分光装置、温度特性导出装置、分光系统以及分光方法制造方法及图纸

一种分光装置、温度特性导出装置、分光系统以及分光方法，能够高精度地对目标波长的光进行分光。分光装置具备：分光模块、检测所述分光模块的温度的温度检测部和控制所述分光模块的模块控制部，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与所述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，所述模块控制部根据所述分光模块的温度特性和由所述温度检测部检测到的检测温度校正从所述电容检测电路输出的检测信号的目标值，控制施加在所述间隔变更部的所述电压以便于成为校正从所述电容检测电路输出的检测信号的所述目标值。

【技术实现步骤摘要】
分光装置、温度特性导出装置、分光系统以及分光方法
本专利技术涉及分光装置、温度特性导出装置、分光系统、分光方法以及温度导出方法。
技术介绍
以往，已知具备具有一对反射膜的干涉滤波器的分光装置(例如，参考专利文献1)。在专利文献1记载的分光装置(可变干涉装置)中，用电容检测电路(静电电容检测电路)测量干涉滤波器(法布里帕罗干涉仪)的反射膜之间的静电电容，以反射膜之间的间隔尺寸成为希望的目标值的方式进行反馈控制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平1-94312号公报在如上述专利文献1记载的分光装置中，存在因使用环境而改变干涉滤波器或电容检测电路的温度的情况。干涉滤波器通常借助粘合剂等固定部件固定在容纳干涉滤波器的封装或基板的固定对象上。因此，干涉滤波器的周围的温度变动时，向干涉滤波器施加与干涉滤波器、固定部件以及固定对象的线膨胀系数的差对应的应力。由于这样的应力，存在反射膜产生挠曲或倾斜的情况，反射膜之间的间隔尺寸变动，透射干涉滤波器的光的波长也偏移。在此，干涉滤波器的透射光的波长与反射膜之间的间隔尺寸成比例。因此，在由于温度变化而反射膜之间的间隔尺寸变动的情况下，可以将反射膜之间的间隔尺寸控制成反射膜之间的间隔尺寸的平均值成为与透射光的目标波长对应的尺寸。但是，干涉滤波器的反射膜之间的静电电容对于反射膜之间的间隔尺寸成反比例。在该情况下，从电容检测电路输出的信号值的平均并不是反射膜之间的间隔尺寸的平均。除此之外，电容检测电路自身也存在温度特性，即便反射膜之间的间隔尺寸为相同尺寸，由于温度不同，也检测到不同的值。因此，如专利文献1的分光测量装置，根据电容检测电路检测到的静电电容(检测电容)，在进行将干涉滤波器的反射膜之间的间隔尺寸匹配与目标波长对应的目标尺寸的反馈控制的情况下，即便控制成检测电容成为与目标尺寸对应的电容，目标波长的光不会从干涉滤波器透射。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够精度良好地对目标波长的光分光的分光装置、导出在该分光装置中使用的温度特性的温度特性导出装置、具备上述分光装置以及上述温度特性导出装置的分光系统、分光方法以及温度特性导出方法。本专利技术的一应用例的分光装置，其特征在于，具备：分光模块；温度检测部，检测上述分光模块的温度；以及模块控制部，控制上述分光模块，上述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压来改变上述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与上述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，上述模块控制部根据上述分光模块的温度特性以及由上述温度检测部检测到的检测温度来校正从上述电容检测电路输出的检测信号的目标值，控制施加在上述间隔变更部的上述电压以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值。在本应用例中，温度检测部检测包括干涉滤波器以及电容检测电路的分光模块的温度(检测温度)。而且，模块控制部向间隔变更部施加电压，当目标波长的光从干涉滤波器透射时，根据从电容检测电路输出的检测信号，反馈控制施加在间隔变更部的电压。