JP2009300418A - 分光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】 信頼性の高い分光モジュールを提供する。
【解決手段】 分光モジュール1においては、分光部4に進行する光L1が通過する光通過孔50が光検出素子5に形成されている。そのため、光通過孔50と光検出素子5の光検出部5aとの相対的な位置関係にずれが生じるのを防止することができる。更に、光検出素子5が光学樹脂剤63によって基板2の前面2aに接着されている。そのため、光検出素子5と基板2との熱膨張差に起因して光検出素子5に生じる応力を低減することができる。しかも、光透過板16が光入射開口50aの一部を覆っている。これにより、光通過孔50内において光学樹脂剤63の光入射側表面63aが略平坦面となる。そのため、基板2に光L1を適切に入射させることができる。
【選択図】 図2
【解決手段】 分光モジュール1においては、分光部4に進行する光L1が通過する光通過孔50が光検出素子5に形成されている。そのため、光通過孔50と光検出素子5の光検出部5aとの相対的な位置関係にずれが生じるのを防止することができる。更に、光検出素子5が光学樹脂剤63によって基板2の前面2aに接着されている。そのため、光検出素子5と基板2との熱膨張差に起因して光検出素子5に生じる応力を低減することができる。しかも、光透過板16が光入射開口50aの一部を覆っている。これにより、光通過孔50内において光学樹脂剤63の光入射側表面63aが略平坦面となる。そのため、基板2に光L1を適切に入射させることができる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、光を分光して検出する分光モジュールに関する。
従来の分光モジュールとして、例えば特許文献1,2に記載されたものが知られている。特許文献1には、光を透過させる支持体と、支持体に光を入射させる入射スリット部と、支持体に入射した光を分光して反射する凹面回折格子と、凹面回折格子によって分光されて反射された光を検出するダイオードと、を備える分光モジュールが記載されている。
特開平4−294223号公報
特開2004−354176号公報
しかしながら、特許文献1記載の分光モジュールにあっては、入射スリット部及びダイオードが支持体に取り付けられるに際し、入射スリット部とダイオードとの相対的な位置関係にずれが生じ、分光モジュールの信頼性が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い分光モジュールを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る分光モジュールは、光を透過させる本体部と、本体部の所定の面側から本体部に入射した光を分光すると共に所定の面側に反射する分光部と、光学樹脂剤を介して所定の面に取り付けられ、分光部によって分光された光を検出する光検出素子と、を備え、光検出素子には、分光部に進行する光が通過する光通過孔が形成されていると共に、本体部と反対側に臨む端子電極が設けられており、光通過孔の光入射開口の一部は、光透過板によって覆われていることを特徴とする。
この分光モジュールでは、分光部に進行する光が通過する光通過孔が光検出素子に形成されている。そのため、光通過孔と光検出素子の光検出部との相対的な位置関係にずれが生じるのを防止することができる。更に、光検出素子が光学樹脂剤を介して本体部の所定の面に取り付けられている。そのため、光検出素子と本体部との熱膨張差に起因して光検出素子に生じる応力を低減することができる。しかも、光通過孔の光入射開口の一部が光透過板によって覆われている。これにより、例えば、光学樹脂剤を介して本体部の所定の面に光検出素子を取り付けるに際し、光透過板によって覆われていない部分がガス抜け部となって光通過孔内に光学樹脂剤が進入するなどして、光通過孔内において光学樹脂剤の光入射側表面が略平坦面となる。そのため、本体部に光を適切に入射させることができる。従って、この分光モジュールによれば、信頼性を向上させることが可能となる。
本発明に係る分光モジュールにおいては、光通過孔は、その中心線方向から見て光入射開口が光通過孔の光出射開口を含むように形成されており、光透過板は、中心線方向から見て光出射開口を含むように光入射開口の一部を覆っていることが好ましい。この構成によれば、光通過孔の光出射開口から出射される光は、光透過板、及び光透過板によって略平坦面とされた光学樹脂剤の光入射側表面を通過したものとなるため、本体部に光を適切に入射させることができる。
本発明に係る分光モジュールにおいては、所定の面には、分光部に進行する光が通過する第1の光通過部、及び光検出素子の光検出部に進行する光が通過する第2の光通過部を有する光吸収層が形成されていることが好ましい。この場合、光吸収層によって、迷光の発生が抑制され、また、迷光が吸収されるため、光検出素子の光検出部に迷光が入射するのを抑制することができる。
本発明に係る分光モジュールは、所定の面に取り付けられた配線基板を備え、配線基板には、光検出素子が配置される開口部が形成されていると共に、端子電極と電気的に接続される配線が設けられていることが好ましい。この構成によれば、光通過孔を介することなく分光部に進行しようとする光を遮光することができる。
