CH712906B1

CH712906B1 - Spektroskop.

Info

Publication number: CH712906B1
Application number: CH00121/18A
Authority: CH
Inventors: Yokino C/O Hamamatsu Photonics K K Takafumi; Shibayama C/O Hamamatsu Photonics K K Katsumi; Kato C/O Hamamatsu Photonics K K Katsuhiko
Original assignee: Hamamatsu Photonics Kk
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2019-07-15
Also published as: US20180224330A1; US10132683B2; US20200109989A1; CH712906B8; CN107923795A; CN107923795B; CN111537066B; US20190250036A1; JPWO2017022839A1; WO2017022839A1; CH714565B8; CH714565B1; US10260944B2; US10539461B2; US10871397B2; JP6113940B1; US20190056267A1; JP6877198B2; CN111537066A; DE112016003516T5

Abstract

Ein Spektrometer (1) weist erfindungsgemäss einen Träger (10) mit einem Bodenwandteil (12), in dem eine Vertiefung (14) mit einer konkav gekrümmten inneren Oberfläche (14a) und ein an die Vertiefung angrenzender peripherer Teil (16) vorgesehen sind, und einem Seitenwandteil (13), der an einer Seite angeordnet ist, an der die Vertiefung (14) in Bezug auf den Bodenwandteil (12) offen ist, ein Lichterfassungselement (30), das durch den Seitenwandteil (13) gestützt ist, während es der Vertiefung (14) gegenüberliegt, und einen dispersiven Teil (52), der an der inneren Oberfläche (14a) der Vertiefung (14), angeordnet ist, auf. Eine Länge der Vertiefung (14) in einer zweiten Richtung, in der eine Vielzahl von Gitternuten (52a), die in dem dispersiven Teil (52) enthalten sind, ausgerichtet ist, ist grösser als eine Länge der Vertiefung in einer dritten Richtung orthogonal zu der zweiten Richtung, wenn in einer ersten Richtung betrachtet, in der die Vertiefung (14) und das Lichterfassungselement (30) einander gegenüberliegen. Ein Bereich des peripheren Teils (16) angrenzend an die Vertiefung (14) in der zweiten Richtung ist grösser als ein Bereich des peripheren Teils (16) angrenzend zu der Vertiefung (14) in der dritten Richtung, wenn in der ersten Richtung betrachtet.

Description

Beschreibung

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet [0001] Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Spektrometer, das Licht dispergiert und erfasst.

Stand der Technik [0002] Es ist ein Spektrometer bekannt, welches einen kastenförmigen Träger, der an seiner Innenseite mit einer Vertiefung versehen ist, ein an einer Öffnung des Trägers angebrachtes Lichterfassungselement, eine Harzschicht, welche die Vertiefung des Trägers bedeckt, und einen dispersiven Teil, der in der Harzschicht vorgesehen ist, aufweist (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).

[0003] Zitationsliste

Patentliteratur

Patentliteratur 1: ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-256 670

Darstellung der Erfindung

Technisches Problem [0004] Das oben beschriebene Spektrometer erfordert eine weitere Miniaturisierung, insbesondere eine Dickenabnahme als Reaktion auf eine Erweiterung der Verwendung. Wenn das Spektrometer jedoch weiter dünner gemacht wird, nimmt der Einfluss von Streulicht relativ zu, wodurch Bedenken hinsichtlich einer Abnahme der Erfassungsgenauigkeit des Spektrometers zunehmen.

[0005] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Spektrometer vorzusehen, das versuchen kann, dünner zu werden, während eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit unterdrückt wird.

Lösung zum Problem [0006] Ein Spektrometer gemäss der vorliegende Erfindung weist einen Träger mit einem Bodenwandteil, in dem eine Vertiefung mit einer konkav gekrümmten inneren Oberfläche und ein an die Vertiefung angrenzender peripherer Teil vorgesehen sind, und einem Seitenwandteil, der an einer Seite angeordnet ist, an der die Vertiefung in Bezug auf den Bodenwandteil offen ist, ein Lichterfassungselement, das durch den Seitenwandteil gestützt ist, während es der Vertiefung gegenüberliegt, und einen dispersiven Teil, der an der inneren Oberfläche der Vertiefung angeordnet ist, auf, wobei eine Länge der Vertiefung in einer zweiten Richtung, in der eine Vielzahl von Gitternuten, die in dem dispersiven Teil enthalten sind, ausgerichtet ist, grösser ist als eine Länge der Vertiefung in einer dritten Richtung orthogonal zu der zweiten Richtung, wenn in einer ersten Richtung betrachtet, in der die Vertiefung und das Lichterfassungselement einander gegenüberliegen, und der Bereich der peripheren Teile angrenzend an die Vertiefung in der zweiten Richtung grösser ist als der Bereich der anderen peripheren Teile angrenzend zu der Vertiefung in der dritten Richtung, wenn in der ersten Richtung betrachtet.

[0007] Bei diesem Spektrometer ist der dispersive Teil an der inneren Oberfläche der Vertiefung angeordnet, die an dem Bodenwandteil des Trägers vorgesehen ist, und das Lichterfassungselement wird durch den Seitenwandteil des Trägers gestützt, während es der Vertiefung gegenüberliegt. Gemäss einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, die Grösse des Spektrometers zu reduzieren. Insbesondere ist es, da die Länge der Vertiefung in der zweiten Richtung, in der die Vielzahl von Gitternuten, die in dem dispersiven Teil enthalten sind, ausgerichtet ist, grösser ist als die Länge der Vertiefung in der dritten Richtung orthogonal zu der zweiten Richtung, wenn in der ersten Richtung betrachtet, bei der die Vertiefung und das Lichterfassungselement einander gegenüberliegen, und der Bereich des peripheren Teils angrenzend an die Vertiefung in der zweiten Richtung grösser ist als ein Bereich des peripheren Teils angrenzend zu der Vertiefung in der dritten Richtung, möglich, den Spektrometer in der dritten Richtung dünner zu machen. Selbst wenn Licht, das durch den dispersiven Teil dispergiert und reflektiert wird, durch das Lichterfassungselement reflektiert wird, kann das Licht ausserdem daran gehindert werden, Streulicht zu werden, indem das Licht in den Randbereich neben der Vertiefung in der zweiten Richtung gelassen wird. Daher ist es mit diesem Spektrometer möglich, eine Dickenabnahme zu versuchen, während eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit unterdrückt wird.

[0008] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist der Seitenwandteil eine ringförmige Form auf, welche die Vertiefung und den peripheren Teil umschliesst, wenn er in der ersten Richtung betrachtet wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Verschlechterung einer Eigenschaft des dispersiven Teils zuverlässig zu unterdrücken.

[0009] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist der periphere Teil eine weg von dem Lichterfassungselement geneigte Oberfläche auf, während die geneigte Oberfläche sich von der Vertiefung entfernt. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn durch den dispersiven Teil dispergiertes und reflektiertes Licht von dem Lichterfassungselement reflektiert wird, das Licht zuverlässiger daran gehindert werden, Streulicht zu werden, indem das Licht in die geneigte Oberfläche des peripheren Teils eingelassen wird.

CH 712 906 B1 [0010] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist der dispersive Teil versetzt, um auf einer Seite in der zweiten Richtung bezüglich einer Mitte der Vertiefung angeordnet zu sein, wenn er in der ersten Richtung betrachtet wird, und der Bereich des peripheren Teils, der an einer Seite der Vertiefung in der zweiten Richtung angeordnet ist, ist grösser als der Bereich des peripheren Teils, der an der anderen Seite der Vertiefung in der zweiten Richtung angeordnet ist, wenn in der ersten Richtung betrachtet. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn durch den dispersiven Teil dispergiertes und reflektiertes Licht von dem Lichterfassungselement reflektiert wird, das Licht zuverlässiger daran gehindert werden, Streulicht zu werden, indem das Licht in den peripheren Teil auf der einen Seite der Vertiefung in der zweiten Richtung eingelassen wird.

[0011] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung quert eine Grenzlinie zwischen der Vertiefung und dem in der zweiten Richtung angrenzenden peripheren Teil den Bodenwandteil entlang der dritten Richtung durch, wenn er in der ersten Richtung betrachtet wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Menge an zu dispergierendem Licht zu erhöhen, indem die Länge des dispersiven Teils in der dritten Richtung erhöht wird, wodurch die Erfassungsempfindlichkeit verbessert wird.

[0012] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die innere Oberfläche der Vertiefung in Form einer gekrümmten Oberfläche in jeder der zweiten Richtung und der dritten Richtung gekrümmt. Auf diese Weise ist es möglich, das durch den dispersiven Teil dispergierte Licht genau auf eine vorbestimmte Position des Lichterfassungselements zu konzentrieren, während versucht wird, die Menge des zu dispergierenden Lichts zu erhöhen.

[0013] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die Vielzahl von Gitternuten in einer gekrümmten Linienform an der gleichen Seite gekrümmt, wenn sie in der ersten Richtung betrachtet wird. Auf diese Weise ist es möglich, das von dem dispersiven Teil dispergierte Licht genau auf eine vorbestimmte Position des Lichterfassungselements zu konzentrieren.

[0014] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind Formen der Vertiefung und des peripheren Teils mittels einer Form des Trägers ausgebildet. Auf diese Weise sind die Formen der Vertiefung und des peripheren Teils genau und stabil abgegrenzt, und somit ist es möglich, den sehr genauen dispersiven Teil zu erhalten.

[0015] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist der Seitenwandteil ein Paar erster Seitenwände, die einander gegenüberliegen, wobei die Vertiefung und der periphere Teil dazwischen in der zweiten Richtung angeordnet sind, und ein Paar zweiter Seitenwände, die einander gegenüberliegen, wobei die Vertiefung und der periphere Teil dazwischen in der dritten Richtung angeordnet sind, auf, wenn sie in der ersten Richtung betrachtet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Ausgestaltung des Trägers zu vereinfachen.

[0016] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind innere Oberflächen des Paares erster Seitenwände, die einander gegenüberliegen, so geneigt, dass sie voneinander entfernt sind, während sich die inneren Oberflächen von der Vertiefung und dem peripheren Teil entfernen und sich dem Lichterfassungselement nähern. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass eine Belastung auf den dispersiven Teil wirkt, indem die Dicke des Seitenwandteils auf der Seite der Vertiefung, in welcher der dispersive Teil vorgesehen ist, relativ erhöht wird. Zusätzlich ist es möglich, das Gewicht des Trägers zu reduzieren, indem die Dicke des Seitenwandteils auf der Seite des Lichterfassungselements relativ verringert wird.