此时，模块控制部使用基于分光模块的温度特性和检测温度校正后的目标值。也就是说，在本应用例中，根据包含干涉滤波器和电容检测电路的分光模块整体的温度特性校正目标值，调整施加在间隔变更部的电压以使从电容检测电路输出的检测信号成为目标值。因此，除干涉滤波器之外，即便在电容检测电路的温度变动的情况下，设定与该温度对应的目标值。由此，在分光装置中能够精度良好地从入射光分出目标波长的光。优选地，在本应用例的分光装置中，上述分光模块的温度特性包括对于上述分光模块的温度的校正系数，上述模块控制部向包含上述校正系数和上述温度的校正值计算函数中输入与上述检测温度对应的上述校正系数以及上述检测温度来校正上述目标值。在本应用例中，分光模块的温度特性包含分光模块的温度和校正系数的关系。而且，模块控制部通过将与检测温度对应的校正系数和检测温度输入至校正值计算函数来校正电压。由此，能够容易地设定精度高的目标值。另外，考虑将对于检测温度的目标值保持为表数据的情况。但是，在工厂中制造的干涉滤波器例如由于制造不均衡等的原因，各个干涉滤波器在形状特性或光学特性产生固体差异，在电容检测电路中也产生固体差异。因此，在保持表数据的情况下，需要针对各分光模块的每个生成表数据。相对于此，在使用校正值计算函数校正电压的情况下，不需要对应于各分光模块的每个生成上述那样的表数据，能够大幅度地降低制造成本。优选地，在本应用例的分光装置中，根据使上述分光模块变化为多个温度且在各温度改变上述间隔尺寸时的、透射上述干涉滤波器的光的中心波长的实测值来导出上述校正系数。在本应用例中，在实施从分光装置分出光的分光处理前，预先使分光模块变化为多个温度，且在各温度改变一对反射膜之间的间隔尺寸。并且，在各温度、各间隔尺寸分别获取透射干涉滤波器的光的中心波长的实测值，例如由每单位温度的中心波长的变化量导出校正系数。因此，使用基于分光模块的实测值的可靠性高的温度系数，能够计算校正原始指令电压后的校正电压，能够提高分光装置的分光精度。优选地，在本应用例的分光装置中，上述校正系数包括低温侧校正系数和高温侧校正系数，低温侧校正系数基于规定的基准温度下的上述中心波长的实测值以及比上述基准温度低的第一温度下的上述中心波长的实测值导出，高温侧校正系数是基于上述基准温度下的上述中心波长的实测值以及比上述基准温度高的第二温度下的上述中心波长的实测值导出。此外，作为基准温度，例如能够设定为通常使用分光装置的使用环境下的温度，例如设定为接近室温的23度。在本应用例中，使用分光模块的温度比基准温度低的情况下的低温侧校正系数以及分光模块的温度比基准温度高的情况下的高温侧校正系数中任一方校正电压。在该情况下，相比于使用三个以上的校正系数的情况，容易导出校正系数，能够降低分光装置的制造成本。优选地，在本应用例的分光装置中，上述模块控制部将在规定的基准温度为了使目标波长的光从上述干涉滤波器透射而向上述间隔变更部施加的基准电压值设为Vtini，将上述电容检测电路的输出信号的增益设为ACV，将上述一对反射膜之间的介电常数设为ε，将上述反射膜的面积设为Sm，将规定的基准温度设为Tini，将上述基准温度Tini的上述间隔尺寸设为GmTini，将上述校正系数设为Ctemp，将上述检测温度设为T，使用下式(1)(2)示出的上述校正值计算函数计算校正电压Vtcali。【式1】Vtcali＝Vtini-ΔVt...(1)在本应用例中，模块控制部能够根据式(2)简易地计算出校正量ΔVt。另外，如上所述，工厂中制造的干涉滤波器的面积Sm或基准温度Tini的间隔尺寸(初始间隔GmTini)等分别是固有的值，在将对于各检测温度T的校正量ΔVt或校正电压Vtcali保持在表数据的情况下，制造成本升高，并且其数据大小也变大。相对于此，通过使用式(1)(2)所示的校正值计算函数，能够实现制造成本的降低，还能够缩小存储器等的记录区域的电容。优选地，在本应用例的分光装置中，通过对于将作为上述分光模块的特性的模块特性作为输入、将上述温度特性作为输出的机械学习模型，输入上述分光模块的上述模块特性来导出上述温度特性。