KR20120083271A

KR20120083271A - 분광 모듈

Info

Publication number: KR20120083271A
Application number: KR1020127002388A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 시바야마; 다카후미 요키노
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-07-25
Also published as: JP2011053143A; EP2474818A1; CN102483351A; TW201140006A; EP2474818A4; US20120147369A1; WO2011027747A1

Abstract

이 분광 모듈에서는, 회절층(6) 보다도 두꺼워지도록 회절층(6)의 둘레(6a)를 따라서 칼라(collar)부(7)가 일체로 형성되고 있고, 게다가, 렌즈부(3)의 곡면(3a)에서 칼라부(7)와 접촉하는 부분이 조면으로 이루어져 있다. 이것에 의해, 곡면(3a)과의 접착성이 높아진 칼라부(7)에 의해서, 회절층(6)이 포위되게 된다. 이 때문에, 회절층(6)을 박형화해도, 회절층(6)이 렌즈부(3)의 볼록한 모양의 곡면(3a)으로부터 박리하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 분광 모듈에서는, 칼라부(7)에서 렌즈부(3)의 곡면(3a)과 대향하는 후면(7a)이 평탄면으로 이루어져 있다. 이것에 의해, 광이 칼라부(7) 내로 입사해도, 그 광은 칼라부(7)의 평탄면인 후면(7a)에 도달한다. 이 때문에, 미광으로서 광 검출 소자의 광 검출부에 직접 결상되는 광을 저감할 수 있다.

Description

분광 모듈 {SPECTRAL MODULE}

본 발명은, 광을 분광하여 검출하는 분광 모듈에 관한 것이다.

종래의 분광 모듈로서, 일방측(一方側)으로부터 입사한 광을 투과시키는 본체부와, 본체부의 타방측(他方側)에서 본체부로 입사한 광을 분광함과 아울러 본체부의 일방측으로 반사하는 분광부와, 본체부의 일방측에서 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광 검출 소자를 구비하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).

[특허 문헌 1] 일본공개특허 평 4－294223호 공보 [특허 문헌 2] 국제공개 제2008／149939호 팜플렛

상술한 바와 같은 분광 모듈에 있어서는, 소형화를 도모하기 위해 분광부의 미세화가 진행되는 한편으로, 본체부 내에 발생하는 미광(迷光)의 저감 등, 검출 정밀도의 향상이 요구되어진다.

이에, 본 발명은, 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 신뢰성이 높은 분광 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 분광 모듈은, 일방측으로부터 입사한 광을 투과시키는 본체부와, 본체부의 타방측에 형성된 볼록한 모양의 곡면 상에 마련되고, 본체부로 입사한 광을 분광함과 아울러 본체부의 일방측으로 반사하는 분광부와, 본체부의 일방측에 배치되고, 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광 검출 소자를 구비하며, 분광부는, 곡면을 따르도록 형성된 회절층, 회절층 보다도 두꺼워지도록 회절층의 둘레를 따라 일체로 형성된 칼라(collar)부, 및 회절층의 타방측에 형성된 반사층을 가지고, 곡면에서 적어도 칼라부와 접촉하는 부분은, 광을 산란시키는 조면(糟面)으로 이루어져 있고, 칼라부에서 곡면과 대향하는 면은, 평탄면으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

