JP2001159566A - Infrared sensor and ear type clinical thermometer - Google Patents

Infrared sensor and ear type clinical thermometer

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JP2001159566A
JP2001159566A JP34149699A JP34149699A JP2001159566A JP 2001159566 A JP2001159566 A JP 2001159566A JP 34149699 A JP34149699 A JP 34149699A JP 34149699 A JP34149699 A JP 34149699A JP 2001159566 A JP2001159566 A JP 2001159566A
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JP
Japan
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infrared
infrared sensor
waveguide
detecting element
package
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JP34149699A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Yabe
衛 矢部
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a measurement precision and to reduce a cost by integrating an infrared sensor with a waveguide. SOLUTION: In this thermometer, a package comprises a stem base 42 and a cap 43, while the stem base 42 is mounted with an infrared detection element 46. By lengthening the cap 43, the cap 43 has a function of the waveguide. In the inner surface of the cap 43, a portion close to the infrared detection element 46 is an area 60 having high infrared emissivity, while the other portion is an area 59 having low infrared emissivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線センサ及び
耳式体温計に係り、特に鼓膜または鼓膜近傍の外耳道の
温度を計測することにより非接触で正確に体温を測定す
ることができる体温計に適用される赤外線センサ及び耳
式体温計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared sensor and an ear thermometer, and more particularly to a thermometer capable of measuring the temperature of the eardrum or the external auditory meatus near the eardrum so that the body temperature can be accurately measured without contact. An infrared sensor and an ear thermometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】鼓膜は人体の内部温度を正確に反映して
いることが近年明らかとなっていることから、赤外線セ
ンサを使用して鼓膜の温度を非接触で計測する体温計が
近年注目されている。このような耳式体温計によれば、
人体の内部温度を計測できるほか、体温の計測時間が短
い、計測精度が高いという利点もある。このような耳式
体温計としては、例えば特公平5−28617号公報や
特開平8−191800号公報にに開示されたものがあ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been revealed that the eardrum accurately reflects the internal temperature of the human body. Therefore, a thermometer for non-contactly measuring the temperature of the eardrum using an infrared sensor has been attracting attention in recent years. I have. According to such an ear thermometer,
In addition to being able to measure the internal temperature of the human body, there are advantages of a short measurement time of the body temperature and high measurement accuracy. Examples of such an ear thermometer include those disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-28617 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-191800.

【0003】図1は前者(特公平5−28617号公
報)に開示された耳式体温計1の断面図、図2は該耳式
体温計1のハウジング3内部に納められている赤外線セ
ンサ2の構造を示す断面図である。赤外線センサ2は、
導波管4により、鼓膜5から放射される赤外線を赤外線
検出素子6へ導いて鼓膜5の表面温度を計測するもので
ある。図2に示すように、一様な円筒状をした導波管4
と赤外線検出素子6とは互いに反対側から熱伝導ブロッ
ク7内に挿入されて一体化され、熱伝導ブロック7内で
突き合わされている。赤外線検出素子6は、導波管4と
突き合わせた状態で固定するため、エポキシ樹脂8によ
って熱伝導ブロック7内に封止されている。さらに、導
波管4のうち熱伝導ブロック7から露出している部分の
外周は、空間9を隔てて低放射率保護バリア層10aと
低熱伝導層10bからなるカバー10で覆われている。
FIG. 1 is a sectional view of an ear thermometer 1 disclosed in the former (Japanese Patent Publication No. 5-28617), and FIG. 2 is a structure of an infrared sensor 2 housed inside a housing 3 of the ear thermometer 1. FIG. The infrared sensor 2
The waveguide 4 guides infrared rays emitted from the eardrum 5 to the infrared detecting element 6 to measure the surface temperature of the eardrum 5. As shown in FIG. 2, a uniform cylindrical waveguide 4
The infrared detecting element 6 and the infrared detecting element 6 are inserted into the heat conductive block 7 from opposite sides to be integrated, and butted in the heat conductive block 7. The infrared detecting element 6 is sealed in a heat conductive block 7 by an epoxy resin 8 in order to fix the infrared detecting element 6 in a state where the infrared detecting element 6 abuts on the waveguide 4. Further, the outer periphery of a portion of the waveguide 4 exposed from the heat conduction block 7 is covered by a cover 10 including a low emissivity protection barrier layer 10a and a low heat conduction layer 10b with a space 9 therebetween.

【0004】この赤外線センサ2は、図1に示すよう
に、ハウジング3内に納められてスタッド11で保持さ
れており、赤外線センサ2の先端部はハウジング3の先
端から飛び出ている。ハウジング3の先端には、赤外線
センサ2の露出部分を覆うようにして、カップ状をした
使い捨てのスペキュラ12が取り付けられている。
[0004] As shown in FIG. 1, the infrared sensor 2 is housed in a housing 3 and held by studs 11, and the tip of the infrared sensor 2 projects from the tip of the housing 3. At the tip of the housing 3, a cup-shaped disposable specular 12 is attached so as to cover an exposed portion of the infrared sensor 2.

【0005】しかして、この耳式体温計によれば、図1
のようにスペキュラ12の部分を外耳道13の入り口に
当てると、鼓膜5から放射された赤外線が導波管4の内
周面で導かれて赤外線検出素子6に達し、赤外線検出素
子6によって鼓膜5の表面温度が計測される。
Thus, according to this ear thermometer, FIG.
When the part of the specular 12 is applied to the entrance of the external auditory meatus 13 as in the above, the infrared radiation radiated from the eardrum 5 is guided by the inner peripheral surface of the waveguide 4 and reaches the infrared detecting element 6, and the infrared detecting element 6 Is measured.

【0006】次に、後者(特開平8−191800号公
報)に開示された体温計に用いられている赤外線センサ
21の構造を図3に示す。この赤外線センサ21にあっ
ては、円筒状をした導波管22の後部に割溝23の入っ
たキャップ状部分24を設けて導光部品25を形成して
いる。この導光部品25の導波管22をホルダー部品2
6の開口27に通してキャップ状部分24をホルダー部
品26の内部に納め、さらに赤外線検出素子28をホル
ダー部品26の内部に納めてキャップ状部分24に嵌合
させ、赤外線検出素子28の背後にスペーサ部品29を
入れた後からホルダー部品26の背面開口を基板30で
塞ぎ、基板30とホルダー部品26とをネジ31などで
結合させている。
Next, FIG. 3 shows the structure of the infrared sensor 21 used in the thermometer disclosed in the latter (Japanese Patent Laid-Open No. 8-191800). In the infrared sensor 21, a light guide component 25 is formed by providing a cap-shaped portion 24 having a split groove 23 at the rear of a cylindrical waveguide 22. The waveguide 22 of the light guide component 25 is connected to the holder component 2.
6, the cap-shaped portion 24 is housed inside the holder component 26, and the infrared detecting element 28 is further housed inside the holder component 26 and fitted to the cap-shaped portion 24. After the spacer component 29 is inserted, the back opening of the holder component 26 is closed with the substrate 30, and the substrate 30 and the holder component 26 are connected with the screw 31 or the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような赤外線セ
ンサに用いられている導波管の内面は、ロス無く赤外線
を伝搬させるために鏡面加工されているが、実際には導
波管からの放射率をゼロにすることはできない。そのた
め、導波管と赤外線検出素子との間に温度差があると、
赤外線検出素子は導波管の内面から放射される赤外線も
検出してしまい、誤差を生じる。
The inner surface of the waveguide used in the infrared sensor as described above is mirror-finished to propagate infrared light without loss. Emissivity cannot be made zero. Therefore, if there is a temperature difference between the waveguide and the infrared detector,
The infrared detecting element also detects infrared rays radiated from the inner surface of the waveguide, causing an error.

【0008】この対策のひとつとしては、導波管と赤外
線検出素子との温度差を小さくすること、つまり、導波
管と赤外線検出素子との熱抵抗を低下させることが重要
になる。
As one of the measures, it is important to reduce the temperature difference between the waveguide and the infrared detecting element, that is, to reduce the thermal resistance between the waveguide and the infrared detecting element.

【0009】しかしながら、上記赤外線センサでは、い
ずれも導波管は赤外線検出素子に接触しているだけであ
る。このように二つの物質を接触させただけの場合に
は、両物質の表面粗さにより微視的な接触面積は見かけ
の接触面積より少なくなることが知られている。しか
も、一般に赤外線検出素子のキャップは金属のプレス品
であるため、その表面は粗い。また、微視的な接触面積
を増加させるためには、接触圧力を増加させる方法や溶
接による接続などもあるが、赤外線検出素子はシリコン
などの脆い材料を内蔵していることや耐熱性に劣ること
のため、このような方法は採用できない。
However, in each of the above infrared sensors, the waveguide is only in contact with the infrared detecting element. It is known that when only two substances are brought into contact with each other, the microscopic contact area becomes smaller than the apparent contact area due to the surface roughness of both substances. In addition, since the cap of the infrared detecting element is generally a pressed metal product, its surface is rough. In order to increase the microscopic contact area, there are methods of increasing the contact pressure, connection by welding, and the like, but the infrared detecting element has a built-in brittle material such as silicon and has poor heat resistance. Therefore, such a method cannot be adopted.

【0010】従って、従来の赤外線センサにあっては、
導波管と赤外線検出素子の間の熱抵抗は必然的にかなり
大きくなり、赤外線センサの計測誤差が生じていた。
Therefore, in the conventional infrared sensor,
The thermal resistance between the waveguide and the infrared detecting element has necessarily become considerably large, causing a measurement error of the infrared sensor.

【0011】さらに、従来の赤外線センサにあっては、
導波管と赤外線検出素子のキャップは同じ円筒形である
にも拘わらず別個の部品となっており、部品点数が多く
なってコストが高くつく一因となっている。特に、前者
の赤外線センサ(特公平5−28617号公報)では、
封止用のエポキシ樹脂8の充填と硬化を行う必要があ
り、長い時間を要する。また、後者の赤外線センサ(特
開平8−191800号公報)では、導波管22を形成
された導光部品25が複雑な形状をしており、部品自体
のコストが高くつく。これらの理由から、従来のような
赤外線センサでは、コストが高くついていた。
Further, in the conventional infrared sensor,
The waveguide and the cap of the infrared detecting element are separate parts in spite of having the same cylindrical shape, which increases the number of parts and contributes to high cost. In particular, in the former infrared sensor (Japanese Patent Publication No. 5-28617),
It is necessary to fill and cure the epoxy resin 8 for sealing, which requires a long time. Further, in the latter infrared sensor (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-191800), the light guide component 25 on which the waveguide 22 is formed has a complicated shape, and the cost of the component itself is high. For these reasons, the cost of the conventional infrared sensor is high.

