(57)【要約】【課題】配線信頼性の向上を図れる干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及び干渉フィルターの製造方法を提供する。【解決手段】波長可変干渉フィルターは、互いに対向する固定反射膜５４及び可動反射膜と、固定反射膜５４が設けられた固定基板と、固定基板に設けられ、固定反射膜５４に接続される第一ミラー電極５４１と、を備え、固定反射膜５４は、導電層である高屈折層５７Ａを含む複数の層を積層して構成され、第一ミラー電極５４１は、固定反射膜５４において固定基板５１に最も近い高屈折層５７Ａである第一導電層５７１に接続されている。【選択図】図４
2015212752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の反射膜と、
前記一対の反射膜の一方が設けられた基板と、
前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極と、を備え、
前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、
前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続されている
ことを特徴とする干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉フィルターにおいて、
前記配線電極の厚み寸法は、前記基板から前記第一導電層までの寸法よりも大きい
ことを特徴とする干渉フィルター。
【請求項３】
請求項２に記載の干渉フィルターにおいて、
前記配線電極は、前記一対の反射膜を膜厚方向から見た平面視において、少なくとも前記反射膜の外周縁から所定寸法内側の一部までを覆って設けられている
ことを特徴とする干渉フィルター。
【請求項４】
請求項１に記載の干渉フィルターにおいて、
前記第一導電層の一部は、前記配線電極の一部に積層されている
ことを特徴とする干渉フィルター。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の干渉フィルターにおいて、
前記一対の反射膜は、前記一対の反射膜を膜厚方向から見た平面視において、所定の光干渉領域を有し、
前記配線電極は、前記平面視において、前記反射膜の前記光干渉領域以外の領域に重なっている
ことを特徴とする干渉フィルター。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の干渉フィルターにおいて、
前記反射膜は、高屈折層及び低屈折層を交互に積層して構成され、
前記高屈折層は、Ｓｉにより構成されている
ことを特徴とする干渉フィルター。
【請求項７】
一対の基板、前記一対の基板のそれぞれに設けられて互いに対向する一対の反射膜、及び前記基板に設けられ、前記反射膜に接続される配線電極を備えた干渉フィルターと、
前記干渉フィルターを収納する筐体と、を備え、
前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、
前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続されている
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
【請求項８】
互いに対向する一対の反射膜、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターと、
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、
前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、
前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続されている
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項９】
互いに対向する一対の反射膜、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターと、
前記干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、
前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、
前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続されている
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
互いに対向する一対の反射膜、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターの製造方法であって、
前記基板に、導電層を含む複数の層を積層した前記反射膜を形成する第一工程と、
前記第一工程の後、前記基板に、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層から前記基板までの寸法よりも厚み寸法が大きい配線電極を形成して、当該配線電極と前記第一導電層とを接続する第二工程と、
を含むことを特徴とする干渉フィルターの製造方法。
【請求項１１】
互いに対向する一対の反射膜、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターの製造方法であって、
前記基板に、前記配線電極を形成する第三工程と、
前記第三工程の後、前記基板に、導電層を含む複数の層を積層した前記反射膜を形成する第四工程と、を含み、
前記第四工程において、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層の一部を前記配線電極の一部に積層させる
ことを特徴とする干渉フィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及び干渉フィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに対向する一対の反射膜を有し、この反射膜間の距離（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選択して射出させる干渉フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の干渉フィルターでは、各反射膜上に電極が配置され、電極間に電圧を印加することで、反射膜間のギャップ寸法を変化させることが可能となる。また、反射膜として誘電体多層膜が用いられ、スペクトルの半値幅が小さい（分解能が高い）光を透過させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４２７５２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、干渉フィルターにおいて、例えば反射膜上に保持された電荷を除去するために、反射膜上に帯電防止用の電極を設ける構成や、各反射膜上に静電容量検出用の電極を配置し、これらの電極間の静電容量を検出する構成等、反射膜上に電極を設ける構成が提案されている。この場合、反射膜上の電極から、反射膜の外側に引き出された引出電極を形成し、引出電極に設けられた端子から回路に電気的接続を行う。
しかしながら、蒸着やスパッタリング等により、反射膜の端面（他方の反射膜に対向する上面に直交した側面）に電極や引出電極を形成すると、例えば当該端面において電極や引出電極が断線してしまうという課題がある。この場合、反射膜上の電極に対して電気的導通を適切にとることができず、配線信頼性が低下するという課題がある。特に、上記特許文献１のように、反射膜として誘電体多層膜を用いる場合、単層の反射膜に比べて厚み寸法が大きくなるため、より断線のリスクが高くなる。
【０００５】
本発明は、配線信頼性の向上を図れる干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及び干渉フィルターの製造方法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】
