JP2013222169A - Interference filter, optical module and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、干渉フィルター、光学モジュールおよび電子機器に関する。 The present invention relates to an interference filter, an optical module, and an electronic apparatus.
ギャップを介して二つの反射膜を対向させ、入射した光から特定の波長の光を選択して射出する干渉フィルターが知られている。
特許文献1には、干渉フィルターとして反射膜間のギャップを可変とする波長可変干渉フィルター(以下、エタロンと呼ぶことがある)において、向かい合う透光性基板に反射膜を形成し、スペーサーを介して両基板を接合する構造を有している。
There is known an interference filter in which two reflecting films are opposed to each other through a gap, and light having a specific wavelength is selected from incident light and emitted.
In
しかしながら、特許文献1のように、基板を接合する構造の波長可変干渉フィルターでは、製造工程や取り扱いなどにおいて、各基板に外力が加わると基板とスペーサーとの接合部の一部において剥がれが生じることがある。そして、この剥がれが進行することで反射膜間のギャップ量が変化し、干渉フィルターの分光精度を低下させる課題がある。
However, in the wavelength tunable interference filter having a structure in which the substrates are bonded as in
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる干渉フィルターは、第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、を備え、前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、前記接合部における輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、前記直線の間を曲線で繋いだ形状を有することを特徴とする。 Application Example 1 An interference filter according to this application example includes a first substrate, a second substrate that faces the first substrate, and a first reflection film and a second reflection film that face each other with a gap therebetween. The first substrate and the second substrate are bonded by a bonding portion, and a contour line in the bonding portion is extended from a straight line in a plan view in the plate thickness direction of the first substrate or the second substrate. It does not include an intersection where the extension lines intersect, and has a shape in which the straight lines are connected by a curve.
この構成によれば、第1基板と第2基板とを接合する接合部の輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、直線の間を曲線で繋いだ形状である。つまり、角部を持たずに両直線の間を曲線で繋いだ形状である。
基板に外力が加わった場合の、接合部における剥がれは、例えば、接合部における輪郭線の角部から剥がれやすいという傾向がある。これは、接合部の角部に応力が集中するため、角部から剥がれが発生して、そこからさらに剥がれが進行するためであると考察されている。
本適用例では、接合部の輪郭線は、直線と直線とが交わる部分が角部を持たずに両直線の間を曲線で繋いだ形状であることから、極端に応力が集中する部分がなくなり、接合部における剥がれを抑制することができる。
このことから、本適用例の干渉フィルターは、接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する干渉フィルターの分光精度の低下を防止することができる。
According to this configuration, the outline of the joint that joins the first substrate and the second substrate does not include the intersection where the extended line extended from the straight line intersects, and has a shape in which the straight lines are connected by a curve. That is, it is a shape in which the two straight lines are connected by a curve without having a corner portion.
When an external force is applied to the substrate, the peeling at the joint portion tends to peel from the corner portion of the contour line at the joint portion, for example. It is considered that this is because the stress concentrates on the corner of the joint, so that peeling occurs from the corner, and further peeling proceeds from there.
In this application example, the portion where the straight line and the straight line intersect has a shape where the straight line and the straight line intersect with each other without a corner, and there is no portion where stress is concentrated extremely. Further, peeling at the joint can be suppressed.
From this, the interference filter according to this application example maintains the bonding strength between the first substrate and the second substrate at the bonding portion, and prevents a decrease in spectral accuracy of the interference filter due to peeling of the bonding portion. it can.
[適用例2]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記接合部の輪郭線は、前記直線の間を円弧で繋いだ形状を有することが望ましい。 Application Example 2 In the interference filter according to the application example, it is preferable that the outline of the joint portion has a shape in which the straight lines are connected by an arc.
この構成によれば、接合部の輪郭線は、直線と直線が交わる部分が角部を持たずに直線の間を円弧で繋いだ形状である。
接合部の直線と直線が交わる部分が円弧を繋いだ形状であることから、応力は円弧部分に等しく作用し、加わる応力が均等となり、接合部における剥がれを抑制することができる。
According to this configuration, the contour line of the joint portion has a shape in which a portion where the straight line and the straight line intersect with each other does not have a corner portion and the straight lines are connected by an arc.
Since the portion where the straight line and the straight line of the joint portion intersect is an arc shape, the stress acts equally on the arc portion, the applied stress becomes uniform, and peeling at the joint portion can be suppressed.
[適用例3]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第1基板と前記第2基板とが接合される前記接合部にはプラズマ重合膜が形成されていることが望ましい。 Application Example 3 In the interference filter according to the application example described above, it is preferable that a plasma polymerization film is formed at the bonding portion where the first substrate and the second substrate are bonded.
この構成によれば、第1基板と第2基板とを接合する接合部にはプラズマ重合膜が形成されている。
接合部にプラズマ重合膜を用いることで、接合部の平坦性を確保し良好な接合強度を得ることができる。
According to this configuration, the plasma polymerization film is formed at the joint portion that joins the first substrate and the second substrate.
By using a plasma polymerized film for the joint, the flatness of the joint can be ensured and good joint strength can be obtained.
[適用例4]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第1基板に形成された第1電極と、前記第2基板に前記第1電極に対向する第2電極と、を備え、前記第2基板は前記第2反射膜が設けられた可動部と、前記可動部の周りに前記可動部よりも厚みが薄く形成された薄肉部と、を有することが望ましい。 Application Example 4 In the interference filter according to the application example described above, the second filter includes a first electrode formed on the first substrate, and a second electrode facing the first electrode on the second substrate, and the second electrode. It is desirable that the substrate has a movable portion provided with the second reflective film and a thin portion formed around the movable portion so as to be thinner than the movable portion.
この構成によれば、第1基板および第2基板には、それぞれ第1電極と第2電極を備え、第2基板には第2反射膜を有する可動部とその周りに薄肉部が設けられている。
この構造では、第1電極と第2電極の間に電圧を印加することで、両者間に静電力が働き、可動部を変位させることができる。そして、この変位により第1反射膜と第2反射膜の間のギャップが変化させることができ、反射膜間のギャップを可変とする干渉フィルター(波長可変干渉フィルター)を構成できる。
そして、このような干渉フィルターにおいても、接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する干渉フィルターの分光精度の低下を防止することができる。
According to this configuration, the first substrate and the second substrate are each provided with the first electrode and the second electrode, and the second substrate is provided with the movable portion having the second reflective film and the thin portion around the movable portion. Yes.
In this structure, by applying a voltage between the first electrode and the second electrode, an electrostatic force acts between them, and the movable part can be displaced. The gap between the first reflective film and the second reflective film can be changed by this displacement, and an interference filter (wavelength variable interference filter) that makes the gap between the reflective films variable can be configured.
Also in such an interference filter, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is maintained at the bonding portion, and the spectral accuracy of the interference filter due to peeling of the bonding portion can be prevented.
[適用例5]本適用例にかかる干渉フィルターは、第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、を備え、前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、前記接合部は、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、前記第1反射膜および前記第2反射膜の外側に形成された第1接合部と、前記第1接合部の輪郭線の外側に前記第1接合部と間隔をあけて形成された第2接合部と、を有することを特徴とする。 Application Example 5 An interference filter according to this application example includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, and a first reflection film and a second reflection film facing each other with a gap therebetween. The first substrate and the second substrate are joined by a joint portion, and the joint portion includes the first reflective film and the first substrate in a plan view in the plate thickness direction of the first substrate or the second substrate. 2. A first joint formed on the outer side of the reflective film, and a second joint formed on the outer side of the outline of the first joint with a space from the first joint. And
この構成によれば、第1基板と第2基板を接合する第1接合部の外側に間隔をあけて第2接合部が設けられている。
この構造では、第1基板または第2基板の端部に大きな外力が加わっても、その力はまず第2接合部に働き、第1接合部に直接その外力が加わることがない。また、第2接合部と第1接合部との間に隙間があるため、第2接合部に加わった応力をこの隙間で緩和する効果があり、第1接合部および第2接合部における剥がれを抑制することができる。
このように、本適用例の干渉フィルターは、第1接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する干渉フィルターの分光精度の低下を防止することができる。
また、もし第2接合部の一部に外力により剥がれが生じても、第2接合部と間隔をあけて形成された第1接合部に、その剥がれが進行することがない。
According to this structure, the 2nd junction part is provided in the outer side of the 1st junction part which joins a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate at intervals.
In this structure, even if a large external force is applied to the end portion of the first substrate or the second substrate, the force first acts on the second bonding portion, and the external force is not directly applied to the first bonding portion. In addition, since there is a gap between the second joint and the first joint, there is an effect of relieving the stress applied to the second joint by this gap, and peeling at the first joint and the second joint is prevented. Can be suppressed.
Thus, in the interference filter of this application example, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is maintained at the first bonding portion, and the spectral accuracy of the interference filter due to peeling of the bonding portion is prevented from being lowered. be able to.
Further, even if a part of the second joint part is peeled off by an external force, the peeling does not proceed to the first joint part formed at a distance from the second joint part.
[適用例6]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第1基板または前記第2基板のどちらか一方に、前記第1接合部と前記第2接合部とを離間させる溝部が設けられていることが望ましい。 Application Example 6 In the interference filter according to the application example described above, a groove portion that separates the first bonding portion and the second bonding portion is provided on either the first substrate or the second substrate. It is desirable.
この構成によれば、第1接合部と第2接合部との間に溝部が設けられている。
このように、第2接合部と第1接合部との間に溝部があるため、第2接合部に加わった応力をこの溝部で緩和することができ、第1接合部および第2接合部における剥がれをさらに抑制することができる。
According to this configuration, the groove is provided between the first joint and the second joint.
Thus, since there is a groove portion between the second joint portion and the first joint portion, the stress applied to the second joint portion can be relaxed by this groove portion, and the first joint portion and the second joint portion can be relieved. Peeling can be further suppressed.
