KR20200002821A - 광 계측 제어 프로그램, 광 계측 시스템 및 광 계측 방법 - Google Patents
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Abstract
광 계측 제어 프로그램은 공극을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 미러부를 가지고, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차에 따라 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 변화하는 페브리 페로 간섭 필터와, 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 광 검출 장치에 있어서, 광 검출기로부터 출력되는 전기 신호를 취득함으로써 계측 대상이 되는 광을 계측하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 광 계측 제어 프로그램으로서, 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키도록 제어하는 전압 제어부, 및 전압 제어부가 한 쌍의 미러부 사이에 설정 전위차를 생기게 한 상태에서, 전기 신호를 취득하는 신호 취득부로서 컴퓨터를 기능시킨다.
Description
본 개시는 광 계측 제어 프로그램, 광 계측 시스템 및 광 계측 방법에 관한 것이다.
종래, 페브리 페로 간섭형의 광 필터를 구비한 광 검출 장치가 알려져 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있는 분광 측정 장치는 광 필터와, 광 필터를 투과한 광을 수광하는 수광 소자를 구비하고 있다. 이 광 필터는 서로 대향하는 제1 기판과 제2 기판을 가지고 있고, 제1 기판과 제2 기판 사이의 거리는, 정전 액츄에이터에 의해서 제어된다. 거리가 제어됨으로써, 광 필터의 투과 파장이 제어된다.
그렇지만, 특허 문헌 1의 기술에서는, 전압이 인가되고 있지 않은 초기의 상태로부터 목표로 하는 전압에 도달하기까지, 전압이 급속하게 인가되고 있다. 이 경우, 인가된 전압이 목표로 하는 전압을 초과하는, 이른바 오버 슛이 생길 수 있다. 그 때문에, 공극(空隙)이 목표보다도 작아져, 풀인 현상에 기인하는 스티킹(sticking)이 생길 우려가 있다. 이 경우, 안정된 계측이 곤란해질 우려가 있다.
본 개시의 일 측면은, 페브리 페로 간섭 필터를 이용해서 안정된 광의 계측을 가능하게 하는 광 계측 제어 프로그램, 광 계측 시스템 및 광 계측 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면의 광 계측 제어 프로그램은, 공극을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 미러부를 가지고, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차에 따라 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 변화하는 페브리 페로 간섭 필터와, 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 광 검출 장치에 있어서, 광 검출기로부터 출력되는 전기 신호를 취득함으로써 계측 대상이 되는 광을 계측하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 광 계측 제어 프로그램으로서, 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를, 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키도록 제어하는 전압 제어부, 및 전압 제어부가 한 쌍의 미러부 사이에 설정 전위차를 생기게 한 상태에서의 전기 신호를 취득하는 신호 취득부로서 컴퓨터를 기능시킨다.
일 측면의 광 계측 시스템은, 공극을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 미러부를 가지고, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차에 따라 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 변화하는 페브리 페로 간섭 필터와, 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출부와, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 제어함과 아울러, 광 검출부로부터 출력된 전기 신호를 취득하는 제어부를 포함하고, 제어부는 페브리 페로 간섭 필터를 투과하는 광의 파장이 계측 대상의 광의 파장이 되도록, 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차를 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는 전압 제어부와, 전압 제어부가 설정 전위차를 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 한 상태에서의 전기 신호를 취득하는 신호 취득부를 포함하고, 전압 제어부는 신호 취득부에 의해서 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시킨다.
또, 일 측면의 광 계측 방법은, 공극을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 미러부를 가지고, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차에 따라 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 변화하는 페브리 페로 간섭 필터와, 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 광 검출 장치를 이용하여, 광 검출기로부터 출력되는 전기 신호를 취득함으로써 계측 대상이 되는 광을 계측하는 광 계측 방법으로서, 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키는 전압 제어 스텝과, 전압 제어 스텝 후에, 한 쌍의 미러부 사이에 설정 전위차를 생기게 한 상태에서의 전기 신호를 취득하는 신호 취득 스텝을 포함한다.
이러한 광 계측 제어 프로그램, 광 계측 시스템 및 광 계측 방법에서는, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차의 크기에 따라서, 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 제어된다. 이것에 의해서, 페브리 페로 간섭 필터를 투과하는 광의 파장이 제어될 수 있다. 이 경우, 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차가 생김으로써, 계측 대상의 파장의 광을 검출할 수 있다. 여기서, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차는, 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가한다. 그 때문에, 급격하게 전위차가 증가하는 경우에 비해, 오버 슛의 발생이 억제된다. 이것에 의해, 한 쌍의 미러부끼리의 스티킹이 억제된다. 따라서, 페브리 페로 간섭 필터를 이용한 안정된 광의 계측이 가능해진다.
또, 일 측면에 있어서는, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 설정 전위차에 도달하고 나서, 대기 시간을 경과한 후의 신호가 취득되어도 된다. 이 구성에 의하면, 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는 설정 전위차의 증가의 영향에 의해서 페브리 페로 간섭 필터의 온도가 상승했다고 하더라도, 대기 시간에 의해서 페브리 페로 간섭 필터의 온도가 안정됨으로써, 페브리 페로 간섭 필터의 투과 파장의 변동을 억제할 수 있다.
또, 일 측면에 있어서는, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 설정 전위차에 도달한 후로서, 전기 신호가 취득되기 전에, 페브리 페로 간섭 필터의 온도가 취득되어도 된다. 이 구성에 의하면, 전기 신호가 취득될 때의 페브리 페로 간섭 필터의 온도에 가까운 온도가 취득될 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 계측된 온도에 기초하여, 설정 전위차의 보정을 행할 수 있다.
또, 일 측면에 있어서는, 전기 신호가 취득된 후에, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 설정 전위차로부터 단계적으로 감소해도 된다. 이 구성에 의하면, 계측 종료 후에, 한 쌍의 미러부끼리의 거리가 단계적으로 변화하므로, 당해 미러부가 진동하는 것이 억제된다. 이 경우, 예를 들면, 다음 회의 계측을 신속히 개시하는 것이 가능하다.
또, 일 측면에 있어서는, 설정 전위차로서, 서로 상이한 복수의 파장에 따른 복수의 설정 전위차가 포함되어, 복수의 설정 전위차의 각각이 한 쌍의 미러부 사이에 순번대로 생기고, 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 복수의 설정 전위차 중 처음의 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가해도 된다. 이 경우, 광 계측 제어 프로그램, 광 계측 시스템 및 광 계측 방법에 의해서, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
또, 일 측면에 있어서는, 복수의 설정 전위차가 차례로 커지는 순서로, 복수의 설정 전위차의 각각이 한 쌍의 미러부 사이에 생겨도 된다. 이 경우, 처음에 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 설정 전위차가 최소로 되어 있으므로, 스티킹이 발생하는 리스크를 저감시킬 수 있다.
또, 일 측면에 있어서는, 복수의 설정 전위차가 차례로 작아지는 순서로, 복수의 설정 전위차의 각각이 한 쌍의 미러부 사이에 생겨도 된다. 이 경우, 페브리 페로 간섭 필터에 대한 전기적인 부하가 저감되면서 광의 계측이 진행되기 때문에, 페브리 페로 간섭 필터의 온도 변화를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 페브리 페로 간섭 필터를 투과하는 광의 파장의 변동이 억제된다.
일 측면의 광 계측 제어 프로그램, 광 계측 시스템 및 광 계측 방법에 의하면, 페브리 페로 간섭 필터를 이용한 안정된 광의 계측을 가능하게 한다.
도 1은 일 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 2는 페브리 페로 간섭 필터의 사시도이다.
도 3은 도 2의 III―III선을 따른 단면도이다.
도 4는 광 검출 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 광 검출 장치에 의한 계측의 흐름을 나타내는 테이블이다.
도 6은 페브리 페로 간섭 필터에 인가되는 전압과 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 광 계측 제어 프로그램을 나타내는 도면이다.
도 8은 광 검출 장치에 의한 계측의 흐름의 다른 예를 나타내는 테이블이다.
도 9는 페브리 페로 간섭 필터에 인가되는 전압과 시간의 관계의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 2는 페브리 페로 간섭 필터의 사시도이다.
도 3은 도 2의 III―III선을 따른 단면도이다.
도 4는 광 검출 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 광 검출 장치에 의한 계측의 흐름을 나타내는 테이블이다.