本適用例の干渉フィルターは、互いに対向する一対の反射膜と、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板と、前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極と、を備え、前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例では、反射膜が導電層を含む複数層により構成されており、基板に最も近い位置の導電層（第一導電層）が配線電極に接続されている。したがって、反射膜を構成する複数の層のうち、最も基板側に配置された第一導電層は、確実に配線電極で接続された電極として機能させることができる。すなわち、本適用例では、複数層からなる反射膜を電極としても機能させる場合に、配線電極を確実に反射膜に電気的に接続することができ、配線信頼性を向上させることができる。
【０００８】
本適用例の干渉フィルターにおいて、前記配線電極の厚み寸法は、前記基板から前記第一導電層までの寸法よりも大きいことが好ましい。
本適用例では、配線電極の厚み寸法が基板から第一導電層までの寸法よりも大きい。このため、配線電極の厚み方向に沿った端面を、反射膜の側面部分（他方の反射膜に対する表面に対して交差する面）に接触させることで、確実に第一導電層と配線電極とを接続することができる。
【０００９】
本適用例の干渉フィルターでは、前記配線電極は、前記一対の反射膜を膜厚方向から見た平面視において、少なくとも前記反射膜の外周縁から所定寸法内側の一部までを覆って設けられていることが好ましい。
本適用例では、配線電極は、基板から反射膜の最表面（他方の反射膜に対向する面）の一部に亘って設けられている。このような構成では、配線電極の端面を、より確実に反射膜の側面部分に接触させることができ、配線信頼性をより向上させることができる。
【００１０】
本適用例の干渉フィルターにおいて、前記第一導電層の一部は、前記配線電極の一部に積層されていることが好ましい。
本適用例では、第一導電層の一部が配線電極上に積層されている。つまり、配線電極は基板と第一導電層との間に設けられている。
このような構成では、配線電極と第一導電層とが確実に接触し、電気的導通を確実に取れる。
【００１１】
本適用例の干渉フィルターにおいて、前記一対の反射膜は、前記一対の反射膜を膜厚方向から見た平面視において、所定の光干渉領域を有し、前記配線電極は、前記平面視において、前記反射膜の前記光干渉領域以外の領域に重なっていることが好ましい。
本適用例では、配線電極が反射膜の外周縁から内側に所定寸法となる位置まで設けられており、反射膜における上記所定寸法以内の領域が光干渉領域となる。このような構成では、配線電極をアパーチャーとして機能させることができる。
【００１２】
本適用例の干渉フィルターにおいて、前記反射膜は、高屈折層及び低屈折層を交互に積層して構成され、前記高屈折層は、Ｓｉにより構成されていることが好ましい。
本適用例では、反射膜は低屈折層と高屈折層との積層構造を有し、高屈折層は、導電層であるＳｉにより構成されている。Ｓｉは高屈折率を有し、低屈折層との屈折率の差が大きくなる。このような構成では、反射膜として、反射特性を有する波長域が広くなるため、干渉フィルターにおいて、出射させる光の波長域も広くできる。
【００１３】
本適用例の光学フィルターデバイスは、一対の基板、前記一対の基板のそれぞれに設けられて互いに対向する一対の反射膜、及び前記基板に設けられ、前記反射膜に接続される配線電極を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを収納する筐体と、を備え、前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続され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、反射膜の第一導電層と配線電極とを電気的に接続でき、配線信頼性を向上させることができる。
また、干渉フィルターが筐体内に収納されているため、例えば反射膜への異物の付着等を抑制でき、衝撃等から干渉フィルターを保護することもできる。
【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、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターと、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、前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続され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、反射膜の第一導電層と配線電極とを電気的に接続でき、配線信頼性を向上させることができる。したがって、当該干渉フィルターを有する光学モジュールにおいても、配線信頼性を高めることができる。
【００１５】
本適用例の電子機器は、互いに対向する一対の反射膜、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、前記反射膜は、導電層を含む複数の層を積層して構成され、前記配線電極は、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層に接続されていることを特徴とする。
本適用例では、上記発明と同様に反射膜の第一導電層と配線電極とを電気的に接続でき、配線信頼性を向上させることができる。したがって、当該干渉フィルターを有する電子機器においても、配線信頼性を高めることができる。
【００１６】
本適用例の干渉フィルターの製造方法は、互いに対向する一対の反射膜、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターの製造方法であって、前記基板に、導電層を含む複数の層を積層した前記反射膜を形成する第一工程と、前記第一工程の後、前記基板に、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層から前記基板までの寸法よりも厚み寸法が大きい配線電極を形成して、当該配線電極と前記第一導電層とを接続する第二工程と、を含むことを特徴とする。
本適用例では、第二工程において、基板から第一導電層までの寸法よりも大きい厚み寸法の配線電極を形成する。このため、上記発明と同様、反射膜の第一導電層と、配線電極とを確実に導通することができ、配線信頼性を向上させることができる。
【００１７】
本適用例の干渉フィルターの製造方法は、互いに対向する一対の反射膜、前記一対の反射膜の一方が設けられた基板、及び前記基板に設けられ、前記一対の反射膜の一方に接続される配線電極を備えた干渉フィルターの製造方法であって、前記基板に、前記配線電極を形成する第三工程と、前記第三工程の後、前記基板に、導電層を含む複数の層を積層した前記反射膜を形成する第四工程と、を含み、前記第四工程において、前記反射膜に含まれる前記導電層のうち前記基板に最も近い第一導電層の一部を前記配線電極の一部に積層させることを特徴とする。
本適用例では、基板に配線電極を形成しておき、その後、反射膜を形成する。この際、反射膜の第一導電層が配線電極の一部に積層されるため、第一導電層と配線電極とを確実に導通させることができ、配線信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線で波長可変干渉フィルターを切断した際の断面図。
【図４】第一実施形態の固定反射膜の概略構成を示す拡大断面図。
【図５】第一実施形態の波長可変干渉フィルターにおける固定基板形成固定を示す図。
【図６】第一実施形態の波長可変干渉フィルターにおける可動基板形成固定を示す図。
【図７】第一実施形態において、固定反射膜の側面部において第一ミラー電極が破断した状態を示す図。
【図８】第二実施形態の固定反射膜の概略構成を示す拡大断面図。
【図９】第三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１０】本発明の電子機器の他の一例である測色装置の概略構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の電子機器の他の一例であるガス検出装置の概略図。
【図１２】図１１のガス検出装置の制御系を示すブロック図。
