JP7170551B2 - 分光器 - Google Patents

Description

本発明は、分光器に関する。

支持体と、支持体の底壁部の表面に設けられた分光部と、分光部と向かい合うように支持体の側壁部によって支持された光検出素子と、を備える分光器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－３５４１７６号公報

上述したような分光器においては、分光空間に水分が進入するのを抑制するために、分光空間を気密に封止する構成を採用することが考えられる。しかし、分光空間を気密に封止すると、分光器の使用環境の温度変化によって内圧が変化するため、分光部が設けられ且つ光検出素子を支持する支持体が変形し、分光精度が低下するおそれがある。特に、分光器が小型化されればされるほど、支持体の変形が分光精度に与える影響が大きくなる。

そこで、本発明は、信頼性の高い分光器を提供することを目的とする。

本発明の分光器は、底壁部、及び底壁部の一方の側において分光空間を包囲する側壁部を有する支持体と、側壁部によって構成された開口部に配置され、光透過部が設けられたカバーと、カバーと開口部との間に配置された接合部材と、分光空間とカバーとの間において、底壁部における一方の側の表面と向かい合うように、側壁部によって支持された光検出素子と、底壁部における一方の側の表面に設けられた光学機能部と、を備え、支持体、カバー及び接合部材の少なくとも１つには、通気口が設けられており、通気口は、支持体、カバー及び光検出素子によって画定された空間と外部とに開口しており、支持体、カバー及び光検出素子によって画定された空間は、分光空間と連通している。

この分光器では、支持体、カバー及び接合部材の少なくとも１つに設けられた通気口によって、分光空間と外部とが連通することになる。そのため、分光器の使用環境の温度が変化しても、内圧の変化に起因する支持体の変形が抑制される。したがって、光学機能部及び光検出素子等の位置関係にずれが生じ難くなる。更に、通気口が、支持体、カバー及び光検出素子によって画定された空間と外部とに開口しており、当該空間が分光空間と連通している。これにより、外部から通気口に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間に進入し難くなる。よって、この分光器によれば、高い信頼性を確保することができる。

本発明の分光器では、通気口が開口する方向は、カバーを介して分光空間に光が入射する方向と交差していてもよい。これにより、外部から通気口に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間に進入するのをより確実に抑制することができる。

本発明の分光器では、カバーは、光透過部材と、光通過開口が形成された遮光層と、を有してもよい。これにより、分光空間へのパーティクルの進入を抑制しつつ、適切な状態で分光空間に光を入射させることができる。

本発明の分光器では、支持体には、分光空間の一方の側において分光空間よりも拡幅された第１拡幅部と、第１拡幅部の一方の側において第１拡幅部よりも拡幅された第２拡幅部と、が設けられており、光検出素子は、第１拡幅部に配置されており、カバーは、開口部である第２拡幅部に配置されていてもよい。これにより、光検出素子及びカバーを安定的に支持しつつ、通気口が開口する空間を、支持体、カバー及び光検出素子によって確実に画定することができる。

本発明の分光器では、第１拡幅部及び第２拡幅部は、カバーを介して分光空間に光が入射する方向と交差す方向を長手方向とする形状を呈しており、通気口は、長手方向における第２拡幅部の端部に位置するように、接合部材に設けられていてもよい。これにより、通気口の位置が分光空間内の光路から離れた位置になるため、外部から通気口に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間に進入するのをより確実に抑制することができる。

本発明の分光器では、第１拡幅部及び第２拡幅部は、カバーを介して分光空間に光が入射する方向と交差す方向を長手方向とする形状を呈しており、通気口は、長手方向における第１拡幅部の端部に開口するように、支持体に設けられていてもよい。これにより、通気口の位置が分光空間内の光路から離れた位置になるため、外部から通気口に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間に進入するのをより確実に抑制することができる。

本発明の分光器では、第１拡幅部には、配線の端部が配置されており、光検出素子の端子と配線の端部とは、接続部材によって電気的に接続されており、光検出素子と第１拡幅部との間には、接続部材を覆うように補強部材が配置されていてもよい。これにより、補強部材が遮光部材として機能するため、外部から通気口に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間に進入するのをより確実に抑制することができる。

本発明の分光器では、光学機能部は、分光部であってもよい。これにより、分光部に所望の光学機能を確実に発揮させることができる。

光学機能部は、ミラーであってもよい。これにより、ミラーに所望の光学機能を確実に発揮させることができる。

本発明の分光器は、通気口と分光空間との間に配置された遮光部材を更に備えていてもよい。これにより、外部から通気口に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間に進入するのをより確実に抑制することができる。

