JP2016011986A - 干渉フィルターの製造方法、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 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒロックやウィスカーの発生を抑制可能な干渉フィルターの製造方法、干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供する。【解決手段】固定基板、固定基板に設けられた固定反射膜５４、及び固定反射膜５４に対向する可動反射膜を備える波長可変干渉フィルターの製造方法であって、金属材料を用いて固定基板（第一ガラス基板Ｍ１）に固定反射膜５４を形成する反射膜形成工程と、固定基板（第一ガラス基板Ｍ１）を、固定反射膜５４が形成された面側が凸に反る方向に変形させる変形工程（加熱工程）と、を実施する。【選択図】図４
Description
本発明は、干渉フィルターの製造方法、干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器に関する。
従来、対向する一対の反射体（反射膜）を有し、この反射膜間の距離（ギャップ寸法）を変化させることで、測定対象の光から所定波長の光を選択して射出させるファブリーペロー干渉装置（干渉フィルター）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の干渉フィルターでは、ガラス等の透光性基板に、金属材料（例えば銀）を蒸着させることにより金属反射膜を形成している。
この特許文献１に記載の干渉フィルターでは、ガラス等の透光性基板に、金属材料（例えば銀）を蒸着させることにより金属反射膜を形成している。
ところで、特許文献１に記載の干渉フィルターのように、銀又は銀を含む合金（以下、銀合金とも称する）を用いて反射膜を形成することで、反射膜の反射率を高くすることができ、透過スペクトルの半値幅を狭くすることができる点で好ましい。
しかしながら、反射膜に金属材料の薄膜を用いた構成では、反射膜にヒロックやウィスカーが発生するおそれがある。特に、銀又は銀合金を用いるとヒロックやウィスカーが発生しやすい。
しかしながら、反射膜に金属材料の薄膜を用いた構成では、反射膜にヒロックやウィスカーが発生するおそれがある。特に、銀又は銀合金を用いるとヒロックやウィスカーが発生しやすい。
このように反射膜にヒロックやウィスカーが発生すると、反射膜の反射率が変化したり、透過スペクトルの半値幅が広がったり、干渉フィルターの光学特性が変化するおそれがある。
また、ウィスカーが干渉フィルターの反射膜間のギャップ寸法程度に成長する場合もある。この場合、ギャップ寸法を変更した際に、一方の反射膜から突出したウィスカーが、他方の反射膜に接触し、ギャップ寸法を適切に調整することができないおそれがある。
また、ウィスカーが干渉フィルターの反射膜間のギャップ寸法程度に成長する場合もある。この場合、ギャップ寸法を変更した際に、一方の反射膜から突出したウィスカーが、他方の反射膜に接触し、ギャップ寸法を適切に調整することができないおそれがある。
本発明は、ヒロックやウィスカーの発生を抑制可能な干渉フィルターの製造方法、干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明の一適用例に係る干渉フィルターの製造方法は、基板、前記基板に設けられた第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備える干渉フィルターの製造方法であって、金属材料を用いて前記基板に前記第一反射膜を形成する反射膜形成工程と、前記第一反射膜が形成された面側が凸に反る方向に前記基板を変形させる変形工程と、を実施することを特徴とする。
本適用例では、基板に金属材料を用いて第一反射膜を形成する。その後、第一反射膜が形成された面側が凸に反る方向に基板を変形させる。
このような方法では、第一反射膜は、基板の変形に応じて、基板平面視における外側に向かって引っ張られる。このため、反射膜形成工程で形成された第一反射膜に圧縮応力が発生していたとしても、当該圧縮応力を緩和できる、若しくは基板の変形量によっては圧縮応力を引張応力に変えることができる。ここで、ヒロックやウィスカーは、上記圧縮応力により、成長が促進されることが知られている。すなわち、本発明では、第一反射膜の圧縮応力を緩和、又は引張応力に変えることで、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
このような方法では、第一反射膜は、基板の変形に応じて、基板平面視における外側に向かって引っ張られる。このため、反射膜形成工程で形成された第一反射膜に圧縮応力が発生していたとしても、当該圧縮応力を緩和できる、若しくは基板の変形量によっては圧縮応力を引張応力に変えることができる。ここで、ヒロックやウィスカーは、上記圧縮応力により、成長が促進されることが知られている。すなわち、本発明では、第一反射膜の圧縮応力を緩和、又は引張応力に変えることで、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例の干渉フィルターの製造方法において、前記変形工程は、前記基板及び前記第一反射膜を加熱する加熱工程であることが好ましい。
本適用例では、干渉フィルターを加熱するという簡単な工程を実施することにより、第一反射膜が形成された基板を変形させることができ、上述のようにヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例では、干渉フィルターを加熱するという簡単な工程を実施することにより、第一反射膜が形成された基板を変形させることができ、上述のようにヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例の干渉フィルターの製造方法において、前記加熱工程において、前記基板の前記第一反射膜が形成された面側から加熱することが好ましい。
本適用例では、加熱工程において、基板の第一反射膜が形成された面側から、基板及び第一反射膜を加熱する。これにより、基板の第一反射膜とは反対側の面（以下、裏面とも称する）よりも、基板の第一反射膜側の面（以下、表面とも称する）の熱膨張を促進させることができる。すなわち、より確実に、裏面側よりも表面側の膨張量を大きくすることができ、表面側が凸に反る方向に基板を変形させることができる。したがって、より確実に基板の圧縮応力を緩和することができ、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例では、加熱工程において、基板の第一反射膜が形成された面側から、基板及び第一反射膜を加熱する。これにより、基板の第一反射膜とは反対側の面（以下、裏面とも称する）よりも、基板の第一反射膜側の面（以下、表面とも称する）の熱膨張を促進させることができる。すなわち、より確実に、裏面側よりも表面側の膨張量を大きくすることができ、表面側が凸に反る方向に基板を変形させることができる。したがって、より確実に基板の圧縮応力を緩和することができ、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例の干渉フィルターの製造方法において、前記第一反射膜の前記第二反射膜側の面に保護膜を形成する保護膜形成工程を実施することが好ましい。
本適用例では、第一反射膜の第二反射膜側の面に保護膜を形成する。これにより、保護膜により第一反射膜の表面から第二反射膜に向かってヒロックやウィスカーが発生することを抑制できる。また、保護膜により第一反射膜の酸化等の劣化を抑制できるので、干渉フィルターの分光特性の劣化を抑制でき、信頼性の低下を抑制できる。
本適用例では、第一反射膜の第二反射膜側の面に保護膜を形成する。これにより、保護膜により第一反射膜の表面から第二反射膜に向かってヒロックやウィスカーが発生することを抑制できる。また、保護膜により第一反射膜の酸化等の劣化を抑制できるので、干渉フィルターの分光特性の劣化を抑制でき、信頼性の低下を抑制できる。
本適用例の干渉フィルターの製造方法において、前記金属材料は、銀又は銀を含む合金であることが好ましい。
本適用例では、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いる。
ここで、銀や銀を含む合金で反射膜を形成すると、他の金属材料に比べて、反射膜の反射率を高くでき、かつ、干渉フィルターの透過スペクトルの半値幅を狭くできるので、干渉フィルターの分解能の向上を図ることができる。一方で、反射膜からヒロックやウィスカーが発生しやすいという問題がある。
これに対して、本適用例は、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いて第一反射膜を形成しても、上記のように、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できるので、ヒロックやウィスカーの発生による分解能の低下等の不具合を抑制できる。したがって、高い分解能を有し、かつ、分解能の低下を抑制可能な信頼性の高い干渉フィルターを提供することができる。
本適用例では、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いる。
ここで、銀や銀を含む合金で反射膜を形成すると、他の金属材料に比べて、反射膜の反射率を高くでき、かつ、干渉フィルターの透過スペクトルの半値幅を狭くできるので、干渉フィルターの分解能の向上を図ることができる。一方で、反射膜からヒロックやウィスカーが発生しやすいという問題がある。
これに対して、本適用例は、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いて第一反射膜を形成しても、上記のように、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できるので、ヒロックやウィスカーの発生による分解能の低下等の不具合を抑制できる。したがって、高い分解能を有し、かつ、分解能の低下を抑制可能な信頼性の高い干渉フィルターを提供することができる。
本発明の一適用例の干渉フィルターは、基板と、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、を備え、前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っていることを特徴とする。
本適用例では、第一反射膜が設けられた基板が、第一反射膜が形成された面側に凸に反っている。このような干渉フィルターは、第一反射膜を基板に形成した後、基板ごと加熱する等の処理を実施して、基板を変形させることにより、形成できる。このように形成された干渉フィルターでは、上記のように基板の変形に応じて第一反射膜の圧縮応力が緩和、若しくは引張応力に変化されることにより、第一反射膜におけるヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例では、第一反射膜が設けられた基板が、第一反射膜が形成された面側に凸に反っている。このような干渉フィルターは、第一反射膜を基板に形成した後、基板ごと加熱する等の処理を実施して、基板を変形させることにより、形成できる。このように形成された干渉フィルターでは、上記のように基板の変形に応じて第一反射膜の圧縮応力が緩和、若しくは引張応力に変化されることにより、第一反射膜におけるヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本発明の一適用例の干渉フィルターは、基板と、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、を備え、前記第一反射膜は、前記第二反射膜側の面に球状の金属析出物を有することを特徴とする。
本適用例では、第一反射膜が球状の金属析出物を有する。この球状の金属析出物は、第一反射膜を加熱することで生成することができる。ここで、第一反射膜に金属析出物を形成するために第一反射膜を加熱するには、第一反射膜を基板に形成した後、基板ごと加熱することになる。そして、第一反射膜が形成された基板の加熱により、第一反射膜の圧縮応力を緩和するように基板が変形することは上述の通りである。
したがって、金属析出物が第一反射膜の表面に形成されている場合、第一反射膜が形成された基板が加熱され、当該加熱によって基板が変形されている。そして、上記のように基板の変形に応じて第一反射膜の圧縮応力が緩和、若しくは引張応力に変化されることにより、第一反射膜におけるヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
また、第一反射膜に球状の金属析出物を形成することにより、第一反射膜の組成を変化させることができ、当該組成変化により第一反射膜の圧縮応力を緩和できる。これにより、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例では、第一反射膜が球状の金属析出物を有する。この球状の金属析出物は、第一反射膜を加熱することで生成することができる。ここで、第一反射膜に金属析出物を形成するために第一反射膜を加熱するには、第一反射膜を基板に形成した後、基板ごと加熱することになる。そして、第一反射膜が形成された基板の加熱により、第一反射膜の圧縮応力を緩和するように基板が変形することは上述の通りである。
したがって、金属析出物が第一反射膜の表面に形成されている場合、第一反射膜が形成された基板が加熱され、当該加熱によって基板が変形されている。そして、上記のように基板の変形に応じて第一反射膜の圧縮応力が緩和、若しくは引張応力に変化されることにより、第一反射膜におけるヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
また、第一反射膜に球状の金属析出物を形成することにより、第一反射膜の組成を変化させることができ、当該組成変化により第一反射膜の圧縮応力を緩和できる。これにより、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例の干渉フィルターにおいて、前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っていることが好ましい。
