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JP2014013339A - Wavelength variable interference filter, optical filter device, optical module, and electronic equipment - Google Patents

Wavelength variable interference filter, optical filter device, optical module, and electronic equipment Download PDF

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JP2014013339A
JP2014013339A JP2012151142A JP2012151142A JP2014013339A JP 2014013339 A JP2014013339 A JP 2014013339A JP 2012151142 A JP2012151142 A JP 2012151142A JP 2012151142 A JP2012151142 A JP 2012151142A JP 2014013339 A JP2014013339 A JP 2014013339A
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JP
Japan
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substrate
electrode
region
reflective film
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012151142A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Sano
朗 佐野
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】高精度にギャップの調整ができ、ギャップを大きく変化させることができる波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器を提供する。
【解決手段】波長可変干渉フィルター5は、第一反射膜54が設けられる第一基板51と、第二反射膜55が設けられる第二基板52と、第一基板上に設けられた第一電極561と、第二基板上に設けられ、第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極562と、第一電極及び第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜57と、を備えて構成された静電アクチュエーター56と、を備え、平面視において、第一電極及び第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、誘電体膜が設けられた第一領域は、アクチュエーター領域のうちの光干渉領域Arから離れる側に設けられている。
【選択図】図5
The present invention provides a variable wavelength interference filter, an optical filter device, an optical module, and an electronic apparatus that can adjust a gap with high accuracy and can greatly change the gap.
The variable wavelength interference filter includes a first substrate on which a first reflective film is provided, a second substrate on which a second reflective film is provided, and a first electrode provided on the first substrate. 561, a second electrode 562 provided on the second substrate and facing the first electrode through a predetermined gap, and a dielectric provided on a part of at least one surface of the first electrode and the second electrode Of the actuator region where the first electrode and the second electrode overlap in the plan view, the first region where the dielectric film is provided is the actuator. It is provided on the side away from the optical interference region Ar 0 of regions.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器に関する。   The present invention relates to a wavelength tunable interference filter, an optical filter device, an optical module, and an electronic apparatus.

従来、互いに対向する一対の反射膜を有し、この反射膜間の距離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)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a wavelength variable interference filter that has a pair of reflective films facing each other and extracts light of a predetermined wavelength from light to be measured by changing the distance between the reflective films is known (for example, Patent Documents). 1).

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、第二基板を変形させ、反射膜間ギャップを調整することが可能となる。   The wavelength variable interference filter (optical resonator) described in Patent Document 1 includes a first substrate and a second substrate that face each other, a reflective film that is disposed on each substrate and faces each other via a gap between the reflective films, Electrodes disposed on each substrate and facing each other are provided. In such a wavelength variable interference filter, by applying a voltage between the electrodes, the second substrate can be deformed and the gap between the reflective films can be adjusted.

特開平7−243963号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-243963

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、一対の電極により構成される1つの静電アクチュエーターにより反射膜間ギャップを制御する構成であるため、反射膜間ギャップ制御時には第二基板に反りが生じて反射膜の平行性が悪化してしまい、結果として、分解能が悪化するという課題があった。   By the way, the wavelength variable interference filter of Patent Document 1 is configured to control the gap between the reflection films by one electrostatic actuator constituted by a pair of electrodes. Therefore, the second substrate is warped during the gap control between the reflection films. As a result, the parallelism of the reflective film deteriorates, resulting in a problem that the resolution deteriorates.

本発明は、高分解能を有する波長可変干渉フィルター、光学フィルターデバイス、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。   An object of the present invention is to provide a variable wavelength interference filter, an optical filter device, an optical module, and an electronic apparatus having high resolution.

本発明の波長可変干渉フィルターは、第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板上に設けられた第一反射膜と、前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜と、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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターと、を備え、前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられていることを特徴とする。   The wavelength tunable interference filter of the present invention is provided on the first substrate, the second substrate facing the first substrate, the first reflective film provided on the first substrate, and the second substrate, The second reflective film facing the first reflective film with a gap, and the first reflective film and the second reflective film in a plan view of the first substrate and the second substrate viewed from the substrate thickness direction. An electrostatic actuator provided outside the overlapping optical interference region and changing the gap, wherein the electrostatic actuator is provided on the first substrate and on the second substrate. A second electrode facing the first electrode via a predetermined gap, and a dielectric film provided on a part of at least one surface of the first electrode and the second electrode. In the plan view, the first electric And among the actuators region where the second electrode overlap each other, the first region where the dielectric layer is provided, characterized in that provided on the side away from the optical interference region of the actuator region.

本発明では、平面視において、誘電体膜が形成されている第一領域が、光干渉領域から離れる側に形成されている。このような構成では、誘電体膜により高い静電引力が働くため、アクチュエーター領域のうち、誘電体膜が存在する第一領域の静電引力は大きく、アクチュエーター領域のうち、誘電体膜が設けられていない内側の領域の静電引力は第一領域よりも小さくなる。そして、光干渉領域から離れる側に位置する第一領域では静電引力が大きい領域となり、それ以外の第二領域では静電引力が小さい領域となるため、1つの静電アクチュエーターで異なる静電引力領域を有する分布が形成される。このような静電アクチュエーターによりギャップを制御すると、第二基板が撓んだ場合でも第一領域に強い静電引力が作用して、内側の撓みを抑制することができ、第二反射膜の撓みも抑制することができる。したがって、各反射膜の平行度を保った状態で反射膜間ギャップを変化させることが可能となり、分解能の高い、即ち半値幅の狭い光を取り出すことが可能となる。   In the present invention, the first region where the dielectric film is formed is formed on the side away from the optical interference region in plan view. In such a configuration, since a high electrostatic attraction acts on the dielectric film, the electrostatic attraction of the first area where the dielectric film exists is large in the actuator area, and the dielectric film is provided in the actuator area. The electrostatic attraction in the inner area that is not is smaller than in the first area. The first region located on the side away from the optical interference region is a region having a large electrostatic attraction, and the other second region is a region having a small electrostatic attraction. A distribution having regions is formed. When the gap is controlled by such an electrostatic actuator, even when the second substrate is bent, a strong electrostatic attractive force acts on the first region, and the inner bending can be suppressed, and the second reflecting film can be bent. Can also be suppressed. Therefore, it is possible to change the gap between the reflection films while maintaining the parallelism of each reflection film, and it is possible to extract light with high resolution, that is, a narrow half-value width.

本発明の波長可変干渉フィルターは、前記第一領域と前記誘電体膜が設けられていない第二領域とは、それぞれ間隔をあけて形成されていることが好ましい。
本発明では、第一領域と誘電体膜が設けられていない第二領域とは、それぞれ間隔をあけて形成されている。このような構成では、第一領域と第二領域との間隔をあけずに形成されている場合に比べて、第二基板において撓み量の差がより大きくなる二つの領域に対して、外側にある第一領域に、内側にある第二領域よりも強い静電引力を作用させることができる。つまり、第一領域が力点、第二領域が支点、第二領域の内側に位置する光干渉領域を含む領域が作用点として、あたかも、てこの原理のように作用するため、第二基板への反りの影響をより小さくすることができる。
In the wavelength tunable interference filter according to the aspect of the invention, it is preferable that the first region and the second region where the dielectric film is not provided are formed with an interval therebetween.
In the present invention, the first region and the second region where the dielectric film is not provided are formed with a space therebetween. In such a configuration, compared to the case where the first region and the second region are formed without a gap therebetween, the two substrates have a larger difference in deflection amount on the outside than the two regions. A stronger electrostatic attraction can be applied to a certain first region than the second region located inside. In other words, the first region acts as a force point, the second region acts as a fulcrum, and the region including the light interference region located inside the second region acts as a point of action, as if it acts like the lever principle. The influence of warpage can be further reduced.

本発明の波長可変干渉フィルターは、前記静電アクチュエーターは、前記平面視において、前記光干渉領域の外側に設けられ、前記ギャップを変更する第一静電アクチュエーターと、前記平面視において、前記第一静電アクチュエーターの外側に設けられ、前記第一静電アクチュエーターとは独立して駆動して、前記ギャップを変更する第二静電アクチュエーターと、を備え、前記第一静電アクチュエーターは、前記第一基板側に設けられた第一内側電極と、前記第二基板側に設けられ、前記第一内側電極に所定のギャップを介して対向する第二内側電極と、を備え、前記第二静電アクチュエーターは、前記第一基板側に設けられた第一外側電極と、前記第二基板側に設けられ、前記第一外側電極に所定のギャップを介して対向する第二外側電極と、前記第一外側電極及び前記第二外側電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えたことが好ましい。   In the wavelength tunable interference filter according to the aspect of the invention, the electrostatic actuator is provided outside the optical interference region in the plan view, and the first electrostatic actuator that changes the gap and the first actuator in the plan view. A second electrostatic actuator provided outside the electrostatic actuator and driven independently of the first electrostatic actuator to change the gap, wherein the first electrostatic actuator comprises the first electrostatic actuator A first inner electrode provided on the substrate side, and a second inner electrode provided on the second substrate side and facing the first inner electrode with a predetermined gap therebetween, the second electrostatic actuator Is a first outer electrode provided on the first substrate side and a second outer electrode provided on the second substrate side and facing the first outer electrode with a predetermined gap. And poles, it is preferable provided with a dielectric film provided on a part of at least one surface of the first outer electrode and the second outer electrode.

本発明では、第一反射膜及び第二反射膜が重なる光干渉領域の外周側に、互いに独立して駆動可能な第一静電アクチュエーターと第二静電アクチュエーターとが設けられている。このような構成では、第一静電アクチュエーターと第二静電アクチュエーターとを、それぞれ、独立して駆動させることができる。したがって、1つの静電アクチュエーターによりギャップを制御する場合に比べて、高精度なギャップ制御が可能となる。
また、静電アクチュエーターがそれぞれ独立しているので、第二静電アクチュエーターにより外側の静電引力を大きくすることで反りを抑制でき、また、第二静電アクチュエーターは誘電体膜を備えているので電圧を大きくすることなく省電力化を図れる。
In the present invention, the first electrostatic actuator and the second electrostatic actuator that can be driven independently from each other are provided on the outer peripheral side of the optical interference region where the first reflective film and the second reflective film overlap. In such a configuration, the first electrostatic actuator and the second electrostatic actuator can be independently driven. Therefore, it is possible to control the gap with higher accuracy than when the gap is controlled by one electrostatic actuator.
In addition, since the electrostatic actuators are independent of each other, warpage can be suppressed by increasing the electrostatic attraction force outside by the second electrostatic actuator, and the second electrostatic actuator has a dielectric film. Power saving can be achieved without increasing the voltage.

本発明の波長可変干渉フィルターは、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の表面には保護膜が形成され、前記誘電体膜と前記保護膜とが同一材料、かつ、同一厚さで構成されていることが好ましい。ここで、本発明で述べる「同一厚さ」とは、構成が維持される範囲であれば、僅かな誤差を含むものである。
本発明では、誘電体膜と保護膜とが同一材料、かつ、同一厚さで構成されている。このような構成では、誘電体膜と保護膜を同じプロセスで形成することが可能となるため、製造コストを低減することができる。
In the wavelength tunable interference filter of the present invention, a protective film is formed on the surfaces of the first reflective film and the second reflective film, and the dielectric film and the protective film have the same material and the same thickness. It is preferable that Here, the “same thickness” described in the present invention includes a slight error as long as the configuration is maintained.
In the present invention, the dielectric film and the protective film are made of the same material and the same thickness. In such a configuration, since the dielectric film and the protective film can be formed by the same process, the manufacturing cost can be reduced.

本発明の波長可変干渉フィルターは、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は前記誘電体膜を有する誘電体含有膜により構成され、前記誘電体膜と前記誘電体含有膜の誘電体膜とが同一材料、かつ、同一厚さで構成されていることが好ましい。
本発明では、誘電体膜と反射膜(誘電体含有膜)の誘電体膜とが同一材料、かつ、同一厚さで構成されている。このような構成では、誘電体膜と反射膜(誘電体含有膜)の誘電体膜を同じプロセスで形成することが可能となるため、製造コストを低減することができる。
In the wavelength tunable interference filter according to the aspect of the invention, the first reflective film and the second reflective film are formed of a dielectric-containing film having the dielectric film, and the dielectric film and the dielectric film of the dielectric-containing film; Are preferably made of the same material and the same thickness.
In the present invention, the dielectric film and the dielectric film of the reflective film (dielectric-containing film) are made of the same material and the same thickness. In such a configuration, the dielectric film and the dielectric film of the reflective film (dielectric-containing film) can be formed by the same process, so that the manufacturing cost can be reduced.

本発明の光学フィルターデバイスは、第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板上に設けられた第一反射膜、前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜、及び、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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターを備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を具備し、前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられていることを特徴とする。   The optical filter device of the present invention includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflective film provided on the first substrate, and a first reflective film provided on the second substrate. The second reflection film facing the film with a gap, and the optical interference of the first reflection film and the second reflection film overlapping in a plan view of the first substrate and the second substrate viewed from the substrate thickness direction. A tunable interference filter provided outside the region and provided with an electrostatic actuator that changes the gap; and a housing that houses the tunable interference filter, wherein the electrostatic actuator includes the first substrate. A first electrode provided on the second substrate; a second electrode provided on the second substrate and facing the first electrode with a predetermined gap; at least one of the first electrode and the second electrode One on the surface A first region where the dielectric film is provided in the actuator region where the first electrode and the second electrode overlap in the plan view, It is provided in the actuator area | region in the side away from the said light interference area | region.