本発明によれば、信頼性の高い分光器を提供することができる。

一実施形態の分光器の斜視図である。 図１に示されるII－II線に沿っての分光器の断面図である。 図１に示されるIII－III線に沿っての分光器の断面図である。 変形例の通気口を備える分光器の平面図である。 変形例の通気口を備える分光器の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、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。
［分光器の構成］

図１に示されるように、分光器１は、支持体１０と、カバー２０と、を備えている。分光器１では、支持体１０及びカバー２０によって箱形のパッケージ２が構成されている。支持体１０は、成形回路部品（ＭＩＤ：Molded Interconnect Device）として構成されており、支持体１０には、複数の配線１１が設けられている。一例として、分光器１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれの方向における長さが１５ｍｍ以下の直方体状の形状を呈している。特に、分光器１は、Ｙ軸方向における長さが数ｍｍ程度にまで薄型化されている。

図２及び図３に示されるように、パッケージ２内には、光検出素子３０、樹脂成形層４０及び反射層５０が設けられている。反射層５０は、光学機能部として、ミラー５１及び分光部５２を構成している。光検出素子３０には、光通過部３１、ミラー３２及び光検出部３３が設けられている。光通過部３１、ミラー５１、ミラー３２、分光部５２及び光検出部３３は、Ｚ軸方向から見た場合に、Ｘ軸方向に平行な同一直線上に並んでいる。

分光器１では、Ｚ軸方向に沿って光通過部３１を通過した光Ｌ１は、ミラー５１で反射され、ミラー５１で反射された光Ｌ１は、ミラー３２で反射される。ミラー３２で反射された光Ｌ１は、分光部５２で分光されると共に反射される。分光部５２で分光されると共に反射された光のうち０次光以外の光Ｌ２は、光検出部３３に入射して光検出部３３で検出される。このように、分光器１では、光通過部３１から分光部５２に至る光Ｌ１の光路、及び分光部５２から光検出部３３に至る光Ｌ２の光路を含む分光空間Ｓがパッケージ２内に形成されている。

支持体１０は、底壁部１２及び側壁部１３を有している。底壁部１２及び側壁部１３は、例えばＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）等の合成樹脂によって一体的に形成されている。底壁部１２における分光空間Ｓ側（一方の側）の表面１２ａには、凹部１４及び周辺部１５，１６が設けられている。側壁部１３は、底壁部１２の分光空間Ｓ側に配置されている。側壁部１３は、底壁部１２の分光空間Ｓ側において分光空間Ｓを包囲している。本実施形態では、側壁部１３は、Ｚ軸方向から見た場合に凹部１４及び周辺部１５，１６を包囲する矩形枠状の形状を呈している。より具体的には、側壁部１３は、一対の第１側壁１７及び一対の第２側壁１８を有している。一対の第１側壁１７は、Ｚ軸方向から見た場合に、Ｘ軸方向において分光空間Ｓを挟んで向かい合っている。一対の第２側壁１８は、Ｚ軸方向から見た場合に、Ｙ軸方向において分光空間Ｓを挟んで向かい合っている。

側壁部１３には、第１拡幅部１３ａ及び第２拡幅部１３ｂが設けられている。第１拡幅部１３ａは、分光空間Ｓに対して底壁部１２とは反対側（分光空間Ｓの一方の側）において、分光空間Ｓよりも、Ｘ軸方向に拡幅された段差部である。第２拡幅部１３ｂは、第１拡幅部１３ａに対して底壁部１２とは反対側（第１拡幅部１３ａの一方の側）において、第１拡幅部１３ａよりも、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの方向に拡幅された段差部である。第２拡幅部１３ｂは、側壁部１３によって構成された開口部である。第１拡幅部１３ａの底面には、各配線１１の一方の端部が端子１１ａとして配置されている。各配線１１は、第１拡幅部１３ａから、第２拡幅部１３ｂ、及び第１側壁１７の外側表面を介して、図１に示されるように、一方の第２側壁１８の外側表面１８ｂに至っている。外側表面１８ｂには、各配線１１の他方の端部が端子１１ｂとして配置されている。

