KR20150017678A

KR20150017678A - 광 필터, 광학 모듈, 전자 기기 및 광 필터의 제조 방법

Info

Publication number: KR20150017678A
Application number: KR1020140101006A
Authority: KR
Inventors: 스스무 신또; 고지 기따하라
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2015-02-17
Also published as: JP2015031942A; CN104345366B; EP2835678A2; JP6496973B2; EP2835678A3; US10007106B2; CN104345366A; EP2835678B1; US20150042362A1

Abstract

서로 대향 배치된 고정 기판(15) 및 가동 기판(16)과, 고정 기판(15)의 가동 기판(16)측에 설치된 제1 반사막(18)과, 가동 기판(16)의 고정 기판(15)측에 설치되어 제1 반사막(18)과 대향하는 제2 반사막(19)과, 제1 반사막(18)에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제1 보호막(26)과, 제2 반사막(19)에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제2 보호막(27)과, 제1 보호막(26)과 접속하는 제1 단자(29)와, 제2 보호막(27)과 접속하는 제2 단자(32)를 구비하고, 제1 단자(29)와 제2 단자(32)는 전기적으로 개폐된다.

Description

광 필터, 광학 모듈, 전자 기기 및 광 필터의 제조 방법{OPTICAL FILTER, OPTICAL MODULE, ELECTRONIC APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING OPTICAL FILTER}

본 발명은, 광 필터, 광학 모듈, 전자 기기 및 광 필터의 제조 방법의 제조에 관한 것이다.

종래, 입사광 중에서 특정 파장의 광을 선택하여 사출시키는 광 필터가 활용되고 있다. 그리고 특정 파장의 광을 사출하는 광 필터가 특허문헌 1에 개시되어 있다. 그에 의하면, 광 필터는 한 쌍의 기판을 대향 배치하고, 이들 기판의 대향하는 면의 각각에 반사막을 설치하고 있다. 광 필터는 이들 반사막의 주위에 각각 전극을 설치하는 동시에 반사막의 주위에 다이어프램부를 설치한 구조로 되어 있다.

이 광 필터는, 대향하는 한 쌍의 반사막 간의 갭에 따른 파장의 광을 선택적으로 취출할 수 있다. 반사막 간의 갭은, 한쪽 기판에 설치된 고정 전극과 다른 쪽 기판에 설치된 가동 전극에 전압을 인가함으로써, 정전 구동에 의해 갭을 원하는 값으로 제어할 수 있다.

일본 특허 공개 제2012-27224호 공보

광 필터는 수분을 함유하는 공기 중에서도 활용된다. 물분자는 공기 중을 이동할 때에 분자끼리가 충돌을 반복하여 대전한다. 대전한 물분자가 반사막에 부착될 때, 반사막이 대전한다. 그리고 대향하는 반사막 사이에서 전압차가 발생하여 반사막 사이에 정전기력이 작용한다. 이에 의해 대향하는 반사막의 간격이 변동한다. 반사막의 간격은 광 필터를 투과하는 광의 파장에 영향을 미치므로 반사막의 간격이 변동하면 광 필터를 투과하는 광의 파장이 변동한다. 따라서, 광 필터를 투과하는 광의 파장이 변동하기 어려운 광 필터와 당해 광 필터를 생산성 높게 제조하는 방법이 요망되고 있었다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.

[적용예 1]

본 적용예에 관한 광 필터이며, 제1 반사막과, 상기 제1 반사막과 대향하는 제2 반사막과, 상기 제1 반사막의 상기 제2 반사막과 대향하는 면에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제1 도전막과, 상기 제2 반사막의 상기 제1 반사막과 대향하는 면에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제2 도전막과, 상기 제1 도전막과 접속하는 제1 단자와, 상기 제2 도전막과 접속하는 제2 단자를 구비하고, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자는 전기적으로 개폐되는 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 광 필터는 제1 반사막 및 제2 반사막을 구비하고, 제1 반사막과 제2 반사막은 대향 배치되어 있다. 제1 반사막 및 제2 반사막은 입사광의 일부를 반사하고 일부를 투과한다. 제1 반사막과 제2 반사막 사이에서 광의 다중 반사가 발생하고, 위상이 만나는 광은 입사광이 진행되는 방향으로 투과하여 진행된다. 제1 반사막에는 제1 도전막이 포개어 설치되고, 제2 반사막에는 제2 도전막이 포개어 설치되어 있다. 각 반사막은 도전막에 의해 경시 변화가 발생하기 어렵게 되어 있다.

제1 도전막 및 제2 도전막은 도전성을 갖고 있다. 그리고 제1 도전막에는 제1 단자가 접속되고, 제2 도전막에는 제2 단자가 접속되어 있다. 그리고 제1 단자와 제2 단자는 전기적으로 개폐된다. 제1 도전막과 제2 도전막에 수분이 부착되어 대전하는 경우가 있다. 이때, 제1 도전막과 제2 도전막 사이에 전위차가 발생할 때에는 제1 도전막과 제2 도전막 사이에 정전기력이 작용한다. 정전기력에 의해, 제1 반사막과 제2 반사막과의 거리가 변화된다. 이때, 제1 도전막과 제2 도전막이 단락됨으로써 제1 도전막과 제2 도전막과의 전위차가 없어진다. 따라서, 제1 도전막과 제2 도전막 사이에 정전기력이 작용하지 않게 되므로, 제1 반사막과 제2 반사막과의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 광 필터를 투과하는 광의 파장이 변동되는 것을 억제할 수 있다.

[적용예 2]

상기 적용예에 관한 광 필터에 있어서, 상기 제1 반사막 및 상기 제2 반사막은 은을 함유하는 막이며, 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막 중 적어도 한쪽은 In-Ga-O를 주성분으로 하는 막인 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 제1 반사막 및 제2 반사막은 은을 함유하는 막이며, 반사율이 높은 막이다. 그리고 제1 도전막과 제2 도전막은 In-Ga-O를 주성분으로 하는 막이다. In-Ga-O는 은과 반응하기 어려우므로 제1 반사막 및 제2 반사막의 열화를 억제할 수 있다.

[적용예 3]

상기 적용예에 관한 광 필터에 있어서, 상기 제1 반사막과 상기 제2 반사막 중 적어도 한쪽은 측면이 노출되는 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 제1 반사막과 제2 반사막은 측면이 노출되어 있다. 즉, 제1 반사막의 측면은 제1 도전막에 덮이지 않고, 제2 반사막의 측면은 제2 도전막에 덮이어 있지 않다. 제1 반사막 및 제1 도전막의 형상은 제1 반사막 재료의 전체막과 제1 도전막 재료의 전체막을 적층하여 패터닝하여 형성된다. 따라서, 제1 반사막을 패터닝한 후에 제1 도전막을 패터닝할 때에 비해 공정을 적게 할 수 있다. 제2 반사막과 제2 도전막의 형태는 제1 반사막과 제1 도전막의 형태와 마찬가지이다. 따라서, 제2 반사막을 패터닝한 후에 제2 도전막을 패터닝할 때에 비해 공정을 적게 할 수 있다. 그 결과, 생산성 높게 광 필터를 제조할 수 있다.

[적용예 4]

상기 적용예에 관한 광 필터에 있어서, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 사용하여 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막 사이의 정전 용량이 검출되는 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 제1 단자는 제1 도전막과 접속되고, 제2 단자는 제2 도전막과 접속되어 있다. 그리고 제1 단자와 제2 단자를 사용하여 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 정전 용량이 검출된다. 정전 용량과 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 거리는 부의 상관 관계에 있다. 따라서, 정전 용량을 검출함으로써 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 거리를 검출할 수 있다. 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 거리로부터 제1 도전막과 제2 도전막의 막 두께를 감산함으로써 제1 반사막과 제2 반사막 사이의 거리가 산출된다. 그 결과, 제1 반사막과 제2 반사막 사이의 거리를 검출할 수 있다.

[적용예 5]

상기 적용예에 관한 광 필터에 있어서, 상기 제1 반사막 및 상기 제2 반사막은 광이 조사되는 유효 범위와, 상기 유효 범위를 둘러싸는 장소에 광이 조사되지 않는 예비 범위를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 제1 반사막 및 제2 반사막은 유효 범위와 예비 범위를 구비하고 있다. 유효 범위는 광이 조사되는 범위이며, 예비 범위는 광이 조사되지 않는 범위이다. 예비 범위는 유효 범위를 둘러싸서 배치되어 있다. 제1 반사막 및 제2 반사막의 측면은 노출되어 있어 반사율이 저하될 가능성이 있다. 이때에도, 반사율이 저하되는 것은 예비 범위이며, 유효 범위는 측면으로부터 떨어져 있으므로 반사율이 저하되기 어렵게 되어 있다. 따라서, 광 필터는 반사율의 장기 신뢰성을 높게 할 수 있다.

[적용예 6]

본 적용예에 관한 광학 모듈이며, 제1 반사막과, 상기 제1 반사막과 대향하는 제2 반사막과, 상기 제1 반사막의 상기 제2 반사막과 대향하는 면에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제1 도전막과, 상기 제2 반사막의 상기 제1 반사막과 대향하는 면에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제2 도전막과, 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 전기적으로 개폐하는 전기 개폐부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 제1 기판과 제2 기판이 서로 대향 배치되어 있다. 제1 기판의 제2 기판측에는 제1 반사막이 설치되고, 제2 기판의 제1 기판측에는 제2 반사막이 설치되어 있다. 이에 의해, 제1 반사막과 제2 반사막은 대향 배치되어 있다. 제1 반사막 및 제2 반사막은 입사광의 일부를 반사하고 일부를 투과한다. 제1 반사막과 제2 반사막 사이에서 광의 다중 반사가 발생하고, 위상이 만나는 광은 입사광이 진행되는 방향으로 투과하여 진행된다. 제1 반사막에는 제1 도전막이 포개어 설치되고, 제2 반사막에는 제2 도전막이 포개어 설치되어 있다. 각 반사막은 도전막에 의해 경시 변화가 발생하기 어렵게 되어 있다.

제1 도전막 및 제2 도전막은 도전성을 갖고 있다. 그리고 전기 개폐부가 제1 도전막과 제2 도전막을 전기적으로 개폐한다. 제1 도전막과 제2 도전막에 수분이 부착되어 대전하는 경우가 있다. 이때, 제1 도전막과 제2 도전막 사이에 전위차가 발생할 때에는 제1 도전막과 제2 도전막 사이에 정전기력이 작용한다. 정전기력에 의해, 제1 반사막과 제2 반사막의 거리가 짧아진다. 이때, 제1 도전막과 제2 도전막이 단락됨으로써 제1 도전막과 제2 도전막의 전위차가 없어진다. 따라서, 제1 도전막과 제2 도전막 사이에 정전기력이 작용하지 않게 되므로, 제1 반사막과 제2 반사막의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 광 필터를 투과하는 광의 파장이 변동되는 것을 억제할 수 있다.

