JP5879893B2 - 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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Description
本発明は、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。
入射した光から特定の波長の光を選択して出射する、光学フィルターとして波長可変干渉フィルター（以下、エタロンと呼ぶことがある）が知られている。
エタロンは一対の反射膜を対向させ、反射膜間にギャップ（間隙）を形成した光学フィルターであり、ギャップ寸法を変化させて透過する出射光の波長を変化させることができる（特許文献１参照）。
エタロンは一対の反射膜を対向させ、反射膜間にギャップ（間隙）を形成した光学フィルターであり、ギャップ寸法を変化させて透過する出射光の波長を変化させることができる（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１のようなエタロンでは、分光する光の波長帯域幅が広い場合、それぞれのエタロンにおいて不規則にノイズ（所望の波長の光とは別に、他の波長の透過された光）が発生する。このため、このような構成のエタロンでは、所望の分光した光にノイズを含み、精度の高い分光ができないという課題がある。
本発明は、上記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］本適用例にかかる光学フィルターデバイスは、入射光に対して、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルターデバイスであって、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜は誘電体多層膜、前記第２反射膜は金属膜で形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１波長可変干渉フィルター（以下、第１エタロンと呼ぶことがある）と第２波長可変干渉フィルター（以下、第２エタロンと呼ぶことがある）とを備え、第１エタロンの第１反射膜は誘電体多層膜で形成され、第２エタロンの第２反射膜は金属膜で形成されている。
第１エタロンの第１反射膜は誘電体多層膜で形成されていることから、分光する光の波長帯域幅が広い場合、分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、第２エタロンの第２反射膜は金属膜で形成されていることから、所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は誘電体多層膜で形成した反射膜に比べて低下する。
このことから、第１エタロンと第２エタロンとのそれぞれが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイスを提供することができる。
第１エタロンの第１反射膜は誘電体多層膜で形成されていることから、分光する光の波長帯域幅が広い場合、分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、第２エタロンの第２反射膜は金属膜で形成されていることから、所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は誘電体多層膜で形成した反射膜に比べて低下する。
このことから、第１エタロンと第２エタロンとのそれぞれが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイスを提供することができる。
［適用例２］本適用例にかかる光学モジュールは、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜は誘電体多層膜、前記第２反射膜は金属膜で形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンと、受光部とを備え、第１エタロン第１反射膜は誘電体多層膜で形成され、第２エタロンの第２反射膜は金属膜で形成されている。
第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、さらにこの分光した光を受光する受光部を備えることで、分光精度に優れた光学モジュールを提供することができる。
第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、さらにこの分光した光を受光する受光部を備えることで、分光精度に優れた光学モジュールを提供することができる。
［適用例３］本適用例にかかる電子機器は、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜は誘電体多層膜、前記第２反射膜は金属膜で形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンと、受光部と、分析処理部とを備え、第１エタロンの第１反射膜は誘電体多層膜で形成され、第２エタロンの第２反射膜は金属膜で形成されている。
第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、受光部にて受光した光の特性を分析する分析処理部を備えることで、測定および分析精度に優れた電子機器を提供することができる。
第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、受光部にて受光した光の特性を分析する分析処理部を備えることで、測定および分析精度に優れた電子機器を提供することができる。
［適用例４］本適用例にかかる光学フィルターデバイスは、入射光に対して、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルターデバイスであって、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜および前記第２反射膜は同種類の金属膜で形成され、前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンとを備え、第１エタロンの第１反射膜および第２エタロンの第２反射膜は同種類の金属膜で形成されている。そして、第１波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として透過特性の複数のピークから選択された第１選択ピークを利用し、第２波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用する。
高次ピーク（第１選択ピーク）では分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、低次ピーク（第２選択ピーク）では所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロンと第２エタロンが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイスを提供することができる。
高次ピーク（第１選択ピーク）では分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、低次ピーク（第２選択ピーク）では所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロンと第２エタロンが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイスを提供することができる。
［適用例５］上記適用例にかかる光学フィルターデバイスにおいて、前記第１反射膜の膜厚と前記第２反射膜の膜厚とが異なることを特徴とする。
この構成によれば、第１反射膜の膜厚と第２反射膜の膜厚とが異ならせ、一方の反射膜の膜厚を厚くして波長可変干渉フィルターの高次ピークを利用し、他方の反射膜の膜厚を薄くして波長可変干渉フィルターの低次ピークを利用することができる。
［適用例６］本適用例にかかる光学モジュールは、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜および前記第２反射膜は同種類の金属膜で形成され、前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンと、受光部とを備え、第１エタロンの第１反射膜および第２エタロンの第２反射膜は同種類の金属膜で形成されている。そして、第１波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として透過特性の複数のピークから選択された第１選択ピークを利用し、第２波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用する。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、さらにこの分光した光を受光する受光部を備えることで、分光精度に優れた光学モジュールを提供することができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、さらにこの分光した光を受光する受光部を備えることで、分光精度に優れた光学モジュールを提供することができる。
［適用例７］本適用例にかかる電子機器は、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜および前記第２反射膜は同種類の金属膜で形成され、前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンと、受光部と、分析処理部とを備え、第１エタロンの第１反射膜および、第２エタロンの第２反射膜は同種類の金属膜で形成されている。そして、第１波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として透過特性の複数のピークから選択された第１選択ピークを利用し、第２波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用する。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、受光部にて受光した光の特性を分析する分析処理部を備えることで、測定および分析精度に優れた電子機器を提供することができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、受光部にて受光した光の特性を分析する分析処理部を備えることで、測定および分析精度に優れた電子機器を提供することができる。