【0012】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、導波管
と赤外線検出素子とを一体化することにより、赤外線セ
ンサ及び耳式体温計の計測誤差の低減を図ると共に組立
工数の削減を図り、コストを安価にすることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. It is an object of the present invention to integrate an infrared sensor with an infrared sensor by integrating a waveguide and an infrared detecting element. An object of the present invention is to reduce the measurement error of the thermometer, reduce the number of assembly steps, and reduce the cost.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる第1の赤
外線センサは、赤外線検出素子を実装するパッケージ
に、導波管の機能を一体に形成したものである。
A first infrared sensor according to the present invention has a function of a waveguide integrally formed with a package on which an infrared detecting element is mounted.

【0014】本発明にかかる第1の赤外線センサにあっ
ては、パッケージと導波管の機能を一体化しているの
で、従来のように赤外線検出素子と導波管とを接続して
組み立てる必要が無くなり、赤外線センサと導波管の機
能を一体化して赤外線センサの構造を簡単にすることが
できる。この結果、赤外線センサの組立てが容易とな
り、コストも安価になる。さらに、赤外線センサのパッ
ケージと導波管との一体化により、赤外線センサと導波
管との間の熱抵抗も小さくなり、そのバラツキも軽減さ
れるので、赤外線センサの測定精度が向上する。
In the first infrared sensor according to the present invention, since the functions of the package and the waveguide are integrated, it is necessary to connect and assemble the infrared detecting element and the waveguide as in the prior art. The structure of the infrared sensor can be simplified by integrating the functions of the infrared sensor and the waveguide. As a result, the assembly of the infrared sensor is facilitated, and the cost is reduced. Further, by integrating the package of the infrared sensor and the waveguide, the thermal resistance between the infrared sensor and the waveguide is reduced and the variation is reduced, so that the measurement accuracy of the infrared sensor is improved.

【0015】本発明にかかる第2の赤外線センサは、赤
外線検出素子を実装するパッケージの内面に、所定の視
野角を設定するために赤外線放射率の異なる領域を分布
させたものである。
A second infrared sensor according to the present invention is one in which regions having different infrared emissivities are distributed on an inner surface of a package on which an infrared detecting element is mounted in order to set a predetermined viewing angle.

【0016】本発明にかかる第2の赤外線センサにあっ
ては、パッケージ内面に赤外線放射率の異なる領域を分
布させることにより視野角を設定しているので、赤外線
センサの視野角を指定値に保ったままで、センサ径を大
きくすることなく、パッケージを長くすることができ
る。しかも、これによってパッケージに導波管の機能を
持たせて赤外線センサと導波管とを一体化することが可
能になるので、従来のように赤外線検出素子と導波管と
を接続して組み立てる必要が無くなり、赤外線センサと
導波管の機能を一体化して赤外線センサの構造を簡単に
することができる。この結果、赤外線センサの組立てが
容易となり、コストも安価になる。さらに、赤外線セン
サのパッケージと導波管との一体化により、赤外線セン
サと導波管との間の熱抵抗も小さくなり、そのバラツキ
も軽減されるので、赤外線センサの測定精度が向上す
る。
In the second infrared sensor according to the present invention, since the viewing angle is set by distributing regions having different infrared emissivities on the inner surface of the package, the viewing angle of the infrared sensor is maintained at a specified value. The package can be lengthened without increasing the sensor diameter while keeping the sensor. Moreover, this makes it possible to integrate the infrared sensor and the waveguide by providing the package with the function of a waveguide, so that the infrared detecting element and the waveguide are connected and assembled as in the conventional case. This eliminates the necessity, and the functions of the infrared sensor and the waveguide can be integrated to simplify the structure of the infrared sensor. As a result, the assembly of the infrared sensor is facilitated, and the cost is reduced. Further, by integrating the package of the infrared sensor and the waveguide, the thermal resistance between the infrared sensor and the waveguide is reduced and the variation is reduced, so that the measurement accuracy of the infrared sensor is improved.

【0017】また、本発明の第2の赤外線センサの一実
施形態においては、前記パッケージの赤外線入射側の先
端部で、赤外線入射部分以外の領域の反射率を高くして
もよい。
In one embodiment of the second infrared sensor according to the present invention, the reflectance of a region other than the infrared incident portion may be increased at the front end of the package on the infrared incident side.

【0018】このようにパッケージの赤外線入射側の先
端部で赤外線入射部分以外の領域の反射率を高くしてお
けば、赤外線入射部分以外では熱源からの放射熱を反射
させて遮断することができ、熱源からの放射熱の影響を
低減して赤外線センサの計測精度を向上させることがで
きる。
As described above, if the reflectance of the region other than the infrared ray incident portion at the front end of the package on the infrared ray incident side is made high, the radiant heat from the heat source can be reflected and cut off at the portion other than the infrared ray incident portion. In addition, the measurement accuracy of the infrared sensor can be improved by reducing the influence of radiant heat from the heat source.

【0019】また、本発明の第2の赤外線センサの別な
実施形態においては、赤外線検出素子を実装するパッケ
ージにおいて、当該素子の実装面に赤外線導入窓を設け
てもよい。
In another embodiment of the second infrared sensor of the present invention, in a package for mounting an infrared detecting element, an infrared introducing window may be provided on a mounting surface of the element.

【0020】この実施形態によれば、素子の実装面に赤
外線導入窓を設けているので、パッケージの温度分布の
影響を低減でき、ヒートシンクのような部材を不要にで
きる。そして、ヒートシンクのような部材を不要にする
ことで、パッケージと導波管を一体化することも可能に
なる。
According to this embodiment, since the infrared light introducing window is provided on the mounting surface of the element, the influence of the temperature distribution of the package can be reduced, and a member such as a heat sink can be eliminated. By eliminating a member such as a heat sink, the package and the waveguide can be integrated.

【0021】また、赤外線検出素子の外乱要素となる赤
外線導入窓以外の部分と赤外線検出素子との距離が近い
ために両者間の温度差を少なくでき、したがって外乱赤
外線による誤差を低減できる。
Further, since the distance between the infrared detecting element and a portion other than the infrared introducing window, which is a disturbance element of the infrared detecting element, is short, the temperature difference between the two can be reduced, and the error due to the disturbance infrared light can be reduced.

【0022】また、本発明の第2の赤外線センサのさら
に別な実施形態においては、前記赤外線検出素子を実装
されたパッケージの素子実装面において、前記赤外線導
入窓を挟んで赤外線検出素子と反対側の面に導波管を設
けている。
Further, in still another embodiment of the second infrared sensor of the present invention, on the element mounting surface of the package on which the infrared detection element is mounted, the opposite side of the infrared detection window with respect to the infrared detection element. Is provided with a waveguide.

【0023】この実施形態のようにパッケージと導波管
を一体化すれば、パッケージと導波管を接続する部材や
組立て工程を不要にできる。
If the package and the waveguide are integrated as in this embodiment, the members for connecting the package and the waveguide and the assembling process can be eliminated.

【0024】また、本発明の第2の赤外線センサのさら
に別な実施形態においては、前記導波管の周囲を保護管
によって囲んでいる。
In still another embodiment of the second infrared sensor of the present invention, the waveguide is surrounded by a protective tube.

【0025】素子実装面に赤外線導入窓を設ければ、所
定の視野角を確保する場合、赤外線入射窓の径を小さく
でき、それに伴い導波管の径も小さくできるので、保護
管もパッケージに直接設けることができる。そして、パ
ッケージの一部である導波管を保護する保護管を一体化
することにより、部材や組立工程数を減らすことができ
る。また、耳式体温計として使用する場合には、保護管
により外耳道からの熱の影響を低減し、計測精度を向上
させられる。
If an infrared introducing window is provided on the element mounting surface, in order to secure a predetermined viewing angle, the diameter of the infrared incident window can be reduced and the diameter of the waveguide can be reduced accordingly. It can be provided directly. By integrating a protective tube for protecting the waveguide, which is a part of the package, the number of members and the number of assembly steps can be reduced. When used as an ear thermometer, the protective tube reduces the influence of heat from the external auditory canal and improves measurement accuracy.

【0026】また、本発明の第2の赤外線センサのさら
に別な実施形態においては、配線基板をパッケージとし
て前記赤外線検出素子を配線基板に実装し、該配線基板
にあけたスルーホールによって配線基板に前記赤外線導
入窓を設けている。
In still another embodiment of the second infrared sensor according to the present invention, the infrared detecting element is mounted on the wiring board using the wiring board as a package, and the wiring board is connected to the wiring board by through holes formed in the wiring board. The infrared ray introduction window is provided.

【0027】この実施形態では、赤外線検出素子を直接
配線基板に実装し、配線基板によって赤外線検出素子を
パッケージングできるので、赤外線センサの小型化、薄
型化を図ることができ、コストも安価にできる。
In this embodiment, since the infrared detecting element can be directly mounted on the wiring board and the infrared detecting element can be packaged by the wiring board, the infrared sensor can be reduced in size and thickness, and the cost can be reduced. .

【0028】また、本発明の第2の赤外線センサのさら
に別な実施形態においては、前記配線基板における赤外
線検出素子の実装面、温度補償用サーミスタの実装面及
び導波管の実装面を互いに電気的に導通させている。
In still another embodiment of the second infrared sensor of the present invention, the mounting surface of the infrared detecting element, the mounting surface of the temperature compensating thermistor, and the mounting surface of the waveguide on the wiring board are electrically connected to each other. Electrically conductive.

【0029】この実施形態によれば、各部品の実装位置
間の温度差を低減することができるので、測定精度を向
上させることができ、回路基板を利用したパッケージで
も金属パッケージと同等の特性が得られる。
According to this embodiment, the temperature difference between the mounting positions of each component can be reduced, so that the measurement accuracy can be improved, and even a package using a circuit board has characteristics equivalent to those of a metal package. can get.

