(57)【要約】【課題】接合強度が強く、気密性が高い光学デバイス、光学モジュール、電子機器、光学筐体、及び光学筐体の製造方法を提供する。【解決手段】光学フィルターデバイス６００は、波長可変干渉フィルターと、第二開口部６３１を有するリッド６３０と、リッド６３０とともに収容空間を形成するベースと、第二開口部６３１を覆い、リッド６３０に低融点ガラス６３４により接合された第二ガラス部材６３２と、リッド６３０に設けられた金属メッキ６３３と、を備え、金属メッキ６３３は、リッド６３０を第二開口部６３１の開口面に対する法線方向から見た平面視において、第二ガラス部材６３２の外周縁よりも第二開口部６３１から離れる側に所定寸法離れ、かつ第二ガラス部材６３２の外周縁に沿ったラインＬの外側に設けられた。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光受光面又は光出射面を有する光学素子と、
開口部を有する第一部材と、
前記第一部材とともに前記光学素子を収容可能な収容空間を形成する第二部材と、
前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材と、
前記第一部材に設けられた金属メッキと、を備え、
前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられている
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光学デバイスにおいて、
前記透光部材は、低融点ガラスにより前記第一部材に接合されている
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の光学デバイスにおいて、
前記低融点ガラスの前記透光部材及び前記第一部材に接しない面を覆う樹脂部材を備えている
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の光学デバイスにおいて、
前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に前記所定寸法離れ、かつ前記透光部材の外周縁に沿ったラインから前記開口部の開口縁までの領域以外の領域を覆って設けられ、
前記樹脂部材は、前記ライン及び前記開口部の開口縁の間の領域のうち、前記低融点ガラスが設けられない領域を覆っている
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光学デバイスにおいて、
前記透光部材は、前記第一部材に対向する平面部と、前記平面部から当該透光部材の外周縁側に連続し、当該透光部材の外周縁に向かうに従って前記第一部材から離れる方向に傾斜する斜面部と、を備え、
前記低融点ガラスは、前記平面部及び前記第一部材の間に設けられ、
前記樹脂部材は、前記透光部材の前記斜面部に接している
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、
前記透光部材は、ガラスであり、
前記第一部材は、コバールであり、
前記金属メッキは、ニッケルを含む
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学デバイスにおいて、
前記光学素子は、互いに対向する一対の反射膜を備えた干渉フィルターである
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項８】
互いに対向する一対の反射膜を備えた干渉フィルター、開口部を有する第一部材、前記第一部材とともに前記干渉フィルターを収容可能な収容空間を形成する第二部材、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材、及び前記第一部材に設けられた金属メッキ、を備えた光学デバイスと、
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、
前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられている
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を備えた干渉フィルター、開口部を有する第一部材、前記第一部材とともに前記干渉フィルターを収容可能な収容空間を形成する第二部材、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材、及び前記第一部材に設けられた金属メッキ、を備えた光学デバイスと、
前記干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、
前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられている
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
開口部を有する第一部材と、
前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材と、
前記第一部材に設けられた金属メッキと、を備え、
前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられている
ことを特徴とする光学筐体。
【請求項１１】
開口部を有する第一部材、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材、及び前記第一部材に設けられた金属メッキを備えた光学筐体の製造方法であって、
前記第一部材は、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れ、かつ前記透光部材の外周縁に沿ったラインと、前記開口部の開口縁との間の第一領域、及び前記第一領域以外の第二領域を有し、
当該製造方法は、
前記第一部材の前記第二領域に前記金属メッキを形成するメッキ工程と、
前記開口部を覆う前記透光部材を前記第一部材の前記第一領域に接合する接合工程と、
を実施することを特徴とする光学筐体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学デバイス、光学モジュール、電子機器、光学筐体、及び光学筐体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、干渉フィルターやミラーデバイス等の光学素子を、気密封止された筐体内に収納した光学デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の光学デバイスは、容器状の基体と、基体の開口を閉塞し、光透過用の開口部を有する金属枠体と、金属枠体の開口部を閉塞するガラス部材とを備えている。また、金属枠体のガラス部材に対向する領域には、低融点ガラスの接合材が設けられ、この接合材により金属枠体とガラス部材とが接合されている。また、金属枠体のガラス部材に対向していない領域には金属枠体の防錆のための金属メッキが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９３６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、低融点ガラスにより、ガラス部材と金属枠体とを接合して良好な接合強度及び気密性を確保するためには、ガラス部材の外周に沿って低融点ガラスのフィレットを形成することが好ましい。
これに対して、上記特許文献１では、金属枠体表面におけるガラス部材に対向する領域のみに接合材が設けられているため、接合強度及び気密性が不十分であるという課題がある。
