专利名称：光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备从入射光提取规定波长的光的波长可变干涉滤光器的光学装置。
背景技术：
目前，公知有如下的干涉滤光器其使一对反射膜互相对置，仅使入射光中的由一对反射膜多重干涉而加强的规定波长的光透过或者反射，且公知有如下的光学装置其通过图像传感器对透过了这样的干涉滤光器的光进行拍摄(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1中记载的光学装置是如下的装置对入射光进行校准，通过物镜使来自目标物的光平行，再使平行的光垂直入射波长可变干涉滤光器，通过图像传感器接收并拍摄透过波长可变干涉滤光器的光。在这种光学装置中，由于通过图像传感器接收目标波长的光，因而需要提高波长可变干涉滤光器的分辨率。作为这样的波长可变干涉滤光器，存在例如专利文献2所示的
滤光器ο该专利文献2中记载的波长可变干涉滤光器使一对基板相互对置，其中一个基板上设置有可动部和将可动部保持为相对于另一个基板能够进退移动的隔板(diaphragm)。 并且，在该可动部上形成有一对反射膜中的一个反射膜，在未设置可动部的另外一个基板上形成有与可动部的反射膜对置的另一反射膜。在这样的光学滤光器装置中，通过使可动部进退，从而能够使一对反射膜间的间隙尺寸变动，进而能够提取与间隙尺寸相对应的光， 同时由于可动部的挠曲量比隔板�。蚨材芄灰种粕柚迷诳啥可系姆瓷淠さ哪忧�现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000-162043号公报专利文献2 日本特开2009-251105号公报因此，在上述专利文献2中，由于可动部的厚度尺寸形成得比隔板大，因而即使在使可动部位移的情况下，也能够使可动部的挠曲量比隔板的挠曲量小。然而，实际上可动部也产生挠曲，其挠曲量在可动部的中心部小，随着从中心向可动部的外周部而变大。另外， 该挠曲量也被波长可变干涉滤光器的尺寸所左右，例如在波长可变干涉滤光器的尺寸大时，可动部的形变量也变大。因而，设在该可动部上的反射膜也产生挠曲，一对反射膜间的间隙尺寸会不均勻，导致分辨率会下降。因而，在专利文献1记载的光学装置中，在使用上述这样的波长可变干涉滤光器时，由于波长可变干涉滤光器中的分辨率下降，因而存在有测定精度劣化这样的问题。另夕卜，在光学装置中，虽然通过增大图像传感器的尺寸，能够取得更高分辨率的图像，但在这种情况下，需要变大波长可变干涉滤光器的尺寸。然而，如上所述，一旦使波长可变干涉滤光器的尺寸变大，则可动部的挠曲量会增大而使分辨率下降，存在测定精度劣化这样的问题。
发明内容
本发明鉴于上述的问题，其目的在于提供能够进行高精度的分光测定的光学装置。本发明的光学装置具备波长可变干涉滤光器，使入射光中的经多重干涉而加强的光透过；远心光学系统，将所述入射光导向所述波长可变干涉滤光器；以及检测部，检测透过了所述波长可变干涉滤光器的光，其中，所述波长可变干涉滤光器具备第一基板；第二基板，与所述第一基板对置，所述第二基板具备可动部以及保持部，所述保持部包围所述可动部的外周且将所述可动部保持为能够相对于所述第一基板进退移动；第一反射膜，设置在所述第一基板上；第二反射膜，设置在所述可动部上，隔着间隙与所述第一反射膜对置；以及间隙可变部，通过使所述可动部位移以使所述间隙的尺寸变化，在所述第一反射膜和所述第二反射膜上设置有测定有效区域，在通过所述间隙可变部使所述可动部的位移量变为最大时，在所述测定有效区域，能够使以测定中心波长为中心且处于预先设定的容许值以内的波长的光透过，通过所述远心光学系统，使所述入射光的主光线垂直导向所述第一反射膜的面或者所述第二反射膜的面，使所述入射光会聚在所述测定有效区域内。在本发明中，远心光学系统是图像侧的远心光学系统，从远心光学系统射出的光的主光线平行于光轴，且以与波长可变干涉滤光器正交的方式被导光。并且，该远心光学系统以使所述主光线会聚在由波长可变干涉滤光器的第一反射膜和第二反射膜形成的间隙区域中的测定有效区域内的方式聚光。此外，所谓远心光学系统可以说是以使主光线通过焦点的方式排列的光学系统，其是主光线平行于光轴、即使视场角为0度的光学系统。另夕卜，所谓图像侧远心光学系统是指在图像侧主光线平行于光轴的光学系统。