专利名称：波长可变干涉滤波器、滤光器模块以及光分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种波长可变干涉滤波器、滤光器模块以及光分析装置。
背景技术：
已知一种从具有多个波长的光中取出指定波长的光的波长可变干涉滤波器。例如，在专利文献I中公开有一种波长可变干涉滤波器(以下也称为标准具)，具有固定镜以及在该固定镜上具有可变间隙地配置的可动镜，并选择性地使与间隙对应的指定波长的光透过。在先技术文献
专利文献日本专利文献I :特开2003-14641号公报
发明内容
在专利文献I那样结构的波长可变干涉滤波器中，在使固定镜与可动镜之间的间隙尺寸变化时，可动镜弯曲并以按压存在于形成间隙的空间内的空气的方式移动，保持与固定镜的间隙。此时，在空气被挤出的流路长的情况或者流路狭窄的情况下，空气阻力(由空气产生的抵抗力)作用于可动镜的移动方向，存在可动镜的移动时间变长的问题。因此，对于可动镜的移动，要达到获取所希望的波长的透过光，就要花费时间，从而使波长可变干涉滤波器的响应性下降。本发明就是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为下述的方式或者应用例来实现。应用例I本应用例涉及的波长可变干涉滤波器的特征在于，具备第一基板；第二基板，与所述第一基板相对；第一反射膜，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面；第二反射膜，设置于所述第二基板，并与所述第一反射膜有间隙地相对；第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面；第二电极，设置于所述第二基板，并与所述第一电极相对；接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板彼此相对的面，并接合所述第一基板与所述第二基板；以及槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板彼此相对的面中的至少一个面，其中，形成所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的所述间隙的空间经由所述槽部与外部连通。根据该构成，在第一基板和第二基板彼此相对的面中至少一个面设有槽部，从而形成第一反射膜与第二反射膜之间的间隙的空间经由槽部与外部连通。因此，在以使第一反射膜与第二反射膜靠近的方式动作时，存在于形成间隙的空间的空气通过槽部流动到波长可变干涉滤波器的外部。所以，第一反射膜与第二反射膜靠近时空气阻力难以作用。因此，第一反射膜与第二反射膜靠近时间变短，在短时间内可以实现获取所希望的波长的透过光，滤波器的响应性提闻。应用例2在上述应用例涉及的波长可变干涉滤波器中，优选所述槽部被形成多个。根据该构成，由于连通形成间隙的空间与外部的槽部形成有多个，因而在第一反射膜与第二反射膜靠近时，易于从形成间隙的空间经由槽部向波长可变干涉滤波器的外部挤出空气。应用例3在上述应用例涉及的波长可变干涉滤波器中，优选所述槽部从所述第一反射膜或第二反射膜的中心以等角度、放射状地形成。根据该构成，由于槽部被从第一反射膜或者第二反射膜的中心以等角度、放射状地形成，因而被挤出的空气均等地经由各槽部向波长可变干涉滤波器的外部流走。因此，在 第一反射膜与第二反射膜靠近时，第一基板或第二基板能够沿与厚度正交的方向平衡地移动，进而能够平衡地保持第一反射膜与第二反射膜。应用例4在上述应用例涉及的波长可变干涉滤波器中，优选地，在所述第二基板，形成有可动部，设有所述第二反射膜，并且使所述第一反射膜与所述第二反射膜的间隙尺寸可变；以及连结保持部，与所述可动部连结，其厚度形成为比所述可动部的厚度薄，在与所述第二基板相对的所述第一基板，形成有所述槽部。根据该构成，将第二基板作为可动侧的基板，具备可动部和与可动部连接的连结保持部，在固定侧的基板即第一基板形成有槽部。虽然由于在可动侧的第二基板具有厚度被形成为比可动部的厚度薄的连结保持部，因而如果形成槽部，则恐怕不能够维持连结保持部的精度和功能，但是对于第一基板而言，由于是固定侧的基板，因而即使形成槽部也没有问题，并且，具有设计自由度。这样，通过在固定侧的第一基板形成槽部，能够不受设计上的制约而形成用于使空气流动到外部的槽部。应用例5在上述应用例涉及的波长可变干涉滤波器中，优选，在所述槽部形成有多个具有接合所述第一基板与所述第二基板的接合面的柱状部。根据该构成，由于槽部具有多个柱状部，因而在接合第一基板与第二基板时，柱状部的接合面与第一基板或第二基板接触，能够防止基板在槽部中弯曲。另外，由于柱状部与基板的接触面积增加，因而能够使接合强度提高。应用例6本应用例涉及的滤光器模块，其特征在于，包括第一基板；第二基板，与所述第一基板相对；第一反射膜，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面；第二反射膜，设置于所述第二基板，并与所述第一反射膜有间隙地相对；第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面；第二电极，设置于所述第二基板，并与所述第一电极相对；接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板彼此相对的面，接合所述第一基板与所述第二基板；槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板彼此相对的面中的至少一个面；以及受光部，接收透过了所述第一反射膜或所述第二反射膜的光。
