JP5910099B2 - 干渉フィルター、光学モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、干渉フィルター、光学モジュールおよび電子機器に関する。

基板の対向する面に、反射膜（光学膜）を対向配置する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は、平行に保持された一対の基板と、この一対の基板上に一定間隔のギャップを有するように形成された一対の反射膜とを備える。
このような干渉フィルターでは、一対の反射膜間で光を反射させ、ギャップに応じた特定波長の光を透過させ、その他の波長の光を干渉により打ち消し合わせることで、入射光から特定波長の光を分光している。
例えば、特許文献１に開示された干渉フィルター（可変干渉フィルター）では、反射膜としてＡｕ，Ａｌ，Ｃｕなどの金属薄膜が用いられている。

特開平２−１２２１８号公報

干渉フィルターの分光精度を確保するために反射膜として求められる機能として、光の高い反射特性、および透過特性がある。また、経時変化により反射特性および透過特性が低下しないことが必要である。
しかしながら、金属薄膜の反射膜として反射特性と透過特性という、相反する特性を満足し、さらに耐久性を兼ね備えた反射膜の設定は難しい。特に反射膜の透過率が低いと、透過光の光検出器での検出にノイズが含まれ、分光精度が低下する。このため、反射特性および透過特性を満足し、分光精度を長期間維持する反射膜の構成が望まれている。

本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明の一態様の干渉フィルターは、ギャップを介して向かい合う２つの反射膜を備え、前記反射膜は、銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、ＳｍおよびＣｕの合計は１．０原子％以下であり、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満であることを特徴とする。

［適用例１］本適用例にかかる干渉フィルターは、ギャップを介して向かい合う２つの反射膜を備え、前記反射膜は、銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、ＳｍおよびＣｕの合計は１．０原子％以下であり、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。

干渉フィルターにおける反射膜は光を透過する透過特性と光を反射する反射特性を有し、例えば外部より一方の反射膜を透過して２つ（一対）の反射膜の間に入射した光は、反射膜間で反射をし、特定の波長の光を一方あるいは他方の反射膜から通過させる。
本適用例によれば、干渉フィルターにおいて、ギャップを介して対向する反射膜が、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含んでいる。
そして、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜が上記組成となっているので、プロセス加工や経時変化による特性の低下が小さくなり、干渉フィルターの性能低下がより確実に抑制される。なお、ＳｍおよびＣｕの含有量が０．１原子％未満であると、プロセス加工や経時変化による反射率低下が大きくなる。ＳｍおよびＣｕの含有量が０．５原子％を超えると、反射率が低くなる。さらに、ＳｍおよびＣｕの含有量の合計が、１．０原子％を超えると、反射率が低くなる。
さらに、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることから、反射膜は光の反射特性に加えて透過特性を有し、特に良好な透過特性を得ることができ、性能を満足する干渉フィルターの良好な分光精度を確保できる。

［適用例２］上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記反射膜は前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の単層膜であることが望ましい。

この構成によれば、反射膜は、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜で形成された単層膜なので、反射膜は、可視光波長範囲において、広い波長域で高い反射率を示す。なお、本発明において、可視光波長範囲は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲とする。

［適用例３］上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記反射膜を支持する透光性の基板を備え、前記反射膜は、誘電体膜および前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、前記基板に近い位置から前記誘電体膜、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の順に設けられていることが望ましい。

この構成によれば、反射膜は、基板側から誘電体膜、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の順に設けられているので、誘電体膜が設けられていない場合に比べて、可視光波長範囲のうちの短波長側の反射率を向上させることができる。

［適用例４］上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記反射膜は、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を保護する保護膜を含むことが望ましい。

この構成によれば、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を保護する保護膜を有するため、プロセス加工や経時変化による反射膜中の合金膜の反射率低下がさらに小さくなり、干渉フィルターの性能低下がさらに抑制される。

［適用例５］本適用例にかかる干渉フィルターは、ギャップを介して向かい合う２つの反射膜を備え、前記反射膜は、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）を含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、Ｂｉを０．１原子％以上３．０原子％以下含有し、Ｎｄを０．１原子％以上５．０原子％以下含有し、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。

本適用例によれば、干渉フィルターにおいて、ギャップを介して対向する反射膜が、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含んでいる。
そして、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜が上記組成となっているので、プロセス加工や経時変化による特性の低下が小さくなり、干渉フィルターの性能低下がより確実に抑制される。なお、ＢｉおよびＮｄの含有量が０．１原子％未満であると、プロセス加工や経時変化による反射率低下が大きくなる。Ｂｉの含有量が３．０原子％を超えると、またはＮｄの含有量が５．０原子％を超えると、反射率が低くなる。
さらに、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることから、反射膜は光の反射特性に加えて透過特性を有し、特に良好な透過特性を得ることができ、性能を満足する干渉フィルターの良好な分光精度を確保できる。

［適用例６］上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記反射膜は前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の単層膜であることが望ましい。

この構成によれば、反射膜は、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜で形成された単層膜なので、反射膜は、可視光波長範囲において、広い波長域で高い反射率を示す。なお、本発明において、可視光波長範囲は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲とする。

［適用例７］上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記反射膜を支持する透光性の基板を備え、前記反射膜は、誘電体膜および前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、前記基板に近い位置から前記誘電体膜、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の順に設けられていることが望ましい。

この構成によれば、反射膜は、基板側から誘電体膜、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の順に設けられているので、誘電体膜が設けられていない場合に比べて、可視光波長範囲のうちの短波長側の反射率を向上させることができる。

［適用例８］上記適用例にかかる干渉フィルターにおいて、前記反射膜は、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を保護する保護膜を含むことが望ましい。

この構成によれば、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を保護する保護膜を有するため、プロセス加工や経時変化による反射膜中の合金膜の反射率低下がさらに小さくなり、干渉フィルターの性能低下がさらに抑制される。

