(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、透過または反射させる波長に対し、位相整合条件を満たす厚さ相当の犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ前記犠牲層膜上に膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第５の工程で、前記第４の工程で形成した膜の、光を透過又は反射させる部分をパターンニングによって除去すること、
第６の工程で、前記犠牲層及び前記第５の工程でパターニングされた前記膜上に、第２の反射膜を形成すること、
第７の工程で、前記第２の反射膜上に透明樹脂を塗布し、硬化させることにより、樹脂膜を形成すること、
第８の工程で、前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする干渉フィルタの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉フィルタの製造方法において、
前記犠牲層膜はシリコンからなり、
前記第８の工程において、前記犠牲層膜は弗化キセノンガスにより除去されること、
を特徴とする干渉フィルタの製造方法。
【請求項３】
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、透過又は反射させる波長に対し、位相整合条件を満たす厚さ相当の犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ前記犠牲層膜上に、第２の反射膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第５の工程で、透明樹脂を塗布し、硬化させることにより、前記第２の反射膜上に樹脂膜を形成するとともに、前記アンカー穴に前記樹脂を充填すること、
第６の工程で、前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする干渉フィルタの製造方法。
【請求項４】
第１の工程で、第１の透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、透過又は反射させる波長に対し、位相整合条件を満たす厚さ相当の犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ犠牲層膜上に第２の反射膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第５の工程で、前記第２の反射膜上に、第２の透明基板を接着すること、
第６の工程で、前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする干渉フィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の干渉フィルタの製造方法において、
前記第５の工程で、前記第２の透明基板を接着するために用いる接着剤の硬化後の屈折率を、前記第２の透明基板の屈折率にほぼ等しくすることを特徴とする干渉フィルタの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の干渉フィルタの製造方法によって製造される干渉フィルタであって、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜の間に、透過又は反射させる波長に対し位相整合条件を満たす厚さ相当の真空又は透明気体で満たされた間隔を有することを特徴とする干渉フィルタ。
【請求項７】
請求項４または請求項５に記載の干渉フィルタの製造方法によって製造される干渉フィルタであって、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜の間に、透過又は反射させる波長に対し位相整合条件を満たす厚さ相当の真空又は透明気体で満たされた間隔を有し、
前記第１の透明基板の前記第１反射膜が形成されていない面または前記第２の透明基板の前記第２の反射膜が形成されていない面であって、光が入射または出射する面に、無反射コートを設けたことを特徴とする干渉フィルタ。
【請求項８】
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記透明基板上の、前記第１の反射膜が形成されていない位置に、配線ラインを形成すること、
第３の工程で、前記第１の反射膜及び前記配線ラインが形成された前記透明基板上に、犠牲層を成膜すること、
第４の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第５の工程で、前記アンカー穴を持つ犠牲層膜上に膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第６の工程で、前記第５の工程で形成した膜をパターンニングし、支柱及びばね部を作成すること、
第７の工程で、前記犠牲層及び前記第５の工程でパターニングされた前記膜上に、第２の反射膜を形成すること、
第８の工程で、前記第２の反射膜上に樹脂を塗布し、硬化させることにより、樹脂膜を形成すること、
第９の工程で、前記支柱及びばね部上に有る前記樹脂膜を除去すること、
第１０の工程で、前記犠牲層を除去すること、
を特徴とする波長可変干渉フィルタの製造方法。
【請求項９】
第１の工程で、透明基板上に土台と、第１の反射膜と、第１の配線パターンと、を形成すること、
第２の工程で、前記土台、前記反射膜、及び前記配線パターンが形成された前記透明基板上に、犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記土台上の前記犠牲層膜を除去してアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ前記犠牲膜上に、第２の反射膜と、第２の配線パターンと、ばね部を構成する膜と、を形成すること、
