JP6691681B2 - 赤外線センサ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、トナーの定着ローラ等の測定対象物からの赤外線を検知して該測定対象物の温度等を測定する赤外線センサ装置に関する。
従来、測定対象物から輻射により放射される赤外線を非接触で検知して測定対象物の温度を測定する温度センサとして、赤外線センサが使用されている。このような赤外線センサは、例えば複写機やプリンタなどに内蔵されているトナー(現像剤)の定着ローラの温度測定やエアコンの室内温度制御等の種々の分野で用いられている。
例えば、特許文献1には、赤外線センサと光学レンズと導光器とを備えた非接触測温センサが記載されている。この非接触測温センサに用いられている導光器は、筐体に設けられた光学レンズに赤外線を導くように筐体に設置されており、厚みを変えてテーパ状とした内面を持っている。
また、特許文献2には、赤外線センサチップ及びレンズを支持する支持体を備え、支持体に受光面と光学部材とを直接対向させる貫通孔を形成した赤外線検出装置が記載されている。この赤外線検出装置の支持体は、略直方体形状とされている。また、貫通孔は、赤外線センサチップ側からレンズ側に向かって徐々に拡径され、不要な散乱光成分の受光を防ぐために赤外線を吸収させる材料を表面に塗布する等の処理が行われている。
さらに、特許文献3には、赤外線検知用感熱素子による温度検知の視野範囲を画定するように設けられた案内筒を備えた非接触温度センサが記載されている。この非接触温度センサの案内筒では、内側に傾く勾配を有し、開口側の内径が小さくされた略台形形状を呈している。
特開平10−227697号公報 特開2014−77666号公報 特開2014−89108号公報
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献1の技術では、厚肉の導光器の厚さを変えてテーパ状の導光路が形成されているが、導光路の赤外線センサに近い部分が厚くなって体積が増加することで、導光器の熱容量が増加してしまい、導光路からの輻射や熱伝導が赤外線センサの感度や精度に大きく影響を与えてしまうという問題があった。
また、特許文献2の技術では、略直方体形状の筐体に導光路となる貫通孔が形成されているため、やはり導光路部材となる筐体自体の大きな体積に伴って熱容量が大きく、筐体からの輻射や熱伝導が赤外線センサの感度や精度に大きく影響を与えてしまう。
さらに、特許文献3の技術では、受光面に到達する赤外光を制御するための案内筒が薄い材料で形成されているものの、案内筒が内側に傾く勾配を有し、上部開口側の内径が小さくされた略台形形状を呈しているので、案内筒内の受光面へ所望の赤外光を導くために、導光器の寸法が大きくなってしまうという不都合があった。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、小型で、導光路部材の熱容量が小さく、高精度に温度を測定することができる赤外線センサ装置を提供することを目的とする。
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装置は、赤外線センサ本体と、前記赤外線センサ本体の少なくとも受光面を囲んで設けられ前記受光面の直上に開口部を有した筒状の導光路部材とを備え、前記導光路部材が、板材で形成されていると共に、前記受光面を囲んでいる面のうち少なくとも1面が、前記受光面側の面を前記開口部側に向けて傾斜した傾斜板部で構成された赤外線反射面とされていることを特徴とする。
本発明の赤外線センサ装置では、導光路部材が、板材で形成されていると共に、受光面を囲んでいる面のうち少なくとも1面が、受光面側の面を開口部側に向けて傾斜した傾斜板部で構成された赤外線反射面とされているので、体積を小さくできる板材の傾斜板部自体が傾斜していることで、熱容量を小さくでき、また、導光路部材内部に入射された後、受光面に直接到達する直接入射光が、受光面に入射されることを規制すると共に、導光路部材において一回反射された後、受光面に到達する一次反射光以外の入射光が、受光面に入射されることを抑制することができる。
第2の発明に係る赤外線センサ装置は、第1の発明において、前記赤外線センサ本体と前記導光路部材とが設置された基板を備え、前記導光路部材が、前記基板上に立設され前記傾斜板部を前記赤外線センサ本体及び前記基板から離間した状態で支持する支持板部を有し、前記支持板部が、前記赤外線センサ本体から離間して設置されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、導光路部材が、基板上に立設され傾斜板部を赤外線センサ本体及び基板から離間した状態で支持する支持板部を有し、支持板部が、赤外線センサ本体から離間して設置されているので、傾斜板部及び支持板部が赤外線センサ本体に接触していないことで熱抵抗が大きくなり、導光路部材から赤外線センサ本体に熱が直接伝わることが抑制される。