[適用例7]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第2接合部の接合される面積は、前記第1接合部の接合される面積より小さいことが望ましい。 Application Example 7 In the interference filter according to the application example described above, it is preferable that an area to be joined of the second joint portion is smaller than an area to be joined of the first joint portion.
この構成によれば、第2接合部の接合される面積(接合面積)は、第1接合部の接合される面積より小さい。
第2接合部は、第1接合部の外周に形成され、接合面積が第1接合部より小さいことで、干渉フィルターのサイズが大きくなるのを抑制できる。
According to this configuration, the area (bonding area) where the second bonding portion is bonded is smaller than the area where the first bonding portion is bonded.
A 2nd junction part is formed in the outer periphery of a 1st junction part, and can suppress that the size of an interference filter becomes large because a junction area is smaller than a 1st junction part.
[適用例8]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第2接合部は前記第1接合部の前記輪郭線の外周に沿って連続して設けられていることが望ましい。 Application Example 8 In the interference filter according to the application example, it is preferable that the second joint portion is continuously provided along an outer periphery of the contour line of the first joint portion.
この構成によれば、第2接合部は第1接合部の輪郭線の外周に沿って連続して設けられている。
このように、第2接合部が第1接合部の外周を保護するように配置され、基板の端部のどの部分からでも外力に対して受けることができ、第1接合部の剥がれを防止することができる。
According to this structure, the 2nd junction part is continuously provided along the outer periphery of the outline of a 1st junction part.
In this way, the second joint portion is disposed so as to protect the outer periphery of the first joint portion, and can be subjected to external force from any part of the end portion of the substrate, thereby preventing the first joint portion from peeling off. be able to.
[適用例9]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第2接合部は前記第1接合部の前記輪郭線の外周の一部に設けられていることが望ましい。 Application Example 9 In the interference filter according to the application example, it is preferable that the second joint portion is provided at a part of the outer periphery of the contour line of the first joint portion.
この構成によれば、第2接合部は第1接合部の輪郭線の外周の一部に設けられている。
このように、特に外力が加わったときに応力が加わる一部分に第2接合部を形成することもでき、設計の自由度が向上する。
According to this structure, the 2nd junction part is provided in a part of outer periphery of the outline of a 1st junction part.
In this way, the second joint can be formed in a portion where stress is applied particularly when an external force is applied, and the degree of freedom in design is improved.
[適用例10]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、少なくとも、前記第1接合部の前記輪郭線の外側を直線で囲む前記直線の交点を含む場所に、前記第2接合部が形成されていることが望ましい。 Application Example 10 In the interference filter according to the application example described above, the second joint portion is formed at least at a location including an intersection of the straight lines that surrounds the outline of the first joint portion with a straight line. It is desirable.
この構成によれば、少なくとも、第1接合部の輪郭線の外側を直線で囲む直線の交点を含む場所に、第2接合部が形成されている。つまり、輪郭線を直線で囲む角部に第2接合部が形成されている。
この交点を含む部分は、外力に加わったときに応力が集中する場所であり、この部分に第2接合部を設けることで、この応力を緩和し、特に第1接合部の剥がれを抑制することができる。
According to this structure, the 2nd junction part is formed in the place containing the intersection of the straight line which surrounds the outer side of the outline of a 1st junction part with a straight line at least. That is, the 2nd junction part is formed in the corner | angular part which encloses an outline with a straight line.
The portion including this intersection is a place where stress is concentrated when an external force is applied. By providing the second joint portion in this portion, this stress is relieved, and in particular, peeling of the first joint portion is suppressed. Can do.
[適用例11]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第1基板と前記第2基板とが接合される前記接合部にはプラズマ重合膜が形成されていることが望ましい。 Application Example 11 In the interference filter according to the application example described above, it is preferable that a plasma polymerization film is formed at the bonding portion where the first substrate and the second substrate are bonded.
この構成によれば、第1基板と第2基板とを接合する接合部にはプラズマ重合膜が形成されている。
接合部にプラズマ重合膜を用いることで、接合部の平坦性を確保して良好な接合強度を得ることができる。
According to this configuration, the plasma polymerization film is formed at the joint portion that joins the first substrate and the second substrate.
By using a plasma polymerized film for the joint, the flatness of the joint can be ensured and good joint strength can be obtained.
[適用例12]上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記第1基板に形成された第1電極と、前記第2基板に前記第1電極に対向する第2電極と、を備え、前記第2基板は前記第2反射膜が設けられた可動部と、前記可動部の周りに前記可動部よりも厚みが薄く形成された薄肉部と、を有することが望ましい。 Application Example 12 In the interference filter according to the application example described above, the interference filter includes a first electrode formed on the first substrate, and a second electrode facing the first electrode on the second substrate, and the second electrode. It is desirable that the substrate has a movable portion provided with the second reflective film and a thin portion formed around the movable portion so as to be thinner than the movable portion.
この構成によれば、第1基板および第2基板には、それぞれ第1電極と第2電極を備え、第2基板には第2反射膜を有する可動部とその周りに薄肉部が設けられている。
この構造では、第1電極と第2電極の間に電圧を印加することで、両者間に静電力が働き、可動部を変位させることができる。そして、この変位により第1反射膜と第2反射膜の間のギャップが変化させることができ、反射膜間のギャップを可変とする干渉フィルター(波長可変干渉フィルター)を構成できる。
そして、このような干渉フィルターにおいても、接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する干渉フィルターの分光精度の低下を防止することができる。
According to this configuration, the first substrate and the second substrate are each provided with the first electrode and the second electrode, and the second substrate is provided with the movable portion having the second reflective film and the thin portion around the movable portion. Yes.
In this structure, by applying a voltage between the first electrode and the second electrode, an electrostatic force acts between them, and the movable part can be displaced. The gap between the first reflective film and the second reflective film can be changed by this displacement, and an interference filter (wavelength variable interference filter) that makes the gap between the reflective films variable can be configured.
Also in such an interference filter, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is maintained at the bonding portion, and the spectral accuracy of the interference filter due to peeling of the bonding portion can be prevented.
[適用例13]本適用例にかかる光学モジュールは、第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、を備え、前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、前記接合部における輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、前記直線の間を曲線で繋いだ形状を有することを特徴とする。 Application Example 13 An optical module according to this application example includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflective film and a second reflective film facing each other with a gap therebetween, A light receiving portion that receives light transmitted through the first reflection film or the second reflection film, and the first substrate and the second substrate are bonded together by a bonding portion, and the first substrate or the second substrate In a plan view in the plate thickness direction of the substrate, the contour line in the joint portion does not include an intersection where an extended line extending from a straight line intersects, and has a shape in which the straight lines are connected by a curve.
この構成によれば、第1基板と第2基板とを接合する接合部の輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、直線の間を曲線で繋いだ形状である。つまり、角部を持たずに両直線の間を曲線で繋いだ形状である。
本適用例では、接合部の輪郭線は、直線と直線が交わる部分が角部を持たずに両直線の間を曲線で繋いだ形状であることから、極端に応力が集中する部分がなくなり、接合部における剥がれを抑制することができる。
このことから、本適用例の光学モジュールは、接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する光学モジュールの分光精度の低下を防止することができる。
According to this configuration, the outline of the joint that joins the first substrate and the second substrate does not include the intersection where the extended line extended from the straight line intersects, and has a shape in which the straight lines are connected by a curve. That is, it is a shape in which the two straight lines are connected by a curve without having a corner portion.
In this application example, the contour line of the joint has a shape where the straight line and the straight line intersect with each other without a corner, and there is no part where stress is concentrated extremely. Peeling at the joint can be suppressed.
Therefore, in the optical module of this application example, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is maintained at the bonding portion, and it is possible to prevent a decrease in spectral accuracy of the optical module due to peeling of the bonding portion. it can.
[適用例14]本適用例にかかる光学モジュールは、第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、を備え、前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、前記接合部は、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、前記第1反射膜および前記第2反射膜の外側に形成された第1接合部と、前記第1接合部の輪郭線の外側に前記第1接合部と間隔をあけて形成された第2接合部と、を有することを特徴とする。 Application Example 14 An optical module according to this application example includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflective film and a second reflective film facing each other with a gap therebetween, A light receiving portion that receives light transmitted through the first reflective film or the second reflective film, and the first substrate and the second substrate are joined by a joint portion, and the joint portion is In plan view of the substrate or the second substrate in the plate thickness direction, the first joint formed on the outside of the first reflective film and the second reflective film, and the outside of the outline of the first joint It has the 2nd junction part formed at intervals with the 1st junction part, It is characterized by the above-mentioned.
この構成によれば、第1基板と第2基板を接合する第1接合部の外側に間隔をあけて第2接合部が設けられている。
この構造では、第1基板または第2基板の端部に大きな外力が加わっても、その力はまず第2接合部に働き、第1接合部に直接その外力が加わることがない。また、第2接合部と第1接合部との間に隙間があるため、第2接合部に加わった応力をこの隙間で緩和する効果があり、第1接合部および第2接合部における剥がれを抑制することができる。
このように、本適用例の光学モジュールは、第1接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する光学モジュールの分光精度の低下を防止することができる。
According to this structure, the 2nd junction part is provided in the outer side of the 1st junction part which joins a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate at intervals.
In this structure, even if a large external force is applied to the end portion of the first substrate or the second substrate, the force first acts on the second bonding portion, and the external force is not directly applied to the first bonding portion. In addition, since there is a gap between the second joint and the first joint, there is an effect of relieving the stress applied to the second joint by this gap, and peeling at the first joint and the second joint is prevented. Can be suppressed.
As described above, in the optical module according to this application example, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is maintained at the first bonding portion, and the degradation of the spectral accuracy of the optical module due to the peeling of the bonding portion is prevented. be able to.