根据该构成，在第一反射膜与第二反射膜靠近时，存在于形成间隙的空间内的空气经由槽部流动到外部。因此，第一反射膜与第二反射膜靠近时的空气阻力作用小，第一反射膜与第二反射膜靠近时间变为短时间。所以，能够提供响应性优异的滤光器模块。应用例7本应用例涉及的光分析装置的特征在于，包括第一基板；第二基板，与所述第一基板相对；第一反射膜，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面；第二反射膜，设置于所述第二基板，并与所述第一反射膜有间隙地相对；第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面；第二电极，设置于所述第二基板，并与所述第一电极相对；接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板彼此相对的面，并接合所述第一基板与所述第二基板；槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板彼此相对的面中的至少一个面；受光部，接收透过了所述第一反射膜或所述第二反射膜的光；以及分析处理部，根据由所述受光部得到的信号来分析所述光的光特性。 根据该构成，在第一反射膜与第二反射膜接近时，存在于形成间隙的空间内的空气经由槽部流动到外部。因此，第一反射膜与第二反射膜接近时的空气阻力作用小，第一反射膜与第二反射膜接近时间变短。所以，能够提供响应性优异的光分析装置。
图I是示出第一实施方式的测色装置的构成的框图。图2是第一实施方式涉及的标准具的俯视图。图3是第一实施方式涉及的标准具的截面图。图4是第一实施方式涉及的标准具的截面图。图5是示出第一实施方式涉及的标准具的固定基板的构成的俯视图。图6是示出第一实施方式涉及的标准具的可动基板的构成的俯视图。图7是示出第一实施方式涉及的标准具的变形例的构成的俯视图。图8是示出第一实施方式涉及的标准具的变形例的构成的截面图。图9是示出作为第二实施方式的光分析装置的气体检测装置的构成的截面图。图10是第二实施方式的气体检测装置的电路框图。图11是示出作为第三实施方式的光分析装置的食品分析装置的构成的框图。图12是示出作为第四实施方式的光分析装置的光谱照相机的构成的立体图。
具体实施例方式下面，将根据附图对本发明的具体实施方式
进行说明。此外，在下述说明中使用的各附图中，为将各部件形成为可辨别的大小，适当改变了各部件的尺寸的比例，并示出其大致的构成。第一实施方式下面，将根据附图来说明本发明涉及的第一实施方式。测色装置的概略构成
图I是示出作为光分析装置的测色装置的构成的框图。测色装置I具备将光照射到检查对象A的光源装置2、测色传感器3 (滤光器模块)以及控制测色装置I的全体动作的控制装置4。该测色装置I是这样的装置，即、从光源装置2向检查对象A照射光，由测色传感器3接收被检查对象A反射后的检查对象光，根据从测色传感器3输出的检测信号来分析并测定检查对象光的色度。光源装置的构成光源装置2具备光源21和多个透镜22 (在图I中仅显示I个)，对检查对象A射出白色光。另外，在多个透镜22中，可以含有准直透镜，在这种情况下，光源装置2通过准直透镜将从光源21射出的光变为平行光，并从未图示的投影透镜向检查对象A射出。
此外，在本实施方式中，虽然例示具备光源装置2的测色装置1，但是，例如在检查对象A为发光部件时，可以不设置光源装置2而构成测色装置。测色传感器的构成作为滤光器模块的测色传感器3具备标准具(波长可变干涉滤波器)5 ；电压控制部32，控制施加于静电致动器56 (参照图3)的电压，从而改变透过标准具5的光的波长；以及受光部31，接收透过了标准具5的光。另外，测色传感器3具备光学透镜(未图示)，其将在检查对象A反射的反射光(检查对象光)引导至标准具5。然后，该测色传感器3利用标准具5将射入光学透镜后的检查对象光分光成指定波长带域的光，且分光后的光由受光部31接收。受光兀件31由光电二极管等光电转换兀件构成,其生成对应于受光量的电信号。而且，受光部31与控制装置4连接，将生成的电信号作为受光信号，输出至控制装置4。标准具的构成图2是标准具的俯视图，图3是沿图2的A-A线的截面图。图4是沿图2的B-B线的截面图。此外，在图2中虚线表示了形成于固定基板的槽部等的表面的凹凸形状，图中省略了形成于后述各基板的电极、反射膜等。如图2所示，标准具5是俯视时为正方形的板状的光学部件，每条边被形成为例如10mm。如图3、图4所不，该标准具5具备固定基板(第一基板)51和可动基板(第_■基板)52。这些固定基板51和可动基板52分别通过蚀刻由例如钠玻璃、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、水晶等基材构成的板状基材而形成。而且，标准具5通过利用接合部53接合固定基板51和可动基板52而构成为一体。