本発明では、上述した発明と同様に、波長可変干渉フィルターにおいて、第二基板に生じる反りを小さく抑え、分解能の高い、半値幅の狭い光を取り出すことができる。これに加えて、波長可変干渉フィルターが筐体内に収納されることで、波長可変干渉フィルターを外部からの衝撃から保護することができる。また、筐体により外部からの帯電粒子の侵入を抑制でき、静電アクチュエーターを構成する各電極や、各反射膜が帯電粒子により帯電することを抑制でき、より高精度な反射膜間ギャップのギャップ制御を実施することができる。   In the present invention, similarly to the above-described invention, in the wavelength tunable interference filter, it is possible to reduce the warp generated in the second substrate and extract light with a high resolution and a narrow half-value width. In addition, since the wavelength tunable interference filter is housed in the housing, the wavelength tunable interference filter can be protected from an external impact. In addition, the housing can suppress the entry of charged particles from the outside, and each electrode that constitutes the electrostatic actuator and each reflective film can be prevented from being charged by charged particles. Control can be implemented.

本発明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第二基板と、前記第一基板上に設けられた第一反射膜と、前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜と、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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターと、前記第一反射膜と前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、を備え、前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられていることを特徴とする。   The optical module of the present invention includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflective film provided on the first substrate, and the second substrate. The second reflection film facing the one reflection film through a gap, and the overlapping light of the first reflection film and the second reflection film in a plan view of the first substrate and the second substrate viewed from the substrate thickness direction An electrostatic actuator that is provided outside an interference region and that changes the gap; and a detection unit that detects light extracted by the first reflective film and the second reflective film. A first electrode provided on the first substrate; a second electrode provided on the second substrate and facing the first electrode with a predetermined gap; the first electrode and the second electrode; Provided on a part of at least one surface of A first region where the dielectric film is provided in the actuator region in which the first electrode and the second electrode overlap in the plan view. It is provided in the side away from the said optical interference area | region.

本発明では、上述した発明と同様、波長可変干渉フィルターにおいて、第二基板に生じる反りを抑え、分解能の高い、半値幅の狭い光を取り出すことができる。したがって、波長可変干渉フィルターから取り出された光を検出部に検出することで、所望の特定波長の光の光量を精度よく検出することができる。   In the present invention, similarly to the above-described invention, in the wavelength tunable interference filter, it is possible to suppress light generated in the second substrate and to extract light with high resolution and narrow half-value width. Therefore, by detecting the light extracted from the variable wavelength interference filter by the detection unit, it is possible to accurately detect the amount of light having a desired specific wavelength.

本発明の電子機器は、第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板上に設けられた第一反射膜と、前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜と、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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターと、を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられていることを特徴とする。   The electronic device of the present invention is provided on the first substrate, the second substrate facing the first substrate, the first reflective film provided on the first substrate, and the second substrate, The second reflection film facing the one reflection film through a gap, and the overlapping light of the first reflection film and the second reflection film in a plan view of the first substrate and the second substrate viewed from the substrate thickness direction A variable wavelength interference filter provided outside the interference region and including the electrostatic actuator that changes the gap; and a control unit that controls the variable wavelength interference filter, wherein the electrostatic actuator includes the first A first electrode provided on one substrate; a second electrode provided on the second substrate and facing the first electrode with a predetermined gap; at least one of the first electrode and the second electrode Provided on a part of one surface Of the actuator region in which the first electrode and the second electrode overlap in the plan view, the first region where the dielectric film is provided is the actuator region. It is provided in the side away from the said optical interference area | region among these.

本発明では、分解能の高い、半値幅の狭い光を光干渉領域から取り出すことができ、電子機器は、当該光に基づいて、正確な処理を実施することができる。   In the present invention, light having a high resolution and a narrow half-value width can be extracted from the light interference region, and the electronic apparatus can perform accurate processing based on the light.

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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a spectrometer according to a first embodiment of the present invention. 第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。The top view which shows schematic structure of the wavelength variable interference filter of 1st embodiment. 第一実施形態の固定基板を可動基板側から見た平面図。The top view which looked at the fixed substrate of 1st embodiment from the movable substrate side. 第一実施形態の可動基板を固定基板側から見た平面図。The top view which looked at the movable substrate of a first embodiment from the fixed substrate side. 図2の波長可変干渉フィルターをA−A´線で断面した際の断面図。Sectional drawing when the wavelength variable interference filter of FIG. 2 is sectioned along the line AA ′. 固定基板に形成された保護膜と誘電体膜の関係を示す断面図。Sectional drawing which shows the relationship between the protective film and dielectric film which were formed in the fixed board | substrate. 固定基板に形成された固定反射膜(誘電体多層膜)と誘電体膜の関係を示す断面図。Sectional drawing which shows the relationship between the fixed reflection film (dielectric multilayer film) formed on the fixed substrate, and the dielectric film. 図5の波長可変干渉フィルターのギャップを変化させた際の断面図。Sectional drawing at the time of changing the gap of the wavelength variable interference filter of FIG. 従来構成の波長可変干渉フィルターのギャップを変化させた際の断面図。Sectional drawing at the time of changing the gap of the wavelength variable interference filter of a conventional structure. 第二実施形態の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。The top view which looked at the fixed board | substrate of the wavelength variable interference filter of 2nd embodiment from the movable board | substrate side. 第三実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。The top view which shows schematic structure of the wavelength variable interference filter of 3rd embodiment. 第四実施形態の光学フィルターデバイスの概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of the optical filter device of 4th embodiment. 本発明の波長可変干渉フィルターを備えた測色装置(電子機器)を示す概略図。Schematic which shows the colorimetry apparatus (electronic device) provided with the wavelength variable interference filter of this invention. 本発明の波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置(電子機器)を示す概略図。Schematic which shows the gas detection apparatus (electronic device) provided with the wavelength variable interference filter of this invention. 図14のガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control system of the gas detection apparatus of FIG. 本発明の波長可変干渉フィルターを備えた食物分析装置(電子機器)の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the food-analysis apparatus (electronic device) provided with the wavelength variable interference filter of this invention. 本発明の波長可変干渉フィルターを備えた分光カメラ(電子機器)の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the spectroscopic camera (electronic device) provided with the wavelength variable interference filter of this invention.

[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、例えば測定対象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。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of Spectrometer]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a spectrometer according to the present invention.
The spectroscopic measurement device 1 is a device that analyzes the light intensity of each wavelength in the measurement target light reflected by the measurement target X, for example, and measures the spectral spectrum. In this embodiment, an example of measuring the measurement target light reflected by the measurement target X is shown. However, when a light emitter such as a liquid crystal panel is used as the measurement target X, the light emitted from the light emitter is measured. The target light may be used.
As shown in FIG. 1, the spectrometer 1 includes an optical module 10 and a control unit 20 that processes a signal output from the optical module 10.

[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、検出部11と、I−V変換器12と、アンプ13と、A/D変換器14と、電圧制御部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を透過した光を検出部11で受光する。そして、検出部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。
[Configuration of optical module]
The optical module 10 includes a variable wavelength interference filter 5, a detection unit 11, an IV converter 12, an amplifier 13, an A / D converter 14, and a voltage control unit 15.
The optical module 10 guides the measurement target light reflected by the measurement target X to the wavelength variable interference filter 5 through an incident optical system (not shown), and receives the light transmitted through the wavelength variable interference filter 5 by the detection unit 11. To do. The detection signal output from the detection unit 11 is output to the control unit 20 via the IV converter 12, the amplifier 13, and the A / D converter 14.

[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、固定基板51を可動基板52側から見た平面図である。図4は、可動基板52を固定基板51側から見た平面図である。図5は、図2の波長可変干渉フィルター5をA−A´線で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に示すように、例えば矩形板状の光学部材であり、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。
[Configuration of wavelength tunable interference filter]
Next, the wavelength variable interference filter 5 incorporated in the optical module 10 will be described.
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the variable wavelength interference filter 5. FIG. 3 is a plan view of the fixed substrate 51 as viewed from the movable substrate 52 side. FIG. 4 is a plan view of the movable substrate 52 as viewed from the fixed substrate 51 side. FIG. 5 is a cross-sectional view of the tunable interference filter 5 of FIG. 2 taken along line AA ′.
As shown in FIG. 2, the wavelength variable interference filter 5 is, for example, a rectangular plate-shaped optical member, and includes a fixed substrate 51 that constitutes a first substrate and a movable substrate 52 that constitutes a second substrate. The fixed substrate 51 and the movable substrate 52 are each formed of, for example, various glasses such as soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, and alkali-free glass, crystal, and the like. . Then, the first bonding portion 513 of the fixed substrate 51 and the second bonding portion 523 of the movable substrate 52 are bonded together by a bonding film 53 made of, for example, a plasma polymerized film containing siloxane as a main component. It is configured.

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。ギャップとは、各反射膜の表面間の距離である。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、本発明の光干渉領域Ar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のギャップ量を調整(変更)するのに用いられ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、電圧制御部15の制御により駆動可能となる。
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。
A fixed reflective film 54 constituting the first reflective film of the present invention is provided on a surface of the fixed substrate 51 facing the movable substrate 52, and a surface of the movable substrate 52 facing the fixed substrate 51 is provided with a first reflective film 54 of the present invention. A movable reflecting film 55 constituting a two reflecting film is provided. The fixed reflection film 54 and the movable reflection film 55 are disposed to face each other with a gap G1 interposed therebetween. A gap is the distance between the surfaces of each reflective film. Then, in a plan view of the fixed substrate 51 and the movable substrate 52 as viewed from the thickness direction, the light interference region Ar 0 of the present invention is configured by the region where the fixed reflective film 54 and the movable reflective film 55 overlap.
The variable wavelength interference filter 5 is provided with an electrostatic actuator 56 used to adjust (change) the gap amount of the gap G1. Such an electrostatic actuator can easily change the gap G1 by electrostatic attraction by applying a predetermined voltage between the opposing electrodes, and can simplify the configuration. The electrostatic actuator 56 can be driven under the control of the voltage control unit 15.
In the following description, the planar view seen from the substrate thickness direction of the fixed substrate 51 or the movable substrate 52, that is, the planar view seen from the stacking direction of the fixed substrate 51 and the movable substrate 52, This is referred to as a plan view. In the present embodiment, the center point of the fixed reflection film 54 and the center point of the movable reflection film 55 coincide with each other in the filter plan view, and the center point of these reflection films in the plan view is referred to as a filter center point O. A straight line passing through the center point of these reflective films is referred to as a central axis.

(固定基板の構成)
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5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。また、固定基板51の頂点C2,C4には、図2及び図3に示すように、切欠部514が設けられている。
(Configuration of fixed substrate)
The fixed substrate 51 is formed to have a larger thickness dimension than the movable substrate 52, and the electrostatic attraction by the electrostatic actuator 56 or the inside of a film member (for example, the fixed reflection film 54) formed on the fixed substrate 51. There is no bending of the fixed substrate 51 due to stress.
As shown in FIGS. 3 and 5, the fixed substrate 51 includes an electrode arrangement groove 511 and a reflective film installation portion 512 formed by, for example, etching. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, notches 514 are provided at the apexes C <b> 2 and C <b> 4 of the fixed substrate 51.

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を中心とした半径R1の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を構成する電極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の各頂点C1,C2,C4に向かって延出する3つの電極引出溝511Bが設けられている。
The electrode placement groove 511 is formed in an annular shape having a radius R1 with the filter center point O of the fixed substrate 51 as the center in the filter plan view. The reflection film installation part 512 is formed so as to protrude from the center part of the electrode arrangement groove 511 toward the movable substrate 52 in the filter plan view. The groove bottom surface of the electrode arrangement groove 511 serves as an electrode installation surface 511A on which the electrodes constituting the electrostatic actuator 56 are arranged. Further, the protruding front end surface of the reflection film installation portion 512 is a reflection film installation surface 512A on which the fixed reflection film 54 is disposed.
The fixed substrate 51 is provided with an electrode extraction groove 511 </ b> B extending from the electrode arrangement groove 511 toward the outer peripheral edge of the fixed substrate 51. Specifically, the fixed substrate 51 is provided with three electrode extraction grooves 511 </ b> B extending toward the apexes C <b> 1, C <b> 2, C <b> 4 of the fixed substrate 51.