第５の工程で、透明樹脂を塗布し、硬化させることにより、前記第２の反射膜、前記第２の配線パターン、及び前記ばね部を構成する膜上に、樹脂膜を形成するとともに、前記アンカー穴に前記樹脂を充填すること、
第６の工程で、前記ばね部を構成する膜上に有る前記樹脂膜を除去すること、
第７の工程で、前記犠牲層を除去すること、
を特徴とする波長可変干渉フィルタの製造方法。
【請求項１０】
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、導電性の膜を設け、電極及び配線パターンを残し、光の反射又は透過する面に存在する導電膜を除去すること、
第３の工程で、前記電極に圧電素子の一方の面を接合すること、
第４の工程で、前記電極、配線パターン、及び前記圧電素子が形成された前記透明基板上に犠牲層膜を形成し、前記圧電素子の面上に有る前記犠牲層膜を除去すること、
第５の工程で、前記犠牲層膜及び前記圧電素子上に、第２の反射膜を成膜すること、
第６の工程で、前記第２の反射膜上に、透明樹脂を塗布し、硬化させることにより、樹脂膜を形成すること、
第７の構成で、前記第４の工程で除去されていない前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする波長可変干渉フィルタの製造方法。
【請求項１１】
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、導電性の膜を設け、電極及び配線パターンを残し、光の反射又は透過する面に存在する導電膜を除去すること、
第３の工程で、前記電極に圧電素子の一方の面を接合すること、
第４の工程で、前記電極、配線パターン、及び前記圧電素子が形成された前記透明基板上に犠牲層膜を形成し、前記圧電素子の面上に有る前記犠牲層膜を除去すること、
第５の工程で、前記犠牲層膜及び前記圧電素子上に、第２の反射膜を成膜すること、
第６の工程で、前記第２の反射膜上に、有機又は無機の透明部材を接着すること、
第７の構成で、前記第４の工程で除去されていない前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする波長可変干渉フィルタの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１記載の波長可変干渉フィルタの製造方法において、
前記犠牲層はシリコンからなり、
前記第７の工程において、前記犠牲層膜は弗化キセノンガスによって除去されること、
を特徴とする波長可変干渉フィルタの製造方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれかに記載の製造方法によって製造される波長可変干渉フィルタであって、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜の間の間隔を変化させることにより、透過波長を変化させる
ことを特徴とする波長可変干渉フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長選択干渉フィルタ、及び、光通信に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のファブリペロ型共振器を応用した干渉フィルタは、反射率を高くすることで、非常に半値幅の少ない波長選択性を示すことから、分光器から光通信にいたるまで広く使用されてきた。この干渉フィルタは反射膜の間を多重反射させ、位相整合条件（往復した時の光の位相差が２πの整数倍であること）を満たす波長だけ透過させるものである。従来の構成は、ガラスを両面研磨し、その両端に反射膜を蒸着する方法で作成されてきた。また、選択波長を変化させる方法として、ガラスの片面をもう一方の面に対しごく僅かの角度をつけウエッジ研磨し、その両端に反射膜を蒸着する方法で作成され、光の入射する位置を平行又は回転移動させることにより、反射膜間の距離を変化させ、位相整合条件を満たす波長のみ透過させる手段が採られてきた。
しかし、この干渉フィルタは、ガラスを非常に平坦に面精度良く磨く必要があり、間隔の制御が非常に困難であるため、高額な物であった。
また、波長可変干渉フィルタでは、モータ等で回転又は平行移動させる為、波長可変に時間を要するという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、安価で、場所により反射、透過波長のずれが無く、精度の良い干渉フィルタを実現すること、非常に早い速度で選択波長を切り替えることができる、波長可変干渉フィルタを実現すること、小型で選択波長切替えを高速で行うことができるカラーシーケンシャル用波長可変干渉フィルタを実現することを主な目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の干渉フィルタの製造方法は、
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、透過または反射させる波長に対し、位相整合条件を満たす厚さ相当の犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ前記犠牲層膜上に膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第５の工程で、前記第４の工程で形成した膜の、光を透過又は反射させる部分をパターンニングによって除去すること、
第６の工程で、前記犠牲層及び前記第５の工程でパターニングされた前記膜上に、第２の反射膜を形成すること、
第７の工程で、前記第２の反射膜上に透明樹脂を塗布し、硬化させることにより、樹脂膜を形成すること、
第８の工程で、前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする。
上記第１の干渉フィルタの製造方法において、
前記犠牲層膜はシリコンからなり、
前記第８の工程において、前記犠牲層膜は弗化キセノンガスにより除去されること、
が好ましい。
【０００５】
また、本発明の第２の干渉フィルタの製造方法は、
