JP2015227967A - 光学モジュールおよび電子機器 - Google Patents
光学モジュールおよび電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015227967A JP2015227967A JP2014113812A JP2014113812A JP2015227967A JP 2015227967 A JP2015227967 A JP 2015227967A JP 2014113812 A JP2014113812 A JP 2014113812A JP 2014113812 A JP2014113812 A JP 2014113812A JP 2015227967 A JP2015227967 A JP 2015227967A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical module
- interference filter
- housing
- reflective film
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
【課題】加熱時に基板が撓み難く、駆動時に振動し難い光学モジュールを提供する。【解決手段】可動反射膜と、可動反射膜に対向する固定反射膜と、反射膜間ギャップを制御する静電アクチュエーターと、を備えた干渉フィルター12と、内部空間11を有し内部空間11に干渉フィルター12を収納する筐体2と、可動反射膜及び固定反射膜の周囲に位置し筐体2の側壁部2dに対して干渉フィルター12を固定する固定部28と、固定部28と離れた場所で干渉フィルター12を抑える抑え部29と、を備える。【選択図】図3
Description
本発明は、光学モジュールおよび電子機器に関するものである。
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干渉フィルターや、基板上に反射膜を配置したミラー素子や、基板上に水晶振動片等の圧電体を配置した圧電振動素子等の各種MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子が知られている。また、このようなMEMS素子を収納用容器内に収納したMEMSデバイスが特許文献1に開示されている。
特許文献1によると、板状の台座及び円筒状のキャップを有する筐体を備えている赤外線式ガス検出器(光学フィルターデバイス)が記載されている。この筐体は、ベース基板の周縁部分と、キャップの円筒一端部とが溶接または接着されて接続されており、ベース基板とキャップとの間に、ファブリペローフィルター(干渉フィルター)を収納する空間が設けられる。この干渉フィルターは、当該干渉フィルターを構成する基板の下面側で接着固定されている。
特許文献1に記載の干渉フィルターは、基板の下面側で接着固定されており、基板の厚み方向と直交する方向の面で接着剤と密着している。接着剤は、通常、硬化時に収縮する。このため、基板の下面は、面方向に沿って接着位置を中心に応力を受け、基板が撓む。また、干渉フィルターが加熱されるとき、基板と筐体とが膨張する長さの差により基板が撓む。基板が撓むと基板上に設けられた反射膜が歪み、反射膜間のギャップの寸法が変化する。このため、干渉フィルターの分光精度が低下し易くなるという課題がある。
この課題を解決するために、筐体に基板を固定する場所を1カ所にすると基板の撓みが防止できる。一方、基板は1点で支持されているので振動し易い構造となる。振動している間は光学特性が不安定となる。従って、振動したときには振動が停止するまで待機する必要がある。そこで、振動し難い構造の光学モジュールが望まれていた。
本発明は、上述の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。
[適用例1]
本適用例にかかる光学モジュールであって、第1反射膜と、前記第1反射膜に対向する第2反射膜と、前記第1反射膜と前記第2反射膜の間隔を制御する間隔制御部と、を備えた干渉フィルターと、内部空間を有し前記内部空間に前記干渉フィルターを収納する筐体と、前記筐体に対して前記干渉フィルターの端部を固定する固定部と、前記固定部と離れた場所で前記干渉フィルターを抑える抑え部と、を備えることを特徴とする。
本適用例にかかる光学モジュールであって、第1反射膜と、前記第1反射膜に対向する第2反射膜と、前記第1反射膜と前記第2反射膜の間隔を制御する間隔制御部と、を備えた干渉フィルターと、内部空間を有し前記内部空間に前記干渉フィルターを収納する筐体と、前記筐体に対して前記干渉フィルターの端部を固定する固定部と、前記固定部と離れた場所で前記干渉フィルターを抑える抑え部と、を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、光学モジュールは干渉フィルターを備えている。干渉フィルターには第1反射膜及び第2反射膜が設置され、間隔制御部が第1反射膜と第2反射膜との間隔を制御する。第1反射膜及び第2反射膜は入射光の一部を反射し一部を透過する。第1反射膜と第2反射膜との間で多重反射が生じ、位相の合う光は入射光が進行する方向に透過して進行する。間隔制御部が第1反射膜と第2反射膜との間隔を制御することにより干渉フィルターは所定の波長の光を透過させることができる。
干渉フィルターは筐体内の内部空間に設置され、干渉フィルターの端部が固定部により筐体に固定されている。抑え部は固定部と離れた場所で干渉フィルターを抑える。間隔制御部が第1反射膜と第2反射膜との間隔を変えるとき干渉フィルターは固定部から離れた場所で振動する。そして、固定部から離れた場所では抑え部が干渉フィルターを抑える為、干渉フィルターの振動を抑制することができる。
[適用例2]
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記抑え部は弾性を有し前記筐体に固定される片持ち梁であることを特徴とする。
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記抑え部は弾性を有し前記筐体に固定される片持ち梁であることを特徴とする。
本適用例によれば、抑え部は弾性を有し筐体に固定される片持ち梁である。抑え部の一端は筐体に固定されている。そして、他端は干渉フィルターを付勢する。従って、干渉フィルターが振動するときにも抑え部は干渉フィルターを抑えて振動を抑制することができる。そして、光学モジュールが加熱されるとき、干渉フィルターは筐体に対して収縮または伸長する。このときにも、抑え部が干渉フィルターを移動可能に付勢することにより干渉フィルターが反って変形することを抑制することができる。
[適用例3]
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記干渉フィルターと前記筐体とは通電する第1金属線により接続され、前記抑え部は前記干渉フィルターと前記筐体とを架橋する第2金属線であることを特徴とする。
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記干渉フィルターと前記筐体とは通電する第1金属線により接続され、前記抑え部は前記干渉フィルターと前記筐体とを架橋する第2金属線であることを特徴とする。
本適用例によれば、抑え部は干渉フィルターと筐体とを架橋する第2金属線である。第2金属線では金属が線状に形成されているのでばね性を有する。抑え部の一端は筐体に固定されている。そして、他端は干渉フィルターに固定されている。従って、抑え部はばね性を有し、干渉フィルターが振動するときにも抑え部は干渉フィルターの振動を抑制することができる。
干渉フィルターと筐体とは第1金属線により接続され、第1金属線は干渉フィルターに電気を供給する。そして、第1金属線と第2金属線とは同じ工程にて設置することができる為、光学モジュールを製造し易い構造にすることができる。
[適用例4]
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記内部空間を封止する蓋部を有し、前記抑え部は前記蓋部から突出して設置された凸部であることを特徴とする。
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記内部空間を封止する蓋部を有し、前記抑え部は前記蓋部から突出して設置された凸部であることを特徴とする。
本適用例によれば、抑え部は蓋部から突出して設置された凸部である。凸部は蓋部に固定され、干渉フィルターと接触する。従って、干渉フィルターが振動するときにも凸部は干渉フィルターの振動を抑制することができる。
抑え部は蓋部に設置され、蓋部は筐体に設置される。従って、抑え部は設置しやすい工程にて設置することができる。
[適用例5]
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記内部空間を封止する蓋部を有し、前記抑え部は前記蓋部から突出して設置され樹脂塊の表面が金属膜で覆われた凸部であることを特徴とする。
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記内部空間を封止する蓋部を有し、前記抑え部は前記蓋部から突出して設置され樹脂塊の表面が金属膜で覆われた凸部であることを特徴とする。
本適用例によれば、抑え部は蓋部から突出して設置された樹脂塊である。抑え部は蓋部に固定されている。そして、抑え部は干渉フィルターを押圧する。樹脂は弾力性があるので、抑え部は干渉フィルターを付勢して振動するときにも干渉フィルターの振動を抑制することができる。
樹脂塊は金属膜に覆われている。金属膜は樹脂が分離して反射膜の動きに影響を及ぼすことを防止する。抑え部は蓋部に設置され、蓋部は筐体に設置される。従って、抑え部は設置しやすい工程にて設置することができる。
[適用例6]
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記抑え部は前記干渉フィルターと前記筐体とを接続する金属製の板部材であることを特徴とする。
上記適用例にかかる光学モジュールにおいて、前記抑え部は前記干渉フィルターと前記筐体とを接続する金属製の板部材であることを特徴とする。