在这里，测定有效区域是波长可变干涉滤光器的分辨率下降被抑制在容许范围内的区域。也就是说，在第一反射膜和第二反射膜之间的间隙区域中的该测定有效区域内被多重干涉而透过的光成为以测定中心波长为中心的容许波长范围内的光。因而，通过远心光学系统，从而使主光线会聚在波长可变干涉滤光器的测定有效区域内，从而能够从入射光高精度地提取以测定中心波长为中心的波段内的光，并可通过检测部接收光。据此，与例如使平行光入射到波长可变干涉滤光器，也使用间隙区域内的测定有效区域以外来提取光的情况相比，能够抑制波长可变干涉滤光器中的分辨率下降，且能够在光学装置中实施高精度的分光测定。在本发明的光学装置中，优选所述测定有效区域是以下的区域在通过所述间隙可变部将所述可动部的位移量设定为最大位移量时，沿所述可动部的中心轴上的所述间隙的尺寸和与所述测定有效区域的外周边缘相对的所述间隙的尺寸之间的差值小于等于所述容许值的一半。在本发明中，将通过间隙可变部使可动部位移最大位移量的状态下对应于可动部的中心轴上的间隙尺寸与对应于测定有效区域的外周边缘的间隙尺寸之差设为X、容许值设为Xci的情况下，将满足X= λ V2的关系的区域内作为测定有效区域。也就是说，在波长可变干涉滤光器中，将空气的折射率设为1，间隙的尺寸d与透过波长λ表示为d= λ/2。因而，如果设可动部的中心轴上的间隙尺寸为Cl1、对应于测定有效区域的外周边缘的间隙尺寸为d2，则透过可动部的中心轴的光的波长(测定中心波长)为X1 = 2屯，透过测定有效区域的外周边缘的光的波长为λ2 = 2d2 = 2((1^)=
42 ( λ /2+χ) ο在这里，以测定中心波长A1为中心且处于容许值λ。以内的波段是从X1-Xc^lJ λ ^ λ ^的范围。由于在可动部向第一基板挠曲时，间隙尺寸不会变得比Cl1�。蚨绻腹瞬舛ㄓ行虻耐庵鼙咴档耐腹獾牟ǔ2(ZZUl7^x))为λ 1+λ。以下，则透过测定有效区域的透过光就成为以测定中心波长X1为中心的容许值λ^以内的光。g卩，通过利用远心光学系统而使入射光会聚在成为χ < XciA的测定有效区域内，从而能够通过检测部检测相对于测定中心波长X1在容许波长λ^以内的光。在本发明的光学装置中，优选在所述波长可变干涉滤光器和所述检测部之间设置有将透过了所述波长可变干涉滤光器的透过光放大的放大透镜系统。在本发明中，由于是通过远心光学系统使入射光会聚的结构，因而能够对波长可变干涉滤光器的尺寸的小型化做出贡献。除此之外，还通过设置有放大透镜系统，从而能够将从波长可变干涉滤光器透过的透过光放大后向检测部射出。在这种构成中，能够不使波长可变干涉滤光器的尺寸大型化，仅使检测部的尺寸变大，进而能够进一步提高检测精度。在本发明的光学装置中，优选在所述远心光学系统与所述波长可变干涉滤光器之间设置有第一圆偏振片(偏光片)，所述第一圆偏振片使从所述远心光学系统向所述波长可变干涉滤光器的光透过，并吸收从所述波长可变干涉滤光器向所述远心光学系统的光。在本发明中，在波长可变干涉滤光器与远心光学系统之间设置有第一圆偏振片。一般而言，在波长可变干涉滤光器中，在第一反射膜和第二反射膜之间被多重干涉而加强的光会向检测部侧透过，但未透过的光的成分几乎都被反射到入射侧。如果该反射成分返回到远心光学系统中，则会在透镜内以及透镜间反射，进而成为重影或者光斑等的原因，导致检测部中的检测精度下降。与此相对，在本发明中，通过第一圆偏振片可以防止被波长可变干涉滤光器反射的光返回到远心光学系统中，且可抑制莫尔条纹或者重影的产生，进而能够提高检测部中的检测精度。在本发明的光学装置中，优选在所述波长可变干涉滤光器和所述检测部之间设置有第二圆偏振片，所述第二圆偏振片使从所述波长可变干涉滤光器向所述检测部的光透过，并吸收从所述检测部向所述波长可变干涉滤光器的光。在本发明中，在波长可变干涉滤光器和检测部之间设置有第二圆偏振片，从而能够防止被检测部反射的光返回至波长可变干涉滤光器，再通过正反射返回至检测部的不良情况。另外，也可以使用第一圆偏振片和第二圆偏振片这两者，在这种情况下，使第一圆偏振片的直线偏振片的偏光方向与第二圆偏振片的直线偏振片的偏光方向一致。由此便能够分别防止被波长可变干涉滤光器反射的光返回到远心光学系统返回和被检测部反射的光经由波长可变干涉滤光器而返回检测部，从而能够进一步提高检测精度。
