(57)【要約】【課題】光学特性の低下を抑制可能な光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びＭＥＭＳデバイスを提供する。【解決手段】光学フィルターデバイス６００は、互いに対向する一対の反射膜、及び一対の反射膜の一方が設けられた基板５１，５２を有する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を内部に収納し、可動基板５２の厚み方向に沿う基板側面５２Ａに対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体６１０と、基板側面５２Ａ及び接合面部を接合する接合部材６４０と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の一方が設けられた基板を有する干渉フィルターと、
前記干渉フィルターを内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体と、
前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材と、
を備えていることを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記筐体は、凹部が設けられたセラミック基板を備え、
前記接合面部は、前記凹部の底面の一部に設けられ、
前記凹部の底面における前記接合面部を囲う周囲領域は、メタライズ処理されている
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記基板は、前記基板側面に交差する基板表面を有し、
前記凹部の底面における前記基板表面に対向する領域のうち、少なくとも前記接合面部を囲う領域がメタライズ処理されている
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記凹部は、前記基板側面に対向する側壁部を備え、
前記側壁部は、メタライズ処理されている
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記接合部材は、前記基板及び前記接合面部に対する密着性が、前記メタライズ処理された部分に対する密着性よりも大きい
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記凹部は、前記基板側面に対向する側壁部を備え、
前記基板は、前記側壁部の一部により前記凹部内に位置決めされている
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項７】
互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の一方が設けられた基板を有する干渉フィルター、前記干渉フィルターを内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体、及び、前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材を有する光学フィルターデバイスと、
前記光学フィルターデバイスの前記干渉フィルターから出射された光を受光する受光部と、
を備えていることを特徴とする光学モジュール。
【請求項８】
互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の一方が設けられた基板を有する干渉フィルター、前記干渉フィルターを内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体、及び、前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材を有する光学フィルターデバイスと、
前記光学フィルターデバイスの前記干渉フィルターを制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
基板を有するＭＥＭＳ素子と、
前記ＭＥＭＳ素子を内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体と、
前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材と、
を備えていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びＭＥＭＳデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファブリーペローエタロン素子（干渉フィルター）を筐体内に収納した光学フィルターデバイスが知られている。
このような光学フィルターデバイスでは、干渉フィルターを筐体内に接着剤等の接合部材により固定する。ここで、干渉フィルター等のＭＥＭＳチップの固定方法として、接着剤を用いた固定が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１には、ＭＥＭＳチップ（半導体チップ）を基板の凹部に固定する構造が開示されており、この装置では、ＭＥＭＳチップの凹部底面に対向する下面と、凹部の底面とを接着剤により固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３４９５６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、上記特許文献１では、ＭＥＭＳチップの基板下面と、当該基板下面に対向する凹部底面とを固定している。このような構成では、加熱溶融された接着剤が硬化収縮する際に、ＭＥＭＳチップの基板の熱膨張係数と、筐体の熱膨張係数との差によって、ＭＥＭＳチップの基板下面に強い応力が加わり、基板に歪みや反り等が生じることがある。
特に、ＭＥＭＳチップとして、干渉フィルターを用いる場合、上述したような応力により反射膜が撓むと、干渉フィルターの光学特性が損なわれる（分解能が低下する）という課題がある。
【０００５】
本発明は、光学特性の低下を抑制可能な光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びＭＥＭＳデバイス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】
本適用例の光学フィルターデバイスは、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の一方が設けられた基板を有する干渉フィルターと、前記干渉フィルターを内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体と、前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例では、接合部材は、干渉フィルターの基板側面と、筐体における基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部とを接合する。
