JP5825880B2 - Spectroscopic module - Google Patents

Spectroscopic module Download PDF

Info

Publication number
JP5825880B2
JP5825880B2 JP2011141878A JP2011141878A JP5825880B2 JP 5825880 B2 JP5825880 B2 JP 5825880B2 JP 2011141878 A JP2011141878 A JP 2011141878A JP 2011141878 A JP2011141878 A JP 2011141878A JP 5825880 B2 JP5825880 B2 JP 5825880B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
detection element
light detection
spectroscopic
adjacent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011141878A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013007707A (en
Inventor
柴山 勝己
勝己 柴山
隆文 能野
隆文 能野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2011141878A priority Critical patent/JP5825880B2/en
Publication of JP2013007707A publication Critical patent/JP2013007707A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5825880B2 publication Critical patent/JP5825880B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

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。   The present invention relates to a spectroscopic module that spectrally detects light.

従来の分光モジュールとして、例えば特許文献1には、光入射スリットが形成された支持体と、支持体に配置された光検出素子と、球面状結像格子が設けられたケーシングと、を備え、球面状結像格子が光入射スリット及び光検出素子と対向するように、ケーシングが支持体に取り付けられた分光計が記載されている。   As a conventional spectroscopic module, for example, Patent Document 1 includes a support in which a light incident slit is formed, a light detection element disposed on the support, and a casing provided with a spherical imaging grating. A spectrometer is described in which a casing is attached to a support so that a spherical imaging grating faces the light entrance slit and the light detection element.

特表2006−514277号公報JP-T-2006-514277

しかしながら、上述した分光計にあっては、更なる小型化を図るために、光入射スリットと光検出素子との間の距離を短くすると、光入射スリットを通過する光の一部が迷光として光検出素子に検出され、分光計としての検出精度が低下するおそれがある。   However, in the above-described spectrometer, if the distance between the light incident slit and the light detection element is shortened in order to further reduce the size, a part of the light passing through the light incident slit is light as stray light. It may be detected by the detection element, and the detection accuracy as a spectrometer may be reduced.

そこで、本発明は、小型化及び検出精度の向上の両立を図ることができる分光モジュールを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a spectroscopic module that can achieve both reduction in size and improvement in detection accuracy.

本発明の分光モジュールは、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、所定の面に配置され、分光部によって分光されると共に反射された光を検出する光検出素子と、所定の面に設けられ、分光部に進行する光が通過する第1の光通過孔、及び分光部から光検出素子に進行する光が通過する第2の光通過孔を有する遮光層と、光検出素子を所定の面に固定する遮光性の樹脂部材と、を備え、樹脂部材は、光の入射方向から見た場合に、光検出素子の外縁から突出する突出部を複数有し、第1の光通過孔の全体は、光の入射方向から見た場合に、光検出素子の外縁の外側において、隣り合う突出部の間に位置しており、光検出素子は、光の入射方向から見た場合に、略長方形状に形成されており、隣り合う突出部は、光検出素子において短辺を介して隣り合う角部に位置しており、短辺に平行な方向において、第1の光通過孔の長さよりも光検出素子の光検出部の長さが大きくされている。 The spectroscopic module of the present invention is disposed on a predetermined surface, a main body that transmits light, a spectroscopic unit that splits light incident on the main body from a predetermined surface of the main body and reflects the light to a predetermined surface, A light detection element that detects light that is split and reflected by the spectroscopic unit, a first light passage hole that is provided on a predetermined surface and through which light traveling to the spectroscopic unit passes, and from the spectroscopic unit to the photodetection element A light-shielding layer having a second light passage hole through which traveling light passes, and a light-shielding resin member that fixes the light detection element to a predetermined surface, and the resin member is viewed from the incident direction of light A plurality of protrusions protruding from the outer edge of the light detection element, and the entire first light passage hole is adjacent to the outer side of the outer edge of the light detection element when viewed from the light incident direction. is positioned between the light detecting element, when viewed from the incident direction of light, The protrusions adjacent to each other are formed in a rectangular shape, and are located at the corners adjacent to each other through the short side of the light detection element. In the direction parallel to the short side, the length of the first light passage hole Also, the length of the light detection portion of the light detection element is increased .

この分光モジュールでは、光検出素子が遮光性の樹脂部材によって本体部の所定の面に固定されており、その所定の面に設けられた遮光層の第1の光通過孔の全体が、遮光性の樹脂部材が有する突出部の間に位置している。これにより、光検出素子を固定するための樹脂部材に邪魔されることなく、第1の光通過孔を光検出素子に近付けて配置することができる。更に、第1の光通過孔を光検出素子に近付けて配置しても、第1の光通過孔の全体を挟むように位置する突出部が遮光性を有しているため、第1の光通過孔を通過する光の一部が迷光として光検出素子に入射するのを抑制することができる。よって、この分光モジュールによれば、小型化及び検出精度の向上の両立を図ることが可能となる。 In this spectroscopic module, the light detection element is fixed to a predetermined surface of the main body by a light-blocking resin member, and the entire first light passage hole of the light-blocking layer provided on the predetermined surface is light-blocking. It is located between the protrusions which the resin member has. Accordingly, the first light passage hole can be disposed close to the light detection element without being obstructed by the resin member for fixing the light detection element. Furthermore, even if the first light passage hole is disposed close to the light detection element, the protruding portion located so as to sandwich the entire first light passage hole has a light shielding property. A part of the light passing through the passage hole can be prevented from entering the light detection element as stray light. Therefore, according to this spectroscopic module, it is possible to achieve both reduction in size and improvement in detection accuracy.

