JPH11142752A - 透過波長可変干渉フィルタ及びこれを用いた分光器 - Google Patents
透過波長可変干渉フィルタ及びこれを用いた分光器Info
- Publication number
- JPH11142752A JPH11142752A JP30247897A JP30247897A JPH11142752A JP H11142752 A JPH11142752 A JP H11142752A JP 30247897 A JP30247897 A JP 30247897A JP 30247897 A JP30247897 A JP 30247897A JP H11142752 A JPH11142752 A JP H11142752A
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- pair
- interference filter
- transmission wavelength
- gap
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化が可能で入射光のスポット径により分
光特性が変化しない透過波長可変干渉フィルタを実現す
る。 【解決手段】 透過波長が可変である透過波長可変干渉
フィルタにおいて、互いに平行に保持された一対の基板
（７，８）と、この一対の基板（７，８）上に互いに対
向すると共に一定間隔を有するように形成された一対の
多層膜（９，１０）とを備え、外力により一対の多層膜
（９，１０）間の間隔を変化させる。
光特性が変化しない透過波長可変干渉フィルタを実現す
る。 【解決手段】 透過波長が可変である透過波長可変干渉
フィルタにおいて、互いに平行に保持された一対の基板
（７，８）と、この一対の基板（７，８）上に互いに対
向すると共に一定間隔を有するように形成された一対の
多層膜（９，１０）とを備え、外力により一対の多層膜
（９，１０）間の間隔を変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射光のうち特定
波長の光を透過させる干渉フィルタに関し、特に透過波
長が可変である透過波長可変干渉フィルタに関する。
波長の光を透過させる干渉フィルタに関し、特に透過波
長が可変である透過波長可変干渉フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の干渉フィルタは分光分析装置等に
用いられている。分光分析装置では干渉フィルタ、プリ
ズムや回折格子を用いて光源の光を分光して用いるもの
やＦＴ−ＩＲ（Fourier Transform InfraRed spectrome
ter）のように光の干渉を用いるものがある。一般に、
干渉フィルタはその透過波長が干渉フィルタの多層膜構
造で一義的に決まってしまうため、測定対象に用いる波
長が予め決まっている場合には分光器の小型化、低価格
化が可能になる。
用いられている。分光分析装置では干渉フィルタ、プリ
ズムや回折格子を用いて光源の光を分光して用いるもの
やＦＴ−ＩＲ（Fourier Transform InfraRed spectrome
ter）のように光の干渉を用いるものがある。一般に、
干渉フィルタはその透過波長が干渉フィルタの多層膜構
造で一義的に決まってしまうため、測定対象に用いる波
長が予め決まっている場合には分光器の小型化、低価格
化が可能になる。
【０００３】但し、測定する波長が未定の場合は透過波
長を変化させることができないため回折格子を用いた分
光器やＦＴ−ＩＲのように定性分析ができないと言った
問題点があった。
長を変化させることができないため回折格子を用いた分
光器やＦＴ−ＩＲのように定性分析ができないと言った
問題点があった。
【０００４】そこで、透過波長を可変にする干渉フィル
タが考案されている。図６（Ａ）及び（Ｂ）はこのよう
な従来の透過波長可変干渉フィルタの一例を示す平面図
及び断面図である。図６において１は基板、２は多層膜
であり、１及び２は透過波長可変干渉フィルタ５０を構
成している。長方形の基板１の上には多層膜２が形成さ
れ、図６（Ｂ）に示すようにこの多層膜２は図６中”
イ”に示す方向に進むに従ってその多層膜２の厚みが連
続的に厚くなる構造になっている。
タが考案されている。図６（Ａ）及び（Ｂ）はこのよう
な従来の透過波長可変干渉フィルタの一例を示す平面図
及び断面図である。図６において１は基板、２は多層膜
であり、１及び２は透過波長可変干渉フィルタ５０を構
成している。長方形の基板１の上には多層膜２が形成さ
れ、図６（Ｂ）に示すようにこの多層膜２は図６中”
イ”に示す方向に進むに従ってその多層膜２の厚みが連
続的に厚くなる構造になっている。
【０００５】ここで、干渉フィルタの透過光の中心波長
を”λ”、屈折率を”ｎ”、多層膜２の膜厚を”ｄ”と
すると、光学薄膜”ｎ・ｄ”と”λ”の間には、 λ／４＝ｎ・ｄ （１） が成り立つ。式（１）から分かるように屈折率”ｎ”が
一定であれば多層膜２の膜厚”ｄ”が厚くなると透過光
の中心波長が長くなることが分かる。
を”λ”、屈折率を”ｎ”、多層膜２の膜厚を”ｄ”と
すると、光学薄膜”ｎ・ｄ”と”λ”の間には、 λ／４＝ｎ・ｄ （１） が成り立つ。式（１）から分かるように屈折率”ｎ”が
一定であれば多層膜２の膜厚”ｄ”が厚くなると透過光
の中心波長が長くなることが分かる。
【０００６】すなわち、図７は図６に示す透過波長可変
干渉フィルタ５０の図６中”ロ”、”ハ”、”ニ”及
