JP2016014710A - Optical filter device, optical module, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器に関する。 The present invention relates to an optical filter device, an optical module, and an electronic apparatus.
従来、一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ反射膜を所定のギャップを介して対向配置した干渉フィルターを筐体内に収納した光学フィルターデバイスが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の光学フィルターデバイスでは、筐体は、干渉フィルターが固定部材で固定されるベース基板を備えている。干渉フィルターの基板は、ベース基板に対向する対向面の一箇所で、当該ベース基板に対して接着固定されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an optical filter device in which an interference filter in which a reflective film is disposed to face each other with a predetermined gap on a pair of substrates facing each other is housed in a casing (see, for example, Patent Document 1).
In the optical filter device described in
この光学フィルターデバイスでは、例えば接着剤を用いて接着固定した場合でも、基板の対向面の略全面を接着した構成と比べて、接着剤から受ける応力を小さくすることができる。すなわち、基板の対向面の接着面積が小さいほど、硬化時に収縮する接着剤からの引張応力や、基板とベース基板との熱膨張係数差により生じる応力の影響を抑制することができる。 In this optical filter device, even when it is bonded and fixed using, for example, an adhesive, the stress received from the adhesive can be reduced as compared with a configuration in which substantially the entire opposing surface of the substrate is bonded. That is, as the adhesion area of the opposing surface of the substrate is smaller, the influence of tensile stress from the adhesive that shrinks at the time of curing and the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the base substrate can be suppressed.
しかしながら、干渉フィルターの基板を一箇所で固定しているため、例えば、光学フィルターデバイスに、干渉フィルターの固有振動数に近い周波数の外乱が加わると、当該干渉フィルターが、固定箇所を中心として振動する場合がある。このような振動が生じると、基板が歪むことにより、反射膜間のギャップの寸法の反射面に沿った面内の均一性が低下するため、干渉フィルターの分解能が低下するという課題がある。 However, since the substrate of the interference filter is fixed at one location, for example, when a disturbance having a frequency close to the natural frequency of the interference filter is applied to the optical filter device, the interference filter vibrates around the fixed location. There is a case. When such vibrations occur, the substrate is distorted, and the in-plane uniformity along the reflecting surface of the gap size between the reflecting films is lowered, so that there is a problem that the resolution of the interference filter is lowered.
本発明の目的は、干渉フィルターの分解能の低下を抑制できる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である。 An object of the present invention is to provide an optical filter device, an optical module, and an electronic apparatus that can suppress a decrease in resolution of an interference filter.
本発明の一適用例に係る光学フィルターデバイスは、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜のいずれか一方が設けられた基板を有する干渉フィルターと、ベース部と、前記基板の一部を前記ベース部に固定する第一固定部材と、前記基板の厚み方向の平面視において、前記厚み方向に交差する基板表面の、前記一対の反射膜が対向する対向領域を囲う領域で、前記基板を前記ベース部に固定し、前記第一固定部材よりも、前記基板への弾性率が低い第二固定部材と、を備えたことを特徴とする。 An optical filter device according to an application example of the present invention includes a pair of reflective films facing each other, an interference filter including a substrate provided with any one of the pair of reflective films, a base portion, and one of the substrates. A first fixing member that fixes a portion to the base portion, and a region surrounding a facing region of the substrate surface that intersects the thickness direction facing the pair of reflective films, in plan view in the thickness direction of the substrate, A substrate is fixed to the base portion, and a second fixing member having a lower elastic modulus to the substrate than the first fixing member is provided.
本適用例では、干渉フィルターは、基板の一部で第一固定部材によってベース部に固定されている。また、干渉フィルターは、基板厚み方向の平面視において、基板表面の反射膜の対向領域を囲う領域で、第一固定部材よりも、弾性率が低い第二固定部材によって固定されている。
ここで、上述のように、基板の一部を固定した場合、固定位置を固定端とした基板厚み方向の振動が、基板に生じる場合があり、当該振動による基板の歪みにより、干渉フィルターの分解能が低下するおそれがある。例えば、干渉フィルターの基板を一箇所で固定した場合、固定端から最も離れた位置(最遠部)を振幅が最大の自由端とする振動(1次モード振動)が、干渉フィルターに生じる場合がある。
また、干渉フィルターから所望波長の光を安定して出射させるためには、一対の反射膜間を一定にする必要があるが、例えば基板のばね性により反射膜が振動する場合がある。この場合、例えば基板のばね定数等に基づいた固有振動数で振動することになる。この際、基板のばね定数等に基づいた固有振動数と、上記1次モード振動等の干渉フィルターの固有振動数とが近い場合は共振により反射膜の振動が増大する。
また、このような振動の影響を避けるため、ベース部に対する干渉フィルターの振動が収束して、干渉フィルターの分解能が所望の範囲となるまで待機することも考えられる。しかしながら、この場合、干渉フィルターから所望波長の光を出射させるまでの時間(待機時間)が長くなる。
In this application example, the interference filter is fixed to the base portion by the first fixing member at a part of the substrate. The interference filter is fixed by a second fixing member having a lower elastic modulus than that of the first fixing member in a region surrounding the opposing region of the reflective film on the substrate surface in plan view in the substrate thickness direction.
Here, as described above, when a part of the substrate is fixed, vibration in the substrate thickness direction with the fixed position as the fixed end may occur in the substrate, and the resolution of the interference filter is caused by the distortion of the substrate due to the vibration. May decrease. For example, when the substrate of the interference filter is fixed at one place, vibration (first mode vibration) having a free end with the maximum amplitude at the position farthest from the fixed end (farthest part) may occur in the interference filter. is there.
Further, in order to stably emit light having a desired wavelength from the interference filter, it is necessary to make the distance between the pair of reflection films constant. For example, the reflection film may vibrate due to the spring property of the substrate. In this case, it vibrates at a natural frequency based on, for example, the spring constant of the substrate. At this time, if the natural frequency based on the spring constant of the substrate is close to the natural frequency of the interference filter such as the primary mode vibration, the vibration of the reflecting film increases due to resonance.
Further, in order to avoid the influence of such vibration, it is conceivable to wait until the vibration of the interference filter with respect to the base portion converges and the resolution of the interference filter becomes a desired range. However, in this case, the time (standby time) until the light having the desired wavelength is emitted from the interference filter becomes long.
これに対して、本適用例では、第一固定部材によって、基板の一部をベース部に対して強固に固定する。さらに、第一固定部材よりも密着性及び弾性率が低い第二固定部材によって、厚み方向に交差する基板表面を固定する。これにより、上記1次モード振動等の基板厚み方向の振動を第二固定部材で吸収でき、当該振動を抑制できる。したがって、振動の影響による分解能の低下を抑制でき、かつ、待機時間を短縮できる。
また、本適用例では、干渉フィルターは、基板表面の、上記平面視における一対の反射膜の対向領域を囲う領域で、第二固定部材によってベース部に固定されている。このような構成では、平面視において、基板表面に沿って対向領域の中心から外側に向かう放射方向に、第二固定部材から基板に対して作用する応力の均一化を図ることができる。これにより、基板とベース部との間に熱膨張係数差が存在する場合や、第二固定部材が硬化収縮するような場合でも、熱膨張係数差や硬化収縮の影響を小さくでき、対向領域における基板の歪みを抑制できる。
さらに、本適用例では、第二固定部材の弾性率を、第一固定部材よりも大きくすることにより、熱膨張係数差により基板とベース部との間の膨張量(又は収縮量)が異なる場合でも、第一固定部材により基板を位置決め固定しつつ、第二固定部材を弾性変形させることができ、熱膨張係数差による基板の歪みを抑制できる。
以上から、本適用例によれば、第一固定部材により干渉フィルターを適切に固定でき、かつ、第二固定部材により干渉フィルターの振動や、熱膨張係数差による影響を低減して、干渉フィルターの分解能の低下を抑制できる。
On the other hand, in this application example, a part of the substrate is firmly fixed to the base portion by the first fixing member. Furthermore, the board | substrate surface which cross | intersects the thickness direction is fixed by the 2nd fixing member whose adhesiveness and elastic modulus are lower than a 1st fixing member. Thereby, the vibration in the substrate thickness direction such as the primary mode vibration can be absorbed by the second fixing member, and the vibration can be suppressed. Therefore, a decrease in resolution due to the influence of vibration can be suppressed, and the standby time can be shortened.
