JP2012220419A - Detection device - Google Patents

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Takeshi Nakamura
雄志 中村
Hiroshi Kawada
裕志 河田
Koji Tsuji
幸司 辻
Minoru Kumahara
稔 熊原
Takehiro Miyatake
岳洋 宮武
Masao Kirihara
昌男 桐原
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Panasonic Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection device which is able to improve a spatial resolution of light detection in a light receiving element.SOLUTION: A detection device includes a plurality of light receiving elements 1, a circuit component 2 which cooperates with each of the light receiving elements 1, and a package 3 in which each of the light receiving elements 1 is accommodated. In the detection device, the circuit component 2 is also accommodated in the package 3. In the detection device, the light receiving elements 1 are disposed separate away from each other in the package 3.

Description

本発明は、受光素子を備えた検知装置に関するものである。   The present invention relates to a detection device including a light receiving element.

従来から、赤外線を受光する複数の受光部を備えた焦電素子を用いた赤外線検出器が知られている（特許文献１）。   Conventionally, an infrared detector using a pyroelectric element provided with a plurality of light receiving portions that receive infrared rays is known (Patent Document 1).

ここで、特許文献１には、図１９に示す構成の赤外線検知器が記載されている。この赤外線検知器は、焦電素子１３０、信号処理ＩＣ（図示せず）、外付けの電子部品（チップコンデンサＣ１）などを同時成形体１１０に実装して同時成形ブロックとし、この同時成形ブロックを金属製ベース１９４上に実装し、金属製キャップ１９５を金属製ベース１９４に接合してある。要するに、赤外線検出器は、金属製ベース１９４と金属製キャップ１９５とで構成される金属製パッケージ内に同時成形ブロックを収納している。   Here, Patent Document 1 describes an infrared detector having the configuration shown in FIG. In this infrared detector, a pyroelectric element 130, a signal processing IC (not shown), an external electronic component (chip capacitor C1), and the like are mounted on a simultaneous molding 110 to form a simultaneous molding block. It is mounted on a metal base 194 and a metal cap 195 is joined to the metal base 194. In short, the infrared detector accommodates the simultaneous forming block in a metal package composed of a metal base 194 and a metal cap 195.

また、特許文献１では、焦電素子１３０として、図２０に示すように、４つの受光部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄを備えてクワッドタイプあるいは４エレメントタイプと呼ばれているものが記載されている。   Further, Patent Document 1 describes a pyroelectric element 130 that includes four light receiving portions 130a, 130b, 130c, and 130d and is called a quad type or a four element type as shown in FIG. Yes.

特開２００４−１１７２１６号公報JP 2004-117216 A

特許文献１に記載された赤外線検出器では、４つの受光部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄが１つの焦電素子１３０において並設されているので、受光部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ間でクロストーク（熱的な相互干渉）が発生して光検知の空間分解能が低下してしまう懸念がある。また、上述の焦電素子１３０では、受光部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄにおいて発生した電荷だけでなく、受光部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ以外で発生した電荷も、信号処理ＩＣへ出力されるので、光検知の空間分解能が低下してしまう懸念がある。   In the infrared detector described in Patent Document 1, since the four light receiving portions 130a, 130b, 130c, and 130d are arranged in parallel in one pyroelectric element 130, the light receiving portions 130a, 130b, 130c, and 130d are crossed. There is a concern that talk (thermal mutual interference) occurs and the spatial resolution of light detection is lowered. In the pyroelectric element 130 described above, not only the charges generated in the light receiving portions 130a, 130b, 130c, and 130d but also the charges generated in other than the light receiving portions 130a, 130b, 130c, and 130d are output to the signal processing IC. Therefore, there is a concern that the spatial resolution of the light detection is lowered.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、受光素子での光検知の空間分解能を向上させることが可能な検知装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object thereof is to provide a detection device capable of improving the spatial resolution of light detection by a light receiving element.

本発明の検知装置は、複数の受光素子と、前記各受光素子と協働する回路部品と、少なくとも前記各受光素子が収納されたパッケージとを備え、前記パッケージ内において前記各受光素子が互いに離間して配置されてなることを特徴とする。   The detection device of the present invention includes a plurality of light receiving elements, a circuit component that cooperates with each of the light receiving elements, and a package in which at least each of the light receiving elements is housed, and the light receiving elements are separated from each other in the package. It is characterized by being arranged.

この検知装置において、前記受光素子は、赤外線検出素子であることが好ましい。   In this detection apparatus, the light receiving element is preferably an infrared detection element.

この検知装置において、前記赤外線検出素子は、ＭＥＭＳ赤外線センサであることが好ましい。   In this detection device, the infrared detection element is preferably a MEMS infrared sensor.

この検知装置において、前記ＭＥＭＳ赤外線センサは、焦電型であることが好ましい。   In this detection apparatus, the MEMS infrared sensor is preferably a pyroelectric type.

この検知装置において、前記回路部品が、前記パッケージ内に配置されていることが好ましい。   In this detection device, it is preferable that the circuit component is disposed in the package.

この検知装置において、前記各受光素子は、前記回路部品から等距離となるように配置されてなることが好ましい。   In this detection device, it is preferable that the light receiving elements are arranged so as to be equidistant from the circuit component.

この検知装置において、前記各受光素子は、前記パッケージの平面視において前記パッケージの中心よりも前記パッケージの外周線に近づけて配置されてなることが好ましい。   In this detection apparatus, each of the light receiving elements is preferably arranged closer to the outer peripheral line of the package than the center of the package in a plan view of the package.

この検知装置において、前記各受光素子は、各々の受光面が、前記パッケージの厚み方向に直交する仮想平面に対して傾斜していることが好ましい。   In this detection apparatus, it is preferable that the light receiving surfaces of the light receiving elements are inclined with respect to a virtual plane orthogonal to the thickness direction of the package.

この検知装置において、前記受光素子の数が４つであり、前記パッケージの平面視における外周線が正方形状であり、前記各受光素子は、前記外周線よりも内側の仮想正方形の角に位置し、且つ、前記仮想正方形の対角線と前記正方形状の対角線とのなす角度を４５度とするように配置されてなることが好ましい。   In this detection device, the number of the light receiving elements is four, the outer peripheral line in a plan view of the package is a square shape, and each of the light receiving elements is positioned at a corner of a virtual square inside the outer peripheral line. And it is preferable that the angle formed by the diagonal of the virtual square and the diagonal of the square is 45 degrees.

この検知装置において、前記受光素子と同じ構造のリファレンス素子を備え、前記リファレンス素子が前記パッケージ内に収納されてなることが好ましい。   This detection apparatus preferably includes a reference element having the same structure as the light receiving element, and the reference element is housed in the package.

この検知装置において、前記パッケージは、前記各受光素子が実装されたパッケージ本体と、前記各受光素子での受光対象の光を透過する機能を有し前記パッケージ本体に接合されたパッケージ蓋を備えることが好ましい。   In this detection apparatus, the package includes a package body on which the light receiving elements are mounted, and a package lid having a function of transmitting light to be received by the light receiving elements and bonded to the package body. Is preferred.

この検知装置において、前記パッケージ蓋は、前記光を透過するレンズを備えることが好ましい。   In this detection apparatus, it is preferable that the package lid includes a lens that transmits the light.

この検知装置において、前記パッケージ蓋は、前記光を透過する平板状の窓材を備えることが好ましい。   In this detection device, it is preferable that the package lid includes a flat window material that transmits the light.

この検知装置において、前記パッケージ蓋は、前記受光素子の検知エリアを規定する開孔部が形成されてなり、前記開孔部が前記光を透過する部材により閉塞されてなることが好ましい。   In this detection apparatus, it is preferable that the package lid is formed with an opening that defines a detection area of the light receiving element, and the opening is closed by a member that transmits the light.

この検知装置において、前記パッケージ本体は、導電性材料により形成されたシールド部を備え、前記パッケージ蓋は、前記シールド部に電気的に接続されてなることが好ましい。   In this detection apparatus, it is preferable that the package main body includes a shield part formed of a conductive material, and the package lid is electrically connected to the shield part.

この検知装置において、前記受光素子は、一対の電極のうちの一方の電極が前記シールド部と電気的に接続されてなることが好ましい。   In this detection device, it is preferable that the light receiving element is formed by electrically connecting one of a pair of electrodes to the shield portion.

本発明の検知装置においては、受光素子での光検知の空間分解能を向上させることが可能となる。   In the detection apparatus of the present invention, it is possible to improve the spatial resolution of light detection by the light receiving element.

実施形態１の検知装置を示し、（ａ）は要部概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。The detection apparatus of Embodiment 1 is shown, (a) is a principal part schematic sectional drawing, (b) is a schematic plan view of the state which removed the package cover. 実施形態１の検知装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the detection apparatus of Embodiment 1. 実施形態１の検知装置の他の構成例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the other structural example of the detection apparatus of Embodiment 1. 実施形態１の検知装置に用いるＭＥＭＳ赤外線センサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the MEMS infrared sensor used for the detection apparatus of Embodiment 1. 実施形態１の検知装置をジェスチャーセンサとして用いる場合の検知原理の説明図である。It is explanatory drawing of the detection principle in the case of using the detection apparatus of Embodiment 1 as a gesture sensor. 実施形態１の検知装置をジェスチャーセンサとして用いる場合の検知原理の説明図である。It is explanatory drawing of the detection principle in the case of using the detection apparatus of Embodiment 1 as a gesture sensor. 実施形態１の検知装置の更に他の構成例における要部概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a main part in still another configuration example of the detection device according to the first embodiment. 実施形態１の検知装置の別の構成例における要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing in another structural example of the detection apparatus of Embodiment 1. FIG. 実施形態２の検知装置を示し、（ａ）は要部概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。The detection apparatus of Embodiment 2 is shown, (a) is a principal part schematic sectional drawing, (b) is a schematic plan view of the state which removed the package cover. 実施形態３の検知装置を示し、（ａ）は要部概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。The detection apparatus of Embodiment 3 is shown, (a) is a principal part schematic sectional drawing, (b) is a schematic plan view of the state which removed the package cover. 実施形態３の検知装置の他の構成例においてパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。It is a schematic plan view of the state which removed the package cover in the other structural example of the detection apparatus of Embodiment 3. 実施形態４の検知装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the detection apparatus of Embodiment 4. 実施形態５の検知装置を示し、（ａ）は要部概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。The detection apparatus of Embodiment 5 is shown, (a) is a principal part schematic sectional drawing, (b) is a schematic plan view of the state which removed the package cover. 実施形態６の検知装置を示し、（ａ）は要部概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。The detection apparatus of Embodiment 6 is shown, (a) is a principal part schematic sectional drawing, (b) is a schematic plan view of the state which removed the package cover. 実施形態７の検知装置を示し、（ａ）は要部概略断面図、（ｂ）はパッケージ蓋を取り外した状態の概略平面図である。The detection apparatus of Embodiment 7 is shown, (a) is a principal part schematic sectional drawing, (b) is a schematic plan view of the state which removed the package cover. 実施形態８の検知装置の要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing of the detection apparatus of Embodiment 8. 実施形態８の検知装置の他の構成例の要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing of the other structural example of the detection apparatus of Embodiment 8. FIG. 実施形態８の検知装置の別の構成例の要部概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a main part of another configuration example of the detection device according to the eighth embodiment. 従来例の赤外線検出器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the infrared detector of a prior art example. 従来例の赤外線検出器における焦電素子を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は下面図である。The pyroelectric element in the infrared detector of a prior art example is shown, (a) is a top view, (b) is a bottom view.

