CN101542247B - 分光模块 - Google Patents

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Abstract

在分光模块(1)中，光吸收层(6)通过图案化而一体成形，该光吸收层(6)具有使向分光部(3)行进的光(L1)通过的光通过孔(6a)、以及使向光检测元件(4)的光检测部(4a)行进的光(L2)通过的光通过孔(6b)。因此，能够防止光通过孔(6a)和光通过孔(6b)的相对的位置关系发生偏移。并且，由于通过该光吸收层(6)来抑制杂散光的产生并吸收杂散光，因而能够抑制向光检测元件(4)的光检测部(4a)入射。所以，依照分光模块(1)，能够提高可靠性。

Description

分光模块
技术领域
本发明涉及对光进行分光并进行检测的分光模块。
背景技术
现有的分光模块，例如有专利文献1所记载的分光模块，该分光模块具备：使光透过的支撑体、使光入射于支撑体的入射狭缝部、对入射于支撑体的光进行分光并进行反射的凹面衍射光栅、以及检测被凹面衍射光栅分光并反射的光的二极管。
专利文献1：日本特许第3119917号公报
发明内容
然而，上述的分光模块中，当将入射狭缝部及二极管安装于支撑体时，入射狭缝部和二极管的相对的位置关系发生偏移，分光模块的可靠性有可能下降。
因此，本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种可靠性高的分光模块。
为了达到上述目的，本发明的分光模块的特征在于，具备：本体部，使光透过；分光部，对从本体部的规定的面入射于本体部的光进行分光，并向规定的面侧反射；以及光检测元件，被支撑于规定的面上，检测被分光部分光并反射的光，在规定的面形成有光吸收层，该光吸收层具有使向分光部行进的光通过的第1光通过孔、以及使向光检测元件行进的光通过的第2光通过孔。
在该分光模块中，光吸收层具有使向分光部行进的光通过的第1光通过孔、以及使向光检测元件行进的光通过的第2光通过孔。因此，能够防止第1光通过孔和第2光通过孔的相对的位置关系发生偏移。并且，由于通过光吸收层来抑制杂散光的产生并吸收杂散光，因而能够抑制杂散光入射于光检测元件。所以，依照该分光模块，能够提高可靠性。
在本发明的分光模块中，本体部具有沿着与规定的面大致正交的方向层叠的多个光透过部件，而且，更优选具有规定的面的光透过部件形成为板状。依照这种构成，能够使针对本体部的光吸收层的形成和光检测元件的安装容易化。
在本发明的分光模块中，优选在与规定的面大致正交的方向上的相邻的光透过部件之间形成光吸收层。依照这种构成，能够限制一边扩大，一边在本体部中行进的光，使其到达期望的区域，并且能够进一步有效地抑制杂散光入射于光检测元件。
在本发明的分光模块中，优选在规定的面，形成有与光检测元件电连接的配线。例如，在本体部由玻璃形成，配线由金属形成的情况下，相对于本体部的配线的紧密结合性提高，因而能够防止配线的断线等。这时，优选配线在规定的面侧具有光吸收层。依照这种构成，能够防止因配线而引起的杂散光的漫反射等。
在本发明的分光模块中，优选在形成于规定的面的光吸收层中的规定的面的相反侧的面，形成有与光检测元件电连接的配线。依照这种构成，能够在防止因配线而引起的杂散光的漫反射等的同时，更切实地实现光吸收层对杂散光的产生的抑制、以及光吸收层对杂散光的吸收。
依照本发明，能够提高可靠性。
附图说明
图1是第1实施方式的分光模块的平面图。
图2是沿着图1所示的II-II线的截面图。
图3是第2实施方式的分光模块的纵截面图。
图4是其他实施方式的分光模块的纵截面图。
图5是其他实施方式的分光模块的纵截面图。
图6是其他实施方式的分光模块的分光部周边的纵截面图。
符号说明
1：分光模块；2：本体部；2a：前面(规定的面)；21～23：光透过部件；3：分光部；4：光检测元件；6、7：光吸收层；6a、7a：光通过孔(第1光通过孔)；6b、7b：光通过孔(第2光通过孔)；9：配线；13：光吸收层。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的优选实施方式。另外，在各图中，对于同一或相当的部分赋予相同的符号，省略重复的说明。
(第1实施方式)
如图1及图2所示，分光模块1具备：本体部2，使光透过；分光部3，对从本体部2的前面(规定的面)2a入射于本体部2的光L1进行分光，并向前面2a侧反射；以及光检测元件4，被支撑于前面2a上，检测被分光部3分光并反射的光L2。分光模块1通过在分光部3将光L1分光为多个光L2，并在光检测元件4检测光L2，从而测量光L1的波长分布和特定波长成分的强度等。
本体部2具有沿着与前面2a大致正交的方向层叠的光透过部件21～23。光透过部件21、22由BK7、派热克斯(注册商标)、石英等的光透过性玻璃等形成为长方形薄板状。光透过部件23由与光透过部件21、22相同的材料、光透过性树脂、光透过性的无机·有机混合材料、或者复制成型用的光透过性低熔点玻璃等形成为半球状或具有透镜效果的曲面形状，例如，在由与光透过部件21、22相同的材料形成的情况下，通过光学树脂和直接接合(direct bonding)而贴合于光透过部件22。光透过部件23作为使被分光部3分光并反射的光L2成像于光检测元件4的光检测部4a的透镜而起作用。
分光部3是反射型光栅，具有形成于光透过部件23的外侧表面的衍射层14、以及形成于衍射层14的外侧表面的反射层5。衍射层14是锯齿状截面的闪耀光栅(blazed grating)、矩形状截面的二元光栅(binary grating)、正弦波状截面的全息光栅(holographic grating)等，例如通过向光透过部件23的外侧表面涂布感光性树脂，使用由石英等形成的光透过性模具(光栅的铸模)并使感光性树脂发生UV硬化而形成。衍射层14，如果在UV硬化后进行加热固化，则成为更稳定的素材。反射层5为膜状，例如，通过向衍射层14的外侧表面蒸镀Al或Au等而形成。另外，衍射层14的材料并不限于感光性树脂，也可以为感光性玻璃、感光性的无机·有机混合材料，或者遇热变形的树脂、玻璃、或无机·有机混合材料等。
