JP2017032451A - 光センサー、赤外光センサーおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】焦電膜が光線を効率よく吸収する感度の良い光センサーを提供する。【解決手段】光線検出素子１は支持基板１４と、光の吸収による発熱を電気信号に変換する焦電体層２４と、電気信号を導く第１電極層２３と第２電極層２５と、を備え、支持基板１４の厚み方向において、支持基板１４、第１電極層２３、焦電体層２４、第２電極層２５、の順に配置され、第２電極層２５は光が入射する開口部２５ｂを有し、第１電極層２３は支持基板１４の厚み方向に対して傾斜する複数の反射面２３ａを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、光センサー、赤外光センサーおよび電子機器に関するものである。

赤外線を吸収して熱に変換し、熱を電気信号に変換する赤外線検出素子が活用されている。赤外線検出素子は熱を感知することができるので、熱の分布を検出することができる。他にも、波長を限定することにより特定の物質を検出する研究が行われている。

そして、感度を向上した赤外線検出素子が特許文献１に開示されている。それによると、赤外線検出素子は焦電膜を下電極と上電極とで挟んでいる。赤外線検出素子に赤外線が照射されるとき焦電膜は赤外線を吸収して温度が上昇する。赤外線検出素子に赤外線が照射さないとき焦電膜は赤外線を放熱して温度が下降する。そして、温度変化に応じて焦電膜の電圧が変化するので下電極と上電極との間の電圧が温度変化に伴って推移する。

特開２０１２−１２２７８５号公報

特許文献１の赤外線検出素子では上電極に開口部が設置されている。そして、赤外線検出素子に赤外線を照射するとき開口部を通して焦電膜に直接赤外線が照射される。そして、赤外線により焦電膜が加熱される。上電極と下電極とは平行に配置されている。従って、焦電膜の厚み方向に進行する赤外線は開口部を通過して焦電膜に入る。そして、赤外線は下電極に到達して反射する。このとき、赤外線は開口部に向かって反射するので、焦電膜を通過して開口部から赤外線検出素子の外に向かって進行する。開口部から入る赤外線が焦電膜を移動する距離は焦電膜の厚みの２倍である。赤外線が焦電膜を移動する距離が長い方が焦電膜が赤外線を効率よく吸収し、赤外線検出素子の感度があがる。そこで、焦電膜が光線を効率よく吸収する感度の良い光センサーが望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる光センサーであって、基板と、光による発熱を電気信号に変換する変換部と、前記電気信号を導く第１電極層と第２電極層と、を備え、前記基板の厚み方向において、前記基板、前記第１電極層、前記変換部、前記第２電極層、の順に配置され、前記第２電極層は前記光が前記基板の厚み方向へ向けて入射する開口部を有し、前記第１電極層は前記基板の厚み方向に対して傾斜する複数の傾斜面を有することを特徴とする。

本適用例によれば、光センサーは基板を備え、基板上には第１電極層、変換部、第２電極層の順に配置されている。入射光は第２電極層側から基板の厚み方向へ向けて光センサーに入射される。第２電極層には開口部があり、入射光の一部は開口部及び変換部を通過して第１電極層に到達する。第１電極層には傾斜面が設置され、第１電極層に到達した光は傾斜面で反射する。傾斜面の法線方向は基板の厚み方向に対して傾斜している。開口部から入る入射光は基板の厚み方向に進行し、傾斜面で反射した光は基板の厚み方向に対して斜めに進行する。傾斜面で反射した光が第２電極層に到達するまでの間に変換部を進行する光路長が長くなる為、光を変換部に吸収させ易くすることができる。従って、光が効率良く変換部に吸収されるので、光センサーの感度を良くすることができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる光センサーにおいて、前記傾斜面にて反射した光は前記第２電極層で反射することを特徴とする。

本適用例によれば、開口部から入る入射光は基板の厚み方向に進行し、傾斜面で反射する。そして、傾斜面で反射した光は変換部を通過して第２電極層に到達する。そして、第２電極層に到達した光は第２電極層にて反射する。第２電極層にて反射した光はさらに変換部を通過し、変換部に吸収される。従って、光が効率良く変換部に吸収されるので、光センサーの感度を良くすることができる。

［適用例３］
上記適用例にかかる光センサーにおいて、前記基板を支持する支持部を備え、前記傾斜面の底部は前記支持部に隣在することを特徴とする。

本適用例によれば、支持部が基板を支持する。変換部は光により加熱され、変換部の熱は支持部を伝わって排熱される。傾斜面の底部が支持部に隣在するので、傾斜面を反射した光は支持部に向かって進行する。尚、傾斜面の底部は傾斜面における基板側の部位を示し、支持部に隣在するとは支持部側に位置することを示している。そして、光は開口部と支持部との間の変換部を加熱する。従って、この光によって加熱された熱量は支持部から排熱され易いので、光センサーの応答速度を速くすることができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる光センサーにおいて、前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記支持部との距離に従って大きくなることを特徴とする。

本適用例において、傾斜面の法線方向と変換部の厚み方向とがなす角度を傾斜面角度とする。傾斜面角度は支持部に近いと小さく、支持部から離れると大きい。従って、支持部に近い傾斜面に反射した光は隣在する第２電極層に向かって進行するので、支持部に近い変換部を加熱する。一方、支持部から離れた傾斜面に反射した光は遠くに位置する第２電極層に向かって進行するので、支持部に近い変換部を加熱する。従って、支持部に近い変換部を効率よく加熱できる。

［適用例５］
上記適用例にかかる光センサーにおいて、前記基板の外周を支持する支持部を備え、前記変換部の平面視において前記傾斜面は前記変換部の重心側を向くことを特徴とする。

本適用例によれば、支持部は基板の外周を支持する。変換部は光により加熱され、変換部の熱は支持部を伝わって排熱される。傾斜面が変換部の重心を向くので、傾斜面を反射した光は変換部の重心に向かって進行する。そして、光は重心に近い変換部を加熱する。従って、加熱された熱量は支持部から排熱され難いので、光センサーは感度良く光を検出できる。

［適用例６］
上記適用例にかかる光センサーにおいて、前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記変換部の重心との距離に従って大きくなることを特徴とする。

本適用例において、傾斜面の法線方向と変換部の厚み方向とがなす角度を傾斜面角度とする。傾斜面角度は変換部の重心に近い場所が小さく、変換部の重心から離れた場所が大きい。従って、変換部の重心に近い場所で傾斜面に反射した光は反射した場所に近い第２電極層に向かって進行するので、変換部の重心に近い変換部を加熱する。一方、変換部の重心から離れた場所で傾斜面に反射した光は反射した場所と離れた第２電極層に向かって進行するので、光は変換部の重心に近い変換部を加熱する。従って、変換部の重心に近い場所を加熱できる。

［適用例７］
本適用例にかかる赤外光センサーであって、基板と、赤外光による発熱を電気信号に変換する変換部と、前記電気信号を導く第１電極層と第２電極層と、を備え、前記基板の厚み方向において、前記基板、前記第１電極層、前記変換部、前記第２電極層、の順に配置され、前記第２電極層は前記赤外光が前記基板の厚み方向へ向けて入射する開口部を有し、前記第１電極層は前記基板の厚み方向に対して傾斜する複数の傾斜面を有することを特徴とする。

本適用例によれば、赤外光センサーは基板を備え、基板上には第１電極層、変換部、第２電極層の順に配置されている。赤外光は第２電極層側から基板の厚み方向へ向けて赤外光センサーに入射される。第２電極層には開口部があり、赤外光の一部は開口部及び変換部を通過して第１電極層に到達する。第１電極層には傾斜面が設置され、第１電極層に到達した赤外光は傾斜面で反射する。傾斜面の法線方向は変換部の厚み方向に対して傾斜している。開口部から入る赤外光は基板の厚み方向に進行し、傾斜面で反射した赤外光は基板の厚み方向に対して斜めに進行する。傾斜面で反射した赤外光が第２電極層に到達するまでの間に変換部を進行する光路長が長くなる為、赤外光を変換部に吸収させ易くすることができる。従って、赤外光が効率良く変換部に吸収されるので、赤外光センサーの感度を良くすることができる。

［適用例８］
上記適用例にかかる赤外光センサーにおいて、前記傾斜面にて反射した赤外光は前記第２電極層で反射することを特徴とする。

本適用例によれば、開口部から入射する赤外光は基板の厚み方向に進行し、傾斜面で反射する。そして、傾斜面で反射した赤外光は変換部を通過して第２電極層に到達する。そして、第２電極層に到達した赤外光は第２電極層にて反射する。第２電極層にて反射した赤外光はさらに変換部を通過し、変換部に吸収される。従って、赤外光が効率良く変換部に吸収されるので、赤外光センサーの感度を良くすることができる。

［適用例９］
上記適用例にかかる赤外光センサーにおいて、前記基板を支持する支持部を備え、前記傾斜面の底部は前記支持部に隣在することを特徴とする。

本適用例によれば、支持部が基板を支持する。変換部は赤外光により加熱され、変換部の熱は支持部を伝わって排熱される。傾斜面が支持部を向くので、傾斜面を反射した赤外光は支持部に向かって進行する。そして、赤外光は開口部と支持部との間の変換部を加熱する。従って、傾斜面により加熱された熱量は支持部から放熱され易いので、赤外光センサーは応答速度を速くできる。

［適用例１０］
上記適用例にかかる赤外光センサーにおいて、前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記支持部との距離に従って大きくなることを特徴とする。

本適用例において、傾斜面の法線方向と変換部の厚み方向とがなす角度を傾斜面角度とする。傾斜面角度は支持部に近い場所が小さく、支持部から離れた場所が大きい。従って、支持部に近い傾斜面に反射した赤外光は反射した場所に隣在する第２電極層に向かって進行するので、支持部に近い変換部を加熱する。一方、支持部から離れた傾斜面に反射した赤外光は反射した場所と遠在する第２電極層に向かって進行するので、反射した場所より支持部に近い変換部を加熱する。従って、支持部に近い場所を加熱できる。

［適用例１１］
上記適用例にかかる赤外光センサーにおいて、前記基板の外周を支持する支持部を備え、前記変換部の平面視において前記傾斜面は前記変換部の重心側を向くことを特徴とする。

本適用例によれば、支持部は基板の外周を支持する。変換部は赤外光により加熱され、変換部の熱は支持部を伝わって排熱される。傾斜面が変換部の重心を向くので、傾斜面を反射した赤外光は変換部の重心に向かって進行する。そして、赤外光は変換部の重心に近い場所を加熱する。従って、加熱された熱量は支持部から排熱され難いので、赤外光センサーは感度良く赤外光を検出できる。

［適用例１２］
上記適用例にかかる赤外光センサーにおいて、前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記変換部の重心との距離に従って大きくなることを特徴とする。

