特開 2023-45888 電子機器および分光器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023045888

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】電子機器および分光器

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/18 20060101AFI20230327BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20230327BHJP

   G02B 26/08 20060101ALI20230327BHJP

   G12B 9/08 20060101ALN20230327BHJP

   H05K 5/02 20060101ALN20230327BHJP

【ＦＩ】

G01J3/18

G02B26/10 104Z

G02B26/08 E ZAB

G12B9/08 C

H05K5/02 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021154499

(22)【出願日】2021-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】藤田 哲丸

(72)【発明者】

【氏名】野口 英剛

【テーマコード（参考）】

2F078

2G020

2H045

2H141

4E360

【Ｆターム（参考）】

2F078EA12

2F078EA26

2F078EB01

2F078EC16

2G020AA03

2G020BA05

2G020CA02

2G020CB02

2G020CB26

2G020CB36

2G020CC05

2G020CC43

2G020CC55

2G020CC56

2G020CC62

2G020CD04

2G020CD12

2G020CD24

2G020CD37

2H045AB06

2H045AB81

2H141MA12

2H141MB24

2H141MC09

2H141MD12

2H141MD16

2H141MD20

2H141ME13

2H141ME24

2H141ME25

2H141MG10

2H141MZ03

2H141MZ16

4E360AA03

4E360AB02

4E360AB42

4E360EA12

4E360ED07

4E360GA14

4E360GB99

4E360GC02

4E360GC08

4E360GC14

(57)【要約】

【課題】可動部材を搭載した電子機器の耐衝撃性を高くすること。
【解決手段】本発明の一態様に係る電子機器は、可動部材を搭載した電子機器であって、前記可動部材を内部に収容する筐体と、前記可動部材への衝撃を緩和する緩衝部材と、を有し、前記緩衝部材は、前記筐体を内側に保持し、前記可動部材の可動方向に沿う方向に突き出した突起、または前記可動方向に沿う方向に窪んだ窪みの少なくとも一方を外側に含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可動部材を搭載した電子機器であって、
前記可動部材を内部に収容する筐体と、
前記可動部材への衝撃を緩和する緩衝部材と、を有し、
前記緩衝部材は、前記筐体を内側に保持し、前記可動部材の可動方向に沿う方向に突き出した突起、または前記可動方向に沿う方向に窪んだ窪みの少なくとも一方を外側に含む電子機器。

【請求項2】

前記緩衝部材の外側から前記窪みの底までの前記可動方向に沿った深さは、５．１ｍｍ以上である請求項１に記載の電子機器。

【請求項3】

前記窪みは、前記窪みの底に近づくほど細くなるテーパ形状を含む請求項１または２に記載の電子機器。

【請求項4】

前記窪みのテーパ形状における窪みテーパ角は、１２０度以下である請求項３に記載の電子機器。

【請求項5】

前記緩衝部材の外側から前記突起の端部までの前記可動方向に沿った高さは、５．１ｍｍ以上である請求項１から４の何れか１項に記載の電子機器。

【請求項6】

前記突起は、前記突起の端部に近づくほど細くなるテーパ形状を含む請求項１から５の何れか１項に記載の電子機器。

【請求項7】

前記突起のテーパ形状における突起テーパ角は、１２０度以下である請求項６に記載の電子機器。

【請求項8】

前記可動部材は、所定の揺動軸周りに揺動する請求項１から７の何れか１項に記載の電子機器。

【請求項9】

前記突起は、前記揺動軸に交差し、かつ前記可動方向に沿う軸に対して対称な位置に配置された複数の突起を含む請求項８に記載の電子機器。

【請求項10】

前記可動部材は、半導体プロセスにより形成されている請求項１から９の何れか１項に記載の電子機器。

【請求項11】

前記緩衝部材は、シリコーンゴムを含む請求項１から１０の何れか１項に記載の電子機器。

【請求項12】

対象物からの光を分光分析する分光器であって、
請求項１から１１の何れか１項に記載の電子機器を有し、
前記電子機器は、
前記対象物に光を照射する光源と、
前記光源から照射され、前記対象物により反射された光を回折させる回折部と、
前記回折部により回折された光の光強度に応じた電気信号を出力する受光部と、を内部に有し、
前記可動部材は、前記回折部により回折された光を前記受光部に導光する分光器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器および分光器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー等の可動部材を有する電子機器が知られている。このような電子機器には、対象物からの光を分光分析する分光器等が挙げられる。例えば分光器は、分光分析により対象物の樹脂種等を同定し、対象物をリサイクル材料として樹脂種ごとに選別回収するために用いられる。

【0003】

また、外部から電子機器に加えられる衝撃から電子機器を保護するために、電子機器の端部を少なくとも２箇所覆う複数の端部保護部材を有する電子機器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

可動部材は外部からの衝撃に応じて壊れやすいため、可動部材を搭載した電子機器では、耐衝撃性がより高いものが求められる。

【0005】

本発明は、可動部材を搭載した電子機器の耐衝撃性を高くすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る電子機器は、可動部材を搭載した電子機器であって、前記可動部材を内部に収容する筐体と、前記可動部材への衝撃を緩和する緩衝部材と、を有し、前記緩衝部材は、前記筐体を内側に保持し、前記可動部材の可動方向に沿う方向に突き出した突起、または前記可動方向に沿う方向に窪んだ窪みの少なくとも一方を外側に含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、可動部材を搭載した電子機器の耐衝撃性を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る分光器の全体構成を例示する斜視図である。

【図2】図１の分光器における筐体を例示する斜視図である。

【図3】図２のII－II断面図である。

【図4】図１の分光器におけるフレームの構成を例示する斜視図である。

【図5】図１の分光器における可動部材の構成を例示する平面図である。

【図6】図１の分光器における緩衝部材の構成の第１例を示す正面図である。

【図7】図１の分光器における緩衝部材の構成の第１例を示す上面図である。

【図8】図１の分光器における緩衝部材の構成の第１例を示す側面図である。

【図9】図６のVI－VI断面図である。

【図10】図１の分光器における緩衝部材の第２例を示す側面図である。

【図11】図１の分光器における緩衝部材の第３例を示す側面図である。

【図12】落下衝撃により破損した可動部材を例示する図である。

【図13】落下衝撃の測定結果を例示する図である。

【図14】図１の分光器の落下衝撃測定結果を例示する図である。

【図15】比較例に係る分光器の落下衝撃測定結果を例示する図である。

【図16】図１の分光器における緩衝部材の第４例を示す模式図である。

【図17】図１の分光器における緩衝部材の第５例を示す模式図である。

【図18】図１の分光器における可動部材の変形例を示す図である。

【図19】図１の分光器におけるフレームの変形例を示す図である。

【図20】第２実施形態に係る分光システムの全体構成を例示する図である。

【図21】図２１の分光システムの動作を例示するフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について詳細に説明する。各図面において、同一の構成部または同質の構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

【0010】

以下に示す図でＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、実施形態に係る分光器が有する可動部材の揺動軸に略直交する方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は揺動軸に沿う方向を示すものとする。Ｚ軸に沿うＺ方向は、Ｘ方向およびＹ方向の両方に略直交する方向であって、可動部材の可動方向に沿う方向を示すものとする。

【0011】

Ｘ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向または＋Ｘ側、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向または－Ｘ側と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向または＋Ｙ側、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向または－Ｙ側と表記する。またＺ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向または＋Ｚ側、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向または－Ｚ側と表記する。実施形態に係る分光器は、一例として＋Ｘ方向に光を照射するものとする。但し、これらのことは、分光器の使用時における向きを制限するものではなく、分光器の向きは任意である。

