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光学滤波器装置及电子设备

阅读:920发布:2023-01-14

专利汇可以提供光学滤波器装置及电子设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及光学 滤波器 装置以及 电子 设备。光学滤波器装置的干涉滤波器(5)由配置于滤波器区域F的外侧的一处的固定部件(64)固定于基底 基板 (610)上。由此,干涉滤波器(5)中固定部件(64)配置的部分(端部)以外的周边端成为浮动状态(自由端),因而即使与基底基板(610)存在 热膨胀 系数差,也能够抑制干涉滤波器(5)(滤波器区域F)的 翘曲 。并且,在滤波器区域F的外侧且与固定部件(64)分离的部分上,形成有比固定部件(64)的高度低的 衬垫 部(65、66、67)。在受到撞击时,这些衬垫部抵接于基底基板(610)而作为止动器起作用,因此即使在受到撞击的情况下,也能够抑制固定部件(64)发生剥离或龟裂。,下面是光学滤波器装置及电子设备专利的具体信息内容。

1.一种光学滤波器装置,其特征在于,
具备:
干涉滤波器,具有第一基板、与所述第一基板相对的第二基板、设置在所述第一基板上的第一反射膜、及设置在所述第二基板上并隔着规定间隙与所述第一反射膜相对的第二反射膜;以及
壳体,具有装载所述干涉滤波器的基底基板,并容纳所述干涉滤波器,从所述第二基板一侧观察所述第一基板一侧时,
所述干涉滤波器由固定部件固定于所述基底基板上,所述固定部件配置于包括所述第一反射膜和所述第二反射膜的滤波器区域的外侧,
在所述滤波器区域的外侧且与所述固定部件分离的部分上,形成有比所述固定部件的高度低的衬垫部。
2.根据权利要求1所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述衬垫部是形成于所述第二基板的所述基底基板一侧的面上的突起部。
3.根据权利要求1或2所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述干涉滤波器在俯视观察中呈长方形,
所述第二基板的一边形成从所述第一基板伸出的伸出区域,
所述固定部件设置于所述伸出区域与所述基底基板之间。
4.根据权利要求3所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述衬垫部在俯视观察中形成于所述滤波器区域与所述伸出区域之间,以及/或形成有所述伸出区域的边的相对边上的两个顶点处。
5.根据权利要求3所述的光学滤波器装置,其特征在于,
在所述伸出区域的所述第一基板一侧的面上,形成有电连接用的第一端子,所述第一端子与形成于所述基底基板上的第二端子之间通过引线接合连接。
6.根据权利要求5所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述第一端子形成有多个,
所述固定部件以与所述多个第一端子重叠的方式配置。
7.根据权利要求1或2所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述壳体还具备具有凹形的盖板,
所述盖板在使所述凹形倒扣的状态下与所述基底基板接合,
在所述干涉滤波器与所述凹形的底面之间,也形成有所述衬垫部。
8.根据权利要求7所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述衬垫部是形成于所述基底基板或所述盖板的凹形的底面上的突起部。
9.根据权利要求1或2所述的光学滤波器装置,其特征在于,
所述固定部件是多个子固定部集合而形成的区域。
10.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求1至9中任一项所述的光学滤波器装置。

说明书全文

光学滤波器装置及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及光学滤波器装置以及具备该光学滤波器装置的电子设备。

背景技术

[0002] 以前,已知有在一对基板彼此相对的面上隔着规定的间隙而分别相对配置有反射膜的干涉滤波器。另外,已知有将这种干涉滤波器容纳于壳体内的光学滤波器装置(例如,参照专利文献1以及专利文献2)。
[0003] 该专利文献1中记载的红外线式气体检测器(光学滤波器装置)具备板状的台座(基底基板)以及具有圆筒状的盖帽的外壳(壳体)。在该壳体中,基底基板的周边部分与盖帽的圆筒一端部通过焊接或者粘结而连接,在基底基板与盖帽之间设有容纳法布里-珀罗滤波器(干涉滤波器)的空间。在该光学滤波器装置中,干涉滤波器粘结固定于检测部,而该检测部粘结固定于罐状外壳的台座上。
[0004] 在专利文献2中,记载有一种可调光学滤波器(干涉滤波器)被固定以及容纳于外壳(壳体)内部的光学滤波器装置(光电子装置)。在该光学滤波器装置中,干涉滤波器配置在安装于壳体的头部件(ヘッダ)(基底基板)上表面的垂直堆栈内。
[0005] 然而,虽然在专利文献1以及专利文献2中记载有将干涉滤波器容纳以及固定于壳体内部的内容,但未记载具体方法。
[0006] 例如,存在有如下这样的课题:在将干涉滤波器固定在作为固定对象的基底基板的整个面上时,随着温度的变化,由于由两者的热膨胀系数差所产生的影响,反射膜有可能会翘曲。另外存在,在由粘合剂固定时,由于由粘合剂硬化时的收缩所产生的影响而使反射膜可能翘曲,光学特性劣化这种课题。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本专利特开2008-70163号公报
[0010] 专利文献2:日本专利特表2005-510756号公报

发明内容

[0011] 本发明是为了解决上述课题的至少一部分而进行的,可以作为以下的应用例或方式来实现。
[0012] 应用例
[0013] 一种光学滤波器装置,其特征在于,具备:干涉滤波器,具有第一基板、与所述第一基板相对的第二基板、设置在第一基板上的第一反射膜,及设置在第二基板上并隔着规定的间隙与第一反射膜相对的第二反射膜;以及壳体,具有装载干涉滤波器的基底基板,并容纳干涉滤波器,干涉滤波器由配置于包括第一反射膜和第二反射膜的滤波器区域的俯视观察的外侧的一处固定部件固定于基底基板上,在滤波器区域的外侧且与固定部件分离的部分上,形成有比固定部件的高度低的衬垫部。
[0014] 根据该结构,干涉滤波器由配置于滤波器区域的外侧的一处的固定部件固定于基底基板上。由此,除配置有固定部件的部分(端部)以外的周边端成为浮动状态(自由端),因而即使与基底基板存在热膨胀系数差,也能够抑制干涉滤波器(反射膜)的翘曲。具体而言,将固定部件配置在第二基板与基底基板之间的整个面上的情况下,由于由第二基板与基底基板的热膨胀系数差所产生的伸缩应无处释放,而导致干涉滤波器自身产生翘曲。另外,在作为固定部件而使用粘合剂时,由使其固化时的收缩所产生的应力作用于整个第二基板,而导致产生翘曲。对此,通过采用在干涉滤波器中的滤波器区域的外侧的一处(一边)配置固定部件的结构,其他三边成为浮动状态(自由端),因而即使与基底基板存在热膨胀系数差,也能够使起因于该差值的伸缩应力在自由端侧释放。并且,即使是使用粘合剂的情况,其收缩应力的影响也被限于形成有固定部件的一处,不会波及其他区域。
[0015] 由此,能够抑制干涉滤波器的翘曲。因此,即使在存在由于温度变化或粘合剂而产生的收缩的情况下,也能够确保所期望的光学特性。
[0016] 因此,能够提供具有稳定的光学特性的光学滤波器装置。