【図１３】本発明の電子機器の他の一例である食物分析装置の概略構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の電子機器の他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について、図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明の第一実施形態に係る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、本発明の電子機器の一例であり、測定対象Ｘで反射した測定対象光（近赤外〜赤外波長域）における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Ｘで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Ｘとして、例えば液晶ディスプレイ等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
そして、この分光測定装置１は、図１に示すように、光学モジュール１０と、光学モジュール１０から出力された信号を処理する制御部２０と、を備えている。
【００２０】
［光学モジュールの構成］
光学モジュール１０は、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、駆動制御部１５とを備える。
この光学モジュール１０は、測定対象Ｘ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１１（受光部）で受光する。そして、ディテクター１１から出力された検出信号は、Ｉ−Ｖ変換器１２、アンプ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を介して制御部２０に出力される。
【００２１】
［波長可変干渉フィルターの構成］
次に、光学モジュール１０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は、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３は、図２におけるＡ−Ａ´線で波長可変干渉フィルター５を切断した断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図２及び図３に示すように、本発明の一対の基板の一方である固定基板５１、及び本発明の一対の基板の他方である可動基板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、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などにより構成された接合膜５３により接合されることで、一体的に構成されている。
【００２２】
固定基板５１の可動基板５２に対向する面には、本発明の一対の反射膜の一方である固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２の固定基板５１に対向する面には、本発明の一対の反射膜の他方である可動反射膜５５が設けられている。固定反射膜５４は、ギャップＧ１を介して、可動反射膜５５に対向する。
また、波長可変干渉フィルター５には、ギャップＧ１のギャップ寸法を調整（変更）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により構成される。
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、固定反射膜５４、可動反射膜５５の膜厚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。また、本実施形態では、フィルター平面視において、固定反射膜５４の中心点及び可動反射膜５５の中心点は、一致し、平面視におけるこれらの反射膜５４，５５の中心点をＯで示す。
【００２３】
（固定基板の構成）
固定基板５１は、図３に示すように、例えばエッチング等により形成された電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２を備える。また、固定基板５１の一端側（図２における辺Ｃ１−Ｃ２）は、可動基板５２の基板端縁（図２における辺Ｃ５−Ｃ６）よりも外側に突出しており、第一端子取出部５１４を構成している。
【００２４】
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、フィルター平面視において、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の溝底面には、静電アクチュエーター５６の固定電極５６１が設けられている。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、固定反射膜５４が設けられている。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁に向かって延出する電極引出溝（図示略）が設けられている。なお、図３では、電極配置溝５１１の溝底面に対して反射膜設置部５１２が垂直に立ち上がっているが、実際にはウエットエッチングによるサイドエッチングにより、略円弧状となる。
【００２５】
固定電極５６１は、例えば円弧状（略Ｃ字状）に形成されており、図２に示すように、辺Ｃ１−Ｃ２に近接する一部にＣ字開口部が設けられる。また、固定電極５６１上に、可動電極５６２と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、固定電極５６１は、電極引出溝に沿って第一端子取出部５１４まで延出する固定引出電極５６３（図２参照）を備えている。この固定引出電極５６３の延出先端部は駆動制御部１５に電気的に接続されている。
【００２６】
反射膜設置部５１２の突出先端面には、固定反射膜５４が設けられている。図４は、本実施形態の固定反射膜５４の概略構成を示した拡大断面図である。
固定反射膜５４は、図４に示すように、高屈折層５７Ａと低屈折層５７Ｂとを交互に積層した多層膜により構成されている。本実施形態では、高屈折層５７ＡとしてＳｉ（屈折率３．５〜４）が用いられる。また、高屈折層５７ＡであるＳｉ層は導電性を有し、本発明の導電層を構成する。
低屈折層５７Ｂとしては、高屈折層に対して屈折率の差が大きい素材が好ましく、本実施形態では、ＳｉＯ２（屈折率１．５）が用いられている。なお、低屈折層５７Ｂとしては、その他、ＳｉＮｘ（屈折率１．７）、ＩＴＯ（屈折率１．８）、ＩＧＯ（屈折率１．８）等を用いてもよい。また、低屈折層５７Ｂを空気層としてもよい。この場合、高屈折層５７Ａ間にスペーサ等を設け、各層を保持する構成等が考えられる。
また、固定反射膜５４としては、上記に限られず、例えば、誘電体多層膜の一部（例えば最表面）にＡｇ合金等の他の膜材を積層する構成などとしてもよい。ここで、以降の説明にあたり、固定基板５１に最も近い位置にある高屈折層５７Ａを第一導電層５７１と称する。
【００２７】
そして、固定基板５１には、図３に示すように、固定反射膜５４の外周縁に接続され、固定電極５６１のＣ字開口部を通り、第一端子取出部５１４に向かって延出する第一ミラー電極５４１が設けられている。この第一ミラー電極５４１は、本発明の配線電極を構成する。
この第一ミラー電極５４１は、例えばＡｕ等の非透光性材料に構成されており、図２に示すように、フィルター平面視において、固定反射膜５４の外周縁から所定寸法内側の領域までを覆って形成されている。つまり、第一ミラー電極５４１は、固定反射膜５４の最表面上で円環状となり、アパーチャーとしても機能する。固定反射膜５４のうち、フィルター平面視において第一ミラー電極５４１と重ならない内径領域は、光干渉領域Ａｒ１となる。本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、この光干渉領域Ａｒ１に測定対象Ｘからの光が入射され、及び光干渉領域Ａｒ１から出射された光がディテクター１１により受光される。
【００２８】
また、本実施形態では、図４に示すように、この第一ミラー電極５４１は、固定基板５１から第一導電層５７１までの寸法Ｌ２よりも大きい厚み寸法Ｌ１を有している。具体的には、本実施形態において、高屈折層５７Ａの層厚寸法は、例えば１００ｎｍであり、低屈折層５７Ｂの層厚寸法は、例えば２５０ｎｍに形成される。これに対して、第一ミラー電極５４１の厚み寸法Ｌ１は、例えば３００ｎｍに形成され、固定基板５１から第一導電層５７１までの寸法Ｌ２よりも大きい。このような構成では、第一ミラー電極５４１の固定反射膜５４に対向する端面５４１Ａが、確実に第一導電層５７１に接触し、電気導通が取られる。
この第一ミラー電極５４１は、第一端子取出部５１４上で駆動制御部１５に接続される。
【００２９】
