(57)【要約】【課題】ダイヤフラムの薄肉部の厚みばらつきを減少させ、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができるエタロンを提供する。【解決手段】透光性の第１基材１１を有する第１基板１０と、第１基板１０と対向しダイヤフラム２３を備えた透光性の第２基材２１を有する第２基板２０と、第１基板１０の第２基板２０に対向する面に設けられた第１反射膜１７と、第２基板２０のダイヤフラム２３に設けられ、第１反射膜１７とギャップを介して対向する第２反射膜２７と、ギャップの寸法を設定する静電アクチュエーター４０と、を備え、ダイヤフラム２３は、第１反射膜１７に近づく方向または遠ざかる方向に可動で第２反射膜２７が配置される可動部２３ａと、可動部２３ａを支持し第２基材２１の厚みと同じ寸法の深さの凹部が形成された薄肉部２３ｂと、を有し、薄肉部２３ｂにスピンオングラス膜２６が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の第１基材を有する第１基板と、
前記第１基板と対向しダイヤフラムを備えた透光性の第２基材を有する第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、
前記第２基板の前記ダイヤフラムに設けられ、前記第１反射膜とギャップを介して対向する第２反射膜と、
前記ギャップの寸法を設定するギャップ寸法設定手段と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記第１反射膜に近づく方向または遠ざかる方向に可動で前記第２反射膜が配置される可動部と、前記可動部を支持し前記第２基材の厚みと同じ寸法の深さの凹部が形成された薄肉部と、を有し、
前記薄肉部にスピンオングラス膜が設けられている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第２基板は、前記第２基材の一面に前記スピンオングラス膜と、前記第２基材をエッチングする溶液に対して耐性を有する耐エッチング膜と、を備え、
前記薄肉部には前記第１基板に面して前記スピンオングラス膜が形成され、前記第１基板に面する面とは反対の面に前記耐エッチング膜が露出して設けられている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項３】
請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記可動部は前記第２基材の一面に前記耐エッチング膜と前記スピンオングラス膜とが積層され、
前記第２基材の厚み方向の平面視において、前記第２光学膜と重なる部分の一部には前記耐エッチング膜が形成されていない
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記ギャップ寸法設定手段として
前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１駆動電極と、
前記第２基板の前記第１基板に対向する面に設けられ、前記第１駆動電極と対向する第２駆動電極と、を備える
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
【請求項５】
透光性の第１基材を有する第１基板と、
前記第１基板と対向しダイヤフラムを備えた透光性の第２基材を有する第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、
前記第２基板の前記ダイヤフラムに設けられ、前記第１反射膜とギャップを介して対向する第２反射膜と、
前記ギャップの寸法を設定するギャップ寸法設定手段と、
前記反射膜を透過した光が受光される受光部と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記第１反射膜に近づく方向または遠ざかる方向に可動で前記第２反射膜が配置される可動部と、前記可動部を支持し前記第２基材の厚みと同じ寸法の深さの凹部が形成された薄肉部と、を有し、
前記薄肉部にスピンオングラス膜が設けられている
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項６】
透光性の第１基材を有する第１基板と、
前記第１基板と対向しダイヤフラムを備えた透光性の第２基材を有する第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、
前記第２基板の前記ダイヤフラムに設けられ、前記第１反射膜とギャップを介して対向する第２反射膜と、
前記ギャップの寸法を設定するギャップ寸法設定手段と、
前記反射膜を透過した光が受光される受光部と、
前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、
前記ダイヤフラムは、前記第１反射膜に近づく方向または遠ざかる方向に可動で前記第２反射膜が配置される可動部と、前記可動部を支持し前記第２基材の厚みと同じ寸法の深さの凹部が形成された薄肉部と、を有し、
前記薄肉部にスピンオングラス膜が設けられている
ことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
第１基材の表面にエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクをマスクとしてエッチングし凹部を形成する工程と、
前記第１基材の前記凹部に第１駆動電極を形成する工程と、
前記第１基材に第１反射膜を形成する工程と、
第２基材の一面にエッチング溶液に対して耐性を有する耐エッチング膜を形成する工程と、
前記耐エッチング膜の上にスピンオングラス膜を形成する工程と、
前記第２基材の前記スピンオングラス膜を形成した面とは反対の面にエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクをマスクとしてエッチングし薄肉部を形成する工程と、
前記第２基材に第２駆動電極を形成する工程と、
前記第２基材に第２反射膜を形成する工程と、
前記第１駆動電極および前記第１反射膜を形成した前記第１基材と、前記第２駆動電極および前記第２反射膜を形成した前記第２基材とを接合する工程と、を有する
ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
前記耐エッチング膜を形成した後、前記第２反射膜に対応する部分の前記耐エッチング膜の一部を除去する工程を含む
ことを特徴とする波長可変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、波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器および波長可変干渉フィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギャップを介して二つの反射膜を対向させ、入射した光から特定の波長の光を選択して射出する波長可変干渉フィルター（以下、エタロンと呼ぶことがある）が知られている。
特許文献１には、固定基板と可動基板とを備え、可動基板にダイヤフラムを有し、一対の反射膜間のギャップ寸法を可変とするファブリペローフィルター（波長可変干渉フィルター）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５７４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示すダイヤフラムは、基板をエッチングして薄肉部を形成している。このため、薄肉部の厚みにばらつきが生じることがある。特に、エッチング量が大きい場合には薄肉部の厚みばらつきは大きくなり、エッチング加工量に限界がある。
