(57)【要約】【課題】分光可能な波長域が広く、かつ、分光された光の透過率および分解能が大きい波長可変干渉フィルター、測色センサー、および測色モジュールを提供する。【解決手段】エタロンは、互いに対向する一対のミラー５６，５７と、これらのミラー間の間隔であるミラー間ギャップを可変する静電アクチュエーターと、を備える。そして、一対のミラー５６，５７は、それぞれ、複数の誘電体膜５５１と、これらの誘電体膜５５１の間に設けられ、互いに対向する誘電体膜５５１間の距離を所定の寸法に保持するとともに、互いに対向する誘電体膜５５１間に空気層５５３を形成するポスト部材５５２と、を備える。【選択図】図４
2011191474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対のミラーと、
前記ミラー間の間隔を可変する可変手段と、を備え、
前記ミラーは、複数の誘電体膜と、これらの誘電体膜の間に設けられて、互いに対向する誘電体膜間を平行に保持するとともに、前記誘電体膜間に空間を形成するポスト部材と、を備える
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、
前記ポスト部材は、透明部材であり、
前記ミラーの平面視において、前記ミラーの全面積に対して前記ポスト部材が占める面積の割合は、２０％以下である
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１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記ポスト部材は、不透明部材であり、
前記ミラーの平面視において、前記ミラーの全面積に対して前記ポスト部材が占める面積の割合は、５０％以下である
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１から請求項３のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記ポスト部材は、前記ポスト部材を前記ミラー面と平行な面で断面した際、その断面寸法の最小値が１００μｍ以下である
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、
前記空間は、真空層である
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項６】
請求項１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、
前記空間は、気体層である
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、
前記ミラーの前記誘電体膜は、酸化チタンにより形成される
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか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光を受光する受光手段と、
を備えることを特徴とする測色センサー。
【請求項９】
請求項８に記載の測色センサーと、
前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、
を備えたことを特徴とする測色モジュール。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターの製造方法であって、
基板上に、前記誘電体膜、および前記ポスト部材の形成材料である犠牲層を交互に積層した積層体を形成する積層工程と、
前記積層体の上面から前記基板面までを貫通する複数のホールを開口形成するホール形成工程と、
前記ホールを中心とした所定範囲の前記犠牲層をエッチングし、残留した前記犠牲層により前記ポスト部材を形成するポスト形成工程と、
を備えることを特徴とした波長可変干渉フィルターの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターの製造方法であって、
基板上に、前記誘電体膜、およびエッチングにより除去可能な犠牲層を交互に積層した積層体を形成する積層工程と、
前記積層体の上面から前記基板面までを貫通する複数のホールを開口形成するホール形成工程と、
前記ホールに前記ポスト部材を埋め込むポスト部材埋込工程と、
前記犠牲層をエッチングして除去する犠牲層除去工程と、
を備えることを特徴とした波長可変干渉フィルターの製造方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターの製造方法であって、
ポスト部材形成用の孔部が設けられる犠牲層を形成する犠牲層形成工程、および、前記犠牲層を覆うとともに、前記孔部内および前記犠牲層の表面に誘電体層を形成する誘電体層形成工程、を複数回繰り返すことで、基板上に、前記犠牲層および前記誘電体層が複数積層された積層体を形成する積層工程と、
前記犠牲層をエッチング処理により除去する犠牲層除去工程と、
を備えたことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光から所望の目的波長の光を選択して射出する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た測色センサー、この測色センサーを備えた測色モジュール、および波長可変干渉フィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のミラー間で光を反射させ、特定波長の光のみを透過させて、その他の波長の光を干渉により打ち消し合わせることで、入射光から特定波長の光のみを取得する分光フィルターが知られている。また、このような分光フィルターとして、ミラー間の距離を調整することで、射出させる光を選択して射出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に記載の光学デバイス（波長可変干渉フィルター）では、光透過性を有する板状の第１の構造体および第２の構造体が対向配置され、第１の構造体および第２の構造体の互いに対向する面に、第１の反射膜（ミラー）および第２の反射膜（ミラー）が形成されている。また、第１の構造体と第２の構造体との間には、それぞれ第１の駆動電極、および第２の駆動電極が形成され、これらの駆動電極間に電圧を印加することで、第１の反射膜および第２の反射膜の間のギャップを可変させる。また、第１の反射膜および第２の反射膜には、例えばＴｉ２Ｏ，Ｔａ２Ｏ２などにより構成される高屈折率層と、ＭｇＦ２，ＳｉＯ２などにより構成される低屈折率層とを交互に積層した誘電体多層膜が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１６６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、波長可変干渉フィルターとしては、例えば可視光全域など、広い範囲の波長域で、光を分光させることが可能で、かつ、分光された光の透過率が高く、半値幅が狭い（分解能が高い）ことが好ましい。このような分光特性は、第１および第２の反射膜（ミラー）の構成により変化する。ここで、これらの反射膜を例えば単層のＡｇＣにより構成すると、分光可能な波長域として、可視光全域をカバーすることが可能であるが、分光された光の透過率が悪く、半値幅も広くなってしまうという問題がある。
【０００６】
一方、上記特許文献１に記載のように、波長可変干渉フィルターを構成する第１の反射膜、第２の反射膜として、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した誘電体多層膜を用いる場合、波長可変干渉フィルターの光透過率、および分解能を向上させることが可能となる。しかしながら、誘電体多層膜の低屈折率層としてＭｇＦ２，ＳｉＯ２などにより構成される固体層を用いているため、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差が小さく、誘電体多層膜で反射される光の波長域も狭くなる。このため、波長可変干渉フィルターにより分光可能な波長域も狭くなり、例えば可視光全体などの広範囲の波長域をカバーすることができないという問題がある。
【０００７】
本発明では、上記のような問題に鑑みて、分光可能な波長域が広く、かつ、分光された光の透過率および分解能が大きい波長可変干渉フィルター、測色センサー、測色モジュール、および波長可変干渉フィルターの製造方法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】
【０００８】
本発明の波長可変干渉フィルターは、互いに対向する一対のミラーと、前記ミラー間の間隔を可変する可変手段と、を備え、前記ミラーは、複数の誘電体膜と、これらの誘電体膜の間に設けられて、互いに対向する誘電体膜間を平行に保持するとともに、前記誘電体膜間に空間を形成するポスト部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、ミラーを構成する複数の誘電体膜間にポスト部材が設けられ、このポスト部材により互いに対向する誘電体膜の間に隙間が形成され、この隙間に、例えば屈折率が固体層よりも小さい空気などにより形成される空間（低屈折空間）が形成される。
このような構成のミラーは、誘電体膜を高屈折率層、低屈折空間を低屈折率層とした積層ミラーとなる。ここで、誘電体膜間に低屈折空間が介在するミラーでは、誘電体膜と固体の低屈折率層とを積層させた積層ミラーに比べて、各層間の屈折率の差が大きくなり、光反射率が増大し、反射可能な光の波長域も広くなる。また、ミラーで反射可能な波長域が広がると、波長可変干渉フィルターの一対のミラー間でより広い波長域の光を反射させることができ、ミラー間のギャップを調整することで、これらの広い波長域の光から所望の波長の光のみを分光させて透過させることが可能となる。すなわち、波長可変干渉フィルターにより分光可能な光の波長域が拡大される。
また、各ミラーの反射率も増大するため、誘電体膜と固体の低屈折率層とを積層した通常の誘電体多層膜ミラーを用いた場合に比べて、波長可変干渉フィルターにより分光されない光を、より確実にミラーで反射させることが可能となる。すなわち、波長可変干渉フィルターにおいて、所望波長以外の光の透過量が減少し、分解能をさらに向上させることが可能となる。
【００１０】
また、誘電体膜間に空気層を介在させる構成としては、例えば筒状の枠部材に誘電体膜の外周縁を保持させる構成なども考えられるが、このような構成では、各誘電体膜の中央部が撓み、互いに対向する一対のミラーを平行に維持することが困難となる。このような場合、ミラー位置によって、一対のミラー間の隙間（ミラー間ギャップ）が変動し、光透過率および分解能が低下してしまう。これに対して、本発明では、誘電体膜間にポスト部材が設けられるため、誘電体膜の中央部が撓むことがなく、各誘電体膜を平行に保つことが可能となる。したがって、互いに対向する一対のミラーも平行に保たれ、誘電体膜の撓みによる波長可変干渉フィルターの光透過率および分解能の低下を防止できる。
