KR20130093547A

KR20130093547A - 광학 필터 디바이스 및 광학 필터 디바이스의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130093547A
Application number: KR1020130015167A
Authority: KR
Inventors: 야스시 마쯔노; 아끼라 사노
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2013-08-22
Also published as: JP2013167701A; TW201333546A; US20130208359A1; US9678259B2; JP5966405B2; CN103245998A

Abstract

광학 필터 디바이스는 간섭 필터와 하우징을 구비한다. 간섭 필터는 고정 기판, 고정 기판과 접합된 가동 기판, 고정 기판에 설치된 고정 반사막, 및 가동 기판에 설치되어 상기 고정 반사막에 반사막간 갭을 개재하여 대향하는 가동 반사막을 구비한다. 하우징은 간섭 필터를 배치 가능한 베이스 기판을 구비한다. 가동 기판과 베이스 기판의 사이에는 고정 부재가 배치되어 있다. 가동 기판은 가동 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 가동 반사막이 설치된 영역을 제외한 1개소에 있어서 고정 부재에 의해 베이스 기판에 고정되어 있다.

Description

광학 필터 디바이스 및 광학 필터 디바이스의 제조 방법{OPTICAL FILTER DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE OPTICAL FILTER DEVICE}

본 발명은 광학 필터 디바이스 및 광학 필터 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 한 쌍의 기판의 서로 대향하는 면에, 각각 반사막을 소정의 갭을 개재하여 대향 배치한 간섭 필터가 알려져 있다. 또한, 이러한 간섭 필터를 하우징 내에 수납한 광학 필터 디바이스가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).

이 특허문헌 1에 기재된 적외선식 가스 검출기(광학 필터 디바이스)는 판 형상의 받침대(베이스 기판) 및 원통 형상의 캡을 갖는 패키지(하우징)를 구비하고 있다. 이 하우징은 베이스 기판의 주연 부분과 캡의 원통 일단부가 용접 또는 접착되어 접속되어 있으며, 베이스 기판과 캡의 사이에 파브리-페로 필터(간섭 필터)를 수납하는 공간이 형성된다. 이 광학 필터 디바이스에 있어서, 간섭 필터는 검출부에 접착 고정되고, 이 검출부가 캔 패키지의 받침대 상에 접착 고정되어 있다.

특허문헌 2에는 튜너블 광학 필터(간섭 필터)가 패키지(하우징) 내부에 고정 및 수용된 광학 필터 디바이스(광전자 디바이스)가 기재되어 있다. 이 광학 필터 디바이스에 있어서, 간섭 필터는 하우징의 헤더(베이스 기판) 상면에 장착된 수직 스택 내에 배치되어 있다.

일본 특허 공개 제2008-70163호 공보 일본 특허 공표 제2005-510756호 공보

상술한 바와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 간섭 필터를 하우징 내부에 수용 및 고정하는 취지가 기재되어 있지만, 구체적인 방법이 기재되어 있지 않다.

예를 들어, 간섭 필터와 고정 대상이 되는 베이스 기판의 열팽창 계수의 차에 의한 영향에 의해 반사막이 휘거나, 접착제로 고정하는 경우에는 접착제가 경화할 때의 수축에 의한 영향으로 반사막이 휘거나 할 우려가 있다. 간섭 필터의 반사막이 휘면, 간섭 필터의 광학 특성에 영향을 미친다고 하는 과제가 있다.

본 발명의 목적은 간섭 필터의 반사막의 휨을 억제 가능한 광학 필터 디바이스 및 광학 필터 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 광학 필터 디바이스는, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되어 상기 제1 기판과 접합된 제2 기판, 상기 제1 기판에 설치된 제1 반사막, 및 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 반사막에 반사막간 갭을 개재하여 대향하는 제2 반사막을 구비한 간섭 필터와, 상기 간섭 필터를 수납하는 하우징을 구비하며, 상기 하우징은, 상기 간섭 필터를 배치 가능한 베이스 기판을 구비하고, 상기 제2 기판과 상기 베이스 기판의 사이에는, 상기 제2 기판을 상기 베이스 기판에 고정하는 고정 부재가 배치되고, 상기 제2 기판은, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 제2 반사막이 설치된 영역을 제외한 1개소에 있어서 상기 고정 부재에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 간섭 필터와, 당해 간섭 필터를 수납하는 하우징을 구비한다. 이 하우징은 상기 간섭 필터를 배치 가능한 베이스 기판을 구비한다. 간섭 필터의 제2 기판은, 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 제2 반사막이 설치된 영역을 제외한 1개소에 있어서, 고정 부재에 의해 베이스 기판에 고정되어 있다. 본 발명에 있어서, 고정 부재에 의한 고정 개소가 1개소라고 하는 경우에는, 고정 부재를 제2 기판과 베이스 기판의 사이의 전체면에 걸쳐 배치하여 고정하는 경우나, 서로 이산된 복수 개소에서 고정하는 경우를 제외하는 것으로 한다. 예를 들어, 상기 평면에서 보아, 제2 반사막을 사이에 두고 대향하는 위치에 배치된 경우에는, 서로 이산된 복수 개소에서의 고정이 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 고정 부재에 의한 고정 개소가 1개소라고 하는 경우에는, 복수점의 고정 부재가 1개소에 집중적으로 배치되어 고정하는 경우를 포함한다.

고정 부재를 제2 기판과 베이스 기판의 사이의 전체면에 걸쳐 배치하거나, 이산된 복수 개소에 배치하거나 한 광학 필터 디바이스에서는, 제2 기판과 베이스 기판의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이 제2 기판 전체에 걸쳐 작용하기 쉽다. 또한, 고정 부재의 일례로서 접착제를 사용한 경우, 경화시켰을 때의 수축에 의한 응력이 제2 기판에 작용하기 쉽다. 또한, 제2 기판은 제1 기판에 대하여 접합되어 있기 때문에, 제1 기판에도 응력이 작용하기 쉽다. 이렇게 응력이 작용하면, 제2 기판의 제2 반사막이나 제1 기판의 제1 반사막이 휘어 버려 간섭 필터의 광학 특성이 영향을 받는다.

한편, 본 발명의 광학 필터 디바이스에 따르면, 상술한 바와 같이, 제2 기판과 베이스 기판이 고정 부재에 의해 1개소에서 고정되어 있다. 그로 인해, 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 제2 기판이나 제1 기판에 작용하기 어려워진다. 그 결과, 광학 필터 디바이스는 제2 반사막이나 제1 반사막의 휨을 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 베이스 기판에 대향하는 면의 외주부에 있어서 고정되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 제2 기판은 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 베이스 기판에 대향하는 면의 외주부에 있어서 고정되어 있다.

그로 인해, 고정 부재에 의한 고정 개소가 제2 반사막이나 제1 반사막으로부터 이격된 위치로 할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 부재간(제2 기판과 베이스 기판)의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 제2 반사막이나 제1 반사막의 휨을 더 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 베이스 기판에 대향하는 면의 코너부에 있어서 고정되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 제2 기판은 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 베이스 기판에 대향하는 면의 코너부에 있어서 고정되어 있다.

그로 인해, 고정 부재에 의한 고정 개소가 제2 반사막이나 제1 반사막으로부터 더 이격된 위치로 할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 부재간(제2 기판과 베이스 기판)의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 제2 반사막이나 제1 반사막의 휨을 더 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스는, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되어 상기 제1 기판과 접합된 제2 기판, 상기 제1 기판에 설치된 제1 반사막 및 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 반사막에 반사막간 갭을 개재하여 대향하는 제2 반사막을 구비한 간섭 필터와, 상기 간섭 필터를 수납하는 하우징을 구비하며, 상기 하우징은, 상기 간섭 필터를 배치 가능한 베이스 기판을 구비하고, 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 접합되지 않는 비접합부를 갖고, 상기 비접합부와 상기 베이스 기판의 사이에 상기 제2 기판을 상기 베이스 기판에 고정하는 고정 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제2 기판의 비접합부가 고정 부재에 의해 베이스 기판에 고정되어 있다. 즉, 고정 부재는 제1 기판과 제2 기판이 접합되는 영역(기판 접합 영역)으로부터 이격된 위치에서 제2 기판의 비접합부와 베이스 기판을 고정한다.

이 기판 접합 영역과 대응하는 위치에 있어서, 고정 부재로 고정하면, 상술한 바와 같은 부재간의 열팽창 계수차에 의한 응력이나, 고정 부재로서 사용되는 접착제 경화시의 수축 응력이 제1 기판에 대해서도 작용하기 쉬워진다. 이 기판 접합 영역과 대응하는 위치란, 예를 들어 제2 기판을 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아 제1 기판과 제2 기판이 접합되는 영역과 겹치는 위치를 말한다.

본 발명에 따르면, 비접합부와 베이스 기판의 고정 개소가 제1 기판과 제2 기판이 접합되는 영역으로부터 이격되어 있다. 그로 인해, 상술한 바와 마찬가지로 부재간의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이, 특히 제1 기판에 작용하기 어려워진다. 또한, 본 발명에 따르면, 비접합부와 베이스 기판의 고정 개소가 제1 반사막 및 제2 반사막이 설치된 위치로부터 이격되어 있다. 그 결과, 본 발명의 광학 필터 디바이스에 따르면, 제1 반사막이나 제2 반사막의 휨을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는 제2 기판의 비접합부와 베이스 기판을 고정하는 개소는 복수 개소이어도 된다. 고정 부재에 의한 고정 개소를 기판 접합 영역으로부터 이격된 위치로 할 수 있고, 기판 접합 영역에 있어서 복수 개소에서 고정하는 경우에 비하여 응력의 영향을 저감할 수 있기 때문이다. 단, 후술하는 바와 같이, 비접합부와 베이스 기판을 고정하는 경우라도 고정 개소는 1개소로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 비접합부의 1개소에 있어서 상기 고정 부재에 의해 고정되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 제2 기판이 비접합부의 1개소에 있어서 베이스 기판에 고정되어 있다. 즉, 고정 개소가 최소 1개소이며, 또한 고정 개소가 기판 접합 영역으로부터 이격되어 있다.

그로 인해, 상술한 바와 마찬가지로 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 제2 기판이나 제1 기판에 대하여 더 작용하기 어려워진다. 따라서, 본 발명의 광학 필터 디바이스에 따르면, 제1 반사막이나 제2 반사막의 휨을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에 있어서, 상기 비접합부는, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 제2 기판이 상기 제1 기판보다도 외측으로 돌출되어 배치된 돌출 부분인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 제2 기판의 돌출 부분이 비접합부로 된다.

그로 인해, 비접합부의 위치를 제1 기판과 제2 기판이 접합되는 영역으로부터 보다 확실하게 이격된 위치로 할 수 있다. 그로 인해, 상술한 바와 마찬가지로 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 제2 기판이나 제1 기판에 대하여 더 작용하기 어려워진다. 따라서, 본 발명의 광학 필터 디바이스에 따르면, 제1 반사막이나 제2 반사막의 휨을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에서는 전압 인가에 의해 상기 제2 기판을 휘게 하여 상기 반사막간 갭의 갭량을 변경하는 액추에이터를 구비하며, 상기 액추에이터는, 상기 제1 기판에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극을 구비하고, 상기 제2 전극과 접속된 제2 단자 취출부가 상기 돌출 부분에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상술한 광학 필터 디바이스가 액추에이터를 더 구비하기 때문에, 광학 필터 디바이스는 파장 가변 간섭 필터를 구비한 구성이 된다. 이러한 파장 가변 간섭 필터를 구비한 광학 필터 디바이스에 있어서도, 상술한 바와 마찬가지로 제1 반사막이나 제2 반사막의 휨을 억제할 수 있다.

또한, 액추에이터를 구성하는 제2 전극은 제2 단자 취출부와 접속되고, 이 제2 단자 취출부는 비접합부인 돌출 부분에 형성되어 있다.

