(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024137695
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】ガスセンサ及び光学デバイス
(51)【国際特許分類】
G01N 29/24 20060101AFI20240927BHJP
G01N 21/00 20060101ALI20240927BHJP
G01N 21/61 20060101ALN20240927BHJP
【ＦＩ】
G01N29/24
G01N21/00 A
G01N21/61
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024000818
(22)【出願日】2024-01-05
(31)【優先権主張番号】P 2023049039
(32)【優先日】2023-03-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】303046277
【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165951
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 憲悟
(74)【代理人】
【識別番号】100180655
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 俊樹
(72)【発明者】
【氏名】笹山 憲吾
(72)【発明者】
【氏名】古田 健太
【テーマコード（参考）】
2G047
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G047AA01
2G047CA04
2G047EA10
2G047EA15
2G047GA01
2G047GD02
2G047GF11
2G059AA01
2G059BB01
2G059EE01
2G059EE16
2G059GG02
2G059HH01
2G059JJ02
2G059KK08
(57)【要約】
【課題】小型で高精度な測定が可能なガスセンサ及び光学デバイスが提供される。
【解決手段】ガスセンサ（１０）は、赤外線である光を出射する発光部（１１）と、発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部（１２）と、少なくともミラーを含み、発光部から出射された光が導入されたガスを透過する光路を形成するように光を反射させる導光部（１７）と、光路に配置されて、光の透過波長帯域を制限する光学フィルタ（１６）と、を備え、光学フィルタの基材の透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、光学フィルタは、光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす。
【選択図】図１
【解決手段】ガスセンサ（１０）は、赤外線である光を出射する発光部（１１）と、発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部（１２）と、少なくともミラーを含み、発光部から出射された光が導入されたガスを透過する光路を形成するように光を反射させる導光部（１７）と、光路に配置されて、光の透過波長帯域を制限する光学フィルタ（１６）と、を備え、光学フィルタの基材の透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、光学フィルタは、光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
赤外線である光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす、ガスセンサ。
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす、ガスセンサ。
【請求項2】
赤外線である光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす、ガスセンサ。
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす、ガスセンサ。
【請求項3】
前記発光部はＬＥＤである、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項4】
前記検出部がマイクであって、光音響方式で被検出ガスの存在又は濃度を測定する、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項5】
前記光学フィルタは、光源側の面の面積より光源反対側の面の面積が大きい、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項6】
前記光学フィルタは、光源側の面と光源反対側の面の間の中間部分において長軸方向の最大長さを有する、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項7】
前記屈折率は３．２以上である、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項8】
前記光学フィルタは、光源反対側の面と前記光が最初に到達する前記導光部のミラーとの最短距離をｄ［ｍｍ］として、０．９≦（Ｌｆ×（√ｄ））≦２．５を満たす位置に配置される、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項9】