び”ホ”に示す位置の透過特性を示す特性曲線図であ
り、図７中の”ハ”〜”ホ”は図６中の”ハ”〜”ホ”
を示している。図６から分かるように図６中”イ”の方
向に進む従って透過光の中心波長が長くなることが分か
る。
干渉フィルタ５０の図６中”ロ”、”ハ”、”ニ”及
び”ホ”に示す位置の透過特性を示す特性曲線図であ
り、図７中の”ハ”〜”ホ”は図６中の”ハ”〜”ホ”
を示している。図６から分かるように図６中”イ”の方
向に進む従って透過光の中心波長が長くなることが分か
る。
【０００７】また、多層膜２は実際には屈折率の高い物
質のλ／４光学薄膜”Ｈ”と屈折率の低い物質のλ／４
光学薄膜”Ｌ”とが交互に積層された構造であり、その
膜構造は、 空気／ＨＬＨＬ２ＨＬＨＬＨ／基板 若しくは、 空気／ＨＬＨＬ４ＨＬＨＬＨ／基板 等のように表すことができる。
質のλ／４光学薄膜”Ｈ”と屈折率の低い物質のλ／４
光学薄膜”Ｌ”とが交互に積層された構造であり、その
膜構造は、 空気／ＨＬＨＬ２ＨＬＨＬＨ／基板 若しくは、 空気／ＨＬＨＬ４ＨＬＨＬＨ／基板 等のように表すことができる。
【０００８】図６に示す従来の透過波長可変干渉フィル
タ５０を用いる場合は透過波長可変干渉フィルタ５０を
図６中”イ”に示す方向に移動させて透過光の波長を変
化させる方法がある。
タ５０を用いる場合は透過波長可変干渉フィルタ５０を
図６中”イ”に示す方向に移動させて透過光の波長を変
化させる方法がある。
【０００９】また、図８は透過波長可変干渉フィルタ５
０を他の使用例を示す説明図であり、図８に示すように
複数の入射光を透過波長可変干渉フィルタ５０に入射し
てその複数の透過光をフォトダイオードアレイ等の複数
の受光素子から構成される光検出器を用いて受光しても
良い。
０を他の使用例を示す説明図であり、図８に示すように
複数の入射光を透過波長可変干渉フィルタ５０に入射し
てその複数の透過光をフォトダイオードアレイ等の複数
の受光素子から構成される光検出器を用いて受光しても
良い。
【００１０】図８において５０は図６と同一符号を付し
てあり、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ及び３ｆは各受
光素子、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１
００ｅ及び１００ｆは複数の入射光である。入射光１０
０ａ〜１００ｆは多層膜２を介することによりそれぞれ
中心波長の異なる透過光として出力される。これらの透
過光は受光素子３ａ〜３ｆでそれぞれ同時に検出され
る。
てあり、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ及び３ｆは各受
光素子、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１
００ｅ及び１００ｆは複数の入射光である。入射光１０
０ａ〜１００ｆは多層膜２を介することによりそれぞれ
中心波長の異なる透過光として出力される。これらの透
過光は受光素子３ａ〜３ｆでそれぞれ同時に検出され
る。
【００１１】この結果、図８に示す構成では透過波長可
変干渉フィルタ５０の位置を移動させる必要がないの
で、構成が簡単になり小型化等が可能になる。
変干渉フィルタ５０の位置を移動させる必要がないの
で、構成が簡単になり小型化等が可能になる。
【００１２】また、図９はこのような従来の他の透過波
長可変干渉フィルタの一例を示す平面図である。図９に
おいて４は多層膜であり、４は透過波長可変干渉フィル
タ５１を構成している。円盤状の基板（図示せず。）上
に多層膜４が形成され、図９中”０°”の位置から図９
中”イ”に示す角度方向に進むに従ってその多層膜４の
厚みが連続的に厚くなる構造になっている。
長可変干渉フィルタの一例を示す平面図である。図９に
おいて４は多層膜であり、４は透過波長可変干渉フィル
タ５１を構成している。円盤状の基板（図示せず。）上
に多層膜４が形成され、図９中”０°”の位置から図９
中”イ”に示す角度方向に進むに従ってその多層膜４の
厚みが連続的に厚くなる構造になっている。
【００１３】すなわち、図１０は図９に示す透過波長可
変干渉フィルタ５１の角度方向の透過特性を示す特性曲
線図であり、図９中”イ”の方向に進む従って透過光の
中心波長が長くなることが分かる。
変干渉フィルタ５１の角度方向の透過特性を示す特性曲
線図であり、図９中”イ”の方向に進む従って透過光の
中心波長が長くなることが分かる。
【００１４】図１１は透過波長可変干渉フィルタ５１を
使用例を示す説明図であり、図１１に示すように透過波
長可変干渉フィルタ５１を回転させてその透過光を受光
素子で検出すれば良い。図１１において５１は図９と同
一符号を付してあり、５はスリット、６は受光素子、１
００ｇは入射光である。入射光１００ｇはスリット５を
介して透過波長可変干渉フィルタ５１に入射され、透過
波長可変干渉フィルタ５１の透過光は受光素子６におい
て検出される。この状態で、透過波長可変干渉フィルタ
５１を図１１中”イ”の方向に回転させることにより、
受光素子９に入射される透過光の波長が変化する。
使用例を示す説明図であり、図１１に示すように透過波
長可変干渉フィルタ５１を回転させてその透過光を受光
素子で検出すれば良い。図１１において５１は図９と同
一符号を付してあり、５はスリット、６は受光素子、１
００ｇは入射光である。入射光１００ｇはスリット５を
