KR20110005771A

KR20110005771A - 분광모듈

Info

Publication number: KR20110005771A
Application number: KR1020107015306A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 시바야마; 다카후미 요키노; 마사키 히로세; 마사시 이토
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2011-01-19
Also published as: WO2009139315A1; KR20160056945A; CN102027343B; US8804118B2; EP2287574B1; JP2009300419A; CN102027343A; JP5205241B2; EP2287574A1; US20110164247A1; KR101774186B1; EP2287574A4

Abstract

분광모듈(1)은, 전면(2a)으로부터 입사한 광(L1)을 투과시키는 기판(2)과 기판(2)에 입사한 광(L1)을 투과시키는 렌즈부(3)와 렌즈부(3)에 입사한 광(L1)을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부(4)와, 분광부(4)에 의해서 반사된 광(L2)을 검출하는 광검출소자(5)를 구비하고 있다. 기판(2)에는, 광검출소자(5)를 위치결정하기 위한 기준부가 되는 얼라이먼트 마크(12a, 12b) 등에 대해서 소정의 위치관계를 가지는 오목부(19)가 형성되어 있고, 렌즈부(3)는 오목부(19)에 끼워맞춰져 있다. 분광모듈(1)에 의하면, 렌즈부(3)를 오목부(19)에 끼워맞춰지게 하는 것만으로, 분광부(4)로 광검출소자(5)와의 패시브(passive) 얼라이먼트가 실현된다.

Description

분광모듈{SPECTRAL MODULE}

본 발명은 광을 분광(分光)하여 검출하는 분광모듈에 관한 것이다.

종래의 분광모듈로서, 예를 들면 특허문헌 1 ~ 3에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에는 양쪽볼록렌즈인 블록모양의 지지체를 구비하고 있고, 지지체의 한쪽의 볼록면에 회절격자(回折格子) 등의 분광부가 마련되며, 지지체의 다른 쪽의 볼록면 측에 포토다이오드 등의 광검출소자가 설치된 분광모듈이 기재되어 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개평4-294223호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2000-65642호 공보 [특허문헌 3] 일본국 특개2004-354176호 공보

그런데, 특허문헌 1에 기재한 분광모듈에서는 분광부나 광검출소자를 위치결정하여 지지체에 장착할 때, 분광부에서 분광된 광을 광검출소자에 수광시키면서, 분광부를 광검출소자에 대해서 이동시켜 광검출소자의 수광상태에 근거하여 분광부와 광검출소자와의 위치맞춤을 행하는, 이른바 액티브 얼라이먼트(active alignment)가 필요하다. 그렇지만, 이와 같은 액티브 얼라이먼트에는 분광모듈의 조립작업의 장시간화라고 하는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 신뢰성을 유지하면서 간편하게 조립할 수 있는 분광모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 분광모듈은, 한쪽의 면으로부터 입사한 광을 투과시키는 기판과, 기판의 다른 쪽의 면 측에 배치되어 기판에 입사한 광을 투과시키는 광투과부와, 광투과부에 형성되어 광투과부에 입사한 광을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부와, 기판의 한쪽의 면 측에 배치되어 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광검출소자를 구비하고, 다른 쪽의 면에는 기판에 광검출소자를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 소정의 위치관계를 가지며, 광학수지제를 통하여 광투과부가 끼워맞춰지는 오목부가 형성되어 있고, 오목부에는 분광부의 그레이팅(grating)홈의 연재(延在)방향에서 광투과부와 끼워맞춰지는 제1 끼워맞춤부 및 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서 광투과부와 끼워맞춰지는 제2 끼워맞춤부가 마련되어 있으며, 제2 끼워맞춤부와 광투과부와의 틈새는 제1 끼워맞춤부와 광투과부와의 틈새보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 분광모듈에서는 기판에 광검출소자를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 오목부가 소정의 위치관계를 가지고 있기 때문에, 분광부가 형성된 광투과부를 오목부에 끼워맞춰지게 하는 것만으로, 분광부 및 광투과부가 기판에 위치결정된다. 이 때, 광검출소자가 기준부에 의해서 기판에 위치결정되기 때문에, 결과적으로 분광부와 광검출소자와의 얼라이먼트가 실현된다. 게다가, 분광부의 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서의 끼워맞춤부와 광투과부와의 틈새가 분광부의 그레이팅홈의 연재방향에서의 끼워맞춤부와 광투과부와의 틈새보다도 작게 되어 있다. 이것에 의해, 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서는 광투과부와 광검출소자와의 얼라이먼트가 정밀도 좋게 행해지기 때문에, 분광부에 의해서 분광된 광을 정확하게 광검출소자에 입사시킬 수 있다. 또한, 그레이팅홈의 연재방향에서는 광투과부와 끼워맞춤부와의 틈새가 보다 크게 형성되기 때문에, 광학수지제에 의해 광투과부를 기판에 접착할 때, 여분의 수지나 공기를 효과적으로 빼낼 수 있다. 이와 같이, 이 분광모듈에 의하면, 이른바 패시브(passive) 얼라이먼트가 실현되기 때문에, 신뢰성을 유지하면서 간편하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 관한 분광모듈에서는, 오목부의 측벽은 제1 끼워맞춤부, 제2 끼워맞춤부 및 광투과부로부터 이간(離間)하는 이간부를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조에 의하면, 광학수지제에 의해 광투과부를 기판에 접착할 때, 광투과부와 이간부와의 틈새로부터 여분의 수지나 공기를 보다 효과적으로 빼낼 수 있다. 그 때문에, 광투과부와 기판과의 사이에서의 수지제의 편향이나 기포의 발생이 억제되어, 기판에 대해서 광투과부를 보다 정밀도 좋게 실장(實裝)하는 것이 가능하게 된다.

이 때, 이간부는 광투과부를 둘러싸도록 복수 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 광학수지제에 의해 광투과부를 기판에 접착할 때, 광투과부를 둘러싸는 복수의 틈새로부터 여분의 수지나 공기를 보다 효율 좋게 빼낼 수 있다.

또, 본 발명에 관한 분광모듈은, 한쪽의 면으로부터 입사한 광을 투과시키는 기판과, 기판의 다른 쪽의 면 측에 배치되어 기판에 입사한 광을 투과시키는 광투과부와, 광투과부에 형성되어 광투과부에 입사한 광을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부와, 기판의 한쪽의 면 측에 배치되어 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광검출소자를 구비하고, 다른 쪽의 면에는 기판에 광검출소자를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 소정의 위치관계를 가지는 오목부가 형성되어 있으며, 광투과부는 오목부에 끼워맞춰져 있는 것을 특징으로 한다.

