专利名称：波长可变干涉滤波器、光模块及光分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及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光分析装置
背景技术：
以往，在ー对基板的互相对置的面上，隔着间隙分别对置地配置作为反射膜的反射镜(ー对反射镜)的波长可变干涉滤波器(光学滤波器)已被公知(例如參照专利文献I)。在该专利文献I的波长可变干涉滤波器中，使入射光在ー对反射镜间多重干渉，并使通过多重干涉而相互加强的指定波长的光透射。此时，通过改变上述反射镜间的间隙的尺寸，从而使透射的光的波长变化。上述专利文献I的波长可变干涉滤波器通过与光源及受光器组合而构成光分析装置。该光分析装置是如下的装置从光源向测定对象物照射光，使其反射光入射上述波长可变干涉滤波器，通过受光器接收透射了波长可变干涉滤波器的光，从而对检查对象物的顔色等进行分析。在先专利文献专利文献专利文献I日本特开2009-251105号公报可是，在进行可视光区域的分析的情况下，一般使用钨光源作为光源。该钨光源的光谱的长波长分量较多，硅光电ニ极管等受光器(检测器)也是长波长侧的灵敏度高。另夕卜，通常各波段中的带通滤波器(波长可变干涉滤波器)的特性被设计为具有大致相同的透过率(透过光量)。然而，根据上述光源及受光器的特性，相对于短波长侧的光量，长波长侧的光量增大至10倍 几10倍左右。由此，尤其在短波长侧，需要通过放大器大幅度放大受光器的输出，结果导致S/N比降低，測定精度下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在装入至光分析装置时能够提高S/N比并能进行高精度的測定的波长可变干涉滤波器、光模块以及进行能够高精度的測定的光分析装置。本发明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，与所述第一基板相互对置；第一反射膜，被设置在所述第一基板的与所述第二基板相対的面上;第ニ反射膜，被设置于所述第二基板，所述第二反射膜与所述第一反射膜隔着间隙对置；以及间隙尺寸设定单元，使所述间隙的尺寸变化，以设定所述间隙的尺寸，其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分别通过ー层透明膜和ー层金属膜层叠而形成，所述透明膜的膜厚及金属膜的膜厚被设定为以下的膜厚使预先设定的參照波长下的反射膜的反射率成为预先设定的目标反射率，并且设定在透射波长范围中的短波段的设定波长的反射率、与仅用所述金属膜构成反射膜且将所述參照波长的反射率设为目标反射率的情况下的所述设定波长下的反射率相比更低，使与通过所述间隙尺寸设定单元设定的所述间隙的尺寸相对应的波长的光透过。这里，所谓透过波长范围是指使用本发明的波长可变干涉滤波器而透过的波长的设定范围。例如，在为了使可视光透过而设定为使400nm 700nm的波长透过的情况下,是上述400nm 700nm的范围。因此,所谓透过波长范围的短波段表示包括上述范围的下限的规定范围。在透过波长范围被设定为400nm 700nm的范围的情况下，短波段例如被设定为400nm 450nm的范围等即可。另外，所谓參照波长是指在上述透过波长范围内设定的膜厚设定时的參照用的波长，例如可以设定上述透过波长范围的中央值等。而且，所谓设定波长是指在透过波长范围中的短波段设定的波长，例如可以被设定短波段的下限值等。依据本发明，将各反射膜中的透明膜的膜厚及金属膜的膜厚设定为透射波长范围的短波段中的反射率低于金属膜单膜的膜厚。在波长可变干涉滤波器中，在可视光区域(例如400nm 700nm)中，具有短波长侧(例如400nm 450nm)的反射率变低、长波长侧(例如650nm 700nm)的反射率变高的倾向。因此，一般的波长可变干涉滤波器被设定为通过在基底使用干渉膜来使短波段的反射率比金属膜单膜的情况相比变高，且可视光区域中的反射率的变化变小。与此相对，本发明与以往相反，与金属膜单膜的情况相比，降低短波段的反射率，增加在短波段的透过光量。