JP5987618B2 - 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 - Google Patents
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Description
本発明は、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、及び電子機器に関する。
従来、入射光から所定の波長の光を取り出す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）。
この特許文献１に記載のファブリペローフィルター（波長可変干渉フィルター）は、固定基板と、スペーサーを介して固定基板と対向配置された可動基板とを備え、固定基板に固定鏡が設けられ、可動基板に可動鏡が設けられている。また、可動基板は、ダイヤフラムと、ダイヤフラムに囲われた突起部とを備え、突起部に可動鏡が配置されている。そして、この波長可変干渉フィルターでは、ダイヤフラムと、固定基板との間に電圧を印加して発生した静電引力により、可動基板のダイヤフラムを固定基板側に撓ませて、固定鏡と反射鏡との間の寸法を変更する構成が採られている。
この特許文献１に記載のファブリペローフィルター（波長可変干渉フィルター）は、固定基板と、スペーサーを介して固定基板と対向配置された可動基板とを備え、固定基板に固定鏡が設けられ、可動基板に可動鏡が設けられている。また、可動基板は、ダイヤフラムと、ダイヤフラムに囲われた突起部とを備え、突起部に可動鏡が配置されている。そして、この波長可変干渉フィルターでは、ダイヤフラムと、固定基板との間に電圧を印加して発生した静電引力により、可動基板のダイヤフラムを固定基板側に撓ませて、固定鏡と反射鏡との間の寸法を変更する構成が採られている。
ところで、上記特許文献１では、固定鏡及び可動鏡の間の寸法を変更する際に、ダイヤフラムを固定基板側に撓ませることで、ダイヤフラムよりも厚肉に形成された突起部の撓みを抑える構成が採られている。しかしながら、実際には、ダイヤフラムを撓ませると、突起部にも僅かな撓みが生じ、突起部に設けられた可動鏡にも撓みが生じる。従って、特許文献１のような波長可変干渉フィルターでは、固定鏡及び可動鏡の間の寸法が最大となる初期状態から、固定鏡及び可動鏡の間の寸法を短くすると、すなわち、波長可変干渉フィルターにより取り出す光を、長波長側から短波長側へシフトさせると、可動鏡の撓みの影響により、半値幅が大きくなり、分解能が低下してしまう。
一方、固定鏡や可動鏡の反射率は、固定鏡や可動鏡を構成する素材により変化するが、一般に、金属系材料で反射膜を形成した場合、可視領域においては短波長から長波長に向かうに従って高反射率となる。
したがって、上記のように、波長可変干渉フィルターにより取り出す光を長波長側から短波長側にシフトさせると、可動鏡の撓みの影響と、固定鏡や可動鏡の反射率特性の影響とにより、さらに分解能が不均一になるという課題がある。
したがって、上記のように、波長可変干渉フィルターにより取り出す光を長波長側から短波長側にシフトさせると、可動鏡の撓みの影響と、固定鏡や可動鏡の反射率特性の影響とにより、さらに分解能が不均一になるという課題がある。
本発明は、測定波長域の各波長に対して均一な分解能で光を取り出すことができる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、及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明の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、入射した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て配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部と、を備え、前記第二基板は、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低いことを特徴とする。
ここで、本発明において、「前記第二基板は、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲する」とは、第二基板における少なくとも第二反射膜が設けられている可動領域がなだらかに湾曲している状態を指す。
本発明では、初期状態において、第二基板における少なくとも第二反射膜が設けられる領域がなだらかに第一基板から離れる方向に湾曲するので、可動反射膜もなだらかに撓んだ状態となっている。そして、本発明の波長可変干渉フィルターでは、ギャップ変更部は、第二基板を第一基板側に撓ませる。すなわち、ギャップ変更部は、第二基板が第一基板から離れる方向に湾曲した初期状態から、第二基板及び第一基板が平行となる近接状態に近づくように、ギャップの大きさを変化させる。このような場合では、反射膜間のギャップの大きさが小さくなるに従って、すなわち、長波長側から短波長側に向かうに従って、反射膜の撓みが減少し、第一反射膜及び第二反射膜の平行度が向上する。
一方、第一反射膜及び第二反射膜の反射率特性は、第一波長の第一反射率と、第一波長より長い第二波長の第二反射率とを比較した際に、第一反射率が第二反射率よりも低くなる。すなわち、長波長側から短波長側に向かうに従って、反射率が低くなる。
つまり、後で詳述するように、本発明では、波長可変干渉フィルターにより長波長の光を取り出す場合では、第一反射膜及び第二反射膜の反射率は高いが、第二基板の湾曲による第二反射膜の撓みの影響が大きくなり、短波長の光を取り出す場合では、第一反射膜及び第二反射膜の反射率は低いが、第二基板の湾曲による第二反射膜の撓みの影響を小さくできる。したがって、測定波長域内の各波長の分解能を均一に近付けることができ、各波長の光を均一に近い分解能で取り出すことが可能となる。
本発明では、初期状態において、第二基板における少なくとも第二反射膜が設けられる領域がなだらかに第一基板から離れる方向に湾曲するので、可動反射膜もなだらかに撓んだ状態となっている。そして、本発明の波長可変干渉フィルターでは、ギャップ変更部は、第二基板を第一基板側に撓ませる。すなわち、ギャップ変更部は、第二基板が第一基板から離れる方向に湾曲した初期状態から、第二基板及び第一基板が平行となる近接状態に近づくように、ギャップの大きさを変化させる。このような場合では、反射膜間のギャップの大きさが小さくなるに従って、すなわち、長波長側から短波長側に向かうに従って、反射膜の撓みが減少し、第一反射膜及び第二反射膜の平行度が向上する。
一方、第一反射膜及び第二反射膜の反射率特性は、第一波長の第一反射率と、第一波長より長い第二波長の第二反射率とを比較した際に、第一反射率が第二反射率よりも低くなる。すなわち、長波長側から短波長側に向かうに従って、反射率が低くなる。
つまり、後で詳述するように、本発明では、波長可変干渉フィルターにより長波長の光を取り出す場合では、第一反射膜及び第二反射膜の反射率は高いが、第二基板の湾曲による第二反射膜の撓みの影響が大きくなり、短波長の光を取り出す場合では、第一反射膜及び第二反射膜の反射率は低いが、第二基板の湾曲による第二反射膜の撓みの影響を小さくできる。したがって、測定波長域内の各波長の分解能を均一に近付けることができ、各波長の光を均一に近い分解能で取り出すことが可能となる。
本発明の波長可変干渉フィルターは、前記第二基板に設けられ、当該第二基板を前記第一基板が配置された側とは反対側に湾曲させる湾曲形成部を備えていることが好ましい。
本発明では、第二基板に湾曲形成部を設けることで、第二基板を湾曲させている。この場合、例えば、第二基板に対してエッチングやプレス等の加工処理を実施することなく、第二基板に対して湾曲形成部を設けるだけで容易に第二基板を湾曲させることができる。
本発明では、第二基板に湾曲形成部を設けることで、第二基板を湾曲させている。この場合、例えば、第二基板に対してエッチングやプレス等の加工処理を実施することなく、第二基板に対して湾曲形成部を設けるだけで容易に第二基板を湾曲させることができる。
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記湾曲形成部は、膜状部材であり、前記初期状態において、当該湾曲形成部に生じた内部応力により前記第二基板を湾曲させていることが好ましい。
本発明では、湾曲形成部が膜状部材であり、内部応力によって第二基板を撓ませている。このため、湾曲形成部の形成が容易であり、また、湾曲形成部が膜状であるため、第二基板の厚みが増大することもない。すなわち、波長可変干渉フィルターの構成の簡略化、小型化に対応することができる。
本発明では、湾曲形成部が膜状部材であり、内部応力によって第二基板を撓ませている。このため、湾曲形成部の形成が容易であり、また、湾曲形成部が膜状であるため、第二基板の厚みが増大することもない。すなわち、波長可変干渉フィルターの構成の簡略化、小型化に対応することができる。
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記湾曲形成部は、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域の光に対して透光性を有し、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と重なり合う光干渉領域に設けられていることが好ましい。
本発明では、透光性を有する湾曲形成部が、平面視において第一反射膜及び第二反射膜と重なる光干渉領域に設けられている。湾曲形成部が透光性を有するため、第一反射膜や第二反射膜に入射する光、又は第一反射膜及び第二反射膜により取り出された光を透過させることができ、波長可変干渉フィルターにより取り出される光の光量の減少を抑えることができる。また、湾曲形成部が光干渉領域に設けられることで、初期状態において、第二基板の第二反射膜が設けられている領域を適切に湾曲させることができ、長波長側における半値幅を広げることができる。
本発明では、透光性を有する湾曲形成部が、平面視において第一反射膜及び第二反射膜と重なる光干渉領域に設けられている。湾曲形成部が透光性を有するため、第一反射膜や第二反射膜に入射する光、又は第一反射膜及び第二反射膜により取り出された光を透過させることができ、波長可変干渉フィルターにより取り出される光の光量の減少を抑えることができる。また、湾曲形成部が光干渉領域に設けられることで、初期状態において、第二基板の第二反射膜が設けられている領域を適切に湾曲させることができ、長波長側における半値幅を広げることができる。
