JP6104451B1

JP6104451B1 - Spectrometer

Info

Publication number: JP6104451B1
Application number: JP2016249053A
Authority: JP
Inventors: 柴山　勝己; 勝己柴山; 隆文能野
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2032-08-06
Also published as: JP2017078722A

Abstract

【課題】光検出素子と外部配線との電気的な接続の確実化、及び分光部と光検出素子との位置関係の安定化の両立を図る。【解決手段】分光器１Ａは、ステム４及びキャップ５を有するパッケージ２と、ステム４上に配置された光学ユニット１０Ａと、ステム４を貫通する複数のリードピン３と、を備える。光学ユニット１０Ａは、キャップ５の光入射部６から入射した光を分光すると共に反射する分光部２１と、分光部２１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３０と、分光部２１との間に空間が形成されるように光検出素子３０を支持する支持体４０と、支持体４０から突出する突出部１１と、支持体４０に設けられ、光検出素子３０と電気的に接続された配線１２と、を有する。突出部１１は、ステム４から離間する位置に配置され、リードピン３は、突出部１１に嵌められて、配線１２に電気的に接続されている。【選択図】図２An object of the present invention is to ensure both electrical connection between a light detection element and an external wiring and stabilization of a positional relationship between a spectroscopic unit and the light detection element. A spectrometer 1A includes a package 2 having a stem 4 and a cap 5, an optical unit 10A disposed on the stem 4, and a plurality of lead pins 3 penetrating the stem 4. The optical unit 10A includes a spectroscopic unit 21 that splits and reflects the light incident from the light incident unit 6 of the cap 5, a light detection element 30 that detects the light that is split and reflected by the spectroscopic unit 21, and the spectroscopic unit. The support 40 that supports the light detection element 30 so that a space is formed between the support 21, the protrusion 11 that protrudes from the support 40, and the support 40, and is electrically connected to the light detection element 30. Connected wiring 12. The protruding portion 11 is disposed at a position away from the stem 4, and the lead pin 3 is fitted in the protruding portion 11 and electrically connected to the wiring 12. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、光を分光して検出する分光器に関する。 The present invention relates to a spectroscope for spectrally detecting light.

例えば、特許文献１には、光入射部と、光入射部から入射した光を分光すると共に反射する分光部と、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、光入射部、分光部及び光検出素子を支持する箱状の支持体と、光検出素子と外部配線とを電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板と、を備える分光器が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a light incident part, a spectroscopic part that splits and reflects light incident from the light incident part, a light detection element that detects light reflected and reflected by the spectroscopic part, and light. A spectroscope is described that includes a box-like support that supports an incident part, a spectroscopic part, and a light detection element, and a flexible printed board for electrically connecting the light detection element and external wiring.

特開２０００―２９８０６６号公報JP 2000-298066 A

しかしながら、上述したような分光器においては、フレキシブルプリント基板に何らかの外力が作用すると、光検出素子とフレキシブルプリント基板との電気的な接続個所に損傷が生じたり、パッケージが歪んで、分光部と光検出素子との位置関係に狂いが生じたりするおそれがある。 However, in the spectroscope as described above, if some external force acts on the flexible printed circuit board, the electrical connection between the light detection element and the flexible printed circuit board may be damaged, the package may be distorted, and the spectroscopic unit and the optical There is a possibility that the positional relationship with the detection element is distorted.

そこで、本発明は、光検出素子と外部配線との電気的な接続の確実化、及び分光部と光検出素子との位置関係の安定化の両立を図ることができる分光器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a spectroscope capable of ensuring both the electrical connection between the photodetecting element and the external wiring and the stabilization of the positional relationship between the spectroscopic unit and the photodetecting element. Objective.

本発明の分光器は、ステムと、光入射部が設けられたキャップと、を有するパッケージと、パッケージ内においてステム上に配置された光学ユニットと、ステムを貫通する複数のリードピンと、を備え、光学ユニットは、光入射部からパッケージ内に入射した光を分光すると共に反射する分光部と、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、分光部と光検出素子との間に空間が形成されるように光検出素子を支持する支持体と、支持体から突出する突出部と、支持体に設けられ、光検出素子と電気的に接続された配線と、を有し、突出部は、ステムから離間する位置に配置されており、複数のリードピンは、突出部に嵌められた状態で、配線に電気的に接続されている。 The spectroscope of the present invention includes a package having a stem, a cap provided with a light incident portion, an optical unit disposed on the stem in the package, and a plurality of lead pins that penetrate the stem, The optical unit includes a spectroscopic unit that splits and reflects light incident on the package from the light incident unit, a photodetection element that detects and reflects the light that is split and reflected by the spectroscopic unit, and the spectroscopic unit and the photodetection element. A support that supports the light detection element so that a space is formed between the protrusions, a protrusion that protrudes from the support, and a wiring that is provided on the support and is electrically connected to the light detection element. The protruding portion is disposed at a position away from the stem, and the plurality of lead pins are electrically connected to the wiring in a state of being fitted to the protruding portion.

本発明の分光器では、リードピンは、突出部に挿通された状態で、配線に電気的に接続されていてもよい。 In the spectrometer of the present invention, the lead pin may be electrically connected to the wiring in a state of being inserted through the protruding portion.

本発明の分光器では、支持体は、ステム上に固定されていてもよい。 In the spectrometer of the present invention, the support may be fixed on the stem.

本発明の分光器では、支持体は、ステムと対向するように配置され、光検出素子が固定されたベース壁部と、分光部の側方からステムに対して立設されるように配置され、ベース壁部を支持する側壁部と、を含み、突出部は、側壁部から分光部と反対側に突出していてもよい。 In the spectroscope of the present invention, the support is disposed so as to face the stem, and is disposed so as to be erected with respect to the stem from the side of the spectroscopic unit and the base wall portion to which the light detection element is fixed. And a side wall part that supports the base wall part, and the protruding part may protrude from the side wall part to the opposite side of the spectroscopic part.

本発明の分光器では、ベース壁部には、光入射部からパッケージ内に入射した光を通過させる光通過部が設けられていてもよい。 In the spectrometer of the present invention, the base wall portion may be provided with a light passage portion that allows light incident from the light incidence portion into the package to pass therethrough.

本発明の分光器では、光検出素子は、ベース壁部に対してステム側に配置されていてもよい。 In the spectrometer of the present invention, the light detection element may be disposed on the stem side with respect to the base wall portion.

本発明の分光器では、ベース壁部、側壁部及び突出部は、一体的に形成されていてもよい。 In the spectrometer of the present invention, the base wall portion, the side wall portion, and the protruding portion may be integrally formed.

本発明の分光器では、分光部は、基板上に設けられることで、分光素子を構成していてもよい。 In the spectroscope of the present invention, the spectroscopic unit may be provided on the substrate to constitute a spectroscopic element.

本発明の分光器では、分光素子は、ステム上に固定されていてもよい。 In the spectrometer of the present invention, the spectroscopic element may be fixed on the stem.

本発明によれば、光検出素子と外部配線との電気的な接続の確実化、及び分光部と光検出素子との位置関係の安定化の両立を図ることができる分光器を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a spectroscope capable of ensuring both the electrical connection between the photodetecting element and the external wiring and the stabilization of the positional relationship between the spectroscopic unit and the photodetecting element. It becomes possible.

本発明の第１実施形態の分光器の断面図である。It is sectional drawing of the spectrometer of 1st Embodiment of this invention. 図１のII−II線に沿った側面視の断面図である。It is sectional drawing of the side view along the II-II line | wire of FIG. 図１のIII−III線に沿った平面視の断面図である。It is sectional drawing of the planar view along the III-III line | wire of FIG. 図１の分光器の支持体の底面図である。It is a bottom view of the support body of the spectrometer of FIG. 図１の分光器の変形例の側面視の断面図である。It is sectional drawing of the side view of the modification of the spectrometer of FIG. 本発明の第２実施形態の分光器の側面視の断面図である。It is sectional drawing of the side view of the spectrometer of 2nd Embodiment of this invention. 図６の分光器の変形例の側面視の断面図である。It is sectional drawing of the side view of the modification of the spectrometer of FIG. 本発明の第３実施形態の分光器の側面視の断面図である。It is sectional drawing of the side view of the spectrometer of 3rd Embodiment of this invention. 図８の分光器の変形例の側面視の断面図である。It is sectional drawing of the side view of the modification of the spectrometer of FIG. 図１の分光器の変形例の平面視の断面図である。It is sectional drawing of planar view of the modification of the spectrometer of FIG.

