JP2016031452A - 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
光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016031452A JP2016031452A JP2014153664A JP2014153664A JP2016031452A JP 2016031452 A JP2016031452 A JP 2016031452A JP 2014153664 A JP2014153664 A JP 2014153664A JP 2014153664 A JP2014153664 A JP 2014153664A JP 2016031452 A JP2016031452 A JP 2016031452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- interference filter
- fixed
- indirect
- optical filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
【課題】適切な固定力で干渉フィルターを固定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。【解決手段】光学フィルターデバイス６００は、ベース６２０（ベース部）と、ベース６２０に接合される間接部材６４０と、互いに対向する一対の反射膜５４，５５のうち、固定反射膜５４が設けられた固定基板５１（基板）を有し、ベース６２０及び間接部材６４０の間に配置された波長可変干渉フィルター５（干渉フィルター）と、固定基板５１及び間接部材６４０を接合する第一接合部材６４３と、ベース６２０及び間接部材６４０を接合する第二接合部材６４４と、を備えた。【選択図】図１
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。
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。
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。
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。
しかしながら、熱膨張係数差による影響を抑制するために接着面積を小さくすると、固定力も減少し、干渉フィルターが脱落するおそれがある。逆に、固定力を増大させるために接着面積を大きくすると、熱膨張係数差による影響により基板が歪むおそれがある。
このように、干渉フィルターの基板とベース基板とを直接固定する従来の構成では、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力を得ることが困難であった。
このように、干渉フィルターの基板とベース基板とを直接固定する従来の構成では、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力を得ることが困難であった。
本発明の目的は、適切な固定力で干渉フィルターを固定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。
本発明の一適用例に係る光学フィルターデバイスは、ベース部と、前記ベース部に接合される間接部材と、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し、前記ベース部及び前記間接部材の間に配置された干渉フィルターと、前記基板及び前記間接部材を接合する第一接合部材と、前記ベース部及び前記間接部材を接合する第二接合部材と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、干渉フィルターの基板と間接部材とが第一接合部材によって固定され、ベース部と間接部材とが第二接合部材によって固定されている。
このような構成では、基板が、間接部材、第一接合部材、及び第二接合部材を介してベース部に固定されており、基板とベース部との熱膨張係数差によって生じる応力を、間接部材、第一接合部材、及び第二接合部材によって緩和できる。したがって、基板をベース部に直に接合する場合と比べて、接合面積を大きくして固定力を増大させても、熱膨張係数差による影響を抑制できる。
以上から、本適用例によれば、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。
このような構成では、基板が、間接部材、第一接合部材、及び第二接合部材を介してベース部に固定されており、基板とベース部との熱膨張係数差によって生じる応力を、間接部材、第一接合部材、及び第二接合部材によって緩和できる。したがって、基板をベース部に直に接合する場合と比べて、接合面積を大きくして固定力を増大させても、熱膨張係数差による影響を抑制できる。
以上から、本適用例によれば、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。
本適用例の光学フィルターデバイスにおいて、前記基板及び前記間接部材の熱膨張係数が同一であることが好ましい。
本適用例では、基板及び間接部材の熱膨張係数が同一であるため、基板及び間接部材間の熱膨張差による影響をより確実に抑制できる。
なお、熱膨張係数が同一とは、基板及び間接部材の熱膨張係数が完全に一致している場合以外にも、基板及び間接部材の熱膨張係数が略同一であり、当該熱膨張係数差の影響による分解能の低下が許容できる程度である場合も含む。
本適用例では、基板及び間接部材の熱膨張係数が同一であるため、基板及び間接部材間の熱膨張差による影響をより確実に抑制できる。
なお、熱膨張係数が同一とは、基板及び間接部材の熱膨張係数が完全に一致している場合以外にも、基板及び間接部材の熱膨張係数が略同一であり、当該熱膨張係数差の影響による分解能の低下が許容できる程度である場合も含む。
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、前記基板の厚み方向の平面視において、前記一対の反射膜が対向する対向領域の外側、かつ、前記基板の端部よりも内側で、前記間接部材と接合されたことが好ましい。
本適用例では、基板は、対向領域の外側、かつ、干渉フィルターの端部よりも内側で、間接部材と接合されている。
ここで、干渉フィルターの基板の端部を固定すると、固定位置を固定端として基板を屈曲させる振動が、基板に生じる場合がある。このような振動により、反射膜が歪んだり、反射膜間のギャップの寸法が変動し、分解能が低下するおそれがある。
これに対して、本適用例では、基板は、干渉フィルターの端部よりも内側で固定されているため、上記振動を抑制でき、分解能の低下を抑制できる。また、基板は、対向領域の外側で固定されているため、間接部材が対向領域と重なることを抑制でき、入射光や干渉光が間接部材で遮られるという不具合を抑制できる。
本適用例では、基板は、対向領域の外側、かつ、干渉フィルターの端部よりも内側で、間接部材と接合されている。
ここで、干渉フィルターの基板の端部を固定すると、固定位置を固定端として基板を屈曲させる振動が、基板に生じる場合がある。このような振動により、反射膜が歪んだり、反射膜間のギャップの寸法が変動し、分解能が低下するおそれがある。
これに対して、本適用例では、基板は、干渉フィルターの端部よりも内側で固定されているため、上記振動を抑制でき、分解能の低下を抑制できる。また、基板は、対向領域の外側で固定されているため、間接部材が対向領域と重なることを抑制でき、入射光や干渉光が間接部材で遮られるという不具合を抑制できる。
