专利名称：光模块及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括对来自入射光的规定波长的光进行分光的干涉滤波器的光模块及电子设备。
背景技术：
在现有技术中，已知有仅使来自入射光的规定波长的光透过或反射的干涉滤波器(例如，參照专利文献I)。在该专利文献I中记载了相对配置有ー对基板且在这些基板彼此相対的面上分别形成有反射膜的光学设备(干涉滤波器)。在这样的干涉滤波器中，在ー对反射膜间形成有间隙，对应该间隙的尺寸来确定能分光的波长。因此，在这样的干涉滤波器中，为了高精 度地分光规定波长的光，需要将ー对反射膜維持平行。因此，一直以来都是通过粘结剂将干涉滤波器固定在透明基板或光接收元件等上，并将其用作光模块。但是，在温度变化较大的环境下使用光模块吋，由于透明基板或光接收元件等与干涉滤波器之间的热膨胀系数的差而产生应力，从而使干涉滤波器产生变形，结果导致反射膜间的间隙不均匀，发生分光波长产生偏移或半宽度变化这样的不良情况。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009134027号公报
发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供包括即使在温度变化大的环境下使用时分光精度也高的干涉滤波器的光模块及电子设备。本发明的光模块的特征在于包括干涉滤波器和固定部，所述干涉滤波器具有具有第一热膨胀系数的第一基板；与所述第一基板彼此相対的第二基板；设置在所述第一基板上的第一反射膜；以及设置在所述第二基板上、隔着间隙与所述第一反射膜相対的第ニ反射膜，所述干涉滤波器的所述第一基板固定在所述固定部，所述固定部具有与所述第一热膨胀系数不同的值的第二热膨胀系数，所述干涉滤波器通过凝胶状树脂的粘结层固定在所述固定部上。在现有的光模块中，在温度变化较大的环境下使用时，存在由于透明基板或光接收元件等固定部与干涉滤波器之间的热膨胀系数的差而产生应カ的事实所引起的不良情况。也就是说，由于固定部和干涉滤波器之间的热膨胀引起的位移不同，导致切断应カ施加在设置在固定部和干涉滤波器之间的粘结层上。并且，由于与该切断应カ相对应的力也施加在干涉滤波器上，所以干涉滤波器产生变形。与此相对，在本发明中，即使由于固定部和干涉滤波器的热膨胀系数之差而产生应力，也可以通过设置在固定部和干涉滤波器之间的由凝胶状树脂构成的粘结层来缓和该应力。因此，可以充分抑制在干涉滤波器上发生变形。由此，即使在温度变化大的环境下使用时也可以维持高的分光精度。在本发明的光模块中，优选在将所述粘结层的厚度尺寸设为Ta(mm)、将所述第一基板的线膨胀系数设为a I OT1)、将所述第一基板的杨氏模量设为El (GPa)、将所述第一基板的厚度尺寸设为Tl、将所述固定部的线膨胀系数设为a 20T1)、将所述固定部的杨氏模量设为E2 (GPa)、将所述固定部的厚度尺寸设为T2 (mm)、将基于凝胶状树脂的系数设为A时，在(a I El Tl2)彡(a2.E2.T22)的情况下，所述粘结层的厚度尺寸满足下式(1)，在(a I El Tl2) > (a2.E2.T22)的情况下，所述粘结层的厚度尺寸满足下式(2)，[数学式I]Ta≥ A (a 2 E2 T22)/(a I El Tl2). . (I)Ta ≥ A (a I El Tl2)バ a 2 E2 T22) (2)在本发明中，粘结层的厚度尺寸满足上述条件。这样，在粘结层的厚度满足上述条件的情况下，可以充分地缓和施加给粘结层的切断应力。因此，可以进一歩可靠地缓和由于固定部和干涉滤波器的热膨胀系数之差产生的应力。在本发明的光模块中，优选所述粘结层的杨氏模量大于等于IOkPa小于等于IOOkPa0这里，当粘结层的杨氏模量小于IOkPa时，粘结层的流动性增强，存在例如由于施加给光模块的振动导致干涉滤波器相对于固定部的位置偏移的危险。另ー方面，当粘结层的杨氏模量大于IOOkPa吋，当发生环境温度变化等时，有时无法充分抑制由于固定部和干涉滤波器的热膨胀系数之差产生的应力，从而导致干涉滤波器发生挠曲。针对于此，如上所述，如果粘结层的杨氏模量大于等于IOkPa小于等于IOOkPa,则可以充分缓和施加给粘结层的切断应力，且还可以防止干涉滤波器相对于固定部的位置偏移。在本发明的光模块中，优选所述干涉滤波器具有由所述第一反射膜及所述第二反射膜多重干渉后的光透过的光透过区域，所述粘结层能够使所述光透过，具有比空气更接近所述第一基板的折射率，且在从基板厚度方向看所述第一基板及所述第二基板的俯视图中，被设置在与所述光透过区域重叠的区域上。在本发明中，粘结层被设置在俯视图中的与光透过区域重叠的区域上。在这种情况下，入射干涉滤波器的入射光通过粘结层到达固定部。并且，粘结层由于具有比空气更接近第一基板的折射率，所以入射光的损耗在通过粘结层时更小。因此，在本发明中，可以降低由于反射弓I起的入射光的损耗。在本发明的光模块中，优选所述第一基板及所述第二基板是玻璃基板，所述粘结层的折射率大于等于I. 3小于等于I. 7。这样，在粘结层的折射率在上述范围内的情况下，只要第一基板及固定部的材质是通常的材质，就可以使第一基板或固定部的折射率与粘结层的折射率之差更小。因此，在本发明中，可以降低由于反射引起的入射光的损耗。在本发明的光模块中，优选所述干涉滤波器的一部分通过由固化性粘结剂固化得到的固化粘结层固定在所述固定部上，所述干涉滤波器的其他部分通过所述粘结层固定在所述固定部上。