[0017] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung sind innere Oberflächen des Paares zweiter Seitenwände, die einander gegenüberliegen, so geneigt, dass sie sich voneinander entfernen, während sich die inneren Oberflächen von der Vertiefung und dem peripheren Teil entfernen und sich dem Lichterfassungselement nähern. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass eine Belastung auf den dispersiven Teil wirkt, indem die Dicke des Seitenwandteils auf der Seite der Vertiefung, in welcher der dispersive Teil vorgesehen ist, relativ erhöht wird. Zusätzlich ist es möglich, das Gewicht des Trägers zu reduzieren, indem die Dicke des Seitenwandteils auf der Seite des Lichterfassungselements relativ verringert wird.

[0018] In einem Spektrometer gemäss einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist der Spektrometer ferner einen ersten Reflexionsteil auf, der an der inneren Oberfläche der Vertiefung angeordnet ist, wobei ein Lichtdurchlassteil, ein zweiter Reflexionsteil und ein Lichterfassungsteil in dem Lichterfassungselement vorgesehen sein können, der erste Reflexionsteil kann Licht reflektieren, das durch den Lichtdurchlassteil hindurchgeht, der zweite Reflexionsteil kann das von dem ersten Reflexionsteil reflektierte Licht reflektieren, der dispersive Teil kann Licht dispergieren und reflektieren, das von dem zweiten Reflexionsteil reflektiert wird, und der Lichterfassungsteil kann das von dem dispersiven Teil dispergierte und reflektierte Licht erfassen. Reflektierendes Licht, das durch den Lichtdurchlassteil mittels des ersten Reflexionsteil und des zweiten Reflexionsteil hindurchgeht, erleichtert die Einstellung einer Einfallsrichtung des in den dispersiven Teil einfallenden Lichts und eines Diffusions- oder Konvergenzzustands des Lichts. Selbst wenn eine optische Pfadlänge von dem dispersiven Teil zu dem Lichterfassungsteil verkürzt wird, kann somit das durch den dispersiven Teil dispergierte Licht genau auf eine vorbestimmte Position des Lichterfassungsteils konzentriert werden.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung [0019] Gemäss der Erfindung ist es möglich, ein Spektrometer vorzusehen, das versuchen kann, dünner zu werden, während eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit unterdrückt wird.

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Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0020] Fig. 1	ist eine perspektivische Ansicht eines Spektrometers gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2	ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie ll-ll von Fig. 1.
Fig. 3	ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie lll-lll von Fig. 1.
Fig. 4	ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV—IV von Fig. 1.
Fig. 5a und 5b	sind Querschnittsansichten, die einen Prozess eines Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers von Fig. 1 darstellen.
Fig. 6a und 6b	sind Querschnittsansichten, die einen Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers von Fig. 1 darstellen.
Fig. 7a und 7b	sind Querschnittsansichten, die einen Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers von Fig. 1 darstellen.
Fig. 8a und 8b	sind Querschnittsansichten, die einen Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers von Fig. 1 darstellen.
Fig. 9a und 9b	sind Querschnittsansichten, die einen Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers von Fig. 1 darstellen.
Fig. 10a und 10b	sind Querschnittsansichten, die einen Prozess des Verfahrens zum Herstellen des Spektrometers von Fig. 1 darstellen.
Fig. 11a und 11b	sind Querschnittsansichten eines modifizierten Beispiels des Spektrometers von Fig. 1.
Fig. 12a und 12b	sind Querschnittsansichten eines modifizierten Beispiels des Spektrometers von Fig. 1.
Fig. 13	ist eine Querschnittsansicht eines modifizierten Beispiels des Spektrometers von Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsformen [0021] Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen werden dieselben oder äquivalente Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, während ihre überlappenden Beschreibungen weggelassen werden.

[Ausgestaltung des Spektrometers] [0022] Wie in Fig. 1 dargestellt, umfasst in einem Spektrometer 1 ein kastenförmiges Gehäuse 2 einen Träger 10 und eine Abdeckung 20. Der Träger 10 ist als ein spritgegossener Schaltungsträger (MID) ausgestaltet und weist eine Vielzahl von Verdrahtungen 11 auf. Das Spektrometer 1 ist in einer Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ausgebildet, dessen Länge in einer X-Achsen-Richtung, einer Y-Achsen-Richtung (einer Richtung orthogonal zur X-Achsen-Richtung) und einer Z-Achsen-Richtung (eine Richtung senkrecht zu der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung) jeweils kleiner oder gleich 15 mm ist. Insbesondere ist das Spektrometer 1 auf eine Länge von etwa einigen mm in der Y-Achsen-Richtung dünner gemacht.

[0023] Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, sind ein Lichterfassungselement 30, eine Harzschicht 40 und eine reflektierende Schicht 50 in dem Gehäuse 2 vorgesehen. Ein erster Reflexionsteil 51 und ein dispersiver Teil 52 sind in der reflektierenden Schicht vorgesehen. Ein Lichtdurchlassteil 31, ein zweiter Reflexionsteil 32, ein Lichterfassungsteil 33 und ein Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 sind in dem Lichterfassungselement 30 vorgesehen. Der Lichtdurchlassteil 31, der erste Reflexionsteil 51, der zweite Reflexionsteil 32, der dispersive Teil 52, der Lichterfassungsteil 33 und der Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 sind auf der gleichen geraden Linie parallel zu der X-Achsen-Richtung ausgerichtet, wenn sie in einer optischen Achsen-Richtung von Licht L1 (das heisst, in der Z-Achsen-Richtung) durch den Lichtdurchlassteil 31 betrachtet werden.

[0024] In dem Spektrometer 1 wird das durch den Lichtdurchlassteil 31 hindurchgehende Licht L1 durch den ersten Reflexionsteil 51 reflektiert, und das durch den ersten Reflexionsteil 51 reflektierte Licht L1 wird durch den zweiten Reflexionsteil 32 reflektiert. Das Licht L1, das durch den zweiten Reflexionsteil 32 reflektiert wird, wird durch den dispersiven Teil 52 dispergiert und reflektiert. In vom dispersiven Teil 52 dispergiertem und reflektiertem Licht tritt Licht L2, das kein Licht nullter Ordnung LO ist, das zu dem Lichterfassungsteil 33 gerichtet ist, in den Lichterfassungsteil 33 ein und wird durch den Lichterfassungsteil 33 erfasst, und das Licht nullter Ordnung LO tritt in den Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 ein und

CH 712 906 B1 wird durch den Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 erfasst. Ein optischer Pfad des Lichts L1 von dem Lichtdurchlassteil 31 zu dem dispersiven Teil 52, ein optischer Pfad des Lichts L2 von dem dispersiven Teil 52 zu dem Lichterfassungsteil 33 und ein optischer Pfad des Lichts nullter Ordnung L0 von dem dispersiven Teil 52 zu dem Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 sind in einem Raum S innerhalb des Gehäuses 2 ausgebildet.

[0025] Der Träger 10 hat einen Bodenwandteil 12 und einen Seitenwandteil 13. Eine Vertiefung 14 und periphere Teile 15 und 16 sind an einer Oberfläche des Bodenwandteils 12 auf der Seite des Raums S vorgesehen. Der Seitenwandteil 13 ist auf einer Seite angeordnet, auf der die Vertiefung 14 in Bezug auf den Bodenwandteil 12 offen ist. Der Seitenwandteil hat eine rechteckige Ringform, welche die Vertiefung 14 und die peripheren Teile 15 und 16 bei Betrachtung in der Z-Achsen-Richtung umschliesst. Genauer gesagt weist das Seitenwandteil 13 ein Paar erster Seitenwände 17 und ein Paar zweiter Seitenwände 18 auf. Das Paar erster Seitenwände 17 liegt einander gegenüber, wobei die Vertiefung 14 und die peripheren Teile 15 und 16 dazwischen in derX-Achsen-Richtung angeordnet sind, wenn sie in der Z-Achsen-Richtung betrachtet werden. Das Paar von zweiten Seitenwänden 18 liegt einander gegenüber, wobei die Vertiefung 14 und die peripheren Teile 15 und 16 dazwischen in der Y-Achsen-Richtung angeordnet sind, wenn sie in der Z-Achsen-Richtung betrachtet werden. Der Bodenwandteil 12 und der Seitenwandteil 13 sind integral aus Keramik wie AIN, AI2O3, usw. ausgebildet.

[0026] Ein erster aufgeweiteter Teil 13a und ein zweiter aufgeweiteter Teil 13b sind in dem Seitenwandteil 13 vorgesehen. Der erste aufgeweitete Teil 13a ist ein gestufter Teil, in dem der Raum S nur in der X-Achsen-Richtung auf der gegenüberliegenden Seite von dem Boden aufgeweitet ist. Der zweite aufgeweitete Teil 13b ist ein gestufter Teil, in dem der erste aufgeweitete Teil 13a in jeder der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung auf der gegenüberliegenden Seite von dem Bodenwandteil 12 aufgeweitet ist. Ein erster Endteil 11a jeder der Verdrahtungen 11 ist in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a angeordnet. Jede der Verdrahtungen 11 erreicht einen zweiten Endteil 11b, der an einer Aussenfläche einer der zweiten Seitenwände 18 durch den zweiten aufgeweiteten Teil 13b und Aussenflächen der ersten Seitenwände 17 von dem ersten Endteil 11a (siehe Fig. 1) angeordnet ist. Jede der Verdrahtungen 11 erreicht einen zweiten Endteil 11b, der an einer Aussenfläche einer der zweiten Seitenwände 18 durch den zweiten aufgeweiteten Teil 13b und Aussenflächen der ersten Seitenwände 17 von dem ersten Endteil 11a (siehe Fig. 1) angeordnet ist. Jeder zweite Endteil 11b fungiert als eine Elektrodenanschlussfläche zum Anbringen des Spektrometers 1 auf einer externen Leiterplatte und gibt ein elektrisches Signal zu/von dem Lichterfassungsteil 33 des Lichterfassungselements 30 durch jede Verdrahtung 11 ein/aus.

[0027] Wie in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt, ist eine Länge der Vertiefung 14 in der X-Achsen-Richtung grösser als eine Länge der Vertiefung 14 in der Y-Achsen-Richtung, wenn in der Z-Achsen-Richtung betrachtet. Die Vertiefung weist eine konkav gekrümmte innere Oberfläche 14a auf. Zum Beispiel hat die innere Oberfläche 14a eine Form, bei der beide Seiten einer sphärischen Oberfläche (sphärische Krone) durch eine Ebene parallel zu einer ZX-Ebene abgeschnitten sind. Auf diese Weise ist die innere Oberfläche 14a in einer Form einer gekrümmten Oberfläche sowohl in der X-Achsen-Richtung als auch in der Y-Achsen-Richtung gekrümmt. Das heisst, die innere Oberfläche 14a ist in einer Form einer gekrümmten Oberfläche gekrümmt, wenn sie in der Y-Achsen-Richtung betrachtet wird (siehe Fig. 2) und wenn sie in der X-Achsen-Richtung betrachtet wird (siehe Fig. 3).