（実施形態１）
本実施形態の検知装置は、図１および図２に示すように、複数の受光素子１と、各受光素子１と協働する回路部品２と、各受光素子１が収納されたパッケージ３とを備えている。ここで、検知装置は、パッケージ３内において各受光素子１が互いに離間して配置されている。また、検知装置は、回路部品２もパッケージ３内に配置されていることが好ましい。これにより、検知装置は、パッケージ３によって回路部品２を保護することができ、また、機器などへ搭載する場合に、機器への搭載が容易になる。ただし、検知装置は、少なくとも各受光素子１がパッケージ３に収納されていればよい。 (Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the detection device of the present embodiment includes a plurality of light receiving elements 1, a circuit component 2 that cooperates with each light receiving element 1, and a package 3 in which each light receiving element 1 is housed. I have. Here, in the detection device, the light receiving elements 1 are arranged in the package 3 so as to be separated from each other. In the detection device, it is preferable that the circuit component 2 is also arranged in the package 3. As a result, the detection device can protect the circuit component 2 by the package 3 and can be easily mounted on the device when mounted on the device. However, it is sufficient that at least each light receiving element 1 is accommodated in the package 3 in the detection device.

パッケージ３は、パッケージ本体４と、パッケージ本体４との間に各受光素子１および回路部品２を囲む形でパッケージ本体４に気密的に接合されたパッケージ蓋５とを有している。これにより、検知装置は、各受光素子１を保護することができ、また、動作安定性を高めることが可能となる。パッケージ本体４は、絶縁材料（セラミックス）からなる基体４１に金属材料からなる回路配線（図示せず）および複数の外部接続用電極（図示せず）が形成されている。パッケージ蓋５は、受光素子１での受光対象の光を透過する機能を有している。なお、パッケージ３は、表面実装型パッケージであることが好ましい。   The package 3 includes a package body 4 and a package lid 5 that is hermetically bonded to the package body 4 so as to surround each light receiving element 1 and the circuit component 2 between the package body 4. Thereby, the detection apparatus can protect each light receiving element 1, and can improve operational stability. In the package body 4, circuit wiring (not shown) made of a metal material and a plurality of external connection electrodes (not shown) are formed on a base 41 made of an insulating material (ceramics). The package lid 5 has a function of transmitting light to be received by the light receiving element 1. The package 3 is preferably a surface mount package.

また、パッケージ本体４には、導電性材料により形成されたシールド部４３（図２参照）を備えていることが好ましい。これにより、検知装置は、各受光素子１と回路部品２と上記回路配線とを含んで構成される電気回路への外来の電磁ノイズの影響を低減することが可能となり、外来の電磁ノイズに起因したＳ／Ｎ比の低下を抑制することが可能となる。また、パッケージ蓋５は、パッケージ本体４のシールド部４３に電気的に接続されていることが好ましい。これにより、検知装置は、上記電気回路への外来の電磁ノイズの影響を、より低減することが可能となる。   The package body 4 is preferably provided with a shield part 43 (see FIG. 2) formed of a conductive material. As a result, the detection device can reduce the influence of external electromagnetic noise on the electric circuit including each light receiving element 1, the circuit component 2, and the circuit wiring, and is caused by the external electromagnetic noise. It is possible to suppress a decrease in the S / N ratio. The package lid 5 is preferably electrically connected to the shield part 43 of the package body 4. Thereby, the detection apparatus can further reduce the influence of external electromagnetic noise on the electric circuit.

図１および図２に示した構成の検知装置におけるパッケージ蓋５は、パッケージ本体４側の一面が開放された箱状に形成されパッケージ本体４に対向する部位に開孔部５２が形成された蓋本体５１と、蓋本体５１の開孔部５２を閉塞するように蓋本体５１に接合された平板状の窓材６とを備えている。ここで、パッケージ蓋５は、窓材６が受光素子１での受光対象の光を透過する機能を有し、且つ、窓材６が導電性を有している。本実施形態では、窓材６を平板状の形状としてあることにより、検知装置全体の薄型化を図ることが可能となる。   The package lid 5 in the detection apparatus having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is formed in a box shape in which one surface of the package body 4 is opened, and a hole 52 is formed in a portion facing the package body 4. A main body 51 and a flat window member 6 joined to the lid body 51 so as to close the opening 52 of the lid body 51 are provided. Here, in the package lid 5, the window material 6 has a function of transmitting light to be received by the light receiving element 1, and the window material 6 has conductivity. In the present embodiment, since the window member 6 has a flat plate shape, it is possible to reduce the thickness of the entire detection device.

また、パッケージ蓋５は、図２に示すように、蓋本体５１の外壁面に、シールド部４３と電気的に接続されるシールド層５３を形成してあるが、これに限らず、例えば、図３に示すように、パッケージ５の内壁面に、シールド部４３と電気的に接続されるシールド層５３を形成してもよい。シールド層５３は、例えば、電気めっき法や蒸着法などによって形成すればよい。シールド層５３と窓材６とは、例えば、半田や導電性接着剤などを利用して電気的に接続すればよい。また、シールド部４３とシールド層５３とは、例えば、導電性接着剤や導電層などを利用して電気的に接続すればよい。パッケージ蓋５は、蓋本体５１を金属により形成してもよく、この場合、蓋本体５１がシールド層５３を兼ねるようにしてもよいし、蓋本体５１とは別途にシールド層５３を設けてもよい。また、パッケージ蓋５とパッケージ本体４との接合方法としては、例えば、シーム溶接法や、表面活性化接合法や、樹脂接合法などを採用することができるが、特に限定するものではなく、パッケージ蓋５およびパッケージ本体４それぞれの材料などに基づいて適宜の接合方法を適用すればよい。   Further, as shown in FIG. 2, the package lid 5 is formed with a shield layer 53 electrically connected to the shield portion 43 on the outer wall surface of the lid body 51. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 3, a shield layer 53 that is electrically connected to the shield part 43 may be formed on the inner wall surface of the package 5. The shield layer 53 may be formed by, for example, an electroplating method or a vapor deposition method. The shield layer 53 and the window material 6 may be electrically connected using, for example, solder or a conductive adhesive. The shield part 43 and the shield layer 53 may be electrically connected using, for example, a conductive adhesive or a conductive layer. In the package lid 5, the lid body 51 may be formed of metal. In this case, the lid body 51 may also serve as the shield layer 53, or the shield layer 53 may be provided separately from the lid body 51. Good. Moreover, as a joining method of the package lid 5 and the package body 4, for example, a seam welding method, a surface activation joining method, a resin joining method, or the like can be adopted, but there is no particular limitation. An appropriate joining method may be applied based on the materials of the lid 5 and the package body 4.

なお、パッケージ本体４およびパッケージ蓋５の外周形状は矩形状としてあるが、矩形状に限らず、例えば、円形状でもよい。   In addition, although the outer peripheral shape of the package main body 4 and the package lid 5 is a rectangular shape, it is not limited to a rectangular shape, and may be a circular shape, for example.

本実施形態の検知装置では、パッケージ本体４とパッケージ蓋５とで囲まれた気密空間を不活性ガス雰囲気（ドライ窒素ガス雰囲気）としてある。不活性ガスは、ドライ窒素ガスに限らず、例えば、アルゴンガスなどでもよい。また、検知装置は、パッケージ本体４とパッケージ蓋５とで囲まれた気密空間を真空雰囲気や空気雰囲気とすることも可能である。   In the detection apparatus of the present embodiment, an airtight space surrounded by the package body 4 and the package lid 5 is an inert gas atmosphere (dry nitrogen gas atmosphere). The inert gas is not limited to dry nitrogen gas, and may be argon gas, for example. In the detection device, the airtight space surrounded by the package body 4 and the package lid 5 can be made a vacuum atmosphere or an air atmosphere.

本実施形態の検知装置は、上記電気回路からアナログあるいはディジタルの検知信号を出力するパッシブ型のセンサである。   The detection device of this embodiment is a passive sensor that outputs an analog or digital detection signal from the electric circuit.

回路部品２としては、例えば、ＩＣ素子（ＡＳＩＣ（：Applicationspecific IC）など）、抵抗、コンデンサ、マイクロコンピュータなどを用いることができる。回路部品２を用いて実現する機能回路としては、例えば、バンドパスフィルタ、増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路などを含んで受光素子１の出力信号を信号処理する信号処理回路などが挙げられる。なお、検知装置は、必ずしも、回路部品２が受光素子１の出力信号を信号処理する機能を有している必要はなく、受光素子１のアナログの出力信号を出力するようにしてもよい。また、検知装置において、パッケージ本体４の外部接続電極から出力する電気信号は、ディジタルでもアナログでもよい。   As the circuit component 2, for example, an IC element (ASIC (Application Specific IC) or the like), a resistor, a capacitor, a microcomputer, or the like can be used. Examples of the functional circuit realized by using the circuit component 2 include a signal processing circuit that processes the output signal of the light receiving element 1 including a band pass filter, an amplifier circuit, an A / D conversion circuit, and the like. In the detection device, the circuit component 2 does not necessarily have a function of processing the output signal of the light receiving element 1, and may output an analog output signal of the light receiving element 1. In the detection device, the electrical signal output from the external connection electrode of the package body 4 may be digital or analog.

