(57)【要約】【課題】開口部を必然的に有し且つ当該開口部を覆わなければならない構造であっても、組み立てが容易な光センサモジュールを実現する。【解決手段】筐体１００には所定面積の開口部１０１が形成されている。当該開口部１０１にはカバー部材４０が設置されている。カバー部材４０は開口部１０１に面する平板部４１と当該平板部材４１を回路基板２０に対して支持する弾性を有する支持部材４２とが互いに固着されてなる。回路基板２０のカバー部材４０側にはＵＶセンサ素子１０が実装されている。ここで、支持部材４２と回路基板２０とは固着されていることで、カバー部材４０、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０からなるＵＶセンサモジュール１が形成される。この構造により、平板部材４１が筐体１００の開口部１０１に面するように、このＵＶセンサモジュール１を筐体１００内に設置するだけで、パッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐが組み立てられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定周波数の光に感応する光センサ素子と、
該光センサ素子が実装された回路基板と、
前記光センサ素子の受波面側に設置され、少なくとも前記光センサ素子の受波面に対応する領域が透光性を有し、前記光センサ素子に対して固定されているカバー部材とを備えた、光センサモジュール。
【請求項２】
前記光センサ素子、前記回路基板および前記カバー部材が一体化された一体部材を内装し、前記光センサ素子の受波面側に開口部を有する筐体を備え、
前記カバー部材は、前記筐体の開口部を覆う形状からなる、請求項１に記載の光センサモジュール。
【請求項３】
前記カバー部材は、少なくとも一部が弾性体からなる、請求項１または請求項２に記載の光センサモジュール。
【請求項４】
前記カバー部材は、全体が透光性を有し、略同じ厚みからなる弾性体からなり、前記光センサ素子の受波面側に密着するように形成されている、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光センサモジュール。
【請求項５】
前記回路基板に接続し、前記回路基板の前記光センサ素子が実装された側と対向する側に配置された第２回路基板を備え、
前記回路基板と前記第２回路基板との接続に、弾性を有する導電性接続部材が用いられた請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光センサモジュール。
【請求項６】
前記カバー部材の少なくとも前記受波面に対応する領域が、前記光センサ素子が感応する特定周波数の光のみを透過する材質からなる、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光センサモジュール。
【請求項７】
前記カバー部材の少なくとも前記受波面に対応する領域は、層間で屈折を生じる複数層が一体形成された構造からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の光センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紫外線等の照射光の照射量を測定する光センサモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線等の特定周波数帯域の光の照射量を測定する光センサモジュールが各種存在する。
【０００３】
このような光センサモジュールは、当然に筐体を有するのであるが、例えば紫外線測定装置であれば、紫外線の照射量を測定するため、筐体に開口部等を設けて、ＵＶセンサの受波面を筐体の外部に向けなければならない。しかしながら、ＵＶセンサの受波面が外部に直接曝されると、受波面が汚れたり、傷ついたりして、受波感度等の測定性能に悪影響を与えてしまう。
【０００４】
したがって、従来の光センサモジュールでは、光センサ素子やこれを実装する回路基板を保護するため、透光性のカバーを設置している。例えば、特許文献１では、光センサ素子としての赤外線検知素子が筐体内に配置されている構造が記載されている。そして、この装置では、当該筐体の開口面を外側から覆うように薄膜の光学フィルタを配置し、さらに当該光学フィルタを覆うようにフィルタ固定治具を配置している。そして、当該フィルタ固定治具を筐体の開口部周辺に設けられた溝にはめ込むことで、フィルタ固定治具および光学フィルタを筐体に固定している。
【特許文献１】実開平２−１２４５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すような構造を用いると、筐体に対する光センサの固定、筐体に対する光学フィルタの設置、筐体に対するフィルタ固定治具の設置、という複雑な工程を経て装置を組み立てなければならない。さらに組み立てる構成部材が増えるため、それぞれの構成部材を精度良く組み立てるためには、より慎重な作業を行わなければならず、作業負荷が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、開口部を必然的に有し且つ当該開口部を覆わなければならない構造であっても、組み立てが容易な光センサモジュールを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の光センサモジュールは、特定周波数の光に感応する光センサ素子が回路基板に実装されている。さらに、少なくとも光センサ素子の受波面に対応する領域が透光性を有するカバー部材が光センサ素子の受波面側に設置され、前記光センサ素子に対して固定されている。
