JP5914972B2 - 光モジュールおよび光分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、入射光から所定波長の光を分光する干渉フィルターを備えた光モジュールおよび光分析装置に関する。

従来、複数波長の光から、特定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルター（光フィルター素子）が知られている（例えば、特許文献１）。
波長可変干渉フィルターでは、互いに平行に保持された一対の基板と、この一対の基板上に互いに対向すると共に一定間隔の光学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、静電力などの外力により反射膜間の光学ギャップの大きさを変化させるようにしている。光学ギャップの大きさを変化させると光学ギャップの大きさに応じた波長の光を選択して透過させることが可能となる。

特開平１１−１４２７５２号公報

ところで、波長可変干渉フィルターにおいて、選択した波長を透過させるためには、その波長に応じた光学ギャップを保持する必要がある。しかしながら、光学ギャップの大きさを保持する際に、外部から干渉フィルターへ振動が伝達されると光学ギャップが変動して、光学ギャップを精度良く維持することが難しくなるという問題がある。このため、光モジュールの分光精度が低下する課題がある。

本発明は、上述のような問題に鑑みて、外部から干渉フィルターへ伝達される振動を低減することができ、分光精度の高い光モジュール、および光分析装置を提供することを目的とする。
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。
本発明の光モジュールは、第一反射膜が設けられた可動基板と、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜が設けられた固定基板と、を備え、前記可動基板と前記固定基板とが接合された干渉フィルターと、前記干渉フィルターを保持する筐体と、を備え、前記可動基板は、前記固定基板の外周縁よりも外側に突出する突出部が設けられており、前記突出部は前記筐体に固定される固定部を有し、前記固定基板は、前記可動基板と前記筐体との間に配置され、前記可動基板と前記筐体との間であって、前記固定基板と前記筐体との間に密閉空間が画定され、前記密閉空間には粘性流体が充填されていることを特徴とする。

［適用例１］本適用例にかかる光モジュールは、第一反射膜が設けられた第一基板と、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜が設けられた第二基板と、を備え、前記第一基板と前記第二基板とが接合された干渉フィルターと、前記干渉フィルターを保持する筐体と、を備え、前記第一基板は、前記第二基板の外周縁よりも外側に突出する突出部が設けられ、前記突出部には前記筐体に固定される固定部を有し、前記第一基板と前記筐体との間に密閉空間が画定され、前記密閉空間には粘性流体が充填されていることを特徴とする。

この構成によれば、光モジュールの第一基板に突出部を備えている。この突出部は、第一基板および第二基板が対向する基板対向領域よりも厚み寸法が小さいために、固定部や第一基板の他の部分よりも変形しやすい。したがって、第一反射膜および第二反射膜が設けられた、第一基板および第二基板が対向する基板対向領域には、その場に留まろうとする力が働き、振動を吸収する。
また、この適用例では、第一基板と筐体とによって閉じられている密閉空間を備え、この密閉空間には液体や気体などの粘性流体が充填されている。この密閉空間は、突出部および基板対向領域の振動に対して反力を与えることで、その振動を減衰させる。
これらのことにより、基板対向領域における振動を抑制することができる。この振動防止は、外部から干渉フィルターへ伝達される振動のうち、第一基板の基板厚み方向に沿った縦振動に対して、特にその振動の伝達を低減できる。
以上により、本適用例によれば、外部から干渉フィルターへ伝達される振動を効果的に低減することができる。そして、光学ギャップを精度良く保持することができるため分光精度の良好な光モジュールを得られる。

［適用例２］上記適用例にかかる光モジュールは、前記密閉空間には液体が充填され、前記液体は光学特性に影響を与えない材料であることが好ましい。

ここで、密閉空間に充填される粘性流体としての液体材料としては、鉱物油、樹脂系、シリコン系材料等を例示することができる。
この適用例では、密閉空間に充填される液体材料は光学特性に影響を与えない無色透明の材料である。このような場合、干渉フィルターにおいて光学特性の劣化を防ぐことができ、分光精度を劣化させることがない。

［適用例３］上記適用例にかかる光モジュールは、前記密閉空間には気体が充填され、前記気体は光学特性に影響を与えず、大気圧以上の圧力を備えていることが好ましい。

ここで、密閉空間に充填される粘性流体としての気体材料としては、空気、窒素等を例示することができる。
この適用例では、密閉空間に充填される気体材料は光学特性に影響を与えない無色透明の材料である。このような場合、干渉フィルターにおいて光学特性の劣化を防ぐことができる。
また、この適用例では、密閉空間に気体材料は大気圧以上の圧力で充填される。このような場合、突出部及び基板対向領域の振動に対して高い反力を与えることができ、その振動を減衰させ、分光精度を劣化させることがない。