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記湾曲形成部は、前記第二基板の前記第一基板に対向しない面に設けられていることが好ましい。
本発明では、湾曲形成部は、第二基板の第一反射膜と対向しない面（外面）に設けられている。この場合、湾曲形成部を帯電しにくい素材により構成することで、第二基板の外面の帯電を防止することも可能となる。また、第二基板の広い範囲に湾曲形成部を設けることができ、湾曲形成部自体の厚み寸法を小さくできる。
本発明では、湾曲形成部は、第二基板の第一反射膜と対向しない面（外面）に設けられている。この場合、湾曲形成部を帯電しにくい素材により構成することで、第二基板の外面の帯電を防止することも可能となる。また、第二基板の広い範囲に湾曲形成部を設けることができ、湾曲形成部自体の厚み寸法を小さくできる。
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記湾曲形成部は、前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられた前記第二反射膜を覆って配置されていることが好ましい。
本発明では、湾曲形成部は、第二基板を湾曲させるとともに、第二反射膜の保護膜としても機能させることができ、第二反射膜の光学特性の低下を抑制することができる。
本発明では、湾曲形成部は、第二基板を湾曲させるとともに、第二反射膜の保護膜としても機能させることができ、第二反射膜の光学特性の低下を抑制することができる。
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記湾曲形成部は、前記第二基板と、前記第二反射膜との間に設けられていることが好ましい。
本発明では、湾曲形成部が、第二基板と第二反射膜との間に設けられている。この場合、湾曲形成部により第二反射膜の密着性を向上させることができる。
本発明では、湾曲形成部が、第二基板と第二反射膜との間に設けられている。この場合、湾曲形成部により第二反射膜の密着性を向上させることができる。
本発明の波長可変干渉フィルターでは、前記第二基板は、前記第二反射膜が設けられる可動部と、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み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、当該可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、前記湾曲形成部は、前記可動部に設けられていることが好ましい。
本発明では、湾曲形成部は、可動部に設けられているので、湾曲形成部が保持部に設けられる構成に比べて、保持部が撓み易くなる。つまり、保持部上に湾曲形成部が設けられる場合、保持部の厚み寸法が増大して撓みにくくなり、ギャップ変更部により強い力を付与する必要が生じる。これに対して、本実施形態では、上記のように、保持部上には湾曲形成部が設けられないので、僅かな力で容易に保持部を撓ませてギャップの大きさを変更することができる。
また、可動部に湾曲形成部が設けられているので、保持部に湾曲形成部が設けられる場合に比べて、可動部を効果的に湾曲させることができ、第二反射膜を撓ませることができる。
本発明では、湾曲形成部は、可動部に設けられているので、湾曲形成部が保持部に設けられる構成に比べて、保持部が撓み易くなる。つまり、保持部上に湾曲形成部が設けられる場合、保持部の厚み寸法が増大して撓みにくくなり、ギャップ変更部により強い力を付与する必要が生じる。これに対して、本実施形態では、上記のように、保持部上には湾曲形成部が設けられないので、僅かな力で容易に保持部を撓ませてギャップの大きさを変更することができる。
また、可動部に湾曲形成部が設けられているので、保持部に湾曲形成部が設けられる場合に比べて、可動部を効果的に湾曲させることができ、第二反射膜を撓ませることができる。
本発明の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、入射した光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向して配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、及び前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部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、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低いことを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様に、測定波長域内の各波長の分解能を均一にでき、各波長の光を略同じ分解能で取り出すことが可能となる。これに加え、波長可変干渉フィルターが筐体内に収納されるため、例えば運搬時における衝撃等から波長可変干渉フィルターを保護することができ、また、波長可変干渉フィルターの第一反射膜や第二反射膜への異物（例えば水滴や帯電物質等）の付着を抑制することができる。
本発明では、上述した発明と同様に、測定波長域内の各波長の分解能を均一にでき、各波長の光を略同じ分解能で取り出すことが可能となる。これに加え、波長可変干渉フィルターが筐体内に収納されるため、例えば運搬時における衝撃等から波長可変干渉フィルターを保護することができ、また、波長可変干渉フィルターの第一反射膜や第二反射膜への異物（例えば水滴や帯電物質等）の付着を抑制することができる。
本発明の光学モジュールは、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、入射した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て配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部と、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、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低い反射率特性を有することを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様に、測定波長域内の各波長の光を均一な分解能で取り出すことが可能となる。したがって、検出部において、測定波長域内の各波長に対して均一な分解能で取り出された光を検出することができ、波長によらず、均一な精度で光量測定を実施することができる。
本発明では、上述した発明と同様に、測定波長域内の各波長の光を均一な分解能で取り出すことが可能となる。したがって、検出部において、測定波長域内の各波長に対して均一な分解能で取り出された光を検出することができ、波長によらず、均一な精度で光量測定を実施することができる。
本発明の電子機器は、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、入射した光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向して配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、及び前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部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、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低いことを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様に、測定波長域内の各波長の光を均一な分解能で取り出すことが可能となる。したがって、電子機器において、均一な分解能で取り出された各波長の光を用いた精度の高い各種処理を実施することができる。
本発明では、上述した発明と同様に、測定波長域内の各波長の光を均一な分解能で取り出すことが可能となる。したがって、電子機器において、均一な分解能で取り出された各波長の光を用いた精度の高い各種処理を実施することができる。
［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。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る第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、本発明の電子機器であり、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。
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。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る第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、本発明の電子機器であり、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る。
本実施形態の波長可変干渉フィルター５は、いわゆるファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、固定基板５１と、可動基板５２とを備えている。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、シリコンなどにより形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３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る。
本実施形態の波長可変干渉フィルター５は、いわゆるファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター５は、図２に示すように、固定基板５１と、可動基板５２とを備えている。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、シリコンなどにより形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板５２の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３により接合されることで、一体的に構成されている。