在该接合部53中，等离子体聚合膜被形成在固定基板51和可动基板52上，通过两者的等离子体聚合膜结合而被固定。此外，等离子体聚合膜采用使用了聚有机硅氧烷的等离子体聚合膜。在固定基板51与可动基板52相向的面上，设置有具有光的反射特性与透过特性的第一反射膜54和第二反射膜55。在这里，第一反射膜54被形成于固定基板51的与可动基板52相对的面，第二反射膜55被形成于可动基板52的与固定基板51相对的面。另外，这些第一反射膜54和第二反射膜55隔着间隙而相对配置,在第一反射膜54与第二反射膜55之间设置有空间。并且，在固定基板51与可动基板52之间，设置静电致动器56，以进行第一反射膜54与第二反射膜55之间的间隙尺寸的调整。静电致动器56由设置在固定基板51上的第一电极561和设置在可动基板52上的第二电极562构成。在第一反射膜54与固定基板51之间、第二反射膜55与可动基板52之间、第一电极561与固定基板51之间、第二电极562与可动基板52之间等，根据需要，可以插入中间层，例如，用于提高贴合性的膜等。此外，在标准具5中，第一电极561与第二电极562的距离形成为比第一反射膜54与第二反射膜55的距离大。例如，在第一电极561与第二电极562之间不施加电压的初始状态下，第一电极561与第二电极562之间的距离设定为2 μ m,第一反射膜54与第二反射·膜55的距离(间隙尺寸)设定为0.5 μ m。因此，成为能够抑制在第一电极561与第二电极562之间的间隙尺寸变为微小时张力(牵引力)急剧地增加的牵引现象的构成。另外，在标准具5中设置有多个槽部58。槽部58从形成第一反射膜54与第二反射膜55之间的间隙的空间向标准具5的外周延伸而形成。因此，形成第一反射膜54与第二反射膜55之间的间隙的空间经由槽部58而与标准具5的外部连通。接下来，为了理解标准具5的构成，将详细地说明固定基板51以及可动基板52的构成。固定基板的构成图5是示出固定基板51的构成的俯视图，示出了与可动基板52相对的面。下面，也一面参照图3、图4，一面对固定基板进行说明。固定基板51通过对厚度为例如500 μ m的石英玻璃基材进行蚀刻加工而形成。在该固定基板51上，通过蚀刻而设置以固定基板51的中央为中心的圆形的凹部，并形成电极形成部511和反射膜形成部512 (参照图3、图4)。反射膜形成部512形成在固定基板51的中央部,在其周围以同心圆的方式形成电极形成部511。电极形成部511被蚀刻得比反射膜形成部512深，从而圆柱状的反射膜形成部512成为突出的形状。在反射膜形成部512上，形成圆形状的第一反射膜54，该第一反射膜54由Ag、Ag合金等金属膜以大约IOOnm的厚度形成。此外,第一反射膜54也可以是AgC合金、将AgC合金、Ag合金等层积在TiO2等电介体膜上的构成。而且，在电极形成部511上形成有圆环状的第一电极561。第一电极561由2个电极56la、56Ib构成,被形成在同心圆上。第一电极561是导电膜，可以使用例如IT0(Indium Tin Oxide :氧化铟锡)膜。另夕卜，第一电极561可以使用以Cr作为底层、并在其上层积了 Au膜的Cr/Au膜等。第一电极561的厚度形成为大约50nm。引出形成部513、514从电极形成部511的外周边缘向位于固定基板51的对角位置的顶点C1、C3延伸。该引出形成部513、514以成为与电极形成部511同面的方式被蚀刻而形成。在朝向顶点Cl的引出形成部513，形成有与电极561a连接的引出电极565。而且，与引出电极565连接地，在固定基板51具有顶点Cl的角部，形成有实现与外部的连接的电极焊盘(电极垫)565P。在朝向顶点C3的引出形成部514，形成有与电极561b连接的引出电极566。而且，与引出电极566连接地，在固定基板51具有顶点C3的角部，形成有实现与外部的连接的电极焊盘566P。而且,引出形成部515、516从电极形成部511的外周边缘向位于固定基板51的对角位置的顶点C2、C4延伸。该引出形成部515、516以成 为与电极形成部511同面的方式被蚀刻而形成。在朝向顶点C2的引出形成部515，形成有与第一电极561不连接的连接电极567。而且，连接电极567与实现与外部的连接的电极焊盘571P连接。同样，在朝向顶点C4的引出形成部516，形成有与第一电极561不连接的连接电极568。而且，连接电极568与实现与外部的连接的电极焊盘572P连接。引出电极565、566、连接电极567、568、电极焊盘565P、566P、571P、572P例如由导电材料ITO膜形成。另外，这些电极既可以由金属膜形成，也可以使用例如Cr/Au膜、Ag膜、Ag合金膜、Al膜等。并且，形成有从电极形成部511的外周边缘朝向固定基板51的外周的槽部58。槽部58被从第一反射膜54的中心以等角度、放射状的方式形成，在本实施方式中，形成有中心角为90度的4个槽部58。该槽部58形成为与电极形成部511相同的深度。通过这种构成,能够通过同一蚀刻工序形成槽部58与电极形成部511。另外，在本实施方式中，槽部58形成为宽度比引出形成部513、514、515、516宽且形成在到外周的距离短的部分，进而成为易于空气流动的构成。在固定基板51中，除了电极形成部511、反射膜形成部512、引出形成部513、514、
