專利名稱：波長可變干涉濾波器、光模塊及光分析裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及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以及具備該光模塊的光分析裝置
背景技術：
以往，在ー對基板的互相對置的面上，隔著間隙分別對置地配置作為反射膜的反射鏡(ー對反射鏡)的波長可變干涉濾波器(光學濾波器)已被公知(例如參照專利文獻I)。在該專利文獻I的波長可變干涉濾波器中，使入射光在ー對反射鏡間多重干渉，并使通過多重干涉而相互加強的指定波長的光透射。此時，通過改變上述反射鏡間的間隙的尺寸，從而使透射的光的波長變化。上述專利文獻I的波長可變干涉濾波器通過與光源及受光器組合而構成光分析裝置。該光分析裝置是如下的裝置從光源向測定對象物照射光，使其反射光入射上述波長可變干涉濾波器，通過受光器接收透射了波長可變干涉濾波器的光，從而對檢查對象物的顔色等進行分析。在先專利文獻專利文獻專利文獻I日本特開2009-251105號公報可是，在進行可視光區(qū)域的分析的情況下，一般使用鎢光源作為光源。該鎢光源的光譜的長波長分量較多，硅光電ニ極管等受光器(檢測器)也是長波長側的靈敏度高。另夕卜，通常各波段中的帶通濾波器(波長可變干涉濾波器)的特性被設計為具有大致相同的透過率(透過光量)。然而，根據上述光源及受光器的特性，相對于短波長側的光量，長波長側的光量增大至10倍 幾10倍左右。由此，尤其在短波長側，需要通過放大器大幅度放大受光器的輸出，結果導致S/N比降低，測定精度下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種在裝入至光分析裝置時能夠提高S/N比并能進行高精度的測定的波長可變干涉濾波器、光模塊以及進行能夠高精度的測定的光分析裝置。本發(fā)明的波長可變干涉濾波器的特征在于具備第一基板；第二基板，與所述第一基板相互對置；第一反射膜，被設置在所述第一基板的與所述第二基板相対的面上;第ニ反射膜，被設置于所述第二基板，所述第二反射膜與所述第一反射膜隔著間隙對置；以及間隙尺寸設定單元，使所述間隙的尺寸變化，以設定所述間隙的尺寸，其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分別通過ー層透明膜和ー層金屬膜層疊而形成，所述透明膜的膜厚及金屬膜的膜厚被設定為以下的膜厚使預先設定的參照波長下的反射膜的反射率成為預先設定的目標反射率，并且設定在透射波長范圍中的短波段的設定波長的反射率、與僅用所述金屬膜構成反射膜且將所述參照波長的反射率設為目標反射率的情況下的所述設定波長下的反射率相比更低，使與通過所述間隙尺寸設定單元設定的所述間隙的尺寸相對應的波長的光透過。這里，所謂透過波長范圍是指使用本發(fā)明的波長可變干涉濾波器而透過的波長的設定范圍。例如，在為了使可視光透過而設定為使400nm 700nm的波長透過的情況下,是上述400nm 700nm的范圍。因此,所謂透過波長范圍的短波段表示包括上述范圍的下限的規(guī)定范圍。在透過波長范圍被設定為400nm 700nm的范圍的情況下，短波段例如被設定為400nm 450nm的范圍等即可。另外，所謂參照波長是指在上述透過波長范圍內設定的膜厚設定時的參照用的波長，例如可以設定上述透過波長范圍的中央值等。而且，所謂設定波長是指在透過波長范圍中的短波段設定的波長，例如可以被設定短波段的下限值等。依據本發(fā)明，將各反射膜中的透明膜的膜厚及金屬膜的膜厚設定為透射波長范圍的短波段中的反射率低于金屬膜單膜的膜厚。在波長可變干涉濾波器中，在可視光區(qū)域(例如400nm 700nm)中，具有短波長側(例如400nm 450nm)的反射率變低、長波長側(例如650nm 700nm)的反射率變高的傾向。因此，一般的波長可變干涉濾波器被設定為通過在基底使用干渉膜來使短波段的反射率比金屬膜單膜的情況相比變高，且可視光區(qū)域中的反射率的變化變小。與此相對，本發(fā)明與以往相反，與金屬膜單膜的情況相比，降低短波段的反射率，增加在短波段的透過光量。