(57)【要約】【課題】製造コストを増加させずに、視野角のバラツキを抑えることを可能とする赤外線センサを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る赤外線センサ（１０）は、赤外線を感知する複数の赤外線センサ素子（３ａ、３ｂ）と、複数の赤外線センサ素子の各々のゲイン調整量が記憶された記憶手段（２１）と、ゲイン調整量に基づいて複数の赤外線センサ素子からの各々の出力のゲイン調整を行うためのゲイン調整手段（アンプ１、アンプ２）とを有することを特徴とする。赤外線センサが有する複数の赤外線センサ素子のゲインを調整して、赤外線センサのセンサ出力における視野角を補正することができるように構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を検知する第１赤外線センサ素子と、
赤外線を検知する第２赤外線センサ素子と、
前記第１赤外線センサ素子のための第１ゲイン調整量及び前記第２赤外線センサ素子のための第２ゲイン調整量が記憶された記憶手段と、
前記第１及び第２ゲイン調整量に基づいて、前記第１及び２赤外線センサ素子の出力のゲイン調整を行うゲイン調整手段とを有することを特徴とする赤外線センサ。
【請求項２】
前記ゲイン調整手段は、前記赤外線センサの視野角を補正するように前記第１及び第２赤外線センサ素子の出力をそれぞれ調整する請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記ゲイン調整手段によって調整された前記第１赤外線センサ素子の出力及び前記ゲイン調整手段によって調整された前記第２赤外線センサ素子の出力に基づいて、前記赤外線センサのセンサ出力を生成する演算手段をさらに有する請求項２又は３に記載の赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線センサに関し、特に赤外線センサが有する視野角のバラツキを抑えることができる赤外線センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な赤外線センサ１１の断面図を図４に示す。図４において、ステム１の上部に回路基板２が取付けられており、回路基板２上に赤外線センサ素子３が搭載されている。３本のターミナル８と回路基板２がワイヤ５によって接続されている。赤外線センサ素子３は、開口部にフィルタ７を有するケース６によって覆われている。
【０００３】
赤外線センサ素子３は、図中θで示す範囲の入射光に対して、赤外線強度に応じた出力を行う。したがって、赤外線センサ素子３の回路基板２への搭載位置精度、ケース６の開口部の精度、赤外線センサ素子３とケース６の開口部との相対位置精度等によって、赤外線センサ１１の視野角にバラツキが生じる。
【０００４】
図５は、横軸に角度（°）、縦軸に赤外線センサのセンサ出力（ｖ）を取り、視野角分布を示したものである。角度はケース６の開口部の中心位置を０°とし、右側を（＋）、左側を（−）としている。出力は、相対出力であって、最大出力を１．０として正規化したものである。図中、グラフ５０は、中心より左側に最大出力角度を有するセンサの場合であり、グラフ５１は右側に最大出力角度を有するセンサの場合である。このように、赤外線センサ毎に、視野角分布は異なる、即ち視野角にバラツキが生じる。
【０００５】
このような視野角のバラツキを抑えるために、従来は、赤外線センサ素子３をより精度良く回路基板２へ搭載する方法、ステム１により精度良くケース６を取付ける方法等が採用されていた。さらには、部品の組立後、視野角分布を測定して、例えば最大出力角度が０°になるようにケース６の取付け調整を行う方法等も採用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、取付け精度を高めるため又は再調整を行うために、製造工数が増え、さらには製造コストが増加してしまうという不具合があった。さらに、視野角分布が適正ではない赤外線センサは出荷することができないので、赤外線センサの歩留まりが悪化するという不具合もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、製造コストを増加させずに、視野角のバラツキを抑えることを可能とする赤外線センサを提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、製造過程で視野角のバラツキを抑えるのではなく、電気的に視野角のバラツキを抑えることを可能とする赤外線センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明において、赤外線センサは、赤外線を感知する複数の赤外線センサ素子と、複数の赤外線センサ素子の各々のゲイン調整量が記憶された記憶手段と、ゲイン調整量に基づいて複数の赤外線センサ素子からの各々の出力のゲイン調整を行うためのゲイン調整手段とを有するので、赤外線センサ素子やケース等の取付け精度を考慮することなく、赤外線センサの視野角のバラツキを抑えることができるという効果を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る発明では、そのゲイン調整手段が、複数の赤外線センサ素子からの各々の出力のゲイン調整を行うことによって、赤外線センサの視野角を補正するという効果を得ることができる。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３に係る発明では、ゲイン調整手段によってゲイン調整された複数の赤外線センサ素子からの各々の出力に基づいて赤外線センサのセンサ出力を生成する演算手段を有するので、より精度良く赤外線センサの視野角を補正するという効果を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る赤外線センサについて、図１〜図３を用いて説明する。
