(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射するミラー部を有し、前記ミラー部が対向するように離隔して配設された一対のミラーチップと、
前記一対のミラーチップを保持する保持部材と、
前記一対のミラーチップそれぞれに設けられ、前記一対のミラーチップ間の平行度及び位置ずれを検出するための光を反射させる反射部とを備え、
一対の前記反射部ぞれぞれは、前記ミラー部が形成された面と同一側のうち前記ミラー部以外の領域に設けられており、
さらに、一方の前記ミラーチップ側から他方の前記ミラーチップ側に向かう向きと直交する仮想面に前記一対の反射部が投影されたとき、一方の前記反射部は、他方の前記反射部に対して位置がずれていることを特徴とする平行ミラーデバイス。
【請求項２】
前記一対の反射部及び前記一対のミラーチップが前記仮想面に投影されたとき、前記一対の反射部は、いずれかの前記ミラーチップの中心に対して対称となる位置に位置することを特徴とする請求項１に記載の平行ミラーデバイス。
【請求項３】
前記一対のミラーチップの輪郭は矩形状であり、
さらに、前記一対の反射部及び前記一対のミラーチップが前記仮想面に投影されたとき、一方の前記反射部は、他方の前記反射部に対して前記ミラーチップの対角の位置に位置することを特徴とする請求項２に記載の平行ミラーデバイス。
【請求項４】
前記一対の反射部のうち一方の反射部は、他方の反射部より大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の平行ミラーデバイス。
【請求項５】
前記一対の反射部は、光を反射する高反射領域、及び前記高反射領域の外周部側に設けられた低反射領域を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の平行ミラーデバイス。
【請求項６】
前記高反射領域及び前記低反射領域は、同一点を中心とする楕円形であることを特徴とする請求項５に記載の平行ミラーデバイス。
【請求項７】
前記反射部に照射される光のビーム直径をａとし、前記反射部と前記光との成す角をθとしたとき、
前記高反射領域の短径寸法はａ以上、長径寸法はａ／ｓｉｎθ以上であり、
さらに、前記低反射領域の短径寸法及び長径寸法それぞれは、前記高反射領域の短径寸法及び長径寸法それぞれの２倍以上であることを特徴とする請求項６に記載の平行ミラーデバイス。
【請求項８】
前記反射部は、前記ミラーチップに形成された凹部の底面に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の平行ミラーデバイス。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の平行ミラーデバイスの製造方法であって、
前記一対のミラーチップを略平行に配置した状態で前記一対のミラーチップを保持する第１工程と、
前記一対の反射部のうちいずれか一方の反射部に照射された光が、前記一方の反射部にて反射して他方の反射部に向かうように前記一方の反射部に光を照射する第２工程と、
光量を測定する光学素子をマトリックス状に配置した受光器にて前記他方の反射部で反射した光を検出する第３工程と、
前記受光器にて検出した光量及び光量分布に基づいて、前記一対のミラーチップ間の平行度及び位置ずれを検出する第４工程と、
前記第４工程で検出された前記一対のミラーチップ間の平行度及び位置ずれに基づいて、前記一対のミラーチップ間の平行度及び位置ずれが所定範囲内となるように補正する第５工程と、
前記一対のミラーチップ間の平行度及び位置ずれが所定範囲内であるときに、前記一対のミラーチップを前記保持部材にて保持固定する第６工程と
を備えることを特徴とする平行ミラーデバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程においては、
前記ミラー部の反対側から前記ミラーチップに接触する保持ブロック、及び前記ミラーチップと前記保持ブロックとの隙間に存在する空気を吸引する真空ポンプを有して構成されたチャッキング装置を用いて、前記一対のミラーチップを略平行に配置した状態で前記一対のミラーチップを保持することを特徴とする請求項９に記載の平行ミラーデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向した２つのミラーチップ間で光を多重反射させる平行ミラーデバイス、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスの濃度を測定するガスセンサは、ガスの種類によって特定波長の光を吸収することを利用している。しかし、低濃度のガスを検出するためには、光がガスを通過する長さ（光路長）を長くする必要があるため、ガスセンサが大型化を招いてしまう。
【０００３】
これに対して、発明者等は、高反射率の凹面ミラー部を有する一対のミラーチップを対向させ、一方のミラーチップの外部から一対のミラーチップ間に光を入射させ、その入射した光をミラー部間で多重反射させた後、他方のミラーチップから光を出射させることにより、光路長を実際のミラーチップ間の距離よりも長くしたガスセンサを試作検討した。