[0017] 并且,在滤波器区域的外侧且与固定部件分离的部分上,形成有比固定部件的高度低的衬垫部。如上所述,由于干涉滤波器中的、由固定部件固定的一端以外的端部(自由端)成为浮动状态,因而在壳体受到撞击时,干涉滤波器以固定部件作为支点,在壳体内部的高度方向移动。该移动剧烈时,有超过固定部件的固定(粘结)强度,导致固定部件发生剥离或龟裂之忧,而根据本应用例的结构,在撞击时,首先衬垫部抵接于基底基板而作为止动器起作用。由此,即使受到撞击的情况下,也能够抑制固定部件发生剥离或龟裂。
[0018] 因此,能够提供具有充分的耐撞击性的光学滤波器装置。
[0019] 并且优选,衬垫部是形成于第二基板的基底基板一侧的面上的突起部。
[0020] 并且优选,干涉滤波器在俯视观察中呈长方形,第二基板的一边形成从第一基板伸出的伸出区域,固定部件设置于伸出区域与基底基板之间。
[0021] 并且优选,衬垫部在俯视观察中形成于滤波器区域与伸出区域之间以及/或形成有伸出区域的边的相对边的两个顶点处。
[0022] 并且优选,在伸出区域的第一基板一侧的面上形成有电连接用的第一端子,第一端子与形成于基底基板上的第二端子之间通过引线接合连接。
[0023] 并且优选,第一端子形成有多个,固定部件以与多个第一端子重叠的方式配置。
[0024] 并且优选,壳体还具备具有凹形的盖板,盖板在使凹形倒扣的状态下与基底基板接合,在干涉滤波器与凹形底面之间形成有衬垫部。
[0025] 并且优选,衬垫部是形成于基底基板或盖板的凹形底面上的突起部。
[0026] 并且优选,固定部件是多个子固定部集合而形成的区域。
[0027] 一种电子设备,其特征在于,具备上述记载的光学滤波器装置。附图说明
[0028] 图1是实施方式一所涉及的光学滤波器装置的立体图。
[0029] 图2是光学滤波器装置的侧截面图。
[0030] 图3是干涉滤波器的俯视图。
[0031] 图4是干涉滤波器的Q-Q截面的侧截面图。
[0032] 图5是实施方式二所涉及的光学滤波器装置的侧截面图。
[0033] 图6是表示作为电子设备的测色装置的简要结构的方框图
[0034] 图7是表示作为电子设备的气体检测装置的简要结构图。
[0035] 图8是表示气体检测装置的控制系统的结构的方框图。
[0036] 图9是表示作为电子设备的食品分析装置的简要结构图。
[0037] 图10是表示作为电子设备的分光照相机的简要结构图。
[0038] 图11是变形例1所涉及的光学滤波器装置的侧截面图。
[0039] 图12是变形例2所涉及的光学滤波器装置的侧截面图。
[0040] 图13是变形例3所涉及的光学滤波器装置的侧截面图。
[0041] 图14中的(a)~(c)是变形例4所涉及的干涉滤波器的俯视图。
[0042] 图15中的(a),(b)是变形例5所涉及的干涉滤波器的俯视图。

具体实施方式

[0043] 实施方式一
[0044] 以下,参照附图对实施方式一所涉及的光学滤波器装置进行说明。
[0045] 1.光学滤波器装置的概要
[0046] 图1是表示实施方式一所涉及的光学滤波器装置的简要结构的立体图。图2是图1的P-P截面的侧截面图。
[0047] 光学滤波器装置600是利用了光的干涉作用的光学滤波器,是从射入的检查对象光中取出规定的目标波长的光并射出的光学装置。光学滤波器装置600由壳体601、被容纳于该壳体的内部的干涉滤波器5(参照图2)等结构。
[0048] 这种光学滤波器装置600被组装于例如测色传感器等光学模或测色装置、气体分析装置等电子设备中而被使用。关于具备光学滤波器装置600的光学模块和电子设备的结构,将在后面说明。
[0049] 如图1所示,壳体601为使盖板620覆盖于在俯视观察中呈大致长方形的基底基板610上的结构。盖板620呈长方形的托盘状的形状,就截面图而言,如图2所示,在使托盘形状的凹形倒扣的状态下,盖板620的周边部与基底基板610接合。在该盖板620的凹形内,容纳有装载(搭载)于基底基板610上的干涉滤波器5。
[0050] 在盖板620的凹形底部(顶部)上,形成有作为用于导入来自外部的光的孔的开口部621。开口部621从外侧(表面侧)由玻璃基板640密闭。此外,在以后的说明中,将从表面一侧正对于玻璃基板640的视点称为俯视观察。
[0051] 另外,以在俯视观察中与盖板620的开口部621重叠的方式,在基底基板610上也形成有用于射出透过干涉滤波器5的光的开口部611(孔)。开口部611从外侧(背面侧)由玻璃基板630密闭。
[0052] 通过该结构,从表面的玻璃基板640射入的光射入干涉滤波器5,成为根据由相对配置的一对电介质多层膜构成的镜间的间隙选择的目标波长的光,然后从背面的玻璃基板630射出。
[0053] 如上所述,这种光学滤波器装置600要求确保稳定的光学特性,并确保充分的耐撞击性。
[0054] 在此,如图2所示,在本实施方式的光学滤波器装置600中,通过采用具有除了由配置于一处的固定部件64固定干涉滤波器5以外,还设置比该固定部件的高度低的衬垫65,66(67)这种特征的结构,从而实现了光学特性与耐撞击性的并存。以下,对具体结构进行详细说明。
[0055] 2.干涉滤波器的结构
[0056] 图3是表示干涉滤波器的简要结构的俯视图。图4是图3的Q-Q截面的侧截面图。
[0057] 首先,参照图3以及图4,对干涉滤波器5的简要结构进行说明。
[0058] 如图3所示,干涉滤波器5是呈大致长方形的光学部件,为使作为第一基板的固定基板51和作为第二基板的可动基板52重叠的结构。另外,该长方形中的短边的一边(右边)为可动基板52的一边从固定基板51突出的伸出区域60。具体而言,如图4所示,可动基板52的一边在俯视观察中从固定基板51的外部突出的部分成为伸出区域60。如图3所示,在伸出区域60上形成有作为用于驱动干涉滤波器5的第一端子的多个连接端子61,该连接端子61通过接合线63与各自对应的基底基板610上的作为第二端子的端子62电连接。
[0059] 此外,图3的干涉滤波器5的长边在正对着图面时,为上下的两条边,该长边的延伸方向与图1的P-P截面线的延伸方向一致。
[0060] 固定基板51以及可动基板52的材料作为优选示例采用酸盐玻璃。此外,并非限定于该材料,只要是具有透明性的玻璃部件即可,也可以使用苏打玻璃、结晶性玻璃、石英玻璃、铅玻璃、玻璃、无玻璃等各种玻璃或者晶。
[0061] 如图4所示,固定基板51和可动基板52通过由例如以硅烷为主要成分的等离子体聚合膜等构成的接合膜53(第一接合膜531、第二接合膜532)作为粘结剂而被一体化(粘结)。此外,接合膜53形成于固定基板51与可动基板52重叠的部分上的俯视观察中周边部。
[0062] 在固定基板51上设有作为第一反射膜的固定反射膜54。在可动基板52上设有作为第二反射膜的可动反射膜55。固定反射膜54和可动反射膜55隔着作为规定间隙的间隙G1而相对(面对面)配置。
[0063] 而且,在干涉滤波器5上设有用于调整间隙G1的距离(尺寸)的静电致动器56。静电致动器56由设于固定基板51上的固定电极561和设于可动基板52上的可动电极562构成。这些固定电极561、可动电极562隔着电极间间隙G2(G2>G1)而相对配置。此外,电极561、562既可以是分别直接设置在固定基板51和可动基板52的基板表面上的结构,也可以是隔着其他膜部件而设置的结构。另外,在本实施方式中,虽然例示出反射膜间间隙G1比电极间间隙G2小的结构,但也可以将反射膜间间隙G1设置得比电极间间隙G2大。
[0064] 2-1.固定基板的结构