本適用例において、傾斜面の法線方向と変換部の厚み方向とがなす角度を傾斜面角度とする。傾斜面角度は変換部の重心に近い場所が小さく、変換部の重心から離れた場所が大きい。従って、変換部の重心に近い傾斜面に反射した赤外光は反射した場所に近い第２電極層に向かって進行するので、変換部の重心に近い場所の変換部を加熱する。一方、変換部の重心から離れた傾斜面に反射した赤外光は反射した場所と離れた第２電極層に向かって進行するので、反射した場所より変換部の重心に近い場所の変換部を加熱する。従って、変換部の重心に近い場所を加熱できる。

［適用例１３］
本適用例にかかる電子機器は、光を検出する光検出部を備える電子機器であって、前記光検出部に上記のいずれか一項に記載の光センサーまたは上記７〜１２のいずれか一項に記載の赤外光センサーを備えることを特徴とする。

本適用例によれば、電子機器は赤外光を検出する光検出部を備えている。そして、光検出部は上記適用例に記載の光センサーまたは赤外光センサーを備えている。上記適用例に記載の光センサー及び赤外光センサーでは光が効率良く変換部に吸収され、感度が良い素子である。従って、本適用例の電子機器は光検出部に感度の良い光センサーまたは赤外光センサーを備えた電子機器とすることができる。

第１の実施形態にかかわる光線検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式側断面図。 検出部の構造を示す要部模式側断面図。 検出部を進行する光線を説明するための模式図。 開口部で回折し焦電体層を進行する光線を説明するための模式図。 光線検出素子の製造方法を説明するための模式図。 光線検出素子の製造方法を説明するための模式図。 光線検出素子の製造方法を説明するための模式図。 光線検出素子の製造方法を説明するための模式図。 光線検出素子の製造方法を説明するための模式図。 光線検出素子の製造方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわる光線検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式側断面図。 第３の実施形態にかかわる光線検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式側断面図。 第４の実施形態にかかわる検出素子の構造を示す模式側断面図。 検出素子の構造を示す模式側断面図。 検出素子の構造を示す模式側断面図。 検出素子の構造を示す模式側断面図。 検出素子の構造を示す模式側断面図。 第５の実施形態にかかわる検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式平面図。 検出素子の構造を示す模式平面図。 第６の実施形態にかかわる赤外線カメラの構成を示すブロック図。 第７の実施形態にかかわる運転支援装置の構成を示すブロック図。 運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図。 第８の実施形態にかかわるセキュリティー機器の構成を示すブロック図。 セキュリティー機器が設置された家を示す模式図。 第９の実施形態にかかわるゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図。 コントローラーの使用方法を説明するための模式図。 第１０の実施形態にかかわる体温測定装置の構成を示すブロック図。 第１１の実施形態にかかわる特定物質探知装置の構成を示すブロック図。 第１２の実施形態にかかわるイメージング装置の構成を示すブロック図。 対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフ。 対象物の第１物質、第２物質、及び第３物質の分布を示す画像の図。 第１３の実施形態にかかわる計測装置の構成を示すブロック図。 第１４の実施形態にかかわるカメラの構成を示すブロック図。

本実施形態では、光線検出素子および光線検出素子が設置された電子機器の特徴的な例について、図１〜図４０に従って説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。

（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわる光線検出素子について図１〜図１２に従って説明する。光線検出素子は赤外線、遠赤外線及びテラヘルツ波の光を検出する素子である。図１は、光線検出素子の構造を示す模式平面図である。図１に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子１は四角形のベース基板２を備え、ベース基板２の周囲には枠部３が設置されている。枠部３はベース基板２を保護する機能を有している。ベース基板２には格子状に画素４が配列している。画素４の行数及び列数は特に限定されない。画素４の個数が多い方が精度良く被検出物の形状を認識することができる。本実施形態では、図をわかり易くするために光線検出素子１は１６行１６列の画素４を備えた装置とした。そして、１つの画素４には１つの検出素子５が設置されている。

図２は検出素子の構造を示す模式平面図であり、図３は検出素子の構造を示す模式側断面図である。図２及び図３に示すように、ベース基板２上には反射膜６が設置されている。反射膜６は所定の形状に形成されている。そして、ベース基板２上には反射膜６を覆って第１絶縁層７が設置されている。ベース基板２の材質はシリコンである。反射膜６の材質は特に限定されないが、反射率の高い材質が好ましく窒化チタンアルミや窒化チタンを用いることができる。第１絶縁層７の材質は特に限定されないが窒化シリコン、炭窒化シリコン、二酸化シリコン等を用いることができる。本実施形態では例えば二酸化シリコンを用いている。ベース基板２の第１絶縁層７側の面には配線や駆動回路等の回路が形成されている。第１絶縁層７はベース基板２上の回路を覆うことにより予定外の電流の流動を防止する。ベース基板２と反射膜６との間に配線を設置するときには、第１絶縁層７をベース基板２と反射膜６との間に設置してもよい。

第１絶縁層７上には第１柱部８及び第２柱部９が立てて設置されている。第１柱部８及び第２柱部９の材質は第１絶縁層７と同じ材質である。第１柱部８及び第２柱部９の形状は四角錐の頂点を平坦にした角錐台の形状となっている。第１絶縁層７の上側、第１柱部８及び第２柱部９の側面には第１保護層１０が設置されている。第１保護層１０は第１柱部８及び第２柱部９等を形成するときに用いるエッチング液から第１絶縁層７、第１柱部８及び第２柱部９を保護する層である。第１柱部８及び第２柱部９及び第１絶縁層７がエッチング液に耐性があるときには第１保護層１０の設置を省略しても良い。

第１柱部８上には第２保護層１１を介して支持部としての第１腕部１２が設置され、第２柱部９の上には第２保護層１１を介して腕部及び支持部としての第２腕部１３が設置されている。そして、第１腕部１２及び第２腕部１３に接続して基板としての支持基板１４が配置され、第１腕部１２及び第２腕部１３が支持基板１４を支持している。第１柱部８、第２柱部９、第１腕部１２及び第２腕部１３により支持部１５が構成されている。

支持部１５により支持基板１４はベース基板２から離して支持されている。第２保護層１１は支持基板１４、第１柱部８及び第２柱部９等を形成するときに用いるエッチング液から第１腕部１２、第２腕部１３及び支持基板１４を保護する膜である。第１保護層１０及び第２保護層１１の材質は特に限定されないが本実施形態では例えば酸化アルミニウムを用いている。第１腕部１２、第２腕部１３及び支持基板１４がエッチング液に耐性があるときには第２保護層１１の設置を省略しても良い。

支持部１５により支持基板１４はベース基板２と離れており、ベース基板２と支持基板１４との間は空洞１６になっている。第１腕部１２及び第２腕部１３の形状は角柱を直角に曲げた形状となっている。これにより、第１腕部１２及び第２腕部１３は長くなっており、支持基板１４からベース基板２に熱が伝導することを抑制する。

ベース基板２の表面と第１腕部１２の表面との間には第１柱部８及び第１腕部１２を貫通する第１貫通電極１７が設置されている。さらに、ベース基板２の表面と第２腕部１３の表面との間には第２柱部９及び第２腕部１３とを貫通する第２貫通電極１８が設置されている。そして、支持基板１４上には第１貫通電極１７と接続して第１中間電極２１が設置されている。さらに、支持基板１４上には第２貫通電極１８と接続して第２中間電極２２が設置されている。

支持基板１４の材質は剛性があり加工可能であれば良く特に限定されないが本実施形態では例えば酸化アルミ、二酸化シリコン、酸化アルミの３層構造となっている。第１貫通電極１７及び第２貫通電極１８の材質は導電性があり微細なパターンが形成可能であれば良く特に限定されないが例えばチタン、タングステン、アルミニウム等の金属を用いることができる。

支持基板１４上には第１電極層２３、変換部としての焦電体層２４、第２電極層２５が積層された検出部２６が設置されている。検出部２６は熱を電気信号に変換する焦電センサーの機能を有している。第１電極層２３の材質は電導性の良い金属であればよく、さらには耐熱性のある金属が好ましい。本実施形態では例えば、第１中間電極２１、第２中間電極２２及び第１電極層２３はイリジウム、酸化イリジウム、白金の層を支持基板１４側からこの順に積層している。イリジウムは配向制御、酸化イリジウムは還元ガスバリア、白金は焦電体層２４を形成するときのシード層としての機能を備えている。

検出素子５を照射する光線の一部は空洞１６内に進行する。そして、反射膜６にて反射しさらに第１電極層２３にて反する。空洞１６の深さは照射される光線の波長の１／４になっている。このとき、光線が効率良く反射を繰り返すので支持基板１４を加熱する。これにより、検出素子５は感度良く光線を検出することができる。

焦電体層２４の材質は焦電効果を発揮することができる誘電体であり、温度変化に応じて電気分極量の変化を生じることができる。焦電体層２４の材質にはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）またはＰＺＴにＮｂ（ニオブ）を添加したＰＺＴＮを用いることができる。本実施形態では、例えば、焦電体層２４の材質にＰＺＴを用いている。

第２電極層２５の材質は電導性の良い金属であればよく、さらには耐熱性のある金属が好ましい。本実施形態では例えば、第２電極層２５の材質に白金、酸化イリジウム、イリジウムの層を焦電体層２４側からこの順に積層している。白金は配向整合、酸化イリジウムは還元ガスバリア、イリジウムは低抵抗層としての機能を備えている。尚、第２電極層２５、第１電極層２３の材質は上記の例に限定されず、例えば、金、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、クロム、鉛、チタン等の金属やニクロム等の合金であっても良い。

検出部２６の周囲には第２絶縁層２７が配置されている。そして、第１腕部１２上には第１中間電極２１と第２電極層２５とを接続する第１配線２８が設置されている。第２絶縁層２７には第２電極層２５と対向する場所に開口２７ａが設置され、この開口２７ａにおいて第１配線２８と第２電極層２５とが接合されている。第２腕部１３上には第２配線２９が設置され、第２配線２９は第２中間電極２２と第１電極層２３とを接続する。

第２絶縁層２７の材料には二酸化シリコン、酸化アルミニウム、シリコン膜、窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜を用いることができる。本実施形態では例えば第２絶縁層２７に酸化アルミニウムと二酸化シリコンを積層した膜を用いている。

検出部２６が出力する電気信号は第１配線２８、第１中間電極２１、第１貫通電極１７、第２配線２９、第２中間電極２２及び第２貫通電極１８によりベース基板２上の電気回路に伝達される。第１配線２８は第１腕部１２上から第２絶縁層２７上を通って第２電極層２５と接続する。第２絶縁層２７には第２電極層２５上に開口２７ａを備え、この開口２７ａにおいて第１配線２８が第２電極層２５と接続する。第２絶縁層２７により、第１配線２８が第１電極層２３及び焦電体層２４と接触することが防止されている。