第3の発明に係る赤外線センサ装置は、第2の発明において、前記支持板部の下部が、前記傾斜板部の下部よりも前記赤外線センサ本体から離間して設置されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、支持板部の下部が、傾斜板部の下部よりも赤外線センサ本体から離間して設置されているので、傾斜板部の位置にかかわらず支持板部を赤外線センサ本体からより離すことで、支持板部から基板を介して赤外線センサ本体に熱が伝わることを抑制することができる。
第4の発明に係る赤外線センサ装置は、第2又は第3の発明において、前記支持板部と前記傾斜板部との間に隙間又は空洞が形成されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、支持板部と傾斜板部との間に隙間又は空洞が形成されているので、熱容量をさらに下げることができるため熱応答が速く、更に、傾斜板部から支持板部に熱が伝わり難く、支持板部から基板及び赤外線センサ本体側へ伝わる熱をさらに抑制することができる。また、支持板部と傾斜板部との間に隙間または空洞が形成されていることにより、導光路部材外部の温度変化に起因する温度検出誤差を抑制することができる。
第5の発明に係る赤外線センサ装置は、第1から第4の発明のいずれかにおいて、前記赤外線センサ本体が、前記受光面を上面に有する絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの下面に互いに離間させて設けられた第1の感熱素子及び第2の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの下面に形成され前記第1の感熱素子に接続された導電性の第1の配線膜及び前記第2の感熱素子に接続された導電性の第2の配線膜とを備え、前記絶縁性フィルムの上面のうち、前記第1の感熱素子側の領域に前記受光面が設けられていると共に、前記第2の感熱素子側の領域が赤外線を遮蔽した領域とされていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、絶縁性フィルム上に感熱素子が設けられているので、導光路部材から感熱素子への熱伝達がさらに抑制されて高精度な測定が可能になる。
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装置によれば、導光路部材が、板材で形成されていると共に、受光面を囲んでいる面のうち少なくとも1面が、受光面側の面を開口部側に向けて傾斜した傾斜板部で構成された赤外線反射面であるので、体積を小さくできる板材の傾斜板部自体が傾斜していることで、熱容量を小さくでき、また、導光路部材内部に入射された後、受光面に直接到達する直接入射光が、受光面に入射されることを規制すると共に、導光路部材において一回反射された後、受光面に到達する一次反射光以外の光成分が、受光面に入射されることを抑制することができる。
したがって、本発明の赤外線センサ装置は、熱容量の小さな導光路部材によって高い熱的応答性を得ることができると共に、視野角以外の光成分の抑制によって高い測定指向性を得ることができ、特に、複写機やプリンタ等のトナーの定着ローラを測定する温度センサとして好適である。
本発明に係る赤外線センサ装置の第1実施形態を示す断面図である。 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。 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。 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。 本発明に係る赤外線センサ装置の第2実施形態を示す断面図である。 本発明に係る赤外線センサ装置の第3実施形態を示す断面図である。 本発明に係る赤外線センサ装置の第4実施形態を示す断面図である。 本発明に係る赤外線センサ装置の第1実施形態において、他の例を示す一部を破断した斜視図である。
以下、本発明に係る赤外線センサ装置の第1実施形態を、図1から図4を参照しながら説明する。
本実施形態の赤外線センサ装置1は、例えばトナーの定着ローラの温度を測定するものであって、図1に示すように、定着ローラ等の測定対象物Hに開口部Aを向けて設置されている。
この赤外線センサ装置1は、赤外線センサ本体2と、赤外線センサ本体2の少なくとも受光面2aを囲んで設けられ受光面2aの直上に開口部Aを有した筒状の導光路部材3と、赤外線センサ本体2と導光路部材3とが設置された基板4とを備えている。なお、図1において、赤外線センサ本体2は、概略的に図示している。
上記導光路部材3は、板材で形成されていると共に、受光面2aを囲んでいる面のうち少なくとも1面が、受光面2a側の面を開口部A側に向けて傾斜した傾斜板部3aで構成された赤外線反射面とされている。本実施形態では、互いに対向した2面に傾斜板部3aをそれぞれ設けている。これら傾斜板部3aで構成される角度θは、導光路部材3内部に到達した光が、受光面2aに到達する前に導光路部材3内面で一回反射する場合を考慮した角度であり、導光路先端部Dに接するように導光路部材3内部に入射された光(入射光L1)が、導光路先端部Dと反対側の導光路部材3内面により反射された際、反射光が導光路先端部Dと同じ側にある受光面端部Bに届くようになる角度である。