本適用例によれば、抑え部は干渉フィルターと筐体とを接続する板部材である。抑え部の一端は筐体に固定されている。そして、他端は干渉フィルターに固定されている。従って、抑え部はばね性を有し、干渉フィルターが振動するときにも抑え部は干渉フィルターの振動を抑制することができる。
板部材は金属製であることから干渉フィルター及び筐体にパッドを設けることにより容易に設置することができる。従って、光学モジュールを製造し易い構造にすることができる。
[適用例7]
本適用例にかかる電子機器であって、第1反射膜と、前記第1反射膜に対向する第2反射膜と、前記第1反射膜と前記第1反射膜の間隔を制御する間隔制御部と、を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを収納可能な内部空間を有する筐体と、前記筐体の側壁部に対して前記干渉フィルターを固定する固定部と、前記固定部と離れた場所で前記干渉フィルターを抑える抑え部と、を備える光学モジュールと、前記光学モジュールを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例にかかる電子機器であって、第1反射膜と、前記第1反射膜に対向する第2反射膜と、前記第1反射膜と前記第1反射膜の間隔を制御する間隔制御部と、を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを収納可能な内部空間を有する筐体と、前記筐体の側壁部に対して前記干渉フィルターを固定する固定部と、前記固定部と離れた場所で前記干渉フィルターを抑える抑え部と、を備える光学モジュールと、前記光学モジュールを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、電子機器は光学モジュールと、光学モジュールを制御する制御部と、を備えている。従って、電子機器は光学モジュールを制御して所定の波長の光を得ることができる。そして、光学モジュールは干渉フィルターの振動を抑制することができるモジュールである。従って、電子機器は取得する光の波長を切り替えるときにも短時間で切り替えることができる。
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
(第1の実施形態)
本実施形態では、特徴的な構造を有する光学モジュールと、この光学モジュールの製造方法について図面に従って説明する。光学モジュールについて図1〜図5に従って説明する。図1(a)及び図1(b)は光学モジュールの構造を示す概略斜視図である。図1(a)は光学モジュールの第1蓋体側から見た図であり、図1(b)は光学モジュールの第2蓋体側から見た図である。図1(a)に示すように、光学モジュール1は略直方体の形状となっている。光学モジュール1の図中下方向をZ方向とし、Z方向と直交する2方向をX方向及びY方向とする。X方向、Y方向、Z方向はそれぞれ光学モジュール1の辺に沿う方向であり、直交する方向となっている。
本実施形態では、特徴的な構造を有する光学モジュールと、この光学モジュールの製造方法について図面に従って説明する。光学モジュールについて図1〜図5に従って説明する。図1(a)及び図1(b)は光学モジュールの構造を示す概略斜視図である。図1(a)は光学モジュールの第1蓋体側から見た図であり、図1(b)は光学モジュールの第2蓋体側から見た図である。図1(a)に示すように、光学モジュール1は略直方体の形状となっている。光学モジュール1の図中下方向をZ方向とし、Z方向と直交する2方向をX方向及びY方向とする。X方向、Y方向、Z方向はそれぞれ光学モジュール1の辺に沿う方向であり、直交する方向となっている。
光学モジュール1は有底角筒状の筐体2を備え、筐体2の−Z方向側には円形の第1孔2aが形成されている。そして、第1孔2aを塞ぐように第1蓋体3が設置されている。筐体2と第1蓋体3とは第1の低融点ガラス4により接合されている。筐体2において−Z方向側の面には第1端子5、第2端子6、第3端子7、第4端子8が設置されている。筐体2のZ方向側には蓋部としての第2蓋体9が設置され、筐体2と第2蓋体9とは第2の低融点ガラス10により接合されている。
図1(b)に示すように、筐体2のZ方向には四角形の第2孔2bが形成されている。第2孔2bは第1孔2aより大きな孔となっている。そして、第2孔2bを塞ぐように第2蓋体9が設置されている。筐体2、第1蓋体3及び第2蓋体9に囲まれた内部空間11は密閉された空間であり、内部空間11には干渉フィルター12が設置されている。
図2(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、光学モジュール1をZ方向側から見た図である。図2(a)は第2蓋体9を除いた図となっている。図2(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図2(a)のA−A線に沿う断面から見た図である。図2に示すように、筐体2の底面2cに干渉フィルター12が設置され、干渉フィルター12は可動基板13と固定基板14とが重なった構造となっている。
可動基板13はX方向側の端に第1端子15、第2端子16、第3端子17、第4端子18が設置されている。X方向側の底面2cには第1端子21、第2端子22、第3端子23、第4端子24が設置されている。第1端子15は第1端子21と第1金属線としての金線25により接続され、第2端子16は第2端子22と金線25により接続されている。さらに、第3端子17は第3端子23と金線25により接続され、第4端子18は第4端子24と金線25により接続されている。
筐体2には貫通電極26が設置され、第1端子21は第1端子5と貫通電極26により接続されている。同様に、第2端子22は第2端子6と貫通電極26により接続され、第3端子23は第3端子7と貫通電極26により接続されている。さらに、第4端子24は第4端子8と貫通電極26により接続されている。つまり、第1端子15は第1端子5と接続され、第2端子16は第2端子6と接続されている。そして、第3端子17は第3端子7と接続され、第4端子18は第4端子8と接続されている。
第1端子5〜第4端子8は制御部としての電圧制御部20と接続されている。電圧制御部20は第1端子5〜第4端子8、貫通電極26、第1端子21〜第4端子24及び金線25を介して第1端子15〜第4端子18の電圧を制御する。
第1蓋体3及び第2蓋体9は光透過性を有するガラスによって形成されている。可動基板13及び固定基板14の材料にはソーダガラス、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、水晶等を用いることができる。従って、第1蓋体3、干渉フィルター12、第2蓋体9を光27が通過することが可能になっている。筐体2の材質は第1蓋体3及び第2蓋体9と線膨張係数が近い材質であれば良く特に限定されないが、本実施形態では例えば、筐体2の材質にセラミックを用いている。
図3(a)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図2(a)のB−B線に沿う断面から見た図である。図2(a)及び図3(a)に示すように、可動基板13のX方向且つY方向側の角では固定部28が設置され、固定部28により可動基板13は端部の側面にて筐体2の側壁部2dに固定されている。固定部28は、例えば、エポキシ系やシリコーン系の接着剤にて構成されている。
筐体2と干渉フィルター12とは固定部28により1か所で固定されている。これにより、光学モジュール1が加熱されて、筐体2及び干渉フィルター12が伸長しても干渉フィルター12が反って変形しないようになっている。
図3(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図2(a)のC−C線に沿う断面から見た図である。図2(a)及び図3(b)に示すように、干渉フィルター12の−X方向且つ−Y方向側の角では抑え部29が設置されている。筐体2は−X方向且つ−Y方向側の角に凹部2eが設置され、抑え部29の一端は凹部2eに固定されている。抑え部29は、例えば、エポキシ系やシリコーン系の接着剤にて固定することができる。
抑え部29は弾性を有しX方向に延びる梁の形状をしており、−X側が筐体2に固定される片持ち梁となっている。抑え部29のX方向側の端は干渉フィルター12側に突出した凸部29aを有している。そして、凸部29aが干渉フィルター12を付勢する。抑え部29は固定部28と離れた場所で干渉フィルター12を抑えている。これにより、固定部28と離れた場所で干渉フィルター12がZ方向に振動しても抑え部29が干渉フィルター12の振動を抑制することができる。
抑え部29は干渉フィルター12と接しているが、固定されていない。従って、干渉フィルター12がX方向及びY方向に伸縮しても干渉フィルター12が反って変形しないようになっている。
底面2cと可動基板13との間には隙間があっても良いが、隙間が無い方が好ましい。抑え部29が干渉フィルター12を底面2cに向けて付勢するので、可動基板13が底面2cと接触する方が振動を抑制することができる。可動基板13と底面2cとが擦れることにより振動を減衰させやすくすることができる。
図4(a)は干渉フィルターの構造を示す模式側断面図である。図4(b)は可動基板の構造を示す模式平面図であり、図4(c)は固定基板の構造を示す模式平面図である。図4(a)に示すように、干渉フィルター12では可動基板13と固定基板14とが接合膜30により接合されている。接合膜30には例えば、シロキサンを主成分とするプラズマ重合膜等により構成された膜を用いることができる。固定基板14のZ方向側の面にはアパーチャー31が設置されている。
アパーチャー31は例えばCr等の非透光性部材の膜である。アパーチャー31は円環状であり、環内周径は干渉フィルター12が光干渉する光27の有効径に設定されている。これにより、アパーチャー31は光学モジュール1に入射した光27を所定の範囲に限定して絞ることができる。
図4(a)及び図4(b)に示すように、Z方向から見た平面視で可動基板13には中央を囲む円環状の溝13aが設置されている。溝13aに囲まれた円柱状の部分を可動部13bとする。可動部13bの周囲に位置し溝13aにより薄くなっている部分を保持部13cとする。保持部13cは厚みが薄いので変形し易くなっている。これにより、可動部13bは容易にZ方向に移動することが可能になっている。可動基板13は厚みが例えば200μmに形成されるガラス基材を加工することで形成されている。
