JP6606962B2 - 波長可変干渉フィルター、電子機器、波長可変干渉フィルターの設計方法、波長可変干渉フィルターの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、波長可変干渉フィルター、電子機器、波長可変干渉フィルターの設計方法、波長可変干渉フィルターの製造方法等に関する。

従来、一対の反射膜を対向配置させたファブリペローエタロン干渉フィルター（以下、干渉フィルターと略す）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の干渉フィルターでは、一対の反射膜を構成する第一光学膜及び第二光学膜の反射特性を非対称とすることで、干渉フィルターの分光特性の特性設計を容易化している。具体的には、干渉フィルターを透過させる透過光の中心波長λ３が、第一光学膜の反射特性におけるピーク中心波長（以降、反射中心波長と略す）λ４と、第二光学膜の反射中心波長λ５との間となるように（λ４＜λ３＜λ５）、各光学膜を設計している。

特開２０１２−４２７８４号公報

ところで、干渉フィルターとして、一対の反射膜間のギャップ寸法を変更することで、出射（透過又は反射）させる光の波長を変更可能な波長可変干渉フィルターが知られている。このような波長可変干渉フィルターでは、所望の波長の光を出射させるために、一対の反射膜間のギャップ寸法を精度よく制御する必要がある。しかしながら、例えば、反射膜間のギャップ寸法をフィードバック制御する等において、反射膜間のギャップ寸法が大きくなる程、ギャップ寸法がばらつく（駆動再現性が低下してしまう）。上述した特許文献１に記載の干渉フィルターは、干渉フィルターの分光特性の設計を容易にするために、各光学膜（反射膜）の反射中心波長の設計を行っているものの、ギャップ寸法に基づく駆動再現性が考慮されていない。このため、上記特許文献１の干渉フィルターを波長可変干渉フィルターに適用しても、駆動再現性を向上させることができないとの課題がある。

本発明は、高い駆動再現性を有する波長可変干渉フィルター、電子機器、波長可変干渉フィルターの設計方法、波長可変干渉フィルターの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一適用例に係る波長可変干渉フィルターは、第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法を変化させるギャップ変更部と、を備え、前記ギャップ寸法を所定の最大ギャップ寸法から所定の最小ギャップ寸法まで変更可能であり、出射光の波長を、前記最大ギャップ寸法に対応する最長波長から、前記最小ギャップ寸法に対応する最短波長までの間の波長域で変更可能な波長可変干渉フィルターであって、前記波長域内に含まれる任意の波長を第一波長λα、前記波長域の中心波長を測定中心波長λ０、前記第一反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第一中心波長λ１、前記第二反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第二中心波長λ２、前記第一波長λαの光を前記波長可変干渉フィルターから出射させる場合の前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法をｄα（λ１，λ２）とし、反射特性の中心波長が前記測定中心波長λ０となる一対の光学膜を互いに対向させて、前記第一波長λαの光を出射させる場合の前記一対の光学膜の間のギャップ寸法をｄα（λ０，λ０）とした際に、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たすことを特徴とする。

本適用例では、波長可変干渉フィルターから第一波長λαの出射光を出射させる際の第一反射膜及び第二反射膜のギャップ寸法ｄα（λ１，λ２）は、反射特性のピーク中心波長が測定中心波長λ０となる一対の光学膜を用いた干渉フィルターにより、第一波長λαの出射光を出射させる際の一対の光学膜の間のギャップ寸法ｄα（λ０，λ０）よりも小さい。
つまり、波長可変干渉フィルターの第一反射膜及び第二反射膜として、反射特性のピーク波長が測定中心波長λ０となる光学膜を用いた場合、第一波長λαの光を出射させるための第一反射膜及び第二反射膜の間のギャップ寸法ｄα(λ０，λ０)となる。
これに対して、本適用例では、上記のように、第一波長λαの光を出射されるための第一反射膜及び第二反射膜の間のギャップ寸法ｄα（λ１，λ２）は、上記のような従来の構成におけるギャップ寸法ｄα（λ０，λ０）よりも小さくなる。すなわち、第一波長λαの出射光を波長可変干渉フィルターから出射させる際のギャップ寸法が小さくなり、ギャップ寸法のばらつきを抑制できる。このため、駆動再現性を向上させることができる。また、駆動再現性を向上させることで、波長可変干渉フィルターから出射される出射光の波長のばらつきが抑制され、波長可変干渉フィルターから所望波長の出射光を高精度に出射させることができる（波長可変干渉フィルターにおける分光精度の向上を図れる）。

本適用例に係る波長可変干渉フィルターにおいて、前記第一波長λαは、前記最短波長であることが好ましい。
本適用例では、第一波長λαは、波長可変干渉フィルターから出射させる波長域の最小波長λｓである。すなわち、波長可変干渉フィルターから最小波長λｓの出射光を出射させる際のギャップ寸法ｄｓ（λ１，λ２）が、反射特性のピーク中心波長が測定中心波長λ０となる一対の光学膜を用いた干渉フィルターにより最小波長λｓの出射光を出射させる際のギャップ寸法ｄｓ（λ０，λ０）よりも小さい。
波長可変干渉フィルターから同じ次数で出射光を出射させる場合、最小波長λｓを出射させる際のギャップ寸法が最小となる。また、出射光の波長とギャップ寸法とは比例の関係となる。したがって、本適用例のように、第一波長λαを最小波長λｓとすることで、測定波長域の各波長に対して、ｄｓ（λ１，λ２）＜ｄｓ（λ０，λ０）が成立する。したがって、上記適用例と同様、波長可変干渉フィルターにおける駆動再現性と分光精度の向上を図れる。

本適用例に係る波長可変干渉フィルターにおいて、前記第一中心波長λ１及び前記第二中心波長λ２は、λ１≧λ０、かつλ２＞λ０を満たすことが好ましい。
本適用例では、第一中心波長λ１は、測定中心波長λ０以上となり、第二中心波長λ２は、測定中心波長λ０より長くなる。この場合、波長可変干渉フィルターから各波長の出射光を出射させる際の第一反射膜及び第二反射膜のギャップ寸法をより小さくでき、駆動再現性の向上を図れる。

本適用例に係る波長可変干渉フィルターにおいて、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、誘電体多層膜であることが好ましい。
本適用例では、第一反射膜及び第二反射膜として誘電体多層膜を用いる。この場合、例えば、第一反射膜及び第二反射膜として金属膜を用いる場合に比べて、波長可変干渉フィルターにおける出射光の半値幅を狭くでき、高い分解能で出射光を出射させることができる。

本適用例に係る波長可変干渉フィルターにおいて、前記第一反射膜を保持する第一基板をさらに備え、前記ギャップ変更部は、前記第一基板を前記第二反射膜側に変位させることで、前記ギャップ寸法を変化させ、前記第一中心波長λ１及び前記第二中心波長λ２は、λ１＜λ２を満たすことが好ましい。
本適用例では、ギャップ変更部は、第一反射膜が設けられる基板を第二反射膜側に変位させる（例えば撓ませる）ことでギャップ寸法を変更する。そして、第一反射膜の第一中心波長λ１は、第二反射膜の第二中心波長λ２よりも小さい。
本適用例のように、基板を第二反射膜側に変位させることで、ギャップ寸法を変更する構成では、基板の厚み寸法を小さくして、基板を変位しやすくすることが好ましい。一方、基板の厚み寸法を小さくすると、第一反射膜の膜応力により基板の撓みや反りが発生することが考えられる。これに対して、本適用例では、λ１＜λ２を満たしている。つまり、第一反射膜を構成する各誘電体膜の厚み寸法が、第二反射膜を構成する各誘電体膜の厚み寸法よりも小さく、第一反射膜の厚み寸法も第二反射膜の厚み寸法より小さくなる。このような構成では、第一反射膜の膜応力も小さくでき、基板の撓みや反りを抑制できる。

本発明の一適用例に係る電子機器は、上述したような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、を備えていることを特徴とする。
本適用例では、上述した適用例と同様に、波長可変干渉フィルターの駆動再現性を向上させることができる。よって、制御部により、波長可変干渉フィルターにおける第一反射膜及び第二反射膜の間のギャップ寸法を制御した際に、所望のギャップ寸法に精度よく設定することができ、当該ギャップ寸法に応じた波長の光を波長可変干渉フィルターから精度よく出射させることができる。