例えば、静電アクチュエーターなどのギャップ寸法設定手段を用いて反射膜間のギャップ寸法を調整する場合、薄肉部の厚みにばらつきが生ずると薄肉部の撓みが不均一となり、反射膜間のギャップ寸法がばらつき、分光精度が低下するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる波長可変干渉フィルターは、透光性の第１基材を有する第１基板と、前記第１基板と対向しダイヤフラムを備えた透光性の第２基材を有する第２基板と、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、前記第２基板の前記ダイヤフラムに設けられ、前記第１反射膜とギャップを介して対向する第２反射膜と、前記ギャップの寸法を設定するギャップ寸法設定手段と、を備え、前記ダイヤフラムは、前記第１反射膜に近づく方向または遠ざかる方向に可動で前記第２反射膜が配置される可動部と、前記可動部を支持し前記第２基材の厚みと同じ寸法の深さの凹部が形成された薄肉部と、を有し、前記薄肉部にスピンオングラス膜が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、第２基板におけるダイヤフラムの薄肉部にスピンオングラス膜が設けられている。この薄肉部には、第２基材が設けられておらず、スピンオングラス膜が主な厚みを形成している。このため薄肉部の厚みが、ばらつきなく形成できる。そして、薄肉部の撓みが均一となり、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができ、分光精度に優れた波長可変干渉フィルターを提供できる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる波長可変干渉フィルターにおいて、前記第２基板は、前記第２基材の一面に前記スピンオングラス膜と、前記第２基材をエッチングする溶液に対して耐性を有する耐エッチング膜と、を備え、前記薄肉部には前記第１基板に面して前記スピンオングラス膜が形成され、前記第１基板に面する面とは反対の面に前記耐エッチング膜が露出して設けられていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、薄肉部には第１基板に面してスピンオングラス膜が形成され、第１基板に面する面とは反対の面に耐エッチング膜が露出して設けられている。
このため、第２基材の第１基板と面する面とは反対の面側からエッチング加工を施すことで、耐エッチング膜がエッチングストップ膜として機能し、エッチング加工による薄肉部の厚みに影響を与えない。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる波長可変干渉フィルターにおいて、前記可動部は前記第２基材の一面に前記耐エッチング膜と前記スピンオングラス膜とが積層され、前記第２基材の厚み方向の平面視において、前記第２光学膜と重なる部分の一部には前記耐エッチング膜が形成されていないことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第２基材の厚み方向の平面視において、第２光学膜と重なる部分の一部には耐エッチング膜が形成されていない。
この構造では、耐エッチング膜として光を通さない材料であっても、光が通過する部分に形成しないことで利用でき、設計の自由度が広がる。また、耐エッチング膜が金属材料などの不透明膜である場合、迷光を遮るアパチャー膜として機能させることができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる波長可変干渉フィルターにおいて、前記ギャップ寸法設定手段として前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１駆動電極と、前記第２基板の前記第１基板に対向する面に設けられ前記第１駆動電極と対向する第２駆動電極と、を備えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、ギャップ寸法設定手段として第１基板に第１駆動電極と、第２基板に第２駆動電極が対向して配置されている。
第１駆動電極と第２駆動電極に電圧を印加することで静電アクチュエーターとして機能し、第１反射膜と第２反射膜との間に働く静電力を利用して、反射膜間のギャップ寸法を設定することができる。
【００１４】
［適用例５］本適用例にかかる光学モジュールは、透光性の第１基材を有する第１基板と、前記第１基板と対向しダイヤフラムを備えた透光性の第２基材を有する第２基板と、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、前記第２基板の前記ダイヤフラムに設けられ、前記第１反射膜とギャップを介して対向する第２反射膜と、前記ギャップの寸法を設定するギャップ寸法設定手段と、前記反射膜を透過した光が受光される受光部と、を備え、前記ダイヤフラムは、前記第１反射膜に近づく方向または遠ざかる方向に可動で前記第２反射膜が配置される可動部と、前記可動部を支持し前記第２基材の厚みと同じ寸法の深さの凹部が形成された薄肉部と、を有し、前記薄肉部にスピンオングラス膜が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ダイヤフラムの薄肉部にスピンオングラス膜が形成されていることから薄肉部の厚みが、ばらつきなく形成でき、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができる。
このことから、分光精度に優れた光モジュールを提供できる。
【００１６】
［適用例６］本適用例にかかる電子機器は、透光性の第１基材を有する第１基板と、前記第１基板と対向しダイヤフラムを備えた透光性の第２基材を有する第２基板と、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、前記第２基板の前記ダイヤフラムに設けられ、前記第１反射膜とギャップを介して対向する第２反射膜と、前記ギャップの寸法を設定するギャップ寸法設定手段と、前記反射膜を透過した光が受光される受光部と、前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、前記ダイヤフラムは、前記第１反射膜に近づく方向または遠ざかる方向に可動で前記第２反射膜が配置される可動部と、前記可動部を支持し前記第２基材の厚みと同じ寸法の深さの凹部が形成された薄肉部と、を有し、前記薄肉部にスピンオングラス膜が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、ダイヤフラムの薄肉部にスピンオングラス膜が形成されていることから薄肉部の厚みが、ばらつきなく形成でき、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができる。
このことから、分光精度に優れた電子機器を提供できる。
【００１８】
