(57)【要約】【課題】反射膜間の間隔を精度良く制御することが容易な光学モジュールを提供する。【解決手段】固定基板１４と、固定基板１４に対向して配置される可動部１５ｃと、固定基板１４に設けられ入射光の一部を反射し一部を透過する第１反射膜１７と、可動部１５ｃに設けられ第１反射膜１７に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第２反射膜１８と、固定基板１４に設けられた第１導線２３と、可動部１５ｃに設けられ第１導線２３に対向する場所に位置する第２導線２４と、第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔及び第１導線２３と第２導線２４との間隔を変更可能に固定基板１４と可動部１５ｃとを接続する接続部１５ｂと、第１導線２３と第２導線２４とに通電して第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を制御する間隔制御部と、を備えた。【選択図】図２
2015031904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定基板と、
前記固定基板に対向して配置される可動部と、
前記固定基板に設けられ入射光の一部を反射し一部を透過する第１反射膜と、
前記可動部に設けられ前記第１反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第２反射膜と、
前記固定基板に設けられた第１導線と、
前記可動部に設けられ前記第１導線に対向する場所に位置する第２導線と、
前記第１導線と前記第２導線とに通電して前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を制御する間隔制御部と、
を備えたことを特徴とする光学モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光学モジュールであって、
前記第１導線及び前記第２導線に通電しないときの前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を初期間隔とし、
前記第１導線及び前記第２導線に通電して前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔が安定したときの間隔を動作間隔とするとき、
前記動作間隔は前記初期間隔より離れた間隔であることを特徴とする光学モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光学モジュールであって、
前記間隔制御部は前記第１導線と前記第２導線との間に斥力と引力の両方を切り替えて作用させることで前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を前記動作間隔に移行させることを特徴とする光学モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学モジュールであって、
前記第１反射膜を前記第１導線の一部とし、前記第２反射膜を前記第２導線の一部とすることを特徴とする光学モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学モジュールであって、
前記第１導線及び前記第２導線はそれぞれ折返点を有して配置されることを特徴とする光学モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学モジュールであって、
前記第１導線及び前記第２導線はそれぞれ前記間隔制御部と接続する複数の小導線部を有し、前記間隔制御部は前記小導線部毎に通電することを特徴とする光学モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学モジュールであって、
前記固定基板と前記可動部との間に位置し前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を規制する間隔規制部を備えることを特徴とする光学モジュール。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学モジュールであって、
前記第１反射膜及び前記第２反射膜を保護する保護膜を備えることを特徴とする光学モジュール。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学モジュールであって、
前記第１反射膜と前記第１導線とは同一平面に設置されることを特徴とする光学モジュール。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学モジュールであって、
前記第２反射膜と前記第２導線とは同一平面に設置されることを特徴とする光学モジュール。
【請求項１１】
固定基板と、
前記固定基板に対向して配置される可動部と、
前記固定基板に設けられ入射光の一部を反射し一部を透過する第１反射膜と、
前記可動部に設けられ前記第１反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第２反射膜と、
前記固定基板に設けられた第１導線と、
前記可動部に設けられ前記第１導線に対向する場所に位置する第２導線と、
前記第１導線と前記第２導線とに通電して前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を制御する間隔制御部と、
を有する光学モジュールと、
前記光学モジュールを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
固定基板と、
前記固定基板に対向して配置される可動部と、
前記固定基板に設けられ入射光の一部を反射し一部を透過する第１反射膜と、
前記可動部に設けられ前記第１反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第２反射膜と、
前記固定基板に設けられた第１導線と、
前記可動部に設けられ前記第１導線に対向する場所に位置する第２導線と、を備え、
前記第１導線と前記第２導線とに通電することにより前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔が変動されることを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学モジュール、電子機器および波長可変干渉フィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに対向する一対の反射膜を有し、この反射膜間のギャップ寸法を変化させることで、測定対象の光から所定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルターが知られている。
【０００３】
特許文献１に波長可変干渉フィルターが開示されている。それによると波長可変干渉フィルター（光共振器）は互いに対向する第１基板及び第２基板を備えている。波長可変干渉フィルターは各基板にそれぞれ配置された反射膜間ギャップを介して互いに対向する反射膜と、各基板にそれぞれ配置され互いに対向する電極とを備えている。このような波長可変干渉フィルターでは電極間に電圧を印加することで静電気力を発生させて第２基板に設けられたダイヤフラムを変形させる。これにより、波長可変干渉フィルターは反射膜間ギャップを調整していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の波長可変干渉フィルターでは対向する電極間に電圧を印加し静電気力によりギャップ寸法を変更していた。静電気力は電極間の距離の二乗に反比例する。従って、電極間の間隔が変化するのに伴い静電気力が急激に変化する。その結果、反射膜間の間隔を精度良く制御することが難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかる光学モジュールであって、固定基板と、前記固定基板に対向して配置される可動部と、前記固定基板に設けられ入射光の一部を反射し一部を透過する第１反射膜と、前記可動部に設けられ前記第１反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第２反射膜と、前記固定基板に設けられた第１導線と、前記可動部に設けられ前記第１導線に対向する場所に位置する第２導線と、前記第１導線と前記第２導線とに通電して前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を制御する間隔制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、光学モジュールは固定基板及び可動部を備えている。固定基板には第１反射膜と第１導線とが設置されている。可動部には第２反射膜と第２導線とが設置されている。第１反射膜と第２反射膜とが対向して配置されている。第１導線と第２導線とが対向して配置されている。第１反射膜と第２反射膜との間隔は変更可能となっており、第１導線と第２導線との間隔も変更可能になっている。間隔制御部が第１導線と第２導線とに通電する。これにより、第１導線と第２導線とにアンペールの力が作用する。そして、第１反射膜と第２反射膜との間隔が制御される。
【０００９】
第１反射膜及び第２反射膜は入射光の一部を反射し一部を透過する。第１反射膜と第２反射膜との間で多重反射が生じ、位相の合う光は入射光が進行する方向に透過して進行する。間隔制御部が第１反射膜と第２反射膜との間隔を制御することにより光学モジュールは所定の波長の光を透過させることができる。第１反射膜と第２反射膜とを静電気力を用いて制御する従来の方式のときには第１反射膜と第２反射膜とにそれぞれ連動する一対の電極が配置され、電極の間に電圧が印加される。このとき、電極間に作用する引力は電極間の距離の二乗に反比例する。従って、電極間の距離を変えるときに引力が大きく変化する。一方、本適用例のアンペールの力は第１導線と第２導線との間隔に反比例する。従って、静電気力を用いるときより、第１導線と第２導線との間の距離を変えるときの引力または斥力の変化を小さくすることができる。従って、間隔制御部は第１反射膜と第２反射膜との間の間隔を容易に精度良く制御することができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記第１導線及び前記第２導線に通電しないときの前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を初期間隔とし、前記第１導線及び前記第２導線に通電して前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔が安定したときの間隔を動作間隔とするとき、前記動作間隔は前記初期間隔より離れた間隔であることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、動作間隔は初期間隔より離れた間隔となっている。間隔制御部は第１反射膜と第２反射膜との間隔を初期間隔より離れる方向に制御する。第１反射膜と第２反射膜とが互いに傾くとき、第１反射膜と第２反射膜との間隔が近い場所と離れた場所とができる。間隔が近い場所は間隔が離れた場所より大きな斥力が作用する。従って、第１反射膜と第２反射膜とが平行に近づくように第１導線と第２導線との間に力が作用する。その結果、第１反射膜と第２反射膜とが互いに傾くことを抑制することができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記間隔制御部は前記第１導線と前記第２導線との間に斥力と引力の両方を切り替えて作用させることで前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を前記動作間隔に移行させることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、間隔制御部は第１反射膜と第２反射膜との間隔を動作間隔に移行させる。間隔制御部が動作間隔に相当する電流を第１導線と第２導線とに通電するとき第１反射膜と第２反射膜との間隔は動作間隔を越えた後で減衰振動する。そこで、先ず、間隔制御部は第１反射膜と第２反射膜との間隔が動作間隔と離れているときに第１導線と第２導線とに斥力を作用させる。次に、第１反射膜と第２反射膜との間隔が動作間隔に接近するときに間隔制御部は第１導線と第２導線とに引力を作用させる。これにより、可動部の移動速度を低減する。そして、間隔制御部は第１反射膜と第２反射膜との間隔が動作間隔となるときに所定の力を作用させる。このように、間隔制御部は第１導線と第２導線との間に斥力と引力とを切り替えて作用させる為、可動部の振動を抑制することができる。その結果、間隔制御部は第１反射膜と第２反射膜との間隔を短時間で動作間隔に移行することができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記第１反射膜を前記第１導線の一部とし、前記第２反射膜を前記第２導線の一部とすることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、第１反射膜は第１導線の一部となっている。従って、第１導線を第１反射膜と別に配置するときに比べて第１導線及び第１反射膜が固定基板に占める面積を狭くすることができる。さらに、第２反射膜は第２導線の一部となっている。従って、第２導線を第２反射膜と別に配置するときに比べて第２導線及び第２反射膜が可動部に占める面積を狭くすることができる。その結果、光学モジュールを小さくすることができる。
