DE112019006076T5 - Optische Filtervorrichtung und Verfahren zum Steuern einer optischen Filtervorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine optische Filtervorrichtung hat einen Fabry-Perot-Interferenzfilter und eine Widerstandsmesseinheit. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter hat einen ersten Strukturkörper mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, einen zweiten Strukturkörper mit einer dritten Fläche, einen ersten Spiegelabschnitt, der an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, einen zweiten Spiegelabschnitt, der an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass er dem ersten Spiegelabschnitt über einen Luftspalt zugewandt ist, eine erste Antriebselektrode, die an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, eine zweite Antriebselektrode, die an dem zweiten Strukturkörper vorgesehen ist, einen ersten Anschluss und einen dritten Anschluss, die elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden sind, und einen zweiten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode verbunden ist. Die erste Antriebselektrode überlappt den Luftspalt betrachtet aus einer Zuwendungsrichtung, in der die erste Fläche und die dritte Fläche einander zugewandt sind. Ein Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung. Die Widerstandsmesseinheit ist elektrisch mit dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss verbunden und misst einen Widerstandswert der ersten Antriebselektrode.

Description

• Technisches Gebiet
• Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine optische Filtervorrichtung mit einem Fabry-Perot-Interferenzfilter und ein Verfahren zum Steuern einer solchen optischen Filtervorrichtung.
• Stand der Technik
• Bekannt ist ein Fabry-Perot-Interferenzfilter mit einem Paar von Strukturkörpern, die einander über einen Luftspalt zugewandt sind, und einem Paar von Spiegelabschnitten, die entsprechend in dem Paar von Strukturkörpern vorgesehen sind und einander über den Luftspalt zugewandt sind (zum Beispiel Patentliteratur 1).
• In einem solchen Fabry-Perot-Interferenzfilter wird der Abstand zwischen den Spiegelabschnitten durch eine elektrostatische Kraft entsprechend einer angelegten Spannung derart angepasst, dass Licht mit einer gewünschten Wellenlänge übertragen wird.
• Liste der Zitierungen
• Patent!iteratu r
• Patentliteratur 1: JP 2012-113133 A
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• In dem vorstehend beschriebenen Fabry-Perot-Interferenzfilter ändert sich die Transmissionswellenlänge entsprechend der Umgebungstemperatur. Somit ist es zum Beispiel, wenn eine hohe Wellenlängengenauigkeit erforderlich ist, notwendig, die angelegte Spannung entsprechend der Umgebungstemperatur anzupassen. In dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Fabry-Perot-Interferenzfilter ist ein Temperatursensor, wie ein Thermistor, an einer Außenfläche vorgesehen, und wird die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters gemessen. Die angelegte Spannung wird auf Basis der gemessenen Temperatur angepasst.
• Andererseits ist die Größe des Fabry-Perot-Interferenzfilters extrem wichtig. Da jedoch im verwandten Stand der Technik ein Montageraum für den Temperatursensor, dessen Leitung und dergleichen erforderlich ist, gibt es Bedenken, dass es schwierig ist, die Größe zu reduzieren.
• Somit besteht eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Offenbarung darin, eine optische Filtervorrichtung, die in der Lage ist, die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genau zu erfassen und die Größe des Fabry-Perot-Interferenzfilters zu reduzieren, und ein Verfahren zum Steuern einer optischen Filtervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine hohe Wellenlängengenauigkeit zu erreichen, selbst wenn sich die Umgebungstemperatur ändert.
• Lösung des Problems
• Eine optische Filtervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat einen Fabry-Perot-Interferenzfilter und eine Widerstandsmesseinheit, die elektrisch mit dem Fabry-Perot-Interferenzfilter verbunden ist. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter hat einen ersten Strukturkörper mit einer ersten Fläche und einer der ersten Fläche entgegengesetzten zweiten Fläche, einen zweiten Strukturkörper mit einer dritten Fläche, die der ersten Fläche über einen Luftspalt zugewandt ist, einen ersten Spiegelabschnitt, der an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, einen zweiten Spiegelabschnitt, der an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass er dem ersten Spiegelabschnitt über den Luftspalt zugewandt zu sein, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt in einem Lichttransmissionsbereich eingestellt ist, eine erste Antriebselektrode, die an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, eine zweite Antriebselektrode, die an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass sie der ersten Antriebselektrode über den Luftspalt zugewandt ist, einen ersten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode verbunden ist und einen dritten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist. Die erste Antriebselektrode überlappt, betrachtet aus einer Zuwendungsrichtung, in der die erste Fläche und die dritte Fläche einander zugewandt sind, den Luftspalt. Ein Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung. Die Widerstandsmesseinheit ist elektrisch mit dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss verbunden und misst einen Widerstandswert der ersten Antriebselektrode
• In dieser optischen Filtervorrichtung kann zum Beispiel der Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt durch Anlegen einer Spannung oder eines Stroms zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angepasst werden. Bei dieser optischen Filtervorrichtung wird der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode, die an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, durch die Widerstandsmesseinheit gemessen. Da sich der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode entsprechend der Temperatur ändert, kann basierend auf dem gemessenen Widerstandswert die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters erfasst werden. Dabei überlappt bei dieser optischen Filtervorrichtung die erste Antriebselektrode aus der Zuwendungsrichtung betrachtet den Luftspalt und ist der Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung kürzer als der Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung. Die Transmissionswellenlänge des Fabry-Perot-Interferenzfilters ist durch die Dicke des Luftspaltes (in anderen Worten ausgedrückt, den Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt) bestimmt. Somit kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters unter Verwendung des Widerstandswerts der ersten Antriebselektrode, die in der Nähe des Luftspaltes angeordnet ist, genau erfasst werden. Da bei dieser optischen Filtervorrichtung die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters auf der Basis des Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode erfasst werden kann, ist es ferner nicht notwendig, wie in der vorstehend beschriebenen verwandten Technik einen Temperatursensor, eine Leitung desselben und dergleichen vorzusehen. Infolgedessen kann der Fabry-Perot-Interferenzfilter verkleinert werden. Somit kann gemäß der optischen Filtervorrichtung die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genau erfasst werden und kann der Fabry-Perot-Interferenzfilter verkleinert werden.
• Der erste Strukturkörper kann ein Schichtkörper sein und die erste Antriebselektrode kann ein Fremdstoffbereich in einer den Schichtkörper bildenden Halbleiterschicht sein. Da die erste Antriebselektrode durch die Halbleiterschicht konfiguriert ist, in der die Änderung des Widerstandswerts entsprechend der Temperatur groß ist, ist es in diesem Fall möglich, die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genauer zu erfassen. Darüber hinaus kann der Grad an Freiheit im Design der Anordnung und/oder der Eigenheiten der ersten Antriebselektrode verbessert werden.
• Die erste Antriebselektrode kann, von der Zuwendungsrichtung aus betrachtet, den Lichttransmissionsbereich überlappen und kann den ersten Spiegelabschnitt bilden. In diesem Fall kann die erste Antriebselektrode in der Nähe des Luftspaltes zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt angeordnet sein und kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genauer erfasst werden.
• Die erste Antriebselektrode kann dem Luftspalt ausgesetzt sein. In diesem Fall kann die erste Antriebselektrode näher am Luftspalt angeordnet sein und kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genauer erfasst werden.
• Der erste Anschluss und der dritte Anschluss können am ersten Strukturkörper derart vorgesehen sein, dass sie einander betrachtet aus der Zuwendungsrichtung mit dem Lichttransmissionsbereich dazwischen angeordneten gegenüberliegen. In diesem Fall kann der Abstand zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss über die erste Antriebselektrode vergrößert werden und kann die Änderung des Widerstandswerts der ersten Antriebselektrode entsprechend der Temperatur vergrößert werden. Infolgedessen kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genauer erfasst werden.
• Der erste Spiegelabschnitt kann ein beweglicher Spiegel sein, der in Bezug auf den zweiten Spiegelabschnitt beweglich ist, und der zweite Spiegelabschnitt kann ein fester Spiegel sein, dessen Position fest ist. In diesem Fall kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genauer erfasst werden.
