(57)【要約】【課題】本開示は、センサの大型化を抑制しながら検出素子の数を増やすことのできる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開示は、物理量を検出するＮ個の検出部７（Ｎは２以上の整数）を備えた複数の検出素子３と、複数の検出素子３の出力信号を処理し、異なる検出素子３のＮ個の検出部７と接続されるＮ個の入力部１４が設けられたマルチプレクサ９を備えた処理回路４とを有し、の前記検出素子３はＮ個の検出部７のＯＮ／ＯＦＦを選択するＮ個のスイッチ８を有し、処理回路４は、信号を出力する検出信号を選択する検出素子３選択信号を出力し、スイッチ８を制御する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出するＮ個の検出部（Ｎは２以上の整数）を備えた複数の検出素子と、
複数の前記検出素子の出力信号を処理し、異なる前記検出素子の前記Ｎ個の検出部と接続されるＮ個の入力部が設けられたマルチプレクサを備えた処理回路とを有し、
複数の前記検出素子はＮ個の前記検出部のＯＮ／ＯＦＦを選択するＮ個のスイッチを有し、
前記処理回路は、信号を出力する検出信号を選択する検出素子選択信号を出力し、前記スイッチを制御するセンサ。
【請求項２】
前記処理回路は、Ｎ個の前記スイッチと接続されるＮ個の出力部を有し、
複数の前記検出素子のＭ番目（Ｍは１≦Ｍ≦Ｎを満たす整数）の前記検出部の信号が前記マルチプレクサの同一のＭ番目の前記入力部に入力され、
複数の前記検出素子のＮ個の前記スイッチはＮ個の前記出力部から出力される制御信号で制御される請求項１に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物理量を検出するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物理量を検出するセンサとして、複数の検出素子からアナログマルチプレクサに入力信号が入力される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】特許第４３８０８１３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、上記従来のセンサでは、検出素子の数を増やすと、処理回路の数が増え、センサのサイズが大きくなるという課題があった。
【０００５】
本開示は、上記課題を解決し、処理回路を増やさずに検出素子の数を増やスことのできる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開示は、物理量を検出するＮ個の検出部（Ｎは２以上の整数）を備えた複数の検出素子と、複数の前記検出素子の出力信号を処理し、異なる前記検出素子の前記Ｎ個の検出部と接続されるＮ個の入力部が設けられたマルチプレクサを備えた処理回路とを有し、複数の前記検出素子はＮ個の前記検出部のＯＮ／ＯＦＦを選択するＮ個のスイッチを有し、前記処理回路は、信号を出力する検出信号を選択する検出素子選択信号を出力し、前記スイッチを制御する構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のセンサは、処理回路が異なる検出素子のＮ個の検出部と接続されるＮ個の入力部を有しているため、検出素子の数を増やしても処理回路の数を増やすこと無く、処理回路で検出素子の出力信号を処理することができるため、センサを大型化せずに検出素子の数を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態のセンサの構成を示す図
【図２】同センサの断面図
【図３】同センサの第１の検出部の画素の配置を示す図
【図４】センサの変形例の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下に、実施の形態におけるセンサについて図面を用いながら説明する。
【００１０】
図１は、実施の形態のセンサの構成を示す図である。図２は、同センサの断面図である。図３は、同センサの第１の検出部の画素の配置を示す図である。図４は、センサの変形例を示す図である。
【００１１】
センサ１は、基板２に設けられた検出素子３と、検出素子３の出力信号を処理する処理回路４と、基板２に設けられ検出素子３と処理回路４を覆うケース５と、ケース５に設けられた開口部を覆うレンズ６を有している。
【００１２】
ケース５は、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されている。なお、ケース５をセラミック材料で形成しても良い。開口部は、ケース５の検出素子３の前方に設けられ、レンズ６で覆われている。レンズ６は、シリコンなどの半導体材料で形成されている。
【００１３】
検出素子３は第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３Ｂを有し、第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３Ｂは同様の構成をしている。このため、第１の検出素子３Ａを例として説明する。
