JP2021089294A - Optical detection device - Google Patents

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Abstract

To provide an optical detection device that enables detection with high sensitivity and high accuracy.SOLUTION: An optical detection device comprises: a package that is provided with a window part; a Fabry-Perot interference filter 10A that causes light incident from the window part to be transmitted therethrough in the package; and an optical detector that detects the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10A in the package. The Fabry-Perot interference filter 10A has: a substrate 21 that has a first front surface 21a on a window part side, and a second front surface side 21b on an optical detector side; a first layer structure 30 that is arranged on the first front surface side 21a, and provided with a first mirror part 35 and a second mirror part 36; and a lens part 50 that is integrally provided on a second front surface 21b side, and condenses the light transmitted through the first mirror part 35 and the second mirror part 36 to the optical detector. When viewed from an incident direction of the light, the lens part 50 is located inside a gap S.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ファブリペロー干渉フィルタを備える光検出装置に関する。 The present invention relates to a photodetector including a Fabry-Perot interference filter.

窓部が設けられたパッケージと、パッケージ内において、窓部から入射した光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、パッケージ内において、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光を検出する光検出器と、を備える光検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 It includes a package provided with a window, a Fabry-Perot interference filter that transmits light incident from the window in the package, and a photodetector that detects light transmitted through the Fabry-Perot interference filter in the package. Photodetectors are known (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１６−２１１８６０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-21186

上述したような光検出装置においては、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光が光検出器によって効率良く検出されることが望ましい。特に、汎用的な光源を用いて、被測定物からの反射光を分析するような場合には、反射光の光量が小さくなり易いことから、光を効率良く検出することが重要となる。 In the above-mentioned photodetector, it is desirable that the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter is efficiently detected by the photodetector. In particular, when analyzing the reflected light from the object to be measured using a general-purpose light source, the amount of the reflected light tends to be small, so that it is important to detect the light efficiently.

光を効率良く検出するために、受光領域の大きいフォトダイオード等の光検出器を用いることが考えられる。しかし、受光領域の大きい光検出器を用いると、光検出器から出力される信号においてノイズ成分が大きくなるおそれがある。 In order to detect light efficiently, it is conceivable to use a photodetector such as a photodiode having a large light receiving region. However, if a photodetector having a large light receiving region is used, the noise component may become large in the signal output from the photodetector.

本発明は、高感度且つ高精度な検出が可能な光検出装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a photodetector capable of high-sensitivity and high-precision detection.

本発明の光検出装置は、光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、パッケージ内に配置され、窓部から入射した光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、ファブリペロー干渉フィルタから離れた状態でパッケージ内に配置され、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光を検出する光検出器と、を備え、ファブリペロー干渉フィルタは、窓部側の第１表面及び光検出器側の第２表面を有する基板と、第１表面に配置され、空隙を介して互いに対向し且つ互いの距離が可変とされた第１ミラー部及び第２ミラー部が設けられた第１層構造体と、第２表面側に一体的に設けられ、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を光検出器に集光するレンズ部と、を有する。 The photodetector of the present invention is separated from a package provided with a window portion for incident light, a Fabry Perot interference filter arranged in the package and transmitting light incident from the window portion, and a Fabric Perot interference filter. The Fabry Perot Interference Filter comprises a photodetector that is located in the package and detects light that has passed through the Fabric Perot Interference Filter, the Fabric Perot Interference Filter having a first surface on the window side and a second surface on the light detector side. A substrate, a first layer structure arranged on the first surface, facing each other through a gap, and provided with a first mirror portion and a second mirror portion having variable distances from each other, and a second surface side. It has a lens unit that is integrally provided in the photodetector and that collects the light transmitted through the first mirror unit and the second mirror unit on the photodetector.

上述した光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタが、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を光検出器に集光するレンズ部を有している。これにより、受光領域の小さい光検出器を用いたとしても、当該受光領域に、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を効率良く入射させることができる。つまり、受光領域の小さい光検出器を用いて、光検出器から出力される信号においてノイズ成分を小さくしつつ、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光を効率良く検出することができる。ここで、光検出器の受光領域が小さくなると、光検出器に対するレンズ部の位置（特に、光軸に垂直な方向における位置）に高い精度が要求される。上述した光検出装置では、第１ミラー部及び第２ミラー部の後段にレンズ部が位置しているため、第１ミラー部及び第２ミラー部の前段にレンズ部が位置している場合に比べ、レンズ部と光検出器との距離が小さくなり、光検出器に対するレンズ部の位置に要求される精度が緩和される。また、レンズ部が、ファブリペロー干渉フィルタを構成する基板の第２表面側に一体的に設けられているため、レンズ部がファブリペロー干渉フィルタとは別体で支持部材（例えば、パッケージ内において、ファブリペロー干渉フィルタが光検出器から離れた状態でファブリペロー干渉フィルタを支持する支持部材）に取り付けられている場合に比べ、光検出器に対するレンズ部の位置にずれが生じ難い。以上により、上述した光検出装置によれば、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 In the above-mentioned photodetector, the Fabry Perot interference filter has a lens unit that collects the light transmitted through the first mirror unit and the second mirror unit on the photodetector. As a result, even if a photodetector having a small light receiving region is used, the light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion can be efficiently incident on the light receiving region. That is, by using a photodetector having a small light receiving region, it is possible to efficiently detect the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter while reducing the noise component in the signal output from the photodetector. Here, when the light receiving region of the photodetector becomes smaller, high accuracy is required for the position of the lens portion with respect to the photodetector (particularly, the position in the direction perpendicular to the optical axis). In the above-mentioned photodetector, since the lens portion is located at the rear stage of the first mirror portion and the second mirror portion, the lens portion is located at the front stage of the first mirror portion and the second mirror portion as compared with the case where the lens portion is located at the front stage. , The distance between the lens unit and the photodetector is reduced, and the accuracy required for the position of the lens unit with respect to the photodetector is relaxed. Further, since the lens portion is integrally provided on the second surface side of the substrate constituting the Fabry-Perot interference filter, the lens portion is separate from the Fabry-Perot interference filter and is a support member (for example, in the package). Compared to the case where the Fabry-Perot interference filter is attached to the support member that supports the Fabry-Perot interference filter away from the optical detector), the position of the lens portion with respect to the optical detector is less likely to shift. As described above, according to the above-mentioned photodetector, highly sensitive and highly accurate detection is possible.

本発明の光検出装置では、レンズ部は、基板のうち第２表面側の部分に形成されていてもよい。この構成では、基板とレンズ部との間に界面が存在しないため、光学的なロスを抑制することができると共に、レンズ部の剥がれ等を防止することができる。また、半導体製造プロセスにおいて、レンズ部を高い位置精度で容易に形成することができる。 In the photodetector of the present invention, the lens portion may be formed on a portion of the substrate on the second surface side. In this configuration, since there is no interface between the substrate and the lens portion, optical loss can be suppressed and peeling of the lens portion can be prevented. Further, in the semiconductor manufacturing process, the lens portion can be easily formed with high position accuracy.

本発明の光検出装置では、レンズ部は、第２表面に直接的又は間接的に設けられていてもよい。この構成によれば、レンズ部が基板の一部分に形成されている場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタの応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部が採り得る形状（レンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 In the photodetector of the present invention, the lens portion may be provided directly or indirectly on the second surface. According to this configuration, the stress balance of the Fabry-Perot interference filter can be improved as compared with the case where the lens portion is formed on a part of the substrate. In addition, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface, etc.) that the lens portion can take can be increased.

本発明の光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタは、第２表面に配置され、第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、第２層構造体には、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光が通過する開口が形成されており、レンズ部は、開口内に配置されていてもよい。この構成によれば、レンズ部が基板とは別体であったとしても、レンズ部の位置にずれが生じるのを抑制することができる。また、ファブリペロー干渉フィルタの厚さが大きくなるのを抑制しつつ、例えば、レンズ部が開口内に配置されている分だけレンズ部の厚さを大きくすることで、レンズ部の集光機能を向上させることができる。更に、レンズ部の全体を開口内に配置することで、レンズ部の破損及び汚染を防止することができる。 In the light detection device of the present invention, the fabric perot interference filter further has a second layer structure arranged on the second surface and configured to correspond to the first layer structure, and the second layer structure has a second layer structure. Is formed with an opening through which light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion passes, and the lens portion may be arranged in the opening. According to this configuration, even if the lens portion is separate from the substrate, it is possible to prevent the lens portion from being displaced. Further, while suppressing the increase in the thickness of the Fabry-Perot interference filter, for example, by increasing the thickness of the lens portion by the amount that the lens portion is arranged in the aperture, the condensing function of the lens portion can be enhanced. Can be improved. Further, by arranging the entire lens portion in the opening, damage and contamination of the lens portion can be prevented.

本発明の光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタは、第２表面に配置され、第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、第２層構造体には、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光が通過する開口が形成されており、レンズ部は、開口を塞ぐように第２層構造体に取り付けられていてもよい。この構成によれば、ファブリペロー干渉フィルタにおいて、基板の第１表面側と第２表面側との間の応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（レンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 In the light detection device of the present invention, the fabric perot interference filter further has a second layer structure arranged on the second surface and configured to correspond to the first layer structure, and the second layer structure has a second layer structure. Is formed with an opening through which light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion passes, and the lens portion may be attached to the second layer structure so as to close the opening. According to this configuration, in the Fabry-Perot interference filter, the stress balance between the first surface side and the second surface side of the substrate can be improved. In addition, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface, etc.) that the lens unit 50 can take can be increased.

本発明の光検出装置では、光の入射方向から見た場合に、レンズ部の外縁は、窓部の外縁よりも内側に位置しており、光検出器の受光領域の外縁よりも外側に位置していてもよい。この構成によれば、第１ミラー部及び第２ミラー部を透過した光を光検出器の受光領域に効率良く入射させることができる。 In the photodetector of the present invention, the outer edge of the lens portion is located inside the outer edge of the window portion and is located outside the outer edge of the light receiving region of the photodetector when viewed from the incident direction of light. You may be doing it. According to this configuration, the light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion can be efficiently incident on the light receiving region of the photodetector.

本発明によれば、高感度且つ高精度な検出が可能な光検出装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photodetector capable of high-sensitivity and high-precision detection.

第１実施形態の光検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the light detection apparatus of 1st Embodiment. 図１に示される光検出装置の平面図である。It is a top view of the photodetector shown in FIG. 図１に示される光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの平面図である。It is a top view of the Fabry-Perot interference filter of the photodetector shown in FIG. 図３に示されるIV−IV線に沿ってのファブリペロー干渉フィルタの断面図である。It is sectional drawing of the Fabry-Perot interference filter along the line IV-IV shown in FIG. 図４に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 第２実施形態の光検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the light detection apparatus of 2nd Embodiment. 図６に示される光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the Fabry-Perot interference filter of the photodetector shown in FIG. 図７に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 第３実施形態の光検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the light detection apparatus of 3rd Embodiment. 図９に示される光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the Fabry-Perot interference filter of the photodetector shown in FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. 図１０に示されるファブリペロー干渉フィルタの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the Fabry-Perot interference filter shown in FIG. ファブリペロー干渉フィルタの参考例の断面図である。It is sectional drawing of the reference example of a Fabry-Perot interference filter.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
［第１実施形態］
［光検出装置の構成］ Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and overlapping parts are omitted.
[First Embodiment]
[Configuration of photodetector]

図１に示されるように、光検出装置１Ａは、パッケージ２を備えている。パッケージ２は、ステム３と、キャップ４と、を有するＣＡＮパッケージである。キャップ４は、側壁５及び天壁６によって一体的に構成されている。天壁６は、ラインＬに平行な方向においてステム３と対向している。ステム３及びキャップ４は、例えば金属からなり、互いに気密に接合されている。 As shown in FIG. 1, the photodetector 1A includes a package 2. Package 2 is a CAN package having a stem 3 and a cap 4. The cap 4 is integrally composed of a side wall 5 and a top wall 6. The top wall 6 faces the stem 3 in a direction parallel to the line L. The stem 3 and the cap 4 are made of, for example, metal and are airtightly joined to each other.

