(57)【要約】【課題】本発明は、検出部を回転走査して視野角を広めても、検出部と回路部を接続する配線部にかかる応力を低減し、配線部の断線を防止することができる赤外線センサを提供することを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、赤外線を検出する検出部４と、検出部４を走査する走査部３と、検出部４の出力を処理する回路部５と、検出部４と回路部５を接続する配線部６と、検出部４と走査部３と回路部５とが配置されるケース２と、ケース２の内側に設けられ配線部６の動きを制限するガイド部１０を有している構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を検出する検出部と、
前記検出部を走査する走査部と、
前記検出部の出力を処理する回路部と、
前記検出部と前記回路部を接続する配線部と、
前記検出部と前記走査部と前記回路部とが配置されるケースと、
前記ケースの内側に設けられ前記配線部の動きを制限するガイド部を有している赤外線センサ。
【請求項２】
前記配線部は導体と絶縁体の積層により構成されている請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記ケースは第１の主面と前記第１の主面の反対側の第２の主面と、前記第１の主面と前記第２の主面を連通する貫通孔を有し、
前記検出部は前記ケースの前記第１の主面に配置され、
前記回路部は前記ケースの前記第２の主面に配置され、
前記配線部は前記貫通孔を挿通している請求項１または２のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項４】
前記ケースは一端側と、前記一端側と反対の他端側とを有し、
前記検出部は前記ケースの中央部よりも前記一端側に配置され、
前記ガイド部は前記ケースの中央部よりも前記他端側に配置されている請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項５】
前記ガイド部は外周の一部が櫛歯状になっている請求項１〜４のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項６】
前記ガイド部は前記ケースの内側に配置され、
前記ケースは前記ガイド部の外側に壁部を有し、
前記配線部は前記壁部と前記ガイド部の間を摺動する請求項１〜５のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項７】
前記ケースは前記貫通孔と前記ガイド部の間に前記配線部の動きを制限する柱部をさらに有している請求項１〜６に記載の赤外線センサ。
【請求項８】
前記検出部は固定部を有し、
前記配線部は前記固定部に固定されている請求項１〜７のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項９】
前記配線部は、前記固定部と前記柱部の間で前記ガイド部の周りを囲むように配線されている請求項８に記載の赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の温度を非接触で検出する赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線センサをモータで回転走査することにより、広範囲の赤外線を検出する赤外線センサが知られている。（特許文献１、２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−７２７８１号公報
【特許文献２】特開平８−１７０９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の赤外線センサでは、赤外線センサを回転走査する際に配線部に応力がかかり赤外線センサの信頼性が低下するという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、赤外線センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、赤外線を検出する検出部と、前記検出部を走査する走査部と、前記検出部の出力を処理する回路部と、前記検出部と前記回路部を接続する配線部と、前記検出部と前記走査部と前記回路部とが配置されるケースとを有し、前記ケースは前記配線部の動きを制御するガイド部を有した構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の赤外線センサは、配線にかかる応力が低減するため赤外線センサの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の赤外線センサの上面図