[적용예 7]

상기 적용예에 관한 광학 모듈에 있어서, 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막 사이의 정전 용량을 검출하는 용량 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 용량 검출부가 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 정전 용량을 검출한다. 정전 용량과 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 거리는 부의 상관 관계에 있다. 따라서, 정전 용량을 검출함으로써 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 거리를 검출할 수 있다. 제1 도전막과 제2 도전막 사이의 거리로부터 제1 도전막과 제2 도전막의 막 두께를 감산함으로써 제1 반사막과 제2 반사막 사이의 거리가 산출된다. 그 결과, 제1 반사막과 제2 반사막 사이의 거리를 검출할 수 있다.

[적용예 8]

본 적용예에 관한 전자 기기이며, 제1 반사막과, 상기 제1 반사막과 대향하는 제2 반사막과, 상기 제1 반사막의 상기 제2 반사막과 대향하는 면에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제1 도전막과, 상기 제2 반사막의 상기 제1 반사막과 대향하는 면에 포개어 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제2 도전막과, 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 전기적으로 개폐하는 전기 개폐부를 갖는 광학 모듈과, 상기 광학 모듈을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 전자 기기는 광학 모듈과 광학 모듈을 제어하는 제어부를 구비하고 있다. 광학 모듈은 제1 반사막과 제2 반사막 사이의 간격을 고정밀도로 제어할 수 있으므로, 특정 파장의 광을 고정밀도로 분리할 수 있는 모듈이다. 따라서, 제어부는 광학 모듈에 지시한 파장의 광을 고정밀도로 분리시켜서 활용할 수 있다.

[적용예 9]

본 적용예에 관한 광 필터의 제조 방법이며, 기판에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막에 포개어 광 투과성 및 도전성을 갖는 도전막을 형성하는 공정과, 상기 도전막에 레지스트를 패턴 형성한 후에, 상기 반사막 및 상기 도전막을 에칭하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 적용예에 의하면, 반사막 및 도전막의 형상은 반사막과 도전막을 적층한 후에 패터닝하여 형성된다. 따라서, 반사막을 패터닝한 후에 도전막을 패터닝할 때에 비해 공정을 적게 할 수 있다. 그 결과, 생산성 높게 광 필터를 제조할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 분광 측정 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 2의 (a)는 파장 가변 간섭 필터의 구성을 나타내는 모식 평면도, (b) 및 (c)는 파장 가변 간섭 필터의 구성을 나타내는 모식 측단면도.
도 3의 (a)는 고정 기판의 구조를 나타내는 모식 평면도, (b)는 가동 기판의 구조를 나타내는 모식 평면도.
도 4는 스위치부의 구조를 설명하기 위한 회로도.
도 5는 파장 가변 간섭 필터의 제조 방법에 대하여 설명하기 위한 모식도.
도 6은 파장 가변 간섭 필터의 제조 방법에 대하여 설명하기 위한 모식도.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 광학 필터 디바이스의 개략 구성을 나타내는 단면도.
도 8은 색 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 9는 가스 검출 장치의 구성을 나타내는 모식 정면도.
도 10은 가스 검출 장치의 제어계 구성을 나타내는 블록도.
도 11은 음식물 분석 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 12는 분광 카메라의 구성을 나타내는 개략 사시도.

본 실시 형태에서는, 특징적인 파장 가변 간섭 필터와, 이 파장 가변 간섭 필터를 사용한 각종 장치의 예에 대해서, 도 1 내지 도 12를 따라서 설명한다. 이하, 실시 형태에 대하여 도면을 따라서 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서의 각 부재는 각 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해, 각 부재마다 축척을 다르게 하여 도시하고 있다.

(제1 실시 형태)

제1 실시 형태에 관한 분광 측정 장치에 대하여 도 1 내지 도 6을 따라서 설명한다. 도 1은, 분광 측정 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 전자 기기로서의 분광 측정 장치(1)는 전자 기기의 일례이며, 측정 대상물(2)에서 반사된 측정 대상광에 있어서의 각 파장의 광 강도를 분석하여 분광 스펙트럼을 측정하는 장치이다. 또한, 분광 측정 장치(1)는 측정 대상물(2)에서 반사된 측정 대상광을 측정한다. 예를 들어 액정 패널 등의 발광체일 경우에는 측정 대상물(2)로부터 발광된 광을 측정해도 된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 분광 측정 장치(1)는 광학 모듈(3)과 광학 모듈(3)로부터 출력된 신호를 처리하는 제어부(4)를 구비하고 있다. 광학 모듈(3)은 광 필터로서의 파장 가변 간섭 필터(5)와, 디텍터(6)와, I-V 변환기(7)와, 증폭기(8)와, A/D 변환기(9)와, 간격 제어부(10)를 구비한다. 광학 모듈(3)은 측정 대상물(2)에서 반사된 측정 대상광을 도시하지 않은 입사 광학계를 통하여 파장 가변 간섭 필터(5)로 유도하고, 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과한 광을 디텍터(6)로 수광한다. 그리고 디텍터(6)로부터 출력된 검출 신호는, I-V 변환기(7), 증폭기(8) 및 A/D 변환기(9)를 거쳐 제어부(4)로 출력된다.

디텍터(6)는 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과한 광을 수광(검출)하고, 수광량에 의거한 검출 신호를 I-V 변환기(7)로 출력한다. I-V 변환기(7)는 디텍터(6)로부터 입력된 검출 신호를 전압값으로 변환하고, 증폭기(8)로 출력한다. 증폭기(8)는 I-V 변환기(7)로부터 입력된 검출 신호에 따른 전압(검출 전압)을 증폭한다. A/D 변환기(9)는 증폭기(8)로부터 입력된 검출 전압(아날로그 신호)을 디지털 신호로 변환하고, 제어부(4)로 출력한다.

간격 제어부(10)는 파장 가변 간섭 필터(5)가 투과시키는 광의 파장을 제어하는 부위이다. 간격 제어부(10)는 전체 제어부(10a), 전압 제어부(10b), 용량 검출부로서의 거리 검출부(10c) 및 전기 개폐부로서의 스위치부(10d)를 구비하고 있다. 전체 제어부(10a)는 제어부(4)의 제어 지시 신호에 의거하여 전압 제어부(10b), 거리 검출부(10c) 및 스위치부(10d)를 제어한다. 전압 제어부(10b)는 전체 제어부(10a)의 지시 신호에 의거하여 파장 가변 간섭 필터(5)에 대하여 구동 전압을 인가한다. 거리 검출부(10c)는 파장 가변 간섭 필터(5)에 내장된 제1 반사막과 제2 반사막의 거리를 검출한다. 스위치부(10d)는 제1 반사막과 제2 반사막을 접속하는 배선을 접지할지 또는 거리 검출부(10c)에 접속할지를 전환한다.

제어부(4)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등이 조합된 구성이며, 분광 측정 장치(1)의 전체 동작을 제어한다. 제어부(4)는 파장 설정부(11), 광량 취득부(12), 분광 측정부(13) 및 기억부(14)를 구비하고 있다. 제어부(4)의 기억부(14)에는, 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과시키는 광의 파장과 파장에 대응하여 파장 가변 간섭 필터(5)에 인가하는 구동 전압과의 관계를 나타내는 V-λ 데이터가 기억되어 있다.

파장 설정부(11)는 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 취출하는 광의 특정 파장을 설정한다. V-λ 데이터에 의거하여, 설정한 목적 파장에 대응하는 구동 전압을 파장 가변 간섭 필터(5)에 인가시키는 취지의 지령 신호를 간격 제어부(10)에 출력한다. 광량 취득부(12)는 디텍터(6)에 의해 취득된 광량에 의거하여, 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과한 특정 파장의 광의 광량을 취득한다. 분광 측정부(13)는 광량 취득부(12)에 의해 취득된 광량에 의거하여, 측정 대상광의 스펙트럼 특성을 측정한다.

이어서, 광학 모듈(3)에 내장되는 파장 가변 간섭 필터(5)에 대하여 설명한다. 도 2의 (a)는 파장 가변 간섭 필터의 구성을 나타내는 모식 평면도이다. 도 2의 (b) 및 도 2의 (c)는 파장 가변 간섭 필터의 구성을 나타내는 모식 측단면도이다. 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 있어서의 A-A'선을 따르는 단면의 단면도이며, 도 2의 (c)는 도 2의 (a)에 있어서의 B-B'선을 따르는 단면의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 파장 가변 간섭 필터(5)는 제1 기판으로서의 고정 기판(15) 및 제2 기판으로서의 가동 기판(16)을 구비하고 있다. 고정 기판(15) 및 가동 기판(16)은 각각 사각형의 판 형상이며, 기판 두께 방향으로부터 본 평면시에 있어서 가동 기판(16)은 고정 기판(15)보다 작은 형상으로 되어 있다. 그리고 고정 기판(15) 위에 가동 기판(16)이 포개어 설치되어 있다. 고정 기판(15) 및 가동 기판(16)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 고정 기판(15)의 제1 접합부(15a) 및 가동 기판(16)의 제2 접합부(16a)가, 예를 들어 실록산을 주성분으로 하는 플라즈마 중합막 등에 의해 구성된 접합막(17)에 의해 접합됨으로써, 일체적으로 구성되어 있다.

고정 기판(15)에 있어서 가동 기판(16)과 대향하는 측의 면에는 링 형상의 오목부(15b)가 설치되어 있다. 오목부(15b)는 고정 기판(15)의 중앙에 위치하고 있다. 그리고 오목부(15b)의 중앙에는 원기둥 형상의 경대부(鏡臺部)(15c)가 설치되고, 경대부(15c) 위에 반사막으로서의 제1 반사막(18)이 설치되어 있다. 가동 기판(16)에 있어서 고정 기판(15)에 대향하는 측의 면에는 반사막 및 제2 반사막으로서의 제2 반사막(19)이 설치되어 있다.

가동 기판(16)에는 원환형의 홈 형상의 오목부가 설치되어 오목부의 바닥 부분을 접속부(16b)라 칭한다. 가동 기판(16)의 중앙은 제2 접합부(16a)와 동일한 두께를 갖는 가동부(16c)로 되어 있다. 접속부(16b)는 제2 접합부(16a)와 가동부(16c)를 접속한다. 접속부(16b)는 두께가 얇게 되어 있어 탄성을 갖고 있다. 접속부(16b)가 휨으로써 가동부(16c)는 가동 기판(16)의 두께 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 가동부(16c)에 있어서 제1 반사막(18)을 향하는 면은 가동 기판(16)의 두께 방향으로 이동하는 가동면(16d)으로 되어 있다. 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)은 갭(22)을 사이에 두고 대향 배치되어 있다.

