(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線や紫外線等の光を透過する窓材で開口部が閉塞された密封ケース内に前記窓材と相対して検出素子が設けられ、前記窓材と前記検出素子との間に前記検出素子に対応し、光学薄膜によって所定の波長帯域の光のみを選択し透過させる複数の光学フィルターが隣接した状態で配置される光検出器において、前記各光学フィルター間に設けられ、第１の光学フィルターの前記光学薄膜によって選択される所定波長帯域以外の測定において干渉影響となる光であって、隣接する光学フィルター端面から前記第１の光学フィルター端面に入射する光を遮光するための遮光体を有することを特徴とする光検出器。
【請求項２】
前記遮光体は、前記各光学フィルターを収容する収容部を有する請求項１に記載の光検出器。
【請求項３】
前記遮光体は、その上面が前記光学フィルターの上面よりも高い位置まで設けられてなる請求項１または請求項２に記載の光検出器。
【請求項４】
前記遮光体は、前記窓材を透過した光が通過する上方開口と、前記窓材を透過した光が前記上方開口を通過した後、前記光学薄膜によって選択された所定の波長帯域の光が通過する下方開口とを有するとともに、この下方開口において前記光学フィルターの下面の一部が当接して、前記光学フィルターが載置されるフィルター受け部を有する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光検出器。
【請求項５】
前記遮光体は、前記光を吸収する材質で形成されているか、あるいは、表面に前記光を吸収するよう黒化処理が施されている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、赤外線や紫外線等の光を透過する窓材と検出素子との間に、前記検出素子に対応し、光学薄膜によって所定の波長帯域の光のみを選択し透過させる光学フィルターが配置される光検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
例えば４個の赤外線検出素子それぞれに対応する４枚の光学フィルタがそれぞれ同じ厚さの基板を有し、かつ、面一にして端面同士が接着剤によって接着された状態で、一体に平面視「田」の字状に並列配置されている赤外線検出器があるけれども、各光学フィルタは、上面および下面に薄膜のショートロングカット部分とバンドパス部分がそれぞれ形成された基板をダイシングによって削り取ることによって得られるものであり、得られた光学フィルタの端面（削り取り面）から、ショートロングカット面およびバンドパス面によって選択される所定波長帯域以外の赤外線（以下、赤外光という）であって、かつ、測定において干渉影響となる赤外光（妨害光）が入射するのを完全には阻止できなかった。
【０００３】
例えば、図６に示すように、光学フィルタ７０を通過する赤外光のうち光学フィルタ７０内で反射された赤外光Ａ’が光学フィルタ７０の端面（削り取り面）ｍから接着剤７７を通って光学フィルタ７０に隣接する光学フィルタ７２にその端面（削り取り面）ｎから入射したり、光学フィルタ７０，７２を含む４枚の光学フィルタを通過せず赤外線検出器の金属ケース７３の内面７３ａで反射した赤外光Ｂ’，Ｃ’が光学フィルタ７０の端面（削り取り面）ｍ’から光学フィルタ７０に入射したりして、ショートロングカット面７４および／またはバンドパス面７５を通らない赤外光の干渉影響が生じていた。
【０００４】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、干渉影響となる妨害光を遮光できる光検出器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、赤外線や紫外線等の光を透過する窓材で開口部が閉塞された密封ケース内に前記窓材と相対して検出素子が設けられ、前記窓材と前記検出素子との間に前記検出素子に対応し、光学薄膜によって所定の波長帯域の光のみを選択し透過させる複数の光学フィルターが隣接した状態で配置される光検出器において、前記各光学フィルター間に設けられ、第１の光学フィルターの前記光学薄膜によって選択される所定波長帯域以外の測定において干渉影響となる光であって、隣接する光学フィルター端面から前記第１の光学フィルター端面に入射する光を遮光するための遮光体を有する（請求項１）。