［適用例８］本適用例にかかる光学フィルターデバイスは、入射光に対して、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルターデバイスであって、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜および前記第２反射膜は異なる種類の金属膜で形成され、前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンとを備え、第１エタロンの第１反射膜および第２エタロンの第２反射膜は異なる種類の金属膜で形成されている。そして、第１波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として透過特性の複数のピークから選択された第１選択ピークを利用し、第２波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用する。
高次ピーク（第１選択ピーク）では分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、低次ピーク（第２選択ピーク）では所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロンと第２エタロンが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイスを提供することができる。
高次ピーク（第１選択ピーク）では分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、低次ピーク（第２選択ピーク）では所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロンと第２エタロンが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイスを提供することができる。
［適用例９］上記適用例にかかる光学フィルターデバイスにおいて、前記第１反射膜の膜厚と前記第２反射膜の膜厚とが異なることが望ましい。
この構成によれば、第１反射膜の膜厚と第２反射膜の膜厚とを異ならせ、反射膜の膜厚を厚くした波長可変干渉フィルターは高次ピークを利用し、反射膜の膜厚を薄くした波長可変干渉フィルターは低次ピークを利用することができる。
高次ピークでは分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、低次ピークは所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロンと第２エタロンが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
高次ピークでは分光される光は半値幅が小さく分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、低次ピークは所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロンと第２エタロンが同一の波長を選択した場合、第１エタロンおよび第２エタロンを透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
［適用例１０］本適用例にかかる光学モジュールは、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜および前記第２反射膜は異なる種類の金属膜で形成され、前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンと、受光部とを備え、第１エタロンの第１反射膜および第２エタロンの第２反射膜は異なる種類の金属膜で形成されている。そして、第１波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として透過特性の複数のピークから選択された第１選択ピークを利用し、第２波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用する。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、さらにこの分光した光を受光する受光部を備えることで、分光精度に優れた光学モジュールを提供することができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができ、さらにこの分光した光を受光する受光部を備えることで、分光精度に優れた光学モジュールを提供することができる。
［適用例１１］本適用例にかかる電子機器は、光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第１波長可変干渉フィルターと、光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変位させることができる第２波長可変干渉フィルターと、前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、を備え、前記第１波長可変干渉フィルターと同じ光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜および前記第２反射膜は異なる種類の金属膜で形成され、前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする。
この構成によれば、同じ光軸上に第１エタロンと第２エタロンと、受光部と、分析処理部とを備え、第１エタロンの第１反射膜および、第２エタロンの第２反射膜は異なる種類の金属膜で形成されている。そして、第１波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として透過特性の複数のピークから選択された第１選択ピークを利用し、第２波長可変干渉フィルターでは、分光するピーク波長として第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用する。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができる。そして、受光部にて受光した光の特性を分析する分析処理部を備えることで、測定および分析精度に優れた電子機器を提供することができる。
このように、第１エタロンと第２エタロンとを用いて、２つの透過特性を合成することで、精度の高い分光ができる。そして、受光部にて受光した光の特性を分析する分析処理部を備えることで、測定および分析精度に優れた電子機器を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
［第１実施形態］
［第１実施形態］
以下、第１実施形態の光学フィルターデバイスを図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の光学フィルターデバイスの構成を示すブロック図である。図２は図１のＸ−Ｘ断線に沿う断面図である。
図１は本実施形態の光学フィルターデバイスの構成を示すブロック図である。図２は図１のＸ−Ｘ断線に沿う断面図である。
（光学フィルターデバイス構成）
図１、図２に示すように、光学フィルターデバイス５は、第１波長可変干渉フィルター（以下、第１エタロンと呼ぶ）２０と、第２波長可変干渉フィルター（以下、第２エタロンと呼ぶ）３０とを有し、第１エタロン２０の光軸と第２エタロン３０の光軸とが同じ光軸Ｙ上に配置されている。
なお、光軸とは第１エタロン２０、第２エタロン３０を通過する光束の代表となる仮想的な光線であり、ここでは、後述する一対の第１反射膜２５および一対の第２反射膜３５の表面を垂直方向に貫く光線である。
第１エタロン２０と第２エタロン３０との光軸Ｙを同じとする配置のために、例えば、第１エタロン２０を固定した第１基板８１と、第２エタロン３０を固定した第２基板８２とを支柱８３を介して支持する構造の保持具８０が用いられる。
図１、図２に示すように、光学フィルターデバイス５は、第１波長可変干渉フィルター（以下、第１エタロンと呼ぶ）２０と、第２波長可変干渉フィルター（以下、第２エタロンと呼ぶ）３０とを有し、第１エタロン２０の光軸と第２エタロン３０の光軸とが同じ光軸Ｙ上に配置されている。
なお、光軸とは第１エタロン２０、第２エタロン３０を通過する光束の代表となる仮想的な光線であり、ここでは、後述する一対の第１反射膜２５および一対の第２反射膜３５の表面を垂直方向に貫く光線である。
第１エタロン２０と第２エタロン３０との光軸Ｙを同じとする配置のために、例えば、第１エタロン２０を固定した第１基板８１と、第２エタロン３０を固定した第２基板８２とを支柱８３を介して支持する構造の保持具８０が用いられる。
第１基板８１および第２基板８２は回路基板などで形成され、回路基板に形成された配線パターン（図示せず）と第１エタロン２０および第２エタロン３０との電気的接続が可能である。
また、第１基板８１には板厚方向に貫通する開口穴８１ａが設けられ、第２基板８２には板厚方向に貫通する開口穴８２ａが設けられている。この開口穴８１ａは第１エタロン２０の透過光Ｌ１が通過できるように設けられ、開口穴８２ａは第２エタロン３０の透過光Ｌ２が通過できるように設けられている。
また、第１基板８１には板厚方向に貫通する開口穴８１ａが設けられ、第２基板８２には板厚方向に貫通する開口穴８２ａが設けられている。この開口穴８１ａは第１エタロン２０の透過光Ｌ１が通過できるように設けられ、開口穴８２ａは第２エタロン３０の透過光Ｌ２が通過できるように設けられている。
支柱８３は棒状に形成され、その両端部が第１基板８１および第２基板８２に間挿されて第１基板８１と第２基板８２とが平行になるように保持している。
このように、本実施形態では、光学フィルターデバイス５に入射する入射光Ｌは、第１エタロン２０を透過し、その透過した透過光Ｌ１は第２エタロン３０を透過して透過光Ｌ２が出射する構造である。入射光Ｌは第１エタロン２０および第２エタロン３０を透過して所望の波長の透過光Ｌ２として分光することができる。