由此，在将与短波段相比长波段的分量较多的钨光源等的一般光源、和长波段的灵敏度较高的受光器，与本发明的波长可变干涉滤波器组合以构成光分析装置的情况下，能够使短波长侧及长波长侧的输出的差不足10倍，与现有技术相比较小。因此，若使用本发明的波长可变滤波器构成光分析装置，则能够减小短波长侧的输出的放大比，并能够提闻S/N比，从而能够进行闻精度的測定。在本发明的波长可变干涉滤波器中，优选所述第一反射膜通过从所述第一基板侧依次层叠ー层所述透明膜和一层所述金属膜而形成，所述第二反射膜通过从所述第二基板侧依次层叠ー层所述透明膜和一层所述金属膜而形成。依据本发明，除了起到前述效果外，由于各反射膜分别从基板侧依次层叠ー层透明膜和ー层金属膜而形成，因而能够在基板直接成膜反射膜而形成。由此，能够使反射膜相对基板稳定地成膜，从而能够抑制挠曲等。在本发明的波长可变干涉滤波器中，优选所述金属膜是以银(Ag)为主要成分的Ag合金膜。依据本发明，金属膜通过Ag合金膜构成。作为干涉滤波器，需要实现高分辨率、高透过率，作为满足该条件的原料，优选使用反射特性及透射特性卓越的Ag膜。另ー方面，Ag膜容易在环境温度、制造エ序中劣化。与此相对，通过使用Ag合金膜，从而可以抑制在环境温度、制造エ序中的劣化且能够实现高分辨率、高透过率。
在本发明的波长可变干涉滤波器中，优选所述透明膜是ニ氧化钛(TiO2)膜。依据本发明，在透明膜上使用折射率高的TiO2膜。因此，能够抑制想要的半值宽度发生改变。由此，能够提高光的透过率，且能够提高干涉滤波器的分辨率。
在本发明的波长可变干涉滤波器中，优选所述第一基板及所述第二基板是玻璃基板，所述透明膜的折射率高于所述第一基板及所述第二基板的折射率。依据本发明，由于各基板的材料用具有比透明膜的折射率低的折射率的玻璃形成，因而不降低光的透过率就能够实现高透过率。本发明的光模块的特征在于具备上述波长可变干涉滤波器；以及受光部，用于接收透过所述波长可变干涉滤波器的检查对象光。依据本发明，光模块能够使上述透过波长范围中的从短波段到长波段中的输出范围(变动幅度)变小，且能够提高S/N比，从而能够进行高精度的測定。本发明的光分析装置的特征在于具备上述光模块；以及分析处理部，基于通过所述光模块的所述受光部接收到的光，分析所述检查对象光的光特性。依据本发明，光分析装置具备具有上述波长可变干涉滤波器的光模块，因而能够 实施高精度的光量的測定，通过基于该测定结果实施光分析处理，从而能够测定正确的分光特性。
图I是示出本发明涉及的ー实施方式的测色装置的概略结构的框图。图2是示出本实施方式的标准具的概略结构的截面图。图3是示出本实施方式中的TiO2膜的膜厚与反射率之间的关系的曲线图。图4是示出本实施方式中的TiO2膜的膜厚与设定波长400nm的反射率之间的关系的曲线图。图5是本实施方式中的将没有TiO2膜的情况和膜厚为O. 2Q、1. 6Q的情况的光量加以比较后的曲线图。图6是示出本实施方式中的TiO2膜的膜厚和设定波长400nm的反射率之间的关系的曲线图。图7是示出本发明涉及的实施例中的波段和光量之间的关系的曲线图。图8是示出本发明涉及的实施例中的相对于设定波长400nm的光量的光量比的曲线图。
具体实施例方式基于附图对本发明的ー实施方式进行说明。[I.测色装置的概略结构]图I是示出本实施方式的测色装置I (光分析装置)的概略结构的框图。如图I所示，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。而且，该测色装置I是如下的装置使从光源装置2射出的光在检查对象A反射，并通过测色传感器3接收反射后的检查对象光，基于从测色传感器3输出的检测信号，分析并测定检查对象光的色度、即检查对象A的顔色。[2.光源装置的结构]光源装置2具备光源21、多个透镜22(图I仅记载ー个)，光源装置2对检查对象A射出白色光。光源21例如是钨灯。