本発明の一適用例に係る波長可変干渉フィルターの設計方法は、第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法を変化させるギャップ変更部と、を備え、前記ギャップ寸法を所定の最大ギャップ寸法から所定の最小ギャップ寸法まで変更可能であり、出射光の波長を、前記最大ギャップ寸法に対応する最長波長から、前記最小ギャップ寸法に対応する最短波長までの間の波長域で変更可能な波長可変干渉フィルターの設計方法であって、前記波長域内に含まれる任意の波長を第一波長λα、前記波長域の中心波長を測定中心波長λ０、前記第一反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第一中心波長λ１、前記第二反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第二中心波長λ２、前記第一波長λαの光を前記波長可変干渉フィルターから出射させる場合の前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法をｄα（λ１，λ２）とし、反射特性の中心波長が前記測定中心波長λ０となる一対の光学膜を互いに対向させて、前記第一波長λαの光を出射させる場合の前記一対の光学膜の間のギャップ寸法をｄα（λ０，λ０）とした際に、前記第一中心波長λ１及び前記第二中心波長λ２が、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たすように、前記第一反射膜及び前記第二反射膜を設計することを特徴とする。

本適用例では、第一反射膜の第一中心波長λ１及び第二反射膜の第二中心波長λ２は、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たすように設計される。
このため、上述した波長可変干渉フィルターと同様、第一波長λαの出射光を波長可変干渉フィルターから出射させる際のギャップ寸法を小さくでき、ギャップ寸法のばらつきを抑制できる。これにより、当該設計方法を用いて設計された波長可変干渉フィルターにおいて、高い駆動再現性を実現でき、その結果、波長可変干渉フィルターにおける分光精度の向上をも図れる。

本発明の一適用例に係る波長可変干渉フィルターの製造方法では、第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法を変化させるギャップ変更部と、を備え、前記ギャップ寸法を所定の最大ギャップ寸法から所定の最小ギャップ寸法まで変更可能であり、出射光の波長を、前記最大ギャップ寸法に対応する最長波長から、前記最小ギャップ寸法に対応する最短波長までの間の波長域で変更可能な波長可変干渉フィルターの製造方法であって、前記第一反射膜を形成する第一ステップと、前記第二反射膜を形成する第二ステップと、を含み、前記波長域内に含まれる任意の波長を第一波長λα、前記波長域の中心波長を測定中心波長λ０、前記第一反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第一中心波長λ１、前記第二反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第二中心波長λ２、前記第一波長λαの光を前記波長可変干渉フィルターから出射させる場合の前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法をｄα（λ１，λ２）とし、反射特性の中心波長が前記測定中心波長λ０となる一対の光学膜を互いに対向させて、前記第一波長λαの光を出射させる場合の前記一対の光学膜の間のギャップ寸法をｄα（λ０，λ０）とした際に、前記第一ステップでは、前記第一中心波長λ１が、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たす前記第一反射膜を形成し、前記第二ステップでは、前記第二中心波長λ２が、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たす前記第二反射膜を形成することを特徴とする。

本適用例では、第一反射膜の第一中心波長λ１及び第二反射膜の第二中心波長λ２が、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たす第一反射膜及び第二反射膜を形成することで、波長可変干渉フィルターを製造する。
このため、上述した波長可変干渉フィルターと同様、第一波長λαの出射光を波長可変干渉フィルターから出射させる際のギャップ寸法を小さくでき、ギャップ寸法のばらつきを抑制できる。これにより、当該製造方法を用いて製造された波長可変干渉フィルターにおいて、高い駆動再現性を実現でき、その結果、波長可変干渉フィルターにおける分光精度の向上をも図れる。

本発明の第一実施形態に係る波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。 図１における波長可変干渉フィルターをＡ−Ａ線で切断した際の断面図。 本実施形態の固定反射膜及び可動反射膜の概略構成を示す図。 固定反射膜及び可動反射膜の間のギャップ寸法と、ギャップ寸法のばらつきの関係を示す図。 第一中心波長と第二中心波長λ２との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルターから対象波長域の最短波長の光をピーク波長として透過させるために必要な反射膜間のギャップ寸法を示す図。 第一中心波長と第二中心波長λ２との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルターから対象波長域の最長波長の光をピーク波長として透過させるために必要な反射膜間のギャップ寸法を示す図。 第一中心波長と第二中心波長との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルターを透過する透過光の半値幅の最小値を示す図。 第一中心波長と第二中心波長との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルターを透過する透過光の半値幅の最大値を示す図。 第一中心波長と第二中心波長との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルターを透過する透過光の透過率の最小値を示す図。 第一中心波長と第二中心波長との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルターを透過する透過光の透過率の最大値を示す図。 第一中心波長と第二中心波長との組み合わせに対し、対象波長域に対して波長走査を行う場合の駆動量を示す図。 第一中心波長と第二中心波長とを同一値とした場合に、第一中心波長（第二中心波長）に対する、波長可変干渉フィルターから対象波長域の最短波長の光をピーク波長として透過させるために必要な反射膜間の最小ギャップ寸法を示す図。 設計装置の一例を示す概略図。 第一実施形態における波長可変干渉フィルターの設計方法を示すフローチャート。 第一実施形態における波長可変干渉フィルターの製造方法を示すフローチャート。 第二実施形態におけるプリンターの概略構成を示す斜視図。 第二実施形態のプリンターの概略構成を示すブロック図。 第二実施形態のプリンターに組み込まれた分光器の概略構成を示す断面図。

［第一実施形態］
以下、本発明の係る第一実施形態の波長可変干渉フィルターに関して説明する。
［波長可変干渉フィルターの構成］
図１は、第一実施形態に係る波長可変干渉フィルター５の概略構成を示す平面図である。
図２は、図１における波長可変干渉フィルター５をＡ−Ａ線で切断した際の断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、図１及び図２に示すように、透光性の固定基板５１及び可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、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、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等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、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜等により構成された接合膜５３により接合されることで、一体的に構成されている。

固定基板５１の可動基板５２に対向する対向面には、本発明における第二反射膜である固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２の固定基板５１に対向する対向面には、本発明における第一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及び可動反射膜５５は、ギャップＧを介して対向配置されている。
また、波長可変干渉フィルター５には、ギャップＧの寸法（ギャップ寸法）を調整（変更）するのに用いられる、本発明のギャップ変更部であ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とにより構成される。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１又は可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定反射膜５４、可動反射膜５５の膜厚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、本実施形態では、フィルター平面視において、固定反射膜５４の中心点及び可動反射膜５５の中心点は、一致し、平面視におけるこれらの反射膜５４，５５の中心点をＯで示す。

（固定基板５１の構成）
固定基板５１は、図２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の一端側（図１における辺Ｃ１−Ｃ２）は、可動基板５２の基板端縁（図１における辺Ｃ５−Ｃ６）よりも外側に突出しており、第一端子取出部５１４を構成している。

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、フィルター平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面には、静電アクチュエーター５６の固定電極５６１が設けられている。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、固定反射膜５４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の外周縁に向かって延出する電極引出溝（図示略）が設けられている。

固定電極５６１は、例えば円弧状（略Ｃ字状）に形成されており、図１に示すように、辺Ｃ１−Ｃ２に近接する一部にＣ字開口部が設けられる。また、固定電極５６１上に、可動電極５６２と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、固定電極５６１は、電極引出溝に沿って第一端子取出部５１４まで延出する固定引出電極５６３を備えている。

反射膜設置部５１２は、図２に示すように、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出している。
この反射膜設置部５１２の突出先端面には、固定反射膜５４が設けられる。
図３は、固定反射膜５４及び可動反射膜の５５の膜構成を示す概略図である。
この固定反射膜５４は、図３に示すように、高屈折層５４Ａ（例えばＳｉ）と低屈折層５４Ｂ（例えばＳｉＯ_２）とを交互に積層した誘電体多層膜により構成されている。このような誘電体多層膜では、各高屈折層及び各低屈折層の層厚寸法により、所望の反射特性を有する光学膜に形成することができる。
なお、固定反射膜５４の光学特性（反射特性）についての詳細な説明については、後述する。