また、上記特許文献１において、フィレットを形成すると、金属枠体のガラス部材に対向していない領域には金属メッキが形成されているため、金属メッキ上に低融点ガラスのフィレットが形成されることになる。この場合、金属枠体と金属メッキとの熱膨張係数の差により、金属メッキにクラックが入り、この金属メッキのクラックが原因となって低融点ガラスにもクラックが入ることがある。この場合、やはり、ガラス部材と金属枠体との間の接合強度や気密性が低下してしまうという課題がある。
【０００５】
本発明は、接合強度が強く、気密性が高い光学デバイス、光学モジュール、電子機器、光学筐体、及び光学筐体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】
本発明の光学デバイスは、光受光面又は光出射面を有する光学素子と、開口部を有する第一部材と、前記第一部材とともに前記光学素子を収容可能な収容空間を形成する第二部材と、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材と、前記第一部材に設けられた金属メッキと、を備え、前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、第一部材に対して透光部材が接合され、第一部材において、透光部材の外周縁から所定寸法外側に金属メッキが設けられている。すなわち、透光部材の外周縁から所定寸法外側の位置から、開口部の開口縁までの領域（以降、第一領域と称する場合がある）には、金属メッキが設けられず、第一領域以外の領域（以降、第二領域と称する場合がある）に金属メッキが設けられる。なお、金属メッキは、第一領域内に設けられていなければよく、例えば第二領域全体に形成されていてもよく、第二領域の一部に設けられていてもよい。
このような構成では、透光部材及び第一部材を接合するための接合部材と金属メッキとが接しないため、例えば、金属メッキ及び接合部材の密着性が悪い場合や熱膨張係数が異なる場合でも、金属メッキにおけるクラックや劣化を抑制できる。これにより、金属メッキによる第一部材の耐食性を維持できる。また、金属メッキのクラックに起因した接合部材のクラックも発生しないので、第一部材及び透光部材を強い接合強度で、かつ高い気密性で接合することができる。
更に、透光部材の外周縁から所定寸法離れたラインの位置までが第一領域となるため、この第一領域に透光部材の外周縁に沿って接合部材のフィレットを形成することが可能となる。このようなフィレットを形成することで、第一部材及び透光部材の接合強度、及び気密性を更に向上させることが可能となる。
【０００８】
本発明の光学デバイスにおいて、前記透光部材は、低融点ガラスにより前記第一部材に接合されていることが好ましい。
本発明では、透光部材が低融点ガラスにより第一部材に接合されている。低融点ガラスを用いた接合により、透光部材及び第一部材の気密性の向上を図れる。
【０００９】
本発明の光学デバイスにおいて、前記低融点ガラスの前記透光部材及び前記第一部材に接しない面を覆う樹脂部材を備えていることが好ましい。
本発明では、低融点ガラスによる接合に加えて、更に樹脂部材により、当該低融点ガラスの透光部材や第一部材に接していない表面が覆われる。これにより、低融点ガラスの接合強度及び気密性を更に向上させることができる。
また、樹脂部材を、透光部材及び第一部材にも接するように設けることで、樹脂部材の硬化時に収縮により、透光部材を第一部材側に押圧することができ、接合強度の向上も図れる。
【００１０】
本発明の光学デバイスにおいて、前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に前記所定寸法離れ、かつ前記透光部材の外周縁に沿ったラインから前記開口部の開口縁までの領域以外の領域を覆って設けられ、前記樹脂部材は、前記ライン及び前記開口部の開口縁の間の領域のうち、前記低融点ガラスが設けられない領域を覆っていることが好ましい。
本発明では、第一部材は、第二領域が金属メッキにより覆われ、第一領域における低融点ガラスが接していない領域が樹脂部材により覆われる。つまり、第一部材全体が、低融点ガラス、金属メッキ、及び樹脂部材のいずれかに覆われる構成となる。このような構成とすることで、第一部材の表面が外部に露出せず、耐食性の向上を図ることができる。
【００１１】
本発明の光学デバイスにおいて、前記透光部材は、前記第一部材に対向する平面部と、前記平面部から当該透光部材の外周縁側に連続し、当該透光部材の外周縁に向かうに従って前記第一部材から離れる方向に傾斜する斜面部と、を備え、前記低融点ガラスは、前記平面部及び前記第一部材の間に設けられ、前記樹脂部材は、前記透光部材の前記斜面部に接していることが好ましい。
本発明では、低融点ガラスは、第一部材と平面部との間に設けられる。このような構成では、低融点ガラスのフィレットを、平面部の端部から第一部材に向かって形成することが可能となり、上記発明と同様、第一部材及び透光部材の接合強度、気密性の向上を図れる。
また、樹脂部材は、透光部材の斜面部に接する。つまり、樹脂部材は、透光部材の斜面部と第一部材との間、又は透光部材の斜面部と低融点ガラスにおける第一部材及び透光部材に接していない面（非接合面）との間に入り込む構成となる。このような構成では、樹脂部材が硬化時に収縮することで、透光部材を挟み込んで、第一部材側に押圧することができ、接合強度及び気密性の更なる向上を図れる。
【００１２】
本発明の光学デバイスにおいて、前記透光部材は、ガラスであり、前記第一部材は、コバールであり、前記金属メッキは、ニッケルを含むことが好ましい。
本発明では、第一部材としてコバールが用いられ、金属メッキとしてニッケルを含有するメッキ材料が用いられる。この場合、コバールに対するニッケルの密着性が高いため、金属メッキの剥離を抑制でき、コバールの耐食性を良好に維持できる。
また、熱膨張係数が近いガラス製の透光部材及びコバール製の第一部材を用いることで、接合部材として低融点ガラスを用いて接合を行った際に、熱膨張係数の差によって低融点ガラスにクラックが入る等の不都合を抑制でき、接合強度及び気密性の向上を図れる。
【００１３】
本発明の光学デバイスにおいて、前記光学素子は、互いに対向する一対の反射膜を備えた干渉フィルターであることが好ましい。
本発明では、干渉フィルターに用いられる反射膜は、例えば酸化等による劣化が生じると、干渉フィルターから出射される光の分解能が低下してしまう。このため、特に、光学デバイスの内部を減圧下（より好ましくは真空下）とし、気密に維持する必要がある。また、干渉フィルターとして、例えば静電アクチュエーター等により反射膜間のギャップ寸法を変更可能な構成とする場合、駆動時の応答性を向上させるために、光学デバイスの内部を減圧下（より好ましくは真空下）とし、気密に維持することが好ましい。
これに対して、本発明では、上記のように、透光部材と第一部材とが強い接合強度、かつ高い気密性で接合されるため、光学デバイスの内部を適切な環境（減圧又は真空）に維持することができ、干渉フィルターの性能低下を抑制できる。
【００１４】
本発明の光学モジュールは、互いに対向する一対の反射膜を備えた干渉フィルター、開口部を有する第一部材、前記第一部材とともに前記干渉フィルターを収容可能な収容空間を形成する第二部材、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材、及び前記第一部材に設けられた金属メッキ、を備えた光学デバイスと、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、前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられていることを特徴とする。
