專利名稱：光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備從入射光提取規(guī)定波長的光的波長可變干涉濾光器的光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知有如下的干涉濾光器其使一對反射膜互相對置，僅使入射光中的由一對反射膜多重干涉而加強的規(guī)定波長的光透過或者反射，且公知有如下的光學(xué)裝置其通過圖像傳感器對透過了這樣的干涉濾光器的光進行拍攝(例如，參照專利文獻1)。在該專利文獻1中記載的光學(xué)裝置是如下的裝置對入射光進行校準，通過物鏡使來自目標物的光平行，再使平行的光垂直入射波長可變干涉濾光器，通過圖像傳感器接收并拍攝透過波長可變干涉濾光器的光。在這種光學(xué)裝置中，由于通過圖像傳感器接收目標波長的光，因而需要提高波長可變干涉濾光器的分辨率。作為這樣的波長可變干涉濾光器，存在例如專利文獻2所示的
濾光器ο該專利文獻2中記載的波長可變干涉濾光器使一對基板相互對置，其中一個基板上設(shè)置有可動部和將可動部保持為相對于另一個基板能夠進退移動的隔板(diaphragm)。 并且，在該可動部上形成有一對反射膜中的一個反射膜，在未設(shè)置可動部的另外一個基板上形成有與可動部的反射膜對置的另一反射膜。在這樣的光學(xué)濾光器裝置中，通過使可動部進退，從而能夠使一對反射膜間的間隙尺寸變動，進而能夠提取與間隙尺寸相對應(yīng)的光， 同時由于可動部的撓曲量比隔板小，因而也能夠抑制設(shè)置在可動部上的反射膜的撓曲。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2000-162043號公報專利文獻2 日本特開2009-251105號公報因此，在上述專利文獻2中，由于可動部的厚度尺寸形成得比隔板大，因而即使在使可動部位移的情況下，也能夠使可動部的撓曲量比隔板的撓曲量小。然而，實際上可動部也產(chǎn)生撓曲，其撓曲量在可動部的中心部小，隨著從中心向可動部的外周部而變大。另外， 該撓曲量也被波長可變干涉濾光器的尺寸所左右，例如在波長可變干涉濾光器的尺寸大時，可動部的形變量也變大。因而，設(shè)在該可動部上的反射膜也產(chǎn)生撓曲，一對反射膜間的間隙尺寸會不均勻，導(dǎo)致分辨率會下降。因而，在專利文獻1記載的光學(xué)裝置中，在使用上述這樣的波長可變干涉濾光器時，由于波長可變干涉濾光器中的分辨率下降，因而存在有測定精度劣化這樣的問題。另夕卜，在光學(xué)裝置中，雖然通過增大圖像傳感器的尺寸，能夠取得更高分辨率的圖像，但在這種情況下，需要變大波長可變干涉濾光器的尺寸。然而，如上所述，一旦使波長可變干涉濾光器的尺寸變大，則可動部的撓曲量會增大而使分辨率下降，存在測定精度劣化這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述的問題，其目的在于提供能夠進行高精度的分光測定的光學(xué)裝置。本發(fā)明的光學(xué)裝置具備波長可變干涉濾光器，使入射光中的經(jīng)多重干涉而加強的光透過；遠心光學(xué)系統(tǒng)，將所述入射光導(dǎo)向所述波長可變干涉濾光器；以及檢測部，檢測透過了所述波長可變干涉濾光器的光，其中，所述波長可變干涉濾光器具備第一基板；第二基板，與所述第一基板對置，所述第二基板具備可動部以及保持部，所述保持部包圍所述可動部的外周且將所述可動部保持為能夠相對于所述第一基板進退移動；第一反射膜，設(shè)置在所述第一基板上；第二反射膜，設(shè)置在所述可動部上，隔著間隙與所述第一反射膜對置；以及間隙可變部，通過使所述可動部位移以使所述間隙的尺寸變化，在所述第一反射膜和所述第二反射膜上設(shè)置有測定有效區(qū)域，在通過所述間隙可變部使所述可動部的位移量變?yōu)樽畲髸r，在所述測定有效區(qū)域，能夠使以測定中心波長為中心且處于預(yù)先設(shè)定的容許值以內(nèi)的波長的光透過，通過所述遠心光學(xué)系統(tǒng)，使所述入射光的主光線垂直導(dǎo)向所述第一反射膜的面或者所述第二反射膜的面，使所述入射光會聚在所述測定有效區(qū)域內(nèi)。在本發(fā)明中，遠心光學(xué)系統(tǒng)是圖像側(cè)的遠心光學(xué)系統(tǒng)，從遠心光學(xué)系統(tǒng)射出的光的主光線平行于光軸，且以與波長可變干涉濾光器正交的方式被導(dǎo)光。并且，該遠心光學(xué)系統(tǒng)以使所述主光線會聚在由波長可變干涉濾光器的第一反射膜和第二反射膜形成的間隙區(qū)域中的測定有效區(qū)域內(nèi)的方式聚光。此外，所謂遠心光學(xué)系統(tǒng)可以說是以使主光線通過焦點的方式排列的光學(xué)系統(tǒng)，其是主光線平行于光軸、即使視場角為0度的光學(xué)系統(tǒng)。另夕卜，所謂圖像側(cè)遠心光學(xué)系統(tǒng)是指在圖像側(cè)主光線平行于光軸的光學(xué)系統(tǒng)。在這里，測定有效區(qū)域是波長可變干涉濾光器的分辨率下降被抑制在容許范圍內(nèi)的區(qū)域。也就是說，在第一反射膜和第二反射膜之間的間隙區(qū)域中的該測定有效區(qū)域內(nèi)被多重干涉而透過的光成為以測定中心波長為中心的容許波長范圍內(nèi)的光。