光滤波器以及使用其的分析设备和光设备的制作方法

文档序号:6005960阅读:140来源:国知局
专利名称:光滤波器以及使用其的分析设备和光设备的制作方法
技术领域
本发明涉及光滤波器以及使用其的分析设备和光设备等。
背景技术
现提出有使透过波长可变的干涉滤波器(专利文献1)。如专利文献1的图3所示,具备被相互平行地保持的一对基板、按照在该一对基板上相互对置并且具有一定间隔的间隙的方式形成的一对多层膜(反射膜)、用于控制间隙的一对静电驱动电极。这种波长可变干涉滤波器可以利用对静电驱动电极施加的电压产生静电引力,控制间隙,使透过光的中心波长变化。专利文献1 日本特开平11-142752号公报这种波长可变干涉滤波器的问题在于,利用静电致动器高精度地控制一对反射膜间的间隙。既然以光的波长作为对象,该间隙精度就是纳米单位。在可以实现特别宽的波段中的波长选择的波长可变滤波器的情况下,需要在有限的驱动电压下,不仅可以实现大的间隙变位(可动范围),而且还可以实现微小变位的高精度的间隙控制。

发明内容
本发明的几个方式中,提供可以利用静电致动器高精度地进行一对反射膜间的间隙的控制的光滤波器以及使用了它的分析设备及光设备。(1)本发明的一个方式的光滤波器的特征在于,包括第一基板;第二基板,其与所述第一基板对置;第一反射膜,其被设置于所述第一基板的与所述第二基板对置的第一对置面;第二反射膜,其被设置于所述第二基板的与所述第一基板对置的第二对置面,并与所述第一反射膜对置;第一电极,其在俯视的情况下,在所述第一反射膜的周围的位置被设置于所述第一基板的所述第一对置面;及第二电极,其被设置于所述第二基板的所述第二对置面,并与所述第一电极对置,在所述第一对置面和所述第二对置面的至少一方中形成有阶梯部,所述第一反射膜与所述第二反射膜之间的间隙小于所述第一电极与所述第二电极之间初始间隙。在本发明的一个方式中,使第一反射膜与第二反射膜之间的初始间隙小于第一电极与第二电极之间的初始间隙。这里,静电引力F可以表示为F = (1/2) ε (V/G)2S......(1)式(1)中,ε 介电常数,V 施加电压,G 电极间间隙,S 电极对置面积。也就是说,静电引力F与第一、第二电极间的间隙G(第二间隙G2)的平方成反比例。由此,在第一、第二电极间间隙G小的区域中静电引力相对于间隙变化量AG的变化量
6AD大,只要间隙G轻微地变化,静电引力F就会急剧地变化,因而用于获得规定的静电引力F的间隙控制极为困难。与之不同,如果像本发明的一个方式那样,使电极间间隙G比第一、第二反射膜间的间隙大,则可以减小静电引力F相对于电极间间隙的单位变化量的变化。由此就可以容易控制静电引力F的大小。(2)本发明的一个方式中,也可以是,上述第一基板的上述第一对置面包括第一面、和俯视时配置于上述第一面的周围而与上述第一面具有阶梯差的第二面,在上述第一面中形成上述第一反射膜,在上述第二面中形成上述第一电极。也就是说,通过在第一基板的第一对置面中设置阶梯差,就可以使第一反射膜与第二反射膜之间的初始间隙小于第一电极与第二电极之间的初始间隙。而且,该情况下,由于第一、第二基板称呼的是至少一方可动的一对对置基板,因此可以将在对置面中形成有阶梯差的一方称作第一基板,将未形成阶梯的另一方称作第二基板。第一基板无论是固定基板还是可动基板都可以。(3)本发明的一个方式中,也可以是,上述第一基板的上述第一对置面包括第一面、和俯视时配置于上述第一面的周围而与上述第一面具有阶梯差的第二面,在上述第一面中形成上述第一反射膜,在上述第二面中形成上述第一电极,上述第二基板的上述第二对置面包括第三面、和俯视时配置于上述第三面的周围并与上述第三面具有阶梯差的第四面,在上述第三面中形成上述第二反射膜,在上述第四面中形成上述第二电极。也就是说,通过在第一基板的第一对置面和第二基板的第二对置面双方中设置阶梯差,就可以使第一反射膜与第二反射膜之间的初始间隙小于第一电极与第二电极之间的初始间隙。(4)本发明的一个方式中,也可以是,上述第二基板相对于上述第一基板可移动地被支承,上述第二基板的配置有上述第二反射膜的区域的壁厚被形成为比配置有上述第二电极的区域厚。像这样,通过将形成第二反射膜的区域形成为厚壁而使之难以挠曲,就可以使第二反射膜保持平面度地改变间隙。此时,在第二基板中设置阶梯差的情况下,可以利用该阶梯,将配置了第二反射膜的区域以厚壁形成。而且,由于形成有第二电极的区域可以以薄壁形成,因此可以确保第二基板的挠曲性。(5)本发明的一个方式中,可以设为,上述第一电极被分割为在电气性上独立的至少K(K为2以上的整数)个段电极,上述第二电极是处于相同电位的公共电极。该光滤波器中,对俯视时被配置于第二反射膜的周围的第二电极施加公共电压 (例如接地电压等),对俯视时被配置于第一反射膜的周围的构成第一电极的K个段电极的各个电极施加独立的电压,使第一、第二反射膜间的间隙的大小可变。施加电压为直流电压。像这样,通过使对K个段电极施加的电压的大小和从K个段电极中为了施加电压而选择的段电极数这2个参数变化,来控制第一、第二反射膜间的间隙的大小。如果像专利文献1那样,参数仅为电压的种类,则很难兼顾大的间隙可动范围和对由噪音等造成的电压变动的低灵敏度。通过像本发明的一个方式那样,除了电极数这样的参数之外,还可以通过对各个段电极应用与仅用电压控制的情况相同的施加电压范围, 而在大的间隙可动范围中产生进一步微调了的静电引力,从而可以进行精细的间隙调整。
这里,将施加电压的最大值设为Vmax,使间隙以N级可变。在第一电极未被分割为多个的情况下,需要将最大电压Vmax分割为N份地分配施加电压。此时,将不同的施加电压间的电压变化量的最小值设为Δν π η。另一方面,本实施方式中,对K个段电极的各个电极的施加电压只要将最大电压Vmax平均地分割为(Ν/Κ)份而分配即可。此时,对于K个段电极的各个电极,将对同一段电极施加的不同的施加电压间的电压变化量的最小值设为 AVkmin。该情况下,显而易见,AVlmin < Δ Vkmin成立。也就是说,对于向K个段电极的施加电压的各个电压,将向电位差控制部供给的最大电压作为满刻度分配的结果是,可以使对同一段电极施加的各施加电压间的电压变化量的最小值AVkmin比较大。作为对比,如果与本申请发明的一个方式不同,将以单一电极形成第一电极时的N级的各施加电压间的电压最小变化量与AVlmin相比,则显而易见, AVlmin < AVkmin成立。像这样,如果可以确保电压的最小变化量很大,则即使因依赖于电源变动或环境等的噪音而使对段电极的施加电压略有变动,间隙变动也会变小。也就是说,对噪音的灵敏度变小,换言之,即电压灵敏度变小。这样,就可以实现高精度的间隙控制,不一定需要像专利文献1那样对间隙进行反馈控制。另外,即使对间隙进行了反馈控制,由于对噪音的灵敏度小,因此也可以尽快地使之稳定。 (6)本发明的一个方式中,可以设为,上述第一电极被分割为在电气性上独立的至少K (K为2以上的整数)个段电极,上述第二电极是处于相同电位的公共电极,上述K个段电极至少具有第一、第二段电极,该第一、第二段电极分别包括被相对于上述第一反射膜的中心以同心环状配置的环状电极部,将上述第一段电极配置于上述第二段电极的内周侧。这样,第一、第二段电极的各个电极相对于第一、第二反射膜的纵向中心线形成线对称地配置。由此,通过以第一、第二反射膜为中心对称地作用间隙可变驱动力(静电引力),第一、第二反射膜就可以在保持平行度的同时使其间的间隙可变。(7)本发明的一个方式中,可以设为,在上述第一段电极处连接有第一引出布线, 在上述第二段电极中,设有使上述第二段电极的上述环状电极部不连续的第一狭缝,上述第一引出布线被穿过上述第一狭缝向上述第二段电极的外方引出。像这样,在将第一、第二段电极分别设为环状电极部的情况下,可以利用形成于外侧的第二段电极中的第一狭缝,确保内侧的第一段电极的第一引出布线的取出路径。(8)本发明的一个方式中,可以设为,被配置在相对于上述第一基板变位的上述第二基板中的上述第二电极具有第三、第四段电极,该第三、第四段电极分别包括相对于上述第二反射膜的中心以同心环状配置的环状电极部,上述第三段电极与上述第一段电极对置,上述第四段电极与上述第二段电极对置,并且第三、第四段电极之间电连接。这样,由于被形成于可动的第二基板中的电极面积被缩小为最小必需限度,因此第二基板的刚性降低,可以确保挠曲容易性。(9)本发明的一个方式中,可以将上述第四段电极的上述环状电极部在与上述第一狭缝对置的位置连续地形成。由于在该第一狭缝内配置第一引出布线,因此可以在第一狭缝内产生作用于与内侧的第一段电极相同电位的第一引出布线与外侧的第四段电极之间的静电引力。作为其优点,例如在以实质上相同的电压驱动第一、第二段电极的情况下, 可以在外侧的第四段电极的大致全周产生均等的静电引力。(10)也可以取而代之,在与上述第一狭缝对置的位置还具有使上述第四段电极的上述环状电极部不连续的第二狭缝。这样,就不存在与第一引出布线对置的电极。由此,例如在仅驱动内侧的第一段电极时,可以阻止在第一狭缝内产生作用于与内侧的第一段电极为相同电位的第一引出布线、与外侧的第四段电极之间的不需要的静电引力。(11)本发明的一个方式中,可以将上述第一、第二基板的至少一方设为具有第一及第二对角线的矩形基板。该情况下,在将上述第一引出布线沿着上述第一对角线从上述第一段电极中延伸出来的方向设为第一方向时,在上述第二段电极处连接有在上述第一对角线上在与上述第一方向处于相反方向的第二方向上延伸的第二引出布线,在上述第三、 第四段电极处连接有将两个电极之间连接而在沿上述第二对角线的第三方向上延伸的第三引出布线,在上述第三、第四段电极处连接有将两个电极之间连接而在上述第二对角线上在与上述第三方向处于相反方向的第四方向上延伸的第四引出布线,在俯视时上述矩形基板的四角的位置设有上述第一 第四引出布线所被连接的第一 第四连接电极部。这样,就不会有形成于第一基板中的第一、第二引出布线与形成于第二基板中的第三、第四引出布线在俯视时叠加的情况,不会构成平行电极。由此,就不会在第一、第二引出布线与第三、第四引出布线之间产生无谓的静电引力,也不会具有无谓的电容。此外, 分别延至第一 第四连接电极部的第一 第四引出布线的布线长度会变得最短。因而,第一 第四引出布线的布线电阻与布线电容变小,可以将第一 第四段电极高速地充放电。(12)本发明的一个方式中,可以使上述第二段电极的环宽度大于上述第一段电极的环宽度。