(57)【要約】【課題】小型化が可能なスペクトルセンサを提供する。【解決手段】スペクトルセンサ１００は、筐体１、コリメートレンズ２、スペクトル分離部３、駆動部４、第１受光素子５、第１絞り６、第２受光素子７、第２絞り８、記憶部９及び信号処理装置１０を備える。スペクトル分離部３であるＭＥＭＳミラー３０は、回折格子３５を備える。駆動部４は、ＭＥＭＳミラー３０に一体に設けられる。第１受光素子５は、規定次数の回折光を受光する。記憶部９は、可動部３２の振れ角と第１受光素子５に入射する光の波長との関係を記憶している。信号処理装置１０は、少なくとも、第２受光素子７により０次の回折光が検知されたタイミングと、可動部３２の振動周波数と、に基づいて可動部３２の振れ角を求める演算部１８を備える。信号処理装置１０は、演算部１８で求めた振れ角に基づいて記憶部９から読み出した波長と第１受光素子５の信号とを、１対１で対応付ける。【選択図】図１
2015219153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、コリメートレンズと、スペクトル分離部と、駆動部と、第１受光素子と、第１絞りと、第２受光素子と、第２絞りと、記憶部と、信号処理装置と、を備え、
前記スペクトル分離部、前記駆動部、前記第１受光素子、前記第１絞り、前記第２受光素子及び前記第２絞りは、前記筐体に収納されており、
前記コリメートレンズは、前記筐体の開口部を塞ぐように配置され、
前記スペクトル分離部は、前記コリメートレンズから出射された光を複数のスペクトルに分離するＭＥＭＳミラーにより構成され、
前記ＭＥＭＳミラーは、枠状の支持部と、前記支持部の内側に配置された可動部と、前記可動部を挟むように配置され前記支持部と前記可動部とを繋いでいる一対の捩りばね部と、前記可動部の表面側に形成されたミラー部と、を備え、更に、前記ミラー部の表面に形成された回折格子を備え、
前記駆動部は、前記ＭＥＭＳミラーに一体に設けられて前記可動部を駆動するように構成され、
前記第１受光素子は、前記回折格子で回折された光のうち０次以外の規定次数の回折光を受光可能となるように配置され、
前記第１絞りは、前記第１受光素子の受光面側に配置されており、所定波長帯域の光を通す第１スリットを有し、
前記第２受光素子は、前記回折格子で回折された光のうち０次の回折光を受光可能となるように配置され、
前記第２絞りは、前記第２受光素子の受光面側に配置されており、前記所定波長帯域の光を通す第２スリットを有し、
前記記憶部は、前記可動部の振れ角と前記第１受光素子に入射する光の波長との関係を予め記憶させてあり、
前記信号処理装置は、少なくとも、前記第２受光素子により０次の回折光が検知されたタイミングと、前記可動部の振動周波数と、に基づいて前記可動部の振れ角を求める演算部を備え、前記演算部で求めた振れ角に基づいて前記記憶部から読み出した波長と、前記第１受光素子の信号と、を１対１で対応付けるように構成されている、
ことを特徴とするスペクトルセンサ。
【請求項２】
前記第２受光素子は、前記可動部の規定の回転方向における前記可動部の振れ角が最大となるときに０次の回折光を受光する位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のスペクトルセンサ。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳミラーは、前記可動部の振れ角が０度となるタイミングを検知する検知部を備え、
前記演算部は、前記第２受光素子により０次の回折光が検知されたタイミングと、前記可動部の振動周波数と、前記検知部により検知されたタイミングと、に基づいて前記可動部の振れ角を求めるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のスペクトルセンサ。
【請求項４】
前記検知部は、前記可動部において前記一対の捩りばね部の並んでいる第１方向に直交する第２方向の両側に形成された一対の可動電極と、前記支持部に形成され前記一対の可動電極それぞれに対向する一対の固定電極と、を備える、静電容量型センサである、
ことを特徴とする請求項３記載のスペクトルセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトルセンサに関し、より詳細には、光の波長ごとの強度の分布を測定するスペクトルセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分光測定を可能にした構成を備えたものとして、レーザ走査型顕微鏡が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載されたレーザ走査型顕微鏡は、第１の検出部とは別に、標本からの蛍光について分光測定を行うための構成として、第２の検出部を備えている。第２の検出部は、結像レンズと、ピンホールと、コリメートレンズと、平面回折格子と、集光レンズと、スリットと、光電変換素子と、補正処理部と、制御部と、を備えている。平面回折格子は、入射光を分光して波長ごとに異なる角度に光束を反射する。平面回折格子には、駆動手段としてモータが設けられている。モータには、平面回折格子の回転角度に相当する信号を出力するエンコーダが接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１２６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の分光測定を行うための構成では、平面回折格子を小型化しても、モータ及びエンコーダのような比較的大きな構成要素を必要とするので、小型化が難しい。
【０００６】
本発明の目的は、小型化が可能なスペクトルセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスペクトルセンサは、筐体と、コリメートレンズと、スペクトル分離部と、駆動部と、第１受光素子と、第１絞りと、第２受光素子と、第２絞りと、信号処理装置と、を備える。前記スペクトル分離部、前記駆動部、前記第１受光素子、前記第１絞り、前記第２受光素子及び前記第２絞りは、前記筐体に収納されている。前記コリメートレンズは、前記筐体の開口部を塞ぐように配置されている。前記スペクトル分離部は、前記コリメートレンズから出射された光を複数のスペクトルに分離するＭＥＭＳミラーにより構成されている。前記ＭＥＭＳミラーは、枠状の支持部と、前記支持部の内側に配置された可動部と、前記可動部を挟むように配置され前記支持部と前記可動部とを繋いでいる一対の捩りばね部と、前記可動部の表面側に形成されたミラー部と、を備える。前記ＭＥＭＳミラーは、更に、前記ミラー部の表面に形成された回折格子を備える。前記駆動部は、前記ＭＥＭＳミラーに一体に設けられて前記可動部を駆動するように構成されている。前記第１受光素子は、前記回折格子で回折された光のうち０次以外の規定次数の回折光を受光可能となるように配置されている。