【0012】

以下、可動部材を搭載し、対象物からの光を分光分析する分光器を電子機器の一例として実施形態を説明する。
［第１実施形態］
＜分光器１００の全体構成例＞
図１は、第１実施形態に係る分光器１００の全体構成を例示する斜視図である。分光器１００は、分光器１００のユーザが手で把持したり、衣服のポケットやカバン等に収納したりして、持ち運び可能に小型に構成されたハンディタイプの電子機器である。図１に示すように、分光器１００は、筐体１と、緩衝部材２と、を有する。

【0013】

分光器１００は、対象物に対して筐体１内の光源から光を照射し、照射した光の対象物による反射光を分光分析する。分光分析とは、物質が放射または吸収する光のスペクトルを調べ、物質の成分を特定または同定することをいう。

【0014】

対象物は、例えば樹脂を材料に含む部材、青果物、穀類、肉類、魚類、薬の錠剤、コンクリート等である。分光器１００は、分光分析により対象物の樹脂種等を同定し、対象物をリサイクル材料として樹脂種ごとに選別回収するため等に用いられる。

【0015】

筐体１は、内部に光源および可動部材等を収容する箱状部材である。可動部材は、筐体１の内部においてＹ軸に沿う揺動軸周りに揺動する。Ｚ軸に沿う可動方向１０は、揺動により可動部材が可動する方向を指す。なお、本実施形態では、四角柱状の箱状部材である筐体１を例示するが、これに限定されるものではない。筐体１は、内部に可動部材を収容できれば、円柱状、楕円柱状または多角柱状等の任意の形状であってもよい。

【0016】

緩衝部材２は、可動部材１３への衝撃を緩和する部材である。緩衝部材２は、ゴム等の弾性を有する材質を含んで構成され、筐体１を覆うように着脱可能に設けられる。但し、緩衝部材２は必ずしも着脱可能でなくてもよく、筐体１に備え付けであってもよい。

【0017】

分光器１００の持ち運び中や使用中に、分光器１００が地面に落下したり、壁等にぶつかったりすると、分光器１００に衝撃が加わり、分光器１００が破損する場合がある。特に筐体１に内蔵される可動部材は、衝撃により破損しやすい。緩衝部材２は、分光器１００に加わる衝撃を弾性により吸収することによって緩和し、分光器１００、特に分光器１００が有する可動部材が破損することを抑制する。

【0018】

分光器１００が地面等にぶつかる際には、分光器１００の端部または角部がいち早くぶつかりやすい。そのため、緩衝部材２は、筐体１におけるＸ方向およびＺ方向それぞれの端部や角部を主に覆うように、筐体１に設けられることが好ましい。

【0019】

図２は、筐体１を例示する斜視図である。図２は、分光器１００において緩衝部材２が取り外された状態を示している。筐体１は、筐体１の＋Ｘ側に設けられた窓１１と、筐体１の＋Ｚ側に設けられたスイッチ１２と、を有する。

【0020】

窓１１は、筐体１内の光源からの光を筐体１の外部に出射させ、また分光器１００から照射された光の対象物１０８による反射光を筐体１の内部に入射させる窓である。窓１１は、光源が発する光に対して透光性を有するガラスまたは樹脂等を含む。ここでの透光性は、光源が発する光に対して６０％以上の透過率を有することを意味する。

【0021】

スイッチ１２は、分光器１００の電源のオンまたはオフを切り替えるスイッチである。スイッチ１２は、スイッチ１２をＸ方向にスライドさせるユーザ操作に応じて、電源のオンまたはオフを切り替える。但し、スイッチ１２は、スライド式のものに限定されず、押しボタン式等の各種方式のものを適用できる。

【0022】

緩衝部材２は、筐体１に緩衝部材２が取り付けられている状態において、少なくとも窓１１およびスイッチ１２が配置される位置に開口を有する。この開口を通じて、窓１１は光を入射または出射させることができ、スイッチ１２はユーザによる操作を受け付けることができる。

【0023】

＜筐体１の内部構成例＞
図３は、図２のII－II断面図である。図４は、分光器１００におけるフレーム２０９の構成を例示する斜視図である。

【0024】

図３に示すように、分光器１００は、光源２１６と、凹面回折格子２０２と、可動部材１３と、受光部２１７と、を有する。また分光器１００は、フレーム２０９と、処理部２１５ａと、バッテリ２１８と、を有する。分光器１００は、これらの構成部を筐体１の内部に収容する。

【0025】

光源２１６は、分光分析の対象となる対象物に光を照射する。光源２１６は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）またはハロゲンランプ等である。光源２１６は、分光分析の対象物に対して適正な波長帯域の光を照射するものが選択され、外側フレーム２１０の外側に配置される。

【0026】

凹面回折格子２０２は、光源２１６から照射され、対象物により反射された光を回折させる回折部の一例である。凹面回折格子２０２は、金属の凹面ミラーの表面に等間隔の細線が形成された光学素子である。但し、凹面回折格子２０２の基材の材質は金属に限定されず、半導体、ガラス、樹脂等であってもよい。但し、材質を半導体、ガラス、樹脂等を利用する場合は細線表面へ反射ミラー膜を形成することが好ましい。

【0027】

凹面回折格子２０２における細線は基材上に直接形成してもよいし、基材上に形成した薄い樹脂等の層に形成してもよい。凹面回折格子２０２は、回折格子による光の分散機能と、凹面ミラーによる集光機能と、を兼備する。凹面回折格子２０２に入射した光は、凹面回折格子２０２により回折して分散し、可動部材１３に向けて集光する。なお、光の分散とは、入射光が波長ごとに別々に分離する現象をいう。

【0028】

可動部材１３は、例えば、ミラー部が接続部としての弾性梁部と基板上に一体に形成されたＭＥＭＳミラーである。ミラー部は、入射してきた光を反射する。また、ミラー部は弾性梁部の弾性運動によって揺動軸Ｅ軸周りの矢印方向に沿って揺動する。揺動軸Ｅ周りの揺動によって、可動部材１３におけるミラー部のＸ軸方向における両端部は、Ｚ方向に沿う可動方向１０に往復移動する。

【0029】

可動部材１３では、ミラー部は揺動により厳密には曲率を含む動作を行うが、例えばＸ軸方向におけるミラー部の両端部は、可動方向１０に略直動するように往復移動する。可動方向１０は、このようなミラー部が略直動する移動方向を含む。

【0030】

図３では、可動部材１３はＸ軸に対して僅かに傾いているが、可動部材１３はＸ軸に対して略平行に設けられてもよい。本実施形態では、可動方向１０は、図３のように可動部材１３がＸ軸に対して傾いて設けられた状態においてミラー部の両端部が略直動する移動方向である。

【0031】

本実施形態では、揺動する可動部材１３を例示するが、これに限定されるものではない。例えば可動部材の動作には、揺動、振動、回動、直動、歳差または並進等の動作が含まれる。可動方向１０は、これらの動作に伴って可動部材１３が可動する方向を含む。

【0032】

可動部材１３は、ミラー部を揺動させることにより、入射してきた光の反射角度を変化させる。可動部材１３は、凹面回折格子２０２により回折された光を、例えばミラー部により受光部２１７に向けて反射することにより受光部２１７に導光する。

【0033】

受光部２１７は、フォトダイオード等の光電変換素子である。受光部２１７は、凹面回折格子２０２により回折された光の光強度に応じた電気信号を出力する。

【0034】

処理部２１５ａは、受光部２１７から入力される電気信号に基づき、分光スペクトルを取得する演算を行う。分光スペクトルとは、対象物の反射光における波長ごとの強度分布をいう。分光器１００は、分光スペクトルに基づき、分光分析を行うことができる。