また、第1の光通過孔は、隣り合う突出部が並ぶ方向に延在する光入射スリットであってもよい。この構成によれば、第1の光通過孔の全体を光検出素子に近付けて配置することができ、より一層の小型化を図ることが可能となる。   In addition, the first light passage hole may be a light incident slit that extends in a direction in which adjacent protrusions are arranged. According to this configuration, the entire first light passage hole can be disposed close to the light detection element, and further miniaturization can be achieved.

また、樹脂部材は、光検出素子の外縁に沿い且つ隣り合う突出部を繋ぐ接続部を更に有していてもよい。この構成では、隣り合う突出部を繋ぐ接続部も遮光性を有している。従って、この構成によれば、第1の光通過孔を通過する光の一部が迷光として光検出素子に入射するのをより確実に抑制することができ、より一層の検出精度の向上を図ることが可能となる。   Moreover, the resin member may further have a connection portion that connects adjacent protrusions along the outer edge of the light detection element. In this structure, the connection part which connects adjacent protrusion parts also has light-shielding property. Therefore, according to this structure, it can suppress more reliably that a part of light which passes the 1st light passage hole enters into a photon detection element as stray light, and aims at the improvement of a further detection accuracy. It becomes possible.

また、隣り合う突出部のそれぞれは、隣り合う角部のそれぞれから短辺に対して90°以上135°以下の角度で延在する線に沿うように突出していてもよい。例えば温度変化に起因して光検出素子が変形(膨張・収縮)する場合には、光検出素子の長手方向への変形が相対的に大きくなるが、この構成では、光検出素子の長手方向への変形を押さえる強度が突出部において高くなっている。従って、この構成によれば、第1の光通過孔と光検出素子との位置ずれを低減することができ、光検出素子の変形に起因した検出精度の劣化を抑制することが可能となる。 Further, each of the protruding portions fit Ri neighbor may project along a line extending at 135 ° an angle less than 90 ° or more with respect to the short side from the respective corners adjacent. For example, when the light detection element is deformed (expanded / contracted) due to a temperature change, the deformation of the light detection element in the longitudinal direction is relatively large. In this configuration, however, the light detection element is moved in the longitudinal direction. The strength for suppressing the deformation of the protrusion is high at the protruding portion. Therefore, according to this configuration, it is possible to reduce the positional deviation between the first light passage hole and the light detection element, and it is possible to suppress deterioration in detection accuracy due to deformation of the light detection element.

本発明によれば、分光モジュールにおいて、小型化及び検出精度の向上の両立を図ることができる。   According to the present invention, in the spectroscopic module, both miniaturization and improvement in detection accuracy can be achieved.

本発明の一実施形態の分光モジュールの平面図である。It is a top view of the spectroscopy module of one embodiment of the present invention. 図1のII−II線に沿っての分光モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the spectroscopy module along the II-II line | wire of FIG. 本発明の他の実施形態の分光モジュールにおける樹脂部材の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the resin member in the spectroscopy module of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の分光モジュールにおける樹脂部材の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the resin member in the spectroscopy module of other embodiment of this invention.

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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1及び2に示されるように、分光モジュール1は、光を透過させる本体部2と、本体部2の前面(所定の面)2aから本体部2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3と、前面2aに配置され、分光部3によって分光されると共に反射された光L2を検出する光検出素子4と、を備えている。分光モジュール1は、光L1を分光部3で複数の光L2に分光し、その光L2を光検出素子4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ものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the spectroscopic module 1 includes a main body 2 that transmits light, and light L1 incident on the main body 2 from the front surface (predetermined surface) 2a of the main body 2 and the front surface 2a. And a photodetecting element 4 that is disposed on the front surface 2a and detects the light L2 that is split and reflected by the spectroscopic unit 3. The spectroscopic module 1 measures the wavelength distribution of the light L1, the intensity of a specific wavelength component, etc. by splitting the light L1 into a plurality of light L2 by the spectroscopic unit 3 and detecting the light L2 by the light detecting element 4. It is.

