JP2012088419A - Optical module and optical analysis device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射光から所望の目的波長の光を選択して出射する波長可変干渉フィルターを備えた光モジュール、及びこの光モジュールを備えた光分析装置に関する。 The present invention relates to an optical module including a wavelength variable interference filter that selects and emits light having a desired target wavelength from incident light, and an optical analyzer including the optical module.
従来、一対の基板の互いに対向する面に、所定寸法を有するギャップを介して、固定鏡及び可動鏡（一対の反射膜）が対向配置された波長可変干渉フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の波長可変干渉フィルターでは、ギャップを調整するために、一対の反射膜の互いに対向する面に、電極が対向配置されており、各電極に駆動電圧を印加することで、静電引力によりギャップを調整することが可能となる。これにより、波長可変干渉フィルターは、当該ギャップに応じた特定波長の光のみを透過させることが可能となる。すなわち、波長可変干渉フィルターは、入射光を一対の反射膜間で光を多重干渉させ、多重干渉により互いに強め合った特定波長の光のみを透過させる。
Conventionally, a wavelength variable interference filter is known in which a fixed mirror and a movable mirror (a pair of reflective films) are arranged to face each other on a pair of substrates facing each other with a gap having a predetermined dimension (for example, a patent) Reference 1).
In the tunable interference filter of Patent Document 1, electrodes are arranged opposite to each other on the surfaces of the pair of reflective films facing each other to adjust the gap. The gap can be adjusted by the attractive force. Thereby, the wavelength variable interference filter can transmit only light of a specific wavelength corresponding to the gap. That is, the wavelength tunable interference filter causes incident light to undergo multiple interference between a pair of reflection films, and transmits only light of a specific wavelength that is strengthened by multiple interference.
ところで、電極に駆動電圧が印加されていないときの初期ギャップが個々の波長可変干渉フィルターでばらつく場合がある。これは、製造工程によるものや、環境温度の変化により反射膜等に作用する膜応力が変化するためである。このため、各波長可変干渉フィルターの電極に同じ電圧を印加しても、各波長可変干渉フィルターでギャップが異なってしまい、所望のギャップに設定することができない。そこで、特許文献１では、個々の波長可変干渉フィルターで初期ギャップにばらつきがある場合でも所望のギャップに設定するための方法の１つとして、電極間の静電容量を測定して、この静電容量に基づいて測定したギャップと、このギャップにおける駆動電圧とに基づいて、所望のギャップに設定するための駆動電圧を算出する方法が例示されている。これにより、個々の波長可変干渉フィルターで初期ギャップにばらつきがある場合でも、所望のギャップに設定できる。 By the way, there are cases where the initial gap when no driving voltage is applied to the electrodes varies among the individual wavelength tunable interference filters. This is because the film stress acting on the reflection film or the like changes due to the manufacturing process or the change in the environmental temperature. For this reason, even if the same voltage is applied to the electrodes of the respective wavelength tunable interference filters, the gaps differ among the respective wavelength tunable interference filters, and the desired gap cannot be set. Therefore, in Patent Document 1, as one method for setting a desired gap even when there is variation in the initial gap between individual wavelength variable interference filters, the capacitance between the electrodes is measured, and this electrostatic capacitance is measured. A method of calculating a driving voltage for setting a desired gap is illustrated based on a gap measured based on a capacity and a driving voltage in the gap. As a result, even when there is a variation in the initial gap between individual wavelength variable interference filters, a desired gap can be set.
しかしながら、特許文献１のように、静電容量に基づいて正確にギャップを測定するためには、配線等のノイズの影響を防止して、静電容量を正確に測定する必要がある。このため、電極面積を大きくする必要があり、この場合には基板が大型化してコストが高くなるという問題がある。または、電極間の寸法を微小にする必要があり、構造が複雑化するという問題がある。 However, as in Patent Document 1, in order to accurately measure the gap based on the capacitance, it is necessary to prevent the influence of noise such as wiring and accurately measure the capacitance. For this reason, it is necessary to increase the electrode area. In this case, there is a problem that the substrate is enlarged and the cost is increased. Or it is necessary to make the dimension between electrodes minute, and there exists a problem that a structure becomes complicated.
本発明の目的は、簡素な構成で、かつ所望のギャップを正確に設定でき、正確な分光特性を測定可能な光モジュール、及び光分析装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical module and an optical analyzer capable of measuring a precise spectral characteristic with a simple configuration and capable of accurately setting a desired gap.
本発明の光モジュールは、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、前記第２基板に設けられ、前記第１反射膜と所定のギャップを介して対向する第２反射膜と、前記反射膜間のギャップを電圧が印加されることで可変するギャップ可変部と、前記第１基板及び前記第２基板に互いに対向配置されて、前記ギャップが可変されて最小となる最小ギャップにおいて互いに接触する一対の検出素子と、前記第１反射膜及び前記第２反射膜間で光を多重干渉させ、多重干渉により互いに強め合った特定波長の検査対象光を受光する受光手段と、前記反射膜間のギャップ及び電圧の関係を示すマップを複数有する相関データが記憶された記憶部と、前記検出素子が接触したか否かを判定し、前記検出素子の接触時での前記最小ギャップにおける前記ギャップ可変部に印加している電圧である接触電圧を取得する接触検出部と、前記相関データを読み出し、前記複数のマップのうち、１つのマップを選択するデータ選択部と、選択された前記１つのマップに基づいて、所望のギャップに設定するための電圧を算出する電圧算出部とを備え、前記相関データは、前記最小ギャップに対する前記接触電圧が異なる複数の前記マップを備え、前記データ選択部は、前記接触検出部で取得した前記接触電圧を有する前記マップを選択することを特徴とする。 The optical module of the present invention includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and the second substrate. A second reflection film provided on the substrate and facing the first reflection film with a predetermined gap; a gap variable unit configured to vary a gap between the reflection films by applying a voltage; and the first substrate. And a pair of detection elements disposed opposite to each other on the second substrate and contacting each other at a minimum gap where the gap is changed and minimum, and multiple interference of light between the first reflection film and the second reflection film A light receiving means for receiving inspection target light having a specific wavelength strengthened by multiple interference, a storage unit storing correlation data having a plurality of maps indicating a gap and a voltage relationship between the reflection films, and the detection The element touches A contact detection unit that acquires a contact voltage that is a voltage applied to the gap variable unit in the minimum gap at the time of contact of the detection element; and reads the correlation data; Among the maps, a data selection unit that selects one map, and a voltage calculation unit that calculates a voltage for setting a desired gap based on the selected one map, the correlation data includes: A plurality of the maps having different contact voltages with respect to the minimum gap are provided, and the data selection unit selects the map having the contact voltage acquired by the contact detection unit.
本発明によれば、ギャップ及び電圧の関係を示すマップを複数有する相関データが記憶部に予め記憶されている。すなわち、この相関データは、検出素子の接触時の最小ギャップでの接触電圧が異なる複数のマップを備えている。そして、最小ギャップとなる場合の接触電圧を取得するために検出素子を設けて、接触検出部は、検出素子の接触時（最小ギャップ時）の接触電圧を取得している。そして、データ選択部は、相関データを参照し、最小ギャップ時の接触電圧に基づいて、複数のマップから１つのマップを選択するので、この選択されたマップからギャップ及び電圧の関係を得ることができる。電圧算出部は、選択されたマップに基づいて、所望のギャップに設定するための電圧を算出する。
従って、個々の波長可変干渉フィルターで初期ギャップのばらつきが製造工程や環境温度の変化によって生じた場合でも、最小ギャップ時の接触電圧に基づいて、ギャップ及び電圧の関係を有するマップを特定することができる。よって、単に検出素子を設けるのみの簡素化な構成で、特定したマップに基づいて、所望のギャップを正確に設定できる。
According to the present invention, correlation data having a plurality of maps indicating the relationship between the gap and the voltage is stored in advance in the storage unit. That is, the correlation data includes a plurality of maps having different contact voltages at the minimum gap when the detection element is in contact. And a detection element is provided in order to acquire the contact voltage in the case of becoming the minimum gap, and the contact detection part acquires the contact voltage at the time of contact of the detection element (at the time of the minimum gap). Then, the data selection unit refers to the correlation data and selects one map from a plurality of maps based on the contact voltage at the time of the minimum gap, so that the relationship between the gap and the voltage can be obtained from the selected map. it can. The voltage calculation unit calculates a voltage for setting a desired gap based on the selected map.
Therefore, even if the initial gap variation occurs in each wavelength tunable interference filter due to a change in the manufacturing process or the environmental temperature, a map having a relationship between the gap and the voltage can be specified based on the contact voltage at the minimum gap. it can. Therefore, a desired gap can be accurately set based on the specified map with a simple configuration in which a detection element is simply provided.
本発明の光モジュールでは、前記一対の検出素子のうち少なくとも一方の検出素子は、他方の検出素子に向けて膨出した球面状に形成されていることが好ましい。 In the optical module of the present invention, it is preferable that at least one of the pair of detection elements is formed in a spherical shape that bulges toward the other detection element.
ここで、例えば、両方の検出素子を平坦面に形成した場合において、検出素子が接触すると、面同士の接触となるため、検出素子の接触位置がギャップの間隔に応じて変化する。このため、接触の検出にタイミングのずれが生じて、接触の検出誤差が生じるおそれがある。ところが、本発明によれば、少なくとも一方の検出電極は他方の検出電極に向けて膨出した球面状に形成されているので、他方の検出電極が平坦面であった場合でも、検出電極同士が接触した際、ギャップの間隔に関係なく常に同じ１点で接触することとなり、接触の検出誤差が生じることなく、接触の検出精度を向上することができる。 Here, for example, when both detection elements are formed on a flat surface, when the detection elements come into contact with each other, the surfaces come into contact with each other, so that the contact position of the detection elements changes according to the gap interval. For this reason, a timing shift occurs in contact detection, and a contact detection error may occur. However, according to the present invention, since at least one of the detection electrodes is formed in a spherical shape that bulges toward the other detection electrode, even if the other detection electrode is a flat surface, the detection electrodes are When contact is made, contact is always made at the same single point regardless of the gap interval, and contact detection error does not occur, and contact detection accuracy can be improved.