【０００４】
しかし、上記試作検討に係るガスセンサでは、ミラーチップ間に導入した光は、各ミラー部において複数回反射するため、一対のミラーチップ間の平行度及び位置ずれがガスセンサの特性に大きく影響してしまうという問題がある。したがって、上記試作検討に係るガスセンサにおいては、対向させた一対のミラーチップ間の平行度及び位置ずれを高精度に管理する必要がある。
【０００５】
そして、例えば特許文献１に記載の発明では、一対のチップを高精度で平行に実装するために、最低３ヶ所以上の点でチップ間の距離を測定することにより、一対のチップ間の傾きを測定するとともに、この測定結果に基づいて一対のチップ間の平行度を再調整している。
【特許文献１】特開平５−３２６６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の発明では、チップ間の距離を最低３ヶ所以上測定する必要があるため、測定が複雑であり、かつ、平行度を再調整する度に最低３ヶ所以上の点でチップ間の距離を再測定する必要があり、製造工数の低減を図ることが難しい。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、上記試作検討に係るガスセンサのごとく、一対のミラーチップを対向配置した平行ミラーデバイスにおいて、平行度及び位置ずれを簡便、かつ、短時間で測定することのできる平行ミラーデバイス、及びこの平行ミラーデバイス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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、光を反射するミラー部（２Ｃ）を有し、ミラー部（２Ｃ）が対向するように離隔して配設された一対のミラーチップ（２）と、一対のミラーチップ（２）を保持する保持部材（３）と、一対のミラーチップ（２）それぞれに設けられ、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれを検出するための光を反射させる反射部（２Ｄ）とを備え、一対の反射部（２Ｄ）ぞれぞれは、ミラー部（２Ｃ）が形成された面と同一側のうちミラー部（２Ｃ）以外の領域に設けられており、さらに、一方のミラーチップ（２）側から他方のミラーチップ（２）側に向かう向き（Ｌ）と直交する仮想面（Ｓ）に一対の反射部（２Ｄ）が投影されたとき、一方の反射部（２Ｄ）は、他方の反射部（２Ｄ）に対して位置がずれていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、請求項１に記載の発明では、一対の反射部（２Ｄ）のうちいずれか一方の反射部（２Ｄ）に照射された光を他方の反射部（２Ｄ）に向かうように反射させるとともに、他方の反射部（２Ｄ）で反射した光の光量及び光量分布を検出することにより、ミラーチップ（２）間の平行度と位置ずれを一度の測定で判断することができる。
【００１０】
したがって、対向させたミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれを、簡便かつ短時間で測定することが可能となる。
なお、ミラーチップ（２）に反射部（２Ｄ）が設けられていない場合には、そもそも上記したような手法を用いてミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれを測定することができないので、対向させたミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれを、簡便かつ短時間で測定することは不可能である。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、一対の反射部（２Ｄ）及び一対のミラーチップ（２）が仮想面（Ｓ）に投影されたとき、一対の反射部（２Ｄ）は、いずれかのミラーチップ（２）の中心に対して対称となる位置に位置することを特徴とする。
【００１２】
これにより、請求項２に記載の発明では、一対の反射部（２Ｄ）間の距離が長くなるとともに、一方の反射部（２Ｄ）で反射して他方の反射部（２Ｄ）に入射する光と他方の反射部（２Ｄ）とのなす角が小さくなるので、検出する光の光量及び光量分布の変化が大きくなり、平行度や位置ずれを精度良く検出することが可能となる。
【００１３】
なお、「ミラーチップ（２）の中心」とは、仮想面（Ｓ）に投影されたミラーチップ（２）の図心（面積モーメントが釣り合う位置）をいう。
請求項３に記載の発明では、一対のミラーチップ（２）の輪郭は矩形状であり、さらに、一対の反射部（２Ｄ）及び一対のミラーチップ（２）が仮想面（Ｓ）に投影されたとき、一方の反射部（２Ｄ）は、他方の反射部（２Ｄ）に対してミラーチップ（２）の対角の位置に位置することを特徴とする。
【００１４】
