CN104049293A - 光学滤波器装置、光学模块以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学滤波器装置、光学模块以及电子设备。该光学滤波器装置具备:壳体,具有能使光射入内侧的光通过孔;光圈,设置于壳体的外侧,用于限制向光通过孔射入的光;以及干涉滤波器,设置于壳体的内侧,具备固定反射膜以及与固定反射膜相对的可动反射膜,其中,在从膜厚方向观察固定反射膜以及可动反射膜的俯视观察中,光圈的开口、光通过孔和固定反射膜以及可动反射膜被设置为重叠,在将靠近光通过孔的固定反射膜的直径设为Φm、将光通过孔的口径设为Φp、将光圈的开口直径设为Φa时,满足Φa<Φm<Φp的关系。
Description
技术领域
本发明涉及光学滤波器装置、光学模块以及电子设备。
背景技术
在现有技术中,已知有在一对基板的彼此相对的面上隔着规定间隙分别相对配置有反射膜的干涉滤波器。此外,还已知有将这样的干涉滤波器收纳于壳体内的光学滤波器装置(例如,参照专利文献1)。
该专利文献1记载的光学滤波器装置具备具有板状的基底、以及圆筒状的盖部的封装(壳体)。该壳体中,基底的周缘部分和盖部的圆筒一端部以焊接或粘着的方式连接,在基底部和盖部之间设置有用于收纳干涉滤波器的空间。此外,盖部的与基底部相对的上表面上设置有孔,在该孔中设置有用于使光通过的窗部。
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
在这样的光学滤波器装置中,在反射膜上反射射入的光的一部分。在具有入射角度的情况下,在反射膜的表面反射的光在干涉滤波器或封装的内部反复反射而成为杂散光,会在未被分光的状态下从光学滤波器装置射出。
发明内容
本发明的目的在于提供可以抑制杂散光的产生的光学滤波器装置、光学模块以及电子设备。
本发明的光学滤波器装置其特征在于,具备:壳体,具有能使光射入内侧的入射光通过孔;光圈,设置于所述壳体的外侧,用于限制向所述入射光通过孔射入的光;以及干涉滤波器,设置于所述壳体的内侧,具备第一反射膜以及与所述第一反射膜相对的第二反射膜,其中,在从膜厚方向观察所述第一反射膜以及所述第二反射膜的俯视观察中,所述光圈的开口、所述入射光通过孔、和所述第一反射膜以及所述第二反射膜被设置为重叠,在将靠近所述入射光通过孔的所述第一反射膜的直径设为Φm、将所述入射光通过孔的口径设为Φp、将所述光圈的开口直径设为Φa时,所述光学滤波器装置满足Φa<Φm<Φp的关系。
通过入射光通过孔射入至第一反射膜的入射光在第一反射膜的表面反射。这里,在Φp<Φm的情况下,反射后的光的一部分通过入射光通过孔射出到光学滤波器装置的外部,但是,剩余的大部分则碰到位于入射光通过孔的周围的壳体的内壁而再次反射,成为杂散光的可能性高。
针对于此,根据本发明,满足Φa<Φm<Φp的关系,因此,在第一反射膜上反射的光的大部分通过入射光通过孔,射出到光学滤波器装置的外部、或者碰到在所述俯视观察中位于入射光通过孔内的光圈的表面而被吸收。由此,可以抑制杂散光的产生。此外,无需设置用于高精度地控制射入第一反射膜的光的入射角度的透镜、或对壳体的内壁实施防反射处理,可以降低成本。
在本发明的光学滤波器装置中,优选所述光圈的开口、所述入射光通过孔、所述第一反射膜、以及所述第二反射膜的在所述俯视观察中的各中心点位于同一轴上。
根据本发明,在第一反射膜上反射的光的大部分更加可靠地通过入射光通过孔,射出到光学滤波器装置的外部、或者碰到在所述俯视观察中位于入射光通过孔内的光圈的表面而被吸收。
在本发明的光学滤波器装置中,优选在将从所述入射光通过孔射入所述第一反射膜的光的入射角度设为θ、将从所述第一反射膜至所述光圈的距离设为d时,所述光学滤波器装置满足(Φp-Φm)>2dtanθ的关系。
根据本发明,在第一反射膜上反射的光全部通过入射光通过孔,因此,不会碰到壳体的内壁,可以更可靠地抑制杂散光的产生。
在本发明的光学滤波器装置中,优选满足(Φm-Φa)>2dtanθ的关系。
根据本发明,通过入射光通过孔射入的光全部射入第一反射膜。由此,可以抑制通过入射光通过孔射入的光未射入第一反射膜而在干涉滤波器或壳体的内部反复反射而成为杂散光。
在本发明的光学滤波器装置中,优选在所述壳体的外侧设置有用于覆盖所述入射光通过孔的透光基板,所述光圈设置于所述透光基板。
根据本发明,例如可以通过膜来构成光圈,可以很薄。由此,可以使光学滤波器装置实现薄型化。
在本发明的光学滤波器装置中,优选在所述透光基板中的与所述第一反射膜相对的面上设置有反射防止膜。
根据本发明,可以抑制在第一反射膜上反射并通过入射光通过孔的光在透光基板的表面反射而成为杂散光。
在本发明的光学滤波器装置中,优选所述光圈中的与所述第一反射膜相对的面的光反射率为1%以下。
根据本发明,可以抑制在第一反射膜上反射并通过入射光通过孔的光在光圈的所述面上反射而成为杂散光。
在本发明的光学滤波器装置中,优选所述壳体具有出射光通过孔,相对于所述第一反射膜以及所述第二反射膜,所述出射光通过孔位于与所述入射光通过孔相反的一侧,在所述俯视观察中,所述出射光通过孔与所述第一反射膜以及所述第二反射膜重叠,在将所述出射光通过孔的口径设为Φo时,所述光学滤波器装置满足Φo<Φp的关系。
根据本发明,与Φo≧Φp的情况相比,可以缩小Φo,因此,可以降低通过出射光通过孔从光学滤波器装置射出的杂散光。此外,在通过玻璃基板等透光性基板来封闭出射光通过孔而密封壳体内的情况下,可以缩小出射光通过孔的口径,密封区域的面积也可以与之相应地缩小,可以实现壳体内的气密性的提高。
本发明的光学模块其特征在于,具备:壳体,具有能使光射入内侧的入射光通过孔;光圈,设置于所述壳体的外侧,用于限制向所述入射光通过孔射入的光;干涉滤波器,设置于所述壳体的内侧,具备第一反射膜以及与所述第一反射膜相对的第二反射膜;以及检测部,对由所述干涉滤波器提取的光进行检测,其中,在从膜厚方向观察所述第一反射膜以及所述第二反射膜的俯视观察中,所述光圈的开口、所述入射光通过孔、和所述第一反射膜以及所述第二反射膜被设置为重叠,在将靠近所述入射光通过孔的所述第一反射膜的直径设为Φm、将所述入射光通过孔的口径设为Φp、将所述光圈的开口直径设为Φa时,所述光学模块满足Φa<Φm<Φp的关系。
根据本发明,可以和上述光学滤波器装置的发明同样地抑制杂散光的产生。由此,通过检测部检测由干涉滤波器所提取的光,从而可以精度良好地检测期望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:壳体,具有能使光射入内侧的入射光通过孔;光圈,设置于所述壳体的外侧,用于限制向所述入射光通过孔射入的光;干涉滤波器,设置于所述壳体的内侧,具备第一反射膜以及与所述第一反射膜相对的第二反射膜;以及控制部,对所述干涉滤波器进行控制,其中,在从膜厚方向观察所述第一反射膜以及所述第二反射膜的俯视观察中,所述光圈的开口、所述入射光通过孔、和所述第一反射膜以及所述第二反射膜被设置为重叠,在将靠近所述入射光通过孔的所述第一反射膜的直径设为Φm、将所述入射光通过孔的口径设为Φp、将所述光圈的开口直径设为Φa时,所述电子设备满足Φa<Φm<Φp的关系。
