KR20240055887A - 광 검출 장치 - Google Patents

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KR20240055887A
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마사키 히로세
가츠미 시바야마
다카시 가사하라
도시미츠 가와이
히로키 오야마
유미 구라모토
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

광 검출 장치는, 광을 입사시키는 개구가 형성된 패키지와, 개구를 막도록 패키지의 내면에 배치된 광 투과부와, 패키지 내에 배치되고, 광 투과부를 투과한 광을 투과시키는 패브리 페로 간섭 필터와, 패키지 내에 배치되고, 패브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 구비한다. 광 투과부는, 패키지 내에 배치되고, 패브리 페로 간섭 필터에 입사시키는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터와, 패브리 페로 간섭 필터에 입사시키는 광을 집광하는 렌즈부를 포함하여 일체적으로 구성되어 있다.

Description

광 검출 장치{LIGHT DETECTING DEVICE}
본 개시는, 패브리 페로(Fabry Perot) 간섭 필터를 구비하는 광 검출 장치에 관한 것이다.
광을 입사시키는 개구가 형성된 패키지와, 개구를 막도록 패키지에 마련된 광 투과부와, 패키지 내에서, 광 투과부를 투과한 광을 투과시키는 패브리 페로 간섭 필터와, 패키지 내에서, 패브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 구비하는 광 검출 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 국제공개 제15/064758호
상술한 바와 같은 광 검출 장치에서는, 패키지 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사하는 광의 비율을 증가시키는 것이 바람직하다. 특히, 범용적인 광원을 이용하여, 피측정물로부터의 반사광을 분석하는 경우에는, 반사광의 광량이 작아지기 쉽기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사하는 광의 비율을 증가시키는 것이 중요해진다. 그러나, 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사하는 광의 광량을 증가시키기 위해서, 단순히 패키지의 개구를 크게 한 것만으로는, 미광(迷光)(패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역을 투과하지 않는 광)이 광 검출기에 입사하여, S/N비 및 분해능이 저하될 우려가 있다.
본 개시는, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능한 광 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일측면의 광 검출 장치는, 광을 입사시키는 개구가 형성된 패키지와, 개구를 막도록 패키지의 내면에 배치된 광 투과부와, 패키지 내에 배치되고, 서로의 거리가 가변으로 된 제1 미러부 및 제2 미러부를 가지고, 광 투과부를 투과한 광을 투과시키는 패브리 페로(Fabry Perot) 간섭 필터와, 패키지 내에 배치되고, 패브리 페로 간섭 필터를 투과한 광을 검출하는 광 검출기를 구비하며, 광 투과부는, 패키지 내에 배치되고, 패브리 페로 간섭 필터에 입사시키는 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(band pass filter)와, 패브리 페로 간섭 필터에 입사시키는 광을 집광하는 렌즈부를 포함하여 일체적으로 구성되어 있다.
이 광 검출 장치에서는, 개구를 막도록 패키지의 내면에 배치된 광 투과부가, 밴드 패스 필터 및 렌즈부를 포함하여 일체적으로 구성되어 있다. 이것에 의해, 개구로부터 패키지 내에 입사하는 광이, 광 투과부의 렌즈부에 의해서 집광되어, 패브리 페로 간섭 필터에 입사시켜진다. 따라서, 패키지 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사하는 광의 비율을 증가시킬 수 있다. 게다가, 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역의 주변 영역에 광이 입사하여 미광(迷光)되는 것을 억제할 수 있다. 또, 개구로부터 패키지 내에 입사하는 광이, 광 투과부의 밴드 패스 필터를 투과하여, 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사한다. 따라서, 불필요한 파장을 가지는 광이 광 검출기에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이상에 의해, 이 광 검출 장치에 의하면, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
본 개시의 일측면의 광 검출 장치에서는, 광의 입사 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터의 외부 가장자리는, 개구의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과부의 외부 가장자리는, 패브리 페로 간섭 필터의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 패키지의 개구에서의 광의 입사각, 패키지의 개구에서의 회절 등에 기인하여 광 투과부의 측면(광의 입사 방향에서 서로 대향하는 광 투과부의 광 입사면 및 광 출사면을 제외하는 면)을 통해서 광이 패키지 내에 진입하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 예를 들면 광 투과부의 외부 가장자리가 패브리 페로 간섭 필터의 외부 가장자리보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 광 투과부의 열용량, 및 광 투과부와 패키지와의 열적인 접속 면적이 커지기 때문에, 결과로서, 패키지 내의 온도의 균일화를 도모할 수 있다. 패키지 내의 온도의 균일화를 도모하는 것은, 온도의 변화에 기인하여 패브리 페로 간섭 필터에 생기는 응력의 변동을 억제하고, 제1 미러부와 제2 미러부와의 거리를 정밀도 좋게 제어하는데 있어서, 중요하다.
본 개시의 일측면의 광 검출 장치에서는, 광 투과부는, 광 투과 부재를 포함하여 밴드 패스 필터 및 렌즈부와 일체적으로 형성되어 있고, 밴드 패스 필터는, 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있으며, 렌즈부는, 광 투과 부재의 일부로서 광 투과 부재의 광 입사면측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 밴드 패스 필터와 패브리 페로 간섭 필터와의 거리가 작아지도록, 광 투과 부재의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 광 투과 부재의 열용량이 커지는 한편으로 패키지 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부를 형성할 수 있다.
본 개시의 일측면의 광 검출 장치에서는, 광 투과부는, 광 투과 부재를 포함하여 밴드 패스 필터 및 렌즈부와 일체적으로 형성되어 있고, 밴드 패스 필터는, 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있으며, 렌즈부는, 밴드 패스 필터의 광 출사면에 마련되어 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 밴드 패스 필터에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터를 보다 적절히 기능시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 광 검출 장치에서는, 광 투과부는, 광 투과 부재를 포함하여 밴드 패스 필터 및 렌즈부와 일체적으로 형성되어 있고, 밴드 패스 필터는, 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있으며, 렌즈부는, 한 쌍 마련되어 있고, 한 쌍의 렌즈부 중 일방은, 광 투과 부재의 일부로서 광 투과 부재의 광 입사면측에 형성되어 있고, 한 쌍의 렌즈부 중 타방은, 밴드 패스 필터의 광 출사면에 마련되어 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 각 렌즈부의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
본 개시의 일측면의 광 검출 장치에서는, 광의 입사 방향으로부터 본 경우에, 광 투과 부재의 외부 가장자리는, 패브리 페로 간섭 필터의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 예를 들면 광 투과 부재의 외부 가장자리가 패브리 페로 간섭 필터의 외부 가장자리보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 광 투과 부재의 열용량, 및 광 투과 부재와 패키지와의 열적인 접속 면적이 커지기 때문에, 결과로서, 패키지 내의 온도의 균일화를 도모할 수 있다.
본 개시의 일측면의 광 검출 장치에서는, 광의 입사 방향으로부터 본 경우에, 밴드 패스 필터의 외부 가장자리는, 패브리 페로 간섭 필터의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 패브리 페로 간섭 필터의 광 투과 영역에 입사하는 광이 밴드 패스 필터를 투과한 것이 보증된다.
본 개시에 의하면, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능한 광 검출 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 제1 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내어지는 광 검출 장치의 평면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내어지는 패브리 페로 간섭 필터의 사시도이다.
도 4는, 도 3에 나타내어지는 IV－IV선을 따른 단면도이다.
도 5는, 도 1에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 6은, 도 1에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 7은, 도 1에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 8은, 제2 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 9는, 도 8에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 10은, 도 8에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 11은, 도 8에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 12는, 제3 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 13은, 도 12에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 14는, 도 12에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 15는, 도 12에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 16은, 제4 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 17은, 도 16에 나타내어지는 광 검출 장치의 일부의 단면도이다.
도 18은, 도 16에 나타내어지는 광 검출 장치의 평면도이다.
도 19는, 도 16에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 20은, 도 16에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 21은, 도 16에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 22는, 제5 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 23은, 도 22에 나타내어지는 광 검출 장치의 평면도이다.
도 24는, 도 22에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 25는, 도 22에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 26은, 도 22에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 27은, 제6 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 28은, 도 27에 나타내어지는 광 검출 장치의 평면도이다.
도 29는, 도 27에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 30은, 도 27에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 31은, 도 27에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 32는, 제7 실시 형태의 광 검출 장치의 단면도이다.
도 33은, 도 32에 나타내어지는 광 검출 장치의 평면도이다.
도 34는, 도 32에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 35는, 도 32에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
도 36은, 도 32에 나타내어지는 광 검출 장치의 변형예의 단면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 부분을 생략한다.
[제1 실시 형태]
[광 검출 장치의 구성]
도 1에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(1A)는, 패키지(2)를 구비하고 있다. 패키지(2)는, 스템(stem)(3)과, 캡(4)을 가지는 CAN 패키지이다. 캡(4)은, 측벽(側壁)(5) 및 천벽(天壁)(6)에 의해서 일체적으로 구성되어 있다. 천벽(6)은, 라인(L)에 평행한 방향에서 스템(3)과 대향하고 있다. 스템(3) 및 캡(4)은, 예를 들면 금속으로 이루어지며, 서로 기밀(氣密)하게 접합되어 있다.
스템(3)의 내면(3a)에는, 배선 기판(7)이 예를 들면 접착제에 의해서 고정되어 있다. 배선 기판(7)의 기판 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 배선 기판(7)에는, 광 검출기(8), 및 서미스터(thermistor) 등의 온도 보상용 소자(도시 생략)가 실장되어 있다. 광 검출기(8)는, 패키지(2) 내에서 라인(L) 상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 광 검출기(8)는, 그 수광 영역의 중심선이 라인(L)에 일치하도록 패키지(2) 내에 배치되어 있다. 광 검출기(8)는, 예를 들면, InGaAs 등이 이용된 양자형(量子型) 센서, 서모파일(thermopile) 또는 보로미터(bolometer) 등이 이용된 열형 센서 등의 적외선 검출기이다. 자외, 가시, 근적외의 각 파장역의 광을 검출하는 경우에는, 광 검출기(8)로서 예를 들면, 실리콘 포토 다이오드 등을 이용할 수 있다. 또, 광 검출기(8)의 수광 영역은, 1개의 수광부에 의해서 구성되어 있어도 괜찮고, 혹은, 복수의 수광부에 의해서 구성되어 있어도 괜찮다. 복수의 수광부에 의해서 구성된 수광 영역을 가지는 광 검출기(8)는, 예를 들면, 포토 다이오드 어레이, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등이다. 또, 복수의 광 검출기(8)가 배선 기판(7)에 실장되어 있어도 괜찮다. 그 경우, 복수의 광 검출기(8)의 수광부의 집합을 수광 영역이라고 파악할 수 있다.
