分光器
阅读说明：本技术 分光器 (Light splitter ) 是由 能野隆文 柴山胜己 加藤胜彦 于 2016-08-04 设计创作，主要内容包括：分光器具备：支撑体,具有设置有包含凹曲面状的内面的凹部以及与凹部相邻接的周边部的底壁部、相对于底壁部被配置于凹部开口的一侧的侧壁部；光检测元件,以与凹部相对的状态被支撑于侧壁部；分光部,被配置于凹部的内面上。在从凹部和光检测元件互相相对的第1方向观察的情况下,构成分光部的多个光栅槽排列的第2方向上的凹部的长度大于垂直于第2方向的第3方向上的凹部的长度。在从第1方向观察的情况下,在第2方向上与凹部相邻接的周边部的面积大于在第3方向上与凹部相邻接的周边部的面积。(The spectroscope is provided with: a support body having a bottom wall portion provided with a recess including a concave-curved inner surface and a peripheral portion adjacent to the recess, and a side wall portion arranged on a side of an opening of the recess with respect to the bottom wall portion; a light detection element supported by the side wall portion in a state of facing the recess; the light splitting part is arranged on the inner surface of the concave part. When viewed from the 1 st direction in which the concave portion and the photodetector face each other, the length of the concave portion in the 2 nd direction in which the plurality of grating grooves constituting the spectroscopic portion are arranged is larger than the length of the concave portion in the 3 rd direction perpendicular to the 2 nd direction. When viewed from the 1 st direction, the area of the peripheral portion adjacent to the concave portion in the 2 nd direction is larger than the area of the peripheral portion adjacent to the concave portion in the 3 rd direction.)
本申请是申请日为2016年8月4日、申请号为201680045280.5、发明名称为分光器的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及对光进行分光并进行检测的分光器。
背景技术
已知有具备凹部被设置于内侧的箱形的支撑体、被安装于支撑体的开口部的光检测元件、以覆盖支撑体的凹部的方式被配置的树脂层、被设置于树脂层的分光部的分光器(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010-256670号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
对于如上述那样的分光器来说对应于用途的扩大而要求更加小型化、特别是薄型化。但是，分光器越是被薄型化则杂散光的影响相对越是变大，由此，分光器的检测精度降低的担忧增加。
因此，本发明的一个方式的目的在于，提供一种既能够抑制检测精度的降低又能够谋求薄型化的分光器。
解决问题的技术手段
本发明的一个方式所涉及的分光器具备：支撑体，具有设置有包含凹曲面状的内面的凹部以及与凹部相邻接的周边部的底壁部、相对于底壁部被配置于凹部进行开口的一侧的侧壁部；光检测元件，以与凹部相对的状态被支撑于侧壁部；分光部，被配置于凹部的内面上；在从凹部和光检测元件互相相对的第1方向观察的情况下，构成分光部的多个光栅槽排列的第2方向上的凹部的长度大于垂直于第2方向的第3方向上的凹部的长度，在从第1方向观察的情况下，在第2方向上与凹部相邻接的周边部的面积大于在第3方向上与凹部相邻接的周边部的面积。
在该分光器中，分光部被配置于在支撑体的底壁部设置的凹部的内面上，光检测元件以与凹部相对的状态被支撑于支撑体的侧壁部。由这样的结构，能够谋求分光器的小型化。特别是在从凹部和光检测元件互相相对的第1方向观察的情况下，因为构成分光部的多个光栅槽进行排列的第2方向上的凹部的长度大于垂直于第2方向的第3方向上的凹部的长度，并且在第2方向上与凹部相邻接的周边部的面积大于在第3方向上与凹部相邻接的周边部的面积，所以能够在第3方向上将分光器薄型化。另外，即使在分光部上被分光并且被反射的光在光检测元件上被反射，通过使该光入射到在第2方向上与凹部相邻接的周边部从而也能够抑制该光成为杂散光。因此，根据该分光器，能够既抑制检测精度的降低又谋求薄型化。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，侧壁部也可以在从第1方向观察的情况下具有包围凹部以及周边部的环状的形状。由此，能够更加可靠地抑制分光部的特性发生劣化。