JP2019095539A - 波長可変干渉フィルター、波長可変干渉フィルターの製造方法、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 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型の波長可変干渉フィルター、波長可変干渉フィルターの製造方法、光学フィルターデバイス、光学モジュール、および電子機器を提供する。【解決手段】波長可変干渉フィルター５は、固定基板５１と、固定基板５１に対向して配置された可動基板５２と、固定基板５１に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する固定反射膜５４と、可動基板５２に設けられ、固定反射膜５４に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する可動反射膜５５と、を備え、可動基板５２は、可動部５２１、および、可動基板５２を基板厚み方向から見た平面視において、可動部５２１の外に設けられた溝５２６を備え、溝５２６は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されている。【選択図】図３
Description
本発明は、波長可変干渉フィルター、波長可変干渉フィルターの製造方法、光学フィルターデバイス、光学モジュール、および電子機器に関するものである。
従来、一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ反射膜を対向配置した波長可変干渉フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターは、下部基板と上部基板とを接合した波長可変干渉フィルターであり、下部基板の上部基板に対向する面に下部ミラーが設けられ、上部基板の下部基板に対向する面に下部ミラーと対向する上部ミラーが設けられている。
また、上部基板には、平面視にて上部ミラーを囲う領域に、ダイアフラムが設けられ、このダイアフラムが上下方向（下部基板と上部基板とが重なる方向）に変位することで、下部ミラーおよび上部ミラーの間の寸法が変化する。
ここで、ダイアフラムは、上部基板にウェットエッチングを施して溝を形成することで得られる。
特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターは、下部基板と上部基板とを接合した波長可変干渉フィルターであり、下部基板の上部基板に対向する面に下部ミラーが設けられ、上部基板の下部基板に対向する面に下部ミラーと対向する上部ミラーが設けられている。
また、上部基板には、平面視にて上部ミラーを囲う領域に、ダイアフラムが設けられ、このダイアフラムが上下方向（下部基板と上部基板とが重なる方向）に変位することで、下部ミラーおよび上部ミラーの間の寸法が変化する。
ここで、ダイアフラムは、上部基板にウェットエッチングを施して溝を形成することで得られる。
ところで、可視光域の光を対象とした波長可変干渉フィルターでは、一般に、下部基板および上部基板として、可視光域を透過可能なガラスが用いられる。このようなガラス製の上部基板にウェットエッチングを施してダイアフラムを形成する場合、図１７に示すように、ダイアフラムの形状に対応した開口を有するマスクＭ９を用いる。この場合、等方性エッチングにより、エッチングが深さ方向だけではなく、マスク開口端Ｍ９１から横方向へ進行し、ダイアフラムの溝９２６の底面９２６Ｂから上部基板９２の上面（マスクが形成される面）に亘って、マスク開口端Ｍ９１を中心として円弧状の曲面からなる側面９２６Ａが形成される。このため、このマスクＭ９の開口よりも横方向に広がる側面９２６Ａの領域Ｄ９分だけ、波長可変干渉フィルターのサイズが増大するという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例に係る波長可変干渉フィルターは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、を備え、前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されていることを特徴とする。
本適用例によれば、第二基板に設けられた溝が、機械加工で形成された後に、ウェットエッチングすることで形成されているので、ウェットエッチングのみで溝を形成する場合に比べ、ウェットエッチングによる溝の形成時間を少なくすることができる。そのため、エッチング時間が短くなり、溝の側面の領域を縮小できる。これにより、溝の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルターを小型化できる。
［適用例２］上記適用例に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、前記溝は、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることが好ましい。
本適用例によれば、機械加工により溝の側面に第二基板の第一基板と第二基板とが重なる方向に沿った直線状の垂直部が形成され、その後のウェットエッチングにより溝の底面と側面の垂直部との間に円弧状の曲面部が形成される。そのため、ウェットエッチングのみで溝を形成する場合に比べ、円弧状の曲面部を小さくすることができるので、溝の幅が狭くなり、波長可変干渉フィルターを小型化できる。
［適用例３］上記適用例に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、前記機械加工は、前記第二基板の厚みの５０％以上８０％以下であることが好ましい。
本適用例によれば、機械加工による溝の形成を第二基板の厚みの５０％以上８０％以下とすることで、ウェットエッチング時間を短くし、且つ機械加工に伴う溝の底面や側面に生じる微小なクラックによるダメージ層や残留歪を十分除去することができ、波長可変干渉フィルターの長期信頼性を維持することができる。
［適用例４］上記適用例に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、前記機械加工は、サンドブラストであることが好ましい。
本適用例によれば、機械加工をサンドブラストで行うことにより、加工時間の短縮やバッチ処理による効率的な製造が可能となるため、生産性が向上し、低コストの波長可変干渉フィルターを得ることができる。
［適用例５］本適用例に係る波長可変干渉フィルターの製造方法は、第一基板を形成し、前記第一基板に、光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜を設ける第一基板形成工程と、第二基板を形成し、前記第二基板に設定された可動部形成領域に、光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を設ける第二基板形成工程と、前記第一基板と前記第二基板とを、前記第一反射膜、および、前記第二反射膜が対向するように接合する接合工程と、を有し、前記第二基板形成工程は、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部形成領域の外に、溝深さ寸法が均一となる底面、および、前記底面に連続する側面を有する溝を形成する溝形成工程を含み、前記溝形成工程は、前記第二基板を機械加工して、第一溝を形成する機械加工工程と、前記第一溝をウェットエッチングして、第二溝を形成するウェットエッチング工程と、を有することを特徴とする。
本適用例によれば、例えば、第一マスクを用いた１回のウェットエッチングにより第二基板に溝を形成する場合、溝の深さ寸法と略同一寸法のサイドエッチングが進行する。
これに対して、本発明では、溝は、第一溝を形成する機械加工工程と、第一溝をウェットエッチングして第二溝を形成するウェットエッチング工程と、で形成される。そのため、機械加工工程で、第二基板の第一基板と第二基板とが重なる方向に沿った直線状の垂直部を有する第一溝を形成することができ、更に、ウェットエッチング工程で、第一溝をウェットエッチングすることで、第二基板の第一基板と第二基板とが重なる方向に沿った直線状の垂直部と小さな面積の円弧状の曲面部とを有する第二溝を形成することができる。
このため、１回のウェットエッチングにより同じ深さの溝を形成する場合と比べて、サイドエッチング寸法を短くすることができる。
これにより、第二基板に形成される溝の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルターを小型化できる。
これに対して、本発明では、溝は、第一溝を形成する機械加工工程と、第一溝をウェットエッチングして第二溝を形成するウェットエッチング工程と、で形成される。そのため、機械加工工程で、第二基板の第一基板と第二基板とが重なる方向に沿った直線状の垂直部を有する第一溝を形成することができ、更に、ウェットエッチング工程で、第一溝をウェットエッチングすることで、第二基板の第一基板と第二基板とが重なる方向に沿った直線状の垂直部と小さな面積の円弧状の曲面部とを有する第二溝を形成することができる。
このため、１回のウェットエッチングにより同じ深さの溝を形成する場合と比べて、サイドエッチング寸法を短くすることができる。
これにより、第二基板に形成される溝の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルターを小型化できる。
［適用例６］上記適用例に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、前記機械加工工程は、前記第二基板の厚みの５０％以上８０％以下を加工することが好ましい。
本適用例によれば、機械加工による溝の加工量を第二基板の厚みの５０％以上８０％以下とすることで、ウェットエッチング時間を短くし、且つ機械加工に伴う溝の底面や側面に生じる微小なクラックによるダメージ層や残留歪を十分除去することができ、波長可変干渉フィルターの長期信頼性を維持することができる。
［適用例７］上記適用例に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、前記機械加工工程は、サンドブラストであることが好ましい。
本適用例によれば、機械加工をサンドブラストで行うことにより、加工時間の短縮やバッチ処理による効率的な製造が可能となるため、生産性が向上し、低コストの波長可変干渉フィルターを得ることができる。
［適用例８］本適用例に係る光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、および、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を備え、前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されており、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることを特徴とする。
本適用例によれば、上記適用例と同様、第二基板に形成される溝の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルターを小型化できる。この結果、波長可変干渉フィルターが搭載される光学フィルターデバイスを小型化できる。また、波長可変干渉フィルターが筐体内に収納されているため、大気に含まれるガス等による反射膜の劣化や、異物の付着を抑制することができる。
［適用例９］本適用例に係る光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、および、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を備えた波長可変干渉フィルターと、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間に入射した光が干渉して選択された波長の光を検出する検出部と、を備え、前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されており、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることを特徴とする。
本適用例によれば、上記適用例と同様、第二基板に形成される溝の幅を狭くすることができ、光学モジュールを小型化できる。
