分光器的製作方法
2023-06-04 23:42:56
專利名稱：分光器的製作方法
技術領域：
本發明涉及在封裝體內收容分光模塊而構成的分光器。
技術背景
分光器是利用稜鏡及衍射光柵等的分光部將作為測定對象的光分解成各光譜成分的光學裝置(例如參照專利文獻1)。依據此種分光器，利用光檢測元件來檢測被分光部分光的光的光譜成分，從而可知光的波長分布及特定波長成分的強度等。
專利文獻1 日本特開平8-145794號公報發明內容
近年來，一直在進行適用於各式各樣的分光測定裝置及測定系統的小型分光器的開發。在小型分光器中，必需以高位置精度配置光入射部、光檢測元件及分光部等的各光學要素，並使封裝體緊密化。此種小型分光器是不論在何種使用場所均能當場進行光分析，可使用於環境測量、水果等的甜度的確認、印表機等的色補正等。因此，會因使用環境的不同而對分光器施加振動及熱負荷，有可能對各光學要素的位置精度造成影響。因此，特別是在小型分光器中，為了應對各種使用環境，要求具有高可靠性。
在上述專利文獻1中公開了一種分光器，其具備安裝有各種光學元件的光學臺， 以及收容此光學臺的容器。在此分光器中，光學臺具有安裝光學元件的組件安裝部，和固定於容器的容器固定部，元件安裝部以懸臂梁構造而形成於容器固定部。
在將此種上述專利文獻1所記載的分光器小型化時，容器的內壁面與所收容的各種光學元件之間的間隔會變得更狹窄。並且，由於元件安裝部以懸臂梁構造而形成於容器固定部，故當振動及熱負荷施加至分光器時，光學元件會與容器的內壁面接觸，有時會有破損的憂慮。
因此，本發明是有鑑於此情況而完成的，其目的在於提供一種可維持可靠性，並且可實現小型化的分光器。
為了達成上述目的，本發明的分光器的特徵在於，具備封裝體，其設有導光部； 分光模塊，其收容於封裝體內；以及支撐構件，配置於封裝體的內壁面上，用於支撐分光模塊。分光模塊具有使從導光部入射的光透過的本體部，和在本體部的規定的面側將透過本體部的光分光的分光部；並且，在分光部與內壁面離開的狀態下，分光模塊在規定的面被支撐構件支撐。
此分光器中，在設於本體部的規定的面上的分光部與封裝體的內壁面離開的狀態下，分光模塊在本體部的規定的面被支撐構件支撐。因此，在將分光器小型化時，即使振動及熱負荷施加至分光器，亦可防止分光部與封裝體的內壁面相接觸。從而，可維持分光器的3可靠性，並且能夠實現小型化。
另外，本發明的分光器優選為，支撐構件以夾著分光部而相對的方式至少配置一對。由此，可更確實地防止分光部與封裝體的內壁面接觸。
另外，本發明的分光器優選為，支撐構件以包圍分光部的方式而形成為環狀。由此，可更確實地防止分光部接觸於封裝體的內壁面，並可遮住分光部，使其免受雜散光的影響。
另外，本發明的分光器優選為具備貫通封裝體的導線接腳；分光模塊具有由金屬線而電連接於導線接腳的電極墊，並且，在規定的面中的與電極墊相對的部分被支撐構件支撐。由此，在由引線接合法而連接電極墊與導線接腳時，支撐構件發揮作為基臺的作用，故可防止分光模塊的破損等。
另外，本發明的分光器優選為本體部是板狀，且在本體部中的與規定的面相對的面設有使光從導光部射入於本體部的光入射部、檢測被分光部分光的光的光檢測元件、以及電極墊。由此，可達成分光模塊的薄型化，故可實現分光器的小型化。
另外，本發明的分光器優選為，導光部具有延伸至封裝體內的光纖，且該光纖的端部抵接於光入射部。由此，構成導光部的光纖的定位變得容易，可使光確實地從導光部射入於光入射部。