由于静电引力与电极面积成正比例,因此可以增大利用第二段电极产生的静电引力。这是因为,由外侧的第二段电极产生的静电引力被要求大于由内侧的第一段电极产生的静电引力。(13)本发明的一个方式中,可以设为,上述第一基板的上述第二面包括第2-1面、 和俯视时配置于上述第2-1面的周围而与上述第2-1面具有阶梯差的第2-2面,上述第一段电极配置于上述第2-1面中,上述第二段电极配置于上述第2-2面中, 使上述第二段电极与上述第二电极之间的初始间隙和上述第一段电极与上述第二电极之间的初始间隙不同。这里,如果第2-1面与第2-2面齐平面且各间隙的初始值相同,则第一、第二段电极当中最先被驱动的一侧的电极间间隙就会比之后被驱动的一侧的电极间间隙大。这是因为,之后被驱动的一侧的电极间间隙与最先被驱动的一侧的电极间间隙一起减少。由此,对于第一、第二段电极当中最先被驱动的一方,与之后被驱动的一方相比,就必须因初始间隙大而将初始的静电引力设定得过大。如果使各电极间间隙的初始值不同,就可以克服这种弊病。(14)本发明的一个方式中,可以设为,上述第一段电极与上述第二电极之间的初始间隙小于上述第一段电极与上述第二电极之间的初始间隙。如后所述,最先驱动外侧的第二段电极更为有利,与之对应,可以减小第二段电极与第二电极之间的初始间隙。(15)本发明的一个方式中,可以设为,还具有控制上述K个段电极的各个电极与上述第二电极之间的各电位差的电位差控制部,上述电位差控制部对上述K个段电极的各个电极施加对上述K个段电极的每个电极设定的电压值,将上述各电位差从对上述K个段电极的每个电极设定的第一电位差,分别切换为比上述第一电位差大的第二电位差、比上述第二电位差大的第三电位差。像这样,电位差控制部将K个段电极的各个电极与第二电极之间的各电位差,按照使该电位差依次变大的方式,至少切换为3个值的电位差。这样,至少能够以3XK级,使第一、第二反射膜间的间隙可变而使透过峰值波长可变。换言之,对按K个段电极的每个电极设定的第一电位差、第二电位差及第三电位差是为了获得实现所需的各透过峰值波长的第一、第二反射膜间的各间隙而决定的。这里,例如当从第二电位差切换为比第二电位差小的第一电位差时,则由于第二电位差时的复原力大于第一电位差时的静电引力,因此由过调(overshoot)等的产生而造成基板的衰减自由振动的时间就会变长,从而无法实施迅速的波长可变动作。与之相反,由于电位差控制部可以从第一电位差切换到比第一电位差大的第二电位差,继而切换到比第二电位差大的第三电位差,因此可以抑制基板的衰减自由振动,从而可以实施迅速的波长可变动作。(16)在本发明的一个方式中,可以设为,还具有分别控制上述第一段电极与上述第二电极之间的内周侧电位差、上述第二段电极与上述第二电极之间的外周侧电位差的电位差控制部,上述电位差控制部对上述第一、第二段电极的各个电极施加按上述第一、第二段电极的每个电极设定的电压值,可以将上述内周侧电位差及上述外周侧电位差从按上述第一、第二段电极的每个电极设定的第一电位差,分别切换为比上述第一电位差大的第二电位差、比上述第二电位差大的第三电位差。像这样,通过控制对K个段电极当中的内外相邻的第一、第二段电极施加的电压值,内周侧电位差与外周侧电位差的各个电位差就被使该电位差依次变大地,至少切换为3 个值的电位差。(17)本发明的一个方式中,可以设为,上述电位差控制部在将上述内周侧电位差设为上述第一电位差时,对上述第一段电极施加第一段电压,在将上述内周侧电位差设为上述第二电位差时,对上述第一段电极施加第二段电压,在将上述内周侧电位差设为上述第三电位差时,对上述第一段电极施加第三段电压,在将上述外周侧电位差设为上述第一电位差时,对上述第二段电极施加第四段电压,在将上述外周侧电位差设为上述第二电位差时,对上述第二段电极施加第五段电压,在将上述外周侧电位差设为上述第三电位差时,对上述第二段电极施加第六段电压。像这样,在将内周侧电位差与外周侧电位差的各个电位差分别设定为按第一、第二段电极的每个电极设定的第一 第三电位差(也就是说,只要不是作为内周侧电位差的第一 第三电位差、与作为外周侧电位差的第一 第三电位差分别相等)时,分别对第一段电极施加第一 第三段电压,对第二段电极施加第四 第六段电压。对第一、第二段电极的施加电压是基于用于获得可以实现所需的各透过峰值波长的第一、第二反射膜间的各间隙的内周侧及外周侧电位差决定的。(18)在本发明的一个方式中,可以设为,对于上述内周侧电位差及上述外周侧电位差的各个电位差,使上述第二电位差与上述第三电位差之差的绝对值小于上述第一电位差与上述第二电位差之差的绝对值。静电引力与电位差的平方成正比例。所以,在电位差变大的方向上,切换为第一电位差、第二电位差、第三电位差时,在第一电位差与第二电位差之差的绝对值同第二电位差与第三电位差的绝对值之差相同的情况下,静电引力就会急剧地增大,成为导致过调的原因。所以,使第二电位差与第三电位差之差的绝对值小于第一电位差与第二电位差之差的绝对值。这样,就可以抑制间隙变窄时的静电引力的急剧的增大,可以进一步抑制过调,可以实现更为迅速的波长可变动作。而且,各电位差间之差的绝对值的大小是依赖于针对所需的测定波长的第一、第二反射膜间的间隙的大小、可动侧基板的刚性、对应于第一、第二反射膜的区域的基板面积或基板厚度等决定的。(19)本发明的一个方式中,可以设为,对于上述内周侧电位差及上述外周侧电位差的各个电位差,使设定为上述第二电位差的期间比设定为上述第一电位差的期间长,使设定为上述第三电位差的期间比设定为上述第二电位差的期间长。由于在设为比第一电位差大的第二电位差时,或设为比第二电位差大的第三电位差时,基板的复原力也会变大,因此会有基板达到静止的时间变长的情况。即,会有第一、第二反射膜间的间隙稳定于恒定位置之前的时间变长的情况。针对于此,通过使设定为第二电位差的期间比设定为第一电位差的期间长,使设定为第三电位差的期间比设定为第二电位差的期间长,就可以使间隙稳定于规定值。而且,电压施加期间的长度是依赖于针对所需的测定波长的第一、第二反射膜间的间隙的大小、可动侧基板的刚性、对应于第一、第二反射膜的区域的基板面积或基板厚度等决定的。(20)本发明的一个方式中,可以设为,在上述电位差控制部将上述外周侧电位差设定为上述第一电位差时,上述第一反射膜与上述第二反射膜之间被设定为第一间隔,在上述电位差控制部将上述外周侧电位差设定为上述第二电位差时,上述第一反射膜与上述第二反射膜之间被设定为比上述第一间隔小的第二间隔,在上述电位差控制部将上述外周侧电位差设定为上述第三电位差时,上述第一反射膜与上述第二反射膜之间被设定为比上述第二间隔小的第三间隔,将上述第一间隔与上述第二间隔之差的绝对值设定为与上述第二间隔与上述第三间隔之差的绝对值相等。像这样,通过使第一、第二反射膜间的间隙的大小逐次缩窄一定量地变化为第一间隔、第二间隔及第三间隔,透过峰值波长也逐次以一定值变短。(21)本发明的一个方式中,可以设为,上述电位差控制部将上述外周侧电位差维持为上述第三电位差并使上述内周侧电位差变化,在上述电位差控制部将上述内周侧电位差设定为上述第一电位差时,上述第一反射膜与上述第二反射膜之间被设定为第四间隔,在上述电位差控制部将上述内周侧电位差设定为上述第二电位差时,上述第一反射膜与上述第二反射膜之间被设定为比上述第四间隔小的第五间隔,在上述电位差控制部将上述内周侧电位差设定为上述第三电位差时,上述第一反射膜与上述第二反射膜之间被设定为比上述第五间隔小的第六间隔,将上述第四间隔与上述第五间隔之差的绝对值设定为与上述第五间隔与上述第六间隔之差的绝对值相等。像这样,通过将外周侧电位差维持为第三电位差而使内周侧电位差变化为第一 第三电位差,就可以使第一、第二反射膜间的间隙的大小逐次缩窄一定量地变化为比第三间隔小的第四间隔、第五间隔及第六间隔,由此透过峰值波长也会逐次地以一定值变短。而且,对于第一、第二反射膜间的间隙的大小,与外周侧电位差相比,基于内周侧电位差的静电引力的影响更大。这样,在首先使内周侧电位差变化后,即使在将内周侧电位差维持为一定值的同时,使外周侧电位差变化,因内周侧电位差所致的静电引力是支配性的,因而第一、第二反射膜间的间隙也不会像外周侧电位差那样变化。所以,在首先使外周侧电位差变化后,在将外周侧电位差维持为一定值的同时,使内周侧电位差变化。(22)本发明的一个方式中,可以设为,上述电位差控制部在作为上述外周侧电位差的上述第三电位差达到外周侧最大电位差后,将上述外周侧电位差维持为上述外周侧最大电位差而使上述内周侧电位差变化。这样,就可以从以外周侧最大电位差设定的第一、第二反射膜间的间隙起,再利用内周侧电位差的施加实现1步的间隙变化。而且,由于在施加内周侧电位差后,外周侧已经达到最大外周侧电位差,因此就不需要使外周侧电位差变化。像这样由于在使内周侧电位差变化后不需要使外周侧电位差变化,因此可以消除在使外周侧电位差变化时内周侧电位差所致的支配性的静电引力的不良影响。(23)本发明的一个方式中,可以设为,在上述电位差控制部将作为上述内周侧电位差的上述第三电位差设定为内周侧最大电位差时,上述第一反射膜与上述第二反射膜之间被设定为最小间隔,可以使上述外周侧最大电位差及上述内周侧最大电位差的各个电位差在不超过向上述电位差控制部供给的最大电压的范围中实质上相等。这样,由于对于向第一、第二段电极的施加电压的各个电压,可以将向电位差控制部供给的最大电压作为满刻度来分配,因此可以使上述的电压最小变化量比以往更大。由此,就可以减小对噪音的灵敏度。(24)本发明的一个方式中,可以设为,上述电位差控制部通过对上述K个段电极的各个电极依次施加电压,而以共计N级使上述第一反射膜与上述第二反射膜的间隔可变,在将向上述K个段电极中的同一段电极施加的各施加电压间的电压变化量的最小值设为AVkmin时,与以单一电极形成上述第一电极时的N级的各施加电压间的电压最小变化量Δν π η相比,使AVlmin < AVkmin成立。由此,如上所示,可以减小对噪音的
