(57)【要約】  基板（１０１）と、基板（１０１）上に設けられ、光を検出する複数の受光部（１０２）と、基板（１０１）及び受光部（１０２）上に設けられ、対応する波長の光を回折して受光部（１０２）のそれぞれに集光する２つ以上の回折手段を有する回折格子層（１０３）と、を備え、回折手段の少なくとも２つは、第１の回折格子層に形成されたホログラムで構成されており、第１の回折格子層に形成された複数のホログラムの少なくとも一部は、隣接する他のホログラムと少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニット（１００）。
2015037306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、光を検出する複数の受光部と、
前記基板及び前記受光部上に設けられ、対応する波長の光を回折して前記受光部のそれぞれに集光する２つ以上の回折手段を有する回折格子層と、を備え、
前記回折手段の少なくとも２つは、第１の前記回折格子層に形成されたホログラムで構成されており、
前記第１の回折格子層に形成された複数の前記ホログラムの少なくとも一部は、隣接する他の前記ホログラムと少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段の少なくとも１つは、前記第１の回折格子層の上に設けられた第２の前記回折格子層に形成されており、
前記第１の回折格子層に形成された複数の前記回折手段の少なくとも一部は、平面視で、前記第２の回折格子層に形成された前記回折手段と少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段の少なくとも１つは、ホログラム、又は、凹凸部で構成されているセンサユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記ホログラムは、入射光の強度分布を屈折率分布として記録する材料で形成されているセンサユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
複数の前記受光部は、互いに異なる波長の光を検出対象とした前記受光部を含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれており、
検出対象の波長の光に対する感度が低い前記受光部の前記グループほど、前記受光部に対応する前記回折手段を多く備えているセンサユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
複数の前記受光部は、互いに異なる波長の光を検出対象とした前記受光部を含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれており、
検出対象の波長の光に対する感度が低い前記受光部の前記グループほど、前記受光部に対応する前記回折手段同士の、前記基板の厚み方向に垂直な面内方向における中心間距離の総和が大きくなるように配列されているセンサユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折格子層を挟んで前記基板及び前記受光部と反対側に、入射光を集光する光学系を備えるセンサユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記受光部上に、特定の波長の光以外を遮断するフィルタを備えるセンサユニット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段と前記受光部との間に、入射光を集光する光学系を備えるセンサユニット。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記受光部が、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス材料で構成されるセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体等に含まれる成分を分析するセンサとして、特定の波長の光を検出するセンサがある。このセンサは、ＬＥＤなどの光源からの出射光を測定対象の液体に照射し、特定波長毎の透過、散乱または反射した量を測定する。そして、分析対象の波長に対する固有の吸収、散乱特性と比較し、成分を特定する。【０００３】
一方、近年の情報通信技術の進展とネットワークインフラの拡充により、ビル空調の省エネルギー化、水道の水質管理、消費者行動の把握など新たなセンサ利用の動きがあり、同時に多数のセンサを利用するシステム実現のために、小型で高感度なセンサデバイスが望まれている。【０００４】
関連する技術が特許文献１乃至５に開示されている。【０００５】
特許文献１に記載の光センサは、マイクロレンズアレイ、色フィルターアレイ、センサアレイからなる。光源から出射した光は、マイクロレンズアレイで集光され、色フィルターアレイへ入射する。色フィルターアレイに入射した光は、入射したフィルタの透過特性に応じて、特定波長成分のみが透過する。各色フィルターアレイを透過した光は、センサアレイへ入射する。センサアレイからは、入射した光の量に応じて電圧が出力される。【０００６】
特許文献２及び３には、凸状の複数のマイクロレンズを、周縁部の少なくとも一部が隣接するマイクロレンズと重なるように配列したマイクロレンズアレイが開示されている。【０００７】
特許文献４及び５には、複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００６／０６０２９８号
【特許文献２】特表２００８−５２２２４５号公報
【特許文献３】特開２００７−３１１４１３号公報
【特許文献４】特開２００７−１０９８０１号公報
【特許文献５】特開２００６−１３５３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、４及び５に記載の技術の場合、光の利用効率が低いという問題がある。その理由は、光を取り込むためのマイクロレンズを面内方向へ隙間をなるべく小さくするように配列させているものの、光センサの厚み方向、すなわち入射光の光軸方向へ重ねることができないためである。特許文献２及び３に記載の技術のように、同一層に位置する凸状のマイクロレンズ同士を互いに重ね合わせたマイクロレンズアレイを製造するのは容易でない。本発明は、光の利用効率に優れたセンサユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
基板と、
前記基板上に設けられ、光を検出する複数の受光部と、
前記基板及び前記受光部上に設けられ、対応する波長の光を回折して前記受光部のそれぞれに集光する２つ以上の回折手段を有する回折格子層と、を備え、
前記回折手段の少なくとも２つは、第１の前記回折格子層に形成されたホログラムで構成されており、
前記第１の回折格子層に形成された複数の前記ホログラムの少なくとも一部は、隣接する他の前記ホログラムと少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニットが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光の利用効率に優れたセンサユニットが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１３】