在本发明中，干涉滤波器的一部分通过由固化性粘结剂固化得到的固化粘结层固定在固定部上。在使用该固化性粘结剂的情况下，与使用凝胶状树脂的情况相比，可以通过固定部更加牢固地固定干涉滤波器。并且，还可以抑制干涉滤波器的位置偏移。另ー方面，在其他部分，由于干涉滤波器通过粘结层固定在上述固定部上，所以与上述同样地，可以充分抑制干涉滤波器上产生变形。这样，可以提高干涉滤波器和固定部之间的粘结强度。此外，这里，优选干涉滤波器的一部分是ー处。在通过固化粘结层固定多处的情况下，存在充分抑制干涉滤波器上产生变形的效果不充分的倾向。在本发明的光模块中，优选所述固化粘结层的杨氏模量大于等于IMPa。如上所述，当该固化粘结层的杨氏模量大于等于IMPa吋，与使用凝胶状树脂的情况相比，可以通过固定部更加牢固地固定干涉滤波器。因此，在本发明中，可以提高干涉滤波器和固定部之间的粘结强度。并且，可以抑制干涉滤波器的位置偏移。在本发明的光模块中，优选所述干涉滤波器包括设置在所述第一基板上的电极端 子，所述固化粘结层在从基板厚度方向看所述第一基板及所述第二基板的俯视图中被设置在与所述电极端子重叠的区域的一部分上。在本发明中，固化粘结层在俯视图中被设置在与电极端子重叠的区域的一部分上。在设置有干涉滤波器的电极端子的部分上，即使假设发生变形，对干涉滤波器的分光精度的影响也小。这样，可以在充分維持分光精度的同时提高干涉滤波器和固定部之间的粘结强度。并且，即使当在电极端子上设置配线时施加了外部应力，也可抑制发生干涉滤波器的位置偏移或倾斜等不良情況。在本发明的光模块中，优选所述固定部是能够使从所述干涉滤波器透过的光透过的透明基板。在本发明中，干涉滤波器通过粘结层固定在透明基板上。因此，只要配置光接收元件使透过了干涉滤波器及透明基板的光入射到光接收元件，就可以作为合适的光模块使用。在本发明的光模块中，优选所述固定部是接收从所述干涉滤波器透过的光的光接收元件。在本发明中，由于干涉滤波器通过粘结层固定在光接收元件上，所以可以直接作为合适的光模块使用。在本发明的光模块中，优选还包括箱体，该箱体包括外装部；导入向所述干涉滤波器入射的光的光入射用基板；以及使从所述干涉滤波器透过的光射出的光出射用基板，所述箱体的内部形成密闭的空间，所述干涉滤波器收容在所述箱体的内部。在本发明中，将干涉滤波器收容在箱体的内部。这样，通过例如在箱体内填充惰性气体或对箱体的内部执行减压，从而可以抑制干涉滤波器中的耗电，或可以抑制由于干涉滤波器的氧化等引起的劣化。并且，在本发明中，由于箱体包括光入射用基板及光出射用基板，所以只要配置光接收元件使透过箱体的光入射到光接收元件，就可以作为合适的光模块使用。在本发明的光模块中，优选所述固定部是所述箱体的所述光出射用基板。在本发明中，如上所述，将干涉滤波器收容在箱体的内部，从而可以抑制干涉滤波器中的耗电，或可以抑制由于干涉滤波器的氧化等引起的劣化。
本发明的电子设备的特征在于具备上述光模块。这里，作为电子设备，可以例示根据从上述这样的光模块输出的电信号来分析入射到光模块的光的色度和亮度等的光測量器、检测气体的吸收波长从而检查气体的种类的气体检测装置、根据接收的光取得该波长的光中包含的数据的光通信装置等。在本发明中，电子设备包括上述这样的光模块。如上所述，光模块由于分光精度高，所以可以获得高精度的检测結果。因此，在包括这样的光模块的电子设备中，根据高精度的检测结果，可以实施正确的光分析处理。
图I是示出本发明涉及的第一实施方式的测色装置(电子设备)的简要构成的图。图2是示出第一实施方式中的干涉滤波器的简要构成的俯视图。图3是沿图2中的III-III线切断后的干涉滤波器的截面图。图4是示出第一实施方式的光模块中的干涉滤波器附近的截面图。图5是示出第二实施方式的光模块中的干涉滤波器附近的截面图。图6是示出第三实施方式的光模块中的干涉滤波器附近的截面图。图7是示出第四实施方式的光模块中的干涉滤波器附近的截面图。图8是示出本发明的其他实施方式的光模块中的干涉滤波器附近的截面图。图9是示出本发明的其他实施方式的电子设备的一例、即气体检测装置的构成的简图。图10是示出图9的气体检测装置的控制系统的构成的框图。图11是示出本发明的其他实施方式的电子设备的一例、即食物分析装置的简要构成的图。图12是本发明的其他实施方式的电子设备的一例、即分光照相机的简要构成的模式图。
具体实施例方式[第一实施方式]下面，根据附图对本发明涉及的第一实施方式进行说明。[I.光学装置的整体结构]图I是示出本发明涉及的实施方式的测色装置(电子设备)的简要构成的图。该测色装置I是本发明的电子设备，如图I所示，其包括向检查对象A射出光的光源装置2、作为本发明的光模块的测色传感器3以及控制测色装置I的整体动作的控制装置4。并且，该测色装置I是以下的装置使检测对象A反射从光源装置2射出的光，使测色传感器3接收被反射后的检查对象光，根据从测色传感器3输出的检测信号，对检查对象光的色度、即检查对象A的颜色进行分析測量。[2.光源装置的构成] 光源装置2包括光源21、多个透镜22 (在图I中仅记载了ー个)，其对检测对象A射出白色光。并且，在多个透镜22中可以包括准直透镜，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，并从省略图示的投射透镜向检测对象A射出。此外，在本实施方式中，虽然例示了包括光源装置2的测色装置1，但是也可以是例如在检测对象A是发光部件的情况下，不设置光源装置2的结构。