在本应用例中，通过对于将模块特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分光装置，其特征在于，具备：分光模块；温度检测部，检测所述分光模块的温度；以及模块控制部，控制所述分光模块，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压来改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与所述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，所述模块控制部根据所述分光模块的温度特性以及由所述温度检测部检测到的检测温度来校正从所述电容检测电路输出的检测信号的目标值，控制施加在所述间隔变更部的所述电压以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值。

【技术特征摘要】
2018.02.26 JP 2018-0321521.一种分光装置，其特征在于，具备：分光模块；温度检测部，检测所述分光模块的温度；以及模块控制部，控制所述分光模块，所述分光模块包括：干涉滤波器，具有一对反射膜以及通过施加电压来改变所述一对反射膜之间的间隔尺寸的间隔变更部；以及电容检测电路，输出与所述一对反射膜之间的静电电容对应的检测信号，所述模块控制部根据所述分光模块的温度特性以及由所述温度检测部检测到的检测温度来校正从所述电容检测电路输出的检测信号的目标值，控制施加在所述间隔变更部的所述电压以使从所述电容检测电路输出的检测信号成为校正后的所述目标值。2.根据权利要求1所述的分光装置，其特征在于，所述分光模块的温度特性包括对于所述分光模块的温度的校正系数，所述模块控制部向包括所述校正系数和所述温度的校正值计算函数中，输入与所述检测温度对应的所述校正系数以及所述检测温度来校正所述目标值。3.根据权利要求2所述的分光装置，其特征在于，根据使所述分光模块变化为多个温度且在各温度改变所述间隔尺寸时的、透射所述干涉滤波器的光的中心波长的实测值来导出所述校正系数。4.根据权利要求3所述的分光装置，其特征在于，所述校正系数包括低温侧校正系数和高温侧校正系数，所述低温侧校正系数基于规定的基准温度下的所述中心波长的实测值以及比所述基准温度低的第一温度下的所述中心波长的实测值导出，所述高温侧校正系数基于所述基准温度下的所述中心波长的实测值以及比所述基准温度高的第二温度下的所述中心波长的实测值导出。5.根据权利要求2至4中任一项所述的分光装置，其特征在于，所述模块控制部将在规定的基准温度为了使目标波长的光从所述干涉滤波器透射而向所述间隔变更部施加的基准电压值设为Vtini，将所述电容检测电路的输出信号的增益设为ACV，将所述一对反射膜之间的介电常数设为ε，将所述反射膜的面积设为Sm，将规定的基准温度设为Tini，将所述基准温度Tini的所述间隔尺寸设为GmTini，将所述校正系数设为Ctemp，将所述检测温度设为T，使用下述式(1)(2)示出的所述校正值计算函数计算作为所述目标值的校正电压Vtcali，Vtcali＝Vtini-ΔVt...(I)6.根据权利要求1至4中任一项所述的分光装置，其特征在于，通过对于将作为所述分光模块的特性的模块特性作为输入、将所述温度特性作为输出的机械学习模型输入所述分光模块的所述模块特性，导出所述温度特性。7.根据权利要求6所述的分光装置，其特征在于，所述模块特性包含所述干涉滤波器的光学特性。8.根据权利要求7所述的分光装置，其特征在于，所述光学特性包含从所述干涉滤波器透射各波长的光时的对于各波长的透射率。9.根据权利要求6所述的分光装置，其特征在于，所述模块特性包含所述干涉滤波器的形状特性。10.根据权利要求6所述的分光装置，其特征在于，所述模块特性包含向所述间隔变更部施加电压时的所述干涉滤波器的驱动特性。11.根据权利要求1至4中任一项所述的分光装置，其特征在于，所述干涉滤波器、所述电容检测电路以及所述温度检测部设置在同一基板上。12.一种温度特性导出装置，其特征在于，导出分光模块的温度特性，所述分光模...

【专利技术属性】
技术研发人员：广久保望，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP