赤外線ガスセンサ
【課題】小型かつ薄型で、測定精度の高い簡易な構成の赤外線ガスセンサを提供すること。
【解決手段】本発明の赤外線ガスセンサは、赤外光を含む光を発する赤外光源１と、この赤外光源１からの赤外線を受ける赤外線センサ５と、この赤外線センサ５上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタ7と、赤外光源１と赤外線センサ５とを支持する基板２と、赤外光源１と赤外線センサ５とを覆うドーム型筐体9とを備えている。赤外線センサ５の受光面の視野内に赤外光源１の発光面はなく、赤外光源１から発した光は、ドーム型筐体９の内面に反射して赤外線センサ５に入射するように構成されている。
【解決手段】本発明の赤外線ガスセンサは、赤外光を含む光を発する赤外光源１と、この赤外光源１からの赤外線を受ける赤外線センサ５と、この赤外線センサ５上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタ7と、赤外光源１と赤外線センサ５とを支持する基板２と、赤外光源１と赤外線センサ５とを覆うドーム型筐体9とを備えている。赤外線センサ５の受光面の視野内に赤外光源１の発光面はなく、赤外光源１から発した光は、ドーム型筐体９の内面に反射して赤外線センサ５に入射するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線ガスセンサに関し、より詳細には、小型でかつ高性能な赤外線ガスセンサのパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外吸収を利用した赤外線ガスセンサに用いられる測定セルは、円筒形もしくは直方体形状が多く、赤外光源と赤外線センサはこの測定セルの両端に配置するのが一般的である。
【０００３】
図６は、従来の赤外線吸収方式（ＮＤＩＲ：Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いたＣＯ2ガスセンサを示す断面構成図である。図６に示すように、被測定ガスが流れる測定セル２９と、赤外光源２１と、２つの赤外線センサ２５Ａと赤外線センサ２５Ｂにより構成されている。赤外線センサ２５Ａの前面には、ＣＯ2特性吸収帯域の赤外光だけ透過する光学フィルタ２７Ａ（例えば、中心波長４．３μｍのバンドパスフィルタ）が配置され、赤外線センサ２５Ｂの前には、ＣＯ2特性吸収帯域ではない波長の赤外光を透過する光学フィルタ２７Ｂ（例えば、中心波長３．９μｍのバンドパスフィルタ）が配置されている。
【０００４】
赤外光源から発せられた赤外光は、測定セル２９の中の被測定ガス（例えば、ＣＯ2）により吸収され、赤外線センサ２５Ａ、赤外線センサ２５Ｂに到達し、それぞれの赤外線センサによって出力された検出信号を演算処理することで、被検出ガスの濃度を出力する。
【０００５】
また、それほど精度を必要としない室内モニター用ＣＯ2ガスセンサ等では、赤外線センサ２５Ａのみの出力で、ガス濃度を検出する方式もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２２８０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、地球温暖化の影響により、ＣＯ2やＮＯX等の排気ガス濃度をいつでも手軽に測定したいという関心が高まるにつれて、小型かつ薄型の赤外線ガスセンサが求められてきている。
【０００８】
しかしながら、図６に示したような一般的な赤外線ガスセンサでは、ガス検知性能は測定セル２９の長さ、すなわち、赤外光源と赤外線センサ間の距離に依存するため、測定セルはある程度の長さが必要である。そのため、ガス検知モジュールの構成としては、測定セルを基板上に長軸を平行にして配置されることが多い。
【０００９】
また、従来の赤外線ガスセンサでは、十分な検知性能（十分な光路長）を確保する観点から、赤外光源の発光面と赤外線センサの入射面は測定セルを介して対向している必要があり、結果として各パッケージ面を基板面に対して垂直に立てることになり、パッケージ横寸法（＝測定セル高さ）がガス検知モジュールの高さの制限となると同時に、高い信頼性でＰＫＧを立てて実装する技術が必要となる。また、該構成では、赤外光源と赤外線センサが位置的に離れているので、それぞれ電気配線を長く引き伸ばす必要があるため、電磁ノイズ等を拾いやすい配置となり、その結果、測定精度低下の一因となっている。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型かつ薄型で、測定精度の高い簡易な構成の赤外線ガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明者は鋭意検討した結果、以下に記載の本発明により上記課題を解決できることを見出して本発明を完成させた。
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、赤外光を含む光を発する赤外光源と、該赤外光源からの赤外線を受ける赤外線センサと、該赤外線センサ上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタと、前記赤外光源と前記赤外線センサとを支持する基板と、前記赤外光源と前記赤外線センサとを覆うドーム型筐体とを備え、前記赤外線センサの受光面の視野内に前記赤外光源の発光面がなく、前記赤外光源から発した光が、前記ドーム型筐体の内面に反射して前記赤外線センサに入射するように構成されたことを特徴とする。（図１，実施例１）
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基板にドーム型の第１の凹部と第２の凹部を設け、前記赤外光源と前記赤外線センサが、前記第１の凹部と前記第２の凹部の内部にそれぞれ配置されていることを特徴とする。（図２，実施例２）
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基板の上面に前記赤外光源が配置され、前記基板の下面に前記赤外線センサが配置され、前記ドーム型筐体が、前記赤外光源を覆うように配置される第１のドーム型筐体と、前記赤外線センサを覆うように配置される第２のドーム型筐体とからなり、前記赤外光源から発せられた光の少なくとも一部は、前記第１のドーム型筐体の内面に反射し、次に前記第２のドーム型筐体の内面に反射することで前記赤外線センサに入射することを特徴とする。（図３，実施例３）
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記ドーム型筐体は、大きさの異なる穴の開いた薄いプリント基板の積層体からなることを特徴とする。（図５，実施例４）
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ドーム型筐体が、金属又は樹脂からなり、該ドーム型筐体の内面が、所望の赤外線に対する反射率の高い物質で覆われていることを特徴とする。（実施例１乃至４）