由此，在將與短波段相比長波段的分量較多的鎢光源等的一般光源、和長波段的靈敏度較高的受光器，與本發(fā)明的波長可變干涉濾波器組合以構成光分析裝置的情況下，能夠使短波長側及長波長側的輸出的差不足10倍，與現(xiàn)有技術相比較小。因此，若使用本發(fā)明的波長可變?yōu)V波器構成光分析裝置，則能夠減小短波長側的輸出的放大比，并能夠提聞S/N比，從而能夠進行聞精度的測定。在本發(fā)明的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述第一反射膜通過從所述第一基板側依次層疊ー層所述透明膜和一層所述金屬膜而形成，所述第二反射膜通過從所述第二基板側依次層疊ー層所述透明膜和一層所述金屬膜而形成。依據本發(fā)明，除了起到前述效果外，由于各反射膜分別從基板側依次層疊ー層透明膜和ー層金屬膜而形成，因而能夠在基板直接成膜反射膜而形成。由此，能夠使反射膜相對基板穩(wěn)定地成膜，從而能夠抑制撓曲等。在本發(fā)明的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述金屬膜是以銀(Ag)為主要成分的Ag合金膜。依據本發(fā)明，金屬膜通過Ag合金膜構成。作為干涉濾波器，需要實現(xiàn)高分辨率、高透過率，作為滿足該條件的原料，優(yōu)選使用反射特性及透射特性卓越的Ag膜。另ー方面，Ag膜容易在環(huán)境溫度、制造エ序中劣化。與此相對，通過使用Ag合金膜，從而可以抑制在環(huán)境溫度、制造エ序中的劣化且能夠實現(xiàn)高分辨率、高透過率。
在本發(fā)明的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選所述透明膜是ニ氧化鈦(TiO2)膜。依據本發(fā)明，在透明膜上使用折射率高的TiO2膜。因此，能夠抑制想要的半值寬度發(fā)生改變。由此，能夠提高光的透過率，且能夠提高干涉濾波器的分辨率。
在本發(fā)明的波長可變干涉濾波器中，優(yōu)選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。依據本發(fā)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，因而不降低光的透過率就能夠實現(xiàn)高透過率。本發(fā)明的光模塊的特征在于具備上述波長可變干涉濾波器；以及受光部，用于接收透過所述波長可變干涉濾波器的檢查對象光。依據本發(fā)明，光模塊能夠使上述透過波長范圍中的從短波段到長波段中的輸出范圍(變動幅度)變小，且能夠提高S/N比，從而能夠進行高精度的測定。本發(fā)明的光分析裝置的特征在于具備上述光模塊；以及分析處理部，基于通過所述光模塊的所述受光部接收到的光，分析所述檢查對象光的光特性。依據本發(fā)明，光分析裝置具備具有上述波長可變干涉濾波器的光模塊，因而能夠 實施高精度的光量的測定，通過基于該測定結果實施光分析處理，從而能夠測定正確的分光特性。


圖I是示出本發(fā)明涉及的ー實施方式的測色裝置的概略結構的框圖。圖2是示出本實施方式的標準具的概略結構的截面圖。圖3是示出本實施方式中的TiO2膜的膜厚與反射率之間的關系的曲線圖。圖4是示出本實施方式中的TiO2膜的膜厚與設定波長400nm的反射率之間的關系的曲線圖。圖5是本實施方式中的將沒有TiO2膜的情況和膜厚為O. 2Q、1. 6Q的情況的光量加以比較后的曲線圖。圖6是示出本實施方式中的TiO2膜的膜厚和設定波長400nm的反射率之間的關系的曲線圖。圖7是示出本發(fā)明涉及的實施例中的波段和光量之間的關系的曲線圖。圖8是示出本發(fā)明涉及的實施例中的相對于設定波長400nm的光量的光量比的曲線圖。
具體實施例方式基于附圖對本發(fā)明的ー實施方式進行說明。[I.測色裝置的概略結構]圖I是示出本實施方式的測色裝置I (光分析裝置)的概略結構的框圖。如圖I所示，測色裝置I具備向檢查對象A射出光的光源裝置2、測色傳感器3 (光模塊)以及控制測色裝置I的整體動作的控制裝置4。而且，該測色裝置I是如下的裝置使從光源裝置2射出的光在檢查對象A反射，并通過測色傳感器3接收反射后的檢查對象光，基于從測色傳感器3輸出的檢測信號，分析并測定檢查對象光的色度、即檢查對象A的顔色。[2.光源裝置的結構]光源裝置2具備光源21、多個透鏡22(圖I僅記載ー個)，光源裝置2對檢查對象A射出白色光。光源21例如是鎢燈。
