专利名称：波长可变干涉滤波器、光模块以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种波长可变干涉滤波器、具备该波长可变干涉滤波器的光模块以及具备该光模块的电子设备。
背景技术：
在现有技术中，已知有如下所述的波长可变干涉滤波器在一对基板的彼此相对的面上，分别隔着规定的间隙而相对配置有反射膜(例如，参照专利文献I)。在专利文献I记载的波长可变干涉滤波器中，在两个光学基板的相对的面上分别设置有反射层，而且，在这些光学基板的相对的面上，在反射层的直径外侧设置有电容电 极。在该波长可变干涉滤波器中，彼此相对的电容电极作为静电致动器而发挥作用，通过在这些电容电极间施加电压，从而基于静电引力而使反射层间的间隙发生变化。在先技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2002-277758号公报但是，在这样的波长可变干涉滤波器中，电荷往往会积存在反射层上，在彼此相对的反射层上分别带电的情况下，会产生静电力。因此，即使在为了将反射层间的间隙设定为设定值而在静电致动器上施加规定的设定电压的情况下，由于反射层的带电而引起的静电力，有时也不能将间隙设定为期望的设定值。在这种情况下，就存在有难以从波长可变干涉滤波器取出期望波长的光的课题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够高精度地取出所期望的波长的光的波长可变干涉滤波器、光模块以及电子设备。本发明的波长可变干涉滤波器具备第一基板；第二基板，与所述第一基板相对；第一反射膜，设置在所述第一基板的与所述第二基板相对的面上；第二反射膜，设置在所述第二基板的与所述第一基板相对的面上，所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对；以及第一电极，设置在所述第一基板的与所述第二基板相对的面上，其中，所述第一基板具有第一反射膜固定面，设置有所述第一反射膜；以及第一电极面，设置有所述第一电极，所述第一电极面与所述第二基板的距离不同于所述第一反射膜固定面与所述第二基板的距离，在所述第一反射膜固定面和所述第一电极面的与所述第二基板的距离大的面上，设置层叠有所述第一反射膜和所述第一电极的层叠部。根据本发明，在第一基板的第一反射膜固定面和第一电极面中，在与第二基板的距离大的面上，设置通过第一反射膜和第一电极层叠而形成的层叠部，通过该层叠部，使第一反射膜和第一电极面接触而电导通。由此，即使在第一反射膜带电的情况下，也能够使滞留的电荷从第一电极释放，可以防止在第一反射膜和第二反射膜之间由于带电而产生静电力。
这里，也可以考虑通过使第一电极的端部边缘与第一反射膜的端部边缘接触而使它们导通。但是，在这种情况下，由于接触面积小，导通可靠性也降低，因此，存在不能使第一反射膜的电荷可靠地释放到第一电极的担忧。与其相反，如上所述，通过层叠第一电极和第一反射膜来设置层叠部，可以使第一电极和第一反射膜可靠地进行面接触而使它们电导通。并且，在本发明中，该层叠部设置在第一反射膜固定面和第一电极面中的、与第二基板的距离更大的一个面上。因此，反射膜间间隙或者电极间间隙的可变量就不会被该层叠部所抑制。因此，也可以防止能够由波长可变干涉滤波器取出的波段发生窄波段化的问题。优选在本发明的波长可变干涉滤波器中，还具备第二电极，设置在所述第二基板的与所述第一基板相对的面上，隔着比所述反射膜间间隙大的电极间间隙与所述第一电极相对，其中，所述层叠部构成为层叠有所述第一反射膜和所述第一电极的外周边缘，所述第一反射膜从所述第一反射膜固定面延伸至覆盖所述第一电极面。
在波长可变干涉滤波器中，通过第一反射膜和第二反射膜之间的反射膜间间隙来确定经由透过或者反射而被取出的波长。因此，在波长可变干涉滤波器中，为了对应于更广范围的波段而取得透过或者反射波长，需要扩大反射膜间间隙的变动范围。这里，在第一电极和第二电极之间施加电压，利用静电引力而使反射膜间间隙变动的情况下，如果电极间间隙小于反射膜间间隙，则只能够使反射膜间间隙仅在电极间间隙间变动。在这样的结构中，反射膜间间隙的变动范围变小，能够由波长可变干涉滤波器取出的波段将变窄。与其相反，在本发明中，由于电极间间隙形成得大于反射膜间间隙，因此，可以使反射膜间间隙在更大的变动范围内变化，可以使能够由波长可变干涉滤波器取出的波段更宽。此外，一般而言，作用于电极间的静电引力与距离的平方成反比例，因此，如果电极间间隙变小，则难以进行静电引力的控制，并且难以进行反射膜间间隙的调整。与其相反，在本发明中，由于电极间间隙形成得大于反射膜间间隙，因此，易于进行静电引力的控制，可以高精度地将反射膜间间隙设定为期望的值。优选在本发明的波长可变干涉滤波器中，所述层叠部构成为在所述第一电极上层叠所述第一反射膜。在本发明中，层叠部是第一反射膜层叠在第一电极上的结构。S卩、在第一基板上形成了第一电极之后，形成第一反射膜。这里，如果在形成第一电极之前，在第一基板上形成第一反射膜，则在形成第一电极时，该第一反射膜会易于劣化，会产生波长可变干涉滤波器的分辨率下降等问题。与其相反，通过先在第一基板上形成第一电极之后，再形成第一反射膜，可以抑制制造工序中的第一反射膜的劣化。因此，能够形成反射特性良好的第一反射膜，可以抑制波长可变干涉滤波器的分辨率下降。优选在本发明的波长可变干涉滤波器中，还具备与所述第二反射膜连接的反射膜连接电极。在本发明中，由于反射膜连接电极与第二反射膜连接，因此，可以从该反射膜连接电极释放滞留在第二反射膜上的电荷，可以更加可靠地防止在第一反射膜和第二反射膜之间产生静电力。因此，通过控制施加在第一电极和第二电极上的电压，可以高精度地控制反射膜间间隙。