(57)【要約】【課題】アクチュエータを介した光学基板の変動に支障を来たすことなく、温度変化が生じても光学基板に対向配置されている容量センサ電極同士の光学基板の径方向のずれを抑えて高精度に波長制御できる可変分光素子の提供。【解決手段】光学基板２と、面２ａに設けられた容量センサ電極３と、光学基板２を面２ａが内側を向くように支持する筐体１と、光学基板２に対向配置された第２の光学基板４と、面４ａに容量センサ電極３に対して対向配置された容量センサ電極５と、光学基板４以下の熱膨張率を持つ材料からなり、少なくとも面４ｂに環状に接合する接合面６ａ１を有する支持部材６ａと、支持部材６ａに比べてヤング率が小さい材料からなり、面６ａ２に間接的又は直接的に接合する支持部材６ｂと、面６ｂ２に接合し、光学基板２と光学基板４との間隔方向に伸縮するアクチュエータ７を有する。【選択図】図２
2011191681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に第１のコート層が設けられた第１の光学基板と、
前記第１の光学基板の前記第１のコート層が設けられた面における光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて設けられた第１の容量センサ電極と、
前記第１の光学基板を、前記第１のコート層及び前記第１の容量センサ電極が設けられた面が内側を向くように支持する筐体と、
前記第１の光学基板に対して間隔をあけて対向配置され、該第１の光学基板に対向する面に第２のコート層が設けられた第２の光学基板と、
前記第２の光学基板の前記第２のコート層が設けられた面における光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて前記第１の容量センサ電極に対して対向配置された第２の容量センサ電極と、
前記第２の光学基板の熱膨張率以下の熱膨張率を持つ材料からなり、少なくとも該第２の光学基板における前記第２のコート層及び前記第２の容量センサ電極が設けられた面とは反対側の面に環状に接合する第１の接合面を有する第１の支持部材と、
前記第１の支持部材に比べてヤング率が小さい材料からなり、該第１の支持部材における前記第１の接合面とは反対側の面に間接的又は直接的に接合する第２の支持部材と、
周方向に間隔をあけて配置され、前記第２の支持部材における前記第１の支持部材とは反対側の面に接合し、前記第１の光学基板と該第２の光学基板との間隔方向に伸縮するアクチュエータを有することを特徴とする可変分光素子。
【請求項２】
前記第１の支持部材は、前記第２の光学基板に比べて熱膨張率が小さい材料からなるとともに、さらに、前記第２の光学基板の側面に接合する第２の接合面を有し、
前記第２の光学基板は、前記第１の支持部材における前記第１の接合面と前記第２の接合面とで形成される凹部に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の可変分光素子。
【請求項３】
前記第２の支持部材は、円筒形状に形成され、該円筒形状の一方の端面が前記第１の支持部材と接合し、該円筒形状の他方の端面が前記アクチュエータと接合することを特徴とする請求項１又は２に記載の可変分光素子。
【請求項４】
前記第２の支持部材は、前記アクチュエータと接合する環状部と、前記環状部の周方向に間隔をあけて立設され、その端面が前記第１の支持部材と接合する柱状部とを一体的に備えてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変分光素子。
【請求項５】
前記第２の支持部材は、前記第１の支持部材と接合する第１の環状部と、前記アクチュエータと接合する第２の環状部と、前記第１の環状部と前記第２の環状部との間に周方向に間隔をあけて立設された複数の柱状部とを一体的に備えてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変分光素子。
【請求項６】
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に周方向に間隔をあけて立設された複数の支柱部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変分光素子。
【請求項７】
前記第１の容量センサ電極と前記第２の容量センサ電極は、前記第２の光学基板に設けられた該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿った長さが、前記第１の光学基板に設けられた該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿った長さに比べて長くなるように形成され、且つ、該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿う方向の全領域が、該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿う方向の領域に対して対向するように配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の可変分光素子。
【請求項８】
前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径に比べて大きいことを特徴とする請求項７に記載の可変分光素子。
【請求項９】
前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、
前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部が、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部に対して対向することを特徴とする請求項７に記載の可変分光素子。
【請求項１０】
前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、
前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿う全領域は、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部と外側端部との間の領域に対して対向することを特徴とする請求項７に記載の可変分光素子。
【請求項１１】
前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、
前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部が、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部に対して対向することを特徴とする請求項７に記載の可変分光素子。
【請求項１２】
前記第１の容量センサ電極と前記第２の容量センサ電極は、前記第１の光学基板に設けられた該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿った長さが、前記第２の光学基板に設けられた該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿った長さに比べて長くなるように形成され、且つ、該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿う方向の全領域が、該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿う方向の領域に対して対向するように配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の可変分光素子。
【請求項１３】