515、516、槽部58以外的平面部分是与可动基板52接合而成为接合部53的接合面53a。在该接合面53a，设置有使用了聚有机硅氧烷作为主材料的接合膜。作为接合膜，可以采用通过CVD (Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)等成膜的等离子体聚合膜。可动基板的构成图6是示出可动基板的构成的俯视图，示出了与固定基板相对的面。可动基板52是通过利用蚀刻法加工厚度为例如200 μ m的石英玻璃基材的一个面而形成。在该可动基板52，形成有以基板中央为中心的圆柱状的可动部522和在其周围同心圆状地保持可动部522的连接保持部523。连接保持部523以在与固定基板51相对的面的相反面上形成有圆环状的槽、且比可动部522的厚度薄的方式形成(参照图3、图4)。这样，可动基板52具有隔膜结构，并构成为可动部522容易在可动基板52的厚度方向移动。而且，可动基板52的与固定基板51相对的面使用基材的平面，且不具有被蚀刻加工过的面。
在可动部522的与固定基板51相对的面，设置有与第一反射膜54相对的第二反射膜55和与第一电极561相对的第二电极562。在可动部522的中央部形成有第二反射膜55，并以包围该第二反射膜55的方式形成有第二电极562。第二电极562包括与固定基板51的第一电极561相对的同心圆状的2个电极562a、562b，但被构成为电极562a与电极562b被连接以成为等电位。虽然作为第二反射膜55的材料使用了 Ag或者Ag合金，但也可以是AgC合金、将AgC合金、Ag合金等层积在TiO2等电介体膜上的构成。此外，第二反射膜55被形成为大约IOOnm的厚度。第二电极562是导电膜,与第一电极561同样地使用例如ITO膜。另外，也可以使用Cr/Au膜、Ag膜、Ag合金膜、Al膜等金属膜。 此外，该第二电极562也可以被设置于连结保持部523。引出电极581、582从第二电极562向位于可动基板52的对角位置的顶点C5、C6延伸。此外，顶点C5、C6具有与固定基板51的顶点C2、C4相对的位置关系。而且，与引出电极581连接地，在可动基板52的具有顶点C5的角部形成有实现与固定基板51的电极焊盘57IP的连接的电极焊盘581P。同样，与引出电极582连接地，在可动基板52的具有顶点C6的角部形成有实现与固定基板51的电极焊盘572P的连接的电极焊盘582P。这样，通过在电极焊盘57IP与电极焊盘58IP之间以及电极焊盘572P与电极焊盘582P之间配置Ag浆等导电性部件，能够对固定基板51与可动基板52进行电连接。而且,与固定基板51的接合面53a相对的部分成为可动基板52的接合面53b。在该接合面，设置有使用聚有机硅氧烷作为主材料的接合膜。接合膜采用通过CVD等成膜后的等离子体聚合膜。固定基板与可动基板的接合上述说明的固定基板51与可动基板52的接合通过如下方式进行对形成在接合面53a、53b上的接合膜进行氧气等离子体处理或UV处理、氮气等离子体处理等，然后，对准固定基板51与可动基板52，使其重合，并施加负荷。这样，通过接合固定基板51与可动基板52，槽部58成为空气流动的通路，第一反射膜54与第二反射膜55之间的空间与标准具5的外部经由槽部58而连通。标准具的动作在上述的标准具5中，当为改变相对的第一反射膜54与第二反射膜55的间隙尺寸而使静电致动器56动作时,第一电极561与第二电极562互相吸引(拉扯)，连结保持部523弯曲，进而使可动部522以向固定基板51靠近的方式移动。此时，存在于形成间隙的空间中的空气被可动部522挤压，通过槽部58而向标准具5的外部流动。由于槽部58被从第一反射膜54的中心等角度、放射状地形成，因而空气几乎均等地经过各槽部58而向标准具5的外部流动。此外，在本实施方式中，虽然将槽部58设置在固定基板51侧，但也可以将槽部58设置在可动基板52侧或者两侧来实施。控制装置的构成
返回至图1，控制装置4控制测色装置I的全体动作。作为该控制装置4，能够使用例如通用个人计算机、便携式信息终端以及其它测色专用计算机等。而且，控制装置4被构成为具备光源控制部41、测色传感器控制部42以及测色处理部43 (分析处理部)等。光源控制部41与光源装置2连接。于是，光源控制部41根据例如使用者的设定输入，向光源装置2输出指定的控制信号，进而使指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。于是，测色传感器42根据例如使用者的设定输入，设定使测色传感器3接收的光的波长，并向测色传感器输出内容为检测该波长光的接收光量的控制信号。基于此，测色传感器3的电压控制部32根据控制信号设定向静电致动器56施加的电压，以使使用者所希望的光的波长透过。测色处理部43控制测色传感器控制部42，使标准具5的反射膜间的间隙尺寸变化，改变透过标准具5的光的波长。另外，测色处理部43根据从受光部31输入的受光信号，取得透过了标准具5的光的光量。然后，测色处理部43根据如上地得到的各波长的光的受光量，算出被检查对象A反射的光的色度。第一实施方式的作用效果综上所述，根据本实施方式，具有以下的效果。本实施方式涉及的标准具(波长可变干涉滤波器)5在固定基板51的与可动基板52相对的面设置有槽部58，形成第一反射膜54与第二反射膜55之间的间隙的空间与外部经由槽部58连通。