前記光学フィルタは、光源側の面と前記発光部との距離が１０μｍ以上かつＬｆ［ｍｍ］の１／２以下を満たす位置に配置される、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項10】
前記光学フィルタは、光源側の面と前記発光部との距離が１０μｍ以上かつＬｆ［ｍｍ］の１／１０以下を満たす位置に配置される、請求項９に記載のガスセンサ。
【請求項11】
前記ｄは前記Ｌｆの６倍以下である、請求項８に記載のガスセンサ。
【請求項12】
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にある、請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項13】
前記光学フィルタの側面は、一部が露出し、その他の部分が覆われている、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項14】
前記光学フィルタの端部に遮蔽物が無く、全面が露出している、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
【請求項15】
赤外線である光を出射する発光部と、
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす、光学デバイス。
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす、光学デバイス。
【請求項16】
赤外線である光を出射する発光部と、
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす、光学デバイス。
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす、光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ガスセンサ及び光学デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、赤外線を発光する発光部を備え、赤外線が被検出ガスを含むガスを透過するように構成され、被検出ガスによる赤外線の吸収特性を利用して被検出ガスの濃度を検出するガスセンサ（ガス測定装置）の開発が進められている。被検出ガスは、例えばアルコール又は二酸化炭素などである。ガスセンサは、例えばガスを透過した赤外線を受光する受光部を備える非分散赤外線吸収（ＮＤＩＲ：Ｎｏｎ－Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ＩｎｆｒａＲｅｄ）方式である。また、例えば特許文献１は、光を吸収したガス分子の振動を高性能なマイクで音として拾うことでガス濃度を測定する光音響方式のガスセンサを開示する。例えば特許文献１のガスセンサは１×１×０．７ｃｍ３のサイズを有することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０２０／２１２４８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、ガスセンサにはさらなる小型化が求められている。被検出ガスによる赤外線の吸収特性を利用するガスセンサでは、赤外線の波長を制限又は選択する光学フィルタが用いられる。光学フィルタを単純に小型化すると、十分な光学性能が得られないことが多い。小型でありながら高精度な測定が可能なガスセンサを実現するために、適切な場所に光を到達させる必要がある。
【0005】
かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、小型で高精度な測定が可能なガスセンサ及び光学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）本開示の一実施形態に係るガスセンサは、
赤外線である光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす。
赤外線である光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす。
【0007】
（２）本開示の一実施形態に係るガスセンサは、
赤外線である光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす。
赤外線である光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された光に基づく信号を検出する検出部と、
少なくともミラーを含み、前記発光部から出射された前記光が導入されたガスを透過する光路を形成するように前記光を反射させる導光部と、
前記光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす。
【0008】
（３）本開示の一実施形態として、（１）又は（２）において、
前記発光部はＬＥＤである。
前記発光部はＬＥＤである。
【0009】
（４）本開示の一実施形態として、（１）から（３）のいずれかにおいて、
前記検出部がマイクであって、光音響方式で被検出ガスの存在又は濃度を測定する。
前記検出部がマイクであって、光音響方式で被検出ガスの存在又は濃度を測定する。
【0010】
（５）本開示の一実施形態として、（１）から（４）のいずれかにおいて、
前記光学フィルタは、光源側の面の面積より光源反対側の面の面積が大きい。
前記光学フィルタは、光源側の面の面積より光源反対側の面の面積が大きい。
【0011】
（６）本開示の一実施形態として、（１）から（４）のいずれかにおいて、