［適用例４］上記適用例にかかる光モジュールは、前記突出部は、突出方向の先端側に設けられ、前記筐体に固定される前記固定部と、前記固定部よりも突出方向の基端側に設けられ、前記固定部よりも厚み寸法が小さい振動防止部と、を備え、前記振動防止部には緩衝材が設けられることが好ましい。

この適用例では、第一基板の突出部は、筐体に固定される固定部と、この固定部よりも厚み寸法が小さい振動防止部を備えている。この振動防止部は、固定部よりも厚み寸法が小さいために、固定部や第一基板のその他の部分よりも変形しやすい。したがって、外部から筐体に振動が加わった場合、基板対向領域には、その場に留まろうとする力が働き、振動防止部が撓んで振動を吸収する。これにより、基板対向領域における振動を抑制することができる。この振動防止部は、外部から干渉フィルターへ伝達される振動のうち、第一基板の基板厚み方向に沿った縦振動に対して、特にその振動の伝達を低減できる。
そのため、本適用例によれば、外部から干渉フィルターへ伝達される振動を効果的に低減することができ、光学ギャップを精度良く保持することができる光モジュールを得られる。

［適用例５］本適用例にかかる光分析装置は、前記光モジュールと、光学特性を分析する分析処理部と、を備えた光分析装置であって、前記光モジュールは、前記干渉フィルターにより取り出された光を検出する検出部を備え、前記分析処理部は、前記光モジュールの前記検出部により検出された光に基づいて、前記光の光学特性を分析することを特徴とする。

ここで、光分析装置としては、上記のような光モジュールから出力される電気信号に基づいて、光モジュールに入射した光の色度や明るさ等を分析する光測定器、ガスの吸収波長を検出してガスの種類を検査するガス検出装置、受光した光からその波長の光に含まれるデータを取得する光通信装置等を例示することができる。
この発明では、光分析装置は、上述したような光モジュールを備えている。光モジュールは、上記のように、外部から干渉フィルターへの振動の伝達を低減することができ、光学ギャップを精度良く保持することができる。したがって、このような光モジュールを備えた光分析装置では、高精度な検出結果に基づいて、正確な光分析処理を実施することができる。

本発明に係る第一実施形態の測色装置（光分析装置）の概略構成を示す図。 第一実施形態における干渉フィルターおよび筐体の概略構成を示す平面図。 図２における干渉フィルターおよび筐体の断面図。 第一実施形態における干渉フィルターの固定基板の製造工程を示す説明図。 第一実施形態における干渉フィルターの可動基板の製造工程を示す説明図。 第二実施形態における干渉フィルターの概略構成を示す平面図。 図６における干渉フィルターおよび筐体の断面図。 本発明の他の実施形態の光分析装置の一例であるガス検出装置の構成を示す概略図。

［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
〔１．光学装置の全体構成〕
図１は、本発明に係る実施形態の測色装置（光分析装置）の概略構成を示す図である。
この測色装置１は、本発明に係る光分析装置の一例であり、図１に示すように、測定対象Ａに光を射出する光源装置２と、本発明の光モジュールである測色センサー３と、測色装置１の全体動作を制御する制御装置４とを備えている。そして、この測色装置１は、光源装置２から射出される光を測定対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー３にて受光し、測色センサー３から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち測定対象Ａの色を分析して測定する装置である。

〔２．光源装置の構成〕
光源装置２は、光源２１、複数のレンズ２２（図１には１つのみ記載）を備え、測定対象Ａに対して白色光を射出する。複数のレンズ２２には、コリメーターレンズが含まれていてもよく、この場合、光源装置２は、光源２１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから測定対象Ａに向かって射出する。
なお、本実施形態では、光源装置２を備える測色装置１を例示するが、例えば測定対象Ａが発光部材である場合、光源装置２が設けられない構成としてもよい。

〔３．測色センサーの構成〕
測色センサー３は、本発明の光モジュールを構成する。この測色センサー３は、図１に示すように、干渉フィルター５と、干渉フィルター５を透過した光を受光して検出する受光素子３１と、干渉フィルター５に駆動電圧を印加する電圧制御部３２と、を備えている。また、測色センサー３は、干渉フィルター５に対向する位置に、測定対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー３は、干渉フィルター５により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光のみを分光し、分光した光を受光素子３１にて受光する。
受光素子３１は、複数の光電交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、受光素子３１は、制御装置４に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置４に出力する。
なお、この測色センサー３は、後述するように、干渉フィルター５を保持する筐体を備えている。