電極配置溝511の電極設置面511A及び電極引出溝511Bには、静電アクチュエーター56を構成する第一電極561が設けられる。第一電極561は、電極設置面511A及び電極引出溝511Bに直接設けてもよいし、電極設置面511A及び電極引出溝511Bの上に他の薄膜(層)を設け、その上に設置してもよい。なお、図2では、各基板51,52の電極構成を分かり易くするため、固定基板51上に設けられる第一電極561を破線で表示し、可動基板52上に設けられる第二電極562を実線にて表示している。   A first electrode 561 constituting the electrostatic actuator 56 is provided on the electrode placement surface 511A and the electrode lead-out groove 511B of the electrode placement groove 511. The first electrode 561 may be provided directly on the electrode installation surface 511A and the electrode extraction groove 511B, or another thin film (layer) is provided on the electrode installation surface 511A and the electrode extraction groove 511B, and the first electrode 561 is installed thereon. Also good. In FIG. 2, the first electrode 561 provided on the fixed substrate 51 is indicated by a broken line, and the second electrode 562 provided on the movable substrate 52 is indicated by a solid line for easy understanding of the electrode configuration of each of the substrates 51 and 52. Is displayed.

第一電極561は、フィルター中心点Oを中心とした内周が半径R2、外周が半径R3の環状に形成されている。第一電極561を形成する材料としては、ITO(Indium Tin Oxide)などが挙げられる。
そして、第一電極561には、その表面の一部に誘電体膜57が形成される。これにより、第一電極561の表面は、誘電体膜57が形成された第一領域57Aと、誘電体膜57が形成されていない第二領域57Bとで構成される。第一領域57Aは、平面視において、光干渉領域Arから離れる側に形成されている。本実施形態の誘電体膜57は、フィルター中心点Oを中心とした内周が半径R4、外周が半径R3の環状に形成されている。
誘電体膜57を形成する材料としては、Al、SiO、HfO、TiOなどが挙げられる。また、誘電体膜57は、上記材料からなる膜を交互に積層することで形成してもよい。なお、誘電体膜57の膜厚は、当該誘電体膜の比誘電率や、可動基板の剛性(撓み易さ)等に応じて適宜調整すればよい。
The first electrode 561 is formed in an annular shape having an inner periphery with a radius R2 and an outer periphery with a radius R3 with the filter center point O as the center. Examples of a material for forming the first electrode 561 include ITO (Indium Tin Oxide).
A dielectric film 57 is formed on a part of the surface of the first electrode 561. As a result, the surface of the first electrode 561 includes a first region 57A where the dielectric film 57 is formed and a second region 57B where the dielectric film 57 is not formed. The first region 57A, in plan view, and is formed on the side away from the optical interference region Ar 0. The dielectric film 57 of the present embodiment is formed in an annular shape having an inner circumference with a radius R4 and an outer circumference with a radius R3 with the filter center point O as the center.
Examples of the material for forming the dielectric film 57 include Al 2 O 3 , SiO 2 , HfO 2 , and TiO 2 . The dielectric film 57 may be formed by alternately stacking films made of the above materials. Note that the film thickness of the dielectric film 57 may be appropriately adjusted according to the relative dielectric constant of the dielectric film, the rigidity (ease of bending) of the movable substrate, and the like.

また、第一領域57Aは、フィルター中心点Oに対して点対称となる複数の領域により形成されていてもよい。この場合、例えば、複数の誘電体膜57をフィルター中心点Oを中心とした円弧形状に形成し、これらの誘電体膜57が、フィルター中心点Oに対して対称位置に配置される構成が例示できる。この場合でも、フィルター中心点Oに対してバランスよく静電引力を作用させることができ、駆動時の反射膜の傾きを抑制できる。   Further, the first region 57A may be formed by a plurality of regions that are point-symmetric with respect to the filter center point O. In this case, for example, a configuration in which a plurality of dielectric films 57 are formed in an arc shape with the filter center point O as the center, and these dielectric films 57 are arranged at symmetrical positions with respect to the filter center point O is exemplified. it can. Even in this case, the electrostatic attractive force can be applied to the filter center point O in a well-balanced manner, and the tilt of the reflective film during driving can be suppressed.

また、第一電極561は、電極引出溝511Bに沿い、頂点C1まで延出する第一引出電極561Aを備えている。この第一引出電極561Aの先端部は、波長可変干渉フィルター5を可動基板52側から見た際に、可動基板52に設けられる後述の切欠部524から露出される。そして、第一引出電極561Aの先端部は、例えばFPC(Flexible printed circuits)やリード線等により、電圧制御部15に接続されている。   The first electrode 561 includes a first extraction electrode 561A that extends along the electrode extraction groove 511B to the vertex C1. The front end portion of the first extraction electrode 561A is exposed from a notch 524 described later provided on the movable substrate 52 when the variable wavelength interference filter 5 is viewed from the movable substrate 52 side. And the front-end | tip part of 561 A of 1st extraction electrodes is connected to the voltage control part 15 by FPC (Flexible printed circuits), a lead wire, etc., for example.

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、当該反射膜設置部512の可動基板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、図3及び図5に示すように、固定反射膜54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54Aを形成することが好ましい。この場合、図6のように、保護膜54Aと誘電体膜57を同一材料、かつ、同一厚さtで形成することが好ましい。この場合、固定反射膜54の保護膜54Aと、誘電体膜57とは、同一プロセスで同時に形成することができる。
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。この場合、図7のように、誘電体多層膜の表面の層54Bと誘電体膜57が同一材料、かつ、同一厚さtで構成されることが好ましい。この場合、誘電体多層膜の表面の層54Bと、誘電体膜57とは、同一プロセスで同時に形成することができる。
As described above, the reflective film installation portion 512 is formed in a substantially cylindrical shape that is coaxial with the electrode arrangement groove 511 and has a smaller diameter than the electrode arrangement groove 511, and is formed on the movable substrate 52 of the reflection film installation portion 512. An opposing reflection film installation surface 512A is provided.
As shown in FIGS. 3 and 5, a fixed reflective film 54 is installed in the reflective film installation part 512. The fixed reflective film 54 may be provided directly on the reflective film installation part 512, or another thin film (layer) may be provided on the reflective film installation part 512 and may be installed thereon. As the fixed reflective film 54, for example, a metal film such as Ag or a conductive alloy film such as an Ag alloy can be used. In the case of using a metal film such as Ag, it is preferable to form the protective film 54A in order to suppress the deterioration of Ag. In this case, it is preferable to form the protective film 54A and the dielectric film 57 with the same material and the same thickness t as shown in FIG. In this case, the protective film 54A of the fixed reflective film 54 and the dielectric film 57 can be simultaneously formed by the same process.
Further, for example, a dielectric multilayer film formed by alternately stacking a high refractive index layer and a low refractive index layer using TiO 2 as a high refractive index layer and SiO 2 as a low refractive index layer may be used. A reflective film in which a multilayer film and a metal film are laminated, a reflective film in which a dielectric single layer film and an alloy film are laminated, or the like may be used. In this case, as shown in FIG. 7, it is preferable that the layer 54B on the surface of the dielectric multilayer film and the dielectric film 57 are made of the same material and the same thickness t. In this case, the layer 54B on the surface of the dielectric multilayer film and the dielectric film 57 can be formed simultaneously in the same process.

また、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。   Further, an antireflection film may be formed at a position corresponding to the fixed reflection film 54 on the light incident surface of the fixed substrate 51 (the surface on which the fixed reflection film 54 is not provided). This antireflection film can be formed by alternately laminating a low refractive index film and a high refractive index film, and reduces the reflectance of visible light on the surface of the fixed substrate 51 and increases the transmittance.

そして、固定基板51の可動基板52に対向する面のうち、電極配置溝511、反射膜設置部512、及び電極引出溝511Bが形成されない面は、第一接合部513を構成する。この第一接合部513は、接合膜53により、可動基板52の第二接合部523に接合される。   Of the surfaces of the fixed substrate 51 facing the movable substrate 52, the surfaces on which the electrode placement groove 511, the reflective film installation portion 512, and the electrode extraction groove 511 </ b> B are not formed constitute the first joint portion 513. The first bonding portion 513 is bonded to the second bonding portion 523 of the movable substrate 52 by the bonding film 53.

(可動基板の構成)
可動基板52は、図2に示すような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基板外周部525と、を備えている。
また、可動基板52には、図2及び図4に示すように、頂点C1に切欠部524が設けられている。
(Configuration of movable substrate)
The movable substrate 52 includes a circular movable portion 521 centering on the filter center point O in the filter plan view as shown in FIG. 2, a holding portion 522 that is coaxial with the movable portion 521 and holds the movable portion 521, A substrate outer peripheral portion 525 provided outside the holding portion 522.
Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the movable substrate 52 is provided with a notch 524 at the vertex C1.

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(基板外周部525)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、可動反射膜55、静電アクチュエーター56を構成する第二電極562が設けられている。可動反射膜55や第二電極562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。   The movable part 521 has a thickness dimension larger than that of the holding part 522. For example, in this embodiment, the movable part 521 has the same dimension as the thickness dimension of the movable substrate 52 (substrate outer peripheral part 525). The movable portion 521 is formed to have a diameter larger than at least the diameter of the outer peripheral edge of the reflection film installation surface 512A in the filter plan view. The movable portion 521 is provided with a movable reflective film 55 and a second electrode 562 that constitutes the electrostatic actuator 56. The movable reflective film 55 and the second electrode 562 may be provided directly on the movable surface 521A, or another thin film (layer) may be provided on the movable surface 521A and may be installed thereon.

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、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。
The holding part 522 is a diaphragm that surrounds the periphery of the movable part 521, and has a thickness dimension smaller than that of the movable part 521. Such a holding part 522 is easier to bend than the movable part 521, and the movable part 521 can be displaced toward the fixed substrate 51 by a slight electrostatic attraction. At this time, since the movable portion 521 has a thickness dimension larger than that of the holding portion 522 and becomes rigid, even if the movable portion 521 is pulled to the fixed substrate 51 side by electrostatic attraction, the shape change of the movable portion 521 is caused to some extent. Can be suppressed.
In this embodiment, the diaphragm-like holding part 522 is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which beam-like holding parts arranged at equiangular intervals around the filter center point O are provided. And so on.

基板外周部525は、上述したように、フィルター平面視において保持部522の外側に設けられている。
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。
As described above, the substrate outer peripheral portion 525 is provided outside the holding portion 522 in the filter plan view.
Similar to the fixed substrate 51, an antireflection film may be formed on the surface of the movable portion 521 opposite to the fixed substrate 51.

第二電極562は、フィルター中心点Oを中心とした内周が半径R2、外周が半径R3の環状に形成されている。また、この第二電極562は、フィルター平面視において、図2に示すように、第一電極561と重なる位置に設けられる。   The second electrode 562 is formed in an annular shape having an inner circumference with a radius R2 and an outer circumference with a radius R3 with the filter center point O as the center. Further, the second electrode 562 is provided at a position overlapping the first electrode 561 as shown in FIG. 2 in the filter plan view.

また、第二電極562は、頂点C2,C4までそれぞれ延出する第二引出電極562Aを備えている。この第二引出電極562Aの先端部は、波長可変干渉フィルター5を固定基板51側から見た際に、固定基板51に設けられる切欠部514から露出される。そして、第二引出電極562Aの先端部は、例えばFPCやリード線等により、電圧制御部15に接続されている。   The second electrode 562 includes a second extraction electrode 562A that extends to the vertices C2 and C4, respectively. The tip of the second extraction electrode 562A is exposed from a notch 514 provided in the fixed substrate 51 when the wavelength variable interference filter 5 is viewed from the fixed substrate 51 side. The distal end portion of the second extraction electrode 562A is connected to the voltage control unit 15 by, for example, an FPC or a lead wire.

本実施形態では、図2、図5に示すように、第一電極561と第二電極562とが重なる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同一の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。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 5, the electrostatic actuator 56 is configured by a region where the first electrode 561 and the second electrode 562 overlap each other.
As a result, the electrostatic actuator 56 can generate the same electrostatic attraction force in a region that is point-symmetric with respect to the filter center point O. Therefore, the movable portion 521 is well balanced with the inclination of the movable portion 521 suppressed. Can be displaced toward the fixed substrate 51 side.

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、電極間のギャップがギャップ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、電極間のギャップよりも大きくなる構成としてもよい。
The movable reflective film 55 is provided in the central part of the movable surface 521A of the movable part 521 so as to face the fixed reflective film 54 via the gap G1. As the movable reflective film 55, a reflective film having the same configuration as that of the fixed reflective film 54 described above is used.
In this embodiment, an example in which the gap between the electrodes is larger than the gap G1 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, when infrared rays or far infrared rays are used as the measurement target light, the gap G1 may be larger than the gap between the electrodes depending on the wavelength range of the measurement target light.

[光学モジュールの検出部、I−V変換器、アンプ、A/D変換器、及び電圧制御部の構成]
次に、図1に戻り、光学モジュール10について説明する。
検出部11は、波長可変干渉フィルター5の光干渉領域Ar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、検出部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。
[Configuration of Optical Module Detection Unit, IV Converter, Amplifier, A / D Converter, and Voltage Control Unit]
Next, returning to FIG. 1, the optical module 10 will be described.
The detector 11 receives (detects) the light that has passed through the optical interference region Ar 0 of the wavelength variable interference filter 5 and outputs a detection signal based on the amount of received light to the IV converter 12.
The IV converter 12 converts the detection signal input from the detection unit 11 into a voltage value and outputs the voltage value to the amplifier 13.
The amplifier 13 amplifies a voltage (detection voltage) corresponding to the detection signal input from the IV converter 12.