［適用例９］本適用例にかかる光学モジュールは、ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、を備え、前記反射膜は、銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、ＳｍおよびＣｕの合計は１．０原子％以下であり、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。

この光学モジュールによれば、反射膜が、上記組成のＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
このことから、反射膜の性能低下が抑制され、良好な透過特性を得ることができ、反射膜を透過した所望波長の光の光量を正確に検出部で検出する光学モジュールを提供できる。

［適用例１０］本適用例にかかる光学モジュールは、ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、を備え、前記反射膜は、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）を含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、Ｂｉを０．１原子％以上３．０原子％以下含有し、Ｎｄを０．１原子％以上５．０原子％以下含有し、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。

この光学モジュールによれば、反射膜が、上記組成のＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
このことから、反射膜の性能低下が抑制され、良好な透過特性を得ることができ、反射膜を透過した所望波長の光の光量を正確に検出部で検出する光学モジュールを提供できる。

［適用例１１］本適用例にかかる電子機器は、ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、前記検出部にて検出された光の光量に基づいて、分析処理を実施する処理部と、を有し、前記反射膜は、銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、ＳｍおよびＣｕの合計は１．０原子％以下であり、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。

この電子機器によれば、反射膜が、上記組成のＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
このことから、反射膜の性能低下が抑制され、良好な透過特性を得ることができ、反射膜を透過した所望波長の光の光量を正確に検出部で検出できる。そして、正確な光量に基づいて、正確な分析処理を実施する電子機器を提供できる。

［適用例１２］本適用例にかかる電子機器は、ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、前記検出部にて検出された光の光量に基づいて、分析処理を実施する処理部と、を有し、前記反射膜は、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）を含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、Ｂｉを０．１原子％以上３．０原子％以下含有し、Ｎｄを０．１原子％以上５．０原子％以下含有し、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。

この電子機器によれば、反射膜が、上記組成のＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
このことから、反射膜の性能低下が抑制され、良好な透過特性を得ることができ、反射膜を透過した所望波長の光の光量を正確に検出部で検出できる。そして、正確な光量に基づいて、正確な分析処理を実施する電子機器を提供できる。

第１実施形態における干渉フィルターとしてのエタロンの概略構成を示す平面図。 第１実施形態の概略構成を示す断面図。 Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の膜厚における透過波長と透過率の関係を示すグラフ。 Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の膜厚における透過波長と透過率の関係を示すグラフ。 第１実施形態の変形例の概略構成を示す断面図。 第２実施形態における干渉フィルターとしてのエタロンの概略構成を示す断面図。 第３実施形態における電子機器としての測色装置の構成を示すブロック図。 第４実施形態における電子機器としてのガス検出装置の構成を示す断面図。 第４実施形態におけるガス検出装置の回路ブロック図。 第５実施形態における電子機器としての食物分析装置の構成を示すブロック図。 第６実施形態における電子機器としての分光カメラの構成を示す斜視図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
［第１実施形態］

本実施形態では、干渉フィルターとして波長可変干渉フィルターを例にとって説明する。波長可変干渉フィルター（以下、エタロンと呼ぶことがある）は反射膜間のギャップを変化させることのできる干渉フィルターである。
図１は本実施形態のエタロンの概略構成を示す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ断線に沿う断面図である。
（エタロン１の概略構成）
図１に示すように、エタロン１は、平面視で正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン１は、図２に示すように、第１基板１０、第２基板２０を備えている。
これらの第１基板１０、第２基板２０は、それぞれ例えば、石英ガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、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、水晶などの透光性の基材からなり、板状の基材をエッチングすることにより形成されている。

そして、エタロン１は、第１基板１０と第２基板２０とが接合されて一体に構成される。この接合には、第１基板１０、第２基板２０の接合部分に設けられた接合膜３０が結合することにより固定される。接合膜３０としては、ポリオルガノシロキサンを主材料としたプラズマ重合膜が採用されている。
また、上記以外の接合方法では、接着剤などの粘着性材料による接合、金属膜と金属膜による接合などが利用できる。

第１基板１０は、厚みが例えば５００μｍの基材をエッチング加工して形成される。この第１基板１０には、エッチングにより円形状に窪んだ第１凹部１１が設けられている。
第１凹部１１の底部には中央に円柱状に突出した反射膜形成部１３を備え、反射膜形成部１３の周りに一段低く形成された電極形成部１２が設けられている。

そして、第１凹部１１の反射膜形成部１３には第１反射膜１５が設けられている。この第１反射膜１５は光の反射特性と透過特性とを有し、単層膜の金属薄膜により形成されている。
そして、電極形成部１２には、平面視で第１反射膜１５を取り巻くようにリング状の第１駆動電極１４が形成されている。また、第１駆動電極１４は引き出し電極１８に接続されている。
第１駆動電極１４および引き出し電極１８は導電膜であり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。

引き出し電極１８は第１基板１０の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド１７ａに接続されている。
このようにして、第１駆動電極１４は引き出し電極１８を介して接続パッド１７ａと電気的導通が図られている。

第２基板２０は、正方形状の基材を用い、例えば、厚みが２００μｍの基材の一面をエッチングにより加工することで形成される。
この第２基板２０には、ダイヤフラム２２を有している。ダイヤフラム２２は基板中央を中心とする円柱状の可動部２２ａと、その周りに可動部２２ａを保持し、可動部２２ａの厚みより薄く形成された薄肉部２２ｂと、から構成されている。

薄肉部２２ｂは、第１基板１０と対向する面とは反対の面から基材がエッチングされて円環状の第２凹部２１が形成されている。このように第２凹部２１を設けることで、ダイヤフラム２２の薄肉部２２ｂが形成され、可動部２２ａが第２基板２０の厚み方向に移動しやすいように構成されている。