[適用例15]本適用例にかかる電子機器は、第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、前記接合部における輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、前記直線の間を曲線で繋いだ形状を有することを特徴とする。 Application Example 15 An electronic apparatus according to this application example includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflective film and a second reflective film facing each other with a gap therebetween, A light receiving unit that receives light transmitted through the first reflective film or the second reflective film, and an analysis processing unit that analyzes the characteristics of the light based on the light received by the light receiving unit, The first substrate and the second substrate are bonded to each other by a bonding portion, and in the plan view in the thickness direction of the first substrate or the second substrate, a contour line at the bonding portion is an extended line extended from a straight line. The crossing point is not included, and the straight line is connected by a curve.
この構成によれば、第1基板と第2基板とを接合する接合部の輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、直線の間を曲線で繋いだ形状である。つまり、角部を持たずに両直線の間を曲線で繋いだ形状である。
本適用例では、接合部の輪郭線は、直線と直線が交わる部分が角部を持たずに両直線の間を曲線で繋いだ形状であることから、極端に応力が集中する部分がなくなり、接合部における剥がれを抑制することができる。
このことから、本適用例の電子機器は、接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する電子機器の分光精度の低下を防止することができる。
According to this configuration, the outline of the joint that joins the first substrate and the second substrate does not include the intersection where the extended line extended from the straight line intersects, and has a shape in which the straight lines are connected by a curve. That is, it is a shape in which the two straight lines are connected by a curve without having a corner portion.
In this application example, the contour line of the joint has a shape where the straight line and the straight line intersect with each other without a corner, and there is no part where stress is concentrated extremely. Peeling at the joint can be suppressed.
For this reason, in the electronic device of this application example, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is maintained at the bonding portion, and it is possible to prevent a decrease in spectral accuracy of the electronic device due to peeling of the bonding portion. it can.
[適用例16]本適用例にかかる電子機器は、第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、前記接合部は、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、前記第1反射膜および前記第2反射膜の外側に形成された第1接合部と、前記第1接合部の輪郭線の外側に前記第1接合部と間隔をあけて形成された第2接合部と、を有することを特徴とする。 [Application Example 16] An electronic apparatus according to this application example includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflection film and a second reflection film facing each other with a gap therebetween, A light receiving unit that receives light transmitted through the first reflective film or the second reflective film, and an analysis processing unit that analyzes the characteristics of the light based on the light received by the light receiving unit, The first substrate and the second substrate are bonded to each other by a bonding portion, and the bonding portion has the first reflection film and the second reflection in a plan view in the thickness direction of the first substrate or the second substrate. It has the 1st junction part formed in the outer side of a film, and the 2nd junction part formed in the outside of the outline of the 1st junction part at intervals with the 1st junction part, It is characterized by the above-mentioned. .
この構成によれば、第1基板と第2基板を接合する第1接合部の外側に間隔をあけて第2接合部が設けられている。
この構造では、第1基板または第2基板の端部に大きな外力が加わっても、その力はまず第2接合部に働き、第1接合部に直接その外力が加わることがない。また、第2接合部と第1接合部との間に隙間があるため、第2接合部に加わった応力をこの隙間で緩和する効果があり、第1接合部および第2接合部における剥がれを抑制することができる。
このように、本適用例の電子機器は、第1接合部にて第1基板と第2基板との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因する電子機器の分光精度の低下を防止することができる。
According to this structure, the 2nd junction part is provided in the outer side of the 1st junction part which joins a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate at intervals.
In this structure, even if a large external force is applied to the end portion of the first substrate or the second substrate, the force first acts on the second bonding portion, and the external force is not directly applied to the first bonding portion. In addition, since there is a gap between the second joint and the first joint, there is an effect of relieving the stress applied to the second joint by this gap, and peeling at the first joint and the second joint is prevented. Can be suppressed.
As described above, in the electronic device according to this application example, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is maintained at the first bonding portion, and the deterioration of the spectral accuracy of the electronic device due to the peeling of the bonding portion is prevented. be able to.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
[第1実施形態]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the ratio of dimensions of each member is appropriately changed so that each member has a recognizable size.
[First Embodiment]
図1は本実施形態のエタロン(波長可変干渉フィルター)の構成を示す概略平面図であり、図2は図1のA−A断線に沿う概略断面図である。
(エタロン5の構成)
図1、図2に示すように、エタロン5は、平面視が矩形で板状の光学部材であり、第1基板(固定基板)10および第2基板(可動基板)20を備えている。
これらの第1基板10および第2基板20は、それぞれ例えば、石英ガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などの基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。
そして、エタロン5は、第1基板10および第2基板20が接合されて一体に構成される。この接合には、第1基板10および第2基板20に設けられた接合膜17,27が結合することにより固定される。接合膜17,27としては、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用されている。プラズマ重合膜は10nm〜100nmの膜厚で形成される。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of an etalon (wavelength variable interference filter) of this embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
(Configuration of Etalon 5)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
The
第1基板10は、厚みが例えば500μmの基材をエッチング加工して形成される。この第1基板10にはエッチングにより第1凹部12が設けられ、第1凹部12の底部における中央部はその周りよりも円柱状に突出した形状となっている。
また、第1凹部12の外縁には、第2基板20との接合において第2基板20を支持する支持部13が設けられている。
The
In addition, a
第1凹部12の中央部にはSiO2膜などの絶縁膜14が形成され、その上に第1反射膜16が形成されている。この第1反射膜16は、TiO2、Ta2O5などの高屈折率の誘電体膜16aと、Ag合金、Al合金などの金属膜16bを有している。第1反射膜16は、絶縁膜14の上に誘電体膜16aが成膜され、誘電体膜16aの上に金属膜16bが成膜されている。
なお、第1反射膜16は、誘電体膜16aを用いず純Agなどの金属、またはAgなどの金属を主成分とする金属合金の単層で形成しても良い。
An insulating
The first
そして、平面視で第1反射膜16を取り巻くように円環状に、第1電極15が形成されている。そして、第1電極15は引き出し電極15aを介して、第1基板10の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド15bに接続されている。
第1電極15、引き出し電極15aおよび接続パッド15bは導電膜であり、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜が用いられる。また、これらの導電膜はCr膜を下地とし、その上にAu膜を積層したCr/Au膜などを用いても良い。
The
The
第1電極15上には、第1反射膜16の下層に形成された絶縁膜14が延長されて覆っている。さらに絶縁膜14は支持部13の上面まで延出して形成されている。
そして、支持部13の絶縁膜14の上には接合膜17が形成されている。
On the
A
第2基板20は、矩形の板状基材を用い、例えば、厚みが200μmの基材の一面をエッチングにより加工することで形成される。
この第2基板20には、基板中央を中心とする円柱状の可動部23aと、その周りに可動部23aを保持する薄肉部23bと、から構成されるダイヤフラム23を有している。
薄肉部23bは、第1基板10と対向する面とは反対の面に円環状の第2凹部22が形成され、可動部23aの厚みより薄くなるように形成されている。
このように、第2基板20はダイヤフラム構造を持ち、可動部23aが第2基板20の厚み方向に移動しやすいように構成されている。
The
The
The thin-
Thus, the
第2基板20の第1基板10と対向する面には、第2反射膜26、第2電極25、引き出し電極25aおよび接続パッド25bが形成されている。
第2反射膜26は、第1反射膜16と同様に、TiO2、Ta2O5などの光屈折率の誘電体膜26aと、Ag合金、Al合金などの金属膜26bを有している。第2反射膜26は、第2基板20の上に誘電体膜26aが成膜され、誘電体膜26aの上に金属膜26bが成膜されている。
なお、第2反射膜26は、誘電体膜を用いず純Agなどの金属、またはAgなどの金属を主成分とする金属合金の単層で形成しても良い。
On the surface of the
Similar to the first
The second
第2電極25は第1電極15と対向する薄肉部23bに設けられている。この第2電極25は第2反射膜26を取りまくように、円環状に形成されている。
そして、第2電極25は引き出し電極25aを介して、第2基板20の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド25bに接続されている。この接続パッド25bは、前述した第1基板10の接続パッド15bと対角となるように配置される。
第2電極25、引き出し電極25aおよび接続パッド25bは導電膜であり、例えばITO膜が用いられる。また、これらの導電膜はCr膜を下地とし、その上にAu膜を積層したCr/Au膜などを用いても良い。
The
The
The
そして、第2基板20には、第1基板10に形成された接合膜17と対応する位置に接合膜27が形成されている。
この接合膜17,27による第1基板10と第2基板20との接合部45は、図1に示すように、2箇所に分かれて接合されている。2つの接合部45の間には溝部(図示せず)が形成され、この溝部に引き出し電極15a,25aが配置できるように構成されている。
第1基板10または第2基板20の板厚方向の平面視において、接合部45の輪郭線L1は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、直線の間を曲線で繋いだ形状である。つまり、直線と直線とが交わる部分が角部を持たずに直線の間を半径rの円弧で繋いだ形状を有している。この半径rは約10μm以上とすることが好ましい。接合部45の接合面積は両基板に加わる外力などが考慮されて必要とされる接合強度から設定される。
A
A
In a plan view of the
第1基板10と第2基板20とが接合された状態では、第1反射膜16と第2反射膜26、および第1電極15と第2電極25とがギャップを介して対向配置されている。そして、第1電極15と第2電極25とにより静電アクチュエーター40が構成され、第1反射膜16と第2反射膜26との間のギャップ寸法の調整が行われる。
In a state where the
上記のエタロン5では、対向する第1反射膜16と第2反射膜26とのギャップ寸法を変えるために、静電アクチュエーター40を駆動させると、静電力により第1電極15と第2電極25とが引き合い、第2基板20の薄肉部23bが撓んで、可動部23aが第1基板10に近づくように変位する。可動部23aには第2反射膜26が設けられ、第1反射膜16と第2反射膜26との間のギャップを調整することができる。
In the
なお、エタロン5は、第1電極15と第2電極25との距離が第1反射膜16と第2反射膜26との距離より大きく形成されている。例えば、第1電極15と第2電極25の間に電圧を印加しない初期状態において、第1電極15と第2電極25との距離が例えば1μm、第1反射膜16と第2反射膜26との距離(ギャップ寸法)が例えば0.5μmに設定されている。このため、第1電極15と第2電極25との間のギャップ寸法が微小となったときに急激に引っ張る力が増加するプルイン現象を抑制する構成となっている。
また、本実施形態のエタロン5は、第2基板20の一部である可動部23aが第1基板10に対して変位可能に構成したが、第2基板20の全体が第1基板10に対して変位可能な構成としても良い。
The
In the
(エタロン5の製造方法)
次に、上記エタロンの製造方法について説明する。
<第1基板10の製造工程>
図3、図4は、第1基板の製造工程を示す工程図であり、図2と同様な概略断面図にて表してある。
石英ガラスなどの基材の両面を鏡面研磨し、厚み500μmの第1基材11を製作する。そして、第1基材11の一方の面にレジストを塗布し、第1凹部を作りこむためのレジストパターニングを行う。
次に、図3(a)に示すように、フッ酸水溶液を用いて、第1基材11の中央部をエッチングする。エッチングは0.5μmの深さまで行われ、第1基材11に凹部12aを形成する。
そして、第1基材11の凹部12aを形成した面にレジストを塗布し、第1電極を形成する部分を作りこむためのレジストのパターニングをする。
続いて、図3(b)に示すように、フッ酸水溶液を用いて、第1基材11を1μmの深さまでエッチングし、第1凹部12内の第1電極を形成する部分と第1反射膜を形成する部分とを分離する。また、第1凹部12の形成と同じくして支持部13を形成する。
(Method for producing etalon 5)
Next, a method for producing the etalon will be described.