一般に、基板の厚み方向の寸法は、厚み方向と交差（例えば直交）する基板表面の平面方向の寸法よりも十分に小さい寸法となる。したがって、基板の厚み方向に対する剛性（撓みに対する耐性）は、平面方向に対する剛性よりも高い。このため、接合部材により基板側面と筐体とが接合される構成では、基板表面と筐体とが接合される構成に比べて応力に対して強く、基板の撓みを抑制することができる。
【０００８】
また、基板側面と、筐体の基板側面に対向する面とを接合する構成とした場合、接合部材の硬化収縮の影響を受けやすい。例えば筐体の熱膨張係数が基板の熱膨張係数よりも大きいとした場合、加熱された接合部材が筐体及び基板に接すると、接合部材の筐体側が基板側よりも大きく熱膨張する。したがって、接合部材が冷却されて硬化する際に接合部材の筐体側が基板側よりも大きく収縮することになる。この接合部材の収縮量の差による応力は、それぞれ、基板側面の面方向、筐体の基板側面に対向する対向面の面方向に沿って作用する。ここで、本適用例では、接合部材は、基板側面と、当該基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部とに接する。したがって、接合部材の収縮時の応力は、基板側面の面方向と、当該基板側面の面方向とは交差する接合面部の面方向に沿って作用する。すなわち、応力が作用するベクトル方向がそれぞれ異なる。このため、基板と筐体との熱膨張係数が異なる場合でも、基板を撓ませる方向に作用する応力が抑制される。
以上により、干渉フィルターの基板の撓みや反りを抑制でき、光学特性の低下を抑制できる。
【０００９】
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記筐体は、凹部が設けられたセラミック基板を備え、前記接合面部は、前記凹部の底面の一部に設けられ、前記凹部の底面における前記接合面部を囲う周囲領域は、メタライズ処理されていることが好ましい。
本適用例では、筐体のベース基板に設けられた凹部内に、干渉フィルターの基板が収納され、凹部の底面の一部が接合面部となり、基板側面との間で接合部材により接合される。そして、凹部における接合面部を囲う周囲領域に、メタライズ処理された周囲領域が設けられている。
上記のようなセラミック基板は、凹部に対応する孔部が設けられたセラミック薄層を積層焼成することで容易に形成することができ、製造効率性が良好となる。
また、セラミック基板に対してメタライズ処理された部分は、メタライズ処理されていない部分に比べて、接合部材に対する密着性が小さくなる。したがって、接合領域を囲う周囲領域をメタライズ処理することで、接合部材の筐体に対する接合領域を制御することが可能となり、所望の接合強度を容易に得ることができる。
【００１０】
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記基板は、前記基板側面に交差する基板表面を有し、前記凹部の底面における前記基板表面に対向する領域のうち、少なくとも前記接合面部を囲う領域がメタライズ処理されていることが好ましい。
本適用例では、凹部の底部における干渉フィルターに対向する領域がメタライズ処理されている。干渉フィルターの基板と筐体のセラミック基板とを接合部材により接合する際、基板とセラミック基板との隙間に、例えば毛細管力等によって接合部材が流入する場合がある。これに対して、本適用例では、凹部の底部における基板に対向する面がメタライズ処理されている。上述のように、一般に、接合部材のメタライズ処理された部分に対する密着性は、セラミック基板に対する密着力よりも小さくなる。したがって、基板表面と、周囲領域との間に接合部材が流入したとしても、その密着性が小さく、硬化収縮時の応力が基板に伝わりにくくなるので、基板の撓みを抑制できる。
【００１１】
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記凹部は、前記基板側面に対向する側壁部を備え、前記側壁部は、メタライズ処理されていることが好ましい。
本適用例では、基板側面に対向する側壁部がメタライズ処理されている。したがって、接合部材が側壁部に接した場合でも、密着性が低く、硬化収縮時における側壁部からの応力の基板への伝達を抑制でき、基板の撓みを抑制できる。
【００１２】
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記接合部材は、前記基板及び前記接合面部に対する密着性が、前記メタライズ処理された部分に対する密着性よりも大きいことが好ましい。
本適用例では、接合部材は、メタライズ処理された部分への密着性がセラミック基板や干渉フィルターの基板に対する密着性よりも小さい。このような部材としては、例えば有機系接着剤や、低融点ガラス等が挙げられる。このような構成とすることで、上述したように、メタライズ処理された部分への密着性を低下させるため、干渉フィルター及び筐体の接合強度を自由に制御することができる。
【００１３】
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記凹部は、前記基板側面に対向する側壁部を備え、前記基板は、前記側壁部の一部により前記凹部内に位置決めされていることが好ましい。
本適用例では、筐体の凹部の側壁部の一部に対して干渉フィルターの基板を位置決めすることで、筐体に対して干渉フィルターを精度よくアライメント調整することができる。
【００１４】
本適用例の光学モジュールは、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の一方が設けられた基板を有する干渉フィルター、前記干渉フィルターを内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体、及び、前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材を有する光学フィルターデバイスと、前記光学フィルターデバイスの前記干渉フィルターから出射された光を受光する受光部と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
本適用例では、上記のように、光学フィルターデバイスにおける干渉フィルターの基板の撓みや反りを抑制できるので、光学フィルターデバイスから分解能の高い（半値幅が小さい）光を出射させることができる。このため、光学モジュールにおいて、受光部で分解能の高い所望波長の光の光量を検出することができる。