固定基板５１には、固定反射膜５４（第一反射膜）が設けられ、可動基板５２には、可動反射膜５５（第二反射膜）が設けられており、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（ギャップ）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の大きさ（寸法）を調整（変更）するのに用いられるギャップ変更部としての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（第一電極）と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２（第二電極）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し、静電アクチュエーター５６として機能する。ここで、これらの固定電極５６１，可動電極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、電極間ギャップの大きさが、反射膜間ギャップＧ１の大きさより大きい例を示すが、電極間ギャップが反射膜間ギャップＧ１よりも小さくなる構成などとしてもよい。
（固定基板の構成）
図３は、図２のIII-III線における波長可変干渉フィルター５の断面図である。この図３は、静電アクチュエーター５６に電圧が印加されていない初期状態、つまり反射膜間ギャップＧ１が最大となる状態を示す図である。
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、静電アクチュエーター５６による静電引力や、固定基板５１上に形成される膜部材（例えば固定反射膜５４等）の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
この固定基板５１は、図３に示すように、例えばエッチング等により形成された電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２を備える。また、固定基板５１の外周縁の一部（頂点Ｃ１）には、図２に示すように、切欠部５１４が設けられており、この切欠部５１４から後述する可動電極パッド５６４Ｐが波長可変干渉フィルター５の表面に露出される構成となる。
図３は、図２のIII-III線における波長可変干渉フィルター５の断面図である。この図３は、静電アクチュエーター５６に電圧が印加されていない初期状態、つまり反射膜間ギャップＧ１が最大となる状態を示す図である。
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、静電アクチュエーター５６による静電引力や、固定基板５１上に形成される膜部材（例えば固定反射膜５４等）の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
この固定基板５１は、図３に示すように、例えばエッチング等により形成された電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２を備える。また、固定基板５１の外周縁の一部（頂点Ｃ１）には、図２に示すように、切欠部５１４が設けられており、この切欠部５１４から後述する可動電極パッド５６４Ｐが波長可変干渉フィルター５の表面に露出される構成となる。
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。反射膜設置部５１２は、図３に示すように、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。
この電極配置溝５１１の溝底面は、静電アクチュエーター５６の固定電極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、固定反射膜５４が配置される反射膜設置面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の外周縁の各頂点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。
この電極配置溝５１１の溝底面は、静電アクチュエーター５６の固定電極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、固定反射膜５４が配置される反射膜設置面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の外周縁の各頂点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としては、フィルター中心点Ｏを中心とした略環状に形成されていることが好ましく、円環状に形成されていることがより好ましい。なお、ここで述べる環状とは、一部が切り欠かれて、例えばＣ字形状等になる構成も含まれる。
また、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２に向かう電極引出溝５１１Ｂに沿って、頂点Ｃ２まで延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、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。
この固定電極５６１としては、導電性を有していればいかなる素材により構成されていてもよい。具体的には、固定電極５６１は、金属膜や合金膜に対して密着性が良好な金属酸化物により構成されており、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜や、Ｃｒ層及びＡｕ層の積層体等により構成されている。
また、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２に向かう電極引出溝５１１Ｂに沿って、頂点Ｃ２まで延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、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。
この固定電極５６１としては、導電性を有していればいかなる素材により構成されていてもよい。具体的には、固定電極５６１は、金属膜や合金膜に対して密着性が良好な金属酸化物により構成されており、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜や、Ｃｒ層及びＡｕ層の積層体等により構成されている。
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。
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。
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。
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。
図４は、固定反射膜５４（可動反射膜５５）としてＡｇＣ単層膜を用いた場合の反射率特性を示す図である。
この固定反射膜５４としては、図４に示すように、少なくとも可視波長域内において、短波長側から長波長側に向かうに従って反射率が高くなる反射率特性を有している。すなわち、固定反射膜５４の反射率特性は、可視波長域（例えば３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）内の第一波長の第一反射率と、第一波長よりも長い第二波長の第二反射率とを比較した場合に、第一反射率が第二反射率よりも小さくなる。
このような反射率特性を有する固定反射膜５４として、例えばＡｇ等の金属膜や、ＡｇＣ合金等の合金膜等、を用いることが好ましい。本実施形態では、固定反射膜５４がＡｇＣ合金膜である構成を例示する。
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。
図４は、固定反射膜５４（可動反射膜５５）としてＡｇＣ単層膜を用いた場合の反射率特性を示す図である。
この固定反射膜５４としては、図４に示すように、少なくとも可視波長域内において、短波長側から長波長側に向かうに従って反射率が高くなる反射率特性を有している。すなわち、固定反射膜５４の反射率特性は、可視波長域（例えば３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）内の第一波長の第一反射率と、第一波長よりも長い第二波長の第二反射率とを比較した場合に、第一反射率が第二反射率よりも小さくなる。
このような反射率特性を有する固定反射膜５４として、例えばＡｇ等の金属膜や、ＡｇＣ合金等の合金膜等、を用いることが好ましい。本実施形態では、固定反射膜５４がＡｇＣ合金膜である構成を例示する。
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、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び引出電極配置溝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は、接合膜５３により、可動基板５２の第二接合部５２３に接合される。
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２及び図３に示すように、フィルター平面視で、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、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。
そして、可動基板５２は、図３に示すように、静電アクチュエーター５６に電圧を印加していない初期状態において、保持部５２２及び可動部５２１が固定基板５１から離れる方向に、凸状に湾曲している。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に切欠部５２４が設けられ、上述したように、この切欠部５２４から固定電極パッド５６３Ｐの先端部が露出する。
可動基板５２は、図２及び図３に示すように、フィルター平面視で、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、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。
そして、可動基板５２は、図３に示すように、静電アクチュエーター５６に電圧を印加していない初期状態において、保持部５２２及び可動部５２１が固定基板５１から離れる方向に、凸状に湾曲している。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に切欠部５２４が設けられ、上述したように、この切欠部５２４から固定電極パッド５６３Ｐの先端部が露出する。
