CN104662397B - 传感器组件 - Google Patents

Abstract

传感器组件(100)，具备：传感器(101)，具有用于检测电磁波的多个像素，该多个像素在规定方向上排列成一列；以及透镜(104)，使因电磁波而产生的像成像于传感器(101)上的检测面，在与检测面平行的面内与规定方向正交的第一方向上的透镜(104)的光圈值，与作为规定方向的第二方向上的透镜(104)的光圈值不同。例如，第一方向上的透镜(104)的光圈值，比第二方向上的透镜(104)的光圈值小。

Description

传感器组件

技术领域

本发明涉及主要测量远红外线分布时利用的传感器组件。

背景技术

为了得到红外线的二维图像，利用具有二维阵列传感器以及成像光学系统的传感器组件。近几年，为了在空调等的家电设备装载传感器组件，而试图传感器组件的低成本化。

专利文献1，以传感器组件的低成本化为目的，公开由线传感器扫描来得到二维图像的技术。

专利文献2公开，利用了硅或锗的透镜的成像光学系统。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2010-133692号公报

专利文献2：日本特开平6-94991号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，存在的问题是，硅或锗等的材料高价，并且，基本上只能通过研磨进行加工，因此，以廉价来制造是困难的。

于是，本发明，提供能够一边维持检测灵敏度一边以廉价来制造的传感器组件。

用于解决问题的手段

本发明的实施方案之一涉及的传感器组件，具备：线传感器，具有用于检测电磁波的多个像素，该多个像素在规定方向上排列成一列；以及成像光学系统，使因电磁波而产生的像成像于所述多个像素上的检测面，在与所述检测面平行的面内与所述规定方向正交的第一方向上的所述成像光学系统的光圈值，与作为所述规定方向的第二方向上的所述成像光学系统的光圈值不同。

发明效果

本发明的传感器组件，能够一边维持检测灵敏度一边以廉价来制造。

附图说明

图1A是实施例1的传感器组件的侧面图(a)和上面图(b)。

图1B是实施例1的传感器组件的正面图。

图2A是实施例1的传感器组件的侧面图，且是成像光学系统入射光的宽度和聚光直径的关系的模式图。

图2B是实施例1的图像形成方法的说明图。

图3是实施例1的用于传感器组件的传感器的模式图(a)、传感器组件的侧面图(b)以及上面图(c)。

图4是实施例1的传感器组件的侧面图(a)以及上面图(b)。

图5是透镜的形状的说明图。

图6是实施例1的传感器组件的、与X方向的菲涅耳形状有关的说明图(a)、以及与针对斜入射光的各个像素上的聚光位置有关的说明图(b)。

图7是实施例1的传感器组件的侧面图(a)以及上面图(b)。

图8是实施例1的用于传感器组件的传感器的模式图(a)、传感器组件的侧面图(b)以及上面图(c)。

图9是实施例2的传感器组件的侧面图(a)以及上面图(b)。

图10是实施例2的传感器组件的、与难以接受杂散光的配置有关的说明图。

图11是实施例2的传感器组件的、与难以接受杂散光的配置有关的说明图(a)、以及与更难以接受杂散光的配置有关的说明图(b)。

图12是实施例3的在汽车装载传感器组件时的汽车的截面图(a)、以及上面图(b)。

图13是实施例3的在汽车装载传感器组件时的、与防止外来光的影响的结构有关的说明图。

图14是实施例3的在汽车装载传感器组件时的、与防止外来光的影响的结构有关的说明图。

图15是实施例3的由传感器组件扫描来获得汽车内的温度分布的说明图(a)、以及与扫描时的采样周期有关的说明图(b)。

图16是实施例4的传感器组件的侧面图(a)和上面图(b)。

图17是实施例4的传感器组件的正面图。

图18是示出实施例4的传感器组件的测量范围的模式图。

具体实施方式

(成为本发明的基础的知识)

本发明人员，对于“背景技术”的栏中记载的传感器组件，看出了会产生以下的问题。

近几年，正在开发利用了红外线的各种各样的应用。波长为0.7至2.5微米的近红外区域的红外线具有，夜视摄像机等的防盗用途、或用于电视机等的遥控器用途等。并且，2.5至4.0微米的中红外区域的红外线，经常利用于如下处理，即，通过测量对象的透射光谱的光谱测量，根据其测量对象所固有的吸收光谱识别物质。

进而，在4.0至10微米的远红外区域中，存在常温近旁的黑体辐射光谱的峰值，因此，用于检测从物质辐射的远红外区域的红外线，从而以非接触测量物质的表面温度。该使用方法，一般而言，有效利用于作为热像仪，以二维来获得物质的表面温度。用于热像仪等的传感器组件，与可见区域的相机等同样，具备二维阵列传感器、以及用于成像于二维阵列传感器上的成像光学系统。

对于远红外线用的二维阵列传感器，以往利用辐射热测量计等。辐射热测量计是指，由入射的远红外线暖和传感器，检测因暖和而引起的传感器的温度上升以作为电阻值。对于辐射热测量计，虽然高画质，但是，用于使电流流动的电路等，用于读出的结构复杂且高价。

近几年，为了在空调等的家电设备装载传感器组件，而需要传感器组件的低成本化。于是，通过利用热电堆等的廉价的传感器，或者，通过由线传感器扫描来得到二维图像(专利文献1)，从而试图低成本化。

并且，也会有对作为传感器组件的构成要素的成像光学系统，利用硅或锗的透镜等的情况(专利文献2)。

然而，存在的问题是，硅或锗等的材料高价，并且，基本上只能通过研磨进行加工，因此，以廉价来制造是困难的。并且，虽然折射率高，但是，透射率低，会有传感器的灵敏度降低的顾虑。

于是，本发明，提供能够一边维持检测灵敏度一边以廉价来制造的传感器组件。

为了解决这样的问题，本发明的实施方案之一涉及的传感器组件，具备：线传感器，具有用于检测电磁波的多个像素，该多个像素在规定方向上排列成一列；以及成像光学系统，使因电磁波而产生的像成像于所述多个像素上的检测面，在与所述检测面平行的面内与所述规定方向正交的第一方向上的所述成像光学系统的光圈值，与作为所述规定方向的第二方向上的所述成像光学系统的光圈值不同。

如上所述，传感器组件，与利用将第一及第二方向上的成像光学系统的光圈值之中的大的一方作为第一及第二方向的光圈值共同具有的成像光学系统的情况相比，更能够增加通过该成像光学系统的由像素检测的电磁波的线量。因此，传感器组件，与所述的情况相比更能够提高检测灵敏度。

并且，即使在用于成像光学系统的材料的电磁波的透射率比较低的情况下，传感器组件，也能够以成像光学系统整体来维持或增大透射的电磁波的线量。在用于成像光学系统的材料的电磁波的透射率比较低的情况下，透射该成像光学系统的电磁波的量降低。另一方面，通过如上所述使第一及第二方向上的光圈值不同，从而使透射该成像光学系统的电磁波的量增加。因此，使其增加量，比其降低量大或与其降低量相等，从而能够以成像光学系统整体来维持或增加透射的电磁波的线量。

因此，对成像光学系统不需要利用硅或锗那样高价且加工的成本高的材料，而能够利用廉价且加工的成本低的材料。因此，传感器组件，能够一边维持检测灵敏度一边以廉价来制造。

例如，所述第一方向上的所述成像光学系统的光圈值，比所述第二方向上的所述成像光学系统的光圈值小。

据此，传感器组件能够，在将线传感器的像素的间隔成为与以往的间隔相同的状态下，增大透射成像光学系统的电磁波的线量。因此，传感器组件能够，利用与以往同样的结构的线传感器，一边维持检测灵敏度一边以廉价来制造。