[3.测色传感器的构成]测色传感器3构成本发明的光模块。如图I所示，该测色传感器3包括干涉滤波器5、接收并检测透过干涉滤波器5的光的光接收元件31、对干涉滤波器5施加驱动电压的电压控制部32。而且，测色传感器3在与干涉滤波器5相対的位置上包括将被检测对象A反射的反射光(检查对象光)向内部导光的省略图示的入射光学透镜。并且，该测色传感器3通过干涉滤波器5，仅对从入射光学透镜入射的检查对象光中的规定波长的光进行分光，并通过光接收元件31接收分光后的光。光接收兀件31由多个光电转换兀件构成,其生成与光接收量相对应的电信号。此夕卜，光接收元件31与控制装置4连接，其将生成的电信号作为光接收信号输出给控制装置4。此外，如后所述，在该测色传感器3中，干涉滤波器5通过凝胶状树脂构成的粘结层6被固定在透明基板7上。(3-1.干涉滤波器的构成)图2是从基板的厚度方向看干涉滤波器5的俯视时的俯视图，图3是沿图2中的III-III线切断后的干涉滤波器5的截面图。如图2所示，干涉滤波器5包括第一基板51以及第二基板52。这两块基板51、52分别例如由纯碱玻璃、水晶玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或水晶等能使可见光区域的光透过的原料形成。并且，如图3所示，这两个基板51、52的沿外周缘形成的接合面513、523彼此通过例如以硅氧烷为主要成分的等离子聚合膜53接合而构成为一体。并且，在第一基板51和第二基板52之间设置有第一反射膜56以及第二反射膜57。这里，第一反射膜56固定在第一基板51的与第二基板52相対的面上，第二反射膜57固定在第二基板52的与第一基板51相対的面上。并且，这些第一反射膜56及第ニ反射膜57隔着间隙相对配置。这里，将通过第一反射膜56及第ニ反射膜57夹着的空间称为光透过区域G。并且，干涉滤波器5通过该光透过区域G使入射光多重干涉并使相互增强后的光透过。此外，在第一基板51及第ニ基板52之间设置有用于调整间隙尺寸的作为本发明的间隙可变部的静电驱动器54。该静电驱动器54由设置在第一基板51上的第一电极541及设置在第二基板52上的第二电极542构成。(3-1-1.第一基板的结构)第一基板51通过蚀刻在与第二基板52相対的相对面上形成了电极槽511及反射镜固定部512。电极槽511虽然省略图示，但在从基板的厚度方向看第一基板51的滤波器俯视图中，被形成为以俯视中心点为中心的环状。反射镜固定部512与电极槽511同轴且形成为向第二基板52突出的圆筒状。
在电极槽511的槽底面上形成有构成静电驱动器54的环状的第一电极541。并且，该第一电极541的沿配线槽延伸的第一电极线541A朝向第一基板51的外周部地形成。并且，作为该第一电极线541A的前端的第一电极端子541B连接于电压控制部32。并且，在反射镜固定部512的与第二基板52相对的面上固定有第一反射膜56。该第一反射膜56可以是例如通过层叠Si02、Ti02而构成的电介质多层膜，也可以是通过Ag合金等金属膜构成的膜。并且，还可以是层叠电介质多层膜和金属膜两者的结构。此外，在第一基板51的电极槽511的外侧形成有第一接合面513。如上所述，在该第一接合面513上形成有接合第一基板51及第ニ基板52的等离子聚合膜53。(3-1-2.第二基板的结构)第二基板52通过蚀刻对不与第一基板51相対的面进行加工而形成。该第二基板52具备以基板中心点为中心的圆形筒状的可动部521、以及与可动部521同轴且保持可动部521的保持部522。这里，该保持部522的外周直径尺寸与第一基板51的电极槽511的外周直径尺寸相比形成为略小的尺寸。并且，该保持部522的内周直径尺寸与第一基板51的环状的第一电极541的外周直径尺寸相比形成为略大的尺寸。可动部521为了防止挠曲其厚度尺寸形成为大于保持部522。保持部522是包围可动部521的周围的膜片，例如其厚度尺寸形成为50 y m。此夕卜，在本实施方式中，虽然例示了膜片状的保持部522，但例如也可以是设置有具有设置于相对于可动部的中心成点対称的位置上的多对梁构造的保持部的结构。在保持部522的与第一基板51相対的面上形成有隔着规定的间隔与第一电极541相对的环状的第二电极542。这里，如上所述，通过该第二电极542及上述第一电极541构成静电驱动器54。此外，从第二电极542的外周缘的一部分向第二基板52的外周部形成有第二电极线542A，作为该第二电极线542A的前端的第二电极端子542B与电压控制部32连接。在可动部521的与第一基板51相対的面上形成有隔着间隙与第一反射膜56相对的第二反射膜57。此外，第二反射膜57的结构由干与第一反射膜56相同，因此这里省略说明。(3-2.测色传感器的具体实施方式
)图4是示出第一实施方式中的测色传感器3 (光模块)的干涉滤波器5附近的截面图。如图4所示，在测色传感器3中，上述干涉滤波器5通过由凝胶状树脂构成的粘结层6固定在透明基板7上。而且，干涉滤波器5通过配线R与电压控制部32连接。并且，粘结层6在俯视图中设置在与光透过区域G重叠的区域。这里，作为透明基板7的原料可以例举与第一基板51及第ニ基板52的原料相同的原料。粘结层6是后述这样的具有物性的层。并且，即使由于透明基板7和干涉滤波器5之间的热膨胀系数的差而产生应力，通过设置在透明基板7和干涉滤波器5之间的该粘结层6，也可以缓和该应力。因此，可以充分抑制在干涉滤波器5上发生变形。(3-3 粘结层的结构)粘结层6是由凝胶状树脂构成的层。从在俯视图中可以将粘结层6设置在与光透过区域G重叠的区域上的观点出发，优选该凝胶状树脂是可使可见光区域的光透过的树、月旨。