【0035】

処理部２１５ａは、所定の波長の光を受光部に向けて出射させるために可動部材１３を制御し、さらに光源２１６による光の照射、例えば光の強度を制御する。

【0036】

バッテリ２１８は、光源２１６、可動部材１３および処理部２１５ａ等の分光器１００に含まれる構成部を駆動させる電力を供給する。バッテリ２１８には、電池や二次電池（蓄電池）等を適用できる。但し、分光器１００は、バッテリ２１８に代えて、あるいはバッテリ２１８と共に、商用電源から電力供給されるように構成されてもよい。

【0037】

図４に示すように、フレーム２０９は、断面が多角形形状で、内部が中空の中空構造を有する角柱である。フレーム２０９の材質は、樹脂や金属、セラミック等であり、特に制限されるものではない。フレーム２０９は、入射スリット２０１と、出射スリット２０４と、を有する。またフレーム２０９は、フレーム２０９を構成する面の所定の位置に、フレーム２０９の外部とフレーム２０９の内部の中空部を連通させる矩形の開口２０９ａから２０９ｄを有する。

【0038】

図３および図４に示すように、凹面回折格子２０２は、フレーム２０９における開口２０９ｂの位置に配置され、フレーム２０９の外側の面に固定される。開口２０９ａから入射した光は、開口２０９ｂを通過し、フレーム２０９の外側に配置された凹面回折格子２０２に入射する。凹面回折格子２０２に入射した光は、凹面回折格子２０２により回折して分散し、開口２０９ｃに向かって集光しながら伝搬する。

【0039】

可動部材１３は、開口２０９ｃの位置に配置され、フレーム２０９の外側の面に固定される。凹面回折格子２０２による分散光は、開口２０９ｃを通過し、フレーム２０９の外側に配置された可動部材１３に入射する。可動部材１３のミラー部に入射した光は、ミラー部で反射されて開口２０９ｄに向かって伝搬する。

【0040】

可動部材１３におけるミラー部は、揺動軸Ｅ周りに揺動するが、ミラー部はフレーム２０９の開口２０９ｃに含まれる領域内において揺動するため、揺動中にミラー部がフレーム２０９に接触することはない。

【0041】

図３に破線で示す光線Ｌは、フレーム２０９内に入射し、凹面回折格子２０２により回折され、可動部材１３のミラー部により反射された後、受光部２１７に到達する光線の一部を示している。

【0042】

入射スリット２０１は、細長い略矩形状の開口であり、外側フレーム２１０のテーパ孔２０３から入射した光をフレーム２０９内に入射させる。入射スリット２０１における開口の長手方向はＸ方向に対応し、短手方向はＸ方向と略直交する方向に対応する。

【0043】

入射スリット２０１の短手方向の開口の幅は、例えば数１０μｍから数１００μｍである。入射スリット２０１は、ニッケル等の金属基板に矩形の貫通孔を設けて形成される。但し、入射スリット２０１が形成される基板の材質は、金属に限定されず半導体や樹脂等であってもよい。また、入射スリット２０１は、矩形開口に限定されず、円形開口のピンホール等であってもよい。入射スリット２０１からフレーム２０９内に入射した光は、凹面回折格子２０２に入射する。

【0044】

出射スリット２０４は、細長い略矩形状の開口であり、分散した光をフレーム２０９から出射させるための開口である。出射スリット２０４の材質および形状には、入射スリット２０１と同じ材質および形状のものを適用できる。

【0045】

出射スリット２０４は、凹面回折格子２０２により分散した光が略集光する位置に配置される。凹面回折格子２０２により分散した光は、集光位置が波長に応じて横ずれ（シフト）する。分光器１００は、凹面回折格子２０２により分散した光の可動部材１３のミラー部による反射角度を変化させ、出射スリット２０４を通過する光の波長を変えることにより、分散した光のうち所定の波長の光を受光部２１７に選択的に導光できる。

【0046】

＜可動部材１３の構成例＞
図５は、可動部材１３の構成を例示する平面図である。可動部材１３は、両端支持梁タイプのＭＥＭＳミラーである。可動部材１３は、Ｙ軸に平行な揺動軸Ｅ周りにミラー部１２０を揺動させることにより、ミラー部１２０に設けられたミラー面１４に入射してきた光を揺動軸Ｅ周りに偏向する。なお、偏向とは光の向きを変化させることをいう。

【0047】

図５に示すように、可動部材１３は、ミラー部１２０と、駆動梁１３０ａおよび１３０ｂと、支持部１４０ａおよび１４０ｂとを、有する。

【0048】

ミラー部１２０は、平面視が略矩形状に形成され、揺動軸Ｅ周りに揺動可能な板状の部位である。ミラー部１２０は、－Ｘ側の端部が駆動梁１３０ａに接続し、＋Ｘ方向側の端部が駆動梁１３０ｂに接続している。ミラー部１２０の－Ｙ側の面上にはミラー面１４が形成されている。なお、図５では、平面視が矩形状のミラー面１４を例示するが、ミラー面１４の形状はこれに限定されるものではなく、円形、楕円形等の他の形状であってもよい。

【0049】

駆動梁１３０ａおよび１３０ｂは、Ｙ方向における両側からミラー部１２０を挟むように設けられ、ミラー部１２０を揺動軸Ｅ周りに揺動可能に支持する。駆動梁１３０ａおよび１３０ｂは、ミラー部１２０を揺動させることにより、ミラー面１４の揺動軸Ｅ周りの傾きを変化させることができる。

【0050】

駆動梁１３０ａは、複数の梁部材１３３を含むミアンダ構造（折り返し構造）で構成された蛇行梁である。駆動梁１３０ａの一端はミラー部１２０の外周部に接続し、他端は支持部１４０ａの内周部に接続している。駆動梁１３０ａに含まれる複数の梁部材１３３のそれぞれには、圧電駆動部１３１ａから１３１ｄが設けられている。圧電駆動部１３１ａから１３１ｄのそれぞれは圧電素子を含んでおり、印加される駆動電圧に応じて駆動梁１３０ａを変形させる。

【0051】

駆動梁１３０ｂは、複数の梁部材１３３を含むミアンダ構造で構成された蛇行梁である。駆動梁１３０ｂの一端は、ミラー部１２０の外周部に接続し、他端は支持部１４０ｂの内周部に接続している。駆動梁１３０ｂに含まれる複数の梁部材１３３のそれぞれには、圧電駆動部１３２ａから１３２ｄが設けられている。圧電駆動部１３２ａから１３２ｄのそれぞれは圧電素子を含んでおり、印加される駆動電圧に応じて駆動梁１３０ｂを変形させる。

【0052】

駆動梁１３０ａがミラー部１２０に接続する箇所と、駆動梁１３０ｂがミラー部１２０に接続する箇所は、ミラー面１４の中心に対して点対称の位置関係になっている。駆動梁１３０ａが支持部１４０ａに接続する箇所と、駆動梁１３０ｂが支持部１４０ｂに接続する箇所は、ミラー面１４の中心に対して点対称の位置関係になっている。但し、ミラー面１４と平行な平面上にあって揺動軸Ｅと垂直な線（すなわちＸ軸と平行な線）に対して線対称な位置関係であってもよい。

【0053】

支持部１４０ａは、駆動梁１３０ａを支持する。支持部１４０ｂは、駆動梁１３０ｂを支持する。

【0054】

支持部１４０ｂは、駆動電圧を入力するための電極接続部１５０を－Ｚ側の面上に有する。電極接続部１５０は、正の電圧が入力される正電極接続部１５０ａと、ＧＮＤに接続されるＧＮＤ接続部１５０ｂと、負の電圧が入力される負電極接続部１５０ｃとを含んでいる。

【0055】

正電極接続部１５０ａと、ＧＮＤ接続部１５０ｂと、負電極接続部１５０ｃは、Ｘ方向に沿って配列する複数の電圧入力部である。また正電極接続部１５０ａ、ＧＮＤ接続部１５０ｂおよび負電極接続部１５０ｃが配列する方向は、駆動梁１３０ａまたは駆動梁１３０ｂを構成する複数の梁部材１３３のそれぞれの長手方向であるＸ方向に沿っている。

【0056】

ミラー部１２０の－Ｚ側の面上におけるミラー面１４以外の領域と、駆動梁１３０ａおよび１３０ｂのそれぞれの－Ｚ側の面上には、少なくとも一つ以上の配線１２３が設けられている。配線１２３が複数である場合、ミラー面１４を囲むように設けられると、重量の偏りを抑制できるため好適である。

【0057】

駆動梁１３０ａに設けられた圧電駆動部１３１ａから１３１ｄは、配線１２３によって支持部１４０ｂに設けられた電極接続部１５０に電気的に接続している。配線１２３は、電極接続部１５０を介して入力される駆動電圧を圧電駆動部１３２ａから１３２ｄのそれぞれに伝導し、またミラー部１２０の面上を通って圧電駆動部１３１ａから１３１ｄのそれぞれに伝導する。電極接続部１５０から入力される駆動電圧は、配線１２３により駆動梁１３０ａおよび１３０ｂの両方に印加される。

【0058】

配線１２３は、正の電圧を伝導する正電圧導線１２３ａと、ＧＮＤに接続されるＧＮＤ導線１２３ｂと、負の電圧を伝導する負電圧導線１２３ｃと、を含む。正電圧導線１２３ａは正電極接続部１５０ａに接続し、ＧＮＤ導線１２３ｂはＧＮＤ接続部１５０ｂに接続し、負電圧導線１２３ｃは負電極接続部１５０ｃに接続している。

【0059】

可動部材１３は、支持部１４０ａと支持部１４０ｂとの間において、Ｘ方向に沿うミラー部１２０の両側に、支持部等の障害物が存在しない開放領域である光通過領域１６および１７を有する。光通過領域１６および１７は、ミラー部１２０が揺動した場合に、ミラー面１４による反射光を通過させる部位である。なお、光通過領域１６および１７は、部材が存在しない空隙であってもよいし、空隙の少なくとも一部に光を透過するガラス等の部材を含む構成であってもよい。光通過領域１６および１７は、揺動軸Ｅから離れるにつれて揺動軸Ｅに沿った方向の幅が広くなるテーパ状に形成されていてもよい。

【0060】

可動部材１３は、１枚のＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板をエッチング処理により成形し、成形した基板上にミラー面１４や駆動梁１３０ａおよび１３０ｂ、電極接続部１５０等を形成することにより、各構成部が一体的に形成される。なお、各構成部の形成は、ＳＯＩ基板の成形後に行ってもよいし、ＳＯＩ基板の成形中に行ってもよい。

【0061】

可動部材１３は、ミラー部１２０、並びに駆動梁１３０ａおよび１３０ｂ等の複数の可動部を含み、これらが半導体プロセスにより一体に形成された部材である。但し、可動部材１３は、必ずしも一体に形成されなくてもよく、複数の部材を組み合わせて可動部材１３が形成されてもよい。

【0062】

可動部材１３は、必ずしも半導体プロセスにより形成されなくてもよいが、半導体プロセスにより可動部材１３を製作すると、小型の可動部材１３の製作が可能になり、製作効率が高くなり、形成精度が高くなるため、より好ましい。

【0063】

複数の可動部を含む観点では、可動部材１３は可動装置と称することもできる。本実施形態では特に、可動部材１３の可動方向１０は、揺動軸Ｅ軸周りに揺動するミラー部１２０が可動する方向を意味する。

【0064】

なお、図５において破線の四角で示した領域Ｖについては、別途、図１０および図１１を参照して説明する。

【0065】

＜緩衝部材２の構成例＞
図６から図９は、分光器１００における緩衝部材２の構成の第１例を示す図である。図６は正面図、図７は上面図、図８は側面図、図９は図６のVI－VI断面図である。

【0066】

図６から図９に示すように、緩衝部材２は、中央に正面開口２１を有し、正面（＋Ｙ側）から視た形状が略矩形枠状の部材である。緩衝部材２は、正面開口２１を通して筐体１に取り付けられる。緩衝部材２は、筐体１を内側に保持する。

【0067】

緩衝部材２の上面２１１には、上面開口２３が設けられている。上面開口２３は、筐体１におけるスイッチ１２に対応する位置に設けられており、緩衝部材２が筐体１に取り付けられた際にスイッチ１２を露出させる。

【0068】

緩衝部材２を正面から視た矩形の長手方向（Ｘ方向）における緩衝部材２の両端には、保護部２２ａおよび２２ｂが設けられている。保護部２２ａおよび２２ｂは、上面２１１よりも＋Ｚ側に、下面２１２よりも－Ｚ側に、正面２１３よりも＋Ｙ側に、背面２１４よりも－Ｙ側に、それぞれ突出するように設けられている。分光器１００が地面に落下した場合等には、上面２１１、下面２１２、正面２１３および背面２１４よりも、この保護部２２ａおよび２２ｂが地面にいち早くぶつかるようになっている。

【0069】

保護部２２ａおよび２２ｂは、正面開口２１の中心に対し、Ｘ方向における緩衝部材２の両端の略対称となる位置に、略対称となる形状で設けられている。保護部２２ａおよび２２ｂは、位置および向きを除き、互いに同じ構成を有するため、ここでは保護部２２ａを代表して説明する。

【0070】

図８および図９に示すように、保護部２２ａは、中央に側面開口２４を有し、＋Ｘ方向から視た形状が略矩形枠状に形成されている。保護部２２ａにおける略矩形枠の外側の四隅と内側の四隅はそれぞれ曲率を有する。

【0071】

側面開口２４は、緩衝部材２が筐体１に取り付けられた際に窓１１を露出させる。なお、図８および図９は、側面開口２４の内側に、筐体１が緩衝部材２により保持された際に筐体１の内部に配置される可動部材１３を表記している。可動部材１３におけるミラー部１２０は、可動方向１０に沿って揺動する。

【0072】

保護部２２ａのＹ方向における両側には、凹部２５ａおよび２５ｂが設けられている。保護部２２ａの内側には、側面開口２４の中心に対して略対称となる位置に、略対称となる形状で規制部２６が設けられている。規制部２６は、緩衝部材２に筐体１が保持された際に、筐体１のＸ方向における位置を規制する。

【0073】

緩衝部材２は、筐体１を内側に保持し、可動部材１３の可動方向１０に沿う方向に窪んだ窪み２７ａおよび２７ｂを外側に含む。窪み２７ａおよび２７ｂは、Ｚ方向における保護部２２ａの両端において、側面開口２４に中心に対して略対称となる位置に、略対称となる形状で設けられている。窪み２７ａおよび２７ｂは、位置および向きを除き、互いに同じ構成を有するため、ここでは窪み２７ａを代表して説明する。

【0074】

窪み２７ａは、底２７１に近づくほど細くなるテーパ形状を含む。窪みテーパ角θは、窪み２７ａのテーパ形状におけるテーパ角である。厚みｈは、＋Ｘ方向から視た保護部２２ａの内側から外側までの可動方向１０に沿った厚み（長さ）である。深さｄは、緩衝部材２の外側から窪み２７ａの底２７１までの可動方向１０に沿った深さ（長さ）である。