【０００６】
また、この発明は、前記遮光体は、前記各光学フィルターを収容する収容部を有する請求項１に記載の光検出器を提供する（請求項２）。
【０００７】
また、この発明は、前記遮光体の上面が前記光学フィルターの上面よりも高い位置まで設けられてなる光検出器を提供する（請求項３）。
【０００８】
また、この発明では、前記遮光体が、前記窓材を透過した光が通過する上方開口と、前記窓材を透過した光が前記上方開口を通過した後、前記光学薄膜によって選択された所定の波長帯域の光が通過する下方開口とを有するとともに、この下方開口において前記光学フィルターの下面の一部が当接して、前記光学フィルターが載置されるフィルター受け部を有する光検出器を提供する（請求項４）。
【０００９】
また、この発明では、前記遮光体が、前記光を吸収する材質で形成されているか、あるいは、表面に前記光を吸収するよう黒化処理が施されている光検出器を提供する（請求項５）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１〜図４は、複数個の赤外線検出素子と窓材との間に干渉影響となる妨害光を遮光する遮光体を設け、遮光体の各収容部に前記各検出素子それぞれに対応する光学フィルタを収容してあるこの発明の第１の実施形態を示す。
【００１２】
図１〜図４において、１は赤外線検出器である。この赤外線検出器１は、赤外光を透過する窓材２で開口部３が閉塞された密封ケース４と、この密封ケース４内に窓材２と相対して設けられた赤外線検出素子５と、赤外線検出素子５に対応するよう窓材２と赤外線検出素子５との間に配置され、光学薄膜によって所定の波長帯域の光のみを選択し透過させる光学フィルター７と、この光学フィルター７を収容するとともに、前記光学薄膜によって選択される所定波長帯域以外の光であって、かつ、測定において干渉影響となる赤外光が光学フィルター７を透過するのを防止するための遮光体９とから主として構成される。
【００１３】
前記密封ケース４は、金属等で筒状に形成されいる。また、前記開口部３は密封ケース４の端部壁４ａに設けられている。前記窓材２は、赤外光を透過するサフャイヤや、ＣａＦ2 ，ＳｉＯ2 等よりなる。１０は、前記ケース４を閉鎖したステムである。
【００１４】
前記赤外線検出素子５は、この実施形態では例えば４個の赤外線検出素子１１，１２，１３，１４よりなる。前記赤外線検出素子１１，１２，１３および１４は、４個の受光電極Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇと補償電極Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋからなる４つの電極対が点対称の状態に位置するようそれぞれ焦電素子（例えばＰＺＴ素子）１５上に形成されている。
【００１５】
前記焦電素子１５は、複数の導電性スペーサ１６を介して回路基板１７に固定されている。１８はＦＥＴ、１９は高抵抗体で、赤外線回路の一部を構成する。２０は、ステム１０に貫装されたリード端子で、回路基板１７をステム１０の上方に間隔をおいて支持している。
【００１６】
この実施形態では前記光学フィルター７は、赤外線検出素子１１，１２，１３，１４に対応する数の４個の光学フィルター２１，２２，２３，２４で構成される。
【００１７】
例えば光学フィルター２１は、基板（例えばＳｉ基板）２５と、この基板２５の上面に形成された光学薄膜としてのショートロングカット面２６と、前記基板２５の下面に形成された光学薄膜としてのバンドパス面２７とよりなる。ショートロングカット面２６は、赤外光の短波長帯域と長波長帯域とをカットする機能を有する一方、バンドパス面２７は、測定成分に対応する赤外光の所定の波長帯域を透過させる機能を有する。他の光学フィルター２２，２３，２４も光学フィルター２１と同一構成のものである。