これにより、請求項３に記載の発明においても、請求項２に記載の発明と同様に、一対の反射部（２Ｄ）間の距離が長くなるとともに、一方の反射部（２Ｄ）で反射して他方の反射部（２Ｄ）に入射する光と他方の反射部（２Ｄ）とのなす角が小さくなるので、平行度や位置ずれを精度良く検出することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、  一対の反射部（２Ｄ）のうち一方の反射部（２Ｄ）は、他方の反射部（２Ｄ）より大きいことを特徴とする。
これにより、請求項４に記載の発明では、小さい方の反射部（２Ｄ）に最初に光を照射し、この小さい方の反射部（２Ｄ）で反射した光を大きい方の反射部（２Ｄ）に入射させるようにすれば、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれが、仮に、目標とする所定の精度範囲内であるときには、小さい方の反射部（２Ｄ）で反射した光の全てが大きい方の反射部（２Ｄ）に入射する。
【００１６】
逆に、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれが、目標とする所定の精度範囲外であるときには、小さい方の反射部（２Ｄ）で反射した光の全てが大きい方の反射部（２Ｄ）に入射せず、検出する光の光量が減少してしまう。
【００１７】
したがって、小さい方の反射部（２Ｄ）で反射した光の全てが、大きい方の反射部（２Ｄ）に入射したか否かを検出することにより、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれの測定を、より簡便に行うことが可能となる。
【００１８】
因みに、大きい方の反射部（２Ｄ）に最初に光を照射させ、この大きい方の反射部（２Ｄ）で反射した光を小さい方の反射部（２Ｄ）に入射させると、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれが目標とする所定の精度範囲内であっても、大きい方の反射部（２Ｄ）で反射した光の全てを小さい方の反射部（２Ｄ）に入射させることが難しくなるため、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれの測定が難しくなる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、一対の反射部（２Ｄ）は、光を反射する高反射領域（２Ｅ）、及び高反射領域（２Ｅ）の外周部側に設けられた低反射領域（２Ｆ）を有していることを特徴とする。
【００２０】
これにより、請求項５に記載の発明では、仮に、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれが、目標とする所定の精度範囲外であるときには、照射された光は、高反射領域（２Ｅ）で反射することなく低反射領域（２Ｆ）で反射することとなるので、検出する光の光量及び光量分布の変化が大きくなり、平行度や位置ずれを精度良く検出することが可能となる。
【００２１】
なお、低反射領域（２Ｆ）と高反射領域（２Ｅ）とは、光の反射率、散乱率、及び拡散率のうち少なくとも１つが異なっていることにより、光の反射状態が相違していることをいう。
【００２２】
ところで、反射部（２Ｄ）に照射される光は、通常、円形断面を有するビーム状の光線であるので、反射部（２Ｄ）において光線は楕円状の領域で反射する。そこで、請求項６に記載の発明では、高反射領域（２Ｅ）及び低反射領域（２Ｆ）は、同一点を中心とする楕円形であることを特徴としている。
【００２３】
これにより、請求項６に記載の発明では、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれに関する情報、つまり検出する光の光量及び光量分布を効率良く取得できる。
請求項７に記載の発明では、反射部（２Ｄ）に照射される光のビーム直径をａとし、反射部（２Ｄ）と光との成す角をθとしたとき、高反射領域（２Ｅ）の短径寸法はａ以上、長径寸法はａ／ｓｉｎθ以上であり、さらに、低反射領域（２Ｆ）の短径寸法及び長径寸法それぞれは、高反射領域（２Ｅ）の短径寸法及び長径寸法それぞれの２倍以上であることを特徴とする。
【００２４】
これにより、請求項７に記載の発明では、目標とする精度に合わせた測定を行うことが可能となる。
請求項８に記載の発明では、反射部（２Ｄ）は、ミラーチップ（２）に形成された凹部（２Ｇ）の底面に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
これにより、請求項８に記載の発明では、凹部（２Ｇ）の底面に形成された反射部（２Ｄ）が請求項５に記載された高反射領域（２Ｅ）として機能し、凹部（２Ｇ）の底面以外の部位が請求項５に記載された低反射領域（２Ｆ）として機能する。
【００２６】
したがって、２種類の反射領域を形成することなく、請求項５に記載された発明と同様な作用効果を得ることができるので、反射部（２Ｄ）の製造工数を削減しつつ、目標とする精度に合わせた測定を行うことが可能となる。
【００２７】
