(57)【要約】【課題】簡素な構成で電極間の導通を可能にする波長可変干渉フィルター、光モジュール、及び光分析装置を提供すること。【解決手段】エタロン５は、固定基板５１と、固定基板５１に対向する可動基板５２とを備える。固定基板５１は、接合膜５３１，５３２を介して可動基板５２に接合される第１接合面５１５と、第１電極５６１の一部が形成される第１電極面５１６とを備える。可動基板５２は、接合膜５３１，５３２を介して第１接合面５１５に接合される第２接合面５２４と、第２電極５６２の一部が形成される第２電極面５２５とを備える。固定基板５１及び可動基板５２が接合膜５３１，５３２により接合された状態において、第１電極面５１６に形成された第１電極５６１と、第２電極面５２５に形成された第２電極５６２とが接触する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と互いに対向する第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、
前記第２基板に設けられ、前記第１反射膜と所定のギャップを介して対向する第２反射膜と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１電極と、
前記第２基板に設けられ、前記第１電極と対向する第２電極と、を備え、
前記第１基板は、前記第１電極の一部が形成される第１電極面を備え、
前記第２基板は、前記第２電極の一部が形成される第２電極面を備え、
前記第１電極面上の第１電極は、前記第２電極面上の第２電極に接触して電気的に接続された
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２基板の前記第２電極面が設けられる部位は、前記第２基板の厚み方向に対して可撓性を有する可撓部である
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１基板および前記第２基板は、接合膜を介して互いに接合され、
前記第１電極面上の前記第１電極の厚み寸法と、前記第２電極面上の前記第２電極の厚み寸法との和は、前記接合膜の厚み寸法より大きい
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１から請求項３のいずれか１項に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第１基板は、前記第２基板に対向する面に設けられた第１接合面を備え、
前記第２基板は、前記第１接合面に対向し、接合膜を介して前記第１接合面に接合された第２接合面を備え、
前記第１電極面および前記第１接合面は、同一平面上に設けられ、
前記第２電極面および前記第２接合面は、同一平面上に設けられた
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１項に記載の波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを透過した検査対象光を受光する受光部と、
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記第１電極面及び前記第２電極面を互いに近接する方向に押圧する押圧部を備えた
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の光モジュールにおいて、
前記波長可変干渉フィルターを収納する収納筐体を備え、
前記押圧部は、前記収納筐体に設けられた
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の光モジュールと、
前記光モジュールの前記受光部により受光された光に基づいて、前記検査対象光の光特性を分析する分析処理部と、を備えた
ことを特徴とする光分析装置。
【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、この波長可変干渉フィルターを備える光モジュール、及びこの光モジュールを備える光分析装置に関する。
【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、各基板の互いに対向する面にそれぞれ駆動電極を設けた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では、駆動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のギャップを調整する。
このような波長可変干渉フィルターでは、各基板に、各駆動電極から延びる引出電極を形成し、これらの引出電極に対して電圧印加用の配線を実施する必要がある。しかしながら、各引出電極は、一対の基板の互いに対向する面に設けられているため、配線作業が困難となるという問題があった。
【０００３】
そこで、このような配線作業を容易に実施可能な構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の装置は、ミラー基板と、配線基板とを備えた可変形状鏡である。この可変形状鏡は、互いに対向するミラー基板および配線基板を備えている。ミラー基板は、配線基板と対向しない面に反射膜が形成された可撓性薄膜と、可撓性薄膜の配線基板に対向する面に設けられた膜側対向電極と、膜側対向電極に配線されたミラー基板側接合パッドと、を備えている。また、配線基板は、膜側対向電極に対向する配線基板側対向電極と、配線基板側対向電極に配線された配線基板側接合パッドと、配線基板側対向電極と接続された外部接続用パッドと、を備えている。そして、ミラー基板側接合パッドと配線基板側接合パッドとの間は、Ａｕバンプにより機械的かつ電気的に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６１９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の可変形状鏡では、ミラー基板側接合パッドと配線基板側接合パッドとの間を電気的に接続するために、別途Ａｕバンプ等の導電性の中間部材を設ける必要があり、これらの接合パッド同士を容易に確実に導通させることができないという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、簡便な操作で電極間の導通を可能にする波長可変干渉フィルター、光モジュール、及び光分析装置を提供することにある。
【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１基板と、前記第１基板と互いに対向する第２基板と、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、前記第２基板に設けられ、前記第１反射膜と所定のギャップを介して対向する第２反射膜と、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ、前記第１電極と対向する第２電極と、を備え、前記第１基板は、前記第１電極の一部が形成される第１電極面を備え、前記第２基板は、前記第２電極の一部が形成される第２電極面を備え、前記第１電極面上の第１電極は、前記第２電極面上の第２電極に接触して電気的に接続されたことを特徴とすることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１基板は、第１電極の一部が形成される第１電極面を備え、第２基板は、第２電極の一部が形成される第２電極面を備える。そして、各基板が接合層により接合された状態において、第１電極面に形成された第１電極と第２電極面に形成された第２電極とが接触するので、従来の上述した電極間を導通させるためのＡｕバンプ等を形成する必要がなく、簡素な構成で電極間を導通させることができる。また、接合層として、金属層を用いる構成に限られず、基板同士を接合可能ないかなる接合層を用いてもよく、接合方法の自由度が大きくなる。
