(57)【要約】【課題】  設計の自由度が高い赤外線検出器を提供する。【解決手段】  複数個の受光素子１ｍ，１ｐを有する赤外線検出部１と、複数種類の向きの屈折面４１ａ〜４１ｃを有するプリズム４と、プリズム４の屈折面４１ａ〜４１ｃから出射した光を受光素子１ｍ，１ｐに集光する集光レンズ３とを有する。屈折面４１ａ〜４１ｃと受光素子１ｍ，１ｐとの組み合わせによって決定される複数個の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３のうち、複数個Ｚａ１，Ｚａ３，Ｚｂ３，Ｚｃ１を互いに重ねるように、各屈折面４１ａ〜４１ｃの向きを決定した。検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３を重ねない場合に比べ、検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３の重なった範囲と重なっていない範囲とで感度を異ならせることができるといったように、設計の自由度が高くなる。【選択図】図１
2010117264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ入射した赤外線の光量に応じた電気信号を出力する複数個の受光素子を有し各受光素子の出力を合成した電気信号を出力する赤外線検出部と、プリズムと、プリズムを通じて入射する赤外線を赤外線検出部に集光する集光レンズと、プリズムと集光レンズとをそれぞれ保持するとともに赤外線検出部を収納し、プリズムと集光レンズとを通過していない赤外線の赤外線検出部への入射を阻止するハウジングとを備え、
プリズムは、ハウジング外に向けられ赤外線が入射する入射面と、赤外線検出部に向けられ入射面から入射した赤外線が出射する出射面との一方に、それぞれ向きが異なる複数種類の屈折面を有し、各受光素子にはそれぞれ屈折面毎に異なる複数個ずつの検知範囲からの赤外線が入射するものであって、
受光素子と屈折面との組み合わせによって決定される検知範囲のうち少なくとも１個は、他の受光素子と他の屈折面との組み合わせによって決定される検知範囲に重なっていることを特徴とする赤外線検出器。
【請求項２】
プリズムは、屈折面として、集光レンズの光軸に直交する第１の屈折面と、第１の屈折面を挟む両側に設けられ第１の屈折面に対し互いに逆向きに傾斜した第２及び第３の屈折面とを有することを特徴とする請求項１記載の赤外線検出器。
【請求項３】
屈折面は２種類であって、プリズムの入射面と出射面とのうち屈折面が設けられた面は断面三角波形状とされていることを特徴とする請求項１記載の赤外線検出器。
【請求項４】
各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、
赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、
互いに同じ極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が重ねられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の赤外線検出器。
【請求項５】
各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、
赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、
互いに異なる極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が重ねられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に赤外線検出器。
【請求項６】
互いに異なる極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が中央を含まない範囲同士を重ねられていることを特徴とする請求項５項に赤外線検出器。
【請求項７】
各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、
赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、
集光レンズの光軸に直交する２軸方向のそれぞれについて、２列以上の受光素子が並び、且つ、前記２軸方向のいずれにおいても、互いに同じ極性が定められた受光素子同士が互いに隣接しないように、受光素子が格子状に並べられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の赤外線検出器。
【請求項８】
各屈折面は集光レンズの光軸に直交する１個の仮想直線にそれぞれ平行であって、
受光素子は前記仮想直線と集光レンズの光軸とにそれぞれ直交する方向に直線状に並べて配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の赤外線検出器。
【請求項９】
各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、
赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、
受光素子の個数は奇数個であって、正極性が定められた受光素子と負極性が定められた受光素子とが交互に並べられていて、一個の屈折面と一端の受光素子との組み合わせに対応する検知範囲と、他の一個の屈折面と他端の受光素子との組み合わせに対応する検知範囲とが互いに重ねられていることを特徴とする請求項８記載の赤外線検出器。
【請求項１０】
各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、
赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、
正極性が定められた受光素子の個数と負極性が定められた受光素子の個数とが互いに同じとされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の赤外線検出器。
【請求項１１】
集光レンズは陽極酸化法を用いて製造されたものであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の赤外線検出器。
【請求項１２】
