DE112020004893T5

DE112020004893T5 - Lichtdetektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020004893T5
Application number: DE112020004893.4T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kasahara; Katsumi Shibayama; Kei Tabata; Masaki Hirose; Hiroki Oyama; Yumi KURAMOTO
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-06-30
Also published as: CN114502929A; US20220341780A1; JP2024086931A; JP7476133B2; JP2021103182A; CN114502929B; US11796391B2; FI20225209A1; JP6860755B1; US20230358610A1; WO2021070820A1; JPWO2021070820A1; CN118258488A

Abstract

Eine Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Leiterplatte; ein erstes Lagerteil, welches auf einer Montagefläche der Leiterplatte angeordnet ist; einen Fabry-Perot-Interferenzfilter, welcher ein erstes Spiegelteil und ein zweites Spiegelteil, zwischen welchen eine Distanz variabel ist, sowie einen äußeren Randabschnitt aufweist, welcher in einem ersten Lagerbereich des ersten Lagerteils angeordnet ist; einen Lichtdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, um dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil an einer Seite des ersten Lagerteils gegenüberzuliegen; und einen Temperaturdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, wobei der Temperaturdetektor an der Montagefläche derart angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des Fabry-Perot-Interferenzfilters betrachtet in einer ersten Richtung senkrecht zu der Montagefläche überlappt, sowie derart, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des ersten Lagerteils betrachtet in einer zweiten Richtung überlappt, in welcher das erste Lagerteil und der Lichtdetektor zueinander ausgerichtet sind, und wobei eine erste Distanz zwischen dem Temperaturdetektor und dem ersten Lagerteil in der zweiten Richtung kleiner als eine erste Breite des ersten Lagerbereichs in der zweiten Richtung ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Lichtdetektionsvorrichtung.
Stand der Technik
Bekannt ist eine Lichtdetektionsvorrichtung mit einem Fabry-Perot-Interferenzfilter, welcher einen ersten Spiegelteil und einen zweiten Spiegelteil, zwischen welchen eine Distanz variabel ist, einen Lichtdetektor, welcher durch den Fabry-Perot-Interferenzfilter transmittiertes Licht detektiert, und einen Temperaturdetektor aufweist, welcher eine Temperatur eines Raums detektiert, in welchem der Fabry-Perot-Interferenzfilter angeordnet ist (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). In solch einer Lichtdetektionsvorrichtung wird die Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil entsprechend einer Potentialdifferenz zwischen dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil gesteuert und wird eine Wellenlänge von durch den ersten Spiegelteil und den zweiten Spiegelteil transmittiertem Licht entsprechend der Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil gesteuert.
Liste der Zitierungen
Patentliteratur
Patentliterature 1: JP 2015-87318 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In einer Lichtdetektionsvorrichtung, wie der vorstehend beschriebenen, ändert sich eine Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil, wenn sich eine Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters ändert, selbst wenn eine Potentialdifferenz zwischen dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil konstant ist. Infolgedessen kann eine Wellenlänge von durch den ersten Spiegelteil und den ersten Spiegelteil transmittiertem Licht von einer Sollwellenlänge abweichen (nachfolgend werden derartige Eigenschaften des Fabry-Perot-Interferenzfilters als „Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters“ bezeichnet). Folglich wird in einer Lichtdetektionsvorrichtung, wie der vorstehend beschriebenen, eine Temperatur eines Raums, in welchem der Fabry-Perot-Interferenzfilter angeordnet ist, durch einen Temperaturdetektor detektiert, um Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters zu korrigieren.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung liegt darin, eine Lichtdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche zu einer hochgenauen Korrektur von Temperaturcharakteristika eines Fabry-Perot-Interferenzfilters in der Lage ist.
Lösung des Problems
Eine Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat: eine Leiterplatte; einen ersten Lagerteil, welcher auf einer Montagefläche der Leiterplatte angeordnet ist; einen Fabry-Perot-Interferenzfilter, welcher einen ersten Spiegelteil und einen zweiten Spiegelteil, zwischen welchen eine Distanz variabel ist, und einen äußeren Randabschnitt hat, welcher in einem ersten Lagerbereich des ersten Lagerteils angeordnet ist; einen Lichtdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, um dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil an einer Seite des ersten Lagerteils gegenüberzuliegen; und einen Temperaturdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, wobei der Temperaturdetektor an der Montagefläche derart angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des Fabry-Perot-Interferenzfilters betrachtet in einer ersten Richtung senkrecht zu der Montagefläche überlappt, und derart, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des ersten Lagerteils betrachtet in einer zweiten Richtung überlappt, in welcher der erste Lagerteil und der Lichtdetektor zueinander ausgerichtet sind, und wobei eine erste Distanz zwischen dem Temperaturdetektor und dem ersten Lagerteil in der zweiten Richtung kleiner als eine erste Breite des ersten Lagerbereichs in der zweiten Richtung ist.
In der Lichtdetektionsvorrichtung ist die erste Distanz zwischen dem Temperaturdetektor und dem ersten Lagerteil in der zweiten Richtung kleiner als die erste Breite des ersten Lagerbereichs in der zweiten Richtung. Infolgedessen ist es möglich, den Temperaturdetektor näher zu dem ersten Lagerteil zu bringen, während ein Gebiet des ersten Lagerbereichs ausreichend gesichert wird, welches ein thermischer Verbindungsbereich zwischen dem Fabry-Perot-Interferenzfilter und dem ersten Lagerteil ist. Folglich ist es möglich, eine Temperatur zu ermitteln, bei welcher die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genau reflektiert ist. Folglich ist es gemäß dieser Lichtdetektionsvorrichtung möglich, die Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters mit hoher Genauigkeit zu korrigieren.
Die Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen zweiten Lagerteil aufweisen, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, um dem ersten Lagerteil mit dem in der zweiten Richtung dazwischen angeordneten Lichtdetektor gegenüberzuliegen, wobei der äußere Randabschnitt des Fabry-Perot-Interferenzfilters in einem zweiten Lagerbereich des zweiten Lagerteils angeordnet sein kann, wobei der Temperaturdetektor an der Montagefläche derart angeordnet sein kann, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des zweiten Lagerteils betrachtet in der zweiten Richtung überlappt, und wobei eine zweite Distanz zwischen dem Temperaturdetektor und dem zweiten Lagerteil in der zweiten Richtung kleiner als eine zweite Breite des zweiten Lagerbereichs in der zweiten Richtung sein kann. Demgemäß ist es möglich, den Temperaturdetektor näher zu dem zweiten Lagerteil zu bringen, während ein Gebiet des zweiten Lagerbereichs ausreichend gesichert wird, welches ein thermischer Verbindungsbereich zwischen dem Fabry-Perot-Interferenzfilter und dem zweiten Lagerteil ist. Folglich ist es möglich, eine Temperatur zu ermitteln, bei welcher die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genauer reflektiert ist.
In der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der äußere Randabschnitt des Fabry-Perot-Interferenzfilters in dem ersten Lagerbereich und dem zweiten Lagerbereich derart angeordnet sein, dass die erste Breite und die zweite Breite einander gleich sind, und kann der Temperaturdetektor an der Montagefläche derart angeordnet sein, dass die erste Distanz und die zweite Distanz einander gleich sind. Demgemäß ist es möglich, eine Temperatur zu ermitteln, bei welcher die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters über jeden des ersten Lagerteils und des zweiten Lagerteils gleichmäßig reflektiert ist.
In der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann in einem Raum, welcher sich in der ersten Richtung zwischen der Leiterplatte und dem Fabry-Perot-Interferenzfilter befindet und sich in der zweiten Richtung zwischen dem ersten Lagerteil und dem zweiten Lagerteil befindet, ein Wert, welcher durch Division einer Breite des Raums in einer dritten Richtung senkrecht sowohl zu der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung durch eine Breite des Raums in der zweiten Richtung ermittelt wird, 1,5 oder höher sein. Während der Temperaturdetektor in der zweiten Richtung jeweils näher zu dem ersten Lagerteil und dem zweiten Lagerteil gebracht wird, kann demgemäß die Länge des ersten Lagerbereichs in der dritten Richtung und die Länge des zweiten Lagerbereichs in der dritten Richtung gesichert werden und kann somit das Gebiet des ersten Lagerbereichs und das Gebiet des zweiten Lagerbereichs ausreichend gesichert werden.
In der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Leiterplatte eine längliche Form aufweisen, welche eine dritte Richtung senkrecht sowohl zu der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung als eine Längsrichtung hat, und können der erste Lagerteil und der zweite Lagerteil jeweils an der Montagefläche angeordnet sein, um sich entlang beider Randabschnitte der Leiterplatte in der zweiten Richtung zu erstrecken. Demgemäß ist es möglich, einfach den Raum zu bilden, in welchem die Breite in der dritten Richtung größer als die Breite in der zweiten Richtung ist.
Die Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner aufweisen: einen Positionierungsteil, an welchem die Leiterplatte angeordnet ist; einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, welche in dem Positionierungsteil bereitgestellt sind; eine erste Leitung, welche eine Elektrode des Lichtdetektors und den ersten Anschluss elektrisch verbindet; und eine zweite Leitung und eine dritte Leitung, welche die andere Elektrode des Lichtdetektors und den zweiten Anschluss elektrisch verbindet, wobei die Leiterplatte eine Leitungsanordnung aufweisen kann, welche ein erstes Elektrodenpad, das mit der einen Elektrode des Lichtdetektors an der Montagefläche elektrisch verbunden ist und an der Montagefläche bereitgestellt ist, und ein zweites Elektrodenpad aufweist, welches an der Montagefläche bereitgestellt ist, wobei die erste Leitung das erste Elektrodenpad und den ersten Anschluss elektrisch verbinden kann, wobei die zweite Leitung die andere Elektrode des Lichtdetektors und das zweite Elektrodenpad elektrisch verbinden kann, wobei die dritte Leitung das zweite Elektrodenpad und den zweiten Anschluss elektrisch verbinden kann und wobei das erste Elektrodenpad und das zweite Elektrodenpad sich betrachtet in der ersten Richtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters befinden können. Demgemäß ist es möglich, zu verhindern, dass die zweite Leitung und die dritte Leitung mit umliegenden Bauteilen (dem Fabry-Perot-Interferenzfilter, dem ersten Lagerteil, dem zweiten Lagerteil und dergleichen) in Kontakt kommen.