因而，通過遠心光學(xué)系統(tǒng)，從而使主光線會聚在波長可變干涉濾光器的測定有效區(qū)域內(nèi)，從而能夠從入射光高精度地提取以測定中心波長為中心的波段內(nèi)的光，并可通過檢測部接收光。據(jù)此，與例如使平行光入射到波長可變干涉濾光器，也使用間隙區(qū)域內(nèi)的測定有效區(qū)域以外來提取光的情況相比，能夠抑制波長可變干涉濾光器中的分辨率下降，且能夠在光學(xué)裝置中實施高精度的分光測定。在本發(fā)明的光學(xué)裝置中，優(yōu)選所述測定有效區(qū)域是以下的區(qū)域在通過所述間隙可變部將所述可動部的位移量設(shè)定為最大位移量時，沿所述可動部的中心軸上的所述間隙的尺寸和與所述測定有效區(qū)域的外周邊緣相對的所述間隙的尺寸之間的差值小于等于所述容許值的一半。在本發(fā)明中，將通過間隙可變部使可動部位移最大位移量的狀態(tài)下對應(yīng)于可動部的中心軸上的間隙尺寸與對應(yīng)于測定有效區(qū)域的外周邊緣的間隙尺寸之差設(shè)為X、容許值設(shè)為Xci的情況下，將滿足X= λ V2的關(guān)系的區(qū)域內(nèi)作為測定有效區(qū)域。也就是說，在波長可變干涉濾光器中，將空氣的折射率設(shè)為1，間隙的尺寸d與透過波長λ表示為d= λ/2。因而，如果設(shè)可動部的中心軸上的間隙尺寸為Cl1、對應(yīng)于測定有效區(qū)域的外周邊緣的間隙尺寸為d2，則透過可動部的中心軸的光的波長(測定中心波長)為X1 = 2屯，透過測定有效區(qū)域的外周邊緣的光的波長為λ2 = 2d2 = 2((1^)=
42 ( λ /2+χ) ο在這里，以測定中心波長A1為中心且處于容許值λ。以內(nèi)的波段是從X1-Xc^lJ λ ^ λ ^的范圍。由于在可動部向第一基板撓曲時，間隙尺寸不會變得比Cl1小，因而如果透過了測定有效區(qū)域的外周邊緣的透過光的波長X2(ZZUl7^x))為λ 1+λ。以下，則透過測定有效區(qū)域的透過光就成為以測定中心波長X1為中心的容許值λ^以內(nèi)的光。g卩，通過利用遠心光學(xué)系統(tǒng)而使入射光會聚在成為χ < XciA的測定有效區(qū)域內(nèi)，從而能夠通過檢測部檢測相對于測定中心波長X1在容許波長λ^以內(nèi)的光。在本發(fā)明的光學(xué)裝置中，優(yōu)選在所述波長可變干涉濾光器和所述檢測部之間設(shè)置有將透過了所述波長可變干涉濾光器的透過光放大的放大透鏡系統(tǒng)。在本發(fā)明中，由于是通過遠心光學(xué)系統(tǒng)使入射光會聚的結(jié)構(gòu)，因而能夠?qū)ΣㄩL可變干涉濾光器的尺寸的小型化做出貢獻。除此之外，還通過設(shè)置有放大透鏡系統(tǒng)，從而能夠?qū)牟ㄩL可變干涉濾光器透過的透過光放大后向檢測部射出。在這種構(gòu)成中，能夠不使波長可變干涉濾光器的尺寸大型化，僅使檢測部的尺寸變大，進而能夠進一步提高檢測精度。在本發(fā)明的光學(xué)裝置中，優(yōu)選在所述遠心光學(xué)系統(tǒng)與所述波長可變干涉濾光器之間設(shè)置有第一圓偏振片(偏光片)，所述第一圓偏振片使從所述遠心光學(xué)系統(tǒng)向所述波長可變干涉濾光器的光透過，并吸收從所述波長可變干涉濾光器向所述遠心光學(xué)系統(tǒng)的光。在本發(fā)明中，在波長可變干涉濾光器與遠心光學(xué)系統(tǒng)之間設(shè)置有第一圓偏振片。一般而言，在波長可變干涉濾光器中，在第一反射膜和第二反射膜之間被多重干涉而加強的光會向檢測部側(cè)透過，但未透過的光的成分幾乎都被反射到入射側(cè)。如果該反射成分返回到遠心光學(xué)系統(tǒng)中，則會在透鏡內(nèi)以及透鏡間反射，進而成為重影或者光斑等的原因，導(dǎo)致檢測部中的檢測精度下降。與此相對，在本發(fā)明中，通過第一圓偏振片可以防止被波長可變干涉濾光器反射的光返回到遠心光學(xué)系統(tǒng)中，且可抑制莫爾條紋或者重影的產(chǎn)生，進而能夠提高檢測部中的檢測精度。在本發(fā)明的光學(xué)裝置中，優(yōu)選在所述波長可變干涉濾光器和所述檢測部之間設(shè)置有第二圓偏振片，所述第二圓偏振片使從所述波長可變干涉濾光器向所述檢測部的光透過，并吸收從所述檢測部向所述波長可變干涉濾光器的光。在本發(fā)明中，在波長可變干涉濾光器和檢測部之間設(shè)置有第二圓偏振片，從而能夠防止被檢測部反射的光返回至波長可變干涉濾光器，再通過正反射返回至檢測部的不良情況。另外，也可以使用第一圓偏振片和第二圓偏振片這兩者，在這種情況下，使第一圓偏振片的直線偏振片的偏光方向與第二圓偏振片的直線偏振片的偏光方向一致。由此便能夠分別防止被波長可變干涉濾光器反射的光返回到遠心光學(xué)系統(tǒng)返回和被檢測部反射的光經(jīng)由波長可變干涉濾光器而返回檢測部，從而能夠進一步提高檢測精度。