ステム３の内面３ａには、配線基板７が例えば接着剤によって固定されている。配線基板７の基板材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。配線基板７には、光検出器８、及びサーミスタ等の温度補償用素子（図示省略）が実装されている。光検出器８は、パッケージ２内においてラインＬ上に配置されている。より具体的には、光検出器８は、その受光領域の中心線がラインＬに一致するようにパッケージ２内に配置されている。光検出器８は、例えば、ＩｎＧａＡｓ等が用いられた量子型センサ、サーモパイル又はボロメータ等が用いられた熱型センサ等の赤外線検出器である。紫外、可視、近赤外の各波長域の光を検出する場合には、光検出器８として、例えば、シリコンフォトダイオード等を用いることができる。なお、光検出器８の受光領域は、１つの受光部によって構成されていてもよいし、或いは、複数の受光部によって構成されていてもよい。複数の受光部によって構成された受光領域を有する光検出器８は、例えば、フォトダイオードアレイ、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等である。また、複数の光検出器８が配線基板７に実装されていてもよい。その場合、複数の光検出器８の受光部の集合を受光領域と捉えることができる。 A wiring board 7 is fixed to the inner surface 3a of the stem 3 with, for example, an adhesive. As the substrate material of the wiring board 7, for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic or the like can be used. A temperature compensation element (not shown) such as a photodetector 8 and a thermistor is mounted on the wiring board 7. The photodetector 8 is arranged on the line L in the package 2. More specifically, the photodetector 8 is arranged in the package 2 so that the center line of the light receiving region coincides with the line L. The photodetector 8 is, for example, an infrared detector such as a quantum sensor using InGaAs or the like, a thermal sensor using a thermopile or a bolometer, or the like. When detecting light in each wavelength range of ultraviolet, visible, and near infrared, for example, a silicon photodiode or the like can be used as the photodetector 8. The light receiving region of the photodetector 8 may be composed of one light receiving unit, or may be composed of a plurality of light receiving units. The photodetector 8 having a light receiving region composed of a plurality of light receiving units is, for example, a photodiode array, a CCD image sensor, a CMOS image sensor, or the like. Further, a plurality of photodetectors 8 may be mounted on the wiring board 7. In that case, the set of the light receiving portions of the plurality of photodetectors 8 can be regarded as the light receiving region.

配線基板７上には、複数のスペーサ（支持部）９が例えば接着剤によって固定されている。複数のスペーサ９は、光検出器８及び温度補償用素子を挟むように或いは囲むように、パッケージ２内に配置されている。各スペーサ９の材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。複数のスペーサ９上には、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａが例えば接着剤によって固定されている。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、パッケージ２内においてラインＬ上に配置されている。より具体的には、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、その光透過領域１０ａの中心線がラインＬに一致するようにパッケージ２内に配置されている。スペーサ９は、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａが光検出器８から離れた状態で（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａと光検出器８との間に空間が形成された状態で）ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを支持している。つまり、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａと光検出器８とは、互いに離れた状態でパッケージ２内に配置されている。なお、スペーサ９は、配線基板７と一体的に構成されていてもよい。また、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、複数のスペーサ９によってではなく、１つのスペーサ９によって支持されていてもよい。また、スペーサ９は、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａと一体的に構成されていてもよい。 A plurality of spacers (support portions) 9 are fixed on the wiring board 7 by, for example, an adhesive. The plurality of spacers 9 are arranged in the package 2 so as to sandwich or surround the photodetector 8 and the temperature compensating element. As the material of each spacer 9, for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic or the like can be used. Fabry-Perot interference filters 10A are fixed on the plurality of spacers 9 by, for example, an adhesive. The Fabry-Perot interference filter 10A is arranged on the line L in the package 2. More specifically, the Fabry-Perot interference filter 10A is arranged in the package 2 so that the center line of the light transmission region 10a coincides with the line L. The spacer 9 provides the Fabry-Perot Interference Filter 10A with the Fabry-Perot Interference Filter 10A away from the Photodetector 8 (ie, with a space formed between the Fabry-Perot Interference Filter 10A and the Photodetector 8). I support it. That is, the Fabry-Perot interference filter 10A and the photodetector 8 are arranged in the package 2 in a state of being separated from each other. The spacer 9 may be integrally configured with the wiring board 7. Further, the Fabry-Perot interference filter 10A may be supported by one spacer 9 instead of a plurality of spacers 9. Further, the spacer 9 may be integrally configured with the Fabry-Perot interference filter 10A.

ステム３には、複数のリードピン１１が固定されている。より具体的には、各リードピン１１は、ステム３との間の電気的な絶縁性及び気密性が維持された状態で、ステム３を貫通している。各リードピン１１には、配線基板７に設けられた電極パッド、光検出器８の端子、温度補償用素子の端子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの端子のそれぞれが、ワイヤ１２によって電気的に接続されている。これにより、光検出器８、温度補償用素子、及びファブリペロー干渉フィルタ１０Ａのそれぞれに対する電気信号の入出力等が可能である。 A plurality of lead pins 11 are fixed to the stem 3. More specifically, each lead pin 11 penetrates the stem 3 while maintaining electrical insulation and airtightness with the stem 3. Each of the electrode pad provided on the wiring board 7, the terminal of the photodetector 8, the terminal of the temperature compensation element, and the terminal of the Fabry-Perot interference filter 10A are electrically connected to each lead pin 11 by a wire 12. ing. As a result, it is possible to input / output an electric signal to each of the photodetector 8, the temperature compensation element, and the Fabry-Perot interference filter 10A.

パッケージ２には、開口２ａが形成されている。より具体的には、開口２ａは、その中心線がラインＬに一致するようにキャップ４の天壁６に形成されている。天壁６の内面６ａには、開口２ａを塞ぐように光透過部材１３が配置されている。光透過部材１３は、開口２ａ内及び側壁５の内面５ａに至っており、開口２ａを気密に封止している。光透過部材１３は、少なくとも光検出装置１Ａの測定波長範囲の光を透過させる。光透過部材１３の光入射面１３ａは、開口２ａにおいて天壁６の外面と略面一となっている。このような光透過部材１３は、開口２ａを下側にした状態でキャップ４の内側にガラスペレットを配置し、そのガラスペレットを溶融させることで、形成される。つまり、光透過部材１３は、融着ガラスからなる。パッケージ２では、光透過部材１３のうち開口２ａ内に位置する部分が、外部からパッケージ２内に光を入射させる窓部１５として機能する。なお、例えば、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、プラスチック等からなる板状の光透過部材１３が、開口２ａを塞ぐように天壁６の内面６ａに気密に接合されていてもよい。その場合、開口２ａ内の領域が窓部１５として機能する。つまり、光透過部材１３の有無にかかわらず、開口２ａ内の領域が窓部１５として機能する。 An opening 2a is formed in the package 2. More specifically, the opening 2a is formed on the top wall 6 of the cap 4 so that its center line coincides with the line L. A light transmitting member 13 is arranged on the inner surface 6a of the top wall 6 so as to close the opening 2a. The light transmitting member 13 reaches the inside of the opening 2a and the inner surface 5a of the side wall 5, and airtightly seals the opening 2a. The light transmitting member 13 transmits light in at least the measurement wavelength range of the photodetector 1A. The light incident surface 13a of the light transmitting member 13 is substantially flush with the outer surface of the top wall 6 at the opening 2a. Such a light transmitting member 13 is formed by arranging glass pellets inside the cap 4 with the opening 2a facing downward and melting the glass pellets. That is, the light transmitting member 13 is made of fused glass. In the package 2, the portion of the light transmitting member 13 located in the opening 2a functions as a window portion 15 that allows light to enter the package 2 from the outside. For example, a plate-shaped light transmitting member 13 made of glass, quartz, silicon, germanium, plastic, or the like may be airtightly joined to the inner surface 6a of the top wall 6 so as to close the opening 2a. In that case, the region in the opening 2a functions as the window portion 15. That is, the region in the opening 2a functions as the window portion 15 regardless of the presence or absence of the light transmitting member 13.

光透過部材１３の光出射面１３ｂ（ラインＬに平行な方向において光入射面１３ａと対向する面）には、板状のバンドパスフィルタ１４が例えば接着剤によって固定されている。バンドパスフィルタ１４は、光検出装置１Ａの測定波長範囲の光を選択的に透過させる。バンドパスフィルタ１４は、例えば、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５等の高屈折材料と、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等の低屈折材料との組合せからなる誘電体多層膜を有する。なお、バンドパスフィルタ１４は、例えば蒸着等によって光透過部材１３の光出射面１３ｂに形成されていてもよい。 A plate-shaped bandpass filter 14 is fixed to the light emitting surface 13b (the surface facing the light incident surface 13a in the direction parallel to the line L) of the light transmitting member 13 with, for example, an adhesive. The bandpass filter 14 selectively transmits light in the measurement wavelength range of the photodetector 1A. The bandpass filter 14 has, for example, a dielectric multilayer film made of a combination of a high refraction material such as TiO 2 and Ta 2 O 5 and a low refraction material such as SiO 2 and Mg F 2. The bandpass filter 14 may be formed on the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 by, for example, vapor deposition or the like.

ラインＬに平行な方向（窓部１５に対する光の入射方向）から見た場合における各部の位置関係及び大小関係は、次のとおりである。図２に示されるように、窓部１５の中心線（すなわち、開口２ａの中心線）、光透過部材１３の中心線、バンドパスフィルタ１４の中心線、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａの中心線、及び光検出器８の受光領域８ａの中心線は、ラインＬに一致している。窓部１５の外縁、光透過部材１３の外縁、光透過領域１０ａの外縁、及び受光領域８ａの外縁は、例えば円形状である。バンドパスフィルタ１４の外縁、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの外縁、及び光検出器８の外縁は、例えば矩形状である。 The positional relationship and magnitude relationship of each portion when viewed from a direction parallel to the line L (direction of light incident on the window portion 15) are as follows. As shown in FIG. 2, the center line of the window portion 15 (that is, the center line of the opening 2a), the center line of the light transmitting member 13, the center line of the bandpass filter 14, and the light transmitting region 10a of the fabric perot interference filter 10A. The center line of the light detector 8 and the center line of the light receiving region 8a of the light detector 8 coincide with the line L. The outer edge of the window portion 15, the outer edge of the light transmitting member 13, the outer edge of the light transmitting region 10a, and the outer edge of the light receiving region 8a are, for example, circular. The outer edge of the bandpass filter 14, the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10A, and the outer edge of the photodetector 8 are, for example, rectangular.

窓部１５の外縁（すなわち、開口２ａの内縁）は、光透過部材１３の外縁、バンドパスフィルタ１４の外縁、及びファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの外縁よりも内側に位置しており、光透過領域１０ａの外縁、及び受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している。受光領域８ａの外縁は、光透過領域１０ａの外縁よりも内側に位置している。バンドパスフィルタ１４の外縁は、光透過部材１３の外縁よりも内側に位置しており、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの外縁よりも外側に位置している。なお、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも内側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に他の外縁が一の外縁を囲んでいる」、「所定の方向から見た場合に他の外縁が一の外縁を含んでいる」との意味である。また、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも外側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を囲んでいる」、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を含んでいる」との意味である。 The outer edge of the window portion 15 (that is, the inner edge of the opening 2a) is located inside the outer edge of the light transmitting member 13, the outer edge of the bandpass filter 14, and the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10A, and is located inside the light transmitting region 10a. It is located outside the outer edge of the light receiving region 8a and the outer edge of the light receiving region 8a. The outer edge of the light receiving region 8a is located inside the outer edge of the light transmitting region 10a. The outer edge of the bandpass filter 14 is located inside the outer edge of the light transmitting member 13, and is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10A. In addition, "one outer edge is located inside the other outer edge when viewed from a predetermined direction" means that "the other outer edge surrounds one outer edge when viewed from a predetermined direction". , "The other outer edge includes one outer edge when viewed from a predetermined direction." In addition, "one outer edge is located outside the other outer edge when viewed from a predetermined direction" means that "one outer edge surrounds the other outer edge when viewed from a predetermined direction". , "One outer edge includes the other outer edge when viewed from a predetermined direction."