例如，所述成像光学系统具有透镜，所述第一方向上的所述透镜的光圈值，比所述第二方向上的所述透镜的光圈值小。

据此，传感器组件是，将第一及第二方向的F因数不同的透镜作为成像光学系统来利用，从而具体实现的。

例如，所述第一方向上的所述透镜的宽度，比所述第二方向上的所述透镜的宽度大。

据此，传感器组件是，将第一及第二方向的宽度不同的透镜作为成像光学系统来利用，从而具体实现的。

例如，所述透镜的与所述第一方向垂直的面的截面形状，与所述透镜的与所述第二方向垂直的面的截面形状不同。

据此，传感器组件是，将第一及第二方向的截面形状不同的透镜作为成像光学系统来利用，从而具体实现的。

例如，所述透镜的与所述第二方向垂直的面的截面形状包含菲涅耳形状。

据此，传感器组件，能够利用菲涅耳透镜来抑制厚度。此时，对与第一及第二方向之中的精度也可以比较低的第二方向垂直的面的截面形状利用菲涅耳形状。据此，能够一边抑制给线传感器的电磁波的检测精度带来的影响，一边抑制成像光学系统的厚度。

例如，所述透镜的与所述第一方向垂直的面的截面形状不包含菲涅耳形状。

据此，传感器组件，能够维持电磁波的检测精度。一般而言，通过利用菲涅耳透镜，从而能够抑制成像光学系统的厚度，反而，电磁波的检测精度降低。对与第一及第二方向之中的需要比较高的精度的第一方向垂直的面的截面形状不利用菲涅耳形状，从而能够维持由成像光学系统的检测灵敏度。

例如，所述成像光学系统具有反射镜，所述第一方向上的所述反射镜的光圈值，比所述第二方向上的所述反射镜的光圈值大。

据此，传感器组件是，将第一及第二方向的F因数不同的反射镜作为成像光学系统来利用，从而具体实现的。也就是说，传感器组件是，不利用透射式的成像光学系统，而利用反射式的成像光学系统来能够实现的。

例如，所述反射镜是离轴抛物面镜。

据此，传感器组件能够，以更高的精度使电磁波聚光于线传感器的像素。

例如，所述传感器组件还具有平面镜。

据此，传感器组件能够，使线传感器难以接受入射到传感器组件内部的杂散光。据此，传感器组件能够，以更高的精度使电磁波聚光于线传感器的像素。

例如，(i)由连结所述离轴抛物面镜的端部之中的与传感器近的一方以及所述传感器的端部之中的与所述离轴抛物面镜近的一方的直线、和所述平面镜而成的角的角度，与(ii)由从所述离轴抛物面镜入射到所述平面镜的电磁波和所述平面镜而成的角的角度不同。

据此，传感器组件能够构成为，具体而言，使线传感器难以接受入射到传感器组件内部的杂散光。据此，传感器组件能够，以更高的精度使电磁波聚光于线传感器的像素。

例如，所述多个像素各自的所述第一方向上的宽度，比所述多个像素各自的所述第二方向上的宽度大。

据此，即使在电磁波不聚光于第二方向的像素的检测面上的一点而在第二方向上具有若干的扩展的情况下，像素也能够检测透射了成像光学系统的电磁波之中的大部分。据此，传感器组件能够，以更高的检测灵敏度检测电磁波。

例如，所述电磁波包含具有8至10微米的波长的远红外线。

据此，传感器组件能够，以高的检测灵敏度适当地检测具有8至10微米的波长的远红外线。

例如，所述透镜的材质是聚乙烯。

据此，传感器组件是，将聚乙烯的材质的透镜作为成像光学系统来利用，从而以廉价来制造的。

例如，所述多个像素分别是，利用了热电堆或辐射热测量计的红外线检测器。

据此，传感器组件是，由利用了热电堆或辐射热测量计的红外线检测器来具体实现的。

以下，参照附图说明实施例。

而且，对于相同的要素，附上相同的符号，也会有省略说明的情况。并且，在附图中，为了容易理解，而以各个构成要素为主体来模式示出。

而且，以下说明的实施例，都示出本发明的优选的一个具体例子。以下的实施例示出的数值、形状、构成要素、步骤、步骤的顺序等是一个例子而不是限定本发明的宗旨。因此，对于以下的实施例的构成要素中的、示出最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素而被说明。并且，在所有的实施例中，也能够组合各个内容。

(实施例1)

在本实施例中，说明以廉价来制造且提高检测灵敏度的传感器组件。而且，本实施例的传感器组件是，用于线传感器的成像光学系统，能够一边维持检测灵敏度一边以廉价来制造。

对于本实施例的传感器组件100，利用图1A及图1B进行说明。

图1A的(a)是传感器组件100的侧面图，图1A的(b)是从图1A的(a)的箭头线A的方向看传感器组件100时的上面图。图1B是传感器组件100的正面图。

在图1A的(a)中，X轴方向是，从表面向背面贯穿附图的方向，Y轴方向是，在附图内从下面朝向上面的方向，Z轴方向是，在附图内从左面朝向右面的方向。同样，在图1A的(b)中，X轴方向是，在附图内从下面朝向上面的方向，Y轴方向是，从背面向表面贯穿附图的方向，Z轴方向是，在附图内从左面朝向右面的方向。在其他的图中，X、Y以及Z方向也是，如坐标轴所示的方向。

传感器组件100具备，传感器101和透镜104。

传感器101是，具有传感器基板103和像素列102的线传感器。像素列102，被设置在传感器基板103上，且具有像素102a、102b、102c、102d以及102e。像素102a等分别检测电磁波。

以后的说明中，像素102a等的每一个，尤其检测远红外线。一般而言，从常温的黑体辐射的红外线的峰值波长存在于8至10微米近旁。该波长区域相当于远红外线。

而且，像素102a等的每一个，例如，由利用了热电堆或辐射热测量计的红外线检测器来实现。

而且，传感器101的与透镜104相对的一侧的面是检测电磁波的面，因此，也将该面称为检测面。也可以说，检测面是，传感器101的、与传感器基板103相反一侧的面。而且，以传感器101具有5个像素的情况为例子进行说明，但是，像素的数量不仅限于此。

透镜104，使电磁波成像于传感器101上的检测面。透镜104，相当于成像光学系统。透镜104的材料是，例如，聚乙烯。聚乙烯，使8至10微米的红外线透射。而且，对于透镜104的材料，即使不是聚乙烯，若是使所述波长的红外线透射、且能够成型的树脂的材料，则能够利用。透镜104是，例如，球面透镜，对于其形状，在后面进行说明。

对于各个像素102a、102b、102c、102d以及102e，宽度(X轴方向的长度)、以及高度(Y轴方向的长度)均为长度L，在XY平面上呈正方形形状。传感器101的像素102c和透镜104被设置在光轴105上。

像素列102中包含的各个像素102a、102b、102c、102d以及102e被配置成，在Y轴方向上排列。所述的各个像素，在Y轴方向上排列有多个，在与该排列的方向正交的方向即X轴方向上仅设置有一个像素。也就是说，像素列102是，像素排列成一列的所谓线传感器。

以下，也会有将X轴方向表现为第一方向、将Y轴方向表现为第二方向的情况。也就是说，该线传感器是，在第一方向上配置一个像素，在第二方向上排列多个像素，从而像素被配置成一列的线传感器。

说明本实施例的传感器组件100的工作的机制。参照图1A的(a)，说明传感器组件100的切线面(是包含光轴的面，且是包含以各个角度入射的各个电磁波的主光线的面)上的工作。