另外，在多個透鏡22也可以包括準直透鏡，在此情況下，光源裝置2通過準直透鏡使從光源21射出的白色光變?yōu)槠叫泄猓瑥亩鴱奈磮D示的投射透鏡向檢查對象A射出。此外，在本實施方式中，例示了具備光源裝置2的測色裝置1，但在例如檢查對象A是液晶面板等的發(fā)光部件的情況下，也可以構成為不設置光源裝置2。[3.測色傳感器的結構]如圖I所示，測色傳感器3具備標準具5 (波長可變干涉濾波器)、接收透過標準具5的光的受光元件31 (受光部)、以及可改變在標準具5透過的光的波長的電壓控制部6。另外，測色傳感器3在與標準具5對置的位置上具備將被檢查對象A反射的反射光(檢查對象光)導向內部的未圖示的入射光學透鏡、凹面鏡。而且，該測色傳感器3通過標準具5在從入射光學透鏡入射的檢查對象光中分光出作為測定波長的規(guī)定波長的光，并使受光元件31接收分光后的光。受光元件(檢測器)31由多個光電轉換元件(例如硅光電ニ極管)構成，受光元件31用于生成與受光量相應的電信號。而且，受光元件31與控制裝置4連接，其將所生成的電信號作為受光信號輸出至控制裝置4。(3-1.標準具的結構)圖2是示出本實施方式中的標準具5的概略結構的截面圖。標準具5例如是俯視時大致為正方形的板狀的光學部件，其ー邊形成為例如10mm。如圖2所示，該標準具5具備第一基板51以及第二基板52。而且，這些基板51、52例如通過使用等離子體聚合膜的硅氧烷接合等經由接合層53互相接合而構成為一體。這里，第一基板51及第ニ基板52用具有比后述的作為透明膜的TiO2膜57的折射率η低的折射率的材料形成。具體而言，能夠例示鈉玻璃、結晶玻璃、石英玻璃、鉛玻璃、鉀玻璃、硼硅酸玻璃、無堿玻璃等各種玻璃等。另外，在第一基板51和第二基板52之間設有固定反射鏡54 (第一反射膜)及可動反射鏡55 (第二反射膜)。這里，固定反射鏡54固定于第一基板51的與第二基板52對置的面，可動反射鏡55固定于第二基板52的與第一基板51對置的面。另外，這些固定反射鏡54及可動反射鏡55隔著間隙G而相對地配置。而且，在第一基板51和第二基板52之間設有用于調整固定反射鏡54及可動反射鏡55之間的間隙G的尺寸的靜電致動器56。靜電致動器56具有在第一基板51側設置的第一電極561以及在第二基板52側設置的第二電極562,這些電極相對配置。第一電極561及第ニ電極562分別經由未圖不的電極引出部而與電壓控制部6(參照圖I)連接。而且,根據從電壓控制部6輸出的電壓,靜電引力在第一電極561及第ニ電極562之間動作，從而間隙G的尺寸被調整，井根據間隙G確定透過標準具5的光的透過波長。也就是說，通過用靜電致動器56適當?shù)卣{整間隙G來確定透過標準具5的光，透過標準具5的光被受光元件31接收。因此，通過靜電致動器56構成標準具5中的間隙尺寸設定單元。本實施方式的間隙尺寸設定單元構成為能使間隙G的尺寸在140nm 300nm的范圍內可變。由此，作為透過波長范圍，標準具5被設定為能夠使可視光區(qū)域即400nm 700nm的光透過。
接著，對固定反射鏡54及可動反射鏡55進行說明，將在后面對標準具5的詳細結構進行描述。(3-1-1.固定反射鏡及可動反射鏡的結構)固定反射鏡54及可動反射鏡55分別形成為從各基板51、52的基板側依次層疊ー層ニ氧化鈦(TiO2)膜57 (透明膜)及ー層銀(Ag)合金膜58 (金屬膜)的兩層構造。本實施方式的Ag合金膜58是含有銀(Ag)、衫(Sm)及銅(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜。另外，雖省略了圖示，但在Ag合金膜58上覆蓋有硅(Si)氧化膜作為保護膜。此外，在本實施方式中，雖然使用硅(Si)氧化膜作為保護膜，但也能夠使用鋁(Al)氧化膜、鎂(Mg)的氟化膜等?；谝韵抡f明的膜結構的單板的反射率來設定Ag合金膜58及TiO2膜57的膜厚尺寸S、T。單板與各基板51、52同樣地，在玻璃基板上層疊TiO2膜57、Ag合金膜58而成。