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（基板外周部５２５）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の固定基板５１に対向する可動面５２１Ａには、可動反射膜５５、及び可動電極５６２が設けられ、可動面５２１Ａとは反対側の外面５２１Ｂには、本発明の湾曲形成部材である湾曲形成膜５７が設けられている。
可動電極５６２は、図２及び図３に示すように、フィルター平面視において、可動反射膜５５の外で、固定電極５６１に対向する領域に設けられている。
そして、可動電極５６２には、頂点Ｃ１方向に延出し、固定基板５１の頂点Ｃ１に向かう電極引出溝５１１Ｂに対向して配置される可動引出電極５６４が設けられている。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。この可動電極５６２としては、固定電極５６１と同様に、導電性を有していればよく、例えばＩＴＯ膜や、Ｃｒ層にＡｕ層を積層した積層体等を用いることができる。
上述したような電極構成では、フィルター平面視において、固定電極５６１及び可動電極５６２が重なる円環領域により、静電アクチュエーター５６が構成される。
そして、可動電極５６２には、頂点Ｃ１方向に延出し、固定基板５１の頂点Ｃ１に向かう電極引出溝５１１Ｂに対向して配置される可動引出電極５６４が設けられている。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。この可動電極５６２としては、固定電極５６１と同様に、導電性を有していればよく、例えばＩＴＯ膜や、Ｃｒ層にＡｕ層を積層した積層体等を用いることができる。
上述したような電極構成では、フィルター平面視において、固定電極５６１及び可動電極５６２が重なる円環領域により、静電アクチュエーター５６が構成される。
なお、本実施形態では、図３に示すように、固定電極５６１及び可動電極５６２の間のギャップは、反射膜間ギャップＧ１よりも大きく形成されているが、これに限定されない。例えば、測定対象光として赤外光や遠赤外光を対象とする場合等、測定対象光の波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１が、電極５６１，５６２間のギャップよりも大きくなる構成としてもよい。
可動反射膜５５は、固定反射膜５４と同様の素材により構成される。したがって、可動反射膜５５も固定反射膜５４と同様に、図４に示すような、短波長側から長波長側に向かうに従って反射率が高くなる反射率特性を有している。
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、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。
なお、本実施形態では、ダイヤフラム状の保持部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、ダイヤフラム状の保持部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。
湾曲形成膜５７は、上述したように、可動部５２１の外面５２１Ｂに設けられている。具体的には、この湾曲形成膜５７は、波長可変干渉フィルター５により光を分光させる測定波長域（例えば可視波長域である３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に対して透光性を有する素材により構成されている。この湾曲形成膜５７は、内部応力（圧縮応力）を有し、この内部応力により、可動部５２１及び保持部５２２を上記のように、固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲させる。湾曲形成膜５７の内部応力は、膜素材や膜形成方法等によって変化するが、例えば、ＳｉＯ２膜をスパッタリング法等により形成することで、圧縮応力を有する湾曲形成膜５７を形成することができる。
なお、図３に示す例では、湾曲形成膜５７は、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が対向する光干渉領域Ａｒ０（フィルター平面視において、固定反射膜５４と可動反射膜５５とが重なり合う領域）にのみ形成されているが、これに限定されない。例えば、湾曲形成膜５７は、外面５２１Ｂ全体に形成されていてもよい。この場合、湾曲形成膜５７により内部応力を作用させる面積が増大するので、可動基板５２を所定量湾曲させるために必要な膜厚寸法を小さくすることができる。すなわち、湾曲形成膜５７自体の膜厚寸法が小さくなり、湾曲形成膜５７における光損失を抑制できる。
なお、図３に示す例では、湾曲形成膜５７は、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が対向する光干渉領域Ａｒ０（フィルター平面視において、固定反射膜５４と可動反射膜５５とが重なり合う領域）にのみ形成されているが、これに限定されない。例えば、湾曲形成膜５７は、外面５２１Ｂ全体に形成されていてもよい。この場合、湾曲形成膜５７により内部応力を作用させる面積が増大するので、可動基板５２を所定量湾曲させるために必要な膜厚寸法を小さくすることができる。すなわち、湾曲形成膜５７自体の膜厚寸法が小さくなり、湾曲形成膜５７における光損失を抑制できる。
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に対向する面には、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３が設けられ、接合膜５３を介して第一接合部５１３に接合される。
（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及び可動引出電極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及び可動電極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及び可動引出電極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及び可動電極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３０を備え、記憶部３０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３０を備え、記憶部３０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３０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光学特性］
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の光学特性について、図面に基づいて説明する。
一般に、波長可変干渉フィルター５のようなファブリーペローエタロンにおける光学特性は、反射膜の撓み、及び反射膜の反射率特性に応じて変化する。
図５は、反射膜の撓みがないと仮定した場合において、図４に示すような反射率特性を有する反射膜を固定反射膜５４及び可動反射膜５５として用いた波長可変干渉フィルター５の光学特性（ピーク波長に対する半値幅（ＦＷＨＭ））を示す図である。また、図６は、反射膜の反射率特性が、測定波長域の各波長に対して同一反射率であると仮定した場合における、波長可変干渉フィルター５の光学特性を示す図である。
次に、上述したような波長可変干渉フィルター５の光学特性について、図面に基づいて説明する。
一般に、波長可変干渉フィルター５のようなファブリーペローエタロンにおける光学特性は、反射膜の撓み、及び反射膜の反射率特性に応じて変化する。
図５は、反射膜の撓みがないと仮定した場合において、図４に示すような反射率特性を有する反射膜を固定反射膜５４及び可動反射膜５５として用いた波長可変干渉フィルター５の光学特性（ピーク波長に対する半値幅（ＦＷＨＭ））を示す図である。また、図６は、反射膜の反射率特性が、測定波長域の各波長に対して同一反射率であると仮定した場合における、波長可変干渉フィルター５の光学特性を示す図である。
波長可変干渉フィルター５において、反射膜５４，５５の撓みがないと仮定した場合では、反射膜５４，５５の反射率が高い程、半値幅が小さく、分解能が高くなる。したがって、本実施形態のように、図４に示すような反射率特性を有する固定反射膜５４及び可動反射膜５５を用い、各反射膜５４，５５の撓みがないと仮定した場合では、図５に示すように、短波長側から長波長側に向かうに従って、半値幅が小さくなり、分解能が低下する。
このため、反射膜の撓みがないと仮定した場合では、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して、反射膜間ギャップＧ１の大きさを初期状態から小さくすると、図５の矢印Ｙ１に示すように、透過光の半値幅が変動する。
このため、反射膜の撓みがないと仮定した場合では、静電アクチュエーター５６に電圧を印加して、反射膜間ギャップＧ１の大きさを初期状態から小さくすると、図５の矢印Ｙ１に示すように、透過光の半値幅が変動する。
また、波長可変干渉フィルター５において、反射膜５４，５５の反射率特性が一様であると仮定すると、反射膜５４，５５の撓みが小さい程、半値幅が小さくなる。すなわち、反射膜５４，５５の少なくともいずれか一方の撓みが大きい場合、光干渉領域Ａｒ０のうち、光が通過する位置によって反射膜間ギャップＧ１の大きさが異なる値となる。したがって、この場合では、測定対象波長を中心とした所定波長域内の光が取り出されることになり、半値幅が大きく、分解能が低下する。
一方、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の撓みが小さい場合、光干渉領域Ａｒ０において反射膜間ギャップＧ１の大きさが均一となるため、半値幅が小さく、分解能が向上する。
一方、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の撓みが小さい場合、光干渉領域Ａｒ０において反射膜間ギャップＧ１の大きさが均一となるため、半値幅が小さく、分解能が向上する。
図７は、本実施形態において、測定対象波長域内の最短測定対象波長の光を波長可変干渉フィルター５で取り出す際における、可動基板５２の撓み状態を示す図である。
