するために第二電極に接続される第二引出電極が設けられる。
この場合、平面視において、第一電極及び第二引出電極の一部、第二電極及び第一引出電極の一部がそれぞれ重なるように、波長可変干渉フィルターが設計されている場合、基板同士の接合ズレが発生した場合に、電極及び引出電極の重なり合う領域の面積が変動してしまう。また、第一電極及び第二電極のみが重なり合い、第一引出電極や第二引出電極が、第一電極や第二電極と重なり合わないように設計されている場合であっても、接合ズレが生じた際に、例えば第一電極と第二引出電極とが重なり合う領域が生じる恐れがある。
これに対して、本実施形態では、第一電極は、複数の第一部分電極により構成されており、これらの第一部分電極の間の領域に、第二電極と第二引出電極との接続部が対向している。このような構成では、僅かな接合ズレが生じたとしても、第二電極及び第二引出電極の接続部に対応する位置に、第一電極が存在しないため、第二引出電極と第一電極とが重なり合う領域が発生することがない。また、第一引出電極は、例えば、接合ズレが生じた場合でも第二電極と重ならない第一電極の光干渉領域側の周縁、又は光干渉領域とは反対側の周縁に設けられることで、第二電極や第二引出電極との重なり合いを容易に回避することができる。
したがって、接合ズレが生じた場合でも、静電アクチュエーターとして機能する領域の面積が変わることがなく、静電アクチュエーターの特性も変化しない。したがって、静電アクチュエーターに所定電圧を印加した際に発生する静電引力も変化せず、反射膜間ギャップのギャップ制御の精度低下を抑制できる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第一電極は、前記平面視において前記第二電極及び前記第二引出電極と重ならない位置に設けられ、２つの前記第一部分電極を接続する第一接続電極を備えたことが好ましい。
本発明では、第一電極は、第一部分電極を接続する第一接続電極を備えている。これにより、複数の第一部分電極のいずれか、又は第一接続電極に対して１つの第一引出電極を接続することで、各第一部分電極を同一電位差に設定することができ、電極形状の簡略化を図ることができる。
【００１２】
本発明の一態様の光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板に対向して配置される第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜、前記第一基板に設けられた第一電極、及び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を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
また、上記の本発明に係る光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板に対向して配置される第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜、前記第一基板に設けられた第一電極、及び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を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、上述した発明と同様、波長可変干渉フィルターにおいて、第一電極及び第二電極が互いに対向する領域の面積が、第一基板及び第二基板の接合ズレが生じた場合であっても変化しない。したがって、第一電極及び第二電極により構成される静電アクチュエーターの特性を維持することができ、反射膜間ギャップのギャップ制御も精度よく実施することができる。
また、波長可変干渉フィルターが筐体に収納される構成であるため、帯電物質や水粒子等の異物の侵入を抑制できる。これにより、反射膜への帯電物質の付着による第一反射膜間ギャップ及び第二反射膜間ギャップの変動や、各反射膜の劣化を防止することができる。また、運搬時の波長可変干渉フィルターの保護や、波長可変干渉フィルターを機器へ組み込む際の作業効率性を向上させることができる。
【００１４】
本発明の一態様の光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置される第二基板と、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して反射膜間ギャップを介して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、前記第一電極及び前記第二電極は、平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
また、上記の本発明に係る光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置される第二基板と、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して反射膜間ギャップを介して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、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
【００１５】
本発明では、上述した発明と同様、第一基板及び第二基板の接合ズレ等が生じた場合であっても、第一電極及び第二電極により構成される静電アクチュエーターの特性を維持することができ、光干渉領域から所望の目的波長の光を精度よく取り出すことができる。したがって、光モジュールにおいても、高精度に取り出された目的波長の光を検出部で検出することで、目的波長の光の正確な光量を検出することができる。
【００１６】
本発明の一態様の電子機器は、第一基板と、前記第一基板に対向して配置される第二基板と、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して反射膜間ギャップを介して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、を有する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、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記第一電極と前記第二電極との間に電圧が印加されることにより前記反射膜間ギャップが変化し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
また、上記の本発明に係る電子機器は、第一基板と、前記第一基板に対向して配置される第二基板と、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して反射膜間ギャップを介して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、を有する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、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜が重なり合う光干渉領域の外側に設けられ、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域に近い側に位置し、前記平面視において、前記第一電極の前記光干渉領域とは反対側の周縁は、前記第二電極の周縁よりも前記光干渉領域から離れる側に位置することを特徴とする。
【００１７】
本発明では、上述した発明と同様、第一基板及び第二基板の接合ズレ等が生じた場合であっても、第一電極及び第二電極により構成される静電アクチュエーターの特性を維持することができ、光干渉領域から所望の目的波長の光を高精度で取り出すことができる。したがって、電子機器においても、高精度に取り出された目的波長の光に基づいて、各種電子処理を正確に実施することができる。
【００１８】
