JP2017181031A - Infrared sensor - Google Patents

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平野 晋吾
Shingo Hirano
晋吾 平野
中村 健治
Kenji Nakamura
健治 中村
中村 賢蔵
Kenzo Nakamura
賢蔵 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an infrared sensor capable of performing highly accurate measurement while suppressing transmission of heat from a light guide path member.SOLUTION: An infrared sensor comprises a substrate 2, a sensor body 3 which is a thermosensitive part provided on a top face of the substrate, and a cylindrical light guide path member 4 which has an opening part at the upper side of the sensor body and covers at least the periphery of a light receiving face of the sensor body. On the inner face of the light guide path member which is formed from plate-like resin, a metal film 5 having higher infrared reflectance than that of the resin is formed apart from the sensor body 3 and the substrate 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定対象物からの赤外線を検出して該測定対象物の温度を測定する赤外線センサに関する。   The present invention relates to an infrared sensor that detects infrared rays from a measurement object and measures the temperature of the measurement object.

一般に、複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用されている定着ローラ等の測定対象物の温度を測定するために、測定対象物に対向配置させ、その輻射熱を受けて温度を測定する赤外線センサが設置されている。
例えば、特許文献1には、保持体に設置した樹脂フィルムと、該樹脂フィルムに設けられ保持体の導光部を介して赤外線を検出する赤外線検出用感熱素子と、樹脂フィルムに遮光状態に設けられ保持体の温度を検出する温度補償用感熱素子とを備えた赤外線温度センサが提案されている。
In general, in order to measure the temperature of an object to be measured such as a fixing roller used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an infrared sensor is disposed opposite the object to be measured and receives the radiant heat to measure the temperature. Is installed.
For example, in Patent Document 1, a resin film installed on a holder, a thermal element for detecting infrared rays that is provided on the resin film and detects infrared rays through a light guide portion of the holder, and provided in a light-shielded state on the resin film. An infrared temperature sensor including a temperature-compensating thermosensitive element for detecting the temperature of the holder is proposed.

また、特許文献2には、赤外線センサ素子と、開口部を有し、かつ、赤外線センサ素子の視野の一部を覆う視野制限部とを備えた赤外線センサ装置が提案されている。
さらに、引用文献3には、ステンレス等で形成された筒状の導光路部材を備えた赤外線センサ装置が記載されている。
これらの赤外線センサでは、外部からの輻射熱の入射を一定の視野角で制限するため、導光部や視野制限部として導光路部材が設置されている。また、特許文献2の赤外線センサでは、樹脂の視野制限部の表面に金属の反射膜が形成されている。
Patent Document 2 proposes an infrared sensor device including an infrared sensor element and a field-of-view restriction unit that has an opening and covers a part of the field of view of the infrared sensor element.
Furthermore, cited document 3 describes an infrared sensor device including a cylindrical light guide member formed of stainless steel or the like.
In these infrared sensors, a light guide member is installed as a light guide unit or a field limiting unit in order to limit the incidence of radiant heat from the outside with a constant viewing angle. Moreover, in the infrared sensor of patent document 2, the metal reflective film is formed in the surface of the visual field restriction | limiting part of resin.

特開2002−156284号公報JP 2002-156284 A 特開2014−81204号公報JP 2014-81204 A 特開2014−157045号公報JP 2014-157045 A

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
引用文献1等の従来の赤外線センサでは、導光路部材自体も赤外線を吸収して熱を発生させてしまうため、導光路部材から感熱部又は基板に熱が伝達されて感熱部による測定に影響を与えてしまう不都合があった。また、引用文献2では、金属の反射膜によって赤外線を反射して視野制限部に吸収されることを抑制可能であるが、厚い部材に孔を空けて形成した視野制限部は熱容量が大きいために蓄熱され、やはり感熱部に影響を与えてしまっていた。また、上記引用文献では、熱伝導性の高い金属の導光路部材や反射膜が感熱部や基板に接触しているため、金属の導光路部材や反射膜と感熱部又は基板との間で直接熱が伝わってしまい、非接触温度測定に影響を与えてしまうおそれがあった。
The following problems remain in the conventional technology.
In the conventional infrared sensor such as Cited Document 1, the light guide member itself also absorbs infrared rays to generate heat, so that heat is transmitted from the light guide member to the heat sensitive part or the substrate and affects the measurement by the heat sensitive part. There was an inconvenience. Further, in Cited Document 2, it is possible to suppress infrared rays from being reflected by the metal reflection film and absorbed by the visual field limiting part, but the visual field limiting part formed by opening a hole in a thick member has a large heat capacity. The heat was stored and the heat sensitive part was still affected. Further, in the above cited document, since the metal light guide member or reflective film having high thermal conductivity is in contact with the heat sensitive part or the substrate, the metal light guide member or reflective film is directly between the heat sensitive part or the substrate. There was a possibility that heat would be transmitted and affect the non-contact temperature measurement.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、赤外線吸収による導光路部材の熱の発生を抑制して高精度な測定が可能な赤外線センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an infrared sensor capable of measuring with high accuracy by suppressing generation of heat of a light guide member due to infrared absorption.

