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JP2016031295A - Optical module, measuring device, and electronic equipment - Google Patents

Optical module, measuring device, and electronic equipment Download PDF

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JP2016031295A
JP2016031295A JP2014154043A JP2014154043A JP2016031295A JP 2016031295 A JP2016031295 A JP 2016031295A JP 2014154043 A JP2014154043 A JP 2014154043A JP 2014154043 A JP2014154043 A JP 2014154043A JP 2016031295 A JP2016031295 A JP 2016031295A
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JP
Japan
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light
interference filter
optical
lens
wavelength
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Application number
JP2014154043A
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Japanese (ja)
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和▲徳▼ 櫻井
Kazunori Sakurai
和▲徳▼ 櫻井
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】光の利用効率を向上させることができる光学モジュール、測定装置、及び電子機器を提供する。【解決手段】光学モジュール10は、互いに対向する一対の反射膜54,55を有し、一対の反射膜54,55のギャップ寸法に応じた波長の光を出射する波長可変干渉フィルター5(干渉フィルター)と、波長可変干渉フィルター5が固定され、一対の反射膜54,55の法線方向である光軸L1方向から見た平面視において、一対の反射膜54,55と重なる領域に、光を通過させる光入射口611(光通過領域)を有する筐体610(固定部)と、上記平面視において、光入射口611と対向する位置で筐体610に固定され、波長可変干渉フィルター5の光軸L1方向に沿った光軸を有し、当該光軸からの距離に応じて屈折率が変化するラジアル型屈折率分布レンズ7と、を備えた。【選択図】図2An optical module, a measuring device, and an electronic device capable of improving the light use efficiency are provided. An optical module includes a pair of reflective films facing each other, and a wavelength variable interference filter that emits light having a wavelength corresponding to a gap dimension between the pair of reflective films. ) And the wavelength tunable interference filter 5 is fixed, and light is applied to a region overlapping the pair of reflection films 54 and 55 in a plan view as viewed from the optical axis L1 direction which is the normal direction of the pair of reflection films 54 and 55. A housing 610 (fixed portion) having a light incident port 611 (light passage region) to be transmitted, and light of the wavelength variable interference filter 5 fixed to the housing 610 at a position facing the light incident port 611 in the plan view. And a radial type refractive index distribution lens 7 having an optical axis along the direction of the axis L1 and having a refractive index that changes in accordance with the distance from the optical axis. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、光学モジュール、測定装置、及び電子機器に関する。   The present invention relates to an optical module, a measuring device, and an electronic apparatus.

従来、一対の反射膜を互いに対向させ、入射光から、一対の反射膜間で多重干渉されて強め合った所定波長の光を透過させるファブリーペロー干渉フィルター(干渉フィルター)が知られている。このような干渉フィルターと、干渉フィルターを透過した光を撮像部で撮像する分光カメラが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a Fabry-Perot interference filter (interference filter) is known in which a pair of reflective films are opposed to each other, and light having a predetermined wavelength that has been strengthened by multiple interference between the pair of reflective films is transmitted from incident light. Such an interference filter and a spectroscopic camera that captures light transmitted through the interference filter with an imaging unit are known (see, for example, Patent Document 1).

上記干渉フィルターは、各反射膜に対して垂直に光を入射させることが好ましく、光入射角度が垂直とならない場合、所望の波長に光が取り出されず分解能の低下を招く。このような課題に対して、特許文献1に記載の分光カメラでは、干渉フィルターの光入射側にテレセントリック光学系を配置している。このテレセントリック光学系とは、射出瞳が無限遠にある光学系であり、このテレセントリック光学系から射出された光は、中心光軸に対して主光線が平行となるため、干渉フィルターにおける分解能の低下を抑制できる。   The interference filter preferably makes light incident on each reflective film perpendicularly. If the light incident angle is not vertical, light is not extracted at a desired wavelength, resulting in a decrease in resolution. To deal with such a problem, in the spectroscopic camera described in Patent Document 1, a telecentric optical system is arranged on the light incident side of the interference filter. This telecentric optical system is an optical system with an exit pupil at infinity, and the light emitted from this telecentric optical system has a principal ray parallel to the central optical axis, which reduces the resolution of the interference filter. Can be suppressed.

特開2013−170867号公報JP 2013-170867 A

しかしながら、テレセントリック光学系は、通常、複数の光学素子(レンズ等)を組み合わせて構成される。このため、干渉フィルターに向かう光の光路上に、屈折率が大きく変化する界面(例えば、石英ガラスと空気との境界面)が複数配置される。この界面を光が通過する際に、光の一部が反射され、光の利用効率が低下するおそれがある。   However, a telecentric optical system is usually configured by combining a plurality of optical elements (such as lenses). For this reason, a plurality of interfaces (for example, a boundary surface between quartz glass and air) whose refractive index changes greatly are arranged on the optical path of the light traveling toward the interference filter. When light passes through this interface, part of the light is reflected, which may reduce the light utilization efficiency.

本発明は、光の利用効率を向上させることができる光学モジュール、測定装置、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 an optical module, a measuring apparatus, and an electronic apparatus that can improve the light utilization efficiency.

本発明の一適用例の光学モジュールは、互いに対向する一対の反射膜を有し、前記一対の反射膜のギャップ寸法に応じた波長の光を出射する干渉フィルターと、前記干渉フィルターが固定され、前記一対の反射膜の法線方向である前記干渉フィルターの光軸方向から見た平面視において、前記一対の反射膜と重なる領域に、光を通過させる光通過領域を有する固定部と、前記平面視において、前記光通過領域と対向する位置で前記固定部に固定され、前記干渉フィルターの光軸方向に沿った光軸を有し、当該光軸からの距離に応じて屈折率が変化するラジアル型屈折率分布レンズと、を備えたことを特徴とする。   An optical module according to an application example of the present invention has a pair of reflective films facing each other, an interference filter that emits light having a wavelength according to a gap dimension of the pair of reflective films, and the interference filter is fixed. A fixed portion having a light passage region that allows light to pass through a region overlapping with the pair of reflection films in a plan view as viewed from the optical axis direction of the interference filter that is a normal direction of the pair of reflection films; In view, a radial that is fixed to the fixing portion at a position facing the light passage region, has an optical axis along the optical axis direction of the interference filter, and the refractive index changes according to the distance from the optical axis. And a refractive index distribution lens.

ここで、ラジアル型屈折率分布レンズとしては、例えば光軸から離れるにつれて屈折率が低下するレンズ等が例示できる。以下、ラジアル型屈折率分布レンズは、単に、屈折率分布レンズとも称する。
また、光通過領域は、例えば、固定部に設けられた開口や、透光性を有する材料で形成された透光性を有する領域である。
本適用例では、屈折率分布レンズは、干渉フィルターが固定された固定部の光通過領域に対向する位置で、当該固定部に固定されている。このような屈折率分布レンズは、テレセントリック光学系と同様、干渉フィルターの光軸方向に対して出射光の主光線が平行となり、干渉フィルターにおける分解能低下を抑制できる。
これに加え、テレセントリック光学系を用いる場合と比べて、界面の数を減らすことができ、界面における光の反射を抑制できる。したがって、光学モジュールへの入射光の光量に対する、干渉フィルターからの出射光の光量を増大させることができ、光の利用効率を向上させることができる。
Here, as a radial type gradient index lens, for example, a lens whose refractive index decreases as the distance from the optical axis can be exemplified. Hereinafter, the radial type gradient index lens is also simply referred to as a gradient index lens.
The light passage region is, for example, an opening provided in the fixed portion or a light-transmitting region formed of a light-transmitting material.
In this application example, the gradient index lens is fixed to the fixed portion at a position facing the light passage region of the fixed portion to which the interference filter is fixed. In such a gradient index lens, as in the telecentric optical system, the principal ray of the emitted light is parallel to the optical axis direction of the interference filter, and a reduction in resolution in the interference filter can be suppressed.
In addition, the number of interfaces can be reduced and light reflection at the interfaces can be suppressed as compared with the case of using a telecentric optical system. Therefore, the amount of light emitted from the interference filter relative to the amount of light incident on the optical module can be increased, and the light utilization efficiency can be improved.

本適用例の光学モジュールにおいて、前記固定部は、前記光通過領域に開口を有し、
前記固定部に接合され、前記開口を覆う透光部材を備え、前記ラジアル型屈折率分布レンズは、透光性を有する接着剤で、前記透光部材に接合されることが好ましい。
本適用例では、屈折率分布レンズが、固定部の開口を覆い、光通過領域と重なる位置に配置された透光部材に対して、透光性を有する接着剤を介して固定される。
このような構成では、固定部に固定された透光部材に対して、屈折率分布レンズを固定することにより、干渉フィルターと屈折率分布レンズとの相対的な位置を決めることができる。例えば、屈折率分布レンズの光軸が反射膜に直交するように、屈折率分布レンズを固定することができる。したがって、位置ずれによる分解能の低下や、入射光の角度変化による干渉光の波長シフトを抑制できる。
また、透光性の接着剤で屈折率分布レンズを固定することにより、屈折率分布レンズと透光部材との間に空間が形成されず、透光性の接着剤を充填することができ、屈折率分布レンズ及び透光部材の界面による反射を抑制できる。
In the optical module of this application example, the fixing portion has an opening in the light passage region,
It is preferable that a translucent member that is joined to the fixing portion and covers the opening is provided, and the radial type gradient index lens is joined to the translucent member with a translucent adhesive.
In this application example, the refractive index distribution lens covers the opening of the fixing portion and is fixed to the light transmitting member disposed at a position overlapping the light passage region via a light-transmitting adhesive.
In such a configuration, the relative position of the interference filter and the refractive index distribution lens can be determined by fixing the refractive index distribution lens to the light transmissive member fixed to the fixing portion. For example, the refractive index distribution lens can be fixed so that the optical axis of the refractive index distribution lens is orthogonal to the reflective film. Therefore, it is possible to suppress a reduction in resolution due to a position shift and a wavelength shift of interference light due to a change in angle of incident light.
Further, by fixing the gradient index lens with a translucent adhesive, no space is formed between the refractive index distribution lens and the translucent member, and the translucent adhesive can be filled. Reflection by the interface between the gradient index lens and the translucent member can be suppressed.

本適用例の光学モジュールにおいて、前記接着剤の屈折率は、前記透光部材の屈折率以上、かつ、前記ラジアル型屈折率分布レンズの屈折率の最大値以下であることが好ましい。
本適用例では、接着剤の屈折率を、透光部材の屈折率以上、かつ、屈折率分布レンズの屈折率の最大値以下とすることにより、屈折率分布レンズ及び接着剤の間、並びに、接着剤及び透光部材の間のそれぞれの界面における、屈折率差を小さくすることができ、界面における反射をより確実に抑制できる。
In the optical module of this application example, it is preferable that the refractive index of the adhesive is not less than the refractive index of the translucent member and not more than the maximum value of the refractive index of the radial type gradient index lens.
In this application example, the refractive index of the adhesive is not less than the refractive index of the translucent member and not more than the maximum value of the refractive index of the refractive index distribution lens, and between the refractive index distribution lens and the adhesive, and The difference in refractive index at each interface between the adhesive and the translucent member can be reduced, and reflection at the interface can be more reliably suppressed.

本適用例の光学モジュールにおいて、前記固定部は、前記光通過領域に開口を有し、前記ラジアル型屈折率分布レンズは、前記固定部に接合され、前記開口を覆うことが好ましい。
本適用例では、屈折率分布レンズが、開口を覆う位置で、固定部材に直に接合される。
このような構成では、固定部の開口を覆う透光部材を設ける場合と比べて、構造を簡略化することができ、かつ、小型化が可能である。また、透光部材の界面での光損失も抑制でき、光の利用効率を向上させることができる。
In the optical module of this application example, it is preferable that the fixed portion has an opening in the light passage region, and the radial type gradient index lens is bonded to the fixed portion and covers the opening.
In this application example, the gradient index lens is directly bonded to the fixing member at a position covering the opening.
In such a configuration, the structure can be simplified and the size can be reduced as compared with the case where a translucent member covering the opening of the fixed portion is provided. In addition, light loss at the interface of the translucent member can be suppressed, and the light utilization efficiency can be improved.

本適用例の光学モジュールにおいて、前記干渉フィルターの光軸方向において、前記干渉フィルターに対して、前記ラジアル型屈折率分布レンズとは反対側に、前記干渉フィルターの光軸方向に沿った光軸を有し、当該光軸からの距離に応じて屈折率が変化する第2のラジアル型屈折率分布レンズを備え、前記ラジアル型屈折率分布レンズの結像位置が、前記干渉フィルターの配置領域にあることが好ましい。
本適用例では、干渉フィルターを挟んで一対の屈折率分布レンズを配置し、干渉フィルターの光入射側に配置された屈折率分布レンズの結像位置が、干渉フィルターの配置領域に位置する。また、干渉フィルターの光出射側に配置された第2のラジアル型屈折率透過レンズによって、干渉フィルターからの出射光を所定位置に結像させる。
このような構成では、光入射側に配置された屈折率分布レンズの結像位置近傍では、屈折率分布レンズから出射された光の光束径が小さくなるので、その分、干渉フィルターの一対の反射膜が対向する領域の面積(各反射膜の面積)を小さくすることができる。したがって、光学モジュールの小型化を図ることができる。
In the optical module of the application example, an optical axis along the optical axis direction of the interference filter is provided on the opposite side of the radial refractive index distribution lens with respect to the interference filter in the optical axis direction of the interference filter. And having a second radial type refractive index distribution lens whose refractive index changes according to the distance from the optical axis, and the imaging position of the radial type refractive index distribution lens is in the arrangement region of the interference filter It is preferable.
In this application example, a pair of refractive index distribution lenses are arranged with the interference filter interposed therebetween, and the imaging position of the refractive index distribution lens arranged on the light incident side of the interference filter is located in the arrangement area of the interference filter. Further, the light emitted from the interference filter is imaged at a predetermined position by the second radial type refractive index transmission lens disposed on the light emission side of the interference filter.
In such a configuration, in the vicinity of the imaging position of the gradient index lens arranged on the light incident side, the light beam diameter of the light emitted from the gradient index lens becomes small, and accordingly, a pair of reflections of the interference filter It is possible to reduce the area of the region facing the film (area of each reflective film). Accordingly, it is possible to reduce the size of the optical module.