前記第１絞りは、前記第１受光素子の受光面側に配置されており、所定波長帯域の光を通す第１スリットを有する。前記第２受光素子は、前記回折格子で回折された光のうち０次の回折光を受光可能となるように配置されている。前記第２絞りは、前記第２受光素子の受光面側に配置されており、前記所定波長帯域の光を通す第２スリットを有する。前記記憶部は、前記可動部の振れ角と前記第１受光素子に入射する光の波長との関係を予め記憶させてある。前記信号処理装置は、少なくとも、前記第２受光素子により０次の回折光が検知されたタイミングと、前記可動部の振動周波数と、に基づいて前記可動部の振れ角を求める演算部を備える。前記信号処理装置は、前記演算部で求めた振れ角に基づいて前記記憶部から読み出した波長と、前記第１受光素子の信号と、を１対１で対応付けるように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスペクトルセンサにおいては、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態のスペクトルセンサの概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態のスペクトルセンサにおける要部の一部破断した概略斜視図である。
【図３】図３は、実施形態のスペクトルセンサにおけるＭＥＭＳミラーの概略平面図である。
【図４】図４は、図３のＸ１−Ｘ１概略断面図である。
【図５】図５は、図３のＸ２−Ｙ２概略断面図である。
【図６】図６は、実施形態のスペクトルセンサの動作説明図である。
【図７】図７は、実施形態のスペクトルセンサの動作説明図である。
【図８】図８は、実施形態のスペクトルセンサの動作説明図である。
【図９】図９は、実施形態のスペクトルセンサの動作説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態のスペクトルセンサの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本実施形態のスペクトルセンサについて、図１〜１０に基づいて説明する。
【００１１】
スペクトルセンサ１００は、光の波長ごとの強度の分布を測定するセンサである。要するに、スペクトルセンサ１００は、相対分光分布を波長の関数として測定するセンサである。スペクトルセンサ１００は、例えば、所定波長帯域に感度を有する。所定波長帯域としては、可視光の波長域を設定してある。本明細書における可視光の波長域は、４００ｎｍ〜８００ｎｍである。スペクトルセンサ１００の波長分解能は、例えば、１０ｎｍに設定することができる。
【００１２】
スペクトルセンサ１００は、筐体１と、コリメートレンズ２と、スペクトル分離部３と、駆動部４と、第１受光素子５と、第１絞り６と、第２受光素子７と、第２絞り８と、記憶部９と、信号処理装置１０と、を備える。スペクトル分離部３、駆動部４、第１受光素子５、第１絞り６、第２受光素子７及び第２絞り８は、筐体１に収納されている。コリメートレンズ２は、筐体１の開口部１１を塞ぐように配置されている。スペクトル分離部３は、コリメートレンズ２から出射された光を複数のスペクトルに分離するＭＥＭＳミラー３０により構成されている。ＭＥＭＳミラー３０は、枠状の支持部３１と、支持部３１の内側に配置された可動部３２と、可動部３２を挟むように配置され支持部３１と可動部３２とを繋いでいる一対の捩りばね部３３と、可動部３２の表面３２ａ側に形成されたミラー部３４と、を備える。ＭＥＭＳミラー３０は、更に、ミラー部３４の表面に形成された回折格子３５を備える。駆動部４は、ＭＥＭＳミラー３０に一体に設けられて可動部３２を駆動するように構成されている。第１受光素子５は、回折格子３５で回折された光のうち０次以外の規定次数の回折光を受光可能となるように配置されている。第１絞り６は、第１受光素子５の受光面５１側に配置されており、所定波長帯域の光を通す第１スリット６１を有する。第２受光素子７は、回折格子３５で回折された光のうち０次の回折光を受光可能となるように配置されている。第２絞り８は、第２受光素子７の受光面７１側に配置されており、所定波長帯域の光を通す第２スリット８１を有する。記憶部９は、可動部３２の振れ角と第１受光素子５に入射する光の波長との関係を予め記憶させてある。信号処理装置１０は、少なくとも、第２受光素子７により０次の回折光が検知されたタイミングと、可動部３２の振動周波数と、に基づいて可動部３２の振れ角を求める演算部１８を備える。信号処理装置１０は、演算部１８で求めた振れ角に基づいて記憶部９から読み出した波長と、第１受光素子５の信号と、を１対１で対応付けるように構成されている。よって、スペクトルセンサ１００は、小型化を図ることが可能となる。振れ角とは、可動部３２が支持部３１に平行な水平姿勢の状態から回転したときの回転角を意味する。
【００１３】
第２受光素子７は、可動部３２の規定の回転方向における可動部３２の振れ角が最大となるときに０次の回折光を受光する位置に配置されているのが好ましい。これにより、スペクトルセンサ１００は、可動部３２の振れ角の測定精度の向上を図ることが可能となる。よって、スペクトルセンサ１００は、スペクトルの測定精度の向上を図ることが可能となる。規定の回転方向は、図１では、反時計回りの方向である。
【００１４】
ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２の振れ角が０度となるタイミングを検知する検知部３６を備えるのが好ましい。この場合、演算部１８は、第２受光素子７により０次の回折光が検知されたタイミングと、可動部３２の振動周波数と、検知部３６により検知されたタイミングと、に基づいて可動部３２の振れ角を求めるように構成されているのが好ましい。これにより、スペクトルセンサ１００は、可動部３２の振れ角の測定精度の更なる向上を図ることが可能となる。よって、スペクトルセンサ１００は、スペクトルの測定精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【００１５】
スペクトルセンサ１００は、駆動部４へ駆動電圧を与える駆動回路４５と、駆動回路４５及び信号処理装置１０それぞれの動作タイミングを制御するタイミング制御部５５と、を備えるのが好ましい。
【００１６】
スペクトルセンサ１００の各構成要素については、以下に詳細に説明する。
【００１７】
スペクトルセンサ１００は、筐体１に、スペクトル分離部３、駆動部４、第１受光素子５、第１絞り６、第２受光素子７及び第２絞り８等が収納されている。スペクトルセンサ１００は、コリメートレンズ２が筐体１の開口部１１を塞ぐように配置され、筐体１の内部空間を減圧雰囲気としてあるのが好ましい。これにより、スペクトルセンサ１００は、筐体１の内部空間が大気圧である場合に比べて、低消費電力化を図りつつ可動部３２の振れ角を大きくすることが可能となる。
【００１８】