배선 기판(7) 상에는, 복수의 스페이서(지지부)(9)가 예를 들면 접착제에 의해서 고정되어 있다. 복수의 스페이서(9)는, 광 검출기(8) 및 온도 보상용 소자를 사이에 두도록 혹은 둘러싸도록, 패키지(2) 내에 배치되어 있다. 각 스페이서(9)의 재료로서는, 예를 들면, 실리콘, 세라믹, 석영, 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 복수의 스페이서(9) 상에는, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 예를 들면 접착제에 의해서 고정되어 있다. 패브리 페로 간섭 필터(10)는, 패키지(2) 내에서 라인(L) 상에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 패브리 페로 간섭 필터(10)는, 그 광 투과 영역(10a)의 중심선이 라인(L)에 일치하도록 패키지(2) 내에 배치되어 있다. 스페이서(9)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 광 검출기(8)로부터 떨어진 상태에서(즉, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)와의 사이에 공간이 형성된 상태에서) 패브리 페로 간섭 필터(10)를 지지하고 있다. 즉, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)는, 서로 떨어진 상태에서 패키지(2) 내에 배치되어 있다. 또, 스페이서(9)는, 배선 기판(7)과 일체적으로 구성되어 있어도 괜찮다. 또, 패브리 페로 간섭 필터(10)는, 복수의 스페이서(9)에 의해서가 아니라, 1개의 스페이서(9)에 의해서 지지되어 있어도 괜찮다. 또, 스페이서(9)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 일체적으로 구성되어 있어도 괜찮다.
스템(3)에는, 복수의 리드 핀(11)이 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 각 리드 핀(11)은, 스템(3)과의 사이의 전기적인 절연성 및 기밀성이 유지된 상태에서, 스템(3)을 관통하고 있다. 각 리드 핀(11)에는, 배선 기판(7)에 마련된 전극 패드, 광 검출기(8)의 단자, 온도 보상용 소자의 단자, 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 단자 각각이, 와이어(12)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 광 검출기(8), 온도 보상용 소자, 및 패브리 페로 간섭 필터(10) 각각에 대한 전기신호의 입출력 등이 가능하다.
패키지(2)에는, 개구(2a)가 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 개구(2a)는, 그 중심선이 라인(L)에 일치하도록 캡(4)의 천벽(6)에 형성되어 있다. 개구(2a)는, 패키지(2) 내에 광을 입사시킨다. 광 검출 장치(1A)에서는, 라인(L)에 평행한 방향(즉, 개구(2a)의 중심선에 평행한 방향)이, 광이 입사하는 방향(즉, 광의 입사 방향)이다.
천벽(6)의 내면(6a)에는, 개구(2a)를 막도록 광 투과 부재(13)가 배치되어 있다. 광 투과 부재(13)는, 천벽(6)의 내면(6a)에 기밀하게 접합되어 있다. 광 투과 부재(13)는, 적어도 광 검출 장치(1A)의 측정 파장 범위의 광을 투과시킨다. 광 투과 부재(13)는, 라인(L)에 평행한 방향에서 서로 대향하는 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b), 그리고 측면(13c)을 포함하는 판 모양의 부재이다. 광 투과 부재(13)는, 예를 들면, 유리, 석영, 실리콘, 게르마늄, 플라스틱 등으로 이루어진다.
광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에는, 렌즈부(16)가 마련되어 있다. 렌즈부(16)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사시키는 광을 집광한다. 렌즈부(16)는, 그 중심선이 라인(L)에 일치하도록, 광 입사면(13a) 중 개구(2a)에 면(面)하는(대향하는) 영역에 배치되어 있다. 렌즈부(16)는, 광 입사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 입사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 렌즈부(16)의 꼭대기부는, 개구(2a)에서 천벽(6)의 외면보다도 광 입사측으로 돌출되어 있다. 렌즈부(16)는, 예를 들면, 유리, 석영, 실리콘, 게르마늄, 플라스틱 등으로 이루어진다. 렌즈부(16)의 지름 및 높이는, 예를 들면 수mm 정도이다. 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅(potting) 등에 의해서, 광 입사면(13a)에 마련된 것이다.
광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에는, 밴드 패스 필터(14)가 마련되어 있다. 즉, 밴드 패스 필터(14)는, 패키지(2) 내에 배치되어 있다. 밴드 패스 필터(14)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사시키는 광(즉, 광 검출 장치(1A)의 측정 파장 범위의 광)을 선택적으로 투과시킨다. 밴드 패스 필터(14)는, 예를 들면, TiO2, Ta2O5 등의 고굴절 재료와, SiO2, MgF2 등의 저굴절 재료와의 조합으로 이루어지는 유전체 다층막이다. 밴드 패스 필터(14)는, 예를 들면, 증착, 접합 등에 의해서, 광 출사면(13b)에 마련된 것이다.
광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13), 렌즈부(16) 및 밴드 패스 필터(14)에 의해서 광 투과부(100)가 일체적으로 구성되어 있다. 광 투과부(100)는, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)의 내면(광 검출 장치(1A)에서는, 천벽(6)의 내면(6a))에 배치되어 있다.
광 투과 부재(13)의 두께(T)(라인(L)에 평행한 방향에서의 두께, 광 입사면(13a)과 광 출사면(13b)과의 거리)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)와의 거리(D1)(패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면과, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과의 거리)에 0.1을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 0.3을 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)와의 거리(D2)(패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 검출기(8)측의 표면과, 광 검출기(8)의 패브리 페로 간섭 필터(10)측의 표면과의 거리)에 0.5를 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.0을 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 천벽(6)의 두께의 2배 이상의 두께(보다 바람직하게는, 천벽(6)의 두께의 3배 이상의 두께)이다. 또, 천벽(6)의 광 입사측의 표면(외측의 표면)으로부터 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면까지의 거리는, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면으로부터 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면까지의 거리보다도 크다. 또, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 검출기(8)측의 표면은, 후술하는 도 4에 나타내어지는 예에서는, 차광층(45) 상에 형성된 보호층(46)의 광 검출기(8)측의 표면이다.
라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에서의 각 부의 위치 관계 및 대소 관계는, 다음과 같다. 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 개구(2a)의 중심선, 광 투과 부재(13)의 중심선, 렌즈부(16)의 중심선, 밴드 패스 필터(14)의 중심선, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 중심선, 및 광 검출기(8)의 수광 영역의 중심선은, 라인(L)에 일치하고 있다. 개구(2a)의 외부 가장자리, 렌즈부(16)의 외부 가장자리, 광 투과 영역(10a)의 외부 가장자리, 및 광 검출기(8)의 수광 영역은, 예를 들면 원형 모양이다. 광 투과 부재(13)의 외부 가장자리, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리, 및 광 검출기(8)의 외부 가장자리는, 예를 들면 직사각형 모양이다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리는, 후술하는 도 4에 나타내어지는 예에서는, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에서의 기판(21)의 외부 가장자리(기판(21)의 측면이 대응함)이다.
개구(2a)의 내부 가장자리는, 광 투과 부재(13)의 외부 가장자리, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리, 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 내측에 위치하고 있고, 광 투과 영역(10a)의 외부 가장자리, 및 광 검출기(8)의 수광 영역의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 렌즈부(16)의 외부 가장자리는, 개구(2a)의 내부 가장자리와 일치하고 있다. 광 투과 부재(13)의 외부 가장자리는, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리와 일치하고 있고, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 광 투과 영역(10a)의 외부 가장자리는, 광 검출기(8)의 수광 영역의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 또, 「소정의 방향으로부터 본 경우에 하나의 외부 가장자리가 다른 외부 가장자리보다도 내측에 위치하고 있다」라는 것은, 「소정의 방향으로부터 본 경우에 다른 외부 가장자리가 하나의 외부 가장자리를 둘러싸고 있다」, 「소정의 방향으로부터 본 경우에 다른 외부 가장자리가 하나의 외부 가장자리를 포함하고 있다」라는 의미이다. 또, 「소정의 방향으로부터 본 경우에 하나의 외부 가장자리가 다른 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다」라는 것은, 「소정의 방향으로부터 본 경우에 하나의 외부 가장자리가 다른 외부 가장자리를 둘러싸고 있다」, 「소정의 방향으로부터 본 경우에 하나의 외부 가장자리가 다른 외부 가장자리를 포함하고 있다」라는 의미이다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1A)에서는, 외부로부터 개구(2a) 및 광 투과부(100)(즉, 렌즈부(16), 광 투과 부재(13) 및 밴드 패스 필터(14))를 통해서 패키지(2) 내에 광이 입사한다. 광 투과부(100)를 투과한 광이 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하면, 소정의 파장을 가지는 광이 선택적으로 투과시켜진다. 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광은, 광 검출기(8)의 수광 영역에 입사하여, 광 검출기(8)에 의해서 검출된다.
[패브리 페로 간섭 필터의 구성]
도 3 및 도 4에 나타내어지는 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러부와 제2 미러부와의 거리에 따른 광을 투과시키는 광 투과 영역(10a)이 라인(L) 상에 마련되어 있다. 광 투과 영역(10a)은, 예를 들면 원기둥 모양의 영역이다. 광 투과 영역(10a)에서는, 제1 미러부와 제2 미러부와의 거리가 매우 정밀도 좋게 제어된다. 즉, 광 투과 영역(10a)은, 패브리 페로 간섭 필터(10) 중, 소정의 파장을 가지는 광을 선택적으로 투과시키기 위해서 제1 미러부와 제2 미러부와의 거리를 소정의 거리로 제어하는 것이 가능한 영역으로서, 제1 미러부와 제2 미러부와의 거리에 따른 소정의 파장을 가지는 광이 투과 가능한 영역이다.
패브리 페로 간섭 필터(10)는, 직사각형 판 모양의 기판(21)을 구비하고 있다. 기판(21)은, 라인(L)에 평행한 방향에서 서로 대향하는 제1 표면(21a) 및 제2 표면(21b)을 가지고 있다. 제1 표면(21a)은, 광 투과부(15)측(즉, 광 입사측)의 표면이다. 제2 표면(21b)은, 광 검출기(8)측(즉, 광 출사측)의 표면이다. 제1 표면(21a)에는, 제1 층구조체(30)가 배치되어 있다. 제2 표면(21b)에는, 제2 층구조체(40)가 배치되어 있다.
제1 층구조체(30)는, 제1 반사 방지층(31), 제1 적층체(32), 제1 중간층(33) 및 제2 적층체(34)가 이 순서로 제1 표면(21a)에 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제1 적층체(32)와 제2 적층체(34)와의 사이에는, 틀 모양의 제1 중간층(33)에 의해서 공극(에어 갭)(S)이 형성되어 있다. 기판(21)은, 예를 들면, 실리콘, 석영, 유리 등으로 이루어진다. 기판(21)이 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 제1 반사 방지층(31) 및 제1 중간층(33)은, 예를 들면, 산화 실리콘으로 이루어진다. 제1 중간층(33)의 두께는, 예를 들면, 수십nm ~ 수십μm이다.
제1 적층체(32) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 제1 미러부(35)로서 기능한다. 제1 적층체(32)는, 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제1 미러부(35)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다. 또, 제1 미러부(35)는, 제1 반사 방지층(31)을 매개로 하지 않고, 제1 표면(21a)에 직접적으로 배치되어 있어도 괜찮다.