また、固定反射膜５４の可動基板５２側の表層には、例えばＩＴＯ等の電極材料により導電性膜５４Ｃが積層し、ＩＴＯの膜厚ｔはｔ＝３０ｎｍとしている。この導電性膜としては、広波長域に対して高反射率特性を有する、例えばＡｇ合金等の反射膜を用いてもよい。

そして、固定基板５１には、図１に示すように、固定反射膜５４（導電性膜５４Ｃ）の外周縁に接続され、固定電極５６１のＣ字開口部を通り、第一端子取出部５１４に向かって延出する第一検出電極５４１が設けられている。この第一検出電極５４１は、固定反射膜５４の形成時に、同時に成膜されることで形成されている。

（可動基板の構成）
可動基板５２は、本発明における基板を構成し、静電アクチュエーター５６により静電引力を作用させた際に、可動基板５２の一部（可動部５２１）が固定基板５１側に撓むことにより、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間のギャップ寸法が変更される。
この可動基板５２は、図１に示すようなフィルター平面視において、フィルター中心点Ｏを中心とした例えば円形状の可動部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１に示すように、一端側（図１における辺Ｃ７−Ｃ８）は、固定基板５１の基板端縁（図１における辺Ｃ３−Ｃ４）よりも外側に突出しており、第二端子取出部５２４を構成している。

可動部５２１は、図２に示すように、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部５１２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、可動反射膜５５、及び可動電極５６２が設けられている。

可動電極５６２は、フィルター平面視において、可動反射膜５５の外周側に設けられ、固定電極５６１に対してギャップを介して対向配置されている。この可動電極５６２は、円弧状（略Ｃ字状）に形成されており、図１に示すように、辺Ｃ７−Ｃ８に近接する一部にＣ字開口部が設けられている。また、固定電極５６１と同様に、可動電極５６２上に絶縁膜が積層される構成としてもよい。
ここで、図１に示すように、フィルター平面視において、可動電極５６２と固定電極５６１とが重なる円弧領域（図３において右上がり斜線部で示される領域）により、静電アクチュエーター５６が構成されている。この静電アクチュエーター５６は、図１に示すように、フィルター平面視において、フィルター中心点Ｏに対して互いに点対称となる形状及び配置となる。したがって、静電アクチュエーター５６に電圧を印加した際に発生する静電引力も、フィルター中心点Ｏに対して点対称となる位置に作用し、バランスよく可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。

また、図１に示すように、可動電極５６２は、第二端子取出部５２４に向かって延出する可動引出電極５６４が設けられている。この可動引出電極５６４は、固定基板５１に設けられた電極引出溝に対向する位置に沿って配置される。

可動反射膜５５は、可動部５２１の固定基板５１に対向する面の中心部に設けられ、固定反射膜５４とギャップＧを介して対向する。この可動反射膜５５は、図３に示すように、高屈折層５５Ａ（例えばＳｉ）と低屈折層５５Ｂ（例えばＳｉＯ_２）と積層した誘電体多層膜を用いることができる。
なお、可動反射膜５５の光学特性（反射特性）についての詳細な説明は後述する。

また、可動反射膜５５の表層には、固定反射膜５４と同様、例えばＩＴＯ等の電極材料により構成される導電性膜５５Ｃが設けられている。
そして、可動基板５２には、図１に示すように、可動反射膜５５（導電性膜５５Ｃ）の外周縁に接続され、可動電極５６２のＣ字開口部を通り、第二端子取出部５２４に向かって延出する第二検出電極５５１が設けられている。

なお、本実施形態では、図２に示すように、電極５６１，５６２間のギャップがギャップＧよりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外光を対象とする場合等、測定対象波長域によっては、ギャップＧ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。

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。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の形状変化が抑制される。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも発生しにくく、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイ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。

基板外周部５２５は、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられる。基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、接合膜５３を介して固定基板５１に接合される。

上記のような波長可変干渉フィルター５では、固定引出電極５６３及び可動引出電極５６４から、静電アクチュエーター５６を構成する固定電極５６１及び可動電極５６２に駆動電極を印加することで、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間（ギャップＧ）のギャップ寸法を変更することが可能となる。この際、第一検出電極５４１及び第二検出電極５５１を介して、固定反射膜５４（導電性膜５４Ｃ）及び可動反射膜５５（導電性膜５５Ｃ）間に高周波電圧を印加し、反射膜５４，５５間の静電容量を電圧値に変換して測定することができる。このような構成では、測定された静電容量に基づいて、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧をフィードバック制御することで、ギャップＧのギャップ寸法をより精度よく制御することが可能となる。

［固定反射膜５４及び可動反射膜５５の光学特性（反射特性）］
ところで、上記のような波長可変干渉フィルター５では、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間（ギャップＧ）のギャップ寸法により、透過光の波長が定まる。従って、波長可変干渉フィルター５から所望の波長の光を出射させるためには、ギャップＧのギャップ寸法を高精度に制御する必要がある。

ここで、本実施形態では、上記のように、反射膜５４，５５間の静電容量を測定し、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧をフィードバック制御することが可能となる。しかしながら、反射膜５４，５５間の静電容量の測定では、測定誤差（測定分解能）によって、必ずしも同じ電圧値が出力されるとは限らない。例えば、ギャップ寸法が一定値の場合でも、静電容量の測定値（電圧値）にばらつきが生じる。
このような測定誤差が生じると、フィードバック制御により制御される静電アクチュエーター５６への印加電圧が測定誤差に応じて変化するため、波長可変干渉フィルター５から透過される透過光の波長も当該測定誤差の影響を受けて変動する。
ここで、ギャップＧのギャップ寸法をｄとし、反射膜５４，５５間の静電容量をＣ、反射膜５４，５５の面積をＳ、比誘電率をε_０とすると、ギャップ寸法ｄと静電容量Ｃは、下記式（１）の関係が成り立つ。

従って、反射膜５４，５５間の静電容量の測定誤差をΔＣとし、測定誤差ΔＣによって生じるギャップ寸法の変動量をΔｄとすると、式（１）より下記式（２）が導ける。

また、式（２）において、静電容量Ｃが測定誤差ΔＣよりも十分に大きい場合、下記式（３）が導ける。

式（３）に示すように、ギャップ寸法の変動量Δｄを抑制するためには、ギャップ寸法ｄを小さくする、若しくは、静電容量Ｃを大きくすることが挙げられる。
ここで、静電容量Ｃを大きくすることで、測定誤差に起因するギャップ寸法ｄのばらつきを抑制してもよい。ただし、静電容量Ｃを大きくするためには、反射膜５４，５５の面積Ｓを大きくする必要があり、この場合、波長可変干渉フィルター５の平面サイズを大きくする必要がある。また、反射膜５４，５５の面積Ｓを大きくすると、反射膜５４，５５が撓みやすくなり、この点で、波長可変干渉フィルターの分解能が低下するおそれもある。

従って、ギャップ寸法ｄを制御することで、ギャップ寸法ｄのばらつきを抑制することが好ましい。ここで、図４に、反射膜５４，５５間のギャップ寸法と、フィードバック時におけるギャップ寸法のばらつきの関係（実測値）を示す。図４及び式（３）から、反射膜５４，５５間のギャップ寸法を小さくすることで、ギャップ寸法のばらつきを小さくできることが確認できる。

ところで、本実施形態の固定反射膜５４及び可動反射膜５５の反射特性は、波長可変干渉フィルター５から出射（透過）させる光の波長域（対象波長域）に基づいて設定される。すなわち、波長可変干渉フィルター５は、入射光から、対象波長域に含まれる複数波長の光を分光して透過させる。なお、この対象波長域は、波長可変干渉フィルター５を適用する装置（例えば分光装置等）に応じて適宜設定される。
よって、波長可変干渉フィルター５には、対象波長域に含まれる各波長の光を高い分解能で（半値幅が狭くなるように）出射させるような分光特性を有することが求められる。このような分光特性を決定する１つの要素として、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の光学特性（反射特性）が挙げられる。