以上により、本発明の波長可変干渉フィルターでは、単層ミラーを設ける場合や、反射膜を筒状枠部材に保持させて間に空気層を介在させたミラーを設ける場合、高屈折率の誘電体膜間に、固体の低屈折率層を介在させた誘電多層膜ミラーを設ける場合などに比べて、分光された光の透過率、および分解能を向上させることができ、分光可能な波長域を広げることができる。すなわち、本発明の波長可変干渉フィルターは、分光させる光の高透過率化および高分解能化と、分光可能な波長域の広域化とを両立させることができる。
【００１１】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記ポスト部材は、透明部材であり、前記ミラーの平面視において、前記ミラーの全面積に対して前記ポスト部材が占める面積の割合は、２０％以下であることが好ましい。
【００１２】
ポスト部材が透光性を有する場合、ミラーにおけるポスト部材が設けられない位置では、空気などにより構成される低屈折空間と誘電体膜とが交互に積層されるミラー構造（高反射構造）となり、ポスト部材が設けられる位置では、誘電体膜とポスト部材とが積層されるミラー構造（低反射構造）となる。波長可変干渉フィルターにおいて、１つのミラーに上記のような高反射構造と低反射構造とが混在する構成では、これらの高反射構造および低反射構造のミラー反射特性が異なるため、これらの部分でそれぞれ異なる分光特性となる。ここで、ポスト部材が占める面積が２０％より大きくなる場合、低反射構造部分により分光される光の透過量が増大し、波長可変干渉フィルター全体において、分光された光の透過率の半値幅が広くなり、分解能が低下してしまう。これに対して、本発明のように、ポスト部材が透明である場合、その占める割合をミラーの全面積に対して２０％以下とすることで、低反射構造部分を透過する光の量に対して、高反射構造部分の光の透過量が多くなり、分解能の低下を抑えることができる。
また、ミラー全面積に対するポスト部材の占める面積の最小値としては、誘電体膜の撓みが防止されるために必要な面積を有していればよい。その具体的な値は、誘電体膜の厚み寸法や個々のポスト部材が誘電体膜を保持する面積（ポスト部材の断面積）、ポスト部材の形状などにより適宜設定されるものであるが、例えばミラー全面積の２％以上に形成されていればよい。
【００１３】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記ポスト部材は、不透明部材であり、前記ミラーの平面視において、前記ミラーの全面積に対して前記ポスト部材が占める面積の割合は、５０％以下である構成としてもよい。
【００１４】
ポスト部材としては、透光性を有しない素材を用いることもでき、この場合、ミラー面積に対するポスト部材の占める面積の割合を５０％以下とする。
ここで、不透明部材であるポスト部材を用いる場合、その占める割合が大きければ、波長可変干渉フィルターにより分光された光がポスト部材により遮られるため、透過率が悪化し、ポスト部材が占める割合が５０％より大きくなると、波長可変干渉フィルターを透過する光の光量が著しく低下する。このような光の透過率が悪い波長可変干渉フィルターでは、例えば透過した光の光量を測定して検査対象物の測色処理を行う場合、各波長成分の正確な光量を測定することができず、測定精度が低下するおそれもある。これに対して、本発明のように、ポスト部材の占める割合を５０％以下とすることで、測定精度が低下しない程度に波長可変干渉フィルターの透過率悪化を抑制することができる。
また、ポスト部材が不透明である構成では、ポスト部材が設けられる部分は光が透過しないため、上述の発明のように、低反射構造部分による波長可変干渉フィルターの分解能低下がなく、透光性部材によるポスト部材を設ける場合に比べて、波長可変干渉フィルターの分解能を向上させることができる。
また、ミラー全面積に対するポスト部材の占める面積の最小値としては、上記発明と同様、誘電体膜の撓みが防止されるために必要な面積を有していればよい。その具体的な値は、誘電体膜の厚み寸法や個々のポスト部材が誘電体膜を保持する面積（ポスト部材の断面積）、ポスト部材の形状などにより適宜設定されるものであるが、例えばミラー全面積の２％以上に形成されていればよい。
【００１５】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記ポスト部材は、前記ポスト部材を前記ミラー面と平行な面で断面した際、その断面寸法の最小値が１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
ここで、ポスト部材の断面寸法の最小値とは、例えば、ポスト部材が断面楕円である場合は、その短軸寸法を指し、ポスト部材の断面矩形状である場合は、その短辺寸法を指し、ポスト部材が断面円形状の場合は、径寸法を指す。すなわち、ポスト部材は、断面形状において、寸法が最短となる部分では、その寸法が１００μｍ以下に形成されている。
ポスト部材の断面寸法の最小値が１００μｍより大きい場合、ポスト部材が透明である場合、低反射構造部分の面積が増大するため、分解能が低下し、ポスト部材が不透明である場合、透過光の光量が減少してしまう。
これに対して、ポスト部材の断面形状における断面寸法の最小値が１００μｍ以下である場合では、ポスト部材による光の透過阻害量を減少させることができ、エタロンの分解能の低下や透過率の低下を抑えることができる。
また、ポスト部材の断面寸法の最小値の下限値としては、そのポスト部材を形成する素材の剛性などにより適宜設定されるものであり、ポスト部材の傾斜による誘電体膜の歪みや撓みがない程度の断面寸法に形成されていればよい。
【００１７】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記空間は、真空層であることが好ましい。
この発明では、互いに対向する誘電体膜間の低屈折空間が、空気よりも光屈折率が小さい真空層であるため、誘電体膜間に空気層が形成される場合に比べて、反射率をさらに向上させることができ、反射可能な波長域をさらに広げることができる。したがって、波長可変干渉フィルターの分光された光の透過率および分解能もさらに向上し、分光可能な波長域もさらに拡大させることができる。
これに加えて、誘電体膜間の空間が真空である場合、可変手段によりミラーを移動させた場合でも、誘電体膜に抵抗がかからない。したがって、ミラーの移動速度を速めた場合でも、ミラー移動時に誘電体膜の撓みを防止できる。
【００１８】
一方、本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記空間は、気体層であってもよい。
ここで、気体層とは、波長可変干渉フィルターを透過させたい波長帯域において、光を吸収しない気体であればよく、例えば、波長可変干渉フィルターにおいて、可視光域の所定波長を分光させて透過させる場合、気体層として、空気層や、ヘリウム層などを用いることができる。
この発明では、ミラー製造時に、真空状態下で製造したり、真空パッケージ内にミラーを収納したりする必要がないため、ミラーを容易に製造することができる。また、誘電体膜間に気体がある場合、ミラーを変位させることで誘電体膜に抵抗がかかるが、ミラー移動速度を制御し、移動速度を低下させることで気体の抵抗による誘電体膜の撓みを防止することができる。
【００１９】
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記ミラーの前記誘電体膜は、酸化チタンにより形成されることが好ましい。
ミラーを構成する複数の誘電体膜としては、膜間空間との屈折率の差を大きくするために、高屈折率であることが好ましく、例えば、酸化チタン、酸化タンタルなどを利用することができる。この中でも、特に屈折率が高く、かつ波長吸収性が小さい酸化チタンを用いることで、ミラーにおける反射率を向上させることができ、反射可能な光の波長域も広げることができる。
【００２０】
本発明の測色センサーは、上述し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透過した光を受光する受光手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
この発明では、測色センサーは、上述した発明の波長可変干渉フィルターを備える。したがって、誘電体膜と固体の低屈折率層とを積層した通常の誘電体多層膜ミラーや、単層のミラーを用いたフィルターに比べて、本発明の波長可変干渉フィルターでは、分光可能な波長域を広くでき、分光された光の透過率、分解能も向上させることができる。
また、測色センサーでは、このような波長可変干渉フィルターにより分光された光を受光手段により受光する。したがって、本発明の測色センサーでは、例えばフィルターとして、固体高屈折率層と固体低屈折率層とを積層したミラーを用いた波長可変干渉フィルターを組み込む場合に比べて、広い範囲の波長域の光の光量を測定することができる。また、本発明の測色センサーは、例えばＡｇＣ単層のミラーを用いた波長可変干渉フィルターを組み込む場合に比べて、入射光を高透過率、高分解能で分光させることが可能であるため、所望波長の光の強度をより高精度に測定することができる。
【００２２】
本発明の測色モジュールは、上述した測色センサーと、前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、を具備したことを特徴とする。
【００２３】
この発明では、上述した発明と同様に、高屈折率層である誘電体膜と、ポスト部材により形成される低屈折空間とが積層されるミラーを備える波長可変干渉フィルターを用いるため、測色センサーの受光手段では、検査対象光を広範囲の波長の光に分光し、分光した各波長の光の光量を正確に検出することができる。したがって、処理手段においても、これらの光量に基づいて、検査対象光を構成する各色成分の強度を精度よく分析できる。
【００２４】
本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法は、基板上に、前記誘電体膜、および前記ポスト部材の形成材料である犠牲層を交互に積層した積層体を形成する積層工程と、前記積層体の上面から前記基板面までを貫通する複数のホールを開口形成するホール形成工程と、前記ホールを中心とした所定範囲の前記犠牲層をエッチングし、残留した前記犠牲層により前記ポスト部材を形成するポスト形成工程と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法では、まず、積層工程により、基板上に、犠牲層と誘電体膜との積層体を形成し、ホール形成工程において、積層体に複数のホールを形成する。そして、ポスト部材形成工程において、ホールを中心として犠牲層をエッチング加工することで、犠牲層の一部を除去する。これにより、犠牲層のうち、エッチングされた部分が、空気などにより形成される低屈折空間となり、エッチングされなかった部分が残留して、互いに対向する誘電体膜間を保持するポスト部材となる。
このような製造方法では、ミラーにホールを設ける必要はあるが、例えば形成したホールにエッチング用の流体を注入するだけで、容易に低屈折空間およびポスト部材を形成することができる。
【００２６】
