JP2015175768A - 検出器およびセンシング装置および制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】赤外光を放射する被検出体の検出を行う新規な検出器を実現する。
【解決手段】赤外光を放射する被検出体Ｏを検出する検出器は、赤外光を受光して信号化する受光手段２１と、被検出体Ｏからの赤外光を受光手段２１に導く集光レンズ２４を有し、受光手段２１は、複数の受光部を集光レンズ２４の光軸に直交する面内において、前記光軸に直交する所定のＣ方向に１列に配列してなり、集光レンズ２４は、入射側および射出側の一方の面が、１以上の凸曲面による屈折面２４１であり、他方の面２４２が、Ｎ（≧２）個の帯状レンズ面に分割された面であり、集光レンズ２４の光軸方向をＡ方向、該Ａ方向およびＣ方向に直交する方向をＢ方向として、集光レンズ２４に入射する赤外光を、受光手段２１が配された面内で、Ｂ方向に互いにずれて１列に重なりあうＮ個のスポットとする。
【選択図】図１

Description

この発明は、検出器およびセンシング装置および制御システムに関する。

有限の温度を有する物体は、その温度に応じた電磁波を放射する。
特に、３００度Ｋ前後の常温領域の温度を有する物体からは、波長にして８μｍないし１２μｍ程度の電磁波が放射される。

温度２０℃の物体が放射する電磁波のピーク波長は１０μｍ程度である。
上記波長領域の電磁波は遠赤外光と呼ばれる。遠赤外光は「遠赤外線」とも呼ばれる。

人や動物も、常温領域の体温を有するところから、遠赤外光を検出することにより、人や動物の有無を検出することが行われている(特許文献１等)。

また、遠赤外光を含むより広範な波長領域の一般的な「赤外光」も、種々の技術分野で検出対象とされている。

この発明は、赤外光を放射する被検出体の検出を行う、新規な検出器の実現を課題とする。

この発明の検出器は、赤外光を放射する被検出体を検出する検出器であって、赤外光を受光して信号化する受光手段と、前記被検出体からの赤外光を前記受光手段に導く集光レンズを有し、前記受光手段は、複数の受光部を、前記集光レンズの光軸に直交する面内において、前記光軸に直交する所定のＣ方向に１列に配列してなり、前記集光レンズは、入射側および射出側の一方の面が、１以上の凸曲面による屈折面であり、他方の面が、Ｎ（≧２）個の帯状レンズ面に分割された面であり、前記集光レンズの光軸方向をＡ方向、該Ａ方向および前記Ｃ方向に直交する方向をＢ方向として、前記集光レンズに入射する赤外光を、前記受光手段が配された面内で、Ｂ方向に互いにずれて１列に重なりあうＮ個のスポットとする。

この発明によれば、新規な検出器を実現できる。
この検出器は、集光レンズに入射する赤外光を、受光手段が配された面内で、受光部の配列方向に直交する方向に「互いにずれて１列に重なり合うＮ個のスポット」とする。

このように「互いにずれて１列に重なり合うＮ個のスポット」を、便宜的に「検出像」と呼ぶ。

検出像は、Ｎ個のスポットが「受光手段における受光部の配列方向に直交する方向に、互いにずれて１列に重なり合う」ので、上記配列方向に直交するＢ方向に長くなる。

入射する赤外光の入射方向が、集光レンズの光軸に対して、ＡＣ面に対して傾くと、検出像は受光手段に対してＢ方向にずれる。

しかし、検出像は「Ｂ方向に長い」ので、入射する赤外光の入射方向が、集光レンズの光軸に対してＡＣ面に対して大きく傾いても、受光手段から「外れない」ようにできる。

従って、検出像を確実に検出できる。

即ち、この発明の検出器は、集光レンズへ入射する赤外光に対する「Ｂ方向における角度応答性」を向上させることができる。

検出器の実施の１形態を説明図的に示す図である。 受光手段を説明するための図である。 集光レンズを説明するための図である。 検出器による遠赤外光の検出を説明するための図である。 受光手段の各受光部への遠赤外光の入射光量を示すシミュレーション図である。 集光レンズによる遠赤外光の、受光手段の受光面への集光を説明するための図である。 集光レンズの帯状レンズ面による形成される、互いにずれて１列に重なり合うスポットの形成を説明するための図である。 互いにずれて１列に重なり合うスポットの入射傾斜角変化によるシフトを説明するための図である。 集光レンズの別形態例を説明するための図である。 集光レンズの他の形態例を説明するための図である。 集光レンズのさらに他の形態例を説明するための図である。 集光レンズの別の形態例を説明するための図である。 集光レンズのさらに別の形態例を説明するための図である。 図１３の集光レンズの特性を説明するための図である。 制御システムの実施の１形態を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。

図１は、検出器とセンシング装置の実施の１形態を説明図的に示す図である。

この検出器は、赤外光を放射する被検出体を検出する検出器であるが、検出対象としての被検出体は「人体」であり、放射される赤外光は「遠赤外光」である。

図１（ａ）は、被検出体である人体Ｏが室内の床１０上に居る状態を示している。符号２０は「検出器」を示す。
検出器２０は、人体Ｏから放射される遠赤外光により、人体Ｏの検出を行う。

図１（ｂ）は、検出器２０を用いる「センシング装置」を示す図である。

センシング装置については後述する。

ここで、以下の説明においてＸ、Ｙ、Ｚの直交３方向を以下の如くに定める。
図１（ａ）に示す如く、Ｘ方向は、床１０に平行で、図１（ａ）において図面に直交する方向であり、図面から手前側に向かう方向を正の方向とする。

Ｙ方向は、床１０からの高さ方向で、図で上方を正方向とする。Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向であり、図１（ａ）において、左側を正方向とする。

図１（ｃ）、（ｄ）は、検出器２０の構成を示している。これらの図において、符号２１は「受光手段」、符号２２は「センサ基板」、符号２３は「パッケージ部材」を示す。
また、符号２４は「集光レンズ」、符号２６は「接合部材」を示す。

これらは「ウエハレベルパッケージ」によって製造されている。
以下、上記直交３方向Ｘ、Ｙ、Ｚに平行な、直交３方向Ａ、Ｂ、Ｃを「検出器２０に固定」して設定する。
集光レンズ２４の光軸方向をＺ方向に平行とし、光軸に合致した軸の方向を「Ａ方向」とする。Ａ方向の正の向きは「遠赤外光が入射してくる側」である。

即ち、被検出体である人体Ｏは、Ａ方向の正の側に位置する。
このように集光レンズ２４の光軸に合致させたＡ方向に直交する２方向をＢ方向およびＣ方向とする。Ｂ方向は上記Ｘ軸に平行な方向、Ｃ方向は上記Ｙ軸に平行な方向である。