根据本发明,可以和上述光学滤波器装置的发明同样地抑制杂散光的产生。由此,可以由干涉滤波器精度良好地提取期望的特定波长的光,可以根据所提取的光实施高精度的电子处理(例如色度测定、成分分析等)。
附图说明
图1是示出本发明所涉及的第一实施方式的光学滤波器装置的概略构成的立体图。
图2是示出第一实施方式的光学滤波器装置的概略构成的截面图。
图3是示出第一实施方式的光学滤波器装置所收纳的干涉滤波器的概略构成的俯视图。
图4是示出第一实施方式的干涉滤波器的概略构成的截面图。
图5是示出第一实施方式的光学滤波器装置的局部截面图。
图6是示出比较例的光学滤波器装置的局部截面图。
图7是示出第二实施方式中的测色装置的概略构成的框图。
图8是示出变形例的光学滤波器装置的局部截面图。
图9是示出具备本发明的光学滤波器装置的气体检测装置的概略图。
图10是示出图9的气体检测装置的控制系统的构成的框图。
图11是示出具备本发明的光学滤波器装置的食物分析装置的概略构成的图。
图12是示出具备本发明的光学滤波器装置的分光照相机的概略构成的示意图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面,根据附图对本发明所涉及的第一实施方式进行说明。
(1.光学滤波器装置的构成)
图1是示出本发明所涉及的第一实施方式的光学滤波器装置600的概略构成的立体图。图2是光学滤波器装置600的截面图。
光学滤波器装置600是从射入的检查对象光中提取规定的目的波长的光并使其射出的装置,具备壳体601、以及收纳在壳体601内部的波长可变干涉滤波器5(参照图2)。这样的光学滤波器装置600例如可以组装在测色传感器等光学模块、或者测色装置或气体分析装置等电子设备中。此外,关于具备光学滤波器装置600的光学模块或电子设备的构成将在后述的第二实施方式中进行说明。
(2.波长可变干涉滤波器的构成)
波长可变干涉滤波器5构成本发明的干涉滤波器。图3是示出设置于光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5的概略构成的俯视图,图4是示出沿图3中的IV-IV线进行了截面时的波长可变干涉滤波器5的概略构成的截面图。
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具备作为本发明的第一基板的固定基板51以及作为本发明的第二基板的可动基板52。这些固定基板51以及可动基板52分别由例如钠玻璃、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,这些固定基板51以及可动基板52通过固定基板51的第一接合部513以及可动基板的第二接合部523借助接合膜53(第一接合膜531以及第二接合膜532)而接合,从而构成为一体,该接合膜53例如由以硅氧烷为主成分的等离子聚合膜等构成。
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以及可动反射膜55隔着反射膜间间隙G1而相对配置。并且,在波长可变干涉滤波器5中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由设置于固定基板51的固定电极561和设置于可动基板52的可动电极562构成。这些固定电极561、可动电极562隔着电极间间隙G2(G2>G1)而相对。这里,这些电极561、562可以是分别直接设置于固定基板51以及可动基板52的基板表面的构成,也可以是隔着其它膜部件而设置的构成。
此外,在本实施方式中,例示出形成为反射膜间间隙G1小于电极间间隙G2的构成,但是,也可以例如根据由波长可变干涉滤波器5透过的波长区域,使反射膜间间隙G1形成得大于电极间间隙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)比可动基板52更向外侧突出。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气面514。
此外,在滤波器俯视观察中,可动基板52的边中的与第一电气面514相对的一边侧(顶点C3-顶点C4之间的边)比固定基板51更向外侧突出。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气面524。
(2-1.固定基板的构成)
固定基板51是通过对厚度例如形成为500μm的玻璃基材进行加工而形成的。具体而言,如图4所示,在固定基板51上通过蚀刻形成有电极配置槽511以及反射膜设置部512。该固定基板51相对于可动基板52,其厚度尺寸形成得更大,不会因在固定电极561以及可动电极562之间施加电压时的静电引力、或固定电极561的内部应力而导致固定基板51发生挠曲。
在滤波器俯视观察中,电极配置槽511形成为以波长可变干涉滤波器5的中心点O为中心的环状。在所述俯视观察中,反射膜设置部512形成为从电极配置槽511的中心部向可动基板52侧突出。这里,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。此外,反射膜设置部512的突出前端面成为反射膜设置面512A。
此外,在固定基板51上设置有从电极配置槽511向第一电气面514以及第二电气面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设置于电极设置面511A中与后述的可动部521的可动电极562相对的区域中。此外,可以构成为在固定电极561上层压用于确保固定电极561以及可动电极562之间的绝缘性的绝缘膜。
并且,在固定基板51上设置有从固定电极561的外周缘通过电极引出槽511B延伸至第一电气面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)在第一电气面514构成固定电极垫563P。
此外,在本实施方式中,示出了在电极设置面511A上设置一个固定电极561的构成,但是,也可以是设置例如以平面中心点O为中心呈同心圆的两个电极的构成(双电极构成)等。
如上所述,反射膜设置部512与电极配置槽511在同一轴上,形成为直径尺寸小于电极配置槽511的大致圆柱状,具备该反射膜设置部512的与可动基板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。作为该固定反射膜54,例如可以使用如Ag等金属膜、Ag合金等合金膜。此外,可以使用例如高折射层为TiO2、低折射层为SiO2的电介质多层膜。而且,还可以使用在电介质多层膜上层压了金属膜(或合金膜)的反射膜、在金属膜(或合金膜)上层压了电介质多层膜的反射膜、层压了单层的折射层(TiO2、SiO2等)和金属膜(或合金膜)的反射膜等。
此外,在固定基板51的光入射面51A(未设置有固定反射膜54的面)上,可以在与固定反射膜54对应的位置上形成反射防止膜。该反射防止膜例如可以通过交替层压低折射率膜以及高折射率膜来形成,使固定基板51的表面上的可见光的反射率降低,使透过率增大。