【図１】本実施形態の光センサ１００の一例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図３】本実施形態の光センサ１００の一例を示す平面図である。
【図４】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図５】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図６】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図７】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図８】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図９】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図１０】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図１１】本実施形態の光センサ１００の一例を示す平面図である。
【図１２】本実施形態の光センサ１００の一例を示す平面図である。
【図１３】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【図１４】本実施形態の光センサ１００の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。また、図面において、実際の光センサにおける各層を、正確なスケールや比率で図示するのは困難である。そのため、本発明の光センサを示す各図面は模式的な図であり、各層の大きさや厚さなどは、実際の比率通りに描かれていない。さらに、全ての図面において、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向はそれぞれ共通である。
【００１５】
以下の説明において、本発明がある形状や条件を満たすことが好ましいと記載する場合、その記載は、あくまで好適な形状や条件を説明しているのみであり、それ以外の形状や条件を排除する意味を持たない。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
本実施形態のセンサユニット（光センサ）は、基板と、複数の受光部と、回折格子層とを備える。受光部は、基板上に設けられる。受光部は、光を検出するよう構成される。回折格子層は、基板及び受光部上に設けられる。回折格子層は、単層であってもよいし、複数の層が積層した積層体であってもよい。回折格子層は、２つ以上の回折手段を有する。２つ以上の回折手段は、対応する波長の光を回折して受光部のそれぞれに集光する。回折手段の少なくとも２つは、第１の回折格子層に形成されたホログラムで構成されている。第１の回折格子層に形成された回折手段（ホログラム）の少なくとも一部は、隣接する他の回折手段（ホログラム）と少なくとも一部分が重なり合っている。ここで、「回折手段の少なくとも一部」は、複数の回折手段の少なくとも一部の数の回折手段を意味する。そして、「回折手段の少なくとも一部分」は、単一の回折手段の中の少なくとも一部分を意味する。当該前提は、以下同様である。
【００１７】
なお、回折手段の少なくとも１つは、第１の回折格子層の上に設けられた第２の回折格子層に形成されていてもよい。かかる場合、第１の回折格子層に形成された回折手段の少なくとも一部は、平面視で、第２の回折格子層に形成された回折手段と少なくとも一部分が重なり合っている。第２の回折格子層に形成された回折手段の少なくとも一部は、ホログラムで構成されてもよい。そして、第２の回折格子層に形成された複数の回折手段（ホログラム）の少なくとも一部は、隣接する他の回折手段（ホログラム）と少なくとも一部分が重なり合っていてもよい。
【００１８】
また、本実施形態のセンサユニット（光線センサ）は、第２の回折格子層の上にさらに他の回折格子層を備えてもよい。かかる場合、他の回折格子層に形成された回折手段の少なくとも一部は、平面視で、第１及び／又は第２の回折格子層に形成された回折手段と少なくとも一部分が重なり合っていてもよい。他の回折格子層に形成された回折手段の少なくとも一部は、ホログラムで構成されてもよい。そして、他の回折格子層に形成された回折手段（ホログラム）の少なくとも一部は、隣接する他の回折手段（ホログラム）と少なくとも一部分が重なり合っていてもよい。
【００１９】
なお、回折格子層に形成された回折手段の少なくとも１つは、凹凸部で構成されてもよい。すなわち、凹凸部で干渉縞を生成してもよい。回折させたい波長に応じて凹凸のピッチを変えることで、所望の波長を回折する回折手段を実現できる。例えば、回折手段は、ホログラムとマイクロレンズが混在していてもよい。回折格子層が複数の層を積層した積層体である場合、ある層に形成された凹凸部の回折手段は、平面視で、他の層に形成された回折手段（凹凸部又はホログラム）と少なくとも一部分が重なり合っていてもよい。
【００２０】
以下、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る光センサ１００を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態の光センサ１００は、基板１０１、複数の受光部１０２、回折格子層１０３を有する。
【００２１】
基板１０１は、受光部１０２を支持する。受光部１０２は、入射光のエネルギーによって物性が変化し、図示しない電極および配線を通して電圧を出力する。回折格子層１０３は、図中上方から入射した光を回折して、下方に位置する受光部１０２各々へ向かわせる。
【００２２】
図３は、図１に示す光センサ１００のｘｙ平面図であり、回折格子層１０３に形成されている第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃを示している。図２は、図３に示す光センサ１００の２−２´におけるｘｚ断面図である。図１４は、図３に示す光センサ１００の１４−１４´におけるｙｚ断面図である。図示する第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃはホログラムであり、干渉縞を示している。
【００２３】
基板１０１は、例えば、金属材料（例：アルミ合金、銅合金、鉄、鉄系合金、チタン、またはチタン合金など）や樹脂材料（例：エポキシ、アクリル、ポリイミド、ポリカーボネートなど）、セラミックス材料（例：アルミナ、シリカ、マグネシア、またはそれらの化合物、複合物など）などで構成される。材料は、使用環境に合わせて適宜選択して用いることができる。基板１０１の平面形状は特段制限されない。
【００２４】
受光部１０２は、例えば、二つの主面を有する焦電体セラミックス膜と、焦電体セラミックス板の主面に形成した電極層からなる（いずれも図示せず）。焦電体セラミックスに光が照射されると、光の照射量や波長に応じて、電極表面に焦電効果に起因する表面電荷が誘起される。光の検知は、この誘起される電荷を適切な電気回路を用いて電気信号として計測することで行う。
