(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で入射光線の少なくとも２つのピーク波長を検知することができるスペクトル検査装置を提供する。【解決手段】スペクトル検査装置１は、第１のセンサユニット１０ａおよび第２のセンサユニット１０ｂを含むセンサユニットアレイ１０、センサユニットアレイ上に配置され、第１のセンサユニットおよび第２のセンサユニットをカバーし、光線の第１の波長帯および第２の波長帯を通過させるデュアルバンドパスフィルタ２０ａ、およびデュアルバンドパスフィルタ上に配置され、第２のセンサユニットをカバーし、第１の波長より長い光線の波長を通過させるフィルタ３０ａを含み、第１の波長は、第１の波長帯のピーク波長より長く、第２の波長帯のピーク波長より短い。【選択図】図３
2018141766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセンサユニットおよび第２のセンサユニットを含むセンサユニットアレイ、
前記センサユニットアレイ上に配置され、前記第１のセンサユニットおよび前記第２のセンサユニットをカバーし、光線の第１の波長帯および第２の波長帯を通過させるデュアルバンドパスフィルタ、および
前記デュアルバンドパスフィルタ上に配置され、前記第２のセンサユニットをカバーし、第１の波長より長い光線の波長を通過させるフィルタを含み、
前記第１の波長は、前記第１の波長帯のピーク波長より長く、前記第２の波長帯のピーク波長より短いスペクトル検査装置。
【請求項２】
前記第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、前記第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成し、前記第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、前記第１の強度値から前記第２の強度値を引いて得られ、前記第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、前記第２の強度値から得られる請求項１に記載のスペクトル検査装置。
【請求項３】
前記センサユニットアレイ上に配置された第２のデュアルバンドパスフィルタ、および
前記第２のデュアルバンドパスフィルタ上に配置された第２のフィルタを更に含み、
前記センサユニットアレイは、第３のセンサユニットおよび第４のセンサユニットを含み、
前記第２のデュアルバンドパスフィルタは、前記第３のセンサユニットおよび前記第４のセンサユニットをカバーし、且つ光線の第３の波長帯および第４の波長帯を通過させ、
前記第２のフィルタは前記第４のセンサユニットをカバーし、第２の波長より長い光線の波長を通過させ、
前記第２の波長は、前記第３の波長帯のピーク波長より長く、前記第４の波長帯のピーク波長より短い請求項１に記載のスペクトル検査装置。
【請求項４】
前記第３の波長帯のピーク波長は、前記第１の波長帯のピーク波長より長く、前記第２の波長帯のピーク波長より短く、前記第４の波長帯のピーク波長は、前記第２の波長帯のピーク波長より長い請求項３に記載のスペクトル検査装置。
【請求項５】
前記第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、前記第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成し、前記第３のセンサユニットは、第３の強度値を生成し、前記第４のセンサユニットは、第４の強度値を生成し、
前記第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、前記第１の強度値から前記第２の強度値を引いて得られ、前記第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、前記第２の強度値から得られ、
前記第３の波長帯に対応する第３のスペクトル値は、前記第３の強度値から前記第４の強度値を引いて得られ、前記第４の波長帯に対応する第４のスペクトル値は、前記第４の強度値から得られる請求項４に記載のスペクトル検査装置。
【請求項６】
前記センサユニットアレイ上に配置された第３のデュアルバンドパスフィルタ、および
前記第３のデュアルバンドパスフィルタ上に配置された第３のフィルタを更に含み、
前記センサユニットアレイは、第５のセンサユニットおよび第６のセンサユニットを更に含み、
前記第３のデュアルバンドパスフィルタは、前記第５のセンサユニットおよび前記第６のセンサユニットをカバーし、且つ光線の第５の波長帯および第６の波長帯を通過させ、
前記第３のフィルタは前記第６のセンサユニットをカバーし、第３の波長より長い光線の波長を通過させ、
前記第３の波長は、前記第５の波長帯のピーク波長より長く、前記第６の波長帯のピーク波長より短い請求項３に記載のスペクトル検査装置。
【請求項７】
前記第３の波長帯のピーク波長は、前記第１の波長帯のピーク波長より長く、前記第２の波長帯のピーク波長より短く、前記第４の波長帯のピーク波長は、前記第２の波長帯のピーク波長より長く、