本発明の光モジュールでは、前記第１基板及び前記第２基板の互いに対向する面のいずれか一方の面に形成されて、対向する面に向けて突出する突出部を備え、前記突出部は、基板厚み方向に見る平面視において、前記第１基板と対向する可動面を有する可動部、及び前記可動部を前記第２基板の厚み方向に移動可能に保持する連結保持部で構成される変位部の領域内に形成され、前記一対の検出素子のうち一方の検出素子は、前記突出部の先端に設けられていることが好ましい。 In the optical module of the present invention, the optical module includes a protruding portion that is formed on one surface of the first substrate and the second substrate facing each other and protrudes toward the facing surface, A displacement part comprising a movable part having a movable surface facing the first substrate in a plan view as viewed in the substrate thickness direction, and a connection holding part for holding the movable part movably in the thickness direction of the second substrate. Preferably, one of the pair of detection elements is provided at the tip of the protruding portion.
本発明によれば、突出部の先端に検出素子が配置されているので、検出素子の接触時に反射膜及びギャップ可変部がそれぞれ先に接触しないように突出部の突出寸法を設定しておけばよく、反射膜及びギャップ可変部がそれぞれ接触することを確実に防止できる。 According to the present invention, since the detection element is arranged at the tip of the protrusion, the protrusion dimension of the protrusion should be set so that the reflective film and the gap variable part do not contact each other when the detection element is in contact. In addition, it is possible to reliably prevent the reflective film and the gap variable portion from contacting each other.
本発明の光モジュールでは、前記検出素子は、前記第１反射膜及び前記第２反射膜上にそれぞれ設けられていることが好ましい。 In the optical module according to the aspect of the invention, it is preferable that the detection element is provided on each of the first reflective film and the second reflective film.
本発明によれば、検出素子を変位する反射膜上に直接形成したので、検出素子が接触した場合の反射膜間のギャップを最小ギャップとして測定すればよく、検出素子を突出部に設ける場合に比べて、反射膜間のギャップを直接検出しているため、最小ギャップと接触時に取得された電圧とに基づいてマップを選択する精度も向上する。 According to the present invention, since the detection element is formed directly on the reflective film to be displaced, the gap between the reflection films when the detection element comes into contact may be measured as the minimum gap. In comparison, since the gap between the reflective films is directly detected, the accuracy of selecting a map based on the minimum gap and the voltage acquired at the time of contact is improved.
本発明の光モジュールでは、前記ギャップ可変部は、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１電極と、前記第２基板に前記第１電極と対向して設けられた第２電極とを備え、前記一対の検出素子は、前記第１電極及び前記第２電極の外側に設けられていることが好ましい。 In the optical module of the present invention, the gap variable portion is provided on the surface of the first substrate facing the second substrate, and on the second substrate facing the first electrode. It is preferable that the pair of detection elements is provided outside the first electrode and the second electrode.
本発明によれば、ギャップ可変部の各電極の外側に検出素子を設けたので、例えば、検出電極から引き出される検出電極引出部がギャップ可変部の電極の引出部と干渉することなく引き回すことができ、検出電極引出部の引き回し作業を簡素化できる。 According to the present invention, since the detection element is provided outside each electrode of the gap variable portion, for example, the detection electrode extraction portion extracted from the detection electrode can be routed without interfering with the electrode extraction portion of the gap variable portion. It is possible to simplify the routing operation of the detection electrode extraction portion.
本発明の光分析装置は、前述の光モジュールと、前記光モジュールの前記受光手段により受光された光に基づいて、前記検査対象光の光特性を分析する分析処理部と、を備えたことを特徴とする。 An optical analyzer according to the present invention includes the above-described optical module, and an analysis processing unit that analyzes optical characteristics of the inspection target light based on light received by the light receiving unit of the optical module. Features.
本発明によれば、前述の光モジュールを備えるので、精度の高い光量の測定を実施でき、この測定結果に基づいて光分析処理を実施することで、正確な光学特性の分析を実施することができる。 According to the present invention, since the above-described optical module is provided, it is possible to measure the amount of light with high accuracy, and to perform an optical analysis process based on the measurement result, thereby performing an accurate optical characteristic analysis. it can.
［第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．測色装置の概略構成〕
図１は、第１実施形態の測色装置１（光分析装置）の概略構成を示すブロック図である。
測色装置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、測色センサー３（光モジュール）と、測色装置１の全体動作を制御する測色制御装置４とを備えている。この測色装置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３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装置である。
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment according to the invention will be described with reference to the drawings.
[1. (Schematic configuration of the color measuring device)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a colorimetric device 1 (light analysis device) according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the colorimetric device 1 includes a light source device 2 that emits light to the inspection target A, a colorimetric sensor 3 (optical module), and a colorimetric control that controls the overall operation of the colorimetric device 1. Device 4. The colorimetric device 1 reflects the light emitted from the light source device 2 by the inspection target A, receives the reflected inspection target light by the colorimetric sensor 3, and detects the color output from the colorimetric sensor 3. This is an apparatus for analyzing and measuring the chromaticity of the inspection target light, that is, the color of the inspection target A based on the signal.
〔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もよく、この場合、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。なお、本実施形態では、光源装置２を備える測色装置１を例示するが、例えば被検査対象Ａが液晶パネルなどの発光部材である場合、光源装置２が設けられない構成としてもよい。
[2. Configuration of light source device]
The light source device 2 includes a light source 21 and a plurality of lenses 22 (only one is shown in FIG. 1), and emits white light to the inspection target A. In addition, the plurality of lenses 22 may include a collimator lens. In this case, the light source device 2 converts the white light emitted from the light source 21 into parallel light by the collimator lens and covers the light from a projection lens (not shown). It injects toward inspection object A. In the present embodiment, the colorimetric device 1 including the light source device 2 is illustrated. However, for example, when the inspection target A is a light emitting member such as a liquid crystal panel, the light source device 2 may not be provided.
〔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、エタロン５と、エタロン５を透過する光を受光する受光素子３１（受光手段）と、エタロン５で透過させる光の波長を可変する駆動回路６と、駆動回路６に制御信号を出力する制御回路部７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）を内部に導く図示しない入射光学レンズを備えている。エタロン５は、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する。そして、測色センサー３は、エタロン５により分光された光を受光素子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、測色制御装置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測色制御装置４に出力する。
[3. (Configuration of colorimetric sensor)
As shown in FIG. 1, the colorimetric sensor 3 includes an etalon 5, a light receiving element 31 (light receiving means) that receives light transmitted through the etalon 5, and a drive circuit 6 that varies the wavelength of light transmitted through the etalon 5. And a control circuit unit 7 for outputting a control signal to the drive circuit 6. Further, the colorimetric sensor 3 includes an incident optical lens (not shown) that guides reflected light (inspection target light) reflected by the inspection target A to a position facing the etalon 5. The etalon 5 separates only light of a predetermined wavelength from the inspection target light incident from the incident optical lens. The colorimetric sensor 3 receives light separated by the etalon 5 by the light receiving element 31.
The light receiving element 31 includes a plurality of photoelectric exchange elements, and generates an electrical signal corresponding to the amount of received light. The light receiving element 31 is connected to the color measurement control device 4 and outputs the generated electric signal to the color measurement control device 4 as a light reception signal.
（３−１．エタロンの構成）
図２及び図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２及び図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、例えば、平面視正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン５は、図２に示すように、第１基板５１及び第２基板５２を備え、これらの基板５１，５２が接合層５３を介して互いに接合されて構成される。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、石英ガラス等の各種ガラスや、水晶等により形成されている。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部が、例えば常温活性化接合やプラズマ重合膜を用いたシロキサン接合などにより、接合されることで、一体的に構成されている。
(3-1. Composition of etalon)
2 and 3 are cross-sectional views showing a schematic configuration of the etalon 5. In FIG. 1, the inspection target light is incident on the etalon 5 from the lower side in the figure, but in FIGS. 2 and 3, the inspection target light is incident from the upper side in the figure.
The etalon 5 is, for example, a plate-like optical member having a square shape in plan view, and one side is formed to be 10 mm, for example. As shown in FIG. 2, the etalon 5 includes a first substrate 51 and a second substrate 52, and these substrates 51 and 52 are bonded to each other via a bonding layer 53. These two substrates 51 and 52 are each formed of, for example, various glasses such as soda glass, crystalline glass, and quartz glass, quartz, and the like. The two substrates 51 and 52 are integrally formed by joining the joints formed in the vicinity of the outer peripheral part by, for example, room temperature activation joining or siloxane joining using a plasma polymerization film. Has been.
また、第１基板５１と第２基板５２との間には、固定ミラー５６（第１反射膜）、及び可動ミラー５７（第２反射膜）が設けられる。ここで、固定ミラー５６は、第１基板５１の第２基板５２に対向する面に固定され、可動ミラー５７は、第２基板５２の第１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及び可動ミラー５７は、ミラー間ギャップＧを介して対向配置されている。ここでのギャップＧは、後述する静電アクチュエーター５４（ギャップ可変部）に電圧が印加されていないときの初期ギャップＧ０である
さらに、第１基板５１と第２基板５２との間には、固定ミラー５６及び可動ミラー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と、ギャップＧが調整されて接触した際に検出信号を出力する一対の検出電極５５（検出素子）とが設けられている。ここで、一対の検出電極５５は、後述する第１検出電極５５１及び第２検出電極５５２で構成される。
A fixed mirror 56 (first reflective film) and a movable mirror 57 (second reflective film) are provided between the first substrate 51 and the second substrate 52. Here, the fixed mirror 56 is fixed to the surface of the first substrate 51 facing the second substrate 52, and the movable mirror 57 is fixed to the surface of the second substrate 52 facing the first substrate 51. In addition, the fixed mirror 56 and the movable mirror 57 are arranged to face each other with a gap G between the mirrors. The gap G here is an initial gap G0 when no voltage is applied to an electrostatic actuator 54 (gap variable portion) described later. Further, the gap G is fixed between the first substrate 51 and the second substrate 52. An electrostatic actuator 54 for adjusting the size of the inter-mirror gap G between the mirror 56 and the movable mirror 57, and a pair of detection electrodes 55 (detection elements) that output detection signals when the gap G is adjusted and contacted. And are provided. Here, the pair of detection electrodes 55 includes a first detection electrode 551 and a second detection electrode 552 described later.