【００２５】
焦電体の材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス、タンタル酸リチウム系セラミックス、又はポリフッ化ビニリデンなどの有機焦電材料である。この中でも例えば、焦電体の材質は、焦電係数が高く、分極処理によって焦電効果を最大限引き出せるチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス材料が望ましい。しかし、焦電体の材質は、上記の有機焦電材料に限定されない。
【００２６】
受光部１０２の材料は、焦電材料に限定されず、入射光のエネルギーによって物性が変化する材料であってもよい。入射光のエネルギーによって物性が変化する材料の例としては、材料の持つ抵抗の温度変化率を利用する抵抗変化型、半導体ｐｎ接合の電気特性変化を利用するものを用いることができる。
【００２７】
受光部１０２の平面視における大きさは、基板１０１の大きさよりも小さければよい。この条件を除き、受光部１０２の形状は特に限定されない。受光部１０２の厚みは例えば１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。
【００２８】
図示する例では、９つの受光部１０２を配列しているが、その数はこれに限定されない。
【００２９】
ところで、基板１０１と受光部１０２との間に電気的接続を設ける必要がある。また、基板１０１と受光部１０２との間の電気伝導性が低い場合は、基板１０１と受光部１０２との間に配線を形成する必要がある。この配線は、例えば、メッキ法による金属配線を利用して形成することができる。焦電体上部電極層と電気配線との接続にはメッキ法のほか、ワイヤボンディング法も利用できる。
【００３０】
また、基板１０１と受光部１０２との間に空隙を設けても良い。空隙は、基板１０１と受光部１０２との間の熱容量を小さくして、感度を上げる。空隙を埋めるものの例としては、空気、または基板１０２よりも熱容量が小さい材料が考えられる。
【００３１】
回折格子層１０３は、第１の回折格子層１０３−１、第２の回折格子層１０３−２、第３の回折格子層１０３−３がこの順に積層された構成である。回折格子層は、それ以上の数の回折格子層を積層した構成であってもよいし、１つの回折格子層からなってもよいし、２つの回折格子層からなってもよい。回折格子層１０３が１つ又は２つの回折格子層からなる例については、以下の実施形態で説明する。
【００３２】
第１の回折格子層１０３−１には、第１の波長の光を回折して集光する複数の第１の回折手段１０３ａが形成されている。そして、図３及び図１４に示すように、第１の回折格子層１０３−１に形成された複数の第１の回折手段１０３ａの少なくとも一部は、ｙ方向に隣接する他の第１の回折手段１０３ａと少なくとも一部分において重なり合っている。
【００３３】
また、第２の回折格子層１０３−２には、第１の波長と異なる第２の波長の光を回折して集光する複数の第２の回折手段１０３ｂが形成されている。そして、図２及び図３に示すように、平面視で、第１の回折格子層１０３−１に形成された複数の第１の回折手段１０３ａの少なくとも一部は、第２の回折格子層１０３−２に形成された第２の回折手段１０３ｂと少なくとも一部分において重なり合っている。また、図３に示すように、第２の回折格子層１０３−２に形成された複数の第２の回折手段１０３ｂの少なくとも一部は、ｙ方向に隣接する他の第２の回折手段１０３ｂと少なくとも一部分において重なり合っている。
【００３４】
また、第３の回折格子層１０３−３には、第１及び第２の波長と異なる第３の波長の光を回折して集光する複数の第３の回折手段１０３ｃが形成されている。そして、図２及び図３に示すように、平面視で、第２の回折格子層１０３−２に形成された複数の第２の回折手段１０３ｂの少なくとも一部は、第３の回折格子層１０３−３に形成された第３の回折手段１０３ｃと少なくとも一部分において重なり合っている。また、図３に示すように、第３の回折格子層１０３−３に形成された複数の第３の回折手段１０３ｃの少なくとも一部は、ｙ方向に隣接する他の第３の回折手段１０３ｃと少なくとも一部分において重なり合っている。なお、平面視で、第１の回折格子層１０３−１に形成された複数の第１の回折手段１０３ａの少なくとも一部が、第３の回折格子層１０３−３に形成された第３の回折手段１０３ｃと少なくとも一部分において重なり合っていてもよい。
【００３５】
回折格子層１０３は、入射光の波長に応じた強度分布を屈折率分布として記録するホログラム材料で構成されている。ホログラム材料は、例えば、フォトポリマーである。
【００３６】
図４は、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃの作成方法を示す図であり、第１乃至第３の回折格子層１０３−１乃至１０３−３を分けて示すｘｚ断面図である。
【００３７】
第１の回折手段１０３ａは、次の方法で作成することができる。図４（ａ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ａ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ａ''を照射する。参照光１０４ａ'、信号光１０４ａ''は、波長ａ（第１の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ａ'と信号光１０４ａ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第１の回折手段１０３ａ）が記録される。ホログラム材料によっては、記録後に分子を固定するための後処理（ブリーチング）を行っても良い。
【００３８】
第２の回折手段１０３ｂは、次の方法で作成することができる。図４（ｂ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ｂ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ｂ''を照射する。参照光１０４ｂ'、信号光１０４ｂ''は、波長ｂ（第２の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ｂ'と信号光１０４ｂ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第２の回折手段１０３ｂ）が記録される。ホログラム材料によっては、記録後に分子を固定するための後処理（ブリーチング）を行っても良い。
【００３９】
第３の回折手段１０３ｃは、次の方法で作成することができる。図４（ｃ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ｃ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ｃ''を照射する。参照光１０４ｃ'、信号光１０４ｃ''は、波長ｃ（第３の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ｃ'と信号光１０４ｃ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第３の回折手段１０３ｃ）が記録される。ホログラム材料によっては、記録後に分子を固定するための後処理（ブリーチング）を行っても良い。