그로 인해, 제2 단자 취출부를 형성하기 위한 부위를 제2 기판에 별도 형성할 필요가 없으며, 제2 기판(비접합부)과 베이스 기판의 고정 개소와 제2 단자 취출부의 형성 개소가 겸용 가능하다. 따라서, 제2 기판의 크기 증가를 억제하고, 파장 가변 간섭 필터의 소형화를 도모할 수 있다. 따라서, 이러한 파장 가변 간섭 필터를 수납한 광학 필터 디바이스에 있어서도 제1 반사막이나 제2 반사막의 휨을 억제하면서 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에서는, 상기 제2 기판의 상기 베이스 기판과 대향하는 면의 상기 고정 부재에 대응하는 위치에 기판 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 제2 기판의 베이스 기판과 대향하는 면이며, 고정 부재가 배치되는 개소에 대응하는 위치에 기판 오목부가 형성되어 있다. 그로 인해, 고정 부재의 위치가 기판 오목부에 의해 규제되어, 제2 기판과 베이스 기판을 원하는 개소에서 보다 확실하게 고정할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재로서 유동성이 있는 소재(예를 들어, 접착제)를 사용하는 경우, 기판 오목부에 의해 고정 부재가 도포 위치로부터 밀려나오는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 본 발명의 광학 필터 디바이스에 따르면, 고정 부재를 원하는 개소에 확실하게 배치할 수 있으므로 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에서는, 상기 베이스 기판의 상기 제2 기판에 대향하는 면의 상기 고정 부재에 대응하는 위치에 베이스 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 베이스 기판의 제2 기판에 대향하는 면이며, 고정 부재가 배치되는 개소에 대응하는 위치에 베이스 오목부가 형성되어 있다. 그로 인해, 고정 부재의 위치가 베이스 오목부에 의해 규제되어, 제2 기판과 베이스 기판을 원하는 개소에서 보다 확실하게 고정할 수 있다. 예를 들어, 제2 기판을 베이스 기판에 고정할 때, 고정 부재를 우선 베이스 기판측에 배치할 때에는, 베이스 오목부를 기준으로 고정 부재를 배치하면 되므로, 고정 부재의 위치 결정이 용이해진다. 또한, 예를 들어 고정 부재로서 유동성이 있는 부재(예를 들어, 접착제)를 사용하는 경우, 베이스 오목부에 의해 고정 부재가 도포 위치로부터 밀려나오는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스에서는, 상기 베이스 기판에 접합되어, 상기 베이스 기판과의 사이에 상기 간섭 필터를 수납 가능한 내부 공간을 형성하는 리드를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 간섭 필터는 베이스 기판과 리드로 형성된 하우징의 내부 공간에 수납된다. 그로 인해, 광학 필터 디바이스의 하우징 내부를 진공으로 하여, 반사막의 변위에 대한 공기 저항을 저감시키거나, 공기 중에 떠도는 대전 입자의 반사막에의 부착을 억제하거나 할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스의 제조 방법은, 제1 기판에 제1 반사막을 성막하는 공정과, 제2 기판에 제2 반사막을 성막하는 공정과, 상기 제1 반사막과 상기 제2 반사막이 반사막간 갭을 개재하여 대향하여 배치되도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여 간섭 필터를 제조하는 공정과, 베이스 기판에 고정 부재를 배치하는 공정과, 상기 간섭 필터의 상기 제2 기판측을 상기 베이스 기판을 향하여, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 제2 반사막이 성막된 영역을 제외한 1개소에 있어서, 상기 제2 기판을 상기 고정 부재에 의해 상기 베이스 기판에 고정하는 공정과, 상기 베이스 기판과의 사이에 상기 간섭 필터를 수납 가능한 내부 공간을 형성하는 리드를 상기 베이스 기판에 접합하는 공정을 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해 제조되는 광학 필터 디바이스에 따르면, 베이스 기판과 제2 기판이 고정 부재가 배치된 1개소에서 고정되어 있다. 그리고, 이러한 광학 필터 디바이스에 따르면, 상술한 바와 같은 부재간의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나, 고정 부재로서 사용되는 접착제 경화시의 수축 응력이 제2 기판이나 제1 기판에 작용하기 어려워진다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필터 디바이스는 제2 반사막이나 제1 반사막의 휨을 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 필터 디바이스의 제조 방법은, 제1 기판에 제1 반사막을 성막하는 공정과, 제2 기판에 제2 반사막을 성막하는 공정과, 상기 제1 반사막과 상기 제2 반사막이 반사막간 갭을 개재하여 대향하여 배치되도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여 간섭 필터를 제조하는 공정과, 베이스 기판에 고정 부재를 배치하는 공정과, 상기 간섭 필터의 상기 제2 기판측을 상기 베이스 기판을 향하여, 상기 제2 기판을 상기 고정 부재에 의해 상기 베이스 기판에 고정하는 공정과, 상기 베이스 기판과의 사이에 상기 간섭 필터를 수납 가능한 내부 공간을 형성하는 리드를 상기 베이스 기판에 접합하는 공정을 실시하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여 간섭 필터를 제조하는 공정에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합할 때에 상기 제1 기판과 접합되지 않는 비접합부를 상기 제2 기판에 형성하고, 상기 제2 기판을 상기 베이스 기판에 고정하는 공정에 있어서, 상기 비접합부로 상기 제2 기판을 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해 제조되는 광학 필터 디바이스에 따르면, 제2 기판의 비접합부가 고정 부재에 의해 베이스 기판에 고정되어 있다. 즉, 고정 부재는 제1 기판과 제2 기판이 접합되는 영역(기판 접합 영역)으로부터 이격된 위치에서 제2 기판의 비접합부와 베이스 기판을 고정한다.

그로 인해, 상술한 바와 마찬가지로 부재간의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이, 특히 제1 기판에 작용하기 어려워진다. 또한, 비접합부와 베이스 기판의 고정 개소가 제1 반사막 및 제2 반사막이 설치된 위치로부터 이격되어 있다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필터 디바이스는 제2 반사막이나 제1 반사막의 휨을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 수납된 간섭 필터의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 간섭 필터와 고정 부재의 위치 관계를 설명하는 도면.
도 4는 제1 실시 형태의 간섭 필터의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 5는 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스의 제조 공정을 도시하는 공정도.
도 6은 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 수납된 간섭 필터의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 간섭 필터와 고정 부재의 위치 관계를 설명하는 도면.
도 7은 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 8은 제3 실시 형태의 광학 필터 디바이스의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 9는 제3 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 수납된 간섭 필터의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 간섭 필터와 고정 부재의 위치 관계를 설명하는 도면.
도 10은 제4 실시 형태의 광학 필터 디바이스의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 11은 제5 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 수납된 간섭 필터의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 간섭 필터와 고정 부재의 위치 관계를 설명하는 도면.
도 12는 제6 실시 형태에서의 색 측정 장치의 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 13은 본 발명의 광학 필터 디바이스를 구비한 가스 검출 장치를 도시하는 개략도.
도 14는 도 13의 가스 검출 장치의 제어계의 구성을 도시하는 블록도.
도 15는 본 발명의 광학 필터 디바이스를 구비한 음식물 분석 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 16은 본 발명의 광학 필터 디바이스를 구비한 분광 카메라의 개략 구성을 도시하는 모식도.
도 17은 광학 필터 디바이스에 수납되는 간섭 필터의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 간섭 필터와 고정 부재의 위치 관계를 설명하는 도면.

[제1 실시 형태]

이하, 본 발명에 관한 제1 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[1. 광학 필터 디바이스의 구성]

도 1은 본 발명에 관한 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2는 광학 필터 디바이스(600)의 단면도이다.

광학 필터 디바이스(600)는 입사한 검사 대상 광으로부터 소정의 목적 파장의 광을 취출하여 사출시키는 장치이며, 하우징(601)과, 하우징(601)의 내부에 수납되는 파장 가변 간섭 필터(5)(도 2 및 도 3 참조)를 구비하고 있다. 이러한 광학 필터 디바이스(600)는, 예를 들어 색 측정 센서 등의 광학 모듈이나, 색 측정 장치나 가스 분석 장치 등의 전자 기기에 내장할 수 있다. 또한, 광학 필터 디바이스(600)를 구비한 광학 모듈이나 전자 기기의 구성에 대해서는, 후술하는 제6 실시 형태에 있어서 설명한다.

[2. 파장 가변 간섭 필터의 구성]

파장 가변 간섭 필터(5)는 본 발명의 간섭 필터를 구성한다. 도 3은 광학 필터 디바이스(600)에 설치된 파장 가변 간섭 필터(5)의 개략 구성을 도시하는 평면도이고, 도 4는 도 3에서의 IV-IV선에서 단면으로 하였을 때의 파장 가변 간섭 필터(5)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.

파장 가변 간섭 필터(5)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들어 직사각형 판 형상의 광학 부재이다. 이 파장 가변 간섭 필터(5)는, 본 발명의 제1 기판인 고정 기판(51) 및 본 발명의 제2 기판인 가동 기판(52)을 구비하고 있다. 이들 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)은, 각각 예를 들어 소다 유리, 결정성 유리, 석영 유리, 납 유리, 칼륨 유리, 붕규산 유리, 무알칼리 유리 등의 각종 유리나 수정 등에 의해 형성되어 있다. 그리고, 이들 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)은, 고정 기판(51)의 제1 접합부(513) 및 가동 기판의 제2 접합부(523)가, 예를 들어 실록산을 주성분으로 하는 플라즈마 중합막 등에 의해 구성된 접합막(53)(제1 접합막(531) 및 제2 접합막(532))에 의해 접합됨으로써 일체적으로 구성되어 있다.

또한, 이후의 설명에 있어서, 고정 기판(51) 또는 가동 기판(52)의 기판 두께 방향으로부터 본 평면에서 보아, 즉 고정 기판(51), 접합막(53) 및 가동 기판(52)의 적층 방향으로부터 파장 가변 간섭 필터(5)를 본 평면시를, '필터 평면에서 보아'라고 칭한다.

고정 기판(51)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 반사막을 구성하는 고정 반사막(54)이 설치되어 있다. 가동 기판(52)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 반사막을 구성하는 가동 반사막(55)이 설치되어 있다. 이들 고정 반사막(54) 및 가동 반사막(55)은 반사막간 갭(G1)을 개재하여 대향 배치되어 있다. 그리고, 파장 가변 간섭 필터(5)에는, 본 발명의 액추에이터인 정전 액추에이터(56)가 설치되어 있다. 이 정전 액추에이터(56)는 반사막간 갭(G1)의 거리(치수)를 조정하는 데 사용된다. 이 정전 액추에이터(56)는, 고정 기판(51)에 설치된 고정 전극(561)과, 가동 기판(52)에 설치된 가동 전극(562)에 의해 구성되어 있다. 이들 고정 전극(561), 가동 전극(562)은 전극간 갭(G2)(G2>G1)을 개재하여 대향한다. 여기서, 이들 전극(561, 562)은 각각 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)의 기판 표면에 직접 설치되는 구성이어도 되고, 다른 막 부재를 개재하여 설치되는 구성이어도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 반사막간 갭(G1)이 전극간 갭(G2)보다도 작게 형성되는 구성을 예시하지만, 예를 들어 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 투과시키는 파장 영역에 따라서는 반사막간 갭(G1)을 전극간 갭(G2)보다도 크게 형성하여도 된다.

필터 평면에서 보아, 고정 기판(51)의 일변측(예를 들어, 도 3에서의 정점 C1-정점 C2 사이의 변)은 가동 기판(52)보다도 외측으로 돌출된다. 이 고정 기판(51)의 돌출 부분은 가동 기판(52)과 접합되지 않는 비접합부(516)이다. 이 고정 기판(51)의 비접합부(516) 중, 파장 가변 간섭 필터(5)를 가동 기판(52)측으로부터 보았을 때 노출되는 면은 제1 전장면(514)을 구성한다.

또한, 필터 평면에서 보아, 가동 기판(52)의 변 중, 제1 전장면(514)에 대향하는 일변측(정점 C3-정점 C4 사이의 변)은 고정 기판(51)보다도 외측으로 돌출된다. 이 가동 기판(52)의 돌출 부분은 고정 기판(51)과 접합되지 않는 비접합부(526)이다. 이 가동 기판(52)의 비접합부(526) 중, 파장 가변 간섭 필터(5)를 고정 기판(51)측으로부터 보았을 때 노출되는 면은 제2 전장면(524)을 구성한다.

(2-1. 고정 기판의 구성)

고정 기판(51)은 두께가 예를 들어 500㎛로 형성된 유리 기재를 가공함으로써 형성된다. 구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같이, 고정 기판(51)에는 에칭에 의해 전극 배치 홈(511) 및 반사막 설치부(512)가 형성되어 있다. 이 고정 기판(51)은 가동 기판(52)에 대하여 두께 치수가 크게 형성되어 있으며, 고정 전극(561) 및 가동 전극(562) 사이에 전압을 인가하였을 때의 정전 인력이나, 고정 전극(561)의 내부 응력에 의한 고정 기판(51)의 휨은 없다.

전극 배치 홈(511)은, 필터 평면에서 보아 파장 가변 간섭 필터(5)의 평면 중심점 O를 중심으로 한 환상으로 형성되어 있다. 반사막 설치부(512)는, 상기 평면에서 보아 전극 배치 홈(511)의 중심부로부터 도 4에 도시한 바와 같이 가동 기판(52)측으로 돌출되어 형성되어 있다. 여기서, 전극 배치 홈(511)의 홈 저면은 고정 전극(561)이 배치되는 전극 설치면(511A)이 된다. 또한, 반사막 설치부(512)의 돌출 선단면은 반사막 설치면(512A)이 된다.

또한, 고정 기판(51)에는 전극 배치 홈(511)으로부터 제1 전장면(514) 및 제2 전장면(524)을 향하여 연장되는 전극 인출 홈(511B)이 형성되어 있다.

전극 배치 홈(511)의 전극 설치면(511A)에는 고정 전극(561)이 설치되어 있다. 이 고정 전극(561)은 전극 설치면(511A) 중 후술하는 가동부(521)의 가동 전극(562)에 대향하는 영역에 설치되어 있다. 또한, 고정 전극(561) 상에 고정 전극(561) 및 가동 전극(562)의 사이의 절연성을 확보하기 위한 절연막이 적층되는 구성으로 하여도 된다.

그리고, 고정 기판(51)에는 고정 전극(561)의 외주연부터 전극 인출 홈(511B)을 통과하여 제1 전장면(514)까지 연장되는 고정 인출 전극(563)이 설치되어 있다. 이 고정 인출 전극(563)의 연장 선단부(고정 기판(51)의 정점 C1에 위치하는 부분)는, 제1 전장면(514)에 있어서 고정 전극 패드(563P)를 구성한다. 고정 전극 패드(563P)가 제1 단자 취출부가 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 전극 설치면(511A)에 1개의 고정 전극(561)이 설치되는 구성을 나타내지만, 예를 들어 평면 중심점 O를 중심으로 한 동심원이 되는 2개의 전극이 설치되는 구성(이중 전극 구성) 등으로 하여도 된다.

