JPH0785034B2 - Spectroscopic measurement sensor - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、シリコンフォトダイオードアレイ（SPDアレ
イ）などの受光素子アレイを構成する複数の受光素子の
各々に透過波長の異なる複数のフィルタが対向または接
触する状態に設けらた分光測定センサに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plurality of light receiving elements constituting a light receiving element array such as a silicon photodiode array (SPD array), and a plurality of filters having different transmission wavelengths face or contact each other. The present invention relates to a spectroscopic measurement sensor that is provided in a state of performing.
従来の技術 従来のこの種の分光測定センサの一例を第７図に示し、
以下これを説明する（特開昭59−20804号公報参照）。2. Description of the Related Art An example of a conventional spectroscopic measurement sensor of this type is shown in FIG.
This will be described below (see JP-A-59-20804).
第７図（Ａ）は干渉フィルタの断面図、第７図（Ｂ）は
シリコンフォトダイオードアレイを示す平面図である。FIG. 7A is a sectional view of the interference filter, and FIG. 7B is a plan view showing the silicon photodiode array.
まず、シリコンフォトダイオードアレイを示す第７図
（Ｂ）において、20はシリコン基板、21は2n個のシリコ
ンフォトダイオード（SPD）21aを一直線状一列に配列し
たシリコンフォトダイオードアレイ（SPDアレイ）であ
り、このSPD21がシリコン基板20上に形成されてアレイ
チップ22を構成している。23はシリコン基板20上に形成
された端子であり、アルミニウム配線電極（図示せず）
によって個々のSPD21aに接続される。First, in FIG. 7 (B) showing a silicon photodiode array, 20 is a silicon substrate, 21 is a silicon photodiode array (SPD array) in which 2n silicon photodiodes (SPD) 21a are arranged in a straight line. The SPD 21 is formed on the silicon substrate 20 to form the array chip 22. Reference numeral 23 is a terminal formed on the silicon substrate 20, which is an aluminum wiring electrode (not shown).
Is connected to each SPD 21a.
干渉フィルタを示す第７図（Ａ）において、24は干渉フ
ィルタであり、表面が階段状に、裏面が平坦に形成され
た二酸化シリコン（SiO2）層24a、二酸化シリコン層24a
の表裏両面に蒸着された銀（Ag）層24b,24cおよび銀層2
4cの裏面のガラス基板25からなる。In FIG. 7 (A) showing the interference filter, reference numeral 24 denotes an interference filter, which has a silicon dioxide (SiO 2 ) layer 24a and a silicon dioxide layer 24a having a stepped front surface and a flat back surface.
Silver (Ag) layers 24b and 24c and silver layer 2 deposited on both front and back surfaces of
It consists of a glass substrate 25 on the back surface of 4c.
中間の二酸化シリコン層24aの表面の階段形状は、測定
すべき波長の数即ちSPD21aの数（2n）と同数のステップ
をもち、各ステップで構成される個々のフィルタF1〜F
2nの面積は、各SPD21aと同一面積に構成されている。こ
の干渉フィルタ24の透過波長域は、例えば、400〜700
〔nm〕であり、厚みが大きい領域ほど透過する波長が長
くなる。The step shape of the surface of the intermediate silicon dioxide layer 24a has the same number of steps as the number of wavelengths to be measured, that is, the number of SPDs 21a (2n), and the individual filters F 1 to F 1 formed in each step.
The area of 2n is the same as that of each SPD 21a. The transmission wavelength range of the interference filter 24 is, for example, 400 to 700.
[Nm], and the wavelength that is transmitted becomes longer as the thickness increases.
SPDアレイ21と干渉フィルタ24とは、SPDアレイ21の受光
面とガラス基板25の裏面とが、小間隔において対向され
る場合もあるし、密接された状態に一体接合される場合
もある。なお、干渉フィルタ24は、SPDアレイ21に比べ
厚み方向において極端に拡大して図示してある。In the SPD array 21 and the interference filter 24, the light receiving surface of the SPD array 21 and the back surface of the glass substrate 25 may face each other at a small interval, or may be integrally bonded in a close contact state. The interference filter 24 is illustrated in an extremely enlarged manner in the thickness direction as compared with the SPD array 21.