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、透過又は反射させる波長に対し、位相整合条件を満たす厚さ相当の犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ前記犠牲層膜上に、第２の反射膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第５の工程で、透明樹脂を塗布し、硬化させることにより、前記第２の反射膜上に樹脂膜を形成するとともに、前記アンカー穴に前記樹脂を充填すること、
第６の工程で、前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする。
【０００６】
また、本発明の第３の干渉フィルタの製造方法は、
第１の工程で、第１の透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、透過又は反射させる波長に対し、位相整合条件を満たす厚さ相当の犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ犠牲層膜上に第２の反射膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第５の工程で、前記第２の反射膜上に、第２の透明基板を接着すること、
第６の工程で、前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする。
上記第３の干渉フィルタの製造方法において、
前記第５の工程で、前記第２の透明基板を接着するために用いる接着剤の硬化後の屈折率を、前記第２の透明基板の屈折率にほぼ等しくすることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の第１の干渉フィルタは、上記第１乃至第３の干渉フィルタの製造方法によって製造される干渉フィルタであって、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜の間に、透過又は反射させる波長に対し位相整合条件を満たす厚さ相当の真空又は透明気体で満たされた間隔を有することを特徴とする。
また、本発明の第２の干渉フィルタは、上記第３の干渉フィルタの製造方法によって製造される干渉フィルタであって、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜の間に、透過又は反射させる波長に対し位相整合条件を満たす厚さ相当の真空又は透明気体で満たされた間隔を有し、
前記第１の透明基板の前記第１反射膜が形成されていない面または前記第２の透明基板の前記第２の反射膜が形成されていない面であって、光が入射または出射する面に、無反射コートを設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１の波長可変干渉フィルタの製造方法は、
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記透明基板上の、前記第１の反射膜が形成されていない位置に、配線ラインを形成すること、
第３の工程で、前記第１の反射膜及び前記配線ラインが形成された前記透明基板上に、犠牲層を成膜すること、
第４の工程で、前記犠牲層膜にアンカー穴を形成すること、
第５の工程で、前記アンカー穴を持つ犠牲層膜上に膜をアンカー穴に沿って形成すること、
第６の工程で、前記第５の工程で形成した膜をパターンニングし、支柱及びばね部を作成すること、
第７の工程で、前記犠牲層及び前記第５の工程でパターニングされた前記膜上に、第２の反射膜を形成すること、
第８の工程で、前記第２の反射膜上に樹脂を塗布し、硬化させることにより、樹脂膜を形成すること、
第９の工程で、前記支柱及びばね部上に有る前記樹脂膜を除去すること、
第１０の工程で、前記犠牲層を除去すること、
を特徴とする波長可変干渉フィルタの製造方法。
本発明の第２の波長可変干渉フィルタの製造方法は、
第１の工程で、透明基板上に土台と、第１の反射膜と、第１の配線パターンと、を形成すること、
第２の工程で、前記土台、前記反射膜、及び前記配線パターンが形成された前記透明基板上に、犠牲層膜を形成すること、
第３の工程で、前記土台上の前記犠牲層膜を除去してアンカー穴を形成すること、
第４の工程で、前記アンカー穴を持つ前記犠牲膜上に、第２の反射膜と、第２の配線パターンと、ばね部を構成する膜と、を形成すること、
第５の工程で、透明樹脂を塗布し、硬化させることにより、前記第２の反射膜、前記第２の配線パターン、及び前記ばね部を構成する膜上に、樹脂膜を形成するとともに、前記アンカー穴に前記樹脂を充填すること、
第６の工程で、前記ばね部を構成する膜上に有る前記樹脂膜を除去すること、
第７の工程で、前記犠牲層を除去すること、
を特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の波長可変干渉フィルタの製造方法は、
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、導電性の膜を設け、電極及び配線パターンを残し、光の反射又は透過する面に存在する導電膜を除去すること、
第３の工程で、前記電極に圧電素子の一方の面を接合すること、
第４の工程で、前記電極、配線パターン、及び前記圧電素子が形成された前記透明基板上に犠牲層膜を形成し、前記圧電素子の面上に有る前記犠牲層膜を除去すること、
第５の工程で、前記犠牲層膜及び前記圧電素子上に、第２の反射膜を成膜すること、
第６の工程で、前記第２の反射膜上に、有機又は無機の透明部材を設けること、
第７の構成で、前記第４の工程で除去されていない前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする。
本発明の第４の波長可変干渉フィルタの製造方法は、
第１の工程で、透明基板上に第１の反射膜を形成すること、
第２の工程で、前記第１の反射膜上に、導電性の膜を設け、電極及び配線パターンを残し、光の反射又は透過する面に存在する導電膜を除去すること、