（３−１−１．第１基板の構成）
第１基板５１は、厚みが例えば５００μｍの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。この第１基板５１には、図２に示すように、エッチングにより電極形成溝５１１及びミラー固定部５１２が形成される。
(3-1-1. Configuration of the first substrate)
The first substrate 51 is formed by processing a glass substrate having a thickness of, for example, 500 μm by etching. As shown in FIG. 2, an electrode forming groove 511 and a mirror fixing portion 512 are formed on the first substrate 51 by etching.
電極形成溝５１１には、ミラー固定部５１２の外周縁から、当該電極形成溝５１１の内周壁面までの間に、リング状の第１電極固定面５１１Ａが形成され、この第１電極固定面５１１Ａには、第１電極５４１が形成される。この第１電極５４１は、図示しない第１電極引出部を介して駆動回路６（図１参照）に接続されている。
なお、第１電極５４１は、導電性を有し、後述する第２基板５２の第２電極５４２との間で電圧を印加することで、第１電極５４１及び第２電極５４２間に静電引力を発生させることが可能なものであれば、特に限定されないが、本実施形態では、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）を用いるが、Ａｕ／Ｃｒなどの金属積層体を用いてもよい。
In the electrode forming groove 511, a ring-shaped first electrode fixing surface 511A is formed from the outer peripheral edge of the mirror fixing portion 512 to the inner peripheral wall surface of the electrode forming groove 511, and this first electrode fixing surface 511A. The first electrode 541 is formed. The first electrode 541 is connected to the drive circuit 6 (see FIG. 1) via a first electrode lead portion (not shown).
The first electrode 541 has conductivity, and an electrostatic attractive force is generated between the first electrode 541 and the second electrode 542 by applying a voltage to the second electrode 542 of the second substrate 52 described later. In this embodiment, ITO (Indium Tin Oxide) is used, but a metal laminate such as Au / Cr may be used.
ミラー固定部５１２は、電極形成溝５１１と同軸上で、電極形成溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、第２基板５２に対向する側の面にミラー固定面５１２Ａを備えている。
そして、ミラー固定面５１２Ａには、直径が約３ｍｍで円形状のＴｉＯ２−ＳｉＯ２系の誘電体多層膜により形成された固定ミラー５６が固定されている。なお、本実施形態では、固定ミラー５６として、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２系の誘電体多層膜のミラーを用いる例を示すが、分光可能な波長域として可視光全域をカバーできるＡｇ合金単層のミラーを用いる構成としてもよい。
The mirror fixing portion 512 is formed in a substantially cylindrical shape that is coaxial with the electrode forming groove 511 and has a smaller diameter than the electrode forming groove 511, and includes a mirror fixing surface 512 </ b> A on the surface facing the second substrate 52. ing.
A fixed mirror 56 formed of a circular TiO 2 —SiO 2 dielectric multilayer film having a diameter of about 3 mm is fixed to the mirror fixing surface 512A. In the present embodiment, an example of using a TiO 2 —SiO 2 dielectric multilayer mirror as the fixed mirror 56 is shown. However, an Ag alloy single layer mirror that can cover the entire visible light region as a spectral range that can be dispersed. It is good also as a structure using.
さらに、ミラー固定面５１２Ａにおいて、固定ミラー５６の外側には、第２基板５２に向けて突出する突出部５１２Ｂが形成され、この突出部５１２Ｂの先端に第１検出電極５５１が固定されている。この第１検出電極５５１において、後述する第２検出電極５５２と対向する側の面は膨出して球面状に形成されている。
また、突出部５１２Ｂは、基板厚み方向に見る平面視において、後述する変位部５２１の領域内に形成されており、より具体的には後述する可動部５２２の領域内に形成されている。突出部５１２Ｂの高さ寸法は、各検出電極５５１，５５２の接触時に、固定ミラー５６及び可動ミラー５７、第１電極５４１及び第２電極５４２がそれぞれ接触しないような寸法に形成されている。
Further, on the mirror fixing surface 512A, a protruding portion 512B protruding toward the second substrate 52 is formed outside the fixed mirror 56, and the first detection electrode 551 is fixed to the tip of the protruding portion 512B. In the first detection electrode 551, the surface facing the second detection electrode 552, which will be described later, is bulged and formed into a spherical shape.
In addition, the protrusion 512B is formed in a region of a displacement portion 521 described later, and more specifically, in a region of a movable portion 522 described later in plan view as viewed in the substrate thickness direction. The height of the protruding portion 512B is formed such that the fixed mirror 56 and the movable mirror 57, the first electrode 541, and the second electrode 542 are not in contact with each other when the detection electrodes 551 and 552 are in contact with each other.
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及び可動ミラー５７の間の初期ギャップＧ０が４５０ｎｍに設定されている。そして、図３に示すように、第１電極５４１及び第２電極５４２間に電圧を印加することにより、各検出電極５５１，５５２の接触時のギャップＧ（以下では、最小ギャップＧｃと記載）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１電極５４１及び第２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。ここで、検出電極５５１，５５２が接触する際の電圧が本発明に係る接触電圧に相当する。 In addition, the mirror fixing surface 512A of the mirror fixing portion 512 is preferably designed with a groove depth in consideration of the wavelength range through which the etalon 5 is transmitted. For example, in the present embodiment, the initial gap G0 between the fixed mirror 56 and the movable mirror 57 is set to 450 nm. Then, as shown in FIG. 3, by applying a voltage between the first electrode 541 and the second electrode 542, a gap G (hereinafter referred to as a minimum gap Gc) when the detection electrodes 551 and 552 are in contact with each other is obtained. For example, it is possible to displace the movable mirror 57 until it reaches 250 nm. With this, by changing the voltage between the first electrode 541 and the second electrode 542, light having a wavelength in the entire visible light range is selectively selected. It is possible to split the light and transmit it. Here, the voltage when the detection electrodes 551 and 552 are in contact corresponds to the contact voltage according to the present invention.
ここで、第１基板５１において、電極形成溝５１１及びミラー固定部５１２が形成されていない部分が第１基板５１の接合面５１３となる。この接合面５１３には、図２及び図３に示すように、接合用の接合層５３が膜状に形成されている。この接合層５３には、主材料としてポリオルガノシロキサンが用いられたプラズマ重合膜などを用いることができる。 Here, in the first substrate 51, a portion where the electrode formation groove 511 and the mirror fixing portion 512 are not formed becomes the bonding surface 513 of the first substrate 51. As shown in FIGS. 2 and 3, a bonding layer 53 for bonding is formed in a film shape on the bonding surface 513. For the bonding layer 53, a plasma polymerization film using polyorganosiloxane as a main material can be used.
（３−１−２．第２基板の構成）
第２基板５２は、厚みが例えば２００μｍの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。この第２基板５２には、例えば平面視で基板中心点を中心とした円形の変位部５２１が形成される。この変位部５２１は、図２に示すように、円柱状の可動部５２２と、可動部５２２と同軸であり可動部５２２を保持する連結保持部５２３とを備えている。
(3-1-2. Configuration of Second Substrate)
The second substrate 52 is formed by processing a glass substrate having a thickness of, for example, 200 μm by etching. On the second substrate 52, for example, a circular displacement portion 521 centered on the substrate center point in plan view is formed. As shown in FIG. 2, the displacement portion 521 includes a columnar movable portion 522 and a connection holding portion 523 that is coaxial with the movable portion 522 and holds the movable portion 522.
変位部５２１は、第２基板５２の形成素材である平板状のガラス基材をエッチングにより溝を形成することで形成される。すなわち、変位部５２１は、第２基板５２の第１基板５１に対向しない入射側面に、連結保持部５２３を形成するための円環状の溝部５２３Ａをエッチング形成することで形成されている。 The displacement part 521 is formed by forming a groove by etching a flat glass substrate that is a material for forming the second substrate 52. That is, the displacement portion 521 is formed by etching an annular groove portion 523A for forming the connection holding portion 523 on the incident side surface of the second substrate 52 that does not face the first substrate 51.
可動部５２２は、連結保持部５２３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２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。この可動部５２２の径寸法は、第１基板５１のミラー固定部５１２の径寸法よりも大きく形成されている。
可動部５２２の第１基板５１に対向する面には、第１基板５１のミラー固定面５１２Ａに平行な可動面５２２Ａを備え、この可動面５２２Ａには、固定ミラー５６と同一構成の可動ミラー５７が固定されている。
The movable part 522 is formed to have a thickness dimension larger than that of the connection holding part 523. For example, in this embodiment, the movable part 522 is formed to be 200 μm, which is the same dimension as the thickness dimension of the second substrate 52. The diameter of the movable part 522 is formed larger than the diameter of the mirror fixing part 512 of the first substrate 51.
A surface of the movable part 522 facing the first substrate 51 is provided with a movable surface 522A parallel to the mirror fixed surface 512A of the first substrate 51. The movable surface 522A has a movable mirror 57 having the same configuration as the fixed mirror 56. Is fixed.
さらに、可動面５２２Ａにおいて、可動ミラー５７の外側には、第１検出電極５５１と対向する第２検出電極５５２が固定されている。この第２検出電極５５２も第１検出電極５５１と同様に、第１検出電極５５１と対向する側の面は膨出して球面状に形成されている。 Furthermore, on the movable surface 522A, a second detection electrode 552 that is opposed to the first detection electrode 551 is fixed outside the movable mirror 57. Similarly to the first detection electrode 551, the surface of the second detection electrode 552 facing the first detection electrode 551 bulges and is formed into a spherical shape.
連結保持部５２３は、可動部５２２の周囲を囲うダイヤフラムであり、厚み寸法が例えば５０μｍに形成されている。この連結保持部５２３の第１基板５１に対向する第２電極固定面５２３Ｂには、リング状に形成され、第１電極５４１に所定の電磁ギャップを介して対向する第１電極５４１と同一構成の第２電極５４２が形成されている。この第２電極５４２は、図示しない第２電極引出部を介して駆動回路６（図１参照）に接続されている。
第２電極５４２の上面には、第１電極５４１及び第２電極５４２の間の放電等によるリークを防止するために絶縁膜５４３が形成されている。この絶縁膜５４３としては、ＳｉＯ２やＴＥＯＳ（TetraEthoxySilane）などを用いることができ、特に第２基板５２を形成するガラス基板と同一光学特性を有するＳｉＯ２が好ましい。絶縁膜５４３として、ＳｉＯ２を用いる場合、第１基板５１及び絶縁膜５４３の間での光の反射等がないため、第２基板５２上に第２電極５４２を形成した後、第２基板５２の第１基板５１に対向する側の面の全面に絶縁膜を形成することができる。
The connection holding part 523 is a diaphragm surrounding the movable part 522 and has a thickness dimension of, for example, 50 μm. The second electrode fixing surface 523B facing the first substrate 51 of the connection holding portion 523 is formed in a ring shape and has the same configuration as the first electrode 541 facing the first electrode 541 with a predetermined electromagnetic gap. A second electrode 542 is formed. The second electrode 542 is connected to the drive circuit 6 (see FIG. 1) via a second electrode lead portion (not shown).