이 분광 모듈에서는, 회절층 보다도 두꺼워지도록 회절층의 둘레를 따라서 칼라부가 일체로 형성되고 있고, 게다가, 곡면에서 칼라부와 접촉하는 부분이 조면으로 이루어져 있다. 이것에 의해, 곡면과의 접착성이 높은 칼라부에 의해서 회절층이 포위되게 되므로, 회절층을 박형화해도, 회절층이 본체부의 볼록한 모양의 곡면으로부터 박리하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 분광 모듈에서는, 칼라부에서 곡면과 대향하는 면이 평탄면으로 이루어져 있다. 이것에 의해, 조면의 요철이 칼라부에 의해서 메워지기 때문에 광이 조면에서 산란되지 않고 칼라부 내로 입사해도, 그 광은 칼라부의 평탄면에 도달하므로, 미광(迷光)으로서 광 검출 소자에 직접 결상되는 광을 저감할 수 있다. 따라서, 분광 모듈의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 관한 분광 모듈에 있어서는, 곡면에서 회절층과 접촉하고 또한 회절층의 회절 격자 패턴과 대향하는 부분은, 곡면에서 칼라부와 접촉하는 부분에 비해, 매끄러운 면으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 본체부의 볼록한 모양의 곡면과 회절층의 회절 격자 패턴과의 사이에서의 보이드(void) 등의 발생이 억제되므로, 회절 격자 패턴에 대해서 왕래하는 측정해야 할 광의 산란 등을 방지할 수 있다. 따라서, 분광 모듈의 검출 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 관한 분광 모듈에 있어서는, 칼라부에서 곡면과 대향하는 면은, 광을 산란시키는 조면으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 칼라부 내로 입사한 광이 칼라부의 평탄면(일부 또는 전부가 조면으로 이루어진 평탄면)에서 산란되므로, 미광으로서 광 검출 소자에 직접 결상되는 광을 보다 확실히 저감할 수 있다.

본 발명에 의하면, 신뢰성이 높은 분광 모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 분광 모듈의 일 실시 형태의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II－II선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 분광 모듈의 렌즈부의 사시도이다.
도 4는 도 1의 분광 모듈의 분광부의 단면도이다.
도 5는 도 1의 분광 모듈의 분광부의 하면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 분광 모듈의 다른 실시 형태의 분광부의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 자세하게 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이, 분광 모듈(1)은, 광(L1)을 투과시키는 기판(본체부, 2) 및 렌즈부(본체부, 3)와, 렌즈부(3)의 곡면(3a) 상에 마련된 분광부(4)와, 기판의 전면(前面, 2a) 상에 배치된 광 검출 소자(5)를 구비하고 있다. 분광 모듈(1)은, 광(L1)을 분광부(4)에서 복수의 광(L2)으로 분광하고, 그 광(L2)을 광 검출 소자(5)에서 검출함으로써, 광(L1)의 파장 분포나 특정 파장 성분의 강도 등을 측정하는 것이다.

기판(2)은, BK7, 파이렉스(등록상표), 석영 등의 광 투과성 유리나, 광 투과성 몰드 유리, 혹은 광 투과성 플라스틱 등에 의해서 장방형(長方形) 판 모양으로 형성되어 있다. 렌즈부(3)는, 기판(2)과 동일 재료, 광 투과성 수지, 광 투과성 무기·유기 하이브리드 재료, 혹은 레플리카(replica) 성형용의 광 투과성 저융점 유리 등에 의해서 반구 모양으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈부(3)는, 곡면(3a) 및 전면(前面, 3b)을 가지는 반구 모양의 렌즈가 전면(3b)에 대략 수직이며 또한 서로 대략 평행한 2개의 평면에서 잘라 내어져 측면(3c)이 형성된 형상으로 되어 있다. 곡면(3a) 상에 마련된 분광부(4)에 의해서 분광된 광(L2)은, 광 검출 소자(5)의 광 검출부(5a)에 결상된다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이, 기판(2)의 후면(後面, 2b)과 렌즈부(3)의 전면(3b)은, 기판(2)의 길이 방향과 렌즈부(3)의 측면(3c)이 대략 평행하게 된 상태에서, 광학 수지나 다이렉트 본딩(direct bonding)에 의해서 접합되어 있다. 이것에 의해, 기판(2) 및 렌즈부(3)는, 전측(前側, 본체부의 일방측)으로부터 입사한 광(L1)을 투과시키게 된다. 또, 분광부(4)는 기판(2) 및 렌즈부(3)의 후측(後側, 본체부의 타방측)에 형성된 볼록한 모양의 곡면(3a) 상에 마련되고, 광 검출 소자(5)는 기판(2) 및 렌즈부(3)의 전측(前側)에 배치되게 된다.

