CN110462353A - 光检测装置 - Google Patents

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Abstract

光检测装置具备:封装体,其形成有使光入射的开口;光透过部,其以将开口封闭的方式配置于封装体的内面;法布里‑珀罗干涉滤波器,其配置于封装体内,使透过了光透过部的光透过;及光检测器,其配置于封装体内,检测透过了法布里‑珀罗干涉滤波器的光。光透过部包含配置于封装体内且使入射至法布里‑珀罗干涉滤波器的光透过的带通滤波器及将入射至法布里‑珀罗干涉滤波器的光聚光的透镜部而一体地构成。

Description

光检测装置
技术领域
本发明涉及一种具备法布里-珀罗干涉滤波器的光检测装置。
背景技术
已知有一种光检测装置,其具备:封装体,其形成有使光入射的开口;光透过部,其以将开口封闭的方式设置于封装体;法布里-珀罗干涉滤波器,其在封装体内,使透过了光透过部的光透过;及光检测器,其在封装体内,检测透过了法布里-珀罗干涉滤波器的光(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第15/064758号
发明内容
发明所要解决的问题
在如上所述的光检测装置中,较理想为使入射至封装体内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的光的比率增加。特别是在如使用通用的光源,对来自被测定物的反射光进行分析那样的情况下,由于反射光的光量容易变小,因而使入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的光的比率增加变得重要。然而,为使入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的光的光量增加,若仅增大封装体的开口,则有杂散光(未透过法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的光)会入射至光检测器而导致S/N比及分辨率降低的担忧。
本发明的目的在于提供一种可进行高灵敏度且高精度的检测的光检测装置。
解决问题的技术手段
本发明的一个方面的光检测装置具备:封装体,其形成有使光入射的开口;光透过部,其以将开口封闭的方式配置于封装体的内面;法布里-珀罗干涉滤波器,其配置于封装体内,具有相互的距离为可变的第1镜部及第2镜部,使透过了光透过部的光透过;及光检测器,其配置于封装体内,检测透过了法布里-珀罗干涉滤波器的光;光透过部包含以下而一体地构成:带通滤波器,其配置于封装体内,使入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过;及透镜部,其将入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光聚光。
在该光检测装置中,以将开口封闭的方式配置于封装体的内面的光透过部包含带通滤波器及透镜部而一体地构成。由此,将自开口入射至封装体内的光通过光透过部的透镜部而聚光,并入射至法布里-珀罗干涉滤波器。因此,可使入射至封装体内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的光的比率增加。并且,可抑制光入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的周边区域而成为杂散光。另外,自开口入射至封装体内的光透过光透过部的带通滤波器,并入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域。因此,可抑制具有不需要的波长的光入射至光检测器。根据以上内容,根据该光检测装置,可进行高灵敏度且高精度的检测。
在本发明的一个方面的光检测装置中,也可为,自光的入射方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器的外缘位于较开口的外缘更外侧,且光透过部的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器的外缘更外侧。根据该结构,可抑制因封装体的开口处的光的入射角、封装体的开口处的衍射等而导致光经由光透过部的侧面(在光的入射方向上相互相对的光透过部的光入射面及光出射面除外的面)进入至封装体内而成为杂散光。另外,例如与光透过部的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器的外缘更内侧的情况相比,光透过部的热容量、及光透过部与封装体的热连接面积变大,因此,其结果,可谋求封装体内的温度的均匀化。谋求封装体内的温度的均匀化在以下方面较为重要:抑制因温度的变化而在法布里-珀罗干涉滤波器产生的应力的变动,精度良好地控制第1镜部与第2镜部的距离。
在本发明的一个方面的光检测装置中,也可为,光透过部包含光透过构件而与带通滤波器及透镜部一体地形成,带通滤波器设置于光透过构件的光出射面,透镜部作为光透过构件的一部分而形成于光透过构件的光入射面侧。根据该结构,能够以带通滤波器与法布里-珀罗干涉滤波器的距离变小的方式,增大光透过构件的厚度。在该情况下,由于光透过构件的热容量变大,另一方面,封装体内的空间的体积变小,因而可谋求封装体内的温度的更均匀化。另外,可相对于光透过构件以较高的位置精度形成透镜部。
在本发明的一个方面的光检测装置中,也可为,光透过部包含光透过构件而与带通滤波器及透镜部一体地形成,带通滤波器设置于光透过构件的光出射面,透镜部设置于带通滤波器的光出射面。根据该结构,由于入射至带通滤波器的光的入射角不受透镜部的影响,因而可使带通滤波器更适当地发挥功能。
在本发明的一个方面的光检测装置中,也可为,光透过部包含光透过构件而与带通滤波器及透镜部一体地形成,带通滤波器设置于光透过构件的光出射面,透镜部设置有一对,一对透镜部中的一者作为光透过构件的一部分而形成于光透过构件的光入射面侧,一对透镜部中的另一者设置于带通滤波器的光出射面。根据该结构,可抑制各透镜部的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光聚光,从而使入射至封装体内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的光的比率进一步增加。
在本发明的一个方面的光检测装置中,也可为,自光的入射方向观察的情况下,光透过构件的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器的外缘更外侧。根据该结构,例如与光透过构件的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器的外缘更内侧的情况相比,光透过构件的热容量、及光透过构件与封装体的热连接面积变大,因此,其结果,可谋求封装体内的温度的均匀化。
在本发明的一个方面的光检测装置中,也可为,自光的入射方向观察的情况下,带通滤波器的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器的外缘更外侧。根据该结构,保证入射至法布里-珀罗干涉滤波器的光透过区域的光透过了带通滤波器。
发明的效果
根据本发明,可提供一种可进行高灵敏度且高精度的检测的光检测装置。
附图说明
图1是第1实施方式的光检测装置的截面图。
图2是图1所示的光检测装置的俯视图。
图3是图1所示的法布里-珀罗干涉滤波器的立体图。
图4是沿图3所示的IV-IV线的截面图。
图5是图1所示的光检测装置的变化例的截面图。
图6是图1所示的光检测装置的变化例的截面图。
图7是图1所示的光检测装置的变化例的截面图。
图8是第2实施方式的光检测装置的截面图。
图9是图8所示的光检测装置的变化例的截面图。
图10是图8所示的光检测装置的变化例的截面图。
图11是图8所示的光检测装置的变化例的截面图。
图12是第3实施方式的光检测装置的截面图。
图13是图12所示的光检测装置的变化例的截面图。
图14是图12所示的光检测装置的变化例的截面图。
图15是图12所示的光检测装置的变化例的截面图。
图16是第4实施方式的光检测装置的截面图。
图17是图16所示的光检测装置的一部分的截面图。
图18是图16所示的光检测装置的俯视图。
图19是图16所示的光检测装置的变化例的截面图。
图20是图16所示的光检测装置的变化例的截面图。
图21是图16所示的光检测装置的变化例的截面图。
图22是第5实施方式的光检测装置的截面图。
图23是图22所示的光检测装置的俯视图。
图24是图22所示的光检测装置的变化例的截面图。
图25是图22所示的光检测装置的变化例的截面图。
图26是图22所示的光检测装置的变化例的截面图。
图27是第6实施方式的光检测装置的截面图。
图28是图27所示的光检测装置的俯视图。
图29是图27所示的光检测装置的变化例的截面图。
图30是图27所示的光检测装置的变化例的截面图。
图31是图27所示的光检测装置的变化例的截面图。
图32是第7实施方式的光检测装置的截面图。
图33是图32所示的光检测装置的俯视图。
图34是图32所示的光检测装置的变化例的截面图。
图35是图32所示的光检测装置的变化例的截面图。
图36是图32所示的光检测装置的变化例的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行详细的说明。再者,对各图中相同或相当部分附注相同符号,并省略重复的部分。
[第1实施方式]
[光检测装置的结构]
如图1所示,光检测装置1A具备封装体2。封装体2是具有基座3及盖4的罐形(CAN)封装体。盖4由侧壁5及顶壁6一体地构成。顶壁6在平行于线L的方向上与基座3相对。基座3及盖4例如由金属构成,且相互气密地接合。
在基座3的内面3a,通过例如粘结剂固定有配线基板7。作为配线基板7的基板材料,例如可使用硅、陶瓷、石英、玻璃、塑料等。在配线基板7,安装有光检测器8、及热敏电阻等温度补偿用元件(省略图示)。光检测器8在封装体2内配置于线L上。更具体而言,光检测器8以其受光区域的中心线与线L一致的方式配置于封装体2内。光检测器8例如是使用InGaAs等的量子型传感器、使用热电堆或测辐射热计等的热型传感器等红外线检测器。在检测紫外线、可见光、近红外的各波长区域的光的情况下,例如可使用硅光电二极管等作为光检测器8。再者,光检测器8的受光区域可由1个受光部构成,或者也可由多个受光部构成。具有由多个受光部构成的受光区域的光检测器8例如为光电二极管阵列、CCD影像传感器、CMOS影像传感器等。另外,也可将多个光检测器8安装于配线基板7。在该情况下,可将多个光检测器8的受光部的集合视为受光区域。
在配线基板7上,通过例如粘结剂固定有多个间隔件(支撑部)9。多个间隔件9以夹着或包围光检测器8及温度补偿用元件的方式,配置于封装体2内。作为各间隔件9的材料,例如可使用硅、陶瓷、石英、玻璃、塑料等。在多个间隔件9上,通过例如粘结剂固定有法布里-珀罗干涉滤波器10。法布里-珀罗干涉滤波器10在封装体2内配置于线L上。更具体而言,法布里-珀罗干涉滤波器10以其光透过区域10a的中心线与线L一致的方式,配置于封装体2内。间隔件9以法布里-珀罗干涉滤波器10自光检测器8分离的状态(即,以在法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8之间形成有空间的状态),支撑法布里-珀罗干涉滤波器10。即,法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8以相互分离的状态配置于封装体2内。再者,间隔件9也可与配线基板7一体地构成。另外,法布里-珀罗干涉滤波器10也可由1个间隔件9支撑而并非由多个间隔件9支撑。另外,间隔件9也可与法布里-珀罗干涉滤波器10一体地构成。
在基座3,固定有多个引线接脚11。更具体而言,各引线接脚11以维持与基座3之间的电气绝缘性及气密性的状态,贯通基座3。在各引线接脚11,通过线(wire)12电连接有设置于配线基板7的电极垫、光检测器8的端子、温度补偿用元件的端子、及法布里-珀罗干涉滤波器10的端子的各者。由此,可实现对于光检测器8、温度补偿用元件、及法布里-珀罗干涉滤波器10的各者的电气信号的输入输出等。
在封装体2形成有开口2a。更具体而言,开口2a以其中心线与线L一致的方式,形成于盖4的顶壁6。开口2a使光入射至封装体2内。在光检测装置1A中,与线L平行的方向(即,与开口2a的中心线平行的方向)为光入射的方向(即,光的入射方向)。