Die Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner aufweisen: einen Positionierungsteil, an welchem die Leiterplatte angeordnet ist; einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, welche in dem Positionierungsteil bereitgestellt sind; eine ersten Leitung, welche eine Elektrode des Lichtdetektors und den ersten Anschluss elektrisch verbindet; und eine zweiten Leitung, welche die andere Elektrode des Lichtdetektors und den zweiten Anschluss elektrisch verbindet, wobei die Leiterplatte eine Leitungsanordnung aufweisen kann, welche ein erstes Elektrodenpad aufweist, das mit der einen Elektrode des Lichtdetektors an der Montagefläche elektrisch verbunden ist und an der Montagefläche bereitgestellt ist, wobei die erste Leitung das erste Elektrodenpad und den ersten Anschluss elektrisch verbinden kann, wobei die zweite Leitung die andere Elektrode des Lichtdetektors und den zweiten Anschluss elektrisch verbinden kann, und wobei das erste Elektrodenpad sich betrachtet in der ersten Richtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters befinden kann. Demgemäß ist es möglich, eine Erzeugung eines Rauschens in dem Detektionssignalausgang von dem Lichtdetektor aufgrund eines Spannungssignals, das an den Fabry-Perot-Interferenzfilter angelegt ist, zu unterdrücken.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Lichtdetektionsvorrichtung bereitzustellen, welche zu einer hochgenauen Korrektur von Temperaturcharakteristika eines Fabry-Perot-Interferenzfilters in der Lage ist.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der in 1 gezeigten Lichtdetektionsvorrichtung.
3 ist eine Querschnittsansicht eines in 1 gezeigten Fabry-Perot-Interferenzfilters.
4 ist eine Draufsicht auf eine interne Struktur der in 1 gezeigten Lichtdetektionsvorrichtung.
5 ist eine Draufsicht auf einen Teil der internen Struktur der in 1 gezeigten Lichtdetektionsvorrichtung.
6 ist eine Draufsicht auf eine interne Struktur einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
7 ist eine Draufsicht auf einen Teil der internen Struktur der in 6 gezeigten Lichtdetektionsvorrichtung.
8 ist ein Diagramm, welches eine zeitliche Änderung eines Detektionssignalausgangs von einem Lichtdetektor zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. In den Zeichnungen werden die gleichen oder entsprechenden Abschnitte durch dieselben Referenzzeichen bezeichnet und redundante Beschreibungen werden vermieden.
[Erste Ausführungsform]
[Lichtdetektionsvorrichtung]
Wie in 1 und 2 gezeigt, hat eine Lichtdetektionsvorrichtung 1A einer ersten Ausführungsform ein Gehäuse 2, eine Leiterplatte 7, einen ersten Lagerteil 91, einen zweiten Lagerteil 92, einen Fabry-Perot-Interferenzfilter 10, einen Lichtdetektor 61 und einen Temperaturdetektor 62. Das Gehäuse 2 nimmt die Leiterplatte 7, den ersten Lagerteil 91, den zweiten Lagerteil 92, den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10, den Lichtdetektor 61 und den Temperaturdetektor 62 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 2 eine CAN-Einhausung mit einem Zapfen (einem Positionierungsteil) 3 und einer Kappe 4. Die Kappe 4 hat eine Seitenwand 5 und eine obere Wand 6, welche integral miteinander ausgebildet sind. Ein Material jeweils des Zapfens 3 und der Kappe 4 ist zum Beispiel ein Metall. Die Kappe 4 hat eine zylindrische Form mit einer Linie L als einer Mittellinie. Die Leiterplatte 7 ist an einer Innenfläche 3a des Zapfens 3 angeordnet. Die Leiterplatte 7 ist zum Beispiel mit einem Klebebauteil an der Innenfläche 3a des Zapfens 3 befestigt. Ein Substratmaterial der Leiterplatte 7 ist zum Beispiel Silizium, Keramik, Quartz, Glas, Kunststoff oder dergleichen.
Der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 sind an einer Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 angeordnet. Der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 sind zum Beispiel mit einem Klebebauteil an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 befestigt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 separat von der Leiterplatte 7 ausgebildet. Betrachtet in einer Z-Achsenrichtung (einer ersten Richtung) senkrecht zu der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7, liegen der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 einander in einer X-Achsenrichtung (einer zweiten Richtung) gegenüber. Die Z-Achsenrichtung ist eine Richtung parallel zu der Linie L. Ein Material jeweils des ersten Lagerteils 91 und des zweiten Lagerteils 92 ist zum Beispiel Silizium, Keramik, Quartz, Glas, Kunststoff, Glasepoxid oder dergleichen.
Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 ist an dem ersten Lagerteil 91 und dem zweiten Lagerteil 92 angeordnet. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 ist zum Beispiel mit einem Klebebauteil an dem ersten Lagerteil 91 und dem zweite Lagerteil 92 befestigt. Eine Mittellinie eines Lichttransmissionsbereichs 10a des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 fällt mit der Linie L zusammen. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Lichttransmissionsbereich 10a des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 betrachtet in der Z-Achsenrichtung eine kreisrunde Form.
Der Lichtdetektor 61 ist an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 montiert. Das heißt, der Lichtdetektor 61 ist an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 angeordnet. Eine Mittellinie eines Lichtempfangsabschnitts des Lichtdetektors 61 fällt mit der Linie L zusammen. Der Lichtdetektor 61 detektiert durch den Fabry-Perot-Interferenzfilter transmittiertes Licht 10. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Lichtdetektor 61 ein Infrarotdetektor und wird zum Beispiel durch ein Lichtempfangselement wie einee InGaAs-Fotodiode, eine Thermosäule oder ein Bolometer gebildet. Der Lichtdetektor 61 kann in einem Fall, in welchem ultraviolettes Licht, sichtbares Licht und nahes Infrarotlicht detektiert werden, zum Beispiel durch ein Lichtempfangselement wie eine Si-Fotodiode gebildet sein. Ferner kann der Lichtdetektor 61 durch ein Lichtempfangselement gebildet sein oder er kann durch eine Vielzahl von Lichtempfangselementen gebildet sein. Der Lichtdetektor 61 kann mit einem Lichtempfangsabschnitt versehen sein oder der Lichtdetektor 61 kann ein Fotodiodenarray, in welchem eine Vielzahl von Lichtempfangsabschnitten in einer Arrayform bereitgestellt sind, ein CCD-Bildsensor, ein CMOS-Bildsensor oder dergleichen sein.
Der Temperaturdetektor 62 ist an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 montiert. Das heißt, der Temperaturdetektor 62 ist an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 angeordnet. Ein Detektionssignal, welches durch den Temperaturdetektor 62 detektiert wird, wird verwendet, um Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 zu korrigieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Temperaturdetektor 62 zum Beispiel ein Thermistor, ein Widerstandstemperaturdetektor, ein Thermoelement, ein linearer Widerstand, ein Halbleiter-Temperatursensor oder dergleichen.
In dem Gehäuse 2 ist eine Öffnung 2a ausgebildet. Die Öffnung 2a ist in der oberen Wand 6 der Kappe 4 derart ausgebildet, dass ihre Mittellinie mit der Linie L zusammenfällt. Die Öffnung 2a liegt dem Lichttransmissionsbereich 10a des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 in der Z-Achsenrichtung gegenüber. In der vorliegenden Ausführungsform hat die Öffnung 2a betrachtet in der Z-Achsenrichtung eine kreisrunde Form. Ein Lichttransmissionsbauteil 13 ist an einer Innenfläche 6a der oberen Wand 6 angebracht, um die Öffnung 2a zu schließen. Ein Material des Lichttransmissionsbauteils 13 ist zum Beispiel Glas oder dergleichen. Das Lichttransmissionsbauteil 13 hat eine Lichteinfallsfläche 13a und eine Lichtemissionsfläche 13b, welche einander in der Z-Achsenrichtung gegenüberliegen, sowie eine Seitenfläche 13c. Die Lichteinfallsfläche 13a ist an der Öffnung 2a im Wesentlichen bündig mit einer Außenfläche 6b der oberen Wand 6 der Kappe 4. Die Seitenfläche 13c ist in Kontakt mit einer Innenfläche 5a der Seitenwand 5 der Kappe 4. Ein solches Lichttransmissionsbauteil 13 wird gebildet, indem Glaspellets geschmolzen werden, welche innerhalb der Kappe 4 mit der Öffnung 2a an einer unteren Seite angeordnet sind.
Ein Bandpassfilter 14 ist an der Lichtemissionsfläche 13b des Lichttransmissionsbauteils 13 mit einem Klebebauteil 15 befestigt, das aus einem Lichttransmissionsmaterial gebildet ist. Der Bandpassfilter 14 transmittiert selektiv Licht in einem Messwellenlängenbereich der Lichtdetektionsvorrichtung 1A (Licht in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich, das in den Lichttransmissionsbereich 10a des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 einzuleiten ist) aus Licht, das durch das Lichttransmissionsbauteil 13 transmittiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Bandpassfilter 14 beispielsweise eine viereckige Plattenform. Der Bandpassfilter 14 hat eine Lichteinfallsfläche 14a und eine Lichtemissionsfläche 14b, die einander in der Z-Achsenrichtung gegenüberliegen, und vier Seitenflächen 14c. Der Bandpassfilter 14 ist durch ein Lichttransmissionsbauteil, welches beispielsweise aus Silizium, Glas oder dergleichen gebildet ist, und einen dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet, der auf einer Oberfläche des Lichttransmissionsbauteils ausgebildet ist. Der dielektrische Mehrschichtfilm ist durch einen Film, der aus einem stark lichtbrechenden Material (zum Beispiel TiO2, Ta2O5 oder dergleichen) gebildet ist, und einen Film, der aus einem schwach lichtbrechenden Material (zum Beispiel SiO2, MgF2 oder dergleichen) gebildet ist, ausgebildet.
[Fabry-Perot-Interferenzfilter]
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 mit dem Lichttransmissionsbereich 10a versehen, durch welchen Licht mit einer Wellenlänge transmittiert wird, welche einer Distanz zwischen einem ersten Spiegelteil 35 und einem zweiten Spiegelteil 36 entspricht. Der Lichttransmissionsbereich 10a ist zum Beispiel ein säulenartiger Bereich mit der Linie L als einer Mittellinie.
Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 hat ein Substrat 21. Das Substrat 21 hat zum Beispiel eine rechteckige Plattenform. Ein Material des Substrats 21 ist zum Beispiel Silizium, Quarz, Glas oder dergleichen. Das Substrat 21 hat eine erste Oberfläche 21a und eine zweite Oberfläche 21b, die einander in einer Richtung parallel zu der Linie L gegenüberliegen. Die erste Oberfläche 21a ist eine Oberfläche auf einer Lichteinfallsseite (einer Seite des Bandpassfilters 14). Die zweite Oberfläche 21b ist eine Oberfläche auf einer lichtemittierenden Seite (einer Seite des Lichtdetektors 61).