分光モジュール1は、更に、本体部2の前面2aに設けられた遮光層6と、光検出素子4を前面2aに固定する遮光性の樹脂部材10と、を備えている。遮光層6は、外部から分光部3に進行する光L1が通過する光入射スリット(第1の光通過孔)6a、及び分光部3から光検出素子4に進行する光L2が通過する光通過開口(第2の光通過孔)6bを有している。樹脂部材10は、光吸収性の樹脂材料(エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系の樹脂、有機・無機ハイブリッド樹脂、或いはそれらに光吸収性顔料を混入させた樹脂等)からなる。   The spectral module 1 further includes a light shielding layer 6 provided on the front surface 2a of the main body 2 and a light shielding resin member 10 that fixes the light detection element 4 to the front surface 2a. The light shielding layer 6 includes a light incident slit (first light passage hole) 6a through which light L1 traveling from the outside to the spectroscopic unit 3 passes and a light passage through which light L2 traveling from the spectroscopic unit 3 to the light detection element 4 passes. An opening (second light passage hole) 6b is provided. The resin member 10 is made of a light-absorbing resin material (epoxy-based, acrylic-based, silicone-based, urethane-based resin, organic / inorganic hybrid resin, or a resin in which a light-absorbing pigment is mixed).

本体部2は、光L1の入射方向(ここでは、前面2aに略垂直な方向)に積層された光透過部材2〜2を有している。光透過部材2,2は、BK7、パイレックス(登録商標)、石英等の光透過性ガラス等によって長方形板状に形成されている。光透過部材2は、光透過部材2,2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、或いはレプリカ成型用の光透過性低融点ガラス等によって半球状に形成されている。光透過部材2が光透過部材2,2と同一の材料からなる場合には、光透過部材2は、光学樹脂やダイレクトボンディングによって光透過部材2に貼り合わされる。なお、光透過部材2の外側表面は、分光部3によって分光されると共に反射される光L2を光検出素子4の光検出部40に結像するレンズとして機能する。 The main body 2 includes light transmitting members 2 1 to 2 3 stacked in the incident direction of the light L1 (here, a direction substantially perpendicular to the front surface 2a). The light transmitting members 2 1 and 2 2 are formed in a rectangular plate shape by using light transmitting glass such as BK7, Pyrex (registered trademark), or quartz. Light transmitting member 2 3, the light transmitting member 2 1, 2 2 of the same material, transparent resin, light-transmissive inorganic-organic hybrid materials, or hemispherical shape by light-transmissive low-melting glass for replica molding Is formed. When the light transmitting member 2 3 made of a light transmitting member 2 1, 2 2 of the same material, the light transmitting member 2 3 is bonded to the light transmitting member 2 2 by an optical resin or direct bonding. Incidentally, the outer surface of the light transmitting member 2 3 functions as a lens for focusing the light L2 to the light detecting portion 40 of the light detecting element 4 is reflected while being split by the spectroscopic portion 3.

分光部3は、反射型グレーティングであって、光透過部材2の外側表面に形成された回折層14、及び回折層14の外側表面に形成された反射層5を有している。回折層14は、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であって、例えば、光透過部材2の外側表面に感光性樹脂を塗布し、石英等からなる光透過性モールド(グレーティングの鋳型)を用いて感光性樹脂をUV硬化させることで形成される。回折層14は、UV硬化後に加熱キュアすると、より一層安定した素材となる。反射層5は、膜状であって、例えば、回折層14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、回折層14の材料は、感光性樹脂に限定されず、感光性ガラス、感光性の無機・有機ハイブリッド材料、或いは熱で変形するような樹脂、ガラス若しくは無機・有機ハイブリッド材料等であってもよい。 Spectroscopic portion 3 is a reflection type grating has light-transmitting member 2 3 diffraction layer formed on the outer surface 14, and a reflective layer 5 formed on the outer surface of the diffracting layer 14. Diffracting layer 14 is blazed gratings serrated cross section, a binary grating rectangular cross section, a holographic grating or the like of the sinusoidal cross-section, for example, a photosensitive resin is applied to the outer surface of the light transmitting member 2 3, It is formed by UV-curing a photosensitive resin using a light-transmitting mold (grating mold) made of quartz or the like. The diffraction layer 14 becomes a more stable material when heated and cured after UV curing. The reflective layer 5 is in the form of a film, and is formed, for example, by evaporating Al, Au, or the like on the outer surface of the diffraction layer 14. The material of the diffractive layer 14 is not limited to a photosensitive resin, and may be a photosensitive glass, a photosensitive inorganic / organic hybrid material, or a resin, glass or inorganic / organic hybrid material that is deformed by heat. Also good.

光検出素子4は、フォトダイオードアレイであって、長尺状のフォトダイオードがその長手方向に略垂直な方向に一次元配列されてなる光検出部40を有している。光検出素子4は、フォトダイオードの一次元配列方向が光透過部材2,2の長手方向と略一致し且つ光検出部40が本体部2の前面2a側に向くように配置されている。なお、光検出素子4は、フォトダイオードアレイに限定されず、C−MOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等であってもよい。 The light detection element 4 is a photodiode array, and includes a light detection unit 40 in which long photodiodes are arranged one-dimensionally in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction. The light detection element 4 is arranged so that the one-dimensional arrangement direction of the photodiodes substantially coincides with the longitudinal direction of the light transmitting members 2 1 and 2 2 and the light detection unit 40 faces the front surface 2 a side of the main body 2. . The light detection element 4 is not limited to a photodiode array, and may be a C-MOS image sensor, a CCD image sensor, or the like.