An insulating film 543 is formed on the upper surface of the second electrode 542 to prevent leakage due to discharge or the like between the first electrode 541 and the second electrode 542. As the insulating film 543, can be used as SiO 2 or TEOS (Tetraethoxysilane), SiO 2 is particularly preferable with a glass substrate and the same optical characteristics to form the second substrate 52. When SiO 2 is used as the insulating film 543, there is no light reflection between the first substrate 51 and the insulating film 543, and therefore the second substrate 52 is formed after the second electrode 542 is formed on the second substrate 52. An insulating film can be formed on the entire surface facing the first substrate 51.
ここで、第２基板５２の第１基板５１に対向する面において、第１基板５１の接合面５１３と対向する領域が、第２基板５２における接合面５２４となる。この接合面５２４には、第１基板５１の接合面５１３と同様に、主材料としてポリオルガノシロキサンを用いた接合層５３が設けられている。 Here, on the surface of the second substrate 52 facing the first substrate 51, the region facing the bonding surface 513 of the first substrate 51 becomes the bonding surface 524 of the second substrate 52. Similar to the bonding surface 513 of the first substrate 51, the bonding surface 524 is provided with a bonding layer 53 using polyorganosiloxane as a main material.
（３−２．駆動回路の構成）
駆動回路６は、エタロン５の第１電極引出部、第２電極引出部、及び制御回路部７に接続される。この駆動回路６は、制御回路部７から入力される駆動制御信号に基づいて、第１電極引出部及び第２電極引出部を介して、第１電極５４１及び第２電極５４２間に駆動電圧を印加し、変位部５２１を移動させる。
(3-2. Configuration of drive circuit)
The drive circuit 6 is connected to the first electrode lead portion, the second electrode lead portion, and the control circuit portion 7 of the etalon 5. The drive circuit 6 generates a drive voltage between the first electrode 541 and the second electrode 542 via the first electrode lead portion and the second electrode lead portion based on the drive control signal input from the control circuit portion 7. This is applied to move the displacement part 521.
（３−３．制御回路部の構成）
制御回路部７は、測色制御装置４、駆動回路６、及び検出電極５５に接続され、測色センサー３の全体動作を制御する。この制御回路部７は、図１に示すように、制御部７１及び記憶部７２等により構成されている。
ここで、記憶部７２は、例えばメモリーなどの記録媒体を備えて構成され、制御部７１での処理に必要な各種プログラム及びデータを適宜読み出し可能に記憶する。このようなプログラムとして、詳しくは後述するが、例えば、制御部７１にて実行され、検出電極５５の接触の有無を判定し、接触時の静電アクチュエーター５４に印加している電圧Ｖを検出する接触検出プログラムや、記憶部７２に記憶された後述する相関データ７２１から適切なマップＭを選択するデータ選択プログラムや、選択したマップＭに基づいて、所望のギャップＧに設定するための電圧Ｖを算出する電圧算出プログラム等が挙げられる。
(3-3. Configuration of control circuit unit)
The control circuit unit 7 is connected to the color measurement control device 4, the drive circuit 6, and the detection electrode 55, and controls the overall operation of the color measurement sensor 3. As shown in FIG. 1, the control circuit unit 7 includes a control unit 71, a storage unit 72, and the like.
Here, the storage unit 72 is configured to include a recording medium such as a memory, for example, and stores various programs and data necessary for processing in the control unit 71 so as to be appropriately read out. As such a program, which will be described in detail later, for example, it is executed by the control unit 71 to determine the presence or absence of contact of the detection electrode 55 and detect the voltage V applied to the electrostatic actuator 54 at the time of contact. Based on the contact detection program, a data selection program for selecting an appropriate map M from later-described correlation data 721 stored in the storage unit 72, and a voltage V for setting a desired gap G based on the selected map M. For example, a voltage calculation program to be calculated.
また、記憶部７２には、図４に示すギャップＧと電圧Ｖとの関係を示す複数のマップＭ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・ＭＮ）を有する相関データ７２１が記憶されている。すなわち、この相関データ７２１は、最小ギャップＧｃに対する接触電圧Ｖ（Ｖ１，Ｖ２・・・ＶＮ）が異なる複数のマップＭを有しており、例えば、マップＭ１は、最小ギャップＧｃに対して、接触電圧Ｖ１の関係を有するものである。
最小ギャップＧｃは、検出電極５５の接触時のミラー間のギャップであり、製造時に予め測定しておくことで取得できるものである。
Further, the storage unit 72 stores correlation data 721 having a plurality of maps M (M 1 , M 2 , M 3 ... M N ) indicating the relationship between the gap G and the voltage V shown in FIG. Yes. That is, the correlation data 721 includes a plurality of maps M having different contact voltages V (V 1 , V 2 ... V N ) with respect to the minimum gap Gc. For example, the map M 1 has the minimum gap Gc. in contrast, those having a relationship of contact voltage V 1.
The minimum gap Gc is a gap between mirrors when the detection electrode 55 is in contact, and can be obtained by measuring in advance at the time of manufacture.
相関データ７２１は、電圧Ｖを静電アクチュエーター５４に印加した際に第１電極５４１及び第２電極５４２間に発生する静電力Ｆ１と、静電力Ｆ１により変位した変位部５２１が初期ギャップＧ０の位置まで戻ろうとする復元力Ｆ２との釣り合いの関係から得られる。そして、相関データ７２１は、図４に示すように、ギャップＧと電圧Ｖとの相関関係を示すグラフを有して、複数のマップＭを含んだデータとなる。
具体的には、静電力Ｆ１は以下の式（１）で求められ、復元力Ｆ２は以下の式（２）で求められる。そして、これらの釣り合いの関係を示す以下の式（３）に基づいて、相関データ７２１が得られる。
The correlation data 721 indicates that the electrostatic force F1 generated between the first electrode 541 and the second electrode 542 when the voltage V is applied to the electrostatic actuator 54, and the displacement portion 521 displaced by the electrostatic force F1 is the position of the initial gap G0. This is obtained from the balance relationship with the restoring force F2 that attempts to return to the maximum. Then, as shown in FIG. 4, the correlation data 721 has data indicating a correlation between the gap G and the voltage V, and is data including a plurality of maps M.
Specifically, the electrostatic force F1 is obtained by the following equation (1), and the restoring force F2 is obtained by the following equation (2). Correlation data 721 is obtained based on the following equation (3) indicating the relationship between these balances.
ここで、ε０は、真空の誘電率、Ｖは、電極間に印加される電圧、Ｇ０は、初期ギャップである。ｘは、初期ギャップＧ０と、電圧Ｖが印加された際のギャップＧとの差であり、ｘ＝Ｇ０−Ｇで求めることができる。 Here, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, V is the voltage applied between the electrodes, and G 0 is the initial gap. x is a difference between the initial gap G0 and the gap G when the voltage V is applied, and can be obtained by x = G0−G.
ここで、ｋは、バネ定数であり、ｘは、前述の式（１）と同様である。 Here, k is a spring constant, and x is the same as the above-mentioned formula (1).
制御部７１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えて構成され、記憶部７２に記憶されたプログラムを実行する。すなわち、制御部７１は、記憶部７２に記憶されたプログラム及びデータを処理することにより、各種機能を実現する。このような制御部７１は、被検査対象Ａの色を測定する際には、当該プログラムを処理することにより、図１に示すように、接触検出部７１１と、データ選択部７１２と、電圧算出部７１３とを機能として実現する。 The control unit 71 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and the like, and executes a program stored in the storage unit 72. That is, the control unit 71 realizes various functions by processing the program and data stored in the storage unit 72. When such a control unit 71 measures the color of the object A to be inspected, by processing the program, as shown in FIG. 1, a contact detection unit 711, a data selection unit 712, and a voltage calculation are performed. The unit 713 is realized as a function.
接触検出部７１１は、検出電極５５に接続され、駆動回路６により所定電圧が印加された際に、第１検出電極５５１及び第２検出電極５５２が接触したか否かを判定する。そして、接触検出部７１１は、第１検出電極５５１及び第２検出電極５５２が接触したと判定すると、この接触時に静電アクチュエーター５４に印加していた接触電圧Ｖを駆動回路６から取得する。 The contact detection unit 711 is connected to the detection electrode 55 and determines whether or not the first detection electrode 551 and the second detection electrode 552 are in contact when a predetermined voltage is applied by the drive circuit 6. When the contact detection unit 711 determines that the first detection electrode 551 and the second detection electrode 552 are in contact, the contact detection unit 711 acquires the contact voltage V applied to the electrostatic actuator 54 at the time of contact from the drive circuit 6.
データ選択部７１２は、記憶部７２から相関データ７２１を読み出して、接触検出部７１１で取得した接触電圧Ｖに基づいて、相関データ７２１のうち適切なマップＭを選択する。具体的に、データ選択部７１２は、例えば、取得した接触電圧がＶ１である場合において、最小ギャップＧｃとなるマップＭ１を選択する。このように、選択するマップＭ１が決まれば、初期ギャップＧ１も一義的に決まる。 The data selection unit 712 reads the correlation data 721 from the storage unit 72 and selects an appropriate map M from the correlation data 721 based on the contact voltage V acquired by the contact detection unit 711. Specifically, for example, when the acquired contact voltage is V 1 , the data selection unit 712 selects the map M 1 that becomes the minimum gap Gc. In this way, once the map M 1 to be selected, the initial gap G 1 is also uniquely determined.
電圧算出部７１３は、データ選択部７１２で選択されたマップＭに基づいて、利用者が所望する光の波長に対応する所望のギャップＧに設定するための電圧Ｖを算出し、駆動制御信号として駆動回路６に出力する。 Based on the map M selected by the data selection unit 712, the voltage calculation unit 713 calculates a voltage V for setting a desired gap G corresponding to the wavelength of light desired by the user, and serves as a drive control signal. Output to the drive circuit 6.