介して透過波長可変干渉フィルタ５１に入射され、透過
波長可変干渉フィルタ５１の透過光は受光素子６におい
て検出される。この状態で、透過波長可変干渉フィルタ
５１を図１１中”イ”の方向に回転させることにより、
受光素子９に入射される透過光の波長が変化する。
【００１５】この結果、透過波長可変干渉フィルタを回
転させることにより、透過光の波長を変化させることが
可能になる。
転させることにより、透過光の波長を変化させることが
可能になる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図６及び図９
に示す従来の透過波長可変干渉フィルタ５０及び５１は
中心波長の異なるフィルタを連続的に形成した構成であ
るために図８中”イ”に示すような入射光のスポット径
と比較してフィルタの面積が大きくなり、装置の小型化
が困難であると言った問題点があった。
に示す従来の透過波長可変干渉フィルタ５０及び５１は
中心波長の異なるフィルタを連続的に形成した構成であ
るために図８中”イ”に示すような入射光のスポット径
と比較してフィルタの面積が大きくなり、装置の小型化
が困難であると言った問題点があった。
【００１７】また、透過光の光量を増加させるために入
射光のスポット径を大きくすると、図６及び図９に示す
従来の透過波長可変干渉フィルタ５０及び５１は位置に
より中心波長が変化するため光の半値幅等が広がり分光
特性が悪化してしまうと言った問題点があった。従って
本発明が解決しようとする課題は、小型化が可能で入射
光のスポット径により分光特性が変化しない透過波長可
変干渉フィルタを実現することにある。
射光のスポット径を大きくすると、図６及び図９に示す
従来の透過波長可変干渉フィルタ５０及び５１は位置に
より中心波長が変化するため光の半値幅等が広がり分光
特性が悪化してしまうと言った問題点があった。従って
本発明が解決しようとする課題は、小型化が可能で入射
光のスポット径により分光特性が変化しない透過波長可
変干渉フィルタを実現することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、透過波
長が可変である透過波長可変干渉フィルタにおいて、互
いに平行に保持された一対の基板（７，８）と、この一
対の基板（７，８）上に互いに対向すると共に一定間隔
を有するように形成された一対の多層膜（９，１０）と
を備え、外力により前記一対の多層膜（９，１０）間の
間隔を変化させることにより、小型化が可能で入射光の
スポット径により分光特性が変化しなくなる。
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、透過波
長が可変である透過波長可変干渉フィルタにおいて、互
いに平行に保持された一対の基板（７，８）と、この一
対の基板（７，８）上に互いに対向すると共に一定間隔
を有するように形成された一対の多層膜（９，１０）と
を備え、外力により前記一対の多層膜（９，１０）間の
間隔を変化させることにより、小型化が可能で入射光の
スポット径により分光特性が変化しなくなる。
【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）に一対の静電駆動電極（１２ａ，
１３ａ）を対向して設け電圧を印加して前記一対の多層
膜（９，１０）間の間隔を変化させることにより、静電
駆動電極（１２ａ，１３ａ）に生じる静電力でギャップ
の間隔を駆動することができる。
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）に一対の静電駆動電極（１２ａ，
１３ａ）を対向して設け電圧を印加して前記一対の多層
膜（９，１０）間の間隔を変化させることにより、静電
駆動電極（１２ａ，１３ａ）に生じる静電力でギャップ
の間隔を駆動することができる。
【００２０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）間の間隔により生じる容量を測定
するギャップ容量測定電極を設け測定した容量値を帰還
して前記静電駆動電極（１２ａ，１３ａ）への電圧の印
加を制御することにより、ギャップの間隔を安定して駆
動することができる。
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）間の間隔により生じる容量を測定
するギャップ容量測定電極を設け測定した容量値を帰還
して前記静電駆動電極（１２ａ，１３ａ）への電圧の印
加を制御することにより、ギャップの間隔を安定して駆
動することができる。
【００２１】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の基板（７ａ，８ａ）により前記一対の多層膜（９，１
０）間のギャップを含む密封空間を形成して前記密封空
間の空気圧を制御して前記一対の多層膜（９，１０）間
の間隔を変化させることにより、密封空間に生じる圧力
でギャップの間隔を駆動することができる。
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の基板（７ａ，８ａ）により前記一対の多層膜（９，１
０）間のギャップを含む密封空間を形成して前記密封空
間の空気圧を制御して前記一対の多層膜（９，１０）間
の間隔を変化させることにより、密封空間に生じる圧力
でギャップの間隔を駆動することができる。
