JP2012150263A - Optical filter, optical module, and analyzer - Google Patents
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Abstract
【課題】分解能の高い光フィルターを提供する。
【解決手段】表面研磨された第１研磨平面を有する第１基板５１と、第１基板５１に対向し、第１研磨平面に対向する表面研磨された第２研磨平面を有する第２基板５２と、第１研磨平面に設けられた第１反射膜５６と、第１研磨平面に設けられ第１反射膜を覆うＳｉＮ膜５８と、第２研磨平面に設けられ、第１反射膜に対向する第２反射膜５７と、第１反射膜５６および第２反射膜５７の間に反射膜間ギャップを形成するＳｉＯ2膜５３と、ＳｉＯ2膜５３と第２基板５２との間に形成された金属膜６０とを有する。
【選択図】図３An optical filter with high resolution is provided.
A first substrate having a first polished flat surface and a second substrate having a second polished flat surface facing the first substrate and facing the first polished plane. The first reflection film 56 provided on the first polishing plane, the SiN film 58 provided on the first polishing plane and covering the first reflection film, and the first reflection film provided on the second polishing plane and facing the first reflection film. 2 reflection film 57, SiO 2 film 53 that forms a gap between reflection films between first reflection film 56 and second reflection film 57, and metal formed between SiO 2 film 53 and second substrate 52 A film 60.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、入射光から所定の波長の光を取り出す光フィルター、この光フィルターを備えた光モジュール、およびこの光モジュールを備えた分析装置に関する。 The present invention relates to an optical filter that extracts light of a predetermined wavelength from incident light, an optical module that includes the optical filter, and an analyzer that includes the optical module.
従来、入射光から所定波長の光を透過または反射させる光フィルターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の光フィルターは、一対の基板のそれぞれ対向する面に、エッチングにより凹部を形成し、これらの基板を接合している。そして、この光フィルターでは、エッチングされた凹部の表面にファブリーペロー干渉計のミラーを構成している。
Conventionally, an optical filter that transmits or reflects light having a predetermined wavelength from incident light is known (see, for example, Patent Document 1).
In the optical filter described in Patent Document 1, recesses are formed by etching on the opposing surfaces of a pair of substrates, and these substrates are bonded together. In this optical filter, a mirror of a Fabry-Perot interferometer is formed on the surface of the etched recess.
しかしながら、上記特許文献１のように、基板に、エッチング加工を施す場合、エッチングされた面が傾斜したり、表面が荒れて凹凸が生じたりする場合がある。この場合、一対の対向するミラーも傾斜してミラー間の寸法がばらつくことや、ミラー面に凹凸が生じて光が散乱するなど、光フィルターの分解能が低下するという問題がある。 However, when the substrate is etched as in Patent Document 1, the etched surface may be inclined or the surface may be rough and uneven. In this case, there is a problem that the resolution of the optical filter is lowered, for example, the pair of opposing mirrors are also inclined to vary the dimension between the mirrors, and the mirror surface is uneven and light is scattered.
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
［適用例１］本適用例にかかる光フィルターは、表面研磨された第１研磨平面を有する第１基板と、前記第１基板に対向し、前記第１研磨平面に対向する表面研磨された第２研磨平面を有する第２基板と、前記第１研磨平面に設けられ入射した光を反射する第１反射膜と、前記第１研磨平面に設けられ前記第１反射膜を覆う保護膜と、前記第２研磨平面に設けられ、前記第１反射膜に対向し入射した光を反射する第２反射膜と、前記第１反射膜および前記第２反射膜の間に反射膜間ギャップを形成するギャップ形成膜と、前記ギャップ形成膜と前記第２基板との間に形成され前記ギャップ形成膜と前記第２基板とを接合する接合膜と、を具備したことを特徴とする。 Application Example 1 An optical filter according to this application example includes a first substrate having a surface-polished first polishing plane, a surface-polished first substrate facing the first substrate, and facing the first polishing plane. A second substrate having two polishing planes, a first reflection film that is provided on the first polishing plane and reflects incident light, a protective film that is provided on the first polishing plane and covers the first reflection film, A second reflection film provided on the second polishing plane and reflecting the incident light facing the first reflection film, and a gap forming an inter-reflection film gap between the first reflection film and the second reflection film And a bonding film that is formed between the gap formation film and the second substrate and bonds the gap formation film and the second substrate.
