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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-08
(45)【発行日】2024-05-16
(54)【発明の名称】光学フィルター、及び電子機器
(51)【国際特許分類】
G02B 26/00 20060101AFI20240509BHJP
【ＦＩ】
G02B26/00
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020156505
(22)【出願日】2020-09-17
(65)【公開番号】P2022050102
(43)【公開日】2022-03-30
【審査請求日】2023-06-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 友亮
【審査官】鈴木 俊光
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１０８３７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０２３６５２５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－０１８２８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０８３６８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２０６９０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０５６９８３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ２６／００
Ｇ０１Ｊ ３／２６
Ｇ０２Ｂ ５／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一ギャップを介して対向する一対の第一反射膜、及び、一対の前記第一反射膜の間隔を変更する第一ギャップ変更部を含む第一フィルターと、第二ギャップを介して対向する一対の第二反射膜、及び、一対の前記第二反射膜の間隔を変更する第二ギャップ変更部を含み、一対の前記第一反射膜を透過した光の光路上に一対の前記第二反射膜が配置される第二フィルターと、を備え、
前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、それぞれ、複数の光学体を積層することで構成され、
前記第一反射膜の前記光学体は、所定の設計中心波長を中心とした光を反射する反射特性を有し、当該設計中心波長が前記第一反射膜を構成する各前記光学体でそれぞれ異なり、
前記第二反射膜の前記光学体は、所定の設計中心波長を中心とした光を反射する反射特性を有し、当該設計中心波長が前記第二反射膜を構成する各前記光学体でそれぞれ異なる
ことを特徴とする光学フィルター。
【請求項2】
請求項１に記載の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜及び前記第二反射膜を構成する前記光学体は、高屈折層と、前記高屈折層よりも屈折率が小さい低屈折層とが交互に積層された積層体により構成され、前記高屈折層の光学膜厚、及び、前記低屈折層の光学膜厚が、前記光学体毎に設定された前記設計中心波長に基づいた膜厚である
ことを特徴とする光学フィルター。
【請求項3】
請求項２に記載の光学フィルターにおいて、隣り合う一対の前記積層体を接続する接続層をさらに備え、
前記接続層の光学膜厚は、当該接続層を挟む一対の前記積層体の前記設計中心波長の平均に基づいた膜厚である
ことを特徴とする光学フィルター。
【請求項4】
請求項１に記載の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、高屈折率を有する高屈折層により構成される前記光学体と、前記高屈折層よりも屈折率が低い低屈折層により構成される前記光学体とが、交互に積層されることで構成される
ことを特徴とする光学フィルター。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜を構成する各前記光学体の前記設計中心波長と、前記第二反射膜を構成する各前記光学体の前記設計中心波長とは、それぞれ異なる
ことを特徴とする光学フィルター。
【請求項6】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜を構成する前記光学体の前記設計中心波長は、前記第一ギャップに近づくにしたがって短くなり、
前記第二反射膜を構成する前記光学体の前記設計中心波長は、前記第二ギャップに近づくにしたがって短くなる
ことを特徴とする光学フィルター。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学フィルターと、前記第一ギャップ変更部及び前記第二ギャップ変更部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第一フィルターを透過する複数のピーク波長のうちの１つである第一ピーク波長が、所望の目標波長を中心とした目標波長域内に含まれるように、前記第一ギャップ変更部を制御し、
前記第二フィルターを透過する複数のピーク波長のうちの１つである第二ピーク波長が、前記目標波長域内に含まれ、かつ、前記第一フィルターを透過する前記第一ピーク波長以外のピーク波長と、前記第二フィルターを透過する前記第二ピーク波長以外のピーク波長と、が異なる波長となるように、前記第二ギャップ変更部を制御する
ことを特徴とする電子機器。
【請求項8】
請求項７に記載の電子機器において、前記制御部は、前記第一ピーク波長と前記第二ピーク波長との差が、１０ｎｍ以下となるように、前記第一ギャップ変更部及び前記第二ギャップ変更部を制御する
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルター、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ファブリーペロー型の光学フィルター（波長可変干渉フィルター）が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターは、固定基板に設けられた固定ミラーと、可動基板に設けられた可動ミラーとを、ギャップを介して対向して配置したフィルターである。この波長可変干渉フィルターでは、静電アクチュエーターによって、固定ミラーと可動ミラーとの間のギャップ寸法が可変となり、ギャップ寸法を変更することで、波長可変干渉フィルターを透過する光が変化する。
また、特許文献１の波長可変干渉フィルターでは、固定ミラー及び可動ミラーとして、誘電体多層膜を用いたもの、金属合金膜を用いたもの、金属膜を用いたものが例示されている。
特許文献１に記載の波長可変干渉フィルターは、固定基板に設けられた固定ミラーと、可動基板に設けられた可動ミラーとを、ギャップを介して対向して配置したフィルターである。この波長可変干渉フィルターでは、静電アクチュエーターによって、固定ミラーと可動ミラーとの間のギャップ寸法が可変となり、ギャップ寸法を変更することで、波長可変干渉フィルターを透過する光が変化する。
また、特許文献１の波長可変干渉フィルターでは、固定ミラー及び可動ミラーとして、誘電体多層膜を用いたもの、金属合金膜を用いたもの、金属膜を用いたものが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１１２７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献１のような光学フィルターや、当該光学フィルターを備える測定装置等の電子機器では、測定が可能となる測定波長域の広域化と、分光測定精度の高精度化とを両立できない、との課題がある。つまり、特許文献１のような光学フィルターにおいて、固定ミラー及び可動ミラーとして誘電体多層膜を用いる場合、高い波長分解能で目標波長の光を透過できるが、分光可能な測定波長域が狭くなるとの課題がある。一方、固定ミラー及び可動ミラーとして金属合金膜や金属膜を用いると、可視光域から赤外域に亘る広い波長域に対して分光可能となるが、誘電体多層膜に比べて波長分解能が低く、分光測定精度が低下する、との課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の第一態様の光学フィルターは、第一ギャップを介して対向する一対の第一反射膜、及び、一対の前記第一反射膜の間隔を変更する第一ギャップ変更部を含む第一フィルターと、第二ギャップを介して対向する一対の第二反射膜、及び、一対の前記第二反射膜の間隔を変更する第二ギャップ変更部を含み、一対の前記第一反射膜を透過した光の光路上に一対の前記第二反射膜が配置される第二フィルターと、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、それぞれ、複数の光学体を積層することで構成され、前記光学体は、所定の設計中心波長を中心とした光を反射する反射特性を有し、当該設計中心波長が各前記光学体でそれぞれ異なる。
【0006】
本開示の第二態様の電子機器は、第一態様の光学フィルターと、前記第一ギャップ変更部及び第二ギャップ変更部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一フィルターを透過する複数のピーク波長のうちの１つである第一ピーク波長が、所望の目標波長を中心とした目標波長域内に含まれるように、前記第一ギャップ変更部を制御し、前記第二フィルターを透過する複数のピーク波長のうちの１つである第二ピーク波長が、前記目標波長域内に含まれ、かつ、前記第一フィルターを透過する前記第一ピーク波長以外のピーク波長と、前記第二フィルターを透過する前記第二ピーク波長以外のピーク波長と、が異なる波長となるように、前記第二ギャップ変更部を制御する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図。
【図2】第一実施形態の第一フィルターの概略構成を模式的に示す断面図。
【図3】第一実施形態の第一フィルターの反射膜構成の概略を示す断面図。
【図4】第一実施形態の第二フィルターの概略構成を模式的に示す断面図。
【図5】第一実施形態の第二フィルターの反射膜構成の概略を示す断面図。
【図6】第一実施形態の分光測定装置の分光測定方法を示すフローチャート。
【図7】第一実施形態における第一フィルターの分光特性、第二フィルターの分光特性、及び光学フィルターを透過する光の透過特性の一例を示す図。
【図8】第一実施形態における第一フィルターの分光特性、第二フィルターの分光特性、及び光学フィルターを透過する光の透過特性の一例を示す図。
【図9】第一実施形態における第一フィルターの分光特性、第二フィルターの分光特性、及び光学フィルターを透過する光の透過特性の一例を示す図。
【図10】第一実施形態における第一フィルターの分光特性、第二フィルターの分光特性、及び光学フィルターを透過する光の透過特性の一例を示す図。
【図11】第一ピーク波長及び第二ピーク波長の差と、光学フィルター１０を透過する目標波長の光との関係を示す図。
【図12】第二実施形態の第一可動反射膜及び第一固定反射膜の膜構成を示す断面図。
【図13】第二実施形態の第二可動反射膜及び第二固定反射膜の膜構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
［第一実施形態］
以下、第一実施形態について説明する。
図１は、第一実施形態の分光測定装置１の概略構成を示す図である。
［分光測定装置１の全体構成］
分光測定装置１は、測定対象から入射される測定光を分光して、測定対象の分光スペクトルや色度等を測定する電子機器である。この分光測定装置１は、図１に示すように、光学フィルター１０と、受光部４０と、制御部５０とを備えて構成されている。
また、光学フィルター１０は、図１に示すように、第一フィルター２０と、第二フィルター３０とを備えている。
以下、第一実施形態について説明する。
図１は、第一実施形態の分光測定装置１の概略構成を示す図である。
［分光測定装置１の全体構成］
分光測定装置１は、測定対象から入射される測定光を分光して、測定対象の分光スペクトルや色度等を測定する電子機器である。この分光測定装置１は、図１に示すように、光学フィルター１０と、受光部４０と、制御部５０とを備えて構成されている。
また、光学フィルター１０は、図１に示すように、第一フィルター２０と、第二フィルター３０とを備えている。
【0009】
［第一フィルター２０の構成］
図２は、第一フィルター２０の概略構成を模式的に示す断面図である。
第一フィルター２０は、ファブリーペロー型の波長可変干渉フィルターであり、透光性の第一可動基板２１と、透光性の第一固定基板２２とを備える。第一可動基板２１及び第一固定基板２２は、受光部４０の光軸Ｏに沿って配置されている。
第一可動基板２１には、一対の第一反射膜の一方である第一可動反射膜２３が設けられ、第一固定基板２２には、一対の第一反射膜の他方である第一固定反射膜２４が設けられている。また、第一フィルター２０は、第一可動反射膜２３と第一固定反射膜２４との間の寸法を変更する第一ギャップ変更部としての第一アクチュエーター２５を備えている。この第一アクチュエーター２５は、第一可動基板２１に設けられる第一電極２５１と、第一固定基板２２に設けられる第二電極２５２により構成された静電アクチュエーターである。
図２は、第一フィルター２０の概略構成を模式的に示す断面図である。
第一フィルター２０は、ファブリーペロー型の波長可変干渉フィルターであり、透光性の第一可動基板２１と、透光性の第一固定基板２２とを備える。第一可動基板２１及び第一固定基板２２は、受光部４０の光軸Ｏに沿って配置されている。
第一可動基板２１には、一対の第一反射膜の一方である第一可動反射膜２３が設けられ、第一固定基板２２には、一対の第一反射膜の他方である第一固定反射膜２４が設けられている。また、第一フィルター２０は、第一可動反射膜２３と第一固定反射膜２４との間の寸法を変更する第一ギャップ変更部としての第一アクチュエーター２５を備えている。この第一アクチュエーター２５は、第一可動基板２１に設けられる第一電極２５１と、第一固定基板２２に設けられる第二電極２５２により構成された静電アクチュエーターである。
【0010】
第一可動基板２１は、測定光が入射する第一面２１Ａと、第一固定基板２２に対向する第二面２１Ｂとを有する。第一可動基板２１は、第一面２１Ａがエッチング処理されることで、略環状の凹溝であるダイアフラム部２１２が形成されている。また、このダイアフラム部２１２に囲われる領域は、可動部２１１を構成する。当該可動部２１１は、ダイアフラム部２１２により、第一可動基板２１から第一固定基板２２に向かう方向に移動可能に保持される。
そして、この可動部２１１の第二面２１Ｂに、第一可動反射膜２３が設けられている。なお、第一可動反射膜２３の詳細な構成については後述する。
そして、この可動部２１１の第二面２１Ｂに、第一可動反射膜２３が設けられている。なお、第一可動反射膜２３の詳細な構成については後述する。
【0011】
また、第一可動反射膜２３の第一ギャップＧ１側には、透明電極である第一検出電極２６１が設けられている。透明電極は、例えばＩＧＯやＩＴＯなどを用いることができる。
さらに、第一可動基板２１の第二面２１Ｂには、第一可動反射膜２３を囲うように、第一電極２５１が配置されている。第一電極２５１は、可動部２１１に設けられていてもよく、ダイアフラム部２１２に設けられていてもよい。本実施形態では、第一電極２５１が、可動部２１１に設けられる構成を例示する。
第一可動基板２１のダイアフラム部２１２の外側は、ダイアフラム部２１２よりも光軸Ｏに沿った厚みが大きい外周部２１３を構成する。この外周部２１３は、図示略の接合部材を介して第一固定基板２２に接合される。
さらに、第一可動基板２１の第二面２１Ｂには、第一可動反射膜２３を囲うように、第一電極２５１が配置されている。第一電極２５１は、可動部２１１に設けられていてもよく、ダイアフラム部２１２に設けられていてもよい。本実施形態では、第一電極２５１が、可動部２１１に設けられる構成を例示する。
第一可動基板２１のダイアフラム部２１２の外側は、ダイアフラム部２１２よりも光軸Ｏに沿った厚みが大きい外周部２１３を構成する。この外周部２１３は、図示略の接合部材を介して第一固定基板２２に接合される。
【0012】
第一固定基板２２は、第一可動基板２１に対向する第三面２２Ａと、第二フィルター３０に対向する第四面２２Ｂとを備える。
第一固定基板２２は、第三面２２Ａがエッチング処理等によって加工されることで、可動部２１１に対向するミラー台２２１と、ミラー台２２１の外側に設けられる溝部２２２と、溝部２２２の外側に設けられる基台部２２３とが形成されている。
第一固定基板２２は、第三面２２Ａがエッチング処理等によって加工されることで、可動部２１１に対向するミラー台２２１と、ミラー台２２１の外側に設けられる溝部２２２と、溝部２２２の外側に設けられる基台部２２３とが形成されている。
【0013】
ミラー台２２１は、第一可動反射膜２３に対して第一ギャップＧ１を介して対向する第一固定反射膜２４が設けられる部位である。
また、第一固定反射膜２４の第一ギャップＧ１側には、透明電極である第二検出電極２６２が設けられている。この第二検出電極２６２は、第一ギャップＧ１を介して、第一検出電極２６１に対向し、第一検出電極２６１とともに、第一容量検出部２６を構成する。つまり、本実施形態では、第一検出電極２６１及び第二検出電極２６２で保持される電荷が変化することで、第一ギャップＧ１の寸法を検出することが可能となる。