【００１６】
本適用例の電子機器は、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の一方が設けられた基板を有する干渉フィルター、前記干渉フィルターを内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体、及び、前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材を有する光学フィルターデバイスと、前記光学フィルターデバイスの前記干渉フィルターを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
本適用例では、上記のように、筐体は、光学フィルターデバイスにおける干渉フィルターの基板の撓みや反りを抑制できるので、光学フィルターデバイスから分解能の高い（半値幅が小さい）光を出射させることができる。したがって、光学フィルターデバイスから出力される精度の高い光に基づいた高精度な電子機器を提供できる。
【００１７】
本適用例のＭＥＭＳデバイスは、基板を有するＭＥＭＳ素子と、前記ＭＥＭＳ素子を内部に収納し、前記基板の厚み方向に沿う基板側面に対して交差する面方向を有する接合面部を有する筐体と、前記基板側面及び前記接合面部を接合する接合部材と、を備えていることを特徴とする。
本適用例では、上記発明と同様に、筐体の接合面部と、ＭＥＭＳ素子の基板側面とが接合部材により接合されている。このため、上記発明と同様、ＭＥＭＳ素子の基板に対して、接合部材の硬化収縮時の応力が伝わりにくく、基板の撓みや反りを抑制できる。したがって、ＭＥＭＳ素子が撓むことによるＭＥＭＳ素子の性能の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る第一実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す平面部。
【図２】第一実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。
【図４】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図５】第一実施形態における可動基板と筐体との接合部位の拡大断面図。
【図６】第二実施形態における測色装置の概略構成を示すブロック図。
【図７】他の実施形態における固定基板と筐体との接合部位を示す拡大断面図。
【図８】本発明の電子機器の一例であるガス検出装置を示す概略図。
【図９】図８のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の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１１】本発明の電子機器の一例である分光カメラの概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［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、本発明の光学フィルターデバイスの第一実施形態である、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。図２は、図１におけるＡ−Ａ線における断面図である。
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。
【００２０】
［波長可変干渉フィルターの構成］
図３は、筐体６１０に収納される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る。図４は、図３のＢ−Ｂ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及び図４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、それぞれ例えば各種ガラスや、水晶等により形成されており、本実施形態では、石英ガラスにより構成されるものとする。そして、これらの基板５１，５２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。
【００２１】
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５４，５５間のギャップ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、可動基板５２の一辺側（例えば、図３における辺Ｃ３−Ｃ４）は、固定基板５１の辺Ｃ３´−Ｃ４´よりも外側に突出する。この可動基板５２の突出部分は、固定基板５１と接合されない電装部５２６であり、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１側から見た際に露出する面は、後述する電極パッド５６４Ｐ，５６５Ｐが設けられる電装面５２４となる。
同様に、フィルター平面視において、固定基板５１の一辺側（電装部５２６とは反対側）は、可動基板５２よりも外側に突出する。この固定基板５１の突出部分は、筐体６１０に対して波長可変干渉フィルター５を固定する際の位置決め部５１４となる。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。この固定電極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引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３は、電極配置溝５１１から辺Ｃ３´−Ｃ４´側（電装部５２６側）に向かって形成された接続電極溝（図示略）に沿って設けられている。この接続電極溝には、可動基板５２側に向かって突設されたバンプ部５６５Ａが設けられ、固定引出電極５６３は、バンプ部５６５Ａ上まで延出する。そして、バンプ５６５Ａ上で可動基板５２側に設けられた固定接続電極５６５に当接し、電気的に接続される。この固定接続電極５６５は、接続電極溝に対向する領域から電装面５２４まで延出し、電装面５２４において固定電極パッド５６５Ｐを構成する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
可動電極５６２は、所定の電極間ギャップを介して固定電極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に設けられた接続電極溝（図示略）に対向する位置に沿って、電装面５２４に亘って設けられており、電装面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。
