JP2013113900A - Wavelength variable interference filter, optical filter device, optical module, and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength variable interference filter, an optical filter device, an optical module and electronic equipment capable of extracting a specified wavelength from light in a broad wavelength band.SOLUTION: A wavelength variable interference filter 5 includes a first substrate 51 having a first reflection film 551 and a third reflection film 553, a second substrate 52 having a second reflection film 552 opposing to the first reflection film 551 via a first gap G1, a third substrate 53 having a fourth reflection film 554 opposing to the third reflection film 553 via a second gap G2, and an electrostatic actuator 56 for varying the first gap G1, and has an optical interference area Ar0 where each reflection film overlaps one another in a plan view. One of a plurality of measurement target wavelength regions in a wavelength variable interference part 57 composed of the first and second reflection films 551, 552 overlaps one of a plurality of transmissive wavelength regions of a wavelength fixed interference part 58 composed of the third and fourth reflection films 553, 554.

Description

本発明は、波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器に関する。   The present invention relates to a wavelength tunable interference filter, an optical filter device, an optical module, and an electronic apparatus.

従来、一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ反射膜を所定のギャップを介して対向配置し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)。
このような波長可変干渉フィルターにより取り出される光の波長λは、下記式(1)に示す条件を満たす。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a wavelength variable interference filter in which reflection films are arranged on opposite surfaces of a pair of substrates with a predetermined gap therebetween (see, for example, Patent Document 1).
The wavelength λ of light extracted by such a wavelength variable interference filter satisfies the condition shown in the following formula (1).

[数1]
mλ=2ndcosθ …(1)
[Equation 1]
mλ = 2nd cos θ (1)

(1)式において、nは反射膜間の媒体の屈折率(空気の場合はn=1)であり、dは、反射膜間の間隔である。また、mは、次数であり、整数(m=1,2,3・・・)の値を採る。すなわち、波長可変干渉フィルターの分光特性は、次数mが異なる複数のピーク波長を有する。
したがって、波長可変干渉フィルターに対して広い波長帯域の光を入射させると、複数のピーク波長に対応した光が透過されることとなり、特定のピーク波長に対する光のみを抽出したい場合に不都合となる。
In the formula (1), n is the refractive index of the medium between the reflective films (n = 1 in the case of air), and d is the distance between the reflective films. M is an order and takes an integer (m = 1, 2, 3,...). That is, the spectral characteristics of the wavelength tunable interference filter have a plurality of peak wavelengths having different orders m.
Therefore, when light having a wide wavelength band is incident on the wavelength variable interference filter, light corresponding to a plurality of peak wavelengths is transmitted, which is inconvenient when it is desired to extract only light having a specific peak wavelength.

これに対して、上記のような波長可変干渉フィルターから、所定のピーク波長を取り出す装置が知られている(例えば、特許文献2、3参照)。
特許文献2には、波長可変干渉フィルターを複数重ね合わせて特定のピーク波長に対する光を抽出する構成や、波長可変干渉フィルターと、透過波長域が固定された固定式の干渉フィルターと重ね合わせて特定のピーク波長に対する光を抽出する構成が開示されている。
また、特許文献3には、波長可変干渉フィルターの前段に、複数のフィルターが組み込まれたフィルター円板を配置し、フィルター円板を回転させて、波長可変干渉フィルターと重ね合わせるフィルターを切り替える構成が開示されている。
On the other hand, an apparatus for extracting a predetermined peak wavelength from the wavelength variable interference filter as described above is known (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
In Patent Document 2, a plurality of wavelength tunable interference filters are overlapped to extract light for a specific peak wavelength, and a wavelength tunable interference filter and a fixed interference filter with a fixed transmission wavelength range are overlapped and specified. The structure which extracts the light with respect to the peak wavelength of is disclosed.
Further, Patent Document 3 has a configuration in which a filter disk in which a plurality of filters are incorporated is arranged in front of the wavelength tunable interference filter, and the filter to be overlapped with the wavelength tunable interference filter is switched by rotating the filter disk. It is disclosed.

特開平1−94312号公報JP-A-1-94312 特開2009−33222号公報JP 2009-33222 A 特開2000−329617号公報JP 2000-329617 A

ところで、上記特許文献2や特許文献3では、波長可変干渉フィルターの光路上に、波長固定型の干渉フィルターやカラーフィルターを設ける構成となる。このように光路上に配置される光学素子の数が増えると、装置の複雑化や小型化に対応できないという課題があり、1つのフィルターで広波長帯域の光から特定の波長を抽出可能な構成が望まれている。   By the way, in the said patent document 2 and patent document 3, it becomes the structure which provides a wavelength fixed type interference filter and a color filter on the optical path of a wavelength variable interference filter. As the number of optical elements arranged on the optical path increases in this way, there is a problem that it is impossible to cope with complication and miniaturization of the apparatus, and a configuration that can extract a specific wavelength from light in a wide wavelength band with one filter Is desired.

本発明は、広い波長帯域の光から特定の波長を抽出可能な波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a variable wavelength interference filter, an optical filter device, an optical module, and an electronic apparatus that can extract a specific wavelength from light in a wide wavelength band.

本発明の波長可変干渉フィルターは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板と、前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜と、前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜と、を具備し、前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は、光干渉領域を構成し、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なることを特徴とする。   The wavelength tunable interference filter of the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed to face the first substrate, and a first reflection provided on a surface of the first substrate facing the second substrate. A film, a surface of the second substrate facing the first substrate, a second reflective film facing the first reflective film with a gap, and between the first reflective film and the second reflective film A gap changing portion for changing a gap amount of the gap; a third substrate disposed opposite to a surface of the first substrate opposite to the surface facing the second substrate; and the third substrate of the first substrate. A third reflective film provided on the surface facing the substrate, and a fourth reflective film provided on the surface of the third substrate facing the first substrate and facing the third reflective film via a gap From the substrate thickness direction of the first substrate, the second substrate, and the third substrate In the plan view, the region where the first reflective film, the second reflective film, the third reflective film, and the fourth reflective film overlap constitutes an optical interference region, and the first reflective film and the second reflective film The reflective film constitutes a wavelength variable interference unit having a plurality of wavelength bands to be measured corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders, and the third reflective film and the fourth reflective film have a plurality of peak wavelengths having different orders. A wavelength-fixed interference unit having a plurality of transmissive wavelength regions corresponding to the wavelength range of the measurement target light, and any one of the plurality of measurement target wavelength regions of the wavelength tunable interference unit is the wavelength fixed It overlaps with any one of the plurality of transmissive wavelength regions of the interference unit.

本発明では、第一反射膜及び第二反射膜により波長可変干渉部が構成される。この波長可変干渉部の透過特性は、上述した(1)式に示すように、次数mに対応して複数のピーク波長を有する。したがって、波長可変干渉部を透過可能な光は、これらのピーク波長に対応した光となる。
また、波長可変干渉部では、ギャップ量変更部により第一反射膜及び第二反射膜の間のギャップのギャップ量を制御することで、透過特性におけるピーク波長を変動させることができる。このため、波長可変干渉部により取り出すことが可能な光の波長域は、複数のピーク波長の変動範囲に対応した複数の測定対象波長域となる。したがって、波長可変干渉フィルターに入射する測定対象光が広い波長帯域を有する場合、波長可変干渉部から、複数の測定対象波長域に対応した複数波長の光が透過される。
これに対して、本発明では、第三反射膜及び第四反射膜により波長固定干渉部が構成される。この波長固定干渉部の透過特性は、波長可変干渉部と同様、(1)式に示すように、次数mに対応した複数のピーク波長を有し、ピーク波長を中心とした所定の透過可能波長域の光が透過可能となる。そして、本発明では、測定対象光の波長帯域内において、波長可変干渉部の測定対象波長域のうちのいずれか1つが、波長固定干渉部の透過可能波長域のいずれか1つと重なる。このような構成では、測定対象波長域と重ならない透過可能波長域の光、及び透過可能波長域と重ならない測定対象波長域の光は、光干渉領域から透過されず、測定対象波長域と透過可能波長域とが重なる範囲内の特定の波長の光が光干渉領域を透過する。
このため、本発明の波長可変干渉フィルターでは、測定対象光の波長帯域が広い場合であっても、他のバンドパスフィルター等を用いることなく、所望の特定波長の光を抽出することができる。
In the present invention, the variable wavelength interference unit is configured by the first reflective film and the second reflective film. The transmission characteristics of the wavelength tunable interference unit have a plurality of peak wavelengths corresponding to the order m, as shown in the above-described equation (1). Therefore, the light that can be transmitted through the wavelength variable interference unit is light corresponding to these peak wavelengths.
In the wavelength variable interference unit, the peak wavelength in the transmission characteristic can be changed by controlling the gap amount of the gap between the first reflective film and the second reflective film by the gap amount changing unit. For this reason, the wavelength range of light that can be extracted by the wavelength variable interference unit is a plurality of measurement target wavelength ranges corresponding to a plurality of peak wavelength fluctuation ranges. Therefore, when the measurement target light incident on the wavelength tunable interference filter has a wide wavelength band, a plurality of wavelengths of light corresponding to the plurality of measurement target wavelength ranges are transmitted from the wavelength variable interference unit.
On the other hand, in this invention, a wavelength fixed interference part is comprised by the 3rd reflective film and the 4th reflective film. Similar to the variable wavelength interference unit, the transmission characteristics of the fixed wavelength interference unit have a plurality of peak wavelengths corresponding to the order m as shown in the equation (1), and a predetermined transmissive wavelength centered on the peak wavelength. The light in the region can be transmitted. In the present invention, in the wavelength band of the measurement target light, any one of the measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit overlaps with any one of the transmittable wavelength ranges of the wavelength fixed interference unit. In such a configuration, light in a transmissive wavelength range that does not overlap with the measurement target wavelength region and light in the measurement target wavelength region that does not overlap with the transmissive wavelength region are not transmitted from the optical interference region, but transmitted through the measurement target wavelength region. Light of a specific wavelength within a range that overlaps the possible wavelength range is transmitted through the optical interference region.
For this reason, the variable wavelength interference filter of the present invention can extract light having a desired specific wavelength without using another bandpass filter or the like even when the wavelength band of the measurement target light is wide.

例えば、波長可変干渉フィルターにより測定可能な測定対象光の波長帯域が可視光域から近赤外光域(例えば400nm〜1300nm)であり、波長可変干渉部における第一反射膜及び第二反射膜間のギャップのギャップ量を450nmから600nmの間で変更可能な場合、波長可変干渉部の測定可能波長域は、1次ピーク波長の変動範囲に対応した900nm〜1200nm、2次ピーク波長の変動範囲に対応した450nm〜600nm、3次ピーク波長の変動範囲に対応した300nm〜400nmとなる。
この場合、例えば波長可変干渉フィルターから可視光域の光(例えば450nm〜750nm)を透過させたい場合、例えば波長固定干渉部の1次ピーク波長を中心とした透過可能波長域を、波長可変干渉部の可視光域に対応した測定対象波長域に重ねるよう、第三反射膜と、第四反射膜と、第三反射膜及び第四反射膜間のギャップのギャップ量とを設定すればよい。このような波長可変干渉フィルターを用いることで、可視光域から近赤外域の波長帯域を有する測定対象から、可視光域の所定波長の光を透過させることができる。
For example, the wavelength band of the measurement target light that can be measured by the variable wavelength interference filter is from the visible light region to the near infrared light region (for example, 400 nm to 1300 nm), and between the first reflective film and the second reflective film in the variable wavelength interference unit. When the gap amount of the gap can be changed between 450 nm and 600 nm, the measurable wavelength range of the wavelength tunable interference unit is 900 nm to 1200 nm corresponding to the fluctuation range of the primary peak wavelength, and the fluctuation range of the secondary peak wavelength. The corresponding 450 nm to 600 nm and 300 nm to 400 nm corresponding to the fluctuation range of the tertiary peak wavelength are obtained.
In this case, for example, when it is desired to transmit light in the visible light range (for example, 450 nm to 750 nm) from the wavelength variable interference filter, for example, the transmissive wavelength range centered on the primary peak wavelength of the wavelength fixed interference unit is used. The third reflective film, the fourth reflective film, and the gap amount of the gap between the third reflective film and the fourth reflective film may be set so as to overlap with the measurement target wavelength range corresponding to the visible light range. By using such a tunable interference filter, light having a predetermined wavelength in the visible light region can be transmitted from a measurement target having a wavelength band from the visible light region to the near infrared region.

本発明の波長可変干渉フィルターで、前記第一基板及び前記第三基板の少なくともいずれか一方には、他方に対向する面に凹部が設けられ、前記凹部の底面に前記第三反射膜又は第四反射膜が設けられていることが好ましい。
本発明では、第一基板及び第三基板のうちの少なくともいずれか一方に凹部が設けられる。凹部の形成位置としては第一基板及び第三基板の双方に設けられていてもよく、第一基板及び第三基板のいずれか一方に設けられるものであってもよい。このような凹部が設けられることで、第三反射膜及び第四反射膜間を、所定のギャップを介して対向させることができ、構成の簡略化を図れる。
In the wavelength tunable interference filter according to the aspect of the invention, at least one of the first substrate and the third substrate is provided with a recess on a surface facing the other, and the third reflection film or the fourth is formed on the bottom surface of the recess. A reflective film is preferably provided.
In the present invention, a recess is provided in at least one of the first substrate and the third substrate. As a formation position of a recessed part, it may be provided in both the 1st board | substrate and the 3rd board | substrate, and may be provided in either one of a 1st board | substrate and a 3rd board | substrate. By providing such a recess, the third reflective film and the fourth reflective film can be opposed to each other with a predetermined gap, and the configuration can be simplified.

本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記凹部は、前記第一基板及び前記第三基板のうち、いずれか一方に設けられていることが好ましい。
本発明では、前記凹部は、第一基板及び第三基板のいずれか一方に形成される。このような構成では、例えば、第一基板及び第三基板の双方に凹部を設ける構成に比べて、基板加工工程を簡略化でき、製造効率性を向上させることができる。
In the wavelength tunable interference filter according to the aspect of the invention, it is preferable that the concave portion is provided on one of the first substrate and the third substrate.
In the present invention, the concave portion is formed on one of the first substrate and the third substrate. In such a configuration, for example, the substrate processing step can be simplified and the manufacturing efficiency can be improved as compared with the configuration in which the concave portions are provided in both the first substrate and the third substrate.

本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記光干渉領域は、前記第三反射膜及び前記第四反射膜間のギャップのギャップ量が異なる複数の小領域を備えていることが好ましい。
本発明では、光干渉領域に第三反射膜及び第四反射膜間のギャップのギャップ量が異なる複数の小領域が設けられているため、それぞれの小領域において、異なる波長の光を透過させることができる。
例えば、第一の小領域では、波長可変干渉部の1次ピーク波長に対応した測定対象波長域が、固定干渉部の複数の透過可能波長域のいずれかと重なり、第二の小領域では、波長可変干渉部の2次ピーク波長に対応した測定対象波長域が、固定干渉部の複数の透過可能波長域のいずれかと重なるように、各小領域における第三反射膜及び第四反射膜間のギャップのギャップ量を設計する。この場合、光干渉領域のうち、第一の小領域から波長可変干渉部の1次ピーク波長に対応した測定対象波長域の光を透過させ、第二の小領域から波長可変干渉部の2次ピーク波長に対応した測定対象波長域の光を透過させることができる。
これにより、1つ(単体)の波長可変干渉フィルターにより、測定対象光から複数の波長の光を、それぞれ独立して取り出すことができる。
In the wavelength tunable interference filter according to the aspect of the invention, it is preferable that the optical interference region includes a plurality of small regions having different gap amounts between the third reflective film and the fourth reflective film.
In the present invention, since a plurality of small regions having different gap amounts between the third reflective film and the fourth reflective film are provided in the optical interference region, light of different wavelengths is transmitted in each small region. Can do.
For example, in the first small region, the measurement target wavelength region corresponding to the primary peak wavelength of the wavelength variable interference unit overlaps one of the plurality of transmissive wavelength regions of the fixed interference unit, and in the second small region, the wavelength The gap between the third reflective film and the fourth reflective film in each small region so that the measurement target wavelength region corresponding to the secondary peak wavelength of the variable interference unit overlaps one of the plurality of transmissive wavelength regions of the fixed interference unit. Design the gap amount. In this case, in the optical interference region, light in the measurement target wavelength region corresponding to the primary peak wavelength of the wavelength variable interference unit is transmitted from the first small region, and the secondary of the wavelength variable interference unit is transmitted from the second small region. Light in the wavelength range to be measured corresponding to the peak wavelength can be transmitted.
Thereby, light of a plurality of wavelengths can be independently extracted from the measurement target light by one (single) variable wavelength interference filter.

本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記光干渉領域は、複数の部分領域を備え、各部分領域には、それぞれ、前記第三反射膜及び前記第四反射膜間のギャップのギャップ量が異なる複数の小領域が設けられていることが好ましい。
本発明では、光学領域は、複数の部分領域に分割され、かつこの部分領域内において更に小領域に分割される。そして、これらの小領域は、上記発明と同様に、第三反射膜と第四反射膜との間のギャップのギャップ量が異なり、それぞれの小領域において、異なる波長の光を透過させる。
このような波長可変干渉フィルターでは、部分領域を例えば画素単位で分割することができ、複数の波長に対応した複数の分光画像を同時に取り出すことができる。
In the wavelength tunable interference filter according to the aspect of the invention, the optical interference region includes a plurality of partial regions, and each of the partial regions has a plurality of gap amounts different from each other between the third reflective film and the fourth reflective film. It is preferable that a small region is provided.
In the present invention, the optical region is divided into a plurality of partial regions and further divided into smaller regions within the partial regions. And these small area | regions differ in the gap amount of the gap between a 3rd reflective film and a 4th reflective film similarly to the said invention, and permeate | transmit light of a different wavelength in each small area | region.
In such a tunable interference filter, the partial region can be divided, for example, in units of pixels, and a plurality of spectral images corresponding to a plurality of wavelengths can be extracted simultaneously.