灵敏度。0 本发明的另一个方式定义一种包含上述的光滤波器的分析设备。作为该种分析设备,可以通过使由被分析对象反射、吸收、透过或发出的光射入波长可变的光滤波器, 利用受光元件接收透过了光滤波器的各波长的光,利用运算电路运算来自受光元件的信号,就可以测定例如各波长的强度,分析颜色、气体中的混合成分等。(26)本发明的另一个方式定义一种包含上述的光滤波器的光设备。作为该种光设备,例如可以举出光码分复用(OCDM Optical Code Division Multiplexing)或波分多路复用(WDM =Wavelength Division Multiplexing)等光多路复用通信系统的发射机。在 WDM中,利用构成光脉冲信号的光脉冲的波长来识别通道。OCDM利用被编码了的光脉冲信号的模式比对来识别通道,而构成光脉冲信号的光脉冲包含不同的波长的光成分。由此,在光多路复用通信系统的发射机中,就需要使用多个波长的光,如果使用本发明的一个方式的光滤波器,就可以从来自单一光源的光获得多个波长的光。


图1是表示本发明的一个实施例的光滤波器的未施加电压状态的剖面图。图2是表示图1所示的光滤波器的施加电压状态的剖面图。图3是表示静电引力与电极间间隙的关系的特性图。图4㈧是第二电极的俯视图,图4(B)是第一电极的俯视图。图5(A) (B)是从第二基板侧看到的第一、第二电极的重叠状态的俯视图。图6是从第二基板侧透视第二基板而表示第一 第四引出布线的布线布置的俯视图。图7是光滤波器的施加电压控制系统框图。图8是表示电压表数据的一例的特性图。图9是依照电压表数据实现的施加电压的时序图。图10是表示光滤波器的第一、第二反射膜间的间隙与透过峰值波长的关系的特性图。图11是表示第一、第二电极间的电位差与静电引力的关系的特性图。图12是表示关于图8所示的电位差、间隙及可变波长的实施例的数据的特性图。图13是表示图12所示的施加电压与间隙的关系的特性图。图14是表示图12所示的施加电压与透过峰值波长的关系的特性图。图15㈧⑶是表示比较例的第一、第二电极的俯视图。图16是表示关于电位差、间隙及可变波长的比较例的数据的特性图。图17是表示图16所示的施加电压与间隙的关系的特性图。图18是表示图16所示的施加电压与透过峰值波长的关系的特性图。图19是表示本发明的另一个实施方式的光滤波器的未施加电压状态的剖面图。
图20是作为本发明的另一个实施方式的分析装置的框图。图21是表示图20所示的装置中的分光测定动作的流程图。图22是作为本发明的另一个实施方式的光设备的框图。图23是在可动基板中设有阶梯差的本发明的另一个实施方式的光滤波器的剖面图。图M是在第一、第二基板双方中设有阶梯差的本发明的另一个实施方式的光滤波器的剖面图。图中符号说明其中,10光滤波器,20第一基板,20A第一对置面,20A1第一面, 20A2第二面,20A21第2_1面,20A22第2_2面,22,24阶梯差,23支承部,30第二基板,30A 第二对置面,30A1第一面,30A2第二面,32厚壁部,34薄壁部,38阶梯差,40第一反射膜,50 第二反射膜,60第一电极,62第一段电极,62A第一环状电极,62B第一引出布线,64第二段电极,64A第二环状电极,64B第二引出布线,64C第一狭缝,70、70,第二电极,72第三段电极,72A第三环状电极,74、74’第四段电极,74A、74A,第四环状电极,76A第三引出布线, 76B 第四引出布线,78第二狭缝,80第一间隙可变驱动部(静电致动器),90第二间隙可变驱动部(静电致动器),101 104第一 第四外部连接电极,110电位差控制部,112第一段驱动部,114第二段驱动部,116数字控制部,120电源,200分析设备(测色器),300光设备,Gl第一间隙,G2第二间隙,L中心线,AVsegl内周侧电位差,Δ Vseg2外周侧电位差, W1、W2环宽度。
具体实施例方式下面,对本发明的优选的实施方式进行详细说明。而且,以下说明的本实施方式并非对技术方案的范围中记载的本发明的内容进行不当地限定的方式,本实施方式中说明的所有构成不一定必需用作本发明的解决途径。1.光滤波器1. 1.光滤波器的滤波部1. 1. 1.滤波部的概要图1是本实施方式的光滤波器10的未施加电压状态的剖面图,图2是施加电压状态的剖面图。图1及图2所示的光滤波器10包括第一基板20、与第一基板20对置的第二基板30。本实施方式中,将第一基板20设为固定基板,将第二基板30设为可动基板或隔膜,然而只要任意一方或双方是可动的即可。本实施方式中,与第一基板20例如一体化地形成有将第二基板30可动地支承的支承部23。支承部20既可以设于第二基板30中,也可以与第一、第二基板20、30独立地形成。第一、第二基板20、30分别例如由钠钙玻璃、结晶性玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼酸玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或水晶等形成。它们当中,作为各基板20、30的构成材料,例如优选含有钠(Na)或钾(K)等碱金属的玻璃,通过利用这种玻璃形成各基板20、30, 就可以提高后述的反射膜40、50、各电极60、70之间紧密粘接性、基板之间的接合强度。此外,通过将这2个基板20、30利用例如使用了等离子体聚合膜的表面活性化接合等接合,而将其一体化。第一、第二基板20、30各自被制成一边例如为IOmm的正方形,作为隔膜发挥作用的部分的最大直径例如为5mm。第一基板20是通过利用蚀刻来加工厚度例如为500 μ m形成的玻璃基材而形成的。第一基板20在与第二基板30对置的第一对置面20A中的中央的第一面20A1中,形成有例如圆形的第一反射膜40。同样地,第二基板30是通过利用蚀刻来加工以厚度例如 200 μ m形成的玻璃基材而形成的。第二基板30在与第一基板20对置的第二对置面30A的中央位置,形成有与第一反射膜40对置的例如圆形的第二反射膜50。而且,第一、第二反射膜40、50例如被以直径约3mm的圆形形成。该第一、第二反射膜40、50是利用AgC单层形成的反射膜,可以利用溅射等方法形成于第一、第二基板20、 30中。AgC单层反射膜的膜厚尺寸例如被以0.03 μ m形成。本实施方式中,作为第一、第二反射膜40、50,给出使用可以将可见光全部区域分光的AgC单层的反射膜的例子,然而并不限定于此,也可以使用如下的电介质多层膜,即,虽然可以分光的波长区域窄,然而与AgC 单层反射膜相比,所被分光的光的透过率大,透过率的半值宽度也窄,分辨率良好,例如是将TW2与SW2的层叠膜层叠而成的。此外,在与第一、第二基板20、30的第一、第二对置面20A、30A相反一侧的面中,可以在与第一、第二反射膜40、50对应的位置形成未图示的防反射膜(AR)。该防反射膜是通过将低折射率膜及高折射率膜交互地层叠而形成的,使第一、第二基板20、30的界面中的可见光的反射率降低,使透过率增大。这些第一、第二反射膜40、50在图1所示的未施加电压状态下被隔着第一间隙Gl 对置配置。而且,本实施方式中,将第一反射膜40设为固定镜,将第二反射膜50设为可动镜,然而也可以与上述的第一、第二基板20、30的方式对应地将第一、第二反射膜40、50中的任意一方或双方设为可动。在俯视时第一反射膜40的周围的位置,且在第一基板20的第一对置面20A1的周围的第二对置面20A2中,例如形成有第一电极60。同样地,在第二基板30的对置面30A 中,与第一电极60相对置地设有第二电极70。第一电极60与第二电极70被隔着第二间隙 G2对置配置。而且,可以将第一、第二电极60、70的表面用绝缘膜覆盖。本实施方式中,第一基板20与第二基板30对置的第一对置面20A具有形成有第一反射膜40的第一面20A1、俯视时配置于第一面20A1的周围而形成有第一电极60的第二面20A2。第一面20A1与第二面20A2并非同一面,在第一面20A1与第二面20A2之间具有阶梯差22,将第一面20A1的一方设定于比第二面20A2更靠近第二基板30的位置。这样, 在电压的未施加状态下的初始值下,即成立第一间隙Gl <第二间隙G2的关系。这里,根据上述的式(1),静电引力F与第一、第二电极60、70之间的间隙G(第二间隙G2)的平方成反比例。将静电引力F的变化量AF与第一、第二电极60、70之间的间隙G的变化量AG的关系表示于图3中。图3中,表示有电极间间隙G小的区域中的间隙变化量AG1、电极间间隙G大的区域中的间隙变化量AG2(= AG1)。在电极间间隙G小的区域中,只要间隙以间隙变化量AGl变化,则静电引力F就会大幅度地变化AF1。与之不同,在电极间间隙G大的区域中,即使以与间隙变化量AGl相同的间隙变化量AG2变化, 静电引力F的变化量也是比较小的AF2。像这样,在电极间间隙G比较窄的区域中,间隙只要微小地变化,静电引力F就会急剧地变化,从而极难实现用于获得稳定的静电引力F的间隙控制。与之不同,在电极间间隙G比较宽的区域中,静电引力F相对于间隙变化单位量的变化小。由此可知,使用了图3 的F-G特性曲线当中的静电引力F的变化小的平坦的区域(电极间间隙G比较宽的区域) 的一方更容易利用电压间间隙G来控制静电引力F的大小。另一方面,可变波长对象的透过波长波段如后所述例如为380 700nm,第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl小到140 300nm。所以,如图1所示,设定为第一间隙 Gl <第二间隙G2,使得静电引力F的大小容易控制。第一电极60例如被分割为在电气性上独立的至少K(K为2以上的整数)个段电极,本实施方式中作为K = 2的例子具有第一、第二电极62、64。也就是说,K个段电极62、 64分别可以设定为不同的电压,另一方面,第二电极30是处于相同电位的公共电极。而且, 在K > 3的情况下,可以将针对第一、第二电极62、64说明如下的关系适用于相邻的任意2 个段电极。而且,本发明并不限定于将第一电极60分割为K个段电极。对于未将第一电极 60分割的实施例,将在后面的图15 图18中叙述。对于这种结构的光滤波器10来说,与第一、第二基板20、30 —起形成有反射膜 (第一、第二反射膜40、50)的区域和形成有电极(第一、第二电极60、70)的区域在俯视时成为不同的区域,不会有像专利文献1那样反射膜与电极被层叠的情况。由此,即使将第一、第二基板20、30的至少一方(本实施方式中是第二基板30)设为可动基板,由于反射膜与电极未被层叠,因此可动基板也可以确保挠曲容易性。而且,与专利文献1不同,由于在第一、第二电极60、70上未形成反射膜,因此即使利用作为透过型或反射型波长可变干涉滤波器的光滤波器10,也不会存在将第一、第二电极60、70设为透明电极的制约。