さらに、検出部２６、第１配線２８及び第２配線２９を覆って図示しない保護膜が設置されても良い。保護膜は検出部２６、第１配線２８及び第２配線２９に塵が付着することを防止する。さらに、酸素や水分の進入により検出部２６が劣化することを抑制する。検出部２６、第１配線２８及び第２配線２９に塵が付着したり予定外の静電気が流動することを防止することができる。保護膜の材料には各種の樹脂材料が用いることができる。

第２電極層２５は四角形の電極島２５ａがマトリックス状に配置されたパターンになっている。そして、各電極島２５ａは電気的に接続されている。隣り合う電極島２５ａの間には開口部２５ｂが設置されている。検出素子５を照射する光線は開口部２５ｂを通過して焦電体層２４に入る。そして、焦電体層２４を進行する光線のエネルギーは熱に変換される。そして、光線の光強度が強い程焦電体層２４が加熱され焦電体層２４の温度が上昇する。そして、検出部２６の温度が上昇し、検出部２６は上昇した温度を電気信号に変換して第１貫通電極１７及び第２貫通電極１８に出力する。

検出部２６に蓄えられた熱は、第２電極層２５、第１配線２８、第１腕部１２及び第１柱部８を通ってベース基板２に伝導する。さらに、検出部２６に蓄えられた熱は、第１電極層２３、第２配線２９、第２腕部１３及び第２柱部９を通ってベース基板２に伝導する。従って、検出素子５を照射する光線の光強度が低下するとき、時間の経過に伴って検出部２６の温度が低下する。従って、検出素子５は検出素子５に照射される光線の光強度の変動を検出することができる。

図４は検出部の構造を示す要部模式側断面図である。図４に示すように、隣り合う電極島２５ａの間の開口部２５ｂの距離である電極間距離２５ｃは光線の波長の１／４の長さに設定されている。このとき、光線が開口部２５ｂで回折し易くなる。光線が回折することにより焦電体層２４内を進行する光線の光路長が長くなる。そして、光線を焦電体層２４に吸収され易くすることができる。

開口部２５ｂと対向する場所の第１電極層２３において第２電極層２５を向く面には法線方向が焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜する傾斜面としての反射面２３ａを有している。尚、焦電体層２４の厚み方向は支持基板１４の厚み方向と同じ方向である。反射面２３ａは図中右上側を向く面と左上側を向く面とが交互に配置された凹凸形状になっている。凹凸形状は電極島２５ａと対応しており反射面２３ａは複数設置されている。反射面２３ａの法線方向と焦電体層２４の厚み方向とがなす角度である反射面角度２３ｂは特に限定されないが本実施形態では、例えば、１５度に設定されている。そして、焦電体層２４の厚みを焦電体厚み２４ａと称す。

図５は検出部を進行する光線を説明するための模式図である。図を見易くするために焦電体層２４ではハッチングが省略されている。図５に示すように、光としての光線３０は支持基板１４の厚み方向へ進行して開口部２５ｂから焦電体層２４に入る。光線３０は赤外線、遠赤外線及びテラヘルツ波の光である。そして、光線３０は反射面２３ａにて反射する。反射面２３ａの反射面角度２３ｂは１５度なので、光線３０が反射面２３ａで反射する角度である第１反射角度３０ａは３０度になっている。反射面２３ａにて反射した光線３０は電極島２５ａに向かって進行し、電極島２５ａにて反射する。光線３０が電極島２５ａで反射する角度である第２反射角度３０ｂは６０度になる。

光線３０が第１電極層２３で反射してから、次に第２電極層２５で反射するまでの間で光線３０が進行する距離を反射間光路長３０ｃとする。第１反射角度３０ａが３０度であるので、反射間光路長３０ｃは２／（√３）×焦電体厚み２４ａとなる。従って、反射間光路長３０ｃは焦電体厚み２４ａより長くなる。

焦電体層２４に進入する光線３０のうち焦電体層２４に吸収される比率を吸収率Ａとする。焦電体層２４の吸光係数をεとする。焦電体層２４の吸収能濃度をＣとする。焦電体層２４を光線３０が進行する距離をｄとする。このとき、Ａ＝ε×ｄ×Ｃであらわせる。従って、焦電体層２４を光線３０が進行する距離を長くすることにより、吸収率Ａを高くすることができる。本実施形態では反射間光路長３０ｃが焦電体厚み２４ａより長くなるので、焦電体層２４の吸収率Ａを高くすることができる。

つまり、反射面２３ａの法線方向は焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜している。開口部２５ｂから入る光線３０は支持基板１４の厚み方向に進行し、反射面２３ａで反射した光線３０は支持基板１４の厚み方向に対して斜めに進行する。反射面２３ａで反射した光線３０が第２電極層２５に到達するまでの間に焦電体層２４を進行する反射間光路長３０ｃが長くなる為、光線３０を焦電体層２４に吸収させ易くすることができる。従って、光線３０が効率良く焦電体層２４に吸収されるので、検出素子５の感度を良くすることができる。

図６は開口部で回折し焦電体層を進行する光線を説明するための模式図である。図を見易くするために焦電体層２４ではハッチングが省略されている。図６に示すように、光線３０は開口部２５ｂにて回折する。開口部２５ｂを直進する光線３０を０次の回折光と称す。０次の回折光の隣の回折光が１次の回折光であり、１次の回折光の隣の回折光が２次の回折光である。１次の回折光を１次回折光３０ｄとし、２次の回折光を２次回折光３０ｅとする。１次回折光３０ｄ及び２次回折光３０ｅは焦電体層２４の厚み方向に対して傾いて進行する。これにより、１次回折光３０ｄ及び２次回折光３０ｅは反射間光路長３０ｃが０次の回折光より長くなるので焦電体層２４に吸収され易い。１次回折光３０ｄ及び２次回折光３０ｅの一部は第１電極層２３で反射した後第２電極層２５にて反射する。従って、０次の回折光と同様に焦電体層２４に吸収され易くなっている。

次に、図７〜図１２を用いて、光線検出素子１の製造方法を説明する。図７〜図１２は光線検出素子の製造方法を説明するための模式図である。図７に示すように、ベース基板２上に、反射膜６を形成する。反射膜６は、例えば、蒸着法やスパッタ法により形成される。次に、反射膜６はフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてパターニングして形成される。以下、パターニングはフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いることとする。

次に、ベース基板２上及び反射膜６上に、第１絶縁層７を設置する。第１絶縁層７は二酸化シリコンの層であり、例えば、ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）を用いてＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。次に、第１絶縁層７には第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１８ａがパターニングされて形成される。次に、第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１８ａにそれぞれ第１貫通電極１７及び第２貫通電極１８が形成される。第１貫通電極１７及び第２貫通電極１８は、例えば、めっき法、スパッタ法により形成される。

図８に示すように、第１絶縁層７をパターニングして、第１柱部８及び第２柱部９を形成する。第１柱部８及び第２柱部９はドライエッチング法が用いられ製造条件を調整することにより側面を傾斜させることができる。次に、第１絶縁層７、第１柱部８及び第２柱部９上に第１保護層１０を形成する。ＣＶＤ法にて酸化アルミニウムの膜を形成する。これにより、第１絶縁層７、第１柱部８及び第２柱部９は酸化アルミニウムの膜に覆われた状態となる。

次に、第１保護層１０上にＣＶＤ法を用いて二酸化シリコンからなる犠牲層３１を形成する。このとき、第１柱部８及び第２柱部９を超える高さに二酸化シリコンの膜を形成し、犠牲層３１の膜厚を第１柱部８及び第２柱部９の高さより厚くする。次に、ＣＭＰ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を用いて犠牲層３１の上面を平坦にし、第１柱部８及び第２柱部９の上面と犠牲層３１の面とを同一の面とする。さらに、第１柱部８及び第２柱部９の上面に残留する第１保護層１０及び犠牲層３１を除去する。

図９に示すように、犠牲層３１上に第２保護層１１を形成する。第２保護層１１はＣＶＤ法やスパッタ法により形成される。次に、第２保護層１１上に支持基板層１４ａを形成する。支持基板層１４ａは第１腕部１２、第２腕部１３及び支持基板１４の元になる層である。支持基板層１４ａはＳｉＯ₂の層であり、例えば、ＴＥＯＳを原料にしたＣＶＤ法やスパッタ法により形成される。

次に、第２保護層１１及び支持基板層１４ａをパターニングして、第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１８ａを形成する。第１貫通孔１７ａ及び第２貫通孔１８ａは、それぞれ前工程で形成した第１貫通電極１７及び第２貫通電極１８が露出するように形成される。次に、第１貫通孔１７ａに第１貫通電極１７の材料を充填し、第２貫通孔１８ａに第２貫通電極１８の材料を充填する。第１貫通電極１７、第２貫通電極１８、第１中間電極２１及び第２中間電極２２は、例えば、めっき法、スパッタ法により形成される。以上の工程により、支持基板層１４ａの表面からベース基板２に繋がる。第１貫通電極１７及び第２貫通電極１８が形成される。

図１０に示すように、支持基板層１４ａ上に、第１中間電極２１、第２中間電極２２及び第１電極層２３を設置する。第１中間電極２１、第２中間電極２２及び第１電極層２３は、例えば、スパッタ法にて成膜し第１電極層２３に凹凸のある反射面２３ａを形成する。反射面２３ａはマスクを用いて明暗のグラディションをつけて露光しエッチングすることにより形成する。第１電極層２３に重ねて、焦電体層２４及び第２電極層２５をこの順で積層して形成する。これにより、検出部２６が形成される。

焦電体層２４は、例えば、スパッタ法やゾルゲル法にて成膜した後でパターニングすることにより形成される。本実施形態では、例えば、焦電体層２４はゾルゲル法にて成膜した後で焼成した。第２電極層２５は、例えば、スパッタ法にて成膜しパターニングして形成される。

図１１に示すように、次に、第２電極層２５上及び支持基板層１４ａ上に、第２絶縁層２７を設置する。第２絶縁層２７は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ法にて成膜しパターニングして形成される。

次に、支持基板層１４ａ上に第２配線２９を形成して、第１電極層２３と第２中間電極２２とを電気的に接続する。さらに、支持基板層１４ａ上及び第２絶縁層２７上に第１配線２８を形成して、第２電極層２５と第１中間電極２１とを電気的に接続する。第１配線２８及び第２配線２９は、例えば、めっき法、スパッタ法にて成膜しパターニングして形成される。