【0030】本発明にかかる耳式体温計は、本発明にか
かる赤外線センサと、該赤外線センサの少なくとも一部
を覆うように設けられたプローブ部とを備えている。
An ear thermometer according to the present invention includes the infrared sensor according to the present invention, and a probe provided to cover at least a part of the infrared sensor.

【0031】このような耳式体温計によれば、プローブ
部によって外耳道からの熱の影響を低減できる。また、
導波管を赤外線センサと一体化できるので、コストを安
価にでき、計測精度も向上させることができる。
According to such an ear thermometer, the effect of heat from the ear canal can be reduced by the probe section. Also,
Since the waveguide can be integrated with the infrared sensor, the cost can be reduced and the measurement accuracy can be improved.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図4(a)
(b)は本発明の一実施形態による赤外線センサ41の
構造を示す正面図及び断面図である。また、図5(a)
は該赤外線センサ41の一部を拡大して示す断面図、図
5(b)は図5(a)のX−X線断面図である。この赤
外線センサ41のパッケージ(キャンパッケージ)は、
ニッケル等の金属からなるステムベース42とキャップ
43によって構成されている。円板状をしたステムベー
ス(金属ステム)42の周縁部にあけられた通孔には絶
縁用の封止ガラス44が埋め込まれており、この封止ガ
ラス44に貫通させるようにしてステムベース42の周
縁部には複数本のピン状をした端子45が挿通させられ
ている。ステムベース42の内面中央には赤外線検出素
子46が実装され、赤外線検出素子46の出力電極47
と端子45とはボンディングワイヤ48によって接続さ
れている。赤外線検出素子46の近傍には温度補償用の
サーミスタ49が実装され、サーミスタ49と端子45
もボンディングワイヤ48によって接続されている。し
かして、赤外線検出素子46は、ステムベース42及び
キャップ43(筒部55、前面カバー56)からなるパ
ッケージ内に封止されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG.
(B) is the front view and sectional view showing the structure of infrared sensor 41 by one embodiment of the present invention. FIG. 5 (a)
FIG. 5B is a cross-sectional view showing a part of the infrared sensor 41 in an enlarged manner, and FIG. The package (can package) of this infrared sensor 41 is
It is composed of a stem base 42 made of a metal such as nickel and a cap 43. An insulating sealing glass 44 is embedded in a through hole formed in a peripheral portion of a disk-shaped stem base (metal stem) 42, and the stem base 42 is penetrated through the sealing glass 44. A plurality of pin-shaped terminals 45 are inserted through the periphery of the terminal. An infrared detecting element 46 is mounted at the center of the inner surface of the stem base 42, and an output electrode 47 of the infrared detecting element 46 is provided.
The terminal 45 is connected to the terminal 45 by a bonding wire 48. A thermistor 49 for temperature compensation is mounted near the infrared detecting element 46, and the thermistor 49 and a terminal 45 are provided.
Are also connected by bonding wires 48. Thus, the infrared detecting element 46 is sealed in a package including the stem base 42 and the cap 43 (the cylindrical portion 55 and the front cover 56).

【0033】赤外線検出素子46は、図6(a)(b)
に示すように、シリコン基板50の上面に設けた凹所5
1の上に薄膜状をした熱絶縁薄膜52を形成し、熱絶縁
薄膜52を介して凹部5の上とシリコン基板50の上と
の間にサーモパイル(熱電対列)53を配線し、熱絶縁
薄膜52の上面に位置するサーモパイル53の温接点領
域を赤外線吸収体54で覆ったものである(このような
サーモパイル型赤外線検出素子46については、例え
ば、特開平2−205729などを参照)。赤外線吸収
体54は、熱容量の大きなシリコン基板50と熱絶縁薄
膜52によって熱的に絶縁されているので、赤外線検出
素子46に赤外線が入射して赤外線吸収体54に吸収さ
れると、赤外線吸収体54はシリコン基板50に比べて
温度が上昇する。この温度をサーモパイル53により直
流電圧に変換し、出力電極47から出力する。
FIGS. 6A and 6B show the infrared detecting element 46.
As shown in FIG.
1, a thermopile (thermocouple array) 53 is wired between the upper surface of the recess 5 and the upper surface of the silicon substrate 50 via the heat insulating thin film 52. The hot junction region of the thermopile 53 located on the upper surface of the thin film 52 is covered with an infrared absorber 54 (for such a thermopile infrared detecting element 46, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205729). Since the infrared absorber 54 is thermally insulated by the silicon substrate 50 having a large heat capacity and the heat insulating thin film 52, when infrared rays enter the infrared detecting element 46 and are absorbed by the infrared absorber 54, 54 has a higher temperature than the silicon substrate 50. This temperature is converted into a DC voltage by the thermopile 53 and output from the output electrode 47.

【0034】キャップ43は円筒状をした筒部55とそ
の先端に固着された前面カバー56によって構成されて
いる。筒部55は金属材料によって円筒状に形成されて
おり、筒部55の後端部にはフランジ57が設けられて
おり、この後端部はステムベース42の外周部に設けら
れた段部58に嵌合させて抵抗溶接によりステムベース
42と一体化されている。また、筒部55の内周面に
は、赤外線放射率の低い領域59と赤外線放射率の高い
領域60とが形成されている。赤外線放射率の高い領域
60は、塗料などで吸収率を高くした領域であって全長
Aの長さにわたって赤外線検出素子46の近傍に形成さ
れており、赤外線放射率の低い領域59は、鏡面にして
反射率を高くした領域であって全長Bの長さにわたって
前面カバー56側に形成されている。赤外線放射率の低
い領域59は導波管の働きをする部分であって、この長
さBが導波管の長さに相当する。また、赤外線放射率の
高い領域60は、その長さBによって赤外線センサ41
の視野角を規定する。
The cap 43 comprises a cylindrical portion 55 having a cylindrical shape and a front cover 56 fixed to the end thereof. The cylindrical portion 55 is formed in a cylindrical shape from a metal material, and a flange 57 is provided at a rear end of the cylindrical portion 55, and the rear end is a step 58 provided on the outer peripheral portion of the stem base 42. And is integrated with the stem base 42 by resistance welding. Further, a region 59 having a low infrared emissivity and a region 60 having a high infrared emissivity are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 55. The region 60 having a high infrared emissivity is a region having a high absorptivity with a paint or the like and is formed in the vicinity of the infrared detecting element 46 over the entire length A, and the region 59 having a low infrared emissivity is a mirror surface. And is formed on the front cover 56 side over the entire length B. The region 59 having a low infrared emissivity is a portion that functions as a waveguide, and the length B corresponds to the length of the waveguide. The area 60 having a high infrared emissivity has an infrared sensor 41 depending on its length B.
Is defined.

【0035】また、筒部55の先端部外周にはフランジ
61が周設されており、筒部55の前面に配置された前
面カバー56はフランジ61に固着されている。前面カ
バー56は、特定波長の赤外線のみを選択的に透過させ
る赤外線フィルタの機能を備えた赤外線入射窓62の周
囲をマスキング部63で覆ったものである。
A flange 61 is provided around the outer periphery of the distal end of the cylindrical portion 55, and a front cover 56 disposed on the front surface of the cylindrical portion 55 is fixed to the flange 61. The front cover 56 covers the periphery of an infrared incident window 62 having a function of an infrared filter that selectively transmits only infrared light of a specific wavelength with a masking portion 63.

【0036】しかして、赤外線センサ41の先端の赤外
線入射窓62に赤外線が入射すると、入射した赤外線は
筒部55内に入り、筒部55内面の赤外線放射率が低い
領域59で反射をくり返しながら赤外線検出素子46の
方向へ進み、その一部は赤外線検出素子46の赤外線吸
収体54に吸収されて赤外線の検出が行われる。
When the infrared light enters the infrared incident window 62 at the tip of the infrared sensor 41, the incident infrared light enters the cylindrical portion 55 and is repeatedly reflected in the region 59 on the inner surface of the cylindrical portion 55 where the infrared emissivity is low. The light advances toward the infrared detecting element 46, and a part of the light is absorbed by the infrared absorber 54 of the infrared detecting element 46, and the infrared light is detected.

【0037】次に、このような構造の赤外線センサ41
において、筒部55の内周面を放射率の高い領域60と
低い領域59とに分けることにより、赤外線センサ41
の視野角を設定できる理由を説明する。筒部55の内面
において、赤外線は放射率の低い領域59では反射し、
放射率の高い領域60では反射しない。そして、赤外線
が筒部55の内周面で反射するとき、その入射角と反射
角は等しい。従って、図4(b)に示すように、放射率
の低い領域59では、赤外線がいくら反射を繰り返して
も筒部55の入射端と出射端における赤外線の入射角と
反射角は等しい。
Next, the infrared sensor 41 having such a structure will be described.
, The inner peripheral surface of the cylindrical portion 55 is divided into a high emissivity region 60 and a low emissivity region 59 so that the infrared sensor 41
The reason why the viewing angle can be set will be described. On the inner surface of the cylindrical portion 55, the infrared rays are reflected in the low emissivity region 59,
No reflection occurs in the high emissivity region 60. When the infrared rays are reflected on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 55, the incident angle and the reflection angle are equal. Accordingly, as shown in FIG. 4B, in the low emissivity region 59, the incident angle and the reflection angle of the infrared light at the incident end and the outgoing end of the cylindrical portion 55 are the same even if the infrared light is repeatedly reflected.