In this application example, the interference filter is fixed to the base portion by the second fixing member in a region surrounding the opposing region of the pair of reflection films in the plan view on the substrate surface. With such a configuration, in a plan view, the stress acting on the substrate from the second fixing member can be made uniform in the radial direction from the center of the opposing region to the outside along the substrate surface. As a result, even when there is a difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the base portion, or even when the second fixing member is cured and contracted, the influence of the difference in thermal expansion coefficient and curing contraction can be reduced. The distortion of the substrate can be suppressed.
Furthermore, in this application example, when the elastic modulus of the second fixing member is made larger than that of the first fixing member, the expansion amount (or contraction amount) between the substrate and the base portion differs due to the difference in thermal expansion coefficient. However, the second fixing member can be elastically deformed while the substrate is positioned and fixed by the first fixing member, and distortion of the substrate due to a difference in thermal expansion coefficient can be suppressed.
From the above, according to this application example, the interference filter can be appropriately fixed by the first fixing member, and the influence of the vibration of the interference filter and the difference in thermal expansion coefficient can be reduced by the second fixing member. A reduction in resolution can be suppressed.
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記第二固定部材は、前記基板への密着性が前記第一固定部材よりも低いことが好ましい。
ここで、固定部材は、密着性及び弾性率がともに高いほど、固定力が大きくなる。
本適用例では、第二固定部材の密着性及び弾性率を、第一固定部材よりも低くすることにより、第二固定部材による固定力を第一固定部材よりも小さくできる。一方、第一固定部材による固定力を第二固定部材よりも大きくできる。これにより、干渉フィルターを適切に固定するのに十分な固定力を、第一固定部材により得るとともに、第二固定部材から基板に作用する応力を低減できる。
In the optical filter device of this application example, it is preferable that the second fixing member has lower adhesion to the substrate than the first fixing member.
Here, the fixing member has a higher fixing force as its adhesion and elastic modulus are higher.
In this application example, by making the adhesion and elastic modulus of the second fixing member lower than those of the first fixing member, the fixing force by the second fixing member can be made smaller than that of the first fixing member. On the other hand, the fixing force by the first fixing member can be larger than that of the second fixing member. As a result, a sufficient fixing force for appropriately fixing the interference filter can be obtained by the first fixing member, and the stress acting on the substrate from the second fixing member can be reduced.
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記基板は、前記一対の反射膜のいずれか一方が設けられる第一基板と、前記一対の反射膜の他方が設けられる第二基板とを含み、前記第二基板は、前記反射膜が設けられた可動部、及び前記可動部を前記厚み方向に移動可能に保持する保持部を含む駆動領域を有し、前記第二固定部材は、前記平面視において、前記駆動領域を囲う領域で、前記第二基板を前記ベース部に固定することが好ましい。
本適用例では、干渉フィルターは、基板は第一基板及び第二基板を含み、駆動領域を有する第二基板を第一基板側に撓ませて一対の反射膜のギャップ寸法を変更することができる。したがって、干渉フィルターは、反射膜間のギャップの寸法を変更し、当該寸法に応じた波長の光を出射させることができる。しかしながら、第二基板は、第一基板よりも強度が低下するため、応力が作用した際に、変形しやすくなっている。
これに対して、本適用例では、第二固定部材は、平面視において、第二基板における駆動領域を囲う領域で、当該第二基板をベース部に固定する。
このような構成では、上記平面視において、駆動領域の外側に、駆動領域の中心から外側に向かう方向に第二固定部材から作用する応力の均一化を図ることができる。これにより、第二基板における脆弱部分を含む駆動領域で、第二基板が歪むことを抑制でき、ギャップ寸法の制御精度の低下を抑制できる。
In the optical filter device of this application example, the substrate includes a first substrate on which one of the pair of reflective films is provided, and a second substrate on which the other of the pair of reflective films is provided, and the second substrate The substrate has a drive region including a movable portion provided with the reflective film, and a holding portion that holds the movable portion so as to be movable in the thickness direction. It is preferable that the second substrate is fixed to the base portion in a region surrounding the driving region.
In this application example, the interference filter includes a first substrate and a second substrate, and the second substrate having the drive region can be bent toward the first substrate to change the gap dimension of the pair of reflective films. . Therefore, the interference filter can change the dimension of the gap between the reflective films and emit light having a wavelength corresponding to the dimension. However, since the strength of the second substrate is lower than that of the first substrate, it is easily deformed when stress is applied.
On the other hand, in this application example, the second fixing member fixes the second substrate to the base portion in a region surrounding the drive region in the second substrate in a plan view.
In such a configuration, the stress acting from the second fixing member in the direction from the center of the drive region to the outside can be made uniform outside the drive region in the plan view. Thereby, it can suppress that a 2nd board | substrate is distorted in the drive area | region containing the weak part in a 2nd board | substrate, and can suppress the fall of the control precision of a gap dimension.
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記第二固定部材は、前記平面視において、前記駆動領域の外周に沿った第一縁と、前記第一縁からの距離が一定の第二縁とを有することが好ましい。
本適用例では、平面視において、駆動領域の外周に沿った第一縁と、第一縁からの距離が一定の第二縁とを有する領域で、第二基板が第二固定部材によって固定される。
このような構成では、平面視における第二固定部材の幅寸法(駆動領域の中心に対して放射方向における幅寸法)を一定とすることができる。これにより、第二固定部材から第二基板に作用する応力を、より均一にすることができ、基板の歪みをより確実に抑制できる。
In the optical filter device of this application example, the second fixing member has a first edge along the outer periphery of the drive region and a second edge having a constant distance from the first edge in the plan view. It is preferable.
In this application example, the second substrate is fixed by the second fixing member in a region having a first edge along the outer periphery of the drive region and a second edge having a constant distance from the first edge in plan view. The
In such a configuration, the width dimension of the second fixing member in the plan view (the width dimension in the radial direction with respect to the center of the drive region) can be made constant. Thereby, the stress which acts on the second substrate from the second fixing member can be made more uniform, and the distortion of the substrate can be more reliably suppressed.
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記第二固定部材は、前記平面視において環状であることが好ましい。
本適用例では、第二固定部材を環状とすることにより、駆動領域の中心に対する放射方向に、第二固定部材から第二基板に作用する応力の一層の均一化を図ることができ、基板の歪みをより確実に抑制できる。
In the optical filter device of this application example, it is preferable that the second fixing member is annular in the plan view.
In this application example, by making the second fixing member annular, it is possible to further uniform the stress acting on the second substrate from the second fixing member in the radial direction with respect to the center of the drive region. Distortion can be suppressed more reliably.
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記第二固定部材は、スリットを有することが好ましい。
本適用例では、例えば、第二固定部材に接着剤を用い、当該接着剤から放出ガスが発生した場合でも、フィルター平面視において、第二固定部材よりも内側の空間から、スリットを介して外部に排出することができる。また、フィルター平面視において、第二固定部材よりも内側の空間と、外側の空間との間で内圧の差が生じることを抑制でき、当該内圧差が生じることによる、反射膜間ギャップの制御精度の低下を抑制できる。
In the optical filter device of this application example, it is preferable that the second fixing member has a slit.
In this application example, for example, even when an adhesive is used for the second fixing member and a release gas is generated from the adhesive, the filter is viewed from the space inside the second fixing member through the slit in the plan view. Can be discharged. Moreover, in the filter plan view, it is possible to suppress a difference in internal pressure between the space inside the second fixing member and the space outside, and control accuracy of the gap between the reflection films due to the internal pressure difference. Can be suppressed.
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記第二固定部材は、複数の前記スリットを有し、前記平面視において、前記駆動領域の中心に対して回転対称となる形状を有することが好ましい。
本適用例では、複数のスリットが第二固定部材を複数部分に分割しており、各部分が互いに回転対称となる形状を有する。したがって、第二固定部材にスリットを設けた場合でも、第二固定部材から基板の駆動領域に対して作用する応力の均一化を図ることができ、基板の駆動領域における歪みを抑制できる。
In the optical filter device according to this application example, it is preferable that the second fixing member has a plurality of the slits and has a shape that is rotationally symmetric with respect to the center of the driving region in the plan view.
In this application example, the plurality of slits divide the second fixing member into a plurality of parts, and each part has a shape that is rotationally symmetric with each other. Therefore, even when a slit is provided in the second fixing member, it is possible to equalize the stress acting on the driving region of the substrate from the second fixing member, and to suppress distortion in the driving region of the substrate.