前記光学フィルタは、光源側の面と光源反対側の面の間の中間部分において長軸方向の最大長さを有する。
前記光学フィルタは、光源側の面と光源反対側の面の間の中間部分において長軸方向の最大長さを有する。
【0012】
（７）本開示の一実施形態として、（１）から（６）のいずれかにおいて、
前記屈折率は３．２以上である。
前記屈折率は３．２以上である。
【0013】
（８）本開示の一実施形態として、（１）から（７）のいずれかにおいて、
前記光学フィルタは、光源反対側の面と前記光が最初に到達する前記導光部のミラーとの最短距離をｄ［ｍｍ］として、０．９≦（Ｌｆ×（√ｄ））≦２．５を満たす位置に配置される。
前記光学フィルタは、光源反対側の面と前記光が最初に到達する前記導光部のミラーとの最短距離をｄ［ｍｍ］として、０．９≦（Ｌｆ×（√ｄ））≦２．５を満たす位置に配置される。
【0014】
（９）本開示の一実施形態として、（１）から（８）のいずれかにおいて、
前記光学フィルタは、光源側の面と前記発光部との距離が１０μｍ以上かつＬｆ［ｍｍ］の１／２以下を満たす位置に配置される。
前記光学フィルタは、光源側の面と前記発光部との距離が１０μｍ以上かつＬｆ［ｍｍ］の１／２以下を満たす位置に配置される。
【0015】
（１０）本開示の一実施形態として、（９）において、
前記光学フィルタは、光源側の面と前記発光部との距離が１０μｍ以上かつＬｆ［ｍｍ］の１／１０以下を満たす位置に配置される。
前記光学フィルタは、光源側の面と前記発光部との距離が１０μｍ以上かつＬｆ［ｍｍ］の１／１０以下を満たす位置に配置される。
【0016】
（１１）本開示の一実施形態として、（８）において、
前記ｄは前記Ｌｆの６倍以下である。
前記ｄは前記Ｌｆの６倍以下である。
【0017】
（１２）本開示の一実施形態として、（１）において、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にある。
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にある。
【0018】
（１３）本開示の一実施形態として、（１）から（１２）のいずれかにおいて、
前記光学フィルタの側面は、一部が露出し、その他の部分が覆われている。
前記光学フィルタの側面は、一部が露出し、その他の部分が覆われている。
【0019】
（１４）本開示の一実施形態として、（１）から（１２）のいずれかにおいて、
前記光学フィルタの端部に遮蔽物が無く、全面が露出している。
前記光学フィルタの端部に遮蔽物が無く、全面が露出している。
【0020】
（１５）本開示の一実施形態に係る光学デバイスは、
赤外線である光を出射する発光部と、
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす、光学デバイス。
赤外線である光を出射する発光部と、
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たす、光学デバイス。
【0021】
（１６）本開示の一実施形態に係る光学デバイスは、
赤外線である光を出射する発光部と、
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす、光学デバイス。
赤外線である光を出射する発光部と、
光路に配置されて、前記光の透過波長帯域を制限する光学フィルタと、を備え、
前記光学フィルタの基材の前記透過波長帯域における屈折率は１．５以上であり、
平面視における前記光学フィルタの面積が前記発光部の面積に対する比で１～１．２の範囲にあり、
前記光学フィルタは、前記光学フィルタの厚さをＴ［ｍｍ］、前記光学フィルタの平面視における長軸方向の最大長さをＬｆ［ｍｍ］として、０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３を満たす、光学デバイス。
【発明の効果】
【0022】
本開示によれば、小型で高精度な測定が可能なガスセンサ及び光学デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照して本開示の一実施形態に係るガスセンサが説明される。各図中、同一又は相当する部分には、同一符号が付されている。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。
【0025】
（ガスセンサ）
図１は、本実施形態に係るガスセンサ１０の構成を示す図である。ガスセンサ１０は、発光部１１と、検出部１２と、導光部１７と、光学フィルタ１６と、を備える。また、ガスセンサ１０は、演算部３０を備えてよい。図１は、これらの構成要素を含むガスセンサ１０の断面を示す断面図である。図１のように、ガスセンサ１０の断面を見る見方は、以下において断面視と称される。また、ガスセンサ１０は、内部にガスを導入する空間が形成されるようにカバーが設けられてよい。本実施形態に係るガスセンサ１０は、導入されたガス（例えば周囲の空気）における測定対象のガス（被検出ガス）の存在又は濃度を測定する。被検出ガスは、例えば二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素、一酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄、アルコール、ホルムアルデヒド、メタン、プロパン、その他の可燃性ガスなどであり得る。ここで、ガスセンサ１０は、発光部１１と光学フィルタ１６とで構成される光学デバイスを部品の１つとして用いる構成であってよい。つまり、発光部１１と光学フィルタ１６とは一体的なデバイスとして構成されてよい。