[0028] Jeder der peripheren Teile 15 und 16 ist zu der Vertiefung 14 in derX-Achsen-Richtung angrenzend. Der periphere Teil 15 ist auf einer Seite der ersten Seitenwand 17 (einer Seite in der X-Achsen-Richtung) in Bezug auf die Vertiefung 14 angeordnet, wenn er in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird. Der periphere Teil 16 ist auf der Seite der anderen ersten Seitenwand 17 (der anderen Seite in der X-Achsen-Richtung) in Bezug auf die Vertiefung 14 angeordnet, wenn er in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird. Ein Bereich des peripheren Teils 15 ist grösser als ein Bereich des peripheren Teils 16, wenn er in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird. In dem Spektrometer 1 ist die Fläche des peripheren Teils 16 derart verengt, dass eine Aussenkante der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 17a der anderen ersten Seitenwand 17 kommt, wenn sie von einer Z-Achsen-Richtung betrachtet wird. Der periphere Teil 15 weist eine geneigte Oberfläche 15a auf. Die geneigte Oberfläche 15a ist geneigt, um von dem Lichterfassungselement 30 entlang der Z-Achsen-Richtung entfernt zu sein, wenn sich die geneigte Oberfläche 15a von der Vertiefung 14 entlang der X-Achsen-Richtung entfernt.

[0029] Formen der Vertiefung 14 und der peripheren Teile 15 und 16 werden durch eine Form des Trägers 10 ausgebildet. Das heisst, die Vertiefung 14 und die peripheren Teile 15 und 16 sind nur durch den Träger 10 abgegrenzt. Die innere Oberfläche 14a der Vertiefung 14 und eine innere Oberfläche 17a einer ersten Seitenwand 17 sind durch den peripheren Teil 15 miteinander verbunden (das heisst physikalisch voneinander getrennt). Die innere Oberfläche 14a der Vertiefung 14 und die innere Oberfläche 17a der anderen ersten Seitenwand 17 sind durch den peripheren Teil 16 miteinander verbunden (das heisst physikalisch voneinander getrennt). Die innere Oberfläche 14a der Vertiefung 14 und eine innere Oberfläche 18a jeder zweiten Seitenwand 18 sind durch eine Schnittlinie (eine Ecke, eine Biegeposition usw.) zwischen einer Oberfläche und einer Oberfläche miteinander verbunden. Auf diese Weise sind die innere Oberfläche 14a der Vertiefung 14 und die jeweiligen inneren Oberflächen 17a und 18a des Seitenwandteils 13 in einem diskontinuierlichen Zustand miteinander verbunden (ein physikalisch getrennter Zustand, ein Zustand, bei dem sie durch eine Schnittlinie zwischen einer Oberfläche und einer Oberfläche miteinander verbunden sind). Eine Grenzlinie 19 zwischen der Vertiefung 14 und dem peripheren Teil 15, die in der X-Achsen-Richtung einander angrenzend sind, wenn sie in einer Z-Achsen-Richtung betrachten werden, durchquert den Bodenwandteil 12 entlang der Y-Achsen-Richtung (siehe Fig. 4). Das heisst beide Enden der Grenzlinie 19 erreichen die innere Oberfläche 18a jeder zweiten Seitenwand 18.

CH 712 906 B1 [0030] Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, weist das Lichterfassungselement 30 ein Substrat 35 auf. Zum Beispiel ist das Substrat 35 in einer rechteckigen Plattenform unter Verwendung eines Halbleitermaterials wie etwa Silikon ausgebildet. Der Lichtdurchlassteil 31 ist ein Schlitz, der in dem Substrat 35 ausgebildet ist und sich in der Y-Achsen-Richtung erstreckt. Der Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 ist ein Schlitz, der in dem Substrat 35 ausgebildet ist, und ist zwischen dem Lichtdurchlassteil 31 und dem Lichterfassungsteil 33 angeordnet, wenn er in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird, und erstreckt sich in der Y-Achsen-Richtung. In dem Lichtdurchlassteil 31 verbreitert sich ein Endteil an einer Eintrittsseite des Lichts L1 zu der Eintrittsseite des Lichts L1 in jeder der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtungen. Zusätzlich verbreitert sich in dem Lichterfassungsteil nullter Ordnung ein Endteil auf der gegenüberliegenden Seite von einer Eintrittsseite des Lichts nullter Ordnung L0 zu der entgegengesetzten Seite von der Eintrittsseite des Lichts nullter Ordnung L0 in jeder der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtungen. Wenn das Licht nullter Ordnung L0 so ausgestaltet ist, dass es schräg in den Lichterfassungsteil nullter Ordnung eintritt, kann zuverlässiger verhindert werden, dass das Licht nullter Ordnung L0, das in den Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 eintritt, in den Raum S zurückkehrt.

[0031] Der zweite Reflexionsteil 32 ist in einem Bereich zwischen dem Lichtdurchlassteil 31 und dem Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 auf einer Oberfläche 35a des Substrats 35 auf der Seite des Raums S vorgesehen. Zum Beispiel entspricht der zweite Reflexionsteil 32 einem Metallfilm aus AI, Au usw. und fungiert als planarer Spiegel.

[0032] Der Lichterfassungsteil 33 ist auf der Oberfläche 35a des Substrats 35 vorgesehen. Genauer gesagt ist der Lichterfassungsteil 33 in das aus dem Halbleitermaterial hergestellte Substrat 35 eingesetzt und nicht an dem Substrat 35 angebracht. Das heisst, der Lichterfassungsteil 33 weist eine Vielzahl von Photodioden auf, die in einem Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps innerhalb des Substrats 35 aus dem Halbleitermaterial und einem Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in dem Bereich vorgesehen ist, ausgebildet sind. Zum Beispiel ist der Lichterfassungsteil 33 als eine Photodiodenanordnung, ein C-MOS-Bildsensor, ein CCD-Bildsensor usw. ausgestaltet und weist eine Vielzahl von Lichterfassungskanälen auf, die entlang der X-Achsen-Richtung angeordnet sind. Lichter L2 mit unterschiedlichen Wellenlängen werden in die jeweiligen Lichterfassungskanäle des Lichterfassungsteils 33 eingelassen. Eine Vielzahl von Anschlüssen 36 zum Eingeben/Ausgeben elektrischer Signale zu/von dem Lichterfassungsteil 33 ist auf der Oberfläche 35a des Substrats 35 vorgesehen. Der Lichterfassungsteil 33 kann als eine auf die Oberfläche einfallende Photodiode oder eine auf die hintere Oberfläche einfallende Photodiode ausgestaltet sein. Wenn der Lichterfassungsteil 33 als die auf die hintere Oberfläche einfallende Photodiode ausgestaltet ist, ist die Vielzahl von Anschlüssen 36 auf einer Oberfläche des Substrats auf der gegenüberliegenden Seite von der Oberfläche 35a vorgesehen. Somit ist in diesem Fall jeder der Anschlüsse elektrisch mit einem ersten Endteil 11a einer entsprechenden Verdrahtung 11 durch Drahtbonden verbunden.

[0033] Das Lichterfassungselement 30 ist in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a des Seitenwandteils 13 angeordnet. Ein Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und der erste Endteil 11a der Verdrahtung 11, die einander in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a gegenüberliegen, sind durch eine Lötschicht 3 miteinander verbunden. Zum Beispiel sind der Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und der erste Endteil 11 a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegen, miteinander durch die Lotschicht 3 verbunden, die auf einer Oberfläche des Anschlusses 36 durch eine Plattierungsschicht einer Basis (Ni-Au, Ni-Pd-Au usw.) ausgebildet sind. In diesem Fall sind in dem Spektrometer 1 das Lichterfassungselement 30 und der Seitenwandteil 13 durch die Lötschicht 3 miteinander verbunden, und der Lichterfassungsteil 33 des Lichterfassungselements 30 und die Vielzahl von Verdrahtungen 11 sind elektrisch miteinander verbunden. Zum Beispiel ist ein Verstärkungselement 7, das aus Harz hergestellt ist, angeordnet, um einen Verbindungsteil zwischen dem Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und dem ersten Endteil 11 a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegen, zwischen dem Lichterfassungselement 30 und dem ersten aufgeweiteten Teil 13a abzudecken. Auf diese Weise ist das Lichterfassungselement 30 an dem Seitenwandteil 13 angebracht und wird durch den Seitenwandteil 13 gestützt, während es der Vertiefung 14 gegenüberliegt. In dem Spektrometer 1 entspricht die Z-Achsen-Richtung einer ersten Richtung, in der die Vertiefung 14 und das Lichterfassungselement 30 einander gegenüberliegen.

[0034] Die Harzschicht 40 ist auf der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 angeordnet. Die Harzschicht 40 wird durch Pressen eines Formwerkzeugs gegen ein Harzmaterial entsprechend einem Formmaterial (z. B. photohärtende Epoxidharze, Acrylharze, Harze auf Fluorbasis, optische Harze, Silikon und Nachbildungen wie organische/anorganische Hybridharze) und Härten des Harzmaterials (durch Lichthärtung unter Verwendung von UV-Licht oder thermische Härtung usw.) in diesem Zustand ausgebildet.

[0035] Ein Gittermuster 41 ist in einem Bereich der Harzschicht 40 vorgesehen, der versetzt ist, um auf der Seite des peripheren Teils 15 (eine Seite in der X-Achsen-Richtung) in Bezug auf eine Mitte der Vertiefung 14 bei Betrachtung in der Z-Achsen-Richtung angeordnet zu sein. Zum Beispiel entspricht das Gittermuster 41 einem Blaze-Gitter mit einem gezackten Querschnitt, einem Binärgitter mit einem rechteckigen Querschnitt, einem holographischen Gitter mit einem sinusförmigen Querschnitt usw.