［適用例１０］本適用例に係る電子機器は、第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、および、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されており、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることを特徴とする。
本適用例によれば、上記適用例と同様、第二基板に形成される溝の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルターを小型化できる。この結果、波長可変干渉フィルターが搭載される電子機器を小型化できる。
以下、本発明に係る波長可変干渉フィルター、波長可変干渉フィルターの製造方法、光学フィルターデバイス、光学モジュール、および電子機器を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
＜第一実施形態＞
先ず、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、本発明に係る電子機器の一例であり、測定対象Ｘで反射された測定対象光に基づいて、測定対象光のスペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Ｘで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Ｘとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
この分光測定装置１は、図１に示すように、光学モジュール１０と、制御部２０と、を備えている。
＜第一実施形態＞
先ず、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、本発明に係る電子機器の一例であり、測定対象Ｘで反射された測定対象光に基づいて、測定対象光のスペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Ｘで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Ｘとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
この分光測定装置１は、図１に示すように、光学モジュール１０と、制御部２０と、を備えている。
［光学モジュールの構成］
次に、光学モジュール１０の構成について、以下に説明する。
光学モジュール１０は、図１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御部１５とを備えて構成される。
次に、光学モジュール１０の構成について、以下に説明する。
光学モジュール１０は、図１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御部１５とを備えて構成される。
ディテクター１１は、光学モジュール１０の波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光し、受光した光の光強度に応じた検出信号（電流）を出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部２０に出力する。
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御部２０に出力する。
［波長可変干渉フィルターの構成］
図２は、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線における波長可変干渉フィルター５の断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法により製造される。なお、波長可変干渉フィルター５の製造方法については後述する。
この波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、例えば平面正方形状の板状の光学部材である。この波長可変干渉フィルター５は、図３に示すように、本発明の第一基板である固定基板５１、および本発明の第二基板である可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１および可動基板５２は、対向配置されており、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板５１および可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３および可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１および第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
図２は、波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線における波長可変干渉フィルター５の断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法により製造される。なお、波長可変干渉フィルター５の製造方法については後述する。
この波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、例えば平面正方形状の板状の光学部材である。この波長可変干渉フィルター５は、図３に示すように、本発明の第一基板である固定基板５１、および本発明の第二基板である可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１および可動基板５２は、対向配置されており、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板５１および可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３および可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１および第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
固定基板５１には、本発明の第一反射膜である固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜である可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜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、この反射膜間ギャップＧ１を調整するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。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とにより構成されている。これらの固定電極５６１および可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）を介して対向する。ここで、これらの固定電極５６１および可動電極５６２は、それぞれ固定基板５１および可動基板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。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向から見た図２に示すようなフィルター平面視において、固定基板５１および可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４および可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致する。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、および可動基板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。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向から見た図２に示すようなフィルター平面視において、固定基板５１および可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４および可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致する。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、および可動基板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。
［固定基板の構成］
固定基板５１は、厚みが例えば０．６ｍｍに形成されたガラス基材を加工することで形成される。具体的には、図３に示すように、固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１および反射膜設置部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および可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
固定基板５１は、厚みが例えば０．６ｍｍに形成されたガラス基材を加工することで形成される。具体的には、図３に示すように、固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１および反射膜設置部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および可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成される。ここで、電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂ（図２参照）が設けられている。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂ（図２参照）が設けられている。
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、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および可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。これらの固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御部１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。これらの固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御部１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、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。更に、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３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。更に、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、低屈折率膜およ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、および電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１および可動基板５２が接合される。
［可動基板の構成］
可動基板５２は、厚みが例えば６００μｍに形成されるガラス基材を加工することで形成されている。
具体的には、可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
可動基板５２は、厚みが例えば６００μｍに形成されるガラス基材を加工することで形成されている。