〔４．測色制御装置の構成〕
測色制御装置４は、測色装置１の全体動作を制御する。この測色制御装置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、測色制御装置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、及び測色処理部４３（分析処理部）などを備えて構成されている。
[4. (Configuration of colorimetric control device)
The color measurement control device 4 controls the overall operation of the color measurement device 1. As the color measurement control device 4, for example, a general-purpose personal computer, a portable information terminal, or a computer dedicated to color measurement can be used.
As shown in FIG. 1, the color measurement control device 4 includes a light source control unit 41, a color measurement sensor control unit 42, a color measurement processing unit 43 (analysis processing unit), and the like.
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被検査対象Ａに出射させる。
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、測色装置１が測色処理を行う前に、駆動回路６に駆動制御信号を出力して、検出電極５５１，５５２が接触する程度の所定電圧を静電アクチュエーター５４へ印加させる。具体的に、制御回路部７の接触検出部７１１から入力される接触信号を検知するまで、所定電圧を徐々に大きくする旨の駆動制御信号を駆動回路６へ出力する。また、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の制御回路部７に出力する。これにより、測色センサー３の制御回路部７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。
測色処理部４３は、測色センサー制御部４２を制御して、エタロン５のミラー間ギャップを変動させて、エタロン５を透過する光の波長を変化させる。また、測色処理部４３は、受光素子３１から入力される受光信号に基づいて、エタロン５を透過した光の光量を取得する。そして、測色処理部４３は、上記により得られた各波長の光の受光量に基づいて、被検査対象Ａにより反射された光の色度を算出する。
The light source control unit 41 is connected to the light source device 2. Then, the light source control unit 41 outputs a predetermined control signal to the light source device 2 based on, for example, a user's setting input, and causes the light source device 2 to emit white light with a predetermined brightness to the inspection target A.
The colorimetric sensor control unit 42 is connected to the colorimetric sensor 3. Then, the colorimetric sensor control unit 42 outputs a drive control signal to the drive circuit 6 before the colorimetric device 1 performs the colorimetric processing, and electrostatically applies a predetermined voltage to the extent that the detection electrodes 551 and 552 are in contact with each other. Applied to the actuator 54. Specifically, a drive control signal for gradually increasing the predetermined voltage is output to the drive circuit 6 until a contact signal input from the contact detection unit 711 of the control circuit unit 7 is detected. The colorimetric sensor control unit 42 sets a wavelength of light received by the colorimetric sensor 3 based on, for example, a setting input by the user, and outputs a control signal for detecting the amount of light received at this wavelength. Output to the control circuit unit 7 of the colorimetric sensor 3. Thereby, the control circuit unit 7 of the colorimetric sensor 3 sets the voltage applied to the electrostatic actuator 54 so as to transmit only the wavelength of light desired by the user based on the control signal.
The colorimetric processing unit 43 controls the colorimetric sensor control unit 42 to change the inter-mirror gap of the etalon 5 to change the wavelength of light transmitted through the etalon 5. Further, the colorimetric processing unit 43 acquires the amount of light transmitted through the etalon 5 based on the light reception signal input from the light receiving element 31. Then, the colorimetric processing unit 43 calculates the chromaticity of the light reflected by the inspected object A based on the received light amount of each wavelength obtained as described above.
〔５．測色装置の動作〕
次に、本実施形態における測色装置１の動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
測色装置１は、被検査対象Ａで反射された光の色度を測定する前に、測色制御装置４の測色センサー制御部４２から駆動回路６に駆動制御信号を出力して、検出電極５５１，５５２が接触する程度の所定電圧を静電アクチュエーター５４に印加させる（ステップＳ１）。
そして、制御回路部７の接触検出部７１１は、検出電極５５１，５５２が接触したか否かを判定する（ステップＳ２）。接触検出部７１１が検出電極５５１，５５２の接触を検出しない場合、ステップＳ１に戻って、測色センサー制御部４２は、駆動回路６に前に印加した所定電圧よりも大きい電圧を静電アクチュエーター５４に印加させる。
一方、接触検出部７１１は、検出電極５５１，５５２が接触すると、接触した旨の接触信号を測色センサー制御部４２に入力し、測色センサー制御部４２に対して駆動回路６への駆動制御信号の出力を停止させる。
[5. Operation of the color measuring device)
Next, the operation of the color measurement device 1 in the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
Prior to measuring the chromaticity of the light reflected from the object A, the colorimetric device 1 outputs a drive control signal from the colorimetric sensor control unit 42 of the colorimetric control device 4 to the drive circuit 6 for detection. A predetermined voltage at which the electrodes 551 and 552 are in contact is applied to the electrostatic actuator 54 (step S1).
And the contact detection part 711 of the control circuit part 7 determines whether the detection electrodes 551 and 552 contacted (step S2). When the contact detection unit 711 does not detect the contact of the detection electrodes 551 and 552, the process returns to step S1, and the colorimetric sensor control unit 42 applies a voltage higher than the predetermined voltage previously applied to the drive circuit 6 to the electrostatic actuator 54. To be applied.
On the other hand, when the detection electrodes 551 and 552 are in contact with each other, the contact detection unit 711 inputs a contact signal indicating that the detection electrodes 551 and 552 are in contact with the colorimetric sensor control unit 42, and controls the drive to the drive circuit 6 with respect to the colorimetric sensor control unit 42. Stop signal output.
次に、測色センサー制御部４２は、駆動回路６に対して駆動制御信号の出力を停止すると、接触検出部７１１に対して検出電極５５１，５５２の接触時の駆動制御信号を出力し、接触検出部７１１は、当該駆動制御信号に基づいて、検出電極５５１，５５２の接触時の接触電圧Ｖを取得する（ステップＳ３）。
そして、データ選択部７１２は、記憶部７２から相関データ７２１を読み出して、接触検出部７１１が取得した接触電圧Ｖ及び最小ギャップＧｃに基づいて、相関データ７２１から適切なマップＭを選択する（ステップＳ４）。
Next, when the colorimetric sensor control unit 42 stops outputting the drive control signal to the drive circuit 6, the colorimetric sensor control unit 42 outputs a drive control signal when the detection electrodes 551 and 552 are in contact to the contact detection unit 711. Based on the drive control signal, the detection unit 711 acquires the contact voltage V when the detection electrodes 551 and 552 are in contact (step S3).
Then, the data selection unit 712 reads the correlation data 721 from the storage unit 72 and selects an appropriate map M from the correlation data 721 based on the contact voltage V and the minimum gap Gc acquired by the contact detection unit 711 (step S4).
また、測色装置１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色制御装置４の光源制御部４１から光源装置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被検査対象Ａに出射させる。
また、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、所望の波長の光の受光量を検出する旨の検出信号を制御回路部７に出力する。
In addition, the colorimetric device 1 outputs a predetermined control signal from the light source control unit 41 of the colorimetry control device 4 to the light source device 2 based on, for example, a user's setting input, and the light source device 2 has a predetermined brightness. White light is emitted to the inspection object A.
Further, the colorimetric sensor control unit 42 outputs a detection signal to the control circuit unit 7 to detect the amount of received light of a desired wavelength based on, for example, a user setting input.
そして、制御部７１の電圧算出部７１３は、選択されたマップＭを参照し、検出信号に基づいて、所望の波長に対するギャップＧに設定するための電圧Ｖを算出する（ステップＳ５）。そして、電圧算出部７１３は、算出された電圧Ｖに基づく駆動制御信号を駆動回路６に入力し、静電アクチュエーター５４に電圧Ｖを印加させる。これにより、エタロン５のギャップＧを変動させて、エタロン５を透過する光の波長を変化させる。
次に、測色処理部４３は、受光素子３１から入力される受光信号に基づいて、エタロン５を透過した光の光量を取得する。そして、測色処理部４３は、上記により得られた各波長の光の受光量に基づいて、被検査対象Ａにより反射された光の色度を算出する（ステップＳ６）。
Then, the voltage calculation unit 713 of the control unit 71 refers to the selected map M and calculates a voltage V for setting the gap G for a desired wavelength based on the detection signal (step S5). Then, the voltage calculation unit 713 inputs a drive control signal based on the calculated voltage V to the drive circuit 6 and causes the electrostatic actuator 54 to apply the voltage V. Thereby, the gap G of the etalon 5 is changed, and the wavelength of the light transmitted through the etalon 5 is changed.
Next, the colorimetric processing unit 43 acquires the amount of light transmitted through the etalon 5 based on the light reception signal input from the light receiving element 31. Then, the colorimetric processing unit 43 calculates the chromaticity of the light reflected by the inspection target A based on the received light amount of each wavelength obtained as described above (step S6).
〔６．第１実施形態の作用効果〕
（１）ギャップＧ及び電圧Ｖの関係を示すマップＭを複数有する相関データ７２１が記憶部７２に予め記憶されている。すなわち、この相関データ７２１は、最小ギャップＧｃに対する接触電圧Ｖが異なる複数のマップＭを備えている。そして、最小ギャップＧｃとなる場合の接触電圧Ｖを取得するために検出電極５５を設け、接触検出部７１１は、検出電極５５の接触時（最小ギャップＧｃ時）の接触電圧Ｖを取得している。そして、データ選択部７１２は、相関データ７２１を参照し、最小ギャップＧｃ時の接触電圧Ｖに基づいて、複数のマップＭから１つのマップＭを選択するので、この選択されたマップＭからギャップＧ及び電圧Ｖの関係を得ることができる。電圧算出部７１３は、選択されたマップＭに基づいて、所望のギャップＧに設定するための電圧Ｖを算出する。
従って、個々のエタロン５で初期ギャップＧ０のばらつきが製造工程や環境温度の変化によって生じた場合でも、最小ギャップＧｃ時の接触電圧Ｖに基づいて、ギャップＧ及び電圧Ｖの関係を有するマップＭを特定することができる。よって、単に検出電極５５を設けるのみの簡素化な構成で、特定したマップＭに基づいて、所望のギャップＧを正確に設定できる。
[6. Effects of First Embodiment]
(1) Correlation data 721 having a plurality of maps M indicating the relationship between the gap G and the voltage V is stored in the storage unit 72 in advance. That is, the correlation data 721 includes a plurality of maps M having different contact voltages V with respect to the minimum gap Gc. The detection electrode 55 is provided to acquire the contact voltage V when the minimum gap Gc is reached, and the contact detection unit 711 acquires the contact voltage V when the detection electrode 55 is in contact (at the time of the minimum gap Gc). . Then, the data selection unit 712 refers to the correlation data 721 and selects one map M from the plurality of maps M based on the contact voltage V at the time of the minimum gap Gc. And the relationship of voltage V can be obtained. The voltage calculation unit 713 calculates a voltage V for setting a desired gap G based on the selected map M.
