JP2014150099A - 光学素子収納用パッケージ、光学フィルターデバイス、光学モジュール、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学素子収納用パッケージ100は、光学素子(エタロン1)を収納する収納部2を有し、収納部2の底部を構成する基部10と、収納部2の側面部を構成する側壁部20と、収納部2を覆うように、収納部2の底部に対向する天部を構成する蓋部30を備え、基部10は、収納部2の一部が開口する第1開口部21を備え、第1開口部21は、収納部2を気密封止する第1窓部40を備え、蓋部30は、収納部2の一部が開口する第2開口部31を備え、第2開口部31は、収納部2を気密封止する第2窓部50を備え、基部10と、側壁部20と、蓋部30が同様の材料から構成されている。
【選択図】図1
Description
これら光学素子は、様々な環境下で使用される様々な電子機器に搭載されるため、その収納容器に対しては、小型化、軽量化、高信頼性化、および高い耐環境性能が求められる。例えば、特許文献1には、蓋体を構成する金属枠体と窓部材との接合部分の形状を工夫することにより、金属枠体と窓部材との間に大きな熱応力が発生しても、窓部材が破壊したり接合部の低融点ガラスの破損が起こったりすることがなく、金属枠体と窓部材との間が剥離することなく気密信頼性が良好な封止が得られるとする収納容器が提案されている。
特に、エタロンフィルターのように可動部を有する光学フィルターにおいては、安定した光学特性を維持するために、光学素子の収納部を減圧環境に維持する必要がある。本適用例のような光学素子収納用パッケージは、封止気密性の高いパッケージを提供することができるため、このような光学素子の収納に適している。
まず、実施形態1に係る光学素子収納用パッケージ100、および光学フィルターデバイス200について説明する。
図1は、光学フィルターデバイスの例として、光学素子としてのエタロンフィルター(以下エタロン1)を光学素子収納用パッケージ100に収納した光学フィルターデバイス200を示す断面図である。
光学フィルターデバイス200は、入射した光から、所定の目的波長の光を取り出して射出させる装置であり、光学素子としてのエタロン1、エタロン1を内部に収納する光学素子収納用パッケージ100から構成されている。このような光学フィルターデバイス200は、例えば測色センサー等の光学モジュールや、測色装置やガス分析装置等の電子機器に組み込むことができる。なお、光学フィルターデバイス200を備えた光学モジュールや電子機器の構成については、後述の実施形態2において説明する。
光学素子収納用パッケージ100は、エタロン1を収納する収納部2を備える光学素子収納用パッケージであって、基部10、側壁部20、蓋部30、第1窓部40、第1開口部21、第2窓部50、第2開口部31などから構成されている。
なお、本実施形態における光学素子収納用パッケージ100は、光学素子の例としてエタロン1を収納しているが、エタロン1に限定するものではなく、他の光学素子であっても良い。
基部10のエタロン1が搭載される面には、エタロン1の電装面と接続される導電パターン14が設けられている。エタロン1の電装面と導電パターン14との具体的な接続に係る図示は省略しているが、例えば、FPC(Flexible Printed Circuits)などを用い、Agペースト、ACF(Anisotropic Conductive Film)、ACP(Anisotropic Conductive Paste)などにより接続することができる。なお、収納部2を減圧状態に維持するためにガスの放出が少ないAgペーストを用いることが好ましい。また、FPCによる接続に限られず、例えばワイヤーボンディングなどによる配線接続を実施してもよい。
基部10の外壁面10s(エタロン1が搭載される面とは反対側の面)には、外部接続端子16が形成されている。導電パターン14と外部接続端子16とは、基部10の内部に形成された配線パターンにより接続されている。
第2窓部50は第2開口部31を収納部2の外側から覆うガラス基板である。第2窓部50は、第2開口部31を形成する蓋部30の外壁面30sに接合され、収納部2を気密封止している。
つまり、収納部2は、基部10、側壁部20、蓋部30、第1窓部40、第2窓部50によって囲まれる空洞部であり、蓋部30、第1窓部40、第2窓部50によって気密封止されている。
このような構成において、第2窓部50から光が入射し、エタロン1により取り出された所望の波長の光は第1窓部40から射出される。
なお、第1窓部40、第2窓部50は、ガラス基板に限定するものではなく、透過させる光の波長により、水晶、シリコン、ゲルマニウムなどの基板であっても良い。
光学素子収納用パッケージ99は、エタロン1を収納する収納部2cを備え、基部10、リッド20c、第1窓部40、第1開口部21、第2窓部50、第2開口部31などから構成されている。
次に、実施形態2に係る光学モジュール、および電子機器について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
測色装置2000は、図3に示すように、検査対象Xに光を射出する光源装置1100と、測色センサー1000と、測色装置2000の全体動作を制御する制御装置1200とを備える。測色装置2000は、光源装置1100から射出される光を検査対象Xにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサー1000にて受光し、測色センサー1000から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち検査対象Xの色を分析して測定する装置である。
また、測色センサー1000は、エタロン1に対向する位置に、検査対象Xで反射された反射光(検査対象光)を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー1000は、光学フィルターデバイス200内のエタロン1により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光を分光し、分光した光を検出部310にて受光する。
なお、光学フィルターデバイス200の前面(光が入射してくる面)には、遮光板5を備えることによって、エタロン1に対する迷光の入射を防いでいるが、測色センサー1000の筐体の構成や、図示しない入射光学レンズによっては、遮光板5を必要としない。
また、この回路基板311には、基部10に形成された外部接続端子16(図1(a)参照)が接続されており、回路基板311に形成された回路を介して、電圧制御部320に接続されている。