在图1A的(a)中，垂直入射光106是，从物面上且光轴105上的不图示的一点发出的电磁波。垂直入射光106，垂直入射到透镜104。垂直入射光106，聚光于光轴105上存在的像素102c。

并且，将从物面上且光轴105外的不图示的一点发出的相对于透镜104而倾斜入射的电磁波称为斜入射光。在图1A的(a)中，斜入射光107是，斜入射光之中的、以最大的入射角θ1来入射的光。斜入射光107，聚光于与光轴105最远的像素102e。

如此，从物面上沿着Y轴发出的、以角度θ1以内的角度来入射到透镜104的电磁波，在切线面内，都聚光于像素列102的某个位置。

参照图1A的(b)，说明传感器组件100的弧矢面(包含光轴，且与切线面垂直的面)上的工作。像素102a、102b、102c、102d以及102e，在Y轴方向上排列，因此，在图1A的(b)中，仅看到像素列102的1个像素的宽度。

与图1A的(a)的切线面同样，在弧矢面，垂直入射光106也垂直入射到透镜104。垂直入射光106，聚光于光轴105上存在的像素列102的中心。

并且，图1A的(a)示出的斜入射光107的光路，在图1A的(b)中投影到与垂直入射光106大致相同的光路，聚光于光轴105上存在的像素列102的X轴方向的中心。此时，如图1A的(a)的说明那样，在Y轴方向上，垂直入射光106和斜入射光107在像素列102上的聚光位置不同。

如上所述，垂直入射光106，在切线面及弧矢面的每一个，聚光于光轴105上的像素102c上。并且，在切线面及弧矢面的每一个，透镜104的焦点距离相等，即，透镜104是光轴对称的透镜。根据这样的结构，能够将从物面上的线状的区域射出的电磁波的像，由透镜104成像于像素列102上。

以下，说明透镜104的形状。

图2A是本实施例的传感器组件的侧面图，且是成像光学系统入射光的宽度和聚光直径的关系的模式图。图2A的(a)是以与图1A的(a)等相同的尺度来示出所述关系的图，图2A的(b)是仅放大示出所述关系的放大图。

一般而言，入射到各个像素102a、102b、102c、102d以及102e的电磁波的光量越多，检测灵敏度就越高，因此，优选的是，透镜104的直径(宽度)尽量大。但是，若使透镜的直径变大，则导致球面像差的增大。

例如，在图2A中，在宽度(Y轴方向的长度)为W1的垂直入射光106由透镜104聚光的情况下，聚光位置(在此，像素102c上)的聚光直径为R1。并且，在宽度为比W1宽的W3的垂直入射光108由透镜104聚光的情况下，聚光位置的聚光直径为R3。此时，根据球面像差的影响，在某条件下，R3比R1大。这是，一般而言，在透镜104为球面透镜的情况下明显的。并且，在切线面，针对斜入射光的彗形像差的影响也明显，因此，在入射到透镜104的电磁波的宽度大的情况下，针对斜入射光的像素上的聚光直径更大。

而且，将光束的宽度、或聚光直径大的情况，也表现为粗。并且，所谓“理想”的情况是指，不考虑球面像差及彗形像差的影响的情况。另一方面，所谓“现实”的情况是指，考虑到球面像差及彗形像差的影响的情况。

根据这些原因，在传感器101的像素上的聚光直径变粗的情况下，例如，像图2A的垂直入射光106那样，理想而言要入射到像素102c的光的一部分，现实而言也入射到与像素102c相邻的像素102b或102d。因此，现实而言，不能得到在理想的情况下应该得到的分辨率。因此，现实而言，从像素列102得到的图像，成为模糊的图像。

为了减少彗形像差或球面像差的影响，而需要使入射到透镜104的光的粗度变细。但是，一般而言，在使入射到透镜的光的粗度变细的同时，使透镜的尺寸变大一定以上是困难的。也就是说，一般而言，难以同时实现透镜的亮度(光量)的提高(增大)、和像差的影响的减少。

为了解决所述问题，在本实施例的传感器组件100中，透镜104具有特征性形状。对于透镜104，如图1A的(b)示出，传感器的像素由1个像素构成的X轴方向(第一方向)的透镜直径D2，比像素列102排列的方向即Y轴方向(第二方向)的透镜直径D1大。在此，也可以将所述的X轴方向等的透镜直径称为，X轴方向等的透镜的宽度。

并且，也可以说是，X轴方向(第一方向)的光圈值，比Y轴方向(第二方向)的光圈值小。

图1B的(a)及(b)分别示出，透镜104的形状的例子。图1B的(a)，相当于以长径(X轴方向的直径)为D2且短径(Y轴方向的直径)为D1的椭圆剪下了球面透镜的透镜。图1B的(b)，相当于以长边(与X轴平行的边)为D2且短边(与Y轴平行的的边)为D1的长方形剪下了球面透镜的透镜。这些图都是，X轴方向的宽度为D2，Y轴方向的宽度为D1。而且，所述仅仅是例示，透镜104的形状不仅限于此。

在剪下球面透镜来生成透镜104的情况下，透镜104的形状为，从球面透镜剪下了X轴方向的长度比Y轴方向的长度长的形状之后的形状即可，剪下的图形的形状也可以是任何形状。也就是说，所述图形也可以是，椭圆(图1B的(a))、长方形(图1B的(b))以外的、三角形、五角形、其他的组合直线或曲线而得到的图形。

而且，在所述说明中，图1A的(a)及(b)分别是传感器组件100的侧面图及上面图。也可以说，这些图分别示出，与第一方向垂直的面的传感器组件100的截面形状、以及与第二方向垂直的面的传感器组件100的截面形状。若如此看，则可以说，透镜104的与第一方向垂直的面的截面形状、和透镜104的与第二方向垂直的面的截面形状不同。

据此，传感器组件100具有如下的效果。

首先，在图1A的(b)所示的弧矢面，在各个像素的X轴方向上不存在相邻的像素，因此，即使X轴方向的各个像素上的光束直径变粗，分辨率也不会像切线面那样恶化。并且，因X轴方向的透镜直径D2变大，而透射透镜104的光量增大，因此，例如，对于垂直入射光106，从物面与光轴105的交点射出来入射到像素102c的光量增大。其结果为，传感器组件100具有，能够一边维持分辨率，一边增大光的检测灵敏度的效果。如此，将传感器组件100的与像素列102的排列方向正交的方向即X轴方向的透镜104的大小设为，比像素列102的排列方向即Y轴方向的透镜104的大小大，从而能够实现能够同时满足分辨率和高检测灵敏度的传感器组件。

而且，在本实施例中，以由一张透镜构成的成像光学系统来进行了说明，但是，由多张透镜构成的成像光学系统也得到本发明的效果。在由多张透镜构成成像光学系统的情况下，不考虑透镜的尺寸而考虑成像光学系统的光圈值即可。也就是说，对于与对传感器组件100的像素列102的排列方向正交的方向即X轴方向，将成像光学系统的光圈值设为，比像素列102的排列方向即Y轴方向的光圈值小，从而能够实现能够同时满足分辨率和高检测灵敏度的传感器组件。

并且，在如上所述一张透镜的情况下，透镜的大小(有效径)和光圈值，满足(式1)，因此，与透镜张数无关而能够着眼成像光学系统的光圈值来同样考虑。

光圈值＝焦点距离/透镜有效径(直径) (式1)