并且,在固定基板51的与可动基板52相对的面中、未通过蚀刻而形成有电极配置槽511、反射膜设置部512以及电极引出槽511B的面构成第一接合部513。第一接合膜531设置于该第一接合部513,通过该第一接合膜531与设置于可动基板52的第二接合膜532接合,如上所述,固定基板51以及可动基板52接合。
(2-2.可动基板的构成)
可动基板52是通过对厚度例如形成为200μm的玻璃基材进行加工而形成的。
具体而言,在如图3所示的滤波器俯视观察中,可动基板52具备以平面中心点O为中心的圆形状的可动部521、设置于可动部521的外侧来保持可动部521的保持部522、以及设置于保持部522的外侧的基板外周部525。
可动部521形成为与保持部522相比其厚度尺寸更大,例如,在本实施方式中,形成为和可动基板52的厚度尺寸相同的尺寸。在滤波器俯视观察中,该可动部521形成为至少比反射膜设置面512A的外周缘的直径尺寸更大的直径尺寸。并且,在该可动部521上,设置有可动电极562以及可动反射膜55。
此外,和固定基板51相同,可以在可动部521的与固定基板51相反一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以及高折射率膜来形成,使可动基板52的表面上的可见光的反射率降低,使透过率增大。
可动电极562隔着电极间间隙G2与固定电极561相对,形成为与固定电极561相同形状的环状。此外,在可动基板52上具备从可动电极562的外周缘向第二电气面524延伸的可动引出电极564。该可动引出电极564的延伸前端部(位于可动基板52的顶点C4的部分)在第二电气面524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。作为该可动反射膜55,可以使用和上述的固定反射膜54相同构成的反射膜。
保持部522是包围可动部521的周围的隔膜,形成为与可动部521相比其厚度尺寸更小。
这样的保持部522比可动部521更易挠曲,由于微小的静电引力即可使可动部521向固定基板51侧位移。此时,由于可动部521比保持部522的厚度尺寸大,刚性也大,因此,即使在保持部522由于静电引力而被拉向固定基板51侧的情况下,也不会发生可动部521的形状变化。因此,也不会发生设置在可动部521上的可动反射膜55的挠曲,可以将固定反射膜54以及可动反射膜55总是维持为平行状态。
此外,在本实施方式中,例示了隔膜状的保持部522,但是,并不限定于此,也可以采用设置例如以平面中心点O为中心,以等角度间隙配置的梁状保持部的构成。
如上所述,在滤波器俯视观察中,基板外周部525设置于保持部522的外侧。该基板外周部525的与固定基板51相对的面具备与第一接合部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,通过第二接合膜532与第一接合膜531接合,固定基板51以及可动基板52接合。
(3.壳体的构成)
回到图1以及图2,壳体601具备基底基板610、盖部620、基底侧玻璃基板630(透光基板)、及盖部侧玻璃基板640(透光基板)。
基底基板610例如由单层陶瓷基板构成。在该基底基板610上设置有波长可变干涉滤波器5的可动基板52。对于向基底基板610设置可动基板52,例如可以是通过粘结层等来进行配置,也可以通过嵌合在其它的固定部件等中来进行配置,等等。
在基底基板610中,在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,开口形成有光通过孔611(出射光通过孔)。
在该基底基板610的与盖部620相对的基底内侧面612(盖部相对面)上,设置有与波长可变干涉滤波器5的第一电气面514、第二电气面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和内侧端子部615的连接例如可以使用FPC(Flexible Printed Circuits:柔性印刷电路)615A,通过例如Ag浆料、ACF(Anisotropic ConductiveFilm:各向异性导电膜)、ACP(Anisotropic Conductive Paste:各向异性导电浆料)等进行接合。此外,为了将内部空间650维持为真空状态,优选使用排气(气体的排出)少的Ag浆料。此外,并不限定于借助FPC615A的连接,通过如引线接合法等进行布线连接也是可以的。
此外,基底基板610与设有各内侧端子部615的位置对应地形成有贯通孔614,各内侧端子部615经由贯通孔614连接于基底基板610的基底内侧面612相反一侧的基底外侧面613上设置的外侧端子部616。这里,在贯通孔614中,填充有用于连接内侧端子部615以及外侧端子部616的金属部件(例如Ag浆料等),以维持壳体601的内部空间650的气密性。
并且,在基底基板610的外周部,设置有与盖部620接合的基底接合部617。
如图1以及图2所示,盖部620具备:与基底基板610的基底接合部617接合的盖部接合部624;与盖部接合部624连续、在离开基底基板610的方向上立起的侧壁部625;及与侧壁部625连续、覆盖波长可变干涉滤波器5的固定基板51侧的顶面部626。该盖部620例如可以由可伐等合金或金属形成。
该盖部620通过盖部接合部624与基底基板610的基底接合部617接合而与基底基板610紧密接合。
作为该接合方法,可以列举出:例如激光焊接以外的、使用银纤料等的钎焊、使用共晶合金层的密封、使用低熔点玻璃的焊接、玻璃附着、玻璃料接合、环氧树脂粘结等。这些接合方法可以根据基底基板610及盖620的材料、接合环境等适当地进行选择。
在本实施方式中,在基底基板610的基底接合部617上形成例如由Ni、Au等构成的接合用图案617A,对接合用图案617A以及盖部接合部624照射高输出激光(例如YAG激光等)来进行激光接合。
盖部620的顶面部626平行于基底基板610。在该顶面部626上,在与波长可变干涉滤波器5的各反射膜54、55相对的区域中开口形成有光通过孔621(入射光通过孔)。
此外,光通过孔621的口径Φp大于形成于基底基板610的光通过孔611的口径Φo(Φp>Φo)。即、在滤波器俯视观察中,光通过孔621的外周缘621A位于光通过孔611的外周缘611A的外侧。
这里,在本实施方式中,光从盖部620的光通过孔621射入,被波长可变干涉滤波器5提取的光从基底基板610的光通过孔611射出。
基底侧玻璃基板630是在基底基板610的基底外侧面613侧覆盖光通过孔611而接合的玻璃基板。基底侧玻璃基板630形成为比光通过孔611更大的尺寸,以该基底侧玻璃基板630的平面中心点O和光通过孔611的平面中心点O一致的方式而配置。此外,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以及可动反射膜55的环内周缘的平面中心点O一致。并且,基底侧玻璃基板630在滤波器俯视观察中,比光通过孔611的外周缘611A更靠外侧的区域(从外周缘611A至基底侧玻璃基板630的基板端缘631的区域)与基底基板610接合。