（３−１．干渉フィルターの構成）
図２は、干渉フィルター５および筐体６を基板厚み方向から見た平面視における平面図であり、図３は、図２における干渉フィルター５および筐体６の断面図である。
干渉フィルター５は、図２に示すように、本発明における第二基板である固定基板５１（図３参照）、および本発明における第一基板である可動基板５２を備えている。これらの２枚の基板５１，５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等、可視光域の光を透過可能な素材により形成されている。そして、これらの２つの基板５１，５２は、図３に示すように、外周縁に沿って形成される接合面５１３，５２３同士が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜５３により接合されることで、一体的に構成されている。

また、固定基板５１と、可動基板５２との間には、固定反射膜５６および可動反射膜５７が設けられる。ここで、固定反射膜５６は、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に固定され、可動反射膜５７は、可動基板５２の固定基板５１に対向する面に固定されている。また、これらの固定反射膜５６および可動反射膜５７は、ギャップを介して対向配置されている。ここで、固定反射膜５６および可動反射膜５７により挟まれる空間を光透過領域Ｇと称す。そして、干渉フィルター５は、この光透過領域Ｇで入射光を多重干渉させ、互いに強め合った光を透過させる。

さらに、固定基板５１と可動基板５２との間には、ギャップの寸法を調整するための、本発明のギャップ可変部である静電アクチュエーター５４が設けられている。この静電アクチュエーター５４は、固定基板５１に設けられる固定電極５４１と、可動基板５２に設けられる可動電極５４２とにより構成されている。

（３−１−１．固定基板の構成）
固定基板５１は、本発明における第二基板を構成する。この固定基板５１は、可動基板５２に対向する対向面に、電極溝５１１およびミラー固定部５１２が、エッチングにより形成されている。
電極溝５１１は、図示は省略するが、基板厚み方向から固定基板５１を見たフィルター平面視において、平面中心点を中心とするリング形状に形成されている。
ミラー固定部５１２は、電極溝５１１と同軸上で、可動基板５２に向かって突出する円筒状に形成されている。

電極溝５１１の溝底面には、静電アクチュエーター５４を構成するリング状の固定電極５４１が形成されている。また、この固定電極５４１は、配線溝に沿って延出される固定電極線５４１Ａが、固定基板５１の外周部に向かって形成されている。そして、この固定電極線５４１Ａの先端である固定電極端子５４１Ｂが電圧制御部３２に接続されている。

また、ミラー固定部５１２の可動基板５２に対向する面には、固定反射膜５６が固定されている。この固定反射膜５６は、例えばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂を積層することで構成された誘電体多層膜であってもよく、Ａｇ合金等の金属膜により構成されるものであってもよい。また、誘電体多層膜と金属膜との双方が積層された構成であってもよい。

そして、固定基板５１の電極溝５１１の外方には、接合面５１３が形成されている。この接合面５１３には、上述したように、固定基板５１および可動基板５２を接合するプラズマ重合膜５３が形成されている。

（３−１−２．可動基板の構成）
可動基板５２は、本発明における第一基板を構成する。この可動基板５２は、固定基板５１に対向しない面がエッチングにより加工されることで、形成される。
この可動基板５２は、図２および図３に示すように、固定基板５１の外周縁よりも外側の周囲を囲み突出する、突出部５２４を備えている。突出部５２４は、可動基板５２の基板中心に対して点対称に設けられている。そして、この突出部５２４は、筐体６に固定される固定部５２５と、固定部５２５よりも厚み寸法が小さい振動防止部５２６とを備えている。固定部５２５は突出先端側に設けられる。また、振動防止部５２６は固定部５２５よりも突出方向の基端側に設けられる。振動防止部５２６は、可動基板５２の基板中心に対して点対称に設けられている。
なお、本実施形態では、この振動防止部５２６には緩衝材７が設けられる。この緩衝材７としては、適宜公知の緩衝材を用いることができ、例えば、樹脂系緩衝材、シリコン系緩衝材、金属系緩衝材が挙げられる。この緩衝材７が振動防止部５２６の振動を減衰させることで、外部から干渉フィルター５へ伝達される振動を低減することができる。

