JP2002168686A

JP2002168686A - 放射検出装置

Info

Publication number: JP2002168686A
Application number: JP2000366436A
Authority: JP
Inventors: Toru Ishizuya; 徹石津谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】２つの光作用要素の相対的な位置関係を所望
の関係に設定し、放射検出の所望の特性を得る。【解決手段】互いに対向するハーフミラー部１１及び
反射部１０は、同じ構成の２つの変位部４，８の自由端
にそれぞれ固定される。変位部４，８は、異なる膨張係
数を有する異なる物質の互いに上下に重なった２つの層
からなる。変位部４は、赤外線吸収部１２からの熱を受
けて湾曲するが、変位部８は赤外線吸収部１２からの熱
は受けない。変位部４，８は、同時に成膜して作製でき
るように、上下に重なることなく横に並んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱型赤外線検出装
置などの放射検出装置に関し、特に、赤外線等の入射放
射を変位に変換しこの変位を読み出し光の変化として読
み出す、いわゆる光読み出し型の放射検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】光読み出し型の放射検出装置として、例
えば、特開平１０−１８５６８０号公報に開示された放
射検出装置が提案されている。

【０００３】この放射検出装置は、基板と、該基板に支
持された第１の変位部と、前記基板に支持された第２の
変位部と、前記第１の変位部に対して固定された読み出
し光ハーフミラーと、前記第２の変位部に対して固定さ
れた読み出し光反射部と、赤外線等の放射を吸収し前記
第１の変位部に熱的に結合されるとともに前記第２の変
位部に熱的に実質的に結合されない放射吸収部とを備え
ている。

【０００４】前記第１及び第２の変位部の各々は、バイ
メタルと同様に膨張係数の異なる２層の膜からなり、そ
の２層の膜の重なり方向は基板の法線方向となってい
る。前記第１の変位部と前記第２の変位部とは、互いに
平行に配置され、基板の法線方向に互いに間隔をあけて
配置されており、基板の法線方向から見た場合に互いに
ちょうど重なるように配置されている。第１の変位部の
下側の膜と上側の膜との膨張係数の大小関係と、第２の
変位部の下側の膜と上側の膜との膨張係数の大小関係と
が同一となるように、例えば、第１及び第２の変位部は
同一の構成とされる。

【０００５】前記読み出し光ハーフミラー及び読み出し
光反射部は、互いに対向配置され、可視光等の読み出し
光を受光して、受光した読み出し光に、読み出し光ハー
フミラーと読み出し光反射部との間の相対的な変位に応
じた干渉強度を有する読み出し光を出射させるようにな
っている。

【０００６】この従来の放射検出装置によれば、目標物
体からの赤外線等が放射吸収部に入射すると、この赤外
線等が放射吸収部に吸収されて熱に変換され、この熱に
応じて第１の変位部が湾曲する。このとき、放射吸収部
にて発生した熱は、第２の変位部には実質的に伝わらな
いことから、第２の変位部は湾曲しないので、前記読み
出し光ハーフミラーと読み出し光反射部との間の距離が
入射した赤外線等の量に応じて変化する。したがって、
読み出し光を照射することにより前記読み出し光ハーフ
ミラー及び読み出し光反射部から戻ってくる干渉光の強
度として、目標物体からの赤外線を検出することができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の放射検出装
置では、第１の変位部と同一の構成を有する第２の変位
部に読み出し光反射部が固定されているので、理想的に
は、環境温度が変化してその分第１の変位部が変位して
も、第２の変位部も同じ量だけ変位することになるはず
である。したがって、理想的には、環境温度の変化によ
って読み出し光ハーフミラーと読み出し光反射部との間
の相対的な位置関係は変化しないはずである。このた
め、前記干渉光の強度が変化せず、環境温度の影響を受
けずに目標物体からの赤外線等を精度良く検出すること
ができるはずである。したがって、環境温度の影響を受
けないようにするために基板の温度制御を行う場合であ
っても、厳密な温度制御が必要なくなり、コストの低減
を図ることができるはずである。

【０００８】しかしながら、前記従来の放射検出装置で
は、実際に製造すると次のような問題が生ずることが判
明した。

【０００９】前記従来の放射検出装置では、前述したよ
うに、第１及び第２の変位部は、基板の法線方向から見
た場合に互いにちょうど重なるように配置されている。
したがって、前記従来の放射検出装置の製造に際して
は、必然的に、基板上に一方の変位部を作製した後にそ
の上に他方の変位部を作製することになり、両方の変位
部を同時に作製することは不可能であった。このよう
に、前記従来の放射検出装置では、その製造時に、第１
の変位部の製造工程（互いに重なった２層の膜の形成工
程）と第２の変位部の製造工程とを別々に行わなければ
ならなかった。

【００１０】前記従来の放射検出装置では、第１及び第
２の変位部を別々の製造工程で作製せざるを得ないこと
から、目標物体からの赤外線等が入射していない場合に
おける読み出し光ハーフミラーと読み出し光反射との間
の間隔（初期的な間隔）を、所望の間隔に設定すること
は困難であった。すなわち、各変位部を構成する２層の
膜は、熱容量を小さくして応答性を高めるべく非常に薄
く構成されることから、成膜時の条件で定まる各膜のス
トレス（内部応力）によって、基板に対して上方もしく
は下方に湾曲する。各膜のストレスを定める成膜時の条
件は、非常に微妙であり、厳密に制御することは困難で
ある。このため、第１及び第２の変位部が別々の製造工
程で作製されることから、第１の変位部の初期的な湾曲
具合と第２の変位部の初期的な湾曲具合とが異なってし
まい、読み出し光ハーフミラーと読み出し光反射部との
間の間隔（あるいは位置関係）を所望の間隔（あるいは
位置関係）に設定することが困難である。その結果、前
記従来の放射検出装置では、所望の放射検出特性を得る
ことが困難であった。

【００１１】この点について説明する。前記従来の放射
検出装置では、干渉の原理によるため、読み出し光の干
渉強度の変化は、前記読み出し光ハーフミラーと読み出
し光反射部との間の間隔の変化に対して正弦波状に周期
的に変化する。このため、読み出し光ハーフミラーと読
み出し光反射部との間の初期的な間隔に依存して、読み
出し光の干渉強度の変化量（すなわち、放射検出の感
度）や、放射の入射量が増加又は減少する際に単調変化
するかあるいは途中で反転するかや、放射の入射量の増
加に対して読み出し光の干渉強度が増加するかあるいは
減少するかなどの、放射検出特性が変わってしまう。し
たがって、前記従来の放射検出装置では、読み出し光ハ
ーフミラーと読み出し光反射部との間の初期的な間隔を
所望の間隔に設定することが困難であることから、所望
の放射検出特性を得ることができないのである。

【００１２】また、前記従来の放射検出装置では、前述
したように第１及び第２の変位部を別々の製造工程で作
製せざるを得ないことから、実際上、環境温度の変化に
よる読み出し光ハーフミラー部と読み出し光反射部との
間隔の変化を、必ずしも十分に抑えることは困難であ
る。すなわち、第１及び第２の変位部を別々の製造工程
で作製するので、第１の変位部と第２の変位部とで、膜
特性（膜厚など）を完全に同じにすることはできない。
したがって、温度変化による湾曲の特性は膜特性（膜厚
など）によって変わるために、第１の変位部と第２の変
位部とで温度変化による湾曲の特性が異なってしまう。
このため、前記従来の放射検出装置では、実際上、環境
温度の変化により読み出し光ハーフミラー部と読み出し
光反射部との間の間隔が変化し、しかも、その変化量が
比較的大きくなってしまう。

【００１３】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、読み出し光ハーフミラー部及び読み出し光反射
部などの２つの光作用要素の間の位置関係を所望の関係
に設定することができ、放射検出の所望の特性を得るこ
とができる放射検出装置を提供することを目的とする。

【００１４】また、本発明は、厳密な温度制御等を行わ
ない場合には、従来に比べて、環境温度の変化による２
つの光作用要素の間の相対的な位置関係の変化を一層抑
えることができ、より精度良く放射を検出することがで
きる放射検出装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による放射検出装置は、基体
と、該基体に支持された第１の変位部と、前記基体に支
持され前記第１の変位部と実質的に同じ構成を有し前記
第１の変位部と実質的に平行に配置された第２の変位部
と、前記第１の変位部に対して固定された第１の光作用
要素と、前記第２の変位部に対して固定された第２の光
作用要素と、放射を吸収し前記第１の変位部に熱的に結
合されるとともに前記第２の変位部に熱的に実質的に結
合されない放射吸収部とを備え、前記第１及び第２の光
作用要素は、読み出し光を受光して、受光した読み出し
光に、前記第１及び第２の光作用要素間の相対的な変位
に応じた変化を与えて当該変化した読み出し光を出射さ
せる光作用部を構成し、前記第１の変位部及び第２の変
位部の各々は、異なる膨張係数を有する異なる物質の互
いに重なった少なくとも２つの層を有し、前記第１及び
第２の変位部における前記少なくとも２つの層の重なり
方向から見た場合に、前記第１及び第２の変位部は互い
に重ならないように配置されたものである。

【００１６】この第１の態様によれば、赤外線、Ｘ線、
紫外線等の放射が放射吸収部に入射すると、この放射が
放射吸収部に吸収されて熱に変換され、この熱に応じて
第１の変位部が湾曲する。このとき、放射吸収部にて発
生した熱は、第２の変位部には実質的に伝わらないこと
から、第２の変位部は湾曲しないので、第１及び第２の
光作用要素間の相対的な変位が、入射した放射の量に応
じて変化する。したがって、読み出し光を照射すること
により、光作用部を構成する第１及び第２の光作用要素
から、入射した放射の量に応じて変化した読み出し光が
得られ、放射を検出することができる。

【００１７】以上の点は前記従来の放射検出装置と同様
であるが、前記第１の態様では、前記従来の放射検出装
置と異なり、第１及び第２の変位部における前記少なく
とも２つの層の重なり方向から見た場合に、前記第１及
び第２の変位部は互いに重ならないように配置されてい
る。したがって、第１及び第２の変位部を同時に同一の
製造工程で作製することができる。つまり、例えば第１
及び第２の変位部がそれぞれ下側膜及び上側膜の２層で
構成される場合、第１及び第２の変位部の下側膜を同時
に形成することができ、その後、第１及び第２の変位部
の上側膜を同時に形成することができる。

【００１８】前記第１の態様によれば、前述したように
同一の製造工程で第１及び第２の変位部を製造すること
ができるので、第１及び第２の変位部が各膜の成膜時の
ストレスによって初期的に湾曲したとしても、その湾曲
具合は第１の変位部と第２の変位部とで実質的に同じに
なる。したがって、第１及び第２の変位部が各膜の成膜
時のストレスによって初期的に湾曲したとしても、第１
及び第２の光作用要素間の初期的な位置関係は常にほぼ
所望の位置関係に設定することができる。このため、前
記第１の態様によれば、放射検出の所望の特性を得るこ
とができる。なお、第１及び第２の変位部を互いに近接
させておくと、第１の変位部と第２の変位部とで各膜の
成膜時のストレスの差がより小さくなるので、好まし
い。