可動部13bには+Z方向側の面に第1反射膜としての可動反射膜32及び可動電極33が設置されている。可動反射膜32は略円形の膜であり、第3端子17と接続されている。第3端子17は筐体2の第3端子7と接続されているので、可動反射膜32は第3端子7と接続されている。
可動電極33は可動反射膜32の周囲に位置し円環状に可動反射膜32を囲んでいる。可動電極33は円環状の+X方向側が分断され、分断された場所に可動反射膜32の一部が設置されている。可動電極33は第2端子16と接続されている。第2端子16は筐体2の第2端子6と接続されているので、可動電極33は第2端子6と接続されている。
図4(a)及び図4(c)に示すように、−Z方向から見た平面視で固定基板14の中央には円柱状に−Z方向に突出する反射膜設置部14aが設置されている。反射膜設置部14aの周囲には円環状に凹んだ電極設置溝14bが設置されている。さらに、電極設置溝14bは+X方向側に延び固定基板14の外周にまで延在している。従って、干渉フィルター12は電極設置溝14bが開口している。固定基板14は厚みが例えば500μmに形成されたガラス基材を加工することで形成されている。
反射膜設置部14aには−Z方向側の面に第2反射膜としての固定反射膜34が設置されている。固定反射膜34は略円形の膜であり固定反射膜34のX方向側に位置する反射膜端子35と接続されている。固定反射膜34の周囲では電極設置溝14bに固定電極36が設置されている。固定電極36は固定反射膜34の周囲に位置し円環状に固定反射膜34を囲んでいる。固定電極36は円環状の−X方向側が分断され、分断された場所に固定反射膜34の一部が設置されている。固定電極36は固定電極端子37と接続されている。
反射膜端子35と第4端子18との間にはバンプ電極38が設置され、バンプ電極38により反射膜端子35は第4端子18と接続されている。第4端子18は筐体2の第4端子8と接続されているので、固定反射膜34は第4端子8と接続されている。同様に、固定電極端子37と第1端子15との間にはバンプ電極38が設置され、バンプ電極38により固定電極端子37は第1端子15と接続されている。第1端子15は筐体2の第1端子5と接続されているので、固定電極36は第1端子5と接続されている。
可動反射膜32及び固定反射膜34の材質には、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、可動反射膜32及び固定反射膜34の材質には、例えば高屈折層をTiO2、低屈折層をSiO2とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜(または合金膜)を積層した反射膜や、金属膜(または合金膜)上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層(TiO2やSiO2等)と金属膜(または合金膜)とを積層した反射膜等を用いてもよい。
可動電極33と固定電極36とは円環状の部分が対向して設置されている。そして、電圧制御部20が、第2端子6と第1端子5との間に所定のステップ電圧を印加する。これにより、可動電極33と固定電極36との間に静電引力が発生する。静電引力により保持部13cが撓むことで、可動部13bが固定基板14側に変位し、反射膜間ギャップ41を所望の寸法に設定することが可能となる。可動電極33、固定電極36及び保持部13c等により間隔制御部としての静電アクチュエーター42が構成されている。
可動反射膜32及び固定反射膜34は干渉フィルター12に入射する光27の一部を反射し一部を透過する。可動反射膜32と固定反射膜34との間で多重反射が生じ、位相の合う光27は光27が進行する方向に透過して進行する。電圧制御部20が反射膜間ギャップ41を制御することにより干渉フィルター12は所定の波長の光27を透過させることができる。
可動部13bがZ方向に移動するとき、干渉フィルター12に反動が伝わり干渉フィルター12が振動する。干渉フィルター12は固定部28において筐体2に固定されているので、干渉フィルター12は片持ち梁の形態となっている。干渉フィルター12が振動するとき、干渉フィルター12は固定部28から離れた場所の振幅が大きくなる。
抑え部29は固定部28と離れた場所で干渉フィルター12を抑える。電圧制御部20が反射膜間ギャップ41の間隔を変えるとき干渉フィルター12は固定部28から離れた場所で振動する。そして、固定部28から離れた場所では抑え部29が干渉フィルター12を抑えるので干渉フィルター12の振動を抑制することができる。
可動反射膜32及び固定反射膜34は電圧制御部20に接続されている。電圧制御部20は可動反射膜32の電位を固定反射膜34の電位と同じ電位にする。これにより、電圧制御部20は可動反射膜32と固定反射膜34との間に静電引力が作用しないようにしている。従って、電圧制御部20は反射膜間ギャップ41を精度良く制御することができる。
さらに、電圧制御部20は可動反射膜32と固定反射膜34との間の静電容量を測定することにより反射膜間ギャップ41を推定する機能も備えている。
固定部28は可動反射膜32及び固定反射膜34の外側に位置しているので、光27の通過しない場所に位置する。抑え部29も可動反射膜32及び固定反射膜34の外側に位置しているので、光27の通過しない場所に位置する。従って、固定部28及び抑え部29は光27に影響を及ぼさないようになっている。
図5は光学モジュールの製造方法を説明するための模式図である。図5(a)に示すように、まず、筐体2及び干渉フィルター12を用意する。筐体2には第1蓋体3、第1端子5〜第4端子8、貫通電極26、第1端子21〜第4端子24等が設置されている。可動基板13には溝13aが設置され、可動反射膜32、可動電極33及びバンプ電極38等が設置されている。固定基板14には電極設置溝14bが形成され、固定反射膜34、固定電極36及びアパーチャー31等が設置されている。可動基板13と固定基板14とが接合膜30により接合されて干渉フィルター12が形成されている。尚、筐体2及び干渉フィルター12の製造方法は公知の方法を用いて製造することが可能であり説明を省略する。
次に、筐体2または干渉フィルター12に固定部28の材料を配置し、固定部28の材料を挟んで筐体2の側壁部2dに干渉フィルター12を接合する。このとき、治具を用いて筐体2と干渉フィルター12との位置関係を固定する。続いて、固定部28が熱硬化型の接着剤であるときには固定部28を加熱乾燥し、さらに加熱して固定部28を固化する。固定部28が固化した後で治具を除去する。
図5(b)に示すように、次に、第1端子15と第1端子21とを金線25で接続し、第2端子16と第2端子22とを金線25で接続する。さらに、第3端子17と第3端子23とを金線25で接続し、第4端子18と第4端子24とを金線25で接続する。金線25の接続はワイヤーボンディング法を用いて行われる。
続いて、凹部2eにエポキシ系やシリコーン系の接着剤を塗布する。次に、凹部2eに抑え部29を配置し接着剤を乾燥して溶剤を除去し、さらに加熱温度を上昇して固化する。このとき、治具を用いて筐体2と抑え部29との位置関係を固定する。続いて、抑え部29を加熱して固化する。接着剤が固化した後で治具を除去する。尚、金線25を設置する工程と抑え部29を固定する工程との順番を逆にしても良い。製造し易い順番でも良い。
図5(c)に示すように、次に、筐体2に第2蓋体9を接合する。まず、筐体2の第2蓋体9を設置する予定の面に低融点ガラスペーストを配置する。次に、筐体2上に第2蓋体9を配置し、真空チャンバー装置等によって真空雰囲気に設定された環境下で加熱する。低融点ガラスペーストが溶融した後、徐冷する。これにより、内部空間11が減圧された状態で光学モジュール1が封止される。このときにも、干渉フィルター12は1か所の固定部28で筐体2に固定されているので、干渉フィルター12には反り変形が生じ難くなっている。以上の工程により光学モジュール1が完成する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、光学モジュール1は干渉フィルター12を備えている。干渉フィルター12には可動反射膜32及び固定反射膜34が設置され、電圧制御部20が可動反射膜32と固定反射膜34との間隔を制御する。可動反射膜32及び固定反射膜34は光27の一部を反射し一部を透過する。可動反射膜32と固定反射膜34との間で多重反射が生じ、位相の合う光27は光27が進行する方向に透過して進行する。電圧制御部20が可動反射膜32と固定反射膜34との間隔を制御することにより干渉フィルター12は所定の波長の光27を透過させることができる。
(1)本実施形態によれば、光学モジュール1は干渉フィルター12を備えている。干渉フィルター12には可動反射膜32及び固定反射膜34が設置され、電圧制御部20が可動反射膜32と固定反射膜34との間隔を制御する。可動反射膜32及び固定反射膜34は光27の一部を反射し一部を透過する。可動反射膜32と固定反射膜34との間で多重反射が生じ、位相の合う光27は光27が進行する方向に透過して進行する。電圧制御部20が可動反射膜32と固定反射膜34との間隔を制御することにより干渉フィルター12は所定の波長の光27を透過させることができる。
(2)本実施形態によれば、干渉フィルター12は筐体2の内部に設置され、干渉フィルター12は固定部28により筐体2の側壁部2dに固定されている。抑え部29は固定部28と離れた場所で干渉フィルター12を抑える。電圧制御部20が可動反射膜32と固定反射膜34との間隔を変えるとき干渉フィルター12は固定部28から離れた場所が振動する。そして、固定部28から離れた場所では抑え部29が干渉フィルター12を抑えるので干渉フィルター12の振動を抑制することができる。従って、干渉フィルター12が振動しても短時間で制振させることができる。
(3)本実施形態によれば、抑え部29は弾性を有し筐体2に固定される片持ち梁である。抑え部29の一端は筐体2に固定されている。そして、他端は干渉フィルター12を付勢する。従って、干渉フィルター12が振動するときにも抑え部29は干渉フィルター12の振動を抑制することができる。そして、光学モジュール1が加熱されるとき、干渉フィルター12は筐体2に対して収縮または伸長する。このときにも、抑え部29が干渉フィルター12を移動可能に付勢することにより干渉フィルター12が反って変形することを抑制することができる。