本体部2の前面2a(ここでは、光透過部材2の前面)には、AlやAu等の単層膜、或いはTi−Pt−Au、Cr−Pt−Au、Ti−Ni−Au、Cr−Au等の積層膜からなる配線9が形成されている。配線9は、光通過開口6bの周囲に配置された複数のパッド部9a、光透過部材2,2の長手方向における一端部に配置された複数のパッド部9b、及び対応するパッド部9aとパッド部9bとを接続する複数の接続部9cを有している。パッド部9aには、光検出素子4の外部端子がバンプ18を介したフリップチップボンディングによって電気的に接続されている。パッド部9bには、光検出素子4の出力信号を外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板11がワイヤボンディングによって電気的に接続されている。更に、配線9における前面2a側の表面部には、CrO等の単層膜、或いはCr−CrO等の積層膜からなる光反射防止層13が形成されている。これにより、配線9による迷光の乱反射等が防止される。 (Here, the front surface of the light transmitting member 2 1) the front plane 2a of the body portion 2, the single-layer film such as Al or Au, or Ti-Pt-Au, Cr- Pt-Au, Ti-Ni-Au, Cr A wiring 9 made of a laminated film such as -Au is formed. The wiring 9 includes a plurality of pad portions 9a disposed around the light passage opening 6b, a plurality of pad portions 9b disposed at one end portion in the longitudinal direction of the light transmitting members 2 1 and 2 2 , and a corresponding pad portion 9a. And a plurality of connecting portions 9c that connect the pad portions 9b. An external terminal of the light detection element 4 is electrically connected to the pad portion 9a by flip chip bonding via a bump 18. A flexible printed board 11 for taking out the output signal of the light detection element 4 to the outside is electrically connected to the pad portion 9b by wire bonding. Further, a light reflection preventing layer 13 made of a single layer film such as CrO or a laminated film such as Cr—CrO is formed on the front surface 2 a side of the wiring 9. Thereby, irregular reflection of stray light by the wiring 9 is prevented.

遮光層6は、配線9の接続部9cを覆う一方で配線9のパッド部9a,9bを露出させるように、本体部2の前面2aに設けられている。遮光層6の光入射スリット6aは、光透過部材2,2の長手方向に略垂直な方向に延在している。遮光層6の光通過開口6bは、光検出素子4の光検出部40と対向している。遮光層6は、光入射スリット6a及び光通過開口6bを有するようにパターニングされて、光吸収性の材料(CrO、CrOを含む積層膜、或いはブラックレジスト等)によって一体成形される。 The light shielding layer 6 is provided on the front surface 2a of the main body 2 so as to cover the connection portion 9c of the wiring 9 and expose the pad portions 9a and 9b of the wiring 9. The light incident slit 6a of the light shielding layer 6 extends in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the light transmitting members 2 1 and 2 2 . The light passage opening 6 b of the light shielding layer 6 faces the light detection unit 40 of the light detection element 4. The light shielding layer 6 is patterned so as to have a light incident slit 6a and a light passage opening 6b, and is integrally formed of a light absorbing material (CrO, a laminated film containing CrO, or a black resist).

なお、配線9における前面2aと反対側の表面部に、SiO、SiN、或いはSiON等からなる電気絶縁層が膜状に形成されていてもよい。例えば遮光層6がブラックレジストからなる場合には、遮光層6にカーボンが含まれるため、熱等の影響によってブラックレジストが変質して導電性を有するおそれがある。このとき、電気絶縁層が形成されていれば、配線9,9間がショートするのを防止することができる。 Note that an electrical insulating layer made of SiO 2 , SiN, SiON, or the like may be formed in a film shape on the surface of the wiring 9 opposite to the front surface 2a. For example, when the light shielding layer 6 is made of a black resist, since the light shielding layer 6 contains carbon, the black resist may be altered by the influence of heat or the like to have conductivity. At this time, if an electrical insulating layer is formed, it is possible to prevent a short circuit between the wirings 9 and 9.

光L1の入射方向において隣り合う光透過部材2,2の間には、遮光層7が形成されている。遮光層7は、分光部3に進行する光L1が通過する光通過開口7a、及び分光部3から光検出素子4に進行する光L2が通過する光通過開口7bを有している。遮光層7は、光透過部材2の後面に形成されており、遮光層7が形成された光透過部材2と光透過部材2とは、屈折率整合用の光学樹脂材8によって貼り合わされている。遮光層7は、光通過開口7a,7bを有するようにパターニングされて、光吸収性の材料(CrO、CrOを含む積層膜、或いはブラックレジスト等)によって一体成形される。このように遮光層7が設けられることで、広がりながら本体部2を進行する光L1,L2が所望の領域に到達するように制限されると共に、光検出素子4への迷光の入射が抑制される。 A light shielding layer 7 is formed between the light transmitting members 2 1 and 2 2 adjacent to each other in the incident direction of the light L1. The light shielding layer 7 has a light passage opening 7a through which light L1 traveling to the spectroscopic unit 3 passes, and a light passage opening 7b through which light L2 traveling from the spectroscopic unit 3 to the light detection element 4 passes. Shielding layer 7 is formed on the rear surface of the light transmitting member 2 1, the light blocking layer 7 light transmitting member 2 1 is formed and the light transmitting member 2 2 is bonded by an optical resin material 8 for refractive index matching Are combined. The light shielding layer 7 is patterned to have the light passage openings 7a and 7b, and is integrally formed of a light absorbing material (a laminated film containing CrO, CrO, or a black resist). By providing the light shielding layer 7 in this manner, the lights L1 and L2 traveling through the main body 2 while being spread are restricted so as to reach a desired region, and the incidence of stray light on the light detection element 4 is suppressed. The

