(57)【要約】【課題】本発明は、耐久性を向上させた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、基板２上に配置され、赤外線を検出する赤外線検出素子３と、赤外線センサ１素子の出力を処理する処理回路４と、赤外線センサ１素子と処理回路４とを覆いレンズ８で塞がれた開口部７が設けられたケース５とを有し、ケース５は金属材料で形成された第１の部材９と樹脂材料で形成された第２の部材１０を備え、第１の部材９は複数の板部１１を有し、第２の部材１０は第１の部材９の外側の隣接した板部１１を繋ぐ接続部１２を覆っている構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置され、赤外線を検出する赤外線検出素子と、
前記赤外線検出素子の出力を処理する処理回路と、
前記赤外線検出素子と前記処理回路とを覆いレンズで塞がれた開口部が設けられたケースとを有し、
前記ケースは第１の部材と樹脂材料で形成された第２の部材を備え、
前記第１の部材は複数の板部を有し、隣接した前記板部の外側を前記第２の部材が覆っている赤外線センサ。
【請求項２】
前記第１の部材の板部の外表面が露出している請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記第１の部材の内側の少なくとも一部が前記第２の部材で覆われている請求項１または２に記載の赤外線センサ。
【請求項４】
前記レンズは、前記第１の部材と接している請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項５】
前記レンズは、両凸レンズである請求項１〜４のいずれかに記載の赤外線センサ。
【請求項６】
前記板部は、主部と前記主部の各辺と接続される側部で形成され、隣接した前記側部の間には空隙が設けられ、前記第２の部材は隣接した前記側部の間の空隙を覆っている請求項１〜５のいずれか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、ケースの内側に内装ケースが設けられた赤外線センサが知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２８０６６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、赤外線センサのケースの耐久性に課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、耐久性を向上した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基板上に配置され、赤外線を検出する赤外線検出素子と、前記赤外線検出素子の出力を処理する処理回路と、前記赤外線検出素子と前記処理回路とを覆いレンズで塞がれた開口部が設けられたケースとを有し、前記ケースは金属材料で形成された第１の部材と樹脂材料で形成された第２の部材を備え、前記第１の部材は複数の板部を有し、前記第２の部材は前記第１の部材の外側の隣接した前記板部を繋ぐ接続部を覆っている構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の赤外線センサは、第１の部材の角部を第２の部材が覆っているため、ケースの耐久性を向上させることができている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の赤外線センサの斜視図
【図２】同赤外線センサのＡＡ線断面図
【図３】同赤外線センサのケースを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（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について図面を用いながら説明する。
【００１０】
図１は実施の形態１の赤外線センサの斜視図である。図２は同赤外線センサのＡＡ線段面図である。図３は同赤外線センサのケースを示す図である。
【００１１】
赤外線センサ１は、基板２と、基板２に設けられ赤外線を検出する赤外線検出素子３と、基板２に設けられ赤外線検出素子３の出力を処理する処理回路４と、基板２に設けられ赤外線検出素子３と処理回路４とを覆うケース５を有している。また、ケース５の中には、赤外線検出素子３と処理回路４を覆うカバー６が設けられている。ケース５には開口部７と、開口部７を塞ぐレンズ８が設けられている。
【００１２】
基板２は赤外線検出素子３が設けられる位置の方が、処理回路４が設けられる位置よりも高くなるように構成されている。これにより、処理回路４で発生した熱が赤外線検出素子３に伝わるのを防ぐことができる。
【００１３】