(第2の実施形態)
次に、光学モジュールの一実施形態について図6を用いて説明する。図6(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図6(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図6(a)のD−D線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、抑え部に金属線を用いた点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、光学モジュールの一実施形態について図6を用いて説明する。図6(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図6(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図6(a)のD−D線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、抑え部に金属線を用いた点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図6に示すように、光学モジュール44は筐体2を備え、底面2cには干渉フィルター45が設置されている。凹部2eにおいて+Z方向を向く面には金属膜46が設置されている。
干渉フィルター45は+Z方向を向く面において−X方向側かつ−Y方向に金属膜47が設置されている。金属膜47は固定部28から離れた場所に設置されている。そして、金属膜46と金属膜47とを架橋する抑え部及び第2金属線としての金線48が配置されている。金線48は撓んで設置されている。従って、干渉フィルター45が伸縮しても反って変形しないようになっている。金属膜46及び金属膜47はスパッタ法、蒸着法等により成膜しフォトリソ法及びエッチング法を用いて形成することができる。金属膜46は第1端子21を設置する工程と同じ工程で設置することができる。金属膜47は第1端子15を設置する工程と同じ工程で設置することができる。金線48は金線25を設置する工程と同じ工程にてワイヤーボンディング法を用いて設置することができる。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、金線48は、金属が線状に形成されているのでばね性を有する。金線48の一端は筐体2に固定されている。そして、他端は干渉フィルター45に固定されている。従って、金線48はばね性を有し、干渉フィルター45が振動するときにも金線48は干渉フィルターの振動を抑制することができる。
(1)本実施形態によれば、金線48は、金属が線状に形成されているのでばね性を有する。金線48の一端は筐体2に固定されている。そして、他端は干渉フィルター45に固定されている。従って、金線48はばね性を有し、干渉フィルター45が振動するときにも金線48は干渉フィルターの振動を抑制することができる。
(2)本実施形態によれば、干渉フィルター45と筐体2とは金線25により接続され、金線25は干渉フィルター45に電気を供給する。そして、金線25と金線48とは同じ工程にて設置することができる為、光学モジュールを製造し易い構造にすることができる。
(第3の実施形態)
次に、光学モジュールの一実施形態について図7を用いて説明する。図7(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図7(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図7(a)のE−E線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、抑え部は第2蓋体9に設置された凸部である点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、光学モジュールの一実施形態について図7を用いて説明する。図7(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図7(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図7(a)のE−E線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、抑え部は第2蓋体9に設置された凸部である点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図7に示すように、光学モジュール51は筐体52を備え、筐体52の底面52cには干渉フィルター12が設置されている。筐体52は第1の実施形態の筐体2と比べて凹部2eが除かれている点が異なり他の形態は同じ形態になっている。
筐体52の+Z方向側には第2蓋体9が設置されている。第2蓋体9において干渉フィルター12を向く面には第2蓋体9から突出する抑え部としての凸部53が設置されている。固定部28と離れた場所で凸部53は干渉フィルター12と接触する。
凸部53は金、銀、銅、鉄、アルミニウム等の金属からなり加熱されても不要なガスを内部空間11に放出しないようになっている。凸部53が銀のときには、第2蓋体9に銀ペーストを塗布し加熱してバインダーを除去することにより凸部53を形成することができる。その後で、第2蓋体9を筐体52に設置して封止する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、抑え部は第2蓋体9から突出して設置された凸部53である。凸部53は第2蓋体9に固定され、干渉フィルター12を押圧する。従って、干渉フィルター12が振動するときにも凸部53は干渉フィルター12の振動を抑制することができる。
(1)本実施形態によれば、抑え部は第2蓋体9から突出して設置された凸部53である。凸部53は第2蓋体9に固定され、干渉フィルター12を押圧する。従って、干渉フィルター12が振動するときにも凸部53は干渉フィルター12の振動を抑制することができる。
(2)本実施形態によれば、凸部53は第2蓋体9に設置され、第2蓋体9は筐体52に設置される。凸部53は第2蓋体9に容易に設置することができる。従って、凸部53は設置しやすい工程にて設置することができる。
(第4の実施形態)
次に、光学モジュールの一実施形態について図8を用いて説明する。図8(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図8(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図8(a)のF−F線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第3の実施形態と異なるところは、抑え部は第2蓋体9に設置され金属膜で覆われた樹脂塊である点にある。尚、第3の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、光学モジュールの一実施形態について図8を用いて説明する。図8(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図8(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図8(a)のF−F線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第3の実施形態と異なるところは、抑え部は第2蓋体9に設置され金属膜で覆われた樹脂塊である点にある。尚、第3の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図8に示すように、光学モジュール56は筐体52を備え、筐体52の底面52cには干渉フィルター12が設置されている。
筐体52の+Z方向側には第2蓋体9が設置されている。第2蓋体9において干渉フィルター12を向く面には第2蓋体9から突出する抑え部としての凸部57が設置されている。固定部28と離れた場所で凸部57は干渉フィルター12と接触する。凸部57の内側には樹脂が半球状に固まった樹脂塊58が設置され、樹脂塊58の外側には金属膜59が設置されている。金属膜59は樹脂塊58を覆って設置されている。
凸部57は表面が金属膜59で覆われているので加熱されても不要なガスを内部空間11に放出しないようになっている。樹脂塊58は第2蓋体9に樹脂を含むペーストを印刷し固化することにより形成することができる。印刷にはオフセット印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法等各種の印刷を用いることができる。樹脂に熱硬化型の樹脂を用いるときには加熱することにより樹脂塊58を形成することができる。他にも、樹脂に光熱硬化型の樹脂を用いるときには光を照射することにより樹脂塊58を形成することができる。
金属膜59は無電解めっき法やスパッタ法、蒸着法にて成膜し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて形成することができる。金属膜59における金属の種類は特に限定されず、例えば、ニッケル、銅、銀、金等を用いることができる。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、凸部57は第2蓋体9から突出して設置された樹脂塊58である。凸部57は第2蓋体9に固定されている。そして、凸部57は干渉フィルター12を押圧する。樹脂塊58は弾力性があるので、凸部57は干渉フィルター12を付勢し、干渉フィルター12が振動するときにも干渉フィルター12の振動を抑制することができる。
(1)本実施形態によれば、凸部57は第2蓋体9から突出して設置された樹脂塊58である。凸部57は第2蓋体9に固定されている。そして、凸部57は干渉フィルター12を押圧する。樹脂塊58は弾力性があるので、凸部57は干渉フィルター12を付勢し、干渉フィルター12が振動するときにも干渉フィルター12の振動を抑制することができる。
(2)本実施形態によれば、樹脂塊58は金属膜59に覆われている。金属膜59は樹脂が分離して干渉フィルター12の動きに影響を及ぼすことを防止する。凸部57は第2蓋体9に設置され、第2蓋体9は筐体52に設置される。凸部57は第2蓋体9に容易に設置することができる。従って、凸部57は設置しやすい工程にて設置することができる。