本適用例では、基板は、第一反射膜が形成された面側に凸に反っている。上述のように、基板及び第一反射膜を加熱することで、第一反射膜に球状の金属析出物が形成される。このように基板及び第一反射膜を加熱する際に、基板を第一反射膜が形成された面側が凸となる方向に変形させることができる。このように加熱により基板を変形させて、第一反射膜が形成された面側に凸に反らせることができる。
これにより、上述の本適用例の干渉フィルターの製造方法と同様に、第一反射膜は、基板の変形に応じて、外側に向かって引っ張られ、圧縮応力が緩和、若しくは引張応力に変化される。このため、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例では、基板は、第一反射膜が形成された面側に凸に反っている。上述のように、基板及び第一反射膜を加熱することで、第一反射膜に球状の金属析出物が形成される。このように基板及び第一反射膜を加熱する際に、基板を第一反射膜が形成された面側が凸となる方向に変形させることができる。このように加熱により基板を変形させて、第一反射膜が形成された面側に凸に反らせることができる。
これにより、上述の本適用例の干渉フィルターの製造方法と同様に、第一反射膜は、基板の変形に応じて、外側に向かって引っ張られ、圧縮応力が緩和、若しくは引張応力に変化される。このため、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本適用例の干渉フィルターにおいて、前記金属材料は、銀又は銀を含む合金であることが好ましい。
本適用例では、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いる。
ここで、銀や銀を含む合金で第一反射膜を形成すると、他の金属材料に比べて、第一反射膜の反射率を高くでき、かつ、干渉フィルターの透過スペクトルの半値幅を狭くできるので、干渉フィルターの分解能の向上を図ることができる。一方で、第一反射膜からヒロックやウィスカーが発生し、成長しやすいという問題がある。
これに対して、本適用例は、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いて第一反射膜を形成しても、上記のように、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できるので、ヒロックやウィスカーの発生による分解能の低下等の不具合を抑制できる。したがって、高い分解能を有し、かつ、分解能の低下を抑制可能な信頼性の高い干渉フィルターを提供することができる。
本適用例では、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いる。
ここで、銀や銀を含む合金で第一反射膜を形成すると、他の金属材料に比べて、第一反射膜の反射率を高くでき、かつ、干渉フィルターの透過スペクトルの半値幅を狭くできるので、干渉フィルターの分解能の向上を図ることができる。一方で、第一反射膜からヒロックやウィスカーが発生し、成長しやすいという問題がある。
これに対して、本適用例は、金属材料として銀又は銀を含む合金を用いて第一反射膜を形成しても、上記のように、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できるので、ヒロックやウィスカーの発生による分解能の低下等の不具合を抑制できる。したがって、高い分解能を有し、かつ、分解能の低下を抑制可能な信頼性の高い干渉フィルターを提供することができる。
本発明の一適用例の光学フィルターデバイスは、基板、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを収納する筐体と、を具備し、前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っていることを特徴とする。
本適用例では、上記適用例と同様の構成により、第一反射膜の圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、当該干渉フィルターを有する光学フィルターデバイスにおいても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制でき、干渉フィルターからの出射光の分解能の低下を抑制できる。
また、干渉フィルターが筐体内に収納されているため、例えば反射膜への異物の付着等を抑制でき、かつ、衝撃等から干渉フィルターを保護することもできる。
本適用例では、上記適用例と同様の構成により、第一反射膜の圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、当該干渉フィルターを有する光学フィルターデバイスにおいても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制でき、干渉フィルターからの出射光の分解能の低下を抑制できる。
また、干渉フィルターが筐体内に収納されているため、例えば反射膜への異物の付着等を抑制でき、かつ、衝撃等から干渉フィルターを保護することもできる。
本発明の一適用例の光学モジュールは、基板、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターから出射された光を受光する受光部と、を具備し、前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っていることを特徴とする。
本適用例では、上記適用例と同様の構成により、第一反射膜の圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、当該干渉フィルターを有する光学モジュールにおいても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制でき、干渉フィルターからの出射光の分解能の低下を抑制できる。
本適用例では、上記適用例と同様の構成により、第一反射膜の圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、当該干渉フィルターを有する光学モジュールにおいても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制でき、干渉フィルターからの出射光の分解能の低下を抑制できる。
本発明の一適用例の電子機器は、基板、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、前記干渉フィルターを制御する制御部と、を具備し、前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っていることを特徴とする。
本適用例では、上記適用例と同様の構成により、第一反射膜の圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、当該干渉フィルターを有する電子機器においても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制でき、干渉フィルターからの出射光の分解能の低下を抑制できる。
本適用例では、上記適用例と同様の構成により、第一反射膜の圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、当該干渉フィルターを有する電子機器においても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制でき、干渉フィルターからの出射光の分解能の低下を抑制できる。
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、本発明の電子機器の一例であり、測定対象Ｘで反射した測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Ｘで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Ｘとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
そして、この分光測定装置１は、図１に示すように、光学モジュール１０と、光学モジュール１０から出力された信号を処理する制御部２０と、を備えている。
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、本発明の電子機器の一例であり、測定対象Ｘで反射した測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Ｘで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Ｘとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
そして、この分光測定装置１は、図１に示すように、光学モジュール１０と、光学モジュール１０から出力された信号を処理する制御部２０と、を備えている。
［光学モジュールの構成］
光学モジュール１０は、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、駆動制御部１５とを備える。
この光学モジュール１０は、測定対象Ｘで反射された測定対象光を、入射光学系（図示略）を通して、波長可変干渉フィルター５に導き、波長可変干渉フィルター５を透過した光をディテクター１１（受光部）で受光する。そして、ディテクター１１から出力された検出信号は、Ｉ−Ｖ変換器１２、アンプ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を介して制御部２０に出力される。
光学モジュール１０は、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、駆動制御部１５とを備える。
この光学モジュール１０は、測定対象Ｘで反射された測定対象光を、入射光学系（図示略）を通して、波長可変干渉フィルター５に導き、波長可変干渉フィルター５を透過した光をディテクター１１（受光部）で受光する。そして、ディテクター１１から出力された検出信号は、Ｉ−Ｖ変換器１２、アンプ１３、及びＡ／Ｄ変換器１４を介して制御部２０に出力される。
［波長可変干渉フィルターの構成］
図２は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図３は、図２のIII−III線を断面した際の波長可変干渉フィルターの断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、本発明の分光フィルターに相当し、波長可変型のファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター５は、例えば矩形板状の光学部材であり、厚み寸法が例えば５００μｍ程度に形成される固定基板５１と、厚み寸法が例えば２００μｍ程度に形成される可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、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、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
図２は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図３は、図２のIII−III線を断面した際の波長可変干渉フィルターの断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、本発明の分光フィルターに相当し、波長可変型のファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター５は、例えば矩形板状の光学部材であり、厚み寸法が例えば５００μｍ程度に形成される固定基板５１と、厚み寸法が例えば２００μｍ程度に形成される可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、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、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
固定基板５１には、固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４及び可動反射膜５５は、ギャップＧ１を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、このギャップＧ１の寸法を調整（変更）するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の基板厚み方向から見た図２に示すような平面視（以降、フィルター平面視と称する）において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致するものとする。
なお、後に詳述するが、本実施形態では、固定基板５１は、固定反射膜５４が形成されている部分において、固定反射膜５４側に凸に反っている。また、可動基板５２も同様に、可動反射膜５５が形成されている部分において、可動反射膜５５側に凸に反っている。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の基板厚み方向から見た図２に示すような平面視（以降、フィルター平面視と称する）において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致するものとする。
なお、後に詳述するが、本実施形態では、固定基板５１は、固定反射膜５４が形成されている部分において、固定反射膜５４側に凸に反っている。また、可動基板５２も同様に、可動反射膜５５が形成されている部分において、可動反射膜５５側に凸に反っている。
（固定基板の構成）
固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂが設けられている。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂが設けられている。