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明に係る赤外線センサは、基板と、前記基板の上面に設けられた感熱部であるセンサ本体と、前記センサ本体の上方に開口部を有して前記センサ本体の少なくとも受光面の周囲を覆う筒状の導光路部材とを備え、前記導光路部材が、板状の樹脂で形成され、その内面に前記樹脂よりも赤外線反射率の高い金属膜が前記センサ本体及び前記基板から離間して形成されていることを特徴とする。   The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, an infrared sensor according to a first aspect of the present invention includes a substrate, a sensor main body that is a heat-sensitive portion provided on the upper surface of the substrate, and an opening above the sensor main body. A cylindrical light guide member covering the periphery of the sensor, the light guide member is formed of a plate-like resin, and a metal film having an infrared reflectance higher than that of the resin is formed on the inner surface of the sensor body and the substrate. It is characterized by being formed apart.

すなわち、この赤外線センサでは、導光路部材が、板状の樹脂で形成され、その内面に前記樹脂よりも赤外線反射率の高い金属膜がセンサ本体及び基板から離間して形成されているので、導光路部材内に入射された赤外線が内面の金属膜で反射されることで導光路部材に吸収されず、導光路部材に熱を発生させることを抑制できる。また、導光路部材が薄い板状の樹脂で構成されていることで導光路部材の熱容量を小さくでき、導光路部材の熱によるセンサ本体への影響を低減することができる。さらに、金属膜がセンサ本体及び基板に直接接触していないため、金属膜とセンサ本体及び基板との間で熱が直接伝わることがなく、金属膜を介したセンサ本体への熱の影響を抑制することができる。   That is, in this infrared sensor, the light guide member is formed of a plate-like resin, and a metal film having an infrared reflectance higher than that of the resin is formed on the inner surface thereof so as to be separated from the sensor body and the substrate. It is possible to suppress generation of heat in the light guide member without being absorbed by the light guide member due to the infrared rays incident on the optical path member being reflected by the metal film on the inner surface. Moreover, since the light guide member is made of a thin plate-like resin, the heat capacity of the light guide member can be reduced, and the influence of the heat of the light guide member on the sensor body can be reduced. Furthermore, since the metal film is not in direct contact with the sensor body and the substrate, heat is not directly transferred between the metal film, the sensor body and the substrate, and the influence of the heat on the sensor body via the metal film is suppressed. can do.

第2の発明に係る赤外線センサは、第1の発明において、前記導光路部材の外面にも前記金属膜が形成されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサでは、導光路部材の外面にも金属膜が形成されているので、導光路部材の外面に入射される赤外線も金属膜が反射することで、外側においても赤外線の吸収を防ぐことができる。
The infrared sensor according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the metal film is also formed on an outer surface of the light guide member.
That is, in this infrared sensor, since the metal film is also formed on the outer surface of the light guide member, the infrared light incident on the outer surface of the light guide member is also reflected by the metal film to prevent infrared absorption even on the outside. be able to.

第3の発明に係る赤外線センサは、第1又は第2の発明において、前記導光路部材の内面が平坦面とされていると共に前記導光路部材の前記樹脂の少なくとも一部が多孔質であることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサでは、導光路部材の内面が平坦面とされていると共に導光路部材の樹脂の少なくとも一部が多孔質であるので、導光路部材の内面には平坦で高い赤外線反射率の金属膜が得られると共に、樹脂の少なくとも一部が多孔質とされることで断熱性の向上と低熱容量化とが得られる。
An infrared sensor according to a third invention is the infrared sensor according to the first or second invention, wherein an inner surface of the light guide member is a flat surface and at least a part of the resin of the light guide member is porous. It is characterized by.
That is, in this infrared sensor, since the inner surface of the light guide member is a flat surface and at least a part of the resin of the light guide member is porous, the inner surface of the light guide member is flat and has a high infrared reflectance. A metal film is obtained, and at least a part of the resin is made porous, so that the heat insulation is improved and the heat capacity is reduced.

