JP2005106753A - 分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の波長の光を選択的に出力する波長可変フィルタ1と、波長可変フィルタ1から出力され、被測定物を透過または反射した光を受光するPD421とを有する分析装置4であって、波長可変フィルタ1は、光透過性を有する、可動部31を備える第1の基板3および第1の基板3に対向する第2の基板20と、可動部31と第2の基板20との間に設けられた第1のギャップ21および第2のギャップ22と、可動部31と第2の基板20との間において、第2のギャップ22を介して干渉を生じさせる干渉部と、第1のギャップ21を利用し、可動部31を第2の基板20に対して変位させることにより、第2のギャップ22の間隔を変更する駆動部とを備える。
【選択図】図8
Description
この分析装置の物質(被測定物)に光(赤外線)を照射すると、所定の波長に対応した光が吸収される。吸収の見られる波長を分析装置で調べることにより、その原子の種類と結合状態を知ることができる。
本発明に関わる分析装置の関連特許は、以下のようなものがある。
従来の分析装置の可変ギャップの厚みは、犠牲層の厚みのみにより制御される。この方法によると、犠牲層の製膜条件によって厚さにバラツキが生じてしまい、薄膜と駆動電極との間のクーロン力が一定ではなく、安定した駆動が得られないという問題がある。
また、可動部を基板の上に突出させた構造となっているため、波長可変フィルタの厚みが大きい。(例えば、特許文献1参照)。
一方、US6341039では、SOI(Silicon on Insulator)ウエハーのSiO2層を犠牲層として用い、可変ギャップを形成している。これによれば、可変ギャップを制御よく形成することができる。
しかしながら、駆動電極と可動部との間に絶縁構造が形成されていないため、大きな静電引力が発生した際に、可動部と駆動電極が貼り付きを起こしてしまうという問題がある(例えば、特許文献2参照)。
また、最終的に犠牲層をリリースして可変ギャップを形成するが、リリース用の液体を犠牲層に導入するためのリリースホールが必要となる。このため、クーロン力が作用する面積が減少し、駆動電圧が増加してしまうという問題がある。
さらに、可変ギャップが小さいと、犠牲層をリリースする際に薄膜と駆動電極基板の間に水の表面張力によるスティッキングと呼ばれる貼り付き現象が発生する。
これらより、犠牲層をリリースしないような構造が求められている。
本発明の分析装置は、所定の波長の光を選択的に出力する波長可変フィルタと、
前記波長可変フィルタから出力され、かつ、被測定物を透過または反射した光を受光する受光部とを有する分析装置であって、
前記波長可変フィルタは、光透過性を有し、可動部を有する第1の基板と、
光透過性を有し、前記第1の基板に対向する第2の基板と、
前記可動部と前記第2の基板との間に設けられた第1のギャップおよび第2のギャップと、
前記可動部と前記第2の基板との間において、前記第2のギャップを介して干渉を生じさせる干渉部と、
前記第1のギャップを利用し、前記可動部を前記第2の基板に対して変位させることにより、前記第2のギャップの間隔を変更する駆動部とを備えることを特徴とする。
これにより、構造を簡素化することができ、小型化を図ることができる。また、リリースホールを設ける必要がなく、容易に製造することができ、可動部を安定して駆動することができる。
前記波長可変フィルタから出力され、かつ、被測定物を透過または反射した光を受光する受光部とを有する分析装置であって、
前記波長可変フィルタは、光透過性を有し、可動部を有する第1の基板と、
光透過性を有し、前記第1の基板に対向する第2の基板と、
前記第2の基板に設けられた第1のギャップおよび第2のギャップと、
前記可動部と前記第2の基板との間において、前記第2のギャップを介して干渉を生じさせる干渉部と、
前記第1のギャップを利用し、前記可動部を前記第2の基板に対して変位させることにより、前記第2のギャップの間隔を変更する駆動部とを備えることを特徴とする。
可動部の移動用のギャップと、光を干渉するギャップが同一基板に設けられているため、構造、製造工程を簡易なものとすることができ、小型化を図ることができる。
これにより、構造を簡素化することができ、小型化を図ることができる。