本適用例の光学モジュールにおいて、前記ラジアル型屈折率分布レンズの結像位置に配置され、前記干渉フィルターから出射された光を受光する撮像素子を備えたことが好ましい。
本適用例では、干渉フィルターを挟んで屈折率分布レンズの反対側の、当該屈折率分布レンズの結像位置に撮像素子を配置する。
このような構成では、干渉フィルターと撮像素子との間に結合光学系を配置しなくとも、屈折率分布レンズを透過し、干渉フィルターで分光された光を撮像素子で結像させることができる。したがって、レンズ等を含む結像光学系を配置することにより界面が増加し、光の利用効率が低下するという不具合を抑制でき、かつ、光学モジュールの小型化を図ることができる。
In the optical module of this application example, it is preferable that the optical module includes an imaging element that is disposed at an imaging position of the radial type gradient index lens and receives light emitted from the interference filter.
In this application example, the imaging element is disposed at the imaging position of the refractive index distribution lens on the opposite side of the refractive index distribution lens with the interference filter interposed therebetween.
In such a configuration, even if a coupling optical system is not disposed between the interference filter and the image sensor, the light transmitted through the refractive index distribution lens and dispersed by the interference filter can be imaged by the image sensor. Therefore, by disposing an imaging optical system including a lens or the like, it is possible to suppress the problem that the interface increases and the light use efficiency decreases, and the optical module can be miniaturized.

本発明の一適用例の測定装置は、上記適用例の光学モジュールと、光源と、互いに対向する一対の反射膜を有し、前記光源から出射された光から、前記一対の反射膜のギャップ寸法に応じた波長の光を出射する第2の干渉フィルターと、前記第2の干渉フィルターから出射された光を、前記ラジアル型屈折率分布レンズに導く導光部材と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、光源から出射され干渉フィルターによって分光された光を導光部材で、光学モジュールが備えるラジアル型屈折率分布レンズに導く。
このような構成では、光源から出射され干渉フィルターで分光された光を対象に照射し、照射された光の波長に応じた反射光が光学モジュールに入射される。2つの干渉フィルターの干渉光の波長を適宜調整することにより、例えば、励起光に応じた蛍光を高分解能で検出することができる。
また、光源から出射され干渉フィルターで分光された光を導光部材で導光することで、複数のレンズやミラー等の光学素子で光を反射や屈折させる場合と比べて、界面における光の反射を抑制でき、光の利用効率を向上させることができる。さらに、上記適用例の光学モジュールと同様に、テレセントリック光学系を用いる場合と比べて、界面における光の反射を抑制でき、光の利用効率を向上させることができる。
A measuring apparatus according to an application example of the present invention includes the optical module according to the application example described above, a light source, and a pair of reflective films facing each other, and a gap size between the pair of reflective films from light emitted from the light source. And a light guide member for guiding the light emitted from the second interference filter to the radial gradient index lens. To do.
In this application example, the light emitted from the light source and dispersed by the interference filter is guided to the radial type gradient index lens provided in the optical module by the light guide member.
In such a configuration, the target is irradiated with light emitted from the light source and dispersed by the interference filter, and reflected light corresponding to the wavelength of the irradiated light is incident on the optical module. By appropriately adjusting the wavelength of the interference light of the two interference filters, for example, fluorescence corresponding to the excitation light can be detected with high resolution.
In addition, by reflecting light emitted from the light source and dispersed by the interference filter with the light guide member, the light is reflected at the interface as compared with the case where the light is reflected or refracted by an optical element such as a plurality of lenses or mirrors. Can be suppressed, and the light utilization efficiency can be improved. Furthermore, similarly to the case of the optical module of the above application example, it is possible to suppress the reflection of light at the interface and improve the light utilization efficiency as compared with the case of using the telecentric optical system.

本発明の一適用例の電子機器は、互いに対向する一対の反射膜を有し、前記一対の反射膜のギャップ寸法に応じた波長の光を出射する干渉フィルターと、前記干渉フィルターが固定され、前記一対の反射膜の法線方向である前記干渉フィルターの光軸方向から見た平面視において、前記一対の反射膜と重なる領域に、光を通過させる光通過領域を有する固定部と、前記平面視において、前記光通過領域と対向する位置で前記固定部に固定され、前記干渉フィルターの光軸方向に沿った光軸を有し、当該光軸からの距離に応じて屈折率が変化するラジアル型屈折率分布レンズと、前記干渉フィルターから出射された光に基づく処理を実施する処理部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、上記光学モジュールに係る適用例と同様に、光の利用効率を向上させることができ、このため、入射光量に対して干渉光の光量を増大させることができる。したがって、干渉光の光量の低下による処理制度の低下を抑制でき、当該処理精度を向上可能な電子機器を提供できる。
An electronic apparatus according to an application example of the invention includes a pair of reflective films facing each other, an interference filter that emits light having a wavelength according to a gap size of the pair of reflective films, and the interference filter is fixed. A fixed portion having a light passage region that allows light to pass through a region overlapping with the pair of reflection films in a plan view as viewed from the optical axis direction of the interference filter that is a normal direction of the pair of reflection films; In view, a radial that is fixed to the fixing portion at a position facing the light passage region, has an optical axis along the optical axis direction of the interference filter, and the refractive index changes according to the distance from the optical axis. And a processing unit that performs processing based on light emitted from the interference filter.
In this application example, similarly to the application example related to the optical module, it is possible to improve the light use efficiency. For this reason, it is possible to increase the light amount of the interference light with respect to the incident light amount. Therefore, it is possible to provide an electronic device that can suppress a decrease in processing system due to a decrease in the amount of interference light and improve the processing accuracy.

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. 第一実施形態の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the optical filter device and image pick-up element in the optical module of 1st embodiment. 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. 図3におけるIV−IV線における断面図。Sectional drawing in the IV-IV line in FIG. 第一実施形態の一変形例の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the optical filter device and image pick-up element in the optical module of the modification of 1st embodiment. 第二実施形態の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the optical filter device and image pick-up element in the optical module of 2nd embodiment. 第三実施形態の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the optical filter device and image pick-up element in the optical module of 3rd embodiment. 第三実施形態の一変形例の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the optical filter device and image pick-up element in the optical module of the modification of 3rd embodiment. 第三実施形態の他の変形例の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the optical filter device and image pick-up element in the optical module of the other modification of 3rd embodiment. 第四実施形態の測定装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the measuring apparatus of 4th embodiment. 一変形例の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイスの配置例を模式的に示す図。The figure which shows typically the example of arrangement | positioning of the optical filter device in the optical module of one modification. 一変形例の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイスの配置例を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the example of arrangement | positioning of the optical filter device in the optical module of one modification. 本発明の電子機器の他の一例である測色装置の概略構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color measurement device that is another example of the electronic apparatus of the invention. 本発明の電子機器の他の一例であるガス検出装置の概略図。Schematic of the gas detection apparatus which is another example of the electronic device of this invention. 図14のガス検出装置の制御系を示すブロック図。The block diagram which shows the control system of the gas detection apparatus of FIG. 本発明の電子機器の他の一例である食物分析装置の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of the food analyzer which is another example of the electronic device of this invention. 本発明の電子機器の他の一例である分光カメラの概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the spectroscopic camera which is another example of the electronic device 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、本発明の電子機器の一例であり、測定対象Xで反射した測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。なお、本実施形態では、測定対象Xで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Xとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
そして、この分光測定装置1は、図1に示すように、光学モジュール10と、光学モジュール10から出力された信号を処理する本発明の処理部に相当する制御部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 an example of the electronic apparatus of the present invention, and is a device that analyzes the light intensity of each wavelength in the measurement target light reflected by the measurement target X 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 spectroscopic measurement apparatus 1 includes an optical module 10 and a control unit 20 corresponding to a processing unit of the present invention 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、光学フィルターデバイス600と、撮像素子11と、I−V変換器12と、アンプ13と、A/D変換器14と、駆動制御部15と、を備える。
この光学モジュール10は、測定対象Xで反射された測定対象光を、入射光学系(図示略)を通して、波長可変干渉フィルター5に導き、波長可変干渉フィルター5を透過した光を撮像素子11(受光部)で受光する。そして、撮像素子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 an optical filter device 600, an image sensor 11, an IV converter 12, an amplifier 13, an A / D converter 14, and a drive 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 transmits the light transmitted through the wavelength variable interference filter 5 to the image sensor 11 (light reception). To receive light. The detection signal output from the image sensor 11 is output to the control unit 20 via the IV converter 12, the amplifier 13, and the A / D converter 14.

[光学フィルターデバイスの構成]
図2は、光学モジュール10における、光学フィルターデバイス600及び撮像素子11の概略構成を示す図である。
光学フィルターデバイス600は、入射した検査対象光から、所定の目的波長の光を取り出して、当該光を撮像素子11に結像させる装置であり、筐体610と、筐体610の内部に収納される波長可変干渉フィルター5と、当該光学フィルターデバイス600の光入射側に配置された第1ラジアル型屈折率分布レンズ7と、当該光学フィルターデバイス600の光出射側に配置された第2ラジアル型屈折率分布レンズ8と、を備えている。このような光学フィルターデバイス600は、例えば測色センサー等の光学モジュールや、測色装置やガス分析装置等の電子機器に組み込むことができる。なお、光学フィルターデバイス600を備えた光学モジュールや電子機器の構成については、後に詳述する。
[Configuration of optical filter device]
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the optical filter device 600 and the imaging element 11 in the optical module 10.
The optical filter device 600 is a device that extracts light having a predetermined target wavelength from incident light to be inspected and forms an image of the light on the image sensor 11. The optical filter device 600 is housed in the housing 610 and the housing 610. The variable wavelength interference filter 5, the first radial type refractive index distribution lens 7 disposed on the light incident side of the optical filter device 600, and the second radial type refractive index disposed on the light emitting side of the optical filter device 600. A rate distribution lens 8. Such an optical filter device 600 can be incorporated into an optical module such as a colorimetric sensor, or an electronic device such as a colorimetric device or a gas analyzer. Note that the configuration of an optical module or electronic device including the optical filter device 600 will be described in detail later.

[波長可変干渉フィルターの構成]
図3は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図4は、図3のIV−IV線を断面した際の波長可変干渉フィルターの断面図である。
波長可変干渉フィルター5は、本発明の分光フィルターに相当し、波長可変型のファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター5は、例えば矩形板状の光学部材であり、厚み寸法が例えば500μm程度に形成される固定基板51と、厚み寸法が例えば200μm程度に形成される可動基板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、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板51及び可動基板52は、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(第一接合膜531及び第二接合膜532)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]
FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the variable wavelength interference filter. 4 is a cross-sectional view of the variable wavelength interference filter taken along the line IV-IV in FIG.
The wavelength variable interference filter 5 corresponds to the spectral filter of the present invention, and is a wavelength variable type Fabry-Perot etalon. The wavelength variable interference filter 5 is, for example, a rectangular plate-like optical member, and includes a fixed substrate 51 having a thickness dimension of, for example, about 500 μm and a movable substrate 52 having a thickness dimension of, for example, about 200 μm. . The fixed substrate 51 and the movable substrate 52 are each formed of, for example, various types of glass such as soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, and non-alkali glass, or crystal. . The fixed substrate 51 and the movable substrate 52 are bonded such that the first bonding portion 513 of the fixed substrate 51 and the second bonding portion 523 of the movable substrate 52 are made of, for example, a plasma polymerization film mainly containing siloxane. By being bonded by the film 53 (the first bonding film 531 and the second bonding film 532), they are integrally formed.

固定基板51には、固定反射膜54が設けられ、可動基板52には、可動反射膜55が設けられている。これらの固定反射膜54及び可動反射膜55は、ギャップG1を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター5には、このギャップG1の寸法を調整(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。
また、波長可変干渉フィルター5の光軸L1(図4参照)方向に、当該波長可変干渉フィルター5を見た図3に示すような平面視(以降、フィルター平面視と称する)において、固定基板51及び可動基板52の平面中心点Oは、固定反射膜54及び可動反射膜55の中心点と一致し、かつ後述する可動部521の中心点と一致するものとする。ここで、波長可変干渉フィルター5の光軸L1方向は、各反射膜54,55の法線方向と一致する。
The fixed substrate 51 is provided with a fixed reflective film 54, and the movable substrate 52 is provided with a movable reflective film 55. The fixed reflection film 54 and the movable reflection film 55 are disposed to face each other with a gap G1 interposed therebetween. The wavelength variable interference filter 5 is provided with an electrostatic actuator 56 used to adjust (change) the size of the gap G1.
Further, in the optical axis L1 (see FIG. 4) direction of the wavelength tunable interference filter 5, the fixed substrate 51 in the plan view as shown in FIG. The plane center point O of the movable substrate 52 coincides with the center points of the fixed reflection film 54 and the movable reflection film 55 and coincides with the center point of the movable portion 521 described later. Here, the optical axis L1 direction of the wavelength tunable interference filter 5 coincides with the normal direction of each of the reflection films 54 and 55.