Ｂ方向、Ｃ方向の正の向きは、Ｘ方向、Ｙ方向の正の向きと同一とする。

図１（ｃ）は、検出器２０を「ＡＣ面（ＹＺ面に平行な平面である。）」により切断した状態を示す断面図である。

図１（ｄ）は、検出器２０を「ＡＢ面（ＸＺ面に平行な面である。）」により切断した断面図である。

符号２４１は、集光レンズ２４の入射側面、符号２４２は射出側面を示している。

パッケージ部材２３は、センサ基板２２の「−Ｚ側」に設けられ、接合部材２６によって、センサ基板２２に接合されている。符号２７は「貫通配線」を示す。

集光レンズ２４は、センサ基板２２の「＋Ｚ側」に設けられている。
集光レンズ２４とセンサ基板２２とパッケージ部材２３、接合部材２６によって空隙（キャビティ）が形成され、該空隙内に受光手段２１が封入されている。
受光手段２１を封入した空隙内は、熱の影響を抑制するため真空状態とされている。

受光手段２１については後述するが「Ｃ方向に配列された複数の受光部」を有する。

複数の受光部の個々は、遠赤外光を吸収して熱に変換するＳｉＯ_２層を有する。

ＳｉＯ_２層が遠赤外光を吸収して昇温すると、これにより回路要素の特性変化が生ずる。この特性変化が信号化されて出力される。

この信号の安定化のため、各受光部は「変換された熱を長く留めておく必要」がある。

前記空隙内に空気があると、熱を伝導させ、空隙を構成する壁面や、集光レンズ２４、パッケージ部材２３に熱を逃がす恐れがある。
また、逆に「遠赤外光による熱ではない外界の熱」を各受光部に伝える恐れもある。

このような空気による熱の伝導は、受光手段２１における「Ｓ／Ｎの低下」を齎す。

従って、上記の如く、受光手段２１を封入した空隙内は、熱の影響を抑制するため真空状態とされるのである。

図２は、受光手段２１の１例を説明するための図である。
図２（ａ）は、受光手段２１における受光部の配列状態の１例を示している。

この例では、受光手段２１は、Ｙ方向即ち上記Ｃ方向に１列に配列された８個の受光部ＲＬ１ないしＲＬ８を有している。

これら８個の受光部ＲＬｉ（ｉ＝１〜８）は、図２（ｂ）に示すように、センサ基板２２の中央の空隙部に、公知の梁構造体２８により「宙吊り状態」で保持されている。

受光部ＲＬｉのサイズおよびピッチの具体的数値の１例を挙げると、Ｂ（Ｘ）方向のサイズ：Ｄｘは１００μｍ、Ｃ（Ｙ）方向のサイズＤｙは５０μｍである。

また、ピッチ：ＤＹは７０μｍである。

図３に即して、図１に示した集光レンズ２４を説明する。

図３（ａ）は、集光レンズ２４を光軸に合致したＡ方向の正の側から見た図であり、入射側面２４１が見えている。

図３（ｂ）は、集光レンズ２４をＡ方向の負の側から見た図であり、射出側面２４２が見えている。

図３（ｃ）、（ｄ）は、図１（ｃ）、（ｄ）におけると同様、集光レンズ２４の「光軸を含む平面による断面図」を示している。

図３（ｃ）は（ａ）の「ａａ断面」であるＡＣ面、（ｄ）は（ｂ）の「ｂｂ断面」であるＡＢ面による断面形状を示している。

入射側面２４１は、この例において「単一の凸曲面による屈折面」である。

入射側面２４１をなす単一の凸曲面の形状は「球面」であることも「非球面」であることもできる。

即ち、図３（ｃ）に示す断面形状において入射側面２４１のなす曲線は「円弧」であることも「非円弧」であることもできる。

また、入射側面２４１の図３（ｃ）に示す形状と、（ｄ）に示す形状とが「異なっている」こともできる。

例えば、入射側面２４１のＡＣ面内における曲率半径と、ＡＢ面内における曲率半径とが異なっていることもできる。

この場合、入射側面２４１は、Ｙ方向とＸ方向とで「正の屈折力が互いに異なるレンズ面」となる。

入射側面２４１の形状は、Ｃ方向に関しては「ＡＢ面に対して鏡面対称」であり、Ｂ方向に関しては「ＡＣ面に対して鏡面対称」である。

次に、射出側面２４２について説明すると、射出側面２４２は、この例において、３個の帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔに分割された面である。

帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔは、図３（ｄ）に示すように、ＡＢ面に平行な面内では曲率を持たず、ＡＢ面に直交する方向においては曲面もしくは平面である。

即ち、帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔは、最も単純な形状としては「帯状の平面形状」であることができる。

図３の例では、図３（ｃ）に示すように、ＡＣ断面内において、射出側面２４２は「曲線」形状となっているが、この曲線形状は円弧形状でも非円弧形状でもよい。

帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔは、図３（ｂ）、（ｄ）に示すように「相互に隣接する面の境界部が互いに一致して単一の稜線をなす形状」である。

なお、図３（ｃ）に示す、射出側面２４２の「ＡＣ面内における曲率半径」は７０μｍである。

射出側面２４２は、集光レンズ２４の射出側における平坦部から「掘り込まれ」て形成されている。

この掘り込みの深さ（上記平坦部から光軸上の射出側面位置までの距離）は１０５μｍである。

図４（ａ）で、集光レンズ２４の入射側面２４１にＡＣ面内で入射する遠赤外光の入射範囲を表す入射角範囲をθ１とする。

図４（ｂ）で、集光レンズ２４の入射側面２４１にＡＢ面内で入射する遠赤外光の入射範囲角をθ２とする。

図２におけるＹ方向は「検出が行われる空間（図１（ａ）参照）における上下方向」であり、Ｘ方向は「水平方向」である。

そこで、上記入射角範囲：θ１を「上下方向における検出範囲」と称し、入射角範囲：θ２を「水平方向における検出範囲」と称する。

説明中の例では、θ１＝θ２＝５０度としている。

図４（ｃ）に示す如く、受光手段２１は、Ｃ方向に配列された８個の受光部を有する。

即ち、上下方向における検出範囲を「８つの受光部で監視」していることとなる。

従って、１つの受光部が監視する検出範囲はθ１÷８（ここでは、５０÷８＝６．２５°）である。

集光レンズ２４に入射する遠赤外光の「光軸（Ａ方向）に対する傾き角」を以下、「入射傾斜角」と称する。入射傾斜角は、ＡＢ面内とＡＣ面内とで考えられる。
ＹＺ面に平行なＡＣ面内で具体的に説明すると、入射傾斜角と受光部との対応関係は以下のように設定されている。