【００３２】
また、可動基板５２には、上述したように、固定接続電極５６５が設けられており、この固定接続電極５６５は、バンプ電極５６５Ａ（図３参照）を介して固定引出電極５６３に接続されている。
【００３３】
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、電極間ギャップが反射膜間ギャップ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、電極間ギャップの寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
【００３４】
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。
【００３５】
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が接合される。
【００３６】
［筐体の構成］
筐体６１０は、図２に示すように、ベース６２０と、リッド６３０と、を備え、内部に波長可変干渉フィルター５を収納する。
ベース６２０は、セラミック薄層を積層して焼成することで形成されたセラミック基板である。このベース６２０は、図１及び図２に示すように、ベース６２０のリッド６３０に対向する面に対して凹状となる。具体的には、ベース６２０には、第一凹部６２２、及び第一凹部の底部に設けられた第二凹部６２３が設けられる。また、第二凹部６２３には、波長可変干渉フィルターから出射された光（又は波長可変干渉フィルターに入射される光）を通過させるための光通過孔６２８が設けられている。光通過孔６２８には、例えば低融点ガラス等の接合剤により、例えばガラス板等の透光性部材６２９が接合されている。
【００３７】
ベース６２０のリッド６３０に対向する面には、フィルター平面視において枠状となるリッド接合面６２１が設けられる。このリッド接合面６２１には、リッド６３０が接合される。
第一凹部６２２の底部６２２Ａには、図２に示すように、固定基板５１の位置決め部５１４が載置される。
また、第一凹部６２２における溝深さ（底部６２２Ａからリッド接合面６２１までの距離）は、リッド６３０と波長可変干渉フィルター５の固定基板５１との距離が、波長可変干渉フィルター５から出射される光の最大波長の少なくとも１０倍以上の距離に設定されている。これにより、波長可変干渉フィルター５から出射された光が、リッド６３０及び固定基板５１間で干渉する不都合が回避される。
【００３８】
また、第一凹部６２２の底部６２２Ａには、筐体６１０外部に貫通する封止孔６２２Ｂが設けられている。この封止孔６２２Ｂは、光学フィルターデバイス６００の製造時において、例えば筐体６１０内部の気体を吸引するための孔部であり、筐体６１０の内部を真空又は減圧した状態で、例えばＰｔ等の封止部材６２２Ｃにより金属封止される。
【００３９】
さらに、第一凹部６２２の底部６２２Ａには、波長可変干渉フィルターの電極パッド５６４Ｐ，５６５Ｐに接続される内部端子６２２Ｄ（図１参照）が設けられている。この内部端子６２２Ｄの形成部分には、例えば筐体６１０の外部に貫通する貫通孔（図示略）が設けられ、当該貫通孔には内部端子６２２Ｄと電気的に接続される例えばＡｇ等の金属部材が充填されている。この金属部材は、ベース６２０の外部に設けられた外部端子（図示略）に接続されており、これにより、内部端子６２２Ｄと外部端子とが電気接続されている。
【００４０】
第二凹部６２３は、例えば、可動基板５２の基板厚み寸法と略同一または僅かに大きい深さ寸法に形成されている。
この第二凹部６２３は、図１に示すように、フィルター平面視において、収納領域６２４と、固定領域６２５とを備えている。収納領域６２４は、フィルター平面視において、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２と略同一形状に形成され、可動基板５２が収納される。固定領域６２５は、第二凹部６２３のうち、波長可変干渉フィルター５の電装部５２６の頂点Ｃ４近傍の基板側面５２Ａ，５２Ｂを囲うように設けられている。
【００４１】
また、第二凹部６２３の側壁部６２３Ａ（第二凹部６２３の底部に対して直交する面）のうち、可動基板５２の辺Ｃ１−Ｃ２に対応した第三基板側面５２Ｃに対向する部分は、第三基板側面５２Ｃに当接する当接面６２３Ａ１（図２参照）となる。つまり、本実施形態では、ベース６２０に対して波長可変干渉フィルター５を固定する際に、固定基板５１の位置決め部５１４を第一凹部６２２の底部６２２Ａに載置した状態で、当接面６２３Ａ１に可動基板５２の第三基板側面５２Ｃを当接させることで、ベース６２０に対して波長可変干渉フィルター５を位置決めする。
【００４２】
図５は、波長可変干渉フィルターの可動基板とベースの固定部分を拡大した拡大断面図である。
図１及び図５に示すように、第二凹部６２３のうち、収納領域６２４の底部６２４Ａと、固定領域６２５の底部６２５Ａとの境界、即ち、固定領域６２５の底部６２５Ａを囲う領域は、セラミック基板の表面がメタライズ処理された第一メタライズ面部６２６Ａとなる。なお、本実施形態では、収納領域６２４の底部６２４Ａにおける固定領域６２５を囲う一部領域のみが第一メタライズ面部６２６Ａとなる例を示すが、例えば、底部６２４Ａ全面を第一メタライズ面部６２６Ａとしてもよい。
【００４３】
固定領域６２５は、接合部材６４０が接合される領域である。
第二凹部６２３の側壁部６２３Ａのうち、固定領域６２５を囲う領域は、図５に示すように、その表面がメタライズ処理された第二メタライズ面部６２６Ｂとなる。すなわち、第二メタライズ面部６２６Ｂは、可動基板５２の辺Ｃ３−Ｃ４に対応した第一基板側面５２Ａに対向する面部６２６Ｂ１、辺Ｃ１−Ｃ４に対応した第二基板側面５２Ｂに対向する面部６２６Ｂ２、面部６２６Ｂ１に対向する面部６２６Ｂ３、面部６２６Ｂ２に対向する面部６２６Ｂ４を備える。
【００４４】
さらに、固定領域６２５の底部６２５Ａのうち、側壁部６２３Ａに沿った領域は、図１及び図５に示すように、表面がメタライズ処理された第三メタライズ面部６２６Ｃとなる。そして、固定領域６２５の底部６２５Ａのうち、第三メタライズ面部６２６Ｃ以外の領域（つまり、第一メタライズ面部６２６Ａ及び第三メタライズ面部６２６Ｃに囲われる領域）が、接合面部６２７となる。つまり、第一メタライズ面部６２６Ａ及び第三メタライズ面部６２６Ｃは、本発明におけるメタライズ処理された周囲領域を構成する。
【００４５】