此夕卜，該單板的玻璃基板的厚度被設定為2mm。至于Ag合金膜58的膜厚尺寸S，將參照波長λ。設為560nm，并以該光在上述單板的反射率為91%的方式設定。這里，參照波長λ ^是用于設定膜厚而任意確定的波長，在本實施方式中選擇作為可視光區(qū)域400nm 700nm的大致中間的波長的560nm。此外，參照波長λ。并不僅限于560nm,也可以是550nm或570nm等,只要被設定為測色裝置I中的透過波長范圍的中間值等即可。另外，反射率91%是基于在標準具5設定的半值寬度而確定的。即，單板的反射率與成為標準具5時的半值寬度相關，在本實施方式中以半值寬度為約20nm的方式將所述反射率設定為91%。因此，反射率的設定值也并不僅限于本實施方式的91%，只要是90%、92%等基于標準具5中的半值寬度的設定而確定的即可。基于上述條件，在玻璃基板上僅層疊Ag合金膜58的情況下、即沒有設置TiO2膜57的情況下，Ag合金膜58的膜厚尺寸S被設定為41nm。另ー方面，在層疊有TiO2膜57的情況下，Ag合金膜58的膜厚尺寸S也根據TiO2膜57的膜厚尺寸T而變化。例如，在TiO2膜57的膜厚尺寸T是O. 2Q的情況下，Ag合金膜58的膜厚尺寸S被設定為44nm。同樣地，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 的情況下，Ag 合金膜 58 的膜厚尺寸 S 分別被設定為 44nm、48nm、49nm、47nm、44nm、40nm、38nm、37nm、38nm、40nm、43nm、47nm、49nm、48nm、45nm、4lnm、38nm。其中的任ー個都是以在560nm的參照波長λ ^的光入射至單板時反射率成為大致91%的方式被設定的。這里，Q= λ /4η。λ是參照波長λ ^ η是TiO2膜57的折射率。O. 2 3. 4是系數(shù)。在本實施方式中，O. 2Q = 11. 312nm，0. 4Q為其2倍即22. 624nm，3. 4Q約為192nm。圖3示出了在使TiO2膜57的膜厚尺寸T變化的情況下的單板中的分光反射率。由圖3可知,作為整體而言,在短波長側反射率變低、在長波長側變尚。另外，可知在短波長偵牝根據TiO2膜57的膜厚尺寸T，與僅有Ag合金膜58的情況相比，可知存在反射率變低的情況和變高的情況。、
圖4示出了作為設定波長的400nm的光的反射率和TiO2膜57的各膜厚尺寸T的關系。在本實施方式中，將透過波長范圍的400nm 700nm的下限值即400nm設定為波長。如圖4所示，400nm的反射率隨TiO2膜57的膜厚尺寸而周期性變化。在圖4中，與左端的僅有Ag合金膜58相比，反射率變低的部分是O. 2Q部分、I. 6Q部分、3. OQ部分。因此，圖5示出了層疊TiO2膜57及Ag合金膜58作為第一基板51、第二基板52的反射膜并設TiO2膜57的膜厚尺寸T為O. 2Q的情況和設為I. 6Q的情況下的、標準具5的透過光量與僅使用Ag合金膜58的情況(無TiO2膜57)相比的圖。此外，由于膜厚尺寸T為3. OQ與為O. 2Q、1. 6Q相比利用的優(yōu)點較小，因此不予記載。也就是說，3. OQ是膜厚變厚為約192nm。膜厚較厚吋，Ag合金膜58的重量也變大，在用于可動反射鏡55時，影響間隙G的可變動作。如圖4所示，3. OQ的情況下，由于反射率的降低效果小，所以如果考慮到上 述膜厚變厚的缺點，則實際使用的可能性較低。如圖5所示，與無TiO2膜57的情況相比，在O. 2Q、1. 6Q的情況下，在短波長側更能看到透過光量變多的傾向。因此，若設定TiO2膜57的膜厚尺寸為O. 2Q、1. 6Q，則與僅有Ag合金膜58的情況相比，能夠使在短波長側的透過光量變多。因此，在使用長波長側的分量較多的光源21和長波長側的靈敏度較高的受光元件31的測色裝置I中，能夠將受光元件31的輸出范圍(range)從短波段到長波段抑制為較小。因此，在本實施方式中，如圖6所示，將TiO2膜57的膜厚尺寸T設定為在400nm的反射率與僅有Ag合金膜58的情況(圖6中TiO2的厚度=O)相比變低的尺寸即可。在本實施方式中，能夠設定為較大的三個膜厚范圍。第一范圍是包括O. 2Q的范圍。但是，由于膜厚較小時膜厚的控制較難，所以在本實施方式中在第一范圍中以反射率變低的O. 