此外，也可以将反射膜连接电极与第一电极设定为等电位，在这种情况下，也不会在第一反射膜和第二反射膜之间产生静电引力，因此，可以容易且高精度地实施反射膜间间隙的控制。本发明的光模块具备上述那样的波长可变干涉滤波器；以及检测部，用于检测由所述波长可变干涉滤波器取出的光。如上所述，本发明的波长可变干涉滤波器，即使在第一 反射膜带电的情况下，也能够使该电荷从第一电极释放，因此，不会在反射膜间间隙中产生静电力，可以准确地控制反射膜间间隙的尺寸。由此，在波长可变干涉滤波器中，可以高精度地使期望波长的光透过或者反射而取出。并且，在具备这样的波长可变干涉滤波器的光模块中，通过由检测部检测波长可变干涉滤波器所取出的期望波长的光的光量，可以准确地检测该期望波长的光的光量。优选在本发明的光模块中，所述波长可变干涉滤波器具备与所述第二反射膜连接的反射膜连接电极，所述光模块具备使所述反射膜连接电极与所述第一电极成为等电位的电压控制部。在本发明中，电压控制部将与第二反射膜连接的反射膜连接电极和第一电极设定为等电位。由此，第一反射膜和第二反射膜之间的电位差为0，因此，在第一反射膜和第二反射膜之间没有产生静电引力，可以高精度地控制反射膜间间隙的尺寸。本发明的电子设备具备上述的光模块。根据本发明，由于电子设备具备具有上述的波长可变干涉滤波器的光模块，因此，可以根据高精度地检测出的期望波长的光的光量，实施电子设备中的各种电子处理。


图I是表示本发明所涉及的一实施方式的测色装置的概略结构的框图。图2是本实施方式的波长可变干涉滤波器的俯视图。图3是本实施方式的波长可变干涉滤波器的截面图。图4是表示其他实施方式的波长可变干涉滤波器的概略结构的截面图。图5是表示其他实施方式的波长可变干涉滤波器的概略结构的截面图。图6是作为本发明的电子设备的其它示例的气体检测装置的示意图。图7是图6的气体检测装置的框图。图8是表示作为本发明的电子设备的其它示例的食物分析装置的结构的框图。图9是作为本发明的电子设备的其它示例的分光照相机的示意图。
具体实施例方式下面，根据附图对本发明所涉及的一实施方式进行说明。I.测色装置的概略结构图I是表示本实施方式的测色装置I (电子设备)的结构概略的框图。如图I所示，该测色装置I具备向检查对象A射出光的光源装置2、测色传感器3(光模块)以及控制测色装置I的整体动作的控制装置4。此外，该测色装置I是一种如下所述的装置使检查对象A反射由光源装置2射出的光，由测色传感器3接收所反射的检查对象光，根据从测色传感器3输出的检测信号来分析、测定对象光的色度、即检查对象A的颜色。2.光源装置的结构光源装置2具备光源21和多个透镜22 (在图I中仅记载有一个)，用于对检查对象A射出白色光。此外，在多个透镜22中，可以包括准直透镜，在这种情况下，光源装置2通过准直透镜将从光源21射出的 白色光变为平行光，再从未图示的投射透镜向检查对象A射出。此外，在本实施方式中，虽然例示了具备光源装置2的测色装置1，但是，例如在检查对象A为液晶面板等发光部件的情况下，也可以形成为不设置光源装置2的结构。3.测色传感器的结构如图I所示，测色传感器3具备波长可变干涉滤波器5 ;检测部31，用于接收透过波长可变干涉滤波器5的光；以及电压控制部32，用于使在波长可变干涉滤波器5中透过的光的波长可变。此外，测色传感器3在与波长可变干涉滤波器5相对的位置上具备用于将检查对象A所反射的反射光(检查对象光)导入至内部的未图示的入射光学透镜。并且，该测色传感器3通过波长可变干涉滤波器5对从入射光学透镜射入的检查对象光中的规定波长的光进行分光，由检测部31接收分光后的光。检测部31由多个光电转换元件构成，用于生成对应于受光量的电信号。并且，检测部31与控制装置4连接，将所生成的电信号作为受光信号输出至控制装置4。3-1.波长可变干涉滤波器的结构图2是表示波长可变干涉滤波器5的概略结构的俯视图，图3是表示波长可变干涉滤波器5的概略结构的截面图。如图2所示，波长可变干涉滤波器5是平面正方形状的板状光学部件。如图3所示，该波长可变干涉滤波器5具备作为本发明的第一基板的固定基板51以及作为本发明的第二基板的可动基板52。这些固定基板51以及可动基板52分别由例如钠玻璃、结晶性玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或者水晶等形成。并且，这些固定基板51和可动基板52通过接合膜53接合形成在外周部附近的第一接合面513、第二接合面523而构成为一体，该接合膜53例如由以硅氧烷为主要成分的等离子体聚合膜等构成。在固定基板51上，设置有构成本发明的第一反射膜的固定反射膜54，在可动基板52上，设置有构成本发明的第二反射膜的可动反射膜55。这里，固定反射膜54被固定在固定基板51的与可动基板52相对的面上，可动反射膜55被固定在可动基板52的与固定基板51相对的面上。此外,这些固定反射膜54以及可动反射膜55隔着反射膜间间隙Gl而相对配置。并且，在波长可变干涉滤波器5中，设置有用于调整固定反射膜54和可动反射膜55之间的反射膜间间隙Gl的尺寸的静电致动器56。该静电致动器56具备作为本发明的第一电极的固定电极561,该固定电极561设置在固定基板51 —侧；作为本发明的第二电极的可动电极562，该可动电极562设置在可动基板52 —侧。这里，既可以是固定电极561和可动电极562分别被直接设置在固定基板51和可动基板562的基板表面上的结构，也可以是固定电极561和可动电极562分别隔着其它膜部件而设置在固定基板51和可动基板562的基板表面上的结构。此外，在从固定基板51 (可动基板52)的基板厚度方向来观察波长可变干涉滤波器5的、如图2所示的俯视图(以后，称作滤波器俯视图)中，固定基板51以及可动基板52的平面中心点O与固定反射膜54以及可动反射膜55的中心点一致，并且与后述的可动部521的中心点一致。