(固定基板の構成)
固定基板51には、エッチングにより電極配置溝511及び反射膜設置部512が形成されている。この固定基板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、固定電極561及び可動電極562間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極561の内部応力による固定基板51の撓みはない。
また、固定基板51の頂点C1には、切欠部514が形成されており、波長可変干渉フィルター5の固定基板51側に、後述する可動電極パッド564Pが露出する。
(Configuration of fixed substrate)
In the fixed substrate 51, an electrode arrangement groove 511 and a reflection film installation part 512 are formed by etching. The fixed substrate 51 is formed to have a thickness larger than that of the movable substrate 52, and the fixed substrate is caused by electrostatic attraction when a voltage is applied between the fixed electrode 561 and the movable electrode 562 or internal stress of the fixed electrode 561. There is no 51 deflection.
Further, a notch 514 is formed at the apex C1 of the fixed substrate 51, and a movable electrode pad 564P described later is exposed on the fixed substrate 51 side of the wavelength variable interference filter 5.

電極配置溝511は、フィルター平面視で、固定基板51の平面中心点Oを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部512は、前記平面視において、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、固定電極561が配置される電極設置面511Aとなる。また、反射膜設置部512の突出先端面は、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の外周縁の頂点C1,頂点C2に向かって延出する電極引出溝511Bが設けられている。
The electrode arrangement groove 511 is formed in an annular shape centering on the plane center point O of the fixed substrate 51 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 plan view. The groove bottom surface of the electrode arrangement groove 511 is an electrode installation surface 511A on which the fixed electrode 561 is arranged. In addition, the protruding front end surface of the reflection film installation portion 512 is a reflection film installation surface 512A.
In addition, the fixed substrate 51 is provided with electrode extraction grooves 511B extending from the electrode arrangement grooves 511 toward the vertexes C1 and C2 of the outer peripheral edge of the fixed substrate 51.

電極配置溝511の電極設置面511Aには、固定電極561が設けられている。より具体的には、固定電極561は、電極設置面511Aのうち、後述する可動部521の可動電極562に対向する領域に設けられている。また、固定電極561上に、固定電極561及び可動電極562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、固定電極561の外周縁から、頂点C2方向に延出する固定引出電極563が設けられている。この固定引出電極563の延出先端部(固定基板51の頂点C2に位置する部分)は、駆動制御部15に接続される固定電極パッド563Pを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面511Aに1つの固定電極561が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Oを中心とした同心円となる2つの電極が設けられる構成(二重電極構成)などとしてもよい。
A fixed electrode 561 is provided on the electrode installation surface 511 </ b> A of the electrode arrangement groove 511. More specifically, the fixed electrode 561 is provided in a region of the electrode installation surface 511 </ b> A that faces a movable electrode 562 of the movable portion 521 described later. In addition, an insulating film for ensuring insulation between the fixed electrode 561 and the movable electrode 562 may be stacked over the fixed electrode 561.
The fixed substrate 51 is provided with a fixed extraction electrode 563 extending from the outer peripheral edge of the fixed electrode 561 in the direction of the vertex C2. The extended leading end portion of the fixed extraction electrode 563 (portion located at the vertex C2 of the fixed substrate 51) constitutes a fixed electrode pad 563P connected to the drive control unit 15.
In the present embodiment, a configuration in which one fixed electrode 561 is provided on the electrode installation surface 511A is shown. For example, a configuration in which two concentric circles centered on the plane center point O are provided (double electrode configuration). ) Etc.

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4に示すように、固定反射膜54が設置されている。この固定反射膜54としては、例えばAg等の金属膜や、Ag合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をTiO、低屈折層をSiOとした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜(又は合金膜)を積層した反射膜や、金属膜(又は合金膜)上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層(TiOやSiO等)と金属膜(又は合金膜)とを積層した反射膜などを用いてもよい。
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 4, a fixed reflective film 54 is installed in the reflective film installation part 512. As the fixed reflective film 54, for example, a metal film such as Ag or an alloy film such as an Ag alloy can be used. For example, a dielectric multilayer film in which the high refractive layer is TiO 2 and the low refractive layer is SiO 2 may be used. Further, a reflective film in which a metal film (or alloy film) is laminated on a dielectric multilayer film, a reflective film in which a dielectric multilayer film is laminated on a metal film (or alloy film), a single refractive layer (TiO 2 or SiO 2) and a metal film (or alloy film) and the like may be used reflective film formed by laminating a.

そして、固定基板51の可動基板52に対向する面のうち、エッチングにより、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に接合される。   Of the surface of the fixed substrate 51 that faces the movable substrate 52, the surface on which the electrode placement groove 511, the reflective film installation portion 512, and the electrode extraction groove 511B are not formed by etching constitutes the first joint portion 513. The first bonding portion 513 is bonded to the movable substrate 52 by the bonding film 53.

(可動基板の構成)
可動基板52は、図3に示すようなフィルター平面視において、平面中心点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3に示すように、頂点C2に対応して、切欠部524が形成されており、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、固定電極パッド563Pが露出する。
(Configuration of movable substrate)
The movable substrate 52 includes a circular movable portion 521 centered on the plane center point O in the filter plan view as shown in FIG. 3, 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 FIG. 3, the movable substrate 52 is formed with a notch 524 corresponding to the vertex C2, and when the wavelength variable interference filter 5 is viewed from the movable substrate 52 side, the fixed electrode pad is formed. 563P is exposed.

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、可動電極562及び可動反射膜55が設けられている。   The movable part 521 is formed to have a thickness dimension larger than that of the holding part 522. For example, in this embodiment, the movable part 521 is formed to have the same dimension as the thickness dimension of the movable substrate 52. 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 part 521 is provided with a movable electrode 562 and a movable reflective film 55.

可動電極562は、ギャップG2を介して固定電極561に対向し、固定電極561と同一形状となる環状に形成されている。この可動電極562は、固定電極561とともに静電アクチュエーター56を構成する。また、可動基板52には、可動電極562の外周縁から可動基板52の頂点C1に向かって延出する可動引出電極564を備えている。この可動引出電極564の延出先端部(可動基板52の頂点C1に位置する部分)は、駆動制御部15に接続される可動電極パッド564Pを構成する。
可動反射膜55は、可動部521の可動面521Aの中心部に、固定反射膜54とギャップG1を介して対向して設けられる。この可動反射膜55としては、上述した固定反射膜54と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、ギャップG2の寸法がギャップG1の寸法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の寸法が、ギャップG2の寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
The movable electrode 562 faces the fixed electrode 561 through the gap G2, and is formed in an annular shape having the same shape as the fixed electrode 561. The movable electrode 562 forms an electrostatic actuator 56 together with the fixed electrode 561. In addition, the movable substrate 52 includes a movable extraction electrode 564 that extends from the outer peripheral edge of the movable electrode 562 toward the vertex C <b> 1 of the movable substrate 52. An extending tip portion of the movable extraction electrode 564 (portion located at the vertex C1 of the movable substrate 52) constitutes a movable electrode pad 564P connected to the drive control unit 15.
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 the present embodiment, as described above, an example in which the dimension of the gap G2 is larger than the dimension of 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 G2 depending on the wavelength range of the measurement target light.

保持部522は、可動部521の周囲を囲うダイアフラムであり、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、保持部522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の形状変化が起こらない。したがって、可動部521に設けられた可動反射膜55の撓みも生じず、固定反射膜54及び可動反射膜55を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部522を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点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 when the holding portion 522 is pulled toward the fixed substrate 51 by electrostatic attraction, the shape of the movable portion 521 changes. Absent. Therefore, the movable reflective film 55 provided on the movable portion 521 is not bent, and the fixed reflective film 54 and the movable reflective film 55 can be always maintained in a parallel state.
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 plane 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。この基板外周部525の固定基板51に対向する面は、第一接合部513に対向し、接合膜53により固定基板51に接合される。   As described above, the substrate outer peripheral portion 525 is provided outside the holding portion 522 in the filter plan view. The surface of the substrate outer peripheral portion 525 that faces the fixed substrate 51 faces the first bonding portion 513 and is bonded to the fixed substrate 51 by the bonding film 53.

[筐体、第1・第2ラジアル型屈折率分布レンズの構成]
筐体610は、本発明の固定部に相当し、図2に示すように、内部に波長可変干渉フィルター5が固定され収納される。筐体610は、例えば、略直方体状の外形を有し、内部を真空又は減圧状態に維持した状態で波長可変干渉フィルター5を収納することができ、波長可変干渉フィルター5の応答速度を向上させることができる。
本実施形態では、波長可変干渉フィルター5の固定基板51が、筐体610の内面に対して、例えば、エポキシ系、シリコーン系等の各種接着剤により固定されている。そして、波長可変干渉フィルター5の可動基板52の、固定基板51とは反対側の面52Aから光が入射される(以下、面52Aを光入射面52Aと称する)。
[Case, Configuration of First and Second Radial Type Gradient Index Lens]
The housing 610 corresponds to a fixing portion of the present invention, and the wavelength variable interference filter 5 is fixed and accommodated therein as shown in FIG. The housing 610 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and can accommodate the wavelength variable interference filter 5 in a state where the inside is maintained in a vacuum or a reduced pressure state, thereby improving the response speed of the wavelength variable interference filter 5. be able to.
In the present embodiment, the fixed substrate 51 of the variable wavelength interference filter 5 is fixed to the inner surface of the housing 610 with various adhesives such as epoxy and silicone. Then, light enters from the surface 52A of the movable substrate 52 of the variable wavelength interference filter 5 opposite to the fixed substrate 51 (hereinafter, the surface 52A is referred to as a light incident surface 52A).

この筐体610には、波長可変干渉フィルター5に入射される光を通過させる光通過領域を形成する光入射口611と、波長可変干渉フィルター5から出射される光を通過させる光通過領域を形成する光出射口612とが設けられている。光入射口611及び光出射口612は、波長可変干渉フィルター5の光軸L1に見たフィルター平面視において、各反射膜54,55と重なる反射膜重畳領域に設けられた開口である。なお、本実施形態では、フィルター平面視において、光入射口611及び光出射口612の外径が、反射膜重畳領域よりも大きい。これにより、各反射膜54,55が対向する全領域で干渉光を出射させることができる。
なお、光入射口611及び光出射口612の外径を、反射膜重畳領域よりも小さくしてもよく、この場合、光入射口611を、反射膜重畳領域において光が入射する範囲を制限するアパーチャーとして機能させることができる。
The housing 610 is formed with a light incident port 611 that forms a light passage region that allows light incident on the wavelength variable interference filter 5 to pass therethrough, and a light passage region that allows light emitted from the wavelength variable interference filter 5 to pass therethrough. And a light exit port 612 to be provided. The light incident port 611 and the light emitting port 612 are openings provided in the reflection film overlapping region overlapping with the reflection films 54 and 55 in the filter plan view when viewed from the optical axis L1 of the wavelength variable interference filter 5. In the present embodiment, the outer diameters of the light incident port 611 and the light emitting port 612 are larger than the reflective film overlapping region in the filter plan view. Thereby, interference light can be emitted in the entire region where the reflective films 54 and 55 face each other.
Note that the outer diameters of the light incident port 611 and the light emitting port 612 may be smaller than the reflective film overlapping region. In this case, the light incident port 611 limits the range in which light is incident in the reflective film overlapping region. Can function as an aperture.

この光入射口611には、低融点ガラス等の接合剤(図示略)により、透光部材613が接合される。透光部材613は、透光性を有する板状の部材であり、石英ガラス(可視光域における屈折率が約1.4)等により形成されている。
この透光部材613の筐体610の内部とは反対側の面には、第1ラジアル型屈折率分布レンズ7(以下、第1レンズ7とも称する)が固定されている。
A translucent member 613 is bonded to the light incident port 611 by a bonding agent (not shown) such as low melting point glass. The translucent member 613 is a plate-like member having translucency, and is formed of quartz glass (a refractive index in the visible light region is about 1.4) or the like.
A first radial type gradient index lens 7 (hereinafter also referred to as the first lens 7) is fixed to the surface of the translucent member 613 opposite to the inside of the housing 610.

第1レンズ7は、光軸からの距離に応じて屈折率が変化する柱状の光学素子である。第1レンズ7は、光軸が波長可変干渉フィルターの光軸L1と一致するように配置され、光入射面7Aから入射した光を光出射面7Bから出射する。また、第1レンズ7の結像位置P1は、波長可変干渉フィルター5の反射膜54,55の間に位置する。ここで、本実施形態では、倒立像を結像するように、光軸方向の長さが設定されている。
本実施形態において、第1レンズ7は、光軸から離れるにつれて屈折率が低下し、例えば屈折率が1.7以下の範囲で変化する。このような光学素子として、例えばセルフォック(登録商標)等を使用できる。
The first lens 7 is a columnar optical element whose refractive index changes according to the distance from the optical axis. The first lens 7 is arranged so that the optical axis coincides with the optical axis L1 of the wavelength variable interference filter, and emits the light incident from the light incident surface 7A from the light emitting surface 7B. Further, the imaging position P1 of the first lens 7 is located between the reflective films 54 and 55 of the wavelength variable interference filter 5. Here, in this embodiment, the length in the optical axis direction is set so as to form an inverted image.
In the present embodiment, the refractive index of the first lens 7 decreases as the distance from the optical axis increases. For example, the refractive index changes within a range of 1.7 or less. As such an optical element, for example, SELFOC (registered trademark) can be used.