このような構成では、回路基板311を介して、光学フィルターデバイス200および検出部310を一体的に構成でき、測色センサー1000の構成を簡略化することができる。
制御装置1200としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
制御装置1200は、図3に示すように、光源制御部410、測色センサー制御部420、および測色処理部430などを備えて構成されている。
光源制御部410は、光源装置1100に接続されており、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置1100に所定の制御信号を出力し、光源装置1100から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部420は、測色センサー1000に接続されており、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー1000にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー1000に出力する。これにより、測色センサー1000の電圧制御部320は、制御信号に基づいて、利用者が所望する波長の光のみを透過させるよう、エタロン1への印加電圧を設定する。
測色処理部430は、検出部310により検出された受光量から、検査対象Xの色度を分析する。
本実施形態の測色装置2000は、光学フィルターデバイス200を備えている。上述したように、光学フィルターデバイス200は、光学フィルター(エタロン1)が、構成される部品点数が少なく、熱ストレスを受けても内部気密性がより良好に維持できる光学素子収納用パッケージ100に収納されている。従って、より高い耐環境性能を有する光学モジュール、および電子機器を提供することができる。
図4(a)、(b)は、変形例に係る光学素子収納用パッケージ101,102(光学フィルターデバイス201,202)を示す断面図である。
変形例として、基部10と、側壁部20と、蓋部30の構成の違いを示している。
実施形態1では、側壁部20は、基部10に積層するように基部10と一体に形成されていたが、この構成に限定するものではない。
図4(a)に示す光学素子収納用パッケージ101のように、側壁部20は、蓋部30に積層するように蓋部30と一体に形成される構成であっても良い。
また、図4(b)に示す光学素子収納用パッケージ102のように、側壁部20が、基部10と蓋部30それぞれに接合部材22にて接合される構成であっても良い。
また、基部10と側壁部20と蓋部30とは同様の材料から構成されるため、側壁部20を蓋部30と一体に構成した構造、または基部10と側壁部20と蓋部30とをそれぞれ別体として構成した場合においても、接合部材22が破損することなく、封止気密の信頼性をより高めることができる。
このように、使用する部材や利用する環境に対応した接合構造を適宜採用することが好ましい。
Claims (6)
- 光学素子を収納する収納部を有し、
前記収納部の底部を構成する基部と、
前記収納部の側面部を構成する側壁部と、
前記収納部を覆うように、前記収納部の前記底部に対向する天部を構成する蓋部を備え、
前記基部は、前記収納部の一部が開口する第1開口部を備え、
前記第1開口部は、前記収納部を気密封止する第1窓部を備え、
前記蓋部は、前記収納部の一部が開口する第2開口部を備え、
前記第2開口部は、前記収納部を気密封止する第2窓部を備え、
前記基部と、前記側壁部と、前記蓋部が同様の材料から構成されていることを特徴とする光学素子収納用パッケージ。 - 前記第1窓部と前記第2窓部は、光透過性部材によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学素子収納用パッケージ。
- 前記基部と、前記側壁部と、前記蓋部がセラミック材料から構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学素子収納用パッケージ。
- 光学素子収納用パッケージと、前記光学素子収納用パッケージに収納された光学素子としての光学フィルターを備える光学フィルターデバイスであって、
前記光学素子収納用パッケージは、
前記光学素子を収納する収納部を有し、
前記収納部の底部を構成する基部と、
前記収納部の側面部を構成する側壁部と、
前記収納部を覆うように、前記収納部の前記底部に対向する天部を構成する蓋部を備え、
前記基部は、前記収納部の一部が開口する第1開口部を備え、
前記第1開口部は、前記収納部を気密封止する第1窓部を備え、
前記蓋部は、前記収納部の一部が開口する第2開口部を備え、
前記第2開口部は、前記収納部を気密封止する第2窓部を備え、
前記基部と、前記側壁部と、前記蓋部が同様の材料から構成されている、ことを特徴とする光学フィルターデバイス。 - 光学素子収納用パッケージと、前記光学素子収納用パッケージに収納された光学素子を備える光学モジュールであって、
前記光学素子収納用パッケージは、
前記光学素子を収納する収納部を有し、
前記収納部の底部を構成する基部と、
前記収納部の側面部を構成する側壁部と、
前記収納部を覆うように、前記収納部の前記底部に対向する天部を構成する蓋部を備え、
前記基部は、前記収納部の一部が開口する第1開口部を備え、
前記第1開口部は、前記収納部を気密封止する第1窓部を備え、
前記蓋部は、前記収納部の一部が開口する第2開口部を備え、
前記第2開口部は、前記収納部を気密封止する第2窓部を備え、
前記基部と、前記側壁部と、前記蓋部が同様の材料から構成されている、ことを特徴とする光学モジュール。 - 光学素子収納用パッケージと、前記光学素子収納用パッケージに収納された光学素子を備える電子機器であって、
前記光学素子収納用パッケージは、
前記光学素子を収納する収納部を有し、
前記収納部の底部を構成する基部と、
前記収納部の側面部を構成する側壁部と、
前記収納部を覆うように、前記収納部の前記底部に対向する天部を構成する蓋部を備え、
前記基部は、前記収納部の一部が開口する第1開口部を備え、
前記第1開口部は、前記収納部を気密封止する第1窓部を備え、
前記蓋部は、前記収納部の一部が開口する第2開口部を備え、
前記第2開口部は、前記収納部を気密封止する第2窓部を備え、
前記基部と、前記側壁部と、前記蓋部が同様の材料から構成されている、ことを特徴とする電子機器。
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- 2013-01-31 JP JP2013016568A patent/JP2014150099A/ja not_active Withdrawn
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