분광부(4)는, 반사형 그레이팅(grating)으로 구성되어 있고, 기판(2) 및 렌즈부(3)로 입사한 광(L1)을 분광함과 아울러, 분광된 광(L2)을 전측(前側)으로 반사한다. 보다 구체적으로는, 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 분광부(4)는, 곡면(3a)을 따르도록 형성된 회절층(6), 회절층(6) 보다도 두꺼워지도록 회절층(6)의 둘레(6a)를 따라서 일체로 형성된 칼라(collar)부(7), 및 회절층(6)의 외측(후측(後側))의 표면에 형성된 반사층(8)을 가지고 있다.

회절층(6)에는 회절 격자 패턴(9)이 형성되어 있다. 회절 격자 패턴(9)은, 예를 들면, 톱니 모양 단면의 블레이즈드 그레이팅(blazed grating), 사각형 모양 단면의 바이너리 그레이팅(binary grating), 사인(sine)파 모양 단면의 홀로그래픽 그레이팅(holographic grating) 등으로, 기판(2)의 길이 방향을 따라서 복수의 홈이 병설됨으로써 구성되어 있다.

회절층(6)은, 후측(後側)으로부터 보았을 경우에 원형 모양으로 형성되며, 칼라부(7)는, 후측으로부터 보았을 경우에 링 모양으로 형성되어 있다. 그리고, 회절 격자 패턴(9)이 형성된 영역(G)은, 후측으로부터 보았을 경우에 기판(2)의 길이 방향을 따라서 길이가 긴 모양의 형상으로 이루어져 있다. 또, 반사층(8)은, 후측으로부터 보았을 경우에 원형 모양으로 형성되어 있고, 회절 격자 패턴(9)이 형성된 영역(G)에 포함되어 있다. 또한, 회절층(6)의 외측(후측)의 표면에, 후측으로부터 본 경우에 반사층(8)을 포함하도록 또한 반사층(8)을 덮도록 패시베이션(passivation) 막 등의 보호층이 형성되어 있어도 좋다.

참고로서, 각 부분의 치수의 일례는 다음과 같다. 먼저, 회절층(6)은, 외경 2mm ~ 10mm, 두께 1㎛ ~ 20㎛이며, 칼라부(7)는, 폭 0.1mm ~ 1mm, 두께 10㎛ ~ 500㎛이다. 또, 반사층(8)은, 외경 1mm ~ 7mm, 두께 10nm ~ 2000nm이다. 또한, 회절 격자 패턴(9)이 형성된 영역(G)은, 한 변의 길이 1.5mm ~ 8mm이다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이, 광 검출 소자(5)는, 분광부(4)에 의해서 분광 된 광(L2)을 검출하는 광 검출부(5a)를 가지고 있다. 광 검출부(5a)는, 길이가 긴 모양의 포토 다이오드가 그 길이 방향에 대략 수직인 방향으로 1차원으로 배열되어 구성되어 있다. 광 검출 소자(5)는, 포토 다이오드의 1차원 배열 방향이 기판(2)의 길이 방향과 대략 일치하고 또한 광 검출부(5a)가 기판(2)의 전면(2a)측을 향하도록 배치되어 있다. 또한, 광 검출 소자(5)는, 포토 다이오드 어레이(array)로 한정되지 않고, C－MOS 이미지 센서나 CCD 이미지 센서 등이라도 좋다.

광 검출 소자(5)에는, 분광부(4)로 진행하는 광(L1)을 기판(2) 및 렌즈부(3)로 입사시키는 광 통과 구멍(12)이 마련되어 있다. 광 통과 구멍(12)은, 포토 다이오드의 1차원 배열 방향을 따라서 광 검출부(5a)와 병설되어 있다. 광 통과 구멍(12)은, 기판(2)의 길이 방향에 대략 수직으로 한편 기판(2)의 전면(2a)에 대략 평행한 방향으로 연장하는 슬릿이며, 광 검출부(5a)에 대해서 고정밀도로 위치결정된 상태에서 에칭 등에 의해서 형성되어 있다.