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、静電アクチュエーター５６を構成する固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、駆動制御部１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、駆動制御部１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、金属材料で形成された固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えば銀（Ａｇ）を含む膜等の金属膜や、銀（Ａｇ）を含む合金等の合金膜を用いることができる。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、金属材料で形成された固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えば銀（Ａｇ）を含む膜等の金属膜や、銀（Ａｇ）を含む合金等の合金膜を用いることができる。
なお、固定反射膜５４に用いられる銀（Ａｇ）を含む合金膜としては、例えば、銀（Ａｇ）とサマリウム（Ｓｍ）と銅（Ｃｕ）とを含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、銀（Ａｇ）とビスマス（Ｂｉ）とネオジム（Ｎｄ）とを含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜、銀（Ａｇ）と炭素（Ｃ）とを含有するＡｇ−Ｃ合金膜、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）とを含有するＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金膜、銀（Ａｇ）とガリウム（Ｇａ）と銅（Ｃｕ）とを含有するＡｇ−Ｇａ−Ｃｕ合金膜、銀（Ａｇ）と金（Ａｕ）とを含有するＡｇ−Ａｕ合金膜、銀（Ａｇ）とインジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ）とを含有するＡｇ−Ｉｎ−Ｓｎ合金膜、並びに、銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）とを含有するＡｇ−Ｃｕ合金膜等が例示できる。
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２に示すフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
可動基板５２は、図２に示すフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態
では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、可動基板５２の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させることができる。
では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、可動基板５２の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させることができる。
可動電極５６２は、ギャップＧ２を介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。この可動電極５６２は、固定電極５６１とともに静電アクチュエーター５６を構成する。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、駆動制御部１５に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４とギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、ギャップＧ２がギャップＧ１の寸法よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、ギャップＧ１の寸法が、ギャップＧ２の寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４とギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、ギャップＧ２がギャップＧ１の寸法よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、ギャップＧ１の寸法が、ギャップＧ２の寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３を備えている。そして、この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合されている。
［光学モジュールのディテクター、Ｉ−Ｖ変換器、アンプ、Ａ／Ｄ変換器の構成］
次に、図１に戻り、光学モジュール１０について説明する。
ディテクター１１は、波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光（検出）し、受光量に基づいた検出信号をＩ−Ｖ変換器１２に出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部２０に出力する。
次に、図１に戻り、光学モジュール１０について説明する。
ディテクター１１は、波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光（検出）し、受光量に基づいた検出信号をＩ−Ｖ変換器１２に出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部２０に出力する。
［駆動制御部の構成］
駆動制御部１５は、制御部２０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に対して駆動電圧を印加する。これにより、静電アクチュエーター５６の固定電極５６１及び可動電極５６２間で静電引力が発生し、可動部５２１が固定基板５１側に変位する。
駆動制御部１５は、制御部２０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に対して駆動電圧を印加する。これにより、静電アクチュエーター５６の固定電極５６１及び可動電極５６２間で静電引力が発生し、可動部５２１が固定基板５１側に変位する。
［制御部の構成］
次に、分光測定装置１の制御部２０について説明する。
制御部２０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、波長設定部２１と、光量取得部２２と、分光測定部２３と、を備えている。また、制御部２０のメモリーには、波長可変干渉フィルター５を透過させる光の波長と、当該波長に対応して静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧との関係を示すＶ−λデータが記憶されている。
次に、分光測定装置１の制御部２０について説明する。
制御部２０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、波長設定部２１と、光量取得部２２と、分光測定部２３と、を備えている。また、制御部２０のメモリーには、波長可変干渉フィルター５を透過させる光の波長と、当該波長に対応して静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧との関係を示すＶ−λデータが記憶されている。
波長設定部２１は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の目的波長を設定し、Ｖ−λデータに基づいて、設定した目的波長に対応する駆動電圧を静電アクチュエーター５６に印加させる旨の指令信号を駆動制御部１５に出力する。
光量取得部２２は、ディテクター１１により取得された光量に基づいて、波長可変干渉フィルター５を透過した目的波長の光の光量を取得する。
分光測定部２３は、光量取得部２２により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
光量取得部２２は、ディテクター１１により取得された光量に基づいて、波長可変干渉フィルター５を透過した目的波長の光の光量を取得する。
分光測定部２３は、光量取得部２２により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
［波長可変干渉フィルターの製造方法］
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の製造方法について説明する。
波長可変干渉フィルター５の製造では、まず、固定基板５１を形成するための第一ガラス基板Ｍ１（図４（Ａ）参照）及び可動基板５２を形成するための第二ガラス基板（図示省略）を用意し、基板形成工程を実施する。この後、基板接合工程を実施し、基板形成工程により加工された第一ガラス基板Ｍ１と第二ガラス基板とを接合する。さらに、切断工程を実施し、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板を個片化して波長可変干渉フィルター５を形成する。
以下、各工程について説明する。
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の製造方法について説明する。
波長可変干渉フィルター５の製造では、まず、固定基板５１を形成するための第一ガラス基板Ｍ１（図４（Ａ）参照）及び可動基板５２を形成するための第二ガラス基板（図示省略）を用意し、基板形成工程を実施する。この後、基板接合工程を実施し、基板形成工程により加工された第一ガラス基板Ｍ１と第二ガラス基板とを接合する。さらに、切断工程を実施し、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板を個片化して波長可変干渉フィルター５を形成する。
以下、各工程について説明する。
（基板形成工程）
図４は、固定基板形成工程における第一ガラス基板Ｍ１の状態を示す図である。
固定基板形成工程では、まず、図４（Ａ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１を用意する。具体的には、固定基板５１の製造素材である第一ガラス基板Ｍ１の両面を、表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで精密研磨し、例えば５００μｍの厚み寸法にする。
次に、図示を省略するが、第一ガラス基板Ｍ１の表面をエッチングにより加工することで、電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２を形成する。なお、電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２は、例えばフォトリソグラフィ法によりパターニングされたレジストパターンをマスクに用いて、第一ガラス基板Ｍ１に対して、例えばフッ酸系（ＢＨＦ等）を用いたウェットエッチングを繰り返すことで形成される。
図４は、固定基板形成工程における第一ガラス基板Ｍ１の状態を示す図である。
固定基板形成工程では、まず、図４（Ａ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１を用意する。具体的には、固定基板５１の製造素材である第一ガラス基板Ｍ１の両面を、表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで精密研磨し、例えば５００μｍの厚み寸法にする。
次に、図示を省略するが、第一ガラス基板Ｍ１の表面をエッチングにより加工することで、電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２を形成する。なお、電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２は、例えばフォトリソグラフィ法によりパターニングされたレジストパターンをマスクに用いて、第一ガラス基板Ｍ１に対して、例えばフッ酸系（ＢＨＦ等）を用いたウェットエッチングを繰り返すことで形成される。
上述の第一ガラス基板Ｍ１の反射膜設置部５１２の反射膜設置面５１２Ａに、図４（Ａ）に示すように固定反射膜５４を形成する（本発明の反射膜形成工程に相当）。
この固定反射膜５４は、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）合金を用いて形成される。具体的には、第一ガラス基板Ｍ１に対して、スパッタ等により銀（Ａｇ）や銀（Ａｇ）合金等の金属膜を成膜した後、固定反射膜５４の形状に応じたパターンのレジストを形成してエッチングを行う。この後、レジスト除去液（例えばアルカリ溶液等）でレジストを除去することで、固定反射膜５４が形成される。
この固定反射膜５４は、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）合金を用いて形成される。具体的には、第一ガラス基板Ｍ１に対して、スパッタ等により銀（Ａｇ）や銀（Ａｇ）合金等の金属膜を成膜した後、固定反射膜５４の形状に応じたパターンのレジストを形成してエッチングを行う。この後、レジスト除去液（例えばアルカリ溶液等）でレジストを除去することで、固定反射膜５４が形成される。
次に、図４（Ｂ）に示すように、反射膜設置面５１２Ａに形成された固定反射膜５４と、当該固定反射膜５４が形成された第一ガラス基板Ｍ１と、を加熱する（本発明の変形工程（加熱工程）に相当）。本実施形態では、固定反射膜５４及び第一ガラス基板Ｍ１が、例えば１００℃以上の温度で、図４（Ｂ）の矢印で示すように固定反射膜５４の表面５４Ａ（可動反射膜５５と対向する方の面）側から加熱する。加熱方法は、例えば、第一ガラス基板Ｍ１が収納された加熱炉の中に熱風を送り込むことで加熱する熱風式や、第一ガラス基板Ｍ１に赤外線を照射する赤外線式等の方法等である。
ここで、第一ガラス基板Ｍ１のうち固定反射膜５４が形成された領域は、熱伝導率が高い金属材料で形成された固定反射膜５４からの熱伝導により加熱量が大きくなる。このため、第一ガラス基板Ｍ１の固定反射膜５４が形成された面（以下、表面とも称する）は、当該表面とは反対側の面（以下、裏面とも称する）よりも熱膨張が促進される。
特に、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１の固定反射膜５４が形成された面側から加熱する。これにより、第一ガラス基板Ｍ１の表面は、裏面よりも熱膨張がより一層促進される。
