WO2016152221A1 - 赤外線温度センサ及び赤外線温度センサを用いた装置 - Google Patents

赤外線温度センサ及び赤外線温度センサを用いた装置 Download PDF

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WO2016152221A1
WO2016152221A1 PCT/JP2016/051664 JP2016051664W WO2016152221A1 WO 2016152221 A1 WO2016152221 A1 WO 2016152221A1 JP 2016051664 W JP2016051664 W JP 2016051664W WO 2016152221 A1 WO2016152221 A1 WO 2016152221A1
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infrared
temperature sensor
substrate
infrared temperature
thermal element
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PCT/JP2016/051664
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English (en)
French (fr)
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野尻　俊幸
武士 布施
正幸 碓井
亮 細水
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Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社
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    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N15/00—Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect
    • H10N15/10—Thermoelectric devices using thermal change of the dielectric constant, e.g. working above and below the Curie point

Definitions

  • the present invention relates to an infrared temperature sensor that detects infrared rays from a detection object and measures the temperature of the detection object, and an apparatus using the infrared temperature sensor.
  • infrared temperature from the object to be detected is detected in a non-contact manner, and the temperature of the object to be detected is measured.
  • An infrared temperature sensor is used.
  • Such an infrared temperature sensor is provided with a temperature compensation thermal element in addition to the infrared detection thermal element in order to compensate for a change in ambient temperature. Moreover, in order to specify the measurement part of a detection target object, the light guide part which has an opening part which restricts a visual field to the front side is provided.
  • the area of the opening may vary due to variations in processing and mold dimensions.
  • the variation in the opening area is a structural error, and this error causes a problem that the output characteristics of the individual infrared temperature sensors vary.
  • a variable protrusion is applied to the light guide part of the infrared temperature sensor to adjust the amount of incident infrared light by varying the protrusion distance into the light guide part.
  • One that corrects variations in the temperature detected by the temperature sensor has been proposed (see Patent Document 1).
  • membrane as an infrared absorption factor adjustment part is proposed in the heat exchange film corresponding to the light guide part of an infrared temperature sensor (refer patent document 2).
  • JP 2002-156284 A International Publication WO2013 / 065091
  • an adjustment member for adjusting the amount of received infrared light energy is required, and facilities for manufacturing this member are also required, resulting in a problem that the cost of the infrared temperature sensor increases. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and by increasing the dimensional accuracy of the opening in the light guide portion, an infrared temperature sensor capable of suppressing variations in output characteristics of individual infrared temperature sensors and the infrared ray
  • An object is to provide an apparatus using a temperature sensor.
  • the infrared temperature sensor according to claim 1 has an opening, and has at least a shortest portion of the opening having a light guide portion for guiding infrared rays having a dimension of 1 mm to 6 mm, and a shielding wall to shield the infrared ray.
  • a thermally conductive main body having at least a light guide portion blackened, a substrate held by the main body and having a wiring pattern formed thereon, and disposed on the substrate, the light guide portion
  • the infrared temperature sensor is preferably used for a surface mount type, but is not limited to a surface mount type. Moreover, a flexible wiring board and a rigid wiring board can be used for a board
  • the main body can be formed of, for example, a material in which a filler such as carbon having thermal conductivity is contained in metal, ceramics, and resin.
  • a chip thermistor made of a ceramic semiconductor is preferably used as the infrared detecting thermal element and the temperature compensating thermal element, but not limited to this, a thermocouple, a resistance temperature detector, or the like can be used.
  • the infrared temperature sensor according to claim 2 is the infrared temperature sensor according to claim 1, wherein an emissivity of the blackened main body is 0.8 or more.
  • the infrared temperature sensor according to claim 3 is the infrared temperature sensor according to claim 1 or 2, wherein the main body is made of metal, and the black body is formed by an oxidation treatment and is formed by an oxidation treatment.
  • the thickness dimension of the oxide film is 10 ⁇ m or less.
  • the infrared temperature sensor according to claim 4 is the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the dimensional accuracy of at least the shortest portion of the opening is ⁇ 0.05 mm or less. It is characterized by.
  • the infrared temperature sensor according to claim 5 is the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the light guide portion and the shielding portion define a boundary between the light guide portion and the shielding portion. It is characterized by being formed in a substantially symmetrical form as a center.
  • An infrared temperature sensor is the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is connected with an infrared detecting thermal element and a temperature compensating thermal element.
  • the wiring pattern to which the infrared detecting thermal element is connected and the wiring pattern to which the temperature compensating thermal element is connected are in the form of the same pattern.
  • the infrared temperature sensor according to claim 7 is the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the opening does not protrude from the surface of the main body, and the main body is 10 W / m. -It has a thermal conductivity of K or more.
  • the material of the main body is made of aluminum, aluminum alloy, zinc alloy or the like having a thermal conductivity of 96 W / m ⁇ K or more. . This is because if there is a protrusion, a temperature difference occurs in the main body, so that a material with poor heat conduction cannot be used.
  • the infrared temperature sensor is installed at a very short distance of about 5 mm with respect to the heat roller of the heat source.
  • the infrared temperature sensor having a structure in which the opening protrudes has a problem that the infrared temperature sensor cannot function correctly unless it is an expensive material with good heat conduction.
  • the material of the main body only needs to have a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more.
  • the infrared temperature sensor according to claim 8 is the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the main body is iron, nickel, chromium, cobalt, manganese, copper, titanium, molybdenum or It consists of an alloy containing at least one of these metals.
  • the infrared temperature sensor according to claim 9 wherein the main body is made of a thermoplastic resin or a thermosetting resin containing a filler having thermal conductivity.
  • the infrared temperature sensor according to claim 10 is the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 9, wherein a lid member is disposed to face the substrate.
  • the infrared temperature sensor according to claim 11 is the infrared temperature sensor according to claim 10, wherein at least a part of the inner surface of the lid member facing the substrate is a reflective surface. .
  • the infrared temperature sensor according to claim 12 is the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 11, wherein the infrared detecting thermal element and the temperature compensating thermal element are formed on the substrate.
  • a connected wiring pattern is formed, connected to the wiring pattern, and provided with a mounting terminal formed on the end side on the substrate.
  • the end portion side on the substrate on which the mounting terminals are formed means not only the endmost portion but also includes a certain range around the endmost portion.
  • An apparatus using the infrared temperature sensor according to claim 13 is provided with the infrared temperature sensor according to any one of claims 1 to 12.
  • the infrared temperature sensor can be provided and applied to various devices for detecting the temperature of, for example, a fixing device of a copying machine, a battery unit, a capacitor, an IH cooking heater, and an article in a refrigerator.
  • the specially applied device is not limited.
  • an infrared temperature sensor capable of suppressing variations in output characteristics of individual infrared temperature sensors by increasing the dimensional accuracy of the opening in the light guide and an apparatus using the infrared temperature sensor are provided. can do.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the case along the line XX in FIG. 6.
  • FIG. 8A is a sectional view corresponding to FIG. 5 in which a lid member is provided on the back side of the case, and FIG.
  • FIG. 8B is a perspective view showing the lid member (Modification 1).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6, provided with a ventilation portion that allows ventilation with the outside (Modification 2). It is a top view which shows a wiring pattern (modification 3). It is a perspective view which decomposes
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the infrared temperature sensor and corresponding to FIG. 6.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the case along the line XX in FIG. 14. It is a top view which shows an adhesive sheet.
  • FIGS. 1 is a perspective view showing an infrared temperature sensor
  • FIG. 2 is a plan view showing the infrared temperature sensor
  • FIG. 3 is a rear view showing the infrared temperature sensor.
  • 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line CC in FIG. 7 is a cross-sectional view of the main body taken along line XX in FIG.
  • FIGS. 8 to 10 show modifications.
  • symbol is attached
  • the infrared temperature sensor 1 includes a main body 2, a substrate 3, an infrared detecting thermal element 4 and a temperature compensating thermal element 5 disposed on the substrate 3.
  • a wiring pattern 31 formed on the substrate 3 and a mounting terminal 32 are provided.
  • the infrared temperature sensor 1 is a surface mount type and is configured to be suitable for surface mount.
  • the main body 2 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape with a metal material having thermal conductivity, for example, iron, and includes a light guide portion 21, a shielding portion 22, and an accommodation space portion 23.
  • the main body 2 has a miniaturized size in which the length in the vertical direction and the length in the horizontal direction are 8 mm to 13 mm and the height is 2 mm to 5 mm.
  • the main body 2 is entirely oxidized and blackened by heat treatment. Specifically, the main body 2 is heat-treated at a high temperature of about 400 ° C. to 1000 ° C., whereby an oxide film is formed on the surface of the main body 2 and blackened.
  • the thickness of the oxide film is preferably 10 ⁇ m or less, and specifically 3 ⁇ m.
  • the emissivity is preferably 0.8 or more, and an emissivity of 0.8 to 0.95 can be obtained by the blackening treatment.
  • the material forming the main body 2 is not particularly limited as long as it has a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more. This can be used by using a thermally conductive main body 2 in which an opening 21a described later does not protrude from the surface and at least the light guide 21 is blackened.
  • the metal material iron, nickel, chromium, cobalt, manganese, copper, titanium, molybdenum, or an alloy containing at least one of these metals can be used.