3-1-1.固定基板的结构固定基板51通过加工厚度形成为例如500 μ m的玻璃基材而形成。具体而言，如图3所示，在固定基板51上，通过蚀刻形成电极形成槽511和反射膜固定部512。该固定基板51形成为相对于可动基板52而言厚度尺寸更大，不存在由于在固定电极561和可动电 极562之间施加电压时的静电引力或者固定电极561的内部应力而引起的固定基板51弯 曲。在滤波器俯视图中，电极形成槽511形成为以固定基板51的平面中心点O为中心的环状。在所述俯视图中，反射膜固定部512形成为从电极形成槽511的中心部向可动基板52侧突出。这里，电极形成槽511的槽底面成为作为本发明的第一电极面的固定电极面511A，反射膜固定部512的突出顶端面成为本发明的反射膜固定面512A。此外，在固定基板51上，设置有从电极形成槽511向固定基板51的外周边缘的各顶点Cl、C2、C3方向延伸出的三个电极引出槽(未图示)。在固定基板51的固定相对面51A上，形成有以平面中心点O为中心的环状的固定电极561。这里，作为固定电极561的环状形状，更优选形成为圆环状。此外，作为该圆环形状，还包括固定引出电极563从该圆环形状的一部分突出的结构；欠缺圆环的一部分的结构；以及圆环的一部分被切断而呈大致C字状的结构。此外，也可以是在这些固定电极561上层叠用于防止固定电极561和可动电极562之间的放电的绝缘膜的结构。此外，在固定基板51上，形成有从固定电极561的外周边缘延伸出的固定引出电极563。具体而言，该固定引出电极563形成为从固定电极561的外周边缘中最接近于顶点Cl的位置、沿着在朝向顶点Cl的方向上延伸的电极形成槽上而直至顶点Cl。而且，固定引出电极563的顶端部(位于固定基板51的顶点Cl的部分)构成固定电极焊盘563P。此外，在固定基板51上，在从电极形成槽511朝向固定基板51的顶点C2、C3的方向上形成的电极引出槽中，分别设置有第一对置电极581、第二对置电极582。这些第一对置电极581和第二对置电极582与固定电极561绝缘。此外,这些第一对置电极581和第二对置电极582的顶端部(位于固定基板51的顶点C2、C3的部分)分别构成第一对置电极焊盘58IP和第二对置电极焊盘582P。如上所述，反射膜固定部512在与电极形成槽511同轴上形成为直径尺寸小于电极形成槽511的大致圆柱状，该反射膜固定部512的与可动基板52相对的面(突出顶端面)成为本发明的反射膜固定面512A。这里，如上所述，该反射膜固定部512形成为从电极形成槽511向可动基板52侧突出。因此，反射膜固定面512A位于比固定电极面511A更接近于可动基板52的位置。SP、在本实施方式中，电极间间隙G2的尺寸形成为大于反射膜间间隙Gl的尺寸。此外，电极形成槽511以及反射膜固定部512是通过对固定基板51的一面侧进行蚀刻(湿式蚀刻)而形成的，因此，反射膜固定部512的外周侧面512B不是与固定基板51的基板厚度方向平行的面，而是成为从反射膜固定面512A向固定电极面511A缓缓弯曲的曲面形状。而且，设置有固定反射膜54以覆盖反射膜固定面512A、外周侧面512B、进而直至设置在固定电极面51IA上的环状的固定电极561的内周部分。这里，由固定反射膜54和固定电极561层叠的部分构成层叠部57。如图2所示，该固定反射膜54在过滤器俯视图中，形成为以平面中心点O为中心的圆形。因此，层叠部57也成为沿着以平面中心点O为中心的假想圆的环形。作为该固定反射膜54,可以使用导电体。作为导电体的膜,例如可以使用Ag或者Ag合金的单层膜。在电介质多层膜的情况下，例如可以使用将高折射层设定为TiO2、低折射层设定为SiO2的电介质多层膜。这样的固定反射膜54通过层叠部57而与固定电极561面接触,从而与固定电极 561电导通。由此，在固定反射膜54带电的情况下，也能够使滞留的电荷漏到固定电极561。此外，作为固定反射膜54，在金属膜上层叠作为绝缘体的电介质膜及其多层膜来进行使用时，至少在层叠部57中的与固定电极561的面接触部上，使金属膜与固定电极561直接接触并且电导通。由此，在固定反射膜54带电的情况下，也能够使滞留在金属膜以及金属膜与绝缘膜的界面附近的电荷漏到固定电极561。并且，固定基板51在与可动基板52相反一侧的面上,在与固定反射膜54相对应的位置上形成有省略图示的反射防止膜。该反射防止膜通过交替地层叠低折射率膜和高折射率膜而形成，使固定基板51的表面上的可视光的反射率下降，使透过率增大。3-1-2.可动基板的结构可动基板52是通过蚀刻来加工厚度形成为例如200 μ m的玻璃基材而形成的。具体而言，可动基板52具备圆形的可动部521，该可动部521在图2所示的滤波器俯视图中，以平面中心点O为中心；保持部522，该保持部522与可动部521同轴，并且保持可动部521。此外，如图2所示，在可动基板52上，与固定基板51的各顶点C1、C2、C3相对应地形成有切口部524，在从可动基板52 —侧观察到的波长可变干涉滤波器5的面上，露出固定电极焊盘563P、第一对置电极焊盘581P以及第二对置电极焊盘582P。可动部521形成为与保持部522相比厚度尺寸更大，例如，在本实施方式中，形成为与可动基板52的厚度尺寸相同的尺寸、S卩200 μ m。此外，可动部521在滤波器俯视图中，形成为至少比固定电极561的外周边缘的直径尺寸大的直径尺寸。而且，可动部521的与固定基板51相对的面成为平行于反射膜固定面512A的可动面521A，在该可动面521A上，固定隔着反射膜间间隙Gl而与固定反射膜54相对的可动反射膜55以及隔着电极间间隙G2而与固定电极561相对的可动电极562。