プリズムは、ハウジングの少なくとも集光レンズの光軸方向から見て各赤外線検出部を囲む部位よりも熱伝導率が低い材料からなり、各屈折面がそれぞれ設けられた本体部と、集光レンズの光軸方向から見てハウジングを囲む囲み部とを有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の赤外線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、入射した赤外線の光量に応じた電気信号を出力する赤外線検出部と、所定の検知範囲からの赤外線を赤外線検出部に集光する集光レンズとを備える赤外線検出器が提供されている。赤外線の発生源としては主に人体が想定されており、上記の赤外線検出器は、照明の制御や自動扉の開閉制御や防犯装置などで人体の検出に用いられている。この種の赤外線検出器では、検知範囲が複数個設けられることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の赤外線検出器として、本発明者は、特願２００７−１５３０１０において、集光レンズの前段に配置され複数個の検知範囲からの赤外線をそれぞれ集光レンズへ屈折させるプリズムを用いて複数個の検知範囲を設けることを提案している。複数個の検知範囲を設ける方法としては他に回折格子を集光レンズの前段に設けるという方法も考えられるが、回折格子を用いると光軸に関して対称にしか検知範囲を形成できないのに対し、上記のようにプリズムを用いれば、入射面や出射面の形状を適宜選択することにより、光軸に関して非対称に検知範囲を形成することもできるといったように、回折格子を用いる場合に比べて設計の自由度が向上する。
【特許文献１】特開平１１−２４８５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような赤外線検出器において、検知範囲を互いに重ねないという制限を設けた場合、設計の自由度が低くなっていた。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、設計の自由度が高い赤外線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、それぞれ入射した赤外線の光量に応じた電気信号を出力する複数個の受光素子を有し各受光素子の出力を合成した電気信号を出力する赤外線検出部と、プリズムと、プリズムを通じて入射する赤外線を赤外線検出部に集光する集光レンズと、プリズムと集光レンズとをそれぞれ保持するとともに赤外線検出部を収納し、プリズムと集光レンズとを通過していない赤外線の赤外線検出部への入射を阻止するハウジングとを備え、プリズムは、ハウジング外に向けられ赤外線が入射する入射面と、赤外線検出部に向けられ入射面から入射した赤外線が出射する出射面との一方に、それぞれ向きが異なる複数種類の屈折面を有し、各受光素子にはそれぞれ屈折面毎に異なる複数個ずつの検知範囲からの赤外線が入射するものであって、受光素子と屈折面との組み合わせによって決定される検知範囲のうち少なくとも１個は、他の受光素子と他の屈折面との組み合わせによって決定される検知範囲に重なっていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、検知範囲を重ねないという制限を設ける場合に比べ、検知範囲の重なった範囲と重なっていない範囲とで感度を異ならせることができるといったように、設計の自由度が向上する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、プリズムは、屈折面として、集光レンズの光軸に直交する第１の屈折面と、第１の屈折面を挟む両側に設けられ第１の屈折面に対し互いに逆向きに傾斜した第２及び第３の屈折面とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、屈折面は２種類であって、プリズムの入射面と出射面とのうち屈折面が設けられた面は断面三角波形状とされていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、２種類の屈折面が構成する凸部の頂点に集光レンズの光軸に直交する屈折面を設けて全体として断面台形状とする場合に比べ、赤外線検出部に入射する赤外線のプリズム内での光路を比較的に短くしてプリズム内での減衰を抑えることができる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、互いに同じ極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が重ねられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、検知範囲の重なった範囲では、検知範囲が重なっていない範囲よりも、感度を高くすることができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、互いに異なる極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が重ねられていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、検知範囲の重なった範囲では、検知範囲が重なっていない範囲よりも、感度を低くすることができる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、互いに異なる極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が中央を含まない範囲同士を重ねられていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、検知範囲を互いに重ねない場合や、検知範囲の中央を含む範囲同士を互いに重ねる場合に比べ、互いに重ねられた検知範囲の中央間で、赤外線源の移動距離に対して赤外線検出部の出力の変化量が大きくなり、すなわち互いに重ねられた検知範囲の中央間での赤外線源の移動に対する感度が向上する。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、集光レンズの光軸に直交する２軸方向のそれぞれについて、２列以上の受光素子が並び、且つ、前記２軸方向のいずれにおいても、互いに同じ極性が定められた受光素子同士が互いに隣接しないように、受光素子が格子状に並べられていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、互いに異なる極性に対応する検知範囲が２軸方向について交互に並ぶことになるから、検知範囲が直線状に並ぶ場合に比べ、平面上の赤外線源の移動の検知に適する。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において、各屈折面は集光レンズの光軸に直交する１個の仮想直線にそれぞれ平行であって、受光素子は前記仮想直線と集光レンズの光軸とにそれぞれ直交する方向に直線状に並べて配置されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、検知範囲が直線状に並ぶことになるから、通路における赤外線源の移動の検出に適する。