入射傾斜角 受光部
−２１．８７５±３．１２５度 ＲＬ１
−１５．６２５±３．１２５度 ＲＬ２
−９．３７５±３．１２５度 ＲＬ３
−３．１２５±３．１２５度 ＲＬ４
３．１２５±３．１２５度 ＲＬ５
９．３７５±３．１２５度 ＲＬ６
１５．６２５±３．１２５度 ＲＬ７
２１．８７５±３．１２５度 ＲＬ８ 。

図４（ｄ）には、入射傾斜角：−２１．８７５±３．１２５度の範囲の遠赤外光が、ＲＬ１上にスポットＳＰ１を形成し、入射傾斜角：−３．１２±３．１２５度の範囲の遠赤外光が、ＲＬ４上にスポットＳＰ４を形成している状態が示されている。

このように、入射傾斜角と受光部とが対応していることを、以下では「角度分離」とも言う。

図５は、受光部ＲＬｉ（ｉ＝１〜８）で受光される遠赤外光の入射傾斜角と受光光量との関係の光線追跡によるシミュレーション結果を示している。
縦軸の「光量」とあるのは、集光レンズ２４に入射する光線数に対する「受光部に到達する光線数」の割合を規格化した値である。

なお、集光レンズ２４の光軸上において、集光レンズ２４の射出側面と受光部との間隔は「ギャップ距離」と呼ばれ、説明中の例では４０５μｍである。

図４（ｆ）は、受光手段２１からの出力の１例を説明図的に示している。例えば、受光部ＲＬ１を含む部分からの出力の出力レベルを示している。

この出力レベルが、閾値：ＴＨを超えるとき、遠赤外光が検出可能となる。
さて、上に説明したのは、集光レンズ２４に入射する遠赤外光の入射方向が、ＡＣ面に平行な場合であった。

この場合には、入射遠赤外光の入射傾斜角がＡＣ面内で異なることにより、Ｃ方向に異なる位置にある受光部ＲＬｉが受光する。

先に述べたように「入射傾斜角」は、ＡＢ面内（ＸＺ面に平行な面）においても考えられる。即ち、入射遠赤外光の入射傾斜角が、ＡＢ面内で有限になる場合がある。

この時に生じる問題を以下に説明する。
集光レンズ２４の射出側面は、上述のように、３つの帯状レンズ面に分割されている。

ここでは、上記問題の説明のために、集光レンズ２４の射出側面が「単一の凹面による屈折面」である場合を想定する。従来の集光レンズは、このような形状となっている。

このような形状の集光レンズは、メニスカスレンズである。
このような形状の集光レンズでも、入射遠赤外光がＡＣ面に平行であれば、上の説明はそのまま成り立つ。

しかし、入射傾斜角がＡＣ面に対して傾くと、以下のごとき問題が生じる。

即ち、入射傾斜角がＡＣ面に対して傾いてＡＢ面内で有限の大きさを持つと、集光レンズによる集光位置は、Ｂ方向（Ｘ方向）にずれる。

例えば、図４（ｄ）に示すスポットＳＰ１やＳＰ４は、図４（ｅ）に示すように、これを受光すべき受光部ＲＬ１やＲＬ４に対してＸ方向（Ｂ方向）へずれる。

その結果、受光部ＲＬ１等からの出力レベルは、図３（ｇ）の如くになり、最大レベルが閾値：ＴＨを下回ると、遠赤外光の検出が出来なくなる。

この発明は、このような問題を「集光レンズに形成された複数の帯状レンズ面」により解決するのである。

図６を参照する。

図６（ａ）に示すように、集光レンズ２４は、その射出側の面２４２が３つの帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔに分割されている。

これら帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔは、ＸＺ面に平行なＡＢ面においては曲率を持たない。

Ｚ軸に平行な光軸方向（Ａ方向）から入射する遠赤外光ＬＴＩは、集光レンズ２４に入射すると、入射側面２４１の正の屈折力により収束光束とされ、射出側面２４２に入射する。

射出側面２４２は、帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔに分割されているが、これら帯状レンズ面は、その面の向き（法線方向）が「互いに非平行」である。

従って、帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔに入射した光束成分は、これらの帯状レンズ面により、互いに異なる方向へ屈折される。

これら互いに異なる方向へ屈折された３つの光束部分は、受光手段２１の受光面２１Ｓ上に、互いにずれて１列に重なり合うスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔを形成する。

即ち、まとめると、集光レンズ２４は、入射側面２４１が、１つの凸曲面による屈折面であり、射出側面２４２が、３個の帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔに分割された面である。

１つの凸曲面による屈折面である入射側面２４１は、集光レンズ２４の光軸方向をＡ方向、受光部が配列するＣ方向とＡ方向とに直交する方向をＢ方向として、ＡＢ面およびＡＣ面に対称的な面である
３個の帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔの個々は、ＡＢ面に平行な面内では曲率を持たず、ＡＢ面に直交する方向においては曲面である。

これら３面の帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔは、相互に隣接する面の境界部が互いに一致して単一の稜線をなす形状であり、集光レンズ２４に入射する遠赤外光ＬＴＩを、受光手段が配された面２１Ｓ内で、Ｂ方向に互いにずれて１列に重なりあう３個のスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔとする。

図６（ｂ）は、受光手段２１の受光面２１Ｓ上に「互いにずれて１列に重なり合うように形成されたスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔ」の規格化された光量分布を示している。

これらの光スポットの「Ｂ方向における光量分布」はガウス分布状である。

図６（ｂ）に示す「Ｍ」を光量分布の最大値とするとき、スポットＳＰｂ、ＳＰｍ、Ｓｐｔは、隣接するスポットの光量分布が「Ｍ／２」となる部分が合致するように設定されている。

図７（ａ）に示す帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔにより形成されるスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔは、図７（ｂ）に示すようにＸ方向に平行なＢ方向に互いにずれて、１列に重なり合う。

このとき、これらスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔの重なり合いによるＢ方向の光量分布（以下「合成光量分布」という。）は、図７（ｃ）に示すように、光量の最大部がフラットな、所謂「フラットトップ」の形状になる。

図７（ｄ）は、上記の如く「Ｂ方向にずれて１列に重なり合った３つのスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔ」が、１例として、受光部ＲＬ４上に集光している状態を示している。