图1是表示本发明涉及的第一实施方式的光学装置的概略结构的图。图2是表示第一实施方式的波长可变干涉滤光器的概略结构的截面图。图3是在第一电极和第二电极之间施加电极，且可动部向第一基板侧挠曲最大量的状态下，将在图2中的双点划线A的部分放大后的放大图。图4是表示在第一实施方式的光学装置中，被远心光学系统导光的光束的光路的图。图5是表示从远心光学系统射出的光束的光线形状的概略的图。图6是相对于主光线的倾斜的、透过了波长可变干涉滤光器的透过光的峰值波长变化量的图。图7是表示通过第二实施方式的光学装置的远心光学系统导光的光束的光路图。图8是表示通过第三实施方式的光学装置的远心光学系统导光的光束的光路图。图9是表示通过第四实施方式的光学装置的远心光学系统导光的光束的光路图。图10是表示远心光学系统的其他例子的图。
具体实施例方式[第一实施方式]下面，根据
本发明的第一实施方式。[1.光学装置的整体结构]图1是本发明涉及的实施方式的光学装置1的概略结构的示意图。如图1所示，该光学装置1具备光传感器3和控制装置4。而且，该光学装置1是分光相机装置，其是通过检测部32拍摄测定对象2的图像，并测定被分光后的光量分布特性的装置。[2.光传感器的结构]如图1所示，光传感器3具备波长可变干涉滤光器5、将光导向波长可变干涉滤光器5的远心光学系统31、接收透过了波长可变干涉滤光器5的光的检测部32、以及使透过了波长可变干涉滤光器5的光的波长可变的电压控制电路33。(2-1.波长可变干涉滤光器的结构)图2是表示波长可变干涉滤光器的概略结构的截面图。如图2所示，波长可变干涉滤光器5具备第一基板51和第二基板52。这两块基板 51、52分别由例如钠玻璃、结晶性玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或者水晶等能够使可见光区的光透过的材料形成。并且，通过以例如硅氧烷为主要成分的等离子体聚合膜53相互接合沿外周缘形成的接合面513、523而一体地构成这两块基板51、52。另外，在第一基板51和第二基板52之间设置有第一反射膜56和第二反射膜57。 在这里，第一反射膜56被固定在第一基板51的与第二基板52相对的面上，第二反射膜57 被固定在第二基板52的与第一基板51相对的面上。另外，这些第一反射膜56和第二反射膜57隔着间隙而相对配置。在这里，将由第一反射膜56和第二反射膜57所夹的空间称作间隙区域。并且，波长可变干涉滤光器5在该间隙区域使入射光多重干涉，并使相互加强的光透过。此外，在第一基板51与第二基板52之间设置有用于调整间隙尺寸的、作为本发明的间隙可变部的静电致动器M。该静电致动器M由设置于第一基板51的第一电极541和设置于第二基板52的第二电极542构成。
(2-1-1.第一基板的结构)第一基板51在与第二基板52相对的相对面上通过蚀刻形成有电极槽511和镜固定部512。虽然省略了图示，但电极槽511在从基板厚度方向观察第一基板51的滤光器俯视图中，形成为以平面中心点为中心的环形状。镜固定部512在与电极槽511的同轴上形成为向第二基板52突出的圆筒状。在电极槽511的槽底面上形成有构成静电致动器M的环状的第一电极Ml。另夕卜，在该第一电极M1，沿布线槽延伸的第一电极线(省略图示)形成为朝向第一基板51的外周部。而且，该第一电极线的前端与电压控制电路33连接。另外，在镜固定部512的与第二基板52相对的面上固定有第一反射膜56。该第一反射膜56可以是通过层叠例如Si02、Ti&而构成的电介质多层膜，也可以是由Ag合金等金属膜构成的膜。另外，也可以是层叠电介质多层膜与金属膜两者的结构。并且，在第一基板51的电极槽511的外方形成有第一接合面513。如上所述，在该第一接合面513上形成有用于接合第一基板51和第二基板52的等离子体聚合膜53。(2-1-2.第二基板的结构)通过蚀刻加工第二基板52未与第一基板51相对的面而形成第二基板52。该第二基板52具备以基板中心点为中心的圆形筒状的可动部521、和与可动部521同轴且保持可动部521的保持部522。在这里，该保持部522的外径(external diameter)尺寸形成为与第一基板51的电极槽511的外径尺寸相同的尺寸。为了防止挠曲，可动部521的厚度尺寸形成得比保持部522大。