【００２１】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、受光素子の個数は奇数個であって、正極性が定められた受光素子と負極性が定められた受光素子とが交互に並べられていて、一個の屈折面と一端の受光素子との組み合わせに対応する検知範囲と、他の一個の屈折面と他端の受光素子との組み合わせに対応する検知範囲とが互いに重ねられていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、互いに同じ極性に対応する検知範囲同士が重ねられることになるから、重ねられた検知範囲において感度が向上する。また、検知範囲間を互いに重ねない場合に対する屈折面の向きの変更量が比較的に少なくてすむことにより、設計が容易である。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項１〜８のいずれかの発明において、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、正極性が定められた受光素子の個数と負極性が定められた受光素子の個数とが互いに同じとされていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、全ての受光素子の出力に対して共通する例えば外気温のような外乱の影響が極性間で相殺されるから、上記外乱による誤検出が避けられる。
【００２５】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれかの発明において、集光レンズは陽極酸化法を用いて製造されたものであることを特徴とする。
【００２６】
集光レンズがガラスの研磨によって製造される場合に比べ、製造コストが低減される。
【００２７】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかの発明において、プリズムは、ハウジングの少なくとも集光レンズの光軸方向から見て各赤外線検出部を囲む部位よりも熱伝導率が低い材料からなり、各屈折面がそれぞれ設けられた本体部と、集光レンズの光軸方向から見てハウジングを囲む囲み部とを有することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、プリズムに囲み部を設けない場合に比べ、赤外線検出部の出力に対する検知範囲以外からの輻射熱の影響を低減することができ、また、プリズムとハウジングとの結合の強度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１の発明によれば、受光素子と屈折面との組み合わせによって決定される検知範囲のうち少なくとも１個は、他の受光素子と他の屈折面との組み合わせによって決定される検知範囲に重なっているので、検知範囲を重ねないという制限を設ける場合に比べ、検知範囲の重なった範囲と重なっていない範囲とで感度を異ならせることができるといったように、設計の自由度が向上する。
【００３０】
請求項３の発明によれば、屈折面は２種類であって、プリズムの入射面と出射面とのうち屈折面が設けられた面は断面三角波形状とされているので、２種類の屈折面が構成する凸部の頂点に集光レンズの光軸に直交する屈折面を設けて全体として断面台形状とする場合に比べ、赤外線検出部に入射する赤外線のプリズム内での光路を比較的に短くしてプリズム内での減衰を抑えることができる。
【００３１】
請求項４の発明によれば、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、互いに同じ極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が重ねられているので、検知範囲の重なった範囲では、検知範囲が重なっていない範囲よりも、感度を高くすることができる。
【００３２】
請求項５の発明によれば、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、互いに異なる極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が重ねられているので、検知範囲の重なった範囲では、検知範囲が重なっていない範囲よりも、感度を低くすることができる。
【００３３】
請求項６の発明によれば、互いに異なる極性が定められた受光素子に対応する検知範囲同士が中央を含まない範囲同士を重ねられているので、検知範囲を互いに重ねない場合や、検知範囲の中央を含む範囲同士を互いに重ねる場合に比べ、互いに重ねられた検知範囲の中央間で、赤外線源の移動距離に対して赤外線検出部の出力の変化量が大きくなり、すなわち互いに重ねられた検知範囲の中央間での赤外線源の移動に対する感度が向上する。
【００３４】
請求項７の発明によれば、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、集光レンズの光軸に直交する２軸方向のそれぞれについて、２列以上の受光素子が並び、且つ、前記２軸方向のいずれにおいても、互いに同じ極性が定められた受光素子同士が互いに隣接しないように、受光素子が格子状に並べられているので、互いに異なる極性に対応する検知範囲が２軸方向について交互に並ぶことになるから、検知範囲が直線状に並ぶ場合に比べ、平面上の赤外線源の移動の検知に適する。
【００３５】
請求項８の発明によれば、各屈折面は集光レンズの光軸に直交する１個の仮想直線にそれぞれ平行であって、受光素子は前記仮想直線と集光レンズの光軸とにそれぞれ直交する方向に直線状に並べて配置されているので、検知範囲が直線状に並ぶことになるから、通路における赤外線源の移動の検出に適する。
【００３６】
請求項９の発明によれば、請求項８の発明において、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、受光素子の個数は奇数個であって、正極性が定められた受光素子と負極性が定められた受光素子とが交互に並べられていて、一個の屈折面と一端の受光素子との組み合わせに対応する検知範囲と、他の一個の屈折面と他端の受光素子との組み合わせに対応する検知範囲とが互いに重ねられているので、互いに同じ極性に対応する検知範囲同士が重ねられることになるから、重ねられた検知範囲において感度が向上する。また、検知範囲間を互いに重ねない場合に対する屈折面の向きの変更量が比較的に少なくてすむことにより、設計が容易である。
【００３７】
請求項１０の発明によれば、各受光素子には、それぞれ正負いずれかの極性が定められていて、赤外線検出部は、正極性が定められた各受光素子の出力の総和から、負極性が定められた各受光素子の出力の総和を減じた電気信号を出力するものであって、正極性が定められた受光素子の個数と負極性が定められた受光素子の個数とが互いに同じとされているので、全ての受光素子の出力に対して共通する例えば外気温のような外乱の影響が極性間で相殺されるから、上記外乱による誤検出が避けられる。