可动反射膜55可以使用与上述的固定反射膜54相同结构的反射膜。此外，在可动基板52上，形成有从可动反射膜55的外周边缘延伸出的反射膜连接电极551。该反射膜连接电极551从可动反射膜55的外周边缘中最接近于顶点C2的位置向顶点C2延伸。作为该反射膜连接电极551，只要是具有导电性即可，例如在可动反射膜55为银合金等导电性金属的情况下，可以使用与可动反射膜55同样的材料，在形成可动反射膜55时图案化形成反射膜连接电极551。此外，也可以是与可动反射膜55不同的部件，在这种情况下，例如利用与可动电极562相同的材料来形成反射膜连接电极551，从而可以在形成可动电极562时图案化形成反射膜连接电极551。而且，该反射膜连接电极551在可动基板52的外周边缘的附近，通过例如Ag浆等导电性部件58，与形成在固定基板51的顶点C2的位置上的第一对置电极581 (第一对置电极焊盘581P)电连接。由此，能够从位于固定基板51的顶点C2的第一对置电极焊盘581P除去可动反射膜55的带电。此外，在滤波器俯视图中，设置在可动面52IA上的可动电极562形成在固定电极561重叠的区域且形成为对应于顶点C2的部分开口的C字状，反射膜连接电极551朝向顶点C2而形成在该C字开口部分上。此外，可动电极562的宽度尺寸形成为与固定电极561的环宽尺寸(内周边缘的半径与外周边缘的半径之差)相同的尺寸。并且，在可动基板52上，形成有从可动电极562的外周边缘延伸出的可动引出电极564。该可动引出电极564从可动电极562的最接近于顶点C3的位置向顶点C3延伸。而 且，该可动引出电极564在可动基板52的外周边缘的附近，通过例如Ag浆等导电性部件，与形成在固定基板51的顶点C3的位置上的第二对置电极582(第二对置电极焊盘582P)电连接。并且，可动部521在与固定基板51相反一侧的面上，形成有省略图示的反射防止膜。该反射防止膜具有与形成在固定基板51上的反射防止膜同样的结构，通过交替地层叠低折射率膜和高折射率膜而形成。保持部522是包围可动部521的周围的隔膜(diaphragm)，例如厚度尺寸形成为50 μ m，针对厚度方向的刚性形成得比可动部521小。因此，保持部522比可动部521更易于弯曲，基于微弱的静电引力就能够使其向固定基板51侧弯曲。此时，可动部521由于与保持部522相比厚度尺寸更大、刚性更大，因此，即使在基于静电引力而导致使可动基板52弯曲的力发生作用的情况下，可动部521也几乎没有弯曲，也可以防止形成在可动部521上的可动反射膜55的弯曲。此外，在本实施方式中，虽然例示了隔膜状的保持部522，但并不限定于此，例如，可以是设置以平面中心点为中心、以等角度间隔配置的梁状的保持部的结构等。3-2.电压控制单元的结构 电压控制部32与固定电极焊盘563P、第一对置电极焊盘581P、第二对置电极焊盘582P连接，基于从控制装置4输入的控制信号，将这些固定电极焊盘563P、第一对置电极焊盘581P以及第二对置电极焊盘582P设定为规定的电位，从而在静电致动器56上施加电压而使其驱动。具体而言，电压控制部32使第一对置电极焊盘581P和固定电极焊盘563P接地，对第二对置电极焊盘582P设定用于将反射膜间间隙Gl设定为规定尺寸的电位。由此，在与固定电极焊盘563P连接的固定电极561和与第二对置电极焊盘582P连接的可动电极562之间施加电压，可动部521基于静电引力向固定基板51侧移动，反射膜间间隙Gl的尺寸被设定为规定值。此时，由于第一对置电极焊盘581P以及固定电极焊盘563P两者均接地，因而即使固定反射膜54和可动反射膜55带电，也能够使电荷释放，从而不会使由于带电所产生的静电力作用于固定反射膜54和可动反射膜55之间。因此,在设定反射膜间间隙Gl时，无需考虑作用于固定反射膜54和可动反射膜55之间的静电力，仅通过设定固定电极561和可动电极562之间的电压，即可高精度地将反射膜间间隙Gl设定为所期望的目标值。此外，在本实施方式中，虽然是形成为将第一对置电极焊盘581P和固定电极焊盘563P接地的结构，但也可以是能够设定规定电位的结构，在这种情况下，第二对置电极焊盘582P的设定电位与固定电极焊盘563P的设定电位的电位差可以作为驱动电压而被施加于静电致动器56，从而能够控制反射膜间间隙Gl的尺寸。此外，在这种情况下，也可以通过将第一对置电极焊盘581P和固定电极焊盘563P设定为等电位,从而固定反射膜54和可动反射膜55变为等电位，使反射膜间间隙Gl间的静电引力消失。此外，电压控制部32可以形成为如下所述的结构使第二对置电极焊盘582P接地，在第一对置电极焊盘58IP和固定电极焊盘563P上设定用于驱动静电致动器56的电位。在这种情况下，电压控制部32也能够通过基于第一对置电极焊盘581P和固定电极焊盘563P上设定的电位的外加电压，而使静电致动器56驱动。而且，通过在第一对置电极焊 盘581P和固定电极焊盘563P上设定等电位，在固定反射膜54和可动反射膜55之间不作用静电引力，利用设定在第一对置电极焊盘581P和固定电极焊盘563P上的电位，即可高精度地控制反射膜间间隙G1。4.控制装置的结构控制装置4控制测色装置I的整体动作。作为该控制装置4，可以使用例如通用个人电脑、便携式信息终端以及其它测色专用电脑等。而且，如图I所示，控制装置4构成为具备光源控制部41、测色传感器控制部42以及构成本发明的分析处理部的测色处理部43等。光源控制部41与光源装置2连接。并且，光源控制部41根据例如用户的设定输入，将规定的控制信号输出至光源装置2，使规定亮度的白色光从光源装置2射出。测色传感器控制部42与测色传感器3连接。并且，测色传感器42根据例如用户的设定输入，设定由测色传感器3接收到的光的波长，并将内容为检测该波长光的受光量的控制信号输出至测色传感器3。