• Die optische Filtervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Gehäuse aufweisen, das den Fabry-Perot-Interferenzfilter aufnimmt, und die Widerstandsmesseinheit kann in dem Gehäuse angeordnet sein. In diesem Fall kann die optische Filtervorrichtung verkleinert werden.
• Die optische Filtervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Gehäuse aufweisen, das den Fabry-Perot-Interferenzfilter aufnimmt, das Gehäuse kann einen Zapfen und eine mit einem Lichteinfallsabschnitt versehene Kappe aufweisen und der Fabry-Perot-Interferenzfilter kann an dem Zapfen in einem Zustand befestigt sein, in dem er von dem Zapfen getrennt ist. In diesem Fall ist es möglich, den Einfluss von Hitze auf den Fabry-Perot-Interferenzfilter über den Zapfen zu unterdrücken.
• Die optische Filtervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen ersten externen Anschluss, der elektrisch mit dem ersten Anschluss verbunden ist, und einen zweiten externen Anschluss aufweisen, der elektrisch mit dem zweiten Anschluss verbunden ist. In diesem Fall kann zum Beispiel der Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und der zweiten Antriebselektrode durch Anlegen einer Spannung oder eines Stroms zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss angepasst werden.
• Eine optische Filtervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat einen Fabry-Perot-Interferenzfilter und einen ersten externen Anschluss, einen zweiten externen Anschluss und einen dritten externen Anschluss, die elektrisch mit dem Fabry-Perot-Interferenzfilter verbunden sind. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter hat einen ersten Strukturkörper mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, die der ersten Fläche entgegengesetzt ist, einen zweiten Strukturkörper mit einer dritten Fläche, die der ersten Fläche über einen Luftspalt zugewandt ist, einen ersten Spiegelabschnitt, der an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, einen zweiten Spiegelabschnitt, der an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass er dem ersten Spiegelabschnitt über den Luftspalt zugewandt ist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt in einem Lichttransmissionsbereich angepasst ist, eine erste Antriebselektrode, die an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, eine zweite Antriebselektrode, die an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass sie der ersten Antriebselektrode über den Luftspalt zugewandt ist, einen ersten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist. Die erste Antriebselektrode überlappt betrachtet aus einer Zuwendungsrichtung, in der die erste Fläche und die dritte Fläche einander zugewandt sind, den Luftspalt. Ein Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung. Der erste externe Anschluss ist elektrisch mit dem ersten Anschluss verbunden. Der zweite externe Anschluss ist elektrisch mit dem zweiten Anschluss verbunden. Der dritte externe Anschluss ist elektrisch mit dem dritten Anschluss verbunden.
• Bei dieser optischen Filtervorrichtung kann beispielsweise der Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt durch Anlegen einer Spannung oder eines Stroms zwischen dem ersten externen Anschluss und dem zweiten externen Anschluss angepasst werden. Ferner kann der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode über den ersten externen Anschluss und den dritten externen Anschluss sowie den ersten Anschluss und den dritten Anschluss gemessen werden. Somit kann aus den vorstehend beschriebenen Gründen die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genau erfasst werden, und kann der Fabry-Perot-Interferenzfilter verkleinert werden.
• Die optische Filtervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine Widerstandsmesseinheit aufweisen, die mit dem ersten externen Anschluss und dem dritten externen Anschluss elektrisch verbunden ist und über den ersten Anschluss und den dritten Anschluss einen Widerstandswert der ersten Antriebselektrode misst. In diesem Fall kann die Widerstandsmesseinheit den Widerstandswert der ersten Antriebselektrode über den ersten externen Anschluss und den dritten externen Anschluss sowie den ersten Anschluss und den dritten Anschluss messen.
• Die optische Filtervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Gehäuse aufweisen, das den Fabry-Perot-Interferenzfilter aufnimmt, und die Widerstandsmesseinheit kann außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. In diesem Fall kann die Größe des Gehäuses reduziert werden.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern einer optischen Filtervorrichtung mit einem Fabry-Perot-Interferenzfilter bereitgestellt. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter hat einen ersten Strukturkörper mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, die der ersten Fläche entgegengesetzt ist, einen zweiten Strukturkörper mit einer dritten Fläche, die der ersten Fläche über einen Luftspalt zugewandt ist, einen ersten Spiegelabschnitt, der an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, einen zweiten Spiegelabschnitt, der an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass er dem ersten Spiegelabschnitt über den Luftspalt zugewandt ist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt in einem Lichttransmissionsbereich angepasst ist, eine erste Antriebselektrode, die an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist, eine zweite Antriebselektrode, die an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass sie der ersten Antriebselektrode über den Luftspalt zugewandt ist, einen ersten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist. Die erste Antriebselektrode überlappt den Luftspalt bei Betrachtung aus einer Zuwendungsrichtung, in der die erste Fläche und die dritte Fläche einander zugewandt sind. Ein Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung ist kürzer als ein Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung. Das Verfahren zum Steuern der optischen Filtervorrichtung hat einen ersten Schritt zum Messen eines Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode über den ersten Anschluss und den dritten Anschluss und einen zweiten Schritt zum Anpassen einer Spannung oder eines Stroms, die bzw. der zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angelegt wird, basierend auf dem im ersten Schritt gemessenen Widerstandswert.
• In diesem Verfahren zum Steuern einer optischen Filtervorrichtung wird der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode über den ersten Anschluss und den dritten Anschluss gemessen und wird die Spannung oder der Strom, die bzw. der zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angelegt ist, basierend auf dem Messwert angepasst. Wie vorstehend beschrieben, kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters mittels des Widerstandswerts der ersten Antriebselektrode genau erfasst werden. Indem die Spannung oder der Strom auf der Basis des Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode angepasst wird, kann somit eine hohe Wellenlängengenauigkeit realisiert werden, selbst wenn die Umgebungstemperatur sich ändert.
• Vorteilhafte Effekte der Erfindung
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist es möglich, eine optische Filtervorrichtung, die in der Lage ist, die Temperatur eines Fabry-Perot-Interferenzfilters genau zu erfassen und die Größe des Fabry-Perot-Interferenzfilters zu reduzieren, und ein Verfahren zum Steuern einer optischen Filtervorrichtung bereitzustellen, der in der Lage ist, eine hohe Wellenlängengenauigkeit zu erreichen, selbst wenn sich die Umgebungstemperatur ändert.
• Figurenliste
• 1 ist eine Querschnittsansicht des spektroskopischen Sensors gemäß der Ausführungsform.
• 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des spektroskopischen Sensors.
• 3 ist eine entlang der Linie III-III der 2 geschnittene Querschnittsansicht des Fabry-Perot-Interferenzfilters.
• 4 ist eine Draufsicht auf den spektroskopischen Sensor.
• 5(a) ist eine Seitenansicht des spektroskopischen Sensors, betrachtet aus der Richtung eines Pfeils A in 4, und 5(b) ist eine Seitenansicht des spektroskopischen Sensors, betrachtet aus der Richtung eines Pfeil B in 4.
• 6(a) ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters und dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode zeigt, und 6(b) ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters und dem Widerstandswert der zweiten Antriebselektrode zeigt.
• 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters und dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode zeigt.
• 8(a) ist eine Draufsicht auf einen spektroskopischen Sensor gemäß einer ersten Modifikation, 8(b) ist eine Draufsicht auf einen spektroskopischen Sensor gemäß einer zweiten Modifikation und 8(c) ist eine Draufsicht auf einen spektroskopischen Sensor gemäß einer dritten Modifikation.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen für das gleiche oder entsprechende Element verwendet und wird eine redundante Beschreibung weggelassen.
• [Konfiguration des spektroskopischen Sensors]
• Wie in 1 und 2 gezeigt, hat der spektroskopische Sensor 1 (optische Filtervorrichtung, Fotodetektorvorrichtung) ein Leitungssubstrat 2, einen Fotodetektor 3, eine Vielzahl von Abstandhaltern 4 und ein Fabry-Perot-Interferenzfilter 10. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 hat einen ersten Spiegelabschnitt 31 und einen zweiten Spiegelabschnitt 41, deren Abstand zueinander variabel ist. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 transmittiert Licht mit einer Wellenlänge, die dem Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 entspricht. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 ist mit einer Öffnung 50a versehen, durch die das Licht entlang einer Zuwendungsrichtung D hindurchtritt, in der der erste Spiegelabschnitt 31 und der zweite Spiegelabschnitt 41 einander zugewandt sind.