而且,即使是透明电极也会对透过特性造成影响,因此通过在第一、第二电极60、70上不形成反射膜,作为透过型波长可变干涉滤波器的光滤波器10可以获得所需的透过或反射特性。另外,该光滤波器10中,通过对俯视时配置于第二反射膜50的周围的第二电极70 施加公共电压(例如接地电压),对俯视时配置于第一反射膜40的周围的构成第一电极60 的K个段电极62、64各自施加独立的电压,如图2所示地在对置电极间作用以箭头表示的静电引力F1、F2,就可以使第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl按照达到比初始间隙的大小更小的间隙的方式可变。也就是说,如表示电压施加状态的光滤波器10的图2所示,由第一段电极62和与之对置的第二电极70构成的第一间隙可变驱动部(静电致动器)80、由第二段电极64和与之对置的第二电极70构成的第二间隙可变驱动部(静电致动器)90被各自独立地驱动。像这样,通过具有俯视时仅配置于第一、第二反射膜40、50的周围的独立的多个 (K个)间隙可变驱动部80、90,就可以通过使对K个段电极62、64施加的电压的大小、从K 个段电极62、64当中为了施加电压而选择的段电极数这2个参数变化,来控制第一、第二反射膜40、50之间的间隙的大小。如果像专利文献1那样,参数仅为电压的种类,则很难对大的间隙可动范围和相对于由噪音等造成的电压变动的低灵敏度加以兼顾。通过像本实施方式那样,加上电极数这样的参数,就可以通过将与仅用电压控制的情况相同的施加电压范围应用于各个段电极,而在大的间隙可动范围中产生进一步微调了的静电引力,进行精细的间隙调整。这里,将施加电压的最大值设为Vmax,将间隙设为以N级可变。在第一电极60未被分割为多个的情况下,需要将最大电压Vmax分割N份来分配施加电压。此时,将不同的施加电压间的电压变化量的最小值设为Δν π η。另一方面,本实施方式中,对K个段电极的各个电极的施加电压只要将最大电压Vmax平均地进行(Ν/Κ)分割而分配即可。此时,对于K个段电极的各个电极,将施加在同一段电极上的不同的施加电压间的电压变化量的最小值设为AVkmin。该情况下,显而易见,AVlmin < Δ Vkmin成立。像这样,如果可以确保电压最小变化量AVkmin较大,则即使因依赖于电源变动或环境等的噪音而使对K个第一、第二电极62、64的施加电压略有变动,间隙变动也会变小。也就是说,对于噪音的灵敏度小,换言之,电压灵敏度变小。这样,就可以实现高精度的间隙控制,不一定需要像专利文献1那样对间隙进行反馈控制。另外,即使对间隙进行了反馈控制,由于对于噪音的灵敏度小,因此也可以很快地使之稳定。本实施方式中,通过将中央侧的第一、第二反射膜40、50的区域设为非驱动区域, 将其周围设为驱动区域,来维持第一、第二反射膜40、50的平行度。第一、第二反射膜40、50 的平行度对于在第一、第二反射膜40、50之间进行多重反射而利用干涉使不需要波长的光衰减的法布里-佩罗型干涉滤波器来说是重要的技术要素。本实施方式中,为了确保作为可动基板的第二基板30的挠曲性,如图1所示,将形成有第二电极70的区域设为例如厚度尺寸为50 μ m左右的薄壁部34。该薄壁部34被以比配置有第二反射膜40的区域的厚壁部32、以及与支承部23接触的区域的厚壁部36更薄的壁厚形成。换言之,第二基板30的形成有第二反射膜40及第二电极70的第二对置面 30A是平坦面,在配置有第二反射膜40的第一区域中形成厚壁部32,在形成有第二电极70 的第二区域中形成薄壁部34。像这样,通过在用薄壁部34确保挠曲性的同时,使厚壁部32 难以挠曲,第二反射膜40就可以保持平面度地使间隙可变。对于在第二基板30中设置阶梯或局部地设置厚壁部的例子将在后面叙述。而且,本实施方式中,虽然将独立的多个(K个)间隙可变驱动部分别用由一对电极构成的静电致动器来构成,然而也可以将它们的至少一个置换为压电元件等其他的致动器。但是,非接触地提供吸引力的静电致动器在多个的间隙可变驱动部之间的干涉少,在高精度地控制间隙方面是合适的。与此不同,例如在将2个压电元件配置于第一、第二基板 20、30之间的情况下,会产生未驱动的压电元件成为妨碍由其他的驱动着的压电元件造成的间隙变位的情况,对于独立地驱动多个间隙可变驱动部的方式来说带来弊病。从这一点考虑,优选将多个间隙可变驱动部用静电致动器来构成。1.1.2.第一电极构成第一电极60的K个段电极62、64如图4(A)所示,可以相对于第一反射膜40 的中心以同心环状配置。也就是说,第一段电极62具有第一环状电极部62A,第二段电极 64在环状电极部62A的外侧具有第二环状电极部64A,各环状电极部62A、64A被相对于第一反射膜以同心环状形成。而且,所谓“环状”是如下的用语,即,并不限于封闭环,也包括不连续环形状,并不限于圆形环,也包括矩形环或多边形环等。这样,即如图2所示,相对于第一反射膜40的中心线L,第一、第二段电极各自形成线对称配置。这样,由于在施加电压时作用于第一、第二电极60、70之间的静电引力F1、F2 相对于第一反射膜40的中心线Ll线对称地作用,因此第一、第二反射膜40、50的平行度提
尚ο而且,如图4(A)所示,可以使第二段电极64的环宽度W2比第一段电极62的环宽度Wl更宽(W2>W1)。这是因为,静电引力与电极面积成正比例,要求利用第二段电极64 产生的静电引力F2的一方比利用第一段电极62产生的静电引力Fl大。更具体来说,外侧的第二段电极64被设为比第一段电极62更接近作为铰链部发挥最用的基板支承部23。由此,第二段电极64需要产生克服铰链部22中的阻力的大的静电引力F2。外侧的第二段电极64与内侧的第一段电极62相比直径大,即使宽度Wl =宽度W2,第二段电极64的面积也更大。由此,虽然也可以设为宽度Wl =宽度W2,然而通过进一步拓宽环宽度W2,就可以进一步增大面积而产生大的静电引力F2。特别是,在像后述那样,将外侧的第二段电极64比内侧的第一段电极62先驱动的情况下,由于第二段电极64与第二电极70之间的初始间隙 G2大,因此在可以增大第二段电极64的面积而产生大的静电引力F2的方面也是有利的。 该情况下,在内侧的第一段电极62的驱动时,只要第二段电极64的驱动状态被维持,间隙就会变小,因此即使第一段电极62的环宽度Wl小也不会有驱动上的弊病。这里,分别在第一段电极62处连接第一引出布线62B,在第二段电极64处连接第二引出电极64B。这些第一、第二引出电极62B、64B例如被从第一反射膜40的中心朝向放射方向延伸地形成。设有使第二段电极64的第二环状电极部64A不连续的第一狭缝64C。 从内侧的第一段电极62中延伸出来的第一引出布线62B被穿过形成于外侧的第二段电极 64中的第一狭缝64C,向第二段电极64的外侧引出。
像这样,在将第一、第二电极62、64分别设为环状电极部62A、64A的情况下,可以利用形成于外侧的第二段电极64中的第一狭缝64C,很容易地确保内侧的第一段电极62的第一引出布线62B的取出路径。1.1.3.第二电极配置于第二基板30中的第二电极70可以作为普通电极形成于第二基板30中的包括与形成于第一基板20中的第一电极60(第一、第二段电极62、64)对置的区域的区域中。这是因为,第二电极70是被设定为同一电压的公共电极。也可以与之不同,而像本实施方式那样,将配置在相对于第一基板20变位的第二基板30中的第二电极70与第一电极60相同地设为K个段电极。该K个段电极也可以相对于第二反射膜50的中心以同心环状配置。这时,由于形成于可动的第二基板30中的电极面积被缩小为最小必需限度,因此第二基板30的刚性变低,可以确保挠曲容易性。构成第二电极70的K个段电极可以如图1、图2及图4⑶所示,具有第三段电极 72及第四段电极74。第三段电极72具有第三环状电极部72A,第四段电极74在第三环状电极部62A的外侧具有第四环状电极部74A,各环状电极部72A、74A被相对于第二反射膜以同心环状形成。“同心环状”的意味与针对第一电极60的情况相同。第三段电极72与第一段电极62对置,第四段电极74与第二段电极64对置。这样,本实施方式中第四段电极74 的环宽度(与第二段电极64的环宽度W2相同)大于第三段电极72的环宽度(与第一段电极62的环宽度Wl相同)。另外,也可以将第三、第四段电极72、74之间电连接,设定为同一电位。该情况下, 例如第三、第四引出电极76A、76B被例如从第二反射膜50的中心朝向放射方向延伸地形成。第三、第四引出电极76A、76B各自被与内侧的第三段电极72和外侧的第四段电极74 双方电连接。而且,作为公共电极的第三、第四段电极72、74也可以被利用1根引出电极连接,然而通过将引出电极设为多个,就可以减小布线电阻,加快公共电极的充放电速度。1. 1. 4.第一、第二电极的重合区域图5(A)表示从第二基板30侧看到的本实施方式的第一、第二电极60、70的俯视时的重叠状态。图5(A)中,位于下侧的第一电极60由于第一、第二段电极62、64与第二电极的第三、第四段电极72、74对置,因此在从第二基板30侧看的俯视中不能显现。位于下侧的第一电极如阴影所示,仅第一、第二引出布线62B、64B在从第二基板30侧看的俯视中显现出来。第一引出布线62B由于第二电极70的第三环状电极部74A在圆周方向是连续的,因此中间区域62B1与第三环状电极部74A的对置区域74A1对置。本实施方式中,如图4 (A)所示,第一电极20中的外侧的第二段电极64由于具有第一狭缝64C,因此在该狭缝64C的区域中不会作用基于对第二段电极64施加的电压的静电引力F2(参照图2)。另一方面,由于在该第一狭缝64C内如图4(A)所示配置有第一引出布线62B,因此可以在第一狭缝64C内产生作用于与内侧的第一段电极62是相同电位的第一引出布线 62B与外侧的第四段电极74之间的静电引力Fl (参照图2)。作为其优点,例如在将第一、 第二段电极62、64用实质上相同的电压驱动的情况下,可以在外侧的第四段电极74的大致全周(包括与第一狭缝64C的对置区域74A1)产生均等的静电引力。图5 (B)表示从第二基板30侧看到的作为变形例的第一、第二电极60、70’的俯视时的重叠状态。图5(B)的第二电极70’与图5(A)的第二电极70不同的方面在于,第四段电极74在与第一电极60的第一狭缝64C对置的位置,还具有使第四环状电极部74A’不连续的第二狭缝78。