JP2015132584A - 赤外線検出器のキャップ及び赤外線検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】インナーキャップを備えたタイプの、組み立てが容易／不要な赤外線検出器のキャップを提供する。
【解決手段】赤外線検出器のキャップ３０は、赤外線導入孔が形成されている蓋部を有する有蓋筒状のアウターキャップ３２と、アウターキャップ３２の内面を覆う、樹脂製のインナーキャップ３３と、アウターキャップ３２の蓋部の外面上に赤外線導入孔を覆うように配置された、赤外線を透過する光学部材３１と、アウターキャップ３２に対して固定された、アウターキャップ３２の外側に配置された、光学部材３１を保持するための保持部３４とを、備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体が発生する赤外線を検知する赤外線検出器と、赤外線検出器のキャップとに関する。

物体が発生する赤外線を検知する一般的な赤外線検出器は、キャップ内に赤外線検出素子を収容したものとなっているが、赤外線検出器のキャップには、以下の機能を有することが望まれる。

（１）視野範囲外からの赤外線がキャップ内面で反射して赤外線検出素子に入射されることを抑制する機能
（２）赤外線検出器が置かれている環境の温度が急激に変化した際に、赤外線検出器とキャップとの間に温度差が生じることを抑制できる機能

そして、キャップの内面に、樹脂製のインナーキャップを設けると、上記２機能をキャップに付与することが出来る。そのため、インナーキャップを備えたキャップが用いられていることが多いのであるが、既存の、インナーキャップを備えたキャップは、図１０に示したように、金属製のアウターキャップの内部に、赤外線透過部材（赤外線を透過する光学部材）と、樹脂製のインナーキャップとを収容したもの（例えば、特許文献１参照）となっている。

すなわち、既存の、インナーキャップを備えたキャップは、その組み立て時に、アウターキャップの内部に、赤外線透過部材とインナーキャップとを挿入してアウターキャップの内面に固定するという煩雑な作業が必要とされるものとなっている。

特許第５２８７９０６号公報 特表２００７−５０１４０４号公報 特開２００７−０２４８２９号公報 特開２００２−２９６１０８号公報 特開２００４−０７７４６１号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、その課題は、インナーキャップを備えたタイプの、組み立てが容易なキャップと、そのようなキャップが用いられているが故に組み立てが容易な赤外線検出器とを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の赤外線検出器のキャップは、赤外線導入孔が形成されている蓋部を有する有蓋筒状のアウターキャップと、アウターキャップの内面を覆う、樹脂製のインナーキャップと、アウターキャップの蓋部の外面上に赤外線導入孔を覆うように配置された、赤外線を透過する光学部材と、アウターキャップの外側に配置された、光学部材を保持するための保持部とを、備える。

すなわち、本発明の赤外線検出器のキャップは、基本的には、インナーキャップを設け
ることにより上記２機能の付与を図るものである。ただし、本発明の赤外線検出器のキャップは、その組み立て時に、赤外線を透過する光学部材（赤外線レンズや赤外線フィルタといった赤外線透過部材）をアウターキャップの内側に挿入して固定する作業が不要な構成を有している。従って、本発明の赤外線検出器のキャップは、 アウターキャップの内
部に、赤外線透過部材（光学部材）を挿入して固定する作業等が必要とされる既存のキャップ（図１８）よりも、その組み立てが容易なものとなっていると言うことが出来る。

本発明の赤外線検出器のキャップの保持部としては、『前記光学部材の前記アウターキャップの前記蓋部と対向しない側の面の外縁部を覆う形状を有する』ものと、『前記アウターキャップの前記蓋部の外面上への前記光学部材の配置位置を規制するための部材』とを採用することが出来る。換言すれば、保持部としては、光学部材の上面（アウターキャップの蓋部と対向しない側の面）まで延びた部分を有する保持部（以下、第１の保持部と表記する）と、光学部材を上方から挿入可能な形状を有する保持部（以下、第２の保持部と表記する）とを採用することが出来る。

第１の保持部を備えたキャップは、インサート成形を用いることなく実現（製造）することも、インナーキャップとアウターキャップとからなる部分をインサート成形で形成してから当該部分の外面に保持部を設けることによって実現することも、アウターキャップと保持部とからなる部分をインサート成形で形成してから当該部分の内面にインナーキャップを設けることによって実現することも出来るものである。ただし、光学部材とインナーキャップとアウターキャップと保持部とからなる部分をインサート成形で形成するようにしておけば（“インナーキャップ及び保持部が、アウターキャップ及び光学部材の面上への１回の射出成形で形成されている”構成／インナーキャップ及び保持部が、連続した部材の一部となっている構成を採用しておけば）、組み立て作業自体が不要なキャップを実現できることになる。

また、第２の保持部を備えたキャップも、様々な手順により実現することが出来るものである。ただし、インナーキャップとアウターキャップと保持部とからなる部分をインサート成形で形成するようにしておけば（“インナーキャップ及び保持部が、アウターキャップの外面上及び内面上に１回の射出成形で形成されている”構成／インナーキャップ及び保持部が、連続した部材の一部となっている構成を採用しておけば）、その組み立て時に、インナーキャップ及び保持部のアウターキャップに対する固定作業が不要なキャップを実現できることになる。