Ein erster Schichtstrukturkörper 30 ist auf der ersten Oberfläche 21a des Substrats 21 angeordnet. Der erste Schichtstrukturkörper 30 ist durch Stapeln einer ersten Antireflexschicht 31, eines ersten gestapelten Körpers 32, einer ersten Zwischenschicht 33 und eines zweiten gestapelten Körpers 34 in dieser Reihenfolge auf der ersten Oberfläche 21a gebildet. Zwischen dem ersten gestapelten Körper 32 und dem zweiten gestapelten Körper 34 ist ein Spalt (ein Luftspalt) S gebildet, wobei die erste Zwischenschicht 33 eine Rahmenform hat. In einem Fall, in welchem das Material des Substrats 21 Silizium ist, ist ein Material jeweils der ersten Antireflexschicht 31 und der ersten Zwischenschicht 33 zum Beispiel Siliziumoxid. Eine Dicke der ersten Zwischenschicht 33 beträgt zum Beispiel mehrere zehn nm bis mehrere zehn µm.
Ein Abschnitt des ersten gestapelten Körpers 32, der dem Lichttransmissionsbereich 10a entspricht, fungiert als der erste Spiegelteil 35. Der erste gestapelte Körper 32 ist durch einen dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet. Beispielsweise ist der erste gestapelte Körper 32 durch wechselweises Stapeln einer Vielzahl von Polysiliziumschichten und einer Vielzahl von Siliziumnitridschichten, eine nach der anderen, gebildet. Eine optische Dicke jeweils der Polysiliziumschicht und the Siliziumnitridschicht, welche den ersten Spiegelteil 35 bilden, ist vorzugsweise eine ganzzahlige Vielfache von 1/4 einer mittleren Transmissionswellenlänge des durch den Lichttransmissionsbereich 10a transmittierten Lichts. Der erste Spiegelteil 35 kann ohne die erste Antireflexschicht 31 auf der ersten Oberfläche 21a des Substrats 21 angeordnet sein.
Ein Abschnitt des zweiten gestapelten Körpers 34, der dem Lichttransmissionsbereich 10a entspricht, fungiert als der zweite Spiegelteil 36. Der zweite Spiegelteil 36 liegt dem ersten Spiegelteil 35 über den Spalt S in einer Richtung parallel zu der Linie L gegenüber. Der zweite gestapelte Körper 34 ist durch einen dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet. Beispielsweise ist der zweite gestapelte Körper 34 gebildet durch wechselweises Stapeln einer Vielzahl von Polysiliziumschichten und einer Vielzahl von Siliziumnitridschichten, eine nach der anderen, gebildet. Eine optische Dicke jeweils der Polysiliziumschicht und der Siliziumnitridschicht, die den zweiten Spiegelteil 36 bilden, ist vorzugsweise eine ganzzahlige Vielfache von 1/4 einer mittleren Transmissionswellenlänge des durch den Lichttransmissionsbereich 10a transmittierten Lichts.
In dem ersten gestapelten Körper 32 und dem zweiten gestapelten Körper 34 kann anstelle der Siliziumnitridschicht eine Siliziumoxidschicht angeordnet sein. Ferner ist das Material jeder Schicht, welche den ersten gestapelten Körper 32 und den zweiten gestapelten Körper 34 bildet, nicht auf die vorstehend beschriebenen Materialien beschränkt und kann zum Beispiel Titanoxid, Tantaloxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumfluorid, Aluminiumoxid, Kalziumfluorid, Silizium, Germanium, Zinksulfid oder dergleichen sein.
Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 34b sind in einem Abschnitt des zweiten gestapelten Körpers 34 entsprechend dem Spalt S ausgebildet. Ausgehend von einer Oberfläche 34a des zweiten gestapelten Körpers 34 an einer dem ersten gestapelten Körper 32 entgegengesetzten Seite erreicht jedes Durchgangsloch 34b den Spalt S. Die Vielzahl von Durchgangslöchern 34b ist derart ausgebildet, dass sie die Funktion des zweiten Spiegelteils 36 im Wesentlichen nicht beeinträchtigen. Die Vielzahl von Durchgangslöchern 34b ist verwendet, um den Spalt S zu bilden, indem ein Teil der ersten Zwischenschicht 33 durch Ätzen entfernt wird.
Eine erste Elektrode 22 ist an dem ersten gestapelten Körper 32 ausgebildet, um den Lichttransmissionsbereich 10a zu umgeben. Eine zweite Elektrode 23 ist an dem ersten gestapelten Körper 32 ausgebildet, um den Lichttransmissionsbereich 10a aufzuweisen. Die erste Elektrode 22 und die zweite Elektrode 23 werden gebildet, indem die Polysiliziumschicht, welche dem Spalt S am nächsten liegt, im ersten gestapelten Körper 32 mit Verunreinigungen dotiert wird, um einen Widerstand zu verringern. Eine dritte Elektrode 24 ist in dem zweiten gestapelten Körper 34 ausgebildet, um der ersten Elektrode 22 und der zweiten Elektrode 23 über den Spalt S gegenüberzuliegen. Die dritte Elektrode 24 wird gebildet, indem die Polysiliziumschicht, welche dem Spalt S am nächsten liegt, im zweiten gestapelten Körper 34 mit Verunreinigungen dotiert wird, um einen Widerstand zu verringern. Es ist ausreichend, dass die zweite Elektrode 23 nur eine Größe hat, die im Wesentlichen die gleiche wie die des Lichttransmissionsbereichs 10a ist oder größer als die des Lichttransmissionsbereichs 10a ist.
Der erste Schichtstrukturkörper 30 ist mit einem Paar von Anschlüssen 25 und einem Paar von Anschlüssen 26 versehen. Das Paar der Anschlüsse 25 liegt einander mit dem dazwischen angeordneten Lichttransmissionsbereich 10a gegenüber. Jeder Anschluss 25 ist in einem Durchgangsloch von der Oberfläche 34a des zweiten gestapelten Körpers 34 zu dem ersten gestapelten Körper 32 angeordnet Jeder Anschluss 25 ist über eine in dem ersten gestapelten Körper 32 ausgebildete Leitungsanordnung 22a elektrisch mit der ersten Elektrode 22 verbunden. Das Paar der Anschlüsse 26 liegt einander mit dem dazwischen angeordneten Lichttransmissionsbereich 10a in einer Richtung gegenüber, welche senkrecht zu der Richtung ist, in der das Paar der Anschlüsse 25 einander gegenüberliegen. Jeder Anschluss 26 ist in einem Durchgangsloch von der Oberfläche 34a des zweiten gestapelten Körpers 34 zum Inneren der ersten Zwischenschicht 33 angeordnet. Jeder Anschluss 26 ist über eine in dem ersten gestapelten Körper 32 ausgebildete Leitungsanordnung 23a elektrisch mit der zweiten Elektrode 23 verbunden und ist über eine in dem zweiten gestapelten Körper 34 ausgebildete Leitungsanordnung 24a elektrisch mit der dritten Elektrode 24 verbunden.
In einer Oberfläche 32a des ersten gestapelten Körpers 32 auf einer Seite des zweiten gestapelten Körpers 34 sind Schlitze 27 und 28 bereitgestellt. Der Schlitz 27 erstreckt sich derart ringförmig, dass er einen Verbindungsabschnitt der Leitungsanordnung 23a mit dem Anschluss 26 umgibt. Der Schlitz 27 isoliert die erste Elektrode 22 und die Leitungsanordnung 23a elektrisch voneinander. Der Schlitz 28 erstreckt sich ringförmig entlang eines inneren Rands der ersten Elektrode 22. Der Schlitz 28 isoliert die erste Elektrode 22 und einen Bereich innerhalb der ersten Elektrode 22 (d.h. einen Bereich, in dem sich die zweite Elektrode 23 befindet) elektrisch voneinander. In der Oberfläche 34a des zweiten gestapelten Körpers 34 ist ein Schlitz 29 bereitgestellt. Der Schlitz 29 erstreckt sich derart ringförmig, dass er den Anschluss 25 umgibt. Der Schlitz 29 isoliert den Anschluss 25 und die dritte Elektrode 24 elektrisch voneinander. Ein Bereich in jedem der Schlitze 27, 28 und 29 kann ein isolierendes Material sein oder einen Spalt bilden.
Ein zweiter Schichtstrukturkörper 40 ist an der zweiten Oberfläche 21ba des Substrats 21 angeordnet. Der zweite Schichtstrukturkörper 40 ist durch Stapeln einer zweiten Antireflexschicht 41, eines dritten gestapelten Körpers 42, einer zweiten Zwischenschicht 43 und eines vierten gestapelten Körpers 44 in dieser Reihenfolge auf die zweite Oberfläche 21b gebildet. Die zweite Antireflexschicht 41, der dritte gestapelte Körper 42, die zweite Zwischenschicht 43 und der vierte gestapelte Körper 44 haben entsprechend die gleichen Konfigurationen wie die erste Antireflexschicht 31, der erste gestapelte Körper 32, die erste Zwischenschicht 33 und der zweite gestapelten Körper 34. Das heißt, der zweite Schichtstrukturkörper 40 hat eine gestapelte Struktur, welche zum ersten Schichtstrukturkörper 30 mit Bezug auf das Substrat 21 symmetrisch ist. Der zweite Schichtstrukturkörper 40 ist konfiguriert, um dem ersten Schichtstrukturkörper 30 zu entsprechen, wodurch ein Verziehen des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 verhindert wird.
Eine Öffnung 40a ist in dem dritten gestapelten Körper 42, der zweiten Zwischenschicht 43 und dem vierten gestapelten Körper 44 ausgebildet, um den Lichttransmissionsbereich 10a aufzuweisen. Die Öffnung 40a hat beispielsweise eine säulenartige Form mit der Linie L als einer Mittellinie und hat einen Durchmesser, welcher im Wesentlichen gleich wie der des Lichttransmissionsbereichs 10a ist. Die Öffnung 40a öffnet sich hin zu der lichtemittierenden Seite und eine Bodenfläche der Öffnung 40a erreicht die zweite Antireflexschicht 41. Die Öffnung 40a lässt Licht passieren, welches durch den ersten Spiegelteil 35 und den zweiten Spiegelteil 36 transmittiert ist.
An einer Oberfläche des vierten gestapelten Körpers 44 an der lichtemittierenden Seite ist eine lichtabschirmende Schicht 45 ausgebildet. Ein Material der lichtabschirmenden Schicht 45 kann zum Beispiel Aluminium oder dergleichen sein. An einer Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht 45 und einer Innenfläche der Öffnung 40a ist eine Schutzschicht 46 ausgebildet. Ein Material der Schutzschicht 46 ist zum Beispiel Aluminiumoxid. Wenn eine Dicke der Schutzschicht 46 auf 1 bis 100 nm (vorzugsweise etwa 30 nm) eingestellt ist, kann ferner eine optische Beeinflussung der Schutzschicht 46 ignoriert werden.
In dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10, der wie vorstehenden beschrieben konfiguriert ist, tritt, wenn eine Spannung zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 26 angelegt wird, eine Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 22 und der dritten Elektrode 24 auf, und wird eine der Potentialdifferenz entsprechende elektrostatische Kraft zwischen der ersten Elektrode 22 und der dritten Elektrode 24 erzeugt. Infolgedessen wird der zweite Spiegelteil 36 zu einer Seite des ersten Spiegelteils 35 angezogen, der an dem Substrat 21 befestigt ist, und ändert sich die Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36. Da zu diesem Zeitpunkt keine Potentialdifferenz zwischen der zweiten Elektrode 23 und der dritten Elektrode 24 nicht erzeugt wird, ist eine Ebenheit des zweiten Spiegelteils 36 in dem Lichttransmissionsbereich 10a gewährleistet. Wie vorstehend beschrieben, ist die Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 in dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 variabel. Dabei hängt eine Wellenlänge des durch den Lichttransmissionsbereich 10a transmittierten Lichts von der Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 ab. Folglich kann die Wellenlänge von Licht angepasst werden, das durch den Lichttransmissionsbereich 10a transmittiert, wenn die Spannung angepasst wird, die zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 26 angelegt ist.
[Interne Struktur einer Lichtdetektionsvorrichtung]
Wie in 2 und 4 gezeigt, hat die Leiterplatte 7 eine längliche Form mit einer Y-Achsenrichtung (einer dritten Richtung, welche sowohl zu der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung senkrecht ist) als einer Längsrichtung. Beispielsweise hat die Leiterplatte 7 eine rechteckige Plattenform, in welcher die Z-Achsenrichtung eine Dickenrichtung ist, die X-Achsenrichtung eine Richtung einer Stirnseite ist und die Y-Achsenrichtung ist eine Richtung einer Längsseite ist.
Der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 sind jeweils an der Montagefläche 7a angeordnet, um sich entlang jedem der beiden Randabschnitte der Leiterplatte 7 in der X-Achsenrichtung zu erstrecken. Der erste Lagerteil 91 ist in einem Abschnitt an der anderen Seite (einer linken Seite in der Zeichnung) der Montagefläche 7a in der X-Achsenrichtung angeordnet. Der zweite Lagerteil 92 ist in einem Abschnitt an einer Seite (einer rechten Seite in der Zeichnung) der Montagefläche 7a in der X-Achsenrichtung angeordnet. Beispielsweise haben der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 jeweils eine rechteckige Parallelepiped-Form mit der Y-Achsenrichtung als einer Längsrichtung. Der Lichtdetektor 61 und der Temperaturdetektor 62 sind in der X-Achsenrichtung zwischen dem ersten Lagerteil 91 und dem zweiten Lagerteil 92 angeordnet. Der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 sind an der Montagefläche 7a derart angeordnet, dass eine Bodenfläche 91b und eine Bodenfläche 92b derselben die Leiterplatte 7 vollständig überlappen. Der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 ist an einer oberen Fläche 91a des ersten Lagerteils 91 und einer oberen Fläche 92a des zweiten Lagerteils 92 angeordnet und wird durch den ersten Lagerteil 91 und den zweiten Lagerteil 92 gelagert.
Wie in 5 gezeigt, befindet sich jede Seitenfläche des ersten Lagerteils 91 und des zweiten Lagerteils 92 betrachtet in der Z-Achsenrichtung innerhalb jeder Seitenfläche 7c der Leiterplatte 7. Genauer befindet sich eine äußere Seitenfläche 91c des ersten Lagerteils 91 an einer dem zweiten Lagerteil 92 entgegengesetzten Seite betrachtet in der Z-Achsenrichtung innerhalb der Seitenfläche 7c der Leiterplatte 7. Seitenflächen 91e und 91f des ersten Lagerteils 91 an beiden Seiten in der Y-Achsenrichtung befinden sich betrachtet in der Z-Achsenrichtung jeweils innerhalb der Seitenfläche 7c der Leiterplatte 7. Eine äußere Seitenfläche 92c des zweiten Lagerteils 92 an einer dem ersten Lagerteil 91 entgegengesetzten Seite befindet sich betrachtet in der Z-Achsenrichtung innerhalb der Seitenfläche 7c der Leiterplatte 7. Seitenflächen 92e und 92f des zweiten Lagerteils 92 an beiden Seiten in der Y-Achsenrichtung befinden sich betrachtet in der Z-Achsenrichtung jeweils innerhalb der Seitenfläche 7c der Leiterplatte 7. Eine innere Seitenfläche 91d des ersten Lagerteils 91 an einer dem zweiten Lagerteil 92 näheren Seite und eine inner Seitenfläche 92d des zweiten Lagerteils 92 an einer dem ersten Lagerteil 91 näheren Seite liegen einander in der X-Achsenrichtung gegenüber. Die äußere Seitenfläche 91c des ersten Lagerteils 91 kann die Seitenfläche 7c der Leiterplatte 7 betrachtet in der Z-Achsenrichtung überlappen. Die äußere Seitenfläche 92c des zweiten Lagerteils 92 kann die Seitenfläche 7c der Leiterplatte 7 betrachtet in der Z-Achsenrichtung überlappen.
Jede Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 befindet sich betrachtet in der Z-Achsenrichtung innerhalb jeder Seitenfläche des ersten Lagerteils 91 und des zweiten Lagerteils 92. Genauer befinden sich die Seitenflächen 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an beiden Seiten in der X-Achsenrichtung jeweils innerhalb der äußeren Seitenfläche 91c des ersten Lagerteils 91 und der äußeren Seitenfläche 92c des zweiten Lagerteils 92. Die Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an einer Seite in der Y-Achsenrichtung befindet sich innerhalb jeweils der Seitenfläche 91e des ersten Lagerteils 91 an einer Seite in der Y-Achsenrichtung und der Seitenfläche 92e des zweiten Lagerteils 92 an einer Seite in der Y-Achsenrichtung. Die Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an der anderen Seite in der Y-Achsenrichtung befindet sich innerhalb sowohl der Seitenfläche 91f des ersten Lagerteils 91 an der anderen Seite in der Y-Achsenrichtung als auch der Seitenfläche 92f des zweiten Lagerteils 92 an der anderen Seite in der Y-Achsenrichtung. Jede Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 kann die äußere Seitenfläche 91c des ersten Lagerteils 91, die Seitenflächen 91e und 91f des ersten Lagerteils 91, die äußere Seitenfläche 92c des zweiten Lagerteils 92 und die Seitenflächen 92e und 92f des zweiten Lagerteils 92 betrachtet in der Z-Achsenrichtung überlappen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein äußerer Randabschnitt 10b des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 außerhalb des Lichttransmissionsbereichs 10a (ein Bereich, welcher den Lichttransmissionsbereich 10a nicht aufweist und den Lichttransmissionsbereich 10a umgibt) in einem ersten Lagerbereich 91g des ersten Lagerteils 91 und einem zweiten Lagerbereich 92g des zweiten Lagerteils 92 angeordnet.
Der erste Lagerbereich 91g ist ein Bereich, in welchem die obere Fläche 91a des ersten Lagerteils 91 den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 betrachtet in der Z-Achsenrichtung überlappt. In der vorliegenden Ausführungsform hat der erste Lagerbereich 91g eine längliche Form mit der Y-Achsenrichtung als einer Längsrichtung. Genauer ist der erste Lagerbereich 91g ein Bereich, welcher betrachtet in der Z-Achsenrichtung durch die innere Seitenfläche 91d des ersten Lagerteils 91, die Seitenflächen 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an beiden Seiten in der Y-Achsenrichtung und die Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an einer Seite des ersten Lagerteils 91 in der X-Achsenrichtung definiert ist. Beispielsweise hat der erste Lagerbereich 91g eine rechteckige Form, in welcher die X-Achsenrichtung eine Richtung einer Stirnseite ist und die Y-Achsenrichtung eine Richtung einer Längsseite ist.
Der zweite Lagerbereich 92g ist ein Bereich, in welchem die obere Fläche 92a des zweiten Lagerteils 92 den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 betrachtet in der Z-Achsenrichtung überlappt. In der vorliegenden Ausführungsform hat der zweite Lagerbereich 92g eine längliche Form mit der Y-Achsenrichtung als einer Längsrichtung. Genauer ist der zweite Lagerbereich 92g ein Bereich, welcher betrachtet in der Z-Achsenrichtung durch die innere Seitenfläche 92d des zweiten Lagerteils 92, die Seitenflächen 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an beiden Seiten in der Y-Achsenrichtung und die Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an einer Seite des zweiten Lagerteils 92 in der X-Achsenrichtung definiert ist. Beispielsweise hat der zweite Lagerbereich 92g eine rechteckige Form, in welcher die X-Achsenrichtung eine Richtung einer Stirnseite ist und die Y-Achsenrichtung eine Richtung einer Längsseite ist.
Eine erste Breite W1 des ersten Lagerbereichs 91g in der X-Achsenrichtung und eine zweite Breite W2 des zweiten Lagerbereichs 92g in der X-Achsenrichtung sind einander gleich. Das heißt, der äußere Randabschnitt 10b des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 ist in dem ersten Lagerbereich 91g und dem zweiten Lagerbereich 92g derart angeordnet, dass die erste Breite W1 und die zweite Breite W2 einander gleich sind. Die erste Breite des ersten Lagerbereichs 91g in der X-Achsenrichtung ist der maximale Wert einer Länge des ersten Lagerbereichs 91g in der X-Achsenrichtung. Die zweite Breite des zweiten Lagerbereichs 92g in der X-Achsenrichtung ist der maximale Wert einer Länge des zweiten Lagerbereichs 92g in der X-Achsenrichtung.
Die Leiterplatte 7, der erste Lagerteil 91, der zweite Lagerteil 92 und der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 definieren einen Raum A. Der Raum A ist ein Raum, welcher sich in der Z-Achsenrichtung zwischen der Leiterplatte 7 und dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 und in der X-Achsenrichtung zwischen dem ersten Lagerteil 91 und dem zweiten Lagerteil 92 befindet. Genauer ist der Raum A ein Raum, welcher sich zwischen der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 und einer Bodenfläche 10d des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und zwischen der inneren Seitenfläche 91d des ersten Lagerteils 91 und der inneren Seitenfläche 92d des zweiten Lagerteils 92 befindet. Das heißt, der Raum A ist ein Raum, welcher betrachtet in der Z-Achsenrichtung durch die innere Seitenfläche 91d des ersten Lagerteils 91, die innere Seitenfläche 92d des zweiten Lagerteils 92 und die Seitenflächen 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an beiden Seiten in der Y-Achsenrichtung definiert ist.