この構成によれば、第１基板に第１研磨平面が設けられ、第２基板に第２研磨平面が設けられて、これらの第１研磨平面および第２研磨平面が対向配置されている。そして、第１研磨平面および第２研磨平面に、第１反射膜および第２反射膜が互いに対向して設けられている。このような、第１研磨平面、第２研磨平面では、エッチング処理により形成される面に比べて、表面に傾斜や凹凸が形成されないため、第１研磨平面や第２研磨平面に設けられる第１反射膜および第２反射膜の表面にも傾斜や凹凸が形成されない。
このように、第１研磨平面および第２研磨平面に傾斜や凹凸がないため、第１反射膜および第２反射膜の表面も平滑面とすることができる。したがって、第１反射膜および第２反射膜の間の反射膜間ギャップの寸法が一様となり、また第１反射膜および第２反射膜のミラー面に凹凸が生じて光が散乱することが無く、高分解能の光フィルターを実現できる。
According to this configuration, the first polishing plane is provided on the first substrate, the second polishing plane is provided on the second substrate, and the first polishing plane and the second polishing plane are arranged to face each other. A first reflective film and a second reflective film are provided opposite to each other on the first polishing plane and the second polishing plane. In the first polishing plane and the second polishing plane, since the surface is not inclined or uneven as compared with the surface formed by the etching process, the first polishing plane provided on the first polishing plane or the second polishing plane is not provided. No inclination or unevenness is formed on the surfaces of the reflective film and the second reflective film.
As described above, since the first polishing plane and the second polishing plane are not inclined or uneven, the surfaces of the first reflection film and the second reflection film can be smooth. Therefore, the dimension of the gap between the reflection films between the first reflection film and the second reflection film becomes uniform, and the mirror surfaces of the first reflection film and the second reflection film are not uneven and light is not scattered. High resolution optical filter can be realized.
［適用例２］上記適用例にかかる光フィルターにおいて、前記第１基板は、前記第２基板に対向する面に凹状に形成された電極溝と、前記電極溝の溝底面に設けられる第１電極と、を備え、前記第２基板は、前記第１電極に対向する第２電極を備えることが望ましい。 Application Example 2 In the optical filter according to the application example, the first substrate includes an electrode groove formed in a concave shape on a surface facing the second substrate, and a first electrode provided on a groove bottom surface of the electrode groove. It is preferable that the second substrate includes a second electrode facing the first electrode.
この構成によれば、第１電極および第２電極の間に電圧を印加して、静電引力により、第１基板および第２基板のうち少なくともいずれか一方を撓ませて反射膜間ギャップの寸法を調整することができる。したがって、例えば測定対象光を構成する各波長の光の光量を測定する場合などにおいて、第１電極および第２電極に印加する電圧を順次切り替えることで、容易に、光フィルターから取り出す光の波長を切り替えることができる。 According to this configuration, a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, and at least one of the first substrate and the second substrate is deflected by electrostatic attraction, so that the size of the gap between the reflective films is measured. Can be adjusted. Therefore, for example, when measuring the amount of light of each wavelength constituting the measurement target light, the wavelength of the light extracted from the optical filter can be easily changed by sequentially switching the voltage applied to the first electrode and the second electrode. Can be switched.
［適用例３］上記適用例にかかる光フィルターにおいて、前記第１基板および前記第２基板は、ガラス基板であることが望ましい。 Application Example 3 In the optical filter according to the application example, it is preferable that the first substrate and the second substrate are glass substrates.
上記適用例では第１基板および第２基板の材料は可視光を透過する材料であればよいが、第１基板および第２基板としてガラス基板を用いるのが好ましい。ガラス基板では、鏡面研磨加工により平滑な平面を容易に得ることができる。また、ガラス基板は可視光を良好に透過することができ、可視光内の所望波長の光を、吸収などすることなく良好に取り出すことができる。 In the above application example, the material of the first substrate and the second substrate may be any material that transmits visible light, but it is preferable to use glass substrates as the first substrate and the second substrate. In a glass substrate, a smooth flat surface can be easily obtained by mirror polishing. In addition, the glass substrate can transmit visible light well, and light having a desired wavelength in visible light can be extracted well without being absorbed.
［適用例４］本適用例にかかる光モジュールは、上記記載の光フィルターと、前記光フィルターにより取り出される光の光量を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。 Application Example 4 An optical module according to this application example includes the above-described optical filter and a detection unit that detects the amount of light extracted by the optical filter.
上述したように、光フィルターは、第１反射膜および第２反射膜を、高精度に平行に維持することができるため、高分解能を実現できる。したがって、このような光フィルターを備えた光モジュールでは、高い分解能で取り出された所望の光を検出部で受光させることができ、所望波長の光の光量を正確に検出することができる。 As described above, since the optical filter can maintain the first reflective film and the second reflective film in parallel with high accuracy, high resolution can be realized. Therefore, in an optical module including such an optical filter, desired light extracted with high resolution can be received by the detection unit, and the amount of light having a desired wavelength can be accurately detected.