2Q =約Ilnm為下限,將Ilnm 19nm的范圍設為第一范圍。另外，第二范圍是包括I. 6Q的范圍，具體而言是73nm 104nm的范圍。而且，第三范圍是包括3. OQ的范圍，具體而言是162nm 177nm的范圍。此外，在本實施方式中，雖然使用TiO2膜57作為本發(fā)明的透明膜，但也可以使用與第一基板51、第二基板52相比折射率高的膜，例如能夠使用氮化鈦、氧化鋯、鉭(Ta)的氧化膜、鈮(Nb)的氧化膜等。其中，優(yōu)選折射率高且對可視光區(qū)域的光呈現(xiàn)出良好透過特性的TiO2膜。如上所述，Ag合金膜58的膜厚尺寸S在37nm 49nm的范圍內，可根據TiO2膜57的膜厚而設定。尤其若Ag合金膜58的膜厚尺寸S小于30nm，則膜厚尺寸S過小，Ag合金膜58的反射率變低，且因エ序加工、時序變化而導致的反射率下降也變大。另外，在用濺射法使Ag合金膜58成膜的情況下，由于Ag合金膜58的濺射速度快，所以難以控制膜厚，從而擔心導致制造穩(wěn)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，則光透過率下降，作為標準具5的固定反射鏡54及可動反射鏡55的功能也下降。從這樣的角度看，優(yōu)選設定形成固定反射鏡54及可動反射鏡55的Ag合金膜58的膜厚尺寸S大于等于30nm小于等于60nm。本實施方式的上述第一 第三范圍包含于該范圍內，因而沒有問題。
另外，作為Ag合金膜58，雖然使用了含有銀(Ag)、釤(Sm)及銅(Cu)的Ag-Sm-Cu合金膜，但也可使用以下的合金膜。
S卩，作為Ag合金膜58，可以使用含有銀(Ag)及碳(C)的Ag-C合金膜；含有銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的Ag-Pd-Cu合金膜；含有銀(Ag)、鉍(Bi)及釹(Nd)的Ag-Bi-Nd合金膜；含有銀(Ag)、鎵(Ga)及銅(Cu)的Ag-Ga-Cu合金膜；含有銀(Ag)及金(Au)的Ag-Au合金膜；含有銀(Ag)、銦(In)及錫(Sn)的Ag-In-Sn合金膜以及含有銀(Ag)及銅(Cu)的Ag-Cu合金膜等。另外，作為本發(fā)明的金屬膜，也可以是使用Ag以外的金屬膜，例如也可以使用純金(Au)膜、含有金(Au)的合金膜、純銅(Cu)膜、含有銅(Cu)的合金膜。但是，在設可視光區(qū)域為測定對象波段的情況下，在透過特性、反射特性卓越且難以劣化這點出發(fā)，Ag合金膜是最佳的。此外，若設配置有上述反射鏡54、55的空間為真空，則也能夠使用Ag膜等容易因氧化而劣化的材料。(3-1-2.第一基板的結構)第一基板51通過利用蝕刻對厚度例如為500 μ m的玻璃基材進行加工而形成。如圖2所示，在該第一基板51上，通過蝕刻形成有電極形成槽511及反射鏡固定部512。電極形成槽511在從反射鏡固定部512的外周緣到電極形成槽511的內周壁面之間形成有環(huán)狀的電極固定面511A。在該電極固定面511A環(huán)狀地形成有上述第一電極561。如上所述，反射鏡固定部512形成為與電極形成槽511同軸且直徑尺寸小于電極形成槽511的圓柱狀。而且，反射鏡固定部512的與第二基板52對置的反射鏡固定面512A形成為比電極固定面511A更接近第二基板52。在該反射鏡固定面512A上形成有上述固定反射鏡54。(3-1-3.第二基板的結構)第二基板52通過利用蝕刻對厚度尺寸例如為200 μ m的玻璃基材進行加工而形成。具體而言，在第二基板52上具備在從基板厚度方向觀察的俯視圖中(以下稱標準具俯視圖)以基板中心點為中心的圓形的可動部521、以及與可動部521同軸且在標準具俯視圖中形成為圓環(huán)狀，并將可動部521保持為能沿第二基板52的厚度方向移動的連結保持部522?？蓜硬?21的厚度尺寸形成得大于連結保持部522的厚度尺寸，例如在本實施方式中，形成為與第二基板52的厚度尺寸為相同的尺寸的200μπι。另外，在可動部521的與第一基板51對置的ー側的可動面521Α上形成有上述可動反射鏡55。連結保持部522是包圍可動部521的周圍的隔膜，其例如被形成為厚度尺寸是50 μ m。在該連結保持部522的與第一基板51對置的面上環(huán)狀地形成有上述第二電極562。(3-2.電壓控制部的結構)電壓控制部6基于從控制裝置4輸入的控制信號,控制向靜電致動器56的第一電極561及第ニ電極562施加的電壓。[4.控制裝置的結構]控制裝置4控制測色裝置I的整體動作。作為該控制裝置4，能夠使用例如通用個人計算機、便攜式信息終端、其他測色專用計算機等。
