CN103969726B - 光学滤波器器件、光学模块以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学滤波器器件、光学模块以及电子设备。其中,光学滤波器器件具备光干涉滤波器和壳体。光干涉滤波器具备固定基板、与固定基板接合的可动基板、设置在固定基板上的固定反射膜、设置在可动基板上的可动反射膜。壳体具备底部基板和在与底部基板之间形成内部空间的盖。可动基板在俯视观察中在光干涉区域的外侧具有设置在与固定基板的相反侧的面上的保持部,底部基板具备与光通过区域对应的光通过孔,光通过孔的外周边缘与保持部相对,可动基板的与固定基板相反侧的面与底部基板接合。
Description
技术领域
本发明涉及光学滤波器器件、光学模块以及电子设备。
背景技术
现有技术中,已知有在一对基板彼此相对的面上隔着规定的间隙分别相对配置反射膜的波长可变干涉滤波器。并且已知有将这样的波长可变干涉滤波器容纳在壳体内的光学滤波器器件(例如参考专利文献1)。
该专利文献1所述的光学滤波器器件具备板状的底座(底部基板)和具有圆筒形盖的封装件(壳体)。该壳体的底部基板的周边部分和盖的圆筒一端部焊接或粘合地连接,在底部基板与盖之间设置容纳波长可变干涉滤波器的空间。另外,盖在与底座部相对的上表面设置有孔,在该孔上设置使光通过的窗口部。
然而,如上述专利文献1所示,不仅在壳体上设置光通过孔,而且在底部基板上有时也形成光透过用的孔。但是,存在由于形成光通过孔等而进行的加工,底部基板的平行性恶化的情况。例如,在光通过孔的外周边缘附近形成翘曲或突起等。如果将平行性恶化的底部基板和波长可变干涉滤波器接合,则由于翘曲部分或突起部分与波长可变干涉滤波器的接合面局部地接触,因此存在波长可变干涉滤波器未水平固定,其结果分辨率恶化的问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2008-70163号公报
发明内容
本发明的目的在于提供分光精度高的光学滤波器器件、光学模块以及电子设备。
本发明的光学滤波器器件,其特征在于,具备:光干涉滤波器,具有第一基板;第二基板,与上述第一基板相对;第一反射膜,设置在上述第一基板上,使入射光的一部分反射一部分透过;及第二反射膜,设置在上述第二基板上,与上述第一反射膜相对,使入射光的一部分反射一部分透过,以及壳体,具有底部基板和盖,所述底部基板固定上述光干涉滤波器;所述盖与上述底部基板接合,在上述盖与上述底部基板之间形成可容纳上述光干涉滤波器的内部空间,上述第二基板,在从基板厚度方向观察到的上述第一基板和上述第二基板的俯视观察中,在上述第一反射膜和上述第二反射膜重合的光干涉区域的外侧,具有设置在与上述第一基板相反侧的面上的环形的凹部,上述底部基板具有与光通过区域对应的光通过孔,上述光通过孔的外周边缘与上述环形的凹部相对,上述第二基板与上述第一基板相反侧的面与上述底部基板接合。
在本发明中,以光通过孔的外周边缘与环形的凹部相对的形式、光干涉滤波器与底部基板接合。在这样的结构中,例如,即使在将光通过孔的外周边缘附近产生翘曲或突起等而平行性恶化的底部基板与光干涉滤波器接合的情况下,由于光通过孔的外周边缘与环形的凹部相对,因此可以避免翘曲部分或突起部分与光干涉滤波器的接合面局部接触。因此,在底部基板上可以水平地接合光干涉滤波器,可以实现高分光精度。
本发明的光学滤波器器件优选,上述光干涉滤波器具有改变上述第一反射膜和上述第二反射膜之间的间隙尺寸的间隙变更部。
在本发明中,光干涉滤波器具有间隙变更部。通过使向间隙变更部施加的电压变化,从而反射膜间的间隙尺寸发生变化,可以使取出的光的波长变化。
本发明的光学滤波器器件优选,上述第二基板与上述底部基板通过粘合层接合。
在本发明中,第二基板与底部基板通过粘合层接合。在这样的结构中,在底部基板与第二基板之间形成相当于粘合层的厚度的间隔,因此基于底部基板形状的应力不被传输到第二基板。
本发明的光学滤波器器件优选,上述底部基板的光通过孔在与上述第二基板的相对面侧和与上述第二基板的相反面侧,其大小不同,上述光通过孔与上述第二基板的相对面侧的外周边缘与上述环形的凹部相对,上述环形的凹部在上述俯视观察中,位于上述光通过孔与上述第二基板的相反面侧的外周边缘的外侧。
在本发明中,光通过孔与第二基板相对的面侧的外周边缘与环形的凹部相对,以环形的凹部在俯视观察中位于光通过孔与第二基板的相反面侧的外周边缘的外侧的形式,光干涉滤波器与底部基板接合。
在这样的结构中,由于与第二基板相对的面侧的外周边缘与环形的凹部相对,因此可以避免翘曲部分或突起部分与光干涉滤波器的接合面的局部接触。另外,由于以环形的凹部位于外侧的方式配置与第二基板的相反面侧的外周边缘,因此即使光射入设备,光也不会进入环形的凹部。因此,可以防止因光射入环形的凹部而产生杂散光,可以取出所需目标波长的光。
本发明的光学滤波器器件优选,具有设置在上述底部基板与上述第二基板相反侧的面上,覆盖上述光通过孔的盖玻璃,上述盖玻璃具有设置在与上述底部基板相对的面上的比上述光通过孔大的凹部,上述光通过孔的外周边缘位于上述凹部内。
在本发明中,即使在未保持底部基板的平行性,例如在光通过孔的外周边缘产生翘曲或突起等的情况下,通过设置在盖玻璃上的凹部,也可以避免与翘曲部分或突起部分的局部接触,因此可以将盖玻璃水平地与底部基板接合,其结果,可以平行地配置盖玻璃和光干涉滤波器。
本发明的光学滤波器器件优选,上述盖玻璃间隔着间隔物与上述底部基板接合。
在本发明中,盖玻璃与底部基板间隔着间隔物接合。在这样的结构中,例如,即使底部基板的平行性恶化,盖玻璃的凹部产生与翘曲部分或突起部分的局部接触的情况下,通过利用间隔物调整高度,可以避免局部接触。
本发明的光学模块,其特征在于,具备:光干涉滤波器、壳体以及检测部,所述光干涉滤波器具有第一基板;第二基板,与上述第一基板相对;第一反射膜,设置在上述第一基板上,使入射光的一部分反射一部分透过;第二反射膜,设置在上述第二基板上,与上述第一反射膜相对,使入射光的一部分反射一部分透过;及间隙变更部,改变上述第一反射膜与上述第二反射膜之间的间隙尺寸,所述壳体具有底部基板和盖,所述底部基板固定上述光干涉滤波器;所述盖与上述底部基板接合,在上述盖与上述底部基板之间形成可容纳上述光干涉滤波器的内部空间,所述检测部检测通过上述光干涉滤波器取出的光,上述第二基板,在从基板厚度方向观察到的上述第一基板和上述第二基板的俯视观察中,在上述第一反射膜和上述第二反射膜重合的光干涉区域的外侧,具有设置在与上述第一基板相反侧的面上的环形的凹部,上述底部基板具有与光通过区域对应的光通过孔,上述光通过孔的外周边缘与上述环形的凹部相对,上述第二基板与上述第一基板相反侧的面与上述底部基板接合。
在本发明中,与上述的发明一样,可以将光干涉滤波器与底部基板水平接合,可以实现高的分光精度。因此,通过在检测部检测从光干涉滤波器取出的光,可以高精度地检测所需的特定波长的光的光量。