【００４０】
なお、ホログラムは、入射光の偏光分布を分子の配向分布として記録する材料で形成されてもよい。
【００４１】
次に、図２及び図１４を用いて、本実施形態の光センサ１００の作用効果について説明する。
【００４２】
図中上方に位置する光源（不図示）から光センサ１００に照射された光のうち、波長ａ（第１の波長）の光は、第３の回折格子層１０３−３及び第２の回折格子層１０３−２をこの順に透過後、第１の回折格子層１０３−１に入射する。第１の回折格子層１０３−１に入射した波長ａ（第１の波長）の光の内、第１の回折手段１０３ａに入射した入射光１０４ａは、第１の回折手段１０３ａで回折され、受光部１０２へ集光される。第１の回折格子層１０３−１に入射した波長ａ（第１の波長）の光の内、第１の回折手段１０３ａに入射しなかった光は、第１の回折格子層１０３−１を透過する。
【００４３】
図中上方に位置する光源（不図示）から光センサ１００に照射された光のうち、波長ｂ（第２の波長）の光は、第３の回折格子層１０３−３を透過後、第２の回折格子層１０３−２に入射する。第２の回折格子層１０３−２に入射した波長ｂ（第２の波長）の光の内、第２の回折手段１０３ｂに入射した入射光１０４ｂは、第２の回折手段１０３ｂで回折され、その後、第１の回折格子層１０３−１を透過した後、受光部１０２へ集光される。第２の回折格子層１０３−２に入射した波長ｂ（第２の波長）の光の内、第２の回折手段１０３ｂに入射しなかった光は、第２の回折格子層１０３−２を透過後、第１の回折格子層１０３−１を透過する。
【００４４】
図中上方に位置する光源（不図示）から光センサ１００に照射され、第３の回折格子層１０３−３に入射した波長ｃ（第３の波長）の光の内、第３の回折手段１０３ｃに入射した入射光１０４ｃは、第３の回折手段１０３ｃで回折され、その後、第２の回折格子層１０３−２及び第１の回折格子層１０３−１をこの順に透過した後、受光部１０２へ集光される。第３の回折格子層１０３−３に入射した波長ｃ（第３の波長）の光の内、第３の回折手段１０３ｃに入射しなかった光は、第３の回折格子層１０３−３を透過後、第２の回折格子層１０３−２及び第１の回折格子層１０３−１をこの順に透過する。
【００４５】
図中上方に位置する光源（不図示）から光センサ１００に照射された光のうち、波長ａ（第１の波長）、波長ｂ（第２の波長）及び波長ｃ（第３の波長）以外の波長の光は、第３の回折格子層１０３−３、第２の回折格子層１０３−２及び第１の回折格子層１０３−１をこの順に透過する。
【００４６】
入射光１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのそれぞれに対応する、受光部１０２への入射による出力電圧の総和によって、波長ａ（第１の波長）、波長ｂ（第２の波長）、及び、波長ｃ（第３の波長）の光の受光量を算出することができる。
【００４７】
以上より、本実施形態の光センサ１００によれば、ｘ方向及びｙ方向に広がる入射光を、効率的に受光部１０２に集光することができる。結果、受光部１０２の受光量が上がり、センサ１００の感度を上げることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態の光センサ１００は、同層に位置する複数の回折手段をホログラムで構成し、隣接する回折手段同士が少なくとも一部分において重なり合う構成を実現している。このため、少なくとも一部分が重なり合う回折手段を比較的容易に製造することができる。また、この場合、基板の厚さ方向に嵩張ることがないので、光センサ１００の小型化に寄与する。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は図１で示され、平面図は図３で示される。図５は、本実施形態の光センサ１００のｘｚ断面図である。当該断面図は、図３の２−２´の断面図である。
【００５０】
本実施形態の回折格子層１０３は単層であり、同一層に、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃが形成されている。本実施形態の第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃは、ホログラムで構成される。ｘ方向に隣接する回折手段同士は、少なくとも一部分において互いに重なり合っている。
【００５１】
図６は、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３の作成方法を示す図であり、回折格子層１０３のｘｚ断面図である。
【００５２】
第１の回折手段１０３ａは、次の方法で作成することができる。図６（ａ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ａ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ａ''を照射する。参照光１０４ａ'、信号光１０４ａ''は、波長ａ（第１の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ａ'と信号光１０４ａ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第１の回折手段１０３ａ）が記録される。
【００５３】
第２の回折手段１０３ｂは、次の方法で作成することができる。図６（ｂ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ｂ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ｂ''を照射する。参照光１０４ｂ'、信号光１０４ｂ''は、波長ｂ（第２の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ｂ'と信号光１０４ｂ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第２の回折手段１０３ａ）が記録される。
【００５４】
第３の回折手段１０３ｃは、次の方法で作成することができる。図６（ｃ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ｃ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ｃ''を照射する。参照光１０４ｃ'、信号光１０４ｃ''は、波長ｃ（第３の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ｃ'と信号光１０４ｃ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第３の回折手段１０３ａ）が記録される。
【００５５】
