(57)【要約】【課題】シーム溶接時を実施した際に内部空間の気密性を維持できる光学デバイス、光学モジュール、電子機器、光学筐体を提供する。【解決手段】光学フィルターデバイス６００は、筒状の側壁部６２２を備えたベース６２０と、側壁部６２２と同軸となる筒状であり、側壁部６２２に接合された第一端面６４１及び第一端面６４１とは反対側の第二端面６４２を有する金属リング６４０と、第二開口部６３３を有し、かつ、第二端面６４２に接合されたリッド６３０と、リッド６３０に接合され、第二開口部６３３を閉塞する第二ガラス部材６５０と、ベース６２０、金属リング６４０、及びリッド６３０により囲われた収容空間に収容された波長可変干渉フィルター５と、を備え、第二ガラス部材６５０は、金属リング６４０の第二端面６４２における外周端６４２Ａと、リッド６３０の上面６３１の外周端６３２とを結ぶ仮想直線Ｌ１よりも第二開口部６３３側に設けられた。【選択図】図２
2015031903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁部により囲われた凹部を有するベースと、
前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠と、
前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッドと、
前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材と、
前記ベースの凹部に載置された光学素子と、を備え、
前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらない
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、
前記ベースの前記凹部の深さ方向から見た平面視において、前記リッドの外周端から前記透光部材の外周端までの最小距離寸法は、１．５ｍｍ以上である
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学デバイスにおいて、
前記リッドは均一厚み寸法を有する平板であり、当該リッドの厚み寸法は、０．１５ｍｍ以上である
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の光学デバイスにおいて、
前記リッドは、前記金属枠に接合されるリッド接合部と、前記リッド接合部よりも前記開口部側に設けられ、前記リッド接合部よりも厚み寸法が大きいリッド本体部と、を備えた
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の光学デバイスにおいて、
前記リッド本体部は、前記仮想直線と交わらない
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の光学デバイスにおいて、
前記リッド本体部の厚み寸法は、０．１５ｍｍ以上である
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、
前記光学素子は、互いに対向する一対の反射膜を備えたファブリーペローエタロン素子である
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項８】
側壁部により囲われた凹部を有するベース、前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠、前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッド、前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材、及び前記ベースの凹部に載置されたファブリーペローエタロン素子を有する光学デバイスと、
前記光学デバイスから出射された光を受光する受光部と、を備え、
前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらない
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項９】
側壁部により囲われた凹部を有するベース、前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠、前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッド、前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材、及び前記ベースの凹部に載置されたファブリーペローエタロン素子を有する光学デバイスと、
前記光学デバイスを制御する制御部と、を備え、
前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらない
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
側壁部により囲われた凹部を有するベースと、
前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠と、
前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッドと、
前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材と、を備え、
前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらない
ことを特徴とする光学筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学デバイス、光学モジュール、電子機器、及び光学筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、干渉フィルターやミラーデバイス等の光学素子を、気密封止された筐体内に収納した光学デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１は、ベースとリッドとを備えた電子デバイス用パッケージにおいて、ベースとリッドとの接合部位に対して、シーム溶接用の溶接電極ローラをトレースしながら大電流を通電させて、シーム溶接による接合（シーム接合）を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９３６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ベースとリッドとにより構成される筐体内に、例えば干渉フィルター等の光学素子を収納する場合、リッドやベースに光を入射又は出射させる開口を形成し、当該開口を塞ぐ透光部材（例えばガラス部材）を接合する必要がある。
このようなベースとリッドとをシーム溶接により接合する場合、溶接電極ローラが透光部材に接触すると、透光部材及びリッド間に電流が流れ、透光部材及びリッドを接合する接合部位にクラック等が発生する場合がある。この場合、透光部材及びリッドの気密性が低下してしまうという課題がある。
【０００５】
本発明は、シーム溶接を実施した際に内部空間の気密性を維持できる光学デバイス、光学モジュール、電子機器、及び光学筐体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】
【０００６】
本発明の光学デバイスは、側壁部により囲われた凹部を有するベースと、前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠と、前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッドと、前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材と、前記ベースの凹部に載置された光学素子と、を備え、前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらないことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、断面視において、金属枠の第一面の外周端と、リッドの第二面の外周端とを結ぶ仮想直線と、透光部材とが交わらない。つまり、透光部材は、仮想直線よりもリッドの開口部側（内側）に設けられている。
このため、金属枠とリッドとをシーム接合する際に、シーム接合用の電極ローラを、金属枠の第一面の外周端と、リッドの第二面の外周端とに接触させた場合に、当該電極ローラが透光部材に接触しない。このため、透光部材及びリッド間で電流が流されることがなく、リッドや透光部材の変形、リッド及び透光部材の接合部位におけるクラックを防止でき、収容空間内を高気密に維持することが可能となる。
【０００８】
本発明の光学デバイスにおいて、前記ベースの前記凹部の深さ方向から見た平面視において、前記リッドの外周端から前記透光部材の外周端までの最小距離寸法は、１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
