波長可變干涉濾波器及其制造方法、光模塊及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了波長可變干涉濾波器及其制造方法、光模塊及電子設(shè)備。波長可變干涉濾波器（5）具備：具有固定反射膜（55）的第一基板（51）、與第一基板（5）1接合且具備可動部（522）及固定于可動部（522）的可動反射膜（56）的第二基板（52）、以及在第一基板（51）的相反側(cè)與第二基板（52）接合的第三基板（53），且波長可變干涉濾波器（5）還包括：通過第一基板（51）和第二基板（52）夾著的第一內(nèi)部空間（581）、連通第一內(nèi)部空間（581）和外部的第一間隙（591）、通過第二基板（52）和第三基板（53）夾著的第二內(nèi)部空間（582）、連通第二內(nèi)部空間（582）和外部的第二間隙（592），第一間隙（591）和第二間隙（592）通過密封材料（518）密封。
【專利說明】波長可變干涉濾波器及其制造方法、光模塊及電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從入射光選擇想要的目標(biāo)波長的光并射出的波長可變干涉濾波器、具備該波長可變干涉濾波器的光模塊、具備該光模塊的電子設(shè)備以及波長可變干涉濾波器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，公 知有如下的光譜濾波器:使光在一對反射膜之間反射，使指定波長的光透過，干涉其他波長的光以抵消，從而從入射光取得指定波長的光。并且，作為這樣的光譜濾波器，公知有通過調(diào)整反射膜之間的距離，從而對射出的光進(jìn)行選擇并射出的波長可變干涉濾波器。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中記載的波長可變干涉濾波器中，具備形成在透光性基板上的固定反射膜(miiTor)以及與固定反射膜相對配置的可動反射膜。該波長可變干涉濾波器通過靜電引力驅(qū)動可動反射膜，從而調(diào)整反射膜間的距離，選擇射出的光。
[0004]這樣的波長可變干涉濾波器擔(dān)心由于濕度、異物等環(huán)境因素而使驅(qū)動特性、光學(xué)特征劣化，可靠性降低。因此，為了提高波長可變干涉濾波器的可靠性，公知有將波長可變干涉濾波器密封在封裝件(package)內(nèi)的方法(例如參考專利文獻(xiàn)2)。
[0005]在專利文獻(xiàn)2中記載的封裝件具備頭部(header)、多個導(dǎo)電銷、具有光學(xué)窗的蓋，在其內(nèi)部內(nèi)置波長可變干涉濾波器，且形成通過蓋和頭部被密封的內(nèi)部。
[0006]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)】
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭62-257032號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特表2005-510756號公報(bào)
[0010]但是，在專利文獻(xiàn)2中記載的封裝件內(nèi)，需要獨(dú)立于波長可變干涉濾波器另外準(zhǔn)備封裝件，并分別組裝。因此，為了確保波長可變干涉濾波器的可靠性，需要另外的封裝件以及組裝所需較多的成本和時間。并且，另外的封裝件由于具有用于收容波長可變干涉濾波器且密封其周圍的隔壁，所以存在具有封裝件的波長可變干涉濾波器的尺寸變大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種小型、能以低成本構(gòu)造且確?？煽啃缘牟ㄩL可變干涉濾波器、光模塊以及電子設(shè)備。
[0012]本發(fā)明為了解決上述問題的至少一部分而提出，能作為以下的方式或適用例而實(shí)現(xiàn)。
[0013][適用例I]本適用例涉及的波長可變干涉濾波器具備:第一基板，具有透光性；第二基板，與所述第一基板相對，與所述第一基板接合且具有透光性；第三基板，與所述第二基板的設(shè)置有所述第一基板側(cè)的相反側(cè)相對，與所述第二基板接合且具有透光性；可動部，設(shè)置于所述第二基板，具有與所述第一基板相對的可動面；保持部，設(shè)置于所述第二基板，保持所述可動部能沿所述第二基板的厚度方向移動；兩個反射膜，在所述可動部的所述可動面以及所述第一基板的第二基板側(cè)的面，隔著規(guī)定的反射膜間間隔相對配置；以及靜電致動器，在所述第一基板和所述第二基板相互相對的面上，具有分別相互相對的兩個位移用電極，通過對這些所述位移用電極施加規(guī)定的電壓，從而通過靜電引力使所述可動部向基板厚度方向位移，在所述第一基板和所述第二基板、所述第二基板和所述第三基板之間分別通過接合層接合，具有通過所述第一基板和所述第二基板夾著的第一內(nèi)部空間、及所述第二基板和所述第三基板夾著的第二內(nèi)部空間，在所述第一基板和所述第二基板之間具有連通所述第一內(nèi)部空間和外部的第一間隙，在所述第二基板和所述第三基板之間具有連通所述第二內(nèi)部空間和外部的第二間隙，所述第一間隙及所述第二間隙通過密封所述第一內(nèi)部空間和所述第二內(nèi)部空間的密封材料而被密封。
[0014]在本適用例中，通過密封材料密封形成在第一基板和第二基板間的連通了第一內(nèi)部空間和外部的第一間隙、以及形成在第二基板和第三基板間的連通了第二內(nèi)部空間和外部的第二間隙，從而密封由第一基板和第二基板夾著的第一內(nèi)部空間、以及由第二基板及第三基板夾著的第二內(nèi)部空間。在這種情況下，可以將設(shè)置有反射膜的可動部配置在密封的內(nèi)部空間內(nèi)，可以防止由于外部的濕度、異物引起的驅(qū)動特征、光學(xué)特征的劣化。因此，可以確保波長可變干涉濾波器的可靠性。并且，無需另外設(shè)置封裝件就可以將設(shè)置有反射膜的可動部配置在密封的空間，所以可以進(jìn)行小型化、低成本化。并且，由于通過密封材料密封接合層的周圍，所以不依靠接合方法就可以通過密封材料確保密封品質(zhì)。并且，由于可以在大氣壓環(huán)境和減壓環(huán)境中任一個環(huán)境下進(jìn)行基板的接合，所以可以使用采用了等離子體聚合膜、金屬膜等的各種接合方法，且可確保各基板間的接合品質(zhì)。
[0015][適用例2]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述第一間隙和所述第二間隙在所述第一內(nèi)部空間和所述第二內(nèi)部空間相對于外部處于減壓狀態(tài)下，被所述密封材料密封。
[0016]在本適用例中，所述第一間隙和所述第二間隙在第一內(nèi)部空間和第二內(nèi)部空間處于減壓狀態(tài)下，被密封材料密封。在這種情況下，可以防止在設(shè)置有反射膜的可動部配置在減壓狀態(tài)的內(nèi)部空間內(nèi)，驅(qū)動時空氣阻力向可動反射膜作用，可以提高可動反射膜的響應(yīng)性，且可充分地確?？蓜臃瓷淠さ捻憫?yīng)性。
[0017][適用例3]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選具備連通所述第一內(nèi)部空間和所述第二內(nèi)部空間的貫通孔，所述第一間隙和所述第二間隙通過所述密封材料密封。
[0018]在本適用例中，連通第一內(nèi)部空間和第二內(nèi)部空間的貫通孔形成于第二基板，在各內(nèi)部空間處于減壓狀態(tài)下，通過密封材料密封各基板間的間隙。在這種情況下，由于通過貫通孔連通第一內(nèi)部空間和第二內(nèi)部空間，所以可以設(shè)定第一內(nèi)部空間和第二內(nèi)部空間內(nèi)為減壓狀態(tài)且均勻的壓力。因此，可以抑制由于第一內(nèi)部空間和第二內(nèi)部空間的壓差而引起的可動反射膜的變動，且可以高精度地驅(qū)動可動反射膜。
[0019][適用例4]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述第一具備所述位移用電極的引出電極，且當(dāng)從第二基板的厚度方向俯視觀察時，在所述第二基板的與所述引出電極重疊的區(qū)域具備第一貫通部，在所述俯視觀察時在所述第三基板的與所述引出電極重疊的區(qū)域具備第二貫通部，在所述第一基板和所述第二基板間的所述第一間隙的外周部具備與所述第一貫通部和所述第二貫通部連通的第一密封槽，在所述第二基板和所述第三基板間的所述第二間隙的外周部具備與所述第一貫通部和所述第二貫通部連通的第二密封槽，所述第一間隙和所述第二間隙通過所述密封材料被密封。