기판(2)의 전면(2a)에는, Al나 Au 등의 단층막(單層膜), 혹은 Cr－Pt－Au, Ti－Pt－Au, Ti－Ni－Au, Cr－Au 등의 적층막(積層膜)으로 이루어지는 배선(13)이 형성되어 있다. 배선(13)은, 복수의 패드부(13a), 복수의 패드부(13b), 및 대응하는 패드부(13a)와 패드부(13b)를 접속하는 복수의 접속부(13c)를 가지고 있다. 배선(13)에 대해서 기판(2)의 전면(2a)측에는, CrO 등의 단층막, 혹은 Cr－CrO 등의 적층막으로 이루어지는 광 반사 방지층(14)이 형성되어 있다.

또한, 기판(2)의 전면(2a)에는, CrO 등의 단층막, CrO 등을 포함하는 적층막, 혹은 블랙 레지스터(black register) 등으로 이루어지는 광 흡수층(15)이 형성되어 있다. 광 흡수층(15)은, 배선(13)의 패드부(13a, 13b)를 노출시키는 한편으로, 배선(13)의 접속부(13c)를 덮고 있다. 광 흡수층(15)에는, 분광부(4)로 진행하는 광(L1)을 통과시키는 슬릿(15b), 및 광 검출 소자(5)의 광 검출부(5a)로 진행하는 광(L2)을 통과시키는 개구(15a)가 마련되어 있다. 슬릿(15b)은 광 검출 소자(5)의 광 통과 구멍(12)과 대향하고 있고, 개구(15a)는 광 검출부(5a)와 대향하고 있다.

광 흡수층(15)으로부터 노출하는 패드부(13a)에는, 범프(bump, 16)를 매개로 한 페이스 다운 본딩(face-down bonding)에 의해서 광 검출 소자(5)의 외부 단자가 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 광 검출 소자(5)의 기판(2)측(여기에서는, 광 검출 소자(5)와 기판(2) 또는 광 흡수층(15)과의 사이)에는, 적어도 광(L2)을 투과시키는 언더필(underfill) 부재(17)가 충전되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 구성에서는, 광 검출 소자(5)와 기판(2)과의 사이 전체에 언더필 부재(17)가 충전되어 있지만, 언더필 부재(17)를 범프(16)의 주변에만 충전하는 구성으로 해도 좋다. 또, 광 흡수층(15)으로부터 노출하는 패드부(13b)는, 분광 모듈(1)의 외부 단자로서 기능을 한다. 즉, 광 흡수층(15)으로부터 노출하는 패드부(13b)에는, 외부 배선 등이 전기적으로 접속된다.

여기서, 상술한 분광부(4) 및 그 주변 부분에 대해서, 보다 자세하게 설명한다. 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 렌즈부(3)의 곡면(3a)은, 회절층(6)이 형성되는 영역(회절 격자 패턴(9)이 형성된 영역(G)에 대응하는 영역, R)을 제외하고, 샌드 블라스트(sandblast) 가공이나 에칭 가공 등에 의해서 조면(粗面)으로 이루어져 있다. 즉, 곡면(3a)에서 영역(R)을 제외한 영역은, 기판(2)의 광 입출사 면인 전면(2a) 및 후면(2b)이나 렌즈부(3)의 광 입출사 면인 전면(3b) 보다도 거친 면(표면 거칠기가 큰 면)으로 이루어져 있다. 이 표면 거칠기의 정도는, 예를 들면 0.05 ~ 5㎛이며, 기판(2) 및 렌즈부(3) 내를 진행하는 광이 그 조면에 입사했을 때에 그 광이 산란될 수 있는 정도이다.

이것에 의해, 곡면(3a)에서 칼라부(7)와 접촉하는 부분은, 광을 산란시키는 조면으로 이루어져 있다. 한편, 곡면(3a)에서 회절층(6)과 접촉하고 또한 회절층(6)의 회절 격자 패턴(9)과 대향하는 부분(즉, 영역(R))은, 곡면(3a)에서 칼라부(7)와 접촉하는 부분에 비해, 매끄러운 면으로 이루어져 있다. 즉, 곡면(3a)의 영역(R)은, 기판(2)의 광 입출사 면인 전면(2a) 및 후면(2b)이나 렌즈부(3)의 광 입출사 면인 전면(3b)과 동일한 정도로 매끄러운 면으로 이루어져 있다.