(第5の実施形態)
次に、光学モジュールの一実施形態について図9を用いて説明する。図9(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図9(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図9(a)のG−G線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、抑え部は干渉フィルター12の上面と筐体の底面に設置された板部材である点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、光学モジュールの一実施形態について図9を用いて説明する。図9(a)は光学モジュールの構造を示す模式平面図であり、第2蓋体9が省略された図である。図9(b)は光学モジュールの構造を示す模式側断面図であり、図9(a)のG−G線に沿う断面から見た図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、抑え部は干渉フィルター12の上面と筐体の底面に設置された板部材である点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図9に示すように、光学モジュール62は筐体63を備え、筐体63の底面63cには干渉フィルター64が設置されている。筐体63は第1の実施形態の筐体2の凹部2eが凹部63eになっている点が異なり他の形態は同じ形態になっている。凹部63eの深さは底面63cと同じ深さとなっている。凹部63eにおいて+Z方向を向く面には金属膜65が設置されている。
干渉フィルター64は+Z方向を向く面において−X方向側かつ−Y方向に金属膜66が設置されている。金属膜66は固定部28から離れた場所に設置されている。そして、金属膜65と金属膜66とを架橋する抑え部としての板部材67が配置されている。板部材67には金属製の板材の他、金属製の板材に樹脂をコーティングした材料を用いることができる。金属製の板材に樹脂をコーティングした材料にはフィレキシブルケーブルを用いることができる。
板部材67は弾性があり変形し易い厚みになっている。板部材67は撓んで設置されている。加熱により干渉フィルター64が伸縮するときには板部材67が変形して干渉フィルター64が反らないようになっている。金属膜65と板部材67との接合及び金属膜66と板部材67との接合にははんだ付けを用いることができる。他にも、凹部63eと板部材67との接合及び干渉フィルター64のZ方向を向く面と板部材67との接合には接着剤を用いても良い。このときには金属膜65及び金属膜66の設置を省略することができる。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、板部材67の一端は筐体63に固定されている。そして、板部材67の他端は干渉フィルター64に固定されている。板部材67はばね性を有し、干渉フィルター64が振動するときにも板部材67は干渉フィルター64の振動を抑制することができる。
(1)本実施形態によれば、板部材67の一端は筐体63に固定されている。そして、板部材67の他端は干渉フィルター64に固定されている。板部材67はばね性を有し、干渉フィルター64が振動するときにも板部材67は干渉フィルター64の振動を抑制することができる。
(2)本実施形態によれば、板部材67は金属製であることから干渉フィルター64に金属膜66及び筐体63に金属膜65を設けることにより容易に設置することができる。従って、光学モジュール62を製造し易い構造にすることができる。
(第6の実施形態)
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを備えた測色装置の一実施形態について図10を用いて説明する。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを備えた測色装置の一実施形態について図10を用いて説明する。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(測色装置)
図10は、測色装置の構成を示すブロック図である。図10に示すように、電子機器としての測色装置70は、測定対象物71に光を射出する光源装置72と、測色センサー73と、測色装置70の全体動作を制御する制御装置76とを備える。そして、この測色装置70は光源装置72から射出される光を測定対象物71にて反射させる。反射された検査対象光を測色センサー73が受光し、測色センサー73から出力される検出信号に基づいて測色装置70は検査対象光の色度すなわち測定対象物71の色を分析して測定する。
図10は、測色装置の構成を示すブロック図である。図10に示すように、電子機器としての測色装置70は、測定対象物71に光を射出する光源装置72と、測色センサー73と、測色装置70の全体動作を制御する制御装置76とを備える。そして、この測色装置70は光源装置72から射出される光を測定対象物71にて反射させる。反射された検査対象光を測色センサー73が受光し、測色センサー73から出力される検出信号に基づいて測色装置70は検査対象光の色度すなわち測定対象物71の色を分析して測定する。
光源装置72は光源77及び複数のレンズ78(図中には1つのみ記載)を備え、測定対象物71に対して例えば基準光(例えば、白色光)を射出する。また、複数のレンズ78にはコリメーターレンズが含まれてもよい。この場合、光源77から射出された基準光をコリメーターレンズが平行光にし、光源装置72は図示しない投射レンズから測定対象物71に向かって光を射出する。尚、本実施形態では、光源装置72を備える測色装置70を例示するが、例えば測定対象物71が液晶パネル等の発光部材である場合、光源装置72が設けられない構成としてもよい。
測色センサー73は光学モジュールとしての光フィルター79と、光フィルター79を透過する光を受光するディテクター74と、光フィルター79を透過させる光の波長を制御する制御部としての波長制御部75とを備える。光フィルター79には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。波長制御部75は第1の実施形態における電圧制御部20の機能を備えている。
また、測色センサー73は、光フィルター79に対向する場所に図示しない入射光学レンズを備えている。入射光学レンズは測定対象物71で反射された反射光(検査対象光)を測色センサー73の内部に導光する。そして、測色センサー73では入射光学レンズから入射した検査対象光のうち所定の波長の光を光フィルター79が分光し、分光した光をディテクター74が受光する。
制御装置76は測色装置70の全体動作を制御する。この制御装置76としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや携帯情報端末の他にも測色専用コンピューター等を用いることができる。そして、制御装置76は光源制御部80、測色センサー制御部81及び測色処理部82等を備えて構成されている。光源制御部80は光源装置72に接続され、例えば、操作者の設定入力に基づいて光源装置72に所定の制御信号を出力して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81は測色センサー73に接続されている。例えば、操作者の設定入力に基づいて測色センサー73にて受光させる光の波長を測色センサー制御部81が設定する。そして、設定した波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー制御部81が測色センサー73に出力する。これにより、制御信号に基づいて波長制御部75は光フィルター79を駆動させる。測色処理部82は、ディテクター74により検出された受光量から、測定対象物71の色度を分析する。
光フィルター79には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。光フィルター79は干渉フィルターの振動を抑制することができるモジュールである。従って、測色装置70は測色する光の波長を切り替えるときにも短時間で切り替えることができる光フィルター79を備えた電子機器とすることができる。
(第7の実施形態)
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを備えたガス検出装置の一実施形態について図11及び図12を用いて説明する。このガス検出装置は、例えば、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に用いられる。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを備えたガス検出装置の一実施形態について図11及び図12を用いて説明する。このガス検出装置は、例えば、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に用いられる。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
図11は、ガス検出装置の構成を示す模式正面図であり、図12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。図11に示すように、電子機器としてのガス検出装置85はセンサーチップ86と吸引口87a、吸引流路87b、排出流路87c及び排出口87dを備えた流路87と本体部88とを有する構成となっている。
本体部88は、センサー部カバー89、排出手段90及び筐体91を備えている。センサー部カバー89を開閉することにより、流路87を着脱することが可能になっている。さらに、本体部88は光学部92、フィルター93、光学モジュールとしての光フィルター94、受光素子95(検出部)等を含む検出装置を備えている。光フィルター94には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。