本发明的电子设备,其特征在于,具备:光干涉滤波器以及壳体,所述光干涉滤波器具有第一基板;第二基板,与上述第一基板相对;第一反射膜,设置在上述第一基板上,使入射光的一部分反射一部分透过;第二反射膜,设置在上述第二基板上,与上述第一反射膜相对,使入射光的一部分反射一部分透过;及间隙变更部,改变上述第一反射膜与上述第二反射膜之间的间隙尺寸,所述壳体具有底部基板和盖,所述底部基板固定上述光干涉滤波器;所述盖与上述底部基板接合,在上述盖与上述底部基板之间形成可容纳上述光干涉滤波器的内部空间,上述第二基板,在从基板厚度方向观察到的上述第一基板和上述第二基板的俯视观察中,在上述第一反射膜和上述第二反射膜重合的光干涉区域的外侧,具有设置在与上述第一基板相反侧的面上的环形的凹部,上述底部基板具有与光通过区域对应的光通过孔,上述光通过孔的外周边缘与上述环形的凹部相对,上述第二基板与上述第一基板相反侧的面与上述底部基板接合。
在本发明中,与上述的发明一样,可以将光干涉滤波器与底部基板水平接合,可以实现高的分光精度。因此,可以通过光干涉滤波器高分辨率地取出目标波长的光,通过取出的光可以进行高精度的电子处理(例如色度测定和成分分析等)。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的光学滤波器器件的概略结构的立体图。
图2是表示第一实施方式的光学滤波器器件的概略结构的截面图。
图3是表示容纳在第一实施方式的光学滤波器器件中的干涉滤波器的概略结构的俯视图。
图4是表示第一实施方式的干涉滤波器的概略结构的截面图。
图5是表示第二实施方式的测色装置的概略结构的框图。
图6是表示变形例的光学滤波器器件的概略结构的截面图。
图7是表示变形例的光学滤波器器件的概略结构的截面图。
图8是表示具有本发明的光学滤波器器件的气体检测装置的示意图。
图9是表示图8的气体检测装置的控制系统的结构的框图。
图10是表示具有本发明的光学滤波器器件的食物分析装置的概略结构的图。
图11是表示具有本发明的光学滤波器器件的分光照相机的概略结构的示意图。
具体实施方式
第一实施方式
以下根据附图对本发明的第一实施方式进行说明。
1.光学滤波器器件的结构
图1是表示本发明的第一实施方式的光学滤波器器件600的概略结构的立体图。图2是光学滤波器器件600的截面图。
光学滤波器器件600是从射入的检测对象光中取出规定的目标波长的光后射出的装置,具备壳体601和被容纳在壳体601内部的波长可变干涉滤波器5(参考图5)。这样的光学滤波器器件600可以装入例如测色传感器等光学模块或者测色装置和气体分析装置等的电子设备。另外,关于具有光学滤波器器件600的光学模块和电子设备的结构将在后述的第二实施方式中进行说明。
波长可变干涉滤波器的结构
波长可变干涉滤波器5构成本发明的光干涉滤波器。图3是表示设置于光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5的概略结构的俯视图,图4是表示在图3中的Ⅳ-Ⅳ线截面时的波长可变干涉滤波器5的概略结构的截面图。
如图3所示,波长可变干涉滤波器5例如是矩形板状的光学部件。该波长可变干涉滤波器5具有作为本发明的第一基板的固定基板51和作为本发明的第二基板的可动基板52。这些固定基板51和可动基板52分别由例如苏打玻璃、结晶性玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或水晶等形成。并且,通过利用由例如以硅氧烷为主要成分的等离子聚合膜等构成的接合膜53(第一接合膜531和第二接合膜532)接合固定基板51的第一接合部513和可动基板52的第二接合部523,从而将这些固定基板51和可动基板52形成一体。
此外,在以后的说明中,将从固定基板51或可动基板52的基板厚度方向观察到的俯视观察,即从固定基板51、接合膜53以及可动基板52的层压方向观察到的波长可变干涉滤波器5的俯视观察称为滤波器俯视观察。
在固定基板51上设置有构成本发明的第一反射膜的固定反射膜54,在可动基板52上设置有构成本发明的第二反射膜的可动反射膜55。这些固定反射膜54和可动反射膜55隔着反射膜间间隙G1相对配置。并且,在波长可变干涉滤波器5上设置有用于调整该反射膜间间隙G1的距离(尺寸)的静电致动器56。该静电致动器56由设置在固定基板51上的固定电极561和设置在可动基板52上的可动电极562构成。这些固定电极561和可动电极562隔着电极间间隙G2(G2>G1)相对。在此,可以采用这些电极561、562分别直接设置在固定基板561和可动基板52的基板表面的结构,也可以采用隔着其他膜部件设置的结构。
在本实施方式中,示出反射膜间间隙G1形成为小于电极间间隙G2的结构,但也可以例如根据通过波长可变干涉滤波器5透过的波长区域将反射膜间间隙G1形成大于电极间间隙G2。
在滤波器俯视观察中,固定基板51的一边侧(例如图3中的顶点C1-顶点C2之间的边)与可动基板52相比向外侧突出。在该突出部分中,从可动基板52侧观察波长可变干涉滤波器5时露出的面构成第一电装面514。
另外,在滤波器俯视观察中,在可动基板52的边中,与第一电装面514相对的一边侧(顶点C3-顶点C4之间的边)与固定基板51相比向外侧突出。在该突出部分中,从固定基板51侧观察波长可变干涉滤波器5时露出的面构成第二电装面524。
2-1.固定基板的结构
固定基板51通过加工厚度形成为例如500μm的玻璃基材而形成。具体而言,如图4所示,在固定基板51上通过蚀刻形成电极配置槽511和反射膜设置部512。该固定基板51的厚度尺寸形成大于可动基板52的厚度尺寸,在向固定电极561和可动电极562之间施加电压时的静电引力,或固定电极561的内部应力不使固定基板51挠曲。
电极配置槽511在滤波器俯视观察中形成以波长可变干涉滤波器5的中心点O为中心的环形。反射膜设置部512在上述俯视观察中,从电极配置槽511的中心部向可动基板52侧突出形成。在此,电极配置槽511的槽底面成为配置固定电极561的电极设置面511A。另外,反射膜设置部512的突出前端面成为反射膜设置面512A。
另外,在固定基板51上设置有从电极配置槽511起向着第一电装面514和第二电装面524延伸的电极引出槽511B。
在电极配置槽511的电极设置面511A上设置有固定电极561。该固定电极561设置在电极设置面511A中与后述的可动部521的可动电极562相对的区域。另外,也可以采用在固定电极561上层压用于确保固定电极561和可动电极562之间的绝缘的绝缘膜的结构。
并且,在固定基板51上设置有从固定电极561的外周边缘起通过电极引出槽511B、延伸到第一电装面514的固定引出电极563。该固定引出电极563的延伸前端部(位于固定基板51的顶点C1的部分)在第一电装面514构成固定电极垫563P。