本実施形態では、第1レンズ7では、出射された光束の光軸L1に直交する方向の幅が、各反射膜54,55を通過する際に、各反射膜54,55よりも小さくなるように、屈折率、及び光軸L1に直交する方向の幅寸法等が設定されている。これにより、第1レンズ7から出射された光の一部が、各反射膜54,55に入射せずに、利用効率が低下したり、結像可能な画角の範囲が低減することを抑制できる。   In the present embodiment, in the first lens 7, the width of the emitted light beam in the direction orthogonal to the optical axis L <b> 1 is smaller than that of each of the reflection films 54 and 55 when passing through each of the reflection films 54 and 55. In addition, a refractive index, a width dimension in a direction orthogonal to the optical axis L1, and the like are set. As a result, a part of the light emitted from the first lens 7 is not incident on each of the reflection films 54 and 55, thereby suppressing the use efficiency and the range of the field angle that can be imaged from being reduced. it can.

また、本実施形態では、第1レンズ7の光軸L1に直交する方向の寸法(面積)は、光入射口611と略同寸法で形成されているが、異なる寸法でもよい。しかしながら、第1レンズ7から出射された光束の幅に対して、光入射口611の幅寸法が小さいと、第1レンズ7から出射された光の一部が筐体610で遮蔽されるおそれがある。したがって、第1レンズ7から出射された光束が、一部遮蔽されず通過するように、光入射口611の寸法を設定する。   In the present embodiment, the dimension (area) of the first lens 7 in the direction orthogonal to the optical axis L1 is formed to be approximately the same as that of the light incident port 611, but may be a different dimension. However, if the width dimension of the light incident port 611 is smaller than the width of the light beam emitted from the first lens 7, a part of the light emitted from the first lens 7 may be shielded by the housing 610. is there. Therefore, the dimension of the light incident port 611 is set so that the light beam emitted from the first lens 7 passes through without being partially shielded.

第1レンズ7の光出射面7Bは、透光部材613に対して、透光性を有する光学接着剤614で接合される。この光学接着剤614は、光出射面7B及び透光部材613の間に隙間なく充填されている。したがって、第1レンズ7と透光部材613とが、気体の層を介在させずに、光学接着剤614によって接合されている。この光学接着剤614の屈折率は、透光部材613の屈折率以上、かつ、第1レンズ7の屈折率の最大値以下であり、例えば、1.4以上かつ1.7以下の範囲である。
これにより、第1レンズ7の光出射面7B及び透光部材613の表面、すなわち界面における屈折率の変化を小さくすることができ、当該界面における光の反射を抑制できる。
The light exit surface 7B of the first lens 7 is bonded to the light transmissive member 613 with an optical adhesive 614 having translucency. The optical adhesive 614 is filled between the light emitting surface 7B and the translucent member 613 without any gap. Therefore, the first lens 7 and the translucent member 613 are joined by the optical adhesive 614 without interposing a gas layer. The refractive index of the optical adhesive 614 is not less than the refractive index of the translucent member 613 and not more than the maximum value of the refractive index of the first lens 7, for example, in the range of not less than 1.4 and not more than 1.7. .
Thereby, the change of the refractive index in the light emission surface 7B of the 1st lens 7 and the surface of the translucent member 613, ie, an interface, can be made small, and reflection of the light in the said interface can be suppressed.

また、光出射口612には、光入射口611と同様に、透光部材615が接合され、さらに、透光部材615の筐体610の内部とは反対側の面には、第2ラジアル型屈折率分布レンズ8(以下、第2レンズ8とも称する)が、光学接着剤616によって固定されている。
光学接着剤616は、光学接着剤614と同様に、その屈折率が、透光部材615の屈折率以上、かつ、第2レンズ8の屈折率の最大値以下である。
Further, similarly to the light incident port 611, a light transmitting member 615 is joined to the light emitting port 612, and the second radial type is formed on the surface of the light transmitting member 615 opposite to the inside of the housing 610. A refractive index distribution lens 8 (hereinafter also referred to as a second lens 8) is fixed by an optical adhesive 616.
Similar to the optical adhesive 614, the optical adhesive 616 has a refractive index that is greater than or equal to the refractive index of the translucent member 615 and less than or equal to the maximum value of the refractive index of the second lens 8.

第2レンズ8は、第1レンズ7と同様に、光軸からの距離に応じて屈折率が変化する柱状の光学素子であり、光軸が波長可変干渉フィルターの光軸L1と一致するように配置され、倒立像が結像されるように光軸方向の長さが設定されている。また、第2レンズ8は、波長可変干渉フィルター5から出射し、光入射面8Aから入射した光を、光出射面8Bから出射し、撮像素子11に結像させる。ここで、第2レンズ8は、第1レンズ7の光入射面7A側に配置された対象からの光を、第1レンズ7及び第2レンズ8を通過することで、正立像を撮像素子11に結像させることができる。   Similar to the first lens 7, the second lens 8 is a columnar optical element whose refractive index changes according to the distance from the optical axis so that the optical axis coincides with the optical axis L1 of the wavelength variable interference filter. The length in the optical axis direction is set so that an inverted image is formed. Further, the second lens 8 emits the light emitted from the wavelength variable interference filter 5 and incident from the light incident surface 8 </ b> A from the light emitting surface 8 </ b> B and forms an image on the image sensor 11. Here, the second lens 8 passes the light from the object arranged on the light incident surface 7 </ b> A side of the first lens 7 through the first lens 7 and the second lens 8, so that an erect image is captured by the image sensor 11. Can be imaged.

なお、図2では図示を省略するが、筐体610の内部には内部端子が設けられ、当該内部端子が波長可変干渉フィルター5の電極パッド563P,564P(図3参照)に接続される。また、筐体610の外部には、内部端子に接続される外部端子が設けられている。波長可変干渉フィルター5は、外部端子を介して駆動制御部15に接続されている。   Although not shown in FIG. 2, an internal terminal is provided inside the housing 610, and the internal terminal is connected to the electrode pads 563 </ b> P and 564 </ b> P (see FIG. 3) of the wavelength variable interference filter 5. In addition, an external terminal connected to the internal terminal is provided outside the housing 610. The wavelength variable interference filter 5 is connected to the drive control unit 15 via an external terminal.

[撮像素子、I−V変換器、アンプ、A/D変換器、駆動制御部の構成]
次に、図1に戻り、光学モジュール10について説明する。
撮像素子11は、波長可変干渉フィルター5を透過した光を受光(検出)し、受光量に基づいた検出信号をI−V変換器12に出力する。
I−V変換器12は、撮像素子11から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ13に出力する。
アンプ13は、I−V変換器12から入力された検出信号に応じた電圧(検出電圧)を増幅する。
A/D変換器14は、アンプ13から入力された検出電圧(アナログ信号)をデジタル信号に変換し、制御部20に出力する。
[Configurations of Image Sensor, IV Converter, Amplifier, A / D Converter, and Drive Control Unit]
Next, returning to FIG. 1, the optical module 10 will be described.
The image sensor 11 receives (detects) the light transmitted through 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 image sensor 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.
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.

駆動制御部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に対して駆動電圧を印加する。これにより、静電アクチュエーター56の固定電極561及び可動電極562間で静電引力が発生し、可動部521が固定基板51側に変位する。   The drive control unit 15 applies a drive 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 fixed electrode 561 and the movable electrode 562 of the electrostatic actuator 56, and the movable portion 521 is displaced toward the fixed substrate 51 side.

[制御部の構成]
次に、分光測定装置1の制御部20について説明する。
制御部20は、例えばCPUやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置1の全体動作を制御する。この制御部20は、図1に示すように、波長設定部21と、光量取得部22と、分光測定部23と、を備えている。また、制御部20のメモリーには、波長可変干渉フィルター5を透過させる光の波長と、当該波長に対応して静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧との関係を示すV−λデータが記憶されている。
[Configuration of control unit]
Next, the control unit 20 of the spectrometer 1 will be described.
The control unit 20 is configured by combining a CPU, a memory, and the like, for example, 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. The memory of the control unit 20 stores V-λ data indicating the relationship between the wavelength of light transmitted through the wavelength variable interference filter 5 and the drive voltage applied to the electrostatic actuator 56 corresponding to the wavelength. ing.

波長設定部21は、波長可変干渉フィルター5により取り出す光の目的波長を設定し、V−λデータに基づいて、設定した目的波長に対応する駆動電圧を静電アクチュエーター56に印加させる旨の指令信号を駆動制御部15に出力する。
光量取得部22は、撮像素子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 variable wavelength interference filter 5 and instructs the electrostatic actuator 56 to apply a drive voltage corresponding to the set target wavelength based on the V-λ data. Is output to the drive control unit 15.
The light amount acquisition unit 22 acquires the light amount of the light having the target wavelength that has passed through the wavelength variable interference filter 5 based on the light amount acquired by the imaging element 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.

[第一実施形態の作用効果]
本実施形態では、第1レンズ7は、波長可変干渉フィルター5が固定された筐体610の光通過領域を形成する光入射口611に対向する位置で、当該筐体610に固定されている。
このような構成では、例えば、複数のレンズ等の光学素子を備え構成されるテレセントリック光学系を用いて、波長可変干渉フィルター5に光を導く場合と比べて、光路に交差する光学素子の表面(界面)の数を減らすことができ、界面における光の反射を抑制できる。したがって、光学モジュール10への入射光の光量に対する、波長可変干渉フィルター5からの出射光の光量を増大させることができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、光量が低下すると、撮像素子11における受光量が低下し、撮像素子11の感度によっては十分な光量のデータを取得できないおそれがある。これに対して、本実施形態では、光量の低下による受光光量の低下を抑制でき、分光測定の精度の低下を抑制できる。
[Operational effects of the first embodiment]
In the present embodiment, the first lens 7 is fixed to the casing 610 at a position facing the light incident port 611 that forms the light passage region of the casing 610 to which the wavelength variable interference filter 5 is fixed.
In such a configuration, for example, compared to a case where light is guided to the wavelength variable interference filter 5 using a telecentric optical system including optical elements such as a plurality of lenses, the surface of the optical element crossing the optical path ( The number of interfaces) can be reduced, and reflection of light at the interface can be suppressed. Therefore, the amount of light emitted from the wavelength variable interference filter 5 with respect to the amount of light incident on the optical module 10 can be increased, and the light utilization efficiency can be improved.
Further, when the amount of light decreases, the amount of light received by the image sensor 11 decreases, and depending on the sensitivity of the image sensor 11, there is a possibility that sufficient amount of data cannot be acquired. On the other hand, in the present embodiment, a decrease in the amount of received light due to a decrease in the amount of light can be suppressed, and a decrease in the accuracy of spectroscopic measurement can be suppressed.

本実施形態では、第1レンズ7が、光通過領域を形成する光入射口611を覆うように配置された透光部材613の、光入射口611と重なる位置に、光学接着剤614で接合されている。
このような構成では、筐体610に固定された透光部材613に対して、第1レンズ7を固定することにより、波長可変干渉フィルター5と第1レンズ7との相対的な位置を決めることができる。したがって、第1レンズ7の位置ずれによる分解能の低下や、入射光の角度変化による干渉光の波長シフトを抑制できる。
In the present embodiment, the first lens 7 is bonded with an optical adhesive 614 at a position overlapping the light incident port 611 of the light transmitting member 613 disposed so as to cover the light incident port 611 forming the light passage region. ing.
In such a configuration, the relative position between the wavelength variable interference filter 5 and the first lens 7 is determined by fixing the first lens 7 to the translucent member 613 fixed to the housing 610. Can do. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in resolution due to the position shift of the first lens 7 and a wavelength shift of the interference light due to an angle change of incident light.

また、光学接着剤614で、第1レンズ7を透光部材613に固定することにより、第1レンズ7と透光部材613との間に空間が形成されず、光学接着剤614を充填することができ、第1レンズ7と透光部材613の界面による反射を抑制できる。
なお、第2レンズ8についても、光学接着剤616で透光部材615に固定することにより、第2レンズ8と透光部材615との間に空間が形成されず、界面による反射を抑制できる。
Further, by fixing the first lens 7 to the translucent member 613 with the optical adhesive 614, no space is formed between the first lens 7 and the translucent member 613, and the optical adhesive 614 is filled. The reflection by the interface between the first lens 7 and the translucent member 613 can be suppressed.
In addition, also about the 2nd lens 8, by fixing to the translucent member 615 with the optical adhesive 616, a space is not formed between the 2nd lens 8 and the translucent member 615, and the reflection by an interface can be suppressed.

本実施形態では、光学接着剤614の屈折率を、透光部材613の屈折率以上、かつ、第1レンズ7の屈折率の最大値以下とすることにより、第1レンズ7及び光学接着剤614の間、並びに、光学接着剤614及び透光部材613の間のそれぞれの界面における、屈折率差を小さくすることができ、界面における反射をより確実に抑制できる。
なお、光学接着剤616の屈折率についても、透光部材615の屈折率以上、かつ、第2レンズ8の屈折率の最大値以下とすることにより、同様に、界面における屈折率差を小さくでき、界面における反射をより確実に抑制できる。
In the present embodiment, the refractive index of the optical adhesive 614 is set to be equal to or higher than the refractive index of the translucent member 613 and equal to or lower than the maximum value of the refractive index of the first lens 7. And the refractive index difference at each interface between the optical adhesive 614 and the translucent member 613 can be reduced, and reflection at the interface can be more reliably suppressed.
Similarly, the refractive index difference of the optical adhesive 616 can be reduced by setting the refractive index to be equal to or higher than the refractive index of the translucent member 615 and equal to or lower than the maximum value of the refractive index of the second lens 8. , Reflection at the interface can be more reliably suppressed.