[0036] Die Harzschicht 40 ist von der inneren Oberfläche 17a der einen ersten Seitenwand 17 (der ersten Seitenwand 17 auf der linken Seite in Fig. 2) entfernt und kommt mit jeder der inneren Oberfläche 17a der anderen ersten Seitenwand 17 (die erste Seitenwand 17 auf der rechten Seite in Fig. 2), einer inneren Oberfläche 18a einer zweiten Seitenwand 18 und einer inneren Oberfläche 18a der anderen zweiten Seitenwand 18 in Kontakt. Die Harzschicht 40 weitet sich entlang jeder der zweiten Seitenwände 18, der inneren Oberfläche 17a der anderen ersten Seitenwand 17, der inneren Oberfläche 18a

CH 712 906 B1 der einen zweiten Seitenwand 18 und der inneren Oberfläche 18a der anderen zweiten Seitenwand 18 auf, um die inneren Oberflächen 17a und 18a von der inneren Oberfläche 14a hochzusteigen.

[0037] Eine Dicke der Harzschicht 40 in der Z-Achsen-Richtung ist grösser in einem Teil 43 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 17a und einem Teil 44 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 18a als in einem Teil 42, der an der inneren Oberfläche 14a angeordnet ist. Das heisst, eine «Dicke H2 entlang der Z-Achsen-Richtung» des Teils 43 in der Harzschicht 40 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 17a und eine «Dicke H3 entlang der Z-Achsen-Richtung» des Teils 44 in der Harzschicht 40 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 18a sind grösser als eine «Dicke H1 entlang der Z-Achsen-Richtung» des Teils 42 in der Harzschicht 40, die auf der inneren Oberfläche 14a angeordnet ist. Zum Beispiel ist H1 ungefähr mehrere μ bis 80 μm (ein minimaler Wert ist grösser als oder gleich eine Dicke, die ausreicht, um die Oberflächenrauheit des Trägers 10 zu füllen), und jedes von H2 und H3 ist ungefähr einige hundert μm.

[0038] Die Harzschicht 40 erreicht die geneigte Oberfläche 15a des peripheren Teils 15. Die Dicke der Harzschicht 40 in der Z-Achsen-Richtung ist in einem Teil 45, der den peripheren Teil 15 erreicht, grösser als in dem Teil 42, der auf der inneren Oberfläche 14a angeordnet ist. Das heisst, eine «Dicke H4 entlang der Z-Achsen-Richtung» des Teils 45 in der Harzschicht 40, die den peripheren Teil 15 erreicht, ist grösser als die «Dicke H1 entlang der Z-Achsen-Richtung» des Teils 42 in der Harzschicht 40, der auf der inneren Oberfläche 14a angeordnet ist. Zum Beispiel ist H4 ungefähr einige hundert μm.

[0039] Wenn sich hier die «Dicken entlang der Z-Achsen-Richtung» in den jeweiligen Teilen 42,43,44 und 45 ändern, kann ein Durchschnittswert der Dicken in den jeweiligen Teilen 42, 43, 44 und 45 als «Dicken entlang der Z-Achsen-Richtung» der jeweiligen Teile 42, 43, 44 und 45 angenommen werden. Eine «Dicke entlang einer Richtung senkrecht zu der inneren Oberfläche 17a» des Teils 43 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 17a, eine «Dicke entlang einer Richtung orthogonal zur inneren Oberfläche 18a» des Teils 44 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 18a, und eine «Dicke entlang einer Richtung orthogonal zur geneigten Oberfläche 15a» des Teils 45, der den peripheren Teil 15 erreicht, ist grösser als die «Dicke H1 entlang einer Richtung orthogonal zu der inneren Oberfläche 14a» des Teils 42, der auf der inneren Oberfläche 14a angeordnet ist. Die oben beschriebene Harzschicht 40 wird in einem kontinuierlichen Zustand ausgebildet.

[0040] Die reflektierende Schicht 50 ist auf der Harzschicht 40 angeordnet. Beispielsweise entspricht die reflektierende Schicht 50 einem Metallfilm aus AI, Au usw. Ein Bereich der reflektierenden Schicht 50 gegenüber dem Lichtdurchlassteil 31 des Lichterfassungselements 30 in der Z-Achsen-Richtung entspricht dem ersten Reflexionsteil 51, der als ein konkaver Spiegel wirkt. Der erste Reflexionsteil 51 ist an der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 angeordnet und ist versetzt, um auf der Seite des peripheren Teils 16 (der anderen Seite in der X-Achsen-Richtung) in Bezug auf das Zentrum der Vertiefung 14 angeordnet zu sein, wenn er in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird. Ein Bereich der reflektierenden Schicht 50, der das Gittermuster 41 der Harzschicht 40 bedeckt, entspricht dem dispersiven Teil 52, der als Reflexionsgitter wirkt. Der dispersive Teil 52 ist auf der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 angeordnet und ist versetzt, um auf der Seite des peripheren Teils 15 (der einen Seite in der X-Achsen-Richtung) in Bezug auf das Zentrum der Vertiefung 14 angeordnet zu sein, wenn er in Z-Achsen-Richtung betrachtet wird. Auf diese Weise sind der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 in der Harzschicht 40 auf der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 vorgesehen.

[0041] Eine Vielzahl von Gitternuten 52a, die in dem dispersiven Teil 52 enthalten sind, weist eine Form auf, die einer Form des Gittermusters 41 entspricht. Die Vielzahl von Gitternuten 52a ist in der X-Achsen-Richtung ausgerichtet, wenn in der Z-Achsen-Richtung betrachtet, und ist in einer gekrümmten Linienform gekrümmt (zum Beispiel eine Bogenform, die zur Seite des peripheren Teils 15 konvex ist) auf der gleichen Seite, wenn in der Z-Achsen-Richtung betrachtet (siehe Fig. 4). In dem Spektrometer 1 entspricht die X-Achsen-Richtung einer zweiten Richtung, in der die Vielzahl von Gitternuten 52a ausgerichtet ist, wenn in der Z-Achsen-Richtung betrachtet, und die Y-Achsen-Richtung ist eine dritte Richtung orthogonal zu der zweiten Richtung in Z-Achsen-Richtung betrachtet.

[0042] Die reflektierende Schicht 50 bedeckt den gesamten Teil 42 (einschliesslich des Gittermusters 41), der auf der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 angeordnet ist, den gesamten Teil 43 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 17a der anderen ersten Seitenwand 17, den gesamten Teil 44 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 18a jeder zweiten Seitenwand 18, und einen Abschnitt des Teils 45, der den peripheren Teil 15 in der Harzschicht 40 erreicht. Das heisst, die reflektierende Schicht 50, die in dem ersten Reflexionsteil 51 und dem dispersiven Teil 52 enthalten ist, ist auf der Harzschicht 40 in einem kontinuierlichen Zustand angeordnet.

[0043] Die Abdeckung 20 weist ein lichtdurchlässiges Element 21 und einen lichtabschirmenden Film 22 auf. Beispielsweise ist das lichtdurchlässige Element 21 in einer rechteckigen Plattenform unter Verwendung eines Materials ausgebildet, das das Licht L1 durchlässt, wobei Beispiele dafür Siliciumdioxid, Borosilicatglas (BK7), Pyrex (eingetragene Marke), Glas und Kovar-Glas sind. Der lichtabschirmenden Film 22 ist auf einer Oberfläche 21a des Lichtübertragungselements 21 auf der Seite des Raums S ausgebildet. Eine Lichtübertragungsöffnung 22a ist in dem lichtabschirmenden Film 22 so ausgebildet, dass sie dem Lichtdurchlassteil 31 des Lichterfassungselements 30 in der Z-Achsen-Richtung gegenüberliegt. Die Lichtübertragungsöffnung 22a ist ein Schlitz, der in dem der lichtabschirmende Film 22 ausgebildet ist und sich in der Y-Achsen-Richtung erstreckt.

[0044] Wenn ein Infrarotstrahl erfasst wird, sind Silizium, Germanium usw. als Materialien des lichtdurchlässigen Elements 21 wirksam. Zusätzlich kann das lichtdurchlässige Element 21 mit einer AR(Antireflexions)-Schicht versehen sein und kann eine solche Filterfunktion aufweisen, um nur eine vorbestimmte Lichtwellenlänge durchzulassen. Ferner können zum

CH 712 906 B1

Beispiel ein schwarzer Resist, AI usw. als Materialien des lichtabschirmenden Films 22 verwendet werden. Hier ist der schwarze Resist als das Material des lichtabschirmenden Films 22 vom Standpunkt der nullten Ordnung wirksam, sodass Licht LO, das in den Lichterfassungsteil nullter Ordnung eintritt, daran gehindert wird, in den Raum S zurückzukehren. Beispielsweise kann der lichtabschirmende Film 22 einem Verbundfilm entsprechen, der eine Al-Schicht aufweist, welche die Oberfläche 21a des Lichtübertragungselements 21 bedeckt und eine Schwarzresistschicht, die zumindest in einem Bereich der Al-Schicht gegenüber dem Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 vorgesehen ist. Das heisst, in dem Kompositfilm sind die Al-Schicht und die Schwarzresistschicht in dieser Reihenfolge auf der Seite des Raums S des Lichtübertragungselements 21 gestapelt.

[0045] Die Abdeckung 20 ist in dem zweiten aufgeweiteten Teil 13b des Seitenwandteils 13 angeordnet. Beispielsweise ist ein aus Kunstharz, Lot, usw. hergestelltes Dichtungselement 4 zwischen der Abdeckung 20 und dem zweiten aufgeweiteten Teil 13b angeordnet. In dem Spektrometer 1 sind die Abdeckung 20 und der Seitenwandteil 13 durch das Dichtungselement 4 aneinander befestigt und der Raum S ist luftdicht abgedichtet.

[Funktion und Wirkung] [0046] Gemäss dem Spektrometer 1 ist es möglich, Dickenabnahme zu versuchen, während eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit aus den folgenden Gründen unterdrückt wird.

[0047] Zuerst wird der dispersive Teil 52 auf der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 angeordnet, der in dem Bodenwandteil 12 des Trägers 10 vorgesehen ist, und das Lichterfassungselement 30 wird durch den Seitenwandteil 13 des Trägers 10 abgestützt, während es der Vertiefung 14 gegenüberliegt. Gemäss einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, die Grösse des Spektrometers 1 zu reduzieren. Insbesondere ist in dem Spektrometer 1, wenn in derZ-AchsenRichtung betrachtet, die Länge der Vertiefung 14 in der X-Achsen-Richtung grösser als die Länge der Vertiefung 14 in der Y-Achsen-Richtung, und der periphere Teil ist nicht auf der Seite der einen zweiten Seitenwand 18 und der zweiten Seitenwand 18 in Bezug auf die Vertiefung 14 vorgesehen. Auf diese Weise kann das Spektrometer 1 in der Y-AchsenRichtung verschmälert sein.