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、前記間接部材が対向する領域に溝部を有し、前記第一接合部材は、前記溝部の内面及び前記間接部材を接合することが好ましい。
本適用例では、基板の間接部材に対向する領域に溝部が設けられ、この溝部に第一接合部材が設けられる。
このような構成では、溝部を設けず、間接部材と基板表面とを第一接合部材で接合する場合に比べて、光学フィルターデバイスの厚み寸法を小さくすることができる。
また、第一接合部材は、基板側において溝部の内面に接触するため、平坦な基板表面に接触する場合と比べて、基板側の接合面積を増大させることができ、固定力を増大させることができる。
本適用例では、基板の間接部材に対向する領域に溝部が設けられ、この溝部に第一接合部材が設けられる。
このような構成では、溝部を設けず、間接部材と基板表面とを第一接合部材で接合する場合に比べて、光学フィルターデバイスの厚み寸法を小さくすることができる。
また、第一接合部材は、基板側において溝部の内面に接触するため、平坦な基板表面に接触する場合と比べて、基板側の接合面積を増大させることができ、固定力を増大させることができる。
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、前記干渉フィルターは、前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更するギャップ変更部、を有し、前記第一接合部材は、前記第一基板及び前記間接部材を接合することが好ましい。
本適用例では、第一接合部材は、ギャップ変更部によって撓むことがない第一基板と、間接部材とを固定する。このような構成では、ギャップ変更部によって撓む第二基板よりも高強度の第一基板を固定することにより、第一接合部材から作用する応力の影響で、干渉フィルターが歪むことを抑制できる。
本適用例では、第一接合部材は、ギャップ変更部によって撓むことがない第一基板と、間接部材とを固定する。このような構成では、ギャップ変更部によって撓む第二基板よりも高強度の第一基板を固定することにより、第一接合部材から作用する応力の影響で、干渉フィルターが歪むことを抑制できる。
本発明の一適用例に係る光学モジュールは、ベース部と、前記ベース部に接合される間接部材と、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し、前記ベース部及び前記間接部材の間に配置された干渉フィルターと、前記基板及び前記間接部材を接合する第一接合部材と、前記ベース部及び前記間接部材を接合する第二接合部材と、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、上記光学フィルターデバイスに係る適用例と同様に、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。したがって、衝撃や振動に対する信頼性が高く、所望波長の光量を高精度に検出することが可能な光学モジュールを提供できる。
本適用例では、上記光学フィルターデバイスに係る適用例と同様に、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。したがって、衝撃や振動に対する信頼性が高く、所望波長の光量を高精度に検出することが可能な光学モジュールを提供できる。
本発明の一適用例に係る電子機器は、ベース部と、前記ベース部に接合される間接部材と、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し、前記ベース部及び前記間接部材の間に配置された干渉フィルターと、前記基板及び前記間接部材を接合する第一接合部材と、前記ベース部及び前記間接部材を接合する第二接合部材と、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、上記光学フィルターデバイスに係る適用例と同様に、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。したがって、衝撃や振動に対する信頼性が高く、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。
本適用例では、上記光学フィルターデバイスに係る適用例と同様に、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。したがって、衝撃や振動に対する信頼性が高く、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。
［第一実施形態］
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。
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。
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。
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。
［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。
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。
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。
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。
ここで、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。
（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。
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。
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１のフィルター中心点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。
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。
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。
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。
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、フィルター中心点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。
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。
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。
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。
（可動基板の構成）
可動基板５２は、フィルター中心点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。