【０００９】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第２基板の前記第２電極面が設けられる部位は、前記第２基板の厚み方向に対して可撓性を有する可撓部であることが好ましい。
【００１０】
第１電極と第２電極とが接触した際、その接触圧により第２基板に応力が加わる場合がある。特に、第１電極面上の第１電極と、第２電極面上の第２電極との導通信頼性を向上させるために、これらの電極を圧接する場合、第２基板に大きな応力が加わる場合がある。これに対して、本発明では、第２基板の第２電極面が設けられる部位が可撓部であるため、可撓部が撓むことで、第１電極および第２電極が接触した際の接触圧による応力を逃がすことができ、第２基板が応力により撓むことがなく、波長可変干渉フィルターにおける分解能の低下を抑えることができる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第１基板および前記第２基板は、接合膜を介して互いに接合され、前記第１電極面上の前記第１電極の厚み寸法と、前記第２電極面上の前記第２電極の厚み寸法との和は、前記接合膜の厚み寸法より大きいことが好ましい。
【００１２】
この発明では、接合膜の厚み寸法よりも第１電極および第２電極の厚み寸法の和の方が大きいため、接合層により第１基板および第２基板を接合すると、第１電極面上の第１電極および第２電極面上の第２電極とが圧接された状態となる。このため、圧接により確実に第１電極および第２電極を面接触させることができ、導通信頼性を向上させることができる。また、この際、第２基板は可撓部を有しているため、圧接により第２基板に加わった応力を逃がすことができる。また、可撓部が弾性を有する場合では、可撓部の撓みに対して反力（復元力）が発生するため、この反力により第１電極および第２電極がより圧接されることになり、第１電極および第２電極の導通信頼性をより向上させることができる。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第１基板は、前記第２基板に対向する面に設けられた第１接合面を備え、前記第２基板は、前記第１接合面に対向し、接合膜を介して前記第１接合面に接合された第２接合面を備え、前記第１電極面および前記第１接合面は、同一平面上に設けられ、前記第２電極面および前記第２接合面は、同一平面上に設けられたことが好ましい。
【００１４】
第１電極面と第１接合面とが異なる高さ位置に設けられ、第２電極面と第２接合面とが異なる高さ位置に設けられる構成としても、第１電極や第２電極の厚み寸法を制御することで、上記発明と同様の効果を得ることができる。しかしながら、この場合、第１基板の形成において、第１電極面の形成工程と、第１接合面の形成工程との双方を実施する必要があり、第２基板の形成において、第２電極面の形成工程と、第２接合面の形成工程との双方を実施する必要がある。
これに対して、本発明によれば、第１電極面と第１接合面とが同一平面上に設けられ、第２電極面と第２接合面とが同一平面上に設けられるので、製造工程において、同時に、第１接合面及び第１電極面、または第２接合面及び第２電極面を製造でき、製造工程を簡素化できる。
【００１５】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第１電極面上の前記第１電極の厚み寸法と、前記第２電極面上の第２電極の厚み寸法との和は、前記接合膜の厚み寸法より大きく、前記第２基板の前記第２電極面が設けられる部位は、前記第２基板の厚み方向に対して可撓性を有する可撓部であり、前記第１電極面から離間する方向に撓んでいることが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、各基板同士が接合膜を介して接合された際に、可撓部が第１電極面から離間する方向に撓み、第１電極面と第２電極面とが圧接された状態となる。このため、各電極面に形成された第１電極と第２電極とを確実に導通させることができる。
【００１７】
本発明の光モジュールは、上述の波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを透過した検査対象光を受光する受光部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、上述したように、波長可変干渉フィルターにおいて、簡素な構造で電極間の導通を可能にできるため、光モジュールの構造の簡略化にも貢献できる。これにより、光モジュールにおいて、例えば、第１電極及び第２電極がギャップを調整する駆動電極である場合には、ギャップを高精度に維持することができるので、このような波長可変干渉フィルターを備えた光モジュールにおいても、受光部により精度の高い光量測定を実施することができる。
【００１９】
本発明の光モジュールでは、前記第１電極面及び前記第２電極面を互いに近接する方向に押圧する押圧部を備えることが好ましい。
【００２０】
本発明によれば、押圧部により、各電極面同士が互いに近接する方向に押圧されるので、各電極面同士が圧接された状態となり、各電極面に形成された第１電極及び第２電極の導通が確実なものとなる。
【００２１】
本発明の光モジュールでは、前記波長可変干渉フィルターを収納する収納筐体を備え、前記押圧部は、前記収納筐体に設けられることが好ましい。
【００２２】
一般に、波長可変干渉フィルターを光モジュールに組み込む際には、収納筐体に波長可変干渉フィルターを収納して収納筐体を光モジュールに組み込むことが多い。
本発明では、この収納筐体に押圧部が設けられるため、光モジュールの本体に別途押圧部を設ける必要がなく、構成を簡単にできる。
【００２３】
本発明の光分析装置は、上述の光モジュールと、前記光モジュールの前記受光部により受光された光に基づいて、前記検査対象光の光特性を分析する分析処理部とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、上述した波長可変干渉フィルターを有する光モジュールを備えるので、精度の高い測定を実施でき、この測定結果に基づいて光分析処理を実施することで、正確な分光特性を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る第１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１実施形態のエタロンの平面図。
【図３】第１実施形態のエタロンの概略断面図。
【図４】第１実施形態のエタロンの部分断面図。
【図５】第１実施形態のエタロンの固定基板を可動基板側から見た平面図。
【図６】第１実施形態のエタロンの可動基板を固定基板側から見た平面図。
【図７】第１実施形態のエタロンの固定基板の製造工程を示す図。
【図８】第１実施形態のエタロンの可動基板の製造工程を示す図。
【図９】本発明に係る第２実施形態のエタロンが収納筐体に収納された状態の概略断面図。
【図１０】前記第２実施形態のエタロンの概略断面図。
【図１１】本発明に係る変形例のエタロンの概略断面図。
【図１２】本発明の光分析装置の他の例であるガス検出装置の概略図。
【図１３】図１２のガス分析装置のブロック図。
【図１４】本発明の光分析装置の他の例である食物分析装置の構成を示すブロック図。
【図１５】本発明の光分析装置の他の例である分光カメラの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．測色装置の概略構成〕
図１は、本実施形態の測色装置１（光分析装置）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。
【００２７】
〔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が液晶パネルなど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。