同样地,盖部侧玻璃基板640是在盖部620的与基底基板610相对的盖部内侧面622相反一侧的盖部外侧面623侧覆盖光通过孔621而接合的玻璃基板。盖部侧玻璃基板640形成为比光通过孔621更大的尺寸,以该盖部侧玻璃基板640的平面中心点O与光通过孔621的平面中心点O一致的方式而配置。并且,盖部侧玻璃基板640在滤波器俯视观察中,比光通过孔621的外周缘621A更靠外侧的区域(从外周缘621A至盖部侧玻璃基板640的基板端缘641的区域)与盖部620接合。
作为基底基板610以及基底侧玻璃基板630的接合、盖部620以及盖部侧玻璃基板640的接合,例如可以使用玻璃料接合,在玻璃料接合中,使用高温熔解玻璃原料并急速降温而成的玻璃的碎片、即玻璃料。在这样的玻璃料接合中,在接合部分不会产生间隙,此外,通过使用排气(气体排出)少的玻璃料,可以将内部空间650维持为真空状态。此外,不仅限于玻璃料接合,还可以通过使用了低熔点玻璃的焊接(熔接)、玻璃密封等进行接合。此外,虽然不适合于维持内部空间650的真空状态,但是,例如仅是为了抑制异物侵入内部空间650的目的,也可以通过环氧树脂等进行粘接。
此外,在盖部侧玻璃基板640的与盖部620相对的面的相反一侧的面(光入射面)上,设置有例如由低反射铬遮光膜等形成的非透光性部件642。该非透光性部件642形成为环状,优选形成为圆环状。并且,非透光性部件642的环内周直径(开口直径)Φa被设定为用于通过固定反射膜54以及可动反射膜55进行光干涉的有效直径。由此,非透光性部件642作为对射入到光学滤波器装置600的入射光进行限制(缩小)的光圈而发挥作用。此外,非透光性部件642具有吸收光的特性,与盖部侧玻璃基板640相对的面642B的光反射率为1%以下。此外,非透光性部件642的开口的平面中心点O与光通过孔621的平面中心点O一致,与固定反射膜54以及可动反射膜55的环内周缘的平面中心点O一致。
此外,这里,光通过孔611的口径Φo也可以小于Φa,但是,在这种情况下,透过光量下降,因此,优选光通过孔611的口径Φo为Φa以上。
如上所述,在本实施方式的光学滤波器装置600中,壳体601通过基底基板610以及盖部620的接合、基底基板610以及基底侧玻璃基板630的接合、盖部620以及盖部侧玻璃基板640的接合,从而将壳体601的内部空间650维持为气密状态。并且,在本实施方式中,内部空间650被维持为真空状态。
这样,通过将内部空间650维持为真空状态,从而在使波长可变干涉滤波器5的可动部521移动时,不会发生空气阻力,可以使反应性良好。
(光通过孔621以及非透光性部件642的开口的尺寸)
图5是示出光学滤波器装置600的局部截面图。
如图5所示,在将固定反射膜54的直径设为Φm时,光学滤波器装置600满足Φa(非透光性部件642的开口直径)<Φm<Φp(光通过孔621的口径)的关系。即、在滤波器俯视观察中,固定反射膜54的外周缘54A位于非透光性部件642的开口的外周缘642A的外侧,光通过孔621的外周缘621A位于固定反射膜54的外周缘54A的外侧。
这里,通过与图6所示的比较例进行比较,对通过光通过孔621射入到固定反射膜54的光的路径进行说明。图6所示的比较例的光学滤波器装置600A满足Φp<Φm(=Φa)。
如图5、图6所示,通过光通过孔621以入射角度θ射入到固定反射膜54的入射光Lp在固定反射膜54的面54B(与反射膜设置面512A相对的面)上反射。此外,入射角度θ是入射光Lp与垂直于固定反射膜54的虚拟直线VL所成的角度。
这里,在图6所示的比较例的光学滤波器装置600A中,满足Φp<Φm(=Φa),因此,在固定反射膜54的面54B所反射的光的一部分通过光通过孔621射出到光学滤波器装置600A的外部,但是,剩余的大部分则碰到位于光通过孔621的周围的盖部内侧面622,再次反射。
针对于此,在本实施方式的光学滤波器装置600中,满足Φa<Φm<Φp的关系,因此,如图5所示,在固定反射膜54的面54B所反射的光的大部分通过光通过孔621,射出到光学滤波器装置600的外部、或者碰到在滤波器俯视观察中位于光通过孔621内的非透光性部件642的面642B而被吸收。
更具体地说,如图5所示,在将从固定反射膜54至非透光性部件642的面642B的距离设为d时,光学滤波器装置600满足(Φp-Φm)>2dtanθ的关系。
根据该条件,在固定反射膜54所反射的光全部通过光通过孔621,因此,不会碰到盖部内侧面622。
而且,光学滤波器装置600满足(Φm-Φa)>2dtanθ的关系。根据该条件,入射光Lp全部射入固定反射膜54。
(本实施方式的作用效果)
在本实施方式的光学滤波器装置600中,在将非透光性部件642的开口直径设为Φa、将固定反射膜54的直径设为Φm、将光通过孔621的口径设为Φp时,满足Φa<Φm<Φp的关系。由此,在固定反射膜54所反射的光的大部分通过光通过孔621而向光学滤波器装置600的外部射出、或者碰到在滤波器俯视观察中位于光通过孔621内的非透光性部件642的面642B而被吸收。由此,可以抑制杂散光的发生。此外,由于无需在壳体601的内壁上实施防反射处理等,因此,可以降低成本。此外,作为用于控制入射光Lp的入射角度θ的透镜,使用能够以满足(Φp-Φm)>2dtanθ、以及(Φm-Φa)>2dtanθ的条件的入射角度θ引导入射光Lp的透镜即可,可以无需用于使入射角度θ缩小的高精度的透镜,能够降低成本。
在光学滤波器装置600中,将入射光Lp的入射角度设为θ、将从固定反射膜54至非透光性部件642的距离设为d时,满足(Φp-Φm)>2dtanθ的关系。由此,在固定反射膜54所反射的光全部通过光通过孔621,从而不会碰到壳体601的内壁,因此,可以更加可靠地抑制杂散光的发生。
在光学滤波器装置600中,满足(Φm-Φa)>2dtanθ的关系。这样,入射光Lp全部射入固定反射膜54。由此,可以抑制入射光Lp不射入固定反射膜54而在波长可变干涉滤波器5或壳体601的内部反复反射而成为杂散光。
在光学滤波器装置600中,在壳体601的外侧设置有覆盖光通过孔621的盖部侧玻璃基板640,非透光性部件642设置于盖部侧玻璃基板640上。这样,可以通过例如膜来构成非透光性部件642,可以很薄。由此,可以使光学滤波器装置600薄型化。
在光学滤波器装置600中,非透光性部件642的面642B的光反射率是1%以下。这样,可以抑制被固定反射膜54反射并通过光通过孔621的光在非透光性部件642的面642B上反射而成为杂散光。
在光学滤波器装置600中,在将光通过孔611的口径设为Φo时,满足Φo<Φp的关系。这样,与Φo≧Φp的情况相比,可以使Φo减小,因此,可以降低通过光通过孔611从光学滤波器装置600射出的杂散光。此外,通过盖部侧玻璃基板640密封的密封区域的面积也可以减小,因此,可以实现壳体601内的气密性的提高。
此外,在此基础上,在光学滤波器装置600中,满足Φo≧Φa的关系。这样,与固定反射膜54正交的入射光在不减少光量的情况下从光通过孔611射出。由此,可以在不降低光学滤波器装置600的透过光量的情况下减少杂散光。