第３の工程で、前記電極に圧電素子の一方の面を接合すること、
第４の工程で、前記電極、配線パターン、及び前記圧電素子が形成された前記透明基板上に犠牲層膜を形成し、前記圧電素子の面上に有る前記犠牲層膜を除去すること、
第５の工程で、前記犠牲層膜及び前記圧電素子上に、第２の反射膜を成膜すること、
第６の工程で、前記第２の反射膜上に、有機又は無機の透明部材を接着すること、
第７の構成で、前記第４の工程で除去されていない前記犠牲層膜を除去すること、
を特徴とする。
上記第３及び第４の波長可変干渉フィルタの製造方法において、
前記犠牲層はシリコンからなり、
前記第７の工程において、前記犠牲層膜は弗化キセノンガスによって除去されることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、上記第１乃至第４の波長可変干渉フィルタの製造方法によって製造される波長可変干渉フィルタであって、
前記第１の反射膜と前記第２の反射膜の間の間隔を変化させることにより、透過波長を変化させる
ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施例１における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図を図１に示す。ここでは、波長５００ｎｍの光を選択透過させる干渉フィルタ例で説明する。透明基板１０１上に第1反射膜１０２を蒸着する。次に、犠牲層１０３をＣＶＤにより２５０ｎｍの厚さに成膜する。犠牲層１０３をパターンニングし、アンカー穴１０４を形成する。パターンニングされた犠牲層１０３上に、金属膜１０５を、アンカー穴に沿うように成膜する。ここで、金属膜を用いたが、膜の材質は環境変化に対し劣化しない物であればどのような材質でも良い。また、樹脂をスピンコートなどで塗布し硬化させる方法でも良い。次に、この金属膜をパターンニングし、光の透過する部分を除去する。パターンニングされた金属膜の上面に第2反射膜１０６を蒸着した後、犠牲層１０３をエッチングにより除去する事で１０７に示す、間隔２５０ｎｍの空気層が得られる。この様な製造手段によると、透明基板１０１の表面に多少のうねりが存在しても、犠牲層１０３がそのうねりに沿い堆積していくため、うねりにより間隔の誤差を生じず、場所によらず一様な間隔を持つ干渉フィルタが製造できる。
【００１２】
（実施例２）
実施例２における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図を図２に示す。ここでも、波長５００ｎｍの光を選択透過させる干渉フィルタ例で説明する。透明基板１０１上に第1反射膜１０２を蒸着する。次に、犠牲層１０３をＣＶＤにより２５０ｎｍの厚さに成膜する。ここで、犠牲層１０３にアンカー穴１０４を設ける。金属膜１０５を、アンカー穴に沿うように成膜を行い、光が透過する部分をエッチングで除去する。次に第2反射膜１０６を蒸着した後、第2反射膜上に透明樹脂をスピン塗布し、硬化させる。ここで、透明樹脂をスピン塗布する例を示したが、無機のSiO2等の膜を成膜することでも良い。最後に、犠牲層１０３をエッチングにより除去する事で間隔１０７が得られる。第2反射膜１０６上に樹脂膜が有る為、第2反射膜は強固となり、大面積の干渉フィルタが製造可能となる。また、樹脂膜２０１が保護層としても機能する為、より信頼性の高い干渉フィルタが実現できる。
【００１３】
（実施例３）
実施例３における干渉フィルタを説明する概略図を図３に示す。実施例１、及び、２の手段により作成された干渉フィルタは、透明基板３０１上に第1反射膜３０２、位相整合条件を満たす空間３０３を有し、第2反射膜３０４の上部に透明部材を有し、支柱によって支えられている。３０３の間隔は波長５００ｎｍの光を選択透過させる為、２５０ｎｍになっている。入射光３０５は反射膜３０２と３０４の間で３０６に示すように反射、干渉を繰り返し、位相整合条件に合った波長のみ選択透過し、出射光３０９として得られる。
【００１４】
透明基板３０１の表面にうねりが存在しても、うねりを犠牲層が追従し、その上に着く反射膜３０４も前記うねりを反映する為、場所による間隔の差は非常に少なくなり、ある場所での間隔３０７と他の場所での間隔３０８は等しくなるのである。従って、場所により干渉波長がずれることのない精度の良い干渉フィルタが得られる。ここで得られた干渉フィルタの波長に対する透過率を示したグラフを図４に示す。
【００１５】
（実施例４）
実施例４における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図を図５に示す。透明基板５０１上に第1反射膜５０２を蒸着する。次に、アモルファス・シリコン膜を犠牲層に用い、アモルファス・シリコン膜５０３をＣＶＤで成膜する。ここで、アモルファス・シリコン犠牲層５０３にアンカー穴５０４を設ける。パターンニングされた犠牲層３０３上に、金属膜５０５を、アンカー穴に沿うように成膜する。次に、この金属膜をパターンニングし、光の透過する部分を除去する。パターンニングされた金属膜の上面に第2反射膜５０６を蒸着した後、アモルファス・シリコン犠牲層５０３を弗化キセノンガスによるエッチングで除去することにより、５０７に示す空間が確保できる。アモルファス・シリコンは３００℃以下で成膜できる為、上下の反射膜に高温で溶融してしまうアルミ合金系の膜を用いることができる。また、弗化キセノンガスによるエッチングは、ドライなプロセスである為、液体プロセスで見られる、吸着現象などが起こらず歩留まりの高い製造工程が得られる。また、プラズマを使ったドライプロセスでもないので、反射膜、及び、透明樹脂等にダメージが無く製造でき、平面性を損なう事の無い製造手段が得られる。
【００１６】
（実施例５）
実施例５における干渉フィルタ製造手段を図６により説明する。アモルファス・シリコン犠牲層５０３にアンカー穴を作成し、反射膜６０１を成膜する。この時、反射膜がアンカー穴に確実に入り込む成膜を行う。成膜後の形状は、犠牲層のアンカー穴にならう形となる。この上に透明樹脂６０２をつける時も反射膜の窪みを埋めるように樹脂を充填させる。樹脂硬化後、アモルファス・シリコン犠牲層５０３を弗化キセノンガスによるエッチングで除去することにより、６０３に示す間隔が確保できる。