ここで、波長可変干渉フィルター５により分光させる光の対象波長域を１１００ｎｍから１２００ｎｍとし、ギャップ寸法を走査して例えば１０ｎｍ間隔となる各波長の光を出射させるケースを例示して、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の反射特性について説明する。
図５は、可動反射膜５５の反射特性におけるピーク中心波長（第一中心波長λ１）と、固定反射膜５４の反射特性におけるピーク中心波長（第二中心波長λ２）との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルター５から対象波長域の最短波長（＝１１００ｎｍ）の光をピーク波長として透過させるために必要な反射膜５４，５５間のギャップ寸法（最小ギャップ寸法）を示す図である。
図６は、第一中心波長λ１と、第二中心波長λ２との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルター５から対象波長域における最長波長（＝１２００ｎｍ）の光をピーク波長として透過させるために必要な反射膜５４，５５間のギャップ寸法（最大ギャップ寸法）を示す図である。
図７は、第一中心波長λ１と、第二中心波長λ２との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルター５を透過する透過光の半値幅の最小値を示す図である。
図８は、第一中心波長λ１と、第二中心波長λ２との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルター５を透過する透過光の半値幅の最大値を示す図である。
図９は、第一中心波長λ１と、第二中心波長λ２との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルター５を透過する透過光の透過率の最小値を示す図である。
図１０は、第一中心波長λ１と、第二中心波長λ２との組み合わせに対し、波長可変干渉フィルター５を透過する透過光の透過率の最大値を示す図である。
図１１は、第一中心波長λ１と、第二中心波長λ２との組み合わせに対し、対象波長域に対して波長走査を行う場合の駆動量を示す図である。すなわち、最大ギャップと最小ギャップの差である。

ここで、可動反射膜５５の反射特性のピーク中心波長である第一中心波長をλ１と、固定反射膜５４の反射特性のピーク中心波長である第二中心波長をλ２とした際に、波長可変干渉フィルター５から第一波長λαの光を出射させる際のギャップＧのギャップ寸法をｄα（λ１，λ２）とする。
波長可変干渉フィルター５から対象波長域に含まれる任意の波長の光を出射させる際に、同じ次数で出射させる場合、対象波長域における最短波長λｓ（＝１１００ｎｍ）の光を出射させる際に、反射膜５４，５５間のギャップ寸法が最小ギャップ（ｄｓ（λ１，λ２））となる。一方、対象波長域における最長波長λｌ（＝１２００ｎｍ）の光を出射させる際に、反射膜５４，５５間のギャップ寸法が最大ギャップ（ｄｌ（λ１，λ２））となる。

図５に示すように、対象波長域における最短波長λｓ（＝１１００ｎｍ）の光を出射させる場合、仮に第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を測定中心波長λ０に設定し、波長可変干渉フィルター５から対象波長域における最短波長λｓの光を透過させる場合の、ギャップＧのギャップ寸法（最小ギャップｄｓ（λ０，λ０））は、３１４．４ｎｍとなる。
一方、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２の組合せ（λ１，λ２）を（１０５０，１３５０）、（１１５０，１２５０）、（１１５０，１３５０）、（１２５０，１２５０）、（１２５０，１３５０）、（１３５０，１３５０）（単位はｎｍ）とした場合、いずれも最小ギャップｄｓ（λ１，λ２）は、ｄｓ（λ０，λ０）よりも小さくなる。

また、上述したように、波長可変干渉フィルター５の透過光の透過波長と、ギャップ寸法とは比例するため、対象波長域の最長波長λｌ（＝１２００ｎｍ）の光を透過させる場合も同様である。すなわち、図６に示すように、仮に第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を測定中心波長λ０に設定し、波長可変干渉フィルター５から対象波長域の最長波長λｌの光を透過させる際のギャップ寸法（最大ギャップｄｌ（λ０，λ０））は、４６９．８ｎｍである。上記の組合せ（λ１，λ２）＝（１０５０，１３５０）、（１１５０，１２５０）、（１１５０，１３５０）、（１２５０，１２５０）、（１２５０，１３５０）、（１３５０，１３５０）の場合、いずれも最大ギャップｄｌ（λ１，λ２）は、ｄｌ（λ０，λ０）よりも小さくなる。

一方、上記の組合せ（λ１，λ２）＝（１０５０，１３５０）、（１１５０，１２５０）、（１１５０，１３５０）、（１２５０，１２５０）、（１２５０，１３５０）、（１３５０，１３５０）において、半値幅及び透過率を検証する。波長可変干渉フィルター５における各反射膜５４，５５の透過率が大きい場合、入射光の一部が、そのまま波長可変干渉フィルター５を透過するため、分解能が低下する（半値幅が小さくなる）。
仮に第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を測定中心波長λ０に設定する際の透過率は、図９及び図１０に示すように、最小値で０．５３、最大値で、０．５８となり、半値幅は、図７及び図８に示すように、最小値で６．０ｎｍ、最大値で７．８ｎｍとなる。
また、対象波長域の各波長を１０ｎｍ間隔で走査させる場合、半値幅も１０ｎｍ未満に設定することが好ましい。第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を測定中心波長λ０に設定する場合は、上述のように、半値幅が１０ｎｍ未満となり、波長可変干渉フィルター５において必要とされる分解能を十分満たしていると判断できる。
一方、上記組合せ（λ１，λ２）では、図７から図１０に示すように、（λ１，λ２）＝（１３５０，１３５０）の場合、透過率の最大値が大きく、半値幅の最大値が１０ｎｍよりも大きくなる。したがって、上記の組合せ（λ１，λ２）のうち、（１０５０，１３５０）、（１１５０，１２５０）、（１１５０，１３５０）、（１２５０，１２５０）、（１２５０，１３５０）の組合せが好ましいと判断できる。

以上より、波長可変干渉フィルター５における分解能の低下による測定精度の低下を抑制し、かつ、静電アクチュエーター５６をフィードバック制御した際の駆動再現性を最も向上させることができる組合せ（λ１，λ２）は、（１２５０，１３５０）と判断できる。
この場合、図１１に示すように、反射膜５４，５５の間のギャップ寸法を、最大ギャップｄｌから最小ギャップｄｓまで駆動させた際の駆動量も、上記組合せ（λ１，λ２）のうちで最小となる。したがって反射膜５４，５５の間のギャップ寸法を制御する際の駆動電圧の変更量も少なくてよく、ギャップ変更時における可動部５２１の振動も抑制される。可動部５２１の振動を抑制することで、反射膜５４，５５の間のギャップ寸法が所望の目標寸法となるまでの時間も短縮される。すなわち、波長可変干渉フィルター５が目標波長の光が透過可能な状態となるまでの待機時間も短くできる。
なお、本実施形態では、λ１＜λ２となっている。反射特性の中心波長をλとした誘電体多層膜を形成する場合、各層の層厚ａは、ａ＝λ／４ｎ（ｎは各層の屈折率）とすればよい。したがって、λ１＜λ２の場合、可動反射膜５５の膜厚寸法は、固定反射膜５４の膜厚寸法よりも小さくなる。本実施形態では、可動基板５２は、可動部５２１を固定基板５１側に撓ませる構造であり、固定基板５１よりも、膜が形成された際の膜応力の影響を強く受ける。よって、上記のように、λ１＜λ２とすることで、例えばλ１＝１３５０ｎｍ、λ２＝１２５０ｎｍとした場合に比べて、可動基板５２が受ける膜応力の影響を抑制でき、これによる基板の撓みを抑制することが可能となる。

図１２は、第一中心波長λ１と、第二中心波長λ２とを同一値とした場合における、波長可変干渉フィルター５から対象波長域の最短波長（＝１１００ｎｍ）の光をピーク波長として透過させるために必要な反射膜５４，５５間のギャップ寸法（最小ギャップ寸法）を示す図である。
本発明においては、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の反射特性におけるピーク中心波長を同じ波長に設定してもよい。図１２に示すように、ピーク中心波長を大きくする程、最小ギャップｄｓ（λ１，λ２）も小さくなる。
なお、この場合においてもλ１＝λ２＝１３５０ｎｍとすると、対象波長域を１０ｎｍ間隔で走査する際に、半値幅が走査間隔を超える。よって、λ１＝λ２＝１２５０ｎｍと設定することが好ましい。また、例えば、走査間隔を２０ｎｍ等にする場合では、例えばλ１＝λ２＝１３５０ｎｍに設定してもよく、より大きいピーク中心波長が設定されていてもよい。