由此，测色传感器3的电压控制部32根据控制信号，设定对于静电致动器56的外加电压，以仅使用户所期望的光的波长透过。测色处理部43根据由检测部31检测出的受光量，分析检查对象A的色度。5.实施方式的作用效果如上所述，在本实施方式所涉及的波长可变干涉滤波器5中，固定基板51具有与可动基板52的距离不同的固定电极面51IA和反射膜固定面512A，在固定电极面51IA上设置有固定电极561,以从反射膜固定面512A直至覆盖固定电极面511A的一部分的方式设置有固定反射膜54。并且，固定反射膜54的外周部层叠在固定电极561的内周部，由它们的层叠体形成了层叠部57。因此，在层叠部57中，通过固定反射膜54与固定电极561面接触，固定反射膜54与固定电极561电导通，即使在固定反射膜54带电的情况下，也可以从固定电极561释放电荷。因此，能够防止由固定反射膜54和可动反射膜55的带电而产生静电力，可以容易且高精度地实施基于电压控制部32的反射膜间间隙Gl的尺寸的调整。此时，在层叠部57中，通过固定反射膜54与固定电极561面接触，能够可靠地确保固定反射膜54和固定电极561的导通，能够使固定反射膜54的电荷释放至固定电极561。此外,虽然通过层叠固定反射膜54和固定电极561而使层叠部57的厚度尺寸比固定反射膜54或者固定电极561大，但是，由于层叠部57设置在与可动基板52的距离较大的固定电极面511A上，因此，不会由于层叠部57的厚度而妨碍反射膜间间隙Gl的可变范围，能够充分地确保反射膜间间隙Gl的可变区域。此外，在固定基板51上，反射膜固定面512A形成为从固定电极面511A向可动基板52侧突出，电极间间隙G2的尺寸大于反射膜间间隙Gl的尺寸。因此，反射膜间间隙Gl的可变区域形成得较大，能够使测色装置I的可测波段更宽。此外，固定电极561、可动电极562之间的静电引力的控制变得容易，能够更高精度地将反射膜间间隙Gl的尺寸设定为所期望的值。并且，在层叠部57中，固定反射膜54层叠在固定电极561上。在制造时,这样的波长可变干涉滤波器5可以通过在固定电极561成膜之后，再使固定反射膜54成膜而容易地形成，此外，由于固定反射膜54在固定电极561之后成膜，因此，能够抑制在制造时固定 反射膜54受损。而且，在可动反射膜55上连接有反射膜连接电极551，反射膜连接电极551经由第一对置电极焊盘581P而与电压控制部32连接并接地。因此，即使在可动反射膜55带电的情况下，也可以使电荷从反射膜连接电极551释放，可以更加可靠地防止在固定反射膜54和可动反射膜55之间产生静电力。此外，作为设定在第一对置电极焊盘58IP和固定电极焊盘563P上的电位，不仅限于接地的O电位，只要通过电压控制部32将第一对置电极焊盘581P和固定电极焊盘563P设定为等电位即可。在这种情况下，由于固定反射膜54和可动反射膜55成为等电位，因此，也可以防止在固定反射膜54和可动反射膜55之间产生静电引力。实施方式的变形此外，本发明并非限定于上述的实施方式，在能够达到本发明目的的范围内的变形、改良等均包含在本发明之内。例如，在上述实施方式中，虽然示出了将第一基板作为固定基板51，在固定基板51上设置形成在不同高度位置上的固定电极面511A和反射膜固定面512A的示例，但是，如图4所示，也可以是将第一基板作为可动基板52的结构。图4是表示其它实施方式中的波长可变干涉滤波器5A的概略结构的截面图。如图4所示，波长可变干涉滤波器5A具备固定基板51和可动基板52。固定基板51具有具有固定电极面51IA的电极形成槽511 ;以及具有反射膜固定面512A的反射膜固定部512。这里，与上述实施方式不同，固定电极561和反射膜54分别独立地设置在固定电极面51IA上和反射膜固定面512A上。此外，虽然省略了图示，但是，固定电极561在滤波器俯视图中，形成为大致C字状，在C字开口部，与固定反射膜54连接的反射膜连接电极形成为向固定基板51的测色装置I的顶点(例如，图2中的顶点C2)延伸。另一方面，可动基板52具备从可动部521向固定基板51侧突出的突出部525和电极形成凹部526。这里，突出部525的突出顶端面(突出面525A)构成本发明的第一反射膜固定面，电极形成凹部526的底面526A构成本发明的第一电极面,底面526A形成为与固定基板51的距离大于突出面525A与固定基板51的距离。而且，在底面526A上，在滤波器俯视图中与固定电极561重叠的位置上，设置有隔着电极间间隙G2而与固定电极561相对的可动电极562。此外，在突出面525A上，设置有隔着反射膜间间隙Gl而与固定反射膜54相对的可动反射膜55，该可动反射膜55以从突出面525A直至覆盖底面526A的一部分的方式而设置。并且，可动反射膜55的外周部层叠在可动电极562的内周部，构成层叠部57A。在这样的波长可变干涉滤波器5A中，也与上述的波长可变干涉滤波器5同样，即使在可动反射膜55带电的情况下，也可以使电荷释放至可动电极562。此外，即使在固定反射膜54带电的情况下，也可以通过反射膜连接电极而使电荷释放。因此，没有静电引力作用于固定反射膜54和可动反射膜55之间，可以通过控制施加在固定电极561和可动电极562之间的电压高精度地设定反射膜间间隙Gl的尺寸。此外，在上述实施方式和图4所示的示例中，虽然示出了由彼此相对的一对电极(固定电极561和可动电极562)构成静电致动器56的示例,但是,如图5所示,也可以是由多个电极形成静电致动器56的结构。图5是表示其它实施方式的波长可变干涉滤波器5B的概略结构的截面图。在图5所示的波长可变干涉滤波器5B中，由内侧可动电极562A与外侧可动电极562B构成可动电极562。