本発明では、上記発明と同様に光学デバイスにおける第一部材及び透光部材の接合強度、気密性の向上を図ることができ、光学デバイスの内部を適切な環境に維持できる。したがって、干渉フィルターの性能低下を抑制でき、干渉フィルターから所望波長の光を高い分解能で出射させることができる。これにより、光学モジュールにおいても、受光部で前記所望波長の光の正確な光量を検出することができる。
【００１５】
本発明の電子機器は、互いに対向する一対の反射膜を備えた干渉フィルター、開口部を有する第一部材、前記第一部材とともに前記干渉フィルターを収容可能な収容空間を形成する第二部材、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材、及び前記第一部材に設けられた金属メッキ、を備えた光学デバイスと、前記干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられていることを特徴とする。
本発明では、上記発明と同様に光学デバイスにおける第一部材及び透光部材の接合強度及び気密性の向上を図ることができ、光学デバイスの内部を適切な環境に維持できる。したがって、制御部により干渉フィルターを制御する際に、精度の高い制御を実施することができ、電子機器の機器性能を高めることができる。
【００１６】
本発明の光学筐体は、開口部を有する第一部材と、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材と、前記第一部材に設けられた金属メッキと、を備え、前記金属メッキは、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れた位置に設けられていることを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様に、第一部材の第一領域内において、透光部材が接合部材により接合され、第二領域に金属メッキが設けられている。このため、接合部材と金属メッキとが接触することによる、金属メッキのクラックや、接合部材のクラックがない。また、接合部材のフィレットを第一領域内に設けることも可能となり、フィレットが形成された場合でも、当該フィレットが金属メッキに接することがない。したがって、金属メッキによる第一部材の耐食性を維持できるとともに、第一部材及び透光部材の接合強度及び気密性の向上を図れる。
【００１７】
本発明の光学筐体の製造方法は、開口部を有する第一部材、前記開口部を覆い、前記第一部材に接合された透光部材、及び前記第一部材に設けられた金属メッキを備えた光学筐体の製造方法であって、前記第一部材は、前記開口部の開口面に対する法線方向から見た平面視において、前記透光部材の外周縁よりも前記開口部から離れる側に所定寸法離れ、かつ前記透光部材の外周縁に沿ったラインと、前記開口部の開口縁との間の第一領域、及び前記第一領域以外の第二領域を有し、当該製造方法は、前記第一部材の前記第二領域に前記金属メッキを形成するメッキ工程と、前記開口部を覆う前記透光部材を前記第一部材の前記第一領域に接合する接合工程と、を実施することを特徴とする。
本発明では、メッキ工程により、第二領域に金属メッキを形成する。このメッキの形成方法としては、例えば第一部材全体に金属メッキを形成した後、エッチングや研磨等の各種手法により第一領域の前記メッキを除去してもよく、例えば第一領域に対応する部分をマスクした後、前記メッキを形成してもよい。そして、接合工程において、第一領域内で透光部材と第一部材とを接合部材により接合する。ここで、第一領域は、透光部材の外周縁よりも所定寸法外側に離れたラインから、開口部の開口縁までの領域に設定されている。したがって、透光部材の外周縁に沿ってフィレットを形成した場合でも、当該フィレットが金属メッキに接することがなく、フィレット及び金属メッキの接触による接合部材のクラックがない。これにより、第一部材及び透光部材を強い接合強度、高い実気密性で接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一実施形態の光学フィルターデバイスの概略を示す平面図。
【図２】第一実施形態の光学フィルターデバイスの断面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの平面図。
【図４】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの断面図。
【図５】第一実施形態のリッドの一部を拡大した拡大断面図。
【図６】第一実施形態の光学フィルターデバイスの製造工程を示すフローチャート。
【図７】第二実施形態のリッドの一部を拡大した拡大断面図。
【図８】第三実施形態のリッドの一部を拡大した拡大断面図。
【図９】各実施形態における光学フィルターデバイスの内部圧力の変化を示す図。
【図１０】第四実施形態の測色装置の概略構成を示すブロック図。
【図１１】電子機器の一例であるガス検出装置の概略構成を示す図。
【図１２】図１１のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図１３】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１４】電子機器の一例である分光カメラの概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【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、本発明の光学デバイスの一実施形態である、光学フィルターデバイス６００の概略構成を示す平面図である。また、図２は、当該光学フィルターデバイス６００の断面図である。
光学フィルターデバイス６００は、入射した検査対象光から、所定の目的波長の光を取り出して射出させる装置であり、筐体６１０（本発明の光学筐体）と、筐体６１０の内部に収納される波長可変干渉フィルター５を備えている。このような光学フィルターデバイス６００は、例えば測色センサー等の光学モジュールや、測色装置やガス分析装置等の電子機器に組み込むことができる。なお、光学フィルターデバイス６００を備えた光学モジュールや電子機器の構成については、後に詳述する。
【００２０】
［波長可変干渉フィルターの構成］
波長可変干渉フィルター５は、本発明の光学素子の一例である。
図３は、筐体６１０内部に収納された波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図であり、図４は、図３のIV−IV線で切断した、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図３に示すように、本発明の基板に相当する固定基板５１及び可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等により形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、図４に示すように、接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。具体的には、固定基板５１の第一接合部５１３、及び可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜等により構成された接合膜５３により接合されている。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１又は可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、及び可動基板５２の積層方向から波長可変干渉フィルター５を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