在本实施方式中示出在电极设置面511A上设置有一个固定电极561的结构,也可以采用例如设置有以平面中心点O为中心的同心圆的两个电极的结构(双重电极结构)等。
如上所述,反射膜设置部512与电极配置槽511的同轴、并形成直径尺寸小于电极配置槽511的大致圆柱形,具有与可动基板52相对的反射膜设置面512A。
如图4所示,在该反射膜设置部512上设置有固定反射膜54。该固定反射膜54例如可以使用Ag等金属膜或Ag合金等合金膜。另外,也可以使用高折射层为TiO2,低折射层为SiO2的电介质多层膜。而且,也可以使用在电介质多层膜上层压有金属膜(或合金膜)的反射膜或在金属膜(或合金膜)上层压有电介质多层膜的反射膜、层压有单层折射层(TiO2或SiO2等)和金属膜(或合金膜)的反射膜等。
另外,可以在固定基板51的光入射面51A(未设置固定反射膜54的面)上,与固定反射膜54对应的位置形成反射防止膜。该反射防止膜可以通过交替层压低折射率膜和高折射率膜形成,降低在固定基板51表面的可见光的反射率,增加透过率。
而且,在固定基板51的光入射面51A上设置有例如由Cr等形成的非透光性部件515。该非透光性部件515形成为环形,优选形成为圆环形。并且,非透光性部件515的环内周直径设定成用于通过固定反射膜54和可动反射膜55进行光干涉的有效直径。由此,非透光性部件515作为将射入光学滤波器器件600的入射光缩小的光圈发挥功能。
并且,在固定基板51与可动基板52相对的面中的、未通过蚀刻形成电极配置槽511、反射膜设置部512和电极引出槽511B的面构成第一接合部513。在该第一接合部513设置有第一接合膜531,该第一接合膜531与设置于可动基板52的第二接合膜532接合,从而如上所述,固定基板51和可动基板52接合。
2-2.可动基板的结构
例如通过蚀刻等加工厚度形成为例如200μm的玻璃基材来形成可动基板52。
具体而言,可动基板52在图3所示的滤波器俯视观察中,具有以平面中心点O为中心的圆形的可动部521、设置在可动部521的外侧且保持可动部521的保持部522、以及设置在保持部522外侧的基板外周部525。
可动部521形成大于保持部522的厚度尺寸,在本实施方式中例如形成与可动基板52的厚度相同的厚度尺寸相同的尺寸。在滤光器俯视观察中,该可动部521形成至少大于反射膜设置面512A的外周边缘的直径尺寸。并且,在该可动部521上设置有可动电极562和可动反射膜55。
另外,与固定基板51相同,也可以在可动部521与固定基板51相反侧的面上形成反射防止膜。这样的反射防止膜可以通过交替层压低折射率膜和高折射率膜形成,降低在可动基板52表面的可见光的反射率,增加透过率。
可动电极562隔着电极间间隙G2与固定电极561相对,形成与固定电极561相同形状的环形。并且,可动基板52上具备从可动电极562的外周边缘起向着第二电装面524延伸的可动引出电极564。这些可动引出电极564的延伸前端部(位于可动基板52的顶点C4的部分)在第二电装面534构成可动电极垫564P。
可动反射膜55在可动部521的可动面521A的中心部隔着反射膜间间隙G1与固定反射膜54相对设置。该可动反射膜55使用与上述固定反射膜54相同结构的反射膜。
保持部522是环绕可动部521周围的隔膜,在滤波器俯视观察中形成环形。保持部522形成小于可动部521的厚度尺寸。另外,在与后述的底部基板610的光通过孔611的外周边缘相对的位置形成保持部522。
这样的保持部522比可动部521更容易挠曲,通过微小的静电引力就可以使可动部521向固定基板51侧位移。此时,由于可动部521的厚度尺寸大于保持部522的厚度尺寸,且刚性增大,因此即使在由于静电引力而将可动部521向固定基板51侧拉伸时,可动部521的形状也不发生变化。因此,设置在可动部521上的可动反射膜55也不产生挠曲,可以始终将固定反射膜54和可动反射膜55维持平行状态。
如上所述,基板外周部525在滤波器俯视观察中设置在保持部522的外侧。该基板外周部525与固定基板51相对的面具有与第一接合部513相对的第二接合部523。并且,在该第二接合部523上设置有第二接合膜532,如上所述,第二接合膜532与第一接合膜531接合,从而固定基板51与可动基板52接合。
3.壳体的结构
返回图1和图2,壳体601具备底部基板610、盖620、底部侧玻璃基板630(盖玻璃)以及盖侧玻璃基板640。
底部基板610例如由单层陶瓷基板构成。在该底部基板610上设置有波长可变干涉滤波器5的可动基板52。作为将可动基板52设置在底部基板610的方法,例如通过粘合层610A等进行配置。另外,也可以通过嵌合在其他固定部件等进行配置。
在底部基板610上的与波长可变干涉滤波器5的反射膜(固定反射膜54、可动反射膜55)相对的区域开口形成光通过孔611。并且,在光通过孔611的外周边缘与上述的可动基板52的保持部522相对的位置形成光通过孔611。
在该底部基板610的与盖620相对的底部内侧面612(盖相对面)设置有与波长可变干涉滤波器5的第一电装面514、第二电装面524上的各电极垫563P、564P连接的内侧端子部615。此外,各电极垫563P、564P与内侧端子部615的连接例如可以使用FPC(柔性印刷电路)615A,通过例如Ag浆,ACF(各向异性导电膜)、ACP(各向异性导电胶)等接合。另外,为了将内部空间650维持成真空状态,优选使用排气(气体的释放)少的Ag浆。另外,并不仅限于通过FPC615A连接,也可以进行例如基于引线接合等的布线连接。
另外,与设有各内侧端子部615的位置相对应地,底部基板610上形成有贯通孔614,各内侧端子部615通过贯通孔614与设置于底部基板610的底部内侧面612的相反侧的底部外侧面613的外侧端子部616连接。在此,在贯通孔614中填充有连接内侧端子部615和外侧端子部616的金属部件(例如Ag浆等),维持壳体601的内部空间650的气密性。
并且,在底部基板610的外周部设有与盖620接合的底部接合部617。
如图1和图2所示,盖620具备:与底部基板610的底部接合部617接合的盖接合部624、从盖接合部624连续并向与底部基板610分离的方向立起的侧壁部625、以及从侧壁部625连续并覆盖波长可变干涉滤波器5的固定基板51侧的顶部626。该盖620可以由例如可伐合金(kovar)等合金或金属形成。
通过使盖接合部624与底部基板610的底部接合部617接合,该盖620紧贴接合在底部基板610上。
作为该接合方法,除了激光焊接以外,还可以例举出例如:使用银焊料等的焊接、使用共晶合金层的密封、使用低熔点玻璃的焊接、玻璃粘接、玻璃料接合、基于环氧树脂的粘结等。可以根据底部基板610和盖620的材料和接合环境等适当地选择这些接合方法。