本発明によれば、分光モジュールの信頼性を向上させることが可能となる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本発明に係る分光モジュールの一実施形態の平面図であり、図2は、図1のII−II線に沿っての断面図である。図1,2に示されるように、分光モジュール1は、前面(所定の面)2a側から入射した光L1を透過させる基板(本体部)2と、基板2に入射した光L1を透過させるレンズ部(本体部)3と、レンズ部3に入射した光L1を分光すると共に前面2a側に反射する分光部4と、分光部4によって分光された光L2を検出する光検出素子5と、を備えている。分光モジュール1は、光L1を分光部4で複数の波長に対応した光L2に分光し、その光L2を光検出素子5で検出することにより、光L1の波長分布や特定波長成分の強度等を測定するマイクロ分光モジュールである。
基板2は、BK7、パイレックス(登録商標)、石英等の光透過性ガラス、プラスチック等によって、長方形板状(例えば、全長15〜20mm、全幅11〜12mm、厚さ1〜3mm)に形成されている。基板2の前面2aには、光検出素子5が嵌め合わされる断面長方形状の開口部71を有するレジスト層72が光吸収層67を介して形成されている。レジスト層72の前面72aには、光検出素子5が配置される断面長方形状の開口部51aを有する長方形板状の配線基板51が樹脂剤53によって接着されている。配線基板51は、セラミック、プラスチック、ポリイミド、ガラスエポキシ、無機・有機ハイブリッド材料、シリコン等によって、基板2と略同一の長方形板状(例えば、全長15〜20mm、全幅11〜12mm、厚さ1〜3mm)で基板2より全長全幅とも小さく形成されている。配線基板51に形成された開口部51aは、レジスト層72に形成された開口部71よりも大きく形成されている。配線基板51には、金属材料からなる配線52が設けられている。配線52は、開口部51aの周囲に配置された複数のパッド部52a、配線基板51の長手方向における両端部に配置された複数のパッド部52b、及び対応するパッド部52aとパッド部52bとを接続する複数の接続部52cを有している。
なお、基板2の前面2aに形成された光吸収層67は、光検出素子5の光通過孔50(後述)を介して分光部4に進行する光L1が通過する光通過孔(第1の光通過部)67a、及び光検出素子5の光検出部5a(後述)に進行する光L2が通過する光通過孔(第2の光通過部)67bを有している。光吸収層67の材料としては、ブラックレジスト、フィラー(カーボンや酸化物等)が入った有色の樹脂(シリコーン、エポキシ、アクリル、ウレタン、ポリイミド、複合樹脂等)、CrやCo等の金属又は酸化金属、或いはその積層膜、ポーラス状のセラミックや金属又は酸化金属が挙げられる。
図3は、図1の分光モジュールの下面図である。図2,3に示されるように、レンズ部3は、基板2と同一の材料、光透過性樹脂、光透過性の無機・有機ハイブリッド材料、或いはレプリカ成形用の光透過性低融点ガラス、プラスチック等によって、半球状のレンズがその底面3aと略直交し且つ互いに略平行な2つの平面で切り落とされて側面3bが形成された形状(例えば曲率半径6〜10mm、底面3aの全長12〜18mm、底面3aの全幅(すなわち側面3b間距離)6〜10mm、高さ5〜8mm)に形成されている。レンズ部3は、基板2の角部や辺部等、基板2の外縁部を基準部として、光L1,L2を透過させる光学樹脂剤73によって基板2の後面2bに接着されている。このとき、分光部4は、レンズ部3に対して高精度に位置決めされているため、基板2の外縁部は、基板2に分光部4を位置決めするための基準部となる。なお、レンズ形状は、球面レンズに限らず、非球面レンズであってもよい。
分光部4は、レンズ部3の外側表面に形成された回折層6、回折層6の外側表面に形成された反射層7、並びに回折層6及び反射層7を覆うパッシベーション層54を有する反射型グレーティングである。回折層6は、基板2の長手方向に沿って複数のグレーティング溝6aが並設されることによって形成され、グレーティング溝6aの延在方向は、基板2の長手方向と略直交する方向と略一致する。回折層6は、例えば、鋸歯状断面のブレーズドグレーティング、矩形状断面のバイナリグレーティング、正弦波状断面のホログラフィックグレーティング等が適用され、光硬化性のエポキシ樹脂、アクリル樹脂、又は有機無機ハイブリッド樹脂等のレプリカ用光学樹脂を光硬化させることよって形成される。反射層7は、膜状であって、例えば、回折層6の外側表面にAlやAu等を蒸着することで形成される。なお、反射層7を形成する面積を調整することで、分光モジュール1の光学NAを調整することができる。パッシベーション層54は、膜状であって、例えば、回折層6及び反射層7の外側表面にMgF2、SiO2等を蒸着することで形成される。
図1,2に示されるように、光検出素子5は、長方形板状(例えば、全長5〜10mm、全幅1.5〜3mm、厚さ0.1〜0.8mm)に形成されている。光検出素子5の分光部4側の面には、光検出部5aが形成されている。光検出部5aは、CCDイメージセンサ、PDアレイ、或いはCMOSイメージセンサ等であり、複数のチャンネルが分光部4のグレーティング溝6aの延在方向と略直交する方向(すなわちグレーティング溝6aの並設方向)に配列されてなる。