제2 적층체(34) 중 광 투과 영역(10a)에 대응하는 부분은, 제2 미러부(36)로서 기능한다. 제2 미러부(36)는, 라인(L)에 평행한 방향에서, 공극(S)을 사이에 두고 제1 미러부(35)와 대향하고 있다. 제2 적층체(34)는, 복수의 폴리 실리콘층과 복수의 질화 실리콘층이 한층씩 교호로 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제2 미러부(36)를 구성하는 폴리 실리콘층 및 질화 실리콘층의 각각의 광학 두께는, 중심 투과 파장의 1/4의 정수배인 것이 바람직하다.
제1 적층체(32) 및 제2 적층체(34)에서는, 질화 실리콘층 대신에 산화 실리콘층이 배치되어 있어도 괜찮다. 또, 제1 적층체(32) 및 제2 적층체(34)를 구성하는 각 층의 재료로서는, 상술한 재료 외에, 산화 티탄, 산화 탄탈, 산화 지르코늄, 플루오르화 마그네슘, 산화 알루미늄, 플루오르화 칼슘, 실리콘, 게르마늄, 황화 아연 등을 이용할 수 있다.
제2 적층체(34)에서 공극(S)에 대응하는 부분에는, 제2 적층체(34)에서의 제1 중간층(33)과는 반대측의 표면(34a)으로부터 공극(S)에 이르는 복수의 관통공(34b)이 형성되어 있다. 복수의 관통공(34b)은, 제2 미러부(36)의 기능에 실질적으로 영향을 주지 않을 정도로 형성되어 있다. 복수의 관통공(34b)은, 에칭에 의해서 제1 중간층(33)의 일부를 제거하여 공극(S)을 형성하기 위해서 이용된 것이다.
제1 미러부(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 둘러싸도록 제1 전극(22)이 형성되어 있다. 제1 미러부(35)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 제2 전극(23)이 형성되어 있다. 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)은, 제1 적층체(32) 중 공극(S)에 가장 가까운 폴리 실리콘층에 불순물을 도핑하여 저저항화함으로써, 형성되어 있다. 제2 미러부(36)에는, 제3 전극(24)이 형성되어 있다. 제3 전극(24)은, 라인(L)에 평행한 방향에서, 공극(S)을 사이에 두고 제1 전극(22) 및 제2 전극(23)과 대향하고 있다. 제3 전극(24)은, 제2 적층체(34) 중 공극(S)에 가장 가까운 폴리 실리콘층에 불순물을 도핑하여 저저항화함으로써, 형성되어 있다. 또, 제2 전극(23)의 크기는, 광 투과 영역(10a)의 전체를 포함하는 크기인 것이 바람직하지만, 광 투과 영역(10a)의 크기와 대략 동일해도 좋다.
제1 층구조체(30)에는, 한 쌍의 제1 단자(25) 및 한 쌍의 제2 단자(26)가 마련되어 있다. 한 쌍의 제1 단자(25)는, 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 각 제1 단자(25)는, 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 제1 적층체(32)에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 제1 단자(25)는, 배선(22a)을 매개로 하여 제1 전극(22)과 전기적으로 접속되어 있다. 한 쌍의 제2 단자(26)는, 한 쌍의 제1 단자(25)가 서로 대향하는 방향에 수직인 방향에서, 광 투과 영역(10a)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 각 제2 단자(26)는, 제2 적층체(34)의 표면(34a)으로부터 제1 중간층(33)의 내부에 이르는 관통공 내에 배치되어 있다. 각 제2 단자(26)는, 배선(23a)을 매개로 하여 제2 전극(23)과 전기적으로 접속되어 있음과 아울러, 배선(24a)을 매개로 하여 제3 전극(24)과 전기적으로 접속되어 있다.
제1 적층체(32)에서의 제1 중간층(33)측의 표면(32a)에는, 트렌치(trench)(27, 28)가 마련되어 있다. 트렌치(27)는, 배선(23a)에서의 제2 단자(26)와의 접속 부분을 둘러싸도록 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(27)는, 제1 전극(22)과 배선(23a)을 전기적으로 절연하고 있다. 트렌치(28)는, 제1 전극(22)의 내부 가장자리를 따라서 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(28)는, 제1 전극(22)과 제1 전극(22)의 내측의 영역(즉, 제2 전극(23)이 존재하는 영역)을 전기적으로 절연하고 있다. 제2 적층체(34)의 표면(34a)에는, 트렌치(29)가 마련되어 있다. 트렌치(29)는, 제1 단자(25)를 둘러싸도록 고리 모양으로 연장되어 있다. 트렌치(29)는, 제1 단자(25)와 제3 전극(24)을 전기적으로 절연하고 있다. 각 트렌치(27, 28, 29) 내의 영역은, 절연 재료라도, 공극이라도 좋다.
제2 층구조체(40)는, 제2 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 제2 중간층(43) 및 제4 적층체(44)가 이 순서로 제2 표면(21b)에 적층됨으로써, 구성되어 있다. 제2 반사 방지층(41), 제3 적층체(42), 제2 중간층(43) 및 제4 적층체(44)는, 각각, 제1 반사 방지층(31), 제1 적층체(32), 제1 중간층(33) 및 제2 적층체(34)와 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 이와 같이, 제2 층구조체(40)는, 기판(21)을 기준으로 하여 제1 층구조체(30)와 대칭인 적층 구조를 가지고 있다. 즉, 제2 층구조체(40)는, 제1 층구조체(30)와 대응하도록 구성되어 있다. 제2 층구조체(40)는, 기판(21)의 휨 등을 억제하는 기능을 가지고 있다.
제3 적층체(42), 제2 중간층(43) 및 제4 적층체(44)에는, 광 투과 영역(10a)을 포함하도록 개구(40a)가 형성되어 있다. 개구(40a)의 중심선은, 라인(L)에 일치하고 있다. 개구(40a)는, 예를 들면 원기둥 모양의 영역이며, 광 투과 영역(10a)과 대략 동일한 지름을 가지고 있다. 개구(40a)는, 광 출사측으로 개구되어 있고, 개구(40a)의 저면은, 제2 반사 방지층(41)에 이르고 있다. 개구(40a)는, 제1 미러부(35) 및 제2 미러부(36)를 투과한 광을 통과시킨다.
제4 적층체(44)의 광 출사측의 표면에는, 차광층(45)이 형성되어 있다. 차광층(45)은, 예를 들면 알루미늄 등으로 이루어진다. 차광층(45)의 표면 및 개구(40a)의 내면에는, 보호층(46)이 형성되어 있다. 보호층(46)은, 예를 들면 산화 알루미늄으로 이루어진다. 또, 보호층(46)의 두께를 1~100nm(바람직하게는, 30nm 정도)로 함으로써, 보호층(46)에 의한 광학적인 영향을 무시할 수 있다.
이상과 같이 구성된 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 한 쌍의 제1 단자(25) 및 한 쌍의 제2 단자(26)를 매개로 하여 제1 전극(22)과 제3 전극(24)과의 사이에 전압이 인가되면, 당해 전압에 따른 정전기력이 제1 전극(22)과 제3 전극(24)과의 사이에 발생한다. 당해 정전기력에 의해서, 제2 미러부(36)가, 기판(21)에 고정된 제1 미러부(35)측으로 끌어당겨져, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 거리가 조정된다. 이와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 거리가 가변으로 되어 있다.
패브리 페로 간섭 필터(10)를 투과하는 광의 파장은, 광 투과 영역(10a)에서의 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 거리에 의존한다. 따라서, 제1 전극(22)과 제3 전극(24)과의 사이에 인가하는 전압을 조정함으로써, 투과하는 광의 파장을 적절히 선택할 수 있다. 이 때, 제2 전극(23)은, 제3 전극(24)과 동전위(同電位)이다. 따라서, 제2 전극(23)은, 광 투과 영역(10a)에서 제1 미러부(35) 및 제2 미러부(36)를 평탄하게 유지하기 위한 보상 전극으로서 기능한다.
광 검출 장치(1A)에서는, 예를 들면, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 인가하는 전압을 변화시키면서(즉, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 거리를 변화시키면서), 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과한 광을 광 검출기(8)에서 검출함으로써, 분광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 광 투과 영역(10a)(상술한 바와 같이, 패브리 페로 간섭 필터(10) 중, 소정의 파장을 가지는 광을 선택적으로 투과시키기 위해서 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 거리를 소정의 거리로 제어하는 것이 가능한 영역으로서, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 거리에 따른 소정의 파장을 가지는 광이 투과 가능한 영역)을, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에 제1 전극(22)의 내측의 영역(즉, 보상 전극으로서 기능하는 제2 전극(23)이 존재하는 영역)에 대응하는 영역으로 파악하는 것도 가능하고, 혹은, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에 개구(40a)에 대응하는 영역으로 파악하는 것도 가능하다.
[작용 및 효과]
광 검출 장치(1A)에서는, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)의 내면에 배치된 광 투과부(100)가, 밴드 패스 필터(14) 및 렌즈부(16)를 포함하여 일체적으로 구성되어 있다. 이것에 의해, 개구(2a)로부터 패키지(2) 내에 입사하는 광이, 광 투과부(100)의 렌즈부(16)에 의해서 집광되어, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시켜진다. 따라서, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 증가시킬 수 있다. 게다가, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 주변 영역에 광이 입사하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 개구(2a)로부터 패키지(2) 내에 입사하는 광이, 광 투과부(100)의 밴드 패스 필터(14)를 투과하여, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사한다. 따라서, 불필요한 파장을 가지는 광이 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이상에 의해, 광 검출 장치(1A)에 의하면, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리가 개구(2a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과부(100)의 외부 가장자리(광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13)의 외부 가장자리, 및 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리)가 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 광 투과부(100)의 측면(광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13)의 측면(13c))을 통해서 광이 패키지(2) 내에 진입하여 미광이 되는 것을 억제할 수 있다. 또, 예를 들면 광 투과부(100)의 외부 가장자리가 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 광 투과부(100)의 열용량, 및 광 투과부(100)와 패키지(2)와의 열적인 접속 면적이 커지기 때문에, 결과로서, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 도모할 수 있다. 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 도모하는 것은, 온도의 변화에 기인하여 패브리 페로 간섭 필터(10)에 생기는 응력의 변동을 억제하고, 제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 거리를 정밀도 좋게 제어하는데 있어서, 중요하다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리가 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과한 것이 보증된다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련되어 있다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 광 투과 부재(13)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 렌즈부(16)를 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련하고, 밴드 패스 필터(14)를 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 마련한 후에, 개구(2a) 내에 렌즈부(16)를 배치하도록 광 투과부(100)를 천벽(6)의 내면(6a)에 실장할 수 있으므로, 광 투과부(100)의 위치 정밀도가 향상된다. 한편으로, 광 투과 부재(13)를 천벽(6)의 내면(6a)에 실장한 후에, 개구(2a) 내에 렌즈부(16)가 배치되도록 렌즈부(16)를 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 실장하면, 조립 공정에서 렌즈부(16)의 광 입사면에 손상이 생기는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.