本実施形態では、波長可変干渉フィルター5を挟んで各レンズ7,8を配置し、波長可変干渉フィルター5の光入射面52A側に配置された第1レンズ7の結像位置P1が、波長可変干渉フィルター5の配置領域(例えば、一対の反射膜間の位置)に位置する。
このような構成では、第1レンズ7からの光が、波長可変干渉フィルター5の配置領域で結像される。このため、結像位置近傍では、第1レンズ7から出射された光の光束径が小さくなるので、その分、一対の反射膜54,55の対向する領域のサイズを小さくすることができ、光学モジュール10の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the lenses 7 and 8 are disposed with the wavelength variable interference filter 5 interposed therebetween, and the imaging position P1 of the first lens 7 disposed on the light incident surface 52A side of the wavelength variable interference filter 5 is the wavelength variable. It is located in the arrangement area of the interference filter 5 (for example, the position between a pair of reflective films).
In such a configuration, the light from the first lens 7 is imaged in the arrangement region of the wavelength variable interference filter 5. For this reason, the light beam diameter of the light emitted from the first lens 7 is reduced in the vicinity of the imaging position, so that the size of the region where the pair of reflective films 54 and 55 face each other can be reduced. The module 10 can be miniaturized.

[第一実施形態の変形例]
上記第一実施形態の光学モジュール10の光学フィルターデバイス600では、波長可変干渉フィルター5が本発明の固定部の一例である筐体610の内部に収納され、筐体610に設けられた透光部材613に固定されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガラスキャップを、可動基板52を覆う位置で波長可変干渉フィルター5に接合し、当該ガラスキャップに対して第1レンズ7を固定してもよい。
[Modification of First Embodiment]
In the optical filter device 600 of the optical module 10 of the first embodiment, the tunable interference filter 5 is housed in the housing 610 that is an example of the fixing unit of the present invention, and the translucent member provided in the housing 610. Although it is fixed to 613, the present invention is not limited to this. For example, a glass cap may be bonded to the wavelength variable interference filter 5 at a position covering the movable substrate 52, and the first lens 7 may be fixed to the glass cap.

図5は、一変形例の光学モジュールにおける光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図である。なお、第一実施形態の光学モジュール10と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
図5に示すように、本変形例の光学モジュール10Aにおいて、光学フィルターデバイス600Aは、波長可変干渉フィルター5の可動基板52の光入射面52A側に固定され、当該光入射面52Aを覆うガラスキャップ620を備える。
ガラスキャップ620は、可動基板52の外周部に固定される壁部620Aと、光入射面52Aに対向する対向部620Bとを有する。壁部620Aと可動基板52の外周部とは、低融点ガラス等の接合剤(不図示)により接合される。なお、ガラスキャップ620は、石英ガラス等の透光性を有する材料で形成されており、フィルター平面視における対向部620Bの反射膜重畳領域が、光通過領域となる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical filter device and an image sensor in an optical module according to a modification. In addition, about the structure similar to the optical module 10 of 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.
As shown in FIG. 5, in the optical module 10A of the present modification, the optical filter device 600A is fixed to the light incident surface 52A side of the movable substrate 52 of the wavelength variable interference filter 5, and covers the light incident surface 52A. 620.
The glass cap 620 includes a wall portion 620A that is fixed to the outer peripheral portion of the movable substrate 52, and a facing portion 620B that faces the light incident surface 52A. The wall portion 620A and the outer peripheral portion of the movable substrate 52 are bonded by a bonding agent (not shown) such as low-melting glass. The glass cap 620 is formed of a light-transmitting material such as quartz glass, and the reflection film overlapping region of the facing portion 620B in the filter plan view is a light passage region.

第1レンズ7は、波長可変干渉フィルター5の光軸L1に見た平面視において、ガラスキャップ620の波長可変干渉フィルター5とは反対側の面の、各反射膜54,55と重なる位置で、光学接着剤621によって固定されている。この光学接着剤621は、光学接着剤614と同様に、その屈折率が、ガラスキャップ620の屈折率以上、かつ、第1レンズ7の屈折率の最大値以下である。
また、フィルター平面視において、固定基板51の可動基板52とは反対側の面の、各反射膜54,55と重なる位置に、第2レンズ8が、光学接着剤622によって固定されている。この光学接着剤622は、光学接着剤614と同様に、その屈折率が、固定基板51の屈折率以上、かつ、第2レンズ8の屈折率の最大値以下である。
The first lens 7 is in a position overlapping the reflective films 54 and 55 on the surface opposite to the wavelength variable interference filter 5 of the glass cap 620 in a plan view as viewed along the optical axis L1 of the wavelength variable interference filter 5. It is fixed by an optical adhesive 621. Similar to the optical adhesive 614, the refractive index of the optical adhesive 621 is not less than the refractive index of the glass cap 620 and not more than the maximum value of the refractive index of the first lens 7.
Further, the second lens 8 is fixed by an optical adhesive 622 at a position overlapping the reflective films 54 and 55 on the surface of the fixed substrate 51 opposite to the movable substrate 52 in the filter plan view. Similar to the optical adhesive 614, the refractive index of the optical adhesive 622 is not less than the refractive index of the fixed substrate 51 and not more than the maximum value of the refractive index of the second lens 8.

このような構成では、波長可変干渉フィルター5を収納する筐体610を設けず、ガラスキャップ620に第1レンズ7を、固定基板51に第2レンズ8を接合することにより、光学モジュール10Aの構成の簡略化や、小型化が可能である。   In such a configuration, the optical module 10 </ b> A is configured by bonding the first lens 7 to the glass cap 620 and the second lens 8 to the fixed substrate 51 without providing the housing 610 for housing the wavelength variable interference filter 5. Simplification and downsizing are possible.

[第二実施形態]
上記第一実施形態の光学モジュール10では、第1レンズ7が透光部材613に、第2レンズ8が透光部材615に、それぞれ固定されていた。これに対して、第二実施形態では、第1レンズ7及び第2レンズ8が、筐体610に直に固定される点で相違する。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
[Second Embodiment]
In the optical module 10 of the first embodiment, the first lens 7 is fixed to the translucent member 613 and the second lens 8 is fixed to the translucent member 615, respectively. On the other hand, the second embodiment is different in that the first lens 7 and the second lens 8 are directly fixed to the housing 610.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図6は、第二実施形態の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図である。
図6に示すように、光学モジュール10Bの光学フィルターデバイス600Bでは、第1レンズ7が、接合部材617によって、光入射口611を覆う位置で、筐体610に直に接合されている。
また、第2レンズ8が、接合部材618によって、光出射口612を覆う位置で、筐体610に直に接合されている。
本実施形態でも、波長可変干渉フィルター5、第1レンズ7、及び第2レンズ8の光軸が一致している。また、第1レンズ7の結像位置P1が、波長可変干渉フィルター5の一対の反射膜54,55間に位置する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical filter device and an image sensor in the optical module of the second embodiment.
As shown in FIG. 6, in the optical filter device 600 </ b> B of the optical module 10 </ b> B, the first lens 7 is directly bonded to the housing 610 at a position that covers the light incident port 611 by the bonding member 617.
Further, the second lens 8 is directly bonded to the housing 610 at a position covering the light emission port 612 by the bonding member 618.
Also in this embodiment, the optical axes of the wavelength variable interference filter 5, the first lens 7, and the second lens 8 are the same. Further, the imaging position P1 of the first lens 7 is located between the pair of reflective films 54 and 55 of the wavelength variable interference filter 5.

本実施形態においても、第1レンズ7から出射された光束の光軸L1に直交する方向の幅が、各反射膜54,55を通過する際に、各反射膜54,55よりも小さくなるように、当該第1レンズ7の屈折率、及び光軸L1に直交する方向の幅寸法等が設定されている。これにより、光の利用効率の低下や、結像可能な画角範囲の低減を抑制できる。   Also in the present embodiment, the width of the light beam emitted from the first lens 7 in the direction perpendicular to the optical axis L1 is smaller than that of each of the reflection films 54 and 55 when passing through each of the reflection films 54 and 55. In addition, the refractive index of the first lens 7, the width dimension in the direction orthogonal to the optical axis L1, and the like are set. As a result, it is possible to suppress a decrease in the light utilization efficiency and a reduction in the field angle range in which an image can be formed.

なお、本実施形態では、第1レンズ7の光軸L1に直交する方向の寸法(面積)は、光入射口611よりも大きく形成されている。このような構成においても、第1レンズ7から出射された光束の幅に対して、光入射口611の幅寸法が小さいと、第1レンズ7から出射された光の一部が筐体610で遮蔽されることがないように、第1レンズ7から出射された光束が、一部遮蔽されず通過するように、第1レンズ7の画角や屈折率、及び光入射口611の寸法を設定する。   In the present embodiment, the dimension (area) of the first lens 7 in the direction perpendicular to the optical axis L <b> 1 is larger than that of the light incident port 611. Even in such a configuration, if the width of the light incident port 611 is smaller than the width of the light beam emitted from the first lens 7, a part of the light emitted from the first lens 7 is received by the housing 610. The angle of view and the refractive index of the first lens 7 and the dimensions of the light entrance 611 are set so that the light beam emitted from the first lens 7 passes through without being partially shielded so as not to be shielded. To do.

[第二実施形態の作用効果]
本実施形態では、第1レンズ7が、光入射口611を覆う位置で、接合部材617によって筐体610に直に接合されている。
このような構成では、上記第一実施形態のように、透光部材613,615(図2参照)を設ける場合と比べて、光学モジュール10Bの構造を簡略化でき、かつ、小型化ができる。また、透光部材613,615の界面での光損失も抑制でき、光の利用効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では、第2レンズ8も、光入射口611を覆う位置で、それぞれ接合部材617によって筐体610に直に接合されており、同様に、光学モジュール10Bの構造の簡略化、及び小型化ができる。
[Operational effects of the second embodiment]
In the present embodiment, the first lens 7 is directly bonded to the housing 610 by the bonding member 617 at a position covering the light incident port 611.
In such a configuration, the structure of the optical module 10B can be simplified and downsized as compared with the case where the translucent members 613 and 615 (see FIG. 2) are provided as in the first embodiment. In addition, light loss at the interface between the translucent members 613 and 615 can be suppressed, and light utilization efficiency can be improved.
In the present embodiment, the second lens 8 is also directly joined to the housing 610 by the joining member 617 at a position covering the light incident port 611, and similarly, the structure of the optical module 10B is simplified. And downsizing.

[第三実施形態]
上記第一実施形態の光学モジュール10では、2つのラジアル型屈折率分布レンズ7,8を備えていた。これに対して、第三実施形態では、波長可変干渉フィルター5の光入射側のみにラジアル型屈折率分布レンズを備える点で相違する。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
[Third embodiment]
The optical module 10 of the first embodiment includes two radial type gradient index lenses 7 and 8. On the other hand, the third embodiment is different in that a radial type gradient index lens is provided only on the light incident side of the wavelength variable interference filter 5.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図7は、第三実施形態の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図である。
図7に示すように、光学モジュール10Cの光学フィルターデバイス600Cは、筐体610と、光入射口611を覆うように接合された透光部材613と、光出射口612を覆うように接合された透光部材615と、ラジアル型屈折率分布レンズ9(以下、レンズ9とも称する)と、を備える。そして、この光学フィルターデバイス600Cの透光部材615には、光学接着剤616Aにより撮像素子11が接合されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical filter device and an image sensor in the optical module of the third embodiment.
As shown in FIG. 7, the optical filter device 600 </ b> C of the optical module 10 </ b> C is bonded so as to cover the housing 610, the translucent member 613 bonded so as to cover the light incident port 611, and the light emitting port 612. A translucent member 615 and a radial type gradient index lens 9 (hereinafter also referred to as a lens 9) are provided. The imaging element 11 is bonded to the light transmitting member 615 of the optical filter device 600C by an optical adhesive 616A.

レンズ9は、第1レンズ7と同様に、透光部材613に対して、光学接着剤614で接合される。なお、光学接着剤614の屈折率は、透光部材613の屈折率以上、かつ、レンズ9の屈折率の最大値以下である。
そして、レンズ9の結像位置P2は、撮像素子11の撮像面に位置し、撮像素子11に倒立像を結像させる。
Similarly to the first lens 7, the lens 9 is bonded to the translucent member 613 with an optical adhesive 614. The refractive index of the optical adhesive 614 is not less than the refractive index of the translucent member 613 and not more than the maximum value of the refractive index of the lens 9.
The imaging position P2 of the lens 9 is located on the imaging surface of the imaging device 11 and forms an inverted image on the imaging device 11.

[第三実施形態の作用効果]
本実施形態では、波長可変干渉フィルター5の光入射面52A側にレンズ9を配置し、光入射面52Aの反対側で、かつ、レンズ9の結像位置P2に撮像素子11を配置する。
このような構成では、波長可変干渉フィルター5と撮像素子11との間に結合光学系を配置しなくとも、レンズ9を透過し、波長可変干渉フィルター5で分光された光を、撮像素子11で結像させることができる。したがって、レンズ等を含む結像光学系を配置することによる界面の増加を抑制でき、当該界面の増加による光の利用効率の低下を抑制できる。また、結合光学系等を配置することがないため、光学モジュール10Cの小型化を図ることができる。
[Operational effects of the third embodiment]
In the present embodiment, the lens 9 is disposed on the light incident surface 52A side of the wavelength variable interference filter 5, and the imaging element 11 is disposed on the opposite side of the light incident surface 52A and at the imaging position P2 of the lens 9.
In such a configuration, even if the coupling optical system is not disposed between the wavelength variable interference filter 5 and the image sensor 11, the light transmitted through the lens 9 and dispersed by the wavelength variable interference filter 5 is transmitted by the image sensor 11. An image can be formed. Therefore, an increase in the interface due to the arrangement of the imaging optical system including the lens or the like can be suppressed, and a decrease in light use efficiency due to the increase in the interface can be suppressed. Further, since no coupling optical system or the like is disposed, the optical module 10C can be reduced in size.