另ー方面，如果在俯视图中未将粘结层6设置在与光透过区域G重叠的区域上，该凝胶状树脂也可以是不透过可见光区域的光的树脂。作为该凝胶状树脂，可以例举硅酮类树脂、丙烯酸(酷)类树脂、环氧类树脂以及尿烷类树脂等。该粘结层6优选具有以下说明这样的物性。也就是说，根据第一基板51及透明基板7的线膨胀系数、杨氏模量、基板厚度尺寸来设定粘结层6的厚度尺寸Ta (mm)。这里，如果将第一基板51的线膨胀系数设为a I OT1)、将杨氏模量设为El (GPa)、将厚度尺寸设为Tl (mm)并将透明基板7的线膨胀系数设为a 2 (K—1)、将杨氏模量设为E2 (GPa)、将厚度尺寸设为T2 (mm)、将基于凝胶状树脂的系数设为A时，在粘结层6的厚度尺寸Ta是(a I *E1 -Tl2) ^ (a 2 -E2 -T22)的情况下，优选满足下式(1)，在是(a I .El -Tl2)> (a 2 E2 T22)的情况下，优选满足下式⑵。[数学式2] Ta 彡 A ( a 2 E2 T22)バ a I El Tl2) (I)Ta 彡 A ( a I El Tl2)バ a 2 E2 T22) (2)在上述式(I)及(2)中，A是基于凝胶状树脂的系数，其是根据凝胶状树脂的原料而确定的值。具体而言，在将粘结层6的杨氏模量设为E3 (GPa)的情况下，可以通过下式
(3)算出A。[数学式3]A = E3/0. 01. . . (3)如上所述，在(a I *E1 - Tl2) く ( a 2 E2 T22)时满足上式(I)表示的条件的情况下、或(a I El Tl2) > (a 2 E2 T22)时满足上式⑵表示的条件的情况下，即使由于透明基板7和干涉滤波器5之间的热膨胀系数的差而产生应力，也可以在该粘结层6充分缓和施加给粘结层6的切断应力。此外，可以适当选择膜变形法、压入试验法、布里渊散射法、超声波显微镜法以及共振法等公知的杨氏模量測量法来測量杨氏模量。此外，可以通过使用热机械分析装置(TMA Thermo Mechanical Analysis),根据以一定温度升温时的测量试样和标准试样的热膨胀量之差测量测量试样的热膨胀量，从而测量线膨胀系数。并且,优选粘结层6的杨氏模量大于等于IOkPa小于等于lOOkPa。在杨氏模量在上述范围内的情况下，即使由于透明基板7和干涉滤波器5之间的热膨胀系数的差而产生应力，也可以在该粘结层6充分缓和施加给粘结层6的切断应力。此外，优选粘结层6的折射率大于等于I. 3小于等于I. 7。在粘结层6的折射率在上述范围内的情况下，只要第一基板51及透明基板7的材质是通常的材质，就可以使第一基板51或透明基板7的折射率和粘结层6的折射率之差更小。(3-4.电压控制部的结构)电压控制部32在控制装置4的控制下，控制施加给静电驱动器54的第一电极541及第ニ电极542的电压。[4 控制装置的构成]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，例如可以使用通用个人计算机、便携式信息終端、其他测色专用计算机等。
并且，如图I所示，控制装置4通过包括光源控制部41、测色传感器控制部42以及测色处理部43而构成。光源控制部41与光源装置2连接。并且，光源控制部41例如根据使用者的设定输入，向光源装置2输出规定的控制信号，并使从光源装置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。并且，测色传感器控制部42根据例如使用者的设定输入，设定使测色传感器3接收的光的波长，并将表示检测该波长的光的光接收量的g意的控制信号输出给测色传感器3。由此，测色传感器3的电压控制部32根据控制信号，设定向静电驱动器54施加的电压，以使仅使用者想要的光的波长透过。测色处理部43根据通过光接收元件31检测出的光接收量，分析检测对象A的色度。[5 本实施方式的作用效果]如上所述，在本实施方式的测色传感器3中，当在温度变化大的环境下使用吋，即使由于透明基板7和干涉滤波器5的第一基板51之间的热膨胀系数的差而产生应力，也可以通过设置在透明基板7和第一基板51之间的由凝胶状树脂构成的粘结层6来缓和该应力。因此，可以充分抑制在干涉滤波器5上发生变形。由此，即使在温度变化大的环境下使用的情况下也可以维持高的分光精度。在本实施方式的测色传感器3中，粘结层6被设置在俯视图中的与光透过区域G重叠的区域上。在这种情况下，入射干涉滤波器5的入射光通过粘结层6到达透明基板7。并且，空气的折射率大致是1，与此相对，第一基板51或透明基板7的折射率通常是I. 5左右，粘结层6的折射率大于等于I. 3小于等于I. 7，所以第一基板51或透明基板7的折射率和粘结层6的折射率之差小于第一基板51或透明基板7的折射率和空气的折射率之差。因此，入射光的损耗在通过粘结层6时反而更小。因此，在本实施方式中，可以降低由于反射引起的入射光的损耗。[第二实施方式]下面，參照附图对本发明的第二实施方式进行说明。图5是示出第二实施方式中的测色传感器3 (光模块)的干涉滤波器5的附近的截面图。此外，在下面的说明中，对与上述第一实施方式相同的结构标记了相同的符号，并省略或简化其说明。如图5所示，在该测色传感器3中，干涉滤波器5通过由固化性粘结剂固化得到的固化粘结层61而固定在透明基板7上，干涉滤波器5的其他部分通过粘结层6固定在透明基板7上。并且，干涉滤波器5通过配线R连接于电压控制部32。并且，如图5所示，固化粘结层61在俯视图中被设置在与第一电极端子541B或第二电极端子542B重叠的区域的一部分(ー处)上。