図1に示されるように、樹脂部材10は、突出部15a,15bを有している。突出部15a,15bは、光L1の入射方向から見た場合に、略長方形状(例えば、2mm×8mm程度)に形成された光検出素子4の外縁(すなわち、光検出素子4の短辺4a及び長辺4b)から外側に突出している。   As shown in FIG. 1, the resin member 10 has protrusions 15 a and 15 b. The protrusions 15a and 15b have an outer edge (that is, the short side 4a of the light detection element 4) formed in a substantially rectangular shape (for example, about 2 mm × 8 mm) when viewed from the incident direction of the light L1. And protrudes outward from the long side 4b).

突出部15aは、光入射スリット6a側の短辺4aを介して隣り合う角部4c,4cのそれぞれに位置している。突出部15bは、光入射スリット6aと反対側の短辺4aを介して隣り合う角部4c,4cのそれぞれに位置している。突出部15a,15bは、各角部4cにおいてバンプ18を覆っている(図2参照)。このように、樹脂部材10は、本体部2の前面2a上に光検出素子4を支持し且つ本体部2の前面2aに光検出素子4を固定するバンプ18の補強部材となっている。   The protrusion 15a is located at each of the corners 4c and 4c adjacent to each other via the short side 4a on the light incident slit 6a side. The protrusion 15b is located at each of the corners 4c and 4c adjacent to each other via the short side 4a opposite to the light incident slit 6a. The protrusions 15a and 15b cover the bump 18 at each corner 4c (see FIG. 2). Thus, the resin member 10 serves as a reinforcing member for the bump 18 that supports the light detection element 4 on the front surface 2 a of the main body 2 and fixes the light detection element 4 to the front surface 2 a of the main body 2.

隣り合う突出部15a,15aのそれぞれは、光入射スリット6a側の短辺4aに対して90°以上135°以下の角度で延在する線(図1において一点鎖線で示される線)に沿うように、隣り合う角部4c,4cのそれぞれから突出している。同様に、隣り合う突出部15b,15bのそれぞれは、光入射スリット6aと反対側の短辺4aに対して90°以上135°以下の角度で延在する線に沿うように、隣り合う角部4c,4cのそれぞれから突出している。   Each of the adjacent protrusions 15a and 15a extends along a line extending at an angle of 90 ° to 135 ° with respect to the short side 4a on the light incident slit 6a side (a line indicated by a one-dot chain line in FIG. 1). And protrude from each of the adjacent corners 4c, 4c. Similarly, each of the adjacent protrusions 15b, 15b is adjacent to the corner portion along a line extending at an angle of 90 ° to 135 ° with respect to the short side 4a opposite to the light incident slit 6a. It protrudes from each of 4c and 4c.

遮光層6に形成された光入射スリット6aは、隣り合う突出部15a,15aが並ぶ方向(ここでは、短辺4aに略平行な方向)に延在し、光L1の入射方向から見た場合に、隣り合う突出部15a,15aの間に位置している。なお、光入射スリット6aの延在方向において、光入射スリット6aの長さは例えば0.5mm〜1mmであり、光検出素子4の光検出部40の長さは例えば1mm程度である。光入射スリット6aの延在方向において、光入射スリット6aの長さよりも光検出部40の長さが大きくされていると、分光部3によって光検出部40に結像された光L2の幅が大きくなったり、光検出部40に対する光L2の結像位置に若干のずれが生じたりしても、光L2が光検出部40に確実に入射し、検出感度の低下が防止される。   The light incident slit 6a formed in the light shielding layer 6 extends in a direction in which adjacent protrusions 15a and 15a are arranged (here, a direction substantially parallel to the short side 4a) and is viewed from the incident direction of the light L1. Are located between the adjacent protrusions 15a, 15a. In the extending direction of the light incident slit 6a, the length of the light incident slit 6a is, for example, 0.5 mm to 1 mm, and the length of the light detection unit 40 of the light detection element 4 is, for example, about 1 mm. In the extending direction of the light incident slit 6a, if the length of the light detection unit 40 is larger than the length of the light incident slit 6a, the width of the light L2 imaged on the light detection unit 40 by the spectroscopic unit 3 is increased. Even if it becomes large or a slight shift occurs in the image forming position of the light L2 with respect to the light detection unit 40, the light L2 reliably enters the light detection unit 40, and a decrease in detection sensitivity is prevented.