광 검출기(8)로의 미광의 입사의 억제에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 패키지(2)의 개구(2a)에 입사한 광의 일부는, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)의 측면 및 출사측 모서리부(개구(2a)의 측면과 천벽(6)의 내면(6a)가 교차하는 모서리부)에서의 회절 등에 기인하여, 광 투과부(100)의 측면으로부터 패키지(2) 내에 출사될 가능성이 있다. 이러한 광이 패키지(2) 내에서 다중 반사하여 광 검출기(8)에 입사하면, 미광에 의한 노이즈로서 출력 신호에 나타나 버려, 광 검출 특성의 열화(劣化)로 이어진다. 특히, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)은, 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b)에 비해 거친 면으로 되어 있는 경우가 많기 때문에, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)으로부터 패키지(2) 내에 출사되는 광은, 산란광이 되어 광 검출기(8)에 입사하기 쉽다. 그것에 대해, 광 검출 장치(1A)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리가 패키지(2)의 개구(2a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과부(100)의 외부 가장자리가 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 예를 들면 광 투과부(100)의 외부 가장자리가 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 내측에 위치하고 있는 경우에 비해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a) 및 광 검출기(8)로부터 광 투과부(100)의 측면이 멀어진다. 그 때문에, 광 검출기(8)로의 미광의 입사가 억제되고, S/N비 및 분해능이 향상된다.
패키지(2) 내의 온도의 균일화에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 패키지(2)의 개구(2a)가 작아지면, 패키지(2) 자체의 체적이 커진다. 또, 광 투과부(100)가 커지면, 광 투과부(100)의 열용량, 광 투과부(100)와 패키지(2)와의 열적인 접속 면적이 커지는 한편으로, 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아진다. 이것에 의해, 다음과 같은 작용이 나타내어진다. 먼저, 금속으로 이루어져, 열전도율이 높고, 전체로서 균일한 온도로 유지되기 쉬운(전체로 열이 퍼지기 쉬운) 패키지(2) 자체의 체적이 커진다. 또, 광 투과부(100)와 패키지(2)와의 열적인 접속 면적이 크기 때문에, 패키지(2)로부터 광 투과부(100)로 열이 전해지기 쉽고, 광 투과부(100)도 패키지(2)와 균일한 온도로 유지된다. 또, 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작기 때문에, 패키지(2) 내의 공간(및, 그곳에 배치된 패브리 페로 간섭 필터(10) 등의 구성요소)의 온도도, 균일한 온도로 유지되는 패키지(2) 및 광 투과부(100)의 영향으로, 균일하게 유지된다. 게다가, 열용량이 큰 광 투과부(100) 및 패키지(2)에 의해서, 시간적인 온도의 변화가 억제된다. 이들 작용에 의해, 패키지(2) 내의 온도가 열적으로 균일한 상태가 되어, 광 검출 장치(1A)의 열적 특성이 안정화된다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)의 외부 가장자리가 광 검출기(8)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있고, 개구(2a)의 외부 가장자리가 광 투과 영역(10a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있으며, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리가 개구(2a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 개구(2a) 및 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 통해서 광 검출기(8)에 입사하는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과한 것이 보증된다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리가 광 검출기(8)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않는 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께(T)가, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)와의 거리(D1)에 0.1을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 0.3을 곱한 값 이상의 값)이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않는 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께(T)가, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)와의 거리(D2)에 0.5를 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.0을 곱한 값 이상의 값)이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 천벽(6)의 두께의 2배 이상의 두께(보다 바람직하게는, 천벽(6)의 두께의 3배 이상의 두께)이다. 또, 천벽(6)의 광 입사측의 표면(외측의 표면)으로부터 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면까지의 거리는, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면으로부터 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면까지의 거리보다도 크다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않는 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 밴드 패스 필터(14)가 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 마련되어 있다. 이것에 의해, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 밴드 패스 필터(14)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 각 단자(25, 26)와 각 리드 핀(11)이 와이어(12)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 상술한 바와 같이, 광 검출 장치(1A)에서는, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리가 패키지(2)의 개구(2a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있고, 광 투과부(100)의 외부 가장자리가 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 그 때문에, 와이어(12)가 휘었다고 해도, 와이어(12)와 패키지(2)와의 접촉을 방지할 수 있다.
와이어(12)와 패키지(2)와의 접촉의 방지에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 금속으로 이루어지는 패키지(2)에 와이어(12)가 접촉하면, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 제어하기 위한 전기신호가 패키지(2)에도 흐르게 되어, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 제어가 곤란하게 된다. 이것에 대해, 절연성 재료로 이루어지는 광 투과부(100)에 와이어(12)가 접촉해도, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 제어하기 위한 전기신호가 광 투과부(100)에 흐르지 않아, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 고정밀의 제어가 가능하다. 와이어(12)와 패키지(2)와의 접촉을 방지할 수 있는 상기 구성은 중요하다.
또, 광 검출 장치(1A)에서는, 실리콘 기판을 패브리 페로 간섭 필터(10)의 기판(21)에 적용하고, 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 광 검출기(8)에 적용함으로써, 다음과 같은 작용 및 효과가 나타내어진다. 광전 변환 영역이 형성된 InGaAs 기판을 가지는 광 검출기(8)는, 예를 들면, 1200nm보다도 짧은 파장을 가지는 광, 및 2100nm보다도 긴 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광에 대해서 높은 감도(感度)를 가진다. 그러나, 당해 광 검출기(8)는, 2100nm보다도 긴 파장을 가지는 광에 비하면, 1200nm보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서도 높은 감도를 가진다. 여기서, 실리콘 기판은, 1200nm 이상의 파장을 가지는 광에 비해, 1200nm보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다(실리콘 기판의 제조 방법, 두께, 불순물 농도에도 의하지만, 특히 1100nm보다도 짧은 파장을 가지는 광에 대해서 높은 흡수성을 가진다). 따라서, 상기 구성에 의해, 예를 들면, 1200nm 이상 2100nm 이하의 파장을 가지는 광을 검출해야 할 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 실리콘 기판을 하이 패스 필터로서 기능시킬 수 있고, 결과로서, 밴드 패스 필터(14)와의 상승 효과에 의해, 광 검출기(8)가 노이즈 광(1200nm보다도 짧은(특히 1100nm보다도 짧은) 파장을 가지는 광, 및 2100nm보다도 긴 파장을 가지는 광)을 검출하는 것을 확실히 억제할 수 있다.
또, 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1A)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 광 투과 부재(13)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다.
또, 도 6의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)(밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과 대향하는 면)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1A)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 이 광 검출 장치(1A)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 이 경우, 밴드 패스 필터(14)로서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 도 6의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1A)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있고, 밴드 패스 필터(14)는, 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 형성되어 있다. 이 광 검출 장치(1A)에서는, 밴드 패스 필터(14)가 렌즈부(16)의 광 출사면을 따르도록 형성되어 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)의 두께 방향을 따라서 밴드 패스 필터(14)에 광이 입사하게 된다. 따라서, 이 광 검출 장치(1A)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 7의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1A)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1A)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 7의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1A)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 타방의 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)측에 형성되어 있고, 밴드 패스 필터(14)는, 타방의 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 형성되어 있다. 이 광 검출 장치(1A)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 7의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1A)에서, 일방의 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 도 7의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1A)에서, 타방의 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)측에 형성되어 있고, 밴드 패스 필터(14)가, 타방의 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 형성되어 있어도 괜찮다.
[제2 실시 형태]
도 8에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(1B)는, 광 투과부(100)의 구성에서, 상술한 광 검출 장치(1A)와 서로 다르다. 광 검출 장치(1B)에서는, 패키지(2)의 내면에 배치된 광 투과 부재(13)가, 개구(2a) 내 및 측벽(5)의 내면(5a)에 이르고 있다. 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)은, 개구(2a)에서 천벽(6)의 외면과 대략 면일(面一)로 되어 있다. 이러한 광 투과 부재(13)는, 개구(2a)를 하측으로 한 상태에서 캡(4)의 내측에 유리 펠릿(pellet)을 배치하고, 그 유리 펠릿을 용융시킴으로써, 형성된다. 즉, 광 투과 부재(13)는, 융착 유리로 이루어진다. 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이다. 밴드 패스 필터(14)는, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)으로부터 캡(4)의 측벽(5)의 내면(5a)의 일부에 이르고 있다.
광 검출 장치(1B)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)와의 거리(D1)에 0.25를 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 0.5를 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)와의 거리(D2)에 1.0을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 3.0을 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 천벽(6)의 두께의 2배 이상의 두께(보다 바람직하게는, 천벽(6)의 두께의 3배 이상의 두께)이다. 또, 천벽(6)의 광 입사측의 표면(외측의 표면)으로부터 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면까지의 거리는, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면으로부터 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면까지의 거리보다도 크다. 이들에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않는 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 또, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리는, 개구(2a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 또, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 광 투과부(100)의 외부 가장자리(광 검출 장치(1B)에서는, 광 투과 부재(13)의 외부 가장자리, 및 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1B)에서도, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)에 마련된 광 투과부(100)가, 밴드 패스 필터(14) 및 렌즈부(16)를 포함하여 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
또, 광 검출 장치(1B)에서는, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)이 측벽(5)의 내면(5a)에 이르고 있다. 그 때문에, 개구(2a)에서의 광의 입사각, 개구(2a)에서의 회절 등에 기인하여 광 투과 부재(13)의 측면(13c)을 통해서 광이 패키지(2) 내에 진입하여 미광이 되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 게다가, 광 투과 부재(13)의 열용량, 및 광 투과 부재(13)와 패키지(2)와의 열적인 접속 면적이 보다 커지기 때문에, 결과로서, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1B)에서는, 광 투과 부재(13)의 체적(특히, 두께(T))이 크기 때문에, 융착 유리로 이루어지는 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b)의 평면성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 융착 유리로 이루어지는 광 투과 부재(13)에, 형성시에 생긴 기포가 잔존했다고 해도, 광 투과 부재(13)의 체적(특히, 두께(T))이 크기 때문에, 그 기포의 영향을 저감시킬 수 있다.
또, 광 검출 장치(1B)에서는, 막 모양의 밴드 패스 필터(14)가 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)측에서, 광 출사면(13b) 상으로부터, 광 투과 부재(13)의 측면(13c)을 따르는 측벽(5)의 내면(5c) 상에 걸쳐, 형성되어 있다. 그 때문에, 미광의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다. 여기서, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)의 둘레 가장자리부(측벽(5)의 내면(5c)과의 경계부)는, 라운드 모양의 내면취(內面取) 형상을 나타냄으로써, 측벽(5)의 내면(5c)에 연속적으로 접속되어 있기 때문에, 당해 둘레 가장자리부에서도 밴드 패스 필터(14)를 안정되게(끊어짐 없이) 형성할 수 있다.
