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JP6036341B2 - 光学モジュール、及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、光学モジュール及び電子機器に関する。
従来、互いに対向する一対の反射膜を有し、この反射膜間のギャップ寸法を変化させることで、測定対象の光から所定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルターが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の波長可変干渉フィルター(光共振器)は、互いに対向する第一基板及び第二基板と、各基板にそれぞれ配置されて反射膜間ギャップを介して互いに対向する反射膜と、各基板にそれぞれ配置されて互いに対向する電極とを備えている。このような波長可変干渉フィルターでは、電極間に電圧を印加することで、第二基板に設けられたダイヤフラムを変形させて、反射膜間ギャップを調整することが可能となる。
特開平7−243963号公報
ところで、上記特許文献1の波長可変干渉フィルターでは、例えば、ダイヤフラムの剛性や厚み寸法が不均一である場合、反射膜間ギャップのギャップ寸法を変更する際に、ダイヤフラムが均一に撓まず、反射膜同士の平行度が悪化するおそれがある。また、電極間に電圧を印加していない初期状態において、反射膜同士が平行に維持されていない場合もあり、この場合、静電引力によりギャップ寸法を変更すると、反射膜同士の平行度がより悪化してしまい、波長可変干渉フィルターの分解能が低下するという課題があった。
本発明は、高分解能を有する光学モジュール、及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明の一態様の光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板に対向するように配置される第二基板と、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、前記第二基板に設けられた第二反射膜と、前記第一基板に設けられた第一制御電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一制御電極に対向する第二制御電極と、前記第一制御電極に、前記第一基板の基板面に沿った第一方向に第一制御電流を流し、前記第二制御電極に、前記第二基板の基板面に沿い、かつ前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向の第二方向に第二制御電流を流す傾斜制御部と、を備えたことを特徴とする。
また、上記の本発明に係る光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板に対向して配置される第二基板と、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、前記第一基板に設けられた第一制御電極と、前記第二基板に設けられ、前記第一制御電極に対向する第二制御電極と、前記第一制御電極に、前記第一基板の基板面に沿った第一方向に第一制御電流を流し、前記第二制御電極に、前記第二基板の基板面に沿い、かつ前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向となる第二方向に第二制御電流を流す傾斜制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、第一制御電極及び第二制御電極が互いに対向し、第一制御電極に流れる第一制御電流と、第二制御電極に流れる第二制御電流とが逆方向となっている。したがって、第一制御電極及び第二制御電極には、それぞれ、ローレンツ力による斥力が作用する。第一制御電極及び第二制御電極の曲率半径に比べて、第一制御電極及び第二制御電極の間のギャップ寸法が十分に小さい場合、ローレンツ力は、第一制御電極及び第二制御電極の間のギャップ寸法に反比例するので、ギャップ寸法が大きい部分には小さい斥力が、ギャップ寸法が小さい部分には大きい斥力が作用する。つまり、第一基板に対して第二基板が傾斜した際に、その傾斜を抑制するように前記斥力が作用することになり、第一反射膜及び第二反射膜の平行度の悪化を抑制できる。これにより、光学モジュールを高分解能に維持することが可能となる。
本発明の光学モジュールでは、前記第一制御電極及び前記第二制御電極の間のギャップ寸法は、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法よりも小さいことが好ましい。
本発明では、ギャップ変更部により反射膜間のギャップ寸法を変更した際、第一制御電極及び第二制御電極が接触することで、第一反射膜及び第二反射膜の接触を防止でき、接触による第一反射膜及び第二反射膜の劣化を防止することができる。
本発明の光学モジュールでは、前記第一制御電極は、前記平面視において前記第一反射膜の外に設けられており、前記第二制御電極は、前記平面視において前記第二反射膜の外に設けられていることが好ましい。
本発明では、第一制御電極及び第二制御電極は、それぞれ第一反射膜及び第二反射膜の外に設けられている。このような構成では、第一反射膜及び第二反射膜の有効面積(干渉により所望波長の光を透過又は反射させる領域の面積)を拡大できる。また、第一反射膜及び第二反射膜が第一制御電極や第二制御電極と接触していない(絶縁されている)構成とする場合では、第一反射膜及び第二反射膜として導電性を有する素材を用いれば、当該第一反射膜及び第二反射膜を例えば容量検出用電極等の電極として用いることも可能となる。
本発明の光学部ジュールでは、前記第一制御電極は、前記平面視において前記第一反射膜と重畳して設けられており、前記第二制御電極は、前記平面視において前記第二反射膜と重畳して設けられていることが好ましい。
本発明では、第一制御電極が第一反射膜と重なる領域に設けられ、第二制御電極が第二反射膜と重なる領域に設けられている。このため、第一制御電極及び第二制御電極により、第一反射膜及び第二反射膜が設けられる領域に直接斥力を作用させるため、より精度よく反射膜の傾きを改善でき、平行度をより向上させることができる。
本発明の光学モジュールでは、前記第一制御電極及び前記第二制御電極の少なくともいずれか一方には、他方に対向する面に絶縁膜が設けられていることが好ましい。
本発明では、第一制御電極と第二制御電極とが接触した場合の短絡を防止できる。
本発明の光学モジュールは、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部を備えていることが好ましい。
本発明では、ギャップ変更部により第一反射膜及び第二反射膜の間のギャップ寸法を変更することができ、第一反射膜及び第二反射膜を透過させる光の波長を変更することができる。
また、ギャップ変更部によりギャップ寸法を変更する場合、例えば第二基板の剛性等の影響で、第二基板が均等に撓まず、第一反射膜に対して第二反射膜が傾斜することがある。これに対して、本発明では、傾斜制御部により第一制御電極及び第二制御電極に流す第一制御電流及び第二制御電流を制御することで、前記傾斜を抑制する方向に斥力を作用させることができる。したがって、第一反射膜及び第二反射膜の平行度を適切に維持できる。
本発明の光学モジュールでは、前記傾斜制御部は、前記ギャップ変更部により前記ギャップ寸法を変更した際に、前記ギャップ寸法の変動が収束するまでの間、前記第一制御電流及び前記第二制御電流を流すことが好ましい。
ギャップ変更部により第二基板を撓ませると、第二基板が有するばね力により、当該第二基板が振動し、反射膜間のギャップ寸法が変動する。ここで、上述したような第一制御電極に第一制御電流を流し、第二制御電極に第二制御電流を流すことで、各電極にローレンツ力による斥力を発生させることができ、このローレンツ力は、ギャップ寸法が小さくなるほど大きい力となる。したがって、第二基板が振動している間、第一制御電極及び第二制御電極に制御電流を流し続けることで、第二基板の振動を静止させるようにローレンツ力が作用することになり、第二基板の振動が収束するまでの時間(安定化時間)を短縮することができる。
本発明の光学モジュールは、入射光の一部を反射し一部を透過する導電性の第一反射膜と、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する導電性の第二反射膜と、前記第一反射膜に、前記第一反射膜の面方向に沿う第一方向に第一制御電流を流し、前記第二反射膜に、前記第二反射膜の面方向に沿い、かつ前記第一反射膜及び前記第二反射膜を膜厚方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向となる第二方向に第二制御電流を流す傾斜制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、第一反射膜及び第二反射膜が互いに対向し、第一反射膜に流れる第一制御電流と、第二反射膜に流れる第二制御電流とが逆方向となっている。したがって、第一反射膜及び第二反射膜には、それぞれ、ローレンツ力により斥力が作用する。これにより、第一反射膜及び第二反射膜の平行度の悪化を抑制でき、高分解能な光学モジュールを提供することができる。
また、本発明では、第一制御電極や第二制御電極を設ける構成に比べて、構成を簡略化できる。また、第一反射膜及び第二反射膜に直接斥力を作用させることができる。さらに、反射膜の傾斜状態のみならず、反射膜に撓みが生じた場合でも当該撓みをなくす方向に斥力を作用させることができる。これにより、より精度よく反射膜同士の平行度をより向上させることができる。
本発明の光学モジュールは、前記第一反射膜が設けられた第一基板と、前記第二反射膜が設けられた第二基板と、を備えていることが好ましい。
光学モジュールを構成する第一反射膜及び第二反射膜としては、例えば、平板状の犠牲層の一面に第一反射膜を形成し、他面に第二反射膜を形成した後、犠牲層をエッチング等により除去することで、第一反射膜及び第二反射膜を対向配置した構成を形成することができるが、この場合、第一反射膜や第二反射膜に撓みが生じる場合がある。これに対して、本発明では、第一基板上に第一反射膜を設け、第二基板上に第二反射膜を設ける構成となるため、各反射膜の撓みや傾斜を抑制することができる。
本発明の光学モジュールでは、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部を備えることが好ましい。
本発明では、ギャップ変更部により第一反射膜及び第二反射膜の間のギャップ寸法を変更することができ、第一反射膜及び第二反射膜を透過させる光の波長を変更することができる。
また、ギャップ変更部によりギャップ寸法を変更する場合、例えば第二基板に第二反射膜を設け、第二基板を第一反射膜側に撓ませる構成では、第二基板の剛性等の影響で第二反射膜が撓むことが考えられる。第二基板や第一基板が設けられない構成の場合、第二反射膜や第一反射膜が撓むことで反射膜間のギャップを変更するが、この場合、第一反射膜や第二反射膜に撓みが生じる。これに対して、本発明では、傾斜制御部により第一反射膜及び第二反射膜に流す第一制御電流及び第二制御電流を制御するため、上記のように第二基板に傾斜が生じた場合でも、当該傾斜を抑制するように斥力を作用させることができる。また、第一基板や第二基板が設けられず、第一反射膜又は第二反射膜を撓ますことで反射膜間のギャップ寸法を変更する構成でも、傾斜制御部により制御電流を流すことで、これらの撓みを抑制する斥力を発生させることができる。したがって、第一反射膜及び第二反射膜の平行度を適切に維持できる。
本発明の光学モジュールでは、前記傾斜制御部は、前記ギャップ変更部により前記ギャップ寸法を変更した際に、前記ギャップ寸法の変動が収束するまでの間、前記第一制御電流及び前記第二制御電流を流すことが好ましい。
本発明では、ギャップ変更部により反射膜間のギャップ寸法を変動させた場合、ギャップ寸法の変動が収束するまで、第一反射膜及び第二反射膜にそれぞれ制御電流を流し続ける。このため、ギャップ寸法の変動を静止させるようにローレンツ力が作用することになり、ギャップ寸法の変動が収束するまでの安定化時間を短縮することができる。
本発明の光学モジュールにおいて、前記第一反射膜は複数設けられ、これらの複数の前記第一反射膜が電気的に接続されており、前記第二反射膜は、複数の前記第一反射膜に対応して複数設けられ、これらの複数の第二反射膜が電気的に接続されていることが好ましい。
本発明では、1つの第一反射膜とこの反射膜に対向する第二反射膜とを1組の干渉部とした場合に、各干渉部における反射膜間のギャップ寸法が均一になるように、斥力が作用する。したがって、複数の干渉部から同じ波長の光を取り出す(透過又は反射させる)ことができる。
本発明の光学モジュールは、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を検出するギャップ検出部を備え、前記傾斜制御部は、前記ギャップ検出部により検出されたギャップ寸法に応じて、前記第一制御電流及び前記第二制御電流を制御することが好ましい。
本発明では、傾斜制御部は、第一制御電流及び第二制御電流を流すことで、第一反射膜及び第二反射膜の平行度を維持するようにローレンツ力による斥力を作用させることができ、これに加え、当該ローレン力を反射膜間のギャップ寸法を変更するための動力としても機能させることができる。この際、ギャップ検出部により反射膜間のギャップ寸法を検出し、検出されたギャップ寸法に応じて、上記第一制御電流及び第二制御電流のフィードバック制御を実施することで、反射膜間のギャップ寸法をより高精度に制御することができる。