【００２８】
〔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、エタロン５（波長可変干渉フィルター）と、エタロン５を透過する光を受光する受光素子３１（受光部）と、エタロン５で透過させる光の波長を可変する電圧制御部６とを備える。また、測色センサー３は、エタロン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、エタロン５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光を受光素子３１にて受光する。
受光素子３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、受光素子３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
【００２９】
（３−１．エタロンの構成）
図２は、エタロン５の平面図であり、図３は、図２の矢視III-III線で示す位置でのエタロン５の概略断面図である。また、図４は、図２の矢視IV-IV線で示す位置でのエタロン５の部分断面図である。
エタロン５は、図２に示すように、平面視正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン５は、図３に示すように、固定基板５１（第１基板）及び可動基板５２（第２基板）を備えている。これらの２つの基板５１，５２は、第１接合面５１５及び第２接合面５２４がプラズマ重合膜を用いたシロキサン接合などにより第１接合膜５３１及び第２接合膜５３２を介して互いに接合されて一体的に構成される。これらの２枚の基板５１，５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。なお、第１接合膜５３１及び第２接合膜５３２により本発明の接合膜が構成される。
【００３０】
また、固定基板５１と可動基板５２との間には、固定ミラー５４（第１反射膜）、及び可動ミラー５５（第２反射膜）が設けられる。ここで、固定ミラー５４は、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に固定され、可動ミラー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、これらの固定ミラー５４及び可動ミラー５５は、ミラー間ギャップＧを介して対向配置されている。
さらに、固定基板５１と可動基板５２との間には、固定ミラー５４及び可動ミラー５５の間のミラー間ギャップＧの寸法を調整するための静電アクチュエーター５６が設けられている。
【００３１】
（３−１−１．固定基板の構成）
図５は、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の石英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。この固定基板５１には、図３〜５に示すように、エッチングにより電極形成溝５１１及びミラー固定部５１２が形成される。
また、固定基板５１には、電極形成溝５１１の外周縁から固定基板５１の１頂点（図５における頂点Ｃ１）に向かって延出する第１引出形成部５１３と、頂点Ｃ１と対角となる頂点Ｃ２に向かって延出する第２引出形成部５１４と、が設けられている。
そして、固定基板５１において、電極形成溝５１１、ミラー固定部５１２、第１引出形成部５１３、及び第２引出形成部５１４が形成されていない部分が固定基板５１の第１接合面５１５となる。
【００３２】
第１引出形成部５１３は、エッチングにより電極形成溝５１１と同一深さ寸法に形成される溝である。この第１引出形成部５１３には、後述する第１引出電極５６１Ａが形成される。
【００３３】
第２引出形成部５１４は、電極形成溝５１１の外周縁から延出した延出溝５１４Ａと、延出溝５１４Ａの延出先端に連続する突出部５１４Ｂと、突出部５１４Ｂに連続するパッド部５１４Ｃとを備えている。
延出溝５１４Ａは、エッチングにより電極形成溝５１１と同一深さ寸法に形成される溝であり、Ｌ字状に形成されている。
突出部５１４Ｂは、エッチングされない領域であり、延出溝５１４Ａやパッド部５１４Ｃよりも可動基板５２側に突出する部位である。この突出部５１４Ｂの可動基板５２に対向する面は、第１接合面５１５と同一平面となり、第１電極面５１６を形成する。
パッド部５１４Ｃは、エッチングにより電極形成溝５１１と同一深さ寸法に形成される溝である。なお、本実施形態では、パッド部５１４Ｃがエッチングされて電極形成溝５１１と同一平面となる形状を例示したが、これに限定されず、パッド部５１４Ｃが第１電極面５１６と同一平面に形成される構成としてもよい。
上記のような第２引出形成部５１４では、突出部５１４Ｂの第１電極面５１６と電極形成溝５１１との間に、図２に示すように、第１接合面５１５が形成される構成となる。
【００３４】
電極形成溝５１１には、図２に示すように、ミラー固定部５１２の外周縁から、電極形成溝５１１の内周壁面までの間に、リング状の電極固定面５１１Ａが形成される。この電極固定面５１１Ａには、図２から図４に示すように、電極固定面５１１Ａに形成されるリング状の第１駆動電極５６１が設けられている。
【００３５】
第１駆動電極５６１は、導電膜であり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）や、Ａｕ／Ｃｒなどの金属積層体、ＩＴＯとＡｕ／Ｃｒの積層体などを用いることができる。また、第１駆動電極５６１の上面には、第１駆動電極５６１及び第２駆動電極５６２の間の放電等によるリークを防止するための絶縁膜（図示略）が形成される構成としてもよい。この絶縁膜としては、ＳｉＯ２やＴＥＯＳ（TetraEthoxySilane）などを用いることができる。
【００３６】
第１駆動電極５６１の外周縁の一部からは、図２、図５に示すように、第１引出形成部５１３に沿って、固定基板５１のＣ１頂点に向かって延びる第１引出電極５６１Ａが形成される。そして、この第１引出電極５６１Ａの先端には、第１電極パッド５６１Ｐが形成され、当該第１電極パッド５６１Ｐが電圧制御部６（図１参照）に接続される。そして、静電アクチュエーター５６を駆動時には、電圧制御部６（図１参照）により、第１電極パッド５６１Ｐに電圧が印加されることで、第１駆動電極５６１に電圧が印加される。
【００３７】
また、固定基板５１の第２引出形成部５１４には、本発明の第１電極を構成する第１導通電極５６３が設けられている。
具体的には、第１導通電極５６３は、第１駆動電極５６１とは絶縁された電極であり、第２引出形成部５１４のパッド部５１４Ｃから突出部５１４Ｂの第１電極面５１６までに亘って形成されている。そして、第１電極面５１６上に設けられた第１導通電極５６３は、可動基板５２の後述する第２電極面５２５上に設けられた後述する第２引出電極５６２Ａと面接触する。これにより、第１導通電極５６３と第２駆動電極５６２とが導通された状態となる。そのため、第１導通電極５６３及び第２引出電極５６２Ａの表面は、電気抵抗の低い材料とする方が、前記面接触される部分の接触抵抗を低減でき、余計な抵抗成分の介入がなく、確実な導通を取る事ができる。材料としては、例えば、Ａｕなどの金属膜やＡｕ／Ｃｒなどの金属積層体、または、ＩＴＯなどの金属酸化物の表面にＡｕなどの金属材料もしくはＡｕ／Ｃｒなどの金属積層体を積層した構成を選択できる。なお、ＩＴＯなどの金属酸化物からなる電極に対し、前記面接触のなされる領域周辺のみ局所的に金属膜又は金属積層膜が積層されている構成としてもよい。
また、第１導通電極５６３のパッド部５１４Ｃ上の領域は、導通電極パッド５６３Ｐを構成し、電圧制御部６（図１参照）に接続される。そして、静電アクチュエーター５６を駆動時には、電圧制御部６により、導通電極パッド５６３Ｐに電圧が印加されることで、第２駆動電極５６２に電圧が印加される。