Therefore, even when the initial gap G0 varies among the individual etalons 5 due to changes in the manufacturing process or the environmental temperature, a map M having a relationship between the gap G and the voltage V is obtained based on the contact voltage V at the time of the minimum gap Gc. Can be identified. Therefore, a desired gap G can be accurately set based on the specified map M with a simple configuration in which the detection electrode 55 is simply provided.
（２）検出電極５５の互いに対向する側の面がそれぞれ球面状に形成されているので、検出電極５５同士が接触した際、ギャップＧの間隔に関係なく常に同じ１点で接触することとなり、接触の検出誤差が生じることなく、接触の検出精度を向上することができる。
（３）第１電極固定面５１１Ａよりも第１基板５１に近接するミラー固定面５１２Ａに第１基板５１に向けて突出する突出部５１２Ｂを設け、その先端に第１検出電極５５１が配置されているので、検出電極５５の接触時に各電極５４１，５４２が先に接触することを確実に防止できる。さらに、突出部５１２Ｂの高さ寸法を検出電極５５の接触時に各ミラー５６，５７が先に接触しない寸法に予め設定しておけば、各ミラー５６，５７の接触も確実に防止できる。
(2) Since the surfaces of the detection electrodes 55 facing each other are formed into spherical shapes, when the detection electrodes 55 come into contact with each other, they always come into contact at the same point regardless of the gap G. Contact detection accuracy can be improved without causing contact detection errors.
(3) A protrusion 512B that protrudes toward the first substrate 51 is provided on the mirror fixing surface 512A closer to the first substrate 51 than the first electrode fixing surface 511A, and the first detection electrode 551 is disposed at the tip thereof. Therefore, it is possible to reliably prevent the electrodes 541 and 542 from contacting each other when the detection electrode 55 is in contact. Furthermore, if the height dimension of the protrusion 512B is set in advance so that the mirrors 56 and 57 do not contact each other when the detection electrode 55 is in contact, the contact between the mirrors 56 and 57 can be reliably prevented.
［第２実施形態］
以下、本発明に係る第２実施形態について図６を参照して説明する。
本実施形態のエタロン５Ａは、前記第１実施形態のエタロン５と同様の構成を備えるが、前記第１実施形態でのエタロン５では、第１検出電極５５１は突出部５１２Ｂの先端に設けられ、第１検出電極５５１に対向配置される第２検出電極５５２は可動面５２２Ａに設けられていた。これに対し、本実施形態のエタロン５Ａでは、突出部５１２Ｂを形成せずに、第１検出電極５５１を固定ミラー５６の中央に設け、第２検出電極５５２を可動ミラー５７の中央に設けている点で相違する。
なお、以下の説明では、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The etalon 5A of the present embodiment has the same configuration as the etalon 5 of the first embodiment, but in the etalon 5 of the first embodiment, the first detection electrode 551 is provided at the tip of the protruding portion 512B, The second detection electrode 552 arranged to face the first detection electrode 551 was provided on the movable surface 522A. On the other hand, in the etalon 5A of the present embodiment, the first detection electrode 551 is provided at the center of the fixed mirror 56 and the second detection electrode 552 is provided at the center of the movable mirror 57 without forming the protruding portion 512B. It is different in point.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第１検出電極５５１及び第２検出電極５５２は、図６に示すように、各ミラー５６，５７の中央に対向配置されている。すなわち、本実施形態においても、各検出電極５５１，５５２は、平面視で可動部５２２の領域内に位置している。このような構成では、検出電極５５が互いに接触した際のミラー間ギャップＧが最小ギャップＧｃとなる。 As shown in FIG. 6, the first detection electrode 551 and the second detection electrode 552 are disposed opposite to each other at the center of the mirrors 56 and 57. That is, also in this embodiment, each detection electrode 551,552 is located in the area | region of the movable part 522 by planar view. In such a configuration, the gap G between the mirrors when the detection electrodes 55 come into contact with each other becomes the minimum gap Gc.
上述した第２実施形態のエタロン５Ａによれば、前記第１実施形態の作用効果（１）、（２）と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、検出電極５５をミラー５６，５７の中央に設けたことで、検出電極５５が接触した際のミラー間ギャップＧを最小ギャップＧｃとすることができる。すなわち、最小ギャップＧｃの値が前記第１実施形態と比べて、ミラー間のギャップを直接検出しているため、最小ギャップＧｃと電圧Ｖとに基づいてマップＭを選択する精度が向上する。
According to the etalon 5A of the second embodiment described above, in addition to the same effects as the effects (1) and (2) of the first embodiment, there are the following effects.
According to this embodiment, by providing the detection electrode 55 in the center of the mirrors 56 and 57, the gap G between the mirrors when the detection electrode 55 comes into contact can be set to the minimum gap Gc. That is, since the value of the minimum gap Gc directly detects the gap between the mirrors as compared with the first embodiment, the accuracy of selecting the map M based on the minimum gap Gc and the voltage V is improved.
［第３実施形態］
以下、本発明に係る第３実施形態について図７を参照して説明する。
本実施形態のエタロン５Ｂは、前記第１実施形態のエタロン５と同様の構成を備えるが、前記第１実施形態でのエタロン５では、第１検出電極５５１は突出部５１２Ｂの先端に設けられ、第１検出電極５５１に対向配置される第２検出電極５５２は可動面５２２Ａに設けられていた。これに対し、本実施形態のエタロン５Ｂでは、第１検出電極５５１を電極形成溝５１１の外側に設け、第２検出電極５５２を第２電極固定面５２３Ｂに設けている点で相違する。
なお、以下の説明では、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG.
The etalon 5B of the present embodiment has the same configuration as the etalon 5 of the first embodiment, but in the etalon 5 of the first embodiment, the first detection electrode 551 is provided at the tip of the protruding portion 512B, The second detection electrode 552 arranged to face the first detection electrode 551 was provided on the movable surface 522A. On the other hand, the etalon 5B of this embodiment is different in that the first detection electrode 551 is provided outside the electrode formation groove 511 and the second detection electrode 552 is provided on the second electrode fixing surface 523B.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
電極形成溝５１１の外側には、ミラー固定面５１２Ａよりも高い位置に段差部５１４が形成される。この段差部５１４は、連結保持部５２３と対向して、第１検出電極５５１が形成される。そして、第１検出電極５５１を平面視で変位部５２１の領域内に位置させるために、連結保持部５２３の領域が各実施形態よりも大きく形成されている。また、第２検出電極５５２は、第１検出電極５５１と対向配置され、連結保持部５２３の第１基板５１に対向する側の面（第２電極固定面５２３Ｂ）に形成される。すなわち、検出電極５５は、平面視で電極５４１，５４２の外側に配置されることとなり、また、変位部５２１の領域内に位置している。 A step portion 514 is formed outside the electrode formation groove 511 at a position higher than the mirror fixing surface 512A. The step portion 514 is opposed to the connection holding portion 523 and the first detection electrode 551 is formed. And in order to position the 1st detection electrode 551 in the area | region of the displacement part 521 by planar view, the area | region of the connection holding | maintenance part 523 is formed larger than each embodiment. Further, the second detection electrode 552 is disposed to face the first detection electrode 551 and is formed on a surface (second electrode fixing surface 523B) on the side facing the first substrate 51 of the connection holding portion 523. That is, the detection electrode 55 is disposed outside the electrodes 541 and 542 in a plan view, and is located within the region of the displacement portion 521.
上述した第３実施形態のエタロン５Ｂによれば、前記第１実施形態の作用効果（１）、（２）と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、検出電極５５は電極５４１，５４２の外側に配置されることとなるので、検出電極５５から引き出される図示しない検出電極引出部が電極５４１，５４２の引出部と干渉することなく引き回すことができ、検出電極引出部の引き回し作業を簡素化できる。
According to the etalon 5B of the third embodiment described above, the same effects as the effects (1) and (2) of the first embodiment can be obtained, and the following effects can be obtained.
According to this embodiment, since the detection electrode 55 is disposed outside the electrodes 541 and 542, a detection electrode extraction portion (not shown) drawn from the detection electrode 55 interferes with the extraction portions of the electrodes 541 and 542. Therefore, the operation of drawing the detection electrode lead-out portion can be simplified.
［第４実施形態］
以下、本発明に係る第４実施形態について図８を参照して説明する。
本実施形態のエタロン５Ｃは、前記第１実施形態のエタロン５と同様の構成を備えるが、前記エタロン５では静電アクチュエーター５４により変位部５２１を変動させていた。これに対し、本実施形態のエタロン５Ｃでは圧電アクチュエーター５８（ギャップ可変部）により変位部５２１を変動させる点で相違する。
なお、以下の説明では、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The etalon 5C of the present embodiment has the same configuration as the etalon 5 of the first embodiment, but in the etalon 5, the displacement portion 521 is varied by the electrostatic actuator 54. On the other hand, the etalon 5C of the present embodiment is different in that the displacement portion 521 is changed by the piezoelectric actuator 58 (gap variable portion).
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第１基板５１は、前記各実施形態のように電極形成溝５１１が形成されておらず、第１電極固定面５１１Ａが第１基板５１の外周縁まで形成されている。
第２基板５２は、前記各実施形態のように連結保持部５２３を形成するためのエッチング加工が施されておらず、平板状に形成されている。
そして、圧電アクチュエーター５８は、第１電極固定面５１１Ａと第２基板５２の第１基板５１に対向する面との間に配置されている。この圧電アクチュエーター５８は、一対の電極５８１，５８２と、この電極５８１，５８２に挟持された圧電体５８３とを備えている。
これにより、一対の電極５８１，５８２に電圧が印加されると、圧電体５８３は印加された電圧を力に変換することで、伸縮するので変位部５２１を変動させる。
In the first substrate 51, the electrode forming groove 511 is not formed as in the above embodiments, and the first electrode fixing surface 511 </ b> A is formed up to the outer peripheral edge of the first substrate 51.