スペクトルセンサ１００は、筐体１の内部空間を減圧雰囲気とする場合に限らず、不活性ガス雰囲気としてもよい。スペクトルセンサ１００は、筐体１の内部空間を減圧雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気とすることにより、測定精度等の経時安定性を向上させることが可能となる。不活性ガスとしては、例えば、Ｎ２ガス、Ａｒガス等を採用することができる。
【００１９】
筐体１は、箱状に形成されている。筐体１は、箱状の形状として、矩形箱状の形状を採用している。開口部１１は、筐体１の壁１２の厚み方向に貫通するように形成されている。開口部１１の開口形状は、例えば、円形状であるのが好ましい。
【００２０】
筐体１は、例えば、黒色の樹脂により形成されているのが好ましい。これにより、スペクトルセンサ１００は、第１受光素子５及び第２受光素子７それぞれに到達する迷光を低減することが可能となる。よって、スペクトルセンサ１００は、第１受光素子５及び第２受光素子７それぞれの出力のＳ／Ｎ比の向上を図ることが可能となる。筐体１は、黒色の樹脂に限らず、例えば、金属により形成されていてもよい。この場合、スペクトルセンサ１００は、例えば、筐体１の内面側を黒色の塗装材料により塗装してもよいし、黒色のアルマイトを形成してもよい。
【００２１】
また、スペクトルセンサ１００は、筐体１の内面が、迷光を散乱する粗面となっている構成としてもよい。これにより、スペクトルセンサ１００は、第１受光素子５の受光面５１及び第２受光素子７の受光面７１それぞれに到達する迷光を低減することが可能となる。
【００２２】
コリメートレンズ２は、スペクトルセンサ１００の外部から入射した光を平行光線束とするように構成されている。言い換えれば、コリメートレンズ２は、入射した光を平行光に変換するように構成されている。より詳細には、コリメートレンズ２は、例えば、両凸レンズ２１と、平凹レンズ２２と、で構成することができる。
【００２３】
ＭＥＭＳミラー３０は、ＭＥＭＳの製造技術を利用して製造されている。ＭＥＭＳミラー３０の構造については、図３〜５に基づいて説明する。
【００２４】
ＭＥＭＳミラー３０は、支持部３１と可動部３２と一対の捩りばね部３３とが、基板３００から形成されている。基板３００としては、シリコン基板３１１上のシリコン酸化膜３１２上にシリコン層３１３が形成されたＳＯＩ基板を用いている。シリコン酸化膜３１２は、例えば、埋込酸化膜により構成することができる。ＳＯＩ基板のシリコン層３１３の表面は、（１００）面としてある。ＳＯＩ基板は、例えば、シリコン基板３１１、シリコン酸化膜３１２及びシリコン層３１３の厚さを、それぞれ、４００μｍ、１μｍ及び３０μｍとすることができる。シリコン基板３１１及びシリコン層３１３は、導電性を有している。シリコン酸化膜３１２は、電気絶縁性を有する絶縁膜を構成している。
【００２５】
支持部３１は、外周形状が矩形（直角四辺形）状であるのが好ましい。これにより、ＭＥＭＳミラー３０の製造方法では、複数のＭＥＭＳミラー３０を形成したウェハから個々のＭＥＭＳミラー３０に分離するダイシング工程の作業性を向上させることが可能となる。基板３００がＳＯＩ基板の場合、基板３００の基礎となるウェハは、ＳＯＩウェハである。ＭＥＭＳミラー３０のチップサイズは、例えば、４ｍｍ×４ｍｍに設定することができる。
【００２６】
支持部３１は、枠状の形状として、矩形枠状の形状を採用している。支持部３１は、ＳＯＩ基板のうちシリコン基板３１１とシリコン酸化膜３１２とシリコン層３１３とから形成されている。
【００２７】
ＭＥＭＳミラー３０は、基板３００の厚さ方向の第１面３０１側において可動部３２及び一対の捩りばね部３３が形成されている。基板３００の第１面３０１は、シリコン層３１３の表面により構成されている。可動部３２及び一対の捩りばね部３３は、ＳＯＩ基板のシリコン層３１３から形成されている。これにより、可動部３２及び一対の捩りばね部３３は、支持部３１よりも厚さが十分に薄くなっている。
【００２８】
可動部３２は、外周形状が矩形状である。可動部３２は、厚さを３０μｍに設定してある。ミラー部３４は、外周形状が矩形状である。ミラー部３４は、例えば、シリコン層３１３上に形成された反射膜により構成することができる。反射膜の材料としては、Ａｌを採用している。反射膜の材料は、Ａｌに限らず、例えば、Ａｇ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｕ等を採用してもよい。ミラー部３４の厚さは、例えば、５００ｎｍに設定することができる。
【００２９】
捩りばね部３３は、捩れ変形が可能なトーションバーである。捩りばね部３３は、厚さを３０μｍ、幅を５μｍに設定してある。
【００３０】
可動部３２は、支持部３１に支持された一対の捩りばね部３３を回転軸として回転可能となっている。より詳細には、可動部３２は、支持部３１に対して、一対の捩りばね部３３の軸線を含む直線の回りで回転可能となっている。ここで、可動部３２は、一対の捩りばね部３３を回転軸として、時計回り方向において最大振れ角になる第１位置（図６参照）と、反時計回り方向において最大振れ角になる第２位置（図７参照）と、の間で往復回転可能となっている。本明細書における振れ角は、時計回り方向の角度を正の角度とし、反時計回り方向の角度を負の角度とする。また、本明細書では、可動部３２において一対の捩りばね部３３の並んでいる方向を第１方向Ｄ１と規定し、可動部３２において第１方向Ｄ１に直交する方向を第２方向Ｄ２と規定する。
【００３１】
回折格子３５は、コリメートレンズ２から出射した光を回折し波長毎に異なる角度で反射する反射型回折格子である。要するに、回折格子３５は、入射する光に含まれている光の各波長の成分を各波長に対応した方向に出射するように構成されている。
【００３２】
回折格子３５は、複数の溝３５ｂが第２方向Ｄ２に並んで形成されている。より詳細には、回折格子３５は、複数の溝３５ｂが第２方向Ｄ２において周期的に形成されている。各溝３５ｂは、第１方向Ｄ１に沿って形成されている。
【００３３】
回折格子３５は、コリメートレンズ２から出射した光が入射すると、各次数（回折の次数）の回折光を出射する。図１には、コリメートレンズ２に入射して出射する光を破線で模式的に記載してある。また、図１には、０次の回折光（反射光）が出射される範囲を一点鎖線で示す細長の帯形で模式的に記載してある。また、図１には、１次の回折光及び−１次の回折光それぞれの出射される範囲を、一点鎖線で示す扇形で模式的に記載してある。スペクトルセンサ１００は、高感度化の観点から、０次以外の規定次数の回折光として、１次の回折光を採用するのが好ましい。
【００３４】