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，周边部也可以包含越是从凹部分开越是从光检测元件分开的倾斜面。由此，即使在分光部上被分光并且被反射的光在光检测元件上被反射，通过使该光入射到周边部的倾斜面从而也能够更加可靠地抑制该光成为杂散光。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，也可以是在从第1方向观察的情况下分光部相对于凹部的中心偏向于第2方向上的一侧，在从第1方向观察的情况下相对于凹部位于第2方向上的一侧的周边部的面积大于相对于凹部位于第2方向上的另一侧的周边部的面积。由此，即使在分光部上被分光并且被反射的光在光检测元件上被反射，通过使该光入射到相对于凹部位于第2方向上的一侧的周边部从而也能够更加可靠地抑制该光成为杂散光。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，在从第1方向观察的情况下，在第2方向上互相邻接的凹部与周边部的边界线也可以沿着第3方向横截底壁部。由此，能够增长第3方向上的分光部的长度，并能够谋求进行分光的光量的增大，并且能够使检测灵敏度提高。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，凹部的内面也可以在第2方向以及第3方向的各个方向上弯曲成曲面状。由此，既能够谋求进行分光的光量的增大又能够将在分光部上被分光的光高精度地聚光于光检测元件的规定位置。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，在从第1方向观察的情况下多个光栅槽也可以向同一侧弯曲成曲线状。由此，能够将在分光部上被分光的光高精度地聚光于光检测元件的规定位置。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，凹部以及周边部的形状也可以由支撑体的形状构成。由此，因为凹部以及周边部的形状被高精度而且稳定地划定，所以能够获得高精度的分光部。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，在从第1方向观察的情况下侧壁部也可以具有在第2方向上夹着凹部以及周边部而互相相对的一对第1侧壁、在第3方向上夹着凹部以及周边部而互相相对的一对第2侧壁。由此，能够对支撑体的结构进行单纯化。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，互相相对的一对第1侧壁的内侧表面也可以以越是从凹部以及周边部分开并且接近光检测元件越是互相分开的方式进行倾斜。由此，在分光部被设置的凹部侧相对增大侧壁部的厚度，并且能够抑制应力作用于分光部。另外，在光检测元件侧相对减小侧壁部的厚度，并且能够谋求支撑体的轻量化。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，互相相对的一对第2侧壁的内侧表面也可以以越是从凹部以及周边部分开并且接近光检测元件越是互相分开的方式进行倾斜。由此，在分光部被设置的凹部侧相对增大侧壁部的厚度，并且能够抑制应力作用于分光部。另外，在光检测元件侧相对减小侧壁部的厚度，并且能够谋求支撑体的轻量化。
本发明的一个方式所涉及的分光器也可以进一步具备被配置于凹部的内面上的第1反射部，在光检测元件设置有光通过部、第2反射部以及光检测部，第1反射部反射通过了光通过部的光，第2反射部反射在第1反射部上被反射的光，分光部对在第2反射部上被反射的光进行分光并且进行反射，光检测部检测在分光部上被分光并且被反射的光。因为通过在第1反射部以及第2反射部上依次使通过光通过部的光反射从而调整入射到分光部的光的入射方向、以及该光的发散乃至收敛成束状态变得容易，所以即使减短从分光部到光检测部的光路长也能够高精度地将在分光部上被分光的光聚光于光检测部的规定位置。
本发明的一个方式所涉及的分光器具备：支撑体，具有底壁部、相对于底壁部被配置于一侧的侧壁部；分光部，被配置于底壁部上的一侧；光检测元件，被配置于侧壁部中在与底壁部相反侧上支撑体的内侧的空间被加宽的第1加宽部；罩，被配置于侧壁部中在与底壁部相反侧上第1加宽部的内侧的空间被加宽的第2加宽部；配线，与光检测元件相电连接并经由第1加宽部以及第2加宽部延伸至支撑体的外侧表面；第1加宽部的侧面以与第1加宽部的底面成钝角的方式进行倾斜，第2加宽部的侧面以与第2加宽部的底面成钝角的方式进行倾斜，支撑体的与底壁部相反侧的端面中至少配置有配线的区域比罩的与底壁部相反侧的表面更位于底壁部侧。
在该分光器中，第1加宽部的侧面以与第1加宽部的底面成钝角的方式进行倾斜，第2加宽部的侧面以与第2加宽部的底面成钝角的方式进行倾斜。由此，能够容易而且高精度地排布配线。另外，能够降低在配线产生的应力。另外，在该分光器中，支撑体上的与底壁部相反侧的端面中至少配置有配线的区域比罩的与底壁部相反侧的表面更位于底壁部侧。由此，能够防止在分光器的安装时配线与其他构件相接触。另外，能够减少配线的长度。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，在第1加宽部上互相相对的光检测元件的1个端子和配线的1个端部也可以由多个凸点(bump)而被互相连接，多个凸点沿着构成分光部的多个光栅槽排列的方向进行排列。由此，例如能够抑制分光部上的多个光栅槽与光检测元件的光检测部上的多个光检测通道的位置关系起因于支撑体的热膨胀等而发生偏离。另外，通过二维配置凸点从而与将凸点配置成1列的情况相比，可以使用的空间能够有余量所以能够充分确保各个端子的面积。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，罩和光检测元件也可以互相分开。由此，由罩与光检测元件之间的空间能够更加可靠地除去杂散光。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，构成分光部的多个光栅槽排列的方向上的支撑体的热膨胀率也可以小于垂直于多个光栅槽排列的方向以及分光部和光检测元件互相相对的方向这两个方向的方向上的支撑体的热膨胀率。由此，能够抑制分光部上的多个光栅槽与光检测元件的光检测部上的多个光检测通道的位置关系起因于支撑体的热膨胀等而发生偏离。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，在第1加宽部的侧面与光检测元件之间也可以填充有由树脂构成的构件。由此，能够稳定支撑光检测元件。