前記第５の波長帯のピーク波長は、前記第３の波長帯のピーク波長より長く、前記第２の波長帯のピーク波長より短く、前記第６の波長帯のピーク波長は、第４の波長帯のピーク波長より長い請求項６に記載のスペクトル検査装置。
【請求項８】
前記第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、前記第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成し、前記第３のセンサユニットは、第３の強度値を生成し、前記第４のセンサユニットは、第４の強度値を生成し、前記第５のセンサユニットは、第５の強度値を生成し、前記第６のセンサユニットは、第６の強度値を生成し、
前記第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、前記第１の強度値から前記第２の強度値を引いて得られ、前記第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、前記第２の強度値から得られ、
前記第３の波長帯に対応する第３のスペクトル値は、前記第３の強度値から前記第４の強度値を引いて得られ、前記第４の波長帯に対応する第４のスペクトル値は、前記第４の強度値から得られ、
前記第５の波長帯に対応する第５のスペクトル値は、前記第５の強度値から前記第６の強度値を引いて得られ、前記第６の波長帯に対応する第６のスペクトル値は、前記第６の強度値から得られる請求項７に記載のスペクトル検査装置。
【請求項９】
前記センサユニットアレイ上に配置された第４のデュアルバンドパスフィルタ、および
前記第４のデュアルバンドパスフィルタ上に配置された第４のフィルタを更に含み、
前記センサユニットアレイは、第７のセンサユニットおよび第８のセンサユニットを更に含み、
前記第４のデュアルバンドパスフィルタは、前記第７のセンサユニットおよび前記第８のセンサユニットをカバーし、且つ光線の第７の波長帯および第８の波長帯を通過させ、
前記第４のフィルタは、前記第８のセンサユニットをカバーし、第４の波長より長い光線の波長を通過させ、
前記第４の波長は、前記第７の波長帯のピーク波長より長く、前記第８の波長帯のピーク波長より短い請求項３に記載のスペクトル検査装置請求項６に記載のスペクトル検査装置。
【請求項１０】
前記第３の波長帯のピーク波長は、前記第１の波長帯のピーク波長より長く、前記第２の波長帯のピーク波長より短く、前記第４の波長帯のピーク波長は、前記第２の波長帯のピーク波長より長く、
前記第５の波長帯のピーク波長は、前記第３の波長帯のピーク波長より長く、前記第２の波長帯のピーク波長より短く、前記第６の波長帯のピーク波長は、第４の波長帯のピーク波長より長く、
前記第７の波長帯のピーク波長は、前記第５の波長帯のピーク波長より長く、前記第２の波長帯のピーク波長より短く、前記第８の波長帯のピーク波長は、第６の波長帯のピーク波長より長い請求項９に記載のスペクトル検査装置。
【請求項１１】
前記第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、前記第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成し、前記第３のセンサユニットは、第３の強度値を生成し、前記第４のセンサユニットは、第４の強度値を生成し、前記第５のセンサユニットは、第５の強度値を生成し、前記第６のセンサユニットは、第６の強度値を生成し、前記第７のセンサユニットは、第７の強度値を生成し、前記第８のセンサユニットは、第８の強度値を生成し、
前記第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、前記第１の強度値から前記第２の強度値を引いて得られ、前記第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、前記第２の強度値から得られ、
前記第３の波長帯に対応する第３のスペクトル値は、前記第３の強度値から前記第４の強度値を引いて得られ、前記第４の波長帯に対応する第４のスペクトル値は、前記第４の強度値から得られ、
前記第５の波長帯に対応する第５のスペクトル値は、前記第５の強度値から前記第６の強度値を引いて得られ、前記第６の波長帯に対応する第６のスペクトル値は、前記第６の強度値から得られ、
前記第７の波長帯に対応する第７のスペクトル値は、前記第７の強度値から前記第８の強度値を引いて得られ、前記第８の波長帯に対応する第８のスペクトル値は、前記第８の強度値から得られる請求項１０に記載のスペクトル検査装置。
【請求項１２】
前記第１の波長は４９０ｎｍであり、前記第２の波長は５８０ｎｍであり、前記第３の波長は６５０ｎｍであり、前記第４の波長は８００ｎｍである請求項９に記載のスペクトル検査装置。
【請求項１３】
前記第１の波長は４９０ｎｍであり、前記第２の波長は５８０ｎｍであり、前記第３の波長は６５０ｎｍであり、前記第４の波長は８９０ｎｍである請求項９に記載のスペクトル検査装置。