インナーキャップ及び保持部をアウターキャップ又はアウターキャップ及び光学部材等への１回の射出成形で形成する場合、複雑な金型を使用しないで良いようにするために、アウターキャップの蓋部に、射出成形時に樹脂の流動経路として機能する１つ以上の樹脂流動用孔を形成しておくことが好ましい。

また、本発明の赤外線検出器のキャップに用いる光学部材は、赤外線フィルタであっても赤外線レンズであっても良い。尚、光学部材の形状が円形に近い方が組み立て作業（保持部内への収容等）がやりやすい傾向がある。そして、レンズは、元々、円形に製造されるものであるが、円形のフィルタの製造には製造コストがかかる。そのため、光学部材として、所定波長域の赤外線を透過するフィルタを使用する場合には、その形状を、大きな光学部材のダイシングにより比較的に低製造コストで製造することができる形状である四角形または六角形としておくことが好ましい。

第２の保持部は、蓋部上（蓋部の外面上）に配置された光学部材の配置位置を規制できるもの（換言すれば、蓋部上の光学部材の水平方向の移動量を制限できるもの）であれば良い。従って、第２の保持部は、アウターキャップの蓋部に対して固定された部材であっ
ても、アウターキャップの外側面に対して固定された部材であっても良い。また、第２の保持部は、１つの筒状の部材であっても、アウターキャップに対して固定された複数の部材の集合体であっても良い。

また、第２の保持部の蓋部外面からの突出長（量）も特に限定されない。ただし、第２の保持部の蓋部外面からの突出長が過度に少ないと、光学部材とアウターキャップの蓋部外面との間の接着剤が固化するまでの間、僅かな力がかかっただけで光学部材が、保持部により規制される配置位置からずれてしまうことになる。また、通常の使用時に比較的に小さな力がかかっただけで、光学部材が保持部により規制される配置位置からずれてしまうことにもなる。そのため、本発明の赤外線検出器のキャップには、『保持部（第２の保持部）のアウターキャップの蓋部の外面からの突出長が、光学部材の外縁部の、アウターキャップの蓋部の外面からの高さ以上である』構成を採用しておくことが好ましい。

また、本発明の赤外線検出器の、第２の保持部を備えたキャップは、接着剤により光学部材が蓋部上に固定されるものとして実現することも、接着剤を用いることなく光学部材が蓋部上に固定されるものとして実現することも出来る。前者のタイプのものとして本発明の赤外線検出器のキャップを実現する場合には、設計通りの性能を有するキャップを組み立てられる接着剤塗布量のマージンを大きくするために、『アウターキャップの蓋部の外面に、光学部材の当該外面に対する固定時に余分な塗布された接着剤を収容するための、赤外線導入孔を囲む形状の溝が形成されている』構成を採用しておいても良い。

そして、本発明の赤外線検出器は、上記した本発明の赤外線検出器のキャップと、基板と、基板上に配設された金属製板状部材と、金属製板状部材上に配設された赤外線検出素子とを含み、キャップが、赤外線検出素子を覆う形で金属製板状部上に配設されている構成を有する。

従って、本発明の赤外線検出器は、使用されているキャップが組み立て易いものであるが故に、その組み立てが容易なものとなっていることになる。

本発明によれば、インナーキャップを備えたタイプの、組み立てが容易なキャップと、そのようなキャップが用いられているが故に組み立てが容易な赤外線検出器とを提供することが出来る。

図１は、本発明の第１実施形態に係る赤外線検出器の部分切欠き斜視図である。 図２は、キャップを取り付けていない状態にある第１実施形態に係る赤外線検出器の上面図である。 図３は、第１実施形態に係る赤外線検出器のキャップに使用されているアウターキャップの斜視図である。 図４は、第１実施形態に係る赤外線検出器のキャップの断面図である。 図５Ａは、圧力リブを備えた保持部の形状例の説明図である。 図５Ｂは、第１実施形態に係る赤外線検出器のキャップの変形例の説明図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る赤外線検出器の部分切欠き斜視図である。 図７は、第２実施形態に係る赤外線検出器のキャップに使用されているアウターキャップの斜視図である。 図８は、第２実施形態に係る赤外線検出器のキャップの断面図である。 図９は、本発明の第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップの外観図である。 図１０は、第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップの外観図である。 図１１は、第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップの、一部を透明化した外観図である。 図１２は、第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップの、一部を透明化した外観図である。 図１３は、第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップの、一部を透明化した上面図である。 図１４は、第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップのインナーキャップの形状例の説明図である。 図１５は、第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップのインナーキャップの形状例の説明図である。 図１６は、第２実施形態に係る赤外線検出器のキャップの変形例の説明図である。 図１７は、第３実施形態に係る赤外線検出器のキャップの変形例の説明図である。 図１８は、既存の、インナーキャップを備えたキャップの構成の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