另外，本發明的分光器優選為封裝體具有由金屬材料構成的罩、和由金屬材料構成的管座；罩與管座由熔接而接合；分光部含有樹脂材料。由於罩與管座由熔接而接合，故可形成氣密的封裝體，可進一步提高可靠性。另外，分光部含有樹脂材料，故較為容易地成型為特定形狀。進一步，由於由支撐構件而使封裝體與分光部隔開，故可減少傳熱至分光部的熔接時的熱，可保護含有對於熱容易發生不良情況的樹脂材料的分光部。
為達成上述目的，本發明的分光器的特徵在於，具備封裝體，其設有導光部；分光模塊，其收容於封裝體內；支撐構件，配置於封裝體的內壁面上，用於支撐分光模塊。分光模塊具有使從導光部入射的光透過的本體部，和在本體部的規定的面側將透過本體部的光分光的分光部。支撐構件具有包圍分光部的環狀部，且在分光部與內壁面離開的狀態下，在規定的面支撐分光模塊；在形成於環狀部內的空間中填充有光吸收部。
此分光器中，支撐分光模塊的支撐構件具有包圍分光部的環狀部，且在形成於此環狀部內的空間中填充有光吸收部，故可確實地將從外部侵入分光部的雜散光阻擋，並吸收在分光部內產生的雜散光。因此，不會將這些雜散光作為噪聲而檢測出。由此，可維持分光器的可靠性，尤其可維持正確的分光特性，並且可實現小型化。
另外，本發明的分光器優選為，支撐構件具有板狀部，其堵塞封裝體的內壁面側中的環狀部的端部。由此，在封裝體內固定支撐構件時，可預先在形成於環狀部內的空間中填充作為光吸收部的光吸收材料，故可容易地製造形成有光吸收部的分光器。
另外，本發明的分光器優選為具備貫通封裝體的導線接腳；分光模塊具有由金屬線而電連接於導線接腳的電極墊，並且，分光模塊在規定的面中的與電極墊相對的部分被支撐構件支撐。由此，在由引線接合法而連接電極墊與導線接腳時，支撐構件發揮作為基臺的作用，故可防止分光模塊的破損等。
另外，本發明的分光器優選為本體部是板狀，且在本體部中的與規定的面相對的面設有使光從導光部射入於本體部的光入射部、檢測被分光部分光的光的光檢測元件、以及電極墊。由此，可達成分光模塊的薄型化，故可謀求分光器的小型化。
另外，本發明的分光器優選為導光部具有延伸至封裝體內的光纖，且該光纖的端部抵接於光入射部。由此，構成導光部的光纖的定位變得容易，可使光確實地從導光部射入於光入射部。
另外，本發明的分光器優選為封裝體具有由金屬材料構成的罩、和由金屬材料構成的管座；罩與管座由熔接而接合；分光部包含樹脂材料。由於罩與管座是由熔接而接合， 故可形成氣密的封裝體，可進一步提高可靠性。另外，分光部包含樹脂材料，故可較為容易地成型為特定形狀。進一步，由於由支撐構件而使封裝體與分光部隔開，故可減少傳熱至分光部的熔接時的熱，可保護包含對於熱容易發生不良情況的樹脂材料的分光部。
依據本發明可維持可靠性，且能夠實現分光器的小型化。
圖1是本發明的第1實施方式相關的分光器的剖面圖。
圖2是圖1所示的分光器的分解立體圖。
圖3是圖1所示的分光模塊的剖面圖。
圖4是圖3所示的光檢測元件的立體圖。
圖5是另一第1實施方式相關的分光器的分解立體圖。
圖6是另一第1實施方式相關的分光器的分解立體圖。
圖7是另一第1實施方式相關的分光器的剖面圖。
圖8是另一第1實施方式相關的分光器的剖面圖。
圖9是本發明的第2實施方式相關的分光器的剖面圖。
圖10是圖9所示的分光器的分解立體圖。
圖11是圖9所示的分光模塊的剖面圖。
圖12是圖11所示的光檢測元件的立體圖。
圖13是另一第2實施方式相關的分光器的剖面圖。
圖14是另一第2實施方式相關的分光器的剖面圖。
圖15是另一第2實施方式相關的分光器的剖面圖。
符號說明