이 분광모듈에서는 기판에 광검출소자를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 오목부가 소정의 위치관계를 가지고 있기 때문에, 분광부가 형성된 광투과부를 오목부에 끼워맞춰지게 하는 것만으로, 분광부 및 광투과부가 기판에 위치결정된다. 이 때, 기준부에 의해서 광검출소자가 기판에 위치결정되기 때문에, 결과적으로 분광부와 광검출소자와의 얼라이먼트가 실현된다. 이와 같이, 이 분광모듈에 의하면, 이른바 패시브 얼라이먼트가 실현되기 때문에, 신뢰성을 유지하면서 간편하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에 관한 분광모듈은, 한쪽의 면 측으로부터 입사한 광을 투과시키는 본체부와, 본체부에 형성되어 본체부에 입사한 광을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부와, 본체부의 한쪽의 면 측에 배치되어 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광검출소자를 구비하고, 한쪽의 면에는 본체부에 분광부를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 소정의 위치관계를 가지며, 광학수지제를 통하여 광검출소자가 끼워맞춰지는 오목부가 형성되어 있고, 오목부에는 분광부의 그레이팅홈의 연재방향에서 광검출소자와 끼워맞춰지는 제3 끼워맞춤부 및 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서 광검출소자와 끼워맞춰지는 제4 끼워맞춤부가 마련되어 있으며, 제4 끼워맞춤부와 광검출소자와의 틈새는 제3 끼워맞춤부와 광검출소자와의 틈새보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 분광모듈에서는 본체부에 분광부를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 오목부가 소정의 위치관계를 가지고 있기 때문에, 광검출소자를 오목부에 끼워맞춰지게 하는 것만으로, 광검출소자가 본체부에 위치결정된다. 이 때, 분광부가 기준부에 의해서 본체부에 위치결정되기 때문에, 결과적으로 분광부와 광검출소자와의 얼라이먼트가 실현된다. 게다가, 분광부의 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서의 끼워맞춤부와 광검출소자와의 틈새가 분광부의 그레이팅홈의 연재방향에서의 끼워맞춤부와 광검출소자와의 틈새보다도 작게 되어 있다. 이것에 의해, 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서는 본체부와 광검출소자와의 얼라이먼트가 정밀도 좋게 행해지기 때문에, 분광부에 의해서 분광된 광을 정확하게 광검출소자에 입사시킬 수 있다. 또한, 그레이팅홈의 연재방향에서는 광검출소자와 끼워맞춤부와의 틈새가 보다 크게 형성되기 때문에, 광학수지제에 의해 광검출소자를 기판에 접착할 때, 여분의 수지나 공기를 효과적으로 빼낼 수 있다. 이와 같이, 이 분광모듈에 의하면, 이른바 패시브 얼라이먼트가 실현되기 때문에, 신뢰성을 유지하면서 간편하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 관한 분광모듈에서는, 광검출소자는 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향의 길이가 그레이팅홈의 연재방향의 길이보다도 길어지도록 길이가 긴 모양으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 그레이팅홈의 연재방향에서의 끼워맞춤부와 광검출소자와의 틈새가 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서의 끼워맞춤부와 광검출소자와의 틈새보다 길어지고, 게다가, 틈새에 이르는 거리가 짧아지기 때문에, 여분의 수지나 공기를 효율 좋게 틈새로 이동시킬 수 있다.

본 발명에 관한 분광모듈에서는, 광검출소자는 오목부에 끼워맞춰진 상태에서 한쪽의 면으로부터 돌출하고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 기판의 한쪽의 면에 형성된 오목부에 광검출소자를 끼워맞추는 작업을 용이화 할 수 있을 뿐만 아니라, 오목부의 바닥면에 광검출소자를 확실하게 밀어붙여, 여분의 수지나 공기를 확실하게 빼낼 수 있다.

본 발명에 관한 분광모듈에서는, 광검출소자에는 분광부로 진행하는 광이 통과하는 광통과구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 분광부 및 광검출소자에 대한 광통과구멍의 패시브 얼라이먼트를 실현시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 분광모듈의 신뢰성을 유지하면서 분광모듈의 간편한 조립이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 관한 분광모듈의 제1 실시형태의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 분광모듈의 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 분광모듈의 하면도이다.
도 5는 도 1의 분광모듈의 렌즈부의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 관한 분광모듈의 다른 실시형태의 하면도이다.
도 7은 본 발명에 관한 분광모듈의 다른 실시형태의 하면도이다.
도 8은 본 발명에 관한 분광모듈의 제2 실시형태의 평면도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX선에 따른 단면도이다.
도 10은 도 8의 분광모듈의 하면도이다.
도 11은 도 9의 분광모듈의 주요부 확대단면도이다.
도 12는 본 발명에 관한 분광모듈의 다른 실시형태의 주요부 확대단면도이다.
도 13은 도 8의 분광모듈에서의 광검출소자와 오목부와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명에 관한 분광모듈의 다른 실시형태의 단면도이다.
도 15는 본 발명에 관한 분광모듈의 다른 실시형태에서의 광검출소자와 오목부와의 관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 부여하여 중복 하는 설명을 생략한다.

[제1 실시형태]

도 1은 본 발명에 관한 분광모듈의 제1 실시형태의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다. 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 분광모듈(1)은 전면(前面)(한쪽의 면)(2a)으로부터 입사한 광(L1)을 투과시키는 기판(2)과, 기판(2)에 입사한 광(L1)을 투과시키는 렌즈부(광투과부)(3)와, 렌즈부(3)에 입사한 광(L1)을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부(4)와, 분광부(4)에 의해서 반사된 광(L2)을 검출하는 광검출소자(5)를 구비하고 있다. 분광모듈(1)은 광(L1)을 분광부(4)에서 복수의 파장에 대응한 광(L2)으로 분광하고, 그 광(L2)을 광검출소자(5)에서 검출함으로써, 광(L1)의 파장분포나 특정파장성분의 강도 등을 측정하는 마이크로 분광모듈이다.