［適用例７］本適用例にかかる波長可変干渉フィルターの製造方法は、第１基材の表面にエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクをマスクとしてエッチングし凹部を形成する工程と、前記第１基材の前記凹部に第１駆動電極を形成する工程と、前記第１基材に第１反射膜を形成する工程と、第２基材の一面にエッチング溶液に対して耐性を有する耐エッチング膜を形成する工程と、前記耐エッチング膜の上にスピンオングラス膜を形成する工程と、前記第２基材の前記スピンオングラス膜を形成した面とは反対の面にエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクをマスクとしてエッチングし薄肉部を形成する工程と、前記第２基材に第２駆動電極を形成する工程と、前記第２基材に第２反射膜を形成する工程と、前記第１駆動電極および前記第１反射膜を形成した前記第１基材と、前記第２駆動電極および前記第２反射膜を形成した前記第２基材とを接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
この波長可変干渉フィルターの製造方法によれば、スピンオングラス膜に耐エッチング膜を設けることで、スピンオングラス膜がエッチングされず、また、エッチングは耐エッチング膜で止まるため、エッチング時間の管理が容易である。そして、薄肉部の厚みが、ばらつきなく形成でき、分光精度に優れた波長可変干渉フィルターを製造できる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例にかかる波長可変干渉フィルターの製造方法において、前記耐エッチング膜を形成した後、前記第２反射膜に対応する部分の前記耐エッチング膜の一部を除去する工程を含むことが好ましい。
【００２１】
この波長可変干渉フィルターの製造方法によれば、第２基材の一面に形成した耐エッチング膜の一部を除去する。
このため、耐エッチング膜として光を通さない材料であっても利用することができ、波長可変干渉フィルターにおける設計の自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態におけるエタロンの構成を示す平面図。
【図２】第１実施形態におけるエタロンの構成を示す断面図。
【図３】第１実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図４】第１実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図５】第１実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図６】第１実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図７】第１実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図８】第２実施形態におけるエタロンの構成を示す断面図。
【図９】第２実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図１０】第２実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図１１】第２実施形態におけるエタロンの製造方法を説明する製造工程図。
【図１２】第３実施形態における電子機器としての測色装置の構成を示すブロック図。
【図１３】第４実施形態における電子機器としてのガス検出装置の構成を示す断面図。
【図１４】第４実施形態におけるガス検出装置の回路ブロック図。
【図１５】第５実施形態における電子機器としての食物分析装置の構成を示すブロック図。
【図１６】第６実施形態における電子機器としての分光カメラの構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
［第１実施形態］
【００２４】
図１は本実施形態のエタロンの構成を示す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ断線に沿う断面図である。
（エタロン１の構成）
図１に示すように、エタロン１は、平面視で正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン１は、図２に示すように、第１基板１０、第２基板２０を備えている。
第１基板１０は、例えば、石英ガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラス、水晶などの透光性を備えた第１基材１１を有し、第１基材１１をエッチングすることにより形成されている。同様に第２基板２０は、例えば、石英ガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラス、水晶などの透光性を備えた第２基材２１を有し、第２基材２１をエッチングすることにより形成されている。
【００２５】
そして、エタロン１は、第１基板１０と第２基板２０とが接合されて一体に構成される。この接合には、第１基板１０、第２基板２０の接合部分に設けられた接合膜１９，２９が結合することにより固定される。接合膜１９，２９としては、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用されている。
また、上記以外の接合方法では、接着剤などの粘着性材料による接合、金属膜による接合などが利用できる。
【００２６】
第１基板１０は、厚みが例えば５００μｍの第１基材１１が用いられる。この第１基板１０には、エッチングにより第１基板１０の中央に円形の第１凹部１２が設けられ、中央部が一段窪んだ段つきの形状である。
また、第１基板１０の外縁には、第２基板２０との接合において第２基板２０を支持する支持部１３が設けられている。
【００２７】
第１凹部１２の中央部には第１反射膜１７が形成されている。この第１反射膜１７は光の反射特性と透過特性とを有し、ＡｇやＡｇ合金などの金属膜により例えば５０ｎｍの厚みで形成されている。なお、第１反射膜１７を誘電体多層膜で構成しても良い。
そして、平面視で第１反射膜１７を取り巻くようにリング状の第１駆動電極１８が形成されている。第１駆動電極１８は第１凹部１２の中央部より一段上の段に形成されている。また、第１駆動電極１８は引き出し電極１８ａに接続されている。
第１駆動電極１８および引き出し電極１８ａは導電膜であり、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
【００２８】
引き出し電極１８ａは第１基板１０の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド１６ａに接続されている。
このようにして、第１駆動電極１８は引き出し電極１８ａを介して接続パッド１６ａと電気的導通が図られている。
また、支持部１３の上面には接合膜１９が形成されている。
【００２９】
第２基板２０は、正方形状の第２基材２１を用い、例えば、厚みが２００μｍの第２基材２１の一面をエッチングにより加工することで形成される。
この第２基板２０には、ダイヤフラム２３を有している。ダイヤフラム２３は基板中央を中心とする円柱状の可動部２３ａと、その周りに可動部２３ａを保持し、可動部２３ａの厚みよりも厚みの薄い薄肉部２３ｂと、から構成されている。
【００３０】
薄肉部２３ｂは、第１基板１０と対向する面とは反対の面に、第２基材２１がエッチングされて円環状の第２凹部２２が形成されている。この第２凹部２２は第２基材２１の厚みと同じ寸法の深さであり、薄肉部２３ｂには第２基材２１が厚み方向にエッチングされて、第２基材２１が存在しない状態である。