因此，在通过静电致动器56的驱动，可动部522以向第一反射膜54靠近的方式动作时，存在于形成间隙的空间中的空气通过槽部58向标准具5的外部流动。所以，在可动部522移动时空气阻力难以作用。因此，第一反射膜54与第二反射膜55靠近的时间变短，在短时间内可以达到获取所希望的波长的透过光，滤波器的响应性提闻。另外，槽部58被从第一反射膜54或者第二反射膜55的中心等角度、放射状地形成，空气均等地经由各槽部58而向标准具5的外部流走。因此，在第一反射膜54与第二反射膜55靠近时，空气能够在与可动基板52的厚度正交的方向平衡地移动，进而能够平行地保持第一反射膜54与第二反射膜55。作为使空气沿可动部522的移动方向流动的方法，虽然可以考虑在第二反射膜55开孔，但开了孔的面积部分成为噪声，测定精度下降。另外，在连结保持部523开孔的情况下，难以保持其厚度精度，其结果，存在驱动精度下降的缺点。与其相对，对于本实施方式的标准具5,在与固定基板51以及可动基板52的厚度交叉的方向、换而言之与可动部522的移动方向交叉的方向上设置有空气流动的槽部58。这样，由于在可动基板52侧不具有使空气流动的结构，因而能够维持静电致动器56的驱动精度，能够维持分光后的光的测定精度。另外，对于本实施方式的标准具5，在减压气氛的包装内容纳标准具5的情况下，具有能够经由槽部58立即吸引形成间隙的空间内的空气的优点。作为本实施方式涉及的滤光器模块的测色传感器3以及作为光分析装置的测色装置I具备在第一反射膜54与第二反射膜55靠近时存在于形成间隙的空间中的空气经由槽部58被排出到外部的标准具5。因此，在第一反射膜54与第二反射膜55靠近时，空气阻力难以对可动部522发挥作用，第一反射膜54与第二反射膜55靠近的时间变为短时间。所以，能够提供响应性优异的测色传感器3和测色装置I。第一实施方式涉及的标准具的变形例接下来，对第一实施方式中已说明的标准具的变形例进行说明。图7是示出第一实施方式的标准具的变形例的俯视图。图8是沿图7的C-C线的截面图。在本变形例中，在槽部形成有柱状突起这一点上与第一实施方式不同。因此，对于与第一实施方式相同的构成，标以相同的符号并省略说明。以固定基板51与可动基板52接合的方式构成标准具6。 在固定基板51，形成有槽部58，在该槽部58内形成有多个柱状部60。柱状部60从槽部58的底面竖起，其前端的面具有平坦的接合面62。柱状部60的接合面62与固定基板51的接合面53a形成在同一平面内，在接合面62上形成有接合膜(未图示)。而且，接合面62被构成为在与可动基板52的接合中，形成于接合面62的接合膜与形成于可动基板52的对应的部分的接合膜接触，从而能够接合。此外，柱状部60的配置既可以有规律地配列，也可以任意地配置。如上所述，在本变形例中，由于在槽部58具有多个柱状部60，因而在接合固定基板51与可动基板52时，柱状部60的接合面62与可动基板52接触，能够防止可动基板52在槽部58中弯曲。另外，通过柱状部60，固定基板51与基板52的接触面积增加，因而能够使接合强
度提高。以上，在第一实施方式中，虽然作为光分析装置例示了测色装置1，此外，还能够在各种领域使用波长可变干涉滤波器、滤光器模块、光分析装置。例如，能够用作用于检测特定物质的存在的光基座(base)的系统。作为这样的系统，例如，能够例示采用使用了标准具(波长可变干涉滤波器)的分光测量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微量气体检测器等气体检测装置。第二实施方式下面，将根据附图来说明气体检测装置的一个例子。图9是示出具备了标准具的气体检测装置的一个例子的截面图。图10是示出气体检测装置的控制系统的构成的框图。如图9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，其中，该流路120具备了 吸引口 120A、吸引流路120B、排出流路120C以及排出口120D。主体部130由如下部分构成具有可装卸流路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、包括标准具(波长可变干涉滤波器)5和受光元件137 (受光部)等的检测部(滤光器模块)、处理被检测的信号并控制检测部的控制部138、供给电力的电力供给部139等。另外，光学部135由如下部分构成射出光的光源135A ;将从光源135A射入的光向传感器芯片110侧反射,再将从传感器芯片一侧射入的光向受光元件137侧透过的光分束器135B ;以及透镜135C、135D、135E。另外，如图10所示，在气体检测装置100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、电能供给部139。在电能供给部139为二次电池时，也可以具备用于充电的连接部143。并且，气体检测装置100的控制部138具备信号处理部144，由CPU等构成；光源驱动器电路145，用于控制光源135A ;电压控制部146，用于控制标准具5 ;受光电路147，接收来自受光元件137的信号；传感器芯片检测电路149，接收来自读取传感器芯片110的代码并检测有无传感器芯片110的传感器芯片检测器148的信号；以及排出驱动器电路150，控制排出单元133等。