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。
電圧制御部15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の第一電極561及び第二電極562間で静電引力が発生し、可動部521が固定基板51側に変位して、ギャップG1のギャップ量が所定値に設定される。
The A / D converter 14 converts the detection voltage (analog signal) input from the amplifier 13 into a digital signal and outputs it to the control unit 20.
The voltage control unit 15 applies a voltage to the electrostatic actuator 56 of the wavelength variable interference filter 5 based on the control of the control unit 20. As a result, an electrostatic attractive force is generated between the first electrode 561 and the second electrode 562 of the electrostatic actuator 56, the movable portion 521 is displaced toward the fixed substrate 51, and the gap amount of the gap G1 is set to a predetermined value. The

[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、本発明の処理部に相当し、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。
[Configuration of control unit]
Next, the control unit 20 of the spectrometer 1 will be described.
The control unit 20 corresponds to a processing unit of the present invention, and is configured by combining, for example, a CPU and a memory, and controls the overall operation of the spectroscopic measurement apparatus 1. As illustrated in FIG. 1, the control unit 20 includes a wavelength setting unit 21, a light amount acquisition unit 22, and a spectroscopic measurement unit 23.

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、設定した目的波長を波長可変干渉フィルター5から取り出す旨の制御信号を電圧制御部15に出力する。
光量取得部22は、検出部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。
The wavelength setting unit 21 sets a target wavelength of light extracted by the wavelength variable interference filter 5, and outputs a control signal to the voltage control unit 15 to extract the set target wavelength from the wavelength variable interference filter 5.
The light quantity acquisition unit 22 acquires the light quantity of light having a target wavelength that has passed through the wavelength variable interference filter 5 based on the light quantity acquired by the detection unit 11.
The spectroscopic measurement unit 23 measures the spectral characteristics of the light to be measured based on the light amount acquired by the light amount acquisition unit 22.

[波長可変干渉フィルターの光学特性]
次に、上記のような分光測定装置1における波長可変干渉フィルター5の光学特性について、図面に基づいて説明する。
図8は、本発明の波長可変干渉フィルター5のギャップG1を変化させた状態を示す断面図であり、図9は、従来構成の波長可変干渉フィルター905のギャップG2を変化させた状態を示す断面図である。
一般に、図9に示すような従来構成の波長可変干渉フィルター905では、固定基板951に設けられた固定反射膜953、及び可動基板952に設けられた可動反射膜954のギャップG2を設定するために、第一電極955及び第二電極956間に電圧を印加する。これにより、静電引力Fにより可動基板952が固定基板951側に撓む。すなわち、ギャップG2を狭める方向に可動基板952を撓ませる。
このとき、可動部921の厚さが保持部922より大きいので、第一電極955及び第二電極956間に電圧を印加すると、保持部922が大きく撓み、可動部921の撓みはある程度抑えられる。しかしながら実際には、撓みによる応力が可動基板952の可動部921にも伝わって、わずかに可動部921に反りを生じさせる。そして、可動部921の可動基板952側に設置された可動反射膜954も可動部921の反りに倣って反りを生じてしまうため、可動反射膜954の平行度が悪化する。そのため、分解能が悪化するという課題がある。
[Optical characteristics of tunable interference filter]
Next, optical characteristics of the wavelength variable interference filter 5 in the spectroscopic measurement apparatus 1 as described above will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the gap G1 of the tunable interference filter 5 of the present invention is changed, and FIG. 9 is a cross-section showing a state in which the gap G2 of the tunable interference filter 905 having the conventional configuration is changed. FIG.
In general, in the wavelength tunable interference filter 905 having the conventional configuration as shown in FIG. 9, the gap G2 between the fixed reflection film 953 provided on the fixed substrate 951 and the movable reflection film 954 provided on the movable substrate 952 is set. A voltage is applied between the first electrode 955 and the second electrode 956. Thereby, the movable substrate 952 is bent toward the fixed substrate 951 by the electrostatic attractive force F. That is, the movable substrate 952 is bent in the direction of narrowing the gap G2.
At this time, since the thickness of the movable portion 921 is larger than the holding portion 922, when a voltage is applied between the first electrode 955 and the second electrode 956, the holding portion 922 is greatly bent, and the bending of the movable portion 921 is suppressed to some extent. However, actually, the stress due to the bending is transmitted to the movable portion 921 of the movable substrate 952, and slightly warps the movable portion 921. Then, the movable reflective film 954 installed on the movable substrate 952 side of the movable part 921 also warps following the warp of the movable part 921, and the parallelism of the movable reflective film 954 deteriorates. Therefore, there is a problem that the resolution is deteriorated.

これに対して、本実施形態の波長可変干渉フィルター5では、固定電極561の表面のうち、光干渉領域Arから離れる側に誘電体膜57が設けられている。したがって、静電アクチュエーター56のうち、誘電体膜57が設けられている第一領域57Aに作用する静電引力F1、及び第一領域57Aの内側に設けられる第二領域57Bに作用する静電引力F2は、下記式(1),(2)に示すように異なる値となる。 In contrast, in the wavelength tunable interference filter 5 of the present embodiment, of the surface of the fixed electrode 561, the dielectric film 57 is provided on the side away from the optical interference region Ar 0. Accordingly, among the electrostatic actuator 56, the electrostatic attractive force F1 acting on the first region 57A provided with the dielectric film 57 and the electrostatic attractive force acting on the second region 57B provided inside the first region 57A. F2 has different values as shown in the following formulas (1) and (2).

上記式(1),(2)において、F1は第一領域の静電引力、F2は第二領域の静電引力、εは誘電体の比誘電率、εは真空の誘電率、Gは電極間ギャップ、tは誘電体膜の膜厚を示す。
ここで、誘電体膜57の誘電率は、1より大きい値となる。したがって、式(1),(2)に示すように、第一領域57Aに作用する静電引力F1は、第二領域57Bに作用する静電引力F2よりも大きい値となる。
このような静電引力分布で可動基板52を固定基板51側に撓ませることにより、従来よりも、第一領域57Aに対応する可動部521の外側が、より固定基板51側に変位する。したがって、第一領域57Aにおけるギャップ量を、第二領域57Bにおけるギャップ量に近づけることができ、可動部521が平坦に近づく。これにより、可動部521における可動反射膜55の反りを抑制でき、分解能の低下を抑制できる。
The formula (1), in (2), F1 is the electrostatic attraction of the first region, F2 is the electrostatic attraction of the second region, epsilon is the dielectric constant of the dielectric, epsilon 0 is the vacuum dielectric constant, G is The interelectrode gap, t, indicates the thickness of the dielectric film.
Here, the dielectric constant of the dielectric film 57 is greater than 1. Therefore, as shown in equations (1) and (2), the electrostatic attractive force F1 acting on the first region 57A is larger than the electrostatic attractive force F2 acting on the second region 57B.
By deflecting the movable substrate 52 to the fixed substrate 51 side with such electrostatic attraction distribution, the outside of the movable portion 521 corresponding to the first region 57A is displaced to the fixed substrate 51 side more than before. Therefore, the gap amount in the first region 57A can be brought close to the gap amount in the second region 57B, and the movable portion 521 becomes flat. Thereby, the curvature of the movable reflection film | membrane 55 in the movable part 521 can be suppressed, and the fall of resolution can be suppressed.

[第一実施形態の作用効果]
本実施形態では、平面視において、誘電体膜57が形成されている第一領域57Aが、光干渉領域Arから離れる側に形成されている。このため、誘電体膜57により高い静電引力が働くため、アクチュエーター領域のうち、誘電体膜57が存在する第一領域57Aの静電引力F1は大きく、アクチュエーター領域のうち、誘電体膜57が設けられていない内側の第二領域57Bの静電引力F2は第一領域57Aよりも小さくなる。そして、光干渉領域Arから離れる側に位置する第一領域57Aでは静電引力が大きい領域となり、それ以外の第二領域57Bでは静電引力が小さい領域となるため、1つの静電アクチュエーター56で異なる静電引力領域を有する分布が形成される。
このような静電アクチュエーターによりギャップG1を制御すると、第二基板が撓んだ場合でも第一領域に強い静電引力が作用して、内側の撓みを抑制することができ、第二反射膜の撓みも抑制することができる。
したがって、各反射膜54,55の平行度を保った状態でギャップG1を変化させることが可能となり、分解能の高い、即ち半値幅の狭い光を取り出すことが可能となる。
[Operational effects of the first embodiment]
In the present embodiment, in plan view, the first region 57A of the dielectric film 57 is formed is formed on the side away from the optical interference region Ar 0. For this reason, since a high electrostatic attraction is exerted on the dielectric film 57, the electrostatic attraction F1 of the first area 57A where the dielectric film 57 exists is large in the actuator area, and the dielectric film 57 in the actuator area is large. The electrostatic attractive force F2 of the inner second region 57B that is not provided is smaller than that of the first region 57A. Since the electrostatic attractive force in the first region 57A is located on the side away from the optical interference region Ar 0 becomes large area, the other second region area electrostatic attraction is small in 57B, 1 single electrostatic actuator 56 A distribution having different electrostatic attraction areas is formed.
When the gap G1 is controlled by such an electrostatic actuator, even when the second substrate is bent, a strong electrostatic attraction acts on the first region, and the inner bending can be suppressed. Deflection can also be suppressed.
Therefore, it is possible to change the gap G1 while maintaining the parallelism of the reflecting films 54 and 55, and it is possible to extract light with high resolution, that is, a narrow half-value width.

また、誘電体膜57と固定反射膜54の保護膜54Aとが同一材料、かつ、同一厚さで構成されていてもよい。このような構成では、誘電体膜57と保護膜54Aとを同時に形成することが可能となるため、製造コストを低減することができる。   The dielectric film 57 and the protective film 54A of the fixed reflective film 54 may be made of the same material and the same thickness. In such a configuration, since the dielectric film 57 and the protective film 54A can be formed at the same time, the manufacturing cost can be reduced.

また、誘電体膜57と反射膜(誘電体含有膜)54の誘電体膜54Bとが同一材料、かつ、同一厚さで構成されていてもよい。このような構成では、誘電体膜57と反射膜(誘電体含有膜)54の誘電体膜54Bとを同時に形成することが可能となるため、製造コストを低減することができる。   Further, the dielectric film 57 and the dielectric film 54B of the reflective film (dielectric-containing film) 54 may be made of the same material and the same thickness. In such a configuration, the dielectric film 57 and the dielectric film 54B of the reflective film (dielectric-containing film) 54 can be formed at the same time, so that the manufacturing cost can be reduced.

[第二実施形態]
次に、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ついて説明する。
上記第一実施形態では、第一領域57Aと第二領域57Bとの間隔をあけずに形成される構成を例示した。
これに対して、第二実施形態では、第一領域57Aと第二領域57Bとは、それぞれ間隔をあけて形成されている点で、上記第一実施形態と相違する。
図10は第二実施形態の波長可変干渉フィルター5Aの固定基板51を可動基板52側から見た平面図である。なお、以降の実施形態の説明にあたり、同一構成については、同符号を付し、その説明を省略する。
図10に示すように、第二実施形態の波長可変干渉フィルター5Aは、固定基板51に設けられる第一電極561の形状が、内環561Bと、この内環561Bの外側に、内環561Bとは間隔をあけて設けられた外環561Cと、から構成されている。即ち、第一電極561の形状が内環561Bと外環561Cとの二重リング状に構成されている。内環561Bは、フィルター中心点Oを中心とした内周が半径R2、外周が半径R5の環状に形成されている。また、外環561Cは、フィルター中心点Oを中心とした内周が半径R6、外周が半径R3の環状に形成されている。なお、第一電極561の内環561Bと外環561Cとは、第一引出電極561Aによりそれぞれ接続されている。
また、可動基板52に設けられる第二電極562の形状についても、上記第一電極561の形状と同様に、内環と外環とで構成される。
[Second Embodiment]
Next, the variable wavelength interference filter according to the second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the configuration formed without leaving the gap between the first region 57A and the second region 57B has been exemplified.
On the other hand, in the second embodiment, the first region 57A and the second region 57B are different from the first embodiment in that they are formed at intervals.
FIG. 10 is a plan view of the fixed substrate 51 of the variable wavelength interference filter 5A according to the second embodiment as viewed from the movable substrate 52 side. In the following description of the embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 10, in the variable wavelength interference filter 5A of the second embodiment, the shape of the first electrode 561 provided on the fixed substrate 51 is such that the inner ring 561B and the inner ring 561B are arranged outside the inner ring 561B. Is composed of an outer ring 561C provided at intervals. That is, the shape of the first electrode 561 is configured as a double ring of an inner ring 561B and an outer ring 561C. The inner ring 561B is formed in an annular shape having a radius R2 at the inner periphery and a radius R5 at the filter center point O as the center. Further, the outer ring 561C is formed in an annular shape having an inner circumference with a radius R6 and an outer circumference with a radius R3 with the filter center point O as the center. The inner ring 561B and the outer ring 561C of the first electrode 561 are connected to each other by the first extraction electrode 561A.
The shape of the second electrode 562 provided on the movable substrate 52 is also composed of an inner ring and an outer ring, similarly to the shape of the first electrode 561.