  • a material having good thermal conductivity such as alumina or aluminum nitride can be selected.
  • the resin material generally has poor heat conduction
  • a material in which a thermoplastic resin or a thermosetting resin contains a filler such as carbon, metal, or ceramic having heat conductivity is used.
  • a material having a low emissivity such as a metal material or a ceramic material that is black-coated, can be used. Since the emissivity of the resin itself is high, the surface of the resin becomes black.
  • the main body 2 is formed with a light guide portion 21 and a shielding portion 22.
  • the light guide portion 21 has an opening 21 a on one surface side (front side) of the main body 2 and is formed so as to guide infrared rays.
  • the shielding part 22 has a shielding wall 22a on one side (front side) and is formed so as to shield infrared rays.
  • the light guide 21 is formed as a cylindrical through-hole through which the opening 21a penetrates from the front side to the back side, and the back side is opened.
  • the inner peripheral surface of the light guide 21 is as described above.
  • An oxide film is formed by oxidation to form a black body.
  • the opening 21a is formed in substantially the same plane as the surface without protruding from the front surface of the main body 2.
  • the opening 21a is horizontally long and has a substantially rectangular shape with rounded corners, and is formed to have a length in the longitudinal direction of 3 mm to 6 mm, specifically 6 mm. It is formed to be 1 mm to 2.5 mm, specifically 2 mm.
  • the dimension of at least the shortest part of the opening 21a, that is, the length dimension in the lateral direction is set within a range of 1 mm to 6 mm.
  • the accuracy of the processing dimension of the opening 21a can be improved.
  • a dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm or less can be obtained by setting the size of the opening 21 a to 6 mm or less. This also coincides with the normal dimension tolerance shown in JIS (Japanese Industrial Standards), for example.
  • JIS Japanese Industrial Standards
  • the tolerance ratio with respect to the dimension of the opening 21a exceeds 5%, so it is difficult to ensure high accuracy of the dimension of the opening 21a.
  • the size of the opening of the conventional product exceeds 6 mm, and the dimensional accuracy is ⁇ 0.1 mm, which makes it difficult to increase the accuracy.
  • the shape of the opening 21a is not particularly limited. You may form in circular shape, elliptical shape, polygonal shape, etc. It can be appropriately selected depending on the form of the measurement part of the detection object.
  • the shield part 22 is disposed adjacent to the light guide part 21 and is formed in a substantially symmetrical form with the boundary between the light guide part 21 and the shield part 22 as the central axis.
  • the shielding part 22 has a shielding wall 22a on the front side, and extends to the back side in the same shape as the light guide part 21, that is, in a substantially rectangular shape with rounded corners having the same shape as the opening part 21a. Forming.
  • the space 22b is a concave cavity, and the back side facing the shielding wall 22a is opened.
  • the cross-sectional shape of the portion of the shielding portion 22 that does not include the shielding wall 22 a has the boundary between the light guide portion 21 and the shielding portion 22 as the central axis C. It has a substantially symmetrical form. In other words, except for the opening 21a of the light guide 21 and the shielding wall 22a of the shield 22, the light guide 21 side and the shield 22 side are formed in substantially the same shape.
  • the light guide portion 21 and the shielding portion 22 have a certain space area formed by the surrounding partition walls 24.
  • the partition wall 24 at the boundary between the light guide portion 21 and the shielding portion 22 is referred to as a central wall 24a, and the other partition wall 24 is referred to as a peripheral wall 24b.
  • the accommodating space 23 is formed on the back side inside the main body 2. Specifically, the accommodation space portion 23 is formed in a substantially rectangular parallelepiped concave shape, and communicates with the openings on the back side of the light guide portion 21 and the shielding portion 22.
  • the substrate 3 is an insulating film that absorbs infrared rays formed in a substantially rectangular shape, and is a flexible wiring substrate (FPC) having flexibility.
  • the substrate 3 is disposed on the other surface side (back surface side) of the main body 2.
  • substrate 3 is bend
  • the substrate 3 may be formed into a shape along the inner wall of the accommodation space 23.
  • the substrate 3 is provided with an infrared detecting thermal element 4 and a temperature compensating thermal element 5 on one surface (back side in FIGS. 4 to 6) of the insulating base material. Similarly, on one surface, a conductor wiring pattern 31 and a mounting terminal 32 that is electrically connected to the wiring pattern 31 and located on the end side are formed.
  • a resin made of a polymer material such as polyimide, polyethylene, liquid crystal polymer, fluorine, silicon, polyester, polycarbonate, PPS (polyphenylene sulfide) can be used.
  • carbon black or an inorganic pigment one or more of chrome yellow, petal, titanium white, and ultramarine may be mixed and dispersed in these resins to use a material that can absorb infrared rays of almost all wavelengths.
  • the substrate 3 since the substrate 3 is bent along the inner wall of the housing space 23 and disposed by thermal welding, the substrate 3 is made of a material such as polyimide, polyethylene, or liquid crystal polymer that can be thermally welded. It has been.
  • the wiring pattern 31 has a rectangular electrode terminal 31a on one end side, a narrow pattern extends from the electrode terminal 31a in a meander shape, and is formed at a terminal portion on the other end side.
  • a rectangular mounting terminal 32 specifically, a land for soldering is formed.
  • a pair of wiring patterns 31 having the same pattern is arranged so that the electrode terminals 31a face each other, and the infrared detecting thermal element 4 or the temperature compensating thermal element 5 is arranged and connected.
  • the two pairs of wiring patterns 31 are arranged substantially parallel to each other.
  • the wiring pattern 31dt to which the infrared detection thermal element 4 is connected and the wiring pattern 31cp to which the temperature compensation thermal element 5 is connected are in the same pattern, and are not connected to each other.
  • the element 4 and the temperature compensating thermal element 5 are individually connected.
  • a cover layer 33 which is an insulating layer made of a resin film typified by a polyimide film, resist ink, or the like is formed on the wiring pattern 31.
  • the cover layer 33 is formed so as to cover the wiring pattern 31, but the electrode terminal 31 a and the mounting terminal 32 are exposed portions that are not covered by the cover layer 33.
  • the cover layer 33 can absorb infrared rays of almost all wavelengths by mixing and dispersing carbon black or inorganic pigment (one or more of chrome yellow, petal, titanium white, ultramarine) in polyimide film and resist ink. Materials may be used.
  • carbon black or inorganic pigment one or more of chrome yellow, petal, titanium white, ultramarine
  • the cover layer 33 By using an infrared absorbing material for the cover layer 33, the received light energy is increased and the sensitivity can be improved.
  • the wiring pattern 31 is clearly shown in a state where it can be seen through the substrate 3 in FIG. 2 and through the cover layer 33 in FIG.
  • Such a wiring pattern 31 is formed by patterning with a rolled copper foil, an electrolytic copper foil, or the like, and the mounting terminals 32 are provided with nickel plating, gold plating or soldering in order to reduce connection resistance and prevent corrosion. Plating treatment such as plating is performed.
  • the infrared detecting thermal element 4 detects infrared rays from the detection target and measures the temperature of the detection target.
  • the temperature-compensating thermal element 5 detects the ambient temperature and measures the ambient temperature.
  • the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 are composed of thermal elements having at least substantially equal temperature characteristics, connected between the opposing electrode terminals 31a of the wiring pattern 31, and spaced apart from each other. Mounting is arranged.
  • the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 are chip thermistors in which terminal electrodes are formed at both ends.
  • this thermistor there are thermistors of the NTC type, the PTC type, the CTR type, etc. In this embodiment, for example, an NTC type thermistor is adopted.
  • the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 ceramic semiconductors containing metal oxides or metal nitrides of Mn, Co, Ni, and Fe, that is, Mn—Co—Ni. -A thin film thermistor element made of an Fe-based material is used. Since this ceramic semiconductor has a high B constant which is a temperature coefficient, it is possible to detect a temperature change of the substrate 3 that absorbs infrared rays with high sensitivity.
  • the ceramic semiconductor desirably has a crystal structure having a cubic spinel phase as the main phase.
  • the ceramic semiconductor since there is no anisotropy and no impurity layer, the electrical characteristics within the ceramic sintered body. Variation is small, and highly accurate measurement is possible when using a plurality of infrared temperature sensors.
  • the environment resistance is high.
  • a single-phase crystal structure composed of a cubic spinel phase is most desirable.
  • the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 are selected from thermistor elements and thin film thermistors obtained from the same wafer formed of ceramics semiconductors by resistance values within a predetermined tolerance. It is preferable that
  • the relative error of the B constant is small between the pair of infrared detecting thermal element 4 and temperature compensating thermal element 5, and at the same time, the temperature difference between the two detecting the temperature can be detected with high accuracy.
  • the B constant selection operation and the resistance value adjusting step are not required, and the productivity can be improved.
  • the thermistor elements used in the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 may be any of a bulk thermistor, a laminated thermistor, a thick film thermistor, and a thin film thermistor, for example.
  • the infrared detection thermal element 4 is disposed at a position corresponding to the light guide 21, and the temperature compensation thermal element 5. Is disposed at a position corresponding to the shielding portion 22.
  • the central wall 24a and the peripheral wall 24b in the main body 2 are arranged in contact with each other so as to be thermally coupled to the surface of the substrate 3.