図１は、本実施形態に係るガスセンサ１０の構成を示す図である。ガスセンサ１０は、発光部１１と、検出部１２と、導光部１７と、光学フィルタ１６と、を備える。また、ガスセンサ１０は、演算部３０を備えてよい。図１は、これらの構成要素を含むガスセンサ１０の断面を示す断面図である。図１のように、ガスセンサ１０の断面を見る見方は、以下において断面視と称される。また、ガスセンサ１０は、内部にガスを導入する空間が形成されるようにカバーが設けられてよい。本実施形態に係るガスセンサ１０は、導入されたガス（例えば周囲の空気）における測定対象のガス（被検出ガス）の存在又は濃度を測定する。被検出ガスは、例えば二酸化炭素、水蒸気、一酸化炭素、一酸化窒素、アンモニア、二酸化硫黄、アルコール、ホルムアルデヒド、メタン、プロパン、その他の可燃性ガスなどであり得る。ここで、ガスセンサ１０は、発光部１１と光学フィルタ１６とで構成される光学デバイスを部品の１つとして用いる構成であってよい。つまり、発光部１１と光学フィルタ１６とは一体的なデバイスとして構成されてよい。
【0026】
（検出部）
本実施形態に係るガスセンサ１０では、検出部１２がマイク（ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）であって、光音響方式で被検出ガスの存在又は濃度を測定する。光音響方式は、光１８を吸収したガス分子の振動を高性能なマイクで音（圧力変化）として拾うことによって被検出ガスを測定する。検出部１２は、発光部１１から出射された光１８に基づく信号を検出するが、光音響方式において光１８を吸収したガス分子の振動音が光１８に基づく信号に対応する。
本実施形態に係るガスセンサ１０では、検出部１２がマイク（ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）であって、光音響方式で被検出ガスの存在又は濃度を測定する。光音響方式は、光１８を吸収したガス分子の振動を高性能なマイクで音（圧力変化）として拾うことによって被検出ガスを測定する。検出部１２は、発光部１１から出射された光１８に基づく信号を検出するが、光音響方式において光１８を吸収したガス分子の振動音が光１８に基づく信号に対応する。
【0027】
ここで、ガスセンサ１０は光音響方式を採用する装置に限定されない。別の例として、ガスセンサ１０は、検出部１２が受光素子であって、ＮＤＩＲ方式で被検出ガスの存在又は濃度を測定してよい。ＮＤＩＲ方式は、ガスの種類によって吸収される赤外線の波長が異なることを利用し、この吸収量を検出することにより被検出ガスを測定する。検出部１２は、発光部１１から出射された光１８に基づく信号を検出するが、ＮＤＩＲ方式において被検出ガスによって吸収された後の赤外線が光１８に基づく信号に対応する。ＮＤＩＲ方式の場合に、検出部１２はＰＩＮ構造を持ったフォトダイオードのような量子型センサであってよい。
【0028】
（発光部）
発光部１１は、被検出ガスによって吸収される波長を含む光１８を出力する。発光部１１は、具体的な例として、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、ランプ又はＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）光源であってよい。本実施形態において、発光部１１は、赤外線である光１８を出射するＬＥＤ（赤外線ＬＥＤ）である。
発光部１１は、被検出ガスによって吸収される波長を含む光１８を出力する。発光部１１は、具体的な例として、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、ランプ又はＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）光源であってよい。本実施形態において、発光部１１は、赤外線である光１８を出射するＬＥＤ（赤外線ＬＥＤ）である。
【0029】
ここで、赤外線の波長は２μｍ～１２μｍであってよい。２μｍ～１２μｍの領域は、各種ガスに固有の吸収帯が数多く存在し、ガスセンサ１０に用いるのに特に適した波長帯である。例えば３．３μｍの波長にメタン、４．３μｍの波長に二酸化炭素、９．５μｍの波長にアルコール（エタノール）の吸収帯が存在する。
【0030】
上記のように、本実施形態において発光部１１は赤外線ＬＥＤである。発光部１１が、材料としてインジウム及びガリウムの少なくとも１つ並びにヒ素及びアンチモンの少なくとも１つを含み、少なくともＰ型半導体とＮ型半導体の２種類の層からなるダイオード構造を有してよい。また、ＮＤＩＲ方式の場合に、検出部１２は量子型赤外線センサであり得る。この場合に、検出部１２が、発光部１１と同様のダイオード構造を有してよい。
【0031】
（導光部）
導光部１７は、ガスセンサ１０の光学系であって、光学部材を備え、発光部１１から出射された光１８が所望の光路を形成するように光１８を導く。光学部材は例えばミラー及びレンズ等である。本実施形態において、導光部１７は少なくともミラーを含み、発光部１１から出射された光１８が導入されたガスを透過する光路を形成するように光１８を反射させる。図１の例において導光部１７は複数の平面鏡を含んで構成されるが、このような構成に限定されない。例えば導光部１７は凹面鏡を含んで構成されてよい。導光部１７の反射面は、例えばアルミ及び金などの高い反射率を有する金属で構成されてよい。また、図１の例のように、ガスを導入する空間を形成するカバーの内面が、外部からガスを導入するための孔１９を除いて、導光部１７のミラーであってよい。この場合に、樹脂筐体であるカバーへの蒸着又はめっきによってミラーが形成されてよい。カバー全体を金属材料で構成する場合と比較して、高生産性と軽量化の向上を図ることができる。また、図１の例のように、ガスを導入する空間を挟んでカバーの内面と対向するように、別の導光部１７（別のミラー）が設けられてよい。ここで、発光部１１から出射された光１８が最初にミラーに到達する場合に、ミラーに到達した光量は到達光量と称される（図３～図１１参照）。
