CN110196490B - 分光装置、温度特性导出装置、分光系统以及分光方法 - Google Patents

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Abstract

一种分光装置、温度特性导出装置、分光系统以及分光方法，能够高精度地对目标波长的光进行分光。分光装置具备：分光模块、检测所述分光模块的温度的温度检测部和控制所述分光模块的模块控制部，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与所述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，所述模块控制部根据所述分光模块的温度特性和由所述温度检测部检测到的检测温度校正从所述电容检测电路输出的检测信号的目标值，控制施加在所述间隔变更部的所述电压以便于成为校正从所述电容检测电路输出的检测信号的所述目标值。

Description

分光装置、温度特性导出装置、分光系统以及分光方法
技术领域
本发明涉及分光装置、温度特性导出装置、分光系统、分光方法以及温度导出方法。
背景技术
以往，已知具备具有一对反射膜的干涉滤波器的分光装置(例如，参考专利文献1)。
在专利文献1记载的分光装置(可变干涉装置)中，用电容检测电路(静电电容检测电路)测量干涉滤波器(法布里帕罗干涉仪)的反射膜之间的静电电容，以反射膜之间的间隔尺寸成为希望的目标值的方式进行反馈控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平1-94312号公报
在如上述专利文献1记载的分光装置中，存在因使用环境而改变干涉滤波器或电容检测电路的温度的情况。
干涉滤波器通常借助粘合剂等固定部件固定在容纳干涉滤波器的封装或基板的固定对象上。因此，干涉滤波器的周围的温度变动时，向干涉滤波器施加与干涉滤波器、固定部件以及固定对象的线膨胀系数的差对应的应力。由于这样的应力，存在反射膜产生挠曲或倾斜的情况，反射膜之间的间隔尺寸变动，透射干涉滤波器的光的波长也偏移。
在此，干涉滤波器的透射光的波长与反射膜之间的间隔尺寸成比例。因此，在由于温度变化而反射膜之间的间隔尺寸变动的情况下，可以将反射膜之间的间隔尺寸控制成反射膜之间的间隔尺寸的平均值成为与透射光的目标波长对应的尺寸。
但是，干涉滤波器的反射膜之间的静电电容对于反射膜之间的间隔尺寸成反比例。在该情况下，从电容检测电路输出的信号值的平均并不是反射膜之间的间隔尺寸的平均。除此之外，电容检测电路自身也存在温度特性，即便反射膜之间的间隔尺寸为相同尺寸，由于温度不同，也检测到不同的值。
因此，如专利文献1的分光测量装置，根据电容检测电路检测到的静电电容(检测电容)，在进行将干涉滤波器的反射膜之间的间隔尺寸匹配与目标波长对应的目标尺寸的反馈控制的情况下，即便控制成检测电容成为与目标尺寸对应的电容，目标波长的光不会从干涉滤波器透射。
发明内容
本发明的目的在于提供能够精度良好地对目标波长的光分光的分光装置、导出在该分光装置中使用的温度特性的温度特性导出装置、具备上述分光装置以及上述温度特性导出装置的分光系统、分光方法以及温度特性导出方法。
本发明的一应用例的分光装置，其特征在于，具备：分光模块；温度检测部，检测上述分光模块的温度；以及模块控制部，控制上述分光模块，上述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压来改变上述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与上述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，上述模块控制部根据上述分光模块的温度特性以及由上述温度检测部检测到的检测温度来校正从上述电容检测电路输出的检测信号的目标值，控制施加在上述间隔变更部的上述电压以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值。
在本应用例中，温度检测部检测包括干涉滤波器以及电容检测电路的分光模块的温度(检测温度)。而且，模块控制部向间隔变更部施加电压，当目标波长的光从干涉滤波器透射时，根据从电容检测电路输出的检测信号，反馈控制施加在间隔变更部的电压。此时，模块控制部使用基于分光模块的温度特性和检测温度校正后的目标值。
也就是说，在本应用例中，根据包含干涉滤波器和电容检测电路的分光模块整体的温度特性校正目标值，调整施加在间隔变更部的电压以使从电容检测电路输出的检测信号成为目标值。因此，除干涉滤波器之外，即便在电容检测电路的温度变动的情况下，设定与该温度对应的目标值。由此，在分光装置中能够精度良好地从入射光分出目标波长的光。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述分光模块的温度特性包括对于上述分光模块的温度的校正系数，上述模块控制部向包含上述校正系数和上述温度的校正值计算函数中输入与上述检测温度对应的上述校正系数以及上述检测温度来校正上述目标值。
在本应用例中，分光模块的温度特性包含分光模块的温度和校正系数的关系。而且，模块控制部通过将与检测温度对应的校正系数和检测温度输入至校正值计算函数来校正电压。由此，能够容易地设定精度高的目标值。
另外，考虑将对于检测温度的目标值保持为表数据的情况。但是，在工厂中制造的干涉滤波器例如由于制造不均衡等的原因，各个干涉滤波器在形状特性或光学特性产生固体差异，在电容检测电路中也产生固体差异。因此，在保持表数据的情况下，需要针对各分光模块的每个生成表数据。相对于此，在使用校正值计算函数校正电压的情况下，不需要对应于各分光模块的每个生成上述那样的表数据，能够大幅度地降低制造成本。
优选地，在本应用例的分光装置中，根据使上述分光模块变化为多个温度且在各温度改变上述间隔尺寸时的、透射上述干涉滤波器的光的中心波长的实测值来导出上述校正系数。
在本应用例中，在实施从分光装置分出光的分光处理前，预先使分光模块变化为多个温度，且在各温度改变一对反射膜之间的间隔尺寸。并且，在各温度、各间隔尺寸分别获取透射干涉滤波器的光的中心波长的实测值，例如由每单位温度的中心波长的变化量导出校正系数。因此，使用基于分光模块的实测值的可靠性高的温度系数，能够计算校正原始指令电压后的校正电压，能够提高分光装置的分光精度。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述校正系数包括低温侧校正系数和高温侧校正系数，低温侧校正系数基于规定的基准温度下的上述中心波长的实测值以及比上述基准温度低的第一温度下的上述中心波长的实测值导出，高温侧校正系数是基于上述基准温度下的上述中心波长的实测值以及比上述基准温度高的第二温度下的上述中心波长的实测值导出。
此外，作为基准温度，例如能够设定为通常使用分光装置的使用环境下的温度，例如设定为接近室温的23度。
在本应用例中，使用分光模块的温度比基准温度低的情况下的低温侧校正系数以及分光模块的温度比基准温度高的情况下的高温侧校正系数中任一方校正电压。在该情况下，相比于使用三个以上的校正系数的情况，容易导出校正系数，能够降低分光装置的制造成本。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述模块控制部将在规定的基准温度为了使目标波长的光从上述干涉滤波器透射而向上述间隔变更部施加的基准电压值设为Vtini，将上述电容检测电路的输出信号的增益设为ACV，将上述一对反射膜之间的介电常数设为ε，将上述反射膜的面积设为Sm，将规定的基准温度设为Tini，将上述基准温度Tini的上述间隔尺寸设为GmTini，将上述校正系数设为Ctemp，将上述检测温度设为T，使用下式(1)(2)示出的上述校正值计算函数计算校正电压Vtcali。
【式1】
Vtcali＝Vtini-ΔVt...(1)
Figure BDA0001977285040000051
在本应用例中，模块控制部能够根据式(2)简易地计算出校正量ΔVt。另外，如上所述，工厂中制造的干涉滤波器的面积Sm或基准温度Tini的间隔尺寸(初始间隔GmTini)等分别是固有的值，在将对于各检测温度T的校正量ΔVt或校正电压Vtcali保持在表数据的情况下，制造成本升高，并且其数据大小也变大。相对于此，通过使用式(1)(2)所示的校正值计算函数，能够实现制造成本的降低，还能够缩小存储器等的记录区域的电容。
优选地，在本应用例的分光装置中，通过对于将作为上述分光模块的特性的模块特性作为输入、将上述温度特性作为输出的机械学习模型，输入上述分光模块的上述模块特性来导出上述温度特性。
在本应用例中，通过对于将模块特性作为输入、将温度特性作为输出的机械学习模型，输入分光模块的模块特性，导出温度特性。
此外，该模块特性例如包括：包括干涉滤波器的透射率特性等的光学特性、包含干涉滤波器的尺寸或重量等的形状特性、通过间隔变更部改变干涉滤波器的一对反射膜之间的间隔尺寸时的驱动特性等。
这样的机械学习模型例如根据模块特性以及温度特性为已知的多个分光模块，通过机械学习而生成。在使用这样的机械学习模型生成温度特性的情况下，不需要所谓的改变各分光模块的温度，测量从分光模块输出的光的各波长的偏移量的温度特性的测量工序，因此能够大幅度地降低分光装置的制造成本。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述模块特性包含上述干涉滤波器的光学特性。
干涉滤波器的光学特性与改变一对反射膜的间隔尺寸时的干涉滤波器的形状的差存在关联性。例如，在使透射干涉滤波器的光的波长偏移到短波长侧的情况下，缩小反射膜间的间隔尺寸。此时，在构成为例如使保持反射膜的基板挠曲来改变间隔尺寸的情况下，间隔尺寸越小而基板的挠曲越大，因此半宽度扩大，透射率减小。
另一方面，在分光模块的温度变化的情况下，分光模块所包含的干涉滤波器也受到温度变化的影响，例如由于干涉滤波器和保持干涉滤波器的部件的线膨胀系数的差的应力，干涉滤波器的形状变形，由此，透射干涉滤波器的光的波长也偏移。即，干涉滤波器的光学特性和分光模块的温度特性存在相关性。
在本应用例中，作为模块特性，含有包含干涉滤波器的光学特性的模块特性，机械学习模型由包含干涉滤波器的光学特性的模块特性和分光模块的温度特性生成。对于这样的机械学习模型，通过输入包含干涉滤波器的光学特性的模块特性，能够高精度地导出分光模块的温度特性。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述光学特性包含从上述干涉滤波器透射各波长的光时的对于各波长的透射率。