請求項９に記載の発明では、  請求項１ないし８のいずれか１つに記載の平行ミラーデバイスの製造方法であって、一対のミラーチップ（２）を略平行に配置した状態で一対のミラーチップ（２）を保持する第１工程と、一対の反射部（２Ｄ）のうちいずれか一方の反射部（２Ｄ）に照射された光が、一方の反射部（２Ｄ）にて反射して他方の反射部（２Ｄ）に向かうように一方の反射部（２Ｄ）に光を照射する第２工程と、光量を測定する光学素子をマトリックス状に配置した受光器（２６）にて他方の反射部（２Ｄ）で反射した光を検出する第３工程と、受光器（２６）にて検出した光量及び光量分布に基づいて、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれを検出する第４工程と、第４工程で検出された一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれに基づいて、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれが所定範囲内となるように補正する第５工程と、一対のミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれが所定範囲内であるときに、一対のミラーチップ（２）を保持部材（３）にて保持固定する第６工程とを備えることを特徴とする。
【００２８】
これにより、請求項９に記載の発明では、他方の反射部（２Ｄ）で反射した光の光量及び光量分布を検出することにより、ミラーチップ（２）間の平行度と位置ずれを一度の測定で判断することができる。したがって、対向させたミラーチップ（２）間の平行度及び位置ずれを、簡便かつ短時間で測定することが可能となる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明では、第１工程においては、ミラー部（２Ｃ）の反対側からミラーチップ（２）に接触する保持ブロック（２１）、及びミラーチップ（２）と保持ブロック（２１）との隙間に存在する空気を吸引する真空ポンプ（２２）を有して構成されたチャッキング装置を用いて、一対のミラーチップ（２）を略平行に配置した状態で一対のミラーチップ（２）を保持することを特徴とする。
【００３０】
これにより、請求項１０に記載の発明では、ミラーチップ（２）を簡便に着脱することができる。
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本実施形態は、本発明に係る平行ミラーデバイスをガスセンサに適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（第１実施形態）
１．図面の説明
図１は本実施形態に係るガスセンサ１の構造を示す模式図であり、図２（ａ）は本実施形態に係るガスセンサ１の組み立て用治具２０の概略を示す図であり、図２（ｂ）はミラーチップ２を保持する保持ブロック２１の斜視図である。
【００３２】
図３（ａ）はミラーチップ２の正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図４は反射部２Ｄ位置関係を示した図であり、図５（ａ）は反射部２Ｄの正面図であり、図５（ｂ）は反射部２Ｄの側面図である。
【００３３】
図６（ａ）は平行度及び位置ずれを測定する際の測定用ビーム光の軌跡を示す図であり、図６（ｂ）は平行度及び位置ずれを測定する際に用いられる受光器２６の概念図であり、図７は平行度及び位置ずれを測定する際の作業手順を示す工程図である。
【００３４】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は想定される平行度のずれ及び位置ずれの類型を示す図であり、図８（ｄ）はずれの方向の定義を示す図であり、図９（ａ）〜図９（ｃ）は平行度のずれ及び位置ずれの類型に対応した検出結果の一例を示す図である。
【００３５】
２．ガスセンサの構成（図１参照）
ガスセンサ１は、図１に示すように、輪郭が矩形状に形成された一対のミラーチップ２、これら一対のミラーチップ２を対向させた状態で保持する筐体３、紙面左側のミラーチップ２（以下、このミラーチップ２を第１ミラーチップ２Ａという。）側に配設された発光部４、及び紙面右側のミラーチップ２（以下、このミラーチップ２を第２ミラーチップ２Ｂという。）側に配設された受光部５等を有して構成されている。
【００３６】
また、第１ミラーチップ２Ａと第２ミラーチップ２Ｂとは、測定対象となるガスが充填される空隙３Ａを挟んで互いに離隔した状態で対向しているとともに、両ミラーチップ２Ａ、２Ｂの対向面それぞれには、発光部４から空隙３Ａ内に入射された光（本実施形態では、赤外光）を反射させるミラー部２Ｃが設けられている。
【００３７】
因みに、ミラー部２Ｃは、空隙３Ａ内に焦点があるような凹面鏡にて構成されており、このミラー部２Ｃは、アルミニウムをミラーチップ２に蒸着させることにより形成された薄膜により形成されている。そして、筐体３には、検査対象ガスを空隙３Ａに導く導入口３Ｂが設けられている。
【００３８】
