JP7200658B2 - optical devices and electronic devices - Google Patents
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Description
本発明は、光学装置、及び電子機器に関する。 The present invention relates to optical devices and electronic equipment.
従来、入射光から所定波長の光を透過させる分光装置(光学装置)が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の光学装置は、基板の一面上に固定ミラーが配置され、固定ミラーの上に支持部材を介して可動ミラーを配置されることで、第1フィルターが構成されている。そして、第1フィルターの可動ミラーの上に、接続層を介して、第2フィルターの可動ミラーが接合され、この第2フィルターの可動ミラーの上に、支持部材を介して第2フィルターの固定ミラーが配置されている。
このような光学装置では、第1フィルターの分光帯域と、第2フィルターの分光帯域とが重なる帯域に含まれる波長の光を分光させる場合、第1フィルター及び第2フィルターの双方のギャップを分光波長に応じた寸法に設定する。また、光学装置により、第1フィルターの分光帯域のうち、第2フィルターの分光帯域と重ならない帯域に含まれる波長の光を分光させる場合、第1フィルターのギャップのみを分光波長に応じた寸法に設定する。同様に、光学装置により、第2フィルターの分光帯域のうち、第1フィルターの分光帯域と重ならない帯域に含まれる波長の光を分光させる場合、第2フィルターのギャップのみを分光波長に応じた寸法に設定する。
このような構成では、光学装置により分光可能な波長可変帯域は、第1フィルターの分光帯域の最短波長から、第2フィルターの分光帯域の最長波長までとなるので、光学装置を1つのファブリペローフィルターのみにより構成する場合に比べて、波長可変帯域を広帯域化することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a spectroscopic device (optical device) that transmits light of a predetermined wavelength from incident light is known (see
In the optical device described in
In such an optical device, when light having a wavelength included in a band where the spectral band of the first filter and the spectral band of the second filter overlap, the gap between both the first filter and the second filter is the spectral wavelength. Set the dimensions according to the Further, when the optical device disperses light having a wavelength included in a band that does not overlap with the spectral band of the second filter among the spectral bands of the first filter, only the gap of the first filter is sized according to the spectral wavelength. set. Similarly, when the optical device disperses light having a wavelength included in a band that does not overlap with the spectral band of the first filter among the spectral bands of the second filter, only the gap of the second filter has a dimension corresponding to the spectral wavelength. set to
With such a configuration, the wavelength variable band spectroscopy possible by the optical device is from the shortest wavelength of the spectral band of the first filter to the longest wavelength of the spectral band of the second filter. The wavelength tunable band can be widened as compared with the case of using only one.
しかしながら、特許文献1に記載のような光学装置では、第1フィルターの可動ミラーと、第2フィルターの可動ミラーとが、膜状の接続層により接合される構成であるため、これらの可動ミラー間で、光の多重干渉が発生する。つまり、第1フィルターの可動ミラーと、第2フィルターの可動ミラーとが、接続層の厚みに応じた波長の光を透過させる第3フィルターとして機能してしまう。この場合、接続層の厚みに応じた波長の光は、第3フィルターを透過するので、第1フィルター及び第2フィルターのギャップを当該波長に合わせることで、光学装置を高い透過率で透過させることができる。しかし、目標波長をその他の波長とした際に、第3フィルターでの透過率が低くなり、光学装置を透過する光の光量が減少してしまうとの課題がある。
However, in the optical device as described in
第一適用例に係る光学装置は、第一反射膜と、第二反射膜とが第一ギャップを介して対向する第一波長可変干渉フィルターと、第三反射膜と、第四反射膜とが第二ギャップを介して対向する第二波長可変干渉フィルターと、第一面、及び前記第一面とは反対側の第二面を有する透光性の第一基板と、を備え、前記第二反射膜は、前記第一基板の前記第一面に設けられ、前記第三反射膜は、前記第一基板の前記第二面に設けられていることを特徴とする。 An optical device according to a first application example includes a first tunable interference filter in which a first reflective film and a second reflective film face each other across a first gap, a third reflective film, and a fourth reflective film. a second tunable interference filter facing across a second gap; and a translucent first substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface; The reflecting film is provided on the first surface of the first substrate, and the third reflecting film is provided on the second surface of the first substrate.
本適用例の光学装置において、前記第一波長可変干渉フィルターは、前記第一反射膜に設けられた第一電極と、前記第二反射膜に設けられた第二電極と、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一ギャップを介して対向し、前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第三反射膜に設けられた第三電極と、前記第四反射膜に設けられた第四電極と、を備え、前記第三電極及び前記第四電極は、前記第二ギャップを介して対向し、前記第一基板は、前記第一面から前記第二面までを貫通する第一スルーホールを備え、前記第一電極及び前記第二電極の一方は、前記第一スルーホールを介して、前記第三電極及び前記第四電極の一方に導通することが好ましい。 In the optical device of this application example, the first tunable interference filter includes a first electrode provided on the first reflective film and a second electrode provided on the second reflective film, The first electrode and the second electrode face each other across the first gap, and the second variable wavelength interference filter is provided on the third electrode provided on the third reflective film and on the fourth reflective film. a fourth electrode, wherein the third electrode and the fourth electrode face each other across the second gap; and the first substrate has a fourth electrode penetrating from the first surface to the second surface. It is preferable that one through hole is provided, and one of the first electrode and the second electrode is electrically connected to one of the third electrode and the fourth electrode through the first through hole.
第二適用例に係る光学装置は、第一反射膜と、第二反射膜とが第一ギャップを介して対向する第一波長可変干渉フィルターと、第三反射膜と、第四反射膜とが第二ギャップを介して対向する第二波長可変干渉フィルターと、第三面、及び前記第三面とは反対側の第四面を有する透光性の第二基板と、第五面、及び前記第五面とは反対側の第六面を有する透光性の第三基板と、を備え、前記第二反射膜は、前記第二基板の前記第三面に設けられ、前記第一反射膜は、前記第二反射膜に対して前記第二基板とは反対側に設けられ、前記第四反射膜は、前記第三基板の前記第五面に設けられ、前記第三反射膜は、前記第四反射膜に対して前記第三基板とは反対側に設けられ、前記第二基板の前記第四面は、前記第三基板の前記第五面にスペーサーを介して固定され、前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第二基板と前記第三基板との間に配置されていることを特徴とする。 An optical device according to a second application example includes a first tunable interference filter in which a first reflective film and a second reflective film face each other across a first gap, a third reflective film, and a fourth reflective film. a second tunable interference filter facing across a second gap; a translucent second substrate having a third surface and a fourth surface opposite to the third surface; a fifth surface; a translucent third substrate having a sixth surface opposite to the fifth surface, wherein the second reflective film is provided on the third surface of the second substrate, and the first reflective film is provided on the side opposite to the second substrate with respect to the second reflective film, the fourth reflective film is provided on the fifth surface of the third substrate, and the third reflective film is provided on the provided on the side opposite to the third substrate with respect to the fourth reflective film, the fourth surface of the second substrate is fixed to the fifth surface of the third substrate via a spacer, and the second A variable wavelength interference filter is arranged between the second substrate and the third substrate.
本適用例の光学装置において、前記第一波長可変干渉フィルターは、前記第一反射膜に設けられた第一電極と、前記第二反射膜に設けられた第二電極と、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一ギャップを介して対向し、前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第三反射膜に設けられた第三電極と、前記第四反射膜に設けられた第四電極と、を備え、前記第三電極及び前記第四電極は、前記第二ギャップを介して対向し、前記スペーサーは、導電性を有する導電性スペーサーを含み、前記第二基板は、前記導電性スペーサーと接する位置で、前記第三面から前記第四面までを貫通する第二スルーホールを有し、前記第一電極及び前記第二電極の一方は、前記第二スルーホール及び前記導電性スペーサーを介して、前記第三電極及び前記第四電極の一方に導通することが好ましい。 In the optical device of this application example, the first tunable interference filter includes a first electrode provided on the first reflective film and a second electrode provided on the second reflective film, The first electrode and the second electrode face each other across the first gap, and the second variable wavelength interference filter is provided on the third electrode provided on the third reflective film and on the fourth reflective film. and a fourth electrode, wherein the third electrode and the fourth electrode face each other across the second gap, the spacer includes a conductive spacer having conductivity, and the second substrate comprises: A second through hole penetrating from the third surface to the fourth surface is provided at a position in contact with the conductive spacer, and one of the first electrode and the second electrode is connected to the second through hole and the It is preferable to conduct to one of the third electrode and the fourth electrode via a conductive spacer.
第三適用例に係る光学装置は、第一反射膜と、第二反射膜とが第一ギャップを介して対向する第一波長可変干渉フィルターと、第三反射膜と、第四反射膜とが第二ギャップを介して対向する第二波長可変干渉フィルターと、第七面、及び前記第七面とは反対側の第八面を有する透光性の第四基板と、第九面、及び前記第九面とは反対側の第十面を有する透光性の第五基板と、を備え、前記第一反射膜は、前記第四基板の前記第八面に設けられ、前記第二反射膜は、前記第一反射膜に対して前記第四基板とは反対側に設けられ、前記第四反射膜は、前記第五基板の前記第九面に設けられ、前記第三反射膜は、前記第四反射膜に対して前記第五基板とは反対側に設けられ、前記第四基板の前記第八面は、前記第五基板の前記第九面にスペーサーを介して固定され、前記第一波長可変干渉フィルター及び前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第四基板と前記第五基板との間に配置されていることを特徴とする。 An optical device according to a third application example includes a first tunable interference filter in which a first reflective film and a second reflective film face each other across a first gap, a third reflective film, and a fourth reflective film. a second tunable interference filter facing across a second gap; a translucent fourth substrate having a seventh surface and an eighth surface opposite to the seventh surface; a ninth surface; a translucent fifth substrate having a tenth surface opposite to the ninth surface, wherein the first reflective film is provided on the eighth surface of the fourth substrate; is provided on the side opposite to the fourth substrate with respect to the first reflective film, the fourth reflective film is provided on the ninth surface of the fifth substrate, and the third reflective film is provided on the provided on the side opposite to the fifth substrate with respect to the fourth reflective film, the eighth surface of the fourth substrate is fixed to the ninth surface of the fifth substrate via a spacer, and the first The wavelength tunable interference filter and the second wavelength tunable interference filter are arranged between the fourth substrate and the fifth substrate.