［波長可変干渉フィルターの設計方法及び製造方法］
次に、上記のような波長可変干渉フィルターの設計方法及び製造方法について説明する。
（設計方法）
波長可変干渉フィルター５の各反射膜５４，５５を設計するためには、例えば設計装置を用いて、フィルター特性のシミュレーション処理を実施し、各反射膜５４，５５の各層の寸法を設計することが好ましい。
この設計装置は、例えば図１３に示すように、入力部１０１、表示部１０２、記憶部１０３、及び演算部１０４等を備えた一般的な汎用コンピューターを用いることができる。
入力部１０１は、例えばユーザーの入力操作に応じた操作信号を演算部１０４に入力する。
表示部１０２は、演算部１０４の制御の下、画像を表示させる。
記憶部１０３は、波長可変干渉フィルター５を設計するための各種データや、各種プログラムを記憶する。
演算部１０４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算回路や、メモリー等の記憶回路等により構成され、記憶部１０３に記憶された各種プログラムを読み込み実行する。

図１４は、波長可変干渉フィルターの設計方法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を設計するためには、まず、波長可変干渉フィルター５において必要とされるフィルター条件を取得する（ステップＳ１）。このフィルター条件は、例えば入力部１０１から入力される。フィルター条件としては、波長可変干渉フィルター５において分光させたい光の対象波長域、波長走査をさせる際の走査間隔等を含む。

この後、演算部１０４は、対象波長域における測定中心波長λ０を中心とした所定の波長範囲内において、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２の組合せ（λ１，λ２）を設定する。そして、これらの組合せ（λ１，λ２）のそれぞれに対して、対象波長域の最短波長λｓの光を波長可変干渉フィルター５から透過させる際の最小ギャップｄｓ（λ１，λ２）、及びその際の半値幅の最大値を、シミュレーション処理により算出する（ステップＳ２）。例えば、図５や図８に示すようなシミュレーション結果を算出する。

そして、演算部１０４は、算出された半値幅の最大値のシミュレーション結果から、フィルター条件における走査間隔よりも小さい半値幅となる組合せ（λ１，λ２）を抽出する。さらに、演算部１０４は、抽出された組合せ（λ１，λ２）から、最小ギャップｄｓ（λ１，λ２）が最小となる組合せ（λ１，λ２）を取得する（ステップＳ３）。

この後、演算部１０４は、取得したλ１，λ２に基づいて、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の膜設計を行う（ステップＳ４）。すなわち、各反射膜５４，５５を構成する誘電体多層膜の各層の層厚を算出する。例えば、可動反射膜５５の高屈折層５５Ａの層厚ｄ_１Ｈは、高屈折層５５Ａの屈折率ｎ_Ｈ（Ｓｉの場合、ｎ_Ｈ≒３．５）と、第一中心波長λ１とを用いて、ｄ_１Ｈ＝λ１／４ｎ_Ｈにより算出できる。また、可動反射膜５５の低屈折層５５Ｂの膜層ｄ_１Ｌは、低屈折層５５Ｂの屈折率ｎ_Ｌ（ＳｉＯ_２の場合、ｎ_Ｌ≒１．４５）と、第一中心波長λ１とを用いて、ｄ_１Ｌ＝λ１／４ｎ_Ｌにより算出できる。同様に、固定反射膜５４の高屈折層５４Ａの層厚ｄ_２Ｈは、高屈折層５４Ａの屈折率ｎ_Ｈ（Ｓｉの場合、ｎ_Ｈ≒３．５）と、第二中心波長λ２とを用いて、ｄ_２Ｈ＝λ２／４ｎ_Ｈにより算出できる。また、固定反射膜５４の低屈折層５４Ｂの膜層ｄ_２Ｌは、低屈折層５４Ｂの屈折率ｎ_Ｌ（ＳｉＯ_２の場合、ｎ_Ｌ≒１．４５）と、第二中心波長λ２とを用いて、ｄ_２Ｌ＝λ２／４ｎ_Ｌにより算出できる。

（製造方法）
図１５は、本実施形態における波長可変干渉フィルターの製造方法における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、図１５に示すように、可動基板形成ステップＳ１１を実施する。このステップＳ１１では、可動基板５２の母材となるガラス基板に対して、フォトリソグラフィ法等により、保持部５２２の形成位置が開口するレジストを形成してエッチング処理を実施し、可動部５２１及び保持部５２２を形成してレジストを除去する。
次に、可動電極形成ステップＳ１２を実施して、可動電極５６２を形成する。ステップＳ１２では、可動基板５２の一面（エッチング処理した面とは反対側の面）に電極材料を例えば蒸着法やスパッタリング等により形成する。そして、電極材料の上からレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて可動電極５６２及び可動引出電極５６４の形状に合わせてレジストをパターニングし、エッチング処理により、可動電極５６２及び可動引出電極５６４をパターニングした後、レジストを除去する。

この後、可動反射膜形成ステップＳ１３（本発明の第一ステップ）を実施して、可動反射膜５５を形成する。
このステップＳ１３では、フォトリソグラフィー法等により、可動基板５２の可動反射膜５５の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。そして、可動反射膜５５を形成するための高屈折層５５Ａ及び低屈折層５５Ｂを積層する。
この際、図１４に示した設計方法により設計（算出）された可動反射膜５５の各層の層厚ｄ_１Ｈ，ｄ_１Ｌに従って、高屈折層５５Ａ及び低屈折層５５Ｂを交互に所定数積層形成する。また、誘電体多層膜の表層面に導電性膜５５Ｃ（例えばＩＴＯ）を積層する。導電性膜５５Ｃの膜厚ｄ_１ｅとしては、高屈折層５５Ａ及び低屈折層５５Ｂの層厚と同様、導電性膜５５Ｃの屈折率ｎ_ｅとして、ｄ_１ｅ＝λ１／４ｎ_ｅにより算出された膜厚となる。
各層を積層した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
更に、この後、第二検出電極５５１の電極材料を成膜し、パターニングする。

次に、固定基板形成ステップＳ１４を実施する。このステップＳ１４では、固定基板５１の母材となるガラス基板に対して、フォトリソグラフィー法によるレジスト形成、及びエッチング処理を多段階実施することで、電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２を形成する。
この後、可動電極形成ステップＳ１５を実施して、固定電極５６１及び固定引出電極５６３を形成する。ステップＳ１５では、ステップＳ１２と同様、固定基板５１の一面（エッチング処理した面とは反対側の面）に電極材料を、例えば蒸着法やスパッタリング等により形成し、エッチング処理により固定電極５６１及び固定引出電極５６３をパターニングする・

この後、固定反射膜形成ステップＳ１６（本発明の第二ステップ）を実施して、固定反射膜５４を形成する。
このステップＳ１６では、フォトリソグラフィー法等により、固定基板５１の固定反射膜５４の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。そして、固定反射膜５４を形成するための高屈折層５４Ａ及び低屈折層５４Ｂを積層する。
この際、ステップＳ１３と同様、図１４に示した設計方法により設計（算出）された固定反射膜５４の各層の層厚ｄ_２Ｈ，ｄ_２Ｌに従って、高屈折層５４Ａ及び低屈折層５４Ｂを交互に所定数積層形成する。また、誘電体多層膜の表層面に導電性膜５４Ｃを積層する。この導電性膜５４Ｃの膜厚ｄ_２ｅとしては、高屈折層５４Ａ及び低屈折層５４Ｂの層厚と同様、導電性膜５４Ｃの屈折率ｎ_ｅとして、ｄ_２ｅ＝λ２／４ｎ_ｅにより算出された膜厚となる。
各層を積層した後、リフトオフにより、不要部分の膜を除去する。
更に、この後、第一検出電極５４１の電極材料を成膜し、パターニングする。