【0038】いま、筒部55の内周面の直径を2R、放
射率の高い領域60の長さをAとするとき、角度αを tan(α/2)=R/A で定義する。赤外線入射窓62から入射する赤外線のう
ち入射角度がα以下の赤外線については、筒部55内周
面の放射率の低い領域59で反射を繰り返しながらステ
ムべース42に到達する。一方、入射角度がα以上の赤
外線については、いずれ途中で放射率の高い領域60に
当たり吸収されるためステムベース42には到達しな
い。つまり、放射率の低い領域59の端に放射率の高い
領域60を設けることにより、キャップ43の高さがA
の従来の赤外線センサ41と同じ視野角αの特性を実現
できたことになる。
When the diameter of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 55 is 2R and the length of the high emissivity region 60 is A, the angle α is defined as tan (α / 2) = R / A. Among the infrared rays incident from the infrared incident window 62, the infrared rays having an incident angle of α or less reach the stem base 42 while repeating reflection in the low emissivity region 59 on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 55. On the other hand, infrared rays having an incident angle of α or more do not reach the stem base 42 because they eventually hit the high-emissivity region 60 halfway and are absorbed. In other words, by providing the high-emissivity region 60 at the end of the low-emissivity region 59, the height of the cap 43 becomes A
That is, the same characteristic of the viewing angle α as that of the conventional infrared sensor 41 can be realized.

【0039】これに対し、従来のようなキャンパッケー
ジの赤外線センサにおいて、所定の視野角αを保ったま
までキャップ長さを長くし、キャップに導波管の機能を
持たせようとすると、赤外線センサの窓径(≒センサ
径)を極端に大きくしなければならない。これは、キャ
ップの長さをL、その内径を2Rとしたとき、 tan(α/2)=R/L=一定 となることから分かる。従って、このようにセンサ径が
大きくなってしまうと、耳式体温計のように外耳道に合
わせたセンサ径が要求される用途には必然的に使えない
ことになる。
On the other hand, in a conventional can-packaged infrared sensor, if the cap length is increased while maintaining a predetermined viewing angle α, and the cap is provided with the function of a waveguide, the infrared sensor is required. Window diameter (≒ sensor diameter) must be extremely large. This is understood from the fact that when the length of the cap is L and the inner diameter is 2R, tan (α / 2) = R / L = constant. Therefore, if the sensor diameter is increased in this way, it cannot be used inevitably for an application such as an ear thermometer that requires a sensor diameter adapted to the ear canal.

【0040】このように、キャップ43の内周面に放射
率の高い領域60と放射率の低い領域59とを設けるこ
とにより、赤外線の視野角αを指定の値に保ったまま
で、しかもセンサ径を大きくすることなく、キャップ4
3を長くすることができ、キャップ43に導波管の機能
を持たせて赤外線センサ41のパッケージと導波管とを
一体化することが可能になるのである。そして、赤外線
センサ41のキャップ43に導波管の機能を持たせるこ
とにより、従来のように赤外線検出素子46と導波管と
を接続して組み立てる必要が無くなり、パッケージと導
波管を一体化して赤外線センサ41の構造を簡単にする
ことができる。この結果、赤外線センサ41の組立てが
容易となり、コストも安価にできる。
Thus, by providing the high emissivity region 60 and the low emissivity region 59 on the inner peripheral surface of the cap 43, the sensor diameter can be maintained while keeping the infrared viewing angle α at a specified value. Cap 4 without increasing
3 can be lengthened, and the package of the infrared sensor 41 and the waveguide can be integrated by providing the cap 43 with the function of a waveguide. By providing the function of a waveguide to the cap 43 of the infrared sensor 41, it is not necessary to connect and assemble the infrared detecting element 46 and the waveguide as in the related art, and the package and the waveguide are integrated. Thus, the structure of the infrared sensor 41 can be simplified. As a result, assembling of the infrared sensor 41 becomes easy, and the cost can be reduced.

【0041】なお、キャップ43内面の放射率の高い領
域60では赤外線の反射率は低いが、放射率が高いため
キャップ43内面からの赤外線放出は大きい。しかしな
がら、以下の理由により、これは問題とはならない。す
なわち、赤外線検出素子46とキャップ43内面の放射
率が高い領域60は距離が近いこと、キャップ43とス
テムベース42双方の材料として熱伝導率の高いニッケ
ルなどの金属を使用していること、また、ステムベース
42とキャップ43とが抵抗溶接により接続されている
ために、両要素間の熱抵抗が低く、したがって温度差も
少ないことなどの理由により、放射率の高い領域60で
の放射赤外線は問題にならない。
In the high emissivity region 60 on the inner surface of the cap 43, the reflectivity of infrared rays is low, but since the emissivity is high, infrared radiation from the inner surface of the cap 43 is large. However, this is not a problem for the following reasons. That is, the high emissivity region 60 between the infrared detecting element 46 and the inner surface of the cap 43 is short in distance, and a metal such as nickel having high thermal conductivity is used as a material for both the cap 43 and the stem base 42. Since the stem base 42 and the cap 43 are connected by resistance welding, the thermal resistance between the two elements is low, and therefore the temperature difference between them is small. It doesn't matter.

【0042】さらに、本発明の赤外線センサ41によれ
ば、パッケージと導波管との一体化により、赤外線セン
サ41と導波管との間の熱抵抗も小さくなり、そのバラ
ツキも軽減されるので、赤外線センサ41の測定精度が
向上する。特に、導波管の機能を兼ねるキャップ43と
ステムベース42とは抵抗溶接により接続されているの
で、その間の接触抵抗も小さくなり、筒部55(導波
管)と赤外線検出素子46との間の温度差が小さいの
で、測定精度の向上が図れる。
Further, according to the infrared sensor 41 of the present invention, since the package and the waveguide are integrated, the thermal resistance between the infrared sensor 41 and the waveguide is reduced, and the variation is reduced. Thus, the measurement accuracy of the infrared sensor 41 is improved. In particular, since the cap 43 serving also as a waveguide and the stem base 42 are connected by resistance welding, the contact resistance therebetween is reduced, and the gap between the cylindrical portion 55 (waveguide) and the infrared detecting element 46 is reduced. Since the temperature difference is small, measurement accuracy can be improved.

【0043】また、赤外線入射窓62は、シリコン板に
両面コーティングを施した赤外線フィルタによって構成
されているので、必要とする波長の赤外線のみを透過さ
せることができ、外乱の赤外線を除去することができ
る。
Further, since the infrared incident window 62 is constituted by an infrared filter in which a silicon plate is coated on both sides, only infrared light of a required wavelength can be transmitted, and infrared light of a disturbance can be removed. it can.

【0044】この赤外線入射窓62では、コーティング
の最適化や厚みを薄くすることで、赤外線フィルタ自体
の放射率(≒吸収率)を低くしている。赤外線入射窓6
2は熱源(鼓膜)に近いため放射熱の影響を受け易く、
その赤外線フィルタの放射率が高い場合には、熱源から
の赤外線を吸収してフィルタ自体が温度上昇し、また、
赤外線フィルタから放射された赤外線が赤外線検出素子
46に吸収されて誤差となるためである。
In the infrared incident window 62, the emissivity (≒ absorptance) of the infrared filter itself is reduced by optimizing the coating and reducing the thickness. Infrared incident window 6
2 is easily affected by radiant heat because it is close to the heat source (tympanic membrane),
When the emissivity of the infrared filter is high, the filter itself absorbs infrared rays from the heat source and the filter itself rises in temperature,
This is because the infrared rays emitted from the infrared filter are absorbed by the infrared detecting element 46 and cause an error.

【0045】さらに、前面カバー56は、赤外線入射窓
62以外の部分は放射率の低いアルミ等からなるマスキ
ング部63で覆われており、熱源からの放射熱の影響を
少しでも低減しようとしている。なお、このマスキング
部63は、一般のセンサパッケージで、フィルタがパッ
ケージ外面に配置されている場合にも同様な効果が得ら
れる。
Further, the portion of the front cover 56 other than the infrared incident window 62 is covered with a masking portion 63 made of aluminum or the like having a low emissivity so as to reduce the influence of radiant heat from a heat source as much as possible. Note that the masking section 63 is a general sensor package, and a similar effect can be obtained when the filter is arranged on the outer surface of the package.

【0046】つぎに、上記赤外線センサ41の製造方法
を図7(a)〜(i)により説明する。図7(a)は内
面が鏡面の筒部55を表している。これは、金属パイプ
の内面を研磨し、金メッキすることによって作製されて
いる。ついで、プレス加工により筒部55の両端にフラ
ンジ加工を施す(図7(b))。
Next, a method for manufacturing the infrared sensor 41 will be described with reference to FIGS. FIG. 7A shows a cylindrical portion 55 whose inner surface is a mirror surface. This is made by polishing and gold plating the inner surface of a metal pipe. Next, flange processing is performed on both ends of the cylindrical portion 55 by press working (FIG. 7B).

【0047】この一方で、シリコンウエハの両面をコー
ティング加工し、赤外線入射窓62となる領域以外の部
分をアルミ蒸着でマスキング部63により覆い、これを
ダイシングすることによって前面カバー56を作製す
る。こうして得られた前面カバー56は、シリコンウエ
ハをダイシングにより分割されるため6角形となる。こ
の前面カバー56を筒部55の前端のフランジ61に接
着する(図7(c))。
On the other hand, both sides of the silicon wafer are coated, and a portion other than a region to be the infrared incident window 62 is covered with a masking portion 63 by aluminum vapor deposition, and is diced to produce a front cover 56. The front cover 56 thus obtained has a hexagonal shape because the silicon wafer is divided by dicing. The front cover 56 is bonded to the front end flange 61 of the tubular portion 55 (FIG. 7C).

【0048】この後、筒部55の後端部を長さAだけ放
射率の高い液体塗料中に浸漬し乾燥させることにより、
筒部55のうち前面カバー56と反対側の端部内周面の
放射率を低下させる(図7(d))。
Thereafter, the rear end of the cylindrical portion 55 is immersed in a liquid paint having a high emissivity by the length A and dried to obtain
The emissivity of the inner peripheral surface of the end of the cylindrical portion 55 opposite to the front cover 56 is reduced (FIG. 7D).

【0049】また、上記工程とは別に端子45を備えた
ステムベース42を製作しておき(図7(e))、ステ
ムベース42上に赤外線検出素子46とサーミスタ49
を実装し(図7(f))、赤外線検出素子46とサーミ
スタ49をボンディングワイヤ48によりステムベース
42の端子45と電気的に接続する(図7(g))。
A stem base 42 having a terminal 45 is manufactured separately from the above steps (FIG. 7E), and an infrared detecting element 46 and a thermistor 49 are provided on the stem base 42.
Is mounted (FIG. 7 (f)), and the infrared detecting element 46 and the thermistor 49 are electrically connected to the terminal 45 of the stem base 42 by the bonding wire 48 (FIG. 7 (g)).