本適用例の光学装置において、前記第一波長可変干渉フィルターは、前記第一反射膜に設けられた第一電極と、前記第二反射膜に設けられた第二電極と、を備え、前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一ギャップを介して対向し、前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第三反射膜に設けられた第三電極と、前記第四反射膜に設けられた第四電極と、を備え、前記第三電極及び前記第四電極は、前記第二ギャップを介して対向し、前記スペーサーは、導電性を有する導電性スペーサーを含み、前記第一電極及び前記第二電極の一方は、前記導電性スペーサーを介して、前記第三電極及び前記第四電極の一方に導通することが好ましい。 In the optical device of this application example, the first tunable interference filter includes a first electrode provided on the first reflective film and a second electrode provided on the second reflective film, The first electrode and the second electrode face each other across the first gap, and the second variable wavelength interference filter is provided on the third electrode provided on the third reflective film and on the fourth reflective film. and a fourth electrode, wherein the third electrode and the fourth electrode face each other across the second gap, the spacer includes a conductive spacer having conductivity, and the first electrode and the One of the second electrodes is preferably electrically connected to one of the third electrode and the fourth electrode via the conductive spacer.
第一適用例から第三適用例のいずれかの光学装置において、前記第一波長可変干渉フィルターは、前記第一ギャップの寸法を変化させることで、当該第一波長可変干渉フィルターから透過させる光の波長である第一透過波長を、第一波長から、前記第一波長よりも長波長の第二波長までの範囲で変更可能に構成されており、前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第二ギャップの寸法を変化させることで、当該第二波長可変干渉フィルターから透過させる光の波長である第二透過波長を、前記第一波長よりも長波長であり、かつ前記第二波長よりも短波長となる第三波長から、前記第二波長よりも長波長の第四波長までの範囲で変更可能に構成されていることが好ましい。 In the optical device according to any one of the first application example to the third application example, the first wavelength tunable interference filter changes the dimension of the first gap to reduce the amount of light transmitted from the first wavelength tunable interference filter. A first transmission wavelength, which is a wavelength, is configured to be changeable within a range from the first wavelength to a second wavelength longer than the first wavelength, and the second wavelength tunable interference filter has the second By changing the dimension of the gap, the second transmission wavelength, which is the wavelength of light to be transmitted from the second wavelength tunable interference filter, is longer than the first wavelength and shorter than the second wavelength. from the third wavelength to the fourth wavelength longer than the second wavelength.
第一適用例から第三適用例のいずれかの光学装置において、前記第二反射膜と前記第三反射膜との間の距離は、前記第一波長から前記第四波長までの波長域の中心波長の300倍以上であることが好ましい。 In the optical device according to any one of the first application example to the third application example, the distance between the second reflective film and the third reflective film is the center of the wavelength range from the first wavelength to the fourth wavelength. It is preferably at least 300 times the wavelength.
第一適用例から第三適用例のいずれかの光学装置において、前記第二反射膜と前記第三反射膜との間の距離は、前記第一波長から前記第四波長までの波長域の中心波長の30000倍以下であることが好ましい。 In the optical device according to any one of the first application example to the third application example, the distance between the second reflective film and the third reflective film is the center of the wavelength range from the first wavelength to the fourth wavelength. It is preferably 30000 times or less than the wavelength.
第一適用例から第三適用例のいずれかの光学装置において、前記第二反射膜と前記第三反射膜との間の距離は、前記第一反射膜と前記第二反射膜との間の距離よりも大きく、前記第三反射膜と前記第四反射膜との間の距離よりも大きいことが好ましい。 In the optical device according to any one of the first application example to the third application example, the distance between the second reflective film and the third reflective film is equal to the distance between the first reflective film and the second reflective film. distance and preferably greater than the distance between the third reflective film and the fourth reflective film.
第四適用例の電子機器は、上記の第一適用例から第三適用例のいずれかの光学装置と、前記光学装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。 An electronic apparatus according to a fourth application example includes the optical device according to any one of the first application example to the third application example, and a control unit that controls the optical device.
[第一実施形態]
以下、第一実施形態について説明する。
図1は、第一実施形態の分光測定装置1の概略構成を示す断面図である。
[分光測定装置1の全体構成]
分光測定装置1は、測定対象から入射される測定光を分光して、測定対象の分光スペクトルや色度等を測定する電子機器である。この分光測定装置1では、図1に示すように、光学装置である分光部10と、分光部10により分光された光を検出する受光部20と、分光部10及び受光部20を保持する回路基板30とを備えている。
[First embodiment]
A first embodiment will be described below.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
[Overall Configuration of Spectral Measurement Device 1]
The
[分光部10の構成]
分光部10は、図1に示すように、第一波長可変干渉フィルター11と、第二波長可変干渉フィルター12と、第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12が設けられる第一基板101と、を備えて構成されている。
第一基板101は、測定光が入射される第一面101Aと、第一面101Aとは反対側の第二面101Bとを備えた、透光性の平行平板である。なお、ここでの透光性とは、分光部10により分光可能な波長域(分光可能帯域ΔΛ0)の光に対して、所定以上の透過率を有することを意味する。例えば、分光可能帯域ΔΛ0が可視光域である場合、第一基板101は、可視光域の光を透過可能なガラス等により構成される。また、分光可能帯域ΔΛ0が近赤外域から赤外域である場合では、第一基板101としてSi基板等により構成される。
なお、第一基板101の厚み寸法、つまり、平行な2平面である第一面101Aと第二面101Bとの間の距離dについての説明については後述する。
[Configuration of spectroscopic unit 10]
As shown in FIG. 1, the
The
The thickness dimension of the
第一波長可変干渉フィルター11は、第一基板101の第一面101A側に設けられている。この第一波長可変干渉フィルター11は、ファブリーペロー型の波長可変干渉フィルターであり、第一反射膜111と、第二反射膜112とを備えている。
本実施形態では、第一反射膜111及び第二反射膜112として、低屈折光学層と高屈折光学層とを交互に積層した誘電体多層膜を用いる。このような誘電体多層膜では、低屈折光学層及び高屈折光学層の層厚を設定することで、反射帯域の中心波長を設定することができ、かつ、中心波長を中心とした所定の反射帯域において、高い反射率で光を反射させることができる。このような誘電体多層膜により構成された第一反射膜111及び第二反射膜112を用いることで、第一波長可変干渉フィルター11により光を分光させる範囲である第一分光帯域ΔΛ1を容易に設計することができる。また、第一波長可変干渉フィルター11から高い分解能で所望の目標波長の光を透過させることが可能となる。
The first
In this embodiment, a dielectric multilayer film in which low-refractive optical layers and high-refractive optical layers are alternately laminated is used as the first
第二反射膜112は、第一基板101の第一面101Aの上に設けられている。つまり、第二反射膜112の表面は、第一面101Aと平行となる。
一方、第一反射膜111は、第二反射膜112に対して第一基板101とは反対側に配置されている。また、第一反射膜111は、周端部が第二反射膜112に接合され、中央部の一部が、第一ギャップG1を介して、第二反射膜112に対向する。
ここで、本実施形態の分光部10では、第一基板101の第一面101Aから第二面101Bに向かう方向を基板の厚み方向Zとし、厚み方向Zに平行で、第一基板101の中心を通る基板中心軸LCに沿って、測定光が入射される。そして、入射された測定光のうち、基板中心軸LCから所定の径寸法の範囲となる測定領域Ar1の光が、受光部20により受光される。
第一波長可変干渉フィルター11において、第一反射膜111及び第二反射膜112は、この測定領域Ar1において平行に維持されており、第一ギャップG1の寸法が均一となる。したがって、第一ギャップG1の寸法に応じた第一透過波長の光が第一波長可変干渉フィルター11を透過する。
A second
On the other hand, the first
Here, in the
In the first
また、第一波長可変干渉フィルター11は、第一ギャップG1の寸法を変更する第一ギャップ変更部113を有する。この第一ギャップ変更部113は、第一電極113Aと、第二電極113Bとにより構成されている。
第一電極113Aは、第一反射膜111の第二反射膜112に対向する面において、測定領域Ar1を囲って設けられている。つまり、第一電極113Aは、基板中心軸LCから所定の径寸法となる仮想円に沿って配置される。
また、第二電極113Bは、第二反射膜112の第一反射膜111に対向する面において、測定領域Ar1を囲って設けられている。つまり、第二電極113Bは、基板中心軸LCから所定の径寸法となる仮想円に沿って配置される。そして、第一電極113A及び第二電極113Bは、第一ギャップG1を介して互いに対向する。
このような構成の第一ギャップ変更部113では、第一電極113A及び第二電極113Bの間に駆動電圧を印加することで、第一電極113A及び第二電極113Bの間に静電引力が発生する。これにより、第一ギャップG1の寸法が変化し、第一ギャップG1の寸法の変化に応じて、第一波長可変干渉フィルター11の測定領域Ar1を透過する光の波長(第一透過波長)も変化する。本実施形態では、第一波長可変干渉フィルター11は、第一ギャップG1を変化させることで、第一波長λ1から、第二波長λ2(λ2>λ1)までの第一分光帯域ΔΛ1の範囲で第一透過波長を変更可能に構成されている。
The first
The
The
In the first
一方、第二波長可変干渉フィルター12は、第一基板101の第二面101B側に設けられている。この第二波長可変干渉フィルター12は、第一波長可変干渉フィルター11と同様、ファブリーペロー型の波長可変干渉フィルターであり、第三反射膜121と、第四反射膜122とを備えている。