【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、反射膜間ギャップＧ１の距離（寸法）を調整するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、固定基板５１に設けられた固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２と、を備え、各電極５６１，５６２が対向することにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップを介して対向する。ここで、これらの電極５６１，５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。
なお、本実施形態では、反射膜間ギャップＧ１が電極間ギャップよりも小さく形成される構成を例示するが、例えば波長可変干渉フィルター５により透過させる波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１を電極間ギャップよりも大きく形成してもよい。
また、フィルター平面視において、固定基板５１の辺Ｃ１−Ｃ２は、可動基板５２の辺Ｃ１´−Ｃ２´よりも外側に突出し、固定側電装部５１４を構成する。また、可動基板５２の辺Ｃ３´−Ｃ４´は、固定基板５１の辺Ｃ３−Ｃ４よりも外側に突出し、可動側電装部５２４を構成する。
【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。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から固定側電装部５１４までの領域、及び電極配置溝５１１から辺Ｃ３−Ｃ４までの領域に接続電極溝５１１Ｂが設けられている。なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａ、接続電極溝５１１Ｂの底部、及び固定側電装部５１４の表面は同一平面となる。
【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。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁に接続された固定接続電極５６３が設けられている。この固定接続電極５６３は、電極配置溝５１１から固定側電装部５１４に向かう接続電極溝５１１Ｂ、固定側電装部５１４に亘って設けられている。この固定接続電極５６３は、固定側電装部５１４において、後述する内側端子部に電気的に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、フィルター中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。その他、固定反射膜５４上に透明電極を設ける構成や、導電性の固定反射膜５４を用い、当該固定反射膜５４から固定側電装部５１４に接続電極を形成してもよく、この場合、固定電極５６１として、接続電極の位置に応じて、一部が切り欠かれた構成などとしてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び接続電極溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
可動電極５６２は、ギャップＧ２を介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。この可動電極５６２は、固定電極５６１とともに静電アクチュエーター５６を構成する。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁に接続された可動接続電極５６４が設けられている。この可動接続電極５６４は、可動部５２１から、固定基板５１の辺Ｃ３−Ｃ４側に設けられた接続電極溝５１１Ｂに対向する位置、可動側電装部５２４に亘って設けられ、可動側電装部５２４において、内側端子部に電気的に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
【００３１】
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４とギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、ギャップＧ２がギャップＧ１の寸法よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、ギャップＧ１の寸法が、ギャップＧ２の寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
可動基板５２において、第一接合部５１３に対向する領域は、第二接合部５２３となる。この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合さる。
【００３４】
［筐体の構成］
筐体６１０は、図１及び図２に示すように、本発明の第二部材に相当するベース６２０と、本発明の第一部材に相当するリッド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。
【００３５】
（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の外周部から側壁部６２２がリッド６３０に向かって立ち上がる。
【００３６】
台座部６２１は、厚み方向に貫通する第一開口部６２３を備えている。この第一開口部６２３は、台座部６２１に波長可変干渉フィルター５を収容した状態で、第一開口部６２３の開口面に対する法線方向から見た平面視において、反射膜５４，５５と重なる領域を含むように設けられている。
また、台座部６２１のリッド６３０とは反対側の面（ベース外側面６２１Ｂ）には、第一開口部６２３を覆う第一ガラス部材６２７が接合されている。台座部６２１と第一ガラス部材６２７との接合は、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリット（低融点ガラス）を用いた低融点ガラス接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。本実施形態では、収容空間内が減圧下に維持された状態で気密に維持する。したがって、台座部６２１及び第一ガラス部材６２７は、低融点ガラス接合を用いて接合されることが好ましい。
【００３７】
また、台座部６２１のリッド６３０に対向する内面（ベース内側面６２１Ａ）には、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐに接続される内側端子部６２４が設けられている。内側端子部６２４と、各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐとは、例えばワイヤーボンディングにより、Ａｕ等のワイヤーを用いて接続される。なお、本実施形態では、ワイヤーボンディングを例示するが、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等を用いてもよい。
また、台座部６２１は、内側端子部６２４が設けられる位置に、貫通孔６２５が形成されている。内側端子部６２４は、貫通孔６２５を介して、台座部６２１のベース外側面６２１Ｂに設けられた外側端子部６２６に接続されている。