以上のように構成された光検出装置１Ａにおいては、外部から、窓部１５、光透過部材１３及びバンドパスフィルタ１４を介して、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａに光が入射すると、所定の波長を有する光が選択的に透過させられる。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光は、光検出器８の受光領域８ａに入射して、光検出器８によって検出される。
［ファブリペロー干渉フィルタの構成］ In the light detection device 1A configured as described above, when light is incident on the light transmission region 10a of the fabric perot interference filter 10A from the outside through the window portion 15, the light transmission member 13 and the bandpass filter 14, Light having a predetermined wavelength is selectively transmitted. The light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A enters the light receiving region 8a of the photodetector 8 and is detected by the photodetector 8.
[Fabry-Perot Interference Filter Configuration]

図３及び図４に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、第１ミラー部と第２ミラー部との距離に応じた光を透過させる光透過領域１０ａがラインＬ上に設けられている。光透過領域１０ａは、例えば円柱状の領域である。光透過領域１０ａにおいては、第１ミラー部と第２ミラー部との距離が極めて精度良く制御される。つまり、光透過領域１０ａは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａのうち、所定の波長を有する光を選択的に透過させるために第１ミラー部と第２ミラー部との距離を所定の距離に制御することが可能な領域であって、第１ミラー部と第２ミラー部との距離に応じた所定の波長を有する光が透過可能な領域である。 As shown in FIGS. 3 and 4, in the Fabry-Perot interference filter 10A, a light transmission region 10a for transmitting light according to the distance between the first mirror portion and the second mirror portion is provided on the line L. .. The light transmission region 10a is, for example, a columnar region. In the light transmission region 10a, the distance between the first mirror portion and the second mirror portion is controlled with extremely high accuracy. That is, the light transmission region 10a controls the distance between the first mirror portion and the second mirror portion to a predetermined distance in order to selectively transmit light having a predetermined wavelength in the fabric perot interference filter 10A. This is a region in which light having a predetermined wavelength according to the distance between the first mirror portion and the second mirror portion can be transmitted.

ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、矩形板状の基板２１を備えている。基板２１は、ラインＬに平行な方向において互いに対向する第１表面２１ａ及び第２表面２１ｂを有している。第１表面２１ａは、窓部１５側（すなわち、光入射側）の表面である。第２表面２１ｂは、光検出器８側（すなわち、光出射側）の表面である。第１表面２１ａには、第１層構造体３０が配置されている。第２表面２１ｂには、第２層構造体４０が配置されている。 The Fabry-Perot interference filter 10A includes a rectangular plate-shaped substrate 21. The substrate 21 has a first surface 21a and a second surface 21b that face each other in a direction parallel to the line L. The first surface 21a is a surface on the window portion 15 side (that is, the light incident side). The second surface 21b is a surface on the photodetector 8 side (that is, the light emitting side). The first layer structure 30 is arranged on the first surface 21a. The second layer structure 40 is arranged on the second surface 21b.

第１層構造体３０は、第１反射防止層３１、第１積層体３２、第１中間層３３及び第２積層体３４がこの順で第１表面２１ａに積層されることで、構成されている。第１積層体３２と第２積層体３４との間には、枠状の第１中間層３３によって空隙（エアギャップ）Ｓが形成されている。基板２１は、例えば、シリコン、石英、ガラス等からなる。基板２１がシリコンからなる場合には、第１反射防止層３１及び第１中間層３３は、例えば、酸化シリコンからなる。第１中間層３３の厚さは、例えば、数十ｎｍ〜数十μｍである。 The first layer structure 30 is configured by laminating the first antireflection layer 31, the first laminated body 32, the first intermediate layer 33, and the second laminated body 34 on the first surface 21a in this order. There is. A gap (air gap) S is formed between the first laminated body 32 and the second laminated body 34 by the frame-shaped first intermediate layer 33. The substrate 21 is made of, for example, silicon, quartz, glass, or the like. When the substrate 21 is made of silicon, the first antireflection layer 31 and the first intermediate layer 33 are made of, for example, silicon oxide. The thickness of the first intermediate layer 33 is, for example, several tens of nm to several tens of μm.

第１積層体３２のうち光透過領域１０ａに対応する部分は、第１ミラー部３５として機能する。第１積層体３２は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで、構成されている。第１ミラー部３５を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。なお、第１ミラー部３５は、第１反射防止層３１を介することなく、第１表面２１ａに直接的に配置されていてもよい。 The portion of the first laminated body 32 corresponding to the light transmitting region 10a functions as the first mirror portion 35. The first laminated body 32 is formed by alternately laminating a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one. The optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the first mirror portion 35 is preferably an integral multiple of 1/4 of the central transmission wavelength. The first mirror portion 35 may be arranged directly on the first surface 21a without passing through the first antireflection layer 31.

第２積層体３４のうち光透過領域１０ａに対応する部分は、第２ミラー部３６として機能する。第２ミラー部３６は、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して第１ミラー部３５と対向している。第２積層体３４は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで、構成されている。第２ミラー部３６を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。 The portion of the second laminated body 34 corresponding to the light transmitting region 10a functions as the second mirror portion 36. The second mirror portion 36 faces the first mirror portion 35 via the gap S in the direction parallel to the line L. The second laminated body 34 is formed by alternately laminating a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one. The optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the second mirror portion 36 is preferably an integral multiple of 1/4 of the central transmission wavelength.

第１積層体３２及び第２積層体３４では、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が配置されていてもよい。また、第１積層体３２及び第２積層体３４を構成する各層の材料としては、上述した材料の他に、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、シリコン、ゲルマニウム、硫化亜鉛等を用いることができる。 In the first laminated body 32 and the second laminated body 34, a silicon oxide layer may be arranged instead of the silicon nitride layer. In addition to the materials described above, the materials of the layers constituting the first laminate 32 and the second laminate 34 include titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, magnesium fluoride, aluminum oxide, calcium fluoride, and silicon. , Germanium, zinc sulfide and the like can be used.

第２積層体３４において空隙Ｓに対応する部分には、第２積層体３４における第１中間層３３とは反対側の表面３４ａから空隙Ｓに至る複数の貫通孔３４ｂが形成されている。複数の貫通孔３４ｂは、第２ミラー部３６の機能に実質的に影響を与えない程度に形成されている。複数の貫通孔３４ｂは、エッチングによって第１中間層３３の一部を除去して空隙Ｓを形成するために用いられたものである。 In the portion of the second laminated body 34 corresponding to the void S, a plurality of through holes 34b extending from the surface 34a on the side opposite to the first intermediate layer 33 in the second laminated body 34 to the void S are formed. The plurality of through holes 34b are formed to such an extent that they do not substantially affect the function of the second mirror portion 36. The plurality of through holes 34b are used for removing a part of the first intermediate layer 33 by etching to form a void S.

第１ミラー部３５には、光透過領域１０ａを囲むように第１電極２２が形成されている。第１ミラー部３５には、光透過領域１０ａを含むように第２電極２３が形成されている。第１電極２２及び第２電極２３は、第１積層体３２のうち空隙Ｓに最も近いポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで、形成されている。第２ミラー部３６には、第３電極２４が形成されている。第３電極２４は、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して第１電極２２及び第２電極２３と対向している。第３電極２４は、第２積層体３４のうち空隙Ｓに最も近いポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで、形成されている。なお、第２電極２３の大きさは、光透過領域１０ａの全体を含む大きさであることが好ましいが、光透過領域１０ａの大きさと略同一であってもよい。 A first electrode 22 is formed in the first mirror portion 35 so as to surround the light transmitting region 10a. A second electrode 23 is formed in the first mirror portion 35 so as to include a light transmitting region 10a. The first electrode 22 and the second electrode 23 are formed by doping the polysilicon layer closest to the void S in the first laminated body 32 with impurities to reduce the resistance. A third electrode 24 is formed on the second mirror portion 36. The third electrode 24 faces the first electrode 22 and the second electrode 23 via the gap S in the direction parallel to the line L. The third electrode 24 is formed by doping the polysilicon layer closest to the void S in the second laminated body 34 with impurities to reduce the resistance. The size of the second electrode 23 is preferably a size including the entire light transmitting region 10a, but may be substantially the same as the size of the light transmitting region 10a.

第１層構造体３０には、一対の第１端子２５及び一対の第２端子２６が設けられている。一対の第１端子２５は、光透過領域１０ａを挟んで互いに対向している。各第１端子２５は、第２積層体３４の表面３４ａから第１積層体３２に至る貫通孔内に配置されている。各第１端子２５は、配線２２ａを介して第１電極２２と電気的に接続されている。一対の第２端子２６は、一対の第１端子２５が互いに対向する方向に垂直な方向において、光透過領域１０ａを挟んで互いに対向している。各第２端子２６は、第２積層体３４の表面３４ａから第１中間層３３の内部に至る貫通孔内に配置されている。各第２端子２６は、配線２３ａを介して第２電極２３と電気的に接続されていると共に、配線２４ａを介して第３電極２４と電気的に接続されている。 The first layer structure 30 is provided with a pair of first terminals 25 and a pair of second terminals 26. The pair of first terminals 25 face each other with the light transmission region 10a interposed therebetween. Each of the first terminals 25 is arranged in a through hole from the surface 34a of the second laminated body 34 to the first laminated body 32. Each first terminal 25 is electrically connected to the first electrode 22 via the wiring 22a. The pair of second terminals 26 face each other with the light transmission region 10a interposed therebetween in a direction perpendicular to the direction in which the pair of first terminals 25 face each other. Each of the second terminals 26 is arranged in a through hole extending from the surface 34a of the second laminated body 34 to the inside of the first intermediate layer 33. Each second terminal 26 is electrically connected to the second electrode 23 via the wiring 23a, and is also electrically connected to the third electrode 24 via the wiring 24a.

第１積層体３２における第１中間層３３側の表面３２ａには、トレンチ２７，２８が設けられている。トレンチ２７は、配線２３ａにおける第２端子２６との接続部分を囲むように環状に延在している。トレンチ２７は、第１電極２２と配線２３ａとを電気的に絶縁している。トレンチ２８は、第１電極２２の内縁に沿って環状に延在している。トレンチ２８は、第１電極２２と第１電極２２の内側の領域（すなわち、第２電極２３が存在する領域）とを電気的に絶縁している。第２積層体３４の表面３４ａには、トレンチ２９が設けられている。トレンチ２９は、第１端子２５を囲むように環状に延在している。トレンチ２９は、第１端子２５と第３電極２４とを電気的に絶縁している。各トレンチ２７，２８，２９内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。 Trenches 27 and 28 are provided on the surface 32a of the first laminated body 32 on the side of the first intermediate layer 33. The trench 27 extends in an annular shape so as to surround the connection portion of the wiring 23a with the second terminal 26. The trench 27 electrically insulates the first electrode 22 and the wiring 23a. The trench 28 extends in an annular shape along the inner edge of the first electrode 22. The trench 28 electrically insulates the first electrode 22 and the region inside the first electrode 22 (that is, the region where the second electrode 23 exists). A trench 29 is provided on the surface 34a of the second laminated body 34. The trench 29 extends in an annular shape so as to surround the first terminal 25. The trench 29 electrically insulates the first terminal 25 and the third electrode 24. The regions within each of the trenches 27, 28, 29 may be insulating materials or voids.

第２層構造体４０は、第２反射防止層４１、第３積層体４２、第２中間層４３及び第４積層体４４がこの順で第２表面２１ｂに積層されることで、構成されている。第２反射防止層４１、第３積層体４２、第２中間層４３及び第４積層体４４は、それぞれ、第１反射防止層３１、第１積層体３２、第１中間層３３及び第２積層体３４と同様の構成を有している。このように、第２層構造体４０は、基板２１を基準として第１層構造体３０と対称の積層構造を有している。つまり、第２層構造体４０は、第１層構造体３０と対応するように構成されている。第２層構造体４０は、基板２１の反り等を抑制する機能を有している。 The second layer structure 40 is configured by laminating the second antireflection layer 41, the third laminated body 42, the second intermediate layer 43, and the fourth laminated body 44 on the second surface 21b in this order. There is. The second antireflection layer 41, the third laminated body 42, the second intermediate layer 43, and the fourth laminated body 44 are the first antireflection layer 31, the first laminated body 32, the first intermediate layer 33, and the second laminated body, respectively. It has the same configuration as the body 34. As described above, the second layer structure 40 has a laminated structure symmetrical with the first layer structure 30 with respect to the substrate 21. That is, the second layer structure 40 is configured to correspond to the first layer structure 30. The second layer structure 40 has a function of suppressing warpage of the substrate 21 and the like.