[0048] Selbst wenn Licht, das durch den dispersiven Teil 52 dispergiert und reflektiert wird, durch das Lichterfassungselement 30 reflektiert wird, kann das Licht ausserdem daran gehindert werden, Streulicht zu werden, indem das Licht in den peripheren Teil 15 gelassen wird, der eine ausreichende Fläche im Vergleich zu dem peripheren Teil 16 aufweist. Insbesondere in dem Spektrometer 1 ist es möglich, zu verhindern, da der periphere Teil 15 die geneigte Oberfläche 15a enthält, die sich von dem Lichterfassungselement 30 entfernt, dass von der geneigten Oberfläche 15a reflektiertes Licht direkt zu dem Lichterfassungsteil 33 des Lichterfassungselements 30 zurückkehrt.

[0049] Wie oben beschrieben, ist es gemäss dem Spektrometer 1 möglich, eine Verschmälerung zu versuchen, während eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit unterdrückt wird. Insbesondere weist das Seitenwandteil 13 in dem Spektrometer 1 eine ringförmige Form auf, welche die Vertiefung 14 und die peripheren Teile 15 und 16 bei Betrachtung in der Z-Achsen-Richtung umschliesst. Auf diese Weise ist es möglich, eine Verschlechterung einer Eigenschaft des dispersiven Teils 52 zuverlässig zu unterdrücken. Zusätzlich wird in dem Spektrometer 1 das durch den Lichtdurchlassteil 31 hindurchtretende Licht L1 durch den ersten Reflexionsteil 51 und den zweiten Reflexionsteil 32 in der Reihenfolge reflektiert und tritt in den dispersiven Teil 52 ein, was die Einstellung einer Einfallsrichtung des Lichts L1, das in den dispersiven Teil 52 eintritt, und eines Diffusions- oder Konvergenzzustands des Lichts L1 erleichtert. Selbst wenn eine optische Pfadlänge von dem dispersiven Teil 52 zu dem Lichterfassungsteil 33 verkürzt wird, kann somit das durch den dispersiven Teil 52 dispergierte Licht L2 genau auf eine vorbestimmte Position des Lichterfassungsteils 33 konzentriert werden.

[0050] Ausserdem sind in dem Spektrometer 1 der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 an der Vertiefung 14 vorgesehen, deren Länge in der X-Achsen-Richtung grösser ist als die Länge in der Y-Achsen-Richtung, um entlang der X-Achsen-Richtung zu liegen. Auf diese Weise ist es möglich, die Erfassungsempfindlichkeit zu verbessern, indem eine effektive Fläche des dispersiven Teils 52 vergrössert wird, während das Spektrometer 1 in der Y-Achsen-Richtung dünner gemacht wird. Auch wenn Licht, das durch den dispersiven Teil 52 dispergiert und reflektiert wird, durch das Lichterfassungselement 30 reflektiert wird und zu der Vertiefung 14 zurückkehrt, kann das Licht zu der gegenüberliegenden Seite von dem Lichterfassungsteil 33 freigegeben werden.

[0051] Zusätzlich ist in dem Spektrometer 1 der dispersive Teil 52 so versetzt, dass er auf einer Seite in der X-AchsenRichtung in Bezug auf das Zentrum der Vertiefung 14 angeordnet ist, wenn er in der Z-Achsen-Richtung betrachtet wird. Ferner ist, wenn in der Z-Achsen-Richtung betrachtet, der Bereich des peripheren Teils 15, der auf einer Seite der Vertiefung 14 in der X-Achsen-Richtung angeordnet ist, grösser als der Bereich des peripheren Teils 16, der auf der anderen Seite der Vertiefung 14 in der X-Achsen-Richtung liegt. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn durch den dispersiven Teil 52 dispergiertes und reflektiertes Licht durch das Lichterfassungselement 30 reflektiert wird, das Licht zuverlässiger daran gehindert werden, Streulicht zu werden, indem das Licht in den peripheren Teil 15 auf einer Seite der Vertiefung 14 in der X-Achsen-Richtung gelangt.

[0052] In dem Spektrometer 1 durchquert die Begrenzungslinie 19 zwischen der Vertiefung 14 und dem peripheren Teil 15, die in der X-Achsen-Richtung angrenzend zueinander sind, in der Z-Achsen-Richtung den Bodenwandteil 12 entlang der Y-Achsen-Richtung. Auf diese Weise ist es möglich, die Menge an zu dispergierendem Licht durch Vergrössern der Länge des dispersiven Teils 52 in der Y-Achsen-Richtung zu erhöhen, wodurch die Erfassungsempfindlichkeit verbessert wird.

CH 712 906 B1 [0053] Zusätzlich sind in dem Spektrometer 1 der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 auf der inneren Oberfläche 14a der einen Vertiefung 14 angeordnet. Wenn der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 jeweils in separaten Vertiefungen vorgesehen sind, wird ein optischer Pfad durch einen Vorsprung behindert, der zwischen der Vertiefung und der Vertiefung ausgebildet ist, sodass ein Freiheitsgrad des optischen Pfaddesigns abnimmt. Infolgedessen besteht die Befürchtung, dass die Miniaturisierung des Spektrometers 1 behindert werden könnte. Da andererseits in dem Spektrometer 1 der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 in einer Vertiefung 14 vorgesehen sind, ist ein Freiheitsgrad des optischen Pfaddesigns verbessert. Infolgedessen ist eine Miniaturisierung des Spektrometers 1 möglich.

[0054] Ausserdem ist in dem Spektrometer 1 die innere Oberfläche 14a der Vertiefung 14 in einer Form einer gekrümmten Oberfläche sowohl in derX-Achsen-Richtung als auch in derY-Achsen-Richtung gekrümmt. Auf diese Weise ist es möglich, das durch den dispersiven Teil 52 dispergierte Licht genau auf eine vorbestimmte Position des Lichterfassungselements 30 zu konzentrieren, während versucht wird, die Menge des zu dispergierenden Lichts zu erhöhen.

[0055] Zusätzlich sind in dem Spektrometer 1, wenn in der Z-Achsen-Richtung betrachtet, die Vielzahl von Gitternuten 52a in einer gekrümmten Linienform auf der gleichen Seite gekrümmt. Auf diese Weise ist es möglich, das von dem dispersiven Teil 52 dispergierte Licht genau auf eine vorbestimmte Position des Lichterfassungselements 30 zu konzentrieren.

[0056] Zusätzlich sind in dem Spektrometer 1 die Formen der Vertiefung 14 und der peripheren Teile 15 und 16 durch die Form des Trägers 10 ausgebildet. Auf diese Weise sind die Formen der Vertiefung 14 und der peripheren Teile 15 und 16 genau und stabil abgegrenzt, und somit ist es möglich, den hochpräzisen dispersiven Teil 52 zu erhalten.

[0057] Zusätzlich sind in dem Spektrometer 1 der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 in der Harzschicht 40 vorgesehen. Auf diese Weise erhöht sich der Bereich, in dem die Harzschicht 40 die Oberfläche des Trägers 10 bedeckt, und somit ist es möglich, die Erzeugung von Streulicht zu unterdrücken, das durch Streuung von Licht auf der Oberfläche des Trägers 10 verursacht wird. Wenn die Oberfläche des Trägers 10 mit der Harzschicht 40 bedeckt ist, ist es möglich, leicht und genau eine Oberfläche zu erhalten, welche die Streuung von Licht unterdrücken kann, ohne von einem Zustand der Form des Trägers 10 beeinflusst zu werden.

[0058] Zum Beispiel kann ein Material des Trägers 10 Keramik aus Standpunkten entsprechen, sodass es möglich ist, eine Ausdehnung und Kontraktion des Trägers 10 zu unterdrücken, die aus einer Temperaturänderung einer Umgebung resultiert, in der das Spektrometer 1 verwendet wird, Erzeugung von Wärme im Lichterfassungsteil 33 usw., und es ist möglich, eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit (eine Verschiebung der Peak-Wellenlänge in Licht, das durch den Lichterfassungsteil 33 etc. erfasst wird) zu unterdrücken, resultierend aus dem Auftreten einer Varianz in einer Positionsbeziehung zwischen dem dispersiven Teil 52 und der Lichterfassungsteil 33. Zusätzlich kann das Material des Trägers 10 Kunststoff (PPA, PPS, LCP, PEAK usw.) von einem Standpunkt aus entsprechen, sodass es möglich ist, das Formen des Trägers 10 zu erleichtern und das Gewicht des Trägers 10 zu reduzieren. Unabhängig von dem für den Träger 10 verwendeten Material ist jedoch wahrscheinlich die Oberflächenrauheit des Trägers 10 gross, wenn der Träger 10 mit einer bestimmten Dicke und Grösse hergestellt werden soll. Insbesondere wenn das Material des Trägers 10 Keramik entspricht, ist die Oberflächenrauheit des Trägers 10 wahrscheinlich gross. Selbst wenn das Material des Trägers 10 Kunststoff entspricht, ist die Oberflächenrauheit des Trägers 10 wahrscheinlich relativ gross (z.B. etwa 40 bis 50 μm). (In dem kleinen Spektrometer 1, in dem die Tiefe der Gitternut 52a 5 μm oder weniger beträgt, kann die Oberflächenrauheit von etwa 40 bis 50 μm als relativ gross angesehen werden). Daher ist es möglich, unabhängig von einem Material, das als das Material des Trägers 10 verwendet wird, leicht und genau eine Oberfläche zu erhalten, die glatter ist als die Oberfläche des Trägers 10 und eine Lichtstreuung (die Oberfläche der Harzschicht 40 hat eine kleinere Oberflächenrauheit als die Oberflächenrauheit des Trägers 10) durch Bedecken der Oberfläche des Trägers 10 mit der Harzschicht 40 unterdrücken kann.

[0059] Zusätzlich ist in dem Spektrometer 1 die reflektierende Schicht 50, in welcher der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 ausgebildet sind, in einem kontinuierlichen Zustand an der Harzschicht 40 angeordnet. Auf diese Weise nimmt der Bereich, in dem die reflektierende Schicht 50 die Oberfläche der Harzschicht 40 bedeckt, zu und es ist somit möglich, die Erzeugung von Streulicht zu unterdrücken, das aus der Streuung von Licht auf der Oberfläche der Harzschicht 40 resultiert. Zusätzlich wird Licht, das durch den dispersiven Teil 52 dispergiert und reflektiert wird, reflektiert durch das Lichterfassungselement 30, das Licht wird durch die reflektierende Schicht 50 in dem kontinuierlichen Zustand zu der Seite des Lichtdurchlassteile 31 reflektiert, und somit ist es möglich, zu verhindern, dass das Licht direkt zu dem Lichterfassungsteil 33 zurückkehrt. In diesem Fall ist es schwierig, eine NA des Lichts L1 durch den ersten Reflexionsteil 51 zu definieren. In dem Spektrometer 1 ist es jedoch möglich, NA des Lichts L1, das durch die Lichtübertragungsöffnung 22a des lichtabschirmenden Films 22 und den Lichtdurchlassteil 31 des Lichterfassungselements 30 in den Raum S eintritt, zu definieren und NA des Lichts L1 zu definieren, das von dem ersten Reflexionsteil 51 durch den zweiten Reflexionsteil 32 des Lichterfassungselements 30 reflektiert wird.