第二波長可変干渉フィルター12においても、第一波長可変干渉フィルター11と同様に、第三反射膜121及び第四反射膜122は誘電体多層膜により構成されている。このため、第二波長可変干渉フィルター12では、各層の層厚を設定することで、第二波長可変干渉フィルター12により光を分光させる範囲である第二分光帯域ΔΛ2を容易に設計することができ、高い分解能で所望の目標波長の光を透過させることが可能となる。
On the other hand, the second wavelength
In the second wavelength
第三反射膜121は、第一基板101の第二面101Bに設けられている。第一面101Aと第二面101Bとは平行であるため、第一面101Aに設けられる第二反射膜112と、第二面101Bに設けられる第三反射膜121とは平行になる。
第四反射膜122は、第三反射膜121に対して第一基板101とは反対側に配置されている。
また、第一波長可変干渉フィルター11と同様に、第四反射膜122は、周端部が第三反射膜121に接合され、中央部の一部が第二ギャップG2を介して、第三反射膜121に対向する。第二波長可変干渉フィルター12において、第三反射膜121及び第四反射膜122は、測定領域Ar1において平行に維持され、第二ギャップG2の寸法が均一となる。したがって、第二ギャップG2の寸法に応じた第二透過波長の光が第二波長可変干渉フィルター12を透過する。
A third
The fourth
Further, similarly to the first
また、第二波長可変干渉フィルター12は、第二ギャップG2の寸法を変更する第二ギャップ変更部123を有する。この第二ギャップ変更部123は、第三電極123Aと、第四電極123Bとにより構成されている。
第三電極123Aは、第三反射膜121の第四反射膜122に対向する面において、測定領域Ar1を囲って設けられている。第四電極123Bは、第四反射膜122の第三反射膜121に対向する面において、測定領域Ar1を囲って設けられている。そして、第三電極123A及び第四電極123Bは、第二ギャップG2を介して互いに対向する。
第二ギャップ変更部123は、第一ギャップ変更部113と同様、第三電極123A及び第四電極123Bの間に駆動電圧を印加することで、第三電極123A及び第四電極123Bの間に静電引力を発生させる。これにより、第二ギャップG2の寸法が変化し、第二波長可変干渉フィルター12の測定領域Ar1を透過する光の波長である第二透過波長も変化する。本実施形態では、第二波長可変干渉フィルター12は、第二ギャップG2を変化させることで、第三波長λ3(λ1<λ3<λ2)から、第四波長λ4(λ4>λ3>λ2)までの第二分光帯域ΔΛ2で第二透過波長を変更可能に構成されている。
The second wavelength
The
Similarly to the first
また、本実施形態では、第一基板101には、第一面101Aから第二面101Bまでを貫通する第一スルーホール101Cと、配線用スルーホール101Dと、が設けられている。なお、図1に示すように、第二反射膜112が第一面101Aの全体を覆う場合や、第三反射膜121が第二面101Bの全体を覆う場合では、第一スルーホール101Cや配線用スルーホール101Dは、第二反射膜112の第一基板101とは反対側の面から、第三反射膜121の第一基板101とは反対側の面までを貫通する。
そして、第一ギャップ変更部113の第一電極113A及び第二電極113Bの一方は、第一スルーホール101Cを介して、第二ギャップ変更部123の第三電極123A及び第四電極123Bの一方に電気的に導通される。本実施形態では、図1に示すように、第二反射膜112に設けられる第二電極113Bと、第三反射膜121に設けられる第三電極123Aとが導通されている。これらの第二電極113B及び第三電極123Aは、回路基板30に設けられたグラウンド回路に電気的に接続され、共通電位に設定される。
なお、第二電極113Bと第三電極123Aとの接続構成としては、第一スルーホール101Cに、Agペースト等の導電性部材を流し込むことで、第二電極113Bと第三電極123Aと接続してもよく、第一スルーホール101Cに貫通電極を差し込んで第二電極113Bと第三電極123Aと接続してもよい。
In addition, in the present embodiment, the
Then, one of the
As a connection structure between the
配線用スルーホール101Dは、第四電極123Bと、第一基板101の第一面101Aに設けられた第四電極端子123Cとを導通させるための貫通孔である。すなわち、本実施形態では、第一基板101の第二面101Bは、回路基板30に対向するように、固定部材301により固定されており、第一基板101と回路基板30との間隔が狭く、第四電極123Bへの配線が困難となる。これに対して、配線用スルーホール101Dにより、第四電極123Bが、第一基板101に設けられた第四電極端子123Cに接続されることで、配線作業を簡易にできる。
The wiring through-
また、本実施形態の分光部10では、第一波長可変干渉フィルター11を透過させる光の波長である第一透過波長、第二波長可変干渉フィルター12を透過させる光の波長である第二透過波長をそれぞれ適切に設定することで、分光可能帯域ΔΛ0に含まれる所望の目標波長の光を分光させることができる。一方、分光可能帯域ΔΛ0の帯域外の光に対しては、透過率が高くなり、分光させることができない。したがって、分光部10には、分光可能帯域ΔΛ0以外の波長の光を遮光するカットフィルター14を設けることが好ましい。カットフィルター14が設けられる位置は、受光部20の光軸上であれば、特に限定されず、例えば、図1に示すように、第二波長可変干渉フィルター12と受光部20との間に配置することができる。
Further, in the
[分光部10の透過特性]
次に、上述したような分光部10における透過特性(分光特性)について説明する。
図2は、本実施形態の第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12の透過特性の一例を示す図である。
第一波長可変干渉フィルター11は、第一ギャップG1の寸法を変化させることで、第一透過波長を、第一波長λ1から第二波長λ2までの第一分光帯域ΔΛ1で変化させることができる。
また、第二波長可変干渉フィルター12は、第二ギャップG2の寸法を変化させることで、第二透過波長を、第三波長λ3から第四波長λ4までの第二分光帯域ΔΛ2で変化させることができる。
ここで、本実施形態では、λ1<λ3<λ2<λ4であり、第一分光帯域ΔΛ1と、第二分光帯域ΔΛ2とは、第三波長λ3から第二波長λ2までの共通帯域ΔΛ3で重なり合う。
このような分光部10では、第一波長λ1から第四波長λ4までの分光可能帯域ΔΛ0で透過波長を変更して透過させることが可能となる。
[Transmission characteristics of spectroscopic unit 10]
Next, transmission characteristics (spectral characteristics) of the
FIG. 2 is a diagram showing an example of transmission characteristics of the first
The first wavelength
In addition, the second wavelength
Here, in the present embodiment, λ 1 <λ 3 <λ 2 <λ 4 , and the first spectral band ΔΛ 1 and the second spectral band ΔΛ 2 are separated from the third wavelength λ 3 to the second wavelength λ 2 . overlap with a common band ΔΛ of up to 3 .
In such a
ところで、本実施形態のように、第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12を用いた分光部10では、第二反射膜112と第三反射膜121とが所定の間隔をあけて対向配置される。このため、これらの第二反射膜112及び第三反射膜121は、干渉フィルターとして機能する。
つまり、分光部10に光を透過させる場合、目標波長の光が、第一波長可変干渉フィルター11、第二波長可変干渉フィルター12、及び第二反射膜112及び第三反射膜121により構成される干渉フィルターを透過しなければいけない。
By the way, in the
In other words, when light is transmitted through the
図3から図5は、光軸上に第一波長可変干渉フィルター11と第二波長可変干渉フィルター12とを配置し、第二反射膜112と第三反射膜121との間の距離dを3パターンに変化させた場合の、分光部10を透過する目標波長の光の透過率を示す図である。
図3及び図4に示す例は、第二反射膜112と第三反射膜121との間を、例えば膜状の接続膜により接合した場合の例である。図4では、図3に比べて、接続膜の膜厚を大きくしている。一方、図5は、本実施形態の分光部10の透過特性を示している。
図3から図5に示すように、第二反射膜112と第三反射膜121とが膜状の接続膜により接合される等により、第二反射膜112と第三反射膜121との間の距離dが小さい場合、第二反射膜112及び第三反射膜121が干渉フィルターとして機能する。つまり、第二反射膜112及び第三反射膜121の間の距離dに応じた波長λAの光は高い透過率で透過するが、その他の波長に対する透過率が低くなる。
3 to 5, the first
The examples shown in FIGS. 3 and 4 are examples in which the second
As shown in FIGS. 3 to 5, the second
この際、目標波長が波長λAとは異なる場合では、第二反射膜112及び第三反射膜121により構成される干渉フィルターを低い透過率で透過されることになる。例えば、第一波長λ1から第三波長λ3までの間に目標波長を設定した場合、第一波長可変干渉フィルター11を透過する第一透過波長を目標波長に設定し、第二波長可変干渉フィルター12を透過する第二透過波長を共通帯域ΔΛ3に含まれる所定波長に設定する。この場合、第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12において、目標波長の光が透過される。しかしながら、図3に示すように、第二反射膜112及び第三反射膜121が接続膜により接合される構成では、第二反射膜112及び第三反射膜121により構成される干渉フィルターにおいて、当該目標波長の光に対する透過率が低くなる。このため、図3に示すように、分光部10における目標波長の光の透過率も低くなる。よって、分光部10から所望の光強度の透過光が得られず、分光測定装置1における測定精度も低下する。
図4の場合では、第二反射膜及び第三反射膜の距離dが、図3の場合に比べて大きいため、図3の例に比べて、分光部10における目標波長の光の透過率は高くなるが、分光部10における目標波長の光の透過率を十分に高めることができていない。
At this time, when the target wavelength is different from the wavelength λ A , the light is transmitted through the interference filter composed of the second reflecting
In the case of FIG. 4, the distance d between the second reflecting film and the third reflecting film is larger than in the case of FIG. However, the transmittance of the light of the target wavelength in the
これに対して、本実施形態では、第一基板101の第一面101A側に第一波長可変干渉フィルター11が設けられ、第二面101B側に第二波長可変干渉フィルター12が設けられる。このような構成では、第二反射膜112と第三反射膜121とを接続膜により接合する場合に比べて、第二反射膜112と、第三反射膜121との間の距離を十分に大きくすることができる。つまり、本実施形態では、d>G1、かつd>G2を満たす。
このため、図5に示すように、第二反射膜112及び第三反射膜121の透過特性は、分光可能帯域ΔΛ0の全域に対して透過率が高くなる。このため、分光部10の目標波長に対する透過率を高くできる。
なお、第二反射膜112と第三反射膜121とを接続膜により接続し、かつ、図5に示すような透過特性が得られるようにするには、接続膜の膜厚を大きくすることも考えられる。しかしながら、接続膜の膜厚を大きくするほど、接続膜の膜応力も大きくなるので、当該膜応力によって、第二反射膜112や第三反射膜121に、撓みや反り等が発生してしまう。この場合、第一波長可変干渉フィルター11や第二波長可変干渉フィルター12における透過特性においてピーク光の半値幅が大きくなってしまい、波長分解能が低下する。つまり、分光測定装置1による分光測定を実施する際の分光測定精度が低下する。
In contrast, in the present embodiment, the first
Therefore, as shown in FIG. 5, the transmission characteristics of the second reflecting
In order to connect the second
図6は、第二反射膜112及び第三反射膜121の距離dを変化させた際の、分光部10を透過させる目標波長の光の透過率の変化を示す図である。図6に示すように、分光部10の分光可能帯域ΔΛ0の中心波長をλ0として、d/λ0を変化させると、d/λ0の値を大きくするにしたがって、目標波長の光の透過率は大きくなる。そして、d/λ0≧300となると、透過率が飽和してほぼ一定値となる。
FIG. 6 is a diagram showing changes in transmittance of light having a target wavelength that is transmitted through the
図7は、分光部10により取り込める測定光の範囲を説明するための図である。
上述のように、第二反射膜112及び第三反射膜121との距離dを大きくすると、第二反射膜及び第三反射膜による干渉の影響を低減できる。
しかしながら、図7に示すように、第二反射膜112及び第三反射膜121との距離dを、d1からd2に大きくすると、分光部10により取り込める測定光の範囲はR1からR2に小さくなる。つまり、第二反射膜112及び第三反射膜121の距離dを大きくすると、分光部10を透過する光の光量が減退する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the range of measurement light that can be taken in by the
As described above, increasing the distance d between the second reflecting