保持部522是包围可动部521的周围的隔板，例如厚度尺寸形成为50 μ m。此外， 在本实施方式中，虽然例示了隔板状的保持部522，但可以采用例如设置具有多对梁结构的保持部的结构等，该保持部设置在相对于可动部的中心成为点对称的位置上。在保持部522的与第一基板51相对的面上形成有环状的第二电极M2，该第二电极542相隔规定的间隔与第一电极541相对。在这里，如上所述，由该第二电极542和上述第一电极541构成静电致动器M。另外，从第二电极542的外周边缘的一部分向第二基板52的外周部形成有第二电极线(省略图示)，该第二电极线的前端与电压控制电路33连接。在可动部521的与第一基板51相对的面上形成有隔着间隙与第一反射膜56相对的第二反射膜57。此外，由于第二反射膜57的结构与第一反射膜56相同，因而在此省略说明。(2-1-3.施加电压时的波长可变干涉滤光器的动作和测定有效区域)图3是在第一电极541和第二电极542之间施加电压，可动部521向第一基板51 侧挠曲的状态下将图2的双点划线部分A放大后的放大图。在图2所示的初始状态下，如果从电压控制电路33在第一电极541和第二电极 542之间施加驱动电压，则如图3所示，由于静电引力，第二基板52的可动部521由于静电引力而向第一基板51侧位移。此时，由于可动部521的厚度尺寸形成得比隔板状的保持部522大，因而是难以挠曲的形状，但是实际上由于保持部522的挠曲，也产生微小量的挠曲。在这里，可动部521的挠曲量随着与可动部521的中心轴0离开距离而增大。因而，在可动部521的外周部，形成在可动部521上的第二反射膜57与相对的第一反射膜56之间的间隙尺寸也会增大。在这种情况下，在间隙区域中的、可动部521的中心轴0上透过的光的峰值波长与透过了间隙区域的外周部的光的峰值波长产生偏差，从而导致波长可变干涉滤光器5的分辨率下降。为了提高检测部32中的检测精度，需要将上述那样的峰值波长偏差控制在预先设定的容许值以内。在本发明中，将间隙区域中的能够将峰值波长的偏差控制在容许值以内的区域作为测定有效区域G，通过远心光学系统31，使入射光会聚在该测定有效区域 G(在图2、图3中，第一反射膜56和第二反射膜57的面上的由点划线夹持的区域)内。由此，通过检测部32仅检测透过了测定有效区域G内的光。在这里，将可透过以可动部521的中心轴0上透过的光的测定中心波长X1为中心在容许值λ ^以内的波长的光的区域作为测定有效区域G的情况下，该测定有效区域G是可动部521向第一基板51侧最大位移的状态下可动部521的厚度方向上的挠曲量为λ 0/2 以下的区域。也就是说，如果设可动部521的中心轴0上的间隙尺寸为Cl1、测定有效区域G 的外周边缘上的间隙尺寸为d2，则下述式⑴成立。[式1]Cl2-Cl1 = λ0/2... (1)另外，作为容许值λ ^，虽然可以根据光学装置1的用途而恰当设定，但在例如作为一般的图像传感器而测定可见光区的分光光谱分布时，优选将容许值设定为5nm以内，而在使用红外线时，优选将容许值设定为IOnm以内。因而，在波长可变干涉滤光器5中，优选将可动部521最大位移时挠曲量在2. 5nm 5nm以下的区域设定作为测定有效区域G。(2-2.远心光学系统的结构)远心光学系统31是将来自测定对象2的入射光导向波长可变干涉滤光器5的光学系统，其由多个透镜等光学部件构成。图4是表示由远心光学系统31导光的光束的光路的图。图5是表示从远心光学系统31射出的光束的光线形状的概略图。远心光学系统31将从通过光学装置1能够摄像的范围(视场角)射入的光经由多个透镜导向波长可变干涉滤光器5。在这里，远心光学系统31将从目标物侧入射光学装置1的光变换为图5所示那样的圆锥形的光束。另外，该远心光学系统31以射出的光的主光线平行于光轴且垂直于波长可变干涉滤光器5的第一基板51 (第一反射膜56)的方式射出光。并且，远心光学系统31进行导光，以使在能够摄像的视场角范围内入射的光会聚在波长可变干涉滤光器5的测定有效区域G内。此外，在这里所说的正交是指透过了波长可变干涉滤光器5的透过光的峰值波长不会产生偏差程度的角度即可。图6是相对于主光线倾斜的、透过了波长可变干涉滤光器的透过光的峰值波长变化量的图。在图6中，入射波长可变干涉滤光器的圆锥形光束的单侧斜度如图5所示地被设定为5度。如图6所示，从波长可变干涉滤光器5透过的透过光的峰值波长随入射角度的变化量的增大而较大地变化。另外，随着波长的增大，峰值波长的变化量也增大。因而，在远心光学系统31的透镜设计中，只要根据相对于想透过波长可变干涉滤光器5的波段能够容许多大程度的峰值波长变化量而恰当地进行设定即可。