θ以上に角度が大きくなると、受光面2aに到達する光線が減少するため、受光感度が犠牲になる。一方、θ以下の角度の場合、θの場合と比較して相対的に広い角度から光が入射されるため、温度誤差が大きくなる場合がある。また、上記のθが実現されていても、導光路部材3内部の傾斜板部3aが受光面2aを覆うと、受光面2aに到達する光量が減少するため、傾斜板部3aが受光面2aに被らないように設置することが好ましい。すなわち、傾斜板部基端部Cは、同じ側の受光面端部Bにおける受光面2a上部かつ受光平面に対する法線上に位置していることが望ましい。
この導光路部材3は、基板4上に立設され傾斜板部3aを赤外線センサ本体2及び基板4から離間した状態で支持する支持板部3bを有している。
上記支持板部3bは、赤外線センサ本体2から離間して設置されている。
また、支持板部3bの下部は、傾斜板部3aの下部よりも赤外線センサ本体2から離間して設置されている。
上記導光路部材3は、傾斜板部3aの下端に接続された下部支持部3cを有している。すなわち、支持板部3bの上端は、傾斜板部3aの上端に接続されていると共に、傾斜板部3aの下端が、下部支持部3cに接続されている。この下部支持部3cは、基板4に平行に配されて先端部が支持板部3bの途中に当接している。したがって、支持板部3bの下部が、傾斜板部3aの下端よりも赤外線センサ本体2から離間して基板4上に設置されている。
また、上記のように、下部支持部3cによって支持板部3bと傾斜板部3aとの間に空洞3dが形成されている。すなわち、支持板部3bと傾斜板部3aとの間に断面三角形状の空洞3dが形成されている。
支持板部3b、傾斜板部3a及び下部支持部3cは、ステンレス等の金属薄板で形成されている。
上記導光路部材3は、全体が四角筒状であり、基板4に形成された複数の取り付け孔4aに差し込まれる複数の固定用突起3eを支持板部3b等の下部に有している。すなわち、固定用突起3eを基板4の取り付け孔4aに差し込むことで、導光路部材3を基板4上に固定している。なお、固定用突起3eを取り付け孔4aに差し込んだ後に、固定用突起3eの先端を折り曲げて抜けないように固定しても構わない。
上記赤外線センサ本体2は、図2から図4に示すように、受光面2aを上面に有する絶縁性フィルム5と、絶縁性フィルム5の下面に互いに離間させて設けられた第1の感熱素子6A及び第2の感熱素子6Bと、絶縁性フィルム5の下面に形成され第1の感熱素子6Aに接続された導電性の第1の配線膜7A及び第2の感熱素子6Bに接続された導電性の第2の配線膜7Bとを備えている。
また、赤外線センサ本体2は、絶縁性フィルム5の下面側に配された樹脂製の端子支持体11と、該端子支持体11に設けられ下部が端子支持体11の下部に配された複数の実装用端子12とを備えている。
また、絶縁性フィルム5の上面のうち、第1の感熱素子6A側の領域に受光面2aが設けられていると共に、第2の感熱素子6B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6B側の領域には、赤外線反射膜8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。
すなわち、第2の感熱素子6Bに対向して絶縁性フィルム5の上面に赤外線反射膜8が設けられている。この赤外線反射膜8は、絶縁性フィルム5の上面において第2の感熱素子6B側の領域に矩形状に形成されている。
上記赤外線反射膜8は、絶縁性フィルム5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8は、第2の感熱素子6B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。
上記第1の感熱素子6A及び第2の感熱素子6B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6A及び第2の感熱素子6B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。
第1の配線膜7A及び第2の配線膜7Bには、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム5に形成された接着電極9A,9B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5に形成された端子電極10A,10Bが接続されている。
なお、上記接着電極9A,9Bには、それぞれ対応する第1の感熱素子6A及び第2の感熱素子6Bの端子部が半田等の導電性接着剤で接着される。
また、端子電極10A,10Bは、基板4上の配線(図示略)に半田等の導電性接着剤で接合されている。
上記基板4は、例えばPCB基板等の回路基板である。
上記絶縁性フィルム5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8、第1の配線膜7A及び第2の配線膜7B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5とされるポリイミド基板の表面に、赤外線反射膜8、第1の配線膜7A及び第2の配線膜7B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。
