滤光器装置、光模块及电子设备的制作方法

文档序号:2688551阅读:107来源:国知局
专利名称:滤光器装置、光模块及电子设备的制作方法
技术领域
本发明涉及滤光器装置、光模块以及电子设备。
背景技术
以前,已知一种干涉滤波器,其在一对基板互相对置的面上,分别隔着规定的间隙而对向配置有反射膜。另外,已知一种将这种干涉滤波器收容在框体内的滤光器装置(例如,参照专利文献I)。该专利文献I中记载的滤光器装置具备一种外壳(框体),该外壳具有板状的基底以及圆筒状的盖帽(cap)。在该框体中,基底的边缘部分与盖帽的圆筒一端部通过焊接或者粘结而连接,在基底部与盖帽之间,设有收容干涉滤波器的空间。另外,盖帽在与基底部相对的上表面设有孔,在该孔中设有使光通过的窗部。在先技术文献专利文献专利文献I日本专利特开2008-70163号公报可是,在上述专利文献I中,关于设置窗部的方法,虽然公开了在盖帽的上表面设置的孔中嵌入窗部的结构(图6等),但其它具体的结构尚未公开。另一方面,在专利文献I的图6中公开的结构中,存在无法充分地确保窗部与孔之间的密封性这样的问题。例如在将罐外壳内部维持为减压状态的情况下,空气会从窗部与孔之间的间隙侵入,有时不能维持减压状态。另外,例如带电粒子、水粒子等异物从例如窗部与孔之间的间隙侵入的可能性也变高
发明内容
`本发明的目的在于提供一种能够良好地维持内部密封性的滤光器装置、光模块以及电子设备。本发明的滤光器装置具备:干涉滤波器,具备:第一基板;第二基板,与所述第一基板相对;第一反射膜,设置在所述第一基板上(above);以及第二反射膜,设置在所述第二基板上,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;以及框体,收容所述干涉滤波器,所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板,在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上,在与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有光通过孔,所述框体具备覆盖所述光通过孔的透光基板,在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,所述透光基板的边缘位于所述光通过孔的边缘之外,在所述俯视图中,所述透光基板的从所述光通过孔的边缘到所述透光基板的边缘的区域与设置有所述光通过孔的所述底部基板和所述盖板中的至少任一个接合。依照本发明,滤光器装置具备干涉滤波器和收容该干涉滤波器的框体。而且,框体具备底部基板和盖板,通过接合底部基板和盖板,从而构成收容波长可变干涉滤波器的内部空间。
另外,在底部基板和盖板中的至少任一个上设有用于将光导入干涉滤波器的光通过孔。在此,在干涉滤波器是使通过多重干涉而取出的光反射至光射入侧的反射型滤波器的情况下,光通过孔只要仅在底部基板和盖板中的任一个上设置就可以。另一方面,在干涉滤波器是使通过多重干涉而被取出的光透过至与光射入侧相反一侧的透过型滤波器时,在底部基板和盖板两者上都设置光通过孔。而且,在本发明中,通过使透光基板覆盖该光通过孔,从而可以维持所述内部空间的密封性。在此,透光基板形成得比光通过孔大,从透光基板的基板端缘到光通过孔的外周边缘的区域与设有光通过孔的底部基板或者盖板接合。也就是说,在本发明中,所谓“透光基板覆盖该光通过孔”是指在所述俯视图中,透光基板与光通过孔重叠设置,并且,成为光通过孔的周围与该透光基板接触的状态。因此,在透光基板与光通过孔之间,不会产生间隙,成为可以确保内部空间的密封性的状态。在这种结构中,与例如将透光基板嵌入光通过孔的结构等相比,透光基板的接合区域变大,难以产生间隙,进而能够良好地维持滤光器装置的内部密封性。因此,能够可靠地防止水粒子或者带电粒子侵入框体内部。由此,能够防止例如由水粒子引起第一反射膜、第二反射膜劣化的不良情况、或者防止由于带电粒子使第一反射膜或者第二反射膜带电,进而由于库仑力的影响而使反射膜间间隙变动的不良。在本发明的滤光器装置中,优选所述盖板具备:盖板接合部,与所述底部基板接合;侧壁部,与所述盖板接合部连续,且沿与所述底部基板交叉的方向立起;以及顶面部,与所述侧壁部相连,且与所述底部基板相对。在本发明中,盖板的盖板接合部与底部基板接合,并与该盖板接合部连续地设有沿与底部基板的基板面交叉的方向立起的侧壁部。也就是说,侧壁部从盖板接合部向从底部基板分离的方向延伸。而且,与该侧壁部连续地设有与底部基板相对的顶面部。依照这种本发明,通过使盖板与底部基板接合,从而能够由盖板的侧壁部、顶面部以及底部基板来形成所述内部空间。在本发明的滤光器装置中,优选所述透光基板与设置有所述光通过孔的所述底部基板或者所述盖板的与所述干涉滤波器相对的面的相反的外面侧接合。在透光基板与内部空间侧接合的情况下,内部空间的体积就会被压迫相当于透光基板的厚度尺寸的量,干涉滤波器的配置空间就会变窄。在这种情况下,为了确保干涉滤波器的配置空间,有时需要使框体大型化。与其相对,在本发明中,透光基板接合于成为与底部基板或者盖板的内部空间相反侧的外面侧。因此,能够充分地确保内部空间的空间体积,且能够实现框体的小型化。在本发明的滤光器装置中,优选所述光通过孔被设置于所述底部基板和所述盖板两者,对两个所述光通过孔分别设置所述透光基板。