本発明の波長可変干渉フィルターは、互いに隣り合う前記小領域間の領域境界部への光の入射を阻止する遮光部を備えていることが好ましい。
ここで、遮光部が設けられる位置としては、領域境界部への光の入射を阻止できる位置であればいかなる位置であってもよく、例えば第三基板及び第二基板のうち、光入射側の基板の表面に設けられてもよく、第三反射膜や第四反射膜上に設けられてもよい。また、波長可変干渉部が波長固定干渉部よりも光入射側に位置する場合であれば、第一反射膜や第二反射膜に設けられる構成としてもよい。
The wavelength tunable interference filter according to the present invention preferably includes a light blocking portion that prevents light from entering a region boundary between the small regions adjacent to each other.
Here, the position where the light shielding portion is provided may be any position as long as it can prevent light from entering the region boundary. For example, of the third substrate and the second substrate, It may be provided on the surface of the substrate, or may be provided on the third reflective film or the fourth reflective film. Further, if the wavelength tunable interference unit is located closer to the light incident side than the wavelength fixed interference unit, it may be configured to be provided in the first reflection film or the second reflection film.

本発明では、上述のような小領域の間の領域境界部への光の入射を阻止する遮光部が設けられている。隣り合う小領域は、それぞれ第三反射膜及び第四反射膜間のギャップのギャップ量が異なる値に設定されるので、小領域間の領域境界部では、段差や傾斜面が形成されることになる。このような段差や傾斜面に光が入射すると、光の反射や屈折により光の進行方向が変化する。このように、光の進行方向が変化すると、例えば、光が反射膜に入射されずに透過してしまったり、光が各反射膜の面に対して斜めに入射し、取り出したい目的波長とは異なる波長の光が波長可変干渉フィルターを透過してしまったりし、波長可変干渉フィルターの分解能の低下の原因となる。
これに対して、本発明では、遮光部により領域境界部への光の入射が阻止されるため、上記のような領域境界部における光の反射や屈折を回避でき、波長可変干渉フィルターの分解能の低下を抑制できる。
In the present invention, there is provided a light blocking portion that prevents light from entering the region boundary between the small regions as described above. Adjacent small regions are set to different values for the gap amount between the third reflective film and the fourth reflective film, respectively, so that a step or an inclined surface is formed at the boundary between the small regions. Become. When light enters such a step or inclined surface, the traveling direction of the light changes due to reflection or refraction of the light. In this way, when the traveling direction of light changes, for example, the light is transmitted without being incident on the reflective film, or the light is incident obliquely with respect to the surface of each reflective film, and the target wavelength to be extracted is Light of different wavelengths may be transmitted through the wavelength tunable interference filter, causing a reduction in resolution of the wavelength tunable interference filter.
On the other hand, in the present invention, since the light is blocked from entering the region boundary by the light shielding unit, the reflection and refraction of light at the region boundary as described above can be avoided, and the resolution of the wavelength variable interference filter can be reduced. Reduction can be suppressed.

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して配置された第二基板、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜、前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜、前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部、前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板、前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜、及び前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜を備えた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収納する筐体と、を具備し、前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は、光干渉領域を構成し、前記光干渉領域に対応した前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、前記光干渉領域に対応した前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なることを特徴とする。   The optical filter device of the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed to face the first substrate, a first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, On the surface of the second substrate facing the first substrate, the second reflective film facing the first reflective film via a gap, the gap amount of the gap between the first reflective film and the second reflective film A gap changing portion to be changed, a third substrate disposed opposite to a surface of the first substrate opposite to the surface facing the second substrate, and a surface of the first substrate facing the third substrate. And a fourth variable reflection filter provided on a surface of the third substrate facing the first substrate and facing the third reflection film via a gap. And a housing for housing the variable wavelength interference filter. The first reflective film, the second reflective film, the third reflective film, and the fourth reflective film in a plan view as viewed from the thickness direction of the first substrate, the second substrate, and the third substrate. A region where the two overlap each other constitutes a light interference region, and the first reflection film and the second reflection film corresponding to the light interference region have a plurality of measurement target wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders. A wavelength-fixed interference unit that constitutes a wavelength variable interference unit, and wherein the third reflective film and the fourth reflective film corresponding to the optical interference region have a plurality of transmissive wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders In the wavelength band of the measurement target light, any one of the plurality of measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit is any of the plurality of transmittable wavelength ranges of the fixed wavelength interference unit Characterized by overlapping one .

本発明の光学フィルターデバイスでは、上述した発明と同様、測定対象光が広い波長帯域を有する場合であっても、測定対象波長域と透過可能波長域とが重なる範囲内の特定の波長を抽出の光を抽出することができる。また、波長可変干渉フィルターが筐体に収納される構成であるため、帯電物質や水粒子等の異物の侵入を抑制できる。これにより、反射膜への帯電物質の付着による波長可変干渉部における第一反射膜及び第二反射膜間のギャップや、波長固定干渉部における第三反射膜及び第四反射膜間のギャップの変動、反射膜の劣化を防止することができる。   In the optical filter device of the present invention, similar to the above-described invention, even when the measurement target light has a wide wavelength band, a specific wavelength within the range where the measurement target wavelength band and the transmittable wavelength band overlap is extracted. Light can be extracted. In addition, since the wavelength tunable interference filter is housed in the housing, it is possible to suppress the entry of foreign substances such as charged substances and water particles. As a result, the gap between the first reflecting film and the second reflecting film in the wavelength variable interference part due to the adhesion of the charged substance to the reflecting film, and the gap between the third reflecting film and the fourth reflecting film in the wavelength fixed interference part The deterioration of the reflective film can be prevented.

本発明の光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板と、前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜と、前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜と、光を検出する検出部と、を具備し、前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は、光干渉領域を構成し、前記光干渉領域に対応した前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、前記光干渉領域に対応した前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なり、前記検出部は、前記光干渉領域により取り出された光を検出することを特徴とする。   The optical module of the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed to face the first substrate, and a first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate. A surface of the second substrate facing the first substrate, a second reflective film facing the first reflective film via a gap, and a gap between the first reflective film and the second reflective film. A gap changing portion for changing a gap amount, a third substrate disposed opposite to a surface of the first substrate opposite to the surface facing the second substrate, and the third substrate of the first substrate. A third reflective film provided on the facing surface, a fourth reflective film provided on a surface of the third substrate facing the first substrate and facing the third reflective film via a gap; A detection unit for detecting light, and a base of the first substrate, the second substrate, and the third substrate In a plan view viewed from the thickness direction, an area where the first reflection film, the second reflection film, the third reflection film, and the fourth reflection film overlap each other constitutes an optical interference area, and the optical interference area The corresponding first reflection film and the second reflection film constitute a wavelength variable interference unit having a plurality of wavelength bands to be measured corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders, and the first reflection film and the second reflection film correspond to the optical interference area. The three reflecting films and the fourth reflecting film constitute a wavelength-fixed interference unit having a plurality of transmissive wavelength bands corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders, and the wavelength variable interference is within the wavelength band of the measurement target light. Any one of a plurality of wavelength bands to be measured overlaps any one of the plurality of transmissible wavelength bands of the fixed wavelength interference unit, and the detection unit is extracted by the optical interference region Detecting light And features.

本発明では、測定対象光が広い波長帯域を有する場合であっても、測定対象波長域と透過可能波長域とが重なる範囲内の特定波長の光を抽出することができ、当該特定の波長の光を検出部により検出することができる。したがって、広い波長帯域を有する測定対象光から、所望の特定波長の光の光量を精度よく検出することができる。   In the present invention, even when the measurement target light has a wide wavelength band, it is possible to extract light of a specific wavelength within a range where the measurement target wavelength range and the transmittable wavelength range overlap, Light can be detected by the detector. Therefore, it is possible to accurately detect the amount of light of a desired specific wavelength from the measurement target light having a wide wavelength band.

本発明の電子機器は、第一基板と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜と、前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部と、前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板と、前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜と、前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜と、を具備し、前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は光干渉領域を有し、前記光干渉領域に対応した前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、前記光干渉領域に対応した前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なることを特徴とする。   The electronic device of the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed to face the first substrate, and a first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate. A surface of the second substrate facing the first substrate, a second reflective film facing the first reflective film via a gap, and a gap between the first reflective film and the second reflective film. A gap changing portion for changing a gap amount, a third substrate disposed opposite to a surface of the first substrate opposite to the surface facing the second substrate, and the third substrate of the first substrate. A third reflective film provided on the facing surface, a fourth reflective film provided on a surface of the third substrate facing the first substrate and facing the third reflective film via a gap; In plan view as viewed from the thickness direction of the first substrate, the second substrate, and the third substrate. A region where the first reflection film, the second reflection film, the third reflection film, and the fourth reflection film overlap each other has a light interference region, and the first reflection film corresponding to the light interference region and The second reflective film constitutes a wavelength variable interference unit having a plurality of wavelength bands to be measured corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders, and the third reflective film and the fourth reflective corresponding to the optical interference area The film constitutes a fixed wavelength interference unit having a plurality of transmissive wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders, and within the wavelength band of the measurement target light, the plurality of measurement target wavelength regions of the wavelength variable interference unit Is overlapped with any one of the plurality of transmissive wavelength regions of the wavelength-fixed interference unit.

本発明では、測定対象光が広い波長帯域を有する場合であっても、測定対象波長域と透過可能波長域とが重なる範囲内の特定の波長を抽出の光を抽出することができる。したがって、電子機器において、例えば光干渉領域を透過した特定波長の光を検出して、その検出した光に基づいて、各種処理を実施する場合に、特定波長以外の波長の光が混入せず、正確な処理を実施することができる。更に、電子機器において、例えば光干渉領域を透過した光を外部に出力する電子機器などでは、所望の特定波長の光を外部に出力することができる。   In the present invention, even when the measurement target light has a wide wavelength band, it is possible to extract light for extracting a specific wavelength within a range where the measurement target wavelength range and the transmittable wavelength range overlap. Therefore, in the electronic device, for example, when detecting light of a specific wavelength that has passed through the optical interference region and performing various processes based on the detected light, light of a wavelength other than the specific wavelength is not mixed, Accurate processing can be performed. Furthermore, in an electronic device, for example, an electronic device that outputs light transmitted through a light interference region to the outside, light having a desired specific wavelength can be output to the outside.

本発明の波長可変干渉フィルターは、基板と、変位可能なギャップを介して対向して配置された2つの反射膜、及び前記ギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部を有する波長可変干渉部と、固定されたギャップを介して対向して配置された2つの反射膜を有する波長固定干渉部と、を有し、前記波長可変干渉部に含まれる反射膜のうち一つは、前記基板の一方の面に設けられており、前記波長固定干渉部に含まれる反射膜のうち一つは、前記基板の前記一方の面とは反対の面に設けられており、前記基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜と前記第三反射膜とは重なって配置されていることを特徴とする。   A wavelength tunable interference filter according to the present invention includes a substrate, two reflective films arranged to face each other via a displaceable gap, and a wavelength tunable interference unit including a gap changing unit that changes a gap amount of the gap, A wavelength-fixed interference unit having two reflective films disposed to face each other through a fixed gap, and one of the reflective films included in the wavelength-tunable interference unit is one of the substrates One of the reflective films included in the fixed wavelength interference portion is provided on a surface opposite to the one surface of the substrate, as viewed from the substrate thickness direction of the substrate. In plan view, the first reflective film and the third reflective film are arranged to overlap each other.

本発明では、波長可変干渉部及び波長固定干渉部を備え、基板の一方側の面に波長可変干渉部を構成する2つの反射膜のうちの1つが、基板の他方側の面に波長固定干渉部を構成する2つの反射膜のうちの1つが設けられる。このような構成では、上述した発明と同様に、波長可変干渉部及び波長固定干渉部の双方を透過した光が取り出される。ここで、波長可変干渉部の測定対象波長域のうちのいずれか1つが、波長固定干渉部の透過可能波長域のいずれか1つと重なるように構成されていれば、広い波長帯域の測定対象光から特定の波長の光を抽出することができる。
また、波長可変干渉フィルターに対して、複数のバンドパスフィルターを別途直列に配置するような構成に比べて、1つの波長可変干渉フィルターで特定波長の光を抽出することができるので、構成の簡略化を図れる。
In the present invention, a wavelength tunable interference unit and a wavelength fixed interference unit are provided, and one of the two reflecting films constituting the wavelength tunable interference unit on one surface of the substrate is fixed on the other surface of the substrate. One of the two reflective films constituting the part is provided. In such a configuration, similarly to the above-described invention, the light transmitted through both the wavelength variable interference unit and the wavelength fixed interference unit is extracted. Here, if any one of the measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit is configured to overlap with any one of the transmittable wavelength ranges of the fixed wavelength interference unit, the measurement target light in a wide wavelength band It is possible to extract light of a specific wavelength from
Also, compared to a configuration in which a plurality of bandpass filters are separately arranged in series with respect to the wavelength variable interference filter, light of a specific wavelength can be extracted with one wavelength variable interference filter, so the configuration is simplified. Can be realized.

本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a spectrometer according to a first embodiment of the present invention. 第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a variable wavelength interference filter according to a first embodiment. 第一実施形態の第一小領域における波長可変干渉部の測定対象波長域及び波長固定干渉部の透過可能波長域を示す図。The figure which shows the measurement object wavelength range of the wavelength variable interference part in the 1st small area of 1st embodiment, and the transmissive wavelength range of a wavelength fixed interference part. 第一実施形態の第二小領域における波長可変干渉部の測定対象波長域及び波長固定干渉部の透過可能波長域を示す図。The figure which shows the measurement object wavelength range of the wavelength variable interference part in the 2nd small area | region of 1st embodiment, and the transmissive wavelength range of a wavelength fixed interference part. 変形例における波長可変干渉部及び波長固定干渉部の測定対象波長域及び波長固定干渉部の透過可能波長域を示す図。The figure which shows the measurement possible wavelength range of the wavelength variable interference part in a modification, and a wavelength fixed interference part, and the transmissive wavelength range of a wavelength fixed interference part. 第二実施形態の分光カメラの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the spectroscopic camera of 2nd embodiment. 第二実施形態の波長可変干渉フィルターの第三基板における凹部の概略構成を示す平面図。The top view which shows schematic structure of the recessed part in the 3rd board | substrate of the wavelength variable interference filter of 2nd embodiment. 第三実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of the optical filter device of 3rd embodiment. 本発明の波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置を示す概略図。Schematic which shows the gas detection apparatus provided with the wavelength variable interference filter of this invention. 図9のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control system of the gas detection apparatus of FIG. 本発明の波長可変干渉フィルターを備えた食物分析装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the food analyzer provided with the wavelength variable interference filter of this invention.

[第一実施形態]
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
[分光測定装置の構成]
図1は、本発明に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置1は、例えば測定対象Xで反射した測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Xで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Xとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
そして、この分光測定装置1は、図1に示すように、光学モジュール10と、光学モジュール10から出力された信号を処理する制御回路部20と、を備えている。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of Spectrometer]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a spectrometer according to the present invention.
The spectroscopic measurement device 1 is a device that analyzes the light intensity of each wavelength in the measurement target light reflected by the measurement target X, for example, and measures the spectral spectrum. In this embodiment, an example of measuring the measurement target light reflected by the measurement target X is shown. However, when a light emitter such as a liquid crystal panel is used as the measurement target X, the light emitted from the light emitter is measured. The target light may be used.
As shown in FIG. 1, the spectroscopic measurement apparatus 1 includes an optical module 10 and a control circuit unit 20 that processes a signal output from the optical module 10.

[光学モジュールの構成]
光学モジュール10は、波長可変干渉フィルター5と、検出部11と、I−V変換器12と、アンプ13と、A/D変換器14と、電圧制御部15とを備える。
この光学モジュール10は、測定対象Xで反射された測定対象光を、入射光学系(図示略)を通して、波長可変干渉フィルター5に導き、波長可変干渉フィルター5を透過した光を検出部11で受光する。そして、検出部11から出力された検出信号は、I−V変換器12、アンプ13、及びA/D変換器14を介して制御回路部20に出力される。
[Configuration of optical module]
The optical module 10 includes a variable wavelength interference filter 5, a detection unit 11, an IV converter 12, an amplifier 13, an A / D converter 14, and a voltage control unit 15.
The optical module 10 guides the measurement target light reflected by the measurement target X to the wavelength variable interference filter 5 through an incident optical system (not shown), and receives the light transmitted through the wavelength variable interference filter 5 by the detection unit 11. To do. The detection signal output from the detection unit 11 is output to the control circuit unit 20 via the IV converter 12, the amplifier 13, and the A / D converter 14.

[波長可変干渉フィルターの構成]
次に、光学モジュールに組み込まれる波長可変干渉フィルターについて説明する。
図2は、波長可変干渉フィルター5の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター5は、図2に示すように、第一基板51、第二基板52、及び第三基板53を備えている。これらの各基板51,52,53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、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等により形成されている。そして、第一基板51及び第二基板52は、接合膜54Aにより接合され、第一基板及び第三基板53は、接合膜54Bにより接合されている。これらの接合膜54A,54Bとしては、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜等を用いることができる。
[Configuration of wavelength tunable interference filter]
Next, a variable wavelength interference filter incorporated in the optical module will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the variable wavelength interference filter 5.
As shown in FIG. 2, the variable wavelength interference filter 5 includes a first substrate 51, a second substrate 52, and a third substrate 53. Each of these substrates 51, 52, and 53 is formed of, for example, various glasses such as soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, and alkali-free glass, crystal, and the like. . The first substrate 51 and the second substrate 52 are bonded by a bonding film 54A, and the first substrate and the third substrate 53 are bonded by a bonding film 54B. As the bonding films 54A and 54B, for example, a plasma polymerized film mainly containing siloxane can be used.