【００１４】
第１の検出素子３Ａは、物理量を検出するＮ個（Ｎは２以上の整数）の検出部７を有している。第１の検出素子３Ａ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、第１の検出素子３Ａは、赤外線を検出する検出部７として画素部（非接触赤外線検知素子）を有している。画素部はａ×ｂ個設けられている。（Ｎ＝ａ×ｂ）画素部は、感温部および感温部の出力電圧を取り出すためのＭＯＳトランジスタであり、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、第１の検出素子３Ａでは画素部は８×８に構成されている。ここでは、説明の都合上、図３の左上から右下に向かって順番に番号が付されている。なお、画素部は８×８の２次元アレイ状に配置されていなくても良く、画素部が２個以上第１の検出素子３Ａに設けられていれば、本実施の形態のセンサ１の効果を得ることができる。
【００１５】
第１の検出素子３Ａは、検出部７のＯＮ／ＯＦＦを制御するＮ個のスイッチ８を有している。Ｎ個のスイッチ８のうち、Ｍ番目（Ｍは１≦Ｍ≦Ｎを満たす整数）のスイッチ８は、Ｍ番目の検出部７に接続されている。スイッチ８は、並び順と番号を限定されるものではないが、説明の都合上、図１において、処理回路４に近いものから順に、１、・・・、Ｍ、・・・Ｎと番号をつけて説明する。
【００１６】
処理回路４は、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）である。処理回路４は、第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３Ｂに設けられた検出部７と接続されるマルチプレクサ９（ＭＵＸ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）と、マルチプレクサ９から出力された信号を増幅する増幅回路部１０が設けられている。また、処理回路４には、第１の出力部１１、第２の出力部１２、第３の出力部１３が設けられている。処理回路４は、画素を選択する画素選択信号と検出素子３を選択する検出素子選択信号を生成、出力する機能を備える。増幅回路部１０で増幅された信号は第１の出力部１１から出力される。
【００１７】
第１の出力部１１は外部の電子部品（図示せず）と接続される。処理回路４の処理信号が第１の出力部１１から電子部品に入力される。第２の出力部１２から、信号を出力する画素を選択する画素選択信号がスイッチ８に入力される。
【００１８】
第２の出力部１２はＮ個設けられ、Ｍ番目の第２の出力部１２は第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３ＢのＭ番目のスイッチ８と接続されている。このため、Ｍ番目の第２の出力部１２から出力された信号が第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３ＢのＭ番目のスイッチ８に入力されると、第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３Ｂの両方のＭ番目のスイッチ８が同時にＯＮまたはＯＦＦとなる。
【００１９】
第３の出力部１３から、検出素子選択信号がスイッチ８に入力される。第３の出力部１３は２つ設けられ、一方は第１の検出素子３Ａのスイッチ８の全てと接続され、他方は第２の検出素子３Ｂのスイッチ８の全てと接続される。これにより、第３の出力部１３からスイッチ８に入力される信号によって、第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３Ｂのどちらの検出部７から信号を出力するか選択することができる。
【００２０】
マルチプレクサ９は、Ｎ個の入力部１４と、１個の第４の出力部１５を有している。入力部１４は検出部７と接続され、第４の出力部１５は増幅回路部１０と接続されている。マルチプレクサ９の入力部１４にはパッド（図示せず）が設けられ、パッドを介して検出部７の出力した信号が入力部１４に入力される。入力部１４は、並び順と番号に限定されるものではないが、説明の都合上、図１における第１の検出素子３Ａ側の入力部１４から順に、１、・・・、Ｍ、・・・、Ｎとして説明する。第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３ＢのＭ番目の検出部７は、Ｍ番目の入力部１４と接続される。
【００２１】