칼라부(7)에서 곡면(3a)과 대향하는 후면(7a)은, 평탄면으로 이루어져 있다. 여기에서는, 후면(7a)은, 기판(2)의 광 입출사 면인 전면(2a) 및 후면(2b)이나 렌즈부(3)의 광 입출사 면인 전면(3b)에 대략 평행하게 되어 있다. 이것에 의해, 곡면(3a)의 조면의 요철이 칼라부(7)에 의해서 메워지기 때문에, 기판(2) 및 렌즈부(3) 내를 진행하는 광이 그 조면에서 산란하지 않고 칼라부(7) 내로 입사해도, 그 광은, 평탄면인 칼라부(7)의 후면(7a)에 도달하므로, 소정의 각도로 반사되거나 투과하게 된다(도 4의 일점 쇄선의 화살표를 참조). 따라서, 칼라부(7) 내로 입사한 광이 미광으로서 광 검출 소자(5)의 광 검출부(5a)에 직접 결상되는 것이 방지된다. 또한, 칼라부(7)의 후면(7a)의 일부 또는 전부는, 곡면(3a)에서 영역(R)을 제외한 영역과 마찬가지로, 광을 산란시키는 조면으로 이루어져 있어도 좋다(도 6 참조). 일부 또는 전부가 조면으로 이루어진 후면(7a)에서는, 표면 거칠기의 평균면(표면 거칠기 평균선을 포함한 면)이 대략 평탄면이 된다.

이상 설명한 바와 같이, 분광 모듈(1)에서는, 회절층(6) 보다도 두꺼워지도록 회절층(6)의 둘레(6a)를 따라서 칼라부(7)가 일체로 형성되어 있고, 게다가, 렌즈부(3)의 곡면(3a)에서 칼라부(7)와 접촉하는 부분이 조면으로 이루어져 있다. 이것에 의해, 앵커(anchor) 효과도 기여하여 곡면(3a)과의 접착성이 높아진 칼라부(7)에 의해서, 회절층(6)이 포위되게 된다. 이 때문에, 분광 모듈(1)의 소형화에 수반하여 회절층(6)을 박형화해도, 회절층(6)이 렌즈부(3)의 볼록한 모양의 곡면(3a)으로부터 박리하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 분광 모듈(1)에서는, 칼라부(7)에서 렌즈부(3)의 곡면(3a)과 대향하는 후면(7a)이 평탄면으로 이루어져 있다. 이것에 의해, 곡면(3a)의 조면의 요철이 칼라부(7)에 의해서 메워지기 때문에 광이 조면에서 산란되지 않고 칼라부(7) 내로 입사해도, 그 광은 칼라부(7)의 평탄면인 후면(7a)에 도달한다. 이 때문에, 상술한 바와 같이, 미광으로서 광 검출 소자(5)의 광 검출부(5a)에 직접 결상되는 광을 저감할 수 있다. 따라서, 분광 모듈(1)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 렌즈부(3)의 곡면(3a)에서 분광부(4)가 마련되어 있지 않은 영역으로 입사한 광도 조면에서 산란되므로, 미광의 억제에 관계가 있다.

또, 렌즈부(3)의 곡면(3a)에서 회절층(6)과 접촉하고 또한 회절층(6)의 회절 격자 패턴(9)과 대향하는 부분(즉, 영역(R))은, 곡면(3a)에서 칼라부(7)와 접촉하는 부분에 비해, 매끄러운 면으로 이루어져 있다. 이것에 의해, 렌즈부(3)의 볼록한 모양의 곡면(3a)과 회절층(6)의 회절 격자 패턴(9)과의 사이에서의 보이드(void) 등의 발생이 억제되므로, 회절 격자 패턴(9)에 대해서 왕래하는 측정해야 할 광(L1, L2)의 산란 등을 방지할 수 있다. 따라서, 분광 모듈(1)의 검출 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 칼라부(7)에서 렌즈부(3)의 곡면(3a)과 대향하는 후면(7a)을, 곡면(3a)에서 영역(R)을 제외한 영역과 마찬가지로, 광을 산란시키는 조면으로 하면, 칼라부(7) 내로 입사한 광이 칼라부(7)의 평탄면인 후면(7a)에서 산란되므로, 미광으로서 광 검출 소자(5)의 광 검출부(5a)에 직접 결상되는 광을 보다 확실히 저감할 수 있다.