前記第１の光学基板の外径は、前記第２の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、
前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部が、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部に対して対向することを特徴とする請求項１２に記載の可変分光素子。
【請求項１４】
前記第１の光学基板の外径は、前記第２の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、
前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿う全領域は、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部と外側端部との間の領域に対して対向することを特徴とする請求項１２に記載の可変分光素子。
【請求項１５】
前記第１の光学基板の外径は、前記第２の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、
前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部が、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部に対して対向することを特徴とする請求項１２に記載の可変分光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隔をあけて対向配置され、対向面にコート層が設けられた一対の光学基板と、一方の光学基板を移動させるアクチュエータを備え、アクチュエータを介して光学基板間の間隔を変更することによって、光学基板を透過する光の波長を変化させる可変分光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来のこの種の可変分光素子の基本構成の一例を示す説明図で、(a)は筐体の外観を示す斜視図、(b)は筐体の内側の構成を示す斜視図、(c)は(b)の光学基板における容量センサ電極の配置を示す平面図、(d)は光学基板における容量センサ電極の配置を示す部分拡大斜視図である。
【０００３】
図１１に示す可変分光素子は、筐体５１と、第１の光学基板５２と、第１の光学基板５２に設けられた第１の容量センサ電極５３と、第２の光学基板５４と、第２の光学基板５４に設けられた第２の容量センサ電極５５と、支持部材５６とアクチュエータとしてのピエゾ素子５７を備えている。図中、５８はベースである。
【０００４】
第１の光学基板５２は、円板状に形成された透明部材を有してなり、一方の面に、例えば、誘電体多層膜で構成された反射膜のコート層（図示省略）が設けられている。
第１の容量センサ電極５３は、例えば、金属膜で構成されていて、第１の光学基板５２のコート層が設けられた面における光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて設けられている。
筐体５１は、第１の光学基板５２及び第２の光学基板５４の光学有効径よりも大きな穴を有する円筒状に形成されており、第１の光学基板５２の側面を、そのコート層及び第１の容量センサ電極５３が設けられた面が内側を向くように支持している。
【０００５】
第２の光学基板５４は、円板状に形成された透明部材を有してなり、第１の光学基板５２に対して間隔をあけて対向配置されている。第２の光学基板５４における第１の光学基板５２に対向する面には、例えば、誘電体多層膜で構成された反射膜のコート層（図示省略）が設けられている。
第２の容量センサ電極５５は、例えば、金属膜で構成されていて、第２の光学基板５４のコート層が設けられた面における光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて第１の容量センサ電極５３に対して対向配置されている。
支持部材５６は、第２の光学基板５４の光学有効径よりも大きな穴を有する環状部材からなり、その一方の面が第２の光学基板５４におけるコート層及び第２の容量センサ電極５５とは反対側の面に接合している。支持部材５６の他方の面は、ピエゾ素子５７と接合している。
ベース５８は、第１の光学基板５２及び第２の光学基板５４の光学有効径よりも大きな穴を持つ環状に形成されており、一方の面でピエゾ素子５７の一端を固定すると共に、その側面を筐体５１に固定されている。
【０００６】
そして、図１１に示す可変分光素子は、ピエゾ素子５７の伸縮によって第２の光学基板５４を移動させ、筐体５１に固定されている第１の光学基板５２と第２の光学基板５４との距離を変化させる。その際、第１の光学基板５２と第２の光学基板５４の対向する面に配置された第１の容量センサ電極５３と第２の容量センサ電極５５との間に発生する静電容量の大きさによって、第１の光学基板５２と第２の光学基板５４との間の距離が検知されるようになっている。これにより、図１１に示す可変分光素子は、２つの容量センサ電極５３，５５の間の静電容量の大きさが所望の値になるように調整すべく、ピエゾ素子５７の伸縮を制御することによって、第１及び第２の光学基板５２，５４を透過する光の波長を制御する。
【０００７】
ところで、図１１に示す可変分光素子においては、アクチュエータであるピエゾ素子５７と第２の光学基板５４とに接続する支持部材５６は、第２の光学基板５４に対し、その周方向に全周にわたって接合されている。このような構成の場合、アクチュエータであるピエゾ素子５７の作動により支持部材５６が弾性変形させられると、その変形が第２の光学基板５４を変形させる応力を発生させてしまい、第２の光学基板５４が平坦な形状を維持できずに、変形させられてしまう。そして、第２の光学基板５４が変形させられることによって第１の光学基板５２との間の距離が変化し、分光特性が変化することによって、所望の波長帯域の光を精度良く分光することが困難になるという問題がある。
【０００８】
しかるに、支持部材の弾性変形による分光制御の精度の低下の問題を解決することを目的とした可変分光素子として、例えば、次の特許文献１に記載の可変分光素子がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１０２２６９号公報
【００１０】
図１２は特許文献１に記載の可変分光素子の概略構成を示す縦断面図である。
図１２に示す可変分光素子は、筐体６１と、第１の光学基板６２と、第１の光学基板６２に設けられた第１の容量センサ電極６３と、第２の光学基板６４と、第２の光学基板６４に設けられた第２の容量センサ電極６５と、支持部材６６とアクチュエータとしてのピエゾ素子６７を備えている。図中、６８はベースである。
【００１１】
光学基板６２，６４は、円板状に形成されていて、略平行に僅かな間隔をあけて対向配置され、対向面の光学有効径の範囲に反射膜のコート層を備えている。反射膜のコート層は、例えば、誘電体多層膜で構成されている。第１及び第２の容量センサ電極６３，６５は、第１及び第２の光学基板６２，６４の光学有効径の外側に、周方向に間隔をあけて対向配置されている。第１及び第２の容量センサ電極６３，６５は、例えば、金属膜で構成されている。
筐体６１は、円筒状に形成されており、第１の光学基板６２を、そのコート層及び第１の容量センサ電極６３が設けられた面が内側を向くように支持している。
【００１２】
アクチュエータ６７は、例えば、ピエゾ素子などの圧電素子からなる角棒状部材で構成され、加えられる電圧信号に応じて、その長さ方向に伸縮させる力を生じるようになっている。
ベース６８は、一方の面でアクチュエータ６７の一端を固定すると共に、その側面を筐体６１に固定されている。