作为用于形成该固化粘结层61的固化性粘结剂，可以适当使用公知的固化性的粘结剂。并且，该固化粘结层61的杨氏模量大于等于IMpa。(第二实施方式的作用效果)在本实施方式的测色传感器3中，干涉滤波器5的一部分通过固化粘结层61固定在透明基板7上。在使用该固化性粘结剂的情况下，与使用凝胶状树脂的情况相比，可以将干涉滤波器5更加牢固地固定在透明基板7上。并且，还可以抑制干涉滤波器5的位置偏移。另ー方面，在其他部分，由于干涉滤波器5通过粘结层6固定在透明基板7上，所以与第一实施方式同样地，可以充分抑制干涉滤波器5上产生变形。这样，可以提高干涉滤波器5和透明基板7之间的粘结强度。此外，在本实施方式的测色传感器3中，固化粘结层61的杨氏模量大于等于IMPa。在这样的情况下，与使用凝胶状树脂的情况相比，可以将干涉滤波器5更加牢固地固定在透明基板7上。因此，在本实施方式中，可以提高干涉滤波器5和透明基板7之间的粘结强度。而且，在本实施方式的测色传感器3中，固化粘结层61在俯视图中被设置在与第ー电极端子541B或第二电极端子542B重叠的区域的一部分上。在设置有干涉滤波器5的第一电极端子541B或第二电极端子542B的部分上，即使假设发生变形，对干涉滤波器5的 分光精度的影响也小。这样，可以在充分維持分光精度的同时提高干涉滤波器5和透明基板7之间的粘结强度。并且，即使当在第一电极端子541B或第二电极端子542B上设置配线时施加了外部应力，也可抑制发生干涉滤波器5的位置偏移或倾斜等不良情況。[第三实施方式]下面，參照附图对本发明的第三实施方式进行说明。图6是示出第三实施方式中的测色传感器3 (光模块)的干涉滤波器5的附近的截面图。如图6所示，在该测色传感器3中，干涉滤波器5通过粘结层6固定在光接收元件31上，该光接收元件31通过固化粘结层61固定在支撑基板71上。并且，干涉滤波器5通过配线R与电压控制部32连接。光接收元件31通过配线R与测色处理部43连接。并且，粘结层6在俯视图中被设置在与光透过区域G及光接收元件31重叠的区域上。这里，作为支撑基板71，虽然可以使用透明基板7，但是也可以使用入射干涉滤波器5的入射光不会到达且不会使可见光区域的光透过的基板。(第三实施方式的作用效果)在本实施方式的测色传感器3中，干涉滤波器5通过粘结层6固定在光接收元件31上，所以可以直接被作为合适的光模块使用。[第四实施方式]下面，根据附图对本发明的第四实施方式进行说明。图7是示出第四实施方式中的测色传感器3(光模块)的干涉滤波器5的附近的截面图。如图7所示，该测色传感器3除包括干涉滤波器5及透明基板7以外还包括收容他们的箱体8。在该测色传感器3中，干涉滤波器5通过粘结层6固定在透明基板7上，它们被收容在箱体8中。如图7所示，该箱体8包括覆盖干涉滤波器5的上表面侧且由可使可见光区域的光透过的材料构成的上面透明部81、覆盖干涉滤波器5及透明基板7的侧面的侧面部82、以及支撑透明基板7的下表面侧的一部分的下面部83。侧面部82通过导电浆料等导电部件84接合而形成，通过该导电部件84与下面部83接合。并且，侧面部82通过玻璃浆料等接合部件85与上面透明部81接合。下面部83具有大小两个贯通孔，大的贯通孔被透明基板7堵塞，小的贯通孔被金属球等密封部件86堵塞。并且，干涉滤波器5通过配线R通过导电部件84与电压控制部32连接。在该箱体8中，上面透明部81可以使光入射到干涉滤波器5的光透过区域G，且该上面透明部81成为光入射用窗(光入射用基板)。并且，如图7所示，在下面部83的未支撑透明基板7的部分可以使透过干涉滤波器5的光透过区域G的光射出，该部分成为光出射用窗(光出射用基板)。(第四实施方式的作用效果)在本实施方式的测色传感器3中，将干涉滤波器5收容在箱体8的内部。这样，通过例如在箱体8的内部填充惰性气体或对箱体8的内部执行减压，从而可以抑制由于干涉 滤波器5的氧化等引起的劣化。此外，也可以将箱体8的内部密闭为真空状态，在这种情况下，当使干涉滤波器5中的可动部521变位时，可以不考虑空气阻力地减小驱动可动部521时的驱动电力，从而实现省电化。并且，在本实施方式的测色传感器3中，由于箱体8具备光入射用的窗及光出射用的窗，所以只要配置光接收元件31使透过箱体8的光入射到光接收元件31，就可以作为合适的光模块使用。[其他实施方式]此外，本发明并不仅限于上述实施方式，在可以实现本发明目的的范围内的变形、改良等都包含在本发明中。例如，在上述实施方式中，虽然将干涉滤波器5固定在透明基板7或光接收元件31上，固定干涉滤波器5的固定部并不仅限于此。作为该固定部，只要是构成测色装置I的部件即可。此外，该固定部也可以是不使可见光区域的光透过的部件。在这种情况下，例如，如图8所示，也可以将干涉滤波器5通过粘结层6固定在具有贯通孔的支撑部件71上，并使透过干涉滤波器5的光透过区域G的光入射到光接收元件31。根据这样的结构，可以直接将其作为合适的光模块使用。在上述实施方式中，虽然干涉滤波器5通过配线R与电压控制部32连接，但也可以使用具有挠性的印刷配线基板来代替配线R。此外，在上述实施方式中，虽然示出了将反射镜固定部512的与第二基板52相对的反射镜固定面比电极固定面形成得更靠近第二基板52的例子，但并不仅限于此。也可以根据固定在反射镜固定面上的第一反射膜56及形成在第二基板52上的第二反射膜57之间的间隙尺寸、第一电极541及第ニ电极542之间的尺寸、以及第一反射膜和第二反射膜57的厚度尺寸等来适当设定电极固定面及反射镜固定面的高度位置。