The second substrate 52 is not subjected to the etching process for forming the connection holding portion 523 as in the above embodiments, and is formed in a flat plate shape.
The piezoelectric actuator 58 is disposed between the first electrode fixing surface 511 </ b> A and the surface of the second substrate 52 facing the first substrate 51. The piezoelectric actuator 58 includes a pair of electrodes 581 and 582 and a piezoelectric body 583 sandwiched between the electrodes 581 and 582.
Accordingly, when a voltage is applied to the pair of electrodes 581 and 582, the piezoelectric body 583 expands and contracts by converting the applied voltage into a force, so that the displacement portion 521 is changed.
また、本実施形態のエタロン５Ｂは圧電アクチュエーター５８により変位部５２１を変動させるものであるため、本実施形態の測色装置１は、図９に示すように、前記第１実施形態の相関データ７２１とは異なる相関データ７２１Ａを有する。この相関データ７２１Ａは、以下の式（５）の関係から導かれるものである。この相関データ７２１Ａも前記第１実施形態の相関データ７２１と同様に、ギャップＧと電圧Ｖとの関係を示す複数のマップＭ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３・・・ＭＮ）を有しており、この相関データ７２１Ａは、最小ギャップＧｃに対する接触電圧Ｖ（Ｖ１，Ｖ２・・・ＶＮ）が異なる複数のマップＭを有している。
具体的には、電圧Ｖを一対の電極５８１，５８２に印加した際に圧電体５８３に発生する力Ｆ３は以下の式（４）で求められ、変位部５２１が初期ギャップＧ０の位置まで戻ろうとする復元力Ｆ２は前述の式（２）で求められる。そして、これらの釣り合いの関係を示す以下の式（５）に基づいて、相関データ７２１Ａが得られる。
In addition, since the etalon 5B of the present embodiment varies the displacement portion 521 by the piezoelectric actuator 58, the colorimetric device 1 of the present embodiment has the correlation data 721 of the first embodiment as shown in FIG. Different correlation data 721A. The correlation data 721A is derived from the relationship of the following formula (5). Similar to the correlation data 721 of the first embodiment, the correlation data 721A also includes a plurality of maps M (M 1 , M 2 , M 3 ... M N ) indicating the relationship between the gap G and the voltage V. The correlation data 721A has a plurality of maps M having different contact voltages V (V 1 , V 2 ... V N ) with respect to the minimum gap Gc.
Specifically, the force F3 generated in the piezoelectric body 583 when the voltage V is applied to the pair of electrodes 581 and 582 is obtained by the following equation (4), and the displacement portion 521 attempts to return to the position of the initial gap G0. The restoring force F2 to be obtained is obtained by the above-described equation (2). Correlation data 721A is obtained based on the following equation (5) indicating the relationship between these balances.
ここで、αは、比例定数、Ｅは、圧電体のヤング率、ｄは、圧電定数、ｔは、圧電体の厚み寸法、Ｖは、電極間に印加される駆動電圧である。 Here, α is a proportional constant, E is the Young's modulus of the piezoelectric body, d is the piezoelectric constant, t is the thickness dimension of the piezoelectric body, and V is a drive voltage applied between the electrodes.
上述した第４実施形態のエタロン５Ｃによれば、前記第１実施形態の作用効果（１）、（２）と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、ミラー固定面５１２Ａよりも第１基板５１に近接する第１電極固定面５１１Ａに第１基板５１に向けて突出する突出部５１２Ｂを設け、その先端に第１検出電極５５１が配置されているので、検出電極５５の接触時に各ミラー５６，５７が先に接触することを確実に防止できる。また、本発明のギャップ可変部として圧電アクチュエーター５８を用いることができ、可変方法の汎用性を向上できる。
According to the etalon 5C of the fourth embodiment described above, in addition to the same effects as the effects (1) and (2) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
According to the present embodiment, the first electrode fixing surface 511A that is closer to the first substrate 51 than the mirror fixing surface 512A is provided with the protruding portion 512B that protrudes toward the first substrate 51, and the first detection electrode 551 is provided at the tip thereof. Therefore, it is possible to reliably prevent the mirrors 56 and 57 from contacting each other when the detection electrode 55 is in contact. Moreover, the piezoelectric actuator 58 can be used as a gap variable part of this invention, and the versatility of the variable method can be improved.
［実施形態の変形］
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。
図１０は、本発明に係る前記第１実施形態の変形例を示す図である。
図１０に示すように、ミラー固定面５１２Ａが第１電極固定面５１１Ａの中心部に形成された、例えば平面視円形状の溝部５１２Ｃの底面に形成される構成であってもよい。すなわち、このミラー固定面５１２Ａは、第１電極固定面５１１Ａよりも深い位置にある。そして、第１電極固定面５１１Ａは、ミラー固定面５１２Ａよりも第２基板５２に近接して形成されている。
このような構成によれば、ミラー固定面５１２Ａよりも第１基板５１に近接する第１電極固定面５１１Ａに第１基板５１に向けて突出する突出部５１２Ｂを設け、その先端に第１検出電極５５１が配置されているので、検出電極５５の接触時に各ミラー５６，５７が先に接触することを確実に防止できる。さらに、突出部５１２Ｂの高さ寸法を検出電極５５の接触時に各電極５４１，５４２が先に接触しない寸法に予め設定しておけば、各電極５４１，５４２の接触も確実に防止できる。
[Modification of Embodiment]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a modification of the first embodiment according to the present invention.
As shown in FIG. 10, the mirror fixing surface 512A may be formed on the bottom surface of the groove portion 512C having a circular shape in plan view, for example, formed at the center portion of the first electrode fixing surface 511A. That is, this mirror fixing surface 512A is deeper than the first electrode fixing surface 511A. The first electrode fixing surface 511A is formed closer to the second substrate 52 than the mirror fixing surface 512A.
According to such a configuration, the protrusion 512B that protrudes toward the first substrate 51 is provided on the first electrode fixing surface 511A that is closer to the first substrate 51 than the mirror fixing surface 512A, and the first detection electrode is provided at the tip thereof. Since 551 is arranged, it is possible to reliably prevent the mirrors 56 and 57 from contacting each other when the detection electrode 55 is in contact. Furthermore, if the height of the protruding portion 512B is set in advance so that the electrodes 541 and 542 do not come into contact with the detection electrode 55 in advance, the contact of the electrodes 541 and 542 can be reliably prevented.
図１１は、本発明に係る前記第２実施形態の変形例を示す図である。
図１１に示すように、検出電極５５をミラー５６，５７の端部に設ける構成であってもよい。このような構成によれば、検出電極５５から引き出される検出電極引出部５５Ｌがミラー５６，５７の外側から引き出せばよいので、前述の検出電極５５をミラー５６，５７の中央に配置する場合と比べて、検出電極引出部５５Ｌの引き回し作業を簡素化できる。
FIG. 11 is a view showing a modification of the second embodiment according to the present invention.
As shown in FIG. 11, the detection electrode 55 may be provided at the ends of the mirrors 56 and 57. According to such a configuration, the detection electrode extraction portion 55L extracted from the detection electrode 55 only needs to be extracted from the outside of the mirrors 56 and 57, so that the detection electrode 55 is arranged in the center of the mirrors 56 and 57 as compared with the case described above. Thus, it is possible to simplify the routing operation of the detection electrode extraction portion 55L.
図１２は、本発明に係る前記第１実施形態及び第４実施形態の変形例を示す図である。
図１２に示すように、電磁アクチュエーター５９（ギャップ可変部）により変位部５２１を変動させてもよい。
第１基板５１及び第２基板５２と間には、電磁アクチュエーター５９が設けられている。この電磁アクチュエーター５９は、電流が通流される電磁コイル５９１と、電磁力により電磁コイル５９１に対して移動する永久磁石５９２とを備えている。電磁コイル５９１は、第１基板５１の第１電極固定面５１１Ａに設けられ、永久磁石５９２は、連結保持部５２３の第２電極固定面５２３Ｂに設けられ、電磁コイル５９１及び永久磁石５９２は対向配置されている。
これによれば、電磁コイル５９１に電流を通流し、永久磁石５９２からの磁束とこの磁束と電流との相互作用による電磁力により、永久磁石５９２が電磁コイル５９１に向けて移動するので、変位部５２１が変動する。
FIG. 12 is a view showing a modification of the first embodiment and the fourth embodiment according to the present invention.
As shown in FIG. 12, the displacement part 521 may be changed by the electromagnetic actuator 59 (gap variable part).
An electromagnetic actuator 59 is provided between the first substrate 51 and the second substrate 52. The electromagnetic actuator 59 includes an electromagnetic coil 591 through which a current flows and a permanent magnet 592 that moves relative to the electromagnetic coil 591 by electromagnetic force. The electromagnetic coil 591 is provided on the first electrode fixing surface 511A of the first substrate 51, the permanent magnet 592 is provided on the second electrode fixing surface 523B of the connection holding portion 523, and the electromagnetic coil 591 and the permanent magnet 592 are arranged to face each other. Has been.
According to this, since the current flows through the electromagnetic coil 591 and the permanent magnet 592 moves toward the electromagnetic coil 591 due to the electromagnetic force generated by the magnetic flux from the permanent magnet 592 and the interaction between the magnetic flux and the current, the displacement portion 521 fluctuates.
前記各実施形態では、第１電極固定面５１１Ａとミラー固定面５１２Ａとの深さ位置が異なっていたが、第１電極固定面５１１Ａとミラー固定面５１２Ａとを同一面に形成する構成としてもよい。
前記各実施形態では、突出部５１２Ｂが第１基板５１のみに形成されていたが、第２基板５２にのみ形成される構成であってもよく、また、第１基板５１及び第２基板５２の両方に形成される構成であってもよい。
In each of the above embodiments, the first electrode fixing surface 511A and the mirror fixing surface 512A have different depth positions, but the first electrode fixing surface 511A and the mirror fixing surface 512A may be formed on the same surface. .
In each of the above embodiments, the protruding portion 512 </ b> B is formed only on the first substrate 51. However, the protruding portion 512 </ b> B may be formed only on the second substrate 52, and the first substrate 51 and the second substrate 52 may be formed. The structure formed in both may be sufficient.