【０００８】
また、この発明の光センサモジュールは、光センサ素子、回路基板およびカバー部材が一体化された一体部材を内装し、光センサ素子の受波面側に開口部を有する筐体を備える。そして、カバー部材は、筐体の開口部を覆う形状からなる。
【０００９】
この構成では、光センサ素子とカバー部材とが予め一体に固定されているので、例えば上述のように筐体に組み付ける場合に、それぞれを個別に筐体の開口部に合わせて組み立てなくてもよい。すなわち、光センサ素子を開口部の位置に合わせて筐体に組み立てる工程と、カバー部材を開口部に合わせて筐体に組み立てる工程とを、個別に行わなくても、光センサ素子とカバー部材とが固定された部材を開口部に合わせて筐体に組み立てれば、開口部に合わせて設置すべき光センサ素子とカバー部材とが同時に開口部に対する正確な位置で設置される。
【００１０】
また、この発明の光センサモジュールのカバー部材は、少なくとも一部が弾性体からなる。
【００１１】
この構成では、カバー部材が部分的に弾性体であるので、光センサ素子とカバー部材とが固定された一体部材を筐体の内側からカバー部材が当接するように設置すれば、筐体に対して、光センサ素子とカバー部材を容易に固定設置することができる。
【００１２】
また、この発明の光センサモジュールのカバー部材は、全体が透光性を有し、光センサ素子と開口部との間隔以上の略同じ厚みからなる弾性体からなる。そして、カバー部材は、光センサ素子の受波面側に密着するように形成されている。
【００１３】
この構成では、カバー部材が透光性を有する単体の部材からなるので、光センサ素子とカバー部材とのより簡素な構造からなり、組み立てや位置決めが容易になる。
【００１４】
また、この発明の光センサモジュールは、回路基板に接続し、該回路基板の光センサ素子が実装された側と対向する側に配置された第２回路基板を備える。さらに、光センサモジュールは、回路基板と第２回路基板との接続に、弾性を有する導電性接続部材を用いる。
【００１５】
この構成では、一体部材を備える回路基板が、さらに電気回路的に後段の第２回路基板等に実装されるような構造である場合に、光センサ素子とカバー部材とを筐体に対して容易に設置できるとともに、回路基板と第２回路基板との間の導電性接続部材により、光センサ素子とカバー部材とを回路基板をも含んで弾性力により筐体へ固定することができる。
【００１６】
また、この発明の光センサモジュールは、カバー部材の少なくとも受波面に対応する領域が、光センサ素子が感応する特定周波数の光のみを透過する材質からなる。
【００１７】
この構成では、例えば光センサ素子がＵＶセンサであれば、カバー部材が紫外線のみを透過する材質からなる。これにより、測定対象である特定周波数の光のみを正確に測定できる装置を容易に組み立てることができる。
【００１８】
また、この発明の光センサモジュールは、カバー部材の少なくとも受波面に対応する領域が、層間で屈折を生じる複数層で一体形成された構造からなる。
【００１９】
この構成では、カバー部材の層間による屈折で透過光が光センサ素子の受波面に集光されるので、より効率良く測定を行うことができる。この際、複数層が一体形成されているので、層毎に組み立てる必要が無く、測定効率のより良い光センサモジュールを容易に組み立てることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、開口部を必然的に有し且つ当該開口部を覆わなければならない構造に対して設置される光センサモジュールを、少ない工程で且つ容易に組み立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る光センサモジュールについて説明する。なお、以下の各実施形態では、光センサモジュールとして、ＵＶセンサ素子を備えるＵＶセンサモジュールを例に説明する。
図１は第１の実施形態に係るＵＶセンサモジュール１の主要構成を示す側面断面図である。また、図２は、本実施形態のＵＶセンサモジュール１を筐体１００に組み込んでなるパッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【００２２】
パッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐは、所定開口面積からなる開口部１０１が形成された筐体１００を有する。筐体１００は、例えば厚み（図１における縦方向の長さ）の薄い内部空間を有する直方体形状からなる。
【００２３】