可動基板５２は、フィルター中心点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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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撓み、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、フィルター中心点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、フィルター中心点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。
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。
［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、図１及び図２に示すように、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、図２に示すように、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。
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、図１及び図２に示すように、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、図２に示すように、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の底面部６２２Ａには、可動基板５２を底面部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、間接部材６４０を介して、ベース６２０に固定されている。具体的には、波長可変干渉フィルター５は、第一接合部材６４３によって、間接部材６４０に固定されている。そして、間接部材６４０は、第二接合部材６４４によって、ベース６２０に固定されている。
波長可変干渉フィルター５は、間接部材６４０を介して、ベース６２０に固定されている。具体的には、波長可変干渉フィルター５は、第一接合部材６４３によって、間接部材６４０に固定されている。そして、間接部材６４０は、第二接合部材６４４によって、ベース６２０に固定されている。
間接部材６４０は、それぞれ一端がベース６２０に接合される一対の柱状部６４１と、当該一対の柱状部６４１の他端に連続し、波長可変干渉フィルター５が接合される被接合部６４２とを有する。
一対の柱状部６４１は、フィルター平面視において、波長可変干渉フィルター５を挟んで配置される。
被接合部６４２は、図２に示すように、断面矩形状であり、波長可変干渉フィルター５の基板表面５１４に対向する第一面６４２Ａと、第一面６４２Ａに連続し基板厚み方向（基板表面５１４から離れる方向）に沿う第二面６４２Ｂを有し、第一面６４２Ａを波長可変干渉フィルター５側に向けて配置される。
本実施形態では、フィルター平面視において、一対の柱状部６４１が波長可変干渉フィルター５の各基板５１，５２の長辺側に配置され、被接合部６４２が波長可変干渉フィルター５の短辺（例えば固定基板５１の辺Ｃ３´−Ｃ４´）と平行に配置されている。
一対の柱状部６４１は、フィルター平面視において、波長可変干渉フィルター５を挟んで配置される。
被接合部６４２は、図２に示すように、断面矩形状であり、波長可変干渉フィルター５の基板表面５１４に対向する第一面６４２Ａと、第一面６４２Ａに連続し基板厚み方向（基板表面５１４から離れる方向）に沿う第二面６４２Ｂを有し、第一面６４２Ａを波長可変干渉フィルター５側に向けて配置される。
本実施形態では、フィルター平面視において、一対の柱状部６４１が波長可変干渉フィルター５の各基板５１，５２の長辺側に配置され、被接合部６４２が波長可変干渉フィルター５の短辺（例えば固定基板５１の辺Ｃ３´−Ｃ４´）と平行に配置されている。
間接部材６４０は、固定基板５１と熱膨張係数が同一の材料で形成されている。例えば、間接部材６４０は、固定基板５１と同一の素材（例えば石英ガラス）を用いることが好ましい。これにより、固定基板５１及び間接部材６４０間の熱膨張係数差による固定基板５１の歪みを抑制できる。
なお、間接部材６４０と固定基板５１との熱膨張係数が同一とは、間接部材６４０と固定基板５１との熱膨張係数差による分解能の低下が許容できる程度であり、熱膨張係数が略同一と見なせる場合を含む。
なお、間接部材６４０と固定基板５１との熱膨張係数が同一とは、間接部材６４０と固定基板５１との熱膨張係数差による分解能の低下が許容できる程度であり、熱膨張係数が略同一と見なせる場合を含む。
なお、間接部材６４０は、各接合部材６４３，６４４からの応力により変形しない程度の高い剛性を有する材料（例えばセラミック、ガラス等）で形成してもよい。このような構成では、各接合部材６４３，６４４からの応力が作用しても、間接部材６４０の変形を抑制できる。また、間接部材６４０及びベース６２０の間で熱膨張係数が異なる場合でも、当該熱膨張係数差による間接部材６４０の変形を抑制できる。
この間接部材６４０の被接合部６４２は、第一接合部材６４３によって、波長可変干渉フィルター５に接合される。第一接合部材６４３による接合位置は、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よりも外側で、かつ、波長可変干渉フィルター５の外縁部よりも内側（すなわち対向領域Ｓ１の重心であるフィルター中心点Ｏ側）に位置する。図示例では、フィルター平面視において、固定基板５１の外周よりも内側に位置する。
また、波長可変干渉フィルター５が接合されている間接部材６４０では、第二接合部材６４４によって、一対の柱状部６４１の一端側がベース６２０に接合される。波長可変干渉フィルター５は、間接部材６４０との接合位置において、ベース６２０の底面部６２２Ａに向かって押圧されており、可動基板５２が底面部６２２Ａに接触した状態で、筐体６１０に収納される。
図５は、被接合部６４２と波長可変干渉フィルター５との接合部分を拡大して示す断面図である。
図５に示すように、被接合部６４２は、固定基板５１のベース６２０とは反対側の基板表面５１４と、第一面６４２Ａとが対向するように配置されている。
第一接合部材６４３は、被接合部６４２における第一面６４２Ａの一部及び第二面６４２Ｂの一部と、固定基板５１の基板表面５１４とに密着して、固定基板５１及び被接合部６４２を接合している。
図５に示すように、被接合部６４２は、固定基板５１のベース６２０とは反対側の基板表面５１４と、第一面６４２Ａとが対向するように配置されている。
第一接合部材６４３は、被接合部６４２における第一面６４２Ａの一部及び第二面６４２Ｂの一部と、固定基板５１の基板表面５１４とに密着して、固定基板５１及び被接合部６４２を接合している。
これら各接合部材６４３，６４４としては、それぞれ適切な固定力を得るのに十分な弾性率や、接合対象に対する密着性を有するものであればよく、例えば、エポキシ系、シリコーン系等の接着剤である。なお、各接合部材６４３，６４４としては、放出ガスが発生しにくい接着剤を用いることが好ましい。
また、第二接合部材６４４は、例えばシリコーン系の接着剤等、ベース６２０及び間接部材６４０よりも弾性率が小さいことが好ましい。すなわち、ベース６２０及び間接部材６４０の間の熱膨張係数差に応じて間接部材６４０に作用する応力を、第二接合部材６４４の弾性変形により緩和でき、間接部材６４０の変形を好適に抑制できる。したがって、間接部材６４０の変形による、波長可変干渉フィルター５の傾きや位置ずれ等の不具合の発生を抑制できる。
凹部６２２の底面部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。
また、凹部６２２の底面部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。