【００１６】
［適用例５］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記第１導線及び前記第２導線はそれぞれ折返点を有して配置されることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、第１導線及び第２導線はそれぞれ折返点を有している。従って、第１導線は一端から他端までの間に折返点がないときに比べて第１導線に沿う線の距離を長くすることができる。同様に、第２導線は一端から他端までの間に折返点がないときに比べて第２導線に沿う線の距離を長くすることができる。一対の導線に作用するアンペールの力は導線の長さに比例する為、第１導線と第２導線との間に作用する力を大きくすることができる。
【００１８】
［適用例６］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記第１導線及び前記第２導線はそれぞれ前記間隔制御部と接続する複数の小導線部を有し、前記間隔制御部は小導線部毎に通電することを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、第１導線及び第２導線はそれぞれ複数の小導線部を有している。そして、間隔制御部は小導線部毎に通電する。従って、第１反射膜と第２反射膜とが互いに傾くときにも離れた場所の導線に作用する斥力を弱めて近い場所の導線に作用する斥力を強めることにより第１反射膜と第２反射膜とを平行に近づけることができる。従って、第１反射膜と第２反射膜とを平行にして第１反射膜と第２反射膜との間を通過する光の波長のばらつきを小さくすることができる。
【００２０】
［適用例７］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記固定基板と前記可動部との間に位置し前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を規制する間隔規制部を備えることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、間隔規制部が第１反射膜と第２反射膜との間隔を規制する。従って、第１反射膜と第２反射膜とが接触して第１反射膜と第２反射膜とが損傷を受けることを防止することができる。
【００２２】
［適用例８］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記第１反射膜及び前記第２反射膜を保護する保護膜を備えることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、第１反射膜と第２反射膜とには保護膜が設置されている。従って、第１反射膜と第２反射膜とが接近しても保護膜どうしが接触して第１反射膜及び第２反射膜を保護する。従って、第１反射膜と第２反射膜とが接触して第１反射膜と第２反射膜とが損傷を受けることを防止することができる。
【００２４】
［適用例９］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記第１反射膜と前記第１導線とは同一平面に設置されることを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、第１反射膜と第１導線とは同一平面となっている。第１導線と第２導線とにはアンペールの力が作用するので第１導線と第２導線との間隔に反比例した力が作用する。従って、第１導線と第２導線との間隔は第１反射膜と第２反射膜との間隔に比して特に接近させる必要がなく略同じ間隔にすることができる。従って、第１反射膜と第１導線とを配置する場所に段差を設置しなくても良いため固定基板を容易に製造することができる。
【００２６】
［適用例１０］
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記第２反射膜と前記第２導線とは同一平面に設置されることを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、第２反射膜と第２導線とは同一平面となっている。第１導線と第２導線とにはアンペールの力が作用するので第１導線と第２導線との間隔に反比例した力が作用する。従って、第１導線と第２導線との間隔は第１反射膜と第２反射膜との間隔に比して特に接近させる必要がなく略同じ間隔にすることができる。従って、第２反射膜と第２導線とを配置する場所に段差を設置しなくても良いため可動部を容易に製造することができる。
【００２８】
［適用例１１］
本適用例にかかる電子機器であって、固定基板と、前記固定基板に対向して配置される可動部と、前記固定基板に設けられ入射光の一部を反射し一部を透過する第１反射膜と、前記可動部に設けられ前記第１反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第２反射膜と、前記固定基板に設けられた第１導線と、前記可動部に設けられ前記第１導線に対向する場所に位置する第２導線と、前記第１導線と前記第２導線とに通電して前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔を制御する間隔制御部と、を有する光学モジュールと、前記光学モジュールを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
本適用例によれば、電子機器は光学モジュールと光学モジュールを制御する制御部を備えている。光学モジュールは第１反射膜と第２反射膜との間の間隔を精度良く制御できる為、特定の波長の光を精度良く分離できるモジュールである。従って、制御部は光学モジュールに指示した波長の光を精度良く分離させて活用することができる。
【００３０】
［適用例１２］
本適用例にかかる波長可変干渉フィルターであって、固定基板と、前記固定基板に対向して配置される可動部と、前記固定基板に設けられ入射光の一部を反射し一部を透過する第１反射膜と、前記可動部に設けられ前記第１反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第２反射膜と、前記固定基板に設けられた第１導線と、前記可動部に設けられ前記第１導線に対向する場所に位置する第２導線と、を備え、前記第１導線と前記第２導線とに通電することにより前記第１反射膜と前記第２反射膜との間隔が変動されることを特徴とする。
【００３１】
本適用例によれば、波長可変干渉フィルターは固定基板及び可動部を備えている。固定基板には第１反射膜と第１導線とが設置されている。可動部には第２反射膜と第２導線とが設置されている。第１反射膜と第２反射膜とが対向して配置されている。第１導線と第２導線とが対向して配置されている。第１反射膜と第２反射膜との間隔は変更可能となっており、第１導線と第２導線との間隔も変更可能になっている。第１導線と第２導線とが通電されて、第１導線と第２導線とにアンペールの力が作用する。そして、第１反射膜と第２反射膜との間隔が制御される。
【００３２】
第１反射膜及び第２反射膜は入射光の一部を反射し一部を透過する。第１反射膜と第２反射膜との間で多重反射が生じ、位相の合う光は入射光が進行する方向に透過して進行する。第１反射膜と第２反射膜との間隔が制御されることにより波長可変干渉フィルターは所定の波長の光を透過させることができる。第１反射膜と第２反射膜とを静電気力を用いて制御する従来の方式のときには第１反射膜と第２反射膜とにそれぞれ連動する一対の電極が配置され、電極の間に電圧が印加される。このとき、電極間に作用する引力は電極間の距離の二乗に反比例する。従って、電極間の距離を変えるときに引力が大きく変化する。一方、本適用例のアンペールの力は第１導線と第２導線との間隔に反比例する。従って、第１導線と第２導線との間の距離を変えるときの引力の変化が静電気力を用いるときよりも小さくすることができる。従って、波長可変干渉フィルターは第１反射膜と第２反射膜との間の間隔を精度良く制御し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態にかかわる分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）は、波長可変干渉フィルターの構成を示す模式平面図、（ｂ）及び（ｃ）は、波長可変干渉フィルターの構成を示す模式側断面図。
【図３】（ａ）は、固定基板の構造を示す模式平面図、（ｂ）は可動基板の構造を示す模式平面図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第１導線と第２導線とに作用する力を説明するための模式図。
【図５】（ａ）は、可動反射膜の傾きと透過光の波長のばらつきを説明するための図、（ｂ）は、静電引力を用いる方式とアンペールの力を用いる方式の波長可変干渉フィルターの特性を示す図。
【図６】第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、第１導線の構造を示す模式平面図、（ｂ）は、第２導線の構造を示す模式平面図。
【図７】（ａ）は、第１導線の構造を示す模式平面図、（ｂ）は、第２導線の構造を示す模式平面図。
【図８】（ａ）は、第１導線の構造を示す模式平面図、（ｂ）は、第２導線の構造を示す模式平面図。
【図９】（ａ）は、第１反射膜及び第１導線の構造を示す模式平面図、（ｂ）は、第２反射膜及び第２導線の構造を示す模式平面図。
【図１０】第３の実施形態にかかわり、（ａ）及び（ｂ）は、波長可変干渉フィルターの構成を示す模式側断面図。
【図１１】第４の実施形態にかかわり、（ａ）は、間隔制御部の構成を示す制御ブロック図、（ｂ）は、第１反射膜と第２反射膜との間隔を制御する方法を説明するための図。
【図１２】第５の実施形態にかかわり、光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図。
【図１３】測色装置の構成を示すブロック図。
【図１４】ガス検出装置の構成を示す模式正面図。
【図１５】ガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１６】食物分析装置の構成を示すブロック図。
