光学滤光器装置及光学滤光器装置的控制方法与流程

文档序号:26007395发布日期:2021-07-23 21:26阅读:77来源:国知局
光学滤光器装置及光学滤光器装置的控制方法与流程

本公开的一个方面涉及一种具备法布里-珀罗干涉滤光器的光学滤光器装置、及这种光学滤光器装置的控制方法。



背景技术:

已知有一种具备隔着空隙彼此相对的一对构造体、及分别设置于一对构造体且隔着空隙彼此相对的一对镜部的法布里-珀罗干涉滤光器(例如参照专利文献1)。在这种法布里-珀罗干涉滤光器中,以透过期望的波长的光的方式,通过与施加电压相应的静电力调整镜部间的距离。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利公开2012-113133号公报



技术实现要素:

发明想要解决的问题

上述那样的法布里-珀罗干涉滤光器中,透过波长会根据环境温度而变化。因此,如果在要求例如较高的波长精度的情况下,必须根据环境温度调整施加电压。专利文献1记载的法布里-珀罗干涉滤光器中,在外表面设置热阻器等的温度传感器,测定法布里-珀罗干涉滤光器的温度。并且,基于测定出的温度调整施加电压。

另一方面,在法布里-珀罗干涉滤光器中,尺寸极为重要。然而,上述关联技术中,由于需要温度传感器及其配线等的配置空间,因此有难以小型化的风险。

因此,本公开的一个方面的目的在于提供一种可以高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度且可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器的小型化的光学滤光器装置、以及在环境温度变化的情况下也可以实现较高的波长精度的光学滤光器装置的控制方法。

解决问题的技术手段

本公开的一个方面的光学滤光器装置具备:法布里-珀罗干涉滤光器;及电阻测定部,其电连接于法布里-珀罗干涉滤光器,法布里-珀罗干涉滤光器具备:第1构造体,其具有第1表面、及与第1表面为相反侧的第2表面;第2构造体,其具有隔着空隙而与第1表面相对的第3表面;第1镜部,其设置于第1构造体;第2镜部,其以隔着空隙而与第1镜部相对的方式设置于第2构造体,被调整光透过区域中的与第1镜部之间的距离;第1驱动电极,其设置于第1构造体;第2驱动电极,其以隔着空隙而与第1驱动电极相对的方式设置于第2构造体;第1端子,其电连接于第1驱动电极;第2端子,其电连接于第2驱动电极;及第3端子,其电连接于第1驱动电极,第1驱动电极从第1表面与第3表面彼此相对的相对方向观察时与空隙重叠,相对方向上的第1驱动电极与空隙之间的距离,短于相对方向上的第2表面与空隙之间的距离,电阻测定部电连接于第1端子及第3端子,测定第1驱动电极的电阻值。

在该光学滤光器装置中,例如,通过将电压或电流施加于第1端子与第2端子之间,可以调整第1镜部与第2镜部间的距离。另外,在该光学滤光器装置中,通过电阻测定部测定设置于第1构造体的第1驱动电极的电阻值。由于第1驱动电极的电阻值会根据温度而变化,因此可以基于测定出的电阻值掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。此处,在该光学滤光器装置中,第1驱动电极从相对方向观察时与空隙重叠,且相对方向上的第1驱动电极与空隙之间的距离,短于相对方向上的第2表面与空隙之间的距离。法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长是由空隙的厚度(换言之,第1镜部与第2镜部之间的距离)确定。因此,通过使用配置于空隙的附近的第1驱动电极的电阻值,可以高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。此外,在该光学滤光器装置中,由于可以基于第1驱动电极的电阻值掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度,因此不必如上述关联技术那样设置温度传感器及其配线等。其结果,可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器的小型化。由此,根据该光学滤光器装置,可以高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度,且可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器的小型化。

也可以为,第1构造体为层叠体,第1驱动电极为构成层叠体的半导体层中的杂质区域。该情况下,由于第1驱动电极是由与温度相应的电阻值的变化较大的半导体层构成,因此可以更高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。此外,可以提高关于第1驱动电极的配置及特性的至少一个的设计自由度。

也可以为,第1驱动电极从相对方向观察时与光透过区域重叠,构成第1镜部。该情况下,可以将第1驱动电极配置于第1镜部与第2镜部之间的空隙的附近,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。

也可以为,第1驱动电极露出于空隙。该情况下,可以将第1驱动电极进一步配置于空隙的附近,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。

也可以为,第1端子及第3端子以从相对方向观察时夹着光透过区域而彼此相对的方式设置于第1构造体。该情况下,可以延长隔着第1驱动电极的第1端子与第3端子之间的距离,可以增大与温度相应的第1驱动电极的电阻值的变化。其结果,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。

也可以为,第1镜部为能够相对于第2镜部移动的可动镜,第2镜部为位置固定的固定镜。该情况下,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。

