JP2013072981A5 - - Google Patents

Description

この特許文献１に記載の光学フィルターデバイスは、板状の台座、及び円筒状のキャップを有するパッケージ（筐体）を備えている。この筐体は、台座の周縁部分と、キャップの円筒一端部とが溶接または接着されて接続されており、台座部とキャップとの間に、干渉フィルターを収納する空間が設けられる。また、キャップは、台座部に対向する上面に孔が設けられ、この孔に、光を通過させる窓部が設けられている。

本発明の光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、及び前記第二基板に設けられて前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを収納する筐体と、を具備し、前記筐体は、ベース基板と、前記ベース基板に接合されたリッドと、を備え、前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方には、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と対向する領域に、光通過孔が設けられ、前記筐体は、前記光通過孔を覆う透光基板を備え、前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、当該透光基板の縁は、前記光通過孔の縁よりも外側に位置し、前記透光基板は、前記平面視において、前記光通過孔の縁から前記透光基板の縁までの領域が、前記光通過孔が設けられた前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方に接合されたことを特徴とする。

本発明によれば、光学フィルターデバイスは、干渉フィルターと、当該干渉フィルターを収納する筐体を備えている。そして、筐体は、ベース基板と、リッドとを備え、ベース基板とリッドとが接合されることで、波長可変干渉フィルターを収納する空間（内部空間）が構成される。
また、ベース基板及びリッドの少なくともいずれか一方には、干渉フィルターに光を導くための光通過孔が設けられている。ここで、干渉フィルターが多重干渉により取り出された光を光入射側に反射させる反射型フィルターである場合は、光通過孔は、ベース基板及びリッドのうち、いずれか一方にのみ設けられていればよい。一方、干渉フィルターが多重干渉により取り出された光を光入射側とは反対側に透過させる透過型フィルターである場合は、ベース基板及びリッドの双方に光通過孔を設ける。
そして、本発明では、透光基板がこの光通過孔を覆うことで、前記内部空間の気密性が維持される。ここで、透光基板は、光通過孔より大きく形成され、透光基板の縁（基板端縁）から光通過孔の縁（光通過孔の外周縁）までの領域が、光通過孔が設けられるベース基板又はリッドに接合される。つまり、本発明において、「透光基板がこの光通過孔を覆う」とは、前記平面視において、透光基板が光通過孔に重なって設けられ、かつ、光通過孔の周囲が当該透光基板に接している状態となる。このため、透光基板と光通過孔との間には、隙間が生じず、内部空間の気密性が確保された状態となる。
このような構成では、例えば光通過孔に透光基板を嵌め込む構成等と比べて、透光基板の接合領域が大きく、隙間が生じにくくなり、光学フィルターデバイスの内部気密性を良好に維持できる。したがって、筐体内部への水粒子や、帯電粒子の侵入を確実に防止できる。これにより、例えば水粒子によって第一反射膜や第二反射膜が劣化する不都合や、帯電粒子により第一反射膜や第二反射膜が帯電し、クーロン力の影響により反射膜間ギャップが変動する不都合を防止することができる。

本発明の光学フィルターデバイスにおいて、前記ベース基板と前記リッドとの間の空間の気圧は、大気圧よりも低いことが好ましい。
本発明によれば、内部空間が減圧されている。このため、例えば干渉フィルターが、第一基板及び第二基板のうちいずれか一方を撓ませることで、反射膜間ギャップを変更可能な構成である場合、基板を撓ませる際の空気抵抗が低減されて、応答性を良好にできる。また、例えば、温度変化が大きい環境下で光学フィルターデバイスを利用する場合でも、内部空間の圧力の増大による透光基板の変形や干渉フィルターの変形を抑制できる。

本発明の光学フィルターデバイスにおいて、前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記光通過孔の縁上の二点を結ぶ直線と、前記透光基板の縁との２交点を基板端点とし、前記光通過孔の縁上の前記二点間の距離を「ｄ」、前記基板端点間の距離を「ａ」とした場合、ａ／ｄ≧１．６の関係を満たしていることが好ましい。

本発明の光学モジュールは、第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、及び前記第二基板に設けられて前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを収納する筐体と、前記干渉フィルターにより取り出された光を検出する検出部と、を具備し、前記筐体は、ベース基板と、前記ベース基板に接合されたリッドと、を備え、前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方には、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と対向する領域に、光通過孔が設けられ、前記筐体は、前記光通過孔を覆う透光基板を備え、前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、当該透光基板の縁は、前記光通過孔の縁よりも外側に位置し、前記透光基板は、前記平面視において、前記光通過孔の縁から前記透光基板の縁までの領域が、前記光通過孔が設けられた前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方に接合されたことを特徴とする。