반사막 설치부(512)는, 상술한 바와 같이, 전극 배치 홈(511)과 동축 상에서 전극 배치 홈(511)보다도 작은 직경 치수가 되는 대략 원기둥 형상으로 형성되고, 당해 반사막 설치부(512)의 가동 기판(52)에 대향하는 반사막 설치면(512A)을 구비하고 있다.

이 반사막 설치부(512)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 고정 반사막(54)이 설치되어 있다. 이 고정 반사막(54)으로서는, 예를 들어 Ag 등의 금속막이나 Ag 합금 등의 합금막을 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 고굴절층을 TiO₂, 저굴절층을 SiO₂로 한 유전체 다층막을 사용하여도 된다. 또한, 유전체 다층막 상에 금속막(또는 합금막)을 적층한 반사막이나 금속막(또는 합금막) 상에 유전체 다층막을 적층한 반사막, 단층의 굴절층(TiO₂나 SiO₂ 등)과 금속막(또는 합금막)을 적층한 반사막 등을 사용하여도 된다.

또한, 고정 기판(51)의 고정 반사막(54)이 설치되지 않는 면은, 도 4에 도시한 바와 같이 광 입사면(51A)이다. 광 입사면(51A)에는 고정 반사막(54)에 대응하는 위치에 반사 방지막을 형성하여도 된다. 이 반사 방지막은 저굴절률막 및 고굴절률막을 교대로 적층함으로써 형성할 수 있고, 고정 기판(51)의 표면에서의 가시광의 반사율을 저하시키고 투과율을 증대시킨다.

또한, 고정 기판(51)의 광 입사면(51A)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들어 Cr 등에 의해 형성되는 비투광성 부재(515)가 설치된다(또한, 도 3에 있어서는 비투광성 부재(515)의 도시가 생략되어 있음). 이 비투광성 부재(515)는 환상으로 형성되며, 바람직하게는 원 환상으로 형성된다. 그리고, 비투광성 부재(515)의 환 내주 직경은, 고정 반사막(54) 및 가동 반사막(55)에 의해 광간섭시키기 위한 유효 직경으로 설정되어 있다. 이에 의해, 비투광성 부재(515)는 광학 필터 디바이스(600)에 입사한 입사광을 좁히는 애퍼처로서 기능한다.

그리고, 고정 기판(51)의 가동 기판(52)에 대향하는 면 중 에칭에 의해 전극 배치 홈(511), 반사막 설치부(512) 및 전극 인출 홈(511B)이 형성되지 않는 면은 제1 접합부(513)를 구성한다. 이 제1 접합부(513)에는 제1 접합막(531)이 설치되고, 이 제1 접합막(531)이 가동 기판(52)에 설치된 제2 접합막(532)에 접합됨으로써, 상술한 바와 같이 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)이 접합된다.

(2-2. 가동 기판의 구성)

가동 기판(52)은, 두께가 예를 들어 200㎛로 형성되는 유리 기재를 가공함으로써 형성되어 있다.

구체적으로는, 가동 기판(52)은, 도 3에 도시한 바와 같은 필터 평면에서 보아 평면 중심점 O를 중심으로 한 원 형상의 가동부(521)와, 가동부(521)의 외측에 설치되어 가동부(521)를 보유 지지하는 보유 지지부(522)와, 보유 지지부(522)의 외측에 설치된 기판 외주부(525)를 구비하고 있다.

가동부(521)는 보유 지지부(522)보다도 두께 치수가 크게 형성되며, 예를 들어 본 실시 형태에서는 가동 기판(52)의 두께 치수와 동일 치수로 형성되어 있다. 이 가동부(521)는 필터 평면에서 보아 적어도 반사막 설치면(512A)의 외주연의 직경 치수보다도 큰 직경 치수로 형성되어 있다. 그리고, 이 가동부(521)에는 가동 전극(562) 및 가동 반사막(55)이 설치되어 있다.

또한, 고정 기판(51)과 마찬가지로 가동부(521)의 고정 기판(51)과는 반대측의 면에는 반사 방지막이 형성되어 있어도 된다. 이러한 반사 방지막은 저굴절률막 및 고굴절률막을 교대로 적층함으로써 형성할 수 있고, 가동 기판(52)의 표면에서의 가시광의 반사율을 저하시키고 투과율을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 가동부(521)의 고정 기판(51)과 대향하는 면이 가동면(521A)이다.

가동 전극(562)은 전극간 갭(G2)을 개재하여 고정 전극(561)에 대향하고, 고정 전극(561)과 동일 형상이 되는 환상으로 형성되어 있다. 또한, 가동 기판(52)에는 가동 전극(562)의 외주연으로부터 제2 전장면(524)을 향하여 연장되는 가동 인출 전극(564)을 구비하고 있다. 이 가동 인출 전극(564)의 연장 선단부(가동 기판(52)의 정점 C3에 위치하는 부분)는 제2 전장면(524)에 있어서 가동 전극 패드(564P)를 구성한다. 이 가동 전극 패드(564P)가 본 발명의 제2 단자 취출부로 된다.

가동 반사막(55)은 가동부(521)의 가동면(521A)의 중심부에 고정 반사막(54)과 반사막간 갭(G1)을 개재하여 대향하여 설치된다. 이 가동 반사막(55)으로서는, 상술한 고정 반사막(54)과 동일한 구성의 반사막이 사용된다.

보유 지지부(522)는 가동부(521)의 주위를 둘러싸는 다이어프램이며, 가동부(521)보다도 두께 치수가 작게 형성되어 있다.

이러한 보유 지지부(522)는 가동부(521)보다도 휘기 쉽고, 약간의 정전 인력에 의해 가동부(521)를 고정 기판(51)측으로 변위시키는 것이 가능하게 된다. 이때, 가동부(521)의 두께 치수는 보유 지지부(522)의 두께 치수보다도 크고, 강성이 커진다. 그로 인해, 보유 지지부(522)가 정전 인력에 의해 고정 기판(51)측으로 인장된 경우라도 가동부(521)의 형상 변화가 일어나지 않는다. 따라서, 가동부(521)에 설치된 가동 반사막(55)의 휨도 발생하지 않고, 고정 반사막(54) 및 가동 반사막(55)을 항상 평행 상태로 유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 다이어프램 형상의 보유 지지부(522)를 예시하지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 평면 중심점 O를 중심으로 하여 등각도 간격으로 배치된 빔 형상의 보유 지지부가 설치되는 구성 등으로 하여도 된다.

기판 외주부(525)는, 상술한 바와 같이 필터 평면에서 보아 보유 지지부(522)의 외측에 설치되어 있다. 이 기판 외주부(525)의 고정 기판(51)에 대향하는 면은, 제1 접합부(513)에 대향하는 제2 접합부(523)를 구비하고 있다. 그리고, 이 제2 접합부(523)에는 제2 접합막(532)이 설치되며, 상술한 바와 같이 제2 접합막(532)이 제1 접합막(531)에 접합됨으로써 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)이 접합되어 있다.

[3. 하우징의 구성]

도 1 및 도 2를 다시 참조하여, 하우징(601)은 베이스 기판(610), 리드(620), 베이스측 유리 기판(630)(투광 기판), 리드측 유리 기판(640)(투광 기판)을 구비한다.

베이스 기판(610)은, 예를 들어 단층 세라믹 기판에 의해 구성된다. 이 베이스 기판(610)에는 파장 가변 간섭 필터(5)의 가동 기판(52)이 설치된다.

본 실시 형태에 있어서, 고정 부재(7)는 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)의 사이에 배치된다. 그리고, 가동 기판(52)은 가동 기판(52)을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 가동 반사막(55)이 설치된 영역을 제외한 1개소에 있어서 고정 부재(7)에 의해 베이스 기판(610)에 고정된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 고정 부재(7)는 가동 기판(52)의 돌출 부분(비접합부(526))보다도 내측(평면 중심점 O 근처)이며, 제1 접합부(513) 및 제2 접합부(523)에 대응한 위치에 배치된다. 또한, 고정 부재(7)의 가동 기판(52)에 대한 상대적인 위치가 도 3의 필터 평면에서 보아 이점쇄선으로 나타내어져 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 고정 부재(7)는 제1 접합부(513) 및 제2 접합부(523)와 겹치는 위치이며, 정점 C1과 정점 C4를 연결하는 변측(가동 기판(52)의 외주부)에 배치되어 있다. 이와 같이 고정 부재(7)는 베이스 기판(610)과 가동 기판(52)의 사이의 전체면에 걸쳐 배치되어 있는 것이 아니라, 상술한 소정의 1개소에 배치되어 있다.

고정 부재(7)에 의한 고정 개소는 1개소이며, 그 형상(설치 면적이나 높이 등)은 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)의 고정 강도나, 부재간의 열팽창 계수차에 의한 응력 전달의 정도를 고려하여 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

고정 부재(7)로서는 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)을 고정할 수 있는 부재이면 한정되지 않는다. 예를 들어, 에폭시계나 실리콘계의 접착제를 들 수 있다. 고정 부재(7)로서 접착제를 사용하는 경우, 경화시의 수축이 작은 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 베이스 기판(610)에 대하여, 디스펜서 등의 도포 장치로 접착제를 일점만 도포하고, 가동 기판(52)을 당해 일점에서 고정하는 것이 바람직하다.

고정 부재(7)로서는, 그 밖에 예를 들어 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)을 물리적으로 걸어 맞추거나 끼워 맞추는 부재이어도 된다.

베이스 기판(610)에는 파장 가변 간섭 필터(5)의 반사막(고정 반사막(54), 가동 반사막(55))에 대향하는 영역에 광 통과 구멍(611)이 개구 형성되어 있다.

이 베이스 기판(610)의 리드(620)에 대향하는 베이스 내측면(612)(리드 대향면)에는, 파장 가변 간섭 필터(5)의 제1 전장면(514), 제2 전장면(524) 상의 각 전극 패드(563P, 564P)와 접속되는 내측 단자부(615)가 설치되어 있다. 또한, 각 전극 패드(563P, 564P)와 내측 단자부(615)의 접속은, 예를 들어 FPC(Flexible Printed Circuits)(615A)를 사용할 수 있는데, 예를 들어 Ag 페이스트, ACF(Anisotropic Conductive Film), ACP(Anisotropic Conductive Paste) 등에 의해 접합한다. 또한, 내부 공간(650)을 진공 상태로 유지하기 위하여 탈가스(가스의 방출)가 적은 Ag 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, FPC(615A)에 의한 접속에 한정되지 않고, 예를 들어 와이어 본딩 등에 의한 배선 접속을 실시하여도 된다.

또한, 베이스 기판(610)은 각 내측 단자부(615)가 설치되는 위치에 대응하여 관통 구멍(614)이 형성되어 있다. 각 내측 단자부(615)는 관통 구멍(614)을 통하여 베이스 기판(610)의 베이스 내측면(612)과는 반대측의 베이스 외측면(613)에 설치된 외측 단자부(616)에 접속되어 있다. 여기서, 관통 구멍(614)에는 내측 단자부(615) 및 외측 단자부(616)를 접속하는 금속 부재(예를 들어 Ag 페이스트 등)가 충전되어, 하우징(601)의 내부 공간(650)의 기밀성이 유지된다.

그리고, 베이스 기판(610)의 외주부에는 리드(620)에 접합되는 베이스 접합부(617)가 설치되어 있다.

리드(620)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 베이스 기판(610)의 베이스 접합부(617)에 접합되는 리드 접합부(624)와, 리드 접합부(624)로부터 연속되어 베이스 기판(610)으로부터 이격되는 방향으로 상승하는 측벽부(625)와, 측벽부(625)로부터 연속되어 파장 가변 간섭 필터(5)의 고정 기판(51)측을 덮는 천장면부(626)를 구비하고 있다. 이 리드(620)는, 예를 들어 코바르 등의 합금 또는 금속에 의해 형성할 수 있다.

이 리드(620)는 리드 접합부(624)와 베이스 기판(610)의 베이스 접합부(617)가 접합됨으로써, 베이스 기판(610)에 밀착 접합되어 있다.

이 접합 방법으로서는, 예를 들어 레이저 용착 외에 은납 등을 사용한 납땜, 공정 합금층을 사용한 봉착, 저융점 유리를 사용한 용착, 유리 부착, 유리 프릿 접합, 에폭시 수지에 의한 접착 등을 들 수 있다. 이들 접합 방법은 베이스 기판(610) 및 리드(620)의 소재나 접합 환경 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다.

본 실시 형태에서는 베이스 기판(610)의 베이스 접합부(617) 상에, 예를 들어 Ni나 Au 등에 의해 구성된 접합용 패턴(617A)을 형성한다. 그리고, 이 형성한 접합용 패턴(617A) 및 리드 접합부(624)에 대하여 고출력 레이저(예를 들어 YAG 레이저 등)를 조사하여 레이저 접합한다.