在本发明中,尤其作为干涉滤波器,能够适用于采用使通过多重干涉而取出的光向与光入射侧相反一侧透过的透过型滤波器的情况。在这种滤光器装置中,能够将透过了干涉滤波器的光从光通过孔直接射出到外部。另外,在采用反射型滤波器的情况下,需要在光入射侧配置用于检测被反射至光入射侧的光的检测部,可以认为会导致入射光射入至检测部的不良情况等。对此,如上所述,在采用透过型滤波器,在底部基板和盖板两者上都设置光通过孔的结构中,能够抑制在检测部中检测入射光,进而能够实施更加准确的检测处理。 在本发明的滤光器中,优选所述内部空间的气压比大气压低。依照本发明,内部空间被减压。因此,在例如干涉滤波器是通过使第一基板和第二基板中的任一方挠曲,从而使反射膜间间隙可变的结构的情况下,可以减小使基板挠曲时的空气阻力,能够使响应性良好。另外,例如,即使在温度变化大的环境下利用滤光器装置的情况下,也能够抑制由于内部空间的压力增大而引起的透光基板的变形或者干涉滤波器的变形。在本发明的滤光器装置中,优选在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,在将连结所述光通过孔的外周边缘上的两点的直线、与所述透光基板的基板端缘的两交点作为基板端点,将所述光通过孔的外周边缘上的所述两点间的距离设为“d”,将所述基板端点间的距离设为“a”的情况下,满足a/d ≥1.6的关系。在内部空间被减压的情况下,尤其是在真空状态或者接近于真空的状态下,透光基板受到应力使该透光基板向内部空间侧挠曲。在针对光入射侧的光通过孔设置的透光基板中,如果由于上述那样的应力而产生挠曲,则入射光就会在透光基板上被折射,呈放射状地扩散而射入至干涉滤波器。在这种情况下,由于射入至干涉滤波器的光的角度不同,在反射膜间间隙进行多重干涉的光的光程长度就会变化。因此,作为由干涉滤波器取出的光,目标波长以外的光分量就会含有得较多,存在有半值宽度扩大而分辨率下降这样的问题。对此,在本发明中,以使光通过孔的外周边缘上的两点间的距离“d”与透光基板上的基板端点间的距离“a”满足a/d ≥ 1.6的方式设定光通过孔以及透光基板的尺寸。在此,在a/d < 1.6时,导致透光基板的弯曲量将变大,干涉滤波器的分辨率就会显著地下降。另一方面,如本发明那样,在满足a/d 3 1.6的关系的情况下,透光基板的弯曲量被控制到最小限度,能够抑制干涉滤波器的分辨率下降。尤其是在a/d 2以上的情况下,几乎没有透光基板的挠曲,能够进一步可靠地防止干涉滤波器的分辨率下降。在本发明的滤光器装置中,优选所述干涉滤波器具备电极部,所述底部基板具备:内面端子部,设置在与所述盖板相对的盖板相对面上,所述内面端子部与所述电极部电连接;以及外面端子部,设置在与所述盖板相对面相反一侧的底部外侧面上,所述外面端子部与所述内面端子部电连接。此外,作为电极部,例如,可以列举出向用于使反射膜间间隙改变的电力驱动致动器(actuator)供给电力的电极、用于检测用来测定反射膜间间隙大小的静电电容电极的电荷的电极等。依照本发明,设在底部基板的盖板相对面上的内面端子部与设在底部外侧面上的外面端子部进行电连接,干涉滤波器的电极部与内面端子部进行电连接。因此,通过对形成在底部基板的底部外侧面侧的外面端子部实施布线,从而能够对收容在内部空间中的干涉滤波器接收发送电信号。另外,由于可以将外侧端子部集中在作为底部基板的一面侧的底部外侧面上,因而能够简化对滤光器装置的布线作业。在本发明的滤光器装置中,优选所述底部基板具备:从所述盖板相对面设置至所述底部外侧面的贯通孔;以及被填充至所述贯通孔中的导电性部件,所述内面端子部和所述外面端子部通过所述导电性部件电连接。
在本发明中,通过在贯通孔中填充导电性部件,从而能够一直在维持内部空间的密封性的状态下连接内面端子部和外面端子部。此时,通过使导电性部件直接与内面端子部和外面端子部接触连接,从而能够使布线可靠性得以提高。在本发明的滤光器装置中,优选在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上设置有贯通所述底部基板和所述盖板中的至少任一个的一个或多个孔部、以及密封所述孔部的密封部件。在本发明中,由于在底部基板和盖板上设有孔部,因而在实施了透光基板和盖板的接合之后,通过从该孔部抽出内部空间的空气,从而能够将内部空间的气压设定为比大气压低的状态。因此,无需在减压环境下、真空环境下实施透光基板与盖板之间的接合,在由人实施例如焊锡等接合作业时,能够使作业性得以提高。在本发明的滤光器装置中,优选所述干涉滤波器在通过了所述光通过孔的光入射的光入射面具备环状的非透光性部件。在本发明中,由于非透光性部件被形成为环状,因而能够使其内周边缘作为孔阑而发挥作用。由此能够规定从光通过孔射入至滤光器装置的光的角度,能够防止杂散光而得到精度高的分光特性。另外,通过在干涉滤波器上设置非透光性部件,与上述有效范围的第一反射膜、第二反射膜的校准调整精度也能够得以提高。