特に、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１の固定反射膜５４が形成された面側から加熱する。これにより、第一ガラス基板Ｍ１の表面は、裏面よりも熱膨張がより一層促進される。
第一ガラス基板Ｍ１では、加熱された際に裏面側よりも表面側の方において膨張量が大きくなる。このため、加熱後の第一ガラス基板Ｍ１は、図４（Ｃ）に示すように、固定反射膜５４が形成された部分において、固定反射膜５４が形成された表面側が凸となるように反っている。これにより、第一ガラス基板Ｍ１に設けられている固定反射膜５４が、フィルター平面視において外側に向かって引っ張られる。このため、固定反射膜５４における圧縮応力（図４（Ａ）の矢印ｆ１参照）が、第一ガラス基板Ｍ１の変形量に応じて緩和、若しくは引張応力に変化される。本実施形態では、図４（Ｃ）の矢印ｆ２で示すように引張応力に変化する例を示す。
図５は、固定反射膜５４の表面（可動反射膜５５と対向する方の面）５４Ａの近傍を模式的に示す断面図である。
固定反射膜５４は、図４（Ｂ）に示すように加熱されることで、表面５４Ａに銀（Ａｇ）が析出した析出物５４１が複数形成されている。析出物５４１は、数ｎｍから数十ｎｍ（例えば５〜５０ｎｍ）程度の直径を有する球状の析出物である。表面５４Ａには、複数の析出物５４１が、全面に亘って不規則に形成される。
固定反射膜５４は、図４（Ｂ）に示すように加熱されることで、表面５４Ａに銀（Ａｇ）が析出した析出物５４１が複数形成されている。析出物５４１は、数ｎｍから数十ｎｍ（例えば５〜５０ｎｍ）程度の直径を有する球状の析出物である。表面５４Ａには、複数の析出物５４１が、全面に亘って不規則に形成される。
次に、図示は省略するが、第一ガラス基板Ｍ１に固定電極５６１及び固定引出電極５６３を形成する。以上により、固定反射膜５４、固定電極５６１、及び固定引出電極５６３が配置された固定基板５１が複数アレイ状に配置された第一ガラス基板Ｍ１が形成される。
また、第二ガラス基板についても、第一ガラス基板Ｍ１と同様の手順により可動反射膜５５、可動電極５６２、及び可動引出電極５６４を形成する。
また、第二ガラス基板についても、第一ガラス基板Ｍ１と同様の手順により可動反射膜５５、可動電極５６２、及び可動引出電極５６４を形成する。
（基板接合工程）
次に、基板接合工程及び切断工程について説明する。
基板接合工程では、まず、第一ガラス基板Ｍ１の第一接合部５１３と、第二ガラス基板Ｍ２の第二接合部５２３とに、ポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。そして、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のプラズマ重合膜に対して活性化エネルギーを付与するために、Ｏ２プラズマ処理又はＵＶ処理を行う。Ｏ２プラズマ処理の場合は、Ｏ２流量１．８×１０−３（ｍ３／ｈ）、圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件で３０秒間実施する。また、ＵＶ処理の場合は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理する。プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、これらの第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のアライメント調整を行い、プラズマ重合膜を介して第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を重ね合わせ、接合部分に例えば９８（Ｎ）の荷重を１０分間かける。これにより、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２同士が接合される。
次に、基板接合工程及び切断工程について説明する。
基板接合工程では、まず、第一ガラス基板Ｍ１の第一接合部５１３と、第二ガラス基板Ｍ２の第二接合部５２３とに、ポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。そして、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のプラズマ重合膜に対して活性化エネルギーを付与するために、Ｏ２プラズマ処理又はＵＶ処理を行う。Ｏ２プラズマ処理の場合は、Ｏ２流量１．８×１０−３（ｍ３／ｈ）、圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件で３０秒間実施する。また、ＵＶ処理の場合は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理する。プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、これらの第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２のアライメント調整を行い、プラズマ重合膜を介して第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２を重ね合わせ、接合部分に例えば９８（Ｎ）の荷重を１０分間かける。これにより、第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２同士が接合される。
（切断工程）
次に、切断工程について説明する。
切断工程では、固定基板５１及び可動基板５２をチップ単位で切り出し、図２に示すような波長可変干渉フィルター５を形成する。第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の切断には、例えばスクライブブレイクやレーザー切断等を利用することができる。
次に、切断工程について説明する。
切断工程では、固定基板５１及び可動基板５２をチップ単位で切り出し、図２に示すような波長可変干渉フィルター５を形成する。第一ガラス基板Ｍ１及び第二ガラス基板Ｍ２の切断には、例えばスクライブブレイクやレーザー切断等を利用することができる。
［実施例］
図６及び図７は、固定反射膜５４の表面５４Ａについての走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。走査型電子顕微鏡の観察条件として、図６では、作動距離を１４．６ｍｍとし、加速電圧を５．０ｋＶとしており、１目盛りが１μｍに対応する。また、図７では、作動距離を１４．５ｍｍとし、加速電圧を５．０ｋＶとしており、１目盛りが５０μｍに対応する。
また、本実施例では、ガラス基板である固定基板５１上に、銀（Ａｇ）膜である固定反射膜５４を形成した後、固定基板５１及び固定反射膜５４を２５０℃で、１０分間、加熱した。なお、加熱条件は、上記温度及び加熱時間に限らず、例えば、２００〜３００℃の温度で、１０〜６０分加熱してもよい。また、加熱温度が低いほど、加熱時間を長くすることで、固定基板５１を反らせるのに十分な熱量を、当該固定基板５１に付与することができる。
図６及び図７は、固定反射膜５４の表面５４Ａについての走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。走査型電子顕微鏡の観察条件として、図６では、作動距離を１４．６ｍｍとし、加速電圧を５．０ｋＶとしており、１目盛りが１μｍに対応する。また、図７では、作動距離を１４．５ｍｍとし、加速電圧を５．０ｋＶとしており、１目盛りが５０μｍに対応する。
また、本実施例では、ガラス基板である固定基板５１上に、銀（Ａｇ）膜である固定反射膜５４を形成した後、固定基板５１及び固定反射膜５４を２５０℃で、１０分間、加熱した。なお、加熱条件は、上記温度及び加熱時間に限らず、例えば、２００〜３００℃の温度で、１０〜６０分加熱してもよい。また、加熱温度が低いほど、加熱時間を長くすることで、固定基板５１を反らせるのに十分な熱量を、当該固定基板５１に付与することができる。
図６に示すように、銀（Ａｇ）膜の表面に、析出物（図５に示す析出物５４１）が形成されていることがわかる。
また、図７に示すように、当該析出部が、固定反射膜５４の表面の観察領域の全体に亘って形成されていることがわかる。さらに、図７に示すように、銀（Ａｇ）膜の表面には、析出物が形成されているが、ヒロック（例えば表面から数百ｎｍ以上の高さを有し、数μｍ以上の範囲に亘って突出する突出部）が形成されていない。
また、図７に示すように、当該析出部が、固定反射膜５４の表面の観察領域の全体に亘って形成されていることがわかる。さらに、図７に示すように、銀（Ａｇ）膜の表面には、析出物が形成されているが、ヒロック（例えば表面から数百ｎｍ以上の高さを有し、数μｍ以上の範囲に亘って突出する突出部）が形成されていない。
［第一実施形態の作用効果］
上述した波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１に金属材料を用いて固定反射膜５４が形成される（反射膜形成工程）。その後、固定基板５１及び固定反射膜５４が加熱されて、固定基板５１の固定反射膜５４が形成された表面側が凸となる方向に、固定基板５１が変形される（加熱工程）。
このような方法では、固定反射膜５４は、固定基板５１の変形に応じて、フィルター平面視における外側に向かって引っ張られる。このため、反射膜形成工程で形成された固定反射膜５４に圧縮応力が発生していたとしても、当該圧縮応力を緩和でき、さらに、固定基板５１の変形量に応じて引張応力に変えることができる。
上述した波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１に金属材料を用いて固定反射膜５４が形成される（反射膜形成工程）。その後、固定基板５１及び固定反射膜５４が加熱されて、固定基板５１の固定反射膜５４が形成された表面側が凸となる方向に、固定基板５１が変形される（加熱工程）。
このような方法では、固定反射膜５４は、固定基板５１の変形に応じて、フィルター平面視における外側に向かって引っ張られる。このため、反射膜形成工程で形成された固定反射膜５４に圧縮応力が発生していたとしても、当該圧縮応力を緩和でき、さらに、固定基板５１の変形量に応じて引張応力に変えることができる。
ここで、ヒロックやウィスカーは、固定反射膜５４の圧縮応力により、成長が促進される。そして、ヒロックやウィスカーは、例えば５００〜６００ｎｍ程度の高さまで成長する場合がある。この場合、反射膜間のギャップＧ１の寸法を変更しようとした際、固定反射膜５４と可動反射膜５５とが接触し、ギャップＧ１の寸法を所望の寸法に設定することができず、波長可変干渉フィルター５から所望の波長の光を透過させることができないおそれがある。
これに対して、本実施形態では、上述のように固定反射膜５４の圧縮応力を緩和する、若しくは引張応力に変えることができるので、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、反射膜が接触するという上述の問題が発生することを抑制できる。
これに対して、本実施形態では、上述のように固定反射膜５４の圧縮応力を緩和する、若しくは引張応力に変えることができるので、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、反射膜が接触するという上述の問題が発生することを抑制できる。
また、本実施形態では、加熱工程において、固定基板５１の固定反射膜５４が形成された面（表面）側から、固定基板５１及び固定反射膜５４を加熱する。
これにより、固定基板５１の裏面よりも表面の熱膨張を促進させることができる。すなわち、より確実に裏面側よりも表面側の膨張量を大きくすることができ、表面側が凸となる方向に固定基板５１を変形させることができる。したがって、より確実に固定基板５１の圧縮応力を緩和することができ、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
これにより、固定基板５１の裏面よりも表面の熱膨張を促進させることができる。すなわち、より確実に裏面側よりも表面側の膨張量を大きくすることができ、表面側が凸となる方向に固定基板５１を変形させることができる。したがって、より確実に固定基板５１の圧縮応力を緩和することができ、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
また、加熱工程によって、球状の析出物５４１が固定反射膜５４の表面５４Ａに形成される。析出物５４１を析出させることにより、固定反射膜５４の組成を変化させることができ、当該組成変化により固定反射膜５４の圧縮応力を緩和することができる。これにより、ヒロックやウィスカーの発生を抑制することができる。
ところで、固定反射膜５４の全面に亘って球状の析出物５４１を形成するために固定反射膜５４を加熱するには、固定反射膜５４を固定基板５１に形成した後、固定基板５１ごと加熱することになる。そして、固定基板５１が加熱されると、固定反射膜５４の圧縮応力を緩和する（さらに引張応力に変える）方向に固定基板５１が変形することは上述の通りである。
したがって、本実施形態のように、析出物５４１が固定反射膜５４の表面５４Ａに形成されている波長可変干渉フィルター５は、その製造時において、上述の加熱工程が実施され、固定基板５１が同時加熱されていることになる。このため、析出物５４１が形成された固定反射膜５４を有する波長可変干渉フィルター５では、加熱工程によって固定基板５１が変形される。そして、当該変形により、固定反射膜５４の圧縮応力が緩和される、若しくは引張応力に変わるため、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
したがって、本実施形態のように、析出物５４１が固定反射膜５４の表面５４Ａに形成されている波長可変干渉フィルター５は、その製造時において、上述の加熱工程が実施され、固定基板５１が同時加熱されていることになる。このため、析出物５４１が形成された固定反射膜５４を有する波長可変干渉フィルター５では、加熱工程によって固定基板５１が変形される。そして、当該変形により、固定反射膜５４の圧縮応力が緩和される、若しくは引張応力に変わるため、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
本実施形態では、固定反射膜５４を形成する金属材料として銀又は銀を含む合金を用いる。