而且，如圖I所示，控制裝置4構成為具備光源控制部41、測色傳感器控制部42及測色處理部43 (分析處理部)等。
光源控制部41與光源裝置2連接。而且，光源控制部41基于例如利用者的設定輸入向光源裝置2輸出規(guī)定的控制信號，并從光源裝置2射出規(guī)定亮度的白色光。測色傳感器控制部42與測色傳感器3連接。而且，測色傳感器控制部42基于例如利用者的設定輸入，設定在測色傳感器3接收的光的波長，并將檢測該波長的光的受光量的控制信號輸出至測色傳感器3。由此，測色傳感器3的電壓控制部6基于控制信號，以使利用者所希望的光的波長透過的方式設定對靜電致動器56的施加電壓。測色處理部43控制測色傳感器控制部42，改變標準具5的反射鏡間間隙，并使透過標準具5的光的波長變化。另外，測色處理部43基于從受光元件31輸入的受光信號，取得透過標準具5的光的光量。然后，測色處理部43基于上述所得的各波長的光的受光量，計算被檢查對象A反射的光的色度。[5.本實施方式的作用效果]依據本實施方式，將作為各反射鏡54、55的透明膜的TiO2膜57的膜厚及作為金屬膜的Ag合金膜58的膜厚設定為設定波長400nm的反射率與金屬膜單膜相比變低的膜厚。因此，在標準具5，能夠增加在短波段的透過光量。由此，在將與短波段相比長波段的分量較多的鎢光源等的一般光源21和長波段的靈敏度高的受光元件31、與標準具5組合來構成測色裝置I的情況下，能夠使短波長側及長波長側的輸出之差小于10倍，其比現(xiàn)有技術小。因此，在測色裝置I中，能夠使受光元件31的短波長側的輸出的放大比變小，能夠提高S/N比，從而能夠進行聞精度的測定。依據本實施方式，各反射鏡54、55分別從基板側依次層疊ー層TiO2膜57、ー層Ag合金膜58而形成。在這樣的結構中，與例如在基板上僅形成有金屬膜的結構、在基板上形成電介質多層膜并在其上設置金屬膜的結構相比，能夠抑制因金屬膜引起的指定波長的吸光性，且能夠抑制透過光的光量下降、標準具5的分辨率的下降。由此，不降低近紅外光的長波段的光的透過光量，就能夠提高標準具5的分辨率。另外，金屬膜由Ag合金膜58構成。作為標準具5，需要實現(xiàn)高分辨率、高透過率，作為滿足該條件的原材料，優(yōu)選使用反射特性及透過特性卓越的Ag膜。另ー方面，Ag膜容易在環(huán)境溫度、制造エ序中劣化。與此相對，通過使用Ag合金膜58，可以抑制在環(huán)境溫度、制造エ序中的劣化，且能夠實現(xiàn)高分辨率、高透過率。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入射的光的透過率就能夠維持充分的透過性。另外，透明膜能夠使用折射率高的TiO2膜57。因此，能夠抑制想要的半值寬度發(fā)生改變。由此，能夠提高光的透過率，且僅一歩提高標準具5的分辨率。而且，TiO2膜57被設定為參照波長λ ^的反射率約為91%，因而能夠在規(guī)定的波長可變區(qū)域以想要的半值寬度(例如20nm)被設為大致恒定。由此，能夠抑制長波段下的透過率的下降，并能夠提高標準具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，因而不降低光的透過率，就能夠實現(xiàn)高透過率。[實施方式的變形]
此外，本發(fā)明并不僅限于上述實施方式，在能夠達到本發(fā)明的目的的范圍內的變形、改良等均包含在本發(fā)明中。