[0065] 固定基板51作为优选示例使用比可动基板52厚的基板。此外,虽然也可以采用与可动基板52相同的厚度,但为了在静电致动器56进行驱动时确保不会挠曲的刚性而优选厚的基板。在固定基板51上,通过蚀刻加工而形成有电极配置槽511、反射膜设置部512以及布线引出槽511B。
[0066] 在俯视观察中,电极配置槽511形成为以干涉滤波器5的平面中心点O为中心的环状。如图4所示,从电极配置槽511向可动基板52一侧突出形成反射膜设置部512。换言之,反射膜设置部512形成为从电极配置槽511突出为岛状的圆筒状。
[0067] 在此,电极配置槽511的槽底面成为配置固定电极561的电极设置面511A。另外,反射膜设置部512的突出前端面(圆筒顶面)成为反射膜设置面。
[0068] 在电极设置面511A上设有环状的固定电极561。该固定电极561设置于电极设置面511A中的、与后述的可动部512的可动电极562相对的区域上。另外,也可以采用在固定电极
561上层压用于确保固定电极561与可动电极562之间的绝缘性的绝缘膜的结构。此外,在本实施方式中,虽然示出在电极设置面511A上设置一个固定电极561的结构,但是也可以采用例如设置有成为以平面中心点O为中心的同心圆的两个电极的结构(双重电极结构)等。
[0069] 如上所述,反射膜设置部512与电极配置槽511同轴,并形成为直径尺寸比电极配置槽511小的大致圆柱状,其顶部成为反射膜设置面。在该反射膜设置面上设置有固定反射膜54。
[0070] 作为优选例的固定反射膜54,使用将高折射层和低折射层交替地层压多层的电介质多层膜。例如,作为高折射层使用TiO2,作为低折射层,使用SiO2。或者,也可以使用Ag等的单层金属膜,也可以使用Ag合金等的单层合金膜。或者,也可以使用在电介质多层膜上层压有金属膜(或合金膜)的反射膜、或在金属膜(或者合金膜)上层压有电介质多层膜的反射膜、层压有单层的折射层(TiO2或者SiO2等)和金属膜(或者合金膜)的反射膜等。
[0071] 如图3所示,布线引出槽511B从包围固定反射膜54的环状形状朝向固定基板51的顶点C3而形成为直线状。在布线引出槽511B上,形成有用于向固定电极561供给驱动电压的布线(未图示)。该布线通过配置于顶点C3附近的点等导电部件(未图示)与可动基板52一侧电连接。
[0072] 返回图4。
[0073] 固定基板51的表面(盖板620一侧的面)是光入射面。作为优选例,在光入射面上形成有反射防止膜(未图示)。反射防止膜为交替地层压有低折射率膜和高折射率膜的结构。通过设置反射防止膜,能够使可见光在光入射面上的反射率下降,从而使透过率增大。
[0074] 并且,在反射防止膜上设置有由Cr等光反射性材料构成的光圈515。在俯视观察中光圈515形成为圆环状,其环内径被设定为用于通过固定反射膜54(可动反射膜55)而使光干涉的有效直径。即,光圈515作为减少射入壳体601的入射光的光圈而起作用。
[0075] 而且,在固定基板51的背面(可动基板52一侧的面)上的、除了电极配置槽511、反射膜设置部512以及布线引出槽511B以外的部分上,设有第一接合膜531。通过该第一接合膜531与设于可动基板52上的第二接合膜532接合,固定基板51与可动基板52接合。
[0076] 2-2.可动基板的结构
[0077] 可动基板虽然在优选例中使用了比固定基板51薄的基板,但也可以是相同的厚度。可动基板52具有:以平面中心点O为中心的圆形状的可动部521、由形成有划分可动部521的槽的薄壁部构成的保持部522、以及保持部522的外侧的基板外周部525等。
[0078] 如图4所示,通过对一定厚度的可动基板52的背面(基底基板610一侧的面)形成(在俯视观察中)环状的槽,从而划分形成中心的可动部521和外侧的保持部522。此外,在干涉滤波器5中,俯视观察中保持部522以内(被包围的)的区域也称为“滤波器区域F”。另外,在可动部521的背面上,也可以形成与固定基板51一侧同样的反射防止膜。
[0079] 在可动部521的表面(固定基板51一侧的面)上,设有可动反射膜55以及可动电极562。
[0080] 可动反射膜55隔着规定间隙G1与固定反射膜54相对被设于可动部521的俯视观察的中心部上。可动反射膜55是与上述固定反射膜54同样的反射膜。
[0081] 可动电极562隔着电极间间隙G2与固定电极561相对,并形成为与固定电极561同样的环状。
[0082] 另外,在可动基板52上,形成有连接可动电极562与伸出区域60所对应的连接端子61的布线564。
[0083] 如上所述,含有可动反射膜55的可动部521由包围其周围的薄壁的保持部522支撑。由此,保持部522作为隔膜(振动板)而起作用,能够使整个可动部521上下位移。具体而言,薄壁的保持部522由于比可动部521更易于挠曲,因而通过微小的静电引力就可以使整个可动部521向固定基板51一侧位移。可动部521由于比保持部522厚、刚性高,因而即使在由于静电引力而被向固定基板51一侧拉伸的情况下,也几乎不会发生形状变化。因此,设于可动部521上的可动反射膜55也不会产生挠曲,从而可以使固定反射膜54和可动反射膜55始终维持为大致平行状态。此外,在此虽然例示出状的保持部522,但不限于此,也可以是设有例如以平面中心点O为中心,以等度间隔配置的梁状保持部的结构等。
[0084] 在此,在可动基板52的背面上,形成有作为具有本实施方式的特点的结构之一的衬垫部65,66(67)。
[0085] 如图3所示,在俯视观察中,衬垫部65在伸出区域60与保持部522之间,形成为轨道形状(茧形)。具体而言,以轨道形状的长度方向与伸出区域60的延伸方向一致的方式而形成,长度方向的长度比可动反射膜55的直径短。另外,轨道形状的宽度方向的长度(宽度)与伸出区域60的突出长度(宽度)大致相同。
[0086] 衬垫部66在可动基板52的顶点C1附近形成为圆形。衬垫部67在可动基板52的顶点C2附近形成为圆形。衬垫部66、67的直径比可动反射膜55的直径小,为与衬垫部65的宽度大致相同的尺寸。
[0087] 衬垫部65、66、67分别配置在相当于包围可动反射膜55的虚拟三角形(未图示)的3个顶点的位置上。另外,衬垫部65、66、67的高度设定为相同,其高度设定为比后述的固定部件64的高度(厚度)低。
[0088] 如图4所示,衬垫部66(67)形成为顶角为钝角的圆锥形状。衬垫部65虽然在截面上也形成为顶角为钝角的圆锥形状,但具有脊形,该脊形具有纵深。换言之,呈将三棱柱放倒的形状。
[0089] 衬垫部65、66、67是加工可动基板52的背面而形成的突起部,是可动基板52的一部分。作为优选例,采用光刻法而形成。以衬垫部66为例进行说明。首先,在可动基板52的形成衬垫部的部分上,涂布在俯视观察中为圆形(圆板)形状的抗蚀剂。接着,通过将该抗蚀剂作为掩膜使用氢氟酸等氟类溶剂进行各向同性蚀刻,从而形成圆锥形的衬垫部66。或者,也可以在使用灰度掩膜形成立体的圆锥形的抗蚀剂之后,通过进行各向异性干式蚀刻,将抗蚀剂形状转印至基板上而形成衬垫部66。或者,也可以采用切削加工从可动基板52削出衬垫部66。
[0090] 3.壳体的结构
[0091] 返回图2。
[0092] 接着,对壳体601的结构进行说明。
[0093] 基底基板610是具有在俯视观察中的大致中央处由圆孔构成的开口部611的长方形状的基板。基底基板610作为优选例使用单层陶瓷基板。
[0094] 在基底基板610上搭载有覆盖开口部611并使可动基板52在下的状态的干涉滤波器5。此时,干涉滤波器5的干涉滤波器区域F的中心与开口部611的中心一致。