また、両ミラーチップ２Ａ、２Ｂそれぞれには、図３及び図４に示すように、一対のミラーチップ２間の平行度及び位置ずれを検出するためのビーム状の光（以下、この光を検査光という。）を反射させる平面状の反射部２Ｄが設けられており、これらの反射部２Ｄは、ミラーチップ２のうちミラー部２Ｃが形成された面と同一側のうちミラー部２Ｃ以外の領域に設けられている。
【００３９】
そして、一対の反射部２Ｄは、図４に示すように、一方の反射部２Ｄが他方の反射部２Ｄに対してずれるように、互いに対角の位置に設けられている。
つまり、第２ミラーチップ２Ｂ側から第１ミラーチップ２Ａ側に向かう向きＬと直交する仮想面Ｓに一対の反射部２Ｄ及び一対のミラーチップ２が投影されたとき、その投影された一対の反射部２Ｄ１は、仮想面Ｓに投影されたいずれかのミラーチップ２の中心Ｏ１に対して対称となる位置関係となっている。
【００４０】
なお、「仮想面Ｓに投影されたいずれかのミラーチップ２の中心Ｏ１」とは、いずれかのミラーチップ２の中心Ｏに対応する仮想面Ｓ上の点であり、「ミラーチップ２の中心Ｏ」とは、ミラーチップ２の図心（面積モーメントが釣り合う位置）をいう。
【００４１】
また、反射部２Ｄは、図５（ａ）に示すように、同一点を中心とする２つの楕円状の反射領域２Ｅ、２Ｆにて構成されており、これら２つの反射領域２Ｅ、２Ｆのうち中心側の反射領域２Ｅ（以下、この反射領域を高反射領域２Ｅという。）は、その外周側に設けられた反射領域２Ｆ（以下、この反射領域を低反射領域２Ｆという。）に比べて、特定方向に反射する光の光量が大きくなるように設定されている。
【００４２】
ここで、「特定方向に反射する光」とは、反射部２Ｄ（高反射領域２Ｅ及び低反射領域２Ｆ）を凸凹の無い平面鏡とした場合にエウクレイデスの光の反射の法則に従って反射する光、つまり、入射角と等しい角度の方向に反射する光をいう。
【００４３】
そして、本実施形態では、Ａｌ又はＧｅ／ＺｎＳを蒸着することにより高反射領域２Ｅを形成し、Ａｌ又はＧｅ／ＺｎＳを蒸着して形成した膜にカーボンブラックを塗布することにより低反射領域２Ｆを形成し、高反射領域２Ｅにおける特定方向に反射する光の光量が、低反射領域２Ｆにおける特定方向に反射する光の光量より大きくなるようにしている。
【００４４】
また、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、反射部２Ｄに照射される光のビーム直径をａとし、反射部２Ｄと検査光との成す角をθとしたとき、高反射領域２Ｅの短径寸法Ｗ１はａ以上、長径寸法Ｈ１はａ／ｓｉｎθ以上であり、かつ、低反射領域２Ｆの短径寸法Ｗ２及び長径寸法Ｈ２それぞれは、高反射領域２Ｅの短径寸法Ｗ１及び長径寸法Ｈ１それぞれの２倍以上に設定されている。
【００４５】
そして、一対の反射部２Ｄは、図３に示すように、その長径方向がミラーチップ２の対角線と略平行となるようにミラーチップ２に形成されているとともに、検査光を最初に第１ミラーチップ２Ａの反射部２Ｄに照射する場合、第２ミラーチップ２Ｂの反射部２Ｄ（高反射領域２Ｅ及び低反射領域２Ｆ）は、第１ミラーチップ２Ａの反射部２Ｄ（高反射領域２Ｅ及び低反射領域２Ｆ）より大きな寸法に設定されている。
【００４６】
３．ガスセンサの作動
本実施形態に係るガスセンサ１は、空隙３Ａに検査対象ガスを充填した状態で、発光部４から空隙３Ａ内に照射された光をミラー部２Ｃ間で多重反射させた後、受光部５にて光を検出することにより、検査対象ガスの濃度を測定する。
【００４７】
なお、ミラー部２Ｃで光の反射率は１００％ではなく、１％〜１０％程度の光がミラー部２Ｃ（ミラーチップ２）を透過する。そこで、本実施形態では、第１ミラーチップ２Ａの背面側から光を空隙３Ａ内に入射させ、第２ミラーチップ２Ｂの背面側に設けられた受光部５で光を検出する。
【００４８】
つまり、第１ミラーチップ２Ａのミラー部２Ｃの背面側から空隙３Ａに入射した光は、第２ミラーチップ２Ｂのミラー部２Ｃにて反射するが、その一部はミラー部２Ｃを透過して受光部５で受光される。
【００４９】
そして、第２ミラーチップ２Ｂのミラー部２Ｃで反射した光は、第１ミラーチップ２Ａのミラー部２Ｃで反射し、再び、第２ミラーチップ２Ｂのミラー部２Ｃに到達し、その一部はミラー部２Ｃを透過して受光部５で受光され、他は第２ミラーチップ２Ｂのミラー部２Ｃで反射して第１ミラーチップ２Ａのミラー部２Ｃに到達する。
【００５０】
このように、本実施形態では、光をミラー部２Ｃ間で多重反射させることにより、光路長を実際のミラーチップ２間の距離よりも長くしてガスセンサ１の小型化を図っている。
４．ガスセンサの製造（組み立て）方法
４．１．ガスセンサの製造（組み立て）の概要
図２（ａ）はガスセンサ１の組立時に用いられる治具２０の概要を示す図である。
【００５１】
保持ブロック２１は、ミラー部２Ｃの反対側からミラーチップ２に接触してミラーチップ２を保持する金属製（本実施形態では、アルミニウム製）のものであり、真空ポンプ２２は、ミラーチップ２と保持ブロック２１との隙間に存在する空気を吸引することにより、ミラーチップ２を保持ブロック２１に密着させるものである。
【００５２】