シーム接合を実施する際に、リッド及び金属枠間に大電流が流れるため、リッド及び金属枠の接合部位の温度が局所的に高くなる。ここで、リッドの第二面の外周端から透光部材の外周端までの最小距離寸法が１．５ｍｍ未満である場合、シーム接合時の熱が透光部材及びリッドの接合部に伝達されてしまう。透光部材及びリッドの接合は、透光部材やリッドとは異なる接合部材により接合されているため、上述のような熱が伝達されると、熱膨張係数の差によりクラック等が生じる可能性があり、透光部材及びリッドの接合強度や気密性が低下するおそれがある。これに対して、本発明では、上述のような構成により、シーム接合時の熱が透光部材及びリッドの接合部位に伝達されにくく、接合強度や気密性の低下を抑制できる。
【０００９】
本発明の光学デバイスにおいて、前記リッドは均一厚み寸法を有する平板であり、当該リッドの厚み寸法は、０．１５ｍｍ以上であることが好ましい。
リッドの厚み寸法が０．１５ｍｍ未満である場合、リッド及び金属枠のシーム接合時の応力により撓みが生じる場合がある。この場合、撓み変形による応力によって透光部材及びリッドの接合部位が破断、クラックし、接合強度及び気密性が低下してしまう。これに対して、本発明では、上述のような構成により、シーム接合時の応力が加わってもリッドの撓みが生じにくく、撓みによる透光部材及びリッドの接合部位の破断を抑制できる。
【００１０】
本発明の光学デバイスにおいて、前記リッドは、前記金属枠に接合されるリッド接合部と、前記リッド接合部よりも前記開口部側に設けられ、前記リッド接合部よりも厚み寸法が大きいリッド本体部と、を備えたことが好ましい。
シーム接合による接合を実施する場合、リッド接合部及び金属枠間で電流を流して局所的に高温化することで接合する。この際、大電流を効率よく流すためには、リッド接合部における厚み寸法を薄くする必要がある。しかしながら、リッドが均一な平板状である場合、上述したように、シーム溶接時の応力によりリッドが撓むおそれがある。
これに対して、本発明では、リッドは、リッド接合部の内側にリッド接合部よりも厚み寸法が大きいリッド本体部を有する。このため、リッド接合部の厚み寸法を可能な限り薄くした場合でも、リッドの撓みを抑制でき、かつ、リッド接合部の厚み寸法を薄くすることで、シーム接合の接合強度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の光学デバイスにおいて、前記リッド本体部は、前記仮想直線と交わらないことが好ましい。
このような構成では、シーム接合時において、電極ローラがリッド本体部に接触しない。したがって、リッド本体部から透光部材への熱の伝達を防止でき、リッド及び透光部材の接合部位が熱によって破壊される不都合を抑制できる。
【００１２】
本発明の光学デバイスにおいて、前記リッド本体部の厚み寸法は、０．１５ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明では、リッド本体部の厚み寸法を０．１５ｍｍ以上にすることで、上記発明と同様、リッドの撓みを抑制できる。また、リッド接合部においては、例えば厚み寸法を０．１ｍｍ程度に設定でき、リッド及び金属枠の接合強度及び気密性を十分に確保できる。
【００１３】
本発明の光学デバイスにおいて、前記光学素子は、互いに対向する一対の反射膜を備えたファブリーペローエタロン素子であることが好ましい。
本発明では、光学素子としてファブリーペローエタロン素子がリッド及びベースにより構成される収容空間内に収容される。ファブリーペローエタロン素子は、熱等によって反射膜が劣化するおそれがある。これに対して本発明では、上述したように、シーム溶接時の熱が伝達されにくい構成となり、ファブリーペローエタロン素子の性能低下を抑制できる。
また、例えば静電アクチュエーター等の駆動手段を設け、反射膜間のギャップ寸法を可変可能なエタロン素子を用いる場合では、収容空間内を例えば真空等、減圧下に維持し、駆動時の応答速度を速めることが好ましい。本発明であれば、上述したような構成により、高気密性を維持できるため、応答速度の低下を抑制できる。
【００１４】
本発明の光学モジュールは、側壁部により囲われた凹部を有するベース、前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠、前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッド、前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材、及び前記ベースの凹部に載置されたファブリーペローエタロン素子を有する光学デバイスと、前記光学デバイスから出射された光を受光する受光部と、を備え、前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらないことを特徴とする。
本発明では、上述した発明のように、光学デバイスにおいてファブリーペローエタロン素子に対して熱が伝わりにくく、反射膜の劣化を抑制できる。したがって、光学モジュールにおいて、高精度に所望波長の光を受光部にて受光できる。
【００１５】
本発明の電子機器は、側壁部により囲われた凹部を有するベース、前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠、前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッド、前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材、及び前記ベースの凹部に載置されたファブリーペローエタロン素子を有する光学デバイスと、前記光学デバイスを制御する制御部と、を備え、前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらないことを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様、光学デバイスにおいてファブリーペローエタロン素子に対して熱が伝わりにくく、反射膜の劣化を抑制できる。したがって、電子機器においても、光学デバイスから出力された光に基づいて、例えば分光測定処理等の各種処理を高精度に実施できる。
【００１６】
本発明の光学筐体は、側壁部により囲われた凹部を有するベースと、前記側壁部上の端面に接合され、前記側壁部との接合面とは反対側の第一面を有する金属枠と、前記金属枠に接合され、前記金属枠との接合面とは反対側の第二面、及び開口部を有するリッドと、前記リッドに接合され、前記開口部を閉塞する透光部材と、を備え、前記透光部材は、前記ベースの前記凹部の深さ方向に沿った断面視において、前記金属枠の前記第一面における外周端と、前記リッドの前記第二面における外周端とを結ぶ仮想直線と交わらないことを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様、シーム接合時において、透光部材及びリッド間で電流が流されることがなく、リッドや透光部材の変形、リッド及び透光部材の接合部位におけるクラックを防止でき、リッド及びベースにより構成される収容空間内を高気密に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態の光学フィルターデバイスの概略を示す平面図。
【図２】第一実施形態の光学フィルターデバイスの断面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図４】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図５】第一実施形態の光学フィルターデバイスの製造工程を示すフローチャート。
【図６】第一実施形態の筐体接合工程におけるシーム接合を示す図。
【図７】第二実施形態の光学フィルターデバイスの断面図。
【図８】第二実施形態の筐体接合工程におけるシーム接合を示す図。
【図９】第三実施形態の測色装置の概略構成を示すブロック図。
【図１０】電子機器の一例であるガス検出装置の概略構成を示す図。
【図１１】図１０のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１２】電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図。
【図１３】電子機器の一例である分光カメラの概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
［光学フィルターデバイスの構成］
図１は、本発明の光学デバイスの一実施形態である、光学フィルターデバイス６００の概略構成を示す平面図である。また、図２は、当該光学フィルターデバイス６００の断面図である。
