(57)【要約】【課題】更なる小型化を図ると共に、小型化した場合であっても赤外線に対する受光感度を良好なものとすることができる赤外線センサを提供する。【解決手段】赤外線を受光する受光部３と、受光部３を封止すると共に、内部に赤外線を透過する液体Ｌが封入された液封部４とを備える。これにより、赤外線センサ１の更なる小型化を図ることが可能であり、また、液体Ｌが封入された液封部４によって赤外線を受光部３に集光させることができるため、この赤外線センサ１を小型化した場合であっても、赤外線に対する受光感度を良好なものとすることが可能である。【選択図】図２
2009139217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を受光する受光部と、
前記受光部を封止すると共に、内部に赤外線を透過する液体が封入された液封部とを備える赤外線センサ。
【請求項２】
前記液封部は、前記液体の液滴が形成された面上を赤外線を透過する封止膜で覆うことにより、前記液体を液滴の状態で気密に封止してなることを特徴とする請求項１に記載の赤外線センサ。
【請求項３】
前記封止膜が、化学気相成長法により形成したパラキシリレン系樹脂膜からなることを特徴とする請求項２に記載の赤外線センサ。
【請求項４】
前記液体が、シリコーンオイルからなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項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、赤外線を検出する赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線センサは、赤外線を検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力するものである。赤外線センサには、大別すると、熱起電力効果や焦電効果、熱電対効果などの赤外線を熱として検出する熱型センサと、光起電力効果や光導電効果、光電子放出効果などの赤外線の光の性質を検出に利用した量子型センサとがある。
【０００３】
従来の赤外線センサは、例えば図４に示すように、赤外線を選択的に透過させるフィルタ１０１を窓部１０２ａに取り付けたキャップ１０２によって、赤外線を検出する検出素子１０３を気密に封止した構造を有している。しかしながら、このような構造の場合、赤外線センサを小型化することが困難であるといった課題がある。
【０００４】
なお、本発明に関連する公知文献としては、例えば下記特許文献１がある。
この特許文献１には、基板と、基板に形成された薄肉部としてのメンブレンと、少なくとも一部がメンブレン上に形成され、赤外線を受光したときに生じる温度変化に基づいて検出信号を発生する検出素子と、検出素子の少なくとも一部を被覆するようにメンブレン上に形成された赤外線吸収膜とを備える赤外線センサにおいて、検出素子が、当該検出素子の端部に設けられたセンサパッド部を介して外部と電気的に接続された状態で、センサパッド部及び赤外線吸収膜を含む基板表面が、パリレンからなる保護膜によって被覆された構造が記載されている。
しかしながら、この特許文献１に記載される赤外線センサでは、検出素子の面上をパリレンからなる保護膜が直接被覆した構造となっているため、外部から照射される赤外線を検出素子に集光させることができず、この赤外線センサの赤外線に対する受光感度を上げるためには、集光レンズなどの別部材が必要となっている。
【特許文献１】特開２００６−７１６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、更なる小型化を図ると共に、小型化した場合であっても赤外線に対する受光感度を良好なものと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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る赤外線センサは、赤外線を受光する受光部と、受光部を封止すると共に、内部に赤外線を透過する液体が封入された液封部とを備えることを特徴とする。
この赤外線センサでは、赤外線を透過する液体が封入された液封部内に受光部を配置することによって、この受光部を封止するための構造を小型化することができる。また、液体を封入した液封部が受光部に赤外線を集光させる集光レンズとして機能するため、この赤外線センサを小型した場合であっても、赤外線に対する受光感度を良好なものとすることができる。
【０００７】
また、上記液封部は、液体の液滴が形成された面上を赤外線を透過する封止膜で覆うことにより、液体を液滴の状態で気密に封止してなることが好ましい。
この場合、上記液封部を簡便な構造としながら、小型且つ安価に製造することができると共に、上記液封部を凸レンズ形状とすることができる。
【０００８】
さらに、上記可撓性膜は、化学気相成長法により形成したパラキシリレン系樹脂膜からなることが好ましい。
この場合、液体の液滴が形成された面上を化学気相成長法により形成したパラキシリレン系樹脂膜で覆うことにより、液体を液滴の状態で気密に封止することができる。したがって、この化学気相成長法により形成したパラキシリレン系樹脂膜は、上記赤外線を透過する封止膜として非常に適している。
【０００９】
また、上記液体は、シリコーンオイルからなることが好ましい。
この場合、シリコーンオイルは赤外線を透過すると共に、耐熱性及び耐寒性に優れていることから、上記液封部に封入される液体として非常に適している。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、赤外線センサの更なる小型化を図ることが可能であり、また、液体が封入された液封部によって赤外線を受光部に集光させることができるため、この赤外線センサを小型化した場合であっても、赤外線に対する受光感度を良好なものとすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した赤外線センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１２】
図１及び図２は、本発明の一実施形態として示す赤外線センサ１である。