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、遮光層6の光入射スリット6aを介して本体部2の前面2aから本体部2に入射する。本体部2に入射した光L1は、光透過部材2、遮光層7の光通過開口7a、光透過部材2,2を進行して分光部3に到達し、分光部3によって分光されると共に本体部2の前面2a側に反射される。分光部3によって分光されると共に反射された光L2は、光透過部材2,2、遮光層7の光通過開口7b、光透過部材2、遮光層6の光通過開口6bを進行して光検出素子4の光検出部40に到達し、光検出素子4によって検出される。 In the spectroscopic module 1 configured as described above, the light L1 enters the main body 2 from the front surface 2a of the main body 2 through the light incident slit 6a of the light shielding layer 6. Light L1 having entered the main unit 2, the light transmitting member 2 1, the light passage opening 7a of the light shielding layer 7, and travels on the optical transmitting member 2 2, 2 3 reaches the spectroscopic unit 3, it is dispersed by the spectroscopic portion 3 And reflected to the front surface 2a side of the main body 2. The light L2 that is split and reflected by the spectroscopic unit 3 travels through the light transmitting members 2 3 and 2 2 , the light passage opening 7b of the light shielding layer 7, the light transmission member 2 1 , and the light passage opening 6b of the light shielding layer 6. Then, the light reaches the light detection unit 40 of the light detection element 4 and is detected by the light detection element 4.

以上説明したように、分光モジュール1では、光検出素子4が遮光性の樹脂部材10によって本体部2の前面2aに固定されており、その前面2aに設けられた遮光層6の光入射スリット6aが、遮光性の樹脂部材10が有する突出部15a,15aが並ぶ方向に延在した状態で、その突出部15a,15aの間に位置している。これにより、光検出素子4を固定するための樹脂部材10に邪魔されることなく、光入射スリット6aの全体を光検出素子4に近付けて配置することができる。更に、光入射スリット6aの全体を光検出素子4に近付けて配置しても、光入射スリット6aを挟むように位置する突出部15a,15aが遮光性を有しているため、光入射スリット6aを通過する光L1の一部が迷光として光検出素子4に入射するのを抑制することができる。よって、分光モジュール1によれば、小型化及び検出精度の向上の両立を図ることが可能となる。   As described above, in the spectroscopic module 1, the light detection element 4 is fixed to the front surface 2a of the main body 2 by the light-shielding resin member 10, and the light incident slit 6a of the light-shielding layer 6 provided on the front surface 2a. However, it is located between the protrusions 15a and 15a in a state where the protrusions 15a and 15a of the light-shielding resin member 10 extend in the direction in which the light-shielding resin members 10 are arranged. Accordingly, the entire light incident slit 6 a can be disposed close to the light detection element 4 without being obstructed by the resin member 10 for fixing the light detection element 4. Furthermore, even if the entire light incident slit 6a is arranged close to the light detection element 4, the protrusions 15a and 15a positioned so as to sandwich the light incident slit 6a have a light shielding property, and therefore the light incident slit 6a. It is possible to prevent a part of the light L1 passing through the light from entering the light detection element 4 as stray light. Therefore, according to the spectroscopic module 1, it is possible to achieve both reduction in size and improvement in detection accuracy.