기판(2)은 BK7, 파이렉스(Pyrex)(등록상표), 석영 등의 광투과성 유리, 플라스틱 등에 의해서, 장방형(長方形) 판상(板狀)(예를 들면, 전체 길이 15 ~ 20㎜, 전체 폭 11 ~ 12㎜, 두께 1 ~ 3㎜)으로 형성되어 있다. 기판(2)의 전면(2a)에는 Al나 Au 등의 단층막 혹은 Cr-Pt-Au, Ti-Pt-Au, Ti-Ni-Au, Cr-Au 등의 적층막으로 이루어진 배선(11)이 형성되어 있다. 배선(11)은 기판(2)의 중앙부에 배치된 복수의 패드부(11a), 기판(2)의 길이방향에서의 일단부에 배치된 복수의 패드부(11b) 및 대응하는 패드부(11a)와 패드부(11b)를 접속하는 복수의 접속부(11c)를 가지고 있다. 또, 배선(11)은 CrO 등의 단층막 혹은 Cr-CrO 등의 적층막으로 이루어지는 광반사방지층(11d)을 기판(2)의 전면(2a) 측에 가지고 있다.

또한, 기판(2)의 전면(2a)에는 기판(2)에 광검출소자(5)를 위치결정하기 위한 '十'자 모양의 얼라이먼트 마크(기준부)(12a, 12b, 12c, 12d)가 배선(11)과 동일한 구성에 의해서 형성되어 있다. 얼라이먼트 마크(12a, 12b)는 기판(2)의 길이방향의 양단부에 각각 형성되어 있고, 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향에서의 중앙위치에 배치되어 있다. 또, 얼라이먼트 마크(12c, 12d)는 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향에서의 양단부에 각각 형성되어 있고, 기판(2)의 길이방향의 중앙위치에 배치되어 있다.

도 3은 도 1의 분광모듈의 분해사시도이고, 도 4는 도 1의 분광모듈의 하면도이다. 도 3, 4에 나타내는 바와 같이, 기판(2)의 후면(다른 쪽의 면)(2b)에는 렌즈부(3)가 끼워맞춰지는 오목부(19)가 형성되어 있다. 오목부(19)는 기판(2)의 후면(2b)과 대략 평행한 바닥면(21) 및 바닥면(21)에 대략 수직인 측벽(제1 끼워맞춤부(후술하는 그레이팅홈(6a)의 연재방향에서 대향하는 측벽) 및 제2 끼워맞춤부(후술하는 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서 대향하는 측벽))(22)로 이루어지고, 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)에 대해서 소정의 위치관계를 가지도록 에칭에 의해서 형성되어 있다. 또, 오목부(19)는 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향에서 형성되는 렌즈부(3)와 측벽(22)과의 틈새에 비해, 기판(2)의 길이방향에서 형성되는 렌즈부(3)와 측벽(22)과의 틈새가 작아지도록 형성되어 있다(예를 들면, 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향에서 형성되는 틈새가 0 ~ 100㎛, 기판(2)의 길이방향에서 형성되는 틈새가 0 ~ 30㎛).

도 5는 도 1의 분광모듈의 렌즈부의 사시도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 렌즈부(3)는 기판(2)과 동일한 재료, 광투과성 수지, 광투과성의 무기·유기 하이브리드 재료 혹은 광투과성 저융점유리, 플라스틱 등에 의해서 반구모양의 렌즈가 그 바닥면(3a)과 대략 직교하고 또한 서로 대략 평행한 2개의 평면으로 잘라내어 측면(3b)이 형성된 형상(예를 들면 곡률반경 6 ~ 10㎜, 바닥면(3a)의 전체 길이 12 ~ 18㎜, 바닥면(3a)의 전체 폭(즉 측면(3b)간 거리) 6 ~ 10㎜, 높이 5 ~ 8㎜)으로 형성되어 있고, 분광부(4)에 의해서 분광된 광(L2)을 광검출소자(5)의 광검출부(5a)에 결상(結像)하는 렌즈로서 기능한다. 또한, 렌즈형상은 구면렌즈에 한정하지 않고, 비구면렌즈라도 된다.

도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 렌즈부(3)는 광학수지제(16)를 통하여 오목부(19)에 끼워맞춰져 있다. 즉, 렌즈부(3)는 기판(2)의 후면(2b) 측에 배치되어 있다. 구체적으로는, 렌즈부(3)는 렌즈부(3)와 오목부(19)의 측벽(22)과의 사이에 틈새가 형성되도록 끼워맞춰져 있고, 이들 틈새 및 렌즈부(3)의 바닥면(3a)과 오목부(19)의 바닥면(21)과의 사이에 광학수지제(16)가 개재하고 있다.

도 2 ~ 4에 나타내는 바와 같이, 분광부(4)는 렌즈부(3)의 외측 표면에 형성된 회절층(6)과, 회절층(6)의 외측 표면에 형성된 반사층(7)을 가지는 반사형 그레이팅이다. 회절층(6)은 기판(2)의 길이방향을 따라서 복수의 그레이팅홈(6a)이 병설되는 것에 의해서 형성되고, 그레이팅홈(6a)의 연재방향은 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향과 대략 일치한다. 회절층(6)은, 예를 들면, 톱니모양 단면의 블레이즈드 그레이팅(blazed grating), 직사각형 모양 단면의 바이너리 그레이팅(binary grating), 정현파(正弦波) 모양 단면의 홀로그래픽 그레이팅(holographic grating) 등이 적용되고, 광경화성의 에폭시수지, 아크릴수지 또는 유기무기 하이브리드 수지 등의 레플리카(replica)용 광학수지를 광경화시킴으로써 형성된다. 반사층(7)은 막모양으로서, 예를 들면, 회절층(6)의 외측 표면에 Al이나 Au 등을 증착하는 것으로 형성된다. 또한, 반사층(7)을 형성하는 면적을 조정함으로써, 분광모듈(1)의 광학 NA를 조정할 수 있다. 또, 렌즈부(3)와 분광부(4)를 구성하는 회절층(6)을 상기의 재료에 의해 일체로 형성하는 것도 가능하다.

도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 광검출소자(5)는 장방형 판상(예를 들면, 전체 길이 5 ~ 10㎜, 전체 폭 1.5 ~ 3㎜, 두께 0.1 ~ 0.8㎜)으로 형성되어 있다. 광검출소자(5)의 광검출부(5a)는 CCD 이미지센서, PD 어레이 혹은 CMOS 이미지센서 등이며, 복수의 채널이 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향(즉 그레이팅홈(6a)의 병설방향)으로 배열되어 이루어진다.

광검출부(5a)가 CCD 이미지센서인 경우, 2차원적으로 배치되어 있는 화소에 입사된 위치에서의 광의 강도정보가 라인 비닝(line binning)됨으로써, 1차원의 위치에서의 광의 강도정보로 되어, 그 1차원의 위치에서의 광의 강도정보가 시계열(時系列)적으로 읽어 내진다. 즉, 라인 비닝되는 화소의 라인이 1채널이 된다. 광검출부(5a)가 PD 어레이 또는 CMOS 이미지센서인 경우, 1차원적으로 배치되어 있는 화소에 입사된 위치에서의 광의 강도정보가 시계열적으로 읽어 내지기 때문에, 1화소가 1채널이 된다.