光検出部5aがCCDイメージセンサの場合、2次元的に配置されている画素に入射された位置における光の強度情報がラインビニングされることにより、1次元の位置における光の強度情報とされて、その1次元の位置における光の強度情報が時系列的に読み出される。つまり、ラインビニングされる画素のラインが1チャンネルとなる。光検出部5aがPDアレイ又はCMOSイメージセンサの場合、1次元的に配置されている画素に入射された位置における光の強度情報が時系列的に読み出されるため、1画素が1チャンネルとなる。
なお、光検出部5aがPDアレイ又はCMOSイメージセンサであって、画素が2次元配列されている場合には、分光部4のグレーティング溝6aの延在方向と平行な1次元配列方向に並ぶ画素のラインが1チャンネルとなる。また、光検出部5aがCCDイメージセンサの場合、例えば、配列方向におけるチャンネル同士の間隔が12.5μm、チャンネル全長(ラインビニングされる1次元画素列の長さ)が1mm、配列されるチャンネルの数が256のものが光検出素子5に用いられる。
また、光検出素子5には、チャンネルの配列方向において光検出部5aと並設され、分光部4に進行する光L1が通過する光通過孔50が形成されている。光通過孔50は、基板2の長手方向と略直交する方向に延在するスリット(例えば、長さ0.5〜1mm、幅10〜100μm)であり、光検出部5aに対して高精度に位置決めされた状態でエッチング等によって形成されている。
図4は、図1の分光モジュールの要部拡大平面図であり、図5は、図1の分光モジュールの要部拡大断面図である。図4,5に示されるように、光検出素子5の分光部4側の面には、電極58が複数形成されており、光検出素子5の分光部4と反対側の面には、各電極58と貫通電極59によって接続された端子電極61が複数形成されている。基板2と反対側に臨む各端子電極61は、対応する配線基板51のパッド部52aとワイヤ62によって接続されている。これにより、端子電極61と配線52とが電気的に接続されて、光検出部5aで発生した電気信号は、電極58、貫通電極59、端子電極61、パッド部52a、接続部52c及びパッド部52bを介して外部に取り出される。
図5に示されるように、光検出素子5は、レジスト層72の開口部71に嵌め合わされ、光L1,L2を透過させる光学樹脂剤63によって基板2の前面2aに接着されている。開口部71は、基板2に分光部4を位置決めするための基準部となる基板2の外縁部に対して所定の位置関係を有するようにフォトエッチングによって形成されている。なお、光検出素子5は、開口部71に嵌め合わされた状態で、レジスト層72の前面72aから突出している。そして、図4に示されるように、開口部71には、分光部4のグレーティング溝6aの延在方向において光検出素子5と嵌め合わされる側壁71a、及び分光部4のグレーティング溝6aの延在方向と略直交する方向において光検出素子5と嵌め合わされる側壁71bが設けられている。側壁71bと光検出素子5との隙間は、側壁71aと光検出素子5との隙間よりも小さくなっている。
図4,5に示されるように、光通過孔50は、光L1が入射する光入射開口50aを画定する光入射側部501、及び光L1が出射する光出射開口50bを画定する光出射側部502を有している。光出射側部502は、基板2の長手方向と略直交する方向に延在する直方体状に形成されており、光入射側部501は、光出射側部502からその反対側に向かって末広がりの四角錘台状に形成されている。つまり、光通過孔50は、その中心線CL方向から見て光入射開口50aが光出射開口50bを含むように形成されている。
光通過孔50の光入射開口50aの一部は、光透過板16によって覆われている。光透過板16は、光透過性ガラス等によって長方形薄板状に形成されており、光通過孔50の中心線CL方向から見て光出射開口50bを含むように、光入射開口50aの長手方向に沿った縁部を残して光入射開口50aの一部を覆っている。これにより、光学樹脂剤63の光入射側表面63aは、光通過孔50内において略平坦面となる。なお、光透過板16は、光入射開口50aの長手方向と略直交する方向に沿った縁部を残して光入射開口50aの一部を覆っていてもよい。
以上のように構成された分光モジュール1においては、光L1は、光透過板16、光検出素子5の光通過孔50、光学樹脂剤63及び光吸収層67の光通過孔67aを介して基板2の前面2a側から基板2に入射し、基板2、光学樹脂剤73及びレンズ部3内を進行して分光部4に到達する。分光部4に到達した光L1は、分光部4によって複数の波長に対応した光L2に分光される。分光された光L2は、分光部4によって分光されると共に基板2の前面2a側に反射され、レンズ部3、光学樹脂剤73及び基板2内を進行して、光吸収層67の光通過孔67b及び光学樹脂剤63を介して光検出素子5の光検出部5aに到達する。光検出部5aに到達した光L2は、光検出素子5によって検出される。
上述した分光モジュール1の製造方法について説明する。
まず、レンズ部3に分光部4を形成する。具体的には、レンズ部3の頂点付近に滴下したレプリカ用光学樹脂に対し、回折層6に対応するグレーティングが刻まれた光透過性のマスターグレーティングを押し当てる。そして、この状態で光を照射することによりレプリカ用光学樹脂を硬化させ、好ましくは、安定化させるために加熱キュアを行うことで、複数のグレーティング溝6aを有する回折層6を形成する。その後、マスターグレーティングを離型して、回折層6の外側表面にAlやAu等をマスク蒸着や全面蒸着することで反射層7を形成し、更に、回折層6及び反射層7の外側表面にMgF2やSiO2をマスク蒸着や全面蒸着することでパッシベーション層54を形成する。