また、光検出素子4は、光L1の入射方向から見た場合に、略長方形状に形成されている。そして、隣り合う突出部15a,15aは、光入射スリット6a側の短辺4aを介して隣り合う角部4c,4cに位置しており、隣り合う突出部15a,15aのそれぞれは、隣り合う角部4c,4cのそれぞれから短辺4aに対して90°以上135°以下の角度で延在する線に沿うように突出している。同様に、隣り合う突出部15b,15bは、光入射スリット6aと反対側の短辺4aを介して隣り合う角部4c,4cに位置しており、隣り合う突出部15b,15bのそれぞれは、隣り合う角部4c,4cのそれぞれから短辺4aに対して90°以上135°以下の角度で延在する線に沿うように突出している。例えば温度変化に起因して光検出素子4が変形(膨張・収縮)する場合には、光検出素子4の長手方向への変形が相対的に大きくなるが、この構成では、光検出素子4の長手方向への変形を押さえる強度が突出部15a及び突出部15bにおいて高くなっている。従って、この構成によれば、光入射スリット6aと光検出素子4との位置ずれを低減することができ、光検出素子4の変形に起因した検出精度の劣化を抑制することが可能となる。このような光検出素子4の長手方向への当該位置ずれの低減は、光検出部40におけるフォトダイオードの一次元配列方向への当該位置ずれの低減であるため、検出精度の劣化を抑制する上で極めて重要である。   The light detecting element 4 is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the incident direction of the light L1. And the adjacent protrusion parts 15a and 15a are located in the corner | angular parts 4c and 4c adjacent via the short side 4a by the side of the light-incidence slit 6a, and each of the adjacent protrusion parts 15a and 15a is an adjacent corner | angular. Each of the portions 4c and 4c protrudes along a line extending at an angle of 90 ° to 135 ° with respect to the short side 4a. Similarly, the adjacent protrusions 15b and 15b are located at the corners 4c and 4c adjacent via the short side 4a opposite to the light incident slit 6a, and the adjacent protrusions 15b and 15b are respectively Each of the adjacent corners 4c, 4c protrudes along a line extending at an angle of 90 ° to 135 ° with respect to the short side 4a. For example, when the light detection element 4 is deformed (expanded / contracted) due to a temperature change, the deformation in the longitudinal direction of the light detection element 4 is relatively large. The strength that suppresses deformation in the longitudinal direction is higher in the protruding portion 15a and the protruding portion 15b. Therefore, according to this configuration, it is possible to reduce the positional deviation between the light incident slit 6a and the light detection element 4, and it is possible to suppress the deterioration of detection accuracy due to the deformation of the light detection element 4. Such a reduction in the positional deviation in the longitudinal direction of the photodetecting element 4 is a reduction in the positional deviation in the one-dimensional arrangement direction of the photodiodes in the photodetecting section 40. It is extremely important.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、図3に示されるように、隣り合う突出部15a,15aは、光検出素子4の外縁(ここでは、光入射スリット6a側の短辺4a)に沿う接続部16によって繋げられていてもよい。この場合、隣り合う突出部15a,15aを繋ぐ接続部16も樹脂部材10の一部として遮光性を有するため、光入射スリット6aを通過する光L1の一部が迷光として光検出素子4に入射するのをより確実に抑制することができ、より一層の検出精度の向上を図ることが可能となる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said each embodiment. For example, as shown in FIG. 3, adjacent protrusions 15 a and 15 a may be connected by a connection portion 16 along the outer edge of the light detection element 4 (here, the short side 4 a on the light incident slit 6 a side). Good. In this case, since the connecting portion 16 that connects the adjacent protruding portions 15a and 15a also has a light shielding property as a part of the resin member 10, a part of the light L1 that passes through the light incident slit 6a enters the light detecting element 4 as stray light. This can be suppressed more reliably, and the detection accuracy can be further improved.

また、図4に示されるように、(a),(b)という順序で、例えば突出部15aの樹脂材料の量が抑えられてもよい。図4の(c)は、光L1の入射方向から見た場合に、隣り合う突出部15a,15aの間に光入射スリット6aの一部が位置する参考例である。また、光検出素子4に対して光入射スリット6aと反対側に位置する突出部15bは、光検出素子4の外縁(ここでは、光入射スリット6aと反対側の短辺4a)に沿って一続きとなっていてもよい。 Further, as shown in FIG. 4, (a), in the order referred to (b), for example, the amount of the resin material may be suppressed protrusions 15a. FIG. 4C is a reference example in which a part of the light incident slit 6a is positioned between adjacent protrusions 15a and 15a when viewed from the incident direction of the light L1. Further, the protruding portion 15b located on the opposite side of the light detection slit 6a with respect to the light detection element 4 is one along the outer edge of the light detection element 4 (here, the short side 4a opposite to the light incidence slit 6a). It may be a continuation.

また、光検出素子4の光検出部40と本体部2の前面2aとの間に、アンダーフィル樹脂として屈折率整合用の光学樹脂材が充填されていてもよい。また、光透過部材2と回折層14とは、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されていてもよい。また、分光モジュール1の各構成部材の材料及び形状には、前述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を適用することができる。 Further, an optical resin material for refractive index matching may be filled as an underfill resin between the light detection part 40 of the light detection element 4 and the front surface 2a of the main body part 2. Further, the light transmitting member 2 3 and the diffraction layer 14 may be integrally formed by a light transmitting low melting glass for replica molding. The material and shape of each component of the spectroscopic module 1 are not limited to the materials and shapes described above, and various materials and shapes can be applied.

1…分光モジュール、2…本体部、2a…前面(所定の面)、3…分光部、4…光検出素子、4a…短辺(外縁)、4b…長辺(外縁)、4c…角部、6…遮光層、6a…光入射スリット(第1の光通過孔)、6b…光通過開口(第2の光通過孔)、10…樹脂部材、15a,15b…突出部、16…接続部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spectroscopic module, 2 ... Main-body part, 2a ... Front surface (predetermined surface), 3 ... Spectroscopic part, 4 ... Photodetection element, 4a ... Short side (outer edge), 4b ... Long side (outer edge), 4c ... Corner part 6, light shielding layer, 6a ... light incident slit (first light passage hole), 6b ... light passage opening (second light passage hole), 10 ... resin member, 15a, 15b ... projection, 16 ... connection portion .