如上所述，若减小干涉滤波器的反射膜间的间隔尺寸，则由于反射膜的挠曲而反射膜间的间隔尺寸的不均衡增大，透射中心波长的光的透射率也减小。另外，由于温度变化导致干涉滤波器挠曲时也同样地透射中心波长的光的透射率减小。在本应用例中，包含这样的透射率特性作为光学特性，机械学习模型通过包含干涉滤波器的对各波长的透射率作为光学特性的模块特性和分光模块的温度特性生成。对于这样的机械学习模型，通过输入包含干涉滤波器的各波长的透射率的模块特性，能够高精度地导出分光模块的温度特性。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述模块特性包含上述干涉滤波器的形状特性。
作为该形状特性，除干涉滤波器的平面尺寸或厚度等的尺寸信息之外，在通过隔膜保持反射膜的可动部的构成的干涉滤波器中，还包括该隔膜的形状或隔膜的厚度、可动部的形状或平面尺寸或厚度等。另外，作为形状特性还可以包含构成干涉滤波器的反射膜的膜材料或膜厚度、基板的材质或杨氏模量、线膨胀系数等。
分光滤波器的温度变动时的干涉滤波器的形状变化很大受到其形状特性的影响。在本应用例中，模块特性包含干涉滤波器的形状特性，机械学习模型通过包含干涉滤波器的形状特性的模块特性和分光模块的温度特性生成。对于这样的机械学习模型，通过输入包含干涉滤波器的形状特性的模块特性，能够高精度地导出分光模块的温度特性。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述模块特性包含向上述间隔变更部施加电压时的上述干涉滤波器的驱动特性。
作为该干涉滤波器的驱动特性，包括例如向干涉滤波器的间隔变更部施加电压时的响应性(到达期待的间隔尺寸为止的时间)，或到达希望的间隔尺寸后，间隔尺寸的变动缩小为止的时间，或干涉滤波器产生的振动频率等。
干涉滤波器的驱动特性影响干涉滤波器的形状。另外，如上所述，干涉滤波器的温度变化时的干涉滤波器的形状变化为干涉滤波器的形状特性所影响。即，干涉滤波器的驱动特性和分光模块的温度特性之间存在很强的相关性。在本应用例中，模块特性包含干涉滤波器的驱动特性，机械学习模型由包含干涉滤波器的驱动特性的模块特性和分光模块的温度特性生成。对这样的机械学习模型，通过输入包含干涉滤波器的驱动特性的模块特性，能够高精度地导出分光模块的温度特性。
优选地，在本应用例的分光装置中，上述干涉滤波器、上述电容检测电路以及上述温度检测部设置在同一基板上。
在本应用例中，干涉滤波器、电容检测电路以及温度检测部设置在同一基板上，因此能够通过温度检测部适当地检测干涉滤波器以及电容检测电路的温度变化。
本发明的一应用例的温度特性导出装置，其特征在于，温度特性导出装置导出分光模块的温度特性，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压改变上述一对反射膜间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，检测上述一对反射膜间的静电电容，所述温度特性导出装置具备：数据积累部，将特性数据存储并积累在存储部，所述特性数据将多个上述分光模块的模块特性和上述温度特性的实测值建立关联；模型生成部，根据上述特性数据，生成将上述模块特性作为输入、将上述温度特性作为输出的机械学习模型；对象模块特性获取部，获取温度特性的导出对象的上述分光模块的上述模块特性作为对象模块特性；以及温度特性获取部，在上述机械学习模型输入上述对象模块特性得到上述温度特性。
在本应用例中，温度特性导出装置导出在如上所述的分光装置中使用的温度特性。在该温度特性导出装置中，数据积累部将把多个分光模块的基准温度的模块特性和温度特性的实测值建立关联的特性数据积累在存储部。此外，该模块特性例如是包含干涉滤波器的透射率特性等的光学特性、包含干涉滤波器的尺寸或重量等的形状特性、包含通过间隔变更部改变干涉滤波器的一对反射膜间的间隔尺寸时的驱动特性等。
而且，模型生成部通过使用该积累部所积累的特性数据的机械学习，生成将模块特性设为输入、将温度特性设为输出的机械学习模型。
而且，对象模块特性获取部获取温度特性不确定的分光模块的模块特性(对象模块特性)，温度特性获取部将获取的对象模块特性输入到机械学习模型，获取输出的温度特性。
在工厂中制造分光模块的情况下，一般在工厂出货前检查各分光模块的模块特性。通过将该检查结果积累在积累部，能够生成将大量特性数据作为示教数据的机械学习模型，能够从模块特性精度良好地推断分光模块的温度特性。因此，在本应用例中，仅从基准温度的分光模块的模块特性，能够容易地得到温度特性。
优选地，在本应用例的温度特性导出装置中，上述模块特性包含上述干涉滤波器的光学特性。
工厂等中制造的干涉滤波器因制造上的状况而包含若干光学特性的偏差。即，由于各干涉滤波器的反射膜的膜厚或基板的平面度等的误差，透射各波长的光时的光透射率、示出透射光的光量的透射分光的半宽度等分别成为固有的值。
这样的光学特性与改变一对反射膜的间隔尺寸时的干涉滤波器的形状具有关联性。例如，在使透射干涉滤波器的光的波长偏移向短波长侧的情况下，减小反射膜间的间隔尺寸。此时，例如构成为挠曲保持反射膜的基板来改变间隔尺寸的情况下，间隔尺寸越小而基板的挠曲变大，因此半宽度变宽，透射率减小。
另一方面，分光模块的温度变化时，分光模块所包含的干涉滤波器也受到温度变化的影响，例如通过干涉滤波器和保持干涉滤波器的部件的线膨胀系数的差的应力，干涉滤波器的形状变形，由此，透射干涉滤波器的光的波长也偏移。即，干涉滤波器的光学特性和分光模块的温度特性具有相关关系。
在此，在本应用例中，测量包含干涉滤波器的光学特性的模块特性，作为特性数据保存，根据这样的特性数据生成机械学习模型。由此，能够生成可以高精度地预测分光模块的温度特性的机械学习模型。
优选地，在本应用例的温度特性导出装置中，上述光学特性包含从上述干涉滤波器透射各波长的光时的对于各波长的透射率。
如上所述，若减小干涉滤波器的反射膜间的间隔尺寸，则由于反射膜的挠曲而反射膜间的间隔尺寸的偏差变大，透射中心波长的光的透射率也减小。另外，因温度变化而干涉滤波器挠曲时也同样地透射中心波长的光的透射率减小。在本应用例中，作为光学特性包含这样的透射率特性，因此能够生成可以精度良好地输出与干涉滤波器的光学特性对应的温度特性的机械学习模型。
优选地，在本应用例的温度特性导出装置中，上述模块特性包含上述干涉滤波器的形状特性。
作为该形状特性，除干涉滤波器的平面尺寸或厚度等的尺寸信息之外，在将保持反射膜的可动部通过隔膜保持的构成的干涉滤波器中，还包含该隔膜的形状或该隔膜的厚度、可动部的形状或平面尺寸或厚度等。另外，作为形状特性还可以包含构成干涉滤波器的反射膜的膜材料或膜厚度、基板的材质或杨氏模量、线膨胀系数等。
分光滤波器的温度变动时的干涉滤波器的形状变化很大程度受到其形状特性的影响。因此，作为分光模块的模块特性，通过包含干涉滤波器的形状特性，能够生成可以精度良好地导出与干涉滤波器的形状特性对应的温度特性的机械学习模型。
优选地，在本应用例的温度特性导出装置中，上述模块特性包含向上述间隔变更部施加电压时的上述干涉滤波器的驱动特性。
作为该干涉滤波器的驱动特性，包含例如向干涉滤波器的间隔变更部施加电压时的响应性(到达希望的间隔尺寸为止的时间)、到达希望的间隔尺寸后，间隔尺寸的变动缩小为止的时间(稳定化时间)、干涉滤波器产生的振动频率等。
干涉滤波器的驱动特性受到干涉滤波器的形状影响。另外，如上所述，干涉滤波器的温度变化时的干涉滤波器的形状变化受到干涉滤波器的形状特性影响。即，干涉滤波器的驱动特性与分光模块的温度特性之间存在强相关性。因此，根据包含干涉滤波器的驱动特性的模块特性和温度特性，能够生成可以精度良好地导出与干涉滤波器的驱动特性对应的温度特性的机械学习模型。
本发明的一应用例的分光系统，其特征在于，包括上述那样的分光装置和温度特性导出装置，能够通信地连接于该分光装置和温度特性导出装置，上述分光装置具备：模块特性测量部，测量上述分光模块的规定的基准温度的模块特性；以及通信部，将上述模块特性发送给上述温度特性导出装置，接收从上述温度特性导出装置发送的上述温度特性，上述对象模块特性获取部获取从上述分光装置发送的上述模块特性作为上述对象模块特性，上述温度特性获取部将从上述机械学习模型输出的上述温度特性发送给上述分光装置。
在本应用例中，分光装置通过模块特性测量部测量模块特性，将该测量的模块特性作为对象模块特性发送给温度特性导出装置。而且，在温度特性导出装置中，通过模块特性获取部从分光装置获取对象模块特性时，温度特性获取部将该对象模块特性输入到机械学习模型来获取温度特性，发送给分光装置。由此，在分光装置中，即便在分光模块的模块特性随时间变化的情况下，也能够容易地获取与变化的模块特性对应的温度特性。由此，能够长期高精度地维持分光装置的分光精度。
本发明的一应用例的分光方法，其特征在于，用于分光装置，所述分光装置具备分光模块和检测上述分光模块的温度的温度检测部，上述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压来改变上述一对反射膜间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，检测上述一对反射膜间的静电电容，上述分光方法实施以下工序：通过上述温度检测部检测上述分光模块的温度；根据上述分光模块的温度特性和通过上述温度检测部检测到的检测温度，校正从上述电容检测电路输出的检测信号的目标值；以及控制施加在上述间隔变更部的上述电压，以使从上述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的上述目标值。
在本应用例中，与上述分光装置的应用例同样地，检测包含干涉滤波器以及电容检测电路的分光模块的温度，根据包含干涉滤波器和电容检测电路的分光模块整体的温度特性，校正施加在间隔变更部的电压。因此，即便在电容检测电路的温度变动的情况下，能够在分光装置从入射光中精度良好地分出目标波长的光。
