JP2011113000A - 波長可変干渉フィルター、その製造方法、測色センサー、および測色モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】対向する基板の接合強度を向上するとともにミラーに対するダメージを防止することができる波長可変フィルター、その製造方法、測色センサーおよび測色モジュールを提供すること。
【解決手段】第一基板５１には、エッチングにより電極形成用溝５１１、ミラー固定部５１２および溝部としての接着剤用溝５１３が形成される。接着剤用溝５１３は、第一基板５１の四隅にそれぞれ凹状に形成される。また、接着剤用溝５１３は、平面略三角形状に形成され、隣接する２辺（第一形成辺５１３Ａ、第二形成辺５１３Ｂ）が第一基板５１の隣接する２辺に沿って略直角に形成されるとともに、これら２辺に対向する内周縁部５１３Ｃはギャップ形成部５５の外縁に平行な円弧状に形成される。接着剤用溝５１３の内部には接着剤５３が配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、入射光から所望の目的波長の光を選択して射出する波長可変干渉フィルター、その製造方法、波長可変干渉フィルターを備えた測色センサー、およびこの測色センサーを備えた測色モジュールに関する。

従来、一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ高反射ミラーを対向配置する波長可変干渉フィルターが知られている。このような波長可変干渉フィルターでは、一対のミラー間で光を反射させ、特定波長の光のみを透過させて、その他の波長の光を干渉により打ち消し合わせることで、入射光から特定波長の光のみを透過させる。この時、ミラー間のギャップを変更することで、所望の波長の光のみを透過させるため、波長可変干渉フィルターには高いギャップ精度が要求されている。
なお、ギャップ精度を向上させるためには、対向する基板面内において均一な接合強度を確保することが重要となる。

ここで、一対の基板間のギャップを形成するために、両基板の接合面に接着剤や接着膜を介在させて接合する構成が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターは、２枚の透明基板を所定の空隙を隔てて平行に対向させ、その中央部に光を入出射させる使用領域と使用領域の周縁に沿った枠領域を有し、対向する枠領域の上面同士を接着剤で接合して一体化した構成となっている。
また、特許文献２に記載の波長可変干渉フィルターは、対向する２つの基板が、シロキサン結合を含む接合膜を介して接合された構成となっており、この接合膜に紫外線、レーザー光等のエネルギーを付与することで接着性を発現させている。
また、対向する基板間にスペーサーを介在させることで一定間隔のギャップを維持する構成が知られており、（例えば、特許文献３、４および５参照）特許文献３では、対向する基板とスペーサーとを、陽極接合により接合している。

特開２００１−２８１４４３号公報 特開２００９−１３４０２７号公報 特開２００６−３５０１２４号公報 特開２００５−６６７２７号公報 特開２００３−１９５０３１号公報

しかしながら、特許文献１および２のように、対向する基板を接着剤または接着膜を介在させて接合すると、接合強度は向上するものの、ギャップ形成部付近に撓みが発生し、精度の良いギャップを形成することが困難となる。また、ギャップが形成される空間に隣接して接着剤または接着膜が配置されると、接着剤の硬化に伴う揮発ガスが対向基板のギャップに侵入する可能性が高く、ミラー膜にダメージを与えるおそれがある。特に、特許文献１においては、接着膜に接着性を付与するために紫外線やレーザー光等が用いられており、これらを照射することで、ミラー膜にダメージを与えるおそれがある。

また、特許文献３、４および５のように、ギャップを形成するためにスペーサーを用いると、部品点数が多くなり、構造および工程が複雑化し、コスト高になるという問題がある。
さらに、特許文献３のように、対向する基板を陽極接合のみで接合した場合、接合強度が不十分となり、基板が剥離するおそれがある。

本発明は、上述のような問題に鑑みて、対向する基板の接合強度を向上するとともにミラーに対するダメージを防止することができる波長可変フィルター、その製造方法、測色センサーおよび測色モジュールを提供することである。

本発明の波長可変干渉フィルターは、平面多角形状の第一基板と、前記第一基板の一面側に対向して配置された平面多角形状の第二基板と、前記第一基板および第二基板の互いに対向する面にそれぞれ設けられ、ギャップを隔てて互いに対向配置される一対のミラーと、前記第一基板および前記第二基板の互いに対向する面にそれぞれ設けられた接合面と、前記第一基板および前記第二基板のうち少なくともいずれか一方の角部に設けられた凹状の溝部と、前記溝部に配置された接着部材と、を具備したことを特徴とする。