この図の状態では、入射遠赤外光の入射傾斜角は「ＡＣ面」に対して傾いておらず、３つのスポットのうちの中央のスポットＳＰｍが受光部ＲＬ４上に集光している。

図８（ｂ）は、入射遠赤外光のＡＣ面に対する入射傾斜角が変化した場合におけるスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔの「受光部ＲＬｉに相対的な、Ｂ方向の位置変化」を示している。

図８（ｂ）の真中の図は、入射遠赤外光のＡＣ面に対する入射傾斜角が０の場合を示す。

図８（ｂ）の、一番上の図は、入射傾斜角がＡＣ面に対してマイナス側に傾いた場合を示し、一番下の図は、入射傾斜角がＡＣ面に対してプラス側に傾いた場合を示す。

入射傾斜角が、ＡＣ面に対して傾くと、スポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔは一体となって、Ｂ方向へシフトする。

このとき、受光部ＲＬｉによる「遠赤外光検出の有効領域」は図の領域：ＷＸとなる。

このように、帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔの作用により、受光部ＲＬｉによる「遠赤外光検出の有効領域：ＷＸ」を有効に拡大することができる。

即ち、説明中の検出器によればＸＺ面に平行なＡＢ面での入射傾斜角の絶対値が大きくても、信号レベルの低下が抑制され、閾値を低くすることなく被検出体を検知できる。

図８（ａ）に示すように、射出側面２４２を構成する帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔの幅を「ｔ」とし、Ｂ方向における射出側面２４２の大きさを「Ｔ」とする。

帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔは何れも同じ幅「ｔ」を有し、これらは説明中の例において２００μｍに設定され、前記「Ｔ」の大きさは略６００μｍである。
図８（ａ）は、集光レンズ２４のＡＢ面における断面形状を示している。
帯状レンズ面２４２ｍは、光軸方向であるＡ方向に直交し、帯状レンズ面２４２ｂと２４２ｔとは、Ｂ方向に対して傾いている。

即ち、帯状レンズ面２４２ｂは、Ｂ方向に対して反時計回りに角：θだけ傾き、帯状レンズ面２４２ｔは、Ｂ方向に対し時計回りに角：θだけ傾いている。

帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔの互いに隣接する部分は合致し、単一の稜線をなす。

即ち、帯状レンズ面相互の境界部に「段差」が生じないロバスト性の高い面形状である。

仮に「帯状レンズ面の境界部に段差が存在する場合」には、この段差で、遠赤外光の散乱や、受光部での受光量の減少、受光部への迷光の入射が考えられる。

また、集光レンズを半導体プロセスで作製する場合、段差部の角の鈍化が発生し、更なる光の散乱や迷光の発生を引き起こすことが考えられる。

説明中の検出器では、集光レンズ２４に形成される複数の帯状レンズ面の隣接部に段差がないので、上記のごとき不具合が発生することはない。

図６（ｂ）に示した合成光量分布は、スポットＳＰｂ、ＳＰｍ、Ｓｐｔが、ガウス分布状の規格化された光量分布の最大光量：Ｍに対し、隣接するスポットの光量分布が「Ｍ／２」となる部分が合致するように重ね合わせられたものである。

このようになるように、帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｔの傾き角：θが設定されているのである。

図６（ａ）において、スポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔのＸ方向（Ｂ方向）の大きさは、この方向における帯状レンズ面の幅より小さい。

図６（ａ）の状態において、射出側面２４２と受光面２１Ｓとの間隔が大きくなると、これらのスポットのＸ方向の大きさが大きくなる。

このようにスポットの大きさが大きくなると、個々のスポットの「Ｂ方向の光量分布」が緩やかになる。

このため、これらの光量分布を重ね合わせた合成光量分布は、最大値が小さくなり、両サイドの傾斜も緩やかになる。

図８（ｄ）に示す合成光量分布におけるフラット部分の中央位置から、光量が減衰し始める位置までの大きさを「Ｗ」とする。光量が減衰する部分はガウス分布に従う。
規格化された光量の最大値（フラットな部分）の「１／ｅ」になる部分での「減衰する部分の幅」を裾野の幅と呼び「σ」で表す。

このとき、パラメータ：Ｗ／σを考えると、このパラメータが大きいほど、減衰する部分での減衰は急峻である。

図８（ｄ）の如き合成光量分布は、フラットトップであるとともに、両サイドでの減衰が急峻であることが好ましい。

上記パラメータ：Ｗ／σが１より小さくなると、互いにずれて重なったスポットＳＰｂ、ＳＰｍ、ＳＰｔの「Ｂ方向における光量分布の最大値」が小さくなる。

また、光量分布の両サイドの傾斜も緩やかになってフラットトップな形状にならない。

従って、パラメータ：Ｗ／σが１以上となるようにスポットの大きさやＢ方向における相互の重なりを設定することが好ましい。

このような設定は、集光レンズの特性として設計できる。とくに、帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｔのＢ方向に対する傾き角：θの調整が重要になる。

図１に戻ると、検出器２０は上に説明したように構成されている。
図１（ｂ）に示す「検出器２０を用いるセンシング装置」を説明する。
検出器２０は、上記の如く遠赤外光を受光し、受光手段２１の各受光部ＲＬｉは受光量に応じた信号を出力する。

増幅器４０は、検出器２０からの出力信号をそれぞれ増幅し、増幅された「増幅信号」を出力する。増幅信号は被検出体情報取得部６０に入力する。

被検出体情報取得部６０は増幅信号の入力を受け、所定のタイミングごとに「増幅信号に基づいて、被検出体である人体Ｏが室内に居るか否か」を判断する。

被検出体情報取得部６０はコンピュータやＣＰＵで構成される。

取得するべき情報は、最も基本的なものとしては上記の如く「人体Ｏが室内に居るか否か」である。

上には「検出器の実施の１形態」を説明した。

上に説明した形態例では、実施手段２１は受光部ＲＬｉを８個有するが、勿論、この発明の検出器はこれに限定されない。

また、「上下方向における検出範囲：θ１」を５０度、「水平方向における検出範囲：θ２」を５０度としたが、勿論、θ１やθ２は、これに限定されない。

θ１やθ２は、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。

また、上の形態例では、集光レンズの射出側面２４２が３つの帯状レンズ面２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔに分割されているが、帯状レンズ面の数は３に限らない。

また、複数の帯状レンズ面の「曲率を持たない方向における幅」として、上の例では、これらの幅：ｔが互いに等しいが、勿論、上記幅が帯状レンズ面で相互に異なっていることも可能である。