고정 기판(15) 및 가동 기판(16)을 두께 방향으로부터 본 평면시에 있어서 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)이 겹치는 영역을 광 간섭 영역(23)이라고 칭한다. 광 간섭 영역(23)의 중앙에는 원형의 유효 범위(24)가 설정되고, 유효 범위(24)의 주위에 원 환상의 예비 범위(25)가 설정되어 있다. 제1 반사막(18)에 있어서 제2 반사막(19)을 향하는 면에는 제1 도전막으로서의 제1 보호막(26)이 설치되고, 제1 보호막(26)은 제1 반사막(18)을 덮고 있다. 제1 반사막(18)은 측면이 노출되어 있다. 마찬가지로, 제2 반사막(19)에 있어서 제1 반사막(18)을 향하는 면에는 제2 도전막으로서의 제2 보호막(27)이 설치되고, 제2 보호막(27)은 제2 반사막(19)을 덮고 있다. 제2 반사막(19)은 측면이 노출되어 있다.

제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)은 측면이 노출되어 있다. 이로 인해, 산소 분자나 수소 분자가 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)으로 진입할 때 예비 범위(25)의 반사율이 저하된다. 광 간섭 영역(23)에서는 유효 범위(24)에 광이 조사된다. 유효 범위(24)에서는 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)이 노출되어 있지 않으므로 반사율이 저하되지 않는 장소이며, 장기에 걸쳐서 품질을 유지할 수 있다. 광 간섭 영역(23)의 유효 범위(24)로 입사한 광은 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19) 사이에서 다중 반사한다. 광 간섭 영역(23)에서 위상이 만나는 광은 입사광이 진행되는 방향으로 투과하여 진행된다.

제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)은 금속막에 의해 구성되어 있다. 금속막의 재료로서는, Ag(은) 단체, Ag(은)을 주성분으로 하는 합금이 광학막의 후보로서 유력하다. 또한, Ag을 주성분으로 하는 합금으로서는, 예를 들어 AgSmCu(은 사마륨 구리 합금), AgC(은 탄소 합금), AgBiNd(은 비스무트 네오듐 합금), AgPdCu(은 팔라듐 구리 합금), AgAu(은금 합금), AgCu(은 구리 합금), AgCuAu(은 구리 금 합금) 등을 사용할 수 있다. 특히, AgSmCu(은 사마륨 구리 합금) 및 AgBiNd(은 비스무트 네오듐 합금)은 내열성이 있고 내황화성이 있으므로 반사율의 장기 신뢰성이 높아, 파장 가변 간섭 필터(5)를 제조하기에 적합한 재료로 되어 있다.

제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)은 도전성 및 광 투과성이 있어 산소나 물분자 등을 통과하기 어려운 재료이면 되고 특별히 한정되지 않는다. 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)의 재료는, 인듐계 산화물, 주석계 산화물 및 아연계 산화물을 포함하는 군에서 선택되는 하나 또는 복수의 물질로 이루어지는 막, 또는 상기 군에서 선택된다. 물질을 포함하는 막으로 이루어지는 적층막을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 인듐계 산화물인 산화인듐 갈륨(InGaO), 산화인듐 주석(Sn 도프 산화인듐: ITO), Ce 도프 산화인듐(ICO), 주석계 산화물인 산화주석(SnO₂), 아연계 산화물인 Al 도프 산화아연(AZO), Ga 도프 산화아연(GZO), 산화아연(ZnO) 등이 사용된다. 또한, 인듐계 산화물과 아연계 산화물로 이루어지는 인듐 아연 산화물(IZO : 등록 상표) 등이 사용된다. 이들을 재료로 한 막은 투명 도전막이라 불리고, 투광성을 갖고 전기를 통과시키는 성질을 가지고 있다.

그리고 이들의 재료는, 산화나 황화 등의 원인이 되는 가스의 진입을 저지하는 효과가 있고, 내열성도 구비하고, 또한 광의 투과성도 가지므로, 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)에 대한 보호막으로서 기능할 수 있다. 또한, 상기 재료는 Ag 및 Ag 합금과의 밀착성이 좋고, 광학막으로서의 신뢰성을 갖는다. 특히, 산화인듐 갈륨(InGaO)은 은과 반응하기 어려우므로, 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)에 Ag 및 Ag 합금을 사용할 때에는 장기 신뢰성이 있는 보호막이 된다. 또한, 산화인듐 갈륨(InGaO)은 가시광 영역에 있어서 대략 80% 이상의 높은 투과율을 갖고, 0.001Ω·㎝ 이하의 도전성을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는 예를 들어, 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)의 재료에 AgSmCu(은 사마륨 구리 합금)을 사용하였다. 그리고 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)의 재료에 산화인듐 갈륨(InGaO)을 사용하였다.

제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)은 전기적으로 제1 배선(28)과 접속되고, 제1 배선(28)은 제1 단자(29)와 접속되어 있다. 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)은 전기적으로 제2 배선(30)과 접속되어 있다. 제2 배선(30)은 수지 범프(31)를 개재하여 제2 단자(32)와 접속되어 있다. 제1 단자(29) 및 제2 단자(32)는 도시하지 않은 배선을 개재하여 스위치부(10d)와 접속되어 있다.

파장 가변 간섭 필터(5)에는, 갭(22)의 갭 치수를 조정하는데 사용되는 작동기(33)가 설치되어 있다. 작동기(33)는 제1 전극(34) 및 제2 전극(35) 등에 의해 구성되어 있다. 제1 전극(34)은 고정 기판(15)에 설치되고, 제2 전극(35)은 가동 기판(16)에 설치되어 있다. 오목부(15b)의 바닥은 제1 전극(34)이 설치되는 제1 전극 설치면(15d)으로 되어 있다. 가동면(16d)에는 제2 반사막(19)과 제2 전극(35)이 설치되어 있다. 가동면(16d)은 평탄한 면이며, 제2 반사막(19)과 제2 전극(35)은 동일한 면에 설치되어 있다. 제3 단자(37) 및 제4 단자(43)는 도시하지 않은 배선을 개재하여 전압 제어부(10b)와 접속되어 있다.

제1 전극(34)은 제1 배선(36) 및 제3 단자(37)를 개재하여 전압 제어부(10b)와 접속되어 있다. 제2 전극(35)은 제2 배선(41), 수지 범프(42) 및 제4 단자(43)를 개재하여 전압 제어부(10b)와 접속되어 있다. 이에 의해, 간격 제어부(10)는 제1 전극(34) 및 제2 전극(35)에 전압을 인가시킬 수 있다. 제1 전극(34) 및 제2 전극(35)에 전압을 인가시킬 때, 제1 전극(34)과 제2 전극(35) 사이에는 정전기력이 작용한다. 간격 제어부(10)는 제1 전극(34)과 제2 전극(35) 사이에 작용하는 정전기력을 사용하여 갭(22)을 변화시킬 수 있다.

제1 보호막(26)은 제1 반사막(18), 제1 배선(28), 제1 단자(29) 및 스위치부(10d)를 개재하여 거리 검출부(10c)와 접속되어 있다. 제2 보호막(27)은 제2 반사막(19), 제2 배선(30), 수지 범프(31), 제2 단자(32) 및 스위치부(10d)를 개재하여 거리 검출부(10c)와 접속되어 있다. 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)의 간격을 보호막 간격(44)으로 한다. 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)은 도전막이 대향 배치된 콘덴서의 형태를 하고 있다. 거리 검출부(10c)는 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이의 전기 용량을 검출한다. 그리고 거리 검출부(10c)는 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이의 전기 용량과 보호막 간격(44)과의 관련을 나타내는 관련표의 데이터를 구비하고 있다. 그리고 거리 검출부(10c)는 검출한 전기 용량과 관련표의 데이터를 이용하여 보호막 간격(44)을 산출한다. 전압 제어부(10b)는 보호막 간격(44)의 데이터를 거리 검출부(10c)로부터 입력하여 간격 제어부(10)는 제1 전극(34)과 제2 전극(35) 사이에 작용하는 정전기력을 제어한다. 이에 의해, 간격 제어부(10)는 갭(22)이 목표로 하는 간격이 되도록 제어할 수 있다.

또한, 이후의 설명에 있어서, 고정 기판(15) 또는 가동 기판(16)의 기판 두께 방향으로부터 본 평면시, 즉, 고정 기판(15) 및 가동 기판(16)의 적층 방향으로부터 파장 가변 간섭 필터(5)를 본 평면시를, 필터 평면시라고 칭한다. 필터 평면시에 있어서, 제1 반사막(18)의 중심점 및 제2 반사막(19)의 중심점은 일치하고, 평면시에 있어서의 이들 반사막의 중심점을 필터 중심점(45)이라 칭한다.

도 3의 (a)는 고정 기판의 구조를 나타내는 모식 평면도이다. 고정 기판(15)은 가동 기판(16)에 비해 두께 치수가 크게 형성되어 있고, 작동기(33)에 의한 힘이나, 고정 기판(15) 상에 형성되는 막 부재[예를 들어 제1 반사막(18) 등]의 내부 응력에 의한 고정 기판(15)의 휨은 없다. 고정 기판(15)은, 예를 들어 에칭 등에 의해 형성된 오목부(15b)를 구비한다.

오목부(15b)는 필터 평면시이고 필터 중심점(45)을 중심으로 한 원 형상으로 형성되어 있다. 오목부(15b)의 측면은 필터 평면시이고 접속부(16b)의 외주와 동일한 장소로 설정되어 있다. 제1 전극 설치면(15d)에는, 작동기(33)를 구성하는 제1 전극(34)이 설치된다. 제1 전극(34)은 제1 전극 설치면(15d)에 직접 설치해도 되고, 제1 전극 설치면(15d) 위에 다른 박막(층)을 설치하고, 그 위에 설치해도 된다. 구체적으로는 제1 전극(34)은 필터 중심점(45)을 중심으로 한 C자 원호 형상으로 형성되고, X 방향측 또한 -Y 방향측의 일부에는 C자 개구부가 설치되어 있다.

경대부(15c)에는 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)이 포개어 설치되어 있다. 제1 반사막(18)은 경대부(15c)에 직접 설치해도 되고, 경대부(15c) 위에 다른 박막(층)을 설치하고, 그 위에 설치해도 된다. 제1 전극(34)의 C자 개구부에는 제1 배선(28)이 접속되고, 제1 배선(28)은 제1 반사막(18)으로부터 고정 기판(15)의 외주연에 위치하는 제1 단자(29)까지 배치되어 있다. 제1 배선(28)과 제1 전극(34)은 간극을 두고 배치되어 있으므로, 전기적인 절연 상태로 되어 있다. 제1 전극(34), 제1 배선(28), 제1 배선(36), 제1 단자(29), 제2 단자(32), 제3 단자(37) 및 제4 단자(43)를 형성하는 재료는, 도전성을 갖는 재료이면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 이들 전극, 배선 및 단자의 재료는, 예를 들어 금속이나 ITO(Indium Tin Oxide) 등을 들 수 있다. 또한, 제1 전극(34), 제1 배선(28) 및 제1 배선(36)에는 표면에 절연막이 형성되어 있어도 된다. 그리고 제1 단자(29), 제2 단자(32), 제3 단자(37) 및 제4 단자(43)는, 예를 들어 FPC나 리드선 등에 의해, 간격 제어부(10)에 접속되어 있다.