리드(620)의 천장면부(626)는 베이스 기판(610)에 대하여 평행하게 된다. 이 천장면부(626)에는 파장 가변 간섭 필터(5)의 각 반사막(54, 55)에 대향하는 영역에 광 통과 구멍(621)이 개구 형성되어 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는 리드(620)의 광 통과 구멍(621)으로부터 광이 입사하고, 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 취출된 광은 베이스 기판(610)의 광 통과 구멍(611)으로부터 사출된다. 이와 같은 구성에서는 광 통과 구멍(621)으로부터 입사된 광 중, 파장 가변 간섭 필터(5)의 광 입사면(51A)에 설치된 비투광성 부재(515)의 유효 직경의 광만이 고정 반사막(54), 가동 반사막(55)에 입사한다. 특히, 파장 가변 간섭 필터(5)의 각 기판(51, 52)은 에칭에 의한 형상 형성이 행해지고, 에칭 부분은 사이드 에칭의 영향에 의해 곡면부가 형성된다. 이러한 곡면부에 광이 입사하면, 당해 광이 미광으로 되어 광 통과 구멍(611)으로부터 사출되는 경우가 있다. 이에 반해, 본 실시 형태에서는 비투광성 부재(515)에 의해 이러한 미광의 발생을 방지할 수 있어, 원하는 목적 파장의 광을 취출하는 것이 가능하게 된다.

베이스측 유리 기판(630)은 베이스 기판(610)의 베이스 외측면(613)측에 광 통과 구멍(611)을 덮어 접합되는 유리 기판이다. 베이스측 유리 기판(630)은 광 통과 구멍(611)보다도 큰 크기로 형성되어 있다. 당해 베이스측 유리 기판(630)의 평면 중심점 O가 광 통과 구멍(611)의 평면 중심점 O와 일치하도록 배치된다. 또한, 이 평면 중심점 O는 파장 가변 간섭 필터(5)의 평면 중심점 O와 일치하고, 고정 반사막(54) 및 가동 반사막(55), 비투광성 부재(515)의 환 내주연의 평면 중심점 O와 일치한다. 그리고, 베이스측 유리 기판(630)은 광학 필터 디바이스(600)를 베이스 기판(610)(베이스측 유리 기판(630))의 두께 방향으로부터 본 평면에서 보아, 광 통과 구멍(611)의 외주연(611A)보다 외측의 영역(외주연(611A)부터 베이스측 유리 기판(630)의 기판 단부 테두리(631)까지의 영역)이 베이스 기판(610)에 접합된다.

리드측 유리 기판(640)은 리드(620)의 베이스 기판(610)에 대향하는 광 통과 구멍(621)과는 반대측의 리드 내측면(622)측에 광 통과 구멍(621)을 덮어 접합되는 유리 기판이다. 리드측 유리 기판(640)은 광 통과 구멍(621)보다도 큰 크기로 형성되어 있다. 당해 리드측 유리 기판(640)의 평면 중심점 O가 광 통과 구멍(621)의 평면 중심점 O와 일치하도록 배치된다. 그리고, 리드측 유리 기판(640)은 광학 필터 디바이스(600)를 베이스 기판(610)(리드측 유리 기판(640))의 두께 방향으로부터 본 평면에서 보아, 광 통과 구멍(621)의 외주연(621A)보다 외측의 영역(외주연(621A)부터 리드측 유리 기판(640)의 기판 단부 테두리(641)까지의 영역)이 리드(620)에 접합된다.

베이스 기판(610) 및 베이스측 유리 기판(630)의 접합, 리드(620) 및 리드측 유리 기판(640)의 접합으로서는, 예를 들어 유리 원료를 고온에서 용해하고, 급냉한 유리의 파편인 유리 프릿을 사용한 유리 프릿 접합을 이용할 수 있다. 이러한 유리 프릿 접합에서는 접합 부분에 간극이 발생하는 일이 없고, 또한 탈가스(가스 방출)가 적은 유리 프릿을 사용함으로써 내부 공간(650)을 진공 상태로 유지할 수 있다. 또한, 유리 프릿 접합에 한정되지 않고, 저융점 유리를 사용한 용착, 유리 봉착 등에 의한 접합을 행하여도 된다. 또한, 내부 공간(650)의 진공 상태의 유지에는 적합하지 않지만, 예를 들어 내부 공간(650)에의 이물질 침입을 억제하는 목적만이면 에폭시 수지 등에 의한 접착을 행하여도 된다.

이상과 같이 본 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600)에서는, 하우징(601)은 베이스 기판(610) 및 리드(620)의 접합, 베이스 기판(610) 및 베이스측 유리 기판(630)의 접합, 리드(620) 및 리드측 유리 기판(640)의 접합에 의해 하우징(601)의 내부 공간(650)이 기밀하게 유지되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에서는 내부 공간(650)은 진공 상태로 유지되어 있다.

이와 같이 내부 공간(650)을 진공 상태로 유지함으로써, 파장 가변 간섭 필터(5)의 가동부(521)를 이동시킬 때, 공기 저항이 발생하지 않고 응답성을 양호하게 할 수 있다.

[광학 필터 디바이스의 제조 방법]

이어서, 상술한 바와 같은 광학 필터 디바이스(600)의 제조 방법에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

도 5는 광학 필터 디바이스(600)를 제조하는 제조 공정을 도시하는 공정도이다.

광학 필터 디바이스(600)의 제조에서는, 우선, 광학 필터 디바이스(600)를 구성하는 파장 가변 간섭 필터(5)를 제조하는 필터 준비 공정(S1), 베이스 기판 준비 공정(S2), 리드 준비 공정(S3)을 각각 실시한다.

(필터 준비 공정)

S1의 필터 준비 공정에서는, 우선, 파장 가변 간섭 필터(5)를 제조하는 필터 형성 공정을 실시한다(S11).

이 S11에서는 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)을 적절하게 에칭 처리 등에 의해 형성한다. 그리고, 고정 기판(51)에 대해서는 고정 전극(561) 및 고정 인출 전극(563)을 성막한 후, 비투광성 부재(515)를 성막하고, 그 후 고정 반사막(54)을 성막한다. 또한, 가동 기판(52)에 대해서는 가동 전극(562)을 성막한 후, 가동 반사막(55)을 성막한다.

이후, 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)을 접합막(53)을 개재하여 접합함으로써 파장 가변 간섭 필터(5)가 얻어진다. 본 실시 형태에서는, 이 필터 형성 공정(S11)에 있어서, 비접합부(516) 및 비접합부(526)가 형성되도록 고정 기판(51) 및 가동 기판(52)을 접합한다.

이후, S11에 의해 얻어진 파장 가변 간섭 필터(5)의 고정 전극 패드(563P), 가동 전극 패드(564P)에 대하여, FPC(615A)를 접속하는 FPC 접속 공정을 실시한다(S12). FPC(615A)와 각 전극 패드(563P, 564P)의 접속에서는 탈가스가 적은 Ag 페이스트를 사용한다.

(베이스 기판 준비 공정)

S2의 베이스 기판 준비 공정에서는, 우선, 베이스 외형 형성 공정을 실시한다(S21). 이 S21에서는 세라믹 기판의 형성 소재인 시트를 적층한 소성 전 기판을 적절하게 절삭 등을 하고, 광 통과 구멍(611)을 갖는 베이스 기판(610)의 형상을 성형한다. 그리고, 소성 전 기판을 소성함으로써 베이스 기판(610)을 형성한다.

또한, 소성 형성된 베이스 기판(610)에 대하여, 예를 들어 YAG 레이저 등의 고출력 레이저를 이용한 가공에 의해 광 통과 구멍(611)을 형성하여도 된다.

이어서, 베이스 기판(610)에 관통 구멍(614)을 형성하는 관통 구멍 형성 공정을 실시한다(S22). 이 S22에서는 미세한 관통 구멍(614)을 형성하기 위하여, 예를 들어 YAG 레이저 등을 사용한 레이저 가공을 실시한다. 또한, 형성한 관통 구멍(614)에는 베이스 기판(610)에 대한 밀착성이 높은 도전성 부재를 충전한다.

이후, 베이스 기판(610)에 내측 단자부(615), 외측 단자부(616)를 형성하는 배선 형성 공정을 실시한다(S23).

이 S23에서는, 예를 들어 Ni/Au 등의 금속을 사용한 도금 가공을 실시하여 내측 단자부(615) 및 외측 단자부(616)를 형성한다. 또한, 베이스 접합부(617) 및 리드 접합부(624)를 레이저 용접에 의해 접합하는 경우에는, 베이스 접합부(617)에 Ni 등의 도금을 실시하여 접합용 패턴(617A)을 형성한다.

이후, 베이스 기판(610)에 광 통과 구멍(611)을 덮는 베이스측 유리 기판(630)을 접합하는 광학 창 접합 공정을 실시한다(S24).

S24에서는 베이스측 유리 기판(630)의 평면 중심과 광 통과 구멍(611)의 평면 중심이 일치하도록 얼라인먼트 조정을 실시하여, 프릿 유리를 사용한 프릿 유리 접합에 의해 베이스측 유리 기판(630)을 베이스 기판(610)에 접합한다.

(리드 준비 공정)

S3의 리드 준비 공정에서는, 우선, 리드(620)를 형성하는 리드 형성 공정을 실시한다(S31). 이 S31에서는 코바르 등에 의해 구성된 금속 기판을 프레스 가공하여 광 통과 구멍(621)을 갖는 리드(620)를 형성한다.

이후, 리드(620)에 광 통과 구멍(621)을 덮는 리드측 유리 기판(640)을 접합하는 광학 창 접합 공정을 실시한다(S32).

S32에서는 리드측 유리 기판(640)의 평면 중심과 광 통과 구멍(621)의 평면 중심이 일치하도록 얼라인먼트 조정을 실시하여, 프릿 유리를 사용한 프릿 유리 접합에 의해 리드측 유리 기판(640)을 리드(620)에 접합한다.

(디바이스 조립 공정)

이어서, 상기 S1 내지 S3에 의해 얻어진 파장 가변 간섭 필터(5), 베이스 기판(610), 리드(620)를 접합하여 광학 필터 디바이스(600)를 형성하는 디바이스 조립 공정을 실시한다(S4).

이 S4에서는, 우선, 베이스 기판(610)에 대하여 파장 가변 간섭 필터(5)를 고정 부재(7)에 의해 고정하는 필터 고정 공정을 실시한다(S41). 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 도 2 및 도 3에 도시하는 위치에서 가동 기판(52)의 기판 외주부(525)를 고정 부재(7)를 사용하여 베이스 기판(610)에 고정한다. 고정 부재(7)로서는, 본 실시 형태에서는 접착제를 사용한다. 우선, 이 S41에서는 베이스 기판(610)의 소정 위치에 일점에서 접착제를 도포한다. 그리고, 고정 반사막(54), 가동 반사막(55)의 평면 중심점 O가 광 통과 구멍(611)의 평면 중심점 O에 일치하도록 얼라인먼트 조정을 실시한다. 이 얼라인먼트 조정 후, 가동 기판(52)을 베이스 기판(610)에 접합하여 접착제를 경화시킨다. 이와 같이 하여 파장 가변 간섭 필터(5)가 베이스 기판(610)에 고정된다.

이후, 배선 접속 공정을 실시한다(S42). 이 S42에서는 S12에 의해 파장 가변 간섭 필터(5)에 접속된 FPC(615A)의 타단부를 베이스 기판(610)의 내측 단자부(615)에 부착한다. 이렇게 함으로써 내측 단자부(615)와, 고정 전극 패드(563P) 및 가동 전극 패드(564P)를 접속한다. 이 접속에 있어서도 탈가스가 적은 Ag 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다.

이후, 베이스 기판(610) 및 리드(620)를 접합하는 접합 공정을 실시한다(S43). 이 S43에서는, 예를 들어 진공 챔버 장치 등에 있어서, 진공 분위기로 설정된 환경하에서 베이스 기판(610) 및 리드(620)를 중첩하고, 베이스 기판(610) 및 리드(620)를 예를 들어 YAG 레이저 등을 사용한 레이저 접합에 의해 접합한다. 이러한 레이저 접합에서는 접합부만을 국소적으로 고온화하여 접합하기 때문에, 내부 공간(650)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 파장 가변 간섭 필터(5)의 각 반사막(54, 55)이 고온에 의해 열화되는 문제를 방지할 수 있다.

이상에 의해 광학 필터 디바이스(600)가 제조된다.

[실시 형태의 작용 효과]

본 실시 형태에서는 광학 필터 디바이스(600)는 파장 가변 간섭 필터(5)와, 당해 파장 가변 간섭 필터(5)를 수납하는 하우징(601)을 구비한다. 이 하우징(601)은, 베이스 기판(610)과, 베이스 기판(610)에 접합되는 리드(620)를 구비한다. 파장 가변 간섭 필터(5)의 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)이 고정 부재(7)에 의해 1개소에서 고정되어 있다.

가동 기판(52)과 베이스 기판(610) 사이의 전체면에 걸쳐 고정 부재(7)를 배치하거나, 2점 이상에서 배치하거나 한 광학 필터 디바이스에서는, 가동 기판(52)과 고정 부재(7)의 열팽창 계수의 차나 베이스 기판(610)과 고정 부재(7)의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이 가동 기판(52) 전체에 걸쳐 작용하기 쉽다. 또한, 고정 부재(7)로서 접착제를 사용한 경우에도, 경화시켰을 때의 수축에 의한 응력이 가동 기판(52) 전체에 걸쳐 작용하기 쉽다. 또한, 가동 기판(52)은 고정 기판(51)에 대하여 접합되어 있기 때문에, 고정 기판(51)에도 응력이 작용하기 쉽다. 응력이 작용하면, 고정 기판(51)의 고정 반사막(54)이나 가동 기판(52)의 가동 반사막(55)이 휘어 버려 파장 가변 간섭 필터(5)의 광학 특성이 영향을 받는다.