あるホログラム材料に対して当該処理を連続的に行い、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３を生成することができる。ホログラム材料によっては、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃを記録後に分子を固定するための後処理（ブリーチング）を行っても良い。
【００５６】
本実施形態の光センサ１００は、第１の実施形態の光センサ１００に比べてｚ方向の厚みを減らせるので小型化が可能である。なお、ホログラムは、入射光の偏光分布を分子の配向分布として記録する材料で形成されてもよい。
【００５７】
＜第３の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は図１で示される。平面図は、図３において、第３の回折手段１０３ｃを取り除いたものとなる。図７は、本実施形態の光センサ１００のｘｚ断面図である。当該断面図は、図３から第３の回折手段１０３ｃを取り除いた平面図における２−２´の断面図である。図２の光センサ１００と比べると、第３の回折格子層１０３−３を有さない点で異なる。
【００５８】
第１及び第２の実施形態では、複数の受光部１０２全てが対応する回折手段を有し、対応する回折手段により回折された所定の波長の光が受光部１０２に集光される構成である。本実施形態は、複数の受光部１０２の内、少なくとも１つが、対応する回折手段を有さない点で、第１乃至第２の実施形態と異なる。図７に示す例の場合、左端の受光部１０２に対応する回折手段は、第１の回折手段１０３ａであり、真ん中の受光部１０２に対応する回折手段は、第２の回折手段１０３ｂである。そして、右端の受光部１０２に対応する回折手段は存在しない。
【００５９】
なお、図７に示す例は、第１の実施形態の構成を基本とした構成となっているが、第２の実施形態の構成を基本として、上述した特徴を有する本実施形態の光センサ１００を構成することもできる。
【００６０】
このような本実施形態によれば、対応する回折手段が存在しない受光部１０２で検出したデータを用いて、対応する回折手段が存在する受光部１０２で検出したデータを補正することができる。
【００６１】
対応する回折手段が存在する受光部１０２で検出したデータは、回折手段で波長に応じた効率や角度で回折された後、受光部１０２に入射した光によるものである。受光部１０２で検出したデータは、温度や光路長の変化等に起因して変化するが、回折手段にも起因して変化しうる。このため、対応する回折手段が存在する受光部１０２で検出したデータが変化した場合、温度や光路長の変化等に起因して変化したのか、それとも、回折手段に起因して変化したのか特定できない。
【００６２】
本実施形態の光センサ１００は、対応する回折手段が存在しない受光部１０２が存在するので、この受光部１０２で検出したデータを参照して、対応する回折手段が存在する受光部１０２で検出したデータの変化が、温度や光路長の変化等に起因して変化したものか、それとも、回折手段に起因して変化したものかを特定することができる。そして、対応する回折手段が存在する受光部１０２で検出したデータの変化が温度や光路長の変化等に起因して変化である場合は、受光部１０２の温度依存性や、光源と受光部１０２との間の光路長依存性を適切に補正することができる。
【００６３】
＜第４の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は、図１において受光部１０２の上にフィルタ１０５（不図示）を配置したものとなる。平面図は、図３において受光部１０２の上にフィルタ１０５（不図示）を配置したものとなる。図８は、本実施形態の光センサ１００のｘｚ断面図である。当該断面図は、図３において受光部１０２の上にフィルタ１０５（不図示）を配置したものにおける２−２´の断面図である。図８に示すように、受光部１０２の上には特定の波長の光以外を遮断するフィルタ１０５が配置される。フィルタ１０５は、例えば、誘電体多層膜で形成されたダイクロイックフィルタである。
【００６４】
波長ａ（第１の波長）の光を回折する第１の回折手段１０３ａに対応する受光部１０２の上には、波長ａ（第１の波長）の光を透過し、それ以外の波長の光を遮断するフィルタ１０５が配置される。波長ｂ（第２の波長）の光を回折する第２の回折手段１０３ｂに対応する受光部１０２の上には、波長ｂ（第２の波長）の光を透過し、それ以外の波長の光を遮断するフィルタ１０５が配置される。波長ｃ（第３の波長）の光を回折する第３の回折手段１０３ｃに対応する受光部１０２の上には、波長ｃ（第３の波長）の光を透過し、それ以外の波長の光を遮断するフィルタ１０５が配置される。
【００６５】
本実施形態の光センサ１００によれば、フィルタ１０５により所望の波長以外の光を遮断することで、ノイズを減ずることができる。
【００６６】
なお、図８に示す例は、第１の実施形態の構成を基本とした構成となっているが、第２及び第３の実施形態の構成を基本として、上述した特徴を有する本実施形態の光センサ１００を構成することもできる。このようにしても、上述した作用効果を実現することができる。
【００６７】
＜第５の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は図１で示される。平面図は、図３において、第２の回折手段１０３ｂの位置を第１の回折手段１０３ａの側にずらし、第１の回折手段１０３ａと第２の回折手段１０３ｂとがほぼ完全に重なるようにしたものとなる。図９は、本実施形態の光センサ１００のｘｚ断面図である。当該断面図は、図３において、第２の回折手段１０３ｂの位置を第１の回折手段１０３ａの側にずらし、第１の回折手段１０３ａと第２の回折手段１０３ｂとが完全に重なるようにしたものにおける２−２´の断面図である。
【００６８】
本実施形態の光センサ１００によれば、第１の入射光１０４ａ、及び、第２の入射光１０４ｂは、同一の受光部１０２に集光される。第１の入射光５０４ａ、及び、第２の入射光５０４ｂを同一の受光部５０２へ集光することで、例えば、特定の波長の光のみを測定するのではなく、広い波長範囲の光を測定する際に、受光部の数を増やさずに、受光部への受光量を上げて、感度を上げることができる。
【００６９】
なお、図９に示す例は、第１の実施形態の構成を基本とした構成となっているが、第２乃至第４の実施形態の構成を基本として、上述した特徴を有する本実施形態の光センサ１００を構成することもできる。このようにしても、上述した作用効果を実現することができる。
【００７０】
＜第６の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は、図１において受光部１０２の上にフィルタ１０５（不図示）を配置するとともに、フィルタ１０５と回折格子層１０３の間にレンズ１０６ａ乃至１０６ｃ（不図示）を配置したものとなる。平面図は、図３において受光部１０２の上にフィルタ１０５（不図示）を配置するとともに、フィルタ１０５と回折格子層１０３の間にレンズ１０６ａ乃至１０６ｃ（不図示）を配置したものとなる。図１０は、本実施形態の光センサ１００のｘｚ断面図である。当該断面図は、図３において受光部１０２の上にフィルタ１０５（不図示）を配置するとともに、フィルタ１０５と回折格子層１０３の間にレンズ１０６ａ乃至１０６ｃ（不図示）を配置したものにおける２−２´の断面図である。
【００７１】