そして、図１２の例の可変分光素子は、第１及び第２の容量センサ電極６３，６５で検出する電圧信号をアクチュエータ６７にフィードバックすることで、アクチュエータ６７の作動量を制御し、アクチュエータ６７の作動を介して第１及び第２の光学基板６２，６４の間隔を変化させることによって、第１及び第２の光学基板６２，６４を透過する光の波長帯域を変化させることができるようになっている。
【００１３】
ここで、図１２の可変光学素子では、支持部材６６が、保持部材６９と、接続部材７０と、環状の平板部材７１とで構成されている。
保持部材６９は、第２の光学基板６４の光学有効径よりも大きな穴を備えた環状部材で構成されており、その一方の面が第２の光学基板６４におけるコート層及び第２の容量センサ電極６５とは反対側の面に接合している。
接続部材７０は、周方向に間隔をあけて配置された棒状部材からなり、その両端がそれぞれ保持部材６９と平板部材７１とに接続している。
【００１４】
平板部材７１は、第１及び第２の光学基板６２，６４の光学有効径よりも大きな穴を有する環状に形成されていて、アクチュエータ６７の他端に接着固定されている。
また、平板部材７１は、アクチュエータ６７の内側縁よりも半径方向内方に内鍔状に突出しており、接続部材７０は、平板部材７１のアクチュエータ６７よりも半径方向内方に突出した部位に固定されている。
また、平板部材７１は弾性材料により形成され、保持部材６９および接続部材７０よりも低い剛性を備えている。これにより、アクチュエータ６７の伸縮動作により平板部材７１に曲げ応力が作用すると、平板部材７１が最初に湾曲してその曲げ応力を吸収し、保持部材６９および接続部材７０を変形させることなく支持することができるようになっている。
【００１５】
このように、図１２に示した特許文献１に記載の可変分光素子では、支持部材６６を相対的に剛性の高い部材（保持部材６９および接続部材７０）と剛性の低い部材（平板部材７１）とで構成することで、アクチュエータ６７からの曲げ応力を相対的に剛性の低い部材（平板部材７１）の変形によって吸収し、剛性の高い部材（保持部材６９および接続部材７０）の変形を防止することで、所望の波長帯域の光を精度良く分光することができるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、可変分光素子には、第１の光学基板を支持する部材と第２の光学基板を支持する部材との熱膨張率の差により、対向配置されている容量センサ電極同士における光学基板の径方向の位置がずれ、その結果、検出される電圧値及び電圧値に基づくアクチェータを介して制御される光学基板間の間隔が正常値から外れ、透過させるべき波長制御の精度が低下してしまうという問題がある。
【００１７】
この点について、詳説する。
図１１(d)に示したように、第１及び第２の光学基板５２，５４において、第１及び第２の容量センサ電極５３，５５を正対するように配置することで、第１及び第２の容量センサ電極５３，５５間に静電容量が発生する。
ここで、可変分光素子の温度が変化すると、第２の光学基板５４を支持する支持部材５６の熱膨張に伴う水平方向（第２の光学基板５４の径方向）への膨張によって、第２の光学基板５４も水平方向（第２の光学基板６４の径方向）に引っ張られて変形する。
ところで、支持部材５６は、第２の光学基板５４の第１の光学基板５２に対する角度を周辺方向に設けられたピエゾ素子５７の伸縮によって調整する際に、ピエゾ素子５７を伸縮させやすくすべく、ピエゾ素子の伸縮によって曲がるように、ある程度、剛性の低い材料で構成されている。しかるに、剛性の低い材料には熱膨張率が高いものが多い。このため、支持部材５６は、温度の変化によって熱膨張しやすく、第２の光学基板５４は支持部材５６の熱膨張によって熱変形し易い。
【００１８】
一方、筐体５１は軸方向の熱膨張を抑制するために熱膨張率の低い材料で構成されている。これは、筐体５１を熱膨張率の高い材料で構成して、アクチュエータであるピエゾ素子５７が伸張可能なストロークを超えて筐体５１が膨張してしまうと、第１及び第２の光学基板５２，５４間の距離の制御をピエゾ素子５７によって行うことができなくなるからである。このため、第１の光学基板５２は熱変形し難い。
【００１９】
その結果、筐体５１の熱膨張の影響を受け難い第１の光学基板５２と保持部材５６の熱膨張の影響を受け易い第２の光学基板５４とでは、図１３に示すように、第１及び第２の容量センサ電極５３，５５同士の位置が第１及び第２の光学基板５２，５４の径方向にずれてしまい、第１及び第２の光学基板５２，５４間の距離を一定に保つことが出来たとしても、第１の容量センサ電極５３と第２の容量センサ電極５５との対向する面積が変化することによって、静電容量が変化してしまう。
【００２０】
しかるに、特許文献１には、第１の光学基板６２を支持する部材（筐体６１）と第２の光学基板６４を保持する部材（支持部材６６）との熱膨張率の差から生ずる第１の容量センサ電極６３と第２の容量センサ電極６５間における光学基板の径方向のずれの問題及びそのずれを解決するための手段については、なんら言及されていない。
このため、図１２に示す特許文献１に記載の可変分光素子では、温度変化が生ずると、支持部材６６（保持部材６９、接続部材７０、平板部材７１）による第２の光学基板６４の径方向の伸縮する力が作用して、第２の光学基板６４が径方向に伸縮し易くなり、その結果、第１の光学基板６２と第２の光学基板６４の双方に設けられた第１及び第２の容量センサ電極６３，６５同士における第１及び第２の光学基板６２，６４の径方向の位置がずれ易くなり、それに伴いオーバーラップする面積が変化して検出されるべき静電容量が不正確なものとなり、アクチュエータ６７を介した面間隔制御による波長制御を高精度に行うことが出来ず、所望の波長帯域の光を精度良く分光することが困難となる。
【００２１】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、アクチュエータを介した光学基板の変動に支障を来たすことなく、温度変化が生じても光学基板に対向配置されている容量センサ電極同士における光学基板の径方向のずれを抑えて高精度に波長制御することのできる可変分光素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明による可変分光素子は、一方の面に第１のコート層が設けられた第１の光学基板と、前記第１の光学基板の前記第１のコート層が設けられた面における光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて設けられた第１の容量センサ電極と、前記第１の光学基板を、前記第１のコート層及び前記第１の容量センサ電極が設けられた面が内側を向くように支持する筐体と、前記第１の光学基板に対して間隔をあけて対向配置され、該第１の光学基板に対向する面に第２のコート層が設けられた第２の光学基板と、前記第２の光学基板の前記第２のコート層が設けられた面における光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて前記第１の容量センサ電極に対して対向配置された第２の容量センサ電極と、前記第２の光学基板の熱膨張率以下の熱膨張率を持つ材料からなり、少なくとも該第２の光学基板における前記第２のコート層及び前記第２の容量センサ電極が設けられた面とは反対側の面に環状に接合する第１の接合面を有する第１の支持部材と、前記第１の支持部材に比べてヤング率が小さい材料からなり、該第１の支持部材における前記第１の接合面とは反対側の面に間接的又は直接的に接合する第２の支持部材と、周方向に間隔をあけて配置され、前記第２の支持部材における前記第１の支持部材とは反対側の面に接合し、前記第１の光学基板と該第２の光学基板との間隔方向に伸縮するアクチュエータを有することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第１の支持部材は、前記第２の光学基板に比べて熱膨張率が小さい材料からなるとともに、さらに、前記第２の光学基板の側面に接合する第２の接合面を有し、前記第２の光学基板は、前記第１の支持部材における前記第１の接合面と前記第２の接合面とで形成される凹部に埋め込まれているのが好ましい。