そして、この薄肉部２３ｂは第２凹部２２の底面に露出する耐エッチング膜２５と、第１基板１０に面する側に形成されたスピンオングラス膜（Spin  On  Glass膜：以下、ＳＯＧ膜と呼ぶことがある）２６を有している。
耐エッチング膜２５は、第２基材２１をエッチングする溶液に対して耐性を有する。
ＳＯＧ膜２６は、液状のスピンオングラス剤（ＳＯＧ剤）を基板などに塗布し、さらに焼成することによって得られるガラス膜のことである。そして、このＳＯＧ膜２６は膜厚寸法を制御してばらつきの少ない膜を形成することができる。
【００３１】
なお、耐エッチング膜２５およびＳＯＧ膜２６は、薄肉部２３ｂから延長されて第２基板２０の一面を覆うように形成されている。
耐エッチング膜２５はエポキシ樹脂、アモルファスフッ素系樹脂などで約１μｍの厚みで形成され、ＳＯＧ膜２６は約３０μｍの厚みに形成されている。
このように、第２基板２０はダイヤフラム２３を有し、可動部２３ａが第２基板２０の厚み方向に移動しやすいように構成されている。
【００３２】
そして、第２基板２０の第１基板１０に対向するＳＯＧ膜２６上には、第２反射膜２７および第２駆動電極２８が形成されている。
第２反射膜２７は光の反射特性と透過特性とを有し、第１反射膜１７と対向し可動部２３ａに円形状に設けられている。第２反射膜２７の材料として第１反射膜１７と同様に、ＡｇまたはＡｇ合金が用いられる。なお、第２反射膜２７は例えば５０ｎｍの厚みに形成されている。このように、第１基板１０の第１反射膜１７と第２基板２０の第２反射膜２７とでエタロン１における対向する一対の反射膜が構成される。なお、第２反射膜２７を誘電体多層膜で構成しても良い。
【００３３】
第２駆動電極２８は第１駆動電極１８と対向する薄肉部２３ｂに設けられている。この第２駆動電極２８は第２反射膜２７を取りまくように、リング状に形成されている。このように、第１基板１０の第１駆動電極１８と第２基板２０の第２駆動電極２８とが対向し、両者でエタロン１における静電アクチュエーター４０が構成され、反射膜間のギャップ寸法の調整が可能である。
【００３４】
また、第２駆動電極２８は引き出し電極２８ａに接続されている。
第２駆動電極２８、引き出し電極２８ａは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
さらに、引き出し電極２８ａは、Ａｇペーストなどの導電性接着剤（図示せず）により第１基板１０の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド１６ｂに接続され、第１基板１０と第２基板２０との間の電気的導通が図られている。
そして、第２基板２０の第１基板１０との接合面には接合膜２９が形成されている。また、第２基板２０には対角となる角部に切り欠き部２１ａが設けられ、第１基板１０と接合した際に、第１基板１０の接続パッド１６ａ，１６ｂが上面から露出するように構成されている。
【００３５】
上記のエタロン１では、対向する第１反射膜１７と第２反射膜２７とのギャップ寸法を変えるために、静電アクチュエーター４０を駆動させると、静電力により第１駆動電極１８と第２駆動電極２８とが引き合い、第２基板２０の薄肉部２３ｂが撓んで、可動部２３ａが第１基板１０に近づくように変位する。可動部２３ａには第２反射膜２７が設けられ、第１反射膜１７と第２反射膜２７との間のギャップ寸法を調整することができる。
【００３６】
なお、本実施形態のエタロン５は、第１駆動電極１８と第２駆動電極２８との距離が第１反射膜１７と第２反射膜２７との距離より小さく形成されている。この構成に限らず、第１駆動電極１８と第２駆動電極２８との距離を第１反射膜１７と第２反射膜２７との距離より大きく形成してもよい。このような構成であれば、第１駆動電極１８と第２駆動電極２８との間のギャップ寸法が微小となったときに急激に引っ張る力が増加するプルイン現象を抑制することができる。
【００３７】
また、ギャップ寸法設定手段として、静電アクチュエーター４０により、反射膜間のギャップ寸法を調整可能な構成を例示したが、例えば、電磁コイルと永久磁石とを有する電磁アクチュエーターや、電圧印加により伸縮可能な圧電素子を用いる構成としてもよい。
【００３８】
（エタロン１の製造方法）
次にエタロン１の製造方法について説明する。
図３〜図７はエタロン１の製造方法を説明する製造工程図である。
まず、第１基板の製造工程について図３、図４を用いて説明する。
石英ガラスなどの第１基材１１の両面を鏡面研磨し、その後、図３（ａ）に示すように、第１基材１１の両面にレジストを塗布してレジスト膜５０を形成する。
次に、第１基材１１の片面に第１凹部を作りこむためにレジスト膜５０をパターニングする（図３（ｂ））。
そして、第１基材１１をフッ酸水溶液に浸漬してエッチングし、凹部５３ａを形成する（図３（ｃ））。その後、第１基材１１からレジスト膜５０を剥離する。
続いて、第１基材１１の両面にレジストを塗布してレジスト膜５０を形成し、第１凹部の２段目を作りこむためのパターニングをする。そして、フッ酸水溶液に浸漬してエッチングし、凹部５３ｂを形成する（図３（ｄ））。
【００３９】
そして、図４（ａ）に示すように、第１基材１１からレジスト膜５０を剥離する。このようにして、第１基材１１に第１凹部１２を形成する。
次に、第１基材１１に作り込んだ第１凹部１２の全面に、ＩＴＯ膜をスパッタリングにより成膜する。そして、ＩＴＯ膜の上にレジストを塗布し、第１駆動電極部のレジストパターニングを施し、酸性の溶液でＩＴＯ膜をエッチングする。その後、第１基材１１からレジスト膜を剥離する。このようにして、図４（ｂ）に示すように、第１基材１１の第１凹部１２に第１駆動電極１８を形成する。
【００４０】
続いて、第１基材１１に作り込んだ第１凹部１２の全面に、Ａｇ合金膜をスパッタリングにより成膜する。そして、Ａｇ合金膜の上にレジストを塗布し、第１反射膜部のレジストパターニングを施し、例えばりん硝酢酸水溶液でＡｇ合金膜をエッチングする。その後、第１基材１１からレジスト膜を剥離する。このようにして、図４（ｃ）に示すように、第１基材１１の第１凹部１２に第１反射膜１７を形成する。
そして、図４（ｄ）に示すように、第１反射膜１７、第１駆動電極１８が形成された第１基材１１において、支持部１３の上面部分が開口されたメタルマスクを第１基材１１に密着させ、プラズマ重合膜をプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法により成膜して接合膜１９を形成する。
このように、上記の工程を経て第１基板１０を形成する。
【００４１】
次に、第２基板の製造工程について図５、図６を用いて説明する。
石英ガラスなどの第２基材２１の両面を鏡面研磨し、その後、図５（ａ）に示すように、第２基材２１の片面の全面にエポキシ樹脂をスピンコーターなど用いて塗布し、硬化させて耐エッチング膜２５を形成する。
続いて、耐エッチング膜２５の上にＳＯＧ剤を塗布して焼成し、ＳＯＧ膜２６を形成する（図５（ｂ））。なお、ＳＯＧ膜２６はＳＯＧ剤を複数回の塗布により所定の厚みになるように形成する。
【００４２】
次に、耐エッチング膜２５およびＳＯＧ膜２６を形成した第２基材２１の両面にエッチングマスク膜を成膜する。このエッチングマスク膜は、下地に厚み約５０ｎｍのＣｒ膜とし、その上に厚み約５００ｎｍのＡｕ膜が成膜されて構成されている。