本実施形態では、図３に示すように、反射膜間ギャップＧ１の大きさが最大となる初期状態において、可動基板５２が固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲している。つまり、初期状態において、可動反射膜５５は湾曲した状態となる。そして、静電アクチュエーター５６に印加する電圧を大きくし、可動部５２１を固定基板５１側に変位させると、可動部５２１の撓みは小さくなる。そして、本実施形態では、所定の最短測定対象波長の光を取り出す際、つまり、最大電圧を印加して、反射膜間ギャップＧ１の大きさを最も小さくした際に、図７に示すように、可動部５２１の可動面５２１Ａが平坦となり、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が平行となる。
したがって、反射膜の反射特性が一様であると仮定した場合、本実施形態の波長可変干渉フィルター５において、静電アクチュエーター５６に電圧を印加し、反射膜間ギャップＧ１を初期状態から小さくしていくと、図６の矢印Ｙ２に示すように、透過光の半値幅が変動する。
本実施形態では、図３に示すように、反射膜間ギャップＧ１の大きさが最大となる初期状態において、可動基板５２が固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲している。つまり、初期状態において、可動反射膜５５は湾曲した状態となる。そして、静電アクチュエーター５６に印加する電圧を大きくし、可動部５２１を固定基板５１側に変位させると、可動部５２１の撓みは小さくなる。そして、本実施形態では、所定の最短測定対象波長の光を取り出す際、つまり、最大電圧を印加して、反射膜間ギャップＧ１の大きさを最も小さくした際に、図７に示すように、可動部５２１の可動面５２１Ａが平坦となり、固定反射膜５４及び可動反射膜５５が平行となる。
したがって、反射膜の反射特性が一様であると仮定した場合、本実施形態の波長可変干渉フィルター５において、静電アクチュエーター５６に電圧を印加し、反射膜間ギャップＧ１を初期状態から小さくしていくと、図６の矢印Ｙ２に示すように、透過光の半値幅が変動する。
ここで、本実施形態では、固定反射膜５４及び可動反射膜５５は、図４に示すような反射率特性を有する。したがって、本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、図５及び図６に示す光学特性をかけ合せた光学特性、すなわち図８に示すように、各波長に対して均一な半値幅を有する光学特性となる。なお、図８は、本実施形態の波長可変干渉フィルター５における光学特性（半値幅）を示す図である。
言い換えれば、本実施形態では、図８に示すように、測定波長域内の各波長に対して半値幅が一定となるように、初期状態における可動基板５２の撓み量を決定し、当該撓み量で可動基板５２を湾曲させる湾曲形成膜５７を可動基板５２に対して形成する。これにより、波長可変干渉フィルター５は、少なくとも測定波長域において、均一な分解能で各波長の光を取り出すことが可能となる。
言い換えれば、本実施形態では、図８に示すように、測定波長域内の各波長に対して半値幅が一定となるように、初期状態における可動基板５２の撓み量を決定し、当該撓み量で可動基板５２を湾曲させる湾曲形成膜５７を可動基板５２に対して形成する。これにより、波長可変干渉フィルター５は、少なくとも測定波長域において、均一な分解能で各波長の光を取り出すことが可能となる。
［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、静電アクチュエーター５６に電圧が印加されていない初期状態において、可動基板５２が固定基板５１から離れる方向に湾曲しており、静電アクチュエーター５６に電圧を印加することで、可動部５２１を固定基板５１側に変位させて反射膜間ギャップの大きさを変更する。また、固定反射膜５４及び可動反射膜５５は、短波長側から長波長側に向かうに従って反射率が高くなる反射率特性を有している。
このような構成の波長可変干渉フィルター５では、初期状態において、可動反射膜５５が撓んでおり、反射膜間ギャップの大きさが小さくなるに従って、可動反射膜５５の撓み量が小さくなる。したがって、波長可変干渉フィルター５により取り出す光を、長波長側から短波長側にシフトさせることで、透過光の半値幅が小さくなり、分解能が高くなる。一方、反射膜５４，５５は、長波長側から短波長側に向かうに従って反射率が低下する。
このため、本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、測定波長域内の各測定対象波長に対する半値幅を均一にできる。すなわち、波長可変干渉フィルター５は、測定対象波長によらず同じ分解能で光を取り出すことができる。
また、波長によって分解能が異なる場合では、例えば測定対象波長によって、測定誤差が変動してしまうが、本実施形態では測定誤差も一様となるため、容易に誤差の補正を行うことができ、精度の高い光量検出、分光測定を実施することができる。
本実施形態の波長可変干渉フィルター５は、静電アクチュエーター５６に電圧が印加されていない初期状態において、可動基板５２が固定基板５１から離れる方向に湾曲しており、静電アクチュエーター５６に電圧を印加することで、可動部５２１を固定基板５１側に変位させて反射膜間ギャップの大きさを変更する。また、固定反射膜５４及び可動反射膜５５は、短波長側から長波長側に向かうに従って反射率が高くなる反射率特性を有している。
このような構成の波長可変干渉フィルター５では、初期状態において、可動反射膜５５が撓んでおり、反射膜間ギャップの大きさが小さくなるに従って、可動反射膜５５の撓み量が小さくなる。したがって、波長可変干渉フィルター５により取り出す光を、長波長側から短波長側にシフトさせることで、透過光の半値幅が小さくなり、分解能が高くなる。一方、反射膜５４，５５は、長波長側から短波長側に向かうに従って反射率が低下する。
このため、本実施形態の波長可変干渉フィルター５では、測定波長域内の各測定対象波長に対する半値幅を均一にできる。すなわち、波長可変干渉フィルター５は、測定対象波長によらず同じ分解能で光を取り出すことができる。
また、波長によって分解能が異なる場合では、例えば測定対象波長によって、測定誤差が変動してしまうが、本実施形態では測定誤差も一様となるため、容易に誤差の補正を行うことができ、精度の高い光量検出、分光測定を実施することができる。
本実施形態では、可動基板５２に対して湾曲形成膜５７が設けられ、その内部応力により可動基板５２を湾曲させている。
このような構成では、可動基板５２に対して、湾曲形成膜５７を形成するだけで、容易に可動基板５２を固定基板５１から離れる方向に湾曲させることができ、構成の簡略化を図れ、製造効率性も向上させることができる。
このような構成では、可動基板５２に対して、湾曲形成膜５７を形成するだけで、容易に可動基板５２を固定基板５１から離れる方向に湾曲させることができ、構成の簡略化を図れ、製造効率性も向上させることができる。
本実施形態では、湾曲形成膜５７は、可動部５２１の光干渉領域Ａｒ０に設けられている。このため、可動反射膜５５が設けられる位置を中心に可動部５２１を湾曲させることができる。また、湾曲形成膜５７は、測定波長域に対して透光性を有しているため、湾曲形成膜５７による光損失を抑制でき、波長可変干渉フィルター５を透過する光の光量低下を抑制できる。
本実施形態では、可動部５２１の外面５２１Ｂに湾曲形成膜５７が設けられている。このような構成では、湾曲形成膜５７として帯電防止効果がある膜材を用いることで、可動基板５２の帯電を防止することができる。また、可動部５２１の外面５２１Ｂには、可動反射膜５５や可動電極５６２が設けられていないため、湾曲形成膜５７を広い範囲に形成する構成としてもよい。このような構成では、湾曲形成膜５７の膜厚寸法を小さくでき、湾曲形成膜５７により光損失を更に低減できる。
［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について、以下説明する。
上述した第一実施形態では、湾曲形成膜５７を可動部５２１の外面５２１Ｂに設ける構成を例示した。これに対して、第二実施形態では、湾曲形成膜を、可動部５２１の可動面５２１Ａ側に設ける点で上記第一実施形態と相違する。
次に、本発明に係る第二実施形態について、以下説明する。
上述した第一実施形態では、湾曲形成膜５７を可動部５２１の外面５２１Ｂに設ける構成を例示した。これに対して、第二実施形態では、湾曲形成膜を、可動部５２１の可動面５２１Ａ側に設ける点で上記第一実施形態と相違する。
図９は、第二実施形態の波長可変干渉フィルター５Ａの概略構成を示す断面図である。なお、以降の実施形態の説明に当たり、第一実施形態と同様の構成については同符号を付し、その説明を省略、又は簡略化する。
図９に示すように、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ａは、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５を覆って形成されている。
この場合、湾曲形成膜５７Ａとしては、引張応力を有する膜を用いる。そして、上述したように、波長可変干渉フィルター５Ａの光学特性が、測定波長域内の各波長に対して略一定の半値幅となるように、初期状態における可動基板５２の撓み量を決定し、当該撓み量に応じて、可動基板５２を湾曲させる湾曲形成膜５７Ａの形成方法や、膜厚等のパラメータを設定する。
図９に示すように、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ａは、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５を覆って形成されている。
この場合、湾曲形成膜５７Ａとしては、引張応力を有する膜を用いる。そして、上述したように、波長可変干渉フィルター５Ａの光学特性が、測定波長域内の各波長に対して略一定の半値幅となるように、初期状態における可動基板５２の撓み量を決定し、当該撓み量に応じて、可動基板５２を湾曲させる湾曲形成膜５７Ａの形成方法や、膜厚等のパラメータを設定する。
このような構成では、湾曲形成膜５７Ａを、可動反射膜５５の保護膜としても機能させることができ、可動反射膜５５の劣化を抑制できる。特に、可動反射膜５５として、Ａｇ金属膜等、膜劣化しやすい膜材により構成される場合に有効となる。
さらに、湾曲形成膜５７Ａを例えばＩＴＯ膜等の導電性膜により構成してもよい。この場合、湾曲形成膜５７Ａを、ＧＮＤに接続することで、例えば帯電防止用電極等として機能させることができる。また、反射膜５４，５５が金属膜や合金膜等により構成されている場合や、固定反射膜５４上にＩＴＯ膜等の導電性膜を形成する場合では、湾曲形成膜５７Ａ及び固定反射膜５４を、静電容量検出量電極として機能させてもよく、駆動用電極として機能させることもできる。