<Manufacturing process of
3 and 4 are process diagrams showing a manufacturing process of the first substrate, and are represented by a schematic sectional view similar to FIG.
Both surfaces of a substrate such as quartz glass are mirror-polished to produce a
Next, as shown in FIG. 3A, the central portion of the
And a resist is apply | coated to the surface in which the recessed
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the
次に、第1基材11の第1凹部12を形成した面の全面に電極形成膜を成膜する。電極形成膜はITO膜にて構成され、スパッタリング法により膜厚100nmに成膜する。
そして、電極形成膜上にレジストを塗布し、第1電極、引き出し電極、接続パッドのレジストパターニングを行う。その後、レジストの開口からITO膜で形成された電極形成膜を酸性の溶液でエッチングする。
そして、レジストを剥離して、図3(c)に示すように、第1凹部12内に第1電極15、引き出し電極15a(図示せず)、接続パッド15bを形成する。
Next, an electrode forming film is formed on the entire surface of the
Then, a resist is applied on the electrode formation film, and resist patterning of the first electrode, the lead electrode, and the connection pad is performed. Thereafter, the electrode forming film formed of the ITO film is etched from the resist opening with an acidic solution.
Then, the resist is removed to form the
続いて、図3(d)に示すように、第1凹部12から支持部13の上面にかけて絶縁膜14を成膜する。絶縁膜14はSiO2膜などで形成され、スパッタリング法またはCVD(Chemical Vapor Deposition)法により膜厚100nmに成膜する。
Subsequently, as illustrated in FIG. 3D, an insulating
次に、絶縁膜14の上にレジストを塗布し、第1反射膜の形状が開口するレジストパターニングをする。その後、TiO2、Ta2O5などの高屈折率の誘電体材料をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。この誘電体材料は膜厚50nmに成膜する。
そして、レジストを剥離することで、図4(a)に示すように、絶縁膜14上に誘電体膜16aを形成する。
Next, a resist is applied on the insulating
Then, by removing the resist, a
続いて、誘電体膜16aを形成した面に、Ag合金、Al合金などの高反射率の金属材料をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。この金属材料で形成された金属膜は膜厚50nmに成膜する。
次に、金属膜の上にレジストを塗布し、第1反射膜の形状を残すレジストパターニングをする。そして、燐酸硝酢酸水溶液などの酸性溶液で金属膜をエッチングし、その後レジストを剥離することで、図4(b)に示すように、誘電体膜16aの上に金属膜16bが形成できる。
Subsequently, a highly reflective metal material such as an Ag alloy or an Al alloy is formed on the surface on which the
Next, a resist is applied on the metal film, and resist patterning that leaves the shape of the first reflective film is performed. Then, the
次に、図4(c)に示すように、支持部13の上面に形成された絶縁膜14の上に接合膜17を成膜する。接合膜17はメタルマスクを使用してCVD法により形成し、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用される。なお、プラズマ重合膜の厚みは50nmに設定する。
このように、上記の工程を経て、第1基板10が製造される。
Next, as illustrated in FIG. 4C, a
Thus, the 1st board |
<第2基板20の製造工程>
図5、図6は第2基板の製造工程を示す工程図である。
まず、石英ガラスなどの基材の両面を鏡面研磨し、厚み200μmの第2基材21を製作する。
次に、図5(a)に示すように、第2基材21の両面に膜厚50nmのCr膜およびその上に膜厚500nmのAu膜からなる耐エッチング膜50を成膜する。
<Manufacturing process of
5 and 6 are process diagrams showing the manufacturing process of the second substrate.
First, both surfaces of a substrate such as quartz glass are mirror-polished to produce a
Next, as shown in FIG. 5A, an etching
続いて、第2基材21の両面にレジストを塗布する。そして、第2基材21の片面にダイヤフラムの薄肉部を作りこむためのレジストパターニングを行う。レジストパターンは薄肉部を形成する部分のレジストが開口された形状である。
次に、Au膜をヨウ素とヨウ化カリウムの混合液でエッチングし、Cr膜を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングし、耐エッチング膜50をパターニングする。この後、レジストを剥離して図5(b)に示すように、第2基材21の表面にエッチングマスク51を形成する。
Subsequently, a resist is applied to both surfaces of the
Next, the Au film is etched with a mixed solution of iodine and potassium iodide, the Cr film is etched with an aqueous cerium ammonium nitrate solution, and the etching
続いて、図5(c)に示すように、フッ酸水溶液を用いて、第2基材21をエッチングする。エッチングは170μmの深さまで行われ、第2凹部22を形成する。この第2凹部22における第2基材21の厚みは約30μmとなる。
そして、第2基材21の両面のエッチングマスク51を剥離し、図5(d)に示すように、可動部23aと第2凹部22の底面である薄肉部23bとから構成されるダイヤフラム23を形成する。
なお、エッチングマスク51の剥離は、Au膜をヨウ素とヨウ化カリウムの混合液でエッチングし、Cr膜を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングすることで行われる。
Then, as shown in FIG.5 (c), the
Then, the etching masks 51 on both surfaces of the
The
次に、第2凹部22を形成した面とは反対の面に電極形成膜を成膜する。電極形成膜はITO膜にて構成され、スパッタリング法により膜厚100nmに成膜する。
電極形成膜上にレジストを塗布し、第2電極、引き出し電極、接続パッドのレジストパターニングを行う。その後、レジストの開口からITO膜で形成された電極形成膜を硝酸と塩酸の混合液でエッチングする。
そして、レジストを剥離して、図6(a)に示すように、第2基材21に第2電極25、引き出し電極25a(図示せず)、接続パッド25bを形成する。
Next, an electrode forming film is formed on the surface opposite to the surface on which the
A resist is applied on the electrode formation film, and resist patterning of the second electrode, the lead electrode, and the connection pad is performed. Thereafter, the electrode forming film formed of the ITO film is etched from the opening of the resist with a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid.
Then, the resist is peeled off to form the
次に、第2電極25を形成した第2基材21の面にレジストを塗布し、第2反射膜の形状が開口するレジストパターニングをする。その後、TiO2、Ta2O5などの高屈折率の誘電体材料をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。この誘電体材料は膜厚50nmに成膜する。
そして、レジストを剥離することで、図6(b)に示すように、絶縁膜14上に誘電体膜26aを形成する。
Next, a resist is applied to the surface of the
Then, by removing the resist, a
続いて、誘電体膜26aを形成した面に、Ag合金、Al合金などの高反射率の金属材料をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。この金属材料で形成された金属膜は膜厚50nmに成膜する。
次に、金属膜の上にレジストを塗布し、第2反射膜の形状を残すレジストパターニングをする。そして、燐酸硝酢酸水溶液などの酸性溶液で金属膜をエッチングし、その後レジストを剥離することで、図6(c)に示すように、誘電体膜26aの上に金属膜26bが形成できる。
Subsequently, a highly reflective metal material such as an Ag alloy or an Al alloy is formed on the surface on which the
Next, a resist is applied on the metal film, and resist patterning that leaves the shape of the second reflective film is performed. Then, the
次に、図6(d)に示すように、前述した第1基板10の支持部13に対応する第2基材21の部分に接合膜27を成膜する。接合膜27はメタルマスクを使用してCVD法により形成し、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用される。なお、プラズマ重合膜の厚みは50nmに設定する。
このように、上記の工程を経て、第2基板20が製造される。
Next, as illustrated in FIG. 6D, a
Thus, the 2nd board |
<接合工程および切断工程>
図7は第1基板と第2基板の接合工程を示す工程図である。
上記の製造工程により得られた第1基板10と第2基板20とを接合する工程では、まず、それぞれの接合膜17,27に活性化エネルギーを与えるために活性化処理を行う。活性化処理としてO2プラズマ処理、UV処理などが行われる。なお、活性化処理を行う際に、第1反射膜16および第2反射膜26を覆うメタルマスクを使用することで、反射膜を保護することができる。
図7(a)に示すように、接合膜17,27に活性化処理を施した後、第1基板10と第2基板20のアライメントを行い、重ね合わせて荷重をかけることで第1基板10と第2基板20の接合が行われる。
そして、図7(b)に示すように、接続パッド15bが露出するように接続パッド15bの上方に位置する第2基板20の端部を切断またはスクライブ加工およびブレイキング処理を行う。また、接続パッド25bも同様に、接続パッド25bが露出するように第1基板10の端部を切断またはスクライブ加工およびブレイキング処理を行う。
このように、上記の製造工程を経てエタロン5が製造される。
<Jointing step and cutting step>
FIG. 7 is a process diagram showing a bonding process of the first substrate and the second substrate.