その一方で、基板2を準備し、光通過孔67a,67bを有する光吸収層67を基板2の前面2aに形成する。更に、開口部71を有するレジスト層72を、光吸収層67を介して基板2の前面2aに形成する。なお、開口部71は、基板2に分光部4を位置決めするための基準部となる基板2の外縁部に対して所定の位置関係を有するようにフォトエッチングによって形成される。
続いて、レジスト層72の開口部71内に露出する基板2の前面2aに光学樹脂剤63を塗布し、光透過板16付きの光検出素子5を開口部71に嵌め合わせて基板2の前面2aに押し付ける。このとき、光透過板16によって覆われていない部分がガス抜け部となって光通過孔50内に光学樹脂剤63が進入し、光通過孔50内において光学樹脂剤63の光入射側表面63aが光透過板16によって略平坦面とされる。そして、光を照射することにより光学樹脂剤63を硬化させて、光検出素子5を基板2に実装する。なお、光学樹脂剤63を介して光検出素子5を開口部71に嵌め合わせて基板2の前面2aに押し付け、光入射開口50aから光通過孔50内に光学樹脂剤63を更に充填するなどした後に、光透過板16を取り付けてもよい。その後、分光部4が形成されたレンズ部3を、基板2の外縁部を基準部として、光学樹脂剤73によって基板2の後面2bに接着する。
続いて、配線基板51を、樹脂剤53によってレジスト層72の前面72aに接着する。そして、対応する光検出素子5の端子電極61と配線基板51のパッド部52aとをワイヤ62によって接続し、分光モジュール1を得る。
以上説明したように、分光モジュール1においては、分光部4に進行する光L1が通過する光通過孔50が光検出素子5に形成されている。そのため、光通過孔50と光検出素子5の光検出部5aとの相対的な位置関係にずれが生じるのを防止することができる。更に、光検出素子5が光学樹脂剤63によって基板2の前面2aに接着されている。そのため、光検出素子5と基板2との熱膨張差に起因して光検出素子5に生じる応力を低減することができる。しかも、中心線CL方向から見て光入射開口50aが光出射開口50bを含むように光通過孔50が形成されており、中心線CL方向から見て光出射開口50bを含むように光透過板16が光入射開口50aの一部を覆っている。これにより、例えば、光学樹脂剤63によって基板2の前面2aに光検出素子5を接着するに際し、光透過板16によって覆われていない部分がガス抜け部となって光通過孔50内に光学樹脂剤63が進入するなどして、光通過孔50内において光学樹脂剤63の光入射側表面63aが略平坦面となる。そのため、光通過孔50の光出射開口50bから出射される光L1が、光透過板16、及び光透過板16によって略平坦面とされた光学樹脂剤63の光入射側表面63aを通過することとなり、その結果、基板2に光L1を適切に入射させることができる。従って、分光モジュール1によれば、信頼性を向上させることが可能となる。
なお、光通過孔50内に充填された光学樹脂剤63によれば、短波長側の透過特性を抑制することができ(すなわち、ハイパスフィルタの役割を果たすことができ)、迷光を抑制することが可能となる。また、光透過板16に光学フィルタの機能を持たせることも可能である。
また、分光モジュール1においては、分光部4に進行する光L1が通過する光通過孔67a、及び光検出素子5の光検出部5aに進行する光L2が通過する光通過孔67bを有する光吸収層67が基板2の前面2aに形成されている。この光吸収層67によれば、迷光の発生が抑制され、また、迷光が吸収されるため、光検出部5aに迷光が入射するのを抑制することができる。
また、分光モジュール1においては、光検出素子5の端子電極61と電気的に接続される配線52を有する配線基板51が、その開口部51aに光検出素子5が配置された状態で、基板2の前面2aに接着されている。この配線基板51によれば、光通過孔50を介することなく分光部4に進行しようとする光を遮光することができる。
また、分光モジュール1においては、基板2に分光部4を位置決めするための基準部である基板2の外縁部に対してレジスト層72の開口部71が所定の位置関係を有しているため、光検出素子5を開口部71に嵌め合わせるだけで、光検出素子5が基板2に位置決めされる。このとき、分光部4が形成されたレンズ部3が、基準部である基板2の外縁部によって基板2に位置決めされるため、結果として、分光部4と光検出素子5とのアライメントが実現される。しかも、分光部4のグレーティング溝6aの延在方向と略直交する方向における開口部71の側壁71bと光検出素子5との隙間が、分光部4のグレーティング溝6aの延在方向における開口部71の側壁71aと光検出素子5との隙間よりも小さくなっている。これにより、グレーティング溝6aの延在方向と略直交する方向においては、レンズ部3と光検出素子5とのアライメントが精度良く行われるため、分光部4によって分光された光L2を正確に光検出素子5に入射させることができる。更に、光検出素子5が長方形板状であることから、グレーティング溝6aの延在方向においては、光検出素子5と開口部71の側壁71aとの隙間がより長く形成され、隙間に至る距離もより短くなるため、光学樹脂剤63によって光検出素子5を基板2に接着するに際し、余分な樹脂や空気を効果的に逃がすことができる。このように、分光モジュール1によれば、いわゆるパッシブアライメントが実現されるため、信頼性を維持しつつ簡便に組み立てることが可能となる。