また、この可動基板５２は、基板中心点を中心とした円形筒状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、を備えている。ここで、この保持部５２２の外周径寸法は、固定基板５１の電極溝５１１の外周径寸法よりも僅かに小さい寸法に形成されている。また、この保持部５２２の内周径寸法は、固定基板５１のリング状の固定電極５４１の外周径寸法よりも僅かに大きい寸法に形成されている。

可動部５２１は、撓みを防止するために、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成されている。
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、例えば、可動部の中心に対して点対称となる位置に設けられる複数対の梁構造を有する保持部が設けられる構成としてもよい。

可動部５２１の固定基板５１に対向する面には、固定電極５４１に所定の間隔をあけて対向する、リング状の可動電極５４２が形成されている。ここで、上述したように、この可動電極５４２および前述した固定電極５４１により、静電アクチュエーター５４が構成される。
また、可動電極５４２の外周縁の一部からは、可動基板５２の外周部に向かって、可動電極線５４２Ａが形成され、この可動電極線５４２Ａの先端である可動電極端子５４２Ｂが、電圧制御部３２に接続される。

可動部５２１の固定基板５１に対向する面には、ギャップを介して固定反射膜５６に対向する可動反射膜５７が形成されている。なお、可動反射膜５７の構成は、固定反射膜５６と同一であるため、ここでの説明は省略する。

（３−１−３．筐体の構成）
筐体６は、図３に示すように、干渉フィルター５を保持している。そして、可動基板５２の突出部５２４における固定部５２５は、この筐体６に固定されている。これにより、この干渉フィルター５と筐体６との間には密閉空間５８が形成される。
ここで、筐体６と固定部５２５との接合方法としては、特に限定されず、例えば接着剤を用いる方法等の公知の接合方法を採用することができる。

また、筐体６は、基板中心点を中心とした光透過領域Ｇよりも僅かに大きい寸法の透過光孔６２が干渉フィルター５と対向する面に形成されており、この透過光孔６２は、封止基板６３により塞がれている。この封止基板６３としては、可動基板５２および固定基板５１と同じ素材が好ましく、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等、可視光域の光を透過可能な素材が挙げられる。ここで、透過光孔６２と封止基板６３との接合方法としては、特に限定されず、例えば接着剤を用いる方法等の公知の接合方法を採用することができる。

また、筐体６には、図３に示すように、筐体６を貫通し、密閉空間５８と外部とを連通する連通孔としての充填孔６１が形成されている。充填孔６１は、充填物質５９が注入される孔である。ここで、充填物質５９としては、光学特性を劣化させないものであればいかなるものを用いてもよいが、減衰係数に優れたシリコンオイルを用いることが好ましい。
この充填孔６１は、２箇所に形成されており、充填物質５９が注入された後に、封止材６０により塞がれる。ここで、封止材６０としては、充填孔６１を封止できるのであればいかなるものを用いてもよく、例えば、鉛、銅等の金属材や、樹脂系材、シリコン系材等が挙げられる。

（３−２．電圧制御部の構成）
電圧制御部３２は、制御装置４の制御により、静電アクチュエーター５４の固定電極５４１および可動電極５４２に印加する電圧を制御する。

〔４．制御装置の構成〕
制御装置４は、測色装置１の全体動作を制御する。
この制御装置４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等を用いることができる。
そして、制御装置４は、図１に示すように、光源制御部４１、測色センサー制御部４２、および測色処理部４３を備えて構成されている。
光源制御部４１は、光源装置２に接続されている。そして、光源制御部４１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２に所定の制御信号を出力し、光源装置２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４２は、測色センサー３に接続されている。そして、測色センサー制御部４２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー３にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー３に出力する。これにより、測色センサー３の電圧制御部３２は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター５４への印加電圧を設定する。
測色処理部４３は、受光素子３１により検出された受光量から、測定対象Ａの色度を分析する。

〔５．干渉フィルターの製造方法〕
次に、干渉フィルター５の製造方法について、図面に基づいて説明する。
（５−１．固定基板製造工程）
図４は、干渉フィルター５の固定基板５１の製造工程（固定基板製造工程）を示す説明図である。
まず、固定基板５１の製造素材である母材５１０（厚み寸法が５００μｍの石英ガラス基板）を用意し、母材５１０の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるまで両面を精密研磨する。そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面に電極溝５１１形成用のレジスト８を塗布して、塗布されたレジスト８をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、図４（Ａ）に示すように、電極溝５１１が形成される箇所をパターニングする。
次に、図４（Ｂ）に示すように、電極溝５１１を所望の深さにエッチングし、電極溝５１１を形成する。なお、ここでのエッチングとしては、ウェットエッチングが用いられる。
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面にミラー固定部５１２を形成するためのレジスト８を塗布して、塗布されたレジスト８をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、図４（Ｂ）に示すように、ミラー固定部５１２が形成される箇所をパターニングする。
次に、図４（Ｃ）に示すように、ミラー固定部５１２を所望の位置までエッチングした後、レジスト８を除去することで、電極溝５１１およびミラー固定部５１２が形成される。