第4の発明に係る赤外線センサは、第1から第3の発明のいずれかにおいて、前記導光路部材が、前記基板との間に少なくとも1カ所の隙間部を有して前記基板上に設置されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサでは、導光路部材が、基板との間に少なくとも1カ所の隙間部を有して基板上に設置されているので、隙間部によって導光路部材が部分的に基板から離れることで、導光路部材の熱が基板に伝わり難くなり、感熱部であるセンサ本体による測定に影響を与え難い。
An infrared sensor according to a fourth invention is the infrared sensor according to any one of the first to third inventions, wherein the light guide member is disposed on the substrate with at least one gap between the light guide member and the substrate. It is characterized by.
That is, in this infrared sensor, since the light guide member is disposed on the substrate with at least one gap between the light guide member and the substrate, the light guide member is partially separated from the substrate by the gap. Therefore, the heat of the light guide member becomes difficult to be transmitted to the substrate, and the measurement by the sensor body which is the heat sensitive part is hardly affected.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る赤外線センサによれば、導光路部材は、板状の樹脂で形成され、その内面に前記樹脂よりも赤外線反射率の高い金属膜がセンサ本体及び基板から離間して形成されているので、内面で赤外線が金属膜で反射されると共に、導光路部材の熱容量が小さく、金属膜とセンサ本体及び基板とが直接接触していないことで、導光路部材及び金属膜によるセンサ本体への熱的影響を低減することができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the infrared sensor of the present invention, the light guide member is formed of a plate-like resin, and a metal film having an infrared reflectance higher than that of the resin is formed on the inner surface thereof so as to be separated from the sensor body and the substrate. Therefore, the infrared ray is reflected by the metal film on the inner surface, the heat capacity of the light guide member is small, and the metal film, the sensor main body and the substrate are not in direct contact, so that the sensor main body by the light guide member and the metal film The thermal influence on can be reduced.

本発明に係る赤外線センサの第1実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the infrared sensor which concerns on this invention. 第1実施形態において、赤外線センサを示す側面図である。In 1st Embodiment, it is a side view which shows an infrared sensor. 第1実施形態において、赤外線センサを示す平面図である。In 1st Embodiment, it is a top view which shows an infrared sensor. 第1実施形態において、導光路部材を示す側面図(a)及び正面図(b)である。In 1st Embodiment, it is the side view (a) and front view (b) which show a light guide way member. 第1実施形態において、赤外線センサ本体を示す斜視図である。In 1st Embodiment, it is a perspective view which shows an infrared sensor main body. 第1実施形態において、赤外線センサ本体を示す断面図である。In 1st Embodiment, it is sectional drawing which shows an infrared sensor main body. 第1実施形態において、配線膜を形成した絶縁性フィルムを示す裏面図である。In 1st Embodiment, it is a back view which shows the insulating film in which the wiring film was formed. 本発明に係る赤外線センサの第2実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the infrared sensor which concerns on this invention. 本発明に係る赤外線センサの第3実施形態を示す要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section showing a 3rd embodiment of an infrared sensor concerning the present invention.

以下、本発明に係る赤外線センサの第1実施形態を、図1から図7を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, a first embodiment of an infrared sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used for the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member recognizable or easily recognizable.

本実施形態の赤外線センサ1は、図1から図3に示すように、基板2と、基板2の上面に設けられた感熱部であるセンサ本体3と、センサ本体3の上方に開口部を有してセンサ本体3の少なくとも受光面3aの周囲を覆う筒状の導光路部材4とを備えている。
上記導光路部材4は、板状の樹脂で形成され、その内面に前記樹脂よりも赤外線反射率の高い金属膜5がセンサ本体3及び基板2から離間して形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the infrared sensor 1 according to the present embodiment includes a substrate 2, a sensor body 3 that is a heat sensitive part provided on the upper surface of the substrate 2, and an opening above the sensor body 3. A cylindrical light guide member 4 that covers at least the periphery of the light receiving surface 3a of the sensor body 3 is provided.
The light guide member 4 is formed of a plate-like resin, and a metal film 5 having an infrared reflectance higher than that of the resin is formed on the inner surface thereof so as to be separated from the sensor body 3 and the substrate 2.

また、導光路部材4は、基板2との間に少なくとも1カ所の隙間部4aを有して基板2上に設置されている。
なお、金属膜5は、導光路部材4の内面において隙間部4aより上方に形成されている。
The light guide member 4 is installed on the substrate 2 with at least one gap 4 a between the light guide member 4 and the substrate 2.
The metal film 5 is formed above the gap 4 a on the inner surface of the light guide member 4.