回折格子３５は、第１方向Ｄ１に直交する断面における溝３５ｂの形状を鋸歯状としてある。これにより、回折格子３５は、第１方向Ｄ１に直交する断面における溝３５ｂの形状を矩形状としてある場合に比べて、１次の回折光の回折効率をより高めることが可能となる。回折格子３５は、溝３５ｂの周期ｄが格子周期となる。溝３５ｂの周期ｄは、例えば、５００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度の範囲で設定することができる。また、溝３５ｂの深さは、例えば、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲で設定することができる。また、溝３５ｂのブレーズ角は、例えば、７度とすることができる。
【００３５】
スペクトルセンサ１００は、ＭＥＭＳミラー３０の可動部３２を回転させることで回折格子３５を回転させることにより、第１受光素子５の受光面５１に入射する光の波長を変えて波長毎の光の強度を測定することが可能となる。
【００３６】
駆動部４を構成するマイクロアクチュエータは、静電力により可動部３２を駆動する静電型アクチュエータであり、ＭＥＭＳミラー３０に一体に形成されているのが好ましい。
【００３７】
駆動部４は、例えば、可動部３２において第２方向Ｄ２の両側に形成された一対の可動電極４１と、支持部３１に形成され一対の可動電極４１それぞれに１対１で対向する一対の固定電極４２と、を備えた構成とすることができる。つまり、静電型アクチュエータである駆動部４は、互いに対向する可動電極４１と固定電極４２との組を２組備えている。駆動部４は、可動電極４１及び固定電極４２が、シリコン層３１３から形成されている。駆動部４は、可動電極４１と固定電極４２との間に発生する静電力により可動部３２を駆動する。
【００３８】
可動電極４１及び固定電極４２は、櫛形状の形状とするのが好ましい。櫛形状の可動電極４１は、第１方向Ｄ１に沿って形成された櫛骨部４１ａと、櫛骨部４１ａにおける支持部３１との対向面から第２方向Ｄ２に沿って突出した複数の櫛歯部４１ｂと、を備える。可動電極４１の複数の櫛歯部４１ｂは、第１方向Ｄ１に並んで形成されている。櫛形状の固定電極４２は、第１方向Ｄ１に沿って形成された櫛骨部４２ａと、櫛骨部４２ａにおける可動部３２との対向面から第２方向Ｄ２に沿って突出した複数の櫛歯部４２ｂと、を備える。固定電極４２の複数の櫛歯部４２ｂは、第１方向Ｄ１に並んで形成されている。
【００３９】
櫛形状の可動電極４１と櫛形状の固定電極４２とは、互いに入り組むように配置されている。より詳細には、駆動部４は、可動電極４１と固定電極４２との互いの櫛骨部４１ａ、４２ａ同士が対向し、第１方向Ｄ１において可動電極４１の櫛歯部４１ｂと固定電極４２の櫛歯部４２ｂとが交互に並んでいる。第１方向Ｄ１において隣り合う櫛歯部４１ｂと櫛歯部４２ｂとの間の隙間は、例えば、５μｍ〜２０μｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。駆動部４は、可動電極４１と固定電極４２との間に電圧が印加されることにより、可動電極４１と固定電極４２との間に互いに引き合う方向に作用する静電力が発生する。
【００４０】
ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２及び一対の捩りばね部３３の内部応力に起因して、可動部３２が、静止状態でも水平姿勢ではなく、きわめて僅かであるが傾いている。このため、ＭＥＭＳミラー３０は、例えば、可動電極４１と固定電極４２との間にパルス電圧が印加されると、静止状態からであっても、可動部３２に、支持部３１の厚さ方向に沿った方向の駆動力が加わる。これにより、ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２が、一対の捩りばね部３３を回転軸として、一対の捩りばね部３３を捩りながら回転する。そして、ＭＥＭＳミラー３０は、櫛歯部４１ｂと櫛歯部４２ｂとが完全に重なりあうような姿勢となった時に可動電極４１と固定電極４２との間の駆動力が解除されると、可動部３２が、慣性力により、一対の捩りばね部３３を捩りながら回転し続ける。そして、ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２の回転方向への慣性力と、一対の捩りばね部３３の復元力とが等しくなったとき、可動部３２の回転が停止する。このとき、ＭＥＭＳミラー３０は、可動電極４１と固定電極４２との間に再びパルス電圧が印加されて静電力が発生すると、可動部３２が、一対の捩りばね部３３の復元力と駆動部４の駆動力とにより、それまでとは逆の方向への回転を開始する。可動部３２は、駆動部４の駆動力と一対の捩りばね部３３の復元力とによる回転を繰り返す。これにより、駆動部４は、一対の捩りばね部３３を回転軸として可動部３２を往復回転させることができる。要するに、駆動部４は、一対の捩りばね部３３を回転軸として可動部３２を揺動運動させることができる。
【００４１】
ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２と一対の捩りばね部３３とを含む振動系の共振周波数の略２倍の周波数のパルス電圧を印加することにより、可動部３２が共振現象を伴って駆動される。これにより、ＭＥＭＳミラー３０は、共振現象を生じない周波数で駆動される場合に比べて、振れ角を大きくすることが可能となる。
【００４２】
ＭＥＭＳミラー３０の駆動電圧は、例えば、２０〜５０Ｖ程度の範囲で設定することができる。
【００４３】
ＭＥＭＳミラー３０は、例えば、振動系の共振周波数を１ｋＨｚ以下とするのが好ましく、２００Ｈｚ以下とするのが好ましい。可動部３２と一対の捩りばね部３３とを含む振動系の共振周波数は、可動部３２の形状、可動部３２の質量、各捩りばね部３３のばね定数等によって決まる。共振周波数は、捩れ振動モードの共振周波数である。ＭＥＭＳミラー３０は、ＳＯＩ基板のシリコン層３１３から可動部３２及び各捩りばね部３３を形成してあるので、基板３００がシリコン基板である場合に比べて、可動部３２及び各捩りばね部３３の厚さの精度を高めることが可能となる。これにより、ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２と一対の捩りばね部３３とを含む振動系の共振周波数の精度を高めることが可能となる。
【００４４】
検知部３６は、可動部３２において第２方向Ｄ２の両側に形成された一対の可動電極３７と、支持部３１に形成され一対の可動電極３７それぞれに対向する一対の固定電極３８と、を備える静電容量型センサであるのが好ましい。これにより、スペクトルセンサ１００は、一対の可動電極３７と一対の固定電極３８とにより構成される簡単な構造の静電容量型センサにより、可動部３２の振れ角が０度となるタイミングを検知することが可能となる。
【００４５】
可動電極３７及び固定電極３８は、櫛形状の形状とするのが好ましい。櫛形状の可動電極３７は、第１方向Ｄ１に沿って形成された櫛骨部３７ａと、櫛骨部３７ａにおける支持部３１との対向面から第２方向Ｄ２に沿って突出した複数の櫛歯部３７ｂと、を備える。可動電極３７の複数の櫛歯部３７ｂは、第１方向Ｄ１に並んで形成されている。櫛形状の固定電極３８は、第１方向Ｄ１に沿って形成された櫛骨部３８ａと、櫛骨部３８ａにおける可動部３２との対向面から第２方向Ｄ２に沿って突出した複数の櫛歯部３８ｂと、を備える。固定電極３８の複数の櫛歯部３８ｂは、第１方向Ｄ１に並んで形成されている。