【図２】同赤外線センサの下面図
【図３】同赤外線センサの検出部が第１の方向に回転したときの様子を示す図
【図４】同検出部が第２の方向に回転したときの様子を示す図
【図５】実施の形態２の赤外線センサの上面図
【図６】実施の形態３の赤外線センサの上面図
【図７】同赤外線センサの変形例の上面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、実施の形態に係る赤外線センサについて図面を用いて説明をする。なお、各図面において、同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、各実施の形態における各構成要素は矛盾のない範囲で任意に組み合わせても良い。
【００１０】
（実施の形態１）
以下に、実施の形態１における赤外線センサ１について図面を用いながら説明する。
【００１１】
図１は実施の形態１の赤外線センサの上面図、図２は同赤外線センサの下面図を示して
いる。
【００１２】
図１に示すように赤外線センサ１は、ケース２と、ケース２に配置された走査部３と、走査部３に走査され赤外線を検出する検出部４と、検出部４の出力信号を処理する回路部５と、回路部５と検出部４を接続する配線部６とを有している。以降の説明では、ケース２の長辺方向をＸ軸方向、ケース２の短辺方向をＹ軸方向として説明する。
【００１３】
ケース２は第１の主面７と第１の主面７の裏面の第２の主面８を有している。第１の主面７の外周には壁部９が設けられ、壁部９の内側にガイド部１０を有している。検出部４は壁部９の内側に配置されている。第２の主面８には検出部４の出力信号を処理する回路部５が設けられている。回路部５を第２の主面８に設けることでケース２がＸＹ平面方向に小型化することができる。ケース２には第１の主面７と第２の主面８を連通する貫通孔１１が設けられている。貫通孔１１はケース２のＸ軸方向の中央付近に設けられ、ガイド部１０は貫通孔１１よりもケース２の一端側（Ｘ軸方向−側）に設けられ、検出部４は貫通孔１１よりもケース２の他端側（Ｘ軸方向＋側）に配置される。貫通孔１１、ガイド部１０、検出部４の位置はこれに限られるものではなく、赤外線センサ１の使用条件等に従い適宜変更することができる。
【００１４】
配線部６は、導体と絶縁体が積層されて構成されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：フレキシブル基板）である。配線部６は導体と絶縁体の積層構造であるため配線部６への電気的外乱を防止することができる。配線部６は貫通孔１１を通り第１の主面７に配置された検出部４と第２の主面８に配置された回路部５とを結んでいる。貫通孔１１を通過して第１の主面７側に出た配線部６は貫通孔１１のＸ軸方向−側のガイド部１０と壁部９の間を配線され、ガイド部１０に沿うように湾曲して検出部４に接続されている。以降の説明では配線部６のガイド部１０と検出部４の間に位置する部分を第１の領域１２、ガイド部１０と壁部９で挟まれた部分を第２の領域１３、第２の主面８側に位置する部分を第３の領域１４として説明する。第１の領域１２、第２の領域１３、第３の領域１４は破線で示してある。配線部６の第１の領域１２はガイド部１０に沿うように湾曲しているが、配線部６とガイド部１０の間と配線部６と壁部９の間には配線部６が移動できるスペースＲ１が空いている。スペースＲ１は破線で示してある。このスペースＲ１の大きさは、検出部４の回転により配線部６が移動可能な大きさに設計され、かつ、配線部６が回転しても元の状態に戻れる程度の大きさに設計される。スペースＲ１の大きさはガイド部１０と壁部９の間のＸ軸方向の長さＬ１を変更することで調整できる。この大きさは検出部４の回転角度、ケース２の大きさ等により、適切な大きさに設計すれば良い。
【００１５】
検出部４は、感温部が埋設された熱型赤外線検出器を有しており、感温部には被検出体から放射された赤外線による熱エネルギーを電気エネルギーに変換するサーモパイルにより構成される熱電変換部が用いられている。また、赤外線センサ１は、感温部および感温部の出力電圧を取り出すためのＭＯＳトランジスタを有したａ×ｂ個の画素部（非接触赤外線検知素子）が、半導体基板の一表面側においてａ行ｂ列の２次元アレイ状に配置されており、画素部は８×８に構成されている。画素部の配置の仕方は８×８に限らず、例えば、１６×４としても良い。検出部４はステッピングモータ等で形成された走査部３により回転される。検出部４は所定の角度回転する毎に熱画像を取得し、一方向への回転が完了した後に取得した複数の熱画像を足し合わせることで高解像度の熱画像を取得する。