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記赤外線センサが、光起電力型赤外線センサであることを特徴とする。（全実施例）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、赤外光源から発した赤外光は、ドーム型筐体に反射して赤外線センサ入射するので、十分な検知性能（＝十分な光路長）を維持しつつ、ＰＫＧの長さを半分以下に抑えることが出来る。さらに、従来の円筒形、直方体形状の測定セルでは、赤外光源から直接赤外線センサに入射した赤外光以外の赤外光は、測定セルの内部にランダムに反射して、一部が赤外線センサに入射するが、本発明では、ドーム型筐体の内面を、赤外光源から発した光を反射して、赤外線センサに集光するよう光学的に設計することで、より検知性能をあげることが出来る。
【００１７】
また、赤外光源と赤外線センサが同じ基板上の近い位置に、立てることなく通常の状態で実装可能であるので、高い信頼性で組立可能で、電気配線のスペースも小さく、ノイズの影響も小さくすることが出来る。
【００１８】
さらに、赤外光源を発する熱を、基板を介して受け、赤外線センサの温度も一定温度に上昇することにより、赤外線ガスセンサの外部気温の影響による、温度特性変動を抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例１を説明するための断面構成図である。
【図２】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例２を説明するための断面構成図である。
【図３】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３を説明するための断面構成図である。
【図４】図３に示した本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３のＡ−Ａ’面から見た上面図である。
【図５】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例４を説明するための断面構成図である。
【図６】従来の赤外線吸収方式を用いたＣＯ2ガスセンサを示す断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例１を説明するための断面構成図である。図中符号１は赤外光源、２は基板、３は電気配線、４は仕切り部、５は赤外線センサ、６は電気配線、７は光学フィルタ、８は基板反射面、９はドーム型筐体、１０は凹型反射面、１１は凹型反射面の焦点、１２はガス出入口を示している。
【００２２】
本実施例１の赤外線ガスセンサは、赤外光を含む光を発する赤外光源１と、この赤外光源１からの赤外線を受ける赤外線センサ５と、この赤外線センサ５上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタ7と、赤外光源１と赤外線センサ５とを支持する基板２と、赤外光源１と赤外線センサ５とを覆うドーム型筐体9とを備えている。
【００２３】
赤外線センサ５の受光面の視野内に赤外光源１の発光面はなく、赤外光源１から発した光は、ドーム型筐体９の内面に反射して赤外線センサ５に入射するように構成されている。この場合、赤外線センサ５は、光起電力型赤外線センサであることが望ましい。
【００２４】
つまり、図１に示したように、本実施例１の赤外線ガスセンサは、赤外光を発する赤外光源１が基板２上に配置されており、基板２は、この赤外光源１を水平に保持し、ベース基板としても機能する回路基板で、例えば、プリント基板である。赤外光源１は、赤外光源１を駆動させるための電気配線３、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。
【００２５】
また、同じ基板２上には、赤外線センサ５が配置されており、電気配線６、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。本実施例１において赤外線センサ５は、赤外光を吸収して電気信号に変換する光起電力型の赤外線センサであれば特に制限されず、例えば、フォトダイオードやフォトコンダクタなど、光電変換によって信号を出力する「量子型センサ」や、サーモパイルや焦電型センサなど、赤外光吸収による温度変化を電気信号に変換する「熱型センサ」を用いることもできる。
【００２６】
赤外線センサ５上には、所定の波長の光だけ透過する光学フィルタ７が配置されており、赤外線センサ５上に直接フィルタ素材を成膜したり、既存の光学フィルタを赤外線センサ５上に配置してもよい。所定の波長としては、被検知ガスの少なくとも1つの吸収帯域の波長が含まれていれば特に制限されず、検出精度や検出感度の観点から適宜設定することが可能である。
【００２７】
赤外光源１と赤外線センサ５の間には、仕切り部４が配置されており、赤外光源１から出た赤外光が直接赤外線センサ５に入射するのを防ぐものである。仕切り部４は、赤外光を通さない素材で出来ていることが好ましく、例えば、プリント基板が好適に用いられる。基板２の表面の一部には基板反射面８を備えている。基板反射面８は、赤外領域で高い反射率をもつ素材、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜で基板２の表面の一部をコーティングすることで設けることが可能である。
【００２８】
赤外光源１の発光面と赤外線センサ５の受光面側上方には、ドーム型筐体９が配置されている。ドーム型筐体９は、一部にドーム型の空間部を有する筐体であり、このドーム型の空間部が赤外光源１と赤外線センサ５を覆っている。ドーム型筐体９を構成する部材については特に制限されないが、成形容易性の観点から、鋳造用の金属やＡＢＳ樹脂などを用いることが出来る。
【００２９】
図１に示した赤外線ガスセンサでは、ドーム型筐体９のドーム型の空間部の内壁に相当する表面には凹面反射板１０を有している。ドーム型筐体９自体が赤外光に対して高い反射率でない材料で構成されている場合、十分な光路長を確保する観点から、この凹面反射板１０を備えていることが好ましい。内面である凹面反射板１０は、赤外領域で高い反射率をもつ素材で構成されていれば特に制限されず、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜を蒸着等の手段でドーム型筐体９のドーム型の空間部の内壁をコーティングすることで得られる。
【００３０】
凹面反射板１０の焦点１１は、測定感度の観点から、赤外光源１と赤外線センサ５の中間近傍であることが好ましい。また、この焦点１１は、赤外光源１と赤外線センサ５の配置している基板２より、下面であることが好ましい。なお、焦点とは、光源と凹面反射板の距離をａ、焦点と凹面反射板の距離を焦点距離ｂ、凹面反射板の曲率半径をＲとしたときに、１／ａ＋１／ｂ＝２／Ｒの関係で表される距離であり、本実施例１における焦点１１は、凹面反射板に平行光が入射したとき（ａ→∞）の焦点であるｂ＝２／Ｒで表される点を図示している。