本发明的光模块具备:干涉滤波器,具备:第一基板;第二基板,与所述第一基板相对;第一反射膜,设置在所述第一基板上;以及第二反射膜,设置在所述第二基板上,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;框体,收容所述干涉滤波器;以及检测部,检测通过所述干涉滤波器取出的光,所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板,在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上,在与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有光通过孔,所述框体具备覆盖所述光通过孔的透光基板,在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,所述透光基板的边缘位于所述光通过孔的边缘之外,在所述俯视图中,所述透光基板的从所述光通过孔的边缘到所述透光基板的边缘的区域与设置有所述光通过孔的所述底部基板和所述盖板中的至少任一个接合。依照本发明,与上述发明同样,框体内部的内部空间的密封性良好,能够防止水粒子或者带电粒子的侵入,因此,不存在由于这些粒子的侵入而引起的反射膜的劣化等,能够由干涉滤波器以高分辨率取出目标波长的光,且通过一体地控制干涉滤波器和检测部,从而能够实施准确的光量检测。本发明的电子设备具备:干涉滤波器,具备:第一基板;第二基板,与所述第一基板相对;第一反射膜,设置在所述第一基板上;以及第二反射膜,设置在所述第二基板上,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;以及框体,收容所述干涉滤波器,所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板,在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上,在与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有光通过孔,所述框体具备覆盖所述光通过孔的透光基板,在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,所述透光基板的边缘位于所述光通过孔的边缘之外,在所述俯视图中,所述透光基板的从所述光通过孔的边缘到所述透光基板的边缘的区域与设置有所述光通过孔的所述底部基板和所述盖板中的至少任一个接合。依照本发明,与上述发明同样,框体内部的内部空间的密封性良好,能够防止水粒子或者带电粒子的侵入,因此,不存在由于这些粒子的侵入而引起的反射膜的劣化等,能够由干涉滤波器以高分辨率取出目标波长的光,进而能够通过取出的光来实施精度高的电子处理(例如色度测定或者成分分析等)。


图1是表示根据本发明的第一实施方式的滤光器装置的概略结构的立体图。图2是表示第一实施方式的滤光器装置的概略结构的截面图。图3是表示被收容在第一实施方式的滤光器装置中的干涉滤波器的概略结构的俯视图。图4是表示第一实施方式的干涉滤波器的概略结构的截面图。图5是表不盖板侧玻璃基板由于真空应力而挠曲时入射光的路径的图。图6的(A)是用于说明盖板侧玻璃基板的尺寸设定的图。图6的(B)是用于说明光通过孔的形状为椭圆时的盖板侧玻璃基板的尺寸设定的图。图7是表示滤光器装置的制造工序的工序图。图8是表示第二实施方式中的测色装置的概略结构的框图。图9是表示变形例的滤光器装置的概略结构的截面图。图10是表示具备本发明的滤光器装置的气体检测装置的示意图。图11是表示图10的气体检测装置的控制系统的结构的框图。图12是表示具备本发明的滤光器装置的食品分析装置的概略结构的图。图13是表示具备本发明的滤光器装置的分光照相机的概略结构的示意图。
具体实施例方式[第一实施方式]下面,将根据附图来说明根据本发明的第一实施方式。[1.滤光器装置的结构]图1是表示根据本发明的第一实施方式的滤光器装置600的概略结构的立体图。图2是滤光器装置600的截面图。滤光器装置600是从入射的检查对象光中提取规定的目标波长的光并使其射出的装置,滤光器装置600具备框体601和被收容在框体601的内部的波长可变干涉滤波器5(参照图2)。这种滤光器装置600能够组装到例如测色传感器等光模块、测色装置或者气体分析装置等电子设备中。此外,将在后述第二实施方式中对具备滤光器装置600的光模块或者电子设备的结构进行说明。[2.波长可变干涉滤波器的结构]波长可变干涉滤波器5构成本发明的干涉滤波器。图3是表示设置在滤光器装置600中的波长可变干涉滤波器5的概略结构的俯视图,图4是表示沿图3中的IV-1V线截面时的波长可变干涉滤波器5的概略结构的截面图。如图3所示,波长可变干涉滤波器5是例如矩形板状的光学部件。该波长可变干涉滤波器5具备本发明的作为第一基板的固定基板51和本发明的作为第二基板的可动基板52。这些固定基板51和可动基板52分别由例如钠玻璃、结晶性玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或者水晶等形成。而且,这些固定基板51和可动基板52通过使固定基板51的第一接合部513和可动基板的第二接合部523由接合膜53 (第一接合模531和第二接合膜532)接合而构成为一体,该接合膜53由以例如娃氧烧为主要成分的等离子体聚合膜等构成。此外,在以后的说明中,将从固定基板51或者可动基板52的基板厚度方向观察到的俯视图、即从固定基板51、接合膜53以及可动基板52的层叠方向观察波长可变干涉滤波器5而得到的俯视图称为滤波器俯视图。