本発明の分析装置では、前記受光部は、前記流路内に設けられているのが好ましい。
これにより、構造を簡素化することができ、より小型化を図ることができる。
前記波長可変フィルタと、前記第3の基板との間に、前記被測定物を導入する流路を有するのが好ましい。
これにより、容易かつ確実に被測定物の分析をすることができる。
本発明の分析装置では、前記流路は、前記干渉部に対応する部分を通るように設けられているのが好ましい。
これにより、構造を簡素化することができる。
これにより、流路を容易かつ確実に設けることができる。
本発明の分析装置では、前記第3の基板は、光透過性を有するのが好ましい。
これにより、光を効率よく透過させる分析装置を実現することができる。
本発明の分析装置では、前記被測定物を透過または反射した光のうち、前記所定の波長の光が前記波長可変フィルタから選択的に出力され、前記受光部で受光されるよう構成されているのが好ましい。
可動部の移動用のギャップと、光を干渉するギャップが同一基板に設けられているため、構造、製造工程を簡易なものとすることができ、小型化を図ることができる。
これにより、光を効率よく透過させることができる。また、可動部を安定して駆動することができる。
本発明の分析装置では、前記駆動部は、クーロン力により可動部を変位させるよう構成されているのが好ましい。
これにより、可動部を安定して駆動することができる。
これにより、可動部をさらに安定して駆動することができる。
本発明の分析装置では、前記第1のギャップおよび前記第2のギャップは、それぞれエッチング法により設けられたものであるのが好ましい。
これにより、精度の高い、第1のギャップおよび第2のギャップを設けることができる。
これにより、構造、製造工程を簡易なものとすることができる。
本発明の分析装置では、前記可動部は、平面視で略円形をなしているのが好ましい。
これにより、可動部を効率よく駆動することができる。
本発明の分析装置では、前記第2の基板は、ガラスで構成されているのが好ましい。
これにより、精度の高い基板を製造することができ、光を効率よく透過させる分析装置を実現することができる。
これにより、製造をさらに容易に行うことができるとともに、第1の基板と第2の基板とを強固に、かつ高い密着性をもって接合することができる。
本発明の分析装置では、前記可動部の前記第2のギャップに対応する面に、第1の反射膜を有し、前記第2の基板の前記可動部と対向する面に第2の反射膜を有するのが好ましい。
これにより、光を効率よく反射させることができる。
これにより、膜厚を容易に変化させることができ、反射膜の製造を簡易なものとすることができる。
本発明の分析装置では、前記第1の反射膜は、絶縁膜であるのが好ましい。
これにより、可動部と第2の基板との間に、簡易な構成で、確実な絶縁構造を形成できる。
これにより、光の反射を抑制し、光を効率的に透過させることができる。
本発明の分析装置では、前記反射防止膜は、多層膜であるのが好ましい。
これにより、膜厚を容易に変化させることができ、反射防止膜の製造を簡易なものとすることができる。
図8は、本発明の分析装置の第1実施形態を示す断面図、図1は、本発明の分析装置における波長可変フィルタの実施形態を示す、図2のA−A線での断面図、図2は、図1における波長可変フィルタの平面図、図7は、本発明の分析装置における波長可変フィルタの実施形態におけるワイヤを取り付けた状態を示す図、図9は、図8に示す分析装置の回路構成を示すブロック図である。
分析装置4は、波長可変フィルタ1と、流路用基板(第3の基板)41と、受光用基板42と、バンプ(導電性を有する球状のろう材)43とを有している。
この分析装置4は、受光用基板42と、流路用基板41とが、波長可変フィルタ1を介して対向するように、設けられている。
第1の基板3は、中央部に配置された、可動部31と、可動部31を変位(移動)可能に支持する支持部32と、可動部31に通電を行う通電部33とを有している。
ベース基板2は、第1の凹部211および第2の凹部221を有するベース本体(第2の基板)20と、駆動電極23と、導電層231と、光入射部(光透過部)24と、反射防止膜100と、第2の反射膜210とを備えている。