도 6은 페브리 페로 간섭 필터에 인가되는 전압과 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 광 계측 제어 프로그램을 나타내는 도면이다.
도 8은 광 검출 장치에 의한 계측의 흐름의 다른 예를 나타내는 테이블이다.
도 9는 페브리 페로 간섭 필터에 인가되는 전압과 시간의 관계의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
이하, 본개시와 관련되는 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 편의상, 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 광 계측 시스템은, 일례로서 유체 중의 물질의 식별, 라인을 흐르는 플라스틱의 소팅 등에 이용될 수 있다. 이러한 용도에서는, 고속으로 복수의 샘플을 연속하여 계측하는 일이 있다.
우선, 광 계측 시스템의 설명에 앞서, 광 계측 시스템에 이용되는 광 검출 장치의 일례에 대해서, 도 1~3을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타내는 것처럼, 광 검출 장치(1)는 패키지(2)를 구비하고 있다. 패키지(2)는 스탬(3)과, 캡(4)을 가지는 CAN 패키지이다. 캡(4)은 측벽(側壁)(5) 및 천벽(天壁)(6)에 의해서 일체적으로 구성되어 있다. 스탬(3) 및 캡(4)은, 금속재료에 의해서 형성되어 있고, 서로 기밀하게 접합되어 있다. 금속재료에 의해서 형성된 패키지(2)에 있어서, 측벽(5)의 형상은 소정의 라인 L을 중심선으로 하는 원통 모양이다. 스탬(3) 및 천벽(6)은, 라인 L과 평행한 방향에 있어서 서로 대향하고 있고, 측벽(5)의 양단(兩端)을 각각 막고 있다.
스탬(3)의 내면(3a)에는, 배선 기판(7)이 고정되어 있다. 배선 기판(7)의 기판 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 배선 기판(7)에는, 광 검출기(광 검출부)(8), 및 서미스트 등의 온도 검출기(16)(도 4 참조)가 실장되어 있다. 광 검출기(8)는 라인 L 상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 광 검출기(8)는 그 수광부의 중심선이 라인 L과 일치하도록 배치되어 있다. 광 검출기(8)는, 예를 들면, InGaAs 등이 이용된 양자형 센서, 서모 파일 또는 볼로 미터 등이 이용된 열형 센서 등의 적외선 검출기이다. 자외, 가시, 근적외의 각 파장 대역의 광을 검출하는 경우에는, 광 검출기(8)로서, 예를 들면, 실리콘 포토다이오드 등을 이용할 수 있다. 또한, 광 검출기(8)에는, 1개의 수광부가 마련되어 있어도 되고, 혹은, 복수의 수광부가 어레이 모양으로 마련되어 있어도 된다. 또한, 복수의 광 검출기(8)가 배선 기판(7)에 실장되어 있어도 된다. 온도 검출기(16)는 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도 변화를 검출할 수 있도록, 예를 들면 페브리 페로 간섭 필터(10)에 근접한 위치에 배치되어도 된다.
배선 기판(7) 상에는 복수의 스페이서(9)가 고정되어 있다. 각 스페이서(9)의 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 복수의 스페이서(9)상에는, 페브리 페로 간섭 필터(10)가 예를 들면 접착제에 의해서 고정되어 있다. 페브리 페로 간섭 필터(10)는 라인 L 상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 페브리 페로 간섭 필터(10)는 그 광 투과 영역(10a)의 중심선이 라인 L과 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 스페이서(9)는 배선 기판(7)에 일체적으로 구성되어 있어도 된다. 또, 페브리 페로 간섭 필터(10)는 복수의 스페이서(9)에 의해서가 아니라, 1개의 스페이서(9)에 의해서 지지되고 있어도 된다. 또, 스페이서(9)는 페브리 페로 간섭 필터(10)에 일체적으로 구성되어 있어도 된다.
스탬(3)에는, 복수의 리드 핀(11)이 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 각 리드 핀(11)은 스탬(3)과의 사이의 전기적인 절연성 및 기밀성이 유지된 상태에서, 스탬(3)을 관통하고 있다. 각 리드 핀(11)에는, 배선 기판(7)에 마련된 전극 패드, 광 검출기(8)의 단자, 온도 검출기(16)의 단자, 및 페브리 페로 간섭 필터(10)의 단자의 각각이, 와이어(12)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 광 검출기(8), 온도 검출기(16) 및 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 배선 기판(7)을 통해서 각 리드 핀(11)에 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 예를 들면, 각각의 단자와 배선 기판(7)에 마련된 전극 패드를 전기적으로 접속하고, 전극 패드와 각 리드 핀(11)을 와이어(12)에 의해서 접속해도 된다. 이것에 의해, 광 검출기(8), 온도 검출기(16), 및 페브리 페로 간섭 필터(10)의 각각에 대한 전기 신호의 입출력 등이 가능하다.
패키지(2)에는 개구(2a)가 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 개구(2a)는 그 중심선이 라인 L과 일치하도록 캡(4)의 천벽(6)에 형성되어 있다. 라인 L과 평행한 방향에서 보았을 경우에, 개구(2a)의 형상은 원형 모양이다. 천벽(6)의 내면(6a)에는, 개구(2a)를 가리도록 광 투과 부재(13)가 배치되어 있다. 광 투과 부재(13)는 천벽(6)의 내면(6a)에 기밀 접합되어 있다. 광 투과 부재(13)는 라인 L과 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 광 입사면(13a) 및 광 출사면(내면)(13b), 및 측면(13c)을 가지고 있다. 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)은, 개구(2a)에 있어서 천벽(6)의 외면과 대략 같은 면으로 되어 있다. 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은, 패키지(2)의 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 즉, 광 투과 부재(13)는 개구(2a) 내 및 측벽(5)의 내면(5a)에 도달해 있다. 이러한 광 투과 부재(13)는 개구(2a)를 하측으로 한 상태에서 캡(4)의 내측에 유리 펠릿을 배치하고, 그 유리 펠릿을 용융시킴으로써, 형성된다. 즉, 광 투과 부재(13)는 융착 유리에 의해서 형성되어 있다.
광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에는, 접착 부재(15)에 의해서, 밴드 패스 필터(14)가 고정되어 있다. 즉, 접착 부재(15)는 천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13)를 통해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다. 밴드 패스 필터(14)는 광 투과 부재(13)를 투과한 광 중, 광 검출 장치(1)의 측정 파장 범위의 광(소정의 파장 범위의 광으로서, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사시켜야 할 광)을 선택적으로 투과시킨다(즉, 당해 파장 범위의 광만을 투과시킨다). 밴드 패스 필터(14)의 형상은 사각형 판 모양이다. 보다 구체적으로는, 밴드 패스 필터(14)는 라인 L와 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 광 입사면(14a) 및 광 출사면(14b), 및 4개의 측면(14c)을 가지고 있다. 밴드 패스 필터(14)는 광 투과성 재료(예를 들면, 실리콘, 유리 등)에 의해서 사각형 판 모양으로 형성된 광 투과 부재의 표면에, 유전체 다층막(예를 들면, TiO2, Ta2O5 등의 고굴절 재료와, SiO2, MgF2 등의 저굴절 재료의 조합으로 이루어지는 다층막)이 형성된 것이다.
접착 부재(15)는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 전영역에 배치된 제1 부분(15a)을 가지고 있다. 즉, 제1 부분(15a)은 접착 부재(15) 중, 서로 대향하는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 사이에 배치된 부분이다. 또한, 접착 부재(15)는 라인 L과 평행한 방향에서 보았을 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외연(外緣)으로부터 외측으로 돌출된 제2 부분(15b)을 가지고 있다. 제2 부분(15b)은 측벽(5)의 내면(5a)에 도달해 있어, 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉해 있다. 또, 제2 부분(15b)은 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉해 있다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1)에 있어서는, 외부로부터, 개구(2a), 광 투과 부재(13) 및 접착 부재(15)를 통해서, 광이 밴드 패스 필터(14)에 입사되면, 소정의 파장 범위의 광이 선택적으로 투과된다. 밴드 패스 필터(14)를 투과한 광이 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사되면, 소정의 파장 범위의 광 중 소정의 파장의 광이 선택적으로 투과된다. 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광은, 광 검출기(8)의 수광부에 입사되어, 광 검출기(8)에 의해서 검출된다. 즉, 광 검출기(8)는 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과한 광을 전기 신호로 변환하여 출력한다. 예를 들면, 광 검출기(8)는 수광부에 입사되는 광의 강도에 따른 크기의 전기 신호를 출력한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 것처럼, 페브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36) 사이(한 쌍의 미러부 사이)의 거리에 따른 광을 투과 시키는 광 투과 영역(10a)이 라인 L 상에 마련되어 있다. 광 투과 영역(10a)은, 예를 들면 원주(圓柱) 모양의 영역이다. 광 투과 영역(10a)에 있어서는, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리가 매우 정밀도 좋게 제어된다. 즉, 광 투과 영역(10a)은 페브리 페로 간섭 필터(10) 중, 소정의 파장을 가지는 광을 선택적으로 투과시키기 위해서 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리를 소정의 거리로 제어하는 것이 가능한 영역으로서, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리에 따른 소정의 파장을 가지는 광이 투과 가능한 영역이다.