【００１９】また、前記第１の態様によれば、前述した
ように同一の製造工程で第１及び第２の変位部を製造す
ることができるので、第１及び第２の変位部の膜特性
（膜厚など）の差がほとんどなくなり、第１の変位部と
前記第２の変位部とで温度変化による湾曲の特性の差
が、前記従来の放射検出装置に比べて小さくなる。この
ため、前記第１の態様によれば、厳密な基体の温度制御
等を行わない場合には、前記従来の放射検出装置に比べ
て、環境温度の変化による第１及び第２の光作用要素の
相対的な位置関係の変化量が小さくなり、より精度良く
放射を検出することができる。なお、第１及び第２の変
位部を互いに近接させておくと、第１及び第２の変位部
の膜特性の差がより小さくなるので、好ましい。

【００２０】もっとも、前記第１の態様による放射検出
装置を用いる場合、当該放射検出装置を真空容器内に収
容したり、基体の温度を厳密に制御したりして、環境温
度の変化の影響を防止するようにしてもよい。この場
合、前記第２の変位部は、環境温度変化をキャンセルす
るように変位するという動作は行わなくなる。しかし、
この場合であっても、前記第２の変位部は、第１及び第
２の光作用要素間の相対的な位置関係を常にほぼ所望の
位置関係に設定することができるという前述した利点を
得るための手段として作用し、その役割は大きい。

【００２１】本発明の第２の態様による放射検出装置
は、前記第１の態様において、前記放射吸収部が、入射
した放射の一部を反射する特性を有し、ｎを奇数、前記
放射の所望の波長域の中心波長をλ_０として、前記放射
吸収部から実質的にｎλ_０／４の間隔をあけて配置され
前記放射を略々全反射する放射反射部を備えたものであ
る。

【００２２】この第２の態様によれば、放射吸収部に放
射反射部と反対側から放射が入射し、放射吸収部と放射
反射部の間隔が入射する放射の所望の波長域の中心波長
の１／４の略奇数倍とされているので、オプティカルキ
ャビティーの原理に従い、放射吸収部における放射の吸
収率が高まる。したがって、放射吸収部の厚みを薄くし
てその熱容量を小さくしても、放射の吸収率を高めるこ
とができる。その結果、検出感度及び検出応答性の両方
を高めることができる。

【００２３】なお、前記放射吸収部の入射する放射に対
する反射率を約３３％（約１／３）にすると、放射吸収
部における放射の吸収率が一層高まるので、好ましい。

【００２４】本発明の第３の態様による放射検出装置
は、前記第２の態様において、前記放射反射部が前記第
１及び第２の光作用要素のうちの少なくとも一方で兼用
され、前記放射吸収部が前記第１及び第２の光作用要素
のうちの少なくとも一方に対して前記重なり方向に配置
されたものである。

【００２５】この第３の態様によれば、放射反射部が光
作用要素で兼用されるので、構造が簡単となる。また、
放射吸収部が光作用要素に対して前記重なり方向に配置
されているので、任意の一定領域内での放射吸収部や光
作用要素の面積を大きくとることができ、放射に対する
感度が向上する。

【００２６】本発明の第４の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至３のいずれかの態様において、前記第
１及び第２の光作用要素のうちの少なくとも一方は、支
持枠を介して前記第１の変位部又は前記第２の変位部に
対して固定され、前記支持枠は、平面部と、当該平面部
の周辺部分の少なくとも一部に渡って、当該平面部から
立ち上がるように形成された立ち上がり部とを有するも
のである。

【００２７】この第４の態様によれば、立ち上がり部で
補強された支持枠が用いられているので、第１の光作用
要素又は第２の光作用要素の、第１の変位部又は第２の
変位部に対する固定を高い強度で行うことができる。

【００２８】本発明の第５の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記
第１の変位部が第１の脚部を介して前記基体に支持さ
れ、前記第２の変位部が第２の脚部を介して前記基体に
支持され、前記第１の脚部の始点部と前記第１の脚部の
終点部との間の前記第１の脚部の長さ方向に沿った距離
と、前記第２の脚部の始点部と前記第２の脚部の終点部
との間の前記第２の脚部の長さ方向に沿った距離とが、
実質的に等しいものである。ここで、脚部の始点部と
は、脚部における基体からちょうど立ち上がり切った箇
所をいう。また、脚部の終点部とは、脚部における変位
部の始点である。

【００２９】この第５の態様のように前記距離を実質的
に等しくしておけば、第１及び第２の脚部がその成膜時
等のストレスにより初期的に湾曲していたとしても、第
１及び第２の脚部の終点部（したがって、第１及び第２
の変位部の始点部）での基体に対する高さと角度を互い
に実質的に等しくすることができ、好ましい。

【００３０】本発明の第６の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記
第１の変位部が第１の脚部を介して前記基体に支持さ
れ、前記第２の変位部が第２の脚部を介して前記基体に
支持され、前記第２の脚部における前記始点部から前記
終点部までの長さが、前記第１の脚部における前記始点
部から前記終点部までの長さより短いか、あるいは実質
的にゼロであるものである。

【００３１】前記第５の態様は、第１及び第２の脚部が
成膜時等のストレスにより湾曲している場合に特に有効
であるのに対し、この第６の態様は、第１及び第２の脚
部が湾曲していない場合に特に有効である。第１及び第
２の脚部が湾曲していなければ、前記第５の態様のよう
に前記距離を等しくしなくても、第１及び第２の脚部の
終点部（したがって、第１及び第２の変位部の始点部）
での基体に対する高さと角度を互いに等しくすることが
できる。そこで、第１及び第２の脚部が湾曲していなけ
れば、前記第６の態様のように、第２の脚部の長さを短
くするか実質的にゼロにしておくと、基体上の第２の脚
部が占める領域が少なくなり、好ましい。

【００３２】本発明の第７の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記
第１の変位部における前記第１の変位部の始点部から前
記第１の変位部の終点部までの長さと、前記第２の変位
部における前記第２の変位部の始点部から前記第２の変
位部の終点部までの長さとが、実質的に等しいものであ
る。ここで、変位部の始点部とは、複数層の平坦な膜か
らなる変位部の基体側の端点をいう。また、変位部の終
点部とは、複数層の平坦な膜からなる変位部の光作用要
素側の端点をいう。

【００３３】この第７の態様のように、前記長さを等し
くしておけば、目標物体からの放射が入射していない初
期状態において、基体に対する第１及び第２の変位部の
終点部の角度が等しくなり、好ましい。

【００３４】本発明の第８の態様による放射検出装置
は、前記第７の態様において、前記第１及び第２の変位
部の幅方向から見た場合の、前記第１の変位部の始点部
の位置と前記第２の変位部の始点部の位置とが、実質的
に同一であるものである。

【００３５】この第８の態様のように前記位置を同一に
しておくと、目標物体からの放射が入射していない初期
状態において、基体に対する第１及び第２の変位部の高
さも等しくなる。したがって、環境温度の変化によって
第１及び第２の光作用要素の相対的な位置関係はほとん
ど変化しなくなり、好ましい。

【００３６】本発明の第９の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第８のいずれかの態様において、前記
第１の変位部が第１の脚部を介して前記基体に支持さ
れ、前記第２の変位部が第２の脚部を介して前記基体に
支持され、前記第１及び第２の脚部と、前記第１及び第
２の変位部と、前記第１及び第２の光作用要素と、前記
放射吸収部とが、前記重なり方向にそれぞれ空間を隔て
て配置されものである。

【００３７】この第９の態様によれば、第１及び第２の
脚部と、第１及び第２の変位部と、第１及び第２の光作
用要素と、放射吸収部とが、いわば上下に積み上げられ
ているので、任意の一定領域内での放射吸収部や光作用
要素の面積を大きくとることができ、放射に対する感度
が向上する。また、この第９の態様のような積み上げ構
造を採用すると、横方向へ拡がらなくなるので、構造体
全体のバランスが良くなり、機械的な強度の高い構造を
実現すると同時に、放射や読み出し光に対する開口率を
向上することができる。

【００３８】本発明の第１０の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第９の態様において、前記第１及び第
２の光作用要素のうちの一方は反射部であり、前記第１
及び第２の光作用要素のうちの他方は、前記反射部と対
向するとともに受光した読み出し光の一部のみを反射す
るハーフミラー部であり、前記反射部及び前記ハーフミ
ラー部は、受光した読み出し光を干渉光として反射させ
るものである。

【００３９】この第１０の態様は、第１及び第２の光作
用要素の例を挙げたものであり、前記従来の放射検出装
置と同様に、反射部及びハーフミラー部を採用すること
により、読み出し光による変位の読み出し原理として干
渉を採用したものである。

【００４０】本発明の第１１の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第９のいずれかの態様において、前記
第１の光作用要素は第１の反射部であり、前記第２の光
作用要素は第２の反射部であり、前記第１及び第２の反
射部は、実質的に反射型回折格子を構成し、受光した読
み出し光を回折光として反射させるものである。

【００４１】この第１１の態様は、第１及び第２の光作
用要素の他の例を挙げたものであり、実質的に反射型回
折格子を構成する第１及び第２の反射部を採用すること
により、読み出し光による変位の読み出し原理として回
折を採用したものである。

【００４２】なお、前記第１乃至第１１の態様では、前
記第１及び第２の変位部、前記第１及び第２の光作用要
素、並びに前記放射吸収部を１個の素子（画素に相当）
として当該素子を複数個有し、当該素子が１次元状又は
２次元状に配列されていてもよい。この場合には、当該
放射検出装置は放射による像を撮像する撮像装置を構成
することになる。勿論、前記第１乃至第１１の態様で
は、単に放射を検出する場合には、１個の素子のみを有
していればよい。

【００４３】また、前記第１の乃至第１１の態様におい
て、前記放射を前記第２の変位部に対して実質的に遮蔽
する遮蔽部を備えていることが、好ましい。前記第１乃
至第１１の態様では、第２の変位部が放射を吸収する特
性を有していれば、放射吸収部のみならず第２の変位部
にも放射が入射してしまうと、第２の変位部において放
射を吸収してしまい、第２の変位部が温度上昇して変位
する。この変位は、放射吸収部が放射を受けたことによ
り第１の変位部が発生すべき変位をキャンセルする方向
に作用するので、放射の検出感度が低下する原因とな
る。そこで、この感度低下を防止するため、前記遮蔽部
を設けることが好ましい。もっとも、第２の変位部が放
射を吸収する特性を有していても、検出感度の低下はさ
ほど大きくないので、必ずしも遮蔽部を設ける必要はな
い。特に、第２の変位部が放射を吸収する特性をほとん
ど有していない場合には、遮蔽部を設けておかなくて
も、ほとんど検出感度の低下を来すことがない。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下の説明では、放射を赤外線と
し読み出し光を可視光とした例について説明するが、本
発明では、放射を赤外線以外のＸ線や紫外線やその他の
種々の放射としてもよいし、また、読み出し光を可視光
以外の他の光としてもよい。

【００４５】［第１の実施の形態］

【００４６】図１は、本発明の第１の実施の形態による
放射検出装置の単位画素（単位素子）を示す概略平面図
である。なお、図１において、本来破線（隠れ線）とな
るべき線も実線で示し、また、段差等を表す線について
は省略している。また、説明の便宜上、図１に示すよう
に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。

【００４７】なお、図１中の各部の長さは、放射検出装
置として最適化したものではなく、図面表記の便宜を考
慮して定めており、実際には各部の寸法や比率等は適宜
変更できることは言うまでもない。この点は、後述する
各図についても同様である。