光检测元件4是具有光检测部4a的光电二极管阵列，光检测部4a由长条状的光电二极管沿着与其长边方向大致正交的方向一维排列而成。光检测元件4被配置为，光电二极管的一维排列方向与光透过部件21、22的长边方向大致一致，且光检测部4a朝向本体部2的前面2a侧。另外，光检测元件4不限于光电二极管阵列，也可以为C-MOS影像传感器或CCD影像传感器等。
在本体部2的前面2a(即，光透过部件21的前面)，形成有光吸收层6，该光吸收层6具有使向分光部3行进的光L1通过的光通过孔(第1光通过孔)6a、以及使向光检测元件4的光检测部4a行进的光L2通过的光通过孔(第2光通过孔)6b。光通过孔6a是沿着与光透过部件21、22的长边方向大致正交的方向延伸的狭缝。光吸收层6以具有光通过孔6a、6b的方式被图案化，由CrO、含CrO的层叠膜、或者黑抗蚀剂等一体成形。
在与本体部2的前面2a大致正交的方向上的相邻的光透过部件21、22之间，形成有光吸收层7，该光吸收层7具有使向分光部3行进的光L1通过的光通过孔(第1光通过孔)7a、以及使向光检测元件4的光检测部4a行进的光L2通过的光通过孔(第2光通过孔)7b。光吸收层7形成于光透过部件21的后面，形成有光吸收层7的光透过部件21与光透过部件22由折射率匹配的光学树脂8贴合，从而在界面不引起反射。光吸收层7具有光通过孔7a、7b的方式被图案化，由CrO、含CrO的层叠膜、或者黑抗蚀剂等一体成形。
光吸收层6的前面形成为粗糙面，在前面，形成有由Al或Au等的单层膜，或者Ti-Pt-Au、Ti-Ni-Au、Cr-Au等的层叠膜形成的配线9。配线9具有配置于光通过孔6b的周围的多个垫部9a、配置于光透过部件21、22的长边方向的端部的多个垫部9b、以及将对应的垫部9a和垫部9b连接的多个连接部9c。光检测元件4的外部端子通过倒装芯片接合(flip chip bonding)而电连接于垫部9a，用于将光检测元件4的输出信号取出至外部的柔性印刷基板11通过引线接合(wire bonding)而电连接于垫部9b。光检测元件4以光检测部4a与光吸收层6的光通过孔6b相对的状态被支撑于本体部2的前面2a上，在光检测部4a和前面2a之间，填充有折射率匹配的光学树脂12以作为底填充树脂，从而在界面上不引起反射。
另外，优选在光吸收层6和配线9之间，电绝缘层由绝缘性树脂、SiO2、SiN、或SiON等形成为膜状。这是因为，在光吸收层6由黑抗蚀剂形成的情况下，光吸收层6中含有碳，因而黑抗蚀剂因热等的影响而变质，具有导电性，如果未形成电绝缘层，则有可能发生短路。
在如上述般构成的分光模块1中，光L1经由光吸收层6的光通过孔6a，从本体部2的前面2a入射，在光透过部件21、光吸收层7的光通过孔7a、光透过部件22、23中行进，到达分光部3，被分光部3分光为多个光L2。分光后的光L2被分光部3向本体部2的前面2a侧反射，在光透过部件23、22，光吸收层7的光通过孔7b、光透过部件21、光吸收层6的光通过孔6b中行进，到达光检测元件4的光检测部4a，被光检测元件4检测。
如上所述，在分光模块1中，光吸收层6通过图案化而一体成形，该光吸收层6具有使向分光部3行进的光L1通过的光通过孔6a、以及使向光检测元件4的光检测部4a行进的光L2通过的光通过孔6b。因此，能够防止光通过孔6a和光通过孔6b的相对的位置关系发生偏移。并且，由于通过该光吸收层6来抑制杂散光的产生并吸收杂散光，因而能够抑制向光检测元件4的光检测部4a入射。所以，依照分光模块1，能够提高可靠性。
另外，本体部2具有沿着与前面2a大致正交的方向层叠的光透过部件21～23，而且，具有前面2a的光透过部件21形成为板状。于是，能够使针对本体部2的光吸收层6的形成和光检测元件4的安装容易化。
另外，在与本体部2的前面2a大致正交的方向上的相邻的光透过部件21、22之间，形成有光吸收层7，该光吸收层7具有使向分光部3行进的光L1通过的光通过孔7a、以及使向光检测元件4的光检测部4a行进的光L2通过的光通过孔7b。于是，能够限制一边扩大，一边在本体部2中行进的光L1、L2，使其到达期望的区域，并且能够进一步有效地抑制杂散光入射于光检测元件4。
另外，在光吸收层6的前面(即，本体部2的前面2a的相反侧的面)，形成有与光检测元件4电连接的配线9。于是，能够防止因配线9而引起的杂散光的漫反射等。
(第2实施方式)
第2实施方式的分光模块1与第1实施方式的分光模块1的不同点在于，配线9形成于本体部2的前面2a。
即，如图3所示，配线9形成于本体部2的前面2a，配线9的连接部9c被光吸收层6覆盖，配线9的垫部9a、9b从光吸收层6露出。于是，相对于本体部2的配线9的紧密结合性提高，因而能够防止配线9的断线等。
另外，配线9在本体部2的前面2a侧具有由CrO等的单层膜、或者Cr-CrO等的层叠膜形成的光吸收层13。于是，能够防止因配线9而引起的杂散光的漫反射等。
本发明并不限于上述的第1和第2实施方式。
例如，如图4所示，本体部2也可以为半球状的透镜被与其平面部分大致正交且互相大致平行的两个平面裁切而成的形状。这种情况下，半球状的透镜的平面部分成为本体部2的前面2a，在半球状的透镜的曲面部分形成有分光部3。
另外，如图5所示，也可以在为半球状的透镜被与其平面部分大致正交且互相大致平行的两个平面裁切而成的形状的光透过部件22的平面部分，通过光学树脂和直接接合来贴合长方形薄板状的光透过部件21，从而形成本体部2。这种情况下，光透过部件21的前面成为本体部2的前面2a，在光透过部件22的曲面部分形成有分光部3。
另外，如图6所示，作为透镜而起作用的光透过部件23和衍射层14，例如可以由复制成型用的光透过性低熔点玻璃等一体地形成。于是，能够简化制造工序，并且能够防止光透过部件23和衍射层14的相对的位置关系发生偏移。
产业上的可利用性
依照本发明，能够提高可靠性。