在顶壁6的内面6a,以将开口2a封闭的方式配置有光透过构件13。光透过构件13与顶壁6的内面6a气密地接合。光透过构件13至少使光检测装置1A的测定波长范围的光透过。光透过构件13是包含在平行于线L的方向上相互相对的光入射面13a及光出射面13b、以及侧面13c的板状构件。光透过构件13例如由玻璃、石英、硅、锗、塑料等构成。
在光透过构件13的光入射面13a,设置有透镜部16。透镜部16将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光聚光。透镜部16以其中心线与线L一致的方式,配置于光入射面13a中面对开口2a(与开口2a相对)的区域。透镜部16构成为具有向光入射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光入射面的凸透镜。透镜部16的顶部在开口2a较顶壁6的外表面更向光入射侧突出。透镜部16例如由玻璃、石英、硅、锗、塑料等构成。透镜部16的直径及高度例如为数mm左右。透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光入射面13a。
在光透过构件13的光出射面13b,设置有带通滤波器14。即,带通滤波器14配置于封装体2内。带通滤波器14使入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光(即,光检测装置1A的测定波长范围的光)选择性透过。带通滤波器14例如是由TiO2、Ta2O5等高折射材料、与SiO2、MgF2等低折射材料的组合构成的电介质多层膜。带通滤波器14例如通过蒸镀、贴附等而设置于光出射面13b。
在光检测装置1A中,由光透过构件13、透镜部16及带通滤波器14一体地构成光透过部100。光透过部100以将开口2a封闭的方式,配置于封装体2的内面(在光检测装置1A中,为顶壁6的内面6a)。
光透过构件13的厚度T(平行于线L的方向上的厚度、光入射面13a与光出射面13b的距离)为法布里-珀罗干涉滤波器10与光透过构件13的距离D1(法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过构件13侧的表面与光透过构件13的光出射面13b的距离)乘以0.1所得的值以上的值(更优选为乘以0.3所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8的距离D2(法布里-珀罗干涉滤波器10的光检测器8侧的表面与光检测器8的法布里-珀罗干涉滤波器10侧的表面的距离)乘以0.5所得的值以上的值(更优选为乘以1.0所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为顶壁6的厚度的2倍以上的厚度(更优选为顶壁6的厚度的3倍以上的厚度)。另外,自顶壁6的光入射侧的表面(外侧的表面)至带通滤波器14的光出射面的距离较自带通滤波器14的光出射面至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过构件13侧的表面的距离大。再者,法布里-珀罗干涉滤波器10的光检测器8侧的表面在下述的图4所示的例中,为形成于遮光层45上的保护层46的光检测器8侧的表面。
自平行于线L的方向观察的情况下的各部分的位置关系及大小关系如下。如图2所示,开口2a的中心线、光透过构件13的中心线、透镜部16的中心线、带通滤波器14的中心线、法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的中心线及光检测器8的受光区域的中心线与线L一致。开口2a的外缘、透镜部16的外缘、光透过区域10a的外缘及光检测器8的受光区域例如为圆形状。光透过构件13的外缘、带通滤波器14的外缘、法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘及光检测器8的外缘例如为矩形状。再者,带通滤波器14的外缘在下述的图4所示的例中,为自平行于线L的方向观察的情况下的基板21的外缘(基板21的侧面所对应)。
开口2a的内缘位于较光透过构件13的外缘、带通滤波器14的外缘及法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更内侧,且位于较光透过区域10a的外缘、及光检测器8的受光区域的外缘更外侧。透镜部16的外缘与开口2a的内缘一致。光透过构件13的外缘与带通滤波器14的外缘一致,位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。光透过区域10a的外缘位于较光检测器8的受光区域的外缘更外侧。再者,所谓“自规定的方向观察的情况下,一外缘位于较另一外缘更内侧”,是指“自规定的方向观察的情况下,另一外缘包围一外缘”、“自规定的方向观察的情况下,另一外缘包含一外缘”。另外,所谓“自规定的方向观察的情况下,一外缘位于较另一外缘更外侧”,是指“自规定的方向观察的情况下,一外缘包围另一外缘”、“自规定的方向观察的情况下,一外缘包含另一外缘”。
如以上那样构成的光检测装置1A中,光自外部经由开口2a及光透过部100(即透镜部16、光透过构件13及带通滤波器14)而入射至封装体2内。当透过了光透过部100的光入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a时,使具有规定波长的光选择性地透过。透过了法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光入射至光检测器8的受光区域而由光检测器8进行检测。
[法布里-珀罗干涉滤波器的结构]
如图3及图4所示,在法布里-珀罗干涉滤波器10中,在线L上设置有使对应于第1镜部与第2镜部的距离的光透过的光透过区域10a。光透过区域10a例如为圆柱状区域。在光透过区域10a,精度极佳地控制第1镜部与第2镜部的距离。即,光透过区域10a是法布里-珀罗干涉滤波器10中,能够将第1镜部与第2镜部的距离控制成规定距离以使具有规定波长的光选择性地透过的区域,且是具有对应于第1镜部与第2镜部的距离的规定波长的光能够透过的区域。
法布里-珀罗干涉滤波器10具备矩形板状的基板21。基板21具有在平行于线L的方向上相互相对的第1表面21a及第2表面21b。第1表面21a为光透过部100侧(即,光入射侧)的表面。第2表面21b为光检测器8侧(即,光出射侧)的表面。在第1表面21a配置有第1层构造体30。在第2表面21b配置有第2层构造体40。
第1层构造体30通过在第1表面21a依次层叠第1反射防止层31、第1层叠体32、第1中间层33及第2层叠体34而构成。在第1层叠体32与第2层叠体34之间,通过框状的第1中间层33而形成空隙(气隙)S。基板21例如由硅、石英、玻璃等构成。在基板21由硅构成的情况下,第1反射防止层31及第1中间层33例如由氧化硅构成。第1中间层33的厚度例如为数十nm~数十μm。
第1层叠体32中对应于光透过区域10a的部分作为第1镜部35发挥功能。第1层叠体32通过多个多晶硅层与多个氮化硅层逐层地交替层叠而构成。构成第1镜部35的多晶硅层及氮化硅层的各者的光学厚度优选为中心透过波长的1/4的整数倍。再者,第1镜部35也可不经由第1反射防止层31而直接配置于第1表面21a。
第2层叠体34中对应于光透过区域10a的部分作为第2镜部36发挥功能。第2镜部36在平行于线L的方向上经由空隙S与第1镜部35相对。第2层叠体34通过多个多晶硅层与多个氮化硅层逐层地交替层叠而构成。构成第2镜部36的多晶硅层及氮化硅层的各者的光学厚度优选为中心透过波长的1/4的整数倍。
在第1层叠体32及第2层叠体34中,也可取代氮化硅层而配置氧化硅层。另外,作为构成第1层叠体32及第2层叠体34的各层的材料,除了上述材料以外,可使用氧化钛、氧化钽、氧化锆、氟化镁、氧化铝、氟化钙、硅、锗、硫化锌等。
在第2层叠体34中对应于空隙S的部分,形成有自第2层叠体34的与第1中间层33为相反侧的表面34a到达至空隙S的多个贯通孔34b。多个贯通孔34b形成为对第2镜部36的功能实质不造成影响的程度。多个贯通孔34b用于通过蚀刻将第1中间层33的一部分去除而形成空隙S。
在第1镜部35,以包围光透过区域10a的方式形成有第1电极22。在第1镜部35,以包含光透过区域10a的方式形成有第2电极23。第1电极22及第2电极23通过对第1层叠体32中最接近空隙S的多晶硅层掺杂杂质而低电阻化而形成。在第2镜部36,形成有第3电极24。第3电极24在平行于线L的方向上,经由空隙S与第1电极22及第2电极23相对。第3电极24通过对第2层叠体34中最接近空隙S的多晶硅层掺杂杂质而低电阻化而形成。再者,第2电极23的大小优选为包含光透过区域10a的整体的大小,但也可与光透过区域10a的大小大致相同。
在第1层构造体30,设置有一对第1端子25及一对第2端子26。一对第1端子25隔着光透过区域10a相互相对。各第1端子25配置于自第2层叠体34的表面34a到达至第1层叠体32的贯通孔内。各第1端子25经由配线22a与第1电极22电连接。一对第2端子26在与一对第1端子25相互相对的方向垂直的方向上,隔着光透过区域10a相互相对。各第2端子26配置于自第2层叠体34的表面34a到达至第1中间层33的内部的贯通孔内。各第2端子26经由配线23a与第2电极23电连接,并且经由配线24a与第3电极24电连接。
在第1层叠体32中的第1中间层33侧的表面32a,设置有沟槽27、28。沟槽27以包围配线23a中的与第2端子26的连接部分的方式呈环状延伸。沟槽27将第1电极22与配线23a电性绝缘。沟槽28沿第1电极22的内缘呈环状延伸。沟槽28将第1电极22与第1电极22内侧的区域(即,存在第2电极23的区域)电性绝缘。在第2层叠体34的表面34a,设置有沟槽29。沟槽29以包围第1端子25的方式呈环状延伸。沟槽29将第1端子25与第3电极24电性绝缘。各沟槽27、28、29内的区域可为绝缘材料,也可为空隙。
第2层构造体40通过在第2表面21b依次层叠第2反射防止层41、第3层叠体42、第2中间层43及第4层叠体44而构成。第2反射防止层41、第3层叠体42、第2中间层43及第4层叠体44分别具有与第1反射防止层31、第1层叠体32、第1中间层33及第2层叠体34相同的结构。这样,第2层构造体40具有以基板21为基准与第1层构造体30对称的层叠构造。即,第2层构造体40以与第1层构造体30对应的方式构成。第2层构造体40具有抑制基板21的翘曲等的功能。
在第3层叠体42、第2中间层43及第4层叠体44,以包含光透过区域10a的方式形成有开口40a。开口40a的中心线与线L一致。开口40a例如为圆柱状区域,具有与光透过区域10a大致相同的直径。开口40a在光出射侧开口,开口40a的底面到达至第2反射防止层41。开口40a使透过了第1镜部35及第2镜部36的光通过。
在第4层叠体44的光出射侧的表面,形成有遮光层45。遮光层45例如由铝等构成。在遮光层45的表面及开口40a的内面,形成有保护层46。保护层46例如由氧化铝构成。再者,通过将保护层46的厚度设为1~100nm(优选为30nm左右),而可忽视因保护层46引起的光学影响。
在如以上那样构成的法布里-珀罗干涉滤波器10中,若经由一对第1端子25及一对第2端子26对第1电极22与第3电极24之间施加电压,则在第1电极22与第3电极24之间产生对应于该电压的静电力。通过该静电力,将第2镜部36朝固定于基板21的第1镜部35侧吸引,而调整第1镜部35与第2镜部36的距离。这样,在法布里-珀罗干涉滤波器10中,使第1镜部35与第2镜部36的距离可变。
透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光的波长依赖于光透过区域10a中的第1镜部35与第2镜部36的距离。因此,通过调整施加于第1电极22与第3电极24之间的电压,而可适当选择透过的光的波长。此时,第2电极23与第3电极24为同电位。因此,第2电极23作为用于将光透过区域10a中第1镜部35及第2镜部36保持平坦的补偿电极发挥功能。
在光检测装置1A中,例如一边使施加至法布里-珀罗干涉滤波器10的电压变化(即,使法布里-珀罗干涉滤波器10中第1镜部35与第2镜部36的距离变化),一边在光检测器8检测透过了法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光,由此可获得分光光谱。