【0075】

緩衝部材２は、窪み２７ａを有することにより、窪み２７ａを有さない保護部２２ａと比較して、窪み２７ａの周囲における可撓部２８ａおよび２８ｂが変形しやすい。特に緩衝部材２に可動方向１０に沿って力が加わった場合に、可撓部２８ａおよび２８ｂは、可動方向１０に潰れることにより変形しやすい。可撓部２８ａおよび２８ｂそれぞれの先端（＋Ｚ側の端部）が尖っていると、より変形しやすくなる。ここで、可撓部２８ａおよび２８ｂとは、緩衝部材２において窪み２７ａが形成されている端部における窪み２７ａ以外の部位をいう。

【0076】

窪み２７ａおよび２７ｂの深さが深いほど、可撓部２８ａおよび２８ｂが変形しやすい。本実施形態の第１例では、深さｄは５．１ｍｍである。窪み２７ａおよび２７ｂの窪みテーパ角が小さいほど、可撓部２８ａおよび２８ｂが変形しやすい。本実施形態の第１例では、窪みテーパ角θは１２０．０度である。厚みｈは１１．０ｍｍである。

【0077】

窪み２７ａおよび２７ｂは、分光器１００における緩衝部材２の必須の構成要素である。一方、緩衝部材２における正面開口２１、保護部２２ａおよび２２ｂ、上面開口２３、側面開口２４、凹部２６ａおよび２６ｂ、並びに規制部２６は必須の構成要素ではなく、必ずしも設けられなくてよい。

【0078】

図１０は、分光器１００における緩衝部材の第２例である緩衝部材２ａを示す側面図である。図８に示した第１例と同一の構成部または同質の構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。この点は、以降に示す変形例および実施形態においても同様とする。

【0079】

緩衝部材２ａは、窪み２７ａａおよび２７ａｂを有する。窪み２７ａａおよび２７ａｂにおいて、深さｄａは２．０ｍｍであり、窪みテーパ角θａは１２０．０度であり、厚みｈａは１１．０ｍｍである。

【0080】

図１１は、分光器１００における緩衝部材の第３例である緩衝部材２ｂを示す側面図である。

【0081】

緩衝部材２ｂは、窪み２７ｂａおよび２７ｂｂを有する。窪み２７ｂａおよび２７ｂｂにおいて、深さｄｂは３．５ｍｍであり、窪みテーパ角θｂは１２０．０度であり、厚みｈｂは９．５ｍｍである。

【0082】

表１は、緩衝部材２の材質の検討結果を示す表である。主に操作性と耐久性を評価し、評価結果を「◎」、「〇」、「△」または「×」により示した。「◎」は最高、「〇」は問題なし、「△」は条件により不可、「×」は致命的に不可をそれぞれ表す。また表１における「－」は評価していないことを表す。

【0083】

【表1】

表１に示すように、操作性と耐久性の観点では、緩衝部材２の材質には、シリコーンゴムが最も適していることが分かった。本実施形態に係る緩衝部材２、緩衝部材２ａおよび緩衝部材２ｂの材質にはシリコーンゴムを適用した。

【0084】

＜緩衝部材２の作用＞
図１２は、落下衝撃により破損した可動部材１３を例示する図であり、図５における領域Ｖに対応する領域を拡大した写真である。

【0085】

分光器１００が落下したり、壁等にぶつかったりすると、分光器１００に衝撃が加わって分光器１００が破損する場合がある。例えば、図１２に示すように、可動部材１３のミアンダ構造において隣接する梁部材１３３が接続する部位は、衝撃に応じたせん断応力が加わりやすく破損しやすい。クラック１６２は、衝撃に応じたせん断応力によって梁部材１３３の接続部位に生じたクラックである。

【0086】

他に、支持部１４０ａと駆動梁１３０ａとが接続する部位や、支持部１４０ａと駆動梁１３０ｂが接続する部位、駆動梁１３０ａおよび１３０ｂがミラー部１２０に接続する部位等も、衝撃に応じたせん断応力が加わりやすく破損しやすい。

【0087】

特に可動方向１０に沿って衝撃が加わると、可動部材１３において、元々可動によって加わっているせん断応力に対し、衝撃によるせん断応力がさらに追加されるため、より破損しやすくなる。可動部材１３が破損すると分光器１００自体が使用不能になる。

【0088】

本実施形態では、緩衝部材２は、窪み２７ａの周囲の可撓部２８ａおよび２８ｂが特に可動方向１０に加わる力に対して変形しやすいため、分光器１００の落下等に伴って可動方向１０に加わる衝撃を好適に吸収できる。分光器１００は、緩衝部材２が衝撃を吸収する結果、衝撃に伴うせん断応力が可動部材１３に追加されることを抑え、可動部材１３の破損を抑制できる。

【0089】

図１３は、落下衝撃の測定結果を例示する図である。落下衝撃の測定では、分光器１００の筐体１内における可動部材１３に近接した位置に加速度センサを設け、床の約６０ｃｍ上方から分光器１００を床に落下させた。落下した分光器１００が床においてバウンドし、床に対して複数回生じる衝突のうち、１回目に衝突したときの加速度である１ｓｔ加速度を測定した。

【0090】

図１３において、横軸は時間を示し、縦軸は１ｓｔ加速度を示す。時間における「０」は、分光器１００が床に１回目に衝突したタイミングである。実線のグラフ１４１は、第１例に係る緩衝部材２の結果であり、破線のグラフ１４２は、第２例に係る緩衝部材２ａ（図１０参照）の結果である。一点鎖線のグラフ１４３は、窪み２７ａおよび２７ｂを含む緩衝部材２が設けられていない、すなわち実施形態が適用されない比較例に係る分光器の結果である。

【0091】

グラフ１４３では、分光器１００が床に衝突した直後から１ｓｔ加速度が急速に大きくなった。グラフ１４１では、１ｓｔ加速度の増大がグラフ１４３と比較して大幅に抑制された。

【0092】

グラフ１４２では、時間ｔ１まではグラフ１４１と同様に１ｓｔ加速度の増大を抑制できたが、時間ｔ１経過後に１ｓｔ加速度が急速に大きくなった。この時間ｔ１は、緩衝部材２ａにおける可撓部２８ａまたは２８ｂが床との衝突により潰れた後、窪み２７ａａの底２７１が床に接触するまでにかかった時間である。つまり、可撓部２８ａまたは２８ｂが潰れきって、可撓部２８ａまたは２８ｂによる衝撃の吸収ができなくなるまでにかかった時間である。

【0093】

図１４は、分光器１００の落下衝撃の測定結果を例示する図である。図１５は、比較例に係る分光器１００Ｘの落下衝撃の測定結果を例示する図である。落下衝撃の測定方法は、図１４において説明したものと同様である。

【0094】

図１４は、床から６０ｃｍ離れた高さから分光器１００を落下させたときの１ｓｔ加速度の測定結果を示す。一方、分光器１００Ｘでは、床から６０ｃｍ離れた高さから分光器１００Ｘを落下させると、１ｓｔ加速度が大きくなりすぎて測定不能となった。そのため、図１６は、図１５における測定よりも落下の条件を緩和し、床から２０ｃｍ離れた高さから分光器１００Ｘを落下させたときの１ｓｔ加速度の測定結果を示す。

【0095】

図１４および図１５において、横軸は落下角度を示す。落下角度は、分光器１００および１００Ｘを床に落下させるときに、分光器１００および１００Ｘの長手方向（図１のＸ方向）に沿った部分が床に対して傾いている角度を意味する。