고정 기판(15)의 광 입사면[제1 반사막(18)이 설치되지 않은 면]에는, 제1 반사막(18)과 대향하는 위치에 반사 방지막을 형성해도 된다. 이 반사 방지막은 저굴절률막 및 고굴절률막을 교대로 적층함으로써 형성할 수 있다. 반사 방지막은 고정 기판(15)의 표면에서의 가시광의 반사율을 저하되게 하여 투과율을 증대시킨다.

도 3의 (b)는 가동 기판의 구조를 나타내는 모식 평면도이며, 가동 기판(16)을 고정 기판(15)측으로부터 본 도면이다. 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 필터 평면시에 있어서 가동 기판(16)은 필터 중심점(45)을 중심으로 한 원 형상의 가동부(16c)와, 가동부(16c)와 동일축이며 가동부(16c)와 접속하여 보유 지지하는 접속부(16b)와, 접속부(16b)의 외측에 설치된 제2 접합부(16a)를 구비하고 있다.

가동부(16c)는 접속부(16b)보다도 두께 치수가 크게 형성되고, 제2 접합부(16a)의 두께 치수와 동일 치수로 형성되어 있다. 가동부(16c)에는, 작동기(33)를 구성하는 제2 전극(35), 제2 반사막(19)이 설치되어 있다. 제2 전극(35) 및 제2 반사막(19)은 가동면(16d)에 직접 설치해도 되고, 가동면(16d) 위에 다른 박막(층)을 설치하고, 그 위에 설치해도 된다. 또한, 고정 기판(15)과 마찬가지로, 가동부(16c)의 고정 기판(15)과는 반대측을 향하는 면에는, 반사 방지막이 형성되어 있어도 된다.

제2 전극(35)은 필터 중심점(45)을 중심으로 하여 제2 반사막(19)을 둘러싸서 C자 원호 형상으로 형성되어 있다. 제2 전극(35)은 가동 기판(16)의 X 방향측 또한 Y 방향측의 일부에 C자 개구부가 설치되어 있다. 제2 전극(35)의 C자 개구부에는 제2 배선(30)이 접속되고, 제2 배선(30)은 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)으로부터 가동 기판(16)의 외주연에 위치하는 수지 범프(31)까지 배치되어 있다. 제2 배선(30)과 제2 전극(35)은 간극을 두고 배치되어 있으므로, 전기적인 절연 상태로 되어 있다. 제1 접합부(15a)와 제2 접합부(16a)를 맞추었을 때 수지 범프(31)는 제2 단자(32)의 일부와 겹치도록 수지 범프(31)가 배치되어 있다.

제2 전극(35)은 가동 기판(16)의 Y 방향측에 제2 배선(41)이 설치되어 있다. 제2 배선(41)은 제2 전극(35)으로부터 수지 범프(42)까지 인출되고 있다. 제1 접합부(15a)와 제2 접합부(16a)를 맞추었을 때 수지 범프(42)는 제4 단자(43)의 일부와 겹치도록 수지 범프(42)가 배치되어 있다. 제2 배선(30), 제2 전극(35) 및 제2 배선(41)을 형성하는 재료는 도전성이 있으면 되고 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 전극(35), 제2 배선(41), 제4 단자(43) 및 제3 단자(37)를 형성하는 재료는 금속이나 ITO 등을 들 수 있다. 또한, 제2 전극(35) 및 제2 배선(41)에는 그 표면에 절연막이 형성되어 있어도 된다.

접속부(16b)는 가동부(16c)의 주위를 둘러싸는 다이어프램이며, 가동부(16c)보다도 두께 치수가 작게 형성되어 있다. 이러한 접속부(16b)는 가동부(16c)보다도 휘기 쉽게 되어 있다. 제1 전극(34)과 제2 전극(35) 사이에 작용하는 정전기력에 의해 가동부(16c)를 고정 기판(15)에 대하여 변위시키는 것이 가능하게 되어 있다. 이때, 가동부(16c)는 접속부(16b)보다도 두께 치수가 크기 때문에, 가동부(16c)의 강성이 접속부(16b)보다 크게 되어 있다. 이로 인해, 가동부(16c)가 고정 기판(15)에 대하여 변위할 때에도, 가동부(16c)의 형상 변화를 억제할 수 있다. 또한, 접속부(16b)의 형상은 다이어프램 형상에 한정되지 않고, 예를 들어 가동부(16c)의 필터 중심점(45)을 중심으로 하여, 등각도 간격으로 배치된 빔 형상의 보유 지지부가 설치되는 구성으로 해도 된다.

도 4는 스위치부의 구조를 설명하기 위한 회로도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 스위치부(10d)에는 제1 스위치(46), 제2 스위치(47)에 2개의 스위치가 설치되어 있다. 각 스위치는 2 회로 2 접점 스위치의 형태로 되어 있다. 제1 스위치(46)는 제1 가동 절편(46a), 제2 가동 절편(46b), 제1 접점(46c), 제2 접점(46d), 제3 접점(46e) 및 제4 접점(46f)을 구비하고 있다.

제1 가동 절편(46a) 및 제2 가동 절편(46b)은 모두 접지되어 있다. 제1 접점(46c)은 고립되어 접속되어 있지 않은 접점이다. 제2 접점(46d)은 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)과 접속되어 있다. 제1 가동 절편(46a)은 제1 접점(46c) 및 제2 접점(46d) 중 한쪽과 도통한다. 마찬가지로, 제3 접점(46e)은 고립되어 접속되어 있지 않은 접점이다. 제4 접점(46f)은 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)과 접속되어 있다. 제2 가동 절편(46b)은 제3 접점(46e) 및 제4 접점(46f) 중 한쪽과 도통한다.

제1 가동 절편(46a)과 제2 가동 절편(46b)은 연동하여 전체 제어부(10a)에 제어된다. 전체 제어부(10a)가 제1 가동 절편(46a)을 제1 접점(46c)과 도통시켜서 제2 가동 절편(46b)을 제3 접점(46e)과 도통시킬 때, 제1 스위치(46)는 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)과 절단된 상태가 된다. 한편, 전체 제어부(10a)가 제1 가동 절편(46a)을 제2 접점(46d)과 도통시켜서 제2 가동 절편(46b)을 제4 접점(46f)과 도통시킬 때, 제1 스위치(46)는 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)을 접지시키는 상태가 된다. 따라서, 전체 제어부(10a)는 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)을 접지시키는 여부를 제어할 수 있다.

제2 스위치(47)는 제1 가동 절편(47a), 제2 가동 절편(47b), 제1 접점(47c), 제2 접점(47d), 제3 접점(47e) 및 제4 접점(47f)을 구비하고 있다. 제1 가동 절편(47a) 및 제2 가동 절편(47b)은 거리 검출부(10c)와 접속되어 있다. 제1 접점(47c)은 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)과 접속되어 있다. 제2 접점(47d)은 고립되어 접속되어 있지 않은 접점이다. 제1 가동 절편(47a)은 제1 접점(47c) 및 제2 접점(47d) 중 한쪽과 도통한다. 마찬가지로, 제3 접점(47e)은 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)과 접속되어 있다. 제4 접점(47f)은 고립되어 접속되어 있지 않은 접점이다. 제2 가동 절편(47b)은 제3 접점(47e) 및 제4 접점(47f) 중 한쪽과 도통한다.

제1 가동 절편(47a)과 제2 가동 절편(47b)은 연동하여 전체 제어부(10a)에 제어된다. 전체 제어부(10a)가 제1 가동 절편(47a)을 제1 접점(47c)과 도통시켜서 제2 가동 절편(47b)을 제3 접점(47e)과 도통시킬 때, 제2 스위치(47)는 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)을 거리 검출부(10c)와 접속하는 상태가 된다. 한편, 전체 제어부(10a)가 제1 가동 절편(47a)을 제2 접점(47d)과 도통시켜서 제2 가동 절편(47b)을 제4 접점(47f)과 도통시킬 때, 제2 스위치(47)는 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)과 절단된 상태가 된다. 따라서, 전체 제어부(10a)는 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)을 거리 검출부(10c)에 접속시키는지 여부를 제어할 수 있다.

간격 제어부(10)가 보호막 간격(44)을 측정할 때, 우선, 전체 제어부(10a)가 제1 스위치(46) 및 제2 스위치(47)를 전환한다. 제1 스위치(46)에서는 전체 제어부(10a)가 제1 가동 절편(46a)을 제1 접점(46c)과 접촉시킨다. 또한, 전체 제어부(10a)는 제2 가동 절편(46b)을 제3 접점(46e)과 접촉시킨다. 또한, 제2 스위치(47)에서는 전체 제어부(10a)가 제1 가동 절편(47a)을 제1 접점(47c)과 접촉시킨다. 또한, 전체 제어부(10a)는 제2 가동 절편(47b)을 제3 접점(47e)과 접촉시킨다. 이에 의해, 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)은 각각 거리 검출부(10c)와 접속된다. 그리고 거리 검출부(10c)는 보호막 간격(44)을 측정한다.

간격 제어부(10)가 보호막 간격(44)을 측정하지 않을 때, 제1 스위치(46)에서는 전체 제어부(10a)가 제1 가동 절편(46a)을 제2 접점(46d)과 접촉시킨다. 또한, 전체 제어부(10a)는 제2 가동 절편(46b)을 제4 접점(46f)과 접촉시킨다. 제2 스위치(47)에서는 전체 제어부(10a)는 제1 가동 절편(47a)을 제2 접점(47d)과 접촉시킨다. 나아가, 전체 제어부(10a)는 제2 가동 절편(47b)을 제4 접점(47f)과 접촉시킨다. 이에 의해, 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)은 각각 접지된다.

제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에는 물분자나 산소 분자 등의 분자가 이동하여 충돌하고 있다. 이때, 각 분자에 정전기가 발생하는 경우가 있다. 그리고 정전기를 갖는 분자가 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)에 접촉할 때 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)이 대전한다. 정전기에 의해 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에서 전압차가 발생할 때, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 정전기력이 발생한다. 이에 의해 보호막 간격(44)이 변동하므로, 갭(22)이 변동한다. 갭(22)이 변동함으로써 파장 가변 간섭 필터(5)를 통과하는 광의 파장이 변동한다. 따라서, 전체 제어부(10a)가 소정의 시간 간격에 의해 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)을 접지한다. 이에 의해, 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)의 정전기가 제거되므로 갭(22)을 고정밀도로 제어할 수 있다.

또한, 제1 스위치(46) 및 제2 스위치(47)는 트랜지스터 등의 반도체에 의해 구성된 스위칭 소자를 사용해도 되고 전자 스위치라도 된다. 전류가 작을 때에는 반도체에 의해 구성된 스위칭 소자를 사용하는 쪽이 제조하기 쉽고 내구성이 있어 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 제1 스위치(46) 및 제2 스위치(47)는 반도체에 의해 구성된 스위칭 소자를 사용하였다.