[0095] 可动基板52在一处固定于基底基板610。具体而言,通过配置于滤波器区域F在俯视观察中的外侧的一处的固定部件64固定。
[0096] 如图3所示,固定部件64形成于与伸出区域60重叠的位置。具体而言,以在伸出区域60上与形成有6个连接端子61的区域重叠的方式而形成。换言之,形成于从伸出区域60的背面支撑形成有多个连接端子61的区域的位置。
[0097] 另外,作为优选例中的固定部件64,使用了热固化型的银浆。具体而言,在基底基板610上使用点胶机涂布银浆,搭载干涉滤波器5之后,通过加热硬化形成固定部件64。此外,固定部件64的材料并非限于银浆,只要是无机粘合剂即可,也可以使用例如低熔点玻璃来粘结。此时,在涂布了含有低熔点玻璃粉体(玻璃料)的浆体之后,搭载干涉滤波器5,再加热硬化(烧成)。
[0098] 返回图2。
[0099] 在此,如由图2的圆包围的区域J部的放大图所示,固定部件64的高度(厚度)设定为高度t1。该高度t1设定为比衬垫65的高度t2高。在设计中心值中,虽然以3个衬垫部65、66、67为稍微浮动的状态的方式形成固定部件64,但是由于制造偏差,一部分的衬垫部也可以抵接于基底基板610。即使是该结构,由于衬垫部65、66、67与基底基板610之间未被固定(粘结),因而能够获得受到撞击时的缓冲功能。
[0100] 盖板620具备:接合部624,与基底基板610的周边部接合;侧壁部625,从盖板接合部624连续、并向与基底基板610分离的方向立起;以及顶部626,从侧壁部625连续、并覆盖干涉滤波器5的固定基板51一侧。在顶部626上形成在俯视观察中的大致中央处由圆孔构成的开口部621。开口部621的中心与干涉滤波器5的滤波器区域F的中心一致。
[0101] 盖板620的材料,作为优选例而采用可伐合金。此外,并非限于可伐合金,也可以使用42合金、、硬铝等金属或含有这些中的任一种的合金。
[0102] 盖板620作为优选例通过激光焊接将接合部624固定于基底基板610的周边部。此外,并非限于激光焊接,也可以采用使用银焊等的焊接和使用共晶合金层的密封等接合方法。
[0103] 另外,如上所述,顶部626的开口部621从表面一侧(外侧)由玻璃基板640密闭。玻璃基板640在俯视观察中呈覆盖开口部621的大小的大致正方形(参照图1)。玻璃基板640的材料作为优选例而采用硼硅酸盐玻璃。此外,并非限于此,也可以使用苏打玻璃基板、水晶基板、石英基板、锗基板等。玻璃基板640通过使用低熔点玻璃而被接合于盖板620。
[0104] 同样地,基底基板610的开口部611也从外侧(背面侧)由玻璃基板630密闭。玻璃基板630的尺寸、材料以及对基底基板610的接合剂等都与玻璃基板640相同。
[0105] 3-1.优选例中的尺寸关系
[0106] 在此,对优选例中的各部的尺寸关系进行说明。
[0107] 首先,干涉滤波器5的平面尺寸形采用长边方向大约为11mm、短边方向大约为9mm的长方形。固定基板51的厚度为大约1000μm。可动基板52的厚度为大约600μm。
[0108] 基底基板610的平面尺寸设定为比干涉滤波器5大。基底基板610的厚度为大约400μm。
[0109] 盖板620的平面尺寸与基底基板610等同。盖板620的顶部626的厚度为大约300μm。
[0110] 干涉滤波器5相对于基底基板610的安装高度大约为30μm。换言之,固定部件64的高度t1为大约30μm。另外,干涉滤波器5(固定基板51)与盖板620的顶部626的间隙也为大约30μm。
[0111] 衬垫部65、66、67的高度t2为大约20μm。此外,并非限于这些尺寸,只要是衬垫部的高度比固定部件低等、满足上述的必要条件的尺寸关系即可。
[0112] 4.光学滤波器装置的制造方法
[0113] 在此,对光学滤波器装置600的制造方法进行说明。
[0114] 作为准备工序,在基底基板610为单件的状态之下,预先接合玻璃基板630。同样地,在盖板620为单件的状态下,预先接合玻璃基板640。另外,干涉滤波器5也预先使在其他工序中完成。
[0115] 首先,在基底基板610上安装(搭载)干涉滤波器5。具体而言,在基底基板610上的、对应于伸出区域60的位置上涂布银浆,搭载干涉滤波器5,然后通过加热使固定部件64固化而安装。然后,使用金线将作为伸出区域60的第一端子的连接端子61与作为基底基板610上的第二端子的端子62之间球焊。此外,接合线63的材料也可以使用铝、铜。另外,也可以进行楔焊。
[0116] 然后,在减压环境下,将安装有干涉滤波器5的基底基板610与盖板620接合。作为优选例,通过激光焊接进行接合。
[0117] 如上所述,根据本实施方式所涉及的光学滤波器装置600,能够得到以下的效果:
[0118] 在光学滤波器装置600中,干涉滤波器5由配置于滤波器区域F的外侧的一处的固定部件64固定于基底基板610上。由此,干涉滤波器5的配置固定部件64的部分(端部)以外的周边端成为浮动状态(自由端),因而即使与基底基板610存在热膨胀系数差,也能够抑制干涉滤波器5(滤波器区域F)的翘曲。具体而言,在将固定部件配置于干涉滤波器5(可动基板)与基底基板610之间的整个面上时,由于由两者的热膨胀系数差所产生的伸缩应力无处释放,而导致干涉滤波器5自身产生翘曲。另外,在作为固定部件而使用粘合剂时,由使其固化时的收缩所产生的应力作用于整个可动基板52,而导致产生翘曲。对此,通过采用在长方形的干涉滤波器5的一个短边(伸出区域60)配置固定部件64的结构,其他三边成为浮动状态(自由端),因而即使与基底基板610存在热膨胀系数差,也能够使起因于该差值的伸缩应力在自由端侧释放。并且,即使是使用粘合剂的情况,其收缩应力的影响也被限于形成有固定部件64的一处,不会波及其他区域。由此,能够抑制干涉滤波器5的翘曲。因此,即使在存在由于温度变化或粘合剂而产生收缩的情况下,也能够确保所期望的光学特性。
[0119] 因此,能够提供具有稳定的光学特性的光学滤波器装置600。
[0120] 并且,在滤波器区域F的外侧且与固定部件64分离的部分上,形成有比固定部件64的高度低的衬垫部65、66、67。如上所述,由于干涉滤波器5中的、由固定部件64固定的一端以外的端部(自由端)成为浮动状态,因而在壳体601受到撞击时,干涉滤波器5以固定部件64作为支点,在壳体内部的高度方向移动。该移动剧烈时,有超过固定部件64的固定(粘结)强度,导致固定部件64发生剥离或龟裂之忧,而根据本实施方式的结构,在撞击时,首先衬垫部65、66、67抵接于基底基板610而作为止动器起作用。因此,即使受到撞击的情况下,也能够抑制固定部件64发生剥离或龟裂。尤其是,如在优选例的尺寸示例中说明的那样,由于干涉滤波器5的平面尺寸为大约10mm见方这样大,因而受到撞击时的惯性力矩也变大,过负荷易于施加于固定部件64,而通过该止动器功能,能够抑制固定部件64发生剥离或龟裂。并且,由于3个衬垫部分别配置于在俯视观察中包围滤波器区域F的三角形的3个顶点附近,因而能够在撞击时平衡良好地支撑干涉滤波器5。
[0121] 因此,能够提供具有成分的耐撞击性的光学滤波器装置600。
[0122] 另外,固定部件64以与多个连接端子61重叠的方式配置。具体而言,形成于从伸出区域60的背面支撑形成有多个连接端子61的区域的位置。由此能够提高引线接合时的制造效率以及可靠性。具体而言,在将多个连接端子61与基底基板610上的端子62之间引线接合时,虽然对伸出区域60施加热或声波、压力等,但能够由与基底基板610一体化的固定部件64可靠地阻止这些外部因素。并且,形成于固定部件64的附近的衬垫部65也与固定部件64一起发挥提供引线接合时的支撑的功能。