例如，在使IlOOnm的光入射波长可变干涉滤光器5时，入射角度偏移2. 7度，从而导致峰值波长变动lnm。因而，在通过波长可变干涉滤光器5对IlOOnm以下的波段进行分光时，在想要将由主光线的入射角度的偏移引起的峰值波长变动量控制在Inm以下时，需要将从远心光学系统31射出的光束的主光线的倾斜度控制在2. 7度以内。(2-3.检测部的结构)返回至图1，检测部32被设置在远心光学系统31的焦点面上，视场角内的图像的图像光被远心光学系统31引导，且在检测部32中成像后被拍摄。该检测部32具备阵列状排列的多个检测元件(省略图示)。这些检测元件由诸如 (XD(Charge Coupled Device，电荷耦合装置)元件等光电转换元件构成，其生成与接收到的光的光量相对应的电信号并输出给控制装置4。该检测部32被设置在远心光学系统31 的焦点面上。(2-4.电压控制电路的结构)电压控制电路33根据控制装置4的控制，控制施加给静电致动器M的第一电极 541和第二电极M2的电压。[3.控制装置的结构]控制装置4控制光学装置1的整体动作。该控制装置4是由存储部41和CPU (Central Processing Unit，中央处理单元)42 等构成的计算机，其能够使用例如通用的个人计算机、便携式信息终端和测定专用计算机寸。并且，控制装置4作为在CPU 42上运行的软件而具备驱动控制部421、光量获取部 422以及强度分布测定部423。存储部41存储在CPU 42中执行的各种程序和各种数据。另外，存储部41存储表示通过检测部32可以检测的透过光的波长相对于施加给静电致动器M的驱动电压的相关数据。接下来，说明作为在CPU 42上运行的各软件的驱动控制部421、光量获取部422以及强度分布测定部423。驱动控制部421根据存储部41所存储的相关数据，获取通过检测部32能够接收到测定对象光的电压值(输入值)，并将获取到的电压值输出给电压控制电路33，进而使波长可变干涉滤光器5的间隙的间隔变化。光量获取部422获取由检测部32的各检测元件检测出的接收光量。将获取到的接收光量与检测元件的位置数据相对应地存储在存储部41中。强度分布测定部423根据由光量获取部422获取到的、由各检测元件检测出的测定对象光的光量，制作光强度分布图。例如，强度分布测定部423制作具有对应于各检测元件的坐标位置的像素的光强度分布图，并根据对应于各像素的检测元件中的接收光量，设定各像素的颜色和浓淡等。(第一实施方式的作用效果)在上述这样的第一实施方式的光学装置1中具备将入射光导向波长可变干涉滤光器5的远心光学系统31、波长可变干涉滤光器5以及检测部32。并且，远心光学系统31 是图像侧远心光学系统，其将主光线平行于光轴，并向波长可变干涉滤光器5射出与第一
9反射膜56的面正交的光束。另外，远心光学系统31使视场角范围内的入射光入射到透过光的波长为与测定中心波长X1相差容许值λ。以内的测定有效区域G。具体而言，在可动部521最大位移的状态下，设可动部521的中心轴0上的间隙尺寸为Cl1时，远心光学系统31使视场角范围内的入射光入射到间隙尺寸d2为Cl1 < d2 < Cl1+ λ ^ 的区域。因此，波长可变干涉滤光器5能够透过以测定中心波长为中心且容许值λ ^范围内的波长的光，且可提高分辨率。另外，通过由检测部32接收这种透过光，从而能够实施图像光的准确的分光特性测定，且能够提高测定精度。[第二实施方式]接下来，根据