• Der Fotodetektor 3 hat einen Lichtempfangsabschnitt 3a, der Licht empfängt, das durch die Öffnung 50a hindurchgetreten ist. Der Lichtempfangsabschnitt 3a ist der Öffnung 50a in der Zuwendungsrichtung D zugewandt. Der Fotodetektor 3 ist zum Beispiel ein Infrarotdetektor. Als der Infrarotdetektor kann ein Quantensensor unter Verwendung von InGaAs oder dergleichen oder ein thermischer Sensor unter Verwendung einer Thermosäule, einem Bolometer oder dergleichen verwendet werden. Wenn ultraviolette (UV), sichtbare und Nah-Infrarot-Bereiche detektiert werden, kann als der Fotodetektor 3 eine Silizium-Photodiode oder dergleichen verwendet werden. Der Fotodetektor 3 kann einen Lichtempfangsabschnitt 3a oder eine Vielzahl von Lichtempfangsabschnitten 3a aufweisen, die in einer Matrix angeordnet sind. Eine Vielzahl von Fotodetektoren 3 kann auf dem Leitungssubstrat 2 montiert sein.
• Der Fotodetektor 3 ist auf dem Leitungssubstrat 2 montiert. Genauer ausgedrückt, ist das Leitungssubstrat 2 mit einem Montageabschnitt 2a, auf dem der Fotodetektor 3 montiert ist, und einer Vielzahl von Elektrodenpads 2b, 2c und 2d versehen. Das Elektrodenpad 2b ist über eine Leitung 2e elektrisch mit dem Montageabschnitt 2a verbunden. Das Leitungssubstrat 2 ist zum Beispiel aus Silizium, Quarz, Glas, Keramik, Plastik, Glas-Epoxid-Material oder dergleichen gefertigt.
• Die Vielzahl von Abstandhaltern 4 (Stützen) ist auf dem Leitungssubstrat 2 befestigt. Die Abstandhalter 4 stützen den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 von der Lichtemissionsseite (der Seite des später beschriebenen zweiten Schichtkörpers 40). Die Abstandhalter 4 sind zum Beispiel aus Silizium, Keramik, Quarz, Glas, Plastik oder dergleichen gefertigt. Der Abstandhalter 4 kann einstückig mit dem Leitungssubstrat 2 ausgebildet sein. In diesem Fall dient ein Bauteil, das durch das Leitungssubstrat 2 und den Abstandhalter 4 gebildet wird, als eine Stütze, die den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 stützt. Der Abstandhalter 4 kann einstückig mit dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 ausgebildet sein. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 kann von einem Abstandhalter 4 getragen werden.
• Der spektroskopische Sensor 1 hat ferner ein CAN-Gehäuse 81 (Gehäuse), das das Leitungssubstrat 2, den Fotodetektor 3, die Vielzahl von Abstandhaltern 4 und den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 aufnimmt. Das CAN-Gehäuse 81 hat einen Zapfen 82 und eine Kappe 83. Der Zapfen 82 und die Kappe 83 sind zum Beispiel aus Metall gefertigt und sind luftdicht miteinander verbunden.
• Die Kappe 83 ist einteilig durch eine Seitenwand 85 und eine obere Wand 86 gebildet. In der oberen Wand 86 ist eine Öffnung 86a ausgebildet. An der inneren Oberfläche der oberen Wand 86 ist ein lichttransmittierendes Bauteil 87 angeordnet, um die Öffnung 86a zu verschließen. Das lichttransmittierende Bauteil 87 erreicht das Innere der Öffnung 86a und die innere Oberfläche der Seitenwand 85 und dichtet die Öffnung 86a hermetisch ab. Von der Zuwendungsrichtung D aus betrachtet, befindet sich der äußere Rand des lichttransmittierenden Bauteils 87 außerhalb des äußeren Randes des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10. Die Lichteinfallsfläche 87a des lichttransmittierenden Bauteils 87 ist an der Öffnung 86a im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche der oberen Wand 86. Das Lichttransmissionsbauteil 87 transmittiert zumindest Licht in dem Messwellenlängenbereich des spektroskopischen Sensors 1. Ein in der Öffnung 86a befindlicher Abschnitt des lichttransmittierenden Bauteils 87 fungiert als ein Lichteinfallsabschnitt 89, der ermöglicht, dass Licht von außen in das CAN-Gehäuse 81 eintritt. Das lichttransmittierende Bauteil 87 ist zum Beispiel aus verschmolzenem Glas gefertigt. An die Lichtemissionsfläche 87b des Lichttransmissionsbauteils 87 ist ein plattenförmiger Bandpassfilter 88 gekoppelt. Der Bandpassfilter 88 transmittiert selektiv Licht im Messwellenlängenbereich des spektroskopischen Sensors 1. Da der äußere Rand des lichttransmittierenden Bauteils 87 sich außerhalb des äußeren Randes des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 befindet, kann die Wärmekapazität des lichttransmittierenden Bauteils 87 und die thermische Verbindungsfläche zwischen dem lichttransmittierenden Bauteil 87 und dem CAN-Gehäuse 81 erhöht werden. Infolgedessen kann die Temperatur des CAN-Gehäuses 81 vergleichmäßigt werden. Die Lichteinfallsfläche 87a des lichttransmittierenden Bauteils 87 kann eine konkave Form aufweisen, die in Bezug auf die Außenfläche der oberen Wand 86 in der Öffnung 86a zu der Seite des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 ausgespart ist.
• Das Leitungssubstrat 2 ist an den Zapfen 82 befestigt. Das heißt, die Abstandhalter 4 stützen den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 auf dem Zapfen 82. Entsprechend ist der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 an den Zapfen 82 in einem Zustand befestigt, in dem er von den Zapfen 82 beanstandet ist. Der Fotodetektor 3 ist in einem Raum angeordnet, der durch die Vielzahl von Abstandhaltern 4 zwischen dem Leitungssubstrat 2 und dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 gebildet ist. Die Elektrodenpads 2b und 2c des Leitungssubstrats 2, die Anschlüsse des Fotodetektors 3 und die Anschlüsse 12A bis 12D des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 sind jeweils über Drähte 8 mit einer Vielzahl von Anschlussstiften 84, die den Zapfen 82 durchdringen, elektrisch verbunden. Infolgedessen werden eine Ein- und eine Ausgabe von elektrischen Signalen zum und von dem Fotodetektor 3 und dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 durchgeführt. Die Details der elektrischen Verbindung jeder Einheit werden nachfolgend beschrieben.
• In dem spektroskopischen Sensor 1, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, wird, wenn Messlicht von außen über den Lichteinfallsabschnitt 89 auf den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 fällt, Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge entsprechend dem Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 durch den ersten Spiegelabschnitt 31 und den zweiten Spiegelabschnitt 41 transmittiert. Das durch den ersten Spiegelabschnitt 31 und den zweiten Spiegelabschnitt 41 transmittierte Licht tritt durch die Öffnung 50a, tritt in den Lichtempfangsabschnitt 3a des Fotodetektors 3 ein und wird von dem Fotodetektor 3 detektiert. In dem spektroskopischen Sensor 1 wird zum Beispiel, während die an dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 angelegte Spannung geändert wird (das heißt, während der Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 geändert wird), das durch den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 transmittierte Licht von dem Fotodetektor 3 detektiert und kann somit das spektroskopische Spektrum erhalten werden.
• [Konfiguration des Fabry-Perot-Interferenzfilters]
• Wie in 3 dargestellt, hat der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 ein Substrat 14. Eine Antireflexionsschicht 15, ein zweiter Schichtkörper 40 (zweiter Strukturkörper), eine Zwischenschicht 16 und ein erster Schichtkörper 30 (erster Strukturkörper) sind in dieser Reihenfolge auf einer Oberfläche 14a des Substrats 14 auf der Lichteinfallsseite gestapelt. Zwischen dem ersten Schichtkörper 30 und dem zweiten Schichtkörper 40 ist durch die rahmenförmige Zwischenschicht 16 ein Luftspalt S gebildet. Das heißt, der erste Schichtkörper 30 und der zweite Schichtkörper 40 sind durch das Substrat 14 gestützt. Genauer ausgedrückt, ist der zweite Schichtkörper 40 über die Antireflexionsschicht 15 auf der Oberfläche 14a des Substrats 14 angeordnet und ist der erste Schichtkörper 30 über die Zwischenschicht 16 auf dem zweiten Schichtkörper 40 angeordnet.
• In dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 fällt das Messlicht von der dem Substrat 14 entgegengesetzten Seite auf den ersten Schichtkörper 30. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 transmittiert Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge in einem Lichttransmissionsbereich 11, der in einem mittleren Abschnitt desselben definiert ist. Der Lichttransmissionsbereich 11 ist zum Beispiel ein zylindrischer Bereich. Das Substrat 14 ist zum Beispiel aus Silizium, Quarz oder Glas gefertigt. Wenn das Substrat 14 aus Silizium gefertigt ist, sind die Antireflexionsschicht 15 und die Zwischenschicht 16 zum Beispiel aus Siliziumoxid gefertigt.
• Der erste Schichtkörper 30 hat eine erste Fläche 30a und eine zweite Fläche 30b, die der ersten Fläche 30a entgegengesetzt ist. Die erste Fläche 30a und die zweite Fläche 30b sind beispielsweise flache Oberflächen, die senkrecht zu der Zuwendungsrichtung D sind. Ein Abschnitt des ersten Schichtkörpers 30, der dem Lichttransmissionsbereich 11 entspricht (ein Abschnitt, der den Lichttransmissionsbereich 11 aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet überlappt), fungiert als der erste Spiegelabschnitt 31. Das heißt, der erste Spiegelabschnitt 31 ist in dem ersten Schichtkörper 30 vorgesehen. Der erste Spiegelabschnitt 31 ist ein beweglicher Spiegel, der in Bezug auf den zweiten Spiegelabschnitt 41 beweglich ist. Beispielsweise ist der erste Schichtkörper 30 gebildet, indem eine Vielzahl von Polysiliziumschichten (Halbleiterschichten) und eine Vielzahl von Siliziumnitridschichten (Halbleiterschichten) abwechselnd, eine nach der anderen, gestapelt werden. Die optische Dicke jeder der Polysiliziumschichten und der Siliziumnitridschichten, die den ersten Spiegelabschnitt 31 bilden, ist vorzugsweise eine ganzzahlige Vielfache von 1/4 der mittleren Transmissionswellenlänge.