そして、第２基材２１の両面にレジストを塗布して片面にダイヤフラムの第２凹部を作り込むためのレジストのパターニングをする。その後、Ａｕ膜をヨウ素とヨウ化カリウムの混合液でエッチングし、Ｃｒ膜を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングする。その後、第２基材２１からレジストを剥離する。このようにして、図５（ｃ）に示すような、エッチングマスク５２を第２基材２１に形成する。
【００４３】
次に、第２基材２１をフッ酸水溶液に浸漬してエッチングし、第２凹部２２を形成する（図５（ｄ））。ここで、エッチングは第２基材２１の片面に形成された耐エッチング膜２５までエッチングされ、第２基材２１の厚み方向へはそれ以上の深さにエッチングが進むことがない。このように、耐エッチング膜２５がエッチングストップ層として機能する。そして、第２凹部２２では第２基材２１の厚み寸法分がエッチングされ、第２基材２１の厚み寸法と同じ深さとなっている。
【００４４】
そして、図６（ａ）に示すように、第２基材２１からエッチングマスク５２を剥離する。このようにして、第２基材２１に第２凹部２２を形成することで、可動部２３ａと薄肉部２３ｂを備えるダイヤフラム２３を形成する。
次に、ＳＯＧ膜２６を形成した第２基材２１の片面の全面にＩＴＯ膜をスパッタリングにより成膜する。そして、ＩＴＯ膜の上にレジストを塗布し、第２駆動電極部のレジストパターニングを施し、酸性の溶液でＩＴＯ膜をエッチングする。その後、第２基材２１からレジスト膜を剥離する。このようにして、図６（ｂ）に示すように、第２基材２１のＳＯＧ膜２６の上に第２駆動電極２８を形成する。
【００４５】
続いて、第２基材２１の第２駆動電極２８を形成した面の全面に、Ａｇ合金膜をスパッタリングにより成膜する。そして、Ａｇ合金膜の上にレジストを塗布し、第２反射膜部のレジストパターニングを施し、例えばりん硝酢酸水溶液でＡｇ合金膜をエッチングする。その後、第２基材２１からレジスト膜を剥離する。このようにして、図６（ｃ）に示すように、第２基材２１のＳＯＧ膜２６の上に第２反射膜２７を形成する。
そして、図６（ｄ）に示すように、第２反射膜２７、第２駆動電極２８が形成された第２基材２１において、第１基板１０との接合部分が開口されたメタルマスクを第２基材２１に密着させ、プラズマ重合膜をプラズマＣＶＤ法により成膜して接合膜２９を形成する。
このように、上記の工程を経て第２基板２０を形成する。
【００４６】
次に第１基板１０と第２基板２０との接合工程について、図７を用いて説明する。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、プラズマ重合膜で構成された第１基板１０の接合膜１９および第２基板２０の接合膜２９に、Ｏ2プラズマまたはＵＶ（Ultraviolet）光を照射して活性化エネルギーを与える。なお、接合膜１９，２９に活性化エネルギーを与える際に、第１反射膜１７および第２反射膜２７に活性化エネルギーが加わるとダメージが発生するため、メタルマスクなどを用いて接合膜１９，２９のみに活性化エネルギーが加わるようにする。
そして、接合膜１９，２９に活性化エネルギーを与えた後、第１基板１０と第２基板２０のアライメントを行い、図７（ｃ）に示すように、両者を重ね合わせて荷重をかけることにより第１基板１０と第２基板２０との接合が完了する。
このようにして、本実施形態のエタロン１を製造する。
【００４７】
以上、本実施形態のエタロン１は、第２基板２０におけるダイヤフラム２３の薄肉部２３ｂにＳＯＧ膜２６が設けられている。この薄肉部２３ｂには、第２基材２１が設けられておらず、ＳＯＧ膜２６が主な厚みを形成している。このため、薄肉部２３ｂの厚みが、ばらつきなく形成できる。そして、薄肉部２３ｂの撓みが均一となり、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができ、分光精度に優れたエタロン１を提供できる。
【００４８】
また、薄肉部２３ｂには第１基板１０に面してＳＯＧ膜２６が形成され、第１基板１０に面する面とは反対の面に耐エッチング膜２５が露出して設けられている。
このため、第２基材２１の第１基板１０と面する面とは反対の面側からエッチング加工を施すことで、耐エッチング膜２５がエッチングストップ膜として機能し、ダイヤフラム２３の形成が容易であり、エッチング加工による薄肉部２３ｂの厚みに影響を与えない。
［第２実施形態］
【００４９】
次に、第２実施形態のエタロンについて説明する。
本実施形態では、第２基板における耐エッチング膜の構成のみが第１実施形態と異なる。このため、第１基板については同じ符号を付し説明を省略し、第２基板について詳細に説明する。
（エタロン２の構成）
図８は本実施形態のエタロンの構成を示す断面図である。
図８に示すように、エタロン２は、第１基板１０、第２基板３０を備えている。
これらの第１基板１０、第２基板３０は、透光性の第１基材１１、第２基材３１からなり、板状の第１基材１１、第２基材３１をエッチングすることにより形成されている。
そして、エタロン２は、第１基板１０と第２基板３０とが接合されて一体に構成される。この接合には、第１基板１０、第２基板３０の接合部分に設けられた接合膜１９，３９が結合することにより固定される。
【００５０】
第２基板３０には、ダイヤフラム３３を有している。ダイヤフラム３３は基板中央を中心とする円柱状の可動部３３ａと、その周りに可動部３３ａを保持し、可動部３３ａより厚みの薄い薄肉部３３ｂと、から構成されている。
薄肉部３３ｂは、第１基板１０と対向する面とは反対の面に、第２基材３１がエッチングされて円環状の第２凹部３２が形成されている。この第２凹部３２は第２基材３１の厚みと同じ寸法の深さであり、薄肉部３３ｂには第２基材３１が厚み方向にエッチングされて、第２基材３１が存在しない状態である。
そして、この薄肉部３３ｂは第２凹部３２の底面に露出する耐エッチング膜３５と、第１基板１０に面する側に形成されたスピンオングラス膜（ＳＯＧ膜）３６を有している。
耐エッチング膜３５は、第２基材３１をエッチングする溶液に対して耐性を有する。
ＳＯＧ膜３６は、液状のスピンオングラス剤を基板などに塗布し、さらに焼成することによって得られるガラス膜のことである。そして、このＳＯＧ膜３６は膜厚寸法を制御して厚みばらつきの少ない膜を形成することができる。
【００５１】
耐エッチング膜３５は薄肉部３３ｂから延長されて、第２基板３０の一面を覆うように形成されているが、可動部３３ａの中央部に位置する部分には開口部３５ａが設けられ、耐エッチング膜３５が形成されていない。
ＳＯＧ膜３６は、薄肉部３３ｂから延長されて第２基板３０の一面を覆うように形成され、耐エッチング膜３５の開口部３５ａにもＳＯＧ膜が形成されている。
耐エッチング膜３５は、光の透過率の低い窒化シリコン膜や、光を透過しないＣｒ／Ａｕ膜などの光を透過しない材料が用いられ、スパッタリングにより１〜３μｍの膜厚にて形成されている。また、ＳＯＧ膜３６は約３０μｍの厚みに形成されている。
【００５２】
そして、第２基板３０の第１基板１０に対向するＳＯＧ膜３６上には、第２反射膜３７および第２駆動電極３８が形成されている。
第２反射膜３７は光の反射特性と透過特性とを有し、第１反射膜１７と対向し可動部３３ａに円形状に設けられている。第２反射膜３７の材料として第１反射膜１７と同様に、ＡｇまたはＡｇ合金が用いられる。なお、第２反射膜３７は例えば５０ｎｍの厚みに形成されている。このように、第１基板１０の第１反射膜１７と第２基板３０の第２反射膜３７とでエタロン２における対向する一対の反射膜が構成される。なお、第２反射膜３７を誘電体多層膜で構成しても良い。
【００５３】