Claims (4)

光を透過させる本体部と、
前記本体部の所定の面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、
前記所定の面に配置され、前記分光部によって分光されると共に反射された光を検出する光検出素子と、
前記所定の面に設けられ、前記分光部に進行する光が通過する第1の光通過孔、及び前記分光部から前記光検出素子に進行する光が通過する第2の光通過孔を有する遮光層と、
前記光検出素子を前記所定の面に固定する遮光性の樹脂部材と、を備え、
前記樹脂部材は、光の入射方向から見た場合に、前記光検出素子の外縁から突出する突出部を複数有し、
前記第1の光通過孔の全体は、光の入射方向から見た場合に、前記光検出素子の前記外縁の外側において、隣り合う前記突出部の間に位置しており、
前記光検出素子は、光の入射方向から見た場合に、略長方形状に形成されており、
隣り合う前記突出部は、前記光検出素子において短辺を介して隣り合う角部に位置しており、
前記短辺に平行な方向において、前記第1の光通過孔の長さよりも前記光検出素子の光検出部の長さが大きくされていることを特徴とする分光モジュール。
A main body that transmits light;
A spectroscopic unit that splits light incident on the main body from a predetermined surface of the main body and reflects the light to the predetermined surface;
A light detection element that is disposed on the predetermined surface and detects the light that is split and reflected by the spectroscopic unit;
A light blocking member provided on the predetermined surface and having a first light passage hole through which light traveling to the spectroscopic section passes, and a second light passage hole through which light traveling from the spectroscopic section to the light detection element passes. Layers,
A light-shielding resin member for fixing the photodetecting element to the predetermined surface,
The resin member has a plurality of protrusions protruding from the outer edge of the light detection element when viewed from the incident direction of light,
The entirety of the first light passage hole is located between the adjacent protrusions on the outer side of the outer edge of the light detection element when viewed from the incident direction of light ,
The light detection element is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the incident direction of light,
The adjacent protrusions are positioned at adjacent corners via short sides in the light detection element,
The spectroscopic module , wherein a length of a light detection portion of the light detection element is larger than a length of the first light passage hole in a direction parallel to the short side .
前記第1の光通過孔は、隣り合う前記突出部が並ぶ方向に延在する光入射スリットであることを特徴とする請求項1に記載の分光モジュール。   The spectroscopic module according to claim 1, wherein the first light passage hole is a light incident slit extending in a direction in which the adjacent protrusions are arranged. 前記樹脂部材は、前記光検出素子の前記外縁に沿い且つ隣り合う前記突出部を繋ぐ接続部を更に有することを特徴とする請求項1又は2に記載の分光モジュール。   3. The spectroscopic module according to claim 1, wherein the resin member further includes a connection portion that connects the protruding portions along and adjacent to the outer edge of the light detection element. り合う前記突出部のそれぞれは、隣り合う前記角部のそれぞれから前記短辺に対して90°以上135°以下の角度で延在する線に沿うように突出していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の分光モジュール。 Each of the protruding portions fit Ri neighboring claims, characterized in that projecting from each of the corners adjacent along a line extending at an angle of 90 ° or more 135 ° or less with respect to the short side Item 4. The spectral module according to any one of Items 1 to 3.
JP2011141878A 2011-06-27 2011-06-27 Spectroscopic module Active JP5825880B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011141878A JP5825880B2 (en) 2011-06-27 2011-06-27 Spectroscopic module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011141878A JP5825880B2 (en) 2011-06-27 2011-06-27 Spectroscopic module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013007707A JP2013007707A (en) 2013-01-10
JP5825880B2 true JP5825880B2 (en) 2015-12-02

Family

ID=47675165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011141878A Active JP5825880B2 (en) 2011-06-27 2011-06-27 Spectroscopic module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5825880B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3375147B2 (en) * 1992-05-26 2003-02-10 浜松ホトニクス株式会社 Semiconductor photodetector
JP2001050814A (en) * 1999-08-10 2001-02-23 Olympus Optical Co Ltd Light receiving sensor
JP2007165740A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Hitachi Ulsi Systems Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device
JP5157098B2 (en) * 2006-07-19 2013-03-06 サンケン電気株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4887221B2 (en) * 2007-06-08 2012-02-29 浜松ホトニクス株式会社 Spectroscopic module
JP5205239B2 (en) * 2008-05-15 2013-06-05 浜松ホトニクス株式会社 Spectrometer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013007707A (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4887221B2 (en) Spectroscopic module
US9851247B2 (en) Spectrometer module
US8045155B2 (en) Spectroscopic module
US8068223B2 (en) Spectroscopic module
JP5205239B2 (en) Spectrometer
US9074933B2 (en) Spectrometer module
US9797773B2 (en) Spectroscopy module and manufacturing method therefor
JP5512961B2 (en) Spectroscopic module and manufacturing method thereof
US8049887B2 (en) Spectroscopic module
JP5205241B2 (en) Spectroscopic module
JP4887251B2 (en) Spectroscopic module
JP4887250B2 (en) Spectroscopic module
JP5825880B2 (en) Spectroscopic module
JP5113947B2 (en) Spectroscopic module
JP4980184B2 (en) Spectroscopic module
JP5097294B2 (en) Spectroscopic module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140902

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150310

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150929

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151013

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5825880

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150