この後、図４（Ｄ）に示すように、ミラー固定部５１２に、固定反射膜５６を形成し、電極溝５１１に固定電極５４１（固定電極線５４１Ａおよび固定電極端子５４１Ｂを含む）を形成する。具体的には、固定反射膜５６は、リフトオフプロセスにより成膜される。すなわち、フォトリソグラフィ法等により、固定基板５１上の反射膜形成部分以外にレジスト（リフトオフパターン）を成膜する。そして、固定反射膜５６を成膜した後、リフトオフにより、ミラー固定部５１２以外の反射膜を除去する。また、固定電極５４１、固定電極線５４１Ａおよび固定電極端子５４１Ｂは、固定基板５１上に形成した電極を構成する材料からなる膜に対してフォトリソグラフィ法およびエッチングを行うことにより、所望の位置に形成される。
さらに、図４（Ｄ）に示すように、接合膜５１３Ａを接合面５１３に形成する。接合膜５１３Ａは、ポリオルガノシロキサンを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜されるプラズマ重合膜であり、厚み寸法は３０ｎｍとする。
以上により、固定基板５１が製造される。

（５−２．可動基板製造工程）
次に、可動基板５２を製造する工程について説明する。
図５は、干渉フィルター５の可動基板５２の製造工程（可動基板製造工程）を示す説明図である。
可動基板５２の形成では、まず、可動基板５２の製造素材である母材５２０（ガラス基板）を用意し、切削等により、例えば厚み寸法を２００μｍの均一厚みに形成する。そして、母材の表面を鏡面研磨加工することで、平均表面粗さＲａが１ｎｍ以下の平滑面にする。

次に、図５（Ａ）に示すように、可動基板５２の一方の面（固定基板５１に対向する面とは反対側の面）側にレジスト８を塗布する。
そして、フォトリソグラフィ法を用いて、保持部５２２および振動防止部５２６を形成するためのレジストパターンを形成し、ウェットエッチングにより加工して、図５（Ｂ）に示すような可動部５２１、保持部５２２、固定部５２５および振動防止部５２６を形成する。
なお、本実施形態では、振動防止部５２６の厚み寸法が保持部５２２の厚み寸法と同一であるために、このように、振動防止部５２６および保持部５２２を同一の工程で形成することができる。

その後、図５（Ｃ）に示すように、可動基板５２の他方の面（固定基板５１に対向する面）側の可動部５２１に対応する位置に可動反射膜５７を形成し、可動部５２１に対応する位置に可動電極５４２（可動電極線５４２Ａ、可動電極端子５４２Ｂを含む）を形成する。この可動反射膜５７は、固定反射膜５６と同様に、リフトオフプロセスにより成膜する。可動電極５４２、可動電極線５４２Ａ、可動電極端子５４２Ｂは、固定電極５４１と同様にフォトリソグラフィ法及びエッチングにより形成する。
また、図５（Ｃ）に示すように、振動防止部５２６に緩衝材７の材料を付着させ固化させて、振動防止部５２６に緩衝材７を形成する。
さらに、図５（Ｃ）に示すように、接合膜５２３Ａを接合面５２３に形成する。接合膜５２３Ａは、ポリオルガノシロキサンを用いたプラズマＣＶＤ法により成膜されるプラズマ重合膜であり、厚み寸法は３０ｎｍとする。
以上により、可動基板５２が製造される。