本発明の別の一態様の波長可変フィルターは、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して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板に設けられ、平面視において、第一の幅寸法を有する第一電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向し、前記平面視において第二の幅寸法を有する第二電極と、前記第一電極に接続された第一引出電極と、前記第二電極に接続された第二引出電極と、を備え、前記第一の幅寸法は前記第二の幅寸法より大きく、前記平面視において、前記第二引出電極は前記第一電極と重ならないことを特徴とする。
また、上記の本発明に係る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して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板に設けられ、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、第一の幅寸法を有する第一電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向し、前記平面視において第二の幅寸法を有する第二電極と、を備え、前記第一の幅寸法は前記第二の幅寸法より大きいことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、上述した発明と同様、第一基板及び第二基板の接合ズレが生じた場合であっても、第一電極及び第二電極が互いに対向する領域の面積が変化しない。したがって、第一電極及び第二電極により構成される静電アクチュエーターの特性を維持することができ、反射膜間ギャップのギャップ制御も精度よく実施することができる。
【００２０】
本発明の一態様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して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板に設けられ、平面視において、第一の幅寸法を有する第一電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向し、前記平面視において第二の幅寸法を有する第二電極と、前記第一電極に接続された第一引出電極と、前記第二電極に接続された第二引出電極と、を備え、前記平面視において、前記第二電極は前記第一電極の内側に形成され、前記平面視において、前記第二引出電極は前記第一電極と重ならないことを特徴とする。
また、上記の本発明に係る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して反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一基板に設けられ、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、第一の幅寸法を有する第一電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一電極に対向し、前記平面視において第二の幅寸法を有する第二電極と、を備え、前記平面視において、前記第二電極は前記第一電極の内側に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明においても、上述した発明と同様、第一基板及び第二基板の接合ズレが生じた場合であっても、第一電極及び第二電極が互いに対向する領域の面積が変化しない。したがって、第一電極及び第二電極により構成される静電アクチュエーターの特性を維持することができ、反射膜間ギャップのギャップ制御も精度よく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。
【図３】図２の波長可変干渉フィルターをＡ−Ａ´線で断面した際の断面図。
【図４】第一実施形態の静電アクチュエーターを構成する各電極構成を示す平面図。
【図５】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの製造方法を示すフローチャート。
【図６】図５の固定基板形成工程を説明する図。
【図７】図５の可動基板形成工程を説明する図。
【図８】図５の基板接合工程を説明する図。
【図９】基板接合工程において、接合ズレが生じた際の電極の位置を示す図。
【図１０】第二実施形態の波長可変干渉フィルターの静電アクチュエーターの電極構成を示す平面図。
【図１１】第三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１２】他の実施形態における波長可変干渉フィルターの静電アクチュエーターの電極構成を示す平面図。
【図１３】他の実施形態における波長可変干渉フィルターの静電アクチュエーターの電極構成を示す平面図。
【図１４】他の実施形態における波長可変干渉フィルターの静電アクチュエーターの電極構成を示す平面図。
【図１５】他の実施形態における波長可変干渉フィルターの静電アクチュエーターの電極構成を示す平面図。
【図１６】本発明の電子機器の一例である測色装置を示す概略図。
【図１７】本発明の電子機器の一例であるガス検出装置を示す概略図。
【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】本発明の電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図。
【図２０】本発明の電子機器の一例である分光カメラの概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、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である。
分光測定装置１は、本発明の電子機器であり、測定対象Ｘで反射された測定対象光における所定波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する。
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、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、制御部２０と、を備えている。また、光学モジュール１０は、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１（検出部）とを備えて構成されている。
【００２４】
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。
電圧制御部１５は、制御部２０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５を駆動させ、波長可変干渉フィルター５から所定の目的波長の光を透過させる。
【００２５】
［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、ディテクター１１（検出部）と、波長可変干渉フィルター５と、を備えて構成される。
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。
【００２６】
［波長可変干渉フィルターの構成］
光学モジュール１０の波長可変干渉フィルター５について、以下説明する。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の波長可変干渉フィルターをＡ−Ａ´線で断面した際の断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図２及び図３に示すように、例えば矩形板状の光学部材であり、固定基板５１（第一基板）および可動基板５２（第二基板）を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ各種ガラスや水晶等により形成され、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３により接合されることで、一体的に構成されている。