《第１実施形態》
図１に、本発明の第１実施形態に係る赤外線検出器１０_１の部分切欠き斜視図を示し、図２に、キャップ３０を取り付けていない状態にある赤外線検出器１０_１の上面図を示す。尚、上記説明及び以下の説明において、上面及び表面とは、図１における上側の面のことである。同様に、以下の説明において、上、下とは、それぞれ、図１における上方向、下方向のことである。

図１及び図２に示してあるように、本実施形態に係る赤外線検出器１０_１は、基板１１、金属ステム２０、赤外線検出素子１３、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)１４、複数の電子部品１５、キャップ３０及びコネクタ３５を、備える。

赤外線検出素子１３は、キャップ３０の赤外線透過部材３１（詳細は後述）を介して入射される赤外光を検出する（当該赤外光による温度上昇量を測定する）素子である。この赤外線検出素子１３としては、自素子の１箇所（１領域）の温度上昇量（金属ステム２０の温度との温度差）を測定できる素子、又は、自素子の複数箇所の温度上昇量を測定できる素子（所謂アレイセンサ）が使用される。尚、赤外線検出素子１３の動作原理は特に限定されない。従って、赤外線検出素子１３としては、サーモパイル型やボロメータ型、焦電型などの熱型赤外線センサや、量子型赤外線センサを使用することが出来る。

ＡＳＩＣ１４は、赤外線検出素子１３とワイヤーにより接続される、赤外線検出素子１３の出力を増幅する機能等を有する集積回路である。このＡＳＩＣ１４としては、通常、少なくとも、赤外線検出素子１３の出力を増幅する機能と金属ステム２０の温度の検出機能とを有する回路（例えば、絶対温度に比例した電圧を出力する ＰＴＡＴ ( Proportional To Absolute Temperature) 電圧源やチョッパアンプ等を含む回路）が使用される。ただし、ＡＳＩＣ１４が低機能だと、赤外線検出器１０_１に搭載する素子数を増やさなければならなくなる。そのため、ＡＳＩＣ１４としては、上記二機能と共に、赤外線検出素子１３の出力からノイズを除去する機能、増幅しノイズを除去した赤外線検出素子１３の出
力をデジタルデータに変換する機能、デジタルデータに変換した赤外線検出素子１３の出力等に基づき演算処理を行う機能、デジタルデータに変換した赤外線検出素子１３の出力や演算処理の処理結果をコネクタ３５を介して他装置（赤外線検出器１０_１を用いて温度を測定・出力する情報処理装置）に送信する機能等も有する回路を使用しておくことが好ましい。

赤外線検出器１０_１が備える複数の電子部品１５（図２）は、ＡＳＩＣ１４と組み合わされて（電気的に接続されて）、赤外線検出器１０_１を実際に温度の測定を行えるセンサとして機能させるための電子回路を構成する表面実装型の電子部品（チップ抵抗、チップコンデンサなど）である。

金属ステム２０は、その表面に、赤外線検出素子１３とＡＳＩＣ１４とが実装される、金属製の板状部材である。

図２に示してあるように、赤外線検出器１０_１の金属ステム２０には、赤外線検出素子１３を実装できる幅の帯状の第１部分２１ａと、当該第１部分２１ａと直交するように当該第１部分２１ａから一方向に伸びた，ＡＳＩＣ１４を実装できる幅の帯状の第２部分２１ｂとが、その中央部分に残るように、３つの開口部２２ａ〜２２ｃが形成されている。また、開口部２２ａは、第１部分２１ａのほぼ中心（第１部分２１ａに固定された赤外線検出素子１３のほぼ中心）を通る直線にて２分することにより得られる二領域の一方の領域内に形成されており、開口部２２ｂ及び２２ｃは、当該二領域の他方の領域内に、第２部分２１ｂをそれらの間に挟む形で形成されている。さらに、金属ステム２０の第１部分２１ａには、金属ステム２０を基板１１に対してクリーム半田８０（以下、単に、半田８０とも表記する）にて固定するために使用される開口部２３が形成されている。

この金属ステム２０の構成材料としては、熱伝導性が良好な、鉄、銅、アルミ等を用いておくことが好ましい。また、金属ステム２０として、さびの発生を抑制すると共に半田付け性を良好なものとするための表面コーティング（例えば、ニッケルメッキ）が施されている部材を採用しておくことも好ましい。

基板１１は、ＡＳＩＣ１４、複数の電子部品１５及びコネクタ３５間を電気的に接続するための配線が形成されている配線板である。

基板１１の裏面（図１）には、赤外線検出器１０_１の電源端子、出力端子等として機能する、表面実装型のコネクタ３５が設けられている。

基板１１（図２）の表面の、金属ステム２０の開口部２２ａ下となる領域内には、各電子部品１５をクリーム半田にて取り付けるための電極（図示略）が形成されている。また、基板１１の表面の、開口部２２ｂ下となる領域には、ＡＳＩＣ１４を接続するための複数の電極が形成されている。基板１１の表面の、開口部２２ｃ下となる領域にも、ＡＳＩＣ１４を接続するための複数の電極が形成されている。