【請求項１４】
前記第１の波長、前記第２の波長、前記第３の波長、および前記第４の波長は、全て４９０ｎｍである請求項９に記載のスペクトル検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトル検査装置に関し、特に、簡単な構造で入射光線の少なくとも２つのピーク波長を検知することができるスペクトル検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一種の従来の分光器は、ファブリペロー干渉理論に基づいている。ファブリペロー干渉理論に基づくと、特定の厚さを有する狭帯域透過フィルタは、光線の特定の波長帯を通過させることができる。従って、異なる厚さの狭帯域透過フィルタがセンサユニット（または画素）に配置されることができるため、各センサユニットは、それぞれ所望の光線の波長帯を捕えることができる。しかしながら、狭帯域透過フィルタの厚さの変動は、製造プロセスをより複雑にさせる。
【０００３】
狭帯域透過フィルタの厚さを変える他の方法は、フィルタ層をウェッジパターンで配置する方法である。しかしながら、これは線形設計であるため、このタイプの分光計は、サンプルの線スペクトルを測定するのに用いられるだけで、２Ｄ画像を撮像することができない。このタイプの分光器の応用は制限される。
【０００４】
また、他の種類の分光器は、多層膜干渉フィルタを用いて、光線の４つの狭帯域を通過させ、吸収フィルタパターンを用いて４つの狭帯域のそれぞれを捕える。しかしながら、シリコンベースの検出器の検知可能な波長帯である、限定された波長帯３００〜１１００ｎｍでは、４つの狭帯域を通過させる多層膜層を塗膜することは非常に困難である。多層膜層が２つの狭帯域だけを通過させる必要があるならば、製造プロセスはより簡単になる。
【０００５】
これらの従来の分光器は、通常その意図した目的に適しているが、全ての態様において完全に満たしているわけではない。従って、分光器を改善するための解決法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
簡単な構造で入射光線の少なくとも２つのピーク波長を検知することができるスペクトル検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【０００８】
本発明は、第１のセンサユニットおよび第２のセンサユニットを含むセンサユニットアレイ、センサユニットアレイ上に配置され、第１のセンサユニットおよび第２のセンサユニットをカバーし、光線の第１の波長帯および第２の波長帯を通過させるデュアルバンドパスフィルタ、およびデュアルバンドパスフィルタ上に配置され、第２のセンサユニットをカバーし、第１の波長より長い光線の波長を通過させるフィルタを含み、第１の波長は、第１の波長帯のピーク波長より長く、第２の波長帯のピーク波長より短いスペクトル検査装置を提供する。
【０００９】
上述のスペクトル検査装置では、第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成する。第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、第１の強度値から第２の強度値を引いて得られ、第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、第２の強度値から得られる。
【００１０】
もう１つの実施形態では、スペクトル検査装置は、センサユニットアレイ上に配置された第２のデュアルバンドパスフィルタ、および第２のデュアルバンドパスフィルタ上に配置された第２のフィルタを更に含む。センサユニットアレイは、第３のセンサユニットおよび第４のセンサユニットを更に含む。第２のデュアルバンドパスフィルタは、第３のセンサユニットおよび第４のセンサユニットをカバーし、光線の第３の波長帯および第４の波長帯を通過させる。第２のフィルタは第４のセンサユニットをカバーし、第２の波長より長い光線の波長を通過させる。第２の波長は、第３の波長帯のピーク波長より長く、第４の波長帯のピーク波長より短い。
【００１１】
上述のスペクトル検査装置では、第３の波長帯のピーク波長は、第１の波長帯のピーク波長より長く、第２の波長帯のピーク波長より短く、第４の波長帯のピーク波長は、第２の波長帯のピーク波長より長い。
【００１２】
上述のスペクトル検査装置では、第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成し、第３のセンサユニットは、第３の強度値を生成し、第４のセンサユニットは、第４の強度値を生成する。第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、第１の強度値から第２の強度値を引いて得られ、第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、第２の強度値から得られる。第３の波長帯に対応する第３のスペクトル値は、第３の強度値から第４の強度値を引いて得られ、第４の波長帯に対応する第４のスペクトル値は、第４の強度値から得られる。