In the step of bonding the
As shown in FIG. 7A, after the activation process is performed on the
Then, as shown in FIG. 7B, the end portion of the
Thus, the
以上、本実施形態の干渉フィルターとしてのエタロン5は、第1基板10と第2基板20とを接合する接合部45の輪郭線L1は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、直線の間を曲線で繋いだ形状である。つまり、直線と直線とが交わる部分が角部を持たずに両直線の間を円弧で繋いだ形状である。
このように、接合部45の輪郭線L1に、応力が集中しやすい角部がないため、例えば上記で説明したエタロン5の製造工程での第1基板10と第2基板20の切断工程などで接合部45に外力が加わっても、接合部45が剥がれることがない。これは、接合部45に加わる応力は円弧部分に等しく作用し、加わる応力が均等となり、接合部45における剥がれを抑制することができると考えられる。また、エタロン5の製造工程だけでなく、エタロン5の取り扱いにおいて接合部に外力が加わることがあるが、この場合においても、同様に接合部45の剥がれを抑制することができる。
このことから、本実施形態のエタロン5は、接合部45にて第1基板10と第2基板20との接合強度が維持され、接合部45の剥がれに起因するエタロン5の分光精度の低下を防止することができる。
なお、本実施形態では反射膜間のギャップを可変とする波長可変干渉フィルターを例にとって説明したが、反射膜間のギャップを固定とする干渉フィルターであっても同様の効果を得ることができる。
(第1実施形態の変形例)
As described above, in the
As described above, the contour line L1 of the
Therefore, in the
In the present embodiment, the wavelength variable interference filter in which the gap between the reflection films is variable has been described as an example, but the same effect can be obtained even with an interference filter in which the gap between the reflection films is fixed.
(Modification of the first embodiment)
次に、第1実施形態の変形例について説明する。
図8は第1実施形態の変形例における接合部の輪郭線の一部を示す説明図である。
本変形例では、接合部45の輪郭線が異なるのみであり、他の構成要素は第1実施形態と同様である。
図8(a)は、接合部45の輪郭線L2が、直線と直線とが交わる交点を含まず、両直線の間を曲線で繋いだ形状である。
図8(b)は、接合部45の輪郭線L3が、直線と直線とが交わる交点を含まず、両直線の間を複数の円弧で繋いだ形状である。
Next, a modification of the first embodiment will be described.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a part of the contour line of the joint in the modification of the first embodiment.
In this modification, only the outline of the joint 45 is different, and the other components are the same as those in the first embodiment.
FIG. 8A shows a shape in which the contour line L2 of the
FIG. 8B shows a shape in which the contour line L3 of the
本変形例では第1実施形態と同様に直線と直線とが交わる部分が角部を持たない。このため、極端に応力が集中する部分がなくなり、接合部における剥がれを抑制することができる。このように、接合部の輪郭線において、直線と直線とが交わる部分を曲線で繋いだ形状でも、複数の円弧で繋いだ形状でも良い。
[第2実施形態]
In the present modification, the portion where the straight line and the straight line intersect does not have a corner as in the first embodiment. For this reason, there is no portion where stress is extremely concentrated, and peeling at the joint can be suppressed. Thus, in the outline of a junction part, the shape which connected the part where a straight line and a straight line crossed with a curve, or the shape connected with a plurality of circular arcs may be sufficient.
[Second Embodiment]
次に、第2実施形態におけるエタロンの説明をする。
本実施形態では第1基板と第2基板を接合する接合部の構造が第1実施形態と異なる。詳しくは、第2基板は第1実施形態と同じ構成であり、第1基板の構成のみが異なる。このため、第1実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略または簡略化する。
Next, the etalon in the second embodiment will be described.
In the present embodiment, the structure of the joint for joining the first substrate and the second substrate is different from that of the first embodiment. Specifically, the second substrate has the same configuration as that of the first embodiment, and only the configuration of the first substrate is different. For this reason, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
図9は本実施形態のエタロン(波長可変干渉フィルター)の構成を示す概略平面図であり、図10は図9のB−B断線に沿う概略断面図である。
(エタロン6の構成)
図9、図10に示すように、エタロン6は、第1基板(固定基板)30および第2基板(可動基板)20を備えている。
これらの第1基板30および第2基板20は、それぞれ例えば、石英ガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などの基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。
そして、エタロン6は、第1基板30および第2基板20が接合されて一体に構成される。この接合には、第1基板30および第2基板20に設けられた接合膜37,27が結合することにより固定される。接合膜37,27としては、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用されている。プラズマ重合膜は10nm〜100nmの膜厚で形成される。
FIG. 9 is a schematic plan view showing the configuration of the etalon (wavelength variable interference filter) of this embodiment, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
(Configuration of etalon 6)
As shown in FIGS. 9 and 10, the
The
The
第1基板30は、厚みが例えば500μmの基材をエッチング加工して形成される。この第1基板30にはエッチングにより第1凹部32が設けられ、第1凹部32の底部における中央部はその周りよりも円柱状に突出した形状となっている。
また、第2基板20との接合において第2基板20を支持する支持部33が設けられている。支持部33は、第1支持部33aと第2支持部33bとを備え、両者の間には第1基板30の厚み方向に溝部38が形成されている。
第1支持部33aは第1凹部32の外縁に設けられ、溝部38を挟んで第1支持部33aに沿って第2支持部33bが設けられている。
The
In addition, a
The
第1凹部32の中央部にはSiO2膜などの絶縁膜34が形成され、その上に第1反射膜36が形成されている。この第1反射膜36は、TiO2、Ta2O5などの高屈折率の誘電体膜36aと、Ag合金、Al合金などの金属膜36bを有している。第1反射膜36は、絶縁膜34の上に誘電体膜36aが成膜され、誘電体膜36aの上に金属膜36bが成膜されている。
なお、第1反射膜36は、誘電体膜を用いず純Agなどの金属、またはAgなどの金属を主成分とする金属合金の単層で形成しても良い。
An insulating
The first
そして、平面視で第1反射膜36を取り巻くように円環状に、第1電極35が形成されている。そして、第1電極35は引き出し電極35aを介して、第1基板30の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド35bに接続されている。
第1電極35、引き出し電極35aおよび接続パッド35bは導電膜であり、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜が用いられる。また、これらの導電膜はCr膜を下地とし、その上にAu膜を積層したCr/Au膜などを用いても良い。
The
The
第1電極35上には、第1反射膜36の下層に形成された絶縁膜34が延長されて覆っている。さらに絶縁膜34は支持部33の上面および溝部38まで延出して形成されている。そして、第1支持部33a、第2支持部33b上面の絶縁膜34の上には接合膜37が形成されている。
On the
第2基板20は第1実施形態で説明したものと同じである。
第2基板20には、第1基板30に形成された接合膜37と対応する位置に接合膜27が形成されている。
そして、第1基板30と第2基板20とは第1接合部41と第2接合部42にて接合されている。
The
A
The
第1接合部41は図9に示すように、ダイヤフラム23の薄肉部23bの外縁部の一部を含み、2箇所に分かれて形成されている。2つの第1接合部41の間には溝部(図示せず)が形成され、この溝部に引き出し電極35a,25aが配置できるように構成されている。
そして、第1基板30または第2基板20の板厚方向の平面視において、第1接合部41の輪郭線L4は、直線と直線とが交わる部分が角部を持たずに直線の間を円弧で繋いだ形状を有している。
As shown in FIG. 9, the first
In the plan view of the
さらに、第1接合部41の輪郭線L4の外周に沿って、第1接合部41と間隔をあけて第2接合部42が連続して形成されている。この第2接合部42は、第2接合部42の輪郭線における直線が交差する部分に角部を有している。
また、第2接合部42の接合される面積は、第1接合部41の接合される面積より小さく形成されている。第1接合部41で接合される接合面積は、第1基板30および第2基板20に加わる外力などが考慮されて必要とされる接合強度から充分な強度が得られるように設定されている。このため、第2接合部42では接合面積は第1接合部41より小さくても良い。このため、第2接合部42を設けても、エタロン6のサイズが大きくならずにすむ。
Furthermore, the
Further, the area where the
第1基板30と第2基板20とが接合された状態では、第1反射膜36と第2反射膜26、および第1電極35と第2電極25とがギャップを介して対向配置されている。そして、第1電極35と第2電極25とにより静電アクチュエーター40が構成され、第1反射膜36と第2反射膜26との間のギャップ寸法の調整が行われる。
In a state where the
上記のエタロン6では、対向する第1反射膜36と第2反射膜26とのギャップ寸法を変えるために、静電アクチュエーター40を駆動させると、静電力により第1電極35と第2電極25とが引き合い、第2基板20の薄肉部23bが撓んで、可動部23aが第1基板30に近づくように変位する。可動部23aには第2反射膜26が設けられ、第1反射膜36と第2反射膜26との間のギャップを調整することができる。
なお、本実施形態のエタロン6では、溝部38を形成しなくても実施することが可能である。
In the
Note that the
(エタロン6の製造方法)
次に、上記エタロンの製造方法について説明する。ここでは、第2基板20は第1実施形態で説明しており、説明を省略する。
<第1基板30の製造工程>
図11、図12は、第1基板の製造工程を示す工程図であり、図10と同様な概略断面図にて表してある。
石英ガラスなどの基材の両面を鏡面研磨し、厚み500μmの第1基材を製作する。そして、第1基材31の一方の面にレジストを塗布し、第1凹部を作りこむためのレジストパターニングを行う。
次に、図11(a)に示すように、フッ酸水溶液を用いて、第1基材31の中央部をエッチングする。エッチングは0.5μmの深さまで行われ、第1基材31に凹部32aを形成する。
そして、第1基材31の凹部32aを形成した面にレジストを塗布し、第1電極を形成する部分を作りこむためのレジストのパターニングをする。
続いて、図11(b)に示すように、フッ酸水溶液を用いて、第1基材31を1μmの深さまでエッチングし、第1凹部32内の第1電極を形成する部分と第1反射膜を形成する部分とを分離する。また、第1凹部32の形成と同じくして溝部38を形成することで第1支持部33a、第2支持部33bを形成する。
(Method for producing etalon 6)
Next, a method for producing the etalon will be described. Here, the
<Manufacturing process of
FIG. 11 and FIG. 12 are process diagrams showing the manufacturing process of the first substrate, and are represented by a schematic sectional view similar to FIG.