在本发明的一个方式所涉及的分光器中，在第2加宽部的侧面与罩之间也可以填充有由树脂构成的构件。由此，能够与罩稳定地进行支撑。
发明的效果
根据本发明的一个方式，能够提供一种既能够抑制检测精度的降低又能够谋求薄型化的分光器。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的分光器的立体图。
图2是沿着图1的II-II线的截面图。
图3是沿着图1的III-III线的截面图。
图4是沿着图1的IV-IV线的截面图。
图5(a)以及图5(b)是分别表示图1的分光器的制造方法的一个工序的截面图。
图6(a)以及图6(b)是分别表示图1的分光器的制造方法的一个工序的截面图。
图7(a)以及图7(b)是分别表示图1的分光器的制造方法的一个工序的截面图。
图8(a)以及图8(b)是分别表示图1的分光器的制造方法的一个工序的截面图。
图9(a)以及图9(b)是分别表示图1的分光器的制造方法的一个工序的截面图。
图10(a)以及图10(b)是分别表示图1的分光器的制造方法的一个工序的截面图。
图11(a)以及图11(b)是图1的分光器的变形例的截面图。
图12(a)以及图12(b)是图1的分光器的变形例的截面图。
图13是图1的分光器的变形例的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行详细的说明。还有，在各个附图中将相同的符号标注于相同或者相当的部分，并省略重复的说明。
[分光器的结构]
如图1所示，在分光器1中，由支撑体10以及罩20而构成箱形的封装体2。支撑体10作为模塑互连器件(MID：Molded Interconnect Device)来进行构成并且具有多条配线11。作为一个例子，分光器1具有X轴方向、Y轴方向(垂直于X轴方向的方向)以及Z轴方向(垂直于X轴方向以及Y轴方向的方向)的各个的方向的长度为15mm以下的长方体形状。特别是分光器1直至Y轴方向的长度为数mm左右被薄型化。
如图2以及图3所示，在封装体2内设置有光检测元件30、树脂层40以及反射层50。在反射层50，设置有第1反射部51以及分光部52。在光检测元件30，设置有光通过部31、第2反射部32、光检测部33以及0次光捕捉部34。光通过部31、第1反射部51、第2反射部32、分光部52、光检测部33以及0次光捕捉部34在从通过光通过部31的光L1的光轴方向(即Z轴方向)观察的情况下排列于平行于X轴方向的同一直线上。
在分光器1中，通过了光通过部31的光L1在第1反射部51上被反射，在第1反射部51上被反射的光L1在第2反射部32上被反射。第2反射部32上被反射的光L1在分光部52上被分光并且被反射。在分光部52上被分光并且被反射的光中0次光L0以外且朝向光检测部33的光L2入射到光检测部33并被光检测部33检测出，0次光L0入射到0次光捕捉部34并被0次光捕捉部34捕捉到。从光通过部31到分光部52的光L1的光路、从分光部52到光检测部33的光L2的光路、以及从分光部52到0次光捕捉部34的0次光L0的光路被形成于封装体2内的空间S。
支撑体10具有底壁部12、侧壁部13。凹部14以及周边部15,16被设置于底壁部12上的空间S侧的表面。侧壁部13相对于底壁部12被配置于凹部14进行开口的一侧。侧壁部13具有在从Z轴方向观察的情况下包围凹部14以及周边部15,16的矩形环状的形状。更加具体来说，侧壁部13具有一对第1侧壁17、一对第2侧壁18。一对第1侧壁17在从Z轴方向观察的情况下在X轴方向上夹着凹部14以及周边部15,16而互相相对。一对第2侧壁18在从Z轴方向观察的情况下在Y轴方向上夹着凹部14以及周边部15,16而互相相对。底壁部12以及侧壁部13由AIN、Al2O3等陶瓷而被形成为一体。
在侧壁部13，设置有第1加宽部13a以及第2加宽部13b。第1加宽部13a为在与底壁部12相反侧上空间S只在X轴方向上被加宽的台阶部。第2加宽部13b为在与底壁部12相反侧上第1加宽部13a在X轴方向以及Y轴方向的各个方向上被加宽的台阶部。在第1加宽部13a配置有各个配线11的第1端部11a。各个配线11从第1端部11a经由第2加宽部13b以及第1侧壁17的外侧表面而到达被配置于一方的第2侧壁18的外侧表面的第2端部11b(参照图1)。各个第2端部11b作为用于将分光器1安装于外部的电路基板的电极焊垫来发挥功能，经由各个配线11，相对于光检测元件30的光检测部33输入输出电信号。
如图2、图3以及图4所示，在从Z轴方向观察的情况下X轴方向上的凹部14的长度大于Y轴方向上的凹部14的长度。凹部14包含凹曲面状的内面14a。内面14a例如具有球面的一部分(球冠)的两侧以平行于ZX平面的平面被切落下来的形状。这样，内面14a在X轴方向以及Y轴方向的各个方向上弯曲成曲面状。总之，内面14a在从Y轴方向观察的情况下(参照图2)、在从X轴方向观察的情况下(参照图3)都弯曲成曲面状。