【００３８】
ミラー固定部５１２は、図２及び図３に示すように、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、可動基板５２に対向する側の面にミラー固定面５１２Ａを備える。なお、本実施形態では、図３に示すように、ミラー固定部５１２の可動基板５２に対向するミラー固定面５１２Ａが、電極固定面５１１Ａよりも可動基板５２に近接して形成される例を示すが、これに限らない。電極固定面５１１Ａおよびミラー固定面５１２Ａの高さ位置は、ミラー固定面５１２Ａに固定される固定ミラー５４、および可動基板５２に形成される可動ミラー５５の間のギャップの寸法、第１駆動電極５６１および第２駆動電極５６２の間の寸法、固定ミラー５４や可動ミラー５５の厚み寸法等により適宜設定される。したがって、例えば、電極固定面５１１Ａとミラー固定面５１２Ａとが同一面に形成される構成や、電極固定面５１１Ａの中心部に、円筒凹溝状のミラー固定溝が形成され、このミラー固定溝の底面にミラー固定面が形成される構成などとしてもよい。
【００３９】
そして、ミラー固定面５１２Ａには、分光可能な波長域として可視光全域をカバーできる円形状のＡｇＣ合金単層により形成された固定ミラー５４が固定されている。なお、本実施形態では、固定ミラー５４として、ＡｇＣ合金単層のミラーを用いる例を示すが、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２系の誘電体多層膜や、ＡｇＣ合金以外のＡｇ合金や、Ａｇ合金及び誘電体膜の積層膜のミラーを用いる構成としてもよい。
【００４０】
第１接合面５１５及び第１電極面５１６は、図３及び図４に示すように、固定基板５１の可動基板５２に対向していない面を第１基準面Ｆ１として、当該第１基準面Ｆ１から同一の高さ寸法となるように形成されている。すなわち、第１接合面５１５及び第１電極面５１６は、同一平面上となるように形成される。
第１接合面５１５には、主材料としてポリオルガノシロキサンが用いられたプラズマ重合膜の第１接合膜５３１が形成されている。
【００４１】
（３−１−２．可動基板の構成）
図６は、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の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。この可動基板５２には、例えば平面視で基板中心点を中心とした円形の変位部５２１が形成される。この変位部５２１は、図２、図３、及び図６に示すように、固定基板５１に向けて進退可能に移動する円柱状の可動部５２２と同軸であり、エタロン平面視で円環状に形成されて可動部５２２を可動基板５２の厚み方向に移動可能に保持する連結保持部５２３を備える。
また、可動基板５２の固定基板５１に対向する面において、固定基板５１の第１接合面５１５と対向する領域が、可動基板５２における第２接合面５２４となり、固定基板５１の第１電極面５１６と対向する領域が、可動基板５２における第２電極面５２５となる。
さらに、可動基板５２は、頂点Ｃ１，Ｃ２の位置に切欠部５２６が形成されており、エタロン５を可動基板５２側から見た平面視において、第１電極パッド５６１Ｐ、および第１導通電極パッド５６３Ｐが露出している。
【００４２】
変位部５２１は、可動基板５２の形成素材である平板状のガラス基材をエッチングにより溝を形成することで形成される。すなわち、変位部５２１は、可動基板５２の固定基板５１に対向しない面に、連結保持部５２３を形成するための円環状の円環溝部５２３Ａをエッチング形成することで形成されている。
【００４３】
可動部５２２は、連結保持部５２３よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、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。この可動部５２２の径寸法は、固定基板５１のミラー固定部５１２の径寸法よりも大きく形成されている。
可動部５２２の固定基板５１に対向する面には、固定基板５１のミラー固定面５１２Ａに平行な可動面５２２Ａを備え、この可動面５２２Ａには、固定ミラー５４と同一構成の可動ミラー５５が形成される。
【００４４】
連結保持部５２３は、可動部５２２の周囲を囲うダイアフラムであり、厚み寸法が例えば５０μｍに形成されている。連結保持部５２３の固定基板５１に対向する面、及び第２電極面５２５には、第２駆動電極５６２が形成される。なお、本実施形態では、ダイアフラム状の連結保持部５２３を例示するが、例えば、可動部５２２の中心に対して点対象となる位置に設けられる複数対の梁構造を有する連結保持部が設けられる構成などとしてもよい。
【００４５】
第２駆動電極５６２は、図２から図４に示すように、連結保持部５２３の固定基板５１に対向する面に形成されるリング状の電極である。
第２駆動電極５６２は、第１駆動電極５６１や第１導通電極５６３と同一構成に形成され、第１駆動電極５６１とともに静電アクチュエーター５６を構成する。この第２駆動電極５６２の外周縁の一部から、図２及び図６に示すように、Ｌ字状に屈曲する第２引出電極５６２Ａ（本発明の第２電極を構成）が形成されている。この第２引出電極５６２Ａは、図２及び図６に示すように、可動基板５２の固定基板５１に対向する面のうち、第１電極面５１６に対向する領域である第２電極面５２５まで延出する。
【００４６】
第２接合面５２４及び第２電極面５２５は、図３及び図４に示すように、可動基板５２の固定基板５１に対向していない面を第２基準面Ｆ２として、当該第２基準面Ｆ２から同一の高さ寸法となるように形成されている。すなわち、第２接合面５２４及び第２電極面５２５は、同一平面上となるように形成される。
第２接合面５２４には、固定基板５１の第１接合面５１５と同様に、主材料としてポリオルガノシロキサンを用いた第２接合膜５３２が設けられており、各接合面５１５，５２４が第１接合膜５３１及び第２接合膜５３２を介して接合されることで、各基板５１，５２が接合される。なお、第１引出電極５６１Ａや第１導通電極５６３が対向する領域には第２接合膜５３２が形成されない構成としてもよい。
【００４７】
そして、第２引出電極５６２Ａは、固定基板５１の第１接合面５１５と可動基板５２の第２接合面５２４とが接合膜５３１，５３２により接合された状態で、第１電極面５１６に形成された第１導通電極５６３と面接触することで導通する。
この時、第１電極面５１６の第１導通電極５６３、及び第２電極面５２５の第２引出電極５６２Ａは、互いに近接する方向に圧接された状態となっている。これにより、第１導通電極５６３と第２引出電極５６２Ａとは確実に導通されることとなる。
また、本実施形態のエタロン５では、図４に示すように、固定基板５１の第１電極面５１６と電極形成溝５１１との間の直線領域に第１接合面５１５が設けられ、可動基板５２の第２接合面５２４に接合される。したがって、上記のように、電極同士が圧接され、可動基板５２にその反力が加わった場合でも連結保持部５２３にまで伝搬されず、連結保持部５２３の撓みや可動部５２２の傾斜が防止される。
【００４８】
（３−１−３．エタロンと電圧制御部との接続）
上述のエタロン５と電圧制御部６との接続では、２つの第１電極パッド５６１Ｐ及び第１導通電極パッド５６３Ｐに、それぞれ、電圧制御部６に接続された導線を例えばワイヤボンディングなどにより接続する。
ここで、エタロン５の可動基板５２は、第１電極パッド５６１Ｐ及び第１導通電極パッド５６３Ｐに対向する位置が切り欠かれた切欠部５２６が形成されている。このため、エタロン５に導線を接続する際には、例えば固定基板５１及び可動基板５２の間に導線を差し込むなどの煩雑な作業が不要となり、エタロン５の光入射側面から直接、第１電極パッド５６１Ｐ及び第１導通電極パッド５６３Ｐに接続することが可能となる。また、配線作業時に、切欠部５２６により切り欠かれた空間が作業スペースとなる。したがって、エタロン５への配線作業を容易に実施することができる。