基板１１の表面には、金属ステム２０の四隅を半田８０にて基板１１の表面に固定（実装）するためのランド１０ａが設けられている。

尚、既に説明したように、各電子部品１５も表面実装型の電子部品である。従って、基板１１に対する金属ステム２０、各電子部品１５の固定は、以下のいずれかの手順によって行われる。
・金属ステム２０を基板１１上に実装してから各電子部品１５を基板１１上（基板１１の開口部２２ａ内の領域上）に実装する。
・各電子部品１５を基板１１に実装した後に金属ステム２０を基板１１に実装する。
・各電子部品１５と金属ステム２０とを同時に基板１１に実装する。

また、金属ステム２０上への赤外線検出素子１３及びＡＳＩＣ１４の固定は、基板１１に対して金属ステム２０を固定してから、熱伝導性の良い接着剤を用いて行われる。

キャップ３０（図１）は、赤外線透過部材３１とアウターキャップ３２とインナーキャップ３３と保持部３４とを組み合わせた有蓋筒状の部材である。このキャップ３０に用いられる赤外線透過部材３１は、ゲルマニウム(Ｇｅ) 、シリコン（Ｓｉ)等の赤外線を透過する材料からなるフィルタ又はレンズである。尚、赤外線透過部材３１の形状が、円形に近い方が、キャップ３０の組み立て作業が容易になる傾向がある。そして、レンズは、元々、円形に製造されるものであるが、円形のフィルタの製造には製造コストがかかる。そのため、赤外線透過部材３１がフィルタである場合には、その形状を、大きな光学部材のダイシングにより比較的に低製造コストで製造することができる形状である六角形としておくことが好ましい。

以下、図３及び図４を用いて、キャップ３０のアウターキャップ３２、インナーキャップ３３及び保持部３４について説明する。尚、これらの図のうち、図３は、アウターキャップ３２の斜視図であり、図４は、キャップ３０の断面図である。

アウターキャップ３２は、鉄、銅、アルミ等の、熱伝導性が良い金属製の有蓋筒状部材である。尚、このアウターキャップ３２としては、さびの発生を抑制すると共に半田付け性を良好なものとするための表面コーティング（例えば、ニッケルメッキ）が施されている部材を採用しておくことが出来る。

図３に示してあるように、アウターキャップ３２の蓋部（アウターキャップ３２の開口していない方の端部）の中心には、赤外線を赤外線検出素子１３に導入するための赤外線導入孔３２ａが形成されている。尚、赤外線透過部材３１がフィルタである場合、外線導入孔３２ａのサイズ（直径）は、製造する赤外線検出器１０_１に必要とされる視野角に基づき定められる。

また、アウターキャップ３２の蓋部の中央部には、赤外線導入孔３２ａを囲む形状の溝３２ｃが形成されている。この溝３２ｃの機能／用途については後述する。

インナーキャップ３３は、図４に示してあるように、アウターキャップ３２の内面形状に沿った外面形状を有する部材である。このインナーキャップ３３の構成材料は、赤外線吸収材料である樹脂であれば良い。ただし、インナーキャップ３３の構成材料は、寸法安定性や成形性が良い樹脂（例えば、ポリブチレンテレフタレート（polybutylene terephthalate））としておくことが好ましい。

尚、既に説明したように、インナーキャップ３３は、『（１）視野範囲外からの赤外線がキャップ内面で反射して赤外線検出素子に入射されることを抑制する機能』と『（２）赤外線検出器が置かれている環境の温度が急激に変化した際に、赤外線検出器とキャップとの間に温度差が生じることを抑制できる機能』とをキャップ３０に付与できるものであるが、（１）の機能は、キャップ３０内に斜めに入射されてキャップ３０の内面に到達した赤外線をインナーキャップ３３が吸収する（反射しない）ことにより実現される。従って、インナーキャップ３３でアウターキャップ３２の内面が全て覆われることが望ましいことになる。ただし、インナーキャップ３３の下端側の部分で反射された赤外線が赤外線検出素子１３に入射されることは殆どない。そのため、インナーキャップ３３をアウターキャップ３２の内面の全ては覆わない形状のもの（図４）としておくことが出来る。当然
、インナーキャップ３３をアウターキャップ３２の内面の全てを覆う形状のものとしておくことも出来る。

また、キャップ３０の（２）の機能は、キャップ３０と金属ステム２０の熱容量・熱時定数を一致させることにより実現できるものである。すなわち、インナーキャップ３３は、（２）の機能に関しては、その厚さ等を変更することにより、キャップ３０側の熱容量・熱時定数の調整できる部材として機能する。従って、インナーキャップ３３の具体的な形状は、適切な形状を理論的に算出することや、サーマルショックを与えたときに生じる赤外線検出器とキャップとの間の温度差を測定することによって、定められる。