また、第一固定反射膜２４の第一ギャップＧ１側には、透明電極である第二検出電極２６２が設けられている。この第二検出電極２６２は、第一ギャップＧ１を介して、第一検出電極２６１に対向し、第一検出電極２６１とともに、第一容量検出部２６を構成する。つまり、本実施形態では、第一検出電極２６１及び第二検出電極２６２で保持される電荷が変化することで、第一ギャップＧ１の寸法を検出することが可能となる。
【0014】
溝部２２２は、第一電極２５１に対向して設けられる部位であり、第一電極２５１に対向して配置される第二電極２５２が配置される。第二電極２５２は、上述のように、第一電極２５１とともに第一アクチュエーター２５を構成し、第一電極２５１及び第二電極２５２の間の駆動電圧が印加されることで、静電引力によって可動部２１１を第一固定基板２２側に変位させる。
【0015】
基台部２２３は、接合部材を介して第一可動基板２１の外周部２１３に接合される部位である。
なお、図示は省略するが、第一フィルター２０には、第一アクチュエーター２５の第一電極２５１及び第二電極２５２のそれぞれに電気接続された駆動端子と、第一検出電極２６１及び第二検出電極２６２のそれぞれに電気接続された検出端子とが設けられている。これらの端子が制御部５０に接続され、制御部５０の制御によって、第一アクチュエーター２５への駆動電圧の印加や、容量検出部を用いた第一ギャップＧ１の寸法の検出が実施される。
なお、本実施形態では、第一アクチュエーター２５として、静電アクチュエーターを例示するが、これに限定されない。第一アクチュエーター２５として、第一可動基板２１及び第一固定基板２２の間に圧電素子を配置し、圧電素子に電圧を印加することで、第一可動基板２１及び第一固定基板２２の間の寸法、つまり、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の間の第一ギャップＧ１が変更される構成などとしてもよい。
なお、図示は省略するが、第一フィルター２０には、第一アクチュエーター２５の第一電極２５１及び第二電極２５２のそれぞれに電気接続された駆動端子と、第一検出電極２６１及び第二検出電極２６２のそれぞれに電気接続された検出端子とが設けられている。これらの端子が制御部５０に接続され、制御部５０の制御によって、第一アクチュエーター２５への駆動電圧の印加や、容量検出部を用いた第一ギャップＧ１の寸法の検出が実施される。
なお、本実施形態では、第一アクチュエーター２５として、静電アクチュエーターを例示するが、これに限定されない。第一アクチュエーター２５として、第一可動基板２１及び第一固定基板２２の間に圧電素子を配置し、圧電素子に電圧を印加することで、第一可動基板２１及び第一固定基板２２の間の寸法、つまり、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の間の第一ギャップＧ１が変更される構成などとしてもよい。
【0016】
［第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の構成］
図３は、第一実施形態の第一フィルター２０における第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の概略構成を示す図である。
第一可動反射膜２３は、第一可動基板２１から第一ギャップＧ１に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。また、第一固定反射膜２４も、第一可動反射膜２３と同様の構成を有し、第一固定基板２２から第一ギャップＧ１に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。
図３に示す例では、複数の積層体として、第一積層体６１、第二積層体６２、及び第三積層体６３を備えている。第一積層体６１は、第一可動基板２１または第一固定基板２２に積層される積層体である。第三積層体６３は、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４において、第一ギャップＧ１に最も近い位置に配置される積層体である。第二積層体６２は、第一積層体６１及び第三積層体６３の間に配置される積層体である。
なお、図３の例では、上記のように、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４が３つの積層体を備えて構成される例を示すが、４つ以上の積層体を備える構成や、２つの積層体を備える構成などとしてもよい。
図３は、第一実施形態の第一フィルター２０における第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の概略構成を示す図である。
第一可動反射膜２３は、第一可動基板２１から第一ギャップＧ１に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。また、第一固定反射膜２４も、第一可動反射膜２３と同様の構成を有し、第一固定基板２２から第一ギャップＧ１に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。
図３に示す例では、複数の積層体として、第一積層体６１、第二積層体６２、及び第三積層体６３を備えている。第一積層体６１は、第一可動基板２１または第一固定基板２２に積層される積層体である。第三積層体６３は、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４において、第一ギャップＧ１に最も近い位置に配置される積層体である。第二積層体６２は、第一積層体６１及び第三積層体６３の間に配置される積層体である。
なお、図３の例では、上記のように、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４が３つの積層体を備えて構成される例を示すが、４つ以上の積層体を備える構成や、２つの積層体を備える構成などとしてもよい。
【0017】
これらの積層体は、それぞれ、高屈折層と、低屈折層と、を交互に積層することで構成された誘電体多層膜であり、所定の設計中心波長を中心とした光反射特性を有している。例えば、第一積層体６１は、第一可動基板２１または第一固定基板２２から、第一高屈折層６１Ｈ、第一低屈折層６１Ｌ、第一高屈折層６１Ｈの順に交互に積層されている。同様に、第二積層体６２は、第一積層体６１側から、第二高屈折層６２Ｈ、第二低屈折層６２Ｌ、第二高屈折層６２Ｈの順に交互に積層され、第三積層体６３は、第二積層体６２側から、第三高屈折層６３Ｈ、第三低屈折層６３Ｌ、第三高屈折層６３Ｈの順に交互に積層されている。
以降の説明にあたり、第一高屈折層６１Ｈの屈折率をｎ１Ｈ、第一高屈折層６１Ｈの厚みをｄ１Ｈ、第一低屈折層６１Ｌの屈折率をｎ１Ｌ、第一低屈折層６１Ｌの厚みをｄ１Ｌとする。第二高屈折層６２Ｈの屈折率をｎ２Ｈ、第二高屈折層６２Ｈの厚みをｄ２Ｈ、第二低屈折層６２Ｌの屈折率をｎ２Ｌ、第二低屈折層６２Ｌの厚みをｄ２Ｌとする。第三高屈折層６３Ｈの屈折率をｎ３Ｈ、第三高屈折層６３Ｈの厚みをｄ３Ｈ、第三低屈折層６３Ｌの屈折率をｎ３Ｌ、第三低屈折層６３Ｌの厚みをｄ３Ｌとする。
以降の説明にあたり、第一高屈折層６１Ｈの屈折率をｎ１Ｈ、第一高屈折層６１Ｈの厚みをｄ１Ｈ、第一低屈折層６１Ｌの屈折率をｎ１Ｌ、第一低屈折層６１Ｌの厚みをｄ１Ｌとする。第二高屈折層６２Ｈの屈折率をｎ２Ｈ、第二高屈折層６２Ｈの厚みをｄ２Ｈ、第二低屈折層６２Ｌの屈折率をｎ２Ｌ、第二低屈折層６２Ｌの厚みをｄ２Ｌとする。第三高屈折層６３Ｈの屈折率をｎ３Ｈ、第三高屈折層６３Ｈの厚みをｄ３Ｈ、第三低屈折層６３Ｌの屈折率をｎ３Ｌ、第三低屈折層６３Ｌの厚みをｄ３Ｌとする。
【0018】
第一積層体６１は、第一設計中心波長λ１を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第一積層体６１における第一高屈折層６１Ｈ及び第一低屈折層６１Ｌの光学膜厚（第一光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第一高屈折層６１Ｈ及び第一低屈折層６１Ｌは、ｎ１Ｈ×ｄ１Ｈ＝ｎ１Ｌ×ｄ１Ｌ＝λ１／４を満たす第一光学膜厚を有する。
第二積層体６２は、第二設計中心波長λ２を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第二積層体６２における第二高屈折層６２Ｈ及び第二低屈折層６２Ｌの光学膜厚（第二光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第二高屈折層６２Ｈ及び第二低屈折層６２Ｌは、ｎ２Ｈ×ｄ２Ｈ＝ｎ２Ｌ×ｄ２Ｌ＝λ２／４を満たす第二光学膜厚を有する。ここで、第二設計中心波長λ２は、λ１＞λ２の関係を満たす。
同様に、第三積層体６３は、第三設計中心波長λ３を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第三積層体６３における第三高屈折層６３Ｈ及び第三低屈折層６３Ｌの光学膜厚（第三光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第三高屈折層６３Ｈ及び第三低屈折層６３Ｌは、ｎ３Ｈ×ｄ３Ｈ＝ｎ３Ｌ×ｄ３Ｌ＝λ３／４を満たす第三光学膜厚を有する。ここで、第三設計中心波長λ３は、λ１＞λ２＞λ３の関係を満たす。
第一設計中心波長λ１、第二設計中心波長λ２、及び第三設計中心波長λ３は、分光測定装置１による測定対象となる波長域（以降、測定波長域と称する）に応じて設定される。例えば、可視光域から近赤外広域までを測定波長域（４００ｎｍ～１０００ｎｍ）とする場合の一例として、λ１＝９５０ｎｍ、λ２＝６００ｎｍ、λ３＝４００ｎｍに設定される。なお、第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔が、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔より大きくなる例を示すが、これに限定されない。例えば、第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔と、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔とを等間隔にしてもよい。詳細は後述するが、本実施形態の第一フィルター２０は、測定波長域に複数のピーク波長を含む光を透過させる。第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔と、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔は、これらのピーク波長の間隔が略均一となるように設定されていればよい。
第二積層体６２は、第二設計中心波長λ２を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第二積層体６２における第二高屈折層６２Ｈ及び第二低屈折層６２Ｌの光学膜厚（第二光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第二高屈折層６２Ｈ及び第二低屈折層６２Ｌは、ｎ２Ｈ×ｄ２Ｈ＝ｎ２Ｌ×ｄ２Ｌ＝λ２／４を満たす第二光学膜厚を有する。ここで、第二設計中心波長λ２は、λ１＞λ２の関係を満たす。
同様に、第三積層体６３は、第三設計中心波長λ３を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第三積層体６３における第三高屈折層６３Ｈ及び第三低屈折層６３Ｌの光学膜厚（第三光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第三高屈折層６３Ｈ及び第三低屈折層６３Ｌは、ｎ３Ｈ×ｄ３Ｈ＝ｎ３Ｌ×ｄ３Ｌ＝λ３／４を満たす第三光学膜厚を有する。ここで、第三設計中心波長λ３は、λ１＞λ２＞λ３の関係を満たす。
第一設計中心波長λ１、第二設計中心波長λ２、及び第三設計中心波長λ３は、分光測定装置１による測定対象となる波長域（以降、測定波長域と称する）に応じて設定される。例えば、可視光域から近赤外広域までを測定波長域（４００ｎｍ～１０００ｎｍ）とする場合の一例として、λ１＝９５０ｎｍ、λ２＝６００ｎｍ、λ３＝４００ｎｍに設定される。なお、第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔が、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔より大きくなる例を示すが、これに限定されない。例えば、第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔と、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔とを等間隔にしてもよい。詳細は後述するが、本実施形態の第一フィルター２０は、測定波長域に複数のピーク波長を含む光を透過させる。第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔と、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔は、これらのピーク波長の間隔が略均一となるように設定されていればよい。
【0019】
また、第一積層体６１と第二積層体６２とは、透光性の第一接続層６７Ａを介して接続され、第二積層体６２と第三積層体６３とは、透光性の第二接続層６７Ｂを介して接続されている。
第一接続層６７Ａは、屈折率ｎ７ａ、膜厚ｄ７ａを有し、第一接続層６７Ａの光学膜厚は、第一設計中心波長と第二設計中心波長の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第一接続層６７Ａの設計中心波長をλ７ａとすると、当該設計中心波長λ７ａは、λ７ａ＝（λ１＋λ２）／２であり、ｎ７ａ×ｄ７ａ＝λ７ａ／４を満たしている。
第二接続層６７Ｂは、屈折率ｎ７ｂ、膜厚ｄ７ｂを有し、第二接続層６７Ｂの光学膜厚は、第二設計中心波長と第三設計中心波長の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第二接続層６７Ｂの設計中心波長をλ７ｂとすると、当該設計中心波長λ７ｂは、λ７ｂ＝（λ２＋λ３）／２であり、ｎ７ｂ×ｄ７ｂ＝λ７ｂ／４を満たしている。
第一接続層６７Ａは、屈折率ｎ７ａ、膜厚ｄ７ａを有し、第一接続層６７Ａの光学膜厚は、第一設計中心波長と第二設計中心波長の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第一接続層６７Ａの設計中心波長をλ７ａとすると、当該設計中心波長λ７ａは、λ７ａ＝（λ１＋λ２）／２であり、ｎ７ａ×ｄ７ａ＝λ７ａ／４を満たしている。
第二接続層６７Ｂは、屈折率ｎ７ｂ、膜厚ｄ７ｂを有し、第二接続層６７Ｂの光学膜厚は、第二設計中心波長と第三設計中心波長の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第二接続層６７Ｂの設計中心波長をλ７ｂとすると、当該設計中心波長λ７ｂは、λ７ｂ＝（λ２＋λ３）／２であり、ｎ７ｂ×ｄ７ｂ＝λ７ｂ／４を満たしている。
【0020】
具体的な例を挙げて、さらに説明すると、本実施形態では、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４において、第一高屈折層６１Ｈ、第二高屈折層６２Ｈ、及び第三高屈折層６３Ｈは、同一素材により構成されている。また、第一低屈折層６１Ｌ、第二低屈折層６２Ｌ、及び第三低屈折層６３Ｌは、同一素材により構成されている。
また、本実施形態では、第一積層体６１の最も第二積層体６２側に配置される層は第一高屈折層６１Ｈであり、第二積層体６２の最も第一積層体６１側に配置される層は第二高屈折層６２Ｈである。同様に、第二積層体６２の最も第三積層体６３側に配置される層は第二高屈折層６２Ｈであり、第三積層体６３の最も第二積層体６２側に配置される層は第三高屈折層６３Ｈである。この場合、第一接続層６７Ａ及び第二接続層６７Ｂとして、低屈折層を用いることが好ましく、例えば第一低屈折層６１Ｌ、第二低屈折層６２Ｌ、及び第三低屈折層６３Ｌと同じ素材を用いることができる。
この場合、ｎ１Ｈ＝ｎ２Ｈ＝ｎ３Ｈ、かつ、ｎ１Ｌ＝ｎ２Ｌ＝ｎ３Ｌ＝ｎ７ａ＝ｎ７ｂとなるので、各層の厚みのみにより、各積層体６１，６２，６３及び接続層６７Ａ，６７Ｂの光学膜厚を設定することができる。
なお、第一可動反射膜２３上に設けられる第一検出電極２６１や、第一固定反射膜２４上に設けられる第二検出電極２６２の光学膜厚は、各積層体６１，６２，６３を構成する各層の光学膜厚に対して十分に小さい。例えば、本実施形態では、第一検出電極２６１及び第二検出電極２６２をＩＧＯにより構成し、例えば、光学膜厚を２０ｎｍとして、約１０ｎｍの膜厚となるように形成する。
また、本実施形態では、第一積層体６１の最も第二積層体６２側に配置される層は第一高屈折層６１Ｈであり、第二積層体６２の最も第一積層体６１側に配置される層は第二高屈折層６２Ｈである。同様に、第二積層体６２の最も第三積層体６３側に配置される層は第二高屈折層６２Ｈであり、第三積層体６３の最も第二積層体６２側に配置される層は第三高屈折層６３Ｈである。この場合、第一接続層６７Ａ及び第二接続層６７Ｂとして、低屈折層を用いることが好ましく、例えば第一低屈折層６１Ｌ、第二低屈折層６２Ｌ、及び第三低屈折層６３Ｌと同じ素材を用いることができる。