本公开的一个方面的光学滤光器装置也可以进一步具备容纳法布里-珀罗干涉滤光器的封装,电阻测定部配置于封装内。该情况下,可以谋求光学滤光器装置的小型化。

本公开的一个方面的光学滤光器装置也可以进一步具备容纳法布里-珀罗干涉滤光器的封装,封装具有底座、及设置有光入射部的盖,法布里-珀罗干涉滤光器以从与底座分开的状态相对于底座固定。该情况下,可以隔着底座抑制热的影响波及法布里-珀罗干涉滤光器。

本公开的一个方面的光学滤光器装置也可以进一步具备电连接于第1端子第1外部端子、及电连接于上述第2端子的第2外部端子。该情况下,例如,通过将电压或电流施加于第1外部端子与第2外部端子之间,可以调整第1驱动电极与第2驱动电极之间的距离。

本公开的一个方面的光学滤光器装置具备:法布里-珀罗干涉滤光器;及第1外部端子、第2外部端子及第3外部端子,其电连接于法布里-珀罗干涉滤光器,法布里-珀罗干涉滤光器具备:第1构造体,其具有第1表面、及与第1表面为相反侧的第2表面;第2构造体,其具有隔着空隙而与第1表面相对的第3表面;第1镜部,其设置于第1构造体;第2镜部,其以隔着空隙而与第1镜部相对的方式设置于第2构造体,被调整光透过区域中的与第1镜部之间的距离;第1驱动电极,其设置于第1构造体;第2驱动电极,其以隔着空隙而与第1驱动电极相对的方式设置于第2构造体;第1端子,其电连接于第1驱动电极;第2端子,其电连接于第2驱动电极;及第3端子,其电连接于第1驱动电极,第1驱动电极从第1表面与第3表面彼此相对的相对方向观察时与空隙重叠,相对方向上的第1驱动电极与空隙之间的距离,短于相对方向上的第2表面与空隙之间的距离,第1外部端子电连接于第1端子,第2外部端子电连接于第2端子,第3外部端子电连接于第3端子。

在该光学滤光器装置中,例如,通过将电压或电流施加于第1外部端子与第2外部端子之间,可以调整第1镜部与第2镜部之间的距离。另外,经由第1外部端子及第3外部端子、以及第1端子及第3端子,可以测定第1驱动电极的电阻值。因此,根据上述理由,可以高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度,且可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器的小型化。

本公开的一个方面的光学滤光器装置也可以进一步具备:电阻测定部,其电连接于第1外部端子及第3外部端子,经由第1端子及第3端子测定第1驱动电极的电阻值。该情况下,通过电阻测定部经由第1外部端子及第3外部端子、以及第1端子及第3端子,可以测定第1驱动电极的电阻值。

本公开的一个方面的光学滤光器装置也可以进一步具备容纳法布里-珀罗干涉滤光器的封装,且电阻测定部配置于封装外。该情况下,可以谋求封装的小型化。

本公开的一个方面的光学滤光器装置的控制方法是具备法布里-珀罗干涉滤光器的光学滤光器装置的控制方法,法布里-珀罗干涉滤光器具备:第1构造体,其具有第1表面、及与第1表面为相反侧的第2表面;第2构造体,其具有隔着空隙而与第1表面相对的第3表面;第1镜部,其设置于第1构造体;第2镜部,其以隔着空隙而与第1镜部相对的方式设置于第2构造体,被调整光透过区域中的与第1镜部之间的距离;第1驱动电极,其设置于第1构造体;第2驱动电极,其以隔着空隙而与第1驱动电极相对的方式设置于第2构造体;第1端子,其电连接于第1驱动电极;第2端子,其电连接于第2驱动电极;及第3端子,其电连接于第1驱动电极,第1驱动电极从第1表面与第3表面彼此相对的相对方向观察时与空隙重叠,相对方向上的第1驱动电极与空隙之间的距离,短于相对方向上的第2表面与空隙之间的距离,光学滤光器装置的控制方法具备:第1步骤,其经由第1端子及第3端子测定第1驱动电极的电阻值;及第2步骤,其基于第1步骤中测定出的电阻值,对施加于第1端子与第2端子之间的电压或电流进行调整。

该光学滤光器装置的控制方法中,经由第1端子及第3端子测定第1驱动电极的电阻值,基于该测定值,对施加于第1端子与第2端子之间的电压或电流进行调整。如上所述,通过使用第1驱动电极的电阻值,可以高精度掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度。因此,通过基于第1驱动电极的电阻值而调整电压或电流,即使在环境温度变化的情况下也可以实现较高的波长精度。

发明的效果

根据本公开的一个方面,可以提供一种能够高精度掌握法布里-珀罗干涉滤光器的温度且可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器的小型化的光学滤光器装置、以及在环境温度变化的情况下也可以以实现较高的波长精度的光学滤光器装置的控制方法。

附图说明

图1是实施方式的分光传感器的截面图。

图2是分光传感器的一部分的分解立体图。

图3是沿图2的iii-iii线的法布里-珀罗干涉滤光器的截面图。

图4是分光传感器的俯视图。

图5中,(a)是从图4的箭头a的方向观察时的分光传感器的侧视图,(b)是从图4的箭头b的方向观察时的分光传感器的侧视图。

图6中,(a)是表示法布里-珀罗干涉滤光器的温度与第1驱动电极的电阻值之间的关系的图表,(b)是表示法布里-珀罗干涉滤光器的温度与第2驱动电极的电阻值之间的关系的图表。