本发明的第二实施方式。图7是表示本发明的第二实施方式涉及的光学装置的远心光学系统导光的光束的光路的图。如图7所示，在第二实施方式的光学装置IA中，在第一实施方式的光学装置1中的远心光学系统31与波长可变干涉滤光器5之间设置有第一圆偏振片34。该第一圆偏振片34通过组合面向远心光学系统31侧的直线偏振片341、和面向波长可变干涉滤光器5侧的1/4波长片342而构成。在这种第一圆偏振片34中，在直线偏振片341中，仅使从远心光学系统31入射的光中的例如P偏振光波透过，而吸收S偏振光波。另外，在1/4波长片342中，将透过的P 偏振光波变为圆偏振光(右旋光性圆偏振光波)而向波长可变干涉滤光器5射出。另一方面，在波长可变干涉滤光器5中，虽然使经过多重干涉而加强 (reinforced)的光作为透过光向检测部32侧透过，但其他波长的光几乎都被反射到远心光学系统31侧。此时，反射波的旋转方向反转。例如，在本实施方式中，由于通过1/4波长片342 被变换为右旋光性圆偏振光波，因而反射波变为左旋光性圆偏振光波。这种左旋光性圆偏振光波如果入射第一圆偏振片34的1/4波长片342，则会被变换为S偏振光波，被由直线偏振片341吸收，不会透过远心光学系统31侧。(第二实施方式的作用效果)在上述这样的第二实施方式的光学装置IA中，在远心光学系统31与波长可变干涉滤光器5之间设置有第一圆偏振片34，该第一圆偏振片34通过组合面向远心光学系统 31的直线偏振片341和面向波长可变干涉滤光器5的1/4波长片342而构成。因此，第一圆偏振片34能够使入射光从远心光学系统31透过波长可变干涉滤光器5，并能够吸收被波长可变干涉滤光器5反射的光。据此，被波长可变干涉滤光器5反射的光不会返回到远心光学系统31，且能够防止由于这种反射波在远心光学系统的透镜内或者透镜间反射而发生的莫尔条纹(moire fringe)或者重影(ghost)等的发生。因而，能够抑制检测部32中的光量测定精度的下降。[第三实施方式]接下来，根据
本发明涉及的第三实施方式的光学装置。图8是表示第三实施方式的光学装置IB的概略结构的图。在第三实施方式的光学装置IB中，如图8所示，在第二实施方式的光学装置IA的基础上，还在波长可变干涉滤光器5与检测部32之间设置有第二圆偏振片35。该第二圆偏振片35通过组合面向波长可变干涉滤光器5侧的1/4波长片351、和面向检测部32侧的直线偏振片352而构成。在这里，直线偏振片352具有与第一圆偏振片 34的直线偏振片341相同的偏振光方向，使P偏振光波透过。右旋光性圆偏振光波由于第一圆偏振片34入射波长可变干涉滤光器5。然后，在第二圆偏振片35中，通过1/4波长片351将透过了波长可变干涉滤光器5的右旋光性圆偏振光波变换为直线偏振光(P偏振光波)。变换后的直线偏振光波透过直线偏振片352而向检测部32侧射出。另一方面，被检测部32反射的光成分透过第二圆偏振片35，被波长可变干涉滤光器5反射。该反射光被第二圆偏振片35的直线偏振片352吸收，进而可以防止返回检测部 32。(第三实施方式的作用效果)在上述这样的第三实施方式的光学装置IB中，波长可变干涉滤光器5与检测部32 之间设置有第二圆偏振片35，而该第二圆偏振片35通过组合面向波长可变干涉滤光器5的 1/4波长片351、和面向检测部32侧的直线偏振片352而构成。因此，第二圆偏振片35能够使入射光从波长可变干涉滤光器5透过检测部32，并能够吸收被检测部32反射的光。由此，被检测部32反射的光不会返回波长可变干涉滤光器5，由于这种反射波在波长可变干涉滤光器5的间隙内被再次多重干涉这种情况不存在， 因而能够抑制检测部32中的光量测定精度的下降。[第四实施方式]接下来，根据附图来说明本发明的第四实施方式的光学装置1C。图9是表示第四实施方式的光学装置IC的概略结构的图。如图9所示，第四实施方式的光学装置IC是将第三实施方式的光学装置IB进行变形的装置，在第二圆偏振片35与检测部32之间设置有放大透镜系统36。另外，在光学装置IC中，波长可变干涉滤光器5被设置在远心光学系统31的焦点面上，检测部32被设置在放大透镜系统36的焦点面上。在这种光学装置IC中，将透过了波长可变干涉滤光器5的光通过放大透镜系统36 放大后被检测部32检测。在这种结构中，能够相对于波长可变干涉滤光器5而使检测部32 的尺寸增大，进而能够通过更多的检测元件来获取高分辨率的图像。因而，能够实施更准确且详细的分光分布测定。即，在第一、第二以及第三实施方式的光学装置1、1A、IB中，需要使波长可变干涉滤光器5中的测定有效区域G的尺寸与检测部32的尺寸形成为同一程度。因此，如果检测部32的尺寸增大，则波长可变干涉滤光器5的尺寸也需要增大。这里，在本发明中，为了设定分辨率的下降为容许值以内的测定有效区域，需要根据检测部32的尺寸，配合检测部32来扩大测定有效区域G的尺寸。然而，在为了增大测定有效区域G的尺寸而增大波长可变干涉滤光器5的尺寸时，可动部521的挠曲量会随扩大量的增大而增大。因此，存在有如下这样的问题例如，为了使测定有效区域G变为1.5倍大�。蚶缧枰孤斯馄鞒叽缭龃笪�2倍等，从而需要使波长可变干涉滤光器5的尺寸扩大量比测定有效区域的尺寸扩大量大。