図１２に示すように、支持基板層１４ａ及び第２保護層１１をパターニングする。これにより、支持基板１４、第１腕部１２及び第２腕部１３が形成される。

次に、犠牲層３１を除去する。犠牲層３１の除去はマスキングした後でエッチングすることにより行なわれる。そして、エッチング後にマスキングが除去され洗浄される。第１柱部８及び第２柱部９は第１保護層１０に保護されているのでエッチングされずに形成される。支持基板１４のベース基板２側の面も第２保護層１１に保護されているのでエッチングされずに形成される。これにより、第１柱部８、第２柱部９及び空洞１６が形成される。また、第１柱部８及び第２柱部９と同時に枠部３が形成されてもよい。以上の工程により光線検出素子１が完成する。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、検出素子５は支持基板１４を備え、支持基板１４上には第１電極層２３、焦電体層２４、第２電極層２５の順に配置されている。光線３０は第２電極層２５側から検出素子５を照射する。第２電極層２５には開口部２５ｂがあり、光線３０の一部は開口部２５ｂ及び焦電体層２４を通過して第１電極層２３に到達する。第１電極層２３には反射面２３ａが設置され、第１電極層２３に到達した光線３０は反射面２３ａで反射する。反射面２３ａの法線方向は焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜している。開口部２５ｂから入る光線３０は支持基板１４の厚み方向に進行し、反射面２３ａで反射した光線３０は支持基板１４の厚み方向に対して斜めに進行する。反射面２３ａで反射した光線３０が第２電極層２５に到達するまでの間に焦電体層２４を進行する距離が長くなる為、光線３０を焦電体層２４に吸収させ易くすることができる。従って、光線３０が効率良く焦電体層２４に吸収されるので、検出素子５の感度を良くすることができる。

（２）本実施形態によれば、開口部２５ｂから入る光線３０は支持基板１４の厚み方向に進行し、反射面２３ａで反射する。そして、反射面２３ａで反射した光線３０は焦電体層２４を通過して第２電極層２５に到達する。そして、第２電極層２５に到達した光線３０は第２電極層２５にて反射する。第２電極層２５にて反射した光線３０はさらに焦電体層２４を通過し、焦電体層２４に吸収される。従って、光線３０が効率良く焦電体層２４に吸収されるので、光線検出素子１の感度を良くすることができる。

（第２の実施形態）
次に、光線検出素子の一実施形態について図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は光線検出素子の構造を示す模式平面図であり、図１４は、検出素子の構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、反射面の傾きが周辺部より中央部が大きい点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図１３に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子３４に設置された検出素子３５はベース基板２を備えている。ベース基板２上に第１柱部８及び第２柱部９が立てて設置されている。第１柱部８には第１腕部１２が設置され、第２柱部９には第２腕部１３が設置されている。そして、第１腕部１２及び第２腕部１３が支持基板１４を支持する。

図１４に示すように、支持基板１４上には第１電極層３６、焦電体層２４及び第２電極層２５が積層された検出部３７が設置されている。図１４では図を見易くするために焦電体層２４のハッチングが省略されている。開口部２５ｂと対向する場所の第１電極層３６において第２電極層２５を向く面には法線方向が焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜する反射面３６ａを有している。反射面３６ａは図中右上側を向く面と左上側を向く面とが交互に配置された凹凸形状になっている。

反射面３６ａの法線方向と焦電体層２４の厚み方向とがなす角度である反射面角度が場所により異なっている。中央の電極島２５ａと対向する場所の反射面３６ａの反射面角度を第１反射面角度３６ｂとする。中央の電極島２５ａの隣の電極島２５ａと対向する場所の反射面３６ａのうち中央側の反射面角度を第２反射面角度３６ｃとする。中央の電極島２５ａの隣の電極島２５ａと対向する場所の反射面３６ａのうち外周側の反射面角度を第３反射面角度３６ｄとする。中央の電極島２５ａの隣の電極島２５ａの外側に位置する場所と対向する場所の反射面３６ａのうち中央側の反射面角度を第４反射面角度３６ｅとする。

そして、第１反射面角度３６ｂは第２反射面角度３６ｃより大きく、第２反射面角度３６ｃは第３反射面角度３６ｄより大きく設定されている。第３反射面角度３６ｄは第４反射面角度３６ｅより大きく設定されている。つまり、第１接続部１４ｂまたは第２接続部１４ｃとの距離が大きくなるのに従って、反射面３６ａの法線方向と焦電体層２４の厚み方向とがなす角度が大きくなっている。

そして、第１電極層３６において凹凸する反射面３６ａの尾根となる線を尾根線３６ｆとし、反射面３６ａの谷となる線を底部としての谷線３６ｇとする。図１３に示すように、尾根線３６ｆと谷線３６ｇとは平行になっている。そして、第１腕部１２が支持基板１４と接続する場所を第１接続部１４ｂとし、第２腕部１３が支持基板１４と接続する場所を第２接続部１４ｃとする。尾根線３６ｆ及び谷線３６ｇは第１接続部１４ｂと第２接続部１４ｃとを通る線に対して交差する。

電極島２５ａと対向する場所に尾根線３６ｆが位置し、開口部２５ｂと対向する場所に谷線３６ｇが位置している。そして、尾根線３６ｆの第１接続部１４ｂ側及び第２接続部１４ｃ側に谷線３６ｇがある。尾根線３６ｆの谷線３６ｇ側に支持部１５がある。このことを谷線３６ｇが支持部１５に隣在すると称す。

反射面３６ａの一部は第１腕部１２の第１接続部１４ｂ及び第２腕部１３の第２接続部１４ｃを向いている。反射面３６ａが第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃを向くので、反射面３６ａで反射した光線３０は第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃに向かって進行する。そして、光線３０は開口部２５ｂと第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃとの間の焦電体層２４を加熱する。

第１反射面角度３６ｂ、第２反射面角度３６ｃ、第３反射面角度３６ｄ及び第４反射面角度３６ｅは第１接続部１４ｂまたは第２接続部１４ｃに近い場所の方が支持基板１４の中央に近い場所に比べて小さくなっている。従って、第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃに近い場所で反射面３６ａに反射した光線３０は第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃに近い場所の第２電極層２５に向かって進行する。そして、第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃに近い場所の焦電体層２４を加熱する。一方、中央側の場所で反射面３６ａに反射した光線３０は第１接続部１４ｂ側または第２接続部１４ｃ側の第２電極層２５に向かって進行するので、反射した場所より第１接続部１４ｂまたは第２接続部１４ｃに近い場所の焦電体層２４を加熱する。従って、支持部１５に近い場所を加熱できる。その結果、反射面３６ａにより加熱された熱量は第１腕部１２及び第２腕部１３から放熱され易いので、検出素子３５は応答速度を速くできる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、反射面３６ａの一部が第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃを向く。従って、反射面３６ａにより加熱された熱量の一部は第１腕部１２及び第２腕部１３から放熱され易くなるので、検出素子３５は応答速度を速くできる。

（２）本実施形態によれば、第１反射面角度３６ｂ、第２反射面角度３６ｃ及び第３反射面角度３６ｄは第１接続部１４ｂまたは第２接続部１４ｃに近い場所の方が支持基板１４の中央に近い場所に比べて小さくなっている。従って、支持部１５に近い場所を加熱できる。

（第３の実施形態）
次に、光線検出素子の一実施形態について図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は光線検出素子の構造を示す模式平面図であり、図１６は、検出素子の構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第２の実施形態と異なるところは、反射面の傾きが周辺部より中央部が小さい点にある。尚、第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図１５に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子３９に設置された検出素子４０はベース基板２を備えている。ベース基板２上に第１柱部８及び第２柱部９が立てて設置されている。第１柱部８には第１腕部１２が設置され、第２柱部９には第２腕部１３が設置されている。そして、第１腕部１２及び第２腕部１３が支持基板１４を支持する。

図１６に示すように、支持基板１４上には第１電極層４１、焦電体層２４及び第２電極層２５が積層された検出部４２が設置されている。図１６では図を見易くするために焦電体層２４のハッチングが省略されている。開口部２５ｂと対向する場所の第１電極層４１において第２電極層２５を向く面には法線方向が焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜する反射面４１ａを有している。反射面４１ａは図中右上側を向く面と左上側を向く面とが交互に配置された凹凸形状になっている。

反射面４１ａの法線方向と焦電体層２４の厚み方向とがなす角度である反射面角度が場所により異なっている。中央の電極島２５ａと対向する場所の反射面４１ａの反射面角度を第１反射面角度４１ｂとする。中央の電極島２５ａの隣の電極島２５ａと対向する場所の反射面４１ａのうち中央側の反射面角度を第２反射面角度４１ｃとする。中央の電極島２５ａの隣の電極島２５ａと対向する場所の反射面４１ａのうち外周側の反射面角度を第３反射面角度４１ｄとする。中央の電極島２５ａの隣の電極島２５ａの外側に位置する場所と対向する場所の反射面４１ａのうち中央側の反射面角度を第４反射面角度４１ｅとする。

そして、第１反射面角度４１ｂは第２反射面角度４１ｃより小さく、第２反射面角度４１ｃは第３反射面角度４１ｄより小さく設定されている。第３反射面角度４１ｄは第４反射面角度４１ｅより小さく設定されている。つまり、焦電体層２４の重心２４ｃとの距離が大きくなるに従って、反射面４１ａの法線方向と焦電体層２４の厚み方向とがなす角度が大きくなっている。

そして、第１電極層４１の凹凸する反射面４１ａの尾根となる線を尾根線４１ｆとし、反射面４１ａの谷となる線を底部としての谷線４１ｇとする。図１５に示すように、尾根線４１ｆと谷線４１ｇとは平行になっている。尾根線４１ｆ及び谷線４１ｇは第１接続部１４ｂと第２接続部１４ｃとを通る線に対して交差する。

反射面４１ａの一部は焦電体層２４の重心２４ｃ側を向いている。重心２４ｃを向く反射面４１ａでは、反射面４１ａで反射した光線３０は重心２４ｃに向かって進行する。そして、光線３０は開口部２５ｂと重心２４ｃとの間の焦電体層２４を加熱する。

支持部１５は支持基板１４の外周を支持する。焦電体層２４は光線３０により加熱され、焦電体層２４の熱は支持部１５を伝わって排熱される。反射面４１ａの一部が焦電体層２４の重心２４ｃを向くので、反射面４１ａを反射した光線３０は焦電体層２４の重心２４ｃに向かって進行する。そして、光線３０は重心２４ｃに近い場所の焦電体層２４を加熱する。従って、加熱された熱量は支持部１５から排熱され難いので、検出素子４０は感度良く光線３０を検出できる。

第１反射面角度４１ｂ、第２反射面角度４１ｃ、第３反射面角度４１ｄ及び第４反射面角度４１ｅは重心２４ｃに近い場所の方が重心２４ｃから遠い場所に比べて小さくなっている。従って、第１接続部１４ｂ及び第２接続部１４ｃに近い場所で反射面４１ａに反射した光線３０は重心２４ｃに近い場所の第２電極層２５に向かって進行する。そして、重心２４ｃに近い場所の焦電体層２４を加熱する。一方、中央側の場所で反射面４１ａに反射した光線３０は重心２４ｃに近い場所の第２電極層２５に向かって進行するので、重心２４ｃに近い場所の焦電体層２４を加熱する。従って、反射面４１ａにより加熱された熱量は第１腕部１２及び第２腕部１３から放熱され難いので、検出素子４０は少ない光量の光線３０を感度良く検出できる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、反射面４１ａの一部が重心２４ｃを向く。従って、反射面４１ａにより加熱された熱量は第１腕部１２及び第２腕部１３から放熱され難いので、検出素子４０は感度良く光線３０を検出できる。