固定基板５１のうち、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝が形成されない領域は、接合膜５３により、可動基板５２に接合される。
【００３０】
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、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、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、一端側（図２における辺Ｃ７−Ｃ８）は、固定基板５１の基板端縁（図２における辺Ｃ３−Ｃ４）よりも外側に突出しており、第二端子取出部５２４を構成している。
【００３１】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。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部５１２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の固定基板５１に対向する可動面には、可動反射膜５５、及び可動電極５６２が設けられている。
【００３２】
可動電極５６２は、フィルター平面視において、可動反射膜５５の外周側に設けられ、固定電極５６１に対してギャップを介して対向配置されている。この可動電極５６２は、円弧状（略Ｃ字状）に形成されており、図３に示すように、辺Ｃ７−Ｃ８に近接する一部にＣ字開口部が設けられている。また、固定電極５６１と同様に、可動電極５６２上に絶縁膜が積層される構成としてもよい。
ここで、図２に示すように、フィルター平面視において、可動電極５６２と固定電極５６１とが重なる円弧領域（図２において右上がり斜線部で示される領域）により、静電アクチュエーター５６が構成されている。この静電アクチュエーター５６は、図２に示すように、フィルター平面視において、フィルター中心点Ｏに対して互いに点対称となる形状及び配置となる。したがって、静電アクチュエーター５６に電圧を印加した際に発生する静電引力も、フィルター中心点Ｏに対して点対称となる位置に作用し、バランスよく可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。
【００３３】
また、図２に示すように、可動電極５６２は、第二端子取出部５２４に向かって延出する可動引出電極５６４が設けられている。この可動引出電極５６４は、固定基板５１に設けられた電極引出溝に対向する位置に沿って配置される。また、可動引出電極５６４の延出先端部は駆動制御部１５に接続されている。
【００３４】
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面の中心部に、固定反射膜５４と反射膜間ギャップ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。つまり、可動反射膜５５は、図４に示すような固定反射膜５４と同様に、高屈折層５７Ａと低屈折層５７Ｂとを交互に積層することで構成されている。そして、固定反射膜５４と同様、高屈折層５７ＡとしてＳｉが用いられ、低屈折層５７ＢとしてＳｉＯ２が用いられる。
【００３５】
また、可動基板５２には、図２に示すように、可動反射膜５５に接続され、可動電極５６２のＣ字開口部を通り、第二端子取出部５２４に向かって延出する第二ミラー電極５５１が設けられている。
この第二ミラー電極５５１は本発明の配線電極を構成し、第一ミラー電極５４１と同様に、例えばＡｕ等の非透光性材料に構成されている。そして、第二ミラー電極５５１は、図２に示すように、フィルター平面視において、可動反射膜５５における光干渉領域Ａｒ１以外の領域を覆い、アパーチャーとして機能する。
【００３６】
また、第二ミラー電極５５１は、第一ミラー電極５４１と同様の厚み寸法に形成されている。すなわち、可動反射膜５５において、可動基板５２に最も近い位置の高屈折層５７Ａを第一導電層とした場合に、可動基板５２から第一導電層までの寸法よりも、第二ミラー電極５５１の膜厚寸法の方が大きく形成されている。これにより、第二ミラー電極５５１が、確実に第一導電層に接触し、電気導通が取られる。
この第二ミラー電極５５１は、第二端子取出部５２４上で駆動制御部１５に接続される。
【００３７】
なお、本実施形態では、図３に示すように、電極５６１，５６２間のギャップがギャップＧ１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光を対象とする場合等、測定対象波長域によっては、ギャップＧ１が、電極５６１，５６２間のギャップよりも大きくなる構成としてもよい。
【００３８】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、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の形状変化が抑制される。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも発生しにくく、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、ダイヤフラム状の保持部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。
【００３９】
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられる。基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、接合膜５３を介して固定基板５１に接合される。
【００４０】
［光学モジュールのディテクター、Ｉ−Ｖ変換器、アンプ、Ａ／Ｄ変換器の構成］
次に、図１に戻り、光学モジュール１０について説明する。
ディテクター１１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１２に出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２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１４は、アンプ１３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２０に出力する。
【００４１】
［駆動制御部の構成］
駆動制御部１５は、制御部２０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に対して駆動電圧を印加する。これにより、静電アクチュエーター５６の固定電極５６１及び可動電極５６２間で静電引力が発生し、可動部５２１が固定基板５１側に変位する。
また、駆動制御部１５は、固定反射膜５４及び可動反射膜５５に対して高周波電圧を印加することで、反射膜間の静電容量を検出する。これにより、ギャップＧ１におけるギャップ寸法を検出することができる。
【００４２】
［制御部の構成］
次に、分光測定装置１の制御部２０について説明する。
制御部２０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、波長設定部２１と、光量取得部２２と、分光測定部２３と、を備えている。また、制御部２０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静電アクチュエーター５６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。
【００４３】
波長設定部２１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し、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静電アクチュエーター５６に印加させる旨の指令信号を駆動制御部１５に出力する。
光量取得部２２は、ディテクター１１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２３は、光量取得部２２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。
【００４４】
［波長可変干渉フィルターの製造方法］
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の製造方法について、図面に基づいて説明する。