페브리 페로 간섭 필터(10)는 사각형 판 모양의 기판(21)을 구비하고 있다. 기판(21)은 라인 L과 평행한 방향에 있어서 서로 대향하는 제1 표면(21a) 및 제2 표면(21b)을 가지고 있다. 제1 표면(21a)은 광 입사측의 표면이다. 제2 표면(21b)은 광 검출기(8)측(즉, 광 출사측)의 표면이다. 제1 표면(21a)에는, 제1층 구조체(30)가 배치되어 있다. 제2 표면(21b)에는, 제2층 구조체(40)가 배치되어 있다.
제1층 구조체(30)는 제1 반사 방지층(31), 제1 적층체(32), 제1 중간층(33) 및 제2 적층체(34)가 이 순으로 제1 표면(21a)에 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제1 적층체(32)와 제2 적층체(34)의 사이에는, 프레임 모양의 제1 중간층(33)에 의해서 공극(에어 갭) S가 형성되어 있다. 프레임 모양의 제1 중간층(33)에 의해서, 제1 적층체(32) 상에, 공극 S를 통해서 박막 모양의 제2 적층체(34)가 지지된다. 라인 L을 따른 단면에 있어서, 광 투과 영역(10a)에 있어서의 공극 S의 폭은, 광 투과 영역(10a)의 외측에 있어서의 각각의 공극 S의 폭 보다도 크다. 기판(21)은, 예를 들면, 실리콘, 석영, 유리 등으로 이루어진다. 기판(21)이 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 제1 반사 방지층(31) 및 제1 중간층(33)은, 예를 들면, 산화 실리콘으로 이루어진다. 제1 중간층(33)의 두께는, 예를 들면, 수십nm ~ 수십μm이다.
제1 적층체(32) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 제1 미러부(35)로서 기능한다. 제1 적층체(32)는 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제1 미러부(35)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다. 또한, 제1 미러부(35)는 제1 반사 방지층(31)을 통하는 일 없이, 제1 표면(21a)에 직접적으로 배치되어 있어도 된다.
제2 적층체(34) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 제2 미러부(36)로서 기능한다. 제2 미러부(36)는 라인 L과 평행한 방향에 있어서, 공극 S를 통해서 제1 미러부(35)와 대향하고 있다. 제2 적층체(34)는 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제2 미러부(36)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다.
제1 적층체(32) 및 제2 적층체(34)에서는, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이 배치되어 있어도 된다. 또, 제1 적층체(32) 및 제2 적층체(34)를 구성하는 각층의 재료로서는, 상술한 재료 외에, 산화 티탄, 산화 탄탈럼, 산화 지르코늄, 플루오르화 마그네슘, 산화 알류미늄, 플루오르화 칼슘, 실리콘, 게르마늄, 황화 아연 등을 이용할 수 있다.
제2 적층체(34)에 있어서 공극 S에 대응하는 부분에는, 제2 적층체(34)에 있어서의 제1 중간층(33)과는 반대측의 표면(34a)으로부터 공극 S에 도달하는 복수의 관통공(34b)이 형성되어 있다. 복수의 관통공(34b)은 제2 미러부(36)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 정도로 형성되어 있다. 복수의 관통공(34b)은 에칭에 의해서 제1 중간층(33)의 일부를 제거하여 공극 S를 형성하기 위해서 이용된 것이다.
제1 미러부(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 둘러싸도록 제1 전극(22)이 형성되어 있다. 제1 미러부(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 제2 전극(23)이 형성되어 있다. 즉, 제1 미러부(35)는 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)을 포함하고 있다. 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)은, 제1 적층체(32) 중 공극 S에 가장 가까운 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저(低)저항화함으로써, 형성되어 있다. 제2 미러부(36)에는 제3 전극(24)이 형성되어 있다. 즉, 제2 미러부(36)는 제3 전극(24)을 포함하고 있다. 제3 전극(24)은, 라인 L과 평행한 방향에 있어서, 공극 S를 통해서 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)과 대향하고 있다. 제3 전극(24)은 제2 적층체(34) 중 공극 S에 가장 가까운 폴리 실리콘층에 불순물을 도프하여 저저항화함으로써, 형성되어 있다. 또한, 제2 전극(23)의 크기는 광 투과 영역(10a)의 전체를 포함하는 크기인 것이 바람직하지만, 광 투과 영역(10a)의 크기와 대략 동일해도 된다.
제1층 구조체(30)에는, 한 쌍의 제1 단자(25) 및 한 쌍의 제2 단자(26)가 마련되어 있다. 한 쌍의 제1 단자(25)는 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 각 제1 단자(25)는 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 제1 적층체(32)에 도달하는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 제1 단자(25)는 배선(22a)을 통해서 제1 전극(22)과 전기적으로 접속되어 있다. 한 쌍의 제2 단자(26)는, 한 쌍의 제1 단자(25)가 서로 대향하는 방향과 수직인 방향에 있어서, 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 각 제2 단자(26)는 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 제1 중간층(33)의 내부에 도달하는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 제2 단자(26)는 배선(23a)을 통해서 제2 전극(23)과 전기적으로 접속되어 있음과 아울러, 배선(24a)을 통해서 제3 전극(24)과 전기적으로 접속되어 있다.
제1 적층체(32)에 있어서의 제1 중간층(33)측의 표면(32a)에는, 트렌치(27, 28)가 마련되어 있다. 트렌치(27)는 배선(23a)에 있어서의 제2 단자(26)와의 접속 부분을 둘러싸도록 링 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(27)는 제1 전극(22)과 배선(23a)을 전기적으로 절연시키고 있다. 트렌치(28)는 제1 전극(22)의 내연에 따라서 링 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(28)는 제1 전극(22)과 제1 전극(22)의 내측 영역(즉, 제2 전극(23)이 존재하는 영역)을 전기적으로 절연시키고 있다. 제2 적층체(34)의 표면(34a)에는, 트렌치(29)가 마련되어 있다. 트렌치(29)는 제1 단자(25)를 둘러싸도록 링 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(29)는 제1 단자(25)와 제3 전극(24)을 전기적으로 절연시키고 있다. 각 트렌치(27, 28, 29) 내의 영역은, 절연 재료여도, 공극이어도 된다.
제2층 구조체(40)는 제2 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 제2 중간층(43) 및 제4 적층체(44)가 이 순으로 제2 표면(21b)에 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제2 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 제2 중간층(43) 및 제4 적층체(44)는, 각각, 제1 반사 방지층(31), 제1 적층체(32), 제1 중간층(33) 및 제2 적층체(34)와 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 이와 같이, 제2층 구조체(40)는 기판(21)을 기준으로 하여 제1층 구조체(30)와 대칭의 적층 구조를 가지고 있다. 즉, 제2층 구조체(40)는 제1층 구조체(30)와 대응하도록 구성되어 있다. 제2층 구조체(40)는 기판(21)의 휨 등을 억제하는 기능을 가지고 있다.
제3 적층체(42), 제2 중간층(43) 및 제4 적층체(44)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 개구(40a)가 형성되어 있다. 개구(40a)의 중심선은, 라인 L과 일치하고 있다. 개구(40a)는, 예를 들면 원주 모양의 영역이며, 광 투과 영역(10a)과 대략 동일한 지름을 가지고 있다. 개구(40a)는 광 출사측으로 개구되어 있고, 개구(40a)의 바닥면은, 제2 반사 방지층(41)에 도달해 있다. 개구(40a)는 제1 미러부(35) 및 제2 미러부(36)를 투과한 광을 통과시킨다.