図２に示されるように、Ｘ軸方向において向かい合う第１拡幅部１３ａの側面１３ａ_２は、第１拡幅部１３ａの底面１３ａ_１と鈍角を成すように傾斜している。Ｘ軸方向において向かい合う第２拡幅部１３ｂの側面１３ｂ_２は、第２拡幅部１３ｂの底面１３ｂ_１と鈍角を成すように傾斜している。これらにより、配線１１を容易に且つ精度良く引き回すことができると共に、配線１１に生じる応力を低減することができる。また、支持体１０における底壁部１２とは反対側の端面１０ａのうち、配線１１が配置される領域１０ａ_１は、底壁部１２側に凹んでいる。これにより、例えば分光器１の実装時等に、配線１１が他の部材と接触するのを防止することができると共に、配線１１の長さを低減することができる。

図２及び図３に示されるように、凹部１４の内面は、凹曲面１４ａである。すなわち、底壁部１２の表面１２ａは、凹曲面１４ａを含んでいる。本実施形態では、凹曲面１４ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの方向において曲面状に湾曲している。凹曲面１４ａは、例えば、球面の一部に対応する形状を呈している。各周辺部１５，１６は、Ｘ軸方向において凹部１４と隣接している。周辺部１５は、Ｚ軸方向から見た場合に、凹部１４に対して一方の第１側壁１７側に位置している。周辺部１６は、Ｚ軸方向から見た場合に、凹部１４に対して他方の第１側壁１７側に位置している。周辺部１５は、傾斜面１５ａを含んでいる。傾斜面１５ａは、Ｘ軸方向に沿って凹部１４から離れるほどＺ軸方向に沿って光検出素子３０から離れるように、傾斜している。

光検出素子３０は、側壁部１３の第１拡幅部１３ａに配置されている。光検出素子３０は、分光空間Ｓを介して、底壁部１２の表面１２ａと向かい合うように、側壁部１３によって支持されている。光検出素子３０は、基板３５を有している。基板３５は、半導体材料（例えば、シリコン等）によって矩形板状に形成されている。光通過部３１は、基板３５に形成された光通過孔である。本実施形態では、光通過部３１は、Ｙ軸方向に延在するスリットであり、光通過部３１における光Ｌ１の入射側の端部は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの方向において、光Ｌ１の入射側に向かって末広がりとなっている。ミラー３２は、基板３５における分光空間Ｓ側の表面３５ａのうち、光通過部３１と光検出部３３との間の領域に設けられている。ミラー３２は、例えば、Ａｌ、Ａｕ等からなる金属膜である。本実施形態では、ミラー３２は、平面ミラーである。

光検出部３３は、基板３５の表面３５ａに設けられている。より具体的には、光検出部３３は、基板３５に貼り付けられているのではなく、半導体材料からなる基板３５に作り込まれている。つまり、光検出部３３は、半導体材料からなる基板３５内の第１導電型の領域と、該領域内に設けられた第２導電型の領域とで形成された複数のフォトダイオードによって、構成されている。光検出部３３は、例えば、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り、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の光検出チャネルを有している。光検出部３３の各光検出チャネルには、異なる波長を有する光Ｌ２が入射させられる。光検出部３３は、表面入射型のフォトダイオードとして構成されており、基板３５の表面３５ａには、光検出部３３に対して電気信号を入出力するための複数の端子３６が設けられている。

第１拡幅部１３ａにおいて向かい合う光検出素子３０の端子３６と配線１１の端子１１ａとは、例えば、Ａｕ、半田等からなる複数のバンプ（接続部材）６１によって、電気的且つ物理的に接続されている。光検出素子３０と第１拡幅部１３ａとの間には、複数のバンプ６１を覆うように、樹脂からなる補強部材（遮光部材）７が配置されている。

カバー２０は、側壁部１３の第２拡幅部１３ｂに配置されている。カバー２０は、光検出素子３０から離間している。カバー２０と第２拡幅部１３ｂとの間には、樹脂からなる接合部材４が配置されている。カバー２０は、光透過部材２１及び遮光層２２を有している。光透過部材２１は、光Ｌ１を透過させる材料（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、コバールガラス等）によって矩形板状に形成されている。遮光層２２は、光透過部材２１における分光空間Ｓ側の表面２１ａに設けられている。遮光層２２には、Ｚ軸方向において光検出素子３０の光通過部３１と向かい合うように、光通過開口２２ａが形成されている。本実施形態では、光通過開口２２ａは、Ｙ軸方向に延在するスリットである。カバー２０は、光透過部材２１、及び遮光層２２の光通過開口２２ａを介して、Ｚ軸方向沿って光Ｌ１を透過させる。このように、カバー２０においては、光透過部材２１のうち、Ｚ軸方向から見た場合に光通過開口２２ａと重なる部分が、光透過部２０ａとして機能する。