【００１３】
もう１つの実施形態では、スペクトル検査装置は、センサユニットアレイ上に配置された第３のデュアルバンドパスフィルタ、および第３のデュアルバンドパスフィルタ上に配置された第３のフィルタを更に含む。センサユニットアレイは、第５のセンサユニットおよび第６のセンサユニットを更に含む。第３のデュアルバンドパスフィルタは、第５のセンサユニットおよび第６のセンサユニットをカバーし、光線の第５の波長帯および第６の波長帯を通過させる。第３のフィルタは第６のセンサユニットをカバーし、第３の波長より長い光線の波長を通過させる。第３の波長は、第５の波長帯のピーク波長より長く、第６の波長帯のピーク波長より短い。
【００１４】
上述のスペクトル検査装置では、第５の波長帯のピーク波長は、第３の波長帯のピーク波長より長く、第２の波長帯のピーク波長より短く、第６の波長帯のピーク波長は、第４の波長帯のピーク波長より長い。
【００１５】
上述のスペクトル検査装置では、第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成し、第３のセンサユニットは、第３の強度値を生成し、第４のセンサユニットは、第４の強度値を生成し、第５のセンサユニットは、第５の強度値を生成し、第６のセンサユニットは、第６の強度値を生成する。第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、第１の強度値から第２の強度値を引いて得られ、第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、第２の強度値から得られる。第３の波長帯に対応する第３のスペクトル値は、第３の強度値から第４の強度値を引いて得られ、第４の波長帯に対応する第４のスペクトル値は、第４の強度値から得られる。第５の波長帯に対応する第５のスペクトル値は、第５の強度値から第６の強度値を引いて得られ、第６の波長帯に対応する第６のスペクトル値は、第６の強度値から得られる。
【００１６】
もう１つの実施形態では、スペクトル検査装置は、センサユニットアレイ上に配置された第４のデュアルバンドパスフィルタ、および第４のデュアルバンドパスフィルタ上に配置された第４のフィルタを更に含む。センサユニットアレイは、第７のセンサユニットおよび第８のセンサユニットを更に含む。第４のデュアルバンドパスフィルタは、第７のセンサユニットおよび第８のセンサユニットをカバーし、光線の第７の波長帯および第８の波長帯を通過させる。第４のフィルタは、第８のセンサユニットをカバーし、第４の波長より長い光線の波長を通過させる。第４の波長は、第７の波長帯のピーク波長より長く、第８の波長帯のピーク波長より短い。
【００１７】
上述のスペクトル検査装置では、第７の波長帯のピーク波長は、第５の波長帯のピーク波長より長く、第２の波長帯のピーク波長より短く、第８の波長帯のピーク波長は、第６の波長帯のピーク波長より長い。
【００１８】
上述のスペクトル検査装置では、第１のセンサユニットは、第１の強度値を生成し、第２のセンサユニットは、第２の強度値を生成し、第３のセンサユニットは、第３の強度値を生成し、第４のセンサユニットは、第４の強度値を生成し、第５のセンサユニットは、第５の強度値を生成し、第６のセンサユニットは、第６の強度値を生成し、第７のセンサユニットは、第７の強度値を生成し、第８のセンサユニットは、第８の強度値を生成する。第１の波長帯に対応する第１のスペクトル値は、第１の強度値から第２の強度値を引いて得られ、第２の波長帯に対応する第２のスペクトル値は、第２の強度値から得られる。第３の波長帯に対応する第３のスペクトル値は、第３の強度値から第４の強度値を引いて得られ、第４の波長帯に対応する第４のスペクトル値は、第４の強度値から得られる。第５の波長帯に対応する第５のスペクトル値は、第５の強度値から第６の強度値を引いて得られ、第６の波長帯に対応する第６のスペクトル値は、第６の強度値から得られる。第７の波長帯に対応する第７のスペクトル値は、第７の強度値から第８の強度値を引いて得られ、第８の波長帯に対応する第８のスペクトル値は、第８の強度値から得られる。
【００１９】
実施形態では、第１の波長は４９０ｎｍであり、第２の波長は５８０ｎｍであり、第３の波長は６５０ｎｍであり、第４の波長は８００ｎｍである。
【００２０】
もう１つの実施形態では、第１の波長は４９０ｎｍであり、第２の波長は５８０ｎｍであり、第３の波長は６５０ｎｍであり、第４の波長は８９０ｎｍである。
【００２１】
もう１つの実施形態では、第１の波長、第２の波長、第３の波長、および第４の波長は、全て４９０ｎｍである。
【００２２】
結果、８つの波長帯を個別に感知する簡単な構造を得ることができる。２つの波長帯を通過させる多層膜干渉フィルタは、４つの波長帯を通過させる多層膜干渉フィルタより製造され易いため、製造プロセスの複雑さが大幅に低減される。また、センサユニットアレイは、なお２Ｄ画像を撮像することができる。分光器の応用は、単一の目的に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