【0096】

図１４および図１５において、「●」のプロットは、床にラワン材により構成された板を敷いて、ラワン材の板上に分光器１００および１００Ｘを落下させた場合の測定結果を示す。「×」のプロットは、床に金属板を敷いて、ラワン材上に分光器１００および１００Ｘを落下させた場合の測定結果を示す。

【0097】

図１４に示すように、分光器１００では１ｓｔ加速度が５００．０Ｇ程度となった。一方、図１５に示すように、分光器１００Ｘでは、図１４よりも緩い条件である床から２０ｃｍ離れた高さからの落下であるにも関わらず、ラワン材の板への落下において１ｓｔ加速度は５００．０Ｇ程度となった。また金属板への落下においては、１ｓｔ加速度は７００．０Ｇまたは１７００．０Ｇとなった。

【0098】

表２は、第１例に係る緩衝部材２、第２例に係る緩衝部材２ａおよび第３例に係る緩衝部材２ｂそれぞれの落下衝撃の測定結果を示している。落下衝撃Ｆは、分光器を床に落下させる実験を２０回行い、１ｓｔ加速度の測定を２０回行った結果の平均値である。ばらつきσは、１ｓｔ加速度の測定を２０回行った上記結果の標準偏差である。

【表2】

【0099】

表２に示すように、緩衝部材２、緩衝部材２ａおよび緩衝部材２ｂのうちの緩衝部材２が、落下衝撃Ｆおよびばらつきσとも最も小さくなり、落下衝撃を吸収して耐衝撃性が最も高くなることが分かった。

【0100】

＜分光器１００の効果＞
以上説明したように、分光器１００は、可動部材１３を搭載した電子機器であって、可動部材１３を内部に収容する筐体１と、可動部材１３への衝撃を緩和する緩衝部材２と、を有する。緩衝部材２は、筐体１を内側に保持し、可動部材１３の可動方向１０に沿う方向に窪んだ窪み２７ａおよび２７ｂを外側に含む。

【0101】

緩衝部材２は、窪み２７ａを有することにより、窪み２７ａを有さない保護部２２ａと比較して、窪み２７ａの周囲における可撓部２８ａおよび２８ｂが変形しやすい。特に緩衝部材２に可動方向１０に沿って力が加わった場合に、可撓部２８ａおよび２８ｂは、可動方向１０に沿って潰れるように変形しやすい。そのため、緩衝部材２は、分光器１００の落下等に伴って可動方向１０に加わる衝撃をより好適に吸収し、衝撃に伴うせん断応力が可動部材１３に追加されることを抑制できる。これにより本実施形態では、可動部材１３を搭載した分光器１００の耐衝撃性を高くすることができる。また分光器１００は、耐衝撃性が高くなることにより、可動部材１３の破損を抑制できる。

【0102】

本実施形態では、保護部２２ａおよび２２ｂそれぞれに窪み２７ａおよび２７ｂを含む構成を例示したが、緩衝部材２は、可動部材１３の可動方向１０に沿う方向に窪んだ窪みを少なくとも１つ有すればよい。但し、より耐衝撃性を高くする観点では、Ｚ方向における緩衝部材２の端部ごとに、可動部材１３の可動方向１０に沿う方向に窪んだ窪みが形成されることが好ましい。また緩衝部材２の端部ごとに、複数の窪みが並ぶ組が設けられてもよい。

【0103】

可撓部２８ａおよび２８ｂを変形しやすくし、分光器１００の落下等に伴って可動方向１０に加わる衝撃をより好適に吸収する観点では、緩衝部材２の外側から窪みの底２７１までの可動方向１０に沿った深さｄは、５．１ｍｍ以上であることが好ましい。また窪み２７ａおよび２７ｂは、底２７１に近づくほど細くなるテーパ形状を含むことが好ましい。また窪み２７ａおよび２７ｂのテーパ形状における窪みテーパ角θは、１２０度以下であることが好ましい。可撓部２８ａおよび２８ｂそれぞれの先端（＋Ｚ側の端部）が尖っていると、さらに好ましい。

【0104】

可動部材１３は、半導体プロセスにより形成されているものであることが好ましい。可動部材１３を半導体プロセスで製作することによって、小型の可動部材１３の製作が可能になるため、分光器１００を小型化できる。また可動部材１３の製作効率が高くなるため、分光器１００の生産性を上げ、分光器１００のコストを低減できる。さらに可動部材１３の形成精度が高くなるため、分光器１００の歩留まりを向上させ、分光器１００の生産性を上げ、分光器１００のコストを低減できる。

【0105】

緩衝部材２は、シリコーンゴムを含むことが好ましい。シリコーンゴムを含んで緩衝部材２を構成することにより、表１に示したように、緩衝部材２の操作性および耐久性を向上させることができる。

【0106】

ここで、フレーム２０９の作用効果について述べる。本実施形態では、分光器１００におけるフレーム２０９は、多角形の隣接する頂点間を結ぶ直線部が連続的に結合する。言い換えると、凹面回折格子２０２や可動部材１３を固定するフレーム２０９の各面を一体に形成している。このようにすることで、フレーム２０９の変形を抑制できる。

【0107】

また本実施形態では、分光器１００は、フレーム２０９の外側の面に可動部材１３および凹面回折格子２０２等を固定する。これにより、凹面回折格子２０２や可動部材１３等の実装のために、電子部品をプリント基板に表面実装するために用いられるチップマウンター等の装置を利用することができる。チップマウンター等の装置の利用により、可動部材１３および凹面回折格子２０２等の高精度のアライメントが可能となる。また製作する分光器１００ごとにおける個体差を抑制できる。フレーム２０９の外側の各面にはマウント時に可動部材１３および凹面回折格子２０２等が傾いて配置されるのを抑制するために付き当て部やアライメントマーク等の傾き補正機構が設けられていることが望ましい。

【0108】

また本実施形態では、凹面回折格子２０２や可動部材１３等をプリント基板等の一次実装基板（キャリア部材）に実装せず、フレーム２０９に直接実装する。これにより、一次実装基板同士が干渉して光学素子の近接配置や分光器の小型化が制限されてしまうことを防止することができる。

【0109】

本実施形態の比較例として、例えば、凹面回折格子や可動装置等をそれぞれ実装した一次実装基板でフレームを形成するように配置し、分光器を構成する場合には、一次実装基板を精度よく配置することは困難である。また別々の基板を組合せた構成となるため、剛性が低くなり、変形等が発生して分光器の安定性が損なわれる。これに対し、本実施形態では、フレーム２０９に凹面回折格子２０２や可動部材１３等を精度よく近接して実装でき、分光器１００を高精度化できる。また分光器１００の剛性を高めることができ、分光器１００を安定化できる。

【0110】

＜第１実施形態の変形例＞
（緩衝部材の変形例）
第１実施形態では、窪み２７ａおよび２７ｂを外側に含む緩衝部材２を例示したが、緩衝部材２は、可動部材１３の可動方向１０に沿う方向に突き出した突起を外側に含んでもよい。

【0111】

図１６は、分光器１００における緩衝部材の第４例である緩衝部材２ｃの構成を例示する図である。図１７は、分光器１００における緩衝部材の第５例である緩衝部材２ｄの構成を例示する図である。緩衝部材２ｃおよび２ｄは、それぞれ保護部２２ａを含む。図１６および図１７は、＋Ｘ方向から視た保護部２２ａの＋Ｚ側の端部を模式的に示している。