【００３８】
請求項１１の発明によれば、集光レンズは陽極酸化法を用いて製造されたものであるので、集光レンズがガラスの研磨によって製造される場合に比べ、製造コストが低減される。
【００３９】
請求項１２の発明によれば、プリズムは、ハウジングの少なくとも集光レンズの光軸方向から見て各赤外線検出部を囲む部位よりも熱伝導率が低い材料からなり、各屈折面がそれぞれ設けられた本体部と、集光レンズの光軸方向から見てハウジングを囲む囲み部とを有するので、プリズムに囲み部を設けない場合に比べ、赤外線検出部の出力に対する検知範囲以外からの輻射熱の影響を低減することができ、また、プリズムとハウジングとの結合の強度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
本実施形態は、図１及び図２に示すように、それぞれ入射した赤外線の光量に応じた電気信号を出力する複数個の受光素子１ｍ，１ｐを有し各受光素子１ｍ，１ｐの出力を合成した電気信号（以下、「出力信号」と呼ぶ。）を出力する赤外線検出部１と、プリズム４と、プリズム４を通じて入射する赤外線を赤外線検出部１に集光する集光レンズ３と、プリズム４と集光レンズ３とをそれぞれ保持するとともに赤外線検出部１を収納し、プリズム４と集光レンズ３とを通過していない赤外線の赤外線検出部１への入射を阻止するハウジング２とを備える。以下、図２の上下方向を前後方向と呼び、左右方向は図２を基準とし、図２の紙面に直交する方向を上下方向と呼ぶ。なお、上記の方向は説明のための便宜的なものであり、実際の使用状態での向きとは必ずしも一致しない。
【００４２】
赤外線検出部１の受光素子１ｍ，１ｐとしては、具体的には例えば、サーモパイルや、ボロメーターや、焦電素子を用いることができる。さらに、本実施形態では、図１及び図３に示すように、それぞれ前方から見て上下に長い長方形状の３個の受光素子１ｍ，１ｐを左右に並べて設けている。各受光素子１ｍ，１ｐの左右の寸法は例えば０．３ｍｍであって上下の寸法は例えば０．９ｍｍであり、受光素子１ｍ，１ｐ間の間隔は例えば０．１２ｍｍである。また、中央の受光素子１ｐは正極性、左右両端の各受光素子１ｍはそれぞれ負極性といったように、各受光素子１ｍ，１ｐにはそれぞれ正負いずれかの極性が定められており、正極性に定められた受光素子１ｐと負極性に定められた受光素子１ｍとは赤外線検出部１の出力端に対して互いに逆向きに接続されている。この結果、赤外線検出部１が出力する出力信号の強度は、正極性に定められた受光素子１ｐの出力の強度の総計から、負極性に定められた受光素子１ｍの出力の強度の総計を減じた値の絶対値となり、出力信号の極性は、上記値の符号に一致する。
【００４３】
ハウジング２は、金属からなり前後に扁平な形状のステム２１と、金属からなり後面が開口した有底筒形状であって底面（前面）に窓穴２０が貫設されステム２１によって後面が閉塞される形で例えば接着剤によりステム２１に機械的に結合したキャップ２２とからなる。集光レンズ３は片面が球面形状となっている凸レンズであって、球面形状の面を前方に向けて光軸方向を前後方向とし、窓穴２０を閉塞する形で例えば接着剤によりハウジング２のキャップ２２に固着されている。ステム２１には、例えば金属のような導電材料からなり赤外線検出部１の出力を引き出すための複数本の端子２３がそれぞれ前後に貫通する形で保持されている。ステム２１において端子２３が挿通された貫通穴の内面と各端子２３との間には、それぞれ例えば合成樹脂のような絶縁体の層（図示せず）が設けられている。さらに、ハウジング２には、赤外線検出部１と端子２３との間に介在し赤外線検出部１の出力に対して増幅やノイズ除去などの所定の信号処理を施す処理回路（図示せず）が収納されている。
【００４４】
また、プリズム４はポリエチレンからなり、ハウジング２の前側に位置する前後に扁平な本体部４１と、本体部４１の周縁部から後方に突設された筒形状であって前方から見てハウジング２のキャップ２２を囲む形で例えば接着剤によってハウジング２に固着された囲み部４２とを備える。本実施形態では上記のような囲み部４２を設けていることにより、囲み部４２を設けずプリズム４を本体部４１のみとして本体部４１をハウジング２に固着する場合に比べ、プリズム４とハウジング２との結合の強度の向上が可能となっている。ここで、赤外線検出部１の出力は一般に温度の影響を受けるが、本実施形態においては、ハウジング２よりも熱伝導率が低い材料からなりハウジング２を囲むプリズム４が断熱材の役割を果たすことにより、周囲温度の変動に伴う赤外線検出部１の温度及び出力の変動が抑制されている。なお、プリズム４の材料としては、透明な材料であればシリコンやゲルマニウムを用いることもできるが、製造の容易さや上記の断熱の効果の観点から、合成樹脂を用いることが望ましく、特に赤外線の透過率が比較的に高いポリエチレンを用いることが望ましい。
【００４５】
以下、プリズム４が赤外線を屈折させる構成について詳しく説明する。プリズム４の本体部４１において赤外線が入射する入射面（すなわち前面）は集光レンズ１の光軸方向である前後方向に直交する平面となっており、本体部４１において赤外線が出射する出射面（すなわち後面）は、それぞれ上下方向に平行であって異なる検知範囲に対応する３通りの向きの平面である屈折面４１ａ〜４１ｃを複数組左右方向に並べて構成されている。すなわち、図１に示すように、屈折面４１ａ〜４１ｃは、本体部４１の前面に略平行であって前方（図１における上方）からの赤外線を赤外線検出部１に入射する向きで出射させる第１の屈折面４１ａと、左斜め前方（図１における左斜め上方）からの赤外線を赤外線検出部１に入射する向きで出射させる第２の屈折面４１ｂと、右斜め前方（図１における右斜め上方）からの赤外線を赤外線検出部１に入射する向きで出射させる第３の屈折面４１ｃとの３種類となっている。なお、図１では、簡単のために各屈折面４１ａ〜４１ｃをそれぞれ１個のみ描き、屈折面４１ａ〜４１ｃ間の位置関係も図２とは異ならせ、第１の屈折面４１ａを凸側（第２及び第３の屈折面４１ｂ，４１ｃの後側）ではなく凹側（第２及び第３の屈折面４１ｂ，４１ｃの前側）に描いている。
【００４６】
上記の各屈折面４１ａ〜４１ｃは、周期的に並べて複数個ずつ設けられている。これにより、各屈折面４１ａ〜４１ｃを１個ずつしか設けない場合に比べ、集光レンズ３に対する屈折面４１ａ〜４１ｃの立体角を確保しながらもプリズム４の本体部４１の前後の寸法を小さくし、赤外線検出器全体の寸法を小型化することや、プリズム４における赤外線の減衰を低減することが可能となっている。ここで、回折の寄与が大きくならないように、検知範囲が並ぶ方向である左右方向に平行な断面における各屈折面４１ａ〜４１ｃの幅寸法は、それぞれ検出の対象となる赤外線の波長（約１０μｍ）の数倍以上とする必要がある。
【００４７】