本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法としては、基板上に、前記誘電体膜、およびエッチングにより除去可能な犠牲層を交互に積層した積層体を形成する積層工程と、前記積層体の上面から前記基板面までを貫通する複数のホールを開口形成するホール形成工程と、前記ホールに前記ポスト部材を埋め込むポスト部材埋込工程と、前記犠牲層をエッチングして除去する犠牲層除去工程と、を備える製造方法としてもよい。
【００２７】
この発明では、波長可変干渉フィルターのミラー形成において、まず、積層工程において、誘電体膜と犠牲層とを積層した積層体を形成し、ホール形成工程においてこの積層体にホールを形成する。そして、ホール内にポスト部材を埋め込むことでポスト部材を形成し、この後、エッチングにより全ての犠牲層を除去する。
このような製造により波長可変干渉フィルターを製造する場合、ホールを形成するだけでなく、さらにポスト部材を埋め込む必要があり、製造工程が複雑化するが、ポスト部材を自由に選択することができる。すなわち、上述した犠牲層をエッチングしてポスト部材を形成する発明では、ミラーの製造が簡単になるが、ポスト部材として、エッチング可能な素材を用いる必要があったが、本発明では、エッチング不可能な材質を用いてもよく、ポスト部材の選択の幅が増大する。
さらに、エッチングによりポスト部材を形成する場合、例えばポスト部材の中央部の断面寸法が小さく、誘電体膜に接する両端部の断面寸法が大きくなるなど、ポスト部材の太さが不均一になるおそれがあり、エッチングの制御が困難であるのに対し、本発明では、太さが均一な棒状のポスト部材をホールに埋め込んで形成することができる。このような太さが均一なポスト部材を用いることで、誘電体膜を保持する保持力が増大し、外部からの応力、例えばミラー移動時の抵抗などにより誘電体膜が変形しにくくなり、誘電体膜の撓みや傾斜を防止することができる。
【００２８】
また、本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法は、ポスト部材形成用の孔部が設けられる犠牲層を形成する犠牲層形成工程、および、前記犠牲層を覆うとともに、前記孔部内および前記犠牲層の表面に誘電体層を形成する誘電体層形成工程、を複数回繰り返すことで、基板上に、前記犠牲層および前記誘電体層が複数積層された積層体を形成する積層工程と、前記犠牲層をエッチング処理により除去する犠牲層除去工程と、を備える製造方法であってもよい。
【００２９】
この発明では、積層工程では、犠牲層形成工程でポスト部材形成用の孔部を有する犠牲層を形成し、誘電体層形成工程でその表面上および孔部内に誘電体膜を積層し、再び犠牲層形成工程を実施することで、その誘電体膜の表面上に、ポスト部材形成用の孔部を有する犠牲層を形成する。これを、ミラーを構成する誘電体膜の積層数分繰り返して積層体を形成する。この後、犠牲層除去工程で、これらの積層体のうち、犠牲層だけをエッチングにより除去する。
このような製造方法では、積層工程で積層形成された積層体に対して、犠牲層除去工程で犠牲層を除去するだけでミラーを形成することができる。したがって、ホールの形成やポスト部材の埋め込み、ポスト部材の形成のための精密なエッチング制御などが不要であり、波長可変干渉フィルターの製造がさらに容易となる。また、誘電体膜間の低屈折空間に対応した犠牲層を形成し、積層体形成後に犠牲層を除去するため、ポスト部材の断面寸法を一様にできる。したがって、上記発明と同様に、ポスト部材による誘電体膜の保持力が大きくなり、誘電体膜の撓みや傾斜を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る第一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図である。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターを構成するエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図３】第一実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
【図４】第一実施形態の各ミラーの概略構成を示す断面図である。
【図５】図４のV-V線を断面した低屈折空間の概略構成を示す断面図である。
【図６】エタロンの製造工程を示す図であり、（Ａ）は、基板形成工程における各基板の概略図、（Ｂ）は、ミラー形成工程における各基板の概略図、（Ｃ）は、電極形成工程における各基板の概略図、（Ｄ）は、接合工程およびダイヤフラム形成工程の後、形成されたエタロンの概略図を示す図である。
【図７】第一実施形態のエタロンのミラー形成工程における積層工程を示す図である。。
【図８】第一実施形態のミラー形成工程におけるホール形成工程を示す図であり、（Ａ）は、ホール形成工程後のミラーの概略を示す断面図、（Ｂ）は、ホール形成工程により形成されるホールの位置の例を示す図である。
【図９】第二実施形態のミラーの概略構成を示す断面図である。
【図１０】第二実施形態のミラー形成工程を示す図であり、（Ａ）は、積層工程、（Ｂ）は、ホール形成工程、（Ｃ）は、ポスト埋込工程を示す図である。
【図１１】第三実施形態のエタロン５におけるミラーの概略構成を示す図である。
【図１２】第三実施形態のミラー形成工程における積層工程を示す図であり、（Ａ）は、最下段の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程、（Ｂ）は、最下段の誘電体膜およびポスト部材を形成する第一誘電体層形成工程、（Ｃ）は、誘電体膜上に犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程、（Ｄ）は、誘電体膜上および犠牲層上に誘電体膜を形成する第二誘電体層形成工程を示す図である。
【図１３】第三実施形態における犠牲層の形状の一例であり、網状に形成される場合の犠牲層の平面図である。
【図１４】第四実施形態のエタロン５の構成を示す図である。
【図１５】他の実施形態におけるポスト部材およびホールの形状を示す図である。
【図１６】さらに他の実施形態におけるポスト部材およびホールの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
[第一実施形態]
以下、本発明に係る第一実施形態の測色モジュールについて、図面を参照して説明する。
〔１．測色モジュールの全体構成〕
図１は、本発明に係る第一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図である。
この測色モジュール１は、図１に示すように、被検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、本発明の測色センサー３と、測色モジュール１の全体動作を制御する制御装置４とを備えている。そして、この測色モジュール１は、光源装置２から射出される光を被検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサーにて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち被検査対象Ａの色を分析して測定するモジュールである。
【００３２】
〔２．光源装置の構成〕
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１には１つのみ記載）を備え、被検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれており、光源装置２は、光源２１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから被検査対象Ａに向かって射出する。
【００３３】
〔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、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５と、エタロン５を透過する光を受光する受光手段としての受光素子３１と、エタロン５で透過させる光の波長を可変する電圧制御手段６と、を備えている。また、測色センサー３は、エタロン５に対向する位置に、被検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー３は、エタロン５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光のみを分光し、分光した光を受光素子３１にて受光する。
受光素子３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、受光素子３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
【００３４】
（３−１．エタロンの構成）
図２は、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５の概略構成を示す平面図であり、図３は、エタロン５の概略構成を示す断面図である。なお、図１では、エタロン５に検査対象光が図中下側から入射しているが、図３では、検査対象光が図中上側から入射するものとする。
エタロン５は、図２に示すように、平面正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン５は、図３に示すように、第一基板５１、および第二基板５２を備えている。これらの２枚の基板５１，５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。これらの中でも、各基板５１，５２の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより基板５１，５２を形成することで、後述するミラー５６，５７や、各電極の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの２つの基板５１，５２は、外周部近傍に形成される接合面５１３，５２４が接合されることで、一体的に構成されている。
【００３５】
また、第一基板５１と、第二基板５２との間には、本発明の一対のミラーを構成する固定ミラー５６および可動ミラー５７が設けられる。ここで、固定ミラー５６は、第一基板５１の第二基板５２に対向する面に固定され、可動ミラー５７は、第二基板５２の第一基板５１に対向する面に固定されている。また、これらの固定ミラー５６および可動ミラー５７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、第一基板５１と第二基板５２との間には、固定ミラー５６および可動ミラー５７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５４が設けられている。
【００３６】
（３−１−１．第一基板の構成）
第一基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、図３に示すように、第一基板５１には、エッチングにより電極形成溝５１１およびミラー固定溝５１２が形成される。
電極形成溝５１１は、図２に示すようなエタロン５を厚み方向から見た平面視において、平面中心点を中心とした円形に形成されている。ミラー固定溝５１２は、前記平面視において、電極形成溝５１１と同心円で、電極形成溝５１１よりも径寸法が小さい円形に形成されている。