光学フィルターデバイス６００は、入射した検査対象光から、所定の目的波長の光を取り出して射出させる装置であり、筐体６１０（本発明の光学筐体）と、筐体６１０の内部に収納される波長可変干渉フィルター５を備えている。このような光学フィルターデバイス６００は、例えば測色センサー等の光学モジュールや、測色装置やガス分析装置等の電子機器に組み込むことができる。なお、光学フィルターデバイス６００を備えた光学モジュールや電子機器の構成については、後に詳述する。
【００１９】
［波長可変干渉フィルターの構成］
波長可変干渉フィルター５は、本発明の光学素子の一例である。
図３は、筐体６１０内部に収納された波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図であり、図４は、図３のIV−IV線で切断した、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図３に示すように、固定基板５１及び可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、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、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等により形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、図４に示すように、接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。具体的には、固定基板５１の第一接合部５１３、及び可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜等により構成された接合膜５３により接合されている。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１又は可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、及び可動基板５２の積層方向から波長可変干渉フィルター５を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
【００２０】
固定基板５１には、図４に示すように、本発明の一対の反射膜の一方を構成する固定反射膜５４が設けられている。また、可動基板５２には、本発明の一対の反射膜の他方を構成する可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４及び可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１を介して対向配置されている。
そして、波長可変干渉フィルター５には、反射膜間ギャップＧ１の距離（ギャップ寸法）を調整するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、固定基板５１に設けられた固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２と、を備え、各電極５６１，５６２が対向することにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップを介して対向する。ここで、これらの電極５６１，５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。
なお、本実施形態では、反射膜間ギャップＧ１が電極間ギャップよりも小さく形成される構成を例示するが、例えば波長可変干渉フィルター５により透過させる波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１を電極間ギャップよりも大きく形成してもよい。
また、フィルター平面視において、固定基板５１の辺Ｃ１−Ｃ２は、可動基板５２の辺Ｃ１´−Ｃ２´よりも外側に突出し、固定側電装部５１４を構成する。また、可動基板５２の辺Ｃ３´−Ｃ４´は、固定基板５１の辺Ｃ３−Ｃ４よりも外側に突出し、可動側電装部５２４を構成する。
【００２１】
（固定基板の構成）
固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
【００２２】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１のフィルター中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から固定側電装部５１４までの領域、及び電極配置溝５１１から辺Ｃ３−Ｃ４までの領域に接続電極溝５１１Ｂが設けられている。なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａ、接続電極溝５１１Ｂの底部、及び固定側電装部５１４の表面は同一平面となる。
【００２３】
電極設置面５１１Ａには、静電アクチュエーター５６を構成する固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁に接続された固定接続電極５６３が設けられている。この固定接続電極５６３は、電極配置溝５１１から固定側電装部５１４に向かう接続電極溝５１１Ｂ、固定側電装部５１４に亘って設けられている。この固定接続電極５６３は、固定側電装部５１４において、後述する内側端子部に電気的に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、フィルター中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。その他、固定反射膜５４上に透明電極を設ける構成や、導電性の固定反射膜５４を用い、当該固定反射膜５４から固定側電装部５１４に接続電極を形成してもよく、この場合、固定電極５６１として、接続電極の位置に応じて、一部が切り欠かれた構成などとしてもよい。
【００２４】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図４に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。更に、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ２やＳｉＯ２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。
【００２５】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００２６】
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び接続電極溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。
【００２７】
（可動基板の構成）
可動基板５２は、フィルター中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、を備えている。
【００２８】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成される。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、可動基板５２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ことができる。
【００２９】
可動電極５６２は、ギャップＧ２を介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。この可動電極５６２は、固定電極５６１とともに静電アクチュエーター５６を構成する。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁に接続された可動接続電極５６４が設けられている。この可動接続電極５６４は、可動部５２１から、固定基板５１の辺Ｃ３−Ｃ４側に設けられた接続電極溝５１１Ｂに対向する位置、可動側電装部５２４に亘って設けられ、可動側電装部５２４において、内側端子部に電気的に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
【００３０】
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４とギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、ギャップＧ２がギャップＧ１の寸法よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、ギャップＧ１の寸法が、ギャップＧ２の寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
【００３１】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、フィルター中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
【００３２】