波長可変干渉フィルター5における第一基板51の第二基板52に対向する面には第一反射膜551が設けられ、第二基板52の第一基板51に対向する面には第二反射膜552が設けられている。これらの第一反射膜551及び第二反射膜552は、第一ギャップG1を介して対向配置されている。
また、波長可変干渉フィルター5には、第一反射膜551及び第二反射膜552の間の第一ギャップG1のギャップ量gを調整するのに用いられる静電アクチュエーター56(ギャップ変更部)が設けられている。この静電アクチュエーター56は、第一基板51側に設けられる第一電極561と、第二基板52側に設けられる第二電極562とを備えている。
A first reflective film 551 is provided on a surface of the first substrate 51 facing the second substrate 52 of the variable wavelength interference filter 5, and a second reflective film 552 is disposed on the surface of the second substrate 52 facing the first substrate 51. Is provided. The first reflective film 551 and the second reflective film 552 are disposed to face each other via the first gap G1.
Further, the variable wavelength interference filter 5, the electrostatic actuator 56 (gap change portion) used to adjust the gap amount g 0 of the first gap G1 between the first reflecting film 551 and the second reflection film 552 Is provided. The electrostatic actuator 56 includes a first electrode 561 provided on the first substrate 51 side and a second electrode 562 provided on the second substrate 52 side.

更に、波長可変干渉フィルター5における第一基板51の第三基板53に対向する面には第三反射膜553が設けられ、第三基板53の第一基板51に対向する面には第四反射膜554が設けられている。これらの第三反射膜553及び第四反射膜554は、第二ギャップG2を介して対向配置されている。ここで、第二ギャップG2は、第三反射膜553及び第四反射膜554がギャップ量gで対向する領域と、第三反射膜553及び第四反射膜554がギャップ量gで対向する領域とを備えている。 Further, a third reflective film 553 is provided on the surface of the variable wavelength interference filter 5 that faces the third substrate 53 of the first substrate 51, and the fourth reflection is provided on the surface of the third substrate 53 that faces the first substrate 51. A membrane 554 is provided. The third reflective film 553 and the fourth reflective film 554 are disposed to face each other via the second gap G2. Here, the second gap G2, and a region where the third reflective layer 553 and the fourth reflective layer 554 is opposed with a gap weight g 1, the third reflective layer 553 and the fourth reflective layer 554 is opposed with a gap weight g 2 And the area.

そして、波長可変干渉フィルター5を第一基板51、第二基板52、及び第三基板53の基板厚み方向から見た平面視(フィルター平面視)において、第一反射膜551、第二反射膜552、第三反射膜553、及び第四反射膜554が重なる領域が本発明の光干渉領域Ar0となる。
光干渉領域Ar0のうち、互いに対向する第一反射膜551及び第二反射膜552により波長可変干渉部57が構成される。この波長可変干渉部57は、静電アクチュエーター56により第一ギャップG1のギャップ量gを調整することで、第一反射膜551及び第二反射膜552を透過する光の波長を変化させることができる。
また、光干渉領域Ar0のうち、互いに対向する第三反射膜553及び第四反射膜554により、波長固定干渉部58が構成される。この波長固定干渉部58は、第二ギャップG2がギャップ量gとなる第一波長固定干渉部581と、第二ギャップG2がギャップ量gとなる第二波長固定干渉部582とで異なる波長の光を透過させる。ここで、この光干渉領域Ar0のうち、波長固定干渉部58の第二ギャップG2のギャップ量が「g」となる領域を第一小領域Ar1、第二ギャップG2のギャップ量が「g」となる領域を第二小領域Ar2と定義する。
The first reflective film 551 and the second reflective film 552 are seen in a plan view (filter plan view) when the variable wavelength interference filter 5 is viewed from the thickness direction of the first substrate 51, the second substrate 52, and the third substrate 53. The region where the third reflective film 553 and the fourth reflective film 554 overlap is the optical interference region Ar0 of the present invention.
In the optical interference region Ar0, the variable wavelength interference portion 57 is configured by the first reflective film 551 and the second reflective film 552 facing each other. The wavelength variable interference unit 57 can change the wavelength of light transmitted through the first reflective film 551 and the second reflective film 552 by adjusting the gap amount g 0 of the first gap G 1 by the electrostatic actuator 56. it can.
In addition, the fixed wavelength interference unit 58 is configured by the third reflective film 553 and the fourth reflective film 554 facing each other in the optical interference region Ar0. The fixed wavelength interference unit 58, different wavelengths in a first wavelength fixing interference portion 581 second gap G2 is the gap amount g 1, and the second wavelength fixing interference portion 582 second gap G2 is the gap amount g 2 Of light. Here, in this optical interference region Ar0, the region where the gap amount of the second gap G2 of the wavelength fixed interference unit 58 is “g 1 ” is the first small region Ar1, and the gap amount of the second gap G2 is “g 2 ”. Is defined as a second small area Ar2.

また、フィルター平面視において、各基板51,52,53の平面中心点Oは、各反射膜551,552,553,554の中心点と一致し、かつ後述する可動部521の中心点と一致する。
なお、本実施形態では、光学モジュール10に入射した測定対象光は、第三基板53側に入射され、各反射膜551,552,553,554により取り出された光は、第二基板52を透過して検出部11に入射する。
Further, in the filter plan view, the plane center point O of each of the substrates 51, 52, 53 coincides with the center point of each of the reflection films 551, 552, 553, 554 and coincides with the center point of the movable portion 521 described later. .
In the present embodiment, the measurement target light incident on the optical module 10 is incident on the third substrate 53 side, and the light extracted by the respective reflective films 551, 552, 553, 554 is transmitted through the second substrate 52. Then, the light enters the detection unit 11.

[第一基板の構成]
次に、第一基板51の構成について詳述する。
第一基板51は、第二基板52に対して厚み寸法が大きく形成されており、第一電極561及び第二電極562間に電圧を印加した際の静電引力や、第一電極561の内部応力による第一基板51の撓みはない。この第一基板51は、エッチングにより形成される電極配置溝511及び反射膜設置部512を備える。
[Configuration of the first substrate]
Next, the configuration of the first substrate 51 will be described in detail.
The first substrate 51 is formed to have a larger thickness than the second substrate 52, and electrostatic attraction when a voltage is applied between the first electrode 561 and the second electrode 562, and the inside of the first electrode 561. There is no bending of the first substrate 51 due to stress. The first substrate 51 includes an electrode arrangement groove 511 and a reflective film installation part 512 formed by etching.

電極配置溝511は、フィルター平面視で、第一基板51の平面中心点Oを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部512は、フィルター平面視において、電極配置溝511の中心部から第二基板52側に突出して形成される。電極配置溝511の溝底面(電極設置面511A)には、第一電極561が設けられ、反射膜設置部512の突出先端面(反射膜設置面512A)には、第一反射膜551が設けられる。   The electrode arrangement groove 511 is formed in an annular shape centering on the plane center point O of the first substrate 51 in the filter plan view. The reflection film installation portion 512 is formed to protrude from the center portion of the electrode arrangement groove 511 toward the second substrate 52 in the filter plan view. A first electrode 561 is provided on the groove bottom surface (electrode installation surface 511A) of the electrode arrangement groove 511, and a first reflection film 551 is provided on the protruding front end surface (reflection film installation surface 512A) of the reflection film installation part 512. It is done.

電極設置面511Aに設けられる第一電極561は、平面中心点Oを中心とした環状に形成され、好ましくは、円環状に形成される。なお、この環形状としては、当該円環形状の一部が分断されている構成、例えば略C字状となる構成をも含む。
また、第一基板51には、第一電極561の外周縁から第一基板51の外周部まで延出する第一引出電極(図示略)が形成され、この第一引出電極は、電圧制御部15に接続される。
これらの第一電極561及び第一引出電極としては、導電性膜であれば、いかなる電極材料を用いてもよく、例えば、ITOや、Cr/Au積層電極等を用いることができる。
なお、この第一電極561上には、第一電極561及び第二電極562の間の絶縁耐圧を確保するために、絶縁膜が積層される構成としてもよい。
The first electrode 561 provided on the electrode installation surface 511A is formed in an annular shape centering on the plane center point O, and preferably formed in an annular shape. The ring shape includes a structure in which a part of the ring shape is divided, for example, a substantially C-shaped structure.
The first substrate 51 is formed with a first extraction electrode (not shown) extending from the outer peripheral edge of the first electrode 561 to the outer periphery of the first substrate 51. The first extraction electrode is a voltage control unit. 15 is connected.
As the first electrode 561 and the first extraction electrode, any electrode material may be used as long as it is a conductive film. For example, ITO, a Cr / Au laminated electrode, or the like can be used.
Note that an insulating film may be stacked on the first electrode 561 in order to ensure a withstand voltage between the first electrode 561 and the second electrode 562.

反射膜設置部512の反射膜設置面512Aには、少なくとも光干渉領域Ar0を覆って第一反射膜551が設けられる。この第一反射膜551としては、例えばAg等の金属膜や、Ag合金等の合金膜を用いることができる。また、第一反射膜551としては、例えば高屈折層をTiO、低屈折層をSiOとした誘電体多層膜を用いてもよく、誘電体多層膜及び金属膜を積層した反射膜や、誘電体単層膜及び合金膜を積層した反射膜等を用いてもよい。 On the reflection film installation surface 512A of the reflection film installation unit 512, a first reflection film 551 is provided so as to cover at least the light interference region Ar0. As this 1st reflective film 551, metal films, such as Ag, and alloy films, such as Ag alloy, can be used, for example. Further, as the first reflective film 551, for example, a dielectric multilayer film in which the high refractive layer is TiO 2 and the low refractive layer is SiO 2 may be used, a reflective film in which a dielectric multilayer film and a metal film are laminated, A reflective film in which a dielectric single layer film and an alloy film are laminated may be used.

また、第一基板51の第三基板53に対向する面には、少なくとも光干渉領域Ar0を覆って、第三反射膜553が設けられる。この第三反射膜553としては、第一反射膜551と同様に、AgやAg合金を用いることができる。また、第三反射膜553としては、例えば高屈折層をTiO、低屈折層をSiOとした誘電体多層膜を用いてもよく、誘電体多層膜及び金属膜を積層した反射膜、又は誘電体単層膜及び合金膜を積層した反射膜等を用いてもよい。 A third reflective film 553 is provided on the surface of the first substrate 51 facing the third substrate 53 so as to cover at least the light interference region Ar0. As the third reflective film 553, Ag or an Ag alloy can be used in the same manner as the first reflective film 551. Further, as the third reflective film 553, for example, a dielectric multilayer film in which a high refractive layer is TiO 2 and a low refractive layer is SiO 2 may be used, or a reflective film in which a dielectric multilayer film and a metal film are laminated, or A reflective film in which a dielectric single layer film and an alloy film are laminated may be used.

[第二基板の構成]
次に、第二基板52の構成について詳述する。
第二基板52は、図2に示すように、平面中心点O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を保持する保持部522とを備える。
可動部521は、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に形成される。また、可動部521は、フィルター平面視において、少なくとも第一電極561の外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成される。そして、可動部521の第一基板51に対向する面は、反射膜設置面512Aに平行な可動面521Aとなり、第二反射膜552及び第二電極562が設けられる。
[Configuration of second substrate]
Next, the configuration of the second substrate 52 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the second substrate 52 includes a circular movable portion 521 centered on the plane center point O, and a holding portion 522 that is coaxial with the movable portion 521 and holds the movable portion 521.
The movable part 521 is formed to have a thickness dimension larger than that of the holding part 522. For example, in this embodiment, the movable part 521 is formed to have the same dimension as the thickness dimension of the second substrate 52. In addition, the movable portion 521 is formed to have a diameter larger than at least the diameter of the outer peripheral edge of the first electrode 561 in the filter plan view. The surface of the movable portion 521 facing the first substrate 51 is a movable surface 521A parallel to the reflective film installation surface 512A, and the second reflective film 552 and the second electrode 562 are provided.

第二反射膜552は、上述した第一反射膜551と同一の構成の反射膜が用いられる。
第二電極562は、フィルター平面視において、第一電極561と重なる領域に設けられている。また、第二基板52には、第二電極562の外周縁から第二基板52の外周部まで延出する第二引出電極(図示略)が形成され、この第二引出電極は、電圧制御部15に接続される。これらの第二電極562及び第二引出電極としては、第一電極561や第一引出電極と同様に、導電性膜であれば、いかなる電極材料を用いてもよく、例えば、ITOや、Cr/Au積層電極等を用いることができる。また、第一電極561と同様、第二電極562上には、第一電極561及び第二電極562の間の絶縁耐圧を確保するために、絶縁膜が積層される構成としてもよい。
The second reflective film 552 is a reflective film having the same configuration as the first reflective film 551 described above.
The second electrode 562 is provided in a region overlapping the first electrode 561 in the filter plan view. The second substrate 52 is formed with a second extraction electrode (not shown) extending from the outer peripheral edge of the second electrode 562 to the outer periphery of the second substrate 52, and the second extraction electrode is a voltage control unit. 15 is connected. As the second electrode 562 and the second extraction electrode, any electrode material may be used as long as it is a conductive film, like the first electrode 561 and the first extraction electrode. For example, ITO, Cr / Cr / An Au laminated electrode or the like can be used. Similarly to the first electrode 561, an insulating film may be stacked over the second electrode 562 in order to ensure a withstand voltage between the first electrode 561 and the second electrode 562.

また、可動部521には、第一基板51とは反対の面において、反射防止膜が形成されていてもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができる。   Further, an antireflection film may be formed on the movable portion 521 on the surface opposite to the first substrate 51. This antireflection film can be formed by alternately laminating a low refractive index film and a high refractive index film.

保持部522は、可動部521の周囲を囲うダイアフラムであり、可動部521よりも厚み方向に対する剛性が小さく形成されている。
このため、保持部522は可動部521よりも撓みやすく、僅かな静電引力により第一基板51側に撓ませることが可能となる。この際、可動部521は、保持部522よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、静電引力により第二基板52を撓ませる力が作用した場合でも、可動部521の撓みはほぼなく、可動部521に形成された第二反射膜552の撓みも防止できる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部522を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Oを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成等としてもよい。
The holding part 522 is a diaphragm that surrounds the periphery of the movable part 521, and is formed with less rigidity in the thickness direction than the movable part 521.
For this reason, the holding part 522 is more easily bent than the movable part 521 and can be bent toward the first substrate 51 by a slight electrostatic attraction. At this time, since the movable portion 521 has a thickness dimension larger than that of the holding portion 522 and becomes rigid, even when a force that causes the second substrate 52 to bend due to electrostatic attraction acts, the movable portion 521 is hardly bent. Further, it is possible to prevent the second reflective film 552 formed on the movable portion 521 from being bent.
In this embodiment, the diaphragm-like holding part 522 is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which beam-like holding parts arranged at equiangular intervals around the plane center point O are provided. Etc.

[第三基板の構成]
次に、第三基板53の構成について詳述する。
第三基板53は、例えば第一基板51と同様の厚み寸法を有している。したがって、第四反射膜554の内部応力による第三基板53の撓みはない。この第三基板53は、エッチングにより形成されるギャップ形成用の凹部531を備える。
この凹部531の底面部には、第四反射膜554が設けられる。第四反射膜554としては、上述した第三反射膜553と同一の構成の反射膜が用いられる。
[Configuration of third substrate]
Next, the configuration of the third substrate 53 will be described in detail.
The third substrate 53 has a thickness dimension similar to that of the first substrate 51, for example. Therefore, there is no bending of the third substrate 53 due to the internal stress of the fourth reflective film 554. The third substrate 53 includes a gap forming recess 531 formed by etching.
A fourth reflective film 554 is provided on the bottom surface of the recess 531. As the fourth reflective film 554, a reflective film having the same configuration as the third reflective film 553 described above is used.

また、凹部531は、第二ギャップG2のギャップ量を「g」にするための第一凹部531Aと、第二ギャップG2のギャップ量を「g」にするための第二凹部531Bとを備え、それぞれ溝深さが異なる値に形成される。
このような凹部531では、第一小領域Ar1に対応した第一凹部531Aと、第二小領域Ar2に対応した第二凹部531Bとの深さ寸法が異なるため、これら第一凹部531A及び第二凹部531Bの間の領域境界部532には、傾斜面(又は段差面)が形成される。
The concave portion 531 includes a first concave portion 531A for setting the gap amount of the second gap G2 to “g 1 ” and a second concave portion 531B for setting the gap amount of the second gap G2 to “g 2 ”. Provided, each having a different groove depth.
In such a recess 531, the first recess 531 </ b> A corresponding to the first small region Ar <b> 1 and the second recess 531 </ b> B corresponding to the second small region Ar <b> 2 have different depth dimensions. An inclined surface (or step surface) is formed at the region boundary 532 between the recesses 531B.

更に、第三基板53の第一基板51に対向しない面(光入射面)には、遮光部533が設けられる。この遮光部533としては、測定対象となる波長の光を透過しない膜であれば特に限定されず、例えば、可視光を利用する場合では、Cr膜を下地としたAu膜を用いてもよく、黒色塗料等を塗布することで構成されていてもよい。
この遮光部533は、環状に形成され、環内周径533Aにより光干渉領域Ar0の径寸法が規定される。すなわち、遮光部533は、アパーチャーとして機能する。
また、遮光部533は、フィルター平面視において、凹部531の領域境界部532と重なる位置にも形成される。これにより、領域境界部532への光の入射を防止でき、波長可変干渉フィルター5の光学特性の低下を抑制することができる。
Further, a light shielding portion 533 is provided on a surface (light incident surface) of the third substrate 53 that does not face the first substrate 51. The light shielding portion 533 is not particularly limited as long as it does not transmit light having a wavelength to be measured. For example, when using visible light, an Au film having a Cr film as a base may be used. You may be comprised by apply | coating black paint etc.
The light shielding portion 533 is formed in an annular shape, and the diameter of the optical interference region Ar0 is defined by the inner circumferential diameter 533A. That is, the light shielding unit 533 functions as an aperture.
Further, the light shielding portion 533 is also formed at a position overlapping the region boundary portion 532 of the concave portion 531 in the filter plan view. Thereby, it is possible to prevent light from entering the region boundary portion 532 and to suppress a decrease in optical characteristics of the wavelength variable interference filter 5.