However, as shown in FIG. 7, when the distance d between the second reflecting
図8は、d/λ0を変化させた際の受光部20での受光量を示す図である。図8では、第二反射膜112と第三反射膜121との距離が0の場合、つまり、第二反射膜112と第三反射膜121とが接している場合を基準とした光量比を示している。
図8に示すように、分光部10を透過する光の光量は、d/λ0の値を大きくするに従って低下する。ここで、分光部10を透過する光の光量比は、分光測定処理を実施する場合、0.5以上であることが好ましい。よって、d/λ0は、30000以下とすることが好ましく、より好ましくは、光量比が0.9以上となる500以下である。
FIG. 8 is a diagram showing the amount of light received by the
As shown in FIG. 8, the amount of light transmitted through the
以上のように、本実施形態において、第二反射膜112から第三反射膜121までの距離d、つまり、第一基板101の第一面101Aから第二面101Bまでの基板の厚み寸法は、分光部10により分光させる分光可能帯域ΔΛ0の中心波長λ0の300倍から5000倍とすることが好ましい。例えば、中心波長λ0が500nmである場合、距離d、つまり、第一基板101の厚みは、150μmから15000μmの範囲、より好ましくは、150μmから2500μmの範囲内となる。これにより、分光部10において、第二反射膜112及び第三反射膜121の間での干渉の影響を抑制することができ、目標波長の光を高い透過率で透過させることができる。また、第二反射膜112から第三反射膜121までの距離が長くなりすぎることによる光量比の低下も抑制できる。
As described above, in this embodiment, the distance d from the second reflecting
[受光部20及び回路基板30の構成]
図9は、本実施形態の分光測定装置1の概略構成を示すブロック図である。
受光部20は、分光部10を透過した光を受光するセンサーであり、回路基板30上で、分光部10の基板中心軸LCと重なる位置に設けられている。
回路基板30は、分光部10及び受光部20が固定される基板である。
この回路基板30には、分光部10を駆動させる分光駆動回路31や、受光部20を駆動させる受光駆動回路32が設けられている。また、回路基板30には、分光測定装置1の全体動作を制御するコントローラーである制御部33が設けられている。
この制御部33は、図9に示すように、記憶部331や、演算処理部332等を含んで構成されている。
記憶部331は、データを記憶するメモリー等により構成されている。記憶部331には、第一波長可変干渉フィルター11を制御するための第一駆動テーブル、第二波長可変干渉フィルター12を制御するための第二駆動テーブル等が記憶されている。
第一駆動テーブルは、第一ギャップ変更部113に対して印加する駆動電圧と、第一透過波長との関係を示すデータである。第二駆動テーブルは、第二ギャップ変更部123に対して印加する駆動電圧と、第二透過波長との関係を示すデータである。
[Configuration of
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the
The
The
The
As shown in FIG. 9, the
The
The first drive table is data indicating the relationship between the drive voltage applied to the first
演算処理部332は、波長指令部332A、受光制御部332B、測定部332C等として機能する。
波長指令部332Aは、分光部10を制御して、分光部10を透過させる透過光の波長を変化させる。
受光制御部332Bは、受光部20を駆動させ、受光部20から出力された受光信号を受信する。
測定部332Cは、受光信号に基づいて、測定対象の測定結果を演算する。例えば、測定部332Cは、測定対象の分光スペクトルを測定したり、測定対象の色度を算出して測色を実施したりする。
The
Wavelength command unit 332A controls
The light
332 C of measurement parts calculate the measurement result of a measuring object based on a light reception signal. For example, the
[分光測定装置1の駆動方法]
次に、上述したような分光測定装置1の駆動方法について説明する。
図10は、分光測定装置1の駆動方法を示すフローチャートである。
制御部33は、図示略の操作部や、外部機器と通信可能なインターフェースを有している。そして、ユーザーにより操作部が操作されることで、分光測定を指令する操作信号を受信した場合、または、外部機器から分光測定を要求する要求信号を受信した場合、制御部33は、分光測定装置1により分光測定処理を実施させる。本実施形態では、分光測定装置1は、分光可能帯域ΔΛ0に含まれる、所定波長間隔毎の波長の光の光量を測定して分光測定結果を得る。
[Driving method of spectroscopic measurement device 1]
Next, a method for driving the
FIG. 10 is a flow chart showing a method of driving the
The
これには、まず、制御部33の波長指令部332Aは、分光可能帯域ΔΛ0のうち、第二分光帯域ΔΛ2の第一分光帯域ΔΛ1と重ならない波長域、つまり、第二波長λ2から第四波長λ4までの波長域に対する分光測定を実施する。
具体的には、波長指令部332Aは、ステップS1で、第一ギャップ変更部113及び第二ギャップ変更部123のそれぞれに対して印加させる駆動電圧を、駆動テーブルから読み出す。このステップS1では、波長指令部332Aは、第一駆動テーブルから、共通帯域ΔΛ3の共通帯域中心波長λCに対応する第一駆動電圧を読み出す。また、波長指令部332Aは、第二駆動テーブルから、目標波長λiに対応する第二駆動電圧を読み出す。
次に、波長指令部332Aは、ステップS2で、読み出した駆動電圧に基づいた指令信号を分光駆動回路31に出力する。このステップS2により、分光駆動回路31から第一ギャップ変更部113に第一駆動電圧が印加され、分光駆動回路31から第二ギャップ変更部123に第二駆動電圧が印加される。
To this end, first, the wavelength commanding unit 332A of the
Specifically, in step S1, the wavelength instruction section 332A reads the drive voltages to be applied to the
Next, the wavelength command section 332A outputs a command signal based on the read drive voltage to the
図11は、分光部10から第二波長λ2から第四波長λ4までの波長域に含まれる所定波長の光を透過させる場合の分光部10の透過特性を示す図である。
ステップS2では、図11に示すように、目標波長λiの光が第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12を高い透過率で透過する。一方、分光可能帯域ΔΛ0のうち、目標波長λi以外の波長に対しては、第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12のいずれかで透過率が低くなる。さらに、分光可能帯域ΔΛ0以外の波長の光は、カットフィルター14により遮光される。
そして、本実施形態では、第二反射膜112及び第三反射膜121は、第一基板101の厚み寸法となり、中心波長λ0の300倍以上の寸法となっている。このため、第二反射膜112及び第三反射膜121により干渉フィルターが構成される場合でも、目標波長λiの光に対する透過率が高い。したがって、目標波長λiの光は、第一波長可変干渉フィルター11、第二波長可変干渉フィルター12、及び第二反射膜112及び第三反射膜121により構成される干渉フィルターのそれぞれに対して透過率が高くなり、分光部10から高い透過率で透過させることが可能となる。
FIG. 11 is a diagram showing transmission characteristics of the
In step S2, as shown in FIG. 11, the light of the target wavelength λi is transmitted through the first
In this embodiment, the second
ステップS2の後、受光制御部332Bは、ステップS3を実施し、受光部20を駆動させて、受光部20で受光された光量を検出する。
この後、制御部33は、ステップS4を実施し、分光可能帯域ΔΛ0の第一分光帯域ΔΛ1以外の波長域(第二波長λ2から第四波長λ4までの波長域)に含まれる、全ての測定波長の光の光量が検出されたか否かを判定する。ステップS4でNoと判定される場合は、目標波長λiを次の波長に変更してステップS1に戻る。つまり、本実施形態では、目標波長λiを所定間隔で変化させて、ステップS1からステップS3の処理を繰り返し実施し、各波長に対する光量をそれぞれ検出する。
After step S2, the light receiving
After that, the
ステップS4でYesと判定される場合、制御部33の波長指令部332Aは、分光可能帯域ΔΛ0のうち、第二分光帯域ΔΛ2と第一分光帯域ΔΛ1とが重なる共通帯域ΔΛ3、つまり、第三波長λ3から第二波長λ2までの波長域に対する分光測定を実施する。
具体的には、波長指令部332Aは、ステップS5で、第一駆動テーブルから、目標波長λiに対応する第一駆動電圧を読み出し、第二駆動テーブルから、目標波長λiに対応する第二駆動電圧を読み出す。
そして、波長指令部332Aは、続くステップS6で、第一ギャップ変更部113に第一駆動電圧を印加させ、第二ギャップ変更部123に第二駆動電圧を印加させる旨の指令信号を、分光駆動回路31に出力する。
If it is determined as Yes in step S4, the wavelength instruction unit 332A of the
Specifically, in step S5, the wavelength command unit 332A reads the first drive voltage corresponding to the target wavelength λ i from the first drive table, and reads the second drive voltage corresponding to the target wavelength λ i from the second drive table. Read the drive voltage.
Then, in the following step S6, the wavelength command unit 332A issues a command signal for causing the
図12は、分光部10から第三波長λ3から第二波長λ2までの波長域に含まれる所定波長の光を透過させる場合の分光部10の透過特性である。
図12に示すように、分光可能帯域ΔΛ0において、目標波長λiの光が第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12を高い透過率で透過し、目標波長λi以外の波長の光に対しては、第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12のいずれかで透過率で低くなる。また、第二反射膜112及び第三反射膜121により干渉フィルターが構成される場合でも、目標波長λiの光に対する透過率が高い。
したがって、ステップS6においても、目標波長λiの光は、第一波長可変干渉フィルター11、第二波長可変干渉フィルター12、及び第二反射膜112及び第三反射膜121により構成される干渉フィルターのそれぞれに対して透過率が高くなり、分光部10から高い透過率で透過される。
FIG. 12 shows the transmission characteristics of the
As shown in FIG. 12, in the spectroscopic band ΔΛ 0 , the light of the target wavelength λ i is transmitted through the first
Therefore, in step S6 as well, the light of the target wavelength λ i passes through the interference filter composed of the first
この後、ステップS7の処理を実施する。ステップS7では、ステップS3と同様に、受光制御部332Bは、受光部20を駆動させて、ステップS6によって分光部10を透過した光の光量を検出する。
そして、制御部33は、ステップS8を実施する。ステップS8では、制御部33は、分光可能帯域ΔΛ0の共通帯域ΔΛ3の波長域(第三波長λ3から第二波長λ2までの波長域)に含まれる、全ての測定波長の光の光量が検出されたか否かを判定する。ステップS8でNoと判定される場合は、目標波長λiを次の波長に変更してステップS5に戻る。
After that, the process of step S7 is performed. In step S7, similarly to step S3, the light receiving
And the
ステップS8でYesと判定される場合、制御部33の波長指令部332Aは、分光可能帯域ΔΛ0のうち、第一分光帯域ΔΛ1の第二分光帯域ΔΛ2と重ならない波長域、つまり、第一波長λ1から第三波長λ3までの波長域に対する分光測定を実施する。
これには、波長指令部332Aは、ステップS9で、第一駆動テーブルから、目標波長λiに対応する第一駆動電圧を読み出し、第二駆動テーブルから共通帯域ΔΛ3の共通帯域中心波長λCに対応する第二駆動電圧を読み出す。
次に、波長指令部332Aは、ステップS10を実施し、読み出した駆動電圧に基づいた指令信号を分光駆動回路31に出力する。
If the determination in step S8 is Yes, the wavelength commanding unit 332A of the
For this, in step S9, the wavelength command unit 332A reads the first drive voltage corresponding to the target wavelength λi from the first drive table, and the common band center wavelength λC of the common band ΔΛ3 from the second drive table. read out the second drive voltage corresponding to .