ベース本体20の構成材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ナトリウムガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスや、シリコン等が挙げられるが、例えば、ナトリウム(Na)のようなアルカリ金属を含有したガラスが好ましい。
このようなベース本体20の厚さ(平均)は、それぞれ、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、10〜2000μm程度であるのが好ましく、100〜1000μm程度であるのがより好ましい。
また、第1の凹部211は、第2の凹部221の外側に、第2の凹部221に連続して設けられている。
この第1の凹部211の外形形状は、後述する可動部31の外形形状に対応し、第1の凹部211の寸法(外形寸法)は、可動部31より少し大きく設定されている。
これにより、第1の凹部211と、可動部31の外周部(外側部)とが、互いに対向する。
この第1の凹部211および第2の凹部221は、後述するベース本体20の表面からエッチング処理を施すことにより形成するのが好ましい。この第1の凹部211内の空間は、第1のギャップ21となるものである。すなわち、可動部31と、第1の凹部211とが、第1のギャップ21を画成している。
この第1のギャップ21の厚さ(平均)は、用途などにより適宜選択され、特に限定されないが、0.5〜20μm程度であるのが好ましい。
また、第2のギャップ22の厚さ(平均)は、用途などにより適宜選択され、特に限定されないが、1〜100μm程度であるのが好ましい。
可動部31の厚さ(平均)は、それぞれ、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、1〜500μm程度であるのが好ましく、10〜100μm程度であるのがより好ましい。
なお、可動部31の形状は、図示の形状に特に限定されないのは言うまでもない。
この支持部32は、可動部31の外周側面に、等角度間隔に90°間隔おきに設けられている。可動部31は、図1中上下方向に自由に移動することができる。
なお、支持部32の数は必ずしも4つに限定されず、例えば、2つ、3つ、または、5つ以上でもよい。また、支持部の形状は、図示のものに限定されない。
通電部33は、支持部32を介して、可動部31に接続されている。
光入射部24は、ベース本体20の下面に設けられており、凹部241を形成している。この光入射部24から、波長可変フィルタ1に光が入射されるようになっている。
また、光入射部24の表面には反射防止膜100が設けられている。
また、第1の凹部211の上面には、駆動電極23が設けられ、駆動電極23からベース本体20の端面に渡って、層状(膜状)をなす導電層231が設けられている。
また、駆動電極23および導電層231の上面には、第2の反射膜210が設けられている。
このような駆動電極23および導電層231の厚さ(平均)は、それぞれ、構成材料、用途等により適宜選択され、特に限定されないが、0.1〜5μm程度であるのが好ましい。
これにより、通電部33と、導電層231とがそれぞれ、ワイヤ50および回路基板を介して、後述する電源104に接続され、可動部31と、駆動電極23との間に電圧を印加することができる。
この場合例えば、印加電圧を連続的、段階的に変化させることによって、可動部31をベース基板2に対して上下方向の所定の位置に移動させることができる。
これにより、距離xを所定の距離に調節(変更)することができ、後述するように所定の波長の光を出射させることが可能となる。
本実施形態の第1の反射膜200および第2の反射膜210は、絶縁性を有している。 すなわち、第1の反射膜200および第2の反射膜210は、絶縁膜を兼ねる。
これにより、第1の反射膜200は、駆動電極23と、可動部31とのショートを防ぐことができる。
また、第2の反射膜210は、導電層231と、第1の基板3とのショートを防ぐことができる。
多層膜の各層の厚さ、層数、材質を設定(調整)することによって、所定の波長の光を透過、反射させることができる多層膜を形成することができる(特性を変化させることができる)。
これにより、反射防止膜100、第1の反射膜200、第2の反射膜210とを容易に形成することができる。
また、流路用基板41の図8中、光を光入射部24に取り込む部位の上面および下面には、反射防止膜110、111が設けられている。