另外，除此之外，在使波长可变干涉滤光器5的尺寸增大的情况下，用于使可动部 521位移的电力也增大，从而难以均勻地保持保持部522的应力平衡，因而难以进行用于使可动部521均勻位移的控制。与此相对，在本实施方式中，由于是通过放大透镜系统36使透过光放大后通过检测部32接收光的结构，因而无需使波长可变干涉滤光器5的尺寸大型化，而能够使用尺寸比检测部32小的波长可变干涉滤光器5。(第四实施方式的作用效果)如上所述，在第四实施方式的光学装置IC中，在波长可变干涉滤光器5与检测部 32之间设置有放大透镜系统36。因此，不使波长可变干涉滤光器5的尺寸大型化即可扩大检测部32的尺寸。因而，不存在由于使波长可变干涉滤光器5大型化而引起的分辨率下降或者耗电增大、可动部521的控制等问题，能够容易地利用大尺寸的检测部32来实施高精度的分光分布测定。[其他实施方式]本发明并不仅限于上述的实施方式，在能够达到本发明目的的范围内的变形、改良等也包括在本发明中。例如，在第一实施方式中，虽然在图2中例示了远心光学系统31内设有光阑的结构图，但并不仅限于此。作为构成远心光学系统31的透镜组，只要能使通过光学装置1能够摄像的视场角范围内的入射光会聚在测定有效区域G内，且其主光线相互平行，可以垂直地射入到波长可变干涉滤光器5，则其可以由任何的光学部件构成，该光学部件的个数和种类不受限制。例如，可以设置图10所示那样结构的远心光学系统。另外，在上述实施方式中，作为间隙可变部，例示了静电致动器M，其通过在第一电极541和第二电极542之间施加电压，从而使保持部522挠曲以使可动部521位移，但并不仅限于此。例如，可以形成为使用感应致动器(dielectric actuator)的结构，该感应致动器配置第一感应线圈来代替第一电极Ml、配置第二感应线圈或者永久磁铁来代替第二电极。 在设置有例如第一感应线圈和永久磁铁的结构中，通过将流入第一感应线圈的电流作为输入值而产生磁力，并利用在与永久磁铁之间产生的引力或者排斥力来使可动部521位移。并且，可以形成为使用压电致动器来代替静电致动器M的结构。在这种情况下， 例如，将下部电极层、压电膜以及上部电极层层叠配置在保持部522上，通过将施加在下部电极层和上部电极层之间的电压可变地作为输入值，从而使压电膜伸缩并使保持部522挠曲ο并且，还可以形成为使用利用了空气压力的致动器来代替静电致动器M的结构。 在这种情况下，将第一基板51和第二基板52之间形成为密闭空间，且设置有向密闭空间导入空气的空气导入孔。而且，在该空气导入孔中设置有使内部的空气压力可变的泵，通过将气压可变地作为输入值，从而通过内压变化来使可动部521位移。另外，在上述的实施方式中，虽然例示了隔板状的保持部522，但也可以形成为如下这样的结构例如，设置多个梁结构的保持部，利用这些梁结构的保持部来保持可动部 521。在这种情况下，为了使梁结构的保持部的挠曲平衡性均勻化，而优选设置相对于中心轴0呈点对称的保持部。
另外，在上述的实施方式中，虽然例示了第一反射膜和第二反射膜之间的反射膜间空隙比第一电极和第二电极之间的电极间空隙小的结构的波长可变干涉滤光器的实例， 但也可以是反射膜间空隙与电极间空隙尺寸相同的结构。并且，还可以为反射膜间空隙比电极间空隙大的波长可变干涉滤光器的结构。另外，在第二实施方式中例示了设置第一圆偏振片34的结构，在第三实施方式中例示了设置第一圆偏振片34和第二圆偏振片35的结构，但也可以形成为例如不设置第一圆偏振片34而仅设置第二圆偏振片35的结构等。另外，在第四实施方式中，虽然例示了设置第一圆偏振片34和第二圆偏振片35的结构，但可以形成为仅设置第一圆偏振片34和第二圆偏振片35中的任一个的结构或者不设置这些圆偏振片34、35的结构等。另外，在上述第三实施方式中，作为第二圆偏振片35形成为具备面向波长可变干涉滤光器5侧的1/4波长片351和面向检测部32侧的直线偏振片352的结构，但并不仅限于此。