【図１７】分光カメラの構成を示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本実施形態では、特徴的な波長可変干渉フィルターと、この波長可変干渉フィルターを用いた各種装置の例について、図１〜図１７に従って説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわる分光測定装置について図１〜図５に従って説明する。図１は、分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。分光測定装置１は電子機器の一例であり、測定対象物２で反射した測定対象光における各波長の光強度を分析して分光スペクトルを測定する装置である。尚、分光測定装置１は測定対象物２で反射した測定対象光を測定する。例えば液晶パネル等の発光体である場合には測定対象物２から発光された光を測定してもよい。
【００３５】
図１に示すように、分光測定装置１は光学モジュール３と光学モジュール３から出力された信号を処理する制御部４とを備えている。光学モジュール３は波長可変干渉フィルター５と、ディテクター６と、Ｉ−Ｖ変換器７と、アンプ８と、Ａ／Ｄ変換器９と、間隔制御部１０とを備える。光学モジュール３は、測定対象物２で反射された測定対象光を、入射光学系（図示略）を通して、波長可変干渉フィルター５に導き、波長可変干渉フィルター５を透過した光をディテクター６で受光する。そして、ディテクター６から出力された検出信号は、Ｉ−Ｖ変換器７、アンプ８、及びＡ／Ｄ変換器９を介して制御部４に出力される。
【００３６】
ディテクター６は波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光（検出）し、受光量に基づいた検出信号をＩ−Ｖ変換器７に出力する。Ｉ−Ｖ変換器７は、ディテクター６から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ８に出力する。アンプ８は、Ｉ−Ｖ変換器７から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。Ａ／Ｄ変換器９は、アンプ８から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部４に出力する。
【００３７】
間隔制御部１０は、波長可変干渉フィルター５に印加する駆動電圧を制御する電圧制御部１０ａを備えている。電圧制御部１０ａは制御部４の制御指示信号に基づいて、波長可変干渉フィルター５に対して駆動電圧を印加する部位である。
【００３８】
制御部４は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされた構成であり、分光測定装置１の全体動作を制御する。制御部４は、波長設定部１１と、光量取得部１２と、分光測定部１３と、を備えている。制御部４のメモリーには、波長可変干渉フィルター５を透過させる光の波長と、当該波長に対応して波長可変干渉フィルター５に印加する駆動電圧との関係を示すＶ−λデータが記憶されている。
【００３９】
波長設定部１１は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の目的波長を設定する。Ｖ−λデータに基づいて、設定した目的波長に対応する駆動電圧を波長可変干渉フィルター５に印加させる旨の指令信号を間隔制御部１０に出力する。光量取得部１２は、ディテクター６により取得された光量に基づいて、波長可変干渉フィルター５を透過した目的波長の光の光量を取得する。分光測定部１３は、光量取得部１２により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
【００４０】
次に、光学モジュール３に組み込まれる波長可変干渉フィルター５について説明する。図２（ａ）は、波長可変干渉フィルターの構成を示す模式平面図である。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、波長可変干渉フィルターの構成を示す模式側断面図であり、図２（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿う断面の断面図である。図２（ｂ）は初期状態の波長可変干渉フィルター５を示し、図２（ｃ）は駆動状態の波長可変干渉フィルター５を示している。図２に示すように波長可変干渉フィルター５は固定基板１４及び可動基板１５を備えている。固定基板１４及び可動基板１５はそれぞれ四角形の板状であり、基板厚み方向から見た平面視において可動基板１５は固定基板１４より小さい形状となっている。そして、固定基板１４上に可動基板１５が重ねて設置されている。固定基板１４及び可動基板１５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、固定基板１４の第１接合部１４ａ及び可動基板１５の第２接合部１５ａ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１６により接合されることで、一体的に構成されている。
【００４１】
固定基板１４において可動基板１５と対向する側の面には凹部１４ｂが設置されている。凹部１４ｂは固定基板１４の中央に位置し円柱状となっている。そして、凹部１４ｂの中央には第１反射膜１７が設けられている。可動基板１５において固定基板１４に対向する側の面には第２反射膜１８が設けられている。可動基板１５には円筒形の溝状の接続部１５ｂが設置されている。そして可動基板１５の中央は第２接合部１５ａと同じ厚みを有する可動部１５ｃとなっている。接続部１５ｂは第２接合部１５ａと可動部１５ｃとを接続する。接続部１５ｂは厚みが薄くなっており弾性を有している。接続部１５ｂが撓むことにより可動部１５ｃが可動基板１５の厚み方向に移動可能になっている。これにより、可動部１５ｃにおいて第１反射膜１７を向く面は可動基板１５の厚み方向に移動する可動面１５ｄになっている。第１反射膜１７及び第２反射膜１８は、ギャップ２１を介して対向配置されている。そして、固定基板１４及び可動基板１５を厚み方向から見た平面視において第１反射膜１７及び第２反射膜１８が重なる領域により光干渉領域が構成される。光干渉領域に入射した光は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間で多重反射する。光干渉領域で位相の合う光は入射光が進行する方向に透過して進行する。
【００４２】
波長可変干渉フィルター５には、ギャップ２１のギャップ寸法を調整するのに用いられるアクチュエーター２２が設けられている。アクチュエーター２２は第１導線２３及び第２導線２４等により構成されている。第１導線２３は固定基板１４に設置され、第２導線２４は可動基板１５に設置されている。凹部１４ｂの底は第１導線２３が設置される第１導線設置面１４ｃとなっている。第１導線設置面１４ｃには第１導線２３の他に第１反射膜１７も設置されている。第１導線設置面１４ｃは平坦な面であり、第１導線２３及び第１反射膜１７は同一の面に設置されている。可動面１５ｄには第２反射膜１８と第２導線２４とが設置されている。可動面１５ｄは平坦な面であり、第２反射膜１８と第２導線２４は同一の面に設置されている。
【００４３】
第１導線２３は第１配線２５を介して第１端子２６と接続されている。第２導線２４は第２配線２７を介して第２端子２８と接続されている。第１端子２６及び第２端子２８はそれぞれ間隔制御部１０と接続されている。これにより、間隔制御部１０は第１導線２３及び第２導線２４に通電させることができる。第１導線２３及び第２導線２４に通電していないときのギャップ２１を初期間隔２１ａとする。
【００４４】
第１導線２３と第２導線２４とはギャップ２９を介して対向配置されている。ギャップ２９の寸法は特に限定されないが本実施形態では例えば約０．１μｍに設定されている。対向する第１導線２３と第２導線２４とに所定の電流を通電することで第１導線２３と第２導線２４との間にアンペールの力が作用する。アンペールの力はローレンツ力が一対の導線に作用するときの力を称する。第１導線と第２導線に流す電流が反対の向きの場合、アンペールの力により第１導線２３と第２導線２４との間に斥力が作用する。そして、接続部１５ｂが伸長して第１導線２３と第２導線２４とが離れる。その結果、図２（ｃ）に示すようにギャップ２９及びギャップ２１を大きくすることができる。第１導線２３及び第２導線２４に通電しているときのギャップ２１を動作間隔２１ｂとする。動作間隔２１ｂは初期間隔２１ａより離れた間隔となっている。間隔制御部１０が第１導線２３及び第２導線２４への通電を停止するとき接続部１５ｂが収縮して第１導線と第２導線とが接近する。従って、アクチュエーター２２は間隔制御部１０により制御可能となっている。
【００４５】
ギャップ２１とギャップ２９とは同じ大きさでもよく一方が他方より大きくてもよい。ギャップ２１がギャップ２９より大きくても良く、ギャップ２９がギャップ２１より大きくても良い。応答性の良い配置を選択しても良い。
【００４６】
尚、以降の説明に当たり、固定基板１４または可動基板１５の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板１４及び可動基板１５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。フィルター平面視において、第１反射膜１７の中心点及び第２反射膜１８の中心点は、一致し、平面視におけるこれらの反射膜の中心点をフィルター中心点３０と称し、フィルター中心点３０を通る直線を中心軸と称する。
【００４７】
フィルター平面視で第２導線２４と接続部１５ｂとの間には間隔規制部３１が設置されている。間隔規制部３１は円筒状の柱であり、第１配線２５及び第１端子２６が設置されている場所が除かれている。間隔規制部３１は第１導線設置面１４ｃに設置されている。第１導線２３及び第２導線２４に通電されていないときに間隔規制部３１のＺ方向側の端が可動面１５ｄと接触するように間隔規制部３１の長さが設定されている。これにより、可動面１５ｄが振動するときにも第１反射膜１７と第２反射膜１８とが接触して第１反射膜１７及び第２反射膜１８が損傷を受けることを防止することができる。
【００４８】
図３（ａ）は、固定基板の構造を示す模式平面図である。固定基板１４は可動基板１５に比べて厚み寸法が大きく形成されており、アクチュエーター２２による力や、固定基板１４上に形成される膜部材（例えば第１反射膜１７等）の内部応力による固定基板１４の撓みはない。固定基板１４は、例えばエッチング等により形成された凹部１４ｂ及び間隔規制部３１を備える。
【００４９】
凹部１４ｂはフィルター平面視でフィルター中心点３０を中心とした円状に形成されている。間隔規制部３１は、フィルター平面視において、第１導線設置面１４ｃから可動基板１５側に突出して形成されている。凹部１４ｂの側面はフィルター平面視で接続部１５ｂの外周と同じ場所に設定されている。固定基板１４の第１配線２５が設置される場所には凹部１４ｂから固定基板１４の外周縁に向かって延出する斜面１４ｄが設けられている。斜面１４ｄはエッチング条件を調整することにより形成される。そして、第１配線２５が斜面１４ｄに成膜されることにより断線することなく製造することが可能になっている。尚、斜面１４ｄの代わりに溝を設置して、溝に第１配線２５及び第１端子２６を設置してもよい。これにより、第１導線２３、第１配線２５及び第１端子２６を同じ平面上に配置することができる。
【００５０】
第１導線設置面１４ｃには、アクチュエーター２２を構成する第１導線２３が設けられる。第１導線２３は、第１導線設置面１４ｃに直接設けてもよく、第１導線設置面１４ｃの上に他の薄膜（層）を設け、その上に設置してもよい。具体的には第１導線２３はフィルター中心点３０を中心としたＣ字円弧状に形成され、Ｘ方向側の一部にはＣ字開口部が設けられる。第１導線２３のＣ字開口部には第１配線２５が接続され、第１配線２５は斜面１４ｄに沿って固定基板１４の外周縁まで引き出されている。第１配線２５は第１導線２３から第１端子２６に亘って設けられている。このような第１導線２３及び第１配線２５を形成する材料は、導電性を有する材料であれば良く、例えば、金属やＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等が挙げられる。また、第１導線２３には、その表面に絶縁膜が形成されていてもよい。
【００５１】