【００４８】図２は図１中のＸ１−Ｘ２線に沿った概略
断面図、図３は図１中のＸ３−Ｘ４線に沿った概略断面
図、図４は図１中のＸ５−Ｘ６線に沿った概略断面図、
図５は図１中のＸ７−Ｘ８線に沿った概略断面図、図６
は図１中のＸ１７−Ｘ１８線に沿った概略断面図、図７
は図１中のＸ１９−Ｘ２０線に沿った概略断面図、図８
は図１中のＹ１−Ｙ２線に沿った概略断面図、図９は図
１中のＹ３−Ｙ４線に沿った概略断面図、図１０は図１
中のＡ１−Ａ１０線に沿った概略断面図である。図１０
中の各位置Ａ２〜Ａ９と図１中の各位置Ａ２〜Ａ９と
は、それぞれ同一の位置を示している。

【００４９】図面には示していないが、図１中のＸ９−
Ｘ１０線に沿った概略断面図は図５と同様となり、図１
中のＸ１１−Ｘ１２線に沿った概略断面図は図４と同様
となり、図１中のＸ１３−Ｘ１４線に沿った概略断面図
は図３と同様となり、図１中のＸ１５−Ｘ１６線に沿っ
た概略断面図は図２と同様となる。

【００５０】本実施の形態による放射検出装置は、基体
としての赤外線ｉを透過させるＳｉ基板等の基板１（そ
の面はＸＹ平面と平行である。）と、基板１からＺ軸方
向（上下方向）に立ち上がり基板１とほぼ平行に延びた
２つの第１の脚部２，３と、第１の脚部２，３をそれぞ
れ介して基板１に支持された２つの第１の変位部４，５
と、基板１からＺ軸方向に立ち上がり基板１とほぼ平行
に延びた２つの第２の脚部６，７と、第２の脚部６，７
をそれぞれ介して基板１に支持された２つの第２の変位
部８，９と、第１の変位部４，５に対して固定された第
１の光作用要素としての反射部１０と、第２の変位部
８，９に対して固定され反射部１０とＺ軸方向に間隔ｄ
２をあけて対向する第２の光作用要素としてのハーフミ
ラー部１１と、赤外線ｉを吸収し第１の変位部４，５に
熱的に結合されるとともに第２の変位部８，９に熱的に
実質的に結合されない赤外線吸収部１２とを備えてい
る。

【００５１】ハーフミラー部１１は、図７、図９及び図
１０に示すように基板１の上方から読み出し光ｊを受光
し、受光した読み出し光ｊの一部のみを反射する。本実
施の形態では、ハーフミラー部１１及び反射部１０が、
上方から読み出し光ｊを受光して、受光した読み出し光
ｊに、ハーフミラー部１１及び反射部１０間の相対的な
変位に応じた変化を与えて当該変化した読み出し光を出
射させる光作用部を構成している。具体的には、ハーフ
ミラー部１１及び反射部１０は、上方から受光した読み
出し光を、間隔ｄ２に応じた干渉強度を有する干渉光と
して反射させる。

【００５２】本実施の形態による放射検出装置は、図１
中の左右に関して左右対称に構成され、脚部３，７及び
変位部５，９はそれぞれ脚部２，６及び変位部４，８に
相当しているので、脚部３，７及び変位部５，９の説明
は省略する。本実施の形態では、機械的な構造の安定性
を得るために、２つの脚部及び２つの変位部からなる組
を２つ設けているが、本発明では当該組は１つ以上であ
ればよい。

【００５３】脚部２，６は、断熱性の高い材料で構成さ
れ、本実施の形態ではＳｉＮ膜で構成されている。脚部
２と脚部６とは、それらを構成する膜の材料のみなら
ず、幅及び厚さ等も同一とされている。図１中、２ａ，
６ａは、脚部２，６における基板１上へのコンタクト部
をそれぞれ示している。基板１と略平行な脚部２，６の
平面部２ｂ，６ｂは、図１に示すように、それぞれ長さ
方向を主にＸ軸方向として延びるＬ字状に構成されてい
る。図２〜図５、図８に示すように、脚部２，６はそれ
ぞれ、平面部２ｂ，６ｂの周辺部分のほぼ全体に渡って
平面部２ｂ，６ｂからほぼＺ軸方向に沿って基板１の側
へ立ち上がるように形成された立ち上がり部２ｃ，６ｃ
と、立ち上がり部２ｃ，６ｃの端部から側方に外側にわ
ずかに延びた水平部２ｄ，６ｄと、を有している。水平
部２ｄ，６ｄは取り除いておいてもよい。平面部２ｂ，
６ｂが立ち上がり部２ｃ，６ｃによって補強されるの
で、平面部２ｂ，６ｂの所望の強度を確保しつつ、平面
部２ｂ，６ｂの膜厚を薄くすることができる。このた
め、脚部２，６の強度不足による変形を防止しつつ、脚
部２，６の断熱性を高めることができる。脚部２の断熱
性を高めることができるので、変位部４の変位量が入射
赤外線量を精度良く反映したものとなり、赤外線検出の
Ｓ／Ｎを高めることができる。

【００５４】変位部４，８は、それぞれ、Ｚ軸方向（上
下方向）に互いに重なった２つの膜２１，２２で構成さ
れ、それらの一方端部が脚部２，６の先端部分にそれぞ
れ接続されて支持されることにより、それぞれカンチレ
バーを構成しており、基板１上に浮いた状態に支持され
ている。変位部４，８は、それぞれＸ軸方向に延びてお
り、互いに平行に配置されている。そして、図１に示す
ように、本実施の形態では、変位部４，８は、膜２１，
２２の重なり方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、互いに
重ならないように配置されている。

【００５５】膜２１及び膜２２は、互いに異なる膨張係
数を有する異なる物質で構成されており、変位部４，８
は、いわゆるバイモルフ構造（bi-material elementと
もいう。）を構成している。したがって、変位部４，８
は、熱を受けると、その熱に応じて、下側の膜２１の膨
張係数が上側の膜２２の膨張係数より小さい場合には下
方に、逆の場合には上方に湾曲して傾斜する。本実施の
形態では、下側の膜２１はＳｉＮ膜で構成され、上側の
膜２２はＡｌ膜（その膨張係数はＳｉＮ膜の膨張係数よ
り大きい）で構成され、変位部４，８は、熱を受けて温
度上昇すると、その熱に応じて下方に湾曲して傾斜する
ようになっている。変位部４を構成する膜２１，２２と
変位部８を構成する膜２１，２２とは、それぞれ、その
材料のみならず、幅、長さ及び厚さも同一とされてい
る。

【００５６】本実施の形態では、変位部４の下側のＳｉ
Ｎ膜２１は、脚部２を構成するＳｉＮ膜がそのまま連続
して延びることにより形成されている。同様に、変位部
８の下側のＳｉＮ膜２１は、脚部６を構成するＳｉＮ膜
がそのまま連続して延びることにより形成されている。

【００５７】反射部１０は、変位部４，５の上側のＡｌ
膜２２がそのまま連続して延びることにより形成され
て、その一部が変位部４，５の自由端部（脚部２，３に
接続された端部と反対側の端部）に対してそれぞれ固定
されることにより、基板１上に浮いた状態に支持されて
いる。

【００５８】反射部１０は、図７及び図９に示すよう
に、基板１と略平行な平面部１０ａと、平面部１０ａの
周辺部分のほぼ全体に渡って平面部１０ａからほぼＺ軸
方向に沿って基板１の側へ立ち上がるように形成された
立ち上がり部１０ｂと、立ち上がり部１０ｂの端部から
側方に外側にわずかに延びた水平部１０ｃと、を有して
いる。水平部１０ｃは取り除いておいてもよい。平面部
１０ａが立ち上がり部１０ｂによって補強されるので、
平面部１０ａの所望の強度を確保しつつ、平面部１０ａ
の膜厚を薄くして低熱容量化を図ることができる。

【００５９】ハーフミラー部１１は、図１、図６及び図
９に示すように、ＳｉＮ膜からなる支持枠１３を介し
て、変位部８，９の自由端部（脚部６，７に接続された
端部と反対側の端部）に対してそれぞれ固定されること
により、反射部１０の上方に間隔ｄ２をあけて対向する
ように配置されている。この間隔ｄ２は、読み出し光ｊ
の所望の波長域の中心波長をλ_０として、例えばλ_０／
４〜λ_０／２程度に設定される。

【００６０】支持枠１３は、図１、図４〜図７、図９に
示すように、変位部８，９の自由端部から変位部８，９
の下側のＳｉＮ膜２１がそのまま連続して延びることに
より形成され、反射部１０の周囲に沿って略々コ字状に
配置されている。支持枠１３は、基板１と略平行な平面
部１３ａと、平面部１３ａの周辺部分のほぼ全体に渡っ
て平面部１３ａからほぼＺ軸方向に沿って基板１の側へ
立ち上がるように形成された立ち上がり部１３ｂと、立
ち上がり部１３ｂの端部から側方に外側にわずかに延び
た水平部１３ｃと、を有している。水平部１３ｃは取り
除いておいてもよい。平面部１３ａが立ち上がり部１３
ｂによって補強されるので、平面部１３ａの所望の強度
を確保しつつ、平面部１３ａの膜厚を薄くすることがで
きる。

【００６１】ハーフミラー部１１は、読み出し光ｊに対
する透過膜であるシリコン酸化膜と、所望の反射率を得
るべく、その上に被着させたチタン等の金属とから構成
されている。ハーフミラー部１１は、図６、図７及び図
９に示すように、基板１と略平行な平面部１１ａと、平
面部１１ａの周辺部分のほぼ全体に渡って平面部１１ａ
からほぼＺ軸方向に沿って反射部１０と反対の側へ立ち
上がるように形成された立ち上がり部１１ｂと、立ち上
がり部１１ｂの端部から側方に外側にわずかに延びた水
平部１１ｃと、を有している。水平部１１ｃは取り除い
ておいてもよい。平面部１１ａが立ち上がり部１１ｂに
よって補強されるので、平面部１１ａの所望の強度を確
保しつつ、平面部１１ａの膜厚を薄くすることができ
る。

【００６２】ハーフミラー部１１は、図１、図６及び図
９に示すように、平面部１１ａの４箇所の部分が接続部
１４を介して支持枠１３の平面部１３ａに固定され、こ
れにより、支持枠１３を介して変位部８，９の自由端部
に対してそれぞれ固定されている。接続部１４は、ハー
フミラー部１１を構成するシリコン酸化膜がそのまま延
びることにより形成されている。

【００６３】赤外線吸収部１２には、基板１の下方から
基板１を透過して赤外線ｉが入射される。赤外線吸収部
１２は、赤外線ｉの一部を反射する特性を有する所定厚
さのＳｉＮ膜で構成されている。赤外線吸収部１２の赤
外線反射率は、約３３％であることが好ましい。赤外線
吸収部１２は、図７及び図９に示すように、基板１と略
平行な平面部１２ａと、平面部１２ａの周辺部分のほぼ
全体に渡って平面部１２ａからほぼＺ軸方向に沿って基
板１側へ立ち上がるように形成された立ち上がり部１２
ｂと、立ち上がり部１２ｂの端部から側方に外側にわず
かに延びた水平部１２ｃと、を有している。水平部１２
ｃは取り除いておいてもよい。平面部１２ａが立ち上が
り部１２ｂによって補強されるので、平面部１２ａの所
望の強度を確保しつつ、平面部１２ａの膜厚を薄くする
ことができる。

【００６４】赤外線吸収部１２は、図１及び図７に示す
ように、平面部１２ａの中央の部分が接続部１９を介し
て反射部１０の中央部分に固定され、反射部１０の下方
に間隔ｄ１をあけて配置されている。したがって、本実
施の形態では、赤外線吸収部１２は、接続部１９及び反
射部１０を介して、変位部４，５に熱的に結合されてい
る。なお、接続部１９は、反射部１０を構成するＡｌ膜
がそのまま延びることにより形成されている。