在这样的波长可变干涉滤波器5B中，通过分别单独地控制施加在内侧可动电极562A和固定电极561间的电压、施加在外侧可动电极562B和固定电极561间的电压，能够更加高精度地设定可动部521的位移量。并且，在上述实施方式中，如图3所示，示出了如下所述的示例反射膜固定部512的与可动基板52相对的反射膜固定面512A形成为比固定电极面511A更接近于可动基板52，电极间间隙G2的尺寸大于反射膜间间隙Gl的尺寸，但是，并不限定于此。可以根据通过该波长可变干涉滤波器5而使其透过的光的波段(测定波段)、即反射膜间间隙Gl的可变范围、电极间间隙G2的尺寸、固定反射膜54或者可动反射膜55的厚度尺寸等来适当设定固定电极面511A和反射膜固定面512A的高度位置。因此，例如也可以是在固定电极面511A的中心部形成圆柱凹槽上的反射膜固定槽、在该反射膜固定槽的底面上形成反射膜固定面的结构等。在这种情况下，通过在与可动基板52的距离变大的反射膜固定槽的底面上，设置固定反射膜54与固定电极561层叠的层叠部57，可以避免由于层叠部57的厚度尺寸而使电极间间隙G2的可变量受到限制的问题。此外，在上述实施方式中，作为第一电极，例示了构成静电致动器56的固定电极561，但是，并不限定于此。例如，可以在固定基板51的固定电极面511A上设置用于除去固定反射膜54的电荷的带电除去电极，通过固定反射膜54层叠在该带电除去电极上，从而来除去带电。此外，在图4所示的示例中，也是固定反射膜54与未图示的反射膜连接线连接，并从该反射膜连接线除去带电，但是，也可以是例如在固定基板51的固定电极面511A上形成带电除去电极，并使固定反射膜54层叠在该带电除去电极上的结构。在这种情况下，带电除去电极与固定反射膜54的层叠体形成在与反射膜固定面512A相比与可动基板52的距离更大的固定电极面511A上，因此，不会由于该层叠体的厚度而使反射膜间间隙Gl的可变范围变窄，并且，通过使带电除去电极与固定反射膜54面接触，即使在固定反射膜54带电、的情况下，也能够更加可靠地使电荷释放。此外，在上述实施方式以及图4、图5所示的示例中，虽然示出了电极间间隙G2大于反射膜间间隙Gl的结构，但是，也可以是例如电极间间隙G2小于反射膜间间隙Gl的结构。在这种情况下，虽然反射膜间间隙Gl的可变范围会受到电极间间隙G2的限制，但只要是对于作为测定对象的波段可以确保足够的尺寸的情况等，则不会成为问题。但是，如上所述，由于静电引力以与距离的平方成反比的方式而增大，因此，如果电极间间隙G2的距离变小，则难以进行反射膜间间隙Gl的控制。此外，层叠部57虽然是通过在固定电极561上层叠固定反射膜54而构成的，但也可以是在固定反射膜54上层叠固定电极的结构。在这种情况下，作为固定反射膜54，如果使用例如银合金等易于劣化的材料，则有可能在固定反射膜54形成后的形成固定电极561时产生劣化,但是,通过例如对形成后的固定反射膜54进行遮蔽(masking)等，虽然工序数会增大，但也能够抑制劣化。此外，在固定反射膜54劣化时，通常劣化从外周边缘开始进行，而如果是固定反射膜54的外周边缘被 固定电极561覆盖的结构，则可以抑制固定反射膜54的劣化进行。作为本发明的电子设备，虽然示出了测色装置1，但除此之外，也能够根据各种领域，使用本发明的波长可变干涉滤波器、光模块、电子设备。例如，能够用作用于检测特定物质存在的光基系统(a light-based system)。作为这样的系统，例如，能够例示出采用使用了本发明的波长可变干涉滤波器的分光计测方式而高灵敏度检测特定气体的车载用漏气检测器或者呼吸检查用的光声气体检测器等气体检测装置。下面，根据附图对这样的气体检测装置的一个示例进行说明。图6是表示具备波长可变干涉滤波器的气体检测装置的一个示例的示意图。图7是表示图6的气体检测装置的控制系统的结构的框图。如图6所示，该气体检测装置100构成为具备传感器芯片110、流路120和主体部130，该流路120具备吸引口 120A、吸引流路120B、排出流路120C以及排出口 120D。主体部130由检测装置(光模块)、对检测到的信号进行处理并控制检测部的控制部138、用于供给电力的电力供给部139等构成，该检测装置包括具有可拆装流路120的开口的传感器部盖131、排出单元133、壳体134、光学部135、滤波器136、波长可变干涉滤波器5以及受光元件137 (检测部)。此外，光学部135由射出光的光源135A、将从光源135A射入的光反射至传感器芯片110侧，再使从传感器芯片侧射入的光透过到受光元件137侧的光分束器(a beam splitter) 135B、透镜135C、135D、135E构成。虽然示出了使用波长可变干涉滤波器5的结构，但是，也可以是使用上述的波长可变干涉滤波器5A、5B的结构。此外，如图7所示，在气体检测装置100的表面上，设置有操作面板140、显示部141、用于与外部接口的连接部142、电力供给部139。在电力供给部139是二次电池的情况下，也可以具备用于充电的连接部143。并且，如图7所示，气体检测装置100的控制部138具备由CPU等构成的信号处理部144 ;用于控制光源135A的光源驱动器电路145 ;用于控制波长可变干涉滤波器5的电压控制部146 ;用于接收来自受光元件137的信号的受光电路147 ;传感器芯片检测电路149，接收来自传感器芯片检测器148的信号，其中，该传感器芯片检测器148用于读取传感器芯片Iio的代码，检测有无传感器芯片110 ;以及用于控制排出单元133的排出驱动器电路150 ;等等。下面，将对上述那样的气体检测装置100的动作进行说明。在主体部130的上部的传感器部盖131的内部，设置有传感器芯片检测器148，由该传感器芯片检测器148来检测有无传感器芯片110。