このように、本実施形態では、光学フィルターデバイス５に入射する入射光Ｌは、第１エタロン２０を透過し、その透過した透過光Ｌ１は第２エタロン３０を透過して透過光Ｌ２が出射する構造である。入射光Ｌは第１エタロン２０および第２エタロン３０を透過して所望の波長の透過光Ｌ２として分光することができる。
（第１エタロン２０および第２エタロン３０の構成）
本実施形態に係る第１エタロン２０と第２エタロン３０とは、後述する反射膜の構成のみが異なり、他の構成は同じである。
まず、第１エタロン２０の構成について説明する。
図１、図２に示すように、第１エタロン２０は平面視で正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。この第１エタロン２０は固定基板２１と可動基板２２とが対向し、両者の基板に形成された一対の第１反射膜２５および駆動電極２６ａ，２６ｂからなる静電アクチュエーター２６を備えている。
これらの固定基板２１および可動基板２２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などの基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。
そして、第１エタロン２０は、固定基板２１および可動基板２２が接合されて一体に構成される。
本実施形態に係る第１エタロン２０と第２エタロン３０とは、後述する反射膜の構成のみが異なり、他の構成は同じである。
まず、第１エタロン２０の構成について説明する。
図１、図２に示すように、第１エタロン２０は平面視で正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。この第１エタロン２０は固定基板２１と可動基板２２とが対向し、両者の基板に形成された一対の第１反射膜２５および駆動電極２６ａ，２６ｂからなる静電アクチュエーター２６を備えている。
これらの固定基板２１および可動基板２２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などの基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。
そして、第１エタロン２０は、固定基板２１および可動基板２２が接合されて一体に構成される。
固定基板２１は厚みが例えば５００μｍの基材をエッチング加工して形成される。この固定基板２１には、エッチングにより固定基板２１の中央を中心とする円形の凹部２３が設けられ、さらにこの凹部２３の中央部にはその底面より突出した円柱状の凸部２４が形成されている。
この凸部２４の平面には、光の反射特性と透過特性とを有する第１反射膜２５ａが形成されている。第１反射膜２５ａは凸部２４の中央部に形成され、それを取り巻くように円環状の駆動電極２６ａが形成されている。
第１反射膜２５ａは誘電体多層膜で形成され、例えばＴｉＯ2膜とＳｉＯ2膜とを交互に積層した多層膜で構成されている。
この凸部２４の平面には、光の反射特性と透過特性とを有する第１反射膜２５ａが形成されている。第１反射膜２５ａは凸部２４の中央部に形成され、それを取り巻くように円環状の駆動電極２６ａが形成されている。
第１反射膜２５ａは誘電体多層膜で形成され、例えばＴｉＯ2膜とＳｉＯ2膜とを交互に積層した多層膜で構成されている。
駆動電極２６ａは引き出し電極２６ｃに接続され、引き出し電極２６ｃは固定基板２１の四隅うちの一つの隅に引き出されている。そして、引き出し電極２６ｃは固定基板２１の隅部に形成された電極パッド２６ｅに接続されている。また、固定基板２１の電極パッド２６ｅが形成された対角には電極パッド２６ｆが設けられている。
駆動電極２６ａ、引き出し電極２６ｃ、および電極パッド２６ｅ，２６ｆは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
駆動電極２６ａ、引き出し電極２６ｃ、および電極パッド２６ｅ，２６ｆは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
可動基板２２は、正方形状の板状基材を用い、例えば、厚みが２００μｍの基材の一面をエッチングにより加工することで形成される。
この可動基板２２には、基板中央を中心とする円柱状の可動部２７と、その周りに可動部２７を保持し可動部よりも板厚方向の厚みの薄い薄肉部２８と、が形成されている。
薄肉部２８は、固定基板２１と対向する面とは反対の面に円環状にエッチングされて可動部２７の厚みより薄くなるように形成されている。
このように、可動基板２２はダイヤフラム構造を持ち、可動部２７が可動基板２２の厚み方向に変位しやすいように構成されている。
この可動基板２２には、基板中央を中心とする円柱状の可動部２７と、その周りに可動部２７を保持し可動部よりも板厚方向の厚みの薄い薄肉部２８と、が形成されている。
薄肉部２８は、固定基板２１と対向する面とは反対の面に円環状にエッチングされて可動部２７の厚みより薄くなるように形成されている。
このように、可動基板２２はダイヤフラム構造を持ち、可動部２７が可動基板２２の厚み方向に変位しやすいように構成されている。
可動基板２２の固定基板２１と対向する面には第１反射膜２５ｂ、駆動電極２６ｂ、引き出し電極２６ｄおよび電極パッド２６ｇが形成されている。
可動基板の可動部２７に形成された第１反射膜２５ｂは光の反射特性と透過特性とを有し、固定基板２１に形成した第１反射膜２５ａと対向し、両者で一対の第１反射膜２５を構成している。可動基板２２に形成された第１反射膜２５ｂは、固定基板２１に形成された第１反射膜２５ａと同様に例えばＴｉＯ2膜とＳｉＯ2膜とを交互に積層した誘電体多層膜で構成されている。
可動基板の可動部２７に形成された第１反射膜２５ｂは光の反射特性と透過特性とを有し、固定基板２１に形成した第１反射膜２５ａと対向し、両者で一対の第１反射膜２５を構成している。可動基板２２に形成された第１反射膜２５ｂは、固定基板２１に形成された第１反射膜２５ａと同様に例えばＴｉＯ2膜とＳｉＯ2膜とを交互に積層した誘電体多層膜で構成されている。
さらに、可動基板２２の可動部２７には駆動電極２６ｂが第１反射膜２５ｂを取りまくように、円環状に形成されている。
そして、駆動電極２６ｂは引き出し電極２６ｄを介して、可動基板２２の四隅のうちの一つの隅部に形成された電極パッド２６ｇに接続されている。この電極パッド２６ｇは、平面視で前述した固定基板２１の電極パッド２６ｅと対角となるように配置される。
駆動電極２６ｂ、引き出し電極２６ｄおよび電極パッド２６ｇは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
なお、可動基板２２の四隅は切り欠かれた切り欠き部２９を有し、固定基板２１と可動基板２２を接合した状態で電極パッド２６ｅ，２６ｆが可動基板２２に隠れずに露出するように構成されている。そして、固定基板２１の電極パッド２６ｆと可動基板２２の電極パッド２６ｇとの間をＡｇペーストなどの導電性部材（図示せず）にて接続することで、固定基板２１と可動基板２２との電気的導通を果たすことができる。つまり、固定基板２１の電極パッド２６ｆを介して可動基板２２の駆動電極２６ｂと電気的接続が可能となる。
そして、駆動電極２６ｂは引き出し電極２６ｄを介して、可動基板２２の四隅のうちの一つの隅部に形成された電極パッド２６ｇに接続されている。この電極パッド２６ｇは、平面視で前述した固定基板２１の電極パッド２６ｅと対角となるように配置される。
駆動電極２６ｂ、引き出し電極２６ｄおよび電極パッド２６ｇは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
なお、可動基板２２の四隅は切り欠かれた切り欠き部２９を有し、固定基板２１と可動基板２２を接合した状態で電極パッド２６ｅ，２６ｆが可動基板２２に隠れずに露出するように構成されている。そして、固定基板２１の電極パッド２６ｆと可動基板２２の電極パッド２６ｇとの間をＡｇペーストなどの導電性部材（図示せず）にて接続することで、固定基板２１と可動基板２２との電気的導通を果たすことができる。つまり、固定基板２１の電極パッド２６ｆを介して可動基板２２の駆動電極２６ｂと電気的接続が可能となる。
また、固定基板２１と可動基板２２とが接合された状態では、第１反射膜２５ａと第１反射膜２５ｂ、および駆動電極２６ａと駆動電極２６ｂとがギャップを介して対向配置されている。そして、駆動電極２６ａと駆動電極２６ｂとにより静電アクチュエーター２６が構成され、一対の第１反射膜２５の間のギャップ寸法の調整が行われる。
上記の第１エタロン２０では、対向する一対の第１反射膜２５のギャップ寸法を変えるために、静電アクチュエーター２６を駆動させると、静電力により駆動電極２６ａと駆動電極２６ｂとが引き合い、可動基板２２の薄肉部２８が撓んで、可動部２７が固定基板２１に近づくように変位する。可動部２７には第１反射膜２５ｂが設けられ、一対の第１反射膜２５の間のギャップ寸法を調整することができる。
次に第２エタロン３０について説明する。
図２に示すように、この第２エタロン３０は固定基板３１および可動基板３２が対向し、両者の基板に対向する一対の第２反射膜３５および駆動電極３６ａ，３６ｂからなる静電アクチュエーター３６を備えている。
これらの固定基板３１および可動基板３２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などの基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。
そして、第２エタロン３０は、固定基板３１および可動基板３２が接合されて一体に構成される。
図２に示すように、この第２エタロン３０は固定基板３１および可動基板３２が対向し、両者の基板に対向する一対の第２反射膜３５および駆動電極３６ａ，３６ｂからなる静電アクチュエーター３６を備えている。
これらの固定基板３１および可動基板３２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などの基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。
そして、第２エタロン３０は、固定基板３１および可動基板３２が接合されて一体に構成される。
固定基板３１には、エッチングにより固定基板３１の中央を中心とする円形の凹部３３が設けられ、さらにこの凹部３３の中央部にはその底面より突出した円柱状の凸部３４が形成されている。