【００６５】赤外線吸収部１２は、ｎを奇数、入射赤外
線ｉの所望の波長域の中心波長をλ _０として、赤外線吸
収部１２と反射部１０との間の間隔ｄ１が実質的にｎλ
_０／４となるように、配置されている。例えば、λ_０を
１０μｍ、ｎを１として、間隔ｄ１を約２．５μｍに設
定すればよい。本実施の形態では、反射部１０が赤外線
ｉを略々全反射する赤外線反射部として兼用され、赤外
線吸収部１２及び反射部１０がオプティカルキャビティ
ー構造を構成している。もっとも、本発明では、このよ
うな赤外線反射部は反射部１０とは別に設けてもよい。
また、本発明では、赤外線吸収部１２に代わる赤外線吸
収部として例えば金黒等を用い、この金黒等を反射部１
０の下面に形成し、これに赤外線ｉを入射させてもよ
い。

【００６６】図面には示していないが、本実施の形態に
よる放射検出装置では、変位部４，５，８，９、脚部
２，３，６，７、反射部１０、ハーフミラー部１１及び
放射吸収部１２を単位素子（画素）として、この画素が
基板１上に１次元状又は２次元状に配置されている。

【００６７】次に、本実施の形態による放射検出装置の
製造方法の一例について、図１１乃至図２２を参照して
説明する。

【００６８】図１１、図１２、図１４、図１６〜図１９
は、この製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略
平面図である。図１３は、図１２中のＹ５−Ｙ６線に沿
った概略断面図である。図１５は、図１４中のＢ１−Ｂ
２線に沿った概略断面図である。図２０は図１９中のＸ
１７’−Ｘ１８’線に沿った概略断面図、図２１は図１
９中のＸ１９’−Ｘ２０’線に沿った概略断面図、図２
２は図１９中のＹ１’−Ｙ２’線に沿った概略断面図で
ある。これらの図では、１画素分のみについて示してい
る。

【００６９】まず、図１１に示すように、Ｓｉ基板１上
の全面に犠牲層となるレジスト５１を塗布し、このレジ
スト５１に、脚部２，６のコンタクト部２ａ，６ａ及び
脚部３，７のコンタクト部に応じた開口５１ａをフォト
リソグラフィーにより形成する。次に、この状態の基板
上の全面にスピンコート法等により犠牲層としてのポリ
イミド膜５２を被着させ、赤外線吸収部１２の平面部に
応じた部分のみのポリイミド膜５２を島状に残すよう
に、ポリイミド膜５２の他の部分（開口５１ａの部分も
含む）をフォトリソエッチング法により除去する（図１
１）。

【００７０】次いで、赤外線吸収部１２となるべきＳｉ
Ｎ膜５３をＰ−ＣＶＤ法等によりデポした後、フォトリ
ソエッチング法によりパターニングし、赤外線吸収部１
２の形状とする（図１２及び図１３）。このとき、Ｓｉ
Ｎ膜５３のパターニングによって残す領域を、ポリイミ
ド膜５２と重なりかつポリイミド膜５２の大きさよりも
大きくすることによって、赤外線吸収部１２の平面部、
基板１側に立ち上がった立ち上がり部及び水平部が形成
されることとなる。

【００７１】その後、図１２及び図１３に示す状態の基
板上の全面に犠牲層となるレジスト５４を塗布し、フォ
トリソエッチング法によって、前記開口５１ａに相当す
る箇所に開口を形成するとともに、接続部１９に応じた
開口５４ａを形成する。次に、この状態の基板上の全面
にスピンコート法等により犠牲層としてのポリイミド膜
５５を被着させ、脚部２，３，６，７の平面部、支持枠
１３の平面部及び反射部１０の平面部に応じた部分のみ
のポリイミド膜５５を島状に残すように、ポリイミド膜
５５の他の部分（開口５１ａ，５４ａの部分も含む）を
フォトリソエッチング法により除去する（図１４及び図
１５）。

【００７２】次いで、脚部２，３，６，７、変位部４，
５，８，９の下側の膜２１及び支持枠１３となるべきＳ
ｉＮ膜５６をＰ−ＣＶＤ法等によりデポした後、フォト
リソエッチング法によりパターニングし、脚部２，３，
６，７、変位部４，５，８，９の下側の膜２１及び支持
枠１３の形状とする（図１６）。このとき、ＳｉＮ膜５
６のパターニングによって残す領域を、ポリイミド膜５
５と重なりかつポリイミド膜５５の大きさ（反射部１０
に相当する領域を除く）よりも大きくすることによっ
て、平面部、基板１側に立ち上がった立ち上がり部及び
水平部が形成されることとなる。

【００７３】その後、反射部１０、変位部４，５，８，
９の上側の膜２２となるべきＡｌ膜５７を蒸着法等によ
りデポした後、フォトリソエッチング法によりパターニ
ングし、反射部１０、変位部４，５，８，９の上側の膜
２２の形状とする（図１７）。このとき、Ａｌ膜５４の
パターニングによって残す領域を、ポリイミド膜５５と
重なりかつポリイミド膜５５の大きさよりも大きくする
ことによって、反射部１０の平面部、基板１側に立ち上
がった立ち上がり部及び水平部が形成されることとな
る。

【００７４】次に、図１７に示す状態の基板上の全面に
犠牲層となるレジスト５８を塗布し、フォトリソエッチ
ング法によって、接続部１４に応じた開口５８ａを形成
する。次いで、この状態の基板上の全面にスピンコート
法等により犠牲層としてのポリイミド膜５９を被着さ
せ、ハーフミラー部１１の平面部に応じた部分（開口５
８ａの部分も含む）をフォトリソエッチング法により除
去する（図１８）。なお、図１８では、レジスト５８及
びポリイミド膜５９で隠れて隠れ線（破線）となるべき
線も実線で示している。

【００７５】次いで、ハーフミラー部１１の一部を構成
する膜となるべきシリコン酸化膜６０をＰ−ＣＶＤ法等
によりデポした後、フォトリソエッチング法によりパタ
ーニングし、ハーフミラー部１１の形状とする。このと
き、シリコン酸化膜６０のパターニングによって残す領
域を、ポリイミド膜５９の開口５９ａの大きさよりも大
きくすることによって、ハーフミラー部１１の平面部、
基板１と反対側に立ち上がった立ち上がり部及び水平部
が形成されることとなる（図１９〜図２２）。その後、
シリコン酸化膜６０等の上に、前記ハーフミラー部１１
の一部を構成するハーフミラーの材料となるべきチタン
などの金属（図示せず）を所望の反射率を得るように非
常に薄くスパッタ法等により被着させ、当該金属をパタ
ーニングし、ハーフミラー部１１の形状とする。なお、
図１９では、ポリイミド膜５９及びシリコン酸化膜６０
等で隠れて隠れ線（破線）となるべき線も実線で示して
いる。

【００７６】最後に、この状態の基板を、ダイシングな
どによりチップ毎に分割し、全ての犠牲層、すなわち、
レジスト５１，５４，５８及びポリイミド膜５２，５
５，５９をアッシング法などにより除去する。これによ
り、図１乃至図１０に示す放射検出装置が完成する。

【００７７】本実施の形態による放射検出装置では、図
７、図９及び図１０に示すように目標物体からの赤外線
ｉが下方から入射し、赤外線吸収部１２と反射部１０の
間隔ｄ１が入射する赤外線ｉの所望の波長域の中心波長
の１／４の略奇数倍とされているので、オプティカルキ
ャビティーの原理に従い、赤外線吸収部１２における赤
外線の吸収率が高まる。したがって、赤外線吸収部１２
の厚みを薄くしてその熱容量を小さくしても、赤外線の
吸収率を高めることができる。その結果、検出感度及び
検出応答性の両方を高めることができる。

【００７８】赤外線吸収部１２で発生した熱が接続部１
９及び反射部１０を介して変位部４，５に伝わり、この
熱に応じて、カンチレバーを構成している変位部４，５
が下方に湾曲して傾斜する。このため、反射部１０が、
入射した赤外線ｉの量に応じた量だけ傾く。このとき、
赤外線吸収部１２で発生した熱は、変位部８，９に伝わ
らないことから、変位部８，９は湾曲しないので、反射
部１０とハーフミラー部１１との間の距離ｄ２が、入射
した赤外線ｉの量に応じた量だけ変化する。上方から読
み出し光ｊを照射すると、反射部１０からの反射光とハ
ーフミラー部１１からの反射光とが干渉して干渉光とな
って、上方へ戻る。この干渉光の強度はハーフミラー部
１１と反射部１０との間の間隔ｄ２に依存するので、入
射赤外線量に応じた強度の干渉光が得られる。これによ
り、入射赤外線量を前記干渉光の強度の変化として検出
することができる。

【００７９】そして、本実施の形態では、第１の変位部
４，５と第２の変位部８，９とは、膜２１，２２の重な
り方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、互いに重ならない
ように配置されている。したがって、図１６を参照して
説明したように第１の変位部４，５の下側膜２１と第２
の変位部８，９の下側膜２１とを同時に形成することが
でき、その後、図１７を参照して説明したように第１の
変位部４，５の上側膜２２と第２の変位部８，９の上側
膜２２とを同時に形成することができる。

【００８０】このように第１の変位部４，５と第２の変
位部８，９とを同時に製造することができるので、第１
の変位部４，５及び第２の変位部８，９が各膜２１，２
２の成膜時のストレスによって初期的に湾曲したとして
も、その湾曲具合は第１の変位部４，５と第２の変位部
８，９とで実質的に同じになる。したがって、第１の変
位部４，５及び第２の変位部８，９が各膜２１，２２の
成膜時のストレスによって初期的に湾曲したとしても、
反射部１０とハーフミラー部１１との間の初期的な間隔
（あるいは位置関係）はストレスの値に関係なく常にほ
ぼ所望の間隔（あるいは位置関係）に設定することがで
きる。このため、本実施の形態によれば、放射検出の所
望の特性を得ることができる。この点については、図２
３及び図２４を参照して後述する。

【００８１】ところで、本実施の形態では、脚部２の始
点部Ｐ１（図２参照）のＸＺ位置（Ｙ軸方向（変位部
４，８の幅方向に相当）から見た位置）と、脚部６の始
点部Ｐ１１（図３参照）のＸＺ位置とは、一致してい
る。脚部２の終点部（＝変位部４の始点部）Ｐ２（図５
参照）のＸＺ位置と、脚部６の終点部（＝変位部８の始
点部）Ｐ１２（図４参照）のＸＺ位置とは、一致してい
る。したがって、脚部２の始点部Ｐ１から終点部Ｐ２ま
での脚部２の長さ方向の距離（脚部２の幅方向（Ｙ軸方
向）から見た場合の、始点部Ｐ１から終点部Ｐ２までの
脚部２に沿った距離）と、脚部６の始点部Ｐ１１から終
点部Ｐ１２までの脚部６の長さ方向の距離（脚部６の幅
方向（Ｙ軸方向）から見た場合の、始点部Ｐ１１から終
点部Ｐ１２までの脚部６に沿った距離）とは、等しくな
っている。また、変位部４の始点部Ｐ２から変位部４の
終点部Ｐ３（図５参照）までの変位部４の長さと、変位
部８の始点部Ｐ１２から変位部８の終点部Ｐ１３（図４
参照）までの変位部８の長さとは、等しくなっている。
以上の点は、脚部３，７及び変位部５，９についても同
様である。