(第二实施方式)
下面,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,对组装有上述第一实施方式的光学滤波器装置600的光学模块、即测色传感器3、以及组装有光学滤波器装置600的电子设备、即测色装置1进行说明。
(1.测色装置的概略构成)
图7是示出第一实施方式的测色装置1的概略构成的框图。
测色装置1是本发明的电子设备。如图7所示,该测色装置1具备:向检查对象X射出光的光源装置2;测色传感器3;及用于控制测色装置1的整体动作的控制装置4。并且,该测色装置1是使检查对象X反射从光源装置2射出的光,由测色传感器3接收所反射的检查对象光,并基于从测色传感器3输出的检测信号,对检查对象光的色度、即检查对象X的颜色进行分析、测定的装置。
(2.光源装置的构成)
光源装置2具备光源21、多个透镜22(在图7中仅记载了一个),并向检查对象X射出白色光。此外,在多个透镜22中,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射出的白色光成为平行光,从未图示的投射透镜向检查对象X射出。此外,在本实施方式中,例示了具备光源装置2的测色装置1,但是,例如在检查对象X是液晶面板等发光部件的情况下,也可以是不设置光源装置2的构成。
(3.测色传感器的构成)
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装置600。如图7所示,该测色传感器3具备:光学滤波器装置600;接收透过了光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5的光的检测部31;以及使在波长可变干涉滤波器5中透过的光的波长可变的电压控制部32。
此外,测色传感器3在与波长可变干涉滤波器5相对的位置上具备将检查对象X所反射的反射光(检查对象光)向内部导光的未图示的入射光学透镜33。入射光学透镜33以入射角度θ将入射光导向光学滤波器装置600。并且,该测色传感器3通过光学滤波器装置600内的波长可变干涉滤波器5将从入射光学透镜33射入的检查对象光中的规定波长的光进行分光,并由检测部31接收分光后的光。
检测部31由多个光电转换元件构成,生成对应于受光量的电信号。这里,检测部31例如通过电路基板311与控制装置4连接,将生成的电信号作为光接收信号向控制装置4输出。
此外,在该电路基板311上连接有形成于基底基板610的基底外侧面613的外侧端子部616,其通过形成于电路基板311的电路与电压控制部32连接。
在这样的构成中,通过电路基板311,光学滤波器装置600以及检测部31可以一体构成,能够使测色传感器3的构成简化。
电压控制部32通过电路基板311与光学滤波器装置600的外侧端子部616连接。于是,电压控制部32基于从控制装置4输入的控制信号,在固定电极垫563P以及可动电极垫564P之间施加规定的跨步电压,从而来驱动静电致动器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,可将反射膜间间隙G1设定为期望的尺寸。
(4.控制装置的构成)
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,例如可以使用通用的个人电脑、便携式信息终端、其它的测色专用电脑等。
并且,如图7所示,控制装置4构成为具备光源控制部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。于是,光源控制部41基于例如用户的设定输入,向光源装置2输出规定的控制信号,从光源装置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。于是,测色传感器控制部42基于例如用户的设定输入,设定由测色传感器3所接收的光的波长,并向测色传感器3输出旨为检测该波长的光的受光量的控制信号。由此,测色传感器3的电压控制部32基于控制信号设定对于静电致动器56的施加电压,仅使用户所期望的光的波长透过。
测色处理部43从检测部31检测出的受光量来分析检查对象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具备上述第一实施方式所述的光学滤波器装置600。如上所述,从入射光学透镜33以入射角度θ将入射光导向光学滤波器装置600,从而可以降低光学滤波器装置600中的入射光Lp的杂散光,能够提高光学滤波器装置600的分光精度。因此,在测色传感器3中,也可以由检测部31检测以高分辨率提取的目的波长的光,能够对期望的目的波长的光检测正确的光量。由此,测色装置1可以实施检查对象X的正确的颜色分析。
此外,检测部31与基底基板610相对设置,该检测部31以及设置于基底基板610的基底外侧面613上的外侧端子部616与一个电路基板311连接。即、光学滤波器装置600的基底基板610配置在光射出侧,因此,可以与用于检测从光学滤波器装置600射出的光的检测部31靠近配置。因此,如上所述,由于布线到一个电路基板311上,可以使布线结构简化,还能够削减基板数。
此外,也可以在电路基板311上配置电压控制部32,在这种情况下,可以进一步实现结构的简化。
(其它实施方式)
此外,本发明并不限定于上述的实施方式,在能够达到本发明目的的范围内的变形、改良等均包含于本发明之内。
例如,在上述第一实施方式中,盖部侧玻璃基板640中与形成有非透光性部件642的面相反一侧的面直接与盖部620的盖部外侧面623接合,但是,本发明并不限定于此。
图8是示出一变形例中的光学滤波器装置600B的局部截面图。
在光学滤波器装置600B中,在盖部侧玻璃基板640中与形成有非透光性部件642的面相反一侧的面640A上形成有电介质多层膜643。并且,盖部侧玻璃基板640隔着电介质多层膜643与盖部外侧面623接合。
该电介质多层膜643作为反射防止膜而发挥功能,可以抑制从面640A侧向盖部侧玻璃基板640射入的光在面640A上反射。
这里,在未形成有电介质多层膜643的情况下,从面640A侧向盖部侧玻璃基板640射入的光中的4%左右在面640A上反射。因此,存在在固定反射膜54的面54B上反射并通过光通过孔621的光的一部分在盖部侧玻璃基板640的面640A上反射而成为杂散光的可能性。
针对于此,在光学滤波器装置600B中,在盖部侧玻璃基板640的面640A上形成有作为反射防止膜而发挥功能的电介质多层膜643,因此,可以抑制在固定反射膜54的面54B上反射并通过光通过孔621的光在盖部侧玻璃基板640的面640A上反射而成为杂散光。
此外,在图8的例子中例示了是多层反射防止膜的电介质多层膜643作为反射防止膜,但是,除此之外,也可以是例如设置MgF2等单层反射防止膜的构成等。
此外,在上述第一实施方式中,是从盖部620的光通过孔621射入光,但是,本发明并不限定于此。即、也可以从基底基板610的光通过孔611射入光。在这种情况下,非透光性部件642设置于基底侧玻璃基板630,将可动反射膜55的直径设为Φm、光通过孔611的口径设为Φp时,和上述第一实施方式同样地,满足Φa<Φm<Φp、(Φp-Φm)>2dtanθ以及(Φm-Φa)>2dtanθ的关系。