この反射防止膜110、111は、例えば、反射防止膜100と同様の材料で構成されている。
また、流路用基板41は、波長可変フィルタ1と接合されている。
この接合方法は、特に限定されず、例えば、陽極接合によって接合してもよいし、波長可変フィルタのベース本体に溝を設けて接着剤により接着してもよい。
流路44内の所定の位置には、例えば光透過性を有する容器に入れられた被測定物である試料(液体、ゲル等)が設置される。なお、試料を流路44内に直接導入してもよい。
受光用基板42は、受光部としてPD421(フォトダイオード)と、PD421に接続された導電層422とを有している。
PD421は、波長可変フィルタ1から出射した光の光軸上の所定位置に設けられている。これにより、波長可変フィルタ1から出射した光は、PD421で受光される。
PD421は、バンプ43を介して、一定距離離間して、波長可変フィルタ1と接合されている。
これにより、PD421から出力される電流は、導電層423を通り、出力される。
また、この第1実施形態の分析装置4では、PD421と、波長可変フィルタ1と、流路用基板41とを一体的に設置することができるため、分析装置の小型化が図れ、また、光軸の調整が不要となる。
<1> まず、分析装置4の製造に先立って、透明基板(光透過性を有する基板)5を用意する。透明基板5には、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。透明基板5の材料としては、前記ベース本体20の説明で述べたとおりである。特に、陽極接合時に透明基板5を加熱するため、後述する上記Si層73と熱膨張係数がほぼ等しいものが好ましい。
マスク層6を構成する材料としては、例えば、Au/Cr、Au/Ti、Pt/Cr、Pt/Tiなどの金属、多結晶シリコン(ポリシリコン)、アモルファスシリコン等のシリコン、窒化シリコン等が挙げられる。マスク層6にシリコンを用いると、マスク層6と透明基板5との密着性が向上する。マスク層6に金属を用いると、形成されるマスク層6の視認性が向上する。
マスク層6は、例えば、化学気相成膜法(CVD法)、スパッタリング法、蒸着法等の気相成膜法、メッキ等により形成することができる。
開口61は、例えば、第1の凹部211を形成する位置に設ける。また、開口61の形状(平面形状)は、形成する第1の凹部211の形状(平面形状)に対応させる。
開口62は、例えば、第1の凹部211を形成する位置の反対面に設ける。また、開口62の形状(平面形状)は、後の工程で形成する第2の凹部221の形状(平面形状)に対応させる。
第1の凹部211および第3の凹部241の形成方法としては、例えば、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等のエッチング法などが挙げられる。前記エッチングを行うことにより、透明基板5は、開口61、62より等方的に食刻され、円柱状を有する第1の凹部211および第3の凹部241が形成される。
これは、例えば、アルカリ水溶液(例えばテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液等)、塩酸+硝酸水溶液、フッ酸+硝酸水溶液等の剥離液(除去液)への浸漬(ウェットエッチング)、CFガス、塩素系ガス等によるドライエッチングなどにより行うことができる。
以上により、図3(d)に示すように、透明基板5上に、第1の凹部211および第3の凹部241が所定の位置に形成される。
第2の凹部221は、第1の凹部211と同様にして、製造、用意することができる。
以上により、図4(f)に示すように、透明基板5上に、第1の凹部211と第2の凹部221と、第3の凹部241とが所定の位置に形成される。
透明基板5の表面に駆動電極23および導電層231を形成するには、以下の工程を行う。
駆動電極23および導電層231を構成する材料としては、例えばCr、Al、Al合金、Ni、Zn、Tiなどの金属、カーボンやチタンなどを分散した樹脂、多結晶シリコン(ポリシリコン)、アモルファスシリコン等のシリコン、窒化シリコン、ITOのような透明導電材料等が挙げられる。
この駆動電極23および導電層231の厚さは、例えば、0.1〜0.2μmが好ましい。