【００２２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）間の間隔により生じる容量を測定
するギャップ容量測定電極を設け測定した容量値を帰還
して前記空気圧を制御することにより、ギャップの間隔
を安定して駆動することができる。
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）間の間隔により生じる容量を測定
するギャップ容量測定電極を設け測定した容量値を帰還
して前記空気圧を制御することにより、ギャップの間隔
を安定して駆動することができる。
【００２３】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の基板（７ａ，８ａ）により前記一対の多層膜（９，１
０）間のギャップを含む密封空間を形成して前記密封空
間の油圧を制御して前記一対の多層膜（９，１０）間の
間隔を変化させることにより、密封空間に生じる圧力で
ギャップの間隔を駆動することができる。
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の基板（７ａ，８ａ）により前記一対の多層膜（９，１
０）間のギャップを含む密封空間を形成して前記密封空
間の油圧を制御して前記一対の多層膜（９，１０）間の
間隔を変化させることにより、密封空間に生じる圧力で
ギャップの間隔を駆動することができる。
【００２４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）間の間隔により生じる容量を測定
するギャップ容量測定電極を設け測定した容量値を帰還
して前記油圧を制御することにより、ギャップの間隔を
安定して駆動することができる。
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記一対
の多層膜（９，１０）間の間隔により生じる容量を測定
するギャップ容量測定電極を設け測定した容量値を帰還
して前記油圧を制御することにより、ギャップの間隔を
安定して駆動することができる。
【００２５】請求項８記載の発明は、請求項６記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記密封
空間に供給する油の屈折率を選択することにより、前記
一対の多層膜（９，１０）間の間隔の制作誤差を補正す
ることができる。
明である透過波長可変干渉フィルタにおいて、前記密封
空間に供給する油の屈折率を選択することにより、前記
一対の多層膜（９，１０）間の間隔の制作誤差を補正す
ることができる。
【００２６】請求項９記載の発明は、請求項１記載の発
明である透過波長可変干渉フィルタを分光器に用いるこ
とにより、分光器の小型化、低価格化が可能になる。
明である透過波長可変干渉フィルタを分光器に用いるこ
とにより、分光器の小型化、低価格化が可能になる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明に係る透過波長可変干渉フィル
タの一実施例を示す構成断面図である。
説明する。図１は本発明に係る透過波長可変干渉フィル
タの一実施例を示す構成断面図である。
【００２８】図１において７及び８はＢＫ７ガラス等の
基板、９及び１０はλ／４多層膜、１１は互いに対向す
るλ／４多層膜９及び１０の間に形成されるギャップで
ある。また、７〜１１は透過波長可変干渉フィルタ５２
を構成している。
基板、９及び１０はλ／４多層膜、１１は互いに対向す
るλ／４多層膜９及び１０の間に形成されるギャップで
ある。また、７〜１１は透過波長可変干渉フィルタ５２
を構成している。
【００２９】基板７及び８上にはλ／４多層膜９及び１
０がそれぞれ形成される。また、λ／４多層膜９及び１
０は高屈折率物質と低屈折率物質とが交互に積層された
構造であり、その膜構造は、 ＨＬＨＬＨ である。そして、λ／４多層膜９及び１０が対向すると
共にギャップ１１の間隔が一定間隔”ｄｓ”となるよう
に基板７及び８が平行に接合される。
０がそれぞれ形成される。また、λ／４多層膜９及び１
０は高屈折率物質と低屈折率物質とが交互に積層された
構造であり、その膜構造は、 ＨＬＨＬＨ である。そして、λ／４多層膜９及び１０が対向すると
共にギャップ１１の間隔が一定間隔”ｄｓ”となるよう
に基板７及び８が平行に接合される。
【００３０】ここで、ギャップ１１の間隔”ｄｓ”は、
ギャップ１１内の中間物質の屈折率を”ｎｓ”とする
と、 ｄｓ＝α・ｎｓ・λ／４ （２） で求まる。但し、αは偶数である。このような状態で互
いに対向するλ／４多層膜の間に形成されるギャップ１
１の間隔”ｄｓ”を変えることにより、フィルタ内の干
渉条件が変化して透過光の中心波長が変化する。
ギャップ１１内の中間物質の屈折率を”ｎｓ”とする
と、 ｄｓ＝α・ｎｓ・λ／４ （２） で求まる。但し、αは偶数である。このような状態で互
いに対向するλ／４多層膜の間に形成されるギャップ１
１の間隔”ｄｓ”を変えることにより、フィルタ内の干
渉条件が変化して透過光の中心波長が変化する。
【００３１】図２はギャップ１１の間隔”ｄｓ”を変化
させた場合の透過波長可変干渉フィルタ５２の分光特性
を示す特性曲線図である。具体的には、例えば、基板７
及び８にＢＫ７ガラス、λ／４多層膜９及び１０の光屈
折率物質として”Ｇｅ”、低屈折率物質として”ＳｉＯ
２ ”、ギャップ１１に満たされる中間物質として”空
気”、基準となる間隔を”１０００ｎｍ”とし、”１０
００ｎｍ〜１２００ｎｍ”までギャップ１１の間隔を変