筐体１００の内部には、回路基板２０が設置されており、当該回路基板２０の一面にはＵＶセンサ素子１０が実装されている。電気回路的には、ＵＶセンサ素子１０は、紫外線に感応して所定の電圧信号を出力し、回路基板２０は、ＵＶセンサ素子１０からの電圧信号を増幅等して所定の検出信号を生成し、図示しない出力端子から外部出力したり、図示しないＬＥＤ等の表示素子に供給する。
【００２４】
一方、機構的には、ＵＶセンサ素子１０は、回路基板２０に対して筐体１００の開口部１０１側に実装されている。この際、ＵＶセンサ素子１０は、受波面１１が開口部１０１側を向き、且つ開口部１０１に対応する領域内となるように配置されている。回路基板２０のＵＶセンサ素子１０側の実装面には、カバー部材４０が設置されている。この際、カバー部材４０、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０は互いに固着されたＵＶセンサモジュール１になっている。
【００２５】
カバー部材４０は、平板部材４１と支持部材４２とが接着される等により固定された構造からなる。平板部材４１は、少なくとも紫外線を透過する透光性を有する材質からなり、開口部１０１よりも広い面積を有する。平板部材４１は、周端部に支持部材４２が固定されている。支持部材４２は、所定の弾性を有する材質からなり、所定高さを有する。支持部材４２は、平板部材４１がＵＶセンサ素子１０の受波面１１側からＵＶセンサ素子１０全体を覆うように、平板部材４１を支持する。この際、支持部材４２は、平板部材４１に対して固定されるとともに、回路基板２０に対しても接着剤等により固定されている。
【００２６】
カバー部材４０は、平板部材４１により開口部１０１全体を覆い、且つ平板部材４１の端部が開口部１０１側の筐体１００の内壁面に当接するように設置される。この際、カバー部材４０は、支持部材４２の弾性力により、平板部材４１が筐体１００の内壁面方向に押圧力を与えるに設置される。
【００２７】
このような構成とすることで、開口部１０１を有する筐体１００内にＵＶセンサ素子１０を配置しても、開口部１０１にカバー部材４０の平板部材４１が設置されているので、ＵＶセンサ素子１０は、外部環境に直接曝されることなく、外部からの紫外線を受波することができる。
【００２８】
このようなパッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐは、次に示す工程を経て組み立てられる。
筐体１００は、図示していないが、厚み方向に対して分割可能な構造からなり、開口部１０１を有する上側筐体部材と回路基板２０が設置される下側筐体部材との二つの部品からなる。
【００２９】
パッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐを組み立てる場合、まず、下側筐体部材の内壁面に、上述のカバー部材４０とＵＶセンサ素子１０と回路基板２０とが互いに固定設置されたＵＶセンサモジュール１を設置する。この際、下側筐体部材の内壁面に回路基板２０が当接するようにＵＶセンサモジュール１を設置する。ここで、ＵＶセンサモジュール１の設置位置は、予め下側筐体部材の内壁面に設置位置のマーキングを行っておけば、所定の設置位置、すなわち組み立て後の開口部１０１に対応する位置にＵＶセンサ素子１０が配置されるように、ＵＶセンサモジュール１を設置することができる。
【００３０】
次に、下側筐体部材に対して上側筐体部材を覆い被せるようにして設置し、下側筐体部材と上側筐体部材とを接合する。この際、予め所定の位置にＵＶセンサモジュール１が設置されているので、開口部１０１の内側には、当該開口部１０１を覆うようにカバー部材４０の平板部材４１が配置される。この際、支持部材４２の弾性力により平板部材４１が筐体１００の内壁面に押しつけられるので、平板部材４１は筐体１００に対して位置固定される。これにより、支持部材４２および回路基板２０を介して平板部材４１と一体に固定されたＵＶセンサ素子１０も、筐体に１００に対して位置固定される。
【００３１】
このように本実施形態の構成を用いることで、非常に簡単に、パッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐを組み立てることができる。
【００３２】
なお、上述の説明では、ＵＶセンサモジュール１を先に下側筐体部材に設置する例を示したが、先にＵＶセンサモジュール１を上側筐体部材に設置しても良い。この場合、開口部１０１の位置を見ながら、当該開口部１０１の全面を平板部材４１が覆うように設置すればよい。このような方法であっても、簡単にパッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐを組み立てることができる。
【００３３】
また、上述の説明では、カバー部材４０の平板部材４１を、単に筐体１００の内壁面に当接させる例を示したが、平板部材４１と筐体１００と当接箇所を、接着剤等により接着しても良い。これにより、カバー部材４０の平板部材４１をより確実に開口部１０１の位置９１に固定設置することができる。
【００３４】
次に、第２の実施形態に係るパッケージ型ＵＶセンサモジュール２Ｐについて図を参照して説明する。
図３は、第２の実施形態に係るパッケージ型ＵＶセンサモジュール２Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【００３５】