【００４６】
櫛形状の可動電極３７と櫛形状の固定電極３８とは、互いに入り組むように配置されている。より詳細には、検知部３６は、可動電極３７と固定電極３８との互いの櫛骨部３７ａ、３８ａ同士が対向し、第１方向Ｄ１において可動電極３７の櫛歯部３７ｂと固定電極３８の櫛歯部３８ｂとが交互に並んでいる。第１方向Ｄ１において隣り合う櫛歯部３７ｂと櫛歯部３８ｂとの間の隙間は、例えば、５μｍ〜２０μｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。
【００４７】
ＭＥＭＳミラー３０は、支持部３１の表面３１ａ側に、第１パッド電極３９ａ、第２パッド電極３９ｂ及び第３パッド電極３９ｃが形成されている。第１パッド電極３９ａ、第２パッド電極３９ｂ及び第３パッド電極３９ｃは、平面視形状が正方形状である。第１パッド電極３９ａ、第２パッド電極３９ｂ及び第３パッド電極３９ｃは、金属膜により構成されている。金属膜は、Ａｌ−Ｓｉ膜である。第１パッド電極３９ａ、第２パッド電極３９ｂ及び第３パッド電極３９ｃの厚さは、５００ｎｍに設定してある。
【００４８】
ＭＥＭＳミラー３０は、駆動部４の可動電極４１と第１パッド電極３９ａとが電気的に接続されている。また、ＭＥＭＳミラー３０は、駆動部４の固定電極４２と第２パッド電極３９ｂとが電気的に接続されている。また、ＭＥＭＳミラー３０は、検知部３６の可動電極３７と第１パッド電極３９ａとが電気的に接続されている。また、ＭＥＭＳミラー３０は、検知部３６の固定電極３８と第３パッド電極３９ｃとが電気的に接続されている。なお、本明細書では、駆動部４の可動電極４１を第１可動電極と称し、駆動部４の固定電極４２を第１固定電極と称し、検知部３６の可動電極３７を第２可動電極と称し、検知部３６の固定電極３８を第２固定電極と称する。
【００４９】
支持部３１には、シリコン層３１３の表面からシリコン酸化膜３１２に達する深さの複数の溝３１４が形成されている。これにより、ＭＥＭＳミラー３０は、駆動部４の可動電極４１と固定電極４２とが電気的に絶縁され、検知部３６の可動電極３７と固定電極３８とが電気的に絶縁されている。なお、ＭＥＭＳミラー３０は、図３に示すように、４か所に固定電極４２が形成されており、図３における上側の２つの固定電極４２と下側の２つの固定電極４２とが、例えば、導電性ワイヤ等の配線（図示せず）により電気的に接続されている。
【００５０】
ＭＥＭＳミラー３０では、互いに対向する可動電極４１と固定電極４２との間に駆動電圧を印加することにより、互いに対向する可動電極４１と固定電極４２との間に静電力が発生し、可動部３２が、一対の捩りばね部３３を回転軸として回転する。よって、ＭＥＭＳミラー３０では、互いに対向する可動電極４１と固定電極４２との間に所定周波数のパルス電圧を印加することにより、周期的に静電力を発生させることができ、可動部３２を連続的に往復回転させることが可能となる。要するに、ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２を、一対の捩りばね部３３を回転軸として、揺動させることができる。より詳細には、所定周波数は、共振周波数の略２倍の周波数が好ましい。ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２を、一対の捩りばね部３３を回転軸として、時計回り方向の最大振れ角と反時計回り方向の最大振れ角で決まる角度内で揺動させることができる。時計回り方向の最大振れ角は、例えば、＋１５度に設定することができる。また、反時計回り方向の最大振れ角は、例えば、−１５度に設定することができる。
【００５１】
ＭＥＭＳミラー３０は、第１パッド電極３９ａと第２パッド電極３９ｂとの間に駆動電圧が印加されることにより、互いに対向する可動電極４１と固定電極４２との間に駆動電圧が印加される。
【００５２】
ＭＥＭＳミラー３０は、検知部３６において互いに対向する可動電極３７と固定電極３８との間に、駆動部４の駆動電圧に比べて高周波の検知用電圧が印加される。
【００５３】
検知部３６は、支持部３１に対する可動部３２の相対的な位置の変化（つまり、可動部３２の振れ角の変化）に応じて、可動電極３７と固定電極３８とを含むコンデンサの静電容量に変化が生じ、検知部３６に流れる電流の検知用電圧に基づく電流値に変化が生じる。この電流値は、可動部３２の振れ角が０度のときに最も大きくなる。よって、信号処理装置１０は、検知部３６に流れる電流を監視することにより、可動部３２の振れ角が０度となるタイミングを知ることができる。
【００５４】
ＭＥＭＳミラー３０は、可動部３２の振れ角が０度の状態で、可動部３２の厚さ方向に沿った可動部３２の中心線が、コリメートレンズ２の光軸２０１上にあるのが好ましい。
【００５５】
ＭＥＭＳミラー３０の製造方法に関しては、その一例について以下に簡単に説明する。
【００５６】
ＭＥＭＳミラー３０の製造にあたっては、まず、ＳＯＩ基板からなる基板３００を準備し、その後、回折格子３５の形状に対応する凹凸形状３２１（図４参照）を基板３００の第１面３０１に形成する凹凸形成工程を行う。凹凸形状は、テクスチャ構造である。凹凸形状は、例えば、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して形成することができる。凹凸形状は、インプリント技術及びエッチング技術を利用して形成することもできる。
【００５７】
凹凸形成工程の後には、金属膜形成工程を行う。金属膜形成工程では、スパッタ法、蒸着法等を利用して基板３００の第１面３０１側に金属膜を形成する。
【００５８】
金属膜形成工程の後には、第１パターニング工程を行う。第１パターニング工程では、金属膜から第１パッド電極３９ａ、第２パッド電極３９ｂ、第３パッド電極３９ｃ及びミラー部３４が形成されるように、金属膜をパターニングする。このとき、ミラー部３４の表面側には、回折格子３５が形成される。
【００５９】
第１パターニング工程の後には、ＳＯＩ基板のシリコン層３１３をパターニングする第２パターニング工程を行う。第２パターニング工程では、シリコン層３１３のうち、可動部３２、一対の捩りばね部３３、支持部３１、一対の可動電極４１、一対の固定電極４２、一対の可動電極３７、一対の固定電極３８等に対応する部分が残るように、シリコン層３１３をパターニングする。第２パターニング工程では、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して、シリコン層３１３の不要部分を、エッチングする。第２パターニング工程では、シリコン酸化膜３１２をエッチングストッパ層として利用している。
【００６０】