具体的には、可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２および可動反射膜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、低屈折率膜およ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、低屈折率膜およ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、可動基板５２の固定基板５１と対向する表面５２Ａに、電極間ギャップＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）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。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、電圧制御部１５に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４と反射膜間ギャップ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、反射膜間ギャップＧ１が電極間ギャップＧ２よりも小さい構成を例示するが、これに限定されない。つまり、反射膜間ギャップＧ１および電極間ギャップＧ２は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の波長域によって決定することができ、例えば反射膜間ギャップＧ１と電極間ギャップＧ２とが同一寸法であってもよく、反射膜間ギャップＧ１が電極間ギャップＧ２よりも大きく設定される構成であってもよい。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４と反射膜間ギャップ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、反射膜間ギャップＧ１が電極間ギャップＧ２よりも小さい構成を例示するが、これに限定されない。つまり、反射膜間ギャップＧ１および電極間ギャップＧ２は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の波長域によって決定することができ、例えば反射膜間ギャップＧ１と電極間ギャップＧ２とが同一寸法であってもよく、反射膜間ギャップＧ１が電極間ギャップＧ２よりも大きく設定される構成であってもよい。
可動基板５２の表面５２Ａとは反対の表面５２Ｂ側には、フィルター平面視（固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向から見た平面視）にて可動部５２１の外に環状の溝５２６が形成されている。図４は、図３のＢ部を拡大した図である。図４に示すように、溝５２６は、溝深さ寸法が均一となる底面５２６Ｃと、底面５２６Ｃに連続する側面５２７とにより構成されている。側面５２７は、可動基板５２を固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向に沿って切断した断面視において、可動基板５２を固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向に沿った直線状の垂直部５２６Ａと円弧状の曲面部５２６Ｂで構成されている。
垂直部５２６Ａは、可動基板５２の表面５２Ｂと連続した面で、表面５２Ｂに対して垂直で、底面５２６Ｃ方向に直線状に形成されている。
曲面部５２６Ｂは、底面５２６Ｃと連続した面であり、垂直部５２６Ａの面と連続し、円弧状に形成されている。
なお、溝５２６は、後述する波長可変干渉フィルター５の製造方法で詳細に説明するが、サンドブラスト等の機械加工を施した後に、ウェットエッチングを施すことで形成されている。また、機械加工における加工量は、可動基板５２の厚みの５０％以上８０％以下である。
このように、可動基板５２に溝５２６が形成されることで、保持部５２２が得られる。
垂直部５２６Ａは、可動基板５２の表面５２Ｂと連続した面で、表面５２Ｂに対して垂直で、底面５２６Ｃ方向に直線状に形成されている。
曲面部５２６Ｂは、底面５２６Ｃと連続した面であり、垂直部５２６Ａの面と連続し、円弧状に形成されている。
なお、溝５２６は、後述する波長可変干渉フィルター５の製造方法で詳細に説明するが、サンドブラスト等の機械加工を施した後に、ウェットエッチングを施すことで形成されている。また、機械加工における加工量は、可動基板５２の厚みの５０％以上８０％以下である。
このように、可動基板５２に溝５２６が形成されることで、保持部５２２が得られる。
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。従って、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および可動反射膜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。
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。従って、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および可動反射膜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。
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３を備えている。そして、この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１および可動基板５２が接合されている。
［電圧制御部の構成］
電圧制御部１５は、波長可変干渉フィルター５の固定引出電極５６３（固定電極パッド５６３Ｐ）、可動引出電極５６４（可動電極パッド５６４Ｐ）に接続されている。
そして、電圧制御部１５は、制御部２０から測定対象波長に対応した電圧指令信号を受信すると、対応する電圧を固定引出電極５６３および可動引出電極５６４間に印加する。これにより、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６（固定電極５６１および可動電極５６２間）に、印加電圧に基づいた静電引力が発生し、可動部５２１が固定基板５１側に変位して、反射膜間ギャップＧ１の大きさが変化する。
電圧制御部１５は、波長可変干渉フィルター５の固定引出電極５６３（固定電極パッド５６３Ｐ）、可動引出電極５６４（可動電極パッド５６４Ｐ）に接続されている。
そして、電圧制御部１５は、制御部２０から測定対象波長に対応した電圧指令信号を受信すると、対応する電圧を固定引出電極５６３および可動引出電極５６４間に印加する。これにより、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６（固定電極５６１および可動電極５６２間）に、印加電圧に基づいた静電引力が発生し、可動部５２１が固定基板５１側に変位して、反射膜間ギャップＧ１の大きさが変化する。
［制御部の構成］
制御部２０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、フィルター駆動部２１と、光量取得部２２と、分光測定部２３と、を備える。
また、制御部２０は、各種データを記憶する記憶部（図示略）を備え、記憶部には、静電アクチュエーター５６を制御するためのＶ−λデータが記憶される。
このＶ−λデータには、静電アクチュエーター５６に印加する電圧（Ｖ）に対する、波長可変干渉フィルター５を透過する光のピーク波長（λ）が記録されている。
制御部２０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部２０は、図１に示すように、フィルター駆動部２１と、光量取得部２２と、分光測定部２３と、を備える。
また、制御部２０は、各種データを記憶する記憶部（図示略）を備え、記憶部には、静電アクチュエーター５６を制御するためのＶ−λデータが記憶される。
このＶ−λデータには、静電アクチュエーター５６に印加する電圧（Ｖ）に対する、波長可変干渉フィルター５を透過する光のピーク波長（λ）が記録されている。
フィルター駆動部２１は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の目的波長を設定するとともに、記憶部に記憶されたＶ−λデータから設定した目的波長に対応する目標電圧値を読み込む。そして、フィルター駆動部２１は、読み込んだ目標電圧値を印加させる旨の制御信号を電圧制御部１５に出力する。これにより、電圧制御部１５から静電アクチュエーター５６に目標電圧値の電圧が印加される。
光量取得部２２は、ディテクター１１により取得された光量に基づいて、波長可変干渉フィルター５を透過した目的波長の光の光量を取得する。
分光測定部２３は、光量取得部２２により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
分光測定部２３における分光測定方法としては、例えば、測定対象波長に対してディテクター１１により検出された光量を、当該測定対象波長の光量として分光スペクトルを測定する方法や、複数の測定対象波長の光量に基づいて分光スペクトルを推定する方法等が挙げられる。
分光スペクトルを推定する方法としては、例えば、複数の測定対象波長に対する光量のそれぞれを行列要素とした計測スペクトル行列を生成し、この計測スペクトル行列に対して、所定の変換行列を作用させることで、測定対象となる光の分光スペクトルを推定する。この場合、分光スペクトルが既知である複数のサンプル光を、分光測定装置１により測定し、測定により得られた光量に基づいて生成される計測スペクトル行列に変換行列を作用させた行列と、既知の分光スペクトルとの偏差が最小となるように、変換行列を設定する。
光量取得部２２は、ディテクター１１により取得された光量に基づいて、波長可変干渉フィルター５を透過した目的波長の光の光量を取得する。
分光測定部２３は、光量取得部２２により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
分光測定部２３における分光測定方法としては、例えば、測定対象波長に対してディテクター１１により検出された光量を、当該測定対象波長の光量として分光スペクトルを測定する方法や、複数の測定対象波長の光量に基づいて分光スペクトルを推定する方法等が挙げられる。
分光スペクトルを推定する方法としては、例えば、複数の測定対象波長に対する光量のそれぞれを行列要素とした計測スペクトル行列を生成し、この計測スペクトル行列に対して、所定の変換行列を作用させることで、測定対象となる光の分光スペクトルを推定する。この場合、分光スペクトルが既知である複数のサンプル光を、分光測定装置１により測定し、測定により得られた光量に基づいて生成される計測スペクトル行列に変換行列を作用させた行列と、既知の分光スペクトルとの偏差が最小となるように、変換行列を設定する。
［波長可変干渉フィルターの製造方法］
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の製造方法について、図面に基づいて説明する。
図５は、波長可変干渉フィルター５の製造工程を示すフローチャートである。
波長可変干渉フィルター５の製造では、まず、固定基板５１を形成するための第一ガラス基板５１Ｐおよび可動基板５２を形成するための第二ガラス基板５２Ｐを用意し、固定基板形成工程ステップＳ１および可動基板形成工程ステップＳ２を実施する。なお、図５では、固定基板形成工程ステップＳ１の後に、可動基板形成工程ステップＳ２を行っているが、固定基板形成工程ステップＳ１と可動基板形成工程ステップＳ２とは、並行して行っても構わない。この後、基板接合工程ステップＳ３を実施し、固定基板形成工程ステップＳ１により加工された第一ガラス基板５１Ｐと、可動基板形成工程ステップＳ２により加工された第二ガラス基板５２Ｐとを接合し、チップ単位で波長可変干渉フィルター５を切り出す。
以下、各工程ステップＳ１〜ステップＳ３について、図面に基づいて説明する。
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の製造方法について、図面に基づいて説明する。
図５は、波長可変干渉フィルター５の製造工程を示すフローチャートである。