ここで、接着部材は、接着性および弾力性を有するものであることが好ましく、例えば、常温で形状を維持可能な程度の粘性を有する接着剤等が用いられる。
この発明では、波長可変干渉フィルターは、第一基板と第二基板のいずれか一方の角部に凹状の溝部が形成され、この溝部に接着部材が配置されている。このため、第一基板と第二基板の接合面を接合した状態では、同時に、溝部に配置された接着部材を介して、両基板が接合される。このように、接着部材を利用することにより、第一基板と第二基板とをより確実に接合することができ、第一基板と第二基板の剥離を防止することができる。
特に、第一基板と第二基板との剥離は角部から最も起こりやすいが、本発明のように、基板の角部に溝部を形成して接着部材を配置するため、少ない量の接着部材で第一基板と第二基板との剥離を効率よく防止することができる。
また、溝部は凹状に形成され、この溝部の内部に接着部材が配置されるため、第一基板と第二基板の接合面の間に接着部材が挟まれる状態とはならない。したがって、接合面で接合している第一基板と第二基板は互いに接合面で支持されるため、一対のミラーを平行に維持することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターにおいて、前記ギャップと前記ギャップの外周縁に沿って設けられる電極とを含んで構成される円形状のギャップ形成部を備え、前記溝部の内周縁は、該内周縁に最も近い位置で対向する前記ギャップ形成部の外周縁と同じ曲率で形成されていることが好ましい。

ここで、ギャップ形成部は、一対のミラー間に形成されるギャップと、この一対のミラーの外周に沿って設けられる電極とを含んでいる。ギャップ形成部の外周縁は、基板の角部に設けられた溝部の内周縁とそれぞれ対向している。溝部の内周縁は円弧状に形成されており、その曲率は、溝部の内周縁から最も近い位置で対向するギャップ形成部の外周縁と同じである。
波長可変干渉フィルターの製造時に、第一基板および第二基板が接着剤により接合された際、接着剤の硬化による力で基板が撓むことがある。本発明では、溝部の内周縁は、対向する円形状のギャップ形成部の外周縁と同じ曲率で形成されるため、接着剤の硬化により生じた撓みがギャップ形成部に達したときにその力を均一に発散することができる。したがって、基板に撓みが発生するのを防止することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターにおいて、前記溝部は、前記溝部の内部と該波長可変干渉フィルターの外部とを連通する逃げ溝を備えたことが好ましい。

第一基板と第二基板とを接合することにより溝部が密閉された状態となると、接合時に基板に圧力を加える方法では、内圧により基板が撓み、一対のミラーを平行に維持できない場合がある。また、接着剤の硬化による力で基板が撓み、溝部の内圧が大きくなることで第一基板と第二基板との接合面による接合が剥離しやすくなる場合がある。本発明では、溝部の内部と波長可変干渉フィルターの外部とを連通する逃げ溝を備えているため、溝部に発生した内圧を波長可変干渉フィルターの外部に逃がすことができる。したがって、第一基板および第二基板の撓みを防止することができ、対向する一対のミラーを平行に維持することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターにおいて、前記第一基板および前記第二基板は方形状であり、この方形状の四隅に前記溝部および前記接着部材が設けられていることが好ましい。

この発明では、波長可変干渉フィルターは方形状に成形される。すなわち、方形状の第一基板および第二基板のいずれか一方の四つの角部に凹状の溝部がそれぞれ形成され、各溝部の内部に接着部材が配置されている。このように、基板の角部が接着部材を介して接合されるので接合強度が向上し、基板が角部から剥離することを防止することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターにおいて、前記接着部材は、前記溝部の内壁から離れて配置されることが好ましい。

この発明では、接着部材は、溝部の内壁に付着せず離れた状態に配置される。接着部材が溝部の内壁に付着した状態であると、接合時に加圧すると溝部から接着部材がはみ出してしまう場合があり、一対のミラー間のギャップを平行に維持できなくなり、光学的特性を損なうおそれがある。本発明では、接着部材が溝部の内壁から離れて配置されるため、接着部材のはみ出しを防止することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法は、透明基板を加工して第一基板を成形する第一基板成形工程と、透明基板を加工して第二基板を成形する第二基板成形工程と、前記第一基板成形工程と前記第二基板成形工程のうちいずれか一方の工程と同時に前記第一基板および前記第二基板のいずれか一方の角部に凹状の溝部を形成する溝部形成工程と、前記溝部に接着部材を塗布する接着部材塗布工程と、前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせ、加圧荷重により接合する接合工程と、を具備することを特徴とする。

この発明では、第一基板成形工程、第二基板成形工程、溝部形成工程、接着部材塗布工程、接合工程により波長可変干渉フィルターを製造する。溝部は、第一基板または第二基板のいずれか一方に形成されるため、溝部形成工程は、第一基板成形工程と第二基板成形工程のいずれか一方と同時に行われる。そして、溝部に接着部材が塗布された後、第一基板と第二基板とを重ね合わせて加圧荷重により接合する。これによれば、接着部材を塗布することにより、前述と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法において、前記接着部材塗布工程では、前記接着部材を前記溝部の高さより高くなる状態に塗布することが好ましい。

この発明では、接着部材を塗布する際、接着部材を塗布したときの高さが溝部の高さより高くなる状態に塗布する。これにより、第一基板と第二基板とを重ね合わせた際、接着部材が確実に両方の基板に接着するため、第一基板と第二基板を確実に接合することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法において、前記接着部材塗布工程では、前記溝部の内壁から離れた位置に前記接着部材を塗布することが好ましい。