此外,在上述第一实施方式中,满足(Φp-Φm)>2dtanθ的关系,但是,本发明并不限定于此。此外,满足(Φm-Φa)>2dtanθ的关系,但是,本发明并不限定于此。即、至少满足Φa<Φm<Φp的关系即可。
此外,在上述第一实施方式中,非透光性部件642设置于盖部侧玻璃基板640,但是,本发明并不限定于此。即、可以不设置盖部侧玻璃基板640,非透光性部件642直接设置于盖部620。
此外,在上述第一实施方式中,非透光性部件642设置于盖部侧玻璃基板640中的与盖部620相对的面的相反一侧的面上,但是,本发明并不限定于此。即、非透光性部件642可以设置于盖部侧玻璃基板640中的与盖部620相对的面上。
此外,在上述第一实施方式中,非透光性部件642的面642B的光反射率为1%以下,但是,本发明并不限定于此。即、只要是例如对测定误差不产生影响的程度,非透光性部件642的面642B的光反射率可以是大于1%。
此外,在上述第一实施方式中,满足Φo<Φp的关系,但是,本发明并不限定于此。即、只要是杂散光的射出能够充分地降低,可以是Φo≧Φp。
此外,在上述第一实施方式中,例示了低反射铬遮光膜作为非透光性部件642,但是,本发明并不限定于此。即、也可以将低反射Si遮光膜或吸收膜用于非透光性部件642。此外,吸收膜吸收光并将其转换为热,因此,如果对吸收膜照射光,有时吸收膜会热膨胀,从而产生热应力。因此,在将吸收膜用于非透光性部件642的情况下,优选例如使非透光性部件642为两层结构,由吸收膜构成位于与光入射面相反一侧的层(光入射量少的层),由不透过光的遮光膜或反射膜构成光入射面侧的层。
此外,在上述第一实施方式中,示出了光学滤波器装置600收纳波长可变干涉滤波器5的例子,该波长可变干涉滤波器5通过对固定电极561以及可动电极562施加电压,从而通过静电引力来变更反射膜间间隙G1的大小,但是,本发明并不限定于此。例如,也可以是采用感应致动器作为变更反射膜间间隙G1的间隙变更部的构成,其中,该感应致动器配置有第一感应线圈来取代固定电极561,并配置有第二感应线圈或永磁铁来取代可动电极562。
而且,也可以是使用压电致动器来取代静电致动器56的构成。在这种情况下,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,通过使施加于下部电极层以及上部电极层之间的电压作为输入值而可变,从而能够使压电膜伸缩并使保持部522挠曲。
此外,虽然例示了波长可变干涉滤波器5作为收纳于内部空间650中的干涉滤波器,但是,例如也可以是反射膜间间隙G1的大小被固定的干涉滤波器。在这种情况下,无需通过蚀刻来形成用于使可动部521挠曲的保持部522、用于设置固定电极561的电极配置槽511等,可以使干涉滤波器的构成简化。此外,由于反射膜间间隙G1的大小是固定的,因此,不会有反应性的问题,无需将内部空间650维持为真空,可以实现结构的简化、制造性的提高。但是,在这种情况下,也存在以下担忧:例如在温度变化大的场所使用光学滤波器装置600时,由于内部空间650内的空气的膨胀等,基底侧玻璃基板630、盖部侧玻璃基板640受到应力而会发生挠曲。因此,在使用这样的干涉滤波器时,也优选将内部空间650维持为真空、或减压状态。
此外,虽然示出了盖部620具备盖部接合部624、侧壁部625以及顶面部626,且顶面部626与基底基板610平行的构成,但是,并不限定于此。作为盖部620的形状,只要是与基底基板610之间能够形成可收纳波长可变干涉滤波器5的内部空间650,则盖部620可以是任意的形状,例如顶面部626可以形成为曲面形状。但是,在这种情况下,要考虑为了维持内部空间650的气密性,需要使与盖部620接合的盖部侧玻璃基板640对应于盖部620而形成为曲面状,且为了不发生折射等而仅使堵塞光通过孔621的部分形成为平面状等导致制造繁琐的情况。因此,优选如上述第一实施方式所述这样使用顶面部626与基底基板610平行的盖部620。
在上述第一实施方式中,例示了基底侧玻璃基板630以及盖部侧玻璃基板640与壳体601的外表面、即基底基板610的基底外侧面613以及盖部620的盖部外侧面623接合的例子,但是,并不限定于此。也可以是例如与壳体601的内部空间650侧接合的构成。
此外,在将反射型滤波器作为干涉滤波器收纳在内部空间650中的情况下,可以是未设置光通过孔611以及基底侧玻璃基板630的构成,该反射型滤波器使被第一反射膜以及第二反射膜多重干涉的光反射。
在这种情况下,采用以与光学滤波器装置600的光通过孔621相对的方式设置例如分束器等来分离射入光学滤波器装置600的入射光和从光学滤波器装置600射出的出射光的构成,从而可以通过检测部来检测分离后的射出光。
在上述第一实施方式中,例示了通过导电性部件使内侧端子部615以及外侧端子部616在设置于基底基板610的贯通孔614内连接的构成,但是,并不限定于此。例如,可以是如下所述的构成:将棒状的端子压入基底基板610的贯通孔614,从而连接端子的前端部和固定电极垫563P或可动电极垫564P等。
在上述第一实施方式中,作为设置于波长可变干涉滤波器5的本发明的电极部,例示了构成静电致动器的固定电极561以及可动电极562(以及与这些电极561、562连接的电极垫563P、564P),但是,并不限定于此。
作为本发明的电极的其它例子,可以列举出如下所述的电极等,例如:静电电容检测电极,用于基于固定反射膜54以及可动反射膜55的电荷保持量的变化来测定反射膜间间隙G1的大小;以及带电去除电极,用于使各基板51、52、固定反射膜54、可动反射膜55所保持的电荷逃逸,去除基板间的库仑力。在这种情况下,在第一电气面514以及第二电气面524上配置从上述静电电容检测电极、带电去除电极等引出的引出电极。并且,即使在配置有这样的多个电极的情况下,例如通过将FPC615A粘贴于第一电气面514上,可以无需对各电极单独实施连接操作,可容易地实施布线连接。
此外,作为本发明的电子设备,在第二实施方式中例示了测色装置1,但是,除此之外,还可以根据各种技术领域来使用本发明的光学滤波器装置、光学模块、电子设备。
例如,可以作为用于检测特定物质的存在的基于光的系统来使用。作为这样的系统,例如可以例示出:采用使用了本发明的波长可变干涉滤波器的分光计量方式来高敏度检测特定气体的车载用气体泄漏检测器、呼吸检查用的光声惰性气体检测器等气体检测装置。
下面,根据附图对这样的气体检测装置的一个例子进行说明。
图9是示出具备波长可变干涉滤波器的气体检测装置的一个例子的概略图。
图10是示出图9的气体检测装置的控制系统的构成的框图。
如图9所示,气体检测装置100构成为具备:传感器芯片110、流路120和主体部130,流路120具备吸入口120A、吸入流路120B、排出流路120C以及排出口120D。