各个周边部15,16在X轴方向上与凹部14相邻接。周边部15在从Z轴方向观察的情况下相对于凹部14位于一方的第1侧壁17侧(X轴方向上的一侧)。周边部16在从Z轴方向观察的情况下相对于凹部14位于另一方的第1侧壁17侧(X轴方向上的另一侧)。在从Z轴方向观察的情况下，周边部15的面积大于周边部16的面积。在分光器1中，周边部16的面积在从Z轴方向观察的情况下直至凹部14的内面14a的外缘接触于另一方的第1侧壁17的内侧表面17a的程度被缩窄。周边部15包含倾斜面15a。倾斜面15a以越是沿着X轴方向从凹部14分开而越是沿着Z轴方向从光检测元件30分开的方式进行倾斜。
凹部14以及周边部15,16的形状由支撑体10的形状构成。总之，凹部14以及周边部15,16只被支撑体10划定。凹部14的内面14a和一方的第1侧壁17的内侧表面17a经由周边部15而被互相连接(总之，物理性地被互相分开)。凹部14的内面14a和另一方的第1侧壁17的内侧表面17a经由周边部16而被互相连接(总之，物理性地被互相分开)。凹部14的内面14a和各个第2侧壁18的内侧表面18a经由面与面的交线(角、弯曲部位等)而被互相连接。这样，凹部14的内面14a和侧壁部13的各个内侧表面17a,18a以不连续的状态(物理性地互相分开的状态、经由面与面的交线而被互相连接的状态等)被互相连接。在从Z轴方向观察的情况下，在X轴方向上互相邻接的凹部14与周边部15的边界线19沿着Y轴方向横截底壁部12(参照图4)。总之，边界线19的两端到达各个第2侧壁18的内侧表面18a。
如图2以及图3所示，光检测元件30具有基板35。基板35例如由硅等半导体材料而被形成为矩形板状。光通过部31为被设置于基板35的狭缝，并在Y轴方向上进行延伸。0次光捕捉部34为被设置于基板35的狭缝，并且在从Z轴方向观察的情况下位于光通过部31与光检测部33之间，并在Y轴方向上进行延伸。还有，光通过部31上的光L1的入射侧的端部在X轴方向以及Y轴方向各个方向上朝向光L1的入射侧成为逐渐扩展。另外，0次光捕捉部34上的与0次光L0的入射侧相反侧的端部在X轴方向以及Y轴方向的各个方向上朝向与0次光L0的入射侧相反侧成为逐渐扩展。通过以0次光L0斜着入射到0次光捕捉部34的方式进行构成，从而能够更加可靠地抑制入射到0次光捕捉部34的0次光L0返回到空间S。
第2反射部32被设置于基板35上的空间S侧的表面35a中的光通过部31与0次光捕捉部34之间的区域。第2反射部32例如是Al、Au等的金属膜，并且作为平面镜来发挥功能。
光检测部33被设置于基板35的表面35a。更加具体来说，光检测部33不是被贴附在基板35而是被做入到由半导体材料构成的基板35。总之，光检测部33由在用半导体材料构成的基板35内的第1导电类型的区域和被设置于该区域内的第2导电类型的区域被形成的多个光电二极管来进行构成。光检测部33例如作为光电二极管阵列、C-MOS映像传感器、CCD映像传感器等而被构成，具有在X轴方向上进行排列的多个光检测通道。具有不同波长的光L2被入射到光检测部33的各个光检测通道。在基板35的表面35a上设置用于相对于光检测部33输入输出电信号的多个端子36。还有，光检测部33既可以作为表面入射型的光电二极管被构成或者也可以作为背面入射型的光电二极管被构成。在光检测部33作为背面入射型的光电二极管被构成的情况下，因为多个端子36被设置于基板35上的与表面35a相反侧的表面，所以在此情况下各个端子36由引线接合(wire bonding)而与所对应的配线11的第1端部11a相电连接。
光检测元件30被配置于侧壁部13的第1加宽部13a。在第1加宽部13a上互相相对的光检测元件30的端子36和配线11的第1端部11a由焊料层3而被互相连接。作为一个例子，互相相对的光检测元件30的端子36和配线11的第1端部11a由经由基底(Ni-Au、Ni-Pd-Au等)的镀层而被形成于端子36的表面的焊料层3而被互相连接。在此情况下，在分光器1中，光检测元件30和侧壁部13由焊料层3而被互相固定并且光检测元件30的光检测部33与多条配线11被电连接。在光检测元件30与第1加宽部13a之间以覆盖互相相对的光检测元件30的端子36与配线11的第1端部11a的连接部的方式配置例如由树脂构成的增强构件7。这样，光检测元件30以与凹部14相对的状态被安装于侧壁部13，并且被支撑于侧壁部13。还有，在分光器1中，Z轴方向为凹部14和光检测元件30互相相对的第1方向。
树脂层40被配置于凹部14的内面14a上。树脂层40通过将成形模具推压到成形材料即树脂材料(例如光固化性的环氧树脂、丙烯酸树脂、氟类树脂、硅酮、有机·无机混合树脂等的复制(replica)用光学树脂等)并以该状态使树脂材料固化(例如由UV光等进行的光固化、热固化等)从而被形成。
在树脂层40中的在从Z轴方向观察的情况下相对于凹部14的中心偏向于周边部15侧(X轴方向上的一侧)的区域设置光栅图形41。光栅图形41例如对应于锯齿状截面的闪耀光栅(blazed grating)、矩形状截面的二元光栅(binary grating)、正弦波状截面的全息光栅(holographic grating)等。
树脂层40从一方的第1侧壁17(图2中的左侧的第1侧壁17)的内侧表面17a分开，分别与另一方的第1侧壁17(图2中的右侧的第1侧壁17)的内侧表面17a、一方的第2侧壁18的内侧表面18a、以及另一方的第2侧壁18的内侧表面18a相接触。树脂层40以从内面14a爬上内侧表面17a,18a的方式分别沿着另一方的第1侧壁17的内侧表面17a、一方的第2侧壁18的内侧表面18a、以及另一方的第2侧壁18的内侧表面18a进行扩展。
对于Z轴方向上的树脂层40的厚度来说，与内侧表面17a相接触的部分43以及与内侧表面18a相接触的部分44大于被配置于内面14a上的部分42。总之，树脂层40中与内侧表面17a相接触的部分43的“沿着Z轴方向的厚度H2”以及树脂层40中与内侧表面18a相接触的部分44的“沿着Z轴方向的厚度H3”大于树脂层40中被配置于内面14a上的部分42的“沿着Z轴方向的厚度H1”。作为一个例子，H1为数μm～80μm左右(最小值为可以掩埋支撑体10的表面粗糙度的程度的厚度以上)，H2和H3分别为数百μm左右。