なお、保持ブロック２１には、図２（ｂ）に示すように、ミラーチップ２を位置決めするための段差部２１Ａ、及び真空ポンプ２２に連通する連通口２１Ｂが設けられている。
また、図２（ａ）中、バルブ２３は、真空ポンプ２２により生成された負圧の断続を行うものであり、このバルブ２３が閉じられると、負圧の供給が停止し、ミラーチップ２を保持ブロック２１から取り外すことができ、一方、バルブ２３が開かれると、負圧が供給されるため、ミラーチップ２が保持ブロックに密着して保持（チャッキング）される。
【００５３】
なお、ステージ２１Ｃは、保持ブロック２１を変位させるための変位手段であり、計測器２１Ｄは、保持ブロック２１の変位量を計測するものである。
また、光源２５は検査光を反射部２Ｄに向けて照射するものであり、本実施形態では、光源２５としてＨｅ−Ｎｅレーザ光源を用いている。
【００５４】
受光器２６は、反射部２Ｄにて反射した検査光の光量を検出するものであり、この受光器２６は、図６（ｂ）に示すように、複数個のＰＩＮダイオード等の光学素子２６Ａ（図６（ｂ）のＤ１−１やＤ５−５等と記載されている部位）をマトリックス（格子）状に配置することにより、受光した位置に応じた光量を検出することができるようにしたものである。
【００５５】
そして、一対のミラーチップ２が互いに所定間隔を有して略平行に治具２０に保持されると、図７に示す工程表に従って第１ミラーチップ２Ａと第２ミラーチップ２Ｂとの平行度及び位置ずれが補正される。因みに、図７に示す工程表は、作業者が行う作業を、その工程順に示したものである。
【００５６】
すなわち、一対のミラーチップ２が互いに所定間隔を有して略平行に治具２０に保持されると、先ず、図２（ａ）、図６（ａ）又は図４に示すように、光源２５から第１ミラーチップ２Ａの反射部２Ｄに向けて検査光が照射される（Ｓ１）。
【００５７】
このとき、光源２５から照射される検査光の向きは、設計寸法において、検査光の全てが第１ミラーチップ２Ａの高反射領域２Ｅに入射して反射するとともに、この第１ミラーチップ２Ａのミラー部２Ｃにて反射した検査光の全てが第２ミラーチップ２Ｂの高反射領域２Ｅに入射して反射するように設定されている。
【００５８】
このため、第１ミラーチップ２Ａと第２ミラーチップ２Ｂとの平行度及び位置ずれが設計公差範囲からずれると、これに応じて受光器２６で受光される光の光量及び光量分布が大きく変化する。
【００５９】
そこで、光源２５から第１ミラーチップ２Ａの反射部２Ｄに向けて検査光が照射されると、図７に示すように、受光器２６での受光量及び受光形状（光量分布グラフの形状）が、設計上の目標範囲にあるか否かが判定される（Ｓ５）。
【００６０】
このとき、受光器２６での受光量及び受光形状が、設計上の目標範囲にないと判定された場合には（Ｓ５：ＮＯ）、ステージ２１Ｃを介してミラーチップ２の傾き及び位置が補正される（Ｓ７）。なお、Ｓ５で行われる判定手法の詳細は後述する。
【００６１】
そして、ミラーチップ２の傾き及び位置が補正されると（Ｓ７）、再び、受光器２６での受光量及び受光形状が設計上の目標範囲にあるか否かが判定され（Ｓ５）、受光器２６での受光量及び受光形状が設計上の目標範囲にあると判定された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、一対のミラーチップ２が筐体３に固定された後（Ｓ９）、一対のミラーチップ２が治具２０（保持ブロック２１）から外され（Ｓ１１）、その後、発光部４や受光部５等のその他の部品が組み付けられる（Ｓ１３）。
【００６２】
４．２．受光量及び受光形状の判定（Ｓ５）の詳細
図６（ａ）に示すように、光源２５から照射される検査光の向きは、設計寸法において、検査光の全てが第１ミラーチップ２Ａの高反射領域２Ｅに入射して反射するとともに、この第１ミラーチップ２Ａのミラー部２Ｃにて反射した検査光の全てが第２ミラーチップ２Ｂの高反射領域２Ｅに入射して反射するように設定されているので、第１ミラーチップ２Ａと第２ミラーチップ２Ｂとの平行度及び位置ずれが設計公差範囲からずれると、これに応じて受光器２６で受光される光の光量及び光量分布が大きく変化する。
【００６３】
また、第１ミラーチップ２Ａに対する第２ミラーチップ２Ｂの平行度及び位置ずれの類型としては、図８（ａ）に示すＸＹ平面上の位置ずれ及びＸＹ平面上（Ｚ軸周り）の回転ずれ（以下、この類型を平面内のずれという。）、図８（ｂ）に示すＺ軸方向のずれ（以下、この類型を距離のずれという。）、並びに図８（ｃ）に示す平行度のずれ（Ｘ軸周り又はＹ軸周りの回転ずれ）等が考えられる。
【００６４】
因みに、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、図８（ｄ）に示すように、Ｘ軸及びＹ軸は、第１ミラーチップ２Ａに平行な平面において互いに直交する軸であり、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸に直交する軸である。
【００６５】