そして、固定領域６２５には、接合部材６４０（図２、図５参照）が設けられ、当該接合部材６４０は、可動基板５２の第一基板側面５２Ａ及び第二基板側面５２Ｂと、接合面部６２７とに密着することで、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に固定している。なお、実際には、図５に示すように、接合部材６４０は、可動基板５２の底部６２４Ａに対向する基板表面５２Ｄの間に毛細管力により進入する。また、接合部材６４０は、接合時に加熱溶融された状態で設けられるため、ベース６２０等の濡れ性によって、第一〜第三メタライズ面部６２６Ａ，６２６Ｂ，６２６Ｃにも接する場合がある。
【００４６】
ここで、接合部材６４０として、ベース６２０の素材であるセラミックや可動基板５２の素材であるガラスに対して密着性が、メタライズ面部６２６の金属に対する密着性より大きい材料が選択される。具体的には、接合部材６４０として、例えば有機系接着剤や、低融点ガラスが用いられる。このような接合部材６４０は、接合時の濡れ広がりによりメタライズ面部６２６に達した場合でも、密着性が小さく接合強度が小さくなる。このため、波長可変干渉フィルター５及びベース６２０の固定強度は、接合強度がより強い接合面部６２７の面積によって制御することが可能となる。つまり、接合強度を大きくしたい場合は、例えば、第三メタライズ面部６２６Ｃの幅寸法を小さくし、接合面部６２７の面積を大きくすればよい。
【００４７】
また、可動基板５２の熱膨張係数は、ベース６２０の熱膨張係数に対して十分に小さい。例えば、可動基板５２の素材として石英ガラスを用いる場合、熱膨張係数は０．５×１０−６Ｋ−１であり、ベース６２０のセラミック基板として、例えばアルミナを用いた場合は、７〜８×１０−６Ｋ−１、ジルコニアを用いた場合は、８〜１１×１０−６Ｋ−１の熱膨張係数となる。このような熱膨張係数では、加熱溶融された接合部材６４０を接合面部６２７及び基板側面５２Ａ，５２Ｂに密着させた後、冷却により接合部材６４０を硬化させると、熱膨張係数に応じた応力が発生する。つまり、ベース６２０の熱膨張係数が可動基板５２の熱膨張係数より大きいので、接合面部６２７近傍の接合部材６４０の収縮力Ｆ２が、基板側面５２Ａ，５２Ｂ近傍の接合部材６４０の収縮力Ｆ１より大きくなる。
この際、本実施形態では、上記のように、基板側面５２Ａ，５２Ｂと、この基板側面５２Ａ，５２Ｂに対して直交する面方向を有する接合面部６２７と、が接合部材６４０により接合されている。したがって、図５に示すように、収縮力Ｆ１と収縮力Ｆ２が作用する面方向がそれぞれ異なることから、収縮力Ｆ１と収縮力Ｆ２との差による影響が可動基板５２に加わりにくくなる。
【００４８】
また、メタライズ面部６２６は、ベース６２０のセラミック基板の表面に対して、例えば、Ａｕ、Ｗ等の金属を蒸着等することで成膜することで形成される。ここで、メタライズする金属としてＷ等の熱膨張係数が小さい素材を用いることが好ましい。例えば、Ｗの場合の熱膨張係数は４．５×１０−６Ｋ−１であり、アルミナやジルコニア等のセラミック基板よりも熱膨張係数が小さい。このような金属を用いたメタライズ面部６２６では、上記のように、接合時に加熱溶融された接合部材６４０が密着した場合でも、ガラス（可動基板５２）との熱膨張係数の差が、ガラス（可動基板５２）及びベース６２０（セラミック）の熱膨張係数の差よりも小さくなる。すなわち、熱膨張係数の差による応力が小さく、可動基板５２の撓みや反りへの影響を低減できる。
【００４９】
リッド６３０は、フィルター平面視において、ベース６２０と同様の矩形状の外形を有し、光を透過可能なガラスによって形成されている。このリッド６３０は、ベース６２０に波長可変干渉フィルター５が配置された状態で、第一凹部６２２を囲う側壁部の端面でありリッド接合面６２１に接合される。
【００５０】
［光学フィルターデバイスの製造］
先ず、固定領域６２５の接合面部６２７上に加熱溶融させる接合部材６４０を塗布する。そして、予め作成された波長可変干渉フィルター５の固定基板５１の位置決め部５１４を第一凹部６２２の底部６２２Ａに載置し、可動基板５２の第三基板側面５２Ｃを、当接面６２３Ａ１に当接して位置決めする。この際、可動基板５２の第一基板側面５２Ａ及び第二基板側面５２Ｂを接合部材６４０に当接及び密着させる。この後、接合部材６４０を硬化させる。
【００５１】
この後、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６４Ｐ，５６５Ｐと、内部端子６２２Ｄとをワイヤボンディング等により電気的に接続する。
そして、ベース６２０及びリッド６３０を例えば、低融点ガラス等を用いて接合する。
この後、封止孔６２２Ｂから筐体６１０内部の気体を吸引し、筐体内部空間を真空又は減圧状態とする。そして、その状態を維持したまま、例えばＡｕ等の封止部材６２２Ｃを封止孔６２２Ｂに挿通し、溶融させて封止孔６２２Ｂを閉塞する。
以上により、本実施形態の光学フィルターデバイス６００が製造される。
【００５２】
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態の光学フィルターデバイス６００では、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２の第一及び第二基板側面５２Ａ，５２Ｂと、ベース６２０の基板側面５２Ａ，５２Ｂに対して直交する面方向を有する接合面部６２７と、が接合部材６４０に接合されている。
このような構成では、可動基板５２とベース６２０との熱膨張係数に差があった場合でも、接合面部６２７の面方向に沿って発生する収縮力Ｆ１と、基板側面５２Ａ，５２Ｂの面方向に沿って発生する収縮力Ｆ２とがそれぞれ異なる方向となる。したがって、収縮力Ｆ２に対する収縮力Ｆ１の影響が小さく、可動基板５２を撓ませようとする応力も小さくなる。したがって、本実施形態では、可動基板５２の撓みや反りに応じた反射膜５４，５５の撓みや反りも抑制でき、波長可変干渉フィルター５の分解能低下を抑制できる。
また、可動基板５２において、基板側面５２Ａ，５２Ｂに接合部材６４０を密着させる。このような構成では、基板表面５２Ｄと収納領域６２４の底部６２４Ａとを接合部材により接合する構成に比べて、可動基板５２の撓みや反りの原因となる基板厚み方向への応力に対して強く、波長可変干渉フィルター５の分解能の低下をより抑制できる。
以上により、可動基板５２の撓みや反りを抑制でき、可動基板５２に設けられた可動反射膜５５、可動基板５２に接合された固定基板５１、固定基板５１に設けられた固定反射膜５４の撓みや反りも抑制できる。これにより、波長可変干渉フィルター５の光学特性の低下を抑制できる。
【００５３】
本実施形態では、ベース６２０に設けられた第二凹部６２３は、収納領域６２４及び固定領域６２５を有し、固定領域に接合面部６２７が設けられる。そして、この接合面部６２７を囲うように、第一メタライズ面部６２６Ａ及び第三メタライズ面部６２６Ｃが設けられている。