なお、光Ｌ１が赤外域の光である場合には、光透過部材２１の材料として、シリコン、ゲルマニウム等も有効である。また、光透過部材２１に、ＡＲ（Anti Reflection）コートを施したり、所定波長の光のみを透過させるフィルタ機能を持たせたりしてもよい。また、遮光層２２の材料としては、例えば、黒レジスト、Ａｌ等を用いることができる。

樹脂成形層４０は、底壁部１２の表面１２ａに設けられている。樹脂成形層４０は、成形材料である樹脂材料を所定の形状で硬化（例えば、紫外線等による光硬化、熱硬化等）させることにより、形成されている。成形材料である樹脂材料は、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等である。

樹脂成形層４０は、第１部分４１及び第２部分４２を有している。第１部分４１は、ミラー５１及び分光部５２に対応する形状を有する部分であり、底壁部１２の表面１２ａのうちの凹曲面１４ａに設けられている。より具体的には、第１部分４１は、ミラー５１に対応する形状を有する部分４１ａ、及び分光部５２に対応する形状を有する部分４１ｂを含んでいる。本実施形態では、ミラー５１に対応する形状は、凹面ミラーパターンであり、分光部５２に対応する形状は、グレーティングパターンである。第２部分４２は、第１部分４１を包囲し且つ第１部分４１よりも薄い部分である。本実施形態では、第２部分４２は、底壁部１２の表面１２ａのうちの傾斜面１５ａ、周辺部１６側の第１側壁１７の内側表面１７ａ、及び各第２側壁１８の内側表面１８ａに達しており、周辺部１５側の第１側壁１７の内側表面１７ａに達していない。このように、第２部分４２の少なくとも一部は、底壁部１２の表面１２ａと側壁部１３における分光空間Ｓ側の表面との境界領域を越えて、側壁部１３における分光空間Ｓ側の表面に達している。

なお、第１部分４１が底壁部１２の表面１２ａの全体に設けられ、第２部分４２が底壁部１２の表面１２ａに設けられていなくてもよい。また、第１部分４１の少なくとも一部が側壁部１３における分光空間Ｓ側の表面に達していてもよい。つまり、第１部分４１は、底壁部１２の表面１２ａの少なくとも一部に設けられていればよく、第２部分４２は、第１部分４１を包囲し且つ第１部分４１よりも薄い部分であれば、底壁部１２の表面１２ａ及び側壁部１３における分光空間Ｓ側の表面のうち、それらの少なくとも一部に設けられていればよい。

底壁部１２の表面１２ａの少なくとも一部に設けられた第１部分４１は、当該少なくとも一部の表面形状に沿うように拡がる部分である。底壁部１２の表面１２ａ及び側壁部１３における分光空間Ｓ側の表面のうち、それらの少なくとも一部に設けられた第２部分４２は、当該少なくとも一部の表面形状に沿うように、例えば略均一な厚さで拡がる部分である。本実施形態では、第１部分４１の厚さは、２１μｍ～２１０μｍであり、第２部分４２の厚さは、１μｍ～１０μｍである。第１部分４１及び第２部分４２のそれぞれの厚さの数値は、支持体１０の表面の凹凸を埋めた状態の表面を０とした場合の数値である。なお、第１部分４１の厚さ（第１部分４１の各部における支持体１０の内側表面からの距離）が変化している場合には、その平均値を第１部分４１の厚さと捉えることができる。また、第２部分４２の厚さ（第２部分４２の各部における支持体１０の内側表面からの距離）が変化している場合には、その平均値を第２部分４２の厚さと捉えることができる。

反射層５０は、樹脂成形層４０上に設けられている。反射層５０は、例えば、Ａｌ、Ａｕ等からなる金属膜である。反射層５０は、樹脂成形層４０のうち少なくとも第１部分４１（より具体的には、少なくとも部分４１ａ，４１ｂ）を覆うことにより、底壁部１２上においてミラー５１及び分光部５２を構成している。本実施形態では、ミラー５１は、凹面ミラーであり、分光部５２は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数のグレーティング溝５２ａを有する反射型グレーティングである。このように、ミラー５１及び分光部５２は、樹脂成形層４０を介して、底壁部１２の表面１２ａに設けられている。