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。
［第１実施形態］ 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.
[First Embodiment]

図１及び図２に示されるように、分光器１Ａは、ＣＡＮパッケージの構成を有するパッケージ２と、パッケージ２内に収容された光学ユニット１０Ａと、複数のリードピン３と、を備えている。パッケージ２は、金属からなる矩形板状のステム４と、金属からなる直方体箱状のキャップ５と、を有している。ステム４とキャップ５とは、ステム４のフランジ部４ａとキャップ５のフランジ部５ａとが接触させられた状態で、気密に接合されている。一例として、ステム４とキャップ５との気密封止は、露点管理（例えば−５５℃）がなされた窒素雰囲気中で行われる。これにより、湿度による樹脂部の劣化や、外気が下がった際における内部結露を防止し、高い信頼性を得ることができる。なお、パッケージ２の一辺の長さは、例えば１０〜２０ｍｍ程度である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the spectroscope 1 A includes a package 2 having a configuration of a CAN package, an optical unit 10 A accommodated in the package 2, and a plurality of lead pins 3. The package 2 has a rectangular plate-shaped stem 4 made of metal and a rectangular parallelepiped box-shaped cap 5 made of metal. The stem 4 and the cap 5 are airtightly joined in a state where the flange portion 4a of the stem 4 and the flange portion 5a of the cap 5 are in contact with each other. As an example, the hermetic sealing between the stem 4 and the cap 5 is performed in a nitrogen atmosphere in which dew point management (for example, −55 ° C.) is performed. Thereby, deterioration of the resin part due to humidity and internal condensation when the outside air falls can be prevented, and high reliability can be obtained. The length of one side of the package 2 is about 10 to 20 mm, for example.

キャップ５においてステム４と対向する壁部５ｂには、パッケージ２外からパッケージ２内に光Ｌ１を入射させる光入射部６が設けられている。光入射部６は、壁部５ｂに形成された断面円形状の光通過孔５ｃを覆うように円形板状或いは矩形板状の窓部材７が壁部５ｂの内側表面に気密に接合されることで、構成されている。なお、窓部材７は、例えば、石英、硼珪酸ガラス（ＢＫ７）、パイレックス（登録商標）ガラス、コバール等、光Ｌ１を透過させる材料からなる。赤外線に対してはシリコンやゲルマニウムも有効である。また、窓部材７には、ＡＲ（Anti Reflection）コートが施されていてもよい。更に、窓部材７は、所定波長の光のみを透過させるフィルタ機能を有していてもよい。 A light incident portion 6 for allowing light L1 to enter the package 2 from the outside of the package 2 is provided on the wall portion 5 b facing the stem 4 in the cap 5. In the light incident part 6, a circular plate-shaped or rectangular plate-shaped window member 7 is hermetically bonded to the inner surface of the wall 5b so as to cover the circular light passage hole 5c formed in the wall 5b. It is composed of. Note that the window member 7 is made of a material that transmits the light L1, such as quartz, borosilicate glass (BK7), Pyrex (registered trademark) glass, or Kovar. Silicon and germanium are also effective against infrared rays. The window member 7 may be provided with an AR (Anti Reflection) coat. Furthermore, the window member 7 may have a filter function that transmits only light of a predetermined wavelength.

各リードピン３は、ステム４の貫通孔４ｂに配置された状態で、ステム４を貫通している。各リードピン３は、例えばコバール金属にニッケルめっき（１〜１０μｍ）と金めっき（０．１〜２μｍ）等を施した金属からなり、光入射部６とステム４とが対向する方向（以下、「Ｚ軸方向」という）に延在している。各リードピン３は、電気的絶縁性及び遮光性を有する低融点ガラスからなるハーメティックシール部材を介して、貫通孔４ｂに固定されている。貫通孔４ｂは、矩形板状のステム４の長手方向（以下、「Ｘ軸方向」という）及びＺ軸方向に垂直な方向（以下、「Ｙ軸方向」という）において互いに対向する一対の側縁部のそれぞれに、Ｘ軸方向に沿って複数ずつ配置されている。 Each lead pin 3 penetrates the stem 4 in a state of being disposed in the through hole 4 b of the stem 4. Each lead pin 3 is made of, for example, a metal obtained by applying nickel plating (1 to 10 μm), gold plating (0.1 to 2 μm) or the like to Kovar metal, and the direction in which the light incident portion 6 and the stem 4 face each other (hereinafter, “ Extending in the “Z-axis direction”). Each lead pin 3 is fixed to the through hole 4b via a hermetic seal member made of low melting point glass having electrical insulation and light shielding properties. The through hole 4b is a pair of side edges facing each other in the longitudinal direction of the rectangular plate-like stem 4 (hereinafter referred to as “X-axis direction”) and the direction perpendicular to the Z-axis direction (hereinafter referred to as “Y-axis direction”). A plurality of parts are arranged along the X-axis direction in each part.

光学ユニット１０Ａは、パッケージ２内においてステム４上に配置されている。光学ユニット１０Ａは、分光素子２０と、光検出素子３０と、支持体４０と、を有している。分光素子２０には、分光部２１が設けられており、分光部２１は、光入射部６からパッケージ２内に入射した光Ｌ１を分光すると共に反射する。光検出素子３０は、分光部２１によって分光されると共に反射された光Ｌ２を検出する。支持体４０は、分光部２１と光検出素子３０との間に空間が形成されるように光検出素子３０を支持している。 The optical unit 10 A is disposed on the stem 4 in the package 2. The optical unit 10 A includes a spectroscopic element 20, a light detection element 30, and a support body 40. The spectroscopic element 20 is provided with a spectroscopic unit 21, which spectroscopically reflects and reflects the light L 1 that has entered the package 2 from the light incident unit 6. The light detection element 30 detects the light L2 that is split and reflected by the spectroscopic unit 21. The support 40 supports the light detection element 30 so that a space is formed between the spectroscopic unit 21 and the light detection element 30.

分光素子２０は、シリコン、プラスチック、セラミック、ガラス等からなる矩形板状の基板２２を有している。基板２２における光入射部６側の表面２２ａには、内面が曲面状の凹部２３が形成されている。基板２２の表面２２ａには、凹部２３を覆うように成形層２４が配置されている。成形層２４は、凹部２３の内面に沿って膜状に形成されており、Ｚ軸方向から見た場合に円形状となっている。 The spectroscopic element 20 has a rectangular plate-like substrate 22 made of silicon, plastic, ceramic, glass or the like. A concave portion 23 having a curved inner surface is formed on the surface 22a of the substrate 22 on the light incident portion 6 side. A molding layer 24 is disposed on the surface 22 a of the substrate 22 so as to cover the recess 23. The molding layer 24 is formed in a film shape along the inner surface of the recess 23 and has a circular shape when viewed from the Z-axis direction.

成形層２４の所定領域には、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に対応するグレーティングパターン２４ａが形成されている。グレーティングパターン２４ａは、Ｚ軸方向から見た場合にＹ軸方向に延在するグレーティング溝がＸ軸方向に沿って複数並設されたものである。このような成形層２４は、成形材料（例えば、光硬化性のエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン、有機・無機ハイブリッド樹脂等のレプリカ用光学樹脂）に成形型を押し当て、その状態で、成形材料を硬化（光硬化や熱硬化）させることで、形成される。 In a predetermined region of the molding layer 24, a grating pattern 24a corresponding to a blazed grating having a sawtooth cross section, a binary grating having a rectangular cross section, a holographic grating having a sinusoidal cross section, and the like is formed. The grating pattern 24a includes a plurality of grating grooves that extend in the Y-axis direction when viewed from the Z-axis direction. Such a molding layer 24 is formed by pressing a molding die against a molding material (for example, optical resin for replica such as photocurable epoxy resin, acrylic resin, fluorine resin, silicone, organic / inorganic hybrid resin, etc.) Thus, the molding material is cured (photocured or thermally cured).

成形層２４の表面には、グレーティングパターン２４ａを覆うように、Ａｌ、Ａｕ等の蒸着膜である反射膜２５が形成されている。反射膜２５は、グレーティングパターン２４ａの形状に沿って形成されており、この部分が、反射型グレーティングである分光部２１となっている。以上のように、分光部２１は、基板２２上に設けられることで、分光素子２０を構成している。 On the surface of the molding layer 24, a reflective film 25 which is a vapor deposition film of Al, Au or the like is formed so as to cover the grating pattern 24a. The reflective film 25 is formed along the shape of the grating pattern 24a, and this portion is a spectroscopic portion 21 that is a reflective grating. As described above, the spectroscopic unit 21 is provided on the substrate 22 to constitute the spectroscopic element 20.

光検出素子３０は、シリコン等の半導体材料からなる矩形板状の基板３２を有している。基板３２には、Ｙ軸方向に延在するスリット３３が形成されている。スリット３３は、光入射部６と分光部２１との間に位置しており、光入射部６からパッケージ２内に入射した光Ｌ１を通過させる。なお、スリット３３における光入射部６側の端部は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの方向において、光入射部６側に向かって末広がりとなっている。 The light detection element 30 has a rectangular plate-like substrate 32 made of a semiconductor material such as silicon. The substrate 32 has a slit 33 extending in the Y-axis direction. The slit 33 is located between the light incident part 6 and the spectroscopic part 21 and allows the light L1 incident from the light incident part 6 into the package 2 to pass therethrough. In addition, the edge part by the side of the light-incidence part 6 in the slit 33 is diverging toward the light-incidence part 6 side in each of the X-axis direction and the Y-axis direction.