【００１６】
走査部３によって検出部４が回転したときの検出部４の回転と配線部６の移動について説明する。図３に検出部４が第１の方向Ｄ１（上面視で時計回り）に回転したときの状態を表す図を示す。図４に検出部４が第２の方向Ｄ２（上面視で反時計回り）に回転したときの状態を表す図を示す。図３、図４に示すように検出部４が回転すると、検出部４の回
転に合わせて配線部６も移動する。検出部４が回転すると、検出部４に配線部６が引っ張られるため配線部６の第１の領域１２は屈曲する。配線部６に通常の配線を用いた場合には配線部６の剛性が高いため、配線部６の屈曲した部分に大きな応力が発生し、配線部６の断線の原因となる。しかしながら、配線部６はＦＰＣを用いているため、配線部６が屈曲した際に配線部６に発生する応力を低減することができ、配線部６の断線を防止することができる。また、配線部６に発生する応力によって走査部３の駆動の妨げとなり、走査部３の駆動が不安定になる。この配線部６にかかる応力が大きい場合には駆動が停止する場合もある。配線部６にはＦＰＣを用いているため、配線部６にかかる応力が低減しているので走査部３の駆動を安定させることができる。また、通常の配線を用いた場合、走査部３の駆動を安定させるためには走査部３のトルクを高くする必要があるが、走査部３のトルクを高くすると走査部３が大型化してしまう。配線部６にはＦＰＣを用いているため、走査部３のトルクを高くしなくても走査部３の駆動を安定させることができるため、走査部３を小型化することができる。
【００１７】
貫通孔１１から第１の主面７側に出た配線部６は壁部９とガイド部１０の間を通過して検出部４に接続される。検出部４が回転したときに配線部６が壁部９とガイド部１０の間に配線されていることにより、配線部６の第２の領域１３の移動が制限される。配線部６の可動範囲が限定されるため、配線部６が予期せぬ動きをすることを防止することができ、配線部６の動きは所望の動きに制限される。配線部６が意図せぬ変形をすることで配線部６に余計な応力がかかることを防ぐことができるため、配線部６の断線を防ぐことができる。これにより、赤外線センサ１の信頼性が向上する。また、ガイド部１０と壁部９で配線部６の移動が制限されていることにより、配線部６はガイド部１０と検出部４の間の第１の領域１２のみが自由に移動することができ、配線部６の第３の領域１４の移動は制限される。このため、検出部４が回転しても、ガイド部１０と回路部５との間では配線部６は大きく移動することが無く、ガイド部１０と回路部５の間で配線部６に大きな応力がかかることを防止することができる。これにより、配線部６の断線を防止することができ、赤外線センサ１の信頼性が向上する。
【００１８】
（実施の形態２）
実施の形態２の赤外線センサについて図面を用いて説明する。
【００１９】
図５は、実施の形態２の赤外線センサの上面図である。
【００２０】
実施の形態３の赤外線センサ２１は、ケース２と、ケース２に配置された走査部３と、走査部３に走査され赤外線を検出する検出部４と、検出部４の出力信号を処理する回路部５と、回路部５と検出部４を接続する配線部６とを有している。ケース２は壁部２２を有し、壁部２２の内側にガイド部２３が設けられている。ケース２は第１の主面７と第２の主面８を有し、第１の主面７に走査部３と、検出部４と、壁部２２と、ガイド部２３が設けられている。第２の主面８に回路部５が設けられている。ケース２には、第１の主面７と第２の主面８を連通する貫通孔１１が設けられ、配線部６は貫通孔１１を通過して検出部４と回路部５を接続している。
【００２１】
ガイド部２３はＸ軸方向−側に突出した凸部２４を４つ有し、櫛歯状に形成されており、壁部２２もガイド部２３に沿う形状に形成されている。ガイド部２３と壁部２２の間の隙間は櫛歯状に形成されたガイド部２３の端部において折り返す形状となっている。これによりガイド部２３と壁部２２の間の配線部６が摺動可能なスペースＲ２は蛇腹形状となっている。スペースＲ２は破線で示してある。このため、配線部６の第２の領域１３は蛇腹形状に変形した状態でガイド部２３と壁部２２の間に配線される。検出部４が回転したとき、配線部６はガイド部２３と壁部２２の間の折り返し部分にできたスペースＲ２で移動する。配線部６は複数の折り返し部分にできたスペースＲ２で移動するため、各折り返