また、第三基板53の光入射面には、光干渉領域Ar0内に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、第三基板53の表面での光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。   Further, an antireflection film may be formed on the light incident surface of the third substrate 53 in the light interference region Ar0. This antireflection film can be formed by alternately laminating a low refractive index film and a high refractive index film, and reduces the reflectance of light on the surface of the third substrate 53 and increases the transmittance.

[波長可変干渉フィルターの透過特性]
次に、上述のような波長可変干渉フィルター5の透過特性について、図面に基づいて説明する。
図3は、波長可変干渉フィルターにおける第一小領域Ar1の分光特性(透過特性)を示す図である。図3において、一点鎖線は、波長固定干渉部58(第一波長固定干渉部581)の透過特性を示し、実線は波長可変干渉部57の透過特性を示す。
また、図4は、波長可変干渉フィルターにおける第二小領域Ar2の分光特性(透過特性)を示す図である。図4において、一点鎖線は、波長固定干渉部58(第二波長固定干渉部582)の透過特性を示し、実線は波長可変干渉部57の透過特性を示す。
[Transmission characteristics of tunable interference filter]
Next, transmission characteristics of the wavelength variable interference filter 5 as described above will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram illustrating spectral characteristics (transmission characteristics) of the first small region Ar1 in the wavelength tunable interference filter. In FIG. 3, the alternate long and short dash line indicates the transmission characteristic of the wavelength fixed interference unit 58 (first wavelength fixed interference unit 581), and the solid line indicates the transmission characteristic of the wavelength variable interference unit 57.
FIG. 4 is a diagram showing the spectral characteristics (transmission characteristics) of the second small region Ar2 in the variable wavelength interference filter. In FIG. 4, the alternate long and short dash line indicates the transmission characteristic of the wavelength fixed interference unit 58 (second wavelength fixed interference unit 582), and the solid line indicates the transmission characteristic of the wavelength variable interference unit 57.

一般に、一対の反射膜が空気(屈折率n=1)を介して平行に対向する干渉フィルターに対して垂直に光が入射する場合、上述した(1)式に示すように、λ=2d/mの波長の光が透過される。
したがって、波長可変干渉部57及び波長固定干渉部58の透過特性は、図3及び図4に示すように、次数mが異なる複数のピーク波長を有する特性となる。
波長可変干渉部57は、第一ギャップG1のギャップ量gを変化させることが可能であるため、図3及び図4に示すように、測定対象波長域P1〜P3において透過光のピーク波長を変化させることが可能となる。
一方、第一波長固定干渉部581及び第二波長固定干渉部582は、それぞれ第二ギャップG2のギャップ量が固定されているため、ピーク波長の位置は変動しない。すなわち、第一波長固定干渉部581及び第二波長固定干渉部582は、第二ギャップG2のギャップ量に対応したピーク波長a1〜a4を有し、これらのピーク波長a1〜a4を中心とした所定波長域(透過可能波長域A1〜A4)内の光を透過させる。
In general, when light enters perpendicularly to an interference filter that faces a pair of reflecting films in parallel via air (refractive index n = 1), as shown in the above equation (1), λ = 2d / Light having a wavelength of m is transmitted.
Therefore, the transmission characteristics of the wavelength tunable interference unit 57 and the wavelength fixed interference unit 58 are characteristics having a plurality of peak wavelengths having different orders m as shown in FIGS.
Variable wavelength interference portion 57, since it is possible to vary the gap distance g 0 of the first gap G1, as shown in FIGS. 3 and 4, the peak wavelength of the transmitted light in the measured wavelength range P1~P3 It can be changed.
On the other hand, in the first wavelength fixed interference unit 581 and the second wavelength fixed interference unit 582, since the gap amount of the second gap G2 is fixed, the position of the peak wavelength does not change. That is, the first wavelength fixed interference unit 581 and the second wavelength fixed interference unit 582 have peak wavelengths a1 to a4 corresponding to the gap amount of the second gap G2, and are predetermined with these peak wavelengths a1 to a4 as the center. Light in the wavelength range (transmittable wavelength ranges A1 to A4) is transmitted.

ここで、本実施形態の波長可変干渉フィルター5では、可視光域から近赤外光域(400nm〜1000nm)の範囲内で、図3に示すように、波長可変干渉部57の3次ピーク波長の変動範囲(測定対象波長域P3)の一部と、第一波長固定干渉部581の2次ピーク波長を中心とした透過可能波長域A2の一部とが重なる。
波長可変干渉フィルター5の光干渉領域Ar0を透過する光は、波長可変干渉部57及び波長固定干渉部58の双方を透過する光である。したがって、第一小領域Ar1を透過する光は、測定対象波長域P3と透過可能波長域A2とが重なる波長域B1(本実施形態では、図3に示すようにB1=A2)となる。
同様に、図4に示すように、波長可変干渉部57の2次ピーク波長の変動範囲(測定対象波長域P2)と、第二波長固定干渉部582の1次ピーク波長を中心とした透過可能波長域A3とが重なる。したがって、第二小領域Ar2を透過する光は、測定対象波長域P2と透過可能波長域A3とが重なる波長域B2(本実施形態では、図4に示すようにB2=A3)となる。
Here, in the tunable interference filter 5 of the present embodiment, the third-order peak wavelength of the tunable interference unit 57 is within the range from the visible light region to the near infrared light region (400 nm to 1000 nm), as shown in FIG. Part of the fluctuation range (measurement target wavelength region P3) overlaps with a part of the transmissible wavelength region A2 centered on the secondary peak wavelength of the first wavelength fixed interference unit 581.
The light that passes through the optical interference region Ar0 of the variable wavelength interference filter 5 is light that passes through both the variable wavelength interference unit 57 and the fixed wavelength interference unit 58. Therefore, the light transmitted through the first small region Ar1 is a wavelength region B1 where the measurement target wavelength region P3 and the transmissive wavelength region A2 overlap (in this embodiment, B1 = A2 as shown in FIG. 3).
Similarly, as shown in FIG. 4, transmission is possible with the fluctuation range of the secondary peak wavelength (measurement target wavelength region P2) of the wavelength variable interference unit 57 and the primary peak wavelength of the second wavelength fixed interference unit 582 as the center. The wavelength region A3 overlaps. Therefore, the light transmitted through the second small region Ar2 is a wavelength region B2 where the measurement target wavelength region P2 and the transmissive wavelength region A3 overlap (in this embodiment, B2 = A3 as shown in FIG. 4).

なお、本実施形態では、波長固定干渉部58は、波長可変干渉部57における測定対象波長域をカバーできる程度に、透過可能波長域が大きい透過特性を持たせているが、例えば波長可変干渉部57の測定対象波長域が大きい場合や、波長固定干渉部58の透過可能波長域が小さい(鋭いピークを有する)場合もある。
この場合、例えば、図5に示すように、波長固定干渉部58を、透過可能波長域A5を有する領域と、透過可能波長域A6を有する領域とに分割し、透過可能波長域A5及び透過可能波長域A6により、波長可変干渉部57の測定対象波長域P2をカバーする構成などとすればよい。
In the present embodiment, the wavelength fixed interference unit 58 has a transmission characteristic having a large transmissive wavelength range that can cover the measurement target wavelength range in the wavelength variable interference unit 57. For example, the wavelength variable interference unit In some cases, the wavelength region 57 to be measured is large, or the transmissive wavelength region of the wavelength fixed interference unit 58 is small (has a sharp peak).
In this case, for example, as shown in FIG. 5, the fixed wavelength interference unit 58 is divided into a region having a transmissive wavelength region A5 and a region having a transmissive wavelength region A6, and the transmissive wavelength region A5 and the transmissive wavelength region can be transmitted. What is necessary is just to set it as the structure etc. which cover the measurement object wavelength range P2 of the wavelength variable interference part 57 by wavelength range A6.

[検出部の構成]
次に、図1に戻り、光学モジュール10の検出部11について説明する。
検出部11は、波長可変干渉フィルター5の光干渉領域Ar0を透過した光を受光(検出)し、受光量に基づいた検出信号を出力する。
具体的には、検出部11は、アレイ状に配置された複数の撮像素子(例えばCCD素子等)を備える。また、検出部11は、光干渉領域Ar0のうち、第一小領域Ar1の光が受光される領域、及び第二小領域Ar2が受光される領域が予め設定されている。すなわち、検出部11は、第一小領域Ar1を透過した光、及び第二小領域Ar2を透過した光をそれぞれ独立して検出することができる。
[Configuration of detector]
Next, returning to FIG. 1, the detection unit 11 of the optical module 10 will be described.
The detection unit 11 receives (detects) light transmitted through the optical interference region Ar0 of the wavelength variable interference filter 5, and outputs a detection signal based on the amount of received light.
Specifically, the detection unit 11 includes a plurality of imaging elements (for example, CCD elements) arranged in an array. In addition, in the detection unit 11, a region in which light in the first small region Ar1 is received and a region in which the second small region Ar2 is received in the light interference region Ar0 are set in advance. That is, the detection unit 11 can independently detect the light transmitted through the first small region Ar1 and the light transmitted through the second small region Ar2.

[I−V変換器、アンプ、A/D変換器、及び電圧制御部の構成]
検出部11は、波長可変干渉フィルター5を透過した光を受光し、受光した光の光強度(光量)に応じた検出信号(電流)を出力する。
I−V変換器12は、検出部11から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ13に出力する。
アンプ13は、I−V変換器12から入力された検出信号に応じた電圧(検出電圧)を増幅する。
A/D変換器14は、アンプ13から入力された検出電圧(アナログ信号)をデジタル信号に変換し、制御回路部20に出力する。
電圧制御部15は、制御回路部20の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に対して電圧を印加する。これにより、静電アクチュエーター56の第一電極561及び第二電極562間で静電引力が発生し、可動部521が第一基板51側に変位して、第一ギャップG1のギャップ量gが所定値に設定される。
[Configuration of I-V Converter, Amplifier, A / D Converter, and Voltage Control Unit]
The detector 11 receives the light transmitted through the wavelength variable interference filter 5 and outputs a detection signal (current) corresponding to the light intensity (light quantity) of the received light.
The IV converter 12 converts the detection signal input from the detection unit 11 into a voltage value and outputs the voltage value to the amplifier 13.
The amplifier 13 amplifies a voltage (detection voltage) corresponding to the detection signal input from the IV converter 12.
The A / D converter 14 converts the detection voltage (analog signal) input from the amplifier 13 into a digital signal and outputs the digital signal to the control circuit unit 20.
The voltage control unit 15 applies a voltage to the electrostatic actuator 56 of the wavelength variable interference filter 5 based on the control of the control circuit unit 20. Thereby, the electrostatic attraction is generated between the first electrode 561 and second electrode 562 of the electrostatic actuator 56, the movable portion 521 is displaced to the side first substrate 51, the gap distance g 0 of the first gap G1 Set to a predetermined value.

[制御回路部の構成]
次に、分光測定装置1の制御回路部20について説明する。
制御回路部20は、例えばCPUやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置1の全体動作を制御する。この制御回路部20は、図1に示すように、フィルター駆動部21と、光量取得部22と、分光解析部23と、を備える。
また、制御回路部20は、各種データを記憶する記憶部(図示略)を備え、当該記憶部には、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧に対する、当該波長可変干渉フィルター5を透過する光の波長の関係を示すV−λデータが記憶される。
[Configuration of control circuit section]
Next, the control circuit unit 20 of the spectrometer 1 will be described.
The control circuit unit 20 is configured by combining a CPU, a memory, and the like, for example, and controls the overall operation of the spectroscopic measurement apparatus 1. As shown in FIG. 1, the control circuit unit 20 includes a filter driving unit 21, a light amount acquisition unit 22, and a spectral analysis unit 23.
In addition, the control circuit unit 20 includes a storage unit (not shown) that stores various data, and the storage unit stores the wavelength variable interference filter for the drive voltage applied to the electrostatic actuator 56 of the wavelength variable interference filter 5. V-λ data indicating the relationship of the wavelength of light transmitted through 5 is stored.

フィルター駆動部21は、記憶部に記憶されるV−λデータを参照し、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に印加する電圧を順次切り替えて、波長可変干渉フィルター5を透過する光の波長を順次切り替える。
光量取得部22は、検出部11により検出された光量を取得し、フィルター駆動部21により設定された第一ギャップG1に対応する光の光量として記憶部に記憶する。
なお、検出部11は、上述したように、光干渉領域Ar0の第一小領域Ar1を受光する領域、及び第二小領域Ar2を受光する領域を備えており、各領域から独立した検出信号が出力される。したがって、光量取得部22は、各領域から出力される検出信号に基づいて、第一小領域Ar1を透過した光の光量、及び第二小領域Ar2を透過した光の光量をそれぞれ取得する。
分光解析部23は、光量取得部22により取得され記憶部に記憶された各波長に対する光量に基づいて、測定対象光の分光スペクトルを解析する。
The filter drive unit 21 refers to the V-λ data stored in the storage unit, sequentially switches the voltage applied to the electrostatic actuator 56 of the wavelength variable interference filter 5, and the wavelength of the light transmitted through the wavelength variable interference filter 5. Switch sequentially.
The light quantity acquisition unit 22 acquires the light quantity detected by the detection unit 11 and stores it in the storage unit as the light quantity corresponding to the first gap G1 set by the filter driving unit 21.
As described above, the detection unit 11 includes a region that receives the first small region Ar1 and a region that receives the second small region Ar2 of the optical interference region Ar0, and a detection signal independent from each region is provided. Is output. Therefore, the light quantity acquisition unit 22 acquires the light quantity of the light transmitted through the first small area Ar1 and the light quantity of the light transmitted through the second small area Ar2 based on the detection signal output from each area.
The spectroscopic analysis unit 23 analyzes the spectral spectrum of the measurement target light based on the light amount for each wavelength acquired by the light amount acquisition unit 22 and stored in the storage unit.

[本実施形態の作用効果]
本実施形態の波長可変干渉フィルター5では、第一基板51に設けられる第一反射膜551と、第二基板52に設けられる第二反射膜552とが第一ギャップG1を介して互いに対向して波長可変干渉部57を構成する。この波長可変干渉部57は、静電アクチュエーター56に印加する電圧を変化させることで、第一ギャップG1のギャップ量gを適宜変更することができる。
また、第一基板51の第三反射膜553と、第三基板53の第四反射膜554とが第二ギャップG2を介して互いに対向し、波長固定干渉部58を構成する。この波長固定干渉部58は、第二ギャップG2がギャップ量gとなる第一波長固定干渉部581と、第二ギャップG2がギャップ量gとなる第二波長固定干渉部582とを備える。
更に、波長可変干渉フィルター5は、フィルター平面視において、各反射膜551,552,553,554が重なり合う光干渉領域Ar0を備え、この光干渉領域Ar0は、更に、第一波長固定干渉部581が設けられる領域に対応した第一小領域Ar1、及び第二波長固定干渉部582が設けられる領域に対応した第二小領域Ar2を有する。
[Operational effects of this embodiment]
In the wavelength tunable interference filter 5 of the present embodiment, the first reflective film 551 provided on the first substrate 51 and the second reflective film 552 provided on the second substrate 52 face each other through the first gap G1. The wavelength variable interference unit 57 is configured. The tunable interference section 57, by varying the voltage applied to the electrostatic actuator 56, it is possible to change the gap distance g 0 of the first gap G1 as appropriate.
In addition, the third reflective film 553 of the first substrate 51 and the fourth reflective film 554 of the third substrate 53 are opposed to each other via the second gap G <b> 2 to constitute the wavelength fixed interference unit 58. The fixed wavelength interference unit 58 includes a first fixed wavelength interference portion 581 second gap G2 is the gap amount g 1, and a second fixed wavelength interference portion 582 second gap G2 is the gap amount g 2.
Furthermore, the wavelength tunable interference filter 5 includes a light interference region Ar0 in which the reflection films 551, 552, 553, and 554 overlap each other in the filter plan view. The light interference region Ar0 further includes the first wavelength fixed interference unit 581. The first small region Ar1 corresponding to the region to be provided and the second small region Ar2 corresponding to the region in which the second wavelength fixed interference unit 582 is provided.

そして、本実施形態の波長可変干渉フィルター5では、測定対象光の波長帯域において、波長可変干渉部57における3次ピーク波長に対応した測定対象波長域P3と、第一波長固定干渉部581における2次ピークに対応した透過可能波長域A2とが波長域B1において重なり合う。また、波長可変干渉部57における2次ピーク波長に対応した測定対象波長域P2と、第二波長固定干渉部582における1次ピーク波長に対応した透過可能波長域A3とが波長域B2において重なり合う。
このため、第一小領域Ar1からは波長域B1の光が透過可能となり、その他の波長域の光は、波長可変干渉部57及び波長固定干渉部58の少なくともいずれか一方を透過することができない。同様に、第二小領域Ar2からは、波長域B2の光が透過可能となり、その他の波長域の光は、波長可変干渉部57及び波長固定干渉部58の少なくともいずれか一方を透過することができない。
これにより、波長帯域が可視光から近赤外光までの広い範囲に及ぶ波長帯域の測定対象光が波長可変干渉フィルターに入射した場合でも、各小領域Ar1,Ar2において、1つのピーク波長の光を抽出することができる。
また、他のバンドパスフィルター等を用いることなく、1つの(単体の)波長可変干渉フィルター5のみにより、複数のピーク波長から所定の1つのピーク波長の光を取り出すことができる。したがって、光学モジュール10や分光測定装置1の構成の簡略化を図ることができる。
In the wavelength tunable interference filter 5 of the present embodiment, in the wavelength band of the measurement target light, the measurement target wavelength region P3 corresponding to the third-order peak wavelength in the wavelength variable interference unit 57 and the first wavelength fixed interference unit 581 The transmissive wavelength region A2 corresponding to the next peak overlaps in the wavelength region B1. In addition, the measurement target wavelength region P2 corresponding to the secondary peak wavelength in the wavelength variable interference unit 57 and the transmittable wavelength region A3 corresponding to the primary peak wavelength in the second wavelength fixed interference unit 582 overlap in the wavelength region B2.
For this reason, light in the wavelength region B1 can be transmitted from the first small region Ar1, and light in other wavelength regions cannot be transmitted through at least one of the wavelength variable interference unit 57 and the wavelength fixed interference unit 58. . Similarly, light in the wavelength region B2 can be transmitted from the second small region Ar2, and light in other wavelength regions can be transmitted through at least one of the wavelength variable interference unit 57 and the wavelength fixed interference unit 58. Can not.
As a result, even when measurement target light having a wavelength band covering a wide range from visible light to near infrared light is incident on the tunable interference filter, light having one peak wavelength in each of the small regions Ar1 and Ar2. Can be extracted.
In addition, it is possible to extract light having a predetermined peak wavelength from a plurality of peak wavelengths by using only one (single) variable wavelength interference filter 5 without using another bandpass filter or the like. Therefore, the configuration of the optical module 10 and the spectroscopic measurement apparatus 1 can be simplified.