树脂层40到达周边部15的倾斜面15a上。对于Z轴方向上的树脂层40的厚度来说，到达周边部15的部分45大于被配置于内面14a上的部分42。总之，树脂层40中到达周边部15的部分45的“沿着Z轴方向的厚度H4”大于树脂层40中被配置于内面14a上的部分42的“沿着Z轴方向的厚度H1”。作为一个例子，H4为数百μm左右。
在此，在对于各个部分42,43,44,45来说“沿着Z轴方向的厚度”发生变化的情况下，能够将各个部分42,43,44,45上的该厚度的平均值当作各个部分42,43,44,45的“沿着Z轴方向的厚度”。还有，与内侧表面17a相接触的部分43的“沿着垂直于内侧表面17a的方向的厚度”、与内侧表面18a相接触的部分44的“沿着垂直于内侧表面18a的方向的厚度”、以及到达周边部15的部分45的“沿着垂直于倾斜面15a的方向的厚度”也大于被配置于内面14a上的部分42的“沿着垂直于内面14a的方向的厚度H1”。如以上所述那样的树脂层40以不间断的状态被形成。
反射层50被配置于树脂层40上。反射层50例如是Al、Au等金属膜。反射层50中的在Z轴方向上与光检测元件30的光通过部31相对的区域为作为凹面镜来发挥功能的第1反射部51。第1反射部51被配置于凹部14的内面14a上，在从Z轴方向观察的情况下相对于凹部14的中心偏向于周边部16侧(X轴方向上的另一侧)。反射层50中覆盖树脂层40的光栅图形41的区域为作为反射型光栅来发挥功能的分光部52。分光部52被配置于凹部14的内面14a上，在从Z轴方向观察的情况下相对于凹部14的中心偏向于周边部15侧(X轴方向上的一侧)。这样，第1反射部51以及分光部52在凹部14的内面14a上被设置于树脂层40。
构成分光部52的多个光栅槽52a具有沿着光栅图形41的形状的形状。多个光栅槽52a在从Z轴方向观察的情况下在X轴方向上进行排列，在从Z轴方向观察的情况下向同一侧弯曲成曲线状(例如向周边部15侧凸出的圆弧状)(参照图4)。还有，在分光器1中，X轴方向在从Z轴方向观察的情况下是多个光栅槽52a进行排列的第2方向，Y轴方向在从Z轴方向观察的情况下是垂直于第2方向的第3方向。
反射层50覆盖树脂层40中被配置于凹部14的内面14a上的部分42(包含光栅图形41)的全体、与另一方的第1侧壁17的内侧表面17a相接触的部分43的全体、与各个第2侧壁18的内侧表面18a相接触的部分44的全体、以及到达周边部15的部分45的一部分。总之，构成第1反射部51以及分光部52的反射层50以不间断的状态被配置于树脂层40上。
罩20具有光透过构件21、遮光膜22。光透过构件21例如由石英、硼硅酸玻璃(BK7)、派热克斯(注册商标Pyrex)玻璃、可伐合金玻璃(Kovar glass)等、使光L1透过的材料构成，并且具有矩形板状的形状。遮光膜22被设置于光透过构件21上的空间S侧的表面21a。在遮光膜21上以在Z轴方向上与光检测元件30的光通过部31相对的方式设置光通过开口22a。光通过开口22a为被设置于遮光膜22的狭缝，并在Y轴方向上进行延伸。
还有，在检测红外线的情况下，硅、锗等作为光透过构件21的材料也是有效的。另外，可以将AR(Anti Reflection(抗反射))涂层实施于光透过构件21或者也可以使光透过构件21具有仅使规定波长的光透过的滤光功能。另外，作为遮光膜22的材料例如能够使用黑色抗蚀剂、Al等。但是，从抑制入射到0次光捕捉部34的0次光L0返回到空间S的观点出发，黑色抗蚀剂作为遮光膜22的材料是有效的。作为一个例子，遮光膜22也可以是包含覆盖光透过构件21的表面21a的Al层、被设置于该Al层中的至少与0次光捕捉部34相对的区域的黑色抗蚀剂层的复合膜。总之，在该复合膜上以Al层、黑色抗蚀剂层的顺序被层叠于光透过构件21的空间S侧。
罩20被配置于侧壁部13的第2加宽部13。在罩20与第2加宽部13b之间例如配置由树脂、焊料等构成的密封构件4。在分光器1中，罩20和侧壁部13由密封构件4而被互相固定并且气密性地密封空间S。
[作用以及效果]
根据分光器1，由于以下的理由，能够既抑制检测精度的降低又谋求薄型化。
首先，在被设置于支撑体10的底壁部12的凹部14的内面14a上配置分光部52，光检测元件30以与凹部14相对的状态被支撑于支撑体10的侧壁部13。由这样的结构，能够谋求分光器1的小型化。特别是在分光器1中，在从Z轴方向观察的情况下X轴方向上的凹部14的长度大于Y轴方向上的凹部14的长度，并且相对于凹部14在一方的第2侧壁18侧以及另一方的第2侧壁18侧不设置周边部。由此，在Y轴方向上能够对分光器1进行薄型化。
另外，即使在分光部52上被分光并且被反射的光在光检测元件30上被反射也能够通过使该光入射到例如面积与周边部16相比被充分确保的周边部15从而抑制该光成为杂散光。特别是在分光器1中，因为周边部15包含越是从凹部14分开则越是从光检测元件30分开的倾斜面15a，所以能够抑制在倾斜面15a上被反射的光直接返回到光检测元件30的光检测部33。
根据以上所述，根据分光器1，能够既抑制检测精度的降低又谋求薄型化。特别是在分光器1中，侧壁部13具有在从Z轴方向观察的情况下包围凹部14以及周边部15,16的环状的形状。由此，能够更加可靠地抑制分光部52的特性发生劣化。另外，在分光器1中，通过光通过部31的光L1在第1反射部51以及第2反射部32上按顺序被反射并入射到分光部52。由此，调整入射到分光部52的光L1的入射方向、以及该光L1的发散乃至收敛成束状态变得容易，所以即使减短从分光部52到光检测部33的光路长也能够高精度地将在分光部52上被分光的光L2聚光于光检测部33的规定位置。