【００３１】
ドーム型筐体９には、ガス出入口１２が少なくとも１箇所空いており、被検知ガスが出入りするようになっている。
【００３２】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０に達し、凹面反射板１０は２／Ｒよりも近い位置の光源から発生された光を略平行光として反射するので、多くの光が基板２に対して垂直方向に反射される。基板２に達した赤外光は、基板反射面８によって、再び、凹面反射板１０の方向へ反射される。凹面反射板１０に達した略平行光の赤外光は、凹面反射板１０の焦点１１の方向に向かって反射・集光され、その一部の赤外光が赤外線センサ５に入射する。
【００３３】
赤外光源１から発せられた赤外光が赤外センサ５に入射するまでの間、ガス出入口１２から流入されてドーム型筐体９のドーム型の空間部に漂っている被検知ガス（例えば、ＣＯ2）によって、特性吸収帯域の赤外光（ＣＯ2ならば４．３μｍ）のみ吸収される。赤外光源１から発せられ、凹面反射板１０によって２回、基板反射面８によって１回反射されて赤外線センサ５に到達した赤外光であれば、同じ空間面積で従来よりも４倍赤外光の光路長が取れることになり、ガス検知精度を上げることが出来る。また、凹面反射板１０によって集光しているため、効率的に赤外光を赤外線センサ５に導くことが出来、検知感度の高精度化や、赤外光源の省エネ化を可能にする。
【実施例２】
【００３４】
図２は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例２を説明するための断面構成図である。図中符号１３は第１の凹部、１４は第２の凹部、１３ａ，１４ａは凹面反射板を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００３５】
本実施例２の赤外線ガスセンサは、基板２にドーム型の第１の凹部１３と第２の凹部１４を設け、第１の凹部１３と第２の凹部１４の内面には、それぞれ凹面反射板１３ａ，１４ａが設けられている。赤外光源1と前記赤外線センサ５が、第１の凹部１３と第２の凹部１４の内部にそれぞれ配置されている。
【００３６】
図２で示した赤外線ガスセンサは、図１に示した基板２の一部が凹型にくぼんでおり、赤外光源１と赤外線センサ５はこの凹型部の中にそれぞれ収容されている。赤外光源１の上面部と赤外線センサ５の上面部は、この凹型部の上面より下方にあるため、赤外光源１から発した赤外光は、両者の凹型部間に形成された仕切り部４によって遮光され、直接、赤外線センサに入射することはないように配置されている。
【００３７】
図２に示した赤外線ガスセンサでは、赤外光源１及び赤外線センサ５が収容されている凹型の内面で、電気配線以外の部分には、凹面反射板１３ａ，１４ａがそれぞれ配置されている。基板２自体が赤外線に対して高い反射率ではない材料で構成されている場合、十分な光路長を確保する観点から、この凹面反射板１３ａ，１４ａを備えていることが好ましい。この凹型反射板１３ａ，１４ａは赤外領域で高い反射率をもつ素材で構成されていれば特に制限されず、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜を蒸着等の手段で基板２の凹部をコーティングすることで得られる。
【００３８】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０に達し、多くの光が基板２に対して垂直方向に反射される。基板２に達した赤外光は、基板反射面８や凹面反射板１３ａ，１４ａによって、再び、凹面反射板１０の方向へ反射される。凹面反射板１０に達した赤外光は、凹面反射板１０の焦点方向に向かって集光され、その一部の赤外光が赤外線センサ５に入射する。
【００３９】
赤外光源１から発せられた赤外光は、赤外線センサ５に入射するまでの間、ガス出入口１２から流入されたドーム型筐体９のドーム型の空間部に漂っている被検知ガス（例えば、ＣＯ2）によって、特性吸収帯域の赤外光（ＣＯ2ならば４．３μｍ）のみ吸収される。
【００４０】
また、赤外光源１から基板２に対して水平方向に発せられた赤外光は、凹面反射板１３ａによって、基板２に対して垂直な方向に反射され、筐体９の凹面反射板１０によって、再度反射されて、赤外線センサ５に入射する。
【００４１】
上述した実施例１の場合、赤外光源１から基板２に対して水平方向に発せられた赤外光は、仕切り部４によって遮光、吸収されてしまうが、本実施例２の場合、凹面反射板１３ａ，１４ａによって、基板面に垂直方向に反射され、結果、赤外線センサ５に入射するため、実施例１より多くの赤外光を赤外線センサに導いていることになり、より高感度化と省エネ化が達成される赤外線ガスセンサとなる。
【実施例３】
【００４２】
図３は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３を説明するための断面構成図である。図中符号８Ａ，８Ｂは基板反射面、９Ａ，９Ｂはドーム型筐体、１０Ａ，１０Ｂは凹型反射面、１１Ａ，１１Ｂは凹型反射面の焦点を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００４３】
本実施例３の赤外線ガスセンサは、基板２の上面に赤外光源１が配置され、基板２の下面に赤外線センサ５が配置され、ドーム型筐体が、赤外光源１を覆うように配置される第１のドーム型筐体９Ａと、赤外線センサ５を覆うように配置される第２のドーム型筐体９Ｂとからなっている。
【００４４】
また、赤外光源１から発せられた光の少なくとも一部は、第１のドーム型筐体９Ａの内面に反射し、次に第２のドーム型筐体９Ｂの内面に反射することで赤外線センサ５に入射するように構成されている。
【００４５】
また、ドーム型筐体９Ａ，９Ｂは、金属又は樹脂からなり、このドーム型筐体９Ａ，９Ｂの内面が、所望の赤外線に対する反射率の高い物質で覆われている。
【００４６】
つまり、図３に示したように、実施例３の赤外線ガスセンサは、赤外光を発する赤外光源１が基板２上に配置されており、基板２は、この赤外光源１を水平に保持し、ベース基板としても機能する回路基板であり、例えば、プリント基板を用いることが出来る。赤外光源１は、赤外光源１を駆動させるための電気配線３、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。
【００４７】
また、同じ基板２の下面には、赤外線センサ５が配置されており、電気配線６、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。
【００４８】
基板２の上下表面で、電気回路用配線以外の部分は、基板反射面８Ａ，８Ｂがあり、赤外領域で高い反射率をもつ素材、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜でコーティングされている。
【００４９】
赤外光源１の発光面上方と赤外線センサ５の受光面下方には、第１のドーム型筐体９Ａと第２のドーム型筐体９Ｂがそれぞれ配置されている。第１のドーム型筐体９Ａ，第２のドーム型９Ｂは、鋳造用の金属やＡＢＳ樹脂などで出来ている。内部はドーム型の空間が空いている。ドーム型の内面である凹面反射板１０Ａ，１０Ｂは、赤外領域で高い反射率をもつ素材でコーティングされており、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜が蒸着されている。
【００５０】
図３の赤外線ガスセンサでは、凹面反射板１０Ａの焦点１１Ａは、赤外光源１の中心にあり、また、凹面反射板１０Ｂの焦点１１Ｂは、赤外線センサ５の中心にある。
【００５１】
第１及び第２のドーム型筐体９Ａ，９Ｂには、ガス出入口１２が少なくとも１箇所空いており、被検知ガスが出入りするようになっている。
【００５２】
図４は、図３に示した本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３のＡ−Ａ’面から見た上面図である。基板２は、第１のドーム型筐体９Ａと第２のドーム型筐体９Ｂ間を完全に塞ぐのではなく、橋状に配置されており、第１のドーム型筐体９Ａ，第２のドーム型筐体９Ｂ内の被検知ガスや赤外光は、基板２の両端の空間を通して、第１のドーム型筐体９Ａ，第２のドーム型９Ｂ間を移動できる。
【００５３】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０Ａに達し、ほぼ全ての光が基板２の面に対して垂直方向に反射される。橋状の基板２に達した一部の赤外光は、基板反射面８によって、再び、凹面反射板１０の方向へ反射される。基板２には達しなかった他の赤外光は、橋状の基板２の横を通り抜け、凹面反射板１０Ｂに到達する。赤外光は、凹面反射板１０Ｂによって集光され、赤外線センサ５に入射する。
【００５４】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０Ａ，１０Ｂによってそれぞれ少なくとも１回は反射されるので、同じ空間面積で従来よりも２倍赤外光の光路長が取れることになり、よりガス検知精度を上げることが出来る。また、凹面反射板１０Ａ，１０Ｂによって赤外光源１から発した光の大部分を赤外線センサ５に集光しているため、大幅に検知感度の高精度化や赤外光源の省エネ化を可能にする。
【００５５】
図３に示した赤外線ガスセンサでは、赤外光源１と赤外線センサ５が位置的に近いため、赤外光源が発光によって発熱し、赤外線センサも室温よりセンサ温度が上昇する。長期的には室温と赤外光源の温度との間の定常状態で安定する。結果、室温のゆらぎを受けにくくなり、センサ感度の温度特性が向上する。
【実施例４】
【００５６】
図５は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例４を説明するための断面構成図である。図中符号９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂはプリント基板を示している。なお、図３と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００５７】
本実施例４の赤外線ガスセンサは、実施例３に係る赤外線ガスセンサのドーム型筐体９Ａ、９Ｂを基板２と同じ材料の積層体で構成した赤外線ガスセンサである。ドーム型筐体９Ａ，９Ｂは、大きさの異なる穴の開いた薄いプリント基板９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂの積層体からなっている。
【００５８】
つまり、図５においてドーム型筐体９Ａ，９Ｂは、複数の穴径の異なった基板９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂを重ね合わせた積層体によって構成されている。そしてドーム型筐体９Ａ，９Ｂのドーム型の空間部の内壁に相当する表面には実施例３で記載したものと同様の凹面反射板１０Ａ，１０Ｂを有している。
【００５９】
ドーム型筐体９Ａ，９Ｂを基板２と同じ材料の積層体で構成することにより、筐体組立工程の簡素化、低コスト化、軽量化を実現することが出来る。なお、実施例３以外の実施例においても、ドーム型筐体９を基板２と同じ材料の積層体で構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、小型かつ薄型で、測定精度の高い簡易な構成の赤外線ガスセンサとして好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１，２１ 赤外光源
２，２２ 基板
３，６ 電気配線
４ 仕切り部
５，２５Ａ，２５Ｂ 赤外線センサ
７，２７Ａ，２７Ｂ 光学フィルタ
８，８Ａ，８Ｂ 基板反射面
９，９Ａ，９Ｂ ドーム型筐体
１０，１０Ａ，１０Ｂ 凹型反射面
１１，１１Ａ，１１Ｂ 凹型反射面の焦点
１２，３２ ガス出入口
１３ 第１の凹部
１４ 第２の凹部
１３ａ，１４ａ 凹型反射面
２９ 測定セル
９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂ プリント基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線ガスセンサに関し、より詳細には、小型でかつ高性能な赤外線ガスセンサのパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外吸収を利用した赤外線ガスセンサに用いられる測定セルは、円筒形もしくは直方体形状が多く、赤外光源と赤外線センサはこの測定セルの両端に配置するのが一般的である。
【０００３】
図６は、従来の赤外線吸収方式（ＮＤＩＲ：Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いたＣＯ2ガスセンサを示す断面構成図である。図６に示すように、被測定ガスが流れる測定セル２９と、赤外光源２１と、２つの赤外線センサ２５Ａと赤外線センサ２５Ｂにより構成されている。赤外線センサ２５Ａの前面には、ＣＯ2特性吸収帯域の赤外光だけ透過する光学フィルタ２７Ａ（例えば、中心波長４．３μｍのバンドパスフィルタ）が配置され、赤外線センサ２５Ｂの前には、ＣＯ2特性吸収帯域ではない波長の赤外光を透過する光学フィルタ２７Ｂ（例えば、中心波長３．９μｍのバンドパスフィルタ）が配置されている。
【０００４】
赤外光源から発せられた赤外光は、測定セル２９の中の被測定ガス（例えば、ＣＯ2）により吸収され、赤外線センサ２５Ａ、赤外線センサ２５Ｂに到達し、それぞれの赤外線センサによって出力された検出信号を演算処理することで、被検出ガスの濃度を出力する。
【０００５】