［適用例５］本適用例にかかる分析装置は、上記記載の光モジュールと、前記検出部により検出された光の光量に基づいて、光分析処理を実施する処理部と、を備えたことを特徴とする。 Application Example 5 An analyzer according to this application example includes the optical module described above and a processing unit that performs optical analysis processing based on the amount of light detected by the detection unit. Features.
分析装置としては、上記のような光モジュールにより検出された光の光量に基づいて、光フィルターに入射した光の色度や明るさなどを分析する光測定器、ガスの吸収波長を検出してガスの種類を検査するガス検出装置、受光した光からその波長の光に含まれるデータを取得する光通信装置などを例示することができる。
上述したように、光モジュールにより、所望波長の光の正確な光量を検出することができるため、分析装置では、このような正確なデータに基づいて、正確な分析処理を実施できる。
As an analyzer, based on the amount of light detected by the optical module as described above, a photometer that analyzes the chromaticity and brightness of the light incident on the optical filter, and detects the absorption wavelength of the gas Examples include a gas detection device that inspects the type of gas, and an optical communication device that acquires data contained in light of that wavelength from received light.
As described above, the optical module can detect an accurate light amount of light having a desired wavelength, and thus the analyzer can perform an accurate analysis process based on such accurate data.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
〔１．測色装置の全体構成〕
図１は、本発明に係る実施形態の測色装置の概略構成を示す図である。
この測色装置１は、本実施形態の分析装置であり、図１に示すように、検査対象Ａに光を射出する光源装置２と、光モジュールである測色センサー３と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４とを備えている。そして、この測色装置１は、光源装置２から射出される光を検査対象Ａにて反射させ、反射された光を測色センサーにて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、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。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the ratio of dimensions of each member is appropriately changed so that each member has a recognizable size.
[1. Overall configuration of the color measuring device]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a color measurement device according to an embodiment of the present invention.
The color measurement device 1 is an analysis device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the color measurement device 1 is a
〔２．光源装置の構成〕
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１には１つのみ記載）を備え、検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれており、光源装置２は、光源２１から射出された白色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２を備える測色装置１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２が設けられない構成としてもよい。
[2. Configuration of light source device]
The
In the present embodiment, the colorimetric device 1 including the
〔３．測色センサーの構成〕
測色センサー３は、図１に示すように、本発明の光フィルターを構成するエタロン５と、エタロン５を透過する光を受光する検出部３１と、エタロン５で透過させる光の波長を可変する電圧制御部６と、を備えている。また、測色センサー３は、エタロン５に対向する位置に、検査対象Ａで反射された反射光を、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３は、エタロン５により、入射光学レンズから入射した光のうち、所定波長の光のみを分光し、分光した光を検出部３１にて受光する。
検出部３１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、検出部３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
[3. (Configuration of colorimetric sensor)
As shown in FIG. 1, the colorimetric sensor 3 varies the wavelength of light transmitted through the
The
（３−１．エタロンの構成）
図２は、本発明の光フィルターを構成するエタロン５の概略構成を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断線に沿う断面図である。なお、図１では、エタロン５に検査対象からの光が図中下側から入射しているが、図３では、検査対象の光が図中上側から入射するものとする。