图7是表示法布里-珀罗干涉滤光器的温度与第1驱动电极的电阻值之间的关系的图表。

图8中,(a)是第1变形例的分光传感器的俯视图,(b)是第2变形例的分光传感器的俯视图,(c)是第3变形例的分光传感器的俯视图。

具体实施方式

以下,对本公开的一个实施方式,参照附图详细说明。此外,在以下的说明中,对相同或相当的构件使用相同符号并省略重复的说明。

[分光传感器的结构]

如图1及图2所示,分光传感器(光学滤光器装置、光检测装置)1具备配线基板2、光检测器3、多个间隔件4、及法布里-珀罗干涉滤光器10。法布里-珀罗干涉滤光器10具有彼此间的距离可变的第1镜部31及第2镜部41。法布里-珀罗干涉滤光器10使对应于第1镜部31与第2镜部41之间的距离的波长的光透过。在法布里-珀罗干涉滤光器10设置有该光沿第1镜部31与第2镜部41相对的相对方向d通过的开口50a。

光检测器3具有接收通过开口50a的光的受光部3a。受光部3a在相对方向d上与开口50a相对。光检测器3为例如红外线检测器。可以将使用ingaas等的量子型传感器、或使用热电堆或辐射热计等的热型传感器作为红外线检测器使用。当检测紫外线(uv)、可见光、近红外线的各区域时,作为光检测器3,可以使用硅光电二极管等。光检测器3可以具有一个受光部3a,也可以具有阵列状配置的多个受光部3a。也可以将多个光检测器3安装于配线基板2。

在配线基板2安装有光检测器3。更具体而言,在配线基板2设置有安装有光检测器3的安装部2a、及多个电极焊垫2b、2c、2d。电极焊垫2b经由配线2e电连接于安装部2a。配线基板2例如由硅、石英、玻璃、陶瓷、塑料、环氧玻璃材等构成。

多个间隔件(支撑部)4固定于配线基板2上。多个间隔件4从光出射侧(后述的第2层叠体40侧)支撑法布里-珀罗干涉滤光器10。多个间隔件4由例如硅、陶瓷、石英、玻璃、塑料等构成。间隔件4可以与配线基板2一体地形成。该情况下,由配线基板2及间隔件4构成的构件为支撑法布里-珀罗干涉滤光器10的支撑部。此外,间隔件4也可以与法布里-珀罗干涉滤光器10一体地形成。法布里-珀罗干涉滤光器10也可以由一个间隔件4来支撑。

分光传感器1进一步具备容纳配线基板2、光检测器3、多个间隔件4、及法布里-珀罗干涉滤光器10的can封装(封装)81。can封装81具有底座82及盖83。底座82及盖83例如包含金属,且彼此气密地接合。

盖83由侧壁85及顶壁86一体地构成。在顶壁86形成有开口86a。在顶壁86的内表面,以封闭开口86a的方式配置有光透过构件87。光透过构件87到达开口86a内及侧壁85的内表面,气密地密封开口86a。当从相对方向d观察时,光透过构件87的外缘相较于法布里-珀罗干涉滤光器10的外缘位于更外侧。光透过构件87的光入射面87a在开口86a中与顶壁86的外表面大致齐平。光透过构件87至少使分光传感器1的测定波长范围的光透过。光透过构件87中位于开口86a内的部分,作为使光从外部入射至can封装81内的光入射部89发挥功能。光透过构件87包含例如熔合玻璃。在光透过构件87的光出射面87b,结合有板状的带通滤光器88。带通滤光器88使分光传感器1的测定波长范围的光选择性地透过。光透过构件87的外缘相较于法布里-珀罗干涉滤光器10的外缘位于更外侧,由此,可以增大光透过构件87的热容量、及光透过构件87与can封装81间的热连接面积。其结果,可以谋求can封装81的温度均一化。光透过构件87的光入射面87a也可以成为在开口86a中相对于顶壁86的外表面朝法布里-珀罗干涉滤光器10侧凹陷的凹面状。

配线基板2固定在底座82上。即,多个间隔件4在底座82上支撑法布里-珀罗干涉滤光器10。由此,法布里-珀罗干涉滤光器10以与底座82分开的状态相对于底座82固定。光检测器3配置于通过多个间隔件4而在配线基板2与法布里-珀罗干涉滤光器10之间形成的空间。配线基板2的电极焊垫2b、2c、光检测器3的端子、及法布里-珀罗干涉滤光器10的端子12a~12d分别经由导线8电连接于贯通底座82的多个引脚84。由此,进行对光检测器3及法布里-珀罗干涉滤光器10的电信号的输入输出等。关于各部的电连接的细节在后面描述。