この場合、ｎ１Ｈ＝ｎ２Ｈ＝ｎ３Ｈ、かつ、ｎ１Ｌ＝ｎ２Ｌ＝ｎ３Ｌ＝ｎ７ａ＝ｎ７ｂとなるので、各層の厚みのみにより、各積層体６１，６２，６３及び接続層６７Ａ，６７Ｂの光学膜厚を設定することができる。
なお、第一可動反射膜２３上に設けられる第一検出電極２６１や、第一固定反射膜２４上に設けられる第二検出電極２６２の光学膜厚は、各積層体６１，６２，６３を構成する各層の光学膜厚に対して十分に小さい。例えば、本実施形態では、第一検出電極２６１及び第二検出電極２６２をＩＧＯにより構成し、例えば、光学膜厚を２０ｎｍとして、約１０ｎｍの膜厚となるように形成する。
【0021】
［第二フィルター３０の構成］
図４は、第二フィルター３０の概略構成を模式的に示す断面図である。
第二フィルター３０は、ファブリーペロー型の波長可変干渉フィルターであり、第一フィルター２０と略同様の構成を有する。すなわち、第二フィルター３０は、透光性の第二可動基板３１と、透光性の第二固定基板３２とを備える。これらの第二可動基板３１及び第二固定基板３２は、受光部４０の光軸Ｏに沿って配置されている。
第二可動基板３１には、一対の第二反射膜のうちの一方である第二可動反射膜３３が設けられ、第二固定基板３２には、一対の第二反射膜のうちの他方である第二固定反射膜３４が設けられている。また、第二フィルター３０は、第二可動反射膜３３と第二固定反射膜３４との間の寸法を変更する第二ギャップ変更部としての第二アクチュエーター３５を備えている。この第二アクチュエーター３５は、第一アクチュエーター２５と同様、静電アクチュエーターにより構成され、第二可動基板３１に設けられる第三電極３５１と、第二固定基板３２に設けられる第四電極３５２を備えている。
図４は、第二フィルター３０の概略構成を模式的に示す断面図である。
第二フィルター３０は、ファブリーペロー型の波長可変干渉フィルターであり、第一フィルター２０と略同様の構成を有する。すなわち、第二フィルター３０は、透光性の第二可動基板３１と、透光性の第二固定基板３２とを備える。これらの第二可動基板３１及び第二固定基板３２は、受光部４０の光軸Ｏに沿って配置されている。
第二可動基板３１には、一対の第二反射膜のうちの一方である第二可動反射膜３３が設けられ、第二固定基板３２には、一対の第二反射膜のうちの他方である第二固定反射膜３４が設けられている。また、第二フィルター３０は、第二可動反射膜３３と第二固定反射膜３４との間の寸法を変更する第二ギャップ変更部としての第二アクチュエーター３５を備えている。この第二アクチュエーター３５は、第一アクチュエーター２５と同様、静電アクチュエーターにより構成され、第二可動基板３１に設けられる第三電極３５１と、第二固定基板３２に設けられる第四電極３５２を備えている。
【0022】
第二可動基板３１は、受光部４０に向かう側の第五面３１Ａと、第二固定基板３２に対向する第六面３１Ｂとを有する。第二可動基板３１は、第一可動基板２１と略同様の構成を有する。つまり、第二可動基板３１は、第五面３１Ａがエッチング処理されることで、略環状の凹溝である第二ダイアフラム部３１２と、第二ダイアフラム部３１２により囲われる第二可動部３１１とが形成されている。また、第二可動部３１１の第六面３１Ｂに、第二可動反射膜３３が設けられている。この第二可動反射膜３３は、第一可動反射膜２３や第一固定反射膜２４と同様、複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。
また、第二可動基板３１の第六面３１Ｂには、第二可動反射膜３３を囲うように、第二アクチュエーター３５を構成する第三電極３５１が配置されている。
第二可動基板３１の第二ダイアフラム部３１２の外側は、第二ダイアフラム部３１２よりも光軸Ｏに沿った厚みが大きい第二外周部３１３が構成され、図示略の接合部材を介して第二固定基板３２に接合されている。
また、第二可動基板３１の第六面３１Ｂには、第二可動反射膜３３を囲うように、第二アクチュエーター３５を構成する第三電極３５１が配置されている。
第二可動基板３１の第二ダイアフラム部３１２の外側は、第二ダイアフラム部３１２よりも光軸Ｏに沿った厚みが大きい第二外周部３１３が構成され、図示略の接合部材を介して第二固定基板３２に接合されている。
【0023】
第二固定基板３２は、第二可動基板３１に対向する第七面３２Ａと、第一フィルター２０に対向する第八面３２Ｂとを備える。
第二固定基板３２は、第七面３２Ａがエッチング処理等によって加工されることで、第一固定基板２２と同様、第二ミラー台３２１と、第二溝部３２２と、第二基台部３２３とが形成されている。
第二ミラー台３２１は、第二可動反射膜３３に対して第二ギャップＧ２を介して対向する第二固定反射膜３４が設けられる部位である。第二固定反射膜３４は、第二可動反射膜３３、第一可動反射膜２３、及び第一固定反射膜２４と同様、複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。
第二固定反射膜３４の第二ギャップＧ２側には、透明電極である第四検出電極３６２が設けられている。この第四検出電極３６２は、第二ギャップＧ２を介して、第三検出電極３６１に対向し、第三検出電極３６１とともに、第二容量検出部３６を構成する。つまり、本実施形態では、第三検出電極３６１及び第四検出電極３６２で保持される電荷が変化することで、第二ギャップＧ２の寸法を検出することが可能となる。
第二固定基板３２は、第七面３２Ａがエッチング処理等によって加工されることで、第一固定基板２２と同様、第二ミラー台３２１と、第二溝部３２２と、第二基台部３２３とが形成されている。
第二ミラー台３２１は、第二可動反射膜３３に対して第二ギャップＧ２を介して対向する第二固定反射膜３４が設けられる部位である。第二固定反射膜３４は、第二可動反射膜３３、第一可動反射膜２３、及び第一固定反射膜２４と同様、複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。
第二固定反射膜３４の第二ギャップＧ２側には、透明電極である第四検出電極３６２が設けられている。この第四検出電極３６２は、第二ギャップＧ２を介して、第三検出電極３６１に対向し、第三検出電極３６１とともに、第二容量検出部３６を構成する。つまり、本実施形態では、第三検出電極３６１及び第四検出電極３６２で保持される電荷が変化することで、第二ギャップＧ２の寸法を検出することが可能となる。
【0024】
第二溝部３２２は、第三電極３５１に対向して設けられ、第四電極３５２が配置される。第四電極３５２は、上述のように、第三電極３５１とともに第二アクチュエーター３５を構成し、第二可動部３１１を第二固定基板３２側に変位させる。
【0025】
第二基台部３２３は、接合部材を介して第二可動基板３１の第二外周部３１３に接合される部位である。
なお、図示は省略するが、第二フィルター３０には、第一フィルター２０と同様に、第二アクチュエーター３５の第三電極３５１及び第四電極３５２のそれぞれに電気接続された駆動端子と、第三検出電極３６１及び第四検出電極３６２のそれぞれに電気接続された検出端子とが設けられている。これらの端子が制御部５０に接続され、制御部５０の制御によって、第二アクチュエーター３５への駆動電圧の印加や、第二容量検出部３６を用いた第二ギャップＧ２の寸法の検出が実施される。
なお、図示は省略するが、第二フィルター３０には、第一フィルター２０と同様に、第二アクチュエーター３５の第三電極３５１及び第四電極３５２のそれぞれに電気接続された駆動端子と、第三検出電極３６１及び第四検出電極３６２のそれぞれに電気接続された検出端子とが設けられている。これらの端子が制御部５０に接続され、制御部５０の制御によって、第二アクチュエーター３５への駆動電圧の印加や、第二容量検出部３６を用いた第二ギャップＧ２の寸法の検出が実施される。
【0026】
なお、図１に示す例では、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を区別するために、第一固定基板２２と、第二固定基板３２とが、隙間を開けて配置されているが、第一固定基板２２の第四面２２Ｂと、第二固定基板３２の第八面３２Ｂとが透光性の接合部材によって接合されていてもよい。
また、第一固定基板２２と第二固定基板３２とが同一構成であってもよい。つまり、第一固定基板２２と第二固定基板３２とが１つの基板により構成され、当該基板のうち第一可動基板２１に対向する面に、ミラー台２２１や溝部２２２が設けられ、当該基板のうち第二可動基板３１に対向する面に、第二ミラー台３２１や第二溝部３２２が設けられる構成としてもよい。
また、第一固定基板２２と第二固定基板３２とが同一構成であってもよい。つまり、第一固定基板２２と第二固定基板３２とが１つの基板により構成され、当該基板のうち第一可動基板２１に対向する面に、ミラー台２２１や溝部２２２が設けられ、当該基板のうち第二可動基板３１に対向する面に、第二ミラー台３２１や第二溝部３２２が設けられる構成としてもよい。
【0027】
また、本実施形態では、図１に示すように、第一可動基板２１の第一面２１Ａから光が入射し、第一フィルター２０を透過した光が、第一固定基板２２の第四面２２Ｂから第二固定基板３２の第八面３２Ｂに入射し、第二フィルター３０を透過した光が、第二可動基板３１の第五面３１Ａから受光部４０に向かうとしたが、第一フィルター２０及び第二フィルター３０の配置はこれに限定されない。例えば、第一フィルター２０の第四面２２Ｂから光が入射し、第一フィルター２０を透過した光が第一可動基板２１の第一面２１Ａから第二フィルター３０に入射してもよい。また、第二フィルター３０においても、第一フィルター２０からの光が、第五面３１Ａから入射し、第二フィルター３０を透過した光が、第八面３２Ｂから受光部４０に向かう構成としてもよい。
【0028】
［第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の構成］
図５は、第一実施形態の第二フィルター３０における第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の概略構成を示す図である。
上述したように、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４と略同様の構成を有する。
すなわち、第二可動反射膜３３は、第二可動基板３１から第二ギャップＧ２に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。また、第二固定反射膜３４は、第二固定基板３２から第二ギャップＧ２に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。
図５に示す例では、複数の積層体として、第四積層体６４、第五積層体６５、及び第六積層体６６を備えている。第四積層体６４は、第二可動基板３１または第二固定基板３２に積層される積層体である。第六積層体６６は、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４において、第二ギャップＧ２に最も近い位置に配置される積層体である。第五積層体６５は、第四積層体６４及び第六積層体６６の間に配置される積層体である。
なお、図５の例では、上記のように、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４が３つの積層体を備えて構成される例を示すが、４つ以上の積層体を備える構成や、２つの積層体を備える構成などとしてもよい。
図５は、第一実施形態の第二フィルター３０における第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の概略構成を示す図である。
上述したように、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４と略同様の構成を有する。
すなわち、第二可動反射膜３３は、第二可動基板３１から第二ギャップＧ２に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。また、第二固定反射膜３４は、第二固定基板３２から第二ギャップＧ２に向かって複数の積層体（光学体）が積層されることで構成されている。
図５に示す例では、複数の積層体として、第四積層体６４、第五積層体６５、及び第六積層体６６を備えている。第四積層体６４は、第二可動基板３１または第二固定基板３２に積層される積層体である。第六積層体６６は、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４において、第二ギャップＧ２に最も近い位置に配置される積層体である。第五積層体６５は、第四積層体６４及び第六積層体６６の間に配置される積層体である。
なお、図５の例では、上記のように、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４が３つの積層体を備えて構成される例を示すが、４つ以上の積層体を備える構成や、２つの積層体を備える構成などとしてもよい。
【0029】
これらの積層体は、第一可動反射膜２３や第一固定反射膜２４と同様、それぞれ、高屈折層と、低屈折層と、を交互に積層することで構成されている。例えば、第四積層体６４は、第二可動基板３１または第二固定基板３２から、第四高屈折層６４Ｈ、第四低屈折層６４Ｌ、第四高屈折層６４Ｈの順に交互に積層されている。第五積層体６５は、第四積層体６４側から、第五高屈折層６５Ｈ、第五低屈折層６５Ｌ、第五高屈折層６５Ｈの順に交互に積層され、第六積層体６６は、第五積層体６５側から、第六高屈折層６６Ｈ、第六低屈折層６６Ｌ、第六高屈折層６６Ｈの順に交互に積層されている。
以降の説明にあたり、第四高屈折層６４Ｈの屈折率をｎ４Ｈ、第四高屈折層６４Ｈの厚みをｄ４Ｈ、第四低屈折層６４Ｌの屈折率をｎ４Ｌ、第四低屈折層６４Ｌの厚みをｄ４Ｌとする。第五高屈折層６５Ｈの屈折率をｎ５Ｈ、第五高屈折層６５Ｈの厚みをｄ５Ｈ、第五低屈折層６５Ｌの屈折率をｎ５Ｌ、第五低屈折層６５Ｌの厚みをｄ５Ｌとする。第六高屈折層６６Ｈの屈折率をｎ６Ｈ、第六高屈折層６６Ｈの厚みをｄ６Ｈ、第六低屈折層６６Ｌの屈折率をｎ６Ｌ、第六低屈折層６６Ｌの厚みをｄ６Ｌとする。
以降の説明にあたり、第四高屈折層６４Ｈの屈折率をｎ４Ｈ、第四高屈折層６４Ｈの厚みをｄ４Ｈ、第四低屈折層６４Ｌの屈折率をｎ４Ｌ、第四低屈折層６４Ｌの厚みをｄ４Ｌとする。第五高屈折層６５Ｈの屈折率をｎ５Ｈ、第五高屈折層６５Ｈの厚みをｄ５Ｈ、第五低屈折層６５Ｌの屈折率をｎ５Ｌ、第五低屈折層６５Ｌの厚みをｄ５Ｌとする。第六高屈折層６６Ｈの屈折率をｎ６Ｈ、第六高屈折層６６Ｈの厚みをｄ６Ｈ、第六低屈折層６６Ｌの屈折率をｎ６Ｌ、第六低屈折層６６Ｌの厚みをｄ６Ｌとする。
【0030】
ここで、第四積層体６４は、第四設計中心波長λ４を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第四積層体６４における第四高屈折層６４Ｈ及び第四低屈折層６４Ｌの光学膜厚（第四光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第四高屈折層６４Ｈ及び第四低屈折層６４Ｌは、ｎ４Ｈ×ｄ４Ｈ＝ｎ４Ｌ×ｄ４Ｌ＝λ４／４を満たす第四光学膜厚を有する。ここで、第四設計中心波長λ４は、第一設計中心波長λ１、第二設計中心波長λ２、第三設計中心波長λ３とは異なる波長となる（λ４≠λ１，λ４≠λ２，λ４≠λ３）。
第五積層体６５は、第五設計中心波長λ５を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第五積層体６５における第五高屈折層６５Ｈ及び第五低屈折層６５Ｌの光学膜厚（第五光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第五高屈折層６５Ｈ及び第五低屈折層６５Ｌは、ｎ５Ｈ×ｄ５Ｈ＝ｎ５Ｌ×ｄ５Ｌ＝λ５／４を満たす第五光学膜厚を有する。ここで、第五設計中心波長λ５は、λ５≠λ１，λ５≠λ２，λ５≠λ３、かつ、λ４＞λ５の関係を満たす。
同様に、第六積層体６６は、第六設計中心波長λ６を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第六積層体６６における第六高屈折層６６Ｈ及び第六低屈折層６６Ｌの光学膜厚（第六光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第六高屈折層６６Ｈ及び第六低屈折層６６Ｌは、ｎ６Ｈ×ｄ６Ｈ＝ｎ６Ｌ×ｄ６Ｌ＝λ６／４を満たす第六光学膜厚を有する。ここで、第六設計中心波長λ６は、λ６≠λ１，λ６≠λ２，λ６≠λ３、かつ、λ４＞λ５＞λ６の関係を満たす。
第四設計中心波長λ４、第五設計中心波長λ５、及び第六設計中心波長λ６は、第一設計中心波長λ１、第二設計中心波長λ２、及び第三設計中心波長λ３と同様に、分光測定装置１による測定対象となる波長域（以降、測定波長域と称する）に応じて設定される。例えば、可視光域から近赤外広域までを対象波長域（４００ｎｍ～１０００ｎｍ）とする場合の一例として、λ４＝８５０ｎｍ、λ５＝５００ｎｍ、λ６＝３５０ｎｍに設定される。
なお、第四設計中心波長λ４と第五設計中心波長λ５との波長間隔が、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔より大きくなる例を示すが、これに限定されない。例えば、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔と、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔とを等間隔にしてもよい。