エタロン５は、図２に示すように、例えば一辺が１０ｍｍ程度に形成される平面正方形状の板状の光学部材である。このエタロン５は、図３に示すように、第１基板５１、および第２基板５２を備えている。これらの２枚の基板５１，５２は、可視光を透過する母材であればよく、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、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶、石英などにより形成されている。これらの中でも、各基板５１，５２の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより各基板５１，５２を形成することで、後述する反射膜５６，５７や、各電極の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。また、ガラスは、可視光の透過特性が良好であるため、本実施形態のように、検査対象Ａの色を測定する場合では、基板５１，５２での光の吸収を抑えることができ、測色処理に適している。そして、これらの２つの基板５１，５２は、外周縁に沿って形成される接合膜としての金属膜６０（第１金属膜６０ａ、第２金属膜６０ｂ）により接合されることで、一体に構成されている。
(3-1. Composition of etalon)
2 is a plan view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 2, the
また、第１基板５１と、第２基板５２との間には、第１反射膜５６および第２反射膜５７が設けられる。ここで、第１反射膜５６は、第１基板５１の第２基板５２に対向する面に固定され、第２反射膜５７は、第２基板５２の第１基板５１に対向する面に固定されている。また、これらの第１反射膜５６および第２反射膜５７は、反射膜間ギャップを介して対向配置されている。
さらに、第１基板５１と第２基板５２との間には、第１反射膜５６および第２反射膜５７の間の反射膜間ギャップの寸法を調整するための静電アクチュエーター５４が設けられている。
なお、本実施形態では、上述したように、平面視正方形状のエタロン５を例示するが、これに限定されるものではなく、例えば、平面視円形状、平面視多角形状に形成されていてもよい。
A first
Further, an
In the present embodiment, as described above, the
（３−１−１．第１基板の構成）
図２、図３に示すように、第１基板５１は、厚みが例えば５００μｍに形成される略正方形状のガラス基板により形成される。
この第１基板５１には、第２基板５２に対向する対向面に、電極溝５１１、およびこの電極溝５１１から外周の四隅に向かって延出形成される配線溝が、エッチングにより形成されている。
具体的には、電極溝５１１は、エタロン平面視（基板厚み方向から第１基板５１を見る平面視）において、平面中心点を中心とするリング形状に形成されている。
また、配線溝は、電極溝５１１の外輪縁５１１Ｂから第１基板５１の４頂点に向かって延出し、電極溝５１１と同一深さ寸法に形成されている。
(3-1-1. Configuration of the first substrate)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In the
Specifically, the
The wiring groove extends from the
電極溝５１１の内輪縁５１１Ａおよび外輪縁５１１Ｂの間の溝底面には、静電アクチュエーター５４を構成するリング状の第１電極５４１が形成されている。また、４つの配線溝のうち、平面中心点に対して点対称となる一対の配線溝には、第１電極５４１に接続される第１電極線５４１Ａが形成されている。これらの第１電極線５４１Ａの先端には、それぞれ第１電極パッド５４１Ｂが形成され、これらの第１電極パッド５４１Ｂが電圧制御部６に接続されている。
ここで、静電アクチュエーター５４を駆動させる際には、電圧制御部６により、一対の第１電極パッド５４１Ｂのうちのいずれか一方にのみに電圧が印加される。そして、他方の第１電極パッド５４１Ｂは、第１電極５４１の電荷保持量を検出するための検出端子として用いられる。
なお、本実施形態では、一対の第１電極パッド５４１Ｂのうちの一方に電圧を印加する構成を例示するが、一対の第１電極パッド５４１Ｂの双方に電圧印加する構成としてもよい。また、４つの配線溝のうちの１つにのみ、第１電極線５４１Ａおよび第１電極パッド５４１Ｂが形成される構成などとしてもよい。
A ring-shaped
Here, when driving the
In the present embodiment, a configuration in which a voltage is applied to one of the pair of
そして、第１基板５１の表面領域のうち、電極溝５１１および配線溝の形成領域以外の基板表面は、鏡面研磨加工により平面に形成されている。これにより、電極溝５１１の内輪縁５１１Ａの径内側は、鏡面研磨加工された平面となり、第１反射膜形成面５１３（本実施形態の第１研磨平面）が形成される。
この第１反射膜形成面５１３には、例えば直径が約３ｍｍの円形状に形成される第１反射膜５６が固定されている。この第１反射膜５６は、例えばＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｇの各層を順に積層することにより形成される反射膜であり、スパッタリングなどの手法により第１反射膜形成面５１３に形成される。なお、第１反射膜５６を構成する各層の積層順としては、エタロン５により分光する光の波長域や、所望する分解能により適宜設定されるものであり、上記の積層順には限定されない。また、本実施形態では、第１反射膜５６として、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｇの各層を適宜組み合わせて積層することで構成される例を示したが、例えばＳｉＯ2、ＴｉＯ2を順に積層した誘電多層膜としてもよく、その他、例えばＡｇＣ単層膜などの単層膜を反射膜として形成してもよい。
Of the surface region of the
For example, a first
そして、第１基板５１の電極溝５１１の外方には、第１接合面５１４が形成されている。この第１接合面５１４には、上述したように、第１基板５１および第２基板５２を接合する接合膜としての第１金属膜６０ａが形成されている。
この第１金属膜６０ａとしては、例えば、クロム（Ｃｒ）膜を下地とする金（Ａｕ）膜が採用される。
また、他の接合膜としてプラズマ重合膜を利用できる。プラズマ重合膜の主原料としては、例えば、ポリオルガノシロキサンが挙げられ、このような主原料により形成されたプラズマ重合膜では、第１基板５１および第２基板５２の接合時に紫外線照射により迅速に硬化させることが可能である。
A first bonding surface 514 is formed outside the
As the
Further, a plasma polymerization film can be used as another bonding film. Examples of the main raw material of the plasma polymerized film include polyorganosiloxane, and in the case of the plasma polymerized film formed of such a main raw material, it is rapidly cured by ultraviolet irradiation when the