図１０に示すように、受光部１０２の上には特定の波長の光以外を遮断するフィルタ１０５が配置される。フィルタ１０５は、例えば、誘電体多層膜で形成されたダイクロイックフィルタである。また、受光部１０２と回折格子層１０３（回折手段）の間には、入射光を集光する光学系（レンズ１０６ａ乃至１０６ｃ）が配置される。レンズ１０６ａ乃至１０６ｃの材料は、例えば、入射光の波長が可視領域の場合は、ＢＫ−７などの光学ガラスや、アクリルなどの樹脂である。レンズ１０６ａ乃至１０６ｃの材料は、例えば、入射光の波長が赤外領域の場合は、Ｓｉ、高密度ポリエチレン、ゲルマニウムである。レンズ１０６ａ乃至１０６ｃは、各受光部１０２に対応して配置される。
【００７２】
レンズ１０６ａは、入射光１０４ａのうち、第１の回折手段１０３ａで回折されずに透過した光を、第１の回折手段１０３ａに対応する受光部１０２の上に配置されたフィルタ１０５へ集光する。フィルタ１０５へ集光された光は、フィルタ１０５を透過し、受光部１０２へ入射する。
【００７３】
レンズ１０６ｂは、入射光１０４ｂのうち、第２の回折手段１０３ｂで回折されずに透過した光を、第２の回折手段１０３ｂに対応する受光部１０２の上に配置されたフィルタ１０５へ集光する。フィルタ１０５へ集光された光は、フィルタ１０５を透過し、受光部１０２へ入射する。
【００７４】
レンズ１０６ｃは、入射光１０４ｃのうち、第３の回折手段１０３ｃで回折されずに透過した光を、第３の回折手段１０３ａに対応する受光部１０２の上に配置されたフィルタ１０５へ集光する。フィルタ１０５へ集光された光は、フィルタ１０５を透過し、受光部１０２へ入射する。
【００７５】
本実施形態によれば、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃで回折されずに透過した成分を、レンズ１０６ａ乃至１０６ｃによって受光部１０２へ集光することで、受光部１０２への受光量を上げて、感度を上げることができる。
【００７６】
本実施形態の変形例として、レンズ１０６ａ乃至１０６ｃに加えて、又は代えて、回折格子層１０３を挟んで基板１０１及び受光部１０２と反対側に（図１０中、第３の回折格子層１０３−３より上方に）、入射光を集光する光学系（レンズ）を備えることができる。光学系は、各受光部１０２に対応して設けられてもよい。このようにすれば、受光部１０２への集光効率をさらに向上させることができる。
【００７７】
また、他の変形例として、レンズ１０６ａ乃至１０６ｃに加えて、又は代えて、回折格子層１０３を挟んで基板１０１及び受光部１０２と反対側に（図１０中、第３の回折格子層１０３−３より上方に）、入射光を平行化する光学系（レンズ）を備えることができる。ホログラム（回折手段）が平行光で作成されている場合、当該ホログラムにおいては、作成光と同じ平行光の回折効率が良好となる。入射光を平行化する光学系（レンズ）を備えた場合、平行光を効率的にホログラム（回折手段）に入射させ、効率的にホログラム（回折手段）で回折させることが可能となる。
【００７８】
なお、図１０に示す例は、第１の実施形態の構成を基本とした構成となっているが、第２乃至第５の実施形態の構成を基本として、上述した特徴を有する本実施形態の光センサ１００を構成することもできる。このようにしても、上述した作用効果を実現することができる。
【００７９】
＜第７の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は図１で示される。図１１は、図１に示す光センサ１００のｘｙ平面図であり、回折格子層１０３に形成されている第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃを示している。第１乃至第６の実施形態と比べると、第１乃至第６の実施形態では、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃの数が互いに一致していたが、本実施形態では、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃの数が互いに一致していない点で異なる。
【００８０】
図１１に示す例の場合、第１の回折手段１０３ａは２つ、第２の回折手段１０３ｂは３つ、第３の回折手段１０３ｃは４つである。
【００８１】
ここで、波長ａ（第１の波長）の光を回折する第１の回折手段１０３ａに対応する受光部１０２ａの波長ａ（第１の波長）の光に対する感度をＣａ、波長ｂ（第２の波長）の光を回折する第２の回折手段１０３ｂに対応する受光部１０２ｂの波長ｂ（第２の波長）の光に対する感度をＣｂ、波長ｃ（第３の波長）の光を回折する第３の回折手段１０３ｃに対応する受光部１０２ｃの波長ｃ（第３の波長）の光に対する感度をＣｃとする。
【００８２】
本実施形態では、Ｃａ＞Ｃｂ＞Ｃｃの関係が成り立つ。かかる場合、図１１に示すように、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃの数の関係は、第１の回折手段１０３ａ＜第２の回折手段１０３ｂ＜第３の回折手段１０３ｃとなる。
【００８３】
本実施形態においては、複数の受光部１０２は、互いに異なる波長の光を検出対象とした受光部１０２ａ乃至１０２ｃを含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれている。すなわち、波長ａ（第１の波長）の光を検出対象とする受光部１０２ａのグループと、波長ｂ（第２の波長）の光を検出対象とする受光部１０２ｂのグループと、波長ｃ（第３の波長）の光を検出対象とする受光部１０２ｃのグループとに分かれている。そして、検出対象の波長の光に対する感度が低い受光部１０２のグループほど、受光部１０２に対応する回折手段を多く備えている。
【００８４】
このような本実施形態によれば、検出対象の波長の光に対する受光部１０２の感度が高い程、その受光部１０２に対応する回折手段の数を少なくし、検出対象の波長の光に対する受光部１０２の感度が低い程、その受光部１０２に対応する回折手段の数を多くすることで、感度の低い波長の光に対して取込光量を増やすことができる。結果、感度を上げることができる。
【００８５】
なお、本実施形態の光センサ１００は、第１乃至第６の実施形態の構成を基本として構成することができる。
【００８６】
＜第８の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は図１で示される。図１２は、図１に示す光センサ１００のｘｙ平面図であり、回折格子層１０３に形成されている回折手段を示している。第１乃至第７の実施形態と比べると、第１乃至第３の回折手段１０３ａ乃至１０３ｃの並び方が異なる。
【００８７】
ここで、波長ａ（第１の波長）の光を回折する第１の回折手段１０３ａに対応する受光部１０２ａの波長ａ（第１の波長）の光に対する感度をＣａ、波長ｂ（第２の波長）の光を回折する第２の回折手段１０３ｂに対応する受光部１０２ｂの波長ｂ（第２の波長）の光に対する感度をＣｂ、波長ｃ（第３の波長）の光を回折する第３の回折手段１０３ｃに対応する受光部１０２ｃの波長ｃ（第３の波長）の光に対する感度をＣｃとする。本実施形態では、Ｃａ＞Ｃｂ＞Ｃｃの関係が成り立つ。
【００８８】