（２）本実施形態によれば、第１反射面角度４１ｂ、第２反射面角度４１ｃ、第３反射面角度４１ｄ及び第４反射面角度４１ｅは焦電体層２４の重心２４ｃに近い場所の方が第１接続部１４ｂまたは第２接続部１４ｃに近い場所に比べて小さくなっている。従って、焦電体層２４の重心２４ｃに近い場所を加熱できる。

（第４の実施形態）
次に、光線検出素子の５つの実施形態について図１７〜図２１を用いて説明する。図１７〜図２１は検出素子の構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１電極層２３の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図１７に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子４５に設置された検出素子４６では支持基板１４上に第１電極層４７、焦電体層２４及び第２電極層２５が積層された検出部４８が設置されている。図１７では図を見易くするために焦電体層２４のハッチングが省略されている。開口部２５ｂと対向する場所の第１電極層４７において第２電極層２５を向く面には法線方向が焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜する反射面４７ａを有している。反射面４７ａは図中右上側を向く面と左上側を向く面とが交互に配置された凹凸形状になっている。

電極島２５ａの中央と対向する場所には第１電極層４７が凹んだ凹部４９が設置されている。電極島２５ａにて反射した光線３０の一部が凹部４９を照射する。そして、凹部４９にて反射した光線３０の一部がさらに電極島２５ａに向って進行する。従って、光線３０が焦電体層２４を進行する光路が長くなるので光線３０が焦電体層２４に吸収され易くなる。その結果、検出素子４６は感度良く光線３０を検出することができる。

図１８に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子５０に設置された検出素子５１では支持基板１４上に第１電極層５２、焦電体層２４及び第２電極層２５が積層された検出部５３が設置されている。図１８では図を見易くするために焦電体層２４のハッチングが省略されている。開口部２５ｂと対向する場所の第１電極層５２において第２電極層２５を向く面には法線方向が焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜する反射面５２ａを有している。反射面５２ａは図中右上側を向く面と左上側を向く面とが交互に配置された凹凸形状になっている。

電極島２５ａの中央と対向する場所には第１電極層５２が凹んだ凹部５４が設置されている。電極島２５ａにて反射した光線３０の一部が凹部５４を照射する。そして、凹部５４にて反射した光線３０はさらに電極島２５ａに向って進行する。従って、光線３０が焦電体層２４を進行する光路が長くなるので光線３０が焦電体層２４に吸収され易くなる。その結果、検出素子５１は感度良く光線３０を検出することができる。

図１９に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子５５に設置された検出素子５６では支持基板１４上に第１電極層５７、焦電体層２４及び第２電極層２５が積層された検出部５８が設置されている。図１９では図を見易くするために焦電体層２４のハッチングが省略されている。開口部２５ｂと対向する場所の第１電極層５７において第２電極層２５を向く面には法線方向が焦電体層２４の厚み方向に対して傾斜する反射面５７ａを有している。反射面５７ａは図中右側を向く第１面５７ｂと左上側を向く第２面５７ｃとが交互に配置された凹凸形状になっている。反射面５７ａの形状を鋸刃形状と称す。

開口部２５ｂを通過する光線３０は第２面５７ｃを照射して反射する。第２面５７ｃで反射した光線３０の一部は第２電極層２５に向かって進行する。第２面５７ｃで反射した光線３０の一部はさらに第１面５７ｂで反射して第２電極層２５に向かって進行する。そして、光線３０は第１電極層５７と第２電極層２５との間で反射を繰り返す。従って、光線３０が焦電体層２４を進行する光路が長くなるので光線３０が焦電体層２４に吸収され易くなる。その結果、検出素子５６は感度良く光線３０を検出することができる。

図２０に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子５９に設置された検出素子６０では支持基板１４上に第１電極層６１、焦電体層２４及び第２電極層２５が積層された検出部６２が設置されている。図２０では図を見易くするために焦電体層２４のハッチングが省略されている。開口部２５ｂと対向する場所の第１電極層６１において第２電極層２５を向く面には反射面６１ａを有している。反射面６１ａは図中右上側を向く第１側面６１ｂと左上側を向く第２側面６１ｃとの間に図中上側を向く底面６１ｄが配置された凹凸形状になっている。

開口部２５ｂを通過する光線３０は第１側面６１ｂ及び底面６１ｄを照射して反射する。第１側面６１ｂで反射した光線３０は第２側面６１ｃに向かって進行して反射する。第２側面６１ｃで反射した光線３０はさらに電極島２５ａに向かって進行して反射する。そして、光線３０はさらに第２電極層２５から第１電極層６１に進行する。従って、光線３０が焦電体層２４を進行する光路が長くなるので光線３０が焦電体層２４に吸収され易くなる。その結果、検出素子６０は感度良く光線３０を検出することができる。

図２１に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子６３に設置された検出素子６４では支持基板１４上に第１電極層６５、焦電体層２４及び第２電極層２５が積層された検出部６６が設置されている。図２１では図を見易くするために焦電体層２４のハッチングが省略されている。第２電極層２５と対向する場所の第１電極層６５において第２電極層２５を向く面には凹凸形状の反射面６５ａを有している。反射面６５ａは開口部２５ｂと対向する場所に図中左上側を向く第１斜面６５ｂと右上側を向く第２斜面６５ｃが設置されている。さらに、反射面６５ａは電極島２５ａと対向する場所に図中右上側を向く第３斜面６５ｄと左上側を向く第４斜面６５ｅとが設置されている。

開口部２５ｂを通過する光線３０は第１斜面６５ｂ及び第２斜面６５ｃを照射して反射する。第１斜面６５ｂで反射した光線３０は第３斜面６５ｄに向かって進行して反射する。第３斜面６５ｄで反射した光線３０はさらに電極島２５ａに向かって進行して反射する。そして、光線３０はさらに第２電極層２５から第１電極層６５に進行する。同様に、第２斜面６５ｃで反射した光線３０は第４斜面６５ｅに向かって進行して反射する。第４斜面６５ｅで反射した光線３０はさらに電極島２５ａに向かって進行して反射する。そして、光線３０はさらに第２電極層２５から第１電極層６５に進行する。従って、光線３０が焦電体層２４を進行する光路が長くなるので光線３０が焦電体層２４に吸収され易くなる。その結果、検出素子６４は感度良く光線３０を検出することができる。

（第５の実施形態）
次に、光線検出素子の５つの実施形態について図２２〜図２６を用いて説明する。図２２〜図２６は検出素子の構造を示す模式平面図であり、第２絶縁層２７、第１配線２８及び第２配線２９が省略されている。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第２電極層２５の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図２２に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子６９に設置された検出素子７０では支持基板１４上に第１電極層２３、焦電体層２４及び第２電極層７１が積層された検出部７２が設置されている。第２電極層７１は中央に四角形の第１電極島７１ａが設置され、四隅に第２電極島７１ｂが設置されている。隣り合う第２電極島７１ｂの間には２つの第３電極島７１ｃが設置されている。

第１電極島７１ａ、第２電極島７１ｂ、第３電極島７１ｃは電気的に接続されている。それぞれの第１電極島７１ａ、第２電極島７１ｂ、第３電極島７１ｃの間に開口部７１ｄが設置されている。そして、開口部７１ｄから焦電体層２４に進行する光線３０は第１電極層２３に反射して第２電極層７１に向かって進行する。第１電極層２３と第２電極層７１との間で光線３０は焦電体層２４に吸収される。

図２３に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子７３に設置された検出素子７４では支持基板１４上に第１電極層２３、焦電体層２４及び第２電極層７５が積層された検出部７６が設置されている。第２電極層７５は中央に四角形の第１電極島７５ａが設置され、第１電極島７５ａを囲んで第２電極島７５ｂが設置されている。さらに、第２電極島７５ｂを囲んで第３電極島７５ｃが設置され、第３電極島７５ｃを囲んで第４電極島７５ｄが設置されている。

第１電極島７５ａ、第２電極島７５ｂ、第３電極島７５ｃ及び第４電極島７５ｄは電気的に接続されている。各第１電極島７５ａ、第２電極島７５ｂ、第３電極島７５ｃ、第４電極島７５ｄの間には開口部７５ｅが設置されている。そして、開口部７５ｅから焦電体層２４に進行する光線３０は第１電極層２３に反射して第２電極層７５に向かって進行する。第１電極層２３と第２電極層７５との間で光線３０は焦電体層２４に吸収される。

図２４に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子７７に設置された検出素子７８では支持基板１４上に第１電極層２３、焦電体層２４及び第２電極層７９が積層された検出部８０が設置されている。第２電極層７９は図中右上から左下に向けて第１電極島７９ａ〜第９電極島７９ｉが配置されている。第１電極島７９ａ〜第９電極島７９ｉの中央には第５電極島７９ｅが設置されている。電極島の面積は第５電極島７９ｅが最も大きく第５電極島７９ｅから第１電極島７９ａに向けて小さくなっている。同様に、第５電極島７９ｅから第９電極島７９ｉに向けて小さくなっている。さらに、第５電極島７９ｅの図中右下には第１０電極島７９ｊが設置され、第５電極島７９ｅの図中左上には第１１電極島７９ｋが設置されている。

第１電極島７９ａ〜第１１電極島７９ｋは電気的に接続されている。第１電極島７９ａ〜第１１電極島７９ｋにおいて隣り合う電極島の間には開口部７９ｍが設置されている。そして、開口部７９ｍから焦電体層２４に進行する光線３０は第１電極層２３に反射して第２電極層７９に向かって進行する。第１電極層２３と第２電極層７９との間で光線３０は焦電体層２４に吸収される。

図２５に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子８１に設置された検出素子８２では支持基板１４上に第１電極層２３、焦電体層２４及び第２電極層８３が積層された検出部８４が設置されている。第２電極層８３は焦電体層２４の中央に楕円形の第１電極島８３ａが設置され、第１電極島８３ａを囲んで楕円形の輪状の第２電極島８３ｂが設置されている。さらに、第２電極島８３ｂを囲んで楕円形の輪状の第３電極島８３ｃが設置され、第３電極島８３ｃを囲んで楕円形の輪状の第４電極島８３ｄが設置されている。さらに、第４電極島８３ｄを囲んで楕円形の輪状の第５電極島８３ｅが設置されている。