そして、仮に、平面内のずれのみが発生すると、例えば受光器２６のＤｎ−３（ｎ＝１〜５）で示される光学素子２６Ａに検出される光量は、図９（ａ）に示すように、破線で示される目標値（設計公差範囲内の値）に対して、特定の光学素子２６Ａ（Ｄ２−３）にて受光される光量が減少するように変化する。
【００６６】
また仮に、距離のずれのみが発生すると、例えば受光器２６のＤｎ−３（ｎ＝１〜５）で示される光学素子２６Ａに検出される光量は、図９（ｂ）に示すように、破線で示される目標値に対して、受光する光学素子２６Ａが変化する（Ｄ２−３→Ｄ５−３）。
【００６７】
また仮に、平行度のずれのみが発生すると、例えば受光器２６のＤｎ−３（ｎ＝１〜５）で示される光学素子２６Ａに検出される光量は、図９（ｃ）に示すように、破線で示される目標値（設計公差範囲内の値）に対して、特定の光学素子２６Ａ（Ｄ２−３、Ｄ３−３、Ｄ４−３）にて受光される光量が減少変化するともに、受光する光学素子２６Ａ（Ｄ５−３）が変化する。
【００６８】
このように、第１ミラーチップ２Ａに対する第２ミラーチップ２Ｂの平行度及び位置ずれが発生すると、受光器２６での受光量及び光量分布グラフの形状が、設計上の目標値に対して変化するので、受光器２６での受光量及び光量分布グラフの形状に基づいて、第１ミラーチップ２Ａに対して第２ミラーチップ２Ｂがどのようにずれているかを推測することができる。
【００６９】
５．本実施形態に係るガスセンサの特徴
本実施形態では、検査光を反射させる反射部２Ｄを一対のミラーチップ２に設けているので、一対の反射部２Ｄのうちいずれか一方の反射部２Ｄ（本実施形態では、第１ミラーチップ２Ａの反射部２Ｄ）に照射された検査光を他方の反射部２Ｄ（本実施形態では、第２ミラーチップ２Ｂの反射部２Ｄ）に向かうように反射させるとともに、他方の反射部２Ｄで反射した光の光量及び光量分布を検出することにより、ミラーチップ２間の平行度と位置ずれを一度の測定で判断することができる。
【００７０】
したがって、上述したように、対向させたミラーチップ２間の平行度及び位置ずれを、簡便かつ短時間で測定することが可能となる。
また、本実施形態では、一対の反射部２Ｄ及び一対のミラーチップ２が仮想面Ｓに投影されたとき、仮想面Ｓに投影された一対の反射部２Ｄ１は、ミラーチップ２の中心Ｏ１に対して対称となっているので、一対の反射部２Ｄ間の距離が長くなるとともに、一方の反射部２Ｄで反射して他方の反射部２Ｄに入射する光と他方の反射部２Ｄとのなす角が小さくなるので、検出する光の光量及び光量分布の変化が大きくなり、平行度や位置ずれを精度良く検出することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態では、一対の反射部２Ｄのうち一方の反射部２Ｄは、他方の反射部２Ｄより大きいので、小さい方の反射部２Ｄ（本実施形態では、第１ミラーチップ２Ａの反射部２Ｄ）に最初に光を照射し、この小さい方の反射部２Ｄで反射した光を大きい方の反射部２Ｄ（本実施形態では、第２ミラーチップ２Ｂの反射部２Ｄ）に入射させるようにすれば、一対のミラーチップ２間の平行度及び位置ずれが、仮に、目標とする所定の精度範囲内であるときには、小さい方の反射部２Ｄで反射した光の全てが大きい方の反射部２Ｄに入射する。
【００７２】
逆に、一対のミラーチップ２間の平行度及び位置ずれが、目標とする所定の精度範囲外であるときには、小さい方の反射部２Ｄで反射した光の全てが大きい方の反射部２Ｄに入射せず、検出する光の光量が減少してしまう。
【００７３】
したがって、小さい方の反射部２Ｄで反射した光の全てが、大きい方の反射部２Ｄに入射したか否かを検出することにより、一対のミラーチップ２間の平行度及び位置ずれの測定を、より簡便に行うことが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態では、一対の反射部２Ｄは、光を反射する高反射領域２Ｅ、及び高反射領域２Ｅの外周部側に設けられた低反射領域２Ｆを有しているので、仮に、一対のミラーチップ２間の平行度及び位置ずれが、目標とする所定の精度範囲外であるときには、照射された光は、高反射領域２Ｅで反射することなく低反射領域２Ｆで反射することとなる。
【００７５】
したがって、検出する光の光量及び光量分布の変化が大きくなり、平行度や位置ずれを精度良く検出することが可能となる。
ところで、検査光は、円形断面を有するビーム状の光線であり、かつ、検査光は反射部２Ｄに対して斜め方向から入射するので、反射部２Ｄに反射部２Ｄにおいて光線は楕円状の領域で反射する。
【００７６】
そこで、本実施形態では、高反射領域２Ｅ及び低反射領域２Ｆを同一点を中心とする楕円形とすることにより、一対のミラーチップ２間の平行度及び位置ずれに関する情報、つまり検出する光の光量及び光量分布を効率より取得できるように構成している。
【００７７】
６．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、筐体３が特許請求の範囲に記載された保持部材に相当し、保持ブロック２１及び真空ポンプ２２により特許請求の範囲に記載されたチャッキング装置が構成されている。