（５−３．接合工程）
次に、上述のように製造された固定基板５１および可動基板５２を接合する工程（接合工程）について説明する（図２、図３参照）。
この接合工程では、例えば主材料としてポリオルガノシロキサンが用いられたプラズマ重合膜によるシロキサン接合を用いる。すなわち、接合工程では、各接合膜５１３Ａ，５２３Ａを構成するプラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与するために、Ｏ₂プラズマ処理またはＵＶ処理を行う。Ｏ₂プラズマ処理は、Ｏ₂流量３０ｃｃ／分、圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件で３０秒間実施する。また、ＵＶ処理は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理を行う。また、ＵＶ処理は、ＵＶ光源としてエキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用いて３分間処理を行う。プラズマ重合膜に活性化エネルギーを付与した後、２つの基板５１，５２のアライメントを行い、接合膜５１３Ａ，５２３Ａを介して各接合面５１３，５２３を重ね合わせて、接合部分に荷重をかけることにより、基板５１，５２同士を接合させる。
なお、加重をかける場合には、加圧荷重による電極溝５１１およびミラー固定部５１２の撓みを防止するために、電極溝５１１およびミラー固定部５１２以外の部分に荷重がかかるように、可動基板５２上にスペーサー材（例えば、テフロン（登録商標）シート）を挟み込んだ状態で行うことが好ましい。

（５−４．筐体製造工程）
次に、筐体６を製造する工程について説明する（図２、図３参照）。
筐体６の形成では、まず、上述のように製造された干渉フィルター５の固定基板５１が収まる、１ｍｍ以上の深さの凹部を持つ筐体６の製造素材を用意し、切削等により、例えば、直径３．０ｍｍの透過光孔６２を干渉フィルター５と対向する面に形成する。次に、透過光孔６２より僅かに大きく形成された、例えば厚さ５００μｍ、直径３．２ｍｍの封止基板６３（ガラス基板）を用意し、透過光孔６２と封止基板６３を接着剤、例えばエポキシ系樹脂接着剤により接合する。その後、筐体６の干渉フィルター５の固定部５２５と接合する面以外の箇所に、切削等により、例えば、直径１ｍｍの２つの充填孔６１を形成する。
以上により、筐体６が製造される。

（５−５．充填工程）
次に、上述のように製造された干渉フィルター５と筐体６との間にて形成された密閉空間５８へ粘性流体としての充填物質５９を注入する工程（充填工程）について説明する（図３参照）。
この充填工程では、まず、干渉フィルター５の固定部５２５と筐体６とが、例えばエポキシ系樹脂接着剤により接合され、密閉空間５８を干渉フィルター５と筐体６との間に形成する。次に、充填孔６１を介して密閉空間５８に充填物質５９を注入する。この際、充填物質としては、予め設定された所定量を注入する。この所定量は、密閉空間５８を満たすのに必要な量であり、注入テストなどにより予め設定される。充填物質は、一方の充填孔６１から注入されると、密閉空間５８に流入した後、他方の充填孔６１へ流入する。その後、２つの充填孔６１をそれぞれ封止材６０、例えばエポキシ系樹脂材により塞ぐ。

〔６．本実施形態の作用効果〕
上述したように、本実施形態の測色センサー３では、可動基板５２の突出部５２４は、可動基板５２と固定基板５１が対向する基板対向領域よりも厚み寸法が小さいために、固定部５２５や可動基板５２の他の部分よりも変形しやすい。したがって、外部から筐体６に振動が加わった場合、可動反射膜５７および固定反射膜５６が設けられた、可動基板５２および固定基板５１が対向する基板対向領域には、その場に留まろうとする力が働き、振動防止部５２６が撓んで振動を吸収する。これにより、基板対向領域における振動を抑制することができる。この振動防止部５２６は、外部から干渉フィルターへ伝達される振動のうち、可動基板５２の基板厚み方向に沿った縦振動に対して、特にその振動の伝達を低減できる。
また、本実施形態では、可動基板５２と筐体６とによって閉じられている密閉空間５８を備え、この密閉空間には液体や気体などの粘性流体が充填されている。この密閉空間５８は、突出部５２４および基板対向領域の振動に対して反力を与えることで、その振動を減衰できる。
以上により、本実施形態によれば、外部から干渉フィルター５へ伝達される振動を効果的に低減することができる。そして、光学ギャップを精度良く保持することができるため分光精度の良好な光モジュールを得られる。

本実施形態では、密閉空間５８に充填される充填物質５９としては、無色透明なシリコンオイルを使用している。このような場合、干渉フィルター５において光学特性の劣化を防ぐことができる。
以上により、本発明によれば、分光精度を劣化させること無く、外部から干渉フィルター５へ伝達される振動を効果的に低減することができ、光学ギャップを精度良く保持することができる光モジュールを得られる。

［第二実施形態］
次に本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
図６は、第二実施形態における干渉フィルターの概略構成を示す平面図であり、図７は、図６における干渉フィルターおよび筐体の断面図である。なお、以降の説明において、前記第一実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略する。