本発明の一適用例に係る光学モジュールは、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜のいずれか一方が設けられた基板を有する干渉フィルターと、ベース部と、前記基板の一部を前記ベース部に固定する第一固定部材と、前記基板の厚み方向の平面視において、前記厚み方向に交差する基板表面の、前記一対の反射膜が対向する対向領域を囲う領域で、前記基板を前記ベース部に固定し、前記第一固定部材よりも、前記基板への密着性及び弾性率が低い第二固定部材と、前記干渉フィルターにより取り出された光を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、上記のように、光学フィルターデバイスにおける干渉フィルターの分解能の低下を抑制でき、分解能を維持した状態で光学フィルターデバイスから光を出射させることができる。したがって、光学モジュールにおいて、受光部で高い分解能で、所望波長の光の光量を検出することができる。
An optical module according to an application example of the invention includes a pair of reflective films facing each other, an interference filter including a substrate provided with any one of the pair of reflective films, a base portion, and a part of the substrate A first fixing member that fixes the substrate to the base portion, and a region of the substrate surface that intersects the thickness direction in a plan view in the thickness direction of the substrate and that surrounds a facing region where the pair of reflective films face each other. A second fixing member that has lower adhesion and elastic modulus to the substrate than the first fixing member, and a detection unit that detects light extracted by the interference filter. It is characterized by that.
In this application example, as described above, it is possible to suppress a decrease in resolution of the interference filter in the optical filter device, and it is possible to emit light from the optical filter device while maintaining the resolution. Therefore, in the optical module, it is possible to detect the amount of light having a desired wavelength with high resolution at the light receiving unit.
本発明の一適用例に係る電子機器は、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜のいずれか一方が設けられた基板を有する干渉フィルターと、ベース部と、前記基板の一部を前記ベース部に固定する第一固定部材と、前記基板の厚み方向の平面視において、前記厚み方向に交差する基板表面の、前記一対の反射膜が対向する対向領域を囲う領域で、前記基板を前記ベース部に固定し、前記第一固定部材よりも、前記基板への密着性及び弾性率が低い第二固定部材と、前記干渉フィルターを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、上記のように、光学フィルターデバイスにおける干渉フィルターの分解能の低下を抑制でき、分解能を維持した状態で光学フィルターデバイスから光を出射させることができる。したがって、光学フィルターデバイスから出力される高い分解能の光に基づいた、高精度な処理を実施可能な電子機器を提供できる。
An electronic apparatus according to an application example of the invention includes a pair of reflective films facing each other, an interference filter including a substrate provided with any one of the pair of reflective films, a base portion, and a part of the substrate A first fixing member that fixes the substrate to the base portion, and a region of the substrate surface that intersects the thickness direction in a plan view in the thickness direction of the substrate and that surrounds a facing region where the pair of reflective films face each other. A second fixing member that has lower adhesion and elastic modulus to the substrate than the first fixing member, and a control unit that controls the interference filter. To do.
In this application example, as described above, it is possible to suppress a decrease in resolution of the interference filter in the optical filter device, and it is possible to emit light from the optical filter device while maintaining the resolution. Therefore, it is possible to provide an electronic apparatus capable of performing high-precision processing based on high-resolution light output from the optical filter device.
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
[光学フィルターデバイスの構成]
図1は、本発明の光学フィルターデバイスの第一実施形態である、光学フィルターデバイス600の概略構成を示す平面図である。図2は、図1のA−A線における断面図である。なお、図2では後述する波長可変干渉フィルターの構造を簡略化して模式的に示している。
光学フィルターデバイス600は、入射した検査対象光から、所定の目的波長の光を取り出して射出させる装置であり、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を備えている。このような光学フィルターデバイス600は、例えば測色センサー等の光学モジュールや、測色装置やガス分析装置等の電子機器に組み込むことができる。なお、光学フィルターデバイス600を備えた光学モジュールや電子機器の構成については、後に詳述する。
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of optical filter device]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an
The
[波長可変干渉フィルターの構成]
図3は、波長可変干渉フィルター5の概略構成を示す平面図である。図4は、図3のB−B線で切断した波長可変干渉フィルター5の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター5は、図3及び図4に示すように、本発明の第一基板に相当する固定基板51、及び本発明の第二基板に相当する可動基板52を備えている。これらの固定基板51及び可動基板52は、それぞれ例えば各種ガラスや、水晶等により形成されており、本実施形態では、石英ガラスにより構成されるものとする。そして、これらの基板51,52は、図4に示すように、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。具体的には、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等により構成された接合膜53により接合されている。
なお、以降の説明に当たり、固定基板51又は可動基板52の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板51、接合膜53、及び可動基板52の積層方向から波長可変干渉フィルター5を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
[Configuration of wavelength tunable interference filter]
FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the variable
As shown in FIGS. 3 and 4, the variable
In the following description, the wavelength
固定基板51には、図4に示すように、本発明の一対の反射膜の一方を構成する固定反射膜54が設けられている。また、可動基板52には、本発明の一対の反射膜の他方を構成する可動反射膜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、反射膜間ギャップ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、反射膜54,55間のギャップG1の距離(ギャップ寸法)を調整するのに用いられる、本発明のギャップ変更部に相当する静電アクチュエーター56が設けられている。この静電アクチュエーター56は、固定基板51に設けられた固定電極561と、可動基板52に設けられた可動電極562と、を備え、各電極561,562が対向することにより構成されている。これらの固定電極561,可動電極562は、電極間ギャップを介して対向する。ここで、これらの電極561,562は、それぞれ固定基板51及び可動基板52の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。
なお、本実施形態では、反射膜間ギャップG1が電極間ギャップよりも小さく形成される構成を例示するが、例えば波長可変干渉フィルター5により透過させる波長域によっては、反射膜間ギャップG1を電極間ギャップよりも大きく形成してもよい。
また、フィルター平面視において、可動基板52の一辺側(例えば、図3における辺C3−C4)は、固定基板51の辺C3´−C4´よりも外側に突出する。この可動基板52の突出部分は、固定基板51と接合されない電装部525であり、波長可変干渉フィルター5を固定基板51側から見た際に露出する面は、後述する電極パッド564P,565Pが設けられる電装面524となる。
同様に、フィルター平面視において、固定基板51の一辺側(電装部525とは反対側)は、可動基板52よりも外側に突出する。
As shown in FIG. 4, the fixed
The wavelength
In the present embodiment, the configuration in which the gap G1 between the reflection films is formed smaller than the gap between the electrodes is exemplified. However, depending on the wavelength range transmitted by the wavelength
Further, in the filter plan view, one side of the movable substrate 52 (for example, the side C <b> 3-C <b> 4 in FIG. 3) protrudes outside the side C <b> 3 ′ -C <b> 4 ′ of the fixed
Similarly, in the filter plan view, one side of the fixed substrate 51 (the side opposite to the electrical component 525) protrudes outside the
(固定基板の構成)
固定基板51には、図4に示すように、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。
(Configuration of fixed substrate)
As shown in FIG. 4, the fixed
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(図3参照)。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。
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。この反射膜設置部512の突出先端面は、反射膜設置面512Aとなる。
The
The reflection
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。この固定電極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、図3に示すように、固定電極561の外周縁に接続された固定引出電極563が設けられている。この固定引出電極563は、電極配置溝511から辺C3´−C4´側(電装部525側)に向かって形成された接続電極溝511B(図4参照)に沿って設けられている。この接続電極溝511Bには、可動基板52側に向かって突設されたバンプ565Aが設けられ、固定引出電極563は、バンプ565A上まで延出する。そして、バンプ565A上で可動基板52側に設けられた固定接続電極565に当接し、電気的に接続される。この固定接続電極565は、接続電極溝511Bに対向する領域から電装面524まで延出し、電装面524において固定電極パッド565Pを構成する。
A fixed
As shown in FIG. 3, the fixed
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。その他、固定反射膜54上に透明電極を設ける構成や、導電性の固定反射膜54を用い、当該固定反射膜54から固定側電装部に接続電極を形成してもよく、この場合、固定電極561として、接続電極の位置に応じて、一部が切り欠かれた構成などとしてもよい。
In the present embodiment, a configuration in which one fixed
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4に示すように、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、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(又は合金膜)を積層した反射膜や、金属膜(又は合金膜)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(又は合金膜)とを積層した反射膜などを用いてもよい。
As described above, the reflective
As shown in FIG. 4, a fixed
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。
Further, an antireflection film may be formed at a position corresponding to the fixed
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、及び接続電極溝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。
Of the surfaces of the fixed
(可動基板の構成)
可動基板52は、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、を備えている。
(Configuration of movable substrate)
The
可動部521は、保持部522よりも厚み寸法が大きく形成される。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。
The
Similar to the fixed
可動電極562は、所定の電極間ギャップを介して固定電極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の外周縁に接続された可動接続電極564が設けられている。この可動接続電極564は、可動部521から、固定基板51に設けられた接続電極溝511Bに対向する位置に沿って、電装面524に亘って設けられており、電装面524において、内側端子部に電気的に接続される可動電極パッド564Pを構成する。
また、可動基板52には、上述したように、固定接続電極565が設けられており、この固定接続電極565は、バンプ565A(図3参照)の形成位置で固定引出電極563に接続されている。
The
Further, as described above, the fixed
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、電極間ギャップが反射膜間ギャップ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、電極間ギャップの寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
The movable
In the present embodiment, as described above, an example in which the interelectrode gap is larger than the dimension of the inter-reflection film gap G1 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, when infrared rays or far infrared rays are used as the measurement target light, the gap G1 may be larger than the gap between the electrodes depending on the wavelength range of the measurement target light.