本発明の電子機器は、第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、及び前記第二基板に設けられて前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを収納する筐体と、前記干渉フィルターを制御する制御部と、を具備し、前記筐体は、ベース基板と、前記ベース基板に接合されたリッドと、を備え、前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方には、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と対向する領域に、光通過孔が設けられ、前記筐体は、前記光通過孔を覆う透光基板を備え、前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、当該透光基板の縁は、前記光通過孔の縁よりも外側に位置し、前記透光基板は、前記平面視において、前記光通過孔の縁から前記透光基板の縁までの領域が、前記光通過孔が設けられた前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方に接合されたことを特徴とする。

図６（Ａ）は、リッド側ガラス基板６４０のサイズ設定を説明するための図である。なお、ここでは、リッド側ガラス基板６４０について説明するが、ベース側ガラス基板６３０においても同様のサイズに設定されることが好ましい。
図６（Ａ）において、リッド側ガラス基板６４０の外周縁上の２点をそれぞれＡ，Ｂとし、点Ａ，Ｂを結ぶ直線と、リッド側ガラス基板６４０の基板端縁６４１との交点をＣ，Ｄとする。
ここで、ＡＢ間の距離を「ｄ」、Ｃ，Ｄ間の距離を「ａ」とし、距離「ａ」を変化させて、波長可変干渉フィルター５の光学特性への影響を判定する実験を行ったところ、以下の表１の結果が得られた。

［光学フィルターデバイスの製造方法］
次に、上述したような光学フィルターデバイス６００の製造方法について図面に基づいて説明する。
図７は、光学フィルターデバイス６００を製造する製造工程を示す工程図である。
光学フィルターデバイス６００の製造では、まず、光学フィルターデバイス６００を構成する波長可変干渉フィルター５を製造するフィルター準備工程（Ｓ１）、ベース基板準備工程（Ｓ２）、リッド準備工程（Ｓ３）をそれぞれ実施する。

（リッド準備工程）
Ｓ３のリッド準備工程では、まず、リッド６２０を形成するリッド形成工程を実施する（Ｓ３１）。このＳ３１では、コバール等により構成された金属基板をプレス加工して、光通過孔６２１を有するリッド６２０を形成する。
この後、リッド６２０に、光通過孔６２１を覆うリッド側ガラス基板６４０を接合する光学窓接合工程を実施する（Ｓ３２）。
Ｓ３２では、Ｓ２４と同様に、一辺の長さ「ａ」が、光通過孔６２１の孔径「ｄ」に対して、ａ／ｄ≧１．６を満たすガラス基板をリッド側ガラス基板６４０として形成する。そして、リッド側ガラス基板６４０の平面中心と、光通過孔６２１の平面中心とが一致するようにアライメント調整を実施し、フリットガラスを用いたフリットガラス接合によりリッド側ガラス基板６４０をリッド６２０に接合する。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
第二実施形態では、上記第一実施形態の光学フィルターデバイス６００が組み込まれた光学モジュールである測色センサー３、及び光学フィルターデバイス６００が組み込まれた電子機器である測色装置１を説明する。
〔１．測色装置の概略構成〕
図８は、第二実施形態の測色装置１の概略構成を示すブロック図である。
測色装置１は、本発明の電子機器である。この測色装置１は、図８に示すように、検査対象Ｘに光を射出する光源装置２と、測色センサー３と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４とを備える。そして、この測色装置１は、光源装置２から射出される光を検査対象Ｘ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、すなわち検査対象Ｘの色を分析して測定する装置である。

また、内部空間６５０に収納する干渉フィルターとして波長可変干渉フィルター５を例示したが、例えば、反射膜間ギャップＧ１の大きさが固定された干渉フィルターであってもよい。この場合、可動部５２１を変位させるための保持部５２２や、固定電極５６１を設けるための電極配置溝５１１等をエッチングにより形成する必要がなく、干渉フィルターの構成を簡略化できる。また、反射膜間ギャップＧ１の大きさが固定であるため、応答性の問題がなく、内部空間６５０を真空に維持する必要がなく、構成の簡略化、製造性の向上を図ることができる。ただし、この場合でも、例えば温度変化が大きい場所で光学フィルターデバイス６００を使用する場合、内部空間６５０内の空気の膨張等により、ベース側ガラス基板６３０やリッド側ガラス基板６４０が応力を受けて撓む恐れがある。したがって、このような干渉フィルターを用いる場合であっても、内部空間６５０を真空、または減圧状態に維持することが好ましい。