1 分光器；2 封裝體；3 分光模塊；4 罩；5 管座；7 光纖(導光部)；9 導線接腳；11 基板(本體部)；12 光檢測元件；13 分光部；17 光入射部(開口部)；23 電極墊； 29 支撐構件；31 金屬線；40 環狀部；41 光吸收部；43 支撐構件；43a 側壁(環狀部)； 43b 下壁。
具體實施方式
本發明的具體內容可參照僅用於例示的附圖，並考慮以下的詳細記述而可容易予以理解。接著，參照
本發明的實施方式。可能的情形下，對同一要素標註同一符號， 並省略重複說明。
[第1實施方式]
如圖1及圖2所示，本發明的第1實施方式相關的分光器1是通過收容於封裝體2內的分光模塊3，將從外部射入於封裝體2內的對象光加以分光，檢測並輸出該經分光後的光的光譜的裝置。
封裝體2包含一端開口的直方體箱狀的金屬制的罩4、和在周緣部設有階差部的矩形板狀的金屬制的管座5，即具有所謂CAN封裝體的構成。罩4具有從開口端向外側突出的凸緣4a，且利用熔接而接合此凸緣如與管座5的階差部，堵塞開口部分。因此，可使封裝體2成為氣密的封裝體，提高分光器1的可靠性。在罩4的上壁4b，形成有呈圓形狀開口的罩開口部如，且以覆蓋此罩開口部如的方式而設有中空的連接器6。在此連接器6 的中空部分插入有光纖7 (導光部)。另外，在圖2中，省略連接器6及光纖7。為了將對象光導入於封裝體2內，此光纖7自罩開口部如延伸至封裝體2內。在管座5的相互相對的一對側緣部，經由具有電絕緣性的低熔點玻璃8而固定多條導線接腳9，從而使封裝體2成為密封(氣密封閉)。此導線接腳9由銅線等導電性材料所構成，其一端部延伸至封裝體2 的內部，另一端部則導出至封裝體2的外部。
如圖3所示，分光模塊3具有由玻璃或樹脂材料構成的矩形形狀的基板(本體部)11。此基板11用於使作為分光對象的特定範圍內的對象光L通過，並保持後述的光檢測元件12及分光部13。在此基板11中，在與罩4的上壁4b相對的上面Ila上的略中央部，設有用於檢測光的光檢測元件12。
如圖4所示，光檢測元件12具有例如由矽(Si)等半導體材料構成的半導體基板 14。在此半導體基板14的上面1 上，以特定排列形成具有多個光電二極體15的光電二極體陣列16。此光電二極體陣列16用於檢測被分光後的光的光譜成分。另外，光檢測元件 12不限定於光電二極體陣列，也可為CXD影像傳感器或C-MOS影像傳感器等。
另外，在半導體基板14上形成有從上面14a向下面貫通的矩形狹縫狀的開口部 17。在基板11上裝載該光檢測元件12而用於分光器的情形下，此開口部17可用作光入射部，使由光電二極體15所檢測的對象光射入於基板11上。其相對於光電二極體陣列16以特定的位置關係預先被定位而設置。另外，光入射部(開口部)17也可與半導體基板14成個別體，並形成於基板11的上面Ila上。
另外，在上面Ha設有電子電路部18。在此電子電路部18設有對各光電二極體 15的偏壓電壓的施加及信號處理所需的布線及電路等。另外，在上面Ha上的左側及右側的端部，分別設有用於電信號的輸出輸入等的凸塊用電極墊19。
回到圖3，在基板11的上面Ila上，形成有用於傳輸光檢測元件12的輸出輸入信號等的多條基板布線21。各基板布線21的一端連接於用來固定光檢測元件12的Au等的凸塊22，另一端則連接於形成在上面Ila上的周緣部的外部輸出輸入用的電極墊23。光檢測元件12以使形成有光電二極體陣列16的半導體基板14的上面1 與基板11的上面 Ila相對的方式，由凸塊22實施凸塊接合(bump bonding)而裝載於基板11。另外，將下填料材料M填充於因凸塊接合而產生於基板11與光檢測元件12之間的間隙內，從而成為光登規A子袖口。