本发明的一应用例的温度特性导出方法，其特征在于，使用计算机导出分光模块的温度特性，上述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压来改变上述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，检测所述一对反射膜之间的静电电容，所述计算机实施：模型生成工序，从存储多个上述分光模块的、将规定的基准温度的模块特性和上述温度特性的实测值建立关联的特性数据的存储部，读出所述特性数据，生成将上述模块特性作为输入、将上述温度特性作为输出的机械学习模型；对象模块特性获取工序，获取温度特性的导出对象的上述分光模块的上述模块特性作为对象模块特性；以及温度特性获取工序，向上述机械学习模型输入上述对象模块特性，得到从上述机械学习模型输出的上述温度特性。
在本应用例中，与上述的温度特性导出装置的应用例同样地，通过使用存储部所存储的特性数据的机械学习，生成输入模块特性、输出温度特性的机械学习模型。因此，仅从基准温度的分光模块的模块特性，就能够容易地得到温度特性。
附图说明
图1是示出第一实施方式的分光装置的概要构成的框图。
图2是示出第一实施方式的分光装置的概要构成的俯视图。
图3是示出第一实施方式的光学设备的概要构成的剖视图。
图4是示出第一实施方式的波长可变干涉滤波器的概要构成的俯视图。
图5是示出第一实施方式的温度系数的导出工序的流程图。
图6是示出第一实施方式的在步骤S1测量的分光模块的温度特性的一个例子的图。
图7是示出第一实施方式的分光装置的分光方法的流程图。
图8是说明第一实施方式的目标电压(目标值)的校正方法的图。
图9是示出第二实施方式的温度特性导出装置的概要构成的图。
图10是示出使波长可变干涉滤波器的可动部向第一基板侧挠曲时的间隔的尺寸变动的示意图。
图11是示出作为波长可变干涉滤波器的光学特性之一的各波长的透射率的一个例子的图。
图12是示出本实施方式的温度特性导出方法的流程图。
图13是示出第三实施方式的分光系统的概要构成的图。
图14是示出校正量的其他计算方法的图。
附图标记说明
5…波长可变干涉滤波器(干涉滤波器)；54…第一反射膜；55…第二反射膜；56…静电致动器(间隔变更部)；100、100A…分光装置；101…电路基板(基板)；120…光学设备；130…电容检测电路；140…温度传感器；150…控制器；151…波长设定部；152…温度补偿部；153…反馈控制部；154…致动器驱动部；155…存储器；160…分光模块；170…模块特性测量部；180…通信部；200…温度特性导出装置；210…存储部；220…运算部；221…数据积累部；222…模型生成部；223…对象模块特性获取部；224…温度特性获取部；300…特性测量装置；400…分光系统；Ct1…低温侧温度系数；Ct2…高温侧温度系数；Ctemp…温度系数；G…间隔。
具体实施方式
[第一实施方式]
下面，说明第一实施方式的分光装置。
图1是示出本实施方式的分光装置100的概要构成的框图。图2是示出本实施方式的分光装置100的概要构成的俯视图。
[分光装置100的整体构成]
分光装置100是从由测量对象所输入的入射光中分出希望的目标波长的光并输出的装置。如图1及图2所示，该分光装置100构成为包括电源110(参考图2)、具备波长可变干涉滤波器5(干涉滤波器)的光学设备120、电容检测电路130、温度传感器140(温度检测部)、控制器150(模块控制部)。在本实施方式中，该电源110、光学设备120、电容检测电路130、温度传感器140以及控制器150配置在同一电路基板101(参考图2)上。
在此，由光学设备120以及电容检测电路130构成本发明的分光模块160。如图2所示，光学设备120、电容检测电路130以及温度传感器140在电路基板101上配置在接近的位置。
下面，详细地说明各构成。
[电源110]
电源110连接于例如二次电池等的电池、布线用插接连接器、个人计算机等的电力供给源。另外，电源110具有将从电力供给源供给的电力转换为适用于分光装置100的各构成的电力的电源电路，将被转换的电力供给至各构成。
[光学设备120]
图3是示出本实施方式的光学设备120的概要构成的剖视图。
如图3所示，光学设备120具备波长可变干涉滤波器5(干涉滤波器)和容纳该波长可变干涉滤波器5的壳体6。另外，壳体6具备基底61和盖部62。通过接合该基底61以及盖部62，在内部形成容纳空间，在该容纳空间内容纳波长可变干涉滤波器5。优选在减压下(例如真空)维持壳体6的容纳空间。
[波长可变干涉滤波器5]
图4是示出波长可变干涉滤波器5的概要构成的俯视图。
如图4所示，波长可变干涉滤波器5例如是矩形板状的光学部件。如图3所示，该波长可变干涉滤波器5具备第一基板51以及第二基板52。该第一基板51以及第二基板52通过例如以硅氧烷为主成分的等离子聚合膜等的接合膜53接合，一体地构成。
在第一基板51设置有构成一对反射膜的一方的第一反射膜54，在第二基板52设置有构成一对反射膜的另一方的第二反射膜55。该第一反射膜54以及第二反射膜55经由间隔G相对配置。另外，在波长可变干涉滤波器5中具备改变间隔G的尺寸的静电致动器56(间隔变更部；图4示出的斜线部分)。
下面，详细地说明各部分的构成。
[第一基板51的构成]
第一基板51在与第二基板52相对的面具备例如通过蚀刻形成的电极配置槽511以及反射膜设置部512。第一基板51的一端侧(例如，图4的边C5-C6)具备比第二基板52的一端侧(边C1-C2)突出的固定端514。如图3所示，固定端514经由固定部件63固定于壳体6。
在从基板厚度方向观察第一基板51的俯视下(以后，简称为俯视下)，电极配置槽511形成为以规定的滤波器中心轴O为中心的大致环状。在俯视下，反射膜设置部512形成为从电极配置槽511的中心部向第二基板52侧突出。而且，电极配置槽511的槽底面配置有构成静电致动器56的第一电极561，在反射膜设置部512的突出前端面配置有第一反射膜54。
另外，在第一基板51上设置有从电极配置槽511朝向边C7-C8延伸设置的电极引出槽(省略图示)。
在电极配置槽511的槽底面，第一电极561设置在与后述的可动部521的第二电极562相对的区域。第一电极561例如形成为大致环状，在接近边C7-C8的一部分，设置有连通环内外的缺口部561A。
另外，第一电极561连接有沿着电极引出槽在边C7-C8侧延伸设置的第一引出电极563。在电极引出槽中，该第一引出电极563连接于设置在第二基板52侧的第一连接电极565。
此外，在本实施方式中，示出了设置一个第一电极561的构成，但例如也可以是设置以滤波器中心轴O为中心呈同心圆的两个电极的构成(双重电极构成)等。
如图3所示，第一反射膜54设置在反射膜设置部512的前端面。该第一反射膜54能够使用例如Ag等金属膜、或Ag合金等合金膜。另外，在第一反射膜54，通过第一电极561的缺口部561A，连接有延伸设置到电极引出槽的第三引出电极541。在电极引出槽中，该第三引出电极541连接于设置在第二基板52侧的第三连接电极542。
此外，作为第一反射膜54，可以使用例如将高折射层设为TiO2、将低折射层设为SiO2的电介质多层膜。在该情况下，在电介质多层膜上层叠金属膜(或者合金膜)等的导电性的膜，将第三引出电极541连接于该导电性的膜即可。
第一基板51的与第二基板52相对的面中，通过蚀刻，没有形成有电极配置槽511、反射膜设置部512以及电极引出槽的面构成接合于第二基板52的接合部513。
[第二基板52的构成]
在如图4所示的俯视下，第二基板52具备：以滤波器中心轴O为中心的圆形状的可动部521；与可动部521同轴，保持可动部521的保持部522(隔膜)；设置在保持部522的外侧的基板外周部525。另外，第二基板52的一端侧(边C3-C4侧)向第一基板51的边C7-C8的外侧突出，构成电气安装部524。
可动部521形成为厚度尺寸比保持部522大，例如，在本实施方式中，形成为与基板外周部525的厚度尺寸为相同尺寸。在俯视下，该可动部521形成为至少比反射膜设置部512的外周缘的直径尺寸大的直径尺寸。而且，在该可动部521设置有第二电极562以及第二反射膜55。
第二电极562与第一电极561相对，形成为与第一电极561相同形状的大致环状。该第二电极562也与第一电极561同样地，在边C3-C4侧的一部分具备缺口部562A。
而且，在第二电极562具备从第二电极562的外周缘穿过与第一基板51的电极引出槽相对的区域，延伸设置到电气安装部524的第二引出电极564。在电气安装部524中，该第二引出电极564通过连接有例如FPC(Flexible Printed Circuits：柔性印刷电路板)或引线等布线，电连接于控制器150。
第二反射膜55在可动部521的中心部，与第一反射膜54经由间隔G相对设置。作为该第二反射膜55，使用与上述的第一反射膜54相同构成的反射膜。
在第二反射膜55连接有通过第二电极562的缺口部562A且通过与电极引出槽相对的区域，延伸设置到电气安装部524的第四引出电极551。在电气安装部524，该第四引出电极551例如通过FPC(Flexible Printed Circuits：柔性印刷电路板)或引线等布线，电连接于电容检测电路130。
另外，第二基板52上具备从与电极相对槽相对的区域跨过电气安装部524设置的第一连接电极565以及第三连接电极542。
第一连接电极565例如经由凸块电极连接于延伸设置到电极相对槽的第一引出电极563。另外，在电气安装部524，第一连接电极565通过连接FPC等布线电连接于控制器150。
第三连接电极542例如经由凸块电极连接于延伸设置到电极相对槽的第三引出电极541。另外，在电气安装部524，第三连接电极542通过连接FPC等布线，连接于电容检测电路130。
保持部522是围着可动部521的周围的隔膜，形成为比可动部521厚度尺寸小。保持部522通过对与第二基板52的第一基板51相反侧的面蚀刻形成凹槽，由该凹槽的底部构成。这样的保持部522比可动部521易于挠曲，通过微小的静电引力，能够使可动部521沿着第二反射膜55的膜厚方向向第一基板51侧移位。
此外，在本实施方式中，例示出了隔膜状的保持部522，但并不限定于此，例如，可以是以滤波器中心轴O为中心，设置有以等角度间隔配置的梁状的保持部的构成等。
基板外周部525在俯视下设置在保持部522的外侧。该基板外周部525接合于第一基板51。
在如上那样的波长可变干涉滤波器5中，通过由控制器150向第一电极561以及第二电极562之间施加电压，静电引力作用于电极之间，可动部521向第一基板51侧移位。由此，能够将间隔G的尺寸(间隔尺寸)变更为规定量。