[0123] 并且,在优选例中,在壳体601内的各部的接合中使用了无机物。具体而言,固定部件64使用银浆,电连接使用接合线63,表里的玻璃基板630、640使用低熔点玻璃。另外,盖板620通过激光焊接而固定。
[0124] 通过采用由这些无机物进行的接合,能够使壳体601内部中的气体放出(排气)比使用有机物的粘合剂的情况减少,因而可以确保充分的真空度,从而能够确保干涉滤波器5的可靠性。
[0125] 因此,能够提供具有稳定的光学特性的光学滤波器装置600。
[0126] 实施方式二
[0127] 以下,参照附图对实施方式二所涉及的光学滤波器装置进行说明。
[0128] 光学滤波器装置的概要
[0129] 图5是实施方式二所涉及的光学滤波器装置的侧截面图,对应于图2。在此,关于本实施方式所涉及的光学滤波器装置605的概要,以图5为主体,适当穿插图3而进行说明。此外,在说明时,对于与上述实施方式一相同的结构部位赋予相同的符号,并省略重复的说明。
[0130] 在本实施方式的光学滤波器装置605中,在干涉滤波器5的表面一侧也形成有衬垫部,这一点与实施方式一不同。其他的结构与实施方式一的光学滤波器装置600相同。
[0131] 如图5所示,在本实施方式的干涉滤波器5上,除了在实施方式一中说明的背面(可动基板52一侧)的衬垫部65、66、(67)以外,在表面(固定基板51一侧)也形成有衬垫部75、76、(77)。
[0132] 如图3所示,俯视观察中的衬垫部75、76、77的位置以及形状与背面的衬垫部65、66、67相同。换言之,表面的衬垫部75、76、77与背面的衬垫部65、66、67形成于在俯视观察中重叠的位置。
[0133] 返回图5。
[0134] 衬垫部75、76、(77)是通过加工固定基板51的表面而形成的突起部,是固定基板51的一部分。衬垫部75、76、(77)的截面形状也与背面的衬垫部65、66、(67)相同。具体而言,衬垫部76(77)形成为顶角为钝角的圆锥形状。衬垫部75虽然在截面上也形成为顶角为钝角的圆锥形状,但具有脊形,该脊形具有纵深。换言之,呈将三棱柱放倒的形状。另外,衬垫部75、76、(77)的形成方法也与在实施方式一中的说明相同。此外,在固定基板51(干涉滤波器5)的表面未设有固定部件。
[0135] 衬垫部75、76、(77)的高度设定为比干涉滤波器5(固定基板51)与盖板620的顶部626的间隙低。
[0136] 优选例中的尺寸关系
[0137] 在此,对优选例中的各部的尺寸关系进行说明。
[0138] 首先,干涉滤波器5的背面一侧的尺寸关系在实施方式1中进行的说明相同。另外,基底基板610、盖板620等的平面尺寸和厚度,也与在实施方式一中的说明相同。
[0139] 干涉滤波器5(固定基板51)与盖板620的顶部626的间隙也形成为与在实施方式1中的说明相同的大约30μm。
[0140] 而且,衬垫部75、76、(77)的高度形成为大约20μm。此外,并非限于这些尺寸,只要成为满足上述的必要条件的尺寸关系即可。
[0141] 如上所述,根据本实施方式所涉及的光学滤波器装置605,除了实施方式一中的效果以外,还能够得到以下的效果:
[0142] 本实施方式的干涉滤波器5除了具备背面(基底基板610)一侧的衬垫部65、66、67以外,还具备表面(盖板620)一侧的衬垫部75、76、77。由此,即使在壳体601受到撞击,干涉滤波器5以固定部件64为支点而在壳体内部的高度方向移动的情况下,同样,表面的衬垫部75、76、77作为对盖板620的止动器,背面的衬垫部65、66、67作为对基底基板610的止动器而分别起作用。
[0143] 因此,即使在受到撞击的情况下,也能够更可靠地抑制固定部件64发生剥离或龟裂。
[0144] 因此,能够提供具有充分的耐撞击性的光学滤波器装置605。
[0145] 电子设备1
[0146] 图6是表示测色装置的简要结构的方框图。
[0147] 作为电子设备的测色装置1具备:向检查对象X射出光的光源装置2、测色传感器3以及控制测色装置1的整体动作的控制装置4。而且,该测色装置1是如下的装置:使从光源装置2射出的光被检查对象X反射,由测色传感器3接收被反射的检查对象光,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即检查对象X的颜色
[0148] 光源装置的结构
[0149] 光源装置2具备光源21和多个透镜22(在图6中仅记载1个),对检查对象X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射出的白色光变为平行光,再从未图中的投射透镜向检查对象X射出。此外,在本实施方式中,虽然例示出具备光源装置2的测色装置1,但是,例如在检查对象X为液晶面板等发光部件时,也可以采用未设置光源装置2的结构。
[0150] 测色传感器的结构
[0151] 测色传感器3构成本实施方式的光学模块,具备上述实施方式的光学滤波器装置600(605)。如图6所示,该测色传感器3具备:光学滤波器装置600;检测部31,接收透过光学滤波器装置600的干涉滤波器5的光;以及电压控制部32,使在干涉滤波器5中透过的光的波长可变。
[0152] 另外,测色传感器3在与干涉滤波器5相对的位置上具备未图示的入射光学透镜,该入射光学透镜将被检查对象X反射的反射光(检查对象光)导入内部。然后,该测色传感器3通过光学部滤波器装置600内的干涉滤波器5,将从入射光学透镜射入的检查对象光中的规定波长的光分光,再由检测部31接收分光后的光。
[0153] 检测部31由多个光电转换元件构成,生成对应于光接收量的电信号。在此,检测部31例如通过电路基板311与控制装置4连接,将生成的电信号作为光接收信号而输出至控制装置4。
[0154] 另外,在该电路基板311上连接有形成于基底基板610的外侧面上的端子部(未图示),经由形成于电路基板311上的电路而与电压控制部32连接。
[0155] 在这种结构中,能够经由电路基板311而使光学滤波器装置600以及检测部31一体构成,从而能够简化测色传感器3的结构。
[0156] 电压控制部32经由电路基板311与光学滤波器装置600的外侧端子部616连接。于是,电压控制部32通过根据从控制装置4输入的控制信号向固定电极垫563P和可动电极垫564P之间施加规定的步进电压,从而使静电致动器56驱动。由此,通过在电极间间隙G2中产生静电引力,使保持部522挠曲,从而使可动部521向固定基板51一侧位移,可以将反射膜间间隙G1设定为所期望的尺寸。
[0157] 控制装置的结构
[0158] 控制装置4控制测色装置1的整体动作。
[0159] 作为该控制装置4,能够使用例如通用个人电脑和便携式信息终端,除此以外,还可以使用其他测色专用电脑等。
[0160] 而且,如图6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以及测色处理部43等。
[0161] 光源控制部41与光源装置2连接。然后,光源控制部41例如根据用户的设定输入,将规定的控制信号输出至光源装置2,使规定的明亮度的白色光从光源装置2射出。
[0162] 测色传感器控制部42与测色传感器3连接。然后,测色传感器42根据例如用户的设定输入设定由测色传感器3接收的光的波长,并将旨在检测该波长的光的光接收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32根据控制信号,以仅使用户所期望的光的波长透过的方式设定向静电致动器56施加的电压。