第１導線設置面１４ｃには、第１反射膜１７及び第１導線２３が設置されている。第１反射膜１７は、第１導線設置面１４ｃに直接設けてもよいし、第１導線設置面１４ｃの上に他の薄膜（層）を設け、その上に設置してもよい。第１反射膜１７としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等、導電性の合金膜を用いることができる。Ａｇ等の金属膜を用いる場合、Ａｇの劣化を抑制するため保護膜を形成することが好ましい。また、例えば高屈折率層をＴｉＯ2、低屈折率層をＳｉＯ2とし、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層して形成された誘電体多層膜を用いてもよく、誘電体多層膜及び金属膜を積層した反射膜や、誘電体単層膜及び合金膜を積層した反射膜等を用いてもよい。
【００５２】
さらに、固定基板１４の光入射面（第１反射膜１７が設けられない面）には、第１反射膜１７と対向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る。反射防止膜は固定基板１４の表面での可視光の反射率を低下させて透過率を増大させる。
【００５３】
図３（ｂ）は可動基板の構造を示す模式平面図であり、可動基板１５を固定基板１４側から見た図である。図３（ｂ）に示すように、フィルター平面視において可動基板１５はフィルター中心点３０を中心とした円形状の可動部１５ｃと、可動部１５ｃと同軸であり可動部１５ｃを保持する接続部１５ｂと、接続部１５ｂの外側に設けられた第２接合部１５ａと、を備えている。
【００５４】
可動部１５ｃは、接続部１５ｂよりも厚み寸法が大きく形成され、可動基板１５（第２接合部１５ａ）の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部１５ｃは、フィルター平面視において少なくとも間隔規制部３１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１５ｃには、アクチュエーター２２を構成する第２導線２４、第２反射膜１８が設けられている。第２導線２４及び第２反射膜１８は、可動面１５ｄに直接設けてもよいし、可動面１５ｄの上に他の薄膜（層）を設け、その上に設置してもよい。尚、固定基板１４と同様に、可動部１５ｃの固定基板１４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。
【００５５】
第２導線２４は、フィルター中心点３０を中心としたＣ字円弧状に形成され、可動基板１５の−Ｘ方向側の一部にＣ字開口部が設けられている。また、第２導線２４には第２配線２７を介して第２端子２８が接続されている。可動面１５ｄのＸ方向側には第１端子２６が設置されている。第１接合部１４ａと第２接合部１５ａとを合わせたとき第１端子２６は第１配線２５の一部と重なるように第１端子２６が配置されている。第２導線２４、第２配線２７、第２端子２８及び第１端子２６を形成する材料は導電性が在ればよく特に限定されない。例えば、第２導線２４、第２配線２７、第２端子２８及び第１端子２６を形成する材料は金属やＩＴＯ等が挙げられる。そして、第１端子２６及び第２端子２８は、例えば、ＦＰＣやリード線等により、間隔制御部１０に接続されている。また、第２導線２４にはその表面に絶縁膜が形成されていてもよい。
【００５６】
フィルター平面視において第１導線２３と第２導線２４とが重なる領域は、フィルター中心点３０を通るＸ方向及びＹ方向に対して対称となっている。従って、第１導線２３及び第２導線２４はフィルター中心点３０を中心にして図中上下対称となる領域にアンペールの力を発生させることができる。このため、可動部１５ｃの傾斜を抑制してバランスよく可動部１５ｃを固定基板１４に対して変位させることができる。第２反射膜１８は、可動部１５ｃの可動面１５ｄの中心部に第１反射膜１７とギャップ２１を介して対向して設けられる。この第２反射膜１８には第１反射膜１７と同一の構成の反射膜が用いられる。
【００５７】
接続部１５ｂは、可動部１５ｃの周囲を囲うダイヤフラムであり、可動部１５ｃよりも厚み寸法が小さく形成されている。このような接続部１５ｂは可動部１５ｃよりも撓みやすくなっている。第１導線２３と第２導線２４との間に働くアンペールの力により可動部１５ｃを固定基板１４に対して変位させることが可能となっている。この際、可動部１５ｃは接続部１５ｂよりも厚み寸法が大きいので、可動部１５ｃの剛性が接続部１５ｂより大きくなっている。このため、可動部１５ｃが固定基板１４に対して変位するときにも、可動部１５ｃの形状変化を抑制することができる。尚、接続部１５ｂの形状はダイヤフラム状に限定されず、例えば、可動部１５ｃのフィルター中心点３０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にしてもよい。
【００５８】
可動面１５ｄにはＸ方向に第１端子２６が設置され、−Ｘ方向に第２端子２８が設置されている。固定基板１４及び可動基板１５が接合された状態では第１端子２６は第１配線２５と接続される。そして、第１端子２６及び第２端子２８は、例えば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やリード線等により、間隔制御部１０に接続される。
【００５９】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は第１導線２３と第２導線２４とに作用する力を説明するための模式図である。導線の微小要素ｄｌに作用するアンペールの力をＦ、第１導線２３を流れる電流をＩ１、第２導線２４を流れる電流をＩ２、真空中の透磁率をμ０、第１導線２３と第２導線２４の間のギャップ２９の寸法をｒ、第１導線２３の曲率半径をＲ１、第２導線２４の曲率半径をＲ２とする。曲率半径Ｒ１，Ｒ２＞＞ギャップ寸法ｒとなる場合、微小要素ｄｌに作用するアンペールの力Ｆは、２本の平行電流間に作用するアンペールの力と同じとみなせる。実際、ギャップ寸法ｒは、数１００ｎｍ程度に対して、曲率半径は、数ｍｍのため、曲率半径Ｒ１，Ｒ２＞＞ギャップ寸法ｒの関係が成り立つ。２本の平行電流間に作用するアンペールの力は一般に下記式（１）により表せる。つまり、第１導線２３と第２導線２４のそれぞれに同一方向の電流が流れる場合は引力、反対方向の電流が流れる場合は斥力が作用する。
【００６０】
Ｆ＝（μ０×Ｉ１×Ｉ２／２πｒ）ｄｌ    …（１）
【００６１】
式（１）に示すように、第１導線２３と第２導線２４のそれぞれに反対方向の電流が流れる場合、第１導線２３と第２導線２４との間のギャップ２９のギャップ寸法が小さくなるほど、ローレンツ力による斥力が大きくなる。図４（ａ）において図中右側のギャップ２９を近接側ギャップ２９ａとし、図中右側の第２導線２４に作用する斥力３２を近接側斥力３２ａとする。図中左側のギャップ２９を離間側ギャップ２９ｂとし、図中左側の第２導線２４に作用する斥力３２を離間側斥力３２ｂとする。可動部１５ｃには傾斜があるとき近接側ギャップ２９ａが離間側ギャップ２９ｂより小さく、近接側斥力３２ａが離間側斥力３２ｂより大きくなる。そして、動作間隔２１ｂは初期間隔２１ａより大きな間隔であり、図中左側が右側より長い間隔となっている。接続部１５ｂが可動部１５ｃを固定基板１４側に押圧する力が図中左右とも同じ力の大きさである。従って、図中右側の第２導線２４は図中左側の第２導線２４より第１導線２３から離れることができる。そして、ギャップ２９のギャップ寸法が均等になるように、アンペールの力が作用する。
【００６２】
その結果、図４（ｂ）に示すように近接側ギャップ２９ａと離間側ギャップ２９ｂとのギャップ寸法が均等になる。このとき、近接側ギャップ２９ａと離間側ギャップ２９ｂとは等しくなるので、近接側斥力３２ａと離間側斥力３２ｂとは等しくなる。そして、可動部１５ｃの傾斜がなくなり第１反射膜１７と第２反射膜１８とが平行となった後は、第２導線２４に均等な斥力３２が作用する。これにより、波長可変干渉フィルター５は第１反射膜１７と第２反射膜１８との平行度を維持する。このときは可動部１５ｃに傾斜があるときに比べて動作間隔２１ｂのばらつきが小さくなる。
【００６３】
図５（ａ）は、可動反射膜の傾きと透過光の波長のばらつきを説明するための図である。図５（ａ）において、横軸は透過光の波長を示し、縦軸は波長可変干渉フィルター５の透過率を示している。第１特性曲線３３は第１反射膜１７と第２反射膜１８とが平行となっているときの特性を示している。第１特性曲線３３は動作間隔２１ｂのばらつきが小さい状態を示す。第２特性曲線３４は第１反射膜１７に対して第２反射膜１８が傾斜しているときの特性を示している。第２特性曲線３４は動作間隔２１ｂのばらつきが大きい状態を示す。第１特性曲線３３に比べて第２特性曲線３４は通過光の波長の範囲が広くなっている。第１反射膜１７に対して第２反射膜１８が傾斜するときは平行となっているときに比べてギャップ２１のギャップ寸法の幅が広くなる。ギャップ寸法が小さい場所では短い波長の光が通過し、ギャップ寸法が大きい場所では長い波長の光が通過する。第１反射膜１７と第２反射膜１８とを平行にすることにより、ギャップ２１のギャップ寸法の幅を小さくすることができる。そして、第１特性曲線３３が示すように波長可変干渉フィルター５を通過する光の波長の幅を狭い幅に限定することができる。
【００６４】
図５（ｂ）は、静電引力を用いる方式とアンペールの力を用いる方式の波長可変干渉フィルターの特性を示す図である。図５（ｂ）において、横軸は対向する電極間または導線間に印加する電圧を示している。静電引力の力を用いる従来の方式では対向する場所に電極が配置され、電極間に電圧が印加される。本実施形態の方式では第１導線２３と第２導線２４との間に電圧が印加されて電流が流れる。縦軸は波長可変干渉フィルターを通過する光の波長を示している。第３特性曲線３５は静電引力の力を用いる方式の波長可変干渉フィルター５の特性を示している。第３特性曲線３５が示すように静電引力を用いる方式は電圧が大きくなると電極が接近し通過する光の波長が短くなる。そして、第３特性曲線３５は曲線となっており、電圧が高くなると波長の変化率が大きくなる。従って、通過させる光の波長が短くなる程、波長の制御が難しくなる。
【００６５】
第４特性曲線３６はアンペールの力を用いる方式の波長可変干渉フィルター５の特性を示している。第４特性曲線３６が示すようにアンペールの力を用いる方式は電圧が大きくなると第１導線２３と第２導線２４とが離れて波長可変干渉フィルター５を通過する光の波長が長くなる。そして、第３特性曲線３５に比べて第４特性曲線３６は曲率が大きく直線に近い曲線となっている。従って、通過する光の波長を変えても波長の制御の難易度は変わらない。静電引力を用いる方式では電極間の距離の２乗に反比例して電極間に作用する力が変化する。一方、アンペールの力を用いる方式では電極間の距離の１乗に反比例して電極間に作用する力が変化する。従って、アンペールの力の方が静電引力を用いる方式に比べて電極間に作用する力の変化を緩やかにすることができる。従って、波長可変干渉フィルター５のように第１導線２３と第２導線２４とに通電してアンペールの力を用いる方式は容易に第１反射膜１７と第２反射膜１８との距離を制御することができる。
【００６６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１反射膜１７及び第２反射膜１８は入射光の一部を反射し一部を透過する。第１反射膜１７と第２反射膜１８との間で多重反射が生じ、位相の合う光は入射光が進行する方向に透過して進行する。間隔制御部１０が第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を制御することにより光学モジュール３は所定の波長の光を透過させることができる。第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を静電引力を用いて制御する従来の方式のときには第１反射膜１７と第２反射膜１８とにそれぞれ連動する一対の電極の間に電圧が印加される。このとき、電極間に作用する引力は電極間の距離の二乗に反比例する。従って、電極間の距離を変えるときに引力が大きく変化する。一方、本実施形態の波長可変干渉フィルター５はアンペールの力を用いて第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を制御する。アンペールの力は第１導線２３と第２導線２４との間隔に反比例する。従って、第１導線２３と第２導線２４との距離を変えるときの力の変化が静電引力を用いるときよりも小さくすることができる。その結果、間隔制御部１０は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間の間隔を容易に精度良く制御することができる。