또, 도 9에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이러한 광 투과 부재(13) 및 렌즈부(16)는, 개구(2a)가 하측이 되도록 캡(4)을 배치하고, 또한 렌즈부(16)를 형성하기 위한 형(型)을 개구(2a)의 하측에 배치한 상태에서, 캡(4)의 내측에 유리 펠릿을 배치하고, 그 유리 펠릿을 용융시킴으로써, 형성된다. 이 광 검출 장치(1B)에 따르면, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 광 투과 부재(13)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 부품수를 감소시킬 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다.
또, 도 10의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)(밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과 대향하는 면)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1B)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 이 광 검출 장치(1B)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 이 경우, 밴드 패스 필터(14)로서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 도 10의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1B)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있고, 밴드 패스 필터(14)는, 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 형성되어 있다. 이 광 검출 장치(1B)에서는, 밴드 패스 필터(14)가 렌즈부(16)의 광 출사면을 따르도록 형성되어 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)의 두께 방향을 따라서 밴드 패스 필터(14)에 광이 입사하게 된다. 따라서, 이 광 검출 장치(1B)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 부품수를 감소시킬 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 11의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1B)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1B)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 11의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1B)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 타방의 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)측에 형성되어 있고, 밴드 패스 필터(14)는, 타방의 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 형성되어 있다. 이 광 검출 장치(1B)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 11의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1B)에서, 일방의 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 도 11의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1B)에서, 타방의 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)측에 형성되어 있고, 밴드 패스 필터(14)가, 타방의 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 형성되어 있어도 괜찮다.
[제3 실시 형태]
도 12에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(1C)는, 광 투과부(100)의 구성에서, 상술한 광 검출 장치(1A)와 서로 다르다. 광 검출 장치(1C)에서는, 패키지(2)의 내면에 배치된 광 투과 부재(13)가, 개구(2a) 내 및 측벽(5)의 내면(5a)에 이르고 있다. 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 이러한 광 투과 부재(13) 및 렌즈부(16)는, 개구(2a)가 하측이 되도록 캡(4)을 배치하고, 또한 렌즈부(16)를 형성하기 위한 형(型)을 개구(2a)의 하측에 배치한 상태에서, 캡(4)의 내측에 유리 펠릿을 배치하고, 그 유리 펠릿을 용융시킴으로써, 형성된다. 즉, 광 투과 부재(13) 및 렌즈부(16)는, 융착 유리로 이루어진다. 밴드 패스 필터(14)는, 판 모양으로 형성되어 있고, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 접착제 등에 의해 붙여져 있다. 판 모양의 밴드 패스 필터(14)는, 예를 들면, 실리콘, 유리 등으로 이루어지는 광 투과 부재의 표면에 유전체 다층막이 형성된 것이다. 융착 유리로 이루어지는 광 투과 부재(13)에서는, 두께(T)가 큼으로써 광 출사면(13b)의 평면성이 향상되어 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 광 출사면(13b)에 바람직하게 배치할 수 있다.
광 검출 장치(1C)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)와의 거리(D1)에 0.3을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.0을 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)와의 거리(D2)에 1.0을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.5를 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 천벽(6)의 두께의 2배 이상의 두께(보다 바람직하게는, 천벽(6)의 두께의 3배 이상의 두께)이다. 또, 천벽(6)의 광 입사측의 표면(외측의 표면)으로부터 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면까지의 거리는, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면으로부터 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면까지의 거리보다도 크다. 이들에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않는 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 또, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리는, 개구(2a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 또, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 광 투과부(100)의 외부 가장자리(광 검출 장치(1C)에서는, 광 투과 부재(13)의 외부 가장자리, 및 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1C)에서도, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)에 마련된 광 투과부(100)가, 밴드 패스 필터(14) 및 렌즈부(16)를 포함하여 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
또, 광 검출 장치(1C)에서는, 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1C)에서는, 광 투과 부재의 표면에 유전체 다층막이 형성된 밴드 패스 필터(14)를 준비하고, 그 후에, 밴드 패스 필터(14)를 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 장착할 수 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성할 수 있다. 특히, 밴드 패스 필터(14)의 광 투과 부재(밴드 패스 필터(14)를 구성하는 기판)가 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 당해 광 투과 부재 자체가, 예를 들면 1200nm 이상의 파장을 가지는 광을 투과시키는 하이 패스 필터로서 기능하기 때문에, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 얇게 할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1C)에서는, 판 모양의 밴드 패스 필터(14)에 의해서 열용량이 커지고, 또한, 패키지(2) 내의 공간의 체적이 보다 작아진다. 그 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 보다 한층 더 균일화를 도모할 수 있다. 게다가, 판 모양의 밴드 패스 필터(14)를 구성하는 광 투과 부재의 두께의 부분만큼, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광이 밴드 패스 필터(14)를 투과한 것이 보다 확실히 보증된다.
또, 도 13에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1C)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 광 투과 부재(13)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 도 14의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1C)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막의 두께 방향을 따라서 당해 유전체 다층막에 광이 입사하게 되기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 렌즈부(16)가 마련된 밴드 패스 필터(14)를 웨이퍼 프로세스로 정밀도 좋게 또한 용이하게 제조할 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 14의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)(밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과 대향하는 면)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1C)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 이 광 검출 장치(1C)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 이 경우, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 도 15의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1C)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1C)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 15의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1C)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1C)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 15의 (b)에 나타내어지는 광 검출 장치(1C)에서, 일방의 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 도 15의 (b)에 나타내어지는 광 검출 장치(1C)에서, 타방의 렌즈부(16)가, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다.
[제4 실시 형태]
도 16에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(1D)는, 밴드 패스 필터(14)를 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정하는 접착 부재(15)의 구성에서, 상술한 광 검출 장치(1C)와 서로 다르다. 광 검출 장치(1D)에서는, 밴드 패스 필터(14)가, 접착 부재(15)에 의해서 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있다. 즉, 접착 부재(15)는, 천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13)를 매개로 하여, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다.
밴드 패스 필터(14)의 형상은, 사각형 판 모양이다. 보다 구체적으로는, 밴드 패스 필터(14)는, 라인(L)과 평행한 방향에서 서로 대향하는 광 입사면(14a) 및 광 출사면(14b), 그리고 4개의 측면(14c)을 가지고 있다. 사각형 판 모양의 밴드 패스 필터(14)는, 예를 들면, 실리콘, 유리 등으로 이루어지는 광 투과 부재의 표면에 유전체 다층막이 형성된 것이다.
접착 부재(15)는, 예를 들면, 광 투과성 재료(예를 들면, 광 투과성 수지 등)로 이루어진다. 접착 부재(15)는, 제1 부분(15a)과, 제2 부분(15b)을 가지고 있다. 제1 부분(15a)은, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 전영역에 배치되어 있다. 즉, 제1 부분(15a)은, 접착 부재(15) 중, 서로 대향하는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과의 사이에 배치되어 있다. 제2 부분(15b)은, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출되어 있다. 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a), 및 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉하고 있다.
도 17에 나타내어지는 바와 같이, 라인(L)에 평행한 방향에서의 제2 부분(15b)의 두께는, 각 측면(14c)의 중앙 부분에 접촉하고 있는 부분에서 최대로 되어 있고, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)(서로 이웃하는 측면(14c)에 의해서 형성되는 모서리부)에 접촉하고 있는 부분에서 최소로 되어 있다. 또, 도 17에서는, 설명의 편의상, 패키지(2) 및 광 투과 부재(13)만이 단면으로 나타내어져 있다.
광 검출 장치(1D)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)와의 거리(D1)에 0.3을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.0을 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)와의 거리(D2)에 1.0을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.5를 곱한 값 이상의 값)이다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 천벽(6)의 두께의 2배 이상의 두께(보다 바람직하게는, 천벽(6)의 두께의 3배 이상의 두께)이다. 또, 천벽(6)의 광 입사측의 표면(외측의 표면)으로부터 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)까지의 거리는, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)으로부터 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면까지의 거리보다도 크다. 또, 도 18에 나타내어지는 바와 같이, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리는, 개구(2a)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다. 또, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 광 투과부(100)의 외부 가장자리(광 검출 장치(1D)에서는, 광 투과 부재(13)의 외부 가장자리, 및 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리)는, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1D)에서도, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)에 마련된 광 투과부(100)가, 밴드 패스 필터(14) 및 렌즈부(16)를 포함하여 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 광 투과 부재의 표면에 유전체 다층막이 형성된 밴드 패스 필터(14)를 준비하고, 그 후에, 밴드 패스 필터(14)를 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 장착할 수 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성할 수 있다. 특히, 밴드 패스 필터(14)의 광 투과 부재가 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 당해 광 투과 부재 자체가, 예를 들면 1200nm 이상의 파장을 가지는 광을 투과시키는 하이 패스 필터로서 기능하기 때문에, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 얇게 할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인 것에 대해, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 사각형 판 모양이다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)과의 거리에 비해, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)과의 거리가 작아진다. 따라서, 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 고정된 밴드 패스 필터(14)는, 그 각 모서리부(14d)에 의해서, 고정밀도로 위치 결정된 상태가 된다. 또, 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)과 열적으로 접속되는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 면적이, 예를 들면 밴드 패스 필터(14)의 형상이 원형 판 모양인 경우에 비해 작아지기 때문에, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어려워진다. 게다가, 제조시에 접착 부재(15)에서 기포가 생겼다고 해도, 당해 기포가, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)과의 사이부터 빠지기 쉬워지고, 그 결과, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다. 이상에 의해, 광 검출 장치(1D)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다.
예를 들면, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 원형 판 모양인 경우에, 밴드 패스 필터(14)의 고정밀한 위치 결정을 실현할 수 있도록, 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)과의 거리가 작아지도록 밴드 패스 필터(14)를 대경화하면, 다음과 같은 문제가 생긴다. 즉, 패키지(2)의 천벽(6)의 내면(6a)과 열적으로 접속되는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 면적이 커지기 때문에, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향(열에 의한 변형 등)을 받기 쉬워진다. 또, 제조시에 접착 부재(15)에서 기포가 생긴 경우에, 당해 기포가 빠지기 어려워지고, 그 결과, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등으로 이어질 우려가 있다.
또, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b) 중 개구(2a)에 대향하는 영역이, 개구(2a)측으로 오목하도록 만곡되어 있으면, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 광이 입사하는 영역이, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 물리적으로 접촉되는 것이 회피되어, 당해 영역에 손상이 생기는 것이 억제된다.
여기서, 패브리 페로 간섭 필터(10)를 구비하는 광 검출 장치(1D)에서 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시키는 것의 중요성에 대해 설명한다. 패브리 페로 간섭 필터(10)에서는, 일반적으로 λ=2nd/a(n：굴절률, d：제1 미러부(35)와 제2 미러부(36)와의 사이의 거리, a：정수)를 만족하는 파장(λ)이 광 투과 영역(10a)을 투과하는 광의 피크 파장이 된다. 동일한 거리(d)에서도, 정수(a)의 값을 크게 하면(고차측으로 하면), 그것에 대응한 피크 파장이 단파장측에서 출현한다. 이 때문에, 광 검출 장치(1D)에서는, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 더하여, 소정의 파장 범위 이외의 광(특히 단파장측의 광)을 컷하는 밴드 패스 필터(14)가 필요하게 된다.