さらに、凹部６２２の底面部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。
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。
［光学フィルターデバイスの製造方法］
まず、第一接合部材６４３を、波長可変干渉フィルター５と間接部材６４０との間に塗布する。そして、第一接合部材６４３を硬化させる。
次に、第二接合部材６４４を底面部６２２Ａに塗布し、波長可変干渉フィルター５を位置合わせしながら、底面部６２２Ａに配置する。この後、第二接合部材６４４を硬化させる。これにより、間接部材６４０を介して、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に対して位置決め固定できる。
まず、第一接合部材６４３を、波長可変干渉フィルター５と間接部材６４０との間に塗布する。そして、第一接合部材６４３を硬化させる。
次に、第二接合部材６４４を底面部６２２Ａに塗布し、波長可変干渉フィルター５を位置合わせしながら、底面部６２２Ａに配置する。この後、第二接合部材６４４を硬化させる。これにより、間接部材６４０を介して、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に対して位置決め固定できる。
ここで、通常、接着剤等の接合部材は熱負荷が大きいほど硬化し、弾性率が増大する。したがって、第一接合部材６４３を先に硬化させることで、接合強度を増大させることができるとともに、第二接合部材６４４の弾性率が所望値を超えることを抑制できる。また、後で硬化される第二接合部材６４４の弾性率が増大し、所望範囲の上限を超えることを抑制できる。なお、第二接合部材６４４の弾性率を所望範囲の値とすることで、例えば、ベース６２０と間接部材６４０との間で熱膨張係数差が存在する場合でも、第二接合部材６４４の変形により、熱膨張係数差による応力を緩和できる。
なお、第一接合部材６４３と第二接合部材６４４を同時に塗布した後、硬化させるようにしてもよい。
なお、第一接合部材６４３と第二接合部材６４４を同時に塗布した後、硬化させるようにしてもよい。
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、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。
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、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。
［第一実施形態の作用効果］
本適用例では、固定基板５１と間接部材６４０とが第一接合部材６４３によって固定され、ベース６２０と間接部材６４０とが第二接合部材６４４によって固定されている。
このような構成では、固定基板５１が、間接部材６４０、第一接合部材６４３、及び第二接合部材６４４を介してベース６２０に固定されており、固定基板５１とベース６２０との熱膨張係数差によって生じる応力を、間接部材６４０、第一接合部材６４３、及び第二接合部材６４４によって緩和できる。したがって、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に直に接合する場合と比べて、接合面積を大きくして固定力を増大させても、熱膨張係数差による影響を抑制できる。
以上から、本適用例によれば、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。
本適用例では、固定基板５１と間接部材６４０とが第一接合部材６４３によって固定され、ベース６２０と間接部材６４０とが第二接合部材６４４によって固定されている。
このような構成では、固定基板５１が、間接部材６４０、第一接合部材６４３、及び第二接合部材６４４を介してベース６２０に固定されており、固定基板５１とベース６２０との熱膨張係数差によって生じる応力を、間接部材６４０、第一接合部材６４３、及び第二接合部材６４４によって緩和できる。したがって、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に直に接合する場合と比べて、接合面積を大きくして固定力を増大させても、熱膨張係数差による影響を抑制できる。
以上から、本適用例によれば、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、干渉フィルターの脱落を抑制できる適切な固定力で干渉フィルターを固定できる。
本実施形態では、固定基板５１及び間接部材６４０の熱膨張係数を同一とすることにより、固定基板５１及び間接部材６４０間の熱膨張係数差による影響により、固定基板５１が歪むことを抑制できる。
本実施形態では、フィルター平面視において、固定基板５１は、対向領域Ｓ１の外側、かつ固定基板５１（波長可変干渉フィルター５）の端部よりも内側で、間接部材６４０と接合されている。
ここで、波長可変干渉フィルター５の端部を固定すると、固定位置を固定端として各基板５１，５２を屈曲させる振動が生じ、各反射膜５４，５５の歪みや、ギャップＧ１の寸法の変動により、分解能が低下するおそれがある。
これに対して、本実施形態では、波長可変干渉フィルター５の端部よりも内側で固定基板５１が固定されているため、上記振動を抑制でき、分解能の低下を抑制できる。また、固定基板５１は、対向領域Ｓ１の外側で固定されているため、間接部材６４０が対向領域Ｓ１と重なることを抑制でき、入射光や干渉光が間接部材６４０で遮られ、光の利用効率が低下するという不具合を抑制できる。
ここで、波長可変干渉フィルター５の端部を固定すると、固定位置を固定端として各基板５１，５２を屈曲させる振動が生じ、各反射膜５４，５５の歪みや、ギャップＧ１の寸法の変動により、分解能が低下するおそれがある。
これに対して、本実施形態では、波長可変干渉フィルター５の端部よりも内側で固定基板５１が固定されているため、上記振動を抑制でき、分解能の低下を抑制できる。また、固定基板５１は、対向領域Ｓ１の外側で固定されているため、間接部材６４０が対向領域Ｓ１と重なることを抑制でき、入射光や干渉光が間接部材６４０で遮られ、光の利用効率が低下するという不具合を抑制できる。
本実施形態では、第一接合部材６４３は、間接部材６４０における、固定基板５１に対向する第一面６４２Ａと、側面としての第二面６４２Ｂとに接触する。このため、間接部材６４０における接合面積を増大させることができ、固定力を増大させることができる。
また、本実施形態では、第一接合部材６４３は、可動基板５２よりも高強度の固定基板５１と、間接部材６４０とを固定することにより、第一接合部材６４３から作用する応力により、波長可変干渉フィルター５の歪みによる分解能の低下を抑制できる。
また、本実施形態では、第一接合部材６４３は、可動基板５２よりも高強度の固定基板５１と、間接部材６４０とを固定することにより、第一接合部材６４３から作用する応力により、波長可変干渉フィルター５の歪みによる分解能の低下を抑制できる。
本実施形態では、波長可変干渉フィルター５は、第一接合部材６４３による接合位置において、ベース６２０に向かって間接部材６４０から押圧されている。このような構成では、波長可変干渉フィルター５が、ベース６２０と間接部材６４０との間で挟持され、ベース６２０の底面部６２２Ａに接触した状態で配置されている。したがって、波長可変干渉フィルター５を配置する際に、ベース６２０に対して位置決めでき、波長可変干渉フィルター５が傾いて配置されることを抑制できる。また、波長可変干渉フィルター５が、接合位置を基点としてベース６２０に対して振動することを抑制でき、分解能の低下を抑制できる。