駆動電極23および導電層231は、蒸着法、スパッタ法又はイオンプレーティング法等により形成することができる。
駆動電極23は、第1の凹部211上に設け、導電層231は、透明基板5の上面に設ける。また、駆動電極23の形状(平面形状)は、形成する第1の凹部211の形状(平面形状)に対応していることが好ましい。
なお、マスク層の一部除去は、例えば、CFガス、塩素系ガス等によるドライエッチング、フッ酸+硝酸水溶液、アルカリ水溶液等の剥離液への浸漬(ウェットエッチング)などにより行うことができる。
本製造工程では、反射防止膜100と、第1の反射膜200と、第2の反射膜210とを、多層膜で形成する。
多層膜を構成する材料としては、例えばSiO2、Ta2O5、SiN等が挙げられる。
また、第1の反射膜200および第2の反射膜210の全体の厚さは、例えば、0.1〜12μmが好ましい。
以上により、図4(h)に示すように、透明基板5上に、第1の凹部211と第2の凹部221と、駆動電極23と反射膜200と、反射防止膜100とが所定の位置に形成された波長可変フィルタ用のベース基板2が得られる。
可動部31を製造する際には、ウエハー7をまず用意する。かかるウエハー7は、例えば、以下のようにして、製造、準備することができる。
かかる観点から、ウエハー7としては、例えばSOI(Silicon on Insulator)基板、SOS(Silicon on Sapphire)基板、シリコン基板等を用いることができる。
本製造工程においては、ウエハー7として、SOI基板を使用する。
ウエハー7は、Siベース層71、SiO2層72、上部Si層(活性層)73の3層の積層体で構成されている。
このウエハー7の厚さは、特に限定されないが、特に上部Si層73は、10〜100μm程度が好ましい。
<10> 次に、図5(j)に示すように、ウエハー7を上部Si層73と、ベース基板2の第2の凹部221が形成された面とが対向するように接合する。
この接合は、例えば陽極接合により行うことができる。
陽極接合は、例えば、次のようにして行う。まず、ベース基板2を図示しない直流電源のマイナス端子、Si層(活性層)73を図示しない直流電源のプラス端子にそれぞれ接続する。そして、ベース基板2を加熱しながら電圧を印加する。この加熱により、ベース基板中のNa+が移動しやすくなる。このNa+の移動により、ベース基板2の接合面はマイナスに帯電し、ウエハー7の接合面はプラスに帯電する。この結果、ベース基板2とウエハー7とは強固に接合される。
本製造工程では、接合の方法として陽極接合を用いたが、これに限らず、例えば、加熱―加圧接続、接着剤、低融点ガラスにより、接合しても良い。
エッチング方法としては、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチングが用いられるが、ドライエッチングを用いるのが好ましい。いずれの場合も、Siベース層71の除去のとき、SiO2層72がストッパーとなるが、ドライエッチングは、エッチング液を用いないので、/駆動電極23に対向している上部Si層73の損傷を好適に防ぐことができる。これにより、歩留まりの高い波長可変フィルタ1を製造できる。
なお、ウエハー7をSi単体で形成し、以降の工程を行うのに最適な厚さの場合には、工程<11>、<12>は行わなくてもよい。これにより、波長可変フィルタ1を製造する際の工程を簡略化することができる。
本工程では、ICPエッチングを行う。すなわち、エッチング用ガスによるエッチングと、デポジッション用ガスによる保護膜の形成とを、交互に繰り返し行って、可動部31を形成する。
これにより、上部Si層73のみがエッチングされ、また、ドライエッチングなので、他の部位に影響を与えることなく、可動部31と、支持部32と、通電部33とを精度良く、確実に形成することができる。
なお、本発明では、本工程において、前記と異なるドライエッチング法を用いて可動部31と、支持部32と、通電部33とを形成してもよく、また、ドライエッチング法以外の方法を用いて可動部31と、支持部32と、通電部33とを形成してもよい。
以下、流路用基板41と、PD421と、波長可変フィルタ1とを用いて、分析装置4を製造する方法とについて、説明する。