特に、反射膜間のギャップを、互いに対向する電極により構成された静電アクチュエーターにより制御する場合、静電アクチュエーターに作用する静電引力は電極間のギャップ寸法の−2乗に比例する。これに対して、ローレンツ力は、第一制御電極及び第二制御電極の曲率半径に比べて、第一制御電極及び第二制御電極の間のギャップ寸法が十分に小さい場合、第一制御電流を流す電極(第一制御電極または第一反射膜)及び第二制御電流を流す電極(第二制御電極または第二反射膜)のギャップ寸法の−1乗に比例する。このため、ローレンツ力を用いたギャップ制御は、静電アクチュエーターの静電引力を用いたギャップ制御よりも感度が低く、高精度なギャップ制御が可能となる。
本発明の電子機器は、第一基板、前記第一基板に対向して配置される第二基板、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜、前記第一基板に設けられた第一制御電極、前記第二基板に設けられ、前記第一制御電極に対向する第二制御電極、及び、前記第一制御電極に、前記第一基板の基板面に沿った第一方向に第一制御電流を流し、前記第二制御電極に、前記第二基板の基板面に沿い、かつ前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向となる第二方向に第二制御電流を流す傾斜制御部を有する光学モジュールと、前記光学モジュールを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様に、第一制御電極及び第二制御電極のそれぞれに流す第一制御電流及び第二制御電流を傾斜制御部により制御することで、第一反射膜及び第二反射膜の平行度を適切に維持でき、高分解能で所望波長の光を取り出す(透過又は反射)ことができる。したがって、このような光に基づいて、例えば測色処理や分析処理等の各種処理を実施する際に、高精度な処理が実現できる。
本発明の電子機器は、入射光の一部を反射し一部を透過する導電性の第一反射膜、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する導電性の第二反射膜、及び、前記第一反射膜に、前記第一反射膜の面方向に沿う第一方向に第一制御電流を流し、前記第二反射膜に、前記第二反射膜の面方向に沿い、かつ前記第一反射膜及び前記第二反射膜を膜厚方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向となる第二方向に第二制御電流を流す傾斜制御部を有する光学モジュールと、前記光学モジュールを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様に、第一反射膜及び第二反射膜のそれぞれに流す第一制御電流及び第二制御電流を傾斜制御部により制御することで、第一反射膜及び第二反射膜の平行度を適切に維持でき、高分解能で所望波長の光を取り出す(透過又は反射)ことができる。したがって、このような光に基づいて、例えば測色処理や分析処理等の各種処理を実施する際に、高精度な処理が実現できる。
本発明の光学モジュールは、第一基板と、前記第一基板に設けられ、入射光の一部を反射し一部を透過する第一反射膜と、前記第一反射膜に対向し、入射光の一部を反射し一部を透過する第二反射膜と、前記第一基板に設けられ、前記第一基板の基板面に沿った第一方向に第一制御電流が流れる第一制御電極と、前記第二反射膜と同じ基材に設けられ、前記第一制御電極に対向して、前記第一基板の厚み方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向となる第二方向に第二制御電流が流れる第二制御電極と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、上述した発明と同様に、第一制御電極及び第二制御電極のそれぞれに流す第一制御電流及び第二制御電流が平面視において逆方向となるため、ローレンツ力により斥力により第一反射膜及び第二反射膜の平行度を適切に維持でき、高分解能で所望波長の光を取り出す(透過又は反射)ことができる。
本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターを示す平面図。 図2のIII-III線を断面した波長可変干渉フィルターの断面図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターにおいて、固定基板を可動基板側から見た平面図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターにおいて、可動基板を固定基板側から見た平面図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターにおいて、可動部が傾斜している状態で、各制御電極に電流を流した際に発生するローレンツ力(斥力)を示す図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターにおいて、可動部が傾斜していない状態で、各制御電極に電流を流した際に発生するローレンツ力(斥力)を示す図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターから各波長の光を透過させる際に、制御電極間に作用させるローレンツ力、及び静電アクチュエーターに作用させる静電引力を示す図。 第一実施形態の変形例における波長可変干渉フィルターの固定基板を可動基板側から見た平面図である。 本発明に係る第二実施形態の波長可変干渉フィルターにおける、固定反射膜及び可動反射膜の構成、及びこれらの反射膜に流れる制御電流を示す図。 本発明に係る第二実施形態の変形例の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。 第二実施形態の変形例の波長可変干渉フィルターの固定反射膜の接続構成を示す図。 第二実施形態の変形例の波長可変干渉フィルターの可動反射膜の接続構成を示す図。 第二実施形態の他の変形例における波長可変干渉フィルターの固定反射膜の接続構成を示す図。 本発明に係る第三実施形態の光学モジュールの概略構成を示す図。 本発明に係る他の実施形態の第一制御電極の電極パターンの一例を示す図。 本発明に係る他の実施形態の第一制御電極の電極パターンの他の一例を示す図。 本発明に係る他の実施形態の第一制御電極及び第二制御電極の電極パターンの他の一例を示す図。 本発明に係る他の実施形態の第一制御電極及び第二制御電極の電極パターンの他の一例を示す図。 本発明に係る他の実施形態の第一制御電極の電極パターンの他の一例を示す図。 本発明に係る他の実施形態の光学フィルターデバイスの構成を示す断面図。 本発明の電子機器の他の一例である測色装置の概略構成を示すブロック図。 本発明の電子機器の他の一例であるガス検出装置の概略図。 図23のガス検出装置の制御系を示すブロック図。 本発明の電子機器の他の一例である食物分析装置の概略構成を示すブロック図。 本発明の電子機器の他の一例である分光カメラの概略構成を示す模式図。
[第一実施形態]
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
[分光測定装置の構成]
図1は、本発明に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置1は、本発明の電子機器の一例であり、測定対象Xで反射した測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Xで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Xとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
そして、この分光測定装置1は、図1に示すように、光学モジュール10と、光学モジュール10から出力された信号を処理する制御部20と、を備えている。
[光学モジュールの構成]
光学モジュール10は、波長可変干渉フィルター5と、ディテクター11と、I−V変換器12と、アンプ13と、A/D変換器14と、駆動制御部15とを備える。
この光学モジュール10は、測定対象Xで反射された測定対象光を、入射光学系(図示略)を通して、波長可変干渉フィルター5に導き、波長可変干渉フィルター5を透過した光をディテクター11で受光する。そして、ディテクター11から出力された検出信号は、I−V変換器12、アンプ13、及びA/D変換器14を介して制御部20に出力される。
[波長可変干渉フィルターの構成]
次に、光学モジュール10に組み込まれる波長可変干渉フィルター5について説明する。
図2は、波長可変干渉フィルター5の概略構成を示す平面図である。図3は、図2におけるIII-III線を断面した際の断面図である。
波長可変干渉フィルター5は、図2及び図3に示すように、第一基板を構成する固定基板51及び第二基板を構成する可動基板52を備えている。これらの固定基板51及び可動基板52は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等により形成されている。そして、固定基板51の第一接合部513及び可動基板52の第二接合部523が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜53により接合されることで、一体的に構成されている。
固定基板51の可動基板52に対向する面には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜54が設けられ、可動基板52の固定基板51に対向する面には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜55が設けられている。これらの固定反射膜54及び可動反射膜55は、ギャップG1を介して対向配置されている。そして、固定基板51及び可動基板52を厚み方向から見た平面視において、これらの固定反射膜54及び可動反射膜55が重なる領域により光干渉領域が構成される。
波長可変干渉フィルター5には、ギャップG1のギャップ寸法を調整(変更)するのに用いられる本発明のギャップ変更部の一例である静電アクチュエーター56が設けられている。このような静電アクチュエーター56は対向する電極間に所定の電圧を印加することで、静電引力により容易にギャップG1の寸法を変化させることができ、構成の簡略化を図れる。静電アクチュエーター56は、駆動制御部15の制御により駆動可能となる。
また、固定基板51の可動基板52に対向する面には、第一制御電極571が設けられ、可動基板52の固定基板51に対向する面には、第二制御電極572が設けられている。これらの第一制御電極571及び第二制御電極572は対向配置されている。そして、詳細は後述するが、これらの第一制御電極571及び第二制御電極572に対して、制御電極を流すことで、反射膜54,55の傾きを制御することができる。
なお、以降の説明に当たり、固定基板51又は可動基板52の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板51及び可動基板52の積層方向から波長可変干渉フィルター5を見た平面視を、フィルター平面視と称する。また、本実施形態では、フィルター平面視において、固定反射膜54の中心点及び可動反射膜55の中心点は、一致し、平面視におけるこれらの反射膜の中心点をフィルター中心点Oと称し、これらの反射膜の中心点を通る直線を中心軸と称する。
(固定基板の構成)
図4は、本実施形態の固定基板51を可動基板52側から見た平面図である。
固定基板51は、可動基板52に対して厚み寸法が大きく形成されており、静電アクチュエーター56による静電引力や、固定基板51上に形成される膜部材(例えば固定反射膜54等)の内部応力による固定基板51の撓みはない。
この固定基板51は、図3及び図4に示すように、例えばエッチング等により形成された電極配置溝511及び反射膜設置部512を備える。
電極配置溝511は、フィルター平面視で、固定基板51のフィルター中心点Oを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部512は、フィルター平面視において、電極配置溝511の中心部から可動基板52側に突出して形成されている。この電極配置溝511の溝底面は、静電アクチュエーター56を構成する第一駆動電極561が配置される電極設置面511Aとなる。また、反射膜設置部512の突出先端面は、固定反射膜54及び第一制御電極571が配置される反射膜設置面512Aとなる。
また、固定基板51には、電極配置溝511から、固定基板51の外周縁に向かって延出する電極引出溝511Bが設けられている。具体的には、固定基板51には、固定基板51の辺C1−C2に向かって延出する電極引出溝511B1、及び辺C3−C4に向かって延出する電極引出溝511B2が設けられている。ここで、電極引出溝511B2は、固定基板51の外周縁まで延出し、電極引出溝511B1は、固定基板51の外周縁よりも所定寸法だけフィルター中心点O側の位置まで延出する。電極引出溝511B1の延出先端には電極接続部511Cが設けられ、この電極接続部511Cの可動基板52に対向する面は、第一接合部513の可動基板52に対向する面と同一平面となる。
電極配置溝511の電極設置面511Aには、静電アクチュエーター56を構成する第一駆動電極561が設けられる。第一駆動電極561は、電極設置面511Aに直接設けてもよく、電極設置面511Aの上に他の薄膜(層)を設け、その上に設置してもよい。
より具体的には、第一駆動電極561は、フィルター中心点Oを中心としたC字円弧状に形成され、辺C1−C2に近接する一部にC字開口部が設けられる。また、第一駆動電極561には、第一駆動引出電極561Aが接続され、この第一駆動引出電極561Aは、電極引出溝511B1に沿って、固定基板51の外周縁まで引き出されている。つまり、第一駆動引出電極561Aは、電極引出溝511B1から、電極接続部511Cに亘って設けられている。このような第一駆動電極561及び第一駆動引出電極561Aを形成する材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)などが挙げられる。