이어서, 파장 가변 간섭 필터(5)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 5 및 도 6은 파장 가변 간섭 필터의 제조 방법에 대하여 설명하기 위한 모식도이다. 먼저, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 접속부(16b)가 형성된 가동 기판(16)을 준비한다. 접속부(16b)는 공지된 리소그래피법을 이용하여 패터닝하여 에칭함으로써 형성할 수 있다. 이어서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 가동 기판(16)의 제2 접합부(16a)에 수지 범프(31)의 수지부(31a)를 형성한다. 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 잉크젯 인쇄 등의 방법을 이용하여 수지의 패턴을 형성하여 건조 고화한다.

이어서, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 제2 배선(30) 및 제2 전극(35)의 재료로 이루어지는 도체 전체막(48)을 형성한다. 도체 전체막(48)의 형성에는 증착법, 스퍼터법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 이어서, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이, 도체 전체막(48)을 패터닝하여 제2 배선(30), 제2 전극(35) 및 수지 범프(31)를 형성한다. 제2 배선(30), 제2 전극(35) 및 수지 범프(31)를 형성하기 위해서는 공지된 리소그래피법을 이용하여 마스크를 패터닝하여 도체 전체막(48)을 에칭함으로써 형성할 수 있다. 또한, 제2 배선(41) 및 수지 범프(42)도 제2 전극(35) 및 수지 범프(31)를 형성하는 공정에 의해 병행하여 형성된다.

이어서, 도 5의 (e)에 도시한 바와 같이 가동 기판(16) 상의 제2 배선(30) 및 제2 전극(35)에 포개어 제2 반사막(19)의 재료로 이루어지는 제2 반사 전체막(49)을 형성한다. 계속해서, 제2 반사 전체막(49)에 포개어 제2 보호막(27)의 재료로 이루어지는 도전막으로서의 제2 보호 전체막(50)을 형성한다. 또한, 제2 보호 전체막(50)에 포개어 감광성의 수지 등으로 이루어지는 레지스트막(51)을 형성한다. 제2 반사 전체막(49) 및 제2 보호 전체막(50)의 형성에는 증착법, 스퍼터법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 레지스트막(51)은 스핀 코팅 등의 공지된 성막 방법을 이용할 수 있다.

이어서, 도 5의 (f)에 도시한 바와 같이, 레지스트막(51)을 패터닝하여 마스크(52)를 형성한다. 마스크(52)는 레지스트막(51)을 노광하여 에칭함으로써 형성된다. 계속해서, 도 5의 (g)에 도시한 바와 같이, 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)을 형성한다. 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)의 형상은 마스크(52)의 형상과 동일한 형상이며, 1개의 마스크(52)를 사용하여 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)이 형성된다. 따라서, 제2 반사막(19)용의 마스크와 제2 보호막(27)용의 마스크를 사용할 때에 비해, 생산성 높게 제2 반사막(19) 및 제2 보호막(27)을 형성할 수 있다.

이어서, 도 5의 (h)에 도시한 바와 같이 오목부(15b) 및 경대부(15c)가 형성된 고정 기판(15)을 준비한다. 오목부(15b)는 공지된 리소그래피법을 이용하여 패터닝하고 에칭함으로써 형성할 수 있다. 이어서, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 배선(28), 제1 단자(29), 제2 단자(32) 및 제1 전극(34)의 재료로 이루어지는 도체 전체막(53)을 형성한다. 도체 전체막(53)의 형성에는 증착법, 스퍼터법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 이어서, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 도체 전체막(53)을 패터닝하여 제1 배선(28), 제1 단자(29), 제2 단자(32) 및 제1 전극(34)을 형성한다. 제1 배선(28), 제1 단자(29), 제2 단자(32) 및 제1 전극(34)을 형성하기 위해서는 공지된 리소그래피법을 이용하여 마스크를 패터닝하여 도체 전체막(53)을 에칭함으로써 형성할 수 있다. 또한, 제1 배선(28), 제1 단자(29), 제2 단자(32) 및 제1 전극(34)을 형성하는 공정에서 제1 배선(36), 제3 단자(37) 및 제4 단자(43)도 병행하여 형성된다.

이어서, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 고정 기판(15) 상의 제1 배선(28), 제1 단자(29), 제2 단자(32) 및 제1 전극(34)에 포개어 제1 반사막(18)의 재료로 이루어지는 제1 반사 전체막(54)을 형성한다. 계속해서, 제1 반사 전체막(54)에 포개어 제1 보호막(26)이 재료로 이루어지는 도전막으로서의 제1 보호 전체막(55)을 형성한다. 나아가, 제1 보호 전체막(55)에 포개어 감광성의 수지 등으로 이루어지는 레지스트막(56)을 형성한다. 제1 반사 전체막(54) 및 제1 보호 전체막(55)의 형성에는 증착법, 스퍼터법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 레지스트막(56)은 스핀 코팅 등의 공지된 성막 방법을 이용할 수 있다.

이어서, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 레지스트막(56)을 패터닝하여 마스크(57)를 형성한다. 마스크(57)는 레지스트막(56)을 노광하여 에칭함으로써 형성된다. 계속해서, 도 6의 (e)에 도시한 바와 같이, 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)을 형성한다. 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)의 형상은 마스크(57)의 형상과 동일한 형상이며, 1개의 마스크(57)를 사용하여 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)이 형성된다. 따라서, 제1 반사막(18)용의 마스크와 제1 보호막(26)용의 마스크를 사용할 때에 비해, 생산성 높게 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)을 형성할 수 있다.

제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)의 재료에는 산화인듐 갈륨(InGaO)이 사용되고 있다. 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)의 재료에 ITO를 사용할 때, ITO는 결정성의 막이며 패터닝하기 위해서는 왕수(王水)를 사용해야만 한다. 왕수는 배선이나 소자 등에 손상을 입힐 가능성이 있다. 산화인듐 갈륨(InGaO)을 패터닝할 때에 사용하는 에칭액으로는 예를 들어 옥살산을 사용할 수 있다. 산화인듐 갈륨(InGaO)용의 에칭액은 왕수에 비해 배선이나 소자 등에 손상을 입히기 어려운 용액이다. 따라서, 품질이 좋은 파장 가변 간섭 필터(5)를 제조할 수 있다.

이어서, 도 6의 (f)에 도시한 바와 같이, 고정 기판(15)과 가동 기판(16)을 접합한다. 고정 기판(15) 및 가동 기판(16)에 각각 플라즈마 중합막(58)을 성막한다. 이어서, 플라즈마 중합막(58)을 접합하여 고정 기판(15)과 가동 기판(16)을 접합한다. 접합된 플라즈마 중합막(58)은 접합막(17)이 된다. 이상의 공정에 의해 파장 가변 간섭 필터(5)가 완성된다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 갖는다.

(1) 본 실시 형태에 따르면, 제1 반사막(18)에는 제1 보호막(26)이 포개어 설치되고, 제2 반사막(19)에는 제2 보호막(27)이 포개어 설치되어 있다. 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)은 제1 보호막(26) 또는 제2 보호막(27)에 의해 경시 변화가 발생하기 어렵게 할 수 있다.

(2) 본 실시 형태에 따르면, 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)은 도전성을 갖고 있다. 그리고 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)은 제1 스위치(46)에 의해 전기적으로 개폐된다. 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)에 수분이 부착되어 대전하는 경우가 있다. 이때, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 전위차가 발생할 때에는 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 정전기력이 작용한다. 정전기력에 의해, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)의 거리가 변화된다. 이때, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)이 전기적으로 단락됨으로써 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)의 전위차가 없어진다. 따라서, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 정전기력이 작용하지 않게 되므로, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과하는 광의 파장이 변동되지 않도록 할 수 있다.

(3) 본 실시 형태에 따르면, 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)은 은을 함유하는 막이며, 반사율이 높은 막이다. 그리고 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)은 In-Ga-O를 주성분으로 하는 막이다. In-Ga-O는 은과 반응하기 어려우므로 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)의 반사율 저하를 억제할 수 있다.

(4) 본 실시 형태에 따르면, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)은 측면이 노출되어 있다. 즉, 제1 반사막(18)의 측면은 제1 보호막(26)에 덮이지 않고, 제2 반사막(19)의 측면은 제2 보호막(27)에 덮이어 있지 않다. 제1 반사막(18) 및 제1 보호막(26)의 형상은 제1 반사 전체막(54)과 제1 보호 전체막(55)을 적층하여 패터닝하여 형성된다. 따라서, 제1 반사막(18)을 패터닝한 후에 제1 보호막(26)을 패터닝할 때에 비해 공정을 적게 할 수 있다. 제2 반사막(19)과 제2 보호막(27)의 형태는 제1 반사막(18)과 제1 보호막(26)의 형태와 마찬가지이다. 따라서, 제2 반사막(19)을 패터닝한 후에 제2 보호막(27)을 패터닝할 때에 비해 공정을 적게 할 수 있다. 그 결과, 생산성 높게 파장 가변 간섭 필터(5)를 제조할 수 있다.

(5) 본 실시 형태에 따르면, 거리 검출부(10c)에 의해 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이의 정전 용량이 검출된다. 정전 용량과 보호막 간격(44)은 부의 상관 관계에 있다. 따라서, 정전 용량을 검출함으로써 보호막 간격(44)을 검출할 수 있다. 보호막 간격(44)에 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27)의 막 두께를 가산함으로써 갭(22)이 산출된다. 그 결과, 갭(22)을 검출할 수 있다.

(6) 본 실시 형태에 따르면, 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)은 유효 범위(24)와 예비 범위(25)를 구비하고 있다. 유효 범위(24)는 광이 조사되는 범위이며, 예비 범위(25)는 광이 조사되지 않는 범위이다. 예비 범위(25)는 유효 범위(24)를 둘러싸서 배치되어 있다. 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)의 측면은 노출되어 있어 반사율이 저하될 가능성이 있다. 이때에도, 반사율이 저하되는 것은 예비 범위(25)이며, 유효 범위(24)는 측면으로부터 떨어져 있으므로 반사율이 저하되기 어렵게 되어 있다. 따라서, 파장 가변 간섭 필터(5)는 장기 신뢰성을 높게 할 수 있다.

(7) 본 실시 형태에 따르면, 제1 반사 전체막(54)에 제1 보호 전체막(55)이 덮인 상태에서 패터닝된다. 따라서, 제1 반사막(18)은 제조 도중에서 제1 보호막(26)에 보호되어 있으므로 품질이 좋은 제1 반사막(18)을 제조할 수 있다. 마찬가지로, 제2 반사막(19)은 제조 도중에서 제2 보호막(27)에 보호되어 있으므로 품질이 좋은 제2 반사막(19)을 제조할 수 있다.