また、分光モジュール1においては、光検出素子5が、開口部71に嵌め合わされた状態で、レジスト層72の前面72aから突出している。これにより、レジスト層72の前面72aに設けられた開口部71に光検出素子5を嵌め合わせる作業を容易化することができるばかりか、開口部71内に露出する基板2の前面2aに光検出素子5を確実に押し付けて、余分な樹脂や空気を確実に逃がすことができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、図6に示されるように、基板2とレンズ部3との間に、分光部4に進行する光L1が通過する光通過孔67a、及び光検出素子5の光検出部5aに進行する光L2が通過する光通過孔67bを有する光吸収層67を形成してもよい。この構成によれば、広がりながら進行する光を所望の領域に到達するように制限することができると共に、光検出素子5に迷光が入射するのを効果的に抑制することができる。また、光吸収層67において光通過孔67a,67bのサイズを異ならせることで、光学NAを調整することができる。
また、図6に示されるように、光検出素子5として、いわゆる裏面入射型の素子を適用してもよい。この場合には、電極58が光検出部5aと共に外側に位置することになるので、基板2と反対側に臨む端子電極として電極58を用い、電極58を配線基板51のパッド部52aとワイヤ62で接続すればよい。
また、レジスト層72等を形成することにより光検出素子5を嵌め合わせる部分を基板2に設けることは必須ではない。更に、基板2とレンズ部3とをモールドで一体成形してもよいし、レンズ部3と回折層6とをレプリカ成型用の光透過性低融点ガラス等によって一体的に形成してもよい。なお、基板2の前面2aに対する光検出素子5の接着、基板2の前面2aに対する光吸収層67の形成、及び基板2の前面2aに対する配線基板51の接着等は、直接的に行われる場合や、何らかの層を介して間接的に行われる場合がある。
1…分光モジュール、2…基板(本体部)、2a…前面(所定の面)、3…レンズ部(本体部)、4…分光部、5…光検出素子、5a…光検出部、16…光透過板、50…光通過孔、50a…光入射開口、50b…光出射開口、51…配線基板、51a…開口部、52…配線、61…端子電極、63…光学樹脂剤、67…光吸収層、67a…光通過孔(第1の光通過部)、67b…光通過孔(第2の光通過部)。
Claims (4)
- 光を透過させる本体部と、
前記本体部の所定の面側から前記本体部に入射した光を分光すると共に前記所定の面側に反射する分光部と、
光学樹脂剤を介して前記所定の面に取り付けられ、前記分光部によって分光された光を検出する光検出素子と、を備え、
前記光検出素子には、前記分光部に進行する光が通過する光通過孔が形成されていると共に、前記本体部と反対側に臨む端子電極が設けられており、
前記光通過孔の光入射開口の一部は、光透過板によって覆われていることを特徴とする分光モジュール。 - 前記光通過孔は、その中心線方向から見て前記光入射開口が前記光通過孔の光出射開口を含むように形成されており、
前記光透過板は、前記中心線方向から見て前記光出射開口を含むように前記光入射開口の一部を覆っていることを特徴とする請求項1記載の分光モジュール。 - 前記所定の面には、前記分光部に進行する光が通過する第1の光通過部、及び前記光検出素子の光検出部に進行する光が通過する第2の光通過部を有する光吸収層が形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の分光モジュール。
- 前記所定の面に取り付けられた配線基板を備え、
前記配線基板には、前記光検出素子が配置される開口部が形成されていると共に、前記端子電極と電気的に接続される配線が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の分光モジュール。
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Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008149930A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 分光モジュール |
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JP5205238B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール |
JP2009300417A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-12-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光モジュールの製造方法及び分光モジュール |