第五積層体６５は、第五設計中心波長λ５を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第五積層体６５における第五高屈折層６５Ｈ及び第五低屈折層６５Ｌの光学膜厚（第五光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第五高屈折層６５Ｈ及び第五低屈折層６５Ｌは、ｎ５Ｈ×ｄ５Ｈ＝ｎ５Ｌ×ｄ５Ｌ＝λ５／４を満たす第五光学膜厚を有する。ここで、第五設計中心波長λ５は、λ５≠λ１，λ５≠λ２，λ５≠λ３、かつ、λ４＞λ５の関係を満たす。
同様に、第六積層体６６は、第六設計中心波長λ６を中心とした光を反射する誘電体多層膜である。つまり、第六積層体６６における第六高屈折層６６Ｈ及び第六低屈折層６６Ｌの光学膜厚（第六光学膜厚）は同じ光学膜厚を有する。具体的には、第六高屈折層６６Ｈ及び第六低屈折層６６Ｌは、ｎ６Ｈ×ｄ６Ｈ＝ｎ６Ｌ×ｄ６Ｌ＝λ６／４を満たす第六光学膜厚を有する。ここで、第六設計中心波長λ６は、λ６≠λ１，λ６≠λ２，λ６≠λ３、かつ、λ４＞λ５＞λ６の関係を満たす。
第四設計中心波長λ４、第五設計中心波長λ５、及び第六設計中心波長λ６は、第一設計中心波長λ１、第二設計中心波長λ２、及び第三設計中心波長λ３と同様に、分光測定装置１による測定対象となる波長域（以降、測定波長域と称する）に応じて設定される。例えば、可視光域から近赤外広域までを対象波長域（４００ｎｍ～１０００ｎｍ）とする場合の一例として、λ４＝８５０ｎｍ、λ５＝５００ｎｍ、λ６＝３５０ｎｍに設定される。
なお、第四設計中心波長λ４と第五設計中心波長λ５との波長間隔が、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔より大きくなる例を示すが、これに限定されない。例えば、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔と、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔とを等間隔にしてもよい。
【0031】
また、第一フィルター２０において、第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔が、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔より大きい場合に、第二フィルター３０において、第四設計中心波長λ４と第五設計中心波長λ５との波長間隔が、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔よりも小さくなるように設定してもよい。或いは、第一フィルター２０において、第一設計中心波長λ１と第二設計中心波長λ２との波長間隔が、第二設計中心波長λ２と第三設計中心波長λ３との波長間隔より小さい場合に、第二フィルター３０において、第四設計中心波長λ４と第五設計中心波長λ５との波長間隔が、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６との波長間隔よりも大きくなるように設定してもよい。
【0032】
また、第四積層体６４と第五積層体６５とは、透光性の第三接続層６８Ａを介して接続され、第五積層体６５と第六積層体６６とは、透光性の第四接続層６８Ｂを介して接続されている。
第三接続層６８Ａは、屈折率ｎ８ａ、膜厚ｄ８ａを有し、第三接続層６８Ａの光学膜厚は、第四設計中心波長λ４と第五設計中心波長λ５の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第三接続層６８Ａの設計中心波長をλ８ａとすると、当該設計中心波長λ８ａは、λ８ａ＝（λ４＋λ５）／２であり、ｎ８ａ×ｄ８ａ＝λ８ａ／４を満たしている。
第四接続層６８Ｂは、屈折率ｎ８ｂ、膜厚ｄ８ｂを有し、第四接続層６８Ｂの光学膜厚は、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第四接続層６８Ｂの設計中心波長をλ８ｂとすると、当該設計中心波長λ８ｂは、λ８ｂ＝（λ５＋λ６）／２であり、ｎ８ｂ×ｄ８ｂ＝λ８ｂ／４を満たしている。
第三接続層６８Ａは、屈折率ｎ８ａ、膜厚ｄ８ａを有し、第三接続層６８Ａの光学膜厚は、第四設計中心波長λ４と第五設計中心波長λ５の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第三接続層６８Ａの設計中心波長をλ８ａとすると、当該設計中心波長λ８ａは、λ８ａ＝（λ４＋λ５）／２であり、ｎ８ａ×ｄ８ａ＝λ８ａ／４を満たしている。
第四接続層６８Ｂは、屈折率ｎ８ｂ、膜厚ｄ８ｂを有し、第四接続層６８Ｂの光学膜厚は、第五設計中心波長λ５と第六設計中心波長λ６の平均に基づいた光学膜厚となる。つまり、第四接続層６８Ｂの設計中心波長をλ８ｂとすると、当該設計中心波長λ８ｂは、λ８ｂ＝（λ５＋λ６）／２であり、ｎ８ｂ×ｄ８ｂ＝λ８ｂ／４を満たしている。
【0033】
具体的な例を挙げて、さらに説明すると、本実施形態では、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４において、第四高屈折層６４Ｈ、第五高屈折層６５Ｈ、及び第六高屈折層６６Ｈは、同一素材により構成されている。また、第四低屈折層６４Ｌ、第五低屈折層６５Ｌ、及び第六低屈折層６６Ｌは、同一素材により構成されている。
また、本実施形態では、第四積層体６４の最も第五積層体６５側に配置される層は第四高屈折層６４Ｈであり、第五積層体６５の最も第四積層体６４側に配置される層は第五高屈折層６５Ｈである。同様に、第五積層体６５の最も第六積層体６６側に配置される層は第五高屈折層６５Ｈであり、第六積層体６６の最も第五積層体６５側に配置される層は第六高屈折層６６Ｈである。この場合、第三接続層６８Ａ及び第四接続層６８Ｂとして、低屈折層を用いることが好ましく、例えば第四低屈折層６４Ｌ、第五低屈折層６５Ｌ、及び第六低屈折層６６Ｌと同一の素材を用いることができる。
この場合、ｎ４Ｈ＝ｎ５Ｈ＝ｎ６Ｈ、かつ、ｎ４Ｌ＝ｎ５Ｌ＝ｎ６Ｌ＝ｎ８ａ＝ｎ８ｂとなるので、各層の厚みのみにより、各積層体６４，６５，６６及び接続層６８Ａ，６８Ｂの光学膜厚を設定することができる。
なお、第二可動反射膜３３上に設けられる第三検出電極３６１や、第二固定反射膜３４上に設けられる第四検出電極３６２の光学膜厚は、各積層体６４，６５，６６を構成する各層の光学膜厚に対して十分に小さい。例えば、本実施形態では、第三検出電極３６１及び第四検出電極３６２をＩＧＯにより構成し、例えば、光学膜厚を２０ｎｍとして、約１０ｎｍの膜厚となるように形成する。
また、本実施形態では、第四積層体６４の最も第五積層体６５側に配置される層は第四高屈折層６４Ｈであり、第五積層体６５の最も第四積層体６４側に配置される層は第五高屈折層６５Ｈである。同様に、第五積層体６５の最も第六積層体６６側に配置される層は第五高屈折層６５Ｈであり、第六積層体６６の最も第五積層体６５側に配置される層は第六高屈折層６６Ｈである。この場合、第三接続層６８Ａ及び第四接続層６８Ｂとして、低屈折層を用いることが好ましく、例えば第四低屈折層６４Ｌ、第五低屈折層６５Ｌ、及び第六低屈折層６６Ｌと同一の素材を用いることができる。
この場合、ｎ４Ｈ＝ｎ５Ｈ＝ｎ６Ｈ、かつ、ｎ４Ｌ＝ｎ５Ｌ＝ｎ６Ｌ＝ｎ８ａ＝ｎ８ｂとなるので、各層の厚みのみにより、各積層体６４，６５，６６及び接続層６８Ａ，６８Ｂの光学膜厚を設定することができる。
なお、第二可動反射膜３３上に設けられる第三検出電極３６１や、第二固定反射膜３４上に設けられる第四検出電極３６２の光学膜厚は、各積層体６４，６５，６６を構成する各層の光学膜厚に対して十分に小さい。例えば、本実施形態では、第三検出電極３６１及び第四検出電極３６２をＩＧＯにより構成し、例えば、光学膜厚を２０ｎｍとして、約１０ｎｍの膜厚となるように形成する。
【0034】
［受光部４０の構成］
受光部４０は、光学フィルター１０を透過した光を受光するセンサーである。受光部４０としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサーを用いることができる。受光部４０は、光学フィルター１０を透過した光を受光すると、受光量に応じた受光信号を制御部５０に出力する。
受光部４０は、光学フィルター１０を透過した光を受光するセンサーである。受光部４０としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサーを用いることができる。受光部４０は、光学フィルター１０を透過した光を受光すると、受光量に応じた受光信号を制御部５０に出力する。
【0035】
［制御部５０の構成］
制御部５０は、図１に示すように、フィルター駆動回路５１、受光制御回路５２、分光測定部５３等を備えて構成されている。
フィルター駆動回路５１は、光学フィルター１０の駆動を制御する回路である。フィルター駆動回路５１は、光学フィルター１０を設置する回路基板に設けられていてもよく、当該回路基板とは別体として設けられてもよい。
制御部５０は、図１に示すように、フィルター駆動回路５１、受光制御回路５２、分光測定部５３等を備えて構成されている。
フィルター駆動回路５１は、光学フィルター１０の駆動を制御する回路である。フィルター駆動回路５１は、光学フィルター１０を設置する回路基板に設けられていてもよく、当該回路基板とは別体として設けられてもよい。
【0036】
このフィルター駆動回路５１は、第一駆動回路５１１、第二駆動回路５１２、第一容量検出回路５１３、第二容量検出回路５１４、メモリー５１５、及びマイコン５１６を備える。
第一駆動回路５１１は、マイコン５１６の制御に基づいて、第一フィルター２０の第一アクチュエーター２５に第一駆動電圧を印加する回路である。
第二駆動回路５１２は、マイコン５１６の制御に基づいて、第二フィルター３０の第二アクチュエーター３５に第二駆動電圧を印加する回路である。
第一容量検出回路５１３は、第一フィルター２０の第一容量検出部２６で保持される電荷に応じた検出信号を受信する。当該検出信号は、第一ギャップＧ１の寸法に応じて変化する信号である。第一容量検出回路５１３は、当該検出信号を第一駆動回路５１１に出力する。
第二容量検出回路５１４は、第一容量検出回路５１３と同様であり、第二フィルター３０の第二容量検出部３６で保持される電荷に応じた検出信号を受信し、当該検出信号を第二駆動回路５１２に出力する。
そして、第一駆動回路５１１は、第一容量検出回路５１３で検出された第一ギャップＧ１の寸法に応じて、第一アクチュエーター２５への印加電圧をフィードバック制御する。同様に、第二駆動回路５１２は、第二容量検出回路５１４で検出された第二ギャップＧ２の寸法に応じて、第二アクチュエーター３５への印加電圧をフィードバック制御する。
なお、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を透過する光の波長、光学フィルター１０を透過する光の波長、及び光学フィルター１０の制御方法についての説明は、後述する。
第一駆動回路５１１は、マイコン５１６の制御に基づいて、第一フィルター２０の第一アクチュエーター２５に第一駆動電圧を印加する回路である。
第二駆動回路５１２は、マイコン５１６の制御に基づいて、第二フィルター３０の第二アクチュエーター３５に第二駆動電圧を印加する回路である。
第一容量検出回路５１３は、第一フィルター２０の第一容量検出部２６で保持される電荷に応じた検出信号を受信する。当該検出信号は、第一ギャップＧ１の寸法に応じて変化する信号である。第一容量検出回路５１３は、当該検出信号を第一駆動回路５１１に出力する。
第二容量検出回路５１４は、第一容量検出回路５１３と同様であり、第二フィルター３０の第二容量検出部３６で保持される電荷に応じた検出信号を受信し、当該検出信号を第二駆動回路５１２に出力する。
そして、第一駆動回路５１１は、第一容量検出回路５１３で検出された第一ギャップＧ１の寸法に応じて、第一アクチュエーター２５への印加電圧をフィードバック制御する。同様に、第二駆動回路５１２は、第二容量検出回路５１４で検出された第二ギャップＧ２の寸法に応じて、第二アクチュエーター３５への印加電圧をフィードバック制御する。
なお、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を透過する光の波長、光学フィルター１０を透過する光の波長、及び光学フィルター１０の制御方法についての説明は、後述する。
【0037】
メモリー５１５は、光学フィルター１０から透過させる光の目標波長と、当該目標波長に対応する第一ギャップＧ１の目標値（第一目標値）と、当該目標波長に対応する第二ギャップＧ２の目標値（第二目標値）とを記録した駆動テーブルが記録されている。また、メモリー５１５には、各目標値に対応する初期駆動電圧が記録されていてもよい。
【0038】
マイコン５１６は、分光測定部５３から測定開始の指令を受信すると、目標波長を設定し、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２を制御して、分光測定を実施させる。分光測定部５３からの測定開始の指令としては、所定の波長間隔で、所定波長域に対する各波長に対する分光測定を実施する旨の指令の他、単一の目標波長に対する測定指令等が含まれる。
【0039】
受光制御回路５２は、受光部４０から出力された受光信号をサンプリングするサンプリング回路、受光信号を増幅する増幅回路、受光信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを備えている。受光制御回路５２は、これらの各回路により受光信号を信号処理し、信号処理された受光信号を分光測定部５３に入力する。
【0040】
分光測定部５３は、例えばユーザーの操作に基づいて、フィルター駆動回路５１及び受光制御回路５２に分光測定の開始を指令する。そして、受光制御回路５２から入力された受光信号に基づいて、測定対象に対する分光測定を実施する。
なお、本実施形態では、制御部５０に、分光測定部５３が含まれる構成を例示するが、例えば、分光測定装置１とは別体に、分光測定部５３が設けられていてもよい。この場合、例えば、分光測定装置１と通信可能に接続されるパーソナルコンピューターやタブレット端末等のコンピューターを分光測定部５３として機能させることができる。
なお、本実施形態では、制御部５０に、分光測定部５３が含まれる構成を例示するが、例えば、分光測定装置１とは別体に、分光測定部５３が設けられていてもよい。この場合、例えば、分光測定装置１と通信可能に接続されるパーソナルコンピューターやタブレット端末等のコンピューターを分光測定部５３として機能させることができる。
【0041】
［分光測定装置１の分光測定方法］
次に、本実施形態の分光測定装置１を用いた分光測定方法、及び、光学フィルター１０の第一フィルター２０及び第二フィルター３０の光学特性について説明する。
図６は、本実施形態の分光測定装置１における分光測定方法を示すフローチャートである。
本実施形態の分光測定装置１では、例えばユーザーにより、分光測定処理を実施する旨の操作信号が分光測定部５３に入力されると、分光測定部５３から、フィルター駆動回路５１及び受光制御回路５２に、分光測定を指令する指令信号が出力される。
ここでは、一例として、特定の１つの波長を目標波長として分光測定処理を実施する旨の指令信号が出力された場合を例示する。
次に、本実施形態の分光測定装置１を用いた分光測定方法、及び、光学フィルター１０の第一フィルター２０及び第二フィルター３０の光学特性について説明する。
図６は、本実施形態の分光測定装置１における分光測定方法を示すフローチャートである。
本実施形態の分光測定装置１では、例えばユーザーにより、分光測定処理を実施する旨の操作信号が分光測定部５３に入力されると、分光測定部５３から、フィルター駆動回路５１及び受光制御回路５２に、分光測定を指令する指令信号が出力される。
ここでは、一例として、特定の１つの波長を目標波長として分光測定処理を実施する旨の指令信号が出力された場合を例示する。
【0042】
フィルター駆動回路５１において、マイコン５１６は、分光測定部５３から指令信号を受信すると（ステップＳ１）、メモリー５１５の駆動データから、目標波長に対応する第一目標値、及び第二目標値を読み出す（ステップＳ２）。
そして、マイコン５１６は、第一駆動回路５１１に、第一目標値に基づいた駆動を指令する駆動指令を出力し、第二駆動回路５１２に、第二目標値に基づいた駆動を指令する駆動指令を出力する（ステップＳ３）。
そして、マイコン５１６は、第一駆動回路５１１に、第一目標値に基づいた駆動を指令する駆動指令を出力し、第二駆動回路５１２に、第二目標値に基づいた駆動を指令する駆動指令を出力する（ステップＳ３）。
【0043】
これにより、第一駆動回路５１１は、第一容量検出回路５１３から入力される第一ギャップＧ１が、第一目標値に応じた寸法となるように、第一アクチュエーター２５を制御する。また、第二駆動回路５１２は、第二容量検出回路５１４から入力される第二ギャップＧ２が、第二目標値に応じた寸法となるように、第二アクチュエーター３５を制御する。
【0044】
ここで、本実施形態の光学フィルター１０の光学特性について説明する。