可動基板５２において、第一接合部５１３に対向する領域は、第二接合部５２３となる。この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合さる。
【００３３】
［筐体の構成］
筐体６１０は、図１及び図２に示すように、ベース６２０と、リッド６３０と、金属リング６４０（金属枠）と、を備えている。これらのベース６２０及びリッド６３０が金属リング６４０を介して接合されることで、内部に収容空間が形成され、この収容空間内に波長可変干渉フィルター５が収納される。
【００３４】
（ベースの構成）
ベース６２０は、例えばセラミック等により構成されている。このベース６２０は、台座部６２１と、側壁部６２２と、を備える。
台座部６２１は、フィルター平面視において例えば矩形状の外形を有する平板状に構成されており、この台座部６２１の外周部から筒状の側壁部６２２がリッド６３０に向かって立ち上がる。なお、本実施形態では、台座部６２１が矩形平板状であるため、これに対応して側壁部６２２が四角筒状に構成される例を示すが、例えば、円筒形状等に形成されていてもよい。
【００３５】
台座部６２１は、厚み方向に貫通する第一開口部６２３を備えている。この第一開口部６２３は、台座部６２１に波長可変干渉フィルター５を収容した状態で、台座部６２１を厚み方向から見た平面視において、反射膜５４，５５と重なる領域を含むように設けられている。
また、台座部６２１のリッド６３０とは反対側の面（ベース外側面６２１Ｂ）には、第一開口部６２３を覆う第一ガラス部材６２７が接合されている。台座部６２１と第一ガラス部材６２７との接合は、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリット（低融点ガラス）を用いた低融点ガラス接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。本実施形態では、収容空間内が減圧下に維持された状態で気密に維持する。したがって、台座部６２１及び第一ガラス部材６２７は、低融点ガラス接合を用いて接合されることが好ましい。
【００３６】
また、台座部６２１のリッド６３０に対向する内面（ベース内側面６２１Ａ）には、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐに接続される内側端子部６２４が設けられている。内側端子部６２４と、各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐとは、例えばワイヤーボンディングにより、Ａｕ等のワイヤーを用いて接続される。なお、本実施形態では、ワイヤーボンディングを例示するが、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等を用いてもよい。
また、台座部６２１は、内側端子部６２４が設けられる位置に、貫通孔６２５が形成されている。内側端子部６２４は、貫通孔６２５を介して、台座部６２１のベース外側面６２１Ｂに設けられた外側端子部６２６に接続されている。
【００３７】
側壁部６２２は、台座部６２１の縁部から立ち上がり、ベース内側面６２１Ａに載置された波長可変干渉フィルター５の周囲を覆っている。側壁部６２２のリッド６３０に対向する面（端面６２２Ａ）は、例えばベース内側面６２１Ａに平行な平坦面となる。
【００３８】
そして、ベース６２０には、例えば接着剤等の固定材を用いて、波長可変干渉フィルター５が固定される。この際、波長可変干渉フィルター５は、台座部６２１に対して固定されていてもよく、側壁部６２２に対して固定されていてもよい。固定材を設ける位置としては、複数個所であってもよいが、固定材の応力が波長可変干渉フィルター５に伝達するのを抑制するべく、１か所で波長可変干渉フィルター５を固定することが好ましい。
【００３９】
（金属リングの構成）
金属リング６４０は、側壁部６２２の端面６２２Ａに対応して四角筒状に構成され、端面６２２Ａに接合されている。すなわち、金属リング６４０は、側壁部６２２と同軸となる四角筒状に形成される。この金属リング６４０は、例えばコバール等の合金や金属等により構成され、外周面に金属メッキ（例えばニッケル含有メッキ）が施されている。
また、金属リング６４０のベース６２０側の端面（第一端面６４１：本発明の第一面）は、例えば溶接や陽極接合等、各種接合方法により、側壁部６２２の端面６２２Ａに接合されている。
金属リング６４０の第一端面６４１とは反対側の端面（第二端面６４２）は、リッド６３０にシーム接合により接合されている。
【００４０】
（リッドの構成）
リッド６３０は、平面視において矩形状の外形を有する板状部材である。リッド６３０は、例えばコバール等の合金又は金属により構成することができ、本実施形態では、コバールにより構成される。また、本実施形態では、リッド６３０の厚み寸法は０．２ｍｍである。なお、リッド６３０の厚み寸法についての詳細な説明は後述する。
【００４１】
リッド６３０は、図１、図２に示すように、リッド６３０の厚み方向に沿って貫通する第二開口部６３３（本発明の開口部に相当）を有する。この第二開口部６３３は、ベース６２０に波長可変干渉フィルター５が載置された状態で、反射膜５４，５５と重なる領域を含むように設けられている。
そして、リッド６３０の上面６３１（本発明の第二面）には、第二開口部６３３を覆って、第二ガラス部材６５０（本発明の透光部材に相当）が例えば低融点ガラス等の固定部材６７０により接合されている。
【００４２】
また、リッド６３０の表面には、固定部材６７０が設けられていない領域において、金属メッキが被覆されている。この金属メッキは、リッド６３０に対して密着性が良好な素材を選択でき、例えば、本実施形態では、コバール製のリッド６３０に対して、ニッケルを含有した金属メッキが用いられる。
なお、金属メッキが設けられる領域としては、固定部材６７０が接しない領域全体であってもよく、リッド６３０における、金属リング６４０に対向する面（リッド接合部６３４）のみであってもよい。本実施形態では、リッド６３０及び金属リング６４０がシーム接合により接合されており、リッド接合部６３４において金属メッキが設けられていれば、ベース６２０及びリッド６３０を、金属リング６４０を介して接合することができる。
【００４３】
（側壁部、金属リング、リッド、及び第二ガラス部材の位置関係）
次に、側壁部６２２、金属リング６４０、リッド６３０、及び第二ガラス部材６５０の具体的な位置関係について、図面に基づいて説明する。
本実施形態では、図２に示すように、金属リング６４０の第二端面６４２における外周端６４２Ａと、リッド６３０の金属リング６４０とは反対側の面における外周端６３２とを結ぶ仮想直線Ｌ１とする。
本実施形態では、第二ガラス部材６５０の上面（リッド６３０とは反対側の面）における外周端６５１は、仮想直線Ｌ１よりも内側、つまり第二開口部６３３側に位置する。つまり、第二ガラス部材６５０は、仮想直線Ｌ１と交わらない。
また、側壁部６２２の端面６２２Ａにおける外周端６２２Ｂも、上記仮想直線Ｌ１よりも内側に位置する。つまり、側壁部６２２も、仮想直線Ｌ１と交わらない。
【００４４】
［光学フィルターデバイスの製造］
上述したような光学フィルターデバイス６００の製造方法について説明する。
図５は、本実施形態の光学フィルターデバイス６００の筐体６１０の製造工程を示すフローチャートである。
図５に示すように、本実施形態では、ベース形成工程、フィルター固定工程、リッド形成工程、筐体接合工程により製造される。
【００４５】
ベース形成工程では、第一開口部６２３及び貫通孔６２５が開口形成されたセラミックシートを積層し、更に、側壁部６２２に対応したセラミックシートを積層し、これらを焼成する。これにより、台座部６２１及び側壁部６２２を有するベース６２０の基本形状が形成される。
この後、側壁部６２２の端面６２２Ａに対して金属リング６４０を接合する。金属リング６４０の接合方法としては、例えば端面６２２Ａに金属膜を形成してメタライズ化し、メタライズされた端面６２２Ａに対して、Ｎｉメッキ等の金属ロウを介して金属リング６４０を接合する。なお、接合方法としては、これに限定されず、例えば、接着剤等による固定、金属ロウや無機ロウ等の各種ロウ材によるロウ付け、圧着、固相接合等を用いることができる。
【００４６】
この後、貫通孔６２５を導電性部材（例えば、金属ペースト等）により埋め、台座部６２１のベース内側面６２１Ａに内側端子部６２４を形成し、ベース外側面６２１Ｂに外側端子部６２６を形成する。これにより、貫通孔６２５における気密性が維持される。
そして、ベース外側面６２１Ｂに、第一開口部６２３を覆う第一ガラス部材６２７を、低融点ガラスを用いて接合する。
【００４７】
フィルター固定工程では、ベース６２０のベース内側面６２１Ａ、又は側壁部６２２に接着剤等の固定材を塗布する。そして、波長可変干渉フィルター５の反射膜５４，５５が第一開口部６２３の開口領域内に配置されるようにアライメントを行うとともに、波長可変干渉フィルター５の反射膜５４，５５を固定材により固定する。