保持部３４（図４）は、厚肉円筒状の部材である。この保持部３４は、赤外線透過部材３１のアウターキャップ３２上への配置位置を規制する（図１参照）ための部材として、キャップ３０に組み込まれているものである。従って、保持部３４の構成材料には特に制限がないのであるが、保持部３４が或る程度の柔軟性を有していた方が赤外線透過部材３１を挿入しやすい。また、金属で保持部３４を製造すると、キャップ３０が重くなってしまう等の問題が生ずる。そのため、保持部３４の構成材料は、樹脂としておくことが好ましい。

また、保持部３４の形状は、赤外線透過部材３１のアウターキャップ３２上への配置位置を規制できる形状、すなわち、保持部３４内に収容した赤外線透過部材３１の水平方向の移動量を制限できる形状であれば良い。

従って、保持部３４の形状として、赤外線透過部材３１の外接円の直径より僅かに大きな内径の内側面を有する形状（図１参照）や、図５Ａに示したように、赤外線透過部材３１の外接円の直径より僅かに大きな内径の内側面を有し、赤外線透過部材３１を機械的に固定するための圧力リブが内側面の複数箇所に設けられている形状を採用することが出来る。また、赤外線透過部材３１を機械的に固定できるようにするために、保持部３４の形状を、赤外線透過部材３１の外接円の直径より僅かに小さな内径の内側面を有する形状や、赤外線透過部材３１の外接円の直径と同程度の内径の内側面を有し、内側面の上部の複数箇所に内側に向かって延びた爪が設けられている形状としておくことも出来る。

さらに、図５Ｂに示したように、保持部３４を、アウターキャップ３２の外側面に対して固定された部材としておくことも出来る。当然、この保持部３４に、上記した圧力リブや爪を設けておくことも出来る。

また、保持部３４の、アウターキャップ３２上面からの突出長（量）も、保持部３４内に収容した赤外線透過部材３１の水平方向の移動量を制限できる量であれば良い。ただし、保持部３４の突出長が過度に少ないと、赤外線透過部材３１とアウターキャップ３２の蓋部上面との間の接着剤（詳細は後述）が固化するまでの間、僅かな力がかかっただけで赤外線透過部材３１が保持部３４内から飛び出してしまうことになる。そのため、保持部３４のアウターキャップ３２上面からの突出長は、或る程度の長さ、例えば、“赤外線透過部材３１の外縁部の、アウターキャップ３２の蓋部の外面からの高さ以上”の長さとしておくことが好ましい。

以下、赤外線検出機１０_１の組み立て手順を、キャップ３０の組み立て手順を中心に説明する。

キャップ３０の組み立て時には、まず、保持部３４とインナーキャップ３３とが接着剤等によりアウターキャップ３２に対して固定される。

次いで、赤外線透過部材３１の下面の周縁部、又は、アウターキャップ３２の上面の、赤外線透過部材３１の下面の周縁部と対向することになる部分に、接着剤が塗布される。その後、赤外線透過部材３１が、保持部３４内（保持部３４の内側面とアウターキャップ３２の蓋部上面とにより画定される空間内）に挿入され、塗布されている接着剤が固化することによって赤外線透過部材３１がアウターキャップ３２の蓋部上面に対して固定される。尚、これらの行程は、人手によって行うことも、ダイボンダーを用いて行うことも出来る。

アウターキャップ３２の蓋部上面の溝３２ｃ（図３，図４）は、上記組み立て行程における接着剤の塗布量のマージンを大きくするために設けたものである。

具体的には、アウターキャップ３２に溝３２ｃが形成されていない場合、接着剤の塗布量によっては、『赤外線導入孔３２ａまで接着剤が到達し、その結果として、赤外線透過部材３１及び赤外線導入孔３２ａを介して赤外線検出素子１３に入射される赤外線量が低下してしまう』ことが考えられる。一方、アウターキャップ３２に溝３２ｃが形成されていれば、接着剤の塗布量が、若干（溝３２ｃの体積分程度）、多くなってしまっても、余分な接着剤が溝３２ｃ内に収容されるため、赤外線導入孔３２ａまで接着剤が到達しない。

このように、アウターキャップ３２の蓋部上面に、赤外線導入孔３２ａを囲む形状の溝３２ｃを形成しておけば、設計通りの性能を有するキャップ３０を組み立てられる接着剤塗布量のマージンを大きくすることができる。そのため、アウターキャップ３２の蓋部上面に、上記形状の溝３２ｃを形成しているのである。

赤外線検出器１０_１の組み立て時には、上記したキャップ３０の組み立て作業と共に、赤外線検出器１０_１のキャップ３０以外の部分（以下、基板アセンブリと表記する）が、表面実装技術（リフロー半田付け）を用いた作業や接着剤を用いた作業により組み立てられる。

そして、組み立てた基板アセンブリの金属ステム２０上に、キャップ３０（のアウターキャップ３２）が、半田や熱伝導性の良い接着剤等により固定されて、赤外線検出器１０_１が組み立てられる。