한편, 광학 필터 디바이스(600)에 따르면, 상술한 바와 같이 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)이 고정 부재(7)에 의해 1개소에서 고정되어 있다. 그로 인해, 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 가동 기판(52)이나 고정 기판(51)에 작용하기 어려워진다. 그 결과, 광학 필터 디바이스(600)는 고정 기판(51)의 고정 반사막(54)이나 가동 기판(52)의 가동 반사막(55)의 휨을 억제할 수 있다.

[제2 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

상술한 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600)에서는, 가동 기판(52)이 베이스 기판(610)에 대하여 고정 부재(7)에 의해 1개소에서 고정되어 있다.

이에 반해, 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)(도 7 참조)에서는, 파장 가변 간섭 필터(5)가 베이스 기판(610)에 대하여 2개소(도 6 참조)에서 고정 부재(7)에 의해 고정되어 있다. 이하, 이러한 광학 필터 디바이스(600A)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6은 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 수납된 파장 가변 간섭 필터(5)의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 파장 가변 간섭 필터(5)와 고정 부재(7)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.

도 7은 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.

또한, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략 또는 간략화한다.

광학 필터 디바이스(600A)에 있어서, 고정 부재(7)는, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 비접합부(526)와 베이스 기판(610)의 사이에 배치되어 있다. 또한, 고정 부재(7)는 가동 기판(52)을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 가동 기판(52)의 코너부에서 가동 기판(52)을 베이스 기판(610)에 고정한다.

도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 고정 부재(7)는 파장 가변 간섭 필터(5)의 정점 C3 근방 및 정점 C4 근방의 총 2개소에 배치되어 있다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 고정 부재(7)는 가동 기판(52)의 비접합부(526)와 베이스 기판(610)을 2개소에서 고정한다. 또한, 가동 기판(52)이 직사각형 형상인 경우, 2개소의 고정 부재(7)는 가동 기판(52)의 외주부의 짧은 변을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 고정 개소끼리의 간격을 짧게 할 수 있기 때문이다.

본 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)에 대해서도, 고정 부재(7)의 배치 개소가 상술한 바와 같이 상이한 것 이외에는, 제1 실시 형태의 제조 방법과 마찬가지로 하여 제조할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 실시 형태의 S41에 있어서, 고정 부재(7)로서의 접착제를 베이스 기판(610) 표면의 2개소에 도포한다. 구체적으로는, 접착제의 도포 개소는 얼라인먼트 조정 후, 가동 기판(52)을 베이스 기판(610)에 고정할 때, 접착제가 비접합부(526)에 접촉하는 개소로 한다.

[실시 형태의 작용 효과]

광학 필터 디바이스(600A)에 따르면, 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)이 2개소에 배치된 고정 부재(7)에 의해 고정되어 있다. 그로 인해, 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)의 사이의 전체면에 걸쳐 고정 부재(7)를 배치한 경우와 비교하여 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 부재간의 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 가동 기판(52)이나 고정 기판(51)에 작용하기 어려워진다. 그 결과, 광학 필터 디바이스(600A)에 따르면, 고정 반사막(54)이나 가동 반사막(55)의 휨을 억제할 수 있다.

광학 필터 디바이스(600A)에서는 가동 기판(52)의 비접합부(526)와 베이스 기판이 고정 부재(7)에 의해 2개소에서 고정된다. 이와 같이 광학 필터 디바이스(600A)에서는 고정 개소가 제1 실시 형태와 비교하여 증가하지만, 당해 고정 개소는 비접합부(526)이다. 즉, 당해 고정 개소가 제1 접합부(513) 및 제2 접합부(523)로부터 이격된 위치이다. 그로 인해, 상술한 바와 마찬가지로 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 가동 기판(52)뿐만 아니라, 특히 고정 기판(51)에 대하여 작용하기 어려워진다. 또한, 광학 필터 디바이스(600A)에서는, 당해 고정 개소가 고정 반사막(54) 및 가동 반사막(55)이 설치된 위치로부터 이격되어 있다.

따라서, 광학 필터 디바이스(600A)에 따르면, 고정 반사막(54)이나 가동 반사막(55)의 휨을 억제할 수 있다.

광학 필터 디바이스(600A)에서는 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)이 고정 부재(7)에 의해 2개소에서 고정되어 있다. 그로 인해, 2개소에서의 고정에 의한 모멘트의 영향이 가동 기판(52) 및 고정 기판(51)에 미칠 우려가 있다. 예를 들어, 고정 부재(7)의 배치 개소가 정점 C1 및 정점 C3의 근방의 2개소이면, 당해 2개소간의 거리가 길어져 상술한 모멘트의 영향이 크고, 반사막(54, 55)의 휨이 발생하기 쉬워진다. 또한, 당해 2개소간에는 보유 지지부(522)가 형성되어 있기 때문에, 상술한 모멘트의 영향에 의해 보유 지지부(522)가 휘고, 반사막간 갭(G1)을 고정밀도로 제어할 수 없게 될 우려가 있다.

그러나, 광학 필터 디바이스(600A)에서는, 고정 부재(7)가 파장 가변 간섭 필터(5)의 고정 부재의 정점 C3 및 정점 C4 근방에 배치되어 있다. 파장 가변 간섭 필터(5)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 예를 들어 직사각형 판 형상의 광학 부재이기 때문에, 고정 부재(7)는 정점 C3과 정점 C4로 연결되는 일변의 양단부측에 배치되어 있게 된다. 그로 인해, 상술한 모멘트의 영향을 작게 할 수 있다.

[제3 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

상술한 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)에서는, 파장 가변 간섭 필터(5)가 베이스 기판(610)에 대하여 2개소에서 고정 부재(7)에 의해 고정되어 있다.

제3 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600B)(도 8 참조)도, 제2 실시 형태와 마찬가지로 파장 가변 간섭 필터(5)가 베이스 기판(610)에 대하여 2개소에서 고정 부재(7)에 의해 고정되어 있다. 단, 광학 필터 디바이스(600B)에 있어서는, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 가동 기판(52)의 베이스 기판(610)에 대향하는 면에 기판 오목부(527)가 형성되어 있는 점에서 광학 필터 디바이스(600A)와 상이하다.

이하, 이러한 광학 필터 디바이스(600B)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 8은 제3 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600B)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.

도 9는 제3 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 수납된 파장 가변 간섭 필터(5)의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 파장 가변 간섭 필터(5)와 고정 부재(7)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.

또한, 상기 제1 실시 형태나 제2 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략 또는 간략화한다.

본 실시 형태에 있어서, 기판 오목부(527)는, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 비접합부(526)의 베이스 기판(610)에 대향하는 면에 형성되어 있다. 기판 오목부(527)는 가동 기판(52)의 두께 방향으로 소정 치수분 오목해져 있다. 기판 오목부(527)는 보유 지지부(522)의 형성과 마찬가지로 에칭 등에 의해 형성할 수 있다.

또한, 이 기판 오목부(527)는 비접합부(526)에 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 파장 가변 간섭 필터(5)의 정점 C3 근방 및 정점 C4 근방의 총 2개소에 형성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 고정 부재(7)는 상술한 기판 오목부(527)가 형성된 2개소에 대응하여 배치된다. 그로 인해, 고정 부재(7)는 제2 실시 형태와 대략 마찬가지의 위치에서 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)을 고정한다.

본 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600B)에 대해서도, 기판 오목부(527)의 형성이 필요한 점 및 고정 부재(7)의 배치 개소가 상술한 바와 같이 상이한 점 이외에는, 제1 실시 형태의 제조 방법과 마찬가지로 하여 제조할 수 있다.

기판 오목부(527)는, 예를 들어 상기 제1 실시 형태의 S11의 필터 형성 공정에서 형성할 수 있다. 가동 기판(52)의 에칭 처리시에 함께 기판 오목부(527)를 형성하여도 된다.

[실시 형태의 작용 효과]

광학 필터 디바이스(600B)에 따르면, 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)와 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것 이외에는, 다음과 같은 작용 효과를 발휘한다.

광학 필터 디바이스(600B)에 따르면, 가동 기판(52)에 기판 오목부(527)가 형성되어 있다. 그로 인해, 고정 부재(7)의 위치가 기판 오목부(527)에 의해 규제되므로, 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)을 원하는 개소에서 보다 확실하게 고정할 수 있다. 예를 들어, 고정 부재(7)로서 유동성이 있는 소재(예를 들어, 접착제)를 사용하는 경우, 기판 오목부(527)에 의해 고정 부재(7)가 도포 위치로부터 밀려나오는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 광학 필터 디바이스(600B)에 따르면, 고정 부재(7)를 원하는 개소에 확실하게 배치할 수 있으므로 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.

[제4 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

상술한 제3 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600B)에서는, 가동 기판(52)의 베이스 기판(610)에 대향하는 면에 기판 오목부(527)가 형성되어 있다.

한편, 본 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600C)(도 10 참조)에서는, 당해 기판 오목부(527)는 형성되어 있지 않지만, 베이스 기판(610)의 베이스 내측면(612)에 베이스 오목부(618)가 형성되어 있다.

도 10은 제4 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600B)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.

또한, 상기 제1 실시 형태부터 제3 실시 형태까지와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략 또는 간략화한다.

광학 필터 디바이스(600C)에서의 고정 부재(7)의 배치 개소는, 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)와 마찬가지이다. 즉, 고정 부재(7)는 비접합부(526)와 베이스 기판(610)의 사이에 배치된다. 또한, 고정 부재(7)는 2개소(파장 가변 간섭 필터(5)의 정점 C3 근방 및 정점 C4 근방에 대응하는 위치)에 배치되어 있다.

광학 필터 디바이스(600C)에서는, 이러한 고정 부재(7)의 배치 개소에 대응하여 베이스 오목부(618)가 형성되어 있다. 베이스 오목부(618)는 베이스 기판(610)의 베이스 내측면(612)에 베이스 기판(610)의 두께 방향으로 소정 치수분 오목해져 있다. 베이스 오목부(618)는 고정 부재(7)의 배치 개소마다 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 베이스 오목부(618)는 2개소의 고정 부재(7)의 배치 개소 각각에 대응하여 형성되어 있다. 베이스 오목부(618)는, 본 실시 형태에서는 고정 부재(7)를 둘러싸도록 형성된 홈이다.

본 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600C)에 대해서도, 베이스 오목부(618)의 형성이 필요한 점 및 고정 부재(7)의 배치 개소가 상술한 바와 같이 상이한 점 이외에는, 제1 실시 형태의 제조 방법과 마찬가지로 하여 제조할 수 있다.

베이스 오목부(618)는, 예를 들어 상기 제1 실시 형태의 S2의 베이스 기판 준비 공정에서 형성할 수 있다. 소성 형성된 베이스 기판(610)에 대하여, 예를 들어 YAG 레이저 등의 고출력 레이저를 이용한 가공에 의해 광 통과 구멍(611)을 형성할 때, 함께 베이스 오목부(618)를 형성하여도 된다. 또한, 관통 구멍(614)을 형성할 때, 함께 베이스 오목부(618)를 형성하여도 된다.

[실시 형태의 작용 효과]

광학 필터 디바이스(600C)에 따르면, 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)와 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것 이외에, 다음과 같은 작용 효과를 발휘한다.

광학 필터 디바이스(600C)에 따르면, 홈 형상의 베이스 오목부(618)가 고정 부재(7)를 둘러싸도록 베이스 기판(610)에 형성되어 있다. 그로 인해, 고정 부재(7)로서 유동성이 있는 소재(예를 들어, 접착제)를 사용하는 경우, 기판 오목부(527)에 의해 고정 부재(7)가 도포 위치로부터 밀려나오는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 광학 필터 디바이스(600C)에 따르면, 고정 부재(7)를 원하는 개소에 확실하게 배치할 수 있으므로 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.

[제5 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제5 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

상술한 제2 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600A)에서는, 가동 기판(52)의 비접합부(526)와 베이스 기판(610)이 고정 부재(7)에 의해 2개소에서 고정되어 있다.

한편, 본 실시 형태의 광학 필터 디바이스에서는, 가동 기판(52)의 비접합부(526)와 베이스 기판(610)이 고정 부재(7)에 의해 1개소에서 고정되어 있다.

도 11은 제5 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 수납된 파장 가변 간섭 필터(5)의 개략 구성을 도시하는 평면도이며, 또한 파장 가변 간섭 필터(5)와 고정 부재(7)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.

또한, 상기 제1 실시 형태부터 제4 실시 형태까지와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략 또는 간략화한다.

본 실시 형태에서는, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 고정 부재(7)는 파장 가변 간섭 필터(5)의 비접합부(526)에 대하여, 정점 C4 근방에 1개소 배치되고, 제2 단자 취출부인 가동 전극 패드(564P) 부분에는 배치되지 않는다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 가동 기판(52)은 코너부의 1개소에서 베이스 기판에 고정되어 있다.

[실시 형태의 작용 효과]

본 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 따르면, 다음과 같은 작용 효과를 발휘한다.