• Der zweite Schichtkörper 40 hat eine dritte Fläche 40a, die der ersten Fläche 30a des ersten Schichtkörpers 30 über den Luftspalt S zugewandt ist, und eine vierte Fläche 40b, die der dritten Fläche 40a entgegengesetzt ist. Die dritte Fläche 40a und die vierte Fläche 40b sind beispielsweise flache Oberflächen, die senkrecht zu der Zuwendungsrichtung D sind. Ein Abschnitt des zweiten Schichtkörpers 40, der dem Lichttransmissionsbereich 11 entspricht (ein Abschnitt, der den Lichttransmissionsbereich 11 bei Betrachtung aus der Zuwendungsrichtung D überlappt), fungiert als der zweite Spiegelabschnitt 41. Das heißt, der zweite Spiegelabschnitt 41 ist in dem zweiten Schichtkörper 40 vorgesehen. Der zweite Spiegelabschnitt 41 ist ein fester Spiegel, dessen Position fest ist. Der zweite Spiegelabschnitt 41 ist zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem Substrat 14 angeordnet und ist über den Luftspalt S dem ersten Spiegelabschnitt 31 zugewandt. Beispielsweise ist der zweite Schichtkörper 40 gebildet, indem eine Vielzahl von Polysiliziumschichten und eine Vielzahl von Siliziumnitridschichten eine nach der anderen abwechselnd gestapelt werden. Die optische Dicke jeder der Polysiliziumschichten und der Siliziumnitridschichten, die den zweiten Spiegelabschnitt 41 bilden, ist vorzugsweise eine ganzzahlige Vielfache von 1/4 der mittleren T ransm issionswellen länge.
• In dem ersten Schichtkörper 30 und dem zweiten Schichtkörper 40 kann anstelle der Siliziumnitridschicht eine Siliziumoxidschicht verwendet werden. Als ein Material jeder Schicht, die den ersten Schichtkörper 30 und den zweiten Schichtkörper 40 bildet, kann Titandioxid, Tantaloxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumfluorid, Aluminiumoxid, Calciumfluorid, Silizium, Germanium, Zinksulfid oder dergleichen verwendet werden.
• Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 32 ist in einem Abschnitt des ersten Schichtkörpers 30 ausgebildet, der dem Luftspalt S entspricht (ein Abschnitt, der den Luftspalt S uas der Zuwendungsrichtung D betrachtet überlappt). Die Durchgangslöcher 32 erstrecken sich ausgehend von der zweiten Fläche 30b des ersten Schichtkörpers 30 bis zum Luftspalt S. Die Durchgangslöcher 32 sind derart ausgebildet, dass sie die Funktion des ersten Spiegelabschnitts 31 nicht wesentlich beeinflussen. Die Durchgangslöcher 32 können verwendet werden, um den Luftspalt S durch Entfernen eines Teils der Zwischenschicht 16 durch Ätzen zu bilden.
• Eine erste Antriebselektrode 17 ist in dem ersten Schichtkörper 30 vorgesehen. Die erste Antriebselektrode 17 hat zum Beispiel eine kreisartige Form und überlappt den Luftspalt S, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung D. In diesem Beispiel überlappt die erste Antriebselektrode 17 betrachtet aus der Zuwendungsrichtung D den Lichttransmissionsbereich 11 und bildet den ersten Spiegelabschnitt 31. Die erste Antriebselektrode 17 ist unter der Vielzahl von den ersten Schichtkörper 30 bildenden Schichten in einer Schicht (Polysiliziumschicht) ausgebildet, die in Kontakt mit der Zwischenschicht 16 ist, und ist dem Luftspalt S ausgesetzt. Der Abstand (kürzester Abstand) zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D ist kürzer als der Abstand (kürzester Abstand) zwischen der zweiten Fläche 30b und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D. In diesem Beispiel ist der Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D null und ist der Abstand zwischen der zweiten Fläche 30b und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D gleich der Dicke des ersten Schichtkörpers 30. Der Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D ist kürzer als der Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Fläche 30b in der Zuwendungsrichtung D. Die erste Antriebselektrode 17 ist zum Beispiel ausgebildet, indem die Polysiliziumschicht mit Fremdstoffen dotiert wird, um den Widerstand zu reduzieren. Das heißt, in diesem Beispiel ist die erste Antriebselektrode 17 ein Fremdstoffbereich in der Polysiliziumschicht.
• Der zweite Schichtkörper 40 ist mit einer zweiten Antriebselektrode 18 und einer Kompensationselektrode 19 versehen. Die zweite Antriebselektrode 18 hat zum Beispiel eine kreisartige Form und umgibt den Lichttransmissionsbereich 11 und überlappt den Luftspalt S, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung D. Die zweite Antriebselektrode 18 ist der ersten Antriebselektrode 17 über den Luftspalt S zugewandt. Die zweite Antriebselektrode 18 ist unter der Vielzahl von den zweiten Schichtkörper 40 bildenden Schichten in einer Schicht (Polysiliziumschicht) ausgebildet, die in Kontakt mit der Zwischenschicht 16 ist, und ist dem Luftspalt S ausgesetzt. Der Abstand (kürzester Abstand) zwischen der zweiten Antriebselektrode 18 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D ist kürzer als der Abstand (kürzester Abstand) zwischen der vierten Fläche 40b und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D. In diesem Beispiel ist der Abstand zwischen der zweiten Antriebselektrode 18 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D null und ist der Abstand zwischen der vierten Fläche 40b und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D gleich der Dicke des ersten Schichtkörpers 30. Der Abstand zwischen der zweiten Antriebselektrode 18 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D ist kürzer als der Abstand zwischen der zweiten Antriebselektrode 18 und der vierten Fläche 40b in der Zuwendungsrichtung D. Die zweite Antriebselektrode 18 ist zum Beispiel ausgebildet, indem die Polysiliziumschicht mit Fremdstoffen dotiert wird, um den Widerstand zu reduzieren. Das heißt, in diesem Beispiel ist die zweite Antriebselektrode 18 ein Fremdstoffbereich in der Polysiliziumschicht.
• Die Kompensationselektrode 19 hat zum Beispiel eine kreisartige Form und überlappt den Lichtübertragungsbereich 11, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung D. Die Größe der Kompensationselektrode 19 inkludiert den gesamten Lichtübertragungsbereich 11, kann aber im Wesentlichen gleich der Größe des Lichtübertragungsbereichs 11 sein. Die Kompensationselektrode 19 ist über den Luftspalt S der ersten Antriebselektrode 17 zugewandt. Die Kompensationselektrode 19 ist unter der Vielzahl von den zweiten Schichtkörper 40 bildenden Schichten in einer Schicht (Polysiliziumschicht) ausgebildet, die in Kontakt mit einer Zwischenschicht ist, und ist dem Luftspalt S ausgesetzt. Der Abstand zwischen der Kompensationselektrode 19 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D ist kürzer als der Abstand zwischen der vierten Fläche 40b und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D. Die Kompensationselektrode 19 bildet einen zweiten Spiegelabschnitt 41. Die Kompensationselektrode 19 wird zum Beispiel gebildet, indem die Polysiliziumschicht mit Fremdstoffen dotiert wird, um den Widerstand zu verringern.
• Der erste Schichtkörper 30 ist mit einem ersten Anschluss 12A, einem zweiten Anschluss 12B, einem dritten Anschluss 12C und einem vierten Anschluss 12D versehen. Jeder der Anschlüsse 12A bis 12D ist, aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet, außerhalb des Lichtübertragungsbereichs 11 und des Luftspalts S angeordnet. Jeder der Anschlüsse 12A bis 12D ist aus einem metallischen Film, wie Aluminium oder einer Legierung daraus, gebildet. Der erste Anschluss 12A und der dritte Anschluss 12C liegen einander, aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet, über den Lichtübertragungsbereich 11 hinweg gegenüber und der zweite Anschluss 12B und der vierte Anschluss 12D liegen einander, aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet, über den Lichtübertragungsbereich 11 hinweg gegenüber. Die Richtung, in der der erste Anschluss 12A und der dritte Anschluss 12C einander gegenüberliegen, ist beispielsweise orthogonal zu der Richtung, in der der zweite Anschluss 12B und der vierte Anschluss 12D einander gegenüberliegen (siehe 2).
• Der erste Anschluss 12A und der dritte Anschluss 12C haben die gleiche Konfiguration. Jeder der Anschlüsse 12A und 12C ist in einem Durchgangsloch angeordnet, das sich ausgehend von der zweiten Fläche 30b zu dem zwischenliegenden Abschnitt im ersten Schichtkörper 30 erstreckt. Jeder der Anschlüsse 12A und 12C ist über den Leitungsabschnitt 21 elektrisch mit der ersten Antriebselektrode 17 verbunden und ist über den Leitungsabschnitt 22 elektrisch mit der Kompensationselektrode 19 verbunden. Die Leitungsabschnitte 21 und 22 sind zum Beispiel ausgebildet, indem die Polysiliziumschicht mit Fremdstoffen dotiert wird, um den Widerstand zu verringern.
• Der zweite Anschluss 12B und der vierte Anschluss 12D haben die gleiche Konfiguration. Jeder der Anschlüsse 12B und 12D ist in einem Durchgangsloch angeordnet, das sich ausgehend von der zweiten Fläche 30b des ersten Schichtkörpers 30 bis zu dem zweiten Schichtkörper 40 erstreckt. Die Anschlüsse 12B und 12D sind über den Leitungsabschnitt 23 elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode 18 verbunden. Der Leitungsabschnitt 23 ist zum Beispiel gebildet, indem die Polysiliziumschicht mit Fremdstoffen dotiert wird, um den Widerstand zu verringern.
• Ein Paar von Schlitzen 26 ist an der zweiten Fläche 30b des ersten Schichtkörpers 30 vorgesehen. Jeder Schlitz 26 erstreckt sich ringförmig, um den Anschluss 12B oder 12D zu umgeben. Die Bodenfläche jedes Schlitzes 26 erreicht die Zwischenschicht 16. Jeder Schlitz 26 isoliert den Anschluss 12B oder 12D elektrisch von der ersten Antriebselektrode 17. Der Bereich innerhalb jedes Schlitzes 26 kann ein isolierendes Material oder ein Luftspalt sein.