本実施形態では、第三基板53に凹部531が設けられ、この凹部531の深さ寸法により波長固定干渉部58における第二ギャップG2のギャップ量が規定される。
このような構成では、例えば、第一基板51及び第三基板53の双方に凹部を形成する構成に比べ、1つの基板のみを加工すればよいため、製造効率性を向上させることができる。
また、第一基板51に凹部を形成する場合、第一基板51の第二基板52に対向する面に電極配置溝511を形成する必要があるため、基板両面に対してそれぞれエッチング処理が必要となる。これに対して、第三基板53に凹部531を形成する場合では、第一基板51の第二基板52に対向する片面のみにエッチング処理を実施すればよく、加工効率性が向上する。
なお、本実施形態では、第三基板53に凹部531を設ける構成としたが、第三基板53を加工せず、第一基板51に凹部を設ける構成としてもよい。このような構成でも、本実施形態と同様に、1つの基板のみを加工することで第二ギャップG2のギャップ量を設定することができるため、製造効率性を向上させることができる。また、第一基板51に凹部を設ける場合、第三基板53に対してエッチング等の基板加工を施す必要がない。
In the present embodiment, the third substrate 53 is provided with a recess 531, and the depth of the recess 531 defines the gap amount of the second gap G 2 in the wavelength fixed interference unit 58.
In such a configuration, for example, compared to a configuration in which the concave portions are formed in both the first substrate 51 and the third substrate 53, it is only necessary to process one substrate, so that the manufacturing efficiency can be improved.
Moreover, when forming a recessed part in the 1st board | substrate 51, since it is necessary to form the electrode arrangement | positioning groove | channel 511 in the surface facing the 2nd board | substrate 52 of the 1st board | substrate 51, an etching process is needed with respect to both board | substrate surfaces, respectively. Become. On the other hand, in the case where the concave portion 531 is formed in the third substrate 53, the etching process may be performed only on one surface of the first substrate 51 facing the second substrate 52, and the processing efficiency is improved.
In the present embodiment, the concave portion 531 is provided on the third substrate 53. However, the third substrate 53 may not be processed and the concave portion may be provided on the first substrate 51. Even in such a configuration, since the gap amount of the second gap G2 can be set by processing only one substrate as in the present embodiment, the manufacturing efficiency can be improved. Further, when the concave portion is provided in the first substrate 51, it is not necessary to perform substrate processing such as etching on the third substrate 53.

本実施形態では、波長固定干渉部58は、第二ギャップG2がギャップ量gとなる第一波長固定干渉部581、及び、第二ギャップG2がギャップ量gとなる第二波長固定干渉部582を備える。
このような構成では、第一波長固定干渉部581と第二波長固定干渉部582とで、透過する光のピーク波長が異なり、ピーク波長に対応した透過可能波長域も異なる。そして、第一波長固定干渉部581の透過可能波長域A1,A2のうち、透過可能波長域A2が波長可変干渉部57の測定対象波長域P3と重なり、第二波長固定干渉部582の透過可能波長域A3,A4のうち、透過可能波長域A3が波長可変干渉部57の測定対象波長域P2と重なる。このため、波長可変干渉フィルター5の第一小領域Ar1では、波長域B1の光を取り出すことができ、第二小領域Ar2では、波長域B2の光を取り出すことができる。
このように、波長固定干渉部58の第二ギャップG2のギャップ量が異なる領域を複数設けることで、1つの(単体の)波長可変干渉フィルター5から、複数の波長をそれぞれ個別に取り出すことができ、1回の測定により、複数のピーク波長に対応した光を取得することができる。
これにより、分光測定装置1により測定対象光の波長帯域内における各波長の光の光量を測定する場合に、1度の測定で2つのピーク波長に対する光量を取得することができるため、測定実施回数を減らすことができ、迅速な分光測定を実施することができる。
In the present embodiment, the fixed wavelength interference portion 58, the first fixed wavelength interference portion 581 second gap G2 is the gap amount g 1, and the second fixed wavelength interference portion where the second gap G2 is the gap amount g 2 582.
In such a configuration, the first wavelength fixed interference unit 581 and the second wavelength fixed interference unit 582 have different peak wavelengths of transmitted light, and different transmissive wavelength ranges corresponding to the peak wavelengths. Of the transmissive wavelength regions A1 and A2 of the first wavelength fixed interference unit 581, the transmissive wavelength region A2 overlaps the measurement target wavelength region P3 of the tunable interference unit 57, and the second wavelength fixed interference unit 582 is transmissive. Among the wavelength regions A3 and A4, the transmissive wavelength region A3 overlaps the measurement target wavelength region P2 of the wavelength variable interference unit 57. For this reason, in the first small region Ar1 of the variable wavelength interference filter 5, light in the wavelength region B1 can be extracted, and in the second small region Ar2, light in the wavelength region B2 can be extracted.
As described above, by providing a plurality of regions having different gap amounts of the second gap G2 of the wavelength fixed interference unit 58, it is possible to individually extract a plurality of wavelengths from one (single) variable wavelength interference filter 5. Light corresponding to a plurality of peak wavelengths can be acquired by one measurement.
Thereby, when measuring the light quantity of the light of each wavelength within the wavelength band of the light to be measured by the spectroscopic measurement device 1, the light quantity with respect to the two peak wavelengths can be acquired by one measurement. Thus, a rapid spectroscopic measurement can be performed.

本実施形態では、第三基板53の第一波長固定干渉部581と第二波長固定干渉部582の間には、傾斜面または段差面となる領域境界部532が設けられる。そして、第三基板53には、この領域境界部532に入射する光を遮光する遮光部533が設けられる。
このため、領域境界部532への光の入射がなく、領域境界部532の傾斜面や段差面で屈折や反射される光がない。したがって、各反射膜551,552,553,554に対して、傾斜した角度(直交以外の角度)で入射する光成分がなく、波長可変干渉フィルター5における分解能低下を抑制できる。
In the present embodiment, a region boundary 532 serving as an inclined surface or a step surface is provided between the first wavelength fixed interference unit 581 and the second wavelength fixed interference unit 582 of the third substrate 53. The third substrate 53 is provided with a light shielding portion 533 that shields light incident on the region boundary portion 532.
For this reason, no light is incident on the region boundary portion 532, and no light is refracted or reflected by the inclined surface or the step surface of the region boundary portion 532. Therefore, there is no light component incident on each of the reflective films 551, 552, 553, and 554 at an inclined angle (an angle other than orthogonal), and a reduction in resolution in the wavelength variable interference filter 5 can be suppressed.

[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。
上記第一実施形態では、波長可変干渉フィルター5の光干渉領域Ar0に、波長固定干渉部58の第二ギャップG2がギャップ量gとなる第一小領域Ar1、及びギャップ量gとなる第二小領域Ar2を設ける構成を例示した。これに対して、第二実施形態は、光干渉領域Ar0が更に細かく分割されている点で第一実施形態と相違する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
In the first embodiment, the optical interference region Ar0 of the variable wavelength interference filter 5, a second gap G2 fixed wavelength interference portion 58 becomes the gap amount g 1 become the first small area Ar @ 1, and a gap weight g 2 The structure which provides two small area | region Ar2 was illustrated. On the other hand, the second embodiment is different from the first embodiment in that the optical interference area Ar0 is further finely divided.

図6は、第二実施形態における分光カメラ(分光測定装置)の概略構成を示す図である。なお、以上の実施形態において、上記第一実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a spectroscopic camera (spectrometer) in the second embodiment. In the above embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted or simplified.

図6に示すように、分光カメラ1Aは、光学モジュール10Aと、光学モジュール10Aから出力された信号を処理する制御回路部20Aと、を備えている。
この分光カメラ1Aは、例えば測定対象Xで反射した画像光(測定対象光)における各波長の分光画像を取得する装置である。
As shown in FIG. 6, the spectroscopic camera 1A includes an optical module 10A and a control circuit unit 20A that processes a signal output from the optical module 10A.
The spectroscopic camera 1A is a device that acquires a spectroscopic image of each wavelength in image light (measurement target light) reflected by the measurement target X, for example.

[光学モジュールの構成]
光学モジュール10Aは、波長可変干渉フィルター5Aと、撮像部11Aと、I−V変換器12と、アンプ13と、A/D変換器14と、電圧制御部15とを備える。
この光学モジュール10Aは、測定対象Xで反射された測定対象光を、テレセントリック光学系(図示略)を通して、波長可変干渉フィルター5Aに導き、波長可変干渉フィルター5Aを透過した光を撮像部11Aで撮像する。そして、撮像部11Aで撮像された画像信号は、I−V変換器12、アンプ13、及びA/D変換器14を介して制御回路部20Aに出力される。
[Configuration of optical module]
The optical module 10 </ b> A includes a wavelength variable interference filter 5 </ b> A, an imaging unit 11 </ b> A, an IV converter 12, an amplifier 13, an A / D converter 14, and a voltage control unit 15.
This optical module 10A guides the measurement target light reflected by the measurement target X to the wavelength variable interference filter 5A through a telecentric optical system (not shown), and images the light transmitted through the wavelength variable interference filter 5A by the imaging unit 11A. To do. The image signal captured by the imaging unit 11A is output to the control circuit unit 20A via the IV converter 12, the amplifier 13, and the A / D converter 14.

[波長可変干渉フィルターの構成]
本実施形態の波長可変干渉フィルター5Aは、第一実施形態の波長可変干渉フィルター5と略同様の構成を有し、第三基板53Aの構成が上記第一実施形態の第三基板53と相違する。
図7は、第二実施形態の第三基板53Aの凹部534の概略構成を示す平面図である。
図7に示すように、本実施形態の第三基板53Aは、深さ寸法がより細かい領域に分割された凹部534を備える。
具体的には、本実施形態の波長可変干渉フィルター5Aでは、光干渉領域Ar0は、アレイ状に分割した複数の部分領域Ar3を備える。この部分領域Ar3は、取得する分光画像の画素単位で分割されている。そして、この部分領域Ar3内において更に、3つの小領域(第一小領域Ar31、第二小領域Ar32、第三小領域Ar33)に分割される。
[Configuration of wavelength tunable interference filter]
The wavelength tunable interference filter 5A of this embodiment has substantially the same configuration as the wavelength tunable interference filter 5 of the first embodiment, and the configuration of the third substrate 53A is different from the third substrate 53 of the first embodiment. .
FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of the recess 534 of the third substrate 53A of the second embodiment.
As shown in FIG. 7, the third substrate 53 </ b> A of the present embodiment includes a recess 534 that is divided into regions with a finer depth.
Specifically, in the variable wavelength interference filter 5A of the present embodiment, the optical interference region Ar0 includes a plurality of partial regions Ar3 divided into an array. This partial area Ar3 is divided in units of pixels of the spectral image to be acquired. The partial area Ar3 is further divided into three small areas (first small area Ar31, second small area Ar32, and third small area Ar33).

第三基板53Aの凹部534は、これらの部分領域Ar3及び各小領域Ar31,Ar32,Ar33に対応して、隣り合う領域間で異なる深さ寸法となるように形成されている。なお、図7では、第一小領域Ar31に対応する領域を「1」、第二小領域Ar32に対応する領域を「2」、第三小領域Ar33に対応する領域を「3」の番号を付し、部分領域Ar3の境界線を太線にて表示している。   The concave portion 534 of the third substrate 53A is formed to have different depth dimensions between adjacent regions corresponding to the partial region Ar3 and the small regions Ar31, Ar32, Ar33. In FIG. 7, the area corresponding to the first small area Ar31 is numbered “1”, the area corresponding to the second small area Ar32 is “2”, and the area corresponding to the third small area Ar33 is numbered “3”. The boundary line of the partial area Ar3 is indicated by a bold line.

このような本実施形態では、波長固定干渉部58における各小領域Ar31,Ar32,Ar33を透過する光のピーク波長がそれぞれ異なり、それぞれ異なる透過可能波長域を有する。
そして、第一小領域Ar31に対応する波長固定干渉部58は、測定対象光の波長帯域(例えば可視光域から近赤外光域)において、波長可変干渉部57の2次ピーク波長に対応した測定対象波長域と重なる1次ピーク波長を有し、当該1次ピーク波長に対応した透過可能波長域を有する。また、第一小領域Ar31に対応する波長固定干渉部58では、測定対象光の波長帯域において、その他のピーク波長(2次以降のピーク波長)及び当該ピーク波長に対応した透過可能波長域は、波長可変干渉部57の測定対象波長域と重ならない。したがって、第一小領域Ar31では、波長可変干渉部57の2次ピーク波長に対応した測定対象波長域と、波長固定干渉部58の1次ピーク波長に対応した透過可能波長域とが重なる第一波長域の光のみが透過可能となる。
In this embodiment, the peak wavelengths of the light transmitted through the small regions Ar31, Ar32, Ar33 in the wavelength fixed interference unit 58 are different, and have different transmissive wavelength ranges.
And the wavelength fixed interference part 58 corresponding to 1st small area | region Ar31 respond | corresponded to the secondary peak wavelength of the wavelength variable interference part 57 in the wavelength band (for example, visible light region to near-infrared light region) of light to be measured. It has a primary peak wavelength that overlaps the wavelength range to be measured, and has a transmissible wavelength range corresponding to the primary peak wavelength. Further, in the wavelength fixed interference unit 58 corresponding to the first small region Ar31, in the wavelength band of the measurement target light, the other peak wavelengths (secondary and subsequent peak wavelengths) and the transmissible wavelength region corresponding to the peak wavelength are as follows: It does not overlap with the measurement target wavelength range of the wavelength variable interference unit 57. Therefore, in the first small region Ar31, the measurement target wavelength region corresponding to the secondary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 and the transmittable wavelength region corresponding to the primary peak wavelength of the wavelength fixed interference unit 58 overlap. Only light in the wavelength band can be transmitted.

第二小領域Ar32に対応する波長固定干渉部58は、測定対象光の波長帯域において、波長可変干渉部57の3次ピーク波長に対応した測定対象波長域と重なる2次(又は1次)ピーク波長を有し、当該ピーク波長に対応した透過可能波長域を有する。また、第二小領域Ar32に対応する波長固定干渉部58では、測定対象光の波長帯域において、その他のピーク波長及び当該ピーク波長に対応した透過可能波長域は、波長可変干渉部57の測定対象波長域と重ならない。したがって、第二小領域Ar32では、波長可変干渉部57の3次ピーク波長に対応した測定対象波長域と、波長固定干渉部58の2次(又は1次)ピーク波長に対応した透過可能波長域とが重なる第二波長域の光のみが透過可能となる。   The fixed wavelength interference unit 58 corresponding to the second small region Ar32 has a secondary (or primary) peak that overlaps the measurement target wavelength region corresponding to the tertiary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 in the wavelength band of the measurement target light. It has a wavelength and has a transmissible wavelength range corresponding to the peak wavelength. Further, in the wavelength fixed interference unit 58 corresponding to the second small region Ar32, in the wavelength band of the measurement target light, the other peak wavelength and the transmissive wavelength range corresponding to the peak wavelength are the measurement target of the wavelength variable interference unit 57. Does not overlap with wavelength range. Therefore, in the second small region Ar32, the measurement target wavelength region corresponding to the tertiary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 and the transmittable wavelength region corresponding to the secondary (or primary) peak wavelength of the wavelength fixed interference unit 58 Only the light in the second wavelength region where the two overlap can be transmitted.

第三小領域Ar33に対応する波長固定干渉部58は、測定対象光の波長帯域において、波長可変干渉部57の4次ピーク波長に対応した測定対象波長域と重なる3次(又は2次又は1次)ピーク波長を有し、当該ピーク波長に対応した透過可能波長域を有する。また、第三小領域Ar33に対応する波長固定干渉部58では、測定対象光の波長帯域において、その他のピーク波長及び当該ピーク波長に対応した透過可能波長域は、波長可変干渉部57の測定対象波長域と重ならない。したがって、第三小領域Ar33では、波長可変干渉部57の4次ピーク波長に対応した測定対象波長域と、波長固定干渉部58の3次(又は2次又は1次)ピーク波長に対応した透過可能波長域とが重なる第三波長域の光のみが透過可能となる。
また、図7では省略しているが、第一実施形態と同様に、第三基板53Aの第一基板51に対向しない面には、各小領域Ar31,Ar32,Ar33の間の領域境界部532への光の入射を阻止する遮光部が設けられている。
The fixed wavelength interference unit 58 corresponding to the third small region Ar33 has a third order (or second order or first order) overlapping with the measurement target wavelength region corresponding to the fourth order peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 in the wavelength band of the measurement target light. Next) It has a peak wavelength and has a transmissible wavelength region corresponding to the peak wavelength. Further, in the wavelength fixed interference unit 58 corresponding to the third small region Ar33, in the wavelength band of the measurement target light, the other peak wavelength and the transmissive wavelength range corresponding to the peak wavelength are measured by the wavelength variable interference unit 57. Does not overlap with wavelength range. Therefore, in the third small region Ar33, the measurement target wavelength region corresponding to the fourth order peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 and the transmission corresponding to the third order (or second order or first order) peak wavelength of the wavelength fixed interference unit 58 are provided. Only light in the third wavelength region that overlaps the possible wavelength region can be transmitted.
Although omitted in FIG. 7, as in the first embodiment, the region boundary 532 between the small regions Ar <b> 31, Ar <b> 32, Ar <b> 33 is formed on the surface of the third substrate 53 </ b> A that does not face the first substrate 51. A light shielding portion is provided to prevent light from entering the light.