在固定基板51上设置有构成本发明的第一反射膜的固定反射膜54,在可动基板52上设置有构成本发明的第二反射膜的可动反射膜55。这些固定反射膜54和可动反射膜55隔着反射膜间间隙Gl而相对配置。而且,在波长可变干涉滤波器5设有用于调整该反射膜间间隙Gl的距离(尺寸)的静电致动器(electrostatic actuator)56。该静电致动器56由设在固定基板51上的固定电极561和设在可动基板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)而对置。在此,这些电极561、562可以是分别被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,也可以是通过其他膜部件而设置的结构。此外,在本实施方式中,虽然例示了反射膜间间隙Gl形成得比电极间间隙G2小的结构,但也可以根据例如由波长可变干涉滤波器5透过的波长区域的不同,将反射膜间间隙Gl形成得比电极间间隙G2大。在滤波器俯视图中,固定基板51的一边侧(例如,图3中的顶点Cl-顶点C2间的边)比可动基板52更向外侧突出。在该突出部分中,从可动基板52 —侧观察波长可变干涉滤波器5时露出的面构成第一电装面(first electrical installation surface) 514。另外,在滤波器俯视图中,可动基板52的边中的、与第一电装面514相对的一边侧(顶点C3-顶点C4间的边)比固定基板51更向外侧突出。在该突出部分中,从固定基板51一侧观察波长可变干涉滤波器5时露出的面构成第二电装面524。(2-1.固定基板的结构)固定基板51通过加工厚度形成为例如500 μ m的玻璃基材而形成。具体而言,如图4所示,在固定基板51上,通过蚀刻形成有电极配置槽511和反射膜设置部512。该固定基板51的厚度尺寸形成得比可动基板52的厚度尺寸大,从而不存在由在固定电极561和可动电极562之间施加电压时的静电引力、或者固定电极561的内部应力引起的固定基板51的挠曲。在滤光器的俯视图中,电极配置槽511形成为以波长可变干涉滤波器5的中心点O为中心的环状。在上述俯视图中,反射膜设置部512以从电极配置槽511的中心部向可动基板52侧突出的方式形成。在此,电极配置槽511的槽底面成为配置有固定电极561的电极设置面511A。另外,反射膜设置部512的突出前端面成为反射膜设置面512A。另外,在固定基板51上,设有从电极配置槽511向第一电装面514和第二电装面524延伸的电极引出槽511B。在电极配置槽511的电极设置面51IA上有固定电极561。该固定电极561被设置在电极设置面51IA中的、与后述的可动部512的可动电极562相对的区域。另外,在固定电极561上,也可以是层叠用于确保固定电极561和可动电极562之间的绝缘性的绝缘膜的结构。而且,在固定基板51上设有固定引出电极563,该固定引出电极563从固定电极561的外周边缘通过电极引出槽511B延伸至第一电装面514。该固定引出电极563的延伸前端部(位于固定基板51的顶点C2的部分)在第一电装面514上构成固定电极垫563P。此外,在本实施方式中,虽然不出了在电极设置面511A上设置一个固定电极561的结构,但是也可以是例如设置有呈以平面中心点O为中心的同心圆的两个电极的结构(双重电极结构)等。如上所述,反射膜设置部512在与电极配置槽511同轴上,形成为直径尺寸比电极配置槽511小的大致圆柱状,该反射膜设置部512具备该反射膜设置部512与可动基板52相对的反射膜设置面512A。如图4所示,在该反射膜设置部512上设置有固定反射膜54。作为该固定反射膜54,能够采用例如Ag等金属膜或者Ag合金等合金膜。另外,也可以采用例如将TiO2作为高折射层、将SiOJt为低折射层的电介质多层膜。并且,也可以采用在电介质多层膜上层叠了金属膜(合金膜)而成的反射膜、在金属膜(或者合金膜)上层叠了电介质多层膜而成的反射膜、以及层叠了单层的折射膜(TiO2或者SiO2等)与金属膜(或者合金膜)而成的反射膜等。另外,在固定基板51的光入射面51A (未设有固定反射膜54的面)上,可以在对应于固定反射膜54的位置上形成防止反射膜。该防止反射膜能够通过交替地层叠低折射率膜和高折射率膜而形成,该防止反射膜使可见光在固定基板51的表面上的反射率下降,使透过率增大。并且,在固定基板51的光入射面51A上设有由例如Cr等形成的非透光性部件515。该非透光性部件515被形成为环状,优选被形成为圆环状。而且,非透光性部件515的环内周径被设定为用于通过固定反射膜54和可动反射膜55而进行光干涉的有效直径。由此,非透光性部件515作为缩小入射至光学滤波器装置600的入射光的孔阑(aperture)而发挥作用。而且,在固定基板51的与可动基板52相对的面中,通过蚀刻未形成电极配置槽511、反射膜设置部512以及电极引出槽511B的面构成第一接合部513。在该第一接合部513上设有第一接合膜531,如上所述,通过使该第一接合膜531与设在可动基板52上的第二接合膜532接合,从而接合固定基板51和可动基板52。(2-2.可动基板的结构)可动基板52通过加工厚度形成为例如200 μ m的玻璃基材而形成。具体而言,可动基板52具备:圆形状的可动部521,其在图3所示的滤光器俯视图中,以平面中心点O为中心;保持部522,设在可动部521的外侧,保持可动部521 ;以及基板外周部525,设在保持部522的外侧。