この後、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐと、ベース６２０の内側端子部６２４とをワイヤーボンディングにより接続する。
【００４８】
リッド形成工程では、まず、第二開口部６３３が設けられたコバール製のリッド６３０に対して、金属メッキを形成する。この後、第二ガラス部材６５０の接合領域における金属メッキを除去し、第二ガラス部材６５０を例えば低融点ガラス等の固定部材６７０により接合する。
【００４９】
図６は、筐体接合工程におけるシーム接合時の状態を示す図である。
筐体接合工程では、ベース６２０及びリッド６３０を接合する。具体的には、例えば真空チャンバー装置等によって真空雰囲気に設定された環境下で、シーム接合を実施する。
シーム接合では、一対のシーム接合用の電極ローラ７００Ａ，７００Ｂを用い、一方の電極ローラ７００Ａを、リッド６３０の外周端６３２の一点と、金属リング６４０の外周端６４２Ａの一点とに接触させる。また、他方の電極ローラ７００Ｂを、電極ローラ７００Ａに接触した外周端６３２，６４２Ａ上の点とは対称となる、外周端６３２，６４２Ａ上の点に接触させる。そして、電流を流しながら電極ローラ７００Ａ．７００Ｂを回転させ、外周端６３２，６４２Ａに沿ってトレースさせる。これにより、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂから大電流がリッド６３０及び金属リング６４０に流れる。この際、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂとの接触点では、電気抵抗が高くなるため高熱が発生し、リッド接合部６３４上の金属メッキと、金属リング６４０上の金属メッキとが溶接接合される。
【００５０】
また、第二ガラス部材６５０の外周端６５１や、側壁部６２２の外周端６２２Ｂは、仮想直線Ｌ１と交わらず、内側に位置するため、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂが接触しない。
したがって、第二ガラス部材６５０に対して、電極ローラ７００Ａ、７００Ｂの接触による発熱も発生せず、第二ガラス部材６５０の変形や、固定部材６７０の破断やクラックが防止される。
なお、上記製造方法では、真空チャンバー装置内で筐体接合工程を実施する例を示したが、例えば、図２に示すように、ベース６２０に貫通孔６２８を形成しておき、筐体接合工程の後、収納空間内を真空にし、その後、貫通孔６２８を例えば金属ボール６２８Ａ（Ａｕ等）で封止する構成などとしてもよい。貫通孔６２８は、ベース６２０に限らず、リッド６３０に設ける構成としてもよく、双方に設ける構成としてもよい。
【００５１】
（リッドの寸法設定）
次に、本実施形態の筐体接合工程において、好適なシーム接合が実施可能なリッド６３０の寸法について、説明する。
図２に示すように、リッド６３０の厚み寸法をａ、リッド６３０の外周端６３２から、第二ガラス部材６５０の外周端６５１までの寸法（接合間距離）をｂとし、これらの寸法ａ，ｂを変化させた際の光学フィルターデバイス６００の気密性を以下の表１に示す。なお、表１の接合結果では、気密封止可能である場合は「○」、気密封止が不可能である場合は「×」、リークが大きく、十分な気密性が保てていない場合は「△」で示す。
【００５２】
【表１】
2015031903.tif 000003
【００５３】
本実施形態では、平板状のリッド６３０を用いている。この場合、シーム接合時に、リッド接合部６３４及び金属リング６４０を適切に接合するためには、リッド６３０の厚み寸法ａを０．２ｍｍ以下に設定する必要がある。
一方、リッド６３０の厚み寸法ａを０．１ｍｍに設定した場合では、シーム接合時における電極ローラ７００Ａ，７００Ｂの押圧力により、リッド６３０に撓みが生じる。この場合、リッド６３０と第二ガラス部材６５０とを接合する固定部材６７０に破断やクラックが生じ、表１に示すように、気密性を適切に保つことが困難となる。
【００５４】
また、接合間距離ｂが１．５ｍｍ未満（例えば０．８ｍｍ）である場合に、シーム接合時に発生する熱が、固定部材６７０まで伝達される。固定部材６７０とリッド６３０とは熱膨張係数が異なるため、このような熱が伝達されると、熱膨張係数の差により、固定部材６７０が破損し、気密性が低下してしまう。
表１より、本実施形態では、リッド６３０の厚み寸法ａ及び接合間距離ｂ１は、厚み寸法ａが０．１５ｍｍである場合は、接合間距離ｂを４ｍｍ以上に設定することが好ましく、厚み寸法ａが０．２ｍｍである場合は、接合間距離を２．６ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【００５５】
なお、本実施形態では、上記のように、リッド６３０が均一厚みに形成され、かつ、シーム接合により当該厚み寸法ａを０．２ｍｍ以下にする必要がある。このため、リッド６３０から固定部材６７０に熱が伝達しやすく、接合間距離ｂを１．５ｍｍに設定した場合でも、当該熱による固定部材６７０の破損が生じ、気密性が低下した。厚み寸法ａを０．１５ｍｍとし、接合間距離ｂを２．６ｍｍとした場合も同様であり、十分な気密性が確保できなかった。また、リッド６３０の厚み寸法ａを０．２ｍｍより厚く（例えば０．３ｍｍ）形成する場合は、リッド接合部６３４と金属リング６４０との接合強度を得るために、例えば電流量を増大させる等が必要となる。その際は、電流量の増大による発熱のため側壁６２２と金属リング６４０との熱膨張係数差によりベース６２０そのものにクラックが発生してしまった。
【００５６】
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態では、ベース６２０の側壁部６２２の端面６２２Ａに金属リング６４０が接合され、この金属リング６４０に対してリッド６３０がシーム接合により接合されている。また、リッド６３０の上面６３１には、第二開口部６３３を閉塞する第二ガラス部材６５０が接合されている。
そして、この第二ガラス部材６５０の外周端６５１は、金属リング６４０のリッド６３０側の第二端面６４２における外周端６４２Ａと、リッド６３０の上面６３１における外周端６３２とを結ぶ仮想直線Ｌ１と交わらず、当該仮想直線Ｌ１より内側（第二開口部６３３側）に位置している。このため、筐体接合工程のシーム接合の際、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂをリッド６３０の外周端６３２及び金属リング６４０の外周端６４２Ａに接触させれば、第二ガラス部材６５０と電極ローラ７００Ａ，７００Ｂとが接触せず、これによる発熱も発生しない。したがって、リッド６３０及び第二ガラス部材６５０の接合部分（固定部材６７０）の破損を防止でき、接合強度及び気密性を維持できる。
【００５７】
本実施形態では、接合間距離ｂが１．５ｍｍ以上であるため、シーム接合時において、リッド接合部６３４から固定部材６７０までシーム接合時に熱が伝達されにくい。これにより、リッド６３０及び固定部材６７０の熱膨張係数の差による固定部材６７０の破損を抑制でき、気密性の低下を抑制できる。
【００５８】
本実施形態では、リッド６３０が均一厚み寸法である平板状であり、リッド６３０の形成が容易となる。また、リッド６３０の厚み寸法ａが０．１５ｍｍ以上であるため、筐体接合工程のシーム接合時に、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂによる押圧力が加わったとしても、リッド６３０が撓みにくく、リッド６３０の撓みによる固定部材６７０の破損を防止できる。これにより、気密性の低下をより抑制できる。
【００５９】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態では、均一厚み寸法を有するリッド６３０を用いた。これに対して、第二実施形態では、リッドが、金属リング６４０に接合されるリッド接合部と、リッド接合部の内側のリッド本体部とで、異なる厚み寸法に形成される点で上記第一実施形態と相違する。
【００６０】
図７は、第二実施形態における光学フィルターデバイスの断面図である。なお、以降の説明にあたり、既に説明した構成については同一符号を付し、その説明を省略、又は簡略化する。
本実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａは、リッド６３０Ａは、均一厚みに形成されず、リッド６３０Ａの外周部のリッド接合部６３４と、リッド接合部６３４より内周側で、第二開口部６３３が設けられるリッド本体部６３５とで、厚み寸法が異なる。
リッド接合部６３４は、シーム接合時における十分な接合強度及び気密性を確保するために、厚み寸法が、例えば０．１ｍｍに構成されている。
一方、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１は、０．１５ｍｍ以上に形成されている。
また、リッド接合部６３４における上面６３１の外周端６３２から、第二ガラス部材６５０の外周端６５１までの接合間距離ｂ１は、１．５ｍｍ以上に形成されている。
【００６１】