[撮像部の構成]
撮像部11Aは、光干渉領域Ar0に対応した撮像領域を備え、この撮像領域において、各部分領域Ar3に対応した画素領域を有する。また、撮像部11Aの各画素領域は、各小領域Ar31,Ar32,Ar33に対応付けられた3つの撮像素子を備えている。つまり、1つの小領域(Ar31,Ar32,Ar33)を透過した光は、当該小領域に対応付けられた1つの撮像素子に入射する。
このような撮像部11Aでは、波長可変干渉フィルター5Aを透過した画像光を、各部分領域と透過した光を1画素とした画像として取得(撮像)することができる。また、各画素領域では、それぞれ各小領域Ar31,Ar32,Ar33に対応した波長の光が受光可能であるため、各波長に対応した分光画像を取得することが可能となる。例えば、各画素領域の第一小領域Ar31に対応した撮像素子により、第一小領域Ar31に対応した所定波長の分光画像を取得することができる。
[Configuration of imaging unit]
The imaging unit 11A includes an imaging area corresponding to the optical interference area Ar0, and in this imaging area, has a pixel area corresponding to each partial area Ar3. Each pixel region of the imaging unit 11A includes three imaging elements associated with the small regions Ar31, Ar32, Ar33. That is, light transmitted through one small region (Ar31, Ar32, Ar33) is incident on one image sensor associated with the small region.
In such an imaging unit 11A, the image light transmitted through the wavelength variable interference filter 5A can be acquired (captured) as an image using each partial region and the transmitted light as one pixel. In each pixel region, light having a wavelength corresponding to each of the small regions Ar31, Ar32, and Ar33 can be received, so that a spectral image corresponding to each wavelength can be acquired. For example, a spectral image of a predetermined wavelength corresponding to the first small region Ar31 can be acquired by an imaging element corresponding to the first small region Ar31 of each pixel region.

[制御部の構成]
制御回路部20Aは、図6に示すように、フィルター駆動部21と、光量取得部22と、分光画像取得部24とを備える。
分光画像取得部24は、光量取得部22により取得される各撮像素子からの検出信号に基づいて、撮像部11Aにて撮像された撮像画像(分光画像)を取得する。上述したように、本実施形態では、撮像部11Aは、各部分領域Ar3に対応した各画素領域を備え、各画素領域に各小領域Ar31,Ar32,Ar33に対応した撮像素子が配置されている。したがって、分光画像取得部24は、第一小領域Ar31に対応した撮像素子からの検出信号に基づいて、波長可変干渉部57の2次ピーク波長に対応した測定対象波長域の波長の分光画像を取得できる。同様に、分光画像取得部24は、第二小領域Ar32に対応した撮像素子から、波長可変干渉部57の3次ピーク波長に対応した測定対象波長域の波長の分光画像を取得でき、第三小領域Ar33に対応した撮像素子からの検出信号に基づいて、波長可変干渉部57の4次ピーク波長に対応した測定対象波長域の波長の分光画像を取得できる。
[Configuration of control unit]
As illustrated in FIG. 6, the control circuit unit 20 </ b> A includes a filter driving unit 21, a light amount acquisition unit 22, and a spectral image acquisition unit 24.
The spectral image acquisition unit 24 acquires a captured image (spectral image) captured by the imaging unit 11 </ b> A based on the detection signal from each imaging element acquired by the light amount acquisition unit 22. As described above, in the present embodiment, the imaging unit 11A includes each pixel area corresponding to each partial area Ar3, and an imaging element corresponding to each small area Ar31, Ar32, Ar33 is arranged in each pixel area. . Therefore, the spectral image acquisition unit 24 obtains a spectral image of the wavelength in the measurement target wavelength range corresponding to the secondary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 based on the detection signal from the imaging element corresponding to the first small region Ar31. You can get it. Similarly, the spectral image acquisition unit 24 can acquire a spectral image of a wavelength in the measurement target wavelength region corresponding to the third-order peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 from the imaging element corresponding to the second small region Ar32. Based on the detection signal from the image sensor corresponding to the small region Ar33, a spectral image of the wavelength in the measurement target wavelength region corresponding to the fourth-order peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 can be acquired.

[本実施形態の作用効果]
本実施形態では、光干渉領域Ar0は、撮像部11Aにより撮像される画像の画素領域に対応した複数の部分領域Ar3に分割され、これらの部分領域Ar3は、更に、複数(3つ)の小領域Ar31,Ar32,Ar33に分割される。そして、第三基板53に設けられる凹部534は、各小領域Ar31,Ar32,Ar33に対応する部分がそれぞれ異なる深さ寸法となるように形成される。ここで、第一小領域Ar31に対応する波長固定干渉部58では、波長可変干渉部57の2次ピーク波長に対応した測定対象波長域に対して、1つの透過可能波長域が重なるように第二ギャップのギャップ量が設定される。また、第二小領域Ar32に対応する波長固定干渉部58では、波長可変干渉部57の3次ピーク波長に対応した測定対象波長域に対して、1つの透過可能波長域が重なるように第二ギャップのギャップ量が設定される。また、第三小領域Ar33に対応する波長固定干渉部58では、波長可変干渉部57の4次ピーク波長に対応した測定対象波長域に対して、1つの透過可能波長域が重なるように第二ギャップのギャップ量が設定される。
これにより、測定対象光が、例えば可視光域から近赤外光域までの広い波長帯域を有する場合であっても、波長可変干渉部57の2次ピーク波長、3次ピーク波長、及び4次ピーク波長に対応した光を各小領域Ar31,Ar32,Ar33から独立して射出させることができる。
[Operational effects of this embodiment]
In the present embodiment, the optical interference area Ar0 is divided into a plurality of partial areas Ar3 corresponding to the pixel areas of the image captured by the imaging unit 11A, and these partial areas Ar3 are further divided into a plurality (three) of small areas. The area is divided into Ar31, Ar32, and Ar33. And the recessed part 534 provided in the 3rd board | substrate 53 is formed so that the part corresponding to each small area | region Ar31, Ar32, Ar33 may become a different depth dimension. Here, in the wavelength fixed interference unit 58 corresponding to the first small region Ar31, the first transmissive wavelength region is overlapped with the measurement target wavelength region corresponding to the secondary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57. A gap amount of two gaps is set. Further, in the wavelength fixed interference unit 58 corresponding to the second small region Ar32, the second transmissive wavelength region is overlapped with the measurement target wavelength region corresponding to the tertiary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57. The gap amount of the gap is set. Further, in the wavelength fixed interference unit 58 corresponding to the third small region Ar33, the second transmissive wavelength region overlaps the measurement target wavelength region corresponding to the fourth-order peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57. The gap amount of the gap is set.
As a result, even if the measurement target light has a wide wavelength band from, for example, the visible light region to the near infrared light region, the secondary peak wavelength, the tertiary peak wavelength, and the quaternary wavelength of the wavelength variable interference unit 57 are obtained. Light corresponding to the peak wavelength can be emitted independently from each of the small regions Ar31, Ar32, Ar33.

また、各部分領域が撮像部11Aの画素領域に対応しているため、各小領域Ar31,Ar32,Ar33に対応した各撮像素子からの検出信号に基づいて、各ピーク波長に対応した分光画像を取得することができる。このような構成では、1回の撮像により3つのピーク波長に対応した分光画像を取得することができる。したがって、例えば複数の波長の分光画像を撮像したい場合に、撮像に要する時間を短縮することができる。   In addition, since each partial region corresponds to the pixel region of the imaging unit 11A, a spectral image corresponding to each peak wavelength is obtained based on the detection signal from each imaging device corresponding to each small region Ar31, Ar32, Ar33. Can be acquired. In such a configuration, a spectral image corresponding to three peak wavelengths can be acquired by one imaging. Therefore, for example, when it is desired to capture spectral images of a plurality of wavelengths, the time required for imaging can be shortened.

また、本実施形態では、1つの(単体の)波長可変干渉フィルター5Aにより、次数の異なる複数のピーク波長に対応する分光画像を取得することができ、例えば、他のバンドパスフィルター等が不要となるため、構成の簡略化を図ることができる。   Further, in the present embodiment, a single (single) variable wavelength interference filter 5A can acquire spectral images corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders, and for example, no other bandpass filter is required. Therefore, the configuration can be simplified.

[第三実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の分光測定装置1又は第二実施形態の分光カメラ1Aでは、光学モジュール10,10Aに対して、波長可変干渉フィルター5,5Aが直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型化の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター5を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター5,5Aを容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
図8は、本発明の第三実施形態に係る光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
[Third embodiment]
Next, 4th embodiment of this invention is described based on drawing.
In the spectroscopic measurement device 1 of the first embodiment or the spectroscopic camera 1A of the second embodiment, the variable wavelength interference filters 5 and 5A are directly provided to the optical modules 10 and 10A. However, some optical modules have a complicated configuration, and it may be difficult to directly provide the variable wavelength interference filter 5 particularly for a miniaturized optical module. In the present embodiment, an optical filter device that allows the wavelength variable interference filters 5 and 5A to be easily installed even for such an optical module will be described below.
FIG. 8 is a sectional view showing a schematic configuration of the optical filter device according to the third embodiment of the present invention.

図8に示すように、光学フィルターデバイス600は、波長可変干渉フィルター5と、当該波長可変干渉フィルター5を収納する筐体601と、を備えている。なお、本実施形態では、一例として波長可変干渉フィルター5を例示するが、第二実施形態の波長可変干渉フィルター5Aが用いられる構成としてもよい。
筐体601は、ベース基板610と、リッド620と、ベース側ガラス基板630と、リッド側ガラス基板640と、を備える。
As shown in FIG. 8, the optical filter device 600 includes a wavelength tunable interference filter 5 and a housing 601 that houses the wavelength tunable interference filter 5. In this embodiment, the wavelength variable interference filter 5 is illustrated as an example, but the wavelength variable interference filter 5A of the second embodiment may be used.
The housing 601 includes a base substrate 610, a lid 620, a base side glass substrate 630, and a lid side glass substrate 640.

ベース基板610は、例えば単層セラミック基板により構成される。このベース基板610には、波長可変干渉フィルター5の第二基板52が設置される。ベース基板610への第二基板52の設置としては、例えば接着層等を介して配置されるものであってもよく、他の固定部材等に嵌合等されることで配置されるものであってもよい。また、ベース基板610には、光干渉領域Ar0に対向する領域に、光通過孔611が開口形成される。そして、この光通過孔611を覆うように、ベース側ガラス基板630が接合される。ベース側ガラス基板630の接合方法としては、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリットを用いたガラスフリット接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。   The base substrate 610 is configured by, for example, a single layer ceramic substrate. On the base substrate 610, the second substrate 52 of the variable wavelength interference filter 5 is installed. The second substrate 52 may be disposed on the base substrate 610 by, for example, being disposed via an adhesive layer or the like, and disposed by being fitted to another fixing member or the like. May be. In addition, a light passage hole 611 is formed in the base substrate 610 in a region facing the light interference region Ar0. And the base side glass substrate 630 is joined so that this light passage hole 611 may be covered. As a method for joining the base side glass substrate 630, for example, glass frit joining using a glass frit that is a piece of glass that has been melted at a high temperature and rapidly cooled, adhesion by an epoxy resin, or the like can be used.

このベース基板610のリッド620に対向するベース内側面612には、波長可変干渉フィルター5の各引出電極(第一引出電極、第二引出電極)と接続される内側端子部615が設けられている。なお、各引出電極と内側端子部615との接続は、例えばFPC(Flexible Printed Circuits)615Aを用いることができ、例えばAgペースト、ACF(Anisotropic Conductive Film)、ACP(Anisotropic Conductive Paste)等により接合する。なお、内部空間650を真空状態に維持する場合は、アウトガスが少ないAgペーストを用いることが好ましい。また、FPC615Aによる接続に限られず、例えばワイヤーボンディング等による配線接続を実施してもよい。
また、ベース基板610は、各内側端子部615が設けられる位置に対応して、貫通孔614が形成されており、各内側端子部615は、貫通孔614に充填された導電性部材を介して、ベース基板610のベース内側面612とは反対側のベース外側面613に設けられた外側端子部616に接続されている。
そして、ベース基板610の外周部には、リッド620に接合されるベース接合部617が設けられている。
An inner terminal portion 615 connected to each extraction electrode (first extraction electrode, second extraction electrode) of the variable wavelength interference filter 5 is provided on the base inner surface 612 of the base substrate 610 facing the lid 620. . For example, FPC (Flexible Printed Circuits) 615A can be used for connection between each extraction electrode and the inner terminal portion 615. For example, Ag paste, ACF (Anisotropic Conductive Film), ACP (Anisotropic Conductive Paste), or the like is used for joining. . In addition, when maintaining the internal space 650 in a vacuum state, it is preferable to use Ag paste with little outgas. Further, the connection is not limited to the connection by the FPC 615A, and wiring connection by wire bonding or the like may be performed, for example.
In addition, the base substrate 610 has through holes 614 corresponding to positions where the respective inner terminal portions 615 are provided, and the respective inner terminal portions 615 are interposed via conductive members filled in the through holes 614. The base substrate 610 is connected to an outer terminal portion 616 provided on the base outer surface 613 opposite to the base inner surface 612.
A base joint 617 that is joined to the lid 620 is provided on the outer periphery of the base substrate 610.

リッド620は、図8に示すように、ベース基板610のベース接合部617に接合されるリッド接合部624と、リッド接合部624から連続し、ベース基板610から離れる方向に立ち上がる側壁部625と、側壁部625から連続し、波長可変干渉フィルター5の第一基板51側を覆う天面部626とを備えている。このリッド620は、例えばコバール等の合金または金属により形成することができる。
このリッド620は、リッド接合部624と、ベース基板610のベース接合部617とが、接合されることで、ベース基板610に密着接合されている。
この接合方法としては、例えば、レーザー溶着の他、銀ロウ等を用いた半田付け、共晶合金層を用いた封着、低融点ガラスを用いた溶着、ガラス付着、ガラスフリット接合、エポキシ樹脂による接着等が挙げられる。これらの接合方法は、ベース基板610及びリッド620の素材や、接合環境等により、適宜選択することができる。
As shown in FIG. 8, the lid 620 includes a lid bonding portion 624 bonded to the base bonding portion 617 of the base substrate 610, a side wall portion 625 that continues from the lid bonding portion 624 and rises away from the base substrate 610, A top surface portion 626 that is continuous from the side wall portion 625 and covers the first substrate 51 side of the wavelength variable interference filter 5 is provided. The lid 620 can be formed of an alloy such as Kovar or a metal, for example.
The lid 620 is tightly bonded to the base substrate 610 by bonding the lid bonding portion 624 and the base bonding portion 617 of the base substrate 610.
As this joining method, for example, in addition to laser welding, soldering using silver brazing, sealing using a eutectic alloy layer, welding using low melting glass, glass adhesion, glass frit bonding, epoxy resin Adhesion etc. are mentioned. These bonding methods can be appropriately selected depending on the materials of the base substrate 610 and the lid 620, the bonding environment, and the like.

リッド620の天面部626は、ベース基板610に対して平行となる。この天面部626には、波長可変干渉フィルター5の光干渉領域Ar0に対向する領域に、光通過孔621が開口形成されている。そして、この光通過孔621を覆うように、リッド側ガラス基板640が接合される。リッド側ガラス基板640の接合方法としては、ベース側ガラス基板630の接合と同様に、例えばガラスフリット接合や、エポキシ樹脂等による接着などを用いることができる。   The top surface portion 626 of the lid 620 is parallel to the base substrate 610. In the top surface portion 626, a light passage hole 621 is formed in a region facing the light interference region Ar0 of the wavelength variable interference filter 5. And the lid side glass substrate 640 is joined so that this light passage hole 621 may be covered. As a method for bonding the lid-side glass substrate 640, for example, glass frit bonding, adhesion using an epoxy resin, or the like can be used as in the case of bonding the base-side glass substrate 630.

〔第三実施形態の作用効果〕
本実施形態の光学フィルターデバイス600では、筐体601により波長可変干渉フィルター5が保護されているため、異物や大気に含まれるガス等による波長可変干渉フィルター5の特性変化を防止でき、また、外的要因による波長可変干渉フィルター5の破損を防止できる。また、帯電粒子の侵入を防止できるため、第一電極561や第二電極562の帯電を防止できる。したがって、帯電によるクーロン力の発生を抑制でき、反射膜551,552の平行性をより確実に維持することができる。
[Operational effects of the third embodiment]
In the optical filter device 600 of the present embodiment, since the wavelength tunable interference filter 5 is protected by the housing 601, it is possible to prevent changes in the characteristics of the wavelength tunable interference filter 5 due to foreign matters, gases contained in the atmosphere, and the like. It is possible to prevent the wavelength tunable interference filter 5 from being damaged due to mechanical factors. In addition, since intrusion of charged particles can be prevented, charging of the first electrode 561 and the second electrode 562 can be prevented. Therefore, the generation of Coulomb force due to charging can be suppressed, and the parallelism of the reflective films 551 and 552 can be more reliably maintained.

また、例えば工場で製造された波長可変干渉フィルター5を、光学モジュールや電子機器を組み立てる組み立てライン等まで運搬する場合に、光学フィルターデバイス600により保護された波長可変干渉フィルター5では、安全に運搬することが可能となる。
また、光学フィルターデバイス600は、筐体601の外周面に露出する外側端子部616が設けられているため、光学モジュールや電子機器に対して組み込む際にも容易に配線を実施することが可能となる。
For example, when the wavelength tunable interference filter 5 manufactured in a factory is transported to an assembly line for assembling an optical module or an electronic device, the wavelength tunable interference filter 5 protected by the optical filter device 600 is transported safely. It becomes possible.
In addition, since the optical filter device 600 is provided with the outer terminal portion 616 exposed on the outer peripheral surface of the housing 601, wiring can be easily performed even when the optical filter device 600 is incorporated into an optical module or an electronic device. Become.