導光部１７は、ガスセンサ１０の光学系であって、光学部材を備え、発光部１１から出射された光１８が所望の光路を形成するように光１８を導く。光学部材は例えばミラー及びレンズ等である。本実施形態において、導光部１７は少なくともミラーを含み、発光部１１から出射された光１８が導入されたガスを透過する光路を形成するように光１８を反射させる。図１の例において導光部１７は複数の平面鏡を含んで構成されるが、このような構成に限定されない。例えば導光部１７は凹面鏡を含んで構成されてよい。導光部１７の反射面は、例えばアルミ及び金などの高い反射率を有する金属で構成されてよい。また、図１の例のように、ガスを導入する空間を形成するカバーの内面が、外部からガスを導入するための孔１９を除いて、導光部１７のミラーであってよい。この場合に、樹脂筐体であるカバーへの蒸着又はめっきによってミラーが形成されてよい。カバー全体を金属材料で構成する場合と比較して、高生産性と軽量化の向上を図ることができる。また、図１の例のように、ガスを導入する空間を挟んでカバーの内面と対向するように、別の導光部１７（別のミラー）が設けられてよい。ここで、発光部１１から出射された光１８が最初にミラーに到達する場合に、ミラーに到達した光量は到達光量と称される（図３～図１１参照）。
【0032】
（光学フィルタ）
光学フィルタ１６は、光路に配置されて、光１８の透過波長帯域を制限する。つまり、光学フィルタ１６によって、被検出ガスの固有の吸収帯に該当する赤外線を選択的に透過させることができる。このことによって、ガスセンサ１０の測定精度を高めることができる。例えば、被検出ガスがＣＯ２の場合、光学フィルタ１６はＣＯ２による赤外線吸収が多く生じる波長帯（代表的には４．３μｍ付近）の赤外線を通過させるバンドパスフィルタであり得る。
光学フィルタ１６は、光路に配置されて、光１８の透過波長帯域を制限する。つまり、光学フィルタ１６によって、被検出ガスの固有の吸収帯に該当する赤外線を選択的に透過させることができる。このことによって、ガスセンサ１０の測定精度を高めることができる。例えば、被検出ガスがＣＯ２の場合、光学フィルタ１６はＣＯ２による赤外線吸収が多く生じる波長帯（代表的には４．３μｍ付近）の赤外線を通過させるバンドパスフィルタであり得る。
【0033】
光学フィルタ１６は光路上に配置されればよい。本実施形態において、光学フィルタ１６は発光部１１の発光面を覆うように、発光部１１と接して配置される。ここで、光学フィルタ１６が発光部１１と接して配置されることは、直接的に接して配置されることだけでなく、光学フィルタ１６と発光部１１との間に隙間（空間）が設けられている場合を含む。また、光学フィルタ１６が発光部１１と接して配置されることは、はんだ、接着剤又はグリスなどを介しての接触などを含む。図１に示すように、光学フィルタ１６が発光部１１に積み重ねられているが、この積み重ねる方向を以下において高さ方向と称する。
【0034】
（演算部）
演算部３０は、検出部１２が検出した光１８に基づく信号を取得して、被検出ガスの存在を判定するための演算又は濃度の演算を実行する。また、演算部３０は発光部１１及び検出部１２の少なくとも一方を制御してよい。演算部３０は、読み込むプログラムに応じた機能を実行する汎用のプロセッサ及び特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくとも１つを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。
演算部３０は、検出部１２が検出した光１８に基づく信号を取得して、被検出ガスの存在を判定するための演算又は濃度の演算を実行する。また、演算部３０は発光部１１及び検出部１２の少なくとも一方を制御してよい。演算部３０は、読み込むプログラムに応じた機能を実行する汎用のプロセッサ及び特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくとも１つを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。
【0035】
（モールド樹脂）
本実施形態に係るガスセンサ１０では、発光部１１、検出部１２及び演算部３０が、光学部材（導光部１７、光学フィルタ１６）とともにパッケージされている。図１の例において、発光部１１、検出部１２及び演算部３０はモールド樹脂５０に埋め込まれて封止されている。また、モールド樹脂５０は光学フィルタ１６及び導光部１７の一部を含めて封止し、光学フィルタ１６及び導光部１７の位置を固定する固定部材として機能してよい。モールド樹脂５０の材料としては、例えばエポキシ樹脂又はフェノール樹脂などが用いられてよい。また、モールド樹脂５０は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などのフィラー材料を含んでよい。
本実施形態に係るガスセンサ１０では、発光部１１、検出部１２及び演算部３０が、光学部材（導光部１７、光学フィルタ１６）とともにパッケージされている。図１の例において、発光部１１、検出部１２及び演算部３０はモールド樹脂５０に埋め込まれて封止されている。また、モールド樹脂５０は光学フィルタ１６及び導光部１７の一部を含めて封止し、光学フィルタ１６及び導光部１７の位置を固定する固定部材として機能してよい。モールド樹脂５０の材料としては、例えばエポキシ樹脂又はフェノール樹脂などが用いられてよい。また、モールド樹脂５０は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などのフィラー材料を含んでよい。