[0020]在本適用例中，在第一基板形成有位移用電極的引出電極，在從基板厚度方向俯視觀察時與第二基板的引出電極重疊的區(qū)域形成有第一貫通部，在從基板厚度方向俯視觀察時與第三基板的引出電極重疊的區(qū)域形成有第二貫通部。并且，在各間隙的外周具備與第一貫通部及第二貫通部連通的第一密封槽、第二密封槽，第一內(nèi)部空間、第二內(nèi)部空間通過第一間隙、第一密封槽、第一貫通部、第二間隙、第二密封槽、第二貫通部與外部連通。并且，密封材料通過第一貫通部、第二貫通部以及第一密封槽、第二密封槽密封各基板間的第一間隙和第二間隙，從而可以將各內(nèi)部空間密封設(shè)為減壓狀態(tài)。因此，可以通過第一貫通部、第二貫通部、第一密封槽、第二密封槽，使密封材料有效地浸透間隙，且可以確保密封品質(zhì)。并且，即使在將元件多個排列為陣列的狀態(tài)下，也可以通過各貫通部和各密封槽高效地一并密封各元件的各間隙。因此，可以提高制造效率。
[0021][適用例5]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述密封材料是合成樹脂。
[0022]在本適用例中，適用以石油等作為原料制造的粘結(jié)劑等合成樹脂作為密封材料，在各基板的接合工序后，密封各基板間的第一間隙及第二間隙。此時，通過使用合成樹脂作為密封材料，從而可以在各種環(huán)境下進(jìn)行密封工序。因此，可以封入用于防止反射膜、可動部的劣化的干燥空氣、氮?dú)獾葰怏w。并且，由于可以在常溫下進(jìn)行密封工序，所以可以降低殘留應(yīng)力，且可以確?？蓜臃瓷淠さ尿?qū)動精度。因此，可以確保波長可變干涉濾波器的可靠性。
[0023][適用例6]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述合成樹脂是對二甲苯類聚合物。
[0024]在本適用例中，適用對二甲苯類聚合物(聚對二甲苯)作為密封材料，在各基板的接合工序后，通過在減壓狀態(tài)下對各基板間的各間隙成膜聚對二甲苯，從而以減壓狀態(tài)密封各內(nèi)部空間。因此，不依靠接合方法，就可以通過減壓狀態(tài)密封各內(nèi)部空間。因此，可以防止將設(shè)置有反射膜的可動部配置在減壓狀態(tài)的內(nèi)部空間而在驅(qū)動時空氣阻力對可動反射膜作用，可以提高可動反射膜的響應(yīng)性，且可充分地確?？蓜臃瓷淠さ捻憫?yīng)性。并且，由于使用聚對二甲苯作為密封材料，所以可以向微細(xì)的間隙的內(nèi)部形成密封材料，且可以確保密封距離。因此，可以確保較高的密封品質(zhì)。此外，由于可以一并密封多個元件，所以可以提高生產(chǎn)性。并且，由于可以在室溫下形成使用了聚對二甲苯的密封材料，所以可以抑制由于加熱而引起的施加給波長可變干涉濾波器的應(yīng)力、反射膜的劣化。
[0025][適用例7]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述密封材料是無機(jī)薄膜。
[0026]在本適用例中，通過在基板間的間隙形成密封性高的無機(jī)薄膜，以密封各內(nèi)部空間。因此，可以確保聞S封品質(zhì)。
[0027][適用例8]本適用例涉及的光模塊具備:第一基板，具有透光性；第二基板，與所述第一基板相對，與所述第一基板接合且具有透光性；第三基板，與所述第二基板的設(shè)置有所述第一基板側(cè)的相反側(cè)相對，與所述第二基板接合且具有透光性；可動部，設(shè)置于所述第二基板，具有與所述第一基板相對的可動面；保持部，設(shè)置于所述第二基板，保持所述可動部能沿所述第二基板的厚度方向移動；兩個反射膜，在所述可動部的所述可動面及所述第一基板的所述第二基板側(cè)的面上，隔著規(guī)定的反射膜間間隔而相對配置；靜電致動器，在所述第一基板及所述第二基板相互相對的面上，具有分別相互相對的兩個位移用電極，通過對這些所述位移用電極施加規(guī)定的電壓，從而通過靜電引力使所述可動部向基板厚度方向位移；以及檢測部，檢測光，所述第一基板和所述第二基板、所述第二基板和所述第三基板之間分別通過接合層接合，具有由所述第一基板和所述第二基板夾著的第一內(nèi)部空間和由所述第二基板和所述第三基板夾著的第二內(nèi)部空間，在所述第一基板和所述第二基板之間具有連通所述第一內(nèi)部空間和外部的第一間隙，在所述第二基板和所述第三基板之間具有連通所述第二內(nèi)部空間和外部的第二間隙，在所述第一間隙及所述第二間隙具有密閉第一內(nèi)部空間和第二內(nèi)部空間的密封材料，通過所述一對反射膜構(gòu)成光干涉區(qū)域，所述檢測部檢測通過光干涉區(qū)域取出的光。
[0028]在本適用例中，可以防止將設(shè)置有反射膜的可動部配置在密封的內(nèi)部空間內(nèi)，由于外部的濕度、異物引起的驅(qū)動特性、光學(xué)特性的劣化。因此，可以確保波長可變干涉濾波器的可靠性。因此，在光模塊可以穩(wěn)定地進(jìn)行被測定對象的光的檢測。
[0029][適用例9]本適用例涉及的電子設(shè)備具備:第一基板，具有透光性；第二基板，與所述第一基板相對，與所述第一基板接合且具有透光性；第三基板，與所述第二基板的設(shè)置所述第一基板側(cè)的相反側(cè)相對，與所述第二基板接合且具有透光性；可動部，設(shè)置于所述第二基板，具有與所述第一基板相對的可動面；保持部，設(shè)置于所述第二基板，保持所述可動部能沿所述第二基板的厚度方向移動；兩個反射膜，在所述可動部的所述可動面及所述第一基板的所述第二基板側(cè)的面上，隔著規(guī)定的反射膜間間隔而相對配置；靜電致動器，在所述第一基板及所述第二基板相互相對的面上，具有分別相互相對的兩個位移用電極，通過對這些所述位移用電極施加規(guī)定的電壓，從而通過靜電引力使所述可動部向基板厚度方向位移；第一內(nèi)部空間，由所述第一基板和所述第二基板夾著；第二內(nèi)部空間，由所述第二基板和所述第三基板夾著；第一間隙，連通所述第一基板和所述第二基板間的所述第一內(nèi)部空間與外部；第二間隙，連通所述第二基板和所述第三基板間的所述第二內(nèi)部空間與外部；密封材料，密封第一間隙及所述第二間隙；檢測部，檢測光；以及控制部，控制所述靜電致動器。
[0030]在本適用例中，可以防止將設(shè)置有反射膜的可動部配置在密封的內(nèi)部空間內(nèi)，由于外部的濕度、異物引起的驅(qū)動特性、光學(xué)特性的劣化。因此，可以確保波長可變干涉濾波器的可靠性。因此，即使在電子設(shè)備中，通過控制部控制靜電致動器，從而可以穩(wěn)定地使可動反射膜動作，且可以穩(wěn)定地分析測定對象光的成分強(qiáng)度。
[0031][適用例10]本適用例涉及的波長可變干涉濾波器包括:第一基板；第二基板，與所述第一基板相對配置，包括可動部及保持部，所述保持部保持所述可動部能向所述第一基板的厚度方向位移；第三基板，在所述第二基板的配置所述第一基板的面的相反面，與所述第二基板相對配置；第一反射膜，配置在所述可動部的與所述第一基板相對的面上;第二反射膜，設(shè)置于所述第一基板，隔著間隔與所述第一反射膜相對配置；以及致動器，使所述間隔位移，所述第一基板和所述第二基板、所述第二基板和所述第三基板通過接合層接合，在所述第一基板和所述第二基板之間形成有第一凹部，在所述第二基板和所述第三基板之間形成有第二凹部，在連通所述第一凹部和外部的第一間隙、連通第二凹部和外部的第二間隙配置有密封材料。
[0032]在本適用例中，通過密封材料密封形成在第一基板和第二基板間的連通了第一內(nèi)部空間和外部的第一間隙、以及形成在第二基板和第三基板間的連通了第二內(nèi)部空間和外部的第二間隙，從而密封由第一基板和第二基板夾著的第一內(nèi)部空間、以及由第二基板及第三基板夾著的第二內(nèi)部空間。在這種情況下，可以將設(shè)置有反射膜的可動部配置在密封的內(nèi)部空間內(nèi)，可以防止由于外部的濕度、異物引起的驅(qū)動特征、光學(xué)特征的劣化。因此，可以確保波長可變干涉濾波器的可靠性。并且，無需另外使用封裝件就可以將設(shè)置有反射膜的可動部配置在密封的空間，所以可以進(jìn)行小型化、低成本化。
[0033][適用例11]本適用例涉及的波長可變干涉濾波器的制造方法包括:與具有第一凹部的第一基板相對地配置第二基板，在所述第一基板和所述第二基板之間形成由所述第一凹部形成的所述第一內(nèi)部空間、以及連通所述第一內(nèi)部空間和外部的第一間隙的工序；在所述第二基板的與配置了所述第一基板的面的相反面上，與具有第二凹部的第二基板相對地配置第三基板，在所述第二基板和所述第三基板之間形成由所述第二凹部形成的第二內(nèi)部空間、以及連通所述第二內(nèi)部空間和外部的第二間隙的工序；通過接合層接合所述第一基板和所述第二基板、所述第二基板和所述第三基板，從而獲得接合體的工序；以及通過密封材料密封所述第一間隙及所述第二間隙的工序。