第２駆動電極３８は第１駆動電極１８と対向する薄肉部３３ｂに設けられている。この第２駆動電極３８は第２反射膜３７を取りまくように、リング状に形成されている。このように、第１基板１０の第１駆動電極１８と第２基板３０の第２駆動電極３８とが対向し、両者でエタロン２における静電アクチュエーター４０が構成され、反射膜間のギャップ寸法の調整が可能である。
【００５４】
上記のエタロン２では、対向する第１反射膜１７と第２反射膜３７とのギャップ寸法を変えるために、静電アクチュエーター４０を駆動させると、静電力により第１駆動電極１８と第２駆動電極３８とが引き合い、第２基板３０の薄肉部３３ｂが撓んで、可動部３３ａが第１基板１０に近づくように変位する。可動部３３ａには第２反射膜３７が設けられ、第１反射膜１７と第２反射膜３７との間のギャップ寸法を調整することができる。
【００５５】
（エタロン２の製造方法）
次にエタロン２の製造方法について説明する。
図９〜図１１はエタロン２の製造方法を説明する製造工程図である。
第１基板の製造工程については第１実施形態と同様のため省略する。
第２基板の製造工程について図９、図１０を用いて説明する。
石英ガラスなどの第２基材３１の両面を鏡面研磨し、その後、図９（ａ）に示すように、第２基材３１の片面の全面にＣｒ／Ａｕ膜をスパッタリングにて成膜し、耐エッチング膜３５を形成する。
そして、耐エッチング膜３５の上にレジストを塗布し、開口部を作るためのレジストのパターニングをする。その後、Ａｕ膜をヨウ素とヨウ化カリウムの混合液でエッチングし、Ｃｒ膜を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングする。そしてレジストを剥離することで、図９（ｂ）に示すように、耐エッチング膜３５に開口部３５ａを形成する。
続いて、耐エッチング膜３５の上にＳＯＧ剤を塗布し焼成してＳＯＧ膜３６を形成する（図９（ｃ））。なお、ＳＯＧ膜３６はＳＯＧ剤を複数回の塗布により所定の厚みになるように形成する。
【００５６】
次に、耐エッチング膜３５およびＳＯＧ膜３６を形成した第２基材３１の両面にエッチングマスク膜を成膜する。このエッチングマスク膜は、下地に厚み約５０ｎｍのＣｒ膜とし、その上に厚み約５００ｎｍのＡｕ膜が成膜されて構成されている。
そして、第２基材３１の両面にレジストを塗布して片面にダイヤフラムの第２凹部を作り込むためにレジストのパターニングをする。その後、Ａｕ膜をヨウ素とヨウ化カリウムの混合液でエッチングし、Ｃｒ膜を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングする。その後、第２基材３１からレジストを剥離する。このようにして、図９（ｄ）に示すような、エッチングマスク５２を第２基材３１に形成する。
【００５７】
次に、第２基材３１をフッ酸水溶液に浸漬してエッチングし、第２凹部３２を形成する（図９（ｅ））。ここで、エッチングは第２基材３１の片面に形成された耐エッチング膜３５までエッチングされ、第２基材３１の厚み方向へはそれ以上の深さにエッチングが進むことがない。このように、耐エッチング膜３５がエッチングストップ層として機能する。そして、第２凹部３２では第２基材３１の厚み寸法分がエッチングされ、第２基材３１の厚み寸法と同じ深さとなっている。
【００５８】
そして、図１０（ａ）に示すように、第２基材３１からエッチングマスク５２を剥離する。ここで、エッチングマスク５２の剥離は、パターニング時と同じようにヨウ素とヨウ化カリウムの混合液、硝酸セリウムアンモニウム水溶液の順に行うと、耐エッチング膜３５のＣｒ膜が除去される。
このようにして、第２基材３１に第２凹部３２を形成することで、可動部３３ａと薄肉部３３ｂを備えるダイヤフラム３３を形成する。
次に、ＳＯＧ膜３６を形成した第２基材３１の片面の全面にＩＴＯ膜をスパッタリングにより成膜する。そして、ＩＴＯ膜の上にレジストを塗布し、第２駆動電極部のレジストパターニングを施し、酸性の溶液でＩＴＯ膜をエッチングする。その後、第２基材３１からレジスト膜を剥離する。このようにして、図１０（ｂ）に示すように、第２基材３１のＳＯＧ膜３６の上に第２駆動電極３８を形成する。
【００５９】
続いて、第２基材３１の第２駆動電極３８を形成した面の全面に、Ａｇ合金膜をスパッタリングにより成膜する。そして、Ａｇ合金膜の上にレジストを塗布し、第２反射膜部のレジストパターニングを施し、例えばりん硝酢酸水溶液でＡｇ合金膜をエッチングする。その後、第２基材３１からレジスト膜を剥離する。このようにして、図１０（ｃ）に示すように、第２基材３１のＳＯＧ膜３６の上に第２反射膜３７を形成する。
そして、図１０（ｄ）に示すように、第２反射膜３７、第２駆動電極３８が形成された第２基材３１において、第１基板１０との接合部分が開口されたメタルマスクを密着させ、プラズマ重合膜をプラズマＣＶＤ法により成膜して接合膜３９を形成する。
このように、上記の工程を経て第２基板３０を形成する。
【００６０】
次に第１基板１０と第２基板３０との接合工程について、図１１を用いて説明する。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、プラズマ重合膜で構成された第１基板１０の接合膜１９および第２基板３０の接合膜３９に、Ｏ2プラズマまたはＵＶ（Ultraviolet）光を照射して活性化エネルギーを与える。なお、接合膜１９，３９に活性化エネルギーを与える際に、第１反射膜１７および第２反射膜３７に活性化エネルギーが加わるとダメージが発生するため、メタルマスクなどを用いて接合膜１９，３９のみに活性化エネルギーが加わるようにする。
そして、接合膜１９，３９に活性化エネルギーを与えた後、第１基板１０と第２基板３０のアライメントを行い、図１１（ｃ）に示すように、両者を重ね合わせて荷重をかけることにより第１基板１０と第２基板３０との接合が完了する。
このようにして、本実施形態のエタロン２を製造する。
【００６１】
以上、本実施形態のエタロン２は、第２基板３０におけるダイヤフラム３３の薄肉部３３ｂにＳＯＧ膜３６が設けられている。この薄肉部３３ｂには、第２基材３１が設けられておらず、ＳＯＧ膜３６が主な厚みを形成している。このため、薄肉部３３ｂの厚みが、ばらつきなく形成できる。
そして、薄肉部３３ｂの撓みが均一となり、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができ、分光精度に優れたエタロン２を提供できる。
可動部３３ａの第２基材３１の一面に形成された耐エッチング膜３５の一部が除去されている。この構造では、耐エッチング膜３５として光を通さない材料であっても利用することができ、設計の自由度が広がる。また、第２基材３１との密着性が高い金属材料を利用することができ、エタロン２の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
さらに、薄肉部３３ｂには第１基板１０に面してＳＯＧ膜３６が形成され、第１基板１０に面する面とは反対の面に耐エッチング膜３５が露出して設けられている。
このため、第２基材３１の第１基板１０と面する面とは反対の面側からエッチング加工を施すことで、耐エッチング膜３５がエッチングストップ膜として機能し、ダイヤフラム３３の形成が容易であり、エッチング加工による薄肉部３３ｂの厚みに影響を与えない。
［第３実施形態］
【００６３】
次に、上記第１，２実施形態で説明したエタロンを使用した、光学モジュールおよび電子機器について説明する。第３実施形態では、測定物の色度を測定する測色装置を例にとって説明する。
図１２は測色装置の構成を示すブロック図である。