Der Raum A hat eine längliche Form mit der Y-Achsenrichtung als einer Längsrichtung. Der Raum A hat zum Beispiel eine rechteckige Parallelepiped-Form, in welcher eine Breite in der Y-Achsenrichtung größer als eine Breite in der X-Achsenrichtung ist. Bezüglich des Raums A ist ein Wert, welcher durch eine Division der Breite des Raums A in der Y-Achsenrichtung (einer langen Seite) durch die Breite des Raums A in der X-Achsenrichtung (einer kurzen Seite) (nachfolgend als ein „Aspektverhältnis des Raums A“ bezeichnet) ermittelt wird, 1,5 oder mehr. Eine Breite des Raums A in der Z-Achsenrichtung ist kleiner als die Breite des Raums A in der Y-Achsenrichtung und die Breite des Raums A in der X-Achsenrichtung. Die Breite des Raums A in der Y-Achsenrichtung ist der maximale Wert einer Länge des Raums A in der Y-Achsenrichtung. Die Breite des Raums A in der X-Achsenrichtung ist der minimale Wert einer Länge des Raums A in der X-Achsenrichtung. Die Breite des Raums A in der Z-Achsenrichtung ist the minimale Wert einer Länge des Raums A in der Z-Achsenrichtung.
Die Leiterplatte 7 hat Leitungsanordnungen 70 und 79 und Elektrodenpads 74 und 77. Die Leitungsanordnungen 70 und 79 und die Elektrodenpads 74 und 77 sind an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 bereitgestellt. Die Leitungsanordnung 70 hat einen Montageabschnitt 71, ein Elektrodenpad 73 und einen Verbindungsabschnitt 75. Der Montageabschnitt 71 überlappt betrachtet in der Z-Achsenrichtung den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10. Der Montageabschnitt 71 ist innerhalb des Raums A angeordnet. Der Montageabschnitt 71 liegt dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 in der Z-Achsenrichtung gegenüber. Das Elektrodenpad (ein erstes Elektrodenpad) 73 ist betrachtet in der Z-Achsenrichtung an einer Seite des Montageabschnitts 71 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Der Verbindungsabschnitt 75 ist zwischen dem Montageabschnitt 71 und dem Elektrodenpad 73 angeordnet und erstreckt sich in der Y-Achsenrichtung. Der Montageabschnitt 71 und das Elektrodenpad 73 sind durch den Verbindungsabschnitt 75 elektrisch verbunden. Das Elektrodenpad (ein zweites Elektrodenpad) 74 ist betrachtet in der Z-Achsenrichtung an einer Seite des Montageabschnitts 71 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Das Elektrodenpad 73 und das Elektrodenpad 74 fluchten miteinander in der X-Achsenrichtung.
Das Elektrodenpad 73 und das Elektrodenpad 74 sind betrachtet in der Z-Achsenrichtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 angeordnet. Das Elektrodenpad 73 und das Elektrodenpad 74 sind außerhalb des Raums A angeordnet. Das Elektrodenpad 73 und das Elektrodenpad 74 sind betrachtet in der Z-Achsenrichtung mit Bezug auf die Seitenfläche 91e des ersten Lagerteils 91 und die Seitenfläche 92e des zweiten Lagerteils 92 an einer Seite entgegengesetzt zu dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 angeordnet.
Die Leitungsanordnung 79 hat einen Montageabschnitt 72, ein Elektrodenpad 76 und einen Verbindungsabschnitt 78. Der Montageabschnitt 72 überlappt betrachtet in der Z-Achsenrichtung den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10. Der Montageabschnitt 72 ist innerhalb des Raums A angeordnet. Der Montageabschnitt 72 ist an der anderen Seite des Montageabschnitts 71 in der Y-Achsenrichtung angeordnet. Das Elektrodenpad 76 ist betrachtet in der Z-Achsenrichtung an der anderen Seite des Montageabschnitts 72 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Der Verbindungsabschnitt 78 ist zwischen dem Montageabschnitt 72 und dem Elektrodenpad 76 angeordnet und erstreckt sich in der Y-Achsenrichtung. Der Montageabschnitt 72 und das Elektrodenpad 76 sind durch den Verbindungsabschnitt 78 elektrisch verbunden. Das Elektrodenpad 77 ist betrachtet in der Z-Achsenrichtung an der anderen Seite des Montageabschnitts 72 in der Y-Achsenrichtung bereitgestellt. Das Elektrodenpad 76 und das Elektrodenpad 77 fluchten miteinander in der X-Achsenrichtung.
Das Elektrodenpad 76 und das Elektrodenpad 77 sind betrachtet in der Z-Achsenrichtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 angeordnet. Das Elektrodenpad 76 und das Elektrodenpad 77 sind außerhalb des Raums A angeordnet. Das Elektrodenpad 76 und das Elektrodenpad 77 sind betrachtet in der Z-Achsenrichtung mit Bezug auf die Seitenfläche 91f des ersten Lagerteils 91 und die Seitenfläche 92f des zweiten Lagerteils 92 an einer Seite entgegengesetzt zum Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 angeordnet.
Der Lichtdetektor 61 ist an dem Montageabschnitt 71 montiert. Eine Elektrode (eine positive Elektrode oder eine negative Elektrode) des Lichtdetektors 61 ist mit dem Montageabschnitt 71 elektrisch verbunden. Infolgedessen ist eine Elektrode des Lichtdetektors 61 mit dem Elektrodenpad 73 an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 elektrisch verbunden. Der Lichtdetektor 61 liegt dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 an einer Seite (einer Seite des Raums A) des ersten Lagerteils 91 in der X-Achsenrichtung und an der anderen Seite (einer Seite des Raums A) des zweiten Lagerteils 92 in der X-Achsenrichtung gegenüber. Der Lichtdetektor 61, der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 sind in der X-Achsenrichtung zueinander ausgerichtet. Der Lichtdetektor 61 überlappt den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 betrachtet in der Z-Achsenrichtung vollständig. Der Lichtdetektor 61 überlappt den ersten Lagerteil 91 und den zweiten Lagerteil 92 betrachtet in der X-Achsenrichtung vollständig. Der Lichtdetektor 61 ist innerhalb des Raums A angeordnet.
Eine Distanz D1 zwischen dem Lichtdetektor 61 und dem ersten Lagerteil 91 in der X-Achsenrichtung und eine Distanz D2 zwischen dem Lichtdetektor 61 und dem zweiten Lagerteil 92 in der X-Achsenrichtung sind einander gleich. Das heißt, der Lichtdetektor 61 ist an der Montagefläche 7a derart angeordnet, dass die Distanz D1 und die Distanz D2 einander gleich sind. Die Distanz zwischen dem Lichtdetektor 61 und dem ersten Lagerteil 91 in der X-Achsenrichtung ist die kürzeste Distanz zwischen dem Lichtdetektor 61 und dem ersten Lagerteil 91 in der X-Achsenrichtung. Die Distanz D1 ist eine Distanz zwischen dem anderen Ende des Lichtdetektors 61 an einer Seite näher zu dem ersten Lagerteil 91 und der inneren Seitenfläche 91d des ersten Lagerteils 91. Gleichermaßen ist die Distanz zwischen dem Lichtdetektor 61 und dem zweiten Lagerteil 92 in der X-Achsenrichtung die kürzeste Distanz zwischen dem Lichtdetektor 61 und dem zweiten Lagerteil 92 in der X-Achsenrichtung. Die Distanz D2 ist eine Distanz zwischen einem Ende des Lichtdetektors 61 an einer Seite näher zu dem zweiten Lagerteil 92 und der inneren Seitenfläche 92d des zweiten Lagerteils 92. Die Distanz D1 ist kleiner als die erste Breite W1. Die Distanz D2 ist kleiner als die zweite Breite W2.
Der Temperaturdetektor 62 ist an dem Montageabschnitt 72 montiert. Eine Elektrode (eine positive Elektrode oder eine negative Elektrode) des Temperaturdetektors 62 ist mit dem Montageabschnitt 72 elektrisch verbunden.
Infolgedessen ist eine Elektrode des Temperaturdetektors 62 mit dem Elektrodenpad 76 an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 elektrisch verbunden. Der Temperaturdetektor 62 überlappt den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 betrachtet in der Z-Achsenrichtung vollständig. Der Temperaturdetektor 62 überlappt den ersten Lagerteil 91 und den zweiten Lagerteil 92 betrachtet in der X-Achsenrichtung vollständig. Der Temperaturdetektor 62 ist innerhalb des Raums A angeordnet.
Eine Distanz (eine erste Distanz) D3 zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem ersten Lagerteil 91 in der X-Achsenrichtung und eine Distanz (eine zweite Distanz) D4 zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem zweiten Lagerteil 92 in der X-Achsenrichtung sind einander gleich. Das heißt, der Temperaturdetektor 62 ist an der Montagefläche 7a derart angeordnet, dass die Distanz D3 und die Distanz D4 einander gleich sind. Die Distanz zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem ersten Lagerteil 91 in der X-Achsenrichtung ist die kürzeste Distanz zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem ersten Lagerteil 91 in der X-Achsenrichtung. Die Distanz D3 ist eine Distanz zwischen dem anderen Ende des Temperaturdetektors 62 an einer Seite näher zu dem ersten Lagerteil 91 und der inneren Seitenfläche 91d des ersten Lagerteils 91. Gleichermaßen ist die Distanz zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem zweiten Lagerteil 92 in der X-Achsenrichtung die kürzeste Distanz zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem zweiten Lagerteil 92 in der X-Achsenrichtung. Die Distanz D4 ist eine Distanz zwischen einem Ende des Temperaturdetektors 62 an einer Seite näher zu dem zweiten Lagerteil 92 und der inneren Seitenfläche 92d des zweiten Lagerteils 92. Die Distanz D3 ist kleiner als die erste Breite W1. Die Distanz D4 ist kleiner als die zweiten Breite W2.