[第三実施形態の変形例]
上記第三実施形態の光学フィルターデバイス600Cでは、波長可変干渉フィルター5が本発明の固定部の一例である筐体610の内部に収納され、筐体610に設けられた透光部材613に固定されていたが、本発明はこれに限定されない。
図8は、第三実施形態の一変形例の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図である。
図8に示すように、光学モジュール10Dの光学フィルターデバイス600Dでは、図5に示す第一実施形態の変形例に係る光学フィルターデバイス600Aと同様に、光入射面52Aを覆って、波長可変干渉フィルター5に固定されるガラスキャップ620を備える。そして、レンズ9が、光学接着剤621によって、ガラスキャップ620に固定される。また、フィルター平面視において、固定基板51の可動基板52とは反対側の面の、各反射膜54,55と重なる位置に、光学接着剤622Aにより撮像素子11が接合されている。
このような構成では、第一実施形態の変形例に係る光学フィルターデバイス600Aと同様に、波長可変干渉フィルター5を収納する筐体610を設けず、ガラスキャップ620に第1レンズ7を、固定基板51に第2レンズ8を接合することにより、構成の簡略化や小型化が可能である。
[Modification of Third Embodiment]
In the optical filter device 600C of the third embodiment, the variable wavelength interference filter 5 is housed in a housing 610 that is an example of a fixing portion of the present invention, and is fixed to a light transmitting member 613 provided in the housing 610. However, the present invention is not limited to this.
FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical filter device and an imaging element in an optical module according to a modification of the third embodiment.
As shown in FIG. 8, in the optical filter device 600D of the optical module 10D, similarly to the optical filter device 600A according to the modification of the first embodiment shown in FIG. The glass cap 620 fixed to 5 is provided. Then, the lens 9 is fixed to the glass cap 620 with the optical adhesive 621. In addition, the image pickup device 11 is bonded by an optical adhesive 622A at a position overlapping the reflective films 54 and 55 on the surface of the fixed substrate 51 opposite to the movable substrate 52 in plan view of the filter.
In such a configuration, similarly to the optical filter device 600A according to the modified example of the first embodiment, the housing 610 for housing the wavelength variable interference filter 5 is not provided, the first lens 7 is mounted on the glass cap 620, and the fixed substrate. By joining the second lens 8 to 51, the configuration can be simplified or downsized.

また、図9は、第三実施形態の他の変形例の光学モジュールにおける、光学フィルターデバイス及び撮像素子の概略構成を示す図である。
図9に示すように、光学モジュール10Eの光学フィルターデバイス600Eでは、図6に示す第二実施形態に係る光学フィルターデバイス600Bと同様に、レンズ9が、接合部材617によって、光入射口611を覆うように筐体610に直に接合される。
このような構成では、第二実施形態と同様に、上記第一実施形態のように透光部材613(図2参照)を設ける場合と比べて、光学モジュール10Eの構成の簡略化や小型化が可能である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical filter device and an imaging element in an optical module according to another modification of the third embodiment.
As shown in FIG. 9, in the optical filter device 600 </ b> E of the optical module 10 </ b> E, the lens 9 covers the light incident port 611 with the bonding member 617, as in the optical filter device 600 </ b> B according to the second embodiment shown in FIG. 6. In this way, it is directly joined to the housing 610.
In such a configuration, similarly to the second embodiment, the configuration of the optical module 10E is simplified and miniaturized as compared with the case where the translucent member 613 (see FIG. 2) is provided as in the first embodiment. Is possible.

[第四実施形態]
以下、本発明の測定装置に係る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10は、本発明に係る第四実施形態の測定装置の概略構成を示す図である。
図10に示す測定装置1Aは、測定対象に所定の第1波長の光(例えば励起光)を照射し、照明された測定対象からの反射光(上記所定の第1波長に対応する第2波長の光であり、例えば蛍光)を撮像して分光画像を取得する。
この測定装置1Aは、図10に示すように、第一実施形態に係る光学フィルターデバイス600(図2参照)と、撮像素子11と、照明部30と、を備える。なお、本実施形態では、第一実施形態の光学フィルターデバイス600を備える構成を例示するが、第二及び第三実施形態の光学フィルターデバイスの構成を採用してもよい。
[Fourth embodiment]
Hereinafter, an embodiment according to a measuring apparatus of the present invention will be described based on the drawings.
[Configuration of Spectrometer]
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
A measuring apparatus 1A shown in FIG. 10 irradiates a measurement target with light of a predetermined first wavelength (for example, excitation light), and reflects light from the illuminated measurement target (second wavelength corresponding to the predetermined first wavelength). For example, fluorescence) to obtain a spectral image.
As illustrated in FIG. 10, the measurement apparatus 1 </ b> A includes an optical filter device 600 (see FIG. 2) according to the first embodiment, the image sensor 11, and the illumination unit 30. In the present embodiment, the configuration including the optical filter device 600 of the first embodiment is illustrated, but the configurations of the optical filter devices of the second and third embodiments may be employed.

照明部30は、所定の第1波長の光を照射する。
この照明部30は、光源31と、筐体610に収納された第2の波長可変干渉フィルター5Aと、ファイバーコネクター32と、光ファイバー33と、第3のラジアル型屈折率分布レンズ34(以下、第3レンズ34とも称する)と、を備えている。なお、第2の波長可変干渉フィルター5Aは、光学フィルターデバイス600が備える波長可変干渉フィルター5と同様に構成される。
The illumination unit 30 emits light having a predetermined first wavelength.
The illumination unit 30 includes a light source 31, a second variable wavelength interference filter 5 </ b> A housed in a housing 610, a fiber connector 32, an optical fiber 33, and a third radial refractive index distribution lens 34 (hereinafter referred to as a first refractive index distribution lens 34). 3 lens 34). The second variable wavelength interference filter 5A is configured in the same manner as the variable wavelength interference filter 5 included in the optical filter device 600.

光源31は、筐体610の光入射口611(図2参照)に対向する位置が設けられ、第2の波長可変干渉フィルター5Aに向かう方向に光を照射する。光源31から出射される光は、所定の第1波長の光(例えば蛍光を発するための励起光)を含む。例えば、光源31は、380nm〜700nmの可視光から近赤外光を含む白色光を出力する、LED等の白色光源である。   The light source 31 is provided with a position facing the light incident port 611 (see FIG. 2) of the housing 610, and irradiates light in a direction toward the second wavelength variable interference filter 5A. The light emitted from the light source 31 includes light having a predetermined first wavelength (for example, excitation light for emitting fluorescence). For example, the light source 31 is a white light source such as an LED that outputs white light including near infrared light from visible light of 380 nm to 700 nm.

ファイバーコネクター32は、筐体610の光出射口612(図2参照)に対向する位置に設けられ、波長可変干渉フィルター5から出射された第1波長の光を、光ファイバー33に導く。
光ファイバー33は、第1レンズ7の光入射面7Aに、光学接着剤35で接合され、第1波長の光を光学フィルターデバイス600の第1レンズ7に導く。なお、本発明の導光部は、ファイバーコネクター32及び光ファイバー33を含み構成される。
第3レンズ34は、第1レンズ7と光軸が一致するように、光入射面7Aに光学接着剤35で接合され、第1波長の光を、測定対象に結像させる。なお、第3レンズ34の測定対象側の端面34Aから結像位置までの距離は、第3レンズ34の屈折率分布や光軸方向の長さで適宜設定することができる。例えば、端面34Aの位置で結像させることにより、測定対象に対して第3レンズ34を密着させることができる。したがって、測定対象で反射された光が、第3レンズ34に入射されず、光利用効率が低下することを抑制できる。
The fiber connector 32 is provided at a position facing the light emission port 612 (see FIG. 2) of the housing 610, and guides the first wavelength light emitted from the wavelength variable interference filter 5 to the optical fiber 33.
The optical fiber 33 is bonded to the light incident surface 7 </ b> A of the first lens 7 with an optical adhesive 35, and guides light having a first wavelength to the first lens 7 of the optical filter device 600. The light guide unit of the present invention includes a fiber connector 32 and an optical fiber 33.
The third lens 34 is bonded to the light incident surface 7A with an optical adhesive 35 so that the optical axis thereof coincides with that of the first lens 7, and forms an image of light of the first wavelength on the measurement target. The distance from the measurement target side end surface 34A of the third lens 34 to the imaging position can be set as appropriate depending on the refractive index distribution of the third lens 34 and the length in the optical axis direction. For example, the third lens 34 can be brought into close contact with the measurement target by forming an image at the position of the end face 34A. Therefore, it is possible to prevent the light reflected by the measurement target from entering the third lens 34 and reducing the light use efficiency.

撮像素子11は、光学フィルターデバイス600の第2レンズ8の光出射面8Bに、光学接着剤619で接合されている。なお、光学フィルターデバイス600の第2レンズ8は、波長可変干渉フィルター5から出射された光が、撮像素子11の撮像面に結像するように、設計されている。
なお、図10では図示しながら、各波長可変干渉フィルター5,5Aは、制御部20の指令に基づいて、駆動制御部15によって駆動制御される。
The image sensor 11 is bonded to the light exit surface 8B of the second lens 8 of the optical filter device 600 with an optical adhesive 619. The second lens 8 of the optical filter device 600 is designed so that the light emitted from the variable wavelength interference filter 5 forms an image on the imaging surface of the imaging element 11.
10, the wavelength variable interference filters 5 and 5A are driven and controlled by the drive control unit 15 based on commands from the control unit 20.

[測定装置の作用]
このように構成された測定装置1Aでは、光源31から出射された光は、第2の波長可変干渉フィルター5Aに入射する。この第2の波長可変干渉フィルター5Aは、第1波長の光を透過するようにギャップG1の寸法が制御されている。このため、第2の波長可変干渉フィルター5Aから第1波長の光が出射され、ファイバーコネクター32及び光ファイバー33によって導光され、第1レンズ7の光入射面7Aに入射される。
[Operation of measuring device]
In the measuring apparatus 1A configured as described above, the light emitted from the light source 31 enters the second variable wavelength interference filter 5A. In the second variable wavelength interference filter 5A, the size of the gap G1 is controlled so as to transmit light of the first wavelength. Therefore, the first wavelength light is emitted from the second variable wavelength interference filter 5 </ b> A, guided by the fiber connector 32 and the optical fiber 33, and incident on the light incident surface 7 </ b> A of the first lens 7.

その後、第1波長の光は、第1レンズ7によって波長可変干渉フィルター5に集光される。この波長可変干渉フィルター5は、第1波長に対応する第2波長の光を透過するようにギャップG1の寸法が制御されている。このため、第2の波長可変干渉フィルター5Aに集光された第1波長の光は反射される。反射された第1波長の光は、第1レンズ7及び第3レンズ34を透過し、端面34Aから出射され測定対象に照射される。そして、第1波長の光が照射された測定対象から、第1波長に対応する第2波長の光を含む光が反射される。   Thereafter, the light of the first wavelength is condensed on the wavelength variable interference filter 5 by the first lens 7. In the wavelength tunable interference filter 5, the size of the gap G <b> 1 is controlled so as to transmit light of the second wavelength corresponding to the first wavelength. For this reason, the light of the 1st wavelength condensed on the 2nd wavelength variable interference filter 5A is reflected. The reflected light of the first wavelength is transmitted through the first lens 7 and the third lens 34, is emitted from the end face 34A, and is irradiated onto the measurement target. And the light containing the light of the 2nd wavelength corresponding to the 1st wavelength is reflected from the measuring object irradiated with the light of the 1st wavelength.

この反射された光が、再び第3レンズ34に入射され、第3レンズ34及び第1レンズ7を透過して、波長可変干渉フィルター5に集光される。この集光された光のうち、第2波長の光が、波長可変干渉フィルター5から出射され、第2レンズ8によって撮像素子11に結像される。このようにして、第1波長に対応する第2波長、例えば、所定波長の励起光に対応する蛍光の分光画像が取得される。
なお、各波長可変干渉フィルター5,5AのギャップG1の寸法を適宜設定することによって、複数の第2波長のそれぞれで分光画像を取得することができる。
The reflected light is incident on the third lens 34 again, passes through the third lens 34 and the first lens 7, and is collected on the wavelength variable interference filter 5. Of the collected light, light of the second wavelength is emitted from the wavelength variable interference filter 5 and imaged on the image sensor 11 by the second lens 8. In this way, a spectral image of fluorescence corresponding to excitation light having a second wavelength corresponding to the first wavelength, for example, a predetermined wavelength, is acquired.
A spectral image can be acquired at each of a plurality of second wavelengths by appropriately setting the size of the gap G1 of each of the wavelength variable interference filters 5 and 5A.