例如，第二圆偏振片35可以形成为具备面向波长可变干涉滤光器5侧的直线偏振片和面向检测部32侧的1/4波长片的结构。在这种情况下，直线偏振片使透过了波长可变干涉滤光器5的右旋光性圆偏振光波中的例如P偏振光波透过，吸收S偏振光波。然后，透过了直线偏振片的P偏振光波通过 1/4波长片被变换为右旋光性圆偏振光波，向检测部32侧射出。另外，被检测部32反射的光成分由于因反射而成为了左旋光性圆偏振光波，因而由1/4波长片变换为S偏振光波，并通过直线偏振片吸收。另外，实施本发明时的具体结构和步骤在能够达到本发明的目的的范围内可以适当地变更为其他结构等。符号说明IAUBUC光学装置5波长可变干涉滤光器31远心光学系统32检测部34第一圆偏振片35第二圆偏振片36放大透镜系统51第一基板52第二基板54作为本发明的间隙可变部的静电致动器56第一反射膜57第二反射膜G测定有效区域
1权利要求
1.一种光学装置，其特征在于，具备波长可变干涉滤光器，使入射光中的经多重干涉而加强的光透过； 远心光学系统，将所述入射光导向所述波长可变干涉滤光器；以及检测部，检测透过了所述波长可变干涉滤光器的光， 其中，所述波长可变干涉滤光器具备第一基板；第二基板，与所述第一基板对置，所述第二基板具备可动部以及保持部，所述保持部包围所述可动部的外周且将所述可动部保持为能够相对于所述第一基板进退移动； 第一反射膜，设置在所述第一基板上；第二反射膜，设置在所述可动部上，隔着间隙与所述第一反射膜对置；以及间隙可变部，通过使所述可动部位移以使所述间隙的尺寸变化， 在所述第一反射膜和所述第二反射膜上设置有测定有效区域，所述测定有效区域能够在通过所述间隙可变部使所述可动部的位移量变为最大时使以测定中心波长为中心且处于预先设定的容许值以内的波长的光透过，通过所述远心光学系统，使所述入射光的主光线垂直导向所述第一反射膜的面或者所述第二反射膜的面，使所述入射光会聚在所述测定有效区域内。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述测定有效区域是以下的区域在通过所述间隙可变部将所述可动部的位移量设定为最大位移量时，沿所述可动部的中心轴上的所述间隙的尺寸和与所述测定有效区域的外周边缘相对的所述间隙的尺寸之间的差值小于等于所述容许值的一半。
3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，在所述波长可变干涉滤光器和所述检测部之间设置有将透过了所述波长可变干涉滤光器的透过光放大的放大透镜系统。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，在所述远心光学系统与所述波长可变干涉滤光器之间设置有第一圆偏振片，所述第一圆偏振片使从所述远心光学系统向所述波长可变干涉滤光器的光透过，并吸收从所述波长可变干涉滤光器向所述远心光学系统的光。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学装置，其特征在于，在所述波长可变干涉滤光器和所述检测部之间设置有第二圆偏振片，所述第二圆偏振片使从所述波长可变干涉滤光器向所述检测部的光透过，并吸收从所述检测部向所述波长可变干涉滤光器的光。
全文摘要
一种光学装置。其具备波长可变干涉滤光器、远心光学系统以及检测部，波长可变干涉滤光器具备第一基板；第二基板，具备可动部和保持部；第一反射膜，设置在所述第一基板上；第二反射膜，设置在所述可动部上；以及静电致动器，使可动部位移，其中，在第一反射膜和第二反射膜上设置有测定有效区域，在可动部的位移量变为最大时，能够使以测定中心波长为中心且处于预先设定的容许值以内的波长的光透过，远心光学系统以使入射光的主光线平行且垂直于第一反射膜的方式将入射光导向所述波长可变干涉滤光器，同时使入射光会聚在测定有效区域内。
文档编号G01J3/02GK102466516SQ20111025900
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月2日 优先权日2010年11月12日
发明者舟本达昭 申请人:精工爱普生株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