如上述构成的分光传感器1中,如果经由光入射部89从外部对法布里-珀罗干涉滤光器10入射测定光,则根据第1镜部31与第2镜部41之间的距离,具有特定波长的光会透过第1镜部31及第2镜部41。透过第1镜部31及第2镜部41的光通过开口50a入射至光检测器3的受光部3a,由光检测器3检测。在分光传感器1中,例如,一边使施加于法布里-珀罗干涉滤光器10的电压变化(即,使第1镜部31与第2镜部41之间的距离变化),一边由光检测器3检测透过法布里-珀罗干涉滤光器10的光,由此可以获得分光光谱。

[法布里-珀罗干涉滤光器的结构]

如图3所示,法布里-珀罗干涉滤光器10具备基板14。在基板14的光入射侧的表面14a,依次层叠有防反射层15、第2层叠体(第2构造体)40、中间层16及第1层叠体(第1构造体)30。在第1层叠体30与第2层叠体40之间,通过框状的中间层16而形成空隙(气隙)s。即,第1层叠体30及第2层叠体40由基板14支撑。更具体而言,第2层叠体40隔着防反射层15而配置于基板14的表面14a上,第1层叠体30隔着中间层16而配置于第2层叠体40上。

在法布里-珀罗干涉滤光器10中,测定光从相对于第1层叠体30与基板14为相反侧入射。法布里-珀罗干涉滤光器10在其中央部划定的光透过区域11使具有特定波长的光透过。光透过区域11为例如圆柱状的区域。基板14例如包含硅、石英、玻璃等。在基板14包含硅的情况下,防反射层15及中间层16例如包含氧化硅。

第1层叠体30具有第1表面30a、及与第1表面30a为相反侧的第2表面30b。第1表面30a及第2表面30b为例如垂直于相对方向d的平坦面。第1层叠体30中与光透过区域11对应的部分(从相对方向d观察时与光透过区域11重叠的部分)作为第1镜部31发挥功能。即,第1镜部31设置于第1层叠体30。第1镜部31为可以相对于第2镜部41移动的可动镜。第1层叠体30例如通过多个多晶硅层(半导体层)与多个氮化硅层(半导体层)逐层交替地层叠而构成。构成第1镜部31的多晶硅层及氮化硅层各个的光学厚度优选为中心透过波长的1/4的整数倍。

第2层叠体40具有隔着空隙s而与第1层叠体30的第1表面30a相对的第3表面40a、及与第3表面40a为相反侧的第4表面40b。第3表面40a及第4表面40b为例如垂直于相对方向d的平坦面。第2层叠体40中与光透过区域11对应的部分(从相对方向d观察时与光透过区域11重叠的部分)作为第2镜部41发挥功能。即,第2镜部41设置于第2层叠体40。第2镜部41为位置固定的固定镜。第2镜部41配置于第1镜部31与基板14之间,且隔着空隙s而与第1镜部31相对。第2层叠体40例如通过多个多晶硅层与多个氮化硅层逐层交替地层叠而构成。构成第2镜部41的多晶硅层及氮化硅层的各个的光学厚度优选为中心透过波长的1/4的整数倍。

此外,第1层叠体30及第2层叠体40中,可以使用氧化硅层取代氮化硅层。作为构成第1层叠体30及第2层叠体40的各层的材料,可以使用氧化钛、氧化钽、氧化锆、氟化镁、氧化铝、氟化钙、硅、锗、硫化锌等。

在第1层叠体30中与空隙s对应的部分(从相对方向d观察时与空隙s重叠的部分)形成有多个贯通孔32。贯通孔32从第1层叠体30的第2表面30b到达空隙s。贯通孔32形成为未实质性对第1镜部31的功能赋予影响的程度。贯通孔32可以用于通过蚀刻去除中间层16的一部分而形成空隙s。

在第1层叠体30设置有第1驱动电极17。第1驱动电极17从相对方向d观察时例如呈圆形状,且与空隙s重叠。在该例中,第1驱动电极17从相对方向d观察时与光透过区域11重叠,且构成第1镜部31。第1驱动电极17形成于构成第1层叠体30的多层中与中间层16接触的层(多晶硅层),且露出于空隙s。相对方向d上的第1驱动电极17与空隙s之间的距离(最短距离),短于相对方向d上的第2表面30b与空隙s之间的距离(最短距离)。在该例中,相对方向d上的第1驱动电极17与空隙s之间的距离为零,相对方向d上的第2表面30b与空隙s之间的距离等于第1层叠体30的厚度。相对方向d上的第1驱动电极17与空隙s之间的距离,短于相对方向d上的第1驱动电极17与第2表面30b之间的距离。第1驱动电极17例如通过掺杂杂质将多晶硅层低电阻化而形成。即,在该例中,第1驱动电极17为多晶硅层中的杂质区域。

在第2层叠体40,设置有第2驱动电极18及补偿电极19。第2驱动电极18从相对方向d观察时例如呈圆环状,包围光透过区域11并与空隙s重叠。第2驱动电极18隔着空隙s而与第1驱动电极17相对。第2驱动电极18形成于构成第2层叠体40的多层中与中间层16接触的层(多晶硅层),且露出于空隙s。相对方向d上的第2驱动电极18与空隙s之间的距离(最短距离),短于相对方向d上的第4表面40b与空隙s之间的距离(最短距离)。在该例中,相对方向d上的第2驱动电极18与空隙s之间的距离为零,相对方向d上的第4表面40b与空隙s之间的距离等于第1层叠体30的厚度。相对方向d上的第2驱动电极18与空隙s之间的距离,短于相对方向d上的第2驱动电极18与第4表面40b之间的距离更短。第2驱动电极18例如通过掺杂杂质将多晶硅层低电阻化而形成。即,在该例中,第2驱动电极18为多晶硅层中的杂质区域。