第８図に示すように、SPDアレイ21に対する照射スポッ
ト光ｌがすべてのSPD21aに照射されるように、照射スポ
ット光ｌの直径φ１をSPDアレイ21の長さL1よりも少し
大きくしてある（φ１＞L1）。例えば、長さ8.0〔m
m〕，幅3.8〔mm〕のシリコン基板20に形成されたSPDア
レイ21の長さL1は6.0〔mm〕であり、照射スポット光ｌ
の直径φ１は6.8〔mm〕である。As shown in FIG. 8, the diameter φ 1 of the irradiation spot light 1 is set to be slightly larger than the length L 1 of the SPD array 21 so that the irradiation spot light 1 for the SPD array 21 is irradiated to all SPDs 21a. Yes (φ 1 > L 1 ). For example, length 8.0 [m
m], the length L 1 of the SPD array 21 formed on the silicon substrate 20 in the width 3.8 mm and is 6.0 mm and the irradiation spot beam l
The diameter φ 1 is 6.8 mm.
第９図は紫外線カットフィルタと赤外線カットフィルタ
とで覆った分光測定センサの構成を示した分解斜視図で
ある。FIG. 9 is an exploded perspective view showing the structure of a spectroscopic measurement sensor covered with an ultraviolet cut filter and an infrared cut filter.
この分光測定センサは、パッケージ26に、SPDアレイ21
を形成したシリコン基板20,干渉フィルタ24,スリット板
27,紫外線カットフィルタ28および赤外線カットフィル
タ29がこの順にセットされたものである。スリット板27
には、SPDアレイ21と同一の大きさでSPDアレイ21と位置
が一致するスリット27aが形成されている。紫外線カッ
トフィルタ28は、長波長領域の２次波長成分をカットす
るためのものであり、赤外線カットフィルタ29は、短波
長領域の長波長成分をカットするためのものである。こ
こで、紫外線カットフィルタ28や赤外線カットフィルタ
29が長波長領域あるいは短波長領域のみを覆う構成とし
た場合、SPDアレイ21においてはSPD21aが連続して配置
されているため、フィルタの端部近傍に対応するSPD21a
において正確な測定が行えないため、紫外線カットフィ
ルタ28や赤外線カットフィルタ29は全波長領域を覆う構
成となっている。This spectroscopic measurement sensor is packaged in a SPD array 21
Formed silicon substrate 20, interference filter 24, slit plate
27, an ultraviolet ray cut filter 28, and an infrared ray cut filter 29 are set in this order. Slit plate 27
A slit 27a having the same size as the SPD array 21 and having the same position as that of the SPD array 21 is formed in the. The ultraviolet cut filter 28 is for cutting secondary wavelength components in the long wavelength region, and the infrared cut filter 29 is for cutting long wavelength components in the short wavelength region. Here, the ultraviolet cut filter 28 and the infrared cut filter
When 29 is configured to cover only the long wavelength region or the short wavelength region, SPD21a corresponding to the vicinity of the end of the filter is provided because SPD21a is continuously arranged in SPD array 21.
Since an accurate measurement cannot be performed in, the ultraviolet cut filter 28 and the infrared cut filter 29 are configured to cover the entire wavelength region.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この従来例には、次のような問題点があ
る。Problems to be Solved by the Invention However, this conventional example has the following problems.
SPDアレイ21が複数のSPD21aを一直線状一列に配列した
ものであるため、照射スポット光ｌの直径φ１がSPDア
レイ21の長さL1よりも大きくならざるを得ない。また、
アレイチップ22の面積も大きくならざるを得ない。Since the SPD array 21 is a plurality of SPDs 21a arranged in a straight line, the diameter φ 1 of the irradiation spot light 1 must be larger than the length L 1 of the SPD array 21. Also,
The area of the array chip 22 is inevitably large.