本実施形態では、図７に示すように、金属リング６４０の外周端６４２Ａと、リッド接合部６３４の外周端６３２とを結ぶ仮想直線Ｌ２の内側に、側壁部６２２の端面６２２Ａの外周端６２２Ｂ、リッド本体部６３５の外周端６３６、及び第二ガラス部材６５０の外周端６５１が位置している。つまり、側壁部６２２、リッド本体部、及び第二ガラス部材６５０は仮想直線Ｌ２と交わらない。
【００６２】
（光学フィルターデバイスの製造方法）
上記のような構成の光学フィルターデバイス６００Ａにおいても、第一実施形態と同様、図５に示すような工程により製造される。
図８は、光学フィルターデバイス６００Ａの製造における筐体接合工程を示す図である。
図８に示すように、本実施形態においても、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂは、第二ガラス部材６５０に接触しない。これにより、第二ガラス部材６５０に電極ローラ７００Ａ，７００Ｂが接触することによる固定部材６７０の破損を防止できる。
また、リッド本体部６３５の外周端６３６も電極ローラ７００Ａ，７００Ｂに接触しない。これにより、リッド本体部６３５での発熱がなく、この熱が固定部材６７０に伝達される不都合も抑制できる。
【００６３】
（リッドの寸法設定）
次に、本実施形態において、筐体接合工程において、好適なシーム接合が実施可能なリッド６３０Ａの寸法について、説明する。
リッド接合部６３４の厚み寸法を０．１ｍｍとし、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１及び接合間距離ｂ１を変化させた際の光学フィルターデバイス６００Ａの気密性を以下の表２に示す。
【００６４】
【表２】
2015031903.tif 000004
【００６５】
本実施形態では、上述のように、リッド接合部６３４の厚み寸法を０．１ｍｍに設定でき、当該リッド接合部６３４及び金属リング６４０を適切に接合することが可能となる。
ここで、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１を０．１５ｍｍ未満に設定すると、上記第一実施形態と同様、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂの押圧力によりリッド６３０Ａに撓みが生じ、内部気密性の確保が困難となる。
一方、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１を０．１５ｍｍ以上に設定することで、シーム接合時に、電極ローラ７００Ａ，７００Ｂの押圧力が作用した場合でも、リッド６３０Ａの撓みを防止することが可能となる。
【００６６】
また、接合間距離ｂが１．５ｍｍ未満（例えば０．８ｍｍ）である場合に、シーム接合時に発生する熱が、固定部材６７０の接合部分まで伝達される。固定部材６７０とリッド６３０とは熱膨張係数が異なるため、このような熱が伝達されると、熱膨張係数の差異により、固定部材６７０が破損し、気密性が低下してしまう。
【００６７】
表２に示すように、本実施形態では、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１及び接合間距離ｂ１は、厚み寸法ａ１が０．１５ｍｍである場合は、接合間距離ｂ１を４ｍｍ以上に設定することが好ましく、厚み寸法ａ１が０．２ｍｍである場合は、接合間距離を２．６ｍｍ以上に設定することが好ましい。
また、本実施形態では、リッド接合部６３４とリッド本体部６３５とを異なる厚み寸法にできるため、リッド本体部６３５の厚み寸法を０．２ｍｍ以上に設定することができ、この場合、接合間距離を１．５ｍｍに設定することができる。
【００６８】
なお、表２において、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１を０．１５ｍｍ及び０．２ｍｍ、接合間距離ｂ１を１．５ｍｍに設定した場合、及びリッド本体部の厚み寸法ａ１を０．１５ｍｍ、接合間距離ｂ１を２．６ｍｍに設定した場合は、第一実施形態と同様、リッド接合部６３４からの熱が固定部材６７０に伝達しやすくなり、当該熱による固定部材６７０の破損により、気密性が低下している。
【００６９】
［第二実施形態の作用効果］
本実施形態では、リッド６３０は、リッド接合部６３４と、リッド接合部６３４よりも内側（第二開口部６３３側）のリッド本体部６３５とを備え、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１がリッド接合部６３４の厚み寸法よりも大きい。
このような構成とすることで、第一実施形態に比べて、リッド接合部６３４の厚み寸法をより小さくでき、リッド接合部６３４及び金属リング６４０をより強い接合強度、高い気密性で接合することができる。また、筐体接合工程のシーム接合時において電極ローラ７００Ａ，７００Ｂから応力が加わったとしても、リッド本体部６３５の厚み寸法を大きく設定することができるため、リッド６３０の撓みを抑制することができる。
したがって、例えば、リッド接合部６３４の厚み寸法を０．１ｍｍ、リッド本体部６３５の厚み寸法を０．１５ｍｍ以上に設定する等、リッド接合部の厚み寸法を第一実施形態の光学フィルターデバイス６００よりも小さくできる。
【００７０】
本実施形態では、リッド接合部６３４とリッド本体部６３５との厚み寸法をそれぞれ異なる寸法にでき、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１を大きくすることで、シーム接合時の熱が固定部材に伝達されにくくなる。したがって、例えば表２に示したように、接合間距離ｂ１を１．５ｍｍとした場合でも、リッド本体部６３５の厚み寸法ａ１を０．３ｍｍ以上とすることで、気密性の低下を抑制できる。
【００７１】
［第三実施形態］
次に、本発明に係る第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
第三実施形態では、上記第一実施形態の光学フィルターデバイス６００が組み込まれた光学モジュールである測色センサー３、及び光学フィルターデバイス６００が組み込まれた電子機器である測色装置１を説明する。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａが組み込まれてもよい。
【００７２】
［測色装置の概略構成］
図９は、測色装置１の概略構成を示すブロック図である。
測色装置１は、本発明の電子機器である。この測色装置１は、図９に示すように、検査対象Ｘに光を射出する光源装置２と、測色センサー３（光学モジュール）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から射出され検査対象Ｘにて反射された検査対象光を測色センサー３にて受光する。そして、測色装置１は、受光した測色センサー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Ｘの色を分析して測定する装置である。
【００７３】
［光源装置の構成］
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図９には１つのみ記載）を備え、検査対象Ｘ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Ｘ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Ｘが液晶パネル等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。
【００７４】
［測色センサーの構成］
測色センサー３は、本発明の光学モジュールを構成し、上記第一実施形態の光学フィルターデバイス６００を備えている。なお、本実施形態では、光学フィルターデバイス６００を例示するが、第二実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａを用いてもよい。この測色センサー３は、図９に示すように、光学フィルターデバイス６００と、光学フィルターデバイス６００を透過した光を受光する検出部３１と、波長可変干渉フィルター５の透過光の波長を変更する電圧制御部３２と、を備える。
また、測色センサー３は、波長可変干渉フィルター５に対向する位置に、検査対象Ｘ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、光学フィルターデバイス６００内の波長可変干渉フィルター５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光を検出部３１にて受光する。
【００７５】
検出部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。ここで、検出部３１は、例えば回路基板３１１を介して、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。