• Ein Paar von Schlitzen 27 und ein Paar von Schlitzen 28 sind an der dritten Fläche 40a des zweiten Schichtkörpers 40 vorgesehen. Jeder Schlitz 27 erstreckt sich ringförmig, um einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Leitungsabschnitt 22 und dem Anschluss 12A oder 12C zu umgeben. Jeder Schlitz 27 isoliert die zweite Antriebselektrode 18 elektrisch von dem Leitungsabschnitt 22. Der Schlitz 28 erstreckt sich ringförmig entlang des inneren Randes der zweiten Antriebselektrode 18. Der Schlitz 28 isoliert die zweite Antriebselektrode 18 elektrisch von einem Bereich innerhalb der zweiten Antriebselektrode 18. Der Bereich innerhalb jedes Schlitzes 27 und 28 kann ein isolierendes Material oder ein Luftspalt sein.
• Eine Antireflexionsschicht 51, ein dritter Schichtkörper 52, eine Zwischenschicht 53 und ein vierter Schichtkörper 54 sind in dieser Reihenfolge auf einer Oberfläche 14b des Substrats 14 auf der Lichtemissionsseite gestapelt. Die Antireflexionsschicht 51 und die Zwischenschicht 53 haben entsprechend die gleichen Konfigurationen wie die der Antireflexionsschicht 15 und der Zwischenschicht 16. Der dritte Schichtkörper 52 und der vierte Schichtkörper 54 haben entsprechend eine Schichtstruktur, die in Bezug auf das Substrat 14 symmetrisch zu dem zweiten Schichtkörper 40 und zu dem ersten Schichtkörper 30 ist. Die Antireflexionsschicht 51, der dritte Schichtkörper 52, die Zwischenschicht 53 und der vierte Schichtkörper 54 bilden eine spannungsausgleichende Schicht 50. Die spannungsausgleichende Schicht 50 ist an der Lichtemissionsseite des Substrats 14 angeordnet und hat eine Funktion, einen Verzug des Substrats 14 zu unterdrücken.
• Die Spannungsausgleichsschicht 50 ist mit einer Öffnung 50a derart versehen, dass diese den Lichttransmissionsbereich 11 aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet überlappt. Die Öffnung 50a hat beispielsweise im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Größe des Lichttransmissionsbereichs 11. Die Öffnung 50a ist zu der Lichtemissionsseite hin offen. Die Bodenfläche der Öffnung 50a erreicht die Antireflexionsschicht 51. An der Oberfläche 50b der Spannungsausgleichsschicht 50 ist an der Lichtemissionsseite eine Lichtabschirmungsschicht 29 gebildet. Die Lichtabschirmungsschicht 29 ist beispielsweise aus einem Metallfilm, wie Aluminium oder einer Legierung daraus, gefertigt.
• In dem wie vorstehend beschriebenen konfigurierten Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 wird beispielsweise, wenn zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 über den ersten Anschluss 12A und den zweiten Anschluss 12B eine Spannung angelegt wird, eine der Spannung (Potentialdifferenz) entsprechende elektrostatische Kraft zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 erzeugt. Der erste Spiegelabschnitt 31 wird durch die elektrostatische Kraft zu dem an dem Substrat 14 befestigten zweiten Spiegelabschnitt 41 hin angezogen, um den Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 anzupassen.
• Die Wellenlänge von durch den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 übertragenen Licht hängt von dem Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 im Lichtübertragungsbereich 11 ab. Durch ein Anpassen der Spannung, die zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 angelegt ist, kann somit die Wellenlänge des transmittierten Lichts angemessen gewählt werden. Die Kompensationselektrode 19 hat zu diesem Zeitpunkt das gleiche Potential wie die erste Antriebselektrode 17. Die Kompensationselektrode 19 dient somit dazu, den ersten Spiegelabschnitt 31 und den zweiten Spiegelabschnitt 41 im Lichtübertragungsbereich 11 flach zu halten.
• [Konfiguration eines spektroskopischen Sensors]
• 4 ist eine Draufsicht auf den spektroskopischen Sensor 1. 5(a) ist eine Seitenansicht des spektroskopischen Sensors 1, betrachtet aus der Richtung eines Pfeils A aus 4, und 5(b) ist eine Seitenansicht des spektroskopischen Sensors 1, betrachtet aus der Richtung eines Pfeils B aus 4. In 4 bis 5(b) ist die Kappe 83 nicht dargestellt.
• Wie in 4 bis 5(b) gezeigt, hat der spektroskopische Sensor 1 ferner eine Widerstandsmesseinheit 60. Die Widerstandsmesseinheit 60 ist elektrisch mit dem ersten Anschluss 12A und dem dritten Anschluss 12C verbunden und misst den Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17. Die Widerstandsmesseinheit 60 ist zum Beispiel eine Schaltung zur Widerstandsmessung (Widerstandsmessgerät). Die Widerstandsmesseinheit 60 misst den Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17, indem sie zum Beispiel eine Spannung an die erste Antriebselektrode 17 anlegt und einen Strom detektiert, der während des Anlegens der Spannung durch die erste Antriebselektrode 17 fließt. Die Widerstandsmesseinheit 60 ist in dem CAN-Gehäuse 81 angeordnet. Die Widerstandsmesseinheit 60 ist zum Beispiel an dem Zapfen 82 angeordnet und befindet sich zwischen dem Leitungssubstrat 2 und dem Anschlussstift 84.
• Die elektrische Verbindung jedes Teils in dem spektroskopischen Sensor 1 ist beispielsweise wie folgt. In diesem Beispiel ist der Zapfen 82 mit acht Anschlussstiften 84 (externe Anschlüsse) versehen, die entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind. Das Elektrodenpad 2b des Leitungssubstrats 2 ist über einen Draht 8 (Leitung) mit dem Anschlussstift 84 verbunden. Somit ist der Anschluss an der Rückseite des Fotodetektors 3 mit dem Anschlussstift 84 verbunden. Das Elektrodenpad 2c des Leitungssubstrats 2 ist über den Draht 8 mit dem Anschlussstift 84 verbunden. Somit ist der Anschluss an der Vorderseite des Fotodetektors 3 mit dem Anschlussstift 84 verbunden. Der Anschlussstift 84, der mit dem Anschluss an der Vorderseite des Fotodetektors 3 verbunden ist, ist benachbart zu dem Anschlussstift 84, der mit dem Anschluss an der Rückseite des Fotodetektors 3 verbunden ist.
• Der erste Anschluss 12A ist über einen Draht 8 mit einem Anschlussstift 84 (erster externer Anschluss) verbunden. Der zweite Anschluss 12B ist über einen Draht 8 mit einem Anschlussstift 84 (zweiter externer Anschluss) verbunden. Der Anschlussstift 84, mit dem der erste Anschluss 12A verbunden ist, ist dem Anschlussstift 84, mit dem der zweite Anschluss 12B verbunden ist, in Bezug auf den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 entgegengesetzt angeordnet. Der Anschlussstift 84, mit dem der erste Anschluss 12A verbunden ist, ist benachbart zu dem Anschlussstift 84, mit dem der Anschluss an der Rückseite des Fotodetektors 3 verbunden ist, und der Anschlussstift 84, mit dem der zweite Anschluss 12B verbunden ist, ist benachbart zu dem Anschlussstift 84, mit dem der Anschluss an der Vorderseite des Fotodetektors 3 verbunden ist. Einer der Vielzahl von Anschlussstiften 84 ist über einen Draht 8 mit dem Zapfen 82 verbunden.
• Die Widerstandsmesseinheit 60 hat ein Paar von ersten Elektroden 60a und eine Vielzahl (in diesem Beispiel drei) von zweiten Elektroden 60b. Eine der ersten Elektroden 60a ist über einen Draht 8 mit dem ersten Anschluss 12A verbunden. Die andere der ersten Elektroden 60a ist über einen Draht 8 mit dem dritten Anschluss 12C verbunden. Entsprechend kann die Widerstandsmesseinheit 60 über den ersten Anschluss 12A und den dritten Anschluss 12C in die und aus der erste/n Antriebselektrode 17 ein elektrisches Signal eingeben und ausgeben. Jede der Vielzahl von zweiten Elektroden 60b ist über einen Draht 8 mit einem Anschlussstift 84 verbunden. Die Widerstandsmesseinheit 60 kann infolgedessen zum Beispiel ein elektrisches Signal von und nach außen eingeben und ausgeben und kann ein Messergebnis nach außen ausgeben.
• [Funktionen und Effekte]
• Durch Anlegen einer Antriebsspannung zwischen dem ersten Anschluss 12A und dem zweiten Anschluss 12B über die Anschlussstifte 84 wird in dem spektroskopischen Sensor 1 eine Potentialdifferenz zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 erzeugt und kann der Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 angepasst werden. In dem spektroskopischen Sensor 1 wird der Widerstandswert der in dem ersten Schichtkörper 30 vorgesehenen ersten Antriebselektrode 17 durch die Widerstandsmesseinheit 60 gemessen. Da sich der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 entsprechend der Temperatur ändert, kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 basierend auf dem gemessenen Widerstandswert detektiert (erfasst) werden. Die Detektion der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 basierend auf dem gemessenen Widerstandswert wird zum Beispiel durch eine Steuerungseinheit durchgeführt. Die Steuerungseinheit kann zum Beispiel durch einen Computer mit einem Prozessor (CPU), einem RAM und einem ROM, die Aufzeichnungsmedien sind, konfiguriert sein. Die Steuerungseinheit kann in dem spektroskopischen Sensor 1 bereitgestellt sein oder kann außerhalb des spektroskopischen Sensors 1 angeordnet sein. Die Steuerungseinheit passt die Antriebsspannung, die zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 angelegt ist, basierend auf der detektierten Temperatur an. Dies ermöglicht es, eine hohe Wellenlängengenauigkeit zu erreichen, selbst wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Die Anpassung der Antriebsspannung basierend auf der detektierten Temperatur wird zum Beispiel durchgeführt, bevor der Antrieb des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 gestartet wird. Die Steuerungseinheit kann die Antriebsspannung basierend auf dem gemessenen Widerstandswert unmittelbar anpassen, ohne die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 basierend auf dem gemessenen Widerstandswert zu detektieren. Nachfolgend wird der Zusammenhang zwischen den Widerstandswerten der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 und der Temperatur unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben.