JP5512961B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2014-06-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール及びその製造方法 |
JP5205242B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光器の製造方法 |
JP2009300422A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-12-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光モジュール |
JP5205240B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュールの製造方法及び分光モジュール |
JP5205241B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール |
JP5205243B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光器 |
JP5325829B2 (ja) | 2010-04-01 | 2013-10-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール |
JP5335729B2 (ja) * | 2010-04-01 | 2013-11-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール |
DE102010040768B4 (de) | 2010-09-14 | 2022-02-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Spektralzerlegungsvorrichtung und Herstellung derselben |
JP2015106106A (ja) | 2013-12-02 | 2015-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイスおよび電子機器 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000065642A (ja) * | 1998-03-11 | 2000-03-03 | Gretag Macbeth Ag | スペクトロメ―タ |
JP2004191246A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 凹凸検出センサ |
WO2004082023A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | ホトダイオードアレイおよびその製造方法並びに放射線検出器 |
JP2004354176A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出器及びそれを用いた分光器 |
US20050230844A1 (en) * | 2002-08-29 | 2005-10-20 | Kinsman Larry D | Flip-chip image sensor packages and methods of fabrication |
JP2006030031A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光器 |
JP2008098367A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
WO2008149940A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 分光モジュール |
WO2008149944A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 分光モジュール |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3509131A1 (de) * | 1985-03-14 | 1986-09-18 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Verfahren zur justierten montage der optischen bauteile eines optischen geraetes |
JP2592081B2 (ja) | 1987-12-28 | 1997-03-19 | スズキ株式会社 | 自動二輪車等のマフラ |
DE4038638A1 (de) | 1990-12-04 | 1992-06-11 | Zeiss Carl Fa | Diodenzeilen-spektrometer |
JPH04287001A (ja) | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Sekinosu Kk | 光回折格子の製造方法 |
JPH06167637A (ja) | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Hitachi Ltd | 多芯光コネクタ |