測色装置８０は、検査対象Ａに光を照射する光源装置８２と、測色センサー８４（光学モジュール）と、測色装置８０の全体動作を制御する制御装置８６とを備える。
この測色装置８０は、検査対象Ａに光源装置８２から光を照射し、検査対象Ａから反射された検査対象光を測色センサー８４にて受光し、測色センサー８４から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度を分析して測定する装置である。
【００６４】
光源装置８２は、光源９１、複数のレンズ９２（図１２には１つのみ図示）を備え、検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ９２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８２は、光源９１から射出された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Ａに向かって射出する。
なお、本実施形態では、光源装置８２を備える測色装置８０を例示するが、例えば検査対象Ａが発光部材である場合、光源装置８２を設けずに測色装置を構成してもよい。
【００６５】
光学モジュールとしての測色センサー８４は、エタロン（波長可変干渉フィルター）５と、静電アクチュエーター４０に印加する電圧を制御し、エタロン５で透過させる光の波長を変える電圧制御部９４と、エタロン５を透過した光を受光する受光部９３（検出部）と、を備える。
また、測色センサー８４は、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、エタロン５に導光する光学レンズ（図示せず）を備えている。そして、この測色センサー８４は、光学レンズに入射した検査対象光をエタロン５で所定波長帯域の光に分光し、分光した光が受光部９３にて受光される。
受光部９３は、検出部としてフォトダイオードなどの光電変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。そして、受光部９３は制御装置８６に接続され、生成した電気信号を受光信号として制御装置８６に出力する。
【００６６】
電圧制御部９４は、制御装置８６からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター４０に印加する電圧を制御する。
【００６７】
制御装置８６は、測色装置８０の全体動作を制御する。この制御装置８６としては、例えば汎用パーソナルコンピューター、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８６は、光源制御部９５、測色センサー制御部９７、および測色処理部９６（分析処理部）などを備えて構成されている。
【００６８】
光源制御部９５は、光源装置８２に接続されている。そして、光源制御部９５は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置８２に所定の制御信号を出力し、光源装置８２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９７は、測色センサー８４に接続されている。そして、測色センサー制御部９７は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー８４にて受光させる光の波長を設定し、この波長の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー８４に出力する。これにより、測色センサー８４の電圧制御部９４は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長を透過させるよう、静電アクチュエーター４０への印加電圧を設定する。
【００６９】
測色処理部９６は、測色センサー制御部９７を制御して、エタロン５の反射膜間のギャップ寸法を変動させて、エタロン５を透過する光の波長を変化させる。また、測色処理部９６は、受光部９３から入力される受光信号に基づいて、エタロン５を透過した光量を取得する。そして、測色処理部９６は、上記により得られた各波長の受光量に基づいて、検査対象Ａから反射された光の色度を算出する。
【００７０】
このように、本実施形態の電子機器としての測色装置８０および光学モジュールとしての測色センサー８４は、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができ、分光精度に優れたエタロン５を有していることから、精度のよい測色センサーを得ることができる。
以上、第３実施形態では、電子機器として測色装置８０を例示したが、その他、様々な分野に波長可変干渉フィルター、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、エタロン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などのガス検出装置を例示できる。
［第４実施形態］
【００７１】
以下、ガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
【００７２】
図１３は、エタロンを備えたガス検出装置の一例を示す断面図である。
図１４は、ガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置１００は、図１３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、および排出口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、エタロン（波長可変干渉フィルター）５、および受光素子１３７（受光部）等を含む検出部（光学モジュール）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，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。
【００７３】
また、図１４に示すように、ガス検出装置１００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、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、エタロン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、および排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。
【００７４】
次に、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。
【００７５】
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、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および光量に基づいて、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。
【００７６】
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、およ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、ラマン散乱光がエタロン５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、エタロン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エタロン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。