[0034]在本適用例中，與具有第一凹部的第一基板相對地配置第二基板，從而在第一基板和第二基板之間，形成由第一凹部形成第一內(nèi)部空間、連通第一內(nèi)部空間和外部的第一間隙，在第二基板的與配置了第一基板的面相反的面上，通過與第二基板相對地配置具有第二凹部的第三基板，從而在第二基板和第三基板之間，形成由第二凹部形成第二內(nèi)部空間、以及連通第二內(nèi)部空間和外部的第二間隙，通過接合層接合第一基板和第二基板、第二基板和第三基板，從而獲得接合體。并且，通過密封材料密封第一間隙和第二間隙，從而可以制造各內(nèi)部空間被密封的波長可變干涉濾波器。并且，由于接合各基板的工序、以及密封各內(nèi)部空間的工序不同，所以不依靠接合方法就可以密封各內(nèi)部空間。也就是說，由于不限定接合方法，所以可以采用等離子體聚合膜、金屬膜等的各種接合方法，且可確保各基板間的接合品質(zhì)。
[0035][適用例12]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器的制造方法中，優(yōu)選還包括:使所述第一內(nèi)部空間和所述第二內(nèi)部空間設(shè)為減壓狀態(tài)的工序。
[0036]在本適用例中，使第一內(nèi)部空間和第二內(nèi)部空間處于減壓狀態(tài)、通過密封材料密封。在這種情況下，可以防止將設(shè)置有反射膜的可動部配置在減壓狀態(tài)的內(nèi)部空間，從而可以防止在驅(qū)動時空氣阻力對可動反射膜作用，可以提高可動反射膜的響應(yīng)性，且可充分地確保可動反射膜的響應(yīng)性。
[0037][適用例13]在上述適用例涉及的波長可變干涉濾波器的制造方法中，優(yōu)選所述接合體將多個波長可變干涉濾波器配置為陣列狀，該波長可變干涉濾波器的制造方法還包括:在所述第二基板形成與所述第一間隙連通的第一貫通部的工序；在所述第三基板形成與所述第二間隙連通的第二貫通部的工序；在所述第一基板形成連通所述第一間隙和所述第一貫通部的第一密封槽的工序；以及在所述第三基板形成連通所述第二間隙和所述第二貫通部的第二密封槽的工序。
[0038]在本適用例中，在將波長可變干涉濾波器配置為陣列狀的狀態(tài)下，在第二基板形成與第一間隙連通的第一貫通部，在第三基板形成與第二間隙連通的第二貫通部，在第一基板形成連通第一間隙和第一貫通部的第一密封槽，在第三基板形成連通第二間隙和第二貫通部的第二密封槽，通過接合層接合第一基板和第二基板、第二基板和第三基板。并且，通過第一貫通部、第二貫通部、第一密封槽、第二密封槽，在第一間隙及第二間隙形成密封材料，通過將接合體切斷為單片，從而可以制造各內(nèi)部空間被密封的波長可變干涉濾波器。由于可以在陣列狀態(tài)下一并制造，所以可以提高制造效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是表示第一實(shí)施方式的分光測定裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
[0040]圖2是表示第一實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0041]圖3是圖2的波長可變干涉濾波器的A-A’線的截面圖。
[0042]圖4是圖2的波長可變干涉濾波器的B-B’線的截面圖。
[0043]圖5是從第二基板側(cè)觀察第一實(shí)施方式的第一基板的俯視圖。
[0044]圖6是從第一基板側(cè)觀察第一實(shí)施方式的第二基板的俯視圖。
[0045]圖7是從第二基板側(cè)觀察第一實(shí)施方式的第三基板的俯視圖。
[0046]圖8的(A)?(E)是表示第一實(shí)施方式的接合工序后的制造工序的圖。
[0047]圖9是表示第二實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0048]圖10是圖9的波長可變干涉濾波器的A-A’線的截面圖。
[0049]圖11是圖9的波長可變干涉濾波器的B-B’線的截面圖。
[0050]圖12是從第一基板側(cè)觀察第二實(shí)施方式的第二基板的俯視圖。
[0051]圖13是表示具備本發(fā)明的波長可變干涉濾波器的氣體檢測裝置(電子設(shè)備)的概略圖。
[0052]圖14是表示圖13的氣體檢測裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0053]圖15是具備本發(fā)明的波長可變干涉濾波器的食物分析裝置(電子設(shè)備)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0054]圖16是具備本發(fā)明的波長可變干涉濾波器的分光照相機(jī)(電子設(shè)備)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在以下的各圖中，為了提高能識別各層、各部件的程度而使各層、各部件的尺度與實(shí)際不同。
[0056][第一實(shí)施方式]
[0057]下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明涉及的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0058][分光測定裝置的結(jié)構(gòu)]
[0059]圖1是表示第一實(shí)施方式的分光測定裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
[0060]分光測定裝置I是例如對被測定對象X反射的測定對象光中的各波長的光強(qiáng)度進(jìn)行分析并測定分光光譜的裝置。此外，在本實(shí)施方式中，雖然示出了對被測定對象X反射的測定對象光進(jìn)行測定的例子，但是在使用例如液晶面板等發(fā)光體作為測定對象X的情況下，也可以將從該發(fā)光體發(fā)出的光作為測定對象光。
[0061]并且，如圖1所示，該分光測定裝置I具備光模塊10、以及對從光模塊10輸出的信號進(jìn)行處理的控制部20。
[0062][光模塊的結(jié)構(gòu)]
[0063]光模塊10具備波長可變干涉濾波器5、檢測部11、1-V轉(zhuǎn)換器12、放大器13、A/D轉(zhuǎn)換器14以及電壓控制部15。
[0064]該光模塊10將被測定對象X反射的測定對象光通過入射光學(xué)系統(tǒng)(省略圖示)導(dǎo)向波長可變干涉濾波器5，并通過檢測器11接收透過了波長可變干涉濾波器5的光。并且，從檢測部11輸出的檢測信號通過1-V轉(zhuǎn)換器12、放大器13、A/D轉(zhuǎn)換器14輸出至控制部20。
[0065][波長可變干涉濾波器的結(jié)構(gòu)]
[0066]下面，對組裝到光模塊中的波長可變干涉濾波器進(jìn)行說明。
[0067]圖2是表示波長可變干涉濾波器5的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3是圖2的波長可變干涉濾波器的A-A’線的截面圖。圖4是圖2的波長可變干涉濾波器的B-B’線的截面圖。
[0068]如圖2所示，波長可變干涉濾波器5是俯視正方形狀的板狀的光學(xué)部件，其一邊形成為例如10_。如圖3、圖4所示，波長可變干涉濾波器5具備第一基板51、第二基板52以及第三基板53。這三個基板51、52、53分別通過例如鈉玻璃、結(jié)晶性玻璃、石英玻璃、鉛玻璃、鉀玻璃、硼硅玻璃、無堿玻璃等各種玻璃或者水晶等形成。其中，作為各基板51、52、53的構(gòu)成材料，優(yōu)選含有例如鈉(Na)、鉀(K)等堿金屬的玻璃，通過這樣的玻璃形成三個基板51、52、53，從而可以提高后述的固定反射膜55、可動反射膜56以及各電極的貼緊性、基板彼此的接合強(qiáng)度。并且，在從基板厚度方向俯視觀察時，這三個基板51、52、53的接合區(qū)域57A、57B、57C、57D的接合面513、524、525、532通過接合層571、572接合，從而構(gòu)成為一體。
[0069]并且，在第一基板51和第二基板52之間設(shè)置有構(gòu)成本發(fā)明的一對反射膜的固定反射膜55及可動反射膜56。這里，固定反射膜55被固定在第一基板51的與第二基板52相對面上，可動反射膜56被固定在的第二基板52與第一基板51相對面上。并且，這些固定反射膜55及可動反射膜56隔著反射膜間間隔G而相對配置。此外，在第一基板51及第二基板52之間，設(shè)置有用于調(diào)整固定反射膜55及可動反射膜56之間的反射膜間間隔G的尺寸的靜電致動器54。
[0070][第一基板的結(jié)構(gòu)]
[0071]圖5是從第二基板52側(cè)觀察第一基板51的俯視圖。
[0072]第一基板51通過蝕刻對厚度形成為例如1_的玻璃基材進(jìn)行加工而形成。具體而言，如圖2、圖3及圖4所示，在第一基板51上通過蝕刻形成有反射膜固定部511及電極形成槽512。