また、第一駆動電極561には、その表面に絶縁膜が形成されていてもよい。
反射膜設置部512は、上述したように、電極配置溝511と同軸上で、電極配置溝511よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、可動基板52に対向する反射膜設置面512Aを備えている。
この反射膜設置部512には、固定反射膜54及び第一制御電極571が設置されている。
固定反射膜54は、反射膜設置部512に直接設けてもよいし、反射膜設置部512の上に他の薄膜(層)を設け、その上に設置してもよい。固定反射膜54としては、例えばAg等の金属膜や、Ag合金等、導電性の合金膜を用いることができる。Ag等の金属膜を用いる場合、Agの劣化を抑制するため保護膜を形成することが好ましい。
また、例えば高屈折率層をTiO、低屈折率層をSiOとし、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層して形成された誘電体多層膜を用いてもよく、誘電体多層膜及び金属膜を積層した反射膜や、誘電体単層膜及び合金膜を積層した反射膜等を用いてもよい。
第一制御電極571は、フィルター平面視において、固定反射膜54の外に設けられている。より具体的には、第一制御電極571は、フィルター中心点Oを中心としたC字円弧形状に形成され、辺C1−C2に近接する一部にC字開口部が設けられる。また、図4に示すように、第一制御電極571のC字開口端の一方(頂点C1側)には、入力用の第一制御引出電極571A1が接続され、第一制御電極571のC字開口端の他方(頂点C2側)には、出力用の第一制御引出電極571A2が接続される。
これらの第一制御引出電極571A(571A1,571A2)は、電極引出溝511B1に沿って、固定基板51の外周縁まで引き出されている。つまり、第一制御引出電極571Aは、電極引出溝511B1から、電極接続部511Cに亘って設けられている。
このような第一制御電極571及び第一制御引出電極571Aを形成する材料としては、第一駆動電極561や第一駆動引出電極561Aと同じ材料を用いることができ、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)などを用いることができる。
また、第一制御電極571の表面には、絶縁膜571Bが成膜されている。
さらに、固定基板51の光入射面(固定反射膜54が設けられない面)には、固定反射膜54に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板51の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
(可動基板の構成)
図5は、本実施形態の波長可変干渉フィルターにおける可動基板52を固定基板51側から見た平面図である。
可動基板52は、図2及び図4に示すように、フィルター平面視においてフィルター中心点Oを中心とした円形状の可動部521と、可動部521と同軸であり可動部521を保持する保持部522と、保持部522の外側に設けられた第二接合部523と、第二接合部523の外側に設けられた端子部524と、を備えている。
可動部521は、保持部522よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板52(第二接合部523や端子部524)の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部521は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面512Aの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部521には、静電アクチュエーター56を構成する第二駆動電極562、可動反射膜55、及び第二制御電極572が設けられている。第二駆動電極562、可動反射膜55、及び第二制御電極572は、可動面521Aに直接設けてもよいし、可動面521Aの上に他の薄膜(層)を設け、その上に設置してもよい。
なお、固定基板51と同様に、可動部521の固定基板51とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。
第二駆動電極562は、フィルター中心点Oを中心としたC字円弧状に形成され、固定基板51の辺C3−C4に対応した辺C3´−C4´に近接する一部にC字開口部が設けられている。また、第二駆動電極562には、第二駆動引出電極562Aが接続され、この第二駆動引出電極562Aは、電極引出溝511B2に対向する領域に沿って、可動基板52の外周縁まで引き出されている。つまり、第二駆動引出電極562Aは、可動部521から端子部524に亘って設けられている。このような第二駆動電極562及び第二駆動引出電極562Aを形成する材料としては、例えば、ITOなどが挙げられる。そして、第二駆動引出電極562Aは、端子部524において、例えばFPCやリード線等により、駆動制御部15に接続されている。
また、第二駆動電極562には、その表面に絶縁膜が形成されていてもよい。
本実施形態では、図2に示すように、第一駆動電極561と第二駆動電極562とが重なる領域(図2の右下がりハッチで示す領域)により静電アクチュエーター56が構成される。これにより、静電アクチュエーター56は、フィルター中心点Oに対して、点対称となる領域に静電引力を発生させることができるため、可動部521の傾斜を抑制してバランスよく可動部521を固定基板51側に変位させることが可能となる。
可動反射膜55は、可動部521の可動面521Aの中心部に、固定反射膜54とギャップG1を介して対向して設けられる。この可動反射膜55としては、上述した固定反射膜54と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、駆動電極561,562間のギャップG2が反射膜54,55間のギャップG1よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、ギャップG1がギャップG2よりも大きくなる構成としてもよい。
第二制御電極572は、フィルター平面視において、可動反射膜55の外で、第二駆動電極562よりフィルター中心点O側に設けられ、第一制御電極571と対向する。より具体的には、第二制御電極572は、フィルター中心点Oを中心としたC字円弧形状に形成され、辺C3´−C4´に近接する一部にC字開口部が設けられる。また、図5に示すように、第二制御電極572のC字開口端部の一方(頂点C4´側)には、入力用の第二制御引出電極572A1が接続され、C字開口端部の他方(頂点C3´側)には、出力用の第二制御引出電極572A2が接続されている。これらの第二制御引出電極572A(572A1,572A2)は、電極引出溝511B2に沿って、可動基板52の外周縁まで引き出されている。つまり、第二制御引出電極572Aは、可動部521から端子部524に亘って設けられている。そして、第二制御引出電極572Aは、端子部524において、例えばFPCやリード線等により、駆動制御部15に接続されている。
このような第二制御電極572及び第二制御引出電極572Aを形成する材料としては、第二駆動電極562や第二駆動引出電極562Aと同じ材料を用いることができ、例えば、ITOなどを用いることができる。
また、第二制御電極572の表面には、絶縁膜572Bが成膜されている。
ここで、第一制御電極571上の絶縁膜571Bと、第二制御電極572の絶縁膜572Bとの間のギャップG3は、反射膜54,55間のギャップG1よりも小さい。具体的には、反射膜54,55として、制御電極571,572の厚み寸法を、反射膜54,55の厚み寸法より大きくする。また、第一制御電極571及び絶縁膜571Bの厚み寸法の合計、及び第二制御電極572及び絶縁膜572Bの厚み寸法の合計を、それぞれ反射膜54,55の厚み寸法より大きくしてもよい。
また、反射膜54,55として誘電体多層膜等の積層膜を用いる場合では、反射膜設置部512のうち、第一制御電極571の設置位置を反射膜設置面512Aよりも可動基板52側に突出させる構成としてもよい。
このように、ギャップG3をギャップG1よりも小さくすることで、反射膜54,55同士の接触を防止することができる。
保持部522は、可動部521の周囲を囲うダイヤフラムであり、可動部521よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部522は、可動部521よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部521を固定基板51側に変位させることが可能となる。この際、可動部521が保持部522よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、可動部521が静電引力により固定基板51側に引っ張られた場合でも、可動部521の形状変化をある程度抑制出来る。
なお、本実施形態では、ダイヤフラム状の保持部522を例示するが、これに限定されず、例えば、可動部521のフィルター中心点Oを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
端子部524は、第二接合部523の外側に設けられている。具体的には、端子部524は、固定基板51の辺C1−C2から外側に突出する端子部524Aと、固定基板51の辺C3−C4から外側に突出する端子部524Bとを備えている。
そして、可動基板52には、第二接合部523のうち固定基板51の電極接続部511Cに対向する領域から、端子部524Aに亘って、3つの接続電極563,573A,573Bが設けられている。固定基板51及び可動基板52が接合された状態で、接続電極563は、第一駆動引出電極561Aに接続され、接続電極573Aは第一制御引出電極571A1に接続され、接続電極573Bは第一制御引出電極571A2に接続される。そして、これらの接続電極563,573A,573Bは、端子部524において、例えばFPCやリード線等により、駆動制御部15に接続されている。
[光学モジュールの検出部、I−V変換器、アンプ、A/D変換器の構成]
次に、図1に戻り、光学モジュール10について説明する。
ディテクター11は、波長可変干渉フィルター5を透過した光を受光(検出)し、受光量に基づいた検出信号をI−V変換器12に出力する。
I−V変換器12は、ディテクター11から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ13に出力する。
アンプ13は、I−V変換器12から入力された検出信号に応じた電圧(検出電圧)を増幅する。
A/D変換器14は、アンプ13から入力された検出電圧(アナログ信号)をデジタル信号に変換し、制御部20に出力する。
[駆動制御部の構成]
駆動制御部15は、図1に示すように、静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧を制御する電圧制御部151と、第一制御電極571及び第二制御電極572に流す制御電流を制御する傾斜制御部152と、を備えている。
電圧制御部151は、制御部20の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に対して駆動電圧を印加する。これにより、静電アクチュエーター56の第一駆動電極561及び第二駆動電極562間で静電引力が発生し、可動部521が固定基板51側に変位する。
傾斜制御部152は、第一制御電極571に、第一制御引出電極571A1から第一制御引出電極571A2に向かう第一方向に沿って第一制御電流を流す。また、傾斜制御部152は、第二制御電極572に、第二制御引出電極572A1から第二制御引出電極572A2に向かう第二方向に沿って第二制御電流を流す。つまり、図2に示すようなフィルター平面視において、第一制御電極571には、反時計回りに第一制御電流が流れ、第二制御電極572には、時計回りに第二制御電流が流れる。
これにより、第一制御電極571及び第二制御電極572が対向する領域(図2における右上がりハッチで示す領域)には、ローレンツ力による斥力が発生する。
図6及び図7は、制御電極571,572に電流を流した際に発生するローレンツ力を示す図である。
微小電極要素dlに作用するローレンツ力をF、第一制御電流をI、第二制御電流をI、真空中の透磁率をμ、制御電極571,572間のギャップG3のギャップ寸法をr、第一制御電極571の曲率半径をR1、第二制御電極572の曲率半径をR2とする。
曲率半径R1,R2>>ギャップ寸法rとなる場合、微小電極要素dlに作用するローレンツ力Fは、2本の平行電流間に作用するローレンツ力と同じとみなせる。実際、ギャップ寸法rは、数100nm程度に対して、曲率半径は、数mmのため、曲率半径R1,R2>>ギャップ寸法rの関係は成り立つ。2本の平行電流間に作用するローレンる力は一般に下記式(1)により表せる。
=(μ/2πr)dl …(1)
式(1)に示すように、制御電極571,572間のギャップG3のギャップ寸法が小さくなるほど、ローレンツ力による斥力が大きくなる。これにより、図6に示すように、可動部521に傾斜がある場合、ギャップG3のギャップ寸法が均等になるように、ローレンツ力が作用することになる。また、図7に示すように、可動部521の傾斜がなく、反射膜54,55が平行である場合は、均等な斥力が作用することになり、反射膜54,55の平行度を維持する。