上述したように樹脂成形層４０が構成されていることにより、底壁部１２の表面状態の影響が現れ難く、且つ分光器１の使用環境の温度変化による変形量が大きくなり難い、必要十分な厚さを第１部分４１において確保しつつ、第１部分４１よりも薄い第２部分４２によって、支持体１０から樹脂成形層４０が剥がれるのを抑制することができる。したがって、反射層５０においてミラー５１及び分光部５２に所望の光学機能を適切に発揮させることができる。

図２に示されるように、分光器１では、光検出素子３０が分光空間Ｓとカバー２０との間において側壁部１３によって支持されているが、空間Ｇが分光空間Ｓと連通している。空間Ｇは、支持体１０、カバー２０及び光検出素子３０によって画定された空間である。本実施形態では、少なくとも光通過部３１によって、空間Ｇと分光空間Ｓとが連通している。

接合部材４には、空間Ｇと外部とに開口する通気口８が設けられている。より具体的には、カバー２０を介して分光空間Ｓに光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差す方向（Ｘ軸方向）を長手方向とする形状を呈する第２拡幅部１３ｂにおいて、通気口８は、長手方向における第２拡幅部１３ｂの一方の端部に位置するように、接合部材４に設けられている。通気口８が開口する方向は、カバー２０を介して分光空間Ｓに光Ｌ１が入射する方向と交差している。通気口８が開口する方向とは、通気口８における空間Ｇ側の開口の中心及び通気口８における外部側の開口の中心を通る方向である。なお、通気口８における外部側の開口からは、分光空間Ｓを目視することはできない。
［作用及び効果］

分光器１では、接合部材４に設けられた通気口８によって、分光空間Ｓと外部とが連通することになる。そのため、分光器１の実装時に支持体１０が加熱されたり、分光器１の使用環境の温度が変化したりしても、内圧の変化に起因する支持体１０の変形が抑制される。したがって、ミラー５１、分光部５２及び光検出素子３０等の位置関係にずれが生じ難くなる。更に、通気口８が、空間Ｇと外部とに開口しており、空間Ｇが分光空間Ｓと連通している。これにより、外部から通気口８に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間Ｓに進入し難くなる。したがって、ミラー５１及び分光部５２に所望の光学機能を適切に発揮させることができる。よって、分光器１によれば、高い信頼性を確保することができる。

なお、例えば、遮光性を有する材料によってカバー２０を形成し、当該カバー２０に、光透過部２０ａに替えて、空間であるスリットを設けることは好ましくない。その場合、空間であるスリットを介して分光空間Ｓにパーティクルが進入し易くなり、分光器１の劣化に繋がるからである。本実施形態の分光器１では、分光空間Ｓに光Ｌ０を入射させる構成として、空気を通さない光透過部２０ａがカバー２０に設けられており、分光空間Ｓに光Ｌ０を入射させる位置とは異なる位置に通気口８が設けられているため、分光空間Ｓにパーティクルが進入し難くなる。特に、本実施形態の分光器１では、Ｚ軸方向から見た場合に、カバー２０の光透過部２０ａの少なくとも一部と光検出素子３０の光通過部３１の少なくとも一部とが重なっているため、空気を通さない光透過部２０ａをカバー２０に設け、分光空間Ｓに光Ｌ０を入射させる位置とは異なる位置に通気口８を光けることは、極めて重要である。

また、分光器１では、通気口８が開口する方向が、カバー２０を介して分光空間Ｓに光が入射する方向と交差している。これにより、外部から通気口８に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間Ｓに進入するのをより確実に抑制することができる。

また、分光器１では、カバー２０が、光透過部材２１と、光通過開口２２ａが形成された遮光層２２と、を有している。これにより、分光空間Ｓへのパーティクルの進入を抑制しつつ、適切な状態で分光空間Ｓに光Ｌ１を入射させることができる。

また、分光器１では、光検出素子３０が、支持体１０の第１拡幅部１３ａに配置されており、カバー２０が、支持体１０の第２拡幅部１３ｂに配置されている。これにより、光検出素子３０及びカバー２０を安定的に支持しつつ、通気口８が開口する空間Ｇを、支持体１０、カバー２０及び光検出素子３０によって確実に画定することができる。

また、分光器１では、第２拡幅部１３ｂの側面１３ｂ_２が、第２拡幅部１３ｂの底面１３ｂ_１と鈍角を成すように傾斜しており、第２拡幅部１３ｂの側面１３ｂ_２とカバー２０の側面とが距離が、第２拡幅部１３ｂの底面１３ｂ_１に近付くほど狭くなっている。これにより、外部から通気口８に入射する迷光が減衰されるため、当該迷光が分光空間Ｓに進入するのをより確実に抑制することができる。