上気した様に、２個の検出素子３（第１の検出素子３Ａ、第２の検出素子３Ｂ）は検出素子選択信号を受けるスイッチ８を有し、処理回路４は検出素子選択信号を出力する機能を有し、処理回路４の第３の出力部１３から検出素子選択信号を出力している。これにより、２個の検出素子３を１つの処理回路４に接続し、信号処理できるようになるため、従来例の様に１つの検出素子に対して１つの処理回路を接続する構成とした場合に比べて、センサ１に搭載する処理回路４の個数を減らすことができる。また、２個の検出素子３のＭ番目の検出部７をマルチプレクサ９の同一のＭ番目の入力部１４と接続している。これにより、第３の出力部１３から出力される検出素子選択信号がＯＮにならないと、第３の検出部１３と接続された検出素子３の検出部７の選択信号がＯＮにならない構成となっている。これにより、処理回路４のパッド数を削減することができるため、従来例で検出素子を増やした場合に比べて、処理回路４のチップ面積を小さくすることができる。また、処理回路４のチップ面積を小さくすることができるため、処理回路４の価格の増加を抑制することができる。この様な構成にしたことにより、検出素子３の数を増やしてもセンサ１の大型化を抑制することができる。
【００２２】
なお、第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３Ｂの構成が同じものとして説明したが、この限りではなく、第１の検出素子３Ａと第２の検出素子３Ｂを異なる構成にしても良い。例えば、第１の検出素子３Ａの画素部を８×８、第２の検出素子３Ｂの画素部を１６×４としても良い。
【００２３】
（変形例）
実施の形態では、検出素子３を増やしてもセンサの大型化を抑制することができることを、２個の検出素子３を有したセンサ１を例として説明したが、検出素子の数は３個以上でも実施の形態の効果を得ることができる。このため、図４に検出素子の数を更に増やした場合を例示して示す。この検出素子の数を増やしたセンサは変形例のセンサ２１として説明する。
【００２４】
変形例のセンサ２１では、検出素子２３は第１の検出素子２３Ａと第２の検出素子２３Ｂと第３の検出素子２３Ｃで構成され、第１の検出素子２３Ａ、第２の検出素子２３Ｂ、第３の検出素子２３Ｃは同様の構成をしている。第１の検出素子２３Ａ、第２の検出素子２３Ｂ、第３の検出素子２３ＣはＮ個の検出部７と、検出部７を制御するＮ個のスイッチ８を有している。処理回路４は、マルチプレクサ９と増幅回路部１０と、第１の出力部１１、第２の出力部１２、第３の出力部１３を有している。マルチプレクサ９はＮ個の入力部１４を有している。Ｍ番目の入力部１４には、第１の検出素子２３Ａ、第２の検出素子２３Ｂ、第３の検出素子２３ＣのＭ番目の検出部７が接続されている。処理回路４の第１の出力部１１は、外部の電子部品に接続されている。第２の出力部１２は、Ｎ個のスイッチ８と接続され、スイッチ８に画素選択信号を入力する。第３の出力部１３は、Ｎ個のスイッチ８と接続され、スイッチ８に検出素子選択信号を入力する。
【００２５】
上記構成としているため、第３の検出素子２３Ｃを新たに設けても、処理回路４を増やすことなく、１個の処理回路４で第１の検出素子２３Ａ、第２の検出素子２３Ｂ、第３の検出素子２３Ｃの出力信号を信号処理することができている。また、第１の検出素子２３Ａ、第２の検出素子２３Ｂ、第３の検出素子２３ＣのＭ番目の検出部７をマルチプレクサ９のＭ番目の同一の入力部１４に接続しているため、パッドを異なる検出素子３で共通化することができており、パッド数を増やさないで第３の検出素子２３Ｃを設けることができている。
【００２６】
この様に、処理回路４を増やさず、また、マルチプレクサ９のパッド数を増やさずに第３の検出素子２３Ｃを追加することができているため、従来例に比べて検出素子の数を増やしてもセンサ２１の大型化を抑制することができている。
【００２７】
図４に示すセンサ２１では検出素子を３個備えた構成を説明したが、検出素子が４個、５個と増えても、センサ１、２１と同様の構成にすれば、センサの大型化を抑制しながら、検出素子３の数を増やすことができる。
【００２８】
なお、検出素子３を赤外線検出素子、検出部７を画素部として説明したが、この限りではなく、物理量を検出する検出部７が複数設けられた検出素子３を複数備えたセンサ１であれば、赤外線センサでなくても本実施の形態の効果を得ることができる。赤外線センサ以外にも、例えば、温度センサや、角速度センサ、加速度センサなどにも適用することができる。例えば、角速度センサや加速度センサなどの慣性力センサなら、検出したい慣性力の方向が増えるたびに検出素子３を増やす必要があるが、その場合、本実施の形態の構成を適用すれば、センサ１の大型化を抑制しながら、検出する慣性力の方向を増やすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本開示は、センサの大型化を抑制しながら検出素子の数を増やすことができるため、赤外線センサや温度センサ、慣性力センサなどに有用である。
【符号の説明】
【００３０】
１、２１  センサ
２  基板
３、２３  検出素子
３Ａ、２３Ａ  第１の検出素子
３Ｂ、２３Ｂ  第２の検出素子
４  処理回路
５  ケース
６  レンズ
７  検出部
８  スイッチ
９  マルチプレクサ
１０  増幅回路部
１１  第１の出力部
１２  第２の出力部
１３  第３の出力部
１４  入力部
１５  第４の出力部
２３Ｃ  第３の検出素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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