【００８２】図２３は、以上の点を考慮して、本実施の
形態による放射検出装置の初期的な状態（目標物体から
の赤外線ｉが入射していない状態）の一例をモデル化し
たものを示している。図２３（ａ）は、Ｙ軸方向から見
た脚部２、変位部４及び反射部１０を簡略化して示して
いる。図２３（ｂ）は、Ｙ軸方向から見た脚部６、変位
部８及びハーフミラー部１１を簡略化して示している。
図２３（ｃ）は、Ｙ軸方向から見た脚部２，６、変位部
４，８、反射部１０及びハーフミラー部１１を簡略化し
て示しており、図２３（ａ）（ｂ）を重ね合わせたもの
に相当している。ただし、本実施の形態では、図１に示
すように、脚部２，６が変位部４，８に対してそれぞれ
折り返したように配置されているが、図２３では、脚部
２，６が変位部４，８に対して真っ直ぐ延ばしたような
状態に、等価的に変換している。図２３に示す例では、
脚部２，６が基板１と平行に延びているとともに、変位
部４，８は初期的に基板１と平行になっている。

【００８３】図２４は、本実施の形態による放射検出装
置の初期的な状態の他の例をモデル化したものを示して
いる。図２４（ａ）〜（ｃ）は図２３（ａ）〜（ｃ）に
それぞれ対応している。図２４に示す例では、変位部
４，８が各膜２１，２２の成膜時のストレスによって初
期的に上方に湾曲している状態を示している。前述した
ように、変位部４，８を同時に製造することができるの
で、図２４に示すように、変位部４，８の初期状態の湾
曲具合は変位部４と変位部８とで同じになっている。

【００８４】図２３と図２４との比較からわかるよう
に、変位部４，８が各膜２１，２２の成膜時のストレス
によって初期的に湾曲したとしても、反射部１０とハー
フミラー部１１との間の初期的な間隔は、同じとなって
いる。このことは、変位部４，，８が各膜２１，２２の
成膜時のストレスによって初期的に湾曲したとしても、
反射部１０とハーフミラー部１１との間の初期的な間隔
は常にほぼ所望の間隔に設定することができることを意
味している。このため、本実施の形態によれば、赤外線
検出の所望の特性を得ることができるのである。また、
本実施の形態では、各画素間における反射部１０とハー
フミラー部１１との間の初期的な位置関係（間隔）のば
らつきも軽減することができる。

【００８５】また、本実施の形態では、ハーフミラー部
１１が第１の変位部４，５と同一の構成を有する第２の
変位部８，９に固定されているので、環境温度が変化し
てその分第１の変位部４，５が変形しても、第２の変位
部８，９も同じ量だけ変形することになる。したがっ
て、環境温度の変化によってハーフミラー部１１及び反
射部１０間の相対的な位置関係は変化しない。このた
め、環境温度の影響を受けずに目標物体からの赤外線ｉ
を精度良く検出することができる。したがって、環境温
度の影響を受けないようにするために基板の温度制御を
行う必要はなく、コストの低減を図ることができる。

【００８６】この点、本実施の形態によれば、前述した
ように同一の製造工程で第１の変位部４，５及び第２の
変位部８，９を製造することができるので、第１の変位
部４，５及び第２の変位部８，９の膜特性（膜厚など）
の差がほとんどなくなり、第１の変位部４，５と第２の
変位部８，９とで温度変化による湾曲の特性の差が、前
記従来の放射検出装置に比べて小さくなる。このため、
本実施の形態によれば、厳密な基板１の温度制御等を行
わない場合には、前記従来の放射検出装置に比べて、環
境温度の変化によるハーフミラー部１１及び反射部１０
間の相対的な位置関係の変化量が小さくなり、より精度
良く放射を検出することができる。

【００８７】もっとも、本実施の形態による放射検出装
置を用いる場合、当該放射検出装置を真空容器内に収容
したり、基体の温度を厳密に制御してもよい。

【００８８】また、本実施の形態では、前述したよう
に、図２４に示すように、脚部２の始点部Ｐ１から終点
部Ｐ２までの脚部２の長さ方向の距離と、脚部６の始点
部Ｐ１１から終点部Ｐ１２までの脚部６の長さ方向の距
離とが、等しくなっている。このため、図２５に示すよ
うに、第１の脚部２及び第２の脚部６がその成膜時等の
ストレスにより初期的に湾曲していたとしても、第１及
び第２の脚部の終点部（＝第１の変位部４及び第２の変
位部８の始点部）Ｐ２，Ｐ１２での基板１に対する高さ
と角度を互いに等しくすることができ、好ましい。

【００８９】なお、図２５は、本実施の形態による放射
検出装置の初期的な状態の更に他の例をモデル化したも
のを示している。図２５（ａ）〜（ｃ）は図２３（ａ）
〜（ｃ）にそれぞれ対応している。

【００９０】ところで、本発明では、本実施の形態を図
２６に示すように変形してもよい。図２６は、本実施の
形態を変形した放射検出装置の初期的な状態の例をモデ
ル化したものを示している。図２６（ａ）〜（ｃ）は図
２４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応している。図２４に
示す場合には、反射部１０とハーフミラー部１１との間
の間隔は、図２１中の犠牲層５８の厚さと等しくなり、
犠牲層５８の厚さより狭めたりあるいは広げたりするこ
とはできない。これに対し、図２６の場合には、第１の
変位部２の始点部Ｐ２のＸＺ位置と第２の変位部６の始
点部Ｐ１２のＸＺ位置とが、反射部１０とハーフミラー
部１１との間の間隔が狭まるようにずらされている。こ
の場合、反射部１０とハーフミラー部１１との間の間隔
を犠牲層５８の厚さより狭めることができる。必要に応
じて、始点部Ｐ２のＸＺ位置と第２の変位部６の始点部
Ｐ１２のＸＺ位置を、反射部１０とハーフミラー部１１
との間の間隔が広がるようにずらしてもよい。

【００９１】また、本発明では、本実施の形態を図２７
に示すように変形してもよい。図２７は、本実施の形態
を変形した放射検出装置の初期的な状態の例をモデル化
したものを示している。図２７（ａ）〜（ｃ）は図２４
（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応している。図２４の場合
のように脚部２，６が基板１と平行である場合には、図
２７に示すように、脚部６の長さを実質的にゼロにして
も同じ効果が得られる。脚部２の長さをゼロにすれば、
放射吸収部１２で発生し変位部４へ伝導した熱が基板１
へ逃げやすくなって好ましくないが、脚部６の長さを実
質的にゼロにしてもそのような不都合は生じない。図２
７に示すように、脚部６の長さを実質的にゼロにすれ
ば、基板１上の第２の脚部６が占める領域が少なくな
り、好ましい。

【００９２】本実施の形態では、前述したように、赤外
線ｉが基板１の下側から入射される。図１０中に想像線
で示すように、この赤外線ｉを第２の変位部８，９、脚
部６，７及び支持枠１３（例えば、第２の変位部８，９
のみであってもよい）に対して遮蔽する遮蔽部として、
Ａｌ膜等からなる赤外線遮光膜３０を、これらの下方に
おいて基板１上に形成してもよい。この場合、変位部
８，９の下側膜２１、脚部６，７及び支持枠１３を構成
するＳｉＮ膜が赤外線吸収性を有するが、検出感度の低
下を招くようなことがない。もっとも、赤外線遮光膜３
０は、必ずしも形成しておかなくてもよいし、また、例
えば、第２の変位部８，９に対してのみ赤外線ｉを遮光
するように形成してもよい。これらの点は後述する各実
施の形態についても同様に適用することができ、赤外線
遮光膜３０に相当する赤外線遮光膜を適宜設けてもよ
い。

【００９３】また、本実施の形態では、支持枠１３は、
赤外線吸収性を有するＳｉＮ膜で構成されている。しか
し、支持枠１３を赤外線吸収性を持たない材料（例え
ば、Ａｌ膜）で構成すれば、前記赤外線遮光膜３０が形
成されていない場合であっても、検出感度の低下が少な
くなり、好ましい。

【００９４】ここで、本実施の形態による放射検出装置
を用いた映像化装置の一例について、図２８を参照して
説明する。図２８は、この映像化装置を示す概略構成図
である。図２８中、本実施の形態による放射検出装置に
は、符号１００を付している。ただし、本例による映像
化装置では、図２８中の光線束制限部３５は取り除かれ
る。

【００９５】この映像化装置は、放射検出装置１００の
他に、読み出し光学系と、撮像手段としての２次元ＣＣ
Ｄ３０と、観察対象（目標物体）としての熱源３１から
の赤外線ｉを集光して、放射検出装置１００の赤外線吸
収部１２が分布している面上に、熱源３１の赤外線画像
を結像させる赤外線用の結像レンズ３２とから構成され
ている。

【００９６】この映像化装置では、前記読み出し光学系
は、読み出し光を供給するための読み出し光供給手段と
してのＬＤ（レーザーダイオード）３３と、ＬＤ３３か
らの読み出し光を放射検出装置１００の全ての画素のハ
ーフミラー部１１へ導く第１レンズ系３４と、第１レン
ズ系３４と協働して各画素のハーフミラー部１１（ある
いは反射部１０）と共役な位置を形成し且つ該共役な位
置に光線束を導く第２レンズ系３６とから構成されてい
る。前記共役な位置にはＣＣＤ３０の受光面が配置され
ている。

【００９７】ＬＤ３３は、第１レンズ系３４の光軸Ｏに
関して一方の側（図２８中の右側）に配置されており、
当該一方の側の領域を読み出し光が通過するように読み
出し光を供給する。本例では、ＬＤ３３が第１レンズ系
３４の第２レンズ系３６側の焦点面付近に配置されて、
第１レンズ系３４を通過した読み出し光が略平行光束と
なって全ての画素のハーフミラー部１１を照射するよう
になっている。本例では、放射検出装置１００は、その
基板１の面（本例では、目標物体からの赤外線が入射し
ない場合の反射部としての膜１０の面と平行）が光軸Ｏ
と直交するように配置されている。もっとも、このよう
な配置に限定されるものではない。

【００９８】図２８に示す映像化装置によれば、ＬＤ３
３から出射した読み出し光の光線束４１は、第１レンズ
系３４に入射し、略平行化された光線束４２となる。次
に、この略平行化された光線束４２は、放射検出装置１
００の全ての画素のハーフミラー部１１に、基板１の法
線に対してある角度をもって入射し、全ての画素の反射
部１０及びハーフミラー部１１で反射してハーフミラー
部１１から干渉光となって出射し、全体として光線束４
３となる。この光線束４３は再び第１レンズ系３４に今
度はＬＤ３３の側とは反対の側から入射して集光光束４
４となり、その集光点の位置に集光する。その後、集光
光束４４は発散光束４５となって第２レンズ系３６に入
射する。第２レンズ系３６に入射した発散光束４５は、
第２レンズ系３６により例えば略平行光束４６となって
ＣＣＤ３０の受光面に入射する。ここで、各画素のハー
フミラー部１１とＣＣＤ３０の受光面とはレンズ系３
４，３６によって共役な関係にあるので、ＣＣＤ３０の
受光面上の対応する各部位にそれぞれハーフミラー部１
１の像が形成され、全体として、全ての画素のハーフミ
ラー部１１の分布像である光学像が形成される。