電極形成溝５１１は、ミラー固定溝５１２の外周縁から、当該電極形成溝５１１の内周壁面までの間に、リング状の電極固定面５１１Ａが形成され、この電極固定面５１１Ａに第一変位用電極５４１が形成される。また、第一変位用電極５４１の外周縁の一部からは、図２に示すような平面視において、エタロンの左下方向および右上方向に向かって、第一変位用電極引出部５４１Ａがそれぞれ延出して形成されている。さらに、これらの第一変位用電極引出部５４１Ａの先端には、それぞれ第一変位用電極パッド５４１Ｂが形成され、これらの第一変位用電極パッド５４１Ｂが電圧制御手段６に接続される。
ここで、静電アクチュエーター５４を駆動させる際には、電圧制御手段６により、一対の第一変位用電極パッド５４１Ｂのうちのいずれか一方にのみに電圧が印加される。そして、他方の第一変位用電極パッド５４１Ｂは、第一変位用電極５４１の電荷保持量を検出するための検出端子として用いられる。
【００３７】
ミラー固定溝５１２は、上述したように、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法で形成されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、ミラー固定溝５１２の深さ寸法が電極形成溝５１１の深さ寸法よりも深く形成される例を示すが、これは、ミラー固定溝５１２の底面（ミラー固定面５１２Ａ）に固定される固定ミラー５６、および第二基板５２に形成される可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの寸法、第一変位用電極５４１および第二基板５２に形成される後述の第二変位用電極５４２の間の寸法、固定ミラー５６や可動ミラー５７の厚み寸法により適宜設定される。
【００３８】
また、ミラー固定溝５１２は、エタロン５を透過させる波長域をも考慮して、溝深さが設計されることが好ましい。例えば、本実施形態では、固定ミラー５６および可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの初期値（第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２間に電圧が印加されていない状態のミラー間ギャップＧの寸法）が４５０ｎｍに設定され、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２間に電圧を印加することにより、ミラー間ギャップＧが２５０ｎｍになるまで可動ミラー５７を変位させることが可能となっており、これにより、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２間の電圧を可変することで、可視光全域の波長の光を選択的に分光させて透過させることが可能となる。この場合、固定ミラー５６および可動ミラー５７の膜厚およびミラー固定溝５１２の深さ寸法や電極形成溝５１１の深さ寸法は、ミラー間ギャップＧを２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間で変位可能に設定されている。
【００３９】
そして、ミラー固定面５１２Ａには、直径が約３ｍｍの円形状に形成される固定ミラー５６が固定されている。なお、この固定ミラー５６の詳細な説明については後述する。
【００４０】
さらに、第一基板５１は、第二基板５２に対向する上面とは反対側の下面において、固定ミラー５６に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第一基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００４１】
（３−１−２．第二基板の構成）
第二基板５２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、第二基板５２には、図２に示すような平面視において、基板中心点を中心とした円形の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する連結保持部５２２と、を備えている。
【００４２】
可動部５２１は、連結保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、第二基板５２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部５２１は、ミラー固定溝５１２に平行な可動面５２１Ａを備え、この可動面５２１Ａに可動ミラー５７が固定されている。ここで、この可動ミラー５７と、上記した固定ミラー５６とにより、本発明の一対のミラーが構成される。また、本実施形態では、可動ミラー５７と固定ミラー５６との間のミラー間ギャップＧは、初期状態において、４５０ｎｍに設定されている。なお、可動ミラー５７の構成についての詳細な説明は、後述する。
【００４３】
さらに、可動部５２１は、可動面５２１Ａとは反対側の上面において、可動ミラー５７に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、第一基板５１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成される。
【００４４】
連結保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。この連結保持部５２２の第一基板５１に対向する面には、第一変位用電極５４１と、約１μｍの電磁ギャップを介して対向する、リング状の第二変位用電極５４２が形成されている。ここで、この第二変位用電極５４２および前述した第一変位用電極５４１により、本発明の可変手段である静電アクチュエーター５４が構成される。
また、第二変位用電極５４２の外周縁の一部からは、一対の第二変位用電極引出部５４２Ａが外周方向に向かって形成され、これらの第二変位用電極引出部５４２Ａの先端には第二変位用電極パッド５４２Ｂが形成されている。より具体的には、第二変位用電極引出部５４２Ａは、図２に示すような平面視において、エタロンの右下方向および左上方向に向かって延出し、第二基板５２の平面中心に対して点対称に形成されている。
また、第二変位用電極パッド５４２Ｂも、第一変位用電極パッド５４１Ｂと同様に、電圧制御手段６に接続され、静電アクチュエーター５４の駆動時には、一対の第二変位用電極パッド５４２Ｂのうちのいずれか一方にのみに電圧が印加される。そして、他方の第二変位用電極パッド５４２Ｂは、第二変位用電極５４２の電荷保持量を検出するための検出端子として用いられる。
【００４５】
（３−１−３．ミラーの構成）
次に、本発明の一対のミラーである固定ミラー５６および可動ミラー５７の構成について、図面に基づいて説明する。図４は、本実施形態のミラー５６，５７の概略構成を示す断面図であり、図５は、図４のV-V線で断面した低屈折空間の概略構成を示す断面図である。なお、図４、図５において、説明を分かりやすくするため、ポスト部材５５２やホール５５４の寸法、誘電体膜５５１間の寸法を実際より大きく表示するが、実際には、ミラーに対して十分小さく形成されている。
【００４６】
ミラー５６，５７（固定ミラー５６および可動ミラー５７）は、図４に示すように、複数の誘電体膜５５１が間にポスト部材５５２を介して積層されることにより構成されている。すなわち、厚み方向に積層される誘電体膜５５１間には、それぞれポスト部材５５２の高さ寸法分だけの空間（低屈折空間）が形成される。ここで、本発明において、低屈折空間とは、例えば一般的に誘電体多層膜ミラーなどに用いられる固体の低屈折率層よりも屈折率が小さい空間のことを指し、例えば、本実施形態では、この低屈折空間は、空気層５５３である。そして、高屈折率を有する誘電体膜５５１により構成される高屈折率層と、空気層５５３とが積層されることで多層膜ミラーが構成されている。この誘電体膜５５１の積層数としては、特に限定されず、本実施の形態では、誘電体膜５５１および空気層５５３の層数がそれぞれ８層である１６層構造となっている。なお、本実施形態では、固定ミラー５６および可動ミラー５７が同一層数の誘電体膜５５１および空気層５５３により構成される例を示すが、固定ミラー５６および可動ミラー５７で積層数が異なる構成などとしてもよい。
【００４７】
誘電体膜５５１としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）や、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３）などの高屈折率素材を用いることができる。これらの高屈折素材の中でも、特に高屈折率を有するとともに、特定波長の光の吸収率が他より小さいＴｉＯ２を用いることがより好ましい。
また、誘電体膜５５１の膜厚は、ミラー５６，５７において反射させる光の中心波長の１／４に設定され、本実施形態では、可視光域の中心波長である６００ｎｍの１／４である１２５ｎｍに形成されている。
なお、本実施形態のエタロン５は、可視光域（例えば３６０ｎｍ〜８００ｎｍ）を分光可能な波長域の対象とし、ミラー５６，５７においてもこの可視光域の光を反射する必要があるため、誘電体膜５５１の膜厚は、９０ｎｍ〜２００ｎｍに形成されていればよい。ただし、例えば、膜厚が９０ｎｍ近傍に形成される場合、可視光における高波長域成分の反射率が悪化し、また、膜厚が２００ｎｍ近傍に形成される場合、可視光における低波長域成分の反射率が悪化する。このため、誘電体膜５５１は、膜厚としては、上述のように、可視光域の中心波長近傍の膜厚に形成されることが好ましい。
【００４８】
また、誘電体膜５５１には、図４に示すように、複数のホール５５４が形成され、このホール５５４に空気層５５３が連通している。このホール５５４の直径は、０．３μｍ〜１００μｍに形成されるものであり、直径が３ｍｍの円形状に形成されるミラー面全体の面積に対して、ホール５５４の占める面積は十分に小さく、ホール５５４の形成によるミラー反射特性や、透過特性に影響が出ることはない。
【００４９】
ポスト部材５５２は、互いに対向する誘電体膜５５１間に複数形成される柱状の部材である。このポスト部材５５２は、各誘電体膜５５１が平行となるように保持するとともに、誘電体膜５５１間に低屈折空間である空気層５５３を形成する。ポスト部材５５２を形成する材料としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｇｅ、有機系樹脂により形成されるレジストなど、エッチングにより形状成形が可能な材料を用いることができる。なお、本実施形態では、ポスト部材５５２が透光性を有するＳｉＯ２により形成される例を示し、ポスト部材５５２が不透明性である例は、後述する第二実施形態において説明する。
【００５０】
そして、ポスト部材５５２がＳｉＯ２などの透明材料により形成されている場合、ミラー５６，５７の平面視における全面積（ミラー面積）に対して、ポスト部材５５２により誘電体膜５５１を保持する部分が占める面積は、例えば２％〜２０％であることが好ましい。ポスト部材５５２が透光性を有する場合、このポスト部材５５２が設けられる位置では、誘電体膜５５１とポスト部材５５２とが積層したミラー構成（低反射構造部）となる。一方、ポスト部材５５２が設けられていない位置では、誘電体膜５５１と空気層５５３とが積層されるミラー構成（高反射構造部）となり、ポスト部材５５２が設けられる位置のミラー特性とは異なるミラー特性となる。