可动部521的厚度尺寸形成得比保持部522的厚度尺寸大,例如在本实施方式中,形成为与可动基板52的厚度尺寸相同的尺寸。在滤光器俯视图中,该可动部521至少形成为比反射膜设置面512A的外周边缘的直径尺寸大的直径尺寸。而且,在该可动部521上设有可动电极562和可动反射膜55。此外,与固定基板51同样,在可动部521的与固定基板51相反一侧的面上也可以形成有防止反射膜。这种防止反射膜能够通过交替地层叠低折射率膜和高折射率膜而形成,其能够使可见光在可动基板52的表面上的反射率下降,使透过率增大。可动基板562隔着电极间间隙G2与固定电极561对置,可动基板562被形成为与固定电极561相同形状的环状。另外,在可动基板52上具备从可动电极562的外周边缘向第二电装面524延伸的可动引出电极564。该可动引出电极564的延伸前端部(位于可动基板52的顶点Cl的部分)在第二电装面524构成可动电极垫564P。可动反射膜55在可动部521的可动面521A的中心部,隔着反射膜间间隙Gl与固定反射膜54相对设置。作为该可动反射膜55,可以使用与上述固定反射膜54相同的结构的反射膜。保持部522是包围可动部521的周围的隔膜(diaphragm),保持部522的厚度尺寸形成得比可动部521的厚度尺寸小。这样的保持部522比可动部521更易于挠曲,通过微小的静电引力就能够使可动部521向固定基板51侧位移。此时,由于可动部521的厚度尺寸比保持部522的厚度尺寸大,刚性变大,因而即使在保持部522由于静电引力而被拉向固定基板51侧的情况下,也不会引起可动部521的形状变化。因此,设在可动部521上的可动反射膜55也不会产生挠曲,进而能够将固定反射膜54和可动反射膜55始终维持为平行状态。此外,在本实施方式中,虽然例示了隔膜状的保持部522,但并不仅限于此,例如,也可以形成为设有以平面中心点O为中心、以等角度间隔配置的梁状的保持部的结构等。如上所述,基板外周部525在滤波器俯视图中被设在保持部522的外侧。该基板外周部525的与固定基板51相对的面具备与第一接合部513相对的第二接合部523。而且,在该第二接合部523上设有第二接合膜532,如上所述,通过使第二接合膜532与第一接合膜531接合,从而接合固定基板51和可动基板52。[3.框体的结构]返回至图1和图2,框体601具备:底部基板610、盖板(lid)620、底部侧玻璃基板630 (透光基板)以及盖板侧玻璃基板640 (透光基板)。底部基板610由例如单层陶瓷基板构成。在该底部基板610上设置有波长可变干涉滤波器5的可动基板52。作为可动基板52向底部基板610的设置,既可以是经由例如粘结层等而配置的结构,也可以是通过被嵌合等在其它固定件等上而配置的结构。在底部基板610,在与波长可变干涉滤波器5的反射膜(固定反射膜54、可动反射膜55)相对的区域上,开口地形成有光通过孔611。在该底部基板610的与盖板620相对的底部内侧面612 (盖板相对面)设有与波长可变干涉滤波器5的第一电装面514、第二电装面524上的各电极垫563P、564P连接的内侧端子部615。此外,各电极垫563P、564P与内侧端子部615之间的连接能够使用例如FPC (Flexible Printed Circuits,柔性印刷电路板)615A,由例如 Ag 膏(Ag paste)、ACF(Anisotropic Conductive Film,异方性导电膜)、ACP (Anisotropic Conductive Paste,异方性导电膏)等接合。此外,为了将内部空间650维持为真空状态,优选使用脱气(degas)(气体放出)少的Ag膏。此外,并不仅限于FPC 615A连接,也可以实施例如引线接合法等布线连接。另外,底部基板610与设有各内侧端子部615的位置相对应地形成有贯通孔614,各内侧端子部615经由贯通孔614与设置在底部基板610的底部内侧面612相反一侧的底部外侧面613上的外侧端子部616连接。在此,在贯通孔614中,填充连接内侧端子部615和外侧端子部616的金属部件(例如Ag膏等),以维持框体601的内部空间650的密封性。而且,在底部基板610的外周部设有与盖板620接合的底部接合部617。如图1和图2所示,盖板620具备:盖板接合部624,与底部基板610的底部接合部617接合;侧壁部625,从盖板接合部624连续,并沿从底部基板610分离的方向立起;顶面部626,从侧壁部625连续,并覆盖波长可变干涉滤波器5的固定基板51 —侧。该盖板620能够由例如科瓦铁镍钴合金(kovar)等合金或者金属形成。通过使盖板接合部624与底部基板61的底部接合部616接合,该盖板620被紧贴接合在底部基板610上。作为该接合方法,例如,除了激光焊接以外,还可以列举出:使用了银钎焊等的焊锡、使用了共晶合金层(eutectic alloy layer)的密封、使用了低熔点玻璃的熔敷、玻璃粘接(glass adhesion)、玻璃介质键合(glass frit bonding)、环氧树脂的粘结等。这些接合方法能够根据底部基板610以及盖板620的材料或者接合环境等不同,适当地选择。在本实施方式中,在底部基板610的底部接合部617上,形成由例如Ni和Au等构成的接合用图案(pattern)617A,通过对接合用图案617A以及盖板接合部624照射高功率激光(例如YAG激光等)而进行激光焊接。