信号处理部144在检测出来自传感器芯片检测器148的检测信号的情况下，则判断为是安装有传感器芯片110的状态，并向显示部141发出用于显示可以实施检测动作的内容的显示信号。并且，当例如由用户操作操作面板 140，从操作面板140向信号处理部144输出内容为开始检测处理的指示信号时，首先，信号处理部144将光源动作的信号输出至光源驱动器电路145而使光源135A动作。如果光源135A被驱动,贝U可以从光源135A以单一波长射出直线偏振光稳定的激光。此外，在光源135A中，内置有温度传感、光量传感器,其信息向信号处理部144输出。并且，信号处理部144在根据由光源135A输入的温度或者光量判断为光源135A正在稳定动作的情况下，则控制排出驱动器电路150而使排出单元133动作。由此，含有应该检测的目标物质(气体分子)的气体试料被从吸引口 120A向吸引流路120B、传感器芯片110内、排出流路120C、排出口 120D引导。此外，传感器芯片110是一种组装有多个金属纳米结构体，利用了局部表面等离子体共振的传感器。在这样的传感器芯片110中，通过激光在金属纳米结构体间形成增强电场，如果气体分子进入到该增强电场内，则会产生含有分子振动信息的拉曼散射光和瑞利散射光。这些瑞利散射光或者拉曼散射光通过光学部135射入至滤波器136，瑞利散射光被滤波器136分离，拉曼散射光射入至波长可变干涉滤波器5。并且，信号处理部144控制电压控制部146，调整施加在波长可变干涉滤波器5上的电压，通过波长可变干涉滤波器5使与成为检测对象的气体分子相对应的拉曼散射光分光。然后，当由受光元件137接收分光后的光时，对应于受光量的受光信号则经由受光电路147而被输出至信号处理部144。信号处理部144比较如上述那样得到的、与成为检测对象的气体分子相对应的拉曼散射光的光谱数据与ROM中存储的数据，判定是否为目标气体分子，并进行物质的确定。此外，信号处理部144将其结果信息显示在显示部141上，或者从连接部142向外部输出。此外，虽然在上述图6和图7中示出了通过波长可变干涉滤波器5对拉曼散射光进行分光，基于分光后的拉曼散射光进行气体检测的气体检测装置100，但是，作为气体检测装置，也可以用作通过检测气体固有的吸光度来确定气体种类的气体检测装置。在该情况下，将使气体流入传感器内部并检测入射光中的被气体吸收的光的气体传感器用作本发明的光模块。并且，将利用这样的气体传感器来分析、判别流入传感器内的气体的气体检测装置作为本发明的电子设备。在这样的结构中，也可以使用本发明的波长可变干涉滤波器来检测气体的成分。此外，作为用于检测特定物质的存在的系统，并不限定于上述的气体检测，还能够例示出利用近红外分光的糖类的非侵入性测定装置或者食物、生物体、矿物等信息的非侵入性测定装置等的物质成分分析装置。下面，作为上述物质成分分析装置的一个示例，对食物分析装置进行说明。图8是表示作为利用了波长可变干涉滤波器5的电子设备的一个示例的食物分析装置的概略结构的示意图。此外，在这里，虽然使用了波长可变干涉滤波器5，但也可以是使用波长可变干涉滤波器5A、5B的结构。如图8所示，该食物分析装置200具备检测器210 (光模块)、控制部220以及显示部230。检测器210具备射出光的光源211、导入从测定对象物发出的光的摄像透镜212、对从摄像透镜212导入的光进行分光的波长可变干涉滤波器5以及检测分光后的光的摄像部213 (检测部)。此外，控制部220具备光源控制部221，用于实施光源211的亮灯/灭灯控制、亮灯时的亮度控制；电压控制部222，用于控制波长可变干涉滤波器5 ;检测控制部223，用于控制摄像部213，并取得由摄像部213拍摄到的分光图像；信号处理部224 ；以及存储部225。 在该食物分析装置200中，当使系统驱动时，则由光源控制部221控制光源211，从光源211对测定对象物照射光。并且，在测定对象物上反射的光通过摄像透镜212而射入至波长可变干涉滤波器5。波长可变干涉滤波器5通过电压控制部222的控制而被施加有可以对期望的波长进行分光的电压，被分光后的光被例如CCD照相机等构成的摄像部213拍摄。此外，被拍摄后的光作为分光图像而被储存在存储部225中。此外，信号处理部224控制电压控制部222而使施加在波长可变干涉滤波器5上的电压值发生变化，取得对应于各波长的分光图像。并且，信号处理部224对储存在存储部225的各图像中的各像素数据进行运算处理，求出各像素中的光谱。此外，在存储部225中，存储有例如对应于光谱的食物成分的相关信息，信号处理部224以存储部225中所存储的食物的相关信息为依据，分析所求出的光谱的数据，求出检测对象中所含有的食物成分及其含量。此外，根据所得到的食物成分和含量，还可以算出食物热量和鲜度等。并且，通过分析图像内的光谱分布，还可以实施检查对象的食物中鲜度正在下降的部分的提取等，此外，还可以实施食物内所含有的异物等的检测。并且，信号处理部224进行使如上述那样得到的、检查对象的食物的成分或者含量、热量或者鲜度等信息显示在显示部230上的处理。此外，在图8中，虽然示出了食物分析装置200的示例，但利用大致相同的结构，也可以用作上述那样的其他信息的非侵入性测定装置。例如，可以用作血液等体液成分的测定、分析等分析生物体成分的生物体分析装置。作为这样的生物体分析装置，作为例如测定血液等体液成分的装置，如果是检测乙醇的装置，则可以用作检测驾驶员的饮酒状态的酒驾防止装置。此外，也可以用作具备这样的生物体分析装置的电子内窥镜系统。并且，也可以用作实施矿物的成分分析的矿物分析装置。并且，作为本发明的波长可变干涉滤波器、光模块、电子设备，可以适用于如下所述的装置。