図３に示すように、本実施形態のパッケージ型ＵＶセンサモジュール２Ｐは、上述の第１の実施形態に示したパッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐに対して、カバー部材４０に代えて全体が弾性体からなるカバー部材５０を用いたものである。この際、カバー部材５０、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０は互いに固着されたＵＶセンサモジュール２になっている。
【００３６】
カバー部材５０は、少なくとも紫外線を透過する透光性の弾性体からなる。カバー部材５０は、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０の表面を覆い且つ全体が略均一な厚みを有する形状からなり、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０の表面に密着している。このカバー部材５０の厚みは、当該カバー部材５０が密着した回路基板２０を筐体１００内に設置した場合にカバー部材５０の端面が開口部１０１の周辺の内壁面に所定の押圧力をもって当接するような寸法に設定されている。
【００３７】
このような構造を用いても、カバー部材５０、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０が互いに固着されたＵＶセンサモジュール２を筐体の開口部１０１に対応する領域に固定設置することができる。さらに、カバー部材５０の全体が弾性体であるので、筐体１００の内側の厚みとＵＶセンサモジュール２の厚みとに若干の誤差が生じても、確実にＵＶセンサモジュール２を筐体１００へ固定設置することができる。
【００３８】
なお、上述の弾性体のカバー部材５０、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０からなるＵＶセンサモジュール２は、次のようにして容易に製造することができる。
【００３９】
まず、回路基板２０上にＵＶセンサ素子１０を実装する。この際、複数の同じ回路基板２０がマルチ取りされた集合回路基板を用い、当該集合回路基板上の各回路基板２０部分にそれぞれＵＶセンサ素子１０を実装する。次に、集合回路基板状態のまま、当該集合回路基板のＵＶセンサ素子１０の実装面側に、カバー部材５０の元となる液体樹脂材料を塗布する。この液体樹脂材料は例えば混合して硬化する二液性のものを用い、二種類の液状材料を前記厚みが得られるように塗布して、硬化させることでカバー部材５０を形成する。そして、このようにマルチ状態で形成されたＵＶセンサモジュール２を、各ＵＶセンサモジュール２に切断することで、個々のＵＶセンサモジュール２が得られる。このような製造方法を用いることで、カバー部材５０、ＵＶセンサ素子１０および回路基板２０からなるＵＶセンサモジュール２を複数同時に製造することができる。そして、このように製造されたＵＶセンサモジュール２を用いることで、パッケージ型ＵＶセンサモジュール２Ｐを量産する際に、工程負荷を低減させることができる。
【００４０】
次に、第３の実施形態に係るパッケージ型ＵＶセンサモジュール３Ｐについて図を参照して説明する。
図４（Ａ）は本実施形態に示すパッケージ型ＵＶセンサモジュール３Ｐの主要構成を示す側面断面図であり、図４（Ｂ）は本実施形態に示すパッケージ型ＵＶセンサモジュール４Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【００４１】
図４（Ａ）に示すパッケージ型ＵＶセンサモジュール３Ｐは、第１の実施形態の図２に示したパッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐに対して、カバー部材６０（図２ではカバー部材４０）の平板部材６１（図２では平板部材４１）が内層板６１１と外層板６１２との二層構造になったものである。
【００４２】
同様に、図４（Ｂ）に示すパッケージ型ＵＶセンサモジュール４Ｐは、第２の実施形態の図３に示したパッケージ型ＵＶセンサモジュール２Ｐに対して、カバー部材７０（図３ではカバー部材５０）が内層７１と外層７２との二層構造になったものである。このような二層構造の場合、例えば、外層板６１２および外層７２を紫外線が透過して可視光が透過しない材質に、内層板６１１および内層６１を特定の紫外線（例えば、ＵＶ−ＡやＵＶ−Ｂ等）を透過するような材質にすることで、外部から内部を見られることなく、且つより測定対象の周波数を絞った紫外線測定装置を構成することができる。また、外層板６１２（外層７２）と内層板６１１（内層６１）との誘電率を異ならせることで、層境界面で紫外線が屈折して、ＵＶセンサ素子１０の受波面１１へ紫外線を集光することもできる。すなわち、このような二層構成を用いることで、より高性能な紫外線測定装置を実現することができる。
【００４３】
この際、カバー部材６０の平板部材６１およびカバー部材７０を構成する各層間が固着されたものを用いることで、このような性能の良い紫外線測定装置であっても容易に組み立てることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では二層構造を例に説明したが、三層以上の複数層構成にしても良い。