另外，在基板11的下面lib (規定的面，與上面Ila相對的面)，在成為從光入射部 17入射的對象光L的光程上的特定位置，設有由玻璃或透光性樹脂等透過光的材料構成的光柵基體25。此光柵基體25是以基板11的下面lib上或其附近的特定位置為中心並向基板11的外側突出的大致為半球狀的透鏡。此光柵基體25既可與基板11成個別體地設置，也可通過將具有一定曲率的曲面部分形成於基板11的下面lib上而與基板11設置成一體。
另外，在光柵基體25的表面設有分光部13。此分光部13用於將從光入射部17入射而通過光柵基體25的對象光L分光。本實施方式的分光部13是由設在光柵基體25上的樹脂材料構成的衍射層27、與設於此衍射層27的表面的鋁等金屬反射膜形成的反射層 28所構成的反射型的凹面衍射光柵。另外，衍射層27的表面，即反射面具有與光柵基體25 的曲面(表面)的曲率半徑大致相同的曲率半徑，且經調整而形成為，光的分散方向與在光電二極體陣列16上的光電二極體15的排列方向一致。在本實施方式中，衍射層27由樹脂材料所構成，故較為容易地成型為特定形狀。另外，由支撐構件四，使封裝體2的內壁面，即管座5與分光部13隔開，罩4與管座5熔接時的熱不易傳熱至分光部13，故可保護由對於熱容易發生不良情況的樹脂材料所形成的衍射層27。
回到圖1及圖2，在封裝體2內，上述的分光模塊3經由矩形環狀的支撐構件四而以包圍分光部13方式被支撐，並固定於管座5上。在分光模塊3中的與形成於基板11的上面Ila上的電極墊23的位置相對的下面lib的位置，支撐構件四被接合於基板11。因此，在通過引線接合法而連接電極墊23與導線接腳9時，支撐構件四可發揮作為基臺的功能，從而可防止分光模塊3的破損等。另外，此支撐構件四採用其高度高於從基板11向外側突出的分光部13 (反射層觀)的高度的支撐構件，且配置成使管座5與分光部13隔開。 另外，在矩形環狀的支撐構件四的內部，分光部13被配置成密閉狀態。由此，可確實防止分光部13接觸到管座5，並可對分光部13實施有效的遮光，使其免受雜散光的影響。
另外，由支撐構件四加以固定的分光模塊3被配置成為，其光入射部17位於與導光部光纖7的端部相對的位置。另外，導入於封裝體2內的光纖7的端部，以抵接於分光模塊3的光入射部17的方式被插入。因此，構成導光部的光纖7的定位較為容易，可確實使光由光纖7射入於光入射部17。
另外，形成於基板11的上面Ila上的電極墊23與管座5的導線接腳9由金屬線 31而被引線接合併被電連接。
在具有以上的構成的分光器1中，自光纖7被導入並從光檢測元件12中設於半導體基板14上的光入射部17而入射的對象光L，到達基板11的下面11b，且通過光柵基體25 而射入於分光部13。
入射的光被分光部13的反射層觀反射，同時，根據不同波長而分解成各光譜成分，並經由光柵基體25而向基板11的上面Ila出射。並且，經分光後的光的光譜成分邊聚集邊射入於設在上面Ila上的光電二極體陣列16，並分別由對應的光電二極體15進行檢測。
如上所述，依據本實施方式的分光器1，分光模塊3在設於基板11的下面lib的分光部13與管座5離開的狀態下，在下面lib被支撐構件四所支撐，故即使將分光器1小型化，也可防止分光部13接觸於管座5。因此，可維持分光器1的可靠性，並且能夠實現小型化。
其次，說明有關另一第1實施方式相關的分光器。