【００２７】
固定基板５１には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１を介して対向配置されている。また、固定基板５１及び可動基板５２を基板厚み方向から見た平面視（以降、フィルター平面視と称す）において、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が互いに重なり合う領域により光干渉領域Ａｒ０が構成されている。そして、この光干渉領域Ａｒ０を透過した光が、ディテクター１１により検出される。
また、固定基板５１には、固定側電極５６１（第一電極）が設けられ、可動基板５２には、可動側電極５６２（第二電極）が設けられている。そして、フィルター平面視において、これらの固定側電極５６１及び可動側電極５６２が重なり合う領域により、静電アクチュエーター５６が構成される。
また、本実施形態では、フィルター平面視において、固定反射膜５４の中心点及び可動反射膜５５の中心点は一致し、平面視におけるこれらの反射膜の中心点をフィルター中心点Ｏと称する。
【００２８】
（固定基板の構成）
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、静電アクチュエーター５６による静電引力や、固定基板５１上に形成される膜部材（例えば固定反射膜５４等）の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
この固定基板５１は、図３に示すように、例えばエッチング等により形成された電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２を備える。また、図２に示すように固定基板５１の外周縁の一部（頂点Ｃ１）には、切欠部５１４が設けられており、この切欠部５１４から後述する可動側引出電極５７２が波長可変干渉フィルター５の表面に露出される構成となる。
【００２９】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１のフィルター中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、フィルター平面視において、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ている。
この電極配置溝５１１の溝底面は、静電アクチュエーター５６の固定側電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、固定反射膜５４が配置される反射膜設置面５１２Ａとなる。
【００３０】
図４は、本実施形態の各電極構成を示す図である。なお、図４において斜線にて示される領域は、固定側電極５６１及び可動側電極５６２が重なり合う領域であり、静電アクチュエーター５６として機能する。
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定側電極５６１が設けられている。この固定側電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１に対向する領域に設けられている。
具体的には、固定側電極５６１は、図４に示すように、フィルター平面視において、フィルター中心点Ｏに対して点対称となる２つの固定側部分電極５６１Ａと、これらの固定側部分電極５６１Ａを接続する固定側接続電極５６１Ｂとを備える。
固定側部分電極５６１Ａは、フィルター中心点Ｏを中心とした半径Ｒ０の仮想円Ｐに沿い、半径Ｒ１１（Ｒ１１＜Ｒ０）の内径側周縁５６１Ａ１と、半径Ｒ１２（Ｒ１２＞Ｒ０）の外径側周縁５６１Ａ２とを備えた円弧形状に形成されている。したがって、仮想円Ｐ上における、固定側部分電極５６１Ａの端部間の領域（第一端部間領域Ａｒ１，第二端部間領域Ａｒ２）には、固定基板５１上に電極が配置されないことになる。
ここで、固定側部分電極５６１Ａの幅寸法（Ｒ１２−Ｒ１１）は、本発明の第一の幅寸法となる。
【００３１】
また、固定側接続電極５６１Ｂは、２つの固定側部分電極５６１Ａにおける頂点Ｃ３に近接する側の端部同士（第二端部間領域Ａｒ２を挟んで対向する端部同士）を接続する。この固定側接続電極５６１Ｂは、固定側部分電極５６１Ａの端部における外径側周縁５６１Ａ２から仮想円Ｐの径外側に延出して、２つの固定側部分電極５６１Ａを接続している。すなわち、固定側接続電極５６１Ｂは、半径Ｒ１２の外径側周縁５６１Ａ２の径外側に配置され、フィルター平面視において、後述する可動側電極５６２と重ならない。
【００３２】
そして、固定側接続電極５６１Ｂには、図２及び図４に示すように固定側引出電極５７１が接続されている。この固定側引出電極５７１は、図２に示すように、頂点Ｃ３まで延出し、頂点Ｃ３において、可動基板５２に設けられた後述する切欠部５２４から露出する。なお、固定基板５１には、電極配置溝５１１から頂点Ｃ１及び頂点Ｃ３に向かって延出する引出電極配置溝（図示略）が設けられ、固定側引出電極５７１は、これらの引出電極配置溝のうち、頂点Ｃ３に向かって延出する一方に沿って配置されている。そして、この固定側引出電極５７１の先端部は、頂点Ｃ３において、例えばＦＰＣ（Flexible printed circuits）やリード線等により電圧制御部１５に接続されている。
【００３３】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等、導電性の合金膜を用いることができる。また、固定反射膜５４として、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。
【００３４】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００３５】
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び引出電極配置溝が形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３は、接合膜５３により、可動基板５２の第二接合部５２３に接合される。
【００３６】
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２及び図３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。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ３に切欠部５２４が設けられ、上述したように、この切欠部５２４から固定側引出電極５７１の先端部が露出する。
【００３７】
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（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。そして、この可動部５２１の固定基板５１に対向する可動面５２１Ａには、可動反射膜５５、及び可動側電極５６２が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。
【００３８】
可動側電極５６２は、図４に示すように、フィルター平面視において、可動反射膜５５（光干渉領域Ａｒ０）の外周側に設けられている。この可動側電極５６２は、仮想円Ｐに沿い、半径Ｒ２１（Ｒ０＞Ｒ２１＞Ｒ１１）の内径側周縁５６２Ａ１と、半径Ｒ２２（Ｒ０＜Ｒ２２＜Ｒ１２）の外径側周縁５６２Ａ２とを備えた円環形状に形成されている。
したがって、フィルター平面視において、可動側電極５６２は、２つの外径側周縁５６１Ａ２の端部間（第一端部間領域Ａｒ１，第二端部間領域Ａｒ２）では、固定側電極５６１と重なり合わない。
ここで、可動側電極５６２の幅寸法（Ｒ２２−Ｒ２１）は、本発明の第二の幅寸法となり、固定側部分電極５６１Ａの幅寸法（Ｒ１２−Ｒ１１）よりも小さく、かつフィルター平面視において、静電アクチュエーター５６を形成する対向領域では、可動側電極５６２は、固定側部分電極５６１Ａの内側に配置される。
【００３９】