さらに、第１反射膜５６を覆う保護膜としてのＳｉＮ膜５８が形成されている。このＳｉＮ膜５８は第１反射膜５６の最表面に形成されるＡｇ膜、Ａｇ合金膜の保護膜として作用し、厚みが５０ｎｍ程度に成膜されている。
Further, a
（３−１−２．第２基板の構成）
第２基板５２は、例えば厚み寸法が２００μｍに形成されるガラス基板をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、第２基板５２には、図２に示すような平面視において、基板中心点を中心とした円形の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する連結保持部５２２と、を備えている。この連結保持部５２２の外周径寸法は、第１基板５１の電極溝５１１の外周径寸法と同一寸法に形成されている。
(3-1-2. Configuration of Second Substrate)
The
Specifically, the
可動部５２１は、連結保持部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、図３に示すように、第２基板５２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。
The
連結保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。この連結保持部５２２の第１基板５１に対向する面には、第１電極５４１と、約１μｍのギャップを介して対向する、リング状の第２電極５４２が形成されている。ここで、この第２電極５４２および前述した第１電極５４１により、静電アクチュエーター５４が構成される。
また、第２電極５４２の外周縁の一部からは、一対の第２電極線５４２Ａが外周方向に向かって形成されている。具体的には、図２に示すように、第２電極線５４２Ａは、エタロン平面視において、第１電極線５４１Ａが形成される一方の対角線方向とは異なる、他方の対角線方向に沿って形成されている。したがって、第１基板５１および第２基板５２を接合した際に、第１電極線５４１Ａおよび第２電極線５４２Ａはエタロン平面視において重ならない。そして、これらの第２電極線５４２Ａの先端には、それぞれ第２電極パッド５４２Ｂが形成され、これらの第２電極パッド５４２Ｂが電圧制御部６に接続される。
The
In addition, a pair of
ここで、静電アクチュエーター５４を駆動させる際には、第１電極５４１と同様、電圧制御部６により、一対の第２電極パッド５４２Ｂのうちのいずれか一方にのみに電圧が印加される。そして、他方の第２電極パッド５４２Ｂは、第２電極５４２の電荷保持量を検出するための検出端子として用いられる。
Here, when the
また、第２基板５２の、連結保持部５２２の形成領域以外の基板表面は鏡面研磨加工により平面に加工されている。したがって、可動部５２１の第１基板５１に対向する面も、鏡面研磨加工された平面となり、第１反射膜形成面５１３に対向する第２反射膜形成面５２３（本実施形態の第２研磨平面）を構成する。
この第２反射膜形成面５２３には、第１反射膜５６と同一構成の第２反射膜５７が形成されており、第１反射膜５６と反射膜間ギャップを介して平行に保持されている。なお、第２反射膜５７の構成は、第１反射膜５６と同一であるため、ここでの説明は省略する。
The substrate surface of the
A second
（３−２．電圧制御部の構成）
図１に戻って、電圧制御部６は、制御装置４からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター５４の第１電極５４１および第２電極５４２に印加する電圧を制御する。
(3-2. Configuration of voltage control unit)
Returning to FIG. 1, the voltage control unit 6 controls the voltage applied to the
〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色装置１の全体動作を制御する。
この制御装置４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４は、図１に示すように、光源制御部４１、測色センサー制御部４２、および測色処理部４３（本実施形態の処理部）などを備えて構成されている。
[4. Configuration of control device]
The
As the
As shown in FIG. 1, the
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２から所定の明るさの白色光を射出させる。
The light
測色センサー制御部４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３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３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御部６は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター５４への印加電圧を設定する。
The colorimetric
測色処理部４３は、測色センサー制御部４２を制御して、エタロン５の反射膜間ギャップを変動させて、エタロン５を透過する光の波長を変化させる。また、測色処理部４３は、検出部３１から入力される受光信号に基づいて、エタロン５を透過した光の光量を取得する。そして、測色処理部４３は、上記により得られた各波長の光の受光量に基づいて、検出対象Ａにより反射された光の色度を算出する。
The
〔５．エタロンの製造方法〕
次に、上記エタロン５の製造方法について、図面に基づいて説明する。
[5. Etalon Manufacturing Method)
Next, a method for manufacturing the
（５−１．第１基板の製造）
図４、図５は、エタロン５の第１基板５１の製造工程を示す図である。
第１基板５１を製造するために、まず、図４（ａ）に示すように、第１基板５１の製造素材である母材（ガラス基板）を準備し、切削工程、研磨工程を経て、平均表面粗さＲａが例えば１ｎｍ以下となる表面に加工する。これにより、第１基板５１の厚み寸法を均一にでき、基板表面を鏡面状の平滑面にすることができる。
次に、図４（ｂ）に示すように、第１基板５１の表面（第１反射膜形成面５１３）に第１反射膜５６を形成する。第１反射膜５６はスパッタリング、真空蒸着などの手法により成膜し、リフトオフにてパターニングして形成する。
(5-1. Production of first substrate)
4 and 5 are diagrams showing the manufacturing process of the
In order to manufacture the
Next, as shown in FIG. 4B, the first
続いて、図４（ｃ）に示すように、第１基板５１の表面から第１反射膜５６を覆うＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）５８を成膜する。ＳｉＮ膜５８は、第１反射膜５６の光学特性を損なわないように５０ｎｍ程度の厚みに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの手法により形成する。