再者,在法布里-珀罗干涉滤波器10中,既可将光透过区域10a(如上所述,法布里-珀罗干涉滤波器10中,能够将第1镜部35与第2镜部36的距离控制成规定距离以使具有规定波长的光选择性地透过的区域,即,具有对应于第1镜部35与第2镜部36的距离的规定波长的光能够透过的区域),视为自平行于线L的方向观察的情况下对应于第1电极22内侧的区域(即,作为补偿电极发挥功能的第2电极23所存在的区域)的区域,或者也可视为自平行于线L的方向观察的情况下对应于开口40a的区域。
[作用及效果]
在光检测装置1A中,以将开口2a封闭的方式配置于封装体2的内面的光透过部100包含带通滤波器14及透镜部16而一体地构成。由此,将自开口2a入射至封装体2内的光通过光透过部100的透镜部16而聚光,并入射至法布里-珀罗干涉滤波器10。因此,可使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率增加。并且,可抑制光入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的周边区域而成为杂散光。另外,自开口2a入射至封装体2内的光透过光透过部100的带通滤波器14,并入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a。因此,可抑制具有不需要的波长的光入射至光检测器8。根据以上内容,根据光检测装置1A,可进行高灵敏度且高精度的检测。
另外,在光检测装置1A中,自平行于线L的方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘位于较开口2a的外缘更外侧,光透过部100的外缘(在光检测装置1A中,为光透过构件13的外缘及带通滤波器14的外缘)位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。由此,可抑制因开口2a处的光的入射角、开口2a处的衍射等而导致光经由光透过部100的侧面(在光检测装置1A中,为光透过构件13的侧面13c)进入至封装体2内而成为杂散光。另外,例如与光透过部100的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更内侧的情况相比,光透过部100的热容量、及光透过部100与封装体2的热连接面积变大,因此,其结果,可谋求封装体2内的温度的均匀化。谋求封装体2内的温度的均匀化在以下方面较为重要:抑制因温度的变化而在法布里-珀罗干涉滤波器10产生的应力的变动,精度良好地控制第1镜部35与第2镜部36的距离。
另外,在光检测装置1A中,自平行于线L的方向观察的情况下,带通滤波器14的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。由此,保证入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光透过了带通滤波器14。
另外,在光检测装置1A中,透镜部16设置于光透过构件13的光入射面13a。由此,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大光透过构件13的厚度。在该情况下,由于光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。
另外,在光检测装置1A中,可在将透镜部16设置于光透过构件13的光入射面13a,并将带通滤波器14设置于光透过构件13的光出射面13b后,以在开口2a内配置透镜部16的方式将光透过部100安装于顶壁6的内面6a,因此,光透过部100的位置精度提高。另一方面,若在将光透过构件13安装于顶壁6的内面6a后,以在开口2a内配置透镜部16的方式将透镜部16安装于光透过构件13的光入射面13a,则可更可靠地抑制在组装步骤中在透镜部16的光入射面产生损伤。
对杂散光向光检测器8的入射的抑制更具体地进行说明。入射至封装体2的开口2a的光的一部分可能因开口2a处的光的入射角、开口2a的侧面及出射侧角部(开口2a的侧面与顶壁6的内面6a交叉的角部)处的衍射等,而自光透过部100的侧面出射至封装体2内。若此种光在封装体2内多重反射并入射至光检测器8,则作为因杂散光引起的噪声而出现于输出信号中,从而导致光检测特性的劣化。特别是光透过构件13的侧面13c与光入射面13a及光出射面13b相比成为粗糙面的情况较多,因而自光透过构件13的侧面13c出射至封装体2内的光容易成为散射光而入射至光检测器8。相对于此,在光检测装置1A中,法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘位于较封装体2的开口2a的外缘更外侧,光透过部100的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。由此,例如与光透过部100的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更内侧的情况相比,光透过部100的侧面距离法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a及光检测器8更远。因此,杂散光向光检测器8的入射得以抑制,而S/N比及分辨率提高。
对封装体2内的温度的均匀化更具体地进行说明。若封装体2的开口2a变小,则封装体2本身的体积变大。另外,若光透过部100变大,则光透过部100的热容量、光透过部100与封装体2的热连接面积变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小。由此,发挥如下作用。首先,由金属构成、热导率较高且作为整体容易保持为均匀温度(热容易扩散至整体)的封装体2本身的体积变大。另外,由于光透过部100与封装体2的热连接面积较大,因而热容易自封装体2传递至光透过部100,光透过部100也保持为与封装体2均匀的温度。另外,由于封装体2内的空间的体积较小,因而封装体2内的空间(及配置于此处的法布里-珀罗干涉滤波器10等的构成要素)的温度也受保持为均匀温度的封装体2及光透过部100的影响而保持均匀。再有,通过热容量较大的光透过部100及封装体2,而时间性的温度变化得以抑制。通过这些作用,封装体2内的温度成为热均匀的状态,而光检测装置1A的热特性稳定化。
另外,在光检测装置1A中,自平行于线L的方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的外缘位于较光检测器8的外缘更外侧,开口2a的外缘位于较光透过区域10a的外缘更外侧,带通滤波器14的外缘位于较开口2a的外缘更外侧。由此,保证经由开口2a及法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a入射至光检测器8的光透过了带通滤波器14。
另外,在光检测装置1A中,自平行于线L的方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘位于较光检测器8的外缘更外侧。由此,可抑制未透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光作为杂散光而入射至光检测器8。
另外,在光检测装置1A中,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光透过构件13的距离D1乘以0.1所得的值以上的值(更优选为乘以0.3所得的值以上的值)。由此,光透过构件13的热容量变大,而封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,由于光透过构件13相对靠近法布里-珀罗干涉滤波器10,因而可抑制未透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光作为杂散光而入射至光检测器8。
另外,在光检测装置1A中,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8的距离D2乘以0.5所得的值以上的值(更优选为乘以1.0所得的值以上的值)。由此,光透过构件13的热容量变大,而封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,光透过构件13的厚度T为顶壁6的厚度的2倍以上的厚度(更优选为顶壁6的厚度的3倍以上的厚度)。另外,自顶壁6的光入射侧的表面(外侧的表面)至带通滤波器14的光出射面的距离大于自带通滤波器14的光出射面至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过构件13侧的表面的距离。由此,光透过构件13的热容量变大,而封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,由于光透过构件13相对靠近法布里-珀罗干涉滤波器10,因而可抑制未透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光作为杂散光而入射至光检测器8。
另外,在光检测装置1A中,带通滤波器14设置于光透过构件13的光出射面13b。由此,可防止因来自外部的物理干涉而导致在带通滤波器14产生划痕等损伤。
另外,在光检测装置1A中,法布里-珀罗干涉滤波器10的各端子25、26与各引线接脚11通过线12而电连接。如上所述,在光检测装置1A中,自平行于线L的方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘位于较封装体2的开口2a的外缘更外侧,光透过部100的外缘位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。因此,即使线12挠曲,也可防止线12与封装体2的接触。
对线12与封装体2的接触的防止更具体地进行说明。若线12与由金属构成的封装体2接触,则用于控制法布里-珀罗干涉滤波器10的电气信号也流动至封装体2,从而难以控制法布里-珀罗干涉滤波器10。相对于此,即使线12与由绝缘性材料构成的光透过部100接触,用于控制法布里-珀罗干涉滤波器10的电气信号也不会流动至光透过部100,而可进行法布里-珀罗干涉滤波器10的高精度的控制。可防止线12与封装体2的接触的上述结构较为重要。
另外,在光检测装置1A中,对法布里-珀罗干涉滤波器10的基板21应用硅基板,对光检测器8应用形成有光电转换区域的InGaAs基板,由此发挥如下的作用及效果。具有形成有光电转换区域的InGaAs基板的光检测器8例如与具有短于1200nm的波长的光、及具有长于2100nm的波长的光相比,对于具有1200nm以上且2100nm以下的波长的光具有较高的灵敏度。但是,该光检测器8与具有长于2100nm的波长的光相比,对于具有短于1200nm的波长的光也具有较高的灵敏度。此处,硅基板与具有1200nm以上的波长的光相比,对于具有短于1200nm的波长的光具有较高的吸收性(也取决于硅基板的制造方法、厚度、杂质浓度,但特别对于具有短于1100nm的波长的光具有较高的吸收性)。因此,根据上述结构,例如在应检测具有1200nm以上且2100nm以下的波长的光的情况下,可使法布里-珀罗干涉滤波器10的硅基板作为带通滤波器发挥功能,其结果,通过与带通滤波器14的协同效应,可可靠地抑制光检测器8检测噪声光(具有短于1200nm(特别是短于1100nm)的波长的光、及具有长于2100nm的波长的光)。
再者,如图5所示,透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。根据该光检测装置1A,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大光透过构件13的厚度。在该情况下,由于光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,可相对于光透过构件13以较高的位置精度形成透镜部16。