し部分での移動距離は凸部の数が増えるに従い短くなる。ガイド部２３は凸部２４を４つ有しているため、各折り返し部分におけるガイド部２３と壁部２２のＸ軸方向の距離Ｌ２は実施の形態１の赤外線センサ２１よりも短くなる。これにより、赤外線センサ２１を小型化することができる。
【００２２】
なお、実施の形態２の赤外線センサ２１では、凸部２４を４つ設けたがこれに限らず、凸部は複数設けられていれば赤外線センサ２１を小型化することができる。
【００２３】
（実施の形態３）
実施の形態３の赤外線センサについて図面を用いて説明する。
【００２４】
図６は、実施の形態３の赤外線センサの上面図である。
【００２５】
実施の形態３の赤外線センサ３１は、ケース２と、ケース２に配置された走査部３と、走査部３に走査され赤外線を検出する検出部４と、検出部４の出力信号を処理する回路部５と、回路部５と検出部４を接続する配線部６とを有している。ケース２は壁部３２を有し、壁部３２の内側にガイド部３３が設けられている。ケース２は第１の主面７と第２の主面８を有し、第１の主面７に走査部３と、検出部４と、壁部３２と、ガイド部３３が設けられている。第２の主面８に回路部５が設けられている。ケース２には、第１の主面７と第２の主面８を連通する貫通孔１１が設けられ、配線部６は貫通孔１１を通過して検出部４と回路部５を接続している。検出部４には固定部３４が設けられている。
【００２６】
貫通孔１１の近傍のＸ軸方向−側のガイド部３３と壁部３２に挟まれる位置に柱部３５が設けられている。貫通孔１１から第１の主面７側に出た配線部６は柱部３５とガイド部３３の間を通り、柱部３５の周りを回って検出部４の固定部３４に係合される。固定部３４は配線部６を引っ掛けるフック形状に形成されているが、固定部３４の形状はこれに限られない。配線部６は係合に引っ掛けられ、壁部３２とガイド部３３の間に配線される。壁部３２とガイド部３３は実施の形態１の赤外線センサ１と同様の形状に形成されており、固定部を通過した配線部６は壁部３２とガイド部３３の間を通過して検出部４に接続される。このため、赤外線センサ３１の配線部６が摺動可能なスペースＲ３は実施の形態１の赤外線センサ１のスペースＲ１と同程度の大きさになっている。走査部３が検出部４を回転させるとき、配線部６の第２の領域１３の移動はガイド部３３と柱部３５によって制限される。これにより、配線部６にかかる応力が低減される。また、赤外線センサ３１では、配線部６が固定部３４に係合されることにより、検出部４の回転に合わせて配線部６も移動する。このため、検出部４が回転しても固定部３４と検出部４との間で配線部６は一定の形状に保たれるので、配線部６の固定部と検出部４の間の部分にかかる応力を低減することができる。
【００２７】
なお、赤外線センサ３１では、貫通孔１１から第１の主面７側に出た配線部６は柱部３５とガイド部３３の間を通り、柱部３５の周りを回って検出部４の固定部３４に係合されているが、この限りではない。図７に示すように貫通孔１１から第１の主面７側に出た配線部６が柱部３５とガイド部３３の間を通り、ガイド部３３の周りを回った後に固定部３４で契合され、検出部４に接続されるように構成しても良い。この様に、配線部６を固定部３４と柱部３５の間でガイド部３３の周りを囲むように配線することで検出部4が回転運動をしても、検出部４との接続部付近の配線変形が抑制される。これにより、配線部６にかかる応力をさらに低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、回転走査可能な赤外線センサの配線部にかかる応力を低減することができるため検出部を回転走査させて広範囲な温度分布を取得する赤外線センサに有用であるので
、人の温度に応じて制御の仕方を変更する空調制御装置等に有用である。
【符号の説明】
【００２９】
１、２１、３１  赤外線センサ
２  ケース
３  走査部
４  検出部
５  回路部
６  配線部
７  第１の主面
８  第２の主面
９、２２、３２  壁部
１０、２３、３３  ガイド部
１１  貫通孔
１２  第１の領域
１３  第２の領域
１４  第３の領域
２４  凸部
３４  固定部
３５  柱部
【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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【図７】
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