さらに、湾曲形成膜５７Ａを例えばＩＴＯ膜等の導電性膜により構成してもよい。この場合、湾曲形成膜５７Ａを、ＧＮＤに接続することで、例えば帯電防止用電極等として機能させることができる。また、反射膜５４，５５が金属膜や合金膜等により構成されている場合や、固定反射膜５４上にＩＴＯ膜等の導電性膜を形成する場合では、湾曲形成膜５７Ａ及び固定反射膜５４を、静電容量検出量電極として機能させてもよく、駆動用電極として機能させることもできる。
［第三実施形態］
次に、本発明に係る第三実施形態について、以下説明する。
上述した第二実施形態では、湾曲形成膜５７Ａで、可動反射膜５５の表面を覆う構成を例示した。これに対して、第三実施形態では、湾曲形成膜を、可動基板５２と可動反射膜５５との間に設ける点で、上記第二実施形態と相違する。
次に、本発明に係る第三実施形態について、以下説明する。
上述した第二実施形態では、湾曲形成膜５７Ａで、可動反射膜５５の表面を覆う構成を例示した。これに対して、第三実施形態では、湾曲形成膜を、可動基板５２と可動反射膜５５との間に設ける点で、上記第二実施形態と相違する。
図１０は、第三実施形態の波長可変干渉フィルター５Ｂの概略構成を示す断面図である。
図１０に示すように、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ｂは、可動部５２１の可動面５２１Ａ上に設けられ、この湾曲形成膜５７Ｂ上に可動反射膜５５が設けられている。
この場合、第二実施形態と同様に、湾曲形成膜５７Ｂは、引張応力を有する膜を用いる。これにより、可動基板５２を、固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲させることができる。
図１０に示すように、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ｂは、可動部５２１の可動面５２１Ａ上に設けられ、この湾曲形成膜５７Ｂ上に可動反射膜５５が設けられている。
この場合、第二実施形態と同様に、湾曲形成膜５７Ｂは、引張応力を有する膜を用いる。これにより、可動基板５２を、固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲させることができる。
また、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ｂとして、可動反射膜５５及び可動基板５２に対して密着性が高い膜材を用いることが好ましい。例えば、可動反射膜５５を、Ａｇ合金膜等の合金膜やＡｇ金属膜等の金属膜により構成する場合、金属酸化膜である例えばＩＴＯ膜等を用いることが好ましい。このような構成では、可動反射膜５５の剥離を抑制することができる。また、ＩＴＯ膜等を用いる場合、第二実施形態と同様に、湾曲形成膜５７Ｂを電極としても機能させることが可能となる。
［第四実施形態］
次に、本発明に係る第四実施形態について、以下説明する。
上述した第一実施形態では、可動部５２１の外面５２１Ｂにおける光干渉領域Ａｒ０に湾曲形成膜５７を設ける構成、又は、外面５２１Ｂ全体を湾曲形成膜５７で覆う構成を例示した。
これに対して、第四実施形態では、湾曲形成膜を、可動部５２１の光干渉領域Ａｒ０の外側に設ける点で上記第一実施形態から第三実施形態と相違する。
次に、本発明に係る第四実施形態について、以下説明する。
上述した第一実施形態では、可動部５２１の外面５２１Ｂにおける光干渉領域Ａｒ０に湾曲形成膜５７を設ける構成、又は、外面５２１Ｂ全体を湾曲形成膜５７で覆う構成を例示した。
これに対して、第四実施形態では、湾曲形成膜を、可動部５２１の光干渉領域Ａｒ０の外側に設ける点で上記第一実施形態から第三実施形態と相違する。
図１１は、第四実施形態の波長可変干渉フィルター５Ｃの概略構成を示す断面図である。
図１１に示すように、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ｃは、可動部５２１の外面５２１Ｂ上に、円環状に形成される。このような湾曲形成膜５７Ｃとしては、第一実施形態と同様に、圧縮応力を有する膜材を用いる。これにより、可動基板５２を固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲させることができる。
図１１に示すように、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ｃは、可動部５２１の外面５２１Ｂ上に、円環状に形成される。このような湾曲形成膜５７Ｃとしては、第一実施形態と同様に、圧縮応力を有する膜材を用いる。これにより、可動基板５２を固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲させることができる。
また、本実施形態では、湾曲形成膜５７Ｃは、非透光性の膜材により構成されており、円環内周縁により、光干渉領域Ａｒ０の外周が規定される。つまり、本実施形態の湾曲形成膜５７Ｃは、アパーチャーとしても機能し、波長可変干渉フィルター５Ｃにおける光通過領域を規定することができる。
なお、本実施形態では、円環状の湾曲形成膜５７Ｃを可動部５２１の外面５２１Ｂに設ける例を示すが、第二及び第三実施形態と同様、可動部５２１の可動面５２１Ａ側に設ける構成としてもよい。この場合では、湾曲形成膜５７Ｃとして、引張応力を有する膜材を用いればよい。また、この場合でも、湾曲形成膜５７Ｃとして、非透光性膜を用い、円環内周縁により光干渉領域Ａｒ０を規定することで、アパーチャーとして機能させることができる。
さらに、可動電極５６２を、引張応力を有する膜材により構成することで、可動電極５６２を本発明の湾曲形成部材として機能させてもよい。但し、この場合、可動引出電極５６４にも内部応力が作用するため、保持部５２２がフィルター中心点Ｏに対して非対称に湾曲することが考えられる。したがって、この場合では、可動引出電極５６４に係る内部応力を打ち消すために、可動引出電極５６４上に、圧縮応力を有する膜材を形成することが好ましい。
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について、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、特に小型化の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
図１２は、本発明に係る第五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、本発明の第五実施形態について、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、特に小型化の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター５を直接設けることが困難な場合がある。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター５を容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
図１２は、本発明に係る第五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１２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。なお、波長可変干渉フィルター５の代わりに、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂ，５Ｃを用いてもよい。
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の固定基板５１が設置される。ベース基板６１０への固定基板５１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１２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の可動基板５２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及びリッド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及びリッド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。
上記各実施形態において、可動基板５２を湾曲させるために、湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃを設け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の形成時において、エッチングやプレス加工により、可動基板５２を湾曲形状に形成してもよい。
また、第五実施形態のような光学フィルターデバイス６００では、例えば、電極引出溝５１１Ｂを封止部材により封止して、固定基板５１及び可動基板５２間の空間を密閉空間とし、筐体６０１内部の圧力を、固定基板５１及び可動基板５２間の密閉空間の圧力よりも小さくすることで、可動基板５２を湾曲させる構成としてもよい。
さらに、湾曲形成部として、内部応力により可動基板５２を湾曲させる湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃを例示したがこれに限定されない。例えば、自然状態において、凸状に湾曲した可撓性部材を可動基板５２の外面５２１Ｂに固定し、可撓性部材の湾曲形状に沿って可動基板５２を湾曲させる構成としてもよい。
さらには、これら可動反射膜５５や可動電極５６２を本発明の湾曲形成部として機能させてもよい。例えば、可動反射膜５５や、可動電極５６２を、内部応力（引張応力）を有する膜材により構成し、これらの内部応力により可動基板５２を固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲させてもよい。
例えば、可動基板５２の形成時において、エッチングやプレス加工により、可動基板５２を湾曲形状に形成してもよい。
また、第五実施形態のような光学フィルターデバイス６００では、例えば、電極引出溝５１１Ｂを封止部材により封止して、固定基板５１及び可動基板５２間の空間を密閉空間とし、筐体６０１内部の圧力を、固定基板５１及び可動基板５２間の密閉空間の圧力よりも小さくすることで、可動基板５２を湾曲させる構成としてもよい。