波長可変干渉フィルター５の製造では、まず、固定基板５１を形成するための第一ガラス基板５１Ｐおよび可動基板５２を形成するための第二ガラス基板５２Ｐを用意し、固定基板形成工程ステップＳ１および可動基板形成工程ステップＳ２を実施する。なお、図５では、固定基板形成工程ステップＳ１の後に、可動基板形成工程ステップＳ２を行っているが、固定基板形成工程ステップＳ１と可動基板形成工程ステップＳ２とは、並行して行っても構わない。この後、基板接合工程ステップＳ３を実施し、固定基板形成工程ステップＳ１により加工された第一ガラス基板５１Ｐと、可動基板形成工程ステップＳ２により加工された第二ガラス基板５２Ｐとを接合し、チップ単位で波長可変干渉フィルター５を切り出す。
以下、各工程ステップＳ１〜ステップＳ３について、図面に基づいて説明する。
［固定基板形成工程］
図６Ａ〜図６Ｆは、固定基板形成工程ステップＳ１における第一ガラス基板５１Ｐの状態を示す図である。
本発明の第一基板形成工程である固定基板形成工程ステップＳ１では、まず、固定基板５１の製造素材である第一ガラス基板５１Ｐ（例えば厚み寸法が０．６ｍｍ）の両面を、表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
図６Ａ〜図６Ｆは、固定基板形成工程ステップＳ１における第一ガラス基板５１Ｐの状態を示す図である。
本発明の第一基板形成工程である固定基板形成工程ステップＳ１では、まず、固定基板５１の製造素材である第一ガラス基板５１Ｐ（例えば厚み寸法が０．６ｍｍ）の両面を、表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
この後、図６Ａに示すように、第一ガラス基板５１Ｐの両面（全表面）に第一マスク層Ｍ１（レジスト）を塗布して、塗布された第一マスク層Ｍ１をフォトリソグラフィ法により露光・現像し、電極配置溝５１１、電極引出溝５１１Ｂ（図示略）、および反射膜設置部５１２を形成する箇所が開口するようにパターニングする。ここで、本実施形態では、１つの第一ガラス基板５１Ｐから複数の固定基板５１を形成する。従って、この工程では、第一ガラス基板５１Ｐに、複数の固定基板５１がアレイ状に並列配置された状態で製造されるよう、レジストパターンを形成する。
次に、図６Ｂに示すように、第一ガラス基板５１Ｐを例えば０．５μｍの深さ寸法までエッチングする。ここでのエッチングとしては、例えばフッ酸水溶液等のフッ酸系のエッチング液を用い、ウェットエッチングを行う。これにより、第一ガラス基板５１Ｐに反射膜設置面５１２Ａが形成される。
次に、図６Ｂに示すように、第一ガラス基板５１Ｐを例えば０．５μｍの深さ寸法までエッチングする。ここでのエッチングとしては、例えばフッ酸水溶液等のフッ酸系のエッチング液を用い、ウェットエッチングを行う。これにより、第一ガラス基板５１Ｐに反射膜設置面５１２Ａが形成される。
この後、第一マスク層Ｍ１を除去した後、電極配置溝５１１を形成するための第二マスク層Ｍ２（レジスト）を、第一ガラス基板５１Ｐの全表面に形成する。そして、図６Ｃに示すように、電極配置溝５１１（および電極引出溝５１１Ｂ）を形成する箇所を開口するようにパターニングする。なお、ここでは、第一マスク層Ｍ１を除去して、新たに第二マスク層Ｍ２を形成する例を示すが、例えば、第一マスク層Ｍ１を除去せず、反射膜設置部５１２の形成位置のみに新たに第二マスク層Ｍ２を形成してもよい。
そして、第一ガラス基板５１Ｐをウェットエッチングして電極配置溝５１１および電極引出溝５１１Ｂ（図示略）を形成する。この際、例えば、反射膜設置面５１２Ａからの深さ寸法が１μｍとなる位置（第一ガラス基板５１Ｐの上面からの深さ寸法が１．５μｍとなる位置）に電極設置面５１１Ａが位置するように、ウェットエッチングを実施する。この後、第二マスク層Ｍ２を除去する。
これにより、図６Ｄに示すように、電極配置溝５１１、電極引出溝５１１Ｂ（図示略）、および反射膜設置部５１２が形成された固定基板５１の基板形状が決定される。
これにより、図６Ｄに示すように、電極配置溝５１１、電極引出溝５１１Ｂ（図示略）、および反射膜設置部５１２が形成された固定基板５１の基板形状が決定される。
次に、第一ガラス基板５１Ｐに固定電極５６１を形成する電極材料を成膜する。固定電極５６１および固定引出電極５６３としては、いかなる電極材料を用いてもよいが、本実施形態では、０．１μｍのＩＴＯ膜を、スパッタリング法等を用いて形成する。この後、電極材料をパターニングすることで、図６Ｅに示すように、固定電極５６１および固定引出電極５６３（図示略）を形成する。このパターニングでは、例えば、形成されたＩＴＯ上に、固定電極５６１および固定引出電極５６３の形成位置にレジストパターンを施す。そして、硝酸および塩酸の混合液を用いてＩＴＯをエッチングし、エッチング後にレジストパターンを除去する。
また、固定電極５６１上に絶縁層を成膜する場合、固定電極５６１の形成後、例えばプラズマＣＶＤ等により固定基板５１の可動基板５２に対向する面全体に、例えば１００ｎｍ程度の厚みの絶縁膜（例えばＴＥＯＳやＳｉＯ2）を成膜する。そして、固定電極パッド５６３Ｐ上の絶縁膜を、例えばドライエッチング等により除去する。
また、固定電極５６１上に絶縁層を成膜する場合、固定電極５６１の形成後、例えばプラズマＣＶＤ等により固定基板５１の可動基板５２に対向する面全体に、例えば１００ｎｍ程度の厚みの絶縁膜（例えばＴＥＯＳやＳｉＯ2）を成膜する。そして、固定電極パッド５６３Ｐ上の絶縁膜を、例えばドライエッチング等により除去する。
次に、図６Ｆに示すように、反射膜設置面５１２Ａ上に固定反射膜５４を設ける。
ここで、本実施形態では、固定反射膜５４として、Ａｇ合金を用いる。固定反射膜５４として、Ａｇ合金等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、第一ガラス基板５１Ｐの電極配置溝５１１や反射膜設置部５１２が形成された面に、固定反射膜５４の膜層を形成した後、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングをする。
なお、固定反射膜５４として誘電体多層膜を形成する場合では、例えばリフトオフプロセスにより形成することができる。この場合、フォトリソグラフィ法などにより、固定基板５１上の反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成する。この後、固定反射膜５４を形成するための材料（例えば、高屈折層をＴｉＯ2、低屈折層をＳｉＯ2とした誘電体多層膜）をスパッタリング法または蒸着法等により成膜する。そして、固定反射膜５４を成膜した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
また、誘電体多層膜上に更に金属膜や金属合金膜を積層した固定反射膜５４を用いる場合や、誘電体膜（例えばＴｉＯ2やＴａ2Ｏ5等の高屈折層）上に金属膜や金属合金膜を積層した固定反射膜５４を用いる場合では、上述のようにリフトオフプロセスにより誘電体多層膜（誘電体膜）を形成した後、スパッタリング法や蒸着法等により、金属膜や金属合金膜を成膜し、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングをする。
以上により、固定基板５１が複数アレイ状に配置された第一ガラス基板５１Ｐが形成される。
ここで、本実施形態では、固定反射膜５４として、Ａｇ合金を用いる。固定反射膜５４として、Ａｇ合金等の金属膜やＡｇ合金等の合金膜を用いる場合、第一ガラス基板５１Ｐの電極配置溝５１１や反射膜設置部５１２が形成された面に、固定反射膜５４の膜層を形成した後、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングをする。
なお、固定反射膜５４として誘電体多層膜を形成する場合では、例えばリフトオフプロセスにより形成することができる。この場合、フォトリソグラフィ法などにより、固定基板５１上の反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を形成する。この後、固定反射膜５４を形成するための材料（例えば、高屈折層をＴｉＯ2、低屈折層をＳｉＯ2とした誘電体多層膜）をスパッタリング法または蒸着法等により成膜する。そして、固定反射膜５４を成膜した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
また、誘電体多層膜上に更に金属膜や金属合金膜を積層した固定反射膜５４を用いる場合や、誘電体膜（例えばＴｉＯ2やＴａ2Ｏ5等の高屈折層）上に金属膜や金属合金膜を積層した固定反射膜５４を用いる場合では、上述のようにリフトオフプロセスにより誘電体多層膜（誘電体膜）を形成した後、スパッタリング法や蒸着法等により、金属膜や金属合金膜を成膜し、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングをする。
以上により、固定基板５１が複数アレイ状に配置された第一ガラス基板５１Ｐが形成される。
［可動基板形成工程］
次に、可動基板形成工程ステップＳ２について説明する。図７Ａ〜図９Ｂは、可動基板形成工程ステップＳ２における第二ガラス基板５２Ｐの状態を示す図である。
本発明の第二基板形成工程である可動基板形成工程ステップＳ２は、図７Ａ〜図８Ｃに相当する溝形成工程と、図９Ａ〜図９Ｂに相当する電極・反射膜形成工程とで構成されている。また、溝形成工程は、第一溝５２８を形成する機械加工工程と、第二溝としての溝５２６を形成するウェットエッチング工程とを含んでいる。
まず、溝形成工程では、可動基板５２の製造素材である第二ガラス基板５２Ｐ（例えば厚み寸法が０．６ｍｍ）の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
そして、図７Ａに示すように、第二ガラス基板５２Ｐの両面にＣｒ膜／Ａｕ膜の積層膜Ｅ１を、スパッタリング法により成膜する。ここで、Ｃｒ膜およびＡｕ膜の膜厚寸法は特に限定されないが、本実施形態では、Ｃｒ膜を５０ｎｍ、Ａｕ膜を５００ｎｍに形成する。
次に、図７Ｂに示すように、第二ガラス基板５２Ｐの両面に、スピンコート法によりレジストＲＥ１を塗布して、積層膜Ｅ１を覆うレジストＲＥ１を形成する。
次に、可動基板形成工程ステップＳ２について説明する。図７Ａ〜図９Ｂは、可動基板形成工程ステップＳ２における第二ガラス基板５２Ｐの状態を示す図である。
本発明の第二基板形成工程である可動基板形成工程ステップＳ２は、図７Ａ〜図８Ｃに相当する溝形成工程と、図９Ａ〜図９Ｂに相当する電極・反射膜形成工程とで構成されている。また、溝形成工程は、第一溝５２８を形成する機械加工工程と、第二溝としての溝５２６を形成するウェットエッチング工程とを含んでいる。
まず、溝形成工程では、可動基板５２の製造素材である第二ガラス基板５２Ｐ（例えば厚み寸法が０．６ｍｍ）の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。
そして、図７Ａに示すように、第二ガラス基板５２Ｐの両面にＣｒ膜／Ａｕ膜の積層膜Ｅ１を、スパッタリング法により成膜する。ここで、Ｃｒ膜およびＡｕ膜の膜厚寸法は特に限定されないが、本実施形態では、Ｃｒ膜を５０ｎｍ、Ａｕ膜を５００ｎｍに形成する。
次に、図７Ｂに示すように、第二ガラス基板５２Ｐの両面に、スピンコート法によりレジストＲＥ１を塗布して、積層膜Ｅ１を覆うレジストＲＥ１を形成する。
次に、図７Ｃに示すように、フォトリソグラフィ法により、レジストＲＥ１を露光・現像し、可動基板５２における溝５２６の底面５２６Ｃに対応する領域が開口するようにパターニングする。ここで、本実施形態では、１つの第二ガラス基板５２Ｐから複数の可動基板５２を形成する。従って、この工程では、第二ガラス基板５２Ｐに、複数の可動基板５２がアレイ状に並列配置された状態で製造されるよう、レジストパターンを形成する。
そして、このパターニングされたレジストＲＥ１を用いて、積層膜Ｅ１をエッチングして第一マスクＭ１１を形成する。このとき、積層膜Ｅ１を構成するＡｕ膜をヨウ素およびヨウ化カリウムの混合液でエッチングし、Ｃｒ膜を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングする。
そして、このパターニングされたレジストＲＥ１を用いて、積層膜Ｅ１をエッチングして第一マスクＭ１１を形成する。このとき、積層膜Ｅ１を構成するＡｕ膜をヨウ素およびヨウ化カリウムの混合液でエッチングし、Ｃｒ膜を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングする。
次に、図７Ｄに示すように、第一マスクＭ１１を覆うレジストＲＥ１を除去する。