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。
The holding
In this embodiment, the diaphragm-
可動基板52において、第一接合部513に対向する領域は、第二接合部523となる。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が接合される。
In the
[筐体の構成]
筐体610は、図2に示すように、本発明のベース部に相当するベース620と、リッド630と、を備え、内部に波長可変干渉フィルター5を収納する。
ベース620は、セラミック薄層を積層して焼成することで形成されたセラミック基板である。このベース620は、リッド630に対向する面に、フィルター平面視において枠状となる側壁部621が設けられている。また、ベース620は、当該側壁部621に囲まれて形成された凹部622を有する。また、側壁部621のリッド630側の面であるリッド接合面621Aにリッド630が接合される。
この凹部622の底部622Aには、可動基板52を底部622A側に向けた状態で、波長可変干渉フィルター5が載置される。波長可変干渉フィルター5は、第一固定部材640と第二固定部材641とによって、二箇所でベース620に対して固定される。
[Case configuration]
As shown in FIG. 2, the
The
The variable
第一固定部材640は、図1に示すように、可動基板52の頂点C4を含む角部に設けられている。この第一固定部材640は、図2に示すように、可動基板52の基板厚み方向に沿った面である基板側面52A及びベース620の底部622Aに接している。
この第一固定部材640は、第二固定部材641よりも弾性率(剛性)及び密着性が高い固定材料で形成されている。固定部材は、弾性率及び密着性が高い程、固定力が大きくなるので、第一固定部材640は、第二固定部材641よりも固定力が大きくなる。
このような第一固定部材640としては、例えば、弾性率が1GPa以上の、ポリイミド系の接着剤を用いることができる。
As shown in FIG. 1, the first fixed
The
As such a first fixing
第二固定部材641は、図1に示すように、フィルター平面視において、各反射膜54,55が対向する対向領域S1を含む駆動領域S2を囲う領域で、可動基板52の基板表面52B(図2参照)とベース620とを固定する。この駆動領域S2は、フィルター平面視において、可動部521及び保持部522を含む領域であり、その外周縁は、保持部522の外周縁に重なっている。第二固定部材641は、フィルター平面視において、駆動領域S2の外側で、駆動領域S2の外周に沿って設けられる。図示例では、第二固定部材641は、平面中心点Oを中心(すなわち対向領域S1の重心)とし、幅寸法が一定の略円環状に設けられている。すなわち、第二固定部材641では、フィルター平面視において、駆動領域S2の外周に沿った内縁(本発明の第一縁)と、外縁(本発明の第二縁)との距離が一定である。
As shown in FIG. 1, the second fixing
第二固定部材641は、図1に示すように、フィルター平面視において、平面中心点Oに対して回転対称となる位置に、上記放射方向に沿った複数のスリット641Aを有する。この第二固定部材641は、スリット641Aによって、平面中心点Oに対して回転対称となる複数部分(図示例では2つ)に分かれている。このスリット641Aを設けることにより、例えば、第二固定部材641や、後述する透光性部材629を接着する接着剤等から放出ガスが発生した場合でも、スリット641Aを介して、第二固定部材641よりも内側の空間から、外側に排出することができる。
As shown in FIG. 1, the second fixing
この第二固定部材641は、第一固定部材640よりも弾性率と、可動基板に対する密着性とが低い部材である。なお、第二固定部材641は、固定基板51やベース620に対して、弾性率が100分の1以下であることが好ましい。これにより、固定基板51とベース620との間で熱膨張係数差により、膨張量(又は収縮量)に差が生じた場合、固定基板51とベース620とを接合している第二固定部材641を変形させることができ、上記熱膨張係数差に起因して固定基板51に作用する応力を抑制できる。
The
このような第二固定部材641としては、例えば、弾性率が0.01GPa以上、かつ、10GPa未満のシリコーン系の接着剤を用いることができる。
また、例えば、第二固定部材641として、フィルム状の基材に、上述のシリコーン系接着剤等の低弾性接着剤を塗布した、低弾性接着フィルムを用いてもよい。このような接着フィルムを用いることにより、第二固定部材641を所定の設置領域に形成することが容易となる。
As such a
Further, for example, as the second fixing
凹部622の底部622Aには、第二固定部材641を配置する溝部623が設けられている。溝部623の溝底部623Aには、上述の第二固定部材641が配置されている。
この溝部623は、フィルター平面視において、可動基板52と少なくとも重なる領域に設けられている。溝部623の、基板厚み方向の寸法は、第二固定部材641の寸法以下であり、好ましくは略同じ寸法である。
A
The
溝部623を設けて、内部に第二固定部材641を収納することにより、当該溝部623を設けず、第二固定部材641を底部622Aに直に設けた場合と比べて、基板厚み方向における光学フィルターデバイス600の寸法を小さくすることができる。
また、溝部623が、フィルター平面視において、波長可変干渉フィルター5の可動基板52と少なくとも重なる位置に、溝部623を設けることにより、第一固定部材640の固定位置を固定端とした、基板厚み方向の振動が可動基板52に発生しても。波長可変干渉フィルター5とベース620との干渉を抑制することができる。
By providing the
Further, the
また、底部622Aには、波長可変干渉フィルター5から出射された光(又は波長可変干渉フィルターに入射される光)を通過させるための光通過孔628が設けられている。光通過孔628には、例えば低融点ガラス等の接合剤により、例えばガラス板等の透光性部材629が接合されている。
The bottom 622A is provided with a
また、凹部622の底部622Aには、筐体610外部に貫通する封止孔622Bが設けられている。この封止孔622Bは、光学フィルターデバイス600の製造時において、例えば筐体610内部の気体を吸引したり、不活性ガスに置換するための孔部であり、筐体610の内部を真空又は減圧した状態で、例えばAu等の封止部材622C(図2参照)により金属封止することができる。
In addition, a sealing
さらに、凹部622の底部622Aには、波長可変干渉フィルターの電極パッド564P,565Pに接続される内部端子622D(図1参照)が設けられている。この内部端子622Dの形成部分には、例えば筐体610の外部に貫通する貫通孔(図示略)が設けられ、当該貫通孔には内部端子622Dと電気的に接続される例えばAg等の金属部材が充填されている。この金属部材は、ベース620の外部に設けられた外部端子(図示略)に接続されており、これにより、内部端子622Dと外部端子とが電気接続されている。
Furthermore, an
リッド630は、フィルター平面視において、ベース620と同様の矩形状の外形を有し、光を透過可能なガラスによって形成されている。このリッド630は、ベース620に波長可変干渉フィルター5が配置された状態で、リッド接合面621Aに接合される。
The
[光学フィルターデバイスの製造方法]
まず、第二固定部材641を溝部623の溝底部623Aの所定の位置に配置する。そして、波長可変干渉フィルター5を位置合わせしながら、第二固定部材641が配置された溝底部623Aに配置する。この後、第二固定部材641を硬化させる。
その後、第一固定部材640を塗布し、第一固定部材640を硬化させる。
このようにして、波長可変干渉フィルター5に対する所定の位置に、第二固定部材641を配置することができる。
[Method of manufacturing optical filter device]
First, the second fixing
Thereafter, the first fixing
In this way, the second fixing
本実施形態では、可動基板52をベース620側に向けて波長可変干渉フィルター5を配置する。このため、可動基板52と溝底部623Aとの距離は、フィルター平面視において、保持部522の形成位置で、保持部522の外側位置よりも大きくなっている。したがって、波長可変干渉フィルター5の配置時に、溝底部623Aに配置された第二固定部材641が、基板表面52Bに沿って変形した場合でも、保持部522の外周縁よりも内側で、可動基板52に第二固定部材641が接触することを抑制できる。
In the present embodiment, the wavelength
この後、波長可変干渉フィルター5の各電極パッド564P,565Pと、内部端子622Dとをワイヤボンディング等により電気的に接続する。
そして、ベース620及びリッド630を、例えば低融点ガラス等を用いて接合する。
この後、封止孔622Bから筐体610内部の気体を吸引し、筐体内部空間を真空又は減圧状態とする。そして、その状態を維持したまま、例えばAu等の封止部材622Cを封止孔622Bに挿通し、溶融させて封止孔622Bを閉塞する。
以上により、本実施形態の光学フィルターデバイス600が製造される。
Thereafter, the
Then, the
Thereafter, the gas inside the
As described above, the
[波長可変干渉フィルターの振動と第二固定部材との関係]
以下、波長可変干渉フィルター5を第一固定部材640の一箇所で固定した際に生じる振動における、各モード振動について説明する。
図5は、波長可変干渉フィルター5における1次モード振動における振動状態を模式的に示す図である。
頂点C4側の一箇所で固定された波長可変干渉フィルター5では、図5に示すように1次モード振動による振動が生じる場合がある。すなわち、波長可変干渉フィルター5には、頂点C4が固定端となり、当該頂点C4の対角である頂点C2´が自由端となる基板厚み方向の振動である1次モード振動が生じる場合がある。1次モード振動では、図5に示すように、固定端である頂点C4から頂点C2´側に向かうにしたがって振幅が大きくなる。
[Relationship between vibration of tunable interference filter and second fixing member]
Hereinafter, each mode vibration in the vibration generated when the wavelength
FIG. 5 is a diagram schematically showing a vibration state in the primary mode vibration in the wavelength
In the
図6は、波長可変干渉フィルター5における2次モード振動における振動状態を模式的に示す図である。