図７から図１０は、本実施形態における第一フィルター２０の分光特性、第二フィルター３０の分光特性、及び光学フィルター１０を透過する光の透過特性を示す図である。図７は、光学フィルター１０から７００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。図８は、光学フィルター１０から６００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。図９は、光学フィルター１０から５００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。図１０は、光学フィルター１０から４００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。
本実施形態における第一フィルター２０では、第一積層体６１、第二積層体６２及び第三積層体６３が順に積層されることで構成された第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を有する。このような第一フィルター２０では、１つの設計中心波長に基づいて高屈折層と低屈折層の層厚が設計された誘電体多層膜を用いた通常の波長可変干渉フィルターと比べて、広い測定波長域を持つ。つまり、誘電体多層膜を用いた通常の波長可変干渉フィルターでは、測定波長域が１００ｎｍ～２００ｎｍ程度の狭帯域となり、当該帯域外では、分光特性が得られず、高い透過率で光を透過してしまう。これに対して、本実施形態の第一フィルター２０では、図７～図１０に示すように、可視光域から近赤外域の約６００ｎｍに亘る広い測定波長域内に対して、分光特性を有する。
同様に、第二フィルター３０も、第四積層体６４、第五積層体６５、及び第六積層体６６が順に積層されることで構成された第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を有する。これにより、第一フィルター２０と同様、可視光域から近赤外域の約６００ｎｍに亘る広い測定波長域内に対して、分光特性を有する。
図７から図１０は、本実施形態における第一フィルター２０の分光特性、第二フィルター３０の分光特性、及び光学フィルター１０を透過する光の透過特性を示す図である。図７は、光学フィルター１０から７００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。図８は、光学フィルター１０から６００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。図９は、光学フィルター１０から５００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。図１０は、光学フィルター１０から４００ｎｍの光が透過するように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を制御した図である。
本実施形態における第一フィルター２０では、第一積層体６１、第二積層体６２及び第三積層体６３が順に積層されることで構成された第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を有する。このような第一フィルター２０では、１つの設計中心波長に基づいて高屈折層と低屈折層の層厚が設計された誘電体多層膜を用いた通常の波長可変干渉フィルターと比べて、広い測定波長域を持つ。つまり、誘電体多層膜を用いた通常の波長可変干渉フィルターでは、測定波長域が１００ｎｍ～２００ｎｍ程度の狭帯域となり、当該帯域外では、分光特性が得られず、高い透過率で光を透過してしまう。これに対して、本実施形態の第一フィルター２０では、図７～図１０に示すように、可視光域から近赤外域の約６００ｎｍに亘る広い測定波長域内に対して、分光特性を有する。
同様に、第二フィルター３０も、第四積層体６４、第五積層体６５、及び第六積層体６６が順に積層されることで構成された第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を有する。これにより、第一フィルター２０と同様、可視光域から近赤外域の約６００ｎｍに亘る広い測定波長域内に対して、分光特性を有する。
【0045】
また、このような第一フィルター２０及び第二フィルター３０は、それぞれ、測定波長域内に、光の透過率が所定値以上（例えば５０％以上）となる、複数のピーク波長が含まれる。各ピーク波長における透過光の半値幅は、反射膜として金属膜や金属合金膜を用いたファブリーペローエタロンよりも狭く、高い波長分解能でピーク波長を中心とした波長を出力することができる。これらのピーク波長は、ギャップＧ１，Ｇ２の寸法を小さくすると、全体的に短波長側にシフトし、ギャップＧ１，Ｇ２の寸法を大きくすると、全体的に長波長側にシフトする。
【0046】
本実施形態では、第一フィルター２０を透過する複数のピーク波長の１つ（第一ピーク波長）と、第二フィルター３０を透過する複数のピーク波長のうちの１つ（第二ピーク波長）と、が目標波長となるように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を設定する。
ここで、第一フィルター２０の第一積層体６１、第二積層体６２及び第三積層体６３の設計中心波長と、第二フィルター３０の第四積層体６４、第五積層体６５及び第六積層体６６の設計中心波長とは、それぞれ異なる。このため、第一フィルター２０での各ピーク波長の波長間隔と、第二フィルター３０の各ピーク波長の波長間隔とは、それぞれ異なる間隔になる。したがって、第一フィルター２０の第一ピーク波長を目標波長に設定し、第二フィルター３０の第二ピーク波長を目標波長に設定した場合、その他のピーク波長は互いに重なり合わない。
ここで、第一フィルター２０の第一積層体６１、第二積層体６２及び第三積層体６３の設計中心波長と、第二フィルター３０の第四積層体６４、第五積層体６５及び第六積層体６６の設計中心波長とは、それぞれ異なる。このため、第一フィルター２０での各ピーク波長の波長間隔と、第二フィルター３０の各ピーク波長の波長間隔とは、それぞれ異なる間隔になる。したがって、第一フィルター２０の第一ピーク波長を目標波長に設定し、第二フィルター３０の第二ピーク波長を目標波長に設定した場合、その他のピーク波長は互いに重なり合わない。
【0047】
例えば、図７に示す例では、第一フィルター２０において長波長側から１つ目のピーク波長を第一ピーク波長として、目標波長である７００ｎｍとなるように第一ギャップＧ１を制御し、第二フィルター３０において長波長側から１つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、目標波長である７００ｎｍとなるように第二ギャップＧ２を制御する。この場合、図７に示すように、７００ｎｍ以外のピーク波長は、第一フィルター２０及び第二フィルター３０において、それぞれ異なる波長となり、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を透過する７００ｎｍをピーク波長とした光が光学フィルター１０を透過する。
また、その他の波長においても同様であり、光学フィルター１０から６００ｎｍの光を透過させる場合では、例えば、図８のように、第一フィルター２０において長波長側から２つ目のピーク波長を第一ピーク波長、第二フィルター３０において長波長側から３つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、それぞれ、目標波長である６００ｎｍとなるように制御する。光学フィルター１０から５００ｎｍの光を透過させる場合では、例えば図９のように、第一フィルター２０において長波長側から４つ目のピーク波長を第一ピーク波長とし、第二フィルター３０において長波長側から５つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、それぞれ、目標波長である５００ｎｍとなるように制御する。光学フィルター１０から４００ｎｍの光を透過させる場合では、例えば図１０のように、第一フィルター２０において長波長側から５つ目のピーク波長を第一ピーク波長とし、第二フィルター３０において長波長側から６つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、それぞれ、目標波長である４００ｎｍとなるように制御する。
つまり、メモリー５１５に、各目標波長と、目標波長に対する第一アクチュエーター２５を制御するための第一目標値と、目標波長に対する第二アクチュエーター３５を制御するための第二目標値とを記録しておく。この第一目標値及び第二目標値は、第一ピーク波長及び第二ピーク波長を目標波長とした場合に、第一フィルター２０を透過する第一ピーク波長以外のピーク波長と、第二フィルター３０を透過する第二ピーク波長以外のピーク波長とが異なる波長となる目標値である。そして、マイコン５１６が、目標波長に対する第一目標値及び第二目標値を読み出し、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２に出力することで、上記図７から図１０に示すように、目標波長の光を光学フィルター１０から透過させることができる。
また、その他の波長においても同様であり、光学フィルター１０から６００ｎｍの光を透過させる場合では、例えば、図８のように、第一フィルター２０において長波長側から２つ目のピーク波長を第一ピーク波長、第二フィルター３０において長波長側から３つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、それぞれ、目標波長である６００ｎｍとなるように制御する。光学フィルター１０から５００ｎｍの光を透過させる場合では、例えば図９のように、第一フィルター２０において長波長側から４つ目のピーク波長を第一ピーク波長とし、第二フィルター３０において長波長側から５つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、それぞれ、目標波長である５００ｎｍとなるように制御する。光学フィルター１０から４００ｎｍの光を透過させる場合では、例えば図１０のように、第一フィルター２０において長波長側から５つ目のピーク波長を第一ピーク波長とし、第二フィルター３０において長波長側から６つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、それぞれ、目標波長である４００ｎｍとなるように制御する。
つまり、メモリー５１５に、各目標波長と、目標波長に対する第一アクチュエーター２５を制御するための第一目標値と、目標波長に対する第二アクチュエーター３５を制御するための第二目標値とを記録しておく。この第一目標値及び第二目標値は、第一ピーク波長及び第二ピーク波長を目標波長とした場合に、第一フィルター２０を透過する第一ピーク波長以外のピーク波長と、第二フィルター３０を透過する第二ピーク波長以外のピーク波長とが異なる波長となる目標値である。そして、マイコン５１６が、目標波長に対する第一目標値及び第二目標値を読み出し、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２に出力することで、上記図７から図１０に示すように、目標波長の光を光学フィルター１０から透過させることができる。
【0048】
図１１は、第一ピーク波長及び第二ピーク波長の差と、光学フィルター１０を透過する目標波長の光との関係を示す図である。
図１１の例では、目標波長が４００ｎｍである場合の例であり、第一ピーク波長を４００ｎｍとし、第二ピーク波長を４００ｎｍからずらした場合の光学フィルター１０を透過する光の透過率を示している。
図１１に示すように、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差の絶対値が１０ｎｍを超えると、光学フィルター１０を透過する光の透過率が１０％を下回るため、分光測定装置１での目標波長の光の測定精度が低下する。
一方、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差の絶対値を１０ｎｍ以下にすることで、１０％以上の透過率で光学フィルター１０から目標波長の光を透過させることができる。つまり、ステップＳ３において、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２は、目標波長を中心とした±５ｎｍの目標波長域内に、第一ピーク波長及び第二ピーク波長が含まれるように、第一フィルター２０の第一アクチュエーター２５及び第二フィルター３０の第二アクチュエーター３５を制御することが好ましい。
より好ましくは、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２は、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差の絶対値が５ｎｍ以下となるように、第一アクチュエーター２５及び第二アクチュエーター３５を制御する。この場合、図１１に示すように、３０％以上の透過率で目標波長の光を透過させることが可能となる。
したがって、本実施形態では、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２は、上述のように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２が目標波長に対応する寸法となり、かつ、第一ギャップＧ１に基づく第一ピーク波長と、第二ギャップＧ２に基づく第二ピーク波長との差の絶対値が１０ｎｍ以下となるように、より好ましくは、５ｎｍ以下となるように、フィードバック制御を行う。この際、第一駆動回路５１１が、第一容量検出回路５１３の検出信号に加え、第二容量検出回路５１４からの検出信号を参照するようにしてもよく、第二駆動回路５１２が、第二容量検出回路５１４の検出信号に加え、第一容量検出回路５１３からの検出信号を参照するようにしてもよい。また、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２が、第一容量検出回路５１３及び第二容量検出回路５１４のそれぞれの検出信号を参照してもよい。
図１１の例では、目標波長が４００ｎｍである場合の例であり、第一ピーク波長を４００ｎｍとし、第二ピーク波長を４００ｎｍからずらした場合の光学フィルター１０を透過する光の透過率を示している。
図１１に示すように、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差の絶対値が１０ｎｍを超えると、光学フィルター１０を透過する光の透過率が１０％を下回るため、分光測定装置１での目標波長の光の測定精度が低下する。
一方、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差の絶対値を１０ｎｍ以下にすることで、１０％以上の透過率で光学フィルター１０から目標波長の光を透過させることができる。つまり、ステップＳ３において、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２は、目標波長を中心とした±５ｎｍの目標波長域内に、第一ピーク波長及び第二ピーク波長が含まれるように、第一フィルター２０の第一アクチュエーター２５及び第二フィルター３０の第二アクチュエーター３５を制御することが好ましい。
より好ましくは、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２は、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差の絶対値が５ｎｍ以下となるように、第一アクチュエーター２５及び第二アクチュエーター３５を制御する。この場合、図１１に示すように、３０％以上の透過率で目標波長の光を透過させることが可能となる。
したがって、本実施形態では、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２は、上述のように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２が目標波長に対応する寸法となり、かつ、第一ギャップＧ１に基づく第一ピーク波長と、第二ギャップＧ２に基づく第二ピーク波長との差の絶対値が１０ｎｍ以下となるように、より好ましくは、５ｎｍ以下となるように、フィードバック制御を行う。この際、第一駆動回路５１１が、第一容量検出回路５１３の検出信号に加え、第二容量検出回路５１４からの検出信号を参照するようにしてもよく、第二駆動回路５１２が、第二容量検出回路５１４の検出信号に加え、第一容量検出回路５１３からの検出信号を参照するようにしてもよい。また、第一駆動回路５１１及び第二駆動回路５１２が、第一容量検出回路５１３及び第二容量検出回路５１４のそれぞれの検出信号を参照してもよい。
【0049】
図６に戻り、ステップＳ３の後、分光測定部５３は、受光制御回路５２から出力される受光信号を受信し（ステップＳ４）、受信信号の信号値に基づいて、測定対象の目標波長に対する光特性値を演算する（ステップＳ５）。例えば、分光測定部５３は、測定対象の目標波長に対する光量や反射率等を演算する。なお、本実施形態では、１波長に対する分光測定のみを例示したが、例えば、測定波長域内の所定間隔となる各波長に対する分光スペクトルを算出する場合も、上記ステップＳ１～ステップＳ５を繰り返し実施すればよい。