波長可変干渉フィルター５の製造では、まず、固定基板５１を形成するための第一ガラス基板Ｍ１（図５参照）、及び可動基板５２を形成するための第二ガラス基板Ｍ２（図６参照）を用意し、固定基板形成工程、及び可動基板形成工程を実施する。この後、基板接合工程を実施し、固定基板形成工程により加工された第一ガラス基板Ｍ１と、可動基板形成工程により加工された第二ガラス基板Ｍ２とを接合する。更に、切断工程を実施し、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を個片化して波長可変干渉フィルター５を形成する。
以下、各工程について、図面に基づいて説明する。
【００４５】
（固定基板形成工程）
図５は、固定基板形成工程における第一ガラス基板Ｍ１の状態を示す図である。
固定基板形成工程では、まず、固定基板５１の製造素材である第一ガラス基板Ｍ１の両面を、表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで精密研磨し、例えば５００μｍの厚み寸法にする。
【００４６】
次に、図５（Ａ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１の基板表面をエッチングにより加工する。
具体的には、フォトリソグラフィ法によりパターニングされたレジストパターンをマスクに用いて、第一ガラス基板Ｍ１に対して、例えばフッ酸系（ＢＨＦ等）を用いたウエットエッチングを繰り返し施して、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２を形成する。
【００４７】
次に、第一ガラス基板Ｍ１に固定電極５６１、及び固定引出電極５６３（図５では図示を省略する）を形成する電極材料（例えばＩＴＯ等）を、蒸着法やスパッタリング法等を用いて成膜する。そして、第一ガラス基板Ｍ１にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて固定電極５６１、及び固定引出電極５６３の形状に合わせてレジストをパターニングする。そして、ウエットエッチングにより、固定電極５６１及び固定引出電極５６３をパターニングした後、レジストを除去する。
これにより、図５（Ｂ）に示すように、固定電極５６１、及び固定引出電極５６３が形成される。
【００４８】
この後、図５（Ｃ）に示すように、固定反射膜５４を形成する（第一工程）。
具体的には、フォトリソグラフィ法等により、第一ガラス基板Ｍ１上の反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成する。この後、固定反射膜５４を形成するための各層５７Ａ，５７Ｂをスパッタリング法又は蒸着法等により成膜する。この後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
【００４９】
そして、第一ガラス基板Ｍ１に対して、第一ミラー電極５４１を形成する電極材料（例えばＡｕやＣｒ／Ａｕ等）を蒸着法やスパッタリング法等を用いて成膜する。ここで、電極材料の厚み寸法Ｌ１が、固定基板５１から第一導電層５７１までの寸法Ｌ２以上となるように、電極材料を形成する。また、第一ガラス基板Ｍ１にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて、第一ミラー電極５４１の形成位置に合わせてレジストをパターニングする（第二工程）。そして、ウエットエッチングにより第一ミラー電極５４１をパターニングした後、レジストを除去する。
【００５０】
ここで、上述したように、第一ミラー電極５４１は、固定基板５１から固定反射膜５４の上面の一部（光干渉領域Ａｒ１以外の領域）を覆うように形成される。この際、第一ミラー電極５４１は、蒸着法やスパッタリング法により成膜されるので、固定反射膜５４の側面部に対して密着できず、図７に示すように、固定反射膜５４の側面部において、破断等する場合がある。この図７は、固定反射膜５４の側面部において、第一ミラー電極５４１が破断した状態を示す概略断面図である。
図７の破断箇所Ａに示すように、第一ミラー電極５４１が固定反射膜５４の下方（固定基板５１側）で破断した場合でも、第一ミラー電極５４１の厚み寸法Ｌ１が寸法Ｌ２よりも大きいので、第一ミラー電極５４１の端面５４１Ａが第一導電層５７１に接触する。したがって、上記のような破断が生じた場合でも、第一ミラー電極５４１と固定反射膜５４とが電気導通される。
【００５１】
以上により、固定反射膜５４、固定電極５６１、固定引出電極５６３、第一ミラー電極５４１が配置された固定基板５１が複数アレイ状に配置された第一ガラス基板Ｍ１が形成される。
【００５２】
（可動基板形成工程）
図６は、可動基板形成工程における第二ガラス基板Ｍ２の状態を示す図である。
可動基板形成工程では、まず、可動基板５２の製造素材である第二ガラス基板Ｍ２の両面を、表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで精密研磨し、例えば５００μｍの厚み寸法にする。
【００５３】
そして、第二ガラス基板Ｍ２をウエットエッチングすることで、図６（Ａ）に示すように、保持部５２２を形成し、可動基板５２の基板形状を決定する。
この後、第二ガラス基板Ｍ２に可動電極５６２、及び可動引出電極５６４（図６では図示を省略する）を形成する電極材料（例えばＩＴＯ等）を、蒸着法やスパッタリング法等を用いて成膜する。そして、第二ガラス基板Ｍ２にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて可動電極５６２、及び可動引出電極５６４の形状に合わせてレジストをパターニングする。そして、ウエットエッチングにより、可動電極５６２及び可動引出電極５６４をパターニングした後、レジストを除去する。これにより、図６（Ｂ）に示すように、可動電極５６２及び可動引出電極５６４が形成される。
【００５４】
次に、図６（Ｃ）に示すように、可動反射膜５５を形成する。この可動反射膜５５の形成も、固定反射膜５４と同様の方法により形成することができる。
すなわち、フォトリソグラフィ法等により、第二ガラス基板Ｍ２上の反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成する。この後、可動反射膜５５を形成するための各層５７Ａ，５７Ｂをスパッタリング法又は蒸着法等により成膜する。この後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
【００５５】
この後、図６（Ｄ）に示すように、第二ミラー電極５５１を形成する。
第二ミラー電極５５１の形成は、第一ミラー電極５４１と同様の方法を用いることができる。すなわち、厚み寸法が、可動基板５２から可動反射膜５５の第一導電層までの寸法以上となる第二ミラー電極５５１の電極材料を成膜し、この後、ウエットエッチングにより第二ミラー電極５５１を形成する。
以上により、可動反射膜５５、可動電極５６２、可動引出電極５６４、第二ミラー電極５５１が配置された可動基板５２が複数アレイ状に配置された第二ガラス基板Ｍ２が形成される。
【００５６】
（基板接合工程）
次に、基板接合工程及び切断工程について説明する。
基板接合工程では、まず、第一ガラス基板Ｍ１の第一接合部５１３と、第二ガラス基板Ｍ２の第二接合部５２３とに、ポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。
そして、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のプラズマ重合膜に対して活性化エネルギーを付与するために、Ｏ２プラズマ処理又はＵＶ処理を行う。Ｏ２プラズマ処理の場合は、Ｏ２流量１．８×１０−３（ｍ３／ｈ）、圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件で３０秒間実施する。また、ＵＶ処理の場合は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理する。
プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、これらの第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のアライメント調整を行い、プラズマ重合膜を介して第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を重ね合わせ、接合部分に例えば９８（Ｎ）の荷重を１０分間かける。これにより、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２同士が接合される。