제4 적층체(44)의 광 출사측의 표면에는, 차광층(45)이 형성되어 있다. 차광층(45)은, 예를 들면 알루미늄 등으로 이루어진다. 차광층(45)의 표면 및 개구(40a)의 내면에는, 보호층(46)이 형성되어 있다. 보호층(46)은, 예를 들면 산화 알류미늄으로 이루어진다. 또한, 보호층(46)의 두께를 1~100nm(바람직하게는, 30nm 정도)로 함으로써, 보호층(46)에 의한 광학적인 영향을 무시할 수 있다.
이상과 같이 구성된 페브리 페로 간섭 필터(10)는, 공극 S를 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 제1 미러부(35), 제2 미러부(36)를 가진다. 한 쌍의 제1 미러부(35), 제2 미러부(36) 사이의 거리는, 한 쌍의 제1 미러부(35), 제2 미러부(36) 사이에 생기는 전위차에 따라 변화한다. 즉, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서는, 한 쌍의 제1 단자(25) 및 한 쌍의 제2 단자(26)를 통해서 제1 전극(22)과 제3 전극(24)에 전압이 인가된다. 이것에 의해, 당해 전압에 의해서 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 전위차가 생겨, 당해 전위차에 따른 정전기력이 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 발생한다. 당해 정전기력에 의해서, 제2 미러부(36)가, 기판(21)에 고정된 제1 미러부(35)측으로 끌어당겨져 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리가 조정된다. 이와 같이, 페브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리가 가변으로 되어 있다.
페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장은, 광 투과 영역(10a)에 있어서의 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리에 의존한다. 따라서, 제1 전극(22)과 제3 전극(24)에 인가하는 전압을 조정함으로써, 투과하는 광의 파장을 적당히 선택할 수 있다. 제1 전극(22)과 제3 전극(24) 사이의 전위차가 클수록, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리가 작아져, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장은 짧아진다. 제2 전극(23)은 제3 전극(24)과 동전위이다. 따라서, 제2 전극(23)은 광 투과 영역(10a)에 있어서 제1 미러부(35) 및 제2 미러부(36)를 평탄하게 유지하기 위한 보상 전극으로서 기능한다.
광 검출 장치(1)에서는, 예를 들면, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가하는 전압을 변화시키면서(즉, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 있어서 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리를 변화시키면서), 페브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광의 강도를 광 검출기(8)에 있어서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하여 광 계측 시스템에 대해 설명한다. 도 4에 나타내는 것처럼, 광 계측 시스템(100)은 광 검출 장치(1), 전원 장치(60) 및 제어 장치(70)를 포함하고 있다. 상술한 바와 같이, 광 검출 장치(1)는 페브리 페로 간섭 필터(10), 광 검출기(8) 및 온도 검출기(16)를 포함하고 있다. 전원 장치(60)는 페브리 페로 간섭 필터(10)를 구성하는 한 쌍의 제1 미러부(35), 제2 미러부(36) 사이에 전압을 인가할 수 있다. 보다 구체적으로는, 전원 장치(60)는 리드 핀(11)에 전기적으로 접속되어 있고, 한 쌍의 제1 단자(25) 및 한 쌍의 제2 단자(26)를 통해서 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 전압을 인가한다.
제어 장치(70)는 전압 제어부(71), 신호 데이터 취득부(신호 취득부)(72) 및 온도 데이터 취득부(온도 취득부)(73)를 가지고 있다. 제어 장치(70)는 연산 처리가 행해지는 CPU 등의 연산 회로와, RAM 및 ROM과 같은 메모리에 의해 구성되는 기억 장치와, 입출력 장치를 포함하는 컴퓨터에 의해서 구성될 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(70)는 스마트 폰, 태블릿 단말 등을 포함하는 스마트 디바이스 등의 컴퓨터에 의해서 구성되어도 된다. 제어 장치(70)는 전원 장치(60)와 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제어 장치(70)는 광 검출 장치(1)의 광 검출기(8) 및 온도 검출기(16)와 전기적으로 접속되어 있다. 제어 장치(70)에 있어서 실행되는 광 계측 방법은, 기억 장치에 격납된 프로그램에 기초하여 실행될 수 있다.
전압 제어부(71)는, 예를 들면 유저에 의해서 설정된 조건에 기초하여, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압을 제어한다. 즉, 전압 제어부(71)는, 전원 장치(60)에 대해서 제어 신호를 출력하여, 전원 장치(60)로부터 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압을 제어한다. 예를 들면, 전압 제어부(71)는 인가되는 전압의 크기, 인가 타이밍 및 인가 계속 시간을 지정하는 제어 신호를 전원 장치(60)에 대해서 출력한다. 또한, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압이란, 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 인가되는 전압이다.
신호 데이터 취득부(72)는 광 검출기(8)에 의해서 변환된 전기 신호를 취득한다. 예를 들면, 신호 데이터 취득부(72)는 전압 제어부(71)로부터 전원 장치(60)에 출력되는 제어 신호와, 취득된 광 검출기(8)로부터의 전기 신호에 기초하여, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가된 전압과, 당해 전압이 인가되고 있는 상태에서 취득된 전기 신호를 관련지어 유지할 수 있다.
온도 데이터 취득부(73)는 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도를 취득한다. 본 실시 형태에서는, 온도 데이터 취득부(73)는 광 검출 장치(1)에 있어서의 온도 검출기(16)로부터의 입력값에 기초하여 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도를 취득한다. 예를 들면 온도 검출기(16)가 서미스트인 경우, 온도 데이터 취득부(73)는 서미스트의 전기 저항값을 취득하여, 당해 전기 저항값으로부터 온도를 도출한다.
본 실시 형태의 제어 장치(70)에 있어서는, 전압 제어부(71)는 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장이 계측 대상의 광의 파장이 되도록, 계측 대상의 광의 파장에 따른 전위차(설정 전위차)를 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 한다. 예를 들면, 전압 제어부(71)는 계측 대상의 광의 파장에 따라서, 설정된 전압(이하, 설정 전압이라고 함)을 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가할 수 있다. 여기서, 전압 제어부(71)에 있어서의 설정 전압의 도출 방법의 일례에 대해 설명한다.
우선, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압(제어 전압)과 피크 투과 파장의 실측 데이터를 계측하여, 제어 전압과 피크 투과 파장의 관계를, 제어 전압을 변수로 하는 다항식(일례로서 7차식)으로 피팅한다. 이어서, 피팅에 의해서 다항식의 계수를 파장 환산 계수로서 도출한다. 그리고, 파장 환산 계수에 의해서 특정되는 다항식을 이용하여, 제어 전압과 피크 투과 파장이 일대일로 대응한 리스트, 예를 들면 0.25mV 피치의 제어 전압에 대한 피크 투과 파장의 리스트를 작성한다. 이 리스트에서는, 인가하는 전압의 범위를 한정해도 된다. 이 경우, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 대해서 과잉으로 전압이 인가되는 것을 억제할 수 있어, 페브리 페로 간섭 필터(10)가 손상(스티킹 등)되는 것이 억제된다.
다음에, 이 피크 투과 파장의 리스트에 기초하여, 예를 들면, 1nm 피치의 피크 투과 파장에 대한 제어 전압의 리스트를 작성한다. 제어 전압의 리스트의 파장 범위는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 대응 파장 범위(예를 들면, 1550－1850nm)에 맞춰 설정될 수 있다. 제어 전압의 리스트에서는, 파장의 범위를 한정해도 된다. 이 경우, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 대해서 과잉으로 전압이 인가되는 것을 억제할 수 있어, 페브리 페로 간섭 필터(10)가 손상(스티킹 등)되는 것이 억제된다. 또한, 제어 전압의 리스트는 피팅에 의해서 도출된 다항식을 이용하여, 작성해도 된다. 이 경우, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압(제어 전압)과 피크 투과 파장의 실측 데이터를 계측하여, 제어 전압과 피크 투과 파장의 관계를, 피크 투과 파장을 변수로 하는 다항식(일례로서 7차식)으로 피팅한다. 이어서, 피팅에 의해서 다항식의 계수를 전압 환산 계수로서 도출하고, 얻어진 다항식을 이용하여 제어 전압의 리스트를 작성한다. 이것에 의해, 계측 대상으로서 지정되는 광의 파장에 따른 설정 전압을 도출할 수 있다. 또, 제어 전압의 리스트를 참조함으로써, 신호 데이터 취득부(72)에서는, 광 검출기(8)로부터 입력된 전기 신호를 피크 투과 파장에 대응지을 수 있다.
또, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 피크 투과 파장은 온도 변화의 영향을 받는다. 이에, 본 실시 형태에서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도에 따른, 제어 전압의 리스트를 보정한 리스트를 작성해도 된다. 예를 들면, 온도 데이터 취득부(73)에 의해서 취득된 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도와, 전술한 제어 전압의 리스트에 기초하여, 1nm 피치의 피크 투과 파장에 대한 온도 보정된 제어 전압의 리스트를 작성한다. 피크 투과 파장이 온도에 의해서 대략 일정한 비율로 변동하는 경우, 온도 보정을 위한 계수를 이용하여 온도 보정된 제어 전압의 리스트를 작성할 수 있다.
또, 광 계측 시스템(100)의 회로 구성에 의해서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 대해서 실제로 인가되는 전압과, 전압 제어부(71)에 의해서 지정되는 전압의 사이에 편차가 생기는 경우가 있다. 이에, 필요에 따라서, 전압의 오차를 보정해도 된다. 예를 들면, 회로에 의한 전압의 오차를 반영하여, 1nm 피치의 피크 투과 파장에 대한 제어 전압의 리스트를 작성해도 된다. 혹은, 예를 들면, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 실제로 인가되고 있는 전압을 측정하는 기구를 추가로 마련해도 된다. 즉, 측정된 전압과 전압 제어부(71)에 의해서 지정되는 전압의 사이에 편차가 있는 경우, 이 편차를 해소하도록 제어 전압을 조절하는 피드백 제어를 행해도 된다. 이 경우, 전압 제어부(71)에 의해서 지정된 전압과, 실제로 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압의 오차를 억제할 수 있다.
이어서, 제어 장치(70)에 의해서 실행되는 제어에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 5는 제어 장치(70)에 의한 제어의 흐름을 나타내는 테이블이다. 이 테이블에서는, 제어 장치(70)에 의해서 실행되는 각 제어의 항목이 나타내져 있다. 또, 제어의 항목마다 전압 제어부(71)에 의해서 지정되는 전압의 상태가 나타내져 있다. 또, 도 6은 도 5의 테이블에 따라서 제어되었을 경우의 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압과 시간의 관계를 모식적으로 나타내는 그래프이다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 전극(22)의 전위를 0V로 고정하고, 제2 전극(23) 및 제3 전극(24)에 전압을 인가하고 있다. 즉, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가된 전압의 크기는, 제1 전극(22)과 제3 전극(24)의 사이에 생기는 전위차에 상당한다.
도 5에 나타내는 것처럼, 광 계측 시스템(100)에 의한 측정의 개시시에 있어서는, 전압 제어부(71)는 전압을 인가하지 않는 지정을 포함하는 제어 신호를 전원 장치(60)에 대해서 출력한다. 즉, 페브리 페로 간섭 필터(10)에는 아직 전압은 인가되고 있지 않다. 개시 시점에 있어서는, 예를 들면 유저가 계측 대상이 되는 파장의 범위를 지정해도 된다. 이러한 지정은, 제어 장치(70)의 입력 장치 등에 의해서 행해질 수 있다. 또, 계측 대상이 되는 파장의 범위는 미리 정해져 있어도 된다.
이어서, 제어 장치(70)에 의한 제어는, 측정 개시 전압 설정(전압 제어 스텝의 일례)으로 이행한다. 측정 개시 전압 설정에서는, 전압 제어부(71)는 신호 데이터 취득부(72)에 의해서 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압을 설정 전압에 도달할 때까지 단계적으로 상승(증가)시킨다. 즉, 전압 제어부(71)는 전원 장치(60)에 대해서 전압의 인가를 개시하도록 제어 신호를 출력한다. 이것에 의해, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차는, 설정 전압에 대응하는 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가한다. 전압 제어부(71)는 계측 대상이 되는 파장의 범위 중 처음에 검출되는 파장에 따른 설정 전압을 1파장째 전압으로서 설정한다. 그리고, 전압 제어부(71)는 전압의 인가의 개시부터, 1파장째 전압에 도달할 때까지, 단계적으로 전압을 상승시킨다. 본 실시 형태에서는, 전압 제어부(71)에 의해서 전압이 계단 함수 모양으로 제어되고 있다. 예를 들면, 전압 제어부(71)에 의해서 지정되는 전압의 값은, 0V부터 개시되고, 5 msec 마다 1V 간격으로 상승해도 된다. 도 6에 나타내는 것처럼, 측정 개시 전압 설정의 처리는, 시간 t0~t1의 사이에 실행된다. 이 경우, 시간 t1에 있어서의 전압 V1의 값이, 1파장째 전압이 된다. 본 실시 형태에서는, 전압 제어부(71)에 의해서 지정되는 전압의 값은, 상술한 제어 전압의 리스트에 기초하고 있고, 온도 등에 기초하는 보정이 이루어지고 있어도 된다.
또한, 본 명세서에서 「전압을 설정 전압에 도달할 때까지 단계적으로 상승(하강)시킨다」란, 현재의 전압으로부터 설정 전압에 도달할 때까지, 적어도 1 단계, 현재의 전압과 설정 전압 사이의 전압이 목표의 전압으로서 설정되는 것을 의미한다. 이 경우, 시간에 대한 인가 전압의 변화량은, 현재의 전압으로부터 목표의 전압에 도달할 때 크게 변화한다. 그리고, 일단 변화량이 작아진 후, 재차, 다음 목표의 전압을 향해서 변화량이 커진다. 이 공정이 설정 전압에 도달할 때까지 반복됨으로써, 전압이 설정 전압까지 단계적으로 상승한다.
이어서, 제어 장치(70)에 의한 제어는, 전압 상승 후 대기 시간으로 이행한다. 이 제어에 있어서, 전압 제어부(71)는 1파장째 전압을 인가하는 제어 신호를 전원 장치(60)에 출력한 상태를 소정의 대기 시간(예를 들면 200msec)만큼 유지한다. 이 대기 시간은, 예를 들면 유저에 의해서 자유롭게 설정할 수 있어도 된다.
이어서, 제어 장치(70)에 의한 제어는, 온도 계측(온도 취득 스텝의 일례)으로 이행한다. 온도 계측의 제어에 있어서, 온도 데이터 취득부(73)는 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도를 취득한다. 이 제어는 전압 설정, 취득 대기 시간 및 처리 시간으로 구성되어 있다. 전압 제어부(71)는 전압 설정으로서, 1파장째 전압을 인가하는 제어 신호를 전원 장치(60)에 대해서 출력한다. 온도 데이터 취득부(73)는 취득 대기 시간으로서 지정된 시간(예를 들면 1msec)만큼 경과한 후에, 온도 검출기(16)로부터의 입력값을 취득한다. 그리고, 처리 시간으로서 지정된 시간(예를 들면 4msec)이 경과할 때까지의 동안에, 온도 데이터 취득부(73)에 의해서 취득된 온도의 데이터가 처리된다. 즉, 이 처리 시간의 사이에 온도의 데이터가 제어 장치(70)의 기억 장치에 기록될 수 있다. 또, 예를 들면, 취득된 온도의 데이터에 기초하여, 제어 전압의 리스트가 보정되어도 된다. 이 경우, 이후의 처리에서는, 보정된 전압의 리스트를 참조하여 생성된 설정 전압이 이용된다. 도 6에 나타내는 것처럼, 전압 상승 대기 시간의 처리 및 온도 계측의 처리는, 시간 t1~t2의 사이에 실행된다. 시간 t1~t2의 사이는 전압 V1이 유지되고 있다.