在其余的方面,图5(B)的第二电极70’与图5(A)的第二电极70相同。这样,就不会存在与第一引出布线62B对置的电极。由此,例如在驱动内侧的第一段电极62时,可以阻止在第一狭缝64C内产生作用于与内侧的第一段电极62是相同电位的第一引出布线62B与外侧的第四段电极74’之间的不需要的静电引力。1.1.5.引出布线图6是从第二基板30侧透视第二基板30的俯视图,表示第一 第四引出布线 62B、64B、76A、76B的布线布置。图6中,第一、第二基板20、30的至少一方被设成具有第一及第二对角线的矩形基板。本实施方式中,第一、第二基板20、30各自被制成一边例如为 IOmm的正方形。在将第一引出布线62B沿着第一对角线从第一段电极62A中延伸出来的方向设为第一方向Dl时,则第二引出布线64B就在第一对角线上沿着成为与第一方向Dl 相反的方向的第二方向D2延伸。第三引出布线76A在沿着第二对角线的第三方向D3上延伸。第四引出布线76B在第二对角线上沿着成为与第三方向D3相反的方向的第四方向D4 延伸。此外,在俯视时矩形基板20、30的四角的位置,设有连接第一 第四引出布线62B、 64B、76A、76B的第一 第四连接电极部101 104。这样,首先,形成于第一基板20中的第一、第二引出布线62B、64B与形成于第二基板30中的第三、第四引出布线76A、76B在俯视时就不会叠加,不会构成平行电极。由此,在第一、第二引出布线62B、64B与第三、第四引出布线76A、76B之间就难以产生无谓的静电引力,另外,可以减少无谓的电容。此外,分别延至第一 第四连接电极部101 104的第一 第四引出布线62B、64B、76A、76B的布线长度变得最短。这样,第一 第四引出布线62B、 64B、76A、76B的布线电阻及布线电容就会变小,从而可以将第一 第四电极62、64、72、74 高速地充放电。而且,第一 第四外部连接电极部101 104也可以在第一、第二基板20、30的任意一方或双方中各设置一部分。在仅在第一、第二基板20、30的任意一方中设置第一 第四外部连接电极部101 104的情况下,可以将配置于第一、第二基板20、30的另一方中的引出布线利用导电性膏剂等与形成于一方的基板中的外部连接电极部连接。而且,第一 第四外部连接电极部101 104被借助引线或引线接合等连接部与外部连接。另外,第一 第四引出布线62B、64B、76A、76B也可以与将第一、第二基板20、30接合的例如等离子体聚合膜交叉。或者,也可以经由设于第一、第二基板20、30的接合面的一方中的槽部,将第一 第四引出布线62B、64B、76A、76B越过接合面向外部引出。1.2.光滤波器的电压控制系统1. 2. 1.施加电压控制系统模块的概要图7是光滤波器10的施加电压控制系统框图。如图7所示,光滤波器10具有控制第一电极60与第二电极70之间的电位差的电位差控制部110。本实施方式中,由于作为公共电极的第二电极70(第三、第四段电极72、74)被固定为一定的公共电压,例如接地电压(OV),因此电位差控制部110使对作为构成第一电极60的K个段电极的第一、第二段电极62、64的施加电压变化,分别控制第一、第二段电极62、64各自与第二电极70之间的内周侧电位差AVsegl及外周侧电位差AVseg2。而且,第二电极70也可以施加接地电压以外的公共电压,该情况下,电位差控制部Iio也可以对第二电极70控制公共电压的施加 /不施加。图7中,电位差控制部110包括与第一段电极62连接的第一段电极驱动部,例如第一数字-模拟转换器(DACl) 112 ;与第二段电极64连接的第二段电极驱动部,例如第二数据-模拟转换器(DAC2) 114;对它们进行控制,例如进行数字控制的数字控制部116。向第一、第二数字-模拟转换器112、114供给来自电源120的电压。第一、第二数字-模拟转换器112、114接受来自电源120的电压的供给,并且输出与来自数字控制部116的数字值对应的模拟电压。电源120可以利用在光滤波器10所安装的分析设备或光设备中装备的电源,然而也可以使用光滤波器10专用的电源。1. 2. 2.光滤波器的驱动方法图8是表示作为图7所示的数字控制部116中的控制的源数据的电压表数据的一例的特性图。该电压表数据既可以设于数字控制部116自身中,也可以装备在光滤波器10 所被安装的分析设备或光设备中。图8作为用于通过对K个段电极62、64各自依次施加电压而以共计N级使第一、 第二反射膜40、50之间的间隙可变的电压表数据,表示出N = 9的例子。而且,图8中,在第一、第二段电极62、64双方与第二电极70之间的各电位差都为OV时,不包含于N级的间隙可变范围中。图8仅表示对第一、第二段电极62、64的至少一方施加对第二电极70施加的公共电压的电压值(OV)以外的电压值的情况。但是,也可以将第一、第二段电极62、64 双方与第二电极70之间的各电位差都为OV时定义为透过峰值波长最大。电位差控制部110依照图8所示的电压表数据,对K个段电极(第一、第二段电极 62,64)分别施加按K个段电极(第一、第二段电极62、64)的每一个设定的电压值。图9是通过以图8所示的电压表数据的数据编号顺序驱动而实现的施加电压的时序图。如图8及图9所示,对第一段电极62,施加L = 4种电压(VII VI4:VI1 < VI2
<VI3 < VI4),对第二段电极 64,施加 M = 5 种电压(V01 V05 :V01 < V02 < V03 < V04
<V05),使第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl以g0 g8这9 (N = L+M = 9)级可变。利用这种电压控制,在光滤波器10中,可以实现图10所示的波长透过特性。图10 表示将第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl的大小例如变化为g0 g3时的波长透过特性。在光滤波器10中,当将第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl的大小例如设成可变为g0 g3(g0 > gl > g2 > g3)时,即与该第一间隙Gl的大小对应地决定透过峰值波长。即,对于透过光滤波器10的光的波长λ,其半波长(λ/幻的整数(η)倍与第一间隙Gl —致(ηΧ λ = 2G1),半波长(λ/2)的整数(η)倍与第一间隙Gl不一致的光在由第一、第二反射膜40、50进行多重反射的过程中相互干涉而被衰减,不会透过。所以,如图10所示,通过使第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl的大小缩窄为g0、gl、g2、g3地变化,透过光滤波器10的光,即透过峰值波长就会依次变短地变化为入0、入1、入2、入3(入0> λ 1 > λ 2 > λ 3)。这里,L、M、N的值可以任意地变更,然而优选设为L彡3、Μ彡3、Ν彡6的整数。当设为L彡3、M彡3、Ν彡6时,就可以将内周侧电位差AVsegl及外周侧电位差AVseg2分别从按第一、第二段电极62、64的每一个设定的第一电位差Δ Vl切换为比第一电位差Δ Vl大的第二电位差ΔΥ2、比第二电位差AV2大的第三电位差AV3。如图8所示,电位差控制部110首先对外侧的第二段电极64依次施加电压VOl 电压V05。由于第二电极70为0V,因此可以将第二电极70与第二段电极64之间的电位差变为第一电位差V01、第二电位差V02、第三电位差V03、第四电位差V04、第五电位差V05地依次增大外周侧电位差Vseg2。这样,第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl的大小就会依次缩窄为g0 — gl — g2 — g3 — g4。其结果是,透过光滤波器10的光,即透过峰值波长依次变短地变化为— λ — λ2 — λ3 — λ 4。然后,在电位差控制部110如图8所示地维持对第二段电极64的最大施加电压 V05的施加的同时,电位差控制部110对内侧的第一段电极62依次施加电压VIl 电压 VI4。由于第二电极70为0V,因此可以将第二电极70与第一段电极62之间的电位差变为第一电位差VII、第二电位差VI2、第三电位差VI3、第四电位差VI4地依次增大内周侧电位差Vsegl。这样,第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl的大小就会依次变小为 g5 — g6 — g7 — g8。其结果是,透过光滤波器10的光,即透过峰值波长依次变短地变化为 λ5 — λ6 — λ7 — λ 8。电位差控制部110对外周侧电位差Vseg2,至少从第一电位差VOl切换到比第一电位差VOl大的第二电位差V02,继而切换到比第二电位差V02大的第三电位差V03,对内周侧电位差Vsegl,至少从第一电位差VI1切换到比第一电位差VI1大的第二电位差VI2,继而切换到比第二电位差VI2大的第三电位差VI3,因此可以抑制可动侧的第二基板30的衰减自由振动,从而可以实施迅速的波长可变动作。而且,电位差控制部110对第一、第二段电极62、64各自作为3个值以上的电压(也可以包括电压0),对第一段电极62至少施加第一段电压VII、第二段电压VI2及第三段电压VI3,对第二段电极64至少施加第一段电压 V01、第二段电压V02及第三段电压V03。这样,只要驱动第一、第二电极62、64的各一个,就可以分别实现3级以上的间隙可变,不需要徒劳地增多第一电极60的段电极数。1. 2. 3.电压变化量(第一电位差与第二电位差之差的绝对值等)电位差控制部110可以对内周侧电位差Vsegl及外周侧电位差Vseg2,分别使第二电位差与第三电位差之差的绝对值小于第一电位差与第二电位差之差的绝对值。本实施方式中由于第二电极70是公共电压OV保持不变,因此例如所谓作为外周侧电位差Vseg2的第一电位差与第二电位差之差的绝对值,如图8及图9所示,是与对第二段电极64施加的第一段电压VOl及第二段电压V02之间的电压变化量Δ VOl等价的。