【0050】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の光学フィルター１０は、第一フィルター２０と第二フィルター３０とを備える。第一フィルター２０は、第一ギャップＧ１を介して対向する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４と、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の間隔を変更する第一アクチュエーター２５を含む。第二フィルター３０は、第二ギャップＧ２を介して対向する第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４と、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の間隔を変更する第二アクチュエーター３５を含み、第一フィルター２０を透過した光の光路上に配置される。そして、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、それぞれ、複数の積層体（光学体）を積層することで構成されており、各積層体は、所定の設計中心波長を中心とした光を反射する反射特性を有し、当該設計中心波長が各積層体でそれぞれ異なる。
本実施形態の光学フィルター１０は、第一フィルター２０と第二フィルター３０とを備える。第一フィルター２０は、第一ギャップＧ１を介して対向する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４と、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の間隔を変更する第一アクチュエーター２５を含む。第二フィルター３０は、第二ギャップＧ２を介して対向する第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４と、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の間隔を変更する第二アクチュエーター３５を含み、第一フィルター２０を透過した光の光路上に配置される。そして、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、それぞれ、複数の積層体（光学体）を積層することで構成されており、各積層体は、所定の設計中心波長を中心とした光を反射する反射特性を有し、当該設計中心波長が各積層体でそれぞれ異なる。
【0051】
このような第一フィルター２０では、第一ギャップＧ１の寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該ピーク波長が、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる。第二フィルター３０も、第一フィルター２０と同様、第二ギャップＧ２の寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該ピーク波長が、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる。また、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する各積層体は、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を構成する各積層体とは、設計中心波長が異なるので、第二ギャップＧ２を第一ギャップＧ１と同じ寸法にした場合でも、各ピーク波長が第一フィルター２０の各ピーク波長とは異なる波長となる。
本実施形態の光学フィルター１０では、第一フィルター２０の複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第一ギャップＧ１を調整し、第二フィルター３０の複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第二ギャップＧ２を調整する。これにより、第一フィルター２０と第二フィルター３０とでの目標波長以外のピーク波長が重なり合わず、これらのピーク波長の光は光学フィルター１０を透過しない。つまり、目標波長を中心とした光のみが光学フィルター１０から透過されることになる。
また、本実施形態では、第一フィルター２０及び第二フィルター３０の分光特性において、各ピーク波長での半値幅は、金属膜を反射膜としたファブリーペローエタロンに比べて十分に小さく、波長分解能が非常に高い。したがって、光学フィルター１０から、高い分解能で、目標波長の光を透過させることができる。
以上のように、本実施形態の光学フィルター１０は、広い測定波長域から、所望の目標波長の光を高精度に分光させて透過させることができる。
本実施形態の光学フィルター１０では、第一フィルター２０の複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第一ギャップＧ１を調整し、第二フィルター３０の複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第二ギャップＧ２を調整する。これにより、第一フィルター２０と第二フィルター３０とでの目標波長以外のピーク波長が重なり合わず、これらのピーク波長の光は光学フィルター１０を透過しない。つまり、目標波長を中心とした光のみが光学フィルター１０から透過されることになる。
また、本実施形態では、第一フィルター２０及び第二フィルター３０の分光特性において、各ピーク波長での半値幅は、金属膜を反射膜としたファブリーペローエタロンに比べて十分に小さく、波長分解能が非常に高い。したがって、光学フィルター１０から、高い分解能で、目標波長の光を透過させることができる。
以上のように、本実施形態の光学フィルター１０は、広い測定波長域から、所望の目標波長の光を高精度に分光させて透過させることができる。
【0052】
本実施形態では、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４を構成する各光学体は、それぞれ、高屈折層と低屈折層とが交互に積層された積層体であり、高屈折層の光学膜厚、及び、低屈折層の光学膜厚が、積層体毎に設定された設計中心波長に基づいた膜厚である。
これにより、図７から図１０に示すように、広い測定波長域に対して、複数のピーク波長が均等に表れる分光特性の第一フィルター２０及び第二フィルター３０を構成することができる。
これにより、図７から図１０に示すように、広い測定波長域に対して、複数のピーク波長が均等に表れる分光特性の第一フィルター２０及び第二フィルター３０を構成することができる。
【0053】
本実施形態では、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、それぞれ、隣り合う一対の積層体を接続する接続層をさらに備える。例えば、第一積層体６１と第二積層体６２とは、第一接続層６７Ａにより接続され、第一接続層６７Ａは、第一積層体６１の第一設計中心波長λ１と、第二積層体６２の第二設計中心波長λ２との平均に基づいて設定された光学膜厚を有する。
これにより、各積層体の間の設計中心波長の差を、接続層により均すことができ、複数のピーク波長が略均等に位置する分光特性が得られる。
これにより、各積層体の間の設計中心波長の差を、接続層により均すことができ、複数のピーク波長が略均等に位置する分光特性が得られる。
【0054】
本実施形態では、第一フィルター２０の第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を構成する各積層体の設計中心波長と、第二フィルター３０の第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する各積層体の設計中心波長とは、それぞれ異なる。
これにより、第一フィルター２０を透過する光のピーク波長と、第二フィルター３０を透過する光のピーク波長がそれぞれ異なる波長となる。したがって、第一フィルター２０の複数のピーク波長のうちの１つと、第二フィルター３０の複数のピーク波長の１つとが目標波長となるように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を変更すると、目標波長の光以外のピーク波長は透過されず、目標波長を中心とした狭帯域の光のみを透過させることができる。
これにより、第一フィルター２０を透過する光のピーク波長と、第二フィルター３０を透過する光のピーク波長がそれぞれ異なる波長となる。したがって、第一フィルター２０の複数のピーク波長のうちの１つと、第二フィルター３０の複数のピーク波長の１つとが目標波長となるように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を変更すると、目標波長の光以外のピーク波長は透過されず、目標波長を中心とした狭帯域の光のみを透過させることができる。
【0055】
本実施形態では、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を構成する各積層体６１，６２，６３の設計中心波長λ１，λ２，λ３は、第一ギャップＧ１に近づくにしたがって短くなる。第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する各積層体６４，６５，６６の設計中心波長λ４，λ５，λ６は、第二ギャップＧ２に近づくにしたがって短くなる。
これにより、第一フィルター２０を透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れ、第二フィルター３０を透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れるようになる。
つまり、ギャップに向かうに従って、設計中心波長が長くなるように積層体を積層した波長可変干渉フィルターを比較例として説明すると、比較例の波長可変干渉フィルターの分光特性は、長波長側でのピーク波長における半値幅が大きくなり、かつ、隣り合うピーク波長の間の波長域で光の透過率が高くなる。よって、このような波長可変干渉フィルターでは、本実施形態に比べて、長波長側での分光精度が悪化する。
また、比較例の波長可変干渉フィルターでは、複数のピーク波長の波長間隔が大きくなり、反射膜間のギャップを変更しても分光できない波長が生じるおそれがある。なお、ギャップの可変距離を拡大することで、ピーク波長のシフト量を増大させることもできるが、この場合、波長可変干渉フィルターの大型化を招き、かつ、可動部の傾斜や撓みが生じやすくなることで、分光精度も悪化する。
さらに、比較例の波長可変干渉フィルターでは、短波長側での複数のピーク波長の間隔が、本実施形態に比べて短くなる。このため、目標波長以外のピーク波長で、第二フィルター３０のピーク波長と重なり合う波長が生じるおそれがあり、光学フィルター１０から複数のピーク波長の光が透過されるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、測定波長域内において、略均一に複数のピーク波長が現れるので、上記のような問題が生じにくく、高分解能、かつ高精度に、目標波長の光を光学フィルター１０から透過させることができる。
これにより、第一フィルター２０を透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れ、第二フィルター３０を透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れるようになる。
つまり、ギャップに向かうに従って、設計中心波長が長くなるように積層体を積層した波長可変干渉フィルターを比較例として説明すると、比較例の波長可変干渉フィルターの分光特性は、長波長側でのピーク波長における半値幅が大きくなり、かつ、隣り合うピーク波長の間の波長域で光の透過率が高くなる。よって、このような波長可変干渉フィルターでは、本実施形態に比べて、長波長側での分光精度が悪化する。
また、比較例の波長可変干渉フィルターでは、複数のピーク波長の波長間隔が大きくなり、反射膜間のギャップを変更しても分光できない波長が生じるおそれがある。なお、ギャップの可変距離を拡大することで、ピーク波長のシフト量を増大させることもできるが、この場合、波長可変干渉フィルターの大型化を招き、かつ、可動部の傾斜や撓みが生じやすくなることで、分光精度も悪化する。
さらに、比較例の波長可変干渉フィルターでは、短波長側での複数のピーク波長の間隔が、本実施形態に比べて短くなる。このため、目標波長以外のピーク波長で、第二フィルター３０のピーク波長と重なり合う波長が生じるおそれがあり、光学フィルター１０から複数のピーク波長の光が透過されるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、測定波長域内において、略均一に複数のピーク波長が現れるので、上記のような問題が生じにくく、高分解能、かつ高精度に、目標波長の光を光学フィルター１０から透過させることができる。
【0056】
本実施形態の分光測定装置１は、光学フィルター１０と、第一アクチュエーター２５及び第二アクチュエーター３５を制御する制御部５０と、を備える。そして、制御部５０は、第一フィルター２０を透過する複数のピーク波長のうちの１つである第一ピーク波長が、所望の目標波長を中心とした目標波長域内に含まれるように、第一アクチュエーター２５を制御する。さらに、制御部５０は、第二フィルター３０を透過する複数のピーク波長のうちの１つである第二ピーク波長が、目標波長域内に含まれ、かつ、第一フィルター２０を透過する第一ピーク波長以外のピーク波長と、第二フィルター３０を透過する第二ピーク波長以外のピーク波長とが異なる波長となるように、第二アクチュエーター３５を制御する。
これにより、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を透過した目標波長の光を、高い波長分解能で透過させることができ、かつ、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域内で、目標波長を選択することができる。
これにより、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を透過した目標波長の光を、高い波長分解能で透過させることができ、かつ、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域内で、目標波長を選択することができる。
【0057】
そして、本実施形態の分光測定装置１では、制御部５０は、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差が、１０ｎｍ以下となるように、第一アクチュエーター２５及び第二アクチュエーター３５を制御する。
本実施形態では、第一ピーク波長及び第二ピーク波長を目標波長とする場合に、両者が厳密に目標波長に一致していなくてもよく、少なくとも目標波長を中心とした所定の波長域である目標波長域内に含まれればよい。この際、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差が、１０ｎｍ以下となることで、光学フィルター１０から目標波長の光を１０％以上の透過率で透過させることができ、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差を５ｎｍ以下にすることで、透過率を３０％以上とすることができる。
本実施形態では、第一ピーク波長及び第二ピーク波長を目標波長とする場合に、両者が厳密に目標波長に一致していなくてもよく、少なくとも目標波長を中心とした所定の波長域である目標波長域内に含まれればよい。この際、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差が、１０ｎｍ以下となることで、光学フィルター１０から目標波長の光を１０％以上の透過率で透過させることができ、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差を５ｎｍ以下にすることで、透過率を３０％以上とすることができる。
【0058】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。
上記第一実施形態では、同一の設計中心波長に基づいて高屈折層と低屈折層とを交互に積層して積層体を構成し、かつ、設計中心波長が異なる複数の積層体を積層することで第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４を構成した。これに対して、第二実施形態では、設計中心波長が同一となる層により構成される積層体が設けられず、高屈折層及び低屈折層の各々において、設計中心波長が異なる点で上記第一実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、既に説明した事項については同符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
本実施形態と、第一実施形態との相違点は、上述のように、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４の膜構成であり、分光測定装置１の基本構成は第一実施形態と同じである。つまり、本実施形態の分光測定装置１も、第一実施形態と同様、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を備えた光学フィルター１０と、受光部４０と、制御部５０とを備えるものであり、これらの詳細な説明は省略する。
次に、第二実施形態について説明する。