또한, 광검출부(5a)가 PD 어레이 또는 CMOS 이미지센서로서, 화소가 2차원 배열되어 있는 경우에는 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 평행한 1차원 배열방향으로 늘어선 화소의 라인이 1채널이 된다. 또, 광검출부(5a)가 CCD 이미지센서인 경우, 예를 들면, 배열방향에서의 채널끼리의 간격이 12.5㎛, 채널 전체 길이(라인 비닝되는 1차원 화소열의 길이)가 1㎜, 배열되는 채널의 수가 256인 것이 광검출소자(5)에 이용된다.

또, 광검출소자(5)에는 채널의 배열방향에서 광검출부(5a)와 병설되고, 분광부(4)로 진행하는 광(L1)이 통과하는 광통과구멍(5b)이 형성되어 있다. 광통과구멍(5b)은 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향으로 연재하는 슬릿(예를 들면, 길이 0.5 ~ 1㎜, 폭 10 ~ 100㎛)이고, 광검출부(5a)에 대해서 고정밀도로 위치결정된 상태에서 에칭 등에 의해서 형성되어 있다.

또, 기판(2)의 전면(2a)에는 배선(11)의 패드부(11a, 11b) 및 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)를 노출시키고 또한 배선(11)의 접속부(11c)를 덮도록 흡광층(13)이 형성되어 있다. 흡광층(13)에는 분광부(4)로 진행하는 광(L1)이 통과하도록 광검출소자(5)의 광통과구멍(5b)과 대향하는 위치에 슬릿(13a)이 형성되고, 또한, 광검출소자(5)의 광검출부(5a)로 진행하는 광(L2)이 통과하도록 광검출부(5a)와 대향하는 위치에 개구부(13b)가 형성된다. 흡광층(13)은 소정의 형상으로 패터닝되어, CrO, CrO를 포함한 적층막 혹은 블랙 레지스터 등에 의해서 일체 성형된다.

흡광층(13)으로부터 노출한 패드부(11a)에는 광검출소자(5)의 외부단자가 범프(bump)(14)를 통한 페이스다운 본딩(facedown bonding)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 또, 패드부(11b)는 외부의 전기소자(미도시)와 전기적으로 접속된다. 그리고, 광검출소자(5)의 기판(2) 측(여기에서는, 광검출소자(5)와 기판(2) 또는 흡광층(13)과의 사이)에는 적어도 광(L2)을 투과시키는 언더필(underfill)재(15)가 충전되며, 이것에 의해서, 기계강도를 유지할 수 있다.

상술한 분광모듈(1)의 제조방법에 대해 설명한다.

우선, 기판(2)의 전면(2a)에 배선(11) 및 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)를 패터닝한다. 그 후, 패드부(11a, 11b) 및 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)가 노출되고, 슬릿(13a) 및 개구부(13b)가 형성되도록 흡광층(13)을 패터닝한다. 이 흡광층(13)은 포토리소그래피에 의해 얼라이먼트하여 형성된다. 또, 양면 얼라이먼트 노광장치 등을 이용한 포토리소그래피와 에칭에 의해, 기판(2)의 후면(2b)에 전면(2a)에 형성된 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)에 대해서 소정의 위치관계를 가지도록 오목부(19)를 형성한다.

흡광층(13) 위에는 광검출소자(5)가 페이스다운 본딩에 의해서 실장된다. 이 때, 광검출소자(5)는 광검출부(5a)의 채널의 배열방향이 기판(2)의 길이방향과 대략 일치하고 또한 광검출부(5a)가 기판(2)의 전면(2a) 측을 향하도록 배치되며, 화상인식에 의해서 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)를 기준으로 한 소정의 위치에 실장된다.

그 한편으로, 렌즈부(3)에 분광부(4)를 형성한다. 우선, 렌즈부(3)의 정점(頂点) 부근에 떨어뜨린 레플리카용 광학수지에 대해서, 회절층(6)에 대응하는 그레이팅이 새겨진 광투과성의 마스터 그레이팅(미도시)을 맞닿게 한다. 다음으로, 레플리카용 광학수지에 마스터 그레이팅을 맞닿게 한 상태에서 광을 비추어 경화시킴으로써, 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향으로 연재하는 복수의 그레이팅홈(6a)을 가지는 회절층(6)을 형성한다. 또한, 경화시킨 후에는 가열큐어(cure)를 행함으로써 안정화시키는 것이 바람직하다. 레플리카용 광학수지가 경화하면 마스터 그레이팅을 이형(離型)하여, 회절층(6)의 외면에 알루미늄이나 금을 마스크 증착 혹은 전면(全面) 증착함으로써 반사층(7)을 형성한다.

이어서, 기판(2)의 오목부(19)에 광경화성의 광학수지제(16)를 도포한다. 그리고, 렌즈부(3)의 바닥면(3a) 측을 오목부(19)에 끼워맞춘다. 이 때, 렌즈부(3)는 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향이 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향으로 대략 일치하도록 끼워맞춰지고, 렌즈부(3)와 오목부(19)의 측벽(22)과의 틈새로부터는 여분의 수지제나 공기가 빼내진다. 그 후, 광을 비추어 광학수지제(16)를 경화시킴으로써, 렌즈부(3)를 기판(2)에 실장한다.

상술한 분광모듈(1)의 작용효과에 대해서 설명한다.

이 분광모듈(1)에서는 기판(2)에 광검출소자(5)를 위치결정하기 위한 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)에 대해서 오목부(19)가 소정의 위치관계를 가지고 있기 때문에, 분광부(4)가 형성된 렌즈부(3)를 오목부(19)에 끼워맞춰지게 하는 것만으로, 분광부(4) 및 렌즈부(3)가 기판(2)에 대해서 위치결정된다. 또, 분광모듈(1)에서는 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)에 의해서 광검출소자(5)가 기판(2)에 위치결정되어 있기 때문에, 분광부(4)가 기판(2)에 대해서 위치결정됨으로써, 결과적으로 분광부(4)와 광검출소자(5)와의 얼라이먼트가 실현된다. 따라서, 이 분광모듈(1)에 의하면, 이른바 패시브 얼라이먼트가 실현되기 때문에, 분광모듈의 간편한 조립이 가능하게 된다.