上記基板2は、導光路部材4用の複数の取り付け孔2aを有している。
導光路部材4は、取り付け孔2aに貫通状態に嵌め込まれた複数の固定用爪部4bと、基板2上に下端が当接状態とされた複数の支持凸部4cとを下部に有している。これら固定用爪部4bと支持凸部4cとは、導光路部材4の下部から下方に向けて突出して形成されている。
また、隙間部4aは、固定用爪部4bと支持凸部4cとの間及び支持凸部4c間に形成されている。すなわち、固定用爪部4bと支持凸部4cとの間及び支持凸部4c間に形成された凹部4a’が、基板2との間の隙間部4aとなる。
The substrate 2 has a plurality of mounting holes 2 a for the light guide member 4.
The light guide member 4 has a plurality of fixing claw portions 4b fitted into the mounting holes 2a in a penetrating state and a plurality of support convex portions 4c whose lower ends are in contact with each other on the substrate 2. Yes. The fixing claw portion 4b and the support convex portion 4c are formed so as to protrude downward from the lower portion of the light guide member 4.
The gap 4a is formed between the fixing claw 4b and the support protrusion 4c and between the support protrusions 4c. That is, the concave portion 4 a ′ formed between the fixing claw portion 4 b and the support convex portion 4 c and between the support convex portions 4 c becomes the gap portion 4 a between the substrate 2.

このように、導光路部材4の両側面の下部に、それぞれ一対の固定用爪部4bが形成されていると共に、基板2には、2つの固定用爪部4bに対応した2つの取り付け孔2aが形成されている。
なお、図3において、分かり易くするために各支持凸部4cの周囲を二点鎖線で囲んで示している。
As described above, a pair of fixing claw portions 4b are formed in the lower portions of both side surfaces of the light guide member 4, and two attachment holes 2a corresponding to the two fixing claw portions 4b are formed in the substrate 2. Is formed.
In FIG. 3, for easy understanding, each support convex portion 4 c is surrounded by a two-dot chain line.

上記一対の固定用爪部4bは、弾性を有しており、取り付け孔2aに差し込む際に、互いに内側に撓んで取り付け孔2aに挿入され、貫通した際に、撓みが戻って互いに外側に広がることで、爪部分が基板2の裏面に係止される。
また、支持凸部4cは、導光路部材4の対向する一対の側面の下部であって一対の固定用爪部4bの両側に形成されていると共に、導光路部材4の正面及び背面の下部にそれぞれ1つ形成されている。すなわち、導光路部材4の下部に6カ所の支持凸部4cが形成されている。
The pair of fixing claws 4b have elasticity, and when inserted into the mounting hole 2a, they are bent inward and inserted into the mounting hole 2a. Thus, the claw portion is locked to the back surface of the substrate 2.
In addition, the support protrusions 4 c are formed on both sides of the pair of fixing claws 4 b at the lower portions of the pair of side surfaces facing the light guide member 4, and on the front and back portions of the light guide member 4. Each one is formed. That is, six support convex portions 4 c are formed in the lower portion of the light guide member 4.

なお、導光路部材4は、角筒状であり、固定用爪部4b及び支持凸部4cと共に樹脂で一体成形されている。導光路部材4を構成する樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアミド、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコールなどが採用される。
また、金属膜5は、Au,Ag,Al,Cu等の金属薄膜が採用可能である。
The light guide member 4 has a rectangular tube shape, and is integrally formed of resin together with the fixing claw portion 4b and the support convex portion 4c. Examples of the resin constituting the light guide member 4 include polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polycarbonate, polyamide, fluororesin, phenol resin, polyester resin, epoxy resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, acrylic resin, and polyvinyl alcohol. Etc. are adopted.
The metal film 5 can be a metal thin film such as Au, Ag, Al, or Cu.

上記センサ本体3は、図5から図7に示すように、受光面3aを上面に有する絶縁性フィルム10と、絶縁性フィルム10の下面に互いに離間させて設けられた第1の感熱素子8A及び第2の感熱素子8Bと、絶縁性フィルム10の下面に形成され第1の感熱素子8Aに接続された導電性の第1の配線膜11A及び第2の感熱素子8Bに接続された導電性の第2の配線膜11Bとを備えている。   As shown in FIGS. 5 to 7, the sensor body 3 includes an insulating film 10 having a light receiving surface 3 a on the upper surface, a first thermal element 8 </ b> A provided on the lower surface of the insulating film 10 and spaced apart from each other. The second thermal element 8B and the conductive first wiring film 11A formed on the lower surface of the insulating film 10 and connected to the first thermal element 8A and the conductive element connected to the second thermal element 8B. And a second wiring film 11B.

また、センサ本体2は、絶縁性フィルム10の下面側に配された樹脂製の端子支持体12と、該端子支持体12に設けられ下部が端子支持体12の下部に配された複数の実装用端子13とを備えている。   The sensor body 2 includes a resin-made terminal support 12 disposed on the lower surface side of the insulating film 10 and a plurality of mountings provided on the terminal support 12 and having a lower portion disposed below the terminal support 12. Terminal 13 is provided.