【００４９】
（３−２．電圧制御部の構成）
電圧制御部６は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５６の第１駆動電極５６１及び第２駆動電極５６２に印加する電圧を制御する。
【００５０】
〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色装置１の全体動作を制御する。この制御装置４としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
そして、制御装置４は、図１に示すように、光源制御部４１、測色センサー制御部４２、及び測色処理部４３（分析処理部）などを備えて構成されている。
【００５１】
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御部６は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長を透過させるよう、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、測色センサー制御部４２を制御して、エタロン５のミラー間ギャップを変動させて、エタロン５を透過する光の波長を変化させる。また、測色処理部４３は、受光素子３１から入力される受光信号に基づいて、エタロン５を透過した光の光量を取得する。そして、測色処理部４３は、上記により得られた各波長の光の受光量に基づいて、検査対象Ａにより反射された光の色度を算出する。
【００５２】
〔５．エタロンの製造方法〕
次に、上記エタロン５の製造方法について、図７及び図８に基づいて説明する。
エタロン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。
【００５３】
（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、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に電極形成溝５１１形成用のレジスト６１を塗布して、塗布されたレジスト６１をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、図７（Ａ）に示すように、電極形成溝５１１、第１引出形成部５１３、延出溝５１４Ａ、及びパッド部５１４Ｃが形成される箇所をパターニングする。
次に、図７（Ｂ）に示すように、電極形成溝５１１、第１引出形成部５１３、延出溝５１４Ａ、及びパッド部５１４Ｃ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、ＨＦ等のエッチング液を用いたウェットエッチングが用いられる。
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面にミラー固定面５１２Ａ形成用のレジスト６１を塗布して、塗布されたレジスト６１をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、図７（Ｂ）に示すように、ミラー固定面５１２Ａが形成される箇所をパターニングする。
次に、ミラー固定面５１２Ａが所望の位置までエッチングした後、図７（Ｃ）に示すように、レジスト６１を除去することで、電極固定面５１１Ａ、ミラー固定面５１２Ａ、第１接合面５１５、及び第１電極面５１６が形成され、固定基板５１の基板形状が決定される。
【００５４】
次に、図７（Ｄ）に示すように、電極固定面５１１Ａに第１駆動電極５６１を形成し、パッド部５１４Ｃから第１電極面５１６に亘って第１導通電極５６３を形成する。さらに、ミラー固定面５１２Ａに固定ミラー５４を形成する。
例えば、第１電極５６１及び第１導通電極５６３の成膜では、固定基板５１上にＡｕ／Ｃｒ積層膜をスパッタリング法により成膜し、このＡｕ／Ｃｒ積層膜の上に、所望の電極パターンとなるレジストを形成し、Ａｕ／Ｃｒ積層膜をフォトエッチングする。
さらに、固定ミラー５４は、リフトオフプロセスにより成膜する。すなわち、フォトリソグラフィ法などにより、固定基板５１上のミラー形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成し、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２系の薄膜をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。そして、固定ミラー５４を成膜した後、リフトオフにより、ミラー固定面５１２Ａ以外の薄膜を除去する。
【００５５】
次に、フォトリソグラフィ法などにより、固定基板５１上の第１接合膜５３１形成部分以外にレジスト６１（リフトオフパターン）を形成し、厚さ寸法Ｄ３のポリオルガノシロキサンが用いられたプラズマ重合膜をプラズマＣＶＤ法等により成膜する。そして、レジスト６１を除去することで、図７（Ｅ）に示すように、第１接合膜５３１を第１接合面５１５上に形成する。
以上により、固定基板５１が形成される。
【００５６】
（５−２．可動基板製造工程）
まず、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６２を塗布し、塗布されたレジスト６２をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、図８（Ａ）に示すように、連結保持部５２３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８（Ｂ）に示すように、厚さ５０μｍの連結保持部５２３が形成されるとともに、可動部５２２が形成される。そして、図８（Ｃ）に示すように、レジスト６２を除去することで、可動部５２２及び連結保持部５２３が形成された可動基板５２の基板形状が決定される。
【００５７】
次に、図８（Ｄ）に示すように、連結保持部５２３の固定基板５１に対向する側の面に第２駆動電極５６２を形成し、第２駆動電極５６２の外周縁の一部から第２電極面５２５に向けて延びる第２引出電極５６２Ａを形成する。さらに、可動面５２２Ａに可動ミラー５５を形成する。
具体的に、可動基板５２の固定基板５１に対向する面にＡｕ／Ｃｒ積層膜をスパッタリング法等により成膜する。そして、Ａｕ／Ｃｒ積層膜の上に、所望の電極パターンとなるレジストを形成し、Ａｕ／Ｃｒ積層膜をフォトエッチングすることで、図８（Ｄ）に示すように、連結保持部５２３の固定基板５１に対向する側の面に厚さ寸法Ｄ２の第２電極５６２が形成される。この後、可動基板５２の固定基板５１に対向する面に残ったレジストを除去する。
さらに、可動ミラー５５は、リフトオフプロセス等により成膜される。すなわち、フォトリソグラフィ法などにより、可動基板５２上のミラー形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成し、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２系の薄膜をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。そして、可動ミラー５５を成膜した後、リフトオフにより、可動面５２２Ａ以外の薄膜を除去する。
【００５８】
次に、図８（Ｅ）に示すように、フォトリソグラフィ法などにより、可動基板５２上の第２接合膜５３２形成部分以外にレジスト６２（リフトオフパターン）を形成し、厚さ寸法Ｄ４のポリオルガノシロキサンが用いられたプラズマ重合膜をプラズマＣＶＤ法等により成膜する。そして、レジスト６２を除去することで、図８（Ｆ）に示すように、第２接合膜５３２が第２接合面５２４に形成される。
以上により、可動基板５２が形成される。
