[發明專利]紅外線傳感器及紅外線傳感器模塊

有效

• 申請號: 201010606259.2
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102141444A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 大平真琴;相田富實二;小山雄高;佐佐木昌
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G01J5/14
• 分類號: G01J5/14;G01J5/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及紅外線傳感器及紅外線傳感器模塊。

背景技術

以往，公知有在檢測部中使用了通過加熱產生電壓的元件(thermopile，溫差電堆)的紅外線傳感器(參照專利文獻1～7)。溫差電堆接收從物體放射的紅外線而產生溫度差，從而通過所謂的塞貝克效應產生與溫度差對應的電壓差。通過檢測該電壓差作為溫度變化，能夠檢測檢測對象的溫度。

為了抑制熱逸散到空氣中引起的靈敏度降低，這種紅外線傳感器被用作在真空密封的殼體內縱橫排列了(陣列化)多個檢測部的傳感器模塊。各檢測部接收從設置在殼體中的紅外線透射窗(紅外線濾波器)入射的紅外線，并分別輸出電壓。由于來自檢測部的輸出信號比較微小，因此通過運算電路等進行放大或積分。

但是，以往的紅外線傳感器為如下結構：運算電路被設置在遠離檢測部的位置上，因此來自檢測部的輸出信號中容易產生噪聲。此外，以往的紅外線傳感器為了使傳感器小型化，構成為在1個或幾個運算電路中處理傳感器陣列的所有檢測部的輸出信號，將多個檢測部與1個運算電路連接，從而采樣頻率變高，成為噪聲增大的主要原因。

在專利文獻8中，公開了通過層疊傳感器部和運算電路來實現芯片小型化并縮短布線的層疊器件。但是，在將該結構應用于紅外線傳感器時，認為運算電路所產生的熱(紅外線)成為紅外線傳感器的噪聲的主要原因。

此外，將檢測部安裝到真空的殼體內的作業包含去氣等復雜作業，并且要求高氣密性的殼體需要昂貴的部件或特殊的粘接劑等。由此，以往的在真空密封的殼體中收納檢測部的結構在制造成本上也存在問題。

【專利文獻1】日本特開平6-229821號公報

【專利文獻2】日本特開平11-258038號公報

【專利文獻3】日本特開平11-258040號公報

【專利文獻4】日本特開平11-258041號公報

【專利文獻5】日本特開2000-65639號公報

【專利文獻6】日本特開2000-221080號公報

【專利文獻7】日本特開2000-292254號公報

【專利文獻8】日本特開2007-313594號公報

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠減少噪聲并提高檢測精度，同時降低制造成本的紅外線傳感器及紅外線傳感器模塊。

為了解決上述問題，本發明采用了如下手段。

即，本發明的紅外線傳感器的特征在于，具有：

第1基板，其具有被減壓密封的空腔部，并透射紅外線；

檢測部，其設置在該第1基板上的從外部入射紅外線一側的相反側，接收通過所述空腔部的紅外線而產生輸出變化；

第2基板，其具有凹部和反射面，并層疊在所述第1基板上，所述凹部與所述第1基板之間形成包圍所述檢測部的減壓空間，所述反射面構成為能夠將沒有被所述檢測部接收而通過所述第1基板的紅外線朝向所述檢測部反射并會聚；以及

運算電路，其設置在該第2基板上的隔著所述反射面與所述檢測部相對的位置上，對所述檢測部的輸出進行放大或積分。

根據本發明，由于檢測部和運算電路一體化，因此能夠構成為縮短檢測部與運算電路之間的距離。由此，能夠減少噪聲并提高檢測精度。此外，在運算電路中產生的熱(紅外線)被檢測部與運算電路之間的反射面遮擋。由此，能夠抑制運算電路的熱對檢測部產生影響，從而能夠減少噪聲并提高檢測精度。

此外，入射到檢測部的紅外線通過被減壓密封的空腔部和減壓空間，因此能夠高靈敏度地進行溫度檢測。由于入射位置或入射角度沒有被檢測部接收而通過第1基板的紅外線被反射面反射而會聚到檢測部上，因此能夠提高檢測靈敏度。

所述空腔部形成為在層疊了所述第2基板一側的面上開口的空腔部，

所述空腔部和所述減壓空間可以通過在減壓環境下對所述第1基板和所述第2基板進行層疊粘接而被減壓密封。

由此，能夠容易地進行空腔部的減壓密封以及減壓空間的形成。由此，能夠提高制作性，降低制造成本。

所述紅外線檢測部和所述運算電路可以通過在層疊方向上貫通所述第2基板的布線而被連接。

由此，能夠實現緊湊的層疊結構，從而能夠實現傳感器的小型化。由此，能夠減少噪聲并提高檢測精度。

紅外線傳感器可以至少具有兩個所述布線。

能夠將至少兩個貫通布線用作用于對檢測部的輸出信號進行積分的電容器的電極。由此，不需要另外設置用于積分電路的電容器，從而能夠實現傳感器的小型化。

紅外線傳感器可以具有多個所述檢測部，并且

與多個所述檢測部對應地具有多個所述運算電路。