【0112】

図１６に示すように、緩衝部材２ｃは、筐体１を内側に保持し、可動部材１３の可動方向１０に沿う方向に突き出した突起２９ｃを外側に含む。

【0113】

突起２９ｃは、突起２９ｃの端部に近づくほど細くなるテーパ形状を含む。突起テーパ角θｃは、突起２９ｃのテーパ形状におけるテーパ角である。厚みｈｃは、＋Ｘ方向から視た緩衝部材２ｃにおける保護部２２ａの内側から外側までの可動方向１０に沿った厚み（長さ）である。深さｄｃは、緩衝部材２ｃの外側から突起２９ｃの端部２９１までの可動方向１０に沿った高さ（長さ）である。

【0114】

緩衝部材２ｃは、突起２９ｃを有することにより、突起２９ｃを有さない保護部２２ａと比較して、突起２９ｃが変形しやすい。特に緩衝部材２ｃに可動方向１０に沿って力が加わった場合に、突起２９ｃは、可動方向１０に沿って潰れるように変形しやすい。突起２９ｃの先端（＋Ｚ側の端部）が尖っていると、さらに変形しやすい。

【0115】

緩衝部材２ｃは、分光器１００の落下等に伴って可動方向１０に加わる衝撃をより好適に吸収でき、衝撃に伴うせん断応力が可動部材１３に追加されることを抑制できる。これにより緩衝部材２ｃは、可動部材１３を搭載した分光器１００の耐衝撃性を高くすることができる。

【0116】

また、図１７に示すように、緩衝部材２ｄは、筐体１を内側に保持し、可動部材１３の可動方向１０に沿う方向に突き出した突起２９ｄを外側に含む。突起２９ｄは、揺動軸Ｅに略直交し、かつ可動方向１０に沿う軸Ｋに対して対称な位置に配置された２つの突起を含む。この２つの突起は略同一形状に形成されている。

【0117】

突起２９ｄにおける２つの突起それぞれは、突起２９ｄの端部に近づくほど細くなるテーパ形状を含む。突起テーパ角θｄは、突起２９ｄにおける２つの突起それぞれのテーパ形状におけるテーパ角である。厚みｈｄは、＋Ｘ方向から視た緩衝部材２ｄにおける保護部２２ａの内側から外側までの可動方向１０に沿った厚み（長さ）である。深さｄｄは、緩衝部材２ｄの外側から突起２９ｄにおける２つの突起それぞれの端部２９１までの、可動方向１０に沿った高さ（長さ）である。

【0118】

緩衝部材２ｄは、突起２９ｄを有することにより、突起２９ｄを有さない保護部２２ａと比較して、突起２９ｄにおいて変形しやすい。特に緩衝部材２ｄに可動方向１０に沿って力が加わった場合に、突起２９ｄは、可動方向１０に沿って潰れるように変形しやすい。突起２９ｄの先端（＋Ｚ側の端部）が尖っていると、さらに変形しやすい。

【0119】

これにより、緩衝部材２ｄは、分光器１００の落下等に伴って可動方向１０に加わる衝撃をより好適に吸収でき、衝撃に伴うせん断応力が可動部材１３に追加されることを抑制できる。その結果、緩衝部材２ｄは、可動部材１３を搭載した分光器１００の耐衝撃性を高くすることができる。

【0120】

ここで分光器１００は、床や壁にぶつかった際にバウンドして複数回、床や壁にぶつかって衝撃が繰り返し加えられる場合がある。これに対し、突起２９ｄは、軸Ｋに対して対称な位置に配置された２つの突起を含むため、分光器１００が床や壁にぶつかった際に分光器１００のバランスを維持しやすい。その結果、分光器１００がバウンドして複数回、床や壁にぶつかることを抑え、衝撃が分光器１００に繰り返し加えられることを抑え、分光器１００が破損することを抑制できる。

【0121】

突起２９ｃまたは突起２９ｄを変形しやすくし、分光器１００の落下等に伴って可動方向１０に加わる衝撃をより好適に吸収する観点では、突起２９ｃにおける高さｄｃおよび突起２９ｄにおける高さｄｄは、それぞれ５．１ｍｍ以上であることが好ましい。また突起２９ｃおよび突起２９ｄは、端部２９１に近づくほど細くなるテーパ形状を含むことが好ましい。また 突起２９ｃにおける突起テーパ角θｃおよび突起２９ｄにおける突起テーパ角θｄは、それぞれ１２０度以下であることが好ましい。突起２９ｃまたは２９ｄの先端が尖っていると、さらに好ましい。

【0122】

緩衝部材２は、窪みと突起の両方を含んでもよい。換言すると、緩衝部材２は、筐体１を内側に保持し、可動部材１３の可動方向に沿う方向に突き出した突起、または可動方向１０に沿う方向に窪んだ窪みの少なくとも一方を外側に含むことができる。

【0123】

（可動装置の変形例）
図１８は、分光器１００における可動部材１３の変形例である可動部材１３ａを示す平面図である。可動部材１３ａでは、支持部１４０ａと支持部１４０ｂとが一体となっており、支持部がミラー部１２０を囲む枠状に形成されている。

【0124】

ミラー部１２０が揺動することにより偏向される光が支持部１４０ａおよび１４０ｂに遮られることがない場合、または遮られることによる影響を気にしない場合には、支持部１４０ａおよび１４０ｂを一体にした枠状に形成できる。

【0125】

支持部１４０ａおよび１４０ｂを枠状に形成することにより、半導体ウエハ状態から個片化した後のハンドリング作業が容易になり、さらに支持部１４０ａおよび１４０ｂを台部等に接着する作業が容易になるという利点がある。

【0126】

（分光器の変形例）
図１９は、分光器１００におけるフレーム２０９の変形例であるフレーム２０９Ａを示す図である。フレーム２０９Ａは、フレーム２０９Ａの内側において可動部材１３に対向する部分に上部規制材１９９を有する。

【0127】

上部規制材１９９は、光線Ｌを遮らない形状に形成される。上部規制材１９９は、開口２０９ｃよりも小さい光透過部を有し、フレーム２０９Ａの内側に接着部材等により接着される。上部規制材１９９は、例えば開口２０９ｃを囲う枠状に形成されるが、枠状の形状に限らず、可動部材１３における駆動梁１３０ａおよび１３０ｂを覆う形状に形成されてもよい。

【0128】

可動部材１３のミラー部１２０は、揺動軸Ｅ周りに揺動するが、ミラー部１２０はフレーム２０９Ａの厚みの領域で揺動するため、揺動中にミラー部１２０が上部規制材１９９に接触することはない。

【0129】

またフレーム２０９Ａでは、入射スリット２０１はローランド円上に配置されるように、開口２０９ａが形成される。また凹面回折格子２０２の凹面がローランド円の円周の一部を形成するように、開口２０９ｂが形成される。これによりフレーム２０９Ａに固定される入射スリット２０１、凹面回折格子２０２等の位置、傾きの調整を容易に行うことができる。

【0130】

［第２実施形態］
第２実施形態に係る分光システム３００について説明する。

【0131】

ここで、使用済みの例えばエアコンディショナー装置、テレビジョン受像機、冷蔵庫、冷凍庫、洗濯機、衣類乾燥機等の家電製品がリサイクルされるようになっている。使用済の家電製品は、家電リサイクル工場で破砕されて小片となされた後に、磁気、風力または振動等を利用して、材種ごとに選別回収され、リサイクル材料として再資源化される。

【0132】

樹脂材料は、汎用樹脂を中心に、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＡＢＳ（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂である。なお、ＰＣとＰＳの混合物、または、ＰＣとＡＢＳの混合物も一般的であり、樹脂の分子構造による近赤外線領域（波長範囲１から３μｍ）の吸光特性を利用した選別装置によって樹脂種ごとに選別回収されている。このような選別装置においても、ＭＥＭＳデバイス等の可動部材を用いる構成が知られている。