另外,如图6(a)所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b(与带通滤波器14的光入射面14a相对的面)。在该光检测装置1A中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。根据该光检测装置1A,由于入射至带通滤波器14的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。再者,在该情况下,由于在形成电介质多层膜作为带通滤波器14时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,如图6(b)所示,透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光出射面13b侧。在该光检测装置1A中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜,带通滤波器14以覆盖透镜部16的光出射面的方式形成于光透过构件13的光出射面13b。在该光检测装置1A中,带通滤波器14以沿透镜部16的光出射面的方式形成,因而光沿着带通滤波器14的厚度方向入射至带通滤波器14。因此,根据该光检测装置1A,可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,可相对于光透过构件13以较高的位置精度形成透镜部16。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。
另外,如图7(a)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1A中,一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。另一透镜部16例如为通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1A,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
另外,如图7(b)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1A中,一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光出射面13b侧,带通滤波器14以覆盖另一透镜部16的光出射面的方式,形成于光透过构件13的光出射面13b。根据该光检测装置1A,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
再者,在图7(a)所示的光检测装置1A中,一透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另外,在图7(a)所示的光检测装置1A中,也可为,另一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光出射面13b侧,带通滤波器14以覆盖另一透镜部16的光出射面的方式,形成于光透过构件13的光出射面13b。
[第2实施方式]
如图8所示,光检测装置1B在光透过部100的构成方面与上述光检测装置1A不同。在光检测装置1B中,配置于封装体2的内面的光透过构件13到达至开口2a内及侧壁5的内面5a。光透过构件13的光入射面13a在开口2a与顶壁6的外表面成为大致同一面。此种光透过构件13通过在将开口2a设为下侧的状态下,在盖4的内侧配置玻璃颗粒并使该玻璃颗粒熔融而形成。即,光透过构件13由熔接玻璃构成。透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。带通滤波器14自光透过构件13的光出射面13b到达至盖4的侧壁5的内面5a的一部分。
在光检测装置1B中,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光透过构件13的距离D1乘以0.25所得的值以上的值(更优选为乘以0.5所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8的距离D2乘以1.0所得的值以上的值(更优选为乘以3.0所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为顶壁6的厚度的2倍以上的厚度(更优选为顶壁6的厚度的3倍以上的厚度)。另外,自顶壁6的光入射侧的表面(外侧的表面)至带通滤波器14的光出射面的距离较自带通滤波器14的光出射面至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过构件13侧的表面的距离大。由此,光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,由于光透过构件13相对靠近法布里-珀罗干涉滤波器10,因而可抑制未透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光作为杂散光而入射至光检测器8。另外,自平行于线L的方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘位于较开口2a的外缘更外侧。另外,自平行于线L的方向观察的情况下,光透过部100的外缘(在光检测装置1B中,为光透过构件13的外缘及带通滤波器14的外缘)位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。
在如以上那样构成的光检测装置1B中,以将开口2a封闭的方式设置于封装体2的光透过部100也包含带通滤波器14及透镜部16而一体地构成,因而与上述光检测装置1A同样地,可进行高灵敏度且高精度的检测。
另外,在光检测装置1B中,光透过构件13的侧面13c到达至侧壁5的内面5a。因此,可更可靠地抑制因开口2a处的光的入射角、开口2a处的衍射等而导致光经由光透过构件13的侧面13c进入至封装体2内成为杂散光。再有,由于光透过构件13的热容量、及光透过构件13与封装体2的热连接面积变得更大,因而其结果,可谋求封装体2内的温度的更均匀化。
另外,在光检测装置1B中,由于光透过构件13的体积(特别是厚度T)较大,因而可提高由熔接玻璃构成的光透过构件13的光入射面13a及光出射面13b的平面性。再有,即使形成时产生的气泡残存于由熔接玻璃构成的光透过构件13,由于光透过构件13的体积(特别是厚度T)较大,因而也可降低该气泡的影响。
另外,在光检测装置1B中,膜状的带通滤波器14在光透过构件13的光出射面13b侧,自光出射面13b上遍及沿光透过构件13的侧面13c的侧壁5的内面5c上而形成。因此,可更可靠地抑制杂散光的产生。此处,光透过构件13的光出射面13b的周缘部(与侧壁5的内面5c的边界部)通过呈圆形状的内倒角形状而连续地连接于侧壁5的内面5c,因而在该周缘部也可稳定地(不间断地)形成带通滤波器14。
再者,如图9所示,透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。此种光透过构件13及透镜部16通过如下方式而形成:以开口2a成为下侧的方式配置盖4,且在将用于形成透镜部16的模具配置于开口2a的下侧的状态下,在盖4的内侧配置玻璃颗粒,并使该玻璃颗粒熔融。根据该光检测装置1B,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大光透过构件13的厚度。在该情况下,由于光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,可使部件件数减少。另外,可相对于光透过构件13以较高的位置精度形成透镜部16。
另外,如图10(a)所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b(与带通滤波器14的光入射面14a相对的面)。在该光检测装置1B中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。根据该光检测装置1B,由于入射至带通滤波器14的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。再者,在该情况下,由于在形成电介质多层膜作为带通滤波器14时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,如图10(b)所示,透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光出射面13b侧。在该光检测装置1B中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜,带通滤波器14以覆盖透镜部16的光出射面的方式形成于光透过构件13的光出射面13b。在该光检测装置1B中,带通滤波器14以沿着透镜部16的光出射面的方式形成,因而光沿着带通滤波器14的厚度方向入射至带通滤波器14。因此,根据该光检测装置1B,可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,可减少部件件数。另外,可相对于光透过构件13以较高的位置精度形成透镜部16。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。
另外,如图11(a)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1B中,一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1B,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
另外,如图11(b)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1B中,一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光出射面13b侧,带通滤波器14以覆盖另一透镜部16的光出射面的方式,形成于光透过构件13的光出射面13b。根据该光检测装置1B,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
再者,在图11(a)所示的光检测装置1B中,一透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另外,在图11(a)所示的光检测装置1B中,也可为,另一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光出射面13b侧,且带通滤波器14以覆盖另一透镜部16的光出射面的方式,形成于光透过构件13的光出射面13b。
[第3实施方式]
如图12所示,光检测装置1C在光透过部100的构成方面与上述光检测装置1A不同。在光检测装置1C中,配置于封装体2的内面的光透过构件13到达至开口2a内及侧壁5的内面5a。透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。此种光透过构件13及透镜部16通过如下方式而形成:以开口2a成为下侧的方式配置盖4,且在将用于形成透镜部16的模具配置于开口2a的下侧的状态下,在盖4的内侧配置玻璃颗粒,并使该玻璃颗粒熔融。即,光透过构件13及透镜部16由熔接玻璃构成。带通滤波器14形成为板状,通过粘结剂等贴附于光透过构件13的光出射面13b。板状的带通滤波器14例如在由硅、玻璃等构成的光透过构件的表面形成有电介质多层膜。在由熔接玻璃构成的光透过构件13中,通过厚度T较大而光出射面13b的平面性提高,因而可在光出射面13b优选地配置带通滤波器14。