【図１】本発明の実施形態に係る、ハイパスフィルタの透過特性の透過率対波長図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、デュアルバンドパスフィルタの透過特性の透過率対波長図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、スペクトル検査装置の概略図である。
【図４】図３に示されたスペクトル検査装置の上面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る、図３と図４に示されたデュアルバンドパスフィルタおよびハイパスフィルタの透過特性の透過率対波長図である。
【図６】本発明の実施形態に係る、スペクトル検査装置の上面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る、図６に示されたデュアルバンドパスフィルタおよびハイパスフィルタの透過特性の透過率対波長図である。
【図８】本発明の実施形態に係る、スペクトル検査装置の上面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る、図８に示されたデュアルバンドパスフィルタおよびハイパスフィルタの透過特性の透過率対波長図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次の開示では、異なる特徴を実施するために、多くの異なる実施の形態または実施例を提供する。本開示を簡素化するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施形態が以下に述べられる。例えば、下記の開示の第２の特徴の上方、または上への第１の特徴の形成は、第１と第２の特徴が直接接触で形成される複数の実施形態を含むことができ、且つ第１と第２の特徴が直接接触でないように、付加的な特徴が第１と第２の特徴間に形成された複数の実施形態を含むこともできる。
【００２５】
このほか、本開示は、種々の実施例において、参照符号および／または表示を繰り返し用いている。この繰り返しは、本開示を簡潔で明確にするためのものであり、それ自体が、種々の実施態様および／または議論された構造との間の関係を規定するものではない。また、図面は単に例示するためであり、図の形状、大きさ、または厚さは、説明を明確にするために縮尺通りに描かれない、または簡易化される可能性もある。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る、ハイパスフィルタの透過特性の透過率対波長図である。良好な波長フィルタリング（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）の特性を有するいくつかの現存するハイパスフィルタがある。図１に示された実施形態では、ハイパスフィルタＦ１は、４９０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、４９０ｎｍより長い光線の波長を通過させる。ハイパスフィルタＦ２は、５８０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、５８０ｎｍより長い光線の波長を通過させる。ハイパスフィルタＦ３は、６５０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、６５０ｎｍより長い光線の波長を通過させる。ハイパスフィルタＦ４は、８００ｎｍより短い光線の波長を吸収し、８００ｎｍより長い光線の波長を通過させる。ハイパスフィルタＦ５は、８９０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、８９０ｎｍより長い光線の波長を通過させる。これらのハイパスフィルタは、現在の発明では、非常に良好な波長選択のツールである。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態に係る、デュアルバンドパスフィルタの透過特性の透過率対波長図である。本発明のデュアルバンドパスフィルタは、ファブリペロー干渉理論に基づいた多層膜干渉フィルタである。デュアルバンドパスフィルタは、光線の２つの波長帯を通過させ、光線の残りの波長帯をブロックする。図２に示されるように、デュアルバンドパスフィルタは、ピーク波長Ｗ１を有する非常に狭い波長帯Ａおよびピーク波長Ｗ２を有する非常に狭い波長帯Ｂを通過させる。この実施形態では、光線の波長Ｗ１および波長Ｗ２の透過率は、ほぼ１００％であり、光線の残りの波長の透過率は、０％に近い。デュアルバンドパスフィルタを通過した波長Ｗ１とＷ２は、多層膜干渉フィルタの膜の数または材料を変えることで制御且つ調整されることができる。従って、デュアルバンドパスフィルタは、光線の特定の波長を選択するのに非常に良好なツールである。
【００２８】