[0163] 测色处理部43根据由检测部31检测出的光接收量,分析检查对象X的色度。
[0164] 实施方式的作用效果
[0165] 本实施方式的测色装置1具备上述实施方式的光学滤波器装置600。如上所述,根据光学滤波器装置600,即使使用配置于一处的固定部件64来固定可动基板52和基底基板610,由热膨胀系数差所产生的应力等也难以作用于可动基板52或者固定基板51。因此,能够抑制固定基板51的固定反射膜54或者可动基板52的可动反射膜55的翘曲。从而,能够防止由这些反射膜54、55的翘曲所引起的干涉滤波器5的光学特性的变化。另外,光学滤波器装置600由于内部空间的气密性高,没有水粒等异物的侵入,因而也能够防止由这些异物引起的干涉滤波器5的光学特性的变化。因此,在测色传感器3中,也能够利用检测部31检测以高分辨率取出的目标波长的光,并能够检测相对于所期望的目标波长的光的准确的光量。
由此,测色装置1能够对检查对象X进行准确的颜色分析。
[0166] 另外,检测部31与基底基板610相对设置,该检测部31以及设于基底基板610的基底外侧面上的端子部与一个电路基板311连接。即,由于光学滤波器装置600的基底基板610配置于光射出一侧,因而能够与检测从光学滤波器装置600射出的光的检测部31接近而配置。因此,如上所述,通过在一个电路基板311上进行布线,能够简化布线结构,基板数量也能够削减。
[0167] 另外,可以将电压控制部32配置于电路基板311上,这种情况下,能够谋求进一步的结构简化。
[0168] 此外,本发明并非限于上述实施方式,在能够达到本发明的目的的范围内的变形、改良等都包含于本实施方式中。
[0169] 例如,在实施方式一中,通过在真空中接合基底基板610和盖板620而制造内部空间维持为真空状态的光学滤波器装置600,但不限于此。例如,在盖板或者基底基板上预先形成连通内部空间与外部的孔部。可以在大气压下将盖板与基底基板接合之后,从内部空间抽取空气而形成真空状态,再用密封部件密封该孔部。作为密封部件,例如可以列举出金属球。在通过金属球进行密封时,优选,在使金属球嵌入孔部内之后,在孔部内使其高温化而使金属球焊接在孔部的内壁上。
[0170] 另外,作为容纳于光学滤波器装置600中的干涉滤波器5,并不限定于上述实施方式所示的示例。上述实施方式示出干涉滤波器5通过向固定电极561和可动电极562施加电压,利用静电引力而使反射膜间间隙G1的大小可变的类型。除了这种类型以外,例如,作为变更反射膜间间隙G1的间隙变更部,也可以采用使用配置第一感应线圈代替固定电极561,配置第二感应线圈或者永久磁代替可动电极562的感应致动器的结构。
[0171] 并且,也可以采用使用压电致动器代替静电致动器56的结构。在该情况下,例如通过使下部电极层、压电膜以及上部电极层层压配置于保持部522上,再将施加于下部电极层与上部电极层之间的电压作为输入值并使其可变,从而能够使压电膜伸缩而使保持部522挠曲。
[0172] 另外,作为容纳于内部空间的干涉滤波器例示出干涉滤波器5,但也可以是例如间隙G1的大小被固定的干涉滤波器。在该情况下,无需通过蚀刻形成用于使可动部521挠曲的保持部522或者用于设置固定电极561的电极配置槽511等,能够简化干涉滤波器的结构。另外,由于间隙G1的大小固定,因而没有响应性的问题,无需将内部空间维持为真空,能够实现结构简化、提高生产率。但是,即使在该情况下,例如在温度变化大的场所下使用光滤波器装置600时,由于内部空间内的空气膨胀等,基底侧玻璃基板630或者盖板侧玻璃基板640有可能受到应力而挠曲。因此,使用这种干涉滤波器的情况下,也优选将内部空间维持为真空或者减压状态。
[0173] 另外,虽然示出盖板620具备盖板接合部624、侧壁部625以及顶部626,并且顶部626相对于基底基板610平行的结构,但不限于此。作为盖板620的形状,只要能够在与基底基板610之间形成可以容纳干涉滤波器5的内部空间,则可以是任意的形状,例如顶部626也可以形成为曲面形状。但是,可以认为这种情况下制造会变得繁杂。这是因为,例如,为了维持内部空间的气密性,需要将与盖板620接合的盖板侧玻璃基板640按照盖板620而形成为曲面状,并且只有闭塞开口部621的部分形成为平面状,以免产生折射等。因此,优选使用如上述实施方式一所示顶部626与基底基板610平行的盖板620。
[0174] 在上述实施方式中示出基底侧玻璃基板630和盖板侧玻璃基板640接合于壳体601的表背面的示例,但不限于此。例如,也可以采用接合于壳体601的内部空间一侧的结构。
[0175] 另外,作为干涉滤波器,在将使由第一反射膜和第二反射膜多重干涉后的光反射的反射型滤波器容纳于内部空间的情况下,也可以采用不设置开口部611和基底侧玻璃基板630的结构。
[0176] 在该情况下,通过采用与光学滤波器装置600的开口部621相对而设置例如分束器等,将向光学滤波器装置600照射的入射光与从光学滤波器装置600射出的射出光分离的结构,能够使分离后的射出光由检测部检测出。
[0177] 另外,作为本实施方式的电子设备例示出测色装置1,但是除此之外,还可以根据各种领域应用本实施方式的光学滤波器装置。
[0178] 例如能够用作用于检测特定物质的存在的基于光的系统。作为这种系统,例如能够例示出使用了本实施方式的光学滤波器装置所具备的干涉滤波器5的、采用分光测定方式高灵敏度地检测特定气体的车载用漏气检测器和呼吸检查用的光声稀有气体检测器等气体检测装置。
[0179] 以下根据附图对这种气体检测装置的一个示例进行说明。
[0180] 电子设备2
[0181] 图7是表示具备干涉滤波器的气体检测装置的一个示例的概略图。
[0182] 图8是表示图7的气体检测装置的控制系统的结构的方框图。
[0183] 作为电子设备的气体检测装置100构成为具备传感器芯片110、流道120以及主体部130,其中该流道120具有吸引口120A、吸引流道120B、排出流道120C以及排出口120D。
[0184] 主体部130由具有可装卸流道120的开口的传感器部盖131、排出单元133、壳体134、检测装置、处理检测出的信号并控制检测部的控制部138、以及供电的供电部139等构成,其中该检测装置包括光学部135、滤波器136、光学滤波器装置600(605)以及光接收元件
137(检测部)等。另外,光学部135由射出光的光源135A;分光器135B以及透镜135C、135D、
135E构成,其中该分光器135B将从光源135A射入的光向传感器芯片110一侧反射,并使从传感器芯片一侧射入的光透过至光接收元件137一侧。
[0185] 另外,如图8所示,在气体检测装置100的表面上设置有操作面板140、显示部141、用于与外部的接口的连接部142、以及供电部139。当供电部139为二次电池时,也可以具备用于充电的连接部143。
[0186] 并且,如图8所示,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,用于控制光学滤波器装置600的干涉滤波器5;光接收电路147,接收来自光接收元件137的信号;传感器芯片检测电路149,读取传感器芯片110的代码并接收来自传感器芯片检测器148的信号,其中该传感器芯片检测器148检测有无传感器芯片110;以及排出驱动器电路150,控制排出单元133;等。
[0187] 接下来,以下对如上所述的气体检测装置100的动作进行说明。
[0188] 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如果检测到从传感器芯片检测器148发出的检测信号,则判断为处于安装有传感器芯片110的状态,并向显示部141发出使其显示旨在表示能实施可以进行检测动作的显示信号。