【００６７】
（２）本実施形態によれば、動作間隔２１ｂは初期間隔２１ａより離れた間隔となっている。間隔制御部１０は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を初期間隔２１ａより離れる方向に制御する。第１反射膜１７と第２反射膜１８とが互いに傾くとき、第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔が近い場所と離れた場所とができる。間隔が近い場所は間隔が離れた場所より大きな斥力が作用する。従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが平行に近づくように第１導線２３と第２導線２４との間に力が作用する。その結果、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが互いに傾くことを抑制することができる。
【００６８】
（３）本実施形態によれば、間隔規制部３１がギャップ２１を規制する。従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが接触して第１反射膜１７と第２反射膜１８とが損傷を受けることを防止することができる。
【００６９】
（４）本実施形態によれば、第１反射膜１７と第１導線２３とは同一平面に設置されている。第１導線２３と第２導線２４とにはアンペールの力が作用するので第１導線２３と第２導線２４と間隔に反比例した力が作用する。従って、第１導線２３と第２導線２４との間隔は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔に比して特に接近させる必要がなく略同じ間隔にすることができる。従って、第１反射膜１７と第１導線２３とを配置する場所に段差を設置しなくても良いため固定基板１４を容易に製造することができる。
【００７０】
（５）本実施形態によれば、第２反射膜１８と第２導線２４とは同一平面となっている。第１導線２３と第２導線２４とにはアンペールの力が作用するので第１導線２３と第２導線２４と間隔に反比例した力が作用する。従って、第１導線２３と第２導線２４との間隔は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔に比して特に接近させる必要がなく略同じ間隔にすることができる。従って、第２反射膜１８と第２導線２４とを配置する場所に段差を設置しなくても良いため可動基板１５を容易に製造することができる。
【００７１】
（第２の実施形態）
次に、波長可変干渉フィルターに設置された導線の一実施形態について図６〜図９を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１導線２３及び第２導線２４の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００７２】
図６（ａ）は、第１導線の構造を示す模式平面図であり、図６（ｂ）は、第２導線の構造を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、波長可変干渉フィルター３９は固定基板１４の第１導線設置面１４ｃに第１導線４０が設置されている。第１導線４０は第１線部４０ａ、第２線部４０ｂ及び第３線部４０ｃからなっている。各線の形状は略Ｃ字円弧状の形状であり両端がそれぞれ第１配線２５に接続されている。各線は第１反射膜１７を囲んで同心円状に配置されている。第１配線２５に通電するとき電流は第１線部４０ａ、第２線部４０ｂ及び第３線部４０ｃの各支線を流れる。
【００７３】
図６（ｂ）に示すように、波長可変干渉フィルター３９は可動基板１５の可動面１５ｄに第２導線４１が設置されている。第２導線４１は第１線部４１ａ、第２線部４１ｂ及び第３線部４１ｃからなっている。各線の形状は略Ｃ字円弧状の形状であり両端がそれぞれ第２配線２７に接続されている。各線は第２反射膜１８を囲んで同心円状に配置されている。第２配線２７に通電するとき電流は第１線部４１ａ、第２線部４１ｂ及び第３線部４１ｃの各支線を流れる。
【００７４】
第１線部４０ａと第１線部４１ａとは対向して配置され、第１線部４０ａと第１線部４１ａとの間隔はギャップ２９となっている。従って、第１配線２５及び第２配線２７に通電するとき、第１線部４０ａと第１線部４１ａとにはアンペールの力が作用する。同様に、第２線部４０ｂと第２線部４１ｂとは対向して配置され、第２線部４０ｂと第２線部４１ｂとの間隔はギャップ２９となっている。第３線部４０ｃと第３線部４１ｃとは対向して配置され、第３線部４０ｃと第３線部４１ｃとの間隔はギャップ２９となっている。従って、第１配線２５及び第２配線２７に通電するとき、第２線部４０ｂと第２線部４１ｂとにアンペールの力が作用し、第３線部４０ｃと第３線部４１ｃとにアンペールの力が作用する。従って、第１導線４０と第２導線４１とに通電することによりギャップ２９を制御することができる。
【００７５】
図７（ａ）は、第１導線の構造を示す模式平面図であり、図７（ｂ）は、第２導線の構造を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、波長可変干渉フィルター４２は固定基板１４の第１導線設置面１４ｃに第１導線４３が設置されている。第１導線４３は第１線部４３ａ、第２線部４３ｂ及び第３線部４３ｃからなっている。各線の形状は略Ｃ字円弧状の形状であり、第１反射膜１７を囲んで同心円状に配置されている。第１線部４３ａの一端は第１配線２５と接続され、他端は折返点としての第１折返点４３ｄにて第２線部４３ｂと接続されている。第２線部４３ｂの一端は第１線部４３ａと接続され、他端は折返点としての第２折返点４３ｅにて第３線部４３ｃと接続されている。第３線部４３ｃの一端は第２線部４３ｂと接続され、他端は第１配線２５と接続されている。従って、第１導線４３は第１折返点４３ｄ及び第２折返点４３ｅを有する連続した導線となっている。第１配線２５に通電するとき電流は第１線部４３ａ、第２線部４３ｂ及び第３線部４３ｃの各支線を流れる。
【００７６】
図７（ｂ）に示すように、波長可変干渉フィルター４２は可動基板１５の可動面１５ｄに第２導線４４が設置されている。第２導線４４は第１線部４４ａ、第２線部４４ｂ及び第３線部４４ｃからなっている。各線の形状は略Ｃ字円弧状の形状であり、第２反射膜１８を囲んで同心円状に配置されている。第１線部４４ａの一端は第２配線２７と接続され、他端は折返点としての第１折返点４４ｄにて第２線部４４ｂと接続されている。第２線部４４ｂの一端は第１線部４４ａと接続され、他端は折返点としての第２折返点４４ｅにて第３線部４４ｃと接続されている。第３線部４４ｃの一端は第２線部４４ｂと接続され、他端は第２配線２７と接続されている。従って、第２導線４４は第１折返点４４ｄ及び第２折返点４４ｅを有する連続した導線となっている。第２配線２７に通電するとき電流は第１線部４４ａ、第２線部４４ｂ及び第３線部４４ｃの各支線を流れる。
【００７７】
第１線部４３ａと第１線部４４ａとは対向して配置され、第１線部４３ａと第１線部４４ａとの間隔はギャップ２９となっている。従って、第１配線２５及び第２配線２７に通電するとき、第１線部４３ａと第１線部４４ａとにはアンペールの力が作用する。同様に、第２線部４３ｂと第２線部４４ｂとは対向して配置され、第２線部４３ｂと第２線部４４ｂとの間隔はギャップ２９となっている。第３線部４３ｃと第３線部４４ｃとは対向して配置され、第３線部４３ｃと第３線部４４ｃとの間隔はギャップ２９となっている。従って、第１配線２５及び第２配線２７に通電するとき、第２線部４３ｂと第２線部４４ｂとにアンペールの力が作用し、第３線部４３ｃと第３線部４４ｃとにアンペールの力が作用する。アンペールの力は対向する導線の長さに比例する為、第１導線と第２導線との間に作用する力を大きくすることができる。従って、第１導線４３と第２導線４４とに通電することによりギャップ２９を応答性良く制御することができる。
【００７８】
図８（ａ）は、第１導線の構造を示す模式平面図であり、図８（ｂ）は、第２導線の構造を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図８（ａ）に示すように、波長可変干渉フィルター４５は固定基板１４の第１導線設置面１４ｃに第１導線４６が設置されている。第１導線４６は小導線部としての第１小導線部４６ａ、第２小導線部４６ｂ、第３小導線部４６ｃ及び第４小導線部４６ｄからなっている。各小導線部の形状は円弧状の形状であり、第１反射膜１７を囲む同心円に沿って配置されている。各小導線部の両端は配線４７を介して間隔制御部４８と接続されている。間隔制御部４８は各小導線部にそれぞれ独立して通電することが可能になっている。
【００７９】
図８（ｂ）に示すように、波長可変干渉フィルター４５は可動基板１５の可動面１５ｄに第２導線４９が設置されている。第２導線４９は第１小導線部４９ａ、第２小導線部４９ｂ、第３小導線部４９ｃ及び第４小導線部４９ｄからなっている。各小導線部の形状は円弧状の形状であり、第２反射膜１８を囲む同心円に沿って配置されている。各小導線部の両端は配線４７を介して間隔制御部４８と接続されている。間隔制御部４８は各小導線部にそれぞれ独立して通電することが可能になっている。
【００８０】
第１小導線部４６ａと第１小導線部４９ａとは対向して配置され、第１小導線部４６ａと第１小導線部４９ａとの間隔はギャップ２９となっている。同様に、第２小導線部４６ｂと第２小導線部４９ｂとは対向して配置され、第２小導線部４６ｂと第２小導線部４９ｂとの間隔はギャップ２９となっている。第３小導線部４６ｃと第３小導線部４９ｃとは対向して配置され、第３小導線部４６ｃと第３小導線部４９ｃとの間隔はギャップ２９となっている。第４小導線部４６ｄと第４小導線部４９ｄとは対向して配置され、第４小導線部４６ｄと第４小導線部４９ｄとの間隔はギャップ２９となっている。
【００８１】
従って、第１小導線部４６ａと第１小導線部４９ａとに通電するとき、第１小導線部４６ａと第１小導線部４９ａとにアンペールの力が作用する。同様に第２小導線部４６ｂと第２小導線部４９ｂとに通電するとき、第２小導線部４６ｂと第２小導線部４９ｂとにアンペールの力が作用する。第３小導線部４６ｃと第３小導線部４９ｃとに通電するとき、第３小導線部４６ｃと第３小導線部４９ｃとにアンペールの力が作用する。第４小導線部４６ｄと第４小導線部４９ｄとに通電するとき、第４小導線部４６ｄと第４小導線部４９ｄとにアンペールの力が作用する。
【００８２】
つまり、波長可変干渉フィルター４５は小導線部が対向して配置された小導線部の対を４つ備えている。小導線部の各対は第１反射膜１７及び第２反射膜１８を囲む周囲を４等分に分割して配置されている。間隔制御部４８は４つの小導線部の対にそれぞれ独立して通電することができ、電流量を小導線部毎に設定することができる。従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが互いに傾くときにもギャップ２１が大きい場所の導線に作用する斥力を弱めてギャップ２１が小さい場所の導線に作用する斥力を強めることにより第１反射膜と第２反射膜とを平行に近づけることができる。従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８との間を通過する光の波長のばらつきを小さくすることができる。
【００８３】