化させた場合の分光特性である。
させた場合の透過波長可変干渉フィルタ５２の分光特性
を示す特性曲線図である。具体的には、例えば、基板７
及び８にＢＫ７ガラス、λ／４多層膜９及び１０の光屈
折率物質として”Ｇｅ”、低屈折率物質として”ＳｉＯ
２ ”、ギャップ１１に満たされる中間物質として”空
気”、基準となる間隔を”１０００ｎｍ”とし、”１０
００ｎｍ〜１２００ｎｍ”までギャップ１１の間隔を変
化させた場合の分光特性である。
【００３２】図２中”イ”に示すギャップ１１の間隔
が”１０００ｎｍ”から、図２中”ロ”に示すギャップ
１１の間隔が”１２００ｎｍ”になるまで透過波長可変
干渉フィルタ５２の透過光の中心波長が長波長側にシフ
トすることが分かる。
が”１０００ｎｍ”から、図２中”ロ”に示すギャップ
１１の間隔が”１２００ｎｍ”になるまで透過波長可変
干渉フィルタ５２の透過光の中心波長が長波長側にシフ
トすることが分かる。
【００３３】また、図３はギャップ１１の間隔と透過光
の中心波長との関係を示す特性図であり、図３から分か
るようにギャップ１１の間隔と透過光の中心波長がほぼ
比例関係にあることが分かる。
の中心波長との関係を示す特性図であり、図３から分か
るようにギャップ１１の間隔と透過光の中心波長がほぼ
比例関係にあることが分かる。
【００３４】すなわち、基板７及び８とλ／４多層膜を
形成する成膜物質を選択することにより、透過光の中心
波長を可視光から赤外光まで可変することが可能にな
る。また、従来例のように中心波長の異なるフィルタを
連続的に形成した構成ではないのでスポット径と比較し
てフィルタの面積は小さくて済み、装置の小型化が容易
になる。さらに、入射光のスポット径を大きくしても透
過波長可変干渉フィルタ５２ではその位置に関わりなく
中心波長は同一なので光の半値幅等の分光特性に変化が
生じない。
形成する成膜物質を選択することにより、透過光の中心
波長を可視光から赤外光まで可変することが可能にな
る。また、従来例のように中心波長の異なるフィルタを
連続的に形成した構成ではないのでスポット径と比較し
てフィルタの面積は小さくて済み、装置の小型化が容易
になる。さらに、入射光のスポット径を大きくしても透
過波長可変干渉フィルタ５２ではその位置に関わりなく
中心波長は同一なので光の半値幅等の分光特性に変化が
生じない。
【００３５】この結果、λ／４多層膜９及び１０が対向
すると共にギャップ１１を設けるように構成してギャッ
プ１１の間隔を変化させることにより、透過光の中心波
長を可変にすることが可能になる。また、透過波長可変
干渉フィルタ５２では位置に関わりなく中心波長は同一
なので小型化が可能で入射光のスポット径により分光特
性が変化しなくなる。
すると共にギャップ１１を設けるように構成してギャッ
プ１１の間隔を変化させることにより、透過光の中心波
長を可変にすることが可能になる。また、透過波長可変
干渉フィルタ５２では位置に関わりなく中心波長は同一
なので小型化が可能で入射光のスポット径により分光特
性が変化しなくなる。
【００３６】なお、ギャップ１１の間隔を変化させる駆
動方法としては静電駆動、圧空駆動及び油圧駆動等の方
法が考えられる。
動方法としては静電駆動、圧空駆動及び油圧駆動等の方
法が考えられる。
【００３７】図４は駆動方法として静電駆動を用いた場
合の一例を示す構造断面図である。図４において７〜１
０は図１と同一符号を付してあり、１１ａは互いに対向
するλ／４多層膜９及び１０の間に形成されるギャッ
プ、１２ａ，１２ｂ，１３ａ及び１３ｂは静電駆動電極
である。
合の一例を示す構造断面図である。図４において７〜１
０は図１と同一符号を付してあり、１１ａは互いに対向
するλ／４多層膜９及び１０の間に形成されるギャッ
プ、１２ａ，１２ｂ，１３ａ及び１３ｂは静電駆動電極
である。
【００３８】基板７及び８上にはλ／４多層膜９及び１
０がそれぞれ形成され、λ／４多層膜９上には静電駆動
電極１２ａ及び１３ａが、λ／４多層膜１０上には静電
駆動電極１２ｂ及び１３ｂがそれぞれ形成される。そし
て、λ／４多層膜９及び１０、静電駆動電極１２ａ及び
１３ａ、静電駆動電極１２ｂ及び１３ｂがそれぞれ対向
すると共にギャップ１１ａの間隔が”ｄｓ”となるよう
に基板７及び８が平行に接合される。
０がそれぞれ形成され、λ／４多層膜９上には静電駆動
電極１２ａ及び１３ａが、λ／４多層膜１０上には静電
駆動電極１２ｂ及び１３ｂがそれぞれ形成される。そし
て、λ／４多層膜９及び１０、静電駆動電極１２ａ及び
１３ａ、静電駆動電極１２ｂ及び１３ｂがそれぞれ対向
すると共にギャップ１１ａの間隔が”ｄｓ”となるよう
に基板７及び８が平行に接合される。
【００３９】ここで、静電駆動電極１２ａ，１３ａ，１
２ｂ及び１３ｂに電圧を印加することにより、静電駆動
電極１２ａ及び１３ａ、静電駆動電極１２ｂ及び１３ｂ
との間にそれぞれ静電引力が発生して互いに引き合い、
若しくは、反発しあうことになる。この静電引力により
ギャップ１１ａの間隔”ｋｓ”が変化して上述のように
透過光の中心波長を変化させることが可能になる。
２ｂ及び１３ｂに電圧を印加することにより、静電駆動
電極１２ａ及び１３ａ、静電駆動電極１２ｂ及び１３ｂ
との間にそれぞれ静電引力が発生して互いに引き合い、
若しくは、反発しあうことになる。この静電引力により
ギャップ１１ａの間隔”ｋｓ”が変化して上述のように
透過光の中心波長を変化させることが可能になる。
【００４０】この結果、静電駆動電極を対向して設け電
