JP2011169644A - 光検出器 - Google Patents

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利之 井澤
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Abstract

【課題】個々の受光素子間での固有のバラツキを低減し、測定環境が変動しても、受光素子による検出値の比較を精度良く行うことができ、各受光素子間の光のクロストークを低減した光検出器を提供する。
【解決手段】参照光受光素子３１側の領域と信号光受光素子３２側の領域とを内側キャップ仕切り板３７ｃによって分割する。よって、受光素子３１，３２間での光のクロストークが低減され、異なる光路上の光を精度良く検出することができる。受光素子チップ３４上に隣接して形成された受光素子３１，３２を用いる。このため、受光素子３１，３２間での固有のバラツキを低減することができる。よって、測定環境が変動しても、受光素子３１，３２間での検出値の変動が同じ変化特性となり、これらの検出値の変動の相殺を容易に行うことができる。従って、受光素子３１，３２による検出値の比較を精度良く行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、異なる光路上の光を検出する光検出器に関するものである。
従来、例えば、光検出器の検出結果に基づいて二酸化炭素などのガスの濃度を算出するガス濃度算出装置が空調システムの分野などで導入されている。このガス濃度算出装置での算出結果に基づいて換気のＯＮ／ＯＦＦなどを制御することにより、空調システムを効率よく作動させ、消費電力の低減を図ることが行われている。このようなガス濃度算出装置にはＮＤＩＲ（Ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ：非分散型赤外線吸収）法が用いられており、ＮＤＩＲ（非分散型赤外線吸収）法とは、赤外光が対象ガス中を通る際の減衰に基づいてガスの濃度を算出する手法である。
ＮＤＩＲ（非分散型赤外線吸収）法を用いたガス濃度算出装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。このガス濃度算出装置は、単一光源からの光をガスセル内に照射し、ガスセル内を通った光を第１の光検出器と第２の光検出器によって検出している。第１の光検出器は、被測定ガス領域と、測定ガス室内に封入された不活性ガス領域と、からなる光路を通過した光を検出している。第２の光検出器は、被測定ガス領域と、比較ガス室内に封入された被測定ガスと同種のガス領域と、からなる光路を通過した光を検出している。また、照射光量の増減を第２の光検出器で検出し、第１の光検出器の出力を校正することが開示されている。
特開２００７−２５６２４２号公報
しかしながら、引用文献１に記載されたガス濃度算出装置では、不活性ガス領域を通る光と、比較ガス室を通る光とを、それぞれ個別の光検出器内の受光素子によって検出し、検出値の比較を行っている。そのため、２つの受光素子の間に存在する固有のバラツキや、環境変化があった場合において２つの受光素子が受ける影響の違いなどにより、検出値の比較を正確に行うことはできないといった問題がある。
そこで本発明は、個々の受光素子間での固有のバラツキを低減し、測定環境が変動しても、受光素子による検出値の比較を精度良く行うことができると共に、各受光素子間の光のクロストークを低減した光検出器を提供することを目的とする。
本発明に係る光検出器は、異なる光路上の光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えた光検出器であって、１つの前記受光素子が受光する光と他の前記受光素子が受光する光とを遮蔽する遮蔽手段、を備え、前記複数の受光素子は、１つの受光素子チップ上に隣接して形成されたものである、ことを特徴とする。
また、本発明に係る光検出器は、対象ガスを通る異なる光路上の光を検出して前記対象ガスの濃度を算出するガス濃度算出装置における光検出器であって、前記光検出器は、前記異なる光路上の光をそれぞれ受光する複数の受光素子と、１つの前記受光素子が受光する光と他の前記受光素子が受光する光とを遮蔽する遮蔽手段と、を備え、前記複数の受光素子は、１つの受光素子チップ上に隣接して形成されたものである、ことを特徴とする。
この発明では、遮蔽手段を備えることにより、１つの受光素子に入射する光が、他の受光素子に入射することが防止される。従って、各受光素子間の光のクロストークを低減することができる。このため、異なる光路上の光を、精度良く検出することができる。