この凸部３４の平面には、光の反射特性と透過特性とを有する第２反射膜３５ａが形成されている。第２反射膜３５ａは凸部３４の中央部に形成され、それを取り巻くように円環状の駆動電極３６ａが形成されている。
第２反射膜３５ａは金属膜で形成され、例えばＡｇ膜で構成されている。また、Ａｇ膜の他にＡｇ合金、Ａｌ膜、Ａｕ膜を用いても良い。
この凸部３４の平面には、光の反射特性と透過特性とを有する第２反射膜３５ａが形成されている。第２反射膜３５ａは凸部３４の中央部に形成され、それを取り巻くように円環状の駆動電極３６ａが形成されている。
第２反射膜３５ａは金属膜で形成され、例えばＡｇ膜で構成されている。また、Ａｇ膜の他にＡｇ合金、Ａｌ膜、Ａｕ膜を用いても良い。
駆動電極３６ａは、第１エタロン２０と同様の構成のため図示しないが、引き出し電極を介して電極パッドに接続されている。そして、駆動電極２６ａ、引き出し電極および電極パッドは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
可動基板３２には、基板中央を中心とする円柱状の可動部３７と、その周りに可動部３７を保持し可動部よりも板厚方向の厚みの薄い薄肉部３８と、が形成されている。
薄肉部３８は、固定基板３１と対向する面とは反対の面に円環状にエッチングされて可動部３７の厚みより薄くなるように形成されている。
このように、可動基板３２はダイヤフラム構造を持ち、可動部３７が可動基板３２の厚み方向に変位しやすいように構成されている。
薄肉部３８は、固定基板３１と対向する面とは反対の面に円環状にエッチングされて可動部３７の厚みより薄くなるように形成されている。
このように、可動基板３２はダイヤフラム構造を持ち、可動部３７が可動基板３２の厚み方向に変位しやすいように構成されている。
可動基板３２の固定基板３１と対向する面には第２反射膜３５ｂ、駆動電極３６ｂが形成されている。また、第１エタロン２０と同様の構成のため図示しないが、引き出し電極、電極パッドも同様に形成されている。
可動基板３２の可動部３７に形成された第２反射膜３５ｂは光の反射特性と透過特性とを有し、固定基板３１に形成した第２反射膜３５ａと対向し、両者で一対の第２反射膜３５を構成している。可動基板３２に形成された第２反射膜３５ｂは、固定基板３１に形成された第２反射膜３５ａと同様に、例えばＡｇ膜で構成されている。
可動基板３２の可動部３７に形成された第２反射膜３５ｂは光の反射特性と透過特性とを有し、固定基板３１に形成した第２反射膜３５ａと対向し、両者で一対の第２反射膜３５を構成している。可動基板３２に形成された第２反射膜３５ｂは、固定基板３１に形成された第２反射膜３５ａと同様に、例えばＡｇ膜で構成されている。
さらに、可動基板３２の可動部３７には駆動電極３６ｂが第２反射膜３５ｂを取りまくように、円環状に形成されている。
そして、駆動電極３６ｂは、第１エタロン２０と同様の構成のため図示しないが、引き出し電極を介して電極パッドに接続されている。
駆動電極３６ｂ、引き出し電極および電極パッドは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
そして、駆動電極３６ｂは、第１エタロン２０と同様の構成のため図示しないが、引き出し電極を介して電極パッドに接続されている。
駆動電極３６ｂ、引き出し電極および電極パッドは導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
また、固定基板３１と可動基板３２とが接合された状態では、第２反射膜３５ａと第２反射膜３５ｂ、および駆動電極３６ａと駆動電極３６ｂとがギャップを介して対向配置されている。そして、駆動電極３６ａと駆動電極３６ｂとにより静電アクチュエーター３６が構成され、一対の第２反射膜３５の間のギャップ寸法の調整が行われる。
上記の第２エタロン３０では、対向する一対の第２反射膜３５のギャップ寸法を変えるために、静電アクチュエーター３６を駆動させると、静電力により駆動電極３６ａと駆動電極３６ｂとが引き合い、可動基板３２の薄肉部３８が撓んで、可動部３７が固定基板３１に近づくように変位する。可動部３７には第２反射膜３５ｂが設けられ、一対の第２反射膜３５の間のギャップ寸法を調整することができる。
（光学フィルターデバイス５の透過特性）
次に、光学フィルターデバイス５の光の透過特性について説明する。
図３は光学フィルターデバイスにおける光の透過特性を説明するグラフである。このグラフでは、縦軸に光の透過率を示し、横軸に光の波長を示す。
まず、第１エタロン２０の光の透過特性を図３（ａ）に示す。
ここでは一対の第１反射膜２５として、ＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜をそれぞれ１４層積層した構造の反射膜を用いた。そして、第１エタロン２０の静電アクチュエーター２６を駆動して、第１反射膜間のギャップ寸法（２５０ｎｍ）を調整し、選択する波長を４９４ｎｍとした。
この場合、図３（ａ）に示すように、選択した波長の４９４ｎｍの他に、５９０ｎｍ、６１０ｎｍ、６５０ｎｍ付近の波長の光が透過していることがわかる。これらの透過した波長の光は、半値幅が小さく強いピークを有する特徴があるが、選択した以外の透過した光はノイズとなり、分光精度を低下させる。
次に、光学フィルターデバイス５の光の透過特性について説明する。
図３は光学フィルターデバイスにおける光の透過特性を説明するグラフである。このグラフでは、縦軸に光の透過率を示し、横軸に光の波長を示す。
まず、第１エタロン２０の光の透過特性を図３（ａ）に示す。
ここでは一対の第１反射膜２５として、ＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜をそれぞれ１４層積層した構造の反射膜を用いた。そして、第１エタロン２０の静電アクチュエーター２６を駆動して、第１反射膜間のギャップ寸法（２５０ｎｍ）を調整し、選択する波長を４９４ｎｍとした。
この場合、図３（ａ）に示すように、選択した波長の４９４ｎｍの他に、５９０ｎｍ、６１０ｎｍ、６５０ｎｍ付近の波長の光が透過していることがわかる。これらの透過した波長の光は、半値幅が小さく強いピークを有する特徴があるが、選択した以外の透過した光はノイズとなり、分光精度を低下させる。
次に、第２エタロン３０の光の透過特性を図３（ｂ）に示す。
ここでは、一対の第２反射膜３５としてＡｇ膜を用い、第１エタロン２０と同様に、静電アクチュエーター３６を駆動して、第２反射膜間のギャップ寸法（２００ｎｍ）を調整し、選択する波長を４９４ｎｍとした。なお、このときのＡｇ膜の膜厚を４５ｎｍとしている。
この場合、図３（ｂ）に示すように、選択した波長４９４ｎｍのみに透過率が高いピークを有するが、半値幅が大きく分光精度が低い。なお、反射膜として金属膜を利用した場合、誘電体多層膜と比べて、選択する波長では半値幅が大きく分光精度が低い傾向がある。
ここでは、一対の第２反射膜３５としてＡｇ膜を用い、第１エタロン２０と同様に、静電アクチュエーター３６を駆動して、第２反射膜間のギャップ寸法（２００ｎｍ）を調整し、選択する波長を４９４ｎｍとした。なお、このときのＡｇ膜の膜厚を４５ｎｍとしている。
この場合、図３（ｂ）に示すように、選択した波長４９４ｎｍのみに透過率が高いピークを有するが、半値幅が大きく分光精度が低い。なお、反射膜として金属膜を利用した場合、誘電体多層膜と比べて、選択する波長では半値幅が大きく分光精度が低い傾向がある。
図３（ｃ）は光学フィルターデバイス５の光の透過特性を示すグラフである。
光学フィルターデバイス５の透過特性は、第１エタロン２０を透過した光が第２エタロン３０に入射し透過した光の特性である。
光学フィルターデバイス５の光の透過特性は、図３（ｃ）に示すように、選択した波長だけの透過率が高く、半値幅の小さい透過特性であり、第１エタロン２０と第２エタロン３０の透過特性が合成された特性となっている。
つまり、第１エタロン２０にてノイズを含むが選択した波長を精度よく取り出し、第２エタロン３０にてノイズを取り除き、選択した波長のみを取り出している。
光学フィルターデバイス５の透過特性は、第１エタロン２０を透過した光が第２エタロン３０に入射し透過した光の特性である。
光学フィルターデバイス５の光の透過特性は、図３（ｃ）に示すように、選択した波長だけの透過率が高く、半値幅の小さい透過特性であり、第１エタロン２０と第２エタロン３０の透過特性が合成された特性となっている。
つまり、第１エタロン２０にてノイズを含むが選択した波長を精度よく取り出し、第２エタロン３０にてノイズを取り除き、選択した波長のみを取り出している。
なお、本実施形態では反射膜として誘電体多層膜を有する第１エタロン２０の後に金属膜（Ａｇ膜）を有する第２エタロン３０に光を透過させる構造としたが、第１エタロン２０と第２エタロン３０とを入れ替えて、先に第２エタロン３０に光を透過させても同じ結果が得られる。
このように、光学フィルターデバイス５は、同じ光軸Ｙ上に第１エタロン２０と第２エタロン３０とを備え、第１エタロン２０の第１反射膜２５は誘電体多層膜で形成され、第２エタロン３０の第２反射膜３５は金属膜（Ａｇ膜）で形成されている。
第１エタロン２０の第１反射膜２５は誘電体多層膜で形成されていることから、分光する光の波長帯域幅が広い場合、分光される光は半値幅が狭く分光精度が良いが、複数のノイズを含む。これに対して、第２エタロン３０の第２反射膜３５は金属膜で形成されていることから、所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は誘電体多層膜で形成した反射膜に比べてよくない。
このことから、第１エタロン２０と第２エタロン３０が同一の波長を選択した場合、第１エタロン２０および第２エタロン３０を透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロン２０と第２エタロン３０とを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイス５を提供することができる。
第１エタロン２０の第１反射膜２５は誘電体多層膜で形成されていることから、分光する光の波長帯域幅が広い場合、分光される光は半値幅が狭く分光精度が良いが、複数のノイズを含む。これに対して、第２エタロン３０の第２反射膜３５は金属膜で形成されていることから、所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は誘電体多層膜で形成した反射膜に比べてよくない。