[0060] Zusätzlich weist in dem Spektrometer 1 der Träger 10 den Bodenwandteil 12 und den Seitenwandteil 13 auf, und der Seitenwandteil 13 weist das Paar von ersten Seitenwänden 17 und das Paar von zweiten Seitenwänden 18 auf. Auf diese Weise kann die Ausgestaltung des Trägers vereinfacht werden.

[0061] Zusätzlich ist in dem Spektrometer 1 der Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34, der das Licht nullter Ordnung LO in Licht erfasst, das durch den dispersiven Teil 52 dispergiert und reflektiert wird, in dem Lichterfassungselement 30

CH 712 906 B1 vorgesehen. Es ist möglich, zu verhindern, dass das Licht nullter Ordnung L0 aufgrund von Mehrfachreflexionen etc. zu Streulicht wird, und dass die Erfassungsgenauigkeit abnimmt.

[0062] Zusätzlich enthält das Gehäuse 2 in dem Spektrometer 1 den Träger 10 und die Abdeckung 20, und der Raum S in dem Gehäuse 2 ist luftdicht verschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, eine Abnahme der Erfassungsgenauigkeit zu unterdrücken, die sich aus der Verschlechterung eines Elements in dem Raum S aufgrund von Feuchtigkeit, dem Auftreten von Kondensation in dem Raum S aufgrund einer Abnahme der Umgebungstemperatur usw. ergibt.

[Verfahren zur Spektrometer-Herstellung] [0063] Es wird eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung des oben beschriebenen Spektrometers 1 gegeben. In den Fig. 5a und 5b wird der Träger 10 hergestellt und ein Harzmaterial 5 entsprechend einem Formmaterial (zum Beispiel photohärtende Epoxidharze, Acrylharze, Harze auf Fluorbasis, Silikon und optische Abdruckharze wie z.B. organische/anorganische Hybridharze) auf der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 angeordnet (erster Schritt).

[0064] Anschliessend wird eine Formmatrize 6 gegen das Harzmaterial 5 gedrückt, und das Harzmaterial 5 wird in diesem Zustand, wie in den Fig. 6a und 6b dargestellt, ausgehärtet (beispielsweise durch Lichthärtung unter Verwendung von UV-Licht oder thermische Härtung usw.). Dadurch wird die Harzschicht 40 auf der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 ausgebildet, wie in den Fig. 7a und 7b dargestellt(zweiter Schritt). Wie in den Fig. 6a und 6b gezeigt, ist eine Formgebungsfläche 6a, die der inneren Oberfläche 14a der Vertiefung 14 entspricht, an der Formmatrize 6 vorgesehen, und ein Muster 6b, das der Gitterstruktur 41 entspricht, ist an der Formgebungsfläche 6a vorgesehen. Die Formoberfläche 6a hat eine Glätte, die nahe derjenigen einer Spiegeloberfläche ist.

[0065] In diesem Fall ist die Harzschicht 40 mit dem Gittermuster 41 so ausgebildet, dass sie mit jeder der inneren Oberfläche 17a der anderen ersten Seitenwand 17, der inneren Oberfläche 18a der einen zweiten Seitenwand 18, und der inneren Oberfläche 18a der anderen zweiten Seitenwand 18 in Kontakt kommt. Die Harzschicht 40 mit dem Gittermuster 41 ist so ausgebildet, dass die «Dicke H2 entlang der Z-Achsen-Richtung» des Teils 43 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 17a und die «Dicke H3 entlang die Z-Achsen-Richtung» des Teils 44 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 18a grösser ist als die «Dicke Hl entlang der Z-Achsen-Richtung» des Teils 42, das auf der inneren Oberfläche 14a angeordnet ist.

[0066] Wenn die Formmatrize 6 gegen das Harzmaterial 5 gedrückt wird, dient der periphere Teil 15 als Schutz für überschüssiges Harz. Auf diese Weise ist es möglich, das dünne und sehr genaue Gittermuster 41 zu erhalten.

[0067] Anschliessend, wie in den Fig. 8a und 8b gezeigt, sind der erste Reflexionsteil 51 und der dispersive Teil 52 durch Ausbilden der reflektierenden Schicht 50 auf der Harzschicht 40 ausgebildet (dritter Schritt). Zum Beispiel wird die reflektierende Schicht 50 durch Verdampfen von Metall wie AI, Au usw. ausgebildet. Die reflektierende Schicht 50 kann durch ein anderes Verfahren als das Verdampfen von Metall ausgebildet werden.

[0068] Anschliessend, wie in den Fig. 9a und 9b gezeigt, ist das Lichterfassungselement 30 in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a des Seitenwandteils 13 angeordnet, und der Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und der erste Endteil 11a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegend in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a angeordnet sind, sind durch die Lötschicht 3 miteinander verbunden. Das heisst, das Lichterfassungselement 30 ist an dem Seitenwandteil 13 gegenüber der Vertiefung 14 angebracht, sodass der Seitenwandteil 13 das Lichterfassungselement 30 stützt (vierter Schritt). In diesem Fall wird die Selbstausrichtung des Lichterfassungselements 30 durch Schmelzen/Wiedererstarrung der an jedem Anschluss 36 vorgesehenen Lötschicht 3 realisiert. Es ist möglich, eine Selbstausrichtung des Lichterfassungselements 30 zu realisieren, indem eine Lötkugel mit einem Kern zur Verbindung zwischen dem Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und dem ersten Endteil 11a der Verdrahtung 11 verwendet wird. Anschliessend wird zum Beispiel das Verstärkungselement 7, das aus Harz hergestellt ist, angeordnet, um den Verbindungsteil zwischen dem Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und dem ersten Endteil 11a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegen, zwischen dem Lichterfassungselement 30 und dem ersten verbreiterten Teil 13a abzudecken.

[0069] Anschliessend ist, wie in den Fig. 10a und 10b gezeigt, die Abdeckung 20 in dem zweiten aufgeweiteten Teil 13b des Seitenwandteils 13 angeordnet, und das Dichtungselement 4, das beispielsweise aus Harz usw. hergestellt ist, ist zwischen der Abdeckung 20 und dem zweiten aufgeweiteten Teil 13b angeordnet. Auf diese Weise wird der Raum S luftdicht verschlossen, und das Spektrometer 1 wird erhalten.

[0070] Gemäss dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Spektrometers 1 ist es möglich, das Spektrometer 1, das verhindern kann, dass sich die Harzschicht 40 zum Zeitpunkt des Lösens der Formmatrize 6 von dem Träger 10 trennt, leicht herzustellen, wodurch Miniaturisierung bei gleichzeitiger Unterdrückung eine Abnahme der Erkennungsgenauigkeit versucht wird.

[Modifiziertes Beispiel] [0071] Obwohl bevorzugte Aspekte der Erfindung oben beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt.

[0072] Zum Beispiel, wie in den Fig. 11a und 11b gezeigt, können die inneren Oberflächen 17a des Paars erster Seitenwände 17, die einander gegenüberliegen, geneigt sein, um sich voneinander zu entfernen, wenn sich die inneren Oberflächen 17a von der Vertiefung 14 und den peripheren Teilen 15 entfernen. In ähnlicher Weise können die innere Oberflä

CH 712 906 B1 chen 18a des Paars der zweiten Seitenwände 18, die einander gegenüberliegen, geneigt sein, um voneinander entfernt zu sein, wenn die innere Oberfläche 18a sich von der Vertiefung 14 entfernt und die peripheren Teile 15 und 16 sich dem Lichterfassungselement 30 nähern. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass Spannung auf den dispersiven Teil 52 wirkt, indem die Dicke des Seitenwandteils 13 auf der Seite der Vertiefung 14, in welcher der dispersive Teil 52 vorgesehen ist, relativ erhöht wird. Zusätzlich ist es möglich, das Gewicht des Trägers 10 zu verringern, indem die Dicke des Seitenwandteils 13 auf der Seite des Lichterfassungselements 30 relativ verringert wird. Ferner kann die Dicke der Harzschicht 40 in dem Teil in Kontakt mit der inneren Oberfläche 17a der ersten Seitenwand 17 und der inneren Oberfläche 18a der zweiten Seitenwand 18 erhöht werden, wenn die Harzschicht 40 sich von der Vertiefung 14 und den peripheren Teile 15 und 16 entfernt und sich dem Lichterfassungselement 30 nähert. Wenn die Dicke der Harzschicht 40 in dem Teil auf der Seite der Vertiefung 14 und der peripheren Teile 15 und 16 relativ klein und auf der Seite des Lichterfassungselements 30 relativ gross ist, ist es möglich, die Harzschicht 40 zu hemmen von des Trägers 10 getrennt zu werden, während Spannung, die auf den dispersiven Teil 52 einwirkt, verhindert wird. Zusätzlich ist es möglich, die Formmatrize 6 zum Zeitpunkt der Herstellung des Spektrometers 1 leicht zu lösen.

[0073] Wie in den Fig. 12a und 12b gezeigt, können die Abdeckung 20 und das Lichterfassungselement 30 miteinander verbunden sein. In diesem Fall sind die Abdeckung 20 und das Lichterfassungselement 30 in Bezug auf den Träger 10 wie folgt montiert. Genauer gesagt sind die Abdeckung 20 und das Lichterfassungselement 30 in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a des Seitenwandteils 13 und dem Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und dem ersten Endteil 11a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegend in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a angeordnet sind, durch die Lötschicht 3 miteinander verbunden. Anschliessend wird das aus Harz hergestellte Dichtungselement 4 zwischen der Abdeckung 20 und dem Lichterfassungselement 30 und dem ersten aufgeweiteten Teil 13a angeordnet. Wenn auf diese Weise die Abdeckung 20 und das Lichterfassungselement 30 vorab miteinander verbunden werden, ist es möglich, die Montage der Abdeckung 20 und des Lichterfassungselements 30 in Bezug auf den Träger 10 zu erleichtern. Zum Beispiel werden die Abdeckung 20 und das Lichterfassungselement 30 vorbereitet, indem sie in einem Zustand miteinander verbunden werden, in dem sich eine der Abdeckungen 20 und das Lichterfassungselement 30 auf einer Wafer-Ebene befinden, und dann eine Vereinzelung durchgeführt wird.