また、それほど精度を必要としない室内モニター用ＣＯ2ガスセンサ等では、赤外線センサ２５Ａのみの出力で、ガス濃度を検出する方式もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２２８０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、地球温暖化の影響により、ＣＯ2やＮＯX等の排気ガス濃度をいつでも手軽に測定したいという関心が高まるにつれて、小型かつ薄型の赤外線ガスセンサが求められてきている。
【０００８】
しかしながら、図６に示したような一般的な赤外線ガスセンサでは、ガス検知性能は測定セル２９の長さ、すなわち、赤外光源と赤外線センサ間の距離に依存するため、測定セルはある程度の長さが必要である。そのため、ガス検知モジュールの構成としては、測定セルを基板上に長軸を平行にして配置されることが多い。
【０００９】
また、従来の赤外線ガスセンサでは、十分な検知性能（十分な光路長）を確保する観点から、赤外光源の発光面と赤外線センサの入射面は測定セルを介して対向している必要があり、結果として各パッケージ面を基板面に対して垂直に立てることになり、パッケージ横寸法（＝測定セル高さ）がガス検知モジュールの高さの制限となると同時に、高い信頼性でＰＫＧを立てて実装する技術が必要となる。また、該構成では、赤外光源と赤外線センサが位置的に離れているので、それぞれ電気配線を長く引き伸ばす必要があるため、電磁ノイズ等を拾いやすい配置となり、その結果、測定精度低下の一因となっている。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型かつ薄型で、測定精度の高い簡易な構成の赤外線ガスセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明者は鋭意検討した結果、以下に記載の本発明により上記課題を解決できることを見出して本発明を完成させた。
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、赤外光を含む光を発する赤外光源と、該赤外光源からの赤外線を受ける赤外線センサと、該赤外線センサ上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタと、前記赤外光源と前記赤外線センサとを支持する基板と、前記赤外光源と前記赤外線センサとを覆うドーム型筐体とを備え、前記赤外線センサの受光面の視野内に前記赤外光源の発光面がなく、前記赤外光源から発した光が、前記ドーム型筐体の内面に反射して前記赤外線センサに入射するように構成されたことを特徴とする。（図１，実施例１）
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基板にドーム型の第１の凹部と第２の凹部を設け、前記赤外光源と前記赤外線センサが、前記第１の凹部と前記第２の凹部の内部にそれぞれ配置されていることを特徴とする。（図２，実施例２）
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基板の上面に前記赤外光源が配置され、前記基板の下面に前記赤外線センサが配置され、前記ドーム型筐体が、前記赤外光源を覆うように配置される第１のドーム型筐体と、前記赤外線センサを覆うように配置される第２のドーム型筐体とからなり、前記赤外光源から発せられた光の少なくとも一部は、前記第１のドーム型筐体の内面に反射し、次に前記第２のドーム型筐体の内面に反射することで前記赤外線センサに入射することを特徴とする。（図３，実施例３）
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記ドーム型筐体は、大きさの異なる穴の開いた薄いプリント基板の積層体からなることを特徴とする。（図５，実施例４）
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ドーム型筐体が、金属又は樹脂からなり、該ドーム型筐体の内面が、所望の赤外線に対する反射率の高い物質で覆われていることを特徴とする。（実施例１乃至４）
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記赤外線センサが、光起電力型赤外線センサであることを特徴とする。（全実施例）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、赤外光源から発した赤外光は、ドーム型筐体に反射して赤外線センサ入射するので、十分な検知性能（＝十分な光路長）を維持しつつ、ＰＫＧの長さを半分以下に抑えることが出来る。さらに、従来の円筒形、直方体形状の測定セルでは、赤外光源から直接赤外線センサに入射した赤外光以外の赤外光は、測定セルの内部にランダムに反射して、一部が赤外線センサに入射するが、本発明では、ドーム型筐体の内面を、赤外光源から発した光を反射して、赤外線センサに集光するよう光学的に設計することで、より検知性能をあげることが出来る。
【００１７】
また、赤外光源と赤外線センサが同じ基板上の近い位置に、立てることなく通常の状態で実装可能であるので、高い信頼性で組立可能で、電気配線のスペースも小さく、ノイズの影響も小さくすることが出来る。
【００１８】
さらに、赤外光源を発する熱を、基板を介して受け、赤外線センサの温度も一定温度に上昇することにより、赤外線ガスセンサの外部気温の影響による、温度特性変動を抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例１を説明するための断面構成図である。
【図２】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例２を説明するための断面構成図である。
【図３】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３を説明するための断面構成図である。
【図４】図３に示した本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３のＡ−Ａ’面から見た上面図である。
【図５】本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例４を説明するための断面構成図である。
【図６】従来の赤外線吸収方式を用いたＣＯ2ガスセンサを示す断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例１を説明するための断面構成図である。図中符号１は赤外光源、２は基板、３は電気配線、４は仕切り部、５は赤外線センサ、６は電気配線、７は光学フィルタ、８は基板反射面、９はドーム型筐体、１０は凹型反射面、１１は凹型反射面の焦点、１２はガス出入口を示している。
【００２２】