在本实施方式中,在底部基板610的底部接合部617上例如形成由Ni或Au等构成的接合用图案617A,向接合用图案617A和盖接合部624照射高输出激光(例如YAG激光等)进行激光接合。
盖620的顶部626与底部基板610平行。在该顶部626上与波长可变干涉滤波器5的各反射膜54、55相对的区域开口形成有光通过孔621。
在此,在本实施方式中,光从盖620的光通过孔621射入,通过波长可变干涉滤波器5取出的光从底部基板610的光通过孔611射出。在这样的结构中,在从光通过孔621射入的光中,只有设置于波长可变干涉滤波器5的光射入面51A的非透光性部件515的有效直径的光射入固定反射膜54和可动反射膜55。尤其是,波长可变干涉滤波器5的各基板51、52利用蚀刻形成形状,蚀刻部分受到侧蚀刻的影响形成曲面部。如果光射入这种曲面部,则该光有可能成为杂散光而从光通过孔611射出。与此相对,在本实施方式中,可以通过非透光性部件515防止产生这样的杂散光,从而可以取出所需的目标波长的光。
底部侧玻璃基板630是覆盖光通过孔611并与底部基板610的底部外侧面613侧接合的玻璃基板。底部侧玻璃基板630形成大于光通过孔611的尺寸,并以该底部侧玻璃基板630的平面中心点O与光通过孔611的平面中心点O一致的方式进行配置。另外,该平面中心点O与波长可变干涉滤波器5的平面中心点O一致,与固定反射膜54和可动反射膜55、非透光性部件515的环内周边缘的平面中心点O一致。并且,底部侧玻璃基板630在从底部基板610(底部侧玻璃基板630)的厚度方向观察到的光学滤波器器件600的俯视观察中,光通过孔611的外周边缘611A的外侧区域(从外周边缘611A到底部侧玻璃基板630的基板端边缘631的区域)与底部基板610接合。
同样,盖侧玻璃基板640是覆盖光通过孔621,并与盖620的与底部基板610相对的盖内侧面622相反侧的盖外侧面623侧接合的玻璃基板。盖侧玻璃基板640形成大于光通过孔621的尺寸,以该盖侧玻璃基板640的平面中心点O与光通过孔621的平面中心点O一致的方式进行配置。并且,盖侧玻璃基板640在从底部基板610(盖侧玻璃基板640)的厚度方向观察到的光学滤波器器件600的俯视观察中,光通过孔621的外周边缘621A的外侧区域(从外周边缘621A到盖侧玻璃基板640的基板端边缘641的区域)与盖620接合。
底部基板610与底部侧玻璃基板630的接合、盖620与盖侧玻璃基板640的接合可以采用玻璃料烧结接合,该玻璃料烧结接合使用通过高温熔解玻璃原料并骤冷后的玻璃碎片的玻璃料。这种玻璃料烧结接合中,接合部分不产生间隙,而且,通过使用排气(气体释放)少的玻璃料烧结,可以将内部空间650维持在真空状态。另外,并不仅限于玻璃料烧结接合,也可以进行使用低熔点玻璃的焊接、基于玻璃密封等的接合。另外也可以进行基于环氧树脂的粘合等。
如上所述,在本实施方式的光学滤波器器件600中,壳体601通过底部基板610与盖620的接合,底部基板610与底部侧玻璃基板630的接合,盖620与盖侧玻璃基板640的接合,将壳体601的内部空间650维持成气密。
光学滤波器器件的制造方法
以下对上述的光学滤波器器件600的制造方法进行说明。
在光学滤波器器件600的制造中,首先分别进行制造构成光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5的滤波器准备工序、底部基板准备工序、盖准备工序。
滤波器准备工序
在滤波器准备工序中,首先形成制造波长可变干涉滤波器5的滤波器。
首先通过进行适当的蚀刻处理等形成固定基板51和可动基板52。在此,可动基板52的保持部522形成在与后述的底板基板610的光通过孔611的外周边缘相对的位置。并且,对于固定基板51,在形成固定电极561和固定引出电极563后,形成非透光性部件515,然后形成固定反射膜54。另外,对于可动基板52,在形成可动电极562后形成可动反射膜55。
然后,通过接合膜53接合固定基板51和可动基板52,从而得到波长可变干涉滤波器5。
然后对所得到的波长可变干涉滤波器5的固定电极垫563P、可动电极垫564P连接FPC615A。FPC615A与各电极垫563P、564P的连接例如可以通过例如Ag浆,ACF(各向异性导电膜)、ACP(各向异性导电胶)等接合。另外,在将内部空间650维持成真空状态的情况下,优选使用排气少的Ag浆。
底部基板准备工序
在底部基板准备工序中,首先形成底部外形。对层压有作为陶瓷基板的原材料的薄片的烧成前基板进行适当的切割等,形成具有光通过孔611的底板基板610的形状。在此,光通过孔611形成在光通过孔611的外周边缘与上述的可动基板52的保持部522相对的位置。然后通过对烧成前基板进行烧成,形成底部基板610。
此外,也可以利用例如YAG激光等高输出激光对烧成形成的底座基板610进行加工,从而形成光通过孔611。
然后在底部基板610上形成贯通孔614。为了形成微细的贯通孔614,例如利用YAG激光等进行激光加工。另外,在所形成的贯通孔614中填充具有高密合性的导电部件。
然后,在底部基板610上形成内侧端子部615和外侧端子部616。
例如使用Ni/Au等金属进行电镀加工,形成内侧端子部615和外侧端子部616。另外,通过激光焊接接合底部接合部617和盖接合部624的情况下,在底部接合部617进行Ni等的电镀,形成接合图案617A。
然后,在底部基板610上接合覆盖光通过孔611的底部侧玻璃基板630。作为底部侧玻璃基板630的接合方法例如可以利用玻璃料烧结接合、使用低熔点玻璃的焊接、基于环氧树脂等的粘结等,该玻璃料烧结接合使用通过高温熔解玻璃原料并骤冷后的玻璃碎片的玻璃料。
盖准备工序
在盖准备工序中,首先形成盖620。对由科瓦铁镍钴等(kovar)构成的金属基板进行冲压加工,形成具有光通过孔621的盖620。
然后在盖620上接合覆盖光通过孔621的盖侧玻璃基板640。作为盖侧玻璃基板640的接合方法例如可以利用玻璃料烧结接合、使用低熔点玻璃的焊接、基于环氧树脂等的粘结等,该玻璃料烧结接合使用通过高温熔解玻璃原料并骤冷后的玻璃碎片的玻璃料。
设备组装工序
然后,进行将上述得到的波长可变干涉滤波器5、底部基板610以及盖620接合而形成光学滤波器器件600的设备组装工序。
在该设备组装工序中,首先在底部基板610上固定波长可变干涉滤波器5。然后进行对齐调整,使固定反射膜54和可动反射膜55的平面中心点O与光通过孔611的平面中心点O一致,底部基板610的光通过孔611的外周边缘与波长可变干涉滤波器5的可动基板52的保持部522相对。然后利用例如粘合剂等将可动基板52的基板外周部525与底部基板610粘合固定。
然后,连接配线。将在滤波器准备工序中与波长可变干涉滤波器5连接的FPC615A的另一端与底部基板610的内侧端子部615粘贴,从而将内侧端子部615与固定电极垫563P和可动电极垫564P连接。该连接也优选使用排气少的Ag浆。