补偿电极19从相对方向d观察时例如呈圆形状,且与光透过区域11重叠。补偿电极19的大小可以为包含光透过区域11整体的大小,但也可以与光透过区域11的大小大致相同。补偿电极19隔着空隙s而与第1驱动电极17相对。补偿电极19形成于构成第2层叠体40的多层中在中间接触的层(多晶硅层),且露出于空隙s。相对方向d上的补偿电极19与空隙s之间的距离,短于相对方向d中第4表面40b与空隙s之间的距离。补偿电极19构成第2镜部41。补偿电极19例如通过掺杂杂质将多晶硅层低电阻化而形成。

在第1层叠体30设置有第1端子12a、第2端子12b、第3端子12c及第4端子12d。各端子12a~12d从相对方向d观察时相较于光透过区域11及空隙s配置于更外侧。各端子12a~12d例如通过铝或其合金等的金属膜而形成。第1端子12a及第3端子12c从相对方向d观察时夹着光透过区域11彼此相对,第2端子12b及第4端子12d从相对方向d观察时夹着光透过区域11彼此相对。第1端子12a及第3端子12c相对的方向,例如与第2端子12b及第4端子12d相对的方向正交(参照图2)。

第1端子12a与第3端子12c同样地构成。各端子12a、12c配置于第1层叠体30中从第2表面30b至中间部的贯通孔内。各端子12a、12c经由配线部21与第1驱动电极17电连接,且经由配线部22与补偿电极19电连接。配线部21、22例如通过掺杂杂质将多晶硅层低电阻化而形成。

第2端子12b与第4端子12d同样地构成。各端子12b、12d配置于从第1层叠体30的第2表面30b至第2层叠体40的贯通孔内。各端子12b、12d经由配线部23与第2驱动电极18电连接。配线部23例如通过掺杂杂质将多晶硅层低电阻化而形成。

在第1层叠体30的第2表面30b,设置有一对沟槽26。各沟槽26以包围端子12b或12d的方式环状延伸。各沟槽26的底面到达中间层16。各沟槽26将端子12b或12d与第1驱动电极17电绝缘。各沟槽26内的区域可以为绝缘材料,也可以为空隙。

在第2层叠体40的第3表面40a,设置有一对沟槽27及沟槽28。各沟槽27以包围配线部22中与端子12a或12c的连接部分的方式环状延伸。各沟槽27使第2驱动电极18与配线部22电绝缘。沟槽28沿第2驱动电极18的内缘环状延伸。沟槽28将第2驱动电极18与第2驱动电极18的内侧的区域电绝缘。各沟槽27、28内的区域可以为绝缘材料,也可以为空隙。

在基板14的光出射侧的表面14b,依次层叠有防反射层51、第3层叠体52、中间层53及第4层叠体54。防反射层51及中间层53分别具有与防反射层15及中间层16同样的结构。第3层叠体52及第4层叠体54分别具有以基板14为基准而与第2层叠体40及第1层叠体30对称的层叠构造。通过防反射层51、第3层叠体52、中间层53及第4层叠体54,构成应力调整层50。应力调整层50配置于基板14的光出射侧,具有抑制基板14翘曲的功能。

在应力调整层50,以从相对方向d观察时与光透过区域11重叠的方式设置有开口50a。开口50a例如具有与光透过区域11的大小大致相同的径。开口50a在光出射侧开口。开口50a的底面到达防反射层51。在应力调整层50的光出射侧的表面50b,形成有遮光层29。遮光层29例如包含铝或其合金等的金属膜。

在如上构成的法布里-珀罗干涉滤光器10中,如果例如经由第1端子12a及第2端子12b在第1驱动电极17与第2驱动电极18之间施加电压,则在第1驱动电极17与第2驱动电极18之间产生与该电压(电位差)相应的静电力。通过该静电力,将第1镜部31朝固定于基板14的第2镜部41侧吸引,而调整第1镜部31与第2镜部41的距离。

透过法布里-珀罗干涉滤光器10的光的波长取决于光透过区域11中的第11镜部31与第2镜部41之间的距离。因此,通过调整施加于第1驱动电极17与第2驱动电极18之间的电压,可以适宜选择透过的光的波长。此时,补偿电极19与第1驱动电极17为同电位。因此,补偿电极19以在光透过区域11中将第1镜部31及第2镜部41保持平坦的方式发挥功能。

[分光传感器的结构]

图4是分光传感器1的俯视图。图5的(a)是从图4的箭头a的方向观察时的分光传感器1的侧视图,图5的(b)是从图4的箭头b的方向观察时的分光传感器1的侧视图。图4~图5的(b)中,未示出盖83。