在光检测装置1C中,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光透过构件13的距离D1乘以0.3所得的值以上的值(更优选为乘以1.0所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8的距离D2乘以1.0所得的值以上的值(更优选为乘以1.5所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为顶壁6的厚度的2倍以上的厚度(更优选为顶壁6的厚度的3倍以上的厚度)。另外,自顶壁6的光入射侧的表面(外侧的表面)至带通滤波器14的光出射面的距离较自带通滤波器14的光出射面至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过构件13侧的表面的距离大。通过这些,光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,由于光透过构件13相对靠近法布里-珀罗干涉滤波器10,因而可抑制未透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光作为杂散光而入射至光检测器8。另外,自平行于线L的方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘位于较开口2a的外缘更外侧。另外,自平行于线L的方向观察的情况下,光透过部100的外缘(在光检测装置1C中,为光透过构件13的外缘及带通滤波器14的外缘)位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。
在如以上那样构成的光检测装置1C中,以将开口2a封闭的方式设置于封装体2的光透过部100也包含带通滤波器14及透镜部16而一体地构成,因而与上述光检测装置1A同样地,可进行高灵敏度且高精度的检测。
另外,在光检测装置1C中,透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。由此,可相对于光透过构件13以较高的位置精度形成透镜部16。
另外,在光检测装置1C中,可准备在光透过构件的表面形成有电介质多层膜的带通滤波器14,其后,将带通滤波器14安装于光透过构件13的光出射面13b,因此可在带通滤波器14精度良好且容易地形成电介质多层膜。特别是在带通滤波器14的光透过构件(构成带通滤波器14的基板)由硅构成的情况下,该光透过构件本身例如作为使具有1200nm以上的波长的光透过的带通滤波器发挥功能,因而可在带通滤波器14中使电介质多层膜较薄。
另外,在光检测装置1C中,热容量因板状的带通滤波器14而变大,且封装体2内的空间的体积变得更小。因此,可谋求封装体2内的温度的进一步的均匀化。再有,由于带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离以构成板状的带通滤波器14的光透过构件的厚度量变小,因而更可靠地保证入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光透过了带通滤波器14。
再者,如图13所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。根据该光检测装置1C,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大光透过构件13的厚度。在该情况下,由于光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。
另外,如图14(a)所示,透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。在该光检测装置1C中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。在带通滤波器14的电介质多层膜形成于带通滤波器14的光入射面14a侧的情况下,由于入射至该电介质多层膜的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,在带通滤波器14的电介质多层膜以覆盖透镜部16的光出射面的方式形成于带通滤波器14的光出射面14b侧的情况下,光沿着该电介质多层膜的厚度方向入射至该电介质多层膜,因而可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,可以晶圆工艺精度良好且容易地制造设置有透镜部16的带通滤波器14。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。
另外,如图14(b)所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b(与带通滤波器14的光入射面14a相对的面)。在该光检测装置1C中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。根据该光检测装置1C,由于入射至带通滤波器14的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。再者,在该情况下,由于在带通滤波器14中形成电介质多层膜时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,如图15(a)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1C中,一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1C,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
另外,如图15(b)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1C中,一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1C,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
再者,在图15(b)所示的光检测装置1C中,一透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另外,在图15(b)所示的光检测装置1C中,另一透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。
[第4实施方式]
如图16所示,光检测装置1D在将带通滤波器14固定于光透过构件13的光出射面13b的粘结构件15的构成方面与上述光检测装置1C不同。在光检测装置1D中,带通滤波器14通过粘结构件15而固定于光透过构件13的光出射面13b。即,粘结构件15经由接合于顶壁6的内面6a的光透过构件13,而相对于顶壁6的内面6a固定带通滤波器14。
带通滤波器14的形状为四边形板状。更具体而言,带通滤波器14具有在平行于线L的方向上相互相对的光入射面14a及光出射面14b、以及4个侧面14c。四边形板状的带通滤波器14例如在由硅、玻璃等构成的光透过构件的表面形成有电介质多层膜。
粘结构件15例如由光透过性材料(例如光透过性树脂等)构成。粘结构件15具有第1部分15a及第2部分15b。第1部分15a配置于带通滤波器14的光入射面14a的整个区域。即,第1部分15a配置于粘结构件15中相互相对的光透过构件13的光出射面13b与带通滤波器14的光入射面14a之间。第2部分15b在自平行于线L的方向观察的情况下,自带通滤波器14的外缘向外侧突出。第2部分15b与侧壁5的内面5a及带通滤波器14的侧面14c接触。
如图17所示,平行于线L的方向上的第2部分15b的厚度在与各侧面14c的中央部分接触的部分成为最大,在与带通滤波器14的各角部14d(由相邻的侧面14c形成的角部)接触的部分成为最小。再者,在图17中,为便于说明而以截面仅表示出封装体2及光透过构件13。
在光检测装置1D中,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光透过构件13的距离D1乘以0.3所得的值以上的值(更优选为乘以1.0所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8的距离D2乘以1.0所得的值以上的值(更优选为乘以1.5所得的值以上的值)。另外,光透过构件13的厚度T为顶壁6的厚度的2倍以上的厚度(更优选为顶壁6的厚度的3倍以上的厚度)。另外,自顶壁6的光入射侧的表面(外侧的表面)至带通滤波器14的光出射面14b的距离较自带通滤波器14的光出射面14b至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过构件13侧的表面的距离大。另外,如图18所示,自平行于线L的方向观察的情况下,法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘位于较开口2a的外缘更外侧。另外,自平行于线L的方向观察的情况下,光透过部100的外缘(在光检测装置1D中,为光透过构件13的外缘及带通滤波器14的外缘)位于较法布里-珀罗干涉滤波器10的外缘更外侧。
在如以上那样构成的光检测装置1D中,以将开口2a封闭的方式设置于封装体2的光透过部100也包含带通滤波器14及透镜部16而一体地构成,因而与上述光检测装置1A同样地,可进行高灵敏度且高精度的检测。
另外,在该光检测装置1D中,透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。由此,可相对于光透过构件13以较高的位置精度形成透镜部16。
另外,在光检测装置1D中,可准备在光透过构件的表面形成有电介质多层膜的带通滤波器14,其后,将带通滤波器14安装于光透过构件13的光出射面13b,因此可在带通滤波器14中精度良好且容易地形成电介质多层膜。特别是在带通滤波器14的光透过构件由硅构成的情况下,该光透过构件本身例如作为使具有1200nm以上的波长的光透过的带通滤波器发挥功能,因而可在带通滤波器14中使电介质多层膜较薄。
另外,在光检测装置1D中,封装体2的侧壁5的形状为圆筒状,相对于此,带通滤波器14的形状为四边形板状。由此,和带通滤波器14的各侧面14c与侧壁5的内面5a的距离相比,带通滤波器14的各角部14d与侧壁5的内面5a的距离变小。因此,相对于封装体2的顶壁6的内面6a固定的带通滤波器14通过其各角部14d而成为高精度地定位的状态。另外,与封装体2的顶壁6的内面6a热连接的带通滤波器14的光入射面14a的面积例如与带通滤波器14的形状为圆形板状的情况相比变小,因而带通滤波器14不易受来自封装体2的热影响。再有,即使在制造时在粘结构件15产生气泡,该气泡也容易自带通滤波器14的各侧面14c与侧壁5的内面5a之间排出,其结果,可抑制粘结构件15中的光的散射及衍射等。根据以上内容,根据该光检测装置1D,可使带通滤波器14适当地发挥功能。
例如,在带通滤波器14的形状为圆形板状的情况下,为实现带通滤波器14的高精度的定位,若以带通滤波器14的侧面14c与侧壁5的内面5a的距离变小的方式将带通滤波器14大径化,则产生如下问题。即,与封装体2的顶壁6的内面6a热连接的带通滤波器14的光入射面14a的面积变大,因此带通滤波器14容易受来自封装体2的热影响(因热引起的变形等)。另外,制造时在粘结构件15产生气泡的情况下,该气泡不易排出,其结果,有导致粘结构件15中的光的散射及衍射等的担忧。
再者,若光透过构件13的光出射面13b中与开口2a相对的区域以向开口2a侧凹陷的方式弯曲,则可避免带通滤波器14的光入射面14a中光入射的区域与光透过构件13的光出射面13b物理接触,从而可抑制在该区域产生损伤。
此处,对具备法布里-珀罗干涉滤波器10的光检测装置1D中使带通滤波器14适当地发挥功能的重要性进行说明。在法布里-珀罗干涉滤波器10中,一般而言,满足λ=2nd/a(n:折射率,d:第1镜部35与第2镜部36之间的距离,a:整数)的波长λ成为透过光透过区域10a的光的峰波长。即使为相同的距离d,若增大整数a的值(设为高次侧),则也在短波长侧出现与其对应的峰波长。因此,在光检测装置1D中,除了法布里-珀罗干涉滤波器10以外,也需要将规定波长范围以外的光(特别是短波长侧的光)截止的带通滤波器14。
例如,在用于针对二次光(a=2)获得分光光谱的光检测装置中,特别需要将出现于短波长侧的3次以上的多次光截止。另外,设想对光检测器8使用InGaAs PIN光电二极管(单元件光电二极管)且对光源使用低价的白色光(卤素灯等)的情况。因此,需要在光源或光检测器8的光轴上的任一位置配置带通滤波器。将具备带通滤波器的光检测装置与不具备带通滤波器的光检测装置进行比较后,确认到在具备带通滤波器的光检测装置中,短波长侧的高次光被截止。
根据以上内容,通过光检测装置1D具备带通滤波器14,而可作为无需法布里-珀罗干涉滤波器10的定制的完成度较高的一般制品来提供光检测装置1D。另外,由于可使用单元件光电二极管作为光检测器8,因而可削减光检测装置1D的制造成本。