또, 이 분광모듈(1)에서는 오목부(19)가 측벽(22)과 렌즈부(3)와의 틈새가 그레이팅홈(6a)의 연재방향(즉 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향)에서의 틈새에 비하여, 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향(즉 기판(2)의 길이방향)과 대략 일치하는 방향에서의 틈새가 작아지도록 형성되어 있다. 따라서, 이 분광모듈(1)에 의하면, 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서는 렌즈부(3)와 광검출소자(5)와의 얼라이먼트가 정밀도 좋게 행해지기 때문에, 분광부(4)에 의해서 분광된 광(L2)을 정확하게 광검출소자(5)에 입사시킬 수 있어, 분광모듈의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 그리고, 이 분광모듈(1)에서는 광검출소자(5)에서의 채널(화소의 라인)의 배열방향과 기판(2)의 길이방향이 대략 일치하고 있기 때문에, 채널의 배열방향(즉 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향)에서는 렌즈부(3)와 광검출소자(5)와의 얼라이먼트가 정밀도 좋게 행해지게 된다. 따라서, 이 분광모듈(1)에 의하면, 분광부(4)에 의해서 분광된 광(L2)이 채널의 배열방향(채널의 폭방향)으로 어긋나지 않고 적절한 채널 내에 입사되기 때문에, 분광모듈의 신뢰성의 향상이 효과적으로 도모된다.

또, 분광모듈(1)에 의하면, 그레이팅홈(6a)의 연재방향에서는 렌즈부(3)와 측벽(22)과의 틈새가 보다 크게 형성되기 때문에, 광학수지제에 의해 렌즈부(3)를 기판(2)에 접착할 때, 그레이팅홈(6a)의 연재방향의 틈새로부터 여분의 수지나 공기를 효과적으로 빼낼 수 있다. 따라서, 이 분광모듈(1)에 의하면, 렌즈부(3)와 기판(2)과의 사이(즉 렌즈부(3)와 오목부(19)와의 사이)에서의 광학수지제(16)의 편향이나 기포 발생이 억제되기 때문에, 기판(2)에 대해서 렌즈부(3)를 정밀도 좋게 실장하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은, 상술한 제1 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 오목부(33)는 기판(32)의 후면(32b)과 대략 평행한 장방형 모양의 바닥면(34) 및 바닥면(34)에 대략 수직인 측벽(35)으로 이루어지고, 측벽(35)은 기판(32)의 길이방향 및 길이방향과 대략 직교하는 방향에서 렌즈부(3)가 끼워맞춰지는 끼워맞춤부(35a)와, 렌즈부(3)로부터 이간하는 이간부(35b)를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 렌즈부(3)를 기판(32)에 실장할 때, 렌즈부(3)와 이간부(35b)와의 사이에 형성된 틈새(M)로부터 여분의 수지나 공기를 빼낼 수 있기 때문에, 렌즈부(3)와 기판(32)과의 사이에 수지의 편향이나 기포가 생기지 않고, 렌즈부(3)의 확실한 고정이 도모되며, 아울러, 렌즈부(3)와 바닥면(34)와의 사이의 수지의 두께가 대략 균일하게 되어 기판(32)에 대한 수평 정밀도가 높은 렌즈부(3)의 실장이 가능하게 된다.

또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 오목부(43)는 기판(42)의 후면(42b)과 대략 평행한 대략 장방형 모양의 바닥면(44) 및 바닥면(44)에 대략 수직인 측벽(45)으로 이루어지고, 측벽(45)은 기판(42)의 길이방향을 따라서 오목부(43) 내측으로 돌출한 2쌍의 볼록부(45a)의 일부를 포함하며, 기판(42)의 길이방향 및 길이방향과 대략 직교하는 방향에서 렌즈부(3)가 끼워맞춰지는 끼워맞춤부(45b)와, 렌즈부(3)로부터 이간하는 이간부(45c)를 가지고 있어도 된다. 이 경우, 렌즈부(3)를 기판(42)에 실장할 때, 끼워맞춤부(45b)가 오목부(43) 내측으로 돌출한 볼록부(45a)의 일부를 포함하기 때문에, 제1 실시형태와 비교해서 렌즈부(3)와 이간부(45c)와의 틈새(N)가 보다 크게 형성되어, 효과적으로 여분의 수지나 공기를 빼내는 것이 가능하게 된다.

또, 도 6, 7에 나타내는 바와 같이, 이간부는 렌즈부(3)를 둘러싸도록 복수 마련되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 렌즈부(3)와 이간부와의 틈새가 렌즈부(3)를 둘러싸도록 복수 형성되기 때문에, 광학수지제에 의해 렌즈부(3)를 기판에 접착할 때, 렌즈부(3)를 둘러싸는 복수의 틈새로부터 여분의 수지나 공기를 효율 좋게 빼낼 수 있다.

또, 도 6, 7에 나타나는 오목부는 기판의 길이방향과 대략 직교하는 방향에서의 렌즈부(3)와 오목부의 측면과의 틈새에 비하여, 기판의 길이방향과 대략 일치하는 방향에서의 렌즈부(3)와 오목부의 측면과의 틈새가 작아지도록 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 보다 효과적으로 여분의 수지나 공기를 빼낼 수 있다.

또, 오목부는 기판의 에칭이 아니고, 레지스터 등의 수지나 메탈 마스크에 의해서 기판상으로 형성되어 있어도 된다.

또, 기준부는 얼라이먼트 마크(12a, 12b, 12c, 12d)에 한정되지 않고, 예를 들면 배선(11)을 기준부로서 이용하고, 오목부(19) 및 광검출소자(5)의 위치맞춤을 행해도 된다. 또, 예를 들면 기판(2)의 외형에서의 코너부를 기준부로서 이용해도 된다.

[제2 실시형태]

도 8은 본 발명에 관한 분광모듈의 제2 실시형태의 평면도이며, 도 9는 도 8의 IX-IX선에 따른 단면도이다. 도 8, 9에 나타내는 바와 같이, 분광모듈(10)은 전면(한쪽의 면)(2a) 측으로부터 입사한 광(L1)을 투과시키는 기판(본체부)(2)과, 기판(2)에 입사한 광(L1)을 투과시키는 렌즈부(본체부)(3)와, 렌즈부(3)에 입사한 광(L1)을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부(4)와, 분광부(4)에 의해서 반사된 광(L2)을 검출하는 광검출소자(5)를 구비하고 있다.