一般に、誘電体多層膜において、各層の屈折率の差によりミラー特性が決定され、屈折率の差が大きいほど、反射率が高く、反射可能な波長域も拡大される。したがって、上記のように、ポスト部材５５２が透光性を有する場合、ポスト部材５５２が設けられる低反射構造部と、空気層５５３が設けられる高反射構造部とで、ミラー特性に差が生じ、ポスト部材５５２が設けられる位置では、反射率が低下し、反射可能な波長域も低下する。
また、エタロン５において、ミラー間ギャップＧを所定値に設定した場合、上記のようにミラー特性が異なる場合、透過される光もそれぞれ異なる波長となる。すなわち、ポスト部材５５２が設けられる低反射構造部により分光される光の波長と、空気層５５３が形成される高反射構造部により分光される光の波長とが、それぞれ異なり、エタロン５により、これらの２波長の光が分光されて透過されることとなる。
したがって、ミラー面積に対するポスト部材５５２の占める面積が大きくなるほど、ポスト部材５５２が設けられる位置の低反射構造を透過する光が増大し、本来エタロン５により分光させたい高反射構造部を透過する光が低下する。このため、エタロン５を透過する光の分解能が低下する。そして、ミラー面積に対するポスト部材５５２の占める面積が２０％より大きくなると、測色センサー３において、所望波長の光の光量を正確に検出することが困難となり、検査対象光の測色処理の精度が低下してしまう。
【００５１】
一方、ミラー面積に対するポスト部材５５２の占める面積が２％より小さくなる場合、ポスト部材５５２による誘電体膜５５１の支持が困難となり、誘電体膜５５１が撓む場合が考えられる。すなわち、複数の誘電体膜５５１は、ポスト部材５５２によりそれぞれ平行状態に維持される必要があり、誘電体膜５５１が撓むと反射率は反射可能な波長域が変化してしまう。また、誘電体膜５５１の撓みにより、一対のミラー５６，５７も平行でなくなるため、ミラー位置によってミラー間ギャップＧの差が生じ、エタロン５を透過する光に透過率や分解能も低下してしまう。したがって、ポスト部材５５２は、誘電体膜５５１を平行に保持するための面積を備える必要があり、ミラー面積に対してポスト部材５５２の占める面積は少なくとも２％以上となることが好ましい。
【００５２】
ここで、誘電体膜５５１を平行に維持する条件としては、ミラー面積に対するポスト部材５５２が占める面積のみにより決定されるものではなく、その他、ポスト部材５５２の断面寸法や誘電体膜５５１の膜厚に基づいて設定されるポスト部材５５２の配置位置も重要なパラメーターとなる。したがって、上記のように、ミラー面積に対するポスト部材５５２の占める割合を２％と設定したが、これらのパラメーターによっては、例えば、ポスト部材５５２の占める面積をさらに大きく設定する場合もある。
また、本実施形態のミラー５６，５７では、図５に示すように、各ポスト部材５５２は、所定の第一方向（図５の紙面における縦方向）と、第一方向に直交する第二方向（図５の紙面における横方向）とに沿って、均等間隔で配置されている。ここで、各ポスト部材５５２間の間隔は、誘電体膜５５１の膜厚、ポスト部材５５２の断面積により適宜設定されるものであり、例えば本実施形態では、誘電体膜５５１の膜厚が１２５μｍ、ポスト部材５５２の断面積が２０μｍ２に設定されているが、この場合、ポスト部材５５２の配置間隔としては、１つのポスト部材５５２の少なくとも５００μｍ２以内に他のポスト部材５５２が配置されていることが好ましい。
【００５３】
また、１つのポスト部材５５２に着目すると、ミラー面に対して平行な面でポスト部材５５２を断面した際、断面寸法の最小値は１００μｍ以下に形成されることが好ましい。ここで、本発明で述べる断面寸法の最小値とは、前述したように、ポスト部材５５２の断面形状において、距離が最も短くなる部分を指し、例えば、図５の示すような断面が十字星型のポスト部材５５２の場合、断面形状の凹み部Ｂ−Ｃ間の寸法が断面寸法の最小値となる。また、ポスト部材５５２の断面形状が円形の場合では、その径寸法、断面形状が楕円形の場合では、短軸寸法を指すものである。
この断面寸法の最小値が１００μｍより大きくなる場合、ミラー面積に対してポスト部材５５２が占める割合が２０％以下であったとしても、ポスト部材５５２を設けた部分のミラー特性の影響を受け、エタロン５を透過する光の透過率や、分解能が低下する。これに対して、ポスト部材５５２の断面寸法が１００μｍ以下となる場合では、ポスト部材５５２によるミラー特性の変化の影響を十分に小さくでき、光透過率や分解能の低下を無視できる程度に減少させることが可能となる。
また、この断面寸法の最小値が１μｍよりも小さくなる場合、ポスト部材５５２の形成が困難となる。
なお、ポスト部材の断面寸法がこの場合、強度が不足し、互いに対向する誘電体膜５５１を平行に維持することが考えられるが、ポスト部材５５２の配置間隔を蜜にすることで対応ことが可能である。
【００５４】
一般に、高屈折率層と低屈折率層とが積層される誘電体多層膜ミラーでは、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差、積層数、各層の光学的厚みにより、反射率、反射可能な波長域が決定されることが知られている。
すなわち、各層の光学的厚みを、反射させたい光の波長の１／４にすることで、その波長付近で高い反射率を得ることができる。また、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差が大きくなるほど、反射率を大きくでき、かつ反射可能な波長帯域も広くすることができる。さらに、誘電体膜の積層数を増加させることで、反射率を向上させることが可能であるが、この場合、反射可能な波長域が狭くなってしまう。
以上により、エタロン５により分光可能な波長帯域を可視光全域（例えば３６０〜８００ｎｍ）とし、かつ、分光される光の透過率および分解能を向上させるためには、各ミラー５６，５７の反射可能な波長域を可視光域に設定する必要があり、反射率を低下させることなく、反射可能な波長帯域を広げるために、積層数を減少させることなく、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差を大きくする必要がある。
本実施形態のミラー５６，５７では、上述のように、誘電体膜５５１の光学的厚み、および空気層５５３の厚み寸法（ポスト部材５５２の高さ寸法）は、１２５ｎｍに形成されており、これにより、可視光域（例えば３６０ｎｍ〜８００ｎｍ）の中心波長である６００ｎｍを中心とした光を高反射率で反射させることが可能となる。そして、ＴｉＯ２層（屈折率≒２．５）の誘電体膜５５１が高屈折率層となり、低屈折空間の空気層５５３（屈折率≒１．０）が低屈折率層となるため、各層の屈折率の差が１．５となり、例えばＴｉＯ２−ＳｉＯ２系誘電体多層膜ミラー（屈折率の差が１．０）に比べて、屈折率の差が大きく、反射率を高くでき、かつ反射可能な波長帯域も広くすることができる。
【００５５】
（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御手段６は、上記エタロン５とともに、本発明の波長可変干渉フィルターを構成する。この電圧制御手段６は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５４の第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２に印加する電圧を制御する。
【００５６】
〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色モジュール１の全体動作を制御する。
この制御装置４としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
そして、制御装置４は、図１に示すように、光源制御部４１、測色センサー制御部４２、および測色処理部４３などを備えて構成されている。
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御手段６は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター５４への印加電圧を設定する。
【００５７】
〔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、図面に基づいて説明する。
図６は、エタロン５の製造工程を示す図であり、（Ａ）は、基板形成工程における第一基板５１および第二基板５２の概略図、（Ｂ）は、ミラー形成工程における第一基板５１および第二基板５２の概略図、（Ｃ）は、電極形成工程における第一基板５１および第二基板５２の概略図、（Ｄ）は、接合工程およびダイヤフラム形成工程の後、形成されたエタロン５の概略図を示す図である。
【００５８】
図６に示すように、エタロン５を製造するためには、まず、図６（Ａ）に示すように、第一基板５１の製造素材であるガラス基板を加工して、各溝を形成する（基板形成工程）。具体的には、第一基板５１に対しては、接合面５１３にレジストを形成し、接合面５１３以外の部分をエッチングすることで、電極形成溝５１１を形成する。この後、さらに、電極形成溝５１１の電極固定面５１１Ａにレジストを形成し、ミラー固定溝５１２を形成する。
【００５９】
この後、図６（Ｂ）に示すように、ミラー形成工程を形成する。これには、第一基板５１および第二基板５２のミラー５６，５７の形成部分以外にレジストを形成し、ミラー５６，５７を形成する。
このミラー形成工程では、図７および図８に示すような各工程により、ミラー５６，５７を形成する。図７は、ミラー形成工程における積層工程を示す図である。図８は、ミラー形成工程におけるホール形成工程を示す図であり、（Ａ）は、ホール形成工程後のミラー５６，５７の概略を示す断面図、（Ｂ）は、ホール形成工程により形成されるホール５５４の位置の例を示す図である。なお、図７，８において、説明のためホール５５４の径寸法を大きく表示するが、実際にはミラー面積に対して十分に小さく形成されており、また各層の積層数についても、実際には、１６層構成（誘電体膜５５１が８層、犠牲層５５５が８層）に形成されている。
【００６０】
ミラー形成工程では、まず図７に示すように、第一基板５１および第二基板５２上に、ポスト部材５５２の形成材料（本実施形態では、ＳｉＯ２）により構成される犠牲層５５５と、誘電体膜５５１（ＴｉＯ２）とを交互に積層した積層体５５を形成する（積層工程）。これらの各層は、スパッタリングにより、膜厚が１２５ｎｍとなるように形成する。
【００６１】
この後、積層工程により形成された積層体５５に、図８に示すように、ホール５５４を形成する（ホール形成工程）。このホール形成工程では、ミラー厚み方向に沿って、積層体５５の上面から第一基板５１（第二基板５２）の基板面までを貫通するホール５５４を形成する。本実施形態では、図８に示すミラーの平面視において、円形状のホール５５４を形成する。このホール５５４の径寸法としては、上述したように、０．３μｍ〜１００μｍの大きさであり、ミラー特性に影響を与えない寸法に形成される。また、ホール５５４の形成方法としては、積層体５５の表面におけるホール５５４の形成箇所以外にレジストを形成し、例えばＣＦ４やＣＨＦ３などのＣＦ系ガスや、フッ化キセノンなどをエッチングガスとして、ドライエッチングによりホール５５４を形成する。