  • the central wall 24 a faces and contacts the boundary portion between the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 on the surface of the substrate 3.
  • the mounting terminals 32 formed on the end side on the substrate 3 are disposed on the back side end of the peripheral wall of the main body 2.
  • the wiring pattern 31dt to which the infrared detecting thermal element 4 is connected and the wiring pattern 31cp to which the temperature compensating thermal element 5 is connected are arranged substantially in parallel.
  • the light guide portion 21 and the shielding portion 22 are arranged side by side corresponding to the wiring patterns 31dt and 31cp.
  • the infrared temperature sensor 1 is mounted on a mounting board as the circuit board 10.
  • a predetermined wiring pattern is formed on the surface side of the mounting substrate, and the connection terminal 11 to which the mounting terminal 32 of the infrared temperature sensor 1 is connected is formed. Therefore, the mounting terminal 32 of the infrared temperature sensor 1 is electrically connected to the connection terminal 11 of the mounting substrate by soldering or the like.
  • this connection means is not limited to a particular one. For example, a conductive adhesive or the like may be used, and any means may be used as long as electrical connection is possible.
  • the infrared rays that have reached the substrate 3 are absorbed by the substrate 3 and converted into thermal energy.
  • the dimensional accuracy of the opening 21a is as high as ⁇ 0.05 mm, and the opening 21a is oxidized and blackened by heat treatment. Since the thickness of the oxide film is extremely thin and is 10 ⁇ m or less, the influence on the dimensional accuracy of the opening is extremely small.
  • the infrared temperature sensor 1 can suppress variations in the output characteristics of the individual infrared temperature sensors without requiring an adjustment member for adjusting the amount of received infrared light energy.
  • the size of the opening 21a is 6 mm
  • the total dimensional accuracy of the opening size and the film thickness of the oxide film is ⁇ 0.05 mm or less, and the error ratio is high accuracy of 1% or less.
  • the converted thermal energy is transmitted to the infrared detecting thermal element 4 directly below the substrate 3 to increase the temperature of the infrared detecting thermal element 4.
  • the infrared detection thermal element 4 and the temperature compensation thermal element 5 are ceramic semiconductors having at least substantially equal temperature characteristics, and the resistance value of the infrared detection thermal element 4 changes due to infrared rays from the detection target.
  • infrared rays are shielded by the shielding wall 22a of the shielding part 22, but the temperature of the main body 2 rises due to the radiant heat from the object to be detected and the ambient atmosphere temperature.
  • the resistance value changes corresponding to the rise.
  • the main body 2 is formed of a material having thermal conductivity such as metal, the temperature change of the infrared temperature sensor 1 can be made uniform as a whole following the temperature change of the surroundings.
  • the light guide 21 and the shielding part 22 are substantially symmetrical with the boundary between the light guiding part 23 and the shielding part 22 as the central axis C, and are formed in substantially the same shape. Furthermore, the wiring pattern 31dt to which the infrared detecting thermal element 4 is connected and the wiring pattern 31cp to which the temperature compensating thermal element 5 is connected are formed in the same pattern.
  • the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 change in the same way with respect to the surrounding temperature change, have good followability and can suppress the influence on thermal disturbance, It becomes possible to accurately detect a temperature change due to infrared rays from the object.
  • the wiring pattern 31dt and the wiring pattern 31cp respectively connect the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 individually. Therefore, the mutual thermal influence between the wiring pattern 31dt and the wiring pattern 31cp can be reduced, and the sensitivity can be improved.
  • the central wall 24a of the main body 2 contacts the boundary portion between the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 on the surface of the substrate 3, the heat of the substrate 3 is transferred to the central wall 24a. Conducted by For this reason, the temperature gradient in the boundary portion can be suppressed, the heat of the substrate 3 on the infrared detecting thermal element 4 side is reduced from being conducted to the substrate 3 on the temperature compensating thermal element 5 side, and mutual interference is prevented. Can be reduced. Therefore, it is possible to obtain a high temperature difference between the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5, and an improvement in sensitivity can be realized.
  • the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 are arranged close to each other. Can contribute to the overall size reduction.
  • an infrared temperature sensor that can effectively specify a measurement unit of a detection target and can suppress variations in output characteristics of individual infrared temperature sensors.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 in which a lid member is provided on the back side of the main body
  • FIG. 8B is a perspective view showing the lid member (Modification 1).
  • FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6 in which a ventilation portion for reducing deformation of the substrate is provided (Modification 2).
  • FIG. 10 is a plan view showing a wiring pattern (Modification 3).
  • the lid member 8 has a substantially rectangular parallelepiped box shape and is made of a metal material such as aluminum.
  • the lid member 8 is disposed on the back side so as to face the substrate 3.
  • At least a part of the inner surface of the lid member 8 facing the substrate 3 is a reflective surface, and is, for example, mirror-finished to have a high reflectance, which is 80% or more, preferably 85% or more. Yes.
  • the lid member 8 is fitted and attached to the accommodation space 23. For this reason, the lid member 8 also has a function of fixing the substrate 3 to the accommodation space 23.
  • the inner surface of the lid member 8 is a reflective surface, the emissivity is low, the thermal influence on the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 can be suppressed, and the sensitivity is improved. Can be achieved.
  • the space portion 22 b in the shielding portion 2 is a sealed space portion with the opening on the back side closed by the substrate 3.
  • the ventilation part 9 which permits the air permeability of the space part 22b and the exterior is provided.
  • the ventilation portion 9 is a through hole and is not particularly limited, but is preferably formed to have a diameter of about 0.1 mm to 0.5 mm. Further, for example, when a ventilation gap is formed between the substrate 3 and the main body 2 as the ventilation portion, this gap may be a gap through which air passes, and if there is a gap of 1 ⁇ m or more, the air is sufficiently circulated. be able to. The important thing is not to have a sealed structure.
  • the same effect can be obtained even if a hole of about ⁇ 0.1 mm to ⁇ 0.5 mm is formed in the portion of the substrate 3 corresponding to the space 22b. Further, it is preferable to form a through hole 9 ′ similar to the ventilation part 9 on the light guide part 21 side, and to form the light guide part 21 side and the shielding part 22 side in substantially the same shape which is substantially symmetrical.
  • the infrared temperature sensor when the ambient temperature of the infrared temperature sensor becomes high, the air in the sealed space portion expands, the internal pressure rises, and the substrate swells and deforms. Further, when the air in the space portion is excessively expanded, there may be a problem that the wiring pattern wired on the substrate is cut due to deformation of the substrate. Furthermore, the deformation of the substrate causes a change in the amount of incident infrared rays and the amount of heat released from the substrate, causing a problem that the output of the infrared temperature sensor varies.
  • the ventilation portion 9 ensures air permeability from the outside, suppresses the increase in internal pressure, and reduces deformation of the substrate 3. Is possible. Therefore, it is possible to provide the infrared temperature sensor 1 that can reduce deformation of the substrate 3, enable high accuracy, and ensure reliability.
  • gas_flowing part 9 may be not only a through-hole but a groove shape. The ventilation part 9 should just be formed so that a sealed space part and the exterior may communicate, and a formation position, a shape, a number, etc. are not specifically limited.
  • a wiring pattern 31dt and a wiring pattern 31cp are individually connected to the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5, respectively.
  • the wiring pattern 31 has a rectangular electrode terminal 31a at one end, and a meandering shape is formed around the electrode terminal 31a so that a narrow pattern surrounds the infrared detecting thermal element 4 (temperature compensating thermal element 5). Further, a narrow pattern is formed so as to extend in a meander shape toward the rectangular mounting terminal 32.
  • the substrate 3 is thermally welded and attached to the inner wall of the accommodating space 23 on the main body 2 side.
  • the substrate 3 may be provided by adhesion or adhesion.
  • an adhesive layer or an adhesive layer for example, an adhesive sheet or an adhesive sheet is provided on the inner wall of the accommodation space 23 and the substrate 3 is attached with the sheet interposed therebetween.
  • a flexible wiring board is used as the board 3
  • a rigid wiring board may be used.
  • the wiring board is not limited to a specific type.
  • the mounting substrate as the circuit substrate 10 may be a metal substrate such as aluminum or copper having an insulating layer on the surface.
  • the mounting substrate since the mounting substrate has high thermal conductivity, the infrared detecting thermal element 4 and the temperature compensating thermal element 5 have better followability with respect to ambient temperature changes and suppress the influence on thermal disturbance. be able to.
  • a surface formed as a reflective surface having a high reflectivity for example, a mirror surface portion may be used corresponding to the range where the infrared temperature sensor 1 is mounted.
  • the lid member 8 can be omitted, and the mirror surface portion can perform the same function as the reflecting surface of the lid member 8, and the sensitivity can be improved.
  • FIGS. 11 is an exploded perspective view of the infrared temperature sensor
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the infrared temperature sensor as viewed from the back side
  • FIG. 13 is a plan view of the infrared temperature sensor.
  • FIG. 14 shows an infrared temperature sensor, which is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6, and
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the main body taken along line XX in FIG.
  • FIG. 16 is a plan view showing the adhesive sheet.
  • symbol is attached
  • the main body 2 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape by a metal material having thermal conductivity. And the whole main body 2 is oxidized and blackened by heat processing, and has the light guide part 21 and the shielding part 22, but the accommodation space part is not formed.