本実施例１の赤外線ガスセンサは、赤外光を含む光を発する赤外光源１と、この赤外光源１からの赤外線を受ける赤外線センサ５と、この赤外線センサ５上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタ7と、赤外光源１と赤外線センサ５とを支持する基板２と、赤外光源１と赤外線センサ５とを覆うドーム型筐体9とを備えている。
【００２３】
赤外線センサ５の受光面の視野内に赤外光源１の発光面はなく、赤外光源１から発した光は、ドーム型筐体９の内面に反射して赤外線センサ５に入射するように構成されている。この場合、赤外線センサ５は、光起電力型赤外線センサであることが望ましい。
【００２４】
つまり、図１に示したように、本実施例１の赤外線ガスセンサは、赤外光を発する赤外光源１が基板２上に配置されており、基板２は、この赤外光源１を水平に保持し、ベース基板としても機能する回路基板で、例えば、プリント基板である。赤外光源１は、赤外光源１を駆動させるための電気配線３、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。
【００２５】
また、同じ基板２上には、赤外線センサ５が配置されており、電気配線６、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。本実施例１において赤外線センサ５は、赤外光を吸収して電気信号に変換する光起電力型の赤外線センサであれば特に制限されず、例えば、フォトダイオードやフォトコンダクタなど、光電変換によって信号を出力する「量子型センサ」や、サーモパイルや焦電型センサなど、赤外光吸収による温度変化を電気信号に変換する「熱型センサ」を用いることもできる。
【００２６】
赤外線センサ５上には、所定の波長の光だけ透過する光学フィルタ７が配置されており、赤外線センサ５上に直接フィルタ素材を成膜したり、既存の光学フィルタを赤外線センサ５上に配置してもよい。所定の波長としては、被検知ガスの少なくとも1つの吸収帯域の波長が含まれていれば特に制限されず、検出精度や検出感度の観点から適宜設定することが可能である。
【００２７】
赤外光源１と赤外線センサ５の間には、仕切り部４が配置されており、赤外光源１から出た赤外光が直接赤外線センサ５に入射するのを防ぐものである。仕切り部４は、赤外光を通さない素材で出来ていることが好ましく、例えば、プリント基板が好適に用いられる。基板２の表面の一部には基板反射面８を備えている。基板反射面８は、赤外領域で高い反射率をもつ素材、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜で基板２の表面の一部をコーティングすることで設けることが可能である。
【００２８】
赤外光源１の発光面と赤外線センサ５の受光面側上方には、ドーム型筐体９が配置されている。ドーム型筐体９は、一部にドーム型の空間部を有する筐体であり、このドーム型の空間部が赤外光源１と赤外線センサ５を覆っている。ドーム型筐体９を構成する部材については特に制限されないが、成形容易性の観点から、鋳造用の金属やＡＢＳ樹脂などを用いることが出来る。
【００２９】
図１に示した赤外線ガスセンサでは、ドーム型筐体９のドーム型の空間部の内壁に相当する表面には凹面反射板１０を有している。ドーム型筐体９自体が赤外光に対して高い反射率でない材料で構成されている場合、十分な光路長を確保する観点から、この凹面反射板１０を備えていることが好ましい。内面である凹面反射板１０は、赤外領域で高い反射率をもつ素材で構成されていれば特に制限されず、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜を蒸着等の手段でドーム型筐体９のドーム型の空間部の内壁をコーティングすることで得られる。
【００３０】
凹面反射板１０の焦点１１は、測定感度の観点から、赤外光源１と赤外線センサ５の中間近傍であることが好ましい。また、この焦点１１は、赤外光源１と赤外線センサ５の配置している基板２より、下面であることが好ましい。なお、焦点とは、光源と凹面反射板の距離をａ、焦点と凹面反射板の距離を焦点距離ｂ、凹面反射板の曲率半径をＲとしたときに、１／ａ＋１／ｂ＝２／Ｒの関係で表される距離であり、本実施例１における焦点１１は、凹面反射板に平行光が入射したとき（ａ→∞）の焦点であるｂ＝２／Ｒで表される点を図示している。
【００３１】
ドーム型筐体９には、ガス出入口１２が少なくとも１箇所空いており、被検知ガスが出入りするようになっている。
【００３２】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０に達し、凹面反射板１０は２／Ｒよりも近い位置の光源から発生された光を略平行光として反射するので、多くの光が基板２に対して垂直方向に反射される。基板２に達した赤外光は、基板反射面８によって、再び、凹面反射板１０の方向へ反射される。凹面反射板１０に達した略平行光の赤外光は、凹面反射板１０の焦点１１の方向に向かって反射・集光され、その一部の赤外光が赤外線センサ５に入射する。
【００３３】
赤外光源１から発せられた赤外光が赤外センサ５に入射するまでの間、ガス出入口１２から流入されてドーム型筐体９のドーム型の空間部に漂っている被検知ガス（例えば、ＣＯ2）によって、特性吸収帯域の赤外光（ＣＯ2ならば４．３μｍ）のみ吸収される。赤外光源１から発せられ、凹面反射板１０によって２回、基板反射面８によって１回反射されて赤外線センサ５に到達した赤外光であれば、同じ空間面積で従来よりも４倍赤外光の光路長が取れることになり、ガス検知精度を上げることが出来る。また、凹面反射板１０によって集光しているため、効率的に赤外光を赤外線センサ５に導くことが出来、検知感度の高精度化や、赤外光源の省エネ化を可能にする。
【実施例２】
【００３４】
図２は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例２を説明するための断面構成図である。図中符号１３は第１の凹部、１４は第２の凹部、１３ａ，１４ａは凹面反射板を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００３５】
本実施例２の赤外線ガスセンサは、基板２にドーム型の第１の凹部１３と第２の凹部１４を設け、第１の凹部１３と第２の凹部１４の内面には、それぞれ凹面反射板１３ａ，１４ａが設けられている。赤外光源1と前記赤外線センサ５が、第１の凹部１３と第２の凹部１４の内部にそれぞれ配置されている。
【００３６】
図２で示した赤外線ガスセンサは、図１に示した基板２の一部が凹型にくぼんでおり、赤外光源１と赤外線センサ５はこの凹型部の中にそれぞれ収容されている。赤外光源１の上面部と赤外線センサ５の上面部は、この凹型部の上面より下方にあるため、赤外光源１から発した赤外光は、両者の凹型部間に形成された仕切り部４によって遮光され、直接、赤外線センサに入射することはないように配置されている。
【００３７】