【００５９】
（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５１，５２を接合する。具体的には、各基板５１，５２の接合面５１５，５２４に形成された接合膜５３を構成する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プラズマ処理またはＵＶ処理を行う。Ｏ２プラズマ処理は、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処理は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理を行う。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、各接合膜５３１，５３２を介して各接合面５１５，５２４を重ね合わせて、接合部分に荷重をかけることにより、基板５１，５２同士を接合させる。
【００６０】
ここで、各基板５１，５２の接合前における、第１導通電極５６３の厚さ寸法Ｄ１と、第２引出電極５６２Ａの厚さ寸法Ｄ２との和は、第１接合膜５３１の厚さ寸法Ｄ３と、第２接合膜５３２の厚さ寸法Ｄ４との和よりも大きく形成されている。
そして、第１接合膜５３１及び第２接合膜５３２が接合された各基板５１，５２の接合状態において、第１電極面５１６と第２電極面５２５とが圧接されることで、第１電極面５１６と第２電極面５２５との間の第１導通電極５６３の厚さ寸法Ｄ１と、第２引出電極５６２Ａの厚さ寸法Ｄ２との和は、接合前の状態よりも小さくなって、第１接合膜５３１の厚さ寸法Ｄ３と、第２接合膜５３２の厚さ寸法Ｄ４との和と同一寸法となる。
以上により、エタロン５が製造される。
【００６１】
〔６．第１実施形態の作用効果〕
上述の第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、各基板５１，５２の接合状態において、第１電極面５１６に形成された第１導通電極５６３と第２電極面５２５に形成された第２電極５６２の第２引出電極５６２Ａとが接触するので、従来の上述した電極間を導通させるためのＡｇペースト等を形成する必要がなく、簡素な構成で電極５６２，５６３間を導通させることができる。すなわち、電極５６２，５６３間を導通させるための構成を別途設ける必要がなく、各基板５１，５２同士を、接合膜５３１，５３２を介して接合するのみで、電極５６１，５６２間の導通を可能にすることができる。
【００６２】
また、第１電極面５１６と、第１接合面５１５とが同一平面であり、第２電極面５２５と、第２接合面５２４とが同一平面である。このため、製造工程において、同時に、第１接合面５１５及び第１電極面５１６、または第２接合面５２４及び第２電極面５２５を製造でき、製造工程を簡素化できる。
【００６３】
また、固定基板５１及び可動基板５２の接合前において、第１導通電極５６３の厚み寸法Ｄ１と第２引出電極５６２Ａの厚み寸法Ｄ２の和は、接合膜５３１，５３２の厚み寸法の和（Ｄ３＋Ｄ４）よりも大きく、接合工程において、第１導通電極５６３及び第２引出電極５６２Ａが圧接されて面接触する。したがって、第１導通電極５６３と、第２引出電極５６２Ａとをより確実に導通させることができ、接続信頼性を向上させることができる。
そして、平面視において、第１電極面５１６及び第２電極面５２５が設けられる領域と、変位部５２１との間に、接合膜５３１，５３２により接合される第１接合面５１５および第２接合面５２４が設けられている。このため、上記のように、第１導通電極５６３及び第２引出電極５６２Ａが圧接された場合でも、圧接による応力が変位部５２１に伝達されず、連結保持部５２３の撓みや可動部５２２の傾斜を防止できる。
【００６４】
［第２実施形態］
以下、本発明に係る第２実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。
図９は、本実施形態におけるエタロン５Ａが収納筐体７に収納された状態の概略断面図であり、図１０は、収納筐体７に収納される前のエタロン５Ａを示す概略断面図である。
なお、以下の説明では、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する
本実施形態における測色センサー３Ａは、受光素子３１（図１参照）、電圧制御部６（図１参照）、及びエタロン５Ａの他、収納筐体７を備える。
【００６５】
エタロン５Ａの可動基板５２には、第２電極面５２５に対応する位置に溝部５２７が形成されている。このため、第２電極面５２５と、溝部５２７の底面との間には、薄肉部５２８（可撓部）が形成されるため、この薄肉部５２８が弾性を有する。これにより、接合工程において、第１導通電極５６３および第２引出電極５６２Ａが積層されることで、薄肉部５２８が固定基板５１から離れる方向へ変形する。
ここで、薄肉部５２８の弾性力により、第１導通電極５６３および第２引出電極５６２Ａが圧接される。
【００６６】
また、収納筐体７は、図９に示すように、溝部５２７の底面を押圧する押圧部７１を備える。そして、エタロン５Ａが収納筐体７に収納されると、押圧部７１が溝部５２７の底面を押圧するため、第１電極面５１６と第２電極面５２５との間の各電極５６２Ａ，５６３がさらに圧接され、より確実に導通が確保される。
【００６７】
上述の第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、各基板５１，５２同士が接合膜５３１，５３２を介して接合されると、薄肉部５２８が第１電極面５１６から離間する方向に変形するので、薄肉部５２８の弾性力により、第２電極面５２５が第１電極面５１６側に付勢される。このため、各電極面５１６，５２５に形成された第１導通電極５６３と第２引出電極５６２Ａとが圧接されて、より確実に導通させることができる。
【００６８】
また、エタロン５Ａが収納筐体７に収納されており、収納筐体７の押圧部７１が薄肉部５２８を第１電極面５１６側に押圧する。このため、各電極面５１６，５２５に形成された第１導通電極５６３と第２引出電極５６２Ａとが圧接されて、さらに確実に面接触させることができ、確実に導通させることができる。また、エタロン５Ａにおいて、形状等に個体差が生じた場合でも、各電極面５１６，５２５に形成された第１電極５６１の第１導通電極５６３と第２電極５６２の第２引出電極５６２Ａとを確実に導通させることができる。
【００６９】
［実施形態の変形］
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。
例えば、上記実施形態では、静電アクチュエーター５６により、変位部５２１を変位させる構成としたが、その他の駆動機構を用いてもよい。例えば、図１１に示すように、圧電アクチュエーター５７により変位部５２１を変動させてもよい。
この図１１に示すエタロン５Ｂでは、圧電アクチュエーター５７は、可動基板５２の連結保持部５２３の固定基板５１に対向する側の面に設けられる。圧電アクチュエーター５７は、一対の電極５７１,５７２と、この電極５７１,５７２に挟持された圧電体５７３とを備えている。
そして、一対の電極のうち、一方の電極５７１は、第２引出形成部に対向する領域に沿って配線され、第２電極面５２５まで延出し、第１電極面５１６に設けられた第１導通電極５６３と面接触して接続される。
他方の電極５７２においても図示は省略するが、同一の構成により、固定基板５１に別途設けられた他の第１導通電極に接続すればよい。
このような構成によれば、一対の電極５７１，５７２に電圧が印加されると、圧電体５７３は印加された電圧を力に変換することで、伸縮するので変位部５２１を変動させることができる。
【００７０】
前記各実施形態では、本発明に係る第１基板を固定基板５１とし、本発明に係る第２基板を可動基板５２として説明したが、前記第１基板を可動基板５２とし、前記第２基板を固定基板５１としてもよい。