JPH08145794A (ja) | 1994-11-17 | 1996-06-07 | Shimadzu Corp | 分光器 |
US6224912B1 (en) | 1996-04-03 | 2001-05-01 | The Rogo Institute | Cancer-cell proliferation-suppressing material produced by cancer cells restricted by entrapment |
US5995221A (en) * | 1997-02-28 | 1999-11-30 | Instruments S.A., Inc. | Modified concentric spectrograph |
US6303934B1 (en) * | 1997-04-10 | 2001-10-16 | James T. Daly | Monolithic infrared spectrometer apparatus and methods |
DE19717015A1 (de) | 1997-04-23 | 1998-10-29 | Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh | Miniaturisiertes optisches Bauelement sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
DE59913150D1 (de) | 1999-04-01 | 2006-04-27 | Gretag Macbeth Ag Regensdorf | Spektrometer |
JP4287001B2 (ja) | 1999-10-27 | 2009-07-01 | 帝人株式会社 | 透明導電積層体 |
US6538736B1 (en) * | 1999-12-01 | 2003-03-25 | Hach Company | Concentric spectrometer with mitigation of internal specular reflections |
WO2002004901A1 (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-17 | Adc Telecommunications, Inc. | Monitoring apparatus for optical transmission systems |
CN1296684C (zh) * | 2000-07-28 | 2007-01-24 | 大塚电子株式会社 | 光谱检测设备 |
US6657723B2 (en) * | 2000-12-13 | 2003-12-02 | International Business Machines Corporation | Multimode planar spectrographs for wavelength demultiplexing and methods of fabrication |
JP2003139611A (ja) | 2001-11-06 | 2003-05-14 | Olympus Optical Co Ltd | 分光光度計 |
JP3818441B2 (ja) | 2002-02-20 | 2006-09-06 | 日本電信電話株式会社 | 基板実装構造及び半導体装置 |
FR2847978B1 (fr) | 2002-12-02 | 2005-12-02 | Technologie Optique Et Etudes | Spectrometre compact a composant optique monolithique |
JP2004309146A (ja) | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Olympus Corp | 分光光度計 |
EP1779074A2 (en) * | 2004-07-26 | 2007-05-02 | Danmarks Tekniske Universitet | On-chip spectroscopy |
US7330258B2 (en) * | 2005-05-27 | 2008-02-12 | Innovative Technical Solutions, Inc. | Spectrometer designs |
JP4811032B2 (ja) | 2006-01-30 | 2011-11-09 | 株式会社島津製作所 | 反射型レプリカ光学素子 |
US7697137B2 (en) * | 2006-04-28 | 2010-04-13 | Corning Incorporated | Monolithic Offner spectrometer |
EP1882916A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-30 | Interuniversitair Microelektronica Centrum | Compact catadioptric spectrometer |