また、紫外線カットフィルタ28で覆う必要のあるのは長
波長領域のみであり、赤外線カットフィルタ29で覆う必
要のあるのは短波長領域のみであるにもかかはわらず、
全波長領域を紫外線カットフィルタ28でも赤外線カット
フィルタ29でも覆う構成となっているため、紫外線カッ
トフィルタ28にも赤外線カットフィルタ29にも無駄な部
分がある。さらに、紫外線カットフィルタ28の場合に
は、特性がシャープでないと、短波長領域で出力低下の
問題が発生するおそれがあり、高精度な測定が困難にな
るという問題があった。Further, it is only necessary to cover with the ultraviolet cut filter 28 in the long wavelength region, and it is necessary to cover with the infrared cut filter 29 only in the short wavelength region,
Since the entire wavelength range is covered by the ultraviolet cut filter 28 and the infrared cut filter 29, both the ultraviolet cut filter 28 and the infrared cut filter 29 have useless parts. Further, in the case of the ultraviolet cut filter 28, if the characteristics are not sharp, there is a possibility that a problem of output reduction may occur in the short wavelength region, and there is a problem that it becomes difficult to perform highly accurate measurement.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、照射スポット光の直径およびアレイチップの大きさ
を小さくできるようにすることを主目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and its main object is to make it possible to reduce the diameter of the irradiation spot light and the size of the array chip.
問題点を解決するための手段 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。Means for Solving Problems The present invention has the following configuration in order to achieve such an object.
即ち、本発明の分光測定センサは、受光素子を直線上に
配列した第１アレイと第２アレイとを有し、該受光素子
が配列された方向の各アレイの長さの合計よりも短い直
径の円弧内に前記第１アレイと第２アレイとが非重複の
状態で配置されるとともに、前記第１アレイに対応して
配置され、所定域の波長を透過する第１フィルタと、前
記第１フィルタに対応して配置された赤外線カットフィ
ルタと、前記第２アレイに対応して配置され、第１フィ
ルタの透過波長よりも長い所定域の波長を透過する第２
フィルタと、前記第２フィルタに対応して配置された紫
外線カットフィルタとを備えたことを特徴とするもので
ある。That is, the spectroscopic measurement sensor of the present invention has the first array and the second array in which the light receiving elements are arranged in a straight line, and the diameter is shorter than the total length of the respective arrays in the direction in which the light receiving elements are arranged. The first array and the second array are arranged in a non-overlapping state within a circular arc of, and the first filter is arranged corresponding to the first array and transmits a wavelength in a predetermined range; An infrared cut filter arranged corresponding to the filter, and a second arranged corresponding to the second array and transmitting a wavelength in a predetermined range longer than the transmission wavelength of the first filter.
It is characterized by comprising a filter and an ultraviolet cut filter arranged corresponding to the second filter.
作 用 この構成による作用は、次の通りである。Operation The operation of this configuration is as follows.
受光素子の総計個数を一定数とすると、この一定数の受
光素子を、従来例では直線状の一つのアレイに構成して
いたのに対し、本発明では、第１アレイと第２アレイに
分割した状態に構成している。従って、各アレイにおけ
る受光素子の個数が従来例よりも少なくなるため、受光
素子が配列された方向のそれぞれのアレイの長さが従来
例よりも短くなる。そして、受光素子が配列された方向
の各アレイの長さの合計よりも短い直径の円弧内に非重
複の状態で第１アレイと第２アレイとを配置することに
よって、照射スポット光の直径およびアレイチップの大
きさの縮小が図られる。Assuming that the total number of light receiving elements is a fixed number, this fixed number of light receiving elements is formed into one linear array in the conventional example, whereas in the present invention, it is divided into a first array and a second array. It is configured to Therefore, the number of light receiving elements in each array is smaller than that in the conventional example, and the length of each array in the direction in which the light receiving elements are arranged is shorter than that in the conventional example. Then, by arranging the first array and the second array in a non-overlapping state within an arc having a diameter shorter than the total length of the arrays in the direction in which the light receiving elements are arranged, the diameter of the irradiation spot light and The size of the array chip can be reduced.