另外，通过将第一反射膜54以及第二反射膜55连接于电容检测电路130，能够通过电容检测电路检测第一反射膜54以及第二反射膜55之间的间隔G的静电电容。
[壳体6]
如上所述，壳体6由基底61以及盖部62构成。基底61例如由陶瓷等构成，具备基座部611以及侧壁部612。
基座部611构成为在滤波器俯视下例如具有矩形状的外形的平板状，筒状的侧壁部612从该基座部611的外周部朝向盖部62竖起。
基座部611具备沿着波长可变干涉滤波器5的滤波器中心轴O，在厚度方向贯通的开口部613。该开口部613在壳体6容纳波长可变干涉滤波器5的状态下，在从厚度方向观察基座部611的俯视下，设置成包含第一反射膜54以及第二反射膜55重合的区域。
另外，在基座部611的盖部62的相反侧的面(基底外侧面611B)接合有覆盖开口部613的透光部件617。
在基座部611的与盖部62相对的内表面(基底内侧面611A)设置有内侧端子部614。内侧端子部614与设置在波长可变干涉滤波器5的电气安装部524的各电极(第一连接电极565、第二引出电极564、第三连接电极542以及第四引出电极551)的各个对应设置，通过引线或FPC等布线连接于对应的电极。
另外，基座部611在设置有内侧端子部614的位置形成有贯通孔615。内侧端子部614经由贯通孔615，连接于设置在基座部611的基底外侧面611B的外侧端子部616。在将壳体6配置在电路基板101上时，外侧端子部616通过例如焊接等连接于设置在电路基板101的布线端子(省略图示)。由此，如上所述，波长可变干涉滤波器5的第一反射膜54以及第二反射膜55从电气安装部524经由内侧端子部614、外侧端子部616、电路基板101上的布线连接于电容检测电路130。另外，第一电极561以及第二电极562从电气安装部524经由内侧端子部614、外侧端子部616、电路基板101上的布线，连接于控制器150。
侧壁部612从基座部611的边缘部竖起，围着基底内侧面611A的周围设置的侧壁部612的端面例如成为与基底内侧面611A平行的平坦面，接合盖部62。盖部62例如是在俯视下具有矩形状的外形的透明部件，例如由玻璃等构成。
而且，波长可变干涉滤波器5经由固定部件63固定于壳体6的例如侧壁部612。此外，在本实施方式中，示出了在侧壁部612固定波长可变干涉滤波器5的例子，但并不限定于此，例如可以基座部611固定于。
另外，波长可变干涉滤波器5在第一基板51的固定端514的一处连接于壳体6。由此，抑制向波长可变干涉滤波器5的应力的传递，能够有效地抑制第一反射膜54或第二反射膜55的挠曲或倾斜。
[电容检测电路130]
如图1所示，电容检测电路130例如配置在电路基板101上的靠近光学设备120的位置。
如上所述，该电容检测电路130电连接于第一反射膜54以及第二反射膜55，检测第一反射膜54以及第二反射膜55之间的静电电容。另外，电容检测电路130将与检测到的静电电容对应的检测信号(电压信号)输出给控制器150。
[温度传感器140]
如图1所示，在电路基板101上，温度传感器140配置在与光学设备120以及电容检测电路130靠近的位置。由此，温度传感器140检测电路基板101上的包含光学设备120以及电容检测电路130的分光模块160的温度。此外，在本实施方式中，在相同电路基板101上也配置控制器150以及电源110。因此，通过温度传感器140检测以分光模块160为中心的分光装置100整体的温度。
温度传感器140将与检测到的温度(检测温度)对应的温度信号输出给控制器150。
[控制器150]
控制器150是控制分光装置100的整体动作的控制器，构成本发明的模块控制部。
如图1所示，该控制器150具备波长设定部151、温度补偿部152、反馈控制部153、致动器驱动部154以及存储器155。另外，控制器150连接于将分光装置100和外部设备连接的接口(省略图示)，能够接收来自外部设备的信号。作为来自外部设备的信号，能够例示出例如指定通过分光装置100分光的光的目标波长的信号等。此外，分光装置100也可以构成为具有接收用户的输入操作的操作部，在该情况下，构成为在控制器150中输入来自操作部的操作信号。
[存储器155所存储的各种数据]
存储器155存储在分光模块160的温度(在温度传感器140检测到的温度)为规定的基准温度(例如室温23℃)的情况下的驱动表格。该驱动表格是表示从电容检测电路130输出的检测信号的电压值与在分光装置100分光的光的中心波长的关系的V-λ数据。另外，作为驱动表格，还可以记录对于在分光装置100分光的光的中心波长的施加在静电致动器56的驱动电压。代替在分光装置100分光的波长，还可以记录第一反射膜54和第二反射膜55之间的间隔尺寸。
此外，在分光装置100分光的光是从分光模块160输出的光，即透射波长可变干涉滤波器5的光。
并且，存储器155存储在温度补偿部152进行电压校正时使用的分光模块160的温度特性。具体而言，在存储器155中例如以表数据形式存储对于分光模块160的各温度的温度系数(校正系数)。
[波长设定部151]
波长设定部151设定通过分光装置100分光的光的波长。例如，在从外部设备或操作部输入在分光装置100分光的光的波长的情况下，波长设定部151将该波长设定为目标波长。
另外，波长设定部151从存储器155所存储的驱动表格，读出对于目标波长的电压，将电压设定为原始指令电压Vtini(校正前的目标值)。
[温度补偿部152]
温度补偿部152基于由温度传感器140检测到的温度以及存储器155所存储的分光模块160的温度特性，计算校正原始指令电压Vtini的目标值(校正电压Vtcali)。在此，在由模拟电路构成后述的反馈控制部153的情况下，温度补偿部152校正目标值的电压值。另外，在由数字电路构成后述的反馈控制部153的情况下，温度补偿部152校正目标值的数字值。
[反馈控制部153]
反馈控制部153基于由电容检测电路130检测到的静电电容，反馈控制施加于静电致动器56的电压，以使透射波长可变干涉滤波器5的光成为目标波长。
具体而言，反馈控制部153参考从电容检测电路130输出的检测信号的电压值，调整施加于静电致动器56的驱动电压，以使该检测信号的电压值成为在温度补偿部152计算的目标值(校正电压Vtcali)。
[致动器驱动部154]
致动器驱动部154是驱动波长可变干涉滤波器5的静电致动器56的驱动电路(驱动器电路)，根据反馈控制部153的控制，生成规定的电压值的驱动电压，施加于静电致动器56。
[分光装置100的工作]
[温度系数的导出]
接着，说明使用上述那样的分光装置100的分光方法。
在本实施方式的分光装置100中，通过例如在工厂的制造时实施的检查工序，测量温度特性，导出温度系数。
图5是示出温度系数的导出工序的流程图。
在检查工序中，首先，测量所制造的分光模块160的温度特性(步骤S1)。
在该步骤S1中，通过将分光装置100保持在恒温槽内，调整恒温槽的温度，将分光模块160设定为规定的温度。而且，例如分光分光使已知的参考光入射到分光装置100，改变施加在静电致动器56的电压。而且，使在分光装置100分出的光入射到另外准备的基准分光测量仪，测量在分光模块160分出的光的中心波长(下面称为分光中心波长)。
在步骤S1的处理中，使恒温槽的温度变化为多个温度。例如，在本实施方式中，依次改变恒温槽的温度，以使分光模块160的温度成为基准温度(例如室温(23℃))、比基准温度低的第一温度(例如5℃)、以及比基准温度高的第二温度(例如50℃)。而且，在各温度中，测量改变施加于静电致动器56的电压时的、在分光模块160的分光中心波长。
接着，生成波长可变干涉滤波器5的驱动表格(步骤S2)。驱动表格的生成例如通过设置在工厂等的控制装置生成。控制装置是具有存储电路以及运算电路的计算机，根据在步骤S1测量的温度特性的实测值生成驱动表格。
在驱动表格的生成中，控制装置基于将分光模块160设定为基准温度时的实测值生成。例如，对于预先设定的对象波长域(例如380nm～700nm的可见光域)，获取与预先设定的分光装置100的分解能对应的波长间隔(例如20nm间隔)的各波长的光从波长可变干涉滤波器5透射时的、电容检测电路130的检测信号的电压值。
而且，控制装置根据步骤S1的实测值导出分光模块160的温度系数(步骤S3)。
图6是示出在步骤S1测量的分光模块的温度特性的一个例子的图。
在图6中，示出在各温度向波长可变干涉滤波器5的静电致动器56施加规定的驱动电压时的分光中心波长的偏移量。
分光模块160的温度变化时，由于壳体6、固定部件63以及波长可变干涉滤波器5的各部分的线膨胀系数差对应的应力，存在在第一反射膜54或第二反射膜55产生挠曲或倾斜的情况。另外，即便间隔G的尺寸相同，从电容检测电路130输出的检测信号的信号值也存在通过温度变化而输出不同的值的情况。因此，如图6所示，使分光模块160的温度变化时，即便施加在静电致动器56的电压一定，通过分光模块160分光的光的波长偏移。
因此，在本实施方式中，控制装置根据图6所示的实测值计算每单位温度的波长偏移量作为温度系数。也就是说，控制装置通过将分光模块160设为第一温度时的实测值(分光中心波长)和将分光模块160设为基准温度时的实测值计算分光模块160的温度比基准温度低时的低温侧温度系数Ct1(低温侧校正系数)。另外，控制装置通过将分光模块160设为第二温度(例如50℃)时的实测值和将分光模块160设为基准温度时的实测值计算分光模块160的温度比基准温度高的情况下的高温侧温度系数Ct2(高温侧校正系数)。
控制装置对驱动表格所设定的各波长分别导出温度系数。例如对于380nm～700nm的可见光域，在生成对于20nm间隔的16波段的波长的驱动表格的情况下，由16波段的各波长的温度特性(波长偏移量)导出对于各波长各自的温度系数。
而且，控制装置将导出的这些各波长的温度系数存储在分光装置100的存储器155。
[分光方法]
接着，说明工厂出货的分光装置100从入射光分出目标波长的光时的分光方法(分光处理)。
图7是示出本实施方式的分光装置100的分光方法的流程图。
在实施分光处理时，分光装置100首先通过温度传感器140测量分光模块160的温度(步骤S11)。
接着，波长设定部151设定从分光模块160输出的分光波长(透射波长可变干涉滤波器5的光的波长)(步骤S12)。在步骤S12中，波长设定部151例如基于通过用户操作分光装置100的操作部输入的分光波长的设定指令，或者从与分光装置100能够通信地连接的外部设备输入的分光波长的设定指令设定目标波长。