예를 들면, 2차 광(a=2)에 대해서 분광 스펙트럼을 얻기 위한 광 검출 장치에서는, 특히 단파장측에 출현하는 3차 이상의 다차(多次) 광을 컷할 필요가 있다. 또, 광 검출기(8)에 InGaAs　PIN 포토 다이오드(단소자(單素子) 포토 다이오드)가 사용되고, 광원에 염가의 백색광(할로겐 램프 등)이 사용되는 경우가 상정(想定)된다. 이 때문에, 광원 또는 광 검출기(8)의 광축 상 중 어느 하나의 위치에, 밴드 패스 필터를 배치할 필요가 있다. 밴드 패스 필터를 구비하는 광 검출 장치와, 밴드 패스 필터를 구비하지 않는 광 검출 장치를 비교한 바, 밴드 패스 필터를 구비하는 광 검출 장치에서는, 단파장측의 고차 광이 컷되어 있는 것이 확인되었다.
이상에 의해, 광 검출 장치(1D)가 밴드 패스 필터(14)를 구비함으로써, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 커스텀(custom)을 필요로 하지 않는 완성도가 높은 일반 제품으로서 광 검출 장치(1D)를 제공하는 것이 가능해진다. 또, 광 검출기(8)로서 단소자 포토 다이오드를 이용할 수 있기 때문에, 광 검출 장치(1D)의 제조 코스트를 삭감하는 것이 가능해진다.
다음으로, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인 것의 메리트에 대해 설명한다. 먼저, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 광 검출 장치(1D)의 내구성이 향상된다. 보다 구체적으로는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 패키지(2)의 형상 안정성이, 예를 들면 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 다각형 통 모양인 경우에 비해 높아진다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 예를 들면 패키지(2)의 형상이 다각형 통 모양인 경우에 비해, 응력 집중이 생기기 어렵다. 패키지(2)의 형상이 다각형 통 모양인 경우에는, 패키지(2)에 가한 충격에 의한 응력이 모서리부에 집중하기 쉬운 경향이 있는 것에 대해, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인 경우에는, 충격에 응력이 일점(一点)에 집중하지 않고 분산하기 때문이다. 특히, 패키지(2)에 수용되어 있는 패브리 페로 간섭 필터(10)는 물리적 충격에 약하다. 이 때문에, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상을 원통 모양으로 하는 것에 의해, 패브리 페로 간섭 필터(10)가 외부의 물리적 충격으로부터 바람직하게 보호된다.
또, 광 검출 장치(1D)의 제조시(접착 부재(15)의 열경화, 와이어(12)의 접속, 스템(3)의 씰링 등)의 열이력(熱履歷), 및 광 검출 장치(1D)의 제조 후의 온도 변화 등에 의해서, 패키지(2) 내에 열응력이 발생하는 경우가 있다. 열응력은, 광 검출 장치(1D)를 구성하는 부재 사이의 열선 팽창 계수의 차이에 의해서 발생한다. 이 열응력이 광 검출 장치(1D)의 내부의 특정의 장소 또는 특정의 방향으로 집중하여 축적되는 것은 피하는 것이 바람직하다. 특정의 장소 또는 특정의 방향으로 열응력이 집중하면, 광 검출 장치(1D)의 특성 이상(異常) 또는 파손으로 이어지기 때문이다. 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양이기 때문에, 발생한 열응력이 일점에 집중하지 않고 분산하고, 그 결과, 광 검출 장치(1D)에 특성 이상이 발생하거나 광 검출 장치(1D)가 파손하거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 밴드 패스 필터(14)가, 접착 부재(15)에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있고, 접착 부재(15)가, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)의 전영역에 배치되어 있다. 이것에 의해, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)가 확실히 고정된 상태가 된다. 또, 제조시에 접착 부재(15) 중에 기포가 생겼다고 해도, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)과의 사이로부터 당해 기포가 빠지기 쉽기 때문에, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다. 게다가, 개구(2a)를 막도록 천벽(6)의 내면(6a)에 배치된 광 투과 부재(13)가 마련되어 있기 때문에, 패키지(2)의 기밀성이 향상된다. 또, 밴드 패스 필터(14)가 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 고정되어 있기 때문에, 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 보다 받기 어려워진다. 게다가, 개구(2a)로부터의 물리적 간섭에 기인하여 밴드 패스 필터(14)에 흠 등의 손상이 생기는 것이 억제된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)과는 접촉하고 있지 않고, 서로 떨어져 있다. 이것에 의해, 각 모서리부(14d)와 측벽(5)의 내면(5a)과의 접촉에 의한 밴드 패스 필터(14)(특히, 각 모서리부(14d))의 파손이 억제된다. 또, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어려워진다. 게다가, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)가, 패키지(2)의 R부(광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 측벽(5)의 내면(5a)에 의해서 형성되는 R부)로부터 떨어지고, 플랫한 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 밴드 패스 필터(14)가 확실히 고정된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 접착 부재(15)가, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출되어 있고, 접착 부재(15) 중 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출된 부분이, 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉하고 있다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)가 보다 확실히 고정된 상태가 된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 라인(L)에 평행한 방향에서의 접착 부재(15)의 제2 부분(15b)의 두께가, 각 측면(14c)의 중앙 부분에 접촉하고 있는 부분에서 최대로 되어 있고, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)에 접촉하고 있는 부분에서 최소로 되어 있다. 이것에 의해, 예를 들면 접착 부재(15)의 경화시에, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)에 대응하는 부분에서 접착 부재(15)에 크랙이 생기는 것이 억제된다.
단, 라인(L)에 평행한 방향에서의 제2 부분(15b)의 두께가, 예를 들면, 제2 부분(15b)의 표면이 볼록 곡면을 나타냄으로써, 각 측면(14c)의 중앙 부분으로부터 각 모서리부(14d)에 가까워짐에 따라 감소하고 있으면, 당해 제2 부분(15b)의 두께는, 각 모서리부(14d)에 접촉하고 있는 부분에서 최소로 되어 있지 않아도 좋다. 각 모서리부(14d)에 접촉하고 있는 부분에서 당해 제2 부분(15b)의 두께가 최대로 되지 않으면, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)에 대응하는 부분에서 접착 부재(15)에 크랙이 생기는 것이 억제된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에, 개구(2a)의 형상이, 원형 모양이다. 이것에 의해, 패키지(2) 내에 입사하는 광의 강도 프로파일이 균일화된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 밴드 패스 필터(14)의 형상이, 사각형 판 모양이다. 이것에 의해, 웨이퍼 프로세스에 의해서 밴드 패스 필터(14)를 제조할 수 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)의 제조 코스트가 염가가 된다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 패키지(2)가, 금속 재료에 의해서 형성되어 있다. 이것에 의해, 패키지(2)의 기밀성이, 예를 들면 플라스틱에 의해서 형성된 패키지(2)에 비해 향상된다. 그 결과, 패키지(2)의 내부에 수용된 각 구성의 습도 대책을 위한 처리가 불필요하게 되고, 광 검출 장치(1D)의 제조 코스트가 삭감된다. 또, 패키지(2)의 강도가, 예를 들면 플라스틱에 의해서 형성된 패키지(2)에 비해 향상된다. 그 결과, 패키지(2)의 내부에 수용되어 있는 각 구성이, 외부로부터의 물리적 충격으로부터 보호된다. 게다가, 패키지(2)에 의한 전기적인 쉴드가 용이하게 실현된다. 또, 패키지(2)가 금속 재료에 의해서 형성되어 있으면, 패키지(2)의 열전도율이 높아지지만, 상술한 바와 같이, 패키지(2)의 측벽(5)의 형상이 원통 모양인 것에 대해, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 사각형 판 모양이기 때문에, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어렵다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께(T)가, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 투과 부재(13)와의 거리(D1)에 0.3을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.0을 곱한 값 이상의 값)이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않는 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1D)에서는, 광 투과 부재(13)의 두께(T)가, 패브리 페로 간섭 필터(10)와 광 검출기(8)와의 거리(D2)에 1.0을 곱한 값 이상의 값(보다 바람직하게는, 1.5를 곱한 값 이상의 값)이다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)의 두께(T)는, 천벽(6)의 두께의 2배 이상의 두께(보다 바람직하게는, 천벽(6)의 두께의 3배 이상의 두께)이다. 또, 천벽(6)의 광 입사측의 표면(외측의 표면)으로부터 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)까지의 거리는, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)으로부터 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 부재(13)측의 표면까지의 거리보다도 크다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 광 투과 부재(13)가 패브리 페로 간섭 필터(10)에 상대적으로 가까워지게 되기 때문에, 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)을 투과하지 않는 광이 미광으로서 광 검출기(8)에 입사하는 것을 억제할 수 있다.
또, 도 19에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1D)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 광 투과 부재(13)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 도 20의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1D)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막의 두께 방향을 따라서 당해 유전체 다층막에 광이 입사하게 되기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 렌즈부(16)가 마련된 밴드 패스 필터(14)를 웨이퍼 프로세스로 정밀도 좋게 또한 용이하게 제조할 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 20의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)(밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과 대향하는 면)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1D)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 이 광 검출 장치(1D)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 이 경우, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 도 21의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1D)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1D)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 21의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1D)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1D)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 21의 (b)에 나타내어지는 광 검출 장치(1D)에서, 일방의 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 도 21의 (b)에 나타내어지는 광 검출 장치(1D)에서, 타방의 렌즈부(16)가, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다.
[제5 실시 형태]
도 22 및 도 23에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(1E)는, 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(서로 이웃하는 측면(14c)에 의해서 형성되는 모서리부)에 대응하도록 배치되어 있는 점에서, 상술한 광 검출 장치(1D)와 서로 다르다. 광 검출 장치(1E)에서는, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 접착 부재(15)가 마련되어 있다. 복수의 접착 부재(15)는, 서로 떨어져 있다. 광 검출 장치(1E)에서도, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 접착 부재(15)는, 천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13)를 매개로 하여, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다.
접착 부재(15)의 제1 부분(15a)은, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 각 모서리 영역(14e)(광 입사면(14a) 중, 서로 이웃하는 측면(14c)에 의해서 형성되는 모서리부를 포함하는 영역)에 배치되어 있다. 즉, 각 제1 부분(15a)은, 서로 대향하는 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 밴드 패스 필터(14)의 모서리 영역(14e)과의 사이에 배치되어 있다.