【００５７】
（切断工程）
次に、切断工程について説明する。
切断工程では、固定基板５１及び可動基板５２をチップ単位で切り出し、図２及び図３に示すような波長可変干渉フィルター５を形成する。第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の切断には、例えばスクライブブレイクやレーザー切断等を利用することができる。
【００５８】
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、固定反射膜５４が、Ｓｉにより構成された高屈折層５７Ａと低屈折層５７Ｂとを交互に積層されることで構成されている。そして、この固定反射膜５４のうち固定基板５１に最も近い位置の高屈折層５７Ａである第一導電層５７１が、第一ミラー電極５４１に接続されている。
このため、固定反射膜５４の側面部分において、第一ミラー電極５４１が破断した場合でも、第一ミラー電極５４１と第一導電層５７１とが電気導通されているため、固定反射膜５４を電極として機能させることができる。すなわち、本実施形態では、電極として機能させる固定反射膜５４と第一ミラー電極５４１との配線信頼性を向上させることができ、これにより、光学モジュール１０や分光測定装置１における機器信頼性も向上させることができる。
【００５９】
本実施形態では、第一ミラー電極５４１の厚み寸法Ｌ１が、固定基板５１から第一導電層５７１までの寸法Ｌ２よりも大きい。このため、第一ミラー電極５４１の端面５４１Ａが確実に第一導電層５７１に接触することになり、接続信頼性をより高めることができる。
【００６０】
本実施形態では、第一ミラー電極５４１は、フィルター平面視において、固定反射膜５４の上面における光干渉領域Ａｒ１以外の部分を覆っている。このため、第一ミラー電極５４１をアパーチャーとして機能させることができ、別途、波長可変干渉フィルター５や光学モジュール１０においてアパーチャーを設ける必要がなく、構成の簡略化を図れる。
また、第一ミラー電極５４１により固定反射膜５４の外周から側面を覆う構成となるため、第一ミラー電極５４１の端面５４１Ａと固定反射膜５４の側面部分との間に隙間が生じることがなく、確実に第一ミラー電極５４１と固定反射膜５４の第一導電層５７１とを接続することができる。
【００６１】
本実施形態では、高屈折層５７ＡとしてＳｉが用いられている。
一般に、波長可変干渉フィルター５から出射可能な光の波長域Ｌは、高屈折層５７Ａの屈折率をｎＨ、低屈折層５７Ｂの屈折率をｎＬとして、Ｌ＝ｆ（ｎＨ／ｎＬ）により算出される。
ここで、各膜厚がλ／４設計の場合には、以下の式（１）と表すことができる。
【００６２】
【数１】
2015212752.tif 000003
【００６３】
Ｓｉは、屈折率が３．５〜４であり、例えばＴｉＯ２等の他の高屈折素材と比べても屈折率が高い。したがって、低屈折層５７Ｂとの屈折率の差を大きくでき、波長可変干渉フィルター５から出射可能となる波長域を広げることができる。このため、光学モジュール１０により検出可能な光の波長域を広くでき、分光測定装置１において分光測定可能な波長域を広げることができる。
なお、以上の作用効果について、可動反射膜５５及び第二ミラー電極５５１についても同様である。
【００６４】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の波長可変干渉フィルター５では、第一ミラー電極５４１の厚み寸法を、固定反射膜５４から第一導電層５７１までの寸法より大きく形成し、第二ミラー電極５５１の厚み寸法を可動基板５２から可動反射膜５５における第一導電層までの寸法より大きく形成することで、ミラー電極５４１，５５１と、反射膜５４，５５との接続信頼性を向上させた。
これに対して、本実施形態では、反射膜５４，５５と基板５１，５２との間にミラー電極５４１，５５１を設けることで、ミラー電極５４１，５５１と、反射膜５４，５５とを接続する点で上記第一実施形態と相違する。
【００６５】
図８は、本発明に係る第二実施形態における固定反射膜５４近傍の拡大断面図である。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符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
図８に示すように、本実施形態では、第一ミラー電極５４１のうち、固定反射膜５４と重なる円環状の一部重畳領域５４１Ｂの上面に、固定反射膜５４の第一導電層５７１が積層される。つまり、本実施形態では、固定反射膜５４のうち固定基板５１に最も近い位置の層が第一導電層５７１となり、第一ミラー電極５４１の一部重畳領域５４１Ｂに積層されることで、第一導電層５７１と第一ミラー電極５４１とが電気導通される構成となる。
【００６６】
このような構成は以下のように形成する。
すなわち、上記第一実施形態の固定基板形成工程において、固定電極５６１及び固定引出電極５６３を形成した後、固定反射膜５４を形成する前に、第一ガラス基板Ｍ１に第一ミラー電極５４１を形成する（第三工程）。この際、第一ミラー電極５４１の厚み寸法は特に限定されず、任意の厚み寸法としてよいが、図８に示すように、第一導電層５７１の層厚寸法未満とすることが好ましい。
この後、フォトリソグラフィ法等により、第一ガラス基板Ｍ１上の反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成し、固定反射膜５４を形成するための各層５７Ａ，５７Ｂをスパッタリング法又は蒸着法等により成膜する。この後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する（第四工程）。
以上により、第一ミラー電極５４１と固定反射膜５４の第一導電層５７１とが電気導通される。
【００６７】
なお、上記において、固定反射膜５４及び第一ミラー電極５４１について説明したが、可動反射膜５５及び第二ミラー電極５５１においても同様であるため、ここでの説明は、省略する。
【００６８】
［第二実施形態の作用効果］
本実施形態では、第一ミラー電極５４１の一部重畳領域５４１Ｂ上に固定反射膜５４の第一導電層５７１が積層されて、電気的に導通されている。これにより、上記第一実施形態と同様、固定反射膜５４と第一ミラー電極５４１との配線信頼性を向上させることができる。なお、可動反射膜５５及び第二ミラー電極５５１においても同様である。
【００６９】
［第三実施形態］
上記第一及び第二実施形態の分光測定装置１では、光学モジュール１０に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型化の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
【００７０】
図９は、本発明の第二実施形態に係る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。
図９に示すように、光学フィルターデバイス６００は、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。
筐体６１０は、図９に示すように、ベース６２０と、リッド６３０と、を備えている。これらのベース６２０及びリッド６３０が接合されることで、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。
【００７１】
（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。
【００７２】
台座部６２１は、厚み方向に貫通する開口部６２３を備えている。この開口部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、開口部６２３を覆うガラス部材６２７が接合されている。台座部６２１とガラス部材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。
【００７３】
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の引出電極５６３，５６４及びミラー電極５４１，５５１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、引出電極５６３，５６４及びミラー電極５４１，５５１とは、例えばＡｕ等のワイヤーを用いたワイヤーボンディングにより接続される。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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（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透明部材であり、例えばガラス等により構成される。