기판(2)은 장방형 판상으로 형성되어 있고, 기판(2)의 전면(2a)에는 광검출소자(5)가 배치되는 단면 장방형 모양의 개구부(51a)가 형성된 장방형 판상의 배선기판(51)이 수지제(53)에 의해서 접착되어 있다. 배선기판(51)에는 금속재료로 이루어진 배선(52)이 마련되어 있다. 배선(52)은 개구부(51a)의 주위에 배치된 복수의 패드부(52a), 배선기판(51)의 길이방향에서의 양단부에 배치된 복수의 패드부(52b) 및 대응하는 패드부(52a)와 패드부(52b)를 접속하는 복수의 접속부(52c)를 가지고 있다.

도 10은 도 8의 분광모듈의 하면도이다. 도 9, 10에 나타내는 바와 같이, 렌즈부(3)는 기판(2)의 각부(角部)나 변부(邊部) 등, 기판(2)의 외연부를 기준부로 하여 광(L1, L2)을 투과시키는 광학수지제(16)에 의해서 기판(2)의 후면(다른 쪽의 면)(2b)에 접착되어 있다. 이 때, 분광부(4)는 렌즈부(3)에 대해서 고정밀도로 위치결정되어 있기 때문에, 기판(2)의 외연부는 기판(2)에 분광부(4)를 위치결정하기 위한 기준부가 된다.

분광부(4)는 렌즈부(3)의 외측 표면에 형성된 회절층(6), 회절층(6)의 외측 표면에 형성된 반사층(7) 및 회절층(6) 및 반사층(7)을 덮는 패시베이션(passivation)층(54)을 가지는 반사형 그레이팅이다. 회절층(6)은 기판(2)의 길이방향을 따라서 복수의 그레이팅홈(6a)이 병설됨으로써 형성되고, 그레이팅홈(6a)의 연재방향은 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향과 대략 일치한다.

도 8, 9에 나타내는 바와 같이, 광검출소자(5)는 장방형 판상으로 형성되어 있고, 광검출소자(5)의 분광부(4) 측의 면에는 광검출부(5a)가 형성되어 있다. 광검출부(5a)는 CCD 이미지센서, PD 어레이 혹은 CMOS 이미지센서 등이며, 복수의 채널이 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향(즉 그레이팅홈(6a)의 병설방향)으로 배열되어 이루어진다.

또, 광검출소자(5)에는 채널의 배열방향에서 광검출부(5a)와 병설되고, 분광부(4)로 진행하는 광(L1)이 통과하는 광통과구멍(5b)이 형성되어 있다. 광통과구멍(5b)은 기판(2)의 길이방향과 대략 직교하는 방향으로 연재하는 슬릿이며, 광검출부(5a)에 대해서 고정밀도로 위치결정된 상태에서 에칭 등에 의해서 형성되어 있다.

도 11은 도 9의 분광모듈의 주요부 확대단면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 광검출소자(5)는 광(L1, L2)을 투과시키는 광학수지제(55)에 의해서 광검출소자(5)의 분광부(4) 측의 면에 접착된 광투과판(56) 및 광검출소자(5)의 분광부(4)와 반대 측의 면에서 광검출부(5a)와 대향하는 부분에 형성된 차광막(57)을 가지고 있다. 광투과판(56)은 광검출부(5a) 및 광통과구멍(5b)을 덮고 있다. 차광막(57)은 광통과구멍(5b)을 통하지 않고 분광부(4)로 진행하려고 하는 광(L1)이나, 광검출부(5a)에 직접 입사하려고 하는 광(L1)을 차광한다. 또한, 배선기판(51)도, 차광막(57)과 마찬가지로, 광통과구멍(5b)을 통하지 않고 분광부(4)로 진행하려고 하는 광(L1)을 차광하는 기능을 가지고 있다.

광검출소자(5)의 분광부(4) 측의 면에는 전극(58)이 복수 형성되어 있고, 광검출소자(5)의 분광부(4)와 반대 측의 면에는 각 전극(58)과 관통전극(59)에 의해서 접속된 단자전극(61)이 복수 형성되어 있다. 각 단자전극(61)은 대응하는 배선기판(51)의 패드부(52a)와 와이어(62)에 의해서 접속되어 있다. 이것에 의해, 광검출부(5a)에서 발생한 전기신호는 전극(58), 관통전극(59), 단자전극(61), 패드부(52a), 접속부(52c) 및 패드부(52b)를 통하여 외부로 취출된다.

광투과판(56)의 광검출소자(5) 측의 면에는 흡광층(68)이 형성되어 있다. 흡광층(68)에는 분광부(4)로 진행하는 광(L1)이 통과하도록 광검출소자(5)의 광통과구멍(5b)과 대향하는 위치에 광통과구멍(68a)가 형성됨과 동시에, 광검출소자(5)의 광검출부(5a)로 진행하는 광(L2)이 통과하도록 광검출부(5a)와 대향하는 위치에 광통과구멍(68b)이 형성되어 있다. 흡광층(68)은 소정의 형상으로 패터닝되고, CrO, CrO를 포함한 적층막 혹은 블랙 레지스터 등에 의해서 일체 성형된다. 또한, 흡광층(68)은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 광검출소자(5)의 분광부(4) 측의 면에 형성되어 있어도 된다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 기판(2)의 전면(2a)에는 광(L1, L2)을 투과시키는 광학수지제(63)를 통하여 광검출소자(5)가 끼워맞춰지는 단면 장방형 모양의 오목부(64)가 형성되어 있다. 오목부(64)는 기판(2)의 전면(2a)과 대략 평행한 바닥면(65) 및 바닥면(65)에 대략 수직인 측벽(66)으로 이루어지고, 기판(2)에 분광부(4)를 위치결정하기 위한 기준부가 되는 기판(2)의 외연부에 대해서 소정의 위치관계를 가지도록 에칭에 의해서 형성되어 있다. 또한, 광검출소자(5)는 오목부(64)에 끼워맞춰진 상태에서 기판(2)의 전면(2a)으로부터 돌출하고 있다.

도 13은 도 8의 분광모듈에서의 광검출소자와 오목부와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 오목부(64)에는 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향에서 광검출소자(5)와 끼워맞춰지는 측벽(제3 끼워맞춤부)(66a) 및 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서 광검출소자(5)와 끼워맞춰지는 측벽(제4 끼워맞춤부)(66b)이 마련되어 있다. 측벽(66b)과 광검출소자(5)와의 틈새는 측벽(66a)과 광검출소자(5)와의 틈새보다도 작게 되어 있다.

상술한 분광모듈(10)의 제조방법에 대해 설명한다.