そして、図７Ｅに示すように、第一マスクＭ１１を覆うドライフィルムレジスト（レジストＲＥ２）を貼り付け、その後、フォトリソグラフィ法により、レジストＲＥ２を露光・現像し、第一マスクＭ１１が開口する領域が開口するようにパターニングする。
そして、図７Ｅに示すように、第一マスクＭ１１を覆うドライフィルムレジスト（レジストＲＥ２）を貼り付け、その後、フォトリソグラフィ法により、レジストＲＥ２を露光・現像し、第一マスクＭ１１が開口する領域が開口するようにパターニングする。
次に、機械加工工程では、図７Ｆに示すように、パターニングされたレジストＲＥ２および第一マスクＭ１１をマスクとして、第二ガラス基板５２Ｐに機械加工を施して第一溝５２８を形成する。機械加工により第一溝５２８を形成することにより、ウェットエッチングで第一溝５２８を形成した場合に比べ、第一溝５２８の底面と側面との間に生じる曲面部の面積を小さくすることができる。ここで、第一溝５２８の深さ方向の加工寸法Ｔ２は、例えば、０．３ｍｍ〜０．４８ｍｍである。つまり、第二ガラス基板５２Ｐの厚み寸法Ｔ１が０．６ｍｍであるので、第二ガラス基板５２Ｐの厚み（Ｔ１）の５０％以上８０％以下である。
なお、機械加工の加工量（Ｔ２）が第二ガラス基板５２Ｐの厚み（Ｔ１）の５０％未満の場合には、次工程のウェットエッチングにおける加工時間や加工量が多くなるため、従来技術と同様に、サイドエッチングが大きく、溝５２６の幅が大きくなり、波長可変干渉フィルター５の小型化が難しくなる。一方、機械加工の加工量（Ｔ２）が第二ガラス基板５２Ｐの厚み（Ｔ１）の８０％より大きい場合には、機械加工に伴う第一溝５２８の底面や側面に生じる微小なクラックによるダメージ層や残留歪を次工程のウェットエッチングにおいて、除去できなくなり、保持部５２２の強度が劣化し、波長可変干渉フィルター５の長期信頼性が低下する虞がある。
また、第一溝５２８を形成する機械加工としては、サンドブラスト、微小ドリルによる切削加工、およびリング状刃具による切削加工等が挙げられるが、加工時間やバッチ処理可能性等を考慮するとサンドブラストが好ましい。
次に、ウェットエッチング工程では、図８Ａに示すように、パターニングされたレジストＲＥ２および第一マスクＭ１１をマスクとして、第二ガラス基板５２Ｐを、緩衝フッ酸を用いてウェットエッチングする。深さ方向のエッチング寸法は、例えば、０．０７ｍｍ〜０．２７ｍｍである。これにより、第二ガラス基板５２Ｐには、第二ガラス基板５２Ｐの第一ガラス基板５１Ｐと第二ガラス基板５２Ｐとが重なる方向に沿った直線状の垂直部５２６Ａと小さな面積の円弧状の曲面部５２６Ｂとを有する溝５２６が形成される。
次に、図８Ｂに示すように、パターニングされたレジストＲＥ２を除去する。
その後、図８Ｃに示すように、第一マスクＭ１１を除去する。
これにより、第二ガラス基板５２Ｐに、溝５２６が形成され、厚みが例えば１０μｍ〜３０μｍの保持部５２２が得られる。
その後、図８Ｃに示すように、第一マスクＭ１１を除去する。
これにより、第二ガラス基板５２Ｐに、溝５２６が形成され、厚みが例えば１０μｍ〜３０μｍの保持部５２２が得られる。
次に、電極・反射膜形成工程では、まず、図９Ａに示すように、第二ガラス基板５２Ｐの溝５２６が形成される表面とは反対側の表面に、可動電極５６２および可動引出電極５６４（図示略）を形成する。この可動電極５６２および可動引出電極５６４の形成では、上記第一ガラス基板５１Ｐにおける固定電極５６１の形成と同様の方法を用いることができる。
この後、図９Ｂに示すように、可動部５２１の形成領域である可動面５２１Ａに可動反射膜５５を形成する。この可動反射膜５５の形成も、上記第一ガラス基板５１Ｐにおける固定反射膜５４と同様の方法により形成することができる。
以上により、可動基板５２が複数アレイ状に配置された第二ガラス基板５２Ｐが製造される。
以上により、可動基板５２が複数アレイ状に配置された第二ガラス基板５２Ｐが製造される。
［基板接合工程］
次に、基板接合工程ステップＳ３について説明する。図１０は、基板接合工程ステップＳ３における第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐの状態を示す図である。
本発明の接合工程である基板接合工程ステップＳ３では、まず、第一ガラス基板５１Ｐの第一接合部５１３と、第二ガラス基板５２Ｐの第二接合部５２３とに、ポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜（接合膜５３）を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。接合膜５３の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
次に、基板接合工程ステップＳ３について説明する。図１０は、基板接合工程ステップＳ３における第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐの状態を示す図である。
本発明の接合工程である基板接合工程ステップＳ３では、まず、第一ガラス基板５１Ｐの第一接合部５１３と、第二ガラス基板５２Ｐの第二接合部５２３とに、ポリオルガノシロキサンを主成分としたプラズマ重合膜（接合膜５３）を、例えばプラズマＣＶＤ法等により成膜する。接合膜５３の厚みとしては、例えば１０ｎｍから１０００ｎｍとすればよい。
そして、第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐのプラズマ重合膜に対して活性化エネルギーを付与するために、プラズマ処理またはＵＶ処理を行う。プラズマ処理の場合は、Ｏ2、Ｎ2、Ａｒ等を処理ガスとするＲＦプラズマを照射し、ＵＶ処理の場合は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いる。
プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、これらの第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐのアライメント調整を行い、プラズマ重合膜を介して第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐを重ね合わせ、接合部分に例えば９８Ｎ（ニュートン）の荷重を１０分間かける。これにより、第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐ同士が接合される。
プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、これらの第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐのアライメント調整を行い、プラズマ重合膜を介して第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐを重ね合わせ、接合部分に例えば９８Ｎ（ニュートン）の荷重を１０分間かける。これにより、第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐ同士が接合される。
この後、各波長可変干渉フィルター５をチップ単位で取り出す切断工程を実施する。具体的には、図１０に示すラインＢ１に沿って第一ガラス基板５１Ｐおよび第二ガラス基板５２Ｐの接合体を切断する。切断には、例えばレーザー切断等を利用することができる。以上により、チップ単位の波長可変干渉フィルター５が製造される。
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態の波長可変干渉フィルター５は、可動基板５２に設けられた溝５２６が、機械加工で形成された後に、ウェットエッチングすることで形成されているので、ウェットエッチングのみで溝を形成する場合に比べ、ウェットエッチングによる溝５２６の形成時間を少なくすることができる。そのため、エッチング時間が短くなり、溝５２６の側面５２７の領域を縮小できる。これにより、溝５２６の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルター５を小型化できる。
本実施形態の波長可変干渉フィルター５は、可動基板５２に設けられた溝５２６が、機械加工で形成された後に、ウェットエッチングすることで形成されているので、ウェットエッチングのみで溝を形成する場合に比べ、ウェットエッチングによる溝５２６の形成時間を少なくすることができる。そのため、エッチング時間が短くなり、溝５２６の側面５２７の領域を縮小できる。これにより、溝５２６の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルター５を小型化できる。
また、機械加工により第一溝５２８の側面に可動基板５２の固定基板５１と可動基板５２とが重なる方向に沿った直線状の垂直部が形成され、その後のウェットエッチングにより溝５２６の底面５２６Ｃと側面５２７の垂直部５２６Ａとの間に円弧状の曲面部５２６Ｂが形成される。そのため、ウェットエッチングのみで溝を形成する場合に比べ、円弧状の曲面部５２６Ｂの面積を小さくすることができるので、溝５２６の幅が狭くなり、波長可変干渉フィルター５を小型化できる。
また、本実施形態の波長可変干渉フィルター５の製造方法では、溝５２６は、第一溝５２８を形成する機械加工工程と、第一溝５２８をウェットエッチングして第二溝としての溝５２６を形成するウェットエッチング工程と、で形成される。そのため、機械加工工程で、第二ガラス基板５２Ｐの第一ガラス基板５１Ｐと第二ガラス基板５２Ｐとが重なる方向に沿った直線状の垂直部を有する第一溝５２８を形成することができ、更に、ウェットエッチング工程で、第一溝５２８をウェットエッチングすることで、第二ガラス基板５２Ｐの第一ガラス基板５１Ｐと第二ガラス基板５２Ｐとが重なる方向に沿った直線状の垂直部５２６Ａと小さな面積の円弧状の曲面部５２６Ｂとを有する溝５２６を形成することができる。
これにより、溝５２６の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルター５を小型化できる。
これにより、溝５２６の幅を狭くすることができ、波長可変干渉フィルター５を小型化できる。
また、機械加工工程による第一溝５２８の加工量を第二ガラス基板５２Ｐの厚みの５０％以上８０％以下とすることで、ウェットエッチング時間を短くし、且つ機械加工に伴う第一溝５２８の底面や側面に生じる微小なクラックによるダメージ層や残留歪を十分除去することができ、波長可変干渉フィルター５の長期信頼性を維持することができる。
また、機械加工をサンドブラストで行うことにより、加工時間の短縮やバッチ処理による効率的な製造が可能となるため、生産性が向上し、低コストの波長可変干渉フィルター５を得ることができる。
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の分光測定装置１では、光学モジュール１０に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイス６００について、以下に説明する。
図１１は、本発明に係る第二実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の分光測定装置１では、光学モジュール１０に対して、波長可変干渉フィルター５が直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイス６００について、以下に説明する。
図１１は、本発明に係る第二実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
図１１に示すように、光学フィルターデバイス６００は、波長可変干渉フィルター５と、当該波長可変干渉フィルター５を収納する筐体６０１と、を備えている。
筐体６０１は、ベース基板６１０と、リッド６２０と、ベース側ガラス基板６３０と、リッド側ガラス基板６４０と、を備える。
筐体６０１は、ベース基板６１０と、リッド６２０と、ベース側ガラス基板６３０と、リッド側ガラス基板６４０と、を備える。