また、本発明では、分割して構成された第１アレイと第
２アレイにそれぞれ異なる波長領域を透過する第１フィ
ルタと第２フィルタとが設けられている。従って、従来
例のように各波長を測定する受光素子全体を一つの赤外
線カットフィルタや紫外線カットフィルタが覆う構成と
することなく、測定波長領域の異なる各アレイ毎にフィ
ルタを配置することが可能となる。即ち、アレイ毎に赤
外線カットフィルタや紫外線カットフィルタを配置する
ことで各フィルタの無駄を省くとともに、出力の低下を
最小にし、測定の高精度化が図られる。Further, in the present invention, the first array and the second array, which are configured by being divided, are provided with the first filter and the second filter which respectively transmit different wavelength regions. Therefore, it is possible to arrange a filter for each array having a different measurement wavelength region without having to configure the entire light receiving element for measuring each wavelength with one infrared cut filter or ultraviolet cut filter as in the conventional example. Become. That is, by disposing an infrared cut filter or an ultraviolet cut filter for each array, the waste of each filter can be eliminated, the decrease in output can be minimized, and the accuracy of measurement can be improved.
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例に係る分光測定センサの概略
的な分解斜視図である。FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a spectroscopic measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
第１図において、１はシリコン基板、2,3は、それぞれ
ｎ個のシリコンフォトダイオード（SPD）2a,3aを直線状
に列設したシリコンフォトダイオードアレイ（SPDアレ
イ）である。これら２列のSPDアレイ2,3は、感知波長域
を互いに異にするものであり、シリコン基板１上に互い
に平行に形成されてアレイチップ４を構成している。In FIG. 1, 1 is a silicon substrate, and 2 and 3 are silicon photodiode arrays (SPD arrays) in which n silicon photodiodes (SPD) 2a and 3a are linearly arranged. These two rows of SPD arrays 2 and 3 have different sensing wavelength ranges, and are formed in parallel with each other on the silicon substrate 1 to form the array chip 4.
SPDアレイ２は、短波長側の波長成分400〜550〔nm〕を
感知するものであり、SPDアレイ３は、長波長側の波長
成分550〜700〔nm〕を感知するものである。短波長側SP
Dアレイ２の長さL2と長波長側SPDアレイ３の長さL3とは
等しい（L2＝L3）。The SPD array 2 senses wavelength components 400 to 550 [nm] on the short wavelength side, and the SPD array 3 senses wavelength components 550 to 700 [nm] on the long wavelength side. Short wavelength side SP
D array 2 equal to the length L 3 of a length L 2 and the long wavelength side SPD array 3 (L 2 = L 3).
両SPDアレイ2,3の長さ方向の一端2r,3rどうし、および
他端2s,3sどうしは、それぞれその長さ方向において同
一位置にあり、短波長側SPDアレイ２の幅方向の外側端
縁2tと長波長側SPDアレイ３の幅方向の外側端縁3tとの
距離L4が各SPDアレイ2,3の長さL2,L3とほぼ等しく構成
されている（L4≒L3＝L3）。One end 2r, 3r in the length direction of both SPD arrays 2 and 3 and the other end 2s, 3s in the length direction are at the same position in the length direction, respectively, and the outer edge of the short wavelength side SPD array 2 in the width direction. The distance L 4 between 2t and the outer edge 3t in the width direction of the long wavelength side SPD array 3 is configured to be substantially equal to the lengths L 2 and L 3 of the SPD arrays 2 and 3 (L 4 ≈L 3 = L 3 ).