基板３２における分光部２１側の表面３２ａには、Ｘ軸方向に沿ってスリット３３と並設されるように光検出部３１が設けられている。光検出部３１は、フォトダイオードアレイ、Ｃ−ＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等として構成されたものである。基板３２の表面３２ａには、光検出部３１に対して電気信号を入出力するための端子３４が複数設けられている。 A light detection unit 31 is provided on the surface 32a of the substrate 32 on the spectroscopic unit 21 side so as to be arranged in parallel with the slit 33 along the X-axis direction. The light detection unit 31 is configured as a photodiode array, a C-MOS image sensor, a CCD image sensor, or the like. A plurality of terminals 34 for inputting / outputting electric signals to / from the light detection unit 31 are provided on the surface 32 a of the substrate 32.

支持体４０は、Ｚ軸方向においてステム４と対向するように配置されたベース壁部４１と、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置された一対の側壁部４２と、Ｙ軸方向において互いに対向するように配置された一対の側壁部４３と、を含む中空構造体である。各側壁部４２，４３は、分光部２１の側方からステム４に対して立設されるように配置されており、分光部２１を包囲した状態でベース壁部４１を支持している。 The support body 40 has a base wall portion 41 disposed so as to face the stem 4 in the Z-axis direction, a pair of side wall portions 42 disposed so as to face each other in the X-axis direction, and is opposed to each other in the Y-axis direction. It is a hollow structure containing a pair of side wall parts 43 arranged to do. The side wall portions 42 and 43 are arranged so as to be erected with respect to the stem 4 from the side of the spectroscopic portion 21, and support the base wall portion 41 in a state of surrounding the spectroscopic portion 21.

ベース壁部４１には、光検出素子３０が固定されている。光検出素子３０は、基板３２における分光部２１と反対側の表面３２ｂがベース壁部４１の内側表面４１ａに接着されることで、ベース壁部４１に固定されている。つまり、光検出素子３０は、ベース壁部４１に対してステム４側に配置されている。 The light detection element 30 is fixed to the base wall portion 41. The light detection element 30 is fixed to the base wall 41 by bonding the surface 32 b of the substrate 32 opposite to the spectroscopic unit 21 to the inner surface 41 a of the base wall 41. That is, the light detection element 30 is disposed on the stem 4 side with respect to the base wall portion 41.

ベース壁部４１には、中空構造体である支持体４０の内側の空間と外側の空間とを連通する光通過孔（光通過部）４６が形成されている。光通過孔４６は、光入射部６と基板３２のスリット３３との間に位置しており、光入射部６からパッケージ２内に入射した光Ｌ１を通過させる。なお、光通過孔４６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの方向において、光入射部６側に向かって末広がりとなっている。Ｚ軸方向から見た場合に、光入射部６の光通過孔５ｃは、光通過孔４６の全体を含んでおり、光通過孔４６は、スリット３３の全体を含んでいる。 The base wall portion 41 is formed with a light passage hole (light passage portion) 46 that communicates the space inside the support body 40 that is a hollow structure and the space outside. The light passage hole 46 is located between the light incident part 6 and the slit 33 of the substrate 32 and allows the light L1 incident from the light incident part 6 into the package 2 to pass therethrough. The light passage hole 46 is widened toward the light incident portion 6 side in each of the X-axis direction and the Y-axis direction. When viewed from the Z-axis direction, the light passage hole 5 c of the light incident portion 6 includes the entire light passage hole 46, and the light passage hole 46 includes the entire slit 33.

各側壁部４２におけるステム４側の端部には、底面４４ａ及び側面４４ｂを有する切欠き部４４が形成されている。各側壁部４３におけるステム４側の端部には、底面４５ａ及び側面４５ｂを有する切欠き部４５が形成されている。切欠き部４４の底面４４ａと切欠き部４５の底面４５ａとは、側壁部４２，４３よって画定される開口部に沿って連続している。同様に、切欠き部４４の側面４４ｂと切欠き部４５の側面４５ｂとは、当該開口部に沿って連続している。この連続する切欠き部４４，４５には、分光素子２０の基板２２の外縁部が嵌められている。 A cutout portion 44 having a bottom surface 44a and a side surface 44b is formed at the end portion of each side wall portion 42 on the stem 4 side. A notch portion 45 having a bottom surface 45a and a side surface 45b is formed at the end portion of each side wall portion 43 on the stem 4 side. The bottom surface 44 a of the notch 44 and the bottom surface 45 a of the notch 45 are continuous along the opening defined by the side walls 42 and 43. Similarly, the side surface 44b of the notch 44 and the side surface 45b of the notch 45 are continuous along the opening. The outer edge portion of the substrate 22 of the spectroscopic element 20 is fitted into the continuous notches 44 and 45.

図２及び図３に示されるように、光学ユニット１０Ａは、支持体４０から突出する突出部１１を更に有している。突出部１１は、ステム４から離間する位置に配置されている。突出部１１は、各側壁部４３におけるステム４と反対側の端部から、分光部２１と反対側（すなわち、中空構造体である支持体４０の外側）に突出しており、各側壁部４３の当該端部に沿ってＸ軸方向に延在している。なお、光学ユニット１０Ａでは、ベース壁部４１の外側表面４１ｂ、及び突出部１１におけるステム４と反対側の表面１１ａが略面一となっている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the optical unit 10 A further includes a protruding portion 11 that protrudes from the support body 40. The protruding portion 11 is disposed at a position away from the stem 4. The protruding portion 11 protrudes from the end portion of each side wall portion 43 opposite to the stem 4 to the opposite side of the spectroscopic portion 21 (that is, the outside of the support body 40 that is a hollow structure). It extends in the X-axis direction along the end portion. In the optical unit 10A, the outer surface 41b of the base wall portion 41 and the surface 11a opposite to the stem 4 in the protruding portion 11 are substantially flush.

図１及び図２に示されるように、光学ユニット１０Ａにおいては、分光素子２０の基板２２におけるステム４側の表面２２ｂ、各側壁部４２におけるステム４側の端面４２ａ、及び各側壁部４３におけるステム４側の端面４３ａが略面一となっている。この状態で、基板２２の表面２２ｂ、各側壁部４２の端面４２ａ、及び各側壁部４３の端面４３ａがステム４の内側表面４ｃに接着され、これにより、分光素子２０及び支持体４０がステム４上に固定されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the optical unit 10 A, the surface 22 b on the stem 4 side of the substrate 22 of the spectroscopic element 20, the end surface 42 a on the stem 4 side of each side wall portion 42, and the stem on each side wall portion 43. The end surface 43a on the 4 side is substantially flush. In this state, the surface 22 b of the substrate 22, the end surface 42 a of each side wall portion 42, and the end surface 43 a of each side wall portion 43 are bonded to the inner surface 4 c of the stem 4, whereby the spectroscopic element 20 and the support body 40 are attached to the stem 4. It is fixed on the top.

図４に示されるように、光学ユニット１０Ａは、支持体４０に設けられた配線１２を更に有している。配線１２は、複数の第１端子部１２ａと、複数の第２端子部１２ｂと、複数の接続部１２ｃ、とを含んでいる。各第１端子部１２ａは、ベース壁部４１の内側表面４１ａに配置されており、支持体４０の内側の空間に露出している。各第２端子部１２ｂは、突出部１１の表面１１ａに配置されており、支持体４０の外側且つパッケージ２の内側の空間に露出している。各接続部１２ｃは、対応する第１端子部１２ａと第２端子部１２ｂとを接続しており、支持体４０内に埋設されている。 As shown in FIG. 4, the optical unit 10 A further includes a wiring 12 provided on the support body 40. The wiring 12 includes a plurality of first terminal portions 12a, a plurality of second terminal portions 12b, and a plurality of connection portions 12c. Each first terminal portion 12 a is disposed on the inner surface 41 a of the base wall portion 41 and is exposed to the space inside the support body 40. Each second terminal portion 12 b is disposed on the surface 11 a of the protruding portion 11 and is exposed to a space outside the support body 40 and inside the package 2. Each connecting portion 12c connects the corresponding first terminal portion 12a and second terminal portion 12b, and is embedded in the support body 40.

なお、配線１２は、一体的に形成されたベース壁部４１、側壁部４２，４３及び突出部１１に設けられることで、成形回路部品（ＭＩＤ：Molded Interconnect Device）を構成している。この場合、ベース壁部４１、側壁部４２，４３及び突出部１１は、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミック、ＬＣＰ、ＰＰＡ、エポキシ等の樹脂、成形用ガラスといった成形材料からなる。 In addition, the wiring 12 comprises the molded circuit component (MID: Molded Interconnect Device) by being provided in the base wall part 41, the side wall parts 42 and 43, and the protrusion part 11 which were formed integrally. In this case, the base wall portion 41, the side wall portions 42 and 43, and the protruding portion 11 are made of a molding material such as a ceramic such as AlN or Al2O3, a resin such as LCP, PPA, or epoxy, or a molding glass.