【００１８】
更に、前記遮光体９は、赤外光が通過しない材質で製作されており、前記光学フィルター７の数に対応する数の四つの収容部２８，２９，３０，３１を有する。
なお、この発明では、遮光体９として、赤外光が通過する材質を用いた場合であっても、この表面に赤外光を吸収するよう黒化処理が施されているものも適用できる。
【００１９】
そして、この実施形態では各光学フィルター２１，２２，２３，２４は同一形状のものを使用するとともに、例えば平面視正方形形状をなしており、この形状に対応するよう四つの収容部２８，２９，３０，３１が同一形状に形成されている。
なお、この発明では、光学フィルター２１，２２，２３，２４の形状はこの実施形態で示すような正方形形状に限るものではない。また、各光学フィルター２１，２２，２３，２４は、この実施形態で示すような同一形状に必ずしも形成する必要はない。
【００２０】
例えば、図２、図３に示すように、遮光体９は、皿状で、かつ、平面視「田」の字状に形成されており、各収容部２８，２９，３０，３１は、平面視正方形形状の光学フィルター２１，２２，２３，２４が収容可能なように格子枠状に形成されている。
【００２１】
すなわち、前記遮光体９は、平面視口型の外枠部３２と、この外枠部３２内に連設形成された平面視十字型の仕切り部３３とよりなる。前記外枠部３２は、平面視正方形形状で、縦断面Ｌ字型をなす一方、前記仕切り部３３の縦断面は逆Ｔ字型をなし、外枠部３２と仕切り部３３によって前記四つの収容部２８，２９，３０，３１が形成されている。
なお、この発明では、この実施形態のように複数の光学フィルターを用いる場合、遮光体９の形状は平面視「田」の字状に限定されるものではなく、各光学フィルターの配置を、光学フィルター等の光学系の構成、測定成分、検出素子の性質（リファレンスが必要か否か）等によって任意に変更できる。更に、収容部２８，２９，３０，３１を兼ねている遮光体９の配置、形状も光学フィルターの配置、形状の変更に対応させることは勿論である。
【００２２】
この実施形態では、前記外枠部３２と仕切り部３３の上端面は面一である。すなわち、図３に示すように、外枠部３２の上端面Ｍ1 も仕切り部３３の上端面ＭＭ2 も、光学フィルター２１，２２，２３，２４の上面Ｎの位置（Ｈ’で示す位置）よりも高さＬだけ高い位置（Ｈで示す位置）にくるよう遮光体９が形成されている。なお、遮光体９の上端面は上端面Ｍ1 ，Ｍ2 から構成されるので、遮光体９の上端面を以後Ｍという。
なお、この発明では、外枠部３２と仕切り部３３の上端面を必ずしも面一にする必要はない。また、前記高さＬはある程度任意に設定できる。例えば、図４に示したように、金属ケース４の内面４ａのＴ点で反射して光学フィルター２２の端面（削り取り面）ｍ’に向かう反射光Ｆ1 ’’’も遮光できる程度の高さに遮光体９の高さが設定されるのが好ましい。
【００２３】
前記遮光体９は、図示はしないが、接着剤等の適宜の固定手段でケース４の内壁４ａ、あるいは、窓材２の裏面２ａに固定されている。
【００２４】
そして、例えば光学フィルター２１が収容される遮光体９は、窓材２を透過した赤外光が通過する通過穴３４を収容部２８に有する。この通過穴３４は、窓材２を透過した赤外光が通過する上方開口３５と、窓材２を透過した赤外光が上方開口３５を通過した後、光学薄膜としての前記ショートロングカット面２６、バンドパス面２７によって選択された所定の波長帯域の赤外光が通過する下方開口３６とを有する一方、この下方開口３６を形成するフィルター受け部３７が収容部２８に形成されている。下方開口３６の大きさはフィルター受け部３７の分だけ上方開口３５の大きさよりも小さい。
前記フィルター受け部３７は、通過穴３４上方から通過穴３４内に挿入された光学フィルター２１を支持するもので、光学フィルター２１の下面Ｎ’の一部が当接した状態で光学フィルター２１を収容部２８内に載置するためのものである。そして、載置状態では、遮光体９の上端面Ｍが光学フィルター２１の上面ＮよりもＬだけ高い位置に位置している。そのため、この発明では、従来のように４枚の光学フィルターを面一に位置させる精密な作業を行う必要はなくなり、その分作業性を容易にできる。