另外，在多个透镜22也可以包括准直透镜，在此情况下，光源装置2通过准直透镜使从光源21射出的白色光变为平行光，从而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，例示了具备光源装置2的测色装置1，但在例如检查对象A是液晶面板等的发光部件的情况下，也可以构成为不设置光源装置2。[3.测色传感器的结构]如图I所示，测色传感器3具备标准具5 (波长可变干涉滤波器)、接收透过标准具5的光的受光元件31 (受光部)、以及可改变在标准具5透过的光的波长的电压控制部6。另外，测色传感器3在与标准具5对置的位置上具备将被检查对象A反射的反射光(检查对象光)导向内部的未图示的入射光学透镜、凹面镜。而且，该测色传感器3通过标准具5在从入射光学透镜入射的检查对象光中分光出作为测定波长的规定波长的光，并使受光元件31接收分光后的光。受光元件(检测器)31由多个光电转换元件(例如硅光电ニ极管)构成，受光元件31用于生成与受光量相应的电信号。而且，受光元件31与控制装置4连接，其将所生成的电信号作为受光信号输出至控制装置4。(3-1.标准具的结构)图2是示出本实施方式中的标准具5的概略结构的截面图。标准具5例如是俯视时大致为正方形的板状的光学部件，其ー边形成为例如10mm。如图2所示，该标准具5具备第一基板51以及第二基板52。而且，这些基板51、52例如通过使用等离子体聚合膜的硅氧烷接合等经由接合层53互相接合而构成为一体。这里，第一基板51及第ニ基板52用具有比后述的作为透明膜的TiO2膜57的折射率η低的折射率的材料形成。具体而言，能够例示钠玻璃、结晶玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃等各种玻璃等。另外，在第一基板51和第二基板52之间设有固定反射镜54 (第一反射膜)及可动反射镜55 (第二反射膜)。这里，固定反射镜54固定于第一基板51的与第二基板52对置的面，可动反射镜55固定于第二基板52的与第一基板51对置的面。另外，这些固定反射镜54及可动反射镜55隔着间隙G而相对地配置。而且，在第一基板51和第二基板52之间设有用于调整固定反射镜54及可动反射镜55之间的间隙G的尺寸的静电致动器56。静电致动器56具有在第一基板51侧设置的第一电极561以及在第二基板52侧设置的第二电极562,这些电极相对配置。第一电极561及第ニ电极562分别经由未图不的电极引出部而与电压控制部6(參照图I)连接。而且,根据从电压控制部6输出的电压,静电引力在第一电极561及第ニ电极562之间动作，从而间隙G的尺寸被调整，井根据间隙G确定透过标准具5的光的透过波长。也就是说，通过用静电致动器56适当地调整间隙G来确定透过标准具5的光，透过标准具5的光被受光元件31接收。因此，通过静电致动器56构成标准具5中的间隙尺寸设定单元。本实施方式的间隙尺寸设定单元构成为能使间隙G的尺寸在140nm 300nm的范围内可变。由此，作为透过波长范围，标准具5被设定为能够使可视光区域即400nm 700nm的光透过。
接着，对固定反射镜54及可动反射镜55进行说明，将在后面对标准具5的详细结构进行描述。(3-1-1.固定反射镜及可动反射镜的结构)固定反射镜54及可动反射镜55分别形成为从各基板51、52的基板侧依次层叠ー层ニ氧化钛(TiO2)膜57 (透明膜)及ー层银(Ag)合金膜58 (金属膜)的两层构造。本实施方式的Ag合金膜58是含有银(Ag)、衫(Sm)及铜(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜。另外，虽省略了图示，但在Ag合金膜58上覆盖有硅(Si)氧化膜作为保护膜。此外，在本实施方式中，虽然使用硅(Si)氧化膜作为保护膜，但也能够使用铝(Al)氧化膜、镁(Mg)的氟化膜等。基于以下说明的膜结构的单板的反射率来设定Ag合金膜58及TiO2膜57的膜厚尺寸S、T。单板与各基板51、52同样地，在玻璃基板上层叠TiO2膜57、Ag合金膜58而成。此夕卜，该单板的玻璃基板的厚度被设定为2mm。至于Ag合金膜58的膜厚尺寸S，将參照波长λ。设为560nm，并以该光在上述单板的反射率为91%的方式设定。这里，參照波长λ ^是用于设定膜厚而任意确定的波长，在本实施方式中选择作为可视光区域400nm 700nm的大致中间的波长的560nm。此外，參照波长λ。