【００２４】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第２の支持部材は、円筒形状に形成され、該円筒形状の一方の端面が前記第１の支持部材と接合し、該円筒形状の他方の端面が前記アクチュエータと接合するのが好ましい。
【００２５】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第２の支持部材は、前記アクチュエータと接合する環状部と、該環状部の周方向に間隔をあけて立設され、その端面が前記第１の支持部材と接合する柱状部とを一体的に備えてなるのが好ましい。
【００２６】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第２の支持部材は、前記第１の支持部材と接合する第１の環状部と、前記アクチュエータと接合する第２の環状部と、前記第１の環状部と前記第２の環状部との間に周方向に間隔をあけて立設された複数の柱状部とを一体的に備えてなるのが好ましい。
【００２７】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に周方向に間隔をあけて立設された複数の支柱部材を備えているのが好ましい。
【００２８】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第１の容量センサ電極と前記第２の容量センサ電極は、前記第２の光学基板に設けられた該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿った長さが、前記第１の光学基板に設けられた該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿った長さに比べて長くなるように形成され、且つ、該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿う方向の全領域が、該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿う方向の領域に対して対向するように配置されているのが好ましい。
【００２９】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径に比べて大きいのが好ましい。
【００３０】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部が、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部に対して対向するのが好ましい。
【００３１】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿う全領域は、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部と外側端部との間の領域に対して対向するのが好ましい。
【００３２】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第２の光学基板の外径は、前記第１の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部が、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部に対して対向するのが好ましい。
【００３３】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第１の容量センサ電極と前記第２の容量センサ電極は、前記第１の光学基板に設けられた該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿った長さが、前記第２の光学基板に設けられた該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿った長さに比べて長くなるように形成され、且つ、該第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿う方向の全領域が、該第１の容量センサ電極における該第１の光学基板の径方向に沿う方向の領域に対して対向するように配置されているのが好ましい。
【００３４】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第１の光学基板の外径は、前記第２の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部が、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部に対して対向するのが好ましい。
【００３５】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第１の光学基板の外径は、前記第２の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極における該第２の光学基板の径方向に沿う全領域は、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における内側端部と外側端部との間の領域に対して対向するのが好ましい。
【００３６】
また、本発明の可変分光素子においては、前記第１の光学基板の外径は、前記第２の光学基板の外径と略同じ大きさに形成され、前記第２の光学基板に設けられた前記第２の容量センサ電極の該第２の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部が、前記第１の光学基板に設けられた前記第１の容量センサ電極の該第１の光学基板の径方向に沿う領域における外側端部に対して対向するのが好ましい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、アクチュエータを介した光学基板の変動に支障を来たすことなく、温度変化が生じても光学基板に対向配置されている容量センサ電極同士における光学基板の径方向のずれを抑えて高精度に波長制御することのできる可変分光素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の可変分光素子の要部の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態及び実施例１にかかる可変分光素子の全体構成について筐体を断面図で示し、筐体の内側を側面図で示す説明図である。
【図３】本発明の第二実施形態にかかる可変分光素子の全体構成について筐体を断面図で示し、筐体の内側を側面図で示す説明図である。
【図４】本発明の第三実施形態にかかる可変分光素子における筐体の内側を側面図で示す説明図である。
【図５】第三実施形態の変形例にかかる可変分光素子における筐体の内側を側面図で示す説明図である。
【図６】本発明の第四実施形態にかかる可変分光素子における筐体の内側を側面図で示す説明図である。
【図７】本発明の第五実施形態にかかる可変分光素子における光学基板及び容量センサ電極の配置構成を示す側面図である。
【図８】本発明の第六実施形態にかかる可変分光素子における光学基板及び容量センサ電極の配置構成を示す側面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図、(c)はさらに他の例を示す図である。