ここで、赤外線検出部１の各受光素子１ｍ，１ｐには、それぞれ、左右に並んだ３個ずつの検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３から赤外線が入射する。すなわち、赤外線が第１の屈折面４１ａから出射して受光素子１ｍ，１ｐに入射する場合に該赤外線の源が存在しうる範囲である前方の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３と、赤外線が第２の屈折面４１ｂから出射して受光素子１ｍ，１ｐに入射する場合に該赤外線の源が存在しうる範囲である左方の検知範囲Ｚｂ１〜Ｚｂ３と、赤外線が第３の屈折面４１ｃから出射して受光素子１ｍ，１ｐに入射する場合に該赤外線の源が存在しうる範囲である右方の検知範囲Ｚｃ１〜Ｚｃ３とが、受光素子１ｍ，１ｐ毎に存在する。本実施形態では、右側の受光素子１ｍと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ１と、左側の受光素子１ｍと第２の屈折面４１ｂとの組に対応する検知範囲Ｚｂ３とが互いに重なるように、第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角を選択するとともに、左側の受光素子１ｍと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ３と、右側の受光素子１ｍと第３の屈折面４１ｃとの組に対応する検知範囲Ｚｃ１とが互いに重なるように、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角を選択している。つまり、第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角、並びに、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角が、それぞれ十分に小さく（９０°に十分近く）、互いに同じ屈折面４１ａ〜４１ｃに対応する３個ずつの検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３からなる検知範囲群Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃの間に重なりが無ければ、受光素子と屈折面４１ａ〜４１ｃとの組み合わせの個数すなわち合計９個の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３が左右に並ぶことになるが、本実施形態では、第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角を十分に大きくすることで、図４に示すように左端の検知範囲群Ｚｂの右端の検知範囲Ｚｂ３と、中央の検知範囲群Ｚａの左端の検知範囲Ｚａ１とを互いに重ね、さらに、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角を十分に大きくすることで、中央の検知範囲群Ｚａの右端の検知範囲Ｚａ３と、右端の検知範囲群Ｚｃの左端の検知範囲Ｚｃ１とを互いに重ねることにより、全体としての検知範囲の個数を７個としている。図４において、「＋」は正の極性に定められた受光素子１ｐに対応する検知範囲であることを示し、「−」は負の極性に定められた受光素子１ｍに対応する検知範囲であることを示す。上記のような検知範囲Ｚａ１，Ｚａ３，Ｚｂ３，Ｚｃ１の重なりを実現するための、第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角、並びに、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角は、本発明者が作成したサンプルにおいてはそれぞれ１３３°であったが、これは受光素子１ｍ，１ｐと集光レンズ３との相互の位置関係やプリズム４の屈折率といった条件に応じて適宜決定すればよい。また、第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角と、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角とは必ずしも互いに同じとする必要はなく、上記の角の一方のみを上記の条件を満たす��度とし、他方をより小さい角度とすれば、互いに重ねられる検知範囲を１組のみとすることも可能である。
【００４８】
上記構成によれば、検知範囲を一切重ねずに受光素子１ｍ，１ｐと屈折面４１ａ〜４１ｃとの組み合わせの個数分の検知範囲を設けるという制限を設ける場合に比べ、設計の自由度が向上する。
【００４９】
また、検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３が左右に直線状に並んでいることにより、左右に延びた通路における赤外線源の移動の検出に適する。つまり、本実施形態を直線状の通路における人体の検出に用いる場合、例えば本実施形態を天井面に設置して上記の説明における前方を下方に向け、上記の説明における左右方向を通路の延長方向に向ければ、通路の床面上において通路の延長方向に沿って並んだ複数個の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３が形成される。
【００５０】
さらに、屈折面４１ａ〜４１ｃによって凹凸が形成される面をプリズム４の出射面（後面）とし、プリズム４の入射面（前面）を平面としているから、屈折面４１ａ〜４１ｃをプリズム４の入射面に設ける場合に比べ、見栄えが改善される上に、プリズム４の入射面に付着した汚れの除去が容易となっている。
【００５１】
ここで、本実施形態の前方を床面や壁面等の平面に向け、集光レンズ３の光軸を該平面に略垂直として用いる場合、該平面上においては、中央（集光レンズ３の光軸付近）の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３に比べ、左右両端の検知範囲Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３は、左右に大きく広がることになる。この結果、中央（集光レンズ３の光軸付近）の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３に比べて左右両端の検知範囲Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３では感度が低くなるといったような、検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３毎の感度のむらが生じる。検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３を互いに重ねずに全体としての検知範囲を左右に広くとる場合、上記のような検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３毎の感度のむらが大きくなるが、本実施形態では、全体としての検知範囲が左右方向において狭められて立体角が小さくされている結果、上記のような検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ３，Ｚｂ１〜Ｚｂ３，Ｚｃ１〜Ｚｃ３毎の感度のむらが比較的に小さくなっている。