【0050】ついで、上記のようにして作製されたキャ
ップ43の後端部のフランジ57に上記ステムベース4
2を抵抗溶接により接合し(図7(h))、赤外線セン
サ41を完成する(図7(i))。
Next, the stem base 4 is attached to the flange 57 at the rear end of the cap 43 manufactured as described above.
2 are joined by resistance welding (FIG. 7 (h)) to complete the infrared sensor 41 (FIG. 7 (i)).

【0051】次に、上記のような構造の赤外線センサ4
1を用いた耳式体温計64の構造を図8の断面図に従っ
て説明する。65は回路基板であって、端子45を差し
て赤外線センサ41が実装される。66は赤外線センサ
41を囲む筒状の内ブロックであって、回路基板65に
ねじ止めされている。内ブロック66は先端側で外径が
絞られて細くなっている。67は内ブロック66の外周
部を囲むプローブ部であって、回路基板65にねじ止め
されている。プローブ部67は直接外耳道68と接触す
る部分であって、やはり先端側で外径が絞られて細くな
っている。また、プローブ部67と内ブロック66との
間には、断熱のための空気層69が形成されている。
Next, the infrared sensor 4 having the above structure
The structure of the ear thermometer 64 using the device 1 will be described with reference to the sectional view of FIG. Reference numeral 65 denotes a circuit board on which the infrared sensor 41 is mounted with the terminal 45 inserted. Reference numeral 66 denotes a cylindrical inner block surrounding the infrared sensor 41, which is screwed to the circuit board 65. The outer diameter of the inner block 66 is narrowed at the distal end side. A probe 67 surrounds the outer periphery of the inner block 66 and is screwed to the circuit board 65. The probe portion 67 is a portion that directly contacts the external auditory canal 68, and also has a narrow outer diameter at the distal end side. An air layer 69 for heat insulation is formed between the probe 67 and the inner block 66.

【0052】しかして、この耳式体温計64が図8のよ
うに外耳道68に差し込まれると、赤外線センサ41の
先端が鼓膜70と対向させられる。そして、鼓膜70か
ら放射された赤外線が赤外線入射窓62から赤外線セン
サ41に入力される。ここで、鼓膜70から放射される
赤外線の強度は鼓膜70の温度の関数であって、赤外線
センサ41は入射された赤外線の強度に応じた電圧と、
赤外線センサ41自体の温度に応じた抵抗値(周囲温度
補償用)を出力する。赤外線センサ41の出力は、回路
基板65に実装されている演算処理回路で演算処理さ
れ、液晶表示部(図示省略)に鼓膜70の温度(体温)
が表示される。
When the ear thermometer 64 is inserted into the ear canal 68 as shown in FIG. 8, the tip of the infrared sensor 41 is made to face the eardrum 70. The infrared light emitted from the eardrum 70 is input to the infrared sensor 41 from the infrared incident window 62. Here, the intensity of the infrared light emitted from the eardrum 70 is a function of the temperature of the eardrum 70, and the infrared sensor 41 outputs a voltage corresponding to the intensity of the incident infrared light,
It outputs a resistance value (for ambient temperature compensation) corresponding to the temperature of the infrared sensor 41 itself. The output of the infrared sensor 41 is subjected to arithmetic processing by an arithmetic processing circuit mounted on the circuit board 65, and the temperature (body temperature) of the eardrum 70 is displayed on a liquid crystal display (not shown).
Is displayed.

【0053】(第2の実施形態)図9は本発明の別な実
施形態による赤外線センサ71の斜視図、図10は該赤
外線センサ71の断面図、図11は図10のY−Y線断
面図である。また、図12(a)(b)はステムベース
42に実装された赤外線検出素子46の近傍を示す断面
図及び正面図である。この赤外線センサ71にあって
は、図12(a)(b)に示すように、複数本の入出力
用の端子45を設けられた金属製のステムベース42の
前面中央部に凹部72が設けられており、凹部72の底
面中央部にはステムベース42を貫通する赤外線導入窓
73が開口されている。第1の実施形態で説明したのと
同様な構造の赤外線検出素子46は、図11及び図12
(a)(b)に示すように、この凹部72に納めるよう
にしてステムベース42に実装されており、サーミスタ
49は赤外線検出素子46の近傍に実装されている。赤
外線検出素子46の電極及びサーミスタ49はボンディ
ングワイヤ48により端子45に接続されている。
(Second Embodiment) FIG. 9 is a perspective view of an infrared sensor 71 according to another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a sectional view of the infrared sensor 71, and FIG. 11 is a sectional view taken along line YY of FIG. FIG. FIGS. 12A and 12B are a cross-sectional view and a front view showing the vicinity of an infrared detecting element 46 mounted on the stem base 42. In this infrared sensor 71, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), a concave portion 72 is provided at the center of the front surface of a metal stem base 42 provided with a plurality of input / output terminals 45. In the center of the bottom surface of the concave portion 72, an infrared ray introducing window 73 penetrating the stem base 42 is opened. The infrared detecting element 46 having the same structure as that described in the first embodiment is similar to that shown in FIGS.
As shown in (a) and (b), it is mounted on the stem base 42 so as to be accommodated in the recess 72, and the thermistor 49 is mounted near the infrared detecting element 46. The electrode of the infrared detecting element 46 and the thermistor 49 are connected to the terminal 45 by a bonding wire 48.

【0054】また、この実施形態では、ステムベース4
2、キャップ43、導波管74及び保護パイプ75によ
ってパッケージが構成されている。図9及び図10に示
すように、ステムベース42の背面には、赤外線導入窓
73を囲むようにして導波管74の端面が接合されてお
り、さらに空間を隔てて導波管74を囲むようにして保
護パイプ75の端面がステムベース42の背面に接合さ
れている。この導波管74は赤外線検出素子46に赤外
線を導くものであり、保護パイプ75は外乱の影響を低
減するためのものである。さらに、ステムベース42の
前面は、比較的低背のキャップ43によって覆われてい
る。
In this embodiment, the stem base 4
2. A package is constituted by the cap 43, the waveguide 74, and the protection pipe 75. As shown in FIGS. 9 and 10, the end face of the waveguide 74 is joined to the back surface of the stem base 42 so as to surround the infrared light introducing window 73, and is further protected so as to surround the waveguide 74 with a space therebetween. The end face of the pipe 75 is joined to the back of the stem base 42. The waveguide 74 guides infrared rays to the infrared detecting element 46, and the protective pipe 75 reduces the influence of disturbance. Further, the front surface of the stem base 42 is covered by a cap 43 having a relatively low height.

【0055】しかして、このような構造の赤外線センサ
71にあっては、裏面の導波管74から赤外線が導入さ
れる。導波管74内に入射した赤外線は導波管74の内
面で反射を繰り返しながらステムベース42に到達し、
ステムベース42の赤外線導入窓73を通して赤外線検
出素子46へ導かれる。赤外線検出素子46へ導かれた
赤外線は赤外線検出素子46のシリコン基板50を透過
して赤外線吸収体54に吸収される。このとき、赤外線
検出素子46のシリコン基板50はフィルタとして機能
する。赤外線吸収体54は、熱絶縁薄膜52によりシリ
コン基板50とは熱的に絶縁されているので、赤外線を
吸収した赤外線吸収体54は、シリコン基板50に比べ
て温度が上昇する。赤外線センサ71は、この上昇温度
をサーモパイル53により直流電圧に変換し、電極から
出力する。
In the infrared sensor 71 having such a structure, infrared light is introduced from the waveguide 74 on the back surface. The infrared light that has entered the waveguide 74 reaches the stem base 42 while repeating reflection on the inner surface of the waveguide 74,
The light is guided to the infrared detecting element 46 through the infrared introducing window 73 of the stem base 42. The infrared light guided to the infrared detection element 46 passes through the silicon substrate 50 of the infrared detection element 46 and is absorbed by the infrared absorber 54. At this time, the silicon substrate 50 of the infrared detecting element 46 functions as a filter. Since the infrared absorber 54 is thermally insulated from the silicon substrate 50 by the heat insulating thin film 52, the temperature of the infrared absorber 54 that has absorbed infrared rays rises as compared with the silicon substrate 50. The infrared sensor 71 converts the increased temperature into a DC voltage by the thermopile 53 and outputs the DC voltage from the electrodes.

【0056】ここで、導波管74の内面は全長にわたっ
て鏡面状態に仕上げられていて赤外線放射率が低くなっ
ており、赤外線の反射ロスや拡散、さらに導波管74自
体からの赤外線放射が少ない構成になっている。
Here, the inner surface of the waveguide 74 is mirror-finished over its entire length and has a low infrared emissivity, so that there is little reflection loss and diffusion of infrared light, and little infrared radiation from the waveguide 74 itself. It has a configuration.

【0057】一方、赤外線検出素子46の赤外線吸収体
54に入ってくる赤外線は、導波管74によるものの他
に、ステムベース42の赤外線導入窓73の内面やステ
ムベース42の素子実装面から放射されるものもある。
これらの赤外線は、本来誤差成分であるが、以下の理由
で問題とならない。すなわち、赤外線検出素子46の赤
外線検出部分(熱絶縁薄膜52、サーモパイル53、赤
外線吸収体54から成る部分)と誤差要素となる赤外線
を放射する部分(ステムベース42の赤外線導入窓73
の内面、ステムベース42の素子実装面)との間の熱抵
抗が非常に小さく、温度がほぼ同じで温度差も無視でき
るからである。
On the other hand, infrared rays entering the infrared absorber 54 of the infrared detecting element 46 are radiated from the inner surface of the infrared introducing window 73 of the stem base 42 and the element mounting surface of the stem base 42 in addition to the waveguide 74. Some are done.
These infrared rays are essentially error components, but do not pose a problem for the following reasons. That is, an infrared detecting portion (a portion including the heat insulating thin film 52, the thermopile 53, and the infrared absorber 54) of the infrared detecting element 46 and a portion that emits infrared light as an error element (the infrared introducing window 73 of the stem base 42).
Is extremely small, the temperature is almost the same, and the temperature difference is negligible.