そして、第２基板２０の第１基板１０に対向する面の上には第２反射膜２５および第２駆動電極２４が形成されている。
第２反射膜２５は光の反射特性と透過特性とを有し、第１反射膜１５と対向し可動部２２ａに円形状に設けられている。第２反射膜２５の材料として第１反射膜１５と同様に、単層膜の金属薄膜により形成されている。
このように、第１基板１０の第１反射膜１５と第２基板２０の第２反射膜２５とでエタロン１におけるギャップを介して向かい合う２つの反射膜が構成される。

第２駆動電極２４は第１駆動電極１４と対向する薄肉部２２ｂに設けられている。この第２駆動電極２４は第２反射膜２５を取りまくように、リング状に形成されている。このように、第１基板１０の第１駆動電極１４と第２基板２０の第２駆動電極２４とが対向し、両者でエタロン１における静電アクチュエーター４０が構成され、反射膜間のギャップ寸法の調整が可能である。

また、第２駆動電極２４は引き出し電極２８に接続されている。
第２駆動電極２４、引き出し電極２８は導電膜であり、例えばＩＴＯ膜が用いられる。また、これらの導電膜はＣｒ膜を下地とし、その上にＡｕ膜を積層したＣｒ／Ａｕ膜などを用いても良い。
さらに、引き出し電極２８は、Ａｇペーストなどの導電性接着剤（図示せず）により第１基板１０の四隅のうちの一つの隅部に形成された接続パッド１７ｂに接続され、第１基板１０と第２基板２０との間の電気的導通が図られている。

上記のエタロン１では、対向する第１反射膜１５と第２反射膜２５とのギャップ寸法を変えるために、静電アクチュエーター４０を駆動させると、静電力により第１駆動電極１４と第２駆動電極２４とが引き合い、第２基板２０の薄肉部２２ｂが撓んで、可動部２２ａが第１基板１０に近づくように変位する。可動部２２ａには第２反射膜２５が設けられ、第１反射膜１５と第２反射膜２５との間のギャップ寸法を調整することができる。そして、この反射膜間のギャップ寸法に応じて、エタロン１から出射される光の波長を変化させることができる。

なお、本実施形態のエタロン１は、第１駆動電極１４と第２駆動電極２４との距離が第１反射膜１５と第２反射膜２５との距離より大きく形成されている。このような構成であれば、第１駆動電極１４と第２駆動電極２４との間のギャップ寸法が微小となったときに急激に引っ張る力が増加するプルイン現象を抑制することができる。

また、ギャップ寸法設定手段として、静電アクチュエーター４０により、反射膜間のギャップ寸法を調整可能な構成を例示したが、例えば、電磁コイルと永久磁石とを有する電磁アクチュエーターや、電圧印加により伸縮可能な圧電素子を設ける構成としてもよい。

（反射膜の構成）
次に一対の反射膜である第１反射膜１５および第２反射膜２５の膜構成について説明する。
本実施形態において、一対の反射膜である第１反射膜１５および第２反射膜２５は、いずれも単層膜である。そして、単層膜は、銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、または、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）を含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜である。

ここで、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、実質的に、銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）で構成される。
Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、実質的に、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）で構成されるものである。

第１反射膜１５および第２反射膜２５がＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜で形成される場合、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含み、Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含み、ＳｍおよびＣｕの合計は、１．０原子％以下であることが好ましい。ＳｍおよびＣｕの含有量が０．１原子％未満であると、プロセス加工や経時変化による反射率低下が大きくなる。ＳｍおよびＣｕの含有量が０．５原子％を超えると、反射率が低くなる。ＳｍおよびＣｕの含有量の合計が、１．０原子％を超えると、反射率が低くなる。なお、残部は実質的にＡｇであるが、微量な不純物元素（例えば、酸素、窒素、炭素等）を含んでもよい。

また、第１反射膜１５および第２反射膜２５がＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜で形成される場合、Ｂｉを０．１原子％以上３．０原子％以下含み、Ｎｄを０．１原子％以上５．０原子％以下含むことが好ましい。さらに好ましくは、Ｂｉが０．１原子％以上２．０原子％以下、Ｎｄが０．１原子％以上３．０原子％以下である。ＢｉおよびＮｄの含有量が０．１原子％未満であると、プロセス加工や経時変化による反射率低下が大きくなる。Ｂｉの含有量が３．０原子％を超えると、またはＮｄの含有量が５．０原子％を超えると、反射率が低くなる。なお、残部は実質的にＡｇであるが、微量な不純物元素（例えば、酸素、窒素、炭素等）を含んでもよい。

これらの第１反射膜１５および第２反射膜２５は、上記合金膜の組成を有するターゲット材料を用い、スパッタリング法などの公知の方法により形成される。

エタロン１において、第１反射膜１５および第２反射膜２５の光の反射率および透過率のバランスが重要である。第１反射膜１５および第２反射膜２５を形成する上記合金膜の厚みを厚くすることで反射率が高くなる傾向があるものの、透過率が低下するためエタロン１としての検出感度の点で問題となる。
一方、第１反射膜１５および第２反射膜２５を形成する上記合金膜の厚みを薄くすることで、透過率が高くなる傾向があるものの、反射率が低下するため、エタロン１としての分光性能が低下してしまう。
特に広い波長範囲を分光するエタロンでは、波長により光の透過率が異なり、反射膜の反射率および透過率のバランスをとることが重要である。

このような点を検討した結果、第１反射膜１５および第２反射膜２５を形成する上記合金膜の厚みは、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下とした。
上記合金膜の厚みが１０ｎｍ未満であると、厚みが薄いため、実質的に安定して合金膜を形成することが困難である。
一方、上記合金膜の厚みが４０ｎｍを超えると、光の透過率が低下し、エタロン１を透過する光量が低下してこの光量を検出することが困難になるおそれがある。
このため、本実施形態では上記合金膜（Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜）の厚みを１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下としている。