頂点C4側の一箇所や、頂点C4及び頂点C2´側の二箇所で固定された波長可変干渉フィルター5では、図6に示すように2次モード振動による振動が生じる場合がある。すなわち、フィルター平面視において頂点C4及び頂点C2´を通過する仮想線Vを軸とし、頂点C4を固定端とした捻じれによる振動が生じる場合がある。2次モード振動では、図6に示すように、各基板51,52の厚み方向に直交する面に沿って、仮想線Vから離れるにしたがって振幅が大きくなる。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a vibration state in the secondary mode vibration in the wavelength
In the wavelength
上述のように1次モード振動や2次モード振動等の基板厚み方向の屈曲振動が波長可変干渉フィルター5に生じると、各反射膜54,55が歪んだり、反射膜間のギャップG1の寸法の面内均一性が低下して、波長可変干渉フィルター5の分解能が低下するおそれがある。また、各モードの固有振動数と、波長可変干渉フィルター5の反射膜の振動における固有振動数(以下、ミラー振動数とも称する)が近い場合、共振により、ギャップG1の寸法が変動するおそれがある。なお、ミラー振動数は、可動部521の質量や、保持部522のばね係数等の主に可動基板52の構成に応じた値である。
本実施形態では、波長可変干渉フィルター5は、基板表面52Bに設けられた第二固定部材641によって、ベース620に対して固定されている。このような構成により、上記各モード振動等の基板厚み方向に可動基板52が変形する振動を、第二固定部材641に吸収させることができ、残留振動を抑制できる。
As described above, when bending vibration in the substrate thickness direction such as primary mode vibration or secondary mode vibration occurs in the wavelength
In the present embodiment, the wavelength
[第一実施形態の作用効果]
本実施形態では、波長可変干渉フィルター5は、可動基板52の一箇所で、第一固定部材640によって、ベース620に固定されている。また、波長可変干渉フィルター5は、フィルター平面視において、基板表面52Bの対向領域S1を囲う領域で、第一固定部材640よりも密着性及び弾性率が低い第二固定部材641によって、固定されている。
ここで、波長可変干渉フィルター5を一箇所で固定すると、上述のように1次モード振動(図5参照)や2次モード振動(図6参照)等が生じる場合があり、波長可変干渉フィルター5の分解能が低下するおそれがある。このような分解能の低下の影響を避けるため、波長可変干渉フィルター5の振動が収束するまで待機すると、所望波長の光を出射させるまでの待機時間が長くなる。
これに対して、本実施形態では、可動基板52の基板表面52Bを、第一固定部材640よりも弾性率が低い、第二固定部材641で固定する。これにより、上述のように、波長可変干渉フィルター5における残留振動を抑制できる。したがって、波長可変干渉フィルター5の分解能の低下を抑制でき、かつ、上記待機時間を短縮できる。
また、第二固定部材641の弾性率を、第一固定部材640よりも大きくすることにより、熱膨張係数差により可動基板52とベース620との間の膨張量(又は収縮量)が異なる場合でも、第一固定部材640により可動基板52を位置決め固定しつつ、第二固定部材641を弾性変形させることができ、熱膨張係数差による各基板51,52の歪みを抑制できる。
[Operational effects of the first embodiment]
In the present embodiment, the variable
Here, when the wavelength
On the other hand, in this embodiment, the
In addition, by making the elastic modulus of the second fixing
また、第二固定部材641の密着性及び弾性率を、第一固定部材640よりも低くすることにより、第二固定部材641による固定力を第一固定部材640よりも小さくできる。一方、第一固定部材640による固定力を第二固定部材641よりも大きくできる。これにより、波長可変干渉フィルター5を適切に固定するのに十分な固定力を、第一固定部材640により得るとともに、第二固定部材641から可動基板52に作用する応力を低減できる。
Further, by making the adhesion and elastic modulus of the second fixing
また、波長可変干渉フィルター5は、基板表面52Bの、フィルター平面視における対向領域S1を囲う領域で、第二固定部材641によって、ベース620に固定されている。
このような構成では、平面視において、基板表面52Bに沿って対向領域S1の中心である平面中心点Oから外側に向かう放射方向に、第二固定部材641から可動基板52の対向領域S1に対して作用する応力の均一化を図ることができる。これにより、可動基板52とベース620との間に熱膨張係数差が存在する場合や、第二固定部材641が硬化収縮するような場合でも、熱膨張係数差や硬化収縮の影響を小さくでき、対向領域S1における各基板51,52の歪みを抑制できる。
The wavelength
In such a configuration, in plan view, the second fixed
図7は、平面視において対向領域S1を囲むように、可動基板52の4辺に沿って第二固定部材641を設けた場合(図7において各測定点を丸で示す)と、角部の1箇所で固定した場合(図7において各測定点を四角で示す)と、のそれぞれについて、各測定対象波長(nm)における安定化時間(ms)を示すグラフである。なお、安定化時間とは、ギャップG1の寸法が、所望の測定精度に対する許容範囲に収束するまでの所要時間である。また、安定化時間の許容値の上限値(測定限界)を点線で、目標値を一点鎖線で示す。
図7に示すように、角部の1箇所で固定した場合、安定化時間が、全測定波長において測定限界以下となるものの、複数の測定波長において目標値以上となる。これに対して、平面視において対向領域S1を囲むように固定されている場合、安定化時間が、全測定波長において目標値以下となる。このように、対向領域S1を囲むように可動基板52をベース620に固定することにより、安定化時間を短縮することができる。
FIG. 7 shows a case where the second fixing
As shown in FIG. 7, when fixed at one corner, the stabilization time is equal to or greater than the target value at a plurality of measurement wavelengths, although the stabilization time is equal to or less than the measurement limit at all measurement wavelengths. On the other hand, when it is fixed so as to surround the facing region S1 in a plan view, the stabilization time is equal to or less than the target value at all measurement wavelengths. As described above, the stabilization time can be shortened by fixing the
ここで、本実施形態では、一対の基板51,52のうちの可動基板52には、可動反射膜55が形成された可動部521が、保持部522によって移動可能に保持されている。
このような波長可変干渉フィルター5では、外乱等により波長可変干渉フィルター5に生じた振動(例えば1次モード振動や2次モード振動が生じた)に対する可動部521の共振が発生し易く、分解能が低下しやすい。また、静電アクチュエーター56によって、可動部521を移動させた際に、その反動により波長可変干渉フィルター5に振動が発生する場合がある。そして、波長可変干渉フィルター5が振動すると、上述の共振により、やはり分光精度が低下することになる。
これに対して、本実施形態では第二固定部材641は、可動基板52における、駆動領域S2の外側で、駆動領域S2の外周縁に沿って設けられている。上述のように波長可変干渉フィルター5の振動や共振を抑制できる。したがって、可動基板52の残留振動を好適に抑制でき、分解能の低下を抑制できる。
また、第二固定部材641は、可動基板52における駆動領域S2の外側で、駆動領域S2の外周縁に沿って設けられている。このような構成では、平面中心点Oから基板表面52Bに沿って外側に向かう放射方向において、可動基板52の、保持部522よりも外側の領域に作用する応力の均一化を図ることができる。これにより、可動基板52に設けられた保持部522が歪むことを抑制でき、ギャップG1の寸法の制御精度の低下を抑制できる。
Here, in this embodiment, the
In such a wavelength
On the other hand, in the present embodiment, the second fixing
The
また、本実施形態では、第二固定部材641は、略円環状であり、幅寸法が一定である。これにより、平面中心点Oから上記放射方向の外側に向かって、第二固定部材641から可動基板52に作用する応力を、より均一にすることができ、各基板51,52の歪みをより確実に抑制できる。
Moreover, in this embodiment, the 2nd fixing
本実施形態では、第二固定部材641は、スリット641Aを有する。これにより、例えば、第二固定部材641等の接着剤から放出ガスが発生した場合でも、フィルター平面視において、第二固定部材641よりも内側の空間から、スリット641Aを介して外部に排出することができる。また、フィルター平面視において、第二固定部材641よりも内側の空間と、外側の空間との間で内圧の差が生じることを抑制でき、当該内圧差が生じることによる反射膜間ギャップG1の制御精度の低下を抑制できる。
In the present embodiment, the second fixing
また、本実施形態では、第二固定部材641は、フィルター平面視において、平面中心点Oに対して互いに回転対称となる位置にスリット641Aが設けられ、互いに回転対称となる複数部分に分割されている。したがって、第二固定部材641にスリット641Aを設けた場合でも、第二固定部材641から可動基板52に対して作用する応力の均一化を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the second fixing
本実施形態では、第一固定部材640は、可動基板52を一箇所で固定している。このような構成では、第一固定部材640としてより高い弾性率を有し、可動基板52との密着性が高い材料を用いることができ、第一固定部材640による固定力をより増大させることができる。
例えば、可動基板52を第一固定部材640によって複数箇所で固定すると、上記熱膨張係数差に応じて、複数の固定箇所の間で可動基板52を圧縮する方向や引っ張る方向の応力が作用し、各基板51,52が歪むおそれがある。