이어서, 제어 장치(70)에 의한 제어는, 1파장째 측정으로 이행한다(신호 취득 스텝의 일례). 1파장째 측정의 제어에 있어서, 신호 데이터 취득부(72)는 설정 전압으로서 1파장째 전압이 인가된 상태에 있어서의 광 검출기(8)의 전기 신호를 취득한다. 즉, 신호 데이터 취득부(72)는 설정 전압에 대응한 전위차가 한 쌍의 미러부 사이에 생겨 있는 상태에서의 전기 신호를 취득한다. 이 제어는 전압 설정, 취득 대기 시간 및 처리 시간으로 구성되어 있다. 전압 제어부(71)는 전압 설정으로서, 1파장째 전압을 인가하는 제어 신호를 전원 장치(60)에 대해서 출력한다. 1파장째 측정의 직전에, 1파장째 전압을 인가하는 제어 신호를 재차 출력함으로써, 의도하는 전압이 측정시에 인가되는 것이 보장된다. 또, 온도에 의한 보정이 이루어진 리스트에 기초하는 전압이 확실히 설정된다. 신호 데이터 취득부(72)는 취득 대기 시간으로서 지정된 시간(예를 들면 1msec)만큼 경과한 후에, 광 검출기(8)로부터의 전기 신호를 취득한다. 그리고, 처리 시간으로서 지정된 시간(예를 들면 4msec)이 경과할 때까지의 동안에, 신호 데이터 취득부(72)에 의해서 취득된 전기 신호의 데이터가 처리된다. 즉, 이 처리 시간 동안에 전기 신호의 데이터가 제어 장치(70)의 기억 장치에 기록될 수 있다. 도 6에 나타내는 것처럼, 1파장째 측정은 시간 t2~t21의 사이에 실행된다. 본 실시 형태에서는, 측정 개시 전압 설정이 종료된 시간 t1부터 1파장째 측정이 종료된 시간 t21까지, 계속하여 1파장째 전압이 설정 전압으로서 인가되고 있다.
이어서, 제어 장치(70)에 의한 제어는, 2파장째 측정으로 이행한다. 2파장째 측정의 제어에 있어서, 신호 데이터 취득부(72)는 설정 전압으로서 2파장째 전압이 인가된 상태에서의 광 검출기(8)의 전기 신호를 취득한다. 이 제어에 있어서도, 1파장째 측정과 마찬가지로, 전압 설정, 취득 대기 시간 및 처리 시간으로 구성되어 있다. 전압 제어부(71)는 전압 설정으로서, 2파장째 전압을 인가하는 제어 신호를 전원 장치(60)에 대해서 출력한다. 신호 데이터 취득부(72)는 취득 대기 시간으로서 지정된 시간(예를 들면 1msec)만큼 경과한 후에, 광 검출기(8)로부터의 전기 신호를 취득한다. 그리고, 처리 시간으로서 지정된 시간(예를 들면 4msec)이 경과할 때까지의 동안에, 신호 데이터 취득부(72)에 의해서 취득된 전기 신호의 데이터가 처리된다. 이후, 3파장째 측정, 4파장째 측정… … 의 순서로, 계측 대상이 되는 파장의 범위의 측정이 종료될 때까지 측정이 반복된다. 이 경우, 전압 제어부(71)는 복수의 설정 전압의 각각을 페브리 페로 간섭 필터(10)에 순서대로 인가한다. 도 6에 나타내는 것처럼, 2파장째 측정의 처리는 시간 t21~t22까지의 사이에 실행된다. 3파장째 측정 이후의 측정의 처리는 시간 t22~t3까지의 사이에 실행된다. 또 도시예와 같이, 계측 대상이 되는 파장의 길이가 짧아짐에 따라, 즉, 인가되는 설정 전압이 커짐에 따라, 전압의 변화량(설정 전압끼리의 차이)이 작게 되고 있다.
도 6에 나타내는 것처럼, 본 실시 형태에서는, 설정 전압에 따른 파장이 차례로 작아지는 순서로 측정이 실행되고 있다. 즉, 1파장째 전압인 전압 V1이 설정 전압 중에서 가장 작고, 그 다음에, 2파장째 전압(전압 V2)의 순으로 커져, 마지막 계측 대상의 전압 V3이 최대의 전압으로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 계측 대상의 파장이 1nm 간격으로 설정되어 있다. 이 경우, 도시와 같이, 계측 대상의 파장이 작아짐에 따라서, 설정 전압의 상승의 크기가 작게 되고 있다.
이어서, 제어 장치(70)에 의한 제어는, 계측 완료 후 전압 설정으로 이행한다. 계측 완료 후 전압 설정의 처리에 있어서, 전압 제어부(71)는 계측 대상의 범위의 파장의 광이 모두 계측된 후에, 인가되는 전압을 계측 완료시의 설정 전압(도 6의 예에서는 전압 V3)으로부터 단계적으로 하강시킨다. 이것에 의해, 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차는, 단계적으로 감소한다. 예를 들면, 전압 제어부(71)에 의해서 지정되는 전압의 값은, 계측 완료시의 설정 전압(전압 V3)으로부터 개시되어, 5msec 마다 1V 간격으로 하강해도 된다. 본 실시 형태에서는, 전압 제어부(71)에 의해서 전압이 계단 함수 모양으로 제어되고 있다. 또, 전압 제어부(71)에 의해서 지정되는 전압의 값이 0V가 되었을 때, 계측 완료 후 전압 설정의 처리가 종료된다. 이것에 의해서, 광 계측 시스템(100)에 의한 측정이 종료된다. 광 계측 시스템(100)에서는, 상기의 처리에 의해서, 계측 대상의 범위에 있어서의 파장의 광의 분광 스펙트럼을 취득할 수 있다.
도 7은 컴퓨터를 제어 장치(70)으로서 기능시키기 위한 광 계측 제어 프로그램(P1)이 격납된 기록 매체(70a)를 나타내는 도면이다. 기록 매체(70a)에 격납된 광 계측 제어 프로그램(P1)은 전압 제어 모듈(P11), 신호 데이터 취득 모듈(P12) 및 온도 데이터 취득 모듈(P13)을 구비한다. 전압 제어 모듈(P11), 신호 데이터 취득 모듈(P12) 및 온도 데이터 취득 모듈(P13)을 실행함으로써 실현되는 기능은 각각, 상기의 전압 제어부(71), 신호 데이터 취득부(72) 및 온도 데이터 취득부(73)의 기능과 같다.
광 계측 제어 프로그램(P1)은 기록 매체(70a)에 있어서의 프로그램 기록 영역에 기록되어 있다. 기록 매체(70a)는, 예를 들면 CD－ROM, DVD, ROM, 반도체 메모리 등의 기록 매체에 의해서 구성되어 있다. 광 계측 제어 프로그램(P1)은 반송파에 중첩된 컴퓨터 데이터 신호로서 통신 네트워크를 통해서 제공되어도 된다.
이상 설명한 광 계측 시스템(100)에 의하면, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압(즉, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36) 사이의 전위차)의 크기에 따라서, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 거리가 제어된다. 이것에 의해서, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장이 제어될 수 있다. 이 경우, 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전압을 인가함으로써, 계측 대상의 파장의 광을 검출할 수 있다. 여기서, 전압 제어부(71)는 페브리 페로 간섭 필터(10)에 대한 전압의 인가를 개시하고 나서, 설정 전압에 도달할 때까지, 인가되는 전압을 단계적으로 상승시킨다. 즉, 한 쌍의 미러부 사이의 전위차는 단계적으로 증가한다. 그 때문에, 급격하게 전압을 인가하는 경우에 비해, 오버 슛의 발생이 억제된다. 이것에 의해, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)의 스티킹이 억제된다. 따라서, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 이용한 안정된 광의 계측이 가능해진다. 본 실시 형태의 페브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제2 미러부(36)를 포함하는 박막 모양의 제2 적층체(34)가 인가 전압에 따라 이동한다. 이 경우, 경량이면서 또한 강성(剛性)이 낮은 제2 적층체(34)는, 인가 전압에 대해서 추종하기 쉽다. 따라서, 급격한 전압의 인가에 의해서 전압의 오버 슛이 생기면, 목표로 하는 전압을 초과하는 전압에 대해서 제2 적층체(34)가 즉시 추종하여 이동한다. 이 경우, 풀인 현상에 의해서 스티킹이 생길 가능성이 있다. 그 때문에, 전압의 상승폭을 제한함으로써 오버 슛을 억제하면서 인가 전압을 단계적으로 상승시키는 본 실시 형태의 방법이 유효하다.
또, 예를 들면, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)를 소형의 패키지에 수납했을 경우, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 배선과 광 검출기(8)의 배선이 근접할 수 있다. 이 경우, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 대해서 전압을 인가했을 때, 전압의 변화에 따라서, 광 검출기(8)의 검출 신호에 크로스톡 노이즈가 발생 할 수 있다. 예를 들면, 고속으로의 계측과 같이, 전압을 인가하고 나서 신속하게 계측을 행하는 경우에는, 광 검출기(8)의 검출 신호에 크로스톡 노이즈가 남아 버려, 안정된 계측이 곤란해질 우려가 있다. 본 실시 형태에서는, 설정 전압에 도달할 때까지의 전압을 단계적으로 상승시킴으로써, 인가되는 전압의 변화량의 크기를 작게 하고 있다. 이와 같이 전압의 변화량의 크기를 작게 함으로써, 크로스톡 노이즈의 발생이 억제된다.