圖1是表示本發(fā)明涉及的第一實施方式的光學(xué)裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示第一實施方式的波長可變干涉濾光器的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖3是在第一電極和第二電極之間施加電極，且可動部向第一基板側(cè)撓曲最大量的狀態(tài)下，將在圖2中的雙點劃線A的部分放大后的放大圖。圖4是表示在第一實施方式的光學(xué)裝置中，被遠心光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)光的光束的光路的圖。圖5是表示從遠心光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的光線形狀的概略的圖。圖6是相對于主光線的傾斜的、透過了波長可變干涉濾光器的透過光的峰值波長變化量的圖。圖7是表示通過第二實施方式的光學(xué)裝置的遠心光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)光的光束的光路圖。圖8是表示通過第三實施方式的光學(xué)裝置的遠心光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)光的光束的光路圖。圖9是表示通過第四實施方式的光學(xué)裝置的遠心光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)光的光束的光路圖。圖10是表示遠心光學(xué)系統(tǒng)的其他例子的圖。
具體實施例方式[第一實施方式]下面，根據(jù)

本發(fā)明的第一實施方式。[1.光學(xué)裝置的整體結(jié)構(gòu)]圖1是本發(fā)明涉及的實施方式的光學(xué)裝置1的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，該光學(xué)裝置1具備光傳感器3和控制裝置4。而且，該光學(xué)裝置1是分光相機裝置，其是通過檢測部32拍攝測定對象2的圖像，并測定被分光后的光量分布特性的裝置。[2.光傳感器的結(jié)構(gòu)]如圖1所示，光傳感器3具備波長可變干涉濾光器5、將光導(dǎo)向波長可變干涉濾光器5的遠心光學(xué)系統(tǒng)31、接收透過了波長可變干涉濾光器5的光的檢測部32、以及使透過了波長可變干涉濾光器5的光的波長可變的電壓控制電路33。(2-1.波長可變干涉濾光器的結(jié)構(gòu))圖2是表示波長可變干涉濾光器的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖2所示，波長可變干涉濾光器5具備第一基板51和第二基板52。這兩塊基板 51、52分別由例如鈉玻璃、結(jié)晶性玻璃、石英玻璃、鉛玻璃、鉀玻璃、硼硅酸鹽玻璃、無堿玻璃等各種玻璃或者水晶等能夠使可見光區(qū)的光透過的材料形成。并且，通過以例如硅氧烷為主要成分的等離子體聚合膜53相互接合沿外周緣形成的接合面513、523而一體地構(gòu)成這兩塊基板51、52。另外，在第一基板51和第二基板52之間設(shè)置有第一反射膜56和第二反射膜57。 在這里，第一反射膜56被固定在第一基板51的與第二基板52相對的面上，第二反射膜57 被固定在第二基板52的與第一基板51相對的面上。另外，這些第一反射膜56和第二反射膜57隔著間隙而相對配置。在這里，將由第一反射膜56和第二反射膜57所夾的空間稱作間隙區(qū)域。并且，波長可變干涉濾光器5在該間隙區(qū)域使入射光多重干涉，并使相互加強的光透過。此外，在第一基板51與第二基板52之間設(shè)置有用于調(diào)整間隙尺寸的、作為本發(fā)明的間隙可變部的靜電致動器M。該靜電致動器M由設(shè)置于第一基板51的第一電極541和設(shè)置于第二基板52的第二電極542構(gòu)成。
(2-1-1.第一基板的結(jié)構(gòu))第一基板51在與第二基板52相對的相對面上通過蝕刻形成有電極槽511和鏡固定部512。雖然省略了圖示，但電極槽511在從基板厚度方向觀察第一基板51的濾光器俯視圖中，形成為以平面中心點為中心的環(huán)形狀。鏡固定部512在與電極槽511的同軸上形成為向第二基板52突出的圓筒狀。在電極槽511的槽底面上形成有構(gòu)成靜電致動器M的環(huán)狀的第一電極Ml。另夕卜，在該第一電極M1，沿布線槽延伸的第一電極線(省略圖示)形成為朝向第一基板51的外周部。而且，該第一電極線的前端與電壓控制電路33連接。另外，在鏡固定部512的與第二基板52相對的面上固定有第一反射膜56。該第一反射膜56可以是通過層疊例如Si02、Ti&而構(gòu)成的電介質(zhì)多層膜，也可以是由Ag合金等金屬膜構(gòu)成的膜。另外，也可以是層疊電介質(zhì)多層膜與金屬膜兩者的結(jié)構(gòu)。并且，在第一基板51的電極槽511的外方形成有第一接合面513。如上所述，在該第一接合面513上形成有用于接合第一基板51和第二基板52的等離子體聚合膜53。(2-1-2.第二基板的結(jié)構(gòu))通過蝕刻加工第二基板52未與第一基板51相對的面而形成第二基板52。該第二基板52具備以基板中心點為中心的圓形筒狀的可動部521、和與可動部521同軸且保持可動部521的保持部522。在這里，該保持部522的外徑(external diameter)尺寸形成為與第一基板51的電極槽511的外徑尺寸相同的尺寸。為了防止撓曲，可動部521的厚度尺寸形成得比保持部522大。