また、分光器１では、通気口８が、長手方向における第２拡幅部１３ｂの端部に位置するように、接合部材４に設けられている。これにより、通気口８の位置が分光空間Ｓ内の光路から離れた位置になるため、外部から通気口８に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間Ｓに進入するのをより確実に抑制することができる。

また、分光器１では、光検出素子３０と第１拡幅部１３ａとの間に、バンプ６１を覆うように補強部材７が配置されている。これにより、補強部材７が遮光部材として機能するため、外部から通気口８に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間Ｓに進入するのをより確実に抑制することができる。

また、分光器１では、通気口８と分光空間Ｓとの間に補強部材７が配置されている。これにより、補強部材７が遮光部材として機能するため、外部から通気口８に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間Ｓに進入するのをより確実に抑制することができる。
［変形例］

本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、分光器１は、複数の配線を有するフレキシブル配線基板によって構成された配線ユニットを更に備えていてもよい。その場合、配線ユニットにおける各配線の一方の端部は、支持体１０の外側表面１８ｂに配置された各配線１１の端子１１ｂと電気的且つ物理的に接続され（図１参照）、配線ユニットにおける各配線の他方の端部は、例えばコネクタとして構成される。また、支持体１０は、合成樹脂によって形成されたものに限定されず、例えば、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミックによって形成されたものであってもよい。また、支持体１０は、四角形筒状の側壁部１３を有するものに限定されず、四角形筒状以外の多角形筒状の側壁部１３を有するものであってもよいし、円形筒状、楕円形筒状等の側壁部１３を有するものであってもよい。また、側壁部１３には、第１拡幅部１３ａ及び第２拡幅部１３ｂが設けられていなくてもよい。また、支持体１０には、配線１１が設けられていなくてもよい。その場合、支持体１０とは別体で設けられたフレキシブル配線基板が光検出素子３０と電気的に接続されていてもよいし、光検出素子３０が外部配線と電気的に接続されるように構成されていてもよい。また、支持体１０において、底壁部１２の表面１２ａに設けられた凹部１４の内面は、凹曲面１４ａに限定されず、例えば、平坦な底面を含むものであってもよい。

また、光検出素子３０には、例えばミラー３２と分光部５２との間に位置するように、０次光捕捉部（例えば、基板３５に形成された光通過孔等）が設けられていてもよい。これにより、分光部５２で分光されると共に反射された光のうち０次光を０次光捕捉部に入射させて０次光捕捉部で捕捉することができる。また、光検出素子３０は、例えば、支持体１０に取り付けられた別の部材に取り付けられることにより、支持体１０に支持されていてもよい。一例として、光検出素子３０は、側壁部１３に掛け渡された支持部材に取り付けられることにより、側壁部１３によって支持されていてもよい。その場合、光通過部３１、ミラー３２及び０次光捕捉部の少なくとも１つが当該支持部材に設けられていてもよい。

また、第１拡幅部１３ａにおいて向かい合う光検出素子３０の端子３６と配線１１の端子１１ａとは、半田層（接続部材）によって、電気的且つ物理的に接続されていてもよい。また、光検出部３３は、裏面入射型のフォトダイオードとして構成されていてもよい。その場合、基板３５における表面３５ａとは反対側の表面に複数の端子３６が配置されるため、対応する光検出素子３０の端子３６と配線１１の端子１１ａとがワイヤ（接続部材）によって電気的に接続されていてもよい。また、例えば、分光部５２が移動可能又は揺動可能に構成されることにより、分光部５２で分光されると共に反射された複数の光Ｌ２（異なる波長を有する複数の光Ｌ２）が光検出部３３に順次に入射させられる場合には、光検出部３３は、単素子（１つの光検出チャネルを有するもの）として構成されていてもよい。その場合、分光部５２は、光検出素子３０側に設けられていてもよい。一例として、分光部５２は、光検出素子３０において移動可能又は揺動可能に構成されていてもよいし、光検出素子３０が取り付けられた別の部材において移動可能又は揺動可能に構成されていてもよいし、カバー２０において移動可能又は揺動可能に構成されていてもよい。