Next, the wavelength command section 332A performs step S10 and outputs a command signal based on the read drive voltage to the
図13は、分光部10から第一波長λ1から第三波長λ3までの波長域に含まれる所定波長の光を透過させる場合の分光部10の透過特性である。
図13に示すように、分光可能帯域ΔΛ0において、目標波長λiの光が第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12を高い透過率で透過し、目標波長λi以外の波長の光に対しては、第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12のいずれかで透過率が低くなる。また、第二反射膜112及び第三反射膜121により干渉フィルターが構成される場合でも、目標波長λiの光に対する透過率が高い。
したがって、ステップS10においても、目標波長λiの光は、第一波長可変干渉フィルター11、第二波長可変干渉フィルター12、及び第二反射膜112及び第三反射膜121により構成される干渉フィルターのそれぞれに対して透過率が高くなり、分光部10から高い透過率で透過される。
FIG. 13 shows the transmission characteristics of the
As shown in FIG. 13, in the spectroscopic band ΔΛ 0 , the light of the target wavelength λ i is transmitted through the first
Therefore, in step S10 as well, the light of the target wavelength λ i passes through the interference filter composed of the first
また、受光制御部332Bは、ステップS11において、受光部20を駆動させて分光部10を透過した光の光量を検出する。
そして、制御部33は、ステップS12において、分光可能帯域ΔΛ0の第二分光帯域ΔΛ2以外の波長域(第一波長λ1から第三波長λ3までの波長域)に含まれる、全ての測定波長の光の光量が検出されたか否かを判定する。ステップS12でNoと判定される場合は、目標波長λiを次の波長に変更してステップS9に戻る。
ステップS12でYesと判定された場合、測定部332Cは、ステップS13において、ステップS3、ステップS7、及びステップS11により得られた各波長の光の光量に基づいて、所定の測定処理を実施する。例えば測定部332Cは、測定対象の分光スペクトルを算出したり、測定対象の色度を算出したりする。
Further, in step S11, the light receiving
Then, in step S12 , the
If determined as Yes in step S12, the
[本実施形態の作用効果]
本実施形態の分光測定装置1は、分光装置である分光部10と、制御部33とを備えている。
そして、分光部10は、第一波長可変干渉フィルター11と、第二波長可変干渉フィルター12と、第一基板101とを備えている。
第一波長可変干渉フィルター11は、第一反射膜111と、第二反射膜112とが第一ギャップG1を介して対向して配置された波長可変干渉フィルターである。この第一波長可変干渉フィルター11において、第二反射膜112は、第一基板101の第一面101Aに設けられ、第一反射膜111は、第二反射膜112に対して第一基板101とは反対側に設けられている。
また、第二波長可変干渉フィルター12は、第三反射膜121と、第四反射膜122とが第二ギャップG2を介して対向して配置された波長可変干渉フィルターである。この第二波長可変干渉フィルター12において、第三反射膜121は、第一基板101の第二面101Bに設けられ、第四反射膜122は、第三反射膜121に対して第一基板101とは反対側に設けられている。つまり、本実施形態の分光部10では、第一波長可変干渉フィルター11の第二反射膜112と、第二波長可変干渉フィルター12の第三反射膜121との間には、所定の厚み寸法を有する第一基板101が配置される。
このような構成の分光部10では、第一波長可変干渉フィルター11の第一分光帯域ΔΛ1と、第二波長可変干渉フィルター12の第二分光帯域ΔΛ2とを含む広い分光可能帯域ΔΛ0で、目標波長λiを変更することができ、分光測定装置1で測定可能な波長域を広げることができる。
[Action and effect of the present embodiment]
The
The
The first
The second wavelength
In the
また、本実施形態では、第二反射膜112と第三反射膜121とが膜状の接続膜等によって接合される場合に比べて、第二反射膜112と第三反射膜121との間の寸法を大きくできる。このため、第二反射膜112と第三反射膜121とが互いに対向する構成であっても、第二反射膜112及び第三反射膜121による干渉の影響を低減できる。つまり、第二反射膜112及び第三反射膜121による、目標波長λiの光の透過率低下を抑制できる。
また、分光部10を備えた分光測定装置1においても、分光可能帯域ΔΛ0の広帯域化を図れるとともに、目標波長λiの光の光量低減を抑制することができ、ノイズ成分の影響を抑制した精度の高い測定処理を実施することができる。
Further, in the present embodiment, the distance between the second
Also, in the
本実施形態の分光部10では、第一波長可変干渉フィルター11は、第一反射膜111に設けられた第一電極113Aと、第二反射膜112に設けられた第二電極113Bとにより構成された第一ギャップ変更部113を備える。また、第二波長可変干渉フィルター12は、第三反射膜121に設けられた第三電極123Aと、第四反射膜122に設けられた第四電極123Bとにより構成された第二ギャップ変更部123を備える。
そして、第一基板101には、第一面101Aから第二面101Bまでを貫通する第一スルーホール101Cが設けられており、第二電極113Bと、第三電極123Aとが、第一スルーホール101Cを介して導通されている。
第一ギャップ変更部113や第二ギャップ変更部123は、電圧を印加することで第一ギャップG1や第二ギャップG2を変化させる静電アクチュエーターである。このような静電アクチュエーターでは、一般的に、一対の電極の一方をグラウンド回路等の基準電位回路に接続して基準電位に維持し、一対の電極の他方に駆動信号を入力する。これにより、基準電位と、駆動信号の電圧値との電位差が静電アクチュエーターに印加されることになり、駆動信号の電圧値を制御するだけで静電アクチュエーターに作用させる静電引力を容易に変化させることが可能となる。
本実施形態では、第一スルーホール101Cを介して、第一ギャップ変更部113を構成する第二電極113Bと、第二ギャップ変更部123を構成する第三電極123Aとが導通されている。このような構成では、これらの第二電極113B及び第三電極123Aに対して1つの配線により回路基板30に設けられた基準電位回路に接続することができる。よって、分光部10に対する配線数を少なくすることができ、構成の簡略化を図れる。
In the
The
The first
In this embodiment, the
本実施形態では、第一波長可変干渉フィルター11は、第一ギャップG1の寸法を変化させることで、第一透過波長を、第一波長λ1から、第一波長λ1より長波長の第二波長λ2までの第一分光帯域ΔΛ1で変更可能に構成されている。また、第二波長可変干渉フィルター12は、第二ギャップG2の寸法を変化させることで、第二透過波長を、第一波長λ1より長波長で、かつ、第二波長λ2より短波長の第三波長λ3から、第二波長λ2より長波長の第四波長λ4までの第二分光帯域ΔΛ2で変更可能に構成されている。つまり、λ1<λ3<λ2<λ4の関係を満たす。
このような分光部10では、第一波長λ1から第三波長λ3までの光を目標波長として分光させる場合、第一ギャップG1を目標波長に対応した寸法に設定し、第二ギャップG2を共通帯域ΔΛ3の任意の波長に対応した寸法に設定する。また、第三波長λ3から第二波長λ2までの光を目標波長として分光させる場合に、第一ギャップG1及び第二ギャップG2の双方を目標波長に応じた寸法に設定する。さらに、第二波長λ2から第四波長λ4までの光を目標波長として分光させる場合、第二ギャップG2を目標波長に対応した寸法に設定し、第一ギャップG1を共通帯域ΔΛ3の任意の波長に対応した寸法に設定する。
これにより、分光部10から第一分光帯域ΔΛ1と第二分光帯域ΔΛ2とを含む広い分光可能帯域ΔΛ0から、目標波長の光を精度よく分光させることができる。
In this embodiment, the first wavelength
In such a
As a result, the light of the target wavelength can be accurately dispersed from the wide spectroscopic band ΔΛ 0 including the first spectral band ΔΛ 1 and the second spectral band ΔΛ 2 from the
本実施形態では、第二反射膜112と第三反射膜121との間の距離d、つまり、第一基板101の第一面101Aから第二面101Bまでの距離d(第一基板101の厚み寸法)は、分光可能帯域ΔΛ0の中心波長λ0の300倍以上となる。
つまり、第二反射膜112と第三反射膜121とにより干渉フィルターが構成されると、距離dに応じた所定波長λAの光の透過率が高くなり、λA以外の波長の光の透過率が低くなる。したがって、λA以外の波長に、分光部10で分光させる目標波長が含まれる場合、目標波長の光の透過率が減少してしまう。この目標波長の光の透過率は、図6に示すように、d/λ0≧300に設定することで、90%前後に維持することができる。つまり、本実施形態では、第二反射膜112と、第三反射膜121との間で光が多重干渉する不都合が抑制され、目標波長を分光可能帯域ΔΛ0のどの波長に設定した場合でも、高い透過率で目標波長の光を透過させることが可能となる。
In this embodiment, the distance d between the second
That is, when an interference filter is formed by the second reflecting
また、第二反射膜112と第三反射膜121との間の距離dが、分光可能帯域ΔΛ0の中心波長λ0の30000倍を超えると、第二反射膜112及び第三反射膜121の距離を0とする場合に比べて、分光部10を透過する光の光量が1/2以下となる。
これに対し、本実施形態では、第二反射膜112と第三反射膜121との間の距離dが、分光可能帯域ΔΛ0の中心波長λ0の30000倍以下となる。これにより、分光部10から透過される光量が減退される不都合を抑制できる。
Further, when the distance d between the second reflecting
On the other hand, in this embodiment, the distance d between the second reflecting
本実施形態では、第二反射膜112と第三反射膜121との間の距離dは、第一反射膜111と第二反射膜112との間の距離である第一ギャップG1よりも大きく、第三反射膜121と第四反射膜122との間の距離である第二ギャップG2よりも大きい。これにより、上述したように、第二反射膜112と第三反射膜121とが互いに対向していても、第二反射膜112及び第三反射膜121による干渉の影響が低減され、目標波長λiの光の透過率低下を抑制できる。
In this embodiment, the distance d between the second
[第二実施形態]
次に、第二実施形態について説明する。
上述した第一実施形態では、1つの第一基板101に対して第一波長可変干渉フィルター11及び第二波長可変干渉フィルター12の双方を設ける構成とした。これに対して、第二実施形態では、第一波長可変干渉フィルター11が設けられる第二基板と、第二波長可変干渉フィルター12が設けられる第三基板とを備える点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、既に説明した構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
In the first embodiment described above, both the first
In the following description, the same reference numerals are given to the configurations already described, and the description thereof will be omitted or simplified.