并不仅限于560nm,也可以是550nm或570nm等,只要被设定为测色装置I中的透过波长范围的中间值等即可。另外，反射率91%是基于在标准具5设定的半值宽度而确定的。即，单板的反射率与成为标准具5时的半值宽度相关，在本实施方式中以半值宽度为约20nm的方式将所述反射率设定为91%。因此，反射率的设定值也并不仅限于本实施方式的91%，只要是90%、92%等基于标准具5中的半值宽度的设定而确定的即可。基于上述条件，在玻璃基板上仅层叠Ag合金膜58的情况下、即没有设置TiO2膜57的情况下，Ag合金膜58的膜厚尺寸S被设定为41nm。另ー方面，在层叠有TiO2膜57的情况下，Ag合金膜58的膜厚尺寸S也根据TiO2膜57的膜厚尺寸T而变化。例如，在TiO2膜57的膜厚尺寸T是O. 2Q的情况下，Ag合金膜58的膜厚尺寸S被设定为44nm。同样地，在TiO2膜57的膜厚尺寸T是O. 4Q、0. 6Q、0. 8Q、I. 0Q、I. 2Q、I. 4Q、
I.6Q、1. 8Q、2. 0Q,2. 2Q、2. 4Q、2. 6Q、2. 8Q、3. 0Q,3. 2Q、3. 4Q 的情况下，Ag 合金膜 58 的膜厚尺寸 S 分别被设定为 44nm、48nm、49nm、47nm、44nm、40nm、38nm、37nm、38nm、40nm、43nm、47nm、49nm、48nm、45nm、4lnm、38nm。其中的任ー个都是以在560nm的參照波长λ ^的光入射至单板时反射率成为大致91%的方式被设定的。这里，Q= λ /4η。λ是參照波长λ ^ η是TiO2膜57的折射率。O. 2 3. 4是系数。在本实施方式中，O. 2Q = 11. 312nm，0. 4Q为其2倍即22. 624nm，3. 4Q约为192nm。图3示出了在使TiO2膜57的膜厚尺寸T变化的情况下的单板中的分光反射率。由图3可知,作为整体而言,在短波长侧反射率变低、在长波长侧变尚。另外，可知在短波长侦牝根据TiO2膜57的膜厚尺寸T，与仅有Ag合金膜58的情况相比，可知存在反射率变低的情况和变高的情況。、
图4示出了作为设定波长的400nm的光的反射率和TiO2膜57的各膜厚尺寸T的关系。在本实施方式中，将透过波长范围的400nm 700nm的下限值即400nm设定为波长。如图4所示，400nm的反射率随TiO2膜57的膜厚尺寸而周期性变化。在图4中，与左端的仅有Ag合金膜58相比，反射率变低的部分是O. 2Q部分、I. 6Q部分、3. OQ部分。因此，图5示出了层叠TiO2膜57及Ag合金膜58作为第一基板51、第二基板52的反射膜并设TiO2膜57的膜厚尺寸T为O. 2Q的情况和设为I. 6Q的情况下的、标准具5的透过光量与仅使用Ag合金膜58的情况(无TiO2膜57)相比的图。此外，由于膜厚尺寸T为3. OQ与为O. 2Q、1. 6Q相比利用的优点较小，因此不予记载。也就是说，3. OQ是膜厚变厚为约192nm。膜厚较厚吋，Ag合金膜58的重量也变大，在用于可动反射镜55时，影响间隙G的可变动作。如图4所示，3. OQ的情况下，由于反射率的降低效果小，所以如果考虑到上 述膜厚变厚的缺点，则实际使用的可能性较低。如图5所示，与无TiO2膜57的情况相比，在O. 2Q、1. 6Q的情况下，在短波长侧更能看到透过光量变多的倾向。因此，若设定TiO2膜57的膜厚尺寸为O. 2Q、1. 6Q，则与仅有Ag合金膜58的情况相比，能够使在短波长侧的透过光量变多。因此，在使用长波长侧的分量较多的光源21和长波长侧的灵敏度较高的受光元件31的测色装置I中，能够将受光元件31的输出范围(range)从短波段到长波段抑制为较小。因此，在本实施方式中，如图6所示，将TiO2膜57的膜厚尺寸T设定为在400nm的反射率与仅有Ag合金膜58的情况(图6中TiO2的厚度=O)相比变低的尺寸即可。在本实施方式中，能够设定为较大的三个膜厚范围。第一范围是包括O. 2Q的范围。但是，由于膜厚较小时膜厚的控制较难，所以在本实施方式中在第一范围中以反射率变低的O. 2Q =约Ilnm为下限,将Ilnm 19nm的范围设为第一范围。另外，第二范围是包括I. 