保持部522是包圍可動部521的周圍的隔板，例如厚度尺寸形成為50 μ m。此外， 在本實施方式中，雖然例示了隔板狀的保持部522，但可以采用例如設(shè)置具有多對梁結(jié)構(gòu)的保持部的結(jié)構(gòu)等，該保持部設(shè)置在相對于可動部的中心成為點對稱的位置上。在保持部522的與第一基板51相對的面上形成有環(huán)狀的第二電極M2，該第二電極542相隔規(guī)定的間隔與第一電極541相對。在這里，如上所述，由該第二電極542和上述第一電極541構(gòu)成靜電致動器M。另外，從第二電極542的外周邊緣的一部分向第二基板52的外周部形成有第二電極線(省略圖示)，該第二電極線的前端與電壓控制電路33連接。在可動部521的與第一基板51相對的面上形成有隔著間隙與第一反射膜56相對的第二反射膜57。此外，由于第二反射膜57的結(jié)構(gòu)與第一反射膜56相同，因而在此省略說明。(2-1-3.施加電壓時的波長可變干涉濾光器的動作和測定有效區(qū)域)圖3是在第一電極541和第二電極542之間施加電壓，可動部521向第一基板51 側(cè)撓曲的狀態(tài)下將圖2的雙點劃線部分A放大后的放大圖。在圖2所示的初始狀態(tài)下，如果從電壓控制電路33在第一電極541和第二電極 542之間施加驅(qū)動電壓，則如圖3所示，由于靜電引力，第二基板52的可動部521由于靜電引力而向第一基板51側(cè)位移。此時，由于可動部521的厚度尺寸形成得比隔板狀的保持部522大，因而是難以撓曲的形狀，但是實際上由于保持部522的撓曲，也產(chǎn)生微小量的撓曲。在這里，可動部521的撓曲量隨著與可動部521的中心軸0離開距離而增大。因而，在可動部521的外周部，形成在可動部521上的第二反射膜57與相對的第一反射膜56之間的間隙尺寸也會增大。在這種情況下，在間隙區(qū)域中的、可動部521的中心軸0上透過的光的峰值波長與透過了間隙區(qū)域的外周部的光的峰值波長產(chǎn)生偏差，從而導(dǎo)致波長可變干涉濾光器5的分辨率下降。為了提高檢測部32中的檢測精度，需要將上述那樣的峰值波長偏差控制在預(yù)先設(shè)定的容許值以內(nèi)。在本發(fā)明中，將間隙區(qū)域中的能夠?qū)⒎逯挡ㄩL的偏差控制在容許值以內(nèi)的區(qū)域作為測定有效區(qū)域G，通過遠心光學(xué)系統(tǒng)31，使入射光會聚在該測定有效區(qū)域 G(在圖2、圖3中，第一反射膜56和第二反射膜57的面上的由點劃線夾持的區(qū)域)內(nèi)。由此，通過檢測部32僅檢測透過了測定有效區(qū)域G內(nèi)的光。在這里，將可透過以可動部521的中心軸0上透過的光的測定中心波長X1為中心在容許值λ ^以內(nèi)的波長的光的區(qū)域作為測定有效區(qū)域G的情況下，該測定有效區(qū)域G是可動部521向第一基板51側(cè)最大位移的狀態(tài)下可動部521的厚度方向上的撓曲量為λ 0/2 以下的區(qū)域。也就是說，如果設(shè)可動部521的中心軸0上的間隙尺寸為Cl1、測定有效區(qū)域G 的外周邊緣上的間隙尺寸為d2，則下述式⑴成立。[式1]Cl2-Cl1 = λ0/2... (1)另外，作為容許值λ ^，雖然可以根據(jù)光學(xué)裝置1的用途而恰當設(shè)定，但在例如作為一般的圖像傳感器而測定可見光區(qū)的分光光譜分布時，優(yōu)選將容許值設(shè)定為5nm以內(nèi)，而在使用紅外線時，優(yōu)選將容許值設(shè)定為IOnm以內(nèi)。因而，在波長可變干涉濾光器5中，優(yōu)選將可動部521最大位移時撓曲量在2. 5nm 5nm以下的區(qū)域設(shè)定作為測定有效區(qū)域G。(2-2.遠心光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))遠心光學(xué)系統(tǒng)31是將來自測定對象2的入射光導(dǎo)向波長可變干涉濾光器5的光學(xué)系統(tǒng)，其由多個透鏡等光學(xué)部件構(gòu)成。圖4是表示由遠心光學(xué)系統(tǒng)31導(dǎo)光的光束的光路的圖。圖5是表示從遠心光學(xué)系統(tǒng)31射出的光束的光線形狀的概略圖。遠心光學(xué)系統(tǒng)31將從通過光學(xué)裝置1能夠攝像的范圍(視場角)射入的光經(jīng)由多個透鏡導(dǎo)向波長可變干涉濾光器5。在這里，遠心光學(xué)系統(tǒng)31將從目標物側(cè)入射光學(xué)裝置1的光變換為圖5所示那樣的圓錐形的光束。另外，該遠心光學(xué)系統(tǒng)31以射出的光的主光線平行于光軸且垂直于波長可變干涉濾光器5的第一基板51 (第一反射膜56)的方式射出光。并且，遠心光學(xué)系統(tǒng)31進行導(dǎo)光，以使在能夠攝像的視場角范圍內(nèi)入射的光會聚在波長可變干涉濾光器5的測定有效區(qū)域G內(nèi)。此外，在這里所說的正交是指透過了波長可變干涉濾光器5的透過光的峰值波長不會產(chǎn)生偏差程度的角度即可。圖6是相對于主光線傾斜的、透過了波長可變干涉濾光器的透過光的峰值波長變化量的圖。在圖6中，入射波長可變干涉濾光器的圓錐形光束的單側(cè)斜度如圖5所示地被設(shè)定為5度。如圖6所示，從波長可變干涉濾光器5透過的透過光的峰值波長隨入射角度的變化量的增大而較大地變化。另外，隨著波長的增大，峰值波長的變化量也增大。因而，在遠心光學(xué)系統(tǒng)31的透鏡設(shè)計中，只要根據(jù)相對于想透過波長可變干涉濾光器5的波段能夠容許多大程度的峰值波長變化量而恰當?shù)剡M行設(shè)定即可。