另外，波长设定部151从存储器155所存储的驱动表格中读出与目标波长对应的原始指令电压Vtini(步骤S13)。
其后，温度补偿部152从存储器155读出与通过步骤S11检测到的检测温度T对应的温度系数Ctemp，将检测温度T以及温度系数Ctemp输入至下述式(2)所示的校正值计算函数，计算校正量ΔVt。并且，温度补偿部152根据下述式(1)计算校正电压Vtcali(步骤S14)。
【式2】
Vtcali＝Vtini-ΔVt...(1)
Figure BDA0001977285040000251
此外，在式(2)示出的校正值计算函数中，ACV是电容检测电路130的CV转换增益。ε是第一反射膜54以及第二反射膜55之间的介电常数。Sm是在如图4所示的俯视下第一反射膜54以及第二反射膜55彼此重合的区域的面积。GmTini是基准温度的间隔G的初始尺寸，即在没有向静电致动器56施加电压时的间隔G的尺寸。Tini是基准温度。
图8是说明本实施方式的目标电压(目标值)的校正方法的图。
在图8中，实线示出基准温度(23℃)的间隔G的尺寸与目标电压V23cali的关系。另外，虚线示出温度Tx的间隔G的尺寸和目标电压Vtxcali的关系。
在图8示出的例子中，分光模块160为基准温度的情况下，为了从分光模块160输出目标波长的光而将目标值设为原始指令电压Vt23。由此，间隔G成为尺寸Gm23，从分光模块160输出目标波长的光。
在此，分光模块160的温度从基准温度变为温度Tx时，如图8所示，间隔G仅偏移ΔGm成为尺寸Gmx。也就是说，在实施反馈控制时，没有校正目标值，使用原始指令电压Vt23时，从分光模块160输出与尺寸Gmx对应的波长的光。
相对于此，在本实施方式中，作为目标值，使用校正原始指令电压Vt23的目标电压Vtx。因此，将向静电致动器56施加的电压调整成间隔G的尺寸成为与目标波长对应的Gm23，从分光模块160精度良好地分出目标波长的光。
其后，反馈控制部153将在步骤S14计算的目标电压Vtcali作为目标值，控制致动器驱动部154向波长可变干涉滤波器5的静电致动器56施加电压。也就是说，调整施加到静电致动器56的电压，以使从电容检测电路130输出的检测信号成为目标电压Vtcali(在图8的例子中Vtx)，使其反馈驱动(步骤S15)。
此外，在本实施方式中，是反馈控制部153由模拟电路构成的例子，将校正了原始指令电压Vt23的目标电压Vtx作为目标值，但在反馈控制部153由数字电路构成的情况下，将对目标电压Vtx进行AD转换后的数码值作为目标值使用即可。
[本实施方式的作用效果]
本实施方式的分光装置100具备包含波长可变干涉滤波器5以及电容检测电路130的分光模块160、检测分光模块160的温度的温度传感器140(温度检测部)、控制器150(模块控制部)。而且，控制器150的温度补偿部152根据分光模块160的温度特性以及由温度传感器140检测到的检测温度，校正来自电容检测电路130的检测信号的目标值，调整施加在静电致动器56的施加电压，以使来自电容检测电路130的检测信号成为目标值。
在本实施方式中，根据包含波长可变干涉滤波器5和电容检测电路130的分光模块160整体的温度特性，校正目标值。因此，相比于仅根据波长可变干涉滤波器5的温度特性改变目标值的情况，能够使分光装置100的分光精度为高精度。
在本实施方式中，作为分光模块160的温度特性，包含对于分光模块160的温度的温度系数Ctemp(校正系数)。而且，控制器150对式(1)(2)示出的校正值计算函数输入该温度系数Ctemp和检测温度T而校正原始指令电压Vtini，得到校正后的校正电压Vtcali。
由此，根据式(1)(2)，能够容易且高精度地设定目标电压Vtcali。
另外，可以将对于检测温度T的目标电压Vtcali作为表数据保持，但在该情况下，需要每个温度、每个波长的目标电压Vtcali，因此存储器155的存储电容受到制约。另外，在工厂中制造的波长可变干涉滤波器5由于制造不均匀等的原因存在固体差异，电容检测电路130也有固体差异。因此，在保持表数据的情况下，需要对各分光模块160的每个生成表数据。相对于此，在本实施方式中，不需要生成与各分光模块160对应的表数据，能够大幅度地降低制造成本。
在本实施方式中，温度系数Ctemp在工厂的分光模块160的制造时的检查工序中导出。在该检查工序中，根据使分光模块160变化为多个温度变化且在各温度改变间隔G的尺寸时的、透射波长可变干涉滤波器5的光的中心波长的实测值导出。因此，使用基于分光模块160的实测值的可靠性高的温度系数，能够计算出校正原始指令电压Vtini的校正电压Vtcali，能够提高分光装置100的分光精度。
在本实施方式中，温度系数包括低温侧温度系数Ct1和高温侧温度系数Ct2，低温侧温度系数Ct1根据基准温度的分光中心波长的实测值与第一温度的分光中心波长的实测值导出，高温侧温度系数Ct2根据基准温度的分光中心波长的实测值和第二温度的分光中心波长的实测值导出。
因此，相比于使用三个以上的温度系数的情况，容易进行温度系数的导出，能够降低分光装置100的制造成本。另外，通过判断检测温度T相对于基准温度大还是小，能够容易地选择温度系数Ctemp。另外，在温度系数相对于分光模块160的温度呈非线形变化的情况下，通过相对于基准温度在低温侧以及高温侧划分温度系数，能够应对呈非线形变化的温度系数。
在本实施方式中，安装有波长可变干涉滤波器5的光学设备120、电容检测电路130、温度传感器140配置在相同的电路基板101上。因此，能够通过温度传感器140良好地检测出波长可变干涉滤波器5以及电容检测电路130的温度变化。
并且，在电路基板101上，光学设备120和电容检测电路130靠近设置，靠近该光学设备120以及电容检测电路130设置温度传感器140。在这样的配置中，在电路基板101上，光学设备120以及电容检测电路130的温度相关增强。因此，对于在温度传感器140检测到的温度，波长可变干涉滤波器5的温度和电容检测电路130的温度没有采用多个组合。因此，由温度传感器140的检测温度T，能够设定合适的温度系数，能够正确地校正目标值。
[第二实施方式]
接着，说明第二实施方式。
在上述的第一实施方式中，作为本发明的温度特性的校正系数，将在工厂中制造的各分光模块160设置于恒温槽，用恒温槽使分光模块160的温度变化为多个温度，并且通过在各温度改变施加在静电致动器56的电压，测量各温度的温度特性。
但是，在分光装置100的制造中，通常在波长可变干涉滤波器5的制造时，实施针对每个固体检查该波长可变干涉滤波器5的特性的检查工序，除此之外，若对每个固体实施分光模块160的温度特性，则制造工序繁杂，成本升高。
在此，在第二实施方式中，说明容易地导出在第一实施方式中说明的分光装置100的温度特性的温度特性导出装置以及方法。
[温度特性导出装置200的概要构成]
图9是示出本实施方式的温度特性导出装置200的概要构成的图。
温度特性导出装置200由计算机构成，具备由存储器或硬盘等构成的存储部210、由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等构成的运算部220。另外，温度特性导出装置200与分光装置100或测量分光模块160或波长可变干涉滤波器5的特性的特性测量装置300能够通信地连接。温度特性导出装置200和特性测量装置300或分光装置100的通信方式没有特别地限定，可以是通过有线的连接，也可以是通过无线的连接。
[存储部210存储的数据]
温度特性导出装置200的存储部210具备特性存储区域，特性存储区域存储将所制造的各分光模块160的模块特性和温度特性建立关联的特性数据。此外，在本实施方式中，示出在温度特性导出装置200的存储部210设置特性数据特性存储区域的例子，也可以在与温度特性导出装置200能够通信地连接的数据服务器等中设置特性存储区域。
另外，存储部210存储从模块特性导出温度特性的机械学习模型。
并且，存储部210存储控制温度特性导出装置200的各种程序。
如上所述，存储部210所存储的特性数据包括模块特性和温度特性。在此，模块特性示出分光模块160的各种特性，包含波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性。
作为波长可变干涉滤波器5的形状特性，包括：第一基板51或第二基板52的宽度、进深、厚度等的尺寸或俯视下的面积、第一反射膜54或第二反射膜55的厚度、第一电极561或第二电极562的厚度，第二基板52的可动部521的厚度或俯视下的径尺寸或面积，保持部522的凹槽的深度或宽度，可动部521或第一基板51、第二基板52等的各构成部件的重量等。
作为波长可变干涉滤波器5的光学特性，例如包含改变间隔G的尺寸透射各波长的光时的透射率(或者将基准的波长的光的透射率设为1时的各波长的光的透射率比)。另外，作为光学特性，可以包含透射各波长的光时的透射频谱的半宽度。
作为波长可变干涉滤波器5的驱动特性，例如包括：驱动可动部521时产生的可动部521的固有振动频率、将间隔尺寸设定为规定值时可动部521的振动到静止的需要的时间(稳定时间)、向干涉滤波器的间隔变更部施加电压时的响应性(到达希望的间隔尺寸的时间)等。
另外，作为模块特性，可以包含光学设备120的壳体6或固定部件63的形状特性(尺寸数据)等，壳体6或波长可变干涉滤波器5、固定部件63的线膨胀系数等。并且，波长可变干涉滤波器5的单体的温度特性、电容检测电路130的单体的温度特性、温度传感器140的单体的温度特性等。
这样的分光模块160的模块特性在制造构成分光模块160的各部分(波长可变干涉滤波器5或电容检测电路130的芯片等)的各工序中实施的检查中测量。
[运算部220的功能构成]
运算部220通过读取并执行存储部210所存储的各种程序，如图9所示，作为数据积累部221、模型生成部222、对象模块特性获取部223以及温度特性获取部224发挥功能。
数据积累部221接收从特性测量装置300输入的分光模块160的模块特性或温度特性的测量结果，生成特性数据，存储在存储部210并积累。
模型生成部222根据存储部210所保存的多个特性数据，生成从模块特性推断温度特性的机械学习模型。