そして、第２図に示すように、両SPDアレイ2,3は、それ
ぞれの長さL2,L3の合計長さ（L2＋L3）よりも短い直径
φの円弧内において、前述の位置関係において配列され
ている。両SPDアレイ2,3が互いに平行であるため、短波
長側SPDアレイ２の長さ方向と長波長側SPDアレイ３の長
さ方向とは重複しない。Then, as shown in FIG. 2, both SPD arrays 2 and 3 have the above-mentioned positions within an arc having a diameter φ shorter than the total length (L 2 + L 3 ) of the respective lengths L 2 and L 3. Arranged in a relationship. Since both SPD arrays 2 and 3 are parallel to each other, the length direction of the short wavelength side SPD array 2 and the length direction of the long wavelength side SPD array 3 do not overlap.
５は干渉フィルタであり、表面が互いに段差のある２列
の階段状に、裏面が平坦に形成された二酸化シリコン
（SiO2）層5a、二酸化シリコン層5aの表面の段差のある
各段階部分に蒸着された銀（Ag）層5b2,5b3、二酸化シ
リコン層5aの裏面に蒸着された銀（Ag）層5cおよび銀層
5cの裏面のガラス基板６からなる。Reference numeral 5 denotes an interference filter, which has a stepwise two-row surface with a stepped surface and a flat back surface with a silicon dioxide (SiO 2 ) layer 5a, and a stepped portion of the surface of the silicon dioxide layer 5a. Evaporated silver (Ag) layers 5b 2 and 5b 3 , silver (Ag) layers 5c and silver layers evaporated on the back surface of the silicon dioxide layer 5a
It consists of the glass substrate 6 on the back surface of 5c.
干渉フィルタ５の２列の段階状フィルタ5A2,5A3はそれ
ぞれ短波長側の波長成分400〜550〔nm〕，長波長側の波
長成分550〜700〔nm〕を透過させるものである。短波長
側階段状フィルタ5A2は、短波長側SPDアレイ２を構成し
ているSPD2aの数と同数のｎ個のフィルタF1〜Fnをも
ち、長波長側階段状フィルタ5A3は、長波長側SPDアレイ
３を構成しているSPD3aの数と同数のｎ個のフィルタF
n+1〜F2nをもつ。これらのフィルタF1〜Fnにおいても、
フィルタFn+1〜F2nにおいても、厚みの大きいフィルタ
ほど長波長側の波長成分を透過する。The two rows of stepped filters 5A 2 and 5A 3 of the interference filter 5 are for transmitting wavelength components 400 to 550 [nm] on the short wavelength side and wavelength components 550 to 700 [nm] on the long wavelength side, respectively. The short wavelength side stepwise filter 5A 2 has n filters F 1 to F n in the same number as the number of SPDs 2a constituting the short wavelength side SPD array 2, and the long wavelength side stepwise filter 5A 3 has a long length. The same number of filters F as the number of SPDs 3a constituting the wavelength side SPD array 3
It has n + 1 to F 2n . Also in these filters F 1 to F n ,
Also in the filters F n + 1 to F 2n , the thicker the filter, the more the wavelength component on the long wavelength side is transmitted.
アレイチップ４と干渉フィルタ５とは、SPDアレイ2,3の
受光面とガラス基板６の裏面とが、小間隔をおいて対向
される場合もあるし、密接された状態に一体接合される
場合もある。いずれにせよ、短波長側SPDアレイ２と短
波長側階段状フィルタ5A2とは対応し、長波長側SPDアレ
イ３と長波長側階段状フィルタ5A3とは対向する。な
お、干渉フィルタ５は、アレイチップ４に比べ厚み方向
において極端に拡大して図示してある。In the array chip 4 and the interference filter 5, the light receiving surfaces of the SPD arrays 2 and 3 and the back surface of the glass substrate 6 may face each other with a small gap therebetween, or they may be integrally bonded in a closely contacted state. There is also. In any case, the short wavelength side SPD array 2 and the short wavelength side stepwise filter 5A 2 correspond, and the long wavelength side SPD array 3 and the long wavelength side stepwise filter 5A 3 face each other. The interference filter 5 is illustrated in an extremely enlarged manner in the thickness direction as compared with the array chip 4.