因此，例如，可以是将电极固定面和反射镜固定面形成在同一面上的结构、或在电极固定面的中心部上形成有圆筒凹槽状的反射镜固定槽且在该反射镜固定槽的底面上形成有反射镜固定面的结构等。而且，如果电极541、542间的间隙(电极间间隙)大于反射膜56、57间的间隙(反射镜间间隙)，则为了变化反射镜间间隙需要较大的驱动电压。与此相对，如上所述，如果反射镜间间隙大于电极间间隙，则可以将用于使反射镜间间隙变化的驱动电压减小，从而可以实现省电化。并且，这样构成的干涉滤波器由于反射镜间间隙较大，所以尤其有助于进行长波段的分光特性的測量，例如，可以组装入上述那样的气体分析等中所使用的用于实施红外线分析的模块或用于实施光通信的模块。此外，虽然已经说明了在干涉滤波器5的第二基板52上设置膜片状的保持部522的结构，但也可以是例如设置有设置于相对于可动部521的中心呈点对称的位置上的多个梁状的保持部的结构。在上述实施方式中，虽然例示了测色传感器3作为本发明的光模块且例示包括测色传感器3的测色装置I作为电子设备的情况，但并不不仅限于此。例如，也可以将使气体流入传感器内部且检测入射光中的被气体吸收的光的气体传感器作为本发明的光模块使用，并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作为本发明的电子设备。此外，电子设备还可以是具备这样的光模块的分光照相机、分光分析器等。并且，通过时序地变化各波长的光強度，从而可以通过各波长的光传送数据，在这种情况下，可以通过设置在光模块的干涉滤波器5对指定波长的光进行分光，并由光接收部进行光接收，从而可以选取出被指定波长的光传送的数据，且通过包括这样的数据选出 用光模块的电子设备处理各波长的光的数据，从而可以实施光通信。虽然例示了测色装置I作为本发明的电子设备，但是在其他各种领域都可以使用本发明的光模块、电子设备。例如，可以被用作用于检测指定物质的存在的以光为基础的系统。作为这样的系统，例如可以例示采用使用了本发明涉及的干涉滤波器的分光计测方式高精度地检测指定气体的车载用气体泄漏检测器、呼气检查用的声光稀有气体检测器等气体检测装置。根据下面的附图对这样的气体检测装置的一例进行说明。图9是示出包括干涉滤波器的气体检测装置的一例的简图。图10是示出图9的气体检测装置的控制系统的构成的框图。如图9所示，该气体检测装置100构成为包括传感器芯片110、流道120以及主体部130，其中，该流道120包括吸引ロ 120A、吸引流道120B、排出流道120C、以及排出ロ120D。主体部130由检测部(光模块)、对检测出的信号进行处理并控制检测部的控制部138、提供电カ的电カ供给部139等构成，其中，该检测部(光模块)包括具有可装卸流道120的开ロ的传感器部盖131、排出单元133、箱体134、光学部135、滤波器136、干涉滤波器5以及光接收元件137 (光接收部)等。并且，光学部135由用于射出光的光源135A、分光器135B、透镜135C、135D、135E构成，该分光器135B将从光源135A入射的光反射到传感器芯片110侧，并使从传感器芯片侧入射的光透过到光接收元件137侦U。并且，如图10所示，在气体检测装置100的表面设置有操作面板140、显示部141、作为与外部的接ロ的连接部142、电カ供给部139。在电カ供给部139是蓄电池的情况下，还可以具备用于充电的连接部143。此外，如图10所示，气体检测装置100的控制部138包括由CPU等构成的信号处理部144、用于控制光源135A的光源驱动器电路145、用于控制干涉滤波器5的电压控制部146、接收来自光接收元件137的信号的光接收电路147、接收用于读取传感器芯片110的代码从而检测有无传感器芯片110的传感器芯片检测器148的信号的传感器信号检测电路149、以及用于控制排出単元133的排出驱动器电路150等。
接下来，在下面对上述这样的气体检测装置100的动作进行说明。
在主体部130的上部传感器部盖131的内部设置有传感器芯片检测器148，并通过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如果检测到来自传感器芯片检测器148的检测信号，则判断处于安装有传感器芯片110的状态，井向显示部141发出表示能实施检测操作的g意的显示信号。并且，当例如通过使用者操作操作面板140，并将来自操作面板140的表示开始检测处理的指示信号输出给信号处理部144时，首先，信号处理部144向光源驱动器电路145输出光源动作的信号以使光源135A动作。如果驱动光源135A，则从光源135A输出单波长且直线偏振的稳定的激光。此外，在光源135A中内置有温度传感器和光量传感器，该信息被输出给信号处理部144。然后，信号处理部144根据从光源135A输入的温度和光量，判断光源135A已稳定操作，从而控制排出驱动器电路150以使排出単元133动作。由此，包括应该检测的目标物质(气体分子)的气体试样从吸引ロ 120A被导向吸引流道120B、传感器芯片110内、排出流道120C、排出ロ 120D。此外，传感器芯片110是安装有多个金属纳米构造体、利用了局部表面等离子体共振的传感器。在这样的传感器芯片UO中，通过激光在金属纳米构造体间形成增强电场，当气体分子进入该增强电场内时，会产生包括分子振动信息的拉曼散射光及瑞利散射光。这些瑞利散射光及拉曼散射光通过光学部135入射到滤波器136，通过滤波器136分离瑞利散射光，从而拉曼散射光入射到干涉滤波器5。