如圖5及6所示，在上述第1實施方式相關的分光器中，可將支撐構件四的形狀替代為其它形狀。7
如圖5所示，另一第1實施方式相關的分光器Ia中，將一對棒狀支撐構件29a設在夾著分光部13而相對的位置，以取代上述第1實施方式的矩形環狀的支撐構件29。此棒狀的支撐構件四⑴在基板11側，沿著設在基板11的上面Ila上的多個電極墊23的排列方向，接合於與電極墊23相對的下面lib的位置。另外，支撐構件29a採用其高度高於從基板11向外側突出的分光部13(反射層觀)的高度的支撐構件，且被配置成使管座5與分光部13隔開。
依據此另一第1實施方式的分光器la，由於棒狀的支撐構件以夾著分光部13 而相對的方式被配置一對，故可更確實地防止分光部13接觸到管座5。
另外，如圖6所示，另一第1實施方式的分光器Ib中，將2對柱狀的支撐構件29b 設在夾著分光部13而相對的位置，以取代上述第1實施方式的矩形環狀的支撐構件29。具體而言，此柱狀的支撐構件29b配置在對應於矩形狀基板11的四個角部的位置，接合於與設在基板11的上面Ila上的電極墊23相對的下面lib的位置。另外，支撐構件29b採用其高度高於從基板11向外側突出的分光部13 (反射層觀)的高度的支撐構件，且配置成使管座5與分光部13隔開。
依據此另一第1實施方式的分光器lb，由於柱狀的支撐構件^b以夾著分光部13 而相對的方式被配置2對，故可更確實防止分光部13接觸到管座5。
另外，如圖7及8所示，在上述第1實施方式的分光器中，可將導光部的構成替代為其它構成。
如圖7所示，在另一第1實施方式的分光器Ic中，以從內側覆蓋罩4的罩開口部 4c的方式設有入射窗7a，並以此取代上述第1實施方式的光纖7。此入射窗7a的材質只要可透過對象光就無特別限制。例如，可使用石英、硼矽酸玻璃(BK7)、派萊克斯(註冊商標) 玻璃、可伐合金等。另外，對此入射窗7a必要時也可施以AR(Anti-Reflection 抗反射)塗膜。
依據此另一第1實施方式的分光器lc，可正確地規定入射窗7a與分光模塊3的光入射部17之間的距離。
另外，如圖8所示，在另一第1實施方式的分光器Id中，除了設置上述第1實施方式的光纖7以外，在罩4的罩開口部如還設置球透鏡7b。光纖7以不延伸至封裝體2的內部而延伸至球透鏡7b的上部附近方式，插入於連接器6內的中空部。另外，在本實施方式中，亦可省略光纖7及連接器6，而採用僅以球透鏡7b作為導光部的構成。
另外，關於封裝體，除上述實施方式所示的CAN封裝體的構成以外，也可使用各種構成。例如，也可使用在封裝體的側面側設有導線接腳的蝶式封裝體或陶瓷封裝體的構成。
[第2實施方式]
如圖9及圖10所示，本發明的第2實施方式的分光器1由收容於封裝體2內的分光模塊3將從外部射入於封裝體2內的對象光加以分光，檢測並輸出該經分光後的光的光■i並曰O
封裝體2包含一端開口的直方體箱狀的金屬制的罩4、和周緣部設有階差部的矩形板狀的金屬制的管座5，具有所謂CAN封裝體的構成。罩4具有從開口端向外側突出的凸緣4a，且利用熔接而接合此凸緣如與管座5，並堵塞開口部分。因此，可使封裝體2成為氣密的封裝體，提高分光器1的可靠性。在罩4的上壁4b，形成有呈圓形狀開口的罩開口部4c，並以覆蓋此罩開口部如的方式設有中空的連接器6。在此連接器6的中空部分插入有光纖7(導光部)。另外，在圖10中，省略了連接器6及光纖7。為了將對象光導入到封裝體2內，此光纖7從罩開口部如延伸至封裝體2內。在管座5的相互相對的一對側緣部， 經由具有電絕緣性的低熔點玻璃8固定多個導線接腳9，從而使封裝體2成為密封(氣密封閉)。此導線接腳9由銅線等導電性材料所構成，其一端部延伸至封裝體2的內部，另一端部則導出至封裝體2的外部。