如图8及图9所示,外周侧电位差Vseg2的电压变化量处于AVOl > AV02 > AV03 > AV04依次变小的关系, 内周侧电位差Vsegl电压变化量也处于AVIl > AVI2 > AVI3依次变小的关系。处于这种关系的理由如下所示。根据上述的式(1),静电引力F与第一、第二电极 60、70之间的电位差(本实施方式中是对第一电极60的施加电压V)的平方成正比例。图 11是与电位差V的平方成正比例的静电引力F的特性图(F = V2的图)。如图11所示,在电位差V变大的方向上,切换为第一电位差、第二电位差、第三电位差时,在第一电位差与第二电位差之差的绝对值Δ VI、第二电位差与第三电位差的绝对值之差Δ V2相同的情况下(图11中Δ Vl = Δ V2),静电引力的增加量ΔF就会从AFl急剧地增大到AF2,导致过调。所以,使第二电位差与第三电位差之差的绝对值AV2小于第一电位差与第二电位差之差的绝对值AV2。这样,就可以抑制间隙变窄时的静电引力的急剧的增大,可以进一步抑制过调,可以实现更加迅速的波长可变动作。1.2.4.电压施加期间电位差控制部110对于内周侧电位差Vsegl及外周侧电位差Vseg2,可以分别使对第二电位差设定的期间比对第一电位差设定的期间长,使对第三电位差设定的期间比对第二电位差设定的期间长。本实施方式中,如图9所示,对于外周侧电位差Vseg2,第二电位差VOl的期间T02比第一电位差VOl的期间TOl长,第三电位差V03的期间T03比第二电位差V02的期间T02长,处于TOl < T02 < T03 < T04 < T05依次变长的关系。同样地,如图9所示,对于内周侧电位差Vsegl,第二电位差VIl的期间TI2比第一电位差VIl的期间 TIl长,第三电位差VI3的期间TI3比第二电位差VI2的期间TI2长,处于TIl <TI2<TI3 < ΤΙ4 < ΤΙ5依次变长的关系。在设为比第一电位差大的第二电位差时,或者在设为比第二电位差大的第三电位差时,第二基板30的复原力也会变大。由此,第二基板30达到静止以前的时间变长。艮口, 第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl达到稳定于固定位置以前的时间变长。与之不同,通过像本实施方式那样,设定为使对第二电位差设定的期间比对第一电位差设定的期间长,对第三电位差设定的期间比对第二电位差设定的期间长,就可以使第一间隙Gl稳定于规定值。1.2.5.电位差、间隙及可变波长的实施例1图12是表示图8所示的电位差、间隙及可变波长的实施例1的数据的特性图。图 12的数据编号1 9与图8的数据编号1 9相同。图13是表示图12所示的施加电压与间隙的关系的特性图。图14是表示图12所示的施加电压与透过峰值波长的关系的特性图。图12中,为了使透过峰值波长以从透过峰值波长的最大波长λ 0 = 700nm到最小波长λ 8 = 380nm的9级可变,而使第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl可变为从最大间隙g0 = 300nm到最小间隙g8 = 140nm这9级(也参照图13)。与之对应,透过峰值波长可变为从最大波长λ 0到最小波长λ 8这9级(也参照图14)。而且,图12中,通过将从最大间隙g0到最小间隙g8的9级的间隙g0 g8设定为等间隔(=40nm),从最大波长 λ 0到最小波长λ 8的9级的波长λ 0 λ 8也变为等间隔(=40nm)。像这样,通过使第一、第二反射膜之间的第一间隙Gl的大小逐次地依次缩窄一定量地变化,透过峰值波长也会逐次变短一定值。电位差控制部110将外周侧电位差Vseg2依次设定为VOl = 16. 9V、V02 = 21. 4V、 V03 = 25V、V04 = 27. 6V、V05 = 29. 8V,在维持为V05 = 29. 8V的同时,将内周侧电位差 Vsegl 依次设定为 VIl = 16. 4V.VI2 = 22. 2V、VI3 = 26. 3V.VI4 = 29. 3V。而且,对于第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl的大小,与基于外周侧电位差Vseg2的静电引力F2相比,对基于内周侧电位差Vsegl的静电引力Fl的影响大。由此, 在首先使内周侧电位差Vsegl变化后,即使在将内周侧电位差Vsegl维持为一定值的同时, 使外周侧电位差Vseg2变化,由内周侧电位差Vsegl造成的静电引力Fl也是支配性的,第一、第二反射膜40、50之间的间隙不会像外周侧电位差Vseg2那样变化。所以,本实施方式中在首先使外周侧电位差Vseg2变化后,在将外周侧电位差Vseg2维持为一定值的同时,使内周侧电位差Vsegl变化。电位差控制部110在外周侧电位差Vseg2到达外周侧最大电位差V05后,将外周侧电位差Vseg2维持为外周侧最大电位差V05而使内周侧电位差Vsegl变化。这时,就可以从由外周侧最大电位差V05设定的第一间隙Gl起,再实现由内周侧电位差Vsegl的施加造成的1步的间隙变化。而且,在施加内周侧电位差Vsegl后,由于已经达到外周侧最大外周侧电位差V05,因此就不需要使外周侧电位差Vseg2再变化。由此,在使外周侧电位差 Vseg2变化时,不会产生由内周侧电位差Vsegl造成的支配性的静电引力F2的不良影响。在电位差控制部110将内周侧电位差Vsegl设定为内周侧最大电位差VI4时,第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl就被设定为最小间隔g8。可以使外周侧最大电位差V05及内周侧最大电位差VI4各自在不超过向电位差控制部110供给的最大电压Vmax的范围中实质上相等。本实施方式中,从图7所示的电源120向电位差控制部110供给例如最大电压Vmax = 30V。此时,外周侧最大电位差V05被设定为不超过最大电压Vmax (30V) 的29. 8V,内周侧最大电位差VI4也被设定为不超过最大电压Vmax (30V)的29. 3V。图12中,虽然在外周侧最大电位差V05及内周侧最大电位差VI4之间存在0.5V 的微小的差异,然而可以说在实质上是相同的。该微小的差异是对内周侧电位差Vsegl及外周侧电位差Vseg2各自按照在不超过最大电压Vmax (30V)的范围的满刻度中(参照图13 及图14)获得等间隔的透过峰值波长的方式设计的结果。为使外周侧最大电位差V05及内周侧最大电位差VI4严格地一致,可以调整第一、第二段电极62、64的面积比等,然而使之严格地一致的必要性不高。而且,本实施方式的驱动法中,具有如下的优点,即,通过使外周侧最大电位差V05及内周侧最大电位差VI4在实质上相等,就可以如图5(A)中说明所示, 在外侧的第四段电极74的大致全周(包括与第一狭缝64C的对置区域74A1)产生均等的静电引力。本实施方式中,电位差控制部110通过对K = 2个第一、第二段电极62、64各自依次施加电压,而以共计N = 9级使第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl可变。此时, 将对K = 2个第一、第二段电极62、64中的同一段电极62 (或64)施加的各施加电压间的电压变化量的最小值定义为AVkmin。图8及图12的例子中,对于第一段电极62,AVkmin =Δν 3 = 3.0V,对于第二段电极64,AVkmin = AV04 = 2.2V。如果考虑到电源噪音为 0. IV左右,则根据与以下的比较例的比较也可以清楚地看到,该最小电压值AVkmin对噪音的灵敏度小。1.2.6.电位差、间隙及可变波长的实施例2实施例2中,如图15㈧⑶所示,取代实施例1的第一电极60而使用图15㈧所示的第一电极61,取代实施例1的第二电极70而使用图15(B)所示的第二电极71。也就是说,实施例2的第一、第二电极61、71未被进行段分割。图16是表示图15㈧⑶所示的第一、第二电极61、71之间的电位差、和利用它得到的间隙及可变波长的数据的特性图。图16的数据编号1 9与图8及图12的数据编号 1 9相同。图17是表示图16所示的施加电压与间隙的关系的特性图。图18是表示图 16所示的施加电压与透过峰值波长的关系的特性图。图16中也是,为了使透过峰值波长以从透过峰值波长的最大波长λ 0 = 700nm到最小波长λ 8 = 380nm的9级可变,而使第一、第二反射膜40、50之间的第一间隙Gl可变为从最大间隙g0 = 300nm到最小间隙g8 = 140nm这9级(也参照图16)。与之对应,透过峰值波长可变为从最大波长λ 0到最小波长λ 8这9级(也参照图17)。但是,实施例2中,必须在最大电压Vmax (30ν)的满刻度当中设定对作为单一电极的第一电极61施加的9级的电压。如实施例2所示,将以单一电极形成第一电极61时的N = 9级的各施加电压间的电压最小变化量定义为AVlmin。图16的例子中,Δ Vlmin = 0. 9V。如果考虑到电源噪音为0. IV左右,则实施例2的电压最小变化量AVlmin对噪音的灵敏度大。如果对实施例1的电压最小变化量AVkmin与实施例2的电压最小变化量Vlmin 进行比较,则AVlmin < Δ Vkmin成立,实施例1中可以使对噪音的灵敏度更小。2.光滤波器的变形例图19表示与图1的光滤波器10不同的光滤波器11。图19所示的第一基板21的在图1中形成有第一电极60的第二面20Α2包括俯视时形成有第一反射膜40的第一面 20Α1的周围的第2-1面20Α21、俯视时配置于第2_1面20Α21的周围而与第2_1面20Α21 之间存在阶梯差M的第2-2面20Α22。第一段电极62被配置于第2-1面20Α21中,第二段电极64被配置于第2_2面 20Α22中,第二段电极64与第二电极70之间的初始的间隙G22不同于第一段电极62与上述第二电极70之间的初始的间隙G21。处于这种关系的理由如下所示。初始的间隙G21、G22中的与最先被驱动的例如第二段电极64对应的初始的间隙G22因作用于该第二段电极64与第二电极之间的静电引力而变窄。此时,间隙G21也同时地变窄,与初始间隙相比变小。由此,在驱动第一段电极62 时,间隙G21与初始值相比变小。这里,假设第2-1面20A21与第2_2面20A22齐平且间隙G21、G22的初始值相同。 该情况下,例如最先驱动第二段电极64时的间隙G22就会比其后驱动第一段电极62时的间隙G21大。由此,就必须将最先驱动第二段电极64时的静电引力过度地设定成大于第一电极64被驱动时的静电引力。这样,在该情况下最好如图19所示,使间隙G22的初始值小于间隙G21的初始值。 而且,在最先驱动第一段电极62的情况下,只要使间隙G21的初始值小于间隙G22的初始