このことから、第１エタロン２０と第２エタロン３０が同一の波長を選択した場合、第１エタロン２０および第２エタロン３０を透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロン２０と第２エタロン３０とを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイス５を提供することができる。
なお、本実施形態では第１エタロン２０と第２エタロン３０とを保持する保持具８０を用いたが、この構造に限らず第１エタロン２０と第２エタロン３０とが光軸を同じくする構造であれば良い。また、光学フィルターデバイスを用いて装置を構成する場合、装置の筐体を利用して第１エタロン２０と第２エタロン３０とを固定して、光軸が同じとなる構造としても良い。さらに、第１エタロン２０と第２エタロン３０の間にレンズなどの光学部品を組み込んでも良い。
［第２実施形態］
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の光学フィルターデバイスについて説明する。
本実施形態の光学フィルターデバイスは、第１エタロンと第２エタロンの反射膜の構成が第１実施形態の光学フィルターデバイスと異なる。
このため、第１実施形態と同様な構成については同符号を付し、説明を省略する。
図４は、光学フィルターデバイスの構成を示す断面図である。
光学フィルターデバイス６は、第１エタロン４０と、第２エタロン５０とを有し、第１エタロン４０の光軸と第２エタロン５０の光軸とが同じ光軸Ｙ上に配置されている。
第１エタロン４０と第２エタロン５０との光軸Ｙを同じとする配置のために、例えば、第１エタロン４０を固定した第１基板８１と、第２エタロン５０を固定した第２基板８２とを支柱８３を介して支持する構造の保持具８０が用いられる。
本実施形態の光学フィルターデバイスは、第１エタロンと第２エタロンの反射膜の構成が第１実施形態の光学フィルターデバイスと異なる。
このため、第１実施形態と同様な構成については同符号を付し、説明を省略する。
図４は、光学フィルターデバイスの構成を示す断面図である。
光学フィルターデバイス６は、第１エタロン４０と、第２エタロン５０とを有し、第１エタロン４０の光軸と第２エタロン５０の光軸とが同じ光軸Ｙ上に配置されている。
第１エタロン４０と第２エタロン５０との光軸Ｙを同じとする配置のために、例えば、第１エタロン４０を固定した第１基板８１と、第２エタロン５０を固定した第２基板８２とを支柱８３を介して支持する構造の保持具８０が用いられる。
第１エタロン４０には、一対の第１反射膜４５が設けられている。第１反射膜４５はＡｇ膜にて形成され、膜厚が６０ｎｍに設定されている。
第２エタロン５０には、一対の第２反射膜５５が設けられている。第２反射膜５５はＡｇ膜にて形成され、膜厚が３０ｎｍに設定されている。
このように、第１反射膜４５と第２反射膜５５は同じ種類の金属膜を用い、膜厚が異なる設定である。
第２エタロン５０には、一対の第２反射膜５５が設けられている。第２反射膜５５はＡｇ膜にて形成され、膜厚が３０ｎｍに設定されている。
このように、第１反射膜４５と第２反射膜５５は同じ種類の金属膜を用い、膜厚が異なる設定である。
（光学フィルターデバイス６の透過特性）
次に、光学フィルターデバイス６の光の透過特性について説明する。
図５は光学フィルターデバイスにおける光の透過特性を説明するグラフである。このグラフでは、縦軸に光の透過率を示し、横軸に光の波長を示す。
第１エタロン４０では静電アクチュエーター２６を駆動して、第１反射膜間のギャップ寸法（３４０ｎｍ）を調整し、選択する波長を４００ｎｍとした。このときの第１エタロン４０の光の透過特性は、一点鎖線で示すように波長４００ｎｍと波長７８０ｎｍ付近に透過率の高いピークが生ずる。この波長７８０ｎｍ付近のピークは、第１反射膜４５のＡｇ膜（膜厚６０ｎｍ）における透過特性の１次ピークであり、ノイズとなる。また、波長４００ｎｍのピークは透過特性の２次ピークである。
次に、光学フィルターデバイス６の光の透過特性について説明する。
図５は光学フィルターデバイスにおける光の透過特性を説明するグラフである。このグラフでは、縦軸に光の透過率を示し、横軸に光の波長を示す。
第１エタロン４０では静電アクチュエーター２６を駆動して、第１反射膜間のギャップ寸法（３４０ｎｍ）を調整し、選択する波長を４００ｎｍとした。このときの第１エタロン４０の光の透過特性は、一点鎖線で示すように波長４００ｎｍと波長７８０ｎｍ付近に透過率の高いピークが生ずる。この波長７８０ｎｍ付近のピークは、第１反射膜４５のＡｇ膜（膜厚６０ｎｍ）における透過特性の１次ピークであり、ノイズとなる。また、波長４００ｎｍのピークは透過特性の２次ピークである。
このグラフからわかるように、１次ピーク（低次ピーク）に比べて高次ピークは透過率が高く、半値幅が小さい傾向がある。
第２エタロン５０では静電アクチュエーター３６を駆動して、第２反射膜間のギャップ寸法（１４２ｎｍ）を調整し、選択する波長を４００ｎｍとした。このときの第２エタロン５０の光の透過特性は、破線で示すように波長４００ｎｍに透過率の高いピークを持つ。この波長４００ｎｍのピークは、第２反射膜５５のＡｇ膜（膜厚３０ｎｍ）における透過特性の１次ピークであり、ピークの半値幅は大きく分光精度が低い。
また、他の反射膜の材料として、Ａｇ合金、Ａｌ膜、Ａｕ膜などの金属膜を利用することができる。
また、他の反射膜の材料として、Ａｇ合金、Ａｌ膜、Ａｕ膜などの金属膜を利用することができる。
第１エタロン４０および第２エタロン５０を通過した透過光の透過特性は、図５の実線で示すように、波長４００ｎｍにピークを持ち、選択した波長だけの透過率が高く、ピークの半値幅の小さい透過特性となり、第１エタロン４０と第２エタロン５０の透過特性が合成された特性となっている。
つまり、第１エタロン４０にてノイズを含むが選択した波長を精度よく取り出し、第２エタロン５０にてノイズを取り除き、選択した波長のみを取り出している。
なお、第１エタロン４０と第２エタロン５０とを入れ替えて、先に第２エタロン５０に光を透過させてから第１エタロン４０に光を透過させても本実施形態と同じ結果が得られる。
つまり、第１エタロン４０にてノイズを含むが選択した波長を精度よく取り出し、第２エタロン５０にてノイズを取り除き、選択した波長のみを取り出している。
なお、第１エタロン４０と第２エタロン５０とを入れ替えて、先に第２エタロン５０に光を透過させてから第１エタロン４０に光を透過させても本実施形態と同じ結果が得られる。
このように、光学フィルターデバイス６は、同じ光軸Ｙ上に第１エタロン４０と第２エタロン５０とを備え、第１エタロン４０の第１反射膜４５および第２エタロン５０の第２反射膜５５は同じ材料のＡｇ膜で形成され、膜厚が異なる。つまり、一方でＡｇ膜の膜厚を厚くして、分光するピーク波長として透過特性の２次ピーク（第１選択ピーク）を利用し、他方でＡｇ膜の膜厚を薄くして分光するピーク波長として２次ピークよりも低次の１次ピーク（第２選択ピーク）を利用する。
２次ピークでは分光される光は半値幅が狭く分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、１次ピークでは所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は２次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロン４０と第２エタロン５０が同一の波長を選択した場合、第１エタロン４０および第２エタロン５０を透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロン４０と第２エタロン５０とを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイス６を提供することができる。
２次ピークでは分光される光は半値幅が狭く分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、１次ピークでは所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は２次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロン４０と第２エタロン５０が同一の波長を選択した場合、第１エタロン４０および第２エタロン５０を透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロン４０と第２エタロン５０とを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイス６を提供することができる。
なお、一般に透過特性の高次ピークでは低次ピークに比べて分光される光の半値幅は狭く、分光精度が向上する傾向にある。上記の実施形態の光学フィルターデバイスでは２次ピークと１次ピークを利用したが、例えば２次ピークと４次ピークを利用しても良い。このように、高次ピークと低次ピークを利用してもよい。
［第３実施形態］
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の光学フィルターデバイスについて説明する。
本実施形態の光学フィルターデバイスは、第１エタロンと第２エタロンの反射膜の構成が第１実施形態の光学フィルターデバイスと異なる。
このため、第１実施形態と同様な構成については同符号を付し、説明を省略する。
図６は、光学フィルターデバイスの構成を示す断面図である。
光学フィルターデバイス７は、第１エタロン６０と、第２エタロン７０とを有し、第１エタロン６０の光軸と第２エタロン７０の光軸とが同じ光軸Ｙ上に配置されている。
第１エタロン６０と第２エタロン７０との光軸Ｙを同じとする配置のために、例えば、第１エタロン６０を固定した第１基板８１と、第２エタロン７０を固定した第２基板８２とを支柱８３を介して支持する構造の保持具８０が用いられる。
本実施形態の光学フィルターデバイスは、第１エタロンと第２エタロンの反射膜の構成が第１実施形態の光学フィルターデバイスと異なる。
このため、第１実施形態と同様な構成については同符号を付し、説明を省略する。
図６は、光学フィルターデバイスの構成を示す断面図である。