在上述實施方式中，作為間隙尺寸設定單元，例示了能通過靜電致動器56調整反射鏡間間隙G的結構，但例如也可以是設置具有電磁線圈和永久磁鐵的電磁致動器、通過電壓施加而能伸縮的壓電元件的結構。在上述實施方式中，各基板51、52通過接合層53而接合，但并不僅限于此。例如，也可以是如下的結構不形成接合層53，而使各基板51、52的接合面活性化，通過重疊并加壓活性化后的接合面而接合的、所謂常溫活性化接合而接合的結構等，也可以使用任一接合方法。在上述實施方式中，雖然將第二基板52的厚度尺寸設為例如200 μ m，但也可以與第一基板51相同地設定為500 μ m。在該情況下，由于可動部521的厚度尺寸也變厚為500 μ m，因而能夠抑制可動反射鏡55的撓曲，且能夠進ー步平行地維持各反射鏡54、55。在上述實施方式中，作為本發(fā)明的光模塊而例示了測色傳感器3，作為光分析裝置而例示了具備測色傳感器3的測色裝置1，但并不僅限于此。例如，也可將使氣體流入傳感器內部并檢測入射光中的被氣體吸收的光的氣體傳感器用作本發(fā)明的光模塊，也可將通過這樣的氣體傳感器分析、判斷流入傳感器內的氣體的氣體檢測裝置用作本發(fā)明的光分析裝置。而且，光分析裝置也可以是具備這樣的光模塊的分光照相機、分光分析器等。另外，通過使各波長的光的強度時序地變化，從而能通過各波長的光傳送數(shù)據，在該情況下，通過在光模塊設置的標準具5對指定波長的光進行分光，并通過受光部進行接收，從而能夠提取通過指定波長的光傳送的數(shù)據，且通過具備這樣的數(shù)據提取用光模塊的光分析裝置處理各波長的光的數(shù)據，從而能夠實施光通信。[實施例]接著，在圖7、圖8中示出了將本發(fā)明的實施例1、2與比較例1、2進行比較的評價結果。此外，任一例都以參照波長X 0 = 560nm的反射率為91 %的方式設定膜厚尺寸。(實施例I)實施例I是將固定反射鏡54、可動反射鏡55的TiO2膜57的膜厚設為O. 2Q的例子。具體而言，將TiO2膜57的膜厚尺寸T設為I lnm、將Ag合金膜(AgSmCu合金膜)58的膜厚尺寸S設為44nm來制造標準具。(實施例2)實施例2是將固定反射鏡54、可動反射鏡55的TiO2膜57的膜厚設為I. 6Q的例子。具體而言，將TiO2膜57的膜厚尺寸T設為90nm、將Ag合金膜(AgSmCu合金膜)58的膜厚尺寸S設為37nm來制造標準具。(比較例I)比較例I是形成Ag合金膜58的單膜的例子。即，在玻璃基板上形成Ag-Sm-Cu合金膜的單膜，并將其膜厚尺寸S設為41nm來制造標準具。(比較例2)比較例2是現(xiàn)有的反射膜的結構。即，是從基板側依次形成TiO2膜和ニ氧化硅(SiO2)膜的層疊體以及在所述層疊體上形成Ag-Sm-Cu合金膜的例子。此時，將TiO2膜的膜厚尺寸設為23nm，將SiO2膜的膜厚尺寸設為37nm，將Ag-Sm-Cu合金膜的膜厚尺寸設為4Inm來制造標準具。(評價)圖7示出了實施例1、2和比較例1、2的各膜結構中的光量，圖8示出了以400nm的光量為基準的光量比。如圖8所示，在比較例2中，與400nm的光量相比700nm的光量比約為21倍，大不相同。與此相對，在比較例I中能夠抑制為大約6. 9倍、在實施例2也能夠抑制為大約6. 9倍，而且，在實施例I中能夠抑制為大約4. 5倍。從而，依據實施例1、2，能夠減小從短波段到長波段的范圍中的受光元件31的輸出(受光強度)的變化比例，且與上述比較例2相比能夠使在輸出較低的短波段的放大倍率下降，能夠抑制噪聲成分的增加并得到S/N比較高的高精度的測定結果。另外，如實施例I那樣，若使用O. 2Q的膜厚，則與比較例I相比，也能夠使變化比例減小，能夠抑制噪聲并得到更高精度的測定結果。此外，實施例2的I. 6Q的膜厚的光量比到620nm附近比是O. 2Q時小，但若比其更靠近長波段側，則光量比急劇上升。這是因為如圖5所示，在實施例2中，從600nm附近開始，透過光量増加。但是，在實施例2中可以確保400nm中的光量如圖7所示那樣多。因而，在600nm以上的波段中也能夠使用光量調整濾波器減小整體的光量差。這樣，能夠使可視光區(qū)域中的光量比的差與比較例I相比更小，能夠抑制噪聲并能夠進一歩得到高精度的測定結果。符號說明I測色裝置(光分析裝置)3測色傳感器(光模塊)5標準具(波長可變干涉濾波器) 31受光元件(受光部)43測色處理部(分析處理部)51第一基板52第二基板54固定反射鏡(第一反射膜)55可動反射鏡(第二反射膜)57Ti02膜(透明膜)
58Ag合金膜(金屬膜)G間隙S、T膜厚尺寸
權利要求