上記実装用端子12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12は、端子支持体11の上部まで延在し、対応する第1の配線膜7A及び第2の配線膜7Bにおける第1の端子電極10A及び第2の端子電極10Bに接続されている。
また、実装用端子12の下部12aは、端子支持体11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12は、上下に延在し、下部12aが端子支持体11の下面よりも下方に突出していると共に、さらに下部12a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12は、端子支持体11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11内に組み込まれている。
上記端子支持体11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5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11は、絶縁性フィルム5の外縁部に沿った外枠部分と、第1の感熱素子6Aと第2の感熱素子6Bとの中間部分を横切る中間枠部とで構成されている。
そのため、本実施形態の赤外線センサ装置1において、有限の発熱面積を有する面状発熱体として、例えば10cm四方の面状発熱体を測定対象物として検出温度誤差を調べたところ、1.2℃であるが、比較として傾斜板部3aを有さない単に四角筒状の導光路部材を用いた場合、検出温度誤差が3.0℃であった。すなわち、傾斜板部3aを有さない導光路部材を用いた場合に比べて、本実施形態の赤外線センサ装置1では大幅に検出温度誤差が小さくなり、高精度な温度測定が得られている。
このように本実施形態の赤外線センサ装置1は、導光路部材3が、板材で形成されていると共に、受光面2aを囲んでいる面のうち少なくとも1面が、受光面2a側の面を開口部A側に向けて傾斜した傾斜板部3aで構成された赤外線反射面とされているので、体積を小さくできる板材の傾斜板部3a自体が傾斜していることで、熱容量を小さくでき、また、導光路部材3内部に入射された後、受光面2aに直接到達する直接入射光が、受光面2aに入射されることを規制すると共に、導光路部材3において一回反射された後、受光面2aに到達する一次反射光以外の光成分が、受光面2aに入射されることを抑制することができる。
また、導光路部材3が、基板4上に立設され傾斜板部3aを赤外線センサ本体2及び基板4から離間した状態で支持する支持板部3bを有し、支持板部3bが、赤外線センサ本体2から離間して設置されているので、傾斜板部3a及び支持板部3bが赤外線センサ本体2に接触していないことで熱抵抗が大きくなり、導光路部材3から赤外線センサ本体2に熱が直接伝わることが抑制される。
また、支持板部3bの下部が、傾斜板部3aの下部よりも赤外線センサ本体2から離間して設置されているので、傾斜板部3aの位置にかかわらず支持板部3bを赤外線センサ本体2からより離すことで、支持板部3bから基板4を介して赤外線センサ本体2に熱が伝わることを抑制することができる。
また、支持板部3bと傾斜板部3aとの間に空洞3dが形成されているので、熱容量をさらに下げることができるため熱応答が速く、更に、傾斜板部3aから支持板部3bに熱が伝わり難く、支持板部3bから基板4及び赤外線センサ本体2側へ伝わる熱をさらに抑制することができる。
特に、第1実施形態では、下部支持部3cによって傾斜板部3aの下端が支持されるため、傾斜板部3aの傾斜状態及び導光路部材3の形状を安定させることができる。
また、支持板部3bと傾斜板部3aとの間に空洞3dが形成されていることにより、導光路部材3外部の温度変化に起因する温度検出誤差を抑制することができる。更に、傾斜板部3aの下端に下部支持部3cを設けているので、支持板部3bと傾斜板部3aとの隙間に比較的閉ざされた空間(空洞3d)が形成されることにより、傾斜板部3a表面温度の変化を抑制でき、その結果、赤外線センサ装置の温度検出誤差を抑制することができる。
また、絶縁性フィルム5上に第1の感熱素子6A及び第2の感熱素子6Bが設けられているので、導光路部材3から感熱素子への熱伝達がさらに抑制されて高精度な測定が可能になる。
次に、本発明に係る赤外線センサ装置の第2から第4実施形態について、図5から図7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。
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、導光路部材3が下部支持部3cを有しているのに対し、第2実施形態の赤外線センサ装置21は、図5に示すように、導光路部材23に下部支持部3cが無い点である。
そのため、第2実施形態では、支持板部3bと傾斜板部3aとの間に空洞3dではなく隙間23dが形成されている。