【0036】
別の例として、ガスセンサ１０は、発光部１１、検出部１２及び演算部３０などがモールド樹脂５０によって封止される代わりに、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）に実装される構成であってよい。例えばＰＣＢの主面の一方である表面に発光部１１、検出部１２が実装されて、導光部１７及び光学フィルタ１６が接着等によって設けられてよい。また、例えばＰＣＢの主面の他方である裏面に演算部３０が実装されてよい。ここで、主面はＰＣＢの面のうちで面積が最も大きい面である。
【0037】
（光学フィルタの形状）
ここで、被検出ガスによる赤外線の吸収特性を利用するガスセンサ１０では、赤外線の波長を制限又は選択する光学フィルタ１６を用いる必要がある。光学フィルタ１６を単純に小型化すると、十分な光学性能が得られないことが多い。小型でありながら高精度な測定が可能なガスセンサ１０を実現するために、適切な場所に光１８を到達させる必要がある。
ここで、被検出ガスによる赤外線の吸収特性を利用するガスセンサ１０では、赤外線の波長を制限又は選択する光学フィルタ１６を用いる必要がある。光学フィルタ１６を単純に小型化すると、十分な光学性能が得られないことが多い。小型でありながら高精度な測定が可能なガスセンサ１０を実現するために、適切な場所に光１８を到達させる必要がある。
【0038】
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、光学フィルタ１６の形状を説明するための図である。光学フィルタ１６の基材の透過波長帯域における屈折率は大きい。例えば光学フィルタ１６の基材がガラス、Ｓｉ、Ｇｅの場合に、屈折率はそれぞれ約１．５、約３．３、約４．０になる。そのため、発光部１１から光学フィルタ１６へ出射された光１８は、屈折して光学フィルタ１６の内部を進む。従来、入射角度の深い光１８は、到達すべき場所（例えばミラーの位置）まで到達せず、活用することができなかった。一方で、光学フィルタ１６の側面の形状によっては、全反射が生じることによって光学フィルタ１６の内部に光１８が閉じ込められて、これまで活用できなかった入射角度の深い光を適切な場所に到達させることが可能になる。したがって、到達光量は、光学フィルタ１６の形状（厚さ、長軸方向の最大長さ）、発光部１１の長軸方向の長さ及び光学フィルタ１６の屈折率の関係に応じて変化する。以下に、到達光量を大きくすることができる条件が検討される。ここで、本実施形態における屈折率の波長分散データについては文献値が用いられた。測定値を用いる場合、ＪＩＳ Ｋ７１４２に準拠して、エリプソメーターによって測定された値を用いることができる。
【0039】
図２Ａ～図２Ｃでは、発光部１１及び光学フィルタ１６が図１と同様の断面視で示されている。発光部１１は直方体形状を有する。光学フィルタ１６は、直方体（図２Ａ）、四角錐台（図２Ｂ）又は頂点が丸みを帯びた直方体（図２Ｃ）の形状であり得る。つまり、光学フィルタ１６は断面視で四角形、台形又は頂点が丸みを帯びた四角形の形状を有する。Ｔは、光学フィルタ１６の厚さ（高さ方向の長さ）である。ここで、高さ方向を視線方向とする見方で光学フィルタ１６を正面から見ることを平面視とすると、光学フィルタ１６は平面視で四角形の形状を有する。四角形は正方形であってよいが、本実施形態において長方形である。
【0040】
図２Ａ～図２Ｃにおいて、高さ方向に直交する方向が発光部１１及び光学フィルタ１６の長軸方向に対応する。Ｌ０は、発光部１１の長軸方向の長さである。また、Ｌｆは光学フィルタ１６の長軸方向の最大長さである。ここで、図２Ｂに示される光学フィルタ１６は、全反射がさらに生じやすいように側面が傾斜した形状となっており、平面視で光源側の面の面積より光源反対側の面の面積が大きい。図２Ｂに示される光学フィルタ１６では、光源反対側の長軸方向の長さがＬｆである。ここで、光源側の面は、断面視で発光部１１に近い側の面を意味する。また、光源反対側の面は、断面視で発光部１１から遠い側の面を意味する。図２Ｃに示される光学フィルタ１６は、製造しやすい形状とするために頂点（角）が丸みを帯びており、中間部分の長軸方向の長さがＬｆとなる。中間部分は、断面視で、光源側の面と光源反対側の面の間であって、頂点部分を除いた部分である。ここで、光学フィルタ１６は平面視で四角形（矩形）に限定されず、例えば円形などであり得る。矩形の場合に、長軸方向の最大長さは長辺の長さとなる。また、円形の場合に、長軸方向の最大長さは直径となる。
【0041】
ここで、光学フィルタ１６の側面は、一部が露出し、その他の部分が覆われていてよい。光学フィルタ１６の保持の観点から、側面を保持部材で覆うことが好ましい。一方で、光学フィルタ１６における全反射の生じやすさの観点から、側面を露出させることが好ましい。したがって、光学フィルタ１６の側面について、一部露出させて、その他の部分を露出させない（すなわち、保持部材で覆われている）構造にすることで、保持性と全反射の生じやすさをバランスよく機能させることができる。また、光源側から見たときに、光学フィルタ１６の端部に遮蔽物が無く、全面が露出していてよい。光学フィルタ１６の側面での全反射を利用することで、光学フィルタ１６の端部の光１８も有効に活用することができる。
【0042】