[第四実施形態の作用効果]
本実施形態では、光源31から出射され、第2の波長可変干渉フィルター5Aによって分光された光を導光部材である、ファイバーコネクター32及び光ファイバー33によって、光学モジュール10の光学フィルターデバイス600が備える第1レンズ7に導く。
このような構成では、上述のように、2つの波長可変干渉フィルター5,5Aの干渉光の波長(第1波長及び第2波長)を適宜調整することにより、第1波長に応じた第2波長(例えば、励起光に応じた蛍光)を高分解能で検出することができる。
[Effects of Fourth Embodiment]
In the present embodiment, the optical filter device 600 of the optical module 10 is provided with the fiber connector 32 and the optical fiber 33, which are light guide members, of the light emitted from the light source 31 and dispersed by the second variable wavelength interference filter 5A. 1 lead to the lens 7.
In such a configuration, as described above, the second wavelength corresponding to the first wavelength is adjusted by appropriately adjusting the wavelengths of the interference light (first wavelength and second wavelength) of the two wavelength variable interference filters 5 and 5A. (For example, fluorescence corresponding to excitation light) can be detected with high resolution.

また、本実施形態では、光源31から出射され第2の波長可変干渉フィルター5Aで分光された光を、ファイバーコネクター32及び光ファイバー33(導光部材)で導光することで、複数のレンズやミラー等の光学素子で光を反射や屈折させる場合と比べて、界面における光の反射を抑制でき、光の利用効率を向上させることができる。   In the present embodiment, the light emitted from the light source 31 and dispersed by the second variable wavelength interference filter 5A is guided by the fiber connector 32 and the optical fiber 33 (light guide member), thereby a plurality of lenses and mirrors. Compared with the case where light is reflected or refracted by an optical element or the like, the reflection of light at the interface can be suppressed, and the light utilization efficiency can be improved.

また、本実施形態では、第2レンズ8が、光学接着剤616によって撮像素子11に接合され、第2レンズ8の結像位置が撮像素子11の撮像面に位置する。このような構成では、第2レンズ8及び撮像素子11の間に光学接着剤616が充填されており、界面における反射を抑制でき、光の利用効率を向上させることができる。   In the present embodiment, the second lens 8 is bonded to the image sensor 11 by the optical adhesive 616, and the image forming position of the second lens 8 is located on the image pickup surface of the image sensor 11. In such a configuration, the optical adhesive 616 is filled between the second lens 8 and the imaging element 11, reflection at the interface can be suppressed, and light utilization efficiency can be improved.

[実施形態の変形]
なお、本発明は上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。
上記各実施形態では、光学モジュールは、1つの光学フィルターデバイス及び撮像素子を備える構成を例示したが、本発明は、これに限定されず、複数の光学フィルターデバイス及び撮像素子を備える構成を採用してもよい。
図11は、本発明の一変形例の光学モジュールの要部の概略構成を示す図である。
図11に示すように、光学モジュール10Fは、複数の光学フィルターデバイス600と、各光学フィルターデバイス600の第2レンズ8の結像位置に配置された撮像素子11と、を備える。各光学フィルターデバイス600は、支持基板16に設けられた開口16Aに挿入された状態で、当該支持基板16に筐体610が固定されている。
[Modification of Embodiment]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. are included in this invention.
In each of the above embodiments, the optical module has been illustrated with a configuration including one optical filter device and an image sensor, but the present invention is not limited to this and employs a configuration including a plurality of optical filter devices and image sensors. May be.
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of an optical module according to a modification of the present invention.
As illustrated in FIG. 11, the optical module 10 </ b> F includes a plurality of optical filter devices 600 and the image sensor 11 disposed at the imaging position of the second lens 8 of each optical filter device 600. Each optical filter device 600 has a housing 610 fixed to the support substrate 16 in a state of being inserted into an opening 16 </ b> A provided in the support substrate 16.

図12は、図11に示す一変形例の光学モジュール10Fを、第1レンズ7側から光軸方向に見た際の概略構成を示す平面図である。
図12に示すように、複数の光学フィルターデバイス600がX方向に配列され、このような列の複数がX方向と直交するY方向に、互いに平行となるように配置されている(図12では2列)。また、複数の列は、Xにおいてオフセットして配置されている。具体的には、光学フィルターデバイス600は、X方向において、隣の列に含まれる隣接する二つの光学フィルターデバイス600の間に配置されている。
FIG. 12 is a plan view showing a schematic configuration when the optical module 10F according to a modification shown in FIG. 11 is viewed from the first lens 7 side in the optical axis direction.
As shown in FIG. 12, a plurality of optical filter devices 600 are arranged in the X direction, and a plurality of such columns are arranged in parallel to each other in the Y direction orthogonal to the X direction (in FIG. 12, 2 rows). Further, the plurality of columns are arranged offset in X. Specifically, the optical filter device 600 is disposed between two adjacent optical filter devices 600 included in adjacent rows in the X direction.

また、図12に一点鎖線で示す、各第1レンズ7の撮像可能範囲R1(図11の撮像面S1における撮像可能範囲)が、光軸方向における平面視で隣り合う光学フィルターデバイス600と重複する。これにより、広範囲に亘る分光画像を一度に取得することができる。   In addition, the imageable range R1 (imageable range on the imaging surface S1 in FIG. 11) of each first lens 7 indicated by a one-dot chain line in FIG. 12 overlaps with the adjacent optical filter device 600 in plan view in the optical axis direction. . Thereby, a spectral image covering a wide range can be acquired at once.

上記第一実施形態では、ラジアル型屈折率分布レンズと、透光部材とを接合する光学接着剤の屈折率が、透光部材の屈折率以上、かつ、ラジアル型屈折率分布レンズの屈折率の最大値以下である構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、透光性を有する接着剤であれば屈折率が上記範囲以外のものを用いてもよい。   In the first embodiment, the refractive index of the optical adhesive that joins the radial type refractive index distribution lens and the translucent member is equal to or higher than the refractive index of the translucent member and the refractive index of the radial type refractive index distribution lens. Although the structure which is below the maximum value is illustrated, the present invention is not limited to this, and a refractive index other than the above range may be used as long as it is a translucent adhesive.

上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター5の可動基板52が筐体610に固定されている構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、固定基板51を固定する構成としてもよい。   In each of the above embodiments, the configuration in which the movable substrate 52 of the wavelength tunable interference filter 5 is fixed to the housing 610 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the fixed substrate 51 may be fixed.

上記各実施形態では、ギャップ変更部として、固定電極561、及び可動電極562に電圧を印加することで、静電引力により反射膜間ギャップG1の大きさを変更する静電アクチュエーター56を備える構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、ギャップ変更部として、誘導アクチュエーターを用いてもよい。この場合、固定電極561の代わりに、第一誘導コイルを配置し、可動電極562の代わりに第二誘導コイル又は永久磁石を配置する構成を例示できる。
さらに、ギャップ変更部として、圧電アクチュエーターを用いてもよい。この場合、保持部522に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部522を撓ませる構成を例示できる。
また、上記各実施形態では、ギャップ変更部としての静電アクチュエーター56を一対の基板の一方のみに設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、ギャップ変更部を両方の基板に設けてもよい。
In each of the above-described embodiments, the gap change unit includes the electrostatic actuator 56 that changes the size of the gap G1 between the reflection films by applying electrostatic voltage to the fixed electrode 561 and the movable electrode 562. Although illustrated, it is not limited to this.
For example, an induction actuator may be used as the gap changing unit. In this case, a configuration in which the first induction coil is arranged instead of the fixed electrode 561 and the second induction coil or permanent magnet is arranged instead of the movable electrode 562 can be exemplified.
Furthermore, a piezoelectric actuator may be used as the gap changing unit. In this case, the lower electrode layer, the piezoelectric film, and the upper electrode layer are stacked on the holding unit 522, and the voltage applied between the lower electrode layer and the upper electrode layer is varied as an input value, so that the piezoelectric film can be expanded and contracted. A configuration in which the holding portion 522 is bent can be exemplified.
Moreover, in each said embodiment, although the structure which provided the electrostatic actuator 56 as a gap change part only in one side of a pair of board | substrate was illustrated, this invention is not limited to this, A gap change part is provided in both board | substrates. It may be provided.

上記各実施形態では、反射膜間ギャップG1を変更可能に構成された波長可変干渉フィルター5を例示したが、これに限定されず、反射膜間ギャップG1の大きさが固定された干渉フィルターであってもよい。
また、上記各実施形態では、波長可変干渉フィルター5として、一対の基板51,52と、各基板51,52のそれぞれに設けられた一対の反射膜54,55を備える構成を例示したが、これに限定されない。例えば、可動基板52が設けられない構成とし、固定基板51を筐体610に固定する構成としてもよい。この場合、例えば、基板(固定基板)の一面に第一反射膜、ギャップスペーサ、及び第二反射膜を積層形成し、第一反射膜と第二反射膜とがギャップを介して対向する構成とする。当該構成では、一枚の基板からなる構成となり、分光素子をより薄型化することができる。
In each of the above embodiments, the wavelength variable interference filter 5 configured to be able to change the inter-reflective film gap G1 is exemplified, but the present invention is not limited to this, and the interference filter is an interference filter in which the size of the inter-reflective film gap G1 is fixed. May be.
In each of the above-described embodiments, the wavelength variable interference filter 5 includes a pair of substrates 51 and 52 and a pair of reflective films 54 and 55 provided on the substrates 51 and 52, respectively. It is not limited to. For example, the movable substrate 52 may not be provided, and the fixed substrate 51 may be fixed to the housing 610. In this case, for example, the first reflective film, the gap spacer, and the second reflective film are stacked on one surface of the substrate (fixed substrate), and the first reflective film and the second reflective film are opposed to each other through the gap. To do. In this configuration, a single substrate is used, and the spectral element can be made thinner.

上記各実施形態では、本発明の電子機器として、上記各実施形態では、分光測定装置1を例示したが、その他、様々な分野により本発明の光学モジュール、及び電子機器を適用することができる。なお、下記電子機器の変形例では、第一実施形態の光学フィルターデバイス600を備える構成を例示するが、本発明は、これに限定されず、第二及び第三実施形態の光学フィルターデバイスを用いることもできる。   In each of the above embodiments, the spectroscopic measurement apparatus 1 is exemplified as the electronic apparatus of the present invention. However, the optical module and the electronic apparatus of the present invention can be applied in various other fields. In addition, although the following modification of an electronic device illustrates the structure provided with the optical filter device 600 of 1st embodiment, this invention is not limited to this, The optical filter device of 2nd and 3rd embodiment is used. You can also.

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、測定対象X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測定対象Xにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー420にて受光させ、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、すなわち測定対象X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 measurement target X, a color measurement sensor 420 (optical module), and a control device 430 that controls the overall operation of the color measurement device 400. And comprising. The colorimetric device 400 reflects light emitted from the light source device 410 by the measurement target X, receives the reflected inspection target light by the colorimetric sensor 420, and outputs the light from the colorimetric sensor 420. It is an apparatus that analyzes and measures the chromaticity of the inspection target light, that is, the color of the measurement target X, 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、測定対象X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測定対象X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、例えば測定対象X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 measurement target X. Further, 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 measures it from a projection lens (not shown). Inject toward the target X. In the present embodiment, the color measurement device 400 including the light source device 410 is illustrated. However, for example, when the measurement target X is a light emitting member such as a liquid crystal panel, the light source device 410 may not be provided.

測色センサー420は、本発明の光学モジュールであり、図13に示すように、光学フィルターデバイス600と、光学フィルターデバイス600を透過する光を受光する撮像素子11と、光学フィルターデバイス600で透過させる光の波長を可変する駆動制御部15と、を備える。そして、この測色センサー420は、光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5(図2参照)により、検査対象光のうち所定波長の光を分光し、分光した光を撮像素子11にて受光する。   The colorimetric sensor 420 is an optical module according to the present invention. As shown in FIG. 13, the colorimetric sensor 420 transmits light through the optical filter device 600, the image sensor 11 that receives light transmitted through the optical filter device 600, and the optical filter device 600. And a drive control unit 15 that varies the wavelength of light. Then, the colorimetric sensor 420 splits light having a predetermined wavelength out of the inspection target light by the variable wavelength interference filter 5 (see FIG. 2) of the optical filter device 600, and the image sensor 11 receives the split light. .

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の駆動制御部15は、制御信号に基づいて、静電アクチュエーター56に電圧を印加し、波長可変干渉フィルター5を駆動させる。
測色処理部433は、撮像素子11により検出された受光量から、測定対象X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. Accordingly, the drive 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 colorimetric processing unit 433 analyzes the chromaticity of the measurement target X from the amount of received light detected by the image sensor 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、本発明の光学モジュールを用いた分光計測方式を採用して特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等のガス検出装置を例示できる。
このようなガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
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 optical module of the present invention, a photoacoustic rare gas detector for a breath test, etc. Examples of the gas detection device can be exemplified.
An example of such a gas detection device will be described below with reference to the drawings.