（エタロンの製造方法）
次にエタロン１の製造方法について簡単に説明する。
第１基板１０、第２基板２０は、基材である石英ガラス基板などにエッチング加工を施すことで形成される。
エッチング加工後の第１基板１０、および第２基板２０のそれぞれに対して、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を、スパッタリング法で形成する。本実施形態では、単層膜とする。
スパッタリング後の合金膜を所望の形状にパターニングするパターニングプロセスでは、ウェットエッチング法が用いられる。ウェットエッチング法では、例えば、次のような処理が施される。
（Ａ）エッチングマスクとしてのレジスト膜を所望のパターンで合金膜上に形成する。レジストを硬化する際に、合金膜は高温下に曝される。
（Ｂ）レジスト膜を有機系レジスト剥離液で剥離する。このとき、合金膜は有機溶剤に曝される。

このようなウェットエッチング加工を経て、第１基板１０、および第２基板２０に、それぞれ第１反射膜１５および第２反射膜２５が形成される。
この後、第１基板１０、および第２基板２０を接合して、エタロン１が得られる。接合工程では、例えば、接合面に接合膜３０としてプラズマ重合膜を成膜し、プラズマ処理などで表面を活性化し、このプラズマ重合膜を貼り合わせて、第１基板１０と第２基板２０とを接合する。
第１反射膜１５および第２反射膜２５は、このような状況に曝されるので、合金膜には、高温耐性や有機溶剤耐性が求められる。加えて、高温高湿耐性、硫化耐性、ハロゲン耐性などの各種耐性が、合金膜に求められる。以下、エタロンの製造工程における合金膜に求められる耐性のことをまとめて、プロセス耐性と称する場合があり、特にパターニング工程における合金膜に求められる耐性のことをパターニングプロセス耐性と称する場合がある。

次に、上記合金膜の高温耐性やプロセス耐性について例を挙げて、本実施形態をさらに詳しく説明する。ここでは、光の反射率の良好な金属膜である純銀膜を比較対象として考察する。
〔１．高温耐性〕
まず、純銀膜および合金膜（Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜）の高温耐性について評価した。
純銀膜および上記合金膜は、それぞれの組成を有するターゲット材料を用い、平滑なガラス基板上にスパッタリング法によって形成した。
Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、Ｓｍを０．５原子％含有し、Ｃｕを０．５原子％含有し、残部は実質的にＡｇである。
Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、Ｂｉを１．０原子％含有し、Ｎｄを０．５原子％含有し、残部は実質的にＡｇである。
高温耐性としては、成膜後の初期の純銀膜および上記合金膜の反射率と、大気環境下において、２５０℃、１時間の加熱処理を施した後（高温試験後）の反射率とを比較することで行った。分光測色計を用いて、可視光範囲である波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下における反射率を測定した。
表１に、光の波長４００ｎｍ、５５０ｎｍ、および７００ｎｍにおける、純銀膜および上記合金膜の初期反射率（単位：％）および高温試験後の反射率（単位：％）を示す。

表１が示すように、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の初期反射率は、純銀膜に比べて、波長によっては低い値が見られたがほぼ同等の値であった。しかし、高温試験後の合金膜の反射率低下は、純銀膜に比べて、小さいことが分かった。特に、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の反射率低下は、可視光波長範囲において全般的に小さいことが分かった。
一方、純銀膜は、成膜後の初期では、可視光波長範囲において全般的に高い反射率を有していたが、高温下に曝された純銀膜は、反射率が大きく低下した。これは、高い温度により膜の粒塊が成長し、表面粗さが大きくなるためであると考察される。また、特に短波長側（４００ｎｍ）については、純銀膜の反射率の低下は著しかった。

〔２．プロセス耐性〕
次に、純銀膜および合金膜（Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜）のプロセス耐性を評価した。
上記高温耐性の評価と同様にして、純銀膜および上記合金膜は、それぞれの組成を有するターゲット材料を用い、平滑なガラス基板上にスパッタリング法によって形成した。
そして、プロセス耐性として、ここでは、パターニングプロセス耐性を評価した。パターニングプロセスは、以下に示す通りとした。
（１）ガラス基板上に形成した純銀膜および上記合金膜にポジレジストをスピンコーターにて塗布。
（２）ポジレジスト塗布後、クリーンオーブンで、９０℃、１５分間のプレベーク。
（３）コンタクトアライナーにてフォトマスクを通して露光。
（４）現像液に水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を使用し、現像。
（５）クリーンオーブンにて１２０℃、２０分間のポストベーク。
（６）レジストをエッチングマスクとして、りん硝酢酸水溶液で純銀膜および上記合金膜をエッチング。
（７）有機系レジスト剥離液でレジスト剥離。

＜ａ．反射率＞
そして、上記高温耐性の評価と同様にして、成膜後の初期の純銀膜および上記合金膜の反射率と、パターニングプロセス後の反射率とを比較することで行った。
表２に、光の波長４００ｎｍ、５５０ｎｍ、および７００ｎｍにおける、純銀膜および上記合金膜の初期反射率（単位：％）およびパターニングプロセス後の反射率（単位：％）を示す。

表２が示すように、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の初期反射率は、純銀膜に比べて、波長によっては低い値が見られたがほぼ同等の値であった。しかし、パターニングプロセス後の合金膜の反射率低下は、小さいことが分かった。Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の反射率低下は、可視光波長範囲において全般的に小さいことが分かった。
一方、純銀膜は、成膜初期では、可視光波長範囲において全般的に高い反射率を有していた。しかし、パターニングプロセスを経た純銀膜の反射率は、大きく低下した。特に、短波長側（４００ｎｍ）については、純銀膜の反射率低下は著しかった。このような純銀膜の反射率の低下は、レジストのベーク工程で高温下に曝されたことや、レジスト剥離工程で有機溶剤に曝されたためと考えられる。