さらに、湾曲形成部として、内部応力により可動基板５２を湾曲させる湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃを例示したがこれに限定されない。例えば、自然状態において、凸状に湾曲した可撓性部材を可動基板５２の外面５２１Ｂに固定し、可撓性部材の湾曲形状に沿って可動基板５２を湾曲させる構成としてもよい。
さらには、これら可動反射膜５５や可動電極５６２を本発明の湾曲形成部として機能させてもよい。例えば、可動反射膜５５や、可動電極５６２を、内部応力（引張応力）を有する膜材により構成し、これらの内部応力により可動基板５２を固定基板５１から離れる方向に凸状に湾曲させてもよい。
上記各実施形態において、可動基板５２が可動部５２１及び保持部５２２を有す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が均一厚み寸法を有する板状に形成されていてもよい。この場合、湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃにより、可動基板５２全体を撓ませることができる。つまり、可動部５２１及び保持部５２２を備える構成では、保持部５２２に対して可動部５２１が撓み難くなり、可動反射膜５５の撓みも抑えられる。したがって、可動反射膜５５を十分に撓ませるためには、湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃの膜応力を大きくする必要がある。これに対して、保持部５２２が設けられない構成では、可動基板５２を僅かに撓ませることで、可動反射膜５５を容易に撓ませることができる。但し、この場合、保持部５２２が設けられる構成に比べて、可動基板５２を変位させにくいため、静電アクチュエーター５６により反射膜間ギャップの大きさを変更する際に、より大きい電圧を印加する必要が生じる。
上記各実施形態において、湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃが可動部５２１に設けられる構成を例示したが、保持部５２２に設ける構成、又は可動部５２１及び保持部５２２の双方に設ける構成としてもよい。但し、保持部５２２に湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃが設けられることで、保持部５２２の厚み寸法が増大し、静電アクチュエーター５６により反射膜間ギャップの大きさを変更する際に、より大きい電圧を印加する必要が生じる。
また、上記実施形態では、可動部５２１の可動面５２１Ａ及び外面５２１Ｂのいずれか一方に湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃを設ける構成を例示したが、例えば、可動面５２１Ａ及び外面５２１Ｂの双方に設ける構成としてもよい。
また、上記実施形態では、可動部５２１の可動面５２１Ａ及び外面５２１Ｂのいずれか一方に湾曲形成膜５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃを設ける構成を例示したが、例えば、可動面５２１Ａ及び外面５２１Ｂの双方に設ける構成としてもよい。
上記実施形態では、ギャップ変更部として、固定電極５６１及び可動電極５６２により構成される静電アクチュエーター５６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は、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、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を撓ませることができる。
さらには、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、固定基板５１及び可動基板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、ギャップ変更部としては、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、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を撓ませることができる。
さらには、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、固定基板５１及び可動基板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、及び電子機器を適用することができる。
例えば、図１３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１３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１３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１３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１３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１３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１３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、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂ，５Ｃを用いてもよく、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１３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、上記第一及び第二実施形態と同様、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１３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、上記第一及び第二実施形態と同様、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、本発明の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１４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１５は、図１４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１４に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、及び排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、及び受光素子１３７（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、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂ，５Ｃを用いてもよく、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１５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１５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、及び排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。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１５は、図１４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１４に示すように、センサーチップ１１０と、吸引口１２０Ａ、吸引流路１２０Ｂ、排出流路１２０Ｃ、及び排出口１２０Ｄを備えた流路１２０と、本体部１３０と、を備えて構成されている。
本体部１３０は、流路１２０を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光学部１３５、フィルター１３６、波長可変干渉フィルター５、及び受光素子１３７（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、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂ，５Ｃを用いてもよく、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１５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１５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、及び排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。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、及びレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部１３５を通ってフィルター１３６に入射し、フィルター１３６によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター５に入射する。そして、信号処理部１４４は、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１４及び図１５において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター５により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１００を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、波長可変干渉フィルター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１６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１６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、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂ，５Ｃを用いてもよく、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１６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、波長可変干渉フィルター５Ａ，５Ｂ，５Ｃを用いてもよく、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は、上記第一実施形態または第二実施形態に示すような駆動方法で駆動される。