接下来,对封装体2的侧壁5的形状为圆筒状的优点进行说明。首先,在光检测装置1D中,由于封装体2的侧壁5的形状为圆筒状,因而光检测装置1D的耐久性提高。更具体而言,由于封装体2的侧壁5的形状为圆筒状,因而例如与封装体2的侧壁5的形状为多边形筒状的情况相比,封装体2的形状稳定性变高。
另外,在光检测装置1D中,由于封装体2的侧壁5的形状为圆筒状,因而例如与封装体2的形状为多边形筒状的情况相比,不易产生应力集中。其原因在于,在封装体2的形状为多边形筒状的情况下,有因施加于封装体2的冲击产生的应力容易集中于角部的倾向,相对于此,在封装体2的侧壁5的形状为圆筒状的情况下,应力不会因冲击集中于一点而分散。特别是收纳于封装体2的法布里-珀罗干涉滤波器10不耐物理冲击。因此,通过将封装体2的侧壁5的形状设为圆筒状,而可适宜地保护法布里-珀罗干涉滤波器10免受外部的物理冲击。
另外,有因光检测装置1D制造时(粘结构件15的热硬化、线12的连接、基座3的密封等)的热历程、及光检测装置1D制造后的温度变化等而在封装体2内产生热应力的情况。热应力因构成光检测装置1D的构件间的热线膨胀系数的差而产生。较理想为避免该热应力集中并蓄积于光检测装置1D的内部的特定部位或特定方向。其原因在于,若热应力集中于特定部位或特定方向,则会导致光检测装置1D的特性异常或破损。在光检测装置1D中,由于封装体2的侧壁5的形状为圆筒状,因而产生的热应力不会集中于一点而分散,其结果,可抑制在光检测装置1D产生特性异常或光检测装置1D破损。
另外,在光检测装置1D中,带通滤波器14通过粘结构件15而固定于光透过构件13的光出射面13b,粘结构件15配置于与光透过构件13的光出射面13b相对的带通滤波器14的光入射面14a的整个区域。由此,成为相对于顶壁6的内面6a可靠地固定有带通滤波器14的状态。另外,即使在制造时在粘结构件15中产生气泡,该气泡也容易自带通滤波器14的各侧面14c与侧壁5的内面5a之间排出,因而可抑制粘结构件15中的光的散射及衍射等。再有,由于设置有以将开口2a封闭的方式配置于顶壁6的内面6a的光透过构件13,因而封装体2的气密性提高。另外,由于带通滤波器14固定于光透过构件13的光出射面13b,因而更不易受来自封装体2的热影响。再有,可抑制因来自开口2a的物理干涉而导致在带通滤波器14产生划痕等损伤。
另外,在光检测装置1D中,带通滤波器14的各角部14d与侧壁5的内面5a未接触而相互分离。由此,可抑制因各角部14d与侧壁5的内面5a的接触而引起的带通滤波器14(特别是各角部14d)的破损。另外,带通滤波器14不易受来自封装体2的热影响。再有,带通滤波器14的各角部14d自封装体2的R部(由光透过构件13的光出射面13b与侧壁5的内面5a形成的R部)分离,在平坦的光透过构件13的光出射面13b可靠地固定带通滤波器14。
另外,在光检测装置1D中,粘结构件15在自平行于线L的方向观察的情况下,自带通滤波器14的外缘向外侧突出,粘结构件15中自带通滤波器14的外缘向外侧突出的部分与带通滤波器14的侧面14c接触。由此,成为更可靠地固定有带通滤波器14的状态。
另外,在光检测装置1D中,平行于线L的方向上的粘结构件15的第2部分15b的厚度在与各侧面14c的中央部分接触的部分成为最大,在与带通滤波器14的各角部14d接触的部分成为最小。由此,可抑制例如在粘结构件15的硬化时在对应于带通滤波器14的各角部14d的部分在粘结构件15产生裂缝。
但是,若平行于线L的方向上的第2部分15b的厚度例如通过第2部分15b的表面呈凸曲面,而随着自各侧面14c的中央部分向各角部14d靠近而减少,则该第2部分15b的厚度也可不在接触于各角部14d的部分成为最小。若在接触于各角部14d的部分,该第2部分15b的厚度非为最大,则可抑制在对应于带通滤波器14的各角部14d的部分在粘结构件15产生裂缝。
另外,在光检测装置1D中,自平行于线L的方向观察的情况下,开口2a的形状为圆形状。由此,入射至封装体2内的光的强度分布均匀化。
另外,在光检测装置1D中,带通滤波器14的形状为四边形板状。由此,可通过晶圆工艺制造带通滤波器14,因此带通滤波器14的制造成本变得低价。
另外,在光检测装置1D中,封装体2由金属材料形成。由此,封装体2的气密性例如与由塑料形成的封装体2相比提高。其结果,无需用于收纳于封装体2的内部的各构成的湿度对策的处理,从而光检测装置1D的制造成本削减。另外,封装体2的强度例如与由塑料形成的封装体2相比提高。其结果,保护收纳于封装体2的内部的各构成免受来自外部的物理冲击。再有,容易实现封装体2的电屏蔽。再者,若封装体2由金属材料形成,则虽然封装体2的热导率变高,但如上所述,由于封装体2的侧壁5的形状为圆筒状,相对于此,带通滤波器14的形状为四边形板状,因而带通滤波器14不易受来自封装体2的热影响。
另外,在光检测装置1D中,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光透过构件13的距离D1乘以0.3所得的值以上的值(更优选为乘以1.0所得的值以上的值)。由此,光透过构件13的热容量变大,而封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,由于光透过构件13相对靠近法布里-珀罗干涉滤波器10,因而可抑制未透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光作为杂散光而入射至光检测器8。
另外,在光检测装置1D中,光透过构件13的厚度T为法布里-珀罗干涉滤波器10与光检测器8的距离D2乘以1.0所得的值以上的值(更优选为乘以1.5所得的值以上的值)。由此,光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,光透过构件13的厚度T为顶壁6的厚度的2倍以上的厚度(更优选为顶壁6的厚度的3倍以上的厚度)。另外,自顶壁6的光入射侧的表面(外侧的表面)至带通滤波器14的光出射面14b的距离较自带通滤波器14的光出射面14b至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过构件13侧的表面的距离大。由此,光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因此可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,由于光透过构件13相对靠近法布里-珀罗干涉滤波器10,因而可抑制未透过法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光作为杂散光而入射至光检测器8。
再者,如图19所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。根据该光检测装置1D,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大光透过构件13的厚度。在该情况下,由于光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。
另外,如图20(a)所示,透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。在该光检测装置1D中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。在带通滤波器14的电介质多层膜形成于带通滤波器14的光入射面14a侧的情况下,由于入射至该电介质多层膜的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,带通滤波器14的电介质多层膜以覆盖透镜部16的光出射面的方式形成于带通滤波器14的光出射面14b侧的情况下,由于光沿着该电介质多层膜的厚度方向入射至该电介质多层膜,因而可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,可以晶圆工艺精度良好且容易地制造设置有透镜部16的带通滤波器14。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。
另外,如图20(b)所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b(与带通滤波器14的光入射面14a相对的面)。在该光检测装置1D中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。根据该光检测装置1D,由于入射至带通滤波器14的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。再者,在该情况下,由于在带通滤波器14中形成电介质多层膜时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,如图21(a)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1D中,一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1D,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
另外,如图21(b)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1D中,一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1D,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
再者,在图21(b)所示的光检测装置1D中,一透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另外,在图21(b)所示的光检测装置1D中,另一透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。
[第5实施方式]
如图22及图23所示,光检测装置1E与上述光检测装置1D的不同之处在于,粘结构件15以与带通滤波器14的各角部(由相邻的侧面14c形成的角部)对应的方式配置。在光检测装置1E中,在带通滤波器14的各角部设置有粘结构件15。多个粘结构件15相互分离。在光检测装置1E中,与上述光检测装置1D同样地,粘结构件15也经由接合于顶壁6的内面6a的光透过构件13而相对于顶壁6的内面6a固定带通滤波器14。
粘结构件15的第1部分15a配置于带通滤波器14的光入射面14a中各角区域14e(包含光入射面14a中由相邻的侧面14c形成的角部的区域)。即,各第1部分15a配置于相互相对的光透过构件13的光出射面13b与带通滤波器14的角区域14e之间。
粘结构件15的第2部分15b在带通滤波器14的各角部,自带通滤波器14的外缘向外侧突出。各第2部分15b与侧壁5的内面5a及带通滤波器14的侧面14c接触。再有,各第2部分15b覆盖带通滤波器14的光出射面14b中与角区域14e相对的区域。由此,成为更可靠地固定有带通滤波器14的状态。在带通滤波器14中,角区域14e的位置最远离开口2a,因而可抑制覆盖与角区域14e相对的区域的第2部分15b覆盖光出射面14b中与光透过区域10a相对的区域。
这样,在光检测装置1E中,粘结构件15未配置于带通滤波器14的光入射面14a中除了各角区域14e的区域,而配置于各角区域14e。再者,光透过构件13的光出射面13b有以相较于与开口2a相对的区域而包围其的区域更凸起的方式弯曲的倾向。因此,可抑制以与带通滤波器14的各角部对应的方式配置的粘结构件15进入至与开口2a相对的区域。另外,可避免带通滤波器14的光入射面14a中光入射的区域与光透过构件13的光出射面13b物理接触,而可抑制在该区域产生损伤。
在如以上那样构成的光检测装置1E中,以将开口2a封闭的方式设置于封装体2的光透过部100也包含带通滤波器14及透镜部16而一体地构成,因而与上述光检测装置1A同样地,可进行高灵敏度且高精度的检测。
另外,在该光检测装置1E中,透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。由此,可相对于光透过构件13以较高的位置精度形成透镜部16。