また、１つの受光素子チップ上に隣接して形成された受光素子を用いることにより、隣接して形成された受光素子はほぼ同じ特性を有するため、個々の受光素子間での固有のバラツキを低減することができる。このため、測定環境が変動しても、各受光素子間での検出値の変動が同じ変化特性となり、これらの検出値の変動の相殺を容易に行うことができる。従って、各受光素子による検出値の比較を精度良く行うことができる。
また、前記受光素子は、前記受光素子が載置されるパッケージ基板と、前記受光素子と対向する位置にパッケージキャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆うパッケージキャップと、によって囲まれ、前記遮蔽手段は、前記パッケージキャップと前記受光素子との間に配置され、前記受光素子と対向する位置に内側キャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆う内側キャップと、前記内側キャップにおける前記受光素子と対向する面から前記複数の受光素子の間の領域に延びる内側キャップ仕切り板と、によって構成されている、ことが好ましい。
この発明では、内側キャップと、内側キャップ仕切り板とを備えることによって、１つの受光素子に入射する光が、他の受光素子に入射することが防止される。この様に、内側キャップ仕切り板と内側キャップという簡素な構成により、光のクロストークを低減できるという効果が奏される。
また、前記受光素子は、前記受光素子が載置されるパッケージ基板と、前記受光素子と対向する位置にパッケージキャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆うパッケージキャップと、によって囲まれ、前記遮蔽手段は、前記パッケージキャップにおける前記受光素子と対向する面から、前記複数の受光素子の間の領域に延びる仕切り板によって構成されている、ことが好ましい。
この発明では、受光素子の間の領域に延びる仕切り板をパッケージキャップに設けることによって、１つの受光素子に入射する光が、他の受光素子に入射することが防止される。この様に、パッケージキャップに仕切り板を設けるという簡素な構成により、光のクロストークを低減できるという効果が奏される。
また、前記受光素子は、前記受光素子が載置されるパッケージ基板と、前記受光素子と対向する位置にパッケージキャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆うパッケージキャップと、によって囲まれ、前記遮蔽手段は、前記パッケージキャップと前記受光素子との間に配置され、前記受光素子上に載置された筒状キャップによって構成されている、ことが好ましい。
この発明では、受光素子上に筒状キャップを配置することによって、１つの受光素子に入射する光が、他の受光素子に入射することが防止される。この様に、筒状キャップという簡素な構成により、光のクロストークを低減できるという効果が奏される。
また、所定波長の光のみを通過させるものであって、前記パッケージキャップ開口部を覆うバンドパスフィルタを更に備えることが好ましい。
この発明では、バンドパスフィルタにより各受光素子がそれぞれ受光する光を同一波長とすることができ、各受光素子がそれぞれ受光する光の波長が異なることによる光検出精度の低下を防止できる。
本発明によれば、個々の受光素子間での固有のバラツキを低減し、測定環境が変動しても、受光素子による検出値の比較を精度良く行うことができると共に、各受光素子間の光のクロストークを低減することができる。
第１の実施形態に係るガス濃度算出装置を示す断面図である。 第１の実施形態に係る受光部の詳細を示す断面図である。 第２の実施形態に係る受光部の詳細を示す断面図である。 第３の実施形態に係る受光部の詳細を示す断面図である。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光検出器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
以下の各実施形態では、本発明に係る光検出器を、サンプルガスを通る異なる光路上の光を検出して、サンプルガス中の対象ガスの濃度を算出するガス濃度算出装置に用いられる光検出器に適用した場合について説明する。
［第１の実施形態］
（ガス濃度算出装置１の全体構成）
まず、第１の実施形態に係るガス濃度算出装置１の全体構成について説明する。図１は、ガス濃度算出装置を示す断面図である。ガス濃度算出装置１は、赤外光源２１が放射した赤外光を受光し、そのエネルギーを測定する受光モジュール２と、受光モジュール２による測定結果に基づいてガス濃度を算出する算出回路３と、を含んで構成され、対象ガスの濃度を算出するものである。算出回路３によって算出されたガス濃度は、図示しない制御装置などに出力され、例えば空調システムなどの制御に利用される。なお、第１の実施形態では、受光モジュール２に導入されるサンプルガス中の二酸化炭素を濃度算出の対象ガスとした場合の例について説明する。