<15> まず、流路用基板41を用意する。本製造方法においては、流路用基板41は、シリコンで構成されている。流路用基板41の上面および下面に、接合の工程後において、第3の凹部241と対向するように、反射防止膜110を設け、流路用基板41を介して反射防止膜110の反対側に反射防止膜111を設ける。
この接合方法は、特に限定されないが、例えば、前述した陽極接合や、透明基板5に溝を設け、その溝に接着材を配設し、接合する方法等を用いることができる。
これにより、流路用基板41と、波長可変フィルタ1が接合される。
次に絶縁膜424の上面に導電層423を設ける。この導電層423は、導電層231を設ける方法と同様の方法で設けることができる。
<17> 次に受光用基板42を別途用意し、バンプ43により、受光用基板42に設けられた、導電層422と導電層423とを接合する。
なお、本製造方法においては、導電層231は、パターニングにより設けたが、透明基板5に溝を設けて、その溝に導電層を形成してもよい。
図9に示すように、分光光度計200は、分析装置4と、光源300と、増幅器9と、制御回路10と、電源104とを有している。
光源300は、試料へ光を照射するための分析装置用光源であり、分析装置4の流路用基板41側に設けられている。
また、増幅器9は、PD421の出力側に接続されている。この増幅器9は、入力された信号を増幅して出力する。また、増幅器9の出力側には、制御回路10が接続されている。
A/D変換器101は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。
また、A/D変換器101の出力側には、CPU102が接続されている。
CPU102は、入力されたデータに基づき演算を行い、記憶部103に、その演算結果、テーブルデータ等を格納する。
また、CPU102の出力側には、電源104が接続されている。
まず、測定する試料(被測定物)を流路44に導入し、流路44内の可動部31(干渉部)に対応する位置に配置させる。
次に、可動部31と、第2の凹部221との距離xを所定の値に設定する。
光源300から出射した光Lは、反射防止膜110、流路用基板41、反射防止膜111、流路44内の試料を透過し、ベース基板2の下面に設けられた光入射部24から入射する。
入射した光Lは、反射防止膜100、ベース本体20および第2の反射膜210を透過し、第2のギャップ22に入射する。
また、第1の反射膜200と、第2の反射膜210と、第2のギャップ22とで、後述する光の干渉を行う干渉部の主要部が構成される。
可動部31の上面から出射した干渉光は、PD421の受光面に入射する。PD421からは、光電変換により、受光光量に応じた大きさの電流、すなわち信号が出力される。
増幅器9から出力された信号は、A/D変換器101に入力される。
A/D変換器101に入力された信号はデジタル信号に変換され、CPU102に出力される。
CPU102は、A/D変換器101からのデジタル信号に基づいた、距離xに対する受光光量を示すデータ等を記憶部103の所定の格納領域に保存する。
これにより、透過波長領域に対する受光光量を関係づけて記憶部に格納する。。
また、記憶部103には、あらかじめ、透過波長領域に対応する距離xのデータと、距離xに対応する駆動電圧のデータとが記憶されており、CPU102は、電源104からワイヤ50へ印加される電圧を所定の値に調節(変更)する。
CPU102は、駆動電圧に対する受光光量を示すデータを記憶部103に格納する。
前記駆動電圧を変化させ、波長可変フィルタ1の透過波長領域の全領域に対して行うことにより、所定の波長に対する受光光量を知ることができる。
また、記憶部103に格納されているデータを図示しない表示部に表示することができる。
なお、距離xを、センサ等を用いて直接検出してもよい。センサとしては、例えば、ギャップの容量を検出する容量センサ、電気的または磁気的に距離xを検出する電磁センサ、工学的に距離xを検出する光センサ等を用いることができる。
また、CPUおよび記憶部を用いているので、様々な測定アルゴリズムを設けることができる。
以上説明したように、この分析装置4によれば、第1のギャップ21(可動部31の駆動用のギャップ)と第2のギャップ22(波長可変フィルタ1の光を通過、または反射させる機能を有するギャップ)がベース基板2(同一基板)に設けてあるため、波長可変フィルタ1の構造を簡易なものとすることができる。特に第1のギャップ21を形成するための製造工程を簡易なものとすることができ、小型化を図ることができる。