WO2008029852A1 (fr) | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Nikon Corporation | Dispositif optique, appareil d'exposition et procédé de fabrication du dispositif |
WO2008149930A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 分光モジュール |
US8031336B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-10-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spectroscope |
JP5205243B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光器 |
JP5207938B2 (ja) | 2008-05-15 | 2013-06-12 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール及び分光モジュールの製造方法 |
JP5415060B2 (ja) | 2008-05-15 | 2014-02-12 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール |
JP5512961B2 (ja) | 2008-05-15 | 2014-06-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール及びその製造方法 |
JP5205238B2 (ja) | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュール |
JP5205240B2 (ja) | 2008-05-15 | 2013-06-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光モジュールの製造方法及び分光モジュール |
-
2008
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- 2009-05-15 DE DE102009021438A patent/DE102009021438A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000065642A (ja) * | 1998-03-11 | 2000-03-03 | Gretag Macbeth Ag | スペクトロメ―タ |
US20050230844A1 (en) * | 2002-08-29 | 2005-10-20 | Kinsman Larry D | Flip-chip image sensor packages and methods of fabrication |
JP2004191246A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 凹凸検出センサ |
WO2004082023A1 (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | ホトダイオードアレイおよびその製造方法並びに放射線検出器 |
JP2004354176A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出器及びそれを用いた分光器 |
JP2006030031A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光器 |
JP2008098367A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体撮像装置 |
WO2008149940A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 分光モジュール |
WO2008149944A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | 分光モジュール |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6009025094; H.W. Teichmann, et.al.: '"Replizierter mikro-optischer Sensor fuer die industrielle Spektralsensorik"' tm-Technisches Messen Vol.68, No.5, 200105, pp.200-203 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US20090290164A1 (en) | 2009-11-26 |
DE102009021438A1 (de) | 2009-12-03 |
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---|---|---|
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