このように第2実施形態の赤外線センサ装置21では、支持板部3bと傾斜板部3aとの間に隙間23dが形成されているので、導光路部材23の熱容量を下げることができる。特に、下部支持部3cが無いため、第1実施形態よりも導光路部材23の熱容量をさらに小さくできる。
次に、第3実施形態と第2実施形態との異なる点は、第2実施形態では、下部支持部3cが無い状態で支持板部3bと傾斜板部3aとで隙間23dが形成されているのに対し、第3実施形態の赤外線センサ装置31では、図6に示すように、導光路部材33の下部支持部3cと傾斜板部3aとで隙間33dが形成されている点である。
すなわち、第3実施形態では、支持板部33bが低く、傾斜板部3aの上部が支持板部33bに固定されていないと共に、傾斜板部3aの下部が下部支持部3cに固定されている。
このように第3実施形態の赤外線センサ装置31では、下部支持部3cと傾斜板部3aとの間に隙間33dが形成されているので、第2実施形態と同様に導光路部材33の熱容量を下げることができる。また、低い支持部材33bにより、第1実施形態よりも導光路部材33の熱容量をさらに小さくできる。
次に、第4実施形態と第2実施形態との異なる点は、第2実施形態では、支持板部23bの下部が傾斜板部3aの下端よりも赤外線センサ本体2から離間しているのに対し、第4実施形態の赤外線センサ装置41は、図7に示すように、支持板部43bの上端に傾斜板部3aの下端が接続され、支持板部43bが赤外線センサ本体2に近接している点である。
すなわち、第4実施形態では、支持板部43bが下部支持部3cを有さず、支持板部43bの上部に傾斜板部3aが立設状態で支持されている。
したがって、支持板部43bが傾斜板部3aの下端よりも赤外線センサ本体2に近い位置に配置されているため、第2実施形態よりも支持板部43bから基板4を介して赤外線センサ本体2に熱が伝わり易くなってしまうが、導光路部材43自体をより少なく板材で構成できるため、さらに熱容量を小さくすることが可能になる。
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。
例えば、上記各実施形態では、互いに対向する2面に傾斜板部を設けているが、導光路部材の内面のうち少なくとも1面に傾斜板部を設ければよく、使用する熱源(測定対象物)の形態等に合わせて、傾斜板部の形成面及び角度を設定可能である。
また、第1実施形態では、一枚の金属薄板を折り曲げて導光路部材を形成したが、図8に示す他の例のように、支持板部53bと、傾斜板部53a及び下部支持部53cとを別体の金属薄板で形成しても構わない。この場合、例えば支持板部53bの上端に、傾斜板部53aの上部に形成した断面コ字状の係止部53fを引っ掛けた状態で傾斜板部53a及び下部支持部53cを設置可能である。
また、上記各実施形態では、チップサーミスタの第1の感熱素子及び第2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第1の感熱素子及び第2の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。
1,21,31,41,51…赤外線センサ装置、2…赤外線センサ本体、2a…受光面、3,23,33,43,53…導光路部材、3a,53a…傾斜板部、3b,33b,43b,53b…支持板部、3d…空洞、4…基板、5…絶縁性フィルム、6A…第1の感熱素子、6B…第2の感熱素子、7A…第1の配線膜、7B…第2の配線膜、23d,33b…隙間、A…開口部

Claims (5)

  1. 赤外線センサ本体と、
    前記赤外線センサ本体の少なくとも受光面を囲んで設けられ前記受光面の直上に開口部を有した導光路部材を備え、
    前記導光路部材が、板材で形成されていると共に、前記受光面を囲んでいる面のうち少なくとも1面が、前記受光面側の面を前記開口部側に向けて傾斜した傾斜板部で構成された赤外線反射面とされ
    前記導光路部材が、前記傾斜板部を支持する支持板部を有していると共に、一枚の金属薄板を折り曲げて形成され、
    前記傾斜板部が、前記支持板部から折り曲げられて傾斜していることを特徴とする赤外線センサ装置。
  2. 請求項1に記載の赤外線センサ装置において、
    前記赤外線センサ本体と前記導光路部材とが設置された基板を備え、
    前記支持板部が、前記基板上に立設され前記傾斜板部を前記赤外線センサ本体及び前記基板から離間した状態で支持していると共に、前記赤外線センサ本体から離間して設置され
    前記導光路部材が、前記傾斜板部の下端に接続され前記基板に平行に配されて先端部が前記支持板部の途中に当接している下部支持部を有していることを特徴とする赤外線センサ装置。
  3. 請求項1又は2に記載の赤外線センサ装置において、
    前記支持板部の下部が、前記傾斜板部の下部よりも前記赤外線センサ本体から離間して設置されていることを特徴とする赤外線センサ装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載の赤外線センサ装置において、