配線１２の各第１端子部１２ａには、ベース壁部４１に固定された光検出素子３０の各端子３４が電気的に接続されている。対応する光検出素子３０の端子３４と配線１２の第１端子部１２ａとは、ワイヤ８を用いたワイヤボンディングによって電気的に接続されている。 Each terminal 34 of the light detection element 30 fixed to the base wall portion 41 is electrically connected to each first terminal portion 12 a of the wiring 12. The corresponding terminal 34 of the light detection element 30 and the first terminal portion 12 a of the wiring 12 are electrically connected by wire bonding using the wire 8.

図２及び図３に示されるように、配線１２の各第２端子部１２ｂには、ステム４を貫通する各リードピン３が電気的に接続されている。各リードピン３には、フランジ状のストッパ３ａが設けられている。各リードピン３は、ステム４から離間する位置に配置された突出部１１まで延在し、ストッパ３ａがステム４側から突出部１１に接触した状態（すなわち、ストッパ３ａが突出部１１におけるステム４側の表面１１ｂに接触した状態）で、突出部１１の貫通孔１１ｃに挿通されている。各第２端子部１２ｂは、突出部１１の表面１１ａにおいて貫通孔１１ｃを包囲している。この状態で、対応するリードピン３と配線１２の第２端子部１２ｂとは、導電性樹脂或いは半田、金ワイヤ等によって電気的に接続されている。なお、リードピン３の中には、ステム４の貫通孔４ｂ及び突出部１１の貫通孔１１ｃに固定されているだけで、配線１２に電気的に接続されていないものもある。 As shown in FIGS. 2 and 3, each lead pin 3 that penetrates the stem 4 is electrically connected to each second terminal portion 12 b of the wiring 12. Each lead pin 3 is provided with a flange-like stopper 3a. Each lead pin 3 extends to the protruding portion 11 disposed at a position away from the stem 4, and the stopper 3 a is in contact with the protruding portion 11 from the stem 4 side (that is, the stopper 3 a is on the stem 4 side in the protruding portion 11. In the state of being in contact with the surface 11b of the projection 11). Each second terminal portion 12 b surrounds the through hole 11 c on the surface 11 a of the protruding portion 11. In this state, the corresponding lead pin 3 and the second terminal portion 12b of the wiring 12 are electrically connected by conductive resin, solder, gold wire, or the like. Some of the lead pins 3 are fixed to the through hole 4 b of the stem 4 and the through hole 11 c of the protruding portion 11, but are not electrically connected to the wiring 12.

以上のように構成された分光器１Ａにおいては、図１に示されるように、光Ｌ１は、パッケージ２の光入射部６からパッケージ２内に入射し、ベース壁部４１の光通過孔４６及び光検出素子３０のスリット３３を順次通過して、支持体４０の内側の空間に入射する。支持体４０の内側の空間に入射した光Ｌ１は、分光素子２０の分光部２１に到達し、分光部２１によって分光されると共に反射される。分光部２１によって分光されると共に反射された光Ｌ２は、光検出素子３０の光検出部３１に到達し、光検出素子３０によって検出される。このとき、光検出素子３０の光検出部３１に対する電気信号の入出力は、光検出素子３０の端子３４、ワイヤ８、配線１２及びリードピン３を介して行われる。 In the spectroscope 1A configured as described above, as shown in FIG. 1, the light L1 enters the package 2 from the light incident portion 6 of the package 2, and the light passage hole 46 of the base wall portion 41 and The light passes through the slits 33 of the light detection element 30 and enters the space inside the support 40. The light L1 that has entered the space inside the support 40 reaches the spectroscopic unit 21 of the spectroscopic element 20, and is split and reflected by the spectroscopic unit 21. The light L 2 that is split and reflected by the spectroscopic unit 21 reaches the light detection unit 31 of the light detection element 30 and is detected by the light detection element 30. At this time, input / output of an electrical signal to / from the light detection unit 31 of the light detection element 30 is performed via the terminal 34, the wire 8, the wiring 12, and the lead pin 3 of the light detection element 30.

次に、分光器１Ａの製造方法について説明する。まず、一体的に形成されたベース壁部４１、側壁部４２，４３及び突出部１１に配線１２が設けられた成形回路部品を準備する。そして、図４に示されるように、支持体４０のベース壁部４１の内側表面４１ａに設けられたアライメントマーク４７を基準として、内側表面４１ａに光検出素子３０を接着する。続いて、対応する光検出素子３０の端子３４と配線１２の第１端子部１２ａとを、ワイヤ８を用いたワイヤボンディングによって電気的に接続する。続いて、支持体４０の側壁部４２の端面４２ａに設けられたアライメントマーク４８を基準として、側壁部４２，４３の切欠き部４４，４５に分光素子２０を接着する。 Next, a method for manufacturing the spectrometer 1A will be described. First, a molded circuit component in which the wiring 12 is provided on the integrally formed base wall portion 41, side wall portions 42 and 43, and the protruding portion 11 is prepared. Then, as shown in FIG. 4, the photodetecting element 30 is bonded to the inner surface 41 a with reference to the alignment mark 47 provided on the inner surface 41 a of the base wall portion 41 of the support 40. Subsequently, the corresponding terminal 34 of the light detection element 30 and the first terminal portion 12 a of the wiring 12 are electrically connected by wire bonding using the wire 8. Subsequently, the spectroscopic element 20 is bonded to the notches 44 and 45 of the side walls 42 and 43 with reference to the alignment mark 48 provided on the end surface 42 a of the side wall 42 of the support 40.

このように製造された光学ユニット１０Ａでは、分光部２１と光検出部３１とは、アライメントマーク４７，４８を基準とした実装によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において精度良く位置決めされている。また、分光部２１と光検出部３１とは、切欠き部４４，４５の底面４４ａ，４５ａとベース壁部４１の内側表面４１ａとの高低差によって、Ｚ軸方向において精度良く位置決めされている。ここで、光検出素子３０では、その製造時においてスリット３３と光検出部３１とが精度良く位置決めされている。したがって、光学ユニット１０Ａは、スリット３３、分光部２１及び光検出部３１が相互に精度良く位置決めされたものとなっている。 In the optical unit 10A thus manufactured, the spectroscopic unit 21 and the light detection unit 31 are accurately positioned in the X-axis direction and the Y-axis direction by mounting with reference to the alignment marks 47 and 48. In addition, the spectroscopic unit 21 and the light detection unit 31 are accurately positioned in the Z-axis direction due to the height difference between the bottom surfaces 44a and 45a of the notches 44 and 45 and the inner surface 41a of the base wall 41. Here, in the photodetecting element 30, the slit 33 and the photodetecting portion 31 are positioned with high precision at the time of manufacture. Therefore, in the optical unit 10A, the slit 33, the spectroscopic unit 21, and the light detection unit 31 are accurately positioned with respect to each other.

続いて、図２及び図３に示されるように、貫通孔４ｂにリードピン３が固定されたステム４を準備し、光学ユニット１０Ａの突出部１１の貫通孔１１ｃにリードピン３を挿通させつつ、ステム４の内側表面４ｃに光学ユニット１０Ａを接着する。続いて、対応するリードピン３と配線１２の第２端子部１２ｂとを、導電性樹脂或いは半田、金ワイヤ等によって電気的に接続する。続いて、図１及び図２に示されるように、光入射部６が設けられたキャップ５を準備し、ステム４とキャップ５とを気密に接合する。以上により、分光器１Ａが製造される。 Subsequently, as shown in FIGS. 2 and 3, the stem 4 having the lead pin 3 fixed to the through hole 4b is prepared, and the stem is inserted into the through hole 11c of the protruding portion 11 of the optical unit 10A. The optical unit 10 A is bonded to the inner surface 4 c of 4. Subsequently, the corresponding lead pin 3 and the second terminal portion 12b of the wiring 12 are electrically connected by conductive resin, solder, gold wire, or the like. Subsequently, as shown in FIGS. 1 and 2, the cap 5 provided with the light incident portion 6 is prepared, and the stem 4 and the cap 5 are joined in an airtight manner. Thus, the spectroscope 1A is manufactured.