このようなメタライズ処理されたメタライズ面部６２６は、接合部材６４０である有機系接着剤や低融点ガラスに対する密着性がセラミック基板よりも小さい。したがって、接合部材６４０がこれらのメタライズ面部６２６に接したとしても、接合時において接合部材６４０が受ける応力が小さく、また強い応力が作用した場合でも接合部材６４０がメタライズ面部６２６から剥がれることで、可動基板５２への応力伝達を抑制できる。したがって、可動基板５２の撓みや反りをより確実に抑制できる。
また、メタライズ面部６２６の面積を調整することで、高い密着性で接合部材６４０が接合される接合面部６２７の面積を調整することができる。したがって、光学フィルターデバイスの設置環境等に応じて、接合面部６２７の面積を調整することで、設置環境に適した接合強度で波長可変干渉フィルター５を固定することができる。
【００５４】
また、第一メタライズ面部６２６Ａは、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２の基板表面５２Ｄに対向する領域に設けられている。可動基板５２をベース６２０に固定する際、加熱溶融された接合部材６４０が、毛細管力によって、可動基板５２と、第二凹部６２３における収納領域６２４の底部６２４Ａとの間に流入することがある。ここで、この収納領域６２４の底部６２４Ａがメタライズ処理されていない場合、当該底部６２４Ａと可動基板５２の基板表面５２Ｄとの間で、熱膨張係数の差による応力が生じ、可動基板５２を撓みや反りを発生させるような応力が作用する。これに対して、本実施形態では、上記のように第一メタライズ面部６２６Ａが設けられることで、可動基板５２及び第一メタライズ面部６２６Ａの間で作用する応力を低減できる。また、本実施形態では、メタライズ面部６２６のメタライズ処理に、Ｗ等の石英ガラスに近い熱膨張係数の金属を用いることができる。このような金属によりメタライズ処理された場合、可動基板５２と、メタライズ面部６２６との熱膨張係数の差が、セラミック基板の場合に比べて小さく、仮に接合部材６４０がメタライズ面部６２６に密着接合された場合であっても、熱膨張係数の差による応力を緩和できる。
【００５５】
本実施形態では、第二凹部６２３の側壁部６２３Ａのうち、少なくとも固定領域６２５を囲う側壁部６２３Ａが第二メタライズ面部６２６Ｂとなる。したがって、接合部材６４０が可動基板５２の基板側面５２Ａ，５２Ｂに対向する側壁部６２３Ａに接した場合でも、メタライズ処理された部分に接することになる。したがって、例えば、接合部材６４０が基板側面５２Ａ，５２Ｂに対向するセラミック基板に接合される場合に比べて、接合強度を小さくでき、熱膨張係数の差によって可動基板５２に加わる応力も小さくなる。これにより、より可動基板５２の撓みや反りを軽減できる。
【００５６】
本実施形態では、接合部材６４０として、有機系接着剤や低融点ガラス等、メタライズ処理されたメタライズ面部６２６に対する密着性が、セラミック基板に対する密着性よりも小さい素材を用いる。これにより、上述したような可動基板５２への応力の伝達抑制の効果をより確実に得ることができる。
【００５７】
本実施形態では、可動基板５２の基板側面５２Ｃが、第二凹部６２３の当接面６２３Ａ１に当接して位置決めされる。このため、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に接合する際に、容易にアライメント調整を行うことができる。
【００５８】
［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。
第二実施形態では、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。
【００５９】
［測色装置の概略構成］
図６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６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。
【００６０】
［光源装置の構成］
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図６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が液晶ディスプレイ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。
【００６１】
［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。この測色センサー３は、図６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。
【００６２】
検出部３１は、本発明の受光部であり、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の外側表面に形成された外側端子が接続されており、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。
【００６３】
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、電極パッド５６４Ｐ，５６５Ｐ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。
【００６４】
［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６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。
【００６５】
［第二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、接合時における可動基板５２の撓みや反りを低減でき、波長可変干渉フィルター５から所望波長の光を精度よく出射させることができる。
したがって、光学モジュールである測色センサー３は、検出部３１により所望波長の光量を高精度に検出することが可能となる。これにより、電子機器である測色装置１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を制御することで、検査対象Ｘに対する高精度な測色処理を実施できる。
【００６６】
［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、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２を固定する構成について例示したが、固定基板５１を固定する構成などとしてもよい。図７は、固定基板を筐体６１０に接合する際の固定部の一例を示す図である。