本実施形態においては、複数の受光部１０２は、互いに異なる波長の光を検出対象とした受光部１０２ａ乃至１０２ｃを含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれている。すなわち、波長ａ（第１の波長）の光を検出対象とする受光部１０２ａのグループと、波長ｂ（第２の波長）の光を検出対象とする受光部１０２ｂのグループと、波長ｃ（第３の波長）の光を検出対象とする受光部１０２ｃのグループとに分かれている。そして、検出対象の波長の光に対する感度が低い受光部１０２のグループほど、受光部１０２に対応する回折手段同士の、基板１０１の厚み方向に垂直な面内方向における中心間距離の総和が大きくなるように配列されている。
【００８９】
中心間距離の総和は、各グループに含まれる複数の受光部１０２で取りうる全てのペアを生成し、ペアごとに、当該ペアに含まれる受光部１０２に対応する回折手段の中心間距離を算出し、それを合計することで求められる。
【００９０】
ここで、図１２における第１の回折手段１０３ａの中心間距離の総和をＤａ、第２の回折手段１０３ｂの中心間距離の総和をＤｂ、第３の回折手段８０３ｃの中心間距離の総和をＤｃとすると、Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃは式１、２、３で与えられる。なお、ｘ方向及びｙ方向に隣接する回折手段同士の中心間距離はｄとする。
【００９１】
【数１】
2015037306.tif 000003
【数２】
2015037306.tif 000004
【数３】
2015037306.tif 000005
【００９２】
式（１）、（２）、（３）から、Ｄａ＜Ｄｂ＜Ｄｃである。すなわち、検出対象の波長の光に対する感度が低い受光部１０２のグループほど、受光部１０２に対応する回折手段同士の、基板１０１の厚み方向に垂直な面内方向における中心間距離の総和が大きくなるように配列されている。
【００９３】
以上のように、受光部１０２の検出対象の波長における感度が低いほど、対応する回折手段の中心間距離を長くすることで、同じ波長の光を回折する回折手段の重なる面積が減る。したがって、感度の低い波長の光を取り込む量が増えるので、受光部１０２へ回折して集光する光量が増え、感度の低い波長の光に対する感度を上げることができる。
【００９４】
なお、本実施形態の光センサ１００は、第１乃至第７の実施形態の構成を基本として構成することができる。
【００９５】
＜第９の実施形態＞
本実施形態の光センサ１００の斜視図は図１で示される。本実施形態の光センサ１００の平面図は、図３で示される。図１３は、本実施形態の光センサ１００のｘｚ断面図である。当該断面図は、図３の２−２´の断面図である。
【００９６】
図１３に示すように、本実施形態の回折手段の少なくとも一部は、凹凸部で構成される。すなわち、凹凸部で干渉縞を生成する。図１３に示す例の場合、凹凸部により同心円状の干渉縞を生成している。回折させたい波長に応じて凹凸のピッチを変えることで、所望の波長を回折する回折手段を実現できる。凹凸の高さは、回折させたい波長の１／４以上が望ましい。
【００９７】
なお、図１３では、第１乃至第３の回折格子層１０３−１乃至１０３−３いずれの層の回折手段も凹凸部となっているが、少なくとも一部の回折格子層の回折手段をホログラムで構成することができる。また、同一の回折格子層内に、凹凸部で構成された回折手段と、ホログラムで構成された回折手段が混在していてもよい。
【００９８】
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を実現することができる。なお、図１３に示す例は、第１の実施形態の構成を基本とした構成となっているが、第３乃至第８の実施形態の構成を基本として、上述した特徴を有する本実施形態の光センサ１００を構成することもできる。このようにしても、上述した作用効果を実現することができる。
【００９９】
以下、参考形態の例を付記する。
１．  基板と、
前記基板上に設けられ、光を検出する複数の受光部と、
前記基板及び前記受光部上に設けられ、対応する波長の光を回折して前記受光部のそれぞれに集光する２つ以上の回折手段を有する回折格子層と、を備え、
前記回折手段の少なくとも２つは、第１の前記回折格子層に形成されたホログラムで構成されており、
前記第１の回折格子層に形成された複数の前記ホログラムの少なくとも一部は、隣接する他の前記ホログラムと少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニット。
２．  １に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段の少なくとも１つは、前記第１の回折格子層の上に設けられた第２の前記回折格子層に形成されており、
前記第１の回折格子層に形成された複数の前記回折手段の少なくとも一部は、平面視で、前記第２の回折格子層に形成された前記回折手段と少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニット。
３．  １又は２に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段の少なくとも１つは、ホログラム、又は、凹凸部で構成されているセンサユニット。
４．  １から３のいずれかに記載のセンサユニットにおいて、
前記ホログラムは、入射光の強度分布を屈折率分布として記録する材料で形成されているセンサユニット。
５．  １から４のいずれかに記載のセンサユニットにおいて、
複数の前記受光部は、互いに異なる波長の光を検出対象とした前記受光部を含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれており、
検出対象の波長の光に対する感度が低い前記受光部の前記グループほど、前記受光部に対応する前記回折手段を多く備えているセンサユニット。
６．  １から５のいずれかに記載のセンサユニットにおいて、
複数の前記受光部は、互いに異なる波長の光を検出対象とした前記受光部を含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれており、
検出対象の波長の光に対する感度が低い前記受光部の前記グループほど、前記受光部に対応する前記回折手段同士の、前記基板の厚み方向に垂直な面内方向における中心間距離の総和が大きくなるように配列されているセンサユニット。
７．  １から６のいずれかに記載のセンサユニットにおいて、
前記回折格子層を挟んで前記基板及び前記受光部と反対側に、入射光を集光する光学系を備えるセンサユニット。
８．  １から７のいずれかに記載のセンサユニットにおいて、
前記受光部上に、特定の波長の光以外を遮断するフィルタを備えるセンサユニット。
９．  １から８のいずれかに記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段と前記受光部との間に、入射光を集光する光学系を備えるセンサユニット。
１０．  １から９のいずれかに記載のセンサユニットにおいて、
前記受光部が、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス材料で構成されるセンサユニット。