【００６２】
次に、ホール形成工程において形成されたホール５５４を中心として、犠牲層５５５をエッチングすることで、ポスト部材５５２および空気層５５３を形成するポスト形成工程を実施する。
このポスト形成工程では、ホール５５４にフッ化キセノン系のエッチングガスを流し込み、等方性ドライエッチングを所定時間実施し、犠牲層５５５の一部を除去する。なお、ドライエッチングを実施する時間としては、形成するポスト部材５５２の断面寸法や、エッチングガスの流量により適宜設定される。これにより、ホール５５４の中心から所定径寸法の範囲内の犠牲層５５５が除去され、この範囲外の犠牲層５５５が残留することで、残留部分により図４、図５に示すようなポスト部材５５２が形成される。
なお、本実施形態では、犠牲層５５５がＳｉＯ２により形成されるため、上記のようなフッ化キセノン系のドライエッチングを実施するが、犠牲層５５５がＧｅにより形成される場合も同様にフッ化キセノン系のドライエッチングによりポスト部材５５２を形成することができる。また、犠牲層５５５が、有機系樹脂のレジストにより形成される場合では、Ｏ２アッシングによりホール５５４から所定範囲内のレジストを除去し、ポスト部材５５２を形成する。また、本実施形態では、ドライエッチングにより犠牲層５５５を除去する例を示したが、例えば過酸化水素水によりウェットエッチングを実施することでポスト部材５５２を形成する製造方法としてもよい。
【００６３】
その後、図６（Ｃ）に示すように、第一基板５１の電極形成部分以外、および第二基板５２の電極形成部分以外に、レジストを形成し、スパッタリングにより、第一基板５１に第一変位用電極５４１を形成し、第二基板５２に第二変位用電極５４２を形成する（電極形成工程）。また、この時、第一基板５１の第二基板５２に対向しない面で、ミラー平面視において固定ミラー５６と重なる位置、第二基板５２の第一基板５１に対向しない面で、ミラー平面視において可動ミラー５７と重なる位置に、それぞれ反射防止膜を形成する。
そして、以上のように形成された第一基板５１および第二基板５２を、重ね合わせ、接合面５１３，５２４を接合させる（接合工程）。そして、この後、図６（Ｄ）に示すように、第二基板５２に連結保持部５２２を形成するための溝をエッチングにより形成する（ダイヤフラム形成工程）。以上により、エタロン５が製造される。
なお、接合工程の後にダイヤフラム形成工程を実施する製造方法を例示したが、これに限定されず、例えば基板形成工程において、第二基板５２に対してダイヤフラム形成工程を実施してもよい。
【００６４】
〔６．第一実施形態の作用効果〕
上述したように、上記実施形態のエタロン５では、第一基板５１および第二基板５２に形成されるミラー５６，５７は、複数の誘電体膜５５１により形成され、これらの誘電体膜５５１の間にポスト部材５５２を設けることで誘電体膜５５１間に低屈折空間である空気層５５３が設けられる。
このように、高屈折率の誘電体膜５５１と、低屈折率の空気層５５３とによりミラー５６，５７が形成されることで、誘電体膜５５１と、例えばＳｉＯ２層などの固体の低屈折率層とにより形成される誘電体多層膜ミラーに比べて、各層間の屈折率の差が大きくなり、ミラー５６，５７にて反射可能な波長域を拡大させることができる。また、エタロン５では、静電アクチュエーター５４を制御して、この一対のミラー５６，５７間のミラー間ギャップＧを調整することで、透過する光の波長を可変させることができるが、上記のように各ミラー５６，５７で反射可能な波長域が広くなると、エタロン５の一対のミラー５６，５７間でより広い波長域の光を反射させることができ、ミラー間ギャップＧを調整することで、これらの広い波長域の光から所望の波長の光のみを分光させて透過させることが可能となる。すなわち、エタロン５により分光可能な光の波長域を拡大させることができる。そして、上記のように、誘電体膜５５１および空気層５５３の積層数を１６層構造とすることで、可視光全域の波長の光に対して、選択的に光を透過させることができる。
また、誘電体膜５５１と、空気層５５３とを複数積層させたミラー５６，５７を用いることで、例えばＡｇＣ単層のミラーを用いる場合に比べて、反射率も高くなり、エタロン５により分光される光の透過率、分解能も高くすることができる。
さらに、ポスト部材５５２により誘電体膜５５１を保持することで、誘電体膜５５１を平行に維持することができ、一対のミラー５６，５７も平行に維持することができる。したがって、誘電体膜５５１の撓みによるミラー５６，５７の反射率の低下がなく、ミラー５６，５７の撓みによるエタロン５により分光される光の透過率や分解能低下も防止できる。
以上により、本実施形態のエタロン５では、透過光の透過率や分解能を低下させることなく、分光可能な波長域を可視光全域に広げることができる。
【００６５】
また、ポスト部材５５２は、透明材料であるＳｉＯ２により形成され、ミラー５６，５７の平面視において、ポスト部材５５２が占める総面積は、ミラーの全面積に対して２０％以下となるように形成されている。
このため、透光性のポスト部材５５２と誘電体膜５５１との積層部分である低反射構造部を透過する光の光量を少なく、空気層５５３と誘電体膜５５１との積層部分である高反射構造部を透過する光の光量を多くすることができる。
ここで、上述したように、ミラー面積に対するポスト部材５５２の占める面積が２０％より大きくなる場合では、ポスト部材５５２と誘電体膜５５１との積層部分により分光されて透過する光の光量が多くなり、エタロン５にて分光された光の透過率の半値幅が広くなる。すなわち、分解能が低下してしまうという問題がある。これに対して、ポスト部材５５２の占める割合をミラー面積に対して２０％以下にすることで、ポスト部材５５２と誘電体膜５５１との積層部分における影響を十分に小さくすることができるため、透過率の半値幅が狭くなり、上記のように、分解能を高めることができる。
【００６６】
さらに、１つのポスト部材５５２の断面寸法の最小値が１００μｍより大きくなる場合、上記のように、ミラー面積に対してポスト部材５５２の占める割合が２０％以下である場合でも、ポスト部材５５２と誘電体膜５５１との積層部分のミラー特性の影響を受け、分解能が低下してしまう場合がある。これに対して、本実施形態では、ポスト部材５５２の断面寸法が１００μｍ以下に形成されているため、ポスト部材５５２と誘電体膜５５１との積層部分のミラー特性の影響を十分に小さくでき、エタロン５の分解能の低下を抑えられる。
【００６７】
そして、ポスト部材５５２は、ミラー５６，５７の平面視において、縦方向、横方向に沿って均等間隔で配置されている。このため、誘電体膜５５１がこれらのポスト部材５５２により、均等に保持されるため、例えば一部に撓みが生じるなどの不都合を防止でき、エタロン５の透過率の低下、分解能の低下を防止することができる。
【００６８】
また、上記エタロン５における各ミラー５６，５７は、積層工程、ホール形成工程、ポスト形成工程により形成される。
このような製造方法では、ポスト部材５５２により各誘電体膜５５１を保持したミラー５６，５７を容易に製造することが可能となる。
すなわち、ミラー５６，５７の製造としては、例えば、各誘電体膜５５１を形成した後、この誘電体膜５５１上に複数のポスト部材５５２を配置し、その上から再び誘電体膜５５１を形成することで、誘電体膜５５１と空気層５５３とを積層したミラー５６，５７を形成することも可能である。しかしながら、この製造方法では、ポスト部材５５２を形成するために、誘電体膜５５１上にポスト部材５５２の配置位置に対応した孔部を有するレジストを形成して、レジストの孔部にポスト部材５５２を形成し、さらに、これらのレジストおよびポスト部材５５２上に誘電体膜５５１を形成する必要があり、最後にレジストのみを剥離させる必要もある。すなわち、レジストの形成工程、レジストの除去工程が別途必要となり、製造工程が増加してしまう。これに対して、本実施形態におけるミラー５６，５７の形成では、積層体５５に形成されたホール５５４にエッチングガスを流入させるだけで、複数層の空気層５５３およびポスト部材５５２を一度に製造することができる。また、ポスト部材５５２の製造のために、レジストを別途形成したり、これらのレジストを除去したりする必要がないため、製造工程も少なくなる。以上により、上記のような製造方法によりミラー５６，５７を設けることで、ミラー５６，５７の製造効率を向上させることができ、その結果エタロン５の製造効率も向上させることができる。
【００６９】
〔第二実施形態〕
次に、本発明に係る第二実施形態の測色モジュールについて、図面に基づいて説明する。
図９は、第二実施形態のミラー５６，５７の概略構成を示す断面図である。
なお、以降の実施形態の説明にあたり、上記第一実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略する。
【００７０】
上記第一実施形態の測色モジュール１では、エタロン５の一部を構成する一対のミラー５６，５７は、複数の誘電体膜５５１間に、透明材料により形成されるポスト部材５５２を介在させて空気層５５３を形成した。これに対して、第二実施形態のエタロン５では、ミラー５６，５７は、複数の誘電体膜５５１間に、不透明材料により形成されるポスト部材５５２Ａが設けられ、これらの不透明性のポスト部材５５２Ａにより誘電体膜５５１を保持する。
【００７１】
具体的には、図９に示すように、ミラー５６，５７は、各誘電体膜５５１にホール５５４が形成され、これらのホール５５４に不透明性のポスト部材５５２Ａが貫通され、各誘電体膜５５１を固定している。ホール５５４は、第一実施形態と同様、直径が、０．３μｍ〜１００μｍに形成されるものであり、直径が３ｍｍの円形状に形成されるミラー面全体の面積に対して、ホール５５４の占める面積は十分に小さく形成されている。
【００７２】
そして、このミラー５６，５７では、ミラーの全面積に対して、ポスト部材５５２により誘電体膜５５１を保持する部分が占める全面積は、２％〜５０％であることが好ましい。
上記第一実施形態のようなエタロン５では、ポスト部材５５２が透光性を有するため、ポスト部材５５２が設けられる位置では、ポスト部材５５２と誘電体膜５５１とが積層する誘電体多層膜ミラーとなり、空気層５５３と誘電体膜５５１との積層部分と異なるミラー特性となる。したがって、ポスト部材５５２が設けられる位置は、エタロン５の透過光の分解能を低下させる一因となり、ポスト部材５５２の占める割合を、ミラー面積の２０％以下に制限する必要があった。
これに対して、第二実施形態のミラー５６，５７では、ポスト部材５５２Ａは不透明部材であり、このポスト部材５５２Ａが設けられる位置では、光の反射や透過が起こらない。したがって、ポスト部材５５２Ａにより、エタロン５を透過する光の透過率の半値幅が広がることがなく、分解能の低下がない。