この場合、図７に示すように、第一凹部６２２に固定基板５１が収納される収納領域６２２Ｅと、接合部材６４０が設けられる固定領域６２２Ｆを設ける。そして、固定領域６２２Ｆの接合面部６２２Ｇを囲うように、収納領域６２２Ｅ及び固定領域６２２Ｆにメタライズ処理した領域のメタライズ面部６２２Ｈ，６２２Ｉを設ける。また、第一凹部６２２のうち、固定領域６２２Ｆを囲う側壁部にメタライズ処理を施し、メタライズ面部６２２Ｊを設ける。そして、固定領域６２２Ｆの接合面部６２２Ｇと固定基板５１の基板側面５１Ａとに密着するように接合部材６４０を設けて、波長可変干渉フィルター５とベース６２０とを接合する。
【００６７】
上記実施形態では、可動基板５２の基板側面５２Ｃを第二凹部６２３の当接面６２３Ａ１に当接させることで位置決めしたが、これに限定されない。例えば、可動基板５２の辺Ｃ３−Ｃ４に対応した基板側面５２Ａを収納領域６２４の対向する面に当接させて位置決めしてもよい。その他、辺Ｃ１−Ｃ４に対応する基板側面５２Ｃや、辺Ｃ２−Ｃ３に対応する基板側面を、収納領域６２４の対向する面に当接させて位置決めしてもよい。
【００６８】
第二凹部６２３の側壁部６２３Ａをメタライズ処理し、固定領域６２５を囲うように第二メタライズ面部６２６Ｂを設ける例を示したが、これに限定されない。例えば、接合部材６４０の塗布量を側壁部６２３Ａまで濡れ広がらない量に制限することで、第二メタライズ面部６２６Ｂへのメタライズ処理を省略してもよい。
【００６９】
第一メタライズ面部６２６Ａとして、上述したように、収納領域６２４の底部６２４Ａの全面を覆うように設けてもよい。
第三メタライズ面部６２６Ｃを設ける構成を例示したが、第三メタライズ面部６２６Ｃを設けない構成としてもよい。この場合でも、第二メタライズ面部６２６Ｂが設けられることで、熱膨張係数の差による可動基板５２への応力伝達を抑制することができる。
【００７０】
固定領域６２５が設けられる領域として、可動基板５２における頂点Ｃ４近傍の一部としたが、これに限定されず、例えば、辺Ｃ３−Ｃ４に対応する基板側面５２Ａ全体に亘って固定領域６２５が設けられてもよい。
また、頂点Ｃ３，Ｃ４の近傍等、複数個所に固定領域６２５を設けてもよい。
【００７１】
接合面部６２７が、基板側面５２Ａに対して直交する面方向を有する例を示したが、これに限定されない。接合面部６２７が、基板側面５２Ａに対して傾斜する面方向を有していればよく、例えば接合面部６２７が基板側面５２Ａに対して所定角度（例えば１０°等）で傾斜していてもよい。
【００７２】
上記各実施形態では、固定基板５１及び可動基板５２のいずれかを接合部材６４０で固定する構成としたが、これに限定されず、例えば図５及び図７の接合部を組み合わせる等により、固定基板５１及び可動基板５２の両方を接合部材６４０で固定する構成としてもよい。ただし、この場合、接合部材６４０として線膨張係数差が固定基板５１や可動基板５２と大きく異なる素材を用いたり、接合膜５３の剛性よりも厚み方向の圧縮力が大きくなるような接着剤を用いたりすると、固定基板５１及び可動基板５２の傾斜や、ギャップ寸法の変動の原因となる。したがって、上述した各実施形態のように、接合部材６４０は、固定基板５１や可動基板５２のいずれか一方に設けられる構成とすることが好ましい。
【００７３】
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５として、固定電極５６１、及び可動電極５６２に電圧を印加することで、静電引力により反射膜間ギャップＧ１の大きさを変更する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、反射膜間ギャップＧ１を変更するアクチュエーターとして、固定電極５６１の代わりに、第一誘電コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘電コイル又は永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
【００７４】
上記各実施形態では、反射膜間ギャップＧ１を変更可能に構成された波長可変干渉フィルター５を例示したが、これに限定されず、反射膜間ギャップＧ１の大きさが固定された干渉フィルターであってもよい。
また、上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５として、一対の基板５１，５２と、各基板５１，５２のそれぞれに設けられた一対の反射膜５４，５５を備える構成を例示したが、これに限定されない。例えば、可動基板５２が設けられない構成とし、固定基板５１を筐体６１０に固定する構成としてもよい。この場合、例えば、基板（固定基板）の一面に第一反射膜、ギャップスペーサ、及び第二反射膜を積層形成し、第一反射膜と第二反射膜とがギャップを介して対向する構成とする。当該構成では、一枚の基板からなる構成となり、分光素子をより薄型化することができる。
【００７５】
また、上記各実施形態では、波長可変干渉フィルターや干渉フィルターを筐体に収納した光学フィルターデバイスを例示したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ＭＥＭＳ素子を筐体に収納したＭＥＭＳデバイスについても、本発明を好適に適用できる。
ＭＥＭＳ素子としては、例えば、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の光学素子を例示できる。このような構成でも、光学素子が備える基板の撓みを抑制でき、光学素子が備える光学部材に応力が加わることを抑制できる。したがって、光学素子の光学特性の低下を抑制できる。
【００７６】
その他、ＭＥＭＳ素子として、圧電振動素子（例えば、水晶振動子、セラミック振動子、シリコン振動子）や圧力センサー素子、加速度センサー素子、ジャイロセンサー素子等、性能向上や劣化防止等の目的で筐体に収納される各種のＭＥＭＳ素子が例示できる。
圧電振動素子では、基板が撓みを抑制することで、振動子に応力が加わることを抑制でき、振動特性の変化を抑制できる。圧力センサー素子では、ダイアフラムに応力が加わることを抑制でき、これによりダイアフラムが変形による検出精度の低下を抑制できる。加速度センサー素子やジャイロセンサー素子においても、同様に、加速度や角速度を検出するために基板上に設けられた検出部に応力が加わることを抑制でき、検出精度の低下を抑制できる。
【００７７】
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フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器を用いることができる。