図14は、第二実施形態の分光測定装置1Aの概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態の分光測定装置1Aは、第一実施形態の分光測定装置1において、分光部10を分光部10Aに置き換えたものであり、受光部20や回路基板30の構成は略同じであるため、ここでの説明は省略する。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
本実施形態の分光部10Aは、図14に示すように、第二基板102と、第三基板103と、第一波長可変干渉フィルター11Aと、第二波長可変干渉フィルター12Aと、を備えている。
第二基板102及び第三基板103は、分光可能帯域ΔΛ0に対して透光性を有する素材により構成され、第一基板101と略同様の形状を有する。つまり、第二基板102は、第三面102Aと、第三面102Aとは反対側の第四面102Bとを備え、第三面102A及び第四面102Bが平行となる平行平板である。第三基板103は、第五面103Aと、第五面103Aとは反対側の第六面103Bとを備え、第五面103A及び第六面103Bが平行となる平行平板である。
As shown in FIG. 14, the
The
本実施形態では、第二基板102に第一波長可変干渉フィルター11Aが設けられ、第三基板103に第二波長可変干渉フィルター12Aが設けられている。
具体的には、第一波長可変干渉フィルター11Aは、第二基板102の第三面102Aに第二反射膜112が設けられ、第二反射膜112に対して第二基板102とは反対側に第一反射膜111が配置されることで構成されている。第一実施形態と同様に、第一反射膜111は、周端部が第二反射膜112に接合され、中央部の一部が、第一ギャップG1を介して、第二反射膜112に対向する。
また、第一実施形態と同様に、第一波長可変干渉フィルター11Aには、第一ギャップG1の寸法を変化させる第一ギャップ変更部113が設けられている。
In this embodiment, the
Specifically, the first
Further, as in the first embodiment, the first
第二波長可変干渉フィルター12Aは、第三基板103の第五面103Aに第四反射膜122が設けられ、第四反射膜122に対して第三基板103とは反対側に第三反射膜121が配置されることで構成されている。第三反射膜121は、周端部が第四反射膜122に接合され、中央部の一部が、第二ギャップG2を介して、第三反射膜121に対向する。
また、第一実施形態と同様に、第二波長可変干渉フィルター12Aには、第二ギャップG2の寸法を変化させる第二ギャップ変更部123が設けられている。
The second wavelength
Further, as in the first embodiment, the second
そして、本実施形態の分光部10Aでは、回路基板30に対して、第三基板103の第六面103Bが対向し、第六面103Bが回路基板30に固定部材301により固定される。第二基板102は、第四面102Bが、第三基板103の第五面103Aに対向するように配置される。第二基板102と第三基板103との間にはスペーサー16が配置され、スペーサー16によって第三基板103に対して第二基板102が固定される。
つまり、第二基板102と第三基板103との間に、第二波長可変干渉フィルター12Aが配置される構成となる。言い換えると、第一波長可変干渉フィルター11Aの第二反射膜112と第二波長可変干渉フィルター12Aの第三反射膜121との間には、第二基板102が配置される。
このため、第一実施形態と同様に、本実施形態においても、第二反射膜112と第三反射膜121とが接続膜により接合される構成と比べて、第二反射膜112と第三反射膜121との間の距離dを大きくすることができる。つまり、距離dは、d>G1、かつd>G2を満たす。この距離dとしては、第一実施形態と同様、分光可能帯域ΔΛ0の中心波長λ0の300倍以上、30000倍以下であり、より好ましくは、300倍以上、5000倍以下である。
In the
That is, the second wavelength
Therefore, as in the first embodiment, in the present embodiment as well, compared to the configuration in which the second
また、スペーサー16は、第二基板102を第三基板103に対して所定の位置で固定する。このスペーサー16は、複数設けられてもよく、環状のスペーサー16が1つのみ設けられる構成としてもよい。複数のスペーサー16が設けられる場合、複数のスペーサー16の少なくとも1つを、導電性を有する導電性スペーサー16Aとする。なお、図14に示す構成例は、スペーサー16が、複数設けられ、導電性スペーサー16Aと、導電性を有さない固定用スペーサー16Bとを含む構成を例示している。1つのスペーサーのみにより構成されている場合は、当該スペーサーを導電性スペーサー16Aとすればよい。
Also, the
また、第二基板102には、第三面102Aから第四面102Bまでを貫通する第二スルーホール102Cが設けられている。
この第二スルーホール102Cは、導電性スペーサー16Aに対向して設けられている。そして、本実施形態では、第一ギャップ変更部113の第二電極113Bが、第二スルーホール102C、及び導電性スペーサー16Aを介して、第二ギャップ変更部123の第四電極123Bに導通する。
Further, the
This second through
[本実施形態の作用効果]
本実施形態の分光測定装置1Aの分光部10Aは、第一波長可変干渉フィルター11Aと、第二波長可変干渉フィルター12Aと、第二基板102と、第三基板103とを備えている。
第一波長可変干渉フィルター11Aは、第一反射膜111と、第二反射膜112とが第一ギャップG1を介して対向して配置された波長可変干渉フィルターであり、第二反射膜112が、第二基板102の第三面102Aに設けられ、第一反射膜111が、第二反射膜112に対して第二基板102とは反対側に配置されている。また、第二波長可変干渉フィルター12Aは、第三反射膜121と、第四反射膜122とが第二ギャップG2を介して対向して配置された波長可変干渉フィルターであり、第四反射膜122が第三基板103の第五面103Aに設けられ、第三反射膜121は、第四反射膜122に対して第三基板103とは反対側に配置されている。そして、第二基板102の第四面102Bが、第三基板103の第五面103Aに対向するように、スペーサー16を介して第三基板103に対して第二基板102が固定されている。つまり、本実施形態の分光部10Aでは、第二基板102と第三基板103との間に、第二波長可変干渉フィルター12Aが配置されており、第二反射膜112と第三反射膜121との間に、第二基板102が配置される。
このような構成の分光部10Aでは、第一実施形態と同様、第一波長可変干渉フィルター11Aの第一分光帯域ΔΛ1と、第二波長可変干渉フィルター12Aの第二分光帯域ΔΛ2とを含む広い分光可能帯域ΔΛ0で、目標波長λiを変更することができ、分光測定装置1Aで測定可能な波長域を広げることができる。
また、第二反射膜112と第三反射膜121との間に第二基板102が配置されているので、第二反射膜112と第三反射膜121とが膜状の接続膜等によって接合される場合に比べて、第二反射膜112と第三反射膜121との間の寸法を大きくできる。このため、第二反射膜112及び第三反射膜121による干渉の影響によって、目標波長の光に対する透過率が低減する不都合を抑制できる。
[Action and effect of the present embodiment]
A
The first
As in the first embodiment, the
Further, since the
本実施形態の分光部10Aでは、第一波長可変干渉フィルター11Aは、第一反射膜111に設けられた第一電極113Aと、第二反射膜112に設けられた第二電極113Bとにより構成された第一ギャップ変更部113を備える。また、第二波長可変干渉フィルター12Aは、第三反射膜121に設けられた第三電極123Aと、第四反射膜122に設けられた第四電極123Bとにより構成された第二ギャップ変更部123を備える。
また、第二基板102は、導電性スペーサー16Aを含むスペーサー16によって、第三基板103に対して固定されている。
さらに、第二基板102には、第三面102Aから第四面102Bまでを貫通する第二スルーホール102Cが設けられており、第二電極113Bと、第四電極123Bとが、第二スルーホール102C、及び導電性スペーサー16Aを介して導通されている。
このため、第二電極113B及び第四電極123Bを、1つの配線により回路基板30に設けられた基準電位回路に接続することができ、分光部10Aに対する配線数を少なくすることができるので、構成の簡略化を図れる。
In the
Also, the
Further, the
Therefore, the
[第三実施形態]
次に、第三実施形態について説明する。
第三実施形態では、2つの基板を用いた分光部の他の構成例について説明する。
図15は、第三実施形態の分光測定装置1Bの概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態の分光測定装置1Bは、第一実施形態の分光測定装置1において、分光部10を分光部10Bに置き換えたものであり、受光部20や回路基板30の構成は略同じであるため、ここでの説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described.