【００７７】
なお、図１３、図１４において、ラマン散乱光をエタロン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１００を本発明の電子機器とする。このような構成でも、本発明のエタロンを用いてガスの成分を検出することができる。
【００７８】
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、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。
［第５実施形態］
【００７９】
次に、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。
【００８０】
図１５は、エタロン５を利用した電子機器の一例である食物分析装置の構成を示すブロック図である。
この食物分析装置２００は、検出器（光学モジュール）２１０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エタロン５と、分光された光を検出する撮像部（受光部）２１３と、を備えている。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさの制御を実施する光源制御部２２１と、エタロン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。
【００８１】
この食物分析装置２００は、装置を駆動させると、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を通ってエタロン５に入射する。エタロン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を制御してエタロン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。
【００８２】
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、およびその含有量を求める。また、得られた食物成分および含有量から、食物カロリー、鮮度等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、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。
【００８３】
また、図１５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、自動車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。
【００８４】
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エタロン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。
［第６実施形態］
【００８５】
また、他の電子機器として、本発明のエタロン（波長可変干渉フィルター）により光を分光して、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、エタロンを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図１６は、分光カメラの構成を示す斜視図である。分光カメラ３００は、図１６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、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、およびこれらのレンズ間に設けられたエタロン５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、エタロン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。
【００８６】
さらには、本発明のエタロン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、本発明のエタロンを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管、指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
【００８７】
さらには、光学モジュールおよび電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、エタロンにより、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。
【００８８】
上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、および電子機器は、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、本発明のエタロンは、上述のように、１つの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、携帯用途、車載用途として好適に用いることができる。
【００８９】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更することができる。そして、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有するものにより可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１，２，５…波長可変干渉フィルター（エタロン）、１０…第１基板、１１…第１基材、１２…第１凹部、１３…支持部、１６ａ，１６ｂ…接続パッド、１７…第１反射膜、１８…第１駆動電極、１８ａ…引き出し電極、１９…接合膜、２０…第２基板、２１…第２基材、２１ａ…切り欠き部、２２…第２凹部、２３…ダイヤフラム、２３ａ…可動部、２３ｂ…薄肉部、２５…耐エッチング膜、２６…スピンオングラス膜（ＳＯＧ膜）、２７…第２反射膜、２８…第２駆動電極、２８ａ…引き出し電極、２９…接合膜、３０…第２基板、３１…第２基材、３２…第２凹部、３３…ダイヤフラム、３３ａ…可動部、３３ｂ…薄肉部、３５…耐エッチング膜、３５ａ…開口部、３６…スピンオングラス膜（ＳＯＧ膜）、３７…第２反射膜、３８…第２駆動電極、３９…接合膜、４０…静電アクチュエーター、５０…レジスト膜、５２…エッチングマスク、５３ａ，５３ｂ…凹部、８０…電子機器としての測色装置、８２…光源装置、８４…光学モジュールとしての測色センサー、８６…制御装置、９１…光源、９２…レンズ、９３…受光部、９４…電圧制御部、９５…光源制御部、９６…測色処理部、９７…測色センサー制御部、１００…電子機器としてのガス検出装置、２００…電子機器としての食物分析装置、３００…電子機器としての分光カメラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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