如圖11所示，分光模塊3具有由玻璃或樹脂材料構成的矩形狀的基板(本體部)11。此基板11用於使成為分光對象的特定範圍內的對象光L通過，並保持後述的光檢測元件12及分光部13。在此基板11中，在與罩4的上壁4b相對的上面Ila上的大致中央部，設有用於檢測光的光檢測元件12。
如圖12所示，光檢測元件12具有由例如矽(Si)等半導體材料構成的半導體基板 14。在此半導體基板14的上面1 上，以特定排列形成具有多個光電二極體15的光電二極體陣列16。此光電二極體陣列16用於檢測經分光後的光的光譜成分。
另外，在半導體基板14中形成有從上面14a向下面貫通的矩形狹縫狀的開口部 17。在基板11上裝載本光檢測元件12且適用於分光器的情形下，此開口部17可用作光入射部，從而使由光電二極體15所檢測的對象光射入於基板11。其相對於光電二極體陣列 16以特定的位置關係而預先定位並設置。另外，光入射部(開口部)17亦可與半導體基板 14成個別體，並形成於基板11的上面Ila上。
另外，在上面Ha設有電子電路部18。在此電子電路部18，設有對各光電二極體 15的偏壓電壓的施加及信號處理所需的布線及電路等。另外，在上面Ha上的左側及右側的端部，分別設有用於電信號的輸出輸入等的凸塊用電極墊19。
回到圖11，在基板11的上面Ila上，形成有用於傳輸光檢測元件12的輸出輸入信號等的多條基板布線21。各基板布線21的一端連接於用以固定光檢測元件12的Au等的凸塊22，另一端則連接於形成在上面Ila上的周緣部的外部輸出輸入用的電極墊23。光檢測元件12，以使形成有光電二極體陣列16的半導體基板14的上面1 與基板11的上面 Ila相對的方式，由凸塊22實施凸塊接合而裝載於基板11。另外，將下填料材料M填充於因凸塊接合而產生於基板11與光檢測元件12之間的間隙，形成光學耦合。
另外，在基板11的下面lib (規定的面，與上面Ila相對的面)，在成為從光入射部 17入射的對象光L的光程上的特定位置，設有由玻璃或透光性樹脂等透過光的材料構成的光柵基體25。此光柵基體25是，以基板11的下面lib上或其附近的特定位置為中心、且向基板11的外側突出的大致半球狀的透鏡。此光柵基體25既可與基板11成個別體地設置， 也可將具有一定曲率的曲面部分形成於基板11的下面lib上，從而與基板11設置成一體。
另外，在光柵基體25的表面設有分光部13。此分光部13用於將從光入射部17入射而通過光柵基體25的對象光L分光。本實施方式的分光部13是由設在光柵基體25上的樹脂材料構成的衍射層27、與設於此衍射層27的表面的鋁等金屬反射膜形成的反射層 28所構成的反射型的凹面衍射光柵。另外，衍射層27的表面，即反射面具有與光柵基體25 的曲面(表面)的曲率半徑大致相同的曲率半徑，且經調整而形成為，光的分散方向與在光電二極體陣列16中的光電二極體15的排列方向一致。在本實施方式中，衍射層27由樹脂材料所構成，故較為容易地成型為特定形狀。另外，由支撐構件四使封裝體2的內壁面，即管座5與分光部13分離，故罩4與管座5熔接時的熱難以傳熱至分光部13，故可保護由對熱容易發生不良影響的樹脂材料所構成的衍射層27。