盖板620的顶面部626相对于底部基板610平行。在该顶面部626上,在与波长可变干涉滤波器5的各反射膜54、55相对的区域,开口地形成有光通过孔621。在此,在本实施方式中,光从盖板620的光通过孔621入射,由波长可变干涉滤波器5取出的光从底部基板610的光通过孔611射出。在这种结构中,在从光通过孔621射入的光中,只有被设在波长可变干涉滤波器5的光入射面51A上的非透光性部件515的有效直径的光入射固定反射膜54、可动反射膜55。尤其是,波长可变干涉滤波器5的各基板51、52通过蚀刻形成形状,蚀刻部分由于侧蚀刻的影响而形成曲面部。如果光入射这种曲面部,则有时该光会成为杂散光(stray light)而从光通过孔611射出。对此,在本发明中,通过非透光性部件515,能够防止这种杂散光的产生,进而能够提取所期望的目标波长的光。底部侧玻璃基板630是在底部基板610的底部外侧面613侧覆盖光通过孔611并接合的玻璃基板。底部侧玻璃基板630形成为比光通过孔611大的尺寸,以便被配置为该底部侧玻璃基板630的平面中心O与光通过孔611的平面中心点O —致。此外,该平面中心点O与波长可变干涉滤波器5的平面中心点O —致,并与固定反射膜54以及可动反射膜55、非透光性部件515的环内边缘的平面中心点O —致。而且,在从底部基板610 (底部侧玻璃基板630)的厚度方向观察滤光器装置600的俯视图中,底部侧玻璃基板630在光通过孔611的外周边缘61IA外侧的区域(从外周边缘61IA至底部侧玻璃基板630的基板端缘631的区域)与底部基板610接合。同样,盖板侧玻璃基板640是在与盖板620的、与底部基板610相对的光通过孔621相反一侧的盖板内侧面622侧,覆盖光通过孔621并接合的玻璃基板。盖板侧玻璃基板640被形成为比光通过孔621大的尺寸,以便被配置为该盖板侧玻璃基板640的平面中心O与光通过孔621的平面中心点O —致。而且,在从底部基板610 (盖板侧玻璃基板640)的厚度方向观察滤光器装置600的俯视图中,盖板侧玻璃基板640的、光通过孔621的外周边缘621A的外侧区域(从外周边缘621A至盖板侧玻璃基板640的基板端缘641的区域)与盖板620接合。作为底部基板610与底部侧玻璃基板630的接合、盖板620与盖板侧玻璃基板640的接合,例如能够采用玻璃介质键合,该玻璃介质键合法在高温下将玻璃原料熔解,并使用作为骤冷后的玻璃碎片的玻璃料(frit)。在这种玻璃介质键合中,在接合部分上不会产生间隙,另外,通过使用脱气(气体放出)少的玻璃料,从而能够将内部空间650维持为真空状态。此外,并不仅限于玻璃介质键合,也可以进行使用了低熔点玻璃的熔敷、玻璃密封等接合。另外,虽然不适于维持内部空间650的真空状态,但是,如果例如只是为了抑制异物侵入内部空间650,则也可以用环氧树脂等进行粘结。如上所述,在本实施方式的滤光器装置600中,框体601通过底部基板610与盖板620的接合、底部基板610与底部侧玻璃基板630的接合、盖板620与盖板侧玻璃基板640的接合,从而密封地维持框体601的内部空间650。而且,在本实施方式中,内部空间650被维持为真空状态。 这样,通过将内部空间650维持为真空状态,从而在使波长可变干涉滤波器5的可动部521移动时,不会产生空气阻力,进而能够改善响应性。[底部侧玻璃基板630以及盖板侧玻璃基板640的尺寸设定]如上所述,如果使内部空间650变为真空状态,则就会产生极力使底部侧玻璃基板630和盖板侧玻璃基板640向内部空间650 —侧挠曲的应力。图5是表不盖板侧玻璃基板640由于真空应力而挠曲时入射光的路径的图。如图5所不,尤其是如果光入射侧的盖板侧玻璃基板640由于应力而挠曲为曲面状,则入射光就会在通过盖板侧玻璃基板640时折射,导致光进入波长可变干涉滤波器5的进入角度就会变化。在这种情况下,在由波长可变干涉滤波器5提取的光中,目标波长以外的光分量的含有量会变多,存在分辨率下降这样的问题。对此,在本实施方式中,按如下方式决定底部侧玻璃基板630以及盖板侧玻璃基板640的尺寸。图6的(A)是用于说明盖板侧玻璃基板64的尺寸设定的图。此外,在此虽然说明盖板侧玻璃基板640,但优选在底部侧玻璃基板630中也设定为同样的尺寸。在图6的(A)中,将盖板侧玻璃基板640的外周边缘上的两点分别设为A、B,将连接点A、B的直线与盖板侧玻璃基板640的基板端缘641的交点设为C、D。在此,将A、B间的距离设为“d”,C、D间的距离设为“a”,使距离“a”变化,以判定对波长可变干涉滤波器5的光学特性的影响,在进行上述的实验中可以得到如下表I的结果O表I
权利要求
1.一种滤光器装置,其特征在于,具备: 干涉滤波器,具备: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;以及设置在所述第二基板上的第二反射膜,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;以及框体,收容所述干涉滤波器, 所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板, 在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上,在与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有光通过孔, 所述框体具备覆盖所述光通过孔的透光基板, 在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,所述透光基板的边缘位于所述光通过孔的边缘之外, 在所述俯视图中,所述透光基板的从所述光通过孔的边缘到所述透光基板的边缘的区域与设置有所述光通过孔的所述底部基板和所述盖板中的至少任一个接合。