Die Lichtdetektionsvorrichtung 1A hat eine Vielzahl von Anschlussstiften 11, welche in dem Zapfen 3 bereitgestellt sind, und eine Vielzahl von Leitungen 12, 81, 82, 83, 84, 85 und 86. Jeder Anschlussstift 11 ist betrachtet in der Z-Achsenrichtung außerhalb der Leiterplatte 7 angeordnet. Jeder Anschlussstift 11 durchdringt den Zapfen 3 während eine elektrische Isolierung und eine Luftdichtigkeit zwischen dem Anschlussstift 11 und dem Zapfen 3 aufrechterhalten ist (siehe 1). Ein Endabschnitt jedes Anschlussstifts 11 (ein Endabschnitt jedes Anschlussstifts 11 in dem Gehäuse 2) befindet sich bezüglich der Innenfläche 3a des Zapfens 3 in der Z-Achsenrichtung an einer Seite näher zu dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10. Der Endabschnitt jedes Anschlussstifts 11 befindet sich mit Bezug auf den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 in der Z-Achsenrichtung an einer Seite näher zu dem Zapfen 3. Jeder Anschlussstift 11 ist an dem Zapfen 3 befestigt. Jeder von einem Anschluss 25 und einem Anschluss 26 des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und der Endabschnitt des zugehörigen Anschlussstifts 11 sind durch die Leitung 12 elektrisch verbunden. Jedes von einem Paar von Anschlüssen 25 und einem Paar von Anschlüssen 26 des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 und die Endabschnitte der zugehörigen Anschlussstifte 11 können durch die Leitung 12 elektrisch verbunden sein. Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise die Endabschnitte der zwei Anschlussstifte 11, welche mit einem Erdpotenzial verbunden sind, durch die Leitung 12 mit dem Zapfen 3 verbunden. Infolgedessen ist der Zapfen 3 mit dem Erdpotenzial verbunden. Ferner kann sich der Endabschnitt jedes Anschlussstifts 11 an einer Oberfläche befinden, welche die Innenfläche 3a des Zapfens 3 aufweist.
Das Elektrodenpad 73 und der Endabschnitt des zugehörigen Anschlussstifts (ein erster Anschluss) 11 sind durch die Leitung (eine erste Leitung) 81 elektrisch verbunden. Das heißt, die Leitung 81 verbindet eine Elektrode des Lichtdetektors 61 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch. Die andere Elektrode (die andere aus einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode) des Lichtdetektors 61 und das Elektrodenpad 74 sind durch die Leitung (eine zweite Leitung) 82 elektrisch verbunden. Das Elektrodenpad 74 und der Endabschnitt des zugehörigen Anschlussstifts (ein zweiter Anschluss) 11 sind durch die Leitung (eine dritte Leitung) 83 elektrisch verbunden. Das heißt, die Leitung 82 und die Leitung 83 verbinden die andere Elektrode des Lichtdetektors 61 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch. Die Leitung 82 und die Leitung 83 können separat voneinander sein oder können einander in dem Elektrodenpad 74 überlappen. Das heißt, die Leitung 82 und die Leitung 83 können mit dem Elektrodenpad 74 an unterschiedlichen Positionen an dem Elektrodenpad 74 verbunden sein oder können mit dem Elektrodenpad 74 an der gleichen Position an dem Elektrodenpad 74 verbunden sein.
Das Elektrodenpad 76 und der Endabschnitt des zugehörigen Anschlussstifts 11 sind durch die Leitung 84 elektrisch verbunden. Das heißt, die Leitung 84 verbindet eine Elektrode des Temperaturdetektors 62 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch. Die andere Elektrode (die andere von einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode) des Temperaturdetektors 62 und das Elektrodenpad 77 sind durch die Leitung 85 elektrisch verbunden. Das Elektrodenpad 77 und der Endabschnitt des zugehörigen Anschlussstifts 11 sind durch die Leitung 86 elektrisch verbunden. Das heißt, die Leitung 85 und die Leitung 86 verbinden die andere Elektrode des Temperaturdetektors 62 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch. Die Leitung 85 und die Leitung 86 können separat voneinander sein oder können einander in dem Elektrodenpad 77 überlappen. Das heißt, die Leitung 85 und die Leitung 86 können mit dem Elektrodenpad 77 an unterschiedlichen Positionen an dem Elektrodenpad 77 verbunden sein oder können mit dem Elektrodenpad 77 an der gleichen Position an dem Elektrodenpad 77 verbunden sein.
Wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, elektrische Signale jeweils mit Bezug auf den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10, den Lichtdetektor 61 und den Temperaturdetektor 62 einzugeben/ auszugeben. Die Verbindung zwischen jeder Leitung 12, 81, 82, 83, 84, 85 oder 86 und jedem Anschlussstift 11 oder jedem Elektrodenpad 73, 74, 76 oder 77 wird zum Beispiel durch Leitungsbonden ausgeführt.
In der wie vorstehend beschrieben konfigurierten Lichtdetektionsvorrichtung 1A, wird, wenn Licht von außerhalb des Gehäuses 2 über die Öffnung 2a, das Lichttransmissionsbauteil 13 und das Klebebauteil 15 in den Bandpassfilter 14 eingeleitet wird, nur Licht in einer vorbestimmten Wellenlängenspannbreite durch den Bandpassfilter 14 transmittiert. Das durch den Bandpassfilter 14 transmittierte Licht wird in den Lichttransmissionsbereich 10a des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 eingeleitet und Licht mit einer Wellenlänge entsprechend der Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 wird durch den Lichttransmissionsbereich 10a transmittiert. Das durch den Lichttransmissionsbereich 10a transmittierte Licht wird in den Lichtempfangsabschnitt des Lichtdetektors 61 eingeleitet und wird durch den Lichtdetektor 61 detektiert. Folglich ist es möglich, ein optisches Spektrum zu ermitteln, indem eine Intensität des durch den Lichttransmissionsbereich 10a transmittierten Lichts mit dem Lichtdetektor 61 detektiert wird, während die Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 in dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 geändert wird.
In der Lichtdetektionsvorrichtung 1A wird die Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 gemäß einer Potentialdifferenz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 gesteuert und wird eine Wellenlänge von Licht, welches durch den ersten Spiegelteil 35 und den zweiten Spiegelteil 36 transmittiert, entsprechend der Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 gesteuert. Um die Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 zu korrigieren, wird ferner eine Temperatur des Raums A, in welchem der Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 angeordnet ist, durch den Temperaturdetektor 62 detektiert.
[Betrieb und Effekt]
In der Lichtdetektionsvorrichtung 1A ist die Distanz D3 zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem ersten Lagerteil 91 in der X-Achsenrichtung kleiner als die erste Breite W1 des ersten Lagerbereichs 91g in der X-Achsenrichtung. Infolgedessen ist es möglich, den Temperaturdetektor 62 näher zu dem ersten Lagerteil 91 zu bringen, während ein Gebiet des ersten Lagerbereichs 91g ausreichend gesichert wird, welches ein thermischer Verbindungsbereich zwischen dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 und dem ersten Lagerteil 91 ist. Folglich ist es möglich, eine Temperatur zu ermitteln, bei welcher die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genau reflektiert ist. Folglich ist es gemäß der Lichtdetektionsvorrichtung 1A möglich, die Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 mit hoher Genauigkeit zu korrigieren.
Ferner hat die Lichtdetektionsvorrichtung 1A den zweiten Lagerteil 92, welcher an der Montagefläche 7a angeordnet ist, um dem ersten Lagerteil 91 mit dem in der X-Achsenrichtung dazwischen angeordneten Lichtdetektor 61 gegenüberzuliegen. Der äußere Randabschnitt 10b des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 ist in dem zweiten Lagerbereich 92g des zweiten Lagerteils 92 angeordnet. Der Temperaturdetektor 62 ist an der Montagefläche 7a angeordnet, um den zweiten Lagerteil 92 betrachtet in der X-Achsenrichtung zu überlappen. Die Distanz D4 zwischen dem Temperaturdetektor 62 und dem zweiten Lagerteil 92 in der X-Achsenrichtung ist kleiner als die zweiten Breite W2 des zweiten Lagerbereichs 92g in der X-Achsenrichtung. Demgemäß ist es möglich, den Temperaturdetektor 62 näher zu dem zweiten Lagerteil 92 zu bringen, während ein Gebiet des zweiten Lagerbereichs 92g ausreichend gesichert wird, welches ein thermischer Verbindungsbereich zwischen dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 und dem zweiten Lagerteil 92 ist. Folglich ist es möglich, eine Temperatur zu ermitteln, bei welcher die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 genauer reflektiert ist.
Ferner ist in der Lichtdetektionsvorrichtung 1A der äußere Randabschnitt 10b des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 in dem ersten Lagerbereich 91g und dem zweiten Lagerbereich 92g derart angeordnet, dass die erste Breite W1 und die zweite Breite W2 einander gleich sind. Der Temperaturdetektor 62 ist an der Montagefläche 7a derart angeordnet, dass die Distanz D3 und die Distanz D4 einander gleich sind. Demgemäß ist es möglich, eine Temperatur zu ermitteln, bei welcher die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 über sowohl den ersten Lagerteil 91 als auch den zweiten Lagerteil 92 gleichmäßig reflektiert ist.
Ferner ist in der Lichtdetektionsvorrichtung 1A in dem Raum A, welcher sich in der Z-Achsenrichtung zwischen der Leiterplatte 7 und dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 befindet und sich in der X-Achsenrichtung zwischen dem ersten Lagerteil 91 und dem zweiten Lagerteil 92 befindet, ein Wert, welcher durch eine Division einer Breite des Raums A in der Y-Achsenrichtung durch eine Breite des Raums A in der X-Achsenrichtung ermittelt wird, 1,5 oder mehr. Demgemäß können die Länge des ersten Lagerbereichs 91g in der Y-Achsenrichtung und die Länge des zweiten Lagerbereichs 92g in der Y-Achsenrichtung gesichert werden, während der Temperaturdetektor 62 in der X-Achsenrichtung jeweils näher zu dem ersten Lagerteil 91 und dem zweiten Lagerteils 92 gebracht wird, und können somit das Gebiet des ersten Lagerbereichs 91g und das Gebiet des zweiten Lagerbereichs 92g ausreichend gesichert werden. Ausgehend von einem Gesichtspunkt eines Sicherns der Länge des ersten Lagerbereichs 91g in der Y-Achsenrichtung und der Länge des zweiten Lagerbereichs 92g in der Y-Achsenrichtung, während der Temperaturdetektor 62 jeweils näher zu dem ersten Lagerteils 91 und dem zweiten Lagerteils 92 gebracht wird, ist das Aspektverhältnis des Raums A bevorzugt 1,8 oder mehr und weiter bevorzugt 2 oder mehr.
Ferner hat in der Lichtdetektionsvorrichtung 1A die Leiterplatte 7 eine längliche Form mit der Y-Achsenrichtung als einer Längsrichtung und sind das erste Lagerteil 91 und das zweite Lagerteil 92 jeweils an der Montagefläche 7a angeordnet, um sich in der X-Achsenrichtung entlang von jedem der beiden Randabschnitte der Leiterplatte 7 zu erstrecken. Demgemäß ist es möglich, einfach den Raum A zu bilden, in welchem die Breite in der Y-Achsenrichtung größer als die Breite in der X-Achsenrichtung ist.