【００１７】
この方法により、新たな部材を必要とせず正確な間隔を保つ為の支柱及び、壁が反射膜６０１と樹脂膜６０２によって得られる。本実施例では、反射膜、上部の透明樹脂共にアンカー穴に充填させたが、反射膜をアンカー穴部分には成膜せず、透明樹脂のみをアンカー穴に充填しても、同様の支柱、及び、壁が形成できる。
【００１８】
（実施例６）
実施例６における干渉フィルタ製造手段を図７により説明する。透明基板５０１上に第1反射膜５０２を蒸着する。次に、アモルファス・シリコン膜を犠牲層に用い、アモルファス・シリコン膜５０３をＣＶＤで成膜する。ここで、アモルファス・シリコン犠牲層５０３にアンカー穴を設ける。次に第2反射膜６０１を蒸着した後、そこに、透明接着剤７０１を塗布し、ガラス板７０２を接着する。この例ではガラス板を用いたが他の無機材料でも、有機材料でも同じように機能する。ガラス板７０２を接着後、アモルファス・シリコン犠牲層５０３を弗化キセノンガスによるエッチング除去することにより、７０３に示す間隔を確保でき、透過する場所により波長分布の非常に少ない干渉フィルタを製造する手段が得られる。本実施例の製造手段では反射膜６０１にガラス板が接着されるので、非常に強固な変形を受け難い干渉フィルタが製造できる。
【００１９】
（実施例７）
実施例７における干渉フィルタ製造手段を図７により説明する。透明基板５０１上に第1反射膜５０２を蒸着する。次に、アモルファス・シリコン膜を犠牲層に用い、アモルファス・シリコン膜５０３をＣＶＤで成膜する。ここで、アモルファス・シリコン犠牲層５０３にアンカー穴を設ける。次に第2反射膜６０１を蒸着した後、そこに、透明接着剤７０１を塗布し、ガラス板７０２を接着する。ここで透明接着剤は、硬化後の屈折率がほぼ、ガラス版７０２の屈折率に等しくされている。この例ではガラス板を用いたが他の無機材料でも、有機材料でも接着される基板の屈折率にほぼ合わせた接着剤を用いれば、本実施例と同じように機能する。ガラス板７０２を接着後、アモルファス・シリコン犠牲層５０３を弗化キセノンガスによるエッチング除去することにより、７０３に示す間隔を持つ干渉フィルタ製造手段が得られる。本実施例により、接着層の境界での反射屈折が非常に少なくなり、光量損失のほとんど無い干渉フィルタが得られる。
【００２０】
（実施例８）
実施例８における干渉フィルタを図８により説明する。８０７の光が透明部材８０１に入射し、反射膜８０２に到達する。反射膜８０２と反射膜８０５の間には、アモルファス・シリコン犠牲層を弗化キセノンガスによってエッチング除去された空間８０３が存在する。反射膜８０２を透過した光は反射膜８０２，８０５と間隔８０３によって干渉を起こし、位相整合条件を満たす波長のみが出射光８０８となり透過する。
本実施例では、透明部材８０６の表面に凹凸８０９が生じていても、反射膜８０５及び犠牲層、上部反射膜８０２ともに凹凸８０９に沿った形で堆積され製作される為、凸部の間隔８１０と、凹部の間隔８１１に差が生ずる事無く、どの場所でも、目標の波長を透過させる間隔が保てる。従って、より干渉フィルタの面内で透過波長のばらつきのほとんど無い干渉フィルタが得られる。
【００２１】
（実施例９）
実施例９における干渉フィルタを図９により説明する。９０９の光が透明部材に入射する。この時、透明部材９０２の光入射側には無反射コート９０１を設けられている為、透明部材９０２の入射面での表面反射は極めて少ない。透明ガラス９０２に入射した光は、接着層９０３を透過し反射膜９０４に到達する。反射膜９０４と反射膜９０６の間には、アモルファス・シリコン犠牲層を弗化キセノンガスによってエッチング除去された空間９０５を有する。反射膜９０４を透過した光は反射膜９０４，９０６と間隔９０５によって９１０に示すように多重反射時に干渉を起こし、位相整合条件を満たす波長のみが出射光９１１となり透明基板９０７を透過する。透明基板９０７の光出射面には無反射コート９１１を着けてある。このように、本実施例では、干渉フィルタの入射側、出射側夫々で数％発生していた光量損失をほぼ無くす事ができ、より光利用効率の高い干渉フィルタが得られる。
【００２２】
（実施例１０）
実施例１０における波長可変干渉フィルタを図１０により説明する。本実施例の波長可変干渉フィルタは、透明基板１００１上に、反射膜１００３、及び、下電極１００２を有し、支柱１０１０に支えられたばね構造１００８により、上電極１００５及び透明部材１００９を支える構造を持つ。また、透明部材１００９には上電極１００５及び反射膜１００６を有する。この構造において、上電極１００５と下電極１００２に電圧を印可すると両電極間に引力が発生し透明部材１００９を介して接続されている反射膜１００６も１００７方向に上下させる事ができる。反射膜１００６と１００３の間隔１００４が変化すると、位相整合条件を満たす波長が変化し、波長可変干渉フィルタが実現できる。
理論式で説明すると、干渉フィルタは、位相整合条件を満たす波長で透過率のピークになる。従って、透過率がピークになる波長をλとすると、
λ＝２×L／ｎ
となる。
ここで、ｎ：１，２，３、・・・、Ｌ：１００４の間隔、である。
上記の間隔Lが変化すれば、位相整合条件を満たす波長が変化する為、透過波長のピークも変化するのである。
【００２３】
（実施例１１）