図９（ａ）は、第１反射膜及び第１導線の構造を示す模式平面図であり、図９（ｂ）は、第２反射膜及び第２導線の構造を示す模式平面図である。すなわち、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、波長可変干渉フィルター５０は固定基板５１を備え、固定基板５１には凹部５１ｂが設置されている。そして、凹部５１ｂの底面である第１導線設置面５１ｃに四角形の第１反射膜５２が配列して設置されている。第１反射膜５２の配置は特に限定されず、本実施形態では例えば３行３列となっている。そして、９枚の第１反射膜５２は第１導線５３により直列接続されている。従って、第１反射膜５２と第１導線５３とが交互に並んだ形態となっている。第１反射膜５２と第１導線５３との配列の両端には第１導線５３が配置され、両端の第１導線５３は配線４７により間隔制御部１０に接続されている。つまり、第１反射膜５２は第１導線５３の一部となっている。
【００８４】
図９（ｂ）に示すように、波長可変干渉フィルター５０は可動基板１５の可動面１５ｄに四角形の第２反射膜５４が配列して設置されている。第２反射膜５４の位置は第１反射膜５２と対向する位置となっている。そして、９枚の第２反射膜５４は第２導線５５により直列接続されている。従って、第２反射膜５４と第２導線５５とが交互に並んだ形態となっている。第２反射膜５４と第２導線５５との配列の両端には第２導線５５が配置され、両端の第２導線５５は配線４７により間隔制御部１０に接続されている。つまり、第２反射膜５４は第２導線５５の一部となっている。
【００８５】
間隔制御部１０が第１反射膜５２及び第１導線５３に通電し、第２反射膜５４及び第２導線５５に通電する。これにより、第１反射膜５２及び第１導線５３からなる導体と第２反射膜５４及び第２導線５５からなる導体との間にアンペールの力が作用する。従って、間隔制御部１０は第１反射膜５２と第２反射膜５４とのギャップ２１を制御することができる。第１反射膜５２は第１導線５３と繋がり一体となっている。従って、第１導線５３を第１反射膜５２と別に配置するときに比べて第１導線５３及び第１反射膜５２が固定基板５１に占める面積を狭くすることができる。同様に、第２反射膜５４は第２導線５５と繋がり一体となっている。従って、第２反射膜５４を第２導線５５と別に配置するときに比べて第２反射膜５４及び第２導線５５が可動基板１５に占める面積を狭くすることができる。その結果、波長可変干渉フィルター５０を小型にすることができる。もしくは、固定基板５１と可動基板１５との間に作用する力を大きくすることができる為波長可変干渉フィルター５０の応答性を良くすることができる。また、９個の反射膜のギャップの違いを小さくできる。ギャップが小さい反射膜には斥力が大きく働くため、ギャップを大きくするようになる。また、ギャップが大きい反射膜には斥力が小さく働くため、ギャップを変化しないようになる。そのため、反射膜間で干渉して透過する光は、どの反射膜を通過しても同じ波長になる（波長のばらつきを低減できる）。各反射膜に対応した受光するディテクターがあるとき、一度に複数の測定が場所によるばらつきがなく、可能となる。
【００８６】
（第３の実施形態）
次に、波長可変干渉フィルターの一実施形態について図１０を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、間隔規制部３１の代わりに保護膜を配置した点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００８７】
図１０（ａ）は、波長可変干渉フィルターの構成を示す模式側断面図である。すなわち、本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、波長可変干渉フィルター５８では間隔規制部３１が省かれている。そして、第１反射膜１７には保護膜としての第１保護膜５９が積層され、第２反射膜１８には保護膜としての第２保護膜６０が積層されている。
【００８８】
従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが接近しても第１保護膜５９と第２保護膜６０とが接触して第１反射膜１７及び第２反射膜１８を保護する。従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが接触して第１反射膜１７と第２反射膜１８とが損傷を受けることを防止することができる。
【００８９】
図１０（ｂ）は、波長可変干渉フィルターの構成を示す模式側断面図である。すなわち、本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、波長可変干渉フィルター６１では間隔規制部３１が省かれている。そして、第１導線２３には第１保護膜６２が積層され、第２導線２４には第２保護膜６３が積層されている。そして、第１保護膜６２と第２保護膜６３との間隔は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔より狭く設定されている。
【００９０】
従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが接近しても第１保護膜６２と第２保護膜６３とが接触して第１反射膜１７及び第２反射膜１８を保護する。従って、第１反射膜１７と第２反射膜１８とが接触して第１反射膜１７と第２反射膜１８とが損傷を受けることを防止することができる。
【００９１】
第１保護膜５９、第２保護膜６０、第１保護膜６２及び第２保護膜６３は光透過性があり覆っている反射膜及び導線を保護可能であれば良い。これらの保護膜には例えば、ＩＧＯ（ガリウム添加酸化インジウム）、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4、ＩＷＯ（タングステン添加酸化インジウム）、ＩＣＯ（インジウムセリウムオキサイド）、ＩｎＴｉＯ（チタン添加酸化インジウム）、ＺｎＯ、を用いることができる。特に、ＩＧＯの膜は透明性に優れ、ミラーの光学特性に大きな影響を与えず、反射膜の耐性を向上させることができる。また、ＩＧＯの膜はアモルファス質であるため容易にパターニングすることが可能である。本実施形態では、例えば、第１保護膜５９、第２保護膜６０、第１保護膜６２及び第２保護膜６３の材料にＩＧＯを用いている。
【００９２】
（第４の実施形態）
次に、波長可変干渉フィルターの一実施形態について図１１を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、間隔制御部１０が第１導線２３と第２導線２４とに通電する電流の方向を切り替えるスイッチを備えた点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９３】
図１１（ａ）は、間隔制御部の構成を示す制御ブロック図である。図１１（ａ）に示すように、波長可変干渉フィルター６６の間隔制御部６７は電源部６８を備えている。電源部６８の−極は配線４７を介して第１スイッチ６９に接続され、第１スイッチ６９は配線４７を介して第１導線２３の一端と接続されている。第１スイッチ６９は電源部６８の−極と第１導線２３の一端との導通を開閉する。電源部６８の＋極は配線４７を介して第２スイッチ７０に接続され、第２スイッチ７０は配線４７を介して第１導線２３の他端と接続されている。第２スイッチ７０は電源部６８の＋極と第１導線２３の一端との導通を開閉する。間隔制御部６７はスイッチ制御部７１を備え、第１スイッチ６９及び第２スイッチ７０はスイッチ制御部７１に制御される。第１スイッチ６９及び第２スイッチ７０は２端子のスイッチであり、開閉の切り替えを行うことができる。第１スイッチ６９及び第２スイッチ７０を閉じたときに第１導線２３に所定の方向に電流が流れるようになっている。
【００９４】
さらに、間隔制御部６７は第３スイッチ７２及び第４スイッチ７３を備えており、第３スイッチ７２及び第４スイッチ７３はスイッチ制御部７１に制御される。第３スイッチ７２及び第４スイッチ７３は３端子スイッチである。電源部６８の−極と＋極とは配線４７を介して第３スイッチ７２及び第４スイッチ７３の端子に接続されている。第２導線２４の一端は配線４７を介して第３スイッチ７２の端子と接続されている。第２導線２４の他端は配線４７を介して第４スイッチ７３の端子と接続されている。スイッチ制御部７１は開閉の切り替えと短絡する端子を切り替えることが可能になっている。そして、スイッチ制御部７１は第２導線２４に流れる電流の流動方向を切り替えることができる。従って、スイッチ制御部７１は第１導線２３と第２導線２４との間に斥力を働かせるか引力を働かせるかを切り替えることができる。
【００９５】
図１１（ｂ）は第１反射膜と第２反射膜との間隔を制御する方法を説明するための図である。図１１（ｂ）において、縦軸は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を示す。横軸は時間の経過を示す。第１推移線７４はスイッチ制御部７１が力の方向を制御したときのギャップ２１の推移を示している。第２推移線７５はスイッチ制御部７１が力の方向を制御しないときのギャップ２１の推移を示している。
【００９６】
第１推移線７４に示すように、まず、第１反射膜１７と第２反射膜１８とのギャップ２１は初期間隔２１ａとなっている。そして、加速ステップ７６で間隔制御部６７は第１導線２３と第２導線２４との間に斥力を作用させる。これにより、第２反射膜１８は加速され、ギャップ２１が大きくなる。次に減速ステップ７７で間隔制御部６７は第１導線２３と第２導線２４との間に引力を作用させる。これにより、ギャップ２１の変化率が下がり、ギャップ２１は目標間隔２１ｃに収束する。次に、維持ステップ７８で間隔制御部６７は第１導線２３と第２導線２４との間の斥力を維持する。そして、ギャップ２１は目標間隔２１ｃに維持される。
【００９７】
第２推移線７５に示すように減速ステップ７７で間隔制御部６７が第１導線２３と第２導線２４との間に引力を作用させないとき、ギャップ２１は目標間隔２１ｃを超える。そして、接続部１５ｂのばね力と第１導線２３と第２導線２４との間に発生する斥力とが作用して減衰振動する。従って、振動が減衰するのに時間がかかる。一方、間隔制御部６７が斥力と引力とを切り替える制御をするときには第１推移線７４が示すように短時間でギャップ２１を目標間隔２１ｃにすることができる。従って、応答性良く波長可変干渉フィルター６６を作動させることができる。
【００９８】
（第５の実施形態）
（光学フィルターデバイス）
次に、光学フィルターデバイスの一実施形態について説明する。本実施形態の光学フィルターデバイスには第１の実施形態に記載された波長可変干渉フィルター５が搭載されている。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。図１２は、光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
【００９９】
図１２に示すように、電子機器としての光学フィルターデバイス８０は、波長可変干渉フィルター５と、当該波長可変干渉フィルター５を収納する筐体８１と、を備えている。尚、本実施形態では、一例として波長可変干渉フィルター５が搭載された例を示すが、上記の波長可変干渉フィルター３９、４２、４５、５０、５８、６１、６６等が用いられる構成としてもよい。筐体８１は、ベース基板８２と、リッド８３と、ベース側ガラス基板８４と、リッド側ガラス基板８５と、を備える。
【０１００】
ベース基板８２は、例えば単層セラミック基板により構成される。このベース基板８２には、波長可変干渉フィルター５の可動基板１５が設置される。ベース基板８２への可動基板１５の設置としては、例えば接着層等を介して配置されるものであってもよく、他の固定部材等に嵌合等されることで配置されるものであってもよい。また、ベース基板８２には、光干渉領域（第１反射膜１７及び第２反射膜１８が対向する領域）と対向する場所に、光通過孔８６が開口形成される。そして、この光通過孔８６を覆うように、ベース側ガラス基板８４が接合される。ベース側ガラス基板８４の接合方法としては、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を用いたガラスフリット接合、エポキシ樹脂等による接着等を利用できる。
【０１０１】