接下来，以下将针对气体检测装置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，设有传感器芯片检测器148，由该传感器芯片检测器148检测有无传感器芯片110。信号处理部144如果检测出来自传感器芯片检测器148的检测信号，则判断为是安装有传感器芯片110的状态，并向显示部141发出使内容为可实施检测动作的信息显示的显示信号。然后，当由例如使用者操作操作面板140，内容为开始检测处理的指示信号被从操作面板140向信号处理部144输出时，首先，信号处理部144将光源工作的信号输出至光源驱动器电路145,使光源135A工作。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光的稳定激光。另外，在光源135A中，内置有温度传感器或者光量传感器，其信息被向信号处理部144输出。然后,信号处理部144如果根据从光源135A输入的温度、光量，判断为光源135A正在稳定地动作，则控制排出驱动器电路150，使排出单元133工作。由此，含有应检测目标物质(气体分子)的气体样品被从吸引口 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。另外，传感器芯片110是一种组装有多个金属纳米结构体并利用了局部表面等离子体共振的传感器。在这种传感器芯片110中，通过激光，在金属纳米结构体间形成增强电场，如果气体分子进入该增强电场内，则会产生包含了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而射入至滤波器136，瑞利散射光通过滤波器136被分离，拉曼散射光射入至标准具5中。然后，信号处理部144控制电压控制部146，调整施加在标准具5上的电压，进而通过标准具5使与成为检测对象的气体分子对应的拉曼散射光分光。然后，如果分光后的光由受光兀件137接收,则与受光量对应的受光信号经由受光电路147被输出至信号处理部144。信号处理部144比较通过上述那样得到的与成为检测对象的气体分子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，进行物质的确定。另夕卜，信号处理部144使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，在图9、图10中，例示了通过标准具5分光拉曼散射光，并根据分光后的拉曼散射光进行气体检测的气体检测装置100，但作为气体检测装置，也可以用作通过检测气体特有的吸光度来确定气体类别的气体检测装置。在该情况下，将使气体流入传感器内部以检测入射光中由气体吸收的光的气体传感器用作本发明的滤光器模块。然后，将通过这种气体传感器来分析、辨别流入至传感器内的气体的气体检测装置100作为本发明的光分析装置。在这种构成中，也能够使用本发明的波长可变干涉滤波器来检测气体的成分。另外，作为用于检测特定物质的存在的系统，不限于上述气体检测，能够例示出基于近红外分光的糖类的非侵入性测定装置或者食品、活体、矿物等的信息的非侵入性测定装置等物质成分分析装置。第三实施方式接下来，作为上述物质成分分析装置的一个示例，说明食品分析装置。图11是显示作为利用了标准具5的光分析装置的一个示例的食品分析装置的构成的框图。该食品分析装置200具备检测器(滤光器模块)210、控制部220以及显示部230。检测器210具备射出光的光源211、导入来自测定对象物的光的摄像透镜212、对从摄像透镜212导入的光进行分光的标准具(波长可变干涉滤波器)5以及检测分光后的光的摄像 部(受光部)213。另外，控制部220具备光源控制部221，实施光源211的亮灯/灭灯控制、亮灯时的亮度的控制；电压控制部222，控制标准具5 ;检测控制部223，控制摄像部213，并取得由摄像部213摄像后的分光图像；信号处理部224 ;以及存储部225。在该食品分析装置200中，如果使装置驱动，则光源211被光源控制部221控制，进而使光从光源211照射至测定对象物。然后，测定对象物反射的光通过摄像透镜212射入至标准具5。标准具5通过电压控制部222的控制被施加可分光所希望的波长的电压，分光后的光被由例如CCD照相机等构成的摄像部213摄像。另外，摄像后的光作为分光图像被蓄积于存储部225。另外，信号处理部224通过控制电压控制部222而使施加在标准具5上的电压值变化，取得对应于各波长的分光图像。然后，信号处理部224对蓄积在存储部225中的各图像的各像素的数据进行运算处理，求出各像素的光谱。另外，在存储部225中，存储有例如与光谱对应的食品成分的相关信息，信号处理部224以存储部225中所存储的有关食品的信息为依据，分析所求出的光谱数据，进而求出检测对象中所含有的食品成分及其含量。另外，根据所得到的食品成分和含量，也能够算出食品卡路里和鲜度等。并且，通过分析图像内的光谱分布，也能够实施在检查对象的食物中鲜度正在下降的部分的抽取等，另外，还能够实施食品内所含有的异物等的检测。然后，信号处理部224进行使所得到的检查对象的食品成分或者含量、卡路里和鲜度等信息显示于显示部230的处理。另外，在图11中，虽然示出食品分析装置200的例子，但通过大致同样的构成，也能够用作上述那样的其他信息的非侵入性测定装置。