Claims (7)

1.一种分光模块，其特征在于，
具备：
本体部，使光透过；
分光部，对从所述本体部的规定的面入射于所述本体部的光进行分光，并向所述规定的面侧反射；以及
光检测元件，被支撑于所述规定的面上，检测被所述分光部分光并反射的光，
在所述规定的面通过由图案化进行的一体成形而形成有第1光吸收层，该第1光吸收层具有使向所述分光部行进的光通过的第1光通过孔、以及使向所述光检测元件行进的光通过的第2光通过孔。
2.如权利要求1所述的分光模块，其特征在于，
所述本体部具有沿着与所述规定的面大致正交的方向层叠的多个光透过部件。
3.如权利要求2所述的分光模块，其特征在于，
具有所述规定的面的所述光透过部件形成为板状。
4.如权利要求2所述的分光模块，其特征在于，
在与所述规定的面大致正交的方向上的相邻的所述光透过部件之间，形成有第2光吸收层。
5.如权利要求1所述的分光模块，其特征在于，
在所述规定的面，形成有与所述光检测元件电连接的配线。
6.如权利要求5所述的分光模块，其特征在于，
所述配线在所述规定的面侧具有第3光吸收层。
7.如权利要求1所述的分光模块，其特征在于，
在形成于所述规定的面的所述第1光吸收层中的所述规定的面的相反侧的面，形成有与所述光检测元件电连接的配线。
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