図２に示した赤外線ガスセンサでは、赤外光源１及び赤外線センサ５が収容されている凹型の内面で、電気配線以外の部分には、凹面反射板１３ａ，１４ａがそれぞれ配置されている。基板２自体が赤外線に対して高い反射率ではない材料で構成されている場合、十分な光路長を確保する観点から、この凹面反射板１３ａ，１４ａを備えていることが好ましい。この凹型反射板１３ａ，１４ａは赤外領域で高い反射率をもつ素材で構成されていれば特に制限されず、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜を蒸着等の手段で基板２の凹部をコーティングすることで得られる。
【００３８】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０に達し、多くの光が基板２に対して垂直方向に反射される。基板２に達した赤外光は、基板反射面８や凹面反射板１３ａ，１４ａによって、再び、凹面反射板１０の方向へ反射される。凹面反射板１０に達した赤外光は、凹面反射板１０の焦点方向に向かって集光され、その一部の赤外光が赤外線センサ５に入射する。
【００３９】
赤外光源１から発せられた赤外光は、赤外線センサ５に入射するまでの間、ガス出入口１２から流入されたドーム型筐体９のドーム型の空間部に漂っている被検知ガス（例えば、ＣＯ2）によって、特性吸収帯域の赤外光（ＣＯ2ならば４．３μｍ）のみ吸収される。
【００４０】
また、赤外光源１から基板２に対して水平方向に発せられた赤外光は、凹面反射板１３ａによって、基板２に対して垂直な方向に反射され、筐体９の凹面反射板１０によって、再度反射されて、赤外線センサ５に入射する。
【００４１】
上述した実施例１の場合、赤外光源１から基板２に対して水平方向に発せられた赤外光は、仕切り部４によって遮光、吸収されてしまうが、本実施例２の場合、凹面反射板１３ａ，１４ａによって、基板面に垂直方向に反射され、結果、赤外線センサ５に入射するため、実施例１より多くの赤外光を赤外線センサに導いていることになり、より高感度化と省エネ化が達成される赤外線ガスセンサとなる。
【実施例３】
【００４２】
図３は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３を説明するための断面構成図である。図中符号８Ａ，８Ｂは基板反射面、９Ａ，９Ｂはドーム型筐体、１０Ａ，１０Ｂは凹型反射面、１１Ａ，１１Ｂは凹型反射面の焦点を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００４３】
本実施例３の赤外線ガスセンサは、基板２の上面に赤外光源１が配置され、基板２の下面に赤外線センサ５が配置され、ドーム型筐体が、赤外光源１を覆うように配置される第１のドーム型筐体９Ａと、赤外線センサ５を覆うように配置される第２のドーム型筐体９Ｂとからなっている。
【００４４】
また、赤外光源１から発せられた光の少なくとも一部は、第１のドーム型筐体９Ａの内面に反射し、次に第２のドーム型筐体９Ｂの内面に反射することで赤外線センサ５に入射するように構成されている。
【００４５】
また、ドーム型筐体９Ａ，９Ｂは、金属又は樹脂からなり、このドーム型筐体９Ａ，９Ｂの内面が、所望の赤外線に対する反射率の高い物質で覆われている。
【００４６】
つまり、図３に示したように、実施例３の赤外線ガスセンサは、赤外光を発する赤外光源１が基板２上に配置されており、基板２は、この赤外光源１を水平に保持し、ベース基板としても機能する回路基板であり、例えば、プリント基板を用いることが出来る。赤外光源１は、赤外光源１を駆動させるための電気配線３、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。
【００４７】
また、同じ基板２の下面には、赤外線センサ５が配置されており、電気配線６、例えば、導電性のワイヤー、バンプ、ボールによって、基板２上の電気回路と電気的に接続されている。
【００４８】
基板２の上下表面で、電気回路用配線以外の部分は、基板反射面８Ａ，８Ｂがあり、赤外領域で高い反射率をもつ素材、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜でコーティングされている。
【００４９】
赤外光源１の発光面上方と赤外線センサ５の受光面下方には、第１のドーム型筐体９Ａと第２のドーム型筐体９Ｂがそれぞれ配置されている。第１のドーム型筐体９Ａ，第２のドーム型９Ｂは、鋳造用の金属やＡＢＳ樹脂などで出来ている。内部はドーム型の空間が空いている。ドーム型の内面である凹面反射板１０Ａ，１０Ｂは、赤外領域で高い反射率をもつ素材でコーティングされており、例えば、金、アルミニウム、クロムなどの金属膜が蒸着されている。
【００５０】
図３の赤外線ガスセンサでは、凹面反射板１０Ａの焦点１１Ａは、赤外光源１の中心にあり、また、凹面反射板１０Ｂの焦点１１Ｂは、赤外線センサ５の中心にある。
【００５１】
第１及び第２のドーム型筐体９Ａ，９Ｂには、ガス出入口１２が少なくとも１箇所空いており、被検知ガスが出入りするようになっている。
【００５２】
図４は、図３に示した本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例３のＡ−Ａ’面から見た上面図である。基板２は、第１のドーム型筐体９Ａと第２のドーム型筐体９Ｂ間を完全に塞ぐのではなく、橋状に配置されており、第１のドーム型筐体９Ａ，第２のドーム型筐体９Ｂ内の被検知ガスや赤外光は、基板２の両端の空間を通して、第１のドーム型筐体９Ａ，第２のドーム型９Ｂ間を移動できる。
【００５３】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０Ａに達し、ほぼ全ての光が基板２の面に対して垂直方向に反射される。橋状の基板２に達した一部の赤外光は、基板反射面８によって、再び、凹面反射板１０の方向へ反射される。基板２には達しなかった他の赤外光は、橋状の基板２の横を通り抜け、凹面反射板１０Ｂに到達する。赤外光は、凹面反射板１０Ｂによって集光され、赤外線センサ５に入射する。
【００５４】
赤外光源１から発せられた赤外光は、凹面反射板１０Ａ，１０Ｂによってそれぞれ少なくとも１回は反射されるので、同じ空間面積で従来よりも２倍赤外光の光路長が取れることになり、よりガス検知精度を上げることが出来る。また、凹面反射板１０Ａ，１０Ｂによって赤外光源１から発した光の大部分を赤外線センサ５に集光しているため、大幅に検知感度の高精度化や赤外光源の省エネ化を可能にする。
【００５５】
図３に示した赤外線ガスセンサでは、赤外光源１と赤外線センサ５が位置的に近いため、赤外光源が発光によって発熱し、赤外線センサも室温よりセンサ温度が上昇する。長期的には室温と赤外光源の温度との間の定常状態で安定する。結果、室温のゆらぎを受けにくくなり、センサ感度の温度特性が向上する。
【実施例４】
【００５６】
図５は、本発明に係る赤外線ガスセンサの実施例４を説明するための断面構成図である。図中符号９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂはプリント基板を示している。なお、図３と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００５７】