圧を印加することにより、静電駆動電極に生じる静電力
でギャップ１１ａの間隔を駆動することができる。ま
た、図４では２対の静電駆動電極を例示したが、１対で
あっても、３対以上であっても構わない。
圧を印加することにより、静電駆動電極に生じる静電力
でギャップ１１ａの間隔を駆動することができる。ま
た、図４では２対の静電駆動電極を例示したが、１対で
あっても、３対以上であっても構わない。
【００４１】また、ギャップ１１ａにより生じる容量を
測定するギャップ容量測定電極を設けて、測定した容量
値を帰還して静電駆動電極への電圧の印加を制御するこ
ともできる。前記容量値はギャップ１１ａの間隔に比例
するので、この容量値に帰還して静電駆動電極の印加電
圧を制御することにより、ギャップ１１ａの間隔を安定
して駆動することが可能になる。
測定するギャップ容量測定電極を設けて、測定した容量
値を帰還して静電駆動電極への電圧の印加を制御するこ
ともできる。前記容量値はギャップ１１ａの間隔に比例
するので、この容量値に帰還して静電駆動電極の印加電
圧を制御することにより、ギャップ１１ａの間隔を安定
して駆動することが可能になる。
【００４２】また、図５は駆動方法として圧空駆動若し
くは油圧駆動を用いた場合の一例を示す構造断面図であ
る。図５において９及び１０は図１と同一符号を付して
あり、７ａ及び８ａは基板、１１ｂは互いに対向するλ
／４多層膜９及び１０の間に形成されるギャップ、１４
は空気若しくは油の供給口である。
くは油圧駆動を用いた場合の一例を示す構造断面図であ
る。図５において９及び１０は図１と同一符号を付して
あり、７ａ及び８ａは基板、１１ｂは互いに対向するλ
／４多層膜９及び１０の間に形成されるギャップ、１４
は空気若しくは油の供給口である。
【００４３】基板７ａ及び８ａ上にはλ／４多層膜９及
び１０がそれぞれ形成され、λ／４多層膜９及び１０が
向すると共にギャップ１１ｂの間隔が”ｄｓ”となるよ
うに基板７及び８が平行に接合される。また、基板７ａ
及び８ａは供給口１４を残してギャップ１１ｂを含む図
５中”イ”に示すような密封空間を形成するように互い
に接合される。
び１０がそれぞれ形成され、λ／４多層膜９及び１０が
向すると共にギャップ１１ｂの間隔が”ｄｓ”となるよ
うに基板７及び８が平行に接合される。また、基板７ａ
及び８ａは供給口１４を残してギャップ１１ｂを含む図
５中”イ”に示すような密封空間を形成するように互い
に接合される。
【００４４】ここで、供給口１４からの空気若しくは油
を供給して密封空間の圧力を制御して密封空間の圧力を
上昇させると、ギャップ１１ｂには図５中”ロ”及び”
ハ”に示す方向に圧力が加わってギャップ１１ｂの間隔
が広くなる。同様に、供給口１４からの空気若しくは油
を供給して密封空間の圧力を制御して密封空間の圧力を
減少させると、ギャップ１１ｂには図５中”ニ”及び”
ホ”に示す方向に圧力が加わってギャップ１１ｂの間隔
が狭くなる。
を供給して密封空間の圧力を制御して密封空間の圧力を
上昇させると、ギャップ１１ｂには図５中”ロ”及び”
ハ”に示す方向に圧力が加わってギャップ１１ｂの間隔
が広くなる。同様に、供給口１４からの空気若しくは油
を供給して密封空間の圧力を制御して密封空間の圧力を
減少させると、ギャップ１１ｂには図５中”ニ”及び”
ホ”に示す方向に圧力が加わってギャップ１１ｂの間隔
が狭くなる。
【００４５】この結果、基板によりギャップ１１ｂを含
む密封空間を形成して、この密封空間の空気圧若しくは
油圧を制御することにより、密封空間に生じる圧力でギ
ャップ１１ｂの間隔を駆動することができる。また、圧
空駆動の場合には空気の屈折率が安定しているため、ギ
ャップ１１ｂの光学距離の決定が容易である。また、油
圧駆動の場合には使用する油の屈折率を選択することが
可能になるので、透過波長可変干渉フィルタの製造時に
生じるギャップ１１ｂの間隔の制作誤差を使用する油の
屈折率を変えることにより補正することも可能である。
さらに、空気と比較して屈折率が高いのでギャップ１１
ｂの間隔を小さくすることが可能になる。
む密封空間を形成して、この密封空間の空気圧若しくは
油圧を制御することにより、密封空間に生じる圧力でギ
ャップ１１ｂの間隔を駆動することができる。また、圧
空駆動の場合には空気の屈折率が安定しているため、ギ
ャップ１１ｂの光学距離の決定が容易である。また、油
圧駆動の場合には使用する油の屈折率を選択することが
可能になるので、透過波長可変干渉フィルタの製造時に
生じるギャップ１１ｂの間隔の制作誤差を使用する油の
屈折率を変えることにより補正することも可能である。
さらに、空気と比較して屈折率が高いのでギャップ１１
ｂの間隔を小さくすることが可能になる。
【００４６】また、図５に示すように駆動方法として圧
空駆動若しくは油圧駆動を用いた場合であっても、静電
駆動の場合と同様にギャップ１１ｂにより生じる容量を
測定するギャップ容量測定電極を設けて、測定した容量
値を帰還して空気圧若しくは油圧を制御することもでき
る。前述と同様に、前記容量値はギャップ１１ｂの間隔
に比例するので、この容量値に帰還して空気圧若しくは
油圧を制御することにより、ギャップ１１ｂの間隔を安
定して駆動することが可能になる。
空駆動若しくは油圧駆動を用いた場合であっても、静電
駆動の場合と同様にギャップ１１ｂにより生じる容量を
測定するギャップ容量測定電極を設けて、測定した容量
値を帰還して空気圧若しくは油圧を制御することもでき