そして、図４（ｄ）に示すように、ＳｉＮ膜５８の上にギャップ形成膜としてのＳｉＯ2膜（酸化シリコン膜）５３を成膜する。ＳｉＯ2膜５３は、反射膜間の初期ギャップ寸法を確保するために、およそ１μｍの厚みに形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, a SiN film (silicon nitride film) 58 covering the first
Then, as shown in FIG. 4D, an SiO 2 film (silicon oxide film) 53 as a gap forming film is formed on the
次に、図５（ａ）に示すように、第１基板５１の中央部のＳｉＯ2膜５３をエッチングして除去する。具体的には、第１基板５１の一面に、フォトリソグラフィ法を用いて、ＳｉＯ2膜５３を残す部分にレジストパターンを形成し、フッ酸系のエッチャントを用いてウェットエッチングが行なわれる。このとき、ＳｉＮ膜５８はフッ酸系のエッチャントではエッチングされず、ＳｉＮ膜５８がエッチングストッパー膜として作用する。このため、エッチング工程が容易になる。
Next, as shown in FIG. 5A, the SiO 2 film 53 at the center of the
続いて、図５（ｂ）に示すように、電極溝５１１をエッチングにて形成する。具体的には、第１基板５１の一面に、フォトリソグラフィ法を用いて、レジストをパターニングし、ドライエッチングにてＳｉＮ膜５８および第１基板５１をエッチングする。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, an
次に、図５（ｃ）に示すように、電極溝５１１に第１電極５４１（第１電極線５４１Ａ、および第１電極パッド５４１Ｂを含む）を形成する。また、同時にＳｉＯ2膜５３の上に第１金属膜６０ａを形成する。第１電極５４１および第１金属膜６０ａはスパッタリング、真空蒸着などの手法により成膜し、リフトオフにてパターニングして形成する。
第１電極５４１および第１金属膜６０ａはクロム（Ｃｒ）膜を下地とする金（Ａｕ）膜にて形成されるため、同一の工程で両者を形成することが可能である。
Next, as illustrated in FIG. 5C, the first electrode 541 (including the
Since the
なお、上記の工程を分けて、第１電極５４１としてＩＴＯを用い、接合膜としての第１金属膜６０ａをＣｒ／Ａｕなどの金属膜として形成しても良い。
Note that ITO may be used as the
（５−２．第２基板の製造）
次に、第２基板５２の製造方法について説明する。
図６は、第２基板の製造工程の概略を示す断面図である。
(5-2. Production of second substrate)
Next, a method for manufacturing the
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the manufacturing process of the second substrate.
第２基板５２の形成では、まず、図６（ａ）に示すように、第２基板５２の形成素材である母材（ガラス基板）を用意し、切削等により、例えば厚み寸法を２００μｍの均一厚みに形成する。そして、母材の表面を鏡面研磨加工することで、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下の平滑面にする。
In the formation of the
この後、図６（ｂ）に示すように、第２基板５２の一面側をエッチングすることで、可動部５２１および連結保持部５２２を形成する。この際、電極溝５１１の形成と同様に、第２基板５２の一面に、フォトリソグラフィ法を用いて、連結保持部５２２を形成するためのレジストパターンを形成し、ウェットエッチングにより加工する。ウェットエッチングでは、エッチング剤として、ＢＨＦ（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：６）やＨＦ（ＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：１０）等のフッ素酸水溶液を用いる。
Thereafter, as shown in FIG. 6B, the
次に、図６（ｃ）に示すように、第２基板５２の他面側（第１基板５１に対向する面）に、第２反射膜５７を形成する。この第２反射膜５７は、第１反射膜５６と同様に、リフトオフプロセスにより成膜する。すなわち、フォトリソグラフィ法により、第２基板５２上に第２反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を成膜し、第２反射膜５７を形成する各層（ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，Ａｇ）を積層して成膜する。そして、リフトオフにより、第２反射膜形成面５２３以外の反射膜を除去して、第２反射膜５７を形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, a second
この後、図６（ｄ）に示すように、第２電極５４２（第２電極線５４２Ａ、第２電極パッド５４２Ｂ含む）を形成する。また、同時に接合膜としての第２金属膜６０ｂを形成する。第２電極５４２および第２金属膜６０ｂはスパッタリング、真空蒸着などの手法により成膜し、リフトオフにてパターニングして形成する。
第２電極５４２および第２金属膜６０ｂはクロム（Ｃｒ）膜を下地とする金（Ａｕ）膜にて形成されるため、同一の工程で両者を形成することが可能である。
なお、上記の工程を分けて、第２電極５４２としてＩＴＯを用い、接合膜としての第２金属膜６０ｂをＣｒ／Ａｕなどの金属膜として形成しても良い。
Thereafter, as shown in FIG. 6D, the second electrode 542 (including the
Since the
Note that ITO may be used as the
（５−３．第１基板および第２基板の接合）
第１基板５１および第２基板５２の接合では、第１基板５１に形成された第１金属膜６０ａと、第２基板５２に形成された第２金属膜６０ｂとを重ね合わせて接合する接合工程を実施する。
図７は、第１基板および第２基板の接合させる接合工程の一部を示す図である。
まず、基台７１に載置した第１基板５１に、第２基板５２を重ね合わせる。このとき、第１基板５１の第１金属膜６０ａと、第２基板５２の第２金属膜６０ｂとが重なるように位置決めする。そして、第２基板５２の上面を、押圧部材７２で押圧する。また、基台７１および押圧部材７２にはヒーターなどの加熱手段が組み込まれ、基台７１および押圧部材７２を一定温度に保持可能となっている。このように、温度と圧力が加わった第１金属膜６０ａと、第２金属膜６０ｂとの間で金属間接合が行なわれる。本実施形態では、金膜と金膜とが接触し、金属間接合が行なわれる。
(5-3. Bonding of first substrate and second substrate)
In the joining of the
FIG. 7 is a diagram illustrating a part of a bonding process for bonding the first substrate and the second substrate.