例如，能够用作血液等体液成分的测定、分析等分析活体成分的活体分析装置。作为这种活体分析装置，就例如测定血液等体液成分的装置而言，如果是检测乙醇的装置，则能够用作检测汽车驾驶员的饮酒状态的防止酒后驾驶装置。另外，也能够用作具备了这种活体分析装置的电子内视镜系统。并且，也能够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、滤光器模块、光分析装置，能够应用于如下这样的装置。例如，通过使各波长的光的强度随时间变化，也能够用各波长的光来传送数据，此时，通过利用设置在滤光器模块中的标准具来分光特定波长的光，并使受光部接收光，从而能够提取出由特定波长的光传送的数据，通过具备了这种数据提取用滤光器模块的光分析装置，处理各波长的光的数据，从而也能够实施光通信。第四实施方式另外，作为其他光分析装置，也能够应用于利用本发明的标准具(波长可变干涉滤波器)对光进行分光并拍摄分光图像的光谱照相机、光谱分析器等。作为这种光谱照相机的一个例子，可以列举出内置有标准具的红外线照相机。图12是示出光谱照相机的构成的立体图。如图12所示，光谱照相机300具备照相机主体310、摄像透镜单元320、摄像部330。照相机主体310是被使用者把持、操作的部分。
摄像透镜单元320设在照相机主体310上，将射入的图像光导入至摄像部330。另夕卜，该摄像透镜单元320被构成为具备物镜321、成像透镜322以及设在它们之间的标准具5。摄像部330由受光元件构成，对由摄像透镜单元320导光后的图像光进行摄像。在这种光谱照相机300中，利用标准具5使成为摄像对象的波长的光透过，从而能够对所希望波长的光的分光图像进行摄像。并且，也可以将本发明的标准具用作带通滤波器，例如，也能够用作光学式激光装置，在发光元件射出的规定波长区域的光中、仅分光以规定的波长为中心的窄带的光，并使其透过。另外，也可以将本发明的标准具用作活体认证装置，例如，也能够应用于使用了近红外区域或者可见区域的光的血管、指纹、视网膜、虹膜等的认证装置。并且，能够将滤光器模块和光分析装置用作浓度检测装置。此时，利用标准具对从物质射出的红外能量(红外光)进行分光，分析，测定样品中的被检体的浓度。如上述所显示的那样，本发明的波长可变干涉滤波器、滤光器模块以及光分析装置能够应用于从入射光分光指定光的任何的装置。本发明并不限于上述说明的实施方式，实施本发明时的具体结构和顺序在能够达成本发明的目的的范围内，能够适当地变更为其他结构等。而且，在本发明的技术思想内可以由本领域普通技术人员进行多种变形。符号说明I测色装置、2光源装置、3测色传感器、4控制装置、5、6标准具、21光源、22透镜、31受光部、32电压控制部、41光源控制部、42测色传感器控制部、43测色处理部、51固定基板、52可动基板、53接合部、53a，53b接合面、54第一反射膜、55第二反射膜、56静电致动器、58槽部、60柱状部、62接合面、100气体检测装置、200食品分析装置、300光谱照相机、511电极形成部、512反射膜形成部、513引出形成部、514引出形成、515引出形成部、516引出形成部、522可动部、523连结保持部、561第一电极、561a电极、561b电极、562第二电极、562a电极、562b电极、565引出电极、565P电极焊盘、566引出电极、566P电极焊盘、568、567连接电极、
571P电极焊盘、572P电极焊盘、581引出电极、581P电极焊盘、 582引出电极、582P电极焊盘
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，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面； 第二反射膜，设置于所述第二基板，并与所述第一反射膜有间隙地相对； 第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面； 第二电极，设置于所述第二基板，并与所述第一电极相对； 接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面，用于接合所述第一基板与所述第二基板；以及 槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面中的至少一个面， 其中，形成所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的所述间隙的空间经由所述槽部与外部连通。
2.根据权利要求I所述的波长可变干涉滤波器，其特征在于，所述槽部被形成多个。
3.根据权利要求2所述的波长可变干涉滤波器，其特征在于，所述槽部从所述第一反射膜或所述第二反射膜的中心以等角度、放射状地形成。
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，其特征在于， 在所述第二基板，形成有可动部，设有所述第二反射膜，并且使所述第一反射膜与所述第二反射膜的间隙尺寸可变；以及连结保持部，与所述可动部连结，其厚度形成为比所述可动部的厚度薄， 在与所述第二基板相对的所述第一基板，形成有所述槽部。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的波长可变干涉滤波器，其特征在于，在所述槽部形成有多个具有接合所述第一基板与所述第二基板的接合面的柱状部。