リッド６３０は、図９に示すように、ベース６２０の側壁部６２２に接合されている。この接合方法としては、例えば、低融点ガラスを用いた接合等が例示できる。
【００７７】
［第三実施形態の作用効果］
上述したような本実施形態の光学フィルターデバイス６００では、筐体６１０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、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。
【００７８】
［その他の実施形態］
なお、本発明は前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。
上記実施形態では、導電層として、Ｓｉを用いたが、これに限定されない。例えば、導電層として、ＩＴＯやＩＧＯ等を用いてもよい。また、このようなＩＴＯやＩＧＯ等の透明電極を用いる場合では、別途アパーチャーを設ける構成としてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、高屈折層５７Ａが導電層である例を示したがこれに限定されない。例えば、ＩＴＯやＩＧＯ等の導電層を低屈折層５６Ｂとして用い、高屈折層５７ＡをＴｉＯ２等により構成してもよい。
また、例えばＳｉの高屈折層５７Ａと、ＩＴＯの低屈折層５７Ｂとを用いる等、全層を導電層としてもよい。さらに、高屈折層５７Ａとして、下層部（基板５１，５２に近い所定数の層）を導電性のあるＳｉ等により構成し、上層部（上記下層部以外の層）を誘電体膜のＴｉＯ２等により構成してもよい。
【００８０】
上記第一実施形態において、フィルター平面視において、ミラー電極５４１，５５１を反射膜５４，５５の外周部に重ね合せたが、これに限定されない。例えば、反射膜５４，５５の外周側面に接するように、ミラー電極５４１，５５１を形成してもよい。ただし、この場合、ミラー電極５４１，５５１の端面と反射膜５４，５５との間に隙間が生じるおそれがあるため、確実な導通を採るためには、上記第一実施形態のように、ミラー電極５４１，５５１の一部を反射膜５４，５５に重ね合せることが好ましい。
また、例えば、アパーチャーとしての機能が不要である場合では、ミラー電極５４１，５５１を、反射膜５４，５５の外周部の一部にのみ重ね合せる構成などとしてもよい。
【００８１】
上記実施形態では、固定電極５６１（固定引出電極５６３）と、第一ミラー電極５４１とを別素材により構成したが、これに限定されない。例えば、同一素材により構成されていてもよい。この場合、第一ミラー電極５４１の形成時に、固定電極５６１や固定引出電極５６３を形成すればよく、製造工程の簡略化を図れる。可動電極５６２（可動引出電極５６４）と、第二ミラー電極５５１においても同様である。
【００８２】
上記実施形態では、静電アクチュエーター５６により、反射膜５４，５５間のギャップ寸法を変更可能な構成としたが、これに限定されない。例えば、波長固定型のファブリーペローエタロンに対しても、本発明を適用することができる。
波長固定型の干渉フィルターでは、上記実施形態のような可動部５２１や保持部５２２が設けられず、固定基板５１と可動基板５２との間隔が一定に維持される。このような場合でも、上記のようなミラー電極５４１，５５１を設けることで、固定反射膜５４や可動反射膜５５の帯電を除去することができ、反射膜間の距離を一定に保つことができる。
【００８３】
本発明の電子機器として、上記各実施形態では、分光測定装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の光学モジュール、及び電子機器を適用することができる。
【００８４】
例えば、図１０に示すように、本発明の電子機器を、色を測定するための測色装置に適用することもできる。
図１０は、波長可変干渉フィルターを備えた測色装置４００の一例を示すブロック図である。
この測色装置４００は、図１０に示すように、測定対象Ｘに光を射出する光源装置４１０と、測色センサー４２０（光学モジュール）と、測色装置４００の全体動作を制御する制御装置４３０とを備える。そして、この測色装置４００は、光源装置４１０から射出される光を測定対象Ｘにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー４２０にて受光させ、測色センサー４２０から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち測定対象Ｘの色を分析して測定する装置である。
【００８５】
光源装置４１０、光源４１１、複数のレンズ４１２（図１０には１つのみ記載）を備え、測定対象Ｘ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４１２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４１０は、光源４１１から射出された基準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測定対象Ｘに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置４１０を備える測色装置４００を例示するが、例えば測定対象Ｘが液晶ディスプレイなどの発光部材である場合、光源装置４１０が設けられない構成としてもよい。
【００８６】
測色センサー４２０は、本発明の光学モジュールであり、図１０に示すように、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１１と、波長可変干渉フィルター５で透過させる光の波長を可変する駆動制御部１５とを備える。また、測色センサー４２０は、波長可変干渉フィルター５に対向する位置に、測定対象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４２０は、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、分光した光をディテクター１１にて受光する。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
【００８７】
制御装置４３０は、測色装置４００の全体動作を制御する。
この制御装置４３０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などを用いることができる。そして、制御装置４３０は、図１０に示すように、光源制御部４３１、測色センサー制御部４３２、及び測色処理部４３３などを備えて構成されている。
光源制御部４３１は、光源装置４１０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４１０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４３２は、測色センサー４２０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー４２０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４２０に出力する。これにより、測色センサー４２０の駆動制御部１５は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５６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４３３は、ディテクター１１により検出された受光量から、測定対象Ｘの色度を分析する。
【００８８】
また、本発明の電子機器の他の例として、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムが挙げられる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の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。
【００８９】