并且，所述的透镜104，可以是球面透镜，也可以是非球面透镜，在此，不限制它。

对于利用传感器组件100形成图像的方法，参照图2B进行说明。图2B是本实施例的图像形成方法的说明图。

利用传感器组件100的图像的形成是，例如，以图2B的(b)所示的箭头线B的朝向，由一体装载传感器101和透镜104的底部101a扫描来获得图像，从而能够实现的。此时，例如，每当将底部101a，移动像素列102的宽度的一半的距离时拍摄图像，对得到的多个图像进行处理，从而能够获得比像素列102的宽度L分辨率高的图像。如此得到分辨率高的图像的处理也称为超分辨。

针对X方向，以所示的箭头线B的朝向，按照像素列L的宽度的一半以旋转的方式将底部101a移动，从而能够实现超分辨。在此，使底部101a旋转时的旋转中心可以位于哪里，但是，例如，可以是像素列102的中心E。以像素列102的中心E为旋转中心，使传感器组件100旋转，从而能够准确地获得图像。

并且，针对Y方向，在图2B的(a)的箭头线C方向上使透镜104偏离，来获得在Y方向上偏离了像素列L的宽度的一半的图像，从而能够实现超分辨。

图3是本实施例的用于传感器组件的传感器的模式图(a)、传感器组件的侧面图(b)以及上面图(c)。传感器组件200，与图1A所示的传感器组件100类似，但是，不同之处是，代替传感器101而具备传感器201。

传感器201与传感器101同样，具有传感器基板203和像素列202。像素列202，被设置在传感器基板203上，并且具有像素202a、202b、202c、202d以及202e。并且，所述各个像素的大小，不是正方形，而与像素的排列方向(Y轴方向)正交的X轴方向的长度L2，比排列方向的长度L1长。据此，在X轴方向的透镜直径D2比Y轴方向的透镜直径D1大的情况下，即使在像素列202上的X轴方向的聚光直径变粗的情况下，也能够在像素列202上没有漏掉地接受电磁波。其结果为，传感器组件200的检测灵敏度更提高。

换而言之，像素各自的第一方向上的宽度，比多个像素各自的所述第二方向上的宽度大，据此检测灵敏度提高。

图4是本实施例的传感器组件的侧面图(a)以及上面图(b)。图4的传感器组件210，与图1A的传感器组件100同样，但是，不同之处是，代替图1A的透镜104而具备透镜109。在Y轴方向上，透镜109的右侧面109a是，与透镜104同样的连续面(或，也可以称为连续曲面)。另一方面，在X轴方向上，透镜109的右侧面109a为菲涅耳面，这一点与透镜104不同。

换而言之，与透镜109的第二方向垂直的面的截面形状，包含菲涅耳形状。另一方面，与透镜109的第一方向垂直的面的截面形状，不包含菲涅耳形状。

据此，尤其在检测的光是远红外线区域的情况下，具有如下的效果。

如上所述，一般而言，以往，用于远红外区域的透镜是，锗或硅。但是，它们是高价，也是硬且熔点高，因此，难以成型。因此，对研磨利用加工，但是，能够加工的形状有限制，因此，仅球面形状是适于批量生产的形状。

对于使红外区域的光透射、且能够成型加工的树脂材料，唯一存在聚乙烯(包含高密度聚乙烯)，但是，在聚乙烯内部存在吸收，因此，在透镜变厚的用途上不利用。

例如，如图5，在透镜的端面的厚度k＝0.5mm、透镜的直径D＝10mm、透镜的曲率半径R＝20mm的情况下，该透镜的厚度T为1.1mm。另一方面，在将透镜的直径D从10mm变长为12mm的情况下，该透镜的厚度T为1.4mm。在该透镜由聚乙烯制造的情况下，在聚乙烯1mm厚度的内部透射率为15.9％、透镜表面的透射率为95.6％的情况下，在直径D＝10mm的透镜中透射率为11％，但是，在直径D＝12mm的透镜中透射率6.7％那样降低到接近一半。也就是说，在球面形状的透镜中，若使透镜的直径变长，则据此透镜的厚度增加，导致透射率降低。

于是，如图4的透镜109，在透镜109中，至少针对与传感器组件的像素列102的排列方向正交的方向即X轴方向，设为菲涅耳面。在菲涅耳面的透镜中，即使透镜直径变长，透射率也难以降低。据此，针对透镜109的Y轴方向能够以需要的厚度(长度)制造透镜109，因此，能够构成廉价且透射率更高的、明亮的透镜。据此，能够构成廉价且检测灵敏度更高的传感器组件。

并且，在此，对于右侧面109a的X轴方向的菲涅耳形状，可以将与Y轴方向的球面(或非球面)形状相同的形状设为菲涅耳面来形成，但是，也可以如图6的(a)那样将与Y轴方向的球面(或非球面)形状不同的形状设为菲涅耳面来形成。在Y轴方向上存在多个像素，因此，对于透镜104以及109的Y轴方向的形状需要考虑斜入射光的存在，但是，对于X轴方向，像素列102仅存在于图6的(a)的光轴105上，因此，聚光于光轴上即可，不需要考虑彗形像差的影响。于是，能够将右侧面109a的菲涅耳面的各个刻面的倾斜设定为，图6的(a)中透射各个刻面的远红外线向像素列102行进，即，除去球面像差的影响。一般而言，该形状成为与Y轴方向不同的非球面形状，但是，若是聚乙烯那样能够成型的树脂等，则容易能够加工。

据此，即使透镜109的X轴方向的宽度D2变宽，也能够将远红外线精密聚光于像素列102，进一步，不使厚度增大而将透镜109的宽度D2扩大到界限，因此，能够增大各个像素接受的远红外线的量。据此，能够构成检测灵敏度更高的传感器组件。

并且，也可以如图6的(b)那样构成传感器组件210。将透射透镜109后聚光于像素102c、102d以及102e各自的远红外线分别设为垂直入射光106、斜入射光110及107。也可以决定透镜109的X轴方向的菲涅耳面的形状，以使聚光于位于光轴105上存在的像素102c、与像素列102的端部的像素102e中间的像素102d的斜入射光110，正好聚光于(对焦于)像素102d上。

在存在这样的斜入射光的情况下，从透镜109到各个像素的距离不同，因此，像素列102上对焦的位置为两处或一处(光轴上)。因此，不能在像素上的所有的位置对焦。于是，设想为，入射到像素102e的斜入射光107在入射到像素102e之前形成焦点，并且，入射到像素102c的垂直入射光106，在像素102c的后方虚拟地形成焦点。在此情况下，能够将像素102c、102d以及102e的每一个上的总焦点偏离量最小化，因此，能够将X轴方向的光束直径最小化。因此，能够构成每个像素的检测灵敏度的不均匀少的传感器组件。

而且，在此，作为入射到传感器的电磁波利用远红外线来进行了说明。若检测的温度为常温，则从黑体辐射的红外线的峰值波长存在于8至10微米近旁。在所述的例子中，对于透镜，举出了使8至10微米的红外线透射的聚乙烯的例子，但是，若存在聚乙烯以外的使远红外线透射的、能够成型的树脂，则当然可以利用该树脂。

并且，对于构成传感器101的像素，通常利用具有远红外线区域的灵敏度的辐射热测量计或热电堆，但是，若存在除此以外的能够检测远红外线的素材，则当然可以利用它。

图7是本实施例的传感器组件的侧面图(a)以及上面图(b)。图7的传感器组件220，与图4的传感器组件210同样，但是，不同之处是，代替图4的透镜109而具备透镜111。透镜111与透镜109不同之处是，透镜109的左侧面109b为平面，对此，透镜111的左侧面111b为曲面。而且，透镜111在Y轴方向上形成弯月形透镜。据此，在YZ截面也能够将透镜111的厚度变薄。