또, 설정 전압에 도달할 때까지의 전압을 급격하게 인가하면, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 가동 부분이 급격하게 변형됨으로써, 미러 부분이 진동하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 당해 진동이 안정되기까지 긴 시간이 필요하여, 안정된 계측이 곤란해질 우려가 있다. 본 실시 형태에서는, 단계적으로 전압을 인가함으로써, 미러부끼리의 거리가 단계적으로 변화하므로, 미러 부분의 진동이 억제된다. 따라서, 광을 안정되게 계측하는 것이 가능해진다.
또, 신호 데이터 취득부(72)는 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압이 설정 전압에 도달하고 나서, 대기 시간을 경과했을 때 전기 신호를 취득할 수 있다. 이 구성에 의하면, 설정 전압을 인가할 때의 전압의 상승의 영향에 의해서 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도가 상승했다고 하더라도, 대기 시간에 의해서 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도가 안정됨으로써, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 투과 파장의 변동을 억제할 수 있다.
또, 온도 데이터 취득부(73)는 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압이 설정 전압에 도달한 후로서, 신호 데이터 취득부(72)가 전기 신호를 취득하기 전에, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도를 취득할 수 있다. 이 구성에 의하면, 신호 데이터 취득부(72)에 의해서 전기 신호가 취득될 때의 페브리 페로 간섭 필터(10)의 온도에 가까운 온도를 취득할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 계측된 온도에 기초하여, 설정 전압의 보정을 행할 수 있다.
또, 전압 제어부(71)는, 신호 데이터 취득부(72)가 계측 대상의 광의 파장에 대응하는 전기 신호를 취득한 후에, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 전압을 설정 전압으로부터 단계적으로 하강시켜도 된다. 이 구성에 의하면, 계측 종료 후에, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36) 사이의 거리가 단계적으로 변화하므로, 미러부가 크게 진동하는 것이 억제된다.
또, 전압 제어부(71)는 복수의 설정 전압의 각각을 페브리 페로 간섭 필터(10)에 순서대로 인가하고 있고, 신호 데이터 취득부에 의해서 복수의 설정 전압에 대응한 전기 신호가 취득되고 있다. 이 경우, 광 계측 시스템에 의해서, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
또, 전압 제어부(71)는 복수의 설정 전압이 차례로 커지는 순서로, 복수의 설정 전압의 각각을 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가할 수 있다. 이 경우, 처음에 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 설정 전압은, 모든 설정 전압 중에서 최소의 값이 된다. 그 때문에, 1파장째 전압이 높은 경우에 비해 처음에 인가되는 전압의 절대치가 작게 억제되어, 크로스톡 노이즈의 발생을 억제할 수 있다. 또, 최대의 설정 전압에 이를 때(즉, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)가 가장 근접할 때)의 전압의 변동량을 작게 할 수 있어, 스티킹이 발생하는 리스크를 저감시킬 수 있다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상술했지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태로 한정되지 않는다.
예를 들면, 제어 장치(70)에 의해서 실행되는 제어의 흐름은, 도 5에 나타낸 형태로 한정되지 않는다. 제어 장치(70)에 의해서 실행되는 제어의 다른 예에 대해서, 도 8에 나타낸다. 도 8의 예의 설명에 있어서, 도 5와의 공통 부분에 대해서는, 적당히 설명을 생략한다.
도 8에 나타내는 것처럼, 다른 예에 있어서의 제어 장치(70)에 의한 제어에서는, 1샘플째, 2샘플째와 같이 임의의 수의 샘플의 계측이 반복하여 실행된다. 각 샘플을 계측하는 경우의 계측 개시 전압 설정, 전압 상승 후 대기 시간, 온도 계측, 1파장째 측정 등, 및 계측 완료 후 전압 설정의 제어에 대해서는, 상기의 실시 형태와 같다. 도 8의 예에서는, 하나의 샘플의 계측과 다음 샘플의 계측의 사이에 샘플 사이 대기 시간의 처리가 설정되어 있다. 도시예에서는, 일례로서 300msec의 대기 시간이 설정되어 있다. 이 대기 시간은, 예를 들면, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 진동이 수렴하기 위한 시간이다. 본 예에서는, 계측 완료 후 전압 설정의 제어에 의해서, 한 쌍의 미러부끼리의 거리가 단계적으로 변화하므로, 당해 미러부가 진동하는 것이 억제된다. 그 때문에, 샘플 사이 대기 시간을 짧게 설정할 수 있어, 고속으로 복수의 샘플을 연속하여 계측하는 경우에 유리하다. 또한, 측정의 고속성을 중시하는 경우에는, 샘플 사이 대기 시간을 마련하지 않아도 된다.
또, 상기의 실시 형태에서는, 설정 전압에 따른 파장이 차례로 작아지는 순서로 측정이 실행되는 예를 나타냈지만, 예를 들면, 설정 전압에 따른 파장이 차례로 커지는 순서로 측정이 실행되어도 된다. 이 경우, 도 9에 나타내는 것처럼, 측정 개시 전압 설정의 처리가 실행되는 시간 t0부터 시간 t1까지의 동안에, 전압 V3에 도달할 때까지 단계적으로 전압이 상승한다. 전압 V3은 계측 대상의 파장 중에서 최단의 파장에 대응하는 전압이다. 그리고, 시간 t1~t2 동안에, 전압 상승 대기 시간의 처리 및 온도 계측의 처리가 실행된다. 1파장째 측정의 처리는 시간 t2~t21 동안에 실행된다. 2파장째 측정의 처리는 시간 t21~t22까지의 동안에 실행된다. 3파장째 측정 이후의 측정의 처리는 시간 t22~t3까지의 동안에 실행된다. 계측 완료 후 전압 설정의 처리는 시간 t3부터 시간 t4의 동안에 실행된다.
도 9의 예와 같이, 전압 제어부(71)에 의해서, 복수의 설정 전압이 차례로 작아지는 순서로, 복수의 설정 전압의 각각이 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되어도 된다. 이 경우, 측정이 진행됨에 따라서, 페브리 페로 간섭 필터(10)에 인가되는 설정 전압이 작게 되고 있다. 일반적으로, 미러의 근방에 마련한 전극으로의 전압의 인가에 의해서 한 쌍의 미러 사이의 거리를 제어하는 페브리 페로 간섭 필터에서는, 전압 상승에 따라서 온도 상승하는 쪽이, 전압 하강에 따라서 온도 하강보다도 급격하게 진행하는 경향이 있다. 상기의 실시 형태와 같이 미러를 포함하는 제1 적층체(32)의 일부, 및 미러를 포함하는 박막 모양의 제2 적층체(34)를 구성하는 층의 일부를 전극으로서 이용하는 경우에는, 이 경향이 보다 현저하게 나타나기 쉽다. 따라서, 온도가 상승하기 쉬운 전압 상승시에 측정을 행하는 형태보다도, 온도가 하강하기 어려운 전압 강하시에 측정을 행하는 형태의 쪽이, 같은 측정 시간 내에 있어서의 페브리 페로 간섭 필터의 온도 변화를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 페브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장의 변동이 억제된다.
또, 상기 실시 형태에서는, 페브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)가 하나의 패키지에 수용된 광 검출 장치(1)를 예시했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광이 광 검출기에 의해서 검출될 수 있으면 되고, 반드시 하나의 패키지에 수용될 필요는 없다. 예를 들면 페브리 페로 간섭 필터와 광 검출기는 별개의 유닛으로서, 각각 따로 배치되어도 된다.
또, 상기 실시 형태에서는, 측정 개시 전압 설치 및 측정 완료 후 전압 설정의 제어에 있어서, 전압이 계단 함수 모양으로 상승 또는 하강하는 예를 나타냈지만, 당해 제어에서는, 전압이 단계적으로 상승 또는 하강하는 형태이면 되고, 특히 계단 함수 모양인 것으로 한정되지 않는다.