前記フィルター受け部３７は、外枠部３２を縦断面Ｌ字型に形成するとともに、仕切り部３３の縦断面を逆Ｔ字型に形成することによって得られる。
【００２５】
この実施形態では、光学フィルター２２，２３，２４がそれぞれ収容される遮光体９の収容部２９，３０，３１にも光学フィルター２１に形成されたフィルター受け部３７と同一形状のフィルター受け部３７が形成されている。
【００２６】
而して、例えば光学フィルター２２を通過する赤外光ｆのうち光学フィルター２２内で反射された赤外光ｆ’が端面（削り取り面）ｍから、光学フィルター２２に隣接する例えば光学フィルター２１の端面（削り取り面）ｎに向かうのを縦断面逆Ｔ字型の仕切り部３３によって遮光できるとともに、光学フィルター２１を通過する赤外光ｆ’’のうち光学フィルター２１で反射された赤外光ｆ’’’が端面（削り取り面）ｎから、光学フィルター２２の端面（削り取り面）ｍに向かうのを縦断面逆Ｔ字型の仕切り部３３によって遮光できる。すなわち、図４に示すように、光学フィルター（第１の光学フィルター）２１の前記光学薄膜２６，２７によって選択される所定波長帯域以外の測定において干渉影響となる光であって、隣接する光学フィルター２２端面ｍから前記光学フィルター（第１の光学フィルター）２１端面ｎに入射する光を、遮光体９の仕切り部３３によって遮光できる。また、図４に示すように、光学フィルター２２の前記光学薄膜２６，２７によって選択される所定波長帯域以外の測定において干渉影響となる光であって、隣接する光学フィルター２１端面ｎから前記光学フィルター２２端面ｍに入射する光を、遮光体９の仕切り部３３によって遮光できる。
【００２７】
更に、いずれの光学フィルター２１，２２，２３，２４も通過しない赤外線Ｆ1 が金属ケース４の内面４ａで反射して例えば光学フィルター２２の端面（削り取り面）ｍ’に向かう反射光Ｆ1 ’を縦断面Ｌ字型の外枠部３２によって遮光できるとともに、前記内面４ａで反射して例えば光学フィルター２１の端面（削り取り面）ｎ’に向かう反射光Ｆ1 ’’を縦断面Ｌ字型の外枠部３２によって遮光できる。
【００２８】
しかも、光学フィルター２１，２２，２３，２４の上面Ｎの位置（Ｈ’で示す位置）よりも例えば高さＬだけ高い位置（Ｈで示す位置）に縦断面Ｌ字型の外枠部３２の上端面Ｍが位置するので、図４に示したように、金属ケース４の内面４ａのＴ点で反射して光学フィルター２２の端面（削り取り面）ｍ’に向かう反射光Ｆ1 ’’’も遮光できる。同様に、金属ケース４の内面４ａのＴ’点で反射して光学フィルター２１の端面（削り取り面）ｎ’に向かう反射光Ｆ1 ’’’’も遮光できる。
【００２９】
以上、この実施形態では、遮光体９を縦断面Ｌ字型の外枠部３２と縦断面逆Ｔ字型の仕切り部３３で一体形成して収容部２８，２９，３０，３１とするとともに、収容部２８，２９，３０，３１に形成されるフィルター受け部３７を外枠部３２と仕切り部３３で構成したので、遮光する機能と、フィルター受け部３７による光学フィルター２２，２３，２４の載置機能とを兼用できる上に、遮光体９の作成を容易にできる利点を有する。
【００３０】
また、この実施形態では、ダイシングにより、例えば光学フィルタ２２の端面（削り取り面）ｍ，ｍ’や例えば光学フィルタ２１の端面（削り取り面）ｎ，ｎ’が欠けている場合には、かかる欠けが原因で透過する妨害光Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 （図４参照）を、縦断面逆Ｔ字型の前記仕切り部３３に形成された前記フィルター受け部３７や縦断面Ｌ字型の前記外枠部３２に形成された前記フィルター受け部３７によって遮光できる利点を有する。
【００３１】
また、この実施形態では外枠部３２と仕切り部３３は一体形成されたものを示したが、この発明では、両者３２，３３を別体で形成した遮光体も適用できる。
【００３２】
上記実施形態では、遮光体９が光学フィルター２１，２２，２３，２４の収容部２８，２９，３０，３１を有するものを示した。
【００３３】