前記各実施形態では、第１接合面５１５及び第２接合面５２４は、第１接合膜５３１及び第２接合膜５３２を介して接合されていたが、第１接合膜５３１のみで接合されてもよい。
前記各実施形態では、第１基準面Ｆ１から第１電極面５１６までの高さ寸法と、第１基準面Ｆ１から第１接合面５１５までの高さ寸法とが同一寸法であり、第２基準面Ｆ２から第２電極面５２５までの高さ寸法と、第２基準面Ｆ２から第２接合面５２４までの高さ寸法とが同一寸法であったが、これに限定されるものではない。例えば、第１電極面５１６と、第１接合面５１５とが異なる平面高さに形成されていてもよく、第２電極面５２５と、第２接合面５２４とが異なる平面高さに形成されていてもよい。この場合でも、第１導通電極５６３又は第２引出電極５６２Ａの厚み寸法を制御することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
前記第２実施形態では、収納筐体７を備える測色センサー３Ａを例示したが、収納筐体７を備えていない構成であってもよい。この構成では、各基板５１，５２の接合状態において、第１電極面５１６が可動基板５２の薄肉部５２８を押し上げることで、薄肉部５２８に弾性力が作用し、弾性力により各電極５６２Ａ，５６３を圧接されて導通されることができる。
また、押圧部７１が収納筐体７に設けられた例を示したが、例えば、測色センサー３内に、薄肉部５２８を押圧する押圧部を別途設ける構成としてもよい。
【００７２】
また、上記第２実施形態では、第２電極面５２５に対応する部分にのみダイアフラム状の薄肉部５２８を形成して本発明の可撓部とする構成を例示したが、これに限定されない。例えば、薄板状の可動基板５２に対して、第２電極面５２５の外周縁を接合膜５３１，５３２で接合することで、第２電極面５２５の領域内のみに可撓性を持たせる構成としてもよい。
【００７３】
さらに、上記各実施形態において、ミラー固定部５１２の可動基板５２に対向するミラー固定面５１２Ａが、電極固定面５１１Ａよりも可動基板５２に近接して形成される例を示したが、これに限らない。電極固定面５１１Ａおよびミラー固定面５１２Ａの高さ位置は、ミラー固定面５１２Ａに固定される固定ミラー５４、および可動基板５２に形成される可動ミラー５５の間のギャップの寸法、第１駆動電極５６１および第２駆動電極５６２の間の寸法、固定ミラー５４や可動ミラー５５の厚み寸法等により適宜設定される。したがって、例えば、電極固定面５１１Ａとミラー固定面５１２Ａとが同一面に形成される構成や、電極固定面５１１Ａの中心部に、円筒凹溝上のミラー固定溝が形成され、このミラー固定溝の底面にミラー固定面が形成される構成などとしてもよい。
【００７４】
また、電極５６１，５６２間のギャップ（電極間ギャップ）が、ミラー５４，５５間のギャップ（ミラー間ギャップ）よりも大きい場合、ミラー間ギャップを変化させるために大きな駆動電圧を必要となる。これに対して、上記のように、ミラーギャップが、電極間ギャップよりも大きくなる場合、ミラー間ギャップを変化させるための駆動電圧を小さくでき、省電力化を図ることができる。また、このような構成の波長可変干渉フィルターは、ミラー間ギャップが大きいため、特に長波長域の分光特性測定に対して有効であり、例えば、ガス分析等に用いる赤外光分析や、光通信を実施するためのモジュールに組み込むことができる。
【００７５】
本発明の光分析装置として、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、光モジュール、光分析装置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など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。
【００７６】
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、および排出口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、エタロン５（波長可変干渉フィルター）、および受光素子１３７（受光部）等を含む検出部（光モジュール）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、エタロン５を用いる構成を例示するが、上述したエタロン５Ａ，５Ｂ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。
さらに、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、エタロン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、および排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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、およ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、ラマン散乱光がエタロン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、エタロン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エタロン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。
【００８０】
なお、上記図１２，１３において、ラマン散乱光をエタロン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光分析装置とする。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。
【００８１】
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。
【００８２】
図１４は、エタロン５を利用した光分析装置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、ここではエタロン５を用いているが、エタロン５Ａ，５Ｂ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エタロン５（波長可変干渉フィルター）と、分光された光を検出する撮像部２１３（受光部）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、エタロン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。
【００８３】
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を通ってエタロン５に入射する。エタロン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を制御してエタロン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。
【００８４】
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、およびその含有量を求める。また、得られた食物成分および含有量から、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、上述のようにした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。
【００８５】
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。
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。
【００８６】