然后,接合底部基板610和盖620。例如,在真空箱装置等中,在设定成真空气氛的环境下使底部基板610与盖620重合,然后通过利用例如YAG激光等的激光接合对底部基板610和盖620进行接合。这样的激光接合由于只对接合部进行局部高温处理后接合,因此可以抑制内部空间650的温度上升。因此,可以防止波长可变干涉滤波器5的各反射膜54、55因高温而劣化的不良情况。
通过以上方法制造光学滤波器器件600。
实施方式的作用效果
在本实施方式中,光学滤波器器件600具备波长可变干涉滤波器5和壳体601。波长可变干涉滤波器5具备固定基板51、与固定基板51接合的可动基板52、设置在固定基板51上的固定反射膜、设置在可动基板52上的可动反射膜、以及改变各反射膜间间隙的间隙变更部。壳体601具备底部基板610和在与底部基板610之间形成内部空间的盖620。并且,在俯视观察中,可动基板52在光干涉区域的外侧具备设置在固定基板51的相反侧的面上的保持部522,底部基板610具备与光通过区域对应的光通过孔611,光通过孔611的外周边缘与保持部522相对,可动基板52的与固定基板51相反侧的面与底部基板610接合。
在这样的结构中,例如,即使在将光通过孔611的外周边缘附近产生翘曲或突起等而平行性恶化的底部基板610与波长可变干涉滤波器5接合的情况下,由于光通过孔611的外周边缘周边与保持部522相对,因此,可以避免翘曲部分或突起部分与波长可变干涉滤波器5的接合面的局部接触。因此可以使波长可变干涉滤波器5与底部基板610水平地接合,从而可以实现高的分光精度。
在本实施方式中,可动基板52对底部基板610的设置通过粘合层610A进行配置。在这种结构中,由于在底部基板610与可动基板52之间产生相当于粘合层610A的厚度的间隔,因此,基于底部基板610的形状的应力不被传输到可动基板52。
第二实施方式
以下根据附图对本发明的第二实施方式进行说明。
在第二实施方式中,对安装了上述第一实施方式的光学滤波器器件600的光学模块即测色传感器3和安装了光学滤波器器件600的电子设备即测色装置1进行说明。
1.测色装置的概略结构
图5是表示第二实施方式的测色装置1的概略结构的框图。
测色装置1是本发明的电子设备。如图5所示,该测色装置1具备:向检测对象X射出光的光源装置2、测色传感器3以及控制测色装置1的整体动作的控制装置4。并且,该测色装置1是如下的装置:从光源装置2射出的光被检测对象X反射,通过测色传感器3接收被反射的检测对象光,根据从测色传感器3输出的检测信号来分析并测定检测对象光的色度、即检测对象X的颜色。
2.光源装置的结构
光源装置2具备光源21和多个透镜22(图5中仅示出一个),对检测对象X射出白色光。另外,在多个透镜22中也可以包含准直透镜,在这种情况下,光源装置2通过准直透镜使从光源21射出的白色光变为平行光,再从未图示的投射透镜向着检测对象X射出。另外,在本实施方式中虽然示出具备光源装置2的测色装置1,但如果检测对象X是液晶面板等发光部件,也可以采用不设置光源装置2的结构。
3.测色传感器的结构
测色传感器3构成本发明的光学模块,具备上述第一实施方式的光学滤波器器件600。如图5所示,该测色传感器仪3具备:光学滤波器器件600、接收透过光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5的光的检测部31、以及使透过波长可变干涉滤波器5的光的波长可变的电压控制部32。
另外,测色传感器3在与波长可变干涉滤波器5相对的位置具备入射光学透镜,该入射光学透镜将被检测对象X反射的反射光(检测对象光)向内部导入。然后,该测色传感器3通过光学滤波器器件600内的波长可变干涉滤波器5,对从入射光学透镜射入的检测对象光中的规定波长的光进行分光,并通过检测部31接收分光后的光。
检测部31由多个光电交换元件构成,根据受光量生成电信号。在此,检测部31例如通过电路基板311与控制装置4连接,将所生成的电信号作为受光信号向控制装置4输出。
另外,在该电路基板311上连接有形成在底部基板610的底部外侧面613的外侧端子部616,通过电路基板311上形成的电路与电压控制部32连接。
在这样的结构中,可以通过电路基板311一体形成光学滤波器器件600和检测部31,可以简化测色传感器3的结构。
电压控制部32通过电路基板311与光学滤波器器件600的外侧端子部616连接。并且,电压控制部32根据从控制装置4输入的控制信号,向固定电极垫563P与可动电极垫564P之间施加规定的步进电压,从而驱动静电致动器56。由此,在电极间间隙G2产生静电引力,保持部522挠曲,从而可动部521向固定基板51侧位移,可以将反射膜间间隙G1设定成所需的尺寸。
4.控制装置的结构
控制装置4控制测色装置1的整体动作。
作为该控制装置4,可以使用例如通用个人计算机或便携式信息终端、除此以外,还可以使用其他测色专用计算机等。
并且,如图5所示,控制装置4构成为包括光源控制部41、测色传感器控制部42以及测色处理部43等。
光源控制部41与光源装置2连接。并且,光源控制部41例如根据用户的设定输入向光源装置2输出规定的控制信号,使光源装置2射出规定亮度的白色光。
测色传感器控制部42与测色传感器3连接。并且,测色传感器控制部42例如根据用户的设定输入设定由测色传感器3接收的光的波长,并将旨在检测该波长的光的受光量的指示信号输出至测色传感器3。由此,测色传感器3的电压控制部32根据控制信号设定向静电致动器56施加的电压,以便仅仅使用户所需的光的波长透过。
测色处理部43根据由检测部31检测到的受光量来分析检测对象X的色度。
5.实施方式的作用效果
本实施方式的测色装置1具备如上述第一实施方式所示的光学滤波器器件600。如上所述,光学滤波器器件600可以使波长可变干涉滤波器5与底部基板610水平接合,可以实现高的分光精度。因此,在测色传感器3中也可以通过检测部31检测通过高分辨率取出的目标波长的光,可以检测所需的目标波长的光的准确的光量。由此测色装置1可以对检测对象X进行准确的颜色分析。
另外,检测部31与底部基板610相对地设置,该检测部31和设置于底部基板610的底部外侧面613的外侧端子部616与一个电路基板311连接。即,光学滤波器器件600的底部基板610配置在光射出侧,因此可以靠近检测光学滤波器器件600射出的光的检测部31而配置。因此,如上所述,通过在一个电路基板311上布线,可以简化布线结构,也可以削减基板数量。
另外,可以将电压控制部32配置在电路基板311上,这种情况下,可以进一步实现结构简化。
其他实施方式
另外,本发明不仅限于上述实施方式,在可以实现本发明的目的的范围内的变形、改良都包括在本发明中。
图6是表示一个变形例的光学滤波器器件的截面图。