In the third embodiment, another configuration example of the spectroscopic section using two substrates will be described.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
本実施形態の分光部10Bは、図15に示すように、第四基板104と、第五基板105と、第一波長可変干渉フィルター11Bと、第二波長可変干渉フィルター12Bと、を備えている。
第四基板104及び第五基板105は、分光可能帯域ΔΛ0に対して透光性を有する素材により構成され、第一基板101と略同様の形状を有する。つまり、第四基板104は、第七面104Aと、第七面104Aとは反対側の第八面104Bとを備え、第七面104A及び第八面104Bが平行となる平行平板である。第五基板105は、第九面105Aと、第九面105Aとは反対側の第十面105Bとを備え、第九面105A及び第十面105Bが平行となる平行平板である。
As shown in FIG. 15, the
The
本実施形態では、第四基板104に第一波長可変干渉フィルター11Bが設けられ、第五基板105に第二波長可変干渉フィルター12Bが設けられている。
具体的には、第一波長可変干渉フィルター11Bは、第四基板104の第八面104Bに第一反射膜111が設けられ、第一反射膜111に対して第四基板104とは反対側に第二反射膜112が配置されることで構成されている。第二反射膜112は、周端部が第一反射膜111に接合され、中央部の一部が、第一ギャップG1を介して、第一反射膜111に対向する。
また、第一波長可変干渉フィルター11Bには、第一ギャップG1の寸法を変化させる第一ギャップ変更部113が設けられている。つまり、第一反射膜111に第一電極113Aが設けられ、第二反射膜112に第二電極113Bが設けられている。
In this embodiment, the
Specifically, the first
Further, the first
第二波長可変干渉フィルター12Bは、第五基板105の第九面105Aに第四反射膜122が設けられ、第四反射膜122に対して第五基板105とは反対側に第三反射膜121が配置されることで構成されている。第三反射膜121は、周端部が第四反射膜122に接合され、中央部の一部が、第二ギャップG2を介して、第三反射膜121に対向する。
また、第一実施形態と同様に、第二波長可変干渉フィルター12Bには、第二ギャップG2の寸法を変化させる第二ギャップ変更部123が設けられている。つまり、第三反射膜121に第三電極123Aが設けられ、第四反射膜122に第四電極123Bが設けられている。
The second wavelength
Further, as in the first embodiment, the second
そして、本実施形態の分光部10Bでは、回路基板30に対して、第五基板105の第十面105Bが対向し、第十面105Bが回路基板30に固定部材301により固定される。第四基板104は、第八面104Bが、第五基板105の第九面105Aに対向するように配置される。第四基板104と第五基板105との間には、第二実施形態と同様、スペーサー16が配置され、スペーサー16によって第五基板105に対して第四基板104が固定される。
つまり、第四基板104と第五基板105との間に、第一波長可変干渉フィルター11B及び第二波長可変干渉フィルター12Bが配置される構成となる。
本実施形態では、第一実施形態や第二実施形態とは異なり、第二反射膜112と第三反射膜121との間に基板が介在されないが、スペーサー16により、第五基板105に対する第四基板104の位置を所望の位置に固定することが可能となり、第二反射膜112と第三反射膜121との距離dをスペーサー16により決定することができる。ここで、本実施形態においても、距離dは、d>G1、かつd>G2を満たす。また、本実施形態では、スペーサー16は、第二反射膜112と第三反射膜121との距離dが、分光可能帯域ΔΛ0の中心波長λ0の300倍以上、30000倍以下となるように、より好ましくは、300倍以上、5000倍以下となるように、第五基板105に対して第四基板104を固定する。
In the
That is, the configuration is such that the first
In this embodiment, unlike the first and second embodiments, no substrate is interposed between the second
また、スペーサー16は、第二実施形態と同様、複数設けられてもよく、単数であってもよい。図15に示す例では、スペーサー16が、導電性スペーサー16Aと、導電性を有さない固定用スペーサー16Bとを含む構成を示す。
そして本実施形態では、導電性スペーサー16Aは、第一電極113Aと、第四電極123Bとに接して設けられており、これにより、第一電極113Aが導電性スペーサー16Aを介して第四電極123Bに導通する。
As in the second embodiment, the
In this embodiment, the
[本実施形態の作用効果]
本実施形態の分光測定装置1Bの分光部10Bは、第一波長可変干渉フィルター11Bと、第二波長可変干渉フィルター12Bと、第四基板104と、第五基板105とを備えている。
第一波長可変干渉フィルター11Bは、第一反射膜111と、第二反射膜112とが第一ギャップG1を介して対向して配置された波長可変干渉フィルターであり、第一反射膜111が、第四基板104の第八面104Bに設けられ、第二反射膜112が、第一反射膜111に対して第四基板104とは反対側に配置されている。また、第二波長可変干渉フィルター12Bは、第三反射膜121と、第四反射膜122とが第二ギャップG2を介して対向して配置された波長可変干渉フィルターであり、第四反射膜122が第五基板105の第九面105Aに設けられ、第三反射膜121は、第四反射膜122に対して第五基板105とは反対側に配置されている。そして、第四基板104の第八面104Bが、第五基板105の第九面105Aに対向するように、スペーサー16を介して第五基板105に対して第四基板104が固定されている。つまり、本実施形態の分光部10Bでは、第四基板104と第五基板105との間に、第一波長可変干渉フィルター11B及び第二波長可変干渉フィルター12Bが配置される構成となる。そして、本実施形態では、スペーサー16によって、第五基板105に対して第四基板104が配置される。この際、第二反射膜112及び第三反射膜121で干渉が生じないように、スペーサー16の高さ寸法を選択することで、第二反射膜112及び第三反射膜121による干渉の影響によって、目標波長の光に対する透過率が低減する不都合を抑制できる。
[Action and effect of the present embodiment]
The
The first
本実施形態の分光部10Bでは、第一波長可変干渉フィルター11Bは、第一反射膜111に設けられた第一電極113Aと、第二反射膜112に設けられた第二電極113Bとにより構成された第一ギャップ変更部113を備える。また、第二波長可変干渉フィルター12Bは、第三反射膜121に設けられた第三電極123Aと、第四反射膜122に設けられた第四電極123Bとにより構成された第二ギャップ変更部123を備える。
そして、第四基板104は、導電性スペーサー16Aを含むスペーサー16によって、第五基板105に対して固定されており、第一電極113Aと、第四電極123Bとが、導電性スペーサー16Aを介して導通されている。
このため、第一電極113A及び第四電極123Bを、1つの配線により回路基板30に設けられた基準電位回路に接続することができ、分光部10Bに対する配線数を少なくすることができるので、構成の簡略化を図れる。
In the
The
Therefore, the
[変形例]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
[Modification]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.
[変形例1]
上記実施形態では、第一波長可変干渉フィルター11,11A,11B及び第二波長可変干渉フィルター12,12A,12Bとして、一対の反射膜の一方は基板に設けられ、他方の反射膜は、周端部が基板に設けられた一方の反射膜に接合され、かつ中央部の一部がギャップを介して一方の反射膜に対向する構成とした。これに対して、一対の反射膜の双方が基板に設けられる構成とし、これらの基板を対向配置させる構成としてもよい。
図16は、変形例1に係る分光部10Cの一例を示す断面図である。
図16に示す分光部10Cは、第一実施形態の分光部10を変形したものであり、第一波長可変干渉フィルター11Cと、第二波長可変干渉フィルター12Cと、第六基板106と、第七基板107と、第八基板108と、を備える。
第六基板106は、第七基板107に対向する面と、第八基板108に対向する面とが表裏を為している。第七基板107に対向する面には、例えばエッチング等により加工されることで形成された凹状の溝が設けられ、溝底面により第一配置面106Aと、第一配置面106Aを囲う第二配置面106Bとが構成される。また、第七基板107に対向する面のうち溝が形成されていない部分は、第七基板107が接合される第一接合面106Cとなる。同様に、第八基板108に対向する面には、例えばエッチング等により加工されることで形成された凹状の溝が設けられ、溝底面により第三配置面106Dと、第三配置面106Dを囲う第四配置面106Eとが構成される。また、第八基板108に対向する面のうち溝が形成されていない部分は、第八基板108が接合される第二接合面106Fとなる。
[Modification 1]
In the above embodiment, one of the pair of reflective films is provided on the substrate and the other is provided on the peripheral edge of the first tunable interference filters 11, 11A, 11B and the second tunable interference filters 12, 12A, 12B. part is joined to one reflecting film provided on the substrate, and a part of the central part faces the one reflecting film through a gap. Alternatively, both of the pair of reflective films may be provided on the substrates, and these substrates may be arranged to face each other.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a spectroscopic section 10C according to
A spectroscopic section 10C shown in FIG. 16 is a modification of the
The surface of the
第一配置面106Aは、第三配置面106Dと表裏を為し、かつ、第三配置面106Dと平行な面である。この第一配置面106Aには、第一波長可変干渉フィルター11Cを構成する第二反射膜112が設けられる。また、第三配置面106Dには、第二波長可変干渉フィルター12Cを構成する第三反射膜121が設けられる。
また、第二配置面106Bは、第一ギャップ変更部113を構成する第二電極113Bが配置され、第四配置面106Eには、第二ギャップ変更部123を構成する第三電極123Aが配置される。
106 A of 1st arrangement|positioning surfaces are surfaces which make the 3rd arrangement|positioning
A
第七基板107は、第一配置面106Aに対向する第一可動部107Aと、第一可動部107AをZ方向に移動可能に保持する第一保持部107B、第一接合面106Cに接合される第一接合部107Cを有する。
第一可動部107Aは、第一配置面106A及び第二配置面106Bに対向する平坦面を有し、当該平坦面に第一波長可変干渉フィルター11Cを構成する第一反射膜111が設けられる。第一反射膜111と第二反射膜112とは、第一ギャップG1を介して対向する。第一可動部107Aには、さらに、第二電極113Bに対向して、第一電極113Aが設けられており、第一電極113A及び第二電極113Bにより第一ギャップ変更部113が構成される。
第一保持部107Bは、例えば第七基板107の第六基板106とは反対側の面がエッチング等により加工されることで形成されたダイアフラムである。
第一接合部107Cは、図示略の接合膜を介して第一接合面106Cに接合される。
The
The first
The
The
第八基板108は、第七基板107と略同様の構成を有し、第三配置面106Dに対向する第二可動部108Aと、第二可動部108AをZ方向に移動可能に保持する第二保持部108B、第二接合面106Fに接合される第二接合部108Cを有する。
第二可動部108Aは、第三配置面106D及び第四配置面106Eに対向する平坦面を有する。当該平坦面には、第三反射膜121に対向して、第二波長可変干渉フィルター12Cを構成する第四反射膜122が設けられている。また、当該平坦面には、第三電極123Aに対向して、第二ギャップ変更部123を構成する第四電極123Bが設けられている。
第二保持部108Bは、例えば第八基板108の第六基板106とは反対側の面がエッチング等により加工されることで形成されたダイアフラムである。第二接合部108Cは、図示略の接合膜を介して第二接合面106Fに接合される。
The
The second
The
このような分光部10Cにおいても、第二反射膜112と、第三反射膜121とは、第六基板106を介して対向する構成となり、例えば第二反射膜112と第三反射膜121とを接続膜により接合する構成等に比べて、第二反射膜112と第三反射膜121との距離dを大きくできる。この距離dは、上記各実施形態と同様に、分光部10Cの分光可能帯域ΔΛ0の中心波長λ0の300倍以上30000倍以下であり、より好ましくは、300倍以上、5000倍以下である。これにより、第二反射膜112及び第三反射膜121により構成される干渉フィルターに対しても目標波長の光が高い透過率で透過させることができる。
In such a spectroscopic section 10C as well, the second reflecting
[変形例2]
上記各実施形態において、第一反射膜111、第二反射膜112、第三反射膜121、
及び第四反射膜122として、低屈折光学層と高屈折光学層とを積層することで構成された光学多層膜ミラーを例示したが、これに限定されない。例えばAg等の金属膜や、金属合金膜によりこれらの反射膜が構成されていてもよい。
[Modification 2]
In each of the above embodiments, the first
And as the fourth
[変形例3]
上記各実施形態において、第一波長可変干渉フィルター11,11A,11Bの第一分光帯域ΔΛ1が第一波長λ1から第二波長λ2までの波長域であり、第二波長可変干渉フィルター12,12A,12Bの第二分光帯域ΔΛ2が第三波長λ3から第四波長λ4までの波長域であり、λ1<λ3<λ2<λ4となる例を示した。
これに対して、例えば、第一分光帯域ΔΛ1と、第二分光帯域ΔΛ2とが重なり合っていなくてもよい。この場合、分光部10,10A,10Bの光軸上に、例えば2種類のカットフィルターをそれぞれ進退できるように配置する。
例えば、第一実施形態の分光部10において、第一分光帯域ΔΛ1と、第二分光帯域ΔΛ2とが重なり合っていない場合で、目標波長が第一分光帯域ΔΛ1に含まれる場合、第一ギャップG1を目標波長に応じた寸法とし、第一分光帯域ΔΛ1以外の光を遮光するカットフィルターを光路上に挿入する。そして、目標波長を、第二分光帯域ΔΛ2に含まれる波長に変更する場合、第二ギャップG2を目標波長に応じた寸法とし、第二分光帯域ΔΛ2以外の光を遮光するカットフィルターを光路から退避させ、代わりに、第二分光帯域ΔΛ2以外の光を遮光するカットフィルターを光路に挿入する。
[Modification 3]