【0058】なお、赤外線検出素子46の赤外線検出部
分(熱絶縁薄膜52、サーモパイル53、赤外線吸収体
54から成る部分)とステムベース42の赤外線導入窓
73の内面、ステムベース42の素子実装面との間の熱
抵抗が小さい理由は、赤外線検出素子46はシリコ
ン、ステムベース42は金属であり、いずれも非常に熱
を伝え易い材料で、構成材料の熱伝導率が大きいこと、
赤外線検出素子46とステムベース42の間の距離が短
い(赤外線検出素子46の厚みは数100μm、ステム
ベース42の厚みは1mm程度しかない)ことなどによ
るものである。
The infrared detecting portion of the infrared detecting element 46 (the portion including the heat insulating thin film 52, the thermopile 53, and the infrared absorbing member 54), the inner surface of the infrared introducing window 73 of the stem base 42, and the device mounting surface of the stem base 42 The reason for the low thermal resistance is that the infrared detecting element 46 is silicon, and the stem base 42 is metal.
This is because the distance between the infrared detection element 46 and the stem base 42 is short (the thickness of the infrared detection element 46 is several hundred μm, and the thickness of the stem base 42 is only about 1 mm).

【0059】また、図15に示すような従来のキャンパ
ッケージ型の赤外線センサ81では、赤外線検出素子8
4の赤外線吸収体に入射される外乱の赤外線は、キャッ
プ82の内面やフィルタ83から放射される赤外線であ
る。この赤外線センサ81の場合、キャップ82の内面
やフィルタ83と赤外線検出素子84との間の距離は、
本発明の赤外線センサ71と比較して非常に大きく、ま
た、キャップ82の肉厚も加工(プレス加工)の制限よ
り厚くとれないことから、キャップ82やフィルタ83
と赤外線検出素子84との間の熱抵抗が大きく、したが
って、温度差も大きい。このため、キャップ82やフィ
ルタ83内面からの赤外線は誤差として無視できなくな
る。この対策として、センサ全体を熱容量の大きなヒー
トシンクなどで覆うことが必要であり(特開平5−28
617号公報参照)、部品や組立にかかるコストが問題
であった。
In a conventional can-package type infrared sensor 81 as shown in FIG.
Disturbance infrared rays incident on the infrared absorber 4 are infrared rays emitted from the inner surface of the cap 82 and the filter 83. In the case of this infrared sensor 81, the distance between the inner surface of the cap 82 or the filter 83 and the infrared detecting element 84 is
Since the thickness of the cap 82 is very large compared to the infrared sensor 71 of the present invention and the thickness of the cap 82 cannot be made thicker than the limit of processing (pressing), the cap 82 and the filter 83
The thermal resistance between the sensor and the infrared detecting element 84 is large, and therefore, the temperature difference is also large. Therefore, infrared rays from the cap 82 and the inner surface of the filter 83 cannot be ignored as errors. As a countermeasure, it is necessary to cover the entire sensor with a heat sink having a large heat capacity.
617), and the cost of parts and assembly was a problem.

【0060】これに対し、本発明の赤外線センサ71で
も、ステムベース42とキャップ43との間の温度差は
生じるが、このキャップ43内面から放射される外乱赤
外線の影響を低減するため、赤外線検出素子46の赤外
線吸収体54の表面には蒸着によりアルミ薄膜が形成さ
れている。アルミの放射率は低いことにより、キャップ
43内面からの放射の影響は受けない構造となる。
On the other hand, in the infrared sensor 71 of the present invention, although a temperature difference occurs between the stem base 42 and the cap 43, the infrared sensor 71 detects infrared rays to reduce the influence of disturbance infrared rays radiated from the inner surface of the cap 43. An aluminum thin film is formed on the surface of the infrared absorber 54 of the element 46 by vapor deposition. Since the emissivity of aluminum is low, the structure is not affected by the radiation from the inner surface of the cap 43.

【0061】また、この実施形態の赤外線センサ71で
は、導波管74の外側に保護パイプ75を設けてステム
ベース42に接合させているから、導波管74の温度分
布を均一にすることができる。導波管74の内面は鏡面
状であるが、その反射率は完全にゼロにはできない。も
し、導波管74の内面と赤外線検出素子46との間に温
度差があると、赤外線検出素子46は誤差として導波管
74の内面から放射される赤外線も検知してしまう。例
えば、このような赤外線センサ71を耳式体温計に応用
した場合を考えると、保護パイプ75が無い場合には、
導波管74は以下の様な機構で温度上昇し、温度分布を
生じる。つまり、外耳道からの放射や熱伝導により耳式
体温計のプローブ部が温度上昇し、温度上昇したプロー
ブ部の内面から導波管74へ放射で熱が移動し、導波管
74の温度も上昇する。このとき、各部の熱の伝わり方
が均一でないので、導波管74自体にも温度分布が生じ
てしまう。これに対し、この実施形態の赤外線センサ7
1では、保護パイプ75がプローブ部と導波管74の間
に介在することで空気の断熱層を2重にし、熱の移動量
を低減する。なお、保護パイプ75は、その温度分布を
均一にするために熱伝導率の大きなニッケルなどの材料
で作製し、また、熱容量を大きくするために厚肉化して
ある。このため、導波管74の温度上昇と温度分布は効
率よく均一化される。
In the infrared sensor 71 of this embodiment, since the protective pipe 75 is provided outside the waveguide 74 and joined to the stem base 42, the temperature distribution of the waveguide 74 can be made uniform. it can. The inner surface of the waveguide 74 is specular, but its reflectivity cannot be made completely zero. If there is a temperature difference between the inner surface of the waveguide 74 and the infrared detecting element 46, the infrared detecting element 46 will detect an infrared ray radiated from the inner surface of the waveguide 74 as an error. For example, considering the case where such an infrared sensor 71 is applied to an ear thermometer, when there is no protective pipe 75,
The temperature of the waveguide 74 rises by the following mechanism, and a temperature distribution occurs. That is, the temperature of the probe portion of the ear thermometer rises due to radiation from the ear canal and heat conduction, heat is transferred by radiation from the inner surface of the probe portion whose temperature has risen to the waveguide 74, and the temperature of the waveguide 74 also rises. . At this time, since the heat transfer in each part is not uniform, a temperature distribution also occurs in the waveguide 74 itself. In contrast, the infrared sensor 7 of this embodiment
In 1, the heat insulating layer of air is doubled by interposing the protection pipe 75 between the probe part and the waveguide 74, and the amount of heat transfer is reduced. The protective pipe 75 is made of a material having a high thermal conductivity, such as nickel, in order to make its temperature distribution uniform, and is made thick to increase its heat capacity. For this reason, the temperature rise and the temperature distribution of the waveguide 74 are efficiently made uniform.

【0062】また、この赤外線センサ71では、導波管
74の内面は赤外線放射率が高くなっており、赤外線導
入窓73の内面が赤外線放射率の低い領域となってお
り、図12(a)に示すように、赤外線導入窓73の奥
行き(厚み)によって赤外線センサ71の視野角αが決
まるので、第1の実施形態と同様な理由から、導波管7
4をステムベース42と一体化することが可能になる。
よって、赤外線センサ71の構造が簡素化され、組立が
容易となってコストも安価になる。さらに、導波管74
とステムベース42との間の熱抵抗も低減されて測定精
度が向上する。
In the infrared sensor 71, the inner surface of the waveguide 74 has a higher infrared emissivity, and the inner surface of the infrared introducing window 73 has a region with a lower infrared emissivity, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the viewing angle α of the infrared sensor 71 is determined by the depth (thickness) of the infrared introducing window 73, and for the same reason as in the first embodiment, the waveguide 7
4 can be integrated with the stem base 42.
Therefore, the structure of the infrared sensor 71 is simplified, the assembly is easy, and the cost is low. Further, the waveguide 74
The thermal resistance between the base and the stem base 42 is also reduced, and the measurement accuracy is improved.

【0063】さらに、保護パイプ75をステムベース4
2に一体化できるのも、次のような理由による。赤外線
センサ71としての視野は、赤外線検出素子46の赤外
線吸収体54からステムベース42の赤外線導入窓73
の裏面までの距離とその窓径によって決まる。従来型の
キャップ43に窓を設けた場合、フィルタの厚さとワイ
ヤボンディングに必要な空間の確保のために赤外線吸収
体54と窓までの距離が大きくなり、したがって、所定
の視野角を確保するためには窓径を大きくしなければな
らず、これに伴い導波管74の径も大きくなる。これに
対し、この赤外線センサ71の場合には、赤外線吸収体
54と赤外線導入窓73までの距離は、ステムベース4
2の素子実装部の厚さと赤外線検出素子46の厚さの和
だけなので、窓径を小さくでき、導波管74の径を小さ
くすることが可能である。そして、導波管74の径が小
さくなれば、それに応じて保護パイプ75を取り付ける
スペースの余裕があるため、保護パイプ75もステムベ
ース42と一体化することが可能になる。
Further, the protection pipe 75 is connected to the stem base 4.
2 can be integrated for the following reason. The field of view as the infrared sensor 71 is determined by moving the infrared absorbing body 54 of the infrared detecting element 46 from the infrared introducing window 73 of the stem base 42.
Is determined by the distance to the back surface and the window diameter. When a window is provided in the conventional cap 43, the distance between the infrared absorber 54 and the window is increased in order to secure the thickness of the filter and the space necessary for wire bonding, and therefore, a predetermined viewing angle is required. , The diameter of the window must be increased, and the diameter of the waveguide 74 increases accordingly. In contrast, in the case of the infrared sensor 71, the distance between the infrared absorber 54 and the infrared introducing window 73 is different from the stem base 4
Since only the sum of the thickness of the element mounting portion 2 and the thickness of the infrared detecting element 46, the window diameter can be reduced, and the diameter of the waveguide 74 can be reduced. If the diameter of the waveguide 74 is reduced, the protection pipe 75 can be integrated with the stem base 42 because there is a space for mounting the protection pipe 75 accordingly.