第３積層体４２、第２中間層４３及び第４積層体４４には、光透過領域１０ａを含むように開口４０ａが形成されている。開口４０ａの中心線は、ラインＬに一致している。開口４０ａは、例えば円柱状の領域であり、光透過領域１０ａと略同一の径を有している。開口４０ａは、光出射側に開口しており、開口４０ａの底面は、第２反射防止層４１に至っている。開口４０ａは、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を通過させる。 An opening 40a is formed in the third laminated body 42, the second intermediate layer 43, and the fourth laminated body 44 so as to include the light transmitting region 10a. The center line of the opening 40a coincides with the line L. The opening 40a is, for example, a columnar region and has a diameter substantially the same as that of the light transmitting region 10a. The opening 40a is open to the light emitting side, and the bottom surface of the opening 40a reaches the second antireflection layer 41. The opening 40a allows light that has passed through the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 to pass through.

第４積層体４４の光出射側の表面には、遮光層４５が形成されている。遮光層４５は、例えばアルミニウム等からなる。遮光層４５の表面及び開口４０ａの内面には、保護層４６が形成されている。保護層４６は、例えば酸化アルミニウムからなる。なお、保護層４６の厚さを１〜１００ｎｍ（好ましくは、３０ｎｍ程度）にすることで、保護層４６による光学的な影響を無視することができる。 A light-shielding layer 45 is formed on the surface of the fourth laminated body 44 on the light emitting side. The light-shielding layer 45 is made of, for example, aluminum or the like. A protective layer 46 is formed on the surface of the light-shielding layer 45 and the inner surface of the opening 40a. The protective layer 46 is made of, for example, aluminum oxide. By setting the thickness of the protective layer 46 to 1 to 100 nm (preferably about 30 nm), the optical influence of the protective layer 46 can be ignored.

基板２１の第２表面２１ｂ側には、レンズ部５０が一体的に設けられている。レンズ部５０は、基板２１のうち第２表面２１ｂ側の部分に形成されている。レンズ部５０の光出射面５０ａは、第２表面２１ｂの一部によって構成されている。レンズ部５０の中心線（すなわち、光出射面５０ａの中心線）は、ラインＬに一致している。ラインＬに平行な方向から見た場合に、レンズ部５０の外縁は、パッケージ２の窓部１５の外縁よりも内側に位置しており、光検出器８の受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している（図２参照）。ここでは、レンズ部５０は、光透過領域１０ａと略同一の径を有している。光出射面５０ａは、開口４０ａの底面において第２反射防止層４１及び保護層４６に覆われている。レンズ部５０は、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を光検出器８の受光領域８ａに集光する。 A lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21. The lens portion 50 is formed on a portion of the substrate 21 on the second surface 21b side. The light emitting surface 50a of the lens unit 50 is composed of a part of the second surface 21b. The center line of the lens unit 50 (that is, the center line of the light emitting surface 50a) coincides with the line L. When viewed from a direction parallel to the line L, the outer edge of the lens portion 50 is located inside the outer edge of the window portion 15 of the package 2 and outside the outer edge of the light receiving region 8a of the photodetector 8. It is located (see FIG. 2). Here, the lens portion 50 has substantially the same diameter as the light transmission region 10a. The light emitting surface 50a is covered with a second antireflection layer 41 and a protective layer 46 on the bottom surface of the opening 40a. The lens unit 50 collects the light transmitted through the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36 into the light receiving region 8a of the photodetector 8.

レンズ部５０は、フレネルレンズとして構成されている。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、基板２１がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は３〜６０本であり、凹凸の高さは１〜２５μｍであり、円と円との間隔は５〜１５０μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスク等を利用して基板２１の第２表面２１ｂにレジストをパターニングし、エッチバックすることで、形成される。 The lens unit 50 is configured as a Fresnel lens. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm, and when the substrate 21 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. The number of circles of the Fresnel lens is 3 to 60, the height of the unevenness is 1 to 25 μm, and the distance between the circles is 5 to 150 μm. Such a lens portion 50 is formed by patterning a resist on the second surface 21b of the substrate 21 using a 3D mask or the like and etching back.

なお、図５に示されるように、レンズ部５０は、光出射側に凸の光出射面５０ａを有する凸レンズとして構成されていてもよい。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、基板２１がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは６０〜８０μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスク等を利用して基板２１の第２表面２１ｂにレジストをパターニングし、エッチバックすることで、形成される。 As shown in FIG. 5, the lens unit 50 may be configured as a convex lens having a light emitting surface 50a convex on the light emitting side. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm, and when the substrate 21 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 60 to 80 μm. Such a lens portion 50 is formed by patterning a resist on the second surface 21b of the substrate 21 using a 3D mask or the like and etching back.

以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにおいては、一対の第１端子２５及び一対の第２端子２６を介して第１電極２２と第３電極２４との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第１電極２２と第３電極２４との間に発生する。当該静電気力によって、第２ミラー部３６が、基板２１に固定された第１ミラー部３５側に引き付けられ、第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離が調整される。このように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離が可変とされている。 In the Fabry-Perot interference filter 10A configured as described above, when a voltage is applied between the first electrode 22 and the third electrode 24 via the pair of first terminals 25 and the pair of second terminals 26. , An electrostatic force corresponding to the voltage is generated between the first electrode 22 and the third electrode 24. The second mirror portion 36 is attracted to the side of the first mirror portion 35 fixed to the substrate 21 by the electrostatic force, and the distance between the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 is adjusted. As described above, in the Fabry-Perot interference filter 10A, the distance between the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 is variable.

ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを透過する光の波長は、光透過領域１０ａにおける第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離に依存する。したがって、第１電極２２と第３電極２４との間に印加する電圧を調整することで、透過する光の波長を適宜選択することができる。このとき、第２電極２３は、第３電極２４と同電位である。したがって、第２電極２３は、光透過領域１０ａにおいて第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を平坦に保つための補償電極として機能する。 The wavelength of light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10A depends on the distance between the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36 in the light transmission region 10a. Therefore, by adjusting the voltage applied between the first electrode 22 and the third electrode 24, the wavelength of the transmitted light can be appropriately selected. At this time, the second electrode 23 has the same potential as the third electrode 24. Therefore, the second electrode 23 functions as a compensating electrode for keeping the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 flat in the light transmission region 10a.

光検出装置１Ａでは、例えば、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａに印加する電圧を変化させながら（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにおいて第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離を変化させながら）、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光を光検出器８において検出することで、分光スペクトルを得ることができる。このとき、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光が、レンズ部５０によって光検出器８の受光領域８ａに集光される。 In the photodetector 1A, for example, while changing the voltage applied to the Fabry-Perot interference filter 10A (that is, changing the distance between the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36 in the Fabry-Perot interference filter 10A). A spectroscopic spectrum can be obtained by detecting the light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A with the photodetector 8. At this time, in the Fabry-Perot interference filter 10A, the light transmitted through the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36 is focused by the lens unit 50 on the light receiving region 8a of the photodetector 8.

なお、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、光透過領域１０ａ（上述したように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａのうち、所定の波長を有する光を選択的に透過させるために第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離を所定の距離に制御することが可能な領域であって、第１ミラー部３５と第２ミラー部３６との距離に応じた所定の波長を有する光が透過可能な領域）を、ラインＬに平行な方向から見た場合に第１電極２２の内側の領域（すなわち、補償電極として機能する第２電極２３が存在する領域）に対応する領域と捉えることもできるし、或いは、ラインＬに平行な方向から見た場合に開口４０ａに対応する領域と捉えることもできる。
［作用及び効果］ In the Fabry-Perot interference filter 10A, the light transmission region 10a (as described above, the first mirror unit 35 and the second mirror in order to selectively transmit light having a predetermined wavelength among the Fabry-Perot interference filters 10A). A region in which the distance to the unit 36 can be controlled to a predetermined distance, and a region in which light having a predetermined wavelength corresponding to the distance between the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36 can be transmitted). Can be regarded as a region corresponding to the region inside the first electrode 22 (that is, the region where the second electrode 23 functioning as a compensation electrode exists) when viewed from a direction parallel to the line L, or It can also be regarded as a region corresponding to the opening 40a when viewed from a direction parallel to the line L.
[Action and effect]

光検出装置１Ａでは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａが、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を光検出器８に集光するレンズ部５０を有している。これにより、受光領域８ａの小さい光検出器８を用いたとしても、当該受光領域８ａに、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を効率良く入射させることができる。つまり、受光領域８ａの小さい光検出器８を用いて、光検出器８から出力される信号においてノイズ成分を小さくしつつ、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを透過した光を効率良く検出することができる。ここで、光検出器８の受光領域８ａが小さくなると、光検出器８に対するレンズ部５０の位置（特に、光軸に垂直な方向における位置）に高い精度が要求される。光検出装置１Ａでは、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６の後段にレンズ部５０が位置しているため、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６の前段にレンズ部５０が位置している場合に比べ、レンズ部５０と光検出器８との距離が小さくなり、光検出器８に対するレンズ部５０の位置に要求される精度が緩和される。また、レンズ部５０が、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを構成する基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けられているため、レンズ部５０がファブリペロー干渉フィルタ１０Ａとは別体でスペーサ９に取り付けられている場合に比べ、光検出器８に対するレンズ部５０の位置にずれが生じ難い。以上により、光検出装置１Ａによれば、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 In the photodetector 1A, the fabric perot interference filter 10A has a lens unit 50 that collects the light transmitted through the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36 on the photodetector 8. As a result, even if the photodetector 8 having a small light receiving region 8a is used, the light transmitted through the first mirror portion 35 and the second mirror portion 36 can be efficiently incident on the light receiving region 8a. That is, by using the photodetector 8 having a small light receiving region 8a, it is possible to efficiently detect the light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10A while reducing the noise component in the signal output from the photodetector 8. Here, when the light receiving region 8a of the photodetector 8 becomes smaller, high accuracy is required for the position of the lens unit 50 with respect to the photodetector 8 (particularly, the position in the direction perpendicular to the optical axis). In the photodetector 1A, since the lens unit 50 is located in the rear stage of the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36, the lens unit 50 is located in the front stage of the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36. The distance between the lens unit 50 and the photodetector 8 is smaller than in the case where the lens unit 50 is used, and the accuracy required for the position of the lens unit 50 with respect to the photodetector 8 is relaxed. Further, since the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21 constituting the Fabry-Perot interference filter 10A, the lens portion 50 is separately from the Fabry-Perot interference filter 10A and is used as a spacer 9. The position of the lens portion 50 with respect to the photodetector 8 is less likely to shift as compared with the case where it is attached. As described above, according to the photodetector 1A, highly sensitive and highly accurate detection is possible.

一例として、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａの径が７５０μｍであり、光検出器８の受光領域８ａの径が１００μｍである場合について、説明する。この場合、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにレンズ部５０が設けられていないと、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光のうち、１００μｍの径の範囲しか、光検出器８の受光領域８ａに入射しない。つまり、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光の一部しか利用することができない。 As an example, a case where the diameter of the light transmitting region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A is 750 μm and the diameter of the light receiving region 8a of the photodetector 8 is 100 μm will be described. In this case, if the Fabry-Perot interference filter 10A is not provided with the lens unit 50, only the light receiving region of the photodetector 8 has a diameter of 100 μm among the light transmitted through the light transmitting region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A. It does not enter 8a. That is, only a part of the light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A can be used.

これに対し、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａにレンズ部５０が設けられていると、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光の略全てが光検出器８の受光領域８ａに入射する。つまり、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａを透過した光の略全てを利用することができる。特に、汎用的な光源を用いて、被測定物からの反射光を分析するような場合には、反射光の光量が小さくなり易いことから、このように光を効率良く検出することは極めて重要である。 On the other hand, when the Fabry-Perot interference filter 10A is provided with the lens unit 50, substantially all of the light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A is incident on the light receiving region 8a of the photodetector 8. That is, almost all the light transmitted through the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A can be used. In particular, when analyzing the reflected light from the object to be measured using a general-purpose light source, the amount of the reflected light tends to be small, so it is extremely important to detect the light efficiently in this way. Is.