＜ｂ．透過率＞
さらに、合金膜（Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜）のプロセス耐性として、パターニングプロセス後の透過率変化についても測定した。
具体的には、成膜初期の合金膜の透過率と、パターニングプロセス後の合金膜の透過率とを比較することで行った。
表３に、光の波長４００ｎｍ、５５０ｎｍ、および７００ｎｍにおける、上記合金膜の初期透過率（単位：％）およびパターニングプロセス後の透過率（単位：％）を示す。

表３が示すように、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、成膜後の初期では、波長によっては初期透過率が低い値が見られるが、パターニングプロセス後の合金膜の透過率増加は小さいことが分かった。

以上のように、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、高温試験後の反射率変化が小さく、かつ、パターニングプロセス後の反射率変化および透過率変化が小さいことが分かった。そのため、これらの合金膜を一対の反射膜に用いたエタロンは、その性能の低下が抑制されることが分かった。そして、波長可変干渉フィルターを製品として出荷した後の経時変化による性能低下も抑制され、信頼性の高いエタロンを得られることが分かった。

〔合金膜の膜厚と透過した光の光量〕
次に各合金膜の膜厚と合金膜を透過した光の光量について考察する。
表４は、合金膜の各膜厚に対する光量比、フォトダイオード（ＰＤ）の電流、Ｓ／Ｎ比を示している。
光量比は、合金膜の膜厚が５０ｎｍのときの透過した光量を１．０（基準）として、各合金膜の膜厚（１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍ，４０ｎｍ，５０ｎｍ）での透過した光量を光量比として比較している。
また、その光量を受光する受光器としてフォトダイオードを用いた場合の検出電流をＰＤ電流として示している。
さらに、経時変化に伴い光源の光量が低下することを想定し、分光検出における測定ノイズが１ｐＡ発生すると仮定し、そのときの測定ノイズの影響度を示すＳ／Ｎ比を合わせて示している。
なお、これらのデータは光の透過波長が４００ｎｍのときの値を例示している。また、膜厚１０ｎｍは安定的に成膜できる限界の膜厚である。

表４が示すように、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜では、光量比は膜厚が薄くなるに従い高くなり、膜厚４０ｎｍで２．３、膜厚３０ｎｍで４．１、膜厚２０ｎｍで８．５、膜厚１０ｎｍで１８．４、となる。そして、光量の増加に伴ってＰＤ電流も大きくなる。
また、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の各膜厚でのＳ／Ｎ比は膜厚が薄くなるに従い減少し、膜厚５０ｎｍで１２％、膜厚４０ｎｍで５％、膜厚３０ｎｍで３％、膜厚２０ｎｍで１％、膜厚１０ｎｍで１％、となる。

また、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜では同様に、光量比は膜厚が薄くなるに従い高くなり、膜厚４０ｎｍで２．２、膜厚３０ｎｍで４．４、膜厚２０ｎｍで８．５、膜厚１０ｎｍで１７．３、となる。そして、光量の増加に伴ってＰＤ電流も大きくなる。
また、Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の各膜厚でのＳ／Ｎ比は膜厚が薄くなるに従い減少し、膜厚５０ｎｍで１２％、膜厚４０ｎｍで５％、膜厚３０ｎｍで３％、膜厚２０ｎｍで１％、膜厚１０ｎｍで１％、となる。

上記の結果から、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜として、膜厚は１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であれば、Ｓ／Ｎ比６％以下を満足する反射膜として利用することができる。
また、両者の合金膜において分光精度を向上させるためには、膜厚２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。この範囲の膜厚であればＳ／Ｎ比３％以下の反射膜として利用できる。

次に、各合金膜の膜厚における透過波長と透過率の関係を示す。
図３はＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の膜厚における透過波長と透過率の関係を示すグラフである。図４はＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の膜厚における透過波長と透過率の関係を示すグラフである。
このように、膜厚が１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍのＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜およびＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、可視光範囲の４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲において良好な透過率を有し、エタロンの反射膜として有効に利用できることが分かる。

以上、本実施形態の干渉フィルターとしてのエタロン１は、ギャップを介して対向する反射膜が、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含んでいる。
そして、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜が前述の組成となっているので、プロセス加工や経時変化による特性の低下が小さくなり、エタロンの性能低下がより確実に抑制される。
さらに、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることから、反射膜は光の反射特性に加えて透過特性を有し、特に良好な透過特性を得ることができ、性能を満足するエタロンの良好な分光精度を確保できる。
そして、反射膜はＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜で形成された単層膜なので、可視光波長範囲において、広い波長域で高い反射率を示す。
［変形例］

次に第１実施形態における干渉フィルターとしてのエタロンの変形例の説明をする。
本変形例は反射膜の構成のみが第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と同様な構成については同符号を付し、説明を省略する。
図５は変形例のエタロンの概略構成を示す断面図である。
変形例においては、エタロン２の第１反射膜１５および第２反射膜２５が、合金膜１５ａ、２５ａの他に、保護膜１５ｃ，２５ｃを含む点で、第１実施形態のエタロン１と相違する。合金膜１５ａ，２５ａは、第１実施形態と同じく、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜である。

図５に示すように、第１基板１０では、第１基板１０から順に合金膜１５ａ、保護膜１５ｃが設けられている。同様に、第２基板２０では、第２基板２０から順に合金膜２５ａ、保護膜２５ｃが設けられている。
保護膜１５ｃ，２５ｃは、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、アルミナなどを利用できる。そして、保護膜の厚みは、好ましくは、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。このような範囲に設定することで、反射率及び透過率を低下させることなく、第１反射膜１５および第２反射膜２５を保護できる。

このように、本変形例のエタロン２によれば、合金膜１５ａ，２５ａが保護膜１５ｃ，２５ｃによって保護されるので、プロセス加工や経時変化による第１反射膜１５および第２反射膜２５の合金膜１５ａ，２５ａの反射率低下が抑えられ、エタロン２の性能低下がさらに防止される。
［第２実施形態］