例如，在使IlOOnm的光入射波長可變干涉濾光器5時，入射角度偏移2. 7度，從而導(dǎo)致峰值波長變動lnm。因而，在通過波長可變干涉濾光器5對IlOOnm以下的波段進行分光時，在想要將由主光線的入射角度的偏移引起的峰值波長變動量控制在Inm以下時，需要將從遠心光學(xué)系統(tǒng)31射出的光束的主光線的傾斜度控制在2. 7度以內(nèi)。(2-3.檢測部的結(jié)構(gòu))返回至圖1，檢測部32被設(shè)置在遠心光學(xué)系統(tǒng)31的焦點面上，視場角內(nèi)的圖像的圖像光被遠心光學(xué)系統(tǒng)31引導(dǎo)，且在檢測部32中成像后被拍攝。該檢測部32具備陣列狀排列的多個檢測元件(省略圖示)。這些檢測元件由諸如 (XD(Charge Coupled Device，電荷耦合裝置)元件等光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成，其生成與接收到的光的光量相對應(yīng)的電信號并輸出給控制裝置4。該檢測部32被設(shè)置在遠心光學(xué)系統(tǒng)31 的焦點面上。(2-4.電壓控制電路的結(jié)構(gòu))電壓控制電路33根據(jù)控制裝置4的控制，控制施加給靜電致動器M的第一電極 541和第二電極M2的電壓。[3.控制裝置的結(jié)構(gòu)]控制裝置4控制光學(xué)裝置1的整體動作。該控制裝置4是由存儲部41和CPU (Central Processing Unit，中央處理單元)42 等構(gòu)成的計算機，其能夠使用例如通用的個人計算機、便攜式信息終端和測定專用計算機寸。并且，控制裝置4作為在CPU 42上運行的軟件而具備驅(qū)動控制部421、光量獲取部 422以及強度分布測定部423。存儲部41存儲在CPU 42中執(zhí)行的各種程序和各種數(shù)據(jù)。另外，存儲部41存儲表示通過檢測部32可以檢測的透過光的波長相對于施加給靜電致動器M的驅(qū)動電壓的相關(guān)數(shù)據(jù)。接下來，說明作為在CPU 42上運行的各軟件的驅(qū)動控制部421、光量獲取部422以及強度分布測定部423。驅(qū)動控制部421根據(jù)存儲部41所存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)，獲取通過檢測部32能夠接收到測定對象光的電壓值(輸入值)，并將獲取到的電壓值輸出給電壓控制電路33，進而使波長可變干涉濾光器5的間隙的間隔變化。光量獲取部422獲取由檢測部32的各檢測元件檢測出的接收光量。將獲取到的接收光量與檢測元件的位置數(shù)據(jù)相對應(yīng)地存儲在存儲部41中。強度分布測定部423根據(jù)由光量獲取部422獲取到的、由各檢測元件檢測出的測定對象光的光量，制作光強度分布圖。例如，強度分布測定部423制作具有對應(yīng)于各檢測元件的坐標位置的像素的光強度分布圖，并根據(jù)對應(yīng)于各像素的檢測元件中的接收光量，設(shè)定各像素的顏色和濃淡等。(第一實施方式的作用效果)在上述這樣的第一實施方式的光學(xué)裝置1中具備將入射光導(dǎo)向波長可變干涉濾光器5的遠心光學(xué)系統(tǒng)31、波長可變干涉濾光器5以及檢測部32。并且，遠心光學(xué)系統(tǒng)31 是圖像側(cè)遠心光學(xué)系統(tǒng)，其將主光線平行于光軸，并向波長可變干涉濾光器5射出與第一
9反射膜56的面正交的光束。另外，遠心光學(xué)系統(tǒng)31使視場角范圍內(nèi)的入射光入射到透過光的波長為與測定中心波長X1相差容許值λ。以內(nèi)的測定有效區(qū)域G。具體而言，在可動部521最大位移的狀態(tài)下，設(shè)可動部521的中心軸0上的間隙尺寸為Cl1時，遠心光學(xué)系統(tǒng)31使視場角范圍內(nèi)的入射光入射到間隙尺寸d2為Cl1 < d2 < Cl1+ λ ^ 的區(qū)域。因此，波長可變干涉濾光器5能夠透過以測定中心波長為中心且容許值λ ^范圍內(nèi)的波長的光，且可提高分辨率。另外，通過由檢測部32接收這種透過光，從而能夠?qū)嵤﹫D像光的準確的分光特性測定，且能夠提高測定精度。[第二實施方式]接下來，根據(jù)