そして、可動側電極５６２には、頂点Ｃ１側に位置する側の第一端部間領域Ａｒ１において、可動側引出電極５７２が接続されている。この可動側引出電極５７２は、図２に示すように、頂点Ｃ１まで延出し、頂点Ｃ１において、固定基板５１に設けられた切欠部５１４から波長可変干渉フィルター５の外面に露出する。なお、この可動側引出電極５７２は、固定基板５１の頂点Ｃ１に向かって延出する引出電極配置溝に対向して配置される。そして、この可動側引出電極５７２の先端部は、頂点Ｃ１において、例えばＦＰＣやリード線等により電圧制御部１５に接続されている。
上述したような電極構成では、図４に示すように、フィルター平面視において、固定側電極５６１及び可動側電極５６２が重なる円弧領域（図４において斜線にて示される領域）により、静電アクチュエーター５６が構成されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、図３に示すように、静電アクチュエーター５６が構成される領域において、固定側電極５６１及び可動側電極５６２の間の電極間ギャップＧ２は、反射膜間ギャップＧ１よりも大きく形成されているが、これに限定されない。例えば、測定対象光として赤外光や遠赤外光を対象とする場合等、測定対象光の波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１が、電極間ギャップＧ２よりも大きくなる構成としてもよい。
【００４１】
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を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が抑制される。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも抑制され、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を平行状態に維持す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。
【００４２】
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の固定基板５１に対向する面には、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３が設けられ、接合膜５３を介して第一接合部５１３に接合される。
【００４３】
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、波長設定部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３０を備え、記憶部３０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、光干渉領域Ａｒ０を透過する光のピーク波長が記録されている。
【００４４】
波長設定部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３０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、波長設定部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。
【００４５】
［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に製造方法について、図面に基づいて説明する。
図５は、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である。
波長可変干渉フィルター５の製造では、まず、固定基板５１を形成するための第一ガラス基板Ｍ１、可動基板５２を形成するための第二ガラス基板Ｍ２を用意し、固定基板形成工程Ｓ１及び可動基板形成工程Ｓ２を実施する。この後、基板接合工程Ｓ３を実施し、固定基板形成工程Ｓ１により加工された第一ガラス基板Ｍ１と、可動基板形成工程Ｓ２により加工された第二ガラス基板Ｍ２とを接合し、チップ単位で波長可変干渉フィルター５を切り出す。
以下、各工程Ｓ１〜Ｓ３について、図面に基づいて説明する。
【００４６】
［固定基板形成工程］
図６は、固定基板形成工程Ｓ１における第一ガラス基板Ｍ１の状態を示す図である。
固定基板形成工程Ｓ１では、まず、図６（Ａ）に示すように、固定基板５１の製造素材である第一ガラス基板Ｍ１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。
次に、そして、図６（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、第一ガラス基板Ｍ１の基板表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・現像することで、反射膜設置面５１２Ａの形成箇所が開口するようにパターニングする。ここで、本実施形態では、１つの第一ガラス基板Ｍ１から複数の固定基板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、複数の固定基板５１がアレイ状に並列配置された状態で製造されるよう、レジストパターンを形成する。
そして、第一ガラス基板Ｍ１の両面に対して、例えばフッ酸系を用いたウェットエッチングを施す。この時、反射膜設置面５１２Ａの深さ寸法までエッチングを行う。この後、電極配置溝５１１、引出電極配置溝の形成箇所が開口するようにレジストを形成し、更にウェットエッチングを実施する。
これにより、図６（Ｂ）に示すように、固定基板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。
【００４７】
この後、第一ガラス基板Ｍ１のエッチングが施された面に、固定側電極５６１，固定側引出電極５７１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。
この時、フィルター平面視において、固定側部分電極５６１Ａの内径側周縁５６１Ａ１が、可動側電極５６２の内径側周縁５６２Ａ１よりも内側となり、かつ固定側部分電極５６１Ａの外径側周縁５６１Ａ２が、可動側電極５６２の外径側周縁５６２Ａ２よりも外側となるように、パターニングを実施する。ここで、固定側部分電極５６１Ａの内径側周縁５６１Ａ１から可動側電極５６２の内径側周縁５６２Ａ１までの寸法（Ｒ２１−Ｒ１１）及び、固定側部分電極５６１Ａの外径側周縁５６１Ａ２から可動側電極５６２の外径側周縁５６２Ａ２までの寸法（Ｒ１２−Ｒ２２）は、基板接合工程Ｓ３において第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２（固定基板５１及び可動基板５２）を接合する際の接合精度以上のマージンに設定される。
すなわち、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を接合する際、接合ズレが発生する可能性があるが、その最大ズレ量は、接合条件や接合方法等により予め推測することができる。従って、上記寸法（Ｒ２１−Ｒ１１）及び寸法（Ｒ１２−Ｒ２２）は、最大ズレ量以上となるように設定される。
また、本実施形態では、第一端部間領域Ａｒ１に対向する領域に、可動側電極５６２と可動側引出電極５７２との接続部が設けられる。この時、接合ズレが生じた場合でも、固定側部分電極５６１Ａと可動側引出電極５７２とが重なり合わないように、第一端部間領域Ａｒ１において互いに対向する固定側部分電極５６１Ａの端部間の寸法が設定される。すなわち、フィルター平面視において、可動側引出電極５７２の縁部と、固定側部分電極５６１Ａの端部との寸法が、最大ズレ量以上のマージンに設定される。
【００４８】
また、固定側電極５６１上に絶縁層を成膜する場合、電極形成後、例えばプラズマＣＶＤ等により第一ガラス基板Ｍ１全体に、例えば１００ｎｍ程度の厚みのＳｉＯ２を成膜する。この後、固定側引出電極５７１の先端部（ＦＰＣやリード線を接続する部分）のＳｉＯ２を、例えばドライエッチング等により除去する。
【００４９】