本実施形態では、固定基板５１の外周縁よりも外側へ突出する２つの突出部５１４が形成されており、さらに、固定部５１５の筐体６が固定される面とは他方の面に、筐体６と同形状の筐体９が固定され、これにより、筐体６と筐体９と固定部５１５とによって形成される密閉空間６４は、干渉フィルター５と筐体９との間に形成される空間と干渉フィルター５と筐体６との間に形成される空間とが連通する点で、前記第一実施形態と相違する。すなわち、本実施形態では、図６および図７に示すように、突出部５１４が筐体６と筐体９に固定される構成となっており、筐体６と筐体９と固定部５１５とによって形成される密閉空間６４に充填孔６１を介して充填物質５９が充填されている。この充填物質５９は、振動防止部５１６が振動した際、振動に対する反力を振動防止部に与えて、振動防止部５１６の振動を減衰させる。これにより、外部から干渉フィルター５へ伝達される振動を低減することができる。

（第二実施形態の作用効果）
本実施形態によれば、前記第一実施形態と同様に、外部から干渉フィルター５へ伝達される振動を低減することができ、光学ギャップを精度良く保持することができる測色センサー３を得られる。
また、本実施形態によれば、突出部５１４は、筐体６と筐体９とに固定されており、筐体６と筐体９と固定部５１５とによって干渉フィルター５の側面を覆う密閉空間６４を形成している。これによれば、振動防止部５１６の両面に満たされた充填物質５９により、振動防止部５１６が振動した際、振動に対する反力を高めることができ、振動防止部５１６の振動を減衰させる。これにより、外部から干渉フィルター５へ伝達される振動を低減することができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、第一、第二実施形態では、固定電極５４１および可動電極５４２を静電アクチュエーター５４の電極として使用したが、これに限らない。例えば、固定電極５４１および可動電極５４２を、反射膜間のギャップ寸法を測定するための静電容量測定電極や、帯電除去電極に接続される帯電除去引出電極として使用してもよい。

また、第一実施形態では、充填物質５９として液体を使用したが、これに限らない。例えば、空気や、窒素等の気体を充填物質５９として使用してもよい。ここで、充填される気体は、密閉空間５８において大気圧よりも高い気圧に保たれていることが好ましい。

また、第一実施形態では、２つの充填孔６１を設けたが、充填孔６１の数は特に限定されない。充填孔６１の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

第二実施形態では、可動基板５２は２つの突出部５１４を備えているが、突出部５１４の数は特に限定されない。突出部５１４の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。ここで、突出部５１４が３つ以上である場合には、特に限定されないが、それぞれを基板中心に対し点対称に設けることが好ましい。
第二実施形態では、可動基板５２に２つの振動防止部５１６を、可動基板５２の基板中心に対して点対称に設けているが、これに限らない。振動防止部５１６は、突出部５１４の固定部５１５よりも突出方向の基端側に適宜設けることができる。

第一実施形態では、振動防止部５２６の厚み寸法を保持部５２２の厚み寸法と同一としたが、これに限らない。
さらに、前記第一実施形態では、可動基板５２の固定部５２５の厚み寸法を可動基板５２の厚み寸法と同一としたが、これに限らない。例えば、固定部５２５の厚み寸法を可動基板５２の厚み寸法よりも厚くしてもよく、薄くしてもよい。

また、第一実施形態において、ミラー固定部５１２の可動基板５２に対向するミラー固定面が、電極固定面よりも可動基板５２に近接して形成される例を示したが、これに限らない。電極固定面およびミラー固定面の高さ位置は、ミラー固定面に固定される固定反射膜５６、および可動基板５２に形成される可動反射膜５７の間のギャップの寸法、固定電極５４１および可動電極５４２の間の寸法、固定反射膜５６や可動反射膜５７の厚み寸法等により適宜設定される。したがって、例えば、電極固定面とミラー固定面とが同一面に形成される構成や、電極固定面の中心部に、円筒凹溝上のミラー固定溝が形成され、このミラー固定溝の底面にミラー固定面が形成される構成としてもよい。

また、電極５４１，５４２間のギャップ（電極間ギャップ）が、反射膜５６，５７間のギャップ（ミラー間ギャップ）よりも大きい場合、ミラー間ギャップを変化させるために大きな駆動電圧が必要となる。これに対して、上記のように、ミラー間ギャップが、電極間ギャップよりも大きくなる場合、ミラー間ギャップを変化させるための駆動電圧を小さくでき、省電力化を図ることができる。また、このような構成の干渉フィルターは、ミラー間ギャップが大きいため、特に長波長域の分光特性測定に対して有効であり、例えば、上述したようなガス分析等に用いる赤外光分析や、光通信を実施するためのモジュールに組み込むことができる。