[0189] 然后,例如由用户操作操作面板140,如果旨在开始检测处理的指示信号从操作面板140向信号处理部144输出,则首先信号处理部144将光源动作的信号输出至光源驱动器电路145以使光源135A工作。如果光源135A被驱动,则从光源135A射出单一波长且直线偏光稳定的激光。另外,在光源135A中内置有温度传感器和光量传感器,其信息被向信号处理部144输出。然后,信号处理部144根据从光源135A输入的温度和光量,判断为光源135A正在稳定地工作时,则控制排出驱动器电路150使排出单元133工作。由此,含有应该检测的目标物质(气体分子)的气体试样从吸引口120A被导向吸引流道120B、传感器芯片110内、排出流道
120C、排出口120D。此外,在吸引口120A设置有除尘过滤器120A1,可以除去比较大的粉尘和一部分水蒸气等。
[0190] 另外,传感器芯片110是装入有多个金属纳米结构体,利用了局域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强化电场,如果气体分子进入该强化电场内,则会产生包含分子振动信息的拉曼散射光以及瑞利散射光。
[0191] 这些瑞利散射光或拉曼散射光通过光学部135射入滤波器136,瑞利散射光由滤波器136分离,而拉曼散射光则射入光学滤波器装置600。然后,信号处理部144控制电压控制部146,调整施加于光学滤波器装置600的干涉滤波器5的电压,使与成为检测对象的气体分子相对应的拉曼散射光由光学滤波器装置600的干涉滤波器5分光。然后,当分光后的光由光接收元件137接收,则对应于光接收量的光接收信号经由光接收电路147而被输出至信号处理部144。
[0192] 信号处理部144将如上所述得到的、与成为检测对象的气体分子相对应的拉曼散射光的光谱数据与存储于ROM的数据进行比较,并判断是否为目标气体分子,从而进行物质的特定。然后,信号处理部144使该结果信息显示在显示部141上,或者从连接部142向外部输出。
[0193] 此外,在上述图7以及图8中例示出通过光学滤波器装置600的干涉滤波器5将拉曼散射光分光,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。除此之外,作为气体检测装置,也可以用作通过检测气体固有的吸光度来特定气体种类的气体检测装置。在该情况下,使用使气体流入传感器内部且检测入射光中被气体吸收的光的气体传感器作为本实施方式的光学模块。并且,将通过这种气体传感器分析、判断流入传感器内的气体的气体检测装置作为本实施方式的电子设备。在这种结构中,也能够使用干涉滤波器5来检测气体的成分。
[0194] 另外,作为用于检测特定物质的存在的系统,不限于如上所述的气体检测,还能够例示出基于近红外分光法的糖类的非侵入性测定装置,以及食品、生物体、矿物等信息的非侵入性测定装置等物质成分分析装置。
[0195] 以下,作为上述物质成分分析装置的一例,对食品分析装置进行说明。
[0196] 电子设备3
[0197] 图9是表示食品分析装置的简要结构的图。
[0198] 作为电子设备的食品分析装置200具备:检测器210(光学模块)、控制部220以及显示部230。检测器210具备:射出光的光源211、导入从测定对象物发出的光的摄像透镜212、将从摄像透镜212导入的光分光的光滤波器装置600以及检测分光后的光的摄像部213(检测部)。
[0199] 另外,控制部220具备:光源控制部221,进行光源211的亮灯/关灯控制、亮灯时的明亮度控制;电压控制部222,控制光滤波器装置600(605)的干涉滤波器5;检测控制部223,控制摄像部213,并取得由摄像部213拍摄到的分光图像;信号处理部224;以及存储部225。
[0200] 在该食品分析装置200中,当系统驱动时,由光源控制部221控制光源211,光从光源211被照射至测定对象物。然后,被测定对象物反射的光通过摄像透镜212射入光滤波器装置600。光滤波器装置600的干涉滤波器5通过电压控制部222的控制而被施加可以将所期望的波长分光的电压,分光后的光由例如CCD照相机等构成的摄像部213进行摄像。另外,被拍摄到的光作为分光图像存储于存储部225。另外,信号处理部224通过控制电压控制部222而使施加于干涉滤波器5的电压值改变,取得针对各波长的分光图像。
[0201] 然后,信号处理部224对存储于存储部225的各图像的各像素数据进行运算处理,求出各像素的光谱。另外,在存储部225中存储有例如相对于光谱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、食品的相关信息为依据,分析所求出的光谱的数据,进而求出检测对象中所含有的食品成分及其含量。另外,也可以根据所得到的食品成分和含量,计算出食物卡路里和鲜度等。并且,通过分析图像内的光谱分布,也能够进行检查对象的食品中鲜度正在下降的部分的抽取等,并且能够进一步进行食品内所含有的异物等的检测。
[0202] 然后,信号处理部224进行如下处理:在显示部230显示如上所述得到的检查对象的食品的成分和含量、卡路里和鲜度等信息。
[0203] 另外,在图9中虽然示出食品分析装置200的示例,但通过大致同样的结构,也能够用作如上所述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、分析等分析生物体成分的生物体分析装置。作为这种生物体分析装置,作为测定例如血液等体液成分的装置,如果作为检测乙醇的装置,则能够用作检测驾驶员的饮酒状态的防止酒后驾驶装置。另外,也能够用作具备这种生物体分析装置的电子内视镜系统。
[0204] 并且,也能够用作进行矿物成分分析的矿物分析装置。
[0205] 并且,作为电子设备,还能够应用于以下这种装置:
[0206] 例如,通过使各波长的光的强度随时间变化而变化,能够利用各波长的光来传输数据,在该情况下,通过设置于光学模块中的干涉滤波器将特定波长的光分光,再由光接收部接收光,从而能够提取出由特定波长的光传输的数据,并可以通过具备这种数据提取用光学模块的电子设备来处理各波长的光的数据,从而进行光通信。
[0207] 另外,作为电子设备,也能够应用于拍摄分光图像的分光照相机、分光分析仪等。作为这种分光照相机的一个示例,可以列举出内置有干涉滤波器的红外线照相机。
[0208] 电子设备4
[0209] 图10是表示分光照相机的简要结构的示意图。
[0210] 作为电子设备的分光照相机300具备照相机主体310、摄像透镜单元320以及摄像部330(检测部)。
[0211] 照相机主体310是由用户把持、操作的部分。
[0212] 摄像透镜单元320设置在照相机主体310上,将射入的图像光导入摄像部330。另外,如图10所示,该摄像透镜单元320构成为具备物镜321、成像透镜322以及设置在这些透镜之间的光滤波器装置600(605)。
[0213] 摄像部330由光接收元件构成,对由摄像透镜单元320导入的图像光进行拍摄。
[0214] 在这种分光照相机300中,通过光滤波器装置600的干涉滤波器5使作为拍摄对象的波长的光透过,从而能够对所需波长的光的分光图像进行拍摄。
[0215] 并且,还可以将光学滤波器装置所具备的干涉滤波器用作带通滤波器,例如也能够用作仅仅使发光元件射出的规定波长区域的光中、以规定波长为中心的狭窄波段的光由干涉滤波器5分光并使其透过的光学式激光装置。