Ferner hat die Lichtdetektionsvorrichtung 1A den Zapfen 3, an welchem die Leiterplatte 7 angeordnet ist, die Vielzahl von Anschlussstiften 11, welche in dem Zapfen 3 bereitgestellt sind, die Leitung 81, welche eine Elektrode des Lichtdetektors 61 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch verbindet, und die Leitung 82 und die Leitung 83, welche die andere Elektrode des Lichtdetektors 61 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch verbinden. Die Leiterplatte 7 hat die Leitungsanordnung 70, welche das Elektrodenpad 73, das mit der einen Elektrode des Lichtdetektors 61 an der Montagefläche 7a elektrisch verbunden ist und an der Montagefläche 7a bereitgestellt ist, und das Elektrodenpad 74, welches an der Montagefläche 7a bereitgestellt ist, aufweist. Die Leitung 81 verbindet das Elektrodenpad 73 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch, die Leitung 82 verbindet die andere Elektrode des Lichtdetektors 61 und das Elektrodenpad 74 elektrisch und die Leitung 83 verbindet das Elektrodenpad 74 und den Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch. Das Elektrodenpad 73 und das Elektrodenpad 74 befinden sich betrachtet in der Z-Achsenrichtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10. Demgemäß ist es möglich, zu verhindern, dass die Leitung 82 und die Leitung 83 mit umliegenden Bauteilen (dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10, dem ersten Lagerteil 91, dem zweiten Lagerteil 92 und dergleichen) in Kontakt kommen.
[Zweite Ausführungsform]
Wie in 6 und 7 gezeigt, unterscheidet sich eine Lichtdetektionsvorrichtung 1B einer zweiten Ausführungsform hauptsächlich dadurch von der Lichtdetektionsvorrichtung 1A der ersten Ausführungsform, dass sie das Elektrodenpad 74, das Elektrodenpad 77, die Leitung 83 und die Leitung 86 nicht aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, weist die Lichtdetektionsvorrichtung 1B das Elektrodenpad 74, das Elektrodenpad 77, die Leitung 83 und die Leitung 86 nicht auf. Die andere Elektrode des Lichtdetektors 61 ist durch die Leitung 82 direkt mit dem Endabschnitt des Anschlussstifts 11 elektrisch verbunden. Die andere Elektrode des Temperaturdetektors 62 ist direkt mit dem Endabschnitt des Anschlussstifts 11 durch die Leitung 85 elektrisch verbunden.
Die Leitung 82 und die Leitung 85 sind gekrümmt. Genauer sind die Leitung 82 und die Leitung 85 in eine Richtung weg von den umliegenden Bauteilen gekrümmt, um nicht mit den umliegenden Bauteilen in Kontakt zu kommen. Genauer sind die Leitung 82 und die Leitung 85 betrachtet in der Z-Achsenrichtung in eine Richtung weg von dem zweiten Lagerteil 92 gekrümmt. Die Leitung 82 und die Leitung 85 sind betrachtet in der Z-Achsenrichtung gekrümmt, um dem zweiten Lagerteil 92 auszuweichen. Infolgedessen ist es möglich, zu verhindern, dass die Leitung 82 und die Leitung 85 mit dem zweiten Lagerteil 92 in Kontakt kommen. Ferner sind die Leitung 82 und die Leitung 85 in der Nähe der Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 betrachtet in der X-Achsenrichtung in einer Richtung weg von dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 gekrümmt. Die Leitung 82 und die Leitung 85 sind betrachtet in der X-Achsenrichtung gekrümmt, um dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 in der Nähe der Seitenfläche 10c des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 auszuweichen. Infolgedessen ist es möglich, zu verhindern, dass die Leitung 82 und die Leitung 85 mit dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 in Kontakt kommen. Da der Endabschnitt jedes Anschlussstifts 11 sich wie vorstehend beschrieben mit Bezug auf den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 in der Z-Achsenrichtung an einer Seite näher zu dem Zapfen 3 befindet, ist es einfach, die Leitung 82 und die Leitung 85 zu biegen, um dem Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 auszuweichen.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der Lichtdetektionsvorrichtung 1B der zweiten Ausführungsform möglich, die Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 wie in der vorstehend beschriebenen Lichtdetektionsvorrichtung 1A der ersten Ausführungsform mit hoher Genauigkeit zu korrigieren. Ferner ist es gemäß der Lichtdetektionsvorrichtung 1B möglich, eine Erzeugung eines Rauschens in dem Detektionssignalausgang von dem Lichtdetektor 61 durch ein Spannungssignal, das an den Fabry-Perot-Interferenzfilter angelegt ist 10, zu unterdrücken.
Nachfolgend wird der Effekt des Unterdrückens des Rauschens basierend auf den Ergebnissen eines Experiments (Beispiel 1), welches mittels der Lichtdetektionsvorrichtung 1A durchgeführt wurde, und den Ergebnissen eines Experiments (Beispiel 2), welches mittels der Lichtdetektionsvorrichtung 1B durchgeführt wurde, beschrieben. 8 ist ein Diagramm, welches eine zeitbezogene Änderung des Detektionssignalausgangs von dem Lichtdetektor 61 in einem Fall zeigt, in welchem in Beispiel 1 und Beispiel 2 jeweils zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 26 des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 eine Spannung angelegt ist.
In einem Fall, in welchem zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 26 des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 eine Sapnnung angelegt wird, wird in einem Zeitraum bis die Distanz zwischen dem ersten Spiegelteil 35 und dem zweiten Spiegelteil 36 die Distanz erreicht, welche dem Licht der Sollwellenlänge entspricht, das Detektionssignal von dem Lichtdetektor 61 bei etwa Null aufrechterhalten. Wie in 8 gezeigt, kann jedoch in einem Teil des vorstehenden Zeitraums (zum Beispiel 0 bis 0,0006 s) ein Rauschen (ein Übersprechsignal) auftreten, welches in dem Detektionssignalausgang von dem Lichtdetektor 61 plötzlich anschwillt. In Betracht gezogen wird, dass dies aufgrund des Spannungssignals der Fall ist, welches an den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 angelegt wird. Anhand der in 8 gezeigten Ergebnisse ist zu sehen, dass in Beispiel 2 verglichen mit Beispiel 1 ein Rauschen unterdrückt wird.
[Modifikationsbeispiel]
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform begrenzt, welche vorstehend beschrieben wurden. Zum Beispiel wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der Lichtdetektor 61 den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 betrachtet in der Z-Achsenrichtung vollständig überlappt, aber zumindest ein Teil des Lichtdetektors 61 muss nur einen Teil des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 überlappen. Ein Teil des Lichtdetektors 61 kann sich betrachtet in der Z-Achsenrichtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 befinden.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der Lichtdetektor 61 den ersten Lagerteil 91 und den zweiten Lagerteil 92 betrachtet in der X-Achsenrichtung vollständig überlappt, aber zumindest ein Teil des Lichtdetektors 61 kann den ersten Lagerteil 91 und den zweiten Lagerteil 92 betrachtet in der X-Achsenrichtung überlappen. Ein Teil des Lichtdetektors 61 kann sich betrachtet in der X-Achsenrichtung außerhalb des ersten Lagerteils 91 oder des zweiten Lagerteils 92 befinden. Zumindest ein Teil des Lichtdetektors 61 muss betrachtet in der X-Achsenrichtung nur einen Teil des ersten Lagerteils 91 überlappen.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der Temperaturdetektor 62 den Fabry-Perot-Interferenzfilter 10 betrachtet in der Z-Achsenrichtung vollständig überlappt, aber zumindest ein Teil des Temperaturdetektors 62 muss nur einen Teil des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 überlappen. Ein Teil des Temperaturdetektors 62 kann sich betrachtet in der Z-Achsenrichtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 befinden.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der Temperaturdetektor 62 den ersten Lagerteil 91 und den zweiten Lagerteil 92 betrachtet in der X-Achsenrichtung vollständig überlappt, aber zumindest ein Teil des Temperaturdetektors 62 kann den ersten Lagerteil 91 und den zweiten Lagerteil 92 betrachtet in der X-Achsenrichtung überlappen. Ein Teil des Temperaturdetektors 62 kann sich betrachtet in der X-Achsenrichtung außerhalb des ersten Lagerteils 91 oder des zweiten Lagerteils 92 befinden. Zumindest ein Teil des Temperaturdetektors 62 muss nur einen Teil des ersten Lagerteils 91 betrachtet in der X-Achsenrichtung überlappen.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der äußere Randabschnitt 10b des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 in dem ersten Lagerbereich 91g und dem zweiten Lagerbereich 92g derart angeordnet ist, dass die erste Breite W1 und die zweite Breite W2 einander gleich sind, aber der äußere Randabschnitt 10b des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 kann in dem ersten Lagerbereich 91g und dem zweiten Lagerbereich 92g derart angeordnet sein, dass die erste Breite W1 und die zweite Breite W2 unterschiedlich zueinander sind. Die erste Breite W1 kann größer als die zweite Breite W2 sein oder kann kleiner als die zweite Breite W2 sein.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der Lichtdetektor 61 an der Montagefläche 7a derart angeordnet ist, dass die Distanz D1 und die Distanz D2 einander gleich sind, aber der Lichtdetektor 61 kann an der Montagefläche 7a derart angeordnet sein, dass die Distanz D1 und die Distanz D2 unterschiedlich zueinander sind. Die Distanz D1 kann größer als die Distanz D2 sein oder kann kleiner als die Distanz D2 sein.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem die Distanz D1 kleiner als die erste Breite W1 ist und die Distanz D2 kleiner als die zweite Breite W2 ist, aber die Distanz D1 kann die erste Breite W1 oder gößer sein und die Distanz D2 kann die zweiten Breite W2 oder größer sein.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der Temperaturdetektor 62 an der Montagefläche 7a derart angeordnet ist, dass die Distanz D3 und die Distanz D4 einander gleich sind, aber der Temperaturdetektor 62 kann an der Montagefläche 7a derart angeordnet sein, dass die Distanz D3 und die Distanz D4 unterschiedlich zueinander sind. Die Distanz D3 kann größer als die Distanz D4 sein oder kann kleiner als die Distanz D4 sein.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem die Distanz D4 kleiner als die zweite Breite W2 ist, aber die Distanz D4 kann die zweite Breite W2 oder größer sein. Zumindest die Distanz D3 muss nur kleiner als die erste Breite W1 sein.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der erste Lagerteil 91 in einem Abschnitt an der anderen Seite (einer linken Seite in der Zeichnung) der Montagefläche 7a in der X-Achsenrichtung angeordnet ist und der zweite Lagerteil 92 an einer Seite (einer rechten Seite in der Zeichnung) der Montagefläche 7a in der X-Achsenrichtung angeordnet ist, aber der erste Lagerteil 91 kann in einem Abschnitt an einer Seite (einer rechten Seite in der Zeichnung) der Montagefläche 7a in der X-Achsenrichtung angeordnet sein und der zweite Lagerteil 92 kann in einem Abschnitt an der anderen Seite (einer linken Seite in der Zeichnung) der Montagefläche 7a in der X-Achsenrichtung angeordnet sein. Das heißt, in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform können der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 betrachtet in der Z-Achsenrichtung um 180° um die Linie L gedreht sein.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der erste Anschluss und der zweite Anschluss jeweils der Anschlussstift 11 sind, welcher den Zapfen 3 durchdringt, aber der erste Anschluss und der zweite Anschluss können jeweils nicht der Anschlussstift sein. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss können zum Beispiel jeweils ein Elektrodenpad oder dergleichen sein, welches an der Montagefläche 7a der Leiterplatte 7 bereitgestellt ist. In diesem Fall kann die Lichtdetektionsvorrichtung 1A oder die Lichtdetektionsvorrichtung 1B zum Beispiel als eine Oberflächenmontagevorrichtung (SMD) konfiguriert sein.