  • the dimension of the opening 21a in the light guide section 21 the dimension of at least the shortest part is set to 1 mm to 6 mm, and the dimensional accuracy of the opening 21a is high. Furthermore, the opening 21a is oxidized and blackened by heat treatment, and the film thickness dimension of the oxide film is very thin and is 10 ⁇ m or less, so the influence on the dimensional accuracy of the opening is extremely small.
  • the size of the opening 21a is 6 mm
  • the total dimensional accuracy of the opening size and the film thickness of the oxide film is ⁇ 0.05 mm or less, and the error ratio is high accuracy of 1% or less.
  • the infrared temperature sensor 1 can suppress variations in output characteristics of individual infrared temperature sensors without requiring an adjustment member for adjusting the amount of received infrared light energy.
  • the substrate 3 is a flat rigid wiring board formed in a rectangular shape with a thickness dimension of 0.05 mm to 0.2 mm.
  • the substrate 3 has substantially the same outer shape as the other surface side (back side) of the main body 2 and is disposed on the back side of the main body 2.
  • the substrate 3 is attached to the back side of the main body 2 by means such as heat welding, adhesion, or adhesion. Responsiveness and follow-up performance can be improved by using a material with good thermal conductivity for the adhesive sheet and pressure-sensitive adhesive sheet as an attachment method. The same effect can be obtained by joining with a brazing material such as solder.
  • the substrate 3 is disposed on the back side of the main body 2 by attaching the adhesive sheet 34 to the back side of the main body 2 and attaching the substrate 3 to the adhesive sheet 34. Is called. That is, the substrate 3 is attached with the adhesive sheet 34 interposed between the back side of the main body 2 and the substrate 3.
  • the adhesive sheet 34 has substantially the same outer shape as the back side of the main body 2, and the center part corresponds to the back side opening of the light guide part 21 and the shielding part 22. It is cut out. Note that an adhesive sheet may be used instead of the adhesive sheet.
  • the substrate 3 is provided with an infrared detecting thermal element 4 and a temperature compensating thermal element 5 on one surface of an insulating base material. Similarly, on one surface, a conductor wiring pattern 31 and a mounting terminal 32 which is electrically connected to the wiring pattern 31 and located on the end side are formed.
  • the main body 2 is not formed with an accommodating space.
  • the back side of the main body 2 has a planar shape, and the light guide portion 21 and the shielding portion 22 are opened in the planar portion (see FIG. 12). Accordingly, the flat substrate 3 is disposed on the planar portion on the back side of the main body 2.
  • the substrate 3 is a flat rigid wiring substrate, for example, an insulating base material made of glass epoxy resin, polyphenylene ether (PPE resin), silicone resin material, etc., and a conductor formed on the surface of the insulating base material.
  • Wiring pattern 31 A resist layer 33 that is an insulating layer is stacked on the wiring pattern 31. Further, the resist layer 33 is not laminated at both ends of the wiring pattern 31, that is, exposed electrode terminals 31 a and mounting terminals 32 that are not covered with the resist layer 33 are formed. In the electrode terminal 31a, only a part to which the terminal electrode of the infrared detecting thermal element 4 or the temperature compensating thermal element 5 is connected is an exposed part not covered with the resist layer 33.
  • the wiring pattern 31 has a substantially rectangular electrode terminal 31a on one end side, a narrow pattern extends linearly from the electrode terminal 31a, and a rectangular mounting terminal 32 is provided at the terminal end on the other end side. Formed and configured.
  • a pair of wiring patterns 31 of the same pattern are arranged so that the electrode terminals 31a face each other, and the infrared detecting thermal element 4 or the temperature compensating thermal element 5 is arranged and connected.
  • two pairs of wiring patterns 31 are arranged substantially in parallel.
  • the wiring pattern 31dt to which the infrared detection thermal element 4 is connected and the wiring pattern 31cp to which the temperature compensation thermal element 5 is connected are in the same pattern, and are not connected to each other.
  • the element 4 and the temperature compensating thermal element 5 are individually connected.
  • the wiring pattern 31 is shown clearly in a state where it can be seen through the insulating base material in FIG. 11 and through the resist layer 33 in FIG.
  • the infrared temperature sensor 1 is mounted on a mounting board as the circuit board 10.
  • This mounting substrate is a metal substrate, and is formed, for example, by laminating an insulating base material 14 made of a glass epoxy resin, a glass composite material or the like on a metal base material 13 made of an aluminum material.
  • a hole is formed in a portion of the insulating base material 14 facing the substrate 3, and a cavity 15 is formed between the hole and the metal base material 13 by the hole.
  • the surface of the metal base 13 facing the substrate 3 is formed as a reflective surface 16.
  • the reflecting surface 16 has a high aluminum reflectance, which is 80% or more, preferably 85% or more.
  • a copper inlay substrate having a cavity structure is used, although not shown.
  • the copper surface of the inlay material is plated with nickel / gold plating to increase the reflectance. Note that this does not prevent the above-described lid member 8 from being disposed in the cavity 15.
  • the space portion 22b in the shielding portion 2 is a hermetically sealed space portion with the opening on the back side closed by the substrate 3.
  • the ventilation part 9 which allows the air permeability between the space part 22b and the outside.
  • a gap is formed as a ventilation portion 9 between the central wall 24 a of the partition wall 24 at the boundary portion between the light guide portion 21 and the shielding portion 22 and the substrate 3. If this gap is 1 ⁇ m or more, sufficient air can be circulated.
  • the same operation as that of the first embodiment can be realized, the measurement part of the detection target can be effectively specified, and the output characteristics of the individual infrared temperature sensors can vary.
  • An infrared temperature sensor that can suppress the above can be provided. Further, it is possible to provide a surface-mount type infrared temperature sensor that can be miniaturized. Further, when the structure of the main body 2 is simplified and the infrared temperature sensor 1 is mounted on the circuit board 10, the infrared sensor 1 protrudes. There is an effect that the height dimension can be lowered.
  • the substrate 3 is described as using a rigid wiring substrate, but a flexible wiring substrate may be used.
  • the wiring board is not limited to a specific type.
  • the infrared temperature sensor 1 in each of the embodiments described above can be provided and applied to various devices for detecting the temperature of a fixing device of a copying machine, a battery unit, a capacitor, an IH cooking heater, an article in a refrigerator.
  • the specially applied device is not limited.
  • the infrared temperature sensor is not limited to the surface mount type.
  • a chip thermistor formed of a ceramic semiconductor is preferably used as the infrared detection thermal element and the temperature compensation thermal element, but not limited to this, a thermocouple, a resistance temperature detector, or the like can be used.
  • the pattern form of the wiring pattern is not particularly limited, and can be appropriately adopted according to the design, such as a straight line shape or a meander shape.