[0216] 另外,可以将光学滤波器装置所具备的干涉滤波器用作生物体认证装置,例如能够应用于利用近红外区域或者可视区域的光的、血管、指纹、视网膜和虹膜等的认证装置。
[0217] 并且,还能够将光学模块以及电子设备用作浓度检测装置。在该情况之下,通过干涉滤波器5将从物质射出的红外能量(红外光)分光并进行分析,从而测定样品中的受检体浓度。
[0218] 如上所述,本发明的光学滤波器装置对于将规定的光从入射光中分光的任何的装置都能够适用。并且,如上所述,光学滤波器装置由于能够用一个装置使多个波长分光,因而能够高精度地进行多个波长的光谱的测定、对多种成分的检测。因此,与利用多个装置取出所需波长的现有装置相比,能够促进光学模块和电子设备的小型化,能够优选用作例如携带用或者车载用的光学装置。
[0219] 在上述的测色装置1、气体检测装置100、食品分析装置200以及分光照相机300的说明中,虽然示出应用了上述实施方式的光学滤波器装置600(605)的示例,但并不限于此。当然,变形例所涉及的光学滤波器装置也能够同样地应用于测色装置1等。
[0220] 此外,本实施方式不限于上述实施方式,可以对上述实施方式进行各种变更和改良等。变形例将在以下说明。此外,对于与上述实施方式相同的结构部位赋予相同的符号,并省略重复的说明。
[0221] 变形例1
[0222] 图11是变形例1所涉及的光学滤波器装置的侧截面图,对应于图2。
[0223] 在上述实施方式中,虽然对通过接合线进行干涉滤波器5与基底基板610之间的电连接的情况进行说明,但并非限于该结构,只要是进行电连接的连接方法即可。例如,也可以是使用FPC(Flexible printed circuits:柔性印刷布线板)的连接。具体而言,如图11所示,可以采用通过FPC71连接伸出区域60与基底基板610的端子之间的结构。此外,在图11中,作为优选例,在伸出区域60的相对边上也形成有伸出区域70。具体而言,固定基板51的一边从可动基板52突出而形成伸出区域70。与伸出区域60端同样,利用FPC72将伸出区域70与基底基板610的端子之间电连接。
[0224] 这样,即使使用FPC来代替接合线,也可以进行干涉滤波器5与基底基板610之间的电连接,并能够得到与上述各实施方式同样的作用效果。
[0225] 并且,由于可以从相对的两边进行电连接,因而与将连接端子汇集于一边的情况相比,到干涉滤波器5内的连接端子为止的图案布线变得容易,能够将干涉滤波器5小型化。
[0226] 变形例2
[0227] 图12是变形例2所涉及的光学滤波器装置的侧截面图,对应于图2。
[0228] 在上述实施方式中,虽然对衬垫部形成在干涉滤波器5上的情况进行说明,但并非限于该结构,也可以是在壳体601侧形成衬垫部(突起部)的结构。具体而言,在本变形例中,在基底基板610的表面上形成有衬垫部85、86、87。另外,在盖板620的顶部626上形成有衬垫部95、96、97。衬垫部85、86、87以及衬垫部95、96、97在俯视观察中的位置与图3的衬垫部65、66、67相同。各衬垫部的截面形状呈圆锥形状,其顶部朝向干涉滤波器5一侧。另外,各衬垫部的高度(间隙)是与上述实施方式相同。
[0229] 而且,在干涉滤波器5的表里面上未形成有衬垫部。干涉滤波器5由一处固定部件64固定于基底基板610。
[0230] 即使是该结构,由于各衬垫部作为止动器而起作用,因而能够得到与上述各实施方式同样的作用效果。具体而言,即使在壳体601受到撞击,干涉滤波器5以固定部件64为支点而在壳体内部的高度方向移动的情况下,同样,盖板620的衬垫部95、96、97作为表面方向的止动器,基底基板610的衬垫部85、86、87作为背面方向的止动器而分别起作用。
[0231] 变形例3
[0232] 图13是变形例3所涉及的光学滤波器装置的侧截面图,对应于图2。
[0233] 在上述实施方式以及变形例中,虽然对衬垫部形成于干涉滤波器5,或者基底基板610、盖板620一侧的情况进行说明,但并非限于该结构,也可以是配置单一的衬垫部的结构。具体而言,在本变形例中,在基底基板610与干涉滤波器5之间配置有球状的衬垫部35、
36、37。另外,在盖板620的顶部626上配置有使粘合剂滴下而形成的拱顶状的衬垫部45、46、
47。衬垫部35、36、37以及衬垫部45、46、47在俯视观察中的位置与图3的衬垫部65、66、67相同。另外,各衬垫部的高度(间隙)与上述实施方式相同。作为优选例,拱顶状的衬垫部45、
46、47是在对盖板620的顶部626通过喷墨法适量吐出紫外线固化型粘合剂(树脂)之后,照射紫外线而固化形成的。
[0234] 即使是该结构,由于各衬垫部作为止动器而起作用,因而能够得到与上述各实施方式同样的作用效果。
[0235] 另外,也可以是在干涉滤波器5的表里面上都配置球状的衬垫部的结构。同样,也可以是在基底基板610、盖板620一侧都配置拱顶状的衬垫部的结构。
[0236] 另外,即使是有机材料也不妨碍作为止动器的功能,因而也可以如衬垫部45那样,使用树脂材料或粘合剂来形成止动器。
[0237] 变形例4
[0238] 图14(a)~(c)是变形例4所涉及的干涉滤波器的俯视图,对应于图3。
[0239] 在上述实施方式以及变形例中,对在俯视观察中配置3处衬垫部的情况进行说明,但并非限于该结构,衬垫部只要具有一处以上即可。具体而言,衬垫部只要在滤波器区域F的外侧且与固定部件64分离的部分上形成一处以上即可。
[0240] 例如,如图14(a)所示,也可以是在固定部件64(伸出区域60)的相对边的大致中间处形成一处衬垫部66的结构。此外,衬垫部66的结构除了在俯视观察中的位置以外,与实施方式一中说明的相同。这样,优选在隔着滤波器区域F与固定部件64对角的位置上形成衬垫部66。
[0241] 另外,如图14(b)所示,也可以是在与固定部件64(伸出区域60)相邻的两个边的大致中间处配置衬垫部66、67的结构。
[0242] 或者,如图14(c)所示,也可以是在呈长方形的干涉滤波器5的4个顶点附近配置衬垫部66、67、68、69的结构。所谓顶点附近,是指可以得到与顶点形成衬垫部的情况相同效果的附近区域。具体而言,只要是在受到撞击时,只要是衬垫部能够发挥作为支撑长方形的干涉滤波器5的角部的止动器的功能的附近区域即可。
[0243] 即使是这些结构,由于各衬垫部作为止动器而起作用,因而能够得到与上述各实施方式同样的作用效果。
[0244] 变形例5
[0245] 图15(a)、(b)是变形例5所涉及的干涉滤波器的俯视图,对应于图3。
[0246] 在上述实施方式以及变形例中,对固定部件64为配置于一处的在俯视观察中为一体的方式的情况进行说明,但并非限于该结构,只要是固定俯视观察的一个区域的结构即可。
[0247] 例如,如图15(a)所示,也可以在形成于伸出区域60上的6个连接端子61的每个背面上,形成圆板状(贝柱状)的子固定部80,共形成形成6个子固定部80,将包括该6个子固定部80的长圆状的区域作为一处固定部件81。
[0248] 或者,如图15(b)所示,也可以在呈长方形的干涉滤波器5的右上方的顶点附近集中形成4个圆板状(贝柱状)的子固定部82,将包括了该4个子固定部82的圆形状的区域作为一处固定部件83。
[0249] 即使是这些结构,由于固定部件81、固定部件83分别发挥与实施方式一的固定部件64同样的功能,因而能够得到与上述各实施方式同样的作用效果。
[0250] 此外,本申请实施时的具体的结构在能够达到本申请的目的的范围内能够适当地变更为其他结构等。
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