次に第２実施形態のエタロンについて説明する。
本実施形態は反射膜の構成のみが第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と同様な構成については同符号を付し、説明を省略する。
図６は第２実施形態のエタロンの概略構成を示す断面図である。
第２実施形態においては、エタロン３の第１反射膜１５および第２反射膜２５が、合金膜１５ａ、２５ａの他に、誘電体膜１５ｂ，２５ｂおよび保護膜１５ｃ，２５ｃを含む点で、第１実施形態と異なる。
合金膜１５ａ、２５ａは、第１実施形態と同じく、Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜、またはＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜である。

図６に示すように、第１基板１０では、第１基板１０から順に誘電体膜１５ｂ、合金膜１５ａ、保護膜１５ｃが設けられている。誘電体膜１５ｂは、第１基板１０と合金膜１５ａとの間に設けられている。
同様に、第２基板２０では、第２基板２０から順に誘電体膜２５ｂ、合金膜２５ａ、保護膜２５ｃが設けられている。誘電体膜２５ｂは、第２基板２０と合金膜２５ａとの間に設けられている。

誘電体膜１５ｂ，２５ｂとしては、酸化チタン（ＴｉＯ₂）の単層膜、または誘電体多層膜が用いられる。誘電体多層膜は、酸化チタン（ＴｉＯ₂）もしくは五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）の層と酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）もしくはフッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）の層とを積層させた多層膜である。このように、誘電体多層膜の場合は、高屈折率材料（ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅）の層と、低屈折率材料（ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂）の層が積層されることとなる。単層膜、または多層膜の各層の厚みや層数は、必要とする光学特性に基づいて適宜に設定される。

保護膜１５ｃ，２５ｃは、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、もしくはアルミナを含む。保護膜の厚みは、好ましくは、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。このような範囲に設定することで、反射率及び透過率を低下させることなく、第１反射膜１５および第２反射膜２５を保護できる。
なお、本実施形態では合金膜１５ａ、２５ａを覆う保護膜１５ｃ，２５ｃを設けたが、この保護膜１５ｃ，２５ｃを設けずに実施することも可能である。

以上、本実施形態のエタロン３によれば、第１反射膜１５および第２反射膜２５が誘電体膜１５ｂ，２５ｂと合金膜１５ａ，２５ａとが積層されて構成されているので、合金膜１５ａ，２５ａだけで構成される場合と比べて、可視光範囲の短波長側の反射率が向上する。その結果、高い反射率を示す波長域をさらに広げることができ、可視光範囲に渡って高い反射率を有する第１反射膜１５および第２反射膜２５を備えたエタロン３を得ることができる。
また、誘電体膜１５ｂ，２５ｂと合金膜１５ａ，２５ａとの密着性、誘電体膜１５ｂ，２５ｂとガラス基板との密着性が共に良好であるため、密着力不足によるエタロン３の性能低下が抑制される。
さらに、合金膜１５ａ，２５ａが保護膜１５ｃ，２５ｃによって保護されるので、プロセス加工や経時変化による第１反射膜１５および第２反射膜２５中の合金膜１５ａ，２５ａの反射率低下が抑えられ、エタロン３の性能低下がさらに防止される。
［第３実施形態］

次に、上記第１，２実施形態で説明したエタロンを使用した、光学モジュールおよび電子機器について説明する。第３実施形態では、測定物の色度を測定する測色装置を例にとって説明する。
図７は測色装置の構成を示すブロック図である。
測色装置８０は、検査対象Ａに光を照射する光源装置８２と、測色センサー８４（光学モジュール）と、測色装置８０の全体動作を制御する制御装置８６とを備える。
この測色装置８０は、検査対象Ａに光源装置８２から光を照射し、検査対象Ａから反射された検査対象光を測色センサー８４にて受光し、測色センサー８４から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度を分析して測定する装置である。

光源装置８２は、光源９１、複数のレンズ９２（図７には１つのみ図示）を備え、検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ９２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８２は、光源９１から射出された光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから検査対象Ａに向かって射出する。
なお、本実施形態では、光源装置８２を備える測色装置８０を例示するが、例えば検査対象Ａが発光部材である場合、光源装置８２を設けずに測色装置を構成してもよい。

光学モジュールとしての測色センサー８４は、エタロン（波長可変干渉フィルター）５と、静電アクチュエーター４０に印加する電圧を制御し、エタロン５で透過させる光の波長を変える電圧制御部９４と、エタロン５を透過した光を受光する受光部９３（検出部）と、を備える。
また、測色センサー８４は、検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、エタロン５に導光する光学レンズ（図示せず）を備えている。そして、この測色センサー８４は、光学レンズに入射した検査対象光をエタロン５で所定波長帯域の光に分光し、分光した光が受光部９３にて受光される。
受光部９３は、検出部としてフォトダイオードなどの光電変換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、受光部９３は制御装置８６に接続され、生成した電気信号を受光信号として制御装置８６に出力する。

電圧制御部９４は、制御装置８６からの入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター４０に印加する電圧を制御する。

制御装置８６は、測色装置８０の全体動作を制御する。この制御装置８６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８６は、光源制御部９５、測色センサー制御部９７、および測色処理部９６（分析処理部）などを備えて構成されている。

光源制御部９５は、光源装置８２に接続されている。そして、光源制御部９５は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置８２に所定の制御信号を出力し、光源装置８２から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９７は、測色センサー８４に接続されている。そして、測色センサー制御部９７は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー８４にて受光させる光の波長を設定し、この波長の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー８４に出力する。これにより、測色センサー８４の電圧制御部９４は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長を透過させるよう、静電アクチュエーター４０への印加電圧を設定する。

測色処理部９６は、測色センサー制御部９７を制御して、エタロン５の反射膜間のギャップ寸法を変動させて、エタロン５を透過する光の波長を変化させる。また、測色処理部９６は、受光部９３から入力される受光信号に基づいて、エタロン５を透過した光量を取得する。そして、測色処理部９６は、上記により得られた各波長の受光量に基づいて、検査対象Ａから反射された光の色度を算出する。