[0073]反射膜固定部511在從第一基板51的基板厚度方向俯視觀察第一基板51時,形成為以平面中心點(diǎn)為中心的圓形。電極形成槽512在上述俯視時，形成為與反射膜固定部511同心圓且直徑尺寸比反射膜固定部511大的圓形。
[0074]反射膜固定部511從第一基板51的表面被蝕刻，深度形成為例如500nm。反射膜固定部511的深度尺寸通過固定在反射膜固定部511的表面(反射膜固定面511A)上的固定反射膜55與形成在第二基板52上的可動反射膜56之間的反射膜間間隔G的尺寸、固定反射膜55和可動反射膜56的厚度尺寸而適當(dāng)設(shè)定。并且,反射膜固定部511優(yōu)選考慮透過波長可變干涉濾波器5的波段來設(shè)計(jì)深度。
[0075]并且，在反射膜固定面511A固定有形成為圓形狀的固定反射膜55。該固定反射膜55是可以獲得高反射率的Ag合金、Al合金等的金屬合金膜，固定反射膜55通過濺射等方法被形成在反射膜固定部511上。
[0076]此外，在本實(shí)施方式中，雖然使用Ag合金、Al合金等的金屬合金膜作為固定反射膜55，但是并不限于此，例如，也可以是使用例如SiO2-TiO2類膜電介質(zhì)多層膜、AgC單層的固定反射膜的結(jié)構(gòu)。
[0077]電極形成槽512從第一基板51的表面被蝕刻，深度被形成為例如I μ m。在電極形成槽512，在從反射膜固定部511的外周緣到電極形成槽512的內(nèi)周壁面之間形成有環(huán)狀的電極固定底面512C，在該電極固定底面512C形成有第一位移用電極541。并且，在第一基板51，形成有槽深度分別是與電極固定底面512C相同深度尺寸的第一電極配線槽512A及第二電極配線槽512B。第一電極配線槽512A及第二電極配線槽512B從電極形成槽512的外周緣，從第一基板51的平面中心點(diǎn)相對于第一電極弓I出部585A及第二電極弓I出部585B而延伸形成。
[0078]在第一電極配線槽512A及第一電極引出部585A，形成有從第一位移用電極541的外周緣的一部分延伸的第一位移用電極配線542A及第一位移用引出電極546A。第一位移用電極541、第一位移用電極配線542A及第一位移用引出電極546A使用Au/Cr膜(以鉻膜為底層，在其上形成金膜(gold film)而形成的膜)形成，通過濺射等方法，形成為例如IOOnm的厚度。
[0079]此外,在本實(shí)施方式中，雖然使用Au/Cr膜作為第一位移用電極541及第一位移用電極配線542A，但并不限于此，也可以使用其他金屬或IT0(Indium Tin Oxide:氧化銦錫)。
[0080]在第二電極配線槽512B，在與從第二位移用電極544的外周緣的一部分延伸的第二位移用電極上部配線545相對的位置，將環(huán)氧樹脂等樹脂作為芯(core)，形成在芯的周圍用金等進(jìn)行電鍍的凹凸電極(bump electrode) 516,且形成有從凹凸電極516向第二電極引出部585B延伸的第二位移用電極下部配線542B。此外，在第二電極引出部585B形成有第二位移用引出電極546B。
[0081]第二位移用電極544、第二位移用電極上部配線545、第二位移用電極下部配線542B及第二位移用引出電極546B使用Au/Cr膜(以鉻膜為底層，在其上形成金膜而形成的膜)形成，通過濺射等方法，形成為例如IOOnm的厚度。
[0082]此外，在本實(shí)施方式中，雖然使用Au/Cr膜作為第二位移用電極544、第二位移用電極下部配線542B及第二位移用引出電極546B，但并不限于此，也可以使用其他金屬或ITO (Indium Tin Oxide:氧化銦錫)。并且,在本實(shí)施方式中，雖然使用以環(huán)氧樹脂等樹脂作為芯并對金等進(jìn)行電鍍的凹凸電極作為凹凸電極516，但并不限于此，也可以使用通過電鍍等形成為凸形狀的其他金屬。
[0083]此外，在第一基板51，形成有連接第一電極引出部585A及第二電極引出部585B的第一密封槽(本發(fā)明的第一密封槽)517。
[0084][第二基板的結(jié)構(gòu)][0085]圖6是從第一基板51側(cè)觀察第二基板52的俯視圖。
[0086]第二基板52通過蝕刻對厚度被形成為例如600 μ m的玻璃基材進(jìn)行加工而形成。
[0087]具體而言，如圖2、圖3及圖4所示，在第二基板52通過蝕刻形成有位移部521。在從第二基板52的基板厚度方向俯視觀察第二基板52時，該位移部521具備以平面中心點(diǎn)為中心的圓形的可動部522、以及與可動部522同軸且保持可動部522的保持部523。
[0088]第二基板52通過在第一電極引出部585A及第二電極引出部585B俯視時重疊的區(qū)域，對第二基板52的一部分被除去的第一貫通部583進(jìn)行蝕刻、激光等而形成。
[0089]可動部522與保持部523相比厚度尺寸形成得較大，例如，在本實(shí)施方式中，形成為與第二基板52的厚度尺寸相同尺寸的600 μ m。并且，可動部522被形成為與反射膜固定部511的直徑尺寸大致相同尺寸的圓柱狀。此外，可動部522具備與反射膜固定部511平行的可動面522A，在該可動面522A上固定有可動反射膜56。這里,通過該可動反射膜56和上述固定反射膜55構(gòu)成本發(fā)明的一對反射膜。
[0090]可動反射膜56與固定反射膜55同樣地被形成為圓形狀。并且，可動反射膜56使用與固定反射膜55相同的薄膜，在本實(shí)施方式中，可以使用Ag合金、Al合金等金屬合金膜。
[0091]保持部523是包圍可動部522的周圍的隔膜(diaphragm)，例如其厚度尺寸被形成為30 μ m。并且，在保持部523的與第一基板51相對的面上形成有隔著靜電間隔與第一位移用電極541相對的環(huán)狀的第二位移用電極544。這里，根據(jù)第一基板51的電極形成槽512的深度尺寸、各位移用電極541、544的厚度以及接合層571的厚度來確定靜電間隔。并且，第二位移用電極544及上述第一位移用電極541是本發(fā)明的一對位移用電極，其構(gòu)成本發(fā)明的靜電致動器54。
[0092]而且，第二位移用電極上部配線545從第二位移用電極544的外周緣的一部分向平面正方形狀的第二基板52的兩個頂點(diǎn)，更為具體地說，在如圖2所示的俯視時，向左上的頂點(diǎn)和右下的頂點(diǎn)延伸形成。
[0093]此外，在本實(shí)施方式中，第二位移用電極544及第二位移用電極上部配線545、與第一位移用電極541及第一位移用電極引出部542同樣地使用Au/Cr膜形成，但不限于此，也可以使用其他金屬或ΙΤ0。
[0094]在這樣的第二基板52和第一基板51接合時，第二位移用電極上部配線545與形成于第一基板51的凹凸電極516抵接，并維持該抵接狀態(tài)。也就是說，第二位移用電極上部配線545通過凹凸電極516及第二位移用電極下部配線542B而與第二位移用引出電極546B連接。由此，可以確保從第二位移用電極上部配線545到第二位移用引出電極546B的導(dǎo)通。第二位移用引出電極546B及上述第一位移用引出電極546A與例如光模塊10的電壓控制部15連接，通過電壓控制部15向第一位移用電極541及第二位移用電極544之間施加規(guī)定的電壓。由此，通過靜電引力，這些第一位移用電極541及第二位移用電極544被拉伸，保持部523撓曲,可動部522向第一基板51側(cè)位移。通過對施加到該第一位移用電極541及第二位移用電極544之間的電壓進(jìn)行控制，從而可以調(diào)整可動部522的可動反射膜56和第一基板51的固定反射膜55之間的反射膜間間隔G，且可以對與反射膜間間隔G相對應(yīng)的波長的光進(jìn)行分光。
[0095][第三基板的結(jié)構(gòu)]
[0096]圖7是從第二基板52側(cè)觀察第三基板53的俯視圖。[0097]第三基板53與上述第一基板51及第二基板52同樣地通過對厚度形成為例如Imm的玻璃基材進(jìn)行蝕刻加工而形成。具體而言，在第三基板53上，與第二基板52的位移部521相對地形成有與該位移部521相同直徑尺寸的間隔形成槽531。
[0098]并且，在第二基板53上，通過金剛石鉆或噴砂器(sand blast)分別從俯視時第一電極引出部585A和第二電極引出部585B重疊的區(qū)域、即波長可變干涉濾波器5的平面正方形狀的四個頂點(diǎn)除去第三基板53的一部分而形成有第二貫通部584。而且，在第三基板53形成有連接第二貫通部584的本發(fā)明的第二密封槽534。
[0099]并且，在第三基板53的雙面，反射或吸收指定范圍外的波長的光的光學(xué)膜533形成為與固定反射膜55和可動反射膜56同心的圓狀。入射光模塊10的測定對象光通過該光學(xué)膜533入射第二基板52的可動部522。