本実施例４の赤外線ガスセンサは、実施例３に係る赤外線ガスセンサのドーム型筐体９Ａ、９Ｂを基板２と同じ材料の積層体で構成した赤外線ガスセンサである。ドーム型筐体９Ａ，９Ｂは、大きさの異なる穴の開いた薄いプリント基板９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂの積層体からなっている。
【００５８】
つまり、図５においてドーム型筐体９Ａ，９Ｂは、複数の穴径の異なった基板９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂを重ね合わせた積層体によって構成されている。そしてドーム型筐体９Ａ，９Ｂのドーム型の空間部の内壁に相当する表面には実施例３で記載したものと同様の凹面反射板１０Ａ，１０Ｂを有している。
【００５９】
ドーム型筐体９Ａ，９Ｂを基板２と同じ材料の積層体で構成することにより、筐体組立工程の簡素化、低コスト化、軽量化を実現することが出来る。なお、実施例３以外の実施例においても、ドーム型筐体９を基板２と同じ材料の積層体で構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、小型かつ薄型で、測定精度の高い簡易な構成の赤外線ガスセンサとして好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１，２１ 赤外光源
２，２２ 基板
３，６ 電気配線
４ 仕切り部
５，２５Ａ，２５Ｂ 赤外線センサ
７，２７Ａ，２７Ｂ 光学フィルタ
８，８Ａ，８Ｂ 基板反射面
９，９Ａ，９Ｂ ドーム型筐体
１０，１０Ａ，１０Ｂ 凹型反射面
１１，１１Ａ，１１Ｂ 凹型反射面の焦点
１２，３２ ガス出入口
１３ 第１の凹部
１４ 第２の凹部
１３ａ，１４ａ 凹型反射面
２９ 測定セル
９１Ａ〜９７Ａ，９１Ｂ〜９７Ｂ プリント基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を含む光を発する赤外光源と、該赤外光源からの赤外線を受ける赤外線センサと、該赤外線センサ上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタと、前記赤外光源と前記赤外線センサとを支持する基板と、前記赤外光源と前記赤外線センサとを覆うドーム型筐体とを備え、
前記赤外線センサの受光面の視野内に前記赤外光源の発光面がなく、前記赤外光源から発した光が、前記ドーム型筐体の内面に反射して前記赤外線センサに入射するように構成されたことを特徴とする赤外線ガスセンサ。
【請求項２】
前記基板にドーム型の第１の凹部と第２の凹部を設け、前記赤外光源と前記赤外線センサが、前記第１の凹部と前記第２の凹部の内部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項３】
前記基板の上面に前記赤外光源が配置され、前記基板の下面に前記赤外線センサが配置され、前記ドーム型筐体が、前記赤外光源を覆うように配置される第１のドーム型筐体と、前記赤外線センサを覆うように配置される第２のドーム型筐体とからなり、
前記赤外光源から発せられた光の少なくとも一部は、前記第１のドーム型筐体の内面に反射し、次に前記第２のドーム型筐体の内面に反射することで前記赤外線センサに入射することを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項４】
前記ドーム型筐体は、大きさの異なる穴の開いた薄いプリント基板の積層体からなることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項５】
前記ドーム型筐体が、金属又は樹脂からなり、該ドーム型筐体の内面が、所望の赤外線に対する反射率の高い物質で覆われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項６】
前記赤外線センサが、光起電力型赤外線センサであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項１】
赤外光を含む光を発する赤外光源と、該赤外光源からの赤外線を受ける赤外線センサと、該赤外線センサ上に配置された特定の波長を通すバンドパスフィルタと、前記赤外光源と前記赤外線センサとを支持する基板と、前記赤外光源と前記赤外線センサとを覆うドーム型筐体とを備え、
前記赤外線センサの受光面の視野内に前記赤外光源の発光面がなく、前記赤外光源から発した光が、前記ドーム型筐体の内面に反射して前記赤外線センサに入射するように構成されたことを特徴とする赤外線ガスセンサ。
【請求項２】
前記基板にドーム型の第１の凹部と第２の凹部を設け、前記赤外光源と前記赤外線センサが、前記第１の凹部と前記第２の凹部の内部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項３】
前記基板の上面に前記赤外光源が配置され、前記基板の下面に前記赤外線センサが配置され、前記ドーム型筐体が、前記赤外光源を覆うように配置される第１のドーム型筐体と、前記赤外線センサを覆うように配置される第２のドーム型筐体とからなり、
前記赤外光源から発せられた光の少なくとも一部は、前記第１のドーム型筐体の内面に反射し、次に前記第２のドーム型筐体の内面に反射することで前記赤外線センサに入射することを特徴とする請求項１に記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項４】
前記ドーム型筐体は、大きさの異なる穴の開いた薄いプリント基板の積層体からなることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項５】
前記ドーム型筐体が、金属又は樹脂からなり、該ドーム型筐体の内面が、所望の赤外線に対する反射率の高い物質で覆われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の赤外線ガスセンサ。
【請求項６】
前記赤外線センサが、光起電力型赤外線センサであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の赤外線ガスセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１５３９６（Ｐ２０１２−２１５３９６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９１０３（Ｐ２０１１−７９１０３）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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