検知装置では、回路部品２をパッケージ３内に収納する場合、検知装置全体の小型化および低コスト化などの観点から、回路部品２としてチップ部品を用いることが好ましい。   In the detection device, when the circuit component 2 is housed in the package 3, it is preferable to use a chip component as the circuit component 2 from the viewpoint of reducing the size and cost of the entire detection device.

検知装置は、図１（ｂ）に示すように、４つの受光素子１が、２×２のアレイ状に配置されている。ここで、検知装置は、パッケージ本体４の平面視における外周線が正方形状であり、各受光素子１が、当該外周線よりも内側の仮想正方形の角に位置している。また、各受光素子１は、平面視形状が矩形状（図１（ｂ）の例では、正方形状）であるが、必ずしも矩形状である必要はない。   In the detection device, as shown in FIG. 1B, four light receiving elements 1 are arranged in a 2 × 2 array. Here, as for the detection apparatus, the outer peripheral line in the planar view of the package main body 4 is square shape, and each light receiving element 1 is located in the corner of the virtual square inside the said outer peripheral line. Each light receiving element 1 has a rectangular shape in a plan view (in the example of FIG. 1B, a square shape), but does not necessarily have to be a rectangular shape.

また、各受光素子１は、回路部品２から等距離となるように配置されていることが好ましい。これにより、検知装置は、各受光素子１と回路部品２との熱的な相互干渉が各受光素子１ごとにばらつくのを抑制することが可能となり、各受光素子１の特性ばらつきを抑制することが可能となる。また、検知装置は、各受光素子１と回路部品２との間の配線長を揃えることが可能となる。   Each light receiving element 1 is preferably arranged so as to be equidistant from the circuit component 2. As a result, the detection apparatus can suppress the thermal mutual interference between each light receiving element 1 and the circuit component 2 from being varied for each light receiving element 1, and suppress variation in characteristics of each light receiving element 1. Is possible. In addition, the detection device can make the wiring length between each light receiving element 1 and the circuit component 2 uniform.

また、各受光素子１は、パッケージ本体４の平面視においてパッケージ本体４の中心よりもパッケージ本体４の外周線に近づけて配置されていることが好ましい。これにより、検知装置は、各受光素子１がパッケージ本体４の中心に近づけて配置されている場合に比べて、受光素子１での光検知の空間分解能を向上させることが可能となる。   Each light receiving element 1 is preferably disposed closer to the outer peripheral line of the package body 4 than the center of the package body 4 in a plan view of the package body 4. As a result, the detection device can improve the spatial resolution of light detection by the light receiving element 1 as compared with the case where each light receiving element 1 is arranged close to the center of the package body 4.

受光素子１としては、例えば、赤外線検出素子、フォトダイオード素子などを用いることができる。ここで、検知装置は、受光素子１として赤外線検出素子を用いた場合、人体や物体の存否、人体の動作（例えば、ジェスチャーなど）、検知エリアの温度分布などを検知することが可能となる。また、赤外線検出素子としては、焦電体基板の厚み方向の両面に形成され互いに対向する２つ１組の電極と焦電体基板において２つ１組の電極に挟まれた部分とで構成される受光部を備えた焦電素子を用いることも可能であるが、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）製造技術を利用して製造された赤外線センサであるＭＥＭＳ赤外線センサを用いることが好ましい。ＭＥＭＳ製造技術としては、バルクマイクロマシニング技術、表面マイクロマシニング技術などがある。要するに、ＭＥＭＳ赤外線センサは、上述の焦電素子のようなバルク型の赤外線センサではなく、薄膜型の赤外線センサである。ＭＥＭＳ赤外線センサは、焦電型、サーモパイル型、抵抗ボロメータ型のいずれでもよいが、焦電型であることが好ましい。なお、焦電体基板の材料としては、例えば、ＰｂＴｉＯ3、ＰＺＴ（：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）、ＰＺＴ−ＰＭＮ（：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｍｎ，Ｎｂ）Ｏ3）などのセラミック材料、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3などの単結晶材料や、ＰＶＦ2などの高分子材料、などの焦電材料を採用することができる。また、各電極の材料としては、例えば、ＮｉＣｒ、Ｎｉ、金黒などの導電性を有する赤外線吸収材料を採用することができる。 As the light receiving element 1, for example, an infrared detecting element, a photodiode element, or the like can be used. Here, when an infrared detection element is used as the light receiving element 1, the detection apparatus can detect the presence or absence of a human body or an object, an action of a human body (for example, a gesture), a temperature distribution in a detection area, and the like. The infrared detection element is composed of two pairs of electrodes formed on both sides of the pyroelectric substrate in the thickness direction and facing each other, and a portion sandwiched between the two pairs of electrodes on the pyroelectric substrate. Although it is possible to use a pyroelectric element provided with a light receiving portion, it is preferable to use a MEMS infrared sensor, which is an infrared sensor manufactured using MEMS (micro electro mechanical systems) manufacturing technology. As MEMS manufacturing technology, there are bulk micromachining technology, surface micromachining technology, and the like. In short, the MEMS infrared sensor is not a bulk type infrared sensor such as the pyroelectric element described above but a thin film type infrared sensor. The MEMS infrared sensor may be any of a pyroelectric type, a thermopile type, and a resistance bolometer type, but is preferably a pyroelectric type. As the material of the pyroelectric substrate, for example, PbTiO 3 , PZT (: Pb (Zr, Ti) O 3 ), PZT-PMN (: Pb (Zr, Ti) O 3 —Pb (Mn, Nb) O 3 )), pyroelectric materials such as single crystal materials such as LiTaO 3 and LiNbO 3, and polymer materials such as PVF 2 can be employed. Moreover, as a material of each electrode, for example, an infrared absorbing material having conductivity such as NiCr, Ni, gold black, or the like can be employed.

以下、受光素子１として用いることが可能な焦電型のＭＥＭＳ赤外線センサの一例について図４に基づいて説明する。   Hereinafter, an example of a pyroelectric MEMS infrared sensor that can be used as the light receiving element 1 will be described with reference to FIG.

ＭＥＭＳ赤外線センサは、基板１０と、基板１０の一表面側に形成された第１電極（下部電極）１４ａと、第１電極１４ａにおける基板１０側とは反対側に形成された焦電体膜１４ｂと、焦電体膜１４ｂにおける第１電極１４ａ側とは反対側に形成された第２電極（上部電極）１４ｃとを備えている。ここで、基板１０としては、上記一表面が（１００）面の単結晶のシリコン基板を用いているが、これに限らず、例えば、多結晶のシリコン基板、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板、酸化マグネシウム基板、ガラス基板などを用いることもできる。   The MEMS infrared sensor includes a substrate 10, a first electrode (lower electrode) 14a formed on one surface side of the substrate 10, and a pyroelectric film 14b formed on the opposite side of the first electrode 14a from the substrate 10 side. And a second electrode (upper electrode) 14c formed on the opposite side of the pyroelectric film 14b from the first electrode 14a side. Here, the substrate 10 is a single crystal silicon substrate having one (100) surface, but is not limited to this. For example, a polycrystalline silicon substrate, an SOI (Silicon on Insulator) substrate, an oxidation substrate, or the like. A magnesium substrate, a glass substrate, or the like can also be used.

また、ＭＥＭＳ赤外線センサは、必要に応じて、第１電極１４ａの直下に、基板１０の材料に比べて焦電体膜１４ｂとの格子整合性の良い材料からなる緩衝層１４ｄを設けることが好ましい。ここにおいて、ＭＥＭＳ赤外線センサは、基板１０の上記一表面側および他表面側それぞれにシリコン酸化膜からなる絶縁膜１９ａ，１９ｂ（以下、第１絶縁膜１９ａ、第２絶縁膜１９ｂと称する）が形成され、基板１０の上記一表面側（ここでは、第１絶縁膜１９ａの表面側）に緩衝層１４ｄが形成されている。なお、基板１０として酸化マグネシウム基板やガラス基板などの絶縁性基板を用いる場合には、第１絶縁膜１９ａおよび第２絶縁膜１９ｂを形成する必要はない。   Further, in the MEMS infrared sensor, it is preferable that a buffer layer 14d made of a material having a better lattice matching with the pyroelectric film 14b than the material of the substrate 10 is provided immediately below the first electrode 14a as necessary. . Here, in the MEMS infrared sensor, insulating films 19a and 19b (hereinafter, referred to as a first insulating film 19a and a second insulating film 19b) made of a silicon oxide film are formed on the one surface side and the other surface side of the substrate 10, respectively. The buffer layer 14d is formed on the one surface side of the substrate 10 (here, the surface side of the first insulating film 19a). Note that when an insulating substrate such as a magnesium oxide substrate or a glass substrate is used as the substrate 10, it is not necessary to form the first insulating film 19a and the second insulating film 19b.

ＭＥＭＳ赤外線センサは、焦電体膜１４ｂの焦電材料として、鉛系の酸化物強誘電体の一種であるＰＺＴを採用しているが、鉛系の酸化物強誘電体は、ＰＺＴに限らず、例えば、ＰＺＴ−ＰＬＴ、ＰＬＴやＰＺＴ−ＰＭＮなどやその他の不純物を添加したＰＺＴ系強誘電体などを採用してもよい。緩衝層１４ｄの材料としては、ＳｒＲｕＯ3を採用しているが、これに限らず、例えば、（Ｐｂ，Ｌａ）ＴｉＯ3やＰｂＴｉＯ3、ＭｇＯ、ＬａＮｉＯ3などを採用してもよい。また、緩衝層１４ｄは、例えば、Ｐｔ膜とＳｒＲｕＯ3膜との積層膜により構成してもよい。 The MEMS infrared sensor employs PZT, which is a kind of lead-based oxide ferroelectric, as the pyroelectric material of the pyroelectric film 14b, but the lead-based oxide ferroelectric is not limited to PZT. For example, PZT-PLT, PLT, PZT-PMN, or other PZT ferroelectrics to which other impurities are added may be employed. The material of the buffer layer 14d is SrRuO 3 , but is not limited thereto, and for example, (Pb, La) TiO 3 , PbTiO 3 , MgO, LaNiO 3, or the like may be used. Further, the buffer layer 14d may be constituted by a laminated film of a Pt film and a SrRuO 3 film, for example.