第２パターニング工程の後には、シリコン基板３１１をパターニングする第３パターニング工程を行う。第３パターニング工程では、シリコン基板３１１のうち、支持部３１に対応する部分が残るように、シリコン基板３１１をパターニングする。第３パターニング工程では、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して、シリコン基板３１１の不要部分を、エッチングする。第４パターニング工程では、シリコン酸化膜３１２をエッチングストッパ層として利用している。
【００６１】
第３パターニング工程の後には、シリコン酸化膜３１２をパターニングする第４パターニング工程を行う。第４パターニング工程を行うことにより、ＭＥＭＳミラー３０を得る。
【００６２】
ＭＥＭＳミラー３０の製造にあたっては、第４パターニング工程が終了するまでをウェハレベルで行ってから、ダイシング工程を行うことで個々のＭＥＭＳミラー３０に分割するようにしている。
【００６３】
ＭＥＭＳミラー３０は、第１支持基板４０１に実装されている。第１支持基板４０１は、例えば、プリント基板により構成することができる。第１支持基板４０１は、筐体１内で、筐体１に対して位置決めされている。第１支持基板４０１は、例えば、筐体１に固定されることで筐体１に対して位置決めされているのが好ましい。
【００６４】
第１受光素子５は、フォトダイオードにより構成されているのが好ましい。これにより、第１受光素子５は、小型化及び応答性の向上を図ることが可能となる。第１受光素子５は、第１受光素子５で受光する光の波長や光量等に応じて材料や構成を変更すればよい。
【００６５】
第１受光素子５は、筐体１内において、回折格子３５からの１次の回折光を受光できるように配置されている。より詳細には、スペクトルセンサ１００は、可動部３２の振れ角によらず１次の回折光が第１受光素子５で受光されるように第１受光素子５を配置してある。１次の回折光の回折角は、光の波長の関数となる。スペクトルセンサ１００は、可動部３２の振れ角が０度のとき、第１受光素子５の光軸５０１と１次光の出射範囲の中心線とが揃うように、第１受光素子５が配置されているのが好ましい。第１受光素子５は、光電変換素子であり、受光面５１に入射した光の光強度に応じた信号を出力する。
【００６６】
スペクトルセンサ１００では、第１受光素子５において１次の回折光を受光するから、２次以上の回折光を受光する構成とする場合に比べて、第１受光素子５の小型化を図れ、また、第１受光素子５の受光量の増加を図ることが可能となる。
【００６７】
第１受光素子５は、第２支持基板４０２に実装されている。第２支持基板４０２は、例えば、プリント基板により構成することができる。第２支持基板４０２は、筐体１内で、筐体１に対して位置決めされている。第２支持基板４０２は、例えば、筐体１に固定されることで筐体１に対して位置決めされているのが好ましい。
【００６８】
第１絞り６における第１スリット６１の形状は、例えば直線状の形状が好ましい。第１絞り６は、第１スリット６１の長手方向が第１方向Ｄ１に沿った方向となるように配置されているのが好ましい。
【００６９】
第１絞り６と回折格子３５の中心との間隔は、例えば、５ｍｍに設定することができる。ここで、第１スリット６１の幅は、スペクトルセンサ１００の所望の波長分解能に応じて適宜設定することができ、例えば、波長分解能が１０ｎｍの場合、０．０６５ｍｍに設定することができる。第１絞り６は、第１スリット６１の中心が第１受光素子５の光軸５０１上にあるのが好ましい。
【００７０】
第１絞り６は、例えば、第１受光素子５の受光面５１を覆うように配置される第１遮光膜により構成することができる。これにより、第１絞り６は、第１受光素子５と一体に形成することが可能となる。第１遮光膜は、光を遮光する。第１絞り６は、第１遮光膜に形成された開口部が第１スリット６１を構成している。第１遮光膜の材料としては、例えば、金属等を採用することができる。第１遮光膜は、例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、めっき法等を利用して形成することができる。第１遮光膜は、光の多重反射に起因した迷光を低減する観点では光の吸収率の高い材料を採用するのが好ましく、金属以外の材料により形成してもよい。
【００７１】
スペクトルセンサ１００は、第１絞り６を備えるので、第１受光素子５により受光する１次の回折光の波長が、可動部３２の振れ角（回転角）に応じて変化する。したがって、可動部３２の振れ角と第１受光素子５の出力との関係は、例えば、図８に示す模式図のようになる。図８には、振れ角を関数とする３つの曲線を図示してあるが、これら３つの曲線が、波長を関数とする３つのスペクトルに１対１で対応している。言い換えれば、図８は、振れ角を波長に変換でき、３つの曲線のうち１番左の曲線が、中心波長をλ１とするスペクトルに対応し、真ん中の曲線が、中心波長をλ２とするスペクトルに対応し、１番右の曲線が、中心波長をλ３とするスペクトルに対応している。
【００７２】
第２受光素子７は、フォトダイオードにより構成されているのが好ましい。これにより、第２受光素子７は、小型化及び応答性の向上を図ることが可能となる。第２受光素子７は、第２受光素子７で受光する光の波長や光量等に応じて材料や構成を変更すればよい。
【００７３】
第２受光素子７は、回折格子３５からの０次の回折光である反射光を受光できるように配置してある。より詳細には、スペクトルセンサ１００は、可動部３２の規定の回転方向における可動部３２の振れ角が、最大振れ角のときに０次の回折光が第２受光素子７で受光されるように第２受光素子７を配置してある。言い換えれば、スペクトルセンサ１００は、可動部３２が規定の回転方向において最大振れ角となる位置（図７参照）にあるときに、０次の回折光を受光するように第２受光素子７の位置を設定してある。スペクトルセンサ１００は、可動部３２の規定の回転方向における可動部３２の振れ角が、最大振れ角のとき、第２受光素子７の光軸７０１と０次光の出射範囲の中心線とが揃うように、第２受光素子７が配置されているのが好ましい。「最大振れ角となる位置」とは、厳密に最大振れ角となる位置だけでなく、最大振れ角よりも絶対値が１度程度小さな振れ角となる位置まで含む。よって、最大振れ角となる位置は、例えば、振れ角が−１５度〜−１４度となる位置とすることができる。第２受光素子７は、光電変換素子であり、受光面７１に入射した光の光強度に応じた信号を出力する。
【００７４】
第２受光素子７は、第３支持基板４０３に実装されている。第３支持基板４０３は、例えば、プリント基板により構成することができる。第３支持基板４０３は、筐体１内で、筐体１に対して位置決めされている。第３支持基板４０３は、例えば、筐体１に固定されることで筐体１に対して位置決めされているのが好ましい。
【００７５】