図５は、光学フィルター２１，２２，２３，２４の収容部２８’，２９’，３０’，３１’と遮光体９’を別体に形成したこの発明の第２の実施形態を示す。なお、図５において、図１〜図４に示した符号と同一のものは同一または相当物である。
【００３４】
この場合も、遮光体９’は、赤外光が通過しない材質や、また、赤外光が通過する材質を用いた場合であっても、この表面に赤外光を吸収するよう黒化処理が施されているものも適用できる。また、収容部２８’，２９’，３０’，３１’は、赤外光が通過する材質てあってもかまわない。なお、収容部３０’，３１’は図示されていない。
【００３５】
収容部２８’は、フィルター受け部３７’を構成する縦断面Ｌ字型の外枠部３２’とフィルター受け部３７’を構成する縦断面逆Ｔ字型の仕切り部３３’で形成され、収容部２９’も、縦断面Ｌ字型の外枠部３２’と縦断面逆Ｔ字型の仕切り部３３’で形成されている。
【００３６】
一方、遮光体９’は、収容部２８’，２９’，３０’，３１’に収容されるよう一体成形されている。この場合、遮光体９’のうち、仕切り部３３’に支持される部分１００の上面１００ａと仕切り部３３’の上面１０１は面一に設定されている。また、外枠部３２’の上面１０２と仕切り部３３’の上面１０１は同じ高さに設定されている。更に、遮光体９’のうち、外枠部３２’に支持される部分９９の上面９９ａは仕切り部３３’に支持される部分１００の上面１００ａよりＬだけ高くなっている。すなわち、遮光体９’の部分９９は、その上面９９ａが光学フィルター２８’，２９’の上面Ｎよりも高い位置まで設けられている。
【００３７】
なお、この実施形態では、前記遮光体９’の部分９９を外枠部３２’の縦面ｒおよび光学フィルター２２の端面（削り取り面）ｍ’間に挟んだものや、前記遮光体９’の部分１００を仕切り部３３’の縦面ｒ’および光学フィルター２２の端面（削り取り面）ｍ間に挟んだものを示したが、この発明では、これら端面（削り取り面）ｍ’，ｍを含む光学フィルター２２の全周面に例えば赤外光を吸収する材質のものを塗布してなる塗布膜や、前記全周面に赤外光を吸収するよう黒化処理を施してなる遮光膜を遮光体として採用できる。光学フィルター２１の場合も同様である。
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
なお、この発明は、紫外線検出器を用いる測定の場合にも適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
この発明によれば、赤外線や紫外線等の光を透過する窓材で開口部が閉塞された密封ケース内に前記窓材と相対して検出素子が設けられ、前記窓材と前記検出素子との間に前記検出素子に対応し、光学薄膜によって所定の波長帯域の光のみを選択し透過させる複数の光学フィルターが隣接した状態で配置される光検出器において、前記各光学フィルター間に設けられ、第１の光学フィルターの前記光学薄膜によって選択される所定波長帯域以外の測定において干渉影響となる光であって、隣接する光学フィルター端面から前記第１の光学フィルター端面に入射する光を遮光するための遮光体を設けたので、干渉影響となる妨害光を確実に遮光できる光検出器を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１の実施形態を示す全体構成説明図である。
【図２】  上記実施形態を示す要部分解斜視図である。
【図３】  （Ａ）は、上記実施形態における遮光板への光学フィルタの収容状態を示す構成説明図である。（Ｂ）は、上記実施形態における遮光板の平面図である。
【図４】  上記実施形態の動作説明図である。
【図５】  この発明の第２の実施形態を示す要部構成説明図である。
【図６】  従来例を示す要部構成説明図である。
【符号の説明】
２…窓材、３…開口部、４…密封ケース、９…遮光体、１１，１２，１３，１４…検出素子、２１，２２，２３，２４…光学フィルタ、２８，２９，３０，３１…収容部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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