この発明では、接着部材を塗布する際、接着部材が溝部の内壁に付着しない位置に塗布する。特に、第一基板と第二基板とを重ね合わせたときでも接着部材が溝部の内壁に付着しない位置に、接着部材を塗布することが好ましい。これによれば、接着部材が溝部からはみ出すおそれがないので、光学特性を維持したまま、接合強度を向上させることができる。

本発明の測色センサーは、前述の波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを透過した検査対象光を受光する受光手段と、を備えることを特徴とする。

この発明では、上述した発明と同様に、波長可変干渉フィルターの一対のミラー間のギャップを一定に保持しながら第一基板と第二基板との接合強度を向上させることができる。このような波長可変干渉フィルターから射出される射出光を受光手段により受光することで、測色センサーは、検査対象光に含まれる所望波長の光成分の正確な光量を測定することができる。

本発明の測色モジュールは、前述の測色センサーと、前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、を具備したことを特徴とする。

この発明では、上述した発明と同様に、波長可変干渉フィルターの一対のミラー間のギャップを一定に保持しながら第一基板と第二基板との接合強度を向上させることができるため、測色センサーの受光手段において、検査対象光に含まれる所望波長光の光量を正確に検出することができる。したがって、処理手段においても、検査対象光に含まれる所望波長の光の正確な光量に基づいて、検査対象光の各色成分の強度を精度よく分析できる。

本発明に係る一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図。 前記実施形態の波長可変干渉フィルターを構成するエタロンの概略構成を示す平面図。 図２においてエタロンをIII-III線で断面した際の断面図。 前記実施形態の第一基板の概略構成を示す平面図。 前記実施形態のエタロン５の第一基板の製造工程を示す図であり、（Ａ）は、第一基板５１に電極形成用溝を形成するためのレジストを形成するレジスト形成工程の概略図、（Ｂ）は、電極形成用溝形成工程の概略図、（Ｃ）は、接着剤用溝形成工程の概略図、（Ｄ）は、第一電極形成工程の概略図、（Ｅ）は、固定ミラー形成工程の概略図、（Ｆ）は、接着部材塗布工程の概略図。 図５（Ｆ）において溝部に設けられた接着剤を示す要部拡大図。 前記実施形態のエタロン５の第二基板の製造工程の概略を示す図であり、（Ａ）は、基板にＣｒ／Ａｕ膜を性膜する成膜工程の概略図、（Ｂ）は、第二電極形成工程の概略図、（Ｃ）は、ダイヤフラム形成工程の概略図、（Ｄ）は、ミラー形成工程を示す概略図。

以下、本発明に係る一実施形態の測色モジュールについて、図面を参照して説明する。
〔１．測色モジュールの全体構成〕
図１は、本発明に係る第一実施形態の測色モジュールの概略構成を示す図である。
この測色モジュール１は、図１に示すように、被検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、本発明の測色センサー３と、測色モジュール１の全体動作を制御する制御装置４とを備えている。そして、この測色モジュール１は、光源装置２から射出される光を被検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサーにて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち被検査対象Ａの色を分析して測定するモジュールである。

〔２．光源装置の構成〕
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１には１つのみ記載）を備え、被検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれており、光源装置２は、光源２１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから被検査対象Ａに向かって射出する。

〔３．測色センサーの構成〕
測色センサー３は、図１に示すように、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５と、エタロン５を透過する光を受光する受光手段としての受光素子３１と、エタロン５で透過させる光の波長を可変する電圧制御手段６と、を備えている。また、測色センサー３は、エタロン５に対向する位置に、被検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー３は、エタロン５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光のみを分光し、分光した光を受光素子３１にて受光する。
受光素子３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、受光素子３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。

（３−１．エタロンの構成）
図２は、本発明の波長可変干渉フィルターを構成するエタロン５の概略構成を示す平面図であり、図３は、エタロン５の概略構成を示す断面図である。なお、図１では、エタロン５に検査対象光が図中下側から入射しているが、図３では、検査対象光が図中上側から入射するものとする。
エタロン５は、図２に示すように、平面正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば２０ｍｍに形成されている。このエタロン５は、図３に示すように、第一基板５１、および第二基板５２を備えている。これらの２枚の基板５１，５２は、それぞれ例えば、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、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。これらの中でも、各基板５１，５２の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより各基板５１，５２を形成することで、後述するミラー５６，５７や、各電極の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの２つの基板５１，５２は、外周部近傍に形成される接合面５１Ａ，５２Ａが、例えば常温活性化接合などの加圧接合、および角部に形成される接着剤用溝５１３に配置された接着部材としての接着剤５３により接合されることで、一体的に構成されている。