另外，在分光器1中，在X轴方向上的长度大于Y轴方向上的长度的凹部14上，以沿着X轴方向排列的方式设置有第1反射部51以及分光部52。由此，能够在Y轴方向上将分光器1薄型化，并扩大分光部52的有效区域，并且能够使检测灵敏度提高。再有，即使在分光部52上被分光并且被反射的光在光检测元件30上被反射并返回到凹部14也能够将该光放跑到与光检测部33相反侧。
另外，在分光器1中，在从Z轴方向观察的情况下分光部52相对于凹部14的中心偏向于X轴方向上的一侧。于是，在从Z轴方向观察的情况下相对于凹部14位于X轴方向上的一侧的周边部15的面积大于相对于凹部14位于X轴方向上的另一侧的周边部16的面积。由此，即使在分光部52上被分光并且被反射的光在光检测元件30上被反射也能够通过使该光入射到相对于凹部14位于X轴方向上的一侧的周边部15从而更加可靠地抑制该光成为杂散光。
另外，在分光器1中，在从Z轴方向观察的情况下在X轴方向上互相邻接的凹部14与周边部15的边界线19沿着Y轴方向横切底壁部12。由此，能够增大Y轴方向上的分光部52的长度并谋求进行分光的光量的增大并且能够使检测灵敏度提高。
另外，在分光器1中，第1反射部51以及分光部52被配置于1个凹部14的内面14a上。第1反射部51以及分光部52如果分别被设置于各个凹部的话则通过由被形成于凹部与凹部之间的凸部来妨碍光路从而光路设计的自由度降低，作为结果，恐怕会妨碍分光器1的小型化。相对于此，在分光器1中，因为第1反射部51以及分光部52设置于1个凹部14，所以光路设计的自由度提高，作为结果，分光器1的小型化成为可能。
另外，在分光器1中，凹部14的内面14a在X轴方向以及Y轴方向的各个方向上弯曲成曲面状。由此，能够谋求进行分光的光量的增大，并能够使在分光部52上被分光的光高精度地聚光于光检测元件30的规定位置。
另外，在分光器1中，在从Z轴方向观察的情况下多个光栅槽52a向同一侧弯曲成曲线状。由此，能够使在分光部52上被分光的光高精度地聚光于光检测元件30的规定位置。
另外，在分光器1中，凹部14以及周边部15,16的形状由支撑体10的形状构成。由此，因为凹部14以及周边部15,16的形状被高精度而且稳定地划定，所以能够获得高精度的分光部52。
另外，在分光器1中，第1反射部51以及分光部52设置于树脂层40。由此，因为树脂层40覆盖支撑体10的表面的面积增加，所以能够抑制由于在支撑体10表面上的光的散射引起的杂散光的发生。通过用树脂层40来覆盖支撑体10的表面从而不会被支撑体10的表面状态所左右，并且能够容易而且高精度地获得可以抑制光的散射的表面。
例如，从所谓能够抑制起因于分光器1被使用的环境的温度变化、在光检测部33上的发热等的支撑体10的膨胀以及收缩，并且能够抑制由在分光部52与光检测部33的位置关系上发生偏离引起的检测精度的降低(在光检测部33上被检测的光中的峰波长的漂移等)的观点出发，支撑体10的材料也可以是陶瓷。另外，从所谓支撑体10的成形的容易化、支撑体10的轻量化成为可能的观点出发，支撑体10的材料也可以是塑料(PPA、PPS、LCP、PEAK等)。但是，即使将任一材料用于支撑体10的材料，如果打算制作具有某种程度的厚度以及大小的支撑体10的话则支撑体10的表面粗糙度也容易变大。特别是支撑体10的材料如果是陶瓷的话则支撑体10的表面粗糙度容易变大。另外，支撑体10的材料即使是塑料，支撑体10的表面粗糙度也以称为40～50μm左右的方式相对容易变大(就光栅槽52a的深度例如成为5μm以下那样的小型的分光器1而言，即使是40～50μm左右的表面粗糙度也可以说相对较大)。因此，即使在将任一材料用于支撑体10的材料的情况下，也能够通过用树脂层40来覆盖支撑体10的表面从而能够容易而且高精度地获得由于比支撑体10的表面更光滑而可以抑制光的散射的表面(具有小于支撑体10的表面粗糙度的表面粗糙度的树脂层40的表面)。
另外，在分光器1中，在树脂层40上以不间断的状态配置构成第1反射部51以及分光部52的反射层50。由此，因为反射层50覆盖树脂层40的表面的面积增加，所以能够抑制由在树脂层40的表面上的光散射引起的杂散光的发生。另外，在分光部52上被分光并且被反射的光在光检测元件30上被反射，在此情况下，因为该光在不间断的状态的反射层50上被反射到光通过部31侧，所以能够抑制该光直接返回到光检测部33。还有，在此情况下，用第1反射部51来规定光L1的NA是困难的。但是，在分光器1中，由遮光膜22的光通过开口22a以及光检测元件30的光通过部31能够规定入射到空间S的光L1的NA，并且进一步由光检测元件30的第2反射部32能够规定在第1反射部51上被反射的光L1的NA。
另外，在分光器1中，支撑体10由底壁部12以及侧壁部13构成，侧壁部13由一对第1侧壁17以及一对第2侧壁18构成。由此，支撑体的结构能够被单纯化。
另外，在分光器1中，在光检测元件30上设置捕捉在分光部52上被分光并且被反射的光中的0次光L0的0次光捕捉部34。由此，能够抑制0次光L0由多重反射等而成为杂散光并且能够抑制检测精度降低。
另外，在分光器1中，封装体2由支撑体10以及罩20构成，封装体2内的空间S被气密性地密封。由此，能够抑制起因于由湿气引起的空间S内的构件的劣化以及由外部气温的降低引起的在空间S内的结露的发生等的检测精度的降低。
[分光器的制造方法]
对上述的分光器1的制造方法进行说明。首先，如图5(a)以及图5(b)所示准备支撑体10，在凹部14的内面14a上配置成形材料即树脂材料5(例如光固化性的环氧树脂、丙烯酸树脂、氟类树脂、硅酮、有机·无机混合树脂等的复制用光学树脂等)(第1步骤)。
接着，如图6(a)以及图6(b)所示通过将成形模具6推压到脂材料5并以该状态使树脂材料5固化(例如由UV光等进行的光固化、热固化等)从而如图7(a)以及7(b)所示将树脂层40形成于凹部14的内面14a上(第2步骤)。如图6(a)以及图6(b)所示在成形模具6上设置对应于凹部14的内面14a的成形面6a，在成形面6a上设置对应于光栅图形41的图形6b。成形面6a具有接近镜面的光滑度。