次に、分光器１Ａによって奏される効果について説明する。まず、分光器１Ａでは、光検出素子３０を支持する支持体４０から突出する突出部１１に、光検出素子３０と電気的に接続された配線１２の第２端子部１２ｂが配置されており、この突出部１１において、リードピン３と配線１２との電気的な接続が実現されている。これにより、リードピン３と配線１２との電気的な接続が確実化される。加えて、パッケージ２の外側においてリードピン３に何らかの外力が作用しても、リードピン３がステム４を貫通しているので、突出部１１におけるリードピン３と配線１２との電気的な接続個所に外力が及び難くなる。更に、光検出素子３０を支持する支持体４０から突出する突出部１１が、ステム４から離間する位置に配置されており、この突出部１１に、リードピン３が挿通されて嵌められている。これにより、リードピン３が支えとなってその分だけ更に支持体４０が歪み難くなり、支持体４０がステム４上に固定されていることと相俟って、ステム４に対する支持体４０の安定性が向上し、分光素子２０の分光部２１と光検出素子３０の光検出部３１との位置関係に狂いが生じ難くなる。加えて、突出部１１にリードピン３が挿通されて嵌められることで、パッケージ２に対して光学ユニット１０Ａが位置決めされることになる。以上により、分光器１Ａによれば、光検出素子３０と外部配線との電気的な接続の確実化、及び分光素子２０の分光部２１と光検出素子３０の光検出部３１との位置関係の安定化の両立を図ることができる。 Next, the effect produced by the spectroscope 1A will be described. First, in the spectroscope 1A, the second terminal portion 12b of the wiring 12 electrically connected to the light detection element 30 is disposed on the protrusion 11 protruding from the support body 40 that supports the light detection element 30. In the protruding portion 11, electrical connection between the lead pin 3 and the wiring 12 is realized. Thereby, the electrical connection between the lead pin 3 and the wiring 12 is ensured. In addition, even if some external force acts on the lead pin 3 outside the package 2, the lead pin 3 penetrates the stem 4, so that an external force is applied to the electrical connection portion of the protruding portion 11 between the lead pin 3 and the wiring 12. And it becomes difficult. Further, the protruding portion 11 protruding from the support body 40 that supports the light detection element 30 is disposed at a position away from the stem 4, and the lead pin 3 is inserted and fitted into the protruding portion 11. As a result, the lead pin 3 is supported and the support body 40 is further less likely to be distorted. The stability of the support body 40 with respect to the stem 4 is coupled with the fact that the support body 40 is fixed on the stem 4. Thus, the positional relationship between the spectroscopic unit 21 of the spectroscopic element 20 and the photodetection unit 31 of the photodetection element 30 is less likely to be out of order. In addition, the optical pin 10 A is positioned with respect to the package 2 by the lead pin 3 being inserted and fitted into the protruding portion 11. As described above, according to the spectroscope 1A, the electrical connection between the light detection element 30 and the external wiring is ensured, and the positional relationship between the light separation unit 21 of the light separation element 20 and the light detection unit 31 of the light detection element 30 is confirmed. Both stabilization can be achieved.

また、ステム４から離間する位置に突出部１１が配置されていることで各リードピン３が長くなるため、複数のリードピン３の相互間の位置関係にばらつきが生じても、突出部１１の各貫通孔１１ｃにリードピン３を容易に挿通させることができる。更に、リードピン３の挿通後も、光学ユニット１０Ａをステム４に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ易いため、パッケージ２に対して光学ユニット１０Ａをより精度良く位置決めすることができる。 Moreover, since each lead pin 3 becomes long by arrange | positioning the protrusion part 11 in the position spaced apart from the stem 4, even if dispersion | variation in the positional relationship between the some lead pins 3 arises, each penetration of the protrusion part 11 is carried out. The lead pin 3 can be easily inserted into the hole 11c. Furthermore, since the optical unit 10A can be easily moved in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the stem 4 even after the lead pins 3 are inserted, the optical unit 10A can be positioned more accurately with respect to the package 2.

また、リードピン３を貫通孔４ｂに固定するためのハーメティックシール部材がステム４の内側表面４ｃ上に盛り上がっても、盛り上がったハーメティックシール部材に突出部１１が干渉することが避けられるため、支持体４０に浮き等を生じさせることなく、支持体４０をステム４の内側表面４ｃ上に確実に固定することができる。 Further, even if the hermetic seal member for fixing the lead pin 3 to the through hole 4b rises on the inner surface 4c of the stem 4, it is possible to avoid the protrusion 11 from interfering with the raised hermetic seal member. The support 40 can be securely fixed on the inner surface 4c of the stem 4 without causing the support 40 to float or the like.

また、各側壁部４３とキャップ５との間の空間が、突出部１１によって、ベース壁部４１の光通過孔４６と遮断されるので、当該空間における光の反射等に起因して迷光が発生するのを抑制することができる。 Further, since the space between each side wall 43 and the cap 5 is blocked by the light passage hole 46 of the base wall 41 by the protrusion 11, stray light is generated due to reflection of light in the space. Can be suppressed.

また、分光器１Ａでは、ストッパ３ａがステム４側から突出部１１に接触した状態で、リードピン３が突出部１１に挿通されている。これにより、リードピン３を第２端子部１２ｂに電気的に接続する際に、導電性樹脂や半田等がリードピン３を伝ってステム４側に流れるのを防止することができる。 In the spectroscope 1A, the lead pin 3 is inserted into the protruding portion 11 in a state where the stopper 3a is in contact with the protruding portion 11 from the stem 4 side. Thereby, when electrically connecting the lead pin 3 to the 2nd terminal part 12b, it can prevent that conductive resin, solder, etc. flow along the lead pin 3 to the stem 4 side.

また、分光器１Ａでは、配線１２が、一体的に形成されたベース壁部４１、側壁部４２，４３及び突出部１１に設けられることで、成形回路部品を構成している。これにより、ベース壁部４１、側壁部４２，４３及び突出部１１の相互間の位置関係の安定化を図りつつ、配線１２を適切に取り回すことができる。 Further, in the spectroscope 1A, the wiring 12 is provided on the integrally formed base wall portion 41, side wall portions 42 and 43, and the protruding portion 11, thereby forming a molded circuit component. As a result, the wiring 12 can be appropriately routed while stabilizing the positional relationship among the base wall portion 41, the side wall portions 42 and 43, and the protruding portion 11.

また、分光器１Ａでは、支持体４０が、ベース壁部４１と、一対の側壁部４２と、一対の側壁部４３と、を含む中空構造体であり、突出部１１が、側壁部４３のそれぞれから分光部２１と反対側に突出している。これにより、支持体４０の構成の単純化を図ることができる。 Further, in the spectroscope 1 A, the support body 40 is a hollow structure including a base wall portion 41, a pair of side wall portions 42, and a pair of side wall portions 43, and the protruding portion 11 is a side wall portion 43. Projecting to the side opposite to the spectroscopic unit 21. Thereby, the structure of the support body 40 can be simplified.

また、分光器１Ａでは、中空構造体である支持体４０のベース壁部４１に、光入射部６からパッケージ２内に入射した光Ｌ１を通過させる光通過孔４６が形成されている。これにより、不要な光が分光部２１に入射するのを抑制することができる。また、分光器１Ａでは、中空構造体である支持体４０のベース壁部４１に対してステム４側に、光検出素子３０が配置されている。これにより、不要な光が光検出素子３０の光検出部３１に入射するのを抑制することができる。支持体４０内への不要な光の進入を防止したり、支持体４０内における迷光の発生を抑制したりするために、支持体４０を光吸収性の材料で形成したり、或いは、支持体４０の外側表面や内側表面、分光素子２０の基板２２の表面２２ａに光吸収性の膜を形成したりしてもよい。 In the spectroscope 1A, a light passage hole 46 through which the light L1 incident from the light incident portion 6 into the package 2 passes is formed in the base wall portion 41 of the support 40 that is a hollow structure. Thereby, unnecessary light can be prevented from entering the spectroscopic unit 21. Further, in the spectroscope 1A, the light detection element 30 is arranged on the stem 4 side with respect to the base wall portion 41 of the support body 40 that is a hollow structure. Thereby, it is possible to suppress unnecessary light from entering the light detection unit 31 of the light detection element 30. In order to prevent unnecessary light from entering the support body 40 and to suppress the generation of stray light in the support body 40, the support body 40 is formed of a light-absorbing material, or the support body A light-absorbing film may be formed on the outer surface or inner surface of 40 or the surface 22 a of the substrate 22 of the spectroscopic element 20.

また、分光器１Ａでは、分光部２１が、基板２２上に設けられることで、分光素子２０を構成している。これにより、パッケージ２内における分光部２１の配置の自由度を向上させることができる。 In the spectroscope 1 A, the spectroscopic unit 21 is provided on the substrate 22 to constitute the spectroscopic element 20. Thereby, the freedom degree of arrangement | positioning of the spectroscopy part 21 in the package 2 can be improved.

また、分光器１Ａでは、分光素子２０がステム４上に固定されている。これにより、ステム４を介した熱の授受によって、分光部２１の温度を制御することができる。したがって、温度変化に起因する分光部２１の変形（例えば、グレーティングピッチの変化等）を抑制し、波長シフト等を低減することが可能となる。 In the spectroscope 1 A, the spectroscopic element 20 is fixed on the stem 4. Thereby, the temperature of the spectroscopic unit 21 can be controlled by transferring heat through the stem 4. Therefore, deformation of the spectroscopic unit 21 due to temperature change (for example, change in grating pitch) can be suppressed, and wavelength shift or the like can be reduced.