そして、第一基板を構成する固定基板51の外環561Cの表面に誘電体膜57が形成される。ここで、本実施形態では、誘電体膜57は、外環561C表面の全面を覆うように形成して、外環561C表面の全面を第一領域57Aとしているが、例えば、外環561C表面の一部を部分的に覆うように形成して、部分的に覆った領域のみを第一領域57Aとしてもよい。この場合、複数の誘電体膜57をフィルター中心点Oを中心とした円弧形状に形成し、これらの誘電体膜57が、フィルター中心点Oに対して対称位置に配置される構成が例示できる。この場合でも、フィルター中心点Oに対してバランスよく静電引力を作用させることができ、駆動時の反射膜の傾きを抑制できる。
なお、第一基板を構成する固定基板51の外環561Cの表面に誘電体膜57を形成する構成としたが、第二基板を構成する可動基板52の外環に形成してもよい。
Then, a dielectric film 57 is formed on the surface of the outer ring 561C of the fixed substrate 51 constituting the first substrate. Here, in this embodiment, the dielectric film 57 is formed so as to cover the entire surface of the outer ring 561C, and the entire surface of the outer ring 561C is the first region 57A. A part of the first region 57 </ b> A may be formed by partially covering the part. In this case, a configuration in which a plurality of dielectric films 57 are formed in an arc shape with the filter center point O as the center, and these dielectric films 57 are disposed at symmetrical positions with respect to the filter center point O can be exemplified. Even in this case, the electrostatic attractive force can be applied to the filter center point O in a well-balanced manner, and the tilt of the reflective film during driving can be suppressed.
Although the dielectric film 57 is formed on the surface of the outer ring 561C of the fixed substrate 51 constituting the first substrate, it may be formed on the outer ring of the movable substrate 52 constituting the second substrate.

[第二実施形態の作用効果]
本実施形態では、第一領域57Aと第二領域57Bとは、それぞれ間隔をあけて形成されている。したがって、本実施形態においても、上記第一実施形態と同様に、静電アクチュエーター56を駆動させた際に、可動基板52の可動部521に生じる反りを小さく抑えることができ、固定反射膜54及び可動反射膜55の平行度を保った状態で可動部521を固定基板51側に変位させることができる。これにより、より精度よくギャップG1のギャップ調整を実施することができる。
また、上記第一実施形態の、第一領域57Aと第二領域57Bとの間隔をあけずに形成されている場合に比べて、可動部521において撓み量の差がより大きくなる二つの領域に対して、外側にある第一領域57Aに、内側にある第二領域57Bよりも強い静電引力を作用させることができる。つまり、第一領域が力点、第二領域が支点、第二領域の内側に位置する光干渉領域を含む領域が作用点として、あたかも、てこの原理のように作用するため、基板への反りの影響をより小さくすることができる。
[Operational effects of the second embodiment]
In the present embodiment, the first region 57A and the second region 57B are formed at intervals. Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the electrostatic actuator 56 is driven, the warp generated in the movable portion 521 of the movable substrate 52 can be suppressed to a small level. The movable portion 521 can be displaced toward the fixed substrate 51 while maintaining the parallelism of the movable reflective film 55. Thereby, the gap adjustment of the gap G1 can be performed with higher accuracy.
In addition, in the first embodiment, compared to the case where the first region 57A and the second region 57B are formed without being spaced, the two regions in which the difference in the amount of deflection in the movable portion 521 becomes larger are provided. On the other hand, an electrostatic attractive force stronger than that of the second region 57B on the inner side can be applied to the first region 57A on the outer side. In other words, the first region acts as a force point, the second region serves as a fulcrum, and the region including the light interference region located inside the second region acts as a lever, as if it acts like a lever. The influence can be made smaller.

[第三実施形態]
次に、本発明に係る第三実施形態の波長可変干渉フィルターについて説明する。
上記第一実施形態及び第二実施形態では、1つの静電アクチュエーター56により、静電引力を印加してギャップG1のギャップ制御を行う構成を例示した。
これに対して、第三実施形態では、第一反射膜を構成する固定反射膜54及び第二反射膜を構成する可動反射膜55が重なる光干渉領域Arの外周側に、互いに独立して駆動可能な第一静電アクチュエーター56Aと第二静電アクチュエーター56Bとが設けられている点が、上記第一実施形態及び上記第二実施形態とは相違する。
図11は、第三実施形態の波長可変干渉フィルター5Bの概略構成を示す平面図である。なお、図11において、固定基板51に設けられる膜(固定反射膜54,第一内側電極561D,第一外側電極561E,第一内側引出電極561F,第一外側引出電極561G)を実線で示し、可動基板52に設けられる膜(可動反射膜55,第二内側電極562D,第二外側電極562E,第二内側引出電極562F,第二外側引出電極562G)を破線で示す。
[Third embodiment]
Next, a variable wavelength interference filter according to a third embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment and the second embodiment, the configuration in which the electrostatic attraction force is applied by one electrostatic actuator 56 to perform the gap control of the gap G1 is illustrated.
In contrast, in the third embodiment, on the outer peripheral side of the optical interference region Ar 0 where the movable reflective layer 55 constituting the fixed reflective film 54 and the second reflecting film of the first reflection film overlap, independently of each other The point which the driveable 1st electrostatic actuator 56A and the 2nd electrostatic actuator 56B are provided differs from the said 1st embodiment and said 2nd embodiment.
FIG. 11 is a plan view showing a schematic configuration of a wavelength tunable interference filter 5B according to the third embodiment. In FIG. 11, the films (fixed reflective film 54, first inner electrode 561D, first outer electrode 561E, first inner extraction electrode 561F, first outer extraction electrode 561G) provided on the fixed substrate 51 are indicated by solid lines, Films (movable reflection film 55, second inner electrode 562D, second outer electrode 562E, second inner extraction electrode 562F, second outer extraction electrode 562G) provided on movable substrate 52 are indicated by broken lines.

図11に示すように、第三実施形態の波長可変干渉フィルター5Bは、静電アクチュエーターが、平面視において、光干渉領域Arの外側に設けられ、ギャップG1を変更する第一静電アクチュエーター56Aと、平面視において、第一静電アクチュエーター56Aの外側に設けられ、第一静電アクチュエーター56Aとは独立して駆動して、ギャップG1を変更する第二静電アクチュエーター56Bと、から構成されている。 As shown in FIG. 11, the variable wavelength interference filter 5B of the third embodiment, an electrostatic actuator, in plan view, provided outside the optical interference region Ar 0, the first electrostatic actuator 56A to change the gap G1 And a second electrostatic actuator 56B that is provided outside the first electrostatic actuator 56A in a plan view and is driven independently of the first electrostatic actuator 56A to change the gap G1. Yes.

この構成では、図11に示すように、固定基板51の一端側(図11における辺C1−C2)は、可動基板52の基板端縁(図11における辺C5−C6)よりも外側に突出しており、固定側端子取出し部514Aを構成している。そして、固定基板51には、第一静電アクチュエーター56Aを構成する第一内側電極561D、及び第二静電アクチュエーター56Bを構成する第一外側電極561Eが設けられている。
第一内側電極561Dは反射膜設置部の外周側で第一外側電極561Eの内周側に設けられ、第一外側電極561Eは、第一内側電極561Dの外周側に設けられている。これらの第一内側電極561D及び第一外側電極561Eは、それぞれ円弧状(略C字状)に形成されており、辺C1−C2に近接する一部にC字開口部が設けられる。また第一内側電極561D及び第一外側電極561E上に、第二内側電極562D及び第二外側電極562Eとの間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板51には、第一内側電極561Dの一端部から頂点C2に向かって延出する第一内側引出電極561Fが設けられ、第一外側電極561Eの一端部から頂点C1に向かって延出する第一外側引出電極561Gが設けられている。第一内側引出電極561Fは、頂点C2に向かって延出する図示省略の電極引出溝に沿って配置され、固定側端子取出し部514A上の頂点C2まで延出する。また、第一外側引出電極561Gは、頂点C1に向かって延出する図示省略の電極引出溝に沿って配置され、固定側端子取出し部514A上の頂点C1まで延出する。そして、これらの第一内側引出電極561F及び第一外側引出電極561Gの延出先端部は、例えばFPC(Flexible printed circuits)やリード線等により電圧制御部15に接続されている。
In this configuration, as shown in FIG. 11, one end side (side C1-C2 in FIG. 11) of the fixed substrate 51 projects outward from the substrate edge (side C5-C6 in FIG. 11) of the movable substrate 52. And constitutes a fixed-side terminal extraction portion 514A. The fixed substrate 51 is provided with a first inner electrode 561D constituting the first electrostatic actuator 56A and a first outer electrode 561E constituting the second electrostatic actuator 56B.
The first inner electrode 561D is provided on the outer peripheral side of the reflective film installation portion on the inner peripheral side of the first outer electrode 561E, and the first outer electrode 561E is provided on the outer peripheral side of the first inner electrode 561D. The first inner electrode 561D and the first outer electrode 561E are each formed in an arc shape (substantially C shape), and a C-shaped opening is provided in a part close to the side C1-C2. In addition, an insulating film for ensuring insulation between the second inner electrode 562D and the second outer electrode 562E may be stacked on the first inner electrode 561D and the first outer electrode 561E.
The fixed substrate 51 is provided with a first inner extraction electrode 561F extending from one end of the first inner electrode 561D toward the vertex C2, and extending from one end of the first outer electrode 561E toward the vertex C1. A first outer extraction electrode 561G is provided. The first inner extraction electrode 561F is disposed along an electrode extraction groove (not shown) extending toward the vertex C2, and extends to the vertex C2 on the fixed-side terminal extraction portion 514A. The first outer extraction electrode 561G is disposed along an electrode extraction groove (not shown) extending toward the vertex C1, and extends to the vertex C1 on the fixed terminal extraction portion 514A. And the extended front-end | tip part of these 1st inner side extraction electrodes 561F and 1st outer side extraction electrodes 561G is connected to the voltage control part 15 by FPC (Flexible printed circuits), a lead wire, etc., for example.

また、可動基板52には、端側(図11における辺C7−C8)は、固定基板51の基板端縁(図11における辺C3−C4)よりも外側に突出しており、可動側端子取出し部524Aを構成している。そして、可動基板52には、第一静電アクチュエーター56Aを構成する第二内側電極562D、及び第二静電アクチュエーター56Bを構成する第二外側電極562Eが設けられている。
第二内側電極562Dは反射膜設置部の外周側で第二外側電極562Eの内周側に設けられ、第二外側電極562Eは、第二内側電極562Dの外周側に設けられている。これらの第二内側電極562D及び第二外側電極562Eは、それぞれ円弧状(略C字状)に形成されており、辺C7−C8に近接する一部にC字開口部が設けられる。ここで、フィルター平面視において、第二内側電極562Dは、第一内側電極561Dと重なる円弧領域を備え、この円弧領域により、第一静電アクチュエーター56Aが構成される。同様に、第二外側電極562Eは、第一外側電極561Eと重なる円弧領域を備え、この円弧領域により、第二静電アクチュエーター56Bが構成される。なお、第一内側電極561D及び第一外側電極561Eと同様に、第二内側電極562D及び第二外側電極562E上に、絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
Further, the end side (side C7-C8 in FIG. 11) of the movable substrate 52 projects outward from the substrate end edge (side C3-C4 in FIG. 11) of the fixed substrate 51, and the movable side terminal take-out portion 524A is configured. The movable substrate 52 is provided with a second inner electrode 562D constituting the first electrostatic actuator 56A and a second outer electrode 562E constituting the second electrostatic actuator 56B.
The second inner electrode 562D is provided on the outer peripheral side of the reflection film installation portion on the inner peripheral side of the second outer electrode 562E, and the second outer electrode 562E is provided on the outer peripheral side of the second inner electrode 562D. The second inner electrode 562D and the second outer electrode 562E are each formed in an arc shape (substantially C shape), and a C-shaped opening is provided in a part close to the side C7-C8. Here, in the filter plan view, the second inner electrode 562D includes an arc region that overlaps the first inner electrode 561D, and the first electrostatic actuator 56A is configured by the arc region. Similarly, the second outer electrode 562E includes an arc region that overlaps the first outer electrode 561E, and the second electrostatic actuator 56B is configured by this arc region. Note that, similarly to the first inner electrode 561D and the first outer electrode 561E, an insulating film for ensuring insulation may be stacked on the second inner electrode 562D and the second outer electrode 562E.