また、絶縁性フィルム10の上面のうち、第1の感熱素子8A側の領域に受光面3aが設けられていると共に、第2の感熱素子8B側の領域が赤外線を遮蔽した領域とされている。
上記第2の感熱素子8B側の領域には、赤外線反射膜14がパターン形成されて赤外線が遮蔽されており、赤外線を遮蔽した領域を設けている。
In addition, the light receiving surface 3a is provided in the region on the first thermal element 8A side of the upper surface of the insulating film 10, and the region on the second thermal element 8B side is a region that shields infrared rays. .
In the region on the second thermal element 8B side, the infrared reflecting film 14 is patterned to shield infrared rays, and a region that shields infrared rays is provided.

すなわち、第2の感熱素子8Bに対向して絶縁性フィルム10の上面に赤外線反射膜14が設けられている。この赤外線反射膜14は、絶縁性フィルム10の上面において第2の感熱素子8B側の領域に矩形状に形成されている。
上記赤外線反射膜14は、絶縁性フィルム10よりも高い赤外線反射率を有する材料で形成され、銅箔上に金メッキ膜が施されて形成されている。なお、金メッキ膜の他に、例えば鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等で形成しても構わない。この赤外線反射膜14は、第2の感熱素子8Bよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
That is, the infrared reflective film 14 is provided on the upper surface of the insulating film 10 so as to face the second thermal element 8B. The infrared reflection film 14 is formed in a rectangular shape in a region on the second thermal element 8B side on the upper surface of the insulating film 10.
The infrared reflecting film 14 is formed of a material having an infrared reflectance higher than that of the insulating film 10 and is formed by applying a gold plating film on a copper foil. In addition to the gold plating film, for example, a mirror-deposited aluminum vapor deposition film or an aluminum foil may be used. The infrared reflection film 14 is formed to cover the second thermal element 8B with a size larger than that of the second thermal element 8B.

上記第1の感熱素子8A及び第2の感熱素子8Bは、両端部に端子部が形成されたチップサーミスタである。このサーミスタとしては、NTC型、PTC型、CTR型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、第1の感熱素子8A及び第2の感熱素子8Bとして、例えばNTC型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Mn−Co−Cu系材料、Mn−Co−Fe系材料等のサーミスタ材料で形成されている。   The first thermal element 8A and the second thermal element 8B are chip thermistors in which terminal portions are formed at both ends. As the thermistor, there are thermistors of NTC type, PTC type, CTR type and the like. In the present embodiment, for example, NTC type thermistors are employed as the first thermal element 8A and the second thermal element 8B. This thermistor is formed of a thermistor material such as a Mn—Co—Cu-based material or a Mn—Co—Fe-based material.

第1の配線膜11A及び第2の配線膜11Bには、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム10に形成された接着電極15A,15Bが接続されていると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム10に形成された端子電極16A,16Bが接続されている。
なお、上記接着電極15A,15Bには、それぞれ対応する第1の感熱素子8A及び第2の感熱素子8Bの端子部が半田等の導電性接着剤で接着される。
Adhesive electrodes 15A and 15B formed on the insulating film 10 are connected to one end of each of the first wiring film 11A and the second wiring film 11B, and the insulating film 10 is connected to the other end. The terminal electrodes 16A and 16B formed in the are connected.
The terminal portions of the corresponding first thermal element 8A and second thermal element 8B are bonded to the adhesive electrodes 15A and 15B with a conductive adhesive such as solder.

上記絶縁性フィルム10は、ポリイミド樹脂シートで長方形状に形成され、赤外線反射膜14、第1の配線膜11A及び第2の配線膜11Bが銅箔で形成されている。すなわち、これらは、絶縁性フィルム10とされるポリイミド基板の表面に、赤外線反射膜14、第1の配線膜11A及び第2の配線膜11Bとされる銅箔がパターン形成された両面フレキシブル基板によって作製されたものである。   The insulating film 10 is formed of a polyimide resin sheet in a rectangular shape, and the infrared reflecting film 14, the first wiring film 11A, and the second wiring film 11B are formed of copper foil. That is, these are formed by a double-sided flexible substrate in which the surface of a polyimide substrate used as the insulating film 10 is patterned with a copper foil used as the infrared reflecting film 14, the first wiring film 11A, and the second wiring film 11B. It was produced.