ただし、光検出器８の受光領域８ａの径が１００μｍであると、レンズ部５０によって集光される光の集光位置に±５０μｍ以下の精度が必要となり、すなわち、光検出器８の受光領域８ａに対するレンズ部５０の位置にも同様の精度が必要となる。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａでは、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられることで、そのような精度の実現が可能となっている。 However, if the diameter of the light receiving region 8a of the photodetector 8 is 100 μm, the light collecting position of the light collected by the lens unit 50 needs to have an accuracy of ± 50 μm or less, that is, the light receiving region of the photodetector 8. Similar accuracy is required for the position of the lens unit 50 with respect to 8a. In the Fabry-Perot interference filter 10A, such accuracy can be realized by integrally providing the lens portion 50 on the second surface 21b side of the substrate 21.

なお、パッケージ２の窓部１５にレンズ機能を持たせることで、光検出装置１Ａにおいて高感度な検出を実現することも可能である。しかし、窓部１５の径は、ステム３に対するキャップ４の実装精度を考慮すると、例えば１５００μｍというように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａの径よりも十分に大きい必要がある。また、光検出器８の受光領域８ａに対する窓部１５の位置に±５０μｍ程度の精度が必要となる。そのため、ステム３に対するキャップ４の実装においてアクティブアライメントを実施しないと、光検出器８の受光領域８ａに光が入射しないおそれがある。このように、レンズ部が大型化し、アクティブアライメントが必要になることから、窓部１５がレンズ機能を有する構成は、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられた構成に比べ、コスト的なメリットが小さい。 By providing the window portion 15 of the package 2 with a lens function, it is possible to realize highly sensitive detection in the photodetector 1A. However, the diameter of the window portion 15 needs to be sufficiently larger than the diameter of the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A, for example, 1500 μm, in consideration of the mounting accuracy of the cap 4 on the stem 3. Further, the position of the window portion 15 with respect to the light receiving region 8a of the photodetector 8 requires an accuracy of about ± 50 μm. Therefore, if active alignment is not performed in mounting the cap 4 on the stem 3, light may not be incident on the light receiving region 8a of the photodetector 8. As described above, since the lens portion becomes large and active alignment is required, the configuration in which the window portion 15 has a lens function is such that the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21. Compared to, the cost advantage is small.

また、光検出装置１Ａでは、レンズ部５０が、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを構成する基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けられているため、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを実装する際に光検出器８に対するアライメントのみを考慮すればよい。したがって、レンズ部５０をファブリペロー干渉フィルタ１０Ａとは別体でスペーサ９に取り付ける場合に比べ、アセンブリを著しく容易にすることができる。また、半導体製造プロセスにおいて、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａをウェハレベルで製造するような場合には、レンズ部５０もウェハレベルで基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けることが可能となるため、小型で且つ位置精度が高いレンズ部５０を有するファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを容易に製造することができる。 Further, in the photodetector 1A, since the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21 constituting the Fabry-Perot interference filter 10A, light is emitted when the Fabry-Perot interference filter 10A is mounted. Only the alignment with respect to the detector 8 needs to be considered. Therefore, the assembly can be remarkably facilitated as compared with the case where the lens portion 50 is attached to the spacer 9 separately from the Fabry-Perot interference filter 10A. Further, in the semiconductor manufacturing process, when the Fabry-Perot interference filter 10A is manufactured at the wafer level, the lens portion 50 can also be integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21 at the wafer level. The Fabry-Perot interference filter 10A having the lens portion 50 which is small and has high position accuracy can be easily manufactured.

また、光検出装置１Ａでは、レンズ部５０が、基板２１のうち第２表面２１ｂ側の部分に形成されている。この構成では、基板２１とレンズ部５０との間に界面が存在しないため、光学的なロスを抑制することができると共に、レンズ部５０の剥がれ等を防止することができる。また、半導体製造プロセスにおいて、レンズ部５０を高い位置精度で容易に形成することができる。また、基板２１がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率が３．５となる。このように、レンズ部５０を高屈折率材料によって形成することができるため、光検出器８とファブリペロー干渉フィルタ１０Ａとの距離を短くして、光検出装置１Ａの小型化を図ることが可能となる。更に、レンズ部５０の光出射面５０ａが開口４０ａの底面に位置しているため、光出射面５０ａの破損及び汚染を防止することができる。 Further, in the photodetector 1A, the lens portion 50 is formed on the portion of the substrate 21 on the second surface 21b side. In this configuration, since there is no interface between the substrate 21 and the lens portion 50, optical loss can be suppressed and peeling of the lens portion 50 can be prevented. Further, in the semiconductor manufacturing process, the lens portion 50 can be easily formed with high position accuracy. When the substrate 21 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. Since the lens portion 50 can be formed of a high refractive index material in this way, the distance between the photodetector 8 and the Fabry-Perot interference filter 10A can be shortened, and the photodetector 1A can be miniaturized. It becomes. Further, since the light emitting surface 50a of the lens portion 50 is located on the bottom surface of the opening 40a, it is possible to prevent the light emitting surface 50a from being damaged and contaminated.

また、光検出装置１Ａでは、光の入射方向から見た場合に、レンズ部５０の外縁が、窓部１５の外縁よりも内側に位置しており、光検出器８の受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している。この構成により、第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６を透過した光を光検出器８の受光領域８ａに効率良く入射させることができる。例えば、光検出器８の受光領域８ａ上にレンズが一体的に設けられた構成では、このような効果を得ることは困難である。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａの光透過領域１０ａと同等か或いはそれ以上の大きさを有するレンズ部５０をファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ側に一体的に設けることで、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａを透過した光の検出効率を最大化することができる。
［第２実施形態］ Further, in the photodetector 1A, the outer edge of the lens portion 50 is located inside the outer edge of the window portion 15 when viewed from the incident direction of the light, and is located from the outer edge of the light receiving region 8a of the photodetector 8. Is also located on the outside. With this configuration, the light transmitted through the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36 can be efficiently incident on the light receiving region 8a of the photodetector 8. For example, it is difficult to obtain such an effect in the configuration in which the lens is integrally provided on the light receiving region 8a of the photodetector 8. Detection of light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10A by integrally providing a lens portion 50 having a size equal to or larger than the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10A on the Fabry-Perot interference filter 10A side. Efficiency can be maximized.
[Second Embodiment]

図６に示されるように、光検出装置１Ｂは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂの構成において、上述した光検出装置１Ａと主に相違している。図７に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂでは、レンズ部５０が基板２１とは別体で構成されている。レンズ部５０は、光出射側に凸の光出射面５０ａ、及び平坦な光入射面５０ｂを有している。レンズ部５０の光入射面５０ｂは、開口４０ａを塞いだ状態で、保護層４６における光検出器８側の表面に例えば接着剤によって固定されている。つまり、レンズ部５０は、開口４０ａを塞ぐように第２層構造体４０に取り付けられている。なお、レンズ部５０を第２層構造体４０に取り付けるための接着剤に光学樹脂を用いて、当該光学樹脂を開口４０ａ内に満たしてもよい。 As shown in FIG. 6, the photodetector 1B is mainly different from the above-mentioned photodetector 1A in the configuration of the Fabry-Perot interference filter 10B. As shown in FIG. 7, in the Fabry-Perot interference filter 10B, the lens portion 50 is formed separately from the substrate 21. The lens unit 50 has a light emitting surface 50a convex on the light emitting side and a flat light incident surface 50b. The light incident surface 50b of the lens portion 50 is fixed to the surface of the protective layer 46 on the photodetector 8 side with an adhesive, for example, in a state where the opening 40a is closed. That is, the lens portion 50 is attached to the second layer structure 40 so as to close the opening 40a. An optical resin may be used as an adhesive for attaching the lens portion 50 to the second layer structure 40, and the optical resin may be filled in the opening 40a.

レンズ部５０の中心線は、ラインＬに一致している。ラインＬに平行な方向から見た場合に、レンズ部５０の外縁は、パッケージ２の窓部１５の外縁よりも内側に位置しており、光検出器８の受光領域８ａの外縁よりも外側に位置している。ここでは、レンズ部５０は、光透過領域１０ａよりも大きい径を有している。一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは５０〜４００μｍである。 The center line of the lens unit 50 coincides with the line L. When viewed from a direction parallel to the line L, the outer edge of the lens portion 50 is located inside the outer edge of the window portion 15 of the package 2 and outside the outer edge of the light receiving region 8a of the photodetector 8. positioned. Here, the lens portion 50 has a diameter larger than that of the light transmitting region 10a. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm, and when the lens portion 50 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 50 to 400 μm.

なお、図８に示されるように、レンズ部５０は、フレネルレンズとして構成されていてもよい。一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０の基板の厚さは２００μｍであり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は１０本以上であり、凹凸の高さは４０μｍ以下であり、円と円との間隔は５０μｍ以下である。 As shown in FIG. 8, the lens unit 50 may be configured as a Fresnel lens. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm, the thickness of the substrate of the lens portion 50 is 200 μm, and when the lens portion 50 is made of silicon, the refractive index of the lens portion 50 is 3.5. .. Further, the number of circles of the Fresnel lens is 10 or more, the height of the unevenness is 40 μm or less, and the distance between the circles is 50 μm or less.

以上のように構成された光検出装置１Ｂでも、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられているので、上述した光検出装置１Ａと同様に、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 Even in the photodetector 1B configured as described above, since the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21, the same high sensitivity and high accuracy as the above-mentioned photodetector 1A. Detection is possible.

また、光検出装置１Ｂでは、レンズ部５０が、開口４０ａを塞ぐように第２層構造体４０に取り付けられている。この構成により、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂにおいて、基板２１の第１表面２１ａ側と第２表面２１ｂ側との間の応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（光出射面５０ａ等のレンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。なお、レンズ部５０によって開口４０ａが完全に塞がれず、開口４０ａの内部と外部とが連通するように構成されていてもよい。その場合、開口４０ａ内の空気の膨張及び収縮による応力の発生を抑制することができる。 Further, in the photodetector 1B, the lens portion 50 is attached to the second layer structure 40 so as to close the opening 40a. With this configuration, in the Fabry-Perot interference filter 10B, the stress balance between the first surface 21a side and the second surface 21b side of the substrate 21 can be improved. Further, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface such as the light emitting surface 50a) that can be taken by the lens unit 50 can be increased. The opening 40a may not be completely closed by the lens portion 50, and the inside and the outside of the opening 40a may communicate with each other. In that case, it is possible to suppress the generation of stress due to the expansion and contraction of the air in the opening 40a.

また、光検出装置１Ｂでは、レンズ部５０が複数のスペーサ９の間に位置し（図６参照）、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂの重心が低くなるため、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂの安定性を向上させることができる。 Further, in the photodetector 1B, the lens portion 50 is located between the plurality of spacers 9 (see FIG. 6), and the center of gravity of the Fabry-Perot interference filter 10B is lowered, so that the stability of the Fabry-Perot interference filter 10B is improved. be able to.

また、レンズ部５０を第２層構造体４０に取り付ける際に、開口４０ａをアライメントの基準とすることができるので、レンズ部５０を精度良く且つ容易に実装することができる。 Further, when the lens portion 50 is attached to the second layer structure 40, the opening 40a can be used as a reference for alignment, so that the lens portion 50 can be mounted accurately and easily.