第５電極島８３ｅの図中右上側には円弧状の第６電極島８３ｆ及び第７電極島８３ｇがこの順に配置されている。第５電極島８３ｅの図中左下側には円弧状の第８電極島８３ｈ及び第９電極島８３ｉがこの順に配置されている。第１電極島８３ａ〜第９電極島８３ｉは電気的に接続されている。第１電極島８３ａ〜第９電極島８３ｉにおいて隣り合う電極島の間には開口部８３ｊが設置されている。そして、開口部８３ｊから焦電体層２４に進行する光線３０は第１電極層２３に反射して第２電極層８３に向かって進行する。第１電極層２３と第２電極層８３との間で光線３０は焦電体層２４に吸収される。

図２６に示すように、光センサー及び赤外光センサーとしての光線検出素子８５に設置された検出素子８６では支持基板１４上に第１電極層２３、焦電体層２４及び第２電極層８７が積層された検出部８８が設置されている。第２電極層８７は平行四辺形の電極島８７ａが４行６列のマトリックス状に配置されている。各電極島８７ａは電気的に接続されている。第２電極層８７において隣り合う電極島８７ａの間には開口部８７ｂが設置されている。そして、開口部８７ｂから焦電体層２４に進行する光線３０は第１電極層２３に反射して第２電極層８７に向かって進行する。第１電極層２３と第２電極層８７との間で光線３０は焦電体層２４に吸収される。

（第６の実施形態）
次に、光検出部に光線検出素子を備える電子機器の１つである赤外線カメラの一実施形態について図２７の赤外線カメラの構成を示すブロック図を用いて説明する。図２７に示すように、光検出部及び電子機器としての赤外線カメラ９１は、光学系９２、光検出部９３、画像処理部９４、処理部９５、記憶部９６、操作部９７、表示部９８を含んで構成されている。

光学系９２は、例えば１枚または複数枚のレンズやレンズの位置を移動させる駆動部等を含んで構成されている。そして、光学系９２は光検出部９３への物体像の結像を行う。必要に応じて光学系９２はフォーカス調整や絞り調整等の機能も備えても良い。

光検出部９３には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光検出部９３は、光線検出素子に加えて行選択回路（行ドライバー）、列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路及びＡ／Ｄ変換部等を備えている。そして、二次元配列された各検出器からのデータを順次読み出すことで、被写体の画像データを形成することができる。

画像処理部９４は、光検出部９３からのデジタルの画像データに基づいて、画像補正処理等の各種の画像処理を行う。画像データは画素データとも称す。

処理部９５は、赤外線カメラ９１の全体の制御を行い、赤外線カメラ９１内の各ブロックの制御を行う。この処理部９５は例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により実現される。記憶部９６は各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部９５や画像処理部９４のワーク領域として機能する。操作部９７は、操作者が赤外線カメラ９１を操作するためのインターフェイスとなるものであり、例えば、各種ボタンやＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面等により実現される。表示部９８は、例えば光検出部９３により取得された画像やＧＵＩ画面等を表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の各種のディスプレイにより実現される。

このように、直交する二方向に検出素子５を二次元配置された光検出部９３を用いて熱分布画像を提供することができる。この光検出部９３を用いて、サーモグラフィー、車載用ナイトビジョンあるいは監視カメラ等の電子機器を構成することができる。

もちろん、１セル分または複数セルの検出素子５をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場等に設けられるＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器等の各種の電子機器を構成することもできる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、赤外線カメラ９１は光検出部９３を備え、光検出部９３には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部９３の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く赤外線を検出するので、赤外線カメラ９１は感度良く赤外線を検出する光線検出素子を備えた電子機器とすることができる。

（第７の実施形態）
次に、光検出部に光線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである運転支援装置の一実施形態について図２８及び図２９を用いて説明する。図２８は、運転支援装置の構成を示すブロック図であり、図２９は、運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図である。

図２８に示すように、電子機器としての運転支援装置１０１は、運転支援装置１０１を制御するＣＰＵを備えた処理ユニット１０２と、車両外部の所定の撮像領域における赤外線を検出可能な赤外線カメラ９１と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー１０４とを備えている。さらに、運転支援装置１０１は、車両の走行速度を検出する車速センサー１０５と、運転者のブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサー１０６と、スピーカー１０７と、表示装置１０８とを備えて構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ９１は上記実施形態における赤外線カメラ９１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ９１は光検出部に光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかを備えている。

この運転支援装置１０１の処理ユニット１０２は、例えば、赤外線カメラ９１の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像と、ヨーレートセンサー１０４、車速センサー１０５、ブレーキセンサー１０６により検出される自車両の走行状態にかかる検出信号を用いる。そして、処理ユニット１０２は赤外線画像及び検出信号を用いて自車両の進行方向前方に存在する物体及び歩行者等の対象物を検出する。検出した対象物と自車両との接触が発生する可能性があると判断したときには、スピーカー１０７または表示装置１０８により警報を出力する。

図２９に示すように、赤外線カメラ９１は、自動車の前部において車幅方向の中心付近に配置されている。表示装置１０８は、フロントウィンドーにおいて運転者の前方視界を妨げない位置に各種情報を表示するＨＵＤ１０９（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）等を備えて構成されている。

（１）本実施形態によれば、運転支援装置１０１は赤外線カメラ９１を備えている。赤外線カメラ９１は光検出部９３を備え、光検出部９３には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部９３の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く赤外線を検出する。従って、運転支援装置１０１は感度良く赤外線を検出する光線検出素子を有する赤外線カメラ９１を備えた電子機器とすることができる。

（第８の実施形態）
次に、光検出部に光線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるセキュリティー機器の一実施形態について図３０及び図３１を用いて説明する。図３０は、セキュリティー機器の構成を示すブロック図であり、図３１はセキュリティー機器が設置された家を示す模式図である。

図３０に示すように、電子機器としてのセキュリティー機器１１２は、監視エリアを撮影する赤外線カメラ９１と、監視エリアへの侵入者を検知する光検出部としての人感センサー１１３を備える。人感センサー１１３は光検出部を備え、光検出部に検出素子５を備えている。そして、本実施形態の赤外線カメラ９１は上記実施形態における赤外線カメラ９１と同じカメラが用いられている。赤外線カメラ９１は光検出部９３に上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかを備えている。

さらに、セキュリティー機器１１２は、赤外線カメラ９１から出力された画像データを処理して監視エリアに侵入した移動体を検知する動き検知処理部１１４を備える。さらに、セキュリティー機器１１２は人感センサー１１３が出力する信号を用いて侵入者の検知処理を行う人感センサー検知処理部１１５を備える。さらに、セキュリティー機器１１２は画像圧縮部１１６を備え、画像圧縮部１１６は赤外線カメラ９１から出力された画像データを所定の方式で圧縮する。さらに、セキュリティー機器１１２は通信処理部１１７を備え、通信処理部１１７は圧縮された画像データや侵入者検知情報を外部装置に送信し、セキュリティー機器１１２への各種設定情報等を外部装置から受信する。さらに、セキュリティー機器１１２は制御部１１８等を備え、制御部１１８はセキュリティー機器１１２の各処理部に対して条件設定、処理コマンド送信、レスポンス処理をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にて行う。セキュリティー機器１１２は以上の要素等で構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ９１は上記実施形態における赤外線カメラ９１と同じカメラが用いられている。従って、赤外線カメラ９１は光検出部９３に上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかを備えている。

動き検知処理部１１４は、図示しないバッファメモリーと、バッファメモリーの出力信号が入力されるブロックデータ平滑部と、ブロックデータ平滑部の出力信号が入力される状態変化検出部とを備える。そして、状態変化検出部は撮影した動画の画像であるフレームを比較する。そして、監視エリアが静止状態であれば動画で撮影した異なるフレームが同一画像の画像データとなり、移動体の侵入による状態変化があるときフレーム間の画像データで差が生じる。フレーム間の画像データで差を利用して状態変化検出部は状態変化を検知する。

図３１に示すように、セキュリティー機器１１２は軒下に赤外線カメラ９１及び人感センサー１１３が設置されている。そして、赤外線カメラ９１は撮像エリア１１９を検出し、人感センサー１１３は検知エリア１２０を検出する。

（１）本実施形態によれば、セキュリティー機器１１２は人感センサー１１３及び赤外線カメラ９１を備えている。赤外線カメラ９１は光検出部９３を備え、光検出部９３には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部９３の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く赤外線を検出する。従って、セキュリティー機器１１２は感度良く赤外線を検出する光線検出素子を有する赤外線カメラ９１を備えた電子機器とすることができる。

（第９の実施形態）
次に、光線検出部に光線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるゲーム機器の一実施形態について図３２及び図３３を用いて説明する。図３２は、ゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図であり、図３３はコントローラーの使用方法を説明するための模式図である。

図３２に示すように、ゲーム機器に用いられる電子機器としてのコントローラー１２３は、撮像情報演算ユニット１２４と、操作スイッチ１２５と、加速度センサー１２６と、コネクター１２７と、プロセッサー１２８と、無線モジュール１２９と、を備えて構成される。

撮像情報演算ユニット１２４は、撮像ユニット１３０と、この撮像ユニット１３０で撮像した画像データを処理するための画像処理回路１３１とを有する。撮像ユニット１３０は光検出部１３２を備え、さらに、光検出部１３２と接続して赤外線だけを通すフィルターである赤外線フィルター１３３及びレンズ等の光学系１３４を備えている。そして、画像処理回路１３１は、撮像ユニット１３０から得られた赤外線画像データを処理して、高輝度部分を検知し、高輝度部分の重心位置や面積を検出してこれらのデータを出力する。光検出部１３２には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。

プロセッサー１２８は、操作スイッチ１２５からの操作データと、加速度センサー１２６からの加速度データ及び赤外線画像の高輝度部分データを一連のコントロールデータとして無線モジュール１２９に出力する。無線モジュール１２９は所定周波数の搬送波をこのコントロールデータで変調する。無線モジュール１２９はアンテナ１３５を備え、アンテナ１３５から搬送波を電波信号にして出力する。

尚、コントローラー１２３に設けられているコネクター１２７を通して入力されたデータもプロセッサー１２８によって上述のデータと同様に処理されてコントロールデータとして無線モジュール１２９とアンテナ１３５を介して出力される。

図３３に示すように、電子機器としてのゲーム機器１３６は、コントローラー１２３と、ゲーム機本体１３７と、ディスプレイ１３８と、ＬＥＤモジュール１３９及びＬＥＤモジュール１４０とを備えている。ゲーム機器１３６を操作するプレイヤー１４１は一方の手でコントローラー１２３を操作してゲームをプレイすることができる。そして、コントローラー１２３の撮像ユニット１３０をディスプレイ１３８の画面１４２を向くようにすると、ディスプレイ１３８の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール１３９及びＬＥＤモジュール１４０から出力される赤外線を撮像ユニット１３０が検知する。そして、コントローラー１２３は、二つのＬＥＤモジュール１３９，１４０の位置や面積情報を高輝度点の情報として取得する。輝点の位置や大きさのデータがコントローラー１２３から無線でゲーム機本体１３７に送信され、ゲーム機本体１３７に受信される。プレイヤー１４１がコントローラー１２３を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化する。それを利用して、ゲーム機本体１３７はコントローラー１２３の動きに対応した操作信号を取得できる。そして、操作信号にしたがってゲーム機器１３６はゲームを進行させることができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ゲーム機器１３６のコントローラー１２３は光検出部１３２を備え、光検出部１３２には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部１３２の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く赤外線を検出するので、ゲーム機器１３６は感度良く赤外線を検出する光検出部１３２が設置されたコントローラー１２３を有する電子機器とすることができる。