また、ＭＥＭＳ赤外線センサでは、第１電極１４ａと焦電体膜１４ｂと第２電極１４ｃとで受光部（センシングエレメント）１４を構成している。ここにおいて、ＭＥＭＳ赤外線センサでは、第１電極１４ａの材料として、Ｐｔを採用し、第２電極１４ｃの材料として、ＮｉＣｒなどの導電性を有する赤外線吸収材料を採用しているが、これらの材料は特に限定するものではない。第１電極１４ａの材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕなどを採用してもよい。また、第２電極１４ｃの材料としては、Ｎｉ、金黒などの導電性を有する赤外線吸収材料を採用してもよい。ＭＥＭＳ赤外線センサでは、第２電極１４ｃの材料として、導電性を有する赤外線吸収材料を採用した場合、第２電極１４ｃが赤外線吸収膜を兼ねることとなる。また、ＭＥＭＳ赤外線センサは、基板１０に、受光部１４と基板１０との熱絶縁用の空洞１０ａが形成されている。ところで、受光素子１は、出力用の一対の電極を有しているものであり、一方の電極をシールド部４３と電気的に接続して用いることが好ましい。これにより、検知装置は、上記電気回路への外来の電磁ノイズの影響を、より低減することが可能となる。ＭＥＭＳ赤外線センサでは、第１電極１４ａと第２電極１４ｃとで一対の電極を構成しており、第１電極１４ａをシールド部４３と電気的に接続して用いることが好ましい。
なお、図４では、基板１０の上記一表面側に空洞１０ａを形成してあるが、空洞１０ａは基板１０の厚み方向に貫通するように形成してもよい。 In the MEMS infrared sensor, the first electrode 14a, the pyroelectric film 14b, and the second electrode 14c constitute a light receiving unit (sensing element) 14. Here, in the MEMS infrared sensor, Pt is adopted as the material of the first electrode 14a, and an infrared absorbing material having conductivity such as NiCr is adopted as the material of the second electrode 14c. There is no particular limitation. As the material of the first electrode 14a, for example, Au, Al, Cu or the like may be employed. Further, as the material of the second electrode 14c, an infrared absorbing material having conductivity such as Ni or gold black may be employed. In the MEMS infrared sensor, when a conductive infrared absorbing material is used as the material of the second electrode 14c, the second electrode 14c also serves as an infrared absorbing film. In the MEMS infrared sensor, a cavity 10 a for thermal insulation between the light receiving unit 14 and the substrate 10 is formed in the substrate 10. By the way, the light receiving element 1 has a pair of electrodes for output, and it is preferable to use one electrode electrically connected to the shield part 43. Thereby, the detection apparatus can further reduce the influence of external electromagnetic noise on the electric circuit. In the MEMS infrared sensor, it is preferable that the first electrode 14 a and the second electrode 14 c constitute a pair of electrodes, and the first electrode 14 a is electrically connected to the shield part 43.
In FIG. 4, the cavity 10 a is formed on the one surface side of the substrate 10, but the cavity 10 a may be formed so as to penetrate in the thickness direction of the substrate 10.

以下、上述のＭＥＭＳ赤外線センサの製造方法について簡単に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the above-mentioned MEMS infrared sensor will be briefly described.

まず、基板１０の上記一表面側および上記他表面側それぞれの全面にシリコン酸化膜からなる絶縁膜１９ａ，１９ｂを熱酸化法により形成する。その後、基板１０の上記一表面側（ここでは、第１絶縁膜１９ａ上）の全面に、緩衝層１４ｄをスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などにより成膜する。続いて、緩衝層１４ｄにおける基板１０側とは反対側の全面に第１電極１４ａをスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などにより成膜し、第１電極１４ａにおける緩衝層１４ｄ側とは反対側の全面に焦電体膜１４ｂをスパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法などにより成膜する。   First, insulating films 19a and 19b made of a silicon oxide film are formed on the entire surface of the one surface side and the other surface side of the substrate 10 by a thermal oxidation method. Thereafter, a buffer layer 14d is formed on the entire surface of the substrate 10 on the one surface side (here, on the first insulating film 19a) by a sputtering method, a CVD method, an evaporation method, or the like. Subsequently, the first electrode 14a is formed on the entire surface of the buffer layer 14d opposite to the substrate 10 by sputtering, CVD, vapor deposition, or the like, and the first electrode 14a is opposite to the buffer layer 14d. A pyroelectric film 14b is formed on the entire surface by sputtering, CVD, sol-gel, or the like.

焦電体膜１４ｂを成膜した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して焦電体膜１４ｂをパターニングし、続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して第１電極１４ａをパターニングする。   After the pyroelectric film 14b is formed, the pyroelectric film 14b is patterned using a photolithography technique and an etching technique, and then the first electrode 14a is patterned using a photolithography technique and an etching technique. .

その後、基板１０の上記一表面側に所定形状の第２電極１４ｃをスパッタ法やＣＶＤ法などの薄膜形成技術、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術を利用して形成する。その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを利用して基板１０に空洞１０ａを形成する。   Thereafter, the second electrode 14c having a predetermined shape is formed on the one surface side of the substrate 10 by using a thin film forming technique such as a sputtering method or a CVD method, a photolithography technique, and an etching technique. Thereafter, the cavity 10a is formed in the substrate 10 using a photolithographic technique and an etching technique.

上述の空洞１０ａを形成する工程が終了するまでをウェハレベルで行ってから、ダイシング工程を行うことで個々のＭＥＭＳ赤外線センサに分割する。   After the process of forming the cavity 10a is completed at the wafer level, a dicing process is performed to divide the individual MEMS infrared sensors.

受光素子１は、受光部１４の平面視形状を正方形状としてあり、上述の仮想正方形の角に受光部１４の中心が位置するように配置されている。したがって、回路部品２が各受光素子１へ与える熱の影響を均一化することが可能となる。なお、ＭＥＭＳ赤外線センサの構造は図４の構造に限定するものではない。   The light receiving element 1 has a square shape in the plan view of the light receiving unit 14 and is disposed so that the center of the light receiving unit 14 is positioned at the corner of the virtual square. Therefore, it is possible to equalize the influence of the heat that the circuit component 2 gives to each light receiving element 1. The structure of the MEMS infrared sensor is not limited to the structure shown in FIG.

ところで、検知装置では、パッケージ本体４の基体４１の絶縁材料としてセラミックスやガラスなどの無機材料を採用することが好ましい。これにより、検知装置は、上記絶縁材料としてエポキシ樹脂などの有機材料を採用する場合に比べて、パッケージ本体４の吸湿による上記回路配線間の絶縁抵抗の低下を防ぐことが可能となるとともに、耐熱性を向上させることが可能となる。ここで、上記無機材料として、アルミナを採用すれば、上記無機材料として窒化アルミニウムや炭化珪素などを採用する場合に比べて、上記絶縁材料の熱伝導率が小さくなる。これにより、検知装置は、例えば、受光素子１として焦電型のＭＥＭＳ赤外線センサや焦電素子を用いている場合などに、外部の熱のゆらぎに起因した受光素子１の感度の低下を抑制することが可能となる。   By the way, in a detection apparatus, it is preferable to employ | adopt inorganic materials, such as ceramics and glass, as an insulating material of the base | substrate 41 of the package main body 4. FIG. Accordingly, the detection device can prevent a decrease in insulation resistance between the circuit wires due to moisture absorption of the package body 4 as compared with a case where an organic material such as an epoxy resin is used as the insulating material. It becomes possible to improve the property. Here, if alumina is used as the inorganic material, the thermal conductivity of the insulating material is smaller than when aluminum nitride or silicon carbide is used as the inorganic material. Accordingly, the detection device suppresses a decrease in sensitivity of the light receiving element 1 due to fluctuations in external heat, for example, when a pyroelectric MEMS infrared sensor or a pyroelectric element is used as the light receiving element 1. It becomes possible.

また、パッケージ蓋５における窓材６は、厚み方向に一表面側（図１の下面側）にフィルタ部（図示せず）を形成してあり、光学フィルタを構成している。ここにおいて、フィルタ部は、所定の波長域の光を透過し当該波長域以外の光を反射する光学多層膜（多層干渉フィルタ膜）により構成されている。したがって、本実施形態の検知装置では、パッケージ蓋５が、所望の波長域以外の不要な波長域の光をフィルタ部によりカットすることが可能となり、太陽光などによるノイズの発生を防止することができ、高感度化を図れる。なお、窓材６は、厚み方向の上記一表面側に限らず、他表面側にフィルタ部を形成してもよく、少なくとも一方にフィルタ部を形成してあることが好ましい。また、上記一表面側に形成するフィルタ部と上記他表面側に形成するフィルタ部とは、互いのフィルタ特性が同じでもよいが、互いのフィルタ特性を異ならせることによって、より効果的に不要な光をカットすることが可能となる。   Further, the window member 6 in the package lid 5 has a filter portion (not shown) formed on one surface side (the lower surface side in FIG. 1) in the thickness direction, and constitutes an optical filter. Here, the filter part is comprised by the optical multilayer film (multilayer interference filter film) which permeate | transmits the light of a predetermined | prescribed wavelength range and reflects the light other than the said wavelength range. Therefore, in the detection device of the present embodiment, the package lid 5 can cut light in an unnecessary wavelength region other than the desired wavelength region by the filter unit, and can prevent the generation of noise due to sunlight or the like. And high sensitivity can be achieved. Note that the window material 6 is not limited to the one surface side in the thickness direction, but may have a filter portion formed on the other surface side, and preferably has a filter portion formed on at least one side. In addition, the filter part formed on the one surface side and the filter part formed on the other surface side may have the same filter characteristics, but they are unnecessary more effectively by making the filter characteristics different from each other. It becomes possible to cut light.