本発明は、図１に示された透過特性を有するハイパスフィルタと、図２に示された透過特性を有するデュアルバンドパスフィルタを組み合わせてスペクトル検査装置または分光器を達成する。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態に係る、スペクトル検査装置１の概略図である。図４は、図３に示されたスペクトル検査装置１の上面図である。スペクトル検査装置１は、サンプルで反射された、またはサンプルから出射した光線Ｌの可視波長帯と不可視波長帯を感知するように配置される。
【００３０】
スペクトル検査装置１は、センサユニットアレイ１０、デュアルバンドフィルタ層２０、およびハイパスフィルタ層３０を含む。センサユニットアレイ１０、デュアルバンドフィルタ層２０、およびハイパスフィルタ層３０は、底部から上部に順次に重なる。
【００３１】
センサユニットアレイ１０は、一対のセンサユニット１０ａおよび１０ｂを含む。センサユニット１０ａおよび１０ｂは、ＣＭＯＳセンサユニットまたはＣＣＤセンサユニットで実施されることができる。デュアルバンドフィルタ層２０は、図２に示された透過特性を有するデュアルバンドパスフィルタ２０ａを含む。デュアルバンドパスフィルタ２０ａは、センサユニットアレイ１０上に配置され、センサユニット１０ａおよび１０ｂをカバーする。図２に示された透過率対波長図に基づいて、デュアルバンドパスフィルタ２０ａは、２つの非常に狭い波長帯ＡおよびＢ（１つはピーク波長Ｗ１を有し、もう１つはピーク波長Ｗ２を有する）を通過させ、残りの波長帯をブロックする。ハイパスフィルタ層３０は、図１に示された透過特性の１つを有するハイパスフィルタ３０ａを含む。ハイパスフィルタ３０ａは、デュアルバンドフィルタ層２０上に配置され、センサユニット１０ｂのみをカバーする。図１に示された透過率対波長図に基づいて、ハイパスフィルタ３０ａは、特定の波長より長い光線の波長を通過させ、特定の波長より短い光線の波長を吸収する。
【００３２】
図５は、本発明の実施形態に係る、図３と図４に示されたデュアルバンドパスフィルタ２０ａおよびハイパスフィルタ３０ａの透過特性の透過率対波長図である。図５に示されるように、５８０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、５８０ｎｍより長い光線の波長を通過させるハイパスフィルタＦ２（図１に示されている）が、図４と図５に示されたハイパスフィルタ３０ａの一例として用いられている。このケースでは、デュアルバンドパスフィルタ２０ａが、１つの透過波長帯Ａのピーク波長Ｗ１を５８０ｎｍより短くし、もう１つの透過波長帯Ｂのピーク波長Ｗ２を５８０ｎｍより長くするために、適切に選択される。これにより、光線Ｌは、デュアルバンドパスフィルタ２０ａだけを通過してセンサユニット１０ａに到達するため、センサユニット１０ａは、光線Ｌの波長帯ＡおよびＢの両方を集光する。もう一方では、光線Ｌは、ハイパスフィルタ３０ａおよびデュアルバンドパスフィルタ２０ａを通過してセンサユニット１０ｂに到達するため、センサユニット１０ｂは、光線Ｌの波長帯Ｂだけを集光する。従って、波長帯Ｂの強度は、センサユニット１０ｂで生成された信号または数値から得られることができ、波長帯Ａの強度は、センサユニット１０ａで生成された信号または数値からセンサユニット１０ｂで生成された信号または数値を引いて得られることができる。
【００３３】
実施形態に基づいて、本発明は簡単な構造を用いて２つの波長帯を個別に感知する。２つの波長帯を通過させる多層膜干渉フィルタは、４つの波長帯を通過させる多層膜干渉フィルタより製造され易いため、製造プロセスの複雑さが大幅に低減される。また、センサユニットアレイを使用して、２Ｄ画像を撮像することができる。分光器の応用は、単一の目的に限定されるものではない。
【００３４】
図６は、本発明の実施形態に係る、スペクトル検査装置２の上面図である。この実施形態では、スペクトル検査装置２は、可視波長帯と不可視波長帯を含む８つの波長帯を感知するように設計されたマルチチャネルセンサである。スペクトル検査装置２は、また、底部から上部に順次に重なったセンサユニットアレイ１０、デュアルバンドフィルタ層２０、およびハイパスフィルタ層３０から形成された構造である。
【００３５】
センサユニットアレイ１０は、８つのセンサユニット１０ａ１、１０ｂ１、１０ａ２、１０ｂ２、１０ａ３、１０ｂ３、１０ａ４、および１０ｂ４を含む。全てのセンサユニットは、ＣＭＯＳセンサユニットまたはＣＣＤセンサユニットによって実施されることができる。デュアルバンドフィルタ層２０は、センサユニットアレイ１０上に配置され、且つ４つのデュアルバンドパスフィルタ２０ａ１、２０ａ２、２０ａ３、および２０ａ４を含む。デュアルバンドパスフィルタ２０ａ１は、センサユニット１０ａ１および１０ｂ１をカバーする。デュアルバンドパスフィルタ２０ａ２は、センサユニット１０ａ２および１０ｂ２をカバーする。デュアルバンドパスフィルタ２０ａ３は、センサユニット１０ａ３および１０ｂ３をカバーする。デュアルバンドパスフィルタ２０ａ４は、センサユニット１０ａ４および１０ｂ４をカバーする。