(제2 실시 형태)

(광학 필터 디바이스)

이어서, 광학 필터 디바이스의 일실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 광학 필터 디바이스에는 제1 실시 형태에 기재된 파장 가변 간섭 필터(5)가 탑재되어 있다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 점에 대해서는 설명을 생략한다. 도 7은, 광학 필터 디바이스의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 전자 기기로서의 광학 필터 디바이스(61)는 파장 가변 간섭 필터(5)와, 당해 파장 가변 간섭 필터(5)를 수납하는 하우징(62)을 구비하고 있다. 하우징(62)은 베이스 기판(63)과, 리드(64)와, 베이스측 유리 기판(65)과, 리드측 유리 기판(66)을 구비한다.

베이스 기판(63)은, 예를 들어 단층 세라믹 기판에 의해 구성된다. 이 베이스 기판(63)에는 파장 가변 간섭 필터(5)의 고정 기판(15)이 설치된다. 베이스 기판(63)에의 고정 기판(15)의 설치 방법으로서는, 예를 들어 접착층 등을 개재하여 배치되는 것이라도 되고, 다른 고정 부재 등에 끼워 맞춤되는 것으로 배치되는 것이라도 된다. 또한, 베이스 기판(63)에는 광 간섭 영역[제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)이 대향하는 영역]과 대향하는 장소에, 광 통과 구멍(67)이 개구 형성된다. 그리고 이 광 통과 구멍(67)을 덮도록, 베이스측 유리 기판(65)이 접합된다. 베이스측 유리 기판(65)의 접합 방법으로서는, 예를 들어 유리 원료를 고온으로 용해하고, 급랭한 유리의 조각인 유리 프릿을 사용한 유리 프릿 접합, 에폭시 수지 등에 의한 접착 등을 이용할 수 있다.

이 베이스 기판(63)의 리드(64)측에 위치하는 베이스 내측면(68)에는, 파장 가변 간섭 필터(5)의 각 제1 단자(29), 제2 단자(32), 제3 단자(37) 및 제4 단자(43)의 각각에 대응하여 내측 단자부(69)가 설치되어 있다. 또한, 각 제1 단자(29), 제2 단자(32), 제3 단자(37) 및 제4 단자(43)와, 내측 단자부(69)의 접속은, 예를 들어 FPC(70)(Flexible Printed Circuit)를 사용할 수 있는데, 예를 들어 Ag 페이스트, ACF(Anisotropic Conductive Film), ACP(Anisotropic Conductive Paste) 등에 의해 접합한다. 또한, 내부 공간(71)을 진공 상태로 유지할 경우에는 아웃 가스가 적은 Ag 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, FPC(70)에 의한 접속에 한정되지 않고, 예를 들어 와이어 본딩 등에 의한 배선 접속을 실시해도 된다. 또한, 베이스 기판(63)은 각 내측 단자부(69)가 설치되는 위치에 대응하여, 관통 구멍(72)이 형성되어 있고, 각 내측 단자부(69)는 관통 구멍(72)에 충전된 도전성 부재를 개재하여, 베이스 기판(63)의 베이스 내측면(68)과는 반대측의 베이스 외측면(73)에 설치된 외측 단자부(74)에 접속되어 있다. 그리고 베이스 기판(63)의 외주부에는, 리드(64)에 접합되는 베이스 접합부(75)가 설치되어 있다.

리드(64)는 베이스 기판(63)의 베이스 접합부(75)에 접합되는 리드 접합부(64a)와, 리드 접합부(64a)로부터 연속하고, 베이스 기판(63)으로부터 멀어지는 방향으로 상승되는 측벽부(64b)를 구비하고 있다. 또한, 리드(64)는 측벽부(64b)로부터 연속해서 파장 가변 간섭 필터(5)의 가동 기판(16)측을 덮는 천장면부(64c)를 구비하고 있다. 이 리드(64)는, 예를 들어 코바 등의 합금 또는 금속에 의해 형성할 수 있다. 이 리드(64)는 리드 접합부(64a)와, 베이스 기판(63)의 베이스 접합부(75)가 접합됨으로써, 베이스 기판(63)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. 이들의 접합 방법은, 베이스 기판(63) 및 리드(64)의 소재나, 접합 환경 등에 의해, 적절히 선택할 수 있다.

리드(64)의 천장면부(64c)는 베이스 기판(63)에 대하여 평행하게 된다. 이 천장면부(64c)에는, 파장 가변 간섭 필터(5)의 광 간섭 영역에 대향하는 영역에, 광 통과 구멍(64d)이 개구 형성되어 있다. 그리고 이 광 통과 구멍(64d)을 덮도록, 리드측 유리 기판(66)이 접합된다. 리드측 유리 기판(66)의 접합 방법으로서는, 베이스측 유리 기판(65)의 접합과 마찬가지로, 예를 들어 유리 프릿 접합이나, 에폭시 수지 등에 의한 접착 등을 이용할 수 있다.

이러한 광학 필터 디바이스(61)에서는, 하우징(62)에 의해 파장 가변 간섭 필터(5)가 보호되고 있기 때문에, 이물질이나 대기에 함유되는 가스 등에 의한 파장 가변 간섭 필터(5)의 특성 변화를 방지할 수 있고, 또한 외적 요인에 의한 파장 가변 간섭 필터(5)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 대전 입자의 침입을 방지할 수 있으므로, 제1 단자(29), 제2 단자(32)의 대전을 방지할 수 있다. 따라서, 대전에 의한 쿨롬력의 발생을 억제할 수 있어, 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)의 평행도를 보다 확실하게 유지할 수 있다.

또한, 파장 가변 간섭 필터(5)를 광학 모듈(3)이나 전자 기기에 내장하는 작업을 행하는 조립 라인 등까지 운반할 경우에, 광학 필터 디바이스(61)에 의해 보호된 파장 가변 간섭 필터(5)를 안전하게 운반하다 수 있다. 또한, 광학 필터 디바이스(61)는 하우징(62)의 외주면에 노출되는 외측 단자부(74)이 설치되어 있으므로, 광학 모듈(3)이나 전자 기기에 대하여 내장할 때에도 용이하게 배선을 실시할 수 있게 된다.

파장 가변 간섭 필터(5)는 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19) 사이를 전기적으로 개폐할 수 있다. 따라서, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 작용하는 정전기력을 제거할 수 있으므로, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 광학 필터 디바이스(61)는 투과하는 광의 파장이 변동되지 않도록 할 수 있다. 이어서, 색을 측정하기 위한 색 측정 장치에 파장 가변 간섭 필터(5)를 적용한 예를 나타낸다.

(색 측정 장치)

도 8은, 색 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 전자 기기로서의 색 측정 장치(78)는 측정 대상물(2)에 광을 사출하는 광원 장치(79)와, 색 측정 센서(80)(광학 모듈)와, 색 측정 장치(78)의 전체 동작을 제어하는 제어 장치(81)를 구비한다. 그리고 이 색 측정 장치(78)는 광원 장치(79)로부터 사출되는 광을 측정 대상물(2)에 의해 반사시킨다. 반사된 검사 대상광을 색 측정 센서(80)가 수광하고, 색 측정 센서(80)로부터 출력되는 검출 신호에 의거하여 색 측정 장치(78)는 검사 대상광의 색도 즉 측정 대상물(2)의 색을 분석하여 측정한다.

광원 장치(79)는 광원(82) 및 복수의 렌즈(83)(도면 중에는 1개만 기재)를 구비하고, 측정 대상물(2)에 대하여 예를 들어 기준광(예를 들어, 백색광)을 사출한다. 또한, 복수의 렌즈(83)에는 콜리메이터 렌즈가 포함되어도 된다. 이 경우, 광원(82)으로부터 사출된 기준광을 콜리메이터 렌즈가 평행광으로 하고, 광원 장치(79)는 도시하지 않은 투사 렌즈로부터 측정 대상물(2)을 향해 사출한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 광원 장치(79)를 구비하는 색 측정 장치(78)를 예시하지만, 예를 들어 측정 대상물(2)이 액정 패널 등의 발광 부재일 경우, 광원 장치(79)가 설치되지 않은 구성으로 해도 된다.

색 측정 센서(80)는 파장 가변 간섭 필터(5)와, 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과하는 광을 수광하는 디텍터(6)와, 파장 가변 간섭 필터(5)를 투과시키는 광의 파장을 제어하는 간격 제어부(10)를 구비한다. 또한, 색 측정 센서(80)는 파장 가변 간섭 필터(5)에 대향하는 장소에 도시하지 않은 입사 광학 렌즈를 구비하고 있다. 입사 광학 렌즈는 측정 대상물(2)에서 반사된 반사광(검사 대상광)을 색 측정 센서(80)의 내부로 도광한다. 그리고 색 측정 센서(80)에서는 입사 광학 렌즈로부터 입사한 검사 대상광 중 소정의 파장의 광을 파장 가변 간섭 필터(5)가 분광하고, 분광한 광을 디텍터(6)가 수광한다.

제어 장치(81)는 색 측정 장치(78)의 전체 동작을 제어한다. 이 제어 장치(81)로서는, 예를 들어 범용 퍼스널 컴퓨터나 휴대 정보 단말기 외에도 색 측정 전용 컴퓨터 등을 사용할 수 있다. 그리고 제어 장치(81)는 광원 제어부(84), 색 측정 센서 제어부(85) 및 색 측정 처리부(86) 등을 구비하여 구성되어 있다. 광원 제어부(84)는 광원 장치(79)에 접속되어, 예를 들어 이용자의 설정 입력에 의거하여 광원 장치(79)에 소정의 제어 신호를 출력하여 소정 밝기의 백색광을 사출시킨다. 색 측정 센서 제어부(85)는 색 측정 센서(80)에 접속되어 있다. 예를 들어, 이용자의 설정 입력에 의거하여 색 측정 센서(80)에 의해 수광시키는 광의 파장을 색 측정 센서 제어부(85)가 설정하고, 설정한 파장의 광의 수광량을 검출하는 취지의 제어 신호를 색 측정 센서 제어부(85)가 색 측정 센서(80)에 출력한다. 이에 의해, 제어 신호에 의거하여 간격 제어부(10)는 작동기(33)에 전압을 인가하고, 파장 가변 간섭 필터(5)를 구동시킨다. 색 측정 처리부(86)는 디텍터(6)에 의해 검출된 수광량으로부터, 측정 대상물(2)의 색도를 분석한다.

파장 가변 간섭 필터(5)는 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19) 사이를 전기적으로 개폐할 수 있다. 따라서, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 작용하는 정전기력을 제거할 수 있으므로, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 파장 가변 간섭 필터(5)는 투과하는 광의 파장이 변동되지 않도록 할 수 있으므로, 색 측정 장치(78)는 품질이 좋은 색조를 측정할 수 있다.

(가스 검출 장치)

이어서, 전자 기기의 예로서 특정 물질의 존재를 검출하기 위한 광 베이스의 시스템을 소개한다. 이러한 시스템으로서는, 예를 들어 광학 모듈을 사용한 분광 계측 방식을 채용하여 특정 가스를 고감도 검출하는 차량 탑재용 가스 누출 검출기나, 음주 측정용의 광 음향 희가스 검출기 등의 가스 검출 장치를 예시할 수 있다. 이러한 가스 검출 장치의 일례를 이하에 도면에 의거하여 설명한다.