また、本実施形態においては、反射防止膜100と、第1の反射膜200と第2の反射膜200とは絶縁膜で構成されている。
また、本実施形態では、駆動部の構成は、クーロン力を用いた構成としたが、本発明は、これに限られない。
また、本実施形態では、反射防止膜100、第1の反射膜100および第2の反射膜200を多層膜で形成したが、反射防止膜および反射膜をそれぞれ単層膜で形成してもよい。
また、本実施形態では、試料を透過した光を波長可変フィルタ1に入射したが、これに限られず、例えば、試料を反射した光を波長可変フィルタ1に入射してもよい。
また、本実施形態においては、受光部にフォトダイオードを用いたが、それに限らず、例えば、フォトトランジスタ等を用いてもよい。
図10は本発明の分析装置の第2実施形態を示す断面図である。
以下第2実施形態の分析装置4について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態の分析装置4は、流路用基板41に流路用凹部411が設けられている。
すなわち、波長可変フィルタ1と、流路用凹部411とが、流路45を画成している。
この第2実施形態の分析装置4によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
また、本実施形態では、試料を透過した光を波長可変フィルタ1に入射したが、これに限られず、例えば、試料を反射した光を波長可変フィルタ1に入射してもよい。
図11は本発明の分析装置の第3実施形態を説明する断面図である。
以下第3実施形態の分析装置4について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態の分析装置4は、流路44内にPD421が設けられている。このPD421は、流路用基板41の上面に設置されている。また、光源300は、可動部31側に設けられている。
光源300から出射した光Lは、反射防止膜100、可動部31、第1の反射膜200を透過し、第2のギャップ22に入射する。
第2のギャップ22に入射した光は、第1の反射膜200と第2の反射膜210との間において、反射を繰り返す。
前記光Lの干渉の結果、距離xに対応した干渉光は、反射防止膜100、流路44内の試料を透過し、PD421の受光面に入射する。これにより、PD421から信号が出力される。
なお、本実施形態では、干渉光が、前記試料を透過する際に、試料の光吸収特性に応じて、干渉光の強度が変化する。
そして、この分析装置4では、流路用基板41上にPD421を設けたことにより、分析装置4をより小型化することができる。
また、前述した第2実施形態のように、流路用基板41に流路用凹部411を設け、その流路用凹部411にPD421を設けてもよい。
また、本実施形態では、試料を透過した干渉光を受光部で受光したが、これに限られず、例えば、試料を反射した干渉光を受光部で受光してもよい。
図12は本発明の分析装置の第4実施形態を示す断面図である。
以下第4実施形態の分析装置4について、前述した第3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第4実施形態の分析装置4は、ベース本体20にビア孔48が形成されている。
また、流路用基板41と回路基板46とは、例えば、FCB(フリップ・チップ・ボンディング)47で接合されている。
これにより、通電部33がビア孔48を介して、回路基板46に接続され、通電部33に電圧を印加することができる。すなわち、流路用基板41およびベース本体20を、高性能の導電性を有した中継基板とすることができる。
そして、この分析装置4では、ワイヤの数を減らすことができ、分析装置4をより小型化することができる。
また、本実施形態では、試料を透過した干渉光を受光部で受光したが、これに限られず、例えば、試料を反射した干渉光を受光部で受光してもよい。
Claims (24)
- 所定の波長の光を選択的に出力する波長可変フィルタと、
前記波長可変フィルタから出力され、かつ、被測定物を透過または反射した光を受光する受光部とを有する分析装置であって、
前記波長可変フィルタは、光透過性を有し、可動部を有する第1の基板と、
光透過性を有し、前記第1の基板に対向する第2の基板と、