Claims (12)

1. 第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、及び前記第二基板に設けられて前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、
   前記干渉フィルターを収納する筐体と、
   を具備し、
   前記筐体は、
   ベース基板と、
   前記ベース基板に接合されたリッドと、を備え、
   前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方には、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と対向する領域に、光通過孔が設けられ、
   前記筐体は、前記光通過孔を覆う透光基板を備え、
   前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、当該透光基板の縁は、前記光通過孔の縁よりも外側に位置し、
   前記透光基板は、前記平面視において、前記光通過孔の縁から前記透光基板の縁までの領域が、前記光通過孔が設けられた前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方に接合された
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
2. 請求項１に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記リッドは、
   前記ベース基板に接合されるリッド接合部と、
   前記リッド接合部に連続し、前記ベース基板に対して交差する方向に立ち上がる側壁部と、
   前記側壁部に連続し、前記ベース基板に対向する天面部と、を備える
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
3. 請求項１または請求項２に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記透光基板は、前記光通過孔が設けられた前記ベース基板又は前記リッドの前記干渉フィルターに対向する面とは反対の外面側に接合されている
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記光通過孔は、前記ベース基板及び前記リッドの双方に設けられ、
   前記透光基板は、２つの前記光通過孔に対してそれぞれ設けられた
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記ベース基板と前記リッドとの間の空間の気圧は、大気圧よりも低い
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
6. 請求項５に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記光通過孔の縁上の二点を結ぶ直線と、前記透光基板の縁との２交点を基板端点とし、前記光通過孔の縁上の前記二点間の距離を「ｄ」、前記基板端点間の距離を「ａ」とした場合、ａ／ｄ≧１．６の関係を満たした
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記干渉フィルターは、電極部を備え、
   前記ベース基板は、前記リッドに対向するリッド対向面に設けられ前記電極部と電気的に接続される内面端子部と、前記リッド対向面とは反対側のベース外側面に設けられ前記内面端子部と電気的に接続される外面端子部と、を備えた
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
8. 請求項７に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記ベース基板は、前記リッド対向面から前記ベース外側面に亘って設けられる貫通孔と、前記貫通孔に充填される導電性部材と、を備え、
   前記内面端子部及び前記外面端子部は、前記導電性部材を介して電気的に接続された
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
9. 請求項５に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
   前記ベース基板及び前記リッドの少なくともいずれか一方には、前記ベース基板及び前記リッドの少なくともいずれか一方を貫通する１又は複数の孔部と、前記孔部を封止する封止部材と、が設けられた
   ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の光学フィルターデバイスにおいて、
    前記干渉フィルターは、前記光通過孔を通過した光が入射する光入射面に、環状の非透光性部材を備える
    ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
11. 第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、及び前記第二基板に設けられて前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、
    前記干渉フィルターを収納する筐体と、
    前記干渉フィルターにより取り出された光を検出する検出部と、
    を具備し、
    前記筐体は、
    ベース基板と、
    前記ベース基板に接合されたリッドと、を備え、
    前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方には、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と対向する領域に、光通過孔が設けられ、
    前記筐体は、前記光通過孔を覆う透光基板を備え、
    前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、当該透光基板の縁は、前記光通過孔の縁よりも外側に位置し、
    前記透光基板は、前記平面視において、前記光通過孔の縁から前記透光基板の縁までの領域が、前記光通過孔が設けられた前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方に接合された
    ことを特徴とする光学モジュール。
12. 第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板に設けられた第一反射膜、及び前記第二基板に設けられて前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、
    前記干渉フィルターを収納する筐体と、
    前記干渉フィルターを制御する制御部と、
    を具備し、
    前記筐体は、
    ベース基板と、
    前記ベース基板に接合されたリッドと、を備え、
    前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方には、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と対向する領域に、光通過孔が設けられ、
    前記筐体は、前記光通過孔を覆う透光基板を備え、
    前記透光基板を基板厚み方向から見た平面視において、当該透光基板の縁は、前記光通過孔の縁よりも外側に位置し、
    前記透光基板は、前記平面視において、前記光通過孔の縁から前記透光基板の縁までの領域が、前記光通過孔が設けられた前記ベース基板及び前記リッドのうち少なくともいずれか一方に接合された
    ことを特徴とする電子機器。