【００３８】
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（接合端面６２２Ａ）は、例えばベース内側面６２１Ａに平行な平坦面となる。
【００３９】
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。
【００４０】
（リッドの構成）
図５は、リッド６３０の一部を拡大した拡大断面図である。
リッド６３０は、リッド６３０の厚み方向から見た平面視において、台座部６２１と同様の矩形状の外形を有する板状部材である。リッド６３０は、例えばコバール等の合金又は金属により構成することができ、本実施形態では、コバールにより構成される。
リッド６３０は、図１、図２に示すように、リッド６３０の厚み方向に沿って貫通する第二開口部６３１（本発明の開口部に相当）を有する。この第二開口部６３１は、ベース６２０に波長可変干渉フィルター５が載置された状態で、第二開口部６３１の開口面に対する法線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。
そして、リッド６３０の外周面には、第二開口部６３１を覆って、第二ガラス部材６３２（本発明の透光部材に相当）が接合されている。
また、リッド６３０の表面には、金属メッキ６３３が被覆形成されている。
【００４１】
図１において、ラインＬは、リッド６３０に第二ガラス部材６３２が接合された状態で、リッド３０を第二開口部６３１の開口面に対する法線方向から見た平面視において、第二ガラス部材６３２の外周縁から外側（第二開口部６３１から離れる側）に所定寸法離れ、かつ、第二ガラス部材６３２の外周縁に沿った仮想ラインである。本実施形態では、ラインＬから第二開口部６３１までの領域（第一領域Ａｒ１）において、第二ガラス部材６３２がリッド６３０に接合され、この第一領域Ａｒ１内には金属メッキ６３３が設けられない。金属メッキ６３３は、第一領域Ａｒ１以外の領域（第二領域Ａｒ２）に設けられており、好ましくは、第二領域Ａｒ２全体に設けられる。
ここで、金属メッキ６３３は、可能な限りリッド６３０を覆うことが好ましい。したがって、ラインＬと第二ガラス部材６３２の外周縁との距離（前記所定寸法）は、可能な限り小さく（ラインＬが可能な限り第二ガラス部材６３２の外周縁近傍にある）、かつ、第二ガラス部材６３２を低融点ガラス６３４により接合した際に低融点ガラス６３４のフィレットが形成された場合でも、金属メッキ６３３と低融点ガラス６３４とが接しない距離であることが好ましい。つまり、ラインＬは、低融点ガラスのフィレットと接しない程度に、第二ガラス部材６３２の外周縁に最も近い位置に設定される。
【００４２】
また、第二ガラス部材６３２は、第一領域Ａｒ１内において、リッド６３０に低融点ガラス６３４により接合される。
低融点ガラス６３４は、図５に示すように、第二ガラス部材６３２のリッド６３０に対向する対向面６３２Ａから、第二ガラス部材６３２の外周縁に沿う側面６３２Ｂ（対向面６３２Ａに対して直交する面）に亘って接する。つまり、第二ガラス部材６３２の外周縁に亘って、第一領域Ａｒ１内において、低融点ガラス６３４のフィレット６３４Ａが設けられる。
上述したように、金属メッキ６３３は、第二領域Ａｒ２に設けられるため、第一領域Ａｒ１に設けられた低融点ガラス６３４は、金属メッキ６３３に接しない。
【００４３】
金属メッキ６３３は、上記のように、第二領域Ａｒ２を覆って設けられている。金属メッキ６３３としては、リッド６３０に対して密着性が高い素材が選択され、本実施形態では、コバール製のリッド６３０に対して、ニッケルを含有した金属メッキ６３３が用いられている。
【００４４】
そして、リッド６３０は、ベース６２０の接合端面６２２Ａに対して接合されている。この接合には、例えば金属ロウ等による接合の他、シーム接合や、レーザー溶接接合等を用いることができる。これにより、ベース６２０及びリッド６３０が接合されることで、波長可変干渉フィルター５を収容する収容空間が気密に封止される。
【００４５】
［光学フィルターデバイスの製造］
上述したような光学フィルターデバイス６００の製造方法について説明する。
図６は、本実施形態の光学フィルターデバイス６００の筐体６１０の製造工程を示すフローチャートである。
図６に示すように、本実施形態では、ベース形成工程、フィルター固定工程、リッド形成工程、筐体接合工程により製造される。
【００４６】
ベース形成工程では、第一開口部６２３及び貫通孔６２５が開口形成されたセラミックシートを積層し、更に、側壁部６２２に対応したセラミックシートを積層し、これらを焼成する。これにより、台座部６２１及び側壁部６２２を有するベース６２０の基本形状が形成される。
この後、貫通孔６２５を導電性部材（例えば、金属ペースト等）により埋め、台座部６２１のベース内側面６２１Ａに内側端子部６２４を形成し、ベース外側面６２１Ｂに外側端子部６２６を形成する。これにより、貫通孔６２５における気密性が維持される。
そして、ベース外側面６２１Ｂに、第一開口部６２３を覆う第一ガラス部材６２７を、低融点ガラスを用いて接合する。
【００４７】
フィルター固定工程では、ベース６２０のベース内側面６２１Ａ、又は側壁部６２２に接着剤等の固定材を塗布する。そして、波長可変干渉フィルター５の反射膜５４，５５が第一開口部６２３の開口領域内に配置されるようにアライメントを行うとともに、波長可変干渉フィルター５を固定材により固定する。この際、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１を固定材により固定することで、固定材の応力による可動部５２１の傾斜等を抑制できる。
この後、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐと、ベース６２０の内側端子部６２４とをワイヤーボンディングにより接続する。
【００４８】
リッド形成工程では、まず、第二開口部６３１が設けられたコバール製のリッド６３０に対して、金属メッキ６３３を形成する（メッキ工程）。
この際、リッド６３０において、ラインＬから第二開口部６３１の開口縁までの第一領域Ａｒ１以外の第二領域Ａｒ２に金属メッキ６３３を形成する。具体的には、リッド６３０の第一領域Ａｒ１をマスクした後、リッド６３０の全面に金属メッキ６３３を塗布し、その後、マスクを除去する。
なお、メッキ方法としてはこれに限定されず、例えば、リッド６３０の全面に金属メッキ６３３を形成した後、エッチングや研磨等により、第一領域Ａｒ１の金属メッキ６３３のみを除去してもよい。
【００４９】
この後、リッド６３０の第一領域Ａｒ１の第二ガラス部材６３２に対向する面に、溶融状態の低融点ガラス６３４を設け、第二ガラス部材６３２を接合する（接合工程）。
この際、第二ガラス部材６３２をリッド６３０側に押圧することで、低融点ガラス６３４が第二ガラス部材６３２の外周縁より外側にはみ出し（第一領域Ａｒ１内）、側面６３２Ｂに沿って這い上がることで、フィレット６３４Ａが形成される。
以上により、リッド６３０が形成される。
【００５０】
筐体接合工程では、ベース６２０及びリッド６３０を接合する。ベース６２０及びリッド６３０の接合は、例えば、真空チャンバー装置等によって真空雰囲気に設定された環境下で、シーム接合により実施される。なお、接合方法としては、上述したように、金属ロウを用いた接合、レーザー溶接接合等、各種接合方法を用いることができる。
以上により、光学フィルターデバイス６００が製造される。
【００５１】