また、第一基板５１と、第二基板５２との間には、本発明の一対のミラーを構成する固定ミラー５６および可動ミラー５７が設けられる。ここで、固定ミラー５６は、第一基板５１の第二基板５２に対向する面に固定され、可動ミラー５７は、第二基板５２の第一基板５１に対向する面に固定されている。また、これらの固定ミラー５６および可動ミラー５７は、ミラー間ギャップＧを介して対向配置されている。
さらに、第一基板５１と第二基板５２との間には、固定ミラー５６および可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの寸法を調整するための静電アクチュエーター５４が設けられている。
ここで、固定ミラー５６および可動ミラー５７によって形成されるミラー間ギャップＧおよび静電アクチュエーター５４を含んで形成される円形状の領域をギャップ形成部５５とする。

（３−１−１．第一基板の構成）
第一基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、図３に示すように、第一基板５１には、エッチングにより電極形成用溝５１１、ミラー固定部５１２および溝部としての接着剤用溝５１３が形成される。
電極形成用溝５１１は、図４に示すようなエタロン５を厚み方向から見た平面視（以降、エタロン平面視と称す）において、平面中心点を中心とした円形に形成されている。ミラー固定部５１２は、前記平面視において、電極形成用溝５１１の中心部から第二基板５２側に突出して形成される。

電極形成用溝５１１は、ミラー固定部５１２の外周縁から、当該電極形成用溝５１１の内周壁面までの間に、リング状の電極固定面５１１Ａが形成され、この電極固定面５１１Ａに第一変位用電極５４１が形成される。また、第一変位用電極５４１の外周縁の一部からは、図２に示すようなエタロン平面視において、エタロン５の左方向および右方向に向かって、第一変位用電極引出部５４１Ａがそれぞれ延出して形成されている。さらに、これらの第一変位用電極引出部５４１Ａの先端には、それぞれ第一変位用電極パッド５４１Ｂが形成され、これらの第一変位用電極パッド５４１Ｂが電圧制御手段６に接続される。
ここで、静電アクチュエーター５４を駆動させる際には、電圧制御手段６により、一対の第一変位用電極パッド５４１Ｂのうちのいずれか一方にのみに電圧が印加される。そして、他方の第一変位用電極パッド５４１Ｂは、第一変位用電極５４１の電荷保持量を検出するための検出端子として用いられる。

ミラー固定部５１２は、上述したように、電極形成用溝５１１と同軸上で、電極形成用溝５１１よりも小さい径寸法となる円柱状に形成されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、ミラー固定部５１２の第二基板５２に対向するミラー固定面５１２Ａが、電極固定面５１１Ａよりも第二基板５２に近接して形成される例を示すが、これに限らない。電極固定面５１１Ａおよびミラー固定面５１２Ａの高さ位置は、ミラー固定面５１２Ａに固定される固定ミラー５６、および第二基板５２に形成される可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの寸法、第一変位用電極５４１および第二基板５２に形成される後述の第二変位用電極５４２の間の寸法、固定ミラー５６や可動ミラー５７の厚み寸法により適宜設定されるものであり、上記のような構成に限られない。例えばミラー５６，５７として、誘電体多層膜ミラーを用い、その厚み寸法が増大する場合、電極固定面５１１Ａとミラー固定面５１２Ａとが同一面に形成される構成や、電極固定面５１１Ａの中心部に、円柱凹溝上のミラー固定溝が形成され、このミラー固定溝の底面にミラー固定面５１２Ａが形成される構成などとしてもよい。

また、ミラー固定部５１２のミラー固定面５１２Ａは、エタロン５を透過させる波長域をも考慮して、溝深さが設計されることが好ましい。例えば、本実施形態では、固定ミラー５６および可動ミラー５７の間のミラー間ギャップＧの初期値（第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２間に電圧が印加されていない状態のミラー間ギャップＧの寸法）が４５０ｎｍに設定され、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２間に電圧を印加することにより、ミラー間ギャップＧが例えば２５０ｎｍになるまで可動ミラー５７を変位させることが可能となっており、これにより、第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２間の電圧を可変することで、可視光全域の波長の光を選択的に分光させて透過させることが可能となる。この場合、固定ミラー５６および可動ミラー５７の膜厚およびミラー固定面５１２Ａや電極固定面５１１Ａの高さ寸法は、ミラー間ギャップＧを２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間で変位可能な値に設定されていればよい。

そして、ミラー固定面５１２Ａには、直径が約３ｍｍの円形状に形成される固定ミラー５６が固定されている。この固定ミラー５６は、ＡｇＣ単層により形成されるミラーであり、スパッタリングなどの手法によりミラー固定面５１２Ａに形成される。
なお、本実施形態では、固定ミラー５６として、エタロン５で分光可能な波長域として可視光全域をカバーできるＡｇＣ単層のミラーを用いる例を示すが、これに限定されず、例えば、エタロン５で分光可能な波長域が狭いが、ＡｇＣ単層ミラーよりも、分光された光の透過率が大きく、透過率の半値幅も狭く分解能が良好な、例えばＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２系誘電体多層膜ミラーを用いる構成としてもよい。ただし、この場合、上述したように、第一基板５１のミラー固定面５１２Ａや電極固定面５１１Ａの高さ位置を、固定ミラー５６や可動ミラー５７、分光させる光の波長選択域などにより、適宜設定する必要がある。