도 9는, 가스 검출 장치의 구성을 나타내는 모식 정면도이며, 도 10은, 가스 검출 장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 전자 기기로서의 가스 검출 장치(89)는 센서 칩(90)과 흡인구(91a), 흡인 유로(91b), 배출 유로(91c) 및 배출구(91d)를 구비한 유로(91)와 본체부(92)를 구비하여 구성되어 있다.

본체부(92)는 유로(91)를 착탈 가능한 개구를 갖는 센서부 커버(93), 배출 수단(94), 하우징(95)을 구비하고 있다. 또한, 본체부(92)는 광학부(96), 필터(97), 파장 가변 간섭 필터(5), 수광 소자(98)(검출부) 등을 포함하는 검출 장치(광학 모듈)를 구비하고 있다. 또한, 본체부(92)는 검출된 신호를 처리하고, 검출부를 제어하는 제어부(99)(처리부), 전력을 공급하는 전력 공급부(100) 등을 구비하고 있다. 또한, 파장 가변 간섭 필터(5) 대신에 광학 필터 디바이스(61)가 설치되는 구성으로 해도 된다. 광학부(96)는 광을 사출하는 광원(101), 빔 스플리터(102), 렌즈(103), 렌즈(104) 및 렌즈(105)에 의해 구성되어 있다. 빔 스플리터(102)는 광원(101)으로부터 입사된 광을 센서 칩(90)측으로 반사하고, 센서 칩측으로부터 입사된 광을 수광 소자(98)측으로 투과한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 가스 검출 장치(89)에는 조작 패널(106), 표시부(107), 외부와의 인터페이스를 위한 접속부(108) 및 전력 공급부(100)가 설치되어 있다. 전력 공급부(100)가 이차 전지인 경우에는 충전을 위한 접속부(109)를 구비해도 된다. 또한, 가스 검출 장치(89)의 제어부(99)는 CPU 등에 의해 구성된 신호 처리부(112) 및 광원(101)을 제어하기 위한 광원 드라이버 회로(113)를 구비하고 있다. 또한, 제어부(99)는 파장 가변 간섭 필터(5)를 제어하기 위한 간격 제어부(10), 수광 소자(98)로부터의 신호를 수신하는 수광 회로(114)를 구비하고 있다. 또한, 제어부(99)는 센서 칩(90)의 코드를 판독하고, 센서 칩(90)의 유무를 검출하는 센서 칩 검출기(115)로부터의 신호를 수신하는 센서 칩 검출 회로(116)를 구비하고 있다. 또한, 제어부(99)는 배출 수단(94)을 제어하는 배출 드라이버 회로(117) 등을 구비하고 있다.

이어서, 상기와 같은 가스 검출 장치(89)의 동작에 대해서, 이하에 설명한다. 본체부(92)의 상부의 센서부 커버(93)의 내부에는 센서 칩 검출기(115)가 설치되어 있다. 센서 칩 검출기(115)에 의해 센서 칩(90)의 유무가 검출된다. 신호 처리부(112)는 센서 칩 검출기(115)로부터의 검출 신호를 검출하면 센서 칩(90)이 장착된 상태라고 판단한다. 그리고 신호 처리부(112)는 표시부(107)로 검출 동작을 실시 가능한 취지를 표시시키는 표시 신호를 보낸다.

그리고 예를 들어 이용자에 의해 조작 패널(106)이 조작되고, 조작 패널(106)로부터 검출 처리를 개시하는 취지의 지시 신호가 신호 처리부(112)로 출력된다. 우선, 신호 처리부(112)는 광원 드라이버 회로(113)에 광원 구동의 지시 신호를 출력하여 광원(101)을 작동시킨다. 광원(101)이 구동되면, 광원(101)으로부터 단일 파장으로 직선 편광의 안정된 레이저광이 사출된다. 광원(101)에는 온도 센서나 광량 센서가 내장되어 있고, 센서의 정보가 신호 처리부(112)로 출력된다. 광원(101)으로부터 입력된 온도나 광량에 의거하여, 광원(101)이 안정되게 동작하고 있다고 신호 처리부(112)가 판단되면, 신호 처리부(112)는 배출 드라이버 회로(117)를 제어하여 배출 수단(94)을 작동시킨다. 이에 의해, 검출해야 할 표적 물질(가스 분자)을 함유한 기체 시료가, 흡인구(91a)로부터 흡인 유로(91b), 센서 칩(90) 내, 배출 유로(91c), 배출구(91d)로 유도된다. 또한, 흡인구(91a)에는 제진 필터(91e)가 설치되어, 비교적 큰 분진이나 일부의 수증기 등이 제거된다.

센서 칩(90)은 금속 나노 구조체가 복수 내장되고, 국재 표면 프라즈몬 공명을 이용한 센서이다. 이러한 센서 칩(90)에서는 레이저광에 의해 금속 나노 구조체 사이에서 증강 전기장이 형성된다. 이 증강 전기장 내에 가스 분자가 인입하면, 분자 진동의 정보를 포함한 라만 산란광 및 레일리 산란광이 발생한다. 이 레일리 산란광이나 라만 산란광은 광학부(96)를 통하여 필터(97)로 입사한다. 필터(97)에 의해 레일리 산란광이 분리되어, 라만 산란광이 파장 가변 간섭 필터(5)로 입사한다.

그리고 신호 처리부(112)는 간격 제어부(10)에 대하여 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 간격 제어부(10)는 파장 가변 간섭 필터(5)의 작동기(33)를 구동시켜서 검출 대상이 되는 가스 분자에 대응한 라만 산란광을 파장 가변 간섭 필터(5)에 분광시킨다. 분광한 광이 수광 소자(98)에 의해 수광되면, 수광량에 따른 수광 신호가 수광 회로(114)를 통해 신호 처리부(112)로 출력된다.

파장 가변 간섭 필터(5)는 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19) 사이를 전기적으로 개폐할 수 있다. 따라서, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 작용하는 정전기력을 제거할 수 있으므로, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 파장 가변 간섭 필터(5)는 투과하는 광의 파장이 변동되지 않도록 할 수 있으므로, 파장 가변 간섭 필터(5)는 목적으로 하는 라만 산란광을 고정밀도로 취출할 수 있다. 신호 처리부(112)는, 얻어진 검출 대상이 되는 가스 분자에 대응한 라만 산란광의 스펙트럼 데이터와 ROM에 저장되어 있는 데이터를 비교한다. 그리고, 검출 대상이 되는 가스 분자가 원하는 가스 분자인지 아닌지를 판정하여 물질의 특정을 한다. 또한, 신호 처리부(112)는 표시부(107)에 그 결과 정보를 표시하고, 접속부(108)로부터 외부로 출력한다.

라만 산란광을 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 분광하여 분광된 라만 산란광으로부터 가스 검출을 행하는 가스 검출 장치(89)를 예시하였다. 가스 검출 장치(89)는 가스 고유의 흡광도를 검출하여 가스 종별을 특정하는 가스 검출 장치로서 사용해도 된다. 이 경우, 센서 내부로 가스를 유입시켜, 입사광 중 가스에 의해 흡수된 광을 검출하는 가스 센서에 광학 모듈(3)을 사용한다. 그리고 가스 검출 장치는 가스 센서에 의해 센서 내로 유입된 가스를 분석, 판별하는 전자 기기이다. 가스 검출 장치(89)는 이와 같은 구성으로 함으로써 파장 가변 간섭 필터를 사용하여 가스의 성분을 검출할 수 있다.

(음식물 분석 장치)

또한, 특정 물질의 존재를 검출하기 위한 시스템은 상기와 같은 가스의 검출에 한정되지 않는다. 근적외선 분광에 의한 당류의 비칩습적(非侵襲的) 측정 장치나 음식물, 생체, 광물 등의 정보의 비칩습적 측정 장치 등의 물질 성분 분석 장치를 예시할 수 있다. 이하에, 물질 성분 분석 장치의 일례로서 음식물 분석 장치를 설명한다.

도 11은, 음식물 분석 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 전자 기기로서의 음식물 분석 장치(120)는 검출기(121)(광학 모듈), 제어부(122) 및 표시부(123)를 구비하고 있다. 검출기(121)는 광을 사출하는 광원(126), 측정 대상물로부터의 광이 도입되는 촬상 렌즈(127), 촬상 렌즈(127)로부터 도입된 광을 분광하는 파장 가변 간섭 필터(5)를 구비하고 있다. 또한, 검출기(121)는 분광된 광을 검출하는 촬상부(128)(검출부)를 구비하고 있다. 또한, 파장 가변 간섭 필터(5) 대신에 광학 필터 디바이스(61)가 설치되는 구성으로 해도 된다. 또한, 제어부(122)는 광원(126)의 점등·소등 제어, 점등 시의 밝기 제어를 실시하는 광원 제어부(129) 및 파장 가변 간섭 필터(5)를 제어하는 간격 제어부(10)를 구비하고 있다. 또한, 제어부(122)는 촬상부(128)를 제어하여 촬상부(128)에서 촬상된 분광 화상을 취득하는 검출 제어부(130), 신호 처리부(131) 및 기억부(132)를 구비하고 있다.

음식물 분석 장치(120)를 구동시키면 광원 제어부(129)에 의해 광원(126)이 제어되어서 광원(126)으로부터 측정 대상물(2)에 광이 조사된다. 그리고 측정 대상물(2)에서 반사된 광은 촬상 렌즈(127)를 통해 파장 가변 간섭 필터(5)로 입사한다. 파장 가변 간섭 필터(5)는 간격 제어부(10)의 제어에 의해 구동된다. 이에 의해, 파장 가변 간섭 필터(5)로부터 고정밀도로 목적 파장의 광을 취출할 수 있다. 그리고 취출된 광은, 예를 들어 CCD 카메라 등에 의해 구성되는 촬상부(128)에 촬상된다. 또한, 촬상된 광은 분광 화상으로서 기억부(132)에 축적된다. 또한, 신호 처리부(131)는 간격 제어부(10)를 제어하여 파장 가변 간섭 필터(5)에 인가하는 전압값을 변화시켜, 각 파장에 대한 분광 화상을 취득한다.

그리고 신호 처리부(131)는 기억부(132)에 축적된 각 화상에 있어서의 각 화소의 데이터를 연산 처리하고, 각 화소에 있어서의 스펙트럼을 구한다. 또한, 기억부(132)에는 스펙트럼에 대한 음식물의 성분에 관한 정보가 기억되어 있다. 기억부(132)에 기억된 음식물에 관한 정보를 기초로 신호 처리부(131)는 구한 스펙트럼의 데이터를 분석한다. 그리고 신호 처리부(131)는 측정 대상물(2)에 포함되는 음식물 성분과 각 음식물 성분 함유량을 구한다. 또한, 얻어진 음식물 성분 및 함유량으로부터 신호 처리부(131)는 음식물 칼로리나 신선도 등도 산출할 수 있다. 또한, 화상 내의 스펙트럼 분포를 분석함으로써, 신호 처리부(131)는 검사 대상의 음식물 중에서 신선도가 저하되어 있는 부분의 추출 등도 실시할 수 있다. 나아가, 신호 처리부(131)는 음식물 내에 포함되는 이물질 등의 검출도 실시할 수 있다. 그리고 신호 처리부(131)는 상술한 바와 같이 하여 얻어진 검사 대상의 음식물 성분이나 함유량, 칼로리나 신선도 등의 정보를 표시부(123)에 표시시키는 처리를 한다.