First, the
なお、第１基板５１に形成される第１金属膜６０ａに代えて、プラズマ重合膜を形成し、第２基板５２の第２金属膜６０ｂを形成せずに、プラズマ重合膜と第２基板５２とを接合することも可能である。プラズマ重合膜の形成では、主材料にポリオルガノシロキサンを用いることが好ましい。
具体的には、まず、プラズマ重合膜および第２基板５２を活性化させる表面活性化工程を実施する。ここで、この活性化とは、プラズマ重合膜や第２基板５２の表面及び内部の分子結合が切断されて終端化されていない結合手が生じた状態や、その切断された結合手にＯＨ基が結合した状態、又は、これらの状態が混在した状態をいう。
この表面活性化工程では、プラズマ重合膜や第２基板５２の表面を効率よく活性化させるためにプラズマを照射する方法が好ましい。この方法では、プラズマ重合膜や第２基板５２の分子構造を必要以上に切断することなく、プラズマ重合膜の特性の低下を避けることが可能となる。
そして、プラズマ重合膜および第２基板５２を活性化した後、プラズマ重合膜と第２基板５２とを重ね合わせ、押圧して加圧接合させる。
Instead of the
Specifically, first, a surface activation process for activating the plasma polymerization film and the
In this surface activation step, a method of irradiating plasma is preferable in order to efficiently activate the surface of the plasma polymerization film and the
Then, after the plasma polymerization film and the
〔６．本実施形態の作用効果〕
上述したように、本実施形態の測色装置１の測色センサー３に設けられたエタロン５では、第１基板５１および第２基板５２の鏡面研磨加工された母材表面である第１反射膜形成面５１３および第２反射膜形成面５２３に、第１反射膜５６および第２反射膜５７が形成されている。そして、これらの第１基板５１および第２基板５２は、金属膜６０により接合され、ＳｉＯ2膜５３の厚み寸法により、第１反射膜５６および第２反射膜５７の反射膜間ギャップの寸法が規定されている。
[6. Effects of this embodiment]
As described above, in the
このような構成のエタロン５では、第１反射膜５６および第２反射膜５７が鏡面研磨加工された第１反射膜形成面５１３および第２反射膜形成面５２３に形成されているため、凹凸が発生しない。
以上により、第１反射膜５６および第２反射膜５７が平行に維持され、高分解能のエタロン５を提供することができる。
In the
As described above, the first
さらに、このような高分解能で所望の波長の光を透過させることができるエタロン５を備えた測色センサー３では、検出部３１に、測定対象となる所望波長の光がより多く受光され、測定対象外の波長の光の光量が小さくなる。したがって、所望波長の光の光量をより正確に検出することができる。さらには、このような測色センサー３を備えた測色装置１においても、各波長の光に対する光量を正確に検出することができるため、これらの各波長の光の光量に基づいて、正確な分析処理を実施することができ、検査対象Ａのより正確な色度を測定することができる。
Further, in the colorimetric sensor 3 including the
また、エタロン５を構成する第１基板５１および第２基板５２は、ガラス基板により形成されている。このようなガラス基板では、鏡面研磨加工により、容易に平滑な平面である第１反射膜形成面５１３、および第２反射膜形成面５２３を形成することができ、このような第１反射膜形成面５１３、および第２反射膜形成面５２３に第１反射膜５６および第２反射膜５７を形成することで、反射膜表面に凹凸や傾斜が生じず、高分解能を容易に実現できる。
Moreover, the 1st board |
１…分析装置である測色装置、２…光源装置、３…光モジュールである測色センサー、４…制御装置、５…光フィルターであるエタロン、６…電圧制御部、２１…光源、２２…レンズ、３１…検出部、４１…光源制御部、４２…測色センサー制御部、４３…処理部である測色処理部、５１…第１基板、５２…第２基板、５３…ギャップ形成膜としてのＳｉＯ2膜、５４…静電アクチュエーター、５６…第１反射膜、５７…第２反射膜、５８…保護膜としてのＳｉＮ膜、６０…接合膜としての金属膜、６０ａ…第１金属膜、６０ｂ…第２金属膜、７１…基台、７２…押圧部材、５１１…電極溝、５１１Ａ…内輪縁、５１１Ｂ…外輪縁、５１３…第１反射膜形成面、５２１…可動部、５２２…連結保持部、５２３…第２反射膜形成面、５４１…第１電極、５４１Ａ…第１電極線、５４１Ｂ…第１電極パッド、５４２…第２電極、５４２Ａ…第２電極線、５４２Ｂ…第２電極パッド。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color measuring device which is an analyzer, 2 ... Light source device, 3 ... Color measuring sensor which is an optical module, 4 ... Control device, 5 ... Etalon which is an optical filter, 6 ... Voltage control part, 21 ... Light source, 22 ... Lens: 31...
Claims (5)
前記第１基板に対向し、前記第１研磨平面に対向する表面研磨された第２研磨平面を有する第２基板と、
前記第１研磨平面に設けられ入射した光を反射する第１反射膜と、
前記第１研磨平面に設けられ前記第１反射膜を覆う保護膜と、
前記第２研磨平面に設けられ、前記第１反射膜に対向し入射した光を反射する第２反射膜と、
前記第１反射膜および前記第２反射膜の間に反射膜間ギャップを形成するギャップ形成膜と、
前記ギャップ形成膜と前記第２基板との間に形成され前記ギャップ形成膜と前記第２基板とを接合する接合膜と、
を具備したことを特徴とする光フィルター。 A first substrate having a first polished flat surface that is polished;