図8は、波長可変干渉フィルター5から各波長の光を取り出す際に、制御電極571,572間に作用させる斥力(ローレンツ力)、及び静電アクチュエーター56に作用させる静電引力の一例を示す図である。
図8に示すように、駆動制御部15は、制御電極571,572間に作用させる斥力が、駆動電極561,562間に作用せる静電引力と略同一、若しくは静電引力より小さくなるように、駆動電圧及び制御電流を設定する。
図8では、制御電流として0.2A、0.1A,0.05A、0.01Aを例示するが、これらの値のうちいずれか1つにより制御電極571,572間の斥力を制御すればよい。なお、波長可変干渉フィルター5を透過させる光の波長によって、制御電極571,572に流す制御電流を切り替えてもよい。例えば、ギャップG3の寸法が大きいと斥力が小さくなるので、所定波長(例えば500nm)以上の光を透過させる場合に、例えば0.1Aの制御電流を選択し、前記所定波長未満の光を透過させる場合に、例えば、0.05Aの制御電流を選択するなどの制御を行ってもよい。
さらに、第一制御電流I及び第二制御電流Iとしては、異なる電流値としてもよい。上記式(1)に示すように、これらの制御電流I,Iを適宜設定することで、制御電極571,572間に作用するローレンツ力をより細かく設定することができる。
[制御部の構成]
次に、分光測定装置1の制御部20について説明する。
制御部20は、例えばCPUやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置1の全体動作を制御する。この制御部20は、図1に示すように、波長設定部21と、光量取得部22と、分光測定部23と、を備えている。また、制御部20のメモリーには、波長可変干渉フィルター5を透過させる光の波長と、当該波長に対応して静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧との関係を示すV−λデータが記憶されている。
なお、本実施形態では、制御電極571,572に制御電流を流した際にローレンツ力による斥力が発生する。したがって、この斥力を考慮して反射膜54,55間のギャップG1の寸法を所定波長に対応した寸法に設定可能な駆動電圧が記憶される。
波長設定部21は、波長可変干渉フィルター5により取り出す光の目的波長を設定し、V−λデータに基づいて、設定した目的波長に対応する駆動電圧を静電アクチュエーター56に印加させる旨の指令信号を駆動制御部15に出力する。
光量取得部22は、ディテクター11により取得された光量に基づいて、波長可変干渉フィルター5を透過した目的波長の光の光量を取得する。
分光測定部23は、光量取得部22により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
[駆動制御部による波長可変干渉フィルターの駆動処理]
次に、上述のような駆動制御部15により、波長可変干渉フィルター5を駆動させる際の処理について説明する。
駆動制御部15は、制御部20の波長設定部21からの指令信号に基づいて、波長可変干渉フィルター5を駆動させる。
具体的には、電圧制御部151により、指令信号に応じた駆動電圧を波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に印加すると同時に、傾斜制御部152は、予め設定された第一制御電流を第一制御電極571に印加し、第二制御電流を第二制御電極572に流す。
これにより、制御電極571,572により発生するローレンツ力の斥力により、可動部521の傾斜が抑制され、反射膜54,55の平行度を維持した状態で、ギャップG1のギャップ寸法を、目標値に設定することが可能となる。
この際、傾斜制御部152は、可動部521の変位(振動)が収束するまでの時間(安定化時間)、各制御電極571,572に制御電流を流し続ける。このような制御を行うことで、安定化時間の短縮を図ることができる。つまり、静電アクチュエーター56に駆動電圧を印加して可動部521を撓ませると、可動基板52(保持部522)のばね力に応じて、可動部521が振動するが、制御電極571,572により、静電引力に抗する斥力が作用するため、可動部521の振動速度を低減でき、安定化時間の短縮を図ることができる。
[第一実施形態の作用効果]
本実施形態では、波長可変干渉フィルター5は、固定基板51に設けられた第一制御電極571と、可動基板52に設けられた第二制御電極572とを備え、傾斜制御部152は、第一制御電極571に、第一制御電流を流し、第二制御電極572に、フィルター平面視において、第一制御電流と逆方向となる第二制御電流を流す。
このため、第二制御電極572には、固定基板51から離れる方向にローレンツ力(斥力)が作用し、当該ローレンツ力は、制御電極571,572間のギャップG3のギャップ寸法が小さいほど大きい力となる。したがって、このようなローレンツ力により、可動部521の傾斜を抑制することができ、反射膜54,55の平行度の悪化を抑制することができる。これにより、波長可変干渉フィルター5から高分解能で目的波長の光を透過させることができる。よって、光学モジュール10において、目的波長の光の正確な光量を検出することができ、分光測定装置1において、各波長の正確な光量に基づいて精度の高い分光測定処理を実施することができる。
本実施形態では、電圧制御部151により静電アクチュエーター56に電圧を印加させることで、反射膜54,55間のギャップG1の寸法を所望の値に設定することができる。
ここで、静電アクチュエーター56に駆動電圧を印加する際に、可動部521には静電引力と可動基板52が有するばね力とにより、可動部521が振動する。これに対して、本実施形態では、傾斜制御部152は、可動部521の振動が収束するまでの間、制御電極571,572に制御電流を流し続ける。このため、静電引力に対して抗する斥力により、可動部521の振動を静止させる方向に力が作用し、可動部521の振動収束までの安定化時間を短縮することができる。
したがって、より迅速な光量取得が可能となり、分光測定処理に係る時間も短縮することができる。
本実施形態では、制御電極571,572間のギャップG3が、反射膜54,55間のギャップG1よりも小さい。このため、反射膜54,55間のギャップG1の寸法を小さくする際に、制御電極571,572が当接することで、反射膜54,55同士の接触を防止でき、接触による反射膜54,55の劣化を抑制できる。
また、制御電極571,572の表面に絶縁膜571B,572Bが設けられているので、上述のように制御電極571,572同士が接触した場合でも、短絡を防止できる。
[第一実施形態の変形例]
上述した第一実施形態では、第一制御電極571がフィルター平面視において固定反射膜54の外に設けられ、第二制御電極572が可動反射膜55の外に設けられる構成例を示した。
これに対して、フィルター平面視において、第一制御電極571が固定反射膜54に重なる領域に設けられ、第二制御電極572が可動反射膜55に重なる領域に設けられる構成としてもよい。
図9は、第一実施形態の一変形例における波長可変干渉フィルターにおける固定基板51を可動基板52側から見た平面図である。なお、可動反射膜55及び第二制御電極572の位置関係についての図示は省略する。
図9に示すように、第一制御電極571が設けられる位置としては、固定反射膜54上であってもよい。この場合、固定反射膜54が例えば誘電体多層膜等の非導電性素材により構成されている場合、第一制御電極571を直接固定反射膜54上に設けてもよい。また、固定反射膜54が金属膜等の導電性素材により構成されている場合、絶縁膜を介して第一制御電極571を設ければよい。
また、第二制御電極572においても同様に、可動反射膜55上に設けられ、第一制御電極571及び第二制御電極572がフィルター平面視において重なる位置に配置される。
上述のように、反射膜54,55上に制御電極571,572を設ける構成では、制御電極571,572に制御電流を流すことで、反射膜54,55に対して直接ローレンツ力による斥力を作用させることができ、反射膜54,55の平行度をより精度よく制御することができる。また、図4及び図9を比較すると分かるように、反射膜54,55の設置面積を大きくでき、波長可変干渉フィルター5を透過する光の光量を増大させることができる。
[第二実施形態]
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一実施形態では、固定基板51に設けられた第一制御電極571と、可動基板52に設けられた第二制御電極572とに、それぞれ、フィルター平面視において逆方向となる制御電流を流す例を示した。これに対して、第二実施形態では、第一制御電極571及び第二制御電極572が設けられず、反射膜54,55に制御電流を流す点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以降の実施形態の説明にあたり、上述した第一実施形態と同様の構成については同符号を付し、その説明を省略、または簡略化する。
図10は、本発明に係る第二実施形態の波長可変干渉フィルターにおける、固定反射膜及び可動反射膜の概略構成、及びこれらの反射膜に流れる制御電流を示す図である。
本実施形態では、固定反射膜54及び可動反射膜55として、例えば金属膜や金属合金膜等の導電性の反射膜が用いられる。また、誘電体多層膜の表層に透過性を有する導電性膜を形成する構成などとしてもよい。
そして、本実施形態では、図10に示すように、固定反射膜54には、入力用の固定引出電極54Aと、出力用の固定引出電極54Bとが接続され、これらの入力用の固定引出電極54A及び出力用の固定引出電極54Bは、それぞれ、固定反射膜54の外周縁のうちフィルター中心点Oに対して点対称となる位置に接続されている。
また、可動反射膜55には、入力用の可動引出電極55Aと、出力用の可動引出電極55Bとが接続され、これらの入力用の可動引出電極55A及び出力用の可動引出電極55Bは、それぞれ、可動反射膜55の外周縁のうちフィルター中心点Oに対して点対称となる位置に接続されている。
また、これらの引出電極54A,54B,55A,55Bは、それぞれ傾斜制御部152に接続されている。
また、本実施形態の波長可変干渉フィルターにおいても、第一実施形態と同様に、ギャップ変更部である静電アクチュエーター56が設けられている。
そして、傾斜制御部152は、図10に示すように、入力用の固定引出電極54Aから出力用の固定引出電極54Bに向かって第一制御電極を流し、入力用の可動引出電極55Aから出力用の可動引出電極55Bに向かって第二制御電極を流す。これにより、上述した第一実施形態と同様に、フィルター平面視において、固定反射膜54及び可動反射膜55に流れる制御電流の方向が、互いに逆方向となり、固定反射膜54及び可動反射膜55間にローレンツ力による斥力が発生する。
また、本実施形態の傾斜制御部152においても、第一実施形態と同様に、静電アクチュエーター56によりギャップG1のギャップ寸法を変化させた際に、第二基板の振動が収束する安定化時間までの間、傾斜制御部152は、制御電流を流し続ける。これにより、安定化時間の短縮を図ることができる。
[第二実施形態の作用効果]
本実施形態では、傾斜制御部152は、固定反射膜54に第一制御電流を流し、可動反射膜55に、フィルター平面視において第一制御電流と逆方向となる第二制御電流を流す。
このため、可動反射膜55には、ローレンツ力による斥力が作用し、当該ローレンツ力は、反射膜54,55間のギャップG1のギャップ寸法が小さいほど大きい力となる。このため、第一実施形態と同様に、可動部521の傾斜を抑制することができ、反射膜54,55の平行度の悪化を抑制することができる。
また、本実施形態では、可動反射膜55に対して直接ローレンツ力が作用する。このため、固定反射膜54及び可動反射膜55の互いに対向する領域内において、例えば、可動反射膜55の中心部が固定基板51側に撓んでいる場合等でも、その撓みを修正して反射膜54,55が平行となるように作用させることができる。したがって、より確実に反射膜54,55の平行度を維持することができ、波長可変干渉フィルター5の分解能低下を抑制できる。
[第二実施形態の変形例]
上述した第二実施形態では、固定反射膜54及び可動反射膜55がそれぞれ1つのみ設けられる構成例を示した。これに対して、複数の固定反射膜54と、これに対向する複数の可動反射膜55とを備える構成にも適用できる。
図11は、第二実施形態の変形例における波長可変干渉フィルター5Aの概略構成を示す断面図である。図12は、第二実施形態の変形例の波長可変干渉フィルター5Aの固定反射膜54の接続構成を示す図である。図13は、第二実施形態の変形例の波長可変干渉フィルター5Aの可動反射膜55の接続構成を示す図である。
この波長可変干渉フィルター5Aでは、図11に示すように、光干渉領域58内に、複数の固定反射膜54及び可動反射膜55が設けられている。そして、一対の固定反射膜54及び可動反射膜55により1つの光干渉部581が構成され、各光干渉部581に対してそれぞれ独立したディテクター11が設けられている。このような波長可変干渉フィルター5Aでは、各光干渉部581を透過した光をディテクター11により受光させることが可能となる。
また、図示は省略するが、各反射膜54,55間のギャップG1の寸法を変更するための静電アクチュエーター56が、フィルター平面視において光干渉領域58の外に設けられている。
そして、複数の固定反射膜54は、図12に示すように直列に接続され、直列に接続された固定反射膜54のうち一端部に接続された固定反射膜541には、入力用の固定引出電極54Aが接続されている。また、直列に接続された固定反射膜54のうち他端部に接続された固定反射膜542には、出力用の固定引出電極54Bが接続されている。
同様に、複数の可動反射膜55は、図13に示すように直列に接続され、直列に接続された可動反射膜55のうち固定反射膜541に対向する可動反射膜551には、出力用の可動引出電極55Bが接続されている。また、直列に接続された可動反射膜55のうち固定反射膜542に対向する可動反射膜552には、入力用の可動引出電極55Aが接続されている。