而且，图7的(b)示出的弧矢面由菲涅耳面构成，因此，能够将透镜111构成为更薄。据此，能够增大入射到各个像素的远红外线的量，因此，能够构成检测灵敏度更高的传感器组件。

而且，在到此为止的实施例中，各个透镜104、109及111的Y轴方向的形状，均由连续面构成，而不由菲涅耳面等的离散的面构成。当然，可以是菲涅耳面，但是，通过将Y轴方向的形状设为连续面，例如，能够消去因基于构成菲涅耳面的各个刻面的光的散射而引起的聚光性能的劣化，因此，具有防止分辨率的降低的效果。

并且，到此为止，利用了传感器中仅存在一列的像素列的线传感器，但是，如图8示出，也可以排列多个像素列。

图8是本实施例的用于传感器组件的传感器的模式图(a)、传感器组件的侧面图(b)以及上面图(c)。参照图8，说明包括具有三列的像素列的传感器231的传感器组件230。

如图8的(a)示出，传感器231具有三个像素列234、235及236。

像素列234具有，像素232a、232b、232c、232d以及232e。

像素列235具有，像素232f、232g、232h、232i以及232j。

像素列236具有，像素232k、232l、232m、232n以及232o。

在各个像素列内，各个像素，被排列在Y轴方向上，是高度、宽度均为L1的正方形形状。各个像素列，隔着间隔L3被配置为平行。

图8的(b)以及图8的(c)示出利用了传感器231的传感器组件230。图8的(b)是传感器组件230的侧面图，图8的(c)是图8的(a)的从箭头线A方向看时的上面图。传感器组件230与图1A示出的传感器组件100类似，但是，不同之处是，代替传感器组件100中的一列的像素列102，而在传感器组件230中，隔着距离L3设置有三列的像素列234、235及236。

此时，即使在因透镜104的X轴方向的宽度D2比Y轴方向的宽度D1大而各个像素上的X轴方向的聚光直径大的情况下，也决定L3，以不使应该入射到像素列234的电磁波的一部分或全部入射到像素列235以及236。同样，决定像素列间的距离L3，以不使应该入射到像素列235或236的电磁波的一部分或全部入射到像素列234。据此，在维持分辨率的状态下，能够增大入射到各个像素的远红外线的量，因此，具有在维持分辨率和高的检测灵敏度的状态下，同时能够检测的区域增加到3倍的效果。

而且，在图8中，各个像素为一边L1的正方形形状，但是，如传感器201示出，也可以是在X轴方向上长的长方形。据此，即使在各个像素上的X轴方向的聚光直径大的情况下，接受的电磁波的光量也增加，因此，能够构成检测灵敏度更高的传感器组件。

如上所述，本实施例的传感器组件，与利用将第一及第二方向上的成像光学系统的光圈值之中的大的一方作为第一及第二方向的光圈值共同具有的成像光学系统的情况相比，更能够增加通过该成像光学系统的由像素检测的电磁波的线量。因此，传感器组件，与所述的情况相比更能够提高检测灵敏度。

并且，即使在用于成像光学系统的材料的电磁波的透射率比较低的情况下，传感器组件，也能够以成像光学系统整体来维持或增大透射的电磁波的线量。在用于成像光学系统的材料的电磁波的透射率比较低的情况下，透射该成像光学系统的电磁波的量降低。另一方面，通过如上所述使第一及第二方向上的光圈值不同，从而使透射该成像光学系统的电磁波的量增加。因此，使其增加量，比其降低量大或与其降低量相等，从而能够以成像光学系统整体来维持或增加透射的电磁波的线量。

因此，对成像光学系统不需要利用硅或锗那样高价且加工的成本高的材料，而能够利用廉价且加工的成本低的材料。因此，传感器组件，能够一边维持检测灵敏度一边以廉价来制造。

(实施例2)

参照图9，说明本实施例的传感器组件300。

图9是本实施例的传感器组件300的侧面图(a)以及上面图(b)。传感器组件300与实施例1的传感器组件200类似，但是，不同之处是，不是利用了透镜104的透射式的成像光学系统，而是利用了离轴抛物面镜304的反射式的成像光学系统。据此，传感器301的配置变更为适当的位置。

图9的(a)是传感器组件300的侧面图，图9的(b)是从图9的(a)的箭头线A的方向看传感器组件300时的上面图。在此，在图9的(b)中，离轴抛物面镜304，以半透射来示出，以便于理解，但是，实际上不透射。并且，在各个图中，如坐标轴示出，在图9的(a)中，将X轴方向设为，从表面向背面贯穿附图的方向，将Y轴方向设为，在附图内从下面朝向上面的方向，将Z轴方向设为，在附图内从左面朝向右面的方向。同样，在图9的(b)中，将X轴设为，在附图内从下面朝向上面的方向，将Y轴方向设为，从背面向表面贯穿附图的方向，将Z轴方向设为，在附图内从左面朝向右面的方向。

传感器组件300具备传感器301、以及离轴抛物面镜304。

传感器301具有传感器基板303和像素列302。像素列302，被设置在传感器基板303上，具有像素302a、302b、302c、302d以及302e。

离轴抛物面镜304，使电磁波成像于传感器301上的检测面。离轴抛物面镜304，相当于成像光学系统。

图9是本实施例的传感器组件300的侧面图(a)以及上面图(b)。首先，在图9的(a)中，说明传感器组件300的切线面的工作。在图9的(a)中，垂直入射光305是，从物面上且光轴308上的不图示的一点发出的电磁波。垂直入射光305，针对传感器组件300的离轴抛物面镜304，沿着光轴308以垂直入射。垂直入射光305，在离轴抛物面镜304反射，入射到传感器301上的像素302c。

在该结构中被配置成，在像素列302上，存在构成离轴抛物面镜304的抛物面的焦点，垂直入射光305聚光于该焦点位置。

并且，将从物面上且光轴308外的不图示的一点发出的倾斜入射到离轴抛物面镜304的电磁波称为斜入射光。在图9的(a)中，斜入射光306以及307是，例如，以最大的入射角θ1入射的斜入射光。斜入射光306及307各自，聚光于与传感器上的中心像素即像素302c最远的像素302a以及302e。如上所述，从物面上发出的与Y轴平行的，以角度θ1以内的角度入射到离轴抛物面镜304的电磁波，均聚光于像素列302的某个位置。

参照图9的(b)，说明传感器组件300的弧矢面的工作。像素302a、302b、302c、302d以及302e为，在本实施例中，以Y轴方向为中心，在逆时针方向上稍微旋转的位置

与图9的(a)的切线面同样，在图9的(b)的弧矢面，垂直入射光305，也沿着传感器组件300的光轴308垂直入射到离轴抛物面镜304。垂直入射光305，在离轴抛物面镜304反射，聚光于像素302c的X轴方向的中心。

并且，图9的(a)示出的斜入射光306及307的每一个，在图9的(b)中，在离轴抛物面镜304反射后，聚光于像素302a及302e的近旁。据此，能够将从物面上沿着Y轴发出的电磁波，由离轴抛物面镜304成像于像素列302上。

以后，说明传感器组件300的效果。在光入射到离轴抛物面镜304时，垂直入射光305的弧矢光，在离轴抛物面镜304的包含光轴的平面内反射。另一方面，斜入射光306以及307的弧矢光，不是在平面反射，而是在弯曲面反射。在此，斜入射光306以及307在离轴抛物面镜304受到的弧矢面内的曲率互不相同。在此，弧矢光是，在弧矢面传播的光。

对于切线光，垂直入射光305、和斜入射光306及307，都在包含光轴308及Y轴的平面内反射。因此，若是相同的光圈值，则像素列302上的斜入射光306及307的X轴方向的聚光直径、与像素列方向的聚光直径互不相同。在此，切线光是，在切线面传播的光。