ここで、銀や銀を含む合金で形成された反射膜は、銀を含まない反射膜と比べて、反射率を高くでき、かつ、波長可変干渉フィルター５の透過スペクトルの半値幅を狭くできるため、波長可変干渉フィルター５の分解能の向上を図ることができる。一方で、銀や銀を含む合金で形成された反射膜は、銀を含まない反射膜と比べて、反射膜からヒロックやウィスカーが発生しやすいという問題がある。
これに対して、本実施形態では、銀又は銀を含む合金を用いて反射膜を形成しても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。これにより、ヒロックやウィスカーがギャップＧ１の寸法程度に成長して反射膜５４，５５が接触することで、波長可変干渉フィルター５のギャップＧ１の寸法の調整精度が低下したり、反射膜の反射率が変化して分解能が低下する等の不具合の発生を抑制できる。
ここで、銀や銀を含む合金で形成された反射膜は、銀を含まない反射膜と比べて、反射率を高くでき、かつ、波長可変干渉フィルター５の透過スペクトルの半値幅を狭くできるため、波長可変干渉フィルター５の分解能の向上を図ることができる。一方で、銀や銀を含む合金で形成された反射膜は、銀を含まない反射膜と比べて、反射膜からヒロックやウィスカーが発生しやすいという問題がある。
これに対して、本実施形態では、銀又は銀を含む合金を用いて反射膜を形成しても、ヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。これにより、ヒロックやウィスカーがギャップＧ１の寸法程度に成長して反射膜５４，５５が接触することで、波長可変干渉フィルター５のギャップＧ１の寸法の調整精度が低下したり、反射膜の反射率が変化して分解能が低下する等の不具合の発生を抑制できる。
また、固定基板５１は、固定反射膜５４が形成された部分において、固定反射膜５４が形成された表面側に凸に反っている。
上述のように、固定基板５１及び固定反射膜５４を加熱することで、固定基板５１を表面側が凸となる方向に変形させることができ、表面側に凸に反らせることができる。
これにより、固定反射膜５４は、固定基板５１の変形に応じて、フィルター平面視において外側に向かって引っ張られ、圧縮応力が引張応力に変化する。このため、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
上述のように、固定基板５１及び固定反射膜５４を加熱することで、固定基板５１を表面側が凸となる方向に変形させることができ、表面側に凸に反らせることができる。
これにより、固定反射膜５４は、固定基板５１の変形に応じて、フィルター平面視において外側に向かって引っ張られ、圧縮応力が引張応力に変化する。このため、当該圧縮応力に起因するヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
なお、固定基板５１及び固定反射膜５４について説明したが、可動基板５２及び可動反射膜５５についても同様である。すなわち、可動反射膜５５においてもヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。したがって、波長可変干渉フィルター５では、出射光の分解能の低下を抑制できる。
以上から、本実施形態では、波長可変干渉フィルター５の分解能の向上を図りつつ、分解能の低下を抑制可能な高い信頼性を有する波長可変干渉フィルター５を提供できる。
また、本実施形態の光学モジュール１０及び分光測定装置１では、上述のように、当該波長可変干渉フィルター５からの出射光の分解能の低下を抑制できるため、高い分解能で分光画像を取得することができ、高精度の分光測定を実施することができる。
また、本実施形態の光学モジュール１０及び分光測定装置１では、上述のように、当該波長可変干渉フィルター５からの出射光の分解能の低下を抑制できるため、高い分解能で分光画像を取得することができ、高精度の分光測定を実施することができる。
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の波長可変干渉フィルター５に対して、本実施形態の波長可変干渉フィルターでは、固定反射膜５４の表面５４Ａに保護膜が形成されている。なお、可動反射膜５５についても同様である。それ以外の点は、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５と同様である。以下、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５と同様の構成については、同一の符号を付すとともに、その詳細な説明を省略又は簡略化し、相違点について重点的に説明する。
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の波長可変干渉フィルター５に対して、本実施形態の波長可変干渉フィルターでは、固定反射膜５４の表面５４Ａに保護膜が形成されている。なお、可動反射膜５５についても同様である。それ以外の点は、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５と同様である。以下、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５と同様の構成については、同一の符号を付すとともに、その詳細な説明を省略又は簡略化し、相違点について重点的に説明する。
図８は、本発明に係る第二実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター５Ａは、図８に示すように、固定反射膜５４の表面５４Ａを覆う保護膜５７が形成されている。
この保護膜５７は、光を透過可能な透光性材料で形成される。この透光性材料としては、インジウム系酸化物である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウムガリウム（ＩＧＯ）、Ｃｅドープ酸化インジウム（ＩＣＯ）、及びフッ素ドープ酸化インジウム（ＩＦＯ）や、スズ系酸化物であるアンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、及び酸化スズ（ＳｎＯ２）や、亜鉛系酸化物であるＡｌドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、Ｇａドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛（ＦＺＯ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）等が例示できる。また、インジウム系酸化物と亜鉛系酸化物からなるインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：登録商標）等が例示できる。
また、同様に、可動反射膜５５の表面（固定反射膜５４と対向する方の面）に保護膜５８が形成されている。
波長可変干渉フィルター５Ａは、図８に示すように、固定反射膜５４の表面５４Ａを覆う保護膜５７が形成されている。
この保護膜５７は、光を透過可能な透光性材料で形成される。この透光性材料としては、インジウム系酸化物である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウムガリウム（ＩＧＯ）、Ｃｅドープ酸化インジウム（ＩＣＯ）、及びフッ素ドープ酸化インジウム（ＩＦＯ）や、スズ系酸化物であるアンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、及び酸化スズ（ＳｎＯ２）や、亜鉛系酸化物であるＡｌドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、Ｇａドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛（ＦＺＯ）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）等が例示できる。また、インジウム系酸化物と亜鉛系酸化物からなるインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：登録商標）等が例示できる。
また、同様に、可動反射膜５５の表面（固定反射膜５４と対向する方の面）に保護膜５８が形成されている。
［波長可変干渉フィルターの製造方法］
次に、上述した波長可変干渉フィルター５Ａの製造方法について、図面に基づいて説明する。なお、波長可変干渉フィルター５Ａは、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５の製造方法と基本的に同様であり、保護膜５７，５８を形成した後に、加熱を行うことが異なる。
次に、上述した波長可変干渉フィルター５Ａの製造方法について、図面に基づいて説明する。なお、波長可変干渉フィルター５Ａは、第一実施形態の波長可変干渉フィルター５の製造方法と基本的に同様であり、保護膜５７，５８を形成した後に、加熱を行うことが異なる。
波長可変干渉フィルター５Ａの製造では、まず、固定基板５１を形成するための第一ガラス基板Ｍ１（図９（Ａ）参照）及び可動基板５２を形成するための第二ガラス基板（図示省略）を用意し、基板形成工程を実施する。この後、基板接合工程を実施し、固定基板形成工程及び可動基板形成工程により加工された第一ガラス基板Ｍ１と第二ガラス基板とを接合する。さらに、切断工程を実施して波長可変干渉フィルター５Ａを形成する。
以下、各工程について説明する。
以下、各工程について説明する。
（基板形成工程）
図９は、固定基板形成工程における第一ガラス基板Ｍ１の状態を示す図である。
固定基板形成工程では、まず、図９（Ａ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１を用意し、当該第一ガラス基板Ｍ１の反射膜設置部５１２の反射膜設置面５１２Ａに、固定反射膜５４を形成する（本発明の反射膜形成工程に相当）。
図９は、固定基板形成工程における第一ガラス基板Ｍ１の状態を示す図である。
固定基板形成工程では、まず、図９（Ａ）に示すように、第一ガラス基板Ｍ１を用意し、当該第一ガラス基板Ｍ１の反射膜設置部５１２の反射膜設置面５１２Ａに、固定反射膜５４を形成する（本発明の反射膜形成工程に相当）。
次に、図９（Ｂ）に示すように、保護膜５７を形成する（本発明の保護膜形成工程に相当）。保護膜５７は、例えば、スパッタ等によりＩＴＯを成膜した後、固定反射膜５４の形状に応じたパターンのレジストを形成してエッチングを行う。この後、レジスト除去液（例えばアルカリ溶液等）でレジストを除去することで、保護膜５７が形成される。なお、保護膜５７のエッチングは、反射膜５４に対するエッチングと同時に行うようにしてもよい。
次に、図９（Ｃ）に示すように、保護膜５７が形成された固定反射膜５４と、当該固定反射膜５４が形成された第一ガラス基板Ｍ１と、を加熱する（本発明の加熱工程に相当）。なお、第一実施形態の加熱工程と同様であるので、その詳細は省略する。
本実施形態においても、第一ガラス基板Ｍ１のうち固定反射膜５４が形成された領域は、固定反射膜５４からの熱伝導により加熱量が大きくなる。このため、第一ガラス基板Ｍ１の表面は裏面よりも熱膨張が促進される。特に、本実施形態でも、図９（Ｃ）の矢印に示すように、第一ガラス基板Ｍ１の表面側から加熱するので、第一ガラス基板Ｍ１の表面の熱膨張が裏面よりもより一層促進される。
本実施形態においても、第一ガラス基板Ｍ１のうち固定反射膜５４が形成された領域は、固定反射膜５４からの熱伝導により加熱量が大きくなる。このため、第一ガラス基板Ｍ１の表面は裏面よりも熱膨張が促進される。特に、本実施形態でも、図９（Ｃ）の矢印に示すように、第一ガラス基板Ｍ１の表面側から加熱するので、第一ガラス基板Ｍ１の表面の熱膨張が裏面よりもより一層促進される。
本実施形態でも、図９（Ｄ）に示すように、加熱後の第一ガラス基板Ｍ１は、固定反射膜５４が形成された部分において表面側が凸となる方向に変形する。これにより固定反射膜５４が、フィルター平面視において外側に向かって引っ張られる。このため、固定反射膜５４における圧縮応力（図９（Ａ）の矢印ｆ３参照）が、第一ガラス基板Ｍ１の変形量に応じて緩和、又は引張応力に変化される。本実施形態では、図９（Ｄ）の矢印ｆ４で示すように引張応力に変化している。
なお、本実施形態においても、固定反射膜５４の表面５４Ａに析出物５４１が形成されている（図５参照）。
なお、本実施形態においても、固定反射膜５４の表面５４Ａに析出物５４１が形成されている（図５参照）。
次に、第一実施形態同様に、第一ガラス基板Ｍ１に固定電極５６１及び固定引出電極５６３を形成する。また、第二ガラス基板についても、第一ガラス基板Ｍ１と同様の手順により可動反射膜５５、保護膜５８、可動電極５６２、及び可動引出電極５６４を形成する。
そして、基板接合工程及び切断工程を実施することで、波長可変干渉フィルター５Ａを形成する。
そして、基板接合工程及び切断工程を実施することで、波長可変干渉フィルター５Ａを形成する。
［第二実施形態の作用効果］
本実施形態では、固定反射膜５４の表面５４Ａ（可動反射膜５５に対応する方の面）に保護膜５７を形成する。これにより、固定反射膜５４の表面５４Ａから可動反射膜５５に向かってヒロックやウィスカーが成長することを抑制することができる。したがって、波長可変干渉フィルター５Ａの分光特性の劣化を抑制でき、信頼性の低下を抑制できる。
本実施形態では、固定反射膜５４の表面５４Ａ（可動反射膜５５に対応する方の面）に保護膜５７を形成する。これにより、固定反射膜５４の表面５４Ａから可動反射膜５５に向かってヒロックやウィスカーが成長することを抑制することができる。したがって、波長可変干渉フィルター５Ａの分光特性の劣化を抑制でき、信頼性の低下を抑制できる。
なお、保護膜５７を形成した後に、固定基板５１及び固定反射膜５４を加熱したが本発明はこれに限定されず、固定基板５１及び固定反射膜５４を加熱した後に、保護膜５７を形成してもよい。この場合、固定反射膜５４の表面に析出物５４１をより好適に形成することができ、固定反射膜５４の圧縮応力をより好適に緩和することができる。保護膜５８についても同様に、可動基板５２及び可動反射膜５５を加熱した後に、形成してもよい。
［第三実施形態］