これに対して、本実施形態では、一箇所で固定しているため、第一固定部材640として高弾性率の部材を用いても、上記応力を抑制でき、各基板51,52の歪みを抑制できる。
また、第一固定部材640による固定力を増大させることができるので、第二固定部材641の固定力を減少させることができる。したがって、第二固定部材641として、より弾性率及び密着性が低い材料を用いることができ、第二固定部材641から可動基板52に作用する応力をより一層抑制することができる。
In the present embodiment, the first fixing
For example, when the
On the other hand, in this embodiment, since it fixes at one place, even if it uses a highly elastic member as the
Moreover, since the fixing force by the first fixing
また、本実施形態では、第一固定部材640は、矩形状の可動基板52の頂点C4を含む角部を一箇所で、波長可変干渉フィルター5を固定している。このような構成では、上述のように、1次モード振動(図5参照)として、頂点C4を固定端とし、頂点C2´を自由端とする振動が生じる。このような構成では、波長可変干渉フィルター5に生じる1次モード振動において、固定端と自由端との距離を最大とすることができ、波長可変干渉フィルター5に生じる1次モード振動の固有振動数(1次振動数)を小さくすることができる。本実施形態のように、一対の基板51,52を備え、可動基板52の可動部521を移動させるように構成された波長可変干渉フィルター5では、可動部521における固有振動数(ミラー振動数)は、1次振動数よりも大きい。したがって、1次振動数を小さくすることにより、ミラー振動数から1次振動数を遠ざけることができ、1次モード振動による共振を抑制できる。
In the present embodiment, the first fixing
また、本実施形態では、第一固定部材640は、可動基板52の厚み方向に沿った側面で可動基板52を固定している。このような構成では、第一固定部材640から、可動基板52に対して、基板表面52Bに沿った方向の応力が作用することを抑制することができる。したがって、可動基板52の対向領域S1に対して作用する、基板表面52Bに沿って平面中心点Oに対する放射方向の応力のより一層の均一化を図ることができる。
In the present embodiment, the first fixing
[第二実施形態]
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
第二実施形態では、上記第一実施形態の光学フィルターデバイス600が組み込まれた光学モジュールである測色センサー3、及び光学フィルターデバイス600が組み込まれた電子機器である測色装置1を説明する。
[Second Embodiment]
Next, 2nd embodiment which concerns on this invention is described based on drawing.
In the second embodiment, a
[測色装置の概略構成]
図8は、測色装置1の概略構成を示すブロック図である。
測色装置1は、本発明の電子機器である。この測色装置1は、図8に示すように、検査対象Xに光を射出する光源装置2と、測色センサー3と、測色装置1の全体動作を制御する制御装置4と、を備える。そして、この測色装置1は、光源装置2から射出され検査対象Xにて反射された検査対象光を測色センサー3にて受光する。そして、測色装置1は、受光した測色センサー3から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Xの色を分析して測定する装置である。
[Schematic configuration of color measuring device]
FIG. 8 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
The
[光源装置の構成]
光源装置2は、光源21、複数のレンズ22(図8には1つのみ記載)を備え、検査対象Xに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ22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2は、光源21から射出された白色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Xに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置2を備える測色装置1を例示するが、例えば検査対象Xが液晶パネル等の発光部材である場合、光源装置2が設けられない構成としてもよい。
[Configuration of light source device]
The
[測色センサーの構成]
測色センサー3は、本発明の光学モジュールを構成し、上記第一実施形態の光学フィルターデバイス600を備えている。この測色センサー3は、図8に示すように、光学フィルターデバイス600と、光学フィルターデバイス600を透過した光を受光する検出部31と、波長可変干渉フィルター5の透過光の波長を変更する電圧制御部32と、を備える。
また、測色センサー3は、波長可変干渉フィルター5に対向する位置に、検査対象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3は、光学フィルターデバイス600内の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、分光した光を検出部31にて受光する。
[Configuration of colorimetric sensor]
The
Further, the
検出部31は、本発明の受光部であり、複数の光電交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。ここで、検出部31は、例えば回路基板311を介して、制御装置4に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置4に出力する。
また、この回路基板311には、筐体610の外側表面に形成された外側端子が接続されており、回路基板311に形成された回路を介して、電圧制御部32に接続されている。
このような構成では、回路基板311を介して、光学フィルターデバイス600及び検出部31を一体的に構成でき、測色センサー3の構成を簡略化することができる。
The
The
In such a configuration, the
電圧制御部32は、回路基板311を介して光学フィルターデバイス600の外側端子に接続される。そして、電圧制御部32は、制御装置4から入力される制御信号に基づいて、電極パッド564P,565Pに所定のステップ電圧を印加することで、静電アクチュエーター56を駆動させる。これにより、電極間ギャップに静電引力が発生し、保持部522が撓むことで、可動部521が固定基板51側に変位し、反射膜間ギャップG1を所望の寸法に設定することが可能となる。
The
[制御装置の構成]
制御装置4は、測色装置1の全体動作を制御する。
この制御装置4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等を用いることができる。
そして、制御装置4は、図8に示すように、光源制御部41、測色センサー制御部42、及び測色処理部43等を備えて構成されている。
光源制御部41は、光源装置2に接続されている。そして、光源制御部41は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置2に所定の制御信号を出力し、光源装置2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42は、測色センサー3に接続されている。そして、測色センサー制御部42は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー3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3に出力する。これにより、測色センサー3の電圧制御部32は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター56への印加電圧を設定する。
測色処理部43は、検出部31により検出された受光量から、検査対象Xの色度を分析する。
[Configuration of control device]
The control device 4 controls the overall operation of the
As this control device 4, for example, a general-purpose personal computer, a portable information terminal, a color measurement dedicated computer, or the like can be used.
And the control apparatus 4 is provided with the light
The light
The colorimetric
The
[第二実施形態の作用効果]
本実施形態の測色装置1は、上記第一実施形態のような光学フィルターデバイス600を備えている。上述したように、光学フィルターデバイス600は、接合時における可動基板52の撓みや反りを低減でき、波長可変干渉フィルター5から所望波長の光を精度よく出射させることができる。
したがって、光学モジュールである測色センサー3は、検出部31により所望波長の光量を高精度に検出することが可能となる。これにより、電子機器である測色装置1は、光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5を制御することで、検査対象Xに対する高精度な測色処理を実施できる。
[Operational effects of the second embodiment]
The
Therefore, the
[実施形態の変形]
なお、本発明は上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、フィルター平面視において、第一固定部材640を角部の一箇所に設ける構成について例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第一固定部材640を、角部以外の他の場所に設ける構成としてもよい。また、第一固定部材640を、複数箇所に設ける構成としてもよい。
また、上記各実施形態では、第一固定部材640を可動基板52の基板側面52Aに設ける構成を例示したが、これに限定されず、基板表面52Bに設けてもよい。
なお、基板側面52Aの一箇所に第一固定部材640を設け、波長可変干渉フィルター5を固定することにより、基板表面52Bに沿った方向の応力が、波長可変干渉フィルター5に作用することを抑制でき、波長可変干渉フィルター5の分解能の低下をより確実に抑制できる。
[Modification of Embodiment]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. are included in this invention.