本実施形態では、間接部材６４０は、被接合部６４２の両端部が、一対の柱状部６４１を介して、第二接合部材６４４によってベース６２０に接合されている。このような構成では、ベース６２０に対して被接合部６４２の一方の端部のみを接合した場合と比べて、外乱振動等により被接合部６４２が振動するという不具合を抑制できる。
また、被接合部６４２の両端部が接合されているため、間接部材６４０によって波長可変干渉フィルター５をベース６２０に向かって押圧させることができる。
また、被接合部６４２の両端部が接合されているため、間接部材６４０によって波長可変干渉フィルター５をベース６２０に向かって押圧させることができる。
また、間接部材６４０は、基板厚み方向に沿う一対の柱状部６４１と、当該一対の柱状部６４１の他端に連続する被接合部６４２とを有する、門状の部材であり、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に対して、基板厚み方向に押圧している。
このような構成では、例えば、波長可変干渉フィルター５が接合された間接部材６４０を、ベース６２０に接合する際に、波長可変干渉フィルター５の底面部６２２Ａに接触させた状態で第二接合部材６４４を硬化させることで、当該第二接合部材６４４の硬化収縮により、間接部材６４０とベース６２０との間で、波長可変干渉フィルター５をより確実に挟持することができる。より具体的には、基板厚み方向において、波長可変干渉フィルター５のベース６２０側の端面の位置が、一対の柱状部６４１のベース６２０側の端面と一致するか、ベース６２０側であればよい。
このような構成では、例えば、波長可変干渉フィルター５が接合された間接部材６４０を、ベース６２０に接合する際に、波長可変干渉フィルター５の底面部６２２Ａに接触させた状態で第二接合部材６４４を硬化させることで、当該第二接合部材６４４の硬化収縮により、間接部材６４０とベース６２０との間で、波長可変干渉フィルター５をより確実に挟持することができる。より具体的には、基板厚み方向において、波長可変干渉フィルター５のベース６２０側の端面の位置が、一対の柱状部６４１のベース６２０側の端面と一致するか、ベース６２０側であればよい。
［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。
第一実施形態では、被接合部６４２が、平坦な基板表面５１４に第一接合部材６４３によって接合されていた。これに対して、第二実施形態では、基板表面５１４に溝部が設けられ、当該溝部の内面と、被接合部６４２とが第一接合部材６４３によって接合されている。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
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。
第一実施形態では、被接合部６４２が、平坦な基板表面５１４に第一接合部材６４３によって接合されていた。これに対して、第二実施形態では、基板表面５１４に溝部が設けられ、当該溝部の内面と、被接合部６４２とが第一接合部材６４３によって接合されている。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
図６は、本発明の光学フィルターデバイスの第二実施形態である、光学フィルターデバイス６００Ａの概略構成を示す平面図である。
図６に示すように、筐体６１０には、波長可変干渉フィルター５Ａが収納されている。
波長可変干渉フィルター５Ａは、固定基板５１Ａの基板表面５１４に、基板厚み方向に凹状の溝部５１５を有する。
図６に示すように、筐体６１０には、波長可変干渉フィルター５Ａが収納されている。
波長可変干渉フィルター５Ａは、固定基板５１Ａの基板表面５１４に、基板厚み方向に凹状の溝部５１５を有する。
溝部５１５は、間接部材６４０の被接合部６４２の少なくとも一部が基板厚み方向に挿入されるものである。本実施形態では、溝部５１５は、波長可変干渉フィルター５の短辺と平行に設けられている。また、溝部５１５は、本発明の溝部の内面に相当し、基板厚み方向に直交する溝底面５１５Ａと、基板厚み方向に沿う一対の溝側面５１５Ｂとを有する。溝側面５１５Ｂ間の距離である、溝部５１５の幅寸法は、被接合部６４２よりも大きく、被接合部６４２を挿入可能に構成されている。
図７は、被接合部６４２と波長可変干渉フィルター５Ａとの接合部分を拡大して示す断面図である。
図７に示すように、被接合部６４２は、その一部が、基板厚み方向に溝部５１５に挿入された状態で、第一接合部材６４３によって、固定基板５１Ａに接合されている。
第一接合部材６４３は、第一面６４２Ａと、第二面６４２Ｂとで被接合部６４２に密着している。また、本実施形態では、第一接合部材６４３は、溝底面５１５Ａと、溝側面５１５Ｂとで被接合部６４２に密着している。したがって、第一接合部材６４３を、固定基板５１Ａの基板表面５１４の平坦面に密着させる場合と比べて、接合面積を増大できる。したがって、固定基板５１Ａに対する第一接合部材６４３の固定力を増大できる。
図７に示すように、被接合部６４２は、その一部が、基板厚み方向に溝部５１５に挿入された状態で、第一接合部材６４３によって、固定基板５１Ａに接合されている。
第一接合部材６４３は、第一面６４２Ａと、第二面６４２Ｂとで被接合部６４２に密着している。また、本実施形態では、第一接合部材６４３は、溝底面５１５Ａと、溝側面５１５Ｂとで被接合部６４２に密着している。したがって、第一接合部材６４３を、固定基板５１Ａの基板表面５１４の平坦面に密着させる場合と比べて、接合面積を増大できる。したがって、固定基板５１Ａに対する第一接合部材６４３の固定力を増大できる。
［第二実施形態の作用効果］
本実施形態では、間接部材６４０の一部が、固定基板５１に設けられた溝部５１５に挿入され、溝部５１５の内部に第一接合部材６４３が配置される。このような構成では、溝部５１５を設けない場合に比べて、光学フィルターデバイス６００Ａの厚み寸法を小さくすることができる。
また、上述のように、第一接合部材６４３による接合面積を増大でき、固定基板５１Ａに対する第一接合部材６４３の固定力を増大できる。
本実施形態では、間接部材６４０の一部が、固定基板５１に設けられた溝部５１５に挿入され、溝部５１５の内部に第一接合部材６４３が配置される。このような構成では、溝部５１５を設けない場合に比べて、光学フィルターデバイス６００Ａの厚み寸法を小さくすることができる。
また、上述のように、第一接合部材６４３による接合面積を増大でき、固定基板５１Ａに対する第一接合部材６４３の固定力を増大できる。
［第三実施形態］
次に、本発明に係る第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
第三実施形態では、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。なお、本実施形態では、一例として、第一実施形態の光学フィルターデバイス６００を用いる構成を例示するが、これに限定されず、第二実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａを用いる構成を採用してもよい。
次に、本発明に係る第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
第三実施形態では、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。なお、本実施形態では、一例として、第一実施形態の光学フィルターデバイス６００を用いる構成を例示するが、これに限定されず、第二実施形態の光学フィルターデバイス６００Ａを用いる構成を採用してもよい。
［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。