接着剤用溝５１３は、図４に示す第一基板５１の平面視において、第一基板５１の四隅にそれぞれ凹状に形成される。接着剤用溝５１３は、平面略三角形状に形成され、隣接する２辺（第一形成辺５１３Ａ、第二形成辺５１３Ｂ）が第一基板５１の隣接する２辺に沿って略直角に形成されるとともに、これら２辺に対向する内周縁部５１３Ｃは、該内周縁部５１３Ｃに最も近い位置で対向するギャップ形成部５５の外周縁と同じ曲率を有する円弧状に形成される。また、接着剤用溝５１３は、内周縁部５１３Ｃと第一形成辺５１３Ａとを連結する第四形成辺５１３Ｄと、内周縁部５１３Ｃと第二形成辺５１３Ｂとを連結する第五形成辺５１３Ｅと、を有している。
接着剤用溝５１３は、その溝底面５１３Ｆがミラー固定面５１２Ａの同一面内に位置する。このような構成であることにより、製造工程において、ミラー固定部５１２と接着剤用溝５１３とを、エッチングにより同時に形成することができる。

接着剤用溝５１３の内部には接着剤５３が配置される。接着剤用溝５１３の容積は、塗布される接着剤５３の体積よりも大きく、接着剤５３は、接着剤用溝５１３の内壁から離れた状態に配置される。このような状態となる具体例として、例えば、接着剤用溝５１３の第一形成辺５１３Ａおよび第二形成辺５１３Ｂの長さを３ｍｍ、接着剤用溝５１３の深さを１２０ｎｍとした容積１．２５×１０^−１３ｍ^３の接着剤用溝５１３に、体積が０．６３×１０^−１３ｍ^３の接着剤５３を配置する。このように、接着剤５３は接着剤用溝５１３の容積に対して体積が十分に小さいので、接着剤用溝５１３の内壁から離れた位置に接着剤５３を配置することができる。
また、接着剤用溝５１３は、第一形成辺５１３Ａからエタロン５の外部に連通する逃げ溝５１４と、第二形成辺５１３Ｂからエタロン５の外部に連通する逃げ溝５１５と、を備えている。逃げ溝５１４および５１５は、接着剤用溝５１３と同じ深さを有し、第一基板５１と第二基板５２とが重ね合わされた際には、接着剤用溝５１３の内部とエタロン５の外部を連通させて接着剤用溝５１３内部の内圧をエタロン５の外部に逃がす機能を有する。

さらに、第一基板５１は、第二基板５２に対向する上面とは反対側の下面において、固定ミラー５６に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第一基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。

（３−１−２．第二基板の構成）
第二基板５２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、第二基板５２には、図２に示すような平面視において、基板中心点を中心とした円形の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する連結保持部５２２と、を備えている。

可動部５２１は、連結保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、第二基板５２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部５２１は、ミラー固定部５１２に平行な可動面５２１Ａを備え、この可動面５２１Ａに可動ミラー５７が固定されている。ここで、この可動ミラー５７と、上記した固定ミラー５６とにより、本発明の一対のミラーが構成される。また、本実施形態では、可動ミラー５７と固定ミラー５６との間のミラー間ギャップＧは、初期状態において、４５０ｎｍに設定されている。
ここで、この可動ミラー５７は、上述した固定ミラー５６と同一の構成のミラーが用いられ、本実施形態では、ＡｇＣ単層ミラーが用いられる。また、ＡｇＣ単層ミラーの膜厚寸法は、例えば０．０３μｍに形成されている。

エタロン５は、静電アクチュエーター５４に所定の電圧を印加することで、可動部５２１を基板厚み方向に沿って移動させてミラー間ギャップＧを調整し、検査対象光から分光させる光を選択することが可能となる。
可動部５２１は、可動面５２１Ａとは反対側の上面において、可動ミラー５７に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、第一基板５１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成される。

連結保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。この連結保持部５２２の第一基板５１に対向する面には、第一変位用電極５４１と、約１μｍの電磁ギャップを介して対向する、リング状の第二変位用電極５４２が形成されている。ここで、この第二変位用電極５４２および前述した第一変位用電極５４１により、本発明の可変手段である静電アクチュエーター５４が構成される。
また、第二変位用電極５４２の外周縁の一部からは、一対の第二変位用電極引出部５４２Ａが外周方向に向かって形成され、これらの第二変位用電極引出部５４２Ａの先端には第二変位用電極パッド５４２Ｂが形成されている。より具体的には、第二変位用電極引出部５４２Ａおよび第二変位用電極パッド５４２Ｂは、図２に示すように、第一基板５１のギャップ形成部５５からエタロン５の上方向および下方向に向かって延出する位置に、平面中心に対して点対称に形成される。
また、第二変位用電極パッド５４２Ｂも、第一変位用電極パッド５４１Ｂと同様に、電圧制御手段６に接続され、静電アクチュエーター５４の駆動時には、一対の第二変位用電極パッド５４２Ｂのうちのいずれか一方にのみに電圧が印加される。そして、他方の第二変位用電極パッド５４２Ｂは、第二変位用電極５４２の電荷保持量を検出するための検出端子として用いられる。