以下に、検出器に用いられる集光レンズの別の形態例を挙げる。

図９は「集光レンズの別例」である集光レンズ２４Ａの形状を、図３に倣って示している。

（ａ）は入射側面２４１Ａの側を示す平面図、（ｂ）は射出側面２４２Ａの側を示す平面図である。（ｃ）は（ａ）のａａ断面図、（ｄ）は（ｂ）のｂｂ断面図である。

集光レンズ２４Ａの特徴とするところは以下の点にある。

射出側面２４２Ａが３つの帯状レンズ面２４２Ａｂ、２４２Ａｍ、２４２Ａｔに分割されている。
帯状レンズ面２４２Ａｂ、２４２Ａｍ、２４２Ａｔに分割された射出側面２４２Ａは、Ｙ方向に平行な方向から見た断面形状が、図９（ｄ）に示すように「Ｚ軸の負の側に凸の凸面」をなす。

即ち、集光レンズの射出側面は、ＡＢ面内において凹面でなく「凸面」でもよい。

このようにしても、上に説明した集光レンズ２４の場合と同様の効果、即ち、受光手段の受光面上におけるＸＺ方向の合成光量分布が「フラットトップ形状」となり、裾野部分の減衰状態を急峻な状態にできる。

射出側面２４２Ａは、帯状レンズ面２４２Ａｂ、２４２Ａｍ、２４２Ａｔの「互いに隣接する部分」が合致して単一の稜線をなす「ロバスト性の高い面形状」である。

上に説明した集光レンズ２４、２４Ａでは何れも「射出側面」が複数の帯状レンズ面に分割されている。

しかし、帯状レンズ面に分割されるのは、射出側面に限らず、入射側面でもよい。

図１０は「集光レンズの他の例」である集光レンズ２４Ｂの形状を、図３に倣って示している。

（ａ）は入射側面２４１Ｂの側を示す平面図、（ｂ）は射出側面２４２Ｂの側を示す平面図である。（ｃ）は（ａ）のａａ断面図、（ｄ）は（ｂ）のｂｂ断面図である。

集光レンズ２４Ｂの特徴とするところは以下の点にある。

入射側面２４１Ｂが３つの帯状レンズ面２４１Ｂｂ、２４１Ｂｍ、２４１Ｂｔに分割されている。
帯状レンズ面２４１Ｂｂ、２４１Ｂｍ、２４１Ｂｔに分割された入射側面２４１Ｂは、Ｙ方向に平行な方向から見た断面形状が、図１０（ｃ）に示すように「Ｚ方向の正の向きに向いた凹面」である。

このようにしても、上に説明した集光レンズ２４の場合と同様の効果、即ち、受光手段の受光面状におけるＸＺ方向における合成光量分布が「フラットトップ形状」となり、裾野部分の減衰状態を急峻な状態にできる。

入射側面２４１Ｂは、帯状レンズ面２４１Ｂｂ、２４１Ｂｍ、２４１Ｂｔの「互いに隣接する部分」が合致して単一の稜線をなす「ロバスト性の高い面形状」である。

図１１は「集光レンズのさらに他の例」である集光レンズ２４Ｃの形状を、図１０に倣って示している。

（ａ）は入射側面２４１Ｃの側を示す平面図、（ｂ）は射出側面２４２Ｃの側を示す平面図である。（ｃ）は（ａ）のａａ断面図、（ｄ）は（ｂ）のｂｂ断面図である。

集光レンズ２４Ｃの特徴とするところは以下の点にある。

入射側面２４１Ｃが３つの帯状レンズ面２４１Ｃｂ、２４１Ｃｍ、２４１Ｃｔに分割されている。
帯状レンズ面２４１Ｃｂ、２４１Ｃｍ、２４１Ｃｔに分割された入射側面２４１Ｃは、Ｙ方向に平行な方向から見た断面形状が、図１１（ｃ）に示すように「Ｚ方向の正の向きに向いた凸面」である。

このようにしても、上に説明した集光レンズ２４の場合と同様の効果、即ち、受光手段の受光面状におけるＸＺ方向における合成光量分布が「フラットトップ形状」となり、裾野部分の減衰状態を急峻な状態にできる。

入射側面２４１Ｃは、帯状レンズ面２４１Ｃｂ、２４１Ｃｍ、２４１Ｃｔの「互いに隣接する部分」が合致して単一の稜線をなす「ロバスト性の高い面形状」である。

図１２は「集光レンズの別の例」である集光レンズ２４Ｄの形状を、図１０に倣って示している。

（ａ）は入射側面２４１Ｄの側を示す平面図、（ｂ）は射出側面２４２Ｄの側を示す平面図である。（ｃ）は（ａ）のａａ断面図、（ｄ）は（ｂ）のｂｂ断面図である。

集光レンズ２４Ｄの特徴とするところは以下の点にある。

射出側面２４２Ｄが３つの帯状レンズ面２４２Ｄｂ、２４２Ｄｍ、２４２Ｄｔに分割されている。
帯状レンズ面２４２Ｄｂ、２４２Ｄｍ、２４２Ｄｔに分割された射出側面２４２Ｄは、Ｙ方向に平行な方向から見た断面形状が、図１２（ｄ）に示すように「Ｚ方向の負の向きに向いた凸面」である。

射出側面２４２Ｄは、帯状レンズ面２４２Ｄｂ、２４２Ｄｍ、２４２Ｄｔの「互いに隣接する部分」が合致して単一の稜線をなす「ロバスト性の高い面形状」である。

図１２に示す集光レンズ２４Ｄはまた、その入射側面２４１Ｄが、Ｘ方向（Ｂ方向）に３つのレンズ面部分２４１Ｄｂ、２４１Ｄｍ、２４１Ｄｔに分割されている。

これらレンズ面部分は、図１２（ｃ）に示すように、ＡＣ面に平行な断面形状は、凸の円弧または非円弧形状であり、レンズ面形状としては「トロイダル形状」である。

また、光軸方向から見ると、レンズ面部分２４１Ｄｂと帯状レンズ面２４２Ｄｂが互いに重なり、レンズ面部分２４１Ｄｍと帯状レンズ面２４２Ｄｍ、レンズ面部分２４１Ｄｔと帯状レンズ面２４２Ｄｔが、それぞれ互いに重なるように形成されている。

このようにしても、上に説明した集光レンズ２４の場合と同様の効果、即ち、受光手段の受光面状におけるＸＺ方向における合成光量分布が「フラットトップ形状」となり、裾野部分の減衰状態を急峻な状態にできる。