For example, in each of the above embodiments, the configuration in which the first fixing
Further, in each of the above embodiments, the configuration in which the first fixing
In addition, by providing the first fixing
上記各実施形態では、第二固定部材641が、フィルター平面視において円環状である構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、平面中心点Oに対して回転対称性を有する、例えば矩形状や多角形状等の構成であってもよい。また、第二固定部材641は、回転対称性を有する構成に限定されず、フィルター平面視において、対向領域S1を囲む位置に略環状に設けられていればよい。具体的には、フィルター平面視において、一対の基板51,52が重なる重畳領域の外周縁に沿って、第二固定部材641を設けてもよい。
In each of the above embodiments, the second fixing
上記各実施形態では、第二固定部材641に2つのスリット641Aが設けられている構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、3つ以上のスリット641Aを互いに回転対称となる位置に設けてもよく、複数のスリットを、回転対称となる位置以外の任意の位置に設ける構成としてもよい。また、1つのスリット641Aを設ける構成としてもよい。また、上述の放出ガスの発生等の不具合が発生しなければ、スリット641Aを設けなくてもよい。
In each of the embodiments described above, the configuration in which the two fixing
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター5の可動基板52を固定する構成としたが、本発明はこれに限定されず、固定基板51をベース620に固定する構成としてもよい。例えば、固定基板51をベース620側に向けて波長可変干渉フィルター5を配置し、固定基板51をベース620に固定する構成が挙げられる。
なお、各基板51,52のうちの一方を第一固定部材640で固定し、他方を第二固定部材641で固定する構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the
One of the
上記各実施形態では、ギャップ変更部として、固定電極561、及び可動電極562に電圧を印加することで、静電引力により反射膜間ギャップG1の大きさを変更する静電アクチュエーター56を備える構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、ギャップ変更部として、誘導アクチュエーターを用いてもよい。この場合、固定電極561の代わりに、第一誘導コイルを配置し、可動電極562の代わりに第二誘導コイル又は永久磁石を配置する構成を例示できる。
さらに、ギャップ変更部として、圧電アクチュエーターを用いてもよい。この場合、保持部522に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部522を撓ませる構成を例示できる。
また、上記各実施形態では、ギャップ変更部としての静電アクチュエーター56を一対の基板の一方のみに設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、ギャップ変更部を両方の基板に設けてもよい。
In each of the above-described embodiments, the gap change unit includes the
For example, an induction actuator may be used as the gap changing unit. In this case, a configuration in which the first induction coil is arranged instead of the fixed
Furthermore, a piezoelectric actuator may be used as the gap changing unit. In this case, the lower electrode layer, the piezoelectric film, and the upper electrode layer are stacked on the holding
Moreover, in each said embodiment, although the structure which provided the
上記各実施形態では、反射膜間ギャップG1を変更可能に構成された波長可変干渉フィルター5を例示したが、これに限定されず、反射膜間ギャップG1の大きさが固定された干渉フィルターであってもよい。
また、上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター5として、一対の基板51,52と、各基板51,52のそれぞれに設けられた一対の反射膜54,55を備える構成を例示したが、これに限定されない。例えば、可動基板52が設けられない構成とし、固定基板51を筐体610に固定する構成としてもよい。この場合、例えば、基板(固定基板)の一面に第一反射膜、ギャップスペーサ、及び第二反射膜を積層形成し、第一反射膜と第二反射膜とがギャップを介して対向する構成とする。当該構成では、一枚の基板からなる構成となり、分光素子をより薄型化することができる。
In each of the above embodiments, the wavelength
In each of the above-described embodiments, the wavelength
また、本発明の電子機器として、第二実施形態において測色装置1を例示したが、その他、様々な分野により本発明の光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器を用いることができる。
以下、本発明の光学フィルターデバイスを利用した電子機器の変形例について説明する。なお、以下に例示する電子機器は、上記光学フィルターデバイス600を備え、波長可変干渉フィルター5が筐体610に収納されている。
Moreover, although the
Hereinafter, modified examples of the electronic apparatus using the optical filter device of the present invention will be described. Note that an electronic apparatus exemplified below includes the
本発明の電子機器は、例えば、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムとして用いることができる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の光学フィルターデバイスが備える波長可変干渉フィルターを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等のガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
The electronic device of the present invention can be used, for example, as a light-based system for detecting the presence of a specific substance. As such a system, for example, an in-vehicle gas leak detector that detects a specific gas with high sensitivity by adopting a spectroscopic measurement method using a variable wavelength interference filter provided in the optical filter device of the present invention, or a breath test A gas detection device such as a photoacoustic rare gas detector can be exemplified.
An example of such a gas detection device will be described below with reference to the drawings.
図9は、波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図10は、図9のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置100は、図9に示すように、センサーチップ110と、吸引口120A、吸引流路120B、排出流路120C、及び排出口120Dを備えた流路120と、本体部130と、を備えて構成されている。
本体部130は、流路120を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー131、排出手段133、筐体134、光学部135、フィルター136、光学フィルターデバイス600、及び受光素子137(検出部)等を含む検出装置と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部138、電力を供給する電力供給部139等から構成されている。また、光学部135は、光を射出する光源135Aと、光源135Aから入射された光をセンサーチップ110側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子137側に透過するビームスプリッター135Bと、レンズ135C,レンズ135D,レンズ135Eと、により構成されている。
また、図9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10に示すように、CPU等により構成された信号処理部144、光源135Aを制御するための光源ドライバー回路145、光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5を制御するための電圧制御部146、受光素子137からの信号を受信する受光回路147、センサーチップ110のコードを読み取り、センサーチップ110の有無を検出するセンサーチップ検出器148からの信号を受信するセンサーチップ検出回路149及び排出手段133を制御する排出ドライバー回路150等を備えている。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a gas detection apparatus including a wavelength variable interference filter.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a control system of the gas detection device of FIG.
As illustrated in FIG. 9, the
The
Further, as shown in FIG. 9, an
Further, as shown in FIG. 10, the
次に、上記のようなガス検出装置100の動作について、以下に説明する。
本体部130の上部のセンサー部カバー131の内部には、センサーチップ検出器148が設けられており、このセンサーチップ検出器148でセンサーチップ110の有無が検出される。信号処理部144は、センサーチップ検出器148からの検出信号を検出すると、センサーチップ110が装着された状態であると判断し、表示部141へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
Next, operation | movement of the above
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等が除去される。
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、ラマン散乱光が光学フィルターデバイス600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、光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5に印加する電圧を調整し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5で分光させる。この後、分光した光が受光素子137で受光され
ると、受光量に応じた受光信号が受光回路147を介して信号処理部144に出力される。
信号処理部144は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ROMに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部144は、表示部141にその結果情報を表示させたり、接続部142から外部へ出力したりする。
The
These Rayleigh scattered light and Raman scattered light enter the
The
なお、図9及び図10において、ラマン散乱光を光学フィルターデバイス600の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。この他、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。
9 and 10 exemplify the
また、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、上記のようなガスの検出に限られず、近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や、食物や生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の、物質成分分析装置を例示できる。
以下に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
In addition, the system for detecting the presence of a specific substance is not limited to the detection of the gas as described above, but a non-invasive measuring device for saccharides by near-infrared spectroscopy, and non-invasive information on food, living body, minerals, etc. A substance component analyzer such as a measuring device can be exemplified.
Hereinafter, a food analyzer will be described as an example of the substance component analyzer.