この後、ステップＳ１１からステップＳ１３により形成された可動基板５２と、ステップＳ１４からステップＳ１６により形成された固定基板とを、接合する（基板接合ステップ：ステップＳ１７）。
なお、図１５に示す例では、ステップＳ１２の後に、ステップＳ１３を実施したが、先にステップＳ１３により可動反射膜５５を形成した後、ステップＳ１２を実施して可動電極５６２及び可動引出電極５６４を形成してもよい。この場合、ステップＳ１２において、可動電極５６２及び可動引出電極５６４の形成時に、同時に、第二検出電極５５１を形成することができる。
固定基板５１においても同様であり、ステップＳ１６により固定反射膜５４を形成した後、ステップＳ１５により固定電極５６１、固定引出電極５６３、及び第一検出電極５４１を同時に形成してもよい。
また、ステップＳ１１からステップＳ１３により可動基板５２を形成した後に、ステップＳ１４からステップＳ１６により固定基板５１を形成したが、先にステップＳ１４からステップＳ１６を実施した後に、ステップＳ１１からステップＳ１３を実施してもよい。

［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、固定反射膜５４と、固定反射膜５４に対向する可動反射膜５５と、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の間のギャップ寸法を変更する静電アクチュエーター５６とを備える。そして、可動反射膜５５及び固定反射膜５４の反射特性におけるピーク中心波長は、ｄｓ（λ１，λ２）＜ｄｓ（λ０，λ０）を満たす。

このような構成では、波長可変干渉フィルター５から対象波長域に含まれる波長の光を透過させる際に、反射膜５４，５５の間のギャップ寸法が小さくなり、静電アクチュエーター５６における駆動電圧をフィードバック制御した際（ギャップＧのギャップ寸法を制御した際）のギャップ寸法のばらつきを抑制できる。つまり、波長可変干渉フィルター５における駆動再現性を向上させることができる。これにより、波長可変干渉フィルター５から、所望波長の光を高精度に透過させることができ、波長可変干渉フィルター５の分光精度の向上を図れる。

本実施形態では、波長可変干渉フィルター５から対象波長域における最短波長λｓの光を透過させる際のギャップ寸法（最小ギャップｄｓ（λ１，λ２））に基づいて、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の反射特性におけるピーク中心波長を設定する。
波長可変干渉フィルター５から同じ次数で出射光を出射させる場合、最短波長λｓを出射させる際のギャップ寸法が最小となる。また、波長可変干渉フィルター５の透過光の波長と、反射膜５４，５５の間のギャップ寸法とは比例の関係となる。よって、最短波長λｓに対応した最小ギャップを用いることで、例えば、対象波長域における全波長の光を透過させるために必要なギャップ寸法を調査することなく、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を容易に求めることができる。

本実施形態では、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２は、λ１≧λ０、かつλ２＞λ０を満たすことが好ましい。すなわち、図５、図６、及び図１２に示すように、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２が、大きくなるほど、最小ギャップｄｓ（λ１，λ２）が小さくなる。よって、λ１≧λ０、かつλ２＞λ０とすることで、ギャップＧのフィードバック制御時におけるギャップ寸法のばらつきを抑制でき、駆動再現性の向上を図ることができる。

本実施形態では、固定反射膜５４及び可動反射膜５５は、誘電体多層膜により構成されている。このため、例えば、固定反射膜５４及び可動反射膜５５として金属膜を用いる場合に比べて、波長可変干渉フィルター５の透過光の半値幅を狭くでき、高分解能を実現できる。

本実施形態では、λ１＜λ２の関係を満たす。すなわち、可動反射膜５５の厚み寸法が固定反射膜５４よりも小さくなる。この場合、可動反射膜５５から可動基板５２に伝わる膜応力を小さくできる。特に本実施形態では、保持部５２２を撓ませて可動部５２１を固定基板５１側に変位させることで、ギャップＧのギャップ寸法を変更する。このような構成では、可動基板５２が変形しやすいため、上記のように膜応力の影響を抑制することで、分光測定精度（分解能）の低下を抑制できる。

本実施形態では、波長可変干渉フィルター５から、対象波長域内の波長を所定の波長間隔（例えば１０ｎｍ）で走査させて透過光を透過させた際に、透過光の半値幅が波長間隔である１０ｎｍ未満となるように、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を取得し、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を設計する。このため、波長可変干渉フィルター５から透過される透過光の半値幅を、例えば分光測定等に影響しない程度に十分に小さくでき、高い分光精度を維持できる。

［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について説明する。
第二実施形態では、上記第一実施形態において説明した波長可変干渉フィルター５が組み込まれた電子機器の一例を図面に基づいて説明する。

［プリンターの概略構成］
図１６は、第二実施形態のプリンター１０の外観の構成例を示す図である。図１７は、本実施形態のプリンター１０の概略構成を示すブロック図である。
図１６に示すように、プリンター１０は、供給ユニット１１、搬送ユニット１２と、キャリッジ１３と、キャリッジ移動ユニット１４と、制御ユニット１５（図１７参照）と、を備えている。このプリンター１０は、例えばパーソナルコンピューター等の外部機器２０から入力された印刷データに基づいて、各ユニット１１，１２，１４及びキャリッジ１３を制御し、媒体Ａ上に画像を印刷する。また、本実施形態のプリンター１０は、予め設定された較正用印刷データに基づいて媒体Ａ上の所定位置に測色用のカラーパッチを形成し、かつ当該カラーパッチに対する分光測定を行う。これにより、プリンター１０は、カラーパッチに対する実測値と、較正用印刷データとを比較して、印刷されたカラーに色ずれがあるか否か判定し、色ずれがある場合は、実測値に基づいて色補正を行う。
以下、プリンター１０の各構成について具体的に説明する。

供給ユニット１１は、画像形成対象となる媒体Ａを、画像形成位置に供給するユニットである。この供給ユニット１１は、例えば媒体Ａが巻装されたロール体１１１（図１６参照）、ロール駆動モーター（図示略）、及びロール駆動輪列（図示略）等を備える。そして、制御ユニット１５からの指令に基づいて、ロール駆動モーターが回転駆動され、ロール駆動モーターの回転力がロール駆動輪列を介してロール体１１１に伝達される。これにより、ロール体１１１が回転し、ロール体１１１に巻装された紙面がＹ方向（副走査方向）における下流側（＋Ｙ方向）に供給される。
なお、本実施形態では、ロール体１１１に巻装された紙面を供給する例を示すがこれに限定されない。例えば、トレイ等に積載された紙面等の媒体Ａをローラー等によって例えば１枚ずつ供給する等、如何なる供給方法によって媒体Ａが供給されてもよい。

搬送ユニット１２は、供給ユニット１１から供給された媒体Ａを、Ｙ方向に沿って搬送する。この搬送ユニット１２は、搬送ローラー１２１と、搬送ローラー１２１と媒体Ａを挟んで配置され、搬送ローラー１２１に従動する従動ローラー（図示略）と、プラテン１２２と、を含んで構成されている。
搬送ローラー１２１は、図示略の搬送モーターからの駆動力が伝達され、制御ユニット１５の制御により搬送モーターが駆動されると、その回転力により回転駆動されて、従動ローラーとの間に媒体Ａを挟み込んだ状態でＹ方向に沿って搬送する。また、搬送ローラー１２１のＹ方向の下流側（＋Ｙ側）には、キャリッジ１３に対向するプラテン１２２が設けられている。

キャリッジ１３は、媒体Ａに対して画像を印刷する印刷部１６と、媒体Ａ上の所定の測定位置Ｒ（図１７参照）の分光測定を行う分光器１７と、を備えている。
このキャリッジ１３は、キャリッジ移動ユニット１４によって、Ｙ方向と交差する主走査方向に沿って移動可能に設けられている。
また、キャリッジ１３は、フレキシブル回路１３１により制御ユニット１５に接続され、制御ユニット１５からの指令に基づいて、印刷部１６による印刷処理及び、分光器１７による分光測定処理を実施する。
なお、キャリッジ１３の詳細な構成については後述する。

キャリッジ移動ユニット１４は、本発明における移動機構を構成し、制御ユニット１５からの指令に基づいて、キャリッジ１３をＸ方向に沿って往復移動させる。
このキャリッジ移動ユニット１４は、例えば、キャリッジガイド軸１４１と、キャリッジモーター１４２と、タイミングベルト１４３と、を含んで構成されている。
キャリッジガイド軸１４１は、Ｘ方向に沿って配置され、両端部がプリンター１０の例えば筐体に固定されている。キャリッジモーター１４２は、タイミングベルト１４３を駆動させる。タイミングベルト１４３は、キャリッジガイド軸１４１と略平行に支持され、キャリッジ１３の一部が固定されている。そして、制御ユニット１５の指令に基づいてキャリッジモーター１４２が駆動されると、タイミングベルト１４３が正逆走行され、タイミングベルト１４３に固定されたキャリッジ１３がキャリッジガイド軸１４１にガイドされて往復移動する。