[0100]如圖3所示，上述這樣的第一基板51、第二基板52以及第三基板53通過接合在位移部521的外周側(cè)形成的接合區(qū)域57A、58B、57C、57D的接合面513、524、525、532而形成為一體結(jié)構(gòu)。此時，在接合面513、524之間、以及接合面525、532之間形成有未接合的第一間隙591、第二間隙592。第一間隙591、第二間隙592在第一基板51和第二基板52之間的第一內(nèi)部空間581、第二基板52和第三基板53之間的第二內(nèi)部空間582處于減壓狀態(tài)下，通過密封材料518被密封。作為密封材料518,可以使用對二甲苯(paraxylene)類聚合物(聚對二甲苯(parylene))的聚對二甲苯C、聚對二甲苯N、聚對二甲苯D、聚對二甲苯HT、通過ALD法(原子層沉積法)、CVD法(化學(xué)氣相沉淀法)等成膜的無機(jī)薄膜Si02、SiN, Al2O3、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、尼龍、乙烯-乙烯醇(ethylene vinyl alcohol)等樹脂。
[0101][檢測部的結(jié)構(gòu)]
[0102]下面，返回圖1，對光模塊10的檢測部11進(jìn)行說明。
[0103]檢測部11接收(檢測)透過波長可變干涉濾波器5的光干涉區(qū)域ArO的光，輸出與受光量相對應(yīng)的檢測信號。
[0104][1-V轉(zhuǎn)換器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器以及電壓控制部的結(jié)構(gòu)]
[0105]1-V轉(zhuǎn)換器12將從檢測器11輸入的檢測信號轉(zhuǎn)換為電壓值并輸出給放大器13。
[0106]放大器13放大與從1-V轉(zhuǎn)換器12輸入的檢測信號相對應(yīng)的電壓(檢測電壓)。
[0107]A/D轉(zhuǎn)換器14將從放大器13輸入的檢測電壓(模擬信號)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出給控制部20。
[0108]電壓控制部15根據(jù)控制部20的控制，對波長可變干涉濾波器5的靜電致動器54施加電壓。由此，在靜電致動器54的第一位移用電極541及第二位移用電極544之間產(chǎn)生靜電引力，可動部522向第一基板51側(cè)位移，反射膜間間隔G被設(shè)定為固定值。
[0109][控制部的結(jié)構(gòu)]
[0110]下面，對分光測定裝置I的控制部20進(jìn)行說明。
[0111]控制部20通過組合例如CPU、存儲器等而構(gòu)成，控制部20用于控制分光測定裝置I的整體動作。如圖1所示，該控制部20具備波長設(shè)定部21、光量取得部22以及分光測定部23。
[0112]并且，控制部20具備存儲各種數(shù)據(jù)的存儲部30，在存儲部30中存儲有用于控制靜電致動器54的V-λ數(shù)據(jù)。該V-λ數(shù)據(jù)記錄相對于施加給靜電致動器54的電壓的、透過了波長可變干涉濾波器5的光的峰值波長。
[0113]光量取得部22取得通過檢測器11檢測的光量并存儲于存儲部30。
[0114]分光測定部23根據(jù)通過光量取得部22取得的存儲于存儲部30的與各波長相對的光量，測定測定對象光的分光光譜。
[0115][波長可變干涉濾波器的驅(qū)動方法]
[0116]下面，對上述那樣的波長可變干涉濾波器的制造方法進(jìn)行說明。
[0117]首先，形成上述各基板51、52、53。此外，第一基板51及第三基板53在將第一內(nèi)部空間581及第二內(nèi)部空間582設(shè)定為減壓狀態(tài)時，形成為可以確保不撓曲程度的剛性的厚度。
[0118]然后，接合各基板51、52、53。這里，對于接合接合面513、524、525、532的接合層571、572，可以使用例如等離子體聚合膜。具體而言，各基板51、52、53在各基板51、52、53的接合面513、524、525、532，俯視時在接合區(qū)域57A、57B、57C、57D的區(qū)域通過等離子體聚合法等形成等離子體聚合膜，在對等離子體聚合膜進(jìn)行了紫外線照射或等離子體處理之后，通過聚合而接合各基板51、52、53。等離子體聚合膜優(yōu)選使用聚硅氧烷為主要材料，其平均厚度是約IOnm到約IOOnm之間。
[0119]這樣，通關(guān)實(shí)施基于硅氧烷的等離子體聚合膜的活性化接合，從而可以不依賴溫度地通過紫外線照射或等離子體處理來容易地接合等離子體聚合膜。并且，如果使用基于硅氧烷的等離子體聚合膜，則即使在使用任何材料的基板作為各基板51、52、53的情況下，也可以顯示出良好的貼緊性，獲得較強(qiáng)的接合強(qiáng)度。
[0120]此外，在各基板51、52、53的接合中，除上述接合方法以外，還可以利用例如基于粘著性薄膜(粘結(jié)劑)的接合方法、基于金屬膜的接合方法等。
[0121][密封工序]
[0122]圖8是表示接合了各基板51、52、53后的密封以及切削形成工序的圖。這里，對將各基板51、52、53分別形成為一個基材、分別對該基材進(jìn)行接合、最后使單個的波長可變干涉濾波器單片化的制造方法進(jìn)行說明。
[0123]圖8的(A)示出了接合了各基板51、52、53的狀態(tài)。接合了各基板51、52、53之后，通過真空泵等吸引裝置將第一內(nèi)部空間581及第二內(nèi)部空間582內(nèi)的空氣從第一間隙591、第二間隙592吸引，將第一內(nèi)部空間581及第二內(nèi)部空間582設(shè)為比大氣壓減壓的狀態(tài)。并且，在第一內(nèi)部空間581及第二內(nèi)部空間582被減壓的狀態(tài)下，通過密封材料518密封第一間隙591、第二間隙592 (圖8的(B))。此時，可以使用例如對二甲苯類聚合物(聚對二甲苯)作為密封材料518。對于聚對二甲苯，將波長可變干涉濾波器5放入真空容器中，通過導(dǎo)入聚對二甲苯的單體氣體(monomer gas),從而在波長可變干涉濾波器5的表面以室溫成膜均勻的聚對二甲苯薄膜。聚對二甲苯由于在微細(xì)的間隙就可以成膜，所以聚對二甲苯通過第一貫通部583、第一密封槽517、第二貫通部584、第二密封槽534在第一間隙591、第二間隙592的內(nèi)部也成膜，從而形成密封材料518。由此，可以密封第一間隙591、第二間隙592。此時，由于在減壓狀態(tài)下進(jìn)行聚對二甲苯的成膜，所以波長可變干涉濾波器5的內(nèi)部的第一內(nèi)部空間581、第二內(nèi)部空間582在減壓狀態(tài)下被密封。聚對二甲苯優(yōu)選使用具有氯氣作為置換基的聚對二甲苯C，其平均膜厚是約IOnm到約100 μ m之間。
[0124]此外，在本實(shí)施方式中，雖然在減壓狀態(tài)下密封第一內(nèi)部空間581、第二內(nèi)部空間582，但并不限于此，也可以使用粘結(jié)劑在大氣壓狀態(tài)下進(jìn)行密封。
[0125]在通過密封材料518進(jìn)行密封之后，通過反應(yīng)式離子蝕刻(RIE)等等離子體處理，沿基板的厚度方向進(jìn)行各向異性的蝕刻，除去在與波長可變干涉濾波器5的周圍的基板厚度方向垂直的面上成膜的密封材料518、以及在第一位移用引出電極546A、第二位移用引出電極546B、光學(xué)膜533上成膜的密封材料518 (圖8的(C))。例如，在使用聚對二甲苯作為密封材料518的情況下，可以通過使用O2的等離子體處理來進(jìn)行去除。
[0126]在去除了第一位移用引出電極546A、第二位移用引出電極546B、光學(xué)膜533上的密封材料518之后，通過沿圖8的(D)的虛線所示那樣的切斷線L1、L2進(jìn)行切斷而形成單片，從而可以形成片狀(chip)(圖8的(E))。此時，可以使用刻模、激光、劃線等進(jìn)行單片化。
[0127][第一實(shí)施方式的作用效果]
[0128]如上所述，在上述第一實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器5中，在接合面513、524之間、以及接合面525、532之間形成有未接合的第一間隙591、第二間隙592。并且，各間隙將波長可變干涉濾波器5的第一基板51和第二基板52之間的第一內(nèi)部空間581、第二基板52和第三基板53之間的第二內(nèi)部空間582與外部連通。因此，通過密封材料518密封第一間隙591、第二間隙592，從而可以密閉第一內(nèi)部空間581、第二內(nèi)部空間582。由此，固定反射膜55、可動反射膜56以及可動部522由于配置在密封后的第一內(nèi)部空間581和第二內(nèi)部空間582，所以可以防止由于外部的濕度、異物引起的驅(qū)動特征、光學(xué)特征的劣化。因此，可以確保波長可變干涉濾波器5的可靠性。此外，由于不適用另外設(shè)置的封裝體，所以可以實(shí)現(xiàn)小型化和低成本化。并且，在使用這樣的波長可變干涉濾波器5的光模塊10及分光測定裝置I中，由于可以確保波長可變干涉濾波器5的可靠性，所以可以穩(wěn)定地接收測定對象光，且可以穩(wěn)定地分析測定對象光的各成分的強(qiáng)度。