受光モジュール２は、内部にサンプルガス５０が導入される導入空間１１を形成するガスセル１０と、ガスセル１０内の一端に配置された光源部２０と、ガスセル１０内の他端に配置された比較ガス室４１および測定ガス室４２と、ガスセル１０の他端に接続されて光源部２０の赤外光源２１から放射された光を受光する受光部３０（特許請求の範囲の「光検出器」に相当）と、を含んで構成される。
ガスセル１０は、導入空間１１内にサンプルガス５０を導入するためのガス導入部１２が設けられ、更に、導入空間１１内のサンプルガス５０を外部へ排出するためのガス排出部１３が設けられている。
光源部２０は、赤外光を放射する赤外光源２１と、赤外光源２１から放射された赤外光を導入空間１１内に向けて反射させる反射部材２２と、赤外線に対して高い透過性を示す材料よりなる窓部材２３とより構成されている。
比較ガス室４１は、対象ガスと同種のガスが封入されている。また、測定ガス室４２は、赤外光に対して不活性なガスが封入されている。
受光部３０は、参照光受光素子３１（特許請求の範囲の「受光素子」に相当）と、信号光受光素子３２（特許請求の範囲の「受光素子」に相当）と、を含んで構成される。信号光受光素子３２は、赤外光源２１から放射されたものであって、光路Ｌ１上を進んで測定ガス室４２を通った赤外光を受光する。また、参照光受光素子３１は、赤外光源２１から放射されたものであって、光路Ｌ２を進んで比較ガス室４１を通った赤外光を受光する。受光部３０は、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２が受光した赤外光のエネルギー値を、算出回路３へ出力する。
以上の構成により、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２は、通過するガス室（比較ガス室４１，測定ガス室４２）が異なることによりエネルギー値の異なる赤外光を受光する。算出回路３は、参照光受光素子３１で受光されたエネルギー値に基づいて放射光量の増減を算出し、信号光受光素子３２で検出された検出値を校正することにより、サンプルガス５０中の二酸化炭素の濃度を算出することができる。なお、ガス濃度算出装置１のうち、受光部３０の構成以外の構成については、上記で説明した特許文献１に記載された技術と同じであり、詳細な説明を省略する。また、２つのエネルギー値に基づいてガス濃度を算出する手順についても、例えば特許文献１に開示されているように、従来から知られたガス相関法を用いて算出することができるものであり、詳細な説明を省略する。
（受光部３０の詳細構造）
次に、受光部３０の詳細な構造について説明する。図２に、受光部３０の詳細構造を示す。受光部３０は、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２が形成された受光素子チップ３４が載置されるパッケージ基板３５と、パッケージ基板３５から延びて参照光受光素子３１および信号光受光素子３２を覆うパッケージキャップ３６と、を含んで構成される。また、パッケージキャップ３６は、参照光受光素子３１と対向する位置にパッケージキャップ開口部３６ａが形成され、信号光受光素子３２と対向する位置にパッケージキャップ開口部３６ｂが形成されている。また、受光部３０は、パッケージキャップ開口部３６ａ，３６ｂを覆うバンドパスフィルタ３８、を更に含んで構成される。
バンドパスフィルタ３８は、所定波長の光のみを通過させるものである。また、バンドパスフィルタ３８は、パッケージキャップ３６に固定される構成であってもよく、パッケージキャップ３６と内側キャップ３７（詳しくは後述する）とで挟み込まれて固定される構成であってもよい。
また、受光部３０は、パッケージキャップ３６の内側において、パッケージ基板３５から延びて参照光受光素子３１および信号光受光素子３２を覆う内側キャップ３７を、更に含んで構成される。内側キャップ３７は、参照光受光素子３１と対向する位置に内側キャップ開口部３７ａが形成され、信号光受光素子３２と対向する位置に内側キャップ開口部３７ｂが形成されている。また、内側キャップ３７は、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２と対向する面から、参照光受光素子３１と信号光受光素子３２の間の領域Ａに延びる内側キャップ仕切り板３７ｃを有している。なお、内側キャップ３７および内側キャップ仕切り板３７ｃが、特許請求の範囲の「遮蔽手段」に相当する。
参照光受光素子３１および信号光受光素子３２は、受光素子の製造工程において１つの受光素子チップ上に複数個形成される受光素子のうち、隣接して形成されたものを用いる。また、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２は、製造工程において互いに切り離されることなく、チップ基板３３上に形成されたままの状態のものを用いる。また、参照光受光素子３１と信号光受光素子３２の間の領域Ａは、溝加工によって形成することができる。
なお、赤外光を受光する参照光受光素子３１および信号光受光素子３２の材料として、溝加工によって領域Ａを形成する場合には、例えば、ＰｂＳｅ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓＳｂ、ＭＣＴなどの量子型素子や、サーモパイル、サーミスタ、焦電素子などの熱型素子を用いることができる。なお、熱型素子を用いる場合には、受光素子を冷却するための冷却器は不要となる。また、量子型素子を用いる場合には、受光素子を冷却するための冷却器を適宜設けることが好ましい。
なお、内側キャップ仕切り板３７ｃは、内側キャップ３７における参照光受光素子３１および信号光受光素子３２と対向する面から、チップ基板３３まで延びている。これにより、内側キャップ３７とパッケージ基板３５で囲まれる領域が、内側キャップ仕切り板３７ｃによって、参照光受光素子３１が配置される側の領域と、信号光受光素子３２が配置される側の領域と、に分割される。
また、パッケージキャップ３６、内側キャップ３７、内側キャップ仕切り板３７ｃは、赤外線を遮蔽する材料によって構成されている。
（第１の実施形態の作用・効果）
第１の実施形態は以上の構成とすることにより、内側キャップ３７の内側において、参照光受光素子３１側の領域と信号光受光素子３２側の領域とを内側キャップ仕切り板３７ｃによって分割することができる。従って、赤外光源２１から光路Ｌ１を通って信号光受光素子３２に入射すべき赤外光が、内側キャップ３７の内側に進入した後で参照光受光素子３１に入射することが無い。また、信号光受光素子３２の表面で反射等した赤外光についても、参照光受光素子３１に入射することが無い。同様に、赤外光源２１から光路Ｌ２を通って参照光受光素子３１に入射すべき赤外光、および参照光受光素子３１の表面で反射等した赤外光が、信号光受光素子３２に入射することが無い。
このため、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２間での光のクロストークを低減することができ、異なる光路上の光を、受光部３０によって精度良く検出することができる。
また、受光素子チップ３４上に隣接して形成された参照光受光素子３１および信号光受光素子３２を用いることにより、隣接して形成された受光素子はほぼ同じ特性を有するため、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２間での固有のバラツキを低減することができる。このため、測定環境が変動しても、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２間での検出値の変動が同じ変化特性となり、これらの検出値の変動の相殺を容易に行うことができる。従って、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２による検出値の比較を精度良く行うことができる。
また、内側キャップ仕切り板３７ｃと内側キャップ３７によって、参照光受光素子３１と信号光受光素子３２との間での光のクロストークが低減される。この様に、内側キャップ仕切り板３７ｃと内側キャップ３７という簡素な構成により、光のクロストークを低減できるという効果が奏される。
なお、図示はしないが、パッケージキャップ３６のパッケージキャップ開口部３６ａ，３６ｂに段差を形成し、その段差を利用して、ガスセル１０と受光部３０とを接続することができる。この場合には、例えば、ガスセル１０から受光部３０へ光を導く導光管を段差部分に嵌め込んだり、光ファイバなどを嵌め込むことができる。これにより、ガスセル１０から受光部３０へ、より確実に赤外光を導くことができる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態におけるガス濃度算出装置１の受光部３０を、構成の異なる受光部３０Ａ（特許請求の範囲の「光検出器」に相当）に置き換えたものであり、受光部３０Ａ以外の構成については説明を省略する。また、第２の実施形態における受光部３０Ａについて、第１の実施形態における受光部３０と同一構成要素については、同一番号を付して説明を省略する。