次に、キャリッジ１３に設けられる印刷部１６及び分光器１７の構成について、図面に基づいて説明する。
［印刷部１６の構成］
印刷部１６は、媒体Ａと対向する部分に、インクを個別に媒体Ａ上に吐出して、媒体Ａ上に画像を形成する。
この印刷部１６は、複数色のインクに対応したインクカートリッジ１６１が着脱自在に装着されており、各インクカートリッジ１６１からインクタンク（図示略）にチューブ（図示略）を介してインクが供給される。また、印刷部１６の下面（媒体Ａに対向する位置）には、インク滴を吐出するノズル（図示略）が、各色に対応して設けられている。これらのノズルには、例えばピエゾ素子が配置されており、ピエゾ素子を駆動させることで、インクタンクから供給されたインク滴が吐出されて媒体Ａに着弾し、ドットが形成される。

［分光器の構成］
図１８は、分光器１７の概略構成を示す断面図である。
分光器１７は、本発明における光学モジュールであり、図１８に示すように、光源部１７１と、光学フィルターデバイス１７２、受光部１７３と、導光部１７４と、筐体１７５と、を備えている。
この分光器１７は、光源部１７１から媒体Ａ上の測定位置Ｒに照明光を照射し、測定位置Ｒで反射された光成分を、導光部１７４により光学フィルターデバイス１７２に入射させる。そして、光学フィルターデバイス１７２は、この反射光から所定波長の光を出射（透過）させて、受光部１７３により受光させる。また、光学フィルターデバイス１７２は、制御ユニット１５の制御に基づいて、透過波長を選択可能であり、可視光における各波長の光の光量を測定することで、媒体Ａ上の測定位置Ｒの分光測定が可能となる。

［光源部の構成］
光源部１７１は、光源１７１Ａと、集光部１７１Ｂとを備える。この光源部１７１は、光源１７１Ａから出射された光を媒体Ａの測定位置Ｒ内に、媒体Ａの表面に対する法線方向から照射する。
光源１７１Ａとしては、可視光域における各波長の光を出射可能な光源が好ましい。このような光源１７１Ａとして、例えばハロゲンランプやキセノンランプ、白色ＬＥＤ等を例示でき、特に、キャリッジ１３内の限られたスペース内で容易に設置可能な白色ＬＥＤが好ましい。集光部１７１Ｂは、例えば集光レンズ等により構成され、光源１７１Ａからの光を測定位置Ｒに集光させる。なお、図１８においては、集光部１７１Ｂでは、１つのレンズ（集光レンズ）のみを表示するが、複数のレンズを組み合わせて構成されていてもよい。

［光学フィルターデバイスの構成］
光学フィルターデバイス１７２は、筐体６と、筐体６の内部に収納された波長可変干渉フィルター５とを備えている。筐体６は、内部に収容空間を有し、この収容空間内に波長可変干渉フィルター５が収納されている。また、筐体６は、波長可変干渉フィルターの固定引出電極５６３、可動引出電極５６４、第一検出電極５４１、及び第二検出電極５５１に接続された端子部を有し、当該端子部が制御ユニット１５に接続されている。そして、制御ユニット１５からの指令信号に基づいて、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に所定の電圧が印加され、これにより、波長可変干渉フィルター５から印加電圧に応じた波長の光が出射される。また、第一検出電極５４１及び第二検出電極５５１からの信号に基づいて、反射膜５４，５５の間のギャップ寸法に応じた静電容量が検出される。

［受光部及び導光光学系の構成］
受光部１７３は、図１８に示すように、波長可変干渉フィルター５の光軸上に配置され、当該波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光する。そして、受光部１７３は、制御ユニット１５の制御に基づいて、受光量に応じた検出信号（電流値）を出力する。なお、受光部１７３により出力された検出信号は、Ｉ−Ｖ変換器（図示略）、増幅器（図示略）、及びＡＤ変換器（図示略）を介して制御ユニット１５に入力される。
導光部１７４は、反射鏡１７４Ａと、バンドパスフィルター１７４Ｂとを備えている。
この導光部１７４は、測定位置Ｒで、媒体Ａの表面に対して４５°で反射された光を反射鏡１７４Ａにより、波長可変干渉フィルター５の光軸上に反射させる。バンドパスフィルター１７４Ｂは、可視光域（例えば３８０ｎｍ〜７２０ｎｍ）の光を透過させ、紫外光及び赤外光の光をカットする。これにより、波長可変干渉フィルター５には、可視光域の光が入射されることになり、受光部１７３において、可視光域における波長可変干渉フィルター５により選択された波長の光が受光される。

［制御ユニットの構成］
制御ユニット１５は、本発明の制御部であり、図１７に示すように、Ｉ／Ｆ１５１と、ユニット制御回路１５２と、メモリー１５３と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５４と、を含んで構成されている。
Ｉ／Ｆ１５１は、外部機器２０から入力される印刷データをＣＰＵ１５４に入力する。
ユニット制御回路１５２は、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、印刷部１６、光源１７１Ａ、波長可変干渉フィルター５、受光部１７３、及びキャリッジ移動ユニット１４をそれぞれ制御する制御回路を備えており、ＣＰＵ１５４からの指令信号に基づいて、各ユニットの動作を制御する。なお、各ユニットの制御回路が、制御ユニット１５とは別体に設けられ、制御ユニット１５に接続されていてもよい。

メモリー１５３は、プリンター１０の動作を制御する各種プログラムや各種データが記憶されている。
各種データとしては、例えば、波長可変干渉フィルター５を制御する際の、静電アクチュエーター５６への印加電圧に対する、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長を示したＶ−λデータ、印刷データとして含まれる色データに対する各インクの吐出量を記憶した印刷プロファイルデータ等が挙げられる。また、光源１７１Ａの各波長に対する発光特性（発光スペクトル）や、受光部１７３の各波長に対する受光特性（受光感度特性）等が記憶されていてもよい。

ＣＰＵ１５４は、メモリー１５３に記憶された各種プログラムを読み出し実行することで、供給ユニット１１、搬送ユニット１２、及びキャリッジ移動ユニット１４の駆動制御、印刷部１６の印刷制御、分光器１７による測定制御（波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６の駆動制御、受光部１７３の受光制御）、分光器１７を用いた分光測定結果に基づいた測色処理や、印刷プロファイルデータの補正（更新）処理等を実施する。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態の分光器１７は、上記第一実施形態にて説明した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を透過した光を受光する受光部１７３とを備えている。
ここで、波長可変干渉フィルター５は、上述のように、ギャップＧのギャップ寸法を制御した際のばらつきを低減でき、高い分光精度で所望波長の光を透過させることが可能である。よって、受光部１７３により当該光を受光することで、測定対象となるカラーパッチに対する分光測定を高精度に実施できる。

また、本実施形態のプリンター１０は、このような分光器１７により測定された分光測定結果に応じてカラーパッチ等に対する測色処理を実施して、その結果に応じて印刷プロファイルデータを更新する。この際、上述のように、分光器１７により高精度な分光測定を実施することができるので、カラーパッチに対する正確な色度を測定することができ、その測定結果に基づいて印刷プロファイルデータを更新（補正）することで、ユーザーが再現した色を忠実に印刷部１６により媒体Ａ上に印刷することができる。

［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。
例えば、本実施形態では、固定反射膜５４及び可動反射膜５５として、誘電体多層膜を用いる例を示したが、これに限定されない。例えば、固定反射膜５４及び可動反射膜５５として、Ａｇ膜やＡｇ合金膜等の金属膜を用いてもよく、この場合では、各反射膜５４，５５の素材を選定する際に、上記第一実施形態におけるステップＳ１からステップＳ３を実施して、反射膜５４，５５の反射特性における最適なピーク中心波長の組合せ（λ１，λ２）を設定する。この後、当該組合せ（λ１，λ２）に対応した素材（金属膜や金属合金膜）を設計すればよい。