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。
［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。
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。
［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。
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。
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。
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。
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。
［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。
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。
［第三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、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、波長可変干渉フィルター５の脱落を抑制できる適切な固定力で、波長可変干渉フィルター５を接合できる。したがって、衝撃や振動に対する信頼性が高く、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な測色センサー３を備える測色装置１を提供できる。
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、熱膨張係数差による影響を抑制しつつ、波長可変干渉フィルター５の脱落を抑制できる適切な固定力で、波長可変干渉フィルター５を接合できる。したがって、衝撃や振動に対する信頼性が高く、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な測色センサー３を備える測色装置１を提供できる。
［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、第一接合部材６４３による固定位置が一箇所である構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、固定位置が複数箇所であってもよい。
図９は、本発明の光学フィルターデバイスの一変形例である、光学フィルターデバイス６００Ｂの概略構成を示す平面図である。
図９に示す光学フィルターデバイス６００Ｂでは、第一接合部材６４３によって、被接合部６４２と波長可変干渉フィルター５とが２箇所で接合されている。なお、図９に示すように、第一接合部材６４３は、被接合部６４２の第一面６４２Ａ（図５参照）と固定基板５１とを接合し、第二面６４２Ｂに接触しない構成としてもよい。
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、第一接合部材６４３による固定位置が一箇所である構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、固定位置が複数箇所であってもよい。
図９は、本発明の光学フィルターデバイスの一変形例である、光学フィルターデバイス６００Ｂの概略構成を示す平面図である。
図９に示す光学フィルターデバイス６００Ｂでは、第一接合部材６４３によって、被接合部６４２と波長可変干渉フィルター５とが２箇所で接合されている。なお、図９に示すように、第一接合部材６４３は、被接合部６４２の第一面６４２Ａ（図５参照）と固定基板５１とを接合し、第二面６４２Ｂに接触しない構成としてもよい。
上記各実施形態では、間接部材６４０を、フィルター平面視において、被接合部６４２が波長可変干渉フィルター５の長辺と直交するように配置したが、長辺と平行に配置してもよい。
上記各実施形態では、１つの間接部材６４０を備える構成としたが、本発明はこれに限定されず、複数の間接部材を備える構成としてもよい。例えば、複数の間接部材６４０を波長可変干渉フィルター５の長辺と平行な方向に沿って配置してもよい。
上記各実施形態では、１つの間接部材６４０を備える構成としたが、本発明はこれに限定されず、複数の間接部材を備える構成としてもよい。例えば、複数の間接部材６４０を波長可変干渉フィルター５の長辺と平行な方向に沿って配置してもよい。
上記各実施形態では、間接部材６４０は、固定基板５１と同一の材料（例えば、石英ガラス）で形成することが好ましいとしたが、各基板５１，５２及び間接部材６４０の熱膨張係数差が、各基板５１，５２及びベース６２０の熱膨張係数差よりも小さい構成としてもよい。このような構成でも、波長可変干渉フィルター５をベース６２０に直接固定する構成と比べて、熱膨張係数差による影響を抑制できる。
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１の、基板厚み方向に直交する基板表面５１４が、第一接合部材６４３によって間接部材６４０に接合されている構成を例示しているが、本発明はこれに限定されず、固定基板５１や可動基板５２の、基板厚み方向に沿った側面が、接合されてもよい。なお、この場合、各基板５１，５２の互いに平行な一対の側面のそれぞれを第一接合部材６４３で接合すると、各第一接合部材６４３から基板５１，５２に作用する引張応力又は圧縮応力によって基板が歪むおそれがある。したがって、固定基板５１や可動基板５２の一つの側面を固定することで、上記基板の歪みを抑制できる。
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１が、間接部材６４０を介してベース６２０に固定されている構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、可動基板５２を固定する構成としてもよい。例えば、固定基板５１を底面部６２２Ａに向けて波長可変干渉フィルター５を配置し、可動基板５２を第一接合部材６４３によって間接部材６４０に接合すればよい。
上記各実施形態では、第一接合部材６４３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の外周部よりも内側で接触する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、波長可変干渉フィルター５の外周部分（例えば、角部等）で接触してもよい。なお、波長可変干渉フィルター５は、外周部分、例えば角部の一箇所で固定されると、当該固定箇所を固定端とした屈曲振動が発生する場合があるため、フィルター平面視において、波長可変干渉フィルター５の外周部よりも内側を固定することが好ましい。
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５が、ベース６２０に接触している構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、波長可変干渉フィルター５とベース６２０とが離間している構成としてもよい。具体的には、例えば、波長可変干渉フィルター５が接合された間接部材６４０を、ベース６２０に接合する際に、基板厚み方向において、一対の柱状部６４１のベース６２０側の端面の位置が、波長可変干渉フィルター５のベース６２０側の端面よりも、ベース６２０側に位置していればよい。このように、波長可変干渉フィルター５とベース６２０とを離間させることにより、例えば、ベース６２０に歪みが生じた場合でも、当該歪みの影響を受けることがなく、ベース６２０の歪みによる、波長可変干渉フィルター５の変形や位置ズレを抑制できる。