值即可。3.分析设备图20是表示作为本发明的一个实施方式的分析设备的一例的测色器的概略构成的框图。图20中,测色器200具备光源装置202、分光测定装置203、测色控制装置204。该测色器200从光源装置202向检查对象A射出例如白光,使作为由检查对象A反射的光的检查对象光射入到分光测定装置203。此后,利用分光测定装置203将检查对象光分光,实施测定分光了的各波长的光的光量的分光特性测定。换言之,使作为由检查对象A反射的光的检查对象光射入到作为光滤波器的标准具(etalorOlO,实施测定从标准具10中透过的透过光的光量的分光特性测定。此后,测色控制装置204基于所得的分光特性,进行检查对象A的测色处理,S卩,分析以何种程度含有哪个波长的颜色。光源装置202具备光源210、多个透镜212(图1中仅记载了 1个),向检查对象A射出白色光。另外,在多个透镜212中,包含准直透镜,光源装置202将从光源210中射出的白色光利用准直透镜设为平行光,从未图示的投射透镜向检查对象A射出。分光测定装置203如图20所示,具备标准具10、作为受光部的受光部220、驱动电路230、控制电路部M0。另外,分光测定装置203在与标准具10对置的位置,具备将由检查对象A反射的反射光(测定对象光)导向内部的未图示的入射光学透镜。受光部220由多个光电交换元件构成,生成与受光量对应的电信号。此外,受光部 220被与控制电路部240连接,将所生成的电信号作为受光信号向控制电路部240输出。驱动电路230被与标准具10的第一电极60、第二电极70及控制电路部240连接。 该驱动电路230基于从控制电路部240输入的驱动控制信号,向第一电极60及第二电极70 之间施加驱动电压,使第二基板30移动至规定的变位位置。作为驱动电压,只要按照在第一电极60与第二电极70之间产生所需的电位差的方式施加即可,例如也可以对第一电极 60施加规定的电压,将第二电极70设为接地电位。作为驱动电压,优选使用直流电压。控制电路部240控制分光测定装置203的整体动作。该控制电路部240如图20 所示,例如由CPU250、存储部260等构成。此外,CPU350基于存储于存储部沈0中的各种程序、各种数据,实施分光测定处理。存储部260例如具备存储器或硬盘等存储介质,将各种程序、各种数据等能够恰当地读出地存储。这里,在存储部260中,作为程序,存储有电压调整部沈1、间隙测定部沈2、光量识别部沈3以及测定部沈4。而且,间隙测定部沈2也可以如上所述地省略。另外,在存储部260中,存储有对为了调整第一间隙Gl的间隔而对静电致动器80、 90施加的电压值、以及施加该电压值的时间加以关联的图8所示的电压表数据沈5。测色控制装置204被与分光测定装置203及光源装置202连接,实施光源装置202 的控制、基于利用分光测定装置203取得的分光特性的测色处理。作为该测色控制装置 204,例如可以使用通用的个人计算机、携带信息终端,此外还可以使用测色专用计算机等。此外,测色控制装置204如图20所示,具备光源控制部272、分光特性取得部270 及测色处理部271等。光源控制部272被与光源装置202连接。此外,光源控制部272例如基于使用者的设定输入,向光源装置202输出规定的控制信号,从光源装置202中射出规定的亮度的白色光。分光特性取得部270被与分光测定装置203连接,取得从分光测定装置203输入的分光特性。测色处理部271基于分光特性,实施测定检查对象A的色度的测色处理。例如,测色处理部271将从分光测定装置203取得的分光特性图表化,实施向未图示的打印机或显示器等输出装置输出等处理。图21是表示分光测定装置203的分光测定动作的流程图。首先,控制电路部240 的CPU250使电压调整部沈1、光量识别部263及测定部264起动。另外,CPU250作为初始状态,将测定次变数η初始化(设定为η = 0)(步骤Si)。而且,测定次变数η取0以上的整数的值。之后,测定部264在初始状态下,即,在未对静电致动器80、90施加电压的状态下, 测定透过标准具10的光的光量(步骤S2)。而且,该初始状态下的第一间隙Gl的大小例如
25也可以在分光测定装置的制造时预先测定,存储于存储部260中。此后,将在这里得到的初始状态的透过光的光量及第一间隙Gl大小向测色控制装置204输出。然后,电压调整部261将存储于存储部沈0中的电压表数据265读入(步骤S3)。 另外,电压调整部261在测定次变数η上加上“1” (步骤S4)。之后,电压调整部261从电压表数据沈5中,取得与测定次变数η对应的第一、第二电极62、64的电压数据及电压施加期间数据(步骤S5)。此后,电压调整部向驱动电路230输出驱动控制信号,实施依照电压表数据沈5的数据来驱动静电致动器80、90的处理(步骤S6)。另外,测定部264在经过施加时间的时刻,实施分光测定处理(步骤S7)。S卩,测定部264利用光量识别部263测定透过光的光量。另外,测定部264进行向测色控制装置 204输出将测定出的透过光的光量和透过光的波长加以关联了的分光测定结果的控制。而且,对于光量的测定,也可以将多次或所有次数的光量的数据预先存储于存储部260中,在取得多次的每一次光量的数据或所有的光量的数据后,集中测定各个光量。之后,CPU250判断测定次变数η是否达到最大值Ν(步骤S8),当判断为测定次变数η为N时,即结束一连串的分光测定动作。另一方面,在步骤S8中,测定次变数η小于N 的情况下,回到步骤S4,实施在测定次变数η上加上“1”的处理,反复进行步骤S5 步骤 S8的处理。4.光设备图22是表示作为本发明的一个实施方式的光设备的一例的波分多路复用通信系统的发射机的概略构成的框图。在波分多路复用(WDM Wavelength Division Multiplexing)通信中,如果利用波长不同的信号不会相互干涉的特性,在一条光纤内多路地使用波长不同的多个光信号,则可以不增设光纤线路地提高数据的传输量。图22中,波分多路复用发射机300具有被射入来自光源301的光的光滤波器10, 从光滤波器10中透过多个波长λ 0、λ 1、λ 2、...的光。对每个波长设置发射机311、312、 313。来自发射机311、312、313的多个通道的光脉冲信号由波分多路复用装置321合并为 1个而向一条光纤传输路331送出。本发明也可以同样地应用于光码分复用(OCDM =Optical Code Division Multiplexing)发射机中。OCDM利用编码了的光脉冲信号的模式比对来识别通道,这是因为,构成光脉冲信号的光脉冲含有不同的波长的光成分。以上虽然对几个实施方式进行了说明,然而对于本领域技术人员来说可以很容易地理解,可以进行在实质上不脱离本发明的新事项及效果的很多变形。这种变形例全都包含于本发明的范围中。例如,在说明书或附图中,至少一次可以将与更为广义或同义的不同用语一起记载的用语在说明书或附图的任何的部位置换为该不同的用语。本发明中,并不限于仅在第一基板20中设置阶梯差的情况,可以在第一、第二基板20、30的至少一方中形成阶梯差。例如,在图1中,虽然将形成有阶梯差的第一基板20 设为固定基板,然而也可以将第一基板20设为可动基板。将在图1的作为可动基板的第二基板30中设有阶梯差38的本发明的其他实施方式表示于图23中。如图23所示,图23 中,第二基板30与第一基板20对置的第二对置面30A具有形成有第二反射膜40的第一面30A1、俯视时配置于第一面30A1的周围而形成有第二电极70的第二面30A2。第一面30A1与第二面30A2并非同一面,在第一面30A1与第二面30A2之间具有阶梯差38,将第一面30A1 —方设定于比第二面30A2更靠近第一基板20的位置。这样,在电压的未施加状态下的初始值下,成立第一间隙Gl <第二间隙G2的关系。这里,如果在图23中将第二基板30的与第二对置面30A相反一侧的面设为平坦面,则可以利用阶梯差38,将形成有第二反射膜50的区域设为厚壁部32。像这样,就可以维持第二反射膜50的平行度地使第二基板30可动。而且,如上所述,可以将一对对置基板20、30中的形成有阶梯差的一方称作第一基板,在图23中也可以将第二基板30、第二反射膜50及第二电极70分别称作第一基板、第一反射膜及第一电极。另外,在图23的实施方式中,也可以在第二基板30侧,或者在第一、 第二基板20、30双方形成与图19的阶梯差M相当的阶梯。此时,优选按照将形成有第二电极70的区域设为薄壁部34的方式,在第二基板30的与第二对置面30A相反一侧的面中也形成阶梯差。图24表示在第一、第二基板20、30中分别设有图1及图23所示的阶梯22、38的本发明的另一个实施方式。即使如此,在电压的未施加状态下的初始值下,第一间隙Gl <第二间隙G2的关系也成立。在图M的实施方式中,也可以在第二基板30侧,或者在第一、第二基板20、30双方中形成与图19的阶梯差M相当的阶梯差。
2权利要求
1.一种光滤波器,其特征在于,包括第一基板;第二基板,其与所述第一基板对置;第一反射部,其被设置于所述第一基板的与所述第二基板对置的第一对置面; 第二反射部,其被设置于所述第二基板的与所述第一基板对置的第二对置面,并与所述第一反射部对置;第一电极,其在俯视的情况下,在所述第一反射部的周围的位置被设置于所述第一基板的所述第一对置面;及第二电极,其被设置于所述第二基板的所述第二对置面,并与所述第一电极对置, 在所述第一对置面和所述第二对置面的至少一方中形成有阶梯部, 在向所述第一电极与所述第二电极之间施加的电压为未施加状态下的所述第一反射部与所述第二反射部之间的间隙,小于向所述第一电极与所述第二电极之间施加的电压为未施加状态下的所述第一电极与所述第二电极之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的光滤波器,其特征在于,所述第一基板的所述第一对置面包括第一面和第二面,该第二面在俯视的情况下被配置于所述第一面的周围并与所述第一面存在阶梯差,在所述第一面形成有所述第一反射部,在所述第二面形成有所述第一电极。