上記のように定められたＬ０（発光部１１の長軸方向の長さ）、Ｌｆ（光学フィルタ１６の長軸方向の最大長さ）、Ｔ（光学フィルタ１６の厚さ）の組み合わせと、到達光量の大きさとの関係が検討された。ここで、光学フィルタ１６の基材の透過波長帯域における屈折率（以下、「光学フィルタ１６の屈折率」とする）は１．５以上とし、屈折率が１．５、３．３及び４．０の場合についてシミュレーションが行われた。また、透過波長帯域は２［μｍ］～１２［μｍ］である。
【0043】
まず、ＬｆとＬ０との関係についてシミュレーションが行われた。ソフトウェアとしてＺｅｍａｘ社の「Ｚｅｍａｘ ＯｐｔｉｃＳｔｕｄｉｏ」が用いられた。以下の表１～表３は、ＬｆとＬ０とを０．４～２．４［ｍｍ］の範囲で変化させた場合における、到達光量の値を示す。ただし、ＬｆはＬ０未満にならない。ここで、到達光量は任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔｓ）で示されており、図３～図１１についても同様である。また、表１～表３において、Ｔは５３０［μｍ］である。表１では、光学フィルタ１６の屈折率が１．５である。表２では、光学フィルタ１６の屈折率が３．３である。表３では、光学フィルタ１６の屈折率が４．０である。
【0044】
【表1】
【0045】
【表2】
【0046】
【表3】
【0047】
表１～表３に示される結果から明らかなように、ＬｆをＬ０に近づけることによって到達光量を大きくすることができる。つまり、Ｌｆを小さくすると、発光部１１から出射された光１８が、光学フィルタ１６の側面に直接的に到達しやすくなる。光学フィルタ１６の側面において全反射が生じて、より多くの光１８が光学フィルタ１６の内部を進んで導光部１７のミラーまで達するためであると考えられる。したがって、光学フィルタ１６の長軸方向の最大長さ（Ｌｆ）を発光部１１の長軸方向の長さ（Ｌ０）に近づけるように小型化することで、ガスセンサ１０の小型化及び測定精度を高めることが可能であることが、本シミュレーションによって確認された。
【0048】
次に、光学フィルタ１６自体の形状（アスペクト比）について、すなわちＴとＬｆとの関係についてシミュレーションが行われた。ソフトウェアは上記と同様である。図３～図１１は、シミュレーション結果を示し、光学フィルタ１６の形状を示すＴとＬｆとの比（Ｔ／Ｌｆ）と到達光量との関係を示している。図３～図１１の横軸は、光学フィルタ１６の厚さであるＴ［ｍｍ］を光学フィルタ１６の長軸方向の最大長さであるＬｆ［ｍｍ］で割った比を示す。また、図３～図１１の縦軸は到達光量を示す。図３～図１１において、発光部１１の長軸方向の長さであるＬ０を０．４［ｍｍ］～２．４［ｍｍ］の範囲で変化させて、それぞれの場合についての到達光量の変化が示されている。
【0049】
図３～図５では、光学フィルタ１６の屈折率が１．５である。図３はＴが３３０［μｍ］の場合である。図４はＴが４３０［μｍ］の場合である。図５はＴが５３０［μｍ］の場合である。０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３の範囲において、Ｌ０の値によらず、到達光量は十分に大きい。ただし、（Ｔ／Ｌｆ）が１．３以上となると、到達光量が大きく低下するおそれがある。そのため、ＴとＬｆとの比（Ｔ／Ｌｆ）について、上限値を１．３として、上限値を下回るように光学フィルタ１６を設計することが好ましい。また、（Ｔ／Ｌｆ）が０．３より大きい場合に、到達光量の上昇の度合いが大きい。そのため、ＴとＬｆとの比（Ｔ／Ｌｆ）について、下限値を０．３として、下限値を上回るように光学フィルタ１６を設計することが好ましい。
【0050】
図６～図８では、光学フィルタ１６の屈折率が３．３である。図６はＴが３３０［μｍ］の場合である。図７はＴが４３０［μｍ］の場合である。図８はＴが５３０［μｍ］の場合である。また、図９～図１１では、光学フィルタ１６の屈折率が４．０である。図９はＴが３００［μｍ］の場合である。図１０はＴが４００［μｍ］の場合である。図１１はＴが５３０［μｍ］の場合である。図６～図１１でも、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３の範囲において、Ｌ０の値によらず、到達光量は十分に大きい。したがって、０．３＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．３を満たすように、光学フィルタ１６を設計することが好ましい。さらに、図６～図１１では、到達光量が低下する傾向もない。そのため、光学フィルタ１６の屈折率を３．２以上とすることがさらに好ましい。
【0051】
ここで、ＴとＬｆとの比の上限値は１．３に限定されない。また、ＴとＬｆとの比の下限値は０．３に限定されない。例えば上記の範囲を狭めて、０．４＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．２を満たすように、光学フィルタ１６が設計されてよい。さらに範囲を狭めて、０．５＜（Ｔ／Ｌｆ）＜１．１を満たすように、光学フィルタ１６が設計されてよい。
【0052】
また、上限値及び下限値は例えば他の条件に応じて変化してよい。例えば平面視における光学フィルタ１６の面積（Ｓｆ）が発光部１１の面積（Ｓ０）とほぼ同じであれば、「ＬｆをＬ０に近づける」という条件が満たされると考えられ、上記のように到達光量を十分に大きくすることができる。例えば平面視における光学フィルタ１６の面積（Ｓｆ）が発光部１１の面積（Ｓ０）に対する比で１～１．２の範囲にあれば、すなわち１．０≦（Ｓｆ／Ｓ０）≦１．２が満たされれば、ほぼ同じ面積であると考えられる。この場合に、ＴとＬｆとの比の範囲をさらに小さくして、例えば０．２５＜（Ｔ／Ｌｆ）≦０．３が満たされるようにしてよい。ＴとＬｆとの比の範囲が０．３以下であっても、「ＬｆをＬ０に近づける」という条件が満たされているため、到達光量は十分に大きい。この場合に、光学フィルタ１６の厚さ（Ｔ）を小さくすることが可能であり、さらに小型（薄型）のガスセンサ１０を実現することができる。