上記第一実施形態の分光測定装置１では、光学モジュール１０に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型化の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。なお、本実施形態の光学フィルターデバイスは、波長可変干渉フィルター５の代りに第二実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａを備える構成としてもよい。
上記第一実施形態の分光測定装置１では、光学モジュール１０に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型化の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。なお、本実施形態の光学フィルターデバイスは、波長可変干渉フィルター５の代りに第二実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａを備える構成としてもよい。
［光学フィルターデバイスの概略構成］
図１０は、本発明に係る第三実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
図１０に示すように、光学フィルターデバイス６００は、筐体６１０と、筐体６１０の内部に収納される波長可変干渉フィルター５と、を備えている。
筐体６１０は、ベース６２０と、リッド６３０と、を備えている。これらのベース６２０及びリッド６３０が接合されることで、内部に収容空間が形成され、この収容空間内に波長可変干渉フィルター５が収納される。
図１０は、本発明に係る第三実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
図１０に示すように、光学フィルターデバイス６００は、筐体６１０と、筐体６１０の内部に収納される波長可変干渉フィルター５と、を備えている。
筐体６１０は、ベース６２０と、リッド６３０と、を備えている。これらのベース６２０及びリッド６３０が接合されることで、内部に収容空間が形成され、この収容空間内に波長可変干渉フィルター５が収納される。
（ベースの構成）
ベース６２０は、例えばセラミック等により構成されている。このベース６２０は、台座部６２１と、側壁部６２２と、を備える。
台座部６２１は、フィルター平面視において例えば矩形状の外形を有する平板状に構成されており、この台座部６２１の外周部から筒状の側壁部６２２がリッド６３０に向かって立ち上がる。
ベース６２０は、例えばセラミック等により構成されている。このベース６２０は、台座部６２１と、側壁部６２２と、を備える。
台座部６２１は、フィルター平面視において例えば矩形状の外形を有する平板状に構成されており、この台座部６２１の外周部から筒状の側壁部６２２がリッド６３０に向かって立ち上がる。
台座部６２１は、厚み方向に貫通する開口部６２３を備えている。この開口部６２３は、台座部６２１に波長可変干渉フィルター５を収容した状態で、台座部６２１を厚み方向から見た平面視において、反射膜５４，５５と重なる領域を含むように設けられている。
また、台座部６２１のリッド６３０とは反対側の面（ベース外側面６２１Ｂ）には、開口部６２３を覆うガラス部材６２７が接合されている。台座部６２１とガラス部材６２７との接合は、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリット（低融点ガラス）を用いた低融点ガラス接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。本実施形態では、収容空間内が減圧下に維持された状態で気密に維持する。したがって、台座部６２１及びガラス部材６２７は、低融点ガラス接合を用いて接合されることが好ましい。
また、台座部６２１のリッド６３０とは反対側の面（ベース外側面６２１Ｂ）には、開口部６２３を覆うガラス部材６２７が接合されている。台座部６２１とガラス部材６２７との接合は、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリット（低融点ガラス）を用いた低融点ガラス接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。本実施形態では、収容空間内が減圧下に維持された状態で気密に維持する。したがって、台座部６２１及びガラス部材６２７は、低融点ガラス接合を用いて接合されることが好ましい。
また、台座部６２１のリッド６３０に対向する内面（ベース内側面６２１Ａ）には、波長可変干渉フィルター５の各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐに接続される内側端子部６２４が設けられている。内側端子部６２４と、各電極パッド５６３Ｐ，５６４Ｐとは、例えばワイヤーボンディングにより、Ａｕ等のワイヤーを用いて接続される。なお、本実施形態では、ワイヤーボンディングを例示するが、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等を用いてもよい。
また、台座部６２１は、内側端子部６２４が設けられる位置に、貫通孔６２５が形成されている。内側端子部６２４は、貫通孔６２５を介して、台座部６２１のベース外側面６２１Ｂに設けられた外側端子部６２６に接続されている。
また、台座部６２１は、内側端子部６２４が設けられる位置に、貫通孔６２５が形成されている。内側端子部６２４は、貫通孔６２５を介して、台座部６２１のベース外側面６２１Ｂに設けられた外側端子部６２６に接続されている。
側壁部６２２は、台座部６２１の縁部から立ち上がり、ベース内側面６２１Ａに載置された波長可変干渉フィルター５の周囲を覆っている。側壁部６２２のリッド６３０に対向する面（端面６２２Ａ）は、例えばベース内側面６２１Ａに平行な平坦面となる。なお、側壁部６２２のリッド６３０側の端部は開口し、光源部１１１からの光が入射される窓部６２８を形成している。
そして、ベース６２０には、例えば接着剤等の固定材を用いて、波長可変干渉フィルター５が固定される。この際、波長可変干渉フィルター５は、台座部６２１に対して固定されていてもよく、側壁部６２２に対して固定されていてもよい。固定材を設ける位置としては、複数個所であってもよいが、固定材の応力が波長可変干渉フィルター５に伝達するのを抑制するべく、１か所で波長可変干渉フィルター５を固定することが好ましい。
（リッドの構成）
リッド６３０は、平面視において矩形状の外形を有する透明部材であり、例えばガラス等により構成される。
リッド６３０は、図１０に示すように、ベース６２０の側壁部６２２の開口部である窓部６２８を覆い、側壁部６２２に接合されている。この接合方法としては、例えば、低融点ガラスを用いた接合等が例示できる。
リッド６３０は、平面視において矩形状の外形を有する透明部材であり、例えばガラス等により構成される。
リッド６３０は、図１０に示すように、ベース６２０の側壁部６２２の開口部である窓部６２８を覆い、側壁部６２２に接合されている。この接合方法としては、例えば、低融点ガラスを用いた接合等が例示できる。
［第三実施形態の作用効果」
上述したような本実施形態の光学フィルターデバイス６００では、筐体６１０により波長可変干渉フィルター５が保護されているため、外的要因による波長可変干渉フィルター５の破損を防止できる。また、光学フィルターデバイス６００の内部が密閉された構成となるため、水滴や帯電物質等の異物の侵入を抑制でき、固定反射膜５４や可動反射膜５５にこれらの異物が付着する不都合も抑制することができる。
上述したような本実施形態の光学フィルターデバイス６００では、筐体６１０により波長可変干渉フィルター５が保護されているため、外的要因による波長可変干渉フィルター５の破損を防止できる。また、光学フィルターデバイス６００の内部が密閉された構成となるため、水滴や帯電物質等の異物の侵入を抑制でき、固定反射膜５４や可動反射膜５５にこれらの異物が付着する不都合も抑制することができる。
［その他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記各実施形態では、固定基板５１の変形量に応じて固定反射膜５４の圧縮応力を引張応力に変化させる構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、固定基板５１の変形量を、固定反射膜５４の圧縮応力が緩和する程度としてもよい。この場合でも、圧縮応力が緩和されるので、ヒロックやウィスカーの発生及び成長を抑制できる。なお、可動反射膜５５についても同様である。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記各実施形態では、固定基板５１の変形量に応じて固定反射膜５４の圧縮応力を引張応力に変化させる構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、固定基板５１の変形量を、固定反射膜５４の圧縮応力が緩和する程度としてもよい。この場合でも、圧縮応力が緩和されるので、ヒロックやウィスカーの発生及び成長を抑制できる。なお、可動反射膜５５についても同様である。
上記各実施形態では、固定反射膜５４は、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を含む合金膜に限定されず、ヒロックやウィスカーが発生するおそれがある金属材料を用いて反射膜を形成する場合にも本発明を適用することができる。このような金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）等の金属膜や、これら金属を含む合金膜が例示できる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）を用いる場合、低温スパッタ法により形成することが好ましい。アルミニウム（Ａｌ）を低温スパッタ法により粒成長させずに平坦性を上げることで、反射率を向上させることができる。
なお、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を含む合金膜では、銀（Ａｇ）が凝集することによりヒロックやウィスカーが発生しやすい。したがって、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を含む合金を用いて反射膜を形成する場合において、本発明を適用することにより、より効果的にヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
なお、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を含む合金膜では、銀（Ａｇ）が凝集することによりヒロックやウィスカーが発生しやすい。したがって、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を含む合金を用いて反射膜を形成する場合において、本発明を適用することにより、より効果的にヒロックやウィスカーの発生を抑制できる。
上記各実施形態では、基板を加熱することにより変形させ、これにより反射膜の圧縮応力を緩和させていたが、本発明はこれに限らず、反射膜の圧縮応力を緩和可能なほど基板を反らせることができればよく、加熱することに限定されない。例えば、基板における反射膜が設けられている位置を、基板の反対側から反射膜に向かう方向に押圧し、反射膜側凸となるように基板を反らせてもよい。また、基板を反らせるための応力を基板に付与した状態を維持し続けることで、基板が反った状態を維持してもよいし、基板を不可逆的に変形させてもよい。
上記各実施形態では、固定基板５１及び可動基板５２は各反射膜５４，５５が形成された部分で、各反射膜５４，５５側に凸に反っているとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、固定反射膜５４の圧縮応力を所望の程度で緩和可能なように、固定反射膜５４が形成されている固定基板５１を、固定反射膜５４側が凸となる方向に変形させればよい。すなわち、固定基板５１は、最終的に平坦でもよく、固定反射膜５４とは反対側に凸に反っていてもよい。
上記各実施形態では、静電アクチュエーター５６により、反射膜５４，５５間のギャップ寸法を変更可能な構成としたが、これに限定されない。例えば、波長固定型のファブリーペローエタロンに対しても、本発明を適用することができる。波長固定型の干渉フィルターでは、上記実施形態のような可動部５２１や保持部５２２が設けられず、固定基板５１と可動基板５２との間隔が一定に維持される。このような場合でも、固定反射膜５４や可動反射膜５５のヒロックやウィスカーの発生及び成長を抑制することにより、各反射膜５４，５５の光学特性の変化を抑制できる。例えば、各反射膜５４，５５の反射率が低下することによる分解能の低下を抑制できる。
本発明の電子機器として、上記各実施形態では、分光測定装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の光学モジュール、及び電子機器を適用することができる。
例えば、図１１に示すように、本発明の電子機器を、色を測定するための測色装置に適用することもできる。
図１１は、波長可変干渉フィルターを備えた測色装置４００の一例を示すブロック図である。
この測色装置４００は、図１１に示すように、測定対象Ｘに光を射出する光源装置４１０と、測色センサー４２０（光学モジュール）と、測色装置４００の全体動作を制御する制御装置４３０とを備える。そして、この測色装置４００は、光源装置４１０から射出される光を測定対象Ｘにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー４２０にて受光させ、測色センサー４２０から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち測定対象Ｘの色を分析して測定する装置である。
例えば、図１１に示すように、本発明の電子機器を、色を測定するための測色装置に適用することもできる。
図１１は、波長可変干渉フィルターを備えた測色装置４００の一例を示すブロック図である。
この測色装置４００は、図１１に示すように、測定対象Ｘに光を射出する光源装置４１０と、測色センサー４２０（光学モジュール）と、測色装置４００の全体動作を制御する制御装置４３０とを備える。そして、この測色装置４００は、光源装置４１０から射出される光を測定対象Ｘにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー４２０にて受光させ、測色センサー４２０から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち測定対象Ｘの色を分析して測定する装置である。