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態では、リッド６３０の表面における第一領域Ａｒ１に対して金属メッキ６３３が設けられておらず、第二領域Ａｒ２に金属メッキ６３３が設けられている。このため、第二ガラス部材６３２を低融点ガラス６３４によりリッド６３０に接合する際に、第二ガラス部材６３２の外周縁に沿って、低融点ガラス６３４のフィレット６３４Ａを形成しても、金属メッキ６３３と低融点ガラス６３４との接触が生じない。したがって、低融点ガラス６３４及び金属メッキ６３３の接触による金属メッキ６３３の劣化やクラック、低融点ガラス６３４のクラック等が発生しない。
また、低融点ガラス６３４による接合時にフィレット６３４Ａが形成されることで、リッド６３０及び第二ガラス部材６３２の接合強度をより強くでき、気密性も高めることができる。したがって、ベース６２０及びリッド６３０により形成される収容空間の気密性を維持できる。
【００５２】
また、本実施形態では、収容空間内に波長可変干渉フィルター５が収容される。
波長可変干渉フィルター５は、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して駆動させる際に、反射膜５４，５５間に空気が存在すると、応答性が低下し、反射膜５４，５５が金属膜である場合は、酸化等の問題もある。これに対して、本実施形態では、上述のように、筐体６１０の内部の気密性が高く、真空状態を長期間維持することができる。したがって、波長可変干渉フィルター５の駆動応答性の低下を抑制でき、また、反射膜５４，５５の劣化も抑制できる。
【００５３】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態では、リッド６３０及び第二ガラス部材６３２との接合において、低融点ガラス６３４のみを用いていた。これに対して、本実施形態では、更に樹脂部材を用いる点で、上記第一実施形態と相違する。
図７は、第二実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａにおけるリッド６３０の一部を拡大した拡大断面図である。なお、以降の実施形態の説明に当たり、既に説明した構成については、同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００５４】
本実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａでは、図７に示すように、リッド６３０と第二ガラス部材６３２との接合部分に対して、更に樹脂性の接着材（樹脂部材６３５）で覆い、接合強度を向上させている。
具体的には、樹脂部材６３５は、第二ガラス部材６３２の上面６３２Ｃにおける外周部から、低融点ガラス６３４のフィレット６３４Ａの表面、及びリッド６３０の第一領域Ａｒ１を覆っている。したがって、リッド６３０は、第二領域Ａｒ２において金属メッキ６３３により覆われ、第一領域Ａｒ１において低融点ガラス６３４又は樹脂部材６３５により覆われることになる。この際、図７に示すように、樹脂部材６３５により、金属メッキ６３３のラインＬに沿う端部を覆う構成とすることで金属メッキ６３３の剥がれを抑制できる。
【００５５】
［第二実施形態の作用効果］
本実施形態では、樹脂部材６３５により、低融点ガラス６３４の第二ガラス部材６３２及びリッド６３０に接していない面（フィレット６３４Ａの表面）が覆われている。このため、低融点ガラス６３４での接合の気密性を更に向上させることができる。
また、樹脂部材６３５は、第二ガラス部材６３２の上面から、リッド６３０の第一領域Ａｒ１までを覆っている。したがって、樹脂部材６３５の硬化時の収縮力により、第二ガラス部材６３２がリッド６３０側に付勢されることになり、接合強度を強化することができる。
更に、樹脂部材６３５は、第一領域Ａｒ１を覆っている。つまり、リッド６３０の表面は、金属メッキ６３３、低融点ガラス６３４、樹脂部材６３５のいずれかにより覆われる。このため、リッド６３０の耐食性を向上させることができる。
【００５６】
［第三実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第二実施形態では、第二ガラス部材６３２の側面６３２Ｂからフィレット６３４Ａが形成され、樹脂部材６３５によりフィレット６３４Ａの表面を覆う例を示した。これに対して、第三実施形態では、樹脂部材６３５が第二ガラス部材６３２とリッド６３０との間に入り込むことで更なる接合強度の向上を図っている。
【００５７】
図８は、第三実施形態の光学フィルターデバイス６００Ｂにおけるリッド６３０の一部を拡大した拡大断面図である。
本実施形態の第二ガラス部材６３２は、図８に示すように、第一領域Ａｒ１において、リッド６３０に対向する対向面６３２Ｄ（平面部）と、対向面６３２Ｄの端部６３２Ｄ１に連続し、当該第二ガラス部材６３２の外周縁に向かうに従ってリッド６３０から離れる方向に傾斜する傾斜面６３２Ｅ（斜面部）と、側面６３２Ｂと、上面６３２Ｃとを含んで構成されている。
【００５８】
また、低融点ガラス６３４は、図８に示すように、対向面６３２Ｄとリッド６３０との間に設けられ、端部６３２Ｄ１から外側に向かうフィレット６３４Ｂを形成し、リッド６３０及び第二ガラス部材６３２を接合する。すなわち、第二ガラス部材６３２の傾斜面６３２Ｅとリッド６３０との間に隙間が生じる。
そして、本実施形態の樹脂部材６３５は、第二ガラス部材６３２の上面６３２Ｃにおける外周部から、側面６３２Ｂ、及び傾斜面６３２Ｅ、低融点ガラス６３４のフィレット６３４Ｂの表面、及びリッド６３０の第一領域Ａｒ１を覆っている。
つまり、樹脂部材６３５は、第二ガラス部材６３２とリッド６３０との間で、低融点ガラス６３４が設けられていない領域に入り込む構成となる。
【００５９】
［第三実施形態の作用効果］
本実施形態では、樹脂部材６３５が、第二ガラス部材６３２の上面６３２Ｃから傾斜面６３２Ｅを挟む構成となり、樹脂硬化時の収縮力により、第二ガラス部材６３２をリッド６３０側に付勢する付勢力がより大きくなる。このため、第二実施形態に比べて、更に強い接合強度、高い気密性を得ることができる。
【００６０】
［各実施形態における接合強度］
図９は、上記各実施形態における光学フィルターデバイス６００，６００Ａ，６００Ｂの内部圧力の変化を示す図である。図９において、データＡは、リッドの全面に金属メッキを形成した上で、低融点ガラスにより第二ガラス部材を接合した光学フィルターデバイスの内部圧力の変化である。データＢは、第一実施形態の光学フィルターデバイス６００、データＣは、第二実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａ、データＤは、第三実施形態の光学フィルターデバイス６００Ｂの内部圧力の変化を示す。
図９に示すように、リッドの全面に金属メッキを施し、その上から低融点ガラスにより第二ガラス部材を接合すると、金属メッキにクラックが発生し、当該クラックにより気密性が大きく低下する。このため、時間経過とともに１０Ｐａ／ｄａｙの割合で内部圧力が変化した。これに対して、光学フィルターデバイス６００では、０．２Ｐａ／ｄａｙ、光学フィルターデバイス６００Ａでは、０．１Ｐａ／ｄａｙ、光学フィルターデバイス６００Ｂでは、０．０５Ｐａ／ｄａｙの内部圧力の変化量となり、気密性が良好に維持された。
【００６１】
［第四実施形態］
次に、本発明に係る第四実施形態について、図面に基づいて説明する。
第四実施形態では、上記第一実施形態の光学フィルターデバイス６００が組み込まれた光学モジュールである測色センサー３、及び光学フィルターデバイス６００が組み込まれた電子機器である測色装置１を説明する。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａ，６００Ｂが組み込まれてもよい。