우선, 렌즈부(3)에 분광부(4)를 형성한다. 구체적으로는 렌즈부(3)의 정점 부근으로 떨어진 레플리카용 광학수지에 대해, 회절층(6)에 대응하는 그레이팅이 새겨진 광투과성의 마스터 그레이팅을 눌러 닿게 한다. 그리고, 이 상태에서 광을 조사함으로써 레플리카용 광학수지를 경화시키고, 바람직하게는, 안정화시키기 위해서 가열큐어를 행함으로써, 복수의 그레이팅홈(6a)을 가지는 회절층(6)을 형성한다. 그 후, 마스터 그레이팅을 이형하여, 회절층(6)의 외측 표면에 Al나 Au 등을 증착함으로써 반사층(7)을 형성하며, 또한, 회절층(6) 및 반사층(7)의 외측 표면에 MgF₂ 등을 증착함으로써 패시베이션층(54)을 형성한다.

그 한편으로, 기판(2)을 준비하고, 양면 얼라이먼트 노광장치 등을 이용한 포토리소그래피와 에칭에 의해, 기판(2)의 각부나 변부 등, 기판(2)의 외연부를 기준부로 하여, 그 기준부에 대해서 소정의 위치관계를 가지도록 기판(2)의 전면(2a)에 오목부(64)를 형성한다.

이어서, 분광부(4)가 형성된 렌즈부(3)를 기판(2)의 각부나 변부 등, 기판(2)의 외연부를 기준부로 하여, 광학수지제(16)에 의해서 기판(2)의 후면(2b)에 접착한다. 그 후, 기판(2)의 오목부(64)에 광학수지제(63)를 도포하여, 광투과판(56)이 접합된 광검출소자(5)를 오목부(64)에 끼워맞춘다. 그리고, 광을 조사함으로써 광학수지제(63)를 경화시켜 광검출소자(5)를 기판(2)에 실장한다.

이어서, 배선기판(51)을 수지제(53)에 의해서 기판(2)의 전면(2a)에 접착한다. 그리고, 대응하는 광검출소자(5)의 단자전극(61)과 배선기판(51)의 패드부(52a)를 와이어(62)에 의해서 접속하여 분광모듈(10)을 얻는다.

이상 설명한 바와 같이, 분광모듈(10)에서는 기판(2)에 분광부(4)를 위치결정하기 위한 기준부인 기판(2)의 외연부에 대해서 오목부(64)가 소정의 위치관계를 가지고 있기 때문에, 광검출소자(5)를 오목부(64)에 끼워맞춰지게 하는 것만으로, 광검출소자(5)가 기판(2)에 위치결정된다. 이 때, 분광부(4)가 형성된 렌즈부(3)가 기준부인 기판(2)의 외연부에 의해서 기판(2)에 위치결정되기 때문에, 결과적으로, 분광부(4)와 광검출소자(5)와의 얼라이먼트가 실현된다. 게다가, 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서의 오목부(64)의 측벽(66)과 광검출소자(5)와의 틈새가 분광부(4)의 그레이팅홈(6a)의 연재방향에서의 오목부(64)의 측벽(66)과 광검출소자(5)와의 틈새보다도 작게 되어 있다. 이것에 의해, 그레이팅홈(6a)의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서는 렌즈부(3)와 광검출소자(5)와의 얼라이먼트가 정밀도 좋게 행해지기 때문에, 분광부(4)에 의해서 분광된 광(L2)을 정확하게 광검출소자(5)에 입사시킬 수 있다. 또한, 광검출소자(5)가 장방형 판상이기 때문에, 그레이팅홈(6a)의 연재방향에서는 광검출소자(5)와 오목부(64)의 측벽(66)과의 틈새가 보다 길게 형성되며, 틈새에 이르는 거리도 보다 짧게 되기 때문에, 광학수지제(63)에 의해서 광검출소자(5)를 기판(2)에 접착할 때, 여분의 수지나 공기를 효과적으로 빼낼 수 있다. 이와 같이, 분광모듈(10)에 의하면, 이른바 패시브 얼라이먼트가 실현되기 때문에, 신뢰성을 유지하면서 간편하게 조립하는 것이 가능하게 된다.

또, 분광모듈(10)에서는 광검출소자(5)가 오목부(64)에 끼워맞춰진 상태에서, 기판(2)의 전면(2a)으로부터 돌출하고 있다. 이것에 의해, 기판(2)의 전면(2a)에 형성된 오목부(64)에 광검출소자(5)를 끼워맞추는 작업을 용이화할 수 있을 뿐만 아니라, 오목부(64)의 바닥면(65)에 광검출소자(5)를 확실히 밀어붙여 여분의 수지나 공기를 확실히 빼낼 수 있다.

또한, 분광모듈(10)에서는 광검출소자(5)에 분광부(4)로 진행하는 광(L1)이 통과하는 광통과구멍(5b)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 분광부(4) 및 광검출소자(5)에 대한 광통과구멍(5b)의 패시브 얼라이먼트를 실현시킬 수 있다.

본 발명은, 상술한 제2 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복수 층의 기판을 접합시킴으로써 기판(2)을 구성해도 된다. 일례로서 2층의 기판(2₁, 2₂)이 광학수지제(16)에 의해서 접합되어 기판(2)이 구성되어 있는 경우, 분광부(4)과 반대 측에 배치되는 기판(2₁)에 단면 장방형 모양의 개구부를 형성함으로써, 기판(2)의 오목부(64)를 형성해도 된다.

또, 서로 인접하는 기판(2₁)과 기판(2₂)과의 사이나, 기판(2₂)과 렌즈부(3)와의 사이에 분광부(4)로 진행하는 광(L1)이 통과하는 광통과구멍(67a) 및 광검출소자(5)의 광검출부(5a)로 진행하는 광(L2)이 통과하는 광통과구멍(67b)을 가지는 흡광층(67)을 형성해도 된다. 이 구성에 의하면, 넓어지면서 진행하는 광을 소망의 영역에 도달하도록 제한할 수 있고, 아울러, 광검출소자(5)에 미광(迷光, stray light)이 입사하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 흡광층(67)의 재료로서는, 블랙 레지스터, 필러(카본이나 산화물 등)가 들어간 유색의 수지(실리콘, 엑폭시, 아크릴, 우레탄, 폴리이미드, 복합수지 등), Cr나 Co 등의 금속 또는 산화금속 혹은 그 적층막, 포러스(porous) 모양의 세라믹이나 금속 또는 산화금속을 들 수 있다. 또, 흡광층(67)에서 광통과구멍(67a, 67b)의 사이즈를 다르게 함으로써, 광학 NA를 조정할 수 있다.