2.根据权利要求1所述的滤光器装置,其特征在于, 所述盖板具备: 盖板接合部,与所述底部基板接合; 侧壁部,与所述盖板接合部连续,且沿与所述底部基板交叉的方向立起;以及 顶面部,与所述侧壁部相连, 且与所述底部基板相对。
3.根据权利要求1或2所述的滤光器装置,其特征在于, 所述透光基板与设置有所述光通过孔的所述底部基板或者所述盖板的与所述干涉滤波器相对的面的相反的外面侧接合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的滤光器装置,其特征在于, 所述光通过孔被设置于所述底部基板和所述盖板两者, 对两个所述光通过孔分别设置所述透光基板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的滤光器装置,其特征在于, 所述框体内部的气压比大气压低。
6.根据权利要求5所述的滤光器装置,其特征在于, 在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,在将连结所述光通过孔的外周边缘上的两点的直线、与所述透光基板的基板端缘的两交点作为基板端点,将所述光通过孔的外周边缘上的所述两点间的距离设为d,将所述基板端点间的距离设为a的情况下,满足a/d ^ 1.6的关系。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的滤光器装置,其特征在于, 所述干涉滤波器具备电极部, 所述底部基板具备:内面端子部,设置在与所述盖板相对的盖板相对面上,所述内面端子部与所述电极部电连接;以及外面端子部,设置在与所述盖板相对面相反一侧的底部外侧面上,所述外面端子部与所述内面端子部电连接。
8.根据权利要求7所述的滤光器装置,其特征在于, 所述底部基板具备:从所述盖板相对面设置至所述底部外侧面的贯通孔;以及被填充至所述贯通孔中的导电性部件,所述内面端子部和所述外面端子部通过所述导电性部件电连接。
9.根据权利要求5所述的滤光器装置,其特征在于, 在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上设置有贯通所述底部基板和所述盖板中的至少任一个的一个或多个孔部、以及密封所述孔部的密封部件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的滤光器装置,其特征在于, 所述干涉滤波器在通过了所述光通过孔的光入射的光入射面具备环状的非透光性部件。
11.一种光模块,其特征在于,具备: 干涉滤波器,具备: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;以及设置在所述第二基板上的第二反射膜,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对; 框体,收容所述干涉滤波器;以及 检测部,检测通过所述干涉滤波器取出的光, 所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板, 在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上,在与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有光通过孔, 所述框体具备覆盖所述光通过孔的透光基板, 在从基板厚度方向观察 所述透光基板的俯视图中,所述透光基板的边缘位于所述光通过孔的边缘之外, 在所述俯视图中,所述透光基板的从所述光通过孔的边缘到所述透光基板的边缘的区域、与设置有所述光通过孔的所述底部基板和所述盖板中的至少任一个接合。
12.—种电子设备,其特征在于,具备: 干涉滤波器,具备: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;以及设置在所述第二基板上的第二反射膜,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;以及框体,收容所述干涉滤波器, 所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板, 在所述底部基板和所述盖板中的至少任一个上,在与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有光通过孔, 所述框体具备覆盖所述光通过孔的透光基板, 在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,所述透光基板的边缘位于所述光通过孔的边缘之外, 在所述俯视图中,所述透光基板的从所述光通过孔的边缘到所述透光基板的边缘的区域、与设置有所述光通过孔的所述底部基板和所述盖板中的至少任一个接合。