【００６２】
［測色装置の概略構成］
図１０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１０に示すように、検査対象Ｘに光を射出する光源装置２と、測色センサー３（光学モジュール）と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４と、を備える。そして、この測色装置１は、光源装置２から射出され検査対象Ｘにて反射された検査対象光を測色センサー３にて受光する。そして、測色装置１は、受光した測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Ｘの色を分析して測定する装置である。
【００６３】
［光源装置の構成］
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１０には１つのみ記載）を備え、検査対象Ｘに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれてもよく、この場合、光源装置２は、光源２１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Ｘに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置２を備える測色装置１を例示するが、例えば検査対象Ｘが液晶パネル等の発光部材である場合、光源装置２が設けられない構成としてもよい。
【００６４】
［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１０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。
【００６５】
検出部３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。ここで、検出部３１は、例えば回路基板３１１を介して、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
また、この回路基板３１１には、筐体６１０のベース外側面６２１Ｂに形成された外側端子部６２６が接続されており、回路基板３１１に形成された回路を介して、電圧制御部３２に接続されている。
このような構成では、回路基板３１１を介して、光学フィルターデバイス６００及び検出部３１を一体的に構成でき、測色センサー３の構成を簡略化することができる。
【００６６】
電圧制御部３２は、回路基板３１１を介して光学フィルターデバイス６００の外側端子部６２６に接続される。そして、電圧制御部３２は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐ間に所定のステップ電圧を印加することで、静電アクチュエーター５６を駆動させる。これにより、電極間ギャップに静電引力が発生し、保持部５２２が撓むことで、可動部５２１が固定基板５１側に変位し、反射膜間ギャップＧ１を所望の寸法に設定することが可能となる。
【００６７】
［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１０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。
【００６８】
［第四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、収容空間の気密性が高く、内部圧力の変化を抑制することができる。したがって、波長可変干渉フィルター５の設置環境を減圧下に維持することができ、波長可変干渉フィルター５を駆動した際の高い応答性を維持することができる。また、反射膜５４，５５の劣化も抑制でき、分解能の低下も抑制できる。
したがって、上記のような光学フィルターデバイス６００を備えた測色センサー３及び測色装置１においても、性能低下を抑制でき、長期に亘って、高分解能で取り出された目的波長の光を検出することができ、正確な色分析処理を実施することができる。
【００６９】
［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、リッド６３０の第二領域Ａｒ２全体に金属メッキ６３３が設けられる例を示したが、これに限定されない。例えば、第二領域Ａｒ２の一部に金属メッキ６３３が設けられる構成などとしてもよい。
【００７０】
上記実施形態では、第一部材をリッド６３０とし、第二部材をベース６２０としたが、これに限定されない。例えば、第一部材が光学素子を設置するベースであり、例えばコバール等の合金や金属により構成されていてもよい。この場合、第一部材に設けられた第一開口部を塞ぐ第一ガラス部材が透光部材となり、その接合において、本発明を適用することができる。
【００７１】
上記実施形態では、第一部材であるリッド６３０をコバール、透光部材である第二ガラス部材６３２をガラス、金属メッキ６３３をニッケル含有メッキにより構成する例を示したが、これに限定されない。透光部材及び第一部材は、熱膨張係数が同程度である素材を適宜選択して使用することができる。また、金属メッキに関しても、第一部材との密着性が良好であるものを適宜選択して使用することができる。
例えば、赤外光を分析対象の光とする場合では、透光部材として、赤外光を透過可能なシリコンにより構成されていてもよい。また、第一部材であるリッド６３０として、コバール以外に、例えばアロイやアルミ等により構成されていてもよい。さらに、金属メッキ６３３として、ニッケルを含有するメッキ以外に、例えば、亜鉛を含有したメッキ等を用いてもよい。
さらに、上記実施形態では、第一部材であるリッド６３０と、透光部材である第二ガラス部材６３２とを低融点ガラスにより接合する例を示したが、これに限定されない。例えば、第一部材と透光部材とがエポキシ樹脂等の接合部材により接合されていてもよい。接合部材としては、第一部材や透光部材と熱膨張係数が同程度である材料を選択することが好ましい。
【００７２】
第三実施形態において、第二ガラス部材６３２が、対向面６３２Ｄの端部６３２Ｄ１に連続した平面状の傾斜面６３２Ｅを有する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、傾斜面６３２Ｅが曲面状であってもよく、複数の傾斜面６３２Ｅを備える構成などとしてもよい。また、例えば、対向面６３２Ｄと平行で、リッド６３０からの距離が異なる複数の平坦面が階段状に設けられる構成などとしてもよい。いずれの構成でも、第二ガラス部材６３２とリッド６３０との間に樹脂部材６３５を充填させることができ、接合強度及び気密性の向上を図れる。
【００７３】
上記各実施形態において、第二開口部６３１の開口面に対する法線方向から見た平面視で、透光部材である第二ガラス部材６３２が矩形状である構成を例示したが、これに限定されない。例えば、第二ガラス部材６３２が円形や多角形等、他の形状に形成されていてもよく、第二開口部６３１を覆う形状であれば、どのような形状であってもよい。また、第二開口部６３１も、矩形状に限定されず、円形や多角形等、他の形状であってもよい。
また、仮想ラインＬも、第二ガラス部材６３２の形状に応じて設定されればよく、例えば曲線を含んでいてもよい。
【００７４】
また、上記各実施形態では、本発明に係る光学素子として、波長可変干渉フィルターや干渉フィルターを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光学素子としては、光の反射方向を精密に変化させることができるミラーデバイス等を例示できる。