또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 광검출소자(5)로서 이른바 이면(裏面) 입사형의 소자를 적용해도 된다. 이 경우에는, 전극(58)이 광검출부(5a)와 함께 외측에 위치하게 되므로, 전극(58)을 단자전극으로서 배선기판(51)의 패드부(52a)와 와이어(62)로 접속하면 된다. 또, 기판(2)과 렌즈부(3)를 몰드로 일체성형해도 되고, 렌즈부(3)와 회절층(6)을 레플리카 성형용의 광투과성 저융점유리 등에 의해서 일체적으로 형성해도 된다. 또, 본체부로서 기판(2)을 이용하지 않고, 렌즈부(3)의 전면에 오목부(64)를 형성해도 된다.

또, 도 15에 나타내는 바와 같이, 광검출소자(5)가 끼워맞춰지는 오목부(64)의 측벽(66)은 광검출소자(5)로부터 이간하는 이간부(66c)를 가지고 있어도 된다. 이와 같은 구조에 의하면, 광학수지제(63)에 의해서 광검출소자(5)를 기판(2)에 접착할 때, 광검출소자(5)와 이간부(66c)와의 틈새로부터 여분의 수지나 공기를 보다 효과적으로 빼낼 수 있다. 그 때문에, 광검출소자(5)와 기판(2)과의 사이에서의 수지제의 편향이나 기포의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 상술한 제1 및 제2 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 기판(2)의 후면(2b)에 오목부(19)를 형성하고, 광학수지제(16)를 개재시켜 오목부(19)에 렌즈부(3)를 끼워맞추게 하고, 또한, 기판(2)의 전면(2a)에 오목부(64)를 형성하고, 광학수지제(63)를 개재시켜 오목부(64)에 광검출소자(5)를 끼워맞추게 하여도 된다. 이 경우에는, 일례로서 오목부(64)가 기판(2)에 광검출소자(5)를 위치결정하기 위한 기준부가 되며, 오목부(19)가 기판(2)에 분광부(4)를 위치결정하기 위한 기준부가 된다. 또, 분광부(4)로 진행하는 광(L1)이 통과하는 광통과구멍(5b)을 광검출소자(5)에 형성하지 않고, 별도, 배선기판이나 차광막에 형성해도 된다.

[산업상의 이용 가능성]

1, 10 … 분광모듈, 2 … 기판(본체부), 2a … 전면(한쪽의 면), 2b … 후면(한쪽의 면), 3 … 렌즈부(광투과부, 본체부), 4 … 분광부, 5 … 광검출소자, 6a … 그레이팅홈, 16 … 광학수지제, 19 … 오목부, 22 … 측벽(제1 끼워맞춤부, 제2 끼워맞춤부), 63 … 광학수지제, 64 … 오목부, 66a … 측벽(제3 끼워맞춤부), 66b … 측벽(제4 끼워맞춤부).

Claims

한쪽의 면으로부터 입사한 광을 투과시키는 기판과,
상기 기판의 다른 쪽의 면 측에 배치되어 상기 기판에 입사한 광을 투과시키는 광투과부와,
상기 광투과부에 형성되어 상기 광투과부에 입사한 광을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부와,
상기 기판의 상기 한쪽의 면 측에 배치되어 상기 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광검출소자를 구비하고,
상기 다른 쪽의 면에는 상기 기판에 상기 광검출소자를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 소정의 위치관계를 가지며, 광학수지제를 통하여 상기 광투과부가 끼워맞춰지는 오목부가 형성되어 있고,
상기 오목부에는 상기 분광부의 그레이팅홈의 연재(延在)방향에서 상기 광투과부와 끼워맞춰지는 제1 끼워맞춤부 및 상기 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서 상기 광투과부와 끼워맞춰지는 제2 끼워맞춤부가 마련되어 있으며,
상기 제2 끼워맞춤부와 상기 광투과부와의 틈새는 상기 제1 끼워맞춤부와 상기 광투과부와의 틈새보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 분광모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 오목부의 측벽은 상기 제1 끼워맞춤부, 상기 제2 끼워맞춤부 및 상기 광투과부로부터 이간(離間)하는 이간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분광모듈.
청구항 2에 있어서,
상기 이간부는 상기 광투과부를 둘러싸도록 복수 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 분광모듈.
한쪽의 면으로부터 입사한 광을 투과시키는 기판과,
상기 기판의 다른 쪽의 면 측에 배치되어 상기 기판에 입사한 광을 투과시키는 광투과부와,
상기 광투과부에 형성되어 상기 광투과부에 입사한 광을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부와,
상기 기판의 상기 한쪽의 면 측에 배치되어 상기 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광검출소자를 구비하고,
상기 다른 쪽의 면에는 상기 기판에 상기 광검출소자를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 소정의 위치관계를 가지는 오목부가 형성되어 있으며,
상기 광투과부는 상기 오목부에 끼워맞춰져 있는 것을 특징으로 하는 분광모듈.
한쪽의 면 측으로부터 입사한 광을 투과시키는 본체부와,
상기 본체부에 형성되어 상기 본체부에 입사한 광을 분광하고, 아울러, 반사하는 분광부와,
상기 본체부의 상기 한쪽의 면 측에 배치되어 상기 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광검출소자를 구비하고,
상기 한쪽의 면에는 상기 본체부에 상기 분광부를 위치결정하기 위한 기준부에 대해서 소정의 위치관계를 가지며, 광학수지제를 통하여 상기 광검출소자가 끼워맞춰지는 오목부가 형성되어 있고,
상기 오목부에는 상기 분광부의 그레이팅홈의 연재방향에서 상기 광검출소자와 끼워맞춰지는 제3 끼워맞춤부 및 상기 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향에서 상기 광검출소자와 끼워맞춰지는 제4 끼워맞춤부가 마련되어 있으며,
상기 제4 끼워맞춤부와 상기 광검출소자와의 틈새는 상기 제3 끼워맞춤부와 상기 광검출소자와의 틈새보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 분광모듈.
청구항 5에 있어서,
상기 광검출소자는 상기 그레이팅홈의 연재방향과 대략 직교하는 방향의 길이가 상기 그레이팅홈의 연재방향의 길이보다도 길어지도록 길이가 긴 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분광모듈.
청구항 5에 있어서,
상기 광검출소자는 상기 오목부에 끼워맞춰진 상태에서 상기 한쪽의 면으로부터 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 분광모듈.
청구항 5에 있어서,
상기 광검출소자에는 상기 분광부로 진행하는 광이 통과하는 광통과구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분광모듈.