또, 상기 실시 형태에서는, 측정의 개시시에 있어서 페브리 페로 간섭 필터(10)에 전압이 인가되고 있지 않은 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 측정의 개시시에 있어서, 페브리 페로 간섭 필터(10)의 제2 미러부(36)가 초기 위치(인가 전압이 0V일 때의 제2 미러부(36)의 위치)로부터 크게 이동하지 않는 정도의 전압이 인가되고 있어도 된다. 이 경우, 인가되는 전압을 1파장째 전압까지 상승시킬 때의 전압의 변동량이 작아지므로, 스티킹이 발생하는 리스크를 저감시킬 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는, 1파장째 측정의 직전에 온도가 계측되는 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 계속적으로 온도를 계측함으로써, 2파장째 이후의 측정을 행할 때, 피크 투과 파장에 대한 제어 전압의 리스트를 수시로 보정해도 된다.
또, 상기 실시 형태로 나타낸 각 파장에 있어서의 처리 시간(4msec)의 사이에, 광 검출기의 신호가 복수 회분(예를 들면 128회분) 검출되고, 검출된 신호가 신호 데이터 취득부에 의해서 평균화되어도 된다. 이 구성에 의하면, 광 검출기로부터의 전기 신호에 포함되는 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다. 광 검출기로부터의 전기 신호에 포함되는 노이즈가 큰 경우에는, 신호의 검출 횟수가 추가로 늘려지고, 평균화되어도 된다. 이 경우, 필요에 따라서 각 파장에 있어서의 처리 시간이 증가되어도 된다.
1… 광 검출 장치
8… 광 검출기(광 검출부)
70… 제어 장치(제어부) 71… 전압 제어부
72… 신호 데이터 취득부(신호 취득부)
73… 온도 데이터 취득부(온도 취득부)
100… 광 계측 시스템
70… 제어 장치(제어부) 71… 전압 제어부
72… 신호 데이터 취득부(신호 취득부)
73… 온도 데이터 취득부(온도 취득부)
100… 광 계측 시스템
Claims (21)
- 공극을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 미러부를 가지고, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차에 따라 상기 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 변화하는 페브리 페로 간섭 필터와, 상기 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 광 검출 장치에 있어서, 상기 광 검출기로부터 출력되는 전기 신호를 취득함으로써 계측 대상이 되는 광을 계측하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 광 계측 제어 프로그램으로서,
상기 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를, 상기 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키도록 제어하는 전압 제어부, 및
상기 전압 제어부가 상기 한 쌍의 미러부 사이에 상기 설정 전위차를 생기게 한 상태에서의 상기 전기 신호를 취득하는 신호 취득부로서, 상기 컴퓨터를 기능시키는, 광 계측 제어 프로그램. - 청구항 1에 있어서,
상기 신호 취득부는 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 상기 설정 전위차에 도달하고 나서, 대기 시간을 경과한 후의 상기 전기 신호를 취득하는, 광 계측 제어 프로그램. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 컴퓨터를 상기 페브리 페로 간섭 필터의 온도를 취득하는 온도 취득부로서 추가로 기능시키고,
상기 온도 취득부는, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 상기 설정 전위차에 도달한 후로서, 상기 신호 취득부가 상기 전기 신호를 취득하기 전에, 상기 페브리 페로 간섭 필터의 온도를 취득하는, 광 계측 제어 프로그램. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전압 제어부는, 상기 신호 취득부에 의해서 상기 전기 신호가 취득된 후에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 설정 전위차로부터 단계적으로 감소시키는, 광 계측 제어 프로그램. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설정 전위차는 서로 상이한 복수의 파장에 따른 복수의 설정 전위차를 포함하고,
상기 전압 제어부는,
상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 차례로 생기게 하고,
상기 신호 취득에 의해서 상기 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 복수의 설정 전위차 중 처음의 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키는, 광 계측 제어 프로그램. - 청구항 5에 있어서,
상기 전압 제어부는, 상기 복수의 설정 전위차가 차례로 커지는 순서로, 상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는, 광 계측 제어 프로그램. - 청구항 5에 있어서,
상기 전압 제어부는, 상기 복수의 설정 전위차가 차례로 작아지는 순서로, 상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는, 광 계측 제어 프로그램. - 공극을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 미러부를 가지고, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차에 따라 상기 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 변화하는 페브리 페로 간섭 필터와,
상기 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출부와,
상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 제어함과 아울러, 상기 광 검출부로부터 출력된 전기 신호를 취득하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 페브리 페로 간섭 필터를 투과하는 광의 파장이 계측 대상의 광의 파장이 되도록, 상기 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차를 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는 전압 제어부와,
상기 전압 제어부가 상기 설정 전위차를 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 한 상태에서의 상기 전기 신호를 취득하는 신호 취득부를 포함하고,
상기 전압 제어부는, 상기 신호 취득부에 의해서 상기 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키는, 광 계측 시스템. - 청구항 8에 있어서,
상기 신호 취득부는, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 상기 설정 전위차에 도달하고 나서, 대기 시간을 경과한 후의 상기 전기 신호를 취득하는, 광 계측 시스템. - 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제어부는 상기 페브리 페로 간섭 필터의 온도를 취득하는 온도 취득부를 추가로 포함하고,
상기 온도 취득부는, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 상기 설정 전위차에 도달한 후로서, 상기 신호 취득부가 상기 전기 신호를 취득하기 전에, 상기 페브리 페로 간섭 필터의 온도를 취득하는, 광 계측 시스템. - 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전압 제어부는, 상기 신호 취득부에 의해서 상기 전기 신호가 취득된 후에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 설정 전위차로부터 단계적으로 감소시키는, 광 계측 시스템. - 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설정 전위차는 서로 상이한 복수의 파장에 따른 복수의 설정 전위차를 포함하고,
상기 전압 제어부는,
상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 차례로 생기게 하고,
상기 신호 취득부에 의해서 상기 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 복수의 설정 전위차 중 처음의 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키는, 광 계측 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 전압 제어부는, 상기 복수의 설정 전위차가 차례로 커지는 순서로, 상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는, 광 계측 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 전압 제어부는, 상기 복수의 설정 전위차가 차례로 작아지는 순서로, 상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는, 광 계측 시스템. - 공극을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 미러부를 가지고, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차에 따라 상기 한 쌍의 미러부 사이의 거리가 변화하는 페브리 페로 간섭 필터와,
상기 페브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 광 검출 장치를 이용하여, 상기 광 검출기로부터 출력되는 전기 신호를 취득함으로써 계측 대상이 되는 광을 계측하는 광 계측 방법으로서,
상기 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 계측 대상의 광의 파장에 따른 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키는 전압 제어 스텝과,
상기 전압 제어 스텝 후에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 상기 설정 전위차를 생기게 한 상태에서의 상기 전기 신호를 취득하는 신호 취득 스텝을 포함하는, 광 계측 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 신호 취득 스텝에서는, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 상기 설정 전위차에 도달하고 나서, 대기 시간을 경과했을 때 상기 전기 신호를 취득하는, 광 계측 방법. - 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 페브리 페로 간섭 필터의 온도를 취득하는 온도 취득 스텝을 추가로 포함하고,
상기 온도 취득 스텝에서는, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차가 상기 설정 전위차에 도달한 후로서, 상기 신호 취득 스텝에 의해서 상기 전기 신호를 취득하기 전에, 상기 페브리 페로 간섭 필터의 온도를 취득하는, 광 계측 방법. - 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전압 제어 스텝에서는, 상기 신호 취득 스텝에 의해서 상기 전기 신호가 취득된 후에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 설정 전위차로부터 단계적으로 감소시키는, 광 계측 방법. - 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설정 전위차는, 서로 상이한 복수의 파장에 따른 복수의 설정 전위차를 포함하고,
상기 전압 제어 스텝은,
상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 차례로 생기게 하고,
상기 신호 취득 스텝에 의해서 상기 전기 신호의 취득이 개시되기 전에, 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기는 전위차를 상기 복수의 설정 전위차 중 처음의 설정 전위차에 도달할 때까지 단계적으로 증가시키는, 광 계측 방법. - 청구항 19에 있어서,
상기 전압 제어 스텝에서는, 상기 복수의 설정 전위차가 차례로 커지는 순서로, 상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는, 광 계측 방법. - 청구항 19에 있어서,
상기 전압 제어 스텝에서는, 상기 복수의 설정 전위차가 차례로 작아지는 순서로, 상기 복수의 설정 전위차의 각각을 상기 한 쌍의 미러부 사이에 생기게 하는, 광 계측 방법.
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