또한, 분광부(4)를 볼록한 모양의 곡면(3a) 상에 마련함으로써, 두께 1㎛ ~ 20㎛ 와 같이, 회절층(6)을 극히 얇게 형성할 수 있다. 이것에 의해, 회절층(6)에서의 광 흡수를 억제하고, 광의 이용 효율을 향상시키는 것이 가능해진다. 게다가, 회절층(6)을 극히 얇게 형성함으로써, 열이나 수분에 기인한 회절층(6)의 변형(신축 등)을 억제할 수 있고, 안정한 분광 특성, 및 높은 신뢰성을 확보하는 것이 가능해진다. 또한 한편으로, 분광부(4)를 볼록한 모양의 곡면(3a) 상에 마련함으로써, 회절층(6) 보다도 칼라부(7)를 확실하게 또한 용이하게 두껍게 할 수 있고, 곡면(3a)으로부터 회절층(6)이 박리하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

다음에, 상술한 분광 모듈(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 렌즈부(3)에 분광부(4)를 형성한다. 보다 구체적으로는, 회절층(6)이 형성되는 영역(회절 격자 패턴(9)이 형성된 영역(G)에 대응하는 영역, R)을 제외하고, 렌즈부(3)의 곡면(3a)을 샌드 블라스트 가공이나 에칭 가공 등에 의해서 조면화한다. 렌즈부(3)를 준비할 때에는, 미리 소정의 영역이 조면화 된 성형 렌즈를 이용해도 좋다.

다음으로, 렌즈부(3)의 곡면(3a)의 영역(R) 부근에, 예를 들면, 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 유기·무기 하이브리드 수지 등으로 이루어진 광 경화성 레플리카용 광학 수지재를 도포한다. 이어서, 수지재에, 석영 등으로 이루어진 광 투과성 마스터 몰드를 꽉 누른다. 이 마스터 몰드에는, 렌즈부(3)의 곡면(3a)과 대략 동일한 곡률을 가지는 오목한 모양의 곡면이 마련되어 있고, 그 오목한 모양의 곡면에는, 회절 격자 패턴(9)에 대응하는 복수의 홈이 형성되어 있다.

그리고, 수지재에 마스터 몰드를 꽉 누른 상태에서, 마스터 몰드를 매개로 수지재에 자외선을 조사하여, 수지재를 경화시킴으로써, 회절 격자 패턴(9)이 형성된 회절층(6), 및 칼라부(7)를 일체로 형성한다. 이 때, 렌즈부(3)의 곡면(3a)에서 칼라부(7)와 접촉하는 부분에서는, 곡면(3a)의 조면의 요철이 칼라부(7)에 의해서 메워진다.

이어서, 수지재로부터 마스터 몰드를 분리한다. 또한, 이형(離型) 후에는, 가열 큐어(cure)를 실시함으로써 수지재를 안정화시키는 것이 바람직하다. 이 때, 회절층(6) 보다도 두꺼워지도록 회절층(6)의 둘레(6a)를 따라서 칼라부(7)가 일체로 형성되어 있고, 게다가, 렌즈부(3)의 곡면(3a)에서 칼라부(7)와 접촉하는 부분이 조면으로 이루어져 있으므로, 이형시에, 렌즈부(3)의 볼록한 모양의 곡면(3a)을 따르도록 형성된 회절층(6)이 마스터 몰드에 딸려 가게되어 곡면(3a)으로부터 박리하는 것을 방지할 수 있다.

이어서, 마스크의 개구를 매개로 하여, 회절 격자 패턴(9)이 형성된 영역(G) 내에, Al나 Au 등의 금속을 증착함으로써 반사층(8)을 막(膜) 모양으로 형성하여, 분광부(4)를 얻는다. 또한, 반사층(8)을 포함하도록 또한 반사층(8)을 덮도록, 패시베이션 막인 보호층을 더욱 형성해도 좋다.