赤外線検出素子３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。赤外線検出素子３はワイヤーボンディングにより基板２に接続されている。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、赤外線センサ１の画素部は８×８に構成されている。なお、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。また、２次元アレイ状に形成されていなくても良い。
【００１４】
処理回路４の回路構成は、赤外線検出素子３の種類などに応じて適宜設計すればよい。例えば、赤外線検出素子３を制御する制御回路、赤外線検出素子３の出力電圧を増幅する増幅回路、赤外線検出素子３の複数の出力用のパッドに電気的に接続された複数の入力用のパッドの出力電圧を択一的に増幅回路に入力するマルチプレクサなどを備えた回路構成としても良い。
【００１５】
ケース５は、第１の部材９と第２の部材１０とを備えている。ケース５には開口部７が設けられ、開口部７は赤外線検出素子３の前方に位置している。ケース５の開口部７の位置では、第１の部材９と第２の部材１０に貫通孔が空いており、第１の部材９と第２の部材１０の貫通孔が繋がることで開口部７となっている。開口部７はレンズ８によって塞がれており、レンズ８によって赤外線センサ１の外部の赤外線が赤外線検出素子３に集光される。
【００１６】
第１の部材９は、表面がニッケルでめっきされたリン青銅で形成されている。リン青銅は熱伝導率が高いため、早く熱平衡状態になり赤外線センサ１の温度出力が安定する。また、第１の部材９はリン青銅以外の金属材料で形成しても良く、例えば、表面をニッケルでめっきした鉄や、ＳＵＳ等の金属材料で形成しても良い。第１の部材９は５個の板部１１と隣接した板部１１を接続する接続部１２で形成されている。板部１１は平板状に形成され、接続部１２は湾曲した形状になっている。第１の部材９は略“＋”形状に形成された金属材料の板状部材を折り曲げて形成される。板部１１は、１個の主部１３と、主部１３の四辺と接続される４個の側部１４で構成され、主部１３と側部１４の間は接続部１２で接続され、隣接した２個の側部１４の間には空隙Ｓができている。なお、第１の部材９は折り曲げて形成しなくても良いが、折り曲げて形成することによって、容易に空隙Ｓを設けることができる。
【００１７】
カバー６は金属材料でできている。カバー６が赤外線検出素子３と処理回路４を覆うことでケース５からの輻射が赤外線検出素子３と処理回路４に影響することを防いでいる。
【００１８】
接続部１２は第２の部材１０に覆われ、板部１１の外表面は露出している。第２の部材１０は赤外線を吸収し易いため外部の赤外線によって温度が上がり易く、第１の部材９は赤外線の反射率が高いため、外部の赤外線の影響を受けても温度が上がり難い。このため、板部１１を露出させることにより、外部の赤外線の反射率が高くなり、ケース５の温度上昇を防止することができ、赤外線センサ１の検出精度を向上させることができる。なお、板部１１の少なくとも一部が露出していればこの効果を得ることができ、板部１１の露出している面積が広くなるほど大きな効果を得ることができる。このため、板部１１はその全面を露出することが好適である。但し、ここでいう全面が露出には、ケース５の製造時の誤差程度に第２の部材１０に覆われることは許容される。
【００１９】
なお、板部１１は平板状で無く湾曲した形状になっていても良く、接続部１２が角張った形状になっていても良い。ケース５が平板状に形成された５個の板部１１で構成された構造で説明をしているが、この限りではなく、板部１１は湾曲しても良い。また、円環形状の板部１１と平板状の板部１１で円筒形状に形成しても良い。隣接した２個の側部１４の間が空隙Ｓになっているが、隣接した２個の側部１４の間の全部を空隙Ｓとする必要は無く、隣接した側部１４の間の一部に接続部１２を形成し、残りの部分を空隙Ｓとしても良い。このとき、接続部１２を主部１３側に設けるとケース５の生産性を向上させることができる。
【００２０】
第２の部材１０は、液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）で形成されている。第２の部材１０は黒色に加工されている。第２の部材１０をＬＣＰで形成することで、第２の部材１０のリフロー時の耐熱性が向上する。また、第２の部材１０には、黒色のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料を用いることもできる。第２の部材１０は、第１の部材９とインサート成形されることによって、第１の部材９の内側、接続部１２、空隙Ｓを覆うように形成される。また、第２の部材１０は主部１３の外表面よりも外側に突出している。第２の部材１０が接続部１２を覆っていることにより、接続部１２の強度が向上し、赤外線センサ１の耐久性が向上する。また、第２の部材１０が空隙Ｓを覆うことにより、第２の部材１０によって空隙Ｓを保護することができる。また、第２の部材１０が第１の部材９の内側を覆うことにより、第１の部材９の内壁を保護するとともに、第１の部材９からの赤外線検出素子３と処理回路４への輻射による熱ノイズを防ぐことができる。これにより、非測定対象物体からの赤外線が金属ケース５を経て入射する輻射影響を低減することができるため、測定対象物体の放射する赤外線を効率良く検知することができ、赤外線センサ１の測定精度が向上する。なお、この第２の部材１０により熱ノイズを防ぐ効果は第１の部材９の内側を少なくとも一部覆っていれば得ることができ、第１の部材９の内側を覆う面積が広いほど大きな効果を得ることができるようになる。