本發(fā)明的第二實施方式。圖7是表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的光學(xué)裝置的遠心光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)光的光束的光路的圖。如圖7所示，在第二實施方式的光學(xué)裝置IA中，在第一實施方式的光學(xué)裝置1中的遠心光學(xué)系統(tǒng)31與波長可變干涉濾光器5之間設(shè)置有第一圓偏振片34。該第一圓偏振片34通過組合面向遠心光學(xué)系統(tǒng)31側(cè)的直線偏振片341、和面向波長可變干涉濾光器5側(cè)的1/4波長片342而構(gòu)成。在這種第一圓偏振片34中，在直線偏振片341中，僅使從遠心光學(xué)系統(tǒng)31入射的光中的例如P偏振光波透過，而吸收S偏振光波。另外，在1/4波長片342中，將透過的P 偏振光波變?yōu)閳A偏振光(右旋光性圓偏振光波)而向波長可變干涉濾光器5射出。另一方面，在波長可變干涉濾光器5中，雖然使經(jīng)過多重干涉而加強 (reinforced)的光作為透過光向檢測部32側(cè)透過，但其他波長的光幾乎都被反射到遠心光學(xué)系統(tǒng)31側(cè)。此時，反射波的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。例如，在本實施方式中，由于通過1/4波長片342 被變換為右旋光性圓偏振光波，因而反射波變?yōu)樽笮庑詧A偏振光波。這種左旋光性圓偏振光波如果入射第一圓偏振片34的1/4波長片342，則會被變換為S偏振光波，被由直線偏振片341吸收，不會透過遠心光學(xué)系統(tǒng)31側(cè)。(第二實施方式的作用效果)在上述這樣的第二實施方式的光學(xué)裝置IA中，在遠心光學(xué)系統(tǒng)31與波長可變干涉濾光器5之間設(shè)置有第一圓偏振片34，該第一圓偏振片34通過組合面向遠心光學(xué)系統(tǒng) 31的直線偏振片341和面向波長可變干涉濾光器5的1/4波長片342而構(gòu)成。因此，第一圓偏振片34能夠使入射光從遠心光學(xué)系統(tǒng)31透過波長可變干涉濾光器5，并能夠吸收被波長可變干涉濾光器5反射的光。據(jù)此，被波長可變干涉濾光器5反射的光不會返回到遠心光學(xué)系統(tǒng)31，且能夠防止由于這種反射波在遠心光學(xué)系統(tǒng)的透鏡內(nèi)或者透鏡間反射而發(fā)生的莫爾條紋(moire fringe)或者重影(ghost)等的發(fā)生。因而，能夠抑制檢測部32中的光量測定精度的下降。[第三實施方式]接下來，根據(jù)

本發(fā)明涉及的第三實施方式的光學(xué)裝置。圖8是表示第三實施方式的光學(xué)裝置IB的概略結(jié)構(gòu)的圖。在第三實施方式的光學(xué)裝置IB中，如圖8所示，在第二實施方式的光學(xué)裝置IA的基礎(chǔ)上，還在波長可變干涉濾光器5與檢測部32之間設(shè)置有第二圓偏振片35。該第二圓偏振片35通過組合面向波長可變干涉濾光器5側(cè)的1/4波長片351、和面向檢測部32側(cè)的直線偏振片352而構(gòu)成。在這里，直線偏振片352具有與第一圓偏振片 34的直線偏振片341相同的偏振光方向，使P偏振光波透過。右旋光性圓偏振光波由于第一圓偏振片34入射波長可變干涉濾光器5。然后，在第二圓偏振片35中，通過1/4波長片351將透過了波長可變干涉濾光器5的右旋光性圓偏振光波變換為直線偏振光(P偏振光波)。變換后的直線偏振光波透過直線偏振片352而向檢測部32側(cè)射出。另一方面，被檢測部32反射的光成分透過第二圓偏振片35，被波長可變干涉濾光器5反射。該反射光被第二圓偏振片35的直線偏振片352吸收，進而可以防止返回檢測部 32。(第三實施方式的作用效果)在上述這樣的第三實施方式的光學(xué)裝置IB中，波長可變干涉濾光器5與檢測部32 之間設(shè)置有第二圓偏振片35，而該第二圓偏振片35通過組合面向波長可變干涉濾光器5的 1/4波長片351、和面向檢測部32側(cè)的直線偏振片352而構(gòu)成。因此，第二圓偏振片35能夠使入射光從波長可變干涉濾光器5透過檢測部32，并能夠吸收被檢測部32反射的光。由此，被檢測部32反射的光不會返回波長可變干涉濾光器5，由于這種反射波在波長可變干涉濾光器5的間隙內(nèi)被再次多重干涉這種情況不存在， 因而能夠抑制檢測部32中的光量測定精度的下降。[第四實施方式]接下來，根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的第四實施方式的光學(xué)裝置1C。圖9是表示第四實施方式的光學(xué)裝置IC的概略結(jié)構(gòu)的圖。如圖9所示，第四實施方式的光學(xué)裝置IC是將第三實施方式的光學(xué)裝置IB進行變形的裝置，在第二圓偏振片35與檢測部32之間設(shè)置有放大透鏡系統(tǒng)36。另外，在光學(xué)裝置IC中，波長可變干涉濾光器5被設(shè)置在遠心光學(xué)系統(tǒng)31的焦點面上，檢測部32被設(shè)置在放大透鏡系統(tǒng)36的焦點面上。在這種光學(xué)裝置IC中，將透過了波長可變干涉濾光器5的光通過放大透鏡系統(tǒng)36 放大后被檢測部32檢測。在這種結(jié)構(gòu)中，能夠相對于波長可變干涉濾光器5而使檢測部32 的尺寸增大，進而能夠通過更多的檢測元件來獲取高分辨率的圖像。因而，能夠?qū)嵤└鼫蚀_且詳細的分光分布測定。即，在第一、第二以及第三實施方式的光學(xué)裝置1、1A、IB中，需要使波長可變干涉濾光器5中的測定有效區(qū)域G的尺寸與檢測部32的尺寸形成為同一程度。因此，如果檢測部32的尺寸增大，則波長可變干涉濾光器5的尺寸也需要增大。這里，在本發(fā)明中，為了設(shè)定分辨率的下降為容許值以內(nèi)的測定有效區(qū)域，需要根據(jù)檢測部32的尺寸，配合檢測部32來擴大測定有效區(qū)域G的尺寸。然而，在為了增大測定有效區(qū)域G的尺寸而增大波長可變干涉濾光器5的尺寸時，可動部521的撓曲量會隨擴大量的增大而增大。因此，存在有如下這樣的問題例如，為了使測定有效區(qū)域G變?yōu)?.5倍大小，則例如需要使濾光器尺寸增大為2倍等，從而需要使波長可變干涉濾光器5的尺寸擴大量比測定有效區(qū)域的尺寸擴大量大。