また、可動基板52には、第二内側電極562Dの一端部から頂点C8に向かって延出する第二内側引出電極562Fが設けられ、第二外側電極562Eの一端部から頂点C7に向かって延出する第二外側引出電極562Gが設けられている。第二内側引出電極562Fは、固定基板51に設けられた頂点C4に向かって延出する図示省略の電極引出溝に対向する位置に配置され、可動側端子取出し部524A上の頂点C8まで延出する。また、第二外側引出電極562Gは、頂点C3に向かって延出する図示省略の電極引出溝に対向する位置に配置され、可動側端子取出し部524A上の頂点C7まで延出する。そして、これらの第二内側引出電極562F及び第二外側引出電極562Gの延出先端部は、例えばFPCやリード線等により電圧制御部15に接続されている。   The movable substrate 52 is provided with a second inner lead electrode 562F extending from one end of the second inner electrode 562D toward the vertex C8, and extending from one end of the second outer electrode 562E toward the vertex C7. A second outer extraction electrode 562G is provided. The second inner lead electrode 562F is disposed at a position facing an electrode lead groove (not shown) extending toward the vertex C4 provided on the fixed substrate 51, and extends to the vertex C8 on the movable terminal lead portion 524A. To do. Further, the second outer lead electrode 562G is disposed at a position facing an electrode lead groove (not shown) extending toward the vertex C3, and extends to the vertex C7 on the movable side terminal lead portion 524A. And the extended front-end | tip part of these 2nd inner extraction electrodes 562F and the 2nd outer extraction electrode 562G is connected to the voltage control part 15 by FPC, a lead wire, etc., for example.

ここで誘電体膜57は、第一外側電極561E表面の全面を覆うように形成して、第一外側電極561E表面の全面を第一領域57Aとしているが、例えば、第一外側電極561E表面の一部を部分的に覆うように形成して、部分的に覆った領域のみを第一領域57Aとしてもよい。
この場合、複数の誘電体膜57をフィルター中心点Oを中心とした円弧形状に形成し、これらの誘電体膜57が、フィルター中心点Oに対して対称位置に配置される構成が例示できる。この場合でも、フィルター中心点Oに対してバランスよく静電引力を作用させることができ、駆動時の反射膜の傾きを抑制できる。
第一静電アクチュエーター56Aは、第一基板を構成する固定基板51側に設けられた第一内側電極561Dと、第二基板を構成する可動基板52側に設けられ、第一内側電極561Dに所定のギャップを介して対向する第二内側電極562Dと、を備えて構成されている。また、第二静電アクチュエーター56Bは、第一基板を構成する固定基板51側に設けられた第一外側電極561Eと、第二基板を構成する可動基板52側に設けられ、第一外側電極561Eに所定のギャップを介して対向する第二外側電極562Eと、第一外側電極561Eの表面を覆って設けられた誘電体膜57と、を備えて構成されている。なお、誘電体膜57は、第二外側電極562Eの表面を覆うように構成してもよい。そして、第一外側電極561E及び第二外側電極562Eの少なくともいずれか一方の表面に誘電体膜57が形成されることで、第一領域57Aが構成され、その他の誘電体膜57が形成されていない領域により第二領域57Bが構成されている。
Here, the dielectric film 57 is formed so as to cover the entire surface of the first outer electrode 561E, and the entire surface of the first outer electrode 561E serves as the first region 57A. A part of the first region 57 </ b> A may be formed by partially covering the part.
In this case, a configuration in which a plurality of dielectric films 57 are formed in an arc shape with the filter center point O as the center, and these dielectric films 57 are disposed at symmetrical positions with respect to the filter center point O can be exemplified. Even in this case, the electrostatic attractive force can be applied to the filter center point O in a well-balanced manner, and the tilt of the reflective film during driving can be suppressed.
The first electrostatic actuator 56A is provided on the first inner electrode 561D provided on the fixed substrate 51 side constituting the first substrate and the movable substrate 52 side constituting the second substrate, and is provided on the first inner electrode 561D. And a second inner electrode 562D facing each other through the gap. The second electrostatic actuator 56B is provided on the first outer electrode 561E provided on the fixed substrate 51 side constituting the first substrate and on the movable substrate 52 side constituting the second substrate, and the first outer electrode 561E. And a dielectric film 57 provided so as to cover the surface of the first outer electrode 561E. The dielectric film 57 may be configured to cover the surface of the second outer electrode 562E. The dielectric film 57 is formed on the surface of at least one of the first outer electrode 561E and the second outer electrode 562E, whereby the first region 57A is formed, and the other dielectric film 57 is formed. The second region 57B is configured by the non-region.

[第三実施形態の作用効果]
本実施形態では、第一静電アクチュエーター56Aと第二静電アクチュエーター56Bとを、それぞれ、独立して駆動させることができる。したがって、1つの静電アクチュエーターによりギャップを制御する場合に比べて、細かい電圧設定を実施することができ、より自由度の高い制御が可能となる。
また、第一静電アクチュエーター56Aの外周側に位置する第二静電アクチュエーター56Bを構成する第一外側電極561Eに誘電体膜57が形成されることによって第一領域57Aが構成されている。このような構成では、第二静電アクチュエーター56Bの静電引力をさらに向上することができるため、ギャップG1をより大きく変化させることが可能となる。
[Operational effects of the third embodiment]
In the present embodiment, the first electrostatic actuator 56A and the second electrostatic actuator 56B can be driven independently. Therefore, compared with the case where the gap is controlled by one electrostatic actuator, fine voltage setting can be performed, and control with a higher degree of freedom is possible.
Further, the first region 57A is formed by forming the dielectric film 57 on the first outer electrode 561E constituting the second electrostatic actuator 56B located on the outer peripheral side of the first electrostatic actuator 56A. In such a configuration, since the electrostatic attractive force of the second electrostatic actuator 56B can be further improved, the gap G1 can be changed more greatly.

[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態の分光測定装置1では、光学モジュール10に対して、波長可変干渉フィルター5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。本実施形態では、そのような光学モジュールに対しても、波長可変干渉フィルター5や、第二実施形態の波長可変干渉フィルター5A、第三実施形態の波長可変干渉フィルター5Bを容易に設置可能にする光学フィルターデバイスについて、以下に説明する。
図12は、本発明の第四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。
[Fourth embodiment]
Next, 4th embodiment of this invention is described based on drawing.
In the spectroscopic measurement device 1 of the first embodiment, the wavelength variable interference filter 5 is directly provided to the optical module 10. However, some optical modules have a complicated configuration, and it may be difficult to directly provide the variable wavelength interference filter 5 for a particularly small optical module. In the present embodiment, the tunable interference filter 5, the tunable interference filter 5A of the second embodiment, and the tunable interference filter 5B of the third embodiment can be easily installed even for such an optical module. The optical filter device will be described below.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical filter device according to the fourth embodiment of the present invention.

図12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、第三実施形態の波長可変干渉フィルター5B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。
As shown in FIG. 12, the optical filter device 600 includes a wavelength tunable interference filter 5 and a housing 601 that houses the wavelength tunable interference filter 5. In the present embodiment, the wavelength variable interference filter 5 is illustrated as an example, but the wavelength variable interference filter 5A of the second embodiment and the wavelength variable interference filter 5B of the third embodiment may be used.
The housing 601 includes a base substrate 610, a lid 620, a base side glass substrate 630, and a lid side glass substrate 640.

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Ar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。 The base substrate 610 is configured by, for example, a single layer ceramic substrate. On the base substrate 610, the movable substrate 52 of the variable wavelength interference filter 5 is installed. As the installation of the movable substrate 52 on the base substrate 610, for example, it may be disposed via an adhesive layer or the like, and is disposed by being fitted to another fixing member or the like. Also good. Moreover, the base substrate 610, in a region facing the light interference region Ar 0, the light passing hole 611 is formed open. And the base side glass substrate 630 is joined so that this light passage hole 611 may be covered. As a method for joining the base side glass substrate 630, for example, glass frit joining using a glass frit that is a piece of glass that has been melted at a high temperature and rapidly cooled, adhesion by an epoxy resin, or the like can be used.

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561A,562A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561A,562A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。
On the base inner surface 612 of the base substrate 610 facing the lid 620, inner terminal portions 615 are provided corresponding to the extraction electrodes 561A and 562A of the wavelength variable interference filter 5, respectively. For example, FPC 615A can be used for connection between each extraction electrode 561A, 562A and the inner terminal portion 615. For example, Ag paste, ACF (Anisotropic Conductive Film), ACP (Anisotropic Conductive Paste), or the like is used. In addition, when maintaining the internal space 650 in a vacuum state, it is preferable to use Ag paste with little outgas. Further, the connection is not limited to the connection by the FPC 615A, and wiring connection by wire bonding or the like may be performed, for example.
In addition, the base substrate 610 has through holes 614 corresponding to positions where the respective inner terminal portions 615 are provided, and the respective inner terminal portions 615 are interposed via conductive members filled in the through holes 614. The base substrate 610 is connected to an outer terminal portion 616 provided on the base outer surface 613 opposite to the base inner surface 612.
A base joint 617 that is joined to the lid 620 is provided on the outer periphery of the base substrate 610.

リッド620は、図12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。
As shown in FIG. 12, the lid 620 includes a lid joint portion 624 joined to the base joint portion 617 of the base substrate 610, a side wall portion 625 that continues from the lid joint portion 624 and rises in a direction away from the base substrate 610, A top surface portion 626 that is continuous from the side wall portion 625 and covers the fixed substrate 51 side of the variable wavelength interference filter 5 is provided. The lid 620 can be formed of an alloy such as Kovar or a metal, for example.
The lid 620 is tightly bonded to the base substrate 610 by bonding the lid bonding portion 624 and the base bonding portion 617 of the base substrate 610.
As this joining method, for example, in addition to laser welding, soldering using silver brazing, sealing using a eutectic alloy layer, welding using low melting glass, glass adhesion, glass frit bonding, epoxy resin Adhesion etc. are mentioned. These bonding methods can be appropriately selected depending on the materials of the base substrate 610 and the lid 620, the bonding environment, and the like.

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Ar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。 The top surface portion 626 of the lid 620 is parallel to the base substrate 610. A light passage hole 621 is formed in the top surface portion 626 in a region facing the light interference region Ar 0 of the wavelength variable interference filter 5. And the lid side glass substrate 640 is joined so that this light passage hole 621 may be covered. As a method for bonding the lid-side glass substrate 640, for example, glass frit bonding, adhesion using an epoxy resin, or the like can be used as in the case of bonding the base-side glass substrate 630.

[第四実施形態の作用効果]
本実施形態の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。
[Effects of Fourth Embodiment]
In the optical filter device 600 of the present embodiment, since the wavelength tunable interference filter 5 is protected by the housing 601, it is possible to prevent changes in the characteristics of the wavelength tunable interference filter 5 due to foreign matters, gases contained in the atmosphere, and the like. It is possible to prevent the wavelength tunable interference filter 5 from being damaged due to mechanical factors. In addition, since charged particles can be prevented from entering, the electrodes 561 and 562 can be prevented from being charged. Therefore, the generation of Coulomb force due to charging can be suppressed, and the parallelism of the reflection films 54 and 55 can be more reliably maintained.

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。
For example, when the wavelength tunable interference filter 5 manufactured in a factory is transported to an assembly line for assembling an optical module or an electronic device, the wavelength tunable interference filter 5 protected by the optical filter device 600 is transported safely. It becomes possible.
In addition, since the optical filter device 600 is provided with the outer terminal portion 616 exposed on the outer peripheral surface of the housing 601, wiring can be easily performed even when the optical filter device 600 is incorporated into an optical module or an electronic device. Become.

[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。
第一〜第三実施形態において、誘電体膜57を固定基板51側の第一電極561に形成したが、可動基板52側の第二電極562に形成してもよい。
また、誘電体膜57を第一電極561又は第二電極562のいずれかに形成したが、誘電体膜57は、第一電極561及び第二電極562の双方に形成してもよい。
第一実施形態では、誘電体膜57をフィルター中心点Oを中心とした内周が半径R4、外周が半径R3の環状に形成される例を示したが、上述したように環状である必要はなく、例えば、円弧状に形成してもよい。その場合、フィルター中心点Oとした対象形状となるように円弧状の誘電体膜を複数形成する。これにより、駆動時の反射膜の傾きを抑制できる。
上記第三実施形態では、第一内側電極561D及び第一外側電極561Eの形状をそれぞれ円弧状(略C字状)に形成し、辺C1−C2に近接する一部にC字開口部を設ける構成としたが、第一内側電極561Dを環状とし、第一外側電極561Eを一部にスリットを設けた円弧状(C字状)とし、第一内側電極561Dの第一内側引出電極561Fが第一外側電極561Eのスリットに配置されるような構成としてもよい。
[Other Embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the first to third embodiments, the dielectric film 57 is formed on the first electrode 561 on the fixed substrate 51 side, but may be formed on the second electrode 562 on the movable substrate 52 side.
Further, although the dielectric film 57 is formed on either the first electrode 561 or the second electrode 562, the dielectric film 57 may be formed on both the first electrode 561 and the second electrode 562.
In the first embodiment, an example in which the dielectric film 57 is formed in an annular shape having the inner periphery with the radius R4 and the outer periphery with the radius R3 centering on the filter center point O is shown. For example, you may form in circular arc shape. In that case, a plurality of arc-shaped dielectric films are formed so as to have a target shape as the filter center point O. Thereby, the inclination of the reflective film during driving can be suppressed.
In the third embodiment, the first inner electrode 561D and the first outer electrode 561E are each formed in an arc shape (substantially C shape), and a C-shaped opening is provided in a part close to the side C1-C2. The first inner electrode 561D has an annular shape, the first outer electrode 561E has an arc shape (C-shape) with a slit in part, and the first inner extraction electrode 561F of the first inner electrode 561D has a first shape. It is good also as a structure arrange | positioned at the slit of the one outer side electrode 561E.