본 실시 형태의 광학 필터 디바이스에서는, 가동 기판(52)의 비접합부(526)와 베이스 기판(610)이 고정 부재(7)에 의해 1개소에서 고정된다. 이와 같이 고정 개소가 제1 접합부(513) 및 제2 접합부(523)로부터 이격된 1개소뿐이다. 그로 인해, 상술한 바와 같은 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 가동 기판(52)이나 고정 기판(51)에 대하여 더 작용하기 어려워진다. 따라서, 본 실시 형태의 광학 필터 디바이스에 따르면, 고정 반사막(54)이나 가동 반사막(55)의 휨을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

[제6 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제6 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

제6 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600)가 내장된 광학 모듈인 색 측정 센서(3) 및 광학 필터 디바이스(600)가 내장된 전자 기기인 색 측정 장치(1)를 설명한다.

[1. 색 측정 장치의 개략 구성]

도 12는 제1 실시 형태의 색 측정 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.

색 측정 장치(1)는 본 발명의 전자 기기이다. 이 색 측정 장치(1)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 검사 대상(X)에 광을 사출하는 광원 장치(2)와, 색 측정 센서(3)와, 색 측정 장치(1)의 전체 동작을 제어하는 제어 장치(4)를 구비한다. 그리고, 이 색 측정 장치(1)는 광원 장치(2)로부터 사출되는 광을 검사 대상(X)에서 반사시키고, 반사된 검사 대상 광을 색 측정 센서(3)에서 수광하고, 색 측정 센서(3)로부터 출력되는 검출 신호에 기초하여 검사 대상 광의 색도, 즉 검사 대상(X)의 색을 분석하여 측정하는 장치이다.

[2. 광원 장치의 구성]

광원 장치(2)는 광원(21), 복수의 렌즈(22)(도 12에는 1개만 기재)를 구비하며, 검사 대상(X)에 대하여 백색광을 사출한다. 또한, 복수의 렌즈(22)에는 콜리메이터 렌즈가 포함되어도 되며, 이 경우, 광원 장치(2)는 광원(21)으로부터 사출된 백색광을 콜리메이터 렌즈에 의해 평행광으로 하고, 도시하지 않은 투사 렌즈로부터 검사 대상(X)를 향하여 사출한다. 또한, 본 실시 형태에서는 광원 장치(2)를 구비하는 색 측정 장치(1)를 예시하지만, 예를 들어 검사 대상(X)이 액정 패널 등의 발광 부재인 경우, 광원 장치(2)가 설치되지 않는 구성으로 하여도 된다.

[3. 색 측정 센서의 구성]

색 측정 센서(3)는 본 발명의 광학 모듈을 구성하며, 상기 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600)를 구비하고 있다. 이 색 측정 센서(3)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 광학 필터 디바이스(600)와, 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과한 광을 수광하는 검출부(31)와, 파장 가변 간섭 필터(5)에서 투과시키는 광의 파장을 가변하는 전압 제어부(32)를 구비한다.

또한, 색 측정 센서(3)는 파장 가변 간섭 필터(5)에 대향하는 위치에, 검사 대상(X)에서 반사된 반사광(검사 대상 광)을 내부에 도광하는 도시하지 않은 입사 광학 렌즈를 구비하고 있다. 그리고, 이 색 측정 센서(3)는, 광학 필터 디바이스(600) 내의 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해, 입사 광학 렌즈로부터 입사한 검사 대상 광 중 소정 파장의 광을 분광하고, 분광한 광을 검출부(31)에서 수광한다.

검출부(31)는 복수의 광전 교환 소자에 의해 구성되어 있으며, 수광량에 따른 전기 신호를 생성한다. 여기서, 검출부(31)는, 예를 들어 회로 기판(311)을 통하여 제어 장치(4)에 접속되어 있고, 생성된 전기 신호를 수광 신호로서 제어 장치(4)에 출력한다.

또한, 이 회로 기판(311)에는 베이스 기판(610)의 베이스 외측면(613)에 형성된 외측 단자부(616)가 접속되어 있고, 회로 기판(311)에 형성된 회로를 통하여 전압 제어부(32)에 접속되어 있다.

이와 같은 구성에서는 회로 기판(311)을 통하여 광학 필터 디바이스(600) 및 검출부(31)를 일체적으로 구성할 수 있어, 색 측정 센서(3)의 구성을 간략화할 수 있다.

전압 제어부(32)는 회로 기판(311)을 통하여 광학 필터 디바이스(600)의 외측 단자부(616)에 접속된다. 그리고, 전압 제어부(32)는 제어 장치(4)로부터 입력되는 제어 신호에 기초하여 고정 전극 패드(563P) 및 가동 전극 패드(564P)간에 소정의 스텝 전압을 인가함으로써, 정전 액추에이터(56)를 구동시킨다. 이에 의해, 전극간 갭(G2)에 정전 인력이 발생하고, 보유 지지부(522)가 휨으로써 가동부(521)가 고정 기판(51)측으로 변위하고, 반사막간 갭(G1)을 원하는 치수로 설정하는 것이 가능하게 된다.

[4. 제어 장치의 구성]

제어 장치(4)는 색 측정 장치(1)의 전체 동작을 제어한다.

이 제어 장치(4)로서는, 예를 들어 범용 퍼스널 컴퓨터나 휴대 정보 단말기, 그 밖에 색 측정 전용 컴퓨터 등을 사용할 수 있다.

그리고, 제어 장치(4)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 광원 제어부(41), 색 측정 센서 제어부(42) 및 색 측정 처리부(43) 등을 구비하여 구성되어 있다.

광원 제어부(41)는 광원 장치(2)에 접속되어 있다. 그리고, 광원 제어부(41)는, 예를 들어 이용자의 설정 입력에 기초하여 광원 장치(2)에 소정의 제어 신호를 출력하고, 광원 장치(2)로부터 소정의 밝기의 백색광을 사출시킨다.

색 측정 센서 제어부(42)는 색 측정 센서(3)에 접속되어 있다. 그리고, 색 측정 센서 제어부(42)는, 예를 들어 이용자의 설정 입력에 기초하여 색 측정 센서(3)로 수광시키는 광의 파장을 설정하고, 이 파장의 광의 수광량을 검출하는 취지의 제어 신호를 색 측정 센서(3)에 출력한다. 이에 의해, 색 측정 센서(3)의 전압 제어부(32)는 제어 신호에 기초하여 이용자가 원하는 광의 파장만을 투과시키도록 정전 액추에이터(56)에의 인가 전압을 설정한다.

색 측정 처리부(43)는 검출부(31)에 의해 검출된 수광량으로부터 검사 대상(X)의 색도를 분석한다.

[5. 실시 형태의 작용 효과]

본 실시 형태의 색 측정 장치(1)는, 상기 제1 실시 형태와 같은 광학 필터 디바이스(600)를 구비하고 있다. 상술한 바와 같이, 광학 필터 디바이스(600)에 따르면, 고정 부재(7)를 사용한 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)을 고정하여도 열팽창 계수의 차에 의한 응력 등이 가동 기판(52)이나 고정 기판(51)에 작용하기 어려워진다. 그로 인해, 고정 기판(51)의 고정 반사막(54)이나 가동 기판(52)의 가동 반사막(55)의 휨을 억제할 수 있다. 그로 인해, 이들 반사막(54, 55)의 휨에 의한 파장 가변 간섭 필터(5)의 광학 특성의 변화를 방지할 수 있다. 또한, 광학 필터 디바이스(600)는 내부 공간(650)의 기밀성이 높고, 물 입자 등의 이물질 침입이 없기 때문에, 이들 이물질에 의한 파장 가변 간섭 필터(5)의 광학 특성의 변화도 방지할 수 있다. 따라서, 색 측정 센서(3)에 있어서도 고분해능으로 취출된 목적 파장의 광을 검출부(31)에 의해 검출할 수 있고, 원하는 목적 파장의 광에 대한 정확한 광량을 검출할 수 있다. 이에 의해, 색 측정 장치(1)는 검사 대상(X)의 정확한 색 분석을 실시할 수 있다.

또한, 검출부(31)는 베이스 기판(610)에 대향하여 설치되고, 당해 검출부(31) 및 베이스 기판(610)의 베이스 외측면(613)에 설치된 외측 단자부(616)는 1개의 회로 기판(311)에 접속되어 있다. 즉, 광학 필터 디바이스(600)의 베이스 기판(610)은 광 사출측에 배치되어 있기 때문에, 광학 필터 디바이스(600)로부터 사출된 광을 검출하는 검출부(31)와 근접하여 배치할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 1개의 회로 기판(311)에 배선함으로써 배선 구조를 간략화할 수 있어, 기판의 수도 삭감할 수 있다.

또한, 전압 제어부(32)를 회로 기판(311) 상에 배치하여도 되며, 이 경우 한층 더한 구성의 간략화를 도모할 수 있다.

[변형예]

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

예를 들어, 상기 제1 실시 형태에서는 진공 중에서 베이스 기판(610) 및 리드(620)를 접합함으로써, 내부 공간(650)이 진공 상태로 유지된 광학 필터 디바이스(600)를 제조하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 리드나 베이스 기판에 내부 공간과 외부를 연통하는 구멍부를 형성해 둔다. 대기압하에서 리드와 베이스 기판을 접합한 후에, 내부 공간으로부터 공기를 빼서 진공 상태로 하고, 당해 구멍부를 밀봉 부재로 밀봉할 수 있다. 밀봉 부재로서는, 예를 들어 금속구를 들 수 있다. 금속구에 의한 밀봉에서는 금속구를 구멍부 내에 끼워 넣게 한 후, 구멍부 내에서 고온화시켜 금속구를 구멍부의 내벽에 용착시키는 것이 바람직하다.

또한, 광학 필터 디바이스(600)에 수납되는 파장 가변 간섭 필터(5)로서는, 상기 실시 형태에서 나타낸 예에 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에 있어서, 파장 가변 간섭 필터(5)는 고정 전극(561) 및 가동 전극(562)에 전압을 인가함으로써, 정전 인력에 의해 반사막간 갭(G1)의 크기를 변경 가능한 타입을 나타내었다. 이러한 타입 외에, 예를 들어 반사막간 갭(G1)을 변경하는 액추에이터로서 고정 전극(561) 대신에 제1 유전 코일을 배치하고, 가동 전극(562) 대신에 제2 유전 코일 또는 영구 자석을 배치한 유전 액추에이터를 사용하는 구성으로 하여도 된다.

또한, 정전 액추에이터(56) 대신에 압전 액추에이터를 사용하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우, 예를 들어 보유 지지부(522)에 하부 전극층, 압전막 및 상부 전극층을 적층 배치시켜 하부 전극층 및 상부 전극층의 사이에 인가하는 전압을 입력값으로서 가변시킴으로써, 압전막을 신축시켜 보유 지지부(522)를 휘게 할 수 있다.

또한, 내부 공간(650)에 수납하는 간섭 필터로서 파장 가변 간섭 필터(5)를 예시하였지만, 예를 들어 반사막간 갭(G1)의 크기가 고정된 간섭 필터이어도 된다. 이 경우, 가동부(521)를 휘게 하기 위한 보유 지지부(522)나, 고정 전극(561)을 설치하기 위한 전극 배치 홈(511) 등을 에칭에 의해 형성할 필요가 없어 간섭 필터의 구성을 간략화할 수 있다. 또한, 반사막간 갭(G1)의 크기가 고정이기 때문에, 응답성의 문제가 없고, 내부 공간(650)을 진공으로 유지할 필요가 없어 구성의 간략화, 제조성의 향상을 도모할 수 있다. 단, 이 경우에도, 예를 들어 온도 변화가 큰 장소에서 광학 필터 디바이스(600)를 사용하는 경우, 내부 공간(650) 내의 공기의 팽창 등에 의해 베이스측 유리 기판(630)이나 리드측 유리 기판(640)이 응력을 받아 휠 우려가 있다. 따라서, 이러한 간섭 필터를 사용하는 경우라도 내부 공간(650)을 진공 또는 감압 상태로 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 리드(620)는 리드 접합부(624), 측벽부(625) 및 천장면부(626)를 구비하며, 천장면부(626)가 베이스 기판(610)에 대하여 평행하게 되는 구성을 나타내었지만, 이것에 한정되지 않는다. 리드(620)의 형상으로서는 베이스 기판(610)과의 사이에 파장 가변 간섭 필터(5)를 수납 가능한 내부 공간(650)을 형성할 수 있으면 어떠한 형상이어도 되며, 예를 들어 천장면부(626)가 곡면 형상으로 형성되어 있어도 된다. 단, 이 경우, 제조가 번잡해지는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어, 내부 공간(650)의 기밀성을 유지하기 위하여 리드(620)에 접합하는 리드측 유리 기판(640)을 리드(620)에 맞추어 곡면 형상으로 형성하고, 또한 광 통과 구멍(621)을 폐색하는 부분만 굴절 등이 발생하지 않도록 평면 형상으로 형성할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 상기 제1 실시 형태와 같이 천장면부(626)가 베이스 기판(610)과 평행하게 되는 리드(620)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 실시 형태에서는 베이스측 유리 기판(630) 및 리드측 유리 기판(640)이 하우징(601)의 외면, 즉 베이스 기판(610)의 베이스 외측면(613) 및 리드(620)의 리드 외측면(623)에 접합되는 예를 나타내었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하우징(601)의 내부 공간(650)측에 접합되는 구성으로 하여도 된다.