光源装置４１０、光源４１１、複数のレンズ４１２（図１１には１つのみ記載）を備え、測定対象Ｘ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４１２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４１０は、光源４１１から射出された基準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測定対象Ｘに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置４１０を備える測色装置４００を例示するが、例えば測定対象Ｘが液晶パネルなどの発光部材である場合、光源装置４１０が設けられない構成としてもよい。
測色センサー４２０は、本発明の光学モジュールであり、図１１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、波長可変干渉フィルター５を透過する光を受光するディテクター１１と、波長可変干渉フィルター５で透過させる光の波長を可変する駆動制御部１５とを備える。また、測色センサー４２０は、波長可変干渉フィルター５に対向する位置に、測定対象Ｘで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー４２０は、波長可変干渉フィルター５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光をディテクター１１にて受光する。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
制御装置４３０は、測色装置４００の全体動作を制御する。
この制御装置４３０としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。そして、制御装置４３０は、図１１に示すように、光源制御部４３１、測色センサー制御部４３２、及び測色処理部４３３などを備えて構成されている。
光源制御部４３１は、光源装置４１０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置４１０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４３２は、測色センサー４２０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー４２０にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー４２０に出力する。これにより、測色センサー４２０の駆動制御部１５は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５６に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター５を駆動させる。
測色処理部４３３は、ディテクター１１により検出された受光量から、測定対象Ｘの色度を分析する。
この制御装置４３０としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。そして、制御装置４３０は、図１１に示すように、光源制御部４３１、測色センサー制御部４３２、及び測色処理部４３３などを備えて構成されている。
光源制御部４３１は、光源装置４１０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置４１０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４３２は、測色センサー４２０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー４２０にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー４２０に出力する。これにより、測色センサー４２０の駆動制御部１５は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５６に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター５を駆動させる。
測色処理部４３３は、ディテクター１１により検出された受光量から、測定対象Ｘの色度を分析する。
また、本発明の電子機器の他の例として、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムが挙げられる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の光学モジュールを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等のガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
図１２は、本発明の光学モジュールを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図１３は、図１２のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置１００は、図１２に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、及び排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、及び受光素子１３７（受光部）等を含む検出装置（光学モジュール）と、受光素子１３７で受光された光に応じて出力された信号の処理や検出装置や光源部の制御を実施する制御部１３８（処理部）、電力を供給する電力供給部１３９等から構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。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。
また、図１３に示すように、ガス検出装置１００の表面には、操作パネル１４０、表示部１４１、外部とのインターフェイスのための接続部１４２、電力供給部１３９が設けられている。電力供給部１３９が二次電池の場合には、充電のための接続部１４３を備えてもよい。
さらに、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図１３に示すように、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１４４、光源１３５Ａを制御するための光源ドライバー回路１４５、波長可変干渉フィルター５を制御するための駆動制御部１５、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９、及び排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。
図１３は、図１２のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置１００は、図１２に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、及び排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、及び受光素子１３７（受光部）等を含む検出装置（光学モジュール）と、受光素子１３７で受光された光に応じて出力された信号の処理や検出装置や光源部の制御を実施する制御部１３８（処理部）、電力を供給する電力供給部１３９等から構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。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。
また、図１３に示すように、ガス検出装置１００の表面には、操作パネル１４０、表示部１４１、外部とのインターフェイスのための接続部１４２、電力供給部１３９が設けられている。電力供給部１３９が二次電池の場合には、充電のための接続部１４３を備えてもよい。
さらに、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図１３に示すように、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１４４、光源１３５Ａを制御するための光源ドライバー回路１４５、波長可変干渉フィルター５を制御するための駆動制御部１５、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９、及び排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。
次に、上記のようなガス検出装置１００の動作について、以下に説明する。
本体部１３０の上部のセンサー部カバー１３１の内部には、センサーチップ検出器１４８が設けられており、このセンサーチップ検出器１４８でセンサーチップ１１０の有無が検出される。信号処理部１４４は、センサーチップ検出器１４８からの検出信号を検出すると、センサーチップ１１０が装着された状態であると判断し、表示部１４１へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
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。
そして、例えば利用者により操作パネル１４０が操作され、操作パネル１４０から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１４４へ出力されると、まず、信号処理部１４４は、光源ドライバー回路１４５に光源作動の信号を出力して光源１３５Ａを作動させる。光源１３５Ａが駆動されると、光源１３５Ａから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光が射出される。また、光源１３５Ａには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部１４４へ出力される。そして、信号処理部１４４は、光源１３５Ａから入力された温度や光量に基づいて、光源１３５Ａが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路１５０を制御して排出手段１３３を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１２０Ａから、吸引流路１２０Ｂ、センサーチップ１１０内、排出流路１２０Ｃ、排出口１２０Ｄへと誘導される。なお、吸引口１２０Ａには、除塵フィルター１２０Ａ１が設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気などが除去される。
また、センサーチップ１１０は、金属ナノ構造体が複数組み込まれ、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ１１０では、レーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成され、この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光、及びレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、駆動制御部１５に対して制御信号を出力する。これにより、駆動制御部１５は、上記第一実施形態と同様にして波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６を駆動させ、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。この場合、波長可変干渉フィルター５から目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。
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。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、駆動制御部１５に対して制御信号を出力する。これにより、駆動制御部１５は、上記第一実施形態と同様にして波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６を駆動させ、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。この場合、波長可変干渉フィルター５から目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。
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。
なお、上記図１２及び図１３において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。
また、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、上記のようなガスの検出に限られず、近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や、食物や生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の、物質成分分析装置を例示できる。
以下に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
以下に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
図１４は、本発明の光学モジュールを利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。
この食物分析装置２００は、図１４に示すように、検出器２１０（光学モジュール）と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター５と、分光された光を検出する撮像部２１３（受光部）と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、波長可変干渉フィルター５を制御する駆動制御部１５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。