前記各実施形態では、本発明に係る検出素子の一例として検出電極を用いたが、これに限定されるものではなく、接触したことを検出できる構成であればよく、例えば、接触した際に信号を出力する接触センサー等を用いてもよい。
前記各実施形態では、検出電極５５が球面状に形成されていたが、この形状に限定されるものではなく、平面状であってもよく、接触可能な形状であれば、他の形状であってもよい。また、第１検出電極５５１及び第２検出電極５５２の両方が球面状であったが、いずれか一方の検出電極５５を球面状に形成した構成であってもよい。
In each of the above embodiments, the detection electrode is used as an example of the detection element according to the present invention. However, the present invention is not limited to this, and any configuration may be used as long as the contact can be detected. A contact sensor that outputs may be used.
In each of the embodiments described above, the detection electrode 55 is formed in a spherical shape. However, the shape is not limited to this shape. The detection electrode 55 may be a flat shape. May be. In addition, although both the first detection electrode 551 and the second detection electrode 552 are spherical, any one of the detection electrodes 55 may be formed in a spherical shape.
前記各実施形態において、接合面５１３，５２４では、接合層５３により接合されるとしたが、これに限られない。例えば、接合層５３が形成されず、接合面５１３，５２４を活性化し、活性化された接合面５１３，５２４を重ね合わせて加圧することにより接合する、いわゆる常温活性化接合により接合させる構成などとしてもよく、いかなる接合方法を用いてもよい。 In the above embodiments, the bonding surfaces 513 and 524 are bonded by the bonding layer 53, but the present invention is not limited to this. For example, the bonding layer 53 is not formed, the bonding surfaces 513 and 524 are activated, and the activated bonding surfaces 513 and 524 are bonded by being overlapped and pressed, so that bonding is performed by so-called room temperature activation bonding. Any joining method may be used.
前記各実施形態では、本発明の光モジュールとして、測色センサー３を例示し、光分析装置として、測色センサー３を備えた測色装置１を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光モジュールとして用いてもよく、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の光分析装置としてもよい。さらに、光分析装置は、このような光モジュールを備えた分光カメラ、分光分析器、医療機器（例えば、血糖値測定センサや内視鏡）などであってもよい。
また、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光モジュールに設けられたエタロン５により特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光モジュールを備えた光通信装置を本発明の光分析装置としてもよい。これにより、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
In each of the above-described embodiments, the colorimetric sensor 3 is exemplified as the optical module of the present invention, and the colorimetric device 1 including the colorimetric sensor 3 is illustrated as the optical analysis device. However, the present invention is not limited to this. . For example, a gas sensor that allows gas to flow into the sensor and detects light absorbed by the gas in the incident light may be used as the optical module of the present invention. A gas detector for analyzing and discriminating gas may be used as the optical analyzer of the present invention. Furthermore, the optical analysis device may be a spectroscopic camera, a spectroscopic analyzer, a medical device (for example, a blood glucose level measurement sensor or an endoscope) provided with such an optical module.
It is also possible to transmit data using light of each wavelength by changing the intensity of light of each wavelength with time. In this case, light of a specific wavelength is spectrally separated by the etalon 5 provided in the optical module. Then, the light transmitted by the light receiving unit can extract data transmitted by light of a specific wavelength, and an optical communication device including such an optical module for data extraction may be used as the optical analyzer of the present invention. . Thereby, optical communication can also be implemented by processing the light data of each wavelength.
１…測色装置（光分析装置）、３…測色センサー（光モジュール）、５…エタロン、３１…受光素子（受光手段）、４３…測色処理部（分析処理部）、５１…第１基板、５２…第２基板、５４…静電アクチュエーター（ギャップ可変部）、５５…検出電極（検出素子）、５６…固定ミラー（第１反射膜）、５７…可動ミラー（第２反射膜）、５８…圧電アクチュエーター（ギャップ可変部）、５９…電磁アクチュエーター（ギャップ可変部）、７２…記憶部、５１２Ｂ…突出部、５４１…第１電極、５４２…第２電極、７１１…接触検出部、７１２…データ選択部、７１３…電圧算出部、７２１，７２１Ａ…相関データ、Ｇ…ギャップ、Ｇｃ…最小ギャップ、Ｍ…マップ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color measuring device (light analyzer), 3 ... Color measuring sensor (optical module), 5 ... Etalon, 31 ... Light receiving element (light receiving means), 43 ... Color measuring processing part (analysis processing part), 51 ... 1st Substrate, 52 ... second substrate, 54 ... electrostatic actuator (gap variable portion), 55 ... detection electrode (detection element), 56 ... fixed mirror (first reflection film), 57 ... movable mirror (second reflection film), 58 ... Piezoelectric actuator (gap variable part), 59 ... Electromagnetic actuator (gap variable part), 72 ... Memory part, 512B ... Projection part, 541 ... First electrode, 542 ... Second electrode, 711 ... Contact detection part, 712 ... Data selection unit, 713, voltage calculation unit, 721, 721A, correlation data, G, gap, Gc, minimum gap, M, map.
Claims (6)
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１反射膜と、
前記第２基板に設けられ、前記第１反射膜と所定のギャップを介して対向する第２反射膜と、
前記反射膜間のギャップを電圧が印加されることで可変するギャップ可変部と、
前記第１基板及び前記第２基板に互いに対向配置されて、前記ギャップが可変されて最小となる最小ギャップにおいて互いに接触する一対の検出素子と、
前記第１反射膜及び前記第２反射膜間で光を多重干渉させ、多重干渉により互いに強め合った特定波長の検査対象光を受光する受光手段と、
前記反射膜間のギャップ及び電圧の関係を示すマップを複数有する相関データが記憶された記憶部と、
前記検出素子が接触したか否かを判定し、前記検出素子の接触時での前記最小ギャップにおける前記ギャップ可変部に印加している電圧である接触電圧を取得する接触検出部と、
前記相関データを読み出し、前記複数のマップのうち、１つのマップを選択するデータ選択部と、
選択された前記１つのマップに基づいて、所望のギャップに設定するための電圧を算出する電圧算出部とを備え、
前記相関データは、前記最小ギャップに対する前記接触電圧が異なる複数の前記マップを備え、
前記データ選択部は、前記接触検出部で取得した前記接触電圧を有する前記マップを選択する
ことを特徴とする光モジュール。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate;
A second reflective film provided on the second substrate and facing the first reflective film with a predetermined gap;
A gap variable portion that varies a gap between the reflective films by applying a voltage;
A pair of detection elements disposed opposite to each other on the first substrate and the second substrate and in contact with each other at a minimum gap where the gap is changed and minimized;
A light receiving means for receiving light to be inspected at a specific wavelength that is caused to cause multiple interference between the first reflective film and the second reflective film and to strengthen each other by multiple interference;
A storage unit storing correlation data having a plurality of maps indicating the relationship between the gap and the voltage between the reflection films,
A contact detection unit that determines whether or not the detection element is in contact, and acquires a contact voltage that is a voltage applied to the gap variable unit in the minimum gap at the time of contact of the detection element;
A data selection unit that reads the correlation data and selects one of the plurality of maps;
A voltage calculator that calculates a voltage for setting a desired gap based on the selected one map;
The correlation data comprises a plurality of the maps with different contact voltages for the minimum gap,
The optical module, wherein the data selection unit selects the map having the contact voltage acquired by the contact detection unit.
前記一対の検出素子のうち少なくとも一方の検出素子は、他方の検出素子に向けて膨出した球面状に形成されている
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 1,
At least one detection element of the pair of detection elements is formed in a spherical shape that bulges toward the other detection element.
前記第１基板及び前記第２基板の互いに対向する面のいずれか一方の面に形成されて、対向する面に向けて突出する突出部を備え、
前記突出部は、
基板厚み方向に見る平面視において、前記第１基板と対向する可動面を有する可動部、及び前記可動部を前記第２基板の厚み方向に移動可能に保持する連結保持部で構成される変位部の領域内に形成され、
前記一対の検出素子のうち一方の検出素子は、前記突出部の先端に設けられている
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 1 or 2,
A protruding portion that is formed on one surface of the first substrate and the second substrate facing each other and protrudes toward the facing surface;
The protrusion is
A displacement part comprising a movable part having a movable surface facing the first substrate in a plan view as viewed in the substrate thickness direction, and a connection holding part for holding the movable part movably in the thickness direction of the second substrate. Formed in the area of
One detection element is provided in the front-end | tip of the said protrusion part among the said pair of detection elements. The optical module characterized by the above-mentioned.
前記検出素子は、前記第１反射膜及び前記第２反射膜上にそれぞれ設けられている
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 1 or 2,
The optical module, wherein the detection element is provided on each of the first reflective film and the second reflective film.
前記ギャップ可変部は、前記第１基板の前記第２基板に対向する面に設けられた第１電極と、前記第２基板に前記第１電極と対向して設けられた第２電極とを備え、
前記一対の検出素子は、前記第１電極及び前記第２電極の外側に設けられている
ことを特徴とする光モジュール。 The optical module according to claim 1 or 2,
The gap variable portion includes a first electrode provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a second electrode provided on the second substrate so as to face the first electrode. ,
The pair of detection elements are provided outside the first electrode and the second electrode. An optical module, wherein:
前記光モジュールの前記受光手段により受光された光に基づいて、前記検査対象光の光特性を分析する分析処理部とを備える
ことを特徴とする光分析装置。 An optical module according to any one of claims 1 to 5,
An optical analysis apparatus comprising: an analysis processing unit that analyzes optical characteristics of the inspection target light based on light received by the light receiving unit of the optical module.
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| JP2010233339A JP2012088419A (en) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | Optical module and optical analysis device |
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| JP2012088419A true JP2012088419A (en) | 2012-05-10 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015018232A (en) * | 2013-06-18 | 2015-01-29 | テクノロジャン テュトキムスケスクス ヴェーテーテー | Mirror for fabry-perot interferometer and method for manufacturing mirror |
| JP2019028205A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | セイコーエプソン株式会社 | Driving device and electronic apparatus |
| JP2019148655A (en) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | セイコーエプソン株式会社 | Spectroscopic device, temperature characteristic derivation device, spectroscopic system, and temperature characteristic derivation method |
-
2010
- 2010-10-18 JP JP2010233339A patent/JP2012088419A/en not_active Withdrawn
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| JP7043885B2 (en) | 2018-02-26 | 2022-03-30 | セイコーエプソン株式会社 | Spectroscopic device, temperature characteristic derivation device, spectroscopic system, spectroscopic method, and temperature characteristic derivation method |
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