【図９】本発明の第七実施形態にかかる可変分光素子における光学基板及び容量センサ電極の配置構成を示す側面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図、(c)はさらに他の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２にかかる可変分光素子の全体構成について筐体を断面図で示し、筐体の内側を側面図で示す説明図である。
【図１１】従来の可変分光素子の基本構成の一例を示す説明図で、(a)は筐体の外観を示す斜視図、(b)は筐体の内側の構成を示す斜視図、(c)は(b)の光学基板における容量センサ電極の配置を示す平面図、(d)は光学基板における容量センサ電極の配置を示す部分拡大斜視図である。
【図１２】特許文献１に記載の可変分光素子の概略構成を示す縦断面図である。
【図１３】従来の可変光学素子における支持部材の熱膨張率の差による光学基板に設けられた容量センサ電極の位置のずれを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施形態の説明に先立ち、本発明における特徴的な構成及び作用効果について説明する。
図１は本発明の可変分光素子の要部の外観を示す斜視図である。説明の便宜上、図１では図１１に示した可変分光素子の構成から筐体、第１の光学基板及び第１の容量センサ電極を除いた部分に対応する構成を示してある。図１中、４は第２の光学基板、５は第２の容量センサ電極、６は支持部材、７はアクチュエータとしてのピエゾ素子、８はベースである。
【００４０】
本発明の可変分光素子は、第２の光学基板４を支持する支持部材６を第１の支持部材６ａと第２の支持部材６ｂとの二層構造とし、第２の光学基板４側の支持部材（第１の支持部材６ａ）を第２の光学基板４以下の熱膨張率を持つ材料で構成するとともに、ピエゾ素子７側の支持部材（第２の支持部材６ｂ）を第１の支持部材６ａに比べて剛性の低い（ヤング率の低い）材料で構成している。
【００４１】
このように構成すれば、第１の支持部材６ａが第２の光学基板４以下の熱膨張率であるため、第１の支持部材６ａによる熱膨張の影響を第２の光学基板４に与え難くすることができる。また、第１の支持部材６ａに比べて相対的に剛性の低い第２の支持部材６ｂにより、ピエゾ素子７を伸縮させやすくしながら、ピエゾ素子７からの曲げ応力を相対的に剛性の低い第２の支持部材６ｂの変形によって吸収して、相対的に剛性の高い第１の支持部材６ａの変形を防止することができる。即ち、本発明の可変分光素子によれば、温度変化が生じても、第１の光学基板（図１においては不図示）に設けられた第１の容量センサ電極と、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５との光学基板の径方向の位置ずれを抑えることができ、しかも、アクチュエータ７を伸縮させやすくしながらも、アクチュエータ７の伸縮動作に伴う第２の光学部材４を変形させる影響を排除でき、非常に高精度に波長制御することができる。
【００４２】
なお、将来の小型化を想定すると可変分光素子においては、少なくとも５ｍｍの柱を３μｍ伸ばす能力が必要である。その場合、第２の支持部材６ｂには、３×１０-6／５×１０-3＝０．６×１０-3以上のひずみ量を実現する能力が必要とされる。
しかるに、現在のピエゾ素子７が出すことのできる最大の力が約６７．７Ｍｐａである。つまり、上記ひずみ量を達成する応力が６７．７Ｍｐａ以下であればよい。
ここで、ヤング率Ｙ、ひずみ量をσとすると、第２の支持部材６ｂに求められるヤング率は次の式で示すことができる。
Ｙ×σ≦６７．７Ｍｐａ
Ｙ≦６７．７Ｍｐａ／０．６×１０-3
Ｙ≦１１３Ｇｐａ
即ち、第２の支持部材６ｂは、例えば、真鍮、あるいはジェラルミン（アルミ合金）等、ヤング率Ｙが１１３Ｇｐａ以下の材料を用いて構成するのが好ましい。
【００４３】
また、第１及び第２の光学基板２，４としては、合成石英（熱膨張率α＝０．５ｐｐｍ）を用いるのが好ましい。
また、第１の支持基板６ａの構成材料としては、スーパーインバー（熱膨張率α＝０．５ｐｐｍ、ヤング率Ｙ＝１４４Ｇｐａ）を用いるのが好ましい。
【００４４】
第一実施形態
図２は本発明の第一実施形態にかかる可変分光素子の全体構成について筐体を断面図で示し、筐体の内側を側面図で示す説明図である。
本実施形態の可変分光素子は、筐体１と、第１の光学基板２と、第１の容量センサ電極３と、第２の光学基板４と、第２の容量センサ電極５と、第１の支持部材６ａと、第２の支持部材６ｂと、アクチュエータ７を有する。
【００４５】
第１の光学基板２は、円板状に形成された透明部材を有してなり、一方の面２ａに、例えば、誘電体多層膜で構成された反射膜のコート層（以下、第１のコート層という。図示省略）が設けられている。
第１の容量センサ電極３は、例えば、金属膜で構成されていて、第１の光学基板２の第１のコート層が設けられた面２ａにおける光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて設けられている。
筐体１は、第１の光学基板２及び第２の光学基板４の光学有効径よりも大きな穴を有する円筒状に形成されており、第１の光学基板２の側面を、第１のコート層及び第１の容量センサ電極３が設けられた面２ａが内側を向くように支持している。また、筐体１の底面には、ベース部８が設けられている。
【００４６】
第２の光学基板４は、円板状に形成された透明部材を有してなり、第１の光学基板２に対して間隔をあけて対向配置されている。第２の光学基板４における第１の光学基板２に対向する面４ａには、例えば、誘電体多層膜で構成された反射膜のコート層（以下、第２のコート層という。図示省略）が設けられている。
第２の容量センサ電極５は、例えば、金属膜で構成されていて、第２の光学基板４の第２のコート層が設けられた面４ａにおける光学有効径を外れた位置に、周方向に間隔をあけて第１の容量センサ電極３に対して対向配置されている。
【００４７】
第１の支持部材６ａは、第２の光学基板４の熱膨張率以下の熱膨張率を持つ材料からなる、第２の光学基板４の光学有効径よりも大きな穴を有する環状部材で構成されている。また、第１の支持部材６ａは、第２の光学基板４における第２のコート層及び第２の容量センサ電極５が設けられた面４ａとは反対側の面４ｂに環状に接合する第１の接合面６ａ１を有している。
【００４８】
第２の支持部材６ｂは、第１の支持部材６ａに比べてヤング率が小さい材料で構成されている。また、第２の支持部材６ｂは、第２の光学基板４の光学有効径よりも大きな穴を有する円筒形状に形成され、円筒形状の一方の端面６ｂ１が第１の支持部材６ａにおける第１の接合面６ａ１とは反対側の面６ａ２に接合し、円筒形状の他方の端面６ｂ２がアクチュエータ７と接合している。
アクチュエータ７は、周方向に間隔をあけて配置され、第２の支持部材６ｂにおける第１の支持部材６ａとは反対側の面６ｂ２に接合し、第１の光学基板２と第２の光学基板４との間隔方向に伸縮するように構成されている。
ベース部８は、第１の光学基板２及び第２の光学基板４の光学有効径よりも大きな穴を持つ環状に形成されており、一方の面でピエゾ素子７の一端を固定している。
【００４９】
このように構成された第一実施形態の可変分光素子によれば、図１を用いて説明したように、温度変化が生じても、第１の支持部材６ａが第２の光学基板４以下の熱膨張率であるため、第１の支持部材６ａによる熱膨張の影響を第２の光学基板４に対し与え難くすることができる。また、第１の支持部材６ａに比べて相対的に剛性の低い第２の支持部材６ｂにより、ピエゾ素子７を伸縮させやすくしながら、ピエゾ素子７からの曲げ応力を相対的に剛性の低い第２の支持部材６ｂの変形によって吸収して、相対的に剛性の高い第１の支持部材６ａの変形を防止することができる。即ち、第一実施形態の可変分光素子によれば、温度変化が生じても、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３と、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５との光学基板の径方向の位置ずれを抑えることができ、しかも、アクチュエータ７を伸縮させやすくしながらも、アクチュエータ７の伸縮動作に伴う第２の光学部材４を変形させる影響を排除でき、非常に高精度に波長制御することができる。