【００１３】
赤外線センサ１０の断面図を図１に示す。図１において、図４と同じ部材には同じ番号を付している。ステム１の上部に回路基板２が取付けられており、回路基板２上に赤外線センサ素子３ａ及び３ｂが搭載されている。３本のターミナル８と回路基板２がワイヤ５によって接続されている。赤外線センサ素子３ａ及び３ｂは、開口部にフィルタ７を有するケース６によって覆われている。
【００１４】
図２に、回路基板２に搭載されている電子回路２０の概要を示す。図２において、赤外線センサ素子３ａは、サーモパイル型赤外線センサであり、アンプ１と接続されている。赤外線センサ素子３ａに赤外線が入射すると、入射した赤外線に応じた出力Ｓ１が、アンプ１に入力する。
【００１５】
同様に、赤外線センサ素子３ｂは、サーモパイル型赤外線センサであり、アンプ２と接続されている。赤外線センサ素子３ｂに赤外線が入射すると、入射した赤外線に応じた出力Ｓ２が、アンプ２に入力する。
【００１６】
アンプ１には、内部メモリ２１から基準入力Ｒ１が入力しており、基準入力Ｒ１に応じて、赤外線センサ素子３ａの出力ｓ１のゲインが調整されるように構成されている。同様に、アンプ２には、内部メモリ２１から基準入力Ｒ２が入力しており、基準入力Ｒ２に応じて、赤外線センサ素子３ｂの出力ｓ２のゲインが調整されるように構成されている。
【００１７】
アンプ１及びアンプ２の出力は、演算回路２２に入力される。入力された各入力は演算回路２２で処理されて赤外線センサ１０の出力となる。なお、ＶＧはバンドギャップレベルを示しており、たとえば１．８Ｖである。
【００１８】
次に、赤外線センサ１０の製造手順について説明する。赤外線センサ１０は、最初にステム１上に回路基板２が実装され、次に回路基板２に複数の赤外線センサ素子３ａ及び３ｂが実装され、次に回路基板２と各ターミナル８がワイヤ５で接続される。その後、開口部に赤外線フィルタ７が取付けられたケース６が、ステム１上に溶接されて固定される。
【００１９】
次に、赤外線センサ１０の視野角補正手順、即ち電気トリミング処理について説明する。
【００２０】
最初に、赤外線センサ１０の製造完了後、赤外線センサ素子（３ａ及び３ｂ）毎に視野角分布を測定する。測定された視野角分布の一例を図３に示す。図３において、赤外線センサ素子３ａの視野角分布を３０、赤外線センサ素子３ｂの視野角分布を３１として示す。
【００２１】
次に、各赤外線センサ素子３ａ及び３ｂからの出力のゲイン調整を行う。図３の例では、赤外線センサ素子３ａからの出力と赤外線センサ素子３ｂからの出力を加算したときに、バラツキの無い視野角分布（図３のグラフ３３参照）となるように、赤外線センサ素子３ａの出力を図中の３２となるようにゲイン調整し、赤外線センサ素子３ｂの出力はそのままとなるように調整する。設定されたゲイン調整量は、基準入力Ｒ１及びＲ２として内部メモリ２１に書き込まれる。
【００２２】
ゲイン調整された各出力Ｓ１及びＳ２が、演算回路２２で加算処理されて、即ち電気トリミング処理されて、赤外線センサ１０の出力となる。
【００２３】
図３に示されるように、電気トリミング処理された赤外線センサ１０の視野角分布３３は、最大出力角度が０°となるように調整されている。
【００２４】
なお、図２の例では、２つのアンプ１及びアンプ２を用いて、ゲイン調整を行ったが、スイッチ手段を設けて内部メモリ２１からの基準入力Ｒ１及びＲ２を切替えるように構成することによって、１つのアンプのみでゲイン調整を行うことが可能である。
【００２５】
さらに、上記実施形態では、２つの赤外線センサ素子３ａ及び３ｂからの出力を電気トリミング処理するように構成したが、赤外線センサ素子数を増加させれば、さらに高精度に赤外線センサのセンサ出力の視野角分布を補正することが可能となる。
【００２６】
このように、赤外線センサは、複数の赤外線センサ素子からの出力を電気トリミング処理することによって、赤外線センサの視野角分布のバラツキを抑制することが可能となった。即ち、製造時に発生した、赤外線センサ素子とケースとの組み付けバラツキを、電気的に吸収し、バラツキのない視野角分布を有する赤外線センサを得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる赤外線センサの断面図の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る赤外線センサに組み付けられる電子回路の一例を示す図である。
【図３】視野角分布の補正を説明するための図である。
【図４】従来の赤外線センサの断面図の一例を示す図である。
【図５】視野角分布のバラツキを説明するための図である。
【符号の説明】
２…電子回路
３、３ａ、３ｂ…赤外線センサ素子
６…ケース
１０、１１…赤外線センサ
２０…電子回路
２１…内部メモリ
２２…演算回路
【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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