（第１０の実施形態）
次に、光線検出部に光線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである体温測定装置の一実施形態について図３４を用いて説明する。図３４は、体温測定装置の構成を示すブロック図である。

図３４に示すように、電子機器としての体温測定装置１４５は、赤外線カメラ９１と、体温分析装置１４６と、情報通信装置１４７と、ケーブル１４８とを備えて構成されている。本実施形態の赤外線カメラ９１は上記の実施形態の赤外線カメラ９１と同じカメラが用いられている。

赤外線カメラ９１は所定の対象領域を撮影し、撮影された対象者１４９の画像情報をケーブル１４８を経由して体温分析装置１４６に送信する。体温分析装置１４６は、赤外線カメラ９１からの熱分布画像を読み取る画像読取処理ユニットと、画像読取処理ユニットからのデータと画像分析設定テーブルに基づいて体温分析テーブルを作成する体温分析処理ユニットとを含み、体温分析テーブルに基づいて体温情報送信用データを情報通信装置１４７へ送信する。この体温情報送信用データは体温異常であることに対応する所定のデータを含んでいる。また、撮影領域内に複数の対象者１４９を含んでいると判断した場合には、対象者１４９の人数と体温異常者の人数の情報を体温情報送信用データに含んでもよい。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、体温測定装置１４５は赤外線カメラ９１を備えている。赤外線カメラ９１は光検出部を備え、光検出部には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部９３の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く赤外線を検出する。従って、体温測定装置１４５は感度良く赤外線を検出する光線検出素子を有する赤外線カメラ９１を備えた電子機器とすることができる。

（第１１の実施形態）
次に、光検出部に光線検出素子を備える電子機器の１つである特定物質探知装置の一実施形態について図３５の特定物質探知装置の構成を示すブロック図を用いて説明する。

図３５に示すように電子機器としての特定物質探知装置１５２は、制御ユニット１５３と、照射光ユニット１５４と、光学フィルター１５５と、光検出部としての撮像ユニット１５６と、表示部１５７とを備えて構成されている。撮像ユニット１５６は、図示しないレンズ等の光学系と光検出部を備え、該光検出部には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く赤外線を検出する。そして、光検出部が備える焦電体層２４の吸収波長はテラヘルツ域となっている。

制御ユニット１５３は、本装置全体を制御するシステムコントローラーを含み、該システムコントローラーは制御ユニットに含まれる光源駆動部及び画像処理ユニットを制御する。照射光ユニット１５４は、波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波であるテラヘルツ波の光線３０を射出するレーザー装置と光学系を含み、テラヘルツ波の光線３０を検査対象の人物１５８に照射する。

人物１５８と撮像ユニット１５６との間には光学フィルター１５５が配置されている。光学フィルター１５５は探知対象である特定物質１５９の分光スペクトルのみを通過させる。人物１５８から反射するテラヘルツ波の光線３０は、光学フィルター１５５にて分離されて特定物質１５９の分光スペクトルのみ撮像ユニット１５６に受光される。撮像ユニット１５６で生成された画像信号は、制御ユニット１５３の画像処理ユニットで所定の画像処理が施され、その画像信号が表示部１５７へ出力される。そして人物１５８の衣服内等に特定物質１５９が存在するか否かにより受光信号の強度が異なるので特定物質１５９の存在が判別できる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、特定物質探知装置１５２は撮像ユニット１５６に光検出部を備え、光検出部には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。光検出部の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良くテラヘルツ波の光線３０を検出するので、特定物質探知装置１５２は撮像ユニット１５６に感度良くテラヘルツ波の光線３０を検出する光線検出素子を備えた電子機器とすることができる。

（第１２の実施形態）
次に、テラヘルツ波検出装置を用いたイメージング装置の一実施形態について図３６〜図３８を用いて説明する。図３６はイメージング装置の構成を示すブロック図である。図３７は、対象物のテラヘルツ帯でのスペクトルを示すグラフである。図３８は、対象物の第１物質、第２物質、及び第３物質の分布を示す画像の図である。

図３６に示すように電子機器としてのイメージング装置１６１はテラヘルツ波発生部１６２、光検出部としてのテラヘルツ波検出部１６３及び画像形成部１６４を備えている。テラヘルツ波発生部１６２はテラヘルツ波の光線３０を対象物１６５に射出する。テラヘルツ波検出部１６３は対象物１６５を透過したテラヘルツ波の光線３０または対象物１６５にて反射されたテラヘルツ波の光線３０を検出する。画像形成部１６４はテラヘルツ波検出部１６３の検出結果に基づいて、対象物１６５の画像のデータである画像データを生成する。

テラヘルツ波発生部１６２には、例えば、量子カスケードレーザー、光伝導アンテナと短パルスレーザーとを用いた方式、非線形光学結晶を用いた差周波数発生方式を用いることができる。テラヘルツ波検出部１６３は光検出部を備え、光検出部には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。

テラヘルツ波検出部１６３は４種類の検出素子５を備え、各検出素子５は異なる波長のテラヘルツ波の光線３０を検出する。従って、テラヘルツ波検出部１６３は４種類の波長のテラヘルツ波の光線３０を検出することができる。イメージング装置１６１は２種類の検出素子を用いて２種類の波長のテラヘルツ波の光線３０を検出し、対象物１６５を分析する装置である。

分光イメージングの対象となる対象物１６５が、第１物質１６５ａ、第２物質１６５ｂ、及び第３物質１６５ｃにより構成されているとする。イメージング装置１６１は、この対象物１６５の分光イメージングを行う。テラヘルツ波検出部１６３は対象物１６５により反射されたテラヘルツ波の光線３０を検出することとする。尚、分析に使用する波長の種類は３種類以上にしても良い。これによりさらに多くの種類の対象物１６５を分析することができる。

第１波長の光線３０を検出する検出素子５を第１検出素子とし、第２波長の光線３０を検出する検出素子５を第２検出素子とする。対象物１６５にて反射された光線３０の第１波長の光強度を第１強度とし、第２波長の光強度を第２強度とする。第１物質１６５ａと第２物質１６５ｂと第３物質１６５ｃとで第１強度と第２強度の差分が互いに顕著に区別できるように第１波長及び第２波長が設定されている。

図３７において縦軸は検出された光線３０の光強度を示し、図中上側が下側より強い強度となっている。横軸は検出された光線３０の波長を示し図中右側が左側より長い波長となっている。第１特性線１６６は第１物質１６５ａが反射する光線３０の波長と光強度との関係を示す線である。同様に、第２特性線１６７は第２物質１６５ｂの特性を示し、第３特性線１６８は第３物質１６５ｃの特性を示している。横軸には第１波長１６９及び第２波長１７０の場所が明示されている。

対象物１６５が第１物質１６５ａのとき対象物１６５で反射したテラヘルツ波の光線３０の第１波長１６９の光強度を第１強度１６６ａとし第２波長１７０の光強度を第２強度１６６ｂとする。第１強度１６６ａは第１波長１６９における第１特性線１６６の値であり、第２強度１６６ｂは第２波長１７０における第１特性線１６６の値である。第２強度１６６ｂから第１強度１６６ａを減算した値である第１波長差は正値となる。

同様に、対象物１６５が第２物質１６５ｂのとき対象物１６５で反射したテラヘルツ波の光線３０の第１波長１６９の光強度を第１強度１６７ａとし第２波長１７０の光強度を第２強度１６７ｂとする。第１強度１６７ａは第１波長１６９における第２特性線１６７の値であり、第２強度１６７ｂは第２波長１７０における第２特性線１６７の値である。第２強度１６７ｂから第１強度１６７ａを減算した値である第２波長差は零となる。

対象物１６５が第３物質１６５ｃのとき対象物１６５で反射したテラヘルツ波の光線３０の第１波長１６９の光強度を第１強度１６８ａとし第２波長１７０の光強度を第２強度１６８ｂとする。第１強度１６８ａは第１波長１６９における第３特性線１６８の値であり、第２強度１６８ｂは第２波長１７０における第３特性線１６８の値である。第２強度１６８ｂから第１強度１６８ａを減算した値である第３波長差は負値となる。

イメージング装置１６１が対象物１６５の分光イメージングを行う際は、まず、テラヘルツ波発生部１６２がテラヘルツ波の光線３０を発生させる。そして、テラヘルツ波発生部１６２がテラヘルツ波の光線３０を対象物１６５に照射する。そして、対象物１６５で反射されたテラヘルツ波の光線３０の光強度をテラヘルツ波検出部１６３が検出する。この検出結果は、画像形成部１６４に送出される。尚、対象物１６５へのテラヘルツ波の光線３０の照射及び対象物１６５で反射したテラヘルツ波の光線３０の検出は検査する領域に位置する総ての対象物１６５に対して行う。

画像形成部１６４はテラヘルツ波検出部１６３の検出結果を用いて第２波長１７０における光強度から第１波長１６９における光強度を減算する。そして、減算した結果が正値となる部位を第１物質１６５ａと判断する。同様に、減算した結果が零となる部位を第２物質１６５ｂと判断し、減算した結果が負値となる部位を第３物質１６５ｃと判断する。

図３８に示すように、また、画像形成部１６４では、対象物１６５の第１物質１６５ａ、第２物質１６５ｂ、及び第３物質１６５ｃの分布を示す画像の画像データを作成する。この画像データは画像形成部１６４から図示しないモニターに出力され、モニターは第１物質１６５ａ、第２物質１６５ｂ、及び第３物質１６５ｃの分布を示す画像を表示する。例えば、第１物質１６５ａの分布する領域は黒色、第２物質１６５ｂの分布する領域は灰色、第３物質１６５ｃの分布する領域は白色に色分けして表示される。以上のように、イメージング装置１６１では対象物１６５を構成する各物質の同定と、その各物質の分布測定とを同時に行うことができる。

尚、イメージング装置１６１の用途は、上記のものに限らない。例えば、人物に対してテラヘルツ波の光線３０を照射し人物を透過または反射したテラヘルツ波の光線３０を検出する。画像形成部１６４において検出したテラヘルツ波の光線３０の検出結果の処理を行うことにより、その人物が拳銃、ナイフ、違法な薬物等を所持しているか否かを判別することもできる。テラヘルツ波検出部１６３には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く光線３０の受光量を検出する。光検出部の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く光線３０を検出する。従って、イメージング装置１６１は高い検出感度を有することができる。