• 6(a) ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 zeigt, und 6(b) ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und dem Widerstandswert der zweiten Antriebselektrode 18 zeigt. Die beiden Linien, die in jeder der 6(a) und 6(b) dargestellt sind, zeigen Messergebnisse für verschiedene Proben. Die Messung wurde in einem Zustand durchgeführt, in dem keine Antriebsspannung zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 angelegt war. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 war in einer thermostatischen Kammer angeordnet, und die eingestellte Temperatur der thermostatischen Kammer wurde als die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 betrachtet. Aus 6(a) ist ersichtlich, dass es zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 eine Korrespondenzbeziehung gibt. Aus 6(b) ist ersichtlich, dass es eine Korrespondenzbeziehung zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und dem Widerstandswert der zweiten Antriebselektrode 18 gibt. Das heißt, wenn die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 steigt, sinken die Widerstandswerte der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18, und wenn die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 sinkt, steigen die Widerstandswerte der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18. Somit kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 basierend auf dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 oder dem Widerstandswert der zweiten Antriebselektrode 18 erfasst werden.
• 7 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 zeigt. Ein Bezugszeichen 71 bezeichnet eine zeitliche Änderung des Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode 17. Ein Bezugszeichen 72 bezeichnet eine zeitliche Änderung der Umgebungstemperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10. Dabei ist der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 in einer thermostatischen Kammer angeordnet und wird die Temperatur in der thermostatischen Kammer, die durch ein in der thermostatischen Kammer installiertes Temperaturüberwachungsgerät gemessen wird, als die Umgebungstemperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 eingestellt. Ein Bezugszeichen 73 bezeichnet eine zeitliche Änderung der Temperatur, die von dem an dem Leitungssubstrat 2 angeordneten Thermistor detektiert wird. Aus 7 ist ersichtlich, dass die von dem Thermistor detektierte Temperatur sich im Wesentlichen gleich zu der Umgebungstemperatur ändert. Es ist zudem ersichtlich, dass die Änderung des Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode 17 der Änderung der Umgebungstemperatur entspricht. Das heißt, wenn die Umgebungstemperatur steigt, sinkt der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17, und wenn die Umgebungstemperatur sinkt, steigt der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17. Folglich kann basierend auf dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 so genau erfasst werden wie im Falle einer Verwendung des Thermistors.
• Darüber hinaus überlappt in dem spektroskopischen Sensor 1, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung D, die erste Antriebselektrode 17 den Luftspalt S und ist der Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D kürzer als der Abstand zwischen der zweiten Fläche 30b und dem Luftspalt S in der Zuwendungsrichtung D. Die Transmissionswellenlänge des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 wird durch die Dicke des Luftspaltes S (in anderen Worten ausgedrückt, den Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41) bestimmt. Folglich kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 durch eine Verwendung des Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode 17, die in der Nähe des Luftspaltes S angeordnet ist, genau erfasst werden. Da die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 basierend auf dem Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 erfasst werden kann, ist es in dem spektroskopischen Sensor 1 ferner nicht notwendig, einen Temperatursensor, eine Leitung desselben und dergleichen vorzusehen, wie in dem vorstehend beschriebenen verwandten Stand der Technik. Infolgedessen ist es möglich, die Größe des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 zu reduzieren und die Kosten zu senken. Folglich kann gemäß dem spektroskopischen Sensor 1 die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genau erfasst werden und kann die Größe des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 reduziert werden. Da die erste Antriebselektrode 17 eine geringere Wärmekapazität als die des im vorstehend beschriebenen verwandten Stand der Technik verwendeten Thermistors hat, ist ferner das thermische Ansprechen schnell. Folglich kann in dem spektroskopischen Sensor 1 die genaue Temperatur in einer kurzen Zeit erfasst werden und kann die Anpassung der Antriebsspannung basierend auf der Temperatur genau durchgeführt werden.
• In dem spektroskopischen Sensor 1 ist die erste Antriebselektrode 17 ein Fremdstoffbereich in der Polysiliziumschicht, die den ersten Schichtkörper 30 bildet. Da die erste Antriebselektrode 17 durch die Halbleiterschicht konfiguriert ist, in der die Änderung des Widerstandswertes entsprechend der Temperatur groß ist, ist es entsprechend möglich, die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genauer zu erfassen. Darüber hinaus kann der Grad an Freiheit im Design, um zumindest eine der Anordnung und Eigenheiten der ersten Antriebselektrode 17 zu ändern, verbessert werden.
• In dem spektroskopischen Sensor 1 überlappt die erste Antriebselektrode 17, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung D, den Lichttransmissionsbereich 11 und bildet den ersten Spiegelabschnitt 31. Infolgedessen kann die erste Antriebselektrode 17 nahe dem Luftspalt S zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 angeordnet sein und kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genauer erfasst werden.
• In dem spektroskopischen Sensor 1 ist die erste Antriebselektrode 17 dem Luftspalt S ausgesetzt. Infolgedessen kann die erste Antriebselektrode 17 näher an dem Luftspalt S angeordnet sein und kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genauer erfasst werden.
• In dem spektroskopischen Sensor 1 sind der erste Anschluss 12A und der dritte Anschluss 12C in dem ersten Schichtkörper 30 derart bereitgestellt, dass sie einander aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet mit dem dazwischenliegenden Lichttransmissionsbereich 11 gegenüberliegen. Entsprechend kann der Abstand zwischen dem ersten Anschluss 12A und dem dritten Anschluss 12C über die erste Antriebselektrode 17 vergrößert werden und kann die Änderung des Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode 17 entsprechend der Temperatur vergrößert werden. Infolgedessen kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genauer erfasst werden.
• In dem spektroskopischen Sensor 1 ist der erste Spiegelabschnitt 31 ein beweglicher Spiegel, der in Bezug auf den zweiten Spiegelabschnitt 41 beweglich ist, und ist der zweite Spiegelabschnitt 41 ein fester Spiegel, dessen Position fest ist. Somit kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genauer erfasst werden.
• In dem spektroskopischen Sensor 1 ist die Widerstandsmesseinheit 60 in dem CAN-Gehäuse 81 angeordnet. Somit kann die Größe des spektroskopischen Sensors 1 reduziert werden. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 ist in einem Zustand an dem Zapfen 82 befestigt, in dem er vom Zapfen 82 getrennt ist. Entsprechend ist es möglich, den Einfluss von Hitze auf den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 über die Zapfen 82 zu unterdrücken.
• In dem spektroskopischen Sensor 1 sind sowohl die erste Antriebselektrode 17 als auch die Kompensationselektrode 19 dem Luftspalt S ausgesetzt. Somit kann die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genauer erfasst werden. Der spektroskopische Sensor 1 hat einen Anschlussstift 84 (erster externer Anschluss), der elektrisch mit dem ersten Anschluss 12A verbunden ist, und einen Anschlussstift 84 (zweiter externer Anschluss), der elektrisch mit dem zweiten Anschluss 12B verbunden ist. Durch ein Anlegen einer Antriebsspannung zwischen den Anschlussstiften 84 kann somit eine elektrostatische Kraft zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 erzeugt werden.
• [Modifikation]
• Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann der spektroskopische Sensor 1 wie in den ersten bis dritten Modifikationen, die in 8(a) bis 8(c) gezeigt sind, konfiguriert sein. In den ersten bis dritten Modifikationen ist die Widerstandsmesseinheit 60 außerhalb des CAN-Gehäuses 81 angeordnet.
