特開 2022-145738 フィルタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022145738

(43)【公開日】2022-10-04

(54)【発明の名称】フィルタ装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/26 20060101AFI20220926BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

G01J3/26

G02B5/20

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022119556

(22)【出願日】2022-07-27

(62)【分割の表示】P 2021025402の分割

【原出願日】2017-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】笠原 隆

(72)【発明者】

【氏名】柴山 勝己

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 真樹

(72)【発明者】

【氏名】川合 敏光

(72)【発明者】

【氏名】大山 泰生

(72)【発明者】

【氏名】蔵本 有未

(57)【要約】

【課題】高感度且つ高精度な検出を可能とするフィルタ装置を提供する。
【解決手段】フィルタ装置は、窓部１５が設けられたパッケージ２と、パッケージ２の内面に配置されたバンドパスフィルタ１４と、パッケージ２内に配置されたファブリペロー干渉フィルタ１０Ａと、を備える。光の入射方向から見た場合に、バンドパスフィルタ１４の外縁は、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。ファブリペロー干渉フィルタ１０Ａは、基板と、基板における窓部１５側の第１表面に配置された第１層構造体と、基板における窓部１５とは反対側の第２表面側に一体的に設けられたレンズ部と、を有する。第１層構造体は、第１ミラー部を含む第１積層体と、空隙を形成する中間層と、第２ミラー部を含む第２積層体と、を有する。光の入射方向から見た場合に、レンズ部は、空隙の内側に位置している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、
前記パッケージの内面に配置され、前記窓部から入射した前記光を透過させるバンドパスフィルタと、
前記パッケージ内に配置され、前記バンドパスフィルタを透過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、を備え、
前記光の入射方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置しており、
前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記窓部側の第１表面及び前記窓部とは反対側の第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集光するレンズ部と、を有し、
前記第１層構造体は、
前記第１表面に配置され、前記第１ミラー部を含む第１積層体と、
前記第１積層体上に配置され、前記空隙を形成する中間層と、
前記中間層上に配置され、前記第２ミラー部を含む第２積層体と、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、フィルタ装置。

【請求項2】

光を入射させる窓部が設けられたパッケージと、
前記パッケージの内面に配置され、前記窓部から入射した前記光を透過させるバンドパスフィルタと、
前記パッケージ内に配置され、前記バンドパスフィルタを透過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、を備え、
前記光の入射方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置しており、
前記ファブリペロー干渉フィルタは、
前記窓部側の第１表面及び前記窓部とは反対側の第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、
前記第１層構造体は、
前記第１表面に配置され、前記第１ミラー部を含む第１積層体と、
前記第１積層体上に配置され、前記空隙を形成する中間層と、
前記中間層上に配置され、前記第２ミラー部を含む第２積層体と、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、フィルタ装置。

【請求項3】

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に記載のフィルタ装置。

【請求項4】

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に記載のフィルタ装置。

【請求項5】

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に記載のフィルタ装置。

【請求項6】

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に記載のフィルタ装置。

【請求項7】

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いる、請求項１～６のいずれか一項に記載のフィルタ装置。

【請求項8】

前記パッケージの前記内面と前記バンドパスフィルタとの間に配置された光透過部材を更に備え、
前記光の入射方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの前記外縁は、前記光透過部材の外縁よりも内側に位置している、請求項１～７のいずれか一項に記載のフィルタ装置。

【請求項9】

前記光の入射方向から見た場合に、前記窓部の外縁は、前記光透過部材の前記外縁、前記バンドパスフィルタの前記外縁、及び前記ファブリペロー干渉フィルタの前記外縁よりも内側に位置している、請求項８に記載のフィルタ装置。

【請求項10】

前記パッケージは、側壁及び天壁を含み、
前記天壁には、前記窓部として機能する開口が形成されており、
前記光透過部材は、前記天壁の前記開口内及び前記側壁の内面に至っており、
前記光透過部材の光入射面は、前記天壁の前記開口において前記天壁の外面と略面一となっている、請求項８又は９に記載のフィルタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファブリペロー干渉フィルタを備えるフィルタ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－２１１８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【発明の効果】

【0014】

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。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の光検出装置の断面図である。

【図2】図１に示される光検出装置の平面図である。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】第２実施形態の光検出装置の断面図である。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】第３実施形態の光検出装置の断面図である。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【図13】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。

【図14】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。

【図15】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。

【図16】ファブリペロー干渉フィルタの参考例の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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］

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等の高屈折材料と、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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］

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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］

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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］

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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］

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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］

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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］

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【符号の説明】

【0093】

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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】