さらに、光学素子として波長可変干渉フィルター５を例示したが、静電アクチュエーター５６が設けられず、反射膜５４，５５間のギャップ寸法が固定である干渉フィルターを用いてもよい。
【００７５】
また、本発明の電子機器として、第四実施形態において測色装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の光学デバイス、光学モジュール、電子機器を用いることができる。
例えば、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムとして用いることができる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の光学デバイスが備える波長可変干渉フィルターを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等のガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
【００７６】
図１１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、光学フィルターデバイス６００、及び受光素子１３７（検出部）等を含む検出装置と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部１３８、電力を供給する電力供給部１３９等から構成されている。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態における光学フィルターデバイス６００Ａ，６００Ｂを用いてもよい。また、光学部１３５は、光を射出する光源１３５Ａと、光源１３５Ａから入射された光をセンサーチップ１１０側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１３７側に透過するビームスプリッター１３５Ｂと、レンズ１３５Ｃ，レンズ１３５Ｄ，レンズ１３５Ｅと、により構成されている。
また、図１１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、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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
なお、図１１及び図１２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。
【００８１】
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。
【００８２】
図１３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光学フィルターデバイス６００と、分光された光を検出する撮像部２１３（検出部）と、を備えている。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態における光学フィルターデバイス６００Ａ，６００Ｂを用いてもよい。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５を制御する電圧制御部２２２と、撮像部２１３を制御し、撮像部２１３で撮像された分光画像を取得する検出制御部２２３と、信号処理部２２４と、記憶部２２５と、を備えている。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
更には、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
【００８７】
また、電子機器としては、波長可変干渉フィルターにより光を分光することで、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機等にも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図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（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光学フィルターデバイス６００を備えて構成されている。なお、光学フィルターデバイス６００の代わりに、第二及び第三実施形態における光学フィルターデバイス６００Ａ，６００Ｂを用いてもよい。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、光学フィルターデバイス６００の波長可変干渉フィルター５により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。
【００８８】
更には、波長可変干渉フィルターをバンドパスフィルターとして用いた光学デバイスとしても利用できる。例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の光学デバイスに収容された波長可変干渉フィルターを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩等の認証装置にも適用できる。
【００８９】
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。
【００９０】
上記に示すように、本発明の光学デバイス、光学モジュール及び電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、上記光学デバイスは、上述のように、１デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光学モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の電子機器に好適に利用できる。
【００９１】
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】
【００９２】
１…測色装置、３…測色センサー、４…制御装置、５…波長可変干渉フィルター、３１…検出部、５４…固定反射膜、５５…可動反射膜、１００…ガス検出装置、１３７…受光素子、１３８…制御部、２００…食物分析装置、２１３…撮像部、２２０…制御部、３００…分光カメラ、６００，６００Ａ，６００Ｂ…光学フィルターデバイス、６１０…筐体（光学筐体）、６２０…ベース（第二部材）、６３０…リッド（第一部材）、６３１…第二開口部、６３２…第二ガラス部材（透光部材）、６３２Ａ…対向面、６３２Ｂ…側面、６３２Ｃ…上面、６３２Ｄ…対向面（平面部）、６３２Ｄ１…端部、６３２Ｅ…傾斜面（斜面部）、６３３…金属メッキ、６３４…低融点ガラス、６３４Ａ…フィレット、６３４Ｂ…フィレット、６３５…樹脂部材、Ａｒ１…第一領域、Ａｒ２…第二領域、Ｌ…ライン。
【図１】
2015052629.tif 000003
【図２】
2015052629.tif 000004
【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】
2015052629.tif 000010
【図９】
2015052629.tif 000011
【図１０】
2015052629.tif 000012
【図１１】
2015052629.tif 000013
【図１２】
2015052629.tif 000014
【図１３】
2015052629.tif 000015
【図１４】
2015052629.tif 000016