このように、本実施形態の電子機器としての測色装置８０および光学モジュールとしての測色センサー８４は、反射膜間のギャップ寸法を精度よく設定することができ、分光精度に優れたエタロン５を有していることから、精度のよい測色センサーを得ることができる。
以上、第３実施形態では、電子機器として測色装置８０を例示したが、その他、様々な分野に波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器を用いることができる。
例えば、特定物質の存在を検出するための光ベースのシステムとして用いることができる。このようなシステムとしては、例えば、エタロン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などのガス検出装置を例示できる。
［第４実施形態］

以下、ガス検出装置の一例を以下に図面に基づいて説明する。
図８は、エタロンを備えたガス検出装置の一例を示す断面図である。
図９は、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８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、および排出口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、エタロン（波長可変干渉フィルター）５、および受光素子１３７（受光部）等を含む検出部（光学ジュール）と、検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部１３８、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９に示すように、ガス検出装置１００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、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、エタロン５を制御するための電圧制御部１４６、受光素子１３７からの信号を受信する受光回路１４７、センサーチップ１１０のコードを読み取り、センサーチップ１１０の有無を検出するセンサーチップ検出器１４８からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１４９、および排出手段１３３を制御する排出ドライバー回路１５０などを備えている。

次に、ガス検出装置１００の動作について、以下に説明する。
本体部１３０の上部のセンサー部カバー１３１の内部には、センサーチップ検出器１４８が設けられており、このセンサーチップ検出器１４８でセンサーチップ１１０の有無が検出される。信号処理部１４４は、センサーチップ検出器１４８からの検出信号を検出すると、センサーチップ１１０が装着された状態であると判断し、表示部１４１へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。

そして、例えば利用者により操作パネル１４０が操作され、操作パネル１４０から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１４４へ出力されると、まず、信号処理部１４４は、光源ドライバー回路１４５に光源作動の信号を出力して光源１３５Ａを作動させる。光源１３５Ａが駆動されると、光源１３５Ａから単一波長で直線偏光の安定したレーザー光が射出される。また、光源１３５Ａには、温度センサーや光量センサーが内蔵されており、その情報が信号処理部１４４へ出力される。そして、信号処理部１４４は、光源１３５Ａから入力された温度や光量に基づいて、光源１３５Ａが安定動作していると判断すると、排出ドライバー回路１５０を制御して排出手段１３３を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１２０Ａから、吸引流路１２０Ｂ、センサーチップ１１０内、排出流路１２０Ｃ、排出口１２０Ｄへと誘導される。

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、およ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、ラマン散乱光がエタロン５に入射する。そして、信号処理部１４４は、電圧制御部１４６を制御し、エタロン５に印加する電圧を調整し、検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光をエタロン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。
信号処理部１４４は、上記のようにして得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータと、ＲＯＭに格納されているデータとを比較し、目的のガス分子か否かを判定し、物質の特定をする。また、信号処理部１４４は、表示部１４１にその結果情報を表示させたり、接続部１４２から外部へ出力したりする。

なお、図８、図９において、ラマン散乱光をエタロン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１００を本発明の電子機器とする。このような構成でも、本発明のエタロンを用いてガスの成分を検出することができる。

また、特定物質の存在を検出するためのシステムとして、上記のようなガスの検出に限られず、近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や、食物や生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の、物質成分分析装置を例示できる。
［第５実施形態］

次に、上記物質成分分析装置の一例として、食物分析装置を説明する。
図１０は、エタロン５を利用した電子機器の一例である食物分析装置の構成を示すブロック図である。
この食物分析装置２００は、検出器（光学モジュール）２１０と、制御部２２０と、表示部２３０と、を備えている。検出器２１０は、光を射出する光源２１１と、測定対象物からの光が導入される撮像レンズ２１２と、撮像レンズ２１２から導入された光を分光するエタロン５と、分光された光を検出する撮像部（受光部）２１３と、を備えている。
また、制御部２２０は、光源２１１の点灯・消灯制御、点灯時の明るさの制御を実施する光源制御部２２１と、エタロン５を制御する電圧制御部２２２と、撮像部２１３を制御し、撮像部２１３で撮像された分光画像を取得する検出制御部２２３と、信号処理部２２４と、記憶部２２５と、を備えている。

この食物分析装置２００は、装置を駆動させると、光源制御部２２１により光源２１１が制御されて、光源２１１から測定対象物に光が照射される。そして、測定対象物で反射された光は、撮像レンズ２１２を通ってエタロン５に入射する。エタロン５は電圧制御部２２２の制御により所望の波長を分光可能な電圧が印加されており、分光された光が、例えばＣＣＤカメラ等により構成される撮像部２１３で撮像される。また、撮像された光は分光画像として、記憶部２２５に蓄積される。また、信号処理部２２４は、電圧制御部２２２を制御してエタロン５に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。

そして、信号処理部２２４は、記憶部２２５に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部２２５には、例えばスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されており、信号処理部２２４は、求めたスペクトルのデータを、記憶部２２５に記憶された食物に関する情報を基に分析し、検出対象に含まれる食物成分、およびその含有量を求める。また、得られた食物成分および含有量から、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でき、さらには、食物内に含まれる異物等の検出をも実施できる。
そして、信号処理部２２４は、得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部２３０に表示させる処理をする。

また、図１０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、自動車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。

さらには、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、電子機器としては、以下のような装置に適用することができる。
例えば、各波長の光の強度を経時的に変化させることで、各波長の光でデータを伝送させることも可能であり、この場合、光学モジュールに設けられたエタロン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。
［第６実施形態］