これにより、波長可変干渉フィルター５から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、例えばＣＣＤカメラ等により構成される撮像部２１３で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部２２５に蓄積される。また、信号処理部２２４は、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。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１６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、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１７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１７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１７に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、波長可変干渉フィルター５により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。
図１７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１７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１７に示すように、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター５を備えて構成されている。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、波長可変干渉フィルター５により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。
更には、本発明の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、光学モジュール、及び電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の波長可変干渉フィルターは、上述のように、１デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光学モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
１…分光測定装置（電子機器）、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…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）、１５，１４６，２２２…電圧制御部、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）、５６…静電アクチュエーター（ギャップ変更部）、５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ…湾曲形成膜（湾曲形成部材）、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、５２２…保持部、５６１…固定電極、５６２…可動電極、Ａｒ０…光干渉領域、Ｇ１…反射膜間ギャップ。
Claims (11)
- 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、入射した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て配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、
前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部と、を備え、
前記第二基板は、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低い
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、
前記第二基板に設けられ、当該第二基板を前記第一基板が配置された側とは反対側に湾曲させる湾曲形成部を備えた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項２に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記湾曲形成部は、膜状部材であり、前記初期状態において、当該湾曲形成部に生じた内部応力により前記第二基板を湾曲させている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項２又は請求項３に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記湾曲形成部は、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域の光に対して透光性を有し、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において、前記第一反射膜及び前記第二反射膜と重なり合う光干渉領域に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項２から請求項４のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記湾曲形成部は、前記第二基板の前記第一基板に対向しない面に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項２から請求項４のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記湾曲形成部は、前記第二基板の前記第一基板に対向する面に設けられた前記第二反射膜を覆って配置されている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項２から請求項４のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記湾曲形成部は、前記第二基板と、前記第二反射膜との間に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 請求項２から請求項７のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第二基板は、前記第二反射膜が設けられる可動部と、前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み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、当該可動部を前記第一基板に対して進退可能に保持する保持部と、を備え、
前記湾曲形成部は、前記可動部に設けられた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。 - 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、入射した光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向して配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、及び前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部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、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低い
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、入射した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て配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、
前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部と、
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、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低い反射率特性を有する
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、入射した光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向して配置され、入射した光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、及び前記第二基板を前記第一基板側に撓ませることで、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップの大きさを変更するギャップ変更部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、前記ギャップ変更部により前記ギャップの大きさを変更していない初期状態において、前記第一基板が配置された側とは反対側に凸となるように湾曲し、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、可視波長域内の第一波長に対する第一反射率と、前記第一波長よりも長い前記可視波長域内の第二波長に対する第二反射率とを比較した場合に、前記第一反射率が前記第二反射率よりも低い
ことを特徴とする電子機器。
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