図11は、光学フィルターデバイス600を利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。
この食物分析装置200は、図11に示すように、検出器210(光学モジュール)と、制御部220と、表示部230と、を備えている。検出器210は、光を射出する光源211と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ212と、撮像レンズ212から導入された光を分光する光学フィルターデバイス600と、分光された光を検出する撮像部213(検出部)と、を備えている。
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、光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5を制御する電圧制御部222と、撮像部213を制御し、撮像部213で撮像された分光画像を取得する検出制御部223と、信号処理部224と、記憶部225と、を備えている。
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of a food analysis apparatus that is an example of an electronic apparatus using the
As shown in FIG. 11, the
The
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を通って光学フィルターデバイス600に入射する。光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5は電圧制御部222の制御により所望の波長を分光可能な電圧が印加されており、分光された光が、例えばCCDカメラ等により構成される撮像部213で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部225に蓄積される。また、信号処理部224は、電圧制御部222を制御して波長可変干渉フィルター5に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。
In the
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。
Then, the
Then, the
また、図11において、食物分析装置200の例を示すが、略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば血液等の体液成分を測定する装置として、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
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。
Moreover, although the 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波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
Furthermore, the variable wavelength interference filter, 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 transmitted by a wavelength variable interference filter provided in the optical module. The data transmitted by the light of the specific wavelength can be extracted by separating the light and receiving the light at the light receiving unit, and the electronic data having such a data extraction optical module can be used to extract the light data of each wavelength. By processing, optical communication can be performed.
また、電子機器としては、本発明の光学フィルターデバイスが備える波長可変干渉フィルター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、分光分析機等にも適用できる。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12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12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(検出部)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12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光学フィルターデバイス600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、光学フィルターデバイス600の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。
The electronic apparatus can also be applied to a spectroscopic camera, a spectroscopic analyzer, or the like that captures a spectroscopic image by dispersing light with a wavelength variable interference filter included in the optical filter device of the present invention. An example of such a spectroscopic camera is an infrared camera incorporating a wavelength variable interference filter.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the spectroscopic camera. As shown in FIG. 12, the
The
The
The
In such a
さらには、本発明の光学フィルターデバイスが備える波長可変干渉フィルターをバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の光学フィルターデバイスが備える波長可変干渉フィルターを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩等の認証装置にも適用できる。
Furthermore, the tunable interference filter provided in the optical filter device 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, a narrow band centering on a predetermined wavelength is used. It can also be used as an optical laser device that transmits only light by spectrally splitting it with a variable wavelength interference filter.
In addition, the wavelength variable interference filter provided in the optical filter device of the present invention may be used as a biometric authentication device, for example, an authentication device for blood vessels, fingerprints, retinas, irises, etc. using light in the near infrared region or visible region. It can also be applied to.
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。 Furthermore, an optical module and an electronic device can be used as a concentration detection device. In this case, the infrared energy (infrared light) emitted from the substance is spectrally analyzed by the variable wavelength interference filter, and the analyte concentration in the sample is measured.
上記に示すように、本発明の光学フィルターデバイス及び電子機器は、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、上記光学フィルターデバイスは、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、携帯用や車載用の電子機器に好適に利用できる。 As described above, the optical filter device and the electronic apparatus of the present invention can be applied to any apparatus that separates predetermined light from incident light. And since the said optical filter device 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 a plurality of devices, it is possible to promote downsizing of the optical module and the electronic device, and for example, it can be suitably used for a portable or in-vehicle electronic device.
上述の測色装置1、ガス検出装置100、食物分析装置200、及び分光カメラ300の説明では、第一実施形態の光学フィルターデバイス600を適用した例を示したが、これに限定されない。もちろん、他の実施形態の光学フィルターデバイスも同様に測色装置1等に適用できる。
In the description of the
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上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造等に適宜変更してもよい。 In addition, the specific structure for carrying out the present invention may be configured by appropriately combining the above-described embodiments and modification examples within the scope in which the object of the present invention can be achieved, and may be appropriately changed to other structures and the like. May be.
1…測色装置(電子機器)、3…測色センサー(光学モジュール)、4…制御装置(制御部)、5…波長可変干渉フィルター(干渉フィルター)、31…検出部(受光部)、51…固定基板、52…可動基板、52B…基板表面、54…固定反射膜、55…可動反射膜、100…ガス検出装置(電子機器)、137…受光素子(受光部)、138…制御部、200…食物分析装置(電子機器)、213…撮像部(受光部)、220…制御部、300…分光カメラ(電子機器)、330…撮像部(受光部)、521…可動部、522…保持部、600…光学フィルターデバイス、620…ベース(ベース部)、640…第一固定部材、641…第二固定部材。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ベース部と、
前記基板の一部を前記ベース部に固定する第一固定部材と、
前記基板の厚み方向の平面視において、前記厚み方向に交差する基板表面の、前記一対の反射膜が対向する対向領域を囲う領域で、前記基板を前記ベース部に固定し、前記第一固定部材よりも、前記基板への弾性率が低い第二固定部材と、を備えた
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 An interference filter having a pair of reflective films facing each other and a substrate provided with any one of the pair of reflective films;
A base part;
A first fixing member for fixing a part of the substrate to the base portion;
In a plan view of the substrate in the thickness direction, the substrate is fixed to the base portion in a region surrounding a facing region of the substrate surface that intersects the thickness direction, where the pair of reflective films face each other, and the first fixing member And a second fixing member having a lower elastic modulus to the substrate.
前記第二固定部材は、前記基板への密着性が前記第一固定部材よりも低い
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 The optical filter device of claim 1.
The optical filter device, wherein the second fixing member has lower adhesion to the substrate than the first fixing member.
前記基板は、前記一対の反射膜のいずれか一方が設けられる第一基板と、前記一対の反射膜の他方が設けられる第二基板とを含み、
前記第二基板は、前記反射膜が設けられた可動部、及び前記可動部を前記厚み方向に移動可能に保持する保持部を含む駆動領域を有し、
前記第二固定部材は、前記平面視において、前記駆動領域を囲う領域で、前記第二基板を前記ベース部に固定する
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 The optical filter device according to claim 1 or 2,
The substrate includes a first substrate on which one of the pair of reflective films is provided, and a second substrate on which the other of the pair of reflective films is provided,
The second substrate has a drive region including a movable portion provided with the reflective film, and a holding portion that holds the movable portion movably in the thickness direction,
The optical filter device, wherein the second fixing member fixes the second substrate to the base portion in an area surrounding the driving area in the plan view.
前記第二固定部材は、前記平面視において、前記駆動領域の外周に沿った第一縁と、前記第一縁からの距離が一定の第二縁とを有する
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 The optical filter device according to any one of claims 1 to 3,
The optical filter device, wherein the second fixing member has a first edge along an outer periphery of the drive region and a second edge having a constant distance from the first edge in the plan view.
前記第二固定部材は、前記平面視において環状である
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 The optical filter device according to claim 4.
Said 2nd fixing member is cyclic | annular in the said planar view. The optical filter device characterized by the above-mentioned.
前記第二固定部材は、スリットを有する
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 The optical filter device according to claim 5, wherein
The optical filter device, wherein the second fixing member has a slit.
前記第二固定部材は、複数の前記スリットを有し、前記平面視において、前記駆動領域の中心に対して回転対称となる形状を有する
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 The optical filter device according to claim 6.
The second fixing member includes a plurality of the slits, and has a shape that is rotationally symmetric with respect to the center of the driving region in the plan view.
ベース部と、
前記基板の一部を前記ベース部に固定する第一固定部材と、
前記基板の厚み方向の平面視において、前記厚み方向に交差する基板表面の、前記一対の反射膜が対向する対向領域を囲う領域で、前記基板を前記ベース部に固定し、前記第一固定部材よりも、前記基板への弾性率が低い第二固定部材と、
前記干渉フィルターにより取り出された光を検出する検出部と、を備えた
ことを特徴とする光学モジュール。 An interference filter having a pair of reflective films facing each other and a substrate provided with any one of the pair of reflective films;
A base part;
A first fixing member for fixing a part of the substrate to the base portion;
In a plan view of the substrate in the thickness direction, the substrate is fixed to the base portion in a region surrounding a facing region of the substrate surface that intersects the thickness direction, where the pair of reflective films face each other, and the first fixing member Than the second fixing member having a low elastic modulus to the substrate,
An optical module comprising: a detection unit that detects light extracted by the interference filter.
ベース部と、
前記基板の一部を前記ベース部に固定する第一固定部材と、
前記基板の厚み方向の平面視において、前記厚み方向に交差する基板表面の、前記一対の反射膜が対向する対向領域を囲う領域で、前記基板を前記ベース部に固定し、前記第一固定部材よりも、前記基板への弾性率が低い第二固定部材と、
前記干渉フィルター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。 An interference filter having a pair of reflective films facing each other and a substrate provided with any one of the pair of reflective films;
A base part;
A first fixing member for fixing a part of the substrate to the base portion;
In a plan view of the substrate in the thickness direction, the substrate is fixed to the base portion in a region surrounding a facing region of the substrate surface that intersects the thickness direction, where the pair of reflective films face each other, and the first fixing member Than the second fixing member having a low elastic modulus to the substrate,
An electronic device comprising: a control unit that controls the interference filter.
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