ベース基板６１０は、例えば単層セラミック基板により構成される。このベース基板６１０には、波長可変干渉フィルター５の可動基板５２が設置される。ベース基板６１０への可動基板５２の設置としては、例えば接着層等を介して配置されるものであってもよく、他の固定部材等に嵌合等されることで配置されるものであってもよい。また、ベース基板６１０には、光通過孔６１１が開口形成される。そして、この光通過孔６１１を覆うように、ベース側ガラス基板６３０が接合される。ベース側ガラス基板６３０の接合方法としては、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリットを用いたガラスフリット接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。
このベース基板６１０のリッド６２０に対向するベース内側面６１２には、波長可変干渉フィルター５の各引出電極５６３，５６４（図２参照）のそれぞれに対応して内側端子部６１５が設けられている。なお、各引出電極５６３，５６４と内側端子部６１５との接続は、例えばＦＰＣ６１５Ａを用いることができ、例えばＡｇペースト、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）等により接合する。また、ＦＰＣ６１５Ａによる接続に限られず、例えばワイヤーボンディング等による配線接続を実施してもよい。
また、ベース基板６１０は、各内側端子部６１５が設けられる位置に対応して、貫通孔６１４が形成されており、各内側端子部６１５は、貫通孔６１４に充填された導電性部材を介して、ベース基板６１０のベース内側面６１２とは反対側のベース外側面６１３に設けられた外側端子部６１６に接続されている。
そして、ベース基板６１０の外周部には、リッド６２０に接合されるベース接合部６１７が設けられている。
また、ベース基板６１０は、各内側端子部６１５が設けられる位置に対応して、貫通孔６１４が形成されており、各内側端子部６１５は、貫通孔６１４に充填された導電性部材を介して、ベース基板６１０のベース内側面６１２とは反対側のベース外側面６１３に設けられた外側端子部６１６に接続されている。
そして、ベース基板６１０の外周部には、リッド６２０に接合されるベース接合部６１７が設けられている。
リッド６２０は、図１１に示すように、ベース基板６１０のベース接合部６１７に接合されるリッド接合部６２４と、リッド接合部６２４から連続し、ベース基板６１０から離れる方向に立ち上がる側壁部６２５と、側壁部６２５から連続し、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側を覆う天面部６２６とを備えている。このリッド６２０は、例えばコバール等の合金または金属により形成することができる。
このリッド６２０は、リッド接合部６２４と、ベース基板６１０のベース接合部６１７とが、接合されることで、ベース基板６１０に密着接合されている。
この接合方法としては、例えば、レーザー溶着の他、銀ロウ等を用いた半田付け、共晶合金層を用いた封着、低融点ガラスを用いた溶着、ガラス付着、ガラスフリット接合、エポキシ樹脂による接着等が挙げられる。これらの接合方法は、ベース基板６１０およびリッド６２０の素材や、接合環境等により、適宜選択することができる。
このリッド６２０は、リッド接合部６２４と、ベース基板６１０のベース接合部６１７とが、接合されることで、ベース基板６１０に密着接合されている。
この接合方法としては、例えば、レーザー溶着の他、銀ロウ等を用いた半田付け、共晶合金層を用いた封着、低融点ガラスを用いた溶着、ガラス付着、ガラスフリット接合、エポキシ樹脂による接着等が挙げられる。これらの接合方法は、ベース基板６１０およびリッド６２０の素材や、接合環境等により、適宜選択することができる。
リッド６２０の天面部６２６は、ベース基板６１０に対して平行となる。この天面部６２６には、光通過孔６２１が開口形成されている。そして、この光通過孔６２１を覆うように、リッド側ガラス基板６４０が接合される。リッド側ガラス基板６４０の接合方法としては、ベース側ガラス基板６３０の接合と同様に、例えばガラスフリット接合や、エポキシ樹脂等による接着などを用いることができる。
上述したような本実施形態の光学フィルターデバイス６００では、筐体６０１により波長可変干渉フィルター５が保護されているため、外的要因による波長可変干渉フィルター５の破損を防止できる。また、光学フィルターデバイス６００の内部が密閉された構成となるため、水滴や帯電物質等の異物の侵入を抑制でき、固定反射膜５４や可動反射膜５５にこれらの異物が付着する不都合も抑制することができる。
＜その他の実施形態＞
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記第一実施形態では、溝５２６は環状であるが、これに限定されない。例えば、フィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された円弧状の複数の溝により構成されていてもよい。
上記実施形態では、固定電極５６１および可動電極５６２により構成される静電アクチュエーター５６により、反射膜間ギャップＧ１の寸法を可変させる構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、固定基板５１に設けられる第一誘電コイルと、可動基板５２に設けられる第二誘電コイルまたは永久磁石とにより構成される誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
更に、静電アクチュエーター５６の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部５２２に下部電極層、圧電膜、および上部電極層を積層配置させ、下部電極層およ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を撓ませることができる。
更には、電圧印加により反射膜間ギャップＧ１の大きさを変化させる構成に限られず、例えば、波長可変干渉フィルター５の外の空気圧に対する、固定基板５１および可動基板５２の間の空気圧を変化させることで、反射膜間ギャップＧ１の大きさを調整する構成なども例示できる。
例えば、固定基板５１に設けられる第一誘電コイルと、可動基板５２に設けられる第二誘電コイルまたは永久磁石とにより構成される誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
更に、静電アクチュエーター５６の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部５２２に下部電極層、圧電膜、および上部電極層を積層配置させ、下部電極層およ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を撓ませることができる。
更には、電圧印加により反射膜間ギャップＧ１の大きさを変化させる構成に限られず、例えば、波長可変干渉フィルター５の外の空気圧に対する、固定基板５１および可動基板５２の間の空気圧を変化させることで、反射膜間ギャップＧ１の大きさを調整する構成なども例示できる。
また、本発明の電子機器として、上記各実施形態では、分光測定装置１を例示したが、その他、様々な分野により本発明の波長可変干渉フィルター５、光学モジュール１０、および電子機器を適用することができる。
例えば、図１２に示すように、本発明の電子機器を、色を測定するための測色装置に適用することもできる。
図１２は、波長可変干渉フィルター５を備えた測色装置４００の一例を示すブロック図である。
この測色装置４００は、図１２に示すように、検査対象Ａに光を射出する光源装置４１０と、測色センサー４２０（光学モジュール）と、測色装置４００の全体動作を制御する制御装置４３０（制御部）とを備える。そして、この測色装置４００は、光源装置４１０から射出される光を検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー４２０にて受光し、測色センサー４２０から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Ａの色を分析して測定する装置である。
図１２は、波長可変干渉フィルター５を備えた測色装置４００の一例を示すブロック図である。
この測色装置４００は、図１２に示すように、検査対象Ａに光を射出する光源装置４１０と、測色センサー４２０（光学モジュール）と、測色装置４００の全体動作を制御する制御装置４３０（制御部）とを備える。そして、この測色装置４００は、光源装置４１０から射出される光を検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー４２０にて受光し、測色センサー４２０から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Ａの色を分析して測定する装置である。
光源装置４１０は、光源４１１、複数のレンズ４１２（図１２には１つのみ記載）を備え、検査対象Ａに対して例えば基準光（例えば、白色光）を射出する。また、複数のレンズ４１２には、コリメーターレンズが含まれてもよく、この場合、光源装置４１０は、光源４１１から射出された基準光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Ａに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置４１０を備える測色装置４００を例示するが、例えば検査対象Ａが液晶パネルなどの発光部材である場合、光源装置４１０が設けられない構成としてもよい。
測色センサー４２０は、図１２に示すように、波長可変干渉フィルター５と、波長可変干渉フィルター５を透過する光を受光するディテクター１１と、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６（図３参照）への印加電圧を制御する電圧制御部１５とを備える。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、光学フィルターデバイス６００を用いてもよい。また、測色センサー４２０は、波長可変干渉フィルター５に対向する位置に、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー４２０は、波長可変干渉フィルター５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光をディテクター１１にて受光する。
制御装置４３０は、本発明の制御部であり、測色装置４００の全体動作を制御する。
この制御装置４３０としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。そして、制御装置４３０は、図１２に示すように、光源制御部４３１、測色センサー制御部４３２、および測色処理部４３３などを備えて構成されている。
光源制御部４３１は、光源装置４１０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置４１０に所定の制御信号を出力して、所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４３２は、測色センサー４２０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー４２０にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の指令信号を測色センサー４２０に出力する。これにより、測色センサー４２０の電圧制御部１５は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５６に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター５を駆動させる。
測色処理部４３３は、ディテクター１１により検出された受光量から、検査対象Ａの色度を分析する。また、測色処理部４３３は、上記第一実施形態と同様、ディテクター１１により得られた光量を計測スペクトルＤとして、推定行列Ｍｓを用いて分光スペクトルＳを推算することで検査対象Ａの色度を分析してもよい。
この制御装置４３０としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。そして、制御装置４３０は、図１２に示すように、光源制御部４３１、測色センサー制御部４３２、および測色処理部４３３などを備えて構成されている。