并且，信号处理部144控制电压控制部146，调整施加给干涉滤波器5的电压，通过干涉滤波器5分光与作为检测对象的气体分子相对应的拉曼散射光。然后，当通过光接收元件137接收到分光后的光时，通过光接收电路147将与光接收量相对应的光接收信号输出给信号处理部144。信号处理部144将上述获得的与作为检测对象的气体分子相对应的拉曼散射光的光谱数据和存储在ROM中的数据进行比较，并判断是否是目标气体分子，从而指定物质。然后，信号处理部144在显示部141上显示该结果信息、或从连接部142向外部输出。此外，在上述图9及图10中，虽然例示了通过干涉滤波器5分光拉曼散射光井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的例子，但作为气体检测装置，还可以用作通过检测气体固有的吸光度以指定气体种类的气体检测装置。在这种情况下，可以使用在传感器内部流入气体且检测入射光中的被气体吸收的光的气体传感器作为本发明的光模块。此外，可以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作为本发明的电子设备。即使在这样的结构中，也可以使用本发明涉及的干涉滤波器来检测气体成分。此外，作为用于检测特定物质存在的系统，并不仅限于检测上述这样的气体，还可以例示基于红外线分光的糖类的非侵袭式测量装置、食物和生物、矿物等的信息的非侵袭式測量装置等物质成分分析装置。下面，作为上述物质成分分析装置的一例，对食物分析装置进行说明。图11是示出使用了干涉滤波器5的电子设备的一例的食物分析装置的简要构成的图。如图11所示，该食物分析装置200包括检测器210 (光模块)、控制部220、显示部230。检测器210包括用于射出光的光源211、导入来自检测对象物的光的摄像透镜212、对从摄像透镜212导入的光进行分光的干涉滤波器5、检测分光后的光的摄像部213 (光接收部)。并且，控制部220包括光源控制部221，用于实施光源211的点灯、灭灯控制、点灯时的亮度控制；电压控制部222，用于控制干涉滤波器5 ;检测控制部223，用于控制摄像部213，并取得通过摄像部213拍摄到的分光图像；信号处理部224 ;以及存储部225。该食物分析装置200当驱动系统时，通过光源控制部221控制光源211，从光源211向检测对象物照射光。并且，被检测对象物反射的光通过摄像透镜212入射到干涉滤波器5。干涉滤波器5在电压控制部222的控制下被施加能对想要的波长进行分光的电压，并通过由例如CDD 摄像机等构成的摄像部213对分光后的光进行拍摄。并且，将拍摄到的光作为分光图像存储在存储部225中。并且，信号处理部224控制电压控制部222使施加给干涉滤波器5的电压值变化，并取得针对各波长的分光图像。并且，信号处理部224对存储部225存储的各图像中的各像素的数据进行运算处理，以求得各像素中的光谱。并且，在存储部225中存储有例如与光谱相对的有关食物成分的信息，信号处理部224根据存储部225所存储的有关食物的信息，对求得的光谱的数据进行分析，并求得检测对象中包括的食物成分及其含量。并且，可以根据获得的食物成分及含量计算食物卡路里和新鮮度等。此外，通过分析图像内的光谱分布，从而可以实施检查对象的食物中新鲜度降低的部分的选取出等，且可进ー步实施食物内所包括的异物等的检测。此外，信号处理部224进行以下的处理在显示部230上显示上述这样获得的检查对象的食物成分和含量、卡路里和新鮮度等信息。并且，在图11中，虽然例示了食物分析装置200的例子，但通过大致相同的结构也能够用作上述那样的其他信息的非侵袭式测量装置。例如，可以用作作为进行血液等体液成分的測量、分析等的分析生物成分的生物分析装置。作为这样的生物分析装置，例如作为对血液等体液成分进行测量的装置，如果是检测こ醇的装置，则可以用作检测驾驶员的饮酒状态的防止酒后驾驶装置。此外，也可以用作包括这样的生物分析装置的电子内视镜系统。此外，还可以用作实施矿物成分分析的矿物分析装置。此外，作为本发明的光模块、电子设备，可以适用于下面这样的装置。例如，通过时序地变化各波长的光強度，从而还可以通过各波长的光传送数据，在这种情况下，通过设置在光模块上的干涉滤波器对特定波长的光进行分光，并通过光接收部接收，从而可以选取出通过特定波长的光传送的数据，并可通过包括这样的数据选出用光模块的电子设备处理各波长的光的数据，从而可以实施光通信。此外，作为电子设备，可以适用于通过本发明的干涉滤波器对光进行分光从而拍摄分光图像的分光照相机、分光分析仪等。作为这样的分光照相机的一例，可以列举有内置了干涉滤波器的红外线照相机。图12是示出分光摄像机的简要构成的模式图。如图12所示，分光摄像机300包括照相机主体310、摄像透镜单元320以及摄像部330。摄像机主体310是由使用者把持、操作的部分。摄像透镜单元320设置在摄像机主体310上，其将入射的图像光导向摄像部330。并且，如图12所示，该摄像透镜单元320构成为包括物镜321、成像透镜322以及设置在这些透镜间的干涉滤波器5。摄像部330由光接收元件构成，其对通过摄像透镜单元320导入的图像光进行拍摄。在这样的分光摄像机300中，通过干涉滤波器5使作为摄像对象的波长的光透过，从而可以对想要的波长的光的分光图像进行拍摄。此外，也可以将本发明的干涉滤波器用作带通滤波器，例如，也可以被用作仅将发光元件输出的规定波段的光中的以规定波长为中心的狭窄波段的光通过干涉滤波器进行分光并使其透过的光学式激光装置。 