【００５０】
第二実施形態
図３は本発明の第二実施形態にかかる可変分光素子の全体構成について筐体を断面図で示し、筐体の内側を側面図で示す説明図である。
第二実施形態の可変分光素子では、第１の支持部材６ａは、第２の光学基板４に比べて熱膨張率が小さい材料で構成されている。また、第１の支持部材６ａは、第２の光学基板４の側面に接合する第２の接合面６ａ３を有している。
そして、第２の光学基板４は、第１の支持部材６ａにおける第１の接合面６ａ１と第２の接合面６ａ３とで形成される凹部に埋め込まれている。
その他の構成は、図２に示した第一実施形態の可変分光素子と略同じである。
【００５１】
第二実施形態の可変分光素子によれば、第２の光学基板４に比べて熱膨張率が小さい材料で構成された第１の支持部材６ａにおける第１の接合面６ａ１と第２の接合面６ａ３とで形成される凹部に第２の光学基板４を埋め込んだので、第１の支持部材６ａによる熱膨張の影響を第２の光学基板４に対してより一層与え難くすることができる。
その他の作用効果は、第一実施形態の可変分光素子と略同じである。
【００５２】
第三実施形態
図４は本発明の第三実施形態にかかる可変分光素子における筐体の内側を側面図で示す説明図である。図５は第三実施形態の変形例にかかる可変分光素子における筐体の内側を側面図で示す説明図である。
図４に示す第三実施形態の可変分光素子では、第２の支持部材６ｂは、アクチュエータ７と接合する環状部６ｂ1と、複数の柱状部６ｂ2とを一体的に備えている。
柱状部６ｂ2は、環状部６ｂ1の周方向に間隔をあけて立設され、その端面６ｂ2１が、第１の支持部材６ａにおける第１の接合面６ａ１とは反対側の面６ａ２に接合している。
その他の構成は、図３に示した第二実施形態の可変分光素子と略同じである。
【００５３】
図５に示す第三実施形態の変形例の可変分光素子では、第２の支持部材６ｂは、第１の環状部６ｂ1と、第２の環状部６ｂ3と、複数の柱状部６ｂ2’とを一体的に備えている。
第１の環状部６ｂ1は、アクチュエータ７と接合している。第２の環状部６ｂ3は、第１の支持部材６ａにおける第１の接合面６ａ１とは反対側の面６ａ２に接合している。複数の柱状部６ｂ2’は、第１の環状部６ｂ1と第２の環状部６ｂ3との間に周方向に間隔をあけて立設されている。
その他の構成は、図３に示した第二実施形態の可変分光素子と略同じである。
【００５４】
第三実施形態の可変分光素子によれば、第２の支持部材６ｂが柱状部（図４の例における柱状部６ｂ2、図５の例における柱状部６ｂ2’）を周方向に間隔をあけて備えているので、アクチュエータ７が伸縮するときに、柱状部（図４の例における柱状部６ｂ2、図５の例における柱状部６ｂ2’）が変形することで、アクチュエータ７をより一層伸縮させやすくすることができるとともに、アクチュエータ７の伸縮動作に伴う第２の光学部材４を変形させる影響をより一層排除できる。
その他の作用効果は、図３に示した第二実施形態の可変分光素子と略同じである。
【００５５】
なお、図４及び図５の例では、第２の支持部材６ｂ以外の構成を図３に示した第二実施形態の可変分光素子と略同じ構成としたが、第三実施形態の可変分光素子における第２の支持部材６ｂ以外の構成は、図２に示した第一実施形態の可変分光素子と略同じ構成であってもよい。
【００５６】
第四実施形態
図６は本発明の第四実施形態にかかる可変分光素子における筐体の内側を側面図で示す説明図である。
第四実施形態の可変分光素子では、複数の支柱部材９が、第１の支持部材６ａと第２の支持部材６ｂとの間に、周方向に間隔をあけて立設されている。複数の支柱部材９は、一方の端面が第１の支持部材６ａにおける第１の接合面６ａ１とは反対側の面６ａ２に接合し、他方の端面が第２の支持部材６ｂにおける一方の端面６ｂ１に接合している。
その他の構成は、図３に示した第二実施形態の可変分光素子と略同じである。
【００５７】
第四実施形態の可変分光素子によれば、第１の支持部材６ａと第２の支持部材６ｂとの間に複数の支柱部材９を周方向に間隔をあけて設けたので、アクチュエータ７が伸縮するときに、支柱部材９が変形することで、アクチュエータ７をより一層伸縮させやすくすることができるとともに、アクチュエータ７の伸縮動作に伴う第２の光学部材４を変形させる影響をより一層排除できる。
【００５８】
なお、図６の例の可変分光素子では、複数の支柱部材９を図３に示した第二実施形態の可変分光素子における第１の支持部材６ａと第２の支持部材６ｂとの間に備えたが、第四実施形態の可変分光素子は、複数の支柱部材９を、図２に示した第一実施形態の可変分光素子における第１の支持部材６ａと第２の支持部材６ｂとの間に備えてもよい。
【００５９】
第五実施形態
図７は本発明の第五実施形態にかかる可変分光素子における光学基板及び容量センサ電極の配置構成を示す側面図である。
第五実施形態の可変分光素子では、第２の光学基板４は、第１の光学基板２に比べて大きな外径を備えている。また、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５は、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿った長さが、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿った長さに比べて長くなるように形成され、且つ、第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿う方向の全領域が、第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿う方向の領域に対して対向するように配置されている。
その他の構成は、図２〜図６に示した第一実施形態〜第四実施形態のいずれかの可変分光素子の構成と略同じである。
【００６０】
第一実施形態〜第五実施形態の可変分光素子のように、第２の光学基板４に対する熱膨張の影響を極力抑えるようにしても、温度変化により第１の支持部材６ａ、第２の光学基板４のそれぞれが僅かに熱膨張し、第２の光学基板４における第２の容量センサ電極５が第２の光学基板４の径方向に移動する。また、一方、図示省略した筐体、筐体に保持される第１の光学基板２も、温度変化によりそれぞれが僅かに熱膨張し、第１の光学基板２における第１の容量センサ電極３が第１の光学基板２の径方向に移動する。そして、このときの第１及び第２の光学基板２，４の熱膨張による第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５の光学基板の径方向への移動量が異なる場合には、第１及び第２の光学基板２，４に対向配置されている第１及び第２の容量センサ電極３，５同士における光学基板の径方向の位置にずれが生じ、オーバーラップする面積が変化して検出される静電容量が変化して、アクチュエータ７を介した面間隔制御による波長制御を高精度に行うことが出来ず、所望の波長帯域の光を精度良く分光することが困難となるおそれがある。
【００６１】
第五実施形態の可変分光素子によれば、第１及び第２の光学基板２，４の熱膨張による第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向の移動量が異なる場合において、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保ち、静電容量を高精度に検出することができるので、アクチュエータ７を介した面間隔制御による波長制御を高精度に行うことが出来、所望の波長帯域の光を精度良く分光することができる。