Ferner wurde in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, in welchem der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 separat von der Leiterplatte 7 ausgebildet sind, aber der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 können integral mit der Leiterplatte 7 ausgebildet sein. Ferner können der erste Lagerteil 91 und der zweite Lagerteil 92 integral mit dem Substrat 21 des Fabry-Perot-Interferenzfilters 10 ausgebildet sein.
Die Lichtdetektionsvorrichtung kann aufweisen: eine Leiterplatte; einen ersten Lagerteil und einen zweiten Lagerteil, welche auf einer Montagefläche der Leiterplatte angeordnet sind, um einander gegenüberzuliegen; einen Fabry-Perot-Interferenzfilter mit einem ersten Spiegelteil und einem zweiten Spiegelteil, zwischen welchen eine Distanz variabel ist, und mit einem äußeren Randabschnitt, welcher in einem ersten Lagerbereich des ersten Lagerteils und einem zweiten Lagerbereich des zweiten Lagerteils angeordnet ist; einen Lichtdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, um dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil zwischen dem ersten Lagerteil und dem zweiten Lagerteil gegenüberzuliegen; und einen Temperaturdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, wobei der Temperaturdetektor an der Montagefläche derart angeordnet sein kann, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des Fabry-Perot-Interferenzfilters betrachtet in einer ersten Richtung senkrecht zu der Montagefläche überlappt, sowie derart, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil von sowohl dem ersten Lagerteil als auch dem zweiten Lagerteil betrachtet in einer zweiten Richtung überlappt, in welcher der erste Lagerteil und der zweite Lagerteil einander gegenüberliegen, und wobei in einem Raum, welcher sich in der ersten Richtung zwischen der Leiterplatte und dem Fabry-Perot-Interferenzfilter befindet und sich in der zweiten Richtung zwischen dem ersten Lagerteil und dem zweiten Lagerteil befindet, ein Wert, welcher durch Division einer Breite des Raums in einer dritten Richtung senkrecht sowohl zu der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung durch eine Breite des Raums in der zweiten Richtung ermittelt wird, 1,5 oder höher sein kann. In dieser Lichtdetektionsvorrichtung kann, während der Temperaturdetektor sowohl zu dem ersten Lagerteil als auch dem zweiten Lagerteil in der zweiten Richtung näher gebracht wird, die Länge des ersten Lagerbereichs in der dritten Richtung und die Länge des zweiten Lagerbereichs in der dritten Richtung gesichert werden und kann somit das Gebiet des ersten Lagerbereichs und das Gebiet des zweiten Lagerbereichs ausreichend gesichert werden. Folglich ist es möglich, eine Temperatur zu ermitteln, bei welcher die Temperatur des Fabry-Perot-Interferenzfilters genau reflektiert ist. Folglich ist es gemäß dieser Lichtdetektionsvorrichtung möglich, die Temperaturcharakteristika des Fabry-Perot-Interferenzfilters mit hoher Genauigkeit zu korrigieren.
Bezugszeichenliste

1A, 1B: Lichtdetektionsvorrichtung
3: Zapfen (Positionierungsteil)
7: Leiterplatte
7a: Montagefläche
10: Fabry-Perot-Interferenzfilter
10b: Äußerer Randabschnitt
61: Lichtdetektor
62: Temperaturdetektor
11: Anschlussstift (erster Anschluss, zweiter Anschluss)
35: Erster Spiegelteil
36: Zweiter Spiegelteil
73: Elektrodenpad (Erstes Elektrodenpad)
74: Elektrodenpad (Zweites Elektrodenpad)
81: Leitung (erste Leitung)
82: Leitung (zweite Leitung)
83: Leitung (dritte Leitung)
91: Erster Lagerteil
91g: Erster Lagerbereich
92: Zweiter Lagerteil
92g: Zweiter Lagerbereich
A: Raum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015087318 A [0003]

Claims

Lichtdetektionsvorrichtung mit: einer Leiterplatte; einem ersten Lagerteil, das auf einer Montagefläche der Leiterplatte angeordnet ist; einem Fabry-Perot-Interferenzfilter mit einem ersten Spiegelteil und einem zweiten Spiegelteil, zwischen welchen eine Distanz variabel ist, und mit einem äußeren Randabschnitt, der in einem ersten Lagerbereich des ersten Lagerteils angeordnet ist; einem Lichtdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, um dem ersten Spiegelteil und dem zweiten Spiegelteil an einer Seite des ersten Lagerteils gegenüberzuliegen; und einem Temperaturdetektor, welcher an der Montagefläche angeordnet ist, wobei der Temperaturdetektor an der Montagefläche derart angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des Fabry-Perot-Interferenzfilters betrachtet in einer ersten Richtung senkrecht zu der Montagefläche überlappt, sowie derart, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des ersten Lagerteils betrachtet in einer zweiten Richtung überlappt, in welcher das erste Lagerteil und der Lichtdetektor zueinander ausgerichtet sind, und wobei eine erste Distanz zwischen dem Temperaturdetektor und dem ersten Lagerteil in der zweiten Richtung kleiner als eine erste Breite des ersten Lagerbereichs in der zweiten Richtung ist.
Lichtdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner mit einem zweiten Lagerteil, welches an der Montagefläche angeordnet ist, um dem ersten Lagerteil mit dem in der zweiten Richtung dazwischen angeordneten Lichtdetektor gegenüberzuliegen, wobei der äußere Randabschnitt des Fabry-Perot-Interferenzfilters in einem zweiten Lagerbereich des zweiten Lagerteils angeordnet ist, wobei der Temperaturdetektor derart an der Montagefläche angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des Temperaturdetektors einen Teil des zweiten Lagerteils betrachtet in der zweiten Richtung überlappt, und wobei eine zweite Distanz zwischen dem Temperaturdetektor und dem zweiten Lagerteil in der zweiten Richtung kleiner als eine zweite Breite des zweiten Lagerbereichs in der zweiten Richtung ist.
Lichtdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der äußere Randabschnitt des Fabry-Perot-Interferenzfilters derart in dem ersten Lagerbereich und dem zweiten Lagerbereich angeordnet ist, dass die erste Breite und die zweiten Breite einander gleich sind, und wobei der Temperaturdetektor derart an der Montagefläche angeordnet ist, dass die erste Distanz und die zweite Distanz einander gleich sind.
Lichtdetektionsvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei in einem Raum, welcher sich in der ersten Richtung zwischen der Leiterplatte und dem Fabry-Perot-Interferenzfilter befindet und sich in der zweiten Richtung zwischen dem ersten Lagerteil und dem zweiten Lagerteil befindet, ein Wert, welcher durch eine Division einer Breite des Raums in einer dritten Richtung, welche sowohl zu der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung senkrecht ist, durch eine Breite des Raums in der zweiten Richtung ermittelt wird, 1,5 oder größer ist.
Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Leiterplatte eine längliche Form hat, welche eine dritte Richtung, die sowohl zu der ersten Richtung als auch der zweiten Richtung senkrecht ist, als eine Längsrichtung hat, und wobei der erste Lagerteil und der zweite Lagerteil jeweils an der Montagefläche angeordnet sind, um sich in der zweiten Richtung entlang von jedem der beiden Randabschnitte der Leiterplatte zu erstrecken.
Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit: einem Positionierungsteil, an welchem die Leiterplatte angeordnet ist; einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss, welche in dem Positionierungsteil bereitgestellt sind; einer ersten Leitung, welche eine Elektrode des Lichtdetektors und den ersten Anschluss elektrisch verbindet; und einer zweiten Leitung und einer dritten Leitung, welche die andere Elektrode des Lichtdetektors und den zweiten Anschluss elektrisch verbinden, wobei die Leiterplatte Folgendes aufweist: eine Leitungsanordnung mit einem ersten Elektrodenpad, das mit der einen Elektrode des Lichtdetektors an der Montagefläche elektrisch verbunden ist und an der Montagefläche bereitgestellt ist, und ein zweites Elektrodenpad, welches an der Montagefläche bereitgestellt ist, wobei die erste Leitung das erste Elektrodenpad und den ersten Anschluss elektrisch verbindet, wobei die zweite Leitung die andere Elektrode des Lichtdetektors und das zweite Elektrodenpad elektrisch verbindet, wobei die dritte Leitung das zweite Elektrodenpad und den zweiten Anschluss elektrisch verbindet, und wobei das erste Elektrodenpad und das zweite Elektrodenpad sich betrachtet in der ersten Richtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters befinden.
Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit: einem Positionierungsteil, an welchem die Leiterplatte angeordnet ist; einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss, welche in dem Positionierungsteil bereitgestellt sind; einer ersten Leitung, welche eine Elektrode des Lichtdetektors und den ersten Anschluss elektrisch verbindet; und einer zweiten Leitung, welche die andere Elektrode des Lichtdetektors und den zweiten Anschluss elektrisch verbindet, wobei die Leiterplatte Folgendes aufweist: eine Leitungsanordnung mit einem ersten Elektrodenpad, welches mit der einen Elektrode des Lichtdetektors an der Montagefläche elektrisch verbunden ist und an der Montagefläche bereitgestellt ist, wobei die erste Leitung das erste Elektrodenpad und den ersten Anschluss elektrisch verbindet, wobei die zweite Leitung die andere Elektrode des Lichtdetektors und den zweiten Anschluss elektrisch verbindet, und wobei das erste Elektrodenpad sich betrachtet in der ersten Richtung außerhalb des Fabry-Perot-Interferenzfilters befindet.