具体的な数値の例を挙げると、集光レンズ２４Ｄにおいて、射出側面２４２ＤのＡＣ面内での曲率半径は７０μｍである。

また、射出側面２４２Ｄにおける帯状レンズ面２４２Ｄｍの、射出側面周辺部の平坦部からの距離は、光軸上で１０５μｍである。

また帯状レンズ面２４２Ｄｂ、２４２Ｄｍ、２４２Ｄｔの「無曲率方向の幅：ｔ」は何れも２００μｍ、これら帯状レンズ面の配列幅は略６００μｍである。

図１２の集光レンズ２４Ｄは、入射側面２４１Ｄの視野方向が同一方向になるので、小型の検出器では検知する遠赤外光は略同じものとなるので、測定精度を落とすことなく検知できる。

さらに、入射側面２４１Ｄは、トロイダル面が３つ繋がった形状であることから、単レンズ面の場合に比較して入射面積が広がることになる。

このため、入射光量が増大し、検出感度の向上を見込むことができる。

上に説明した集光レンズ２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄは何れも、入射側面もしくは射出側面に形成される帯状レンズ面の数が３である。

この発明の検出器に用いられる集光レンズは、このような場合に限られない。
即ち、入射側面もしくは射出側面に形成される「複数の帯状レンズ面」の数は、３に限らず４以上であってもよいし、２であってもよい。

図１３は「集光レンズのさらに別の例」である集光レンズ２４Ｅの形状を、図３に倣って示している。

（ａ）は入射側面２４１Ｅの側を示す平面図、（ｂ）は射出側面２４２Ｅの側を示す平面図である。（ｃ）は（ａ）のａａ断面図、（ｄ）は（ｂ）のｂｂ断面図である。

集光レンズ２４Ｅの特徴とするところは以下の点にある。

射出側面２４２Ｅが２つの帯状レンズ面２４２Ｅｂ、２４２Ｅｔに分割されている。
帯状レンズ面２４２Ｅｂ、２４２Ｅｔに分割された射出側面２４２Ｅは、Ｙ方向に平行な方向から見た断面形状が、図１３（ｄ）に示すように「Ｚ方向の負の向きに向いた凹面」である。

このようにしても、上に説明した集光レンズ２４の場合と同様の効果、即ち、受光手段の受光面状におけるＸＺ方向における合成光量分布が「フラットトップ形状」となり、裾野部分の減衰状態を急峻な状態にできる。

射出側面２４２Ｅは、帯状レンズ面２４２Ｅｂ、２４２Ｅｔの「互いに隣接する部分」が合致して単一の稜線をなす「ロバスト性の高い面形状」である。

図１４（ａ）において光量分布ＳＰｂは、帯状レンズ面２４２Ｅｂを通った遠赤外光の形成するスポットＳＰｂの規格化された光量分布である。

また、光量分布ＳＰｔは、帯状レンズ面２４２Ｅｔを通った遠赤外光の形成するスポットＳＰｔの規格化された光量分布である。

帯状レンズ面２４２Ｅｂ、２４２Ｅｔの光軸に対する傾き角を調整して、これら光量分布が、その最大値：Ｍの１／２となる部分で重なり合うようにする。

このように合成された合成光量分布は、図１４（ｂ）に示すように、フラットトップな形状となる。

また、合成光量分布の両サイドにおける裾野部分の立ち上がり形状を急峻な形状にすることができる。

射出側面に２つの帯状レンズ面を形成する場合、帯状レンズ面による射出側面の形状を「Ｚ方向の負の側に向いた凸面」としてもよいことは言うまでもない。

また、このように２面の帯状レンズ面の形成された面を、入射側に配置するようにしてもよい。

２面の帯状レンズ面が形成された面と逆側の面は、単一のレンズ面でもいし、２つの帯状レンズ面に対応させた「２つの凸レンズ面」としてもよい。

上には、６種類の集光レンズを例示したが、図１（ｃ）、（ｄ）に示した集光レンズ２４に代えて、集光レンズ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅを用いて検出器を構成できることは言うまでもない。

上には説明しなかったが、集光レンズ２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅは、何れも、入射側面および射出側面に周知の「反射防止膜」が形成されている。

反射防止膜は、この発明の検出器に用いられる集光レンズの構成として「必須の要素」ではない。

しかし、レンズ面による反射で検出精度の低下を有効に防止するために、集光レンズの入射側面、射出側面に反射防止膜を設けることが好ましい。

この発明の「センシング装置」は遠赤外光を放射する被検出体に対するセンシングを行うものであり、被検出体を人体Ｏとする場合の例を、図１（ｂ）に即して先に説明した。

図１（ｂ）に示す検出器２０、増幅器５０、被検出体情報取得部６０からなるセンシング装置は１チップにチップ化されていてもよい。

この発明の「制御システム」は、上記センシング装置のセンシング結果に応じて、機器類の制御を行うシステムである。

例えば、暖冷房を行うエアコンディショナのような機器や、画像形成装置等の事務機器は、常時稼働させたり、稼働可能な状態にしておいたりするのは「省エネルギの観点」から好ましくない。

近時、このような観点から、このような機器の電源のオン／オフを制御できるようにし、機器の近傍に人がいるときのみに、電源をオンにすることが行われている。

図１５は、制御システムの実施の１形態を説明するための図である。
図１５において、機器１０１、１０２、１０３、１０４は、電源のオン／オフを外部からも行うことが可能な機器であり、例えばＭＦＰ（マルチ・ファンクション・プリンタ）等である。

図１５の制御システムは、４つの機器１０１〜１０４の電源のオン／オフを制御するシステムである。

機器１０１はルームＲ１に配備され、機器１０２と１０３はルームＲ２に配備され、機器１０４はルームＲ３に配備されている。

センシング装置は、ルームごとに配備され、センシング装置２０１はルームＲ１に、センシング装置２０２、２０３は、それぞれルームＲ２、Ｒ３に配備されている。

センシング装置２０１、２０２、２０３は、図１（ｂ）に即して説明した如きものであり、配備されたルームに人が居るかいないかを検出する。

機器制御装置３００はコンピュータ等であって、センシング装置２０１〜２０３からの入力を受け、その結果に応じて、機器１０１〜１０４の電源のオン／オフを制御する。

先に、図１（ｂ）に即して説明したように、検出器２０が遠赤外光を受光し、受光手段２１の各受光部ＲＬｉは受光量に応じた信号を出力する。

増幅器４０は、検出器２０からの出力信号をそれぞれ増幅し、増幅された「増幅信号」を出力する。増幅信号は被検出体情報取得部６０に入力する。

被検出体情報取得部６０は増幅信号の入力を受け、所定のタイミングごとに「増幅信号に基づいて被検出体である人体Ｏが室内に居るか否か」を判断する。

被検出体情報取得部６０はコンピュータやＣＰＵで構成される。

取得するべき情報は、最も基本的なものとしては上記の如く「人体Ｏが室内に居るか否か」である。

センシング装置２０１〜２０３で、被検出体である人体Ｏが「室内に居るか否か」の判断がなされると、その判断結果が、機器制御装置３００に通知される。

なお「人が居るとの判断」は、１例として示せば、図８（ｃ）に示すように、受光手段２１の８個の受光部ＲＬ１〜ＲＬ８の出力レベルのうちの「３つ以上（図８（ｃ）では４つ）」が閾値：ＴＨを超える場合に「人体Ｏを検知した」と判断するのである。