しかも、第五実施形態の可変分光素子によれば、第２の光学基板４が、第１の光学基板２に比べて大きな外径を備えているとともに、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿った長さが、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿った長さに比べて長いので、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じたときの、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保つことのできる領域を広くもつことができる。その結果、第１及び第２の光学基板２，４の熱膨張による第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５の移動量にある程度の大きな差異がある場合まで広範囲にわたって、アクチュエータ７を介した面間隔制御による波長制御を高精度に行うことが出来、所望の波長帯域の光を精度良く分光することができる。
【００６２】
第六実施形態
図８は本発明の第六実施形態にかかる可変分光素子における光学基板及び容量センサ電極の配置構成を示す側面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図、(c)はさらに他の例を示す図である。
第六実施形態の可変分光素子では、第２の光学基板４の外径と第１の光学基板２の外径が略等しい大きさに形成されている。また、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５は、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿った長さが、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿った長さに比べて長くなるように形成され、且つ、第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿う方向の全領域が、第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿う方向の領域に対して対向するように配置されている。
【００６３】
そして、図８(a)の例の可変分光素子では、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿う全領域は、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５の第２の光学基板４の径方向に沿う領域における内側端部と外側端部との間の領域に対して対向するように配置されている。
【００６４】
また、図８(b)の例の可変分光素子では、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３の第１の光学基板２の径方向に沿う領域における内側端部が、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５の第２の光学基板４の径方向に沿う領域における内側端部に対して対向するように配置されている。
【００６５】
また、図８(c)の例の可変分光素子では、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３の第１の光学基板２の径方向に沿う領域における外側端部が、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５の第２の光学基板４の径方向に沿う領域における外側端部に対して対向するように配置されている。
図８に示す第六実施形態の可変分光素子におけるその他の構成は、図２〜図６に示した第一実施形態〜第四実施形態のいずれかの可変分光素子の構成と略同じである。
【００６６】
第六実施形態の可変分光素子によれば、第１及び第２の光学基板２，４の熱膨張による第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向の移動量が異なる場合において、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保ち、静電容量を高精度に検出することができるので、アクチュエータ７を介した面間隔制御による波長制御を高精度に行うことが出来、所望の波長帯域の光を精度良く分光することができる。
【００６７】
そして、図８(a)の例の可変分光素子によれば、第１の光学基板２の熱膨張による第１の容量センサ電極３における光学基板の径方向に沿う内側及び外側への相対的な移動量が第２の光学基板４の熱膨張による第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向に沿う内側及び外側への相対的な移動量よりも大きい場合において、温度変化による熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保つことのできる領域を広くもつことができる。
【００６８】
また、図８(b)の例の可変分光素子によれば、第１の光学基板２の熱膨張による第１の容量センサ電極３における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量が第２の光学基板４の熱膨張による第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量よりも大きい場合において、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保つことのできる領域を広くもつことができる。
【００６９】
また、図８(c)の例の可変分光素子によれば、第２の光学基板４の熱膨張による第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量が第１の光学基板２の熱膨張による第１の容量センサ電極３における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量よりも大きい場合において、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保つことのできる領域を広くもつことができる。
第六実施形態の可変分光素子におけるその他の作用効果は、図２〜図６に示した第一実施形態〜第四実施形態のいずれかの可変分光素子の作用効果と略同じである。
【００７０】
第七実施形態
図９は本発明の第七実施形態にかかる可変分光素子における光学基板及び容量センサ電極の配置構成を示す側面図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図、(c)はさらに他の例を示す図である。
【００７１】
第七実施形態の可変分光素子では、第２の光学基板４の外径と第１の光学基板２の外径が略等しい大きさに形成されている。また、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５は、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿った長さが、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿った長さに比べて長くなるように形成され、且つ、第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿う方向の全領域が、第１の容量センサ電極３における第１の光学基板２の径方向に沿う方向の領域に対して対向するように配置されている。
【００７２】