如图6所示,该光学滤波器器件600A构成为:底部基板610的光通过孔611在与可动基板52的相对面侧和与可动基板52的相反面侧,其大小不同。并且,光通过孔611的与可动基板52的相对面侧的外周边缘611B与保持部522相对,保持部522构成为在俯视观察中位于光通过孔611与可动基板52的相反面侧的外周边缘611C的外侧。
上述结构的底部基板610可以通过层压有两张光通过孔的直径大小各自不同的基板的层压结构形成。具体而言,将作为与可动基板52的相对面侧的底部形成用第一基板610B的光通过孔611的直径,形成其外周边缘611B与保持部522相对的大小。并且,将作为与可动基板52的相反面侧的底部形成用第二基板610C的光通过孔611的直径,形成保持部522在俯视观察中位于第二基板610C的外周边缘611C的外侧的大小。
在上述第一实施方式中,使底部基板610的光通过孔611的外周边缘与可动基板52的保持部522相对,但如果向这样结构的设备射入光,则该光有可能成为杂散光而从光通过孔611射出。这是由于保持部522通过蚀刻等加工形成,保持部522与可动部521的边界由曲面形成,通过向该曲面射入光而发生漫反射等。
与此相对,在本实施方式中,考虑到杂散光,以保持部522位于外侧的方式配置与可动基板52的相反面侧的外周边缘611C,因此,即使光射入设备,光也不进入保持部522。因此,可以防止因光射入保持部522而产生杂散光,可以取出所需的目标波长的光。
图7是表示一个变形例的光学滤波器器件的截面图。
如图7所示,该光学滤波器器件600B具备大于光通过孔611的凹部632,所述光通过孔611设置在底部侧玻璃基板630A与底部基板610接合的面上。并且,该凹部632形成为位于光通过孔611的外周边缘。
这样的光学滤波器器件600B,即使未保持底部基板610的平行度,例如在光通过孔611的外周边缘产生翘曲或突起等情况下,通过设置于底部侧玻璃基板630A的凹部632也可以避免与翘曲部分或突起部分的局部接触,因此可以在底部基板610上水平地接合底部侧玻璃基板630A,底部侧玻璃基板630A与波长可变干涉滤波器5平行。
另外,在上述实施方式中,也可以采用底部侧玻璃基板630A通过间隔物与底部基板610接合的结构。在这样的结构中,例如,即使在底部基板610的平行性恶化,底部侧玻璃基板630A的凹部632与翘曲部分或突起部分产生局部接触的情况下,通过间隔物进行高度调整,从而也可以避免局部接触。
另外,在上述的第一实施方式中示出光学滤波器器件600容纳有通过向固定电极561和可动电极562施加电压,从而利用静电引力可以改变反射膜间间隙G1的大小的波长可变干涉滤波器5的示例,但并不仅限于此。例如,作为改变反射膜间间隙G1的间隙变更部,也可以采用取代固定电极561而配置第一感应线圈,取代可动电极562而配置第二感应线圈或永磁的感应致动器的结构。
而且,也可以采用取代静电致动器56而使用压电致动器的结构。这种情况下,例如在保持部522上层压配置下部电极层、压电膜以及上部电极层,使向下部电极层和上部电极层之间施加的电压作为输入值进行变化,从而可以使压电膜伸缩而使保持部522挠曲。
另外,虽然示出盖620具备盖接合部624、侧壁部625以及顶部626,顶部626与底部基板610平行的结构,但并不仅限于此。作为盖620的形状,只要在与底部基板610之间形成可容纳波长可变干涉滤波器5的内部空间650,则可以是任何形状,例如顶部626可以形成曲面形状。但这种情况下可以认为,为了维持内部空间650的气密性,必须使与盖620接合的盖侧玻璃基板640按照盖620形成曲面形,且需要以仅仅使堵塞光通过孔621的部分不发生折射的方式形成平面形状等,制造变得复杂。因此,如上述第一实施方式所示,优选使用顶部626与底部基板610平行的盖620。
在上述第一实施方式中,例示出将内侧端子部615和外侧端子部616在设置于底部基板610的贯通孔614内通过导电部件连接的结构,但并不仅限于此。例如,也可以采用向底部基板610的贯通孔614压入杆状的端子,将端子的前端部与固定电极垫563P和可动电极垫564P等连接的结构。
在上述第一实施方式中,作为设置在波长可变干涉滤波器5上的本发明的电极部,例示出构成静电致动器的固定电极561和可动电极562(以及与这些电极561、562连接的电极垫562P、564P),但并不仅限于此。
作为本发明的电极的其他例子,例如可以列举出根据固定反射膜54和可动反射膜55的电荷保持量的变化而测定反射膜间间隙G1的大小的静电电容检测电极,和释放保持在各基板51、52或固定反射膜54、可动反射膜55上的电荷而除去基板间的库仑力的带电除去电极等。
在上述第一实施方式中,采用在固定基板51的光入射面设置非透光性部件515的结构,也可以采用例如在射入侧的盖侧玻璃基板640上设置非透光性部件515的结构等。
另外,在上述第一实施方式中例示出使从盖620侧射入的光在波长可变干涉滤波器5发生多重干涉,使透过波长可变干涉滤波器5的光从底部侧玻璃基板630射出的光学滤波器器件600,也可以采用例如使光从底部基板610侧射入的结构。这种情况下,也可以在可动基板52设置发挥光圈功能的非透光性部件,或者将设置有非透光性部件的固定基板51固定在底部基板610上的结构等。
另外,作为本发明的电子设备,在第二实施方式中例示出测色装置1,除此之外,可以在各个领域应用本发明的光学滤波器器件、光学模块以及电子设备。
例如,可以作为用于检测特定物质存在的基于光的系统使用。作为这种系统,例如可以例示出使用本发明的波长可变干涉滤波器的、采用分光测定方式高灵敏度地检测特定气体的车载用气体泄漏检测器和呼吸检测用的光声稀有气体检测器等气体检测装置。
根据下面的附图对这样的气体检测装置的一例进行说明。
图8是表示具备波长可变干涉滤波器的气体检测装置的一例的概略图。
图9是表示图8的气体检测装置的控制系统的结构的框图。
如图8所示,该气体检测装置100构成为包括传感器芯片110、具有吸引口120A、吸引流道120B、排出流道120C和排出口120D的流道120以及主体部130。
主体部130由具有可装卸流道120的开口的传感器部盖131、排出单元133、壳体134、检测装置、处理检测到的信号并控制检测部的控制部138以及供电的供电部139等构成,其中,该检测装置包括:光学部135、滤波器136、光学滤波器器件600以及受光元件137(检测部)等。另外,光学部135由射出光的光源135A、将从光源135A射入的光向传感器芯片110侧反射并使从传感器芯片侧射入的光向受光元件137侧透过的分束器135B以及透镜135C、135D、135E构成。
另外,如图9所示,在气体检测装置100的表面上设置有操作面板140、显示部141、用于与外部接口的连接部142以及供电部139。如果供电部139是蓄电池,也可以具备用于充电的连接部143。