光学フィルターデバイス７は、第１エタロン６０と、第２エタロン７０とを有し、第１エタロン６０の光軸と第２エタロン７０の光軸とが同じ光軸Ｙ上に配置されている。
第１エタロン６０と第２エタロン７０との光軸Ｙを同じとする配置のために、例えば、第１エタロン６０を固定した第１基板８１と、第２エタロン７０を固定した第２基板８２とを支柱８３を介して支持する構造の保持具８０が用いられる。
第１エタロン６０には、一対の第１反射膜６５が設けられている。第１反射膜６５はＡｇ膜にて形成され、膜厚が６０ｎｍに設定されている。
第２エタロン７０には、一対の第２反射膜７５が設けられている。第２反射膜７５はＡｌ膜にて形成され、膜厚が２０ｎｍに設定されている。
このように、第１反射膜６５と第２反射膜７５は種類の異なる金属膜を用い、膜厚も異なる設定である。
第２エタロン７０には、一対の第２反射膜７５が設けられている。第２反射膜７５はＡｌ膜にて形成され、膜厚が２０ｎｍに設定されている。
このように、第１反射膜６５と第２反射膜７５は種類の異なる金属膜を用い、膜厚も異なる設定である。
（光学フィルターデバイス７の透過特性）
次に、光学フィルターデバイス７の光の透過特性について説明する。
図７は光学フィルターデバイスにおける光の透過特性を説明するグラフである。このグラフでは、縦軸に光の透過率を示し、横軸に光の波長を示す。
第１エタロン６０では静電アクチュエーター２６を駆動して、第１反射膜間のギャップ寸法（３４０ｎｍ）を調整し、選択する波長を４００ｎｍとした。このときの第１エタロン６０の光の透過特性は、一点鎖線で示すように波長４００ｎｍと波長７７５ｎｍ付近に透過率の高いピークが生ずる。この波長７７５ｎｍ付近のピークは、第１反射膜６５のＡｇ膜（膜厚６０ｎｍ）における透過特性の１次ピークであり、ノイズとなる。また、波長４００ｎｍのピークは透過特性の２次ピークである。
次に、光学フィルターデバイス７の光の透過特性について説明する。
図７は光学フィルターデバイスにおける光の透過特性を説明するグラフである。このグラフでは、縦軸に光の透過率を示し、横軸に光の波長を示す。
第１エタロン６０では静電アクチュエーター２６を駆動して、第１反射膜間のギャップ寸法（３４０ｎｍ）を調整し、選択する波長を４００ｎｍとした。このときの第１エタロン６０の光の透過特性は、一点鎖線で示すように波長４００ｎｍと波長７７５ｎｍ付近に透過率の高いピークが生ずる。この波長７７５ｎｍ付近のピークは、第１反射膜６５のＡｇ膜（膜厚６０ｎｍ）における透過特性の１次ピークであり、ノイズとなる。また、波長４００ｎｍのピークは透過特性の２次ピークである。
第２エタロン７０では静電アクチュエーター３６を駆動して、第１反射膜間のギャップ寸法（１７３ｎｍ）を調整し、選択する波長を４００ｎｍとした。このときの第２エタロン７０の光の透過特性は、破線で示すように波長４００ｎｍに透過率の高いピークを持つ。この波長４００ｎｍのピークは、第２反射膜７５のＡｌ膜（膜厚２０ｎｍ）における透過特性の１次ピークであり、ピークの半値幅は大きく分光精度が低い。
なお、金属膜を反射膜として利用した場合、反射膜の膜厚を厚くして透過特性の高次ピークを利用でき、反射膜の膜厚を薄くすることで透過特性の低次ピークを利用することができる。
なお、金属膜を反射膜として利用した場合、反射膜の膜厚を厚くして透過特性の高次ピークを利用でき、反射膜の膜厚を薄くすることで透過特性の低次ピークを利用することができる。
第１エタロン６０および第２エタロン７０を通過した透過光の透過特性は、図７の実線で示すように、波長４００ｎｍにピークを持ち、選択した波長だけの透過率が高く、ピークの半値幅の小さい透過特性となり、第１エタロン６０と第２エタロン７０の透過特性が合成された特性となっている。
つまり、第１エタロン６０にてノイズを含むが選択した波長を精度よく取り出し、第２エタロン７０にてノイズを取り除き、選択した波長のみを取り出している。
なお、第１エタロン６０と第２エタロン７０とを入れ替えて、先に第２エタロン７０に光を透過させてから第１エタロン６０に光を透過させても本実施形態と同じ結果が得られる。
つまり、第１エタロン６０にてノイズを含むが選択した波長を精度よく取り出し、第２エタロン７０にてノイズを取り除き、選択した波長のみを取り出している。
なお、第１エタロン６０と第２エタロン７０とを入れ替えて、先に第２エタロン７０に光を透過させてから第１エタロン６０に光を透過させても本実施形態と同じ結果が得られる。
このように、光学フィルターデバイス７は、同じ光軸Ｙ上に第１エタロン６０と第２エタロン７０とを備え、第１エタロン６０の第１反射膜６５および第２エタロン７０の第２反射膜７５は異なる種類の金属膜で形成され、第１反射膜６５と第２反射膜７５の膜厚が異なる。つまり、一方で金属膜の膜厚を厚くして、分光するピーク波長として透過特性の２次ピーク（第１選択ピーク）を利用し、他方で金属膜の膜厚を薄くして分光するピーク波長として２次ピークよりも低次の１次ピーク（第２選択ピーク）を利用する。
２ピークでは分光される光は半値幅が狭く分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、１次ピークでは所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロン６０と第２エタロン７０が同一の波長を選択した場合、第１エタロン６０および第２エタロン７０を透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロン６０と第２エタロン７０とを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイス７を提供することができる。
２ピークでは分光される光は半値幅が狭く分光精度が良いが、ノイズを含む。これに対して、１次ピークでは所望の波長帯域付近のみの分光ができるが、半値幅が大きく分光精度は高次ピークを利用した場合に比べて分光精度は劣る。
このことから、第１エタロン６０と第２エタロン７０が同一の波長を選択した場合、第１エタロン６０および第２エタロン７０を透過した光はノイズを含まず精度の高い分光を得ることができる。
このように、第１エタロン６０と第２エタロン７０とを用いて、２つの透過特性を合成することで、分光精度に優れた光学フィルターデバイス７を提供することができる。
なお、一般に透過特性の高次ピークでは低次ピークに比べて分光される光の半値幅は狭く、分光精度が向上する傾向にある。上記の実施形態の光学フィルターデバイスでは２次ピークと１次ピークを利用したが、例えば２次ピークと４次ピークを利用しても良い。このように、高次ピークと低次ピークを利用してもよい。
［第４実施形態］
［第４実施形態］
次に、上記第１〜３実施形態で説明した光学フィルターデバイス５，６，７を使用した、光学モジュールおよび電子機器について説明する。以下の説明では、光学フィルターデバイス５を例示するが、他の光学フィルターデバイス６，７を用いても良い。
第４実施形態では、測定物の色度を測定する電子機器としての測色装置を例にとって説明する。
図８は測色装置の概略構成を示す図である。
測色装置１は、検査対象Ａに光を照射する光源装置２と、測色センサー３（光学モジュール）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。
この測色装置１は、検査対象Ａに光源装置２から光を照射し、検査対象Ａから反射された検査対象光を測色センサー３にて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度を分析して測定する装置である。
第４実施形態では、測定物の色度を測定する電子機器としての測色装置を例にとって説明する。
図８は測色装置の概略構成を示す図である。
測色装置１は、検査対象Ａに光を照射する光源装置２と、測色センサー３（光学モジュール）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。
この測色装置１は、検査対象Ａに光源装置２から光を照射し、検査対象Ａから反射された検査対象光を測色センサー３にて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度を分析して測定する装置である。
光源装置２は、光源１１、複数のレンズ１２（図８には１つのみ図示）を備え、検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ１２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１１から射出された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２を備える測色装置１を例示するが、例えば検査対象Ａが発光部材である場合、光源装置２を設けずに測色装置を構成してもよい。
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Ａが発光部材である場合、光源装置２を設けずに測色装置を構成してもよい。
光学モジュールとしての測色センサー３は、光学フィルターデバイス５と、静電アクチュエーター２６，３６に印加する電圧を制御し、光学フィルターデバイス５の各エタロンで透過させる光の波長を変える電圧制御部１４と、光学フィルターデバイス５を透過した光を受光する受光部１３と、を備える。
また、測色センサー３は、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、光学フィルターデバイス５に導光する光学レンズ（図示せず）を備えている。そして、この測色センサー３は、光学レンズに入射した検査対象光を光学フィルターデバイス５で所定波長帯域の光に分光し、分光した光が受光部１３にて受光される。
受光部１３は、フォトダイオードなどの光電変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。そして、受光部１３は制御装置４に接続され、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、測色センサー３は、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、光学フィルターデバイス５に導光する光学レンズ（図示せず）を備えている。そして、この測色センサー３は、光学レンズに入射した検査対象光を光学フィルターデバイス５で所定波長帯域の光に分光し、分光した光が受光部１３にて受光される。