また、分光器１Ａは、光入射部６から分光部２１に至る光Ｌ１の光路、及び分光部２１から光検出部３１に至る光Ｌ２の光路が空間に形成されていることから、小型化に有利である。その理由について、光Ｌ１，Ｌ２の光路が空間に形成されている場合（以下、「空間光路の場合」という）と、光Ｌ１，Ｌ２の光路がガラス中に形成されている場合（以下、「ガラス光路の場合」という）とを比較して説明する。ガラスの屈折率は、空間の屈折率よりも大きい。そのため、入射ＮＡが同じであれば、ガラス光路の場合における光の広がり角は、空間光路の場合における光の広がり角よりも小さくなる。また、分光部２１のグレーティングピッチが同じであれば、ガラス光路の場合における光の回折角は、空間光路の場合における光の回折角よりも小さくなる。 Further, the spectroscope 1A is reduced in size because the optical path of the light L1 from the light incident part 6 to the spectroscopic part 21 and the optical path of the light L2 from the spectroscopic part 21 to the light detection part 31 are formed in space. It is advantageous. Regarding the reason, when the optical paths of the lights L1 and L2 are formed in space (hereinafter referred to as “in the case of a spatial optical path”), and when the optical paths of the lights L1 and L2 are formed in glass (hereinafter referred to as “ The case of “glass optical path” will be described. The refractive index of glass is larger than the refractive index of space. Therefore, if the incident NA is the same, the light spread angle in the case of the glass optical path is smaller than the light spread angle in the case of the spatial light path. If the grating pitch of the spectroscopic unit 21 is the same, the diffraction angle of light in the case of the glass optical path is smaller than the diffraction angle of light in the case of the spatial light path.

分光器１Ａを小型化するには、光入射部６と分光部２１との距離、及び分光部２１と光検出部３１との距離を小さくする必要がある。そして、分光部２１と光検出部３１との距離が小さくなると、光検出部３１に対する分光部２１の集光距離が小さくなることから、分光部２１の曲率半径を小さくする必要がある。更に、分光部２１の曲率半径が小さくなると、広がりを有する光が分光部２１に入射する角度の関係で、分光部２１での光の回折角を大きくする必要がある。また、光入射部６と分光部２１との距離を小さくした場合でも、分光部２１に照射される光の面積を十分に確保する必要がある。 In order to reduce the size of the spectroscope 1A, it is necessary to reduce the distance between the light incident unit 6 and the spectroscopic unit 21 and the distance between the spectroscopic unit 21 and the light detection unit 31. When the distance between the spectroscopic unit 21 and the light detection unit 31 is reduced, the condensing distance of the spectroscopic unit 21 with respect to the photodetection unit 31 is reduced. Therefore, it is necessary to reduce the curvature radius of the spectroscopic unit 21. Further, when the radius of curvature of the spectroscopic unit 21 is reduced, it is necessary to increase the diffraction angle of the light at the spectroscopic unit 21 in relation to the angle at which spread light enters the spectroscopic unit 21. Further, even when the distance between the light incident part 6 and the spectroscopic part 21 is reduced, it is necessary to ensure a sufficient area of light irradiated on the spectroscopic part 21.

ここで、上述したように、入射ＮＡが同じであれば、ガラス光路の場合における光の広がり角は、空間光路の場合における光の広がり角よりも小さくなる。また、分光部２１のグレーティングピッチが同じであれば、ガラス光路の場合における光の回折角は、空間光路の場合における光の回折角よりも小さくなる。したがって、分光部２１での光の回折角を大きくする必要があり、また、分光部２１に照射される光の面積を十分に確保する必要がある分光器１Ａの小型化には、ガラス光路の場合よりも空間光路の場合のほうが有利である。 Here, as described above, if the incident NA is the same, the light spread angle in the case of the glass optical path is smaller than the light spread angle in the case of the spatial light path. If the grating pitch of the spectroscopic unit 21 is the same, the diffraction angle of light in the case of the glass optical path is smaller than the diffraction angle of light in the case of the spatial light path. Therefore, it is necessary to increase the diffraction angle of the light in the spectroscopic unit 21 and to reduce the size of the spectroscope 1A that needs to ensure a sufficient area of the light irradiated on the spectroscopic unit 21, the glass optical path The spatial light path is more advantageous than the case.

次に、上述した分光器１Ａの変形例について説明する。図５に示されるように、支持体４０は、分光素子２０上に固定されていてもよい。すなわち、支持体４０には、切欠き部４４，４５が形成されておらず、支持体４０は、各側壁部４２の端面４２ａ及び各側壁部４３の端面４３ａが分光素子２０の基板２２の表面２２ａに接着されることで、分光素子２０上に固定されている。このような構成によっても、光検出素子３０と外部配線との電気的な接続の確実化、及び分光素子２０の分光部２１と光検出素子３０の光検出部３１との位置関係の安定化の両立を図ることができる。
［第２実施形態］ Next, a modified example of the above-described spectrometer 1A will be described. As shown in FIG. 5, the support body 40 may be fixed on the spectroscopic element 20. That is, notches 44 and 45 are not formed in the support 40, and the support 40 has an end surface 42 a of each side wall 42 and an end surface 43 a of each side wall 43 on the surface of the substrate 22 of the spectroscopic element 20. It is fixed on the spectroscopic element 20 by being bonded to 22a. This configuration also ensures electrical connection between the light detection element 30 and the external wiring, and stabilizes the positional relationship between the spectroscopic unit 21 of the spectroscopic element 20 and the photodetection unit 31 of the photodetection element 30. Both can be achieved.
[Second Embodiment]

図６に示されるように、分光器１Ｂは、突出部１１が各側壁部４３の中間部（ステム４側の端部と、ステム４と反対側の端部との間の部分）に配置されている点で、上述した分光器１Ａと主に相違している。分光器１Ｂの光学ユニット１０Ｂにおいては、突出部１１は、各側壁部４３の中間部から分光部２１と反対側（すなわち、中空構造体である支持体４０の外側）に突出している。各リードピン３は、突出部１１の貫通孔１１ｃに挿通されて嵌められており、突出部１１の表面１１ａに配置された配線１２の第２端子部１２ｂに導電性樹脂或いは半田等によって電気的に接続されている。 As shown in FIG. 6, in the spectroscope 1 B, the protruding portion 11 is arranged at an intermediate portion of each side wall portion 43 (a portion between the end portion on the stem 4 side and the end portion on the opposite side of the stem 4). This is mainly different from the spectroscope 1A described above. In the optical unit 10 B of the spectroscope 1 B, the protruding portion 11 protrudes from the middle portion of each side wall portion 43 to the side opposite to the spectroscopic portion 21 (that is, the outside of the support body 40 that is a hollow structure). Each lead pin 3 is inserted and fitted into the through hole 11c of the protruding portion 11, and is electrically connected to the second terminal portion 12b of the wiring 12 arranged on the surface 11a of the protruding portion 11 by a conductive resin or solder. It is connected.

以上のように構成された分光器１Ｂによれば、上述した分光器１Ａと共通の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、突出部１１が側壁部４３の補強部材として機能し、中空構造体である支持体４０の強度を向上させることができる。 According to the spectroscope 1B configured as described above, in addition to the effects common to the spectroscope 1A described above, the following effects are exhibited. That is, the protrusion part 11 functions as a reinforcing member for the side wall part 43, and the strength of the support body 40 that is a hollow structure can be improved.

また、図７に示されるように、支持体４０が分光素子２０上に固定されている場合において、突出部１１が各側壁部４３におけるステム４側の端部に配置されていてもよい。このような構成によれば、支持体４０と分光素子２０との接着を確実化することができる。更に、各リードピン３が短くなる分、分光器１Ｂの製造時において、リードピン３の曲がり等を防止することができる。
［第３実施形態］ In addition, as shown in FIG. 7, when the support body 40 is fixed on the spectroscopic element 20, the protruding portion 11 may be disposed at the end portion on the stem 4 side in each side wall portion 43. According to such a configuration, the adhesion between the support 40 and the spectroscopic element 20 can be ensured. Further, since the lead pins 3 are shortened, bending of the lead pins 3 can be prevented during the manufacture of the spectrometer 1B.
[Third Embodiment]

図８に示されるように、分光器１Ｃは、支持体４０に対向部１３が設けられている点で、上述した分光器１Ａと主に相違している。分光器１Ｃの光学ユニット１０Ｃにおいては、各側壁部４３の中間部から分光部２１と反対側（すなわち、中空構造体である支持体４０の外側）に、対向部１３が突出しており、各対向部１３は、突出部１１と同様にＸ軸方向に延在している。つまり、対向部１３は、ステム４側において、突出部１１と対向している。各リードピン３は、Ｚ軸方向において対向する対向部１３及び突出部１１に挿通されており、この状態で、突出部１１において配線１２の第２端子部１２ｂに電気的に接続されている。なお、対向部１３、突出部１１の順にリードピン３を挿通させる必要があるため、リードピン３には、スットパ３ａが設けられていない。 As shown in FIG. 8, the spectroscope 1 C is mainly different from the spectroscope 1 A described above in that the opposed portion 13 is provided on the support 40. In the optical unit 10 C of the spectroscope 1 C, the facing portion 13 protrudes from the intermediate portion of each side wall portion 43 to the side opposite to the spectroscopic portion 21 (that is, outside the support body 40 that is a hollow structure). The part 13 extends in the X-axis direction in the same manner as the protruding part 11. That is, the facing portion 13 faces the protruding portion 11 on the stem 4 side. Each lead pin 3 is inserted through the opposing portion 13 and the protruding portion 11 that face each other in the Z-axis direction, and in this state, the lead pin 3 is electrically connected to the second terminal portion 12 b of the wiring 12. In addition, since it is necessary to insert the lead pin 3 in order of the opposing part 13 and the protrusion part 11, the stop pin 3a is not provided in the lead pin 3.