図14は、本発明の光学モジュールを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。
図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、光学フィルターデバイス600、及び受光素子137(受光部)等を含む検出装置(光学モジュール)と、受光素子137で受光された光に応じて出力された信号の処理や検出装置や光源部の制御を実施する制御部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。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14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。
さらに、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を制御するための駆動制御部15、受光素子137からの信号を受信する受光回路147、センサーチップ110のコードを読み取り、センサーチップ110の有無を検出するセンサーチップ検出器148からの信号を受信するセンサーチップ検出回路149、及び排出手段133を制御する排出ドライバー回路150などを備えている。
FIG. 14 is a schematic view showing an example of a gas detection apparatus provided with the optical module of the present invention.
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, an optical filter device 600, a light receiving element 137 (light receiving unit), and the like. Including a detection device (optical module), a control unit 138 (processing unit) that performs processing of a signal output according to light received by the light receiving element 137 and control of the detection device and the light source unit, and power for supplying power It comprises a supply unit 139 and the like. 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.
As shown in FIG. 14, 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. Drive control unit 15, a light receiving circuit 147 that receives a signal from the light receiving element 137, a sensor chip detection that reads a code from 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、ラマン散乱光が光学フィルターデバイス600に入射する。そして、信号処理部144は、駆動制御部15に対して制御信号を出力する。これにより、駆動制御部15は、上記第一実施形態と同様にして波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56を駆動させ、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を波長可変干渉フィルター5で分光させる。この後、分光した光が受光素子137で受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路147を介して信号処理部144に出力される。この場合、波長可変干渉フィルター5から目的とするラマン散乱光を精度よく取り出すことができる。
信号処理部144は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ROMに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部144は、表示部141にその結果情報を表示させたり、接続部142から外部へ出力したりする。
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 optical filter device 600. Then, the signal processing unit 144 outputs a control signal to the drive control unit 15. Accordingly, the drive control unit 15 drives the electrostatic actuator 56 of the wavelength tunable interference filter 5 in the same manner as in the first embodiment, so that the Raman scattered light corresponding to the gas molecule to be detected becomes the wavelength tunable 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、本発明の光学モジュールを利用した電子機器の一例である食物分析装置の概略構成を示す図である。
この食物分析装置200は、図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を分光する波長可変干渉フィルター5を含む光学フィルターデバイス600(図2参照)と、分光された光を検出する撮像部212と、を備えている。
また、制御部220は、光源211の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部221と、波長可変干渉フィルター5を制御する駆動制御部15と、撮像部212を制御し、撮像部212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 showing a schematic configuration of a food analysis apparatus which is an example of an electronic apparatus using the optical module of the present invention.
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 optical filter device 600 (see FIG. 2) that includes a wavelength tunable interference filter 5 that splits light from a measurement object, and an imaging unit 212 that detects the split light. And.
The control unit 220 also 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 drive control unit 15 that controls the variable wavelength interference filter 5, and the imaging unit 212. A detection control unit 223 that acquires a spectral image captured by the imaging unit 212, 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、光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5に入射する。波長可変干渉フィルター5は駆動制御部15の制御により、上記第一実施形態に示すような駆動方法で駆動される。これにより、波長可変干渉フィルター5から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、例えばCCDカメラ等により構成される撮像部212で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部225に蓄積される。また、信号処理部224は、駆動制御部15を制御して波長可変干渉フィルター5に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。   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 of the optical filter device 600. The variable wavelength interference filter 5 is driven by the driving method as described in the first embodiment under the control of the drive control unit 15. Thereby, the light of the target wavelength can be extracted from the variable wavelength interference filter 5 with high accuracy. The extracted light is imaged by an imaging unit 212 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 drive control unit 15 to change the voltage value applied to the wavelength variable 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。さらに、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、さらには、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。
さらには、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.

さらには、本発明の光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられた波長可変干渉フィルターにより特定波長の光を分光し、受光部で受光させることで、特定波長の光により伝送されるデータを抽出することができ、このようなデータ抽出用光学モジュールを備えた電子機器により、各波長の光のデータを処理することで、光通信を実施することもできる。
Furthermore, the optical module and electronic apparatus of the present invention can be applied to the following apparatuses.
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、本発明の光学モジュールにより光を分光することで、分光画像を撮像する分光カメラ、分光分析機などにも適用できる。このような分光カメラの一例として、波長可変干渉フィルターを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図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、光学フィルターデバイス600と、撮像部320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。
光学フィルターデバイス600は、カメラ本体310に設けられ、入射した画像光を撮像部320に導光する。
撮像部320は、受光素子により構成され、光学フィルターデバイス600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、光学フィルターデバイス600の波長可変干渉フィルター5(図2参照)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。
Further, the electronic device can be applied to a spectroscopic camera, a spectroscopic analyzer, or the like that captures a spectroscopic image by dispersing light with the optical module 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 optical filter device 600, and an imaging unit 320.
The camera body 310 is a part that is gripped and operated by a user.
The optical filter device 600 is provided in the camera body 310 and guides incident image light to the imaging unit 320.
The imaging unit 320 includes a light receiving element and captures image light guided by the optical filter device 600.
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 (see FIG. 2) of the optical filter device 600. .

さらには、本発明の光学モジュールをバンドパスフィルターとして用いてもよく、例えば、発光素子が射出する所定波長域の光のうち、所定の波長を中心とした狭帯域の光のみを波長可変干渉フィルターで分光して透過させる光学式レーザー装置としても用いることができる。
また、本発明の光学モジュールを生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた、血管や指紋、網膜、虹彩などの認証装置にも適用できる。
Furthermore, the optical module of the present invention may be used as a bandpass filter. For example, among the light in a predetermined wavelength range emitted from the light emitting element, only the light in the narrow band centered on the predetermined wavelength is used as the variable wavelength interference filter. It can also be used as an optical laser device for spectrally transmitting through.
Further, the optical module of the present invention may be used as a biometric authentication device. For example, the optical module can be applied to authentication devices such as blood vessels, fingerprints, retinas, and irises using light in the near infrared region and visible region.

さらには、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.

上記のように、本発明の光学モジュール、及び電子機器は、入射光から所定の光を分光するいかなる装置にも適用することができる。そして、本発明の光学モジュールは、上述のように、1デバイスで複数の波長を分光させることができるため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を精度よく実施することができる。したがって、複数デバイスにより所望の波長を取り出す従来の装置に比べて、光学モジュールや電子機器の小型化を促進でき、例えば、携帯用や車載用の光学デバイスとして好適に用いることができる。   As described above, the optical module and the electronic apparatus of the present invention can be applied to any device that splits predetermined light from incident light. And since the optical module of this invention can disperse | distribute a some wavelength with one device as mentioned above, the measurement of the spectrum of a some wavelength and the detection with respect to a some component can be implemented accurately. 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上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造等に適宜変更してもよい。   In addition, the specific structure for carrying out the present invention may be configured by appropriately combining the above-described embodiments and modification examples within the scope in which the object of the present invention can be achieved, and may be appropriately changed to other structures and the like. May be.

1…分光測定装置(電子機器)、5…波長可変干渉フィルター(干渉フィルター)、5A…第2の波長可変干渉フィルター(第2の干渉フィルター)、7…第1のラジアル型屈折率分布レンズ、8…第2のラジアル型屈折率分布レンズ、10…光学モジュール、11…撮像素子、20…制御部(処理部)、31…光源、32…ファイバーコネクター(導光部材)、光ファイバー(導光部材)、51…固定基板(基板)、54…固定反射膜(第一反射膜)、55…可動反射膜(第二反射膜)、100…ガス検出装置、137…受光素子、138…制御部、200…食物分析装置、210…検出器、220…制御部、300…分光カメラ、320…撮像部、400…測色装置、420…測色センサー、430…制御装置(処理部)、600…光学フィルターデバイス、610…筐体(固定部)、611…光入射口(開口)、613…透光部材、614,621…光学接着剤。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spectrometer (electronic device), 5 ... Wavelength variable interference filter (interference filter), 5A ... 2nd wavelength variable interference filter (2nd interference filter), 7 ... 1st radial type refractive index distribution lens, DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... 2nd radial type gradient index lens, 10 ... Optical module, 11 ... Image sensor, 20 ... Control part (processing part), 31 ... Light source, 32 ... Fiber connector (light guide member), Optical fiber (light guide member) ), 51... Fixed substrate (substrate), 54. Fixed reflective film (first reflective film), 55. Movable reflective film (second reflective film), 100... Gas detector, 137. DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Food analyzer 210 ... Detector 220 ... Control part 300 ... Spectroscopic camera 320 ... Imaging part 400 ... Color measuring device 420 ... Color measuring sensor 430 ... Control device (processing part), 600 ... Optical I Luther device 610 ... housing (fixed portion), 611 ... light inlet (opening), 613 ... light transmitting member, 614,621 ... optical adhesive.

Claims (8)

互いに対向する一対の反射膜を有し、前記一対の反射膜のギャップ寸法に応じた波長の光を出射する干渉フィルターと、
前記干渉フィルターが固定され、前記一対の反射膜の法線方向である前記干渉フィルターの光軸方向から見た平面視において、前記一対の反射膜と重なる領域に、光を通過させる光通過領域を有する固定部と、
前記平面視において、前記光通過領域と対向する位置で前記固定部に固定され、前記干渉フィルターの光軸方向に沿った光軸を有し、当該光軸からの距離に応じて屈折率が変化するラジアル型屈折率分布レンズと、を備えた
ことを特徴とする光学モジュール。
An interference filter having a pair of reflective films opposed to each other, and emitting light having a wavelength corresponding to a gap dimension of the pair of reflective films;
In the plan view seen from the optical axis direction of the interference filter, which is the normal direction of the pair of reflection films, the interference filter is fixed, a light passage region that allows light to pass through the region overlapping the pair of reflection films A fixing part having,
In the plan view, the optical filter is fixed to the fixed portion at a position facing the light passage region, has an optical axis along the optical axis direction of the interference filter, and the refractive index changes according to the distance from the optical axis. An optical module comprising a radial type gradient index lens.
請求項1に記載の光学モジュールにおいて、
前記固定部は、前記光通過領域に開口を有し、
前記固定部に接合され、前記開口を覆う透光部材を備え、
前記ラジアル型屈折率分布レンズは、透光性を有する接着剤で、前記透光部材に接合される
ことを特徴とする光学モジュール。
The optical module according to claim 1,
The fixed part has an opening in the light passage region,
A translucent member joined to the fixed portion and covering the opening;
The radial type gradient index lens is bonded to the light transmissive member with a light transmissive adhesive.
請求項2に記載の光学モジュールにおいて、
前記接着剤の屈折率は、前記透光部材の屈折率以上、かつ、前記ラジアル型屈折率分布レンズの屈折率の最大値以下である
ことを特徴とする光学モジュール。
The optical module according to claim 2, wherein
The optical module, wherein the refractive index of the adhesive is not less than the refractive index of the translucent member and not more than the maximum value of the refractive index of the radial type gradient index lens.
請求項1に記載の光学モジュールにおいて、
前記固定部は、前記光通過領域に開口を有し、
前記ラジアル型屈折率分布レンズは、前記固定部に接合され、前記開口を覆う
ことを特徴とする光学モジュール。
The optical module according to claim 1,
The fixed part has an opening in the light passage region,
The radial type gradient index lens is bonded to the fixed portion and covers the opening.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学モジュールにおいて、
前記干渉フィルターの光軸方向において、前記干渉フィルターに対して、前記ラジアル型屈折率分布レンズとは反対側に、前記干渉フィルターの光軸方向に沿った光軸を有し、当該光軸からの距離に応じて屈折率が変化する第2のラジアル型屈折率分布レンズを備え、
前記ラジアル型屈折率分布レンズの結像位置が、前記干渉フィルターの配置領域にある
ことを特徴とする光学モジュール。
The optical module according to any one of claims 1 to 4,
In the optical axis direction of the interference filter, the optical filter has an optical axis along the optical axis direction of the interference filter on the side opposite to the radial refractive index distribution lens with respect to the interference filter. A second radial type gradient index lens whose refractive index changes according to the distance;
An optical module, wherein an imaging position of the radial type gradient index lens is in an arrangement region of the interference filter.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学モジュールにおいて、
前記ラジアル型屈折率分布レンズの結像位置に配置され、前記干渉フィルターから出射された光を受光する撮像素子を備えた
ことを特徴とする光学モジュール。
The optical module according to any one of claims 1 to 4,
An optical module, comprising: an imaging element that is disposed at an image forming position of the radial type gradient index lens and receives light emitted from the interference filter.
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光学モジュールと、
光源と、
互いに対向する一対の反射膜を有し、前記光源から出射された光から、前記一対の反射膜のギャップ寸法に応じた波長の光を出射する第2の干渉フィルターと、
前記第2の干渉フィルターから出射された光を、前記ラジアル型屈折率分布レンズに導く導光部材と、を備えた
ことを特徴とする測定装置。
The optical module according to any one of claims 1 to 6,
A light source;
A second interference filter that has a pair of reflective films opposed to each other, and emits light having a wavelength according to a gap size of the pair of reflective films from the light emitted from the light source;
And a light guide member for guiding the light emitted from the second interference filter to the radial type gradient index lens.
互いに対向する一対の反射膜を有し、前記一対の反射膜のギャップ寸法に応じた波長の光を出射する干渉フィルターと、
前記干渉フィルターが固定され、前記一対の反射膜の法線方向である前記干渉フィルターの光軸方向から見た平面視において、前記一対の反射膜と重なる領域に、光を通過させる光通過領域を有する固定部と、
前記平面視において、前記光通過領域と対向する位置で前記固定部に固定され、前記干渉フィルターの光軸方向に沿った光軸を有し、当該光軸からの距離に応じて屈折率が変化するラジアル型屈折率分布レンズと、
前記干渉フィルターから出射された光に基づく処理を実施する処理部と、を備えた
ことを特徴とする電子機器。
An interference filter having a pair of reflective films opposed to each other, and emitting light having a wavelength corresponding to a gap dimension of the pair of reflective films;
In the plan view seen from the optical axis direction of the interference filter, which is the normal direction of the pair of reflection films, the interference filter is fixed, a light passage region that allows light to pass through the region overlapping the pair of reflection films A fixing part having,
In the plan view, the optical filter is fixed to the fixed portion at a position facing the light passage region, has an optical axis along the optical axis direction of the interference filter, and the refractive index changes according to the distance from the optical axis. A radial type gradient index lens,
And a processing unit that performs processing based on the light emitted from the interference filter.
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