如图4~图5的(b)所示,分光传感器1进一步具备电阻测定部60。电阻测定部60电连接于第1端子12a及第3端子12c,测定第1驱动电极17的电阻值。电阻测定部60为例如电阻测定用的电路(电阻计)。电阻测定部60通过例如对第1驱动电极17施加电压且在该电压的施加中检测流动于第1驱动电极17的电流,而测定第1驱动电极17的电阻值。电阻测定部60配置于can封装81内。电阻测定部60例如配置于底座82上,且位于配线基板2与引脚84之间。

分光传感器1中的各部的电连接如下所述。该例中,在底座82设置有沿周向排列的8条引脚(外部端子)84。配线基板2的电极焊垫2b经由导线(配线)8而连接于引脚84。由此,光检测器3的背面侧的端子连接于引脚84。配线基板2的电极焊垫2c经由导线8而连接于引脚84。由此,光检测器3的表面侧的端子连接于引脚84。光检测器3的表面侧的端子所连接的引脚84与光检测器3的背面侧的端子所连接的引脚84相邻。

第1端子12a经由导线8而连接于引脚84(第1外部端子)。第2端子12b经由导线8而连接于引脚84(第2外部端子)。第1端子12a所连接的引脚84相对于法布里-珀罗干涉滤光器10,位于与第2端子12b所连接的引脚84相反侧。第1端子12a所连接的引脚84与光检测器3的背面侧的端子所连接的引脚84相邻,第2端子12b所连接的引脚84与光检测器3的表面侧的端子所连接的引脚84相邻。多个引脚84中的一个经由导线8连接于底座82。

电阻测定部60具有一对第1电极60a、及多个(在该例中为3个)第2电极60b。第1电极60a的一个经由导线8而连接于第1端子12a。第1电极60a的另一个经由导线8而连接于第3端子12c。由此,电阻测定部60可以经由第1端子12a及第3端子12c进行对第1驱动电极17的电信号输入输出。多个第2电极60b分别经由导线8而连接于引脚84。由此,电阻测定部60可以与外部之间进行电信号的输入输出,例如,可以将测定结果输出至外部。

[作用效果]

在分光传感器1中,可以通过经由引脚84对第1端子12a与第2端子12b之间施加驱动电压,使第1驱动电极17与第2驱动电极18之间产生电位差,而调整第1镜部31与第2镜部41之间的距离。另外,在分光传感器1中,由电阻测定部60测定设置于第1层叠体30的第1驱动电极17的电阻值。由于第1驱动电极17的电阻值根据温度而变化,因此可以基于测定出的电阻值而检测(掌握)法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。基于测定出的电阻值的法布里-珀罗干涉滤光器10的温度检测,例如由控制部实施。该控制部可以由例如包含处理器(cpu:centralprocessingunit:中央处理单元)、记录媒体即ram(randomaccessmemory:随机存取内存)及rom(read-onlymemory:只读存储器)的计算机构成。控制部可以为分光传感器1所具备,也可以配置于分光传感器1的外部。控制部基于检测出的温度,调整施加于第1驱动电极17与第2驱动电极18之间的驱动电压。由此,即使环境温度变化,也可以实现较高的波长精度。基于检测温度的驱动电压的调整例如在法布里-珀罗干涉滤光器10的驱动开始前实施。此外,控制部也可以不基于测定出的电阻值检测法布里-珀罗干涉滤光器10的温度,而是基于测定出的电阻值直接调整驱动电压。以下,参照图6及图7,说明第1驱动电极17及第2驱动电极18的电阻值与温度间的关系。

图6的(a)是表示法布里-珀罗干涉滤光器10的温度与第1驱动电极17的电阻值之间的关系的图表,图6的(b)是表示法布里-珀罗干涉滤光器10的温度与第2驱动电极18的电阻值之间的关系的图表。图6的(a)及图6的(b)各自所示的2条线段表示不同样本的测定结果。该测定在未在第1驱动电极17与第2驱动电极18之间施加驱动电压的状态下实施。将法布里-珀罗干涉滤光器10放入恒温槽,将恒温槽的设定温度视为法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。由图6的(a)可知,法布里-珀罗干涉滤光器10的温度与第1驱动电极17的电阻值之间存在对应关系。由图6的(b)可知,法布里-珀罗干涉滤光器10的温度与第2驱动电极18的电阻值之间存在对应关系。即,如果法布里-珀罗干涉滤光器10的温度增加,则第1驱动电极17及第2驱动电极18的电阻值减少,如果法布里-珀罗干涉滤光器10的温度减少,则第1驱动电极17及第2驱动电极18的电阻值增加。因此,基于第1驱动电极17的电阻值或第2驱动电极18的电阻值,可以掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。