此时，以与另一方的第1侧壁17的内侧表面17a、一方的第2侧壁18的内侧表面18a、以及另一方的第2侧壁18的内侧表面18a各自相接触的方式形成具有光栅图形41的树脂层40。并且以与内侧表面17a相接触的部分43的“沿着Z轴方向的厚度H2”以及与内侧表面18a相接触的部分44的“沿着Z轴方向的厚度H3”大于被配置于内面14a上的部分42的“沿着Z方向的H1”的方式形成具有光栅图形41的树脂层40。
还有，在将成形模具6推压到树脂材料5的时候，周边部15作为多余的树脂的逃脱的地方来发挥功能。由此，能够获得薄而且高精度的光栅图形41。
接着，如图8(a)以及图8(b)所示通过将反射层50形成于树脂层40上从而形成第1反射部51以及分光部52(第3步骤)。反射层50的形成例如通过蒸镀Al、Au等金属来实施。还有，反射层50也可以由金属的蒸镀以外的方法来形成。
接着，如图9(a)以及图9(b)所示将光检测元件30配置于侧壁部13的第1加宽部13a，由焊料层3对在第1加宽部13a上互相相对的光检测元件30的端子36和配线11的第1端部11a进行互相连接。总之，以与凹部14相对的方式将光检测元件30安装于侧壁部13，从而使光检测元件30支撑于侧壁部13(第4步骤)。此时，由被设置于各个端子36的焊料层3的熔融·再固化来实现光检测元件30的自我定位(self-alignment)。还有，即使将附有芯的焊球用于光检测元件30的端子36与配线11的第1端部11a的连接也能够实现光检测元件30的自我定位。接着，在光检测元件30与第1加宽部13a之间以覆盖互相相对的光检测元件30的端子36与配线11的第1端部11a的连接部的方式配置例如由树脂构成的增强构件7。
接着，如图10(a)以及图10(b)所示将罩20配置于侧壁部13的第2加宽部13b，并将例如由树脂等构成的密封构件4配置于罩20与第2加宽部13b之间。由此，空间S被气密性地密封从而获得分光器1。
根据上述的分光器1的制造方法，能够抑制在成形模具6进行脱模的时候树脂层40从支撑体10发生剥离，因此，能够容易地制造既能够抑制检测精度的降低又能够谋求小型化的分光器1。
[变形例]
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述的一个实施方式。
例如，如图11(a)以及图11(b)所示互相相对的一对第1侧壁17的内侧表面17a也可以以越是从凹部14以及周边部15,16分开并且接近光检测元件30越是互相分开的方式进行倾斜。同样，互相相对的一对第2侧壁18的内侧表面18a也可以以越是从凹部14以及周边部15,16分开并且接近光检测元件30越是互相分开的方式进行倾斜。由此，在设置有分光部52的凹部14侧相对增大侧壁部13的厚度并且能够抑制应力作用于分光部52。另外，在光检测元件30侧相对减小侧壁部13的厚度并且能够谋求支撑体10的轻量化。再有，越是从凹部14以及周边部15,16分开并且接近光检测元件30越是能够增大与第1侧壁17的内侧表面17a以及第2侧壁18的内侧表面18a相接触的部分上的树脂层40的厚度。通过在凹部14以及周边部15,16侧相对减小该部分上的树脂层40的厚度并在光检测元件30侧相对增大该部分上的树脂层40的厚度，从而既能够抑制应力作用于分光部52又能够抑制树脂层40从支撑体10发生剥离。另外，在制造分光器1的时候能够容易地实施成形模具6的脱模。
另外，如图12(a)以及12(b)所示罩20和光检测元件30也可以被互相接合。在此情况下，相对于支撑体10的罩20以及光检测元件30的安装如以下所述被实施。即，在侧壁部13的第1加宽部13a上配置罩20以及光检测元件30，由焊料层3来互相连接在第1加宽部13a互相相对的光检测元件30的端子36和配线11的第1端部11a。接着，在罩20以及光检测元件30与第1加宽部13a之间配置由树脂构成的密封构件4。这样，通过预先接合罩20以及光检测元件30从而相对于支撑体10的罩20以及光检测元件30的安装能够容易化。作为一个例子，罩20以及光检测元件30的至少一方以晶圆级别的状态被互相接合，之后通过实施切割而被准备。
另外，互相相对的光检测元件30的端子36和配线11的第1端部11a例如也可以用由Au、焊料等构成的凸点、或者银膏体等导电性树脂进行互相连接。在此情况下，也可以以在光检测元件30与第1加宽部13a之间覆盖互相相对的光检测元件30的端子36与配线11的第1端部11a的连接部的方式配置例如由树脂构成的增强构件7。
另外，光检测元件30如果被支撑于侧壁部13的话则也可以间接地(例如经由玻璃基板等别的构件)被安装于侧壁部13。
另外，作为用于将分光器1安装于外部的电路基板的电极焊垫来发挥功能的第2端部11b如果是支撑体10的外侧表面的话则也可以被配置于一方的第2侧壁18的外表面以外的区域。还有，不管在哪一个情况下都是第2端部11b也可以由凸点、焊料等而被直接表面安装于外部的电路基板。
另外，也可以是分光器1不具备第1反射部51以及第2反射部32，通过光通过部31的光L1在分光部52上被分光并且被反射，在分光部52上被分光并且被反射的光L2入射到光检测部33并在光检测部33上被检测出。
另外，侧壁部13的内侧表面17a,18a也可以不是平面而是曲面。另外，凹部14的内面14a和侧壁部13的内侧表面17a,18a例如也可以通过R倒角面而被连接等、以连续的状态被连接。