また、光通過部３１を通過した光Ｌ１が分光部で分光されると共に反射され、分光部で分光されると共に反射された光Ｌ２が光検出部３３に入射するように、分光器１が構成されている場合、反射層５０は、光学機能部として、分光部を構成していればよい。また、光通過部３１を通過した光Ｌ１が第１ミラーで反射され、第１ミラーで反射された光Ｌ１が分光部で分光されると共に反射され、分光部で分光されると共に反射された光Ｌ２が第２ミラーで反射され、第２ミラーで反射された光Ｌ２が光検出部３３に入射するように、分光器１が構成されている場合、反射層５０は、光学機能部として、第１ミラー及び第２ミラーを構成していればよい。

また、通気口８は、図４の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、長手方向における第２拡幅部１３ｂの両方の端部のそれぞれに位置するように、接合部材４に設けられていてもよい。図４の（ａ）に示されるように、１つの端部に１つの通気口８が設けられていてもよいし、図４の（ｂ）に示されるように、１つの端部に複数（この例では、角部に２つ）の通気口８が設けられていてもよい。なお、図４では、支持体１０において配線１１の図示が省略されている。

また、図５に示されるように、空間Ｇと外部とに開口する通気口９がカバー２０及び支持体１０の少なくとも一方に設けられていてもよい。図５に示される分光器１では、カバー２０を介して分光空間Ｓに光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差す方向（Ｘ軸方向）を長手方向とする形状を呈する第１拡幅部１３ａにおいて、通気口９は、長手方向における第１拡幅部１３ａの両方の端部のそれぞれに開口するように、カバー２０及び側壁部１３の少なくとも一方に設けられている。特に、側壁部１３に設けられた通気口９が開口する方向は、カバー２０を介して分光空間Ｓに光Ｌ１が入射する方向と交差している。通気口９が開口する方向とは、通気口９における空間Ｇ側の開口の中心及び通気口９における外部側の開口の中心を通る方向である。なお、いずれの通気口９についても、外部側の開口からは、分光空間Ｓを目視することはできない。

側壁部１３に設けられた通気口９は、外部と第１拡幅部１３ａの端部とに開口するように、Ｘ軸方向に沿って延在していてもよい。或いは、側壁部１３に設けられた通気口９は、外部と第１拡幅部１３ａの端部とに開口するように、Ｙ軸方向に沿って延在していてもよい。或いは、側壁部１３に設けられた通気口９は、肉抜き部１７ｃと第１拡幅部１３ａの端部とに開口するように、Ｚ軸方向に沿って延在していてもよい。肉抜き部１７ｃは、外部に開口するように第１側壁１７に形成されている。なお、支持体１０には、これらの通気口９の少なくとも１つが設けられていればよい。

図５に示される分光器１では、カバー２０及び支持体１０の少なくとも一方に設けられた通気口９によって、分光空間Ｓと外部とが連通することになる。そのため、分光器１の実装時に支持体１０が加熱されたり、分光器１の使用環境の温度が変化したりしても、内圧の変化に起因する支持体１０の変形が抑制される。したがって、ミラー５１、分光部５２及び光検出素子３０等の位置関係にずれが生じ難くなる。更に、通気口９が、空間Ｇと外部とに開口しており、空間Ｇが、分光空間Ｓと連通している。これにより、外部から通気口９に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間Ｓに進入し難くなる。したがって、ミラー５１及び分光部５２に所望の光学機能を適切に発揮させることができる。よって、図５に示される分光器１によれば、高い信頼性を確保することができる。

また、図５に示される分光器１では、通気口９が、長手方向における第１拡幅部１３ａの端部に開口するように、支持体１０に設けられている。これにより、通気口９の位置が分光空間Ｓ内の光路から離れた位置になるため、外部から通気口９に迷光が入射したとしても、当該迷光が分光空間Ｓに進入するのをより確実に抑制することができる。

また、分光器１には、接合部材４に設けられた通気口８、カバー２０に設けられた通気口９、及び支持体１０に設けられた通気口９の少なくとも１つが採用されていればよい。各通気口８，９は、画定された空間Ｇと外部とに開口するものであれば、上述した位置、形状等に限定されない。また、光検出素子３０は、分光空間Ｓと空間Ｇとが連通するように、側壁部１３によって支持されていてもよい。一例として、光検出素子３０と側壁部１３との間に隙間が設けられた状態で、光検出素子３０が、側壁部１３によって支持されていてもよい。或いは、光検出素子３０の基板３５に、光通過部３１以外の孔、切欠き等が形成されていてもよい。また、例えば、側壁部１３に掛け渡された支持部材に光検出素子３０が取り付けられている場合には、当該支持部材と側壁部１３との間に隙間が設けられた状態で、光検出素子３０が、側壁部１３によって支持されていてもよい。或いは、当該支持部材に、光通過部、光通過部以外の孔、切欠き等が形成されていてもよい。