【００９９】ところで、結像レンズ３２によって、熱源
３１からの赤外線が集光され、放射検出装置１００の赤
外線吸収部１２が分布している面上に、熱源３１の赤外
線画像が結像される。これにより、放射検出装置１００
の各画素の赤外線吸収部１２に赤外線が入射する。この
入射赤外線は、各画素のハーフミラー部１１と反射部１
０との間の間隔に変換される。このため、各画素のハー
フミラー部１１から出射される干渉光の強度は入射赤外
線量により変化する。したがって、ＣＣＤ３０上に形成
された全体としての光学像のうち各画素のハーフミラー
部１１の像の光量は、各画素に入射した赤外線の量に応
じて変化することになる。

【０１００】したがって、ＣＣＤ３０の受光面上に形成
された読み出し光による光学像は、放射検出装置１００
に入射した赤外線像を反映したものとなる。この光学像
は、ＣＣＤ３０により撮像される。なお、ＣＣＤ３０を
用いずに、接眼レンズ等を用いて前記光学像を肉眼で観
察してもよい。

【０１０１】なお、読み出し光学系の構成が前述した構
成に限定されるものではないことは、言うまでもない。

【０１０２】以上は映像化装置の例であったが、図２８
において、放射検出装置１００として、単一の画素（素
子）のみを有する放射検出装置を用い、２次元ＣＣＤ３
０に代えて、単一の受光部のみを有する光検出器を用い
れば、赤外線のいわゆるポイントセンサとしての検出装
置を構成することができる。この点は、後述する各実施
の形態についても同様である。

【０１０３】［第２の実施の形態］

【０１０４】図２９は、本発明の第２の実施の形態によ
る放射検出装置の単位画素を示す概略断面図であり、図
１０に対応している。図２９において、図１乃至図１０
中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、
その重複する説明は省略する。

【０１０５】本実施の形態が前記第１の実施の形態と主
として異なる所は、図２９と図１０との比較からわかる
ように、前記第１実施の形態では、反射部１０が第１の
変位部４の自由端部に固定され、赤外線吸収部１２が反
射部１０にぶら下がっているのに対し、本実施の形態で
は、赤外線吸収部１２が第１の変位部４の自由端部に固
定され、赤外線吸収部１２の上に反射部１０が載ってい
る点である。本実施の形態では、赤外線吸収部１２を構
成しているＳｉＮ膜は、第１の変位部４を構成するＳｉ
Ｎ膜がそのまま連続して延びることにより形成されてい
る。

【０１０６】本実施の形態によっても、前記第１の実施
の形態と同様の利点が得られる。

【０１０７】なお、前記第２の実施の形態による各放射
検出装置も、前記第１の実施の形態による放射検出装置
と同様に、膜の形成及びパターニング、犠牲層の形成及
び除去などの半導体製造技術を利用して、製造すること
ができる。この点は、後述する各実施の形態についても
同様である。

【０１０８】なお、本発明では、前記第１の実施の形態
を変形して本実施の形態を得たのと同様の変形を、後述
する各実施の形態及びその変形例に適用することもでき
る。

【０１０９】［第３の実施の形態］

【０１１０】図３０は、本発明の第３の実施の形態によ
る放射検出装置の単位画素を示す概略平面図である。図
３１は図３０中のＸ４７−Ｘ４８線に沿った概略断面
図、図３２は図３０中のＸ４９−Ｘ５０線に沿った概略
断面図、図３３は図３０中のＹ３３−Ｙ３４線に沿った
概略断面図である。これらの図面において、図１乃至図
１１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付
し、その重複する説明は省略する。

【０１１１】図面には示していないが、図３０中のＸ３
１−Ｘ３２線に沿った概略断面図は図２と同様となり、
図３０中のＸ３３−Ｘ３４線に沿った概略断面図は図３
と同様となり、図３０中のＸ３５−Ｘ３６線に沿った概
略断面図は図４と同様となり、図３０中のＸ３７−Ｘ３
８線に沿った概略断面図は図５と同様となり、図３０中
のＸ３９−Ｘ４０線に沿った概略断面図は図５と同様と
なり、図３０中のＸ４１−Ｘ４２線に沿った概略断面図
は図４と同様となり、図３０中のＸ４３−Ｘ４４線に沿
った概略断面図は図３と同様となり、図３０中のＸ４５
−Ｘ４６線に沿った概略断面図は図２と同様となり、図
３０中のＹ３１−Ｙ３２線に沿った概略断面図は図８と
同様となる。

【０１１２】本実施の形態が前記第１の実施の形態と主
として異なる所は、前記第１の実施の形態では、基板１
側から赤外線吸収部１２、反射部１０及びハーフミラー
部１１の順に配置されているのに対し、本実施の形態で
は、逆に、基板１側からハーフミラー部１１、反射部１
０及び赤外線吸収部１２の順に配置され、基板１として
読み出し光ｊを透過させるガラス基板等が用いられ、読
み出し光ｊが基板１の下側から照射され、赤外線ｉが上
方から入射される点である。

【０１１３】支持枠６５は、変位部４，５の自由端部か
ら変位部４，５の下側のＳｉＮ膜２１がそのまま連続し
て延びることにより形成され、支持枠１３の内側に沿っ
て略々四角形状に配置されている。支持枠６５は、基板
１と略平行な平面部６５ａと、平面部６５ａの周辺部分
のほぼ全体に渡って平面部６５ａからほぼＺ軸方向に沿
って基板１の側へ立ち上がるように形成された立ち上が
り部６５ｂと、立ち上がり部６５ｂの端部から側方に外
側にわずかに延びた水平部６５ｃと、を有している。水
平部６５ｃは取り除いておいてもよい。平面部６５ａが
立ち上がり部６５ｂによって補強されるので、平面部６
５ａの所望の強度を確保しつつ、平面部６５ａの膜厚を
薄くすることができる。

【０１１４】ハーフミラー部１１は、その平面部１１ａ
の４箇所の部分が接続部６６を介して支持枠６５の平面
部６５ａに固定され、これにより、支持枠６５を介して
変位部４，５の自由端部（脚部２，３に接続された端部
と反対側の端部）に対してそれぞれ固定されている。接
続部６６は、ハーフミラー部１１を構成するシリコン酸
化膜がそのまま延びることにより形成されている。

【０１１５】反射部１０は、その平面部１０ａの４箇所
の部分が接続部６７を介して支持枠１３の平面部１３ａ
に固定され、これにより、支持枠１３を介して変位部
８，９の自由端部（脚部６，７に接続された端部と反対
側の端部）に対してそれぞれ固定されている。接続部６
７は、反射部１０を構成するＡｌ膜がそのまま延びるこ
とにより形成されている。

【０１１６】赤外線吸収部１２は、その平面部１２ａの
４箇所の部分が接続部６８を介して反射部１０の平面部
１０ａに固定されている。

【０１１７】本実施の形態によれば、前記第１の実施の
形態と同様の利点が得られる。また、他の部分と衝突す
ることなく、赤外線吸収部１２及び反射部１０の面積を
拡大することができるので、入射する赤外線に対する開
口率を大幅に向上させることができる。なお、図面表記
の便宜上、図３０〜図３３では、赤外線吸収部１２及び
反射部１０の面積はさほど拡大させていない。

【０１１８】なお、本発明では、前記第１の実施の形態
を変形して本実施の形態を得たのと同様の変形を、後述
する各実施の形態及びその変形例に適用することもでき
る。

【０１１９】［第４の実施の形態］

【０１２０】図３４は、本発明の第４の実施の形態によ
る放射検出装置の単位画素を示す概略断面図であり、図
１０及び図２９に対応している。図３４において、図１
乃至図１０並びに図２９中の要素と同一又は対応する要
素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。

【０１２１】本実施の形態が図２９に示す前記第２の実
施の形態と主として異なる所は、図３４と図２９との比
較からわかるように、ハーフミラー部１１を赤外線吸収
部１２に対して固定し、反射部１０を支持枠１３に対し
て固定した点である。

【０１２２】本実施の形態では、読み出し光による変位
の読み出し原理として干渉が採用されているので、ハー
フミラー部１１及び反射部１０間の相対的な変位の範囲
を制限しなければ、干渉の強度は光路長差が読み出し光
の波長の１／２毎に強弱を繰り返す。このため、ある強
度以上の赤外線が入射すると逆に干渉の強度が反転する
という反転現象が起こってしまう。そこで、前記相対的
な変位の範囲を制限することが好ましい。本実施の形態
によれば、一方の変位部４に対して固定したハーフミラ
ー部１１及び赤外線吸収部１２が、他方の変位部８に対
して固定した反射部を挟むことになるので、変位の範囲
を制限するストッパーとして機能させることが可能とな
る。したがって、特別なストッパーを設ける必要がな
く、便利である。

【０１２３】また、本実施の形態によれば、前記第１の
実施の形態と同様の利点も得られる。

【０１２４】なお、本発明では、前記第１の実施の形態
を変形して本実施の形態を得たのと同様の変形を、後述
する各実施の形態及びその変形例に適用することもでき
る。

【０１２５】［第５の実施の形態］

【０１２６】図３５は、本発明の第５の実施の形態によ
る放射検出装置の単位画素を示す概略平面図である。な
お、図３５において、本来破線（隠れ線）となるべき線
も実線で示し、また、段差等を表す線については省略し
ている。また、説明の便宜上、図３５に示すように、互
いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。

【０１２７】図３６は図３５中のＸ５１−Ｘ５２線に沿
った概略断面図、図３７は図３５中のＸ５３−Ｘ５４線
に沿った概略断面図、図３８は図３５中のＸ５５−Ｘ５
６線に沿った概略断面図、図３９は図３５中のＹ５１−
Ｙ５２線に沿った概略断面図である。図面には示してい
ないが、図３８中のＸ５７−Ｘ５８線に沿った概略断面
図は図３７と同様となり、図３５中のＸ５９−Ｘ６０線
に沿った概略断面図は図３６と同様となる。

【０１２８】これらの図面において、図１乃至図１１中
の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、そ
の重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第１の
実施の形態と異なる所は、主に、以下に説明する点であ
る。

【０１２９】前記第１の実施の形態では、脚部２，３，
６，７が変位部４，５，８，９の側方に配置されていた
のに対し、本実施の形態では、図３５乃至図３９に示す
ように、脚部２，３，６，７の上方に間隔をあけて変位
部４，５，８，９が配置されている。すなわち、本実施
の形態では、脚部２，３，６，７と、変位部４，５，
８，９と、赤外線吸収部１２と、反射部１０と、ハーフ
ミラー部１１とが、Ｚ軸方向にそれぞれ空間を隔てて配
置されている。

【０１３０】本実施の形態では、この配置に伴い、変位
部４，５，８，９、反射部１０、ハーフミラー部１１及
び赤外線吸収部１２の接続方法が変更されている。すな
わち、本実施の形態では、変位部４，５，８，９は、変
位部４，５，８，９を構成する上側のＡｌ膜２２及び下
側のＳｉＮ膜２１がそのまま延びることにより形成され
た接続部８０，８１，８２，８３をそれぞれ介して、脚
部２，３，６，７にそれぞれ固定されている。

【０１３１】また、赤外線吸収部１２は、これを構成す
るＳｉＮ膜がそのまま延びることにより形成された接続
部７０，７１をそれぞれ介して、変位部４，５の自由端
側部分にそれぞれ固定されている。ハーフミラー部１１
は、これを構成するシリコン酸化膜がそのまま延びるこ
とにより形成された接続部７２，７３をそれぞれ介し
て、変位部８，９の自由端側部分にそれぞれ固定されて
いる。赤外線吸収部１２には、接続部７２，７３を逃げ
るための開口１２ｅ，１２ｆが形成されている。反射部
１０には、接続部７２，７３を逃げるための開口１０
ｅ，１０ｆが形成されている。反射部１０は、これを構
成するＡｌ膜がそのまま延びることにより形成された接
続部７４を介して、赤外線吸収部１２の中央部に固定さ
れている。