（３−２．電圧制御手段の構成）
電圧制御手段６は、上記エタロン５とともに、本発明の波長可変干渉フィルターを構成する。この電圧制御手段６は、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５４の第一変位用電極５４１および第二変位用電極５４２に印加する電圧を制御する。

〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色モジュール１の全体動作を制御する。
この制御装置４としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
そして、制御装置４は、図１に示すように、光源制御部４１、測色センサー制御部４２、および測色処理部４３などを備えて構成されている。
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御手段６は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター５４への印加電圧を設定する。

〔５．エタロンの製造方法〕
上記エタロン５の製造は、第一基板成形工程、第二基板成形工程、溝部形成工程、接着剤塗布工程、および接合工程により行われる。以下、図面に基づいて説明する。
（５−１．第一基板成形工程および溝部形成工程）
本実施形態では、第一基板５１に接着剤用溝５１３が形成されるため、第一基板成形工程と同時に溝部形成工程が実施される。

第一基板５１を製造するためには、まず、図５（Ａ）に示すように、第一基板５１の製造素材である石英ガラス基板５０（表面粗さＲａ＝１ｎｍ以下、厚み５００μｍ）に所望のパターンのレジスト６１を形成し（レジスト形成工程）、図５（Ｂ）に示すように、深さ１μｍの電極形成用溝５１１を形成する（電極形成用溝形成工程）。
具体的には、レジスト形成工程では、第一基板５１となった際には接合面５１Ａとなる石英ガラス基板５０の一方の面５０Ａにレジスト６１を形成する。そして、電極形成用溝形成工程では、レジスト６１が形成されない部分を異方性エッチングし、電極形成用溝５１１を形成する。

また、電極形成用溝５１１の形成後、ミラー固定部５１２、および接合面５１Ａの接着剤用溝５１３のパターンのレジスト６１を形成し、さらに異方性エッチングを実施する（接着剤用溝形成工程）。これにより、１２０ｎｍの深さの接着剤用溝５１３およびミラー固定部５１２が形成される（図５（Ｃ）参照）。ここで、ミラー固定面５１２Ａと接着剤用溝５１３の溝底面５１３Ｆとは同一面内に位置している。
なお、接着剤用溝５１３の平面視における面積は接着強度を保持可能な範囲で可能な限り小さくすることが好ましい。

この後、石英ガラス基板５０のレジスト６１を除去し、石英ガラス基板５０の全面に、電極を形成するためのＣｒ／Ａｕ膜をスパッタリングにより成膜する（図示しない）。このときの各膜の厚みは、Ｃｒ膜１０ｎｍ、Ａｕ膜２００ｎｍである。そして、所望の電極パターンとなるレジストを形成し、エッチングを行い、図５（Ｄ）に示す第一変位用電極５４１を形成する（第一電極形成工程）。
次に、石英ガラス基板５０の全面にＡｇＣ膜をスパッタリングにより成膜する（図示しない）。膜の厚みは、所望の光学特性に応じて適宜調整すればよいが、本実施形態では、厚み寸法が３０ｎｍとなるように形成する（固定ミラー形成工程）。また、固定ミラー形成工程では、形成されたＡｇＣ膜上の、固定ミラー５６の形成部分にそれぞれレジストを形成する。そして、レジストが設けられていない部分のＡｇＣ薄膜を除去することで、図５（Ｅ）に示すように、固定ミラー５６が形成される。

次に、石英ガラス基板５０の接着剤用溝５１３に接着剤５３を塗布する（接着剤塗布工程）。塗布方法は特に限定されないが、例えば、フィルム転写、スキージ、ディスペンス等の方法を用いることができる。
接着剤５３は、接着剤用溝５１３の内壁に接触しない位置に塗布されるが、特に、第一基板５１と第二基板５２とが重ね合わされて接着剤５３が変形した場合でも接着剤５３が接着剤用溝５１３の内壁に接触しない位置に塗布される。また、接着剤５３の塗布量は、接着剤用溝５１３の容積よりも小さい量とされ、接着剤用溝５１３の内壁に接触しない適度の量であることが好ましい。具体的な塗布量を図６に示す。図６において、接着剤５３は、接着剤用溝５１３の第二形成辺５１３Ｂ（内壁）から０．２５ｍｍの位置に塗布されている。接着剤５３は、縦０．５ｍｍ×横０．５ｍｍ×高さ２５０ｎｍの形状に塗布される。ここで、接着剤用溝５１３の深さは１２０ｎｍである。このような寸法および量で塗布された接着剤５３は、第一基板５１と第二基板５２とが重ね合わされて接着剤５３が変形したとしても、接着剤５３が接着剤用溝５１３の内壁に付着することはない。
以上により、第一基板５１が形成される。