これらの引出電極54A,54B,55A,55Bは、第二実施形態と同様、それぞれ傾斜制御部152に接続されている。
そして、傾斜制御部152は、第二実施形態と同様に、入力用の固定引出電極54Aから出力用の固定引出電極54Bに向かって第一制御電極を流し、入力用の可動引出電極55Aから出力用の可動引出電極55Bに向かって第二制御電極を流す。
このような波長可変干渉フィルター5Aでは、各光干渉部581における反射膜54,55間のギャップG1の寸法に応じたローレンツ力を作用させることができる。したがって、各光干渉部581におけるギャップG1の寸法を一様に維持することができ、各光干渉部581を透過する光の波長を高精度に揃えることができる。
なお、上記図11から図13の例では、反射膜54,55を円形状に構成する例を示したが、例えば図14に示すように、固定反射膜54とこれらを接続する電極とを同一幅寸法に構成してもよい。可動反射膜55においても同様である。
さらに、上記図11から図14の例において、個々の光干渉部581に対してそれぞれ静電アクチュエーター56が設けられ、各光干渉部581を透過する光の波長をそれぞれ個別に設定可能な構成としてもよい。この場合でも、各光干渉部581において、第二実施形態と同様に、反射膜54,55の平行度を高精度に維持することができ、各光干渉部581の分解能を向上することができる。
[第三実施形態]
次に、本発明に係る第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一及び第二実施形態では、傾斜制御部152は、可動部521の振動が収束するまでの間、制御電極571,572(第二実施形態では、反射膜54,55)に制御電流を流し続けることで、安定化時間の短縮を図った。これに対して、第三実施形態では、傾斜制御部152Aは、制御電極571,572に制御電流を流すことで、ローレンツ力の斥力により可動部521の傾斜を抑制するとともに、フィードバック制御時に当該ローレンツ力による斥力を駆動用の動力としても利用する。
図15は、第三実施形態の光学モジュール10Aの概略構成を示す図である。
本実施形態の波長可変干渉フィルター5Bでは、反射膜54,55が導電性を有し、これらの反射膜54,55を静電容量検出用電極として機能させる。つまり、反射膜54,55には、それぞれ静電容量検出用引出電極(図示略)が接続されており、駆動制御部15Aのギャップ検出部153に接続されている。このような静電容量検出用引出電極としては、例えば固定反射膜54に対して、図4における入力用の第一制御電極571A1と、出力用の第一制御電極571A2との間に配置することができ、可動反射膜55に対して、図5における入力用の第二制御電極572A1と、出力用の第二制御電極572A2との間に配置することができる。
なお、本実施形態では、反射膜54,55を静電容量検出用の電極としても機能させるが、例えば第二実施形態のように、反射膜54,55に制御電流を流す構成等では、別途、静電容量検出用の電極を固定基板51及び可動基板52に設ける構成としてもよい。
一方、図15に示すように、光学モジュール10Aを構成する駆動制御部15Aは、電圧制御部151と、傾斜制御部152Aと、ギャップ検出部153と、フィードバック制御部154とを備えている。
ギャップ検出部153は、反射膜54,55における静電容量を検出し、検出信号をフィードバック制御部154に出力する。
フィードバック制御部154は、傾斜制御部152Aにフィードバック信号を出力する。
傾斜制御部152Aは、制御電極571,572に対して、制御電流を流して、可動部521の傾斜を抑制するとともに、フィードバック信号に基づいて、制御電流の電流値を増減させる。
上述したような構成では、以下のように、波長可変干渉フィルター5Bの動作を制御する。
駆動制御部15Aは、制御部20から指令信号が入力されると、電圧制御部151は、指令信号に応じた駆動電圧を静電アクチュエーター56に印加する。なお、本実施形態では、電圧制御部151は、ギャップG1の寸法が、目標波長に対応した寸法よりも小さくなるように駆動電圧を印加する。
この際、傾斜制御部152Aは、第一実施形態と同様に、制御電極571,572に対して制御電流を流して、可動部521の傾斜を抑制する。
一方、ギャップ検出部153は、反射膜54,55に対して、静電容量検出用高周波電圧を印加し、反射膜54,55に保持された静電容量を検出する。
また、ギャップ検出部153は、検出した静電容量に応じた検出信号をフィードバック制御部154に出力する。
フィードバック制御部154は、検出信号が入力されると、制御部20から入力された指令信号との偏差を算出し、偏差に応じたフィードバック信号を傾斜制御部152Aに出力する。
傾斜制御部152Aは、フィードバック制御部154からフィードバック信号が入力されると、フィードバック信号に基づいて、第一制御電極571に流す第一制御電流、及び第二制御電極572に流す第二制御電流の少なくともいずれかの電流値を増減させて、第二制御電極572に作用させるローレンツ力(斥力)の強さを増減させる。
以上のようなフィードバック制御を、フィードバック制御部154で算出される偏差が0(若しくは予め設定された閾値以下)となるまで実施し、ギャップG1のギャップ寸法を目的波長に対応した寸法に設定する。
[第三実施形態の作用効果]
本実施形態では、傾斜制御部152Aは、制御電極571,572に流す制御電流をフィードバック信号に応じて増減させる。これにより、可動部521の傾斜をローレンツ力による斥力で抑制させつつ、当該ローレンツ力の大きさを変更することで、ギャップG1の寸法制御を行うことができる。
ここで、ローレンツ力は、上述した式(1)に示すように、制御電極571,572間のギャップG3のギャップ寸法dの−1乗に比例する。一方、静電アクチュエーター56に作用する静電引力は、駆動電極561,562間のギャップG2のギャップ寸法の−2乗に比例する。したがって、ローレンツ力の制御は、静電引力の制御に比べて感度が低く、ギャップG3が小さい場合でも、高精度な制御が可能となる。
これにより、波長可変干渉フィルター5から精度よく目的波長の光を透過させることができる。また、上述した第一実施形態と同様に、静電引力に抗するローレンツ力を作用させることで、可動部521の振動を抑制でき、安定化時間の短縮をも図ることができ、可動部521の傾斜を抑制できるため、分解能が高い(半値幅が小さい)光を透過させることができる。
[その他の実施形態]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第一実施形態において、略C字円弧状の制御電極571,572を構成する例を示したが、これに限定されない。
図16、図17、及び図18は、第一制御電極571の他の形状例を示す図である。なお、第二制御電極572においても同様であるため、ここでの図示は省略する。
図16に示すように、複数の第一制御電極571が設けられ、各第一制御電極571の端部にそれぞれ第一制御引出電極571A1,571A2が設けられる構成としてもよい。図16では、複数の第一制御電極571に対して、共通の第一制御引出電極571A1,571A2を用いる例を示す。この場合、各第一制御電極571の電気抵抗が同じである場合、同一電流値の第一制御電流が流れる。なお、各第一制御電極571に対して、それぞれ独立した第一制御引出電極571A1,571A2を設ける構成としてもよい。この場合、各第一制御電極571に対して異なる第一制御電流を流すこともできる。
図17に示す例は、第一制御電極571が、複数の円弧部571C1と、これらの円弧部571C1を接続する接続部571C2とにより構成される。
上記のような図16及び図17のような電極パターンでは、ローレンツ力による斥力を発生させる領域が増大するため、より大きい斥力により可動部521の傾斜を抑制することができる。
また、図18に示すように、第一制御電極571を2つ以上の電極に分割する構成としてもよい。図18は、2つの第一制御電極571D,571Eに分割し、これらに対向する第二制御電極572も同様に2つの第二制御電極572D,572Eに分割した例である。
図18に示す例では、傾斜制御部152は、第一制御電極571Dに、第一制御引出電極571D1から第一制御引出電極571D2に向かう方向で第一制御電流を流し、第一制御電極571Eに、第一制御引出電極571E1から第一制御引出電極571E2に向かう方向で第一制御電極571Dに対する第一制御電流と同じ大きさの第一制御電流を流す。また、傾斜制御部152は、第二制御電極572Dに、第二制御引出電極572D1から第二制御引出電極572D2に向かう方向に第二制御電流を流し、第二制御電極572Eに、第二制御引出電極572E1から第二制御引出電極572E2に向かう方向に第二制御電極572Dに対する第二制御電流と同じ大きさの第二制御電流を流す。
なお、傾斜制御部152は、第一制御電極571Dに、第一制御引出電極571D1から第一制御引出電極571D2に向かう方向に第一制御電流を流し、第一制御電極571Eに、第一制御引出電極571E2から第一制御引出電極571E1に向かう方向に第一制御電流を流してもよい。この場合、傾斜制御部152は、第二制御電極572Dに、第二制御引出電極572D1から第二制御引出電極572D2に向かう方向に第二制御電流を流し、第二制御電極572Eに、第二制御引出電極572E2から第二制御引出電極572E1に向かう方向に第二制御電流を流す。
なお、第一制御電極571D及び第一制御電極571Eに対して同一の電流値の第一制御電流を流す例を示すが、例えば、可動部521の傾斜量等に応じて、これらの第一制御電流の電流値を異なる値に設定することもできる。第二制御電極572D,572Eに対する第二制御電流についても同様である。
また、図16及び図18に示す例では、第二制御電極572を、第一制御電極571と同一形状に形成するとしたが、これに限定されない。例えば図19に示すように、第二制御電極572が、第一制御電極571D,571Eに対向する領域を含む1つの電極により構成されていてもよい。この場合、制御電極571D,572間、及び制御電極571E,572間で、それぞれローレンツ力による斥力が発生するように、制御電流を流す。例えば図19の例では、傾斜制御部152は、第一制御電極571Dに、第一制御引出電極571D1から第一制御引出電極571D2に向かう方向に第一制御電流を流し、第一制御電極571Eに第一制御引出電極571E2から第一制御引出電極571E1に向かう方向に第一制御電流を流す。また、傾斜制御部152は、第二制御電極572の第二制御引出電極572A1から第二制御引出電極572A2に向かって第二制御電流を流す。
上述した各実施形態では、第二基板である可動基板52に可動反射膜55が設けられる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、第一実施形態において、固定基板54の溝(電極配置溝511や反射膜設置部512等)を閉塞するように第二反射膜である可動反射膜が設けられ、当該可動反射膜上に、絶縁層を介して第二制御電極572や第二駆動電極562が設けられる構成としてもよい。
この場合、固定基板51に第一駆動電極561、第一制御電極571、及び固定反射膜54を形成した後、電極配置溝511や反射膜設置512部等の溝部分を埋める犠牲層を形成する。そして、犠牲層上に第二駆動電極562、第二制御電極572を成膜し、さらに、犠牲層及び固定基板51の第一接合部513上に第二反射膜を成膜した後、犠牲層を除去する。また、第二実施形態のように、反射膜自体に制御電流を流す場合は、制御電極571,572を形成しなくてもよい。
また、上述した各実施形態では、ギャップ変更部として静電アクチュエーター56を例示し、静電アクチュエーター56により、固定反射膜54及び可動反射膜55の間のギャップG1の寸法を変更する構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、ギャップ変更部としては、固定基板51に設けられる第一誘電コイルと、可動基板52に設けられる第二誘電コイルまたは永久磁石とにより構成される誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
更に、静電アクチュエーター56の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部522に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部522を撓ませることができる。
さらには、電圧印加により反射膜間ギャップG1の大きさを変化させる構成に限られず、例えば、固定基板51及び可動基板52の間の空気圧を変化させることで、反射膜間ギャップG1の大きさを調整する構成なども例示できる。
さらに、ギャップ変更部が設けられない、波長固定側のファブリーペローエタロンに対しても、本発明を適用することができる。
波長固定型の干渉フィルターでは、上記実施形態のような可動部521や保持部522が設けられず、第一基板(固定基板51)と第二基板(可動基板52)との間隔(反射膜54,55間のギャップG1)が一定に維持される。しかしながら、このような波長固定型の干渉フィルターでも、例えば基板形成時の製造誤差や、第一基板及び第二基板の接合時の接合膜の厚みの不均一性等による要因により、反射膜54,55の平行度が悪化することが考えられる。
これに対して、このような干渉フィルターにおいても、上述した第一実施形態と同様に、第一基板に第一制御電極571を配置し、第二基板に第二制御電極572を配置し、これらの制御電極571,572に、それぞれ、フィルター平面視において逆方向となる制御電流を流す。また、第二実施形態のように、各反射膜54,55に制御電流を流す構成としてもよい。