主体部130由检测装置、控制部138、以及电力供给部139等构成,检测装置包括具有可以装卸流路120的开口的传感器部盖131、排出单元133、壳体134、光学部135、滤光器136、光学滤波器装置600、以及受光元件137(检测部)等,控制部138处理所检测到的信号并控制检测部,电力供给部139用于供给电力。此外,光学部135由射出光的光源135A、光束分离器135B、以及透镜135C、135D、135E构成,光束分离器135B向传感器芯片110侧反射从光源135A射入的光,并使从传感器芯片侧射入的光透过至受光元件137侧。
此外,如图10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、用于和外部的接口的连接部142、电力供给部139。在电力供给部139是二次电池的情况下,还可以具备用于充电的连接部143。
而且,如图10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的光源驱动器电路145、用于控制光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5的电压控制部146、用于接收来自于受光元件137的信号的受光电路147、接收来自于传感器芯片检测器148的信号的传感器芯片检测电路149、以及控制排出单元133的排出驱动器电路150等,其中,传感器芯片检测器148读取传感器芯片110的代码,检测传感器芯片110的有无。
下面,将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,通过该传感器芯片检测器148检测传感器芯片110的有无。信号处理部144在检测到来自于传感器芯片检测器148的检测信号时,判断为是安装有传感器芯片110的状态,并向显示部141输出使其显示可实施检测动作的旨意的显示信号。
并且,例如在用户操作操作面板140,从操作面板140向信号处理部144输出旨在开始检测处理的指示信号时,首先,信号处理部144向光源驱动器电路145输出光源动作的信号,使光源135A进行动作。在光源135A被驱动的情况下,从光源135A以单一波长射出直线偏振光的稳定的激光。此外,在光源135A中内置有温度传感器、光量传感器,其信息向信号处理部144输出。并且,信号处理部144在基于从光源135A输入的温度、光量判断为光源135A在稳定动作中的情况下,控制排出驱动器电路150,使排出单元133动作。由此,含有要检测的目标物质(气体分子)的气体样本从吸入口120A被引向吸入流路120B、传感器芯片110内、排出流路120C、排出口120D。此外,在吸入口120A设置有除尘过滤器120A1,用于去除比较大的粉尘、一部分的水蒸气等。
此外,传感器芯片110是组装有多个金属纳米结构体、利用了局域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之间形成增强电场,如果气体分子进入该增强电场内,则会产生含有分子振动的信息的拉曼散射光以及瑞利散射光。
这些瑞利散射光、拉曼散射光通过光学部135射入滤光器136,瑞利散射光被滤光器136分离,拉曼散射光射入到光学滤波器装置600。于是,信号处理部144控制电压控制部146,调整施加于光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5的电压,由光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5使作为检测对象的气体分子所对应的拉曼散射光分光。之后,在分光后的光被受光元件137接收的情况下,受光量所对应的受光信号经由受光电路147被输出至信号处理部144。
信号处理部144将如上所述地获得的作为检测对象的气体分子所对应的拉曼散射光的光谱数据和ROM中存储的数据进行比较,判断是否是目标气体分子,并进行物质的指定。此外,信号处理部144使显示部141显示其结果信息,或从连接部142向外部输出。
此外,在上述图9以及图10中,例示了由光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5分光拉曼散射光、且从分光后的拉曼散射光来进行气体检测的气体检测装置100,但是,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类别的气体检测装置。在这种情况下,将使气体流入传感器内部、检测入射光中被气体吸收的光的气体传感器用作本发明的光学模块。并且,将通过这样的气体传感器来分析、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。在这样的构成中,也可以采用波长可变干涉滤波器来检测气体的成分。
此外,作为用于检测特定物质的存在的系统,并不限定于上述的气体的检测,还可以例示出利用近红外线分光的糖类的非侵入式测定装置、或食物、生物体、矿物等信息的非侵入式测定装置等物质成分分析装置。
下面,作为上述物质成分分析装置的一个例子,对食物分析装置进行说明。
图11是示出作为利用了光学滤波器装置600的电子设备的一个例子的食物分析装置的概略构成的图。
如图11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具备射出光的光源211、被导入来自于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装置600、以及检测分光后的光的摄像部213(检测部)。
此外,控制部220具备:光源控制部221,实施光源211的亮灯/灭灯控制、亮灯时的亮度控制;电压控制部222,控制光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5;检测控制部223,控制摄像部213,获取摄像部213所拍摄的分光图像;信号处理部224;以及存储部225。
在该食物分析装置200中,在使系统驱动时,由光源控制部221控制光源211,从光源211对测定对象物照射光。于是,被测定对象物所反射的光通过摄像透镜212射入到光学滤波器装置600中。光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5通过电压控制部222的控制而被施加有可将期望的波长分光的电压,分光后的光被例如由CCD照相机等构成的摄像部213所拍摄。并且,被拍摄的光作为分光图像被存储在存储部225中。此外,信号处理部224控制电压控制部222,使施加于波长可变干涉滤波器5的电压值发生变化,从而获取对于各波长的分光图像。
并且,信号处理部224对存储部225中存储的各图像中的各像素的数据进行运算处理,求得各像素中的光谱。此外,在存储部225中,存储有例如针对光谱的食物的成分相关的信息,信号处理部224基于存储部225中存储的食物相关的信息对求得的光谱的数据进行分析,求出检测对象所包含的食物成分及其含量。此外,还可以从获得的食物成分及含量算出食物卡路里、新鲜度等。而且,通过分析图像内的光谱分布,还可以实施检查对象食物中新鲜度下降的部分的提取等,进而,还可以实施食物内所含的异物等的检测。