[変形例]
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。
[Modification]
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.

例えば、上記実施形態では、光干渉領域Ar0が複数の小領域Ar1,Ar2に分割される構成、又は複数の部分領域Ar3に分割され、かつ各部分領域が複数の小領域Ar31,Ar32,Ar33に分割される構成を例示したが、これに限定されない。
すなわち、第二ギャップG2のギャップ量が光干渉領域Ar0において一様な寸法となる構成としてもよい。この場合、例えば、波長可変干渉部57の複数のピーク波長に対応した測定対象波長域のうち、測定を実施したい測定実施波長域の光が透過されるように、波長固定干渉部58の第二ギャップG2のギャップ量が設定されていればよい。
For example, in the above embodiment, the optical interference area Ar0 is divided into a plurality of small areas Ar1, Ar2, or divided into a plurality of partial areas Ar3, and each partial area is divided into a plurality of small areas Ar31, Ar32, Ar33. Although the structure divided | segmented was illustrated, it is not limited to this.
That is, the gap amount of the second gap G2 may be a uniform dimension in the optical interference region Ar0. In this case, for example, the second of the fixed wavelength interference unit 58 is transmitted so that light in the measurement wavelength range to be measured out of the measurement target wavelength ranges corresponding to the plurality of peak wavelengths of the wavelength variable interference unit 57 is transmitted. The gap amount of the gap G2 only needs to be set.

第二実施形態において、各部分領域Ar3内に3つの小領域Ar31,AR32,Ar33が設けられる例を示したが、4つ以上の小領域が設けられる構成としてもよい。
また、撮像部11Aで撮像される分光画像の画素単位に対応して各部分領域Ar3が設けられる例を示したが、複数画素に対応した部分領域を設ける構成としてもよい。
In the second embodiment, an example in which three small regions Ar31, AR32, Ar33 are provided in each partial region Ar3 has been described, but a configuration in which four or more small regions are provided may be employed.
Moreover, although the example in which each partial area Ar3 is provided corresponding to the pixel unit of the spectral image captured by the imaging unit 11A is shown, a configuration in which partial areas corresponding to a plurality of pixels may be provided.

第二実施形態では、波長可変干渉部57における次数が異なるピーク波長に対応した測定対象波長に対応して、各小領域Ar31,Ar32,Ar33における第二ギャップG2のギャップ量を設定した。すなわち、第二実施形態では、第一小領域Ar31から波長可変干渉部57の2次ピーク波長に対応する測定対象波長域の光、第二小領域Ar32から波長可変干渉部57の3次ピーク波長に対応する測定対象波長の光、第三小領域Ar33から波長可変干渉部57の4次ピーク波長に対応する測定対象波長の光が透過されるように、第二ギャップのギャップ量が設定されている。
これに対して、図5に示すように、異なる複数の小領域により、1つの測定対象波長域の光を取り出す構成としてもよい。例えば、波長可変干渉部57の2次ピーク波長に対応した測定対象波長域(450nm〜600nm)の光を取り出すことを目的とした波長可変干渉フィルターでは、第一〜第三小領域に、透過波長域が測定対象波長域と重なる第一〜第三波長固定干渉部を配置する。
ここで、第一波長固定干渉部の1次ピーク波長に対応した透過波長域が450nm〜500nmとなり、第二波長固定干渉部の1次ピーク波長に対応した透過波長域が500nm〜550nmとなり、第三波長固定干渉部の1次ピーク波長に対応した透過波長域が550nm〜600nmとなり、その他の透過波長域において、波長可変干渉部の他の測定対象波長域と重なりがないものとする。
このような構成では、測定対象波長域の光は、第一ギャップG1のギャップ量gに応じて第一〜第三小領域のうちのいずれかを透過する構成となる。また、この場合でも、波長可変干渉部の他のピーク波長に対応した光は、波長可変干渉フィルターを透過せず、特定の波長域の光のみを抽出することができる。
In the second embodiment, the gap amount of the second gap G2 in each of the small regions Ar31, Ar32, Ar33 is set in correspondence with the measurement target wavelengths corresponding to the peak wavelengths having different orders in the wavelength variable interference unit 57. That is, in the second embodiment, light in the measurement target wavelength range corresponding to the secondary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 from the first small region Ar31, and the tertiary peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 from the second small region Ar32. The gap amount of the second gap is set so that the light of the measurement target wavelength corresponding to λ and the light of the measurement target wavelength corresponding to the fourth-order peak wavelength of the wavelength variable interference unit 57 are transmitted from the third small region Ar33. Yes.
On the other hand, as shown in FIG. 5, it is good also as a structure which takes out the light of one measuring object wavelength range by several different small area | regions. For example, in a wavelength tunable interference filter intended to extract light in a measurement target wavelength region (450 nm to 600 nm) corresponding to the secondary peak wavelength of the wavelength tunable interference unit 57, the transmission wavelength is set in the first to third small regions. The 1st-3rd wavelength fixed interference part in which a zone overlaps with a measurement object wavelength zone is arranged.
Here, the transmission wavelength region corresponding to the primary peak wavelength of the first wavelength fixed interference unit is 450 nm to 500 nm, the transmission wavelength region corresponding to the primary peak wavelength of the second wavelength fixed interference unit is 500 nm to 550 nm, It is assumed that the transmission wavelength range corresponding to the primary peak wavelength of the three-wavelength fixed interference unit is 550 nm to 600 nm, and there is no overlap with other measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit in other transmission wavelength ranges.
In such a configuration, the light to be measured wavelength range has a structure which transmits one of the first to third sub-region in accordance with the gap amount g 0 of the first gap G1. Even in this case, light corresponding to other peak wavelengths of the wavelength tunable interference unit does not pass through the wavelength tunable interference filter, and only light in a specific wavelength region can be extracted.

上記第一及び第二実施形態において、第三基板53の光入射面に遮光部533が設けられる構成を示したが、これに限定されない。遮光部533が設けられる位置としては、例えば、凹部531,534の領域境界部532上や、第四反射膜554上に設けられる構成としてもよい。
また、本実施形態では、波長可変干渉フィルター5に第三基板53側から光が入射する例を示したが、例えば第二基板52側から光が入射する構成としてもよい。この場合、例えば、第一基板51や第二基板52、第一反射膜551や第二反射膜552上に遮光部が領域境界部532への光の入射を阻止する遮光部が設けられる構成としてもよい。
In the first and second embodiments, the configuration in which the light shielding portion 533 is provided on the light incident surface of the third substrate 53 is shown, but the present invention is not limited to this. As a position where the light shielding part 533 is provided, for example, a configuration may be adopted in which the light shielding part 533 is provided on the region boundary part 532 of the recesses 531 and 534 or on the fourth reflection film 554.
In the present embodiment, an example in which light is incident on the wavelength tunable interference filter 5 from the third substrate 53 side is shown. However, for example, a configuration may be adopted in which light is incident from the second substrate 52 side. In this case, for example, a configuration in which a light shielding unit is provided on the first substrate 51, the second substrate 52, the first reflective film 551, and the second reflective film 552 so that the light shielding unit prevents light from entering the region boundary 532. Also good.

上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター5,5Aのギャップ量変更部として、電圧印加により静電引力により第一ギャップG1のギャップ量gを変動させる静電アクチュエーター56を例示したが、これに限定されない。
例えば、第一電極561の代わりに、第一誘電コイルを配置し、第二電極562の代わりに第二誘電コイルまたは永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
更に、静電アクチュエーター56の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部522に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部522を撓ませることができる。
In the above embodiments, as the gap amount changing unit of the variable wavelength interference filter 5, 5A, is exemplified electrostatic actuator 56 for varying the gap distance g 0 of the first gap G1 by electrostatic attraction by application of voltage, to It is not limited.
For example, instead of the first electrode 561, a first dielectric coil may be arranged and a dielectric actuator in which a second dielectric coil or a permanent magnet is arranged instead of the second electrode 562 may be used.
Further, a piezoelectric actuator may be used instead of the electrostatic actuator 56. In this case, for example, the lower electrode layer, the piezoelectric film, and the upper electrode layer are stacked on the holding unit 522, and the voltage applied between the lower electrode layer and the upper electrode layer is varied as an input value, thereby expanding and contracting the piezoelectric film. Thus, the holding portion 522 can be bent.

また、本発明の電子機器として、第一実施形態において分光測定装置1を例示し、第二実施形態において分光カメラ1Aを例示したが、その他、様々な分野により本発明の波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器を用いることができる。
例えば、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムとして用いることができる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の波長可変干渉フィルターを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等のガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
Further, as the electronic apparatus of the present invention, the spectroscopic measurement apparatus 1 is illustrated in the first embodiment, and the spectroscopic camera 1A is illustrated in the second embodiment. Filter devices, optical modules, and electronic equipment can be used.
For example, it can be used as a light-based system for detecting the presence of a specific substance. As such a system, for example, an in-vehicle gas leak detector that detects a specific gas with high sensitivity by adopting a spectroscopic measurement method using the variable wavelength interference filter of the present invention, or a photoacoustic rare gas detection for a breath test. A gas detection device such as a vessel can be exemplified.
An example of such a gas detection device will be described below with reference to the drawings.

図9は、波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図10は、図9のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置100は、図9に示すように、センサーチップ110と、吸引口120A、吸引流路120B、排出流路120C、及び排出口120Dを備えた流路120と、本体部130と、を備えて構成されている。
本体部130は、流路120を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー131、排出手段133、筐体134、光学部135、フィルター136、波長可変干渉フィルター5、及び受光素子137(検出部)等を含む検出装置と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部138、電力を供給する電力供給部139等から構成されている。また、光学部135は、光を射出する光源135Aと、光源135Aから入射された光をセンサーチップ110側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子137側に透過するビームスプリッター135Bと、レンズ135C,135D,135Eと、により構成されている。なお、波長可変干渉フィルター5の代わりに、波長可変干渉フィルター5Aや光学フィルターデバイス600を配置してもよい。
また、図10に示すように、ガス検出装置100の表面には、操作パネル140、表示部141、外部とのインターフェイスのための接続部142、電力供給部139が設けられている。電力供給部139が二次電池の場合には、充電のための接続部143を備えてもよい。
更に、ガス検出装置100の制御部138は、図10に示すように、CPU等により構成された信号処理部144、光源135Aを制御するための光源ドライバー回路145、波長可変干渉フィルター5を制御するための電圧制御部146、受光素子137からの信号を受信する受光回路147、センサーチップ110のコードを読み取り、センサーチップ110の有無を検出するセンサーチップ検出器148からの信号を受信するセンサーチップ検出回路149、及び排出手段133を制御する排出ドライバー回路150などを備えている。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a gas detection apparatus including a wavelength variable interference filter.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a control system of the gas detection device of FIG.
As illustrated in FIG. 9, the gas detection device 100 includes a sensor chip 110, a flow path 120 including a suction port 120A, a suction flow path 120B, a discharge flow path 120C, and a discharge port 120D, a main body 130, It is configured with.
The main body unit 130 includes a sensor unit cover 131 having an opening through which the flow channel 120 can be attached, a discharge unit 133, a housing 134, an optical unit 135, a filter 136, a wavelength variable interference filter 5, a light receiving element 137 (detection unit), and the like. And a control unit 138 that processes the detected signal and controls the detection unit, a power supply unit 139 that supplies power, and the like. The optical unit 135 emits light, and a beam splitter 135B that reflects light incident from the light source 135A toward the sensor chip 110 and transmits light incident from the sensor chip toward the light receiving element 137. And lenses 135C, 135D, and 135E. Instead of the variable wavelength interference filter 5, a variable wavelength interference filter 5A or an optical filter device 600 may be disposed.
As shown in FIG. 10, an operation panel 140, a display unit 141, a connection unit 142 for interface with the outside, and a power supply unit 139 are provided on the surface of the gas detection device 100. When the power supply unit 139 is a secondary battery, a connection unit 143 for charging may be provided.
Furthermore, as shown in FIG. 10, the control unit 138 of the gas detection device 100 controls a signal processing unit 144 configured by a CPU or the like, a light source driver circuit 145 for controlling the light source 135A, and the variable wavelength interference filter 5. Voltage control unit 146, a light receiving circuit 147 that receives a signal from the light receiving element 137, a sensor chip detection that reads a code of the sensor chip 110 and receives a signal from a sensor chip detector 148 that detects the presence or absence of the sensor chip 110 A circuit 149, a discharge driver circuit 150 for controlling the discharge means 133, and the like are provided.

次に、上記のようなガス検出装置100の動作について、以下に説明する。
本体部130の上部のセンサー部カバー131の内部には、センサーチップ検出器148が設けられており、このセンサーチップ検出器148でセンサーチップ110の有無が検出される。信号処理部144は、センサーチップ検出器148からの検出信号を検出すると、センサーチップ110が装着された状態であると判断し、表示部141へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
Next, operation | movement of the above gas detection apparatuses 100 is demonstrated below.
A sensor chip detector 148 is provided inside the sensor unit cover 131 at the upper part of the main body unit 130, and the sensor chip detector 148 detects the presence or absence of the sensor chip 110. When the signal processing unit 144 detects the detection signal from the sensor chip detector 148, the signal processing unit 144 determines that the sensor chip 110 is attached, and displays a display signal for displaying on the display unit 141 that the detection operation can be performed. put out.

そして、例えば利用者により操作パネル140が操作され、操作パネル140から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部144へ出力されると、まず、信号処理部144は、光源ドライバー回路145に光源作動の信号を出力して光源135Aを作動させる。光源135Aが駆動されると、光源135Aから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光が射出される。また、光源135Aには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部144へ出力される。そして、信号処理部144は、光源135Aから入力された温度や光量に基づいて、光源135Aが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路150を制御して排出手段133を作動させる。これにより、検出すべき標的物質(ガス分子)を含んだ気体試料が、吸引口120Aから、吸引流路120B、センサーチップ110内、排出流路120C、排出口120Dへと誘導される。なお、吸引口120Aには、除塵フィルター120A1が設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気などが除去される。   For example, when the operation panel 140 is operated by the user and an instruction signal to start the detection process is output from the operation panel 140 to the signal processing unit 144, the signal processing unit 144 first sends the signal processing unit 144 to the light source driver circuit 145. A light source activation signal is output to activate the light source 135A. When the light source 135A is driven, laser light having a single wavelength and stable linear polarization is emitted from the light source 135A. The light source 135A includes a temperature sensor and a light amount sensor, and the information is output to the signal processing unit 144. When the signal processing unit 144 determines that the light source 135A is stably operating based on the temperature and light quantity input from the light source 135A, the signal processing unit 144 controls the discharge driver circuit 150 to operate the discharge unit 133. Thereby, the gas sample containing the target substance (gas molecule) to be detected is guided from the suction port 120A to the suction channel 120B, the sensor chip 110, the discharge channel 120C, and the discharge port 120D. The suction port 120A is provided with a dust removal filter 120A1 to remove relatively large dust, some water vapor, and the like.

また、センサーチップ110は、金属ナノ構造体が複数組み込まれ、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ110では、レーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成され、この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光、及びレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部135を通ってフィルター136に入射し、フィルター136によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター5に入射する。そして、信号処理部144は、電圧制御部146を制御し、波長可変干渉フィルター5に印加する電圧を調整し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター5で分光させる。この後、分光した光が受光素子137で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路147を介して信号処理部144に出力される。
信号処理部144は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ROMに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部144は、表示部141にその結果情報を表示させたり、接続部142から外部へ出力したりする。
The sensor chip 110 is a sensor that incorporates a plurality of metal nanostructures and uses localized surface plasmon resonance. In such a sensor chip 110, an enhanced electric field is formed between the metal nanostructures by the laser light, and when gas molecules enter the enhanced electric field, Raman scattered light and Rayleigh scattered light including information on molecular vibrations are generated. Occur.
These Rayleigh scattered light and Raman scattered light enter the filter 136 through the optical unit 135, and the Rayleigh scattered light is separated by the filter 136, and the Raman scattered light enters the wavelength variable interference filter 5. Then, the signal processing unit 144 controls the voltage control unit 146 to adjust the voltage applied to the wavelength variable interference filter 5, and causes the wavelength variable interference filter 5 to split the Raman scattered light corresponding to the gas molecule to be detected. . Thereafter, when the dispersed light is received by the light receiving element 137, a light reception signal corresponding to the amount of received light is output to the signal processing unit 144 via the light receiving circuit 147.
The signal processing unit 144 compares the spectrum data of the Raman scattered light corresponding to the gas molecule to be detected obtained as described above and the data stored in the ROM, and determines whether or not the target gas molecule is the target gas molecule. To determine the substance. Further, the signal processing unit 144 displays the result information on the display unit 141 or outputs the result information from the connection unit 142 to the outside.

なお、上記図9及び図10において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター5により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置100を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、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学モジュールとして用いる。そして、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電子機器とする。このような構成でも、波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。   9 and 10 exemplify the gas detection device 100 that performs gas detection from the Raman scattered light obtained by spectrally dividing the Raman scattered light with the variable wavelength interference filter 5. You may use as a gas detection apparatus which specifies gas classification by detecting the light absorbency of. In this case, a gas sensor that allows gas to flow into the sensor and detects light absorbed by the gas in the incident light is used as the optical module of the present invention. A gas detection device that analyzes and discriminates the gas flowing into the sensor by such a gas sensor is an electronic apparatus of the present invention. Even in such a configuration, it is possible to detect a gas component using the wavelength variable interference filter.

また、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、上記のようなガスの検出に限られず、近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や、食物や生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の、物質成分分析装置を例示できる。
以下に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
In addition, the system for detecting the presence of a specific substance is not limited to the detection of the gas as described above, but a non-invasive measuring device for saccharides by near-infrared spectroscopy, and non-invasive information on food, living body, minerals, etc. A substance component analyzer such as a measuring device can be exemplified.
Hereinafter, a food analyzer will be described as an example of the substance component analyzer.