上記第一実施形態では、同一の設計中心波長に基づいて高屈折層と低屈折層とを交互に積層して積層体を構成し、かつ、設計中心波長が異なる複数の積層体を積層することで第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４を構成した。これに対して、第二実施形態では、設計中心波長が同一となる層により構成される積層体が設けられず、高屈折層及び低屈折層の各々において、設計中心波長が異なる点で上記第一実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、既に説明した事項については同符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
本実施形態と、第一実施形態との相違点は、上述のように、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４の膜構成であり、分光測定装置１の基本構成は第一実施形態と同じである。つまり、本実施形態の分光測定装置１も、第一実施形態と同様、第一フィルター２０及び第二フィルター３０を備えた光学フィルター１０と、受光部４０と、制御部５０とを備えるものであり、これらの詳細な説明は省略する。
【0059】
図１２は、本実施形態の第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の膜構成を示す断面図であり、図１３は、本実施形態の第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の膜構成を示す断面図である。
本実施形態では、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、複数の層７１が積層された多層膜により構成されており、各層７１のそれぞれが本開示の光学体を構成する。具体的には、各層７１は、高屈折層７１Ｈと、低屈折層７１Ｌとを備え、これらの高屈折層７１Ｈと低屈折層７１Ｌとが交互に積層されることで構成されている。例えば、図１２の例では、高屈折層７１Ｈ１，低屈折層７１Ｌ２、及び高屈折層７１Ｈ３が基板上に順に積層され、図１３の例では、高屈折層７１Ｈ４，低屈折層７１Ｌ５、及び高屈折層７１Ｈ６が基板上に積層される。
なお、図１２及び図１３では、説明の簡略化のため、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４が３層の誘電体多層膜により構成される例を示すが、より多くの層が積層されることで構成されていてもよい。また、基板上に、高屈折層、低屈折層、高屈折層の順に各層７１が積層される例を示すが、例えば、低屈折層、高屈折層、低屈折層の順に積層される構成としてもよい。
本実施形態では、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、複数の層７１が積層された多層膜により構成されており、各層７１のそれぞれが本開示の光学体を構成する。具体的には、各層７１は、高屈折層７１Ｈと、低屈折層７１Ｌとを備え、これらの高屈折層７１Ｈと低屈折層７１Ｌとが交互に積層されることで構成されている。例えば、図１２の例では、高屈折層７１Ｈ１，低屈折層７１Ｌ２、及び高屈折層７１Ｈ３が基板上に順に積層され、図１３の例では、高屈折層７１Ｈ４，低屈折層７１Ｌ５、及び高屈折層７１Ｈ６が基板上に積層される。
なお、図１２及び図１３では、説明の簡略化のため、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４が３層の誘電体多層膜により構成される例を示すが、より多くの層が積層されることで構成されていてもよい。また、基板上に、高屈折層、低屈折層、高屈折層の順に各層７１が積層される例を示すが、例えば、低屈折層、高屈折層、低屈折層の順に積層される構成としてもよい。
【0060】
また、各層７１は、それぞれ異なる設計中心波長に基づいた光学膜厚を有し、かつ、第一ギャップＧ１または第二ギャップＧ２に向かうにしたがって、当該光学膜厚が小さくなる。
例えば、本実施形態では、第一設計中心波長λ１を９５０ｎｍ、第二設計中心波長λ２を６００ｎｍ、第三設計中心波長λ３を４００ｎｍ、第四設計中心波長λ４を８５０ｎｍ、第五設計中心波長λ５を５００ｎｍ、第六設計中心波長λ６を３５０ｎｍとする。
第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の高屈折層７１Ｈ１の層厚ｄＨ１、低屈折層７１Ｌ２の層厚ｄＬ２、及び高屈折層７１Ｈ３の層厚ｄＨ３は、高屈折層７１Ｈ１，７１Ｈ３の屈折率をｎＨとし、低屈折層７１Ｌ２の屈折率をｎＬとして、ｎＨ×ｄＨ１＝λ１／４、ｎＬ×ｄＬ２＝λ２／４、ｎＨ×ｄＨ３＝λ３／４を満たす。
第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の高屈折層７１Ｈ４の層厚ｄＨ４、低屈折層７１Ｌ５の層厚ｄＬ５、及び高屈折層７１Ｈ６の層厚ｄＨ６は、ｎＨ×ｄＨ４＝λ４／４、ｎＬ×ｄＬ５＝λ５／４、ｎＨ×ｄＨ６＝λ６／４を満たす。
例えば、本実施形態では、第一設計中心波長λ１を９５０ｎｍ、第二設計中心波長λ２を６００ｎｍ、第三設計中心波長λ３を４００ｎｍ、第四設計中心波長λ４を８５０ｎｍ、第五設計中心波長λ５を５００ｎｍ、第六設計中心波長λ６を３５０ｎｍとする。
第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４の高屈折層７１Ｈ１の層厚ｄＨ１、低屈折層７１Ｌ２の層厚ｄＬ２、及び高屈折層７１Ｈ３の層厚ｄＨ３は、高屈折層７１Ｈ１，７１Ｈ３の屈折率をｎＨとし、低屈折層７１Ｌ２の屈折率をｎＬとして、ｎＨ×ｄＨ１＝λ１／４、ｎＬ×ｄＬ２＝λ２／４、ｎＨ×ｄＨ３＝λ３／４を満たす。
第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４の高屈折層７１Ｈ４の層厚ｄＨ４、低屈折層７１Ｌ５の層厚ｄＬ５、及び高屈折層７１Ｈ６の層厚ｄＨ６は、ｎＨ×ｄＨ４＝λ４／４、ｎＬ×ｄＬ５＝λ５／４、ｎＨ×ｄＨ６＝λ６／４を満たす。
【0061】
このような第二実施形態の光学フィルター１０においても、第一フィルター２０及び第二フィルター３０は、図７から図１０に示すような分光特性を示し、広い測定波長域に対して、複数のピーク波長が現れる。したがって、第一実施形態と同様、第一フィルター２０と第二フィルター３０とを組み合わせることで、光学フィルター１０から、可視光域から近赤外域までの広い測定波長域から目標波長の光のみを透過させることができる。
【0062】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の第一フィルター２０は、第一実施形態と同様に、第一ギャップＧ１を介して対向する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４と、第一ギャップＧ１の寸法を変更する第一アクチュエーター２５とを有する。そして、本実施形態の第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、高屈折率を有する高屈折層７１Ｈと、高屈折層７１Ｈよりも屈折率が低い低屈折層７１Ｌとが交互に積層されることにより構成されている。
これにより、第一実施形態と同様に、第一フィルター２０及び第二フィルター３０は、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２の寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該複数のピーク波長が、例えば可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる。したがって、第一フィルター２０から出力される複数のピーク波長の１つである第一ピーク波長と、第二フィルター３０から出力される複数のピーク波長の１つである第二ピーク波長とを目標波長に設定することで、広い測定波長域から所望の目標波長の光を高精度に分光させて透過させることができる。
本実施形態の第一フィルター２０は、第一実施形態と同様に、第一ギャップＧ１を介して対向する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４と、第一ギャップＧ１の寸法を変更する第一アクチュエーター２５とを有する。そして、本実施形態の第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４は、高屈折率を有する高屈折層７１Ｈと、高屈折層７１Ｈよりも屈折率が低い低屈折層７１Ｌとが交互に積層されることにより構成されている。
これにより、第一実施形態と同様に、第一フィルター２０及び第二フィルター３０は、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２の寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該複数のピーク波長が、例えば可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる。したがって、第一フィルター２０から出力される複数のピーク波長の１つである第一ピーク波長と、第二フィルター３０から出力される複数のピーク波長の１つである第二ピーク波長とを目標波長に設定することで、広い測定波長域から所望の目標波長の光を高精度に分光させて透過させることができる。
【0063】
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【0064】
（変形例１）
第一実施形態では、光学体が積層体であり、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４が、設計中心波長がそれぞれ異なる積層体を積層させて構成される例を示した。また、第二実施形態では、光学体が１層の誘電体の層７１であり、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４が、設計中心波長がそれぞれ異なる層７１を積層させて構成される例を示した。
これに対して、第一フィルター２０を構成する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を積層体により構成し、第二フィルター３０を構成する第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を誘電体の層７１により構成してもよい。または、第一フィルター２０を構成する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を誘電体の層７１により構成し、第二フィルター３０を構成する第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を積層体により構成してもよい。
第一実施形態では、光学体が積層体であり、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４が、設計中心波長がそれぞれ異なる積層体を積層させて構成される例を示した。また、第二実施形態では、光学体が１層の誘電体の層７１であり、第一可動反射膜２３、第一固定反射膜２４、第二可動反射膜３３、及び第二固定反射膜３４が、設計中心波長がそれぞれ異なる層７１を積層させて構成される例を示した。
これに対して、第一フィルター２０を構成する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を積層体により構成し、第二フィルター３０を構成する第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を誘電体の層７１により構成してもよい。または、第一フィルター２０を構成する第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を誘電体の層７１により構成し、第二フィルター３０を構成する第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を積層体により構成してもよい。
【0065】
（変形例２）
上記実施形態では、第一フィルター２０の第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を構成する積層体または層７１の設計中心波長と、第二フィルター３０の第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する積層体または層７１の設計中心波長と、が異なる例を示した。
これに対して、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を構成する積層体または層７１の設計中心波長と、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する積層体または層７１の設計中心波長とが同一であってもよい。例えば、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４が、設計中心波長が９００ｎｍ、６００ｎｍ、及び４００ｎｍの３つの積層体により構成され、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４が、設計中心波長が９００ｎｍ、６００ｎｍ、及び４００ｎｍの３つの積層体により構成されてもよい。
この場合では、制御部５０は、目標波長に合わせ込むピーク波長を、第一フィルター２０と第二フィルター３０とで異ならせる。例えば、７００ｎｍの光を光学フィルター１０から透過させる場合、制御部５０は、第一フィルター２０の透過特性における１つ目のピーク波長を第一ピーク波長とし、第二フィルター３０の透過特性における２つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、第一ピーク波長及び第二ピーク波長が目標波長である７００ｎｍとなるように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を調整する。これにより、第一フィルター２０を透過する目標波長以外のピーク波長と、第二フィルター３０を透過する目標波長以外のピーク波長とが、それぞれ異なる波長となり、上記実施形態と同様、光学フィルター１０から目標波長を中心とした光のみを透過させることができる。
上記実施形態では、第一フィルター２０の第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を構成する積層体または層７１の設計中心波長と、第二フィルター３０の第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する積層体または層７１の設計中心波長と、が異なる例を示した。
これに対して、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４を構成する積層体または層７１の設計中心波長と、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する積層体または層７１の設計中心波長とが同一であってもよい。例えば、第一可動反射膜２３及び第一固定反射膜２４が、設計中心波長が９００ｎｍ、６００ｎｍ、及び４００ｎｍの３つの積層体により構成され、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４が、設計中心波長が９００ｎｍ、６００ｎｍ、及び４００ｎｍの３つの積層体により構成されてもよい。
この場合では、制御部５０は、目標波長に合わせ込むピーク波長を、第一フィルター２０と第二フィルター３０とで異ならせる。例えば、７００ｎｍの光を光学フィルター１０から透過させる場合、制御部５０は、第一フィルター２０の透過特性における１つ目のピーク波長を第一ピーク波長とし、第二フィルター３０の透過特性における２つ目のピーク波長を第二ピーク波長として、第一ピーク波長及び第二ピーク波長が目標波長である７００ｎｍとなるように、第一ギャップＧ１及び第二ギャップＧ２を調整する。これにより、第一フィルター２０を透過する目標波長以外のピーク波長と、第二フィルター３０を透過する目標波長以外のピーク波長とが、それぞれ異なる波長となり、上記実施形態と同様、光学フィルター１０から目標波長を中心とした光のみを透過させることができる。
【0066】
（変形例３）
第一実施形態において、第一高屈折層６１Ｈ、第二高屈折層６２Ｈ、及び第三高屈折層６３Ｈが同一素材により構成され、第一低屈折層６１Ｌ、第二低屈折層６２Ｌ、第三低屈折層６３Ｌ、第一接続層６７Ａ、及び第二接続層６７Ｂが同一素材により構成される例を示した。これに対して、第一高屈折層６１Ｈ、第二高屈折層６２Ｈ、及び第三高屈折層６３Ｈが異なる素材により構成され、第一低屈折層６１Ｌ、第二低屈折層６２Ｌ、第三低屈折層６３Ｌ、第一接続層６７Ａ、及び第二接続層６７Ｂが異なる素材により構成されていてもよい。
また、第一積層体６１を構成する２つの第一高屈折層６１Ｈが異なる素材により構成されていてもよい。第二積層体６２及び第三積層体６３においても同様であり、２つの第二高屈折層６２Ｈが異なる素材により構成されていてもよく、２つの第三高屈折層６３Ｈが異なる素材により構成されていてもよい。
さらに、第一積層体６１が２つの第一高屈折層６１Ｈと、１つの第一低屈折層６１Ｌとにより構成される例を示したが、例えば、第一低屈折層６１Ｌが複数設けられていてもよい。この場合、各第一低屈折層６１Ｌがそれぞれ異なる素材により構成されていてもよい。なお、第二積層体６２及び第三積層体６３においても同様である。
すなわち、第一積層体６１、第二積層体６２、及び第三積層体６３が、高屈折層と、高屈折層よりも低い屈折率の低屈折層とが交互に積層される構成を有し、各層の光学膜厚が、積層体６１，６２，６３毎に設定された設計中心波長（第一設計中心波長λ１、第二設計中心波長λ２、第三設計中心波長λ３）の１／４となる膜厚に設定されていれば、積層体を構成する誘電体層の数や素材は特に限定されない。