図１１は、本発明の光学モジュールを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図１２は、図１１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１１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、波長可変干渉フィルター５、及び受光素子１３７（受光部）等を含む検出装置（光学モジュール）と、受光素子１３７で受光された光に応じて出力された信号の処理や検出装置や光源部の制御を実施する制御部１３８（処理部）、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、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。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，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。
また、図１２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１２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、波長可変干渉フィルター５を制御するための駆動制御部１５、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などを備えている。
【００９０】
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。
【００９１】
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などが除去される。
【００９２】
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、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、駆動制御部１５に対して制御信号を出力する。これにより、駆動制御部１５は、上記第一実施形態と同様にして波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６を駆動させ、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。この場合、波長可変干渉フィルター５から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。
【００９３】
なお、上記図１１及び図１２において、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１００を例示したが、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。
【００９４】
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。
【００９５】
図１３は、本発明の光学モジュール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１３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波長可変干渉フィルター５と、分光された光を検出する撮像部２１３（受光部）と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
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、波長可変干渉フィルター５を制御する駆動制御部１５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。
【００９６】
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は駆動制御部１５の制御により、上記第一実施形態に示すような駆動方法で駆動される。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、駆動制御部１５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。
【００９７】
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。
【００９８】
また、図１３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。
【００９９】
更には、本発明の光学モジュール、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。
【０１００】
また、電子機器としては、本発明の光学モジュール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、分光分析機などにも適用できる。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１４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１４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１４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波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
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、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。
【０１０１】
更には、本発明の光学モジュール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、本発明の光学モジュール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、虹彩などの認証装置にも適用できる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
上記に示すように、本発明の光学モジュール、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、本発明の光学モジュールは、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、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。
【０１０４】
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他の構造等に適宜変更できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１…分光測定装置（電子機器）、５…波長可変干渉フィルター（干渉フィルター）、１０…光学モジュール、１１…ディテクター（受光部）、２０…制御部、５１…固定基板、５２…可動基板、５４…固定反射膜、５５…可動反射膜、５７Ａ…高屈折層、５７Ｂ…低屈折層、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）、４００…測色装置（電子機器）、４２０…測色センサー（光学モジュール）、４３０…制御装置（制御部）、５４１…第一ミラー電極（配線電極）、５４１Ａ…端面、５４１Ｂ…一部重畳領域、５５１…第二ミラー電極（配線電極）、５７１…第一導電層、６００…光学フィルターデバイス、６１０…筐体、Ａｒ１…光干渉領域、Ｇ１…ギャップ、Ｌ…波長域、Ｍ１…第一ガラス基板、Ｍ２…第二ガラス基板、Ｏ…フィルター中心点。
【図１】
2015212752.tif 000004
【図２】
2015212752.tif 000005
【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】
2015212752.tif 000012
【図１０】
2015212752.tif 000013
【図１１】
2015212752.tif 000014
【図１２】
2015212752.tif 000015
【図１３】
2015212752.tif 000016
【図１４】
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