光源制御部４３１は、光源装置４１０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置４１０に所定の制御信号を出力して、所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部４３２は、測色センサー４２０に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー４２０にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の指令信号を測色センサー４２０に出力する。これにより、測色センサー４２０の電圧制御部１５は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５６に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター５を駆動させる。
測色処理部４３３は、ディテクター１１により検出された受光量から、検査対象Ａの色度を分析する。また、測色処理部４３３は、上記第一実施形態と同様、ディテクター１１により得られた光量を計測スペクトルＤとして、推定行列Ｍｓを用いて分光スペクトルＳを推算することで検査対象Ａの色度を分析してもよい。
また、本発明の電子機器の他の例として、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムが挙げられる。このようなシステムとしては、例えば、波長可変干渉フィルター５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１３は、波長可変干渉フィルター５を備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図１４は、図１３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１３に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、および排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、および受光素子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。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、光学フィルターデバイス６００を用いてもよい。また、光学部１３５は、光を射出する光源１３５Ａと、光源１３５Ａから入射された光をセンサーチップ１１０側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１３７側に透過するビームスプリッター１３５Ｂと、レンズ１３５Ｃ，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。
また、図１４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。
更に、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図１４に示すように、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１４４、光源１３５Ａを制御するための光源ドライバー回路１４５、波長可変干渉フィルター５を制御するための電圧制御部１４６、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９、および排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。また、ガス検出装置１００には、Ｖ−λデータを記憶する記憶部（図示略）を備える。
図１４は、図１３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１３に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、および排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、および受光素子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。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、光学フィルターデバイス６００を用いてもよい。また、光学部１３５は、光を射出する光源１３５Ａと、光源１３５Ａから入射された光をセンサーチップ１１０側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１３７側に透過するビームスプリッター１３５Ｂと、レンズ１３５Ｃ，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。
また、図１４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。
更に、ガス検出装置１００の制御部１３８は、図１４に示すように、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１４４、光源１３５Ａを制御するための光源ドライバー回路１４５、波長可変干渉フィルター５を制御するための電圧制御部１４６、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９、および排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。また、ガス検出装置１００には、Ｖ−λデータを記憶する記憶部（図示略）を備える。
次に、上記のようなガス検出装置１００の動作について、以下に説明する。
本体部１３０の上部のセンサー部カバー１３１の内部には、センサーチップ検出器１４８が設けられており、このセンサーチップ検出器１４８でセンサーチップ１１０の有無が検出される。信号処理部１４４は、センサーチップ検出器１４８からの検出信号を検出すると、センサーチップ１１０が装着された状態であると判断し、表示部１４１へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
本体部１３０の上部のセンサー部カバー１３１の内部には、センサーチップ検出器１４８が設けられており、このセンサーチップ検出器１４８でセンサーチップ１１０の有無が検出される。信号処理部１４４は、センサーチップ検出器１４８からの検出信号を検出すると、センサーチップ１１０が装着された状態であると判断し、表示部１４１へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
そして、例えば利用者により操作パネル１４０が操作され、操作パネル１４０から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１４４へ出力されると、まず、信号処理部１４４は、光源ドライバー回路１４５に光源作動の信号を出力して光源１３５Ａを作動させる。光源１３５Ａが駆動されると、光源１３５Ａから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光が射出される。また、光源１３５Ａには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部１４４へ出力される。そして、信号処理部１４４は、光源１３５Ａから入力された温度や光量に基づいて、光源１３５Ａが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路１５０を制御して排出手段１３３を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１２０Ａから、吸引流路１２０Ｂ、センサーチップ１１０内、排出流路１２０Ｃ、排出口１２０Ｄへと誘導される。なお、吸引口１２０Ａには、除塵フィルター１２０Ａ１が設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気などが除去される。
また、センサーチップ１１０は、金属ナノ構造体が複数組み込まれ、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ１１０では、レーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成され、この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光、およびレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、電圧制御部１４６に対して制御信号を出力する。これにより、電圧制御部１４６は、上記第一実施形態に示すように、記憶部から測定対象波長に対応する電圧値を読み込み、その電圧を波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。この場合、波長可変干渉フィルター５から目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。
信号処理部１４４は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ＲＯＭに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部１４４は、表示部１４１にその結果情報を表示させたり、接続部１４２から外部へ出力したりする。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、電圧制御部１４６に対して制御信号を出力する。これにより、電圧制御部１４６は、上記第一実施形態に示すように、記憶部から測定対象波長に対応する電圧値を読み込み、その電圧を波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５で分光させる。この後、分光した光が受光素子１３７で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１４７を介して信号処理部１４４に出力される。この場合、波長可変干渉フィルター５から目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。
信号処理部１４４は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ＲＯＭに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部１４４は、表示部１４１にその結果情報を表示させたり、接続部１４２から外部へ出力したりする。
なお、上記図１３および図１４において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュール１０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５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１５は、波長可変干渉フィルター５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１５に示すように、検出器２１０（光学モジュール）と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター５と、分光された光を検出する撮像部２１３（検出部）と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、光学フィルターデバイス６００を用いてもよい。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、波長可変干渉フィルター５を制御する電圧制御部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１５に示すように、検出器２１０（光学モジュール）と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター５と、分光された光を検出する撮像部２１３（検出部）と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、光学フィルターデバイス６００を用いてもよい。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部２２１と、波長可変干渉フィルター５を制御する電圧制御部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を通って波長可変干渉フィルター５に入射する。波長可変干渉フィルター５は電圧制御部２２２の制御により、波長可変干渉フィルター５が駆動される。これにより、波長可変干渉フィルター５から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、例えばＣＣＤカメラ等により構成される撮像部２１３で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部２２５に蓄積される。また、信号処理部２２４は、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、およびその含有量を求める。また、得られた食物成分および含有量から、食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。更に、画像内のスペクトル分布を分析することで、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、更には、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１５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。