以上、説明したように、本実施形態に係る赤外線検出器１０_１のキャップ３０は、保持部３４及びインナーキャップ３３を取り付けたアウターキャップ３２に、赤外線透過部材３１を上から挿入するという，既存のキャップの組み立て作業よりも簡単な作業で組み立てることが出来る。従って、本実施形態に係る赤外線検出器１０_１は、キャップの組み立てが簡単な分、既存の赤外線検出器よりも組み立てが簡単なものとなっていると言うことが出来る。

《第２実施形態》
図６に、本発明の第２実施形態に係る赤外線検出器１０_２の部分切欠き斜視図を示す。
この図６と図１とを比較すれば明らかなように、本実施形態に係る赤外線検出器１０_２は、赤外線検出器１０_１のキャップ３０を、キャップ４０に置き換えたものとなっている。そのため、以下では、キャップ４０の構成及び組み立て手順を中心に、赤外線検出器１０_２の構成及び組み立て手順を説明することにする。

赤外線検出器１０_２のキャップ４０は、キャップ３０と同様に、赤外線透過部材３１とアウターキャップ４２とインナーキャップ４３と保持部４４とを含む有蓋筒状の部材である。キャップ４０の赤外線透過部材３１は、上記した赤外線透過部材３１と同じもの（Ｇ
ｅ 、Ｓｉ等の赤外線を透過する材料からなるフィルタ又はレンズ）である。

キャップ４０のアウターキャップ４２とインナーキャップ４３と保持部４４とからなる部分（以下、本体部とも表記する）は、キャップ３０の本体部（アウターキャップ３２とインナーキャップ３３と保持部３４とからなる部分）と同様の形状、機能を有する構造体である。ただし、キャップ４０の本体部は、１回のインサート成形（アウターキャップ４２表面への１回の射出成形）により製造されたものとなっている。

また、キャップ４０は、本体部のインサート成形による製造を容易にする（詳細は後述）ために、図７に示した形状を有するアウターキャップ４２を採用したものともなっている。

すなわち、キャップ４０のアウターキャップ４２の蓋部には、赤外線導入孔３２ａ、溝３２ｃにそれぞれ相当する赤外線導入孔４２ａ、溝４２ｃに加えて、複数（図６では、６つ）の樹脂流動用孔４２ｂが形成されている。当該複数の樹脂流動用孔４２ｂの位置は、図８に示してあるように、各樹脂流動用孔４２ｂが、射出成形により製造される厚肉円筒状の保持部４４下となるように定められている。また、複数の樹脂流動用孔４２ｂの位置は、アウターキャップ４２の中心に対して回転対称となるようにも（図７）、定められている。

要するに、上記したキャップ３０（図１、図４参照）の本体部（樹脂流動用孔４２ｂが蓋部に設けられていないアウターキャップ３２が用いられた本体部）も、金型の形状（ゲートの数、位置等）を工夫すれば、一回のインサート成形で製造できるものである、ただし、樹脂流動用孔４２ｂを蓋部に形成したアウターキャップ４２を用いておけば、比較的に簡単な形状の金型で本体部を製造することが出来る。また、樹脂流動用孔４２ｂをアウターキャップ４２の中心に対して回転対称となるように設けておけば、特定の部分に気泡（Void）が残ってしまい易くなることも抑制できる。そのため、キャップ４０に、上記形状（構成）のアウターキャップ４２を採用しているのである。

キャップ４０の組み立て時（キャップ４０の本体部に対する赤外線透過部材３１の固定時）には、キャップ３０の本体部に対する赤外線透過部材３１の固定時と同様に、赤外線透過部材３１の下面の周縁部、又は、アウターキャップ４２の上面の、赤外線透過部材３１の下面の周縁部と対向することになる部分に、接着剤が塗布される。その後、赤外線透過部材３１が、保持部４４内に挿入され、塗布されている接着剤が固化することによって赤外線透過部材３１がアウターキャップ４２の蓋部上面に対して固定される。

そして、本実施形態に係る赤外線検出器１０_２は、上記のようにして組み立てられたキャップ４０と、組み立て済みの基板アセンブリとを、半田、熱伝導性の良い接着剤等により固定することにより製造される（組み立てられる）ものとなっている。

以上、説明したように、本実施形態に係る赤外線検出器１０_２のキャップ４０は、既存の赤外線検出器のキャップ（図１０）よりも部品点数が少ないものとなっている。また、キャップ４０は、その組み立て時に、キャップ３０の組み立て時には必要であった、保持部４４（３４）及びインナーキャップ４３（３３）のアウターキャップ４２（３２）への取り付け作業が不要なものとなっている。従って、本実施形態に係る赤外線検出器１０_２は、キャップの組み立てが簡単な分、既存の赤外線検出器や上記した第１実施形態に係る赤外線検出器１０_１よりも組み立てが簡単なものとなっていると言うことが出来る。