図11は、波長可変干渉フィルター5を利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。
この食物分析装置200は、図11に示すように、検出器210(光学モジュール)と、制御部220と、表示部230と、を備えている。検出器210は、光を射出する光源211と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ212と、撮像レンズ212から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター5と、分光された光を検出する撮像部213(検出部)と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター5に代えて、波長可変干渉フィルター5Aや光学フィルターデバイス600が配置されてもよい。
また、制御部220は、光源211の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部221と、波長可変干渉フィルター5を制御する電圧制御部222と、撮像部213を制御し、撮像部213で撮像された分光画像を取得する検出制御部223と、信号処理部224と、記憶部225と、を備えている。
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of a food analyzer that is an example of an electronic apparatus using the wavelength variable interference filter 5.
As shown in FIG. 11, the food analysis apparatus 200 includes a detector 210 (optical module), a control unit 220, and a display unit 230. The detector 210 includes a light source 211 that emits light, an imaging lens 212 into which light from the measurement target is introduced, a wavelength variable interference filter 5 that splits the light introduced from the imaging lens 212, and the dispersed light. And an imaging unit 213 (detection unit) for detecting. Instead of the variable wavelength interference filter 5, a variable wavelength interference filter 5A or an optical filter device 600 may be disposed.
In addition, the control unit 220 controls the light source control unit 221 that controls the turning on / off of the light source 211 and the brightness control at the time of lighting, the voltage control unit 222 that controls the wavelength variable interference filter 5, and the imaging unit 213. , A detection control unit 223 that acquires a spectral image captured by the imaging unit 213, a signal processing unit 224, and a storage unit 225.

この食物分析装置200は、システムを駆動させると、光源制御部221により光源211が制御されて、光源211から測定対象物に光が照射される。そして、測定対象物で反射された光は、撮像レンズ212を通って波長可変干渉フィルター5に入射する。波長可変干渉フィルター5は電圧制御部222の制御により所望の波長を分光可能な電圧が印加されており、分光された光が、例えばCCDカメラ等により構成される撮像部213で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部225に蓄積される。また、信号処理部224は、電圧制御部222を制御して波長可変干渉フィルター5に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。   In the food analyzer 200, when the system is driven, the light source 211 is controlled by the light source control unit 221, and light is irradiated from the light source 211 to the measurement object. Then, the light reflected by the measurement object enters the wavelength variable interference filter 5 through the imaging lens 212. The variable wavelength interference filter 5 is applied with a voltage capable of dispersing a desired wavelength under the control of the voltage control unit 222, and the dispersed light is imaged by an imaging unit 213 configured by, for example, a CCD camera or the like. The captured light is accumulated in the storage unit 225 as a spectral image. In addition, the signal processing unit 224 controls the voltage control unit 222 to change the voltage value applied to the wavelength tunable interference filter 5, and acquires a spectral image for each wavelength.

そして、信号処理部224は、記憶部225に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部225には、例えばスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されており、信号処理部224は、求めたスペクトルのデータを、記憶部225に記憶された食物に関する情報を基に分析し、検出対象に含まれる食物成分、及びその含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から、食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。更に、画像内のスペクトル分布を分析することで、検査対象の食物の中で鮮度が低下している部分の抽出等をも実施することができ、更には、食物内に含まれる異物等の検出をも実施することができる。
そして、信号処理部224は、上述のようにして得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部230に表示させる処理をする。
Then, the signal processing unit 224 performs arithmetic processing on the data of each pixel in each image accumulated in the storage unit 225, and obtains a spectrum at each pixel. In addition, the storage unit 225 stores, for example, information related to food components with respect to the spectrum, and the signal processing unit 224 analyzes the obtained spectrum data based on the information related to food stored in the storage unit 225. The food component contained in the detection target and its content are obtained. Moreover, a food calorie, a freshness, etc. are computable from the obtained food component and content. Furthermore, by analyzing the spectral distribution in the image, it is possible to extract a portion of the food to be inspected that has reduced freshness, and to detect foreign substances contained in the food. Can also be implemented.
Then, the signal processing unit 224 performs processing for causing the display unit 230 to display information such as the components and contents of the food to be examined, the calories, and the freshness obtained as described above.

また、図11において、食物分析装置200の例を示すが、略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば血液等の体液成分を測定する装置として、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
更には、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
Moreover, although the example of the food analysis apparatus 200 is shown in FIG. 11, it can utilize also as a noninvasive measurement apparatus of the other information as mentioned above by the substantially same structure. For example, it can be used as a biological analyzer for analyzing biological components such as measurement and analysis of body fluid components such as blood. As such a bioanalytical device, for example, a device that detects ethyl alcohol as a device that measures a body fluid component such as blood, it can be used as a drunk driving prevention device that detects the drunk state of the driver. Further, it can also be used as an electronic endoscope system provided with such a biological analyzer.
Furthermore, it can also be used as a mineral analyzer for performing component analysis of minerals.

更には、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、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、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルター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学モジュールを備えた電子機器により、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。
Furthermore, the variable wavelength interference filter, optical module, and electronic apparatus of the present invention can be applied to the following devices.
For example, it is possible to transmit data using light of each wavelength by changing the intensity of light of each wavelength over time. In this case, light of a specific wavelength is transmitted by a wavelength variable interference filter provided in the optical module. The data transmitted by the light of the specific wavelength can be extracted by separating the light and receiving the light at the light receiving unit, and the electronic data having such a data extraction optical module can be used to extract the light data of each wavelength. By processing, optical communication can be performed.

更には、本発明の波長可変干渉フィルターをバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の波長可変干渉フィルターを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
Furthermore, the wavelength tunable interference filter of the present invention may be used as a bandpass filter. For example, only light in a narrow band centered on a predetermined wavelength is tunable out of light in a predetermined wavelength range emitted from a light emitting element. It can also be used as an optical laser device that spectrally transmits through an interference filter.
In addition, the tunable interference filter of the present invention may be used as a biometric authentication device. For example, it can also be applied to authentication devices such as blood vessels, fingerprints, retinas, and irises using light in the near infrared region and visible region.

更には、光学モジュール及び電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルターにより、物質から射出された赤外エネルギー(赤外光)を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。   Furthermore, an optical module and an electronic device can be used as a concentration detection device. In this case, the infrared energy (infrared light) emitted from the substance is spectrally analyzed by the variable wavelength interference filter, and the analyte concentration in the sample is measured.

上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、及び電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の波長可変干渉フィルターは、上述のように、1デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光学モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。   As described above, the tunable interference filter, the optical module, and the electronic device of the present invention can be applied to any device that splits predetermined light from incident light. Since the wavelength tunable interference filter according to the present invention can split a plurality of wavelengths with one device as described above, it is possible to accurately measure a spectrum of a plurality of wavelengths and detect a plurality of components. it can. Therefore, compared with the conventional apparatus which takes out a desired wavelength with a plurality of devices, it is possible to promote downsizing of the optical module and the electronic apparatus, and for example, it can be suitably used as a portable or in-vehicle optical device.

その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。   In addition, the specific structure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like within a range in which the object of the present invention can be achieved.

1…分光測定装置(電子機器)、1A…分光カメラ(電子機器)、5,5A…波長可変干渉フィルター、11…検出部、11A…撮像部(検出部)、51…第一基板、52…第二基板、53…第三基板、56…静電アクチュエーター(ギャップ変更部)、57…波長可変干渉部、58…波長固定干渉部、100…ガス検出装置(電子機器)、200…食物分析装置(電子機器)、551…第一反射膜、552…第二反射膜、553…第三反射膜、554…第四反射膜、600…光学フィルターデバイス、601…筐体、A1,A2,A3,A4…透過可能波長域、Ar0…光干渉領域、Ar1…第一小領域、Ar2…第二小領域、Ar3…部分領域、Ar31…第一小領域、Ar32…第二小領域、Ar33…第三小領域、G1…第一ギャップ、G2…第二ギャップ、P1,P2,P3,P4…測定対象波長域、X…測定対象。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spectrometer (electronic device) 1A ... Spectral camera (electronic device) 5, 5A ... Variable wavelength interference filter, 11 ... Detection part, 11A ... Imaging part (detection part), 51 ... First substrate, 52 ... 2nd board | substrate, 53 ... 3rd board | substrate, 56 ... electrostatic actuator (gap change part), 57 ... wavelength variable interference part, 58 ... wavelength fixed interference part, 100 ... gas detection apparatus (electronic device), 200 ... food analyzer (Electronic equipment), 551 ... first reflective film, 552 ... second reflective film, 553 ... third reflective film, 554 ... fourth reflective film, 600 ... optical filter device, 601 ... housing, A1, A2, A3 A4: Transmittable wavelength region, Ar0: Optical interference region, Ar1: First small region, Ar2: Second small region, Ar3: Partial region, Ar31: First small region, Ar32: Second small region, Ar33: Third Small area, G1 ... first , G2 ... second gap, P1, P2, P3, P4 ... measured wavelength range, X ... measured.

Claims (10)

第一基板と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板と、
前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜と、
前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜と、
を具備し、
前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は、光干渉領域を構成し、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、
前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、
測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なる
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate;
A second reflective film opposed to the first reflective film through a gap on a surface of the second substrate facing the first substrate;
A gap changing unit that changes a gap amount of the gap between the first reflective film and the second reflective film;
A third substrate disposed opposite to a surface opposite to the surface facing the second substrate of the first substrate;
A third reflective film provided on a surface of the first substrate facing the third substrate;
A fourth reflective film provided on a surface of the third substrate facing the first substrate and facing the third reflective film via a gap;
Comprising
The first reflective film, the second reflective film, the third reflective film, and the fourth reflective film in a plan view as viewed from the thickness direction of the first substrate, the second substrate, and the third substrate. The area where the
The first reflective film and the second reflective film constitute a wavelength variable interference unit having a plurality of measurement target wavelength ranges corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
The third reflective film and the fourth reflective film constitute a wavelength-fixed interference unit having a plurality of transmissive wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
Within the wavelength band of the measurement target light, any one of the plurality of measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit overlaps any one of the plurality of transmittable wavelength ranges of the wavelength fixed interference unit. Tunable interference filter characterized by
請求項1に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一基板及び前記第三基板の少なくともいずれか一方には、他方に対向する面に凹部が設けられ、
前記凹部の底面に前記第三反射膜又は第四反射膜が設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
The tunable interference filter according to claim 1,
At least one of the first substrate and the third substrate is provided with a recess on the surface facing the other,
The variable wavelength interference filter, wherein the third reflective film or the fourth reflective film is provided on a bottom surface of the recess.
請求項2に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記凹部は、前記第一基板及び前記第三基板のうち、いずれか一方に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
The tunable interference filter according to claim 2,
The tunable interference filter, wherein the concave portion is provided on one of the first substrate and the third substrate.
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、
前記光干渉領域は、前記第三反射膜及び前記第四反射膜間のギャップのギャップ量が異なる複数の小領域を備えた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
In the wavelength variable interference filter according to any one of claims 1 to 3,
The wavelength tunable interference filter, wherein the optical interference region includes a plurality of small regions having different gap amounts between the third reflective film and the fourth reflective film.
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、
前記光干渉領域は、複数の部分領域を備え、
各部分領域には、それぞれ、前記第三反射膜及び前記第四反射膜間のギャップのギャップ量が異なる複数の小領域が設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
In the wavelength variable interference filter according to any one of claims 1 to 4,
The optical interference region includes a plurality of partial regions,
Each of the partial regions is provided with a plurality of small regions having different gap amounts between the third reflective film and the fourth reflective film.
請求項4または請求項5に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
互いに隣り合う前記小領域間の領域境界部への光の入射を阻止する遮光部を備えた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
The wavelength tunable interference filter according to claim 4 or 5,
A wavelength tunable interference filter, comprising: a light blocking unit that blocks light from entering a region boundary between the adjacent small regions.
第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜、前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜、前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部、前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板、前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜、及び前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜を備えた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収納する筐体と、
を具備し、
前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は、光干渉領域を構成し、
前記光干渉領域に対応した前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、
前記光干渉領域に対応した前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、
測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なる
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
A first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, a first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a first substrate of the second substrate A second reflecting film facing the first reflecting film through a gap, a gap changing unit that changes a gap amount of the gap between the first reflecting film and the second reflecting film, A third substrate disposed opposite to a surface opposite to the surface facing the second substrate of one substrate, a third reflective film provided on a surface of the first substrate facing the third substrate, and A wavelength tunable interference filter provided on a surface of the third substrate facing the first substrate and having a fourth reflective film facing the third reflective film via a gap;
A housing that houses the variable wavelength interference filter;
Comprising
The first reflective film, the second reflective film, the third reflective film, and the fourth reflective film in a plan view as viewed from the thickness direction of the first substrate, the second substrate, and the third substrate. The area where the
The first reflecting film and the second reflecting film corresponding to the optical interference region constitute a wavelength variable interference unit having a plurality of measurement target wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
The third reflection film and the fourth reflection film corresponding to the light interference region constitute a wavelength fixed interference unit having a plurality of transmissive wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
Within the wavelength band of the measurement target light, any one of the plurality of measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit overlaps any one of the plurality of transmittable wavelength ranges of the wavelength fixed interference unit. Optical filter device characterized by.
第一基板と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板と、
前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜と、
前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜と、
光を検出する検出部と、
を具備し、
前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は、光干渉領域を構成し、
前記光干渉領域に対応した前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、
前記光干渉領域に対応した前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、
測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なり、
前記検出部は、前記光干渉領域により取り出された光を検出する
ことを特徴とする光学モジュール。
A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate;
A second reflective film opposed to the first reflective film through a gap on a surface of the second substrate facing the first substrate;
A gap changing unit that changes a gap amount of the gap between the first reflective film and the second reflective film;
A third substrate disposed opposite to a surface opposite to the surface facing the second substrate of the first substrate;
A third reflective film provided on a surface of the first substrate facing the third substrate;
A fourth reflective film provided on a surface of the third substrate facing the first substrate and facing the third reflective film via a gap;
A detector for detecting light;
Comprising
The first reflective film, the second reflective film, the third reflective film, and the fourth reflective film in a plan view as viewed from the thickness direction of the first substrate, the second substrate, and the third substrate. The area where the
The first reflecting film and the second reflecting film corresponding to the optical interference region constitute a wavelength variable interference unit having a plurality of measurement target wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
The third reflection film and the fourth reflection film corresponding to the light interference region constitute a wavelength fixed interference unit having a plurality of transmissive wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
Within the wavelength band of the measurement target light, any one of the plurality of measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit overlaps any one of the plurality of transmittable wavelength ranges of the wavelength fixed interference unit,
The optical module, wherein the detection unit detects light extracted by the optical interference region.
第一基板と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板の第一基板に対向する面に、前記第一反射膜に対してギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部と、
前記第一基板の前記第二基板に対向する面とは反対の面に対向して配置された第三基板と、
前記第一基板の前記第三基板に対向する面に設けられた第三反射膜と、
前記第三基板の前記第一基板に対向する面に設けられ、前記第三反射膜に対してギャップを介して対向する第四反射膜と、
を具備し、
前記第一基板、前記第二基板、及び前記第三基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜、前記第二反射膜、前記第三反射膜、及び前記第四反射膜が重なる領域は光干渉領域を有し、
前記光干渉領域に対応した前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の測定対象波長域を有する波長可変干渉部を構成し、
前記光干渉領域に対応した前記第三反射膜及び前記第四反射膜は、次数が異なる複数のピーク波長に対応した複数の透過可能波長域を有する波長固定干渉部を構成し、
測定対象光の波長帯域内において、前記波長可変干渉部の複数の測定対象波長域のうちいずれか1つが、前記波長固定干渉部の複数の前記透過可能波長域のうちのいずれか1つと重なる
ことを特徴とする電子機器。
A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A first reflective film provided on a surface of the first substrate facing the second substrate;
A second reflective film opposed to the first reflective film through a gap on a surface of the second substrate facing the first substrate;
A gap changing unit that changes a gap amount of the gap between the first reflective film and the second reflective film;
A third substrate disposed opposite to a surface opposite to the surface facing the second substrate of the first substrate;
A third reflective film provided on a surface of the first substrate facing the third substrate;
A fourth reflective film provided on a surface of the third substrate facing the first substrate and facing the third reflective film via a gap;
Comprising
The first reflective film, the second reflective film, the third reflective film, and the fourth reflective film in a plan view as viewed from the thickness direction of the first substrate, the second substrate, and the third substrate. The area where the
The first reflecting film and the second reflecting film corresponding to the optical interference region constitute a wavelength variable interference unit having a plurality of measurement target wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
The third reflection film and the fourth reflection film corresponding to the light interference region constitute a wavelength fixed interference unit having a plurality of transmissive wavelength regions corresponding to a plurality of peak wavelengths having different orders,
Within the wavelength band of the measurement target light, any one of the plurality of measurement target wavelength ranges of the wavelength variable interference unit overlaps any one of the plurality of transmittable wavelength ranges of the wavelength fixed interference unit. Electronic equipment characterized by
基板と、
変位可能なギャップを介して対向して配置された2つの反射膜、及び前記ギャップのギャップ量を変化させるギャップ変更部を有する波長可変干渉部と、
固定されたギャップを介して対向して配置された2つの反射膜を有する波長固定干渉部と、を有し、
前記波長可変干渉部に含まれる反射膜のうち一つは、前記基板の一方の面に設けられており、
前記波長固定干渉部に含まれる反射膜のうち一つは、前記基板の前記一方の面とは反対の面に設けられており、
前記基板の基板厚み方向から見た平面視において、前記基板に設けられた2つの反射膜は重なって配置されている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
A substrate,
A tunable interference unit having two reflective films arranged to face each other via a displaceable gap, and a gap changing unit that changes a gap amount of the gap;
A wavelength-fixed interference unit having two reflective films disposed to face each other through a fixed gap,
One of the reflective films included in the wavelength variable interference unit is provided on one surface of the substrate,
One of the reflective films included in the wavelength fixed interference part is provided on a surface opposite to the one surface of the substrate,
The wavelength tunable interference filter, wherein two reflective films provided on the substrate are disposed so as to overlap each other in a plan view of the substrate viewed from the substrate thickness direction.
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