上記の如く、各センシング装置２０１〜２０３は、所定のタイミング毎に人の有無を検知し、その検知結果（「未検知」／「検知」）を機器制御装置２００に通知する。

機器制御装置３００は、センシング装置２０１〜２０３の出力に基づいて機器１０１〜１０４の電源のオン／オフを制御する。

機器制御装置３００による制御の態様は、例示すれば以下の如くである。

例えば、機器１０１の電源がオン状態のとき、センシング装置２０１からの通知が「未検知」であれば、機器１０１の電源をオフ状態にする。

逆に、機器１０１の電源がオフ状態のときに、センシング装置２０１からの通知が「検知」であれば、機器１０１の電源をオン状態にする。

機器１０２及び機器１０３の電源がオン状態のときに、センシング装置２０２からの通知が「未検知」であれば、機器１０２及び機器１０３の電源をオフ状態にする。
また、機器１０２及び機器１０３の電源がオフ状態のときに、センシング装置２０２からの通知が「検知」であれば、機器１０２及び機器１０３の電源をオン状態にする。

さらに、機器１０４の電源がオン状態のとき、センシング装置２０３からの通知が「未検知」であれば、機器１０４の電源をオフ状態にする。

機器１０４の電源がオフ状態のときに、センシング装置２０３からの通知が「検知」であれば、機器１０４の電源をオン状態にする。

図１５に即して説明した機器制御システムは、４つの機器１０１〜１０４の電源のオン／オフの制御を行うものであるが、この発明の制御システムが、この形態例に限定されるものでないことは言うまでもない。

例えば、制御対象である機器はＭＦＰに限らないし、制御される機器の数も４に限らず任意である。制御の内容も「電源のオン／オフ」に限らない。

また、被検出体情報取得部６０が「人の有無のみ」を取得する場合を説明したが、これに限らない。

例えば、出力レベル量が閾値：ＴＨを超えた受光部の「配置位置」から、被検出体である人体Ｏの方向を取得することもできる。
この場合、機器制御装置３００は、機器と人との「相対的な位置関係」を知ることができ、該位置関係に応じて機器を制御することもできる。

なお、センシング装置の検出対称が「人体」に限らないことも勿論である。

付言すれば、上に説明した集光レンズの形状は「遠赤外光以外の電磁波の検出」にも有効に適用することが可能である。

以下に、検出器の製造方法につき簡単に説明する。
検出器に用いられる集光レンズの材料は、遠赤外光に対してレンズ作用を実現できる屈折率をもった材質であり、ゲルマニウム、シリコン、カルコゲナイドガラス等様々な材料が知られている。

以下には、集光レンズの材料をシリコン（Ｓｉ）として説明する。上に説明した各種の集光レンズもシリコン製である。
以下の説明は、図１（ｃ）、（ｄ）に示した検出器の製造方法の例である。

集光レンズ２４は、入射側面・射出側面ともに、フォトリソグラフィとドライエッチングにより作製する。
例えば、微小な開口をもつマスクパターンに拡散光を照射することによりレジストパターンの高さに階調をもたせるグレースケール露光法により「レンズ形状の基になるレジストパターン」を形成する。

その後、６フッ化硫黄（ＳＦ_６）をベースとしたエッチングガスにより、レジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行う。

集光レンズ２４が形成されるＳｉ基板の初期厚さは８００μｍである。

センサ基板２２は、受光手段２１や、図示されない信号増幅回路、ノイズ除去回路、物体位置推定ロジック回路などを備えた電子回路群を同一基板上に設けたものであり、フォトリソグラフィにより作製する。

受光手段２１は、熱ノイズの影響を避けるため、受光部が設けられた領域の外周部を掘り抜いた中空構造を細い梁で支持した構造とする必要があり、集光レンズ２４と同様にＳＦ_６をエッチングガスとしたドライエッチングにより形成する。

受光手段２１は、高感度化のために真空封止されるとともに、電気配線を外部へ引き出す必要がある。
これは、貫通配線付きガラス基板や、内部に多層配線を施した低温同時焼成セラミックス(ＬＴＣＣ:Low Temperature Co-fired Ceramics）基板などのパッケージ部材２３を利用して実現する。

集光レンズ２４、センサ基板２２及びパッケージ部材２３を、ガラスフリット接合法を用いて接合し、受光器２１を真空封止する構造を形成する。

「ガラスフリット接合法」は、ペースト状のガラス剤をスクリーン印刷し、焼結、ガラス化して接合する方法である。

このようにして、集光レンズ２４、センサ基板２２及びパッケージ部材２３を、ウエハ状態のままで（個片化せずに）接合し、これを個片化（ダイシング）することで「１ウエハあたり数千個」の検出器２０を製造できる。
このような製造方法は「ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）」と呼ばれている。
なお、センサ基板２２は、パッケージ部材２３の貫通配線２７を通して外部と導通がとれ（配線され）、回路基板等に実装可能である。

集光レンズ２４とセンサ基板２２の接合方法としては、金（Ａｕ）等の金属による「共晶結合」を利用しても良い。

代表的な例として、Ａｕ−Ｓｉ共晶接合を説明する。
ＡｕをＳｉ上に成膜し、共晶点以上の温度に加熱すると、共晶反応によってＡｕがＳｉ内部に拡散し、合金を形成することにより強力に接合される。
この反応を２枚のＳｉ基板の間に進行させることにより、基板同士を接合できる。

実際には、一方のＳｉ基板表面に、クロム（Ｃｒ）／白金（Ｐｔ）／Ａｕなどの膜を形成する。

Ｃｒは密着層として機能し、ＰｔはＡｕの拡散を止めるバリア層として機能する。他方のＳｉ基板にＡｕを成膜して共晶反応を進めることにより、Ｓｉ基板同士を接合する。

Ａｕ−Ｓｉ共晶接合のほかにも、Ａｕ−Ｓｎ共晶接合などもある。これは、半田と同様の反応である。

但し、通常の電極端子に用いる半田のような金属混合物ではなく、組成を合わせた膜を形成し、共晶反応により合金化させる。

Ｓｉ基板とガラス基板を接合するには「陽極接合」を用いることもできる。

これは、ガラス基板を加熱した状態で「数１００Ｖの強電界」を印加することにより、ガラス基板中のＮａイオンをＳｉ側へ移動させ、静電引力により界面に共有結合を形成し、基板同士を強固に接合する方法である。