6Q的范围，具体而言是73nm 104nm的范围。而且，第三范围是包括3. OQ的范围，具体而言是162nm 177nm的范围。此外，在本实施方式中，虽然使用TiO2膜57作为本发明的透明膜，但也可以使用与第一基板51、第二基板52相比折射率高的膜，例如能够使用氮化钛、氧化锆、钽(Ta)的氧化膜、铌(Nb)的氧化膜等。其中，优选折射率高且对可视光区域的光呈现出良好透过特性的TiO2膜。如上所述，Ag合金膜58的膜厚尺寸S在37nm 49nm的范围内，可根据TiO2膜57的膜厚而设定。尤其若Ag合金膜58的膜厚尺寸S小于30nm，则膜厚尺寸S过小，Ag合金膜58的反射率变低，且因エ序加工、时序变化而导致的反射率下降也变大。另外，在用溅射法使Ag合金膜58成膜的情况下，由于Ag合金膜58的溅射速度快，所以难以控制膜厚，从而担心导致制造稳定性的下降。另ー方面，如果Ag合金膜58的膜厚尺寸S大于60nm，则光透过率下降，作为标准具5的固定反射镜54及可动反射镜55的功能也下降。从这样的角度看，优选设定形成固定反射镜54及可动反射镜55的Ag合金膜58的膜厚尺寸S大于等于30nm小于等于60nm。本实施方式的上述第一 第三范围包含于该范围内，因而没有问题。
另外，作为Ag合金膜58，虽然使用了含有银(Ag)、钐(Sm)及铜(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜，但也可使用以下的合金膜。
S卩，作为Ag合金膜58，可以使用含有银(Ag)及碳(C)的Ag-C合金膜；含有银(Ag)、钯(Pd)及铜(Cu)的Ag-Pd-Cu合金膜；含有银(Ag)、铋(Bi)及钕(Nd)的Ag-Bi-Nd合金膜；含有银(Ag)、镓(Ga)及铜(Cu)的Ag-Ga-Cu合金膜；含有银(Ag)及金(Au)的Ag-Au合金膜；含有银(Ag)、铟(In)及锡(Sn)的Ag-In-Sn合金膜以及含有银(Ag)及铜(Cu)的Ag-Cu合金膜等。另外，作为本发明的金属膜，也可以是使用Ag以外的金属膜，例如也可以使用纯金(Au)膜、含有金(Au)的合金膜、纯铜(Cu)膜、含有铜(Cu)的合金膜。但是，在设可视光区域为测定对象波段的情况下，在透过特性、反射特性卓越且难以劣化这点出发，Ag合金膜是最佳的。此外，若设配置有上述反射镜54、55的空间为真空，则也能够使用Ag膜等容易因氧化而劣化的材料。(3-1-2.第一基板的结构)第一基板51通过利用蚀刻对厚度例如为500 μ m的玻璃基材进行加工而形成。如图2所示，在该第一基板51上，通过蚀刻形成有电极形成槽511及反射镜固定部512。电极形成槽511在从反射镜固定部512的外周缘到电极形成槽511的内周壁面之间形成有环状的电极固定面511A。在该电极固定面511A环状地形成有上述第一电极561。如上所述，反射镜固定部512形成为与电极形成槽511同轴且直径尺寸小于电极形成槽511的圆柱状。而且，反射镜固定部512的与第二基板52对置的反射镜固定面512A形成为比电极固定面511A更接近第二基板52。在该反射镜固定面512A上形成有上述固定反射镜54。(3-1-3.第二基板的结构)第二基板52通过利用蚀刻对厚度尺寸例如为200 μ m的玻璃基材进行加工而形成。具体而言，在第二基板52上具备在从基板厚度方向观察的俯视图中(以下称标准具俯视图)以基板中心点为中心的圆形的可动部521、以及与可动部521同轴且在标准具俯视图中形成为圆环状，并将可动部521保持为能沿第二基板52的厚度方向移动的连结保持部522。可动部521的厚度尺寸形成得大于连结保持部522的厚度尺寸，例如在本实施方式中，形成为与第二基板52的厚度尺寸为相同的尺寸的200μπι。另外，在可动部521的与第一基板51对置的ー侧的可动面521Α上形成有上述可动反射镜55。连结保持部522是包围可动部521的周围的隔膜，其例如被形成为厚度尺寸是50 μ m。在该连结保持部522的与第一基板51对置的面上环状地形成有上述第二电极562。(3-2.电压控制部的结构)电压控制部6基于从控制装置4输入的控制信号,控制向静电致动器56的第一电极561及第ニ电极562施加的电压。[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，能够使用例如通用个人计算机、便携式信息終端、其他测色专用计算机等。