回到圖9及圖10，上述的分光模塊3在封裝體2內，經由矩形環狀的支撐構件 29 (環狀部40)而以包圍分光部13的方式被支撐，並固定於管座5。在分光模塊3的與形成於基板11的上面Ila上的電極墊23的位置為相對的下面lib的位置，支撐構件四接合於基板11。因此，在由引線接合法連接電極墊23與導線接腳9時，支撐構件四發揮作為基臺的作用，故可防止分光模塊3的破損等。另外，此支撐構件四採用其高度高於從基板11 向外側突出的分光部13 (反射層觀)的高度的支撐構件，且配置成使管座5與分光部13隔開。由此，即使振動及熱的負荷施加至分光器1，也可防止分光部13接觸到管座5。從而， 可維持分光器1的可靠性，並且可實現小型化。
另外，在矩形環狀的支撐構件四的內部將分光部13配置成密閉狀態，在形成於環狀部40的內部的空間全體中填充有光吸收部41。作為光吸收材料，例如，可使用在矽酮系、 環氧系、聚氨酯系、丙烯酸系、聚醯亞胺系等樹脂中混合黑色填料等吸收光的粒子等而成的複合材料。這些光吸收材料既可為固體狀也可為液狀。光吸收部41可通過在將支撐構件 29安裝於管座5後，將光吸收材料填充於支撐構件四內，並在支撐構件四上安裝分光模塊 3而形成。
另外，由支撐構件四而加以固定的分光模塊3經調整而配置於使其光入射部17 與導光部光纖7的端部相對的位置。另外，導入至封裝體2內的光纖7的端部，以抵接於分光模塊3的光入射部17的方式而插入。因此，構成導光部的光纖7的定位較為容易，可確實使光從光纖7射入於光入射部17。
另外，形成於基板11的上面Ila的電極墊23與管座5的導線接腳9由金屬線31 而引線接合，從而電連接。
在具有以上的構成的分光器1中，從光纖7被導入、並從設置於光檢測元件12的半導體基板14的光入射部17入射的對象光L，到達基板11的下面11b，且通過光柵基體25 而射入於分光部13。
入射的光被分光部13的反射層觀反射，同時，根據不同波長而分解成各光譜成分，並經由光柵基體25而向基板11的上面Ila出射。並且，經分光後的光的光譜成分聚集並射入於設在上面Ila上的光電二極體陣列16，並分別由對應的光電二極體15進行檢測。
如上所述，依據本實施方式中的分光器1，支撐分光模塊3的支撐構件四具有包圍住分光部13的環狀部40，且在形成於此環狀部40內的空間中填充有光吸收部41，故可確實阻擋從外部侵入分光部13的雜散光，並可確實吸收在分光部13內產生的雜散光。因此， 不會將這些雜散光作為噪聲而加以檢測出。從而，可維持分光器1的可靠性，尤其可維持正確的分光特性，並且能夠實現小型化。
其次，說明有關另一第2實施方式的分光器。
如圖13所示，在上述第2實施方式的分光器中，可將支撐構件四的形狀替代為其它形狀。
如圖13所示，在另一第2實施方式的分光器Ia中，設置一面開口的箱狀的支撐構件43，以此取代上述第2實施方式的矩形環狀的支撐構件四。此支撐構件43具有矩形環狀的側壁(環狀部)43a、和以堵塞此側壁43a的管座5側的一端的方式形成的矩形的下壁(板狀部)4 。在基板11側，支撐構件43使開口的端部沿著與形成在分光模塊3的基板 11的上面Ila上的電極墊23的位置而相對的下面lib的位置，接合於基板11。另一方面， 在管座5側，下壁43b的外面接合於管座5。
依據此另一第2實施方式的分光器la，支撐構件43具有以覆蓋側壁43a的管座5 側的一端的方式形成的矩形的下壁43b，故在封裝體2內固定支撐構件43時，可預先將成為光吸收部41的光吸收材料填充於形成在側壁43a的空間中。因此，可容易地製造形成有光吸收部41的分光器la。
另外，如圖14及15所示，在上述第2實施方式的分光器中，可將導光部的構成替代為其它構成。