3.根据权利要求1所述的光滤波器,其特征在于,所述第一基板的所述第一对置面包括第一面和第二面,该第二面在俯视的情况下被配置于所述第一面的周围并与所述第一面存在阶梯差,在所述第一面形成有所述第一反射部,在所述第二面形成有所述第一电极,所述第二基板的所述第二对置面包括第三面和第四面,该第四面在俯视的情况下被配置于所述第三面的周围并与所述第三面存在阶梯差,在所述第三面形成有所述第二反射部,在所述第四面形成有所述第二电极。
4.根据权利要求2或3所述的光滤波器,其特征在于, 所述第二基板以相对于所述第一基板可移动的方式被支承,所述第二基板的配置有所述第二反射部的区域的壁厚形成为比配置有所述第二电极的区域的壁厚厚。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,所述第一电极被分割为在电气上独立的至少K个段电极,其中,K为2以上的整数, 所述第二电极是处于相同电位的公共电极。
6.根据权利要求2至4中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,所述第一电极被分割为在电气上独立的至少K个段电极,其中,K为2以上的整数, 所述第二电极是处于相同电位的公共电极,所述K个段电极至少具有第一、第二段电极,该第一、第二段电极分别包括相对于所述第一反射部的中心被配置为同心环状的环状电极部,所述第一段电极被配置为比所述第二段电极靠内周侧。
7.根据权利要求6所述的光滤波器,其特征在于, 第一引出布线与所述第一段电极连接,在所述第二段电极中设有使所述第二段电极的所述环状电极部不连续的第一狭缝,所述第一引出布线穿过所述第一狭缝被引出到所述第二段电极的外侧。
8.根据权利要求7所述的光滤波器,其特征在于,被配置于相对于所述第一基板变位的所述第二基板上的所述第二电极具有第三、第四段电极,该第三、第四段电极分别包括相对于所述第二反射部的中心配置为同心环状的环状电极部,所述第三段电极与所述第一段电极对置,所述第四段电极与所述第二段电极对置,并且第三、第四段电极之间被电连接。
9.根据权利要求8所述的光滤波器,其特征在于,在与所述第一狭缝对置的位置连续形成有所述第四段电极的所述环状电极部。
10.根据权利要求8所述的光滤波器,其特征在于,还具有在与所述第一狭缝对置的位置使所述第四段电极的所述环状电极部不连续的第二狭缝。
11.根据权利要求7至10中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,所述第一、第二基板的至少一方被制成具有第一及第二对角线的矩形基板,在将所述第一引出布线沿着所述第一对角线从所述第一段电极中延伸出来的方向设为第一方向时,所述第二段电极连接有在所述第一对角线上在与所述第一方向处于相反方向的第二方向上延伸的第二引出布线,在所述第三、第四段电极上连接有使两个电极彼此连接并在沿所述第二对角线的第三方向上延伸的第三引出布线,在所述第三、第四段电极上连接有使两个电极之间连接并在所述第二对角线上在与所述第三方向处于相反方向的第四方向上延伸的第四引出布线,在俯视的情况下在所述矩形基板的四角的位置设置有与所述第一至第四引出布线连接的第一至第四连接电极部。
12.根据权利要求6至11中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,所述第二段电极的环宽度大于所述第一段电极的环宽度。
13.根据权利要求6至12中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,所述第一基板的所述第二面包括第2-1面和第2-2面,该第2-2面在俯视的情况下被配置于所述第2-1面的周围并与所述第2-1面存在阶梯差,所述第一段电极被配置于所述第2-1面,所述第二段电极被配置于所述第2-2面,在向所述第一段电极与所述第二段电极之间施加的电压为未施加状态下的所述第二段电极与所述第二电极之间的间隙,不同于在向所述第一段电极与所述第二段电极之间施加的电压为未施加状态下的所述第一段电极与所述第二电极之间的间隙。
14.根据权利要求13所述的光滤波器,其特征在于,在向所述第一段电极与所述第二段电极之间施加的电压为未施加状态下的所述第二段电极与所述第二电极之间的间隙,小于在向所述第一段电极与所述第二段电极之间施加的电压为未施加状态下的所述第一段电极与所述第二电极之间的间隙。
15.根据权利要求5至14中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,还具有电位差控制部,该电位差控制部控制所述第二电极与所述K个段电极的每个电极之间的每个电位差,所述电位差控制部对所述K个段电极的每个电极施加按所述K个段电极的每一个设定的电压值,将所述每个电位差从按所述K个段电极的每一个设定的第一电位差,分别切换为比所述第一电位差大的第二电位差、比所述第二电位差大的第三电位差。
16.根据权利要求6至14中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,还具有电位差控制部,该电位差控制部分别控制所述第一段电极与所述第二电极之间的内周侧电位差和所述第二段电极与所述第二电极之间的外周侧电位差,所述电位差控制部对所述第一、第二段电极的每个电极施加按所述第一、第二段电极的每一个设定的电压值,将所述内周侧电位差及所述外周侧电位差从按所述第一、第二段电极的每一个设定的第一电位差,分别切换为比所述第一电位差大的第二电位差、比所述第二电位差大的第三电位差。
17.根据权利要求16所述的光滤波器,其特征在于,所述电位差控制部在将所述内周侧电位差设为所述第一电位差时对所述第一段电极施加第一段电压,在将所述内周侧电位差设为所述第二电位差时对所述第一段电极施加第二段电压,在将所述内周侧电位差设为所述第三电位差时对所述第一段电极施加第三段电压,在将所述外周侧电位差设为所述第一电位差时对所述第二段电极施加第四段电压,在将所述外周侧电位差设为所述第二电位差时对所述第二段电极施加第五段电压,在将所述外周侧电位差设为所述第三电位差时对所述第二段电极施加第六段电压。
18.根据权利要求16或17所述的光滤波器,其特征在于,对于所述内周侧电位差及所述外周侧电位差的每一个,所述第二电位差与所述第三电位差之差的绝对值小于所述第一电位差与所述第二电位差之差的绝对值。
19.根据权利要求16至18中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,对于所述内周侧电位差及所述外周侧电位差的每一个,被设定为所述第二电位差的期间比被设定为所述第一电位差的期间长,被设定为所述第三电位差的期间比被设定为所述第二电位差的期间长。
20.根据权利要求16至19中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,在所述电位差控制部将所述外周侧电位差设定为所述第一电位差时,所述第一反射部与所述第二反射部之间被设定为第一间隔,在所述电位差控制部将所述外周侧电位差设定为所述第二电位差时,所述第一反射部与所述第二反射部之间被设定为比所述第一间隔小的第二间隔,在所述电位差控制部将所述外周侧电位差设定为所述第三电位差时,所述第一反射部与所述第二反射部之间被设定为比所述第二间隔小的第三间隔,所述第一间隔与所述第二间隔之差的绝对值与所述第二间隔与所述第三间隔之差的绝对值相等。
21.根据权利要求20所述的光滤波器,其特征在于,所述电位差控制部将所述外周侧电位差维持为所述第三电位差而使所述内周侧电位差变化,在所述电位差控制部将所述内周侧电位差设定为所述第一电位差时,所述第一反射部与所述第二反射部之间被设定为第四间隔,在所述电位差控制部将所述内周侧电位差设定为所述第二电位差时,所述第一反射部与所述第二反射部之间被设定为比所述第四间隔小的第五间隔,在所述电位差控制部将所述内周侧电位差设定为所述第三电位差时,所述第一反射部与所述第二反射部之间被设定为比所述第五间隔小的第六间隔,所述第四间隔与所述第五间隔之差的绝对值与所述第五间隔与所述第六间隔之差的绝对值相等。
22.根据权利要求18所述的光滤波器,其特征在于,在作为所述外周侧电位差的所述第三电位差达到外周侧最大电位差之后,所述电位差控制部将所述外周侧电位差维持为所述外周侧最大电位差而使所述内周侧电位差变化。
23.根据权利要求22所述的光滤波器,其特征在于,在所述电位差控制部将作为所述内周侧电位差的所述第三电位差设定为内周侧最大电位差时,所述第一反射部与所述第二反射部之间被设定为最小间隔,所述外周侧最大电位差及所述内周侧最大电位差的每一个在不超过向所述电位差控制部供给的最大电压的范围中实质上相等。
24.根据权利要求15至23中任意一项所述的光滤波器,其特征在于,所述电位差控制部通过对所述K个段电极的各个电极依次施加电压,以共计N级使所述第一反射部与所述第二反射部的间隔可变,在将向所述K个段电极中的同一段电极施加的各施加电压之间的电压变化量的最小值设为AVkmin时,将以单一电极形成所述第一电极时的N级的各施加电压间的电压最小变化量与AVlmin相比,AVlmin < AVkmin成立。
25.一种分析设备,包括权利要求1至M中任意一项所述的光滤波器。
26.一种光设备,包括权利要求1至M中任意一项所述的光滤波器。
全文摘要
本发明涉及光滤波器以及使用其的分析设备和光设备。该光滤波器具有第一基板、第二基板、被设于第一基板的第一对置面中的第一反射膜、被设于第二基板的第二对置面中的第二反射膜、在俯视时在第一反射膜的周围的位置设于第一基板中的第一电极、被设于第二基板中而与第一电极对置的第二电极,在第一对置面及第二对置面的至少一方中形成阶梯部,将第一反射膜与第二反射膜之间的初始间隙制成比第一电极与第二电极之间的初始间隙小,精度优良地控制反射膜间的间隙。
文档编号G01J3/46GK102207615SQ20111005778
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月8日 优先权日2010年3月15日
发明者佐野朗 申请人:精工爱普生株式会社
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