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Abstract

　導光部における開口部の寸法精度を高精度化することにより、個々の赤外線温度センサの出力特性のばらつきを抑制できる赤外線温度センサを提供する。　開口部２１ａを有し、その開口部２１ａの少なくとも最短部の寸法が１ｍｍ～６ｍｍである赤外線を導く導光部２１と、遮蔽壁２２ａを有して赤外線を遮蔽する遮蔽部２２とを備え、少なくとも導光部２１が黒体化された熱伝導性の本体２と、前記本体２に保持され、配線パターン３１が形成された基板３と、前記基板３上に配置され、前記導光部２１に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子４と、前記基板３上に、前記赤外線検知用感熱素子４と離間されて配置され、前記遮蔽部２２に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子５とを備えている。

Description

赤外線温度センサ及び赤外線温度センサを用いた装置
　本発明は、検知対象物からの赤外線を検知して、検知対象物の温度を測定する赤外線温度センサ及びこの赤外線温度センサを用いた装置に関する。
　従来、例えば、複写機の定着装置に用いられる加熱定着ローラ等の検知対象物の温度を測定する温度センサとして、検知対象物からの赤外線を非接触で検知して、検知対象物の温度を測定する赤外線温度センサが使用されている。
　このような赤外線温度センサは、周囲温度の変化を補償するため、赤外線検知用感熱素子の他に温度補償用感熱素子が設けられている。また、検知対象物の測定部を特定するため、前面側に視野を制限する開口部を有する導光部が設けられている。
　ところで、導光部を形成するに際し、加工や型寸法のばらつきにより、開口部の面積が変動する場合がある。開口面積の変動は、構造上の誤差であり、この誤差により個々の赤外線温度センサの出力特性にばらつきが生じるという問題が発生する。
　このような出力特性のばらつきを補正するため、赤外線温度センサの導光部に可変突出部を適用して導光部内への突出距離を可変することで入射する赤外線量を調整し、個々の赤外線温度センサの検知温度のばらつきを補正するものが提案されている（特許文献１参照）。また、赤外線温度センサの導光部に対応する熱交換フィルムに、赤外線吸収率調整部として調整膜を形成するものが提案されている（特許文献２参照）。
特開２００２－１５６２８４号公報 国際公開ＷＯ２０１３／０６５０９１号
　しかしながら、上記のような従来の赤外線温度センサにおいては、導光部における開口部の寸法精度が低いため、これを補正する目的で可変突出部や調整膜を設けて赤外線の受光エネルギー量を調整している。
　したがって、赤外線の受光エネルギー量を調整するための調整用の部材が必要となり、また、この部材を作製するための設備等も必要となり、赤外線温度センサのコストが高くなってしまうという問題が発生する。
　一方、出力向上のため開口部の寸法を大きくする構成を採用すると、寸法が大きくなることに起因して開口部の寸法精度が低下するという課題が発生する。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、導光部における開口部の寸法精度を高精度化することにより、個々の赤外線温度センサの出力特性のばらつきを抑制できる赤外線温度センサ及びこの赤外線温度センサを用いた装置を提供することを目的とする。
　請求項１に記載の赤外線温度センサは、開口部を有し、その開口部の少なくとも最短部の寸法が１ｍｍ～６ｍｍである赤外線を導く導光部と、遮蔽壁を有して赤外線を遮蔽する遮蔽部とを備え、少なくとも導光部が黒体化された熱伝導性の本体と、前記本体に保持され、配線パターンが形成された基板と、前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間されて配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、を具備することを特徴とする。
　赤外線温度センサは、表面実装型のものに好適に用いられるが、表面実装型に限定されるものではない。また、基板には、フレキシブル配線基板やリジット配線基板を用いることができる。特定の形式の配線基板に限定されるものではない。
　本体は、例えば、金属やセラミックス及び樹脂に熱伝導性を有するカーボン等のフィラーを含有させた材料によって形成することができる。
　赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子としては、セラミックス半導体で形成されたチップサーミスタが好適に用いられるが、これに限らず、熱電対や測温抵抗体等を用いることができる。
　請求項２に記載の赤外線温度センサは、請求項１に記載の赤外線温度センサにおいて、前記黒体化された本体の放射率は、０．８以上であることを特徴とする。
　請求項３に記載の赤外線温度センサは、請求項１又は請求項２に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体は金属製であり、前記黒体化が酸化処理によってなされ、酸化処理により形成される酸化膜の膜厚寸法は、１０μｍ以下であることを特徴とする。
　請求項４に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記開口部の少なくとも最短部の寸法精度は、±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする。
　請求項５に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記導光部と遮蔽部とは、導光部と遮蔽部との境界を中心として略対称の形態に形成されていることを特徴とする。
　請求項６に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板には、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子を接続するための配線パターンが形成されており、これら赤外線検知用感熱素子が接続される配線パターンと温度補償用感熱素子が接続される配線パターンとは、同一パターンの形態であることを特徴とする。
　請求項７に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記開口部が前記本体の表面から突出しないとともに、前記本体は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することを特徴とする。
　従来における開口部が表面から突出する構造の赤外線温度センサにあっては、本体の材料は、アルミニウム、アルミ合金、亜鉛合金等の熱伝導率が９６Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが使用されていた。これは突出部があると本体に温度差が生じてしまうため、熱伝導の悪い材料が使用できなかったことによる。
　複写機等の熱定着装置の場合、赤外線温度センサは熱源のヒートローラに対し５ｍｍ程度の極めて近距離に設置される。このような環境下で開口部が突出する構造の赤外線温度センサでは高価な熱伝導の良い材料でないと赤外線温度センサが正確に機能できないという問題があった。
　かかる発明によれば、本体の材料は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率があればよい。
　請求項８に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記本体は、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、マンガン、銅、チタン、モリブデン又はこれらの金属の内、少なくとも１種を含む合金からなることを特徴とする。
　請求項９に記載の赤外線温度センサは、前記本体は、熱伝導性を有するフィラーを含有させた熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
　請求項１０に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板と対向して蓋部材が配置されることを特徴とする。
　請求項１１に記載の赤外線温度センサは、請求項１０に記載の赤外線温度センサにおいて、前記蓋部材は、内面の少なくとも基板と対向する一部の面が反射面となっていることを特徴とする。
　請求項１２に記載の赤外線温度センサは、請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の赤外線温度センサにおいて、前記基板上には、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンが形成されており、この配線パターンに接続されるとともに、前記基板上の端部側に形成された実装用端子を具備することを特徴とする。
　実装用端子が形成される基板上の端部側は、最端部のみならず、最端部周囲の一定の範囲を含むことを意味している。
　請求項１３に記載の赤外線温度センサを用いた装置は、請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載された赤外線温度センサが備えられていることを特徴とする。
　赤外線温度センサは、例えば、複写機の定着装置、バッテリーユニット、コンデンサ、ＩＨクッキングヒータ、冷蔵庫の庫内物品等の温度検知のため各種装置に備えられ適用することができる。格別適用される装置が限定されるものではない。
　本発明によれば、導光部における開口部の寸法精度を高精度化することにより、個々の赤外線温度センサの出力特性のばらつきを抑制できる赤外線温度センサ及びこの赤外線温度センサを用いた装置を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る赤外線温度センサを示す斜視図である。 同赤外線温度センサを示す平面図である。 同赤外線温度センサを示す背面図である。 図２中、Ａ―Ａ線に沿う断面図である。 図２中、Ｂ―Ｂ線に沿う断面図である。 図２中、Ｃ―Ｃ線に沿う断面図である。 図６中、Ｘ―Ｘ線に沿うケースの断面図である。 図８（ａ）はケースの背面側に蓋部材を設けたものであり、図５に相当する断面図、（ｂ）は蓋部材を示す斜視図である（変形例１）。 外部との通気を許容する通気部を設けたものであり、図６に相当する断面図である（変形例２）。 配線パターンを示す平面図である（変形例３）。 本発明の第２の実施形態に係る赤外線温度センサを分解して示す斜視図である。 同赤外線温度センサを分解して背面側から見て示す斜視図である。 同赤外線温度センサを示す平面図である。 同赤外線温度センサを示し、図６に相当する断面図である。 図１４中、Ｘ―Ｘ線に沿うケースの断面図である。 接着シートを示す平面図である。
　以下、本発明の第１の実施形態に係る赤外線温度センサについて図１乃至図１０を参照して説明する。図１は赤外線温度センサを示す斜視図、図２は赤外線温度センサを示す平面図、図３は赤外線温度センサを示す背面図である。図４は図２中、Ａ―Ａ線に沿う断面図、図５は図２中、Ｂ―Ｂ線に沿う断面図、図６は図２中、Ｃ―Ｃ線に沿う断面図である。また、図７は図６中、Ｘ―Ｘ線に沿う本体の断面図である。さらに、図８乃至図１０は変形例を示している。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　図１乃至図７に示すように、赤外線温度センサ１は、本体２と、基板３と、この基板３上に配設された赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５と、同様に基板３上形成された配線パターン３１及び実装用端子３２とを備えている。赤外線温度センサ１は、表面実装型であり、表面実装に適するように構成されている。