또한, 간섭 필터로서 제1 반사막 및 제2 반사막에 의해 다중 간섭된 광을 반사시키는 반사형 필터를 내부 공간(650)에 수납하는 경우에는, 광 통과 구멍(611) 및 베이스측 유리 기판(630)이 설치되지 않는 구성이어도 된다.

이 경우, 광학 필터 디바이스(600)의 광 통과 구멍(621)에 대향하여, 예를 들어 빔 스플리터 등을 설치함으로써, 광학 필터 디바이스(600)에의 입사광과 광학 필터 디바이스(600)로부터 사출된 사출광을 분리하는 구성으로 함으로써, 분리된 사출광을 검출부에서 검출시킬 수 있다.

상기 실시 형태에서는 내측 단자부(615) 및 외측 단자부(616)를 베이스 기판(610)에 형성된 관통 구멍(614) 내에 도전성 부재를 개재하여 접속하는 구성을 예시하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 베이스 기판(610)의 관통 구멍(614)에 막대 형상의 단자를 압입하고, 단자의 선단부와, 고정 전극 패드(563P)나 가동 전극 패드(564P) 등을 접속하는 구성으로 하여도 된다.

상기 실시 형태에서는 파장 가변 간섭 필터(5)에 설치되는 본 발명의 전극부로서 정전 액추에이터를 구성하는 고정 전극(561) 및 가동 전극(562)(및 이들 전극(561, 562)에 접속된 전극 패드(563P, 564P))을 예시하였지만, 이것에 한정되지 않는다.

본 발명의 전극의 다른 예로서는, 예를 들어 고정 반사막(54) 및 가동 반사막(55)의 전하 유지량의 변화로부터 반사막간 갭(G1)의 크기를 측정하기 위한 정전 용량 검출 전극이나, 각 기판(51, 52)이나 고정 반사막(54), 가동 반사막(55)에 유지된 전하를 릴리프하고, 기판간의 쿨롬력을 제거하기 위한 대전 제거 전극 등을 들 수 있다. 이 경우, 제1 전장면(514) 및 제2 전장면(524)에, 상기 정전 용량 검출 전극이나 대전 제거 전극 등으로부터 인출된 인출 전극을 배치한다. 그리고, 이러한 복수의 전극이 배치된 경우에도, 예를 들어 FPC(615A)를 제1 전장면(514)에 부착함으로써, 예를 들어 도 5의 S12에 있어서, 각 전극에 대하여 개별적으로 접속 작업을 실시하지 않고 용이하게 배선 접속을 실시할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 고정 기판(51)의 광 입사면에 비투광성 부재(515)를 설치하는 구성으로 하였지만, 예를 들어 입사측의 투광 기판인 리드측 유리 기판(640)에 비투광성 부재(515)를 설치하는 구성 등으로 하여도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는 리드(620)측으로부터 입사된 광을 파장 가변 간섭 필터(5)에 다중 간섭시키고, 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과한 광을 베이스측 유리 기판(630)으로부터 사출하는 광학 필터 디바이스(600)를 예시하였지만, 예를 들어 베이스 기판(610)측으로부터 광을 입사시키는 구성으로 하여도 된다. 이 경우, 가동 기판(52)에 애퍼처로서 기능시키는 비투광성 부재를 설치하여도 되고, 혹은 비투광성 부재가 설치된 고정 기판(51)을 베이스 기판(610)에 고정하는 구성 등으로 하여도 된다.

또한, 본 발명의 전자 기기로서 제6 실시 형태에 있어서 색 측정 장치(1)를 예시하였지만, 그 밖에 여러가지 분야에 의해 본 발명의 광학 필터 디바이스, 광학 모듈, 전자 기기를 사용할 수 있다.

예를 들어, 특정 물질의 존재를 검출하기 위한 광 베이스의 시스템으로서 사용할 수 있다. 이러한 시스템으로서는, 예를 들어 본 발명의 광학 필터 디바이스가 구비하는 파장 가변 간섭 필터를 사용한 분광 계측 방식을 채용하여 특정 가스를 고감도 검출하는 차량 탑재용 가스 누설 검출기나, 음주 측정용 광 음향 희가스 검출기 등의 가스 검출 장치를 예시할 수 있다.

이러한 가스 검출 장치의 일례를 이하에 도면에 기초하여 설명한다.

도 13은 파장 가변 간섭 필터를 구비한 가스 검출 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.

도 14는 도 13의 가스 검출 장치의 제어계의 구성을 도시하는 블록도이다.

이 가스 검출 장치(100)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 센서 칩(110)과, 흡인구(120A), 흡인 유로(120B), 배출 유로(120C) 및 배출구(120D)를 구비한 유로(120)와, 본체부(130)를 구비하여 구성되어 있다.

본체부(130)는 유로(120)를 착탈 가능한 개구를 갖는 센서부 커버(131), 배출 수단(133), 하우징(134), 광학부(135), 필터(136), 광학 필터 디바이스(600) 및 수광 소자(137)(검출부) 등을 포함하는 검출 장치와, 검출된 신호를 처리하고 검출부를 제어하는 제어부(138), 전력을 공급하는 전력 공급부(139) 등으로 구성되어 있다. 또한, 광학부(135)는 광을 사출하는 광원(135A)과, 광원(135A)으로부터 입사된 광을 센서 칩(110)측에 반사하고, 센서 칩측으로부터 입사된 광을 수광 소자(137)측에 투과하는 빔 스플리터(135B)와, 렌즈(135C), 렌즈(135D), 렌즈(135E)에 의해 구성되어 있다.

또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 가스 검출 장치(100)의 표면에는 조작 패널(140), 표시부(141), 외부와의 인터페이스를 위한 접속부(142), 전력 공급부(139)가 설치되어 있다. 전력 공급부(139)가 이차 전지인 경우에는, 충전을 위한 접속부(143)를 구비하여도 된다.

또한, 가스 검출 장치(100)의 제어부(138)는, 도 14에 도시한 바와 같이, CPU 등에 의해 구성된 신호 처리부(144), 광원(135A)을 제어하기 위한 광원 드라이버 회로(145), 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)를 제어하기 위한 전압 제어부(146), 수광 소자(137)로부터의 신호를 수신하는 수광 회로(147), 센서 칩(110)의 코드를 판독하고, 센서 칩(110)의 유무를 검출하는 센서 칩 검출기(148)로부터의 신호를 수신하는 센서 칩 검출 회로(149) 및 배출 수단(133)을 제어하는 배출 드라이버 회로(150) 등을 구비하고 있다.

이어서, 상기와 같은 가스 검출 장치(100)의 동작에 대하여 이하에 설명한다.

본체부(130)의 상부의 센서부 커버(131)의 내부에는 센서 칩 검출기(148)가 설치되어 있으며, 이 센서 칩 검출기(148)에서 센서 칩(110)의 유무가 검출된다. 신호 처리부(144)는 센서 칩 검출기(148)로부터의 검출 신호를 검출하면, 센서 칩(110)이 장착된 상태인 것으로 판단하여, 표시부(141)에 검출 동작을 실시 가능한 취지를 표시시키는 표시 신호를 낸다.

그리고, 예를 들어 이용자에 의해 조작 패널(140)이 조작되어, 조작 패널(140)로부터 검출 처리를 개시하는 취지의 지시 신호가 신호 처리부(144)에 출력되면, 우선, 신호 처리부(144)는 광원 드라이버 회로(145)에 광원 작동의 신호를 출력하여 광원(135A)을 작동시킨다. 광원(135A)이 구동되면, 광원(135A)으로부터 단일 파장으로 직선 편광의 안정된 레이저광이 사출된다. 또한, 광원(135A)에는 온도 센서나 광량 센서가 내장되어 있으며, 그 정보가 신호 처리부(144)에 출력된다. 그리고, 신호 처리부(144)는 광원(135A)으로부터 입력된 온도나 광량에 기초하여 광원(135A)이 안정 동작하고 있다고 판단하면, 배출 드라이버 회로(150)를 제어하여 배출 수단(133)을 작동시킨다. 이에 의해, 검출해야 할 표적 물질(가스 분자)을 포함한 기체 시료가 흡인구(120A)로부터 흡인 유로(120B), 센서 칩(110) 내, 배출 유로(120C), 배출구(120D)로 유도된다. 또한, 흡인구(120A)에는 제진 필터(120A1)가 설치되어, 비교적 큰 분진이나 일부 수증기 등이 제거된다.

또한, 센서 칩(110)은 금속 나노 구조체가 복수 내장되며, 국재 표면 플라즈몬 공명을 이용한 센서이다. 이러한 센서 칩(110)에서는 레이저광에 의해 금속 나노 구조체간에서 증강 전기장이 형성되고, 이 증강 전기장 내에 가스 분자가 인입되면, 분자 진동의 정보를 포함한 라만 산란광 및 레일리 산란광이 발생한다.

이들 레일리 산란광이나 라만 산란광은 광학부(135)를 통하여 필터(136)에 입사하고, 필터(136)에 의해 레일리 산란광이 분리되어, 라만 산란광이 광학 필터 디바이스(600)에 입사한다. 그리고, 신호 처리부(144)는 전압 제어부(146)를 제어하여, 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)에 인가하는 전압을 조정하고, 검출 대상이 되는 가스 분자에 대응한 라만 산란광을 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)로 분광시킨다. 이후, 분광한 광이 수광 소자(137)에서 수광되면, 수광량에 따른 수광 신호가 수광 회로(147)를 통하여 신호 처리부(144)에 출력된다.

신호 처리부(144)는, 상기와 같이 하여 얻어진 검출 대상이 되는 가스 분자에 대응한 라만 산란광의 스펙트럼 데이터와, ROM에 저장되어 있는 데이터를 비교하여, 원하는 가스 분자인지의 여부를 판정하고 물질을 특정한다. 또한, 신호 처리부(144)는 표시부(141)에 그 결과 정보를 표시시키거나, 접속부(142)로부터 외부에 출력하거나 한다.

또한, 상기 도 13 및 도 14에 있어서, 라만 산란광을 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 분광하여 분광된 라만 산란광으로부터 가스 검출을 행하는 가스 검출 장치(100)를 예시하였다. 그 밖에 가스 검출 장치로서 가스 고유의 흡광도를 검출함으로써 가스 종별을 특정하는 가스 검출 장치로서 사용하여도 된다. 이 경우, 센서 내부에 가스를 유입시키고, 입사광 중 가스로 흡수된 광을 검출하는 가스 센서를 본 발명의 광학 모듈로서 사용한다. 그리고, 이러한 가스 센서에 의해 센서 내에 유입된 가스를 분석, 판별하는 가스 검출 장치를 본 발명의 전자 기기로 한다. 이와 같은 구성이라도 파장 가변 간섭 필터를 사용하여 가스의 성분을 검출할 수 있다.

또한, 특정 물질의 존재를 검출하기 위한 시스템으로서, 상기와 같은 가스의 검출에 한정되지 않고, 근적외선 분광에 의한 당류의 비침습적 측정 장치나, 음식물이나 생체, 광물 등의 정보의 비침습적 측정 장치 등의 물질 성분 분석 장치를 예시할 수 있다.

이하에, 상기 물질 성분 분석 장치의 일례로서 음식물 분석 장치를 설명한다.

도 15는 광학 필터 디바이스(600)를 이용한 전자 기기의 일례인 음식물 분석 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

이 음식물 분석 장치(200)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 검출기(210)(광학 모듈), 제어부(220), 표시부(230)를 구비하고 있다. 검출기(210)는 광을 사출하는 광원(211)과, 측정 대상물로부터의 광이 도입되는 촬상 렌즈(212)와, 촬상 렌즈(212)로부터 도입된 광을 분광하는 광학 필터 디바이스(600)와, 분광된 광을 검출하는 촬상부(213)(검출부)를 구비하고 있다.

또한, 제어부(220)는 광원(211)의 점등ㆍ소등 제어, 점등시의 밝기 제어를 실시하는 광원 제어부(221)와, 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)를 제어하는 전압 제어부(222)와, 촬상부(213)를 제어하고 촬상부(213)에서 촬상된 분광 화상을 취득하는 검출 제어부(223)와, 신호 처리부(224)와, 기억부(225)를 구비하고 있다.

이 음식물 분석 장치(200)는 시스템을 구동시키면, 광원 제어부(221)에 의해 광원(211)이 제어되어, 광원(211)으로부터 측정 대상물에 광이 조사된다. 그리고, 측정 대상물에서 반사된 광은 촬상 렌즈(212)를 통하여 광학 필터 디바이스(600)에 입사한다. 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)는 전압 제어부(222)의 제어에 의해 원하는 파장을 분광 가능한 전압이 인가되어 있으며, 분광된 광이 예를 들어 CCD 카메라 등에 의해 구성되는 촬상부(213)에서 촬상된다. 또한, 촬상된 광은 분광 화상으로서 기억부(225)에 축적된다. 또한, 신호 처리부(224)는 전압 제어부(222)를 제어하여 파장 가변 간섭 필터(5)에 인가하는 전압값을 변화시켜 각 파장에 대한 분광 화상을 취득한다.