この食物分析装置２００は、図１４に示すように、検出器２１０（光学モジュール）と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター５と、分光された光を検出する撮像部２１３（受光部）と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、波長可変干渉フィルター５を制御する駆動制御部１５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。
この食物分析装置２００は、システムを駆動させると、光源制御部２２１により光源２１１が制御されて、光源２１１から測定対象物に光が照射される。そして、測定対象物で反射された光は、撮像レンズ２１２を通って波長可変干渉フィルター５に入射する。波長可変干渉フィルター５は駆動制御部１５の制御により、上記第一実施形態に示すような駆動方法で駆動される。これにより、波長可変干渉フィルター５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、駆動制御部１５を制御して波長可変干渉フィルター５に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。
そして、信号処理部２２４は、記憶部２２５に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部２２５には、例えばスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されており、信号処理部２２４は、求めたスペクトルのデータを、記憶部２２５に記憶された食物に関する情報を基に分析し、検出対象に含まれる食物成分、及びその含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から、食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。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、上述のようにして得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部２３０に表示させる処理をする。
そして、信号処理部２２４は、上述のようにして得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部２３０に表示させる処理をする。
また、図１４において、食物分析装置２００の例を示すが、略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば血液等の体液成分を測定する装置として、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
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。
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。
さらには、本発明の光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
また、電子機器としては、本発明の光学モジュールにより光を分光することで、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、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図１５は、分光カメラの概略構成を示す模式図である。分光カメラ３００は、図１５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、図１５に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
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、波長可変干渉フィルター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。
図１５は、分光カメラの概略構成を示す模式図である。分光カメラ３００は、図１５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、図１５に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに光学フィルターデバイス６００が設けられる構成としてもよい。
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、波長可変干渉フィルター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。
さらには、本発明の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く、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の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、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
また、本発明の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、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
さらには、光学モジュール及び電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルターにより、物質から射出された赤外エネルギー（赤外光）を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。
上記のように、本発明の光学モジュール、及び電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の光学モジュールは、上述のように、１デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光学モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
１…分光測定装置（電子機器）、５，５Ａ…波長可変干渉フィルター（干渉フィルター）、１０…光学モジュール、１１…ディテクター（受光部）、１５…駆動制御部、２０…制御部、５１…固定基板（基板）、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、１００…ガス検出装置、１３７…受光素子、１３８…制御部、２００…食物分析装置、２１０…検出器、２２０…制御部、３００…分光カメラ、３３０…撮像部、４００…測色装置、４２０…測色センサー、４３０…制御装置、５４１…析出物（金属析出物）、６００…光学フィルターデバイス、６１０…筐体。
Claims (12)
- 基板、前記基板に設けられた第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備える干渉フィルターの製造方法であって、
金属材料を用いて前記基板に前記第一反射膜を形成する反射膜形成工程と、
前記第一反射膜が形成された面側が凸に反る方向に前記基板を変形させる変形工程と、を実施する
ことを特徴とする干渉フィルターの製造方法。 - 請求項１に記載の干渉フィルターの製造方法において、
前記変形工程は、前記基板及び前記第一反射膜を加熱する加熱工程である
ことを特徴とする干渉フィルターの製造方法。 - 請求項２に記載の干渉フィルターの製造方法において、
前記加熱工程において、前記基板の前記第一反射膜が形成された面側から加熱する
ことを特徴とする干渉フィルターの製造方法。 - 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の干渉フィルターの製造方法において、
前記第一反射膜の前記第二反射膜側の面に保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する
ことを特徴とする干渉フィルターの製造方法。 - 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の干渉フィルターの製造方法において、
前記金属材料は、銀又は銀を含む合金である
ことを特徴とする干渉フィルターの製造方法。 - 基板と、
前記基板に金属材料で形成された第一反射膜と、
前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、を備え、
前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っている
ことを特徴とする干渉フィルター。 - 基板と、
前記基板に金属材料で形成された第一反射膜と、
前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、を備え、
前記第一反射膜は、前記第二反射膜側の面に球状の金属析出物を有する
ことを特徴とする干渉フィルター。 - 請求項７に記載の干渉フィルターにおいて、
前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っている
ことを特徴とする干渉フィルター。 - 請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の干渉フィルターにおいて、
前記金属材料は、銀又は銀を含む合金である
ことを特徴とする干渉フィルター。 - 基板、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、
前記干渉フィルターを収納する筐体と、を具備し、
前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っている
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 基板、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、
前記干渉フィルターから出射された光を受光する受光部と、を具備し、
前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っている
ことを特徴とする光学モジュール。 - 基板、前記基板に金属材料で形成された第一反射膜、及び、前記第一反射膜に対向する第二反射膜を備えた干渉フィルターと、
前記干渉フィルターを制御する制御部と、を具備し、
前記基板は、前記第一反射膜が形成された面側に凸に反っている
ことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014132268A JP2016011986A (ja) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 干渉フィルターの製造方法、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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014132268A JP2016011986A (ja) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 干渉フィルターの製造方法、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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016011986A true JP2016011986A (ja) | 2016-01-21 |
Family
ID=55228752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014132268A Pending JP2016011986A (ja) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 干渉フィルターの製造方法、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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016011986A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105572914A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-11 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种光学系统的可调光滤波器 |
| EP3527918A3 (en) * | 2018-02-14 | 2019-10-30 | Whirlpool Corporation | Foodstuff sensing appliance |
| US11156970B2 (en) | 2015-08-05 | 2021-10-26 | Whirlpool Corporation | Foodstuff sensing appliance |
-
2014
- 2014-06-27 JP JP2014132268A patent/JP2016011986A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| CN105572914A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-11 | 昂纳信息技术（深圳）有限公司 | 一种光学系统的可调光滤波器 |
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