（第１３の実施形態）
次に、テラヘルツ波検出装置を用いた計測装置の一実施形態について図３９を用いて説明する。図３９は計測装置の構成を示すブロック図である。図３９に示すように電子機器としての計測装置１７３は、テラヘルツ波の光線３０を発生するテラヘルツ波発生部１７４、光検出部としてのテラヘルツ波検出部１７５及び計測部１７６を備えている。テラヘルツ波発生部１７４は対象物１７７にテラヘルツ波の光線３０を照射する。テラヘルツ波検出部１７５は対象物１７７を透過する光線３０または対象物１７７にて反射された光線３０を検出する。テラヘルツ波検出部１７５は光検出部を備え、光検出部には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。計測部１７６はテラヘルツ波検出部１７５の検出結果に基づいて、対象物１７７を計測する。

次に、計測装置１７３の使用例について説明する。計測装置１７３により、対象物１７７の分光計測を行う際は、まず、テラヘルツ波発生部１７４により、テラヘルツ波の光線３０を発生させ、その光線３０を対象物１７７に照射する。そして、対象物１７７を透過した光線３０または対象物１７７で反射された光線３０をテラヘルツ波検出部１７５が検出する。検出結果は、テラヘルツ波検出部１７５から計測部１７６に出力される。尚、この対象物１７７への光線３０の照射及び対象物１７７を透過した光線３０または対象物１７７で反射された光線３０の検出は計測範囲内に位置する総ての対象物１７７に対して行なわれる。

計測部１７６は、検出結果から各画素４を構成する検出素子５において検出されたテラヘルツ波の光線３０のそれぞれの光強度を入力して対象物１７７の成分及びその分布等の分析を行う。テラヘルツ波検出部１７５には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く赤外線の受光量を検出する。従って、計測装置１７３は高い検出感度を有することができる。

（第１４の実施形態）
次に、テラヘルツ波検出装置を用いたカメラの一実施形態について図４０を用いて説明する。図４０はカメラの構成を示すブロック図である。図４０に示すように電子機器としてのカメラ１８０は、テラヘルツ波発生部１８１、光検出部としてのテラヘルツ波検出部１８２、記憶部１８３及び制御部１８４を備えている。テラヘルツ波発生部１８１はテラヘルツ波の光線３０を対象物１８５に照射する。テラヘルツ波検出部１８２は対象物１８５で反射されたテラヘルツ波の光線３０または対象物１８５を透過したテラヘルツ波の光線３０を検出する。テラヘルツ波検出部１８２には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。記憶部１８３はテラヘルツ波検出部１８２の検出結果を記憶する。制御部１８４はテラヘルツ波発生部１８１、テラヘルツ波検出部１８２及び記憶部１８３の動作を制御する。

カメラ１８０は筐体１８６を備え、テラヘルツ波発生部１８１、テラヘルツ波検出部１８２、記憶部１８３及び制御部１８４は筐体１８６に収められている。カメラ１８０は、対象物１８５にて反射したテラヘルツ波の光線３０をテラヘルツ波検出部１８２に結像させるレンズ１８７を備えている。さらに、カメラ１８０はテラヘルツ波発生部１８１が射出するテラヘルツ波の光線３０を筐体１８６の外部へ射出させるための窓部１８８を備えている。レンズ１８７や窓部１８８の材質は、テラヘルツ波の光線３０を透過し屈折させるシリコン、石英、ポリエチレン等によって構成されている。尚、窓部１８８は、スリットのように単に開口が設けられている構成としてもよい。

次に、カメラ１８０の使用例について説明する。対象物１８５を撮像するとき、まず、制御部１８４はテラヘルツ波発生部１８１にテラヘルツ波の光線３０を射出させる。そのテラヘルツ波の光線３０は対象物１８５に照射する。そして、対象物１８５にて反射されたテラヘルツ波の光線３０はレンズ１８７によってテラヘルツ波検出部１８２に結像され、テラヘルツ波検出部１８２が対象物１８５を検出する。検出結果はテラヘルツ波検出部１８２から記憶部１８３に出力されて記憶される。尚、対象物１８５へのテラヘルツ波の光線３０の照射及び対象物１８５で反射されたテラヘルツ波の光線３０の検出は、撮像範囲内に位置する総ての対象物１８５に対して行われる。また、カメラ１８０は検出結果を、例えば、パーソナルコンピューター等の外部装置に送信しても良い。パーソナルコンピューターは検出結果に基づいて各種の処理を行うことができる。

カメラ１８０のテラヘルツ波検出部１８２は光検出部を備え、光検出部には上記実施形態の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５のいずれかが用いられている。光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は焦電体層２４を進行する光線３０の光路長が長いので感度良く光線３０の受光量を検出する。光検出部の光線検出素子１、３４、３９、４５、５０、５５、５９、６３、６９、７３、７７、８１、８５は感度良く光線３０を検出する。従って、カメラ１８０は高い検出感度を有することができる。

本実施形態は、種々の焦電型検出器に広く適用することができる。検出する光の波長は問わない。また、焦電型検出器または焦電型検出装置、あるいはそれらを有する電子機器は、例えば、供給する熱量と流体が奪う熱量とが均衡する条件下にて流体の流量を検出するフローセンサー等にも適用できる。このフローセンサーに設けられる熱伝対等に代えて本発明の焦電型検出器または焦電型検出装置を設けることができ、光以外を検出対象とすることができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。上記実施形態で説明した構成と実質的に同一の機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成にしても良い。また、上記実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成にしても良い。変形例を以下に述べる。

（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１腕部１２及び第２腕部１３で支持基板１４を支持していた。支持基板１４は１つの腕部で支持しても良く、３つ以上の腕部で支持しても良い。腕部の個数を削減するとき腕部の検査を省けるので生産性良く製造することができる。また。腕部の個数を増やすとき、各腕部に加わる荷重が減るので支持基板１４を安定して支持することができる。

（変形例２）
前記第２の実施形態では、図１４における第１反射面角度３６ｂ〜第４反射面角度３６ｅが図中で左右対称になっていた。第１反射面角度３６ｂ〜第４反射面角度３６ｅは左右非対称でもよい。光線３０が照射される状態に合わせて変えてもよい。検出素子３５の感度を上げることができる。同様に、前記第３の実施形態でも第１反射面角度４１ｂ〜第４反射面角度４１ｅは左右非対称でもよい。光線３０が照射される状態に合わせて変えてもよい。検出素子４０の感度を上げることができる。

（変形例３）
前記第４の実施形態では、第１電極層４７〜第１電極層６５の５つのパターンを例示した。第１電極層２３のパターンはこれに限らず、光線３０が照射される状態に合わせて変えてもよい。検出素子５の感度を上げることができる。

（変形例４）
前記第５の実施形態では、第２電極層７１〜第２電極層８７の５つのパターンを例示した。第２電極層２５のパターンはこれに限らず、光線３０が照射される状態に合わせて変えてもよい。検出素子５の感度を上げることができる。

１，３４，３９，４５，５０，５５，５９，６３，６９，７３，７７，８１，８５…光センサーおよび赤外光センサーとしての光線検出素子、１４…基板としての支持基板、１５…支持部、２３ａ…傾斜面としての反射面、２３…第１電極層、２４ｃ…重心、２４…変換部としての焦電体層、２５ｂ…開口部、２５…第２電極層、３０…光としての光線、３６ｇ，４１ｇ…底部としての谷線、９１…光検出部及び電子機器としての赤外線カメラ、９３，１３２…光検出部、１０１…電子機器としての運転支援装置、１１２…電子機器としてのセキュリティー機器、１１３…光検出部としての人感センサー、１２３…電子機器としてのコントローラー、１３６…電子機器としてのゲーム機器、１４５…電子機器としての体温測定装置、１５２…電子機器としての特定物質探知装置、１５６…光検出部としての撮像ユニット、１６１…電子機器としてのイメージング装置、１６３，１７５，１８２…光検出部としてのテラヘルツ波検出部、１７３…電子機器としての計測装置、１８０…電子機器としてのカメラ。

Claims (13)

1. 基板と、
   光による発熱を電気信号に変換する変換部と、
   前記電気信号を導く第１電極層と第２電極層と、
   を備え、
   前記基板の厚み方向において、前記基板、前記第１電極層、前記変換部、前記第２電極層、の順に配置され、
   前記第２電極層は前記光が前記基板の厚み方向へ向けて入射する開口部を有し、
   前記第１電極層は前記基板の厚み方向に対して傾斜する複数の傾斜面を有することを特徴とする光センサー。
2. 請求項１に記載の光センサーであって、
   前記傾斜面にて反射した光は前記第２電極層で反射することを特徴とする光センサー。
3. 請求項１または２に記載の光センサーであって、
   前記基板を支持する支持部を備え、
   前記傾斜面の底部は前記支持部に隣在することを特徴とする光センサー。
4. 請求項３に記載の光センサーであって、
   前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記支持部との距離に従って大きくなることを特徴とする光センサー。
5. 請求項１または２に記載の光センサーであって、
   前記基板の外周を支持する支持部を備え、
   前記変換部の平面視において前記傾斜面は前記変換部の重心側を向くことを特徴とする光センサー。
6. 請求項５に記載の光センサーであって、
   前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記変換部の重心との距離に従って大きくなることを特徴とする光センサー。
7. 基板と、
   赤外光による発熱を電気信号に変換する変換部と、
   前記電気信号を導く第１電極層と第２電極層と、
   を備え、
   前記基板の厚み方向において、前記基板、前記第１電極層、前記変換部、前記第２電極層、の順に配置され、
   前記第２電極層は前記赤外光が前記基板の厚み方向へ向けて入射する開口部を有し、
   前記第１電極層は前記基板の厚み方向に対して傾斜する複数の傾斜面を有することを特徴とする赤外光センサー。
8. 請求項７に記載の赤外光センサーであって、
   前記傾斜面にて反射した赤外光は前記第２電極層で反射することを特徴とする赤外光センサー。
9. 請求項７または８に記載の赤外光センサーであって、
   前記基板を支持する支持部を備え、
   前記傾斜面の底部は前記支持部に隣在することを特徴とする赤外光センサー。
10. 請求項９に記載の赤外光センサーであって、
    前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記支持部との距離に従って大きくなることを特徴とする赤外光センサー。
11. 請求項７または８に記載の赤外光センサーであって、
    前記基板の外周を支持する支持部を備え、
    前記変換部の平面視において前記傾斜面は前記変換部の重心側を向くことを特徴とする赤外光センサー。
12. 請求項１１に記載の赤外光センサーであって、
    前記傾斜面の法線方向と前記変換部の厚み方向とがなす角度は前記変換部の重心との距離に従って大きくなることを特徴とする赤外光センサー。
13. 光を検出する光検出部を備える電子機器であって、
    前記光検出部に請求項１〜６のいずれか一項に記載の光センサーまたは請求項７〜１２のいずれか一項に記載の赤外光センサーを備えることを特徴とする電子機器。

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