そして、図９(a)の例の可変分光素子では、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５における第２の光学基板４の径方向に沿う全領域は、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３の第１の光学基板２の径方向に沿う領域における内側端部と外側端部との間の領域に対して対向するように配置されている。
【００７３】
また、図９(b)の例の可変分光素子では、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５の第２の光学基板４の径方向に沿う領域における内側端部が、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３の第１の光学基板２の径方向に沿う領域における内側端部に対して対向するように配置されている。
【００７４】
また、図９(c)の例の可変分光素子では、第２の光学基板４に設けられた第２の容量センサ電極５の第２の光学基板４の径方向に沿う領域における外側端部が、第１の光学基板２に設けられた第１の容量センサ電極３の第１の光学基板２の径方向に沿う領域における外側端部に対して対向するように配置されている。
図９に示す第六実施形態の可変分光素子におけるその他の構成は、図２〜図６に示した第一実施形態〜第四実施形態のいずれかの可変分光素子の構成と略同じである。
【００７５】
第七実施形態の可変分光素子によれば、第１及び第２の光学基板２，４の熱膨張による第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向の移動量が異なる場合において、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保ち、静電容量を高精度に検出することができるので、アクチュエータ７を介した面間隔制御による波長制御を高精度に行うことが出来、所望の波長帯域の光を精度良く分光することができる。
【００７６】
そして、図９(a)の例の可変分光素子によれば、第２の光学基板４の熱膨張による第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向に沿う内側及び外側への相対的な移動量が第１の光学基板２の熱膨張による第１の容量センサ電極３における光学基板の径方向に沿う内側及び外側への相対的な移動量よりも大きい場合において、温度変化による熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保つことのできる領域を広くもつことができる。
【００７７】
また、図９(b)の例の可変分光素子によれば、第２の光学基板４の熱膨張による第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量が第１の光学基板２の熱膨張による第１の容量センサ電極３における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量よりも大きい場合において、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保つことのできる領域を広くもつことができる。
【００７８】
また、図９(c)の例の可変分光素子によれば、第１の光学基板２の熱膨張による第１の容量センサ電極３における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量が第２の光学基板４の熱膨張による第２の容量センサ電極５における光学基板の径方向に沿う外側への相対的な移動量よりも大きい場合において、温度変化により第１及び第２の光学基板２，４に熱膨張が生じても、第１の容量センサ電極３と第２の容量センサ電極５とがオーバーラップする面積を一定に保つことのできる領域を広くもつことができる。
第七実施形態の可変分光素子におけるその他の作用効果は、図２〜図６に示した第一実施形態〜第四実施形態のいずれかの可変分光素子の作用効果と略同じである。
【００７９】
実施例１
実施例１の可変分光素子の基本的な光学構成は、図２に示した第一実施形態の可変光学素子と略同じである。
第１及び第２の光学基板３，４は、熱膨張率α＝７×１０-6／Ｋ、ヤング率Ｙ＝７０Ｇｐａの材料を用いて構成されている。
第１の支持部材６ａは、インバー材（熱膨張率α＝２×１０-6／Ｋ、ヤング率Ｙ＝１４０Ｇｐａ）で構成されている。
第２の支持部材６ｂは、ジェラルミン（熱膨張率α＝２３×１０-6／Ｋ、ヤング率Ｙ＝７０Ｇｐａ）を用いて構成されている。
【００８０】
実施例２
図１０は本発明の実施例２にかかる可変分光素子の全体構成について筐体を断面図で示し、筐体の内側を側面図で示す説明図である。
実施例２の可変分光素子は、図６に示した第五実施形態の構成に図８(a)に示した第七実施形態の光学基板及び容量センサ電極の配置構成を組み合わせて構成されている。
第１及び第２の光学基板３，４は、熱膨張率α＝７×１０-6／Ｋ、ヤング率Ｙ＝７０Ｇｐａの材料を用いて構成されている。
第１の支持基板６ａは、スーパーインバー（熱膨張率α＝０．５×１０-6／Ｋ、ヤング率Ｙ＝１４０Ｇｐａ）で構成されている。
第２の支持部材６ｂは、真鍮（熱膨張率α＝１９×１０-6／Ｋ、ヤング率Ｙ＝１００Ｇｐａ）を用いて構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の可変分光素子は、例えば、可変分光素子を介して波長を切替えて、生体内を観察する内視鏡が使用される医療、医学、化学の分野に有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１             筐体
２             第１の光学基板
２ａ           第１のコート層が設けられた面
３             第１の容量センサ電極
４             第２の光学基板
４ａ           第２のコート層が設けられた面
４ｂ           面４ａとは反対側の面
５             第２の容量センサ電極
６             支持部材
６ａ           第１の支持部材
６ａ１         第１の接合面
６ａ２         第１の接合面とは反対側の面
６ａ３         第２の接合面
６ｂ           第２の支持部材
６ｂ１         一方の端面
６ｂ２         他方の端面
６ｂ1          環状部
６ｂ2，６ｂ2’ 柱状部
６ｂ3          第２の環状部
６ｂ2１        端面
７             アクチュエータ（ピエゾ素子）
８             ベース部
９             支柱部材
５１           筐体
５２           第１の光学基板
５３           第１の容量センサ電極
５４           第２の光学基板
５５           第２の容量センサ電極
５６           支持部材
５７           アクチュエータ（ピエゾ素子）
５８           ベース
６１           筐体
６２           第１の光学基板
６３           第１の容量センサ電極
６４           第２の光学基板
６５           第２の容量センサ電極
６６           支持部材
６７           アクチュエータ（ピエゾ素子）
６８           ベース
６９           保持部材
７０           接続部材
７１           平板部材
【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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