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。而且，光源控制部41基于例如利用者的设定输入向光源装置2输出规定的控制信号，并从光源装置2射出规定亮度的白色光。测色传感器控制部42与测色传感器3连接。而且，测色传感器控制部42基于例如利用者的设定输入，设定在测色传感器3接收的光的波长，并将检测该波长的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6基于控制信号，以使利用者所希望的光的波长透过的方式设定对静电致动器56的施加电压。测色处理部43控制测色传感器控制部42，改变标准具5的反射镜间间隙，并使透过标准具5的光的波长变化。另外，测色处理部43基于从受光元件31输入的受光信号，取得透过标准具5的光的光量。然后，测色处理部43基于上述所得的各波长的光的受光量，计算被检查对象A反射的光的色度。[5.本实施方式的作用效果]依据本实施方式，将作为各反射镜54、55的透明膜的TiO2膜57的膜厚及作为金属膜的Ag合金膜58的膜厚设定为设定波长400nm的反射率与金属膜单膜相比变低的膜厚。因此，在标准具5，能够增加在短波段的透过光量。由此，在将与短波段相比长波段的分量较多的钨光源等的一般光源21和长波段的灵敏度高的受光元件31、与标准具5组合来构成测色装置I的情况下，能够使短波长侧及长波长侧的输出之差小于10倍，其比现有技术小。因此，在测色装置I中，能够使受光元件31的短波长侧的输出的放大比变小，能够提高S/N比，从而能够进行闻精度的測定。依据本实施方式，各反射镜54、55分别从基板侧依次层叠ー层TiO2膜57、ー层Ag合金膜58而形成。在这样的结构中，与例如在基板上仅形成有金属膜的结构、在基板上形成电介质多层膜并在其上设置金属膜的结构相比，能够抑制因金属膜引起的指定波长的吸光性，且能够抑制透过光的光量下降、标准具5的分辨率的下降。由此，不降低近红外光的长波段的光的透过光量，就能够提高标准具5的分辨率。另外，金属膜由Ag合金膜58构成。作为标准具5，需要实现高分辨率、高透过率，作为满足该条件的原材料，优选使用反射特性及透过特性卓越的Ag膜。另ー方面，Ag膜容易在环境温度、制造エ序中劣化。与此相对，通过使用Ag合金膜58，可以抑制在环境温度、制造エ序中的劣化，且能够实现高分辨率、高透过率。而且，由于Ag合金膜58的膜厚尺寸S大于等于30nm小于等于60nm，所以可以不降低向Ag合金膜58入射的光的透过率就能够维持充分的透过性。另外，透明膜能够使用折射率高的TiO2膜57。因此，能够抑制想要的半值宽度发生改变。由此，能够提高光的透过率，且仅一歩提高标准具5的分辨率。而且，TiO2膜57被设定为參照波长λ ^的反射率约为91%，因而能够在规定的波长可变区域以想要的半值宽度(例如20nm)被设为大致恒定。由此，能够抑制长波段下的透过率的下降，并能够提高标准具5的分辨率。各基板51、52的材料用折射率比TiO2膜57的折射率小的玻璃形成，因而不降低光的透过率，就能够实现高透过率。[实施方式的变形]
此外，本发明并不仅限于上述实施方式，在能够达到本发明的目的的范围内的变形、改良等均包含在本发明中。
在上述实施方式中，作为间隙尺寸设定单元，例示了能通过静电致动器56调整反射镜间间隙G的结构，但例如也可以是设置具有电磁线圈和永久磁铁的電磁致动器、通过电压施加而能伸缩的压电元件的结构。在上述实施方式中，各基板51、52通过接合层53而接合，但并不仅限于此。例如，也可以是如下的结构不形成接合层53，而使各基板51、52的接合面活性化，通过重叠并加压活性化后的接合面而接合的、所谓常温活性化接合而接合的结构等，也可以使用任一接合方法。在上述实施方式中，虽然将第二基板52的厚度尺寸设为例如200 μ m，但也可以与第一基板51相同地设定为500 μ m。在该情况下，由于可动部521的厚度尺寸也变厚为500 μ m，因而能够抑制可动反射镜55的挠曲，且能够进ー步平行地维持各反射镜54、55。