于是，可以使X轴方向的聚光直径和Y轴方向的聚光直径不同。并且，也可以使X轴方向的光圈值和Y轴方向的光圈值不同。特别是，使X方向的光圈值变大，从而能够使像素列302上的X方向的聚光直径和Y轴方向的聚光直径大致相等。

另一方面，如本实施例，在像素列排列在与X轴方向正交的方向上的情况下，为了防止因电磁波入射到与本来应该入射的像素相邻的像素而引起的分辨率的恶化，而需要预先使像素列方向(像素的排列方向)的聚光直径变细(小)。于是，配置传感器301及离轴抛物面镜304，以使各个像素上的像素列方向的聚光直径变小。

进而，在本实施例中，在将各个像素302a、302b、302c、302d以及302e的X轴方向和与它正交的方向的长度分别设为L5及L4时，使L5的长度比L4的长度长。据此，以像素列方向的聚光直径变小的方式决定传感器301或离轴抛物面镜304的配置，从而即使各个像素上的X轴方向的聚光直径变大，也能够在各个像素没有漏掉地接受应该入射的光量。而且，在维持像素列方向的分辨率的状态下，能够增大入射到各个像素的电磁波的量，同时实现高的分辨率和高的检测灵敏度，还能够减少入射到各个像素的光量的不均匀。

进而，此时，对于由离轴抛物面镜304构成的成像光学系统的光圈值，也可以在像素列方向的分辨率不会恶化的范围内，使切线方向的光圈值变小。据此，在维持像素列方向的分辨率的状态下，能够增大入射到各个像素的电磁波的量，因此，能够同时实现高的分辨率和高的检测灵敏度。

图10是本实施例的传感器组件的、与难以接受杂散光的配置有关的说明图。如图10示出，也可以以离轴抛物面镜304的焦点310位于像素列302上的某个位置的方式，将传感器301，以X轴为中心在图10内的逆时针方向上旋转规定的角度(角度φ1)。在该状态下，例如，通过设置屏蔽体309等，从而容易能够防止因杂散光而引起的画质的恶化。

在传感器组件300中，在离轴抛物面镜304不反射而入射到传感器301的电磁波是杂散光，图10所示的杂散光311a或311b相当于它。对此，在如本实施例那样传感器301以X轴为中心倾斜于逆时针方向上的情况下，不仅针对主要从附图右上入射的杂散光的视角变小，也能够因屏蔽体309的存在而从杂散光遮蔽。因此，传感器组件300，能够减少噪声的影响。而且，该效果不是仅限于传感器301由像素列302构成的线传感器的效果，二维区域传感器也能够得到同样的效果。

图11是实施例2的传感器组件的、与难以接受杂散光的配置有关的说明图(a)、以及与更难以接受杂散光的配置有关的说明图(b)。

传感器组件320，与传感器组件300类似，但是，不同之处是，在离轴抛物面镜304反射的电磁波由传感器301的像素列302接受之前在平面镜321反射。在此，图9或图10中示出了斜入射光306、307，但是，在图11中省略示出斜入射光306、307，以便于理解。

根据这样的结构，传感器301的像素列302侧必然朝向平面镜侧，因此，构成为主要从附图右面上入射的杂散光311c以及311d不直接入射到像素列302。并且，一般而言，反射镜的辐射率为0.1以下，由于那样低，因此，即使在与像素列302接近的位置配置平面镜321或离轴抛物面镜304，也难以成为噪声源。据此，传感器组件320，能够更减少因杂散光而引起的噪声的影响。而且，对于来自其他的方向的杂散光，由框体322等围住传感器组件320来容易能够防止入射，因此，在此，不再进行说明。

进而，图11的(b)示出的传感器组件320是，与如上说明的图11的(a)的传感器组件320同样的构成要素，但是，对于配置，增加以下说明的条件。从离轴抛物面镜304向平面镜321射出的垂直入射光305，其主光线以相对于平面镜321的法线而－θb的角度入射。在此，将θb设为正的值，将相对于平面镜321的法线而逆时针方向的角度设为负。在图11的(b)中，垂直入射光305，针对平面镜321以负的角度入射。

接着，将离轴抛物面镜304中的与传感器301最近的位置设为点304a，将传感器301中的与离轴抛物面镜304最近的位置设为301a，将通过点304a以及点301a的直线设为直线B。在该直线B与平面镜321交叉的点，与平面镜321的法线而成的角度为如图11的(b)那样+θa。此时，若θa为正的值，在杂散光通过点304a以及点301a沿着直线B入射到平面镜321的情况下，平面镜321的垂直入射光305、和沿着直线B的杂散光，针对平面镜321的法线向相反的方向反射。也就是说，向与传感器301相反的方向反射，因此，沿着直线B入射的杂散光不会入射到传感器301上的像素列302。如此，传感器组件320，能够更减少因杂散光而引起的噪声的影响。

而且，在图11的(b)中，对于来自其他的方向的杂散光，也由框体322等围住传感器组件320来容易能够防止入射，因此，在此，不再进行说明。

而且，利用图11说明的防止杂散光的效果不是，仅限于传感器301由像素列302构成的线传感器的效果，二维区域传感器也能够得到同样的效果。

如上所述，本实施例的传感器组件是，将第一及第二方向的F因数不同的反射镜作为成像光学系统来利用，从而具体实现的。也就是说，传感器组件是，不利用透射式的成像光学系统，而利用反射式的成像光学系统来能够实现的。

(实施例3)

对于将实施例1或2中说明的传感器组件，在汽车内部利用的例子，本实施例中进行说明。

图12是实施例3的在汽车装载传感器组件时的汽车的截面图(a)、以及上面图(b)。图12的(a)是汽车500内部安装传感器组件502的例子的侧面图，图12的(b)是该上面图。

传感器组件502是实施例1或2的任一个中说明的传感器组件之一，在此，是具有远红外线区域的灵敏度且能够测量温度分布的温度传感器的传感器组件。

在汽车500内驾驶员501乘坐来驾驶，在传感器组件502的视野506内捕获驾驶员501。一般而言，人的冷暖感(感到热、冷的感觉)是，从人的体表面温度能够推定某种程度的。例如，血流量多且与躯干部近的额头等相对于环境温度而变动量少，通常保持为33℃近旁。另一方面，手脚、或即使脸部也脸颊、鼻子、耳部的温度容易受到环境温度的影响，与冷暖感具有某种程度的相关性。因此，若能够高精度地测量手脚或脸部周边的温度，则根据该测量结果能够推定人的冷暖感。例如，根据推定的冷暖感，控制空调设备，从而能够维持汽车500内的舒适的空调。

在本实施例中考虑，由传感器组件502检测驾驶员501的脸部的温度分布的情况。因此，传感器组件502，如图12的(b)示出，被配置为以旋转中心505为中心能够旋转。传感器组件502，以旋转中心505为中心来旋转，从而能够一边在包含驾驶员501的脸部的扫描范围507内扫描一边检测温度分布。并且，在上下方向，如图12的(a)示出，也配置为驾驶员501的脸部位于传感器组件502的视野506的范围内。据此，能够实时地测量驾驶员501的驾驶中的脸的温度。

由传感器组件502测量的驾驶员501的脸部的温度，由不图示的布线发送到控制部508。控制部508，对测量出的脸部的温度进行分析，根据主要脸颊、鼻子、耳等的温度推定驾驶员501的冷暖感，根据该推定结果，对空调装置509进行控制来调整从空调装置509排出的空气的温度、朝向、风力等。据此，总是能够使驾驶员501保持舒适的状态，因此，能够提供减轻了心理上压力的驾驶环境。