另外，除此之外，在使波長可變干涉濾光器5的尺寸增大的情況下，用于使可動部 521位移的電力也增大，從而難以均勻地保持保持部522的應(yīng)力平衡，因而難以進行用于使可動部521均勻位移的控制。與此相對，在本實施方式中，由于是通過放大透鏡系統(tǒng)36使透過光放大后通過檢測部32接收光的結(jié)構(gòu)，因而無需使波長可變干涉濾光器5的尺寸大型化，而能夠使用尺寸比檢測部32小的波長可變干涉濾光器5。(第四實施方式的作用效果)如上所述，在第四實施方式的光學(xué)裝置IC中，在波長可變干涉濾光器5與檢測部 32之間設(shè)置有放大透鏡系統(tǒng)36。因此，不使波長可變干涉濾光器5的尺寸大型化即可擴大檢測部32的尺寸。因而，不存在由于使波長可變干涉濾光器5大型化而引起的分辨率下降或者耗電增大、可動部521的控制等問題，能夠容易地利用大尺寸的檢測部32來實施高精度的分光分布測定。[其他實施方式]本發(fā)明并不僅限于上述的實施方式，在能夠達到本發(fā)明目的的范圍內(nèi)的變形、改良等也包括在本發(fā)明中。例如，在第一實施方式中，雖然在圖2中例示了遠心光學(xué)系統(tǒng)31內(nèi)設(shè)有光闌的結(jié)構(gòu)圖，但并不僅限于此。作為構(gòu)成遠心光學(xué)系統(tǒng)31的透鏡組，只要能使通過光學(xué)裝置1能夠攝像的視場角范圍內(nèi)的入射光會聚在測定有效區(qū)域G內(nèi)，且其主光線相互平行，可以垂直地射入到波長可變干涉濾光器5，則其可以由任何的光學(xué)部件構(gòu)成，該光學(xué)部件的個數(shù)和種類不受限制。例如，可以設(shè)置圖10所示那樣結(jié)構(gòu)的遠心光學(xué)系統(tǒng)。另外，在上述實施方式中，作為間隙可變部，例示了靜電致動器M，其通過在第一電極541和第二電極542之間施加電壓，從而使保持部522撓曲以使可動部521位移，但并不僅限于此。例如，可以形成為使用感應(yīng)致動器(dielectric actuator)的結(jié)構(gòu)，該感應(yīng)致動器配置第一感應(yīng)線圈來代替第一電極Ml、配置第二感應(yīng)線圈或者永久磁鐵來代替第二電極。 在設(shè)置有例如第一感應(yīng)線圈和永久磁鐵的結(jié)構(gòu)中，通過將流入第一感應(yīng)線圈的電流作為輸入值而產(chǎn)生磁力，并利用在與永久磁鐵之間產(chǎn)生的引力或者排斥力來使可動部521位移。并且，可以形成為使用壓電致動器來代替靜電致動器M的結(jié)構(gòu)。在這種情況下， 例如，將下部電極層、壓電膜以及上部電極層層疊配置在保持部522上，通過將施加在下部電極層和上部電極層之間的電壓可變地作為輸入值，從而使壓電膜伸縮并使保持部522撓曲ο并且，還可以形成為使用利用了空氣壓力的致動器來代替靜電致動器M的結(jié)構(gòu)。 在這種情況下，將第一基板51和第二基板52之間形成為密閉空間，且設(shè)置有向密閉空間導(dǎo)入空氣的空氣導(dǎo)入孔。而且，在該空氣導(dǎo)入孔中設(shè)置有使內(nèi)部的空氣壓力可變的泵，通過將氣壓可變地作為輸入值，從而通過內(nèi)壓變化來使可動部521位移。另外，在上述的實施方式中，雖然例示了隔板狀的保持部522，但也可以形成為如下這樣的結(jié)構(gòu)例如，設(shè)置多個梁結(jié)構(gòu)的保持部，利用這些梁結(jié)構(gòu)的保持部來保持可動部 521。在這種情況下，為了使梁結(jié)構(gòu)的保持部的撓曲平衡性均勻化，而優(yōu)選設(shè)置相對于中心軸0呈點對稱的保持部。
另外，在上述的實施方式中，雖然例示了第一反射膜和第二反射膜之間的反射膜間空隙比第一電極和第二電極之間的電極間空隙小的結(jié)構(gòu)的波長可變干涉濾光器的實例， 但也可以是反射膜間空隙與電極間空隙尺寸相同的結(jié)構(gòu)。并且，還可以為反射膜間空隙比電極間空隙大的波長可變干涉濾光器的結(jié)構(gòu)。另外，在第二實施方式中例示了設(shè)置第一圓偏振片34的結(jié)構(gòu)，在第三實施方式中例示了設(shè)置第一圓偏振片34和第二圓偏振片35的結(jié)構(gòu)，但也可以形成為例如不設(shè)置第一圓偏振片34而僅設(shè)置第二圓偏振片35的結(jié)構(gòu)等。另外，在第四實施方式中，雖然例示了設(shè)置第一圓偏振片34和第二圓偏振片35的結(jié)構(gòu)，但可以形成為僅設(shè)置第一圓偏振片34和第二圓偏振片35中的任一個的結(jié)構(gòu)或者不設(shè)置這些圓偏振片34、35的結(jié)構(gòu)等。