受光素子１として赤外線検出素子を用いる場合、窓材６は、所望の波長域の赤外線を透過すればよい。ここで、受光素子１での受光対象の光として、例えば人体から放射される赤外線を想定している場合、窓材６は、例えば、導電性を有し且つ赤外線を透過する基材の一種であるシリコン基板を用いて形成することができる。この場合、フィルタ部は、所定の波長域の赤外線を透過し当該波長域以外の赤外線を反射する光学多層膜（多層干渉フィルタ膜）により構成すればよい。これにより、本実施形態の検知装置では、パッケージ蓋５が、所望の波長域以外の不要な波長域の赤外線や可視光をフィルタ部によりカットすることが可能となり、太陽光などによるノイズの発生を防止することができ、高感度化を図れる。なお、受光素子１での受光対象の光が赤外線の場合、窓材６の基礎となる基材の材料は、シリコンに限らず、例えば、ゲルマニウム、ガリウム砒素、亜鉛化硫黄などでもよい。   When an infrared detection element is used as the light receiving element 1, the window material 6 only needs to transmit infrared rays in a desired wavelength region. Here, when assuming that the light to be received by the light receiving element 1 is, for example, infrared rays emitted from a human body, the window member 6 is a kind of base material that has conductivity and transmits infrared rays, for example. It can be formed using a certain silicon substrate. In this case, the filter unit may be configured by an optical multilayer film (multilayer interference filter film) that transmits infrared rays in a predetermined wavelength range and reflects infrared rays outside the wavelength range. Thereby, in the detection apparatus of this embodiment, it becomes possible for the package lid 5 to cut infrared rays and visible light in an unnecessary wavelength region other than a desired wavelength region by the filter unit, and noise due to sunlight or the like is generated. Can be prevented, and high sensitivity can be achieved. When the light to be received by the light receiving element 1 is infrared, the material of the base material that is the basis of the window material 6 is not limited to silicon, and may be, for example, germanium, gallium arsenide, or sulfurized zinc.

以上説明した本実施形態の検知装置は、複数の受光素子１と、各受光素子１と協働する回路部品２と、各受光素子１が収納されたパッケージ３とを備え、パッケージ３内において各受光素子１が互いに離間して配置されているので、受光素子１での光検知の空間分解能を向上させることが可能となる。   The detection device of the present embodiment described above includes a plurality of light receiving elements 1, a circuit component 2 that cooperates with each light receiving element 1, and a package 3 in which each light receiving element 1 is housed. Since the light receiving elements 1 are spaced apart from each other, the spatial resolution of light detection by the light receiving element 1 can be improved.

本実施形態の検知装置は、例えば、各受光素子１として焦電型のＭＥＭＳ赤外線センサを用い、回路部品２として各受光素子１の出力信号に基づいてジェスチャーを検知する適宜のプログラムを搭載したＡＳＩＣ或いはマイクロコンピュータを用いることにより、ジェスチャーセンサとして用いることが可能である。この場合、ジェスチャーセンサは、各受光素子１の出力信号に基づいて人の特性部位（例えば、ユーザの手など）での所定のジェスチャーを認識するジェスチャー認識部と、ジェスチャー認識部により認識されたジェスチャーに予め対応付けられた制御出力を制御対象機器へ与える制御部とを備えることが好ましく、ジェスチャー認識部および制御部を、上述のＡＳＩＣやマイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより、実現すればよい。   The detection apparatus according to the present embodiment uses, for example, a pyroelectric MEMS infrared sensor as each light receiving element 1 and an ASIC equipped with an appropriate program for detecting a gesture based on an output signal from each light receiving element 1 as a circuit component 2. Alternatively, it can be used as a gesture sensor by using a microcomputer. In this case, the gesture sensor includes a gesture recognition unit that recognizes a predetermined gesture at a human characteristic part (for example, a user's hand) based on an output signal of each light receiving element 1, and a gesture recognized by the gesture recognition unit. It is preferable to include a control unit that gives a control output preliminarily associated with the control target device. If the gesture recognition unit and the control unit are realized by mounting an appropriate program on the ASIC or the microcomputer described above, Good.

検知装置をジェスチャーセンサとして用いる場合、人の特性部位のような物体の移動方向、物体の移動速度、物体の有無、物体の形状などに基づいてジェスチャーを検知するようにすることが可能である。   When the detection device is used as a gesture sensor, it is possible to detect a gesture based on the moving direction of an object such as a human characteristic part, the moving speed of the object, the presence or absence of an object, the shape of the object, and the like.

ここで、物体の移動方向および移動速度それぞれを検知する原理について図５に基づいて説明する。   Here, the principle of detecting the moving direction and moving speed of the object will be described with reference to FIG.

焦電型のＭＥＭＳ赤外線センサは微分型センサであるから、物体１００が、図５（ａ）における矢印の向きに検知装置の前方を横切った場合、図５（ａ）における左側の受光素子１の出力は、図５（ｂ）に示すように正弦波状の波形となり、図５（ａ）における右側の受光素子１の出力は、図５（ｃ）に示すような正弦波状の波形となる。したがって、ジェスチャー認識部が、検知出力を発生する受光素子１の相対的な位置関係に基づいて物体１００の移動方向を特定する移動方向特定手段を備えていれば、物体１００の移動方向を特定することが可能となる。また、ジェスチャー認識部が、左側の受光素子１に検知出力が発生した時刻と右側の受光素子１に検知出力が発生した時刻との時間差ｔと、左側の受波素子１と右側の受波素子１との距離とに基づいて、物体１００の移動速度を求める移動速度演算手段を備えていれば、物体１００の移動速度を求めることが可能となる。   Since the pyroelectric MEMS infrared sensor is a differential sensor, when the object 100 crosses the front of the detection device in the direction of the arrow in FIG. 5A, the left light receiving element 1 in FIG. The output has a sinusoidal waveform as shown in FIG. 5 (b), and the output of the right light receiving element 1 in FIG. 5 (a) has a sinusoidal waveform as shown in FIG. 5 (c). Therefore, if the gesture recognition unit includes a moving direction specifying unit that specifies the moving direction of the object 100 based on the relative positional relationship of the light receiving element 1 that generates the detection output, the moving direction of the object 100 is specified. It becomes possible. Further, the gesture recognizing unit detects the time difference t between the time when the detection output is generated in the left light receiving element 1 and the time when the detection output is generated in the right light receiving element 1, and the left receiving element 1 and the right receiving element. If the moving speed calculating means for determining the moving speed of the object 100 is provided based on the distance to the distance 1, the moving speed of the object 100 can be determined.

次に、物体の有無を検知する原理について図６に基づいて説明する。   Next, the principle of detecting the presence or absence of an object will be described with reference to FIG.

例えば、物体１００が人の手であり、図６（ａ）における左側の受光素子１の前方（図６（ａ）においては上方）で指を閉じた状態から開いた状態に動かした場合、左側の受光素子１の出力は、図６（ｂ）に示すような正弦波状の波形となる。また、図６（ａ）における右側の受光素子１の前方で手を右側の受光素子１の光軸方向に動かした場合、右側の受光素子１の出力は、図６（ｃ）に示すような正弦波状の波形となる。また、図６（ａ）における右側の受光素子１の前方で手を傾けた場合も、右側の受光素子１の出力は、図６（ｃ）に示すような正弦波状の波形となる。したがって、ジェスチャー認識部が、各受光素子１の各々の出力に基づいて各受光素子１の各々の検知エリア内の物体１００の有無を判断する物体検知手段を備えていれば、物体１００の有無を判断することが可能となる。図６（ｂ），（ｃ）は、図６（ａ）における左側の受光素子１の前方で指を動かすのと略同時に、図６（ａ）における右側の受光素子１の前方で手を動かした場合の各受光素子１の波形を例示しているが、指の動きと手の動きとが時系列で行われれば、その時系列の順序で受光素子１の出力が正弦波状の波形として現れる。なお、ジェスチャー認識部の移動方向特定手段、移動速度演算手段および物体検知手段は、上述のマイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより実現可能である。   For example, when the object 100 is a human hand and the finger is moved from the closed state to the opened state in front of the left light receiving element 1 in FIG. 6A (upward in FIG. 6A), the left side The output of the light receiving element 1 has a sinusoidal waveform as shown in FIG. Further, when the hand is moved in front of the right light receiving element 1 in FIG. 6A in the optical axis direction of the right light receiving element 1, the output of the right light receiving element 1 is as shown in FIG. 6C. It becomes a sine wave waveform. Also, when the hand is tilted in front of the right light receiving element 1 in FIG. 6A, the output of the right light receiving element 1 has a sinusoidal waveform as shown in FIG. 6C. Therefore, if the gesture recognition unit includes object detection means for determining the presence / absence of the object 100 in each detection area of each light receiving element 1 based on the output of each light receiving element 1, the presence / absence of the object 100 is determined. It becomes possible to judge. 6 (b) and 6 (c), the hand is moved in front of the right light receiving element 1 in FIG. 6 (a) at the same time as the finger is moved in front of the left light receiving element 1 in FIG. 6 (a). However, if the finger movement and the hand movement are performed in time series, the output of the light receiving element 1 appears as a sinusoidal waveform in that time series order. Note that the movement direction specifying means, the movement speed calculation means, and the object detection means of the gesture recognition unit can be realized by installing an appropriate program in the above-described microcomputer.

上述の制御部は、ジェスチャーと制御出力とをあらかじめ対応付けたテーブルを記憶したメモリ（図示せず）を備えており、ジェスチャー認識部にて認識されたジェスチャーに対応する制御出力を制御対象機器へ与えるようになっている。   The control unit described above includes a memory (not shown) that stores a table in which gestures and control outputs are associated with each other in advance, and sends control output corresponding to the gesture recognized by the gesture recognition unit to the control target device. To give.

なお、ジェスチャーセンサは、ジェスチャー認識部により認識されたジェスチャーを、制御対象機器の操作の動きとして利用してもよい。   Note that the gesture sensor may use the gesture recognized by the gesture recognition unit as the operation movement of the control target device.

また、検知装置を人体検知センサの用途に用いる場合には、受光素子１の数は４つに限らず、例えば、２つでもよく、２つの受光素子１を１×２のアレイ状に配置してもよい。また、受光素子１の数が４つの場合でも、２×２のアレイ状に限らず、１×４のアレイ状に配置してもよい。また、検知装置は、受光素子１の各々の出力に基づいて人体検知を行うようにしてもよい。   When the detection device is used for a human body detection sensor, the number of the light receiving elements 1 is not limited to four, but may be two, for example, and the two light receiving elements 1 are arranged in a 1 × 2 array. May be. Even when the number of light receiving elements 1 is four, the number of light receiving elements 1 is not limited to a 2 × 2 array, and may be arranged in a 1 × 4 array. In addition, the detection device may perform human body detection based on each output of the light receiving element 1.