模型生成部222的机械学习模型的生成能够利用公知的机械学习模型，例如能够使用示教式学习的算法(使用深度学习的神经网络等)。即，模型生成部222将存储部210所存储的多个特性数据作为示教数据，生成将模块特性所包含的各特性(波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性、驱动特性等)作为输入，将分光模块160的温度特性作为输出的机械学习模型。
对象模块特性获取部223获取温度特性未知的、温度特性的推测对象的分光模块160的模块特性作为对象模块特性。
温度特性获取部224将对象模块特性输入到机械学习模型，将输出的温度特性获取为分光模块160的温度特性。而且，将该温度特性存储在搭载作为对象的分光模块160的分光装置100的存储器155。
[模块特性和温度特性的关系]
在本实施方式中，生成由模块特性推断温度特性的机械学习模型。此时，作为模块特性所包含的各种特性，通过将与分光模块的温度特性的关联性深的特性使用模块特性进行机械学习，能够生成可高精度地输出温度特性的机械学习模型。
在本实施方式中，作为模块特性，包含波长可变干涉滤波器5的光学特性、形状特性以及驱动特性。
图10是示出波长可变干涉滤波器5的可动部521向第一基板51侧挠曲时的间隔G的尺寸变动的示意图。图11是示出波长可变干涉滤波器5的光学特性之一的各波长的透射率的图。
在没有向静电致动器56施加电压的初始位置，波长可变干涉滤波器5的间隔G的尺寸维持第一反射膜54和第二反射膜55平行。另一方面，向静电致动器56施加电压，使可动部521移动到第一基板51侧时，如图10所示，在可动部521的保持部522的边界位置附近产生挠曲。
产生这样的挠曲时，如图10所示，从可动部521的中心分开的位置的间隔尺寸比可动部521的中心大Δg。因此，透射波长可变干涉滤波器5的光中，除透射可动部的中心的目标波长的光之外，还包含透射可动部的挠曲部分的、偏移目标波长的波长成分的光。该偏移目标波长的波长成分的光使可动部521向第一基板51侧移位越大而变多。因此，在固定透射波长可变干涉滤波器5的光的次数的情况下，如图11所示，波长可变干涉滤波器5的各波长的透射率随着从长波长侧向短波长侧偏移而变小。例如，若将透射波长可变干涉滤波器5的光设为λ0、λ1、λ2、λ3(λ0＞λ1＞λ2＞λ3)，将与波长λ0、λ1、λ2、λ3对应的透射率设为P0，P1，P2，P3，则P0＞P1＞P2＞P3。另外，若将与波长λ0、λ1、λ2、λ3对应的半宽度设为W0，W1，W2，W3，则W0＜W1＜W2＜W3。
另外，上述的使可动部521向第一基板51侧移位时的可动部521的挠曲因保持部522的凹槽的深度或宽度、可动部521的厚度或大小、第一基板51或第二基板52的大小等的波长可变干涉滤波器5的形状特性而变化。例如，在保持部522的凹槽的深度深(保持部522的厚度小)、宽度大的情况下，保持部522易于挠曲，与其相应地，抑制可动部521的挠曲。另外，可动部521的厚度大的情况下，抑制可动部521的挠曲。
并且，驱动波长可变干涉滤波器5时的驱动特性(振动频率、驱动可动部521时的响应性、稳定化时间等)受由波长可变干涉滤波器的形状特性确定的固有周期影响。
这样，波长可变干涉滤波器5的光学特性、形状特性以及驱动特性彼此具有相关性。
另一方面，在波长可变干涉滤波器5的温度变动的情况下，通过向可动部521施加应力，可动部521相对于第一基板51的位置变动。因此，与向静电致动器56施加电压的情况同样地，可动部521产生挠曲，透射波长偏移。该透射波长的偏移量由相对于因温度变化而施加于可动部521的应力的、可动部521的移位量而确定。如上所述，施加该应力时的可动部521的移位量较强受到波长可变干涉滤波器5的形状特性的影响，另外，与波长可变干涉滤波器5的光学特性以及驱动特性具有相关性。
因此，通过使用包含波长可变干涉滤波器5的光学特性、形状特性、以及驱动特性的模块特性，能够生成高精度地预测温度特性的机械学习模型。
[温度特性导出方法]
图12是示出本实施方式的温度特性导出方法的流程图。
本实施方式的温度特性导出装置200以作为示教数据的特性数据为规定的第一数量以上，存储在存储部210中为前提导出温度特性。
因此，在本实施方式中，保存到第一数量以上的特性数据为止，与第一实施方式同样地，测量各分光模块160的温度特性，将测量的温度特性存储在分光装置100的存储器155中。
在此，在本实施方式中，制造波长可变干涉滤波器5时，通过测量波长可变干涉滤波器5的形状特性的特性测量装置300、测量波长可变干涉滤波器5的光学特性的特性测量装置300、以及测量波长可变干涉滤波器5的驱动特性的特性测量装置300，测量波长可变干涉滤波器5的各特性。另外，从测量分光模块160的温度特性的特性测量装置300测量分光模块160的温度特性。
此外，在此，作为模块特性例示出波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性，但如上所述，可以包含光学设备120的特性、电容检测电路130的特性、温度传感器140的特性等，在该情况下，实施与各特性对应的通过特性测量装置300的测量。
这些分光模块160的模块特性的测量是在制造构成分光模块160的各部件时，通过通常实施的检查工序测量的。
优选地，在本实施方式中，各检查工序(除去温度特性的测量)在基准温度下(例如室温23℃等)实施。
温度特性导出装置200的数据积累部221从这些特性测量装置300中接收包括波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性的分光模块160的模块特性以及分光模块160的温度特性(步骤S21)。
其后，数据积累部221生成将分光模块160的模块特性和分光模块160的温度特性建立关联的特性数据，积累在存储部210(步骤S22)。
此外，在构成波长可变干涉滤波器5、电容检测电路130等的分光装置100的各部件(波长可变干涉滤波器5等)中，分别标注识别数据(ID)。因此，在安装分光模块160时，通过存储被安装的各部件的ID，能够确定构成各分光模块160的各部件的特性。
而且，模型生成部222判断存储部210所积累的特性数据是否为第一数量以上(步骤S23)。
在步骤S23中，判断为否的情况下，返回步骤S21，继续特性数据的获取以及积累。
另一方面，在步骤S23判断为是的情况下，模型生成部222读取存储部210所积累的特性数据，通过机械学习生成机械学习模型(步骤S24)。此时，模型生成部222可以根据存储部210所存储的全部特性数据生成机械学习模型，也可以从存储部210所存储的特性数据任意提取规定数量(例如半数)，生成机械学习模型。在从规定数量的特性数据生成机械学习模型的情况下，可以使用剩余的特性数据进行机械学习模型的验证。
接着，模型生成部222进行生成的机械学习模型的评价(步骤S25)。
在此，在步骤S24使用所有的特性数据生成机械学习模型的情况下，使用通过数据积累部221新获取的规定的第二数量的特性数据，进行机械学习模型的评价。
另外，在步骤S24使用规定数量的特性数据生成机械学习模型，用剩余的特性数据实施验证的情况下，可以根据该验证结果评价机械学习模型，也可以在重新获取第二数量的特性数据后，进行机械学习模型的评价。
在机械学习模型的评价中，模型生成部222例如将用于评价而获取的特性数据的模块特性输入到机械学习模型。并且，比较从机械学习模型输出的温度特性和正确的温度特性(用于评价而获取的特性数据的温度特性)，从机械学习模型输出的温度特性的规定比例(例如99％)以上与正确的温度特性一致的情况下，设为“合格”，在低于规定比例的情况下设为“不可”。
在步骤S25的机械学习模型的评价为“不合格”的情况下，返回步骤S21，并获取更多的特性数据，重复机械学习模型的生成。在该情况下，在步骤S23中，立即判断为是，根据加上了新获取的特性数据的多个特性数据生成机械学习模型。此外，在步骤S25中评价为“不合格”的情况下，可以将步骤S23的第一数量增加规定数量。
在步骤S25中的机械学习模型的评价为“合格”的情况下，以后周期性地实施分光模块160的温度特性的测量。也就是说，没有对所有分光模块160实施温度特性的测量，仅是周期性的测量。在该情况下，周期性地积累特性数据，每当积累新的特性数据时，模型生成部222能够更新机械学习模型。由此，通过基于更多的特性数据的机械学习模型，能够进一步提高温度特性的推断精度。
而且，在步骤S25的机械学习模型的评价为“合格”的情况下，对象模块特性获取部223获取要求得温度特性的分光模块160的模块特性作为对象模块特性(步骤S26)。
另外，温度特性获取部224将在步骤S26获取的对象模块特性输入到机械学习模型，获取输出的温度特性(步骤S27)。并且，温度特性获取部224将获取的温度特性存储在安装有作为对象的分光模块160的分光装置100的存储器155。
[本实施方式的作用效果]
本实施方式的温度特性导出装置200导出在第一实施方式示出的那样的分光装置100的分光模块160的温度特性。在该温度特性导出装置200中，测量在工厂中制造的多个分光模块160的模块特性和分光模块160的温度特性的实测值时，将把该模块特性和温度特性建立关联的特性数据积累在存储部210。而且，模型生成部222从存储部210所存储的多个特性数据，生成将模块特性作为输入、将温度特性作为输出机械学习模型。而且，通过对象模块特性获取部223，获取温度特性的导出对象的分光模块160的对象模块特性时，温度特性获取部224向机械学习模型输入对象模块特性，获取输出的温度特性。
在本实施方式中，测量分光模块160的模块特性时，仅将该模块特性输入机械学习模型，能够得到该分光模块160的温度特性。因此，积累的特性数据增加，机械学习模型的精度提高，就不在需要分别测量各分光模块160的温度特性，能够降低分光装置100的制造成本。
在本实施方式中，输入到机械学习模型中的模块特性中包含波长可变干涉滤波器5的光学特性。
波长可变干涉滤波器5由于制造偏差，每个固体存在若干光学特性的偏差，改变透射的光的波长时的光学特性彼此不同。该光学特性的差与使可动部521向第一基板51侧移位时的形状的差(形状特性的差)存在关联性。另外，分光模块160的温度变化时，通过由线膨胀系数的差等导致的应力而可动部521挠曲，透射波长可变干涉滤波器5的光的波长偏移。也就是说，波长可变干涉滤波器5的光学特性与分光模块160的温度特性之间存在相关性。因此，通过使用波长可变干涉滤波器5的包含光学特性的模块特性和温度特性的机械学习，能够生成可以高精度地预测分光模块160的温度特性的机械学习模型。
另外，作为光学特性，包括从波长可变干涉滤波器5透射的光的各波长的透射率比。