受光部１３は、フォトダイオードなどの光電変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。そして、受光部１３は制御装置４に接続され、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。
電圧制御部１４は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター２６，３６に印加する電圧を制御する。
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などを用いることができる。
そして、制御装置４は、光源制御部１５、測色センサー制御部１６、および測色処理部１７（分析処理部）などを備えて構成されている。
そして、制御装置４は、光源制御部１５、測色センサー制御部１６、および測色処理部１７（分析処理部）などを備えて構成されている。
光源制御部１５は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部１５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１６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１６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１４は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長を透過させるよう、静電アクチュエーター２６，３６への印加電圧を設定する。
測色センサー制御部１６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１６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１４は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長を透過させるよう、静電アクチュエーター２６，３６への印加電圧を設定する。
測色処理部１７は、測色センサー制御部１６を制御して、光学フィルターデバイス５における各エタロンの反射膜間のギャップ寸法を変動させて、各エタロンを透過する光の波長を変化させる。また、測色処理部１７は、受光部１３から入力される受光信号に基づいて、光学フィルターデバイス５を透過した光量を取得する。そして、測色処理部１７は、上記により得られた各波長の受光量に基づいて、検査対象Ａから反射された光の色度を算出する。
このように、本実施形態の電子機器としての測色装置１および光学モジュールとしての測色センサー３は、光学フィルターデバイス５を有していることから、分光精度に優れている。
以上、第４実施形態では、電子機器として測色装置１を例示したが、その他、様々な分野に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。
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、光学フィルターデバイス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などのガス検出装置を例示できる。
［第５実施形態］
以上、第４実施形態では、電子機器として測色装置１を例示したが、その他、様々な分野に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。
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、光学フィルターデバイス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などのガス検出装置を例示できる。
［第５実施形態］
以下、電子機器としての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９は、光学フィルターデバイスを備えたガス検出装置の一例を示す断面図である。
図１０は、ガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
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、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、光学フィルターデバイス５、および受光素子１３７（受光部）等を含む検出部（光学モジュール）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，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。
図１０は、ガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
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、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、光学フィルターデバイス５、および受光素子１３７（受光部）等を含む検出部（光学モジュール）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，１３５Ｄ，１３５Ｅと、により構成されている。
また、図１０に示すように、ガス検出装置１００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、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。
さらに、ガス検出装置１００の制御部１３８は、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。
次に、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。
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、ラマン散乱光が光学フィルターデバイス５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５の各エタロン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各エタロンで分光させる。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５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５の各エタロン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各エタロンで分光させる。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９、１０において、ラマン散乱光を光学フィルターデバイス５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置１００を本発明の電子機器とする。このような構成でも、本発明の光学フィルターデバイス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。
［第６実施形態］
［第６実施形態］
次に、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１１は、光学フィルターデバイス５を利用した電子機器の一例である食物分析装置の構成を示すブロック図である。
この食物分析装置２００は、検出器（光学モジュール）２１０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５と、分光された光を検出する撮像部（受光部）２１３と、を備えている。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさの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、検出器（光学モジュール）２１０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５と、分光された光を検出する撮像部（受光部）２１３と、を備えている。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさの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、装置を駆動させると、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５に入射する。光学フィルターデバイス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を制御して光学フィルターデバイス５の各エタロン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。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、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、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、自動車運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
さらには、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
さらには、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
さらには、本発明の光学フィルターデバイス、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光学フィルターデバイス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。