上に実施の形態を説明した検出器では、集光レンズ２４等に「角度分離用と光利用効率向上用の２つの面形状」を直交する２方向（Ｂ方向とＣ方向）に持たせている。

光利用効率向上用の面形状として、複数の帯状レンズ面を形成して、隣接する領域からの光スポットを受光面で重ね合わせることにより、所望の検出範囲において、光量分布のフラットトップ化を図っている。

以上、遠赤外光の検出を行う場合を例にとって、検出器、センシング装置、制御システムを説明したが、この発明の検出器は「遠赤外光」に限らず「赤外光」の検出を行うことができる。

従って、一般の赤外光を放射する被検出体を検出するセンシング装置、これを用いる制御システムを実施できることは言うまでもない。

また、上に説明した集光レンズの例では、入射側面の形状が、Ｃ方向に関しては「ＡＢ面に対して鏡面対称」で、Ｂ方向に関しては「ＡＣ面に対して鏡面対称」であるが、勿論これに限定されるものではない。

即ち、集光レンズの一方の面として形成される「１以上の凸曲面による屈折面」は「集光レンズの光軸方向をＡ方向、Ａ方向およびＣ方向に直交する方向をＢ方向として、ＡＢ面およびＡＣ面に対称的な面」である必要はない。

集光レンズの仕様により「適宜の面形状の凸曲面による屈折面」として構成できる。

また、上に説明した集光レンズの各例では、帯状レンズ面が「ＡＢ面内では曲率を持たない」形状であるが、帯状レンズ面は「ＡＢ面内で曲率を持つ形状」としてもよい。

以上の通り、この発明によれば、以下のごとき新規な検出器、センシング装置および制御システムを実現できる。

［１］
赤外光を放射する被検出体を検出する検出器であって、赤外光を受光して信号化する受光手段と、前記被検出体からの赤外光を前記受光手段に導く集光レンズを有し、前記受光手段は、複数の受光部を、前記集光レンズの光軸に直交する面内において、前記光軸に直交する所定のＣ方向に１列に配列してなり、前記集光レンズは、入射側および射出側の一方の面が、１以上の凸曲面による屈折面であり、他方の面が、Ｎ（≧２）個の帯状レンズ面に分割された面であり、前記集光レンズの光軸方向をＡ方向、該Ａ方向および前記Ｃ方向に直交する方向をＢ方向として、前記集光レンズに入射する赤外光を、前記受光手段が配された面内で、Ｂ方向に互いにずれて１列に重なりあうＮ個のスポットとする検出器。

［２］
［１］に記載の検出器において、集光レンズのＮ個の帯状レンズ面の個々は、ＡＢ面に平行な面内では曲率を持たず、ＡＢ面に直交する方向においては曲面もしくは平面である検出器。

［３］
［１］または［２］に記載の検出器において、集光レンズのＮ面の帯状レンズ面は、相互に隣接する面の境界部が互いに一致して単一の稜線をなす形状である検出器。

［４］
［１］ないし［３］の何れか１に記載の検出器において、Ｎ分割された帯状レンズ面がＡＣ面に対して対称的に形成されている検出器。

［５］
［４］に記載の検出器において、帯状レンズ面の面数：Ｎが奇数である検出器。

［６］
［１］ないし［５］の何れか１に記載の検出器において、集光レンズの１以上の凸曲面による屈折面は、単一の凸曲面である検出器。

［７］
［１］ないし［５］の何れか１に記載の検出器において、集光レンズの１以上の凸曲面による屈折面は、帯状レンズ面と同数で、Ｂ方向において互いに対応する検出器。

［８］
［１］ないし［７］の何れか１に記載の検出器から出力される信号に基づき、赤外光を放射する被検出体に対するセンシングを行うセンシング装置。

［９］
［８］に記載のセンシング装置のセンシング結果に応じて、機器類の制御を行う制御システム。

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

Ｏ 被検出体（人体）
２０ 検出器
２１ 受光手段
２４ 集光レンズ
ＲＬｉ（ｉ＝１〜８） 受光部
２４２ｂ、２４２ｍ、２４２ｔ 帯状レンズ面
ＬＴＩ 遠赤外光

特開２０１２−１９８１９１号公報

Claims (9)

1. 赤外光を放射する被検出体を検出する検出器であって、
   赤外光を受光して信号化する受光手段と、
   前記被検出体からの赤外光を前記受光手段に導く集光レンズを有し、
   前記受光手段は、複数の受光部を、前記集光レンズの光軸に直交する面内において、前記光軸に直交する所定のＣ方向に１列に配列してなり、
   前記集光レンズは、入射側および射出側の一方の面が、１以上の凸曲面による屈折面であり、他方の面が、Ｎ（≧２）個の帯状レンズ面に分割された面であり、
   前記集光レンズの光軸方向をＡ方向、該Ａ方向および前記Ｃ方向に直交する方向をＢ方向として、前記集光レンズに入射する赤外光を、前記受光手段が配された面内で、Ｂ方向に互いにずれて１列に重なりあうＮ個のスポットとする検出器。
2. 請求項１記載の検出器において、
   集光レンズのＮ個の帯状レンズ面の個々は、ＡＢ面に平行な面内では曲率を持たず、ＡＢ面に直交する方向においては曲面もしくは平面である検出器。
3. 請求項１または２に記載の検出器において、
   集光レンズのＮ面の帯状レンズ面は、相互に隣接する面の境界部が互いに一致して単一の稜線をなす形状である検出器。
4. 請求項１ないし３の何れか１項に記載の検出器において、
   Ｎ分割された帯状レンズ面がＡＣ面に対して対称的に形成されている検出器。
5. 請求項４記載の検出器において、
   帯状レンズ面の面数：Ｎが奇数である検出器。
6. 請求項１ないし５の何れか１項に記載の検出器において、
   集光レンズの１以上の凸曲面による屈折面は、単一の凸曲面である検出器。
7. 請求項１ないし５の何れか１項に記載の検出器において、
   集光レンズの１以上の凸曲面による屈折面は、帯状レンズ面と同数で、Ｂ方向において互いに対応する検出器。
8. 請求項１ないし７の何れか１項に記載の検出器から出力される信号に基づき、赤外光を放射する被検出体に対するセンシングを行うセンシング装置。
9. 請求項８記載のセンシング装置のセンシング結果に応じて、機器類の制御を行う制御システム。

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