透射波长可变干涉滤波器5的光的透射率随着向短波长而降低。该降低率主要起因于改变间隔G的尺寸时的可动部521的形状(挠曲量)，影响温度特性。因此，通过生成将各波长的透射率比作为模块特性的机械学习模型，能够精度良好地求得温度特性。
并且，在本实施方式中，作为模块特性，包含波长可变干涉滤波器5的形状特性。
如上所述，波长可变干涉滤波器5的温度变化导致的波长偏移起因于施加在波长可变干涉滤波器5的应力导致的可动部521的变形。即，分光模块160的温度特性与波长可变干涉滤波器5的形状特性具有强的相关性。因此，通过生成将形状特性作为模块特性的机械学习模型，能够更加高精度地导出分光模块160的温度特性。
在本实施方式中，作为模块特性，还包含波长可变干涉滤波器5的驱动特性。
波长可变干涉滤波器5的驱动特性与波长可变干涉滤波器5的形状特性具有强的相关性。因此，该驱动特性对于分光模块160的温度特性具有相关性，分光模块160的温度特性对于形状特性具有强的相关性。因此，通过将驱动特性作为模块特性的机械学习模型，能够高精度地导出分光模块160的温度特性。
在本实施方式中，作为模块特性，包含上述那样的波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性。这样，在将多个项目作为输入、输出温度特性的机械学习模型中，与仅用一个项目输出温度特性的机械学习模型相比较能够精度良好地推断温度特性。另外，作为模块特性，上述之外，可以增加光学设备120的形状特性、仅波长可变干涉滤波器5的温度特性、仅电容检测电路130的温度特性等，还可以增加测量分光模块160的温度的温度传感器140的温度特性等。这样，通过将多个项目作为输入，能够进一步提高机械学习模型的温度特性的推断精度。
另外，机械学习模型为存储部210所积累的特性数据(示教数据)的数量越多，越能够提高其精度。在本实施方式中，在生成机械学习模型后，也周期性地测量分光模块160的温度特性，获取特性数据，更新机械学习模型。由此，实现温度特性的推断精度的进一步提高。
[第三实施方式]
在上述的第二实施方式中，是以在工厂中制造的分光装置100作为对象，通过温度特性导出装置200导出温度特性，存储在存储器155的例子。
相对于此，在第三实施方式中，在更新工厂出货后的分光装置100的存储器155所存储的温度特性的点上，与第二实施方式不同。
图13是示出本实施方式的分光系统400的概要构成的图。
第三实施方式的分光系统400经由网络能够通信地与分光装置100A和温度特性导出装置200连接。
另外，如图4所示，本实施方式的分光装置100A除了第一实施方式的构成之外，还具备测量分光模块160的模块特性的模块特性测量部170和通信部180。
在本实施方式中，模块特性测量部170测量波长可变干涉滤波器5的光学特性。
例如，对于波长可变干涉滤波器5，构成为具备：光源部，照射对于各波长的光量均匀的参考光；以及受光部，接收透射波长可变干涉滤波器5的光。在该情况下，模块特性测量部170改变波长可变干涉滤波器5的间隔G的尺寸，从参考光依次透射多个波长的光成分，通过测量在受光部接收的各波长的光的光量，能够测量对于各波长的透射率比。
另外，可以将分光装置100A安装在分光测量仪，分光测量仪具有光源部和受光部，向测量目标照射参考光，在分光装置100A对反射光分光，测量分光后的光。在该情况下，能够在分光模块160的光学特性的测量中利用在分光测量仪的分光测量中使用的光源部以及受光部。
另外，模块特性测量部170可以测量波长可变干涉滤波器5的驱动特性。例如，模块特性测量部170向静电致动器56施加规定的驱动电压，根据从电容检测电路130输出的检测信号，测量波长可变干涉滤波器5的驱动特性。在该情况下，能够从检测信号的变动周期检测到固有振动频率。另外，能够根据检测信号成为固定值为止的时间测量稳定化时间。并且，能够根据从施加电压到检测信号输出规定的信号值为止的时间测量响应性。
而且，通信部180将在模块特性测量部170测量的模块特性经由网络发送给温度特性导出装置200，接收在温度特性导出装置200导出的温度特性。由此，能够更新存储器155所存储的温度特性。
另外，在本实施方式的温度特性导出装置200中，对象模块特性获取部223经由网络接收从分光装置100发送的模块特性作为对象模块特性。
而且，温度特性获取部224将接收的对象模块特性输入到机械学习模型，将输出的温度特性返回发送源的分光装置100。
[本实施方式的作用效果]
本实施方式的分光系统400具备分光装置100A、以及经由网络能够通信地与分光装置100A连接的温度特性导出装置200。而且，分光装置100A具备：模块特性测量部170，测量分光模块160的模块特性；以及通信部180，将测量的模块特性发送给温度特性导出装置200，接收从温度特性导出装置200发送的温度特性。另外，温度特性导出装置200的对象模块特性获取部223获取从分光装置100A发送的模块特性作为对象模块特性。而且，温度特性获取部224将从分光装置100A发送的对象模块特性输入到机械学习模型，将输出的温度特性发送给分光装置100A。
在这样的分光系统400中，在分光装置100A中，即便在分光模块160的模块特性随时间变化的情况下，也能够容易地从温度特性导出装置200获取与变化的模块特性对应的温度特性。由此，能够在长期高精度地维持分光装置100A的分光精度。
[变形例]
(变形例1)
在第一实施方式中，作为温度特性，示出了包含对于分光模块160的温度的温度系数的例子，但并不限定于此。
例如，作为温度特性，也可以记录对于分光模块160的温度的透射波长可变干涉滤波器5的光的中心波长。或者，将在分光模块160为基准温度时的透射波长可变干涉滤波器5的光的中心波长作为基准中心波长，对于分光模块160的温度的透射波长可变干涉滤波器5的光的中心波长的从基准中心波长的差作为温度特性进行记录。
或者，作为温度特性，也可以记录对于分光模块160的温度的间隔尺寸。或者，将分光模块160为基准温度时的间隔尺寸作为基准间隔尺寸，将对于分光模块160的温度的间隔尺寸的与基准间隔尺寸的差作为温度特性进行记录。
在这样的情况下，能够将每单位温度的中心波长的变化量(或者间隔尺寸的变化量)作为温度系数计算出。
(变形例2)
在第一实施方式中，例示出根据基准温度、第一温度以及第二温度三个温度对应的温度特性导出的低温侧温度系数Ct1、以及高温侧温度系数Ct2，但并不限定于此。例如，使分光模块160的温度变化为四个以上的温度，在各个中，可以测量使施加在静电致动器56的电压改变时的波长可变干涉滤波器5的透射波长。
在该情况下，与图6示出的例子同样地，将横轴作为温度，将纵轴作为分光中心波长，描绘各测量点，能够将计算连结各测量点的线段的倾斜(对于单位温度变化量的波长偏移量)作为温度系数。
另外，可以从各测量点导出例如二次以上的多项近似式。在该情况下，能够计算检测温度T的倾斜作为温度系数。并且，可以进一步导出该多项近似式的微分式，在该情况下，如果向微分式中输入温度传感器140的检测温度T，则能够求得对于检测温度T的温度系数。
(变形例3)
在第一实施方式中，作为校正值计算函数的例子，示出式(2)，但并不限定于此。
图14是示出校正量的其他计算方法的图。
在本例子中，作为温度特性，记录如在变形例1中说明的、各温度下的、分光中心波长和基准中心波长的差。在该情况下，温度补偿部152由温度特性计算出与检测温度T对应的分光中心波长和基准中心波长的差作为校正间隔量。
此时，作为温度特性，可以记录用图14的实线或虚线示出的近似函数(温度特性函数)。例如，图14的实线是温度特性呈线性变化的例子，作为温度特性记录一次式的温度特性函数。在该情况下，将a1，b1作为常数，检测温度T的校正间隔量Δd能够根据Δd＝a1×T+b1(其中，将基准温度设为Tini时，b1＝-a1×Tini)算出。
另外，图14的虚线示出的例子是呈非线性变化的温度特性与二次以上的多项式近似的温度特性函数。例如温度特性函数近似于三次式时，校正间隔量Δd能够通过Δd＝a2×T3+b2×T2+c2T+d2((其中，将基准温度设为Tini时，a2×Tini 3+b2×Tini 2+c2Tini+d2＝0)算出。
另外，在分光装置100的存储器155中预先存储与校正间隔量Δd对应的校正量ΔVt。由此，由校正间隔量Δd求得校正量ΔVt，根据式(1)，能够求得校正电压Vtcali。
(变形例4)
在第一实施方式中，示出温度补偿部152通过在式(1)(2)示出的校正值计算函数中输入温度系数Ctemp和检测温度T，计算目标电压Vtcali的例子，但并不限定于此。
例如，对于分光模块160的各温度，可以预先计算出由式(2)计算的校正量ΔVt或式(1)算出的目标电压Vtcali，作为表数据存储在存储器155。
在该情况下，温度补偿部152仅从与检测温度T对应的校正量ΔVt或目标电压Vtcali和表数据读取即可，实现处理负荷的减轻。
(变形例5)
在第二实施方式中，示出了温度特性导出装置200中作为分光模块160的模块特性，至少包含波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性的例子，但包含波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性中的至少一个即可。
如上所述，波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性分别与分光模块160的温度特性存在相关性，因此也可以由波长可变干涉滤波器5的形状特性、光学特性以及驱动特性中任一方和分光模块160的温度特性生成机械学习模型。
(变形例6)
在第一实施方式中，示出了将波长可变干涉滤波器5(光学设备120)、电容检测电路130、温度传感器140配置在同一电路基板101上的例子，但并不限定于此。
例如，在例如密封内部空间的壳体内容纳波长可变干涉滤波器5和电容检测电路130的分光模块中，可以构成为波长可变干涉滤波器5和电容检测电路130配置在不同的基板上，也可以分开配置波长可变干涉滤波器5和电容检测电路130。在该情况下，在密闭空间内的规定位置配置温度传感器140。在密闭空间内，在温度检测位置的温度、波长可变干涉滤波器5的温度和电容检测电路130的温度成为相关关系。因此，通过使用对于温度传感器140检测的温度的分光模块160的温度特性，与第一实施方式同样地，根据该温度特性和检测温度，能够设定用于反馈驱动波长可变干涉滤波器5的恰当的目标值(目标电压)。