【００２１】
ケース５は、第１の部材９を第２の部材１０にインサートすることにより形成される。ケース５をインサート成形することによって、第１の部材９と第２の部材１０を接着する工程を少なくすることができる。このため、少ない工程数でケース５を製造することができ、ケース５の生産性が高くなる。また、ケース５をインサート成形で製造するため、安価に製造することができる。第１の部材９は、隣接した側部１４の間に空隙Ｓがあることにより、ケース５をインサート成形する際に、第１の部材９を第２の部材１０にインサートし易くなる。これにより、ケース５の生産性を向上させることができる。 
【００２２】
インサート成形で製造されたケース５は、側部１４の主部１３と接続されていない側の端辺Ｅが第２の部材１０で覆われている。このため、ケース５と基板２とは第２の部材１０によって接続される。第２の部材１０を基板に接着する際には、紫外線硬化型接着剤（ＵＶ仮硬化熱本硬化）で接着する。これにより、位置精度をよく、かつ、強固に接着することができる。赤外線センサ１は、空隙Ｓが第２の部材１０で覆われ、第２の部材１０で基板２と接続されることで、赤外線センサ１の気密性を確保し、ケース５内への異物の侵入を防止することができている。また、第２の部材１０は、インサート成形されているため、端辺Ｅ側で側部１４の外表面よりも外側に突出している。これにより、第２の部材１０の厚みが増すため、ケース５の耐久性が向上する。
【００２３】
レンズ８は、シリコンなどの半導体材料で形成されている。レンズ８には両面が凸形状の両凸レンズ８が用いられている。レンズ８には、片面が凸形状になっているレンズ８を用いても良いが、両凸のレンズ８を用いれば、測定対象物体との焦点距離をあわせやすくなり、赤外線センサ１の光学性能が向上する。両凸レンズ８を用いることで、レンズ８の一部が板部１１の外表面よりも外側に飛び出ている。第２の部材１０が板部１１の外表面よりも外側に突出しているため、赤外線センサ１を床等に落としたりしても、第２の部材１０が板部１１の外表面よりも外側に突出しているため、レンズ８が床等に接触し難くなる。第２の部材１０が板部１１の外表面よりも外側に突出していることで、両凸レンズ８を用いても、レンズ８を守ることができる。レンズ８は、第１の部材９と第２の部材１０に支持されている。レンズ８と第１の部材９を接触させることにより、赤外線の吸収によりレンズ８が帯びた熱を第１の部材９に逃がすことができる。これにより、レンズ８の温度上昇を抑えることができるため、赤外線センサ１の検出精度を向上させることができる。レンズ８は第２の部材１０により保持されている。これにより、レンズ８のケース５に取り付ける際の位置精度が向上する。また、レンズ８を第２の部材１０で保持することで、レンズ８の側面の強度を向上させ保護することができる。
【００２４】
以上の様に形成された赤外線センサ１は、接続部１２を第２の部材１０が覆っているため、赤外線センサ１の耐久性が向上している。
【００２５】
また、板部１１の外表面が露出しているため、ケース５の温度が高くなりにくいという効果を得ることができる。
【００２６】
また、第１の部材９の内側の少なくとも一部が第２の部材１０で覆われているため、赤外線検出素子３への輻射による熱ノイズを防止することができる。
【００２７】
また、レンズ８が第１の部材９と接しているため、レンズ８の温度が上昇することを抑制することができるため、赤外線センサ１の検出精度を向上させることができる。
【００２８】
また、レンズ８を両凸レンズ８で形成しているため、測定対象物体との焦点距離をあわせ易い。
【００２９】
また、第１の部材９が主部１３と側部１４で形成され、第２の部材１０が隣接した側部１４の間の空隙Ｓを覆っているため、第１の部材９の生産性を向上させながら、ケース５の耐久性を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、赤外線センサを容易に実装することができるため、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】
【００３１】
１  赤外線センサ
２  基板
３  赤外線検出素子
４  処理回路
５  ケース
６  カバー
７  開口部
８  レンズ
９  第１の部材
１０  第２の部材
１１  板部
１２  接続部
１３  主部
１４  側部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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