このベース基板８２のリッド８３側に位置するベース内側面８７には、波長可変干渉フィルター５の各第１端子２６及び第２端子２８のそれぞれに対応して内側端子部８８が設けられている。尚、各第１端子２６及び第２端子２８と、内側端子部８８との接続は、例えばＦＰＣ８９（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いることができ、例えばＡｇペースト、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）等により接合する。尚、内部空間９０を真空状態に維持する場合は、アウトガスが少ないＡｇペーストを用いることが好ましい。また、ＦＰＣ８９による接続に限られず、例えばワイヤーボンディング等による配線接続を実施してもよい。また、ベース基板８２は、各内側端子部８８が設けられる位置に対応して、貫通孔９１が形成されており、各内側端子部８８は、貫通孔９１に充填された導電性部材を介して、ベース基板８２のベース内側面８７とは反対側のベース外側面９２に設けられた外側端子部９３に接続されている。そして、ベース基板８２の外周部には、リッド８３に接合されるベース接合部９４が設けられている。
【０１０２】
リッド８３は、ベース基板８２のベース接合部９４に接合されるリッド接合部８３ａと、リッド接合部８３ａから連続し、ベース基板８２から離れる方向に立ち上がる側壁部８３ｂとを備えている。さらに、リッド８３は、側壁部８３ｂから連続し波長可変干渉フィルター５の固定基板１４側を覆う天面部８３ｃを備えている。このリッド８３は、例えばコバール等の合金または金属により形成することができる。このリッド８３はリッド接合部８３ａと、ベース基板８２のベース接合部９４とが、接合されることで、ベース基板８２に密着接合されている。この接合方法としては、例えば、レーザー溶着の他、銀ロウ等を用いた半田付け、共晶合金層を用いた封着、低融点ガラスを用いた溶着、ガラス付着、ガラスフリット接合、エポキシ樹脂による接着等が挙げられる。これらの接合方法は、ベース基板８２及びリッド８３の素材や、接合環境等により、適宜選択することができる。
【０１０３】
リッド８３の天面部８３ｃは、ベース基板８２に対して平行となる。この天面部８３ｃには、波長可変干渉フィルター５の光干渉領域に対向する領域に、光通過孔８３ｄが開口形成されている。そして、この光通過孔８３ｄを覆うように、リッド側ガラス基板８５が接合される。リッド側ガラス基板８５の接合方法としては、ベース側ガラス基板８４の接合と同様に、例えばガラスフリット接合や、エポキシ樹脂等による接着等を用いることができる。
【０１０４】
このような光学フィルターデバイス８０では、筐体８１により波長可変干渉フィルター５が保護されているため、異物や大気に含まれるガス等による波長可変干渉フィルター５の特性変化を防止でき、また、外的要因による波長可変干渉フィルター５の破損を防止できる。また、帯電粒子の侵入を防止できるため、第１端子２６、第２端子２８の帯電を防止できる。したがって、帯電によるクーロン力の発生を抑制でき、第１反射膜１７及び第２反射膜１８の平行度をより確実に維持することができる。
【０１０５】
また、波長可変干渉フィルター５を光学モジュール３や電子機器に組み込む作業を行う組み立てライン等まで運搬する場合に、光学フィルターデバイス８０により保護された波長可変干渉フィルター５を安全に運搬することができる。また、光学フィルターデバイス８０は、筐体８１の外周面に露出する外側端子部９３が設けられているため、光学モジュール３や電子機器に対して組み込む際にも容易に配線を実施することが可能となる。
【０１０６】
波長可変干渉フィルター５は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を容易に精度良く制御できる。従って、光学フィルターデバイス８０は精度良く光を分光することができる。
【０１０７】
また、電子機器としての分光測定装置１の他にも様々な分野の光学モジュール及び電子機器に上記の波長可変干渉フィルター５、３９、４２、４５、５０、５８、６１、６６を適用することができる。次に、色を測定するための測色装置に波長可変干渉フィルター５を適用した例を示す。
【０１０８】
（測色装置）
図１３は、測色装置の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、電子機器としての測色装置９７は、測定対象物２に光を射出する光源装置９８と、測色センサー９９（光学モジュール）と、測色装置９７の全体動作を制御する制御装置１００とを備える。そして、この測色装置９７は光源装置９８から射出される光を測定対象物２にて反射させる。反射された検査対象光を測色センサー９９が受光し、測色センサー９９から出力される検出信号に基づいて測色装置９７は検査対象光の色度すなわち測定対象物２の色を分析して測定する。
【０１０９】
光源装置９８は光源１０１及び複数のレンズ１０２（図中には１つのみ記載）を備え、測定対象物２に対して例えば基準光（例えば、白色光）を射出する。また、複数のレンズ１０２にはコリメーターレンズが含まれてもよい。この場合、光源１０１から射出された基準光をコリメーターレンズが平行光にし、光源装置９８は図示しない投射レンズから測定対象物２に向かって射出する。尚、本実施形態では、光源装置９８を備える測色装置９７を例示するが、例えば測定対象物２が液晶パネル等の発光部材である場合、光源装置９８が設けられない構成としてもよい。
【０１１０】
測色センサー９９は波長可変干渉フィルター５と、波長可変干渉フィルター５を透過する光を受光するディテクター６と、波長可変干渉フィルター５を透過させる光の波長を制御する間隔制御部１０とを備える。また、測色センサー９９は、波長可変干渉フィルター５に対向する場所に図示しない入射光学レンズを備えている。入射光学レンズは測定対象物２で反射された反射光（検査対象光）を測色センサー９９の内部に導光する。そして、測色センサー９９では入射光学レンズから入射した検査対象光のうち所定の波長の光を波長可変干渉フィルター５が分光し、分光した光をディテクター６が受光する。尚、波長可変干渉フィルター５の代わりに、波長可変干渉フィルター３９、４２、４５、５０、５８、６１、６６や光学フィルターデバイス８０が設けられる構成としてもよい。
【０１１１】
制御装置１００は測色装置９７の全体動作を制御する。この制御装置１００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の他にも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１００は光源制御部１０３、測色センサー制御部１０４及び測色処理部１０５等を備えて構成されている。光源制御部１０３は光源装置９８に接続され、例えば、利用者の設定入力に基づいて光源装置９８に所定の制御信号を出力して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１０４は測色センサー９９に接続されている。例えば、利用者の設定入力に基づいて測色センサー９９にて受光させる光の波長を測色センサー制御部１０４が設定し、設定した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制御部１０４が測色センサー９９に出力する。これにより、制御信号に基づいて間隔制御部１０はアクチュエーター２２に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター５を駆動させる。測色処理部１０５は、ディテクター６により検出された受光量から、測定対象物２の色度を分析する。
【０１１２】
波長可変干渉フィルター５は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を容易に精度良く制御できる。従って、測色装置９７は精度良く測定対象物２の色を測定することができる。
【０１１３】
（ガス検出装置）
次に、電子機器の例として特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムを紹介する。このようなシステムとしては、例えば、光学モジュール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。
【０１１４】
図１４は、ガス検出装置の構成を示す模式正面図であり、図１５は、ガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、電子機器としてのガス検出装置１０８はセンサーチップ１０９と吸引口１１０ａ、吸引流路１１０ｂ、排出流路１１０ｃ及び排出口１１０ｄを備えた流路１１０と本体部１１１とを備えて構成されている。
【０１１５】
本体部１１１は、流路１１０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１１２、排出手段１１３、筐体１１４を備えている。さらに、本体部１１１は光学部１１５、フィルター１１６、波長可変干渉フィルター５、受光素子１１７（検出部）等を含む検出装置（光学モジュール）を備えている。さらに、本体部１１１は検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部１１８（処理部）、電力を供給する電力供給部１１９等を備えている。尚、波長可変干渉フィルター５の代わりに、波長可変干渉フィルター３９、４２、４５、５０、５８、６１、６６や光学フィルターデバイス８０が設けられる構成としてもよい。光学部１１５は、光を射出する光源１２０、ビームスプリッター１２１、レンズ１２２、レンズ１２３及びレンズ１２４により構成されている。ビームスプリッター１２１は光源１２０から入射された光をセンサーチップ１０９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１１７側に透過する。
【０１１６】
図１５に示すように、ガス検出装置１０８には操作パネル１２５、表示部１２６、外部とのインターフェイスのための接続部１２７及び電力供給部１１９が設けられている。電力供給部１１９が二次電池の場合には充電のための接続部１２８を備えてもよい。更に、ガス検出装置１０８の制御部１１８は、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１３１及び光源１２０を制御するための光源ドライバー回路１３２を備えている。更に、制御部１１８は波長可変干渉フィルター５を制御するための間隔制御部１０、受光素子１１７からの信号を受信する受光回路１３３を備えている。更に、制御部１１８はセンサーチップ１０９のコードを読み取り、センサーチップ１０９の有無を検出するセンサーチップ検出器１３４からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１３５を備えている。更に、制御部１１８は排出手段１１３を制御する排出ドライバー回路１３６等を備えている。
【０１１７】
次に、上記のようなガス検出装置１０８の動作について、以下に説明する。本体部１１１の上部のセンサー部カバー１１２の内部にはセンサーチップ検出器１３４が設けられている。センサーチップ検出器１３４によりセンサーチップ１０９の有無が検出される。信号処理部１３１はセンサーチップ検出器１３４からの検出信号を検出するとセンサーチップ１０９が装着された状態であると判断する。そして、信号処理部１３１は表示部１２６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。
【０１１８】
そして、例えば利用者により操作パネル１２５が操作され、操作パネル１２５から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１３１へ出力される。まず、信号処理部１３１は光源ドライバー回路１３２に光源駆動の指示信号を出力して光源１２０を作動させる。光源１２０が駆動されると、光源１２０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。光源１２０には温度センサーや光量センサーが内蔵されており、センサーの情報が信号処理部１３１へ出力される。光源１２０から入力された温度や光量に基づいて、光源１２０が安定動作していると信号処理部１３１が判断すると、信号処理部１３１は排出ドライバー回路１３６を制御して排出手段１１３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１１０ａから吸引流路１１０ｂ、センサーチップ１０９内、排出流路１１０ｃ、排出口１１０ｄへと誘導される。尚、吸引口１１０ａには、除塵フィルター１１０ｅ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。