　本体２は、熱伝導性を有する金属材料、例えば、鉄によって略直方体形状に形成されており、導光部２１及び遮蔽部２２と、収容空間部２３とを有している。本体２は、縦方向の長さ寸法及び横方向の長さ寸法が８ｍｍ～１３ｍｍ、高さ寸法が２ｍｍ～５ｍｍの小型化されたサイズからなっている。
　また、本体２は、その全体が熱処理によって酸化され黒体化されている。具体的には、本体２を４００℃～１０００℃程度の高温で熱処理することにより、本体２の表面に酸化膜が形成され、黒化処理される。この酸化膜の膜厚寸法は、１０μｍ以下に形成することが好ましく、具体的には３μｍに形成されている。放射率は、０．８以上が好ましく、前記黒化処理により０．８～０．９５の放射率を得ることができる。
　なお、本体２を形成する材料は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するものであれば、格別限定されるものではない。これは後述する開口部２１ａが表面から突出しないとともに、少なくとも導光部２１が黒体化された熱伝導性の本体２を用いることで使用可能になっている。例えば、金属材料は、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、マンガン、銅、チタン、モリブデン又はこれらの金属の内、少なくとも１種を含む合金などを用いることができる。また、例えば、セラミックス材料は、アルミナ、窒化アルミ等の熱伝導が良い材料を選ぶことができる。さらに、樹脂材料は、一般的に熱伝導が悪いので、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂に熱伝導性を有するカーボン、金属、セラミック等のフィラーを含有させた材料を用いる。さらにまた、放射率の低い、金属材料、セラミックス材料に黒色塗装を施した材料等を用いることができる。樹脂自身の放射率は高いので、樹脂の表面は黒体化されるようになる。
　本体２には、導光部２１と遮蔽部２２とが形成されており、導光部２１は、本体２の一面側（前面側）に開口部２１ａを有し、赤外線を導くように形成されている。遮蔽部２２は、一面側（前面側）に遮蔽壁２２ａを有し、赤外線を遮蔽するように形成されている。
　導光部２１は、開口部２１ａが前面側から背面側にわたって貫通する筒状の貫通孔として、背面側が開口して形成されており、その導光部２１の内周面は、既述のように酸化によって酸化膜が形成され黒体化されている。
　開口部２１ａは、本体２の前面側の表面から突出することなく、表面と略同一面に形成されている。また、開口部２１ａは、横長であって隅丸の略長方形状であり、長手方向の長さ寸法が３ｍｍ～６ｍｍ、具体的には６ｍｍに形成されており、短手方向の長さ寸法が１ｍｍ～２．５ｍｍ、具体的には２ｍｍに形成されている。ここで、本実施形態においては、開口部２１ａの少なくとも最短部の寸法、すなわち、短手方向の長さ寸法は１ｍｍ～６ｍｍの範囲内に設定されるようになっている。
　このように開口部２１ａの寸法を1ｍｍ～６ｍｍの寸法に設定することにより、開口部２１ａの加工寸法の精度を向上することができる。具体的には、開口部２１ａの寸法を６ｍｍ以下とすることにより±０．０５ｍｍ以下の寸法精度を得ることができる。これは例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）に示される普通寸法公差とも符合している。また、１ｍｍ未満の寸法の場合には±０．０５ｍｍ以下の寸法精度を想定すると、開口部２１ａの寸法に対する公差の比率が５％を超えるため開口部２１ａの寸法の高精度確保が困難となる。
　さらに、従来製品の開口部の寸法は６ｍｍを超える寸法であり、その寸法精度が±０．１ｍｍと高精度化が困難である問題があった。
　なお、開口部２１ａの形状は、特段限定されるものではない。円形状、楕円形状や多角形状等に形成してもよい。検知対象物の測定部の形態等によって適宜選定することができる。
　遮蔽部２２は、導光部２１に隣接して配置されており、導光部２１と遮蔽部２２との境界を中心軸として略対称の形態に形成されている。遮蔽部２２は、遮蔽壁２２ａを前面側に有して、背面側へ導光部２１と同一形状、つまり、開口部２１ａと同一形状の隅丸の略長方形状で延出して空間部２２ｂを形成している。この空間部２２ｂは、凹状の空洞であり、遮蔽壁２２ａと対向する背面側は開口されている。
　すなわち、図７に代表して示すように、本体２において、遮蔽部２２における遮蔽壁２２ａを含まない部位での横断面形状が、導光部２１と遮蔽部２２との境界を中心軸Ｃとして略対称の形態となっている。換言すれば、導光部２１の開口部２１ａと遮蔽部２２の遮蔽壁２２ａの部分を除けば、導光部２１側と遮蔽部２２側とは、略同一形状に形成されている。
　以上のように導光部２１及び遮蔽部２２は、一定の空間領域が周囲の区画壁２４によって形成されていることとなる。ここで、便宜上、導光部２１と遮蔽部２２との境界の部分の区画壁２４を中央壁２４ａ、その他区画壁２４の部分を周囲壁２４ｂとする。
　収容空間部２３は、本体２の内部における背面側に形成されている。具体的には、収容空間部２３は、略直方体形状の凹状に形成され、導光部２１及び遮蔽部２２の背面側の開口と連通するようになっている。
　基板３は、略長方形状に形成された赤外線を吸収する絶縁性フィルムであり、可撓性を有するフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）である。基板３は、本体２の他面側（背面側）に配設される。詳しくは、基板３は、前記収容空間部２３の内壁に沿って折り曲げられて、熱溶着されて配設される。この場合、基板３を収容空間部２３の内壁に沿う形状にフォーミング加工してもよい。
　基板３には、絶縁性基材の一表面（図４乃至図６中、背面側）上に赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５が配設されている。また、同様に一表面上には、導体の配線パターン３１及びこの配線パターン３１に電気的に接続されるとともに端部側に位置する実装用端子３２が形成されている。
　基板３には、ポリイミド、ポリエチレン、液晶ポリマー、フッ素、シリコン、ポリエステル、ポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の高分子材料からなる樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂にカーボンブラック又は無機顔料（クロムイエロ、弁柄、チタンホワイト、群青の１種以上）を混合分散させて略全波長の赤外線を吸収し得るような材料を用いてもよい。
　本実施形態においては、基板３を前記収容空間部２３の内壁に沿って折り曲げて、熱溶着によって配設するため、基板３は、熱溶着が可能なポリイミド、ポリエチレン、液晶ポリマー等の材料が用いられている。
　図２及び図３に示すように配線パターン３１は、一端側に矩形状の電極端子３１ａを有し、この電極端子３１ａから細幅のパターンがミアンダ状に延出し、他端側の終端部に矩形状の実装用端子３２、具体的には半田付け用のランドが形成されて構成されている。これと同じパターンの配線パターン３１が電極端子３１ａの相互が対向するように一対配設されて、赤外線検知用感熱素子４又は温度補償用感熱素子５が配置され接続されるようになっている。
　したがって、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５を接続するため、２対の配線パターン３１が互いに略平行に並べられて配設されている。この赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、同一パターンの形態であり、互に接続されることなく、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを各々個別に接続している。
　また、配線パターン３１の上には、ポリイミドフィルムに代表される樹脂フィルム、レジストインク等からなる絶縁層であるカバー層３３が形成されている。カバー層３３は、配線パターン３１を被覆するように形成されているが、電極端子３１ａ及び実装用端子３２は、カバー層３３に被覆されていない露出した部分となっている。
　さらに、カバー層３３には、ポリイミドフィルム、レジストインクにカーボンブラック又は無機顔料（クロムイエロ、弁柄、チタンホワイト、群青の１種以上）を混合分散させて略全波長の赤外線を吸収し得るような材料を用いてもよい。カバー層３３に赤外線吸収材料を用いることで受光エネルギーが大きくなり感度の向上を図ることができる。
　なお、この配線パターン３１は、説明上、図２においては基板３を透して、図３においてはカバー層３３を透して視認できる状態を鮮明化して示している。
　このような配線パターン３１は、圧延銅箔や電解銅箔などによりパターニングされて形成されており、実装用端子３２には、接続抵抗を減らし、腐食を防止するため、ニッケルめっき、金めっきや半田めっきなどのめっき処理がなされている。
　赤外線検知用感熱素子４は、検知対象物からの赤外線を検知して、検知対象物の温度を測定する。温度補償用感熱素子５は、周囲温度を検知して、周囲温度を測定する。これら赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５は、少なくとも略等しい温度特性を有する感熱素子で構成されており、配線パターン３１の対向する電極端子３１ａ間に接続され、相互に離間して実装配置されている。
　具体的には、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５は、両端部に端子電極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、例えば、ＮＴＣ型サーミスタを採用している。
　特に、本実施形態では、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５として、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅの金属酸化物又は金属窒化物を含有するセラミックス半導体、すなわち、Ｍｎ－Ｃｏ－Ｎｉ－Ｆｅ系材料で形成された薄膜サーミスタ素子を採用している。このセラミックス半導体は、温度係数であるＢ定数が高いため、赤外線を吸収する基板３の温度変化を感度よく検出することができる。
　また、セラミックス半導体は、立方晶スピネル相を主相とする結晶構造を有していることが望ましく、この場合、異方性もなく、また、不純物層がないので、セラミックス焼結体内で電気特性のばらつきが小さく、複数の赤外線温度センサを用いる際に高精度な測定が可能になる。さらに、安定した結晶構造のため、耐環境に対する信頼性も高い。なお、セラミックス半導体としては、立方晶スピネル相からなる単相の結晶構造が最も望ましい。
  また、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５とが、セラミックス半導体で形成された同一のウエハから得たサーミスタ素子、薄膜サーミスタの中から所定の許容誤差内の抵抗値で選別したものであることが好ましい。
  この場合、対となる赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５とでＢ定数の相対誤差が小さくなり、同時に温度を検出する両者の温度差分を高精度に検出することができる。また、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５とについて、Ｂ定数の選別作業や抵抗値の調整工程が不要になり、生産性を向上させることができる。
　なお、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５に用いるサーミスタ素子の構成は、例えば、バルクサーミスタ、積層サーミスタ、厚膜サーミスタ、薄膜サーミスタのいずれの構成であってもよい。