スペクトルセンサ１００は、第１受光素子５と第２受光素子７とが、可動部３２の回転方向に沿った方向において並んでいるのが好ましい。これにより、ＭＥＭＳミラー３０は、第１方向Ｄ１に直交する平面に沿って回折格子３５に入射光を入射させて用いる場合に、回折格子３５からの０次の回折光である反射光を、前記平面に沿って進行させて第２受光素子７に入射させることが可能となる。また、ＭＥＭＳミラー３０は、回折格子３５からの１次の回折光を前記平面に沿って進行させ第１受光素子５に入射させることが可能となる。
【００７６】
第２絞り８における第２スリット８１の形状は、例えば直線状の形状が好ましい。第２絞り８は、第２スリット８１の長手方向が第１方向Ｄ１に沿った方向となるように配置されているのが好ましい。
【００７７】
第２絞り８と回折格子３５の中心との間隔は、例えば、５ｍｍに設定することができる。この場合、第２スリット８１の幅は、例えば、０．０６５ｍｍに設定することができる。第２絞り８は、第２スリット８１の中心が第２受光素子７の光軸７０１上にあるのが好ましい。
【００７８】
第２絞り８は、例えば、第２受光素子７の受光面７１を覆うように配置される第２遮光膜により構成することができる。これにより、第２絞り８は、第２受光素子７と一体に形成することが可能となる。第２遮光膜は、光を遮光する。第２絞り８は、第２遮光膜に形成された開口部が第２スリット８１を構成している。第２遮光膜の材料としては、例えば、金属等を採用することができる。第２遮光膜は、例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、めっき法等を利用して形成することができる。第２遮光膜は、光の多重反射に起因した迷光を低減する観点では光の吸収率の高い材料を採用するのが好ましく、金属以外の材料により形成してもよい。
【００７９】
記憶部９は、例えば、半導体メモリにより構成することができる。半導体メモリとしては、例えば、不揮発性メモリを採用するのが好ましい。不揮発性メモリとしては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等を採用することができる。
【００８０】
記憶部９には、可動部３２の振れ角と第１受光素子５に入射する光の波長とを対応付けたデータテーブルが記憶されているのが好ましい。可動部３２の振れ角と第１受光素子５で受光される光の波長との関係を予め求めるには、例えば、分光光度計とレーザ変位計とを利用すればよい。この場合には、第１受光素子５の代わりに分光光度計を配置し、ＭＥＭＳミラー３０の駆動部４に印加する電圧の大きさを変えることで可動部３２の振れ角を変化させ、分光光度計により光の波長を測定すればよい。可動部３２の振れ角は、例えば、レーザ変位計により可動部３２の傾きを測定することで求めることができる。
【００８１】
信号処理装置１０は、例えば、演算部１８が、第２受光素子７により０次の回折光が検知されたタイミングと、可動部３２の振動周波数と、に基づいて可動部３２の振れ角を求める。そして、信号処理装置１０は、演算部１８で求めた振れ角に基づいて記憶部９から読み出した波長と、第１受光素子５の信号と、を１対１で対応付ける処理部１９を備えている。信号処理装置１０は、例えば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより構成することができる。
【００８２】
ＭＥＭＳミラー３０では、共振現象を伴って可動部３２が揺動する場合、可動部３２の振れ角が図９に示すように略サインカーブに従って変化する。図９において、横軸は、駆動部４による可動部３２の駆動の開始時点から経過した時間（以下、「経過時間」ともいう。）である。図９において、縦軸は、可動部３２の振れ角である。図８において、θｍは、可動部３２の最大振れ角である。また、図９において、ｔｍ０、ｔｍ１は、可動部３２の振れ角が最大振れ角となる時点ある。ここで、ｔｍ０、ｔｍ１は、第２受光素子７により０次の回折光が検知されるタイミングに対応する。また、図９において、ｔｈ１、ｔｈ２、ｔｈ３は、振れ角が０度となる時点である。ここで、ｔｈ１、ｔｈ２、ｔｈ３は、検知部３６により可動部３２の振れ角が０度であることを検知されるタイミングに対応する。
【００８３】
図１０は、可動部３２が振動しているときの検知部３６の信号及び第２受光素子７の信号それぞれの変化を模式的に示している。図１０における時点ｔ１は、図７のように可動部３２が反時計回り方向において最大振れ角となるタイミングに対応している。図１０における時点ｔ２は、図１のように可動部３２の振れ角が０となるタイミングに対応している。図１０における時点ｔ３は、可動部３２が時計回り方向において最大振れ角となるタイミングに対応している。
【００８４】
信号処理装置１０は、経過時間を計時する計時部２０を備えているのが好ましい。タイミング制御部５５は、駆動回路４５の動作タイミングと計時部２０の動作タイミングとを同期させるように、駆動回路４５の動作タイミングと、信号処理装置１０の動作タイミングと、を制御するのが好ましい。タイミング制御部５５は、例えば、ＰＬＤ（programmable logic device）を用いて構成することができる。
【００８５】
信号処理装置１０は、第１受光素子５の信号と計時部２０で計時している経過時間とを１対１で対応付けてデータ格納部１５に格納させるように構成されているのが好ましい。これにより、演算部１８では、データ格納部１５の記憶内容から、任意の経過時間における第１受光素子５の信号を知ることが可能となる。また、信号処理装置１０では、第２受光素子７の信号と計時部２０で計時している経過時間とを１対１で対応付けてデータ格納部１５に格納させるように構成されているのが好ましい。これにより、演算部１８では、データ格納部１５の記憶内容から、任意の経過時間における第２受光素子７の信号を知ることが可能となる。また、信号処理装置１０は、検知部３６の信号（電流）と計時部２０で計時している経過時間とを１対１で対応付けてデータ格納部１５に格納させるように構成されているのが好ましい。
【００８６】
信号処理装置１０は、第１受光素子５の信号を電流−電圧変換して出力する第１Ｉ／Ｖ変換部１３と、第１Ｉ／Ｖ変換部１３で変換された信号をアナログ−ディジタル変換してデータ格納部１５へ出力する第１Ａ／Ｄ変換部１４と、を備えるのが好ましい。
【００８７】
また、信号処理装置１０は、第２受光素子７の信号を電流−電圧変換して出力する第２Ｉ／Ｖ変換部１６と、第２Ｉ／Ｖ変換部１６で変換された信号をアナログ−ディジタル変換してデータ格納部１５へ出力する第２Ａ／Ｄ変換部１７と、を備えるのが好ましい。
【００８８】
また、信号処理装置１０は、検知部３６の信号を電流−電圧変換して出力する第３Ｉ／Ｖ変換部２８と、第３Ｉ／Ｖ変換部２８で変換された信号をアナログ−ディジタル変換してデータ格納部１５へ出力する第３Ａ／Ｄ変換部２９と、を備えるのが好ましい。
【００８９】
信号処理装置１０は、例えば、演算部１８で下記の式（１）により、任意の経過時間における可動部３２の振れ角を求めるように構成することができる。
【００９０】
【数１】
2015219153.tif 000003
【００９１】