• Die elektrische Verbindung von jedem Teil in der ersten Modifikation ist zum Beispiel wie folgt. Der erste Anschluss 12A ist über einen Draht 8 mit einem Anschlussstift 84 (erster externer Anschluss) verbunden. Der zweite Anschluss 12B ist nicht mit dem Anschlussstifts 84 verbunden und der vierte Anschluss 12D ist über den Draht 8 mit einem Anschlussstift 84 (zweiter externer Anschluss) verbunden. In diesem Fall kann der vierte Anschluss 12D als der zweite Anschluss betrachtet werden. Der dritte Anschluss 12C ist über einen Draht 8 mit einem Anschlussstift 84 (dritter externer Anschluss) verbunden. Zwei der Vielzahl von Anschlussstiften 84 sind über Drähte 8 mit den Zapfen 82 verbunden. Die mit dem ersten Anschluss 12A und dem dritten Anschluss 12C verbundenen Anschlussstifte 84 sind mit der Widerstandsmesseinheit 60 außerhalb des CAN-Gehäuses 81 verbunden. Der mit dem Zapfen 82 verbundene Anschlussstift 84 befindet sich zwischen dem Anschlussstift 84, der mit dem ersten Anschluss 12A verbunden ist, und dem Anschlussstift 84, der mit dem Anschluss auf der Rückseite des Fotodetektors 3 verbunden ist, und der mit dem Zapfen 82 verbundene Anschlussstift 84 befindet sich zwischen dem Anschlussstift 84, der mit dem dritten Anschluss 12C verbunden ist, und dem Anschlussstift 84, der mit dem Anschluss auf der Vorderseite des Fotodetektors 3 verbunden ist. Somit kann der mit dem Fotodetektor 3 verbundene Anschlussstift 84 entfernt von den Anschlussstiften 84 angeordnet sein, die mit dem ersten Anschluss 12A und dem dritten Anschluss 12C verbunden sind. Infolgedessen ist es möglich, eine Situation zu unterdrücken, in der ein Rauschen in dem Ausgangssignal des Fotodetektors 3 aufgrund von Verschmutzung oder dergleichen an den Zapfen 82 erzeugt wird.
• In der ersten Modifikation wird durch ein Anlegen einer Antriebsspannung zwischen dem ersten Anschluss 12A und dem zweiten Anschluss 12D über die Anschlussstifte 84 eine Potentialdifferenz zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der vierten Antriebselektrode 18 erzeugt und kann der Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 angepasst werden. Der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 kann über die Anschlussstifte 84, den ersten Anschluss 12A und den dritten Anschluss 12C gemessen werden. Folglich kann, ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genau erfasst werden und kann das Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 verkleinert werden. Da die Widerstandsmesseinheit 60 außerhalb des CAN-Gehäuses 81 angeordnet ist, kann darüber hinaus das CAN-Gehäuse 81 verkleinert werden.
• In der zweiten Modifikation ist der Anschlussstift 84, mit dem der erste Anschluss 12A verbunden ist, benachbart zu dem Anschlussstift 84, mit dem der Anschluss auf der Rückseite des Fotodetektors 3 verbunden ist. In der dritten Modifikation ist der Anschlussstift 84, mit dem der erste Anschluss 12A verbunden ist, benachbart zu dem Anschlussstift 84, mit dem der Anschluss an der Rückseite des Fotodetektors 3 verbunden ist, und ist der Anschlussstift 84, mit dem der zweite Anschluss 12B verbunden ist, benachbart zu dem Anschlussstift 84, mit dem der Anschluss an der Vorderseite des Fotodetektors 3 verbunden ist. Gemäß der zweiten Modifikation und der dritten Modifikation ist es, ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, möglich, die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genau zu erfassen und den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 zu verkleinern.
• In der vorstehenden Ausführungsform und den ersten bis dritten Modifikationen ist die Konfiguration des spektroskopischen Sensors 1 nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Beispielsweise sind die Verbindungsposition des Drahts 8, die Anzahl, Anordnung und Verwendung der Anschlussstifte 84, die Formen des CAN-Gehäuses 81 und des Leitungssubstrats 2, die Form und Anordnung des Elektrodenpads im Leitungssubstrat 2, die Verbindungsweise des Fotodetektors 3 mit den Anschlussstiften 84, die Form und Anordnung der Widerstandsmesseinheit 60 sowie der Winkel und die Anordnung des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und des Leitungssubstrats 2 zu dem Zapfen 82 nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Die Vielzahl von Anschlussstiften 84 kann den Anschlussstift 84, der über den Draht 8 mit dem Zapfen 82 verbunden ist, nicht aufweisen. Die Vielzahl von Anschlussstiften 84 kann einen Anschlussstift 84 aufweisen, der unmittelbar mit dem Zapfen 82 verbunden ist. In der Ausführungsform und den ersten bis dritten Modifikationen kann der nicht mit einem Element verbundene Anschlussstift 84 weggelassen werden.
• Die Widerstandsmesseinheit 60 kann den Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 messen, indem sie einen Strom (zum Beispiel einen festen Strom von etwa 1 mA) an die erste Antriebselektrode 17 anlegt und die an der ersten Antriebselektrode 17 angelegte Spannung während des Anlegens des Stroms detektiert, anstatt den durch die erste Antriebselektrode 17 fließenden Strom während des Anlegens der Spannung zu detektieren. Eine solche Konfiguration ist besonders effektiv, wenn zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 eine Stromleckage auftritt.
• In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Widerstandsmesseinheit 60 elektrisch mit dem ersten Anschluss 12A und dem dritten Anschluss 12C verbunden und misst den Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17. Alternativ oder zusätzlich kann die Widerstandsmesseinheit 60 mit dem zweiten Anschluss 12B und dem vierten Anschluss 12D elektrisch verbunden sein und den Widerstandswert der zweiten Antriebselektrode 18 messen. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 6(b) beschrieben, kann in diesem Fall die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 basierend auf dem Widerstandswert der zweiten Antriebselektrode 18 erfasst werden. In diesem Fall können der erste Schichtkörper 30, der zweite Schichtkörper 40, der erste Spiegelabschnitt 31, der zweite Spiegelabschnitt 41, die erste Antriebselektrode 17, die zweite Antriebselektrode 18, der erste Anschluss 12A, der zweite Anschluss 12B, und der vierte Anschluss 12D entsprechend als dem zweiten Strukturkörper, dem ersten Strukturkörper, dem zweiten Spiegelabschnitt, dem ersten Spiegelabschnitt, der zweiten Antriebselektrode, der ersten Antriebselektrode, dem zweiten Anschluss, dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss entsprechend angesehen werden und kann die Widerstandsmesseinheit 60 angesehen werden, dass sie den Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode misst. In diesem Fall ist der erste Spiegelabschnitt ein fester Spiegel und ist der zweite Spiegelabschnitt ein beweglicher Spiegel. Das heißt, es ist ausreichend, dass der relative Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt anpassbar ist und kann entweder der erste Spiegelabschnitt oder der zweite Spiegelabschnitt ein beweglicher Spiegel sein. Wenn der Widerstandswert der zweiten Antriebselektrode 18 in der ersten Modifikation gemessen wird, ist zum Beispiel der zweite Anschluss 12B mit dem Anschlussstift 84 verbunden. Wenn der Widerstandswert der ersten Antriebselektrode 17 nicht gemessen wird, kann nur einer von dem ersten Anschluss 12A und dem dritten Anschluss 12C mit dem Anschlussstift 84 verbunden sein.
• In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die erste Antriebselektrode 17 den ersten Spiegelabschnitt 31 nicht bilden. Die erste Antriebselektrode 17 kann angeordnet sein, um den Lichttransmissionsbereich 11 zu umgeben. Die erste Antriebselektrode 17 kann ein metallischer Film sein, der an der ersten Fläche 30a des ersten Schichtkörpers 30 (erster Strukturkörper) angeordnet ist. Gleichermaßen kann die zweite Antriebselektrode 18 ein metallischer Film sein, der an der dritten Fläche 40a des zweiten Schichtkörpers 40 (zweiter Strukturkörper) angeordnet ist. In diesem Fall können der erste Strukturkörper und der zweite Strukturkörper nicht ein Schichtkörper sein und können beispielsweise ein Substrat sein. In der vorstehenden Ausführungsform wird die elektrostatische Kraft zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 durch ein Anlegen der Spannung erzeugt, die elektrostatische Kraft kann jedoch zwischen der ersten Antriebselektrode 17 und der zweiten Antriebselektrode 18 durch ein Anlegen des Stroms erzeugt werden.
• Die erste Antriebselektrode 17 kann einen Abschnitt aufweisen, der den Luftspalt S aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet nicht überlappt, und zumindest ein Abschnitt der ersten Antriebselektrode 17 kann den Luftspalt S aus der Zuwendungsrichtung D betrachtet überlappen. Die erste Antriebselektrode 17 kann unter der Vielzahl von Schichten, die den ersten Schichtkörper 30 bilden, in einer Zwischenschicht (Polysiliziumschicht) ausgebildet sein und kann dem Luftspalt S nicht ausgesetzt sein. Die zweite Antriebselektrode 18 kann unter der Vielzahl von Schichten, die den zweiten Schichtkörper 40 bilden, in einer Zwischenschicht (Polysiliziumschicht) ausgebildet sein und kann dem Luftspalt S nicht ausgesetzt sein. Eine weitere Schicht kann zwischen dem ersten Spiegelabschnitt 31 und dem zweiten Spiegelabschnitt 41 angeordnet sein. Das heißt, der Ausdruck „bestimmte Elemente sind einander über einen Luftspalt zugewandt“ schließt nicht nur einen Fall ein, in dem die Elemente einander direkt zugewandt sind, sondern auch den Fall, in dem die Elemente einander über den Luftspalt S in einem Zustand zugewandt sind, in dem eine weitere Schicht dazwischen angeordnet ist. Die erste Antriebselektrode 17 und die Kompensationselektrode 19 können zwischen dem ersten Anschluss 12A und dem dritten Anschluss 12C parallelgeschaltet sein. Das Substrat 14 und/oder die Kompensationselektrode 19 können weggelassen werden. Der Fotodetektor 3 kann außerhalb des CAN-Gehäuses 81 angeordnet sein. In diesem Fall kann beispielsweise eine lichtemittierende Einheit im CAN-Gehäuse 81 vorgesehen sein und kann von der lichtemittierenden Einheit emittiertes Licht von dem Fotodetektor 3 detektiert werden. In diesem Fall kann die Konfiguration, die durch ein Entfernen des Fotodetektors 3 von dem spektroskopischen Sensor 1 erhalten wird, als eine optische Filtervorrichtung betrachtet werden.
• Bezugszeichenliste