さらに、本体部88は検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部96(処理部)及び電力を供給する電力供給部97等を備えている。光学部92は、光を射出する光源98、ビームスプリッター99、レンズ100、レンズ101及びレンズ102により構成されている。ビームスプリッター99は光源98から入射された光をセンサーチップ86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95側に透過する。
図12に示すように、ガス検出装置85には操作パネル103、表示部104、外部とのインターフェイスのための接続部105及び電力供給部97が設けられている。電力供給部97が二次電池の場合には充電のための接続部106を備えてもよい。更に、ガス検出装置85の制御部96は、CPU等により構成された信号処理部109及び光源98を制御するための光源ドライバー回路110を備えている。更に、制御部96は光フィルター94を制御するための制御部としての波長制御部111、受光素子95からの信号を受信する受光回路112を備えている。波長制御部111は第1の実施形態における電圧制御部20の機能を備えている。更に、制御部96はセンサーチップ86のコードを読み取り、センサーチップ86の有無を検出するセンサーチップ検出器113からの信号を受信するセンサーチップ検出回路114を備えている。更に、制御部96は排出手段90を制御する排出ドライバー回路115等を備えている。
次に、ガス検出装置85の動作について説明する。本体部88の上部のセンサー部カバー89の内部にはセンサーチップ検出器113が設けられている。センサーチップ検出器113によりセンサーチップ86の有無が検出される。信号処理部109はセンサーチップ検出器113からの検出信号を検出するとセンサーチップ86が装着された状態であると判断する。そして、信号処理部109は表示部104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。
そして、操作者により操作パネル103が操作され、操作パネル103から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部109へ出力される。まず、信号処理部109は光源ドライバー回路110に光源駆動の指示信号を出力して光源98を作動させる。光源98が駆動されると、光源98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。光源98には温度センサーや光量センサーが内蔵されており、センサーの情報が信号処理部109へ出力される。光源98から入力された温度や光量に基づいて、光源98が安定動作していると信号処理部109が判断すると、信号処理部109は排出ドライバー回路115を制御して排出手段90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87aから吸引流路87b、センサーチップ86内、排出流路87c、排出口87dへと誘導される。尚、吸引口87aには、除塵フィルター87eが設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気等が除去される。
センサーチップ86は金属ナノ構造体が複数組み込まれた素子であり、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86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る。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92を通ってフィルター93に入射する。フィルター93によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が光フィルター94に入射する。
そして、信号処理部109は波長制御部111に対して制御信号を出力する。これにより、波長制御部111は光フィルター94のアクチュエーターを駆動させて検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を光フィルター94に分光させる。分光した光が受光素子95にて受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路112を介して信号処理部109に出力される。
信号処理部109は、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する。そしてし、検出対象となるガス分子が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109は表示部104にその結果情報を表示し、接続部105から外部へ出力する。
ラマン散乱光を光フィルター94により分光し、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85を例示した。ガス検出装置85はガス固有の吸光度を検出して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に光フィルター94を用いる。そして、ガス検出装置は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、判別する電子機器である。ガス検出装置85はこのような構成にすることで光フィルター94を用いてガスの成分を検出することができる。
光フィルター94には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。光フィルター94は干渉フィルターの振動を抑制することができるモジュールである。従って、ガス検出装置85は検出する光の波長を切り替えるときにも短時間で切り替えることができる光フィルター94を備えた電子機器とすることができる。
(第8の実施形態)
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを備えた食物分析装置の一実施形態について図13を用いて説明する。上記の光学モジュールは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に用いることができる。食物分析装置は物質成分分析装置の1種である。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを備えた食物分析装置の一実施形態について図13を用いて説明する。上記の光学モジュールは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に用いることができる。食物分析装置は物質成分分析装置の1種である。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
図13は、食物分析装置の構成を示すブロック図である。図13に示すように、電子機器としての食物分析装置118は検出器119、制御部120及び表示部121を備えている。検出器119は光を射出する光源122、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ123、撮像レンズ123から導入された光を分光する光学モジュールとしての光フィルター124を備えている。光フィルター124には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。
さらに、検出器119は分光された光を検出する撮像部125(検出部)を備えている。また、制御部120は光源122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126及び光フィルター124を制御する制御部としての波長制御部127を備えている。波長制御部127は第1の実施形態における電圧制御部20の機能を備えている。さらに、制御部120は撮像部125を制御して撮像部125で撮像された分光画像を取得する検出制御部128、信号処理部129及び記憶部130を備えている。
食物分析装置118を駆動させると光源制御部126により光源122が制御されて光源122から測定対象物131に光が照射される。そして、測定対象物131で反射された光は撮像レンズ123を通って光フィルター124に入射する。光フィルター124は波長制御部127の制御により駆動される。これにより、光フィルター124から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、例えば、CCDカメラ等により構成される撮像部125に撮像される。また、撮像された光は分光画像として記憶部130に蓄積される。また、信号処理部129は波長制御部127を制御して光フィルター124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。
そして、信号処理部129は記憶部130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130には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いる。記憶部130に記憶された食物に関する情報を基に信号処理部129は求めたスペクトルのデータを分析する。そして、信号処理部129は測定対象物131に含まれる食物成分と各食物成分含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から信号処理部129は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、信号処理部129は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る。更には、信号処理部129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129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121に表示させる処理をする。
光フィルター124には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。光フィルター124は干渉フィルターの振動を抑制することができるモジュールである。従って、食物分析装置118は検出する光の波長を切り替えるときにも短時間で切り替えることができる光フィルター124を備えた電子機器とすることができる。