また、上述の検知装置では、各受光素子１を平板状のパッケージ本体４の一表面上に配置してあり、各受光素子１の各々の受光面が、パッケージ本体４の上記一表面および窓材６と略平行となっているが、これに限らず、例えば、図７や図８それぞれに示すように、各受光素子１の各々の受光面が、パッケージ本体４の厚み方向に直交する仮想平面（図示せず）に対して傾斜している構成としてもよい。   Further, in the above-described detection device, each light receiving element 1 is arranged on one surface of the flat package body 4, and each light receiving surface of each light receiving element 1 is arranged on the one surface of the package body 4 and the window material. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 7 and 8, each light receiving surface of each light receiving element 1 is a virtual plane orthogonal to the thickness direction of the package body 4. It is good also as a structure inclined with respect to (not shown).

ここで、図７では、パッケージ本体４の上記一表面の中央部に、錐台状の突台部４５が突設されており、突台部４５の側面に各受光素子１を配置してある。また、図８では、パッケージ本体４の上記一表面の周部に、上記一表面から離れるにつれて徐々に開口面積が大きくなる枠部４６が突設されており、枠部４６の内側面に各受光素子１を配置してある。図７や図８の構成では、パッケージ本体４および窓材６の厚み方向に交差する所望の角度方向からの光の受光量を増加させ、所望の角度方向からの光に対する受光素子１の感度を向上させることが可能となる。   Here, in FIG. 7, a frustum-shaped projecting part 45 projects from the central part of the one surface of the package body 4, and each light receiving element 1 is arranged on the side surface of the projecting part 45. . Further, in FIG. 8, a frame portion 46 whose opening area gradually increases as it moves away from the one surface is provided on the peripheral portion of the one surface of the package body 4. Element 1 is arranged. 7 and 8, the amount of light received from a desired angle direction intersecting the thickness direction of the package body 4 and the window material 6 is increased, and the sensitivity of the light receiving element 1 to the light from the desired angle direction is increased. It becomes possible to improve.

（実施形態２）
本実施形態の検知装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図９に示すように、パッケージ蓋５の構成が相違するのみである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。 (Embodiment 2)
The basic configuration of the detection device of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the package lid 5 is different as shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

本実施形態におけるパッケージ蓋５は、蓋本体５１が開孔部５２を有する平板状に形成されており、蓋本体５１の周部とパッケージ本体４の周部との間に介在する枠状（ここでは、矩形枠状）のフレーム部５４を備えている。本実施形態の検知装置においても、実施形態１で説明した図２や図３のシールド部４３およびシールド層５３を備えていることが好ましい。なお、本実施形態では、蓋本体５１とフレーム部５４とに跨ってシールド層５３を形成してもよいし、蓋本体５１とフレーム部５４との各々を導電性材料により形成して、蓋本体５１とフレーム部５４とでシールド層５３を兼ねるようにしてもよい。また、蓋本体５１とフレーム部５４との一方を導電性材料、他方を絶縁性材料により形成して、絶縁性材料により形成した方に、シールド層５３を設けるようにしてもよい。   In the present embodiment, the package lid 5 is formed in a flat plate shape in which the lid body 51 has an opening 52, and has a frame shape (here) interposed between the periphery of the lid body 51 and the periphery of the package body 4. , A rectangular frame-shaped frame portion 54 is provided. The detection device of the present embodiment also preferably includes the shield part 43 and the shield layer 53 of FIGS. 2 and 3 described in the first embodiment. In the present embodiment, the shield layer 53 may be formed across the lid main body 51 and the frame portion 54, or each of the lid main body 51 and the frame portion 54 is formed of a conductive material, and the lid main body 51 and the frame portion 54 may serve as the shield layer 53. Alternatively, one of the lid body 51 and the frame portion 54 may be formed of a conductive material, the other is formed of an insulating material, and the shield layer 53 may be provided on the side formed of the insulating material.

本実施形態の検知装置では、フレーム部５４の高さ寸法（図９における上下方向の寸法）を変えることにより、各受光素子１と窓材６との距離を変えることが可能となる。   In the detection apparatus of the present embodiment, the distance between each light receiving element 1 and the window material 6 can be changed by changing the height dimension of the frame portion 54 (the vertical dimension in FIG. 9).

なお、本実施形態の検知装置においても、上述の図７や図８それぞれに示したように、各受光素子１の各々の受光面が、パッケージ本体４の厚み方向に直交する仮想平面（図示せず）に対して傾斜している構成としてもよい。   Also in the detection apparatus of the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8 described above, each light receiving surface of each light receiving element 1 is a virtual plane (not shown) orthogonal to the thickness direction of the package body 4. It is good also as a structure which is inclined with respect to the

（実施形態３）
本実施形態の検知装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図１０に示すように、受光素子１の配置が相違するのみである。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。 (Embodiment 3)
The basic configuration of the detection device of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, and only the arrangement of the light receiving elements 1 is different as shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の検知装置では、実施形態１と同様に、受光素子１の数が４つであり、パッケージ３の平面視における外周線が正方形状であるが、各受光素子１が、パッケージ３の平面視における外周線よりも内側の仮想正方形の角に位置し、且つ、当該仮想正方形の対角線と上記正方形状の対角線とのなす角度を４５度とするように配置されている点が相違する。   In the detection device of the present embodiment, the number of the light receiving elements 1 is four and the outer peripheral line in the plan view of the package 3 is a square shape as in the first embodiment. The difference is that it is positioned at the corner of the virtual square inside the outer peripheral line in plan view, and is arranged so that the angle formed by the diagonal of the virtual square and the diagonal of the square is 45 degrees.

ここにおいて、パッケージ３の平面視における外周線と、パッケージ本体４の平面視における外周線とは、同じ正方形状である。したがって、４つの受光素子１は、図１０（ｂ）に示すように、パッケージ本体４の上記一表面側（図１０（ａ）の上面側）で、パッケージ本体４の外周線よりも内側の上記仮想正方形の角に位置し、且つ、上記仮想正方形の対角線とパッケージ本体４の外周線からなる正方形状の対角線とのなす角度を４５度とするように配置されている。なお、受光素子１は、実施形態１と同様、受光部１４の平面視形状を正方形状としてあり、上述の仮想正方形の角に受光部１４の中心が位置するように配置されている。   Here, the outer peripheral line in the plan view of the package 3 and the outer peripheral line in the plan view of the package body 4 have the same square shape. Therefore, as shown in FIG. 10B, the four light receiving elements 1 are arranged on the one surface side of the package body 4 (upper surface side of FIG. 10A) above the outer peripheral line of the package body 4. It is located at the corner of the virtual square and is arranged so that the angle formed by the diagonal of the virtual square and the square diagonal formed by the outer peripheral line of the package body 4 is 45 degrees. As in the first embodiment, the light receiving element 1 is arranged such that the planar view shape of the light receiving unit 14 is a square shape, and the center of the light receiving unit 14 is positioned at the corner of the above-described virtual square.

しかして、本実施形態の検知装置では、実施形態１に比べて、平面視において回路部品２の両側に配置された受光素子１間の距離を短くすることが可能となる。また、本実施形態の検知装置では、各受光素子１と回路部品２とを図示しないワイヤ（ボンディングワイヤ）により電気的に接続するような場合に、各受光素子１と回路部品２との間のワイヤによる配線長を短くすることが可能となり、また、各受光素子１と回路部品２との接続が容易になる。   Therefore, in the detection device of the present embodiment, it is possible to shorten the distance between the light receiving elements 1 arranged on both sides of the circuit component 2 in a plan view as compared with the first embodiment. Moreover, in the detection apparatus of this embodiment, when each light receiving element 1 and the circuit component 2 are electrically connected by a wire (bonding wire) (not shown), between each light receiving element 1 and the circuit component 2. It becomes possible to shorten the wiring length by a wire, and the connection between each light receiving element 1 and the circuit component 2 becomes easy.

また、検知装置は、図１１に示すように、図１０（ｂ）のパッケージ本体４をパッケージ本体４の厚み方向に沿った中心線を中心軸として４５度回転させ、角を面取りした形状としてもよい。   Further, as shown in FIG. 11, the detection device may have a shape in which the package body 4 of FIG. 10B is rotated 45 degrees about the center line along the thickness direction of the package body 4 as a central axis, and the corners are chamfered. Good.

本実施形態の検知装置においても、上述の図７や図８それぞれに示したように、各受光素子１の各々の受光面が、パッケージ本体４の厚み方向に直交する仮想平面（図示せず）に対して傾斜している構成としてもよい。   Also in the detection device of this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8 described above, each light receiving surface of each light receiving element 1 is a virtual plane (not shown) orthogonal to the thickness direction of the package body 4. It is good also as a structure inclined with respect to.

（実施形態４）
図１２に示す本実施形態の検知装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、実施形態１で説明した窓材６（図１（ａ）および図２参照）の代わりに、レンズ７を備えている点のみ相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、図１２では、実施形態１において説明した図２や図３中のシールド部４３およびシールド層５３の図示を省略してある。 (Embodiment 4)
The basic configuration of the detection device of the present embodiment shown in FIG. 12 is substantially the same as that of the first embodiment, and instead of the window material 6 described in the first embodiment (see FIGS. 1A and 2), a lens 7 is used. The only difference is the provision. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted. In FIG. 12, illustration of the shield part 43 and the shield layer 53 in FIGS. 2 and 3 described in the first embodiment is omitted.

レンズ７は、中央部が平凸型のレンズ部７１を構成し、周部７２が、蓋本体５１に取り付けるためのフランジ部を構成している。受光素子１が赤外線検出素子の場合には、レンズ７の材料としてシリコンやゲルマニウムなどを採用することが好ましい。シリコン製やゲルマニウム製のレンズ７は、陽極酸化技術を応用した半導体レンズの製造方法によって製造することが好ましい。この製造方法については、例えば、特許第３８９７０５５号公報、特許第３８９７０５６号公報に記載されている半導体レンズの製造方法を適用することができる。これにより、本実施形態の検知装置では、レンズ部７１を、球面レンズよりも短焦点で且つ開口径が大きく収差が小さな非球面レンズとすることができるので、レンズ部７１が球面レンズの場合に比べて、短焦点化を図れ、検知装置全体の薄型化を図れる。   The lens 7 constitutes a plano-convex lens portion 71 at the center, and the peripheral portion 72 constitutes a flange portion to be attached to the lid body 51. When the light receiving element 1 is an infrared detecting element, it is preferable to employ silicon, germanium, or the like as the material of the lens 7. The lens 7 made of silicon or germanium is preferably manufactured by a method for manufacturing a semiconductor lens using an anodizing technique. For this manufacturing method, for example, the semiconductor lens manufacturing method described in Japanese Patent No. 3897055 and Japanese Patent No. 3897056 can be applied. As a result, in the detection apparatus of the present embodiment, the lens unit 71 can be an aspherical lens having a shorter focal length, a larger aperture diameter, and smaller aberration than the spherical lens. Therefore, when the lens unit 71 is a spherical lens, Compared to this, it is possible to reduce the focal length and reduce the thickness of the entire detection device.