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波長可変干渉フィルターの駆動方法、光学モジュール、及び電子機器を適用することができる。   Moreover, although the spectroscopic measurement apparatus 1 has been exemplified as the electronic apparatus of the present invention in each of the above-described embodiments, the wavelength variable interference filter driving method, the optical module, and the electronic apparatus of the present invention are applied to various other fields. be able to.

例えば、図13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13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13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。
For example, as shown in FIG. 13, the electronic apparatus of the present invention can be applied to a color measuring device for measuring color.
FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of a colorimetric device 400 including a wavelength variable interference filter.
As shown in FIG. 13, the color measurement device 400 includes a light source device 410 that emits light to the inspection target A, a color measurement sensor 420 (optical module), and a control device 430 that controls the overall operation of the color measurement device 400. With. The color measuring device 400 reflects light emitted from the light source device 410 by the inspection target A, receives the reflected inspection target light by the color measuring sensor 420, and outputs the light from the color measuring sensor 420. This is an apparatus for analyzing and measuring the chromaticity of the inspection target light, that is, the color of the inspection target A based on the detection signal.

光源装置410、光源411、複数のレンズ412(図13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。   The light source device 410, the light source 411, and a plurality of lenses 412 (only one is shown in FIG. 13) are provided, and for example, reference light (for example, white light) is emitted to the inspection target A. The plurality of lenses 412 may include a collimator lens. In this case, the light source device 410 converts the reference light emitted from the light source 411 into parallel light by the collimator lens and inspects from a projection lens (not shown). Inject toward the subject A. In the present embodiment, the color measuring device 400 including the light source device 410 is illustrated, but the light source device 410 may not be provided when the inspection target A is a light emitting member such as a liquid crystal panel.

測色センサー420は、図13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検出部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電圧制御部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、分光した光を検出部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。   As shown in FIG. 13, the colorimetric sensor 420 has a variable wavelength interference filter 5, a detection unit 11 that receives light that passes through the variable wavelength interference filter 5, and a wavelength of light that is transmitted through the variable wavelength interference filter 5. And a voltage control unit 15 to perform. Further, the colorimetric sensor 420 includes an incident optical lens (not shown) that guides the reflected light (inspection target light) reflected by the inspection target A to a position facing the wavelength variable interference filter 5. In the colorimetric sensor 420, the wavelength variable interference filter 5 separates light having a predetermined wavelength from the inspection target light incident from the incident optical lens, and the detected light is received by the detection unit 11. Instead of the wavelength variable interference filter 5, the wavelength variable interference filters 5A and 5B described above and the optical filter device 600 may be provided.

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13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の電圧制御部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、検出部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。
The control device 430 controls the overall operation of the color measurement device 400.
As the control device 430, for example, a general-purpose personal computer, a portable information terminal, a color measurement dedicated computer, or the like can be used. As shown in FIG. 13, the control device 430 includes a light source control unit 431, a colorimetric sensor control unit 432, a colorimetric processing unit 433, and the like.
The light source control unit 431 is connected to the light source device 410 and outputs a predetermined control signal to the light source device 410 based on, for example, a user's setting input to emit white light with a predetermined brightness.
The colorimetric sensor control unit 432 is connected to the colorimetric sensor 420, sets the wavelength of light received by the colorimetric sensor 420 based on, for example, a user's setting input, and detects the amount of light received at this wavelength. A control signal to this effect is output to the colorimetric sensor 420. Thereby, the voltage control unit 15 of the colorimetric sensor 420 applies a voltage to the electrostatic actuator 56 based on the control signal, and drives the wavelength variable interference filter 5.
The color measurement processing unit 433 analyzes the chromaticity of the inspection target A from the amount of received light detected by the detection unit 11.

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、本発明の波長可変干渉フィルター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。
Another example of the electronic device of the present invention is a light-based system for detecting the presence of a specific substance. As such a system, for example, an in-vehicle gas leak detector that detects a specific gas with high sensitivity by adopting a spectroscopic measurement method using the variable wavelength interference filter of the present invention, or a photoacoustic rare gas detection for a breath test. A gas detection device such as a vessel can be exemplified.
An example of such a gas detection device will be described below with reference to the drawings.

図14は、波長可変干渉フィルターを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図15は、図14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14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15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15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を制御するための電圧制御部146、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。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a gas detection device including a wavelength variable interference filter.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a control system of the gas detection device of FIG.
As shown in FIG. 14, the gas detection device 100 includes a sensor chip 110, a flow path 120 including a suction port 120A, a suction flow path 120B, a discharge flow path 120C, and a discharge port 120D, a main body 130, It is configured with.
The main body unit 130 includes a sensor unit cover 131 having an opening through which the flow channel 120 can be attached, a discharge unit 133, a housing 134, an optical unit 135, a filter 136, a wavelength variable interference filter 5, a light receiving element 137 (detection unit), and the like. , A control unit 138 (processing unit) that processes a detected signal and controls the detection unit, a power supply unit 139 that supplies power, and the like. Instead of the wavelength variable interference filter 5, the wavelength variable interference filters 5A and 5B described above and the optical filter device 600 may be provided. The optical unit 135 emits light, and a beam splitter 135B that reflects light incident from the light source 135A toward the sensor chip 110 and transmits light incident from the sensor chip toward the light receiving element 137. And lenses 135C, 135D, and 135E.
Further, as shown in FIG. 15, an operation panel 140, a display unit 141, a connection unit 142 for interface with the outside, and a power supply unit 139 are provided on the surface of the gas detection device 100. When the power supply unit 139 is a secondary battery, a connection unit 143 for charging may be provided.
Further, as shown in FIG. 15, the control unit 138 of the gas detection apparatus 100 controls a signal processing unit 144 configured by a CPU or the like, a light source driver circuit 145 for controlling the light source 135A, and the variable wavelength interference filter 5. Voltage control unit 146, a light receiving circuit 147 that receives a signal from the light receiving element 137, a sensor chip detection that reads a code of the sensor chip 110 and receives a signal from a sensor chip detector 148 that detects the presence or absence of the sensor chip 110 A circuit 149, a discharge driver circuit 150 for controlling the discharge means 133, and the like are provided.

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。
Next, operation | movement of the above gas detection apparatuses 100 is demonstrated below.
A sensor chip detector 148 is provided inside the sensor unit cover 131 at the upper part of the main body unit 130, and the sensor chip detector 148 detects the presence or absence of the sensor chip 110. When the signal processing unit 144 detects the detection signal from the sensor chip detector 148, the signal processing unit 144 determines that the sensor chip 110 is attached, and displays a display signal for displaying on the display unit 141 that the detection operation can be performed. put out.

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。   For example, when the operation panel 140 is operated by the user and an instruction signal to start the detection process is output from the operation panel 140 to the signal processing unit 144, the signal processing unit 144 first sends the signal processing unit 144 to the light source driver circuit 145. A light source activation signal is output to activate the light source 135A. When the light source 135A is driven, laser light having a single wavelength and stable linear polarization is emitted from the light source 135A. The light source 135A includes a temperature sensor and a light amount sensor, and the information is output to the signal processing unit 144. When the signal processing unit 144 determines that the light source 135A is stably operating based on the temperature and light quantity input from the light source 135A, the signal processing unit 144 controls the discharge driver circuit 150 to operate the discharge unit 133. Thereby, the gas sample containing the target substance (gas molecule) to be detected is guided from the suction port 120A to the suction channel 120B, the sensor chip 110, the discharge channel 120C, and the discharge port 120D. The suction port 120A is provided with a dust removal filter 120A1 to remove relatively large dust, some water vapor, and the like.

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、電圧制御部146に対して制御信号を出力する。これにより、電圧制御部146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。
The sensor chip 110 is a sensor that incorporates a plurality of metal nanostructures and uses localized surface plasmon resonance. In such a sensor chip 110, an enhanced electric field is formed between the metal nanostructures by the laser light, and when gas molecules enter the enhanced electric field, Raman scattered light and Rayleigh scattered light including information on molecular vibrations are generated. Occur.
These Rayleigh scattered light and Raman scattered light enter the filter 136 through the optical unit 135, and the Rayleigh scattered light is separated by the filter 136, and the Raman scattered light enters the wavelength variable interference filter 5. Then, the signal processing unit 144 outputs a control signal to the voltage control unit 146. Thereby, the voltage control unit 146 drives the electrostatic actuator 56 of the wavelength variable interference filter 5 in the same manner as in the first embodiment, and the Raman scattered light corresponding to the gas molecule to be detected is transmitted to the wavelength variable interference filter 5. Spectate with. Thereafter, when the dispersed light is received by the light receiving element 137, a light reception signal corresponding to the amount of received light is output to the signal processing unit 144 via the light receiving circuit 147. In this case, target Raman scattered light can be extracted from the wavelength variable interference filter 5 with high accuracy.
The signal processing unit 144 compares the spectrum data of the Raman scattered light corresponding to the gas molecule to be detected obtained as described above and the data stored in the ROM, and determines whether or not the target gas molecule is the target gas molecule. To determine the substance. Further, the signal processing unit 144 displays the result information on the display unit 141 or outputs the result information from the connection unit 142 to the outside.

なお、上記図14及び図15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。   14 and 15 exemplify the gas detection device 100 that performs gas detection from the Raman scattered light obtained by spectrally dividing the Raman scattered light by the wavelength variable interference filter 5. You may use as a gas detection apparatus which specifies gas classification by detecting the light absorbency of. In this case, a gas sensor that allows gas to flow into the sensor and detects light absorbed by the gas in the incident light is used as the optical module of the present invention. A gas detection device that analyzes and discriminates the gas flowing into the sensor by such a gas sensor is an electronic apparatus of the present invention. Even in such a configuration, it is possible to detect a gas component using the wavelength variable interference filter.

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。
In addition, the system for detecting the presence of a specific substance is not limited to the detection of the gas as described above, but a non-invasive measuring device for saccharides by near-infrared spectroscopy and non-invasive information on food, living body, minerals, etc. A substance component analyzer such as a measuring device can be exemplified.
Hereinafter, a food analyzer will be described as an example of the substance component analyzer.

図16は、波長可変干渉フィルター5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16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を制御する電圧制御部222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。
FIG. 16 is a diagram illustrating a schematic configuration of a food analyzer that is an example of an electronic apparatus using the wavelength variable interference filter 5.
As shown in FIG. 16, the food analysis device 200 includes a detector 210 (optical module), a control unit 220, and a display unit 230. The detector 210 includes a light source 211 that emits light, an imaging lens 212 into which light from the measurement target is introduced, a wavelength variable interference filter 5 that splits the light introduced from the imaging lens 212, and the dispersed light. And an imaging unit 213 (detection unit) for detecting. Instead of the wavelength variable interference filter 5, the wavelength variable interference filters 5A and 5B described above and the optical filter device 600 may be provided.
In addition, the control unit 220 controls the light source control unit 221 that controls the turning on / off of the light source 211 and the brightness control at the time of lighting, the voltage control unit 222 that controls the wavelength variable interference filter 5, and the imaging unit 213. , A detection control unit 223 that acquires a spectral image captured by the imaging unit 213, a signal processing unit 224, and a storage unit 225.

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は電圧制御部222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、電圧制御部222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。   In the food analyzer 200, when the system is driven, the light source 211 is controlled by the light source control unit 221, and light is irradiated from the light source 211 to the measurement object. Then, the light reflected by the measurement object enters the wavelength variable interference filter 5 through the imaging lens 212. The wavelength variable interference filter 5 is driven by the driving method as shown in the first embodiment under the control of the voltage control unit 222. Thereby, the light of the target wavelength can be extracted from the variable wavelength interference filter 5 with high accuracy. Then, the extracted light is imaged by an imaging unit 213 configured by, for example, a CCD camera or the like. The captured light is accumulated in the storage unit 225 as a spectral image. In addition, the signal processing unit 224 controls the voltage control unit 222 to change the voltage value applied to the wavelength tunable interference filter 5, and acquires a spectral image for each wavelength.

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。
Then, the signal processing unit 224 performs arithmetic processing on the data of each pixel in each image accumulated in the storage unit 225, and obtains a spectrum at each pixel. In addition, the storage unit 225 stores, for example, information related to food components with respect to the spectrum, and the signal processing unit 224 analyzes the obtained spectrum data based on the information related to food stored in the storage unit 225. The food component contained in the detection target and its content are obtained. Moreover, a food calorie, a freshness, etc. are computable from the obtained food component and content. Furthermore, by analyzing the spectral distribution in the image, it is possible to extract a portion of the food to be inspected that has reduced freshness, and to detect foreign substances contained in the food. Can also be implemented.
Then, the signal processing unit 224 performs processing for causing the display unit 230 to display information such as the components and contents of the food to be examined, the calories, and the freshness obtained as described above.