これにより、波長固定型の干渉フィルターにおいても、反射膜同士の平行度を向上させることができ、干渉フィルターの分解能を向上させることができる。
上記第一実施形態において、制御電極571,572の厚み寸法を反射膜54,55の厚み寸法よりも大きくすることで、ギャップG3をギャップG1よりも小さくする例を示したが、これに限定されない。例えば、各制御電極571,572上の絶縁膜571B,572Bの少なくともいずれか一方の厚み寸法を大きくして、ギャップG3をギャップG1よりも小さくする構成としてもよい。
さらに、各制御電極571,572の少なくともいずれか一方の配置位置に凸部を設けてもよい。このような凸部としては、例えば固定基板51や可動基板52のエッチング加工時に形成してもよく、固定基板51や可動基板52上に別途膜部材を設ける等して、凸部を形成してもよい。
また、第一制御電極571上に絶縁膜571Bを設け、第二制御電極572上に絶縁膜572Bを設ける構成を例示したが、第一制御電極571及び第二制御電極572のいずれか一方にのみ絶縁膜が設けられる構成であってもよい。
上記第一及び第二実施形態において、可動部521の振動が収束するまでの安定化時間の間、制御電極571,572(第二実施形態では、反射膜54,55)に制御電流を流し続ける例を示したが、これに限定されない。例えば、傾斜制御部152は、可動部521が固定基板51側に変位する際に、制御電流を流して斥力を発生させ、可動部521が固定基板51から離れる方向に変位する際に、制御電流を止める処理を行ってもよい。可動部521が固定基板51から離れる方向に移動する際に、斥力が作用すると、振幅を増大させることが考えられるが、上記のように、制御電流を止めることで、斥力による振幅の増大を抑制できる。また、可動部521が固定基板51側に変位する際に、第一制御電流及び第二制御電流のいずれか一方を逆方向に流すことで、引力を発生させてもよい。この場合、可動部521が固定基板51から離れる方向に変位する際に、振動を静止させる方向にローレンツ力を作用させることができるので、振動収束を早めることができる。
このような場合でも、振動が収束する直前に、制御電極571,572に、斥力を発生させるための制御電流を流すことで、ディテクター11により光量検出を行う際に、反射膜54,55の平行度を向上させることができ、精度の高い光量検出を実施することができる。
第二実施形態の変形例として、複数の固定反射膜54が直列接続され、これに対向する可動反射膜55も直列接続される例を示したが、これに限定されない。
例えば、図20に示すように、複数の固定反射膜54が、並列に接続され、これに対向する複数の可動反射膜55も並列に接続される構成としてもよい。
さらに、第二実施形態において、第一基板である固定基板51上に第一反射膜である固定反射膜54が設けられ、第二基板である可動基板52上に第二反射膜である可動反射膜55が設けられる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、第一基板及び第二基板の少なくともいずれか一方が設けられない構成としてもよい。この場合、例えば、平行ガラス基板の一面に第一反射膜を設け、前記一面と平行となる他面に第二反射膜を設けた後、エッチング等により平行ガラス基板をエッチングする。当該構成では、第一基板や第二基板が設けられない構成となり、分光素子をより薄型化することができる。また、この場合、第一反射膜及び第二反射膜の間に例えばスペーサ等を介在させることで、反射膜間のギャップ寸法を維持できる。また、第一反射膜上に第一電極を設け、第二反射膜上に第二電極を設け、これらの第一電極及び第二電極の間に駆動電圧を印加することで、反射膜間のギャップ寸法を変更することができる。
このような構成でも、第一反射膜に第一制御電流を流し、第二反射膜に第二制御電流を流すことで、第一反射膜及び第二反射膜間にローレンツ力により斥力を作用させることができる。このため、第一基板や第二基板が設けられない構成であっても、第一反射膜や第二反射膜の撓みを抑制でき、反射膜間のギャップ寸法を一様に維持(平行度の悪化を抑制)することができる。
また、第一実施形態では、第一制御電極571及び第二制御電極572に制御電流を流し、第二実施形態では、固定反射膜54及び可動反射膜55に制御電流を流す例を示した。これに対して、第一制御電極571及び固定反射膜54に第一制御電流を流し、第二制御電極572及び可動反射膜55に第二制御電流を流す構成としてもよい。この場合、より大きい斥力を発生させることができる。
また、上記各実施形態では、光学モジュール10,10Aに対して、波長可変干渉フィルター5,5A,5Bが直接設けられる構成とした。しかしながら、光学モジュールとしては、複雑な構成を有するものもあり、特に小型の光学モジュールに対して、波長可変干渉フィルター5を直接設けることが困難な場合がある。これに対して、波長可変干渉フィルター5,5A,5Bを筐体内に収納して光学モジュール等に設置する構成としてもよい。
図21は、本発明の他の実施形態に係る光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図である。
図21に示すように、光学フィルターデバイス600は、波長可変干渉フィルター5と、当該波長可変干渉フィルター5を収納する筐体601と、を備えている。なお、本実施形態では、一例として波長可変干渉フィルター5を例示するが、第二実施形態の波長可変干渉フィルター5Aや、第三実施形態の波長可変干渉フィルター5B等が用いられる構成としてもよい。
筐体601は、ベース基板610と、リッド620と、ベース側ガラス基板630と、リッド側ガラス基板640と、を備える。
ベース基板610は、例えば単層セラミック基板により構成される。このベース基板610には、波長可変干渉フィルター5の可動基板52が設置される。ベース基板610への可動基板52の設置としては、例えば接着層等を介して配置されるものであってもよく、他の固定部材等に嵌合等されることで配置されるものであってもよい。また、ベース基板610には、光干渉領域(反射膜54,55が対向する領域)に対向する領域に、光通過孔611が開口形成される。そして、この光通過孔611を覆うように、ベース側ガラス基板630が接合される。ベース側ガラス基板630の接合方法としては、例えば、ガラス原料を高温で熔解し、急冷したガラスのかけらであるガラスフリットを用いたガラスフリット接合、エポキシ樹脂等による接着などを利用できる。
このベース基板610のリッド620に対向するベース内側面612には、波長可変干渉フィルター5の各引出電極562A、572A1,572A2、及び各接続電極563,573A,573Bのそれぞれに対応して内側端子部615が設けられている。なお、各引出電極562A、572A1,572A2、及び各接続電極563,573A,573Bと、内側端子部615との接続は、例えばFPC615Aを用いることができ、例えばAgペースト、ACF(Anisotropic Conductive Film)、ACP(Anisotropic Conductive Paste)等により接合する。なお、内部空間650を真空状態に維持する場合は、アウトガスが少ないAgペーストを用いることが好ましい。また、FPC615Aによる接続に限られず、例えばワイヤーボンディング等による配線接続を実施してもよい。
また、ベース基板610は、各内側端子部615が設けられる位置に対応して、貫通孔614が形成されており、各内側端子部615は、貫通孔614に充填された導電性部材を介して、ベース基板610のベース内側面612とは反対側のベース外側面613に設けられた外側端子部616に接続されている。
そして、ベース基板610の外周部には、リッド620に接合されるベース接合部617が設けられている。
リッド620は、図21に示すように、ベース基板610のベース接合部617に接合されるリッド接合部624と、リッド接合部624から連続し、ベース基板610から離れる方向に立ち上がる側壁部625と、側壁部625から連続し、波長可変干渉フィルター5の固定基板51側を覆う天面部626とを備えている。このリッド620は、例えばコバール等の合金または金属により形成することができる。
このリッド620は、リッド接合部624と、ベース基板610のベース接合部617とが、接合されることで、ベース基板610に密着接合されている。
この接合方法としては、例えば、レーザー溶着の他、銀ロウ等を用いた半田付け、共晶合金層を用いた封着、低融点ガラスを用いた溶着、ガラス付着、ガラスフリット接合、エポキシ樹脂による接着等が挙げられる。これらの接合方法は、ベース基板610及びリッド620の素材や、接合環境等により、適宜選択することができる。
リッド620の天面部626は、ベース基板610に対して平行となる。この天面部626には、波長可変干渉フィルター5の光干渉領域に対向する領域に、光通過孔621が開口形成されている。そして、この光通過孔621を覆うように、リッド側ガラス基板640が接合される。リッド側ガラス基板640の接合方法としては、ベース側ガラス基板630の接合と同様に、例えばガラスフリット接合や、エポキシ樹脂等による接着などを用いることができる。
このような光学フィルターデバイス600では、筐体601により波長可変干渉フィルター5が保護されているため、異物や大気に含まれるガス等による波長可変干渉フィルター5の特性変化を防止でき、また、外的要因による波長可変干渉フィルター5の破損を防止できる。また、帯電粒子の侵入を防止できるため、各電極561,562の帯電を防止できる。したがって、帯電によるクーロン力の発生を抑制でき、反射膜54,55の平行度をより確実に維持することができる。
また、例えば工場で製造された波長可変干渉フィルター5を、光学モジュールや電子機器を組み立てる組み立てライン等まで運搬する場合に、光学フィルターデバイス600により保護された波長可変干渉フィルター5では、安全に運搬することが可能となる。
また、光学フィルターデバイス600は、筐体601の外周面に露出する外側端子部616が設けられているため、光学モジュールや電子機器に対して組み込む際にも容易に配線を実施することが可能となる。
また、本発明の電子機器として、上記各実施形態では、分光測定装置1を例示したが、その他、様々な分野により本発明の光学モジュール、及び電子機器を適用することができる。
例えば、図22に示すように、本発明の電子機器を、色を測定するための測色装置に適用することもできる。
図22は、波長可変干渉フィルターを備えた測色装置400の一例を示すブロック図である。
この測色装置400は、図22に示すように、検査対象Aに光を射出する光源装置410と、測色センサー420(光学モジュール)と、測色装置400の全体動作を制御する制御装置430とを備える。そして、この測色装置400は、光源装置410から射出される光を検査対象Aにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー420にて受光し、測色センサー420から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Aの色を分析して測定する装置である。
光源装置410、光源411、複数のレンズ412(図22には1つのみ記載)を備え、検査対象Aに対して例えば基準光(例えば、白色光)を射出する。また、複数のレンズ412には、コリメーターレンズが含まれてもよく、この場合、光源装置410は、光源411から射出された基準光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Aに向かって射出する。なお、本実施形態では、光源装置410を備える測色装置400を例示するが、例えば検査対象Aが液晶パネルなどの発光部材である場合、光源装置410が設けられない構成としてもよい。
測色センサー420は、本発明の光学モジュールであり、図22に示すように、波長可変干渉フィルター5と、波長可変干渉フィルター5を透過する光を受光するディテクター11と、波長可変干渉フィルター5で透過させる光の波長を可変する駆動制御部15とを備える。また、測色センサー420は、波長可変干渉フィルター5に対向する位置に、検査対象Aで反射された反射光(検査対象光)を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー420は、波長可変干渉フィルター5により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光をディテクター11にて受光する。なお、波長可変干渉フィルター5の代わりに、上述した波長可変干渉フィルター5A,5Bや、光学フィルターデバイス600が設けられる構成としてもよい。また、波長可変干渉フィルター5Bを用いる場合、駆動制御部15の代わりに、第三実施形態のような駆動制御部15Aを用いてもよい。
制御装置430は、測色装置400の全体動作を制御する。
この制御装置430としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。そして、制御装置430は、図22に示すように、光源制御部431、測色センサー制御部432、及び測色処理部433などを備えて構成されている。
光源制御部431は、光源装置410に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置410に所定の制御信号を出力して、所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部432は、測色センサー420に接続され、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー420にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー420に出力する。これにより、測色センサー420の駆動制御部15は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター56に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター5を駆動させる。