(其他变形例)
作为波长可变干涉滤波器5的间隔变更部，例示出静电致动器56，但并不限定于此。例如，可以配置第一基板51和第二基板52之间的压电元件等的压电致动器，通过向压电致动器施加电压来改变间隔G的尺寸。
第一实施方式至第三实施方式中例示的分光装置100、100A能够应用在各种光学装置。例如，通过在第三实施方式中说明的那样的分光测量仪中应用分光装置100、100A，能够实施对测量对象的分光测量。这样的分光测量仪还能够安装在打印机或投影仪等中，能够对打印机印刷的图像、投影仪投射的图像实施颜色测量。
另外，分光装置100除此之外还能够应用在输出规定波长的光的光源装置等中。
此外，本发明的实施时的具体的结构在能够达成本发明的目的的范围中可以通过适当组合上述各实施方式以及变形例来构成，另外可以适当变更成其他结构等。

Claims (19)

1.一种分光装置，其特征在于，具备：
分光模块；
温度检测部，检测所述分光模块的温度；以及
模块控制部，控制所述分光模块，
所述分光模块包括：
干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压以使目标波长的光透射的方式来改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及
电容检测电路，输出与所述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，
所述模块控制部包括存储器，所述存储器存储表示基准温度时的所述检测信号与所述目标波长的关系的驱动表格以及所述分光模块的温度特性，
所述模块控制部从所述驱动表格读出与所述目标波长对应的所述检测信号的目标值，并且根据所述分光模块的温度特性以及由所述温度检测部检测到的检测温度来校正从所述电容检测电路输出的检测信号的目标值，反馈控制施加在所述间隔变更部的所述电压以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值。
2.根据权利要求1所述的分光装置，其特征在于，
所述分光模块的温度特性包括对于所述分光模块的温度的校正系数，
所述模块控制部向包括所述校正系数和所述温度的校正值计算函数中，输入与所述检测温度对应的所述校正系数以及所述检测温度来校正所述目标值。
3.根据权利要求2所述的分光装置，其特征在于，
根据使所述分光模块变化为多个温度且在各温度改变所述间隔尺寸时的、透射所述干涉滤波器的光的中心波长的实测值来导出所述校正系数。
4.根据权利要求3所述的分光装置，其特征在于，
所述校正系数包括低温侧校正系数和高温侧校正系数，所述低温侧校正系数基于规定的基准温度下的所述中心波长的实测值以及比所述基准温度低的第一温度下的所述中心波长的实测值导出，所述高温侧校正系数基于所述基准温度下的所述中心波长的实测值以及比所述基准温度高的第二温度下的所述中心波长的实测值导出。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的分光装置，其特征在于，
所述模块控制部将在规定的基准温度为了使目标波长的光从所述干涉滤波器透射而向所述间隔变更部施加的基准电压值设为Vtini，将所述电容检测电路的输出信号的增益设为ACV，将所述一对反射膜之间的介电常数设为ε，将所述反射膜的面积设为Sm，将规定的基准温度设为Tini，将所述基准温度Tini的所述间隔尺寸设为GmTini，将所述校正系数设为Ctemp，将所述检测温度设为T，使用下述式(1)(2)示出的所述校正值计算函数计算作为所述目标值的校正电压Vtcali，
Vtcali＝Vtini-ΔVt...(1)
Figure FDA0003635300170000031
6.根据权利要求1至4中任一项所述的分光装置，其特征在于，
通过对于将作为所述分光模块的特性的模块特性作为输入、将所述温度特性作为输出的机械学习模型输入所述分光模块的所述模块特性，导出所述温度特性。
7.根据权利要求6所述的分光装置，其特征在于，
所述模块特性包含所述干涉滤波器的光学特性。
8.根据权利要求7所述的分光装置，其特征在于，
所述光学特性包含从所述干涉滤波器透射各波长的光时的对于各波长的透射率。
9.根据权利要求6所述的分光装置，其特征在于，
所述模块特性包含所述干涉滤波器的形状特性。
10.根据权利要求6所述的分光装置，其特征在于，
所述模块特性包含向所述间隔变更部施加电压时的所述干涉滤波器的驱动特性。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的分光装置，其特征在于，
所述干涉滤波器、所述电容检测电路以及所述温度检测部设置在同一基板上。
12.一种温度特性导出装置，其特征在于，
导出用于分光装置的分光模块的温度特性，所述分光装置具备所述分光模块、温度检测部以及存储器，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压以使目标波长的光透射的方式来改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与所述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，所述温度检测部检测所述分光模块的温度，所述存储器存储表示基准温度时的所述检测信号与所述目标波长的关系的驱动表格以及所述分光模块的温度特性，所述分光装置从所述驱动表格读出与所述目标波长对应的所述检测信号的目标值，并且根据所述分光模块的温度特性以及由所述温度检测部检测到的所述分光模块的检测温度来校正所述目标值，反馈控制施加在所述间隔变更部的所述电压以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值，
所述温度特性导出装置具备：
数据积累部，将特性数据存储并积累在存储部，所述特性数据将多个所述分光模块的模块特性与所述温度特性的实测值建立关联；
模型生成部，根据所述特性数据，生成将所述模块特性作为输入、将所述温度特性作为输出的机械学习模型；
对象模块特性获取部，获取温度特性的导出对象的所述分光模块的所述模块特性作为对象模块特性；以及
温度特性获取部，向所述机械学习模型输入所述对象模块特性，从而得到所述温度特性。
13.根据权利要求12所述的温度特性导出装置，其特征在于，
所述模块特性包含所述干涉滤波器的光学特性。
14.根据权利要求13所述的温度特性导出装置，其特征在于，
所述光学特性包含从所述干涉滤波器透射各波长的光时的对于各波长的透射率。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的温度特性导出装置，其特征在于，
所述模块特性包含所述干涉滤波器的形状特性。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的温度特性导出装置，其特征在于，
所述模块特性包含向所述间隔变更部施加电压时的所述干涉滤波器的驱动特性。
17.一种分光系统，其特征在于，
所述分光系统与权利要求1至11中任一项所述的分光装置和权利要求12至16中任一项所述的温度特性导出装置能够通信地连接，
所述分光装置具备：
模块特性测量部，测量所述分光模块的规定的基准温度的模块特性；以及
通信部，将所述模块特性发送给所述温度特性导出装置，接收从所述温度特性导出装置发送的所述温度特性，
所述对象模块特性获取部获取从所述分光装置发送的所述模块特性作为所述对象模块特性，
所述温度特性获取部将从所述机械学习模型输出的所述温度特性发送给所述分光装置。
18.一种分光方法，其特征在于，
用于分光装置，所述分光装置具备分光模块、控制所述分光模块的模块控制部以及检测所述分光模块的温度的温度检测部，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压以使目标波长的光透射的方式来改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，检测所述一对反射膜之间的静电电容并输出与所述静电电容对应的检测信号，
所述模块控制部包括存储器，所述存储器存储表示基准温度时的所述检测信号与所述目标波长的关系的驱动表格以及所述分光模块的温度特性，
所述分光方法实施以下工序：
通过所述温度检测部检测所述分光模块的温度；
从所述驱动表格读出与所述目标波长对应的所述检测信号的目标值，根据所述分光模块的温度特性和通过所述温度检测部检测到的检测温度，校正所述目标值；以及
控制施加在所述间隔变更部的所述电压，以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值。
19.一种温度特性导出方法，其特征在于，
使用计算机导出用于分光装置的分光模块的温度特性，所述分光装置具备所述分光模块、温度检测部以及存储器，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压以使目标波长的光透射的方式来改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与所述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，所述温度检测部检测所述分光模块的温度，所述存储器存储表示基准温度时的所述检测信号与所述目标波长的关系的驱动表格以及所述分光模块的温度特性，所述分光装置从所述驱动表格读出与所述目标波长对应的所述检测信号的目标值，并且根据所述分光模块的温度特性以及由所述温度检测部检测到的所述分光模块的检测温度来校正所述目标值，反馈控制施加在所述间隔变更部的所述电压以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值，
所述计算机实施：
模型生成工序，从存储多个所述分光模块的、将规定的基准温度的模块特性和所述温度特性的实测值建立关联的特性数据的存储部，读出所述特性数据，生成将所述模块特性作为输入、将所述温度特性作为输出的机械学习模型；
对象模块特性获取工序，获取温度特性的导出对象的所述分光模块的所述模块特性作为对象模块特性；以及
温度特性获取工序，向所述机械学习模型输入所述对象模块特性，得到从所述机械学习模型输出的所述温度特性。
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