[0074] Zusätzlich können zum Beispiel der Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und der erste Endteil 11 a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegen, miteinander durch einen Erhebung aus Au, Lot etc. oder einem leitfähigen Harz wie z.B. Silberpaste ausgebildet sein. In diesem Fall kann beispielsweise das Verstärkungselement 7, das aus Harz hergestellt ist, angeordnet sein, um den Verbindungsteil zwischen dem Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und dem ersten Endteil 11 a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegen, zwischen dem Lichterfassungselement 30 und dem ersten aufgeweiteten Teil 13a abzudecken.

[0075] Zusätzlich kann das Lichterfassungselement 30 indirekt (zum Beispiel durch ein anderes Element wie etwa ein Glassubstrat etc.) an dem Seitenwandteil 13 befestigt sein, solange das Lichterfassungselement 30 von dem Seitenwandteil 13 gestützt wird.

[0076] Zusätzlich kann der zweite Endteil 11b, der als das Elektrodenfeld zum Befestigen des Spektrometers 1 an der externen Leiterplatte dient, in einem anderen Bereich als der Aussenfläche der einen zweiten Seitenwand 18 angeordnet sein, solange der Bereich der äusseren Oberfläche des Trägers 10 entspricht. In jedem Fall kann der zweite Endteil 11b direkt auf der Oberfläche der externen Leiterplatte unter Verwendung einer Erhebung, eines Lötmittels usw. angebracht werden.

[0077] Zusätzlich kann, ohne dass das Spektrometer 1 den ersten Reflexionsteil 51 und den zweiten Reflexionsteil 32 enthält, das Licht L1, das durch den Lichtdurchlassteil 31 hindurchtritt, durch den dispersiven Teil 52 dispergiert und reflektiert werden, und das Licht L2, das durch den dispersiven Teil 52 dispergiert und reflektiert wird, kann auf den Lichterfassungsteil 33 auftreffen und durch den Lichterfassungsteil 33 erfasst werden.

[0078] Zusätzlich können die inneren Oberflächen 17a und 18a des Seitenwandteils 13 nicht flachen Oberflächen entsprechen und können gekrümmten Oberflächen entsprechen. Zusätzlich können zum Beispiel die innere Oberfläche 14a der Vertiefung 14 und die inneren Oberflächen 17a und 18a des Seitenwandteils 13 in einem kontinuierlichen Zustand verbunden sein, zum Beispiel verbunden durch eine R-abgeschrägte Oberfläche.

[0079] Ausserdem können in dem Spektrometer 1, wenn eine Bedingung «bei Betrachtung in der Z-Achsen-Richtung ist die Fläche der peripheren Teile 15 und 16 angrenzend zu der Vertiefung 14 in der X-Achsen-Richtung grösser als die Fläche der peripheren Teile angrenzend zu der Vertiefung 14 in der Y-Achsen-Richtung» erfüllt ist, die peripheren Teile angrenzend zu der Vertiefung 14 in der Y-Achsen-Richtung in dem Bodenwandteil 12 vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Spektrometer 1 in einer Y-Achsen-Richtung dünner gemacht werden. Der «Bereich des peripheren Teils, der sich auf der Seite der anderen ersten Seitenwand 17 in Bezug auf die Vertiefung 14 befindet», der «Bereich des peripheren Teils, der sich auf der Seite der einen zweiten Seitenwand 18 in Bezug auf die Vertiefung 14 befindet», und der «Bereich des peripheren Teils, der sich auf der anderen zweiten Seitenwand 18 in Bezug auf die Vertiefung 14 befindet», umfassen den Fall von «0».

[0080] Zusätzlich kann die innere Oberfläche 14a der Vertiefung 14 nicht in einer Form einer gekrümmten Oberfläche in jeder der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung gekrümmt sein und kann in einer Form einer gekrümmten Oberfläche in einer der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung gekrümmt sein.

CH 712 906 B1 [0081] Wie in Fig. 13 dargestellt, kann ausserdem in dem ersten aufgeweiteten Teil (ersten abgestuften Teil) 13a, in dem das Lichterfassungselement 30 angeordnet ist, eine Seitenfläche 13a₂ des ersten aufgeweiteten Teils 13a geneigt sein, um einen stumpfen Winkel mit einer Bodenfläche 13ai des ersten aufgeweiteten Teils 13a zu bilden. Zusätzlich kann in dem zweiten aufgeweiteten Teil (zweiter abgestufter Teil) 13b, in dem die Abdeckung 20 angeordnet ist, eine Seitenfläche 13b₂ des zweiten aufgeweiteten Teils 13b geneigt sein, um einen stumpfen Winkel mit einer Bodenfläche 13bi des zweiten aufgeweiteten Teils 13b zu bilden. Auf diese Weise ist es möglich, die Verdrahtung 11 einfach und genau zu ziehen. Zusätzlich ist es möglich, die in der Verdrahtung 11 erzeugte Spannung zu reduzieren.

[0082] Zusätzlich kann das Verstärkungselement 7, das aus Harz hergestellt ist, zwischen die Seitenfläche 13a₂ des ersten aufgeweiteten Teils 13a und das Lichterfassungselement 30 eingefüllt werden. Da auf diese Weise das Verstärkungselement 7 leicht in einen Spalt eintritt, wenn die Seitenfläche 13a₂ geneigt ist, ist es möglich, die Abstützung des Lichterfassungselements 30 ausreichend zu verstärken und die Luftdichtigkeit in dem Teil ausreichend zu gewährleisten. Zusätzlich kann eine Verschiebung der Position des Lichterfassungselements 30 in der X-Achsen-Richtung (der zweiten Richtung, in der die Vielzahl von Gitternuten 52a, die in dem dispersiven Teil 52 enthalten sind, ausgerichtet ist) durch einen synergistischen Effekt durch Anordnung einer Erhebung 16, der später beschrieben wird, zuverlässiger unterdrückt werden. Zusätzlich kann das aus Harz hergestellte Dichtungselement 4 zwischen die Seitenfläche 13b₂ des zweiten aufgeweiteten Teils 13b und die Abdeckung 20 gefüllt sein. Da auf diese Weise das Dichtungselement 4 leicht in einen Spalt eintritt, wenn die Seitenfläche 13b₂ geneigt ist, ist es möglich, die Abstützung der Abdeckung 20 ausreichend zu verstärken und die Luftdichtigkeit in dem Teil ausreichend zu gewährleisten. Die Luftdichtigkeit kann sichergestellt werden, indem das Verstärkungselement 7 aus Harz zwischen der Seitenfläche 13a₂ des ersten aufgeweiteten Teils 13a und dem Lichterfassungselement 30 eingefüllt wird, indem das aus Kunstharz hergestellte Dichtungselement 4 zwischen die Seitenfläche 13b₂ des zweiten aufgeweiteten Teils 13b und die Abdeckung 20 eingefüllt wird, oder durch Füllen des Verstärkungselements 7 zwischen der Seitenfläche 13a₂ und dem Lichterfassungselement 30 und Füllen des Versiegelungselements 4 zwischen der Seitenfläche 13b₂ und der Abdeckung 20. Die Luftdichtheit kann durch eine andere Ausgestaltung (das Spektrometer 1 ist in einem anderen Gehäuse untergebracht und die Innenseite des Gehäuses ist luftdicht abgedichtet) sichergestellt werden als die auf die Luftdichtheit bezogenen Ausgestaltungen.

[0083] Wie in Fig. 13 dargestellt, kann zusätzlich ein Bereich 10a-i, in dem zumindest die Verdrahtung 11 an einer Endfläche 10a auf der gegenüberliegenden Seite von dem Bodenwandteil 12 in des Trägers 10 angeordnet ist, an dem Bodenwandteil 12 angeordnet sein. In dieser Weise ist es möglich zu verhindern, dass die Verdrahtung 11 in Kontakt mit einem anderen Element zum Zeitpunkt der Montage des Spektrometers 1 kommt. Zusätzlich ist es möglich, die Länge der Verdrahtung 11 zu reduzieren. Die gesamte Endfläche 10a des Trägers 10 kann auf der Seite des Bodenwandteils 12 in Bezug auf die Oberfläche 20a der Abdeckung 20 angeordnet sein.

[0084] Wie in Fig. 13 dargestellt, können ausserdem die Abdeckung 20 und das Lichterfassungselement 30 voneinander beabstandet sein. Auf diese Weise kann Streulicht in einem Raum zwischen der Abdeckung 20 und dem Lichterfassungselement 30 eingeschlossen werden, und das Streulicht kann zuverlässiger entfernt werden.

[0085] Zusätzlich ist ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Trägers 10 in der X-Achsen-Richtung (der zweiten Richtung, in der die Mehrzahl von Gitternuten 52a, die in dem dispersiven Teil 52 enthalten sind, ausgerichtet ist) kleiner oder gleich einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Trägers 10 in der Y-Achsen-Richtung (eine dritte Richtung orthogonal zu der ersten Richtung, in der die Vertiefung 14 und das Lichterfassungselement 30 einander gegenüberliegen und orthogonal zu der zweiten Richtung sind) sein (stärker bevorzugt ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Trägers 10 in der X-Achsen-Richtung kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Trägers 10 in der Y-Achsen-Richtung). Das heisst, wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des Trägers 10 in der X-Achsen-Richtung auf α eingestellt ist und der Wärmeausdehnungskoeffizient des Trägers 10 in der Y-Achsen-Richtung auf ß eingestellt ist, wird eine Beziehung von a<ß erfüllt (stärker bevorzugt ist eine Beziehung von α < ß erfüllt). Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass eine Positionsbeziehung zwischen der Vielzahl von Gitternuten 52a in dem dispersiven Teil 52 und der Vielzahl von Lichterfassungskanälen in dem Lichterfassungsteil 33 des Lichterfassungselements 30 aufgrund von Wärmeausdehnung des Trägers 10 variiert.