また、図16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。
FIG. 16 shows an example of the food analysis apparatus 200, but it can also be used as a non-invasive measurement apparatus for other information as described above with a substantially similar configuration. For example, it can be used as a biological analyzer for analyzing biological components such as measurement and analysis of body fluid components such as blood. As such a bioanalytical device, for example, a device that detects ethyl alcohol as a device that measures a body fluid component such as blood, it can be used as a drunk driving prevention device that detects the drunk state of the driver. Further, it can also be used as an electronic endoscope system provided with such a biological analyzer.
Furthermore, it can also be used as a mineral analyzer for performing component analysis of minerals.

更には、本発明の波長可変干渉フィルター、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。
Furthermore, the variable wavelength interference filter, optical module, and electronic apparatus of the present invention can be applied to the following devices.
For example, it is possible to transmit data using light of each wavelength by changing the intensity of light of each wavelength over time. In this case, light of a specific wavelength is transmitted by a wavelength variable interference filter provided in the optical module. The data transmitted by the light of the specific wavelength can be extracted by separating the light and receiving the light at the light receiving unit, and the electronic data having such a data extraction optical module can be used to extract the light data of each wavelength. By processing, optical communication can be performed.

また、電子機器としては、本発明の波長可変干渉フィルター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17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17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(検出部)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17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、電圧制御部(図示略)が上記第一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。
Further, the electronic apparatus can be applied to a spectroscopic camera, a spectroscopic analyzer, or the like that captures a spectroscopic image by dispersing light with the variable wavelength interference filter of the present invention. An example of such a spectroscopic camera is an infrared camera incorporating a wavelength variable interference filter.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the spectroscopic camera. As shown in FIG. 17, the spectroscopic camera 300 includes a camera body 310, an imaging lens unit 320, and an imaging unit 330 (detection unit).
The camera body 310 is a part that is gripped and operated by a user.
The imaging lens unit 320 is provided in the camera body 310 and guides incident image light to the imaging unit 330. As shown in FIG. 17, the imaging lens unit 320 includes an objective lens 321, an imaging lens 322, and a wavelength variable interference filter 5 provided between these lenses. Instead of the wavelength variable interference filter 5, the wavelength variable interference filters 5A and 5B described above and the optical filter device 600 may be provided.
The imaging unit 330 includes a light receiving element, and images the image light guided by the imaging lens unit 320.
In such a spectroscopic camera 300, a spectral image of light having a desired wavelength can be captured by transmitting light having a wavelength to be imaged by the variable wavelength interference filter 5. At this time, for each wavelength, a voltage controller (not shown) drives the wavelength variable interference filter 5 by the driving method of the present invention as shown in the first embodiment, so that a spectral image of the target wavelength can be accurately obtained. Image light can be extracted.

更には、本発明の波長可変干渉フィルター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、本発明の波長可変干渉フィルター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。
Furthermore, the wavelength tunable interference filter of the present invention may be used as a bandpass filter. For example, only light in a narrow band centered on a predetermined wavelength is tunable out of light in a predetermined wavelength range emitted from a light emitting element. It can also be used as an optical laser device that spectrally transmits through an interference filter.
In addition, the tunable interference filter of the present invention may be used as a biometric authentication device, and can be applied to authentication devices such as blood vessels, fingerprints, retinas, and irises using light in the near infrared region and visible region.

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。   Furthermore, an optical module and an electronic device can be used as a concentration detection device. In this case, the infrared energy (infrared light) emitted from the substance is spectrally analyzed by the variable wavelength interference filter, and the analyte concentration in the sample is measured.

上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、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、本発明の波長可変干渉フィルターは、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。   As described above, the tunable interference filter, the optical module, and the electronic device of the present invention can be applied to any device that splits predetermined light from incident light. Since the wavelength tunable interference filter according to the present invention can split a plurality of wavelengths with one device as described above, it is possible to accurately measure a spectrum of a plurality of wavelengths and detect a plurality of components. it can. Therefore, compared with the conventional apparatus which takes out a desired wavelength with a plurality of devices, it is possible to promote downsizing of the optical module and the electronic apparatus, and for example, it can be suitably used as a portable or in-vehicle optical device.

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。   In addition, the specific structure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like within a range in which the object of the present invention can be achieved.

1…分光測定装置(電子機器)、5,5A,5B…波長可変干渉フィルター、10…光学モジュール、15…電圧制御部、20…制御部、51…固定基板(第一基板)、52…可動基板(第二基板)、54…固定反射膜(第一反射膜)、55…可動反射膜(第二反射膜)、56…静電アクチュエーター、56A…第一静電アクチュエーター、56B…第二静電アクチュエーター、57…誘電体膜、57A…第一領域、57B…第二領域、100…ガス検出装置(電子機器)、137…受光素子(検出部)、200…食物分析装置(電子機器)、213…撮像部(検出部)、300…分光カメラ(電子機器)、330…撮像部(検出部)、400…測色装置(電子機器)、430…制御部、561…第一電極、561D…第一内側電極、561E…第一外側電極、562…第二電極、562D…第二内側電極、562E…第二外側電極、G1…ギャップ、Ar…光干渉領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spectrometer (electronic device) 5, 5A, 5B ... Wavelength variable interference filter, 10 ... Optical module, 15 ... Voltage control part, 20 ... Control part, 51 ... Fixed board | substrate (1st board | substrate), 52 ... Movable Substrate (second substrate), 54 ... fixed reflective film (first reflective film), 55 ... movable reflective film (second reflective film), 56 ... electrostatic actuator, 56A ... first electrostatic actuator, 56B ... second static Electric actuator, 57 ... dielectric film, 57A ... first region, 57B ... second region, 100 ... gas detection device (electronic device), 137 ... light receiving element (detection unit), 200 ... food analysis device (electronic device), 213 ... Imaging unit (detection unit), 300 ... Spectral camera (electronic device), 330 ... Imaging unit (detection unit), 400 ... Colorimetry device (electronic device), 430 ... Control unit, 561 ... First electrode, 561D ... First inner electrode, 561 ... first outer electrode, 562 ... second electrode, 562d ... second inner electrode, 562e ... second outer electrode, G1 ... gap, Ar 0 ... optical interference region.

Claims (8)

第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板上に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜と、
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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターと、を備え、
前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、
前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film provided on the first substrate;
A second reflective film provided on the second substrate and facing the first reflective film via a gap;
An electrostatic actuator that is provided outside the light interference region where the first reflective film and the second reflective film overlap in a plan view of the first substrate and the second substrate viewed from the thickness direction of the substrate, and changes the gap. And comprising
The electrostatic actuator includes a first electrode provided on the first substrate, a second electrode provided on the second substrate and opposed to the first electrode through a predetermined gap, and the first electrode A dielectric film provided on a part of the surface of at least one of the electrode and the second electrode, and
In the plan view, among the actuator regions where the first electrode and the second electrode overlap, the first region provided with the dielectric film is provided on the side of the actuator region away from the light interference region. A tunable interference filter characterized by
請求項1に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一領域と前記誘電体膜が設けられていない第二領域とは、それぞれ間隔をあけて形成されている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
The tunable interference filter according to claim 1,
The wavelength tunable interference filter, wherein the first region and the second region where the dielectric film is not provided are formed with an interval between each other.
請求項1または請求項2に記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記静電アクチュエーターは、
前記平面視において、前記光干渉領域の外側に設けられ、前記ギャップを変更する第一静電アクチュエーターと、
前記平面視において、前記第一静電アクチュエーターの外側に設けられ、前記第一静電アクチュエーターとは独立して駆動して、前記ギャップを変更する第二静電アクチュエーターと、を備え、
前記第一静電アクチュエーターは、前記第一基板側に設けられた第一内側電極と、前記第二基板側に設けられ、前記第一内側電極に所定のギャップを介して対向する第二内側電極と、を備え、
前記第二静電アクチュエーターは、前記第一基板側に設けられた第一外側電極と、前記第二基板側に設けられ、前記第一外側電極に所定のギャップを介して対向する第二外側電極と、前記第一外側電極及び前記第二外側電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えた
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
In the wavelength tunable interference filter according to claim 1 or 2,
The electrostatic actuator is
A first electrostatic actuator that is provided outside the optical interference region and changes the gap in the plan view;
A second electrostatic actuator that is provided outside the first electrostatic actuator in the plan view and is driven independently of the first electrostatic actuator to change the gap;
The first electrostatic actuator includes a first inner electrode provided on the first substrate side and a second inner electrode provided on the second substrate side and facing the first inner electrode with a predetermined gap therebetween. And comprising
The second electrostatic actuator includes a first outer electrode provided on the first substrate side and a second outer electrode provided on the second substrate side and facing the first outer electrode with a predetermined gap therebetween. And a dielectric film provided on a part of the surface of at least one of the first outer electrode and the second outer electrode. A variable wavelength interference filter, comprising:
請求項1から請求項3のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜の表面には保護膜が形成され、
前記誘電体膜と前記保護膜とが同一材料、かつ、同一厚さで構成されている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
In the wavelength variable interference filter according to any one of claims 1 to 3,
A protective film is formed on the surfaces of the first reflective film and the second reflective film,
The wavelength variable interference filter, wherein the dielectric film and the protective film are made of the same material and the same thickness.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の波長可変干渉フィルターにおいて、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜は前記誘電体膜を有する誘電体含有膜により構成され、
前記誘電体膜と前記誘電体含有膜の誘電体膜とが同一材料、かつ、同一厚さで構成されている
ことを特徴とする波長可変干渉フィルター。
In the wavelength variable interference filter according to any one of claims 1 to 4,
The first reflective film and the second reflective film are composed of a dielectric-containing film having the dielectric film,
The variable wavelength interference filter, wherein the dielectric film and the dielectric film of the dielectric-containing film are made of the same material and the same thickness.
第一基板、前記第一基板に対向する第二基板、前記第一基板上に設けられた第一反射膜、前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜、及び、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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターを備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを収納する筐体と、を具備し、
前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、
前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられている
ことを特徴とする光学フィルターデバイス。
A first substrate, a second substrate facing the first substrate, a first reflective film provided on the first substrate, provided on the second substrate, and opposed to the first reflective film via a gap In a plan view of the second reflective film and the first substrate and the second substrate viewed from the substrate thickness direction, the second reflective film is provided outside the light interference region where the first reflective film and the second reflective film overlap, A tunable interference filter with an electrostatic actuator to change the gap;
A housing that houses the wavelength tunable interference filter;
The electrostatic actuator includes a first electrode provided on the first substrate, a second electrode provided on the second substrate and opposed to the first electrode through a predetermined gap, and the first electrode A dielectric film provided on a part of the surface of at least one of the electrode and the second electrode, and
In the plan view, among the actuator regions where the first electrode and the second electrode overlap, the first region provided with the dielectric film is provided on the side of the actuator region away from the light interference region. An optical filter device characterized by comprising:
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板上に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜と、
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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターと、
前記第一反射膜と前記第二反射膜により取り出された光を検出する検出部と、を備え、
前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、
前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられている
ことを特徴とする光学モジュール。
A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film provided on the first substrate;
A second reflective film provided on the second substrate and facing the first reflective film via a gap;
An electrostatic actuator that is provided outside the light interference region where the first reflective film and the second reflective film overlap in a plan view of the first substrate and the second substrate viewed from the thickness direction of the substrate, and changes the gap. When,
A detector that detects light extracted by the first reflective film and the second reflective film;
The electrostatic actuator includes a first electrode provided on the first substrate, a second electrode provided on the second substrate and opposed to the first electrode through a predetermined gap, and the first electrode A dielectric film provided on a part of the surface of at least one of the electrode and the second electrode, and
In the plan view, among the actuator regions where the first electrode and the second electrode overlap, the first region provided with the dielectric film is provided on the side of the actuator region away from the light interference region. An optical module characterized by that.
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板上に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板上に設けられ、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜と、
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、前記第一反射膜及び前記第二反射膜の重なり合う光干渉領域の外に設けられ、前記ギャップを変更する静電アクチュエーターと、を備えた波長可変干渉フィルターと、
前記波長可変干渉フィルターを制御する制御部と、を備え、
前記静電アクチュエーターは、前記第一基板上に設けられた第一電極と、前記第二基板上に設けられ、前記第一電極に所定のギャップを介して対向する第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の表面の一部に設けられた誘電体膜と、を備えて構成され、
前記平面視において、前記第一電極及び前記第二電極が重なり合うアクチュエーター領域のうち、前記誘電体膜が設けられた第一領域は、前記アクチュエーター領域のうちの前記光干渉領域から離れる側に設けられている
ことを特徴とする電子機器。
A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first reflective film provided on the first substrate;
A second reflective film provided on the second substrate and facing the first reflective film via a gap;
An electrostatic actuator that is provided outside the light interference region where the first reflective film and the second reflective film overlap in a plan view of the first substrate and the second substrate viewed from the thickness direction of the substrate, and changes the gap. A tunable interference filter comprising:
A control unit for controlling the wavelength variable interference filter,
The electrostatic actuator includes a first electrode provided on the first substrate, a second electrode provided on the second substrate and opposed to the first electrode through a predetermined gap, and the first electrode A dielectric film provided on a part of the surface of at least one of the electrode and the second electrode, and
In the plan view, among the actuator regions where the first electrode and the second electrode overlap, the first region provided with the dielectric film is provided on the side of the actuator region away from the light interference region. An electronic device characterized by
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