実施例１１における波長可変干渉フィルタの製造手段を図１１により説明する。透明基板１１０１上に、導電性の反射膜を着け、反射膜を１１０２に示す形状にパターンニングする。その後、アンカーの土台及び、配線となる導電膜を着けパターンニングし１１０３に示す形状とする。ここで、反射膜となる１１０２、配線パターン、又はアンカーの土台となる１１０３ができあがる。次に、犠牲層１１０４を着けアンカー穴をパターンニングする。犠牲層の上部に導電性の膜を着け、支柱１１０５、及び、ばね構造となる１１０６をパターンニングする。次に導電性の反射膜１１０７を着ける。これにより反射膜１１０７とばね部１１０６、支柱１１０５が導通する。犠牲層１１０４をエッチングにより除去し、ばね部及び、反射膜１１０２，１１０７の間に空間１１０８を作る。この製造工程により、反射膜１００２，１１０７を上下電極とし、１１０６のばね構造を持つ静電アクチュエータが製作できると同時に、反射膜１１０２，１１０７は干渉フィルタの反射膜としても機能する。反射膜１１０２と反射膜１１０７間に電圧を印可する事により、反射膜膜１１０２と反射膜１１０７の間隔を制御でき、透過波長を変化できる波長可変干渉フィルタが作成できる。本実施例によれば、反射膜を電極にする為、静電アクチュエータ駆動の為の新たな電極を必要としない波長可変干渉フィルタの製造手段が実現できる。
【００２４】
（実施例１２）
実施例１２における波長可変干渉フィルタ製造手段を図１２により説明する。透明基板１１０１上に、導電性の膜を着け、導電膜をパターンニングし、その後、アンカーの土台及び、配線となる導電膜を着けパターンニングする。ここで、反射膜、配線パターン、又はアンカーの土台に分離される。次に、犠牲層１１０４を着けアンカー穴をパターンニングする。犠牲層の上部に導電性の膜を着け、支柱、及び、ばね構造となる１２０４をパターンニングする。次に導電性の反射膜１１０７を着ける。これにより反射膜１１０７とばね部１１０６、支柱が導通する。第２の反射膜１１０７上に樹脂１２０１を塗布し、ばね部１２０４上にある樹脂をパターン除去し１２０２部に樹脂が無い状態とする。その後、犠牲層１１０４をエッチングにより除去し、ばね部１２０４及び、第１の反射膜と第２の反射膜の間に空間１１０８を作る。この製造工程により、ばね部１２０４は樹脂１２０３に動きを抑制されない為、第１、第２反射膜を上下電極とし、１２０４のばね構造を持つ静電アクチュエータが製作できると同時に、第１、第２の反射膜は干渉フィルタの反射膜としても機能する。第１、第２反射膜間に電圧を印可する事により、第１、第２反射膜間に引力が発生し、ばね１２０４を撓ませる。第２反射膜１１０７は、印可電圧による引力とばね力の釣り合ったところで静止し一定の間隔を保つ。このように、印可電圧を制御することにより、第１、第２反射膜膜の間隔を制御でき、透過波長を変化できる波長可変干渉フィルタが作成できる。
【００２５】
（実施例１３）
実施例１３における波長可変干渉フィルタ製造手段を図１３により説明する。透明基板１３０１上に、導電性の反射膜を着け、導電性の反射膜をパターンニングする事により、アンカーの土台となる１３０２、反射膜となる１３０３、配線パターンに分離される。次に、犠牲層１３０５を着けアンカー１３０４をパターンニングする。犠牲層の上部に導電性の反射膜１３０６を着け、反射膜部、配線部、及び、ばね部をパターンニングする。その後、上部に透明部材を塗布し、硬化後、パターンニングすることにより１３０８部を除去する。この部分は、ばね部の上部に当たる部分である。犠牲層１３０５を除去する事により、反射膜１３０９，１３１０を上下電極とする静電アクチュエータが製作できると同時に、反射膜１３０９，１３１０は干渉フィルタの反射膜としても機能する。また、ばね部１３１１は変位を抑制する樹脂が除去されている為、ばねとして正常に機能できる。従って、反射膜１３０９と反射膜１３１０間に電圧を印可する事により、反射膜のばね部１３１１が撓み、反射膜１３０９を１３１２に示すように移動できる。これにより、反射膜１３０９と反射膜１３１０の間隔を制御でき、電圧制御により透過波長を変化できる波長可変干渉フィルタが作成できる。また、静電アクチュエータと波長可変干渉フィルタとを同じ導電膜で製作できる為。大幅な製造工程削減ができる。
【００２６】
（実施例１４）
実施例１４における波長可変干渉フィルタ製造手段を図１３により説明する。反射膜成膜、パターンニング後アモルファス・シリコン膜を犠牲層としてCVDにより成膜する。アモルファス・シリコンは３００℃以下で成膜できる為、アルミ系の膜を用いることができる。その後、アンカー１３０４をパターンニングする。犠牲層の上部に導電性の膜１３０６を着け、反射膜部、配線部、及び、ばね部をパターンニングし、上部に透明部材を塗布後、硬化させる。その後、上部に透明部材を塗布し、硬化後、パターンニングすることにより１３０８部を除去する。この状態で、アモルファス・シリコン犠牲層を弗化キセノンガスにより除去する。弗化キセノンガスで犠牲層除去工程では、液体プロセスでない為、吸着等の不具合も発生しない。しかも、プラズマも使わない為、反射膜にダメージを与えず設計反射率を維持できる。また、アルミ系の反射膜が使える為、ばね常数を小さくでき、それにより、静電アクチュエータ駆動電圧も低くできる。
【００２７】
（実施例１５）
実施例１５における波長可変干渉フィルタ製造手段を図１４により説明する。透明基板１４０１上に、反射膜を成膜後、パターンニングを行い１４０２に示す形状とする。次に導電性の膜を成膜後、導電膜をパターンニングにより１４０３部を形成する。１４０３上に圧電素子１４０４を接合し、上部に犠牲層１４０５成膜後、圧電素子１４０４の上面を露出させるため、アンカー穴１４０６をパターンニングする。この上に反射膜１４０６を成膜後、透明樹脂１４０７を塗布する。本実施例では透明樹脂を用いたが、SiO2に代表される無機材質の膜でも良い。前記透明樹脂硬化後、犠牲層１４０５をエッチング除去する。これにより、反射膜間に空間１４０９が生じ、圧電素子に電圧を印可し、圧電素子を伸縮させれば、反射膜１４０８を上下させる事ができる。従って、反射膜膜１４０２と反射膜１４０８の間隔を制御でき、電圧制御により透過波長を変化できる波長可変干渉フィルタが作成できる。
【００２８】
（実施例１６）