（５−２．第二基板成形工程）
次に、第二基板５２の製造方法について説明する。
第二基板５２を製造するためには、まず、図７（Ａ）に示すように、第二基板５２の製造素材である石英ガラス基板５０（表面粗さＲａ＝１ｎｍ以下、厚み２００μｍ）の両面に、Ｃｒ／Ａｕ膜６２および６３をスパッタリングにより成膜する。このときの各膜の厚みは、Ｃｒ膜１０ｎｍ、Ａｕ膜２００ｎｍである（成膜工程）。
そして、ダイヤフラムを形成する側の面５０Ａでは、Ｃｒ／Ａｕ膜６２をエッチングマスクとして使用するため、連結保持部５２２（ダイヤフラム）に対応する部分のＣｒ／Ａｕ膜を除去する（図７（Ｂ）参照）。
一方、電極を形成する側の面５０Ｂでは、Ｃｒ／Ａｕ膜６２に対して所望の電極パターンに沿ってフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して、第二変位用電極５４２を形成する（図７（Ｂ）参照、第二電極形成工程）。

次に、ダイヤフラムを形成する側の面５０Ａにエッチングを施して連結保持部５２２（ダイヤフラム）を形成し（ダイヤフラム形成工程）、ダイヤフラムを形成する側の面５０ＡのＣｒ／Ａｕ膜６２を除去する（図７（Ｃ）参照）。
この後、石英ガラス基板５０の電極を形成する側の面５０Ｂの全面にＡｇＣ膜をスパッタリングにより成膜する。膜の厚みは、所望の光学特性に応じて適宜調整すればよいが、本実施形態では、厚み寸法が３０ｎｍとなるように形成する。また、ＡｇＣ形成工程では、形成されたＡｇＣ膜上の、可動ミラー５７の形成部分にそれぞれレジストを形成する。そして、レジストが設けられていない部分のＡｇＣ薄膜を除去することで、図７（Ｄ）に示すように、可動ミラー５７が形成される（ミラー形成工程）。

（５−３．エタロンの製造）
次に、上述のように製造された第一基板５１および第二基板５２を用いたエタロン５の製造について説明する。
まず、第一基板５１および第二基板５２を接合する接合工程を実施する。
この接合工程では、例えば常温活性化接合（オプティカルコンタクト）を用いる。すなわち、接合工程では、各基板５１，５２を真空チャンバーに入れ、真空状態下で、イオンビームの照射やプラズマ処理を実施することで、接合面５１Ａ，５２Ａを活性化させる。そして、活性化された接合面５１Ａ、５２Ａ同士を重ね合わせて、第一基板５１および第二基板５２の厚み方向に対して均等の加重（例えば、１００ｋｇｆ）を印加することで、第一基板５１および第二基板５２を接合する。
なお、加重をかける場合には、加圧荷重によるギャップ形成部５５の撓みを防止するために、ギャップ形成部５５以外の部分に荷重がかかるように、第二基板５２上にスペーサー材（例えば、テフロンシート）を挟み込んだ状態で行うことが好ましい。

〔６．実施形態の作用効果〕
上述したように、上記実施形態のエタロン５では、第一基板５１および第二基板５２の平面視における四隅にそれぞれ接着剤用溝５１３を形成し、この接着剤用溝５１３の内部に接着剤５３を配置している。
このため、第一基板５１と第二基板５２とを重ね合わせた際、接着剤５３を介して第一基板５１と第二基板５２とが接合するので、接着強度が向上する。特に、接着剤用溝５１３は基板の四隅に形成されるため、基板の角部からの剥離を効率よく防止することができる。

また、接着剤用溝５１３は、第一基板５１の接合面５１Ａに凹状に形成され、この内部に接着剤５３が配置される。このため、第一基板５１と第二基板５２とを重ね合わせた際、接合面５１Ａと接合面５２Ａとの間に接着剤が介在しない。すなわち、第一基板５１および第二基板５２は、常温活性化接合（オプティカルコンタクト）により接合されており、それぞれの接合面５１Ａおよび５２Ａによって互いに支持されるため、一対のミラー（固定ミラー５６、可動ミラー５７）間のギャップを一定に維持することができる。

さらに、上記実施形態のエタロン５では、接着剤用溝５１３は、基板の四隅に形成される。すなわち、一対のミラーが配置されるギャップ形成部５５から離れた全く別の空間である接着剤用溝５１３に接着剤５３が塗布されるので、接着剤５３の硬化に伴う揮発ガスがギャップ形成部５５に侵入することがない。したがって、従来問題となっていた固定ミラー５６および可動ミラー５７へのダメージを防止することができる。