另外,在光检测装置1E中,可准备在光透过构件的表面形成有电介质多层膜的带通滤波器14,其后,将带通滤波器14安装于光透过构件13的光出射面13b,因此可在带通滤波器14中精度良好且容易地形成电介质多层膜。特别是在带通滤波器14的光透过构件由硅构成的情况下,该光透过构件本身例如作为使具有1200nm以上的波长的光透过的带通滤波器发挥功能,因而可在带通滤波器14中使电介质多层膜较薄。
另外,根据光检测装置1E,与上述光检测装置1D同样地,可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,在光检测装置1E中,与上述光检测装置1D同样地,光检测特性变高。
另外,在光检测装置1E中,粘结构件15未配置于与光透过构件13的光出射面13b相对的带通滤波器14的光入射面14a中除了角区域14e的区域,而配置于角区域14e。由此,更可靠地抑制粘结构件15中的光的散射及衍射等。粘结构件15的使用量削减,封装体2内的释气的产生量变少。其结果,不易引起法布里-珀罗干涉滤波器10及光检测器8的特性的变化及劣化等。
再者,如图24所示,透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。根据该光检测装置1E,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大光透过构件13的厚度。在该情况下,由于光透过构件13的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。
另外,如图25(a)所示,透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。在该光检测装置1E中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。在带通滤波器14的电介质多层膜形成于带通滤波器14的光入射面14a侧的情况下,由于入射至该电介质多层膜的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,在带通滤波器14的电介质多层膜以覆盖透镜部16的光出射面的方式形成于带通滤波器14的光出射面14b侧的情况下,光沿着该电介质多层膜的厚度方向入射至该电介质多层膜,因而可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,可以晶圆工艺精度良好且容易地制造设置有透镜部16的带通滤波器14。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。
另外,如图25(b)所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b(与带通滤波器14的光入射面14a相对的面)。在该光检测装置1E中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与光透过构件13为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。根据该光检测装置1E,由于入射至带通滤波器14的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。再者,在该情况下,由于在带通滤波器14中形成电介质多层膜时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,如图26(a)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1E中,一透镜部16作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1E,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
另外,如图26(b)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1E中,一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光透过构件13的光入射面13a。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1E,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
再者,在图26(b)所示的光检测装置1E中,一透镜部16也可作为光透过构件13的一部分而形成于光透过构件13的光入射面13a侧。另外,在图26(b)所示的光检测装置1E中,另一透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。
[第6实施方式]
如图27及图28所示,光检测装置1F与上述光检测装置1D的不同之处在于光透过部100不包含光透过构件13。在光检测装置1F中,带通滤波器14通过粘结构件15而直接固定于顶壁6的内面6a。即,在光检测装置1F中,粘结构件15不经由其他构件(接合于顶壁6的内面6a的光透过构件13等),而相对于顶壁6的内面6a固定带通滤波器14。
粘结构件15的第1部分15a配置于与顶壁6的内面6a相对的带通滤波器14的光入射面14a中除了面对开口2a的区域14f的区域。即,第1部分15a配置于相互相对的顶壁6的内面6a与该区域(即,带通滤波器14的光入射面14a中除了区域14f的区域)之间。
粘结构件15的第2部分15b在自平行于线L的方向观察的情况下,自带通滤波器14的外缘向外侧突出。第2部分15b与侧壁5的内面5a及带通滤波器14的侧面14c接触。
透镜部16设置于带通滤波器14的光入射面14a。透镜部16以其中心线与线L一致的方式,配置于光入射面14a中面对开口2a的区域14f。透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光入射面14a。
在如以上那样构成的光检测装置1F中,以将开口2a封闭的方式设置于封装体2的光透过部100也包含带通滤波器14及透镜部16而一体地构成,因而与上述光检测装置1A同样地,可进行高灵敏度且高精度的检测。
另外,在光检测装置1F中,透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光入射面14a。在该情况下,由于在带通滤波器14中形成电介质多层膜时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,在光检测装置1F中,可在将透镜部16设置于带通滤波器14的光入射面14a后,以在开口2a内配置透镜部16的方式将光透过部100安装于顶壁6的内面6a,因此光透过部100的位置精度提高。
另外,根据光检测装置1F,与上述光检测装置1D同样地,可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,在光检测装置1F中,与上述光检测装置1D同样地,光检测特性变高。
另外,在光检测装置1F中,粘结构件15配置于与顶壁6的内面6a相对的带通滤波器14的光入射面14a中除了面对开口2a的区域14f的区域。由此,成为相对于顶壁6的内面6a可靠地固定有带通滤波器14的状态。另外,即使在制造时在粘结构件15产生气泡,该气泡也容易自带通滤波器14的各侧面14c与侧壁5的内面5a之间排出,不仅这样,也容易自开口2a排出,因而可抑制粘结构件15中的光的散射及衍射等。
再者,如图29所示,透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光入射面14a侧。根据该光检测装置1F,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大带通滤波器14的厚度。在该情况下,由于带通滤波器14的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,可相对于带通滤波器14以较高的位置精度形成透镜部16。
另外,如图30(a)所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b(与带通滤波器14的光入射面14a相对的面)。在该光检测装置1F中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与带通滤波器14为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。根据该光检测装置1F,由于入射至带通滤波器14的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。再者,在该情况下,由于在带通滤波器14中形成电介质多层膜时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,如图30(b)所示,透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。在该光检测装置1F中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与带通滤波器14为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。在带通滤波器14的电介质多层膜形成于带通滤波器14的光入射面14a侧的情况下,由于入射至该电介质多层膜的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,在带通滤波器14的电介质多层膜以覆盖透镜部16的光出射面的方式形成于带通滤波器14的光出射面14b侧的情况下,光沿着该电介质多层膜的厚度方向入射至该电介质多层膜,因而可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,可相对于带通滤波器14以较高的位置精度形成透镜部16。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。
另外,如图31(a)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1F中,一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光入射面14a。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1F,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
另外,如图31(b)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1F中,一透镜部16作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光入射面14a侧。另一透镜部16作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。根据该光检测装置1F,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
再者,在图31(a)所示的光检测装置1F中,一透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光入射面14a侧。另外,在图31(a)所示的光检测装置1F中,另一透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。
[第7实施方式]
如图32及图33所示,光检测装置1G与上述光检测装置1E的不同之处在于光透过部100不包含光透过构件13。在光检测装置1G中,带通滤波器14通过粘结构件15而直接固定于顶壁6的内面6a。即,在光检测装置1G中,粘结构件15不经由其他构件(接合于顶壁6的内面6a的光透过构件13等),而相对于顶壁6的内面6a固定带通滤波器14。
粘结构件15的第1部分15a配置于带通滤波器14的光入射面14a中各角区域14e。即,第1部分15a配置于相互相对的顶壁6的内面6a与带通滤波器14的各角区域14e之间。