이상과 같이 분광부(4)를 형성하는 한편으로, 기판(2)에 광 검출 소자(5)를 실장한다. 보다 구체적으로는, 먼저, 기판(2)의 전면(2a)에, 광 반사 방지층(14)과 배선(13)을 패터닝하여 형성하고, 또한, 광 흡수층(15)을 전면(全面)에 형성한 후, 패터닝하여 패드부(13a, 13b)를 노출시킴과 아울러, 슬릿(15b) 및 개구(15a)를 형성한다. 이어서, 기판(2)의 전면(2a)에, 페이스 다운 본딩에 의해서 광 검출 소자(5)를 실장한다.

그리고, 광 검출 소자(5)의 광 검출부(5a) 및 광 통과 구멍(12)에 대해 분광부(4)를 고정밀도로 위치 결정한 상태에서, 광 검출 소자(5)가 실장된 기판(2)의 후면(2b)과, 분광부(4)가 형성된 렌즈부(3)의 전면(3b)을 광학 수지나 다이렉트 본딩에 의해서 접합하여, 분광 모듈(1)을 완성시킨다.

본 발명은, 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈부(3)의 곡면(3a)을 광학 수지 피막(18)으로 덮고, 광학 수지 피막(18)의 외측의 곡면(18a)에서 적어도 칼라부(7)와 접촉하는 부분을, 광을 산란시키는 조면으로 해도 좋다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 렌즈부(3)의 곡면(3a)에서 회절층(6)이 형성되는 영역을 조면화하거나, 도 6에 도시된 구성에서는, 광학 수지 피막(18)의 곡면(18a)에서 회절층(6)이 형성되는 영역을 조면화하거나 해도, 조면의 요철이 회절층(6)에 의해서 메워지면, 측정해야 할 광(L1, L2)의 진행을 방해할 수 있는 것이 방지된다.

또, 분광부가 마련되는 볼록한 모양의 곡면은, 구면 이외의 곡면이라도 좋다. 또, 기판(2) 및 렌즈부(3)는, 일체로 형성된 것이라도 좋다. 또한, 광 통과 구멍이 마련되어 있지 않은 광 검출 소자를 채용하고, 예를 들면, 광 흡수층(15)의 슬릿(15b)으로부터 광(L1)을 입사시켜도 좋다.

[산업상의 이용 가능성]

1 … 분광 모듈 2 … 기판(본체부)
3 … 렌즈부(본체부) 3a … 곡면
4 … 분광부 5 … 광 검출 소자
6 … 회절층 6a … 둘레
7 … 칼라부 7a … 후면(後面)
8 … 반사층 9 … 회절 격자 패턴

Claims

일방측으로부터 입사한 광을 투과시키는 본체부와,
상기 본체부의 타방측에 형성된 볼록한 모양의 곡면 상에 마련되고, 상기 본체부로 입사한 광을 분광함과 아울러 상기 본체부의 일방측으로 반사하는 분광부와,
상기 본체부의 일방측에 배치되고, 상기 분광부에 의해서 분광된 광을 검출하는 광 검출 소자를 구비하며,
상기 분광부는, 상기 곡면을 따르도록 형성된 회절층, 상기 회절층 보다도 두꺼워지도록 상기 회절층의 둘레를 따라서 일체로 형성된 칼라(collar)부, 및 상기 회절층의 타방측에 형성된 반사층을 가지고,
상기 곡면에서 적어도 상기 칼라부와 접촉하는 부분은, 광을 산란시키는 조면(糟面)으로 이루어져 있고,
상기 칼라부에서 상기 곡면과 대향하는 면은, 평탄면으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 분광 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 곡면에서 상기 회절층과 접촉하고 또한 상기 회절층의 회절 격자 패턴과 대향하는 부분은, 상기 곡면에서 상기 칼라부와 접촉하는 부분에 비해, 매끄러운 면으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 분광 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 칼라부에서 상기 곡면과 대향하는 면은, 광을 산란시키는 조면으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 분광 모듈.