上記各実施形態では、基板が矩形状である構成を例示したが、本発明はこれに限らない。例えば、フィルター平面視において、正方形状等の各種多角形状でもよいし、楕円状や長円状等の曲線を有する形状でもよい。
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５が固定される本発明のベース部として、筐体６１０のベース６２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、各種制御回路が設けられる基板に波長可変干渉フィルター５を固定する際に、上述のように間接部材６４０を用いて上記本発明の構成を採用してもよい。
上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター５が固定される本発明のベース部として、筐体６１０のベース６２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、各種制御回路が設けられる基板に波長可変干渉フィルター５を固定する際に、上述のように間接部材６４０を用いて上記本発明の構成を採用してもよい。
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。
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。
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。
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。
また、本発明の電子機器として、第三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。
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。
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。
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１０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１１は、図１０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１０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、ガス検出装置１００の表面には、図１１に示す、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１１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。
図１１は、図１０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１０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、ガス検出装置１００の表面には、図１１に示す、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１１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。
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等が除去される。
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。
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。
なお、図１０及び図１１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。
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１２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１２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。
この食物分析装置２００は、図１２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。
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。
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１２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。
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１３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１３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１３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。
図１３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１３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１３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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）、５１，５１Ａ…固定基板、５２…可動基板、５４…固定反射膜、５５…可動反射膜、５６…静電アクチュエーター（ギャップ変更部）、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）、５１４…基板表面、５１５…溝部、５２１…可動部、５２２…保持部、６００，６００Ａ，６００Ｂ…光学フィルターデバイス、６２０…ベース（ベース部）、６４０…間接部材、６４２Ａ…第一面、６４２Ｂ…第二面、６４３…第一接合部材、６４４…第二接合部材。
Claims (7)
- ベース部と、
前記ベース部に接合される間接部材と、
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し、前記ベース部及び前記間接部材の間に配置された干渉フィルターと、
前記基板及び前記間接部材を接合する第一接合部材と、
前記ベース部及び前記間接部材を接合する第二接合部材と、を備えた
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 請求項１に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記基板及び前記間接部材の熱膨張係数が同一である
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 請求項１又は請求項２に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記基板は、前記基板の厚み方向の平面視において、前記一対の反射膜が対向する対向領域の外側、かつ、前記基板の端部よりも内側で、前記間接部材と接合された