また、接合部材４は、カバー２０を支持体１０に構造的に（機械的に）接合するものであってもよい。また、各通気口８，９と分光空間Ｓとの間に、補強部材７以外の遮光部材（例えば、光検出素子３に設けられた遮光板等）が配置されていてもよい。各通気口８，９に入射した光に対して補強部材７が不透明（例えば、黒色）である場合には、上記実施形態のように補強部材７を遮光部材として機能させることができるが、各通気口８，９に入射した光に対して補強部材７が透明である場合には、補強部材７以外の遮光部材を設けることが有効である。

また、ミラー５１は、ミラー素子として構成され、底壁部１２の表面１２ａに取り付けられたものであってもよい。また、分光部５２は、分光素子として構成され、底壁部１２の表面１２ａに取り付けられたものであってもよい。

また、分光器１が備える各構成には、上述した材料及び形状の一例に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。また、上述した一の実施形態又は変形例における各構成は、他の実施形態又は変形例における各構成に任意に適用することができる。

１…分光器、４…接合部材、７…補強部材（遮光部材）、８，９…通気口、１０…支持体、１２…底壁部、１２ａ…表面、１３…側壁部、１３ａ…第１拡幅部、１３ｂ…第２拡幅部（開口部）、２０…カバー、２０ａ…光透過部、２１…光透過部材、２２…遮光層、２２ａ…光通過開口、３０…光検出素子、５１…ミラー（光学機能部）、５２…分光部（光学機能部）、６１…バンプ（接続部材）、Ｇ…空間、Ｓ…分光空間。

Claims (10)

1. 底壁部、及び前記底壁部の一方の側において分光空間を包囲する側壁部を有する支持体と、
   前記側壁部によって構成された開口部に配置され、光透過部が設けられたカバーと、
   前記カバーと前記開口部との間に配置された接合部材と、
   前記分光空間と前記カバーとの間において、前記底壁部における前記一方の側の表面と向かい合うように、前記側壁部によって支持された光検出素子と、
   前記底壁部における前記一方の側の前記表面に設けられた光学機能部と、を備え、
   前記支持体、前記カバー及び前記接合部材の少なくとも１つには、通気口が設けられており、
   前記通気口は、前記支持体、前記カバー及び前記光検出素子によって画定された空間と外部とに開口しており、
   前記支持体、前記カバー及び前記光検出素子によって画定された前記空間は、前記分光空間と連通している、分光器。
2. 前記通気口が開口する方向は、前記カバーを介して前記分光空間に光が入射する方向と交差している、請求項１に記載の分光器。
3. 前記カバーは、光透過部材と、光通過開口が形成された遮光層と、を有する、請求項１又は２に記載の分光器。
4. 前記支持体には、前記分光空間の前記一方の側において前記分光空間よりも拡幅された第１拡幅部と、前記第１拡幅部の前記一方の側において前記第１拡幅部よりも拡幅された第２拡幅部と、が設けられており、
   前記光検出素子は、前記第１拡幅部に配置されており、
   前記カバーは、前記開口部である前記第２拡幅部に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の分光器。
5. 前記第１拡幅部及び前記第２拡幅部は、前記カバーを介して前記分光空間に光が入射する方向と交差する方向を長手方向とする形状を呈しており、
   前記通気口は、前記長手方向における前記第２拡幅部の端部に位置するように、前記接合部材に設けられている、請求項４に記載の分光器。
6. 前記第１拡幅部及び前記第２拡幅部は、前記カバーを介して前記分光空間に光が入射する方向と交差する方向を長手方向とする形状を呈しており、
   前記通気口は、前記長手方向における前記第１拡幅部の端部に開口するように、前記支持体に設けられている、請求項４又は５に記載の分光器。
7. 前記第１拡幅部には、配線の端部が配置されており、
   前記光検出素子の端子と前記配線の前記端部とは、接続部材によって電気的に接続されており、
   前記光検出素子と前記第１拡幅部との間には、前記接続部材を覆うように補強部材が配置されている、請求項４～６のいずれか一項に記載の分光器。
8. 前記光学機能部は、分光部である、請求項１～７のいずれか一項に記載の分光器。
9. 前記光学機能部は、ミラーである、請求項１～８のいずれか一項に記載の分光器。
10. 前記通気口と前記分光空間との間に配置された遮光部材を更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の分光器。

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