また、半導体製造プロセスにおいて、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂをウェハレベルで製造するような場合には、レンズ部５０もウェハレベルで実装することで、小型で且つ位置精度が高いレンズ部５０を有するファブリペロー干渉フィルタ１０Ｂを容易に製造することができる。
［第３実施形態］ Further, in the semiconductor manufacturing process, when the Fabry-Perot interference filter 10B is manufactured at the wafer level, the Fabry-Perot has a compact lens portion 50 with high position accuracy by mounting the lens portion 50 at the wafer level. The interference filter 10B can be easily manufactured.
[Third Embodiment]

図９に示されるように、光検出装置１Ｃは、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの構成において、上述した光検出装置１Ａと主に相違している。図１０に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃでは、レンズ部５０が基板２１とは別体で構成されている。レンズ部５０は、開口４０ａ内に配置されており、保護層４６上に設けられている。つまり、レンズ部５０は、第２反射防止層４１及び保護層４６を介して基板２１の第２表面２１ｂに間接的に設けられている。なお、レンズ部５０は、第２反射防止層４１及び保護層４６を介することなく基板２１の第２表面２１ｂに直接的に設けられていてもよい。 As shown in FIG. 9, the photodetector 1C is mainly different from the above-mentioned photodetector 1A in the configuration of the Fabry-Perot interference filter 10C. As shown in FIG. 10, in the Fabry-Perot interference filter 10C, the lens portion 50 is formed separately from the substrate 21. The lens portion 50 is arranged in the opening 40a and is provided on the protective layer 46. That is, the lens portion 50 is indirectly provided on the second surface 21b of the substrate 21 via the second antireflection layer 41 and the protective layer 46. The lens portion 50 may be provided directly on the second surface 21b of the substrate 21 without interposing the second antireflection layer 41 and the protective layer 46.

レンズ部５０は、フレネルレンズとして構成されている。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度である。また、フレネルレンズの円の本数は１０〜５０本であり、凹凸の高さは５〜４０μｍであり、円と円との間隔は５〜５０μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスクを利用してレジスト（樹脂）をパターニングする方法、型を利用した方法等によって、形成される。 The lens unit 50 is configured as a Fresnel lens. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm. The number of circles of the Fresnel lens is 10 to 50, the height of the unevenness is 5 to 40 μm, and the distance between the circles is 5 to 50 μm. Such a lens portion 50 is formed by a method of patterning a resist (resin) using a 3D mask, a method using a mold, or the like.

なお、図１１に示されるように、レンズ部５０は、光出射側に凸の光出射面５０ａを有する凸レンズとして構成されていてもよい。一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは１００〜４００μｍである。このようなレンズ部５０は、３Ｄマスクを利用してレジスト（樹脂）をパターニングする方法、通常のマスクを利用してレジスト（樹脂）をパターニングし、キュアする方法、型を利用した方法等によって、形成される。 As shown in FIG. 11, the lens unit 50 may be configured as a convex lens having a light emitting surface 50a convex on the light emitting side. As an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 100 to 400 μm. Such a lens unit 50 may be subjected to a method of patterning a resist (resin) using a 3D mask, a method of patterning and curing a resist (resin) using a normal mask, a method of using a mold, or the like. It is formed.

また、図１２及び図１３に示されるように、基板２１とは別体で構成されたレンズ部５０が、開口４０ａ内に例えば接着剤によって固定されていてもよい。この場合にも、レンズ部５０は、第２反射防止層４１及び保護層４６を介して基板２１の第２表面２１ｂに間接的に設けられていてもよいし、或いは、第２反射防止層４１及び保護層４６を介することなく基板２１の第２表面２１ｂに直接的に設けられていてもよい。 Further, as shown in FIGS. 12 and 13, the lens portion 50 formed separately from the substrate 21 may be fixed in the opening 40a by, for example, an adhesive. Also in this case, the lens portion 50 may be indirectly provided on the second surface 21b of the substrate 21 via the second antireflection layer 41 and the protective layer 46, or the second antireflection layer 41 may be provided. And may be provided directly on the second surface 21b of the substrate 21 without the intervention of the protective layer 46.

図１２に示されるように、レンズ部５０がフレネルレンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、レンズ部５０の基板の厚さは２００μｍであり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は５本以上であり、凹凸の高さは３０μｍ以下であり、円と円との間隔は８０μｍ以下である。 As shown in FIG. 12, when the lens portion 50 is configured as a Fresnel lens, as an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm, the thickness of the substrate of the lens portion 50 is 200 μm, and the lens portion is When 50 is made of silicon, the refractive index of the lens unit 50 is 3.5. Further, the number of circles of the Fresnel lens is 5 or more, the height of the unevenness is 30 μm or less, and the distance between the circles is 80 μm or less.

図１３に示されるように、レンズ部５０が凸レンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は７５０μｍ程度であり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは５０〜４００μｍである。 As shown in FIG. 13, when the lens portion 50 is configured as a convex lens, as an example, the diameter of the lens portion 50 is about 750 μm, and when the lens portion 50 is made of silicon, the refraction of the lens portion 50 is performed. The rate is 3.5. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 50 to 400 μm.

以上のように構成された光検出装置１Ｃでも、基板２１の第２表面２１ｂ側にレンズ部５０が一体的に設けられているので、上述した光検出装置１Ａと同様に、高感度且つ高精度な検出が可能となる。 Even in the photodetector 1C configured as described above, since the lens portion 50 is integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21, the same high sensitivity and high accuracy as the above-mentioned photodetector 1A. Detection is possible.

また、光検出装置１Ｃでは、レンズ部５０が、基板２１の第２表面２１ｂに直接的又は間接的に設けられている。この構成により、レンズ部５０が基板２１の一部分に形成されている場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（光出射面５０ａ等のレンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 Further, in the photodetector 1C, the lens portion 50 is directly or indirectly provided on the second surface 21b of the substrate 21. With this configuration, the stress balance of the Fabry-Perot interference filter 10C can be improved as compared with the case where the lens portion 50 is formed on a part of the substrate 21. Further, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface such as the light emitting surface 50a) that can be taken by the lens unit 50 can be increased.

また、光検出装置１Ｃでは、レンズ部５０が、開口４０ａ内に配置されている。この構成により、レンズ部５０が基板２１とは別体であったとしても、レンズ部５０の位置にずれが生じるのを抑制することができる。また、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの厚さが大きくなるのを抑制しつつ、例えば、レンズ部５０が開口４０ａ内に配置されている分だけレンズ部５０の厚さを大きくすることで、レンズ部５０の集光機能を向上させることができる。更に、レンズ部５０の全体を開口４０ａ内に配置することで、レンズ部５０の破損及び汚染を防止することができる。 Further, in the photodetector 1C, the lens portion 50 is arranged in the opening 40a. With this configuration, even if the lens unit 50 is separate from the substrate 21, it is possible to prevent the lens unit 50 from being displaced. Further, while suppressing the increase in the thickness of the Fabry-Perot interference filter 10C, for example, by increasing the thickness of the lens portion 50 by the amount that the lens portion 50 is arranged in the opening 40a, the lens portion 50 The light collecting function of the lens can be improved. Further, by arranging the entire lens portion 50 in the opening 40a, it is possible to prevent the lens portion 50 from being damaged and contaminated.

また、レンズ部５０を基板２１の第２表面２１ｂに取り付ける場合には、開口４０ａに収めるように開口４０ａをアライメントの基準とすることができるので、レンズ部５０を精度良く且つ容易に実装することができる。 Further, when the lens portion 50 is attached to the second surface 21b of the substrate 21, the opening 40a can be used as a reference for alignment so as to fit in the opening 40a, so that the lens portion 50 can be mounted accurately and easily. Can be done.

また、半導体製造プロセスにおいて、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃをウェハレベルで製造するような場合には、レンズ部５０もウェハレベルで実装することで、小型で且つ位置精度が高いレンズ部５０を有するファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃを容易に製造することができる。 Further, in the semiconductor manufacturing process, when the Fabry-Perot interference filter 10C is manufactured at the wafer level, the Fabry-Perot has a compact lens portion 50 with high position accuracy by mounting the lens portion 50 at the wafer level. The interference filter 10C can be easily manufactured.

なお、図１４及び図１５に示されるように、基板２１の第２表面２１ｂに第２層構造体４０が構成されていなくてもよい。この場合にも、レンズ部５０が基板２１の一部分に形成されている場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ１０Ｃの応力バランスを向上させることができる。また、レンズ部５０が採り得る形状（光出射面５０ａ等のレンズ面の曲率等）の自由度を大きくすることができる。 As shown in FIGS. 14 and 15, the second layer structure 40 may not be formed on the second surface 21b of the substrate 21. Also in this case, the stress balance of the Fabry-Perot interference filter 10C can be improved as compared with the case where the lens portion 50 is formed on a part of the substrate 21. Further, the degree of freedom of the shape (curvature of the lens surface such as the light emitting surface 50a) that can be taken by the lens unit 50 can be increased.

図１４に示されるように、レンズ部５０が凸レンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、光出射側に凸の光出射面５０ａの高さは５０〜４００μｍである。なお、基板２１の第２表面２１ｂ側に、レンズ部５０を囲むように遮光層４５が形成されていてもよい。 As shown in FIG. 14, when the lens portion 50 is configured as a convex lens, as an example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm, and when the lens portion 50 is made of silicon, the refraction of the lens portion 50 is performed. The rate is 3.5. Further, the height of the light emitting surface 50a convex to the light emitting side is 50 to 400 μm. A light-shielding layer 45 may be formed on the second surface 21b side of the substrate 21 so as to surround the lens portion 50.

図１５に示されるように、レンズ部５０がフレネルレンズとして構成されている場合、一例として、レンズ部５０の直径は１０００μｍ程度であり、レンズ部５０の基板の厚さは２００μｍであり、レンズ部５０がシリコンからなる場合には、レンズ部５０の屈折率は３．５である。また、フレネルレンズの円の本数は１０本以上であり、凹凸の高さは４０μｍ以下であり、円と円との間隔は５０μｍ以下である。なお、基板２１の第２表面２１ｂ側に、レンズ部５０を囲むように遮光層４５が形成されていてもよい。
［変形例］ As shown in FIG. 15, when the lens portion 50 is configured as a Fresnel lens, as an example, the diameter of the lens portion 50 is about 1000 μm, the thickness of the substrate of the lens portion 50 is 200 μm, and the lens portion is When 50 is made of silicon, the refractive index of the lens unit 50 is 3.5. Further, the number of circles of the Fresnel lens is 10 or more, the height of the unevenness is 40 μm or less, and the distance between the circles is 50 μm or less. A light-shielding layer 45 may be formed on the second surface 21b side of the substrate 21 so as to surround the lens portion 50.
[Modification example]

以上、本発明の第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。 Although the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, as the material and shape of each configuration, not only the above-mentioned material and shape but also various materials and shapes can be adopted.

また、レンズ部５０は、基板２１の第２表面２１ｂ側に一体的に設けられていればよい。つまり、レンズ部５０は、各ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの製造の時点において、各ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの一部として第１ミラー部３５及び第２ミラー部３６の後段に設けられていればよい。 Further, the lens portion 50 may be integrally provided on the second surface 21b side of the substrate 21. That is, the lens unit 50 is a part of the Fabry-Perot interference filters 10A, 10B, 10C at the time of manufacturing the Fabry-Perot interference filters 10A, 10B, 10C, and is a rear stage of the first mirror unit 35 and the second mirror unit 36. It suffices if it is provided in.

第２層構造体４０は、第１層構造体３０と対応するように構成されていれば、基板２１を基準として第１層構造体３０と対称の積層構造を有していなくてもよい。第２層構造体４０が設けられていない場合に比べ、基板２１の反り等を抑制することができる層構造を第２層構造体４０が有していれば、当該第２層構造体４０は、第１層構造体３０と対応するように構成されているといえる。 The second layer structure 40 does not have to have a laminated structure symmetrical with the first layer structure 30 with respect to the substrate 21 as long as it is configured to correspond to the first layer structure 30. If the second layer structure 40 has a layer structure capable of suppressing warpage of the substrate 21 as compared with the case where the second layer structure 40 is not provided, the second layer structure 40 will have a layer structure. , It can be said that it is configured to correspond to the first layer structure 30.

また、バンドパスフィルタ１４は、光透過部材１３の光入射面１３ａに設けられていてもよいし、光透過部材１３の光入射面１３ａ及び光出射面１３ｂの両方に設けられていてもよい。 Further, the bandpass filter 14 may be provided on the light incident surface 13a of the light transmitting member 13, or may be provided on both the light incident surface 13a and the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13.