次に、反射膜設置部５１２上に、固定反射膜５４を形成する。本実施形態では、固定反射膜５４として、Ａｇ合金を用いる。Ａｇ合金等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合では、第一ガラス基板Ｍ１の表面に反射膜（金属膜又や合金膜）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。
なお、反射膜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、第一ガラス基板Ｍ１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。この後、固定反射膜５４を形成するための材料（例えば、高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜）をスパッタリング法または蒸着法等により成膜する。そして、固定反射膜５４を成膜した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
なお、固定反射膜５４として、異なる種類の反射膜を用いる場合、それぞれ、個別に上述の工程を実施し、反射膜を形成する。
以上により、図６（Ｃ）に示すような固定基板５１が複数アレイ状に配置された第一ガラス基板Ｍ１が製造される。
【００５０】
［可動基板形成工程］
次に、可動基板形成工程Ｓ２について説明する。図７は、可動基板形成工程Ｓ２における第二ガラス基板Ｍ２の状態を示す図である。
可動基板形成工程Ｓ２では、まず、図７（Ａ）に示すように、第二ガラス基板Ｍ２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、第二ガラス基板Ｍ２をウェットエッチングすることで、図７（Ｂ）に示すように、可動部５２１、保持部５２２、及び基板外周部５２５を形成する。これにより、可動基板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。
【００５１】
次に、第二ガラス基板Ｍ２の一方側の面（固定基板５１に対向する面）に可動側電極５６２及び可動側引出電極５７２を形成する。
具体的には、上記固定側電極５６１と同様に、第二ガラス基板Ｍ２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、可動側電極５６２及び第二引出電極５７２を形成する。
この時、フィルター平面視において、可動側電極５６２の内径側周縁５６２Ａ１が、固定側電極５６１の内径側周縁５６１Ａ１よりも外側となり、かつ可動側電極５６２の外径側周縁５６２Ａ２が、固定側電極５６１の外径側周縁５６１Ａ２よりも内側となるように、パターニングを実施する。
この後、可動面５２１Ａに可動反射膜５５を形成する。この可動反射膜５５の形成は、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、図７（Ｃ）に示すような可動基板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。
【００５２】
［基板接合工程］
次に、基板接合工程Ｓ３について説明する。図８は、基板接合工程Ｓ３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Ｓ３では、まず、第一ガラス基板Ｍ１の第一接合部５１３と、第二ガラス基板Ｍ２の第二接合部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５３）を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。接合膜５３の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
【００５３】
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、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。
【００５４】
この時、接合時の荷重によって、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２に僅かな接合ズレが発生する場合がある。この接合ズレは、接合条件や接合方法によって、予想される最大ズレ量が変化する。
これに対して、本実施形態では、固定側電極５６１の内径側周縁５６１Ａ１と可動側電極５６２の内径側周縁５６２Ａ１との間、固定側電極５６１の外径側周縁５６１Ａ２と可動側電極５６２の外径側周縁５６２Ａ２との間にそれぞれ、最大ズレ量以上のマージンが設けられている。
【００５５】
図９は、第一ガラス基板Ｍ１（固定基板５１）に対して第二ガラス基板Ｍ２（可動基板５２）の接合位置がずれた場合における静電アクチュエーター５６の領域を示す図である。図９（Ａ）は、第二ガラス基板Ｍ２（可動基板５２）が頂点Ｃ２-頂点Ｃ４を結ぶ線方向に沿ってずれた際の状態を示し、図９（Ｂ）は、第二ガラス基板Ｍ２（可動基板５２）が頂点Ｃ１−Ｃ３を結ぶ線方向に沿ってずれた際の状態を示している。
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）と、図４とを比較して分かるように、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の接合ズレが発生した場合であっても、本実施形態では、固定側電極５６１及び可動側電極５６２と重なり合う領域の面積は減少しない。また、接合ズレが発生した場合であっても、フィルター平面視において、固定側引出電極５７１と可動側電極５６２とが重なり合わず、可動側引出電極５７２と固定側電極５６１とが重なり合わず、静電アクチュエーター５６として機能する領域の面積が増加することもない。つまり、静電アクチュエーター５６として機能する領域の面積は、接合ズレが生じない場合と比べて略同じ面積となり、静電アクチュエーター５６の特性を一定に維持することができる。
【００５６】
そして、上記のように第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を接合した後、各波長可変干渉フィルター５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、図８に示すラインＢ１に沿って第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の接合体を切断する。切断には、例えばレーザー切断等を利用することができる。以上により、チップ単位の波長可変干渉フィルター５が製造される。
【００５７】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態では、固定基板５１に設けられた固定側電極５６１の内径側周縁５６１Ａ１が、可動基板５２に設けられた可動側電極５６２の内径側周縁５６２Ａ１よりも光干渉領域Ａｒ０に近い側に位置し、固定側電極５６１の外径側周縁５６１Ａ２が、可動側電極５６２の外径側周縁５６２Ａ２よりも光干渉領域Ａｒ０から離れる側に位置している。
このため、固定基板５１及び可動基板５２を接合する基板接合工程Ｓ３において、接合ズレが生じた場合であっても、フィルター平面視において、可動側電極５６２と固定側電極５６１とが重なり合う領域の面積が減少しない。したがって、静電アクチュエーター５６の特性を維持することができ、反射膜間ギャップＧ１のギャップ制御において、精度よくギャップ量を調整することができる。
これにより、波長可変干渉フィルター５から所望の目的波長の光を精度よく取り出すことができ、光学モジュール１０は、ディテクター１１において、目的波長の光の正確な光量を検出することができる。また、取得した光量に基づいて、分光測定装置１は、正確な分光分析を実施することができる。
【００５８】
本実施形態では、固定側電極５６１は、互いに点対称となる２つの固定側部分電極５６１Ａを備え、これらの固定側電極５６１は、第一端部間領域Ａｒ１及び第二端部間領域Ａｒ２を介して端部間が対向する。そして、可動側引出電極５７２は、第一端部間領域Ａｒ１において、可動側電極５６２に接続されている。また、固定側引出電極５７１は、固定側部分電極５６１Ａの径外側に設けられた固定側接続電極５６１Ｂに接続されており、固定側電極５６１や可動側引出電極５７２と重ならない。