本実施形態の検知装置では、パッケージ蓋５が、各受光素子１の受光対象の光を透過するレンズ７を備えているので、受光素子１の検知エリアを広げたり、高感度化を図ることが可能となる。   In the detection apparatus of the present embodiment, the package lid 5 includes the lens 7 that transmits light to be received by each light receiving element 1, so that the detection area of the light receiving element 1 can be expanded or the sensitivity can be increased. It becomes possible.

また、本実施形態の検知装置では、レンズ部７１の凸曲面部７１ａがパッケージ本体４側に位置し且つ平面部７１ｂがパッケージ本体４側とは反対側に位置するようにレンズ７を配置してある。これにより、検知装置は、レンズ部７１に傷が付きにくくなる。また、レンズ部７１には、実施形態１で説明したフィルタ部を設けることが好ましい。   In the detection device of the present embodiment, the lens 7 is arranged so that the convex curved surface portion 71a of the lens portion 71 is located on the package body 4 side and the flat surface portion 71b is located on the opposite side to the package body 4 side. is there. As a result, the detection device is less likely to damage the lens unit 71. The lens unit 71 is preferably provided with the filter unit described in the first embodiment.

本実施形態の検知装置においても、上述の図７や図８それぞれに示したように、各受光素子１の各々の受光面が、パッケージ本体４の厚み方向に直交する仮想平面（図示せず）に対して傾斜している構成としてもよい。   Also in the detection device of this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8 described above, each light receiving surface of each light receiving element 1 is a virtual plane (not shown) orthogonal to the thickness direction of the package body 4. It is good also as a structure inclined with respect to.

また、実施形態２や実施形態３の検知装置における窓材６に代えて、本実施形態と同様のレンズ７を設けてもよい。   Moreover, it may replace with the window material 6 in the detection apparatus of Embodiment 2 or Embodiment 3, and may provide the lens 7 similar to this embodiment.

（実施形態５）
図１３に示す本実施形態の検知装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、受光素子と同じ構造のリファレンス素子１１を備え、リファレンス素子１１がパッケージ３内に収納されている点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。 (Embodiment 5)
The basic configuration of the detection device of this embodiment shown in FIG. 13 is substantially the same as that of the first embodiment, except that it includes a reference element 11 having the same structure as the light receiving element, and the reference element 11 is housed in the package 3. To do. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の検知装置では、受光素子１の受光対象の光がリファレンス素子１１の受光面へ入射しないように、パッケージ３内に遮光部材８を配置してある。遮光部材８は、パッケージ本体４とは別体であり、パッケージ本体４に接合されている。   In the detection device according to the present embodiment, the light shielding member 8 is disposed in the package 3 so that the light to be received by the light receiving element 1 does not enter the light receiving surface of the reference element 11. The light shielding member 8 is separate from the package body 4 and is joined to the package body 4.

本実施形態の検知装置では、実施形態１において説明した電気回路において、各受光素子１の各々の出力とリファレンス素子１１の出力との差分を求めることにより、電磁ノイズや外乱ノイズの影響を低減することが可能となり、各受光素子１の出力のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。   In the detection device of the present embodiment, the influence of electromagnetic noise and disturbance noise is reduced by obtaining the difference between the output of each light receiving element 1 and the output of the reference element 11 in the electric circuit described in the first embodiment. Thus, the S / N ratio of the output of each light receiving element 1 can be improved.

ところで、遮光部材８は、図１３（ａ）に示すように、リファレンス素子１１の前方に位置する前壁部８２と、リファレンス素子１１の側方に位置する側壁部８１とを備えており、側壁部８１をパッケージ本体４に対して、接着剤（例えば、エポキシ樹脂など）により接合してある。しかして、本実施形態の検知装置では、遮光部材８をパッケージ本体４とは別体としてあることにより、遮光部材８をパッケージ本体４に一体成形する場合に比べて、遮光部材８の材料および形状の自由度が高くなるとともに、パッケージ本体４へのリファレンス素子１１の実装が容易になる。   By the way, as shown in FIG. 13A, the light shielding member 8 includes a front wall portion 82 positioned in front of the reference element 11 and a side wall portion 81 positioned on the side of the reference element 11. The portion 81 is bonded to the package body 4 with an adhesive (for example, epoxy resin). Therefore, in the detection device of the present embodiment, the light shielding member 8 is separate from the package body 4, so that the material and shape of the light shielding member 8 are compared with the case where the light shielding member 8 is integrally formed with the package body 4. And the mounting of the reference element 11 to the package body 4 is facilitated.

ここで、遮光部材８の材料としては、ステンレス鋼を採用しているが、これに限らず、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、黒色のプラスチックなどを採用してもよい。   Here, the material of the light shielding member 8 is stainless steel, but is not limited thereto, and for example, Al, Cu, black plastic, or the like may be employed.

本実施形態の検知装置では、各受光素子１およびリファレンス素子１１として赤外線検出素子を用いる場合、遮光部材８が、各受光素子１から放射される赤外線がリファレンス素子１１へ到達するのを阻止する機能も有している。これにより、検知装置は、リファレンス素子１１と他の受光素子１との熱的な相互緩衝を抑制することが可能となる。   In the detection device of the present embodiment, when an infrared detection element is used as each light receiving element 1 and reference element 11, the light shielding member 8 functions to prevent infrared rays radiated from each light receiving element 1 from reaching the reference element 11. Also have. Thereby, the detection device can suppress thermal mutual buffering between the reference element 11 and the other light receiving elements 1.

本実施形態の検知装置では、受光素子１と同じ構造のリファレンス素子１１を備え、リファレンス素子がパッケージ３内に収納されているので、検知精度の向上を図ることが可能となる。   In the detection apparatus of this embodiment, the reference element 11 having the same structure as the light receiving element 1 is provided, and the reference element is housed in the package 3, so that it is possible to improve the detection accuracy.

（実施形態６）
図１４に示す本実施形態の検知装置の基本構成は実施形態５と略同じであり、遮光部材８の形状などが相違する。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。 (Embodiment 6)
The basic configuration of the detection device of the present embodiment shown in FIG. 14 is substantially the same as that of the fifth embodiment, and the shape of the light shielding member 8 is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 5, and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の検知装置では、遮光部材８を平板状の形状としてあり、パッケージ本体４の上記一表面側に、リファレンス素子１１を囲み且つ遮光部材８を支持する支持部４５が突設されている。   In the detection device of this embodiment, the light shielding member 8 has a flat plate shape, and a support portion 45 that surrounds the reference element 11 and supports the light shielding member 8 protrudes from the one surface side of the package body 4. .

本実施形態の検知装置では、実施形態５と同様、受光素子１と同じ構造のリファレンス素子１１を備え、リファレンス素子１１がパッケージ３内に収納されているので、検知精度の向上を図ることが可能となる。   As in the fifth embodiment, the detection device according to the present embodiment includes the reference element 11 having the same structure as that of the light receiving element 1, and the reference element 11 is housed in the package 3. Therefore, the detection accuracy can be improved. It becomes.

本実施形態の検知装置では、実施形態１において説明した回路部品２（図１参照）をパッケージ３の外に備えている（図１４では、図示していない）が、実施形態１と同様に、回路部品２をパッケージ３内に配置してもよい。   In the detection device of the present embodiment, the circuit component 2 (see FIG. 1) described in the first embodiment is provided outside the package 3 (not shown in FIG. 14). The circuit component 2 may be disposed in the package 3.

実施形態５，６の各々の検知装置では、実施形態１の検知装置における４つの受光素子１のうちの１つをリファレンス素子１１として用いているが、これに限らず、４つの受光素子１とは別にリファレンス素子１１を配置するようにしてもよい。   In each of the detection devices of the fifth and sixth embodiments, one of the four light receiving elements 1 in the detection device of the first embodiment is used as the reference element 11. Alternatively, the reference element 11 may be arranged.

また、実施形態５，６の各々の検知装置においても、上述の図７や図８それぞれに示したように、各受光素子１の各々の受光面が、パッケージ本体４の厚み方向に直交する仮想平面（図示せず）に対して傾斜している構成としてもよい。   Also in each of the detection devices of the fifth and sixth embodiments, as shown in FIGS. 7 and 8 described above, each light receiving surface of each light receiving element 1 is a virtual one that is orthogonal to the thickness direction of the package body 4. It is good also as a structure inclined with respect to the plane (not shown).

また、実施形態５，６の各々の検知装置においても、窓材６に代えて、本実施形態４で説明したレンズ７（図１２参照）を設けてもよい。   In each of the detection devices of the fifth and sixth embodiments, the lens 7 described in the fourth embodiment (see FIG. 12) may be provided instead of the window material 6.

（実施形態７）
図１５に示す本実施形態の検知装置の基本構成は実施形態５と略同じであり、各受光素子１の各々が他の受光素子１に対するリファレンス素子１１を兼ねている点が相違する。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。 (Embodiment 7)
The basic configuration of the detection apparatus of this embodiment shown in FIG. 15 is substantially the same as that of the fifth embodiment, except that each light receiving element 1 also serves as a reference element 11 for the other light receiving elements 1. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 5, and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の検知装置では、予め受光素子１を２つ１組として組をなす受光素子１の対応関係を、回路部品２を構成するＡＳＩＣやマイクロコンピュータの記憶部に記憶させておき、組をなす２つの受光素子１で同時に出力が発生した場合には、検知信号を発生せず、組をなす２つの受光素子１で規定時間内に出力が発生した場合にのみ、検知信号を発生するようにしている。   In the detection apparatus according to the present embodiment, the correspondence relationship between the light receiving elements 1 that form a set of two light receiving elements 1 as a set is stored in advance in the storage unit of the ASIC or the microcomputer that constitutes the circuit component 2. When the output is generated simultaneously by the two light receiving elements 1 formed, the detection signal is not generated, and only when the output is generated within the specified time by the two light receiving elements 1 forming the set, the detection signal is generated. I have to.