（受光部３０Ａの詳細構造）
受光部３０Ａの詳細な構造について説明する。図３に、受光部３０Ａの詳細構造を示す。受光部３０Ａは、参照光受光素子３１（特許請求の範囲の「受光素子」に相当）および信号光受光素子３２（特許請求の範囲の「受光素子」に相当）が形成された受光素子チップ３４が載置されるパッケージ基板３５と、パッケージ基板３５から延びて参照光受光素子３１および信号光受光素子３２を覆うパッケージキャップ３６Ａと、を含んで構成される。また、パッケージキャップ３６Ａは、参照光受光素子３１と対向する位置にパッケージキャップ開口部３６ａが形成され、信号光受光素子３２と対向する位置にパッケージキャップ開口部３６ｂが形成されている。また、受光部３０Ａは、パッケージキャップ開口部３６ａ，３６ｂを覆うバンドパスフィルタ３８、を更に含んで構成される。なお、バンドパスフィルタ３８は、パッケージキャップ３６Ａに固定されている。
また、パッケージキャップ３６Ａは、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２と対向する面から参照光受光素子３１と信号光受光素子３２の間の領域Ａに延びる仕切り板３７ｄ（特許請求の範囲の「遮蔽手段」に相当）を有している。
参照光受光素子３１および信号光受光素子３２は、受光素子の製造工程において１つの受光素子チップ上に複数個形成される受光素子のうち、隣接して形成されたものを用いる。また、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２は、製造工程において互いに切り離されることなく、チップ基板３３上に形成されたままの状態のものを用いる。また、参照光受光素子３１と信号光受光素子３２の間の領域Ａは、溝加工によって形成することができる。
これにより、パッケージキャップ３６Ａとパッケージ基板３５とで囲まれる領域が、仕切り板３７ｄを挟んで、参照光受光素子３１が配置される側の領域と、信号光受光素子３２が配置される側の領域と、に分割される。
また、パッケージキャップ３６Ａ、仕切り板３７ｄは、赤外線を遮蔽する材料によって構成されている。
（第２の実施形態の作用・効果）
第２の実施形態は以上の構成とすることにより、パッケージキャップ３６Ａの内側において、参照光受光素子３１側の領域と信号光受光素子３２側の領域とを仕切り板３７ｄによって分割することができる。従って、赤外光源２１から光路Ｌ１を通って信号光受光素子３２に入射すべき赤外光が、パッケージキャップ３６Ａの内側に進入した後で参照光受光素子３１に入射することが無い。また、信号光受光素子３２の表面で反射等した赤外光についても、参照光受光素子３１に入射することが無い。同様に、赤外光源２１から光路Ｌ２を通って参照光受光素子３１に入射すべき赤外光、および参照光受光素子３１の表面で反射等した赤外光が、信号光受光素子３２に入射することが無い。
このため、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２間での光のクロストークを低減することができ、異なる光路上の光を、受光部３０Ａによって精度良く検出することができる。
また、受光素子チップ３４上に隣接して形成された参照光受光素子３１および信号光受光素子３２を用いることにより、隣接して形成された受光素子はほぼ同じ特性を有するため、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２間での固有のバラツキを低減することができる。このため、測定環境が変動しても、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２間での検出値の変動が同じ変化特性となり、これらの検出値の変動の相殺を容易に行うことができる。従って、参照光受光素子３１および信号光受光素子３２による検出値の比較を精度良く行うことができる。
また、仕切り板３７ｄを備えるパッケージキャップ３６Ａによって、参照光受光素子３１と信号光受光素子３２との間での光のクロストークが低減される。この様に、パッケージキャップ３６Ａの内側に仕切り板３７ｄを設けるという簡素な構成により、光のクロストークを低減できるという効果が奏される。
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１の実施形態におけるガス濃度算出装置１の受光部３０を、構成の異なる受光部３０Ｂ（特許請求の範囲の「光検出器」に相当）に置き換えたものであり、受光部３０Ｂ以外の構成については説明を省略する。また、第３の実施形態における受光部３０Ｂについて、第１の実施形態における受光部３０と同一構成要素については、同一番号を付して説明を省略する。