[0129]此外，由于通過第一間隙591、第二間隙592將第一內(nèi)部空間581、第二內(nèi)部空間582設(shè)為比大氣壓減壓的狀態(tài)，所以在各基板51、52、53接合后對第一內(nèi)部空間581和第二內(nèi)部空間582能在減壓狀態(tài)下進(jìn)行密封。因此，設(shè)置有可動反射膜56的可動部522由于分別被配置在減壓狀態(tài)的第一內(nèi)部空間581及第二內(nèi)部空間582之間，所以防止驅(qū)動時空氣阻力向可動反射膜56作用。因此，可以提高可動反射膜56的響應(yīng)性，且可充分地確保可動反射膜56的響應(yīng)性。
[0130]此外，由于在大氣壓環(huán)境下進(jìn)行基板51、52、53的接合，所以可以采用等離子體聚合膜、金屬膜等的接合方法，且可以確保各基板51、52、53間的接合品質(zhì)。尤其，作為接合層571,572的一例的等離子體聚合膜，由于可以吸收基板51、52、53表面的凹凸等，所以可以接合基板51、52、53彼此，且接合品質(zhì)良好。
[0131]此外，在密封工序可以使用聚對二甲苯、SiO2, SiN、Al2O3等的薄膜成膜工序，且以薄板(wafer)狀態(tài)一并密封多個波長可變干涉濾波器5。因此，可以提高制造效率，且可以降低成本。
[0132]而且，作為密封材料518 —例的聚對二甲苯能以微細(xì)間隙成膜，且可以形成密封材料直至間隙的最深處。因此，可以增加密封距離，可以獲得良好的密封品質(zhì)。此外，聚對二甲苯C由于具有良好的氣體阻隔(gas barrier)性，所以可以進(jìn)一步提高密封品質(zhì)。并且，聚對二甲苯可通過室溫成膜，所以可以抑制由于加熱引起施加給波長可變干涉濾波器的應(yīng)力、反射膜的劣化。
[0133][第二實(shí)施方式]
[0134]下面，對本發(fā)明涉及的第二實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器進(jìn)行說明。
[0135]圖9是表示第二實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖10是圖9的波長可變干涉濾波器的A-A’線的截面圖。圖11是圖9的波長可變干涉濾波器的B-B’線的截面圖。此外，在第二實(shí)施方式以后的說明中，對于第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注了相同的符號，并省略或簡化了對其的說明。
[0136]第二實(shí)施方式的分光測定裝置具有與第一實(shí)施方式大致相同的結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成為具備光模塊10、控制部20,與第一實(shí)施方式相比,在設(shè)置于光模塊10的波長可變干涉濾波器5的結(jié)構(gòu)這點(diǎn)不同。
[0137]也就是說，在第一實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器5中，雖然示出了在第二基板52未設(shè)置有貫通孔的例子，但在第二實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器5A中，在第二基板52A形成有貫通孔526。
[0138]具體而言，如圖12所示，在第二實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器5A中，在第二基板52A的保持部523形成有貫通孔526。貫通孔526連通第一基板51和第二基板52A之間的第一內(nèi)部空間581、以及第二基板52A和第三基板53之間的第二內(nèi)部空間582。該貫通孔526通過蝕刻、激光加工等形成。
[0139]這樣的波長可變干涉濾波器5A可以使用與第一實(shí)施方式相同的制造方法形成。也就是說，在接合了各基板51、52A、53彼此之后，各基板51、52、53間的第一間隙591、第二間隙592在波長可變干涉濾波器5A的第一基板51和第二基板52A間的第一內(nèi)部空間581、第二基板52A和第三基板53間的第二內(nèi)部空間582處于減壓狀態(tài)或干燥空氣、氮?dú)猸h(huán)境的狀態(tài)下，通過密封材料518密封，從而形成波長可變干涉濾波器5A。
[0140][第二實(shí)施方式的作用效果]
[0141]在第二實(shí)施方式的波長可變干涉濾波器5A中，可以發(fā)揮如下這樣的作用效果。
[0142]也就是說，連通第一內(nèi)部空間581和第二內(nèi)部空間582的貫通孔526形成于第二基板52A。因此，在減壓狀態(tài)或干燥空氣、氮?dú)猸h(huán)境的狀態(tài)下對第一內(nèi)部空間581和第二內(nèi)部空間582進(jìn)行了密封時，可以使第一內(nèi)部空間581和第二內(nèi)部空間582的壓力均勻。因此，可以抑制由于各內(nèi)部空間的壓差而引起的可動反射膜56的變動，且可以高精度地驅(qū)動可動反射膜56。
[0143]并且，在使用這樣的波長可變干涉濾波器5A的光模塊10以及分光測定裝置I中，可以提高波長可變干涉濾波器5A的可動反射膜56的驅(qū)動精度，所以可以高精度地接收測定對象光，且可高精度地分析測定對象光的各色成分的強(qiáng)度。
[0144][其他實(shí)施方式]
[0145]此外，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式，在可以達(dá)成本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)的變形、改良等也包括在本發(fā)明中。
[0146]作為本發(fā)明的電子設(shè)備，在上述各實(shí)施方式中，雖然例示了分光測定裝置1，但其他在各種領(lǐng)域中，可以適用本發(fā)明的波長可變干涉濾波器的驅(qū)動方法、光模塊以及電子設(shè)備。
[0147]例如，可以使用作為用于檢測指定物質(zhì)存在的光基板的系統(tǒng)。作為這種系統(tǒng)，例如，能夠例示采用使用了本發(fā)明的波長可變干涉濾波器的分光測量方式而高靈敏度檢測指定氣體的車載用漏氣檢測器或者呼吸檢查用的光聲稀有氣體檢測器等氣體檢測裝置。
[0148]根據(jù)下面的附圖，對這樣的氣體檢測裝置的一例進(jìn)行說明。
[0149]圖13是表示具備波長可變干涉濾波器的氣體檢測裝置的一例的概略圖。
[0150]圖14是表示圖13的氣體檢測裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0151]如圖13所示，該氣體檢測裝置100構(gòu)成為包括傳感器芯片110、流道120以及主體部130，該流道120具備吸引口 120A、吸引流道120B、排出流道120C以及排出口 120D。
[0152]主體部130由檢測裝置(光模塊)、處理被檢測的信號并控制檢測部的控制部138(處理部)、以及供電的供電部139等構(gòu)成，其中，該檢測裝置包括:具有可裝卸流道120的開口的傳感器部蓋131、排出單元133、框體134、光學(xué)部135、濾光器136、波長可變干涉濾波器5以及受光兀件137 (檢測部)。另外，光學(xué)部135構(gòu)成為包括:射出光的光源135A ;將從光源135A射入的光向傳感器芯片110側(cè)反射,并使從傳感器芯片側(cè)射入的光向受光兀件137側(cè)透過的光束分離器135B ;以及透鏡135C、135D、135E。
[0153]另外，如圖14所示，在氣體檢測裝置100的表面上設(shè)置有操作面板140、顯示部141、用于與外部的接口的連接部142、供電部139。在供電部139是蓄電池的情況下，也可以具備用于充電的連接部143。
[0154]并且，如圖14所示，氣體檢測裝置100的控制部138具備如下部件等:信號處理部144，由CPU等構(gòu)成；光源驅(qū)動器電路145，用于控制光源135A ;電壓控制部146，用于控制波長可變干涉濾波器5 ;受光電路147，接收來自受光元件137的信號；傳感器芯片檢測電路149，接收來自傳感器芯片檢測器148的信號，該傳感器芯片檢測器148讀取傳感器芯片110的代碼，并檢測有無傳感器芯片110 ;以及排出驅(qū)動器電路150，控制排出單元133。
[0155]接下來，將在下面說明上述那樣的氣體檢測裝置100的動作。
[0156]在主體部130的上部傳感器部蓋131的內(nèi)部設(shè)置有傳感器芯片檢測器148，并通過該傳感器芯片檢測器148檢測有無傳感器芯片110。信號處理部144如果檢測到來自傳感器芯片檢測器148的檢測信號，則判斷處于安裝有傳感器芯片110的狀態(tài)，并向顯示部141發(fā)出表示能實(shí)施檢測操作的顯示信號。