如圖14所示，另一第2實施方式的分光器Ib中，以從內側覆蓋罩4的罩開口部如的方式設有入射窗7a，並以此取代上述第2實施方式的光纖7。作為此入射窗7a的材質， 只要可透過對象光就無特別限制。例如，可使用石英、硼矽酸玻璃(BK7)、派萊克斯(註冊商標)玻璃、可伐合金等。另外，必要時也可對此入射窗7a施以AR (Anti-Reflection:抗反射)塗膜。
依據此另一第2實施方式的分光器lb，可正確地規定入射窗7a與分光模塊3的光入射部17之間的距離。
另外，如圖15所示，另一第2實施方式的分光器Ic中，除了設置上述第2實施方式的光纖7以外，在罩4的罩開口部如還設置有球透鏡7b。光纖7以不延伸至封裝體2的內部而延伸至球透鏡7b的上部附近方式，插入於連接器6內的中空部。另外，在本實施方式中，亦可省略光纖7及連接器6，而採用僅以球透鏡7b作為導光部的構成。另外，透過透鏡的光的聚光位置宜為光入射部17，且透鏡並不限定為球形狀，也可為凹面、凸面、柱面、菲涅爾透鏡、消色差透鏡等。
另外，關於封裝體，除上述實施方式中所示的CAN封裝體的構成以外，也可使用各種構成。例如，也可使用在封裝體的側面側設有導線接腳的蝶式封裝體或陶瓷封裝體的構成。
產業上的可利用性
依據本發明可維持可靠性，並且能夠實現分光器的小型化。1權利要求
1.一種分光器，其特徵在於， 具備封裝體，其具有設有導光部的直方體箱狀的罩、堵塞所述罩的開口部分的矩形板狀的管座；支撐構件，其配置於所述管座； 基板，其接合於所述支撐構件； 光檢測元件，其裝載於所述基板；分光部，配置於所述基板和所述管座之間，將從所述導光部入射的光分光，並反射於所述光檢測元件。
2.如權利要求1所述的分光器，其特徵在於，在所述基板上設有使光從所述導光部入射於所述基板的光入射部。
3.如權利要求1所述的分光器，其特徵在於， 所述光檢測元件具有半導體基板，在所述半導體基板上設有使光從所述導光部入射於所述基板的光入射部。
4.如權利要求1所述的分光器，其特徵在於， 還具備多個貫通所述封裝體的導線接腳，所述基板具有由金屬線而與所述導線接腳電連接的多個電極墊， 所述支撐構件在所述基板中的與所述電極墊相對的部分接合於所述基板。
5.如權利要求1所述的分光器，其特徵在於， 所述罩和所述管座氣密地接合。
6.如權利要求1所述的分光器，其特徵在於，所述導光部是覆蓋設於所述罩的開口部的入射窗。
7.如權利要求1所述的分光器，其特徵在於，在所述管座的相互相對的一對側緣部，固定貫通所述管座的多個導線接腳。
8.如權利要求1所述的分光器，其特徵在於，所述支撐構件具有包圍所述分光部的環狀部，且在所述分光部與所述管座離開的狀態下，支撐所述基板；在所述環狀部內所形成的空間中填充有光吸收部。
9.如權利要求8所述的分光器，其特徵在於，所述支撐構件具有板狀部，該板狀部堵塞所述管座側中的所述環狀部的端部。
全文摘要
本發明涉及一種分光器(1)，其具備封裝體(2)，其具有設有導光部(7)的直方體箱狀的罩(4)、堵塞罩的開口部分的矩形板狀的管座(5)；支撐構件(29)，其配置於管座(5)；基板(11)，其接合於支撐構件(29)；光檢測元件(12)，其裝載於基板(11)；分光部(13)，配置於基板(11)和管座(5)之間，將從導光部(7)入射的光分光，並反射於光檢測元件(12)。
文檔編號G01J3/02GK102519589SQ201110328670
公開日2012年6月27日 申請日期2008年6月5日 優先權日2007年6月8日
發明者伊藤將師, 柴山勝己, 鈴木智史 申請人:浜松光子學株式會社