ハイパスフィルタ層３０は、デュアルバンドフィルタ層２０上に配置され、且つ４つのハイパスフィルタ３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３、および３０ａ４を含む。ハイパスフィルタ３０ａ１は、センサユニット１０ｂ１のみをカバーする。ハイパスフィルタ３０ａ２は、センサユニット１０ｂ２のみをカバーする。ハイパスフィルタ３０ａ３は、センサユニット１０ｂ３のみをカバーする。ハイパスフィルタ３０ａ４は、センサユニット１０ｂ４のみをカバーする。同じデュアルバンドパスフィルタによってカバーされた２つのセンサユニット毎に、１つのセンサユニットのグループとみなすことができる。図６に示されるように、４つのセンサユニットグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、およびＧ４がある。この構造では、各センサユニットのグループは、２つの個別の波長帯を感知することができる。
【００３６】
図７は、本発明の実施形態に係る、図６に示されたデュアルバンドパスフィルタ２０ａ１〜２０ａ４およびハイパスフィルタ３０ａ１〜３０ａ４の透過特性の透過率対波長図である。図７に示されるように、４９０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、４９０ｎｍより長い光線の波長を通過させるハイパスフィルタＦ１は、ハイパスフィルタ３０ａ１として用いられる。５８０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、５８０ｎｍより長い光線の波長を通過させるハイパスフィルタＦ２は、ハイパスフィルタ３０ａ２として用いられる。６５０ｎｍより短い光線の波長を吸収し、６５０ｎｍより長い光線の波長を通過させるハイパスフィルタＦ３は、ハイパスフィルタ３０ａ３として用いられる。また、８００ｎｍより短い光線の波長を吸収し、８００ｎｍより長い光線の波長を通過させるハイパスフィルタＦ４は、ハイパスフィルタ３０ａ４として用いられる。このケースでは、デュアルバンドパスフィルタ２０ａ１が、１つの透過波長帯Ａ１のピーク波長が４９０ｎｍより短くなり、もう１つの透過波長帯Ｂ１のピーク波長が４９０ｎｍより長くなるように、適切に選択される。デュアルバンドパスフィルタ２０ａ２が、１つの透過波長帯Ａ２のピーク波長が５８０ｎｍより短くなり、もう１つの透過波長帯Ｂ２のピーク波長が５８０ｎｍより長くなるように、適切に選択される。デュアルバンドパスフィルタ２０ａ３が、１つの透過波長帯Ａ３のピーク波長が６５０ｎｍより短くなり、もう１つの透過波長帯Ｂ３のピーク波長が６５０ｎｍより長くなるように、適切に選択される。またデュアルバンドパスフィルタ２０ａ４が、１つの透過波長帯Ａ４のピーク波長が８００ｎｍより短くなり、もう１つの透過波長帯Ｂ４のピーク波長が８００ｎｍより長くなるように、適切に選択される。
【００３７】
波長帯Ａ１、Ａ２、Ａ３、およびＡ４のピーク波長は、互いに異なり、波長帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＢ４のピーク波長は、互いに異なる。従って、８つのチャネルセンサが光線の８つの異なる波長帯を感知するように提供される。具体的に言えば、センサユニット１０ａ１は、光線の波長帯Ａ１およびＡ２の両方を集光し、センサユニット１０ｂ１は、光線の波長帯Ｂ１だけを集光する。従って、波長帯Ｂ１の強度は、センサユニット１０ｂ１で生成された信号または数値から得られることができ、波長帯Ａ１の強度は、センサユニット１０ａ１で生成された信号または数値からセンサユニット１０ｂ１で生成された信号または数値を引いて得られることができる。センサユニット１０ａ２は、光線の波長帯Ａ２およびＢ２の両方を集光し、センサユニット１０ｂ２は、光線の波長帯Ｂ２だけを集光する。従って、波長帯Ｂ２の強度は、センサユニット１０ｂ２で生成された信号または数値から得られることができ、波長帯Ａ２の強度は、センサユニット１０ａ２で生成された信号または数値からセンサユニット１０ｂ２で生成された信号または数値を引いて得られることができる。センサユニット１０ａ３は、光線の波長帯Ａ３およびＢ３の両方を集光し、センサユニット１０ｂ３は、光線の波長帯Ｂ３だけを集光する。従って、波長帯Ｂ３の強度は、センサユニット１０ｂ３で生成された信号または数値から得られることができ、波長帯Ａ３の強度は、センサユニット１０ａ３で生成された信号または数値からセンサユニット１０ｂ３で生成された信号または数値を引いて得られることができる。センサユニット１０ａ４は、光線の波長帯Ａ４およびＢ４の両方を集光し、センサユニット１０ｂ４は、光線の波長帯Ｂ４だけを集光する。従って、波長帯Ｂ４の強度は、センサユニット１０ｂ４で生成された信号または数値から得られることができ、波長帯Ａ４の強度は、センサユニット１０ａ４で生成された信号または数値からセンサユニット１０ｂ４で生成された信号または数値を引いて得られることができる。
【００３８】