【０１１９】
センサーチップ１０９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１０９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る。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１１５を通ってフィルター１１６に入射する。フィルター１１６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。
【０１２０】
そして、信号処理部１３１は間隔制御部１０に対して制御信号を出力する。これにより、間隔制御部１０は波長可変干渉フィルター５のアクチュエーター２２を駆動させて検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５に分光させる。分光した光が受光素子１１７にて受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１３３を介して信号処理部１３１に出力される。
【０１２１】
波長可変干渉フィルター５は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を容易に精度良く制御できる。従って、波長可変干渉フィルター５は目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。信号処理部１３１は、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する。そしてし、検出対象となるガス分子が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１３１は表示部１２６にその結果情報を表示し、接続部１２７から外部へ出力する。
【０１２２】
ラマン散乱光を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１０８を例示した。ガス検出装置１０８はガス固有の吸光度を検出して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に光学モジュール３を用いる。そして、ガス検出装置は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、判別する電子機器である。ガス検出装置１０８はこのような構成にすることで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。
【０１２３】
（食物分析装置）
また、特定物質の存在を検出するためのシステムは上記のようなガスの検出に限らない。近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や食物、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、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。
【０１２４】
図１６は、食物分析装置の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、電子機器としての食物分析装置１３９は検出器１４０（光学モジュール）、制御部１４１及び表示部１４２を備えている。検出器１４０は光を射出する光源１４５、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ１４６、撮像レンズ１４６から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター５を備えている。さらに、検出器１４０は分光された光を検出する撮像部１４７（検出部）を備えている。尚、波長可変干渉フィルター５の代わりに、波長可変干渉フィルター３９、４２、４５、５０、５８、６１、６６や光学フィルターデバイス８０が設けられる構成としてもよい。また、制御部１４１は光源１４５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１４８及び波長可変干渉フィルター５を制御する間隔制御部１０を備えている。さらに、制御部１４１は撮像部１４７を制御して撮像部１４７で撮像された分光画像を取得する検出制御部１４９、信号処理部１５０及び記憶部１５１を備えている。
【０１２５】
食物分析装置１３９を駆動させると光源制御部１４８により光源１４５が制御されて光源１４５から測定対象物２に光が照射される。そして、測定対象物２で反射された光は撮像レンズ１４６を通って波長可変干渉フィルター５に入射する。波長可変干渉フィルター５は間隔制御部１０の制御により駆動される。これにより、波長可変干渉フィルター５から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、例えば、ＣＣＤカメラ等により構成される撮像部１４７に撮像される。また、撮像された光は分光画像として記憶部１５１に蓄積される。また、信号処理部１５０は間隔制御部１０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。
【０１２６】
そして、信号処理部１５０は記憶部１５１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１５１には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いる。記憶部１５１に記憶された食物に関する情報を基に信号処理部１５０は求めたスペクトルのデータを分析する。そして、信号処理部１５０は測定対象物２に含まれる食物成分と各食物成分含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から信号処理部１５０は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、信号処理部１５０は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る。更には、信号処理部１５０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１５０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１４２に表示させる処理をする。
【０１２７】
波長可変干渉フィルター５は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を容易に精度良く制御できる。従って、食物分析装置１３９は精度良く測定対象物２の波長を測定することができる。
【０１２８】
また、食物分析装置１３９の他にも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に食物分析装置１３９を用いることができる。他にも、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に食物分析装置１３９を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。
【０１２９】
更には、光学モジュール３を用いた電子機器としては、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３に設けられた波長可変干渉フィルター５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。
【０１３０】
（分光カメラ）
また、電子機器としては光学モジュール３により光を分光させて分光画像を撮像する分光カメラや分光分析機等に光学モジュール３を適用できる。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５を内蔵した赤外線カメラが挙げられる。図１７は、分光カメラの構成を示す概略斜視図である。図１７に示すように、電子機器としての分光カメラ１５４はカメラ本体１５５、撮像レンズユニット１５６及び撮像部１５７を備えている。カメラ本体１５５は利用者により把持され操作される部分である。
【０１３１】
撮像レンズユニット１５６はカメラ本体１５５に接続され、入射した画像光を撮像部１５７に導光する。また、この撮像レンズユニット１５６は対物レンズ１５８、結像レンズ１５９及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。撮像部１５７は受光素子により構成され、撮像レンズユニット１５６により導光された画像光を撮像する。分光カメラ１５４では波長可変干渉フィルター５が撮像対象となる波長の光を透過させて、撮像部１５７が所望の波長の光の分光画像を撮像する。この時、波長可変干渉フィルター５は第１反射膜１７と第２反射膜１８との間隔を容易に精度良く制御できる。従って、各波長に対して波長可変干渉フィルター５が精度良く分光するので、分光カメラ１５４は精度よく目的波長の分光画像を撮像することができる。
【０１３２】
更には、光学モジュール３をバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルター５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、光学モジュール３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、指紋、網膜及び虹彩等の認証装置にも適用できる。更には、光学モジュール３を濃度検出装置に用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルター５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。
【０１３３】
上記に示すように、光学モジュール３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、光学モジュール３は上述のように、１つの光学モジュール３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３や電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
３…光学モジュール、５，３９，４２，４５，５０，５８，６１，６６…波長可変干渉フィルター、１０…間隔制御部、１４…固定基板、１５ｃ…可動部、１７…第１反射膜、１８…第２反射膜、２１ａ…初期間隔、２１ｂ…動作間隔、２３…第１導線、２４…第２導線、３１…間隔規制部、４３ｄ，４４ｄ…折返点としての第１折返点、４３ｅ，４４ｅ…折返点としての第２折返点、４６ａ…小導線部としての第１小導線部、４６ｂ…小導線部としての第２小導線部、４６ｃ…小導線部としての第３小導線部、４６ｄ…小導線部としての第４小導線部、５１…第１基板としての固定基板、５９…保護膜としての第１保護膜、６０…保護膜としての第２保護膜、８０…電子機器としての光学フィルターデバイス、９７…電子機器としての測色装置、１０８…電子機器としてのガス検出装置、１３９…電子機器としての食物分析装置、１５４…電子機器としての分光カメラ。
【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】
2015031904.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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