접착 부재(15)의 제2 부분(15b)은, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에서, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출되어 있다. 각 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a), 및 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉하고 있다. 게다가, 각 제2 부분(15b)은, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b) 중 모서리 영역(14e)과 대향하는 영역을 덮고 있다. 이것에 의해, 밴드 패스 필터(14)가 보다 확실히 고정된 상태가 된다. 밴드 패스 필터(14)에서, 모서리 영역(14e)의 위치는, 개구(2a)로부터 가장 멀어지기 때문에, 모서리 영역(14e)과 대향하는 영역을 덮고 있는 제2 부분(15b)이, 광 출사면(14b) 중 광 투과 영역(10a)과 대향하는 영역을 덮는 것이 억제된다.
이와 같이, 광 검출 장치(1E)에서는, 접착 부재(15)는, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 각 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 각 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 또, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)은, 개구(2a)에 대향하는 영역보다도 그것을 포위하는 영역이 부풀어 오르도록 만곡하는 경향이 있다. 그 때문에, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에 대응하도록 배치된 접착 부재(15)가, 개구(2a)에 대향하는 영역으로 들어가는 것이 억제된다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 광이 입사하는 영역이, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 물리적으로 접촉되는 것이 회피되어, 당해 영역에 손상이 생기는 것이 억제된다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1E)에서도, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)에 마련된 광 투과부(100)가, 밴드 패스 필터(14) 및 렌즈부(16)를 포함하여 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
또, 광 검출 장치(1E)에서는, 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 이것에 의해, 광 투과 부재(13)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1E)에서는, 광 투과 부재의 표면에 유전체 다층막이 형성된 밴드 패스 필터(14)를 준비하고, 그 후에, 밴드 패스 필터(14)를 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)에 장착할 수 있기 때문에, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성할 수 있다. 특히, 밴드 패스 필터(14)의 광 투과 부재가 실리콘으로 이루어지는 경우에는, 당해 광 투과 부재 자체가, 예를 들면 1200nm 이상의 파장을 가지는 광을 투과시키는 하이 패스 필터로서 기능하기 때문에, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 얇게 할 수 있다.
또, 광 검출 장치(1E)에 의하면, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 광 검출 장치(1E)에서는, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 광 검출 특성이 높아진다.
또, 광 검출 장치(1E)에서는, 접착 부재(15)가, 광 투과 부재(13)의 광 출사면(13b)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 이것에 의해, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 보다 확실히 억제된다. 접착 부재(15)의 사용량이 삭감되고, 패키지(2) 내에서의 아웃 가스의 발생량이 적게 된다. 그 결과, 패브리 페로 간섭 필터(10) 및 광 검출기(8)의 특성의 변화 및 열화등이 일어나기 어려워진다.
또, 도 24에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1E)에 따르면, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 광 투과 부재(13)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 광 투과 부재(13)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 도 25의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1E)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막의 두께 방향을 따라서 당해 유전체 다층막에 광이 입사하게 되기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 렌즈부(16)가 마련된 밴드 패스 필터(14)를 웨이퍼 프로세스로 정밀도 좋게 또한 용이하게 제조할 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 25의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)(밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과 대향하는 면)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1E)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(광 투과 부재(13)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 이 광 검출 장치(1E)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 이 경우, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 도 26의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1E)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1E)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 26의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1E)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련된 것이다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1E)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 26의 (b)에 나타내어지는 광 검출 장치(1E)에서, 일방의 렌즈부(16)가, 광 투과 부재(13)의 일부로서 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 도 26의 (b)에 나타내어지는 광 검출 장치(1E)에서, 타방의 렌즈부(16)가, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다.
[제6 실시 형태]
도 27 및 도 28에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(1F)는, 광 투과부(100)가 광 투과 부재(13)를 포함하고 있지 않는 점에서, 상술한 광 검출 장치(1D)와 서로 다르다. 광 검출 장치(1F)에서는, 밴드 패스 필터(14)가, 접착 부재(15)에 의해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 직접적으로 고정되어 있다. 즉, 광 검출 장치(1F)에서는, 접착 부재(15)가, 다른 부재(천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13) 등)를 개입시키지 않고, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다.
접착 부재(15)의 제1 부분(15a)은, 천벽(6)의 내면(6a)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 개구(2a)에 면하는 영역(14f)을 제외한 영역에 배치되어 있다. 즉, 제1 부분(15a)은, 서로 대향하는 천벽(6)의 내면(6a)과 당해 영역(즉, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 영역(14f)을 제외한 영역)과의 사이에 배치되어 있다.
접착 부재(15)의 제2 부분(15b)은, 라인(L)에 평행한 방향으로부터 본 경우에 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출되어 있다. 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a), 및 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉하고 있다.
렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련되어 있다. 렌즈부(16)는, 그 중심선이 라인(L)에 일치하도록, 광 입사면(14a) 중 개구(2a)에 면하는 영역(14f)에 배치되어 있다. 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 입사면(14a)에 마련된 것이다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1F)에서도, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)에 마련된 광 투과부(100)가, 밴드 패스 필터(14) 및 렌즈부(16)를 포함하여 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
또, 광 검출 장치(1F)에서는, 렌즈부(16)가, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련된 것이다. 이 경우, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 광 검출 장치(1F)에서는, 렌즈부(16)를 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련한 후에, 개구(2a) 내에 렌즈부(16)를 배치하도록 광 투과부(100)를 천벽(6)의 내면(6a)에 실장할 수 있으므로, 광 투과부(100)의 위치 정밀도가 향상된다.
또, 광 검출 장치(1F)에 의하면, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 광 검출 장치(1F)에서는, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 광 검출 특성이 높아진다.
또, 광 검출 장치(1F)에서는, 접착 부재(15)가, 천벽(6)의 내면(6a)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 개구(2a)에 면하는 영역(14f)을 제외한 영역에 배치되어 있다. 이것에 의해, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)가 확실히 고정된 상태가 된다. 또, 제조시에 접착 부재(15)에 기포가 생겼다고 해도, 밴드 패스 필터(14)의 각 측면(14c)과 측벽(5)의 내면(5a)과의 사이 뿐만 아니라 개구(2a)로부터도 당해 기포가 빠지기 쉽기 때문에, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 억제된다.
또, 도 29에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1F)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 밴드 패스 필터(14)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 밴드 패스 필터(14)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다.
또, 도 30의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)(밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과 대향하는 면)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1F)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(밴드 패스 필터(14)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 이 광 검출 장치(1F)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 이 경우, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 도 30의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1F)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(밴드 패스 필터(14)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막의 두께 방향을 따라서 당해 유전체 다층막에 광이 입사하게 되기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 31의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1F)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련된 것이다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1F)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 31의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1F)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있다. 타방의 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있다. 이 광 검출 장치(1F)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 31의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1F)에서, 일방의 렌즈부(16)가, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 도 31의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1F)에서, 타방의 렌즈부(16)가, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다.
[제7 실시 형태]
도 32 및 도 33에 나타내어지는 바와 같이, 광 검출 장치(1G)는, 광 투과부(100)가 광 투과 부재(13)를 포함하고 있지 않는 점에서, 상술한 광 검출 장치(1E)와 서로 다르다. 광 검출 장치(1G)에서는, 밴드 패스 필터(14)가, 접착 부재(15)에 의해서, 천벽(6)의 내면(6a)에 직접적으로 고정되어 있다. 즉, 광 검출 장치(1G)에서는, 접착 부재(15)가, 다른 부재(천벽(6)의 내면(6a)에 접합된 광 투과 부재(13) 등)를 개입시키지 않고, 천벽(6)의 내면(6a)에 대해서 밴드 패스 필터(14)를 고정하고 있다.
접착 부재(15)의 제1 부분(15a)은, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 각 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 즉, 제1 부분(15a)은, 서로 대향하는 천벽(6)의 내면(6a)과 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리 영역(14e)과의 사이에 배치되어 있다.
접착 부재(15)의 제2 부분(15b)은, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부에서, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출되어 있다. 각 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a), 및 밴드 패스 필터(14)의 측면(14c)에 접촉하고 있다. 게다가, 각 제2 부분(15b)은, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b) 중 모서리 영역(14e)과 대향하는 영역을 덮고 있다.
렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련되어 있다. 렌즈부(16)는, 그 중심선이 라인(L)에 일치하도록, 광 입사면(14a) 중 개구(2a)에 면하는 영역(14f)에 배치되어 있다. 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 광 입사면(14a)에 마련된 것이다.
이상과 같이 구성된 광 검출 장치(1G)에서도, 개구(2a)를 막도록 패키지(2)에 마련된 광 투과부(100)가, 밴드 패스 필터(14) 및 렌즈부(16)를 포함하여 일체적으로 구성되어 있기 때문에, 상술한 광 검출 장치(1A)와 마찬가지로, 고감도 또한 고정밀한 검출이 가능해진다.
또, 광 검출 장치(1G)에서는, 렌즈부(16)가, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련된 것이다. 이 경우, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 광 검출 장치(1G)에서는, 렌즈부(16)를 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련한 후에, 개구(2a) 내에 렌즈부(16)를 배치하도록 광 투과부(100)를 천벽(6)의 내면(6a)에 실장할 수 있으므로, 광 투과부(100)의 위치 정밀도가 향상된다.
또, 광 검출 장치(1G)에 의하면, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 광 검출 장치(1G)에서는, 상술한 광 검출 장치(1D)와 마찬가지로, 광 검출 특성이 높아진다.
또, 광 검출 장치(1G)에서는, 접착 부재(15)가, 천벽(6)의 내면(6a)과 대향하는 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a) 중 모서리 영역(14e)을 제외한 영역에 배치되어 있지 않고, 모서리 영역(14e)에 배치되어 있다. 이것에 의해, 접착 부재(15)에서의 광의 산란 및 회절 등이 보다 확실히 억제된다.
또, 도 34에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1G)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리가 작아지도록, 밴드 패스 필터(14)의 두께를 크게 할 수 있다. 그 경우, 밴드 패스 필터(14)의 열용량이 커지는 한편으로 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다.
또, 도 35의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)(밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)과 대향하는 면)에 마련된 것이라도 좋다. 이 광 검출 장치(1G)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(밴드 패스 필터(14)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 이 광 검출 장치(1G)에 의하면, 밴드 패스 필터(14)에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또, 이 경우, 밴드 패스 필터(14)에서 유전체 다층막을 형성할 때에 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 당해 유전체 다층막을 정밀도 좋게 또한 용이하게 형성하는데 있어서 유리하다.
또, 도 35의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1G)에서는, 렌즈부(16)는, 광 출사측(밴드 패스 필터(14)와는 반대측)으로 볼록한 광 출사면을 가지는 볼록 렌즈로서 구성되어 있다. 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막에 입사하는 광의 입사각이 렌즈부(16)에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 보다 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)의 유전체 다층막이 렌즈부(16)의 광 출사면을 덮도록 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있는 경우에는, 당해 유전체 다층막의 두께 방향을 따라서 당해 유전체 다층막에 광이 입사하게 되기 때문에, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다. 또, 밴드 패스 필터(14)에 대해서 높은 위치 정밀도로 렌즈부(16)를 형성할 수 있다. 또, 외부로부터의 물리적 간섭에 기인하여 렌즈부(16)에 흠 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 36의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1G)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)에 마련된 것이다. 타방의 렌즈부(16)는, 예를 들면, 접합, 수지 포팅 등에 의해서, 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)에 마련된 것이다. 이 광 검출 장치(1G)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 36의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 렌즈부(16)는, 한 쌍 마련되어 있어도 괜찮다. 이 광 검출 장치(1G)에서는, 일방의 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있다. 타방의 렌즈부(16)는, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있다. 이 광 검출 장치(1G)에 의하면, 각 렌즈부(16)의 높이를 억제하면서도, 패브리 페로 간섭 필터(10)에 입사시키는 광을 보다 확실히 집광하여, 패키지(2) 내에 입사하는 광 중 패브리 페로 간섭 필터(10)의 광 투과 영역(10a)에 입사하는 광의 비율을 보다 한층 증가시킬 수 있다.