また、他の電子機器として、本発明のエタロン（波長可変干渉フィルター）により光を分光して、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、エタロンを内蔵した赤外線カメラが挙げられる。
図１１は、分光カメラの構成を示す斜視図である。分光カメラ３００は、図１１に示すように、カメラ本体３１０と、撮像レンズユニット３２０と、撮像部３３０とを備えている。
カメラ本体３１０は、利用者により把持、操作される部分である。
撮像レンズユニット３２０は、カメラ本体３１０に設けられ、入射した画像光を撮像部３３０に導光する。また、この撮像レンズユニット３２０は、対物レンズ３２１、結像レンズ３２２、およびこれらのレンズ間に設けられたエタロン５を備えて構成されている。
撮像部３３０は、受光素子により構成され、撮像レンズユニット３２０により導光された画像光を撮像する。
このような分光カメラ３００では、エタロン５により撮像対象となる波長の光を透過させることで、所望波長の光の分光画像を撮像することができる。

さらには、本発明のエタロン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を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、本発明のエタロン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。

さらには、光学モジュールおよび電子機器を、濃度検出装置として用いることができる。この場合、エタロンにより、物質から射出された赤外エネルギー（赤外光）を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。

上記に示すように、本発明の波長可変干渉フィルター、光学モジュール、および電子機器は、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、本発明のエタロンは、上述のように、１つの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、携帯用途や車載用途として好適に用いることができる。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更することができる。そして、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有するものにより可能である。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更することができる。そして、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有するものにより可能である。

１，２，３，５…波長可変干渉フィルター（エタロン）、１０…第１基板、１１…第１凹部、１２…電極形成部、１３…反射膜形成部、１４…第１駆動電極、１５…第１反射膜、１５ａ…合金膜、１５ｂ…誘電体膜、１５ｃ…保護膜、１７ａ，１７ｂ…接続パッド、１８…引き出し電極、２０…第２基板、２１…第２凹部、２２…ダイヤフラム、２２ａ…可動部、２２ｂ…薄肉部、２４…第２駆動電極、２５…第２反射膜、２５ａ…合金膜、２５ｂ…誘電体膜、２５ｃ…保護膜、２８…引き出し電極、３０…接合膜、４０…静電アクチュエーター、８０…電子機器としての測色装置、８２…光源装置、８４…光学モジュールとしての測色センサー、８６…制御装置、９１…光源、９２…レンズ、９３…受光部、９４…電圧制御部、９５…光源制御部、９６…測色処理部、９７…測色センサー制御部、１００…電子機器としてのガス検出装置、２００…電子機器としての食物分析装置、３００…電子機器としての分光カメラ。

Claims (12)

1. ギャップを介して向かい合う２つの反射膜を備え、
   前記反射膜は、
   銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、
   前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、
   Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、
   Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、
   ＳｍおよびＣｕの合計は１．０原子％以下であり、
   前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満である
   ことを特徴とする干渉フィルター。
2. 請求項１に記載の干渉フィルターにおいて、
   前記反射膜は前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の単層膜である
   ことを特徴とする干渉フィルター。
3. 請求項１に記載の干渉フィルターにおいて、
   前記反射膜を支持する透光性の基板を備え、
   前記反射膜は、誘電体膜および前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、
   前記基板に近い位置から前記誘電体膜、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の順に設けられている
   ことを特徴とする干渉フィルター。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の干渉フィルターにおいて、
   前記反射膜は、前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を保護する保護膜を含む
   ことを特徴とする干渉フィルター。
5. ギャップを介して向かい合う２つの反射膜を備え、
   前記反射膜は、
   銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）を含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、
   前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、
   Ｂｉを０．１原子％以上３．０原子％以下含有し、
   Ｎｄを０．１原子％以上５．０原子％以下含有し、
   前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満である
   ことを特徴とする干渉フィルター。
6. 請求項５に記載の干渉フィルターにおいて、
   前記反射膜は前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の単層膜である
   ことを特徴とする干渉フィルター。
7. 請求項５に記載の干渉フィルターにおいて、
   前記反射膜を支持する透光性の基板を備え、
   前記反射膜は、誘電体膜および前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、
   前記基板に近い位置から前記誘電体膜、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の順に設けられている
   ことを特徴とする干渉フィルター。
8. 請求項５乃至７のいずれか一項に記載の干渉フィルターにおいて、
   前記反射膜は、前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を保護する保護膜を含む
   ことを特徴とする干渉フィルター。
9. ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、
   前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、を備え、
   前記反射膜は、
   銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、
   前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、
   Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、
   Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、
   ＳｍおよびＣｕの合計は１．０原子％以下であり、
   前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満である
   ことを特徴とする光学モジュール。
10. ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、
    前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、を備え、
    前記反射膜は、
    銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）を含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、
    前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、
    Ｂｉを０．１原子％以上３．０原子％以下含有し、
    Ｎｄを０．１原子％以上５．０原子％以下含有し、
    前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満である
    ことを特徴とする光学モジュール。
11. ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、
    前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、
    前記検出部にて検出された光の光量に基づいて、分析処理を実施する処理部と、を有し、
    前記反射膜は、
    銀（Ａｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、および銅（Ｃｕ）を含有するＡｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜を含み、
    前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜は、
    Ｓｍを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、
    Ｃｕを０．１原子％以上０．５原子％以下含有し、
    ＳｍおよびＣｕの合計は１．０原子％以下であり、
    前記Ａｇ−Ｓｍ−Ｃｕ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満である
    ことを特徴とする電子機器。
12. ギャップを介して向かい合う２つの反射膜と、
    前記反射膜を透過した光の光量を検出する検出部と、
    前記検出部にて検出された光の光量に基づいて、分析処理を実施する処理部と、を有し、
    前記反射膜は、
    銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、およびネオジム（Ｎｄ）を含有するＡｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜を含み、
    前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜は、
    Ｂｉを０．１原子％以上３．０原子％以下含有し、
    Ｎｄを０．１原子％以上５．０原子％以下含有し、
    前記Ａｇ−Ｂｉ−Ｎｄ合金膜の厚みが１０ｎｍ以上３０ｎｍ未満である
    ことを特徴とする電子機器。

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