Both surfaces of a substrate such as quartz glass are mirror-polished to produce a first substrate having a thickness of 500 μm. And a resist is apply | coated to one surface of the
Next, as shown in FIG. 11A, the central portion of the
And a resist is apply | coated to the surface in which the recessed
Subsequently, as shown in FIG. 11B, the
次に、第1基材31の第1凹部32を形成した面の全面に電極形成膜を成膜する。電極形成膜はITO膜にて構成され、スパッタリング法により膜厚100nmに成膜する。
そして、電極形成膜上にレジストを塗布し、第1電極、引き出し電極、接続パッドのレジストパターニングを行う。その後、レジストの開口からITO膜で形成された電極形成膜を酸性の溶液でエッチングする。
そして、レジストを剥離して、図11(c)に示すように、第1凹部32内に第1電極35、引き出し電極35a(図示せず)、接続パッド35bを形成する。
Next, an electrode forming film is formed on the entire surface of the
Then, a resist is applied on the electrode formation film, and resist patterning of the first electrode, the lead electrode, and the connection pad is performed. Thereafter, the electrode forming film formed of the ITO film is etched from the resist opening with an acidic solution.
Then, the resist is removed to form the
続いて、図11(d)に示すように、第1凹部32から支持部33の上面にかけて絶縁膜34を成膜する。絶縁膜34はSiO2膜などで形成され、スパッタリング法またはCVD(Chemical Vapor Deposition)法により膜厚100nmに成膜する。
Subsequently, as illustrated in FIG. 11D, an insulating
次に、絶縁膜34の上にレジストを塗布し、第1反射膜の形状が開口するレジストパターニングをする。その後、TiO2、Ta2O5などの高屈折率の誘電体材料をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。この誘電体材料は膜厚50nmに成膜する。
そして、レジストを剥離することで、図12(a)に示すように、絶縁膜34上に誘電体膜36aを形成する。
Next, a resist is applied on the insulating
Then, by removing the resist, a
続いて、誘電体膜36aを形成した面に、Ag合金、Al合金などの高反射率の金属材料をスパッタリング法または蒸着法により成膜する。この金属材料で形成された金属膜は膜厚50nmに成膜する。
次に、金属膜の上にレジストを塗布し、第1反射膜の形状を残すレジストパターニングをする。そして、燐酸硝酢酸水溶液などの酸性溶液で金属膜をエッチングし、その後レジストを剥離することで、図12(b)に示すように、誘電体膜36aの上に金属膜36bが形成できる。
Subsequently, a highly reflective metal material such as an Ag alloy or an Al alloy is formed on the surface on which the
Next, a resist is applied on the metal film, and resist patterning that leaves the shape of the first reflective film is performed. Then, the
次に、図12(c)に示すように、支持部33の上面に形成された絶縁膜14の上に接合膜37を成膜する。接合膜37はメタルマスクを使用してCVD法により形成し、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用される。なお、プラズマ重合膜の厚みは50nmに設定する。
このように、上記の工程を経て、第1基板30が製造される。
Next, as illustrated in FIG. 12C, a
Thus, the 1st board |
<接合工程および切断工程>
図13は第1基板と第2基板の接合工程を示す工程図である。
上記の製造工程により得られた第1基板30と第2基板20とを接合する工程では、まず、それぞれの接合膜37,27に活性化エネルギーを与えるために活性化処理を行う。活性化処理としてO2プラズマ処理、UV処理などが行われる。なお、活性化処理を行う際に、第1反射膜36および第2反射膜26を覆うメタルマスクを使用することで、反射膜を保護することができる。
図13(a)に示すように、接合膜37,27に活性化処理を施した後、第1基板30と第2基板20のアライメントを行い、重ね合わせて荷重をかけることで第1基板30と第2基板20の接合が行われる。
そして、図13(b)に示すように、接続パッド35bが露出するように接続パッド35bの上方に位置する第2基板20の端部を切断またはスクライブ加工およびブレイキング処理を行う。また、接続パッド25bも同様に、接続パッド25bが露出するように第1基板30の端部を切断またはスクライブ加工およびブレイキング処理を行う。
このように、上記の製造工程を経てエタロン6が製造される。
<Jointing step and cutting step>
FIG. 13 is a process diagram showing a bonding process of the first substrate and the second substrate.
In the step of bonding the
As shown in FIG. 13A, after the activation treatment is performed on the
And as shown in FIG.13 (b), the edge part of the 2nd board |
Thus, the
以上、本実施形態の干渉フィルターとしてのエタロン6は、第1基板30と第2基板20を接合する第1接合部41の外側に間隔をあけて第2接合部42が設けられている。
この構造では、第1基板30または第2基板20の端部に、例えば上記で説明したエタロン6の製造工程での第1基板30と第2基板20の切断工程などで接合部45に外力が加わっても、その力はまず第2接合部42に働き、第1接合部41に直接その外力が加わることがない。また、第2接合部42と第1接合部41との間に隙間があるため、第2接合部42に加わった応力をこの隙間で緩和する効果があり、第1接合部41および第2接合部42における剥がれを抑制することができる。
なお、エタロン6の製造工程だけでなく、エタロン6の取り扱いにおいて接合部に外力が加わることがあるが、この場合においても、同様に第1接合部41、第2接合部42の剥がれを抑制することができる。
As described above, the
In this structure, an external force is applied to the joining
In addition to the manufacturing process of the
また、第1接合部41と第2接合部42との間に溝部38が設けられ、第2接合部42に加わった応力をこの溝部38で緩和することができ、第1接合部41および第2接合部42における剥がれをさらに抑制することができる。
このように、本実施形態のエタロン6は、第1接合部41にて第1基板30と第2基板20との接合強度が維持され、接合部の剥がれに起因するエタロン6の分光精度の低下を防止することができる。
また、もし第2接合部42の一部に外力により剥がれが生じても、第2接合部42と間隔をあけて形成された第1接合部41に、その剥がれが進行することがない。
なお、本実施形態では反射膜間のギャップを可変とする波長可変干渉フィルターを例にとって説明したが、反射膜間のギャップを固定とする干渉フィルターであっても同様の効果を得ることができる。
(第2実施形態の変形例)
Further, a
As described above, in the
In addition, even if a part of the second
In the present embodiment, the wavelength variable interference filter in which the gap between the reflection films is variable has been described as an example, but the same effect can be obtained even with an interference filter in which the gap between the reflection films is fixed.
(Modification of the second embodiment)
次に第2実施形態の変形例について数種類の例をあげて説明する。この変形例では第2実施形態で説明した第1接合部と第2接合部に相当する部分の形状が異なる。このため、接合部以外の構成については第2実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
図14は第2実施形態の変形例を示す概略平面図である。
エタロン7では、第1基板30と第2基板20とが第1接合部41aと第2接合部42とで接合されている。第1接合部41aは、図9に示した第2実施形態のエタロン6とは異なり、第1接合部41aの輪郭線L5における直線が交差する部分に角部を有している。そして、第1接合部41aの外周に沿って、第1接合部41aと間隔をあけて第2接合部42が形成されている。この第2接合部42も、直線が交差する部分に角部を有している。
このような構成のエタロン7においても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
Next, modifications of the second embodiment will be described with several examples. In this modification, the shape of the part equivalent to the 1st junction part demonstrated in 2nd Embodiment and a 2nd junction part differs. For this reason, about the structure other than a junction part, the same code | symbol as 2nd Embodiment is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
FIG. 14 is a schematic plan view showing a modification of the second embodiment.
In the etalon 7, the
Also in the etalon 7 having such a configuration, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
図15は第2実施形態の他の変形例を示す概略平面図である。
エタロン8では、第1基板30と第2基板20とが第1接合部41と第2接合部42aとで接合されている。第1接合部41は、図9に示した第2実施形態のエタロン6と同様に、平面視において、第1接合部41の輪郭線L6は、直線と直線とが交わる部分が角部を持たずに直線の間を円弧で繋いだ形状を有している。そして、第1接合部41の外周に沿って、第1接合部41と間隔をあけて第2接合部42aが形成されている。この第2接合部42aも、直線と直線とが交わる部分が角部を持たずに直線の間を円弧で繋いだ形状を有している。
このように、第1接合部41と第2接合部42aの両者において、接合部分に角部を持たないため、第1基板30または第2基板20に外力が加わっても、応力が集中する場所がなく、接合部が剥がれ難いと言う効果がある。
FIG. 15 is a schematic plan view showing another modification of the second embodiment.