并且，也可以将本发明的干涉滤波器作用生物认证装置，例如，可以适用于使用近红外区域或可见光区域的光的血管、指纹、视网膜和虹膜等的认证装置。而且，可以将光模块及电子设备用作浓度检测装置。在这种情况下，通过干涉滤波器，对从物质射出的红外能量(红外光)进行分光后分析，并测量采样中的被检体浓度。如上所述，本发明的光模块以及电子设备还可以适用于从入射光中分光规定的光的任意装置。并且，如上所述，本发明的干涉滤波器由于可以通过一台设备对多个波长进行分光，所以可以高精度地实施多个波长的光谱的测量、对多个成分进行检測。因此，与通过多台设备取出想要的波长的现有的装置相比，可以促进光模块和电子设备的小型化，且可例如优选作为便携用或车载用的光学设备。其他，实施本发明时的具体构造及步骤只要在可实现本发明的目的的范围内可以适当变更为其他构造等。符号说明I测色装置3测色传感器5干涉滤波器6粘结层7透明基板8箱体31光接收元件51第一基板52第二基板56第一反射膜57第二反射膜61固化粘结层541第一电极542第二电极G光透过区域
权利要求
1.ー种光模块，其特征在于，包括 干涉滤波器和固定部， 所述干涉滤波器具有具有第一热膨胀系数的第一基板；与所述第一基板彼此相対的第二基板；设置在所述第一基板上的第一反射膜；以及设置在所述第二基板上、隔着间隙与所述第一反射膜相対的第二反射膜， 所述干涉滤波器的所述第一基板固定在所述固定部，所述固定部具有与所述第一热膨胀系数不同的值的第二热膨胀系数， 所述干涉滤波器通过凝胶状树脂的粘结层固定在所述固定部上。
2.根据权利要求I所述的光模块，其特征在干， 在将所述粘结层的厚度尺寸设为Ta、将所述第一基板的线膨胀系数设为a I、将所述第一基板的杨氏模量设为E1、将所述第一基板的厚度尺寸设为Tl、将所述固定部的线膨胀系数设为a 2、将所述固定部的杨氏模量设为E2、将所述固定部的厚度尺寸设为T2、将基于凝胶状树脂的系数设为A吋， 在(al*El*Tl2)≥(a2.E2.T22)的情况下，所述粘结层的厚度尺寸满足下式(I)， 在(al*El*Tl2) > (a2.E2.T22)的情况下，所述粘结层的厚度尺寸满足下式(2)， [数学式I] Ta ≥ A ( a 2 E2 T22)バ a I El Tl2) (I) Ta ≥ A ( a I El Tl2)バ a 2 E2 T22) (2) 其中，Ta、Tl和T2的单位为mm，a I和a 2的单位为IT1，El和E2的单位为GPa。
3.根据权利要求I或2所述的光模块，其特征在干， 所述粘结层的杨氏模量大于等于IOkPa小于等于lOOkPa。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的光模块，其特征在于，所述干涉滤波器具有由所述第一反射膜及所述第二反射膜多重干渉后的光透过的光透过区域， 所述粘结层能够使所述光透过，具有比空气更接近所述第一基板的折射率，且在从基板厚度方向看所述第一基板及所述第二基板的俯视图中，被设置在与所述光透过区域重叠的区域上。
5.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于， 所述第一基板及所述第二基板是玻璃基板， 所述粘结层的折射率大于等于I. 3小于等于I. 7。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的光模块,其特征在于， 所述干涉滤波器的一部分通过由固化性粘结剂固化得到的固化粘结层固定在所述固定部上， 所述干涉滤波器的其他部分通过所述粘结层固定在所述固定部上。
7.根据权利要求6所述的光模块,其特征在于， 所述固化粘结层的杨氏模量大于等于IMPa。
8.根据权利要求6或7所述的光模块,其特征在于， 所述干涉滤波器包括设置在所述第一基板上的电极端子， 所述固化粘结层在从基板厚度方向看所述第一基板及所述第二基板的俯视图中被设置在与所述电极端子重叠的区域的一部分上。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的光模块，其特征在于，所述固定部是能够使从所述干涉滤波器透过的光透过的透明基板。
10.根据权利要求I至8中任一项所述的光模块，其特征在于，所述固定部是接收从所述干涉滤波器透过的光的光接收元件。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的光模块，其特征在于，所述光模块包括 箱体，该箱体包括外装部；导入向所述干涉滤波器入射的光的光入射用基板；以及使从所述干涉滤波器透过的光射出的光出射用基板，所述箱体的内部形成密闭的空间， 所述干涉滤波器收容在所述箱体的内部。
12.根据权利要求11所述的光模块，其特征在干， 所述固定部是所述箱体的所述光出射用基板。
13.—种电子设备,其特征在于,包括权利要求I至12中任一项所述的光模块。
全文摘要
本发明提供了光模块及电子设备。本发明的光模块(测色传感器)包括干涉滤波器、以及固定有干涉滤波器的第一基板的、具有与第一热膨胀系数不同的值的第二热膨胀系数的透明基板，干涉滤波器通过由凝胶状树脂构成的粘结层固定在透明基板上，粘结层缓和由于干涉滤波器和透明基板之间的热膨胀系数之差而产生的应力。
文档编号G02B5/28GK102645742SQ20121003575
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月16日 优先权日2011年2月17日
发明者樱井和德 申请人:精工爱普生株式会社