图7是表示法布里-珀罗干涉滤光器10的温度与第1驱动电极17的电阻值之间的关系的图表。符号71表示第1驱动电极17的电阻值的历时变化。符号72表示法布里-珀罗干涉滤光器10的环境温度的历时变化。此处,将法布里-珀罗干涉滤光器10放入恒温槽,将通过设置于恒温槽内的温度监视器计测出的恒温槽内的温度作为法布里-珀罗干涉滤光器10的环境温度。符号73表示通过配置于配线基板2上的热阻器检测出的温度的历时变化。由图7可知,热阻器的检测温度与环境温度大致同等变化。另外,已知第1驱动电极17的电阻值的变化与环境温度的变化相对应。即,如果环境温度增加,则第1驱动电极17的电阻值减少,如果环境温度较少,则第1驱动电极17的电阻值增加。因此,基于第1驱动电极17的电阻值,可以与使用热阻器的情况下相同程度地精度良好地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。

此外,分光传感器1中,第1驱动电极17从相对方向d观察时与空隙s重叠,且相对方向d上的第1驱动电极17与空隙s之间的距离,短于相对方向d上的第2表面30b与空隙s之间的距离。法布里-珀罗干涉滤光器10的透过波长是由空隙s的厚度(换言之,第1镜部31与第2镜部41之间的距离)确定。因此,通过使用配置于空隙s的附近的第1驱动电极17的电阻值,可以高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。此外,分光传感器1中,由于可以基于第1驱动电极17的电阻值而掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度,因此不必如上述关联技术那样设置温度传感器及其配线等。其结果,可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器10的小型化或低成本化。因此,根据分光传感器1,可以高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度,且可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器10的小型化。此外,第1驱动电极17与上述关联技术中使用的热阻器相比,热容量较小,因而热反应较快。因此,在分光传感器1中,可以在短时间内掌握正确的温度,且可以基于温度高精度地实施驱动电压的调整。

分光传感器1中,第1驱动电极17为构成第1层叠体30的多晶硅层中的杂质区域。由此,由于由与温度相应的电阻值的变化较大的半导体层构成第1驱动电极17,因此可以更高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。此外,可以提高关于第1驱动电极17的配置及特性的至少一个的变更的设计自由度。

分光传感器1中,第1驱动电极17从相对方向d观察时与光透过区域11重叠,且构成第1镜部31。由此,可以将第1驱动电极17配置于第1镜部31与第2镜部41之间的空隙s的附近,可以更高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。

分光传感器1中,第1驱动电极17露出于空隙s。由此,可以将第1驱动电极17进一步配置于空隙s的附近,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。

分光传感器1中,第1端子12a及第3端子12c以从相对方向d观察时夹着光透过区域11彼此相对的方式设置于第1层叠体30。由此,可以延长隔着第1驱动电极的第1端子12a与第3端子12c之间的距离,可以增大与温度相应的第1驱动电极17的电阻值的变化。其结果,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。

分光传感器1中,第1镜部31为可以相对于第2镜部41移动的可动镜,第2镜部41为位置固定的固定镜。由此,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。

分光传感器1中,电阻测定部60配置于can封装81内。由此,可以谋求分光传感器1的小型化。另外,法布里-珀罗干涉滤光器10以与底座82分开的状态相对于底座82固定。由此,可以隔着底座82抑制热的影响波及法布里-珀罗干涉滤光器10。

分光传感器1中,第1驱动电极17及补偿电极19两者露出于空隙s。由此,可以进一步高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。分光传感器1具备电连接于第1端子12a的引脚84(第1外部端子)、及电连接于第2端子12b的引脚84(第2外部端子)。由此,通过于该等引脚84间施加驱动电压,可以在第1驱动电极17与第2驱动电极18之间产生静电力。

[变形例]

本公开不限于上述实施方式。例如,分光传感器1也可以构成为图8的(a)~图8的(c)所示的第1~第3变形例。第1~第3变形例中,电阻测定部60配置于can封装81外。

第1变形例中的各部的电连接例如下述。第1端子12a经由导线8而连接于引脚84(第1外部端子)。第2端子12b未连接于引脚84,第4端子12d经由导线8而连接于引脚84(第2外部端子)。该情况下,可以将第4端子12d视为第2端子。第3端子12c经由导线8而连接于引脚84(第3外部端子)。多个引脚84中的2个经由导线8连接于底座82。连接于第1端子12a及第3端子12c的引脚84在can封装81外连接于电阻测定部60。连接于底座82的引脚84位于第1端子12a所连接的引脚84与光检测器3的背面侧的端子所连接的引脚84之间,连接于底座82的引脚84位于第3端子12c连接的引脚84、与光检测器3的表面侧的端子连接的引脚84之间。由此,可以使光检测器3所连接的引脚84与连接于第1端子12a及第3端子12c的引脚84远离。其结果,可以抑制因底座82上的污渍等而导致来自光检测器3的输出信号中产生噪声的情况。

在第1变形例中,可以通过经由引脚84对第1端子12a与第4端子12d之间施加驱动电压,使第1驱动电极17与第2驱动电极18之间产生电位差,而调整第1镜部31与第2镜部41之间的距离。另外,经由引脚84及第1端子12a及第3端子12c,可以测定第1驱动电极17的电阻值。因此,与上述实施方式同样地,可以高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度,且可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器10的小型化。此外,由于电阻测定部60配置于can封装81外,因此可以谋求can封装81的小型化。