上記実装用端子13は、例えば錫めっきされた銅合金で形成されている。この実装用端子13は、端子支持体12の上部まで延在し、対応する第1の配線膜11A及び第2の配線膜11Bにおける第1の端子電極16A及び第2の端子電極16Bに接続されている。
また、実装用端子13の下部13aは、端子支持体12の下面よりも下方に突出して設けられている。すなわち、実装用端子13は、上下に延在し、下部13aが端子支持体12の下面よりも下方に突出していると共に、さらに下部13aが側方に向けて屈曲し突出しており、全体としてL字状に形成されている。
実装用端子13は、端子支持体12の四隅近傍にそれぞれ配置され、インサート成形や嵌め込み等によって端子支持体12内に組み込まれている。
The mounting terminal 13 is made of, for example, a tin-plated copper alloy. The mounting terminal 13 extends to the upper portion of the terminal support 12 and is connected to the first terminal electrode 16A and the second terminal electrode 16B in the corresponding first wiring film 11A and second wiring film 11B. ing.
Further, the lower portion 13 a of the mounting terminal 13 is provided so as to protrude downward from the lower surface of the terminal support 12. That is, the mounting terminal 13 extends vertically, and the lower portion 13a protrudes downward from the lower surface of the terminal support 12, and the lower portion 13a bends and protrudes laterally. It is formed in a letter shape.
The mounting terminals 13 are respectively arranged in the vicinity of the four corners of the terminal support 12 and are incorporated into the terminal support 12 by insert molding or fitting.

上記端子支持体12は、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)等の樹脂で形成されており、絶縁性フィルム10の少なくとも外縁部に沿った枠状に形成されている。すなわち、この端子支持体12は、絶縁性フィルム10の外縁部に沿った外枠部分と、第1の感熱素子8Aと第2の感熱素子8Bとの中間部分を横切る中間枠部とで構成されている。   The terminal support 12 is made of a resin such as PPS (polyphenylene sulfide resin) and is formed in a frame shape along at least the outer edge of the insulating film 10. That is, the terminal support 12 includes an outer frame portion along the outer edge portion of the insulating film 10 and an intermediate frame portion that crosses an intermediate portion between the first thermal element 8A and the second thermal element 8B. ing.

上記基板2は、例えばプリント基板(PCB)であり、長方形状に形成されている。
この基板2は、その上面にセンサ本体3と接続され銅箔等でパターン形成された複数の配線パターン2bを備えている。各配線パターン2bは、その一端がセンサ本体3の各実装用端子13に接続され、他端が基板2の端部側に配されている。すなわち、配線パターン2bは、実装用端子13及び配線膜11A,配線膜11Bを介して感熱素子8A,8Bに電気的に接続されている。また、これら配線パターン2bは、隙間部4aを通って配されている。すなわち、配線パターン2bは、隙間部4aを介して導光路部材4の内外にわたって基板2上に配線されている。
The substrate 2 is a printed circuit board (PCB), for example, and is formed in a rectangular shape.
The substrate 2 includes a plurality of wiring patterns 2b connected to the sensor body 3 and patterned with copper foil or the like on the upper surface thereof. One end of each wiring pattern 2 b is connected to each mounting terminal 13 of the sensor body 3, and the other end is arranged on the end side of the substrate 2. That is, the wiring pattern 2b is electrically connected to the thermal elements 8A and 8B via the mounting terminals 13, the wiring film 11A, and the wiring film 11B. These wiring patterns 2b are arranged through the gaps 4a. That is, the wiring pattern 2b is wired on the substrate 2 over the inside and outside of the light guide member 4 through the gap 4a.

本実施形態の赤外線センサ1について、測定対象物(黒体)180℃、環境温度50℃として導光路部材4の材質に応じた相対感度についてシミュレーションした。
なお、相対感度(Fs)は、厚さ0.2mmのステンレスだけで構成した導光路部材の場合を相対感度1.000とした場合の相対値(Fsの比)である。この相対感度が大きい方が、検知側の第1の感熱素子8Aと補償側の第2の感熱素子8Bとの温度差が大きく、感度が高いことを意味する。
About the infrared sensor 1 of this embodiment, it simulated about the relative sensitivity according to the material of the light guide member 4 as a measurement object (black body) 180 degreeC and environmental temperature 50 degreeC.
The relative sensitivity (Fs) is a relative value (Fs ratio) when the relative sensitivity is 1.000 in the case of a light guide member made of only stainless steel having a thickness of 0.2 mm. A larger relative sensitivity means that the temperature difference between the first thermal element 8A on the detection side and the second thermal element 8B on the compensation side is larger and the sensitivity is higher.

まず、厚さ0.2mmの樹脂(PPS)だけで構成した導光路部材の場合、相対感度が1.022であった。さらに、本実施形態として、厚さ0.2mmの樹脂(PPS)で筒状に形成した導光路部材4の内面に厚さ50nmのアルミニウムの金属膜5を形成した場合、相対感度が1.286と大幅に向上した。   First, in the case of a light guide member composed only of a resin (PPS) having a thickness of 0.2 mm, the relative sensitivity was 1.022. Furthermore, in this embodiment, when an aluminum metal film 5 with a thickness of 50 nm is formed on the inner surface of a light guide member 4 formed in a cylindrical shape with a resin (PPS) with a thickness of 0.2 mm, the relative sensitivity is 1.286. And greatly improved.