第２図に示すように、SPDアレイ2,3に対する照射スポッ
ト光ｌがすべてのSPD2a,3aに照射されるように、照射ス
ポット光ｌの直径φを１列のSPDアレイ２（または３）
の長さL2（またはL3）よりも少し大きくしてある（φ＞
L2＝L3）。この照射スポット光ｌの直径φは、従来例の
直径φ１に比べて十分に小さくなっている。As shown in FIG. 2, the diameter φ of the irradiation spot light 1 is one row of the SPD array 2 (or 3) so that the irradiation spot light 1 for the SPD arrays 2 and 3 is irradiated to all SPDs 2a and 3a.
Is slightly larger than the length L 2 (or L 3 ) of (φ>
L 2 = L 3 ). The diameter φ of the irradiation spot light 1 is sufficiently smaller than the diameter φ 1 of the conventional example.
具体的には、長さ5.0〔mm〕，幅5.8〔mm〕のシリコン基
板１に形成されたSPDアレイ2,3の長さL2,L3はそれぞれ
3.0〔mm〕であり、従来例の6.0〔mm〕の1/2である。そ
して、余裕を見込んだ照射スポット光ｌの直径φは4.6
〔mm〕であり、従来例の6.8〔mm〕の約2/3である。Specifically, the lengths L 2 and L 3 of SPD arrays 2 and 3 formed on a silicon substrate 1 having a length of 5.0 [mm] and a width of 5.8 [mm] are respectively
It is 3.0 mm, which is 1/2 of 6.0 mm of the conventional example. The diameter φ of the irradiation spot light 1 with a margin is 4.6.
[Mm], which is about 2/3 of 6.8 [mm] of the conventional example.
アレイチップ４の面積は、従来例とあまり変わらない
が、縦横の比が従来例では、3.8:8.0≒1:2であるのに対
して、本実施例の場合は5.0:5.8≒1.2:1であり、正方形
に近い形状のため、パッケージに内蔵する場合に、パッ
ケージの形状を簡単化できる。The area of the array chip 4 is not so different from that of the conventional example, but in the conventional example, the aspect ratio is 3.8: 8.0≈1: 2, whereas in the case of this example, 5.0: 5.8≈1.2: 1. Since the shape is close to a square, the shape of the package can be simplified when it is built in the package.
第３図は紫外線カットフィルタと赤外線カットフィルタ
とで覆った分光測定センサの構成を示した分解斜視図で
ある。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of a spectroscopic measurement sensor covered with an ultraviolet cut filter and an infrared cut filter.
この分光測定センサは、パッケージ７に、２列のSPDア
レイ2,3を形成したアレイチップ4,干渉フィルタ5,2つの
スリット8a,8bが形成されたスリット板８がこの順にセ
ットされ、スリット板８上において、短波長側階段状フ
ィルタ5A2を覆う赤外線カットフィルタ９と、長波長側
階段状フィルタ5A3を覆う紫外線カットフィルタ10とが
並列配置されたものである。In this spectroscopic measurement sensor, an array chip 4 having two rows of SPD arrays 2 and 3, an interference filter 5, and a slit plate 8 having two slits 8a and 8b are set in this order in a package 7, and a slit plate is provided. In FIG. 8, an infrared cut filter 9 that covers the short wavelength side step filter 5A 2 and an ultraviolet cut filter 10 that covers the long wavelength side step filter 5A 3 are arranged in parallel.
赤外線カットフィルタ９も紫外線カットフィルタ10もと
もに、必要な部分に対してのみ設けられているため、従
来例にみられた無駄がなく、かつ、紫外線カットフィル
タで短波長側階段状フィルタ5A2を覆う場合のように短
波長領域で出力低下が生じるという問題がなくなってい
る。Since both the infrared cut filter 9 and the ultraviolet cut filter 10 are provided only for necessary parts, there is no waste as seen in the conventional example, and the short wavelength side step filter 5A 2 is used as the ultraviolet cut filter. The problem of output reduction in the short wavelength region as in the case of covering is eliminated.