このため、基板接合工程Ｓ３において、固定基板５１及び可動基板５２の接合ズレが発生した場合であっても、固定側電極５６１及び可動側引出電極５７２が対向することがなく、静電アクチュエーター５６として機能する領域の面積が増大しない。また、上述のように、固定側電極５６１と可動側電極５６２とが対向する領域の面積の減少もない。したがって、接合ズレが発生した場合であっても、静電アクチュエーター５６として機能する領域の面積は略一定となり、静電アクチュエーターの特性を維持することができる。よって、反射膜間ギャップＧ１のギャップ制御の精度低下をより確実に抑制できる。
【００５９】
本実施形態では、固定側部分電極５６１Ａは、固定側接続電極５６１Ｂにより接続され、この固定側接続電極５６１Ｂに固定側引出電極５７１が接続されている。このため、固定側部分電極５６１Ａの双方に同一電位を設定するために、固定側部分電極５６１Ａの双方に対して固定側引出電極５７１を接続する必要がなく、電極構成を簡略化できる。
【００６０】
［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。
上記第一実施形態では、固定基板５１に、仮想円Ｐに沿った固定側部分電極５６１Ａ及び可動側電極５６２が設けられる構成とした。これに対して、第二実施形態では、反射膜間ギャップＧ１のギャップ制御をより精度よく実施可能な構成として、光干渉領域Ａｒ０の外周に２重の電極が設けられる構成を例示する。
図１０は、第二実施形態の波長可変干渉フィルターにおける電極構成及を示す図である。なお、以降の説明に当たり、第一実施形態と同一の構成については同符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
図１０に示すように、第二実施形態の波長可変干渉フィルターでは、固定基板５１に設けられる固定側電極５６１は、２つの固定内側電極５６３と、２つの固定外側電極５６４と、固定側接続電極５６１Ｂとを備える。
２つの固定内側電極５６３は、フィルター平面視において、フィルター中心点Ｏを中心とした仮想円Ｐ１に沿った円弧形状を有し、フィルター中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に配置される。２つの固定外側電極５６４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、仮想円Ｐ１より径大となる仮想円Ｐ２に沿った円弧形状を有し、フィルター中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に配置される。
また、２つの固定内側電極５６３は、第一端部間領域Ａｒ１及び第二端部間領域Ａｒ２において、端部間が対向し、２つの固定外側電極５６４も第一端部間領域Ａｒ１及び第二端部間領域Ａｒ２において、端部間が対向する。
そして、固定側接続電極５６１Ｂは、第二端部間領域Ａｒ２において、これらの固定内側電極５６３及び固定外側電極５６４の全てを接続する。また、この固定側接続電極５６１Ｂには、固定側引出電極５７１が接続されている。
【００６２】
一方、可動基板５２に設けられる可動側電極５６２は、可動内側電極５６５及び可動外側電極５６６を備える。
可動内側電極５６５は、仮想円Ｐ１に沿う円弧形状に形成され、円弧両端部が第一端部間領域Ａｒ１に位置し、フィルター平面視において、固定内側電極５６３の端縁よりも僅かに突出する。この突出寸法としては、基板同士を接合する際の接合精度（最大ズレ量）以上に設定されていればよい。
可動外側電極５６６は、仮想円Ｐ２に沿う円弧形状に形成され、円弧両端部が第一端部間領域Ａｒ１に位置し、フィルター平面視において、固定外側電極５６４の端縁よりも僅かに突出する。この突出寸法も、基板同士を接合する際の接合精度（最大ズレ量）以上に設定されていればよい。
そして、可動内側電極５６５の端部には、第一端部間領域Ａｒ１において、可動内側引出電極５７２Ａが接続されており、可動外側電極５６６の端部には、第一端部間領域Ａｒ１において、可動外側引出電極５７２Ｂが接続されている。これらの可動内側引出電極５７２Ａ及び可動外側引出電極５７２Ｂは、それぞれ交わることなく、可動基板５２の端部まで延出し、第一実施形態の可動側引出電極５７２と同様、先端部が例えばＦＰＣやリード線等により電圧制御部１５に接続されている。
【００６３】
したがって、本実施形態の波長可変干渉フィルターでは、固定内側電極５６３及び可動内側電極５６５が対向する仮想円Ｐ１に沿った領域（図１０における右上がり斜線領域）が、内側静電アクチュエーター５６Ａとして機能する。また、固定外側電極５６４及び可動外側電極５６６が対向する仮想円Ｐ２に沿った領域（図１０における右下がり斜線領域）が、外側静電アクチュエーター５６Ｂとして機能する。そして、これらの静電アクチュエーター５６Ａ，５６Ｂは、可動内側電極５６５及び可動外側電極５６６がそれぞれ独立して設けられているため、それぞれ別の電圧値を印加することが可能となる。このような構成では、例えば内側静電アクチュエーター５６Ａに対して、反射膜間ギャップＧ１を目的ギャップ量近傍まで移動させるための第一電圧を印加した後、外側静電アクチュエーター５６Ｂに対して、反射膜間ギャップＧ１を目的ギャップ量に精度よく一致させるための第二電圧を印加する制御を実施することができる。この場合、外側静電アクチュエーター５６Ｂの感度を小さくでき、より精度の良い反射膜間ギャップＧ１のギャップ制御を実施することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、固定内側電極５６３の幅寸法（仮想線Ｐ１の径方向に沿った寸法であり、本発明の第一の幅寸法に相当）は、可動内側電極５６５の幅寸法（本発明の第二の幅寸法に相当）よりも大きく形成され、固定外側電極５６４の幅寸法（仮想線Ｐ２の径方向に沿った寸法であり、本発明の第一の幅寸法に相当）は、可動外側電極５６６の幅寸法（本発明の第二の幅寸法に相当）よりも大きく形成される。
つまり、図１０に示すように、フィルター中心点Ｏから固定内側電極５６３の内径側周縁までの寸法Ｒ３１は、フィルター中心点Ｏから可動内側電極５６５の内径側周縁までの寸法Ｒ５１よりも小さい。また、フィルター中心点Ｏから固定内側電極５６３の外径側周縁までの寸法Ｒ３２は、フィルター中心点Ｏから可動内側電極５６５の外径側周縁までの寸法Ｒ５２よりも大きい。
同様に、フィルター中心点Ｏから固定外側電極５６４の内径側周縁までの寸法Ｒ４１は、フィルター中心点Ｏから可動外側電極５６６の内径側周縁までの寸法Ｒ６１よりも小さい。また、フィルター中心点Ｏから固定外側電極５６４の外径側周縁までの寸法Ｒ４２は、フィルター中心点Ｏから可動外側電極５６６の外径側周縁までの寸法Ｒ６２よりも大きい。
このため、本実施形態においても、第一実施形態と同様に、固定基板５１及び可動基板５２を接合する際、接合ズレが発生した場合であっても、内側静電アクチュエーター５６Ａ及び外側静電アクチュエーター５６Ｂの面積は、接合ズレが発生していない場合と比べて、略同面積となる。したがって、接合ズレは生じた場合であっても、内側静電アクチュエーター５６Ａ及び外側静電アクチュエーター５６Ｂの特性が維持されることになり、反射膜間ギャップＧ１のギャップ制御における精度低下を抑制できる。
【００６５】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る光学フィルターデバイスについて、以下説明する。
上記第一実施形態の分光測定装置１では、光学モジュール１０に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型化の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
図１１は、本発明の第三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。
【００６６】