また、この回路基板３１１には、筐体６１０のベース外側面６２１Ｂに形成された外側端子部６２６が接続されており、回路基板３１１に形成された回路を介して、電圧制御部３２に接続されている。
このような構成では、回路基板３１１を介して、光学フィルターデバイス６００及び検出部３１を一体的に構成でき、測色センサー３の構成を簡略化することができる。
【００７６】
電圧制御部３２は、回路基板３１１を介して光学フィルターデバイス６００の外側端子部６２６に接続される。そして、電圧制御部３２は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐ間に所定のステップ電圧を印加することで、静電アクチュエーター５６を駆動させる。これにより、電極間ギャップに静電引力が発生し、保持部５２２が撓むことで、可動部５２１が固定基板５１側に変位し、反射膜間ギャップＧ１を所望の寸法に設定することが可能となる。
【００７７】
［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等を用いることができる。
そして、制御装置４は、図９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等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の電圧制御部３２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５６への印加電圧を設定する。
測色処理部４３は、検出部３１により検出された受光量から、検査対象Ｘの色度を分析する。
【００７８】
［第三実施形態の作用効果〕
本実施形態の測色装置１は、上記第一実施形態のような光学フィルターデバイス６００を備えている。上述したように、光学フィルターデバイス６００は、シーム接合時により、ベース６２０及びリッド６３０が金属リング６４０を介して高気密性で、かつ強い接合強度で接合されている。また、当該シーム接合時におけるリッド６３０及び第二ガラス部材６５０の接合部分（固定部材６７０）における破損も発生しにくい。したがって、光学フィルターデバイス６００内の収容空間の気密性が高く、内部圧力の変化を抑制することができる。
このため、波長可変干渉フィルター５の設置環境を減圧下に長期間維持することができ、波長可変干渉フィルター５を駆動した際の高応答性を維持することができる。また、反射膜５４，５５の劣化も抑制でき、分解能の低下も抑制できる。
したがって、上記のような光学フィルターデバイス６００を備えた測色センサー３及び測色装置１においても、性能低下を抑制でき、長期に亘って、高分解能で取り出された目的波長の光を検出することができ、正確な色分析処理を実施することができる。
【００７９】
［実施形態の変形］
なお、本発明は上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、上記各実施形態では、側壁部６２２の外周端６２２Ｂも仮想直線Ｌ１（第二実施形態においては仮想直線Ｌ２）よりも内側に位置する例を示したが、これに限定されない。少なくとも第二ガラス部材６５０の外周端６５１が仮想直線Ｌ１（Ｌ２）の内側に位置すればよく、側壁部６２２の外周端６２２Ｂが、例えば仮想直線Ｌ１（Ｌ２）上に位置する構成などとしてもよい。
また、上記実施形態では、側壁部６２２及び金属リング６４０が四角筒状である例を示したが、これに限定されず、例えば円筒状等の筒形状であってもよい。
【００８０】
上記実施形態では、リッド６３０としてコバールにより構成される例を示したが、これに限定されず、例えばチタン等の他の金属素材を用いてもよい。ただし、熱伝導率が高い場合は、接合間距離ｂ（ｂ１）を大きくとる必要があり、ヤング率が小さい場合は、リッド６３０が撓みやすくなるため、厚み寸法ａ（ａ１）を大きくする必要がある。したがって、リッド６３０の素材により、適宜厚み寸法ａ（ａ１）及び接合間距離ｂ（ｂ１）を設定することが好ましい。
【００８１】
また、上記各実施形態では、本発明に係る光学素子として、波長可変干渉フィルター５を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光学素子としては、光の反射方向を精密に変化させることができるミラーデバイス等を例示できる。
更に、光学素子として波長可変干渉フィルター５を例示したが、静電アクチュエーター５６が設けられず、反射膜５４，５５間のギャップ寸法が固定である干渉フィルターを用いてもよい。
【００８２】
また、本発明の電子機器として、第三実施形態において測色装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の光学デバイス、光学モジュール、電子機器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、本発明の光学デバイスが備える波長可変干渉フィルターを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等のガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
【００８３】
図１０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１１は、図１０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１０に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、及び排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、光学フィルターデバイス６００、及び受光素子１３７（検出部）等を含む検出装置と、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。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態における光学フィルターデバイス６００Ａを用いてもよい。また、光学部１３５は、光を射出する光源１３５Ａと、光源１３５Ａから入射された光をセンサーチップ１１０側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１３７側に透過するビームスプリッター１３５Ｂと、レンズ１３５Ｃ，レンズ１３５Ｄ，レンズ１３５Ｅと、により構成されている。
また、図１０に示すように、ガス検出装置１００の表面には、操作パネル１４０、表示部１４１、外部とのインターフェイスのための接続部１４２、電力供給部１３９が設けられている。電力供給部１３９が二次電池の場合には、充電のための接続部１４３を備えてもよい。
更に、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図１１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、光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５を制御するための電圧制御部１４６、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９及び排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０等を備えている。
【００８４】
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。
【００８５】
そして、例えば利用者により操作パネル１４０が操作され、操作パネル１４０から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１４４へ出力されると、まず、信号処理部１４４は、光源ドライバー回路１４５に光源作動の信号を出力して光源１３５Ａを作動させる。光源１３５Ａが駆動されると、光源１３５Ａから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光が射出される。また、光源１３５Ａには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部１４４へ出力される。そして、信号処理部１４４は、光源１３５Ａから入力された温度や光量に基づいて、光源１３５Ａが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路１５０を制御して排出手段１３３を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１２０Ａから、吸引流路１２０Ｂ、センサーチップ１１０内、排出流路１２０Ｃ、排出口１２０Ｄへと誘導される。
なお、吸引口１２０Ａには、除塵フィルター１２０Ａ１が設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気等が除去される。
【００８６】