なお、本発明は、第４図に示すように、２列のSPDアレ
イ2,3をＴ字状に配置したもの、第５図に示すように、
３列のSPDアレイ11,12,13を互いに平行に配置したも
の、第６図のように、３列のSPDアレイ11,12,13をπ字
状に配置したものなども実施例として含む。In the present invention, as shown in FIG. 4, two rows of SPD arrays 2 and 3 are arranged in a T shape, and as shown in FIG.
Examples include those in which three rows of SPD arrays 11, 12, and 13 are arranged in parallel with each other, and those in which three rows of SPD arrays 11, 12, and 13 are arranged in a π shape as shown in FIG.
いずれにせよ、分割型のSPDアレイのすべてを、それら
の合計長さの60〜90％の直径の円弧内に配置するのが好
ましい。In any case, it is preferable to place all of the split SPD arrays within an arc of diameter 60-90% of their total length.
なお、本発明において、段階状フィルタはSPDに対応し
て段階が形成される必要はなく、例えば、図例の場合よ
りも細かいピッチで形成されて１つのSPDに対して複数
の階段が対応するように構成してもよい。また、フィル
タの透過波長が連続的に変化するような構成でもよい。In the present invention, it is not necessary for the graded filter to have stages formed corresponding to SPDs. For example, a plurality of steps are formed for one SPD with a finer pitch than in the case of the example. It may be configured as follows. Alternatively, the transmission wavelength of the filter may be continuously changed.
効 果 本発明によれば、次の効果が発揮される。Effects According to the present invention, the following effects are exhibited.
即ち、本発明では、複数の受光素子を第１アレイと第２
アレイとに分割して構成しているため、直線状に全ての
受光素子を配列して一つのアレイとして構成された従来
例よりも受光素子が配列された方向の長さが短くなる。
そして、そのようなアレイを、それぞれの長さの合計長
さよりも短い直径の円弧内において、非重複の状態で配
置してあるため、全ての受光素子が一つの照射範囲には
いるようにするにあたり、その照射スポット光の直径
が、全ての受光素子で一つのアレイを構成した従来例の
場合に比べて小さくなり、照射スポット光の受光効率が
向上する。また、アレイチップの大きさを従来例よりも
小さくできる。That is, in the present invention, the plurality of light receiving elements are arranged in the first array and the second array.
Since the light receiving elements are divided into arrays, the length in the direction in which the light receiving elements are arranged is shorter than that in the conventional example in which all the light receiving elements are linearly arranged to form one array.
Then, since such an array is arranged in a non-overlapping state within an arc having a diameter shorter than the total length of the respective lengths, all the light receiving elements should be within one irradiation range. In this case, the diameter of the irradiation spot light becomes smaller than that in the case of the conventional example in which all the light receiving elements form one array, and the light receiving efficiency of the irradiation spot light is improved. Further, the size of the array chip can be made smaller than that of the conventional example.
また、赤外線カットフィルタと紫外線カットフィルタと
を、それぞれ第１フィルタと第２フィルタ、即ち、第１
アレイと第２アレイに対応して配置することによって、
測定波長領域が異なるそれぞれのアレイについて不要な
波長成分をカットできるものはもとより、一つのアレイ
として構成された全ての受光素子に、赤外線カットフィ
ルタと紫外線カットフィルタとを重ねて配置している従
来例の場合のような出力低下の問題を防止できる。In addition, an infrared cut filter and an ultraviolet cut filter are respectively provided as a first filter and a second filter, that is, a first filter.
By arranging for the array and the second array,
A conventional example in which an infrared cut filter and an ultraviolet cut filter are arranged in an overlapping manner on all light receiving elements configured as one array as well as those that can cut unnecessary wavelength components for each array having different measurement wavelength regions. In this case, it is possible to prevent the problem of the output reduction.