図１１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と、当該波長可変干渉フィルター５を収納する筐体６０１と、を備えている。
筐体６０１は、ベース基板６１０と、リッド６２０と、ベース側ガラス基板６３０と、リッド側ガラス基板６４０と、を備える。
【００６７】
ベース基板６１０は、例えば単層セラミック基板により構成される。このベース基板６１０には、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２が設置される。ベース基板６１０への可動基板５２の設置としては、例えば接着層等を介して配置されるものであってもよく、他の固定部材等に嵌合等されることで配置されるものであってもよい。また、ベース基板６１０には、反射膜５４，５５に対向する領域に、光通過孔６１１が開口形成される。そして、この光通過孔６１１を覆うように、ベース側ガラス基板６３０が接合される。ベース側ガラス基板６３０の接合方法としては、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、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。
【００６８】
このベース基板６１０のリッド６２０に対向するベース内側面６１２には、波長可変干渉フィルター５の各引出電極５７１，５７２のそれぞれに対応して内側端子部６１５が設けられている。なお、各引出電極５７１，５７２と内側端子部６１５との接続は、例えばＦＰＣ６１５Ａを用いることができ、例えばＡｇペースト、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）等により接合する。なお、内部空間６５０を真空状態に維持する場合は、アウトガスが少ないＡｇペーストを用いることが好ましい。また、ＦＰＣ６１５Ａによる接続に限られず、例えばワイヤーボンディング等による配線接続を実施してもよい。
また、ベース基板６１０は、各内側端子部６１５が設けられる位置に対応して、貫通孔６１４が形成されており、各内側端子部６１５は、貫通孔６１４に充填された導電性部材を介して、ベース基板６１０のベース内側面６１２とは反対側のベース外側面６１３に設けられた外側端子部６１６に接続されている。
そして、ベース基板６１０の外周部には、リッド６２０に接合されるベース接合部６１７が設けられている。
【００６９】
リッド６２０は、図１１に示すように、ベース基板６１０のベース接合部６１７に接合されるリッド接合部６２４と、リッド接合部６２４から連続し、ベース基板６１０から離れる方向に立ち上がる側壁部６２５と、側壁部６２５から連続し、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側を覆う天面部６２６とを備えている。このリッド６２０は、例えばコバール等の合金または金属により形成することができる。
このリッド６２０は、リッド接合部６２４と、ベース基板６１０のベース接合部６１７とが、接合されることで、ベース基板６１０に密着接合されている。
この接合方法としては、例えば、レーザー溶着の他、銀ロウ等を用いた半田付け、共晶合金層を用いた封着、低融点ガラスを用いた溶着、ガラス付着、ガラスフリット接合、エポキシ樹脂による接着等が挙げられる。これらの接合方法は、ベース基板６１０及びリッド６２０の素材や、接合環境等により、適宜選択することができる。
【００７０】
リッド６２０の天面部６２６は、ベース基板６１０に対して平行となる。この天面部６２６には、波長可変干渉フィルター５の反射膜５４，５５に対向する領域に、光通過孔６２１が開口形成されている。そして、この光通過孔６２１を覆うように、リッド側ガラス基板６４０が接合される。リッド側ガラス基板６４０の接合方法としては、ベース側ガラス基板６３０の接合と同様に、例えばガラスフリット接合や、エポキシ樹脂等による接着などを用いることができる。
【００７１】
〔第三実施形態の作用効果〕
本実施形態の光学フィルターデバイス６００では、筐体６０１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。また、帯電粒子の侵入を防止できるため、固定反射膜５４、可動反射膜５５、固定側電極５６１、及び可動側電極５６２の帯電を防止できる。したがって、帯電によるクーロン力の発生を抑制でき、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の平行性をより確実に維持することができる。
【００７２】
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６０１の外周面に露出する外側端子部６１６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。
【００７３】
［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。
【００７４】
図１２、図１３、図１４及び図１５は、他の実施形態の波長可変干渉フィルターの電極構成の一例を示す図である。
上記第一実施形態では、２つの固定側部分電極５６１Ａが固定側接続電極５６１Ｂにより接続される例を示したが、例えば、図１２に示すように、固定側接続電極５６１Ｂが設けられず、２つの固定側部分電極５６１Ａにそれぞれ、固定側引出電極５７１が接続される構成としてもよい。この場合であっても、固定側部分電極５６１Ａの外径側周縁５６１Ａ２は、可動側電極５６２の外径側周縁５６２Ａ２よりも径外側に配置されているため、固定側引出電極５７１と可動側電極５６２とが重なり合うことがない。
【００７５】
また、第一実施形態では、可動側電極５６２が円環状に形成されている例を示したが、図１３に示すように、可動側電極５６２の電極形状として、第二端部間領域Ａｒ２に対応する領域が開口した略Ｃ字状に形成されていてもよい。この場合、図１３に示すように、Ｃ字開口部において、可動側電極５６２の端部を、固定側電極５６１の端部よりも接合時の最大ズレ量以上の寸法だけ突出することが好ましい。
なお、図１４に示すように、可動側電極５６２が第一端部間領域Ａｒ１において開口するＣ字形状に形成される構成としてもよい。この場合でも、第一端部間領域Ａｒ１において、可動側電極５６２に可動側引出電極５７２が接続されることで、接合ズレが発生した際でも、可動側引出電極５７２と固定側電極５６１とが対向する不都合を回避することができる。
【００７６】
さらに、第一実施形態や第二実施形態では、第二端部間領域Ａｒ２に固定側接続電極５６１Ｂが設けられる構成としたが、これに限定されない。例えば、図１５に示すように、第一端部間領域Ａｒ１側に固定側接続電極５６１Ｂが設けられる構成としてもよい。この場合、フィルター平面視において、固定側接続電極５６１Ｂと可動側引出電極５７２との重なり合いを回避するために、固定側部分電極５６１Ａの内径側周縁５６１Ａ１よりもフィルター中心点Ｏ側に固定側接続電極５６１Ｂを設けることが好ましい。ただし、この場合、波長可変干渉フィルター５全体のサイズに対する固定反射膜５４の形成面積が減少することが考えられるため、第一実施形態のように、可動側引出電極５７２が配置されない第二端部間領域Ａｒ２側に固定側接続電極５６１Ｂを設けることが好ましい。
【００７７】
また、上記各実施形態において、本発明の第一基板を固定基板５１とし、第一電極を固定側電極５６１とし、第二基板を可動基板５２とし、第二電極を可動側電極５６２としたがこれに限定されない。例えば、第一基板を可動基板、第一電極を可動側電極とし、第二基板を固定基板とし、第二電極を固定側電極としてもよい。この場合、フィルター中心点Ｏから可動側電極の内径側周縁までの寸法が、フィルター中心点Ｏから固定側部分電極の内径側周縁よりも小さく、フィルター中心点Ｏから可動側電極の外径側周縁までの寸法が、フィルター中心点Ｏから固定側部分電極の外径側周縁よりも大きくなるように、電極形状を設定する。
【００７８】