在上述实施方式中，作为本发明的光模块而例示了测色传感器3，作为光分析装置而例示了具备测色传感器3的测色装置1，但并不仅限于此。例如，也可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，也可将通过这样的气体传感器分析、判断流入传感器内的气体的气体检测装置用作本发明的光分析装置。而且，光分析装置也可以是具备这样的光模块的分光照相机、分光分析器等。另外，通过使各波长的光的强度时序地变化，从而能通过各波长的光传送数据，在该情况下，通过在光模块设置的标准具5对指定波长的光进行分光，并通过受光部进行接收，从而能够提取通过指定波长的光传送的数据，且通过具备这样的数据提取用光模块的光分析装置处理各波长的光的数据，从而能够实施光通信。[实施例]接着，在图7、图8中示出了将本发明的实施例1、2与比较例1、2进行比较的评价结果。此外，任一例都以參照波长X 0 = 560nm的反射率为91 %的方式设定膜厚尺寸。(实施例I)实施例I是将固定反射镜54、可动反射镜55的TiO2膜57的膜厚设为O. 2Q的例子。具体而言，将TiO2膜57的膜厚尺寸T设为I lnm、将Ag合金膜(AgSmCu合金膜)58的膜厚尺寸S设为44nm来制造标准具。(实施例2)实施例2是将固定反射镜54、可动反射镜55的TiO2膜57的膜厚设为I. 6Q的例子。具体而言，将TiO2膜57的膜厚尺寸T设为90nm、将Ag合金膜(AgSmCu合金膜)58的膜厚尺寸S设为37nm来制造标准具。(比较例I)比较例I是形成Ag合金膜58的单膜的例子。即，在玻璃基板上形成Ag-Sm-Cu合金膜的单膜，并将其膜厚尺寸S设为41nm来制造标准具。(比较例2)比较例2是现有的反射膜的结构。即，是从基板侧依次形成TiO2膜和ニ氧化硅(SiO2)膜的层叠体以及在所述层叠体上形成Ag-Sm-Cu合金膜的例子。此时，将TiO2膜的膜厚尺寸设为23nm，将SiO2膜的膜厚尺寸设为37nm，将Ag-Sm-Cu合金膜的膜厚尺寸设为4Inm来制造标准具。(评价)图7示出了实施例1、2和比较例1、2的各膜结构中的光量，图8示出了以400nm的光量为基准的光量比。如图8所示，在比较例2中，与400nm的光量相比700nm的光量比约为21倍，大不相同。与此相对，在比较例I中能够抑制为大约6. 9倍、在实施例2也能够抑制为大约6. 9倍，而且，在实施例I中能够抑制为大约4. 5倍。从而，依据实施例1、2，能够减小从短波段到长波段的范围中的受光元件31的输出(受光強度)的变化比例，且与上述比较例2相比能够使在输出较低的短波段的放大倍率下降，能够抑制噪声成分的增加并得到S/N比较高的高精度的測定結果。另外，如实施例I那样，若使用O. 2Q的膜厚，则与比较例I相比，也能够使变化比例减小，能够抑制噪声并得到更高精度的測定結果。此外，实施例2的I. 6Q的膜厚的光量比到620nm附近比是O. 2Q时小，但若比其更靠近长波段侧，则光量比急剧上升。这是因为如图5所示，在实施例2中，从600nm附近开始，透过光量増加。但是，在实施例2中可以确保400nm中的光量如图7所示那样多。因而，在600nm以上的波段中也能够使用光量调整滤波器减小整体的光量差。这样，能够使可视光区域中的光量比的差与比较例I相比更小，能够抑制噪声并能够进一歩得到高精度的測定結果。符号说明I测色装置(光分析装置)3测色传感器(光模块)5标准具(波长可变干涉滤波器) 31受光元件(受光部)43测色处理部(分析处理部)51第一基板52第二基板54固定反射镜(第一反射膜)55可动反射镜(第二反射膜)57Ti02膜(透明膜)
58Ag合金膜(金属膜)G间隙S、T膜厚尺寸