【００５２】
また、互いに重ねられている検知範囲Ｚａ１，Ｚａ３，Ｚｂ３，Ｚｃ１に存在する人体等の赤外線源（図示せず）からの赤外線は、例えば左から４番目の検知範囲Ｚａ１，Ｚｂ３からの赤外線であれば第１の屈折面４１ａを通過すれば右端の受光素子１ｍに入射し第２の屈折面４１ｂを通過すれば左端の受光素子１ｍに入射するといったように、２個の受光素子１ｍにそれぞれ入射するが、本実施形態において互いに重ねられている検知範囲Ｚａ１，Ｚａ３，Ｚｂ３，Ｚｃ１が対応する受光素子１ｍは定められた極性がいずれも負極性であって互いに共通であるので、上記２個の受光素子１ｍの出力が互いに加算されることにより、上記検知範囲Ｚａ１，Ｚａ３，Ｚｂ３，Ｚｃ１からの赤外線は出力信号において２倍の強度で反映される。すなわち、上記検知範囲Ｚａ１，Ｚａ３，Ｚｂ３，Ｚｃ１に対しては感度が向上する。
【００５３】
なお、屈折面４１ａ〜４１ｃの構成は図２や図５（ａ）に示すように第１の屈折面４１ａが第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとの後側（凸側）のみに設けられて第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとが三角溝を形成するような構成に限られず、図５（ｂ）に示すように第１の屈折面４１ａが第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとの前後両側に設けられて第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとがそれぞれ第１の屈折面４１ａに左右方向で挟まれる構成としてもよいし、図５（ｃ）に示すように第１の屈折面４１ａが第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとの前側（凹側）のみに設けられて第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとが断面三角形の凸条を形成するような構成としてもよい。さらに、図５（ｄ）に示すように、第１の屈折面４１ａを設けず、プリズム４の出射面を、第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとのみで構成された断面三角波形状としてもよく、この場合には、第２の屈折面４１ｂと左側の受光素子１ｍとの組に対応する検知範囲Ｚｂ３と、第３の屈折面４１ｃと右側の受光素子１ｍとの組に対応する検知範囲Ｚｃ１とを互いに重ねるように、第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとのなす角を適宜選択すれば、全体としての検知範囲を計５個とし、全体としての検知範囲の中央すなわち正面では上記２個の検知範囲Ｚｂ３，Ｚｃ１の重なりにより他の検知範囲Ｚｂ１，Ｚｂ２，Ｚｃ２，Ｚｃ３よりも感度を高くすることができる。ここで、図５（ａ）の構成において第１の屈折面４１ａから出射する赤外線や、図５（ｂ）の構成において後側（凸側）の第１の屈折面４１ａから出射する赤外線は、第２の屈折面４１ｂから出射する赤外線や、第３の屈折面４１ｃから出射する赤外線に比べ、プリズム４内での光路が長くなることによりプリズム４内での減衰量が多くなるが、図５（ｃ）の構成や図５（ｄ）の構成では、第１の屈折面４１ａが少なくとも第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとの後側（凸側）には設けられていないことにより、全体としてプリズム４内での減衰によるロスが低減される。
【００５４】
また、図６及び図７に示すように、左右に並べる受光素子１ｍ，１ｐの個数を４個としてもよい。図６及び図７の例では、それぞれ上下に長い長方形状の受光素子１ｍ，１ｐが４個、左右に並べて配置されており、定められた極性としては、正極性と負極性とが交互に配置されている。このように受光素子１ｍ，１ｐを配置した場合、検知範囲を互いに重ねないとすれば、図８（ａ）に示すように、受光素子１ｍ，１ｐの個数である４と、屈折面４１ａ〜４１ｃの個数である３との積の個数、すなわち１２個の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ４，Ｚｂ１〜Ｚｂ４，Ｚｃ１〜Ｚｃ４が左右に並ぶ。この場合には負極性の受光素子１ｍに対応する検知範囲Ｚａ１，Ｚａ３，Ｚｂ１，Ｚｂ３，Ｚｃ１，Ｚｃ３と正極性の受光素子１ｐに対応する検知範囲Ｚａ２，Ｚａ４，Ｚｂ２，Ｚｂ４，Ｚｃ２，Ｚｃ４とが交互に並ぶから、上記の１２個の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ４，Ｚｂ１〜Ｚｂ４，Ｚｃ１〜Ｚｃ４を人体等の赤外線源が左右に横切った場合、赤外線検出部１の出力信号の波形は図８（ｂ）のようになる。これに対し、図９（ａ）に示すように、第１の屈折面４１ａに対応する中央の検知範囲群Ｚａの４個の検知範囲Ｚａ１〜Ｚａ４をそれぞれ同じ極性に対応する他の検知範囲Ｚｂ３，Ｚｂ４，Ｚｃ１，Ｚｃ２と重ねるようにして全体としての検知範囲を８個とすれば、図９（ｂ）に示すように、赤外線源が左右に横切った場合における出力信号の波形は、上記４個の検知範囲についてそれぞれ振幅が大きくなり、つまり中央（正面）の４個の検知範囲についてそれぞれ感度が高くなる。上記のような検知範囲を実現するには、右端の受光素子１ｐと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ１と、左から２番目の受光素子１ｐと第２の屈折面４１ｂとの組み合わせに対応する検知範囲Ｚｂ３とが互いに重なり、且つ、右から２番目の受光素子１ｍと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ２と、左端の受光素子１ｍと第２の屈折面４１ｂとの組み合わせに対応する検知範囲Ｚｂ４とが互いに重なるように、第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角を選択するとともに、左端の受光素子１ｐと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ４と、右から２番目の受光素子１ｐと第３の屈折面４１ｃとの組み合わせに対応する検知範囲Ｚｃ２とが互いに重なり、且つ、左から２番目の受光素子１ｍと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ３と、右端の受光素子１ｍと第３の屈折面４１ｃとの組み合わせに対応する検知範囲Ｚｃ１とが互いに重なるように、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角を選択する。