[0157]并且，當(dāng)例如通過使用者操作操作面板140，并將來自操作面板140的表示開始檢測處理的指示信號輸出給信號處理部144時，首先，信號處理部144向光源驅(qū)動器電路145輸出光源動作的信號以使光源135A動作。如果驅(qū)動光源135A，則從光源135A輸出單波長且直線偏振的穩(wěn)定的激光。此外，在光源135A中內(nèi)置有溫度傳感器和光量傳感器，該信息被輸出給信號處理部144。然后，信號處理部144根據(jù)從光源135A輸入的溫度和光量，判斷光源135A已穩(wěn)定操作，從而控制排出驅(qū)動器電路150以使排出單元133動作。由此，包括應(yīng)該檢測的目標(biāo)物質(zhì)(氣體分子)的氣體試樣從吸引口 120A被導(dǎo)向吸引流道120B、傳感器芯片110內(nèi)、排出流道120C、排出口 120D。此外，在吸引口 120A設(shè)置有除塵過濾器120A1，除去比較大的粉塵、一部分水蒸氣等。
[0158]此外，傳感器芯片110是安裝有多個金屬納米構(gòu)造體、利用了局部表面等離子體共振的傳感器。在這樣的傳感器芯片110中，通過激光在金屬納米構(gòu)造體間形成增強(qiáng)電場，當(dāng)氣體分子進(jìn)入該增強(qiáng)電場內(nèi)時，會產(chǎn)生包括分子振動信息的拉曼散射光及瑞利散射光。
[0159]這些瑞利散射光、拉曼散射光通過光學(xué)部135入射到濾波器136，通過濾波器136分離瑞利散射光，從而拉曼散射光入射到波長可變干涉濾波器5。并且，信號處理部144對電壓控制部146輸出控制信號。由此，電壓控制部146通過與第一實(shí)施方式同樣的驅(qū)動方法使波長可變干涉濾波器5驅(qū)動，通過波長可變干涉濾波器5分光與作為檢測對象的氣體分子相對應(yīng)的拉曼散射光。然后，當(dāng)通過受光元件137接收到分光后的光時，通過受光電路147將與受光量相對應(yīng)的受光信號輸出給信號處理部144。在這種情況下，可以高精度地從波長可變干涉濾波器5取出目標(biāo)拉曼散射光。
[0160]信號處理部144將上述獲得的與作為檢測對象的氣體分子相對應(yīng)的拉曼散射光的光譜數(shù)據(jù)和存儲在ROM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并判斷是否是目標(biāo)氣體分子，從而指定物質(zhì)。然后，信號處理部144在顯示部141上顯示該結(jié)果信息、或從連接部142向外部輸出。
[0161]此外，在上述圖13及圖14中，雖然例示了通過波長可變干涉濾波器5分光拉曼散射光并根據(jù)分光后的拉曼散射光進(jìn)行氣體檢測的氣體檢測裝置100的例子，但作為氣體檢測裝置，還可以用作通過檢測氣體固有的吸光度以指定氣體種類的氣體檢測裝置。在這種情況下，可以使用在傳感器內(nèi)部流入氣體且檢測入射光中的被氣體吸收的光的氣體傳感器作為本發(fā)明的光模塊。此外，可以將通過這樣的氣體傳感器分析、判斷流入傳感器內(nèi)的氣體的氣體檢測裝置作為本發(fā)明的電子設(shè)備。即使在這樣的結(jié)構(gòu)中，也可以使用波長可變干涉濾波器來檢測氣體成分。
[0162]此外，作為用于檢測指定物質(zhì)存在的系統(tǒng)，并不僅限于檢測上述這樣的氣體，還可以例示基于紅外線分光的糖類的非侵入式測量裝置、食物和生物、礦物等的信息的非侵入式測量裝置等物質(zhì)成分分析裝置。
[0163]下面，作為上述物質(zhì)成分分析裝置的一例，將說明食品分析裝置。
[0164]圖15是表示作為利用了波長可變干涉濾波器5的電子設(shè)備的一例的食品分析裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0165]如圖15所示，該食物分析裝置200包括檢測器(光模塊)210、控制部220、顯示部230。檢測器210包括用于射出光的光源211、導(dǎo)入來自檢測對象物的光的攝像透鏡212、對從攝像透鏡212導(dǎo)入的光進(jìn)行分光的波長可變干涉濾波器5、以及檢測分光后的光的攝像部(檢測部)213。
[0166]并且，控制部220包括:光源控制部221，用于實(shí)施光源211的點(diǎn)燈、滅燈控制、點(diǎn)燈時的亮度控制；電壓控制部222，用于控制波長可變干涉濾波器5 ;檢測控制部223，用于控制攝像部213，并取得通過攝像部213拍攝到的分光圖像；信號處理部224以及存儲部225。
[0167]該食物分析裝置200當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)時，通過光源控制部221控制光源211，從光源211向檢測對象物照射光。并且，被檢測對象物反射的光通過攝像透鏡212入射到波長可變干涉濾波器5。波長可變干涉濾波器5在電壓控制部222的控制下，波長可變干涉濾波器5通過上述第一實(shí)施方式所示的驅(qū)動方法被驅(qū)動。由此，可以高精度地從波長可變干涉濾波器5取出目標(biāo)波長的光。并且，通過例如⑶D攝像機(jī)等構(gòu)成的攝像部213對取出的光進(jìn)行拍攝。并且，將拍攝到的光作為分光圖像存儲在存儲部225中。并且，信號處理部224控制電壓控制部222使施加給波長可變干涉濾波器5的電壓值變化，并取得針對各波長的分光圖像。
[0168]并且，信號處理部224對存儲部225存儲的各圖像中的各像素的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，以求得各像素中的光譜。并且，在存儲部225中存儲有例如與光譜相對的有關(guān)食物成分的信息，信號處理部224根據(jù)存儲部225所存儲的有關(guān)食物的信息，對求得的光譜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并求得檢測對象中包括的食物成分及其含量。并且，可以根據(jù)獲得的食物成分及含量計(jì)算食物卡路里和新鮮度等。此外，通過分析圖像內(nèi)的光譜分布，從而可以實(shí)施檢查對象的食物中新鮮度降低的部分的提取出等，且可進(jìn)一步實(shí)施食物內(nèi)所包括的異物等的檢測。
[0169]此外，信號處理部224進(jìn)行以下的處理:在顯示部230上顯示上述獲得的檢查對象的食物成分和含量、卡路里和新鮮度等信息。
[0170]并且，在圖15中，雖然例示了食物分析裝置200的例子，但通過大致相同的結(jié)構(gòu)也能夠用作上述那樣的其他信息的非侵入式測量裝置。例如，可以用作進(jìn)行血液等體液成分的測量、分析等的分析生物成分的生物分析裝置。作為這樣的生物分析裝置，例如作為對血液等體液成分進(jìn)行測量的裝置，如果是檢測乙醇的裝置，則可以用作檢測駕駛員的飲酒狀態(tài)的防止酒后駕駛裝置。此外，也可以用作包括這樣的生物分析裝置的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)。
[0171]此外，還可以用作實(shí)施礦物成分分析的礦物分析裝置。
[0172]并且，作為本發(fā)明的波長可變干涉濾波器、光模塊、電子設(shè)備，能夠適用于如下這樣的裝置。
[0173]例如，通過經(jīng)時變化各波長的光強(qiáng)度，從而還可以通過各波長的光傳送數(shù)據(jù)，在這種情況下，通過設(shè)置在光模塊中的波長可變干涉濾波器對指定波長的光進(jìn)行分光，并通過受光部接收，從而可以提取出通過指定波長的光傳送的數(shù)據(jù)，并可通過包括這樣的數(shù)據(jù)選出用光模塊的電子設(shè)備處理各波長的光的數(shù)據(jù)，從而可以實(shí)施光通信。
[0174]另外，作為電子設(shè)備，也能夠適用于通過利用本發(fā)明的波長可變干涉濾波器將光進(jìn)行分光并拍攝分光圖像的分光照相機(jī)、分光分析儀等。作為這樣的分光照相機(jī)的一例，可以列舉有內(nèi)置了波長可變干涉濾波器的紅外線照相機(jī)。
[0175]圖16是示出分光攝像機(jī)的簡要構(gòu)成的模式圖。如圖15所示，分光攝像機(jī)300包括照相機(jī)主體310、攝像透鏡單元320以及攝像部(檢測部)330。
[0176]攝像機(jī)主體310是由使用者把持、操作的部分。
[0177]攝像透鏡單元320設(shè)置在攝像機(jī)主體310上，其將入射的圖像光導(dǎo)向攝像部330。并且，如圖16所示，該攝像透鏡單元320構(gòu)成為包括物鏡321、成像透鏡322以及設(shè)置在這些透鏡間的波長可變干涉濾波器5。
[0178]攝像部330由受光元件構(gòu)成，其對通過攝像透鏡單元320導(dǎo)入的圖像光進(jìn)行拍攝。