また、上記第一実施形態では、固定側電極５６１が仮想円Ｐに沿う２つの固定側部分電極５６１Ａを備える構成としたが、例えば、固定側電極５６１が、３つ以上の同一形状の固定側部分電極５６１Ａがフィルター平面視フィルター中心点Ｏに対して等角度間隔に配置される構成としてもよい。この場合、互いに近接する固定側部分電極５６１Ａの端部間に対向して、可動側電極５６２と可動側引出電極５７２の接続部を設ければよい。第二実施形態においても同様であり、固定内側電極５６３や固定外側電極５６４が３つ以上設けられていてもよい。
また、仮想円Ｐに沿った円弧状の固定側部分電極５６１Ａや可動側電極５６２を例示したが、これに限定されない。例えば、フィルター中心点Ｏを中心とした矩形状の仮想線に沿って、固定側部分電極５６１Ａや可動側電極５６２が設けられる構成などとしてもよい。
【００７９】
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の駆動方法、光学モジュール、及び電子機器を適用することができる。
【００８０】
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。
【００８１】
光源装置４１０、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４００が設けられない構成としてもよい。
【００８２】
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で透過させる光の波長を可変する電圧制御部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、分光した光をディテクター１１にて受光する。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、第二実施形態や、図１２から図１５に示した電極構成を有する波長可変干渉フィルターが用いられてもよく、第三実施形態の光学フィルターデバイス６００が設けられてもよい。
【００８３】
制御装置４３０は、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、および測色処理部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制御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。
【００８４】
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。
【００８５】
図１７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（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（処理部）、電力を供給する電力供給部１３９等から構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、第二実施形態や、図１２から図１５に示した電極構成を有する波長可変干渉フィルターが用いられてもよく、第三実施形態の光学フィルターデバイス６００が設けられてもよい。
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。
更に、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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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、波長可変干渉フィルター５を駆動させ、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。
【００８９】
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を用いてガスの成分を検出することができる。
【００９０】
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。
【００９１】
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。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、第二実施形態や、図１２から図１５に示した電極構成を有する波長可変干渉フィルターが用いられてもよく、第三実施形態の光学フィルターデバイス６００が設けられてもよい。
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
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。
【００９５】
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、及び電子機器としては、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。
【００９６】
また、電子機器としては、本発明の波長可変干渉フィルターにより光を分光することで、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機などにも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図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。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、第二実施形態や、図１２から図１５に示した電極構成を有する波長可変干渉フィルターが用いられてもよく、第三実施形態の光学フィルターデバイス６００が設けられてもよい。
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。この時、各波長に対して、電圧制御部（図示略）が上記第一実施形態に示すような本発明の駆動方法により波長可変干渉フィルター５を駆動させることで、精度よく目的波長の分光画像の画像光を取り出すことができる。
【００９７】
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、虹彩などの認証装置にも適用できる。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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】
【０１０１】
１…分光測定装置、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）、１５…電圧制御部、２０…制御部、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、１００…ガス検出装置（電子機器）、１３７…受光素子（検出部）、１３８…制御部、１４６…電圧制御部、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…制御部、５６１…固定側電極（第一電極）、５６１Ａ…固定側部分電極（第一部分電極）、５６１Ａ１…内径側周縁、５６１Ａ２…外径側周縁、５６１Ｂ…第一接続電極（固定側接続電極）、５６２…可動側電極（第二電極）、５６２Ａ１…内径側周縁、５６２Ａ２…外径側周縁、５６３…固定内側電極（第一部分電極）、５６４…固定外側電極（第一部分電極）、５６５…可動内側電極、５６６…可動外側電極、５７１…固定側引出電極（第一引出電極）、５７２…可動側引出電極（第二引出電極）、５７２Ａ…可動内側引出電極（第二引出電極）、５７２Ｂ…可動外側引出電極（第二引出電極）、６００…光学フィルターデバイス、６０１…筐体、Ａｒ０…光干渉領域、Ａｒ１…第一端部間領域、Ａｒ２…第二端部間領域、Ｇ１…反射膜間ギャップ、Ｏ…フィルター平面視。
【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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