また、ラインＬに平行な方向から見た場合に、各ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの光透過領域１０ａの外縁が窓部１５の外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、窓部１５から入射した光のうち光透過領域１０ａに入り込む光の割合が増し、窓部１５から入射した光の利用効率が高くなる。また、光透過領域１０ａに対する窓部１５の位置が多少ずれたとしても、窓部１５から入射した光が光透過領域１０ａに入り込むため、光検出装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの組立時における位置精度の要求が緩和される。
［参考例］ Further, when viewed from a direction parallel to the line L, the outer edge of the light transmission region 10a of each Fabry-Perot interference filter 10A, 10B, 10C may be located outside the outer edge of the window portion 15. In this case, the proportion of the light incident from the window portion 15 that enters the light transmitting region 10a increases, and the utilization efficiency of the light incident from the window portion 15 increases. Further, even if the position of the window portion 15 with respect to the light transmission region 10a is slightly deviated, the light incident from the window portion 15 enters the light transmission region 10a, so that the position accuracy at the time of assembling the photodetectors 1A, 1B, 1C is high. The demand is relaxed.
[Reference example]

図１６に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１００は、第１基板１０１と、第２基板１０２と、第１ミラー部１０３と、第２ミラー部１０４と、第１電極１０５と、第２電極１０６と、レンズ部１０７と、を備えている。ファブリペロー干渉フィルタ１００には、例えば、ラインＬを中心線として光透過領域１１０ａが設定されている。 As shown in FIG. 16, the Fabry-Perot interference filter 100 includes a first substrate 101, a second substrate 102, a first mirror portion 103, a second mirror portion 104, a first electrode 105, and a second electrode. It includes 106 and a lens unit 107. In the Fabry-Perot interference filter 100, for example, a light transmission region 110a is set with the line L as the center line.

第１基板１０１と第２基板１０２とは、ラインＬに平行な方向において、互いに重ねられている。第１基板１０１の表面１０１ａは、第２基板１０２の表面１０２ａに接合されている。第１ミラー部１０３は、第１基板１０１のうち光透過領域１１０ａに対応する部分に設けられている。第２ミラー部１０４は、第２基板１０２のうち光透過領域１１０ａに対応する部分に設けられている。第１ミラー部１０３と第２ミラー部１０４とは、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して互いに対向している。第１電極１０５は、ラインＬに平行な方向から見た場合に第１ミラー部１０３を囲むように第１基板１０１に設けられている。第２電極１０６は、ラインＬに平行な方向から見た場合に第２ミラー部１０４を囲むように第２基板１０２に設けられている。第１電極１０５と第２電極１０６とは、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して互いに対向している。 The first substrate 101 and the second substrate 102 are overlapped with each other in a direction parallel to the line L. The surface 101a of the first substrate 101 is joined to the surface 102a of the second substrate 102. The first mirror portion 103 is provided in a portion of the first substrate 101 corresponding to the light transmission region 110a. The second mirror portion 104 is provided in a portion of the second substrate 102 corresponding to the light transmission region 110a. The first mirror portion 103 and the second mirror portion 104 face each other with respect to each other through the gap S in the direction parallel to the line L. The first electrode 105 is provided on the first substrate 101 so as to surround the first mirror portion 103 when viewed from a direction parallel to the line L. The second electrode 106 is provided on the second substrate 102 so as to surround the second mirror portion 104 when viewed from a direction parallel to the line L. The first electrode 105 and the second electrode 106 face each other with the gap S in the direction parallel to the line L.

第２基板１０２における第１基板１０１とは反対側の表面１０２ｂには、ラインＬに平行な方向から見た場合に第２ミラー部１０４及び第２電極１０６を囲むように溝１０２ｃが形成されている。第２基板１０２のうち溝１０２ｃに囲まれた部分は、溝１０２ｃが形成された部分をダイヤフラム状の保持部１０２ｄとして、ラインＬに平行な方向に変位可能である。なお、第２基板１０２の表面１０２ａに、ラインＬに平行な方向から見た場合に第２ミラー部１０４及び第２電極１０６を囲むように溝が形成されることで、ダイヤフラム状の保持部１０２ｄが構成されていてもよい。また、第１基板１０１における第２基板１０２とは反対側の表面１０１ｂ、又は第１基板１０１の表面１０１ａに、ラインＬに平行な方向から見た場合に第１ミラー部１０３及び第１電極１０５を囲むように溝が形成されることで、ダイヤフラム状の保持部が構成されていてもよい。その場合、第１基板１０１のうち当該溝に囲まれた部分が、当該溝が形成された部分をダイヤフラム状の保持部として、ラインＬに平行な方向に変位可能である。また、ダイヤフラム状の保持部に代えて、ラインＬを中心として放射状に配置された複数の梁によって保持部が構成されていてもよい。 A groove 102c is formed on the surface 102b of the second substrate 102 opposite to the first substrate 101 so as to surround the second mirror portion 104 and the second electrode 106 when viewed from a direction parallel to the line L. There is. The portion of the second substrate 102 surrounded by the groove 102c can be displaced in the direction parallel to the line L by using the portion where the groove 102c is formed as the diaphragm-shaped holding portion 102d. A diaphragm-shaped holding portion 102d is formed on the surface 102a of the second substrate 102 so as to surround the second mirror portion 104 and the second electrode 106 when viewed from a direction parallel to the line L. May be configured. Further, when viewed from a direction parallel to the line L on the surface 101b of the first substrate 101 opposite to the second substrate 102 or the surface 101a of the first substrate 101, the first mirror portion 103 and the first electrode 105 A diaphragm-shaped holding portion may be formed by forming a groove so as to surround the diaphragm. In that case, the portion of the first substrate 101 surrounded by the groove can be displaced in the direction parallel to the line L by using the portion where the groove is formed as a diaphragm-shaped holding portion. Further, instead of the diaphragm-shaped holding portion, the holding portion may be formed by a plurality of beams radially arranged around the line L.

ファブリペロー干渉フィルタ１００では、第１電極１０５と第２電極１０６との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第１電極１０５と第２電極１０６との間に発生する。当該静電気力によって、第２基板１０２のうち溝１０２ｃに囲まれた部分が第１基板１０１側に引き付けられ、第１ミラー部１０３と第２ミラー部１０４との距離が調整される。そして、第１ミラー部１０３と第２ミラー部１０４との距離に応じた波長を有する光が、第１基板１０１側から第２基板１０２側に第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４を透過する。 In the Fabry-Perot interference filter 100, when a voltage is applied between the first electrode 105 and the second electrode 106, an electrostatic force corresponding to the voltage is generated between the first electrode 105 and the second electrode 106. .. The portion of the second substrate 102 surrounded by the groove 102c is attracted to the first substrate 101 side by the electrostatic force, and the distance between the first mirror portion 103 and the second mirror portion 104 is adjusted. Then, light having a wavelength corresponding to the distance between the first mirror unit 103 and the second mirror unit 104 passes through the first mirror unit 103 and the second mirror unit 104 from the first substrate 101 side to the second substrate 102 side. To do.

レンズ部１０７は、第２基板１０２の表面１０２ｂ側に一体的に設けられている。レンズ部１０７は、第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４を透過した光を集光する。レンズ部１０７は、フレネルレンズとして、表面１０２ｂに直接的又は間接的に設けられている。なお、レンズ部１０７は、凸レンズとして、表面１０２ｂに直接的又は間接的に設けられていてもよい。また、レンズ部１０７は、フレネルレンズ又は凸レンズとして、第２基板１０２のうち表面１０２ｂ側の部分に形成されていてもよい。 The lens portion 107 is integrally provided on the surface 102b side of the second substrate 102. The lens unit 107 collects the light transmitted through the first mirror unit 103 and the second mirror unit 104. The lens portion 107 is provided directly or indirectly on the surface 102b as a Fresnel lens. The lens portion 107 may be provided directly or indirectly on the surface 102b as a convex lens. Further, the lens portion 107 may be formed as a Fresnel lens or a convex lens on the portion of the second substrate 102 on the surface 102b side.

一例として、第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４を透過した光は、ファブリペロー干渉フィルタ１００を収容するパッケージ内、又は当該パッケージ外に配置された光検出器（ファブリペロー干渉フィルタ１００から離れた状態で配置された光検出器）に、レンズ部１０７によって集光される。以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ１００によれば、第２基板１０２の表面１０２ｂ側にレンズ部１０７が一体的に設けられているので、後段の光検出器において高感度且つ高精度な検出が可能となる。 As an example, the light transmitted through the first mirror unit 103 and the second mirror unit 104 is separated from the optical detector (away from the Fabry-Perot interference filter 100) arranged in the package containing the Fabry-Perot interference filter 100 or outside the package. The light is collected by the lens unit 107 on the light detector) arranged in this state. According to the Fabry-Perot interference filter 100 configured as described above, since the lens portion 107 is integrally provided on the surface 102b side of the second substrate 102, the photodetector in the subsequent stage has high sensitivity and high accuracy. Detection is possible.

以下、ファブリペロー干渉フィルタ１００の具体的構成について説明する。第１基板１０１及び第２基板１０２は、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、若しくは無アルカリガラス等の各種ガラス、又は水晶等によって、それぞれ、矩形板状に形成されている。第１基板１０１の厚さは、例えば５００μｍ程度である。第２基板１０２の厚さは、例えば２００μｍ程度である。第１基板１０１の表面１０１ａと第２基板１０２の表面１０２ａとは、例えばプラズマ重合膜等によって互いに接合されている。 Hereinafter, a specific configuration of the Fabry-Perot interference filter 100 will be described. The first substrate 101 and the second substrate 102 are rectangular, for example, made of various glasses such as soda glass, crystalline glass, quartz glass, lead glass, potassium glass, borosilicate glass, non-alkali glass, or crystal. It is formed in a plate shape. The thickness of the first substrate 101 is, for example, about 500 μm. The thickness of the second substrate 102 is, for example, about 200 μm. The surface 101a of the first substrate 101 and the surface 102a of the second substrate 102 are joined to each other by, for example, a plasma polymerized film or the like.

第１基板１０１には、ラインＬに平行な方向において、空隙Ｓを介して第２基板１０２の表面１０２ａと対向する表面１０１ｃ及び表面１０１ｄが形成されている。表面１０１ｃは、ラインＬを中心線として円形状に形成されている。表面１０１ｄは、ラインＬに平行な方向から見た場合に表面１０１ｃを囲むように、ラインＬを中心線として円環状に形成されている。第１基板１０１の表面１０１ｃと第２基板１０２の表面１０２ａとの距離は、第１基板１０１の表面１０１ｄと第２基板１０２の表面１０２ａとの距離よりも小さい。第２基板１０２においてダイヤフラムを構成するための溝１０２ｃは、ラインＬを中心線として円環状に形成されている。第１基板１０１の表面１０１ｃ及び表面１０１ｄは、表面１０１ａ側から第１基板１０１にエッチングを施すことで形成される。第２基板１０２の溝１０２ｃは、表面１０２ｂ側から第２基板１０２にエッチングを施すことで形成される。 The first substrate 101 is formed with a surface 101c and a surface 101d facing the surface 102a of the second substrate 102 through a gap S in a direction parallel to the line L. The surface 101c is formed in a circular shape with the line L as the center line. The surface 101d is formed in an annular shape with the line L as the center line so as to surround the surface 101c when viewed from a direction parallel to the line L. The distance between the surface 101c of the first substrate 101 and the surface 102a of the second substrate 102 is smaller than the distance between the surface 101d of the first substrate 101 and the surface 102a of the second substrate 102. The groove 102c for forming the diaphragm in the second substrate 102 is formed in an annular shape with the line L as the center line. The surface 101c and the surface 101d of the first substrate 101 are formed by etching the first substrate 101 from the surface 101a side. The groove 102c of the second substrate 102 is formed by etching the second substrate 102 from the surface 102b side.

第１ミラー部１０３は、第１基板１０１の表面１０１ｃに形成されている。第２ミラー部１０４は、第２基板１０２の表面１０２ａに形成されている。第１ミラー部１０３及び第２ミラー部１０４は、例えば、金属膜、誘電体多層膜、又はそれらの複合膜であり、それぞれ、ラインＬを中心線として円形膜状に形成されている。 The first mirror portion 103 is formed on the surface 101c of the first substrate 101. The second mirror portion 104 is formed on the surface 102a of the second substrate 102. The first mirror portion 103 and the second mirror portion 104 are, for example, a metal film, a dielectric multilayer film, or a composite film thereof, and each is formed in a circular film shape with the line L as the center line.