考虑从汽车500的周围的窗口入射的外来光。后部窗口504位于与传感器组件502对置的位置，因此，传感器组件502，容易受到尤其从后部窗口504入射的外来光的影响。

外来光有几种，其中之一是太阳光。太阳光，在其光谱中具有远红外线，并且，远红外线的光量比较大。因此，若太阳光直接入射到传感器组件502，则成为噪声，难以准确测量驾驶员501的脸部的温度分布。

于是，在图12的(a)中配置成，传感器组件502的视野506的范围，从传感器组件502看时全部在水平方向以下。太阳，位于与水平线或地平线相等的高度、或比它们更上方的位置的情况多，一般难以考虑到位于比水平线或地平线更下方的位置的情况。于是，若将传感器组件502的视野506的范围设为，从传感器组件502看时比水平方向更下侧，则几乎没有太阳光直接入射到传感器组件502的情况。据此，能够抑制因太阳光中包含的远红外线入射到传感器组件502而引起的噪声的发生，能够准确推定驾驶员501的冷暖感。

进而，如图13示出，也可以构成传感器组件502的配置，以使后部窗口504不位于视野506的范围内。据此，能够防止除了太阳光503以外，还其他的外来光510入射到传感器组件502。

而且，在此，所谓其他的外来光有可能是，例如，后方的汽车的、因发动机的热而温暖的发动机罩发出的远红外线，或者，在汽车500的后方行走的人等发出的远红外线。据此，能够抑制因包含太阳光的外来光中包含的远红外线入射到传感器组件502而引起的噪声的发生，更能够准确推定驾驶员501的冷暖感。

进而，也可以在后部窗口504插入能够减少远红外线的滤波片。在后部窗口504有意图地插入能够减少远红外线的滤波片，据此也能够防止包含太阳光的外来光，直接入射到传感器组件502，因此，能够抑制因包含太阳光的外来光中包含的远红外线入射到传感器组件502而引起的噪声的发生，能够准确推定驾驶员501的冷暖感。

而且，在此说明了汽车500内乘坐的人仅是驾驶员501的情况，但是，当然在驾驶员501以外的同乘者乘坐的情况下也有效。在驾驶员501以外的同乘者乘坐的情况下，也可以对控制部508进行控制，从而根据同乘者的脸部等的温度分布推定冷暖感，在同乘者的周围能够实现面向该同乘者的最适合的空调。局部地调整排出的空气的温度、朝向、或风量，从而能够提供与汽车500内乘坐的每个人对应的最适合的局部空调。

进而，在所述中，根据驾驶员501的主要脸颊、鼻子、以及耳等的脸部的温度分布推定了驾驶员501的冷暖感，但是，当然也可以还包含驾驶员501的手来测量。不仅脸部还测量末稍的体表面温度，从而能够更准确推定驾驶员501的冷暖感，能够提供更舒适的驾驶环境。

并且，在所述中，说明了在后部窗口504插入能够减少远红外线的滤波片的情况，但是，当然，也可以除了后部窗口504以外还在汽车500的侧面的窗口插入能够减少远红外线的滤波片。据此，能够更准确防止包含太阳光的外来光直接入射到传感器组件502。因此，能够抑制因包含太阳光的外来光中包含的远红外线入射到传感器组件502而引起的噪声的发生，能够准确推定驾驶员501的冷暖感。

接着，考虑在如传感器组件300那样，将离轴抛物面镜那样的反射镜作为成像光学系统来利用时，外来光入射到传感器301的情况。在此，如图14，考虑将实施例2中说明的传感器组件300，安装在汽车500的天花板近旁的情况。对于传感器组件300，使远红外线入射的部位以外，由框体511围住，从而能够防止外来光从汽车500的前方直接入射到传感器301。进而，通过将传感器301安装在汽车500的天花板周边，从而从传感器组件300的上部入射的、经由离轴抛物面镜的红外线以外的红外线，均成为来自汽车500的天花板的红外线。因此，在汽车500的天花板附近安装温度传感器512，根据该温度和汽车500的天花板的辐射率计算杂散光的量，校正入射到传感器301而得到的温度分布，从而能够在减少误差的影响的状态下求出驾驶员501的温度分布。而且，也可以将辐射率低的素材贴在汽车500的天花板。据此，能够减少外来光本身，在求出驾驶员501的脸部的温度分布时，能够减少误差的影响。

而且，在所述中，说明了传感器组件300的例子，但是，这是一般符合传感器组件内具有反射镜的情况，不仅限于传感器组件300的形态。

而且，在本实施例中，对于传感器组件，使用利用了线传感器的传感器组件502来进行了说明，但是，在此所述的实施例，不是将内置在传感器组件502的传感器限定为线传感器的效果，即使二维区域传感器也能够得到同样的效果。

图15是本实施例的由传感器组件扫描来获得汽车内的温度分布的说明图(a)、以及与扫描时的采样周期有关的说明图(b)。参照图15，说明由传感器组件502扫描来测量汽车500内乘坐的人的温度分布的方法。

如上所述，传感器组件502一边在扫描范围507内扫描一边检测汽车500内乘坐的人的温度分布，但是，例如，为了一边区分鼻子以及脸颊一边扫描人的温度分布，而需要以角度1°左右的采样间距来扫描。在此，假如，在传感器组件502进行采样一次所需要的时间为1秒，且在160°的扫描范围内扫描的情况下，为了传感器组件502从一端到另一端进行扫描而需要160秒。据此，特别是在乘坐之后需要立刻早期进行室温调整的情况下，不是有用的。于是，在本实施例中，如下进行由传感器组件502的扫描。

如图15的(a)，在驾驶员501和同乘者513乘坐在汽车500内、且从扫描范围之中的驾驶员501存在的一方的端部开始扫描的情况下，同乘者513的温度分布老是不反映。于是，考虑以下的情况，即，在乘坐开始时，以比需要的采样角度大的角度来进行粗采样，检测人存在于哪个位置。

例如，在图15的(b)中，在乘坐时等驾驶开始时，按每10°进行采样。据此，通过按每10°进行粗采样，首先，从扫描范围的一端到另一端进行扫描，从而能够以16秒(＝160/10)检测人存在于哪个位置。其次，例如，按每需要的精度即1°检测驾驶员501被检测的位置，其次，按每需要的精度即1°检测同乘者513的位置。据此，避免无用的扫描，能够尽量频繁推定乘坐的人的冷暖感，因此，能够总是保持对驾驶员501和同乘者513舒适的状态，能够提供减轻了心理压力的乘坐环境。

而且，所述的采样周期以及扫描范围的值仅仅是例子，不仅限于其值。

并且，进行所述的粗采样的定时也可以是，所述的乘坐时(引擎启动的定时)以外。例如，为了包含人的上下车的可能性而可以是汽车500的门被开关的定时，进而，也可以是在之前人存在过的位置不能检测人的情况(例如，人在汽车内移动等)，还可以是其他的定时。

进而，例如，也可以在引擎启动的定时，首先，在驾驶员501的存在范围内扫描，检测驾驶员的温度分布。通常，在汽车启动的定时，驾驶员乘坐在驾驶员席的可能性高。另一方面，在该定时，同乘者乘坐在驾驶员席以外的座位的可能性是不明的。于是，在引擎启动的定时，在驾驶员501的存在范围内扫描，根据驾驶员501的温度分布推定驾驶员501的冷暖感，除了在驾驶员501的周围以外，还在包含其他的座位，根据驾驶员501的冷暖感以同样的条件(温度，风量等)开始空调装置509的控制。