【0064】つぎに、上記赤外線センサ71の製造方法
を図13(a)〜(f)により説明する。まず、端子4
5が取付けられたステムベース42を用意し、導波管7
4の端面をステムベース42にろうづけする(図13
(a))。なお、導波管74は、内面を研磨した金属パ
イプに予めAuメッキすることで内面の放射率を低くし
てある。ついで、ステムベース42の裏面に導波管74
を囲むようにして保護パイプ75を通し(図13
(b))、保護パイプ75の端面をステムベース42に
ろうづけする(図13(c))。この後、ステムベース
42の上に赤外線検出素子46とサーミスタ49を実装
する(図13(d))。赤外線検出素子46を実装する
際には、接着剤を赤外線導入窓73の周囲に塗布するこ
とで気密性を確保する。また、この接着剤は赤外線検出
素子46とステムベース42との間の熱抵抗を低減する
ためと、サーミスタ49とステムベース42とを電気的
に接続するために銀フィラー入りの接着剤を使用する。
ついで、実装した赤外線検出素子46及びサーミスタ4
9をボンディングワイヤ48により端子45と電気的に
接続する(図13(e))。最後に、キャップ43を抵
抗溶接によりステムベース42と接合し(図13
(f))、赤外線センサ71を完成する。
Next, a method of manufacturing the infrared sensor 71 will be described with reference to FIGS. First, terminal 4
5 is prepared, and a waveguide 7 is provided.
4 is brazed to the stem base 42 (FIG. 13).
(A)). The emissivity of the inner surface of the waveguide 74 is reduced by previously plating the inner surface of the metal pipe with Au. Next, a waveguide 74 is provided on the back surface of the stem base 42.
Through a protective pipe 75 so as to surround
(B)), the end face of the protection pipe 75 is brazed to the stem base 42 (FIG. 13C). Thereafter, the infrared detecting element 46 and the thermistor 49 are mounted on the stem base 42 (FIG. 13D). When mounting the infrared detecting element 46, airtightness is ensured by applying an adhesive around the infrared introducing window 73. This adhesive uses an adhesive containing a silver filler to reduce the thermal resistance between the infrared detecting element 46 and the stem base 42 and to electrically connect the thermistor 49 and the stem base 42. .
Next, the mounted infrared detecting element 46 and the thermistor 4
9 is electrically connected to the terminal 45 by a bonding wire 48 (FIG. 13E). Finally, the cap 43 is joined to the stem base 42 by resistance welding (FIG. 13).
(F)) The infrared sensor 71 is completed.

【0065】次に、上記赤外線センサ71を用いた耳式
体温計76を図14に示す。この耳式体温計76にあっ
ては、回路基板77の孔78に背面から保護パイプ75
を挿通させて赤外線センサ71を回路基板77に実装
し、回路基板77の前面側で保護パイプ75の外周部を
空気層79を隔ててプローブ部80で覆い、ブローブ部
80を回路基板77にねじ止めしている。
Next, an ear thermometer 76 using the infrared sensor 71 is shown in FIG. In this ear thermometer 76, a protective pipe 75 is inserted into a hole 78 of a circuit board 77 from the back.
And the infrared sensor 71 is mounted on the circuit board 77, and the outer peripheral portion of the protection pipe 75 is covered with the probe section 80 via the air layer 79 on the front side of the circuit board 77, and the probe section 80 is screwed to the circuit board 77. I'm stopping.

【0066】しかして、この耳式体温計76にあって
も、外耳道68に差し込まれると、赤外線センサ71の
先端が鼓膜70と対向させられる。そして、鼓膜70か
ら放射された赤外線が赤外線センサ71に入力される。
ここで、鼓膜70から放射される赤外線の強度は鼓膜7
0の温度の関数であって、赤外線センサ71は入射され
た赤外線の強度に応じた電圧と、赤外線センサ71自体
の温度に応じた抵抗値(周囲温度補償用)を出力する。
赤外線センサ71の出力は、回路基板77に実装されて
いる演算処理回路で演算処理され、液晶表示部(図示省
略)に鼓膜70の温度(体温)が表示される。
When the ear thermometer 76 is inserted into the external auditory canal 68, the tip of the infrared sensor 71 faces the eardrum 70. Then, the infrared light radiated from the eardrum 70 is input to the infrared sensor 71.
Here, the intensity of the infrared ray radiated from the eardrum 70 is
As a function of the temperature of 0, the infrared sensor 71 outputs a voltage corresponding to the intensity of the incident infrared light and a resistance value (for ambient temperature compensation) corresponding to the temperature of the infrared sensor 71 itself.
The output of the infrared sensor 71 is subjected to arithmetic processing by an arithmetic processing circuit mounted on the circuit board 77, and the temperature (body temperature) of the eardrum 70 is displayed on a liquid crystal display unit (not shown).

【0067】なお、この第2の実施形態は、パッケージ
内の赤外線放射率を異ならせることによって視野角を制
御できるようにしていないものにも適用することができ
る。
The second embodiment can also be applied to a device in which the viewing angle cannot be controlled by changing the infrared emissivity in the package.

【0068】(第3の実施形態)図16(a)(b)に
示すものは本発明のさらに別な実施形態による赤外線セ
ンサ91を示す断面図及び平面図である。この実施形態
にあっては、赤外線検出素子46をパッケージに搭載す
るのでなく、直接プリント配線基板92(立体配線基板
(MID)でもよい)をパッケージとしてプリント配線
基板92内に赤外線センサ91を一体に組み込んでい
る。
(Third Embodiment) FIGS. 16A and 16B are a sectional view and a plan view showing an infrared sensor 91 according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of mounting the infrared detecting element 46 in a package, the printed circuit board 92 (or a three-dimensional printed circuit board (MID) may be used) as a package and the infrared sensor 91 is integrated in the printed circuit board 92. Incorporated.

【0069】図16(a)に示すようにこのプリント配
線基板92は、第1層92aと第2層92bとを積層し
た2層構造の積層基板であって、第2層92bの一部を
開口することによってプリント配線基板92に実装空間
93を形成している。なお、94はプリント配線基板9
2の第1層92aの信号線パターン、95はプリント配
線基板92のグランド(GND)パターン、96はプリ
ント配線基板92の信号線スルーホール、97はプリン
ト配線基板92のグランド(GND)スルーホールであ
る。この実装空間93内において第1層92aの上に赤
外線検出素子46とサーミスタ49が実装されており、
赤外線検出素子46及びサーミスタ49は各信号線パタ
ーン94にボンディングワイヤ48で接続されている。
さらに、赤外線検出素子46の下面中央部に対向して第
1層92aには赤外線導入窓73が開口されており、赤
外線導入窓73を囲むようにしてプリント配線基板92
の下面において、グランドパターン95に導波管74が
半田付けされている。導波管74が取り付けられている
グランドパターン95は、第1層92aの上面のグラン
ドパターン95と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 16 (a), this printed wiring board 92 is a two-layer laminated substrate in which a first layer 92a and a second layer 92b are laminated, and a part of the second layer 92b is formed. The mounting space 93 is formed in the printed wiring board 92 by opening. In addition, 94 is the printed wiring board 9
2, a signal line pattern of the first layer 92a, 95 is a ground (GND) pattern of the printed wiring board 92, 96 is a signal line through hole of the printed wiring board 92, and 97 is a ground (GND) through hole of the printed wiring board 92. is there. In the mounting space 93, the infrared detecting element 46 and the thermistor 49 are mounted on the first layer 92a,
The infrared detecting element 46 and the thermistor 49 are connected to each signal line pattern 94 by a bonding wire 48.
Further, an infrared light introduction window 73 is opened in the first layer 92a so as to face the center of the lower surface of the infrared light detection element 46, and the printed wiring board 92 is surrounded by the infrared light introduction window 73.
The waveguide 74 is soldered to the ground pattern 95 on the lower surface of the substrate. The ground pattern 95 to which the waveguide 74 is attached is electrically connected to the ground pattern 95 on the upper surface of the first layer 92a.

【0070】赤外線検出素子46とサーミスタ49を納
めた実装空間93は、表面をニッケルメッキされた鋼製
の蓋98により塞がれ、内部の素子を周囲環境から保護
している。この蓋98は半田付けにより第2層92b上
面の導体パターンに接合されている。なお、99はプリ
ント配線基板92の上に実装されたIC、抵抗、コンデ
ンサ等の電子部品である。
The mounting space 93 containing the infrared detecting element 46 and the thermistor 49 is closed by a nickel-plated steel lid 98 to protect the internal elements from the surrounding environment. This lid 98 is joined to the conductor pattern on the upper surface of the second layer 92b by soldering. Reference numeral 99 denotes an electronic component such as an IC, a resistor, and a capacitor mounted on the printed wiring board 92.

【0071】上記のように第1層92aの上面と下面に
形成されたグランドパターン95は互いに電気的に導通
しているので、検出要素(赤外線導入窓73、赤外線検
出素子46、サーミスタ49)間の熱抵抗を低減して熱
結合を高めることができる。さらに、赤外線検出素子4
6と赤外線導入窓73の内面、導波管74の内面の間に
温度差があると、赤外線導入窓73や導波管74から放
射される赤外線を誤差として検知してしまう恐れがあ
り、また、赤外線検出素子46とサーミスタ49との間
の温度差は、周囲温度補正の誤差になる恐れがあるの
で、3要素の間の熱抵抗を低減することによってこのよ
うな恐れを防止している。
As described above, the ground patterns 95 formed on the upper surface and the lower surface of the first layer 92a are electrically connected to each other, so that the detection elements (infrared ray introducing window 73, infrared ray detecting element 46, thermistor 49) are connected. , The thermal resistance can be reduced and the thermal coupling can be increased. Further, the infrared detecting element 4
If there is a temperature difference between 6 and the inner surface of the infrared light introducing window 73 and the inner surface of the waveguide 74, infrared rays emitted from the infrared light introducing window 73 and the waveguide 74 may be detected as an error. Since the temperature difference between the infrared detecting element 46 and the thermistor 49 may cause an error in the correction of the ambient temperature, such a risk is prevented by reducing the thermal resistance between the three elements.

【0072】また、プリント配線基板92の導体パター
ンには、熱伝導率の高い銅(ワイヤボンディングのため
にAuメッキを施す)を使用し、また、厚さも厚いもの
を使用し、さらに幅を広くしてグランド層を兼ねたベタ
パターンにすることで極力熱抵抗を低減している。
The conductor pattern of the printed wiring board 92 is made of copper having a high thermal conductivity (plated with Au plating for wire bonding), and a thicker one is used. By using a solid pattern that also serves as a ground layer, the thermal resistance is reduced as much as possible.