図８は、本発明の実施形態に係る、スペクトル検査装置３の上面図である。図９は、本発明の実施形態に係る、図８に示されたデュアルバンドパスフィルタ２０ａ１〜２０ａ４およびハイパスフィルタ３０ａ１の透過特性の透過率対波長図である。図８に示されたスペクトル検査装置３は、図６に示されたスペクトル検査装置２の変形例である。図８に示されるように、４つのセンサユニットグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、およびＧ４は、同じハイパスフィルタ３０ａ１をシェアする。ハイパスフィルタ３０ａ１は、センサユニット１０ｂ１、１０ｂ２、１０ｂ３、および１０ｂ４をカバーする。この実施形態では、全てのデュアルバンドパスフィルタ２０ａ１、２０ａ２、２０ａ３、および２０ａ４の２つの透過波長帯を分離できるハイパスフィルタ３０ａ１がある。具体的に言えば、図９に示されるように、カット波長４９０を有するハイパスフィルタＦ１がハイパスフィルタ３０ａ１として用いられる。カット波長４９０ｎｍは、波長帯Ａ１〜Ａ４のグループおよび波長帯Ｂ１〜Ｂ４のグループを分ける。従って、スペクトル検査装置３もスペクトル検査装置２と同じように８つの波長帯を感知または検査することができる。また、スペクトル検査装置３の構造は、スペクトル検査装置２の構造より簡単である。
【００３９】
上述の実施形態では、カット波長４９０、５８０、６５０、および８００ｎｍの１つをそれぞれ有するデュアルバンドパスフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ４がデュアルバンドパスフィルタ２０ａ１、２０ａ２、２０ａ３、および２０ａ４として用いられる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。デュアルバンドパスフィルタＦ１〜Ｆ５の中のどの４つでもデュアルバンドパスフィルタ２０ａ１〜２０ａ４として用いられることができる。例えば、カット波長４９０、５８０、６５０、および８９０ｎｍの１つをそれぞれ有するデュアルバンドパスフィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ５がデュアルバンドパスフィルタ２０ａ１、２０ａ２、２０ａ３、および２０ａ４として用いられる。
【００４０】
また、上述の実施形態は、スペクトル検査装置１を、入射光線の２つの波長帯を感知または検査するために提供し、スペクトル検査装置２を、入射光線の８つの波長帯を感知または検査するために提供する。しかしながら、本発明は、これを限定するものではない。スペクトル検査装置は、入射光線の任意の偶数の波長帯を感知または検査するように製造されることができる。例えば、１つのスペクトル検査装置は、図６に示された４つのセンサユニットグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、およびＧ４の任意の２つのセンサユニットグループを有して、入射光線の４つの波長帯を感知または検査することができる。また、１つのスペクトル検査装置は、図６に示された４つのセンサユニットグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、およびＧ４の任意の３つのセンサユニットグループを有して、入射光線の６つの波長帯を感知または検査することができる。
【００４１】
結果、８つの波長帯を個別に感知する簡単な構造を得ることができる。２つの波長帯を通過させる多層膜干渉フィルタは、４つの波長帯を通過させる多層膜干渉フィルタより製造され易いため、製造プロセスの複雑さが大幅に低減される。また、センサユニットアレイを使用して、２Ｄ画像を撮像することができる。分光器の応用は、単一の目的に限定されるものではない。
【００４２】
本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００４３】
１、２、３  スペクトル検査装置
１０  センサユニットアレイ
１０ａ、１０ｂ、１０ａ１、１０ｂ１、１０ａ２、１０ｂ２、１０ａ３、１０ｂ３、１０ａ４、１０ｂ４  センサユニット
２０  デュアルバンドフィルタ層
２０ａ、２０ａ１、２０ａ２、２０ａ３、２０ａ４  デュアルバンドパスフィルタ
３０  ハイパスフィルタ層
３０ａ、３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３、３０ａ４  ハイパスフィルタ
Ａ、Ｂ、Ａ１、Ｂ２、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ａ５  波長帯
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５  ハイパスフィルタ
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４  センサユニットグループ
Ｌ  光線
Ｗ１、Ｗ２  ピーク波長
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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