［第７実施形態］
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光学フィルターデバイス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。
［第７実施形態］
また、他の電子機器として、本発明の光学フィルターデバイスにより光を分光して、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、光学フィルターデバイスを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図１２は、分光カメラの構成を示す斜視図である。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、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光学フィルターデバイス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、光学フィルターデバイス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１２は、分光カメラの構成を示す斜視図である。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、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光学フィルターデバイス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、光学フィルターデバイス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を生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
また、本発明の光学フィルターデバイスを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
さらには、光学モジュールおよび電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、光学フィルターデバイスにより、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、光学モジュール、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、本発明の光学フィルターデバイスは、上述のように、１つの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、携帯用や車載用として好適に用いることができる。
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更することができる。そして、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有するものにより可能である。
１…電子機器としての測色装置、２…光源装置、３…光学モジュールとしての測色センサー、４…制御装置、５，６，７…光学フィルターデバイス、１１…光源、１２…レンズ、１３…受光部、１４…電圧制御部、１５…光源制御部、１６…測色センサー制御部、１７…測色処理部、２０…第１波長可変干渉フィルター（第１エタロン）、２１…固定基板、２２…可動基板、２３…凹部、２４…凸部、２５ａ，２５ｂ…第１反射膜、２５…一対の第１反射膜、２６…静電アクチュエーター、２６ａ，２６ｂ…駆動電極、２６ｃ、２６ｄ…引き出し電極、２６ｅ，２６ｆ…電極パッド、２７…可動部、２８…薄肉部、２９…切り欠き部、３０…第２波長可変干渉フィルター（第２エタロン）、３１…固定基板、３２…可動基板、３３…凹部、３４…凸部、３５ａ，３５ｂ…第２反射膜、３５…一対の第２反射膜、３６…静電アクチュエーター、３６ａ，３６ｂ…駆動電極、３７…可動部、３８…薄肉部、４０…第１波長可変干渉フィルター（第１エタロン）、４５ａ，４５ｂ…第１反射膜、４５…一対の第１反射膜、５０…第２波長可変干渉フィルター（第２エタロン）、５５ａ，５５ｂ…第２反射膜、５５…一対の第２反射膜、６０…第１波長可変干渉フィルター（第１エタロン）、６５ａ，６５ｂ…第１反射膜、６５…一対の第１反射膜、７０…第２波長可変干渉フィルター（第２エタロン）、７５ａ，７５ｂ…第２反射膜、７５…一対の第２反射膜、８０…保持具、８１…第１基板、８１ａ…開口穴、８２…第２基板、８２ａ…開口穴、８３…支柱、１００…電子機器としてのガス検出装置、２００…電子機器としての食物分析装置、３００…電子機器としての分光カメラ、Ｌ…入射光、Ｌ１，Ｌ２…透過光、Ｙ…光軸。
Claims (6)
- 光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第１波長可変干渉フィルターと、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第２波長可変干渉フィルターと、
前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、
を備え、
前記第１波長可変干渉フィルターの光軸上に前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、前記第１反射膜は誘電体多層膜、前記第２反射膜は金属膜で形成されていることを特徴とする光学モジュール。 - 光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第１波長可変干渉フィルターと、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第２波長可変干渉フィルターと、
前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、
前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、
を備え、
前記第１波長可変干渉フィルターの光軸上に前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、
前記第１反射膜は誘電体多層膜、前記第２反射膜は金属膜で形成されていることを特徴とする電子機器。 - 入射光に対して、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルターデバイスであって、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第１波長可変干渉フィルターと、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第２波長可変干渉フィルターと、
を備え、
前記第１波長可変干渉フィルターの光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、
前記第１反射膜と前記第２反射膜とはそれぞれ同種類の金属膜で形成され、
前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用し、
前記第１反射膜の膜厚と前記第２反射膜の膜厚とが異なることを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 入射光に対して、特定の波長帯域の光を透過させる光学フィルターデバイスであって、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第１波長可変干渉フィルターと、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第２波長可変干渉フィルターと、を備え、
前記第１波長可変干渉フィルターの光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、
前記第１反射膜と前記第２反射膜とはそれぞれ異なる種類の金属膜で形成され、
前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用し、
前記第１反射膜の膜厚と前記第２反射膜の膜厚とが異なることを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第１波長可変干渉フィルターと、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第２波長可変干渉フィルターと、
前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、
を備え、
前記第１波長可変干渉フィルターの光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、
前記第１反射膜と前記第２反射膜とはそれぞれ異なる種類の金属膜で形成され、
前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする光学モジュール。 - 光の反射特性および透過特性を有する一対の第１反射膜が設けられ、前記第１反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第１波長可変干渉フィルターと、
光の反射特性および透過特性を有する一対の第２反射膜が設けられ、前記第２反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる第２波長可変干渉フィルターと、
前記第１波長可変干渉フィルターおよび前記第２波長可変干渉フィルターを透過した光が受光される受光部と、
前記受光部により受光された光に基づいて、前記光の特性が分析される分析処理部と、
を備え、
前記第１波長可変干渉フィルターの光軸上に、前記第２波長可変干渉フィルターが配置され、
前記第１反射膜と前記第２反射膜とはそれぞれ異なる種類の金属膜で形成され、
前記第１波長可変干渉フィルターは分光に透過特性の複数のピークのうちから選択された第１選択ピークを利用し、前記第２波長可変干渉フィルターは分光に前記第１選択ピークよりも低次の第２選択ピークを利用することを特徴とする電子機器。
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