この赤外線センサ１は、基板２の上に、赤外線を受光する受光部３と、この受光部３を封止すると共に、内部に赤外線を透過する液体Ｌが封入された液封部４とを備えた構造を有している。
【００１３】
基板２には、例えばシリコン基板やガラス基板、プラスチック基板などを用いることができる。また、この基板２上には、後述する受光部３の検出素子と電気的に接続される配線等（図示せず。）が形成されている。なお、基板２の材質や形状等について特に制限はなく、上記以外の半導体基板や樹脂基板などを用いることができる。
【００１４】
受光部３には、例えばＰＺＴ(ジルコン酸チタン酸鉛)やＰＶＦ(ポリフッ化ビニリデン)などの焦電体からなる検出素子３ａが配置されている。そして、この検出素子３ａは、液封部４内の中央部に配置され、上述した基板２側の配線と電気的に接続された構造となっている。なお、受光部３には、赤外線を検出し、その検出結果を電気信号に変換して出力するものであれば、上述した焦電体からなる検出素子３ａ以外にも、例えば熱起電力効果や焦電効果、熱電対効果などの赤外線を熱として検出する熱型の赤外線検出素子、例えば光起電力効果や光導電効果、光電子放出効果などの赤外線の光の性質を検出に利用した量子型の赤外線検出素子などを配置することができる。さらに、受光部３には、赤外線による像を撮像する赤外線撮像素子などを配置することができる。
【００１５】
液封部４は、液体Ｌの液滴が形成された面上を赤外線を透過する封止膜５で覆うことにより、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止した構造を有している。具体的に、この液封部４は、基板２の検出素子３ａが配置された面上に液体Ｌを適量滴下し、この液体Ｌの液滴が形成された面上に、化学気相成長法（ＣＶＤ法）を用いてパラキシリレン系樹脂膜（パリレンという。）からなる封止膜５を形成することによって、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止している。パラキシリレン系樹脂としては、例えば、ポリモノクロロパラキシリレン（パリレンＣ）や、ポリパラキシリレン（パリレンＮ）、ポリジクロロパラキシリレン（パリレンＤ）などを挙げることができる。その中でも、パリレンＣは、赤外線の透過率が高いため、上記封止膜５に用いるのに適している。また、このＣＶＤ法により形成されるパラキシリレン系樹脂膜は、液体Ｌを液滴の状態で気密に封止することができ、微小化も容易なことから、上記封止膜５として非常に適している。
【００１６】
液体Ｌとしては、赤外線を透過するものであればよく、例えばシリコーンオイルや、キシレンオイル、グリスなどを用いることができる。
【００１７】
また、基板２の受光部３が設けられた面とは反対側の面には、外部接続用の端子６が設けられている。この端子６は、基板２を貫通するコンタクトプラグ（図示せず。）を介して受光部３の検出素子３ａと電気的に接続されている。
【００１８】
以上のような構造を有する赤外線センサ１では、外部から赤外線が照射されると、液封部４の封止膜５及び液体Ｌを透過した赤外線を受光部３の検出素子３ａが受光する。そして、この検出素子３ａが赤外線を検出すると、その検出結果を電気信号に変換して外部に出力することになる。
【００１９】
上述したように、本発明を適用した赤外線センサ１では、赤外線を透過する液体Ｌが封入された液封部４内に検出素子３ａを配置することによって、この検出素子３ａを封止するための構造を小型化することが可能である。さらに、この赤外線センサ１では、液封部４を簡便な構造としながら、小型且つ安価に製造することが可能である。
【００２０】
また、本発明を適用した赤外線センサ１では、液封部４が液体Ｌを液滴の状態で気密に封止することによって、この液封部４を凸レンズ形状とすることができる。これにより、液封部４は、検出素子３ａに赤外線を集光させる集光レンズとして機能することになる。したがって、この赤外線センサ１では、凸レンズ形状を為す液封部４によって赤外線を検出素子３ａに集光させることができるため、この赤外線センサ１を小型した場合であっても、赤外線に対する受光感度を良好なものとすることが可能である。
【００２１】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば図３に示す赤外線センサ１Ａように、基板２の受光部３が設けられた面側をカバー部材７で封止した構造とすることもできる（なお、赤外線センサ１Ａにおいて、上記赤外線センサ１と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。）。
【００２２】
カバー部材７は、液封部４を保護すると共に、不要な光が受光部３に入射するのを防ぐものであり、赤外線を遮光する金属等からなる。そして、このカバー部材７の上部中央には、受光部３の検出素子３ａを外部に臨ませる開口部７ａが設けられている。なお、開口部７ａには、赤外線を選択的に透過させるフィルタを設けてもよい。また、基板２の受光部３が設けられた面とは反対側の面には、外部接続用のコネクタピン８が設けられている。このコネクタピン８は、基板２を貫通するコンタクトプラグ（図示せず。）を介して受光部３の検出素子３ａと電気的に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明を適用した赤外線センサの一例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１中の線分Ｘ−Ｘ’による赤外線センサの断面図である。
【図３】図３は、本発明を適用した赤外線センサの変形例を示す断面図である。
【図４】図４は、従来の赤外線センサを示す透視斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１，１Ａ…赤外線センサ  ２…基板  ３…受光部  ３ａ…検出素子  ４…液封部  ５…封止膜  ６…端子  ７…カバー部材  ７ａ…開口部  Ｌ…液体
【図１】
2009139217.tif 000003
【図２】
2009139217.tif 000004
【図３】
2009139217.tif 000005
【図４】
2009139217.tif 000006