【０１００】
この出願は、２０１３年９月１２日に出願された日本出願特願２０１３−１８９４６２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2015037306.tif 000006
【図２】
2015037306.tif 000007
【図３】
2015037306.tif 000008
【図４】
2015037306.tif 000009
【図５】
2015037306.tif 000010
【図６】
2015037306.tif 000011
【図７】
2015037306.tif 000012
【図８】
2015037306.tif 000013
【図９】
2015037306.tif 000014
【図１０】
2015037306.tif 000015
【図１１】
2015037306.tif 000016
【図１２】
2015037306.tif 000017
【図１３】
2015037306.tif 000018
【図１４】
2015037306.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月3日(2016.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、光を検出する複数の受光部と、
前記基板及び前記受光部上に設けられ、対応する波長の光を回折して前記受光部のそれぞれに集光する２つ以上の回折手段を有する回折格子層と、を備え、
前記回折手段の少なくとも２つは、第１の前記回折格子層に形成されたホログラムで構成されており、
前記第１の回折格子層に形成された複数の前記ホログラムの少なくとも一部は、隣接する他の前記ホログラムと少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段の少なくとも１つは、前記第１の回折格子層の上に設けられた第２の前記回折格子層に形成されており、
前記第１の回折格子層に形成された複数の前記回折手段の少なくとも一部は、平面視で、前記第２の回折格子層に形成された前記回折手段と少なくとも一部分が重なり合っているセンサユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段の少なくとも１つは、ホログラム、又は、凹凸部で構成されているセンサユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記ホログラムは、入射光の強度分布を屈折率分布として記録する材料で形成されているセンサユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
複数の前記受光部は、異なる波長の光を検出対象とした前記受光部を含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれており、
検出対象の波長の光に対する感度が低い前記受光部の前記グループほど、前記受光部に対応する前記回折手段を多く備えているセンサユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
複数の前記受光部は、異なる波長の光を検出対象とした前記受光部を含み、検出対象の光の波長に応じて複数のグループに分かれており、
検出対象の波長の光に対する感度が低い前記受光部の前記グループほど、前記受光部に対応する前記回折手段同士の、前記基板の厚み方向に垂直な面内方向における中心間距離の総和が大きくなるように配列されているセンサユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折格子層を挟んで前記基板及び前記受光部と反対側に、入射光を集光する光学系を備えるセンサユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記受光部上に、特定の波長の光以外を遮断するフィルタを備えるセンサユニット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記回折手段と前記受光部との間に、入射光を集光する光学系を備えるセンサユニット。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサユニットにおいて、
前記受光部が、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス材料で構成されるセンサユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
第２の回折手段１０３ｂは、次の方法で作成することができる。図６（ｂ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ｂ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ｂ''を照射する。参照光１０４ｂ'、信号光１０４ｂ''は、波長ｂ（第２の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ｂ'と信号光１０４ｂ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第２の回折手段１０３ｂ）が記録される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
第３の回折手段１０３ｃは、次の方法で作成することができる。図６（ｃ）に示すように、ホログラム材料に対してレーザから出射した平行光である参照光１０４ｃ'と、レーザから出射した光をレンズ等の光学素子で集光した集光光である信号光１０４ｃ''を照射する。参照光１０４ｃ'、信号光１０４ｃ''は、波長ｃ（第３の波長）の光である。ホログラム材料内の照射領域には、参照光１０４ｃ'と信号光１０４ｃ''の強度分布に応じた干渉縞が生じる。照射領域においては、光の強度分布に起因してホログラム材料の分子が移動し、屈折率分布として回折格子（第３の回折手段１０３ｃ）が記録される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
また、他の変形例として、レンズ１０６ａ乃至１０６ｃに加えて、又は代えて、回折格子層１０３を挟んで基板１０１及び受光部１０２と反対側に（図１０中、第３の回折格子層１０３−３より上方に）、入射光を平行化する光学系（レンズ）を備えることができる。ホログラム（回折手段）が平行光で作成されている場合、当該ホログラムにおいては、作成光と同じ平行光の回折効率が良好となる。入射光を平行化する光学系（レンズ）を備えた場合、入射光を効率的にホログラム（回折手段）に入射させ、効率的にホログラム（回折手段）で回折させることが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
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【国際調査報告】
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