【0133】

分光システム３００は、手持ち型デバイス３１０の機能により一つのスペクトル波形を選択して表示し、未知試料を簡易的に非破壊で組成を知るときに使用することができる。

【0134】

＜分光システム３００の構成例＞
図２０は、分光システム３００の全体構成を例示する図である。図２０に示すように、分光システム３００は、分光ユニット２５０と、手持ち型デバイス３１０と、を有する。分光ユニット２５０は、可動部材１３を含む分光器１００と、プロセッサ３０６と、通信回路３０４と、を有する。

【0135】

分光システム３００は、一つの手持ち型デバイス３１０に対して一つの分光器１００を有する構成の他に、一つの手持ち型デバイス３１０に対して複数の分光器１００を有する構成であってもよい。

【0136】

プロセッサ３０６は、分光器１００から、受光部２１７が出力する電気信号を入力し、光スペクトルの時間と光の強度を含む出力が関連付けられた情報を演算により取得する。通信回路３０４は、プロセッサ３０６による取得結果を手持ち型デバイス３１０へ出力する。

【0137】

手持ち型デバイス３１０は、インターフェース３１４およびプロセッサ３１６を有する。手持ち型デバイス３１０は、例えば携帯電話機またはスマートフォン等の携帯機器である。手持ち型デバイス３１０は、カメラ機能を有していてもよい。

【0138】

プロセッサ３１６は、分光ユニット２５０のプロセッサ３０６から出力された光スペクトルの時間と光の強度を含む出力が関連付けられた情報と、分光器１００が有する可動部材１３の振動周波数に基づいて、時間を光の波長に換算し、光の波長ごとの光の強度の関係で構成される分光スペクトル情報Ｓｐを得る。またプロセッサ３１６は、分光器１００で取得された対象物１０８で反射した光スペクトルの情報および対象物１０８の組成判別結果等の分析結果を演算により取得する。

【0139】

プロセッサ３１６は、インターフェース３１４を介して分析結果をディスプレイ３１２に表示できる。

【0140】

このような分光システム３００において、分光器１００は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線シリアル通信を用いて、通信回路３０４を介してデータを手持ち型デバイス３１０に伝送する。手持ち型デバイス３１０は、分光器１００からデータを受信し、プロセッサ３１６によって処理および分析する。そして、分光システム３００は、この分析結果である、例えば光スペクトルの情報および組成判別結果等をディスプレイ３１２に表示させる。

【0141】

＜分光システム３００の動作例＞
図２１は、分光システム３００における樹脂判別動作を例示するフローチャートである。

【0142】

まず、ステップＳ１において、分光システム３００は、例えばリサイクル作業等において、分類または同定される樹脂タイプが不明な複数の未知の対象物１０８が提供される。

【0143】

続いて、ステップＳ２において、分光システム３００は、メモリに一または複数の赤外材料分類モデル（多変量分類モデル）を保存する。

【0144】

続いて、ステップＳ３において、分光システム３００は、未加工の赤外スペクトルデータを収集するために、対象物１０８に対する分光分析を実行する。

【0145】

続いて、ステップＳ４において、分光システム３００は、手持ち型デバイス３１０のプロセッサ３１６による未加工の赤外スペクトルデータの多変量処理を実行する。

【0146】

続いて、ステップＳ５において、分光システム３００は、手持ち型デバイス３１０のプロセッサ３１６により、特定のタイプの樹脂ベース複合材料として（材料モデルに一致する）、試料の組成を同定する。

【0147】

続いて、ステップＳ６において、分光システム３００は、対象物１０８をさらに処理する（例えば、さらなるリサイクルステップのために適切な場所に保存される）。分光システム３００は、このようなステップＳ１からステップＳ６の各処理を、ステップＳ３において別の樹脂を含む対象物１０８に対して繰返すことができる。

【0148】

例えば、分光システム３００は、分類モデルを用いて樹脂を含む対象物１０８の組成の同定を行い、特定の樹脂を含む試料が含みうる樹脂を決定する。例えば、分光システム３００を用いて樹脂を判別することにより、樹脂を含む対象物１０８のリサイクルにおいて、材料処理に使用される炉の処理条件を最適化する等の工程の処理条件を最適化できる。

【0149】

例示的な一方法では、樹脂ベースの複合材料は、既知の方法による再利用のために樹脂を燃焼（焼結）して炭素繊維を再生させた炭素繊維（例えばＣＲＦＰ）を含む。適切な焼結温度は、複合材料に含まれる樹脂タイプに応じて決定できる。

【0150】

このように、分光システム３００は、高い信頼性によって樹脂を判別できる。

【0151】

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形および置換を加えることができる。

【0152】

実施形態では、緩衝部材２における筐体１の端部を覆う位置の外側に突起または窪みを有する緩衝部材２を例示したが、この構成に限定されるものではない。可動部材１３の可動方向１０に沿って突出または窪んでいれば、緩衝部材２において突起または窪みが設けられる位置は特に制限されない。

【0153】

実施形態では、分光器１００を例示したが、可動部材を有する電子機器は分光器１００に限定されるものではない。例えば電子機器は、緩衝部材と、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）等の可動部材と、を有するプロジェクタ等であってもよい。また可動部材１３は、ＭＥＭＳミラーに限らず、可動のものであれば如何なる部材であってよい。

【0154】

実施形態が適用される電子機器は、持ち運び可能なハンディタイプのものに限定されないが、ハンディタイプの電子機器は、持ち運び中に落下したり、壁等にぶつかったりして衝撃が加わりやすい。そのため、実施形態は、ハンディタイプの電子機器への適用がより効果的である。

【0155】

実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係をこれに限定するものではない。

【符号の説明】

【0156】

１ 筐体
２ 緩衝部材
１０ 可動方向
１１ 窓
１２ スイッチ
１３ 可動部材
１４ ミラー面
１６、１７ 光通過領域
２１ 正面開口
２１１ 上面
２１２ 下面
２１３ 正面
２１４ 背面
２２ａ、２２ｂ 保護部
２３ 上面開口
２４ 側面開口
２５ａ、２５ｂ 凹部
２６ 規制部
２７ａ、２７ｂ、２７ａａ、２７ａｂ、２７ｂａ、２７ｂｂ 窪み
２７１ 底
２８ａ、２８ｂ 可撓部
２９ｃ、２９ｄ 突起
２９１ 端部
１００ 分光器
１０８ 対象物
１２０ ミラー部
１２３ 配線
１３０ａ、１３０ｂ 駆動梁
１３１ａから１３１ｄ 圧電駆動部
１３２ａから１３２ｄ 圧電駆動部
１３３ 梁部材
１４０ａ、１４０ｂ 支持部
１４１、１４２、１４３ グラフ
１５０ 電極接続部
１６２ クラック
１９９ 上部規制材
２０１ 入射スリット
２０２ 凹面回折格子
２０３ テーパ孔
２０４ 出射スリット
２０９ フレーム
２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄ 開口
２１０ 外側フレーム
２１５ａ 処理部
２１６ 光源
２１７ 受光部
２１８ バッテリ
２５０ 分光ユニット
３００ 分光システム
３０４ 通信回路
３０６ プロセッサ
３１０ 手持ち型デバイス
３１２ ディスプレイ
３１４ インターフェース
３１６ プロセッサ
Ｅ 揺動軸
ｄ、ｄａ、ｄｂ、ｄｃ、ｄｄ 深さ
ｈ、ｈａ、ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ 厚み
θ、θａ、θｂ 窪みテーパ角
θｃ、θｄ 突起テーパ角
ｔ１ 時間
Ｓｐ 分光スペクトル情報

【先行技術文献】

【特許文献】

【0157】

【特許文献1】特開２０１７‐３８８２０号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】