（受光部３０Ｂの詳細構造）
受光部３０Ｂの詳細な構造について説明する。図４に、受光部３０Ｂの詳細構造を示す。受光部３０Ｂは、参照光受光素子３１Ｂ（特許請求の範囲の「受光素子」に相当）および信号光受光素子３２Ｂ（特許請求の範囲の「受光素子」に相当）が形成された受光素子チップ３４Ｂと、受光素子チップ３４Ｂが載置されるパッケージ基板３５と、パッケージ基板３５から延びて受光素子チップ３４Ｂを覆うパッケージキャップ３６と、を含んで構成される。また、パッケージキャップ３６は、参照光受光素子３１Ｂと対向する位置にパッケージキャップ開口部３６ａが形成され、信号光受光素子３２Ｂと対向する位置にパッケージキャップ開口部３６ｂが形成されている。また、受光部３０Ｂは、パッケージキャップ開口部３６ａ，３６ｂを覆うバンドパスフィルタ３８、を更に含んで構成される。なお、バンドパスフィルタ３８は、パッケージキャップ３６に固定されている。
また、受光部３０Ｂは、受光素子チップ３４Ｂ上において参照光受光素子３１Ｂと対応する位置に載置された筒状の筒状キャップ３９Ａ（特許請求の範囲の「遮蔽手段」に相当）と、信号光受光素子３２Ｂと対応する位置に載置された筒状の筒状キャップ３９Ｂ（特許請求の範囲の「遮蔽手段」に相当）と、を更に含んで構成される。筒状キャップ３９Ａは、パッケージキャップ開口部３６ａからパッケージキャップ３６の内側に進入した赤外光を参照光受光素子３１Ｂに導くものである。また、筒状キャップ３９Ｂは、パッケージキャップ開口部３６ｂからパッケージキャップ３６の内側に進入した赤外光を信号光受光素子３２Ｂに導くものである。なお、筒状キャップ３９Ａ，３９Ｂは、赤外線を遮蔽する材料によって構成されている。
参照光受光素子３１Ｂおよび信号光受光素子３２Ｂは、受光素子の製造工程において１つの受光素子チップ３４Ｂ上に複数個形成される受光素子のうち、隣接して形成されたものを用いる。
（第３の実施形態の作用・効果）
第３の実施形態は以上の構成とすることにより、受光部３０Ｂのパッケージキャップ開口部３６ａからパッケージキャップ３６の内側に進入した赤外光は、筒状キャップ３９Ａによって参照光受光素子３１Ｂに導かれる。また、パッケージキャップ開口部３６ｂからパッケージキャップ３６の内側に進入した赤外光は、筒状キャップ３９Ｂによって信号光受光素子３２Ｂに導かれる。従って、赤外光源２１から光路Ｌ１を通って信号光受光素子３２Ｂに入射すべき赤外光が、パッケージキャップ３６の内側に進入した後で参照光受光素子３１Ｂに入射することが無い。また、信号光受光素子３２Ｂの表面で反射等した赤外光についても、参照光受光素子３１Ｂに入射することが無い。同様に、赤外光源２１から光路Ｌ２を通って参照光受光素子３１Ｂに入射すべき赤外光、および参照光受光素子３１Ｂの表面で反射等した赤外光が、信号光受光素子３２Ｂに入射することが無い。
このため、参照光受光素子３１Ｂおよび信号光受光素子３２Ｂ間での光のクロストークを低減することができ、異なる光路上の光を、受光部３０Ｂによって精度良く検出することができる。
また、受光素子チップ３４Ｂ上に筒状キャップ３９Ａ，３９Ｂを載置することにより、参照光受光素子３１Ｂと信号光受光素子３２Ｂとの間での光のクロストークが低減される。この様に、筒状キャップ３９Ａ，３９Ｂという簡素な構成により、光のクロストークを低減できるという効果が奏される。
また、受光素子チップ３４Ｂ上に隣接して形成された参照光受光素子３１Ｂおよび信号光受光素子３２Ｂを用いることにより、隣接して形成された受光素子はほぼ同じ特性を有するため、参照光受光素子３１Ｂおよび信号光受光素子３２Ｂ間での固有のバラツキを低減することができる。このため、測定環境が変動しても、参照光受光素子３１Ｂおよび信号光受光素子３２Ｂ間での検出値の変動が同じ変化特性となり、これらの検出値の変動の相殺を容易に行うことができる。従って、参照光受光素子３１Ｂおよび信号光受光素子３２Ｂによる検出値の比較を精度良く行うことができる。
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。
例えば、受光部３０，３０Ａ，３０Ｂで用いたバンドパスフィルタ３８を、光を透過させる窓部材に置き換えることもできる。この場合には、赤外光源２１から受光部３０，３０Ａ，３０Ｂまでの間の光路Ｌ１，Ｌ２上の所定の位置に、バンドパスフィルタを設ける。
また、受光部３０，３０Ａ，３０Ｂでは、それぞれ２つの受光素子（３１，３２、３１Ｂ，３２Ｂ）を備えた場合について説明したが、受光素子の数はこれに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