A second substrate having a second polished plane facing the first substrate and facing the first polished plane;
A first reflective film that is provided on the first polishing plane and reflects incident light;
A protective film provided on the first polishing plane and covering the first reflective film;
A second reflective film provided on the second polishing plane and reflecting the incident light facing the first reflective film;
A gap forming film for forming a gap between the reflective films between the first reflective film and the second reflective film;
A bonding film formed between the gap forming film and the second substrate and bonding the gap forming film and the second substrate;
An optical filter comprising:
前記第１基板は、前記第２基板に対向する面に凹状に形成された電極溝と、前記電極溝の溝底面に設けられる第１電極と、を備え、
前記第２基板は、前記第１電極に対向する第２電極を備える
ことを特徴とする光フィルター。 The optical filter according to claim 1,
The first substrate includes an electrode groove formed in a concave shape on a surface facing the second substrate, and a first electrode provided on a groove bottom surface of the electrode groove,
The second substrate includes a second electrode opposed to the first electrode. The optical filter.
前記第１基板および前記第２基板は、ガラス基板である
ことを特徴とする光フィルター。 The optical filter according to claim 1 or 2,
The optical filter, wherein the first substrate and the second substrate are glass substrates.
前記光フィルターにより取り出される光の光量を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする光モジュール。 An optical filter according to any one of claims 1 to 3,
A detection unit for detecting the amount of light extracted by the optical filter;
An optical module comprising:
前記検出部により検出された光の光量に基づいて、光分析処理を実施する処理部と、
を備えたことを特徴とする分析装置。 An optical module according to claim 4,
Based on the amount of light detected by the detection unit, a processing unit for performing an optical analysis process,
An analyzer characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011008623A JP2012150263A (en) | 2011-01-19 | 2011-01-19 | Optical filter, optical module, and analyzer |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014167508A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Kyocera Crystal Device Corp | Etalon and etalon equipment |
| CN104060221A (en) * | 2013-03-23 | 2014-09-24 | 京瓷晶体元件有限公司 | Method Of Manufacturing Optical Device |
| JP2014178409A (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Seiko Epson Corp | Interference filter, manufacturing method of interference filter, optical module, electronic apparatus and joint substrate |
| JP2014186174A (en) * | 2013-03-23 | 2014-10-02 | Kyocera Crystal Device Corp | Method for manufacturing optical device |
| US9443993B2 (en) | 2013-03-28 | 2016-09-13 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor and method for manufacturing same |
-
2011
- 2011-01-19 JP JP2011008623A patent/JP2012150263A/en not_active Withdrawn
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