ここで、θは、可動部３２の振れ角である。θｍは、可動部３２の時計回り方向における最大振れ角である。θｍについては、例えば、予め測定したデータを記憶部９に記憶させておき、演算部１８が記憶部９から読み出すようにすればよい。Ｔは、任意の経過時間である。Ｔｍ０は、可動部３２の時計回り方向において振れ角が最大振れ角となる時点ｔｍ０までの経過時間である。Ｔｄは、信号処理装置１０での遅延時間である。遅延時間は、例えば、信号処理装置１０を構成するマイクロコンピュータの回路の遅延時間である。ｆは、可動部３２の振動周波数であり、例えば、下記の式（２）により求めることができる。
【００９２】
【数２】
2015219153.tif 000004
【００９３】
ここで、ｔｍｉは、可動部３２の時計回り方向において振れ角が最大振れ角となるｉ回目の時点までの経過時間である。ｔｍｊは、可動部３２の時計回り方向において振れ角が最大振れ角となるｊ回目の時点までの経過時間である。式（２）においては、ｊ＝ｉ＋１である。
【００９４】
演算部１８が式（１）の演算で用いる可動部３２の振動周波数については、予め測定したデータを記憶部９に記憶させておき、演算部１８が記憶部９から読み出すようにしてもよい。
【００９５】
演算部１８で求めた振れ角に基づいて記憶部９から読み出した波長は、記憶部９おいて振れ角に１対１で対応付けられた光の波長である。要するに、信号処理装置１０は、演算部１８で可動部３２の振れ角を求めれば、光の波長を求めることができる。
【００９６】
信号処理装置１０は、演算部１８で求めた振れ角に基づいて記憶部９から読み出した波長と、第１受光素子５の信号と、を同じ経過時間によって１対１で対応付けるように構成されている。ここで、第１受光素子５の信号は、第１スリット６１を通して第１受光素子５に入射した光の強度に相当する。よって、スペクトルセンサ１００は、光の波長ごとの強度の分布を得ることが可能となる。
【００９７】
スペクトルセンサ１００は、ＭＥＭＳミラー３０が、可動部３２の振れ角が０度となるタイミングを検知する検知部３６を備えるのが好ましい。この場合、スペクトルセンサ１００は、演算部１８が、第２受光素子７により０次の回折光が検知されたタイミングと、可動部３２の振動周波数と、検知部３６により検知されたタイミングと、に基づいて可動部３２の振れ角を求めるように構成されるのが好ましい。これにより、スペクトルセンサ１００は、可動部３２の振れ角の測定精度を更に向上させることが可能となる。よって、スペクトルセンサ１００は、スペクトルの測定精度を更に向上させることが可能となる。
【００９８】
より詳細には、信号処理装置１０は、可動部３２の振れ角が０度となる２つのタイミングそれぞれまでの経過時間Ｔｈｉ、Ｔｈｊの時間差を利用して、可動部３２の振れ角を求める。信号処理装置１０は、可動部３２の振れ角が０度となる２つのタイミングのうち速いタイミングに対応する時点ｔｈｉと遅いタイミングに対応する時点ｔｈｊとの間で可動部３２の振れ角が最大振れ角となる時点までの経過時間Ｔｍｉｊを下記の式（３）で求める。
【００９９】
【数３】
2015219153.tif 000005
【０１００】
そして、信号処理装置１０は、式（３）で求めた経過時間Ｔｍｉｊを、式（１）のＴｍ０の代わりに用いて可動部３２の振れ角を求める。よって、スペクトルセンサ１００は、例えば、可動部３２の振動モードが可動部３２の駆動中に変化した場合でも、可動部３２の振れ角を精度よく測定することが可能となる。
【０１０１】
スペクトルセンサ１００は、例えば、蛍光分析装置等の分光機器の他、照明システム等に利用することが可能となる。
【０１０２】
スペクトルセンサ１００は、蛍光分析装置に利用する場合、例えば、蛍光分析装置の励起光源からの励起光を有機物に照射したときに有機物の発する蛍光が、コリメートレンズ２に入射するように配置して使用することができる。この場合、スペクトルセンサ１００は、有機物の発する蛍光に関して、光の波長ごとの強度の分布を測定することが可能となる。これにより、蛍光分析装置では、スペクトルセンサ１００の測定結果に基づいて、有機物の物質の特定や量の特定等を行うことが可能となる。
【０１０３】
照明システムとしては、例えば、照明光源による照明空間にいる人のサーカディアンリズムを整えるように照明光源をフィードバック制御するシステムが挙げられる。照明空間としては、例えば、高齢者福祉施設の入居者の部屋やホスピタルの入院患者の病室等がある。サーカディアンリズムとは、地球上に生息する人に行動や身体機能として現れる、２４時間に近い周期のリズムを意味する。２４時間に近い周期とは、２４±４時間の周期を意味する。照明空間内のスペクトルは、例えば、朝、昼、夜で異なったり、窓等の開閉状態、天気等によって異なったりする。照明システムは、例えば、スペクトルセンサ１００による照明空間内のスペクトルの測定結果に基づいて照明光源等を制御する制御装置を備えた構成とすることができる。
【０１０４】
上述の実施形態等において説明した各図は、模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、実施形態等に記載した材料、数値等は、好ましい例を挙げているだけであり、それに限定する主旨ではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。
【０１０５】
例えば、ＭＥＭＳミラー３０に関し、可動部３２の外周形状は、矩形状に限らず、例えば、円形状でもよい。また、支持部３１の内周形状も矩形状に限らず、例えば、円形状でもよい。また、駆動部４を構成するマイクロアクチュエータは、静電型アクチュエータに限らず、電磁型アクチュエータ、圧電型アクチュエータ等でもよい。電磁型アクチュエータは、可動部３２に一体に設けた磁石やコイルを利用した電磁力によって可動部３２を駆動する。圧電型アクチュエータは、可動部３２に一体に設けた圧電素子によって可動部３２を駆動する。
【０１０６】
また、第１受光素子５は、例えば、ＣＭＯＳセンサ、光電子増倍管等により構成することができる。また、第２受光素子７は、例えば、ＣＭＯＳセンサ、光電子増倍管等により構成することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  筐体
２  コリメートレンズ
３  スペクトル分離部
４  駆動部
５  第１受光素子
６  第１絞り
７  第２受光素子
８  第２絞り
９  記憶部
１０  信号処理装置
１８  演算部
３０  ＭＥＭＳミラー
３１  支持部
３２  可動部
３３  捩りばね部
３４  ミラー部
３５  回折格子
３６  検知部
３７  可動電極
３８  固定電極
４１  可動電極
４２  固定電極
１００  スペクトルセンサ
【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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