以上のように構成された分光器１Ｃによれば、上述した分光器１Ａと共通の効果の他に、次のような効果が奏される。すなわち、対向部１３が側壁部４３の補強部材として機能し、中空構造体である支持体４０の強度を向上させることができる。 According to the spectroscope 1C configured as described above, the following effects can be obtained in addition to the effects common to the spectroscope 1A described above. That is, the facing portion 13 functions as a reinforcing member for the side wall portion 43, and the strength of the support body 40 that is a hollow structure can be improved.

また、図９に示されるように、支持体４０が分光素子２０上に固定されており、突出部１１が各側壁部４３におけるステム４側の端部に配置されている場合において、各側壁部４３のステム４と反対側の端部から、分光部２１と反対側に、対向部１３が突出しており、各対向部１３が当該端部に沿ってＸ軸方向に延在していてもよい。つまり、対向部１３が、ステム４と反対側において、突出部１１と対向していてもよい。この場合、各リードピン３は、配線１２の第２端子部１２ｂとの電気的な接続のために突出部１１に挿通されることは必須であるが、対向部１３には挿通されてもよいし、挿通されなくてもよい。このような構成によっても、対向部１３が側壁部４３の補強部材として機能し、中空構造体である支持体４０の強度を向上させることができる。更に、各側壁部４３とキャップ５との間の空間が、対向部１３によって、ベース壁部４１の光通過孔４６と遮断されるので、当該空間における光の反射等に起因して迷光が発生するのを抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 9, in the case where the support body 40 is fixed on the spectroscopic element 20 and the protruding portion 11 is arranged at the end portion on the stem 4 side in each side wall portion 43, each side wall portion. The opposing part 13 may protrude from the end part on the opposite side to the stem 4 of 43 to the opposite side to the spectroscopic part 21, and each opposing part 13 may extend in the X-axis direction along the end part. . That is, the facing portion 13 may face the protruding portion 11 on the side opposite to the stem 4. In this case, each lead pin 3 is required to be inserted into the protruding portion 11 for electrical connection with the second terminal portion 12b of the wiring 12, but may be inserted into the facing portion 13. , It does not have to be inserted. Also with such a configuration, the facing portion 13 functions as a reinforcing member for the side wall portion 43, and the strength of the support body 40, which is a hollow structure, can be improved. Furthermore, since the space between each side wall portion 43 and the cap 5 is blocked from the light passage hole 46 of the base wall portion 41 by the facing portion 13, stray light is generated due to reflection of light in the space. Can be suppressed.

以上、本発明の第１〜第３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、分光器１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、リードピン３が、突出部１１に挿通された状態で、配線１２の第２端子部１２ｂに電気的に接続されていたが、その形態に限定されない。一例として、ステム４側に開口するように突出部１１に凹部を形成し、当該凹部にリードピン３の端部を嵌めてもよい。その場合には、当該凹部の内面に第２端子部１２ｂを露出させ、当該凹部内においてリードピン３と第２端子部１２ｂとを電気的に接続すればよい。このような構成によっても、リードピン３と第２端子部１２ｂとの電気的な接続、及びパッケージ２に対する光学ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの位置決めを、確実に且つ容易に実現することができる。 The first to third embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the spectroscopes 1A, 1B, and 1C, the lead pin 3 is electrically connected to the second terminal portion 12b of the wiring 12 in a state where the lead pin 3 is inserted through the protruding portion 11, but the configuration is not limited thereto. As an example, a recess may be formed in the protrusion 11 so as to open to the stem 4 side, and the end of the lead pin 3 may be fitted into the recess. In that case, the second terminal portion 12b may be exposed on the inner surface of the recess, and the lead pin 3 and the second terminal portion 12b may be electrically connected in the recess. Also with such a configuration, the electrical connection between the lead pin 3 and the second terminal portion 12b and the positioning of the optical units 10A, 10B, and 10C with respect to the package 2 can be reliably and easily realized.

また、図１０に示されるように、外側（すなわち、支持体４０と反対側）に開口するように突出部１１に切欠き部１１ｄを形成し、当該切欠き部１１ｄにリードピン３の端部を嵌めてもよい。その場合には、切欠き部１１ｄごとに突出部１１の表面１１ａに第２端子部１２ｂを配置し、各第２端子部１２ｂを支持体４０の外側且つパッケージ２の内側の空間に露出させる。そして、各切欠き部１１ｄに嵌められたリードピン３の端部と、各切欠き部１１ｄに対応する第２端子部１２ｂとを、導電性樹脂或いは半田、金ワイヤ等によって電気的に接続する。このような構成によっても、リードピン３と第２端子部１２ｂとの電気的な接続、及びパッケージ２に対する光学ユニット１０Ａの位置決めを、確実に且つ容易に実現することができる。しかも、複数のリードピン３を複数の貫通孔１１ｃに挿通させる必要がないので、光学ユニット１０Ａをステム４上に容易に実装することができる。更に、特殊な実装装置も不要となり、リードピン３が曲がるなどのエラーを避けられるため、分光器１Ａの製造歩留りも向上する。特に、リードピン３にストッパ３ａが設けられている場合には、外側に開口した切欠き部１１ｄから導電性樹脂や半田が流れ出すことが防止されるため、本構造は有効である。 Further, as shown in FIG. 10, a notch 11d is formed in the protruding part 11 so as to open to the outside (that is, the side opposite to the support 40), and the end of the lead pin 3 is formed in the notch 11d. It may be fitted. In that case, the 2nd terminal part 12b is arrange | positioned in the surface 11a of the protrusion part 11 for every notch part 11d, and each 2nd terminal part 12b is exposed to the space inside the support body 40 and the inside of the package 2. FIG. Then, the end portion of the lead pin 3 fitted in each notch portion 11d and the second terminal portion 12b corresponding to each notch portion 11d are electrically connected by a conductive resin, solder, gold wire or the like. Also with such a configuration, the electrical connection between the lead pin 3 and the second terminal portion 12b and the positioning of the optical unit 10A with respect to the package 2 can be reliably and easily realized. In addition, since it is not necessary to insert the plurality of lead pins 3 into the plurality of through holes 11c, the optical unit 10A can be easily mounted on the stem 4. Further, a special mounting device is not required, and errors such as bending of the lead pins 3 can be avoided, so that the manufacturing yield of the spectrometer 1A is improved. In particular, when the lead pin 3 is provided with the stopper 3a, this structure is effective because the conductive resin and solder are prevented from flowing out from the notch portion 11d opened to the outside.

また、突出部１１は、支持体４０の側壁部４２，４３のうちのいずれか一つに設けられていればよい。隣り合う側壁部４２及び側壁部４３に渡って突出部１１を設ければ、支持体４０が歪むのを効果的に抑制することができる。また、ワイヤ８を用いたワイヤボンディングを実施する際に、支持体４０とワイヤボンディング装置のツールとの干渉を避けるために、側壁部４２，４３の一部等、支持体４０の一部を切り欠いてもよい。また、ベース壁部４１、側壁部４２，４３及び突出部１１は、それぞれ別体として準備され、組み立てられるものであってもよい。 Further, the protruding portion 11 may be provided on any one of the side wall portions 42 and 43 of the support body 40. If the protruding portion 11 is provided across the adjacent side wall portion 42 and the side wall portion 43, the support 40 can be effectively suppressed from being distorted. Further, when performing wire bonding using the wire 8, in order to avoid interference between the support 40 and the tool of the wire bonding apparatus, a part of the support 40 such as a part of the side walls 42 and 43 is cut. It may be missing. Moreover, the base wall part 41, the side wall parts 42 and 43, and the protrusion part 11 may be prepared and assembled as separate bodies, respectively.