なお、上記各実施形態では、ガス濃度算出装置１によって二酸化炭素の濃度を算出する場合について説明したが、これ以外のガスの濃度を算出可能であることは言うまでもない。
また、光源として赤外線を放射する赤外光源２１を用いるものとしたが、他の波長域の光を放射するものであってもよい。この場合には、光源が放射する光の波長域を受光可能な参照光受光素子３１，３１Ｂおよび信号光受光素子３２，３２Ｂを用いる。
また、上記各実施形態において、ガス濃度を算出するガス濃度算出装置として、比較ガス室４１および測定ガス室４２を備えたガス濃度算出装置１を例に説明したが、ガス濃度を算出する装置構成についてはこれに限定されるものではない。
また、上記各実施形態では、本発明に係る光検出器を、ガス濃度算出装置に用いられる光検出器に適用した場合を例に説明したが、異なる光路上の光を受光するものであれば、本発明に係る光検出器を他の様々な装置に適用可能である。
１…ガス濃度算出装置、３０，３０Ａ，３０Ｂ…受光部、３１，３１Ｂ…参照光受光素子、３２，３２Ｂ…信号光受光素子、３４，３４Ｂ…受光素子チップ、３５…パッケージ基板、３６，３６Ａ…パッケージキャップ、３６ａ，３６ｂ…パッケージキャップ開口部、３７…内側キャップ、３７ａ，３７ｂ…内側キャップ開口部、３７ｃ…内側キャップ仕切り板、３７ｄ…仕切り板、３８…バンドパスフィルタ、３９Ａ，３９Ｂ…筒状キャップ、Ａ…領域。

Claims (6)

  1. 異なる光路上の光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えた光検出器であって、
    １つの前記受光素子が受光する光と他の前記受光素子が受光する光とを遮蔽する遮蔽手段、
    を備え、
    前記複数の受光素子は、１つの受光素子チップ上に隣接して形成されたものである、
    ことを特徴とする光検出器。
  2. 前記受光素子は、前記受光素子が載置されるパッケージ基板と、前記受光素子と対向する位置にパッケージキャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆うパッケージキャップと、によって囲まれ、
    前記遮蔽手段は、前記パッケージキャップと前記受光素子との間に配置され、
    前記受光素子と対向する位置に内側キャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆う内側キャップと、
    前記内側キャップにおける前記受光素子と対向する面から前記複数の受光素子の間の領域に延びる内側キャップ仕切り板と、によって構成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光検出器。
  3. 前記受光素子は、前記受光素子が載置されるパッケージ基板と、前記受光素子と対向する位置にパッケージキャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆うパッケージキャップと、によって囲まれ、
    前記遮蔽手段は、前記パッケージキャップにおける前記受光素子と対向する面から、前記複数の受光素子の間の領域に延びる仕切り板によって構成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光検出器。
  4. 前記受光素子は、前記受光素子が載置されるパッケージ基板と、前記受光素子と対向する位置にパッケージキャップ開口部が形成されたものであって前記パッケージ基板から延びて前記受光素子を覆うパッケージキャップと、によって囲まれ、
    前記遮蔽手段は、前記パッケージキャップと前記受光素子との間に配置され、
    前記受光素子上に載置された筒状キャップによって構成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の光検出器。
  5. 所定波長の光のみを通過させるものであって、前記パッケージキャップ開口部を覆うバンドパスフィルタを更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の光検出器。
  6. 対象ガスを通る異なる光路上の光を検出して前記対象ガスの濃度を算出するガス濃度算出装置における光検出器であって、
    前記光検出器は、
    前記異なる光路上の光をそれぞれ受光する複数の受光素子と、
    １つの前記受光素子が受光する光と他の前記受光素子が受光する光とを遮蔽する遮蔽手段と、
    を備え、
    前記複数の受光素子は、１つの受光素子チップ上に隣接して形成されたものである、
    ことを特徴とする光検出器。
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