【００４５】
次に、第４の実施形態に係る光センサモジュールについて図を参照して説明する。
図５は本実施形態のパッケージ型ＵＶセンサモジュール５Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【００４６】
上述の各実施形態では、単体の筐体を有する光センサモジュールを例に説明したが、図５に示すように、光センサモジュール５が他の電子機器に実装されている場合もある。
【００４７】
光センサモジュール５は、上述の各実施形態と同様に、ＵＶセンサ素子１０、回路基板２０、カバー部材４０’とが互いに固着されたＵＶセンサモジュール５を備える。ここで、カバー部材４０’は、平板部材４１と支持部材４２’とからなるが、これら二つの部材は、弾性を有さない材質により形成されている。
【００４８】
このようなパッケージ型ＵＶセンサモジュール５Ｐは、パッケージ型ＵＶセンサモジュール５Ｐとしての筐体の機能を有するとともに、ＵＶセンサモジュール５が装着される電子機器の筐体として機能する筐体１００’内に内装されている。この際、ＵＶセンサモジュール５は、カバー部材４０’の平板部材４１が筐体１００’の開口部１０１の全面を覆うように配置されている。また、ＵＶセンサモジュール５は、ＵＶセンサ素子１０が実装された面と対向する側に配置された主回路基板８００の実装面上に導電性弾性体８００により支持されている。そして、この導電性弾性体８００が回路基板２０上の回路電極と主回路基板８００の回路電極とに接触することで、回路基板２０と主回路基板８００との間が導通する。
【００４９】
このような構成を用いることで、ＵＶセンサモジュール５が他の電子機器内に装着されていても、ＵＶセンサモジュール５に関する部分は簡単に組み立てることができる。
【００５０】
この際、ＵＶセンサモジュール５の回路基板２０と主回路基板８００との間に導電性弾性体８００が設置されているので、上述の実施形態のようにＵＶセンサモジュール５のカバー部材４０’を筐体１００’の内壁面へ押し当てることができる。これにより、設置されたＵＶセンサモジュール５がずれることなく、安定した状態で設置することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、第１の実施形態に示した光センサモジュールにおいて支持部材が弾性を有さないものした例を示したが、第１の実施形態と同様に弾性を有するものであっても良く、他の実施形態の構成を用いてもよい。
【００５２】
また、上述の各説明では、カバー部材が弾性を有するものである場合を例に説明したが、弾性を有さないものであってもよい。
【００５３】
また、上述の説明では、ＵＶセンサモジュールと筐体とが別に設置された例を示したが、図６に示すような筐体も一体形成されたＵＶセンサモジュールであってもよい。図６は筐体も一体形成されたＵＶセンサモジュール６の主要構成を示す側面断面図である。
【００５４】
このＵＶセンサモジュール６は、第１の実施形態の図１に示したＵＶセンサモジュール１に対して、さらに回路基板２０およびカバー部材４０に接合された筐体１００”を備える。なお、この筐体１００”は、ＵＶセンサモジュール６単体に対する筐体であっても、ＵＶセンサモジュール６が実装される電子機器の筐体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１の実施形態に係るＵＶセンサモジュール１の主要構成を示す側面断面図である。
【図２】第１の実施形態のＵＶセンサモジュール１を筐体１００に組み込んでなるパッケージ型ＵＶセンサモジュール１Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【図３】第２の実施形態に係るパッケージ型ＵＶセンサモジュール２Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【図４】第３の実施形態に示すパッケージ型ＵＶセンサモジュール３Ｐ，４Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【図５】第４の実施形態のパッケージ型ＵＶセンサモジュール５Ｐの主要構成を示す側面断面図である。
【図６】筐体も一体形成されたＵＶセンサモジュール６の主要構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２，３，４，５−ＵＶセンサモジュール、１Ｐ，２Ｐ，３Ｐ，４Ｐ，５Ｐ−パッケージ型ＵＶセンサモジュール、１０−ＵＶセンサ、１１−受波面、２０−回路基板、４０，４０’，５０，６０，７０−カバー部材、４１−平板部材、４２，４２’，６２−支持部材、６１１−内層板、６２−外層板、７１−内層、７２−外層、９１，９１’，９２，９３，９４−一体部材、１００，１００’−筐体、１０１−開口部
【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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