In the etalon 8, the
Thus, in both the
図16は第2実施形態の他の変形例を示す概略平面図である。
エタロン9では、第1基板30と第2基板20とが第1接合部41と第2接合部43,44とで接合されている。第1接合部41は、図9に示した第2実施形態のエタロン6と同様に、平面視において、第1接合部41の輪郭線L7は、直線と直線とが交わる部分が角部を持たずに直線の間を円弧で繋いだ形状を有している。そして、第1接合部41の外周に沿って、第1接合部41と間隔をあけて島状に多数の第2接合部43,44が形成されている。
第2接合部43は、第1接合部41の輪郭線L7の外側を直線で囲む直線の交点Nを含む場所に設けられている。また、この交点Nを含まない場所、例えば輪郭線L7に沿う一辺に複数の第2接合部44を設けても良い。
この第2接合部43,44は、図16では平面視で正方形に設けたが、矩形や円形でも、他の形でも良い。
例えば、図17に示すように、第1接合部41の輪郭線L8の外側を直線で囲む直線の交点Nを含む場所に、第1接合部41の輪郭線L8の円弧に沿った形状としても良い。
このように、少なくとも、第1接合部41の輪郭線L8の外側を直線で囲む直線の交点Nを含む場所に、第2接合部43,43aが形成されている。
この交点Nを含む部分は、外力に加わったときに応力が集中する場所であり、この部分に第2接合部43,43aを設けることで、この応力を緩和し、第1接合部41および第2接合部43,43aの剥がれを抑制することができる。
[第3実施形態]
FIG. 16 is a schematic plan view showing another modification of the second embodiment.
In the
The second
The second
For example, as shown in FIG. 17, a shape along the arc of the contour line L <b> 8 of the first
Thus, the
The portion including the intersection N is a place where stress is concentrated when an external force is applied. By providing the second
[Third Embodiment]
次に、上記第1、第2実施形態で説明したエタロンを用いた光学モジュールおよび電子機器について説明する。
第3実施形態では、測定物の色度を測定する測色装置を例にとって説明する。
図18は測色装置の構成を示すブロック図である。
測色装置80は、検査対象Aに光を照射する光源装置82と、測色センサー84(光学モジュール)と、測色装置80の全体動作を制御する制御装置86とを備える。
この測色装置80は、検査対象Aに光源装置82から光を照射し、検査対象Aから反射された検査対象光を測色センサー84にて受光し、測色センサー84から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度を分析して測定する装置である。
Next, optical modules and electronic devices using the etalon described in the first and second embodiments will be described.
In the third embodiment, a color measurement device that measures the chromaticity of a measurement object will be described as an example.
FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the color measuring device.
The
The
光源装置82は、光源91、複数のレンズ92(図18には1つのみ図示)を備え、検査対象Aに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ92には、コリメーターレンズが含まれてもよく、この場合、光源装置82は、光源91から射出された光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Aに向かって射出する。
なお、本実施形態では、光源装置82を備える測色装置80を例示するが、例えば検査対象Aが発光部材である場合、光源装置82を設けずに測色装置を構成してもよい。
The
In the present embodiment, the
光学モジュールとしての測色センサー84は、エタロン(波長可変干渉フィルター)5と、静電アクチュエーター40に印加する電圧を制御し、エタロン5で透過させる光の波長を変える電圧制御部94と、エタロン5を透過した光を受光する受光部93(検出部)と、を備える。
また、測色センサー84は、検査対象Aで反射された反射光(検査対象光)を、エタロン5に導光する光学レンズ(図示せず)を備えている。そして、この測色センサー84は、光学レンズに入射した検査対象光をエタロン5で所定波長帯域の光に分光し、分光した光が受光部93にて受光される。
受光部93は、検出部としてフォトダイオードなどの光電変換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、受光部93は制御装置86に接続され、生成した電気信号を受光信号として制御装置86に出力する。
The
The
The
電圧制御部94は、制御装置86からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター40に印加する電圧を制御する。
The
制御装置86は、測色装置80の全体動作を制御する。この制御装置86としては、例えば汎用パーソナルコンピューター、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
そして、制御装置86は、光源制御部95、測色センサー制御部97、および測色処理部96(分析処理部)などを備えて構成されている。
The
The
光源制御部95は、光源装置82に接続されている。そして、光源制御部95は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置82に所定の制御信号を出力し、光源装置82から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部97は、測色センサー84に接続されている。そして、測色センサー制御部97は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー84にて受光させる光の波長を設定し、この波長の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー84に出力する。これにより、測色センサー84の電圧制御部94は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長を透過させるよう、静電アクチュエーター40への印加電圧を設定する。
The light
The colorimetric
測色処理部96は、測色センサー制御部97を制御して、エタロン5の反射膜間のギャップ寸法を変動させて、エタロン5を透過する光の波長を変化させる。また、測色処理部96は、受光部93から入力される受光信号に基づいて、エタロン5を透過した光量を取得する。そして、測色処理部96は、上記により得られた各波長の受光量に基づいて、検査対象Aから反射された光の色度を算出する。
The
このように、本実施形態の電子機器としての測色装置80および光学モジュールとしての測色センサー84は、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができ、分光精度に優れたエタロン5を有していることから、精度のよい測色センサーを得ることができる。
以上、第3実施形態では、電子機器として測色装置80を例示したが、その他、様々な分野に波長可変干渉フィルター、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、エタロン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などのガス検出装置を例示できる。
[第4実施形態]
As described above, the
As described above, in the third embodiment, the
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, a gas detection device such as a vehicle-mounted gas leak detector that detects a specific gas with high sensitivity by adopting a spectroscopic measurement method using an etalon, or a photoacoustic rare gas detector for a breath test Can be illustrated.
[Fourth Embodiment]
以下、ガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an example of the gas detection device will be described with reference to the drawings.
図19は、エタロンを備えたガス検出装置の一例を示す断面図である。
図20は、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19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、および排出口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、エタロン(波長可変干渉フィルター)5、および受光素子137(受光部)等を含む検出部(光学ジュール)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。
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating an example of a gas detection device including an etalon.
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the gas detection device.
As shown in FIG. 19, the
The
また、図20に示すように、ガス検出装置100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。
さらに、ガス検出装置100の制御部138は、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、エタロン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、および排出手段133を制御する排出ドライバー回路150などを備えている。
As shown in FIG. 20, the
Further, the
次に、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
A
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、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および光量に基づいて、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。
For example, when the
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、およ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、ラマン散乱光がエタロン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、エタロン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エタロン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
These Rayleigh scattered light and Raman scattered light enter the
The
なお、図19、図20において、ラマン散乱光をエタロン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100を本発明の電子機器とする。このような構成でも、本発明のエタロンを用いてガスの成分を検出することができる。
19 and 20 exemplify the
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、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。
[第5実施形態]
In addition, the system for detecting the presence of a specific substance is not limited to the detection of the gas as described above, and is 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.
[Fifth Embodiment]
次に、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。 Next, a food analyzer will be described as an example of the substance component analyzer.
図21は、エタロン5を利用した電子機器の一例である食物分析装置の構成を示すブロック図である。
この食物分析装置200は、検出器(光学モジュール)210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エタロン5と、分光された光を検出する撮像部(受光部)213と、を備えている。
また、制御部220は、光源211の点灯・消灯制御、点灯時の明るさの制御を実施する光源制御部221と、エタロン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. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a food analysis apparatus that is an example of an electronic apparatus using the
The
Further, the
この食物分析装置200は、装置を駆動させると、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を通ってエタロン5に入射する。エタロン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を制御してエタロン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
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、およびその含有量を求める。また、得られた食物成分および含有量から、食物カロリー、鮮度等も算出することができる。さらに、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、さらには、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、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
Then, the
また、図21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、自動車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。
さらには、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。
FIG. 21 shows an example of the
Furthermore, it can also be used as a mineral analyzer for performing component analysis of minerals.
さらには、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エタロン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。
[第6実施形態]
Furthermore, the variable wavelength interference filter, the optical module, and the electronic apparatus of the present invention can be applied to the following apparatuses.
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 dispersed by an etalon provided in the optical module. By receiving light at the light receiving unit, data transmitted by light of a specific wavelength can be extracted, and light data of each wavelength is processed by an electronic device equipped with such an optical module for data extraction. Thus, optical communication can be performed.
[Sixth Embodiment]
また、他の電子機器として、本発明のエタロン(波長可変干渉フィルター)により光を分光して、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機などにも適用できる。このような分光カメラの一例として、エタロンを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図22は、分光カメラの構成を示す斜視図である。分光カメラ300は、図22に示すように、カメラ本体310と、撮像レンズユニット320と、撮像部330とを備えている。
カメラ本体310は、利用者により把持、操作される部分である。
撮像レンズユニット320は、カメラ本体310に設けられ、入射した画像光を撮像部330に導光する。また、この撮像レンズユニット320は、対物レンズ321、結像レンズ322、およびこれらのレンズ間に設けられたエタロン5を備えて構成されている。
撮像部330は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット320により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ300では、エタロン5により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。
Further, as other electronic devices, the present invention can also be applied to a spectroscopic camera, a spectroscopic analyzer, and the like that spectrally divide light with the etalon (wavelength variable interference filter) of the present invention to capture a spectroscopic image. An example of such a spectroscopic camera is an infrared camera incorporating an etalon.
FIG. 22 is a perspective view showing the configuration of the spectroscopic camera. As shown in FIG. 22, the
The
The
The
In such a
さらには、本発明のエタロン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、本発明のエタロン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、指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
Furthermore, the etalon of the present invention may be used as a bandpass filter. For example, among the light in a predetermined wavelength range emitted from the light emitting element, only light in a narrow band centered on a predetermined wavelength is spectrally transmitted. It can also be used as an optical laser device.
Further, the etalon of the present invention may be used as a biometric authentication device, and 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.