6.—种滤光器模块,其特征在于,包括 第一基板； 第二基板，与所述第一基板相对； 第一反射膜，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面； 第二反射膜，设置于所述第二基板，并与所述第一反射膜有间隙地相对； 第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面； 第二电极，设置于所述第二基板，并与所述第一电极相对； 接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面，用于接合所述第一基板与所述第二基板； 槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面中的至少一个面；以及 受光部，接收透过了所述第一反射膜或所述第二反射膜的光。
7.一种光分析装置，其特征在于，包括 第一基板； 第二基板，与所述第一基板相对； 第一反射膜，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面； 第二反射膜，设置于所述第二基板，并与所述第一反射膜有间隙地相对； 第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面；第二电极，设置于所述第二基板，并与所述第一电极相对； 接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面，用于接合所述第一基板与所述第二基板； 槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面中的至少一个面； 受光部，接收透过了所述第一反射膜或所述第二反射膜的光； 以及 分析处理部，根据由所述受光部得到的信号来分析所述光的光特性。
8.一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，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面； 第二反射膜，设置于所述第二基板，并与所述第一反射膜有间隙地相对； 第一接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面，在从所述第一基板和所述第二基板的厚度方向俯视时，被配置在所述第一反射膜和所述第二反射膜的外侧，用于接合所述第一基板与所述第二基板； 第二接合部，设置于所述第二基板，并与第一接合部接合；以及 槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面中的至少一个面， 其中，形成所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的所述间隙的空间经由所述槽部与外部连通。
9.根据权利要求8所述的波长可变干涉滤波器，其特征在于，还包括 第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面； 以及 第二电极，设置于所述第二基板，并与所述第一电极相对。
10.一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，形成于所述第一基板的与所述第二基板相对的面上或者上方； 第二反射膜，设置于所述第二基板上或者上方，并与所述第一反射膜有间隙地相对； 第一电极，设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面上或者上方； 第二电极，设置于所述第二基板上或者上方，并与所述第一电极相对； 接合部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面，用于接合所述第一基板与所述第二基板；以及 槽部，设置于所述第一基板和所述第二基板的彼此相对的面中的至少一个面， 其中，形成所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的所述间隙的空间经由所述槽部与外部连通。
全文摘要
本发明提供一种波长可变干涉滤波器、滤光器模块以及光分析装置。该波长可变干涉滤波器具备固定基板；可动基板，与固定基板相对；第一反射膜，形成于固定基板的与可动基板相对的面；第二反射膜，设置于可动基板，并与第一反射膜有间隙地对置；第一电极，设置于固定基板的与可动基板相对的面；第二电极，设置于可动基板，并与第一电极相对；接合部，设置于固定基板和可动基板互相对置的面，接合固定基板与可动基板；以及槽部，设置于固定基板和可动基板彼此相对的面中的至少一个面，其中，形成第一反射膜与第二反射膜之间的间隙的空间与外部经由槽部连通。
文档编号G02B26/00GK102902059SQ20121025168
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月19日 优先权日2011年7月26日
发明者松下友纪, 松野靖史 申请人:精工爱普生株式会社