粘结构件15的第2部分15b在带通滤波器14的各角部,自带通滤波器14的外缘向外侧突出。各第2部分15b与侧壁5的内面5a及带通滤波器14的侧面14c接触。再有,各第2部分15b覆盖带通滤波器14的光出射面14b中与角区域14e相对的区域。
透镜部16设置于带通滤波器14的光入射面14a。透镜部16以其中心线与线L一致的方式,配置于光入射面14a中面对开口2a的区域14f。透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于光入射面14a。
在如以上那样构成的光检测装置1G中,以将开口2a封闭的方式设置于封装体2的光透过部100也包含带通滤波器14及透镜部16而一体地构成,因而与上述光检测装置1A同样地,可进行高灵敏度且高精度的检测。
另外,在光检测装置1G中,透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光入射面14a。在该情况下,由于在带通滤波器14中形成电介质多层膜时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,在光检测装置1G中,可在将透镜部16设置于带通滤波器14的光入射面14a后,以在开口2a内配置透镜部16的方式,将光透过部100安装于顶壁6的内面6a,因此光透过部100的位置精度提高。
另外,根据光检测装置1G,与上述光检测装置1D同样地,可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,在光检测装置1G中,与上述光检测装置1D同样地,光检测特性变高。
另外,在光检测装置1G中,粘结构件15未配置于与顶壁6的内面6a相对的带通滤波器14的光入射面14a中除了角区域14e的区域,而配置于角区域14e。由此,更可靠地抑制粘结构件15中的光的散射及衍射等。
再者,如图34所示,透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光入射面14a侧。根据该光检测装置1G,能够以带通滤波器14与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离变小的方式,增大带通滤波器14的厚度。在该情况下,由于带通滤波器14的热容量变大,另一方面,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。另外,可相对于带通滤波器14以较高的位置精度形成透镜部16。
另外,如图35(a)所示,透镜部16例如也可通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b(与带通滤波器14的光入射面14a相对的面)。在该光检测装置1G中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与带通滤波器14为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。根据该光检测装置1G,由于入射至带通滤波器14的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。再者,在该情况下,由于在带通滤波器14中形成电介质多层膜时不会受透镜部16的影响,因而在精度良好且容易地形成该电介质多层膜的方面有利。
另外,如图35(b)所示,透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。在该光检测装置1G中,透镜部16构成为具有向光出射侧(与带通滤波器14为相反侧)凸出的光出射面的凸透镜。在带通滤波器14的电介质多层膜形成于带通滤波器14的光入射面14a侧的情况下,由于入射至该电介质多层膜的光的入射角不受透镜部16的影响,因而可使带通滤波器14更适当地发挥功能。另外,在带通滤波器14的电介质多层膜以覆盖透镜部16的光出射面的方式形成于带通滤波器14的光出射面14b侧的情况下,光沿着该电介质多层膜的厚度方向入射至该电介质多层膜,因而可使带通滤波器14适当地发挥功能。另外,可相对于带通滤波器14以较高的位置精度形成透镜部16。另外,可防止因来自外部的物理干涉而导致在透镜部16产生划痕等损伤。
另外,如图36(a)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1G中,一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光入射面14a。另一透镜部16例如通过贴附、树脂填充等而设置于带通滤波器14的光出射面14b。根据该光检测装置1G,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
另外,如图36(b)所示,透镜部16也可设置一对。在该光检测装置1G中,一透镜部16作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光入射面14a侧。另一透镜部16作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。根据该光检测装置1G,可抑制各透镜部16的高度,并且也可更可靠地将入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光聚光,从而使入射至封装体2内的光中入射至法布里-珀罗干涉滤波器10的光透过区域10a的光的比率进一步增加。
再者,在图36(a)所示的光检测装置1G中,一透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光入射面14a侧。另外,在图36(a)所示的光检测装置1G中,另一透镜部16也可作为带通滤波器14的一部分而形成于带通滤波器14的光出射面14b侧。
[变化例]
以上,对本发明的第1~第7实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述各实施方式。各构成的材料及形状不限于上述材料及形状,可采用各种材料及形状。例如,在上述所有例中,透镜部16也可构成为菲涅耳透镜。特别是将透镜部16设置于光透过部100的光出射侧(法布里-珀罗干涉滤波器10侧)的情况下,通过将该透镜部16构成为菲涅耳透镜,而可缩小光透过部100与法布里-珀罗干涉滤波器10的距离。由此,封装体2内的空间的体积变小,因而可谋求封装体2内的温度的更均匀化。
另外,带通滤波器14可设置于光透过构件13的光入射面13a,也可设置于光透过构件13的光入射面13a及光出射面13b的两者。另外,在通过将电介质多层膜形成于基板(与光透过构件13不同的光透过构件)的表面而构成带通滤波器14的情况(例如光检测装置1C、1E、1D的情况)时,电介质多层膜可形成于基板的光入射面或光出射面的任一者,也可形成于基板的光入射面及光出射面的两者。在通过将电介质多层膜形成于基板的光入射面及光出射面的两者而构成的带通滤波器14中,将一电介质多层膜构成为长通滤波器,将另一电介质多层膜构成为短通滤波器,由此可使期望的波长频带的光透过。
另外,在法布里-珀罗干涉滤波器10中,第2层构造体40只要以与第1层构造体30对应的方式构成,则也可不具有以基板21为基准与第1层构造体30对称的层叠构造。与未设置第2层构造体40的情况相比,若第2层构造体40具有可抑制基板21的翘曲等的层构造,则可认为该第2层构造体40以与第1层构造体30对应的方式构成。另外,法布里-珀罗干涉滤波器10也可不具备第2层构造体40。
另外,在光检测装置1D~1G中,粘结构件15也可不自带通滤波器14的外缘向外侧突出。另外,在光检测装置1D~1G中,粘结构件15中自带通滤波器14的外缘向外侧突出的第2部分15b也可不到达至侧壁5的内面5a,而自侧壁5的内面5a分离。例如,在粘结构件15的材料为光透过性树脂的情况下,就提高带通滤波器14相对于顶壁6的内面6a的固定强度的观点而言,第2部分15b优选为到达至侧壁5的内面5a。但是,例如,在粘结构件15的材料例如为硬度较大的树脂的情况下,就防止因自侧壁5对粘结构件15作用应力而导致在粘结构件15产生裂缝的观点而言,第2部分15b优选为不到达至侧壁5的内面5a。
另外,在光检测装置1D、1F中,平行于线L的方向上的第2部分15b的厚度也可根据粘结构件15的粘度,而在接触于侧壁5的内面5a的部分成为最大。由此,可抑制例如在粘结构件15的硬化时,在与带通滤波器14的各角部14d对应的部分在粘结构件15产生裂缝。另外,可防止粘结构件15绕入至带通滤波器14的光出射面14b上。
另外,在光检测装置1E~1F中,由于在线L上与开口2a相对的区域未配置粘结构件15,因而粘结构件15的材料也可为不使光透过的材料。
另外,在光检测装置1D~1G中,带通滤波器14的形状不限定于四边形板状,也可为多边形板状。在该情况下,带通滤波器14也通过各角部而成为高精度地定位的状态,另外,带通滤波器14不易受来自封装体2的热影响。由此,在带通滤波器14的形状为多边形板状的情况下,也可使带通滤波器14适当地发挥功能。
另外,根据用作光检测器8的受光元件的种类而有如下情况:带通滤波器14不仅需要将出现于短波长侧的3次光之后的多次光截止,也需要将出现于长波长(例如a=1)侧的光截止。即,在用于针对A次光(a=A)获得分光光谱的光检测装置中,有需要将出现于短波长侧的高次光(a>A)、及出现于长波长侧的低次光(a<A)的两者截止的情况。
另外,封装体2并不限定于如上所述的CAN封装体,只要为如下封装体即可。即,封装体2只要具有如下各部即可:第1壁部,其形成有开口2a;第2壁部,其隔着法布里-珀罗干涉滤波器10、带通滤波器14及光检测器8而与第1壁部相对;及侧壁部,其包围法布里-珀罗干涉滤波器10、带通滤波器14及光检测器8。
符号的说明
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G…光检测装置、2…封装体、2a…开口、8…光检测器、10…法布里-珀罗干涉滤波器、13…光透过构件、13a…光入射面、13b…光出射面、14…带通滤波器、14b…光出射面、16…透镜部、35…第1镜部、36…第2镜部、100…光透过部。

Claims (7)

1.一种光检测装置,其特征在于,
具备:
封装体,其形成有使光入射的开口;
光透过部,其以将所述开口封闭的方式配置于所述封装体的内面;
法布里-珀罗干涉滤波器,其配置于所述封装体内,具有相互的距离为可变的第1镜部及第2镜部,使透过了所述光透过部的所述光透过;及
光检测器,其配置于所述封装体内,检测透过了所述法布里-珀罗干涉滤波器的所述光,
所述光透过部包含带通滤波器和透镜部而一体地构成,所述带通滤波器配置于所述封装体内,且使入射至所述法布里-珀罗干涉滤波器的所述光透过,所述透镜部将入射至所述法布里-珀罗干涉滤波器的所述光聚光。
2.如权利要求1所述的光检测装置,其特征在于,
自所述光的入射方向观察的情况下,所述法布里-珀罗干涉滤波器的外缘位于所述开口的外缘的外侧,所述光透过部的外缘位于所述法布里-珀罗干涉滤波器的所述外缘的外侧。
3.如权利要求1或2所述的光检测装置,其特征在于,
所述光透过部包含光透过构件且与所述带通滤波器及所述透镜部一体地形成,
所述带通滤波器设置于所述光透过构件的光出射面,
所述透镜部作为所述光透过构件的一部分而形成于所述光透过构件的光入射面侧。
4.如权利要求1或2所述的光检测装置,其特征在于,
所述光透过部包含光透过构件且与所述带通滤波器及所述透镜部一体地形成,
所述带通滤波器设置于所述光透过构件的光出射面,
所述透镜部设置于所述带通滤波器的光出射面。
5.如权利要求1或2所述的光检测装置,其特征在于,
所述光透过部包含光透过构件且与所述带通滤波器及所述透镜部一体地形成,
所述带通滤波器设置于所述光透过构件的光出射面,
所述透镜部设置有一对,
所述一对透镜部中的一者作为所述光透过构件的一部分而形成于所述光透过构件的光入射面侧,
所述一对透镜部中的另一者设置于所述带通滤波器的光出射面。
6.如权利要求3~5中任一项所述的光检测装置,其特征在于,
自所述光的入射方向观察的情况下,所述光透过构件的外缘位于所述法布里-珀罗干涉滤波器的所述外缘的外侧。
7.如权利要求6所述的光检测装置,其特征在于,
自所述光的入射方向观察的情况下,所述带通滤波器的外缘位于所述法布里-珀罗干涉滤波器的所述外缘的外侧。
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