【0073】また、第1層92aの上面のグランドパタ
ーン95と下面のグランドパターン95とは、赤外線導
入窓73の内面に形成したグランドパターン95(スル
ーホール)を介して接続されている。また、このパター
ン面には一般のプリント配線基板のようにレジスト処理
が施されていないため、表面はAuメッキされた状態で
ある。このAuメッキ表面は表面放射率が低いので、外
乱赤外線の影響を受けにくく、したがって赤外線センサ
91の精度向上に寄与している。
The ground pattern 95 on the upper surface of the first layer 92a and the ground pattern 95 on the lower surface are connected via a ground pattern 95 (through hole) formed on the inner surface of the infrared light introducing window 73. Further, since this pattern surface is not subjected to a resist treatment unlike a general printed wiring board, the surface is in an Au-plated state. Since the Au-plated surface has a low surface emissivity, it is less susceptible to disturbance infrared rays, thus contributing to the improvement of the accuracy of the infrared sensor 91.

【0074】この赤外線センサ91においては、赤外線
検出素子46とサーミスタ49の出力が、ボンディング
ワイヤ48を介して、第1層92a上の信号線パターン
94と第2層92bのスルーホール96を通して第2層
92b上の回路部に導かれ、信号処理される。
In the infrared sensor 91, the output of the infrared detecting element 46 and the output of the thermistor 49 are transmitted through the bonding wire 48 to the signal line pattern 94 on the first layer 92a and the through hole 96 of the second layer 92b. The signal is guided to a circuit portion on the layer 92b and subjected to signal processing.

【0075】なお、サーミスタ49の一方の端子45は
実装材料である導電性接着剤を介してグランドパターン
95に接続されており、スルーホール97により回路部
へ導かれる。
The one terminal 45 of the thermistor 49 is connected to the ground pattern 95 via a conductive adhesive, which is a mounting material, and is guided to a circuit section through a through hole 97.

【0076】このような構成の赤外線センサ91によれ
ば、センサのモジュール化や小型化に有利になる。ま
た、キャンパッケージが不要になり、安価に供給するこ
とができる。しかも、キャンパッケージを使用しなくて
も、熱的に重要な部分はプリント配線基板92の導体パ
ターンで対応でき、赤外線センサ91の特性を確保でき
る。また、赤外線センサ91を搭載されたプリント配線
基板92の製造方法もベアチップ実装に用いる方法と同
一で一般的であるから、安価に製作できる。
According to the infrared sensor 91 having such a configuration, it is advantageous for modularizing and downsizing the sensor. In addition, a can package is not required, and can be supplied at low cost. Moreover, even if a can package is not used, a thermally important portion can be handled by the conductor pattern of the printed wiring board 92, and the characteristics of the infrared sensor 91 can be secured. Also, the method of manufacturing the printed wiring board 92 on which the infrared sensor 91 is mounted is the same as the method used for bare chip mounting and is general, so that it can be manufactured at low cost.

【0077】なお、この実施形態では、赤外線導入窓
(スルーホール)の内面には、光吸収性の高い塗料等を
塗布することで、導波管の内面よりも赤外線放射率が高
くなるようにしてあり、赤外線導入窓73によって視野
角を制御できるようにしている。ただし、この第3の実
施形態は、パッケージ内の赤外線放射率を異ならせるこ
とによって視野角を制御できるようにしていないものに
も適用することができる。
In this embodiment, a coating material or the like having a high light absorbing property is applied to the inner surface of the infrared light introducing window (through hole) so that the infrared emissivity becomes higher than that of the inner surface of the waveguide. The viewing angle can be controlled by the infrared light introducing window 73. However, the third embodiment can also be applied to a configuration in which the viewing angle cannot be controlled by changing the infrared emissivity in the package.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来例による耳式体温計の構造を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional ear thermometer.

【図2】同上の赤外線センサの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the infrared sensor according to the first embodiment;

【図3】別な従来例による耳式体温計に用いられている
赤外線センサの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an infrared sensor used in another conventional ear thermometer.

【図4】(a)(b)は本発明の一実施形態による赤外
線センサの構造を示す正面図及び断面図である。
FIGS. 4A and 4B are a front view and a sectional view showing a structure of an infrared sensor according to an embodiment of the present invention.

【図5】(a)は同上の赤外線センサの一部拡大した断
面図、(b)は(a)のX−X線断面図である。
5A is a partially enlarged cross-sectional view of the infrared sensor, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 5A.

【図6】(a)(b)は赤外線検出素子の平面図及び断
面図である。
FIGS. 6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view of an infrared detection element.

【図7】(a)〜(i)は同上の赤外線センサの製造工
程を示す断面図である。
FIGS. 7A to 7I are cross-sectional views illustrating steps for manufacturing the infrared sensor according to the first embodiment.

【図8】同上の赤外線センサを用いた耳式体温計の断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view of an ear thermometer using the infrared sensor according to the first embodiment.

【図9】本発明の別な実施形態による赤外線センサの構
造を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a structure of an infrared sensor according to another embodiment of the present invention.

【図10】同上の赤外線センサの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the infrared sensor.

【図11】、図10のY−Y線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line YY of FIG. 10;

【図12】(a)(b)はステムベースに実装された赤
外線検出素子の近傍を示す断面図及び正面図である。
12A and 12B are a cross-sectional view and a front view showing the vicinity of an infrared detecting element mounted on a stem base.

【図13】(a)〜(f)は同上の赤外線センサの製造
工程を示す断面図である。
13 (a) to 13 (f) are cross-sectional views showing steps of manufacturing the infrared sensor according to the first embodiment.

【図14】同上の赤外線センサを用いた耳式体温計の断
面図である。
FIG. 14 is a sectional view of an ear thermometer using the infrared sensor according to the first embodiment.

【図15】従来のキャンパッケージ型の赤外線センサの
断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a conventional can-package type infrared sensor.

【図16】(a)は本発明のさらに別な実施形態による
赤外線センサの構造を示す断面図、(b)はその第1層
の平面図である。
FIG. 16A is a cross-sectional view showing a structure of an infrared sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 16B is a plan view of a first layer thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 赤外線センサ 42 ステムベース 43 キャップ 46 赤外線検出素子 49 サーミスタ 55 筒部 59 赤外線放射率の低い領域 60 赤外線放射率の高い領域 62 赤外線入射窓 64 耳式体温計 67 プローブ部 71 赤外線センサ 74 導波管 75 保護パイプ 41 Infrared Sensor 42 Stem Base 43 Cap 46 Infrared Detector 49 Thermistor 55 Tube 59 Low Infrared Emissivity Area 60 High Infrared Emissivity Area 62 Infrared Incident Window 64 Ear Thermometer 67 Probe 71 Infrared Sensor 74 Waveguide 75 Protection pipe

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 赤外線検出素子を実装するパッケージ
に、導波管の機能を一体に形成したことを特徴とする赤
外線センサ。
1. An infrared sensor in which the function of a waveguide is formed integrally with a package on which an infrared detecting element is mounted.
【請求項2】 赤外線検出素子を実装するパッケージの
内面に、所定の視野角を設定するために赤外線放射率の
異なる領域を分布させたことを特徴とする赤外線セン
サ。
2. An infrared sensor, wherein regions having different infrared emissivities are distributed on an inner surface of a package on which an infrared detecting element is mounted to set a predetermined viewing angle.
【請求項3】 前記パッケージの赤外線入射側の先端部
で、赤外線入射部分以外の領域の反射率を高くしたこと
を特徴とする、請求項2に記載の赤外線センサ。
3. The infrared sensor according to claim 2, wherein a reflectance of a region other than an infrared ray incident portion is increased at an end of the package on an infrared ray incident side.
【請求項4】 赤外線検出素子を実装するパッケージに
おいて、当該素子の実装面に赤外線導入窓を設けたこと
を特徴とする、請求項2に記載の赤外線センサ。
4. The infrared sensor according to claim 2, wherein in a package on which the infrared detecting element is mounted, an infrared introducing window is provided on a mounting surface of the element.
【請求項5】 前記赤外線検出素子を実装されたパッケ
ージの素子実装面において、前記赤外線導入窓を挟んで
赤外線検出素子と反対側の面に導波管を設けたことを特
徴とする、請求項4に記載の赤外線センサ。
5. A waveguide provided on an element mounting surface of a package on which the infrared detecting element is mounted, on a surface opposite to the infrared detecting element with respect to the infrared light introducing window. 5. The infrared sensor according to 4.
【請求項6】 前記導波管の周囲を保護管によって囲ん
だことを特徴とする、請求項5に記載の赤外線センサ。
6. The infrared sensor according to claim 5, wherein the waveguide is surrounded by a protective tube.
【請求項7】 配線基板をパッケージとして前記赤外線
検出素子を配線基板に実装し、該配線基板にあけたスル
ーホールによって配線基板に前記赤外線導入窓を設けた
ことを特徴とする、請求項4に記載の赤外線センサ。
7. The wiring board according to claim 4, wherein the infrared detecting element is mounted on the wiring board using the wiring board as a package, and the infrared light introducing window is provided in the wiring board by through holes formed in the wiring board. An infrared sensor as described.
【請求項8】 前記配線基板における赤外線検出素子の
実装面、温度補償用サーミスタの実装面及び導波管の実
装面を互いに電気的に導通させたことを特徴とする、請
求項7に記載の赤外線センサ。
8. The wiring board according to claim 7, wherein the mounting surface of the infrared detecting element, the mounting surface of the temperature compensating thermistor, and the mounting surface of the waveguide on the wiring board are electrically connected to each other. Infrared sensor.
【請求項9】 請求項1ないし8の赤外線センサと、該
赤外線センサの少なくとも一部を覆うように設けられた
プローブ部とを備えた耳式体温計。
9. An ear thermometer comprising: the infrared sensor according to claim 1; and a probe provided so as to cover at least a part of the infrared sensor.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010169599A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Central Japan Railway Co Apparatus for detecting temperature of underfloor device of vehicle
JP2011059332A (en) * 2009-09-09 2011-03-24 Nikon Corp Illumination device
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