第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角、並びに、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角の、具体的な数値は、本発明者が作成したサンプルにおいてはそれぞれ１３７．５°であったが、受光素子と集光レンズ３との相互の位置関係やプリズム４の屈折率といった条件に応じて適宜決定すればよい。また、上記のように正極性の受光素子１ｐと負極性の受光素子１ｍとを同数とすれば、全ての受光素子１ｍ，１ｐに共通して出力に影響を与えるような外的要因（気温等）の影響が赤外線検出部１の出力信号から除去されるから、上記外的要因による誤���出が避けられる。
【００５５】
ここで、図４の例や図９（ａ）（ｂ）の例のように検知範囲同士を重ねる場合、互いに重なる検知範囲同士は一部ではなく全体同士が完全に重なるようにすれば、互いに重なった検知範囲の全体としての面積は互いに重ねられていない検知範囲と同じとなるから、検知範囲を赤外線源が左右方向に横切った場合における赤外線検出部１の出力の周波数を、互いに重ねられた検知範囲の場合と互いに重ねられていない検知範囲の場合とで同じとすることができる。
【００５６】
さらに、図３や図６のように受光素子１ｍ，１ｐを直線状に並べる代わりに、集光レンズ３の光軸に直交する２軸方向のそれぞれに複数列ずつの受光素子１ｍ，１ｐを、該２軸方向のそれぞれについて複数個ずつ、定められた極性が互いに異なる受光素子１ｍ，１ｐが交互に並ぶように、格子状に配列してもよい。例えば、図１０に示すように、上記２軸方向としての上下方向と左右方向とに３列ずつ計９個の受光素子１ｍ，１ｐを配列する。図１０の例において、各受光素子１ｍ，１ｐはそれぞれ一辺０．６ｍｍの正方形状であり、受光素子１ｍ，１ｐの各辺はそれぞれ受光素子１ｍ，１ｐが並ぶ方向に平行である。屈折面４１ａ〜４１ｃが図５（ａ）の例のように３種類である場合を考えると、検知範囲Ｚｍ，Ｚｐを互いに重ねない場合には図１１に示すように左右に９個並び上下に２個並んだ形２７個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐが形成されることになるが、図１２に示すように、第１の屈折面４１ａに対応する中央の検知範囲群Ｚａの左端の３個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐと第２の屈折面４１ｂに対応する左側の検知範囲群Ｚｂの右端の３個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐとを互いに重ねるとともに、第１の屈折面４１ａに対応する中央の検知範囲群Ｚａの右端の３個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐと第３の屈折面４１ｃに対応する右側の検知範囲群Ｚｃの右端の３個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐとを互いに重ねれば、全体としての検知範囲Ｚｍ，Ｚｐの個数は２１個となり、左から３番目の列の３個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐと右から３番目の列の３個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐとでは、互いに同じ極性に対応する検知範囲Ｚｍ，Ｚｐ同士が重ねられていることによりそれぞれ感度が向上する。上記のような検知範囲Ｚｍ，Ｚｐの重なりは、これまで説明した例と同様に、各屈折面４１ａ〜４１ｃの相互の向きの関係（なす角）を適宜選択することによって実現可能である。上記構成を採用すれば、左右方向だけでなく上下方向でも、正極性に対応する検知範囲Ｚｐと負極性に対応する検知範囲Ｚｍとが交互に並ぶことにより、人体等の赤外線源が赤外線検出部１から見た上下方向に移動した場合にも出力信号の波形が正負両側に跨ったものとなることにより出力信号の振幅が大きくなるから、図３や図６のように受光素子１ｍ，１ｐを直線状に並べる場合に比べ、赤外線検出部１から見た上下方向での人体等の赤外線源の動きに対する感度が向上する。
【００５７】
また、図１０のように上記２軸方向の一方と屈折面４１ａ〜４１ｃの並ぶ方向とを互いに同じ方向（左右方向）とする代わりに、図１３に示すように、屈折面４１ａ〜４１ｃの並ぶ方向である左右方向に対して上記２軸方向を例えば４５°傾けてもよい。図１３の例では、上記２軸方向のそれぞれに２列ずつ計４個の受光素子１ｍ，１ｐを正方形の頂点の配置で設けている。互いに同じ極性に定められた受光素１ｍ，１ｐ子は互いに対角に配置されており、この結果、負極性に定められた２個の受光素子１ｍは左右に並び、正極性に定められた２個の受光素子１ｐは上下に並んでいる。検知範囲同士を互いに重ねない場合には図１４に示すように検知範囲Ｚｍ，Ｚｐの個数は１２個となるが、図１５に示すように、第１の屈折面４１ａに対応する中央の検知範囲群Ｚａの負極性の検知範囲Ｚｍのうち左側の検知範囲Ｚｍと第２の屈折面４１ｂに対応する左側の検知範囲群Ｚｂの負極性の検知範囲Ｚｍのうち右側の検知範囲Ｚｍとを互いに重ねるとともに、第１の屈折面４１ａに対応する中央の検知範囲群Ｚａの負極性の検知範囲Ｚｍのうち右側の検知範囲Ｚｍと第３の屈折面４１ｃに対応する右側の検知範囲群Ｚｃの負極性の検知範囲Ｚｍのうち左側の検知範囲Ｚｍとを互いに重ねれば、全体としての検知範囲Ｚｍ，Ｚｐの個数は１０個となり、負極性の検知範囲Ｚｍのうち中央の２個の検知範囲Ｚｍではそれぞれ負極性の検知範囲Ｚｍ同士が重ねられていることにより感度が向上する。ここで、図１２の例では、例えば赤外線源が上段の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐと中段の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐとの２段の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐに跨った状態で左右に変位した場合、該赤外線源の左右位置によらず常に、上段の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐに対応する受光素子１ｍ，１ｐと中段の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐに対応する受光素子１ｍ，１ｐとで極性が互いに異なることにより出力が互いに相殺されてしまい該赤外線源が検出できない可能性がある。これに対し、図１５の例では、少なくとも左右方向に変位する赤外線源の検出は可能となる。