[0179]在這樣的分光攝像機(jī)300中，通過波長可變干涉濾波器5使作為攝像對象的波長的光透過，從而可以對想要的波長的光的分光圖像進(jìn)行拍攝。此時，對于各波長，電壓控制部(省略圖示)通過上述第一實(shí)施方式所示的本發(fā)明的驅(qū)動方法驅(qū)動波長可變干涉濾波器5，從而可以高精度地取出目標(biāo)波長的分光圖像的圖像光。
[0180]此外，也可以將本發(fā)明的波長可變干涉濾波器用作帶通濾波器，例如，也可以被用作僅將發(fā)光元件輸出的規(guī)定波段的光中的以規(guī)定波長為中心的狹窄波段的光通過波長可變干涉濾波器進(jìn)行分光并使其透過的光學(xué)式激光裝置。
[0181]并且，也可以將本發(fā)明的波長可變干涉濾波器用作生物認(rèn)證裝置，例如，可以適用于使用近紅外區(qū)域或可見光區(qū)域的光的血管、指紋、視網(wǎng)膜和虹膜等的認(rèn)證裝置。
[0182]并且，能夠?qū)⒐饽K和光分析裝置用作濃度檢測裝置。在該情況下，利用波長可變干涉濾波器，對從物質(zhì)射出的紅外能量(紅外光)進(jìn)行分光后分析，并測量采樣中的被檢體濃度。
[0183]如上所述，本發(fā)明的波長可變干涉濾波器、光模塊以及電子設(shè)備還可以適用于從入射光中分光規(guī)定的光的任意裝置。并且，如上所述，本發(fā)明的波長可變干涉濾波器由于可以通過一臺設(shè)備對多個波長進(jìn)行分光，所以可以高精度地實(shí)施多個波長的光譜的測量、對多個成分進(jìn)行檢測。因此，與通過多臺設(shè)備取出想要的波長的現(xiàn)有的裝置相比，可以促進(jìn)光模塊、電子設(shè)備的小型化，且可例如優(yōu)選作為便攜用或車載用的光學(xué)設(shè)備。
[0184]此外，本發(fā)明實(shí)施時的具體的結(jié)構(gòu)在能夠達(dá)到本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)?shù)刈兏鼮槠渌Y(jié)構(gòu)等。
[0185]符號說明
[0186]51第一基板52第二基板
[0187]53第三基板522可動部
[0188]522A可動面523保持部
[0189]54靜電致動器55固定反射膜
[0190]56可動反射膜541第一位移用電極
[0191]544第二位移用電極 571、572接合層
[0192]581第一內(nèi)部空間 582第二內(nèi)部空間
[0193]591第一間隙 592第二間隙
[0194]518密封材料526貫通孔
[0195]583第一貫通部584第二貫通部
[0196]517第一密封槽534第二密封槽
【權(quán)利要求】
1.一種波長可變干涉濾波器，其特征在于，具備: 第一基板，具有第一反射膜； 第二基板，具有可動部，所述可動部設(shè)置有與所述第一反射膜相對的第二反射膜，所述第二基板接合于所述第一基板； 第三基板，與所述第二基板的設(shè)置有所述第一基板側(cè)的相反側(cè)相對，所述第三基板接合于所述第二基板； 第一內(nèi)部空間，設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板之間； 第一間隙，連通所述第一內(nèi)部空間和外部； 第二內(nèi)部空間，設(shè)置在所述第二基板和所述第三基板之間；以及 第二間隙，連通所述第二內(nèi)部空間和外部， 其中，在所述第一間隙設(shè)置有密封所述第一內(nèi)部空間的密封材料， 在所述第二間隙設(shè)置有密封所述第二內(nèi)部空間的所述密封材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長可變干涉濾波器，其特征在于， 所述第一內(nèi)部空間及所述第二內(nèi)部空間相對于外部處于減壓狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波長可變干涉濾波器，其特征在于， 連通所述第一內(nèi)部空間和所述第二內(nèi)部空間的貫通孔被設(shè)置于所述第二基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長可變干涉濾波器，其特征在于， 所述第一基板和所述第二基板具備相互相對的位移用電極和與所述位移用電極導(dǎo)通的引出電極， 所述波長可變干涉濾波器還具備:第一貫通部，當(dāng)從基板厚度方向俯視觀察時，在所述第二基板的與所述引出電極重疊的區(qū)域除去所述第二基板的一部分而形成； 第二貫通部，在所述俯視觀察時，在所述第三基板的與所述引出電極重疊的區(qū)域除去所述第三基板的一部分而形成； 第一密封槽，在所述第一間隙的外周部與所述第一貫通部及所述第二貫通部連通；以及 第二密封槽，在所述第二間隙的外周部與所述第一貫通部及所述第二貫通部連通， 所述第一密封槽被所述密封材料密閉，所述第二密封槽被所述密封材料密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長可變干涉濾波器，其特征在于， 所述密封材料是合成樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的波長可變干涉濾波器，其特征在于， 所述合成樹脂是對二甲苯類聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波長可變干涉濾波器，其特征在于， 所述密封材料是無機(jī)薄膜。
8.一種光模塊，其特征在于，具有: 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的波長可變干涉濾波器；以及 檢測部，檢測光， 其中，通過所述一對反射膜構(gòu)成光干涉區(qū)域，所述檢測部檢測通過所述光干涉區(qū)域取出的光。
9.一種電子設(shè)備,其特征在于,包括:根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的波長可變干涉濾波器；以及 檢測部，檢測光， 其中，通過所述一對反射膜構(gòu)成光干涉區(qū)域，所述檢測部檢測通過所述光干涉區(qū)域取出的光。
10.一種波長可變干涉濾波器，其特征在于，具備: 第一基板； 第二基板，與所述第一基板相對配置，所述第二基板包括可動部及保持部，所述保持部保持所述可動部能向所述第一基板的厚度方向位移； 第三基板，在所述第二基板的與配置有所述第一基板的面相反的面上，所述第三基板與所述第二基板相對配置； 第一反射膜，配置在所述可動部的與所述第一基板相對的面上； 第二反射膜，設(shè)置在所述第一基板上，所述第二反射膜隔著間隔與所述第一反射膜相對配置；以及 致動器，使所述間隔位移， 其中，所述第一基板和所述第二基板、所述第二基板和所述第三基板通過接合層被接I=I， 在所述第一基板和所述第二基板之間形成有第一凹部， 在所述第二基板和所述第三基板之間形成有第二凹部， 在連通所述第一凹部和外部的第一間隙、連通第二凹部和外部的第二間隙配置有密封材料。
11.一種波長可變干涉濾波器的制造方法，其特征在于，包括: 與具有第一凹部的第一基板相對地配置第二基板，在所述第一基板和所述第二基板之間，形成由所述第一凹部形成的所述第一內(nèi)部空間、以及連通所述第一內(nèi)部空間和外部的第一間隙的工序； 在所述第二基板的與配置了所述第一基板的面相反的面上，與所述第二基板相對地配置具有第二凹部的第三基板，在所述第二基板和所述第三基板之間，形成由所述第二凹部形成的第二內(nèi)部空間、以及連通所述第二內(nèi)部空間和外部的第二間隙的工序； 通過接合層接合所述第一基板和所述第二基板、及所述第二基板和所述第三基板，從而獲得接合體的工序；以及 通過密封材料密封所述第一間隙及所述第二間隙的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的波長可變干涉濾波器的制造方法，其特征在于， 所述波長可變干涉濾波器的制造方法還包括:使所述第一內(nèi)部空間和所述第二內(nèi)部空間處于減壓狀態(tài)的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的波長可變干涉濾波器的制造方法，其特征在于， 所述接合體將多個波長可變干涉濾波器配置為陣列狀， 所述波長可變干涉濾波器的制造方法還包括:在所述第二基板形成與所述第一間隙連通的第一貫通部的工序； 在所述第三基板形成與所述第二間隙連通的第二貫通部的工序； 在所述第一基板形成與所述第一間隙和所述第一貫通部連通的第一密封槽的工序；在所述第三基板形成與所述第二間隙和所述第二貫通部連通的第二密封槽的工序；以 及將所述接合體 斷成單片的工序。
【文檔編號】G02B26/00GK103676135SQ201310384238
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月30日
【發(fā)明者】廣久保望 申請人:精工愛普生株式會社