実施例１６における波長可変干渉フィルタ製造手段を図１５により説明する。透明基板上に反射膜が成膜され、圧電素子１５０１が接合される。上部にアモルファス・シリコン犠牲層１５０２成膜後、圧電素子１５０１の上面を露出させるため、パターンニングによりアンカー穴１５０３を作成する。この上に反射膜１５０４を成膜後、接着剤１５０５を塗布する。接着剤１５０５は紫外線硬化性を持つ。透明ガラス１５０６には圧電素子１５０１の高さと、反射膜に挟まれた光干渉部の厚さの差に合わせた段差１５０７が設けられており、塗布された接着剤１５０５を介して、凹凸をかみ合わせるよう接合される。透明ガラス１５０６接合後、弗化キセノンガスによりアモルファス・シリコン犠牲層１５０２を除去し、上下の反射膜間に間隔１５０９を作り出す。本実施例では紫外線硬化タイプの接着剤を用いたが窪みの設けられた透明部材１３０６の屈折率とほぼ同じ屈折率を有するものであればどのようなタイプの接着剤でも良い。本実施例によれば、圧電アクチュエータを厚することができ、間隔１５０９の変位量が大きく、駆動電圧も下げる事ができる。
【００２９】
従って、本実施例で製造される波長可変干渉フィルタは、低電圧で駆動でき、しかも、反射膜間の間隔変化量を大きく取れる為、紫外光から赤外光までの幅広い範囲で透過波長を変化させる事ができる。
【００３０】
（実施例１７）
実施例１７におけるカラーシーケンシャル用波長選択フィルタを図１６により説明する。透明基板１６０１に反射膜１６０２、圧電素子１６０３を有し、圧電素子１６０３が透明部材１６０５を支える形で、反射膜１６０２と反射膜１６０４との間隔を保持している。この状態で圧電素子１６０３に電圧を印可すると反射膜１６０２と反射膜１６０４の間隔が変化する。反射膜１６０２と反射膜１６０４の間隔の変化すると位相整合条件を満たす波長が変化する為、透過波長が変化する。反射膜１６０２と反射膜１６０４の間隔は、電圧０Vの時２００ｎｍ、電圧１０Vの時２５０ｎｍ、電圧２０Ｖの時３００ｎｍとなる。前記の各電圧に対する透過波長特性を図１７に示す。本実施例では電圧０Ｖの時（青）、電圧１０Ｖの時（緑）、電圧２０Ｖの時（赤）の３原色を表示する。タイミング信号と駆動電圧を示す概略図を図１８に示す。プロジェクタ等の画像駆動回路からのタイミング発生回路により、赤のタイミング信号１８０１が発生され、このタイミングで駆動電圧は１８０２に示す２０Vとなる。この時、反射膜１６０２と反射膜１６０４の間隔は３００ｎｍとなり、位相整合条件を満たす波長は６００ｎｍの赤色となる。また、緑のタイミング信号１８０３のタイミングで駆動電圧は１８０４に示す１０Vとなり、反射膜１６０２と反射膜１６０４の間隔は２５０ｎｍとなり、位相整合条件を満たす波長は５００ｎｍの緑色となる。同様に、青のタイミング信号１８０５で駆動電圧は１８０６の０Vとなり、反射膜１６０２と反射膜１６０４の間隔は２００ｎｍとなり、位相整合条件を満たす波長は４００ｎｍの青色となる。
【００３１】
この様に本実施例では、時間的シーケンシャルに色を変化させるカラーシーケンシャル用波長選択フィルタが実現できる。また、色の変化する時間は、アクチュエータの動く時間と等しく、非常に光速に色スイッチングが可能となる。しかも、従来のカラーフィルターをモータで回転させるタイプの者と比べ、カラーフィルター上で光束を絞る必要が無い為、光利用効率が高くできる利点も備えている。
【００３２】
（実施例１８）
実施例１８における波長選択フィルタを図１９により説明する。光ファイバー１９０６から出射した光は波長多重されている為、数波長間隔ごとにピークを持つ光が重ね合わされている。この光がレンズ１９０７により平行または、収束光１９０８となり透明部材１９０５に入射する。透明基板１９０５には、高反射率の反射膜１９０４を有する。透明部材１９０５には圧電素子１９０３を有し、圧電素子１９０３が透明部材１９０１を支える形で、反射膜１９０２と１９０４との間隔を保持している。この状態で圧電素子１９０３に電圧を印可すると反射膜１９０２と反射膜１９０４の間隔が変化する。反射膜１９０２と反射膜１６０４の間隔の変化すると位相整合条件を満たす波長が変化する為、透過波長が変化するので、波長多重された光１９０８も出射光１９０９では必要な光のみ分離されるのである。出射光１９０９は、レンズ１９１０により光ファイバー１９１１に挿入される。反射膜１９０２と反射膜１６０４は高反射率である為、透過スペクトル分布の半値幅が非常に狭くでき、圧電アクチュエータで反射膜１９０２と反射膜１６０４の間隔を非常に精度良く制御できる為、数波長間隔にピークを持つ光も個々のスペクトル波形に分離し透過させることができるのである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、
１）位相整合条件を満たす間隔を犠牲層で作成する為、非常に精度の良い間隔が広い範囲で得られる。
２）犠牲層にアンカー穴を設け、それによって間隔を保つ為の支柱、又は、壁を作成し、安定した反射膜間距離を得る事ができる。
３）第２反射膜上に透明部材を塗布する事により、反射膜の保護ができる。
４）お互いの反射膜の間隔を作成時に、低温で成膜できるアモルファス・シリコン犠牲層を用いることにより、高温で損傷の起こるアルミ系の膜が使用可能となり、より吸収の少ない反射率の高い膜が反射膜として実現できた。
５）アモルファス・シリコン犠牲層と、弗化キセノンガスによる犠牲層エッチングプロセスは、ドライなプロセスである為、液体プロセスで見られる、吸着現象などが起こらず歩留まりの高い製造工程が得られる。また、プラズマを使ったドライプロセスでもないので、反射膜、及び、透明樹脂等にダメージが無く製造でき、平面性を損なう事の無い製造手段が得られる。
６）反射膜又は、透明樹脂でアンカー穴を充填させる製造方法により、新たな部材を必要とせず正確な間隔を保つ為の支柱及び、壁が得られる。
７）接着剤の屈折率を透明部材の屈折率に合わせる事により、接着層の境界で反射屈折が非常に少なくなり、光量損失のほとんど無い干渉フィルタが得られる。
８）透明基板の表面に多少のうねりが存在しても、犠牲層がそのうねりに沿い堆積していくため、曲面を持った光学部品上でも、うねりによる間隔の誤差を生ずる事の無い干渉フィルタ製造手段が得られる。
９）透明部材の光入射側と他方の透明部材の出射側に無反射コートを設ける事により、干渉フィルタの入射側、出射側夫々で数％発生していた光量損失をほぼ無くす事ができ、より光利用効率の高い干渉フィルタが得られる。
１０）反射膜間の間隔を、静電アクチュエータ、又は、圧電アクチュエータ等を用いて電圧により変化させる事により、透過波長を変化させる事ができる。