1.一種波長可變干涉濾波器，其特征在于，具備 第一基板； 第二基板，與所述第一基板相互對置； 第一反射膜，被設置在所述第一基板的與所述第二基板相対的面上； 第二反射膜，被設置于所述第二基板，所述第二反射膜與所述第一反射膜隔著間隙對置；以及 間隙尺寸設定單元，使所述間隙的尺寸變化，以設定所述間隙的尺寸，其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分別通過ー層透明膜和ー層金屬膜層疊而形成， 所述透明膜的膜厚及金屬膜的膜厚被設定為以下的膜厚 使預先設定的參照波長下的反射膜的反射率成為預先設定的目標反射率，并且設定在透射波長范圍中的短波段的設定波長的反射率、與僅用所述金屬膜構成反射膜且將所述參照波長的反射率設為目標反射率的情況下的所述設定波長下的反射率相比更低， 使與通過所述間隙尺寸設定單元設定的所述間隙的尺寸相對應的波長的光透過。
2.根據權利要求I所述的波長可變干涉濾波器，其特征在干， 所述第一反射膜通過從所述第一基板側依次層疊ー層所述透明膜和一層所述金屬膜而形成， 所述第二反射膜通過從所述第二基板側依次層疊ー層所述透明膜和一層所述金屬膜而形成。
3.根據權利要求I或2所述的波長可變干涉濾波器，其特征在干， 所述金屬膜是以銀(Ag)為主要成分的Ag合金膜。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的波長可變干涉濾波器，其特征在干， 所述透明膜是ニ氧化鈦(TiO2)膜。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的波長可變干涉濾波器，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.ー種光模塊，其特征在于，具備 權利要求I至5中任一項所述的波長可變干涉濾波器；以及 受光部，用于接收透過所述波長可變干涉濾波器的檢查對象光。
7.ー種光分析裝置，其特征在于，具備 權利要求6所述的光模塊；以及 分析處理部，基于通過所述光模塊的所述受光部接收到的光，分析所述檢查對象光的光特性。
8.一種波長可變干涉濾波器，其特征在于，具備 第一反射膜；以及 第二反射膜，隔著間隙與所述第一反射膜對置， 其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分別通過ー層透明膜和ー層金屬膜層疊而形成，所述透明膜的膜厚及金屬膜的膜厚被設定為以下的膜厚 使設定在透射波長范圍內的參照波長下的反射膜的反射率成為設定的目標反射率，并且 設定在所述透射波長范圍中的短波段的設定波長下的反射率、與僅用所述金屬膜構成反射膜且將所述參照波長的反射率設為目標反射率的情況下的所述設定波長下的反射率相比更低。
9.一種波長可變干涉濾波器，其特征在于，具備 第一反射膜；以及 第二反射膜，隔著間隙與所述第一反射膜對置， 所述第一反射膜及所述第二反射膜分別通過ー層透明膜和ー層金屬膜層疊而形成，所述透明膜的膜厚被設定為以下的膜厚使透射波長范圍中的短波段的一個波長下的反射率與僅用所述金屬膜構成反射膜的情況下的所述波長下的反射率相比更低。
10.一種波長可變干涉濾波器，其特征在于，具備 第一反射膜；以及 第二反射膜，隔著間隙與所述第一反射膜對置， 其中，所述第一反射膜及所述第二反射膜分別通過ー層透明膜和ー層金屬膜層疊而形成， 所述透明膜是ニ氧化鈦(TiO2)膜,膜厚取Ilnm 19nm、73nm 104nm及162nm 177nm范圍中的任ー值。
全文摘要
一種波長可變干涉濾波器、光模塊及光分析裝置。作為波長可變干涉濾波器的標準具具備第一基板、第二基板、固定反射鏡、可動反射鏡以及靜電致動器。各反射鏡通過一層TiO2膜和一層合金膜層疊而形成。TiO2膜的膜厚尺寸T及Ag合金膜的膜厚尺寸S被設定為如下的膜厚參照波長的反射率成為目標反射率，且設定波長的反射率與僅用所述金屬膜構成反射膜的情況相比更低。
文檔編號G02B26/00GK102645740SQ20121003389
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權日2011年2月17日
發(fā)明者漆谷多二男, 舟本達昭 申請人:精工愛普生株式會社