このように本実施形態の赤外線センサ1では、導光路部材4が、板状の樹脂で形成され、その内面に前記樹脂よりも赤外線反射率の高い金属膜5がセンサ本体3及び基板2から離間して形成されているので、導光路部材4内に入射された赤外線が内面の金属膜5で反射されることで導光路部材4に吸収されず、導光路部材4に熱を発生させることを抑制できる。   Thus, in the infrared sensor 1 of the present embodiment, the light guide member 4 is formed of a plate-shaped resin, and the metal film 5 having an infrared reflectance higher than that of the resin is separated from the sensor body 3 and the substrate 2 on the inner surface thereof. Therefore, the infrared light incident in the light guide member 4 is reflected by the metal film 5 on the inner surface and is not absorbed by the light guide member 4, and heat is generated in the light guide member 4. Can be suppressed.

また、導光路部材4が薄い板状の樹脂で構成されていることで導光路部材4の熱容量を小さくでき、導光路部材4の熱によるセンサ本体3への影響を低減することができる。さらに、金属膜5がセンサ本体3及び基板2に直接接触していないため、金属膜5とセンサ本体3及び基板2との間で熱が直接伝わることがなく、金属膜5を介したセンサ本体3への熱の影響を抑制することができる。   Moreover, since the light guide member 4 is made of a thin plate-like resin, the heat capacity of the light guide member 4 can be reduced, and the influence of the heat of the light guide member 4 on the sensor body 3 can be reduced. Further, since the metal film 5 is not in direct contact with the sensor body 3 and the substrate 2, heat is not directly transferred between the metal film 5, the sensor body 3, and the substrate 2, and the sensor body via the metal film 5. The influence of heat on 3 can be suppressed.

さらに、導光路部材4が、基板2との間に少なくとも1カ所の隙間部4aを有して基板2上に設置されているので、隙間部4aによって導光路部材4が部分的に基板2から離れることで、導光路部材4の熱が基板2に伝わり難くなり、感熱部であるセンサ本体3による測定に影響を与え難い。   Further, since the light guide member 4 is disposed on the substrate 2 with at least one gap 4a between the light guide member 4 and the substrate 2, the light guide member 4 is partially separated from the substrate 2 by the gap 4a. By separating, it becomes difficult for the heat of the light guide member 4 to be transmitted to the substrate 2, and it is difficult to affect the measurement by the sensor body 3 which is a heat sensitive part.

次に、本発明に係る赤外線センサの第2及び第3実施形態について、図8及び図9を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。   Next, 2nd and 3rd embodiment of the infrared sensor which concerns on this invention is described below with reference to FIG.8 and FIG.9. In the following description of each embodiment, the same constituent elements described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、金属膜5が導光路部材4の内面だけに形成されているのに対し、第2実施形態の赤外線センサ21では、図8に示すように、導光路部材24の外面にも金属膜5が形成されている点である。
すなわち、第2実施形態では、導光路部材24の内面及び外面の両面に金属膜5が形成されており、いずれの金属膜5も基板2から離間して形成されている。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the metal film 5 is formed only on the inner surface of the light guide member 4 in the first embodiment, whereas the infrared sensor 21 of the second embodiment is different. As shown in FIG. 8, the metal film 5 is also formed on the outer surface of the light guide member 24.
That is, in the second embodiment, the metal film 5 is formed on both the inner surface and the outer surface of the light guide member 24, and any metal film 5 is formed away from the substrate 2.

このように第2実施形態の赤外線センサ21では、導光路部材24の外面にも金属膜5が形成されているので、導光路部材24の外面に入射される赤外線も金属膜5が反射することで、外側においても赤外線の吸収を防ぐことができる。   As described above, in the infrared sensor 21 according to the second embodiment, the metal film 5 is also formed on the outer surface of the light guide member 24. Therefore, the infrared rays incident on the outer surface of the light guide member 24 are also reflected by the metal film 5. Thus, absorption of infrared rays can be prevented even on the outside.