[0086] Zusätzlich, wie in Fig. 13 dargestellt, können beispielsweise ein Anschluss 36 des Lichterfassungselements 30 und ein erster Endteil 11 a der Verdrahtung 11, die einander gegenüberliegen, miteinander durch eine Vielzahl von Erhebungen 61 aus Au, Lot etc. verbunden sein und die Vielzahl von Erhebungen 61 kann entlang der X-Achsen-Richtung ausgerichtet sein (der zweiten Richtung, in der die Vielzahl von Gitternuten 52a, die in dem dispersiven Teil 52 enthalten sind, ausgerichtet ist). Ferner kann eine Vielzahl von Sätzen eines solchen Anschlusses 36, eines ersten Endteils 11a und einer Vielzahl von Erhebungen 61 in der Y-Achsen-Richtung vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, zu verhindern, dass eine Positionsbeziehung zwischen der Vielzahl von Gitternuten 52a in dem dispersiven Teil 52 und der Vielzahl von Lichterfassungskanälen in dem Lichterfassungsteil 33 des Lichterfassungselements 30 aufgrund der thermische Ausdehnung des Trägers 10 variiert. Zusätzlich ist es möglich, die Fläche jedes Anschlusses 36 durch zweidimensionales Anordnen der Erhebungen 61 im Vergleich zu einem Fall, in dem die Erhebungen 61 in einer Reihe angeordnet sind, da Platz in verfügbarem Raum vorhanden ist, ausreichend sicherzustellen.

[0087] Ausserdem kann der erste aufgeweitete Teil 13a einem gestuften Teil entsprechen, in dem der Raum S (der Raum, in dem der optische Pfad des Lichts L1 von dem Lichtdurchlassteil 31 zu dem dispersiven Teil 52 verläuft, der optische Pfad des Lichts L2 von dem dispersiven Teil 52 zu dem Lichterfassungsteil 33, und der optische Pfad des Lichts nullter

CH 712 906 B1

Ordnung LO von dem dispersiven Teil 52 zu dem Lichterfassungsteil nullter Ordnung 34 ausgebildet ist) zumindest in einer Richtung (z.B. der X-Achsen-Richtung) auf der gegenüberliegenden Seite von dem Bodenwandteil 12 aufgeweitet ist. Der erste aufgeweitete Teil 13a kann eine Stufe oder eine Vielzahl von Stufen aufweisen. In ähnlicher Weise kann der zweite aufgeweitete Teil 13b einem gestuften Teil entsprechen, in dem der erste aufgeweitete Teil 13a zumindest in einer Richtung (beispielsweise der X-Achsen-Richtung) auf der gegenüberliegenden Seite von dem Bodenwandteil 12 aufgeweitet ist. Der zweite aufgeweitete Teil 13b kann eine Stufe oder eine Vielzahl von Stufen aufweisen. In einem Fall, in dem der Lichterfassungsteil 33 als eine auf eine hintere Oberfläche einfallende Photodiode ausgestaltet ist, und die Vielzahl von Anschlüssen 36 auf der Oberfläche des Substrats 35 auf der gegenüberliegenden Seite von der Oberfläche 35a vorgesehen ist, wenn jeder Anschluss 36 elektrisch mit dem ersten Endteil 11a jeder der entsprechenden Verdrahtung 11 durch Drahtbonden verbunden ist, kann der erste Endteil 11a eines jeden Anschlusses 11 in einer anderen Stufe angeordnet sein (eine Stufe auf der äusseren und oberen Seite einer Stufe, in der das Lichterfassungselement 30 angeordnet ist) von der Stufe, in dem das Lichterfassungselement 30 in dem ersten aufgeweiteten Teil 13a mit der Vielzahl von Stufen angeordnet ist. Ausserdem ist das Material des Trägers 10 nicht auf Keramik beschränkt und kann einem anderen Formmaterial, wie beispielsweise einem Harz, zum Beispiel LCP, PPA, Epoxid usw., oder Formglas entsprechen. Ferner ist die Form des Trägers 10 nicht auf die Form des rechteckigen Parallelepipeds beschränkt und kann beispielsweise einer Form entsprechen, in der eine gekrümmte Oberfläche an der äusseren Oberfläche vorgesehen ist.

[0088] Ausserdem ist das Material des Trägers 10 nicht auf Keramik beschränkt und kann einem anderen Formmaterial, wie beispielsweise einem Harz, zum Beispiel LCP, PPA, Epoxid usw., oder Formglas entsprechen. Ferner ist die Form des Trägers 10 nicht auf die Form des rechteckigen Parallelepipeds beschränkt und kann beispielsweise einer Form entsprechen, in der eine gekrümmte Oberfläche an der äusseren Oberfläche vorgesehen ist. Ferner ist die Form des Seitenwandteils 13 nicht auf die rechteckige ringförmige Form beschränkt, solange die Form einer ringförmigen Form entspricht, welche die Vertiefung 14 bei Betrachtung in der Z-Achsen-Richtung umgibt, und kann einer kreisförmigen ringförmigen Form entsprechen. Auf diese Weise sind ein Material und eine Form jeder Komponente des Spektrometers 1 nicht auf das oben beschriebene Material und die oben beschriebene Form beschränkt, und es ist möglich, verschiedene Materialien und Formen anzuwenden.

Bezugszeichenliste [0089]

Spektrometer

Träger

Bodenwandteil

Seitenwandteil

Vertiefung

14a innere Oberfläche

15,16 peripherer Teil

15a geneigte Oberfläche erste Seitenwand

17a innere Oberfläche zweite Seitenwand

18a innere Oberfläche

Grenzlinie

Lichterfassungselement

Lichtdurchlassteil zweiter Reflexionsteil

Lichterfassungsteil erster Reflexionsteil dispersiver Teil

CH 712 906 B1

52a Gitternut

Claims

Patentansprüche

1. Spektrometer (1) aufweisend:

einen Träger (10) mit einem Bodenwandteil (12), in dem eine Vertiefung (14) mit einer konkav gekrümmten inneren Oberfläche (14a) und an die Vertiefung (14) angrenzende periphere Teile (15, 16) vorgesehen sind, und einem Seitenwandteil (13), der an einer Seite angeordnet ist, an der die Vertiefung (14) in Bezug auf den Bodenwandteil (12) offen ist;

ein Lichterfassungselement (30), das durch den Seitenwandteil (13) gestützt ist, während es der Vertiefung (14) gegenüberliegt; und einen dispersiven Teil (52), der an der inneren Oberfläche (14a) der Vertiefung (14) angeordnet ist, wobei eine Länge der Vertiefung (14) in einer zweiten Richtung, in der eine Vielzahl von Gitternuten (52a), die in dem dispersiven Teil (52) enthalten sind, ausgerichtet ist, grösser ist als eine Länge der Vertiefung (14) in einer dritten Richtung orthogonal zu der zweiten Richtung, wenn in einer ersten Richtung betrachtet, in der die Vertiefung (14) und das Lichterfassungselement (30) einander gegenüberliegen, und der Bereich der peripheren Teile (15,16) angrenzend an die Vertiefung (14) in der zweiten Richtung grösser ist als der Bereich der anderen peripheren Teile angrenzend zu der Vertiefung (14) in der dritten Richtung, wenn in der ersten Richtung betrachtet.
2. Spektrometer nach Anspruch 1, wobei der Seitenwandteil (13) eine ringförmige Form aufweist, welche die Vertiefung (14) und die peripheren Teile (15, 16) umschliesst, wenn er in der ersten Richtung betrachtet wird.
3. Spektrometer nach Anspruch 1 oder 2, wobei einer der peripheren Teile (15) eine geneigte Oberfläche (15a) aufweist, welche sich in eine Richtung vom Lichterfassungselement (30) weg erstreckt, wenn die geneigte Oberfläche (15a) sich von der Vertiefung (14) entfernt.
4. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der dispersive Teil (52) so versetzt ist, dass er auf einer Seite in der zweiten Richtung bezüglich einer Mitte der Vertiefung (14) angeordnet ist, wenn er in der ersten Richtung betrachtet wird, und der Bereich des peripheren Teils (15), der an einer Seite der Vertiefung (14) in der zweiten Richtung angeordnet ist, grösser als der Bereich des peripheren Teils (16) ist, der an der anderen Seite der Vertiefung (14) in der zweiten Richtung angeordnet ist, wenn in der ersten Richtung betrachtet.
5. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich eine Grenzlinie (19) zwischen der Vertiefung (14) und einem der in der zweiten Richtung angrenzenden peripheren Teile (15) den Bodenwandteil (12) entlang der dritten Richtung erstreckt, wenn sie in der ersten Richtung betrachtet wird.
6. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die innere Oberfläche (14a) der Vertiefung (14) in jeder der zweiten Richtung und der dritten Richtung gekrümmt ist.
7. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vielzahl von Gitternuten (52a) an der gleichen Seite gekrümmt ist, wenn sie in der ersten Richtung betrachtet wird.
8. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei Formen der Vertiefung (14) und der peripheren Teile (15, 16) mittels einer Form des Trägers (10) ausgebildet sind.
9. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Seitenwandteil (13) ein Paar erster Seitenwände (17), die einander gegenüberliegen, wobei die Vertiefung (14) und die periphere Teile (15, 16) dazwischen in der zweiten Richtung angeordnet sind, und ein Paar zweiter Seitenwände (18), die einander gegenüberliegen, wobei die Vertiefung (14) und die anderen periphere Teile dazwischen in der dritten Richtung angeordnet sind, aufweist, wenn sie in der ersten Richtung betrachtet werden.
10. Spektrometer nach Anspruch 9, wobei innere Oberflächen (71a) des Paares erster Seitenwände (17), die einander gegenüberliegen, so geneigt sind, dass sie sich in eine Richtung voneinander weg erstrecken, wenn sich die inneren Oberflächen (17a) in eine Richtung von der Vertiefung (14) weg und von den peripheren Teile (15,16) weg erstrecken und sich dem Lichterfassungselement (30) nähern.
11. Spektrometer nach Anspruch 9 oder 10, wobei innere Oberflächen (18a) des Paares zweiter Seitenwände (18), die einander gegenüberliegen, so geneigt sind, dass sie sich in eine Richtung voneinander weg erstrecken, wenn sich die inneren Oberflächen (18a) in eine Richtung von der Vertiefung (14) und den anderen peripheren Teil weg erstrecken und sich dem Lichterfassungselement (30) nähern.
12. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend:

einen ersten Reflexionsteil (51), der an der inneren Oberfläche der Vertiefung (14) angeordnet ist, wobei ein Lichtdurchlassteil (31), ein zweiter Reflexionsteil (32) und ein Lichterfassungsteil (33) in dem Lichterfassungselement (30) vorgesehen sind;

der erste Reflexionsteil (51) reflektiert Licht, das durch den Lichtdurchlassteil (31) hindurchgeht, der zweite Reflexionsteil (32) reflektiert das von dem ersten Reflexionsteil (51) reflektierte Licht,

CH 712 906 B1 der dispersive Teil (52) dispergiert und reflektiert Licht, das von dem zweiten Reflexionsteil (32) reflektiert wird, und der Lichterfassungsteil (33) erfasst das von dem dispersiven Teil (52) dispergierte und reflektierte Licht.