測色処理部433は、ディテクター11により検出された受光量から、検査対象Aの色度を分析する。
また、本発明の電子機器の他の例として、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムが挙げられる。このようなシステムとしては、例えば、本発明の光学モジュールを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等のガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
図23は、本発明の光学モジュールを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図24は、図23のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。
このガス検出装置100は、図23に示すように、センサーチップ110と、吸引口120A、吸引流路120B、排出流路120C、及び排出口120Dを備えた流路120と、本体部130と、を備えて構成されている。
本体部130は、流路120を着脱可能な開口を有するセンサー部カバー131、排出手段133、筐体134、光学部135、フィルター136、波長可変干渉フィルター5、及び受光素子137(検出部)等を含む検出装置(光学モジュール)と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部138(処理部)、電力を供給する電力供給部139等から構成されている。なお、波長可変干渉フィルター5の代わりに、上述した波長可変干渉フィルター5A,5Bや、光学フィルターデバイス600が設けられる構成としてもよい。また、光学部135は、光を射出する光源135Aと、光源135Aから入射された光をセンサーチップ110側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子137側に透過するビームスプリッター135Bと、レンズ135C,135D,135Eと、により構成されている。
また、図24に示すように、ガス検出装置100の表面には、操作パネル140、表示部141、外部とのインターフェイスのための接続部142、電力供給部139が設けられている。電力供給部139が二次電池の場合には、充電のための接続部143を備えてもよい。
更に、ガス検出装置100の制御部138は、図24に示すように、CPU等により構成された信号処理部144、光源135Aを制御するための光源ドライバー回路145、波長可変干渉フィルター5を制御するための駆動制御部15、受光素子137からの信号を受信する受光回路147、センサーチップ110のコードを読み取り、センサーチップ110の有無を検出するセンサーチップ検出器148からの信号を受信するセンサーチップ検出回路149、及び排出手段133を制御する排出ドライバー回路150などを備えている。なお、波長可変干渉フィルター5Bを用いる場合、駆動制御部15の代わりに、第三実施形態のような駆動制御部15Aを用いてもよい。
次に、上記のようなガス検出装置100の動作について、以下に説明する。
本体部130の上部のセンサー部カバー131の内部には、センサーチップ検出器148が設けられており、このセンサーチップ検出器148でセンサーチップ110の有無が検出される。信号処理部144は、センサーチップ検出器148からの検出信号を検出す
ると、センサーチップ110が装着された状態であると判断し、表示部141へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。
そして、例えば利用者により操作パネル140が操作され、操作パネル140から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部144へ出力されると、まず、信号処理部144は、光源ドライバー回路145に光源作動の信号を出力して光源135Aを作動させる。光源135Aが駆動されると、光源135Aから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光が射出される。また、光源135Aには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部144へ出力される。そして、信号処理部144は、光源135Aから入力された温度や光量に基づいて、光源135Aが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路150を制御して排出手段133を作動させる。これにより、検出すべき標的物質(ガス分子)を含んだ気体試料が、吸引口120Aから、吸引流路120B、センサーチップ110内、排出流路120C、排出口120Dへと誘導される。なお、吸引口120Aには、除塵フィルター120A1が設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気などが除去される。
また、センサーチップ110は、金属ナノ構造体が複数組み込まれ、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ110では、レーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成され、この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光、及びレイリー散乱光が発生する。
これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は、光学部135を通ってフィルター136に入射し、フィルター136によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が波長可変干渉フィルター5に入射する。そして、信号処理部144は、駆動制御部15に対して制御信号を出力する。これにより、駆動制御部15は、上記第一実施形態と同様にして波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56を駆動させ、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター5で分光させる。この後、分光した光が受光素子137で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路147を介して信号処理部144に出力される。この場合、波長可変干渉フィルター5から目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。
信号処理部144は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ROMに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部144は、表示部141にその結果情報を表示させたり、接続部142から外部へ出力したりする。
なお、上記図23及び図24において、ラマン散乱光を波長可変干渉フィルター5により分光して分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置100を例示したが、ガス検出装置として、ガス固有の吸光度を検出することでガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーを本発明の光学モジュールとして用いる。そして、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の電子機器とする。このような構成でも、波長可変干渉フィルターを用いてガスの成分を検出することができる。
また、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、上記のようなガスの検出に限られず、近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や、食物や生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の、物質成分分析装置を例示できる。
以下に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
図25は、本発明の光学モジュールを利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。
この食物分析装置200は、図25に示すように、検出器210(光学モジュール)と、制御部220と、表示部230と、を備えている。検出器210は、光を射出する光源211と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ212と、撮像レンズ212から導入された光を分光する波長可変干渉フィルター5と、分光された光を検出する撮像部213(検出部)と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター5の代わりに、上述した波長可変干渉フィルター5A,5Bや、光学フィルターデバイス600が設けられる構成としてもよい。
また、制御部220は、光源211の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部221と、波長可変干渉フィルター5を制御する駆動制御部15と、撮像部213を制御し、撮像部213で撮像された分光画像を取得する検出制御部223と、信号処理部224と、記憶部225と、を備えている。なお、波長可変干渉フィルター5Bを用いる場合、駆動制御部15の代わりに、第三実施形態のような駆動制御部15Aを用いてもよい。
この食物分析装置200は、システムを駆動させると、光源制御部221により光源211が制御されて、光源211から測定対象物に光が照射される。そして、測定対象物で反射された光は、撮像レンズ212を通って波長可変干渉フィルター5に入射する。波長可変干渉フィルター5は駆動制御部15の制御により、上記第一実施形態に示すような駆動方法で駆動される。これにより、波長可変干渉フィルター5から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、例えばCCDカメラ等により構成される撮像部213で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部225に蓄積される。また、信号処理部224は、駆動制御部15を制御して波長可変干渉フィルター5に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。
そして、信号処理部224は、記憶部225に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部225には、例えばスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されており、信号処理部224は、求めたスペクトルのデータを、記憶部225に記憶された食物に関する情報を基に分析し、検出対象に含まれる食物成分、及びその含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から、食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。更に、画像内のスペクトル分布を分析することで、検査対象の食物の中で鮮度が低下している部分の抽出等をも実施することができ、更には、食物内に含まれる異物等の検出をも実施することができる。
そして、信号処理部224は、上述のようにして得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部230に表示させる処理をする。
また、図25において、食物分析装置200の例を示すが、略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば血液等の体液成分を測定する装置として、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置として用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。
更には、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。
更には、本発明の光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
また、電子機器としては、本発明の光学モジュールにより光を分光することで、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機などにも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図26は、分光カメラの概略構成を示す模式図である。分光カメラ300は、図26に示すように、カメラ本体310と、撮像レンズユニット320と、撮像部330とを備えている。
カメラ本体310は、利用者により把持、操作される部分である。
撮像レンズユニット320は、カメラ本体310に設けられ、入射した画像光を撮像部330に導光する。また、この撮像レンズユニット320は、図26に示すように、対物レンズ321、結像レンズ322、及びこれらのレンズ間に設けられた波長可変干渉フィルター5を備えて構成されている。なお、波長可変干渉フィルター5の代わりに、上述した波長可変干渉フィルター5A,5Bや、光学フィルターデバイス600が設けられる構成としてもよい。