そして、接着剤用溝５１３の内周側の内周縁部５１３Ｃは、ギャップ形成部５５の外縁に平行な円弧状に形成されている。
第一基板５１と第二基板５２とを重ね合わせて加圧により接合する際、ギャップ形成部５５付近では径方向外側に向かって撓みが発生する。本実施形態では、ギャップ形成部５５の外縁に平行に接着剤用溝５１３が形成されているので、撓みが接着剤用溝５１３まで伝わると一斉に放出される。すなわち、同時に力を逃がすことができるので、撓みによる影響を最小限にすることができる。このように撓みを極力防止することにより、一対のミラー間のギャップを平行に維持することができ、精度を向上させることができる。

また、上記実施形態では、接着剤用溝５１３の内部と外部とを連通する逃げ溝５１４および５１５を設けている。第一基板５１と第二基板５２とを重ね合わせて加圧により接合する際、接着剤用溝５１３には内圧が生じるが、逃げ溝５１４および５１５により、内部の空気を外部に逃がすことができる。したがって、接着剤用溝５１３に過剰の内圧がかからないので、基板に撓みが発生することを防止することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施形態では、第一基板５１の角部に平面視略三角形状の接着剤用溝５１３を形成したが、接着剤用溝５１３の形状はこれに限られない。接着剤５３が内壁に接触しない形状であればよい。また、上記実施形態では、接着剤用溝５１３の内周側の内周縁部５１３Ｃを、ギャップ形成部５５の外縁に平行な円弧状に形成したが、これに限られない。例えば、接着剤用溝５１３を、平面視円形状、平面視多角形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、エタロン５を方形状に形成したが、平面多角形状であればこれに限られない。平面多角形状に形成されたエタロンは、第一基板および第二基板のいずれか一方の角部に接着剤用溝が形成され、この接着剤用溝に接着剤が配置される。このため、基板の角部からの剥離を防止することができる。
さらに、上記実施形態では、第一基板５１に接着剤用溝５１３を形成したが、第二基板５２の角部に接着剤用溝を形成してもよい。これによれば、前述の第一基板５１の接着剤用溝５１３を形成した場合と同様の作用効果を奏することができる。

１…測色モジュール、３…測色センサー、４…制御装置、５…波長可変干渉フィルターを構成するエタロン、６…波長可変干渉フィルターを構成する電圧制御手段、３１…受光手段である受光素子、４３…測色処理部、５１…第一基板、５１３…溝部である接着剤用溝、５２…第二基板、５３…接着部材である接着剤、５４…静電アクチュエーター、５６…固定ミラー、５７…可動ミラー。

Claims (10)

1. 平面多角形状の第一基板と、
   前記第一基板の一面側に対向して配置された平面多角形状の第二基板と、
   前記第一基板および第二基板の互いに対向する面にそれぞれ設けられ、ギャップを隔てて互いに対向配置される一対のミラーと、
   前記第一基板および前記第二基板の互いに対向する面にそれぞれ設けられた接合面と、
   前記第一基板および前記第二基板のうち少なくともいずれか一方の角部に設けられた凹状の溝部と、
   前記溝部に配置された接着部材と、
   を具備したことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
2. 請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
   前記ギャップと前記ギャップの外周縁に沿って設けられる電極とを含んで構成される円形状のギャップ形成部を備え、
   前記溝部の内周縁は、該内周縁に最も近い位置で対向する前記ギャップ形成部の外周縁と同じ曲率で形成されている
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
3. 請求項１または請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
   前記溝部は、前記溝部の内部と該波長可変干渉フィルターの外部とを連通する逃げ溝を備えた
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
   前記第一基板および前記第二基板は方形状であり、
   この方形状の四隅に前記溝部および前記接着部材が設けられている
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
   前記接着部材は、前記溝部の内壁から離れて配置される
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
6. 透明基板を加工して第一基板を成形する第一基板成形工程と、
   透明基板を加工して第二基板を成形する第二基板成形工程と、
   前記第一基板成形工程と前記第二基板成形工程のうちいずれか一方の工程と同時に前記第一基板および前記第二基板のいずれか一方の角部に凹状の溝部を形成する溝部形成工程と、
   前記溝部に接着部材を塗布する接着部材塗布工程と、
   前記第一基板と前記第二基板とを重ね合わせ、加圧荷重により接合する接合工程と、
   を具備することを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
7. 請求項６に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
   前記接着部材塗布工程では、前記接着部材を前記溝部の高さより高くなる状態に塗布する
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
8. 請求項６または請求項７に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
   前記接着部材塗布工程では、前記溝部の内壁から離れた位置に前記接着部材を塗布する
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
9. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターと、
   前記波長可変干渉フィルターを透過した検査対象光を受光する受光手段と、
   を備えることを特徴とする測色センサー。
10. 請求項９に記載の測色センサーと、
    前記測色センサーの前記受光手段により受光された光に基づいて、測色処理を実施する測色処理部と、
    を具備したことを特徴とする測色モジュール。

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