또, 도 36의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1G)에서, 일방의 렌즈부(16)가, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 입사면(14a)측에 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 도 36의 (a)에 나타내어지는 광 검출 장치(1G)에서, 타방의 렌즈부(16)가, 밴드 패스 필터(14)의 일부로서 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b)측에 형성되어 있어도 괜찮다.
[변형예]
이상, 본 명시된 제1 ~ 제7 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 개시는, 상술한 각 실시 형태에 한정되지 않는다. 각 구성의 재료 및 형상에는, 상술한 재료 및 형상에 한정하지 않고, 여러가지 재료 및 형상을 채용할 수 있다. 예를 들면, 상술한 모든 예에서, 렌즈부(16)는, 프레넬 렌즈로서 구성되어 있어도 괜찮다. 특히, 렌즈부(16)를 광 투과부(100)의 광 출사측(패브리 페로 간섭 필터(10)측)에 마련하는 경우에는, 당해 렌즈부(16)를 프레넬 렌즈로서 구성함으로써, 광 투과부(100)와 패브리 페로 간섭 필터(10)와의 거리를 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 패키지(2) 내의 공간의 체적이 작아지기 때문에, 패키지(2) 내의 온도의 균일화를 한층 더 도모할 수 있다.
또, 밴드 패스 필터(14)는, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a)에 마련되어 있어도 괜찮고, 광 투과 부재(13)의 광 입사면(13a) 및 광 출사면(13b) 양쪽 모두에 마련되어 있어도 괜찮다. 또, 유전체 다층막이 기판(광 투과 부재(13)와는 다른 광 투과 부재)의 표면에 형성됨으로써 밴드 패스 필터(14)가 구성되는 경우(예를 들면, 광 검출 장치(1C, 1E, 1D)의 경우), 유전체 다층막은, 기판의 광 입사면 또는 광 출사면 중 어느 일방에 형성되어도 되며, 기판의 광 입사면 및 광 출사면의 양쪽 모두에 형성되어도 괜찮다. 유전체 다층막이 기판의 광 입사면 및 광 출사면의 양쪽 모두에 형성됨으로써 구성된 밴드 패스 필터(14)에서는, 일방의 유전체 다층막을 롱 패스 필터로서 구성하고, 타방의 유전체 다층막을 숏패스 필터로서 구성 함으로써, 소망의 파장 대역의 광을 투과시킬 수 있다.
또, 패브리 페로 간섭 필터(10)에서, 제2 층구조체(40)는, 제1 층구조체(30)와 대응하도록 구성되어 있으면, 기판(21)을 기준으로 하여 제1 층구조체(30)와 대칭의 적층 구조를 가지지 않아도 좋다. 제2 층구조체(40)가 마련되어 있지 않은 경우에 비해, 기판(21)의 휨 등을 억제할 수 있는 층 구조를 제2 층구조체(40)가 가지고 있으면, 당해 제2 층구조체(40)는, 제1 층구조체(30)와 대응하도록 구성되어 있다고 말할 수 있다. 또, 패브리 페로 간섭 필터(10)는, 제2 층구조체(40)를 구비하지 않아도 좋다.
또, 광 검출 장치(1D~1G)에서는, 접착 부재(15)는, 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출되어 있지 않아도 좋다. 또, 광 검출 장치(1D~1G)에서는, 접착 부재(15) 중 밴드 패스 필터(14)의 외부 가장자리로부터 외측으로 돌출된 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a)에 이르지 않고, 측벽(5)의 내면(5a)으로부터 떨어져 있어도 괜찮다. 예를 들면, 접착 부재(15)의 재료가 광 투과성 수지인 경우에는, 천벽(6)의 내면(6a)에 대한 밴드 패스 필터(14)의 고정 강도를 향상시키는 관점으로부터, 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a)에 이르고 있는 것이 바람직하다. 그러나, 예를 들면, 접착 부재(15)의 재료가, 예를 들면 경도가 큰 수지인 경우에는, 측벽(5)으로부터 접착 부재(15)에 응력이 작용하는 것에 의해서 접착 부재(15)에 크랙이 생기는 것을 방지하는 관점으로부터, 제2 부분(15b)은, 측벽(5)의 내면(5a)에 이르지 않은 것이 바람직하다.
또, 광 검출 장치(1D, 1F)에서는, 라인(L)에 평행한 방향에서의 제2 부분(15b)의 두께는, 접착 부재(15)의 점도에 의해서, 측벽(5)의 내면(5a)에 접촉하고 있는 부분에서 최대로 되어 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 예를 들면 접착 부재(15)의 경화시에, 밴드 패스 필터(14)의 각 모서리부(14d)에 대응하는 부분에서 접착 부재(15)에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다. 또, 접착 부재(15)가 밴드 패스 필터(14)의 광 출사면(14b) 상으로 말려 들어가는 것이 방지된다.
또, 광 검출 장치(1E~1G)에서는, 라인(L) 상에서 개구(2a)와 대향하는 영역에 접착 부재(15)가 배치되지 않기 때문에, 접착 부재(15)의 재료는, 광을 투과시키지 않는 재료라도 좋다.
또, 광 검출 장치(1D~1G)에서는, 밴드 패스 필터(14)의 형상은, 사각형 판 모양에 한정되지 않고, 다각형 판 모양이면 좋다. 그 경우에도, 각 모서리부에 의해서 밴드 패스 필터(14)가 고정밀도로 위치 결정된 상태가 되고, 또, 밴드 패스 필터(14)가 패키지(2)로부터의 열적인 영향을 받기 어려워진다. 따라서, 밴드 패스 필터(14)의 형상이 다각형 판 모양인 경우에도, 밴드 패스 필터(14)를 적절히 기능시킬 수 있다.
또, 광 검출기(8)로서 이용되는 수광 소자의 종류에 따라서는, 밴드 패스 필터(14)는, 단파장측에 출현하는 3차광 이후의 다차 광을 컷하는 것만이 아니라, 장파장(예를 들면, a=1)측에 출현하는 광을 컷할 필요가 있는 경우가 있다. 즉, A차 광(a=A)에 대해서 분광 스펙트럼을 얻기 위한 광 검출 장치에서는, 단파장측에 출현하는 고차 광(a＞A), 및 장파장측에 출현하는 저차 광(a＜A)의 쌍방을 컷할 필요가 있는 경우가 있다.
또, 패키지(2)는, 상술한 바와 같은 CAN 패키지에 한정되지 않고, 다음과 같은 것이면 좋다. 즉, 패키지(2)는, 개구(2a)가 형성된 제1 벽부, 패브리 페로 간섭 필터(10), 밴드 패스 필터(14) 및 광 검출기(8)를 사이에 두고 제1 벽부와 대향하는 제2 벽부, 그리고 패브리 페로 간섭 필터(10), 밴드 패스 필터(14) 및 광 검출기(8)을 포위하는 측벽부를 가지는 것이면 좋다.
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G - 광 검출 장치 2 - 패키지
2a - 개구 8 - 광 검출기
10 - 패브리 페로 간섭 필터 13 - 광 투과 부재
13a - 광 입사면 13b - 광 출사면
14 - 밴드 패스 필터 14b - 광 출사면
16 - 렌즈부 35 - 제1 미러부
36 - 제2 미러부 100 - 광 투과부

Claims (10)

  1. 광을 입사시키는 개구가 형성된 패키지와,
    상기 패키지 내에 배치되고, 서로의 거리가 가변으로 된 제1 미러부 및 제2 미러부를 가지고, 광 투과부를 투과한 상기 광을 투과시키는 패브리 페로(Fabry Perot) 간섭 필터와,
    상기 패키지에 고정되고, 상기 패브리 페로 간섭 필터에 입사시키는 상기 광을 투과시키는 밴드 패스 필터(band pass filter)와,
    상기 패키지에 고정되고, 상기 패브리 페로 간섭 필터에 입사시키는 상기 광을 집광(集光)하는 렌즈부를 구비하는 필터 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밴드 패스 필터와 상기 렌즈는, 광 투과부로서 일체적으로 구성되어 있는 필터 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광의 입사 방향으로부터 본 경우에, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 외부 가장자리는, 상기 개구의 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있고, 상기 광 투과부의 외부 가장자리는, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 상기 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있는 필터 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 광 투과부는, 광 투과 부재를 포함하여 상기 밴드 패스 필터 및 상기 렌즈부와 일체적으로 형성되어 있고,
    상기 밴드 패스 필터는, 상기 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있으며,
    상기 렌즈부는, 상기 광 투과 부재의 일부로서 상기 광 투과 부재의 광 입사면측에 형성되어 있는 필터 장치.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 광 투과부는, 광 투과 부재를 포함하여 상기 밴드 패스 필터 및 상기 렌즈부와 일체적으로 형성되어 있고,
    상기 밴드 패스 필터는, 상기 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있으며,
    상기 렌즈부는, 상기 밴드 패스 필터의 광 출사면에 마련되어 있는 필터 장치.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 광 투과부는, 광 투과 부재를 포함하여 상기 밴드 패스 필터 및 상기 렌즈부와 일체적으로 형성되어 있고,
    상기 밴드 패스 필터는, 상기 광 투과 부재의 광 출사면에 마련되어 있고,
    상기 렌즈부는, 한 쌍 마련되어 있으며,
    상기 한 쌍의 렌즈부 중 일방은, 상기 광 투과 부재의 일부로서 상기 광 투과 부재의 광 입사면측에 형성되어 있고,
    상기 한 쌍의 렌즈부 중 타방은, 상기 밴드 패스 필터의 광 출사면에 마련되어 있는 필터 장치.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광의 입사 방향으로부터 본 경우에, 상기 광 투과 부재의 외부 가장자리는, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 상기 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있는 필터 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 광의 입사 방향으로부터 본 경우에, 상기 밴드 패스 필터의 외부 가장자리는, 상기 패브리 페로 간섭 필터의 상기 외부 가장자리보다도 외측에 위치하고 있는 필터 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 광 투과부는, 상기 개구를 막도록 상기 패키지의 내면에 배치되어 있는 필터 장치.
  10. 청구항 1에 기재의 필터 장치와, 상기 패브리 페로 간섭 필터를 투과한 상기 광을 검출하는 광 검출기를 구비하는 광 검출 장치.
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