파장 가변 간섭 필터(5)는 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19) 사이를 전기적으로 개폐할 수 있다. 따라서, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 작용하는 정전기력을 제거할 수 있으므로, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 파장 가변 간섭 필터(5)는 투과하는 광의 파장이 변동되지 않도록 할 수 있으므로, 음식물 분석 장치(120)는 고정밀도로 측정 대상물(2)의 파장을 측정할 수 있다.

또한, 음식물 분석 장치(120) 외에도 대략 마찬가지의 구성에 의해, 상술한 바와 같은 그 밖의 정보의 비칩습적 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 장치에 음식물 분석 장치(120)를 사용할 수 있다. 그 밖에도, 에틸알코올을 검지하는 장치로 하면, 운전자의 음주 상태를 검출하는 음주 운전 방지 장치에 음식물 분석 장치(120)를 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, 광학 모듈(3)을 사용한 전자 기기로서는, 이하와 같은 장치에 적용할 수 있다. 예를 들어, 각 파장의 광의 강도를 경시적으로 변화시킴으로써, 각 파장의 광으로 데이터를 전송시키는 것도 가능하고, 이 경우, 광학 모듈(3)에 설치된 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 특정 파장의 광을 분광하고, 수광부에서 수광시킴으로써, 특정 파장의 광에 의해 전송되는 데이터를 추출할 수 있고, 이러한 데이터 추출용 광학 모듈을 구비한 전자 기기에 의해, 각 파장의 광의 데이터를 처리함으로써, 광 통신을 실시할 수도 있다.

(분광 카메라)

또한, 전자 기기로서는 광학 모듈(3)에 의해 광을 분광시켜서 분광 화상을 촬상하는 분광 카메라나 분광 분석기 등에 광학 모듈(3)을 적용할 수 있다. 이러한 분광 카메라의 일례로서, 파장 가변 간섭 필터(5)를 내장한 적외선 카메라를 들 수 있다. 도 12는, 분광 카메라의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 전자 기기로서의 분광 카메라(135)는 카메라 본체(136), 촬상 렌즈 유닛(137) 및 촬상부(138)를 구비하고 있다. 카메라 본체(136)는 이용자에 의해 파지되어 조작되는 부분이다.

촬상 렌즈 유닛(137)은 카메라 본체(136)에 접속되고, 입사한 화상광을 촬상부(138)로 도광한다. 또한, 이 촬상 렌즈 유닛(137)은 대물 렌즈(139), 결상 렌즈(140) 및 이들 렌즈 사이에 설치된 파장 가변 간섭 필터(5)를 구비하여 구성되어 있다. 촬상부(138)는 수광 소자에 의해 구성되어, 촬상 렌즈 유닛(137)에 의해 도광된 화상광을 촬상한다. 분광 카메라(135)에서는 파장 가변 간섭 필터(5)가 촬상 대상이 되는 파장의 광을 투과시켜서, 촬상부(138)가 원하는 파장의 광의 분광 화상을 촬상한다. 파장 가변 간섭 필터(5)는 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19) 사이를 전기적으로 개폐할 수 있다. 따라서, 제1 보호막(26)과 제2 보호막(27) 사이에 작용하는 정전기력을 제거할 수 있으므로, 제1 반사막(18)과 제2 반사막(19)의 거리를 고정밀도로 유지할 수 있다. 그 결과, 파장 가변 간섭 필터(5)는 투과하는 광의 파장이 변동되지 않도록 할 수 있으므로, 분광 카메라(135)는 고정밀도로 목적 파장의 분광 화상을 촬상할 수 있다.

나아가, 광학 모듈(3)을 밴드 패스 필터로서 사용해도 되고, 예를 들어 발광 소자가 사출하는 소정 파장 영역의 광 중, 소정의 파장을 중심으로 한 협대역의 광만을 파장 가변 간섭 필터(5)로 분광하여 투과시키는 광학식 레이저 장치로 해도 사용할 수 있다. 또한, 광학 모듈(3)을 생체 인증 장치로서 사용해도 되고, 예를 들어, 근적외 영역이나 가시 영역의 광을 사용한 혈관, 지문, 망막 및 홍채 등의 인증 장치에도 적용할 수 있다. 나아가, 광학 모듈(3)을 농도 검출 장치에 사용할 수 있다. 이 경우, 파장 가변 간섭 필터(5)에 의해 물질로부터 사출된 적외 에너지(적외광)를 분광하여 분석하고, 샘플 중의 피검체 농도를 측정한다.

상기에 도시한 바와 같이, 광학 모듈(3)은 입사광으로부터 소정의 광을 분광하는 어떠한 장치에도 적용할 수 있다. 그리고 광학 모듈(3)은 상술한 바와 같이, 1개의 광학 모듈(3)로 복수의 파장을 분광시킬 수 있으므로, 복수의 파장의 스펙트럼 측정, 복수의 성분에 대한 검출을 고정밀도로 실시할 수 있다. 따라서, 복수 디바이스에 의해 원하는 파장을 취출하는 종래의 장치에 비해, 광학 모듈(3)이나 전자 기기의 소형화를 촉진할 수 있어, 예를 들어 휴대용이나 차량 탑재용의 광학 디바이스로서 적절하게 사용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 사람에 의해 다양한 변경이나 개량을 더하는 것도 가능하다. 변형예를 이하에 설명한다.

(변형예 1)

상기 제1 실시 형태에서는, 제1 보호막(26) 및 제2 보호막(27)의 재료에 산화인듐 갈륨(InGaO)을 사용하였다. 제1 보호막(26)에 산화인듐 갈륨(InGaO)을 사용하고, 제2 보호막(27)의 재료에는 다른 재료를 사용해도 된다. 제2 보호막(27)에 산화인듐 갈륨(InGaO)을 사용하고, 제1 보호막(26)의 재료에는 다른 재료를 사용해도 된다. 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)의 재질에 맞추어 설정해도 된다.

(변형예 2)

상기 제1 실시 형태에서는, 제1 반사막(18) 및 제2 반사막(19)의 양쪽 측면이 노출되는 형태로 되어 있었다. 제1 반사막(18)의 측면을 노출시키고, 제2 반사막(19)의 측면은 제2 보호막(27)에 덮인 형태로 해도 된다. 제2 반사막(19)의 측면을 노출시키고, 제1 반사막(18)의 측면은 제1 보호막(26)에 덮인 형태로 해도 된다. 제조 공정에 맞추어 설정해도 된다.

(변형예 3)

상기 제1 실시 형태에서는, 제2 배선(30)과 제2 단자(32)는 수지 범프(31)에 의해 연결되었다. 제2 배선(30)과 제2 단자(32)의 접속은 다른 방법으로 접속해도 된다. 제2 배선(30)에 접속하는 전극과 제2 단자(32)에 접속하는 전극을 면 접촉시켜도 된다. 제2 배선(41)과 제4 단자(43)는 수지 범프(42)에 의해 연결되었다. 수지 범프(31)와 마찬가지로, 제2 배선(41)과 제4 단자(43)의 접속은 다른 방법으로 접속해도 된다. 제2 배선(41)에 접속하는 전극과 제4 단자(43)에 접속하는 전극을 면 접촉시켜도 된다.

면 접촉시키는 전극의 재료는 전기 저항이 낮은 재료로 하는 쪽이 바람직하다. 면 접촉되는 부분의 접촉 저항을 저감할 수 있어, 불필요한 저항 성분의 개입이 없어, 확실한 도통을 취할 수 있기 때문이다. 이 전기 저항의 낮은 재료로서는, 예를 들어 Au 등의 금속막이나 Au/Cr 등의 금속 적층체 또는 ITO 등의 금속 산화물의 표면에 Au 등의 금속 재료 또는 Au/Cr 등의 금속 적층체를 적층한 구성을 선택할 수 있다. 또한, ITO 등의 금속 산화물을 포함하는 전극에 대하여, 면 접촉이 이루어지는 영역 주변만 국소적으로 금속막 또는 금속 적층막이 적층되어 있는 구성으로 해도 된다.

2013년 8월 7일 출원된 일본 특허 출원 제2013-163945호의 전체 명세서는 참조로서 명확하게 본원에 통합된다.

Claims

제1 반사막과,
상기 제1 반사막과 대향하는 제2 반사막과,
상기 제1 반사막의 상기 제2 반사막과 대향하는 면에 겹쳐서 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제1 도전막과,
상기 제2 반사막의 상기 제1 반사막과 대향하는 면에 겹쳐서 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제2 도전막과,
상기 제1 도전막과 접속하는 제1 단자와,
상기 제2 도전막과 접속하는 제2 단자
를 구비하고,
상기 제1 단자와 상기 제2 단자는 전기적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는, 광 필터.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사막 및 상기 제2 반사막은 은을 함유하는 막이며, 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막 중 적어도 한쪽은 In-Ga-O를 주성분으로 하는 막인 것을 특징으로 하는, 광 필터.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사막과 상기 제2 반사막 중 적어도 한쪽은 측면이 노출되는 것을 특징으로 하는, 광 필터.
제1항에 있어서, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 사용하여 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막 사이의 정전 용량이 검출되는 것을 특징으로 하는, 광 필터.
제1항에 있어서, 상기 제1 반사막 및 상기 제2 반사막은 광이 조사되는 유효 범위와, 상기 유효 범위를 둘러싸는 장소에 광이 조사되지 않는 예비 범위를 구비하는 것을 특징으로 하는, 광 필터.
제1 반사막과,
상기 제1 반사막과 대향하는 제2 반사막과,
상기 제1 반사막의 상기 제2 반사막과 대향하는 면에 겹쳐서 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제1 도전막과,
상기 제2 반사막의 상기 제1 반사막과 대향하는 면에 겹쳐서 설치되어 광 투과성 및 도전성을 갖는 제2 도전막과,
상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 전기적으로 개폐하는 전기 개폐부
를 구비하는 것을 특징으로 하는, 광학 모듈.
제6항에 있어서, 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막 사이의 정전 용량을 검출하는 용량 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 광학 모듈.
제6항에 기재된 광학 모듈과,
상기 광학 모듈을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
기판에 반사막을 형성하는 공정과,
상기 반사막에 겹쳐서 광 투과성 및 도전성을 갖는 도전막을 형성하는 공정과,
상기 도전막에 레지스트를 패턴 형성한 후에, 상기 반사막 및 상기 도전막을 에칭하는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는, 광 필터의 제조 방법.