    前記支持板部と前記傾斜板部との間に隙間又は空洞が形成されていることを特徴とする赤外線センサ装置。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の赤外線センサ装置において、
    前記赤外線センサ本体が、前記受光面を上面に有する絶縁性フィルムと、
    前記絶縁性フィルムの下面に互いに離間させて設けられた第1の感熱素子及び第2の感熱素子と、
    前記絶縁性フィルムの下面に形成され前記第1の感熱素子に接続された導電性の第1の配線膜及び前記第2の感熱素子に接続された導電性の第2の配線膜とを備え、
    前記絶縁性フィルムの上面のうち、前記第1の感熱素子側の領域に前記受光面が設けられていると共に、前記第2の感熱素子側の領域が赤外線を遮蔽した領域とされていることを特徴とする赤外線センサ装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018225141A1 (ja) * 2017-06-06 2018-12-13 株式会社芝浦電子 赤外線温度センサおよびその製造方法
CN110260972A (zh) * 2019-08-01 2019-09-20 河源鸿祺电子技术有限公司 照度检测装置
CN111238659B (zh) * 2020-01-20 2021-09-07 武汉高芯科技有限公司 一种具有抑制杂散光功能的冷屏及制冷型红外探测器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5018872A (en) * 1988-11-01 1991-05-28 Diatek, Inc. Probe assembly for infrared thermometer
JP2004257885A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Horiba Ltd 多素子型赤外線検出器
DE10321639A1 (de) * 2003-05-13 2004-12-02 Heimann Sensor Gmbh Infrarotsensor mit optimierter Flächennutzung
US20060153278A1 (en) * 2005-01-11 2006-07-13 Kun-Sung Chen Ear thermometer
US20060198424A1 (en) * 2005-03-02 2006-09-07 Kun-Sung Chen Probe structure for an ear thermometer
TWI274857B (en) * 2006-03-03 2007-03-01 Radiant Innovation Structural improvement of a probe
US7988352B2 (en) * 2006-11-01 2011-08-02 Radiant Innovation Inc. Probe structure
JP2008175720A (ja) * 2007-01-19 2008-07-31 Mitsubishi Electric Corp 赤外線センサおよび赤外線センサアレイ
JP5640529B2 (ja) * 2009-10-17 2014-12-17 三菱マテリアル株式会社 赤外線センサ及びこれを備えた回路基板
JP6131520B2 (ja) * 2012-02-06 2017-05-24 三菱マテリアル株式会社 赤外線センサ装置
CN104541139B (zh) * 2012-08-03 2017-09-05 世美特株式会社 用于量高温接触型红外线温度传感器、热设备及排气系统
JP2014089108A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Tdk Corp 非接触温度センサ
KR20140042633A (ko) * 2013-03-25 2014-04-07 (주)아이엠 적외선센서모듈
DE102013104964A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-20 Micro-Hybrid Electronic Gmbh Hermetisch gasdichtes optoelektronisches oder elektrooptisches Bauteil sowie Verfahren zu seiner Herstellung
JP5488751B1 (ja) * 2013-08-30 2014-05-14 富士ゼロックス株式会社 温度センサ、定着装置、および画像形成装置
KR20150089251A (ko) * 2014-01-27 2015-08-05 주식회사 퍼스트옵틱스 반사모듈 및 그를 가지는 초전 적외선센서모듈
JP2016080556A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 岡谷電機産業株式会社 赤外線センサ

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