另外，在上述第三實施方式中，作為第二圓偏振片35形成為具備面向波長可變干涉濾光器5側(cè)的1/4波長片351和面向檢測部32側(cè)的直線偏振片352的結(jié)構(gòu)，但并不僅限于此。例如，第二圓偏振片35可以形成為具備面向波長可變干涉濾光器5側(cè)的直線偏振片和面向檢測部32側(cè)的1/4波長片的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，直線偏振片使透過了波長可變干涉濾光器5的右旋光性圓偏振光波中的例如P偏振光波透過，吸收S偏振光波。然后，透過了直線偏振片的P偏振光波通過 1/4波長片被變換為右旋光性圓偏振光波，向檢測部32側(cè)射出。另外，被檢測部32反射的光成分由于因反射而成為了左旋光性圓偏振光波，因而由1/4波長片變換為S偏振光波，并通過直線偏振片吸收。另外，實施本發(fā)明時的具體結(jié)構(gòu)和步驟在能夠達到本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)可以適當?shù)刈兏鼮槠渌Y(jié)構(gòu)等。符號說明IAUBUC光學(xué)裝置5波長可變干涉濾光器31遠心光學(xué)系統(tǒng)32檢測部34第一圓偏振片35第二圓偏振片36放大透鏡系統(tǒng)51第一基板52第二基板54作為本發(fā)明的間隙可變部的靜電致動器56第一反射膜57第二反射膜G測定有效區(qū)域
1權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，其特征在于，具備波長可變干涉濾光器，使入射光中的經(jīng)多重干涉而加強的光透過； 遠心光學(xué)系統(tǒng)，將所述入射光導(dǎo)向所述波長可變干涉濾光器；以及檢測部，檢測透過了所述波長可變干涉濾光器的光， 其中，所述波長可變干涉濾光器具備第一基板；第二基板，與所述第一基板對置，所述第二基板具備可動部以及保持部，所述保持部包圍所述可動部的外周且將所述可動部保持為能夠相對于所述第一基板進退移動； 第一反射膜，設(shè)置在所述第一基板上；第二反射膜，設(shè)置在所述可動部上，隔著間隙與所述第一反射膜對置；以及間隙可變部，通過使所述可動部位移以使所述間隙的尺寸變化， 在所述第一反射膜和所述第二反射膜上設(shè)置有測定有效區(qū)域，所述測定有效區(qū)域能夠在通過所述間隙可變部使所述可動部的位移量變?yōu)樽畲髸r使以測定中心波長為中心且處于預(yù)先設(shè)定的容許值以內(nèi)的波長的光透過，通過所述遠心光學(xué)系統(tǒng)，使所述入射光的主光線垂直導(dǎo)向所述第一反射膜的面或者所述第二反射膜的面，使所述入射光會聚在所述測定有效區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于，所述測定有效區(qū)域是以下的區(qū)域在通過所述間隙可變部將所述可動部的位移量設(shè)定為最大位移量時，沿所述可動部的中心軸上的所述間隙的尺寸和與所述測定有效區(qū)域的外周邊緣相對的所述間隙的尺寸之間的差值小于等于所述容許值的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)裝置，其特征在于，在所述波長可變干涉濾光器和所述檢測部之間設(shè)置有將透過了所述波長可變干涉濾光器的透過光放大的放大透鏡系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光學(xué)裝置，其特征在于，在所述遠心光學(xué)系統(tǒng)與所述波長可變干涉濾光器之間設(shè)置有第一圓偏振片，所述第一圓偏振片使從所述遠心光學(xué)系統(tǒng)向所述波長可變干涉濾光器的光透過，并吸收從所述波長可變干涉濾光器向所述遠心光學(xué)系統(tǒng)的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光學(xué)裝置，其特征在于，在所述波長可變干涉濾光器和所述檢測部之間設(shè)置有第二圓偏振片，所述第二圓偏振片使從所述波長可變干涉濾光器向所述檢測部的光透過，并吸收從所述檢測部向所述波長可變干涉濾光器的光。
全文摘要
一種光學(xué)裝置。其具備波長可變干涉濾光器、遠心光學(xué)系統(tǒng)以及檢測部，波長可變干涉濾光器具備第一基板；第二基板，具備可動部和保持部；第一反射膜，設(shè)置在所述第一基板上；第二反射膜，設(shè)置在所述可動部上；以及靜電致動器，使可動部位移，其中，在第一反射膜和第二反射膜上設(shè)置有測定有效區(qū)域，在可動部的位移量變?yōu)樽畲髸r，能夠使以測定中心波長為中心且處于預(yù)先設(shè)定的容許值以內(nèi)的波長的光透過，遠心光學(xué)系統(tǒng)以使入射光的主光線平行且垂直于第一反射膜的方式將入射光導(dǎo)向所述波長可變干涉濾光器，同時使入射光會聚在測定有效區(qū)域內(nèi)。
文檔編號G01J3/02GK102466516SQ20111025900
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者舟本達昭 申請人:精工愛普生株式會社