　以上のように構成される赤外線温度センサ１は、図６に代表して示すように、赤外線検知用感熱素子４は、導光部２１に対応する位置に配設され、温度補償用感熱素子５は、遮蔽部２２に対応する位置に配設される。
　また、本体２における中央壁２４ａ及び周囲壁２４ｂが基板３の表面上に熱結合するように接触して配置される。具体的には、中央壁２４ａは、基板３の表面上における赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との境界の部分に対向して接触する。さらに、基板３上の端部側に形成された実装用端子３２は、本体２の周壁における背面側端部に配設される。
　さらに、主として図２に示すように、赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、略平行に並べられて配設されており、この配線パターン３１ｄｔ、３１ｃｐに対応して導光部２１と遮蔽部２２とが並設されるようになっている。
　図４乃至図６に示すように、このような赤外線温度センサ１は、回路基板１０としての実装基板に実装される。実装基板の表面側には、所定の配線パターンが形成され、赤外線温度センサ１の実装用端子３２が接続される接続端子１１が形成されている。したがって、赤外線温度センサ１の実装用端子３２が実装基板の接続端子１１に半田付け等によって電気的に接続される。なお、この接続手段は、格別のものに限定されるものではなく、例えば、導電性接着剤等を用いてもよく、電気的な接続が可能であれば手段は問わないものである。
　次に、上記赤外線温度センサ１の動作について説明する。検知対象物の表面から放射された赤外線は、赤外線温度センサ１の導光部２１における開口部２１ａから入射し、導光部２１に導かれて導光部２１を基板３に到達する。開口部２１ａは、視野を制限する機能を有しているので、検知対象物の測定部を効果的に特定でき検出精度を向上することが可能となる。この基板３に到達した赤外線は、基板３に吸収されて熱エネルギーに変換される。
　ここで、開口部２１ａの寸法は１ｍｍ～６ｍｍに設定されているので、開口部２１ａの寸法精度が±０．０５ｍｍと高くなっており、また、開口部２１ａは、熱処理によって酸化され黒体化されて、その酸化膜の膜厚寸法は、極めて薄く１０μｍ以下に形成されているので開口部の寸法精度への影響は極めて少ない。
　したがって、赤外線温度センサ１は、格別に赤外線の受光エネルギー量を調整するための調整用の部材を要することなく、個々の赤外線温度センサの出力特性のばらつきを抑制できるものとなっている。
　開口部２１ａの寸法が６ｍｍの場合、開口寸法と酸化膜の膜厚の合計寸法精度は±０．０５ｍｍ以下となるのでその誤差比率は１％以下の高精度になる。
　変換された熱エネルギーは、基板３を通じて直下の赤外線検知用感熱素子４に伝達され、赤外線検知用感熱素子４の温度を上昇させる。赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とは、少なくともほぼ等しい温度特性を有するセラミックス半導体であり、検知対象物からの赤外線によって赤外線検知用感熱素子４の抵抗値が変化する。
　同時に、赤外線は遮蔽部２２の遮蔽壁２２ａによって遮られるが、検知対象物からの輻射熱や周囲雰囲気温度によって本体２の温度が上昇するため、温度補償用感熱素子５の抵抗値も本体２の温度上昇に相当する抵抗値の変化を受ける。
　この場合、本体２が金属等の熱伝導性を有する材料で形成されているので、周囲の温度変化に追従して赤外線温度センサ１の温度変化を全体として均一化することができる。また、導光部２１と遮蔽部２２とは、導光部２３と遮蔽部２２との境界を中心軸Ｃとして略対称の形態となっており、略同一形状に形成されている。さらに、赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、同一パターンの形態に形成されている。
　このため、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とは、周囲の温度変化に対して同じように変化し、追従性が良好で熱的外乱に対する影響を抑制することができ、検知対象物からの赤外線による温度変化を精度よく検出することが可能となる。
　加えて、配線パターン３１ｄｔと配線パターン３１ｃｐとは、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを各々個別に接続している。したがって、配線パターン３１ｄｔと配線パターン３１ｃｐとの相互の熱的影響を軽減することができ、感度を向上することができる。
　また、基板３の表面上における赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との境界の部分に対向して、本体２の中央壁２４ａが接触するため、基板３の熱が中央壁２４ａに伝導される。このため、境界の部分の温度勾配を抑制でき、赤外線検知用感熱素子４側の基板３の熱が、温度補償用感熱素子５側の基板３に伝導するのを軽減して、相互の干渉を少なくすることができる。したがって、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との間で高い温度差分を得ることが可能となり、感度の向上が実現できる。
　さらに、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５との相互の熱的及び光学的な干渉が抑制されるので、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを近づけて配置することができ、全体の小型化に寄与することができる。
　以上のように本実施形態によれば、検知対象物の測定部を効果的に特定できるとともに個々の赤外線温度センサの出力特性のばらつきを抑制できる赤外線温度センサを提供することができる。
　次に、本実施形態の変形例について図８乃至図１０を参照して説明する。図８（ａ）は本体の背面側に蓋部材を設けたものであり、図５に相当する断面図、図８（ｂ）は蓋部材を示す斜視図である（変形例１）。図９は基板の変形を軽減するための通気部を設けたものであり、図６に相当する断面図である（変形例２）。また、図１０は配線パターンを示す平面図である（変形例３）。
　（変形例１）図８に示すように蓋部材８は、略直方体の箱状であって、アルミニウム等の金属材料から作られている。この蓋部材８は、基板３と対向して背面側に配置されている。蓋部材８の内面の少なくとも基板３と対向する一部の面は反射面となっていて、例えば、鏡面加工されて反射率が高く、８０％以上、好ましくは８５％以上の反射率となっている。この蓋部材８は、収容空間部２３に嵌合して取り付けられる。このため、蓋部材８は、基板３を収容空間部２３に固定する機能をも有している。
　このように蓋部材８の内面は反射面となっているので、放射率が低く、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５への熱的影響を抑制することができ、感度の向上を図ることができる。
　（変形例２）図９に示すように遮蔽部２における空間部２２ｂは、背面側の開口が基板３によって閉塞され、密閉的な空間部となっている。本例においては、空間部２２ｂと外部との通気性を許容する通気部９が設けられている。具体的には、通気部９は、貫通孔であり、格別限定されるものではないが、φ０．１ｍｍ～φ０．５ｍｍ程度に形成するのが好ましい。また、通気部として例えば、基板３と本体２との間に通気間隙を形成する場合、この間隙は、空気が通過する隙間であればよく、１μｍ以上の隙間があれば十分に空気を流通させることができる。重要なことは、密閉構造にしないことである。
　したがって、空間部２２ｂに対応する基板３の部分にφ０．１ｍｍ～φ０．５ｍｍ程度の穴を開けても同様の効果が得られる。さらに、導光部２１側にも前記通気部９と同様な貫通孔９´を形成し、導光部２１側と遮蔽部２２側とを略対称の略同一形状に形成するのが好ましい。
　赤外線温度センサにおいては、赤外線温度センサの周囲温度が高くなると、密閉状態とされた空間部の空気が膨張して内圧が上昇し、基板が膨らみ変形する問題が発生する。また、過度に空間部の空気が膨張すると、基板の変形により基板に配線された配線パターンが切断される等の不具合が発生する場合がある。さらに、基板が変形することによって、赤外線の入射量や基板からの放熱量が変化し、赤外線温度センサの出力が変動する問題も生じる。
　本例においては、空間部２２ｂの内圧が上昇するような温度環境にあっても、通気部９によって外部との通気性が確保され、内圧の上昇を抑制し、基板３の変形を軽減することが可能となる。したがって、基板３の変形を軽減し、高精度化を可能にして、信頼性を確保できる赤外線温度センサ１を提供することができる。なお、通気部９は、貫通孔に限らず、溝状のものであってもよい。通気部９は、密閉的な空間部と外部とが連通するように形成されていればよく、形成位置、形状や個数等、格別限定されるものではない。
　（変形例３）図１０に示すように、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とに各々個別に配線パターン３１ｄｔと配線パターン３１ｃｐとが接続されている。配線パターン３１は、一端側に矩形状の電極端子３１ａを有し、この電極端子３１ａから細幅のパターンが赤外線検知用感熱素子４（温度補償用感熱素子５）を囲むように周囲にミアンダ状に形成され、さらに、細幅のパターンが矩形状の実装用端子３２に向かってミアンダ状に延出して形成されている。
　このような構成によれば、配線パターン３１の熱伝導経路が長くなるので、熱が逃げにくくなり、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５の温度が保持され、出力を大きくすることができるとともに感度の向上を図ることが可能となる。
　なお、上述においては、基板３を本体２側における収容空間部２３の内壁に熱溶着して取り付けて配設する場合について説明したが、接着や粘着によって配設するようにしてもよい。この場合、収容空間部２３の内壁に接着層や粘着層、例えば、接着シートや粘着シートを設けて、これらシートを介在させて基板３を貼り付けて配設することが望ましい。
　また、基板３は、フレキシブル配線基板を用いる場合について説明したが、リジット配線基板を用いるようにしてもよい。特定の形式の配線基板に限定されるものではない。
　さらに、回路基板１０としての実装基板は、表面に絶縁層を有するアルミニウムや銅などの金属基板を使用してもよい。この場合、実装基板は熱伝導性が高いので、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５は、周囲の温度変化に対して一層追従性が良好となり、熱的外乱に対する影響を抑制することができる。
　加えて、実装基板において、赤外線温度センサ１を実装する範囲に対応して、その表面を反射率の高い反射面、例えば、鏡面部として形成したものを用いてもよい。この場合、蓋部材８を省略することが可能となり、鏡面部によって蓋部材８の反射面と同様な機能を果たすことができ、感度の向上を図ることが可能となる。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る赤外線温度センサについて図１１乃至図１６を参照して説明する。図１１は赤外線温度センサを分解して示す斜視図、図１２は赤外線温度センサを分解して背面側から見て示す斜視図、図１３は赤外線温度センサを示す平面図である。図１４は赤外線温度センサを示し、図６に相当する断面図であり、図１５は図１４中、Ｘ―Ｘ線に沿う本体の断面図である。また、図１６は、接着シートを示す平面図である。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、本体２は、熱伝導性を有する金属材料によって略直方体形状に形成されている。そして、本体２全体が熱処理によって酸化されて黒体化され、導光部２１及び遮蔽部２２とを有しているが、収容空間部は形成されていない。