更には、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
更には、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
更には、本発明の波長可変干渉フィルター５、光学モジュール１０、および電子機器としては、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１０に設けられた波長可変干渉フィルター５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１０に設けられた波長可変干渉フィルター５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、本発明の波長可変干渉フィルター５により光を分光することで、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機などにも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルター５を内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図１６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１６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１６に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、およびこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、制御部（図示略）により波長可変干渉フィルター５を制御すること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１６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１６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１６に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、およびこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、制御部（図示略）により波長可変干渉フィルター５を制御すること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。
更には、本発明の波長可変干渉フィルター５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５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、本発明の波長可変干渉フィルター５を生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
また、本発明の波長可変干渉フィルター５を生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
更には、光学モジュール１０および電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルター５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、本発明の波長可変干渉フィルター５、光学モジュール１０、および電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の波長可変干渉フィルター５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。従って、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１０や電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
１…分光測定装置（電子機器）、５…波長可変干渉フィルター、１０…光学モジュール、１１…ディテクター（検出部）、２０…制御部、５１…固定基板（第一基板）、５２…可動基板（第二基板）、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、１００…ガス検出装置（電子機器）、１３７…受光素子（検出部）、１３８…制御部、２００…食物分析装置（電子機器）、２１３…撮像部（検出部）、２２０…制御部、３００…分光カメラ（電子機器）、３３０…撮像部（検出部）、４００…測色装置（電子機器）、４３０…制御装置（制御部）、５２１…可動部、５２６…溝（第二溝）、５２６Ａ…垂直部、５２６Ｂ…曲面部、５２６Ｃ…底面、５２７…側面、５２８…第一溝、６００…光学フィルターデバイス、Ｃ１，Ｃ２…頂点、Ｅ１…積層膜、Ｇ１…反射膜間ギャップ、Ｇ２…電極間ギャップ、Ｍ１…第一マスク層、Ｍ１１…第一マスク、Ｍ２…第二マスク層、Ｏ…平面中心点、ＲＥ１，ＲＥ２…レジスト、Ｔ１…厚み寸法、Ｔ２…加工寸法。
Claims (10)
- 第一基板と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、を備え、
前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、
前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されていることを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記溝は、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、
前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項１又は請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記機械加工は、前記第二基板の厚みの５０％以上８０％以下であることを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記機械加工は、サンドブラストであることを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 第一基板を形成し、前記第一基板に、光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜を設ける第一基板形成工程と、
第二基板を形成し、前記第二基板に設定された可動部形成領域に、光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を設ける第二基板形成工程と、
前記第一基板と前記第二基板とを、前記第一反射膜、および、前記第二反射膜が対向するように接合する接合工程と、を有し、
前記第二基板形成工程は、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部形成領域の外に、溝深さ寸法が均一となる底面、および、前記底面に連続する側面を有する溝を形成する溝形成工程を含み、
前記溝形成工程は、
前記第二基板を機械加工して、第一溝を形成する機械加工工程と、
前記第一溝をウェットエッチングして、第二溝を形成するウェットエッチング工程と、を有することを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。 - 請求項５に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
前記機械加工工程は、前記第二基板の厚みの５０％以上８０％以下を加工することを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。 - 請求項５又は請求項６に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
前記機械加工工程は、サンドブラストであることを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。 - 第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、および、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を備え、
前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、
前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されており、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、
前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 第一基板と、
前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、および、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記第一反射膜と前記第二反射膜との間に入射した光が干渉して選択された波長の光を検出する検出部と、を備え、
前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、
前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されており、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、
前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることを特徴とする光学モジュール。 - 第一基板、前記第一基板に対向して配置された第二基板、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、および、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、
前記第二基板は、可動部、および、前記第二基板を前記第一基板と前記第二基板とが重なる方向から見た平面視において、前記可動部の外に設けられた溝を備え、
前記溝は、機械加工後に、ウェットエッチングすることで形成されており、溝深さ寸法が均一となる底面と、前記底面に連続する側面とを有し、
前記側面は、前記第二基板を前記方向に沿って切断した断面視において、前記第二基板を前記方向に沿った直線状の垂直部と円弧状の曲面部とにより構成されていることを特徴とする電子機器。
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