前記可動部と前記第2の基板との間に設けられた第1のギャップおよび第2のギャップと、
前記可動部と前記第2の基板との間において、前記第2のギャップを介して干渉を生じさせる干渉部と、
前記第1のギャップを利用し、前記可動部を前記第2の基板に対して変位させることにより、前記第2のギャップの間隔を変更する駆動部とを備えることを特徴とする分析装置。 - 所定の波長の光を選択的に出力する波長可変フィルタと、
前記波長可変フィルタから出力され、かつ、被測定物を透過または反射した光を受光する受光部とを有する分析装置であって、
前記波長可変フィルタは、光透過性を有し、可動部を有する第1の基板と、
光透過性を有し、前記第1の基板に対向する第2の基板と、
前記第2の基板に設けられた第1のギャップおよび第2のギャップと、
前記可動部と前記第2の基板との間において、前記第2のギャップを介して干渉を生じさせる干渉部と、
前記第1のギャップを利用し、前記可動部を前記第2の基板に対して変位させることにより、前記第2のギャップの間隔を変更する駆動部とを備えることを特徴とする分析装置。 - 前記受光部は、前記第1の基板の前記第2の基板と反対側に設けられている請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記受光部は、前記流路内に設けられている請求項1または2に記載の分析装置。
- 前記波長可変フィルタに対向する第3の基板を有し、
前記波長可変フィルタと、前記第3の基板との間に、前記被測定物を導入する流路を有する請求項1ないし4のいずれかに記載の分析装置。 - 前記流路は、前記干渉部に対応する部分を通るように設けられている請求項5に記載の分析装置。
- 前記第3の基板は、前記第2の基板側に設けられている請求項5または6に記載の分析装置。
- 前記第3の基板は、光透過性を有する請求項5ないし7のいずれかに記載の分析装置。
- 前記波長可変フィルタから出力された前記所定の波長の光は、前記被測定物を透過または反射し、その光が前記受光部で受光されるよう構成されている請求項1ないし8のいずれかに記載の分析装置。
- 前記被測定物を透過または反射した光のうち、前記所定の波長の光が前記波長可変フィルタから選択的に出力され、前記受光部で受光されるよう構成されている請求項1ないし8のいずれかに記載の分析装置。
- 前記第2の基板は、前記可動部と対向する面に、前記第1のギャップに対応する第1の凹部と、前記第2のギャップに対応し、前記第1の凹部より深さが深い第2の凹部とを有する請求項2に記載の分析装置。
- 前記第1の凹部は、前記第2の凹部の外側に、該第2の凹部に連続して設けられている請求項11に記載の分析装置。
- 前記駆動部は、クーロン力により可動部を変位させるよう構成されている請求項1ないし12のいずれかに記載の分析装置。
- 前記第2の基板の前記第1のギャップに対応する面に駆動電極が設けられている請求項1ないし13のいずれかに記載の分析装置。
- 前記第1のギャップおよび前記第2のギャップは、それぞれエッチング法により設けられたものである請求項1ないし14のいずれかに記載の分析装置。
- 前記第1の基板は、シリコンで構成されている請求項1ないし15のいずれかに記載の分析装置。
- 前記可動部は、平面視で略円形をなしている請求項1ないし16のいずれかに記載の分析装置。
- 前記第2の基板は、ガラスで構成されている請求項1ないし17のいずれかに記載の分析装置。
- 前記ガラスは、アルカリ金属を含有したガラスである請求項18に記載の分析装置。
- 前記可動部の前記第2のギャップに対応する面に、第1の反射膜を有し、前記第2の基板の前記可動部と対向する面に第2の反射膜を有する請求項1ないし19のいずれかに記載の分析装置。
- 前記第1の反射膜および前記第2の反射膜は、それぞれ多層膜である請求項20に記載の分析装置。
- 前記第1の反射膜は、絶縁膜である請求項20または21に記載の分析装置。
- 前記可動部の前記第2のギャップと反対側の面と、前記第2の基板の前記第2のギャップの反対側の面との少なくとも一方に反射防止膜を有する請求項1ないし22のいずれかに記載の分析装置。
- 前記反射防止膜は、多層膜である請求項23に記載の分析装置。
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