一方、不透明性のポスト部材５５２Ａでは、光が透過されないため、ミラー面積に対するポスト部材５５２Ａの面積を大きくなるほど、ポスト部材５５２Ａにより光が吸収されてしまうため、エタロン５を透過する光量が減少する。そして、ミラー面積に対するポスト部材５５２Ａの占める面積が５０％より大きくなると、エタロン５を透過する光が減少し、測色センサー３において、所望波長の光の光量を正確に検出することが困難となり、検査対象光の測色処理の精度が低下してしまう。これに対し、ミラー面積に対するポスト部材５５２Ａの占める面積を５０％以下とすることで、精度が高い測色処理を実施するために十分な光量を得ることができる。
【００７３】
また、ポスト部材５５２Ａの他の形成条件としては、上記第一実施形態のポスト部材５５２と同様であり、各ポスト部材５５２Ａは、断面寸法が１００μｍ以下に形成されている。また、各ポスト部材５５２Ａは、縦方向、および横方向に沿って均等に配置され、各ポスト部材５５２Ａの間隔が、誘電体膜５５１の撓みの発生を防止するために必要な所定の間隔閾値以下となるように配置されている。なお、このポスト部材５５２Ａの配置間隔は、上記第一実施形態と同様に、各誘電体膜５５１の厚み寸法や、各ポスト部材５５２Ａの断面寸法により決定されるものである。
【００７４】
（ミラーの製造方法）
次に、第二実施形態のエタロン５の製造方法について、図面に基づいて説明する。
第二実施形態のエタロン５の製造は、上記第一実施形態の製造方法と略同様に、基板形成工程、ミラー形成工程、電極形成工程、接合工程、およびダイヤフラム形成工程により形成されるが、このうち、ミラー形成工程の内容が上記第一実施形態と異なる。
【００７５】
図１０は、第二実施形態のミラー形成構成を示す図であり、（Ａ）は、積層工程、（Ｂ）は、ホール形成工程、（Ｃ）は、ポスト埋込工程を示す図である。
第二実施形態のミラー形成工程では、まず図１０（Ａ）に示すように、誘電体膜５５１（例えばＴｉＯ２層）と、犠牲層５５５（例えばＳｉＯ２層）とを交互に積層形成し、積層体５５を構成する。これは、第一実施形態におけるミラー形成工程の積層工程と同様であり、スパッタリングにより、各層の厚み寸法が１２５ｎｍとなるように形成する。
【００７６】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、積層体５５の上面から基板面までを貫通するホール５５４を形成するホール形成工程を実施する。ここで、第二実施形態で形成するホール５５４は、ポスト部材５５２Ａが形成される位置となり、ポスト部材５５２Ａの径寸法に応じたホール５５４を形成する。
具体的には、ホール形成工程では、ミラー全面積に対してホール５５４が占める面積が５０％以下となり、１つのホール５５４の断面寸法が１００μｍ以下となるように各ホール５５４を形成する。また、第二実施形態では、第一実施形態と同様、ミラー面における所定の縦方向、および縦方向に直交する横方向に対して、各ポスト部材５５２Ａが均等間隔となるように配置されるが、この場合、ホール形成工程において、各ホール５５４を、縦方向および横方向に対して均等間隔となるように形成する。この時、各ホール５５４は、上述したように、誘電体膜５５１の厚み寸法や、ホール５５４の径寸法により決定される所定の間隔閾値以下の間隔で形成する。
【００７７】
この後、各ホール５５４にポスト部材５５２Ａを埋め込むポスト部材埋込工程を実施する。このポスト部材５５２Ａとしては、上記第一実施形態のように、エッチングにより形状を形成する必要がないため、材質の選択幅が広がり、例えば、本実施の形態では、Ｗ，Ａｕ，Ｃｒなどの金属素材をポスト部材５５２Ａとして用いることができる。
ここで、このポスト埋込工程では、例えば、ホール５５４に棒状のポスト部材５５２Ａを圧入することで、ホール５５４にポスト部材５５２Ａを埋め込む。
【００７８】
そして、このポスト部材埋込工程の後、犠牲層５５５を除去する犠牲層除去工程を実施することで、ミラー５６，５７が形成される。
具体的には、この犠牲層除去工程では、犠牲層５５５（ＳｉＯ２層）をフッ化キセノン系のエッチングガスを流入させることで、積層体の側面部から犠牲層５５５をドライエッチングして除去する。
なお、本実施形態のように、犠牲層５５５がＳｉＯ２層である場合や、Ｇｅ層である場合には、ドライエッチングによる犠牲層除去工程を実施するが、例えば、犠牲層５５５として有機系樹脂によるレジストを形成した場合では、Ｏ２アッシングなどによりエッチングすることができる。また、ドライエッチングに限らず、過酸化水素などによるウェットエッチングを実施することで犠牲層５５５を除去してもよい。
【００７９】
〔第二実施形態の作用効果〕
第二実施形態のエタロン５では、ポスト部材５５２Ａは、不透明な素材により形成され、ミラー全面積に対するポスト部材５５２Ａの占める割合は５０％以下である。
ポスト部材５５２Ａが不透明であるため、ポスト部材５５２Ａと誘電体膜５５１との積層部分では、光透過性がなく、ミラー５６，５７のミラー特性に影響を及ぼさない。したがって、ポスト部材５５２Ａと誘電体膜５５１との積層部分が占める面積が増えた場合でも、上記第一実施形態のようなエタロン５の分解能の低下を招くことがない。
一方、ポスト部材５５２Ａおよび誘電体膜５５１との積層部分の占める面積が、ミラー面積に対して５０％より大きくなると、この部分は光を通さないため、エタロン５を透過する光の光量も減少してしまう。これに対して、本実施形態では、ミラーの平面視において、ミラー全面積に対して、ポスト部材５５２Ａが占める部分の割合は、５０％以下であり、エタロン５の透光性の低下を測色処理が可能な程度に維持することができる。
【００８０】
また、エタロン５の製造において、ミラー形成工程では、積層工程で積層形成された積層体５５に、ホール形成工程でホール５５４を形成した後、ポスト部材埋込工程により、ホール５５４にポスト部材５５２Ａを埋め込むことでポスト部材５５２Ａを形成する。そして、犠牲層除去工程により犠牲層５５５を除去することで、空気層５５３を形成している。
上記のようなポスト部材５５２Ａの埋め込みでは、各ポスト部材５５２Ａを各ホール５５４内に埋め込む必要があるため、このポスト部材埋込工程における操作が煩雑になるが、ポスト部材５５２Ａを埋め込んだ後は、犠牲層除去工程において、積層体５５中の全ての犠牲層５５５を除去すればよい。したがって、上記第一実施形態のように、犠牲層５５５の除去時にポスト部材５５２を形成する必要がなく、犠牲層５５５の除去に精密な操作が必要とならない。また、第一実施形態では、ポスト部材５５２の素材は、エッチングにより形状を形成可能なものに限られていたが、第二実施形態では、ポスト部材５５２Ａは埋め込みにより形成されるため、様々な素材からポスト部材５５２Ａを選択することができる。したがって、各誘電体膜５５１を平行に保持するために必要な強度を有する金属性のポスト部材５５２Ａを選択することが可能であり、この場合、誘電体膜５５１の撓みをより確実に防止でき、エタロン５により分光される光の透過率および分解能の低下を抑えることができる。
【００８１】
〔第三実施形態〕
次に、本発明に係る第三実施形態の測色モジュールのエタロンについて図面に基づいて説明する。
第三実施形態は、第一実施形態の測色モジュール１において、エタロン５のミラー５６，５７の構成が異なる。図１１は、第三実施形態のエタロン５におけるミラー５６，５７の概略構成を示す図である。
【００８２】
上記第一実施形態では、ポスト部材５５２が、ＳｉＯ２により形成される例を示したが、第三実施形態のポスト部材５５２Ｂは、誘電体膜５５１と同一素材であるＴｉＯ２により形成される。また、第一実施形態では、空気層５５３を形成するためのホール５５４が形成されない。
ここで、ポスト部材５５２Ｂが形成される面積としては、第一実施形態と同様であり、ミラー５６，５７の平面視において、ポスト部材５５２Ｂが占める割合はミラーの全面積に対して２０％以下であり、各ポスト部材５５２Ｂの断面寸法は１００μｍ以下に形成されている。
【００８３】
〔ミラーの製造方法〕
次に、第三実施形態のエタロン５の製造におけるミラー形成工程について、図面に基づいて説明する。
第三実施形態のエタロン５の製造は、上記第一実施形態の製造方法と略同様に、基板形成工程、ミラー形成工程、電極形成工程、接合工程、およびダイヤフラム形成工程により形成されるが、このうち、ミラー形成工程の内容が上記第一実施形態とは異なる。
【００８４】
図１２は、第三実施形態のミラー形成工程における積層工程を示す図であり、（Ａ）は、最下段の犠牲層５５５を形成する第一犠牲層形成工程、（Ｂ）は、最下段の誘電体膜５５１およびポスト部材５５２Ｂを形成する第一誘電体層形成工程、（Ｃ）は、誘電体膜５５１上に犠牲層５５５を形成する第二犠牲層形成工程、（Ｄ）は、誘電体膜５５１上および犠牲層５５５上に誘電体膜５５１を形成する第二誘電体層形成工程を示す図である。
【００８５】
図１２に示すように、第三実施形態のミラー形成工程では、まず、積層工程において、犠牲層５５５と誘電体層５５６とを積層した積層体５５Ａを形成する。
ここで、この積層工程では、図１２（Ａ）に示すように、まず、第一基板５１および第二基板５２上に、犠牲層５５５を形成する（第一犠牲層形成工程）。この犠牲層５５５は、ミラー平面視において、例えば、網状や棒状に形成され、その端部が積層体５５Ａの側面に露出するように形成する。ここで、犠牲層５５５が、網状に形成される場合の犠牲層５５５の平面図の一例を図１３に示す。図１３に示すように、網状の犠牲層５５５に囲われる空間がポスト部材５５２Ｂの形成位置となる。
具体的な犠牲層５５５の形成方法としては、第一基板５１および第二基板５２上に、ポスト部材５５２Ｂの位置に対応してレジストを形成し、スパッタリングにより犠牲層５５５を形成する。この後、レジストを除去することで、ポスト部材５５２Ｂの形成用の孔部５５５Ａが設けられた犠牲層５５５が形成される。
なお、犠牲層５５５の形状としては、上記のような網状に限られず、複数の棒状の犠牲層５５５が形成される構成としてもよい。この場合、これら棒状の犠牲層５５５の間の空間がポスト部材５５２Ｂの形成位置となる。
【００８６】
次に、この犠牲層５５５上に誘電体層５５６を形成する第一誘電体層形成工程を実施する。この第一誘電体層形成工程では、図１２（Ｂ）に示すように、犠牲層５５５を覆うように誘電体層５５６を形成する。これには、第一基板５１および第二基板５２上で、ミラー５６，５７の形成位置のみが開口した新たなレジストを形成する。そして、スパッタリングなどにより、この第一基板５１および第二基板５２のミラー形成部分で、犠牲層５５５の孔部５５５Ａおよび表面に、誘電体層５５６（ＴｉＯ２層）を積層形成する。
ここで、この誘電体層５５６は、その表面が第一基板５１または第二基板５２の基板面に対して平行となるように形成される。
【００８７】
この後、図１２（Ｃ）に示すように、誘電体層５５６の表面に犠牲層５５５を形成する第二犠牲層形成工程を実施する。
この第二犠牲層形成工程では、第一犠牲層形成工程で形成した犠牲層５５５と同様の形成方法で、誘電体層５５６の表面に、孔部５５５Ａを有する犠牲層５５５を形成する。
その後、図１２（Ｄ）に示すように、誘電体層５５６の表面に形成された犠牲層５５５を覆う状態に、誘電体層５５６を形成する第二誘電体層形成工程を実施する。
この第二誘電体層形成工程では、第一誘電体層形成工程で形成した誘電体層５５６と同様の形成方法で、誘電体層５５６の表面に、犠牲層５５５を覆う状態に誘電体層５５６を形成する。