In each of the above embodiments, the first spectral band ΔΛ1 of the first tunable interference filters 11, 11A, and 11B is the wavelength range from the first wavelength λ1 to the second wavelength λ2, and the second
On the other hand, for example, the first spectral band ΔΛ1 and the second spectral band ΔΛ2 may not overlap. In this case, for example, two types of cut filters are arranged on the optical axes of the
For example, in the
[変形例4]
第一実施形態では、第一スルーホール101Cを介して、第二電極113Bと、第三電極123Aとが導通する構成を例示した。第二実施形態では、第二スルーホール102C及び導電性スペーサー16Aを介して、第二電極113Bと第四電極123Bとが導通する構成を例示した。さらに、第三実施形態では、導電性スペーサー16Aを介して、第一電極113Aと第四電極123Bとが導通する構成を例示した。これに対して、第一ギャップ変更部113を構成する一対の電極の一方と、第二ギャップ変更部123を構成する一対の電極の一方とを導通させる構成であればよく、導通させる電極は特に限定されない。
例えば、第一実施形態において、第二電極113Bと第四電極123Bとが導通されていてもよく、第一電極113Aと第三電極123Aとが導通されていてもよく、第一電極113Aと第四電極123Bとが導通されていてもよい。
[Modification 4]
In the first embodiment, the configuration in which the
For example, in the first embodiment, the
[変形例5]
第一実施形態において、分光測定装置1の駆動方法として、分光可能帯域ΔΛ0で、所定間隔毎で目標波長を変化させ、各目標波長の光に対する光量を測定する例を示したが、例えば、操作部や外部機器から入力された波長指定信号に基づいて、特定の目標波長の光を透過させるように、分光測定装置1を駆動させてもよい。
[変形例6]
各実施形態において、第一ギャップ変更部113及び第二ギャップ変更部123が、一対の電極を備え、一対の電極間に印加する電圧を変化させることで第一ギャップG1や第二ギャップG2を変化させる例を示したがこれに限定されない。
例えば、第一反射膜111及び第二反射膜112の間、第三反射膜121と第四反射膜122との間に、それぞれ圧電体が配置され、圧電体への印加電圧を変更することで、第一ギャップG1や第二ギャップG2の寸法を変更してもよい。また、一対の反射膜間の圧力を変化させることでギャップの寸法を変更してもよい。
[Modification 5]
In the first embodiment, as a method of driving the
[Modification 6]
In each embodiment, the first
For example, piezoelectric bodies are arranged between the first
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。 In addition, the specific structure for carrying out the present invention can be appropriately changed to another structure or the like as long as the object of the present invention can be achieved.
1,1A,1B…分光測定装置(電子機器)、10,10A,10B,10C…分光部(光学装置)、11,11A,11B,11C…第一波長可変干渉フィルター、12,12A,12B,12C…第二波長可変干渉フィルター、14…カットフィルター、16…スペーサー、16A…導電性スペーサー、16B…固定用スペーサー、20…受光部、30…回路基板、33…制御部、101…第一基板、101A…第一面、101B…第二面、101C…第一スルーホール、101D…配線用スルーホール、102…第二基板、102A…第三面、102B…第四面、102C…第二スルーホール、103…第三基板、103A…第五面、103B…第六面、104…第四基板、104A…第七面、104B…第八面、105…第五基板、105A…第九面、105B…第十面、111…第一反射膜、112…第二反射膜、113…第一ギャップ変更部、113A…第一電極、113B…第二電極、121…第三反射膜、122…第四反射膜、123…第二ギャップ変更部、123A…第三電極、123B…第四電極、123C…第四電極端子、301…固定部材、331…記憶部、332…演算処理部、332A…波長指令部、332B…受光制御部、332C…測定部、Ar1…測定領域、G1…第一ギャップ、G2…第二ギャップ、LC…基板中心軸、d…第二反射膜と第三反射膜との距離、ΔΛ0…分光可能帯域、ΔΛ1…第一分光帯域、ΔΛ2…第二分光帯域、ΔΛ3…共通帯域、λ0…中心波長、λ1…第一波長、λ2…第二波長、λ3…第三波長、λ4…第四波長。
1, 1A, 1B... spectrometer (electronic device), 10, 10A, 10B, 10C... spectroscopic section (optical device), 11, 11A, 11B, 11C... first variable wavelength interference filter, 12, 12A, 12B, 12C... Second wavelength
Claims (6)
ターと、
第三反射膜と、第四反射膜とが第二ギャップを介して対向する第二波長可変干渉フィル
ターと、
第一面、及び前記第一面とは反対側の第二面を有する透光性の第一基板と、を備え、
前記第二反射膜は、前記第一基板の前記第一面に設けられ、
前記第三反射膜は、前記第一基板の前記第二面に設けられ、
前記第一波長可変干渉フィルターは、前記第一反射膜に設けられた第一電極と、前記第
二反射膜に設けられた第二電極と、を備え、
前記第一電極及び前記第二電極は、前記第一ギャップを介して対向し、
前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第三反射膜に設けられた第三電極と、前記第
四反射膜に設けられた第四電極と、を備え、
前記第三電極及び前記第四電極は、前記第二ギャップを介して対向し、
前記第一基板は、前記第一面から前記第二面までを貫通する第一スルーホールを備え、
前記第一電極及び前記第二電極の一方は、前記第一スルーホールを介して、前記第三電
極及び前記第四電極の一方に導通する
ことを特徴とする光学装置。 a first variable wavelength interference filter in which the first reflective film and the second reflective film face each other across a first gap;
a second variable wavelength interference filter in which the third reflecting film and the fourth reflecting film face each other across a second gap;
a translucent first substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
The second reflective film is provided on the first surface of the first substrate,
The third reflective film is provided on the second surface of the first substrate ,
The first variable wavelength interference filter includes a first electrode provided on the first reflective film,
a second electrode provided on the second reflective film,
the first electrode and the second electrode face each other across the first gap;
The second variable wavelength interference filter includes a third electrode provided on the third reflecting film,
and a fourth electrode provided on the four reflective films,
the third electrode and the fourth electrode face each other across the second gap,
The first substrate has a first through hole penetrating from the first surface to the second surface,
One of the first electrode and the second electrode is connected to the third electrode through the first through hole.
conductive to one of the pole and the fourth electrode
An optical device characterized by:
前記第一波長可変干渉フィルターは、前記第一ギャップの寸法を変化させることで、当
該第一波長可変干渉フィルターから透過させる光の波長である第一透過波長を、第一波長
から、前記第一波長よりも長波長の第二波長までの範囲で変更可能に構成されており、
前記第二波長可変干渉フィルターは、前記第二ギャップの寸法を変化させることで、当
該第二波長可変干渉フィルターから透過させる光の波長である第二透過波長を、前記第一
波長よりも長波長であり、かつ前記第二波長よりも短波長となる第三波長から、前記第二
波長よりも長波長の第四波長までの範囲で変更可能に構成されている
ことを特徴とする光学装置。 An optical device according to claim 1 , wherein
In the first wavelength tunable interference filter, by changing the dimension of the first gap, the first transmission wavelength, which is the wavelength of light to be transmitted from the first wavelength tunable interference filter, is changed from the first wavelength to the first It is configured to be changeable within a range up to a second wavelength longer than the wavelength,
The second wavelength tunable interference filter changes the dimension of the second gap to make the second transmission wavelength, which is the wavelength of light transmitted from the second wavelength tunable interference filter, longer than the first wavelength. and is configured to be changeable within a range from a third wavelength shorter than the second wavelength to a fourth wavelength longer than the second wavelength.
前記第二反射膜と前記第三反射膜との間の距離は、前記第一波長から前記第四波長まで
の波長域の中心波長の300倍以上である
ことを特徴とする光学装置。 3. The optical device according to claim 2 , wherein
The optical device, wherein the distance between the second reflecting film and the third reflecting film is 300 times or more the center wavelength of the wavelength region from the first wavelength to the fourth wavelength.
前記第二反射膜と前記第三反射膜との間の距離は、前記第一波長から前記第四波長まで
の波長域の中心波長の30000倍以下である
ことを特徴とする光学装置。 4. The optical device according to claim 2 or 3 ,
The optical device, wherein the distance between the second reflecting film and the third reflecting film is 30000 times or less of the center wavelength of the wavelength region from the first wavelength to the fourth wavelength.
前記第二反射膜と前記第三反射膜との間の距離は、前記第一反射膜と前記第二反射膜と
の間の距離よりも大きく、前記第三反射膜と前記第四反射膜との間の距離よりも大きい
ことを特徴とする光学装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 4 ,
The distance between the second reflective film and the third reflective film is greater than the distance between the first reflective film and the second reflective film, and the distance between the third reflective film and the fourth reflective film An optical device characterized in that it is greater than the distance between
前記光学装置を制御する制御部と、を備える
ことを特徴とする電子機器。 an optical device according to any one of claims 1 to 5 ;
and a controller that controls the optical device.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001525075A (en) | 1996-10-03 | 2001-12-04 | ヴァルション テクニッリネン トゥトキムスケスクス | Electrically adjustable optical filters |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2003185941A (en) | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Yokogawa Electric Corp | Fabry-Perot filter |
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