接着，例如，按每10°在扫描范围507内扫描，确定同乘者的有无，并且，在同乘者存在的情况下确定其位置，考虑将同乘者存在的位置成为舒适，来控制空调装置509的风向。在同乘者不存在的情况下，仅考虑驾驶员501的周围，来使空调装置509运转。进而，按每1°采样确定的同乘者的位置，从而根据同乘者的温度分布推定同乘者的冷暖感，控制空调装置509。据此，即使在采样速度慢的情况下，也能够实现乘坐后也立刻成为舒适的汽车内的空调装置。

(实施例4)

参照图16，说明本实施例的传感器组件700。

图16是本实施例的传感器组件700的侧面图(a)和上面图(b)。图17是本实施例的传感器组件的正面图。

传感器组件700与实施例1的传感器组件100类似，但是，不同之处是，代替透镜104而具备透镜704，以及代替传感器101而具备传感器701。

图16的(a)是传感器组件700的侧面图，图16的(b)是从图的16(a)的箭头线A的方向看传感器组件700时的上面图。

透镜704，与透镜104同样，使电磁波成像于传感器701上的检测面。透镜704，相当于成像光学系统。

透镜704，如图16的(b)示出，传感器的像素由一个像素构成的X轴方向(第一方向)的透镜直径D1，比像素列702排列的方向即Y轴方向(第二方向)的透镜直径D2小。并且，也可以说是，X轴方向(第一方向)的光圈值，比Y轴方向(第二方向)的光圈值大。

传感器701具有，传感器基板703和像素列702。像素列702，被设置在传感器基板703上，且具有像素702a、702b、702c、702d以及702e。而且，将传感器701的与透镜104相对的一侧的面也称为检测面。而且，以传感器701具有五个像素的情况为例子进行说明，但是，像素的数量，不仅限于此。

图17的(a)及(b)分别是，透镜704的形状的例子。图17的(a)，相当于以长径(Y轴方向的直径)为D2且短径(X轴方向的直径)为D1的椭圆来剪下球面透镜的透镜。图17的(b)，相当于以长边(与Y轴平行的边)为D2且短边(与X轴平行的边)为D1的长方形来剪下球面透镜的透镜。它们都是，X轴方向的宽度为D1，Y轴方向的宽度为D2。而且，所述仅仅是例子，透镜704的形状，不仅限于此。

在剪下球面透镜来生成透镜704的情况下，从球面透镜剪下X轴方向的长度比Y轴方向的长度短的形状即可，剪下的图形的形状也可以是任何形状。也就是说，所述图形也可以是，椭圆(图17的(a))、长方形(图17的(b))以外的、三角形、五角形、其他的组合直线或曲线而得到的图形。

以后，说明实施例1的透镜104、和透镜704的差。

图18是示出本实施例的传感器组件的测量范围的模式图。在图18中，描述有传感器701具备的像素之中的像素702a、702c以及702e，以便于说明。并且，一起描述有传感器101具备的像素之中的像素102a、102c以及102e。此时，描述为传感器701的中央的像素即像素702c的位置，与传感器101的中央的像素即像素102c的位置一致。

进而，在图18中，示出利用透镜704聚光于传感器701或传感器101的电磁波的范围。具体而言，从范围712中包含的区域内发出的电磁波聚光于传感器701(像素702a至702e)。另一方面，从范围711中包含的区域内发出的电磁波聚光于传感器101(像素102a至102e)。传感器701比传感器101长，因此，范围712与范围711相比包含更宽广的角度范围。也就是说，传感器701和传感器101具有相同的像素数，但是，传感器701更能够接受来自宽广的角度范围的电磁波。

如上所述，本实施例的传感器组件，能够接受来自更宽广的角度范围的光，因此，能够接受从更宽广的区域来到的电磁波。

以上，对于一个或多个形态涉及的传感器组件等，根据实施例进行了说明，但是，本发明，不仅限于该实施例。只要不超出本发明的宗旨，则本领域技术人员想出的各种变形实施在本实施例的形态，以及对不同实施例中的构成要素进行组合而构筑的形态也可以包括在一个或者多个方案的范围内。

工业实用性

本发明的传感器组件，能够以廉价的结构实现高灵敏度，而且，也对杂散光强，能够在汽车内使用，因此有用。

符号说明

100、200、210、220、230、300、320、502、700 传感器组件

101、201、231、301、701 传感器

101a 底部

102、202、234、235、236、302、702 像素列

102a、102b、102c、102d、102e、202a、202b、202c、202d、202e、232a、232b、232c、232d、232e、232f、232g、232h、232i、232j、232k、232l、232m、232n、232o、302a、302b、302c、302d、302e、702a、702b、702c、702d、702e 像素

103、203、233、303、703 传感器基板

104、109、111、704 透镜

105、308 光轴

106、108、305 垂直入射光

107、110、306、307 斜入射光

109a、111a 右侧面

109b、111b 左侧面

304 离轴抛物面镜

309 屏蔽体

310 焦点

311a、311b、311c、311d 杂散光

321 平面镜

322、511 框体

301a、304a 点

500 汽车

501 驾驶员

503 太阳光

504 后部窗口

505 旋转中心

506 视野

507 扫描范围

508 控制部

509 空调装置

510 外来光

512 温度传感器

513 同乘者

Claims (14)

1.一种传感器组件，具备：

线传感器，具有用于检测电磁波的多个像素，该多个像素在规定方向上排列成一列；以及

成像光学系统，使因电磁波而产生的像成像于所述多个像素上的检测面，

在与所述检测面平行的面内与所述规定方向正交的第一方向上的所述成像光学系统的光圈值，比作为所述规定方向的第二方向上的所述成像光学系统的光圈值小。

2.如权利要求1所述的传感器组件，

所述成像光学系统具有透镜，

所述第一方向上的所述透镜的光圈值，比所述第二方向上的所述透镜的光圈值小。

3.如权利要求2所述的传感器组件，

所述第一方向上的所述透镜的宽度，比所述第二方向上的所述透镜的宽度大。

4.如权利要求2所述的传感器组件，

所述透镜的与所述第一方向垂直的面的截面形状，与所述透镜的与所述第二方向垂直的面的截面形状不同。

5.如权利要求2所述的传感器组件，

所述透镜的与所述第二方向垂直的面的截面形状包含菲涅耳形状。

6.如权利要求2所述的传感器组件，

所述透镜的与所述第一方向垂直的面的截面形状不包含菲涅耳形状。

7.如权利要求1所述的传感器组件，

所述成像光学系统具有反射镜，

所述第一方向上的所述反射镜的光圈值，比所述第二方向上的所述反射镜的光圈值大。

8.如权利要求7所述的传感器组件，

所述反射镜是离轴抛物面镜。

9.如权利要求8所述的传感器组件，

所述传感器组件还具有平面镜。

10.如权利要求9所述的传感器组件，

(i)由连结所述离轴抛物面镜的端部之中的与传感器近的一方以及所述传感器的端部之中的与所述离轴抛物面镜近的一方的直线、和所述平面镜而成的角的角度，与(ii)由从所述离轴抛物面镜入射到所述平面镜的电磁波和所述平面镜而成的角的角度不同。

11.如权利要求1所述的传感器组件，

所述多个像素各自的所述第一方向上的宽度，比所述多个像素各自的所述第二方向上的宽度大。

12.如权利要求1所述的传感器组件，

所述电磁波包含具有8至10微米的波长的远红外线。

13.如权利要求2所述的传感器组件，

所述透镜的材质是聚乙烯。

14.如权利要求1至13的任一项所述的传感器组件，

所述多个像素分别是，利用了热电堆或辐射热测量计的红外线检测器。