【０１３２】本実施の形態によれば、前記第１の実施の
形態と同様の利点が得られる他、脚部２，３，６，７
と、変位部４，５，８，９と、赤外線吸収部１２と、反
射部１０と、ハーフミラー部１１とが、Ｚ軸方向に積み
上げられているので、任意の一定領域内での放射吸収部
１２やハーフミラー部１１や反射部１０の面積を大きく
とることができ、赤外線に対する感度が向上する。ま
た、本実施の形態のような積み上げ構造を採用すると、
横方向へ拡がらなくなるので、構造体全体のバランスが
良くなり、機械的な強度の高い構造を実現することがで
きると同時に、開口率を向上することができる。

【０１３３】なお、本実施の形態を次のように変形して
もよい。すなわち、基板１側からハーフミラー部１１、
反射部１０及び赤外線吸収部１２の順に配置し、基板１
として読み出し光ｊを透過させるガラス基板等を用い、
読み出し光ｊを基板１の下側から照射し、赤外線ｉを上
方から入射させてもよい。この場合、前記第３の実施の
形態の場合と同様に、入射する赤外線に対する開口率を
更に向上させることができる。

【０１３４】なお、本発明では、前記第１の実施の形態
を変形して本実施の形態を得たのと同様の変形を、後述
する各実施の形態及びその変形例に適用することもでき
る。

【０１３５】［第６の実施の形態］

【０１３６】図４０は、本発明の第６の実施の形態によ
る放射検出装置の単位画素を示す概略平面図である。な
お、図４０において、本来破線（隠れ線）となるべき線
も実線で示し、また、段差等を表す線については省略し
ている。また、説明の便宜上、図４０に示すように、互
いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。

【０１３７】図４１は図４０中のＸ６１−Ｘ６２線に沿
った概略断面図、図４２は図４０中のＸ６３−Ｘ６４線
に沿った概略断面図、図４３は図４０中のＸ６５−Ｘ６
６線に沿った概略断面図、図４４は図４０中のＸ６７−
Ｘ６８線に沿った概略断面図、図４５は図４０中のＸ７
７−Ｘ７８線に沿った概略断面図、図４６は図４０中の
Ｘ７９−Ｘ８０線に沿った概略断面図、図４７は図４０
中のＹ６１−Ｙ６２線に沿った概略断面図、図４８は図
４０中のＹ６３−Ｙ６４線に沿った概略断面図である。

【０１３８】図面には示していないが、図４０中のＸ６
９−Ｘ７０線に沿った概略断面図は図４４と同様とな
り、図４０中のＸ７１−Ｘ７２線に沿った概略断面図は
図４３と同様となり、図４０中のＸ７３−Ｘ７４線に沿
った概略断面図は図４２と同様となり、図４０中のＸ７
５−Ｘ７６線に沿った概略断面図は図４１と同様とな
る。

【０１３９】これらの図面において、図１乃至図１１中
の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、そ
の重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第１の
実施の形態と異なる所は、主に、以下に説明する点であ
る。

【０１４０】本実施の形態では、赤外線吸収部１２は、
変位部４，５の下側のＳｉＮ膜２１がそのまま連続して
延びることにより形成されて、その一部が変位部４，５
の自由端部に対してそれぞれ固定されることにより、基
板１上に浮いた状態に支持されている。支持枠１３は、
ＳｉＮ膜ではなく、変位部８，９の自由端部から変位部
８，９の上側のＡｌ膜２２がそのまま連続して延びるこ
とにより形成され、赤外線吸収部１２の周囲に沿って略
々コ字状に配置されている。

【０１４１】本実施の形態では、図１乃至図１１中の反
射部１０及びハーフミラー部１１に代えて、複数の帯状
の第１の反射部９０と、複数の帯状の第２の反射部９１
とが設けられている。第１の反射部９０は、これを構成
するＡｌ膜がそのまま延びることにより形成された接続
部１００を介して、赤外線吸収部１２の平面部１２ａに
固定されている。第２の反射部９１は、これを構成する
Ａｌ膜がそのまま延びることにより形成された接続部１
０１を介して、支持枠１３の平面部１３ａに固定されて
いる。複数の第１の反射部９０は互いに同一ＸＹ平面内
に配置され、複数の第２の反射部９１は互いに同一ＸＹ
平面内に配置され、本実施の形態では、第１の反射部９
０も第２の反射部９１もほぼ同一ＸＹ平面内に配置され
ている。複数の第１の反射部９０と複数の第２の反射部
９１は、それぞれＹ軸方向に延び、Ｘ軸方向に交互に並
んでいる。以上により、複数の第１の反射部９０及び複
数の第２の反射部９１は、実質的に反射型回折格子を構
成している。第１の反射部９０と第２の反射部９１との
間の段差量（高さの差）に応じて、上方から入射した読
み出し光ｊの反射回折光、例えば、＋１次回折光の光量
が変化する。

【０１４２】また、本実施の形態では、第１及び第２の
反射部９０，９１は、赤外線ｉを略々全反射する赤外線
反射部として兼用され、赤外線吸収部１２及び反射部９
０，９１がオプティカルキャビティー構造を構成してい
る。

【０１４３】本実施の形態によれば、目標物体からの赤
外線ｉが入射しない場合には、環境温度が変動しても、
第１の反射部９０は第２の反射部９１と平行で高さも一
定のままである。目標物体からの赤外線ｉが入射する
と、入射赤外線量に応じて、第１の反射部９０が傾いて
前記段差量が変化し、例えば前記＋１次回折光の光量が
変化する。

【０１４４】本実施の形態による放射検出装置は、例え
ば、前述した図２８に示す映像化装置において、放射検
出装置１００に代えて用いることができる。ただし、こ
の場合、集光光束４４の集光位置付近に、光線束制限部
３５を配置する。この光線束制限部３５は、例えば、読
み出し光の照射により反射部９０，９１で反射した回折
光のうち＋１次回折光のみを選択的に通過させるように
開口部３５ａを形成しておく。＋１次回折光の光線束に
ついては、光線束制限部３５は何ら制限しないようにし
ておく。この映像化装置によっても、放射検出装置１０
０を用いた図２８に示す映像化装置と同様に、ＣＣＤ３
０の受光面上に形成された読み出し光による光学像は、
入射した赤外線像を反映したものとなる。

【０１４５】本実施の形態によっても、前記第１の実施
の形態と同様の利点が得られる。

【０１４６】［第７の実施の形態］

【０１４７】図４９は、本発明の第７の実施の形態によ
る放射検出装置の単位画素を示す概略平面図である。な
お、図４９中の間隔Ｌは、図面表記の便宜上設けたもの
であり、実際にはこの間隔は狭められる。図５０は図４
９中のＸ９７−Ｘ９８線に沿った概略断面図、図５１は
図４９中のＸ９９−Ｘ１００線に沿った概略断面図であ
る。

【０１４８】図面には示していないが、図４９中のＸ８
１−Ｘ８２線に沿った概略断面図は図４１と同様とな
り、図４９中のＸ８３−Ｘ８４線に沿った概略断面図は
図４２と同様となり、図４９中のＸ８５−Ｘ８６線に沿
った概略断面図は図４３と同様となり、図４９中のＸ８
７−Ｘ８８線に沿った概略断面図は図４４と同様とな
り、図４９中のＸ８９−Ｘ９０線に沿った概略断面図は
図４４と同様となり、図４９中のＸ９１−Ｘ９２線に沿
った概略断面図は図４３と同様となり、図４９中のＸ９
３−Ｘ９４線に沿った概略断面図は図４２と同様とな
り、図４９中のＸ９５−Ｘ９６線に沿った概略断面図は
図４１と同様となり、図４９中のＹ８１−Ｙ８２線に沿
った概略断面図は図４７と同様となる。

【０１４９】本実施の形態が前記第６の実施の形態と主
として異なる所は、第１の反射部９０及び第２の反射部
９１の向きを９０゜変更して、第１の反射部９０及び第
２の反射部９１が、それぞれＸ軸方向に延びるように配
列され、Ｙ軸方向に交互に並んでいる点である。

【０１５０】この配列を実現するため、次のように変更
されている。支持枠１１０が、変位部４，５の自由端部
から変位部４，５の下側のＳｉＮ膜２１がそのまま連続
して延びることにより形成され、支持枠１３の内側に沿
って略々コ字状に配置されている。赤外線吸収部１２
は、これを構成するＳｉＮ膜がそのまま延びることによ
り形成された接続部１１１を介して、支持枠１１０の平
面部に固定されている。互いにＸ軸方向に間隔をあけて
Ｙ軸方向に延びる２本の棒状の支持部１１５，１１６
が、これらをそれぞれ構成するＡｌ膜がそのまま延びる
ことにより形成された接続部１１７，１１８をそれぞれ
介して、支持枠１３に固定されている。図中に符号を付
していないが、支持枠１１０及び支持部１１５，１１６
も、その周辺部分に基板１側へ立ち上がった立ち上がり
部を有している。第１の反射部９０は、接続部１００を
介して赤外線吸収部１２に固定されている。第２の反射
部９１は、接続部１０１を介して支持部１１５，１１６
にそれぞれ固定されている。

【０１５１】本実施の形態によっても、前記第６の実施
の形態と同様の利点が得られる。

【０１５２】［第８の実施の形態］

【０１５３】図５２は、本発明の第８の実施の形態によ
る放射検出装置の単位画素を示す概略平面図である。な
お、図５２において、本来破線（隠れ線）となるべき線
も実線で示し、また、段差等を表す線については省略し
ている。また、説明の便宜上、図５２に示すように、互
いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。

【０１５４】図５３は図５２中のＸ１０１−Ｘ１０２線
に沿った概略断面図、図５４は図５２中のＸ１０３−Ｘ
１０４線に沿った概略断面図、図５５は図５２中のＸ１
０５−Ｘ１０６線に沿った概略断面図、図５６は図５２
中のＹ１０１−Ｙ１０２線に沿った概略断面図である。
図面には示していないが、図５２中のＸ１０７−Ｘ１０
８線に沿った概略断面図は図５５と同様となり、図５２
中のＸ１０９−Ｘ１１０線に沿った概略断面図は図５３
と同様となる。

【０１５５】これらの図面において、図４０乃至図４８
中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、
その重複する説明は省略する。本実施の形態が図４０乃
至図４８に示す前記第６の実施の形態と異なる所は、主
に、以下に説明する点である。

【０１５６】前記第６の実施の形態では、脚部２，３，
６，７が変位部４，５，８，９の側方に配置されていた
のに対し、本実施の形態では、図５２乃至図５６に示す
ように、脚部２，３，６，７の上方に間隔をあけて変位
部４，５，８，９が配置されている。すなわち、本実施
の形態では、脚部２，３，６，７と、変位部４，５，
８，９と、赤外線吸収部１２と、第１及び第２の反射部
９０，９１とが、Ｚ軸方向にそれぞれ空間を隔てて配置
されている。

【０１５７】本実施の形態では、この配置に伴い、変位
部４，５，８，９、第１及び第２の反射部９０，９１及
び赤外線吸収部１２の接続方法が変更されている。すな
わち、本実施の形態では、変位部４，５，８，９は、変
位部４，５，８，９を構成する上側のＡｌ膜２２及び下
側のＳｉＮ膜２１がそのまま延びることにより形成され
た接続部１８０，１８１，１８２，１８３をそれぞれ介
して、脚部２，３，６，７にそれぞれ固定されている。