そして、上記第二犠牲層形成工程および第二誘電体層形成工程を繰り返し実施することで、所定層数の誘電体層が積層される積層体５５Ａを形成する。
【００８８】
この後、上記積層工程で形成された積層体５５Ａの側面から、例えばフッ化キセノン系のエッチングガスを流入させるなどして、犠牲層５５５のみをドライエッチングにより除去する（犠牲層除去工程）。これにより、犠牲層５５５間に形成される空間に形成されるポスト部材５５２Ｂにより誘電体膜５５１が保持され、各誘電体膜５５１間に空気層５５３が形成されるミラー５６，５７が製造される。
【００８９】
〔第三実施形態の作用効果〕
上記第三実施形態のエタロン５では、ミラー５６，５７の形成時に、積層工程で犠牲層５５５と誘電体層５５６を積層した後、犠牲層除去工程で犠牲層５５５を除去するだけで、ポスト部材５５２Ｂが形成される。したがって、第一実施形態や第二実施形態のミラー形成工程で必須であった、ホール５５４を形成するホール形成工程が不要となり、ミラー５６，５７の製造をより短い工程で製造することができる。
【００９０】
〔第四実施形態〕
次に、本発明に係る第四実施形態の測色モジュールのエタロン５について、図面に基づいて説明する。
図１４は、第四実施形態のエタロン５の構成を示す図である。
上記第一〜第三実施形態のエタロン５では、ポスト部材５５２，５５２Ａ，５５２Ｂにより誘電体膜５５１間に空気層５５３が形成されるミラー５６，５７を備える構成としたが、第四実施形態では、誘電体膜５５１間に真空層５５７が形成される。
【００９１】
具体的には、エタロン５は、図１４に示すような密閉パッケージ５８内に収納されている。このパッケージ５８は、例えばエタロン５の第一基板５１および第二基板５２に対向する面が透光性の基板により形成されている。また、パッケージ５８は、例えば内周側面でエタロン５の外周部を保持することで、エタロン５をパッケージ５８の内部の所定位置に固定している。そして、このパッケージ５８は、密閉された内部空間が真空状態に保たれている。
このようなエタロン５は、真空雰囲気下で、上記第一実施形態と同様の製造工程で、エタロン５を形成することで、誘電体膜５５１間に真空層５５７を形成する。そして、この真空雰囲気下で、形成されたエタロン５を密閉パッケージ５８内の所定位置に固定し、パッケージ５８の蓋を閉めて密閉する。これにより、密閉パッケージ５８内が真空状態に維持され、ミラー５６，５７における誘電体膜５５１間の真空層５５７も真空状態が維持される。
【００９２】
上記のような第四実施形態のエタロン５では、ミラー５６，５７の誘電体膜５５１間に真空層５５７が形成される。真空の屈折率は、空気の屈折率より小さいため、ミラー５６，５７を構成する高屈折率層（誘電体膜５５１）と、低屈折率層（真空層５５７）との屈折率の差が、低屈折率層として空気層５５３を用いる場合に比べて、より大きくすることができる。したがって、ミラー５６，５７における反射率を大きくでき、反射可能な波長域もより拡大させることができる。すなわち、エタロン５で分光可能な波長帯域をより広げることができ、分光可能波長域として可視光域をカバーすることができる。
【００９３】
また、エタロン５にて、所定波長の光を分光させる際、分光させたい光の波長に応じて静電アクチュエーター５４に電圧を印加し、可動部５２１を移動させることで、ミラー間ギャップＧを変動させる。ここで、誘電体膜５５１間の低屈折空間が空気層５５３である場合、可動ミラー５７の各誘電体膜５５１に、空気抵抗が加わるため、可動部５２１の移動速度が速いと誘電体膜５５１が空気抵抗により撓むおそれがあり、可動部５２１の移動を遅くする必要がある。これに対して、本実施形態では、誘電体膜５５１間に真空層５５７が形成されるため、可動部５２１の移動により、誘電体膜５５１に抵抗が加わらない。したがって、可動部５２１の変動速度を速くした場合でも、誘電体膜５５１の撓みがなく、エタロン５の透過特性に影響を及ぼさない。
【００９４】
さらに、エタロン５が、内部が真空に維持される密閉パッケージ５８内に収納されるため、可動部５２１および連結保持部５２２に加わる空気抵抗もなく、可動部５２１の移動をよりスムーズにすることができる。したがって、静電アクチュエーター５４に所定の電圧を印加した際の可動部５２１の移動速度を、例えばエタロン５を空気中で作動させる場合に比べて、より速くすることができる。
【００９５】
〔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。
例えば、上記第一実施形態の説明において、ミラー平面視で円形状のホール５５４を均等間隔で形成することで、ポスト部材形成工程において十字星型のポスト部材５５２が形成される例を示したが、ポスト部材５５２の形状としてはこれに限らない。例えば、図１５および図１６に示すようなポスト部材５５２の形状としてもよい。図１５および図１６は、ポスト部材５５２およびホール５５４の他の形状を示す図である。なお、これらの図１５および図１６において、説明のため、ホール５５４の寸法やポスト部材５５２の寸法を大きく表示しているが、実際には、エタロン５の透過特性や測色処理に影響が出ない程度に十分に小さく形成されている。
具体的には、図１５は、円弧溝状のホール５５４を形成した場合のポスト部材５５２の形状である。図１５（Ａ）に示すように、ホール形成工程では、ミラー５６，５７の中心点を中心とした複数の同心円に沿う円弧状のホール５５４を形成する。このような形状のホール５５４を形成することで、図１５（Ｂ）に示すような円形状のポスト部材５５２が形成される。この場合でも、各ポスト部材５５２の幅寸法が１００μｍ以下となるように犠牲層をドライエッチングすることで、ポスト部材５５２による透過率の悪化を抑えることができる。また、図１５（Ｂ）のような閉空間を有するポスト部材であっても、エタロン特性上の問題はなく、その他、筒状のポスト部材などであってもよい。
また、図１６は、円柱状のポスト部材５５２を形成する場合の例である。この例では、十字型のホール５５４を形成し、このホール５５４を中心としてエッチング処理により犠牲層を除去することで、図１６（Ｂ）に示すような断面円形のポスト部材５５２を形成することができる。
また、第二〜第四実施形態に対しても、ポスト部材５５２の形状については、特に限定されず、例えば、図１５（Ｂ）に示すような平面視で円環状のポスト部材が設けられる構成などとしてもよい。
【００９６】
さらに、上記実施形態において、ポスト部材５５２が縦方向および横方向に対して、それぞれポスト部材５５２均等間隔に配置される例を示したが、これに限られない。例えば、ミラー５６，５７の中心点に対して同心円となる複数の径寸法の異なる仮想円上に沿って、ポスト部材５５２が配置される構成としてもよい。この場合でも、各仮想円の径寸法や、各仮想円上のポスト部材５５２の配置間隔（配置角度間隔）は、誘電体膜５５１の厚み寸法や、各ポスト部材５５２の断面寸法により適宜決定され、誘電体膜５５１の撓みがなく、かつ、ポスト部材５５２が透明部材である場合は、ミラー平面視において、全ポスト部材５５２の占める面積がミラー全面積に対して２０％以下となるように、またポスト部材５５２が不透明部材である場合は、全ポスト部材５５２の占める面積がミラー全面積に対して５０％以下となるように、ポスト部材５５２を配置すればよい。
【００９７】
また、第一実施形態において、ミラー平面視において、ミラー全面積に対してポスト部材５５２の占める割合が２０％以下に形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、ポスト部材５５２をＭｇＦ２（屈折率＝１．３７）により形成するなど、さらに屈折率がより小さい素材によりポスト部材５５２を形成することで、低反射構造部分におけるミラー特性を高反射構造部分のミラー特性に近づけることができ、この場合、例えばミラー全面積に対するポスト部材５５２の占める面積を２０％以上にするなどとしても、エタロン５の分解能の低下を抑えることができる。
ただし、上記のような構成とした場合でも、上記実施形態に比べて、エタロン５により分光される光の分解能の低下が考えられるため、上記実施形態と同様に、ポスト部材５５２が透明部材である場合は、ミラー面積に対するポスト部材５５２の占める面積の割合は２０％以下に設定することが好ましい。
【００９８】
さらに、第二実施形態においても、ミラー平面視において、ミラー全面積に対してポスト部材５５２の占める割合が２０％以下に形成される例を示したが、これに限らない。例えば、より大きい面積のミラー５６，５７を用いることで、エタロン５を透過する光の光量も多くなるため、この場合、ミラー全面積に対するポスト部材５５２の占める面積を５０％以上にするなどしてもよく、エタロン５により分光される光の透過量の減少を抑えることができる。
ただし、ミラー５６，５７の面積を大きくする場合、一対のミラー５６，５７の平行関係を維持することが困難となる問題などもあるため、ミラー５６，５７の寸法を上記実施形態のように、直径３ｍｍ程度に形成し、ミラー全面積に対するポスト部材５５２の占める面積を５０％以下に設定することが好ましい。
【００９９】
さらには、ポスト部材５５２は、断面寸法の最小値が１００μｍ以下に形成される例を示したが、上記と同様、ポスト部材５５２の素材や、ミラー面積により、ポスト部材５５２の断面寸法を１００μｍ以上に形成する構成などとすることもできる。
【０１００】
また、第四実施形態において、内部が真空密閉されたパッケージ５８内にエタロン５を固定することで、真空層５５７を形成する例を示したが、これに限定されない。例えば、可動部５２１が形成される第二基板５２の、第一基板５１とは反対側面に第三基板を接合し、第一基板５１および第二基板５２の間の内部空間、第二基板５２および第三基板の内部空間をそれぞれ真空状態にすることで、真空層５５７を形成する構成としてもよい。この場合、第二基板５２と第三基板との間が真空となるため、可動部５２１が真空空間に挟まれる状態となり、可動部が空気抵抗を受けないため、静電アクチュエーターにより可動部５２１を変位させる際の変位速度を向上させることができる。
【０１０１】
そして、上記第一、第二、第三実施形態において、ポスト部材５５２により誘電体膜５５１間に低屈折空間である空気層５５３が形成され、この空気層が本発明の気体層を形成する構成としたが、気体層としては、空気に限られない。例えば、気体層として、低屈折率を有し、可視光範囲内で波長吸収性が小さい気体であればよく、例えばヘリウムガスなどにより気体層が形成される構成としてもよい。
【０１０２】
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】
【０１０３】
１…測色モジュール、３…測色センサー、５…波長可変干渉フィルターであるエタロン、３１…受光手段である受光素子、４３…測色処理部、５４…可変手段である静電アクチュエーター、５６…固定ミラー、５７…可動ミラー、５５１…誘電体膜、５５２，５５２Ａ，５５２Ｂ…ポスト部材、５５３…気体層である空気層、５５５…犠牲層、５５５Ａ…孔部、５５６…誘電体層、５５７…真空層。
【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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