《第３実施形態》
本発明の第３実施形態に係る赤外線検出器の基板アセンブリ（キャップ以外の部分）は
、上記した基板アセンブリと同様のものである。そのため、以下では、図９〜図１５を用いて、本実施形態に係る赤外線検出器が備えるキャップ５０の構成及び製造手順のみを説明する。尚、図９及び図１０は、キャップ５０の外観図であり、図１１は、保持部５４及びインナーキャップ５２が透明であるとした場合におけるキャップ５０の外観図である。また、図１２、図１３は、それぞれ、保持部５４、インナーキャップ５２及び赤外線透過部材３１が透明であるとした場合におけるキャップ５０の外観図、上面図であり、図１４及び図１５は、インナーキャップ５２の他の形状例の説明図である。

図９及び図１０に示してあるように、キャップ５０は、キャップ３０、４０と同様に、赤外線透過部材５１、アウターキャップ５２、インナーキャップ５３及び保持部５４を構成要素とした部材である。

赤外線透過部材５１は、赤外線透過部材３１と同様に、赤外線を透過する光学部材（Ｇｅ 、Ｓｉ等の赤外線を透過する材料からなるフィルタ又はレンズ）である。赤外線透過
部材５１が、所定波長域の赤外線を透過するフィルタである場合、赤外線透過部材５１としては、通常、図１１〜図１３に示してあるように、四角形のものが使用される。

アウターキャップ５２は、アウターキャップ３２、４２と同様に、鉄、銅、アルミ等の、熱伝導性が良い金属製の有蓋筒状部材である。図１１〜図１３に示してあるように、アウターキャップ５２の蓋部には、アウターキャップ４２（図７）と同様に、赤外線導入孔５２ａ及び複数の樹脂流動用孔５２ｂが形成されている。ただし、本実施形態に係るキャップ５０は、後述するように、接着剤を使用せずに製造されるものとなっている。そのため、アウターキャップ５２の蓋部には、余分な接着剤を収容するための溝（溝４２ｃ相当の溝）は形成されていない。尚、図１３等には、その蓋部に比較的に小さなサイズ（直径）の赤外線導入孔５２ａが形成されているアウターキャップ５２を示したが、赤外線導入孔５２ａのサイズは、必要とされる視野角等に基づき定めるべきものである。例えば、赤外線透過部材５１がフィルタである視野角が広い赤外線検出器を得たい場合には、図１４及び図１５に示したように、赤外線導入孔５２ａのサイズを大きくしておけば良い。

インナーキャップ５３及び保持部５４（図１０〜図１３参照）は、インナーキャップ４３及び保持部４４と同様に、１回の射出成形（インサート成形）で製造される部材である。ただし、保持部５４が、赤外線透過部材５１の上面の外縁部を覆う形状（図１１等参照）を有していることから明らかなように、本実施形態に係るキャップ５０のインナーキャップ５３及び保持部５４は、アウターキャップ５２と赤外線透過部材５１とを所定の金型内に挿入し、金型内に挿入したアウターキャップ５２及び赤外線透過部材５１の周りに樹脂を注入することによって製造（成形）される。

尚、図１２等に示してある保持部５４は、四角形の赤外線透過部材５１の四隅を覆う形状のものであるが、保持部５４の形状は、開口部５２ａを隠さないものであれば、赤外線透過部材５１の上面の外縁部を全て覆うものであっても、赤外線透過部材５１の上面の外縁部の複数箇所（３箇所、６箇所等）を覆うものであっても良い。また、赤外線透過部材５１の形状も四角形である必要はない。ただし、赤外線透過部材５１がフィルタである場合、その形状を四角形としておけば、大きな光学部材から無駄なく赤外線透過部材５１（フィルタ）を切り出すことが出来るし、金型の製造も容易になる。従って、赤外線透過部材５１がフィルタである場合には、その形状を四角形としておくことが好ましい。

以上、説明したように、本実施形態に係る赤外線検出器のキャップ５０は、組み立て作業（接着剤等を用いた赤外線透過部材５１の取り付け作業）が不要なものとなっている。従って、本実施形態に係る赤外線検出器は、キャップの組み立て作業が不要な分、既存の赤外線検出器や上記した各実施形態に係る赤外線検出器よりも組み立てが簡単なものとな
っていると言うことが出来る。

《変形形態》
上記した各キャップ（３０、４０、５０）は、どのような赤外線検出器にも適用できるものである。従って、キャップと、開口部２２ａを有さない金属ステムが用いられた基板アセンブリ（電子部品１５が、キャップ外の基板１１上に配置された基板アセンブリ）を組み合わせることにより赤外線検出器を構成することも出来る。また、キャップと、リード付きの金属ステムが用いられた基板アセンブリ（電子部品１５が、キャップ外の基板１１上に配置され、金属ステムのリード（ピン）が基板１１の裏面から突出している基板アセンブリ）とを組み合わせて赤外線検出器を構成することも出来る。