次に、第3実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、導光路部材4が内部が緻密な板状の樹脂で形成されているが、第3実施形態の赤外線センサでは、図9に示すように、導光路部材34の内面が平坦面とされていると共に導光路部材34の樹脂の少なくとも一部が多孔質である点である。
すなわち、第3実施形態では、導光路部材34の内面側が樹脂の緻密層34aとされていると共に外側が多孔質層34bとされ、導光路部材34の板状の樹脂が金属膜5で挟まれたサンドイッチ構造になっている。
Next, the difference between the third embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the light guide member 4 is formed of a resin having a dense plate shape, but the infrared rays of the third embodiment are different. In the sensor, as shown in FIG. 9, the inner surface of the light guide member 34 is a flat surface, and at least a part of the resin of the light guide member 34 is porous.
That is, in the third embodiment, the inner side of the light guide member 34 is a resin dense layer 34 a and the outer side is a porous layer 34 b, and the plate-like resin of the light guide member 34 is sandwiched between the metal films 5. It has a sandwich structure.

上記緻密層34aの表面には、金属膜5が成膜されており、金属膜5の表面が平坦で鏡面な表面となっている。
このように、第3実施形態の赤外線センサでは、導光路部材34の内面が平坦面とされていると共に導光路部材34の樹脂の少なくとも一部が多孔質であるので、導光路部材34の内面には平坦で高い赤外線反射率の金属膜5が得られると共に、樹脂の少なくとも一部が多孔質とされることで断熱性の向上と低熱容量化とが得られる。
A metal film 5 is formed on the surface of the dense layer 34a, and the surface of the metal film 5 is a flat and mirror surface.
Thus, in the infrared sensor of the third embodiment, the inner surface of the light guide member 34 is a flat surface and at least a part of the resin of the light guide member 34 is porous. As a result, the metal film 5 which is flat and has a high infrared reflectance is obtained, and at least a part of the resin is made porous, thereby improving heat insulation and reducing heat capacity.

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記各実施形態では、チップサーミスタの感熱素子を採用しているが、薄膜サーミスタで形成された感熱素子を採用しても構わない。
なお、感熱素子としては、上述したように薄膜サーミスタやチップサーミスタが用いられるが、サーミスタ以外に焦電素子等も採用可能である。
また、上記各実施形態では、基板の上面に設置した筐体の上に絶縁性フィルムを設けているが、基板の上面に絶縁性フィルムを直接、設置してセンサ本体を設けても構わない。
For example, in each of the above-described embodiments, a heat sensitive element of a chip thermistor is employed, but a heat sensitive element formed of a thin film thermistor may be employed.
As the thermal element, a thin film thermistor or a chip thermistor is used as described above, but a pyroelectric element or the like can be used in addition to the thermistor.
Moreover, in each said embodiment, although the insulating film is provided on the housing | casing installed in the upper surface of the board | substrate, you may install an insulating film directly on the upper surface of a board | substrate, and may provide a sensor main body.

1,21…赤外線センサ、2…基板、3…センサ本体、4,24,34…導光路部材、4a…隙間部、5…金属膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Infrared sensor, 2 ... Board | substrate, 3 ... Sensor main body, 4, 24, 34 ... Light guide member, 4a ... Gap part, 5 ... Metal film

Claims (4)

基板と、
前記基板の上面に設けられた感熱部であるセンサ本体と、
前記センサ本体の上方に開口部を有して前記センサ本体の少なくとも受光面の周囲を覆う筒状の導光路部材とを備え、
前記導光路部材が、板状の樹脂で形成され、その内面に前記樹脂よりも赤外線反射率の高い金属膜が前記センサ本体及び前記基板から離間して形成されていることを特徴とする赤外線センサ。
A substrate,
A sensor body which is a heat sensitive part provided on the upper surface of the substrate;
A cylindrical light guide member having an opening above the sensor body and covering at least the light receiving surface of the sensor body;
An infrared sensor, wherein the light guide member is formed of a plate-like resin, and a metal film having an infrared reflectance higher than that of the resin is formed on an inner surface thereof so as to be separated from the sensor body and the substrate. .
請求項1に記載の赤外線センサにおいて、
前記導光路部材の外面にも前記金属膜が形成されていることを特徴とする赤外線センサ。
The infrared sensor according to claim 1,
An infrared sensor, wherein the metal film is also formed on an outer surface of the light guide member.
請求項1又は2に記載の赤外線センサにおいて、
前記導光路部材の内面が平坦面とされていると共に前記導光路部材の前記樹脂の少なくとも一部が多孔質であることを特徴とする赤外線センサ。
The infrared sensor according to claim 1 or 2,
An infrared sensor, wherein an inner surface of the light guide member is a flat surface and at least a part of the resin of the light guide member is porous.
請求項1から3のいずれか一項に記載の赤外線センサにおいて、
前記導光路部材が、前記基板との間に少なくとも1カ所の隙間部を有して前記基板上に設置されていることを特徴とする赤外線センサ。
In the infrared sensor according to any one of claims 1 to 3,
An infrared sensor, wherein the light guide member is disposed on the substrate with at least one gap between the light guide member and the substrate.
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