さらには、光学モジュールおよび電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、エタロンにより、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 separated and analyzed by the etalon, 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、および電子機器は、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、本発明のエタロンは、上述のように、1つの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、携帯用途、車載用途として好適に用いることができる。 As described above, the variable wavelength interference filter, the optical module, and the electronic apparatus of the present invention can be applied to any device that splits predetermined light from incident light. And since the etalon of this invention can disperse | distribute a some wavelength with one device as mentioned above, the measurement of the spectrum of a some wavelength and the detection with respect to a some component can be implemented accurately. Therefore, compared with the conventional apparatus which takes out a desired wavelength with several devices, size reduction of an optical module or an electronic device can be accelerated | stimulated, for example, it can use suitably for a portable use and a vehicle-mounted use.
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更することができる。そして、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有するものにより可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and the specific structure and procedure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved. it can. Many modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
5,6,7,8,9…波長可変干渉フィルター(エタロン)、10…第1基板、11…第1基材、12…第1凹部、12a…凹部、13…支持部、14…絶縁膜、15…第1電極、15a…引き出し電極、15b…接続パッド、16…第1反射膜、16a…誘電体膜、16b…金属膜、17…接合膜、20…第2基板、21…第2基材、22…第2凹部、23…ダイヤフラム、23a…可動部、23b…薄肉部、25…第2電極、25a…引き出し電極、25b…接続パッド、26…第2反射膜、26a…誘電体膜、26b…金属膜、27…接合膜、30…第1基板、31…第1基材、32…第1凹部、32a…凹部、33…支持部、33a…第1支持部、33b…第2支持部、34…絶縁膜、35…第1電極、35a…引き出し電極、35b…接続パッド、36…第1反射膜、36a…誘電体膜、36b…金属膜、37…接合膜、38…溝部、40…静電アクチュエーター、41…第1接合部、42…第2接合部、43…交点を含む第2接合部、43a…第2接合部、44…第2接合部、45…接合部、50…耐エッチング膜、51…エッチングマスク、80…電子機器としての測色装置、100…電子機器としてのガス検出装置、200…電子機器としての食物分析装置、300…電子機器としての分光カメラ、L1〜L8…輪郭線、N…交点。
5, 6, 7, 8, 9 ... variable wavelength interference filter (etalon), 10 ... first substrate, 11 ... first base material, 12 ... first recess, 12a ... recess, 13 ... support, 14 ... insulating
Claims (16)
前記第1基板と対向する第2基板と、
互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、を備え、
前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、
前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、
前記接合部における輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、前記直線の間を曲線で繋いだ形状を有する
ことを特徴とする干渉フィルター。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film and a second reflective film facing each other through a gap,
The first substrate and the second substrate are bonded by a bonding portion,
In a plan view in the thickness direction of the first substrate or the second substrate,
The contour line in the joint portion does not include an intersection where an extended line extending from a straight line intersects, and has a shape in which the straight lines are connected by a curved line.
前記接合部の輪郭線は、前記直線の間を円弧で繋いだ形状を有する
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to claim 1,
The contour line of the joint has a shape in which the straight lines are connected by an arc.
前記第1基板と前記第2基板とが接合される前記接合部にはプラズマ重合膜が形成されている
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to claim 1 or 2,
An interference filter, wherein a plasma polymerization film is formed at the joint where the first substrate and the second substrate are joined.
前記第1基板に形成された第1電極と、
前記第2基板に前記第1電極に対向する第2電極と、を備え、
前記第2基板は前記第2反射膜が設けられた可動部と、前記可動部の周りに前記可動部よりも厚みが薄く形成された薄肉部と、を有する
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to any one of claims 1 to 3,
A first electrode formed on the first substrate;
A second electrode facing the first electrode on the second substrate,
The interference filter, wherein the second substrate has a movable part provided with the second reflective film, and a thin part formed thinner around the movable part than the movable part.
前記第1基板と対向する第2基板と、
互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、を備え、
前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、
前記接合部は、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、
前記第1反射膜および前記第2反射膜の外側に形成された第1接合部と、前記第1接合部の輪郭線の外側に前記第1接合部と間隔をあけて形成された第2接合部と、を有する
ことを特徴とする干渉フィルター。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film and a second reflective film facing each other through a gap,
The first substrate and the second substrate are bonded by a bonding portion,
In the planar view in the plate thickness direction of the first substrate or the second substrate,
A first joint formed outside the first reflective film and the second reflective film, and a second joint formed outside the outline of the first joint and spaced from the first joint. And an interference filter.
前記第1基板または前記第2基板のどちらか一方に、前記第1接合部と前記第2接合部とを離間させる溝部が設けられている
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to claim 5,
An interference filter, wherein a groove for separating the first bonding portion and the second bonding portion is provided on either the first substrate or the second substrate.
前記第2接合部の接合される面積は、前記第1接合部の接合される面積より小さい
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to claim 5 or 6,
The interference filter is characterized in that an area to be joined of the second joint is smaller than an area to be joined of the first joint.
前記第2接合部は前記第1接合部の前記輪郭線の外周に沿って連続して設けられている
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to any one of claims 5 to 7,
The said 2nd junction part is continuously provided along the outer periphery of the said outline of the said 1st junction part. The interference filter characterized by the above-mentioned.
前記第2接合部は前記第1接合部の前記輪郭線の外周の一部に設けられている
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to any one of claims 5 to 7,
The said 2nd junction part is provided in a part of outer periphery of the said outline of the said 1st junction part. The interference filter characterized by the above-mentioned.
少なくとも、前記第1接合部の前記輪郭線の外側を直線で囲む前記直線の交点を含む場所に、前記第2接合部が形成されている
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to claim 9,
The interference filter, wherein the second joint is formed at a location including an intersection of the straight lines that surrounds the outline of the first joint with a straight line.
前記第1基板と前記第2基板とが接合される前記接合部にはプラズマ重合膜が形成されている
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to any one of claims 5 to 10,
An interference filter, wherein a plasma polymerization film is formed at the joint where the first substrate and the second substrate are joined.
前記第1基板に形成された第1電極と、
前記第2基板に前記第1電極に対向する第2電極と、を備え、
前記第2基板は前記第2反射膜が設けられた可動部と、前記可動部の周りに前記可動部よりも厚みが薄く形成された薄肉部と、を有する
ことを特徴とする干渉フィルター。 The interference filter according to any one of claims 5 to 11,
A first electrode formed on the first substrate;
A second electrode facing the first electrode on the second substrate,
The interference filter, wherein the second substrate has a movable part provided with the second reflective film, and a thin part formed thinner around the movable part than the movable part.
前記第1基板と対向する第2基板と、
互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、
前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、を備え、
前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、
前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、
前記接合部における輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、前記直線の間を曲線で繋いだ形状を有する
ことを特徴とする光学モジュール。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film and a second reflective film facing each other through a gap;
A light receiving portion for receiving light transmitted through the first reflective film or the second reflective film,
The first substrate and the second substrate are bonded by a bonding portion,
In a plan view in the thickness direction of the first substrate or the second substrate,
The optical module according to claim 1, wherein the contour line at the joint does not include an intersection where an extended line extending from a straight line intersects, and has a shape in which the straight lines are connected by a curved line.
前記第1基板と対向する第2基板と、
互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、
前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、を備え、
前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、
前記接合部は、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、
前記第1反射膜および前記第2反射膜の外側に形成された第1接合部と、前記第1接合部の輪郭線の外側に前記第1接合部と間隔をあけて形成された第2接合部と、を有する
ことを特徴とする光学モジュール。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film and a second reflective film facing each other through a gap;
A light receiving portion for receiving light transmitted through the first reflective film or the second reflective film,
The first substrate and the second substrate are bonded by a bonding portion,
In the planar view in the plate thickness direction of the first substrate or the second substrate,
A first joint formed outside the first reflective film and the second reflective film, and a second joint formed outside the outline of the first joint and spaced from the first joint. And an optical module.
前記第1基板と対向する第2基板と、
互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、
前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、
前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、
前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、
前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、
前記接合部における輪郭線は、直線から延長された延長線が交わる交点を含まず、前記直線の間を曲線で繋いだ形状を有する
ことを特徴とする電子機器。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film and a second reflective film facing each other through a gap;
A light receiving unit that receives light transmitted through the first reflective film or the second reflective film;
An analysis processing unit that analyzes the characteristics of the light based on the light received by the light receiving unit,
The first substrate and the second substrate are bonded by a bonding portion,
In a plan view in the thickness direction of the first substrate or the second substrate,
The electronic device according to claim 1, wherein the contour line at the joint does not include an intersection where an extended line extending from a straight line intersects, and has a shape in which the straight lines are connected by a curved line.
前記第1基板と対向する第2基板と、
互いにギャップを介して対向する第1反射膜および第2反射膜と、
前記第1反射膜または前記第2反射膜を透過した光が受光される受光部と、
前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、
前記第1基板と前記第2基板とが接合部により接合され、
前記接合部は、前記第1基板または前記第2基板の板厚方向の平面視において、
前記第1反射膜および前記第2反射膜の外側に形成された第1接合部と、前記第1接合部の輪郭線の外側に前記第1接合部と間隔をあけて形成された第2接合部と、を有する
ことを特徴とする電子機器。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film and a second reflective film facing each other through a gap;
A light receiving unit that receives light transmitted through the first reflective film or the second reflective film;
An analysis processing unit that analyzes the characteristics of the light based on the light received by the light receiving unit,
The first substrate and the second substrate are bonded by a bonding portion,
In the planar view in the plate thickness direction of the first substrate or the second substrate,
A first joint formed outside the first reflective film and the second reflective film, and a second joint formed outside the outline of the first joint and spaced from the first joint. And an electronic device.
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US20180011232A1 (en) * | 2016-07-11 | 2018-01-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Fabry-perot interference filter and light-detecting device |
JP2018010037A (en) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | Fabry-perot interference filter and photodetection device |
JP2018010038A (en) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | Fabry-perot interference filter and photodetection device |
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