而且,如图9所示,气体检测装置100的控制部138具备由CPU等构成的信号处理部144、用于控制光源135A的光源驱动电路145、用于控制光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5的电压控制部146、接收来自受光元件137的信号的受光电路147、读取传感器芯片110的代码并接收来自检测有无传感器芯片110的传感器芯片检测器148的信号的传感器芯片检测电路149、以及控制排出单元133的排出驱动电路150等。
以下对上述的气体检测装置100的动作进行说明。
在主体部130的上部的传感器部盖131的内部设置有传感器芯片检测器148,并通过该传感器芯片检测器148检测有无传感器芯片110。信号处理部144如果检测到来自传感器芯片检测器148的检测信号,则判断为处于安装有传感器芯片110的状态,并向显示部141发出使其表示旨在进行检测操作的显示信号。
然后,例如当通过使用者对操作面板140进行操作,将来自操作面板140的旨在开始检测处理的指示信号输出至信号处理部144时,首先,信号处理部144向光源驱动电路145输出光源动作的信号以使光源135A动作。如果驱动光源136A,则从光源135A输出单一波长且直线偏光稳定的激光。另外,在光源135A内部设置有温度传感器和光量传感器,其信息被输出至信号处理部144。然后,信号处理部144根据从光源135A输入的温度和光量,判断为光源135A正在稳定操作时,则控制排出驱动电路150使排出单元133动作。由此,包括应检测的目标物质(气体分子)的气体试样被从吸引口120A导向吸引流道120B、传感器芯片110内、排出流道120C、排出口120D。另外,在吸引口120A设置有除尘过滤器120A1,除去比较大的粉尘和一部分水蒸气等。
另外,传感器芯片110是组装有多个金属纳米结构体,利用局部表面等离子体共振的传感器。在这样的传感器芯片110中,通过激光在金属纳米结构体间形成增强电场,当气体分子进入该增强电场内时,产生包含分子振动信息的拉曼散射光和瑞利散射光。
这些瑞利散射光和拉曼散射光通过光学部135入射到滤波器136,通过滤波器136分离瑞利散射光,从而拉曼散射光入射到光学滤波器器件600。然后,信号处理部144控制电压控制部146,调整向光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5施加的电压,通过光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5使与作为检测对象的气体分子对应的拉曼散射光分光。然后,当通过受光元件137接收到分光后的光时,与受光量对应的受光信号经由受光电路147向信号处理部144输出。
信号处理部144将如上所述获得的与作为检测对象的气体分子相对应的拉曼散射光的光谱数据和存储于ROM中的数据进行比较,并判断是否是目标气体分子,从而进行物质的特定。然后,信号处理部144在显示部141上显示该结果信息或从连接部142向外部输出。
此外,在上述的图8和图9中例示出利用光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5对拉曼散射光进行分光,并通过分光后的拉曼散射光进行气体检测的气体检测装置100,但作为气体检测装置,也可以用作通过检测气体固有的吸光度来指定气体种类的气体检测装置。在这种情况下,使用使气体流入传感器内部且检测入射光中被气体吸收的光的气体传感器作为本发明的光学模块。并且,将通过这种气体传感器分析、判断流入传感器内的气体的气体检测装置作为本发明的电子设备。在这样的结构中,也可以使用波长可变干涉滤波器5检测气体成分。
另外,作为用作检测特定物质存在的系统,并不仅限于检测上述的气体,还可以例示出根据近红外线分光的糖类的非侵入性测定装置、以及食物或生物、矿物等信息的非侵入性测定装置等物质成分分析装置。
以下作为上述物质成分分析装置的一例,对食物分析装置进行说明。
图10是表示之外使用光学滤波器器件600的电子设备的一例的食物分析装置的概略结构图。
如图10所示,该食物分析装置200具备检测器210(光学模块)、控制部220和显示部230。检测器210具有用于射出光的光源211、导入来自测定对象物的光的摄像透镜212、对从摄像透镜212导入的光进行分光的光学滤波器器件600以及检测分光后的光的摄像部213(检测部)。
另外,控制部220具备:光源控制部221,用于进行对光源211的亮灯/关灯控制、亮灯时的亮度控制;电压控制部222,用于控制光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5;检测控制部223,用于控制摄像部213并取得通过摄像部213拍摄到的分光图像;信号处理部224;以及存储部225。
当驱动系统时,该食物分析装置200通过光源控制部221控制光源211,从光源211向测定对象物照射光。并且,被测定对象物反射的光通过摄像透镜212入射到光学滤波器器件600。光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5通过电压控制部222的控制施加可对所需的波长进行分光的电压,通过例如由CCD摄像机等构成的摄像部213对分光后的光进行拍摄。并且将拍摄到的光作为分光图像存储在存储部225。另外信号处理部224控制电压控制部222改变施加到波长可变干涉滤波器5的电压值,并取得针对各波长的分光图像。
然后,信号处理部224对存储部225存储的各图像中的各像素的数据进行运算处理,求出各像素中的光谱。并且,在存储部225中存储有例如与光谱相对的有关食物成分的信息,信号处理部224根据存储部225所存储的与食物有关的信息对求得的光谱数据进行分析,并求出检测对象中含有的食物成分及其含量。另外,也可以通过求得的食物成分和含量计算出食物卡路里和新鲜度等。而且,通过分析图像内的光谱分布,也可以进行检测对象的食物中新鲜度正在降低的部分的提取等,进而能够进一步进行食物内所含有的异物等的检测。
然后,信号处理部224进行以下处理:在显示部230显示上述获得的检测对象的食物成分和含量、卡路里和新鲜度等信息。
另外,在图10中虽然示出食物分析装置200的示例,但可以将大致相同的结构用作如上所述的其他的信息的非侵入性测定装置。例如可以用作进行血液等体液成分等的测定、分析等的分析生物成分的生物分析装置。作为这样的生物分析装置,例如作为对血液等的体液成分进行测定的装置,如果是检测乙醇的装置,则可用作检测驾驶员的饮酒状态的防止酒后驾驶装置。另外,也可用作具有这样的生物分析装置的电子内窥镜系统。
另外还可用作进行矿物成分分析的矿物分析装置。
而且,作为本发明的波长可变干涉滤波器、光学模块、电子设备还可以应用于以下的装置。