なお、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する第四高屈折層６４Ｈ、第五高屈折層６５Ｈ、第六高屈折層６６Ｈ、第四低屈折層６４Ｌ、第五低屈折層６５Ｌ、第六低屈折層６６Ｌ、第三接続層６８Ａ、及び第四接続層６８Ｂに関しても同様である。
第一実施形態において、第一高屈折層６１Ｈ、第二高屈折層６２Ｈ、及び第三高屈折層６３Ｈが同一素材により構成され、第一低屈折層６１Ｌ、第二低屈折層６２Ｌ、第三低屈折層６３Ｌ、第一接続層６７Ａ、及び第二接続層６７Ｂが同一素材により構成される例を示した。これに対して、第一高屈折層６１Ｈ、第二高屈折層６２Ｈ、及び第三高屈折層６３Ｈが異なる素材により構成され、第一低屈折層６１Ｌ、第二低屈折層６２Ｌ、第三低屈折層６３Ｌ、第一接続層６７Ａ、及び第二接続層６７Ｂが異なる素材により構成されていてもよい。
また、第一積層体６１を構成する２つの第一高屈折層６１Ｈが異なる素材により構成されていてもよい。第二積層体６２及び第三積層体６３においても同様であり、２つの第二高屈折層６２Ｈが異なる素材により構成されていてもよく、２つの第三高屈折層６３Ｈが異なる素材により構成されていてもよい。
さらに、第一積層体６１が２つの第一高屈折層６１Ｈと、１つの第一低屈折層６１Ｌとにより構成される例を示したが、例えば、第一低屈折層６１Ｌが複数設けられていてもよい。この場合、各第一低屈折層６１Ｌがそれぞれ異なる素材により構成されていてもよい。なお、第二積層体６２及び第三積層体６３においても同様である。
すなわち、第一積層体６１、第二積層体６２、及び第三積層体６３が、高屈折層と、高屈折層よりも低い屈折率の低屈折層とが交互に積層される構成を有し、各層の光学膜厚が、積層体６１，６２，６３毎に設定された設計中心波長（第一設計中心波長λ１、第二設計中心波長λ２、第三設計中心波長λ３）の１／４となる膜厚に設定されていれば、積層体を構成する誘電体層の数や素材は特に限定されない。
なお、第二可動反射膜３３及び第二固定反射膜３４を構成する第四高屈折層６４Ｈ、第五高屈折層６５Ｈ、第六高屈折層６６Ｈ、第四低屈折層６４Ｌ、第五低屈折層６５Ｌ、第六低屈折層６６Ｌ、第三接続層６８Ａ、及び第四接続層６８Ｂに関しても同様である。
【0067】
第二実施形態においても同様であり、高屈折層７１Ｈと低屈折層７１Ｌとが交互に積層される構成であれば、各高屈折層７１Ｈを構成する素材や、各低屈折層７１Ｌを構成する素材がそれぞれ異なっていてもよい。各層７１の光学膜厚が、層７１毎に設定された設計中心波長の１／４倍となるように、膜厚が設定されていればよい。
【0068】
（変形例４）
第一実施形態において、積層体の間を接続する接続層（第一接続層６７Ａ、第二接続層６７Ｂ、第三接続層６８Ａ、第四接続層６８Ｂ）を例示した。これに対して、接続層が設けられず、積層体上に直接積層体を積層する構成としてもよい。
第一実施形態において、積層体の間を接続する接続層（第一接続層６７Ａ、第二接続層６７Ｂ、第三接続層６８Ａ、第四接続層６８Ｂ）を例示した。これに対して、接続層が設けられず、積層体上に直接積層体を積層する構成としてもよい。
【0069】
（変形例５）
上記第一実施形態において、光学フィルター１０は、測定光の入射側に第一フィルター２０が配置され、受光部４０に対向して第二フィルター３０が配置される構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、光学フィルター１０は、第二フィルター３０が測定光の入射側に位置し、受光部４０に対向して第一フィルター２０が配置される構成としてもよい。
上記第一実施形態において、光学フィルター１０は、測定光の入射側に第一フィルター２０が配置され、受光部４０に対向して第二フィルター３０が配置される構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、光学フィルター１０は、第二フィルター３０が測定光の入射側に位置し、受光部４０に対向して第一フィルター２０が配置される構成としてもよい。
【0070】
（変形例６）
上記第一実施形態及び第二実施形態では、電子機器として、光学フィルター１０を透過した光を受光部４０で受光する分光測定装置１を例示したがこれに限定されない。例えば、電子機器は、光学フィルター１０で分光した光を対象物に向かって照射する光源装置であってもよい。
上記第一実施形態及び第二実施形態では、電子機器として、光学フィルター１０を透過した光を受光部４０で受光する分光測定装置１を例示したがこれに限定されない。例えば、電子機器は、光学フィルター１０で分光した光を対象物に向かって照射する光源装置であってもよい。
【0071】
［本開示のまとめ］
本開示の第一態様の光学フィルターは、第一ギャップを介して対向する一対の第一反射膜、及び、一対の前記第一反射膜の間隔を変更する第一ギャップ変更部を含む第一フィルターと、第二ギャップを介して対向する一対の第二反射膜、及び、一対の前記第二反射膜の間隔を変更する第二ギャップ変更部を含み、一対の前記第一反射膜を透過した光の光路上に一対の前記第二反射膜が配置される第二フィルターと、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、それぞれ、複数の光学体を積層することで構成され、前記光学体は、所定の設計中心波長を中心とした光を反射する反射特性を有し、当該設計中心波長が各前記光学体でそれぞれ異なる。
本開示の第一態様の光学フィルターは、第一ギャップを介して対向する一対の第一反射膜、及び、一対の前記第一反射膜の間隔を変更する第一ギャップ変更部を含む第一フィルターと、第二ギャップを介して対向する一対の第二反射膜、及び、一対の前記第二反射膜の間隔を変更する第二ギャップ変更部を含み、一対の前記第一反射膜を透過した光の光路上に一対の前記第二反射膜が配置される第二フィルターと、を備え、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、それぞれ、複数の光学体を積層することで構成され、前記光学体は、所定の設計中心波長を中心とした光を反射する反射特性を有し、当該設計中心波長が各前記光学体でそれぞれ異なる。
【0072】
これにより、第一フィルターは、第一ギャップの寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該ピーク波長が、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる。第二フィルターも同様に、第二ギャップの寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該ピーク波長が、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる。また、第二反射膜を構成する各光学体は、第一反射膜を構成する各光学体とは、設計中心波長が異なるので、第一フィルターにおける各ピーク波長と第二フィルターにおけるピーク波長とはそれぞれ異なる波長となる。
したがって、第一フィルターの複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第一ギャップを調整し、第二フィルターの複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第二ギャップを調整する。これにより、第一フィルターと第二フィルターとでの目標波長以外のピーク波長が重なり合わないため、光学フィルターを透過せず、目標波長を中心とした光のみが光学フィルターを透過することになる。
また、本態様では、第一フィルター及び第二フィルターの分光特性において、各ピーク波長での半値幅は、金属膜を反射膜としたファブリーペローエタロンを用いる場合に比べて十分に小さく、波長分解能が非常に高い。したがって、光学フィルターから、高い分解能で、目標波長の光を透過させることができる。
以上のように、本態様の光学フィルターは、広い測定波長域から、所望の目標波長の光を高精度に分光させて透過させることができる。
したがって、第一フィルターの複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第一ギャップを調整し、第二フィルターの複数のピーク波長の１つが目標波長となるように第二ギャップを調整する。これにより、第一フィルターと第二フィルターとでの目標波長以外のピーク波長が重なり合わないため、光学フィルターを透過せず、目標波長を中心とした光のみが光学フィルターを透過することになる。
また、本態様では、第一フィルター及び第二フィルターの分光特性において、各ピーク波長での半値幅は、金属膜を反射膜としたファブリーペローエタロンを用いる場合に比べて十分に小さく、波長分解能が非常に高い。したがって、光学フィルターから、高い分解能で、目標波長の光を透過させることができる。
以上のように、本態様の光学フィルターは、広い測定波長域から、所望の目標波長の光を高精度に分光させて透過させることができる。
【0073】
本態様の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜及び前記第二反射膜を構成する前記光学体は、高屈折層と、前記高屈折層よりも屈折率が小さい低屈折層とが交互に積層された積層体により構成され、前記高屈折層の光学膜厚、及び、前記低屈折層の光学膜厚が、前記光学体毎に設定された前記設計中心波長に基づいた膜厚であることが好ましい。
このように光学体として積層体を用いることで、広い測定波長域に対して、複数のピーク波長が均等に表れる分光特性の第一フィルター及び第二フィルターを構成することができる。
このように光学体として積層体を用いることで、広い測定波長域に対して、複数のピーク波長が均等に表れる分光特性の第一フィルター及び第二フィルターを構成することができる。
【0074】
本態様の光学フィルターにおいて、隣り合う一対の前記積層体を接続する接続層をさらに備え、前記接続層の光学膜厚は、当該接続層を挟む一対の前記積層体の前記設計中心波長の平均に基づいた膜厚であることが好ましい。
これにより、各積層体の間の設計中心波長の差を、接続層により均すことができ、複数のピーク波長が略均等に位置する分光特性が得られる。
これにより、各積層体の間の設計中心波長の差を、接続層により均すことができ、複数のピーク波長が略均等に位置する分光特性が得られる。
【0075】
本態様の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜及び前記第二反射膜は、高屈折率を有する高屈折層により構成される前記光学体と、前記高屈折層よりも屈折率が低い低屈折層により構成される前記光学体とが、交互に積層されることで構成されてもよい。
これにより、上記態様と同様、第一フィルター及び第二フィルターは、第一ギャップ及び第二ギャップの寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該複数のピーク波長が、例えば可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる分光特性を得ることができる。
これにより、上記態様と同様、第一フィルター及び第二フィルターは、第一ギャップ及び第二ギャップの寸法に応じた複数のピーク波長の光を透過させることができ、かつ、当該複数のピーク波長が、例えば可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域に現れる分光特性を得ることができる。
【0076】
本態様の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜を構成する各前記光学体の前記設計中心波長と、前記第二反射膜を構成する各前記光学体の前記設計中心波長とは、それぞれ異なることが好ましい。
これにより、第一フィルターを透過する光のピーク波長と、第二フィルターを透過する光のピーク波長がそれぞれ異なる波長となる。したがって、第一フィルターの複数のピーク波長のうちの１つと、第二フィルターの複数のピーク波長の１つとが目標波長となるように、第一ギャップ及び第二ギャップを変更すると、目標波長の光以外のピーク波長は透過されず、目標波長を中心とした狭帯域の光のみを透過させることができる。
これにより、第一フィルターを透過する光のピーク波長と、第二フィルターを透過する光のピーク波長がそれぞれ異なる波長となる。したがって、第一フィルターの複数のピーク波長のうちの１つと、第二フィルターの複数のピーク波長の１つとが目標波長となるように、第一ギャップ及び第二ギャップを変更すると、目標波長の光以外のピーク波長は透過されず、目標波長を中心とした狭帯域の光のみを透過させることができる。
【0077】
本態様の光学フィルターにおいて、前記第一反射膜を構成する前記光学体の前記設計中心波長は、前記第一ギャップに近づくにしたがって短くなり、前記第二反射膜を構成する前記光学体の前記設計中心波長は、前記第二ギャップに近づくにしたがって短くなることが好ましい。
これにより、第一フィルターを透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れ、第二フィルターを透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れるようになり、広い測定波長域における所望の波長に光を光学フィルターから透過させることができる。
これにより、第一フィルターを透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れ、第二フィルターを透過する光のピーク波長が、測定波長域内で略均一に現れるようになり、広い測定波長域における所望の波長に光を光学フィルターから透過させることができる。
【0078】
本開示の第二態様の電子機器は、第一態様の光学フィルターと、前記第一ギャップ変更部及び前記第二ギャップ変更部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一フィルターを透過する複数のピーク波長のうちの１つである第一ピーク波長が、所望の目標波長を中心とした目標波長域内に含まれるように、前記第一ギャップ変更部を制御し、前記第二フィルターを透過する複数のピーク波長のうちの１つである第二ピーク波長が、前記目標波長域内に含まれ、かつ、前記第一フィルターを透過する前記第一ピーク波長以外のピーク波長と、前記第二フィルターを透過する前記第二ピーク波長以外のピーク波長と、が異なる波長となるように、前記第二ギャップ変更部を制御する。
これにより、第一フィルター及び第二フィルターを透過した目標波長の光を、高い波長分解能で透過させることができ、かつ、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域内で、目標波長を選択することができる。
これにより、第一フィルター及び第二フィルターを透過した目標波長の光を、高い波長分解能で透過させることができ、かつ、可視光域から近赤外域に亘る広い測定波長域内で、目標波長を選択することができる。
【0079】
本態様の電子機器において、前記制御部は、前記第一ピーク波長と前記第二ピーク波長との差が、１０ｎｍ以下となるように、前記第一ギャップ変更部及び前記第二ギャップ変更部を制御する。
このように、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差が、１０ｎｍ以下となることで、光学フィルター１０から目標波長の光を１０％以上の透過率で透過させることができる。
このように、第一ピーク波長と第二ピーク波長との差が、１０ｎｍ以下となることで、光学フィルター１０から目標波長の光を１０％以上の透過率で透過させることができる。
【符号の説明】
【0080】
１…分光測定装置（電子機器）、１０…光学フィルター、２０…第一フィルター、２１…第一可動基板、２１Ａ…第一面、２１Ｂ…第二面、２２…第一固定基板、２２Ａ…第三面、２２Ｂ…第四面、２３…第一可動反射膜、２４…第一固定反射膜、２５…第一アクチュエーター、２６…第一容量検出部、３０…第二フィルター、３１…第二可動基板、３１Ａ…第五面、３１Ｂ…第六面、３２…第二固定基板、３２Ａ…第七面、３２Ｂ…第八面、３３…第二可動反射膜、３４…第二固定反射膜、３５…第二アクチュエーター、３６…第二容量検出部、４０…受光部、５０…制御部、５１…フィルター駆動回路、５２…受光制御回路、５３…分光測定部、６１…第一積層体（光学体）、６１Ｈ…第一高屈折層、６１Ｌ…第一低屈折層、６２…第二積層体（光学体）、６２Ｈ…第二高屈折層、６２Ｌ…第二低屈折層、６３…第三積層体（光学体）、６３Ｈ…第三高屈折層、６３Ｌ…第三低屈折層、６４…第四積層体（光学体）、６４Ｈ…第四高屈折層、６４Ｌ…第四低屈折層、６５…第五積層体（光学体）、６５Ｈ…第五高屈折層、６５Ｌ…第五低屈折層、６６…第六積層体（光学体）、６６Ｈ…第六高屈折層、６６Ｌ…第六低屈折層、６７Ａ…第一接続層、６７Ｂ…第二接続層、６８Ａ…第三接続層、６８Ｂ…第四接続層、７１…層（光学体）、７１Ｈ…高屈折層（光学体）、７１Ｌ（７１Ｌ２，７１Ｌ５）…低屈折層（光学体）、５１１…第一駆動回路、５１２…第二駆動回路、５１３…第一容量検出回路、５１４…第二容量検出回路、５１５…メモリー、５１６…マイコン、Ｇ１…第一ギャップ、Ｇ２…第二ギャップ。
【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】