また、センサーチップ１１０は、金属ナノ構造体が複数組み込まれ、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ１１０では、レーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成され、この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光及びレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が光学フィルターデバイス６００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、光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター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光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。
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。
【００８７】
なお、図１０及び図１１において、ラマン散乱光を光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示した。この他、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。
【００８８】
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。
【００８９】
図１２は、光学フィルターデバイス６００を利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。
この食物分析装置２００は、図１２に示すように、検出器２１０（光学モジュール）と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光する光学フィルターデバイス６００と、分光された光を検出する撮像部２１３（検出部）と、を備えている。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態における光学フィルターデバイス６００Ａを用いてもよい。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５を制御する電圧制御部２２２と、撮像部２１３を制御し、撮像部２１３で撮像された分光画像を取得する検出制御部２２３と、信号処理部２２４と、記憶部２２５と、を備えている。
【００９０】
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を通って光学フィルターデバイス６００に入射する。光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５は電圧制御部２２２の制御により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を制御して波長可変干渉フィルター５に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。
【００９１】
そして、信号処理部２２４は、記憶部２２５に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部２２５には、例えばスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されており、信号処理部２２４は、求めたスペクトルのデータを、記憶部２２５に記憶された食物に関する情報を基に分析し、検出対象に含まれる食物成分、及びその含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から、食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。更に、画像内のスペクトル分布を分析することで、検査対象の食物の中で鮮度が低下している部分の抽出等をも実施することができ、更には、食物内に含まれる異物等の検出をも実施することができる。
そして、信号処理部２２４は、上述のようにして得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部２３０に表示させる処理をする。
【００９２】
また、図１２において、食物分析装置２００の例を示すが、略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば血液等の体液成分を測定する装置として、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
更には、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
【００９３】
更には、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
【００９４】
また、電子機器としては、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、分光分析機等にも適用できる。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１３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１３に示すように、カメラ本体３１０と、撮像レンズユニット３２０と、撮像部３３０（検出部）と、を備えている。
カメラ本体３１０は、利用者により把持、操作される部分である。
撮像レンズユニット３２０は、カメラ本体３１０に設けられ、入射した画像光を撮像部３３０に導光する。また、この撮像レンズユニット３２０は、図１３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光学フィルターデバイス６００を備えて構成されている。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態における光学フィルターデバイス６００Ａを用いてもよい。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。
【００９５】
更には、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た光学デバイスとしても利用できる。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、本発明の光学デバイスに収容された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、虹彩等の認証装置にも適用できる。
【００９６】
更には、光学モジュール及び電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルターにより、物質から射出された赤外エネルギー（赤外光）を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。
【００９７】
上記に示すように、本発明の光学デバイス、光学モジュール及び電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、上記光学デバイスは、上述のように、１デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光学モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の電子機器に好適に利用できる。
【００９８】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造等に適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…測色装置、３…測色センサー、４…制御装置、５…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、５４…固定反射膜、５５…可動反射膜、１００…ガス検出装置、１３７…受光素子、１３８…制御部、２００…食物分析装置、２１３…撮像部、２２０…制御部、３００…分光カメラ、６００，６００Ａ…光学フィルターデバイス、６１０…筐体（光学筐体）、６２０…ベース、６３０…リッド、６３１…上面、６３２…外周端、６３３…第二開口部、６３４…リッド接合部、６３５…リッド本体部、６４０…金属リング（金属枠）、６４１…第一端面、６４２…第二端面、６４２Ａ…外周端、６５０…第二ガラス部材（透光部材）、６５１…外周端、６７０…固定部材、Ｌ１，Ｌ２…仮想直線。
【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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