る。前述と同様に、前記容量値はギャップ１１ｂの間隔
に比例するので、この容量値に帰還して空気圧若しくは
油圧を制御することにより、ギャップ１１ｂの間隔を安
定して駆動することが可能になる。
【００４７】また、本発明のような透過波長可変干渉フ
ィルタを分光器に用いることにより、分光器の小型化、
低価格化が可能になる。
ィルタを分光器に用いることにより、分光器の小型化、
低価格化が可能になる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項１の発明
によれば、λ／４多層膜が対向すると共にギャップを設
けるように構成してギャップの間隔を変化させることに
より、小型化が可能で入射光のスポット径により分光特
性が変化しない透過波長可変干渉フィルタが実現でき
る。
本発明によれば次のような効果がある。請求項１の発明
によれば、λ／４多層膜が対向すると共にギャップを設
けるように構成してギャップの間隔を変化させることに
より、小型化が可能で入射光のスポット径により分光特
性が変化しない透過波長可変干渉フィルタが実現でき
る。
【００４９】また、請求項２の発明によれば、静電駆動
電極を対向して設け電圧を印加することにより、静電駆
動電極に生じる静電力でギャップの間隔を駆動すること
ができる。
電極を対向して設け電圧を印加することにより、静電駆
動電極に生じる静電力でギャップの間隔を駆動すること
ができる。
【００５０】また、請求項３の発明によれば、ギャップ
の間隔により生じる容量を測定するギャップ容量測定電
極を設けて、測定した容量値を帰還して静電駆動電極へ
の電圧の印加を制御することにより、ギャップの間隔を
安定して駆動することが可能になる。
の間隔により生じる容量を測定するギャップ容量測定電
極を設けて、測定した容量値を帰還して静電駆動電極へ
の電圧の印加を制御することにより、ギャップの間隔を
安定して駆動することが可能になる。
【００５１】また、請求項４の発明によれば、基板によ
り互いに対向するλ／４多層膜の間に形成されるギャッ
プを含む密封空間を形成して、この密封空間の空気圧を
制御することにより、密封空間に生じる圧力でギャップ
の間隔を駆動することができる。
り互いに対向するλ／４多層膜の間に形成されるギャッ
プを含む密封空間を形成して、この密封空間の空気圧を
制御することにより、密封空間に生じる圧力でギャップ
の間隔を駆動することができる。
【００５２】また、請求項５の発明によれば、ギャップ
の間隔により生じる容量を測定するギャップ容量測定電
極を設けて、測定した容量値を帰還して空気圧を制御す
ることにより、ギャップの間隔を安定して駆動すること
が可能になる。
の間隔により生じる容量を測定するギャップ容量測定電
極を設けて、測定した容量値を帰還して空気圧を制御す
ることにより、ギャップの間隔を安定して駆動すること
が可能になる。
【００５３】また、請求項６の発明によれば、基板によ
り互いに対向するλ／４多層膜の間に形成されるギャッ
プを含む密封空間を形成して、この密封空間の油圧を制
御することにより、密封空間に生じる圧力でギャップの
間隔を駆動することができる。
り互いに対向するλ／４多層膜の間に形成されるギャッ
プを含む密封空間を形成して、この密封空間の油圧を制
御することにより、密封空間に生じる圧力でギャップの
間隔を駆動することができる。
【００５４】また、請求項７の発明によれば、ギャップ
の間隔により生じる容量を測定するギャップ容量測定電
極を設けて、測定した容量値を帰還して油圧を制御する
ことにより、ギャップの間隔を安定して駆動することが
可能になる。
の間隔により生じる容量を測定するギャップ容量測定電
極を設けて、測定した容量値を帰還して油圧を制御する
ことにより、ギャップの間隔を安定して駆動することが
可能になる。
【００５５】また、請求項８の発明によれば、透過波長
可変干渉フィルタの製造時に生じるギャップの間隔の制
作誤差を使用する油の屈折率を変えることにより補正す
ることが可能である。
可変干渉フィルタの製造時に生じるギャップの間隔の制
作誤差を使用する油の屈折率を変えることにより補正す
ることが可能である。
【００５６】また、請求項９の発明によれば、透過波長
可変干渉フィルタを分光器に用いることにより、分光器
の小型化、低価格化が可能になる。
可変干渉フィルタを分光器に用いることにより、分光器
の小型化、低価格化が可能になる。
【図１】本発明に係る透過波長可変干渉フィルタの一実
施例を示す構成断面図である。
施例を示す構成断面図である。
【図２】ギャップの間隔を変化させた場合の分光特性を
示す特性曲線図である。
示す特性曲線図である。
【図３】ギャップの間隔と透過光の中心波長との関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図４】駆動方法として静電駆動を用いた場合の一例を
示す構造断面図である。
示す構造断面図である。
【図５】駆動方法として圧空駆動若しくは油圧駆動を用
いた場合の一例を示す構造断面図である。
いた場合の一例を示す構造断面図である。
【図６】従来の透過波長可変干渉フィルタの一例を示す
平面図及び断面図である。
平面図及び断面図である。
【図７】透過波長可変干渉フィルタの透過特性を示す特
性曲線図である。
性曲線図である。
【図８】透過波長可変干渉フィルタを使用例を示す説明
図である。
図である。