13.一种滤光器装置,其特征在于,具备: 干涉滤波器,具备: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;以及设置在所述第二基板上的第二反射膜,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;以及框体,收容所述干涉滤波器,所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板, 在所述底部基板的与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有第一光通过孔, 所述底部基板具备覆盖所述第一光通过孔的第一透光基板, 在从基板厚度方向观察所述第一透光基板的俯视图中,所述第一透光基板的边缘位于所述第一光通过孔的边缘之外, 在所述俯视图中,所述第一透光基板的从所述第一光通过孔的边缘到所述第一透光基板的边缘的区域与所述底部基板接合, 在所述盖板的与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有第二光通过孔, 所述盖板具备覆盖所述第二光通过孔的第二透光基板, 在所述俯视图中,所述第二透光基板的边缘位于所述第二光通过孔的边缘之外, 在所述俯视图中,所述第二透光基板的从所述第二光通过孔的边缘到所述第二透光基板的边缘的区域与所述盖板接合。
14.一种滤光器装置,其特征在于,具备: 干涉滤波器,具备: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;以及设置在所述第二基板上的第二反射膜,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;以及框体,收容所述干涉滤波器, 所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板, 在所述底部基板的与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有第一光通过孔, 所述底部基板具备覆盖所述第一光通过孔的第一透光基板, 在从基板厚度方向观察所述第一透光基板的俯视图中,所述第一透光基板的边缘位于所述第一光通过孔的边缘之外, 在所述俯视图中,所述第一透光基板的从所述第一光通过孔的边缘到所述第一透光基板的边缘的区域与所述底部基板接合。
15.一种滤光器装置,其特征在于,具备: 干涉滤波器,具备: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;以及设置在所述第二基板上的第二反射膜,所述第二反射膜隔着反射膜间间隙与所述第一反射膜相对;以及框体,收容所述干涉滤波器, 所述框体具备:底部基板和与所述底部基板接合的盖板, 在所述底部基板的与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有第一光通过孔, 所述盖板具备覆盖所述第二光通过孔的第二透光基板, 在从基板厚度方向观察所述第一透光基板的俯视图中,所述第二透光基板的边缘位于所述第二光通过孔的边缘之外, 在所述俯视图中,所述第二透光基板的从所述第二光通过孔的边缘到所述第二透光基板的边缘的区域与所述盖板接合。
16.一种滤光器装置,其特征在于,具备: 干涉滤波器,具备:第一反射膜,反射入射的光的一部分,并使一部分透过;以及第二反射膜,反射入射的光的一部分,并使一部分透过,所述第二反射膜隔着间隙与所述第一反射膜相对;以及 框体,收容所述干涉滤波器, 在所述框体的与所述第一反射膜以及所述第二反射膜相对的区域设置有光通过孔, 所述框体具备覆盖所述光通过孔的透光基板, 在从基板厚度方向观察所述透光基板的俯视图中,所述透光基板的边缘与所述框体的一部分重叠,并且,所述透光基板在从所述光通过孔的边缘到所述透光基板的边缘的区域,在包围所述光通过孔的连续的区域与所述框体接合。
17.根据权利要求13至16中的任一项所述的滤光器装置,其特征在于, 所述框体内部的气压比大气压低。
18.根据权利要求17所述的滤光器装置,其特征在于, 在所述底部基板上设置有贯通所述底部基板的孔部、以及密封所述孔部的密封部件。
19.根据权利要求17所述的滤光器装置,其特征在于, 在所述盖板上设置有贯通所述盖板的孔部、以及密封所述孔部的密封部件。
全文摘要
本发明公开了一种滤光器装置、光模块以及电子设备,该滤光器装置具备波长可变干涉滤波器,具有固定基板、可动基板、固定反射膜以及可动反射膜;以及框体,在内部收容波长可变干涉滤波器。框体具备底部基板;盖板,与该底部基板接合,在与该底部基板之间形成内部空间;以及盖板侧玻璃基板,闭塞设在盖板上的光通过孔。而且,盖板侧玻璃基板的基板端缘位于光通过孔的外周边缘之外,从光通过孔的外周边缘到基板端缘的区域与盖板接合。
文档编号G02B7/00GK103116208SQ201210359300
公开日2013年5月22日 申请日期2012年9月24日 优先权日2011年9月27日
发明者松野靖史, 田中秀一, 佐野朗 申请人:精工爱普生株式会社
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