在第2变形例中,第1端子12a所连接的引脚84与光检测器3的背面侧的端子所连接的引脚84相邻。在第3变形例中,第1端子12a所连接的引脚84与光检测器3的背面侧的端子所连接的引脚84相邻,且第2端子12b所连接的引脚84与光检测器3的表面侧的端子所连接的引脚84相邻。通过这种第2变形例及第3变形例,也可以与上述实施方式同样地,高精度地掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度,且可以谋求法布里-珀罗干涉滤光器10的小型化。

在上述实施方式及第1~第3变形例中,分光传感器1的结构不限于图示的例。例如,导线8的连接位置、引脚84的数量、配置及用途、can封装81及配线基板2的形状、配线基板2中的电极焊垫的形状及配置、光检测器3对于引脚84的连接方式、电阻测定部60的形状及配置、以及法布里-珀罗干涉滤光器10及配线基板2相对于底座82的角度及配置,不限于图示的例子。多个引脚84也可以不包含经由导线8连接于底座82的引脚84。多个引脚84也可以包含直接连接于底座82的引脚84。在上述实施方式及第1~第3变形例中,未与任意构件连接的引脚84也可以省略。

电阻测定部60可以不在电压的施加中检测流通于第1驱动电极17的电流,而取而代之,通过对第1驱动电极17施加电流(例如,1ma左右的固定电流)且在该电流的施加中检测第1驱动电极17的电压而测定第1驱动电极17的电阻值。这种构成在第1驱动电极17与第2驱动电极18之间产生电流泄漏的情况下尤其有效。

上述实施方式中,电阻测定部60电连接于第1端子12a及第3端子12c,测定第1驱动电极17的电阻值,但也可以取而代,将电阻测定部60电连接于第2端子12b及第4端子12d,测定第2驱动电极18的电阻值。参照图6的(b),如上所述,此时,可以基于第2驱动电极18的电阻值而掌握法布里-珀罗干涉滤光器10的温度。该情况下,第1层叠体30、第2层叠体40、第1镜部31、第2镜部41、第1驱动电极17、第2驱动电极18、第1端子12a、第2端子12b、第4端子12d可以视为分别对应于第2构造体、第1构造体、第2镜部、第1镜部、第2驱动电极、第1驱动电极、第2端子、第1端子、第3端子,且由电阻测定部60测定第1驱动电极的电阻值。该情况下,第1镜部为固定镜,第2镜部为可动镜。即,只要可以调整第1镜部与第2镜部之间的相对距离即可,且第1镜部及第2镜部的任一个也可以为可动镜。在上述第1变形例中测定第2驱动电极18的电阻值的情况下,例如将第2端子12b连接于引脚84。在不测定第1驱动电极17的电阻值的情况下,也可以仅将第1端子12a及第3端子12c的任一个连接于引脚84。

在上述实施方式中,第1驱动电极17也可以不构成第1镜部31。第1驱动电极17也可以以包围光透过区域11的方式配置。第1驱动电极17也可以为配置于第1层叠体30(第1构造体)的第1表面30a上的金属膜。同样地,第2驱动电极18也可以为配置于第2层叠体40(第2构造体)的第3表面40a上的金属膜。该情况下,第1构造体及第2构造体也可以不为层叠体,例如可以为基板。在上述实施方式中,通过施加电压而在第1驱动电极17与第2驱动电极18之间产生静电力,也可以通过施加电流而在第1驱动电极17与第2驱动电极18之间产生静电力。

第1驱动电极17也可以在从相对方向d观察时具有不与空隙s重叠的部分,只要第1驱动电极17的至少一部分在从相对方向d观察时与空隙s重叠即可。第1驱动电极17也可以形成于构成第1层叠体30的多层中位于中间的层(多晶硅层),且不露出于空隙s。第2驱动电极18也可以形成于构成第2层叠体40的多层中位于中间的层(多晶硅层),且不露出于空隙s。在第1镜部31与第2镜部41之间也可以配置其它层。即,某构件彼此为「隔着空隙而相对」是指,除直接相对的情况外,也包含在其它层配置在其间的状态下隔着空隙而彼此相对的情况。在第1端子12a与第3端子12c之间,也可以并联连接有第1驱动电极17与补偿电极19。基板14及/或补偿电极19也可以省略。光检测器3也可以配置在can封装81外。该情况下,也可以例如于can封装81设置光出射部,通过光检测器3检测从该光出射部出射的光。该情况下,可以将从分光传感器1除去光检测器3的结构视为光学滤光器装置。

符号说明

1……分光传感器(光学滤光器装置);3……光检测器;10……法布里-珀罗干涉滤光器;12a……第1端子;12b……第2端子;12c……第3端子;17……第1驱动电极;18……第2驱动电极;30……第1层叠体(第1构造体);30a……第1表面;30b……第2表面;31……第1镜部;40……第2层叠体(第2构造体);40a……第3表面;41……第2镜部;60……电阻测定部;81……can封装;82……底座;83……盖;84……引脚(第1外部端子、第2外部端子、第3外部端子);89……光入射部;d……相对方向;s……空隙。

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