　導光部２１における開口部２１ａの寸法は少なくとも最短部の寸法が１ｍｍ～６ｍｍに設定されていて、開口部２１ａの寸法精度が高くなっている。さらに、開口部２１ａは、熱処理によって酸化され黒体化されて、その酸化膜の膜厚寸法は、極めて薄く１０μｍ以下に形成されているので開口部の寸法精度への影響は極めて少ない。
　開口部２１ａの寸法が６ｍｍの場合、開口寸法と酸化膜の膜厚の合計寸法精度は±０．０５ｍｍ以下となるのでその誤差比率は１％以下の高精度になる。
　したがって、赤外線温度センサ１は、格別に赤外線の受光エネルギー量を調整するための調整用の部材を要することなく、個々の赤外線温度センサの出力特性のばらつきを抑制できるものとなっている。
　また、基板３は、厚さ寸法が０．０５ｍｍ～０．２ｍｍの矩形状に形成された平板状のリジット配線基板である。基板３は、本体２の他面側（背面側）の外形と略同一の外形を有し、本体２の背面側に配設される。具体的には、第１の実施形態と同様に、基板３は、本体２の背面側に熱溶着、接着や粘着等の手段によって取り付けられる。取付け方法として接着シート、粘着シートに熱伝導の良い材料を使用することで応答性や追従性の性能が改善できる。半田等のろう材で接合しても同様の効果が得られる。
　図１２に示すように、本実施形態における基板３の本体２の背面側への配設は、接着シート３４を本体２の背面側へ貼り付け、この接着シート３４に基板３を貼り付けて行われる。つまり、基板３は、本体２の背面側と基板３との間に接着シート３４を介在させて取り付けられる。接着シート３４は具体的には、図１６に示すように本体２の背面側の外形と略同一の外形を有し、中央部が導光部２１及び遮蔽部２２の背面側の開口に対応して切り欠かれている。なお、接着シートに替えて粘着シートを用いてもよい。
　基板３には、絶縁性基材の一表面上に赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５が配設されている。同様に一表面上には、導体の配線パターン３１及びこの配線パターン３１に電気的に接続されるとともに端部側に位置する実装用端子３２が形成されている。
　図１１乃至図１４に代表して示すように、本体２には収容空間部が形成されていない。このため、本体２の背面側は平面状となっていて、この平面状部に導光部２１及び遮蔽部２２が開口して現れるようになる（図１２参照）。したがって、平板状の基板３が前記本体２の背面側の平面状部に配設されるようになる。
　基板３は、平板状のリジット配線基板であり、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ樹脂）及びシリコーン樹脂材料などからなる絶縁性基材と、この絶縁性基材の表面に形成された導体の配線パターン３１とを備えている。また、配線パターン３１の上には、絶縁層であるレジスト層３３が積層されている。さらに、配線パターン３１の両端部には、レジスト層３３が積層されておらず、つまり、レジスト層３３に被覆されていない露出した電極端子３１ａ及び実装用端子３２が形成されている。なお、電極端子３１ａは、赤外線検知用感熱素子４又は温度補償用感熱素子５の端子電極が接続される一部分のみが、レジスト層３３に被覆されていない露出した部分となっている。
　配線パターン３１は、一端側に略長方形状の電極端子３１ａを有し、この電極端子３１ａから細幅のパターンが直線状に延出し、他端側の終端部に矩形状の実装用端子３２が形成されて構成されている。これと同じパターンの配線パターン３１が電極端子３１ａの相互が対向するように一対配設されて、赤外線検知用感熱素子４又は温度補償用感熱素子５が配置され接続されている。
　したがって、赤外線検知用感熱素子４及び温度補償用感熱素子５を接続するため、２対の配線パターン３１が略平行に並べられて配設されている。この赤外線検知用感熱素子４が接続される配線パターン３１ｄｔと温度補償用感熱素子５が接続される配線パターン３１ｃｐとは、同一パターンの形態であり、互に接続されることなく、赤外線検知用感熱素子４と温度補償用感熱素子５とを各々個別に接続している。
　なお、この配線パターン３１は、説明上、図１１においては絶縁性基材を透して、図１２においてはレジスト層３３を透して視認できる状態を鮮明化して示している。
　図１４に示すように赤外線温度センサ１は、回路基板１０としての実装基板に実装される。この実装基板は、金属基板であり、例えば、アルミニウム材料からなる金属製の基材１３に、ガラスエポキシ樹脂、ガラスコンポジット材料等からなる絶縁性基材１４が積層されて形成されている。そして、絶縁性基材１４における基板３と対向する部分には孔が形成され、この孔によって金属製の基材１３との間にキャビティ１５が形成されている。さらに、基板３と対向する金属製の基材１３の表面は、反射面１６として形成されている。この反射面１６は、前述と同様に、アルミニウムの反射率が高く、８０％以上、好ましくは８５％以上の反射率となっている。このように実装基板には、例えば、図示していないがキャビティ構造の銅インレイ基板が用いられている。インレイ材料の銅表面にはニッケル／金めっき等でめっきして反射率を高めている。なお、キャビティ１５に前述の蓋部材８を配置することを妨げるものではない。
　さらに、前述の第１の実施形態における（変形例２）で説明したように、遮蔽部２における空間部２２ｂは、背面側の開口が基板３によって閉塞され、密閉的な空間部となっているが、空間部２２ｂと外部との通気性を許容する通気部９を設けるのが望ましい。具体的には、導光部２１と遮蔽部２２との境界の部分の区画壁２４における中央壁２４ａと基板３との間に通気部９として隙間が形成されている。この隙間は、１μｍ以上あれば十分に空気を流通させることができる。
　以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な動作を実現することができ、検知対象物の測定部を効果的に特定できるとともに個々の赤外線温度センサの出力特性のばらつきを抑制できる赤外線温度センサを提供することができる。また、小型化が可能な表面実装型の赤外線温度センサを提供することができ、さらに、本体２の構成が簡素化され、赤外線温度センサ１を回路基板１０に実装した場合、赤外線センサ１の突出高さ寸法を低くできる効果を奏する。
　なお、上述において、基板３は、リジット配線基板を用いる場合について説明したが、フレキシブル配線基板を用いるようにしてもよい。特定の形式の配線基板に限定されるものではない。
　以上説明してきた各実施形態における赤外線温度センサ１は、複写機の定着装置、バッテリーユニット、コンデンサ、ＩＨクッキングヒータ、冷蔵庫の庫内物品等の温度検知のため各種装置に備えられ適用することができる。格別適用される装置が限定されるものではない。
　なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記各実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
　例えば、赤外線温度センサは、表面実装型のものに限らない。また、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子としては、セラミックス半導体で形成されたチップサーミスタが好適に用いられるが、これに限らず、熱電対や測温抵抗体等を用いることができる。
　また、配線パターンのパターン形態は、格別限定されるものではなく、直線状やミアンダ状等、設計に応じて適宜採用することができる。
１・・・赤外線温度センサ
２・・・本体
３・・・基板
４・・・赤外線検知用感熱素子
５・・・温度補償用感熱素子
８・・・蓋部材
９・・・通気部
１０・・・回路基板
１１・・・接続端子
１２・・・赤外線反射部
１５・・・キャビティ
２１・・・導光部
２１ａ・・・開口部
２２・・・遮蔽部
２２ａ・・・遮蔽壁
２２ｂ・・・空間部
２３・・・収容空間部
２４・・・区画壁
３１・・・配線パターン
３２・・・実装用端子
３３・・・絶縁層（カバー層、レジスト層）
３４・・・接着シート

Claims (13)

  1. 　開口部を有し、その開口部の少なくとも最短部の寸法が１ｍｍ～６ｍｍである赤外線を導く導光部と、遮蔽壁を有して赤外線を遮蔽する遮蔽部とを備え、少なくとも導光部が黒体化された熱伝導性の本体と、
    　前記本体に保持され、配線パターンが形成された基板と、
    　前記基板上に配置され、前記導光部に対応する位置に配設された赤外線検知用感熱素子と、
    　前記基板上に、前記赤外線検知用感熱素子と離間されて配置され、前記遮蔽部に対応する位置に配設された温度補償用感熱素子と、
    　を具備することを特徴とする赤外線温度センサ。
  2. 　前記黒体化された本体の放射率は、０．８以上であることを特徴とする請求項１に記載の赤外線温度センサ。
  3. 　前記本体は金属製であり、前記黒体化が酸化処理によってなされ、酸化処理により形成される酸化膜の膜厚寸法は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の赤外線温度センサ。
  4. 　前記開口部の少なくとも最短部の寸法精度は、±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  5. 　前記導光部と遮蔽部とは、導光部と遮蔽部との境界を中心として略対称の形態に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  6. 　前記基板には、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子を接続するための配線パターンが形成されており、これら赤外線検知用感熱素子が接続される配線パターンと温度補償用感熱素子が接続される配線パターンとは、同一パターンの形態であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  7. 　前記開口部が前記本体の表面から突出しないとともに、前記本体は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  8. 　前記本体は、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、マンガン、銅、チタン、モリブデン又はこれらの金属の内、少なくとも１種を含む合金からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  9. 　前記本体は、熱伝導性を有するフィラーを含有させた熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  10. 　前記基板と対向して蓋部材が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  11. 　前記蓋部材は、内面の少なくとも基板と対向する一部の面が反射面となっていることを特徴とする請求項１０に記載の赤外線温度センサ。
  12. 　前記基板上には、前記赤外線検知用感熱素子及び前記温度補償用感熱素子に接続された配線パターンが形成されており、この配線パターンに接続されるとともに、前記基板上の端部側に形成された実装用端子を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の赤外線温度センサ。
  13. 　請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載された赤外線温度センサが備えられていることを特徴とする赤外線温度センサを用いた装置。
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