另外，对于分光器1来说如果满足所谓“在从Z轴方向观察的情况下在X轴方向上与凹部14相邻接的周边部15,16的面积大于在Y轴方向上与凹部14相邻接的周边部的面积”的必要条件话则在Y轴方向上与凹部14相邻接的周边部也可以被设置于底壁部12。在此情况下，也能够在Y轴方向上对分光器1进行薄型化。还有，在“相对于凹部14位于另一方的第1侧壁17侧的周边部的面积”、“相对于凹部14位于一方的第2侧壁18侧的周边部的面积”以及“相对于凹部14位于另一方的第2侧壁18侧的周边部的面积”中也包含“0”的情况。
另外，凹部14的内面14a并不限定于在X轴方向以及Y轴方向的各个方向上弯曲成曲面状，也可以在X轴方向以及Y轴方向中的任意一个方向上弯曲成曲面状。
另外，如图13所示，对于光检测元件30被配置的第1加宽部(第1台阶部)13a来说，第1加宽部13a的侧面13a2也可以以与第1加宽部13a的底面13a1成钝角的方式进行倾斜。另外，对于罩20被配置的第2加宽部(第2台阶部)13b来说，第2加宽部13b的侧面13b2也可以以与第2加宽部13b的底面13b1成钝角的方式进行倾斜。由此，能够容易而且高精度地排布配线11。另外，能够减少产生于配线11的应力。
另外，在第1加宽部13a的侧面13a2与光检测元件30之间也可以填充由树脂构成的增强构件7。由此，因为通过侧面13a2进行倾斜从而增强构件7容易进入到间隙，所以能够进一步充分增强光检测元件30的支撑并且能够更加充分确保在该部分上的气密性。另外，由后面所述的与凸点61的配置的协同效应能够进一步可靠抑制光检测元件30向X轴方向(构成分光部52的多个光栅槽52a进行排列的第2方向)的位置偏离。另外，在第2加宽部13b的侧面13b2与罩20之间也可以填充由树脂构成的密封构件4。由此，因为通过侧面13b2进行倾斜从而密封构件4容易进入到间隙，所以能够进一步充分增强罩20的支撑并且能够更加充分确保在该部分上的气密性。还有，气密性的确保既可以通过将由树脂构成的增强构件7填充于第1加宽部13a的侧面13a2与光检测元件30之间来进行，或者也可以通过将由树脂构成的密封构件4填充于第2加宽部13b的侧面13b2与罩20之间来进行，或者也可以同时由上述两种方法来进行。也可以由关于这些气密的结构以外(将分光器1容纳于别的封装体内并使该封装体内气密等)的结构来确保气密性。
另外，如图13所示，支撑体10上的与底壁部12相反侧的端面10a中至少配置有配线11的区域10a1也可以比罩20上的与底壁部12相反侧的表面20a更位于底壁部12侧。由此，在安装分光器1的时候能够防止配线11与其他构件相接触。另外，还能够减少配线11的长度。还有，支撑体10的端面10a的全体也可以比罩20的表面20a更位于底壁部12侧。
另外，如图13所示，罩20和光检测元件30也可以互相分开。由此，由罩20与光检测元件30之间的空间来关入杂散光，从而能够更加可靠地除去杂散光。
另外，X轴方向(构成分光部52的多个光栅槽52a进行排列的第2方向)上的支撑体10的热膨胀率为Y轴方向(垂直于凹部14和光检测元件30互相相对的第1方向并且垂直于第2方向的第3方向)上的支撑体10的热膨胀率以下(更加优选X轴方向上的支撑体10的膨胀率小于Y轴方向上的支撑体10的热膨胀率)。总之，在将X轴方向上的支撑体10的热膨胀率设定为α并且将Y轴方向上的支撑体10的热膨胀率设定为β的情况下满足α≤β的关系(更加优选满足α＜β的关系)。由此，能够抑制分光部52上的多个光栅槽52a与光检测元件30的光检测部33上的多个光检测通道的位置关系由于支撑体10的热膨胀而发生偏离。
另外，如图13所示，互相相对的光检测元件30的1个端子36和配线11的1个第1端部11a例如由用Au、焊料等构成的多个凸点61而被互相连接，这些多个凸点61也可以沿着X轴方向(构成分光部52的多个光栅槽52a进行排列的第2方向)进行排列。于是，这样的1个端子36、1个第1端部11a以及多个凸点61的组合也可以在Y轴方向上被设置多组。由此，能够抑制分光部52上的多个光栅槽52a与光检测元件30的光检测部33上的多个光检测通道的位置关系由于例如支撑体10的热膨胀等而发生偏离。另外，通过配置二维凸点61从而与将凸点61配置成1列的情况相比可以使用的空间能够有余量，所以能够充分确保各个端子36的面积。
另外，第1加宽部13a只要是在与底壁部12相反侧上空间S(从光通过部31到分光部52的光L1的光路、从分光部52到光检测部33的光L2的光路、以及从分光部52到0次光捕捉部34的0次光L0的光路被形成的空间)在至少在一个方向(例如X轴方向)上被加宽的台阶部的话即可，既可以以一个阶进行构成也可以以多个阶进行构成。同样，第2加宽部13b只要是在与底壁部12相反侧上第1加宽部13a在至少在一个方向(例如X轴方向)上被加宽的台阶部的话即可，既可以以一个阶进行构成也可以以多个阶进行构成。光检测部33作为背面入射型的光电二极管来进行构成，在多个端子36被设置于基板35上的与表面35a相反侧的表面的情况下，在各个端子36由引线接合而与所对应的配线11的第1端部11a相电连接的时候各个配线11的第1端部11a也可以被配置于以多个阶进行构成的第1加宽部13a中的与配置有光检测元件30的阶不同的阶(比配置有光检测元件30的阶更外侧且更上侧的阶)。
另外，支撑体10的材料并不限定于陶瓷，也可以是称为LCP、PPA、环氧等树脂、成形用玻璃的其他成形材料。另外，支撑体10的形状并不限定于长方体状，例如也可以是曲面被设置于外侧表面的形状。另外，侧壁部13的形状在从Z轴方向观察的情况下只要是包围凹部14的环状的形状的话则并不限定于矩形环状的形状，也可以是圆环状的形状。这样，对于分光器1的各个构成材料以及形状来说并不限定于上述的材料以及形状，能够应用各种材料以及形状。
符号的说明
1…分光器、10…支撑体、12…底壁部、13…侧壁部、14…凹部、14a…内面、15,16…周边部、15a…倾斜面、17…第1侧壁、17a…内侧表面、18…第2侧壁、18a…内侧表面、19…边界线、30…光检测元件、31…光通过部、32…第2反射部、33…光检测部、51…第1反射部、52…分光部、52a…光栅槽。