１１）反射膜を静電アクチュエータの電極を兼ねる構造とすることにより、静電アクチュエータ駆動用の新たな電極を必要としない波長可変干渉フィルタの製造手段が実現できる。
１２）反射膜をパターンニングし、配線、電極、支柱を作成している為、製造工程がより短縮された波長可変干渉フィルタの製造手段が実現できる。
１３）透明部材に圧電素子の厚みに相当する段差を設け、その段差に圧電素子を接着剤で接合することで、反射膜の間隔に対し、圧電素子の厚みを大きく取れる為、低電圧化が可能となる。また、反射膜の間隔変化量を大きく取れるため、紫外光から赤外光までの可変は長域の広い、波長可変干渉フィルタが実現できる。
１４）本発明のカラーシーケンシャル用波長可変フィルタは、非常に高速な色スイッチング速度が得られる。しかも、カラーフィルター上で光束を絞る必要が無い為、光利用効率が高くできる。
１４）非常に透過スペクトル幅（透過光波長におけるの半値幅）が非常に小さく、しかも、アクチュエータが非常に精度良く移動できる為、波長選択分解能が高い波長選択フィルタが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図である。
【図２】  本発明の実施例２における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図である。
【図３】  本発明の実施例３における干渉フィルタを説明する概略図である。
【図４】  本発明の実施例３における透過率を示したグラフを示す図である。
【図５】  本発明の実施例４における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図である。
【図６】  本発明の実施例５における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図である。
【図７】  本発明の実施例６、７における干渉フィルタ製造手段を説明する概略図である。
【図８】  本発明の実施例８における干渉フィルタを示す概略図である。
【図９】  本発明の実施例９における干渉フィルタを示す概略図である。
【図１０】  本発明の実施例１０における波長可変干渉フィルタを示す概略図である。
【図１１】  本発明の実施例１１における波長可変干渉フィルタの製造手段を説明する概略図である。
【図１２】  本発明の実施例１２における波長可変干渉フィルタの製造手段を説明する概略図である。
【図１３】  本発明の実施例１３、１４における波長可変干渉フィルタの製造手段を説明する概略図である。
【図１４】  本発明の実施例１５における波長可変干渉フィルタの製造手段を説明する概略図である。
【図１５】  本発明の実施例１６における波長可変干渉フィルタの製造手段を説明する概略図である。
【図１６】  本発明の実施例１７におけるカラーシーケンシャル用波長選択フィルタを示す図である。
【図１７】  本発明の実施例１７における各電圧に対する透過波長特性のグラフを示す図である。
【図１８】  本発明の実施例１７におけるタイミング信号と駆動電圧を示す図である。
【図１９】  本発明の実施例１８における波長選択フィルタを示す図である。
【符号の説明】
１０１  透明基板
１０２、１０６  反射膜
１０３  犠牲層
１０４  アンカー穴
１０５  金属膜
２０１  樹脂膜
３０１  透明基板
３０２、３０４  第２反射膜
５０１  透明基板
５０２、５０６  反射膜
５０３  アモルファス・シリコン膜
５０４  アンカー穴
５０５  金属膜
６０１  反射膜
６０２  樹脂膜
７０１  透明接着剤
７０２  ガラス板
８０１  透明部材
８０２、８０５  反射膜
８０６  透明部材
９０１  無反射コート
９０２  透明部材
９０３  接着層
９０４、９０６  反射膜
９０７  透明基板
１００１  透明基板
１００２  下電極
１００３、１００６  反射膜
１００５  上電極
１００９  透明部材
１０１０  支柱
１１０１  透明基板
１１０２、１１０７  反射膜
１１０４  犠牲層
１１０５  支柱
１１０６  ばね部
１２０１  樹脂
１３０１  透明基板
１３０２  アンカー土台
１３０３、１３０６、１３０９、１３１０  反射膜
１３０４  アンカー
１３０５  犠牲層
１３１１  ばね部
１４０１  透明基板
１４０２、１４０８  反射層
１４０４  圧電素子
１４０５  犠牲層
１４０６  アンカー穴
１４０７  樹脂層
１５０１  圧電素子
１５０２  犠牲層
１５０３  アンカー穴
１５０４  反射膜
１５０５  接着剤
１５０６  透明ガラス
１６０１  透明基板
１６０２、１６０４  反射膜
１６０３  圧電素子
１６０５  透明部材
１９０１  透明部材
１９０２、１９０４  反射膜
１９０３  圧電素子
１９０５  透明基板
１９０６、１９１１  光ファイバー
１９０７、１９１０  レンズ
【図１】
0003858606.tif 000002
【図２】
0003858606.tif 000003
【図３】
0003858606.tif 000004
【図４】
0003858606.tif 000005
【図５】
0003858606.tif 000006
【図６】
0003858606.tif 000007
【図７】
0003858606.tif 000008
【図８】
0003858606.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003858606.tif 000013
【図１３】
0003858606.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003858606.tif 000016
【図１６】
0003858606.tif 000017
【図１７】
0003858606.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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