上記第一実施形態において、第一波長λαとして最短波長λｓを用い、最短波長λｓの光を透過させる際のギャップ寸法（最小ギャップｄｓ（λ１，λ２））が、ｄｓ（λ１，λ２）＜ｄｓ（λ０，λ０）を満たすように、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を設計したが、これに限定されない。
上述したように、波長可変干渉フィルター５から同じ次数で対象波長域に含まれる各波長の光を透過させる場合、透過光の波長とギャップ寸法とは比例の関係となる。したがって、例えば波長可変干渉フィルター５から最長波長λｌの光を透過させる際のギャップＧのギャップ寸法（最大ギャップ）が最小となるように、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を設定してもよい。

また、上述した実施形態では、波長可変干渉フィルター５から同じ次数で対象波長域に含まれる各波長の光を透過させる場合の例であるが、透過光の波長域によって、次数を変更してもよい。
例えば、波長可変干渉フィルター５から１１００ｎｍから１１５０ｎｍの光を透過させる場合には、３次の透過光を用い、１１６０ｎｍから１２００ｎｍの光を透過させる場合には、２次の透過光を用いてもよい。
この場合、例えば３次の最短波長λｓ（＝１１００ｎｍ）に対応する最小ギャップに基づいて、第一中心波長λ１及び第二中心波長λ２を設定することが好ましい。すなわち、波長可変干渉フィルター５からの波長λの光を次数１で透過させる場合の反射膜５４，５５の間のギャップ寸法をｄ_λ１とすると、波長可変干渉フィルター５からの波長λの光を次数２で透過させる場合では、反射膜５４，５５の間のギャップ寸法は２ｄ_λ１となる。また、波長可変干渉フィルター５からの波長λの光を次数３で透過させる場合では、反射膜５４，５５の間のギャップ寸法は３ｄ_λ１となる。このように、波長λの光を透過させる際の次数を上げると、ギャップ寸法も次数に応じて大きくなる。
したがって、対象波長域の光を複数の次数で分割して透過させる場合、高次の次数で透過させる波長域において、ギャップ寸法も大きくなる傾向があり、フィードバック制御時のギャップ寸法のばらつきも大きくなる。このため、上記のように、高次の次数で透過させる波長域における最短波長λｓに対応した最小ギャップｄｓ（λ１，λ２）が最小となるように、第一中心波長λ１，第二中心波長λ２を設定することで、対象波長域に含まれる各波長に対応するギャップ寸法をそれぞれ小さくでき、フィードバック制御時におけるギャップ寸法のばらつきも低減できる。

上記実施形態では、波長可変干渉フィルターとして、入射光から所定波長の光を分光して透過させる光透過型の波長可変干渉フィルター５を例示したが、これに限定されない。例えば、波長可変干渉フィルターとして、入射光から所定波長の光を分光して反射させる光反射型の波長可変干渉フィルターを用いてもよい。

本発明の電子機器として、上記第二実施形態では、プリンター１０を例示したが、その他、様々な分野により本発明の電子機器を適用することができる。
例えば、本発明の電子機器として、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステム等に用いてもよい。このようなシステムとしては、例えば、本発明の光学モジュール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。その他、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、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。
さらに、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、波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができる。このような電子機器により、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。
さらには、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。

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。

５…波長可変干渉フィルター、１０…プリンター（電子機器）、１３…キャリッジ、１４…キャリッジ移動ユニット、１５…制御ユニット、１６…印刷部、１７…分光器、５１…固定基板、５２…可動基板、５４…固定反射膜（第二反射膜）、５４Ａ…高屈折層、５４Ｂ…低屈折層、５４Ｃ…導電性膜、５５…可動反射膜（第一反射膜）、５５Ａ…高屈折層、５５Ｂ…低屈折層、５５Ｃ…導電性膜、５６…静電アクチュエーター、１７２…光学フィルターデバイス、１７３…受光部、５２１…可動部、５２２…保持部、５４１…第一検出電極、５５１…第二検出電極、５６１…固定電極、５６２…可動電極。

Claims (8)

1. 第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法を変化させるギャップ変更部と、を備え、前記ギャップ寸法を所定の最大ギャップ寸法から所定の最小ギャップ寸法まで変更可能であり、出射光の波長を、前記最大ギャップ寸法に対応する最長波長から、前記最小ギャップ寸法に対応する最短波長までの間の波長域で変更可能な波長可変干渉フィルターであって、
   前記波長域内に含まれる任意の波長を第一波長λα、
   前記波長域の中心波長を測定中心波長λ０、
   前記第一反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第一中心波長λ１、
   前記第二反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第二中心波長λ２、
   前記第一波長λαの光を前記波長可変干渉フィルターから出射させる場合の前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法をｄα（λ１，λ２）とし、
   反射特性の中心波長が前記測定中心波長λ０となる一対の光学膜を互いに対向させて、前記第一波長λαの光を出射させる場合の前記一対の光学膜の間のギャップ寸法をｄα（λ０，λ０）とした際に、
   ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たす
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
2. 請求項１に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
   前記第一波長λαは、前記最短波長である
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
3. 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、
   前記第一中心波長λ１及び前記第二中心波長λ２は、λ１≧λ０、かつλ２＞λ０を満たす
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
   前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、誘電体多層膜である
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
5. 請求項４に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
   前記第一反射膜を保持する第一基板をさらに備え、
   前記ギャップ変更部は、前記第一基板を前記第二反射膜側に変位させることで、前記ギャップ寸法を変化させ、
   前記第一中心波長λ１及び前記第二中心波長λ２は、λ１＜λ２を満たす
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の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、
   を備えたことを特徴とする電子機器。
7. 第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法を変化させるギャップ変更部と、を備え、前記ギャップ寸法を所定の最大ギャップ寸法から所定の最小ギャップ寸法まで変更可能であり、出射光の波長を、前記最大ギャップ寸法に対応する最長波長から、前記最小ギャップ寸法に対応する最短波長までの間の波長域で変更可能な波長可変干渉フィルターの設計方法であって、
   前記波長域内に含まれる任意の波長を第一波長λα、
   前記波長域の中心波長を測定中心波長λ０、
   前記第一反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第一中心波長λ１、
   前記第二反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第二中心波長λ２、
   前記第一波長λαの光を前記波長可変干渉フィルターから出射させる場合の前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法をｄα（λ１，λ２）とし、
   反射特性の中心波長が前記測定中心波長λ０となる一対の光学膜を互いに対向させて、前記第一波長λαの光を出射させる場合の前記一対の光学膜の間のギャップ寸法をｄα（λ０，λ０）とした際に、
   前記第一中心波長λ１及び前記第二中心波長λ２が、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たすように、前記第一反射膜及び前記第二反射膜を設計する
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの設計方法。
8. 第一反射膜と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法を変化させるギャップ変更部と、を備え、前記ギャップ寸法を所定の最大ギャップ寸法から所定の最小ギャップ寸法まで変更可能であり、出射光の波長を、前記最大ギャップ寸法に対応する最長波長から、前記最小ギャップ寸法に対応する最短波長までの間の波長域で変更可能な波長可変干渉フィルターの製造方法であって、
   前記第一反射膜を形成する第一ステップと、
   前記第二反射膜を形成する第二ステップと、を含み、
   前記波長域内に含まれる任意の波長を第一波長λα、
   前記波長域の中心波長を測定中心波長λ０、
   前記第一反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第一中心波長λ１、
   前記第二反射膜の反射特性におけるピーク中心波長を第二中心波長λ２、
   前記第一波長λαの光を前記波長可変干渉フィルターから出射させる場合の前記第一反射膜と前記第二反射膜との間のギャップ寸法をｄα（λ１，λ２）とし、
   反射特性の中心波長が前記測定中心波長λ０となる一対の光学膜を互いに対向させて、前記第一波長λαの光を出射させる場合の前記一対の光学膜の間のギャップ寸法をｄα（λ０，λ０）とした際に、
   前記第一ステップでは、前記第一中心波長λ１が、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たす前記第一反射膜を形成し、
   前記第二ステップでは、前記第二中心波長λ２が、ｄα（λ１，λ２）＜ｄα（λ０，λ０）を満たす前記第二反射膜を形成する
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。

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