그리고, 신호 처리부(224)는 기억부(225)에 축적된 각 화상에서의 각 화소의 데이터를 연산 처리하고, 각 화소에서의 스펙트럼을 구한다. 또한, 기억부(225)에는, 예를 들어 스펙트럼에 대한 음식물의 성분에 관한 정보가 기억되어 있으며, 신호 처리부(224)는 구한 스펙트럼의 데이터를 기억부(225)에 기억된 음식물에 관한 정보를 기초로 분석하여, 검출 대상에 포함되는 음식물 성분 및 그 함유량을 구한다. 또한, 얻어진 음식물 성분 및 함유량으로부터 음식물 칼로리나 신선도 등도 산출할 수 있다. 또한, 화상 내의 스펙트럼 분포를 분석함으로써, 검사 대상의 음식물 중에서 신선도가 저하되어 있는 부분의 추출 등도 실시할 수 있으며, 나아가 음식물 내에 포함되는 이물질 등의 검출도 실시할 수 있다.

그리고, 신호 처리부(224)는, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 검사 대상의 음식물의 성분이나 함유량, 칼로리나 신선도 등의 정보를 표시부(230)에 표시시키는 처리를 행한다.

또한, 도 15에 있어서, 음식물 분석 장치(200)의 예를 도시하지만, 대략 마찬가지의 구성에 의해, 상술한 바와 같은 그 밖의 정보의 비침습적 측정 장치로서도 이용할 수 있다. 예를 들어, 혈액 등의 체액 성분의 측정, 분석 등 생체 성분을 분석하는 생체 분석 장치로서 사용할 수 있다. 이러한 생체 분석 장치로서는, 예를 들어 혈액 등의 체액 성분을 측정하는 장치로서 에틸알코올을 검지하는 장치로 하면, 운전자의 음주 상태를 검출하는 음주 운전 방지 장치로서 사용할 수 있다. 또한, 이러한 생체 분석 장치를 구비한 전자 내시경 시스템으로서도 사용할 수 있다.

나아가, 광물의 성분 분석을 실시하는 광물 분석 장치로서도 사용할 수 있다.

나아가, 본 발명의 파장 가변 간섭 필터, 광학 모듈, 전자 기기로서는, 이하와 같은 장치에 적용할 수 있다.

예를 들어, 각 파장의 광 강도를 경시적으로 변화시킴으로써, 각 파장의 광으로 데이터를 전송시키는 것도 가능하며, 이 경우, 광학 모듈에 설치된 파장 가변 간섭 필터에 의해 특정 파장의 광을 분광하고, 수광부에서 수광시킴으로써, 특정 파장의 광에 의해 전송되는 데이터를 추출할 수 있으며, 이러한 데이터 추출용 광학 모듈을 구비한 전자 기기에 의해, 각 파장의 광의 데이터를 처리함으로써 광통신을 실시할 수도 있다.

또한, 전자 기기로서는 본 발명의 광학 필터 디바이스가 구비하는 파장 가변 간섭 필터에 의해 광을 분광함으로써 분광 화상을 촬상하는 분광 카메라, 분광 분석기 등에도 적용할 수 있다. 이러한 분광 카메라의 일례로서 파장 가변 간섭 필터를 내장한 적외선 카메라를 들 수 있다.

도 16은 분광 카메라의 개략 구성을 도시하는 모식도이다. 분광 카메라(300)는, 도 16에 도시한 바와 같이, 카메라 본체(310), 촬상 렌즈 유닛(320), 촬상부(330)(검출부)를 구비하고 있다.

카메라 본체(310)는 이용자에 의해 파지, 조작되는 부분이다.

촬상 렌즈 유닛(320)은 카메라 본체(310)에 설치되어, 입사한 화상광을 촬상부(330)에 도광한다. 또한, 이 촬상 렌즈 유닛(320)은, 도 16에 도시한 바와 같이 대물 렌즈(321), 결상 렌즈(322) 및 이들 렌즈간에 설치된 광학 필터 디바이스(600)를 구비하여 구성되어 있다.

촬상부(330)는 수광 소자에 의해 구성되며, 촬상 렌즈 유닛(320)에 의해 도광된 화상광을 촬상한다.

이러한 분광 카메라(300)에서는 광학 필터 디바이스(600)의 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 촬상 대상이 되는 파장의 광을 투과시킴으로써, 원하는 파장의 광의 분광 화상을 촬상할 수 있다.

나아가, 본 발명의 광학 필터 디바이스가 구비하는 파장 가변 간섭 필터를 대역 통과 필터로서 사용하여도 되며, 예를 들어 발광 소자가 사출하는 소정 파장 영역의 광 중 소정의 파장을 중심으로 한 협대역의 광만을 파장 가변 간섭 필터로 분광하여 투과시키는 광학식 레이저 장치로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학 필터 디바이스가 구비하는 파장 가변 간섭 필터를 생체 인증 장치로서 사용하여도 되며, 예를 들어 근적외 영역이나 가시 영역의 광을 사용한 혈관이나 지문, 망막, 홍채 등의 인증 장치에도 적용할 수 있다.

나아가, 광학 모듈 및 전자 기기를 농도 검출 장치로서 사용할 수 있다. 이 경우, 파장 가변 간섭 필터에 의해 물질로부터 사출된 적외 에너지(적외광)를 분광하여 분석하고, 샘플 중의 피검체 농도를 측정한다.

상기에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 광학 필터 디바이스 및 전자 기기는 입사광으로부터 소정의 광을 분광하는 어떠한 장치에도 적용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 광학 필터 디바이스는, 상술한 바와 같이 1 디바이스로 복수의 파장을 분광시킬 수 있기 때문에, 복수 파장의 스펙트럼의 측정, 복수 성분에 대한 검출을 고정밀도로 실시할 수 있다. 따라서, 복수 디바이스에 의해 원하는 파장을 취출하는 종래의 장치와 비교하여 광학 모듈이나 전자 기기의 소형화를 촉진할 수 있어, 예를 들어 휴대용이나 차량 탑재용 광학 디바이스로서 적절하게 사용할 수 있다.

상술한 색 측정 장치(1), 가스 검출 장치(100), 음식물 분석 장치(200) 및 분광 카메라(300)의 설명에서는, 제1 실시 형태의 광학 필터 디바이스(600)를 적용한 예를 나타내었지만, 이것에 한정되지 않는다. 물론, 다른 실시 형태의 광학 필터 디바이스, 그 밖의 본 발명의 광학 필터 디바이스도 마찬가지로 색 측정 장치(1) 등에 적용할 수 있다.

상기 제3 실시 형태에 있어서, 기판 오목부(527) 내에 고정 부재(7)가 배치되는 형태를 나타내었지만, 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 오목부(527)를 베이스 오목부(618)와 같이 홈 형상으로 형성하여도 된다. 한편, 베이스 오목부(618)도 기판 오목부(527)와 같이 형성하고, 그 내부에 고정 부재(7)가 배치되는 형태로 하여도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는 일점에 배치된 고정 부재(7)에 의해 가동 기판(52)과 베이스 기판(610)이 1개소에서 고정되어 있다. 제1 실시 형태와 같이 일점에서 고정 부재에 의해 고정하는 경우에는, 1개소에서의 고정에 포함되지만, 본 발명에 있어서는 1개소에서 고정하는 경우는 이러한 형태에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 17에 도시한 바와 같은 고정 부재(7)의 배치에 의한 고정도 1개소에서 고정하는 경우에 포함된다. 도 17은 파장 가변 간섭 필터(5)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다. 도 17에는 복수점에 배치된 고정 부재(7)가 도시되어 있다. 복수점의 고정 부재(7)는 서로 이산적으로 배치되어 있는 것이 아니라, 도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 가동 반사막(55)보다도 정점 C4 근방의 영역(7A)에 집중적으로 배치되어 있다. 이 영역(7A)과 같이 복수점의 고정 부재(7)가 집중적으로 배치된 개소도 1개소로서 포함된다.

이렇게 복수점의 고정 부재가 집중적으로 배치된 1개소에서 제2 기판과 베이스 기판을 고정하는 경우도, 열팽창 계수의 차에 의한 응력이나 접착제 경화시의 수축 응력이 제2 기판이나 제1 기판에 작용하기 어려워진다. 그 결과, 광학 필터 디바이스는 제2 반사막이나 제1 반사막의 휨을 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는 광학 필터 디바이스가 리드를 구비한 형태를 예로 들어 설명하였지만, 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 리드를 갖지 않고, 베이스 기판에 대하여 간섭 필터를 상기 소정의 개소에서 고정한 광학 필터 디바이스이어도 된다.

그 밖에 본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조는, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 적절하게 변경할 수 있다.

5: 파장 가변 간섭 필터(간섭 필터)
51: 고정 기판(제1 기판)
52: 가동 기판(제2 기판)
54: 고정 반사막(제1 반사막)
55: 가동 반사막(제2 반사막)
56: 정전 액추에이터(액추에이터)
526: 비접합부
527: 기판 오목부
561: 고정 전극(제1 전극)
562: 가동 전극(제2 전극)
564P: 가동 전극 패드(제2 단자 취출부)
600, 600A, 600B, 600C: 광학 필터 디바이스
601: 하우징
610: 베이스 기판
618: 베이스 오목부
650: 내부 공간
7: 고정 부재
G1: 반사막간 갭
G2: 전극간 갭

Claims

제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되어 상기 제1 기판과 접합된 제2 기판, 상기 제1 기판에 설치된 제1 반사막, 및 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 반사막에 반사막간 갭을 개재하여 대향하는 제2 반사막을 구비한 간섭 필터와,
상기 간섭 필터를 수납하는 하우징
을 구비하고,
상기 하우징은, 상기 간섭 필터를 배치 가능한 베이스 기판을 구비하고,
상기 제2 기판과 상기 베이스 기판의 사이에는, 상기 제2 기판을 상기 베이스 기판에 고정하는 고정 부재가 배치되고,
상기 제2 기판은, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 제2 반사막이 설치된 영역을 제외한 1개소에 있어서 상기 고정 부재에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 베이스 기판에 대향하는 면의 외주부에 있어서 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 베이스 기판에 대향하는 면의 코너부에 있어서 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하여 배치되어 상기 제1 기판과 접합된 제2 기판, 상기 제1 기판에 설치된 제1 반사막, 및 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 반사막에 반사막간 갭을 개재하여 대향하는 제2 반사막을 구비한 간섭 필터와,
상기 간섭 필터를 수납하는 하우징
을 구비하고,
상기 하우징은, 상기 간섭 필터를 배치 가능한 베이스 기판을 구비하고,
상기 제2 기판은, 상기 제1 기판과 접합되지 않는 비접합부를 갖고,
상기 비접합부와 상기 베이스 기판의 사이에, 상기 제2 기판을 상기 베이스 기판에 고정하는 고정 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제4항에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 비접합부의 1개소에 있어서 상기 고정 부재에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 비접합부는, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 제2 기판이 상기 제1 기판보다도 외측에 돌출되어 배치된 돌출 부분인 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제6항에 있어서, 전압 인가에 의해 상기 제2 기판을 휘게 하여 상기 반사막간 갭의 갭량을 변경하는 액추에이터를 구비하고,
상기 액추에이터는, 상기 제1 기판에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극을 구비하고,
상기 제2 전극과 접속된 제2 단자 취출부가, 상기 돌출 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 기판의 상기 베이스 기판과 대향하는 면의 상기 고정 부재에 대응하는 위치에 기판 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 기판의 상기 제2 기판에 대향하는 면의 상기 고정 부재에 대응하는 위치에 베이스 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 기판에 접합되어, 상기 베이스 기판과의 사이에 상기 간섭 필터를 수납 가능한 내부 공간을 형성하는 리드를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스.
제1 기판에 제1 반사막을 성막하는 공정과,
제2 기판에 제2 반사막을 성막하는 공정과,
상기 제1 반사막과 상기 제2 반사막이 반사막간 갭을 개재하여 대향하여 배치되도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여 간섭 필터를 제조하는 공정과,
베이스 기판에 고정 부재를 배치하는 공정과,
상기 간섭 필터의 상기 제2 기판측을 상기 베이스 기판을 향하여, 상기 제2 기판을 기판 두께 방향으로부터 보는 평면에서 보아, 상기 제2 반사막이 성막된 영역을 제외한 1개소에 있어서, 상기 제2 기판을 상기 고정 부재에 의해 상기 베이스 기판에 고정하는 공정과,
상기 베이스 기판과의 사이에 상기 간섭 필터를 수납 가능한 내부 공간을 형성하는 리드를 상기 베이스 기판에 접합하는 공정
을 실시하는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스의 제조 방법.
제1 기판에 제1 반사막을 성막하는 공정과,
제2 기판에 제2 반사막을 성막하는 공정과,
상기 제1 반사막과 상기 제2 반사막이 반사막간 갭을 개재하여 대향하여 배치되도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여 간섭 필터를 제조하는 공정과,
베이스 기판에 고정 부재를 배치하는 공정과,
상기 간섭 필터의 상기 제2 기판측을 상기 베이스 기판을 향하여, 상기 제2 기판을 상기 고정 부재에 의해 상기 베이스 기판에 고정하는 공정과,
상기 베이스 기판과의 사이에 상기 간섭 필터를 수납 가능한 내부 공간을 형성하는 리드를 상기 베이스 기판에 접합하는 공정
을 실시하고,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하여 간섭 필터를 제조하는 공정에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합할 때에, 상기 제1 기판과 접합되지 않는 비접합부를 상기 제2 기판에 형성하고,
상기 제2 기판을 상기 베이스 기판에 고정하는 공정에 있어서, 상기 비접합부에서 상기 제2 기판을 고정하는 것을 특징으로 하는 광학 필터 디바이스의 제조 방법.