例如,通过使各波长的光的强度随着时间的变化而变化,可以利用各波长的光传输数据,在这种情况下,通过设置在光学模块上的波长可变干涉滤波器对特定波长的光进行分光,并通过受光部接收,从而可以提取出通过特定波长的光传输的数据,并可通过具有这样的数据提取用光学模块的电子设备处理各波长的光的数据,从而可以进行光通信。
另外,作为电子设备也可以应用于通过利用本发明的波长可变干涉滤波器5对光进行分光而拍摄分光图像的分光照相机、分光分析仪等。作为这样的分光照相机的一例,可以列举出内置有波长可变干涉滤波器的红外线照相机。
图11是表示分光照相机的概略构成的示意图。如图11所示,分光照相机300具有照相机主体310、摄像透镜单元320以及摄像部330(检测部)。
照相机主体310是由使用者把持并操作的部分。
摄像透镜单元320设置在摄像机主体310上,将入射的图像光导向摄像部330。并且,如图11所示,该摄像透镜单元320构成为具有物镜321、成像透镜322以及设置在这些透镜间的光学滤波器器件600。
摄像部330由受光元件构成,对通过摄像透镜单元320导入的图像光进行拍摄。
在这样的分光摄像机300中,通过光学滤波器器件600的波长可变干涉滤波器5使作为摄像对象的波长的光透过,从而可以对所需的波长的光的分光图像进行拍摄。
而且,也可以将本发明的波长可变干涉滤波器作为带通滤波器使用,例如可以用作仅将从发光元件输出的规定波长区域的光中的以规定波长为中心的狭窄波段的光通过波长可变干涉滤波器进行分光并使其透过的光学激光设备。
另外,也可以将本发明的波长可变干涉滤波器用作生物认证装置,例如可以应用于利用近红外区域或可见区域的光的血管、指纹、视网膜和虹膜等的认证装置。
并且,可以将光学模块和电子设备用作浓度检测装置。在该情况下,利用波长可变干涉滤波器对从物质射出的红外能量(红外光)进行分光以及分析,测定采样中的被检体浓度。
如上所述,本发明的波长可变干涉滤波器、光学模块和电子设备可以应用于从入射光中分出规定的光的任意装置。并且,如上所述,本发明的波长可变干涉滤波器可以通过一台设备对多个波长进行分光,因此可以高精度地进行多个波长的光谱测定、多个成分的检测。因此,与利用多台设备取出所期望的波长的现有的装置相比,可以促进光学模块和电子设备的小型化,例如可以优选用作便携用或车载用的光学设备。
除此之外,实施本发明时的具体结构在能够实现本发明目的的范围内,可以适当地变更为其他结构等。
Claims (7)
1.一种光学滤波器器件,其特征在于,
具备:
光干涉滤波器,具有:第一基板、与所述第一基板相对的第二基板、设置在所述第一基板上的第一反射膜、及设置在所述第二基板上并与所述第一反射膜相对的第二反射膜;以及
壳体,具有底部基板和盖,所述底部基板固定所述光干涉滤波器,所述盖与所述底部基板接合,在所述盖与所述底部基板之间形成能够容纳所述光干涉滤波器的内部空间,
在从基板厚度方向观察到的所述第一基板和所述第二基板的俯视观察中,所述第二基板在所述第一反射膜和所述第二反射膜重合的光干涉区域的外侧,具有设置在与所述第一基板相反侧的面上的环形的凹部,
所述底部基板具有与光通过区域对应的光通过孔,
所述光通过孔的外周边缘与所述环形的凹部相对,
所述第二基板与所述第一基板相反侧的面与所述底部基板接合,
所述底部基板的光通过孔在与所述第二基板的相对面侧和与所述第二基板的相反面侧大小不同,
所述光通过孔与所述第二基板的相对面侧的外周边缘与所述环形的凹部相对,
所述环形的凹部在所述俯视观察中,位于所述光通过孔与所述第二基板的相反面侧的外周边缘的外侧。
2.根据权利要求1所述的光学滤波器器件,其特征在于,
所述光干涉滤波器具有改变所述第一反射膜和所述第二反射膜之间的间隙尺寸的间隙变更部。
3.根据权利要求1所述的光学滤波器器件,其特征在于,
所述第二基板与所述底部基板通过粘合层接合。
4.根据权利要求1所述的光学滤波器器件,其特征在于,
具有设置在所述底部基板与所述第二基板的相反侧的面上、覆盖所述光通过孔的盖玻璃,所述盖玻璃具有设置在与所述底部基板相对的面上的比所述光通过孔大的凹部,所述光通过孔的外周边缘位于所述凹部内。
5.根据权利要求4所述的光学滤波器器件,其特征在于,
所述盖玻璃间隔着间隔物与所述底部基板接合。
6.一种光学模块,其特征在于,
具备:光干涉滤波器、壳体以及检测部,
所述光干涉滤波器具有第一基板、与所述第一基板相对的第二基板、设置在所述第一基板上的第一反射膜、设置在所述第二基板上并与所述第一反射膜相对的第二反射膜、以及改变所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的间隙尺寸的间隙变更部,
所述壳体具有底部基板和盖,所述底部基板固定所述光干涉滤波器,所述盖与所述底部基板接合,在所述盖与所述底部基板之间形成能够容纳所述光干涉滤波器的内部空间,
所述检测部检测通过所述光干涉滤波器取出的光,
在从基板厚度方向观察到的所述第一基板和所述第二基板的俯视观察中,所述第二基板在所述第一反射膜和所述第二反射膜重合的光干涉区域的外侧,具有设置在与所述第一基板相反侧的面上的环形的凹部,
所述底部基板具有与光通过区域对应的光通过孔,
所述光通过孔的外周边缘与所述环形的凹部相对,
所述第二基板与所述第一基板相反侧的面与所述底部基板接合,
所述底部基板的光通过孔在与所述第二基板的相对面侧和与所述第二基板的相反面侧大小不同,
所述光通过孔与所述第二基板的相对面侧的外周边缘与所述环形的凹部相对,
所述环形的凹部在所述俯视观察中,位于所述光通过孔与所述第二基板的相反面侧的外周边缘的外侧。
7.一种电子设备,其特征在于,
具备:光干涉滤波器以及壳体,
所述光干涉滤波器具有第一基板、与所述第一基板相对的第二基板、设置在所述第一基板上的第一反射膜、设置在所述第二基板上并与所述第一反射膜相对的第二反射膜、以及改变所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的间隙尺寸的间隙变更部,
所述壳体具有底部基板和盖,所述底部基板固定所述光干涉滤波器,所述盖与所述底部基板接合,在所述盖与所述底部基板之间形成能够容纳所述光干涉滤波器的内部空间,
在从基板厚度方向观察到的所述第一基板和所述第二基板的俯视观察中,所述第二基板在所述第一反射膜和所述第二反射膜重合的光干涉区域的外侧,具有设置在与所述第一基板相反侧的面上的环形的凹部,
所述底部基板具有与光通过区域对应的光通过孔,
所述光通过孔的外周边缘与所述环形的凹部相对,
所述第二基板与所述第一基板相反侧的面与所述底部基板接合,
所述底部基板的光通过孔在与所述第二基板的相对面侧和与所述第二基板的相反面侧大小不同,
所述光通过孔与所述第二基板的相对面侧的外周边缘与所述环形的凹部相对,
所述环形的凹部在所述俯视观察中,位于所述光通过孔与所述第二基板的相反面侧的外周边缘的外侧。
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