第１電極１０５は、第１基板１０１の表面１０１ｄに形成されている。第２電極１０６は、第２基板１０２の表面１０２ａに形成されている。第１電極１０５及び第２電極１０６は、例えば金属材料によって形成されており、それぞれ、ラインＬを中心線として円環状に延在している。第１電極１０５は、例えば、第１基板１０１のうち外部からアクセス可能な領域に設けられた電極パッド（図示省略）に配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。当該配線は、例えば、第１基板１０１の表面１０１ａに形成された溝内に設けられている。第２電極１０６は、例えば、第２基板１０２のうち外部からアクセス可能な領域に設けられた電極パッド（図示省略）に配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。当該配線は、例えば、第２基板１０２の表面１０２ａに形成された溝内に設けられている。 The first electrode 105 is formed on the surface 101d of the first substrate 101. The second electrode 106 is formed on the surface 102a of the second substrate 102. The first electrode 105 and the second electrode 106 are formed of, for example, a metal material, and each extends in an annular shape with the line L as the center line. The first electrode 105 is electrically connected to, for example, an electrode pad (not shown) provided in a region accessible from the outside of the first substrate 101 via wiring (not shown). The wiring is provided, for example, in a groove formed on the surface 101a of the first substrate 101. The second electrode 106 is electrically connected to, for example, an electrode pad (not shown) provided in a region accessible from the outside of the second substrate 102 via wiring (not shown). The wiring is provided, for example, in a groove formed on the surface 102a of the second substrate 102.

レンズ部１０７は、例えば、シリコン、樹脂、ガラス等によって形成されている。レンズ部１０７は、第２基板１０２の表面１０２ａのうち溝１０２ｃの内側の領域に、例えば光学樹脂によって接合されている。ラインＬに平行な方向から見た場合に、レンズ部１０７の外縁は、第１ミラー部１０３の外縁及び第２ミラー部１０４の外縁を含んでいる。 The lens portion 107 is made of, for example, silicon, resin, glass, or the like. The lens portion 107 is joined to the region inside the groove 102c of the surface 102a of the second substrate 102 by, for example, an optical resin. When viewed from a direction parallel to the line L, the outer edge of the lens portion 107 includes the outer edge of the first mirror portion 103 and the outer edge of the second mirror portion 104.

第１基板１０１の表面１０１ｂには、開口１０８ａを有する遮光層１０８が形成されている。遮光層１０８は、例えば金属材料によって形成されている。開口１０８ａは、ラインＬを中心線として円形状に形成されており、光透過領域１１０ａに入射する光を絞るアパーチャとして機能する。第１基板１０１の表面１０１ｂのうち少なくとも第１ミラー部１０３と対向する領域（すなわち、少なくとも開口１０８ａの内側の領域）、及び第２基板１０２の表面１０２ｂのうち少なくとも第２ミラー部１０４と対向する領域（すなわち、少なくともレンズ部１０７と対向する領域）に、それぞれ、反射防止層が形成されていてもよい。 A light-shielding layer 108 having an opening 108a is formed on the surface 101b of the first substrate 101. The light-shielding layer 108 is formed of, for example, a metal material. The opening 108a is formed in a circular shape with the line L as the center line, and functions as an aperture that narrows down the light incident on the light transmission region 110a. A region of the surface 101b of the first substrate 101 facing at least the first mirror portion 103 (that is, a region inside at least the opening 108a) and a region of the surface 102b of the second substrate 102 facing at least the second mirror portion 104. Antireflection layers may be formed in each of the regions (that is, at least the region facing the lens portion 107).

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…光検出装置、２…パッケージ、８…光検出器、８ａ…受光領域、９…スペーサ（支持部）、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…ファブリペロー干渉フィルタ、１５…窓部、２１…基板、２１ａ…第１表面、２１ｂ…第２表面、３０…第１層構造体、３５…第１ミラー部、３６…第２ミラー部、４０…第２層構造体、４０ａ…開口、５０…レンズ部、Ｓ…空隙。 1A, 1B, 1C ... Photodetector, 2 ... Package, 8 ... Photodetector, 8a ... Light receiving area, 9 ... Spacer (support), 10A, 10B, 10C ... Fabry-Perot interference filter, 15 ... Window, 21 ... Substrate, 21a ... 1st surface, 21b ... 2nd surface, 30 ... 1st layer structure, 35 ... 1st mirror part, 36 ... 2nd mirror part, 40 ... 2nd layer structure, 40a ... opening, 50 ... lens part, S ... void.

Claims (7)

光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、
前記パッケージ内に配置され、前記窓部から入射した前記光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、
前記ファブリペロー干渉フィルタから離れた状態で前記パッケージ内に配置され、前記ファブリペロー干渉フィルタを透過した前記光を検出する光検出器と、を備え、
前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記窓部側の第１表面及び前記光検出器側の第２表面を有する基板と、
前記第１表面に配置され、空隙を介して互いに対向し且つ互いの距離が可変とされた第１ミラー部及び第２ミラー部が設けられた第１層構造体と、
前記第２表面側に一体的に設けられ、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光を前記光検出器に集光するレンズ部と、を有し、
前記光の入射方向から見た場合に、前記レンズ部は、前記空隙の内側に位置している、光検出装置。 A package with a window that allows light to enter,
A Fabry-Perot interference filter that is placed in the package and transmits the light incident from the window.
A photodetector that is placed in the package away from the Fabry-Perot interference filter and detects the light that has passed through the Fabry-Perot interference filter.
The Fabry-Perot interference filter
A substrate having a first surface on the window side and a second surface on the photodetector side,
A first layer structure arranged on the first surface and provided with a first mirror portion and a second mirror portion that face each other through a gap and have a variable distance from each other.
It has a lens unit that is integrally provided on the second surface side and that collects the light that has passed through the first mirror unit and the second mirror unit on the photodetector.
A photodetector in which the lens portion is located inside the void when viewed from the incident direction of the light. 光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、
前記パッケージ内に配置され、前記窓部から入射した前記光を透過させるファブリペロー干渉フィルタと、
前記ファブリペロー干渉フィルタから離れた状態で前記パッケージ内に配置され、前記ファブリペロー干渉フィルタを透過した前記光を検出する光検出器と、を備え、
前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記窓部側の第１表面及び前記光検出器側の第２表面を有する基板と、
前記第１表面に配置され、空隙を介して互いに対向し且つ互いの距離が可変とされた第１ミラー部及び第２ミラー部が設けられた第１層構造体と、
前記第２表面側に一体的に設けられ、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光を前記光検出器に集光するレンズ部と、
前記第１層構造体に設けられた第１端子及び第２端子と、を有し、
前記光の入射方向から見た場合に、前記第１端子及び前記第２端子は、前記レンズ部の外側に位置している、光検出装置。 A package with a window that allows light to enter,
A Fabry-Perot interference filter that is placed in the package and transmits the light incident from the window.
A photodetector that is placed in the package away from the Fabry-Perot interference filter and detects the light that has passed through the Fabry-Perot interference filter.
The Fabry-Perot interference filter
A substrate having a first surface on the window side and a second surface on the photodetector side,
A first layer structure arranged on the first surface and provided with a first mirror portion and a second mirror portion that face each other through a gap and have a variable distance from each other.
A lens portion integrally provided on the second surface side and condensing the light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion to the photodetector.
It has a first terminal and a second terminal provided in the first layer structure.
A photodetector in which the first terminal and the second terminal are located outside the lens portion when viewed from the incident direction of the light. 前記レンズ部は、前記基板のうち前記第２表面側の部分に形成されている、請求項１又は２に記載の光検出装置。 The photodetector according to claim 1 or 2, wherein the lens portion is formed on a portion of the substrate on the second surface side. 前記レンズ部は、前記第２表面に直接的又は間接的に設けられている、請求項１又は２に記載の光検出装置。 The photodetector according to claim 1 or 2, wherein the lens portion is directly or indirectly provided on the second surface. 前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記第２表面に配置され、前記第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、
前記第２層構造体には、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光が通過する開口が形成されており、
前記レンズ部は、前記開口内に配置されている、請求項４に記載の光検出装置。 The Fabry-Perot interference filter
Further having a second layer structure arranged on the second surface and configured to correspond to the first layer structure.
The second layer structure is formed with an opening through which the light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion passes.
The photodetector according to claim 4, wherein the lens portion is arranged in the aperture. 前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記第２表面に配置され、前記第１層構造体に対応するように構成された第２層構造体を更に有し、
前記第２層構造体には、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部を透過した前記光が通過する開口が形成されており、
前記レンズ部は、前記開口を塞ぐように前記第２層構造体に取り付けられている、請求項１又は２に記載の光検出装置。 The Fabry-Perot interference filter
Further having a second layer structure arranged on the second surface and configured to correspond to the first layer structure.
The second layer structure is formed with an opening through which the light transmitted through the first mirror portion and the second mirror portion passes.
The photodetector according to claim 1 or 2, wherein the lens portion is attached to the second layer structure so as to close the opening. 前記光の入射方向から見た場合に、前記レンズ部の外縁は、前記窓部の外縁よりも内側に位置しており、前記光検出器の受光領域の外縁よりも外側に位置している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光検出装置。 When viewed from the incident direction of the light, the outer edge of the lens portion is located inside the outer edge of the window portion and is located outside the outer edge of the light receiving region of the photodetector. The photodetector according to any one of claims 1 to 6.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993009422A1 (en) * 1991-10-31 1993-05-13 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Sensor
JPH05133803A (en) * 1991-11-14 1993-05-28 Matsushita Electric Works Ltd Infrared-detecting element
JPH0886935A (en) * 1994-09-20 1996-04-02 Yazaki Corp Transmission type optical element and optical device using it
JP2009041958A (en) * 2007-08-07 2009-02-26 Nippon Ceramic Co Ltd Thermopile infrared detector
JP2012048249A (en) * 2006-03-28 2012-03-08 Panasonic Corp Semiconductor lens and manufacturing method of semiconductor lens
JP2016528496A (en) * 2013-08-02 2016-09-15 ベリフード， リミテッドＶｅｒｉｆｏｏｄ， Ｌｔｄ． Spectrometer system and method, spectroscopic analysis device and method
JP2016211860A (en) * 2015-04-28 2016-12-15 浜松ホトニクス株式会社 Light detection device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4017562A1 (en) * 1990-05-31 1991-12-05 Standard Elektrik Lorenz Ag OPTICAL INTERIOR
JPH0572035A (en) * 1991-05-17 1993-03-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical-fiber type fabry-perot resonator
JPH0581667U (en) * 1992-03-31 1993-11-05 国際技術開発株式会社 Infrared receiver
GB201020024D0 (en) * 2010-11-25 2011-01-12 St Microelectronics Ltd Radiation sensor
GB2496399A (en) * 2011-11-09 2013-05-15 St Microelectronics Res & Dev A sensor for range finding and ambient light measurement including a SPAD array
JP6145672B2 (en) * 2013-01-23 2017-06-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Infrared light receiving unit and infrared application device including the same
JP6601007B2 (en) * 2015-06-18 2019-11-06 セイコーエプソン株式会社 Spectroscopic apparatus, image forming apparatus, and spectral measuring method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993009422A1 (en) * 1991-10-31 1993-05-13 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Sensor
JPH05133803A (en) * 1991-11-14 1993-05-28 Matsushita Electric Works Ltd Infrared-detecting element
JPH0886935A (en) * 1994-09-20 1996-04-02 Yazaki Corp Transmission type optical element and optical device using it
JP2012048249A (en) * 2006-03-28 2012-03-08 Panasonic Corp Semiconductor lens and manufacturing method of semiconductor lens
JP2009041958A (en) * 2007-08-07 2009-02-26 Nippon Ceramic Co Ltd Thermopile infrared detector
JP2016528496A (en) * 2013-08-02 2016-09-15 ベリフード， リミテッドＶｅｒｉｆｏｏｄ， Ｌｔｄ． Spectrometer system and method, spectroscopic analysis device and method
JP2016211860A (en) * 2015-04-28 2016-12-15 浜松ホトニクス株式会社 Light detection device

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