（実施形態８）
図１６に示す本実施形態の検知装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、パッケージ蓋５における開孔部５２が、受光素子１の検知エリア９を規定するように形成されている点が相違する。本実施形態の検知装置では、開孔部５２の開口形状、開口サイズ、受光素子１の受光面との相対的な位置関係などにより、受光素子１の検知エリア９および受光角が規定される。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。 (Embodiment 8)
The basic configuration of the detection device of this embodiment shown in FIG. 16 is substantially the same as that of the first embodiment, and the opening 52 in the package lid 5 is formed so as to define the detection area 9 of the light receiving element 1. Is different. In the detection device of the present embodiment, the detection area 9 and the light reception angle of the light receiving element 1 are defined by the opening shape of the opening 52, the opening size, the relative positional relationship with the light receiving surface of the light receiving element 1, and the like. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to Embodiment 1, and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の検知装置では、パッケージ蓋５に、受光素子１の検知エリアを規定する開孔部５２が形成されてなり、開孔部５２が受光素子１の受光対象の光を透過する部材である窓材６により閉塞されているので、検知対象を精度良く検知することが可能となる。要するに、本実施形態の検知装置では、検知対象に対する検知分解能を向上させることが可能となる。   In the detection device of the present embodiment, an opening 52 that defines the detection area of the light receiving element 1 is formed in the package lid 5, and the opening 52 is a member that transmits light to be received by the light receiving element 1. Since it is obstruct | occluded with the certain window material 6, it becomes possible to detect a detection target accurately. In short, in the detection device of the present embodiment, it is possible to improve the detection resolution for the detection target.

図１６に示した構成の検知装置では、パッケージ蓋５において、各受光素子１の各々の前方に、受光素子１の受光面と同程度の開口サイズの開孔部５２を形成してあるが、開孔部５２の開口サイズや位置は、これに限らない。例えば、図１７に示すように、各受光素子１の斜め前方に、受光素子１の受光面と同程度の開口サイズの開孔部５２を形成してもよいし、図１８に示すように、各受光素子１の前方に、受光素子１の受光面よりも小さな開口サイズの開孔部５２を形成し、且つ、各受光素子１の斜め前方に、受光素子１の受光面と同程度の開口サイズの開孔部５２を形成してもよい。   In the detection device having the configuration shown in FIG. 16, in the package lid 5, an opening 52 having an opening size similar to the light receiving surface of the light receiving element 1 is formed in front of each light receiving element 1. The opening size and position of the opening 52 are not limited to this. For example, as shown in FIG. 17, an opening 52 having an opening size similar to that of the light receiving surface of the light receiving element 1 may be formed obliquely in front of each light receiving element 1, or as shown in FIG. An opening 52 having an opening size smaller than the light receiving surface of the light receiving element 1 is formed in front of each light receiving element 1, and an opening substantially equal to the light receiving surface of the light receiving element 1 is formed obliquely in front of each light receiving element 1. A sized opening 52 may be formed.

なお、開孔部５２を閉塞し受光素子１の受光対象の光を透過する部材は、窓材６に限らず、例えば、開孔部５２に埋め込まれたものでもよい。例えば、受光素子１が赤外線検出素子の場合、このような部材の材料としては、例えば、ポリエチレンを採用することが可能である。また、受光素子１がフォトダイオード素子の場合、このような部材の材料としては、例えば、ガラス、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などを採用することが可能である。   The member that closes the opening 52 and transmits the light to be received by the light receiving element 1 is not limited to the window member 6, and may be a member embedded in the opening 52, for example. For example, when the light receiving element 1 is an infrared detecting element, for example, polyethylene can be adopted as the material of such a member. Further, when the light receiving element 1 is a photodiode element, for example, glass, epoxy resin, silicone resin, acrylic resin, or the like can be adopted as the material of such a member.

本実施形態の検知装置においても、上述の図７や図８それぞれに示したように、各受光素子１の各々の受光面が、パッケージ本体４の厚み方向に直交する仮想平面（図示せず）に対して傾斜している構成としてもよい。   Also in the detection device of this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8 described above, each light receiving surface of each light receiving element 1 is a virtual plane (not shown) orthogonal to the thickness direction of the package body 4. It is good also as a structure inclined with respect to.

ところで、各実施形態の検知装置は、受光素子１の数や配置、回路部品２の機能などを適宜設定することにより、ジェスチャーセンサや、人体検知センサなどに限らず、例えば、受光素子１の出力の有無により入力の有無を特定する非接触入力センサや、各受光素子１の出力の組み合わせにより物体の形状を認識する形状認識センサや、各受光素子１の出力の組み合わせにより温度分布を認識する温度分布センサなどにも応用することが可能である。また、各実施形態では、受光素子１が４つの場合について説明したが、受光素子１の数は複数であればよく、４つに限定するものではない。   By the way, the detection apparatus of each embodiment sets not only a gesture sensor, a human body detection sensor, etc. by setting suitably the number and arrangement | positioning of the light receiving element 1, the function of the circuit component 2, etc., For example, the output of the light receiving element 1 A non-contact input sensor that identifies the presence / absence of an input based on the presence / absence of a shape, a shape recognition sensor that recognizes the shape of an object based on a combination of outputs from each light receiving element 1, and a temperature that recognizes a temperature distribution based on a combination of outputs from each light receiving element 1 It can also be applied to distribution sensors and the like. Moreover, although each embodiment demonstrated the case where the light receiving element 1 was four, the number of the light receiving elements 1 should just be plural, and is not limited to four.

１ 受光素子（リファレンス素子）
２ 回路部品
３ パッケージ
４ パッケージ本体
５ パッケージ蓋
６ 窓材（部材）
７ レンズ
１１ リファレンス素子
１４ａ 第１電極（電極）
１４ｃ 第２電極（電極）
４３ シールド部
５２ 開孔部 1 Light receiving element (reference element)
2 Circuit parts 3 Package 4 Package body 5 Package lid 6 Window material (member)
7 Lens 11 Reference element 14a First electrode (electrode)
14c Second electrode (electrode)
43 Shield 52 Opening

Claims (16)

複数の受光素子と、前記各受光素子と協働する回路部品と、少なくとも前記各受光素子が収納されたパッケージとを備え、前記パッケージ内において前記各受光素子が互いに離間して配置されてなることを特徴とする検知装置。   A plurality of light receiving elements; a circuit component that cooperates with each of the light receiving elements; and a package in which at least each of the light receiving elements is housed, wherein the light receiving elements are arranged apart from each other in the package. A detection device characterized by. 前記受光素子は、赤外線検出素子であることを特徴とする請求項１記載の検知装置。   The detection device according to claim 1, wherein the light receiving element is an infrared detection element. 前記赤外線検出素子は、ＭＥＭＳ赤外線センサであることを特徴とする請求項２記載の検知装置。   The detection device according to claim 2, wherein the infrared detection element is a MEMS infrared sensor. 前記ＭＥＭＳ赤外線センサは、焦電型であることを特徴とする請求項３記載の検知装置。   The detection device according to claim 3, wherein the MEMS infrared sensor is a pyroelectric type. 前記回路部品が、前記パッケージ内に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の検知装置。   The detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the circuit component is disposed in the package. 前記各受光素子は、前記回路部品から等距離となるように配置されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の検知装置。   6. The detection device according to claim 1, wherein each of the light receiving elements is arranged at an equal distance from the circuit component. 前記各受光素子は、前記パッケージの平面視において前記パッケージの中心よりも前記パッケージの外周線に近づけて配置されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の検知装置。   The said each light receiving element is arrange | positioned in the planar view of the said package nearer the outer periphery of the said package rather than the center of the said package, The one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Detection device. 前記各受光素子は、各々の受光面が、前記パッケージの厚み方向に直交する仮想平面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の検知装置。   8. The detection according to claim 1, wherein each of the light receiving elements is inclined with respect to a virtual plane orthogonal to the thickness direction of the package. apparatus. 前記受光素子の数が４つであり、前記パッケージの平面視における外周線が正方形状であり、前記各受光素子は、前記外周線よりも内側の仮想正方形の角に位置し、且つ、前記仮想正方形の対角線と前記正方形状の対角線とのなす角度を４５度とするように配置されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の検知装置。   The number of the light receiving elements is four, the outer peripheral line in plan view of the package is square, each light receiving element is located at a corner of a virtual square inside the outer peripheral line, and the virtual 9. The detection device according to claim 1, wherein an angle formed by a square diagonal line and the square diagonal line is 45 degrees. 前記受光素子と同じ構造のリファレンス素子を備え、前記リファレンス素子が前記パッケージ内に収納されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の検知装置。   10. The detection device according to claim 1, further comprising a reference element having the same structure as the light receiving element, wherein the reference element is accommodated in the package. 11. 前記パッケージは、前記各受光素子が実装されたパッケージ本体と、前記各受光素子での受光対象の光を透過する機能を有し前記パッケージ本体に接合されたパッケージ蓋を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の検知装置。   The package includes a package body on which the light receiving elements are mounted, and a package lid having a function of transmitting light to be received by the light receiving elements and bonded to the package body. The detection device according to any one of claims 1 to 10. 前記パッケージ蓋は、前記光を透過するレンズを備えることを特徴とする請求項１１記載の検知装置。   The detection device according to claim 11, wherein the package lid includes a lens that transmits the light. 前記パッケージ蓋は、前記光を透過する平板状の窓材を備えることを特徴とする請求項１１記載の検知装置。   The detection device according to claim 11, wherein the package lid includes a flat window material that transmits the light. 前記パッケージ蓋は、前記受光素子の検知エリアを規定する開孔部が形成されてなり、前記開孔部が前記光を透過する部材により閉塞されてなることを特徴とする請求項１１記載の検知装置。   12. The detection according to claim 11, wherein the package lid is formed with an opening that defines a detection area of the light receiving element, and the opening is closed by a member that transmits the light. apparatus. 前記パッケージ本体は、導電性材料により形成されたシールド部を備え、前記パッケージ蓋は、前記シールド部に電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の検知装置。   15. The package body according to claim 11, wherein the package body includes a shield part formed of a conductive material, and the package lid is electrically connected to the shield part. The detection device according to 1. 前記受光素子は、一対の電極のうちの一方の電極が前記シールド部と電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１５記載の検知装置。   The detection device according to claim 15, wherein the light receiving element is configured such that one of a pair of electrodes is electrically connected to the shield portion.
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