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，与所述第一基板相互对置； 第一反射膜，被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，被设置于所述第二基板，所述第二反射膜与所述第一反射膜隔着间隙对置；以及 间隙尺寸设定单元，使所述间隙的尺寸变化，以设定所述间隙的尺寸，其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分别通过ー层透明膜和ー层金属膜层叠而形成， 所述透明膜的膜厚及金属膜的膜厚被设定为以下的膜厚 使预先设定的參照波长下的反射膜的反射率成为预先设定的目标反射率，并且设定在透射波长范围中的短波段的设定波长的反射率、与仅用所述金属膜构成反射膜且将所述參照波长的反射率设为目标反射率的情况下的所述设定波长下的反射率相比更低， 使与通过所述间隙尺寸设定单元设定的所述间隙的尺寸相对应的波长的光透过。
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， 所述第一反射膜通过从所述第一基板侧依次层叠ー层所述透明膜和一层所述金属膜而形成， 所述第二反射膜通过从所述第二基板侧依次层叠ー层所述透明膜和一层所述金属膜而形成。
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， 所述金属膜是以银(Ag)为主要成分的Ag合金膜。
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， 所述透明膜是ニ氧化钛(TiO2)膜。
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，其特征在干， 所述第一基板及所述第二基板是玻璃基板， 所述透明膜的折射率高于所述第一基板及所述第二基板的折射率。
6.ー种光模块，其特征在于，具备 权利要求I至5中任一项所述的波长可变干涉滤波器；以及 受光部，用于接收透过所述波长可变干涉滤波器的检查对象光。
7.ー种光分析装置，其特征在于，具备 权利要求6所述的光模块；以及 分析处理部，基于通过所述光模块的所述受光部接收到的光，分析所述检查对象光的光特性。
8.一种波长可变干涉滤波器，其特征在于，具备 第一反射膜；以及 第二反射膜，隔着间隙与所述第一反射膜对置， 其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分别通过ー层透明膜和ー层金属膜层叠而形成，所述透明膜的膜厚及金属膜的膜厚被设定为以下的膜厚 使设定在透射波长范围内的參照波长下的反射膜的反射率成为设定的目标反射率，并且 设定在所述透射波长范围中的短波段的设定波长下的反射率、与仅用所述金属膜构成反射膜且将所述參照波长的反射率设为目标反射率的情况下的所述设定波长下的反射率相比更低。
9.一种波长可变干涉滤波器，其特征在于，具备 第一反射膜；以及 第二反射膜，隔着间隙与所述第一反射膜对置， 所述第一反射膜及所述第二反射膜分别通过ー层透明膜和ー层金属膜层叠而形成，所述透明膜的膜厚被设定为以下的膜厚使透射波长范围中的短波段的一个波长下的反射率与仅用所述金属膜构成反射膜的情况下的所述波长下的反射率相比更低。
10.一种波长可变干涉滤波器，其特征在于，具备 第一反射膜；以及 第二反射膜，隔着间隙与所述第一反射膜对置， 其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分别通过ー层透明膜和ー层金属膜层叠而形成， 所述透明膜是ニ氧化钛(TiO2)膜,膜厚取Ilnm 19nm、73nm 104nm及162nm 177nm范围中的任ー值。
全文摘要
一种波长可变干涉滤波器、光模块及光分析装置。作为波长可变干涉滤波器的标准具具备第一基板、第二基板、固定反射镜、可动反射镜以及静电致动器。各反射镜通过一层TiO2膜和一层合金膜层叠而形成。TiO2膜的膜厚尺寸T及Ag合金膜的膜厚尺寸S被设定为如下的膜厚参照波长的反射率成为目标反射率，且设定波长的反射率与仅用所述金属膜构成反射膜的情况相比更低。
文档编号G02B26/00GK102645740SQ20121003389
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月15日 优先权日2011年2月17日
发明者漆谷多二男, 舟本达昭 申请人:精工爱普生株式会社