【０１５８】また、赤外線吸収部１２は、これを構成す
るＳｉＮ膜がそのまま延びることにより形成された接続
部１７２，１７３をそれぞれ介して、変位部８，９の自
由端側部分にそれぞれ固定されている。支持枠１２０
が、赤外線吸収部１２の周囲に沿って四角形状をなすよ
うに配置されている。支持枠１２０は、これを構成する
Ａｌ膜がそのまま延びることにより形成された接続部１
７０，１７１をそれぞれ介して、変位部４，５の自由端
側部分にそれぞれ固定されている。第１の反射部９０
は、接続部１００を介して赤外線吸収部１２に固定され
ている。第２の反射部９１は、接続部１０１を介して支
持枠１２０に固定されている。

【０１５９】本実施の形態によれば、前記第６の実施の
形態と同様の利点が得られる他、脚部２，３，６，７
と、変位部４，５，８，９と、赤外線吸収部１２と、第
１及び第２の反射部９０，９１とが、Ｚ軸方向に積み上
げられているので、任意の一定領域内での第１及び第２
の反射部９０，９１の全体の面積や赤外線吸収部１２の
面積大きくとることができ、赤外線に対する感度が向上
する。また、本実施の形態のような積み上げ構造を採用
すると、横方向へ拡がらなくなるので、構造体全体のバ
ランスが良くなり、機械的な強度の高い構造を実現する
ことができると同時に、開口率を向上することができ
る。

【０１６０】なお、本発明では、前記第６の実施の形態
を変形して前記第７の実施の形態を得たのと同様の変形
を、本実施の形態に適用することもできる。

【０１６１】以上、本発明の各実施の形態について説明
した本発明はこれらの実施の形態に限定されるものでは
ない。例えば、材料等は前述した例に限定されるもので
はない。

【０１６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２つの光作用要素の間の位置関係を所望の関係に設定す
ることができ、放射検出の所望の特性を得ることができ
る。

【０１６３】また、本発明によれば、厳密な温度制御等
を行わない場合であっても、従来に比べて、環境温度の
変化による２つの光作用要素の間の相対的な位置関係の
変化を一層抑えることができ、より精度良く放射を検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による放射検出装置
の単位画素を示す概略平面図である。

【図２】図１中のＸ１−Ｘ２線に沿った概略断面図であ
る。

【図３】図１中のＸ３−Ｘ４線に沿った概略断面図であ
る。

【図４】図１中のＸ５−Ｘ６線に沿った概略断面図であ
る。

【図５】図１中のＸ７−Ｘ８線に沿った概略断面図であ
る。

【図６】図１中のＸ１７−Ｘ１８線に沿った概略断面図
である。

【図７】図１中のＸ１９−Ｘ２０線に沿った概略断面図
である。

【図８】図１中のＹ１−Ｙ２線に沿った概略断面図であ
る。

【図９】図１中のＹ３−Ｙ４線に沿った概略断面図であ
る。

【図１０】図１中のＡ１−Ａ１０線に沿った概略断面図
である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態による放射検出装
置の製造工程を示す概略平面図である。

【図１２】図１１に引き続く製造工程を示す概略平面図
である。

【図１３】図１２中のＹ５−Ｙ６線に沿った概略断面図
である。

【図１４】図１２に引き続く製造工程を示す概略平面図
である。

【図１５】図１４中のＢ１−Ｂ２線に沿った概略断面図
である。

【図１６】図１４に引き続く製造工程を示す概略平面図
である。

【図１７】図１６に引き続く製造工程を示す概略平面図
である。

【図１８】図１７に引き続く製造工程を示す概略平面図
である。

【図１９】図１８に引き続く製造工程を示す概略平面図
である。

【図２０】図１９中のＸ１７’−Ｘ１８’線に沿った概
略断面図である。

【図２１】図１９中のＸ１９’−Ｘ２０’線に沿った概
略断面図である。

【図２２】図１９中のＹ１’−Ｙ２’線に沿った概略断
面図である。

【図２３】初期状態の一例のモデルを示す図である。

【図２４】初期状態の他の例のモデルを示す図である。

【図２５】初期状態の更に他の例のモデルを示す図であ
る。

【図２６】初期状態の更に他の例のモデルを示す図であ
る。

【図２７】初期状態の更に他の例のモデルを示す図であ
る。

【図２８】映像化装置を示す概略構成図である。

【図２９】本発明の第２の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略断面図である。

【図３０】本発明の第３の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略平面図である。

【図３１】図３０中のＸ４７−Ｘ４８線に沿った概略断
面図である。

【図３２】図３０中のＸ４９−Ｘ５０線に沿った概略断
面図である。

【図３３】図３０中のＹ３３−Ｙ３４線に沿った概略断
面図である。

【図３４】本発明の第４の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略断面図である。

【図３５】本発明の第５の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略平面図である。

【図３６】図３５中のＸ５１−Ｘ５２線に沿った概略断
面図である。

【図３７】図３５中のＸ５３−Ｘ５４線に沿った概略断
面図である。

【図３８】図３５中のＸ５５−Ｘ５６線に沿った概略断
面図である。

【図３９】図３５中のＹ５１−Ｙ５２線に沿った概略断
面図である。

【図４０】本発明の第６の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略平面図である。

【図４１】図４０中のＸ６１−Ｘ６２線に沿った概略断
面図である。

【図４２】図４０中のＸ６３−Ｘ６４線に沿った概略断
面図である。

【図４３】図４０中のＸ６５−Ｘ６６線に沿った概略断
面図である。

【図４４】図４０中のＸ６７−Ｘ６８線に沿った概略断
面図である。

【図４５】図４０中のＸ７７−Ｘ７８線に沿った概略断
面図である。

【図４６】図４０中のＸ７９−Ｘ８０線に沿った概略断
面図である。

【図４７】図４０中のＹ６１−Ｙ６２線に沿った概略断
面図である。

【図４８】図４０中のＹ６３−Ｙ６４線に沿った概略断
面図である。

【図４９】本発明の第７の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略平面図である。

【図５０】図４９中のＸ９７−Ｘ９８線に沿った概略断
面図である。

【図５１】図４９中のＸ９９−Ｘ１００線に沿った概略
断面図である。

【図５２】本発明の第８の実施の形態による放射検出装
置の単位画素を示す概略平面図である。

【図５３】図５２中のＸ１０１−Ｘ１０２線に沿った概
略断面図である。

【図５４】図５２中のＸ１０３−Ｘ１０４線に沿った概
略断面図である。

【図５５】図５２中のＸ１０５−Ｘ１０６線に沿った概
略断面図である。

【図５６】図５２中のＹ１０１−Ｙ１０２線に沿った概
略断面図である。

【符号の説明】

１基板２，３，６，７脚部４，５，８，９変位部１０反射部１１ハーフミラー部１２赤外線吸収部１３支持枠９０，９１反射部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体と、該基体に支持された第１の変位
部と、前記基体に支持され前記第１の変位部と実質的に
同じ構成を有し前記第１の変位部と実質的に平行に配置
された第２の変位部と、前記第１の変位部に対して固定
された第１の光作用要素と、前記第２の変位部に対して
固定された第２の光作用要素と、放射を吸収し前記第１
の変位部に熱的に結合されるとともに前記第２の変位部
に熱的に実質的に結合されない放射吸収部とを備え、前記第１及び第２の光作用要素は、読み出し光を受光し
て、受光した読み出し光に、前記第１及び第２の光作用
要素間の相対的な変位に応じた変化を与えて当該変化し
た読み出し光を出射させる光作用部を構成し、前記第１の変位部及び第２の変位部の各々は、異なる膨
張係数を有する異なる物質の互いに重なった少なくとも
２つの層を有し、前記第１及び第２の変位部における前記少なくとも２つ
の層の重なり方向から見た場合に、前記第１及び第２の
変位部は互いに重ならないように配置されたことを特徴
とする放射検出装置。
【請求項２】前記放射吸収部が、入射した放射の一部
を反射する特性を有し、ｎを奇数、前記放射の所望の波長域の中心波長をλ_０と
して、前記放射吸収部から実質的にｎλ_０／４の間隔を
あけて配置され前記放射を略々全反射する放射反射部を
備えたことを特徴とする請求項１記載の放射検出装置。
【請求項３】前記放射反射部が前記第１及び第２の光
作用要素のうちの少なくとも一方で兼用され、前記放射
吸収部が前記第１及び第２の光作用要素のうちの少なく
とも一方に対して前記重なり方向に配置されたことを特
徴とする請求項２記載の放射検出装置。
【請求項４】前記第１及び第２の光作用要素のうちの
少なくとも一方は、支持枠を介して前記第１の変位部又
は前記第２の変位部に対して固定され、前記支持枠は、平面部と、当該平面部の周辺部分の少な
くとも一部に渡って、当該平面部から立ち上がるように
形成された立ち上がり部とを有することを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかに記載の放射検出装置。
【請求項５】前記第１の変位部が第１の脚部を介して
前記基体に支持され、前記第２の変位部が第２の脚部を
介して前記基体に支持され、前記第１の脚部の始点部と
前記第１の脚部の終点部との間の前記第１の脚部の長さ
方向に沿った距離と、前記第２の脚部の始点部と前記第
２の脚部の終点部との間の前記第２の脚部の長さ方向に
沿った距離とが、実質的に等しいことを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載の放射検出装置。
【請求項６】前記第１の変位部が第１の脚部を介して
前記基体に支持され、前記第２の変位部が第２の脚部を
介して前記基体に支持され、前記第２の脚部における前
記始点部から前記終点部までの長さが、前記第１の脚部
における前記始点部から前記終点部までの長さより短い
か、あるいは実質的にゼロであることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載の放射検出装置。
【請求項７】前記第１の変位部における前記第１の変
位部の始点部から前記第１の変位部の終点部までの長さ
と、前記第２の変位部における前記第２の変位部の始点
部から前記第２の変位部の終点部までの長さとが、実質
的に等しいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
に記載の放射検出装置。
【請求項８】前記第１及び第２の変位部の幅方向から
見た場合の、前記第１の変位部の始点部の位置と前記第
２の変位部の始点部の位置とが、実質的に同一であるこ
とを特徴とする請求項７記載の放射検出装置。
【請求項９】前記第１の変位部が第１の脚部を介して
前記基体に支持され、前記第２の変位部が第２の脚部を
介して前記基体に支持され、前記第１及び第２の脚部と、前記第１及び第２の変位部
と、前記第１及び第２の光作用要素と、前記放射吸収部
とが、前記重なり方向にそれぞれ空間を隔てて配置され
たことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の
放射検出装置。
【請求項１０】前記第１及び第２の光作用要素のうち
の一方は反射部であり、前記第１及び第２の光作用要素
のうちの他方は、前記反射部と対向するとともに受光し
た読み出し光の一部のみを反射するハーフミラー部であ
り、前記反射部及び前記ハーフミラー部は、受光した読
み出し光を干渉光として反射させることを特徴とする請
求項１乃至９のいずれかに記載の放射検出装置。
【請求項１１】前記第１の光作用要素は第１の反射部
であり、前記第２の光作用要素は第２の反射部であり、
前記第１及び第２の反射部は、実質的に反射型回折格子
を構成し、受光した読み出し光を回折光として反射させ
ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の
放射検出装置。