また、第２実施形態に係るキャップ４０を、アウターキャップ４２の外側面から、筒状の保持部４４が上方に向かって延びた構成（図５Ｂ参照）を有するものに変形することも出来る。また、第２実施形態に係るキャップ４０を、図１６に示したように、その側面に複数の樹脂流動用孔４２ｂが形成されたアウターキャップ４２と、保持部４４として機能する、当該複数の樹脂流動用孔４２ｂ近傍の部分から上方に延びた複数の部材とを含むものに変形することも出来る。

保持部３４、４４として、アウターキャップ３２、４２の蓋部のほぼ全域を覆うものを採用しておくことも出来る。また、そのような形状の保持部３４、４４を採用する場合には、余分な接着剤を収容するための溝を、アウターキャップ３２、４２の蓋部上ではなく、保持部３４、４４の蓋部を覆っている部分上に形成しておくことが出来る。

図１７に示してあるように、キャップ５０の形状を角筒状にしておくことも出来る。当然、キャップ３０、４０の形状を角筒状にしておくことも出来る。

保持部３４（図４参照）を、保持部５４のような形状の部材、つまり、『赤外線透過部材３１をアウターキャップ３２の蓋部上に配置した後にアウターキャップ３２に対して固定される形状の部材』や、『赤外線透過部材３１がその内部に収容された後にアウターキャップ３２に対して固定される形状の部材』としたキャップ３０も、アウターキャップの内部に赤外線透過部材とインナーキャップとを配置して固定する作業（図１８参照）よりも簡単な作業で組み立てることが出来るものとなる。従って、キャップ３０の保持部３４を、保持部５４のような形状の部材にしておいても良い。尚、キャップ３０の保持部３４をそのような部材とする場合、保持部３４が接着剤にてアウターキャップ３２に固定されるようにしておくことも、保持部３４及びアウターキャップ３２に何らかの係止機構（係止爪と係止孔、保持部３４を回転させることにより保持部３４がアウターキャップ３２と螺合する機構等）を設けておくことも出来る。

１０_１、１０_２ 赤外線検出器
１１ 基板
１３ 赤外線検出素子
１４ ＡＳＩＣ
２０ 金属ステム
３０、４０、５０ キャップ
３１、５１ 赤外線透過部材
３２、４２、５２ アウターキャップ
３３、４３、５３ インナーキャップ
３４、４４、５４ 保持部
３５ コネクタ

Claims (13)

1. 赤外線導入孔が形成されている蓋部を有する有蓋筒状のアウターキャップと、
   前記アウターキャップの内面を覆う、樹脂製のインナーキャップと、
   前記アウターキャップの前記蓋部の外面上に前記赤外線導入孔を覆うように配置された、赤外線を透過する光学部材と、
   前記アウターキャップの外側に配置された、前記光学部材を保持するための保持部と、
   を備えることを特徴とする赤外線検出器のキャップ。
2. 前記保持部が、前記光学部材の前記アウターキャップの前記蓋部と対向しない側の面の外縁部を覆う形状を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出器のキャップ。
3. 前記インナーキャップ及び前記保持部が、前記アウターキャップ及び前記光学部材への１回の射出成形で形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の赤外線検出器のキャップ。
4. 前記インナーキャップ及び前記保持部が、連続した部材の一部である
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の赤外線検出器のキャップ。
5. 前記光学部材が、所定波長域の赤外線を透過する四角形のフィルタである
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の赤外線検出器のキャップ。
6. 前記保持部が、前記アウターキャップの前記蓋部の外面上への前記光学部材の配置位置を規制するための部材である
   ことを特徴とする請求項１に赤外線検出器のキャップ。
7. 前記インナーキャップ及び前記保持部が、前記アウターキャップの外面上及び内面上への１回の射出成形で形成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の赤外線検出器のキャップ。
8. 前記インナーキャップ及び前記保持部が、連続した部材の一部である
   ことを特徴とする請求項６又は７に赤外線検出器のキャップ。
9. 前記アウターキャップの前記蓋部の外面に、前記光学部材の当該外面に対する固定時に余分な塗布された接着剤を収容するための、前記赤外線導入孔を囲む形状の溝が形成されている
   ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の赤外線検出器のキャップ。
10. 前記保持部の前記アウターキャップの前記蓋部の外面からの突出長が、前記光学部材の外縁部の、前記アウターキャップの前記蓋部の外面からの高さ以上である
    ことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の赤外線検出器のキャップ。
11. 前記光学部材が、所定波長域の赤外線を透過する六角形のフィルタである
    ことを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の赤外線検出器のキャップ。
12. 前記アウターキャップに、射出成形時に樹脂の流動経路として機能する１つ以上の樹脂流動用孔が形成されている
    ことを特徴とする請求項３又は７に記載の赤外線検出器のキャップ。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の赤外線検出器のキャップと、
    基板と、
    前記基板上に配設された金属製板状部材と、
    前記金属製板状部材上に配設された赤外線検出素子と、
    を含み、
    前記キャップが、前記赤外線検出素子を覆う形で前記金属製板状部上に配設されている
    ことを特徴とする赤外線検出器。