撮像部330は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット320により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ300では、波長可変干渉フィルター5により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。この時、各波長に対して、駆動制御部(図示略)が上記第一実施形態や第三実施形態に示すような本発明の駆動方法により波長可変干渉フィルター5を駆動させることで、精度よく目的波長の分光画像の画像光を取り出すことができる。
更には、本発明の光学モジュールをバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の光学モジュールを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
更には、光学モジュール及び電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、波長可変干渉フィルターにより、物質から射出された赤外エネルギー(赤外光)を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。
上記に示すように、本発明の光学モジュール、及び電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の光学モジュールは、上述のように、1デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光学モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
1…分光測定装置、5,5A,5B…波長可変干渉フィルター、10,10A…光学モジュール、15,15A…駆動制御部、20…制御部、51…固定基板、52…可動基板、54…固定反射膜、55…可動反射膜、56…静電アクチュエーター、100…ガス検出装置、151…電圧制御部、152…傾斜制御部、200…食物分析装置、300…分光カメラ、400…測色装置、430…制御装置、571…第一制御電極、572…第二制御電極、G1…反射膜間のギャップ、G3…制御電極間のギャップ。

Claims (16)

  1. 第一基板と、
    前記第一基板に対向するように配置される第二基板と、
    前記第一基板に設けられ第一反射膜と、
    前記第二基板に設けられ第二反射膜と、
    前記第一基板に設けられた第一制御電極と、
    前記第二基板に設けられ、前記第一制御電極に対向する第二制御電極と、
    前記第一制御電極に、前記第一基板の基板面に沿った第一方向に第一制御電流を流し、前記第二制御電極に、前記第二基板の基板面に沿い、かつ前記第一基板及び前記第二基板を基板厚み方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向第二方向に第二制御電流を流す傾斜制御部と、
    を備えたことを特徴とする光学モジュール。
  2. 請求項1に記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一制御電極前記第二制御電極の間のギャップ寸法は、前記第一反射膜及び前記第二反射膜間のギャップ寸法よりも小さい
    ことを特徴とする光学モジュール。
  3. 請求項2に記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一制御電極は、前記平面視において前記第一反射膜の外に設けられており、
    前記第二制御電極は、前記平面視において前記第二反射膜の外に設けられている
    ことを特徴とする光学モジュール。
  4. 請求項2に記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一制御電極は、前記平面視において前記第一反射膜と重畳して設けられており、
    前記第二制御電極は、前記平面視において前記第二反射膜と重畳して設けられている
    ことを特徴とする光学モジュール。
  5. 請求項2から請求項4のいずれかに記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一制御電極及び前記第二制御電極の少なくともいずれか一方には、前記第一制御電極及び前記第二制御電極の他方に対向する面に絶縁膜が設けられた
    ことを特徴とする光学モジュール。
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部を備えた
    ことを特徴とする光学モジュール。
  7. 請求項6に記載の光学モジュールにおいて、
    前記傾斜制御部は、前記ギャップ変更部により前記ギャップ寸法を変更した際に、前記ギャップ寸法の変動が収束するまでの間、前記第一制御電流及び前記第二制御電流を流す
    ことを特徴とする光学モジュール。
  8. 電性の第一反射膜と、
    前記第一反射膜に対向する導電性の第二反射膜と、
    前記第一反射膜に、前記第一反射膜の面方向に沿う第一方向に第一制御電流を流し、前記第二反射膜に、記第一方向とは逆方向第二方向に第二制御電流を流す傾斜制御部と、
    を備えたことを特徴とする光学モジュール。
  9. 請求項8に記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一反射膜が設けられた第一基板と、
    前記第二反射膜が設けられた第二基板と、
    を備えたことを特徴とする光学モジュール。
  10. 請求項8または請求項9に記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を変更するギャップ変更部を備える
    ことを特徴とする光学モジュール。
  11. 請求項10に記載の光学モジュールにおいて、
    前記傾斜制御部は、前記ギャップ変更部により前記ギャップ寸法を変更した際に、前記ギャップ寸法の変動が収束するまでの間、前記第一制御電流及び前記第二制御電流を流す
    ことを特徴とする光学モジュール。
  12. 請求項8から請求項11のいずれかに記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一反射膜は複数設けられ、これらの複数の前記第一反射膜が電気的に接続されており、
    前記第二反射膜は、複数の前記第一反射膜に対応して複数設けられ、これらの複数の第二反射膜が電気的に接続されている
    ことを特徴とする光学モジュール。
  13. 請求項1から請求項12のいずれかに記載の光学モジュールにおいて、
    前記第一反射膜及び前記第二反射膜の間のギャップ寸法を検出するギャップ検出部を備え、
    前記傾斜制御部は、前記ギャップ検出部により検出されたギャップ寸法に応じて、前記第一制御電流及び前記第二制御電流を制御する
    ことを特徴とする光学モジュール。
  14. 請求項1から請求項13のいずれかに記載の光学モジュールと、
    前記光学モジュールを制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする電子機器。
  15. 請求項1から請求項13のいずれかに記載の光学モジュールと、
    前記光学モジュールを制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする電子機器。
  16. 第一基板と、
    前記第一基板に設けられ第一反射膜と、
    前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、
    前記第一基板に設けられ、前記第一基板の基板面に沿った第一方向に第一制御電流が流れる第一制御電極と、
    前記第二基板に設けられ、前記第一制御電極に対向して、前記第一基板の厚み方向から見た平面視において前記第一方向とは逆方向となる第二方向に第二制御電流が流れる第二制御電極と、
    を備えたことを特徴とする光学モジュール。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6010275B2 (ja) * 2010-03-15 2016-10-19 セイコーエプソン株式会社 光フィルター並びにそれを用いた分析機器及び光機器
JP5987573B2 (ja) * 2012-09-12 2016-09-07 セイコーエプソン株式会社 光学モジュール、電子機器、及び駆動方法
US9780134B2 (en) * 2014-05-16 2017-10-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor device and method of forming the same
US10539507B2 (en) * 2016-01-29 2020-01-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Analyte detection package with tunable lens
JP7110081B2 (ja) * 2018-12-18 2022-08-01 浜松ホトニクス株式会社 制御装置、光学フィルタシステム、制御方法
DE102019215893A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-22 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil für eine optische Vorrichtung
CN113946014B (zh) * 2021-12-20 2022-03-04 南京高华科技股份有限公司 一种可调光谐振器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3729261A (en) * 1971-06-21 1973-04-24 Rca Corp Stabilized multipass interferometer
JPH07243963A (ja) 1994-03-07 1995-09-19 Yazaki Corp 光共振器とその製造方法
JP3801099B2 (ja) * 2002-06-04 2006-07-26 株式会社デンソー チューナブルフィルタ、その製造方法、及びそれを使用した光スイッチング装置
ATE284023T1 (de) * 2002-06-19 2004-12-15 John R Sandercock Stabilisiertes fabry-perot interferometer und verfahren zum stabilisieren eines fabry-perot interferometers
TW593125B (en) * 2002-08-09 2004-06-21 Ind Tech Res Inst MEMS type differential actuator
JP4729289B2 (ja) * 2003-12-04 2011-07-20 オリンパス株式会社 光偏向器
US7130104B2 (en) * 2004-09-27 2006-10-31 Idc, Llc Methods and devices for inhibiting tilting of a mirror in an interferometric modulator
JP2008183350A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Olympus Corp 可変分光素子、分光装置および内視鏡システム
JP2008197362A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Olympus Corp 可変分光素子
JP5521359B2 (ja) * 2008-03-13 2014-06-11 セイコーエプソン株式会社 光偏向器及びその製造方法
JP2010054627A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Toyota Central R&D Labs Inc 光学装置
JP5798709B2 (ja) * 2009-03-04 2015-10-21 セイコーエプソン株式会社 光フィルター及びそれを備えた光モジュール
JP6010275B2 (ja) * 2010-03-15 2016-10-19 セイコーエプソン株式会社 光フィルター並びにそれを用いた分析機器及び光機器
JP5458983B2 (ja) * 2010-03-15 2014-04-02 セイコーエプソン株式会社 光フィルターの製造方法
JP5589459B2 (ja) * 2010-03-15 2014-09-17 セイコーエプソン株式会社 光フィルター及び光フィルターモジュール並びに分析機器及び光機器
JP5668345B2 (ja) * 2010-07-13 2015-02-12 セイコーエプソン株式会社 光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器および光機器
JP5716412B2 (ja) * 2011-01-24 2015-05-13 セイコーエプソン株式会社 波長可変干渉フィルター、光モジュール、及び光分析装置

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