また、食物分析装置118の他にも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に食物分析装置118を用いることができる。他にも、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に食物分析装置118を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。
更には、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62を用いた電子機器としては、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、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62により特定波長の光を分光する。そして、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、このように上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62でデータを抽出する電子機器により各波長の光のデータを処理することで、複数波長の光通信を実施することもできる。
(第9の実施形態)
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62を備えた分光カメラの一実施形態について図14を用いて説明する。光を分光させて分光画像を撮像する分光カメラや分光分析機等に上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを用いることができる。このような分光カメラの一例として、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62を備えた分光カメラの一実施形態について図14を用いて説明する。光を分光させて分光画像を撮像する分光カメラや分光分析機等に上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを用いることができる。このような分光カメラの一例として、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。
図14は、分光カメラの構成を示す概略斜視図である。図14に示すように、電子機器としての分光カメラ134はカメラ本体135、撮像レンズユニット136及び撮像部137を備えている。カメラ本体135は操作者により把持され操作される部分である。
撮像レンズユニット136はカメラ本体135に接続され、入射した画像光を撮像部137に導光する。また、この撮像レンズユニット136は対物レンズ138、結像レンズ139及びこれらのレンズ間に設けられた光学モジュールとしての光フィルター140を備えて構成されている。光フィルター140には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。さらに、カメラ本体135には光フィルター140が分光する光の波長を制御する制御部としての波長制御部141が設置されている。波長制御部141は第1の実施形態における電圧制御部20の機能を備えている。
撮像部137は受光素子により構成され、撮像レンズユニット136により導光された画像光を撮像する。分光カメラ134では光フィルター140が撮像対象となる波長の光を透過させて、撮像部137が所望の波長の光の分光画像を撮像する。
光フィルター140には上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れかが用いられている。光フィルター140は干渉フィルターの振動を抑制することができるモジュールである。従って、分光カメラ134は検出する光の波長を切り替えるときにも短時間で切り替えることができる光フィルター140を備えた電子機器とすることができる。
更には、光フィルター140を組み合わせた光学モジュールをバンドパスフィルターとして用いてもよい。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光フィルター140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、光学モジュール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、網膜及び虹彩等の認証装置にも適用できる。更には、光学モジュールを濃度検出装置に用いることができる。この場合、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62の何れか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。
上記に示すように、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62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、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62は上記のように複数の波長を効率良く分光させることができる。このため、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効率よく実施することができる。したがって、単一波長を分光させる複数の光モジュールにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、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。このときにも、上記の光学モジュール1、光学モジュール44、光学モジュール51、光学モジュール56、光学モジュール62は透過する光の波長を短時間で切り替えることができる為、これらの光学モジュールを用いた電子機器は複数の波長の光を効率良く取り出して利用することができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、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者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
前記第1の実施形態では、抑え部29が第2蓋体9と接触しない形態であった。第2蓋体9が抑え部29と接触し、抑え部29が第2蓋体9と干渉フィルター12とに挟まれる形態にしても良い。これにより、抑え部29は確実に干渉フィルター12を押圧することができる。その結果、抑え部29は確実に干渉フィルター12の振動を抑えることができる。
(変形例1)
前記第1の実施形態では、抑え部29が第2蓋体9と接触しない形態であった。第2蓋体9が抑え部29と接触し、抑え部29が第2蓋体9と干渉フィルター12とに挟まれる形態にしても良い。これにより、抑え部29は確実に干渉フィルター12を押圧することができる。その結果、抑え部29は確実に干渉フィルター12の振動を抑えることができる。
(変形例2)
前記第1の実施形態では、抑え部29が筐体2に固定された。抑え部29は第2蓋体9に固定されても良い。このときにも、抑え部29が干渉フィルター12に接触して振動を減衰させることができる。そして、抑え部29は容易に第2蓋体9に固定することができる為、生産性良く光学モジュール1を製造することができる。
前記第1の実施形態では、抑え部29が筐体2に固定された。抑え部29は第2蓋体9に固定されても良い。このときにも、抑え部29が干渉フィルター12に接触して振動を減衰させることができる。そして、抑え部29は容易に第2蓋体9に固定することができる為、生産性良く光学モジュール1を製造することができる。
(変形例3)
前記第1の実施形態では、静電アクチュエーター42により反射膜間ギャップ41が制御された。反射膜間ギャップ41は静電引力の他に電磁気力を用いても良い。引力と斥力とを作用させることができるので、反射膜間ギャップ41を制御する範囲を広くすることができる。
前記第1の実施形態では、静電アクチュエーター42により反射膜間ギャップ41が制御された。反射膜間ギャップ41は静電引力の他に電磁気力を用いても良い。引力と斥力とを作用させることができるので、反射膜間ギャップ41を制御する範囲を広くすることができる。
(変形例4)
前記第1の実施形態では、固定部28は熱硬化型の接着剤を用いた。固定部28には紫外線硬化型の接着剤を用いても良い。短時間で固定部28を硬化できるので、生産性良く光学モジュール1を製造することができる。抑え部29を固定する接着剤についても同様に紫外線硬化型の接着剤を用いても良い。短時間で抑え部29を固定できるので、生産性良く光学モジュール1を製造することができる。
前記第1の実施形態では、固定部28は熱硬化型の接着剤を用いた。固定部28には紫外線硬化型の接着剤を用いても良い。短時間で固定部28を硬化できるので、生産性良く光学モジュール1を製造することができる。抑え部29を固定する接着剤についても同様に紫外線硬化型の接着剤を用いても良い。短時間で抑え部29を固定できるので、生産性良く光学モジュール1を製造することができる。
(変形例5)
前記第2の実施形態では、金線48が第2蓋体9と接触しない形態であった。金線48が第2蓋体9と接触し、金線48が第2蓋体9と干渉フィルター12とに挟まれる形態にしても良い。これにより、金線48は確実に干渉フィルター12を押圧することができる。その結果、金線48は確実に干渉フィルター12の振動を抑えることができる。
前記第2の実施形態では、金線48が第2蓋体9と接触しない形態であった。金線48が第2蓋体9と接触し、金線48が第2蓋体9と干渉フィルター12とに挟まれる形態にしても良い。これにより、金線48は確実に干渉フィルター12を押圧することができる。その結果、金線48は確実に干渉フィルター12の振動を抑えることができる。
(変形例6)
前記第2の実施形態では、金線48の材質は金にしたが、他の材質でも良い。銀、銅、鉄等の各種の金属や合金を用いることができる。弾性係数が適して生産性の良い材質を選択しても良い。