【0053】
また、到達光量は、光学フィルタ１６の光１８の出射面と、光１８が最初に到達する導光部１７のミラーまでの最短距離によって変化する。光学フィルタ１６の光１８の出射面は、発光部１１から出射された光１８が光学フィルタ１６を透過して空間に出るときの、空間と接する面であって、光源反対側の面である。ガスセンサ１０において、光学フィルタ１６は「０．９≦（Ｌｆ×（√ｄ））≦２．５」を満たす位置に配置されることが好ましい。ここで、ｄは、光学フィルタ１６の光源反対側の面と光１８が最初に到達する導光部１７のミラーとの最短距離［ｍｍ］である。下限値（０．９）は主に光学フィルタ１６の小型化の設計制約から定められる値である。上限値は、２．５に代えて２．２が用いられてよい。すなわち、ガスセンサ１０において、光学フィルタ１６は「０．９≦（Ｌｆ×（√ｄ））≦２．２」を満たす位置に配置されることがさらに好ましい。また、光学フィルタ１６の光源反対側の面から出射される光１８の角度は、出射面に対して垂直な方向を０°としたときに、±９０°が有効な範囲となり得る。この範囲の中で、光学フィルタ１６の光源反対側の面と導光部１７のミラーの最短距離がｄとされてよい。光１８の有効な出射角度に制限がある場合に、光学フィルタ１６と導光部１７のミラーを平面視で見たときに、光１８が重なる部分における最短距離がｄとされてよい（図１２参照）。ここで、導光部１７のミラーに代えて、検出部１２が配置されていてよい。
【0054】
上記のように定められたＬｆ（光学フィルタ１６の長軸方向の最大長さ）及びｄ（光学フィルタ１６の光源反対側の面と光１８が最初に到達する導光部１７のミラーとの最短距離）の組み合わせと、到達光量の大きさとの関係が検討された。検討のために、光学フィルタ１６の基材の透過波長帯域における屈折率が３．３の場合について、シミュレーションが行われた。また、透過波長帯域は２［μｍ］～１２［μｍ］である。
【0055】
シミュレーションのソフトウェアとして、Ｚｅｍａｘ社の「Ｚｅｍａｘ ＯｐｔｉｃＳｔｕｄｉｏ」が用いられた。表４は、Ｌｆを０．８［ｍｍ］～１．８［ｍｍ］の範囲で変化させて、ｄを１．３１［ｍｍ］～４．８１［ｍｍ］の範囲で変化させた場合における、到達光量の値を示す。ここで、到達光量は任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔｓ）で示される。ここで、Ｌ０（発光部１１の長軸方向の長さ）は０．６［ｍｍ］である。また、Ｔ（光学フィルタ１６の厚さ）は５３０［μｍ］である。
【0056】
【表4】
【0057】
表４と同じＬｆ及びｄについて、Ｌｆ×（√ｄ）の値を計算した結果が表５である。表４及び表５から、Ｌｆ×（√ｄ）の値を２．５以下にすることで到達光量を大きくすることができる。到達光量をより大きくする観点から、Ｌｆ×（√ｄ）の値が２．２以下であることが好ましい。Ｌｆを小さくすると、発光部１１から出射された光１８が、光学フィルタ１６の側面に直接的に到達しやすくなる。光学フィルタ１６の側面において全反射が生じて、より多くの光１８が光学フィルタ１６の内部を進んで導光部１７のミラーまで達するためであると考えられる。さらにｄを小さくすると、より広範囲な角度の光１８が導光部１７のミラーまで到達するようになる。そのため、Ｌｆ×（√ｄ）を小さくすることで到達光量が増えたと考えられる。またＬｆ×（√ｄ）の値は、光学フィルタ１６及び光学デバイスの小型化の限界及び加工における取り付け交差の制約から、０．９以上であることが好ましい。また、表４及び表５から、ｄはＬｆの６倍以下であることが好ましい。
【0058】
【表5】
【0059】
また、光学フィルタ１６の光１８の入射面と、発光部１１との距離（以下「発光部１１と光学フィルタ入射面の距離」）は、図１３でＬＳと示されている。発光部１１と光学フィルタ入射面の距離は、１０μｍ以上かつ光学フィルタ１６の長軸方向の最大長さであるＬｆ［ｍｍ］の１／２以下であることが好ましい。ここで、光学フィルタ１６の光１８の入射面は、光源側の面である。また、発光部１１と光学フィルタ入射面の距離は、Ｌｆ［ｍｍ］の１／１０以下であることがより好ましい。発光部１１と光学フィルタ入射面の距離が大きくなると、光学フィルタ１６を通過せずに導光部１７に到達する光１８が増える。そのため、所望の波長選択性が得られない。また、発光部１１と光学フィルタ入射面の距離が小さくなると、干渉の影響が大きくなるため、１０μｍ以上であることが好ましい。
【0060】
以上のように、本実施形態に係るガスセンサ１０は、上記の構成によって、小型で高精度な測定が可能である。
【0061】
本開示の実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば上記の実施形態において、ガスセンサ１０について説明したが、ガスセンサ１０の一部である発光部１１及び光学フィルタ１６で構成される光学デバイスは、小型で高精度なガス測定を可能にする。したがって、このような光学デバイスは、本開示の範囲に含まれることに留意されたい。
【符号の説明】
【0062】
１０ ガスセンサ
１１ 発光部
１２ 検出部
１６ 光学フィルタ
１７ 導光部
１８ 光
１９ 孔
３０ 演算部
５０ モールド樹脂
１１ 発光部
１２ 検出部
１６ 光学フィルタ
１７ 導光部
１８ 光
１９ 孔
３０ 演算部
５０ モールド樹脂
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】