并且,信号处理部224进行使显示部230显示如上所述地获得的检查对象食物的成分、含量、卡路里、新鲜度等信息的处理。
此外,在图11中,示出了食物分析装置200的例子,但是,也可以基于大致相同的构成,用作如上所述的其它的信息的非侵入式测定装置。例如,可以用作血液等体液成分的测定、分析等的进行生物体成分的分析的生物体分析装置。作为这样的生物体分析装置,例如作为测定血液等体液成分的装置,如果是用于检测酒精的装置,则可以用作检测驾驶员的饮酒状态的防酒驾装置。此外,还可以用作具备这样的生物体分析装置的电子内窥镜系统。
进而,还可以用作实施矿物的成分分析的矿物分析装置。
进而,本发明的波长可变干涉滤波器、光学模块、电子设备可适用于以下这样的装置。
例如,通过使各波长的光的强度随着时间的推移发生变化,还可以通过各波长的光来传送数据,在这种情况下,通过设于光学模块的波长可变干涉滤波器对特定波长的光进行分光,并由受光部来接收光,从而可以提取由特定波长的光所传送的数据,通过具备这样的数据提取用光学模块的电子设备来处理各波长的光的数据,从而还可以实施光通信。
此外,作为电子设备,还可以适用于通过本发明的波长可变干涉滤波器来对光进行分光、从而拍摄分光图像的分光照相机、分光分析机等。作为这样的分光照相机的一个例子,可以列举内置有波长可变干涉滤波器的红外线照相机。
图12是示出分光照相机的概略构成的示意图。如图12所示,分光照相机300具备照相机主体310、摄像透镜单元320、和摄像部330(检测部)。
照相机主体310是由用户把持、操作的部分。
摄像透镜单元320设置于照相机主体310,将射入的图像光引导至摄像部330。此外,如图12所示,该摄像透镜单元320构成为具备物镜321、成像透镜322、以及设置在这些透镜之间的光学滤波器装置600。
摄像部330由受光元件构成,用于拍摄被摄像透镜单元320引导的图像光。
在这样的分光照相机300中,由光学滤波器装置600的波长可变干涉滤波器5使作为拍摄对象的波长的光透过,从而可以拍摄期望波长的光的分光图像。
而且,还可以将本发明的波长可变干涉滤波器用作带通滤波器,例如还可以用作由波长可变干涉滤波器仅对发光元件射出的规定波长区域的光中以规定波长为中心的窄波段的光进行分光并使其透过的光学式激光装置。
此外,还可以将本发明的波长可变干涉滤波器用作生物体认证装置,例如还可应用于利用近红外区域、可见区域的光的、血管、指纹、视网膜、虹膜等的认证装置。
而且,可以将光学模块以及电子设备用作浓度检测装置。在这种情况下,通过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、分析,从而来测定样品中的被检体浓度。
如上所述,本发明的波长可变干涉滤波器、光学模块以及电子设备还可以应用于从入射光对规定的光进行分光的任何装置。并且,如上所述,本发明的波长可变干涉滤波器能够以一个装置来对多个波长进行分光,因此,可以高精度地实施多个波长的光谱的测定、对多个成分的检测。因此,与通过多个装置来提取期望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,可适合用作便携用或车载用的光学装置。
此外,实施本发明时的具体的结构可以在能够达成本发明目的的范围内适当变更为其它结构等。
Claims (10)
1.一种光学滤波器装置,其特征在于,具备:
壳体,具有能使光射入内侧的入射光通过孔;
光圈,设置于所述壳体的外侧,用于限制向所述入射光通过孔射入的光;以及
干涉滤波器,设置于所述壳体的内侧,具备第一反射膜以及与所述第一反射膜相对的第二反射膜,
其中,在从膜厚方向观察所述第一反射膜以及所述第二反射膜的俯视观察中,所述光圈的开口、所述入射光通过孔、和所述第一反射膜以及所述第二反射膜被设置为重叠,
在将靠近所述入射光通过孔的所述第一反射膜的直径设为Φm、将所述入射光通过孔的口径设为Φp、将所述光圈的开口直径设为Φa时,所述光学滤波器装置满足Φa<Φm<Φp的关系。
2.根据权利要求1所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述光圈的开口、所述入射光通过孔、所述第一反射膜、以及所述第二反射膜的在所述俯视观察中的各中心点位于同一轴上。
3.根据权利要求1所述的光学滤波器装置,其特征在于,
在将从所述入射光通过孔射入所述第一反射膜的光的入射角度设为θ、将从所述第一反射膜至所述光圈的距离设为d时,所述光学滤波器装置满足(Φp-Φm)>2dtanθ的关系。
4.根据权利要求3所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述光学滤波器装置满足(Φm-Φa)>2dtanθ的关系。
5.根据权利要求1所述的光学滤波器装置,其特征在于,
在所述壳体的外侧设置有用于覆盖所述入射光通过孔的透光基板,
所述光圈设置于所述透光基板。
6.根据权利要求5所述的光学滤波器装置,其特征在于,
在所述透光基板中的与所述第一反射膜相对的面上设置有反射防止膜。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述光圈中的与所述第一反射膜相对的面的光反射率为1%以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述壳体具有出射光通过孔,相对于所述第一反射膜以及所述第二反射膜,所述出射光通过孔位于与所述入射光通过孔相反的一侧,在所述俯视观察中,所述出射光通过孔与所述第一反射膜以及所述第二反射膜重叠,
在将所述出射光通过孔的口径设为Φo时,所述光学滤波器装置满足Φo<Φp的关系。
9.一种光学模块,其特征在于,具备:
壳体,具有能使光射入内侧的入射光通过孔;
光圈,设置于所述壳体的外侧,用于限制向所述入射光通过孔射入的光;
干涉滤波器,设置于所述壳体的内侧,具备第一反射膜以及与所述第一反射膜相对的第二反射膜;以及
检测部,对由所述干涉滤波器提取的光进行检测,
其中,在从膜厚方向观察所述第一反射膜以及所述第二反射膜的俯视观察中,所述光圈的开口、所述入射光通过孔、和所述第一反射膜以及所述第二反射膜被设置为重叠,
在将靠近所述入射光通过孔的所述第一反射膜的直径设为Φm、将所述入射光通过孔的口径设为Φp、将所述光圈的开口直径设为Φa时,所述光学模块满足Φa<Φm<Φp的关系。
10.一种电子设备,其特征在于,具备:
壳体,具有能使光射入内侧的入射光通过孔;
光圈,设置于所述壳体的外侧,用于限制向所述入射光通过孔射入的光;
干涉滤波器,设置于所述壳体的内侧,具备第一反射膜以及与所述第一反射膜相对的第二反射膜;以及
控制部,对所述干涉滤波器进行控制,
其中,在从膜厚方向观察所述第一反射膜以及所述第二反射膜的俯视观察中,所述光圈的开口、所述入射光通过孔、和所述第一反射膜以及所述第二反射膜被设置为重叠,
在将靠近所述入射光通过孔的所述第一反射膜的直径设为Φm、将所述入射光通过孔的口径设为Φp、将所述光圈的开口直径设为Φa时,所述电子设备满足Φa<Φm<Φp的关系。
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