前記第2の実施形態では、金線48の材質は金にしたが、他の材質でも良い。銀、銅、鉄等の各種の金属や合金を用いることができる。弾性係数が適して生産性の良い材質を選択しても良い。
(変形例7)
前記第3の実施形態では、凸部53の材質は銀とし、銀ペーストを用いて形成した。凸部53の材質は銀以外の金属でも良い。金、銅、鉄等の各種の金属や合金を用いることができる。このときには、凸部53を接着剤にて接着固定しても良い。
前記第3の実施形態では、凸部53の材質は銀とし、銀ペーストを用いて形成した。凸部53の材質は銀以外の金属でも良い。金、銅、鉄等の各種の金属や合金を用いることができる。このときには、凸部53を接着剤にて接着固定しても良い。
1,44,51,56,62…光学モジュール、2…筐体、9…蓋部としての第2蓋体、12,45,64…干渉フィルター、20…制御部としての電圧制御部、25…第1金属線としての金線、28…固定部、29…抑え部、32…第1反射膜としての可動反射膜、34…第2反射膜としての固定反射膜、42…間隔制御部としての静電アクチュエーター、48…抑え部及び第2金属線としての金線、53,57…抑え部としての凸部、58…樹脂塊、59…金属膜、67…抑え部としての板部材、70…電子機器としての測色装置、75,111,127,141…制御部としての波長制御部、79,94,124,140…光学モジュールとしての光フィルター、85…電子機器としてのガス検出装置、118…電子機器としての食物分析装置、134…電子機器としての分光カメラ。
Claims (7)
- 第1反射膜と、前記第1反射膜に対向する第2反射膜と、前記第1反射膜と前記第2反射膜の間隔を制御する間隔制御部と、を備えた干渉フィルターと、
内部空間を有し前記内部空間に前記干渉フィルターを収納する筐体と、
前記筐体に対して前記干渉フィルターの端部を固定する固定部と、
前記固定部と離れた場所で前記干渉フィルターを抑える抑え部と、
を備えることを特徴とする光学モジュール。 - 請求項1に記載の光学モジュールであって、
前記抑え部は弾性を有し前記筐体に固定される片持ち梁であることを特徴とする光学モジュール。 - 請求項1に記載の光学モジュールであって、
前記干渉フィルターと前記筐体とは通電する第1金属線により接続され、
前記抑え部は前記干渉フィルターと前記筐体とを架橋する第2金属線であることを特徴とする光学モジュール。 - 請求項1に記載の光学モジュールであって、
前記内部空間を封止する蓋部を有し、
前記抑え部は前記蓋部から突出して設置された凸部であることを特徴とする光学モジュール。 - 請求項1に記載の光学モジュールであって、
前記内部空間を封止する蓋部を有し、
前記抑え部は前記蓋部から突出して設置され樹脂塊の表面が金属膜で覆われた凸部であることを特徴とする光学モジュール。 - 請求項1に記載の光学モジュールであって、
前記抑え部は前記干渉フィルターと前記筐体とを接続する金属製の板部材であることを特徴とする光学モジュール。 - 第1反射膜と、前記第1反射膜に対向する第2反射膜と、前記第1反射膜と前記第2反射膜の間隔を制御する間隔制御部と、を備えた干渉フィルターと、
前記干渉フィルターを収納可能な内部空間を有する筐体と、
前記筐体の側壁部に対して前記干渉フィルターを固定する固定部と、
前記固定部と離れた場所で前記干渉フィルターを抑える抑え部と、を備える光学モジュールと、
前記光学モジュールを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014113812A JP2015227967A (ja) | 2014-06-02 | 2014-06-02 | 光学モジュールおよび電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014113812A JP2015227967A (ja) | 2014-06-02 | 2014-06-02 | 光学モジュールおよび電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015227967A true JP2015227967A (ja) | 2015-12-17 |
Family
ID=54885461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014113812A Pending JP2015227967A (ja) | 2014-06-02 | 2014-06-02 | 光学モジュールおよび電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015227967A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024116699A1 (ja) * | 2022-12-01 | 2024-06-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | フィルタユニット |
WO2024116685A1 (ja) * | 2022-12-01 | 2024-06-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | フィルタユニット |
-
2014
- 2014-06-02 JP JP2014113812A patent/JP2015227967A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024116699A1 (ja) * | 2022-12-01 | 2024-06-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | フィルタユニット |
WO2024116685A1 (ja) * | 2022-12-01 | 2024-06-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | フィルタユニット |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11493748B2 (en) | Optical filter device, optical module, and electronic apparatus | |
US20210191104A1 (en) | Optical Filter Device, Optical Module, Electronic Apparatus, And MEMS Device | |
JP5966405B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、及び光学フィルターデバイスの製造方法 | |
JP6098197B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
JP6119090B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
JP6107254B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
JP2015068887A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びmemsデバイス | |
JP6115519B2 (ja) | Mems駆動装置、電子機器、及びmems駆動方法 | |
JP6496973B2 (ja) | 光フィルター、光学モジュール、電子機器 | |
US20140240837A1 (en) | Variable-wavelength interference filter, optical filter device, optical module, and electronic apparatus | |
JP2015227967A (ja) | 光学モジュールおよび電子機器 | |
JP2013224995A (ja) | 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 | |
JP5696519B2 (ja) | 光モジュールおよび電子機器 | |
JP2016012097A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びmemsデバイス | |
JP2015161875A (ja) | 光フィルター、光学モジュール、電子機器および光フィルターの製造方法 | |
JP2015225148A (ja) | 光学モジュール、電子機器、及び波長可変干渉フィルターの制御方法 | |
JP6733712B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
JP2015161877A (ja) | 光学モジュールおよび電子機器 | |
JP2014153594A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
JP2014182323A (ja) | 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 | |
JP2013167844A (ja) | 波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器および波長可変干渉フィルターの製造方法 | |
JP2014013339A (ja) | 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 | |
JP2015227968A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及び光学フィルターデバイスの製造方法 | |
JP2016014710A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
JP2015227969A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160617 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20160627 |