さらには、本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、光分析装置としては、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モジュールを備えた光分析装置により、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。
【００８７】
また、光分析装置としては、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エタロン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、エタロン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。
【００８８】
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。
【００８９】
さらには、光モジュールおよび光分析装置を、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。
【００９０】
上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光モジュール、および光分析装置は、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、光モジュールや光分析装置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。
【００９１】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【符号の説明】
【００９２】
１…測色装置（光分析装置）、３，３Ａ…測色センサー（光モジュール）、５，５Ａ，５Ｂ…エタロン（波長可変干渉フィルター）、３１…受光部、４３…測色処理部（分析処理部）、５１…固定基板（第１基板）、５２…可動基板（第２基板）、５４…固定ミラー（第１反射膜）、５５…可動ミラー（第２反射膜）、１００…ガス検出装置（光分析装置）、１３７…受光素子（受光部）、１３８…信号処理部（分析処理部）、２００…食物分析装置（光分析装置）、２１０…検出器（光モジュール）、２１３…撮像部（受光部）、２２４…信号処理部（分析処理部）、３００…分光カメラ（光分析装置）、３２０…撮像部（受光部）、５１５…第１接合面、５１６…第１電極面、５２４…第２接合面、５２５…第２電極面、５２８…薄肉部（可撓部）、５３１…第１接合膜（接合膜）、５３２…第２接合膜（接合膜）、５６１…第１駆動電極、５６２…第２駆動電極、５６２Ａ…第２引出電極（第２電極）、５６３…第１導通電極（第１電極）、５７１…電極（第２電極）、Ｇ…ミラー間ギャップ。
【図１】
2018112750.tif 000003
【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】
2018112750.tif 000016
【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月9日(2018.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される第１ミラーと、
前記第１ミラーと前記第２基板との間に配置される第２ミラーと、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される第１電極と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置される第２電極と、を含み、
前記第１基板は、前記第２基板に対向する第１電極面と、前記第１電極面に交差する第１面及び第２面と、前記第２面に交差して前記第１基板の外周に向かうように配置される第３面と、を有し、前記第１電極面は前記第１面と前記第２面との間に配置され、前記第２面は前記第１電極面と前記第３面との間に配置され、
前記第２基板は、前記第１電極面に対向する第２電極面を有し、
前記第１電極は、前記第１電極面と前記第２電極面との間に配置され、さらに、前記第２面の少なくとも一部、及び前記第３面の少なくとも一部を覆うように配置され、
前記第２電極は、前記第１電極面と前記第２電極面との間で前記第１電極と電気的に接続されている
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１基板と前記第２基板とは接合されている
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２基板は、前記第２電極面を含んだ可撓部を有する
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１から請求項３のいずれか１項に記載の波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターからの検査対象光を受光する受光部と、
を含むことを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の光モジュールと、
前記受光部に受光された前記検査対象光の特性を分析する分析処理部と、
を含むことを特徴とする光分析装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の波長可変干渉フィルターは、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置される第１ミラーと、前記第１ミラーと前記第２基板との間に配置される第２ミラーと、前記第１基板と前記第２基板との間に配置される第１電極と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置される第２電極と、を含み、前記第１基板は、前記第２基板に対向する第１電極面と、前記第１電極面に交差する第１面及び第２面と、前記第２面に交差して前記第１基板の外周に向かうように配置される第３面と、を有し、前記第１電極面は前記第１面と前記第２面との間に配置され、前記第２面は前記第１電極面と前記第３面との間に配置され、前記第２基板は、前記第１電極面に対向する第２電極面を有し、前記第１電極は、前記第１電極面と前記第２電極面との間に配置され、さらに、前記第２面の少なくとも一部、及び前記第３面の少なくとも一部を覆うように配置され、前記第２電極は、前記第１電極面と前記第２電極面との間で前記第１電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によれば、第１基板は、第１電極面を備え、第２基板は、第２電極面を備える。そして、第１電極面と第２電極面との間で、第１電極と第２電極とが電気的に接続される。これにより、従来の上述した電極間を導通させるためのＡｕバンプ等を形成する必要がなく、簡素な構成で電極間を導通させることができる。また、接合層として、金属層を用いる構成に限られず、基板同士を接合可能ないかなる接合層を用いてもよく、接合方法の自由度が大きくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
［第２実施形態］
以下、本発明に係る第２実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。
図９は、本実施形態におけるエタロン５Ａが収納筐体７に収納された状態の概略断面図であり、図１０は、収納筐体７に収納される前のエタロン５Ａを示す概略断面図である。
なお、以下の説明では、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における測色センサー３Ａは、受光素子３１（図１参照）、電圧制御部６（図１参照）、及びエタロン５Ａの他、収納筐体７を備える。