また、光検出素子３０において、基板３２の表面３２ｂに端子３４を形成してもよい。その場合には、Ａｕ或いは半田等のバンプを用いたフリップチップボンディングによって、端子３４と配線１２の第１端子部１２ａとの電気的な接続、及び光検出素子３０のベース壁部４１への固定を実現することができる。また、基板３２にスリット３３を形成せず、ベース壁部４１の光通過孔４６を覆わないように光検出素子３０をベース壁部４１に固定してもよい。その場合には、スリットチップ（例えば、シリコンからなる本体にスリットを形成したものや、スリット状の開口を有する光吸収性の膜を光透過性の本体の表面に形成したもの等）をベース壁部４１に取り付けてもよい。スリットチップを嵌める凹部をベース壁部４１に形成すれば、スリットチップ、分光素子２０の分光部２１及び光検出素子３０の光検出部３１を相互に精度良く位置決めすることができる。 Further, in the light detection element 30, the terminal 34 may be formed on the surface 32 b of the substrate 32. In that case, the electrical connection between the terminal 34 and the first terminal portion 12a of the wiring 12 and the fixing of the light detection element 30 to the base wall portion 41 are performed by flip chip bonding using bumps such as Au or solder. Can be realized. Alternatively, the light detection element 30 may be fixed to the base wall 41 so that the slit 33 is not formed in the substrate 32 and the light passage hole 46 of the base wall 41 is not covered. In that case, a slit chip (for example, a slit formed in a main body made of silicon or a light-absorbing film having a slit-like opening formed on the surface of a light-transmitting main body) is used as a base wall. You may attach to the part 41. FIG. If the concave portion into which the slit chip is fitted is formed in the base wall portion 41, the slit chip, the spectroscopic portion 21 of the spectroscopic element 20, and the light detection portion 31 of the photodetection element 30 can be positioned with high accuracy.

また、本発明の分光器の光学ユニットにおいては、分光部が設けられた分光素子が、支持体と接触していなくてもよい。一例として、分光部２１が設けられた分光素子２０の基板２２が、間隙を介して支持体４０の側壁部４２，４３に包囲されていてもよい。また、配線１２の第２端子部１２ｂは、突出部１１の表面１１ａに限定されず、突出部１１の表面１１ｂ、或いは突出部１１の貫通孔１１ｃや切欠き部１１ｄの内面に形成されていてもよい。それらの場合にも、突出部１１がステム４から離間しているため、第２端子部１２ｂとステム４とのショートが防止される。 In the optical unit of the spectroscope of the present invention, the spectroscopic element provided with the spectroscopic unit may not be in contact with the support. As an example, the substrate 22 of the spectroscopic element 20 provided with the spectroscopic portion 21 may be surrounded by the side wall portions 42 and 43 of the support 40 via a gap. The second terminal portion 12b of the wiring 12 is not limited to the surface 11a of the protruding portion 11, and is formed on the surface 11b of the protruding portion 11, or the inner surface of the through hole 11c or the notch portion 11d of the protruding portion 11. Also good. Also in those cases, since the protruding portion 11 is separated from the stem 4, a short circuit between the second terminal portion 12 b and the stem 4 is prevented.

また、分光素子２０は、ステム４から離間した状態で、支持体４０によって支持されていてもよい。すなわち、側壁部４２，４３の切欠き部４４，４５に分光素子２０が配置された状態で、略面一となっている各側壁部４２の端面４２ａ、及び各側壁部４３の端面４３ａよりも、分光素子２０の基板２２の表面２２ｂが、中空構造である支持体４０の内側（すなわち、ステム４と反対側）に位置していてもよい。このような構成によれば、ステム４の内側表面４ｃと分光素子２０の基板２２の表面２２ｂとの間に空間が形成されることになる。そのため、ステム４を介して外部から分光部２１に熱の影響が及ぶのを抑制することができる。したがって、温度変化に起因する分光部２１の変形（例えば、グレーティングピッチの変化等）を抑制し、波長シフト等を低減することが可能となる。この構成は、ステム４を介した熱の授受による分光部２１の温度の制御（上述した分光器１Ａ）を行わない場合に有効である。 Further, the spectroscopic element 20 may be supported by the support body 40 in a state of being separated from the stem 4. That is, in the state where the spectroscopic element 20 is arranged in the notches 44 and 45 of the side walls 42 and 43, the end surfaces 42a of the side walls 42 and the end surfaces 43a of the side walls 43 that are substantially flush with each other. The surface 22b of the substrate 22 of the spectroscopic element 20 may be located inside the support 40 having a hollow structure (that is, on the side opposite to the stem 4). According to such a configuration, a space is formed between the inner surface 4 c of the stem 4 and the surface 22 b of the substrate 22 of the spectroscopic element 20. Therefore, the influence of heat on the spectroscopic unit 21 from the outside via the stem 4 can be suppressed. Therefore, deformation of the spectroscopic unit 21 due to temperature change (for example, change in grating pitch) can be suppressed, and wavelength shift or the like can be reduced. This configuration is effective when the temperature control of the spectroscopic unit 21 by the heat exchange through the stem 4 (the spectroscope 1A described above) is not performed.

また、リードピン３に設けられたストッパ３ａの形状は、フランジ状に限定されない。更に、必ずしもリードピン３にストッパ３ａが設けられていなくてもよい。また、光通過孔４６に対して光検出部３１と反対側に、分光部２１で発生した０次光をカットするための構成（例えば、光吸収性の材料からなり、入射した０次光を光Ｌ１，Ｌ２の光路と反対側に反射し得る面を有するもの等）を配置してもよい。当該構成については、ベース壁部４１に一体的に形成しても、或いは、別体として準備してベース壁部４１に固定してもよい。以上のように、分光器１Ａ〜１Ｄの各構成の材料及び形状には、上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, the shape of the stopper 3a provided on the lead pin 3 is not limited to the flange shape. Furthermore, the stopper 3a is not necessarily provided on the lead pin 3. In addition, a configuration for cutting the zero-order light generated in the spectroscopic unit 21 on the side opposite to the light detection unit 31 with respect to the light passage hole 46 (for example, made of a light absorbing material, It is also possible to dispose a material having a surface that can be reflected on the side opposite to the optical path of the light L1, L2. About the said structure, you may form integrally in the base wall part 41, or you may prepare as a different body and may fix to the base wall part 41. FIG. As described above, the materials and shapes of the components of the spectrometers 1A to 1D are not limited to the materials and shapes described above, and various materials and shapes can be applied.

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…分光器、２…パッケージ、３…リードピン、３ａ…ストッパ、４…ステム、５…キャップ、６…光入射部、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…光学ユニット、１１…突出部、１２…配線、１２ａ…第１端子部、１２ｂ…第２端子部、１３…対向部、２０…分光素子、２１…分光部、２２…基板、３０…光検出素子、３４…端子、４０…支持体、４１…ベース壁部、４２，４３…側壁部、４４，４５…切欠き部、４６…光通過孔（光通過部）、Ｌ１，Ｌ２…光。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B, 1C ... Spectroscope, 2 ... Package, 3 ... Lead pin, 3a ... Stopper, 4 ... Stem, 5 ... Cap, 6 ... Light incident part, 10A, 10B, 10C ... Optical unit, 11 ... Protrusion part, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Wiring, 12a ... 1st terminal part, 12b ... 2nd terminal part, 13 ... Opposing part, 20 ... Spectroscopic element, 21 ... Spectroscopic part, 22 ... Substrate, 30 ... Photodetection element, 34 ... Terminal, 40 ... Support , 41 ... base wall part, 42, 43 ... side wall part, 44, 45 ... notch part, 46 ... light passage hole (light passage part), L1, L2 ... light.

Claims

A package having a stem and a cap provided with a light incident portion;
An optical unit disposed on the stem in the package;
A plurality of lead pins penetrating the stem,
The optical unit is
A spectroscopic unit that splits and reflects light incident on the package from the light incident unit;
A light detecting element for detecting light that is split and reflected by the spectroscopic unit;
A support that supports the light detection element such that a space is formed between the spectroscopic unit and the light detection element;
A protrusion protruding from the support;
A wiring provided on the support and electrically connected to the photodetecting element;
The protrusion is disposed at a position away from the stem,
The spectroscope, wherein the plurality of lead pins are electrically connected to the wiring in a state of being fitted to the protruding portion.

The spectroscope according to claim 1, wherein the lead pin is electrically connected to the wiring while being inserted into the protruding portion.

The spectroscope according to claim 1, wherein the support is fixed on the stem.

The support is
A base wall portion disposed so as to face the stem and to which the light detection element is fixed;
A side wall portion that is arranged so as to be erected with respect to the stem from a side of the spectroscopic portion and supports the base wall portion,
The spectroscope according to claim 1, wherein the protruding portion protrudes from the side wall portion to the side opposite to the spectroscopic portion.

The spectroscope according to claim 4, wherein the base wall portion is provided with a light passing portion that allows light incident from the light incident portion into the package to pass therethrough.

The spectroscope according to claim 4 or 5, wherein the light detection element is disposed on the stem side with respect to the base wall portion.

The spectroscope according to any one of claims 4 to 6, wherein the base wall portion, the side wall portion, and the protruding portion are integrally formed.

The spectroscope according to claim 1, wherein the spectroscopic unit is provided on a substrate to constitute a spectroscopic element.

The spectroscope according to claim 8, wherein the spectroscopic element is fixed on the stem.