第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係り、第１図
は分光測定センサの概略的な分解斜視図、第２図はSPD
アレイと照射スポット光との関係を示す平面図、第３図
は紫外線カットフィルタ，赤外線カットフィルタで覆う
場合の分解斜視図である。第４図ないし第６図は各々別
の実施例のSPDアレイと照射スポット光との関係を示す
平面図である。また、第７図ないし第９図は従来例に係
り、第７図（Ａ）は干渉フィルタの断面図、第７図
（Ｂ）はSPDアレイを示す平面図、第８図はSPDアレイと
照射スポット光との関係を示す平面図、第９図は紫外線
カットフィルタ，赤外線カットフィルタで覆う場合の分
解斜視図である。 2,3……SPDアレイ（受光素子アレイ） 2a,3a……SPD（受光素子） ５……干渉フィルタ 5A2……短波長側階段状フィルタ 5A3……長波長側階段状フィルタ F1〜F2n……フィルタ 2r,3r……SPDアレイ2,3の長さ方向の一端 2s,3s……SPDアレイ2,3の長さ方向の他端 2t,3t……SPDアレイ2,3の外側端縁 ９……赤外線カットフィルタ 10……紫外線カットフィルタ1 to 3 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a spectroscopic measurement sensor, and FIG. 2 is an SPD.
FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the array and the irradiation spot light, and FIG. 3 is an exploded perspective view in the case of covering with an ultraviolet cut filter and an infrared cut filter. FIGS. 4 to 6 are plan views showing the relationship between the SPD array and the irradiation spot light of another embodiment. 7 to 9 relate to a conventional example, FIG. 7 (A) is a sectional view of an interference filter, FIG. 7 (B) is a plan view showing an SPD array, and FIG. 8 is an SPD array and irradiation. FIG. 9 is a plan view showing the relationship with spot light, and FIG. 9 is an exploded perspective view in the case of covering with an ultraviolet cut filter and an infrared cut filter. 2,3 …… SPD array (photodetector array) 2a, 3a …… SPD (photodetector) 5 …… Interference filter 5A 2 …… Short wavelength side step filter 5A 3 …… Long wavelength side step filter F 1 ~ F 2n …… Filter 2r, 3r …… One end in the length direction of SPD arrays 2 and 3 2s, 3s …… The other end in the length direction of SPD arrays 2 and 3 2t, 3t …… Outside the SPD arrays 2 and 3 Edge 9 ... Infrared cut filter 10 ... Ultraviolet cut filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 菊井 広行 (56)参考文献 特開 昭60−17326（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−26755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−39323（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page Examiner Hiroyuki Kikui (56) References JP-A-60-17326 (JP, A) JP-A-54-26755 (JP, A) JP-A-57-39323 (JP, A)
Claims (1)
第２アレイとを有し、該受光素子が配列された方向の各
アレイの長さの合計よりも短い直径の円弧内の前記第１
アレイと第２アレイとが非重複の状態で配置されるとと
もに、 前記第１アレイに対応して配置され、所定域の波長を透
過する第１フィルタと、 前記第１フィルタに対応して配置された赤外線カットフ
ィルタと、 前記第２アレイに対応して配置され、第１フィルタの透
過波長よりも長い所定域の波長を透過する第２フィルタ
と、 前記第２フィルタに対応して配置された紫外線カットフ
ィルタと を備えたことを特徴とする分光測定センサ。1. A first array and a second array in which light-receiving elements are arranged in a straight line, wherein the inside of an arc having a diameter shorter than the sum of the lengths of the respective arrays in the direction in which the light-receiving elements are arranged. First
The array and the second array are arranged in a non-overlapping state, arranged so as to correspond to the first array, and to be arranged so as to correspond to the first filter and a first filter which transmits a wavelength in a predetermined range. An infrared cut filter, a second filter arranged corresponding to the second array and transmitting a wavelength in a predetermined range longer than a transmission wavelength of the first filter, and an ultraviolet ray arranged corresponding to the second filter A spectroscopic measurement sensor having a cut filter.
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| JP61111498A JPH0785034B2 (en) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Spectroscopic measurement sensor |
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