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学フィルターデバイスにおいて、
前記基板は、前記間接部材が対向する領域に溝部を有し、
前記第一接合部材は、前記溝部の内面及び前記間接部材を接合する
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載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、
前記干渉フィルターは、前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更するギャップ変更部、を有し、
前記第一接合部材は、前記第一基板及び前記間接部材を接合する
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 - ベース部と、
前記ベース部に接合される間接部材と、
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し、前記ベース部及び前記間接部材の間に配置された干渉フィルターと、
前記基板及び前記間接部材を接合する第一接合部材と、
前記ベース部及び前記間接部材を接合する第二接合部材と、
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。 - ベース部と、
前記ベース部に接合される間接部材と、
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し、前記ベース部及び前記間接部材の間に配置された干渉フィルターと、
前記基板及び前記間接部材を接合する第一接合部材と、
前記ベース部及び前記間接部材を接合する第二接合部材と、
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014153664A JP2016031452A (ja) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2014153664A JP2016031452A (ja) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 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 |
|---|---|
| JP2016031452A true JP2016031452A (ja) | 2016-03-07 |
Family
ID=55441860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014153664A Pending JP2016031452A (ja) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 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) | JP2016031452A (ja) |
-
2014
- 2014-07-29 JP JP2014153664A patent/JP2016031452A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210191104A1 (en) | Optical Filter Device, Optical Module, Electronic Apparatus, And MEMS Device | |
| US11493748B2 (en) | Optical filter device, optical module, and electronic apparatus | |
| JP5966405B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、及び光学フィルターデバイスの製造方法 | |
| JP6098197B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP6119090B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP6255685B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP6107254B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2015068887A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びｍｅｍｓデバイス | |
| JP2014164068A (ja) | 波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、および電子機器 | |
| JP5987618B2 (ja) | 波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2015052629A (ja) | 光学デバイス、光学モジュール、電子機器、光学筐体、及び光学筐体の製造方法 | |
| JP2015227970A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2016012097A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びｍｅｍｓデバイス | |
| JP5696519B2 (ja) | 光モジュールおよび電子機器 | |
| JP2016138915A (ja) | 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 | |
| JP6733712B2 (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2016031295A (ja) | 光学モジュール、測定装置、及び電子機器 | |
| JP2015031903A (ja) | 光学デバイス、光学モジュール、電子機器、及び光学筐体 | |
| JP2016031452A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2016014710A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2015227969A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2015227968A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及び光学フィルターデバイスの製造方法 | |
| JP5884393B2 (ja) | 波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 | |
| JP2015212751A (ja) | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、電子機器、及びｍｅｍｓデバイス | |
| JP2013167844A (ja) | 波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器および波長可変干渉フィルターの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160617 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20160628 |