以下、本発明の光学フィルターデバイスを利用した電子機器の変形例について説明する。なお、以下に例示する電子機器は、上記光学フィルターデバイス６００を備え、波長可変干渉フィルター５が接合部材６４０によって筐体６１０に固定されている。
【００７８】
本発明の電子機器は、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、本発明の光学フィルター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。
【００７９】
図８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９は、図８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８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。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８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。
さらに、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図９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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
なお、図８及び図９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。
【００８４】
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。
【００８５】
図１０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１０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。
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。さらに、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、さらには、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。
【００８８】
また、図１０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。
さらには、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。
【００８９】
さらには、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。
【００９０】
また、電子機器としては、本発明の光学フィルターデバイスが備える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１１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１１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１１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。
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。
【００９１】
さらには、本発明の光学フィルターデバイスが備える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、本発明の光学フィルターデバイスが備える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。
【００９２】
さらには、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。
【００９３】
上記に示すように、本発明の光学フィルターデバイス及び電子機器は、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、上記光学フィルターデバイスは、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。
【００９４】
上述の測色装置１、ガス検出装置１００、食物分析装置２００、及び分光カメラ３００の説明では、第一実施形態の光学フィルターデバイス６００を適用した例を示したが、これに限定されない。もちろん、他の実施形態の光学フィルターデバイスも同様に測色装置１等に適用できる。
【００９５】
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】
【００９６】
１…測色装置（電子機器）、３…測色センサー（光学モジュール）、４…制御装置（制御部）、５…波長可変干渉フィルター（干渉フィルター、ＭＥＭＳ素子）、３１…検出部（受光部）、５１…固定基板、５１Ａ…基板側面、５２…可動基板、５２Ａ…第一基板側面、５２Ｂ…第二基板側面、５２Ｃ…第三基板側面、５２Ｄ…基板表面、５４…固定反射膜、５５…可動反射膜、１００…ガス検出装置（電子機器）、１３７…受光素子（受光部）、１３８…制御部、２００…食物分析装置（電子機器）、２１３…撮像部（受光部）、２２０…制御部、３００…分光カメラ（電子機器）、３３０…撮像部（受光部）、５１４…位置決め部、６００…光学フィルターデバイス（ＭＥＭＳデバイス）、６１０…筐体、６２０…ベース、６２２…第一凹部、６２２Ａ…第一凹部の底部、６２３Ａ１…当接面、６２２Ｂ…封止孔、６２２Ｃ…封止部材、６２２Ｅ…収納領域、６２２Ｆ…固定領域、６２２Ｇ…接合面部、６２２Ｈ，６２２Ｉ，６２２Ｊ…メタライズ面部、６２３…第二凹部、６２３Ａ…第二凹部の側壁部、６２３Ａ１…当接面、６２４…収納領域、６２４Ａ…収納領域における底部、６２５…固定領域、６２５Ａ…固定領域における底部、６２６…メタライズ面部、６２６Ａ…第一メタライズ面部、６２６Ｂ…第二メタライズ面部、６２６Ｃ…第三メタライズ面部、６２７…接合面部、６３０…リッド、６４０…接合部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015212751.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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