【図９】従来の他の透過波長可変干渉フィルタの一例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図１０】透過波長可変干渉フィルタの角度方向の透過
特性を示す特性曲線図である。
特性を示す特性曲線図である。
【図１１】透過波長可変干渉フィルタを使用例を示す説
明図である。
明図である。
１，７，７ａ，８，８ａ 基板 ２，４，９，１０ 多層膜 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，６ 受光素子 ５ スリット １１，１１ａ，１１ｂ ギャップ １２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ 静電駆動電極 １４ 供給口 ５０，５１，５２ 透過波長可変干渉フィルタ １００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，
１００ｆ，１００ｇ入射光
１００ｆ，１００ｇ入射光
Claims (9)
- 【請求項１】透過波長が可変である透過波長可変干渉フ
ィルタにおいて、 互いに平行に保持された一対の基板（７，８）と、 この一対の基板（７，８）上に互いに対向すると共に一
定間隔を有するように形成された一対の多層膜（９，１
０）とを備え、 外力により前記一対の多層膜（９，１０）間の間隔を変
化させることを特徴とする透過波長可変干渉フィルタ。 - 【請求項２】前記一対の多層膜（９，１０）に一対の静
電駆動電極（１２ａ，１３ａ）を対向して設け電圧を印
加することにより前記一対の多層膜（９，１０）間の間
隔を変化させることを特徴とする請求項１記載の透過波
長可変干渉フィルタ。 - 【請求項３】前記一対の多層膜（９，１０）間の間隔に
より生じる容量を測定するギャップ容量測定電極を設け
測定した容量値を帰還して前記静電駆動電極（１２ａ，
１３ａ）への電圧の印加を制御することを特徴とする請
求項２記載の透過波長可変干渉フィルタ。 - 【請求項４】前記一対の基板（７ａ，８ａ）により前記
一対の多層膜（９，１０）間のギャップを含む密封空間
を形成して前記密封空間の空気圧を制御することにより
前記一対の多層膜（９，１０）間の間隔を変化させるこ
とを特徴とする請求項１記載の透過波長可変干渉フィル
タ。 - 【請求項５】前記一対の多層膜（９，１０）間の間隔に
より生じる容量を測定するギャップ容量測定電極を設け
測定した容量値を帰還して前記空気圧を制御することを
特徴とする請求項４記載の透過波長可変干渉フィルタ。 - 【請求項６】前記一対の基板（７ａ，８ａ）により前記
一対の多層膜（９，１０）間のギャップを含む密封空間
を形成して前記密封空間の油圧を制御することにより前
記一対の多層膜（９，１０）間の間隔を変化させること
を特徴とする請求項１記載の透過波長可変干渉フィル
タ。 - 【請求項７】前記一対の多層膜（９，１０）間の間隔に
より生じる容量を測定するギャップ容量測定電極を設け
測定した容量値を帰還して前記油圧を制御することを特
徴とする請求項６記載の透過波長可変干渉フィルタ。 - 【請求項８】前記密封空間に供給する油の屈折率を選択
することにより前記一対の多層膜（９，１０）間の間隔
の制作誤差を補正することを特徴とする請求項６記載の
透過波長可変干渉フィルタ。 - 【請求項９】請求項１記載の透過波長可変干渉フィルタ
を用いることを特徴とする分光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30247897A JPH11142752A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 透過波長可変干渉フィルタ及びこれを用いた分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30247897A JPH11142752A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 透過波長可変干渉フィルタ及びこれを用いた分光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142752A true JPH11142752A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17909442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30247897A Pending JPH11142752A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 透過波長可変干渉フィルタ及びこれを用いた分光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11142752A (ja) |
Cited By (30)
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| EP2367035A1 (en) | 2010-03-15 | 2011-09-21 | Seiko Epson Corporation | Optical filter, and analytical instrument and optical apparatus using the optical filter |
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