【００７８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、同心状に形成された楕円状の高反射領域２Ｅ及び低反射領域２Ｆにより反射部２Ｄを構成したが、本実施形態は、図１０（ｂ）に示すように、ミラーチップ２に形成された凹部２Ｇの底面に、高反射領域２Ｅと同等な量の光を特定方向に反射する反射部２Ｄを形成したものである。
【００７９】
なお、図１０（ａ）は、本実施形態に係るミラーチップ２の正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図１１（ａ）は、本実施形態における平面内のずれの概要を示す図であり、図１１（ｂ）は、本実施形態における距離のずれの概要を示す図であり、図１１（ｃ）は、本実施形態における平行度のずれの概要を示す図であり、図１１（ｄ）はずれの方向の定義を示す図である。
【００８０】
これにより、本実施形態では、凹部２Ｇの底面に形成された反射部２Ｄでは、高反射領域２Ｅと同等な量の光が特定方向に反射され、凹部２Ｇの底面以外の部位に入射した検査光は、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示すように、特定方向に反射せず散乱して低反射領域２Ｆとして機能する。
【００８１】
したがって、２種類の反射領域を形成することなく、第１実施形態同様な作用効果を得ることができるので、反射部２Ｄの製造工数を削減しつつ、目標とする精度に合わせた測定を行うことが可能となる。
【００８２】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明に係る平行ミラーデバイスをガスセンサに適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【００８３】
また、上述の第１実施形態では、高反射領域２Ｅと低反射領域２Ｆとで、光の反射率を変更したが、本発明はこれに限定されるものではなく、低反射領域２Ｆと高反射領域２Ｅとの間で、例えば光の反射率、散乱率、及び拡散率のうち少なくとも１つが異なっていることにより、光の反射状態が相違していれば十分である。
【００８４】
また、上述の実施形態では、ミラーチップ２の輪郭が矩形状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばミラーチップ２の輪郭を円形や楕円状としてもよい。
また、上述の実施形態では、一対の反射部２Ｄは、いずれかのミラーチップ２の中心に対して対称の位置に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８５】
また、上述の実施形態では、検査光の断面が円形であったので、反射部２Ｄの形状を楕円としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射部２Ｄの形状を楕円以外（例えば、矩形状）としてもよい。
【００８６】
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態に係るガスセンサ１の構造を示す模式図である。
【図２】（ａ）は本実施形態に係るガスセンサ１の組み立て用治具２０の概略を示す図であり、（ｂ）はミラーチップ２を保持する保持ブロック２１の斜視図である。
【図３】（ａ）はミラーチップ２の正面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】反射部２Ｄ位置関係を示した図である。
【図５】（ａ）は反射部２Ｄの正面図であり、（ｂ）は反射部２Ｄの側面図である。
【図６】（ａ）は平行度及び位置ずれを測定する際の測定用ビーム光の軌跡を示す図であり、（ｂ）は平行度及び位置ずれを測定する際に用いられる受光器２６の概念図である。
【図７】平行度及び位置ずれを測定する際の作業手順を示す工程図である。
【図８】想定される平行度のずれ及び位置ずれの類型を示す図であり、（ｄ）はずれの方向の定義を示す図である。
【図９】平行度のずれ及び位置ずれの類型に対応した検出結果の一例を示す図である。
【図１０】（ａ）はミラーチップ２の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】想定される平行度のずれ及び位置ずれの類型を示す図であり、（ｄ）はずれの方向の定義を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…ガスセンサ、２…ミラーチップ、２Ｃ…ミラー部、２Ｄ…反射部、
２Ｅ…高反射領域、２Ｆ…低反射領域、２Ｇ…凹部、３…筐体、３Ａ…空隙、
３Ｂ…導入口、４…発光部、５…受光部、２０…組み立て用治具、
２１…保持ブロック、２１Ａ…段差部、２１Ｂ…連通口、２１Ｃ…ステージ、
２１Ｄ…計測器、２２…真空ポンプ、２３…バルブ、２５…光源、
２６…受光器、２６Ａ…光学素子。
【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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