さらに、干渉フィルター５の可動基板５２にダイアフラム状の保持部５２２を設ける構成としたが、例えば可動部５２１の中心に対して点対称となる位置に設けられた複数の梁状の保持部を設ける構成としてもよい。

本実施形態では、本発明の光モジュールとして、測色センサー３を例示し、光分析装置として、測色センサー３を備えた測色装置１を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、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モジュールとして用いてもよく、このようなガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別するガス検出装置を本発明の光分析装置としてもよい。さらに、光分析装置は、このような光モジュールを備えた分光カメラ、分光分析器等であってもよい。
また、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、光モジュールに設けられた干渉フィルター５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モジュールを備えた光分析装置により、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。

その他、本発明の干渉フィルターを備えた装置の一例として、図８に示すようなガス検出装置が挙げられる。
図８は、干渉フィルターを備えたガス検出装置の一例を示す概略図である。

このガス検出装置１００は、センサーチップ１１０と、吸引流路１２０等の検出の度に交換する消耗品と、繰り返し使用可能な本体部１３０と、から構成されている。
本体部１３０は、消耗品を格納及び交換できるように開閉可能なセンサー部カバー１３１、排出手段１３３、筐体１３４、光源１３５、レンズ１３６，１３７，１３９等により構成された光路形成部、フィルター１４０、干渉フィルター５、受光素子１４１等を含む検出部（光モジュール）と、検出された信号を処理し、検出部を制御する信号処理制御部１４２、電力を供給する電力供給部１４３、外部とのインターフェイスを取るための接続部１４４等から構成されている。

このガス検出装置１００では、排出手段１３３を作動させると、吸引流路１２０、センサーチップ１１０内に、被検出物質を含んだガスが吸引される。このセンサーチップは、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り、光源１３５からの光により金属ナノ構造体間に増強電場が形成される。そして、増強電場内に検出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が発生する。
センサーチップ１１０で発生した散乱光は、フィルター１４０に入射し、フィルター１４０によりレイリー散乱光が分離されて、ラマン散乱光が干渉フィルター５に入射する。そして、干渉フィルター５により検出ガス分子に対応したラマン散乱光を分光し、分光した光を受光素子１４１で受光して光量を取得する。

その他、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等に適宜変更できる。

１…測色装置、３…測色センサー、５…干渉フィルター、６…筐体、７…緩衝材、５１…固定基板、５２…可動基板、５６…固定反射膜、５７…可動反射膜、５８…密閉空間、５９…充填物質、６１…充填孔５２４…突出部、５２５…固定部、５２６…振動防止部。

Claims (5)

1. 第一反射膜が設けられた可動基板と、前記第一反射膜にギャップを介して対向する第二反射膜が設けられた固定基板と、を備え、前記可動基板と前記固定基板とが接合された干渉フィルターと、
   前記干渉フィルターを保持する筐体と、
   を備え、
   前記可動基板は、前記固定基板の外周縁よりも外側に突出する突出部が設けられており、
   前記突出部は前記筐体に固定される固定部を有し、
   前記固定基板は、前記可動基板と前記筐体との間に配置され、
   前記可動基板と前記筐体との間であって、前記固定基板と前記筐体との間に密閉空間が画定され、前記密閉空間には粘性流体が充填されていることを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１に記載の光モジュールにおいて、
   前記密閉空間には液体が充填され、
   前記液体は光学特性に影響を与えない材料であることを特徴とする光モジュール。
3. 請求項１に記載の光モジュールにおいて、
   前記密閉空間には気体が充填され、
   前記気体は光学特性に影響を与えず、大気圧以上の圧力を備えていることを特徴とする光モジュール。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
   前記突出部は、突出方向の先端側に設けられ、前記筐体に固定される前記固定部と、前記固定部よりも突出方向の基端側に設けられ、前記固定部よりも厚み寸法が小さい振動防止部と、を備え、前記振動防止部には緩衝材が設けられることを特徴とする光モジュール。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光モジュールと、
   光学特性を分析する分析処理部と、を備えた光分析装置であって、
   前記光モジュールは、前記干渉フィルターにより取り出された光を検出する検出部を備え、
   前記分析処理部は、前記光モジュールの前記検出部により検出された光に基づいて、前記光の光学特性を分析することを特徴とする光分析装置。

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