1:

spektroskopischer Sensor (optische Filtervorrichtung),

3:

Fotodetektor,

10:

Fabry-Perot-Interferenzfilter,

12A:

erster Anschluss

12B:

zweiter Anschluss,

12C:

dritter Anschluss,

17:

erste Antriebselektrode,

18:

zweite Antriebselektrode,

30:

erster Schichtkörper (erster Strukturkörper),

30a:

erste Fläche,

30b:

zweite Fläche,

31:

erster Spiegelabschnitt,

40:

zweiter Schichtkörper (zweiter Strukturkörper),

40a:

dritte Fläche,

41:

zweiter Spiegelabschnitt,

60:

Widerstandsmesseinheit,

81:

CAN-Gehäuse,

82:

Zapfen,

83:

Kappe,

84:

Anschlussstift (erster externer Anschluss, zweiter externer Anschluss, dritter externer Anschluss),

89:

Lichteinfallsabschnitt,

D:

Zuwendungsrichtung,

S:

Luftspalt.

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2012113133 A [0004]

Claims (19)

1. Optische Filtervorrichtung mit: einem Fabry-Perot-Interferenzfilter; und einer Widerstandsmesseinheit, die elektrisch mit dem Fabry-Perot-Interferenzfilter verbunden ist, wobei der Fabry-Perot-Interferenzfilter Folgendes aufweist: einen ersten Strukturkörper mit einer ersten Fläche und einer der ersten Fläche entgegengesetzten zweiten Fläche; einen zweiten Strukturkörper mit einer dritten Fläche, die der ersten Fläche über einen Luftspalt zugewandt ist; einen ersten Spiegelabschnitt, der an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist; einen zweiten Spiegelabschnitt, der an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass er dem ersten Spiegelabschnitt über den Luftspalt zugewandt ist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt in einem Lichtübertragungsbereich eingestellt ist; eine erste Antriebselektrode, die am ersten Strukturkörper vorgesehen ist; eine zweite Antriebselektrode, die an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass sie der ersten Antriebselektrode über den Luftspalt zugewandt ist; einen ersten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist; einen zweiten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode verbunden ist; und einen dritten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist, wobei die erste Antriebselektrode den Luftspalt, betrachtet aus Zuwendungsrichtung, in der die erste Fläche und die dritte Fläche einander zugewandt sind, überlappt, ein Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung kürzer ist als ein Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung, und die Widerstandsmesseinheit elektrisch mit dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss verbunden ist und einen Widerstandswert der ersten Antriebselektrode misst.
2. Optische Filtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Strukturkörper ein Schichtkörper ist, und die erste Antriebselektrode ein Fremdstoffbereich in einer Halbleiterschicht ist, die den Schichtkörper bildet.
3. Optische Filtervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Antriebselektrode den Lichttransmissionsbereich, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung, überlappt und den ersten Spiegelabschnitt bildet.
4. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Antriebselektrode dem Luftspalt ausgesetzt ist.
5. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Anschluss und der dritte Anschluss an dem ersten Strukturkörper derart vorgesehen sind, dass sie einander mit dem dazwischen angeordneten Lichttransmissionsbereich, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung, gegenüberliegen.
6. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Spiegelabschnitt ein beweglicher Spiegel ist, der in Bezug auf den zweiten Spiegelabschnitt beweglich ist, und der zweite Spiegelabschnitt ein fester Spiegel ist, dessen Position fest ist.
7. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Gehäuse, das den Fabry-Perot-Interferenzfilter aufnimmt, wobei die Widerstandsmesseinheit in dem Gehäuse angeordnet ist.
8. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einem Gehäuse, das den Fabry-Perot-Interferenzfilter aufnimmt, wobei das Gehäuse einen Zapfen und eine Kappe aufweist, die mit einem Lichteinfallsabschnitt versehen ist, und der Fabry-Perot-Interferenzfilter an dem Zapfen in einem von dem Zapfen beabstandeten Zustand befestigt ist.
9. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit: einem ersten externen Anschluss, der elektrisch mit dem ersten Anschluss verbunden ist; und einem zweiten externen Anschluss, der elektrisch mit dem zweiten Anschluss verbunden ist.
10. Optische Filtervorrichtung mit: einem Fabry-Perot-Interferenzfilter; und einem ersten externen Anschluss, einen zweiten externen Anschluss und einen dritten externen Anschluss, die elektrisch mit dem Fabry-Perot-Interferenzfilter verbunden sind, wobei der Fabry-Perot-Interferenzfilter Folgendes aufweist: einen ersten Strukturkörper mit einer ersten Fläche und einer der ersten Fläche entgegengesetzten zweiten Fläche; einen zweiten Strukturkörper mit einer dritten Fläche, die der ersten Fläche über einen Luftspalt zugewandt ist; einen ersten Spiegelabschnitt, der an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist; einen zweiten Spiegelabschnitt, der an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass er dem ersten Spiegelabschnitt über den Luftspalt zugewandt ist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt in einem Lichtübertragungsbereich eingestellt ist; eine erste Antriebselektrode, die am ersten Strukturkörper vorgesehen ist; eine zweite Antriebselektrode, die an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass sie der ersten Antriebselektrode über den Luftspalt zugewandt ist; einen ersten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist; einen zweiten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode verbunden ist; und einen dritten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist, wobei die erste Antriebselektrode den Luftspalt, betrachtet aus Zuwendungsrichtung, in der die erste Fläche und die dritte Fläche einander zugewandt sind, überlappt, ein Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung kürzer ist als ein Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung, der erste externe Anschluss elektrisch mit dem ersten Anschluss verbunden ist, der zweite externe Anschluss elektrisch mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, und der dritte externe Anschluss mit dem dritten Anschluss elektrisch verbunden ist.
11. Optische Filtervorrichtung nach Anspruch 10, wobei der erste Strukturkörper ein Schichtkörper ist, und die erste Antriebselektrode ein Fremdstoffbereich in einer Halbleiterschicht ist, die den Schichtkörper bildet.
12. Optische Filtervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die erste Antriebselektrode den Lichttransmissionsbereich, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung, überlappt und den ersten Spiegelabschnitt bildet.
13. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die erste Antriebselektrode dem Luftspalt ausgesetzt ist.
14. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der erste Anschluss und der dritte Anschluss an dem ersten Strukturkörper derart vorgesehen sind, dass sie einander mit dem dazwischen angeordneten Lichttransmissionsbereich, betrachtet aus der Zuwendungsrichtung, gegenüberliegen.
15. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der erste Spiegelabschnitt ein beweglicher Spiegel ist, der in Bezug auf den zweiten Spiegelabschnitt beweglich ist, und der zweite Spiegelabschnitt ein fester Spiegel ist, dessen Position fest ist.
16. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, ferner mit einer Widerstandsmesseinheit, die elektrisch mit dem ersten externen Anschluss und dem dritten externen Anschluss verbunden ist und einen Widerstandswert der ersten Antriebselektrode über den ersten Anschluss und den dritten Anschluss misst.
17. Optische Filtervorrichtung nach Anspruch 16, ferner mit einem Gehäuse, das den Fabry-Perot-Interferenzfilter aufnimmt, wobei die Widerstandsmesseinheit außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
18. Optische Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, ferner mit einem Gehäuse, das den Fabry-Perot-Interferenzfilter aufnimmt, wobei das Gehäuse einen Zapfen und eine Kappe aufweist, die mit einem Lichteinfallsabschnitt versehen ist, und der Fabry-Perot-Interferenzfilter an dem Zapfen in einem von dem Zapfen beabstandeten Zustand befestigt ist.
19. Verfahren zum Steuern einer optischen Filtervorrichtung mit einem Fabry-Perot-Interferenzfilter, wobei der Fabry-Perot-Interferenzfilter Folgendes aufweist: einen ersten Strukturkörper mit einer ersten Fläche und einer der ersten Fläche entgegengesetzten zweiten Fläche; einen zweiten Strukturkörper mit einer dritten Fläche, die der ersten Fläche über einen Luftspalt zugewandt ist; einen ersten Spiegelabschnitt, der an dem ersten Strukturkörper vorgesehen ist; einen zweiten Spiegelabschnitt, der an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass er dem ersten Spiegelabschnitt über den Luftspalt zugewandt ist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Spiegelabschnitt und dem zweiten Spiegelabschnitt in einem Lichtübertragungsbereich eingestellt ist; eine erste Antriebselektrode, die am ersten Strukturkörper vorgesehen ist; eine zweite Antriebselektrode, die an dem zweiten Strukturkörper derart vorgesehen ist, dass sie der ersten Antriebselektrode über den Luftspalt zugewandt ist; einen ersten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist; einen zweiten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Antriebselektrode verbunden ist; und einen dritten Anschluss, der elektrisch mit der ersten Antriebselektrode verbunden ist, wobei die erste Antriebselektrode den Luftspalt, betrachtet aus Zuwendungsrichtung, in der die erste Fläche und die dritte Fläche einander zugewandt sind, überlappt, und ein Abstand zwischen der ersten Antriebselektrode und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung kürzer ist als ein Abstand zwischen der zweiten Fläche und dem Luftspalt in der Zuwendungsrichtung, wobei das Verfahren zum Steuern der optischen Filtervorrichtung Folgendes aufweist: einen ersten Schritt eines Messens eines Widerstandswertes der ersten Antriebselektrode über den ersten Anschluss und den dritten Anschluss; und einen zweiten Schritt eines Anpassens einer Spannung oder eines Stroms, die bzw. der zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angelegt ist, basierend auf dem im ersten Schritt gemessenen Widerstandswert.

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