例如，通过使各波长的光的强度随时间而变化，可以利用各波长的光来使数据传送，在这种情况下，通过利用设置在光模块中的波长可变干涉滤波器将特定波长的光分光，由受光部进行光接收，可以提取出由特定波长的光传送的数据，利用具备这样的数据提取用光模块的电子设备，也可以通过处理各波长的光的数据，从而实施光通信。此外，作为电子设备，也可以适用于通过由本发明的波长可变干涉滤波器对光进行分光，从而拍摄分光图像的分光照相机、分光分析器等。作为这样的分光照相机的一个不例，可以列举出内置有波长可变干涉滤波器的红外线照相机。图9是表示分光照相机的概略结构的示意图。如图9所示，分光照相机300具有照相机主体310、摄像透镜单元320、摄像部330 (检测部)。照相机主体310是由用户进行把持、操作的部分。摄像透镜单元320设置在照相机主体310 上，用于将射入的图像光导入至摄像部330。此外，该摄像透镜单元320构成为具备物镜321、成像透镜322以及设置在这些透镜之间的波长可变干涉滤波器5。摄像部330由受光元件构成，对由摄像透镜单元320导入的图像光进行拍摄。在这样的分光照相机300中，由波长可变干涉滤波器5使成为摄像对象的波长的光透过，从而可以对期望波长的光的分光图像进行拍摄。并且，也可以将本发明的波长可变干涉滤波器用作带通滤波器，例如，也可以用作光学式激光装置，该光学式激光装置仅使发光元件射出的规定波段的光中的、以规定的波长为中心的窄波段的光在波长可变干涉滤波器中分光并透过。此外，可以将本发明的波长可变干涉滤波器用作生物体认证装置，例如，也可以适用于使用了近红外区域或者可视区域的光的、血管或者指纹、视网膜、虹膜等的认证装置。并且，可以将光模块和电子设备用作浓度检测装置。在这种情况下，利用波长可变干涉滤波器，将从物质射出的红外能量(红外光)分光并分析，从而测定样品中的受检体浓度。如上所述，本发明的波长可变干涉滤波器、光模块以及电子设备也可以适用于从入射光中对规定的光进行分光的任何装置。并且，如上所述，本发明的波长可变干涉滤波器能够用一个设备使多种波长分光，因此可以高精度地实施多种波长的光谱的测定、对多种成分的检测。因此，与利用多个设备来取出所期望的波长的现有装置相比，可以促进光模块或者电子设备的小型化，例如，可以优选用作携带用或者车载用的光学设备。此外，本发明实施时的具体结构在能够达到本发明的目的的范围内能够适当地变更为其他结构等。附图标记说明I测色装置(电子设备)3测色传感器(光模块)5，5A，5B波长可变干涉滤波器31检测部32电压控制部51固定基板(第一基板)52可动基板(第二基板)54固定反射膜(第一反射膜)55可动反射膜(第二反射膜)57, 57A层叠部511A固定电极面(第一电极面)512A反射膜固定面(第一反射膜固定面)551反射膜连接电极561固定电极(第一电极)562可动电极(第二电极)Gl反射膜间间隙G2电极间间隙
权利要求
1.一种波长可变干涉滤波器，其特征在于，具备 第一基板； 第二基板，与所述第一基板相对； 第一反射膜，设置在所述第一基板的与所述第二基板相対的面上； 第二反射膜，设置在所述第二基板的与所述第一基板相対的面上，所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相対；以及 第一电极，设置在所述第一基板的与所述第二基板 相対的面上， 其中，所述第一基板具有 第一反射膜固定面，设置有所述第一反射膜；以及 第一电极面，设置有所述第一电极，所述第一电极面与所述第二基板的距离不同于所述第一反射膜固定面与所述第二基板的距离， 在所述第一反射膜固定面和所述第一电极面的与所述第二基板的距离大的面上，设置层叠有所述第一反射膜和所述第一电极的层叠部。
2.根据权利要求I所述的波长可变干涉滤波器，其特征在干，还具备 第二电极，设置在所述第二基板的与所述第一基板相対的面上，隔着比所述反射膜间间隙大的电极间间隙与所述第一电极相対， 其中，所述层叠部构成为层叠有所述第一反射膜和所述第一电极的外周边缘，所述第一反射膜从所述第一反射膜固定面延伸至覆盖所述第一电极面的一部分。
3.根据权利要求I或2所述的波长可变干涉滤波器，其特征在干， 所述层叠部构成为在所述第一电极上层叠所述第一反射膜。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的波长可变干涉滤波器，其特征在干，还具备 与所述第二反射膜连接的反射膜连接电扱。
5.ー种光模块，其特征在于，具备 权利要求I至4中任一项所述的波长可变干涉滤波器；以及 检测部，用于检测由所述波长可变干涉滤波器取出的光。
6.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于， 所述波长可变干涉滤波器具备与所述第二反射膜连接的反射膜连接电扱， 所述光模块具备使所述反射膜连接电极与所述第一电极成为等电位的电压控制部。
7.—种电子设备,其特征在于,具备 权利要求5或6所述的光模块。
全文摘要
本发明提供一种波长可变干涉滤波器，该波长可变干涉滤波器具备第一基板；第二基板，与第一基板相对；第一反射膜，设置在第一基板的与第二基板相对的面上；第二反射膜，设置在第二基板的与第一基板相对的面上，第二反射膜隔着反射膜间间隙与第一反射膜相对；以及第一电极，设置在第一基板的与第二基板相对的面上，其中，该第一基板具有第一反射膜固定面，设置有第一反射膜；以及第一电极面，设置有第一电极，第一电极面与第二基板的距离不同于第一反射膜固定面与第二基板的距离，在第一反射膜固定面和第一电极面的与第二基板的距离大的面上，设置层叠有第一反射膜和第一电极的层叠部。
文档编号G01J3/02GK102736156SQ20121010642
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者佐野朗, 松野靖史 申请人:精工爱普生株式会社