【００５８】
ここで、上記の各例では、それぞれ、互いに同じ極性に対応する検知範囲同士を重ねることで該検知範囲における感度を向上しているが、互いに異なる極性に対応する検知範囲同士を重ねることで、互いに重ねられた検知範囲からの赤外線の出力信号への寄与を互いに相殺し、それらの検知範囲を実質的に削除することもできる。具体的には例えば、図６及び図７の例のように受光素子１ｍ，１ｐが４個であって屈折面４１ａ〜４１ｃが３種類の場合、図１６（ａ）に示すように、右端の負極性の受光素子１ｍと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ１と、左端の正極性の受光素子１ｐと第２の屈折面４１ｂとの組み合わせに対応する検知範囲Ｚｂ４とが互いに重なるように、第１の屈折面４１ａと第２の屈折面４１ｂとがなす角を選択するとともに、左端の正極性の受光素子１ｐと第１の屈折面４１ａとの組に対応する検知範囲Ｚａ４と、右端の負極性の受光素子１ｍと第３の屈折面４１ｃとの組み合わせに対応する検知範囲Ｚｃ１とが互いに重なるように、第１の屈折面４１ａと第３の屈折面４１ｃとがなす角を選択する。すると、互いに重ねられた２組の検知範囲Ｚａ１，Ｚａ４，Ｚｂ４，Ｚｃ１が実質的に削除されて実質的な検知範囲の個数は８個となり、図１６（ｂ）に示すように、検知範囲を赤外線源が横切った場合における出力信号のピークの総数は８個となる。また、図５（ｄ）のように屈折面４１ｂ，４１ｃが第２の屈折面４１ｂと第３の屈折面４１ｃとの２種類であるプリズム４を用いる場合、図１７に示すように、前方からの赤外線が、第２の屈折面４１ｂから出射した場合には左端の正極性の受光素子１ｐに入射し、第３の屈折面４１ｃから出射した場合には右端の負極性の受光素子１ｍに入射するように、すなわち第２の屈折面４１ｂに対応する検知範囲Ｚｂ１〜Ｚｂ４のうち右端の正極性の検知範囲Ｚｂ４と第２の屈折面に４１ｃに対応する検知範囲Ｚｃ１〜Ｚｃ４のうち左端の負極性の検知範囲Ｚｃ１とを互いに完全に重ねるようにすれば、互いに重ねられた前方の検知範囲Ｚｂ４，Ｚｃ１を実質的に削除して正面を不感領域とすることができる。
【００５９】
さらに、検知範囲の全体を重ねる代わりに、検知範囲の中央を含まない一部ずつを互いに重ねてもよい。例えば、図１８（ａ）に示すように、対応する極性が互いに異なる２個の受光素子１ｍ，１ｐに対応する２個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐの端部同士を互いに重ねた場合、上記２個の検知範囲Ｚｍ，Ｚｐを赤外線源が横切った場合の各受光素子１ｍ，１ｐの出力は図１８（ｂ）のようになり、従ってそれらが合成された出力信号の波形は図１８（ｃ）のようになる。上記構成によれば、検知範囲Ｚｍ，Ｚｐを互いに重ねない場合や検知範囲Ｚｍ，Ｚｐの中央を含む範囲同士を互いに重ねる場合に比べ、正極性の受光素子１ｐの出力のピークの位置と負極性の受光素子１ｍの出力のピークの位置が互いに近くなることにより、上記のピーク間で赤外線源の移動距離に対する出力信号の変化量が大きくなっており、つまり赤外線源の移動に対する感度が向上している。
【００６０】
以下、図１９（ａ）〜（ｅ）を用いて、ｐ形のシリコンからなる半導体ウェハ３０から集光レンズ３を製造する方法の一例を、上下方向は図１９（ａ）〜（ｅ）を基準として説明する。実際には１個の半導体ウェハ３０からは複数個の集光レンズ３が形成されるが、図１９（ａ）〜（ｅ）では１個の集光レンズ３に相当する範囲のみを図示している。
【００６１】
まず、図１９（ａ）に示す半導体ウェハ３０の下面に、図１９（ｂ）に示すように例えばアルミニウムからなる金属膜３１を例えばスパッタリングや蒸着のような周知の方法によって形成する。その後、金属膜３１と半導体ウェハ３０との接触がオーミック接触となるように、例えば窒素ガス及び水素ガス雰囲気中での金属膜３１の熱処理を行う。
【００６２】
次に、図１９（ｃ）に示すように、集光レンズ３の光軸となるべき位置を中心とした円形状の開口３３を金属膜３１に設けることにより、電極３２を形成する。開口３３の形成には、周知のフォトリソグラフィー及びエッチングを用いることができる。
【００６３】
次に、上記の電極３２を陽極として用いた陽極酸化を行う。すなわち、電解液中で、陽極としての上記の電極３２と、半導体ウェハ３０の上面側に配置された陰極（図示せず）との間に通電することにより、図１９（ｄ）に示すように半導体ウェハ３０の上面側に多孔質部３４を形成する。電解液としては、例えば５５重量％のフッ化水素水溶液とエタノールとの１：１混合溶液を用いることができる。ここで、多孔質部３４の上下の寸法（厚さ寸法）は、電極３２から最も離れた位置、すなわち開口３３の中心の上側で最も小さくなり、そこから離れるほど大きくなる。つまり、図１９（ｅ）に示すように多孔質部３４を除去すれば、半導体ウェハ３０の上面が凸曲面（球面）形状となるのであり、この凸曲面形状の光軸方向は上下方向となる。
【００６４】
多孔質部３４の除去後、前記凸曲面形状の頂点（開口３３の上側）を中心とした所定の範囲をダイシングにより分離すれば、集光レンズ３が得られる。残存した電極３２は、集光レンズ３において球面形状となっていない部位を通過した赤外線の阻止に用いることができる。
【００６５】
なお、半導体ウェハ３０の材料としてはシリコンに代えて例えばゲルマニウムのような他の半導体材料を用いることもできる。また、ｐ形でなくｎ形の半導体ウェハ３０を用いてもよいが、その場合には陽極酸化時に半導体ウェハ３０の上面に光を照射する必要がある。上記のように集光レンズ３の材料としてシリコンやゲルマニウムを用いれば、赤外線の透過率がより低いポリエチレン等の他の材料を用いる場合に比べ、集光レンズ３での赤外線の減衰が抑制されて感度が向上する。また、上記のように陽極酸化法を用いて集光レンズ３を製造すれば、研磨のみによって集光レンズ３を製造する場合に比べて集光レンズ３の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態における主な光路を示す説明図である。
【図２】同上を示す断面図である。
【図３】同上における受光素子の形状及び配置を示す説明図である。
【図４】同上による検知範囲を示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は同上に用いられるプリズムのそれぞれ異なる例の要部を示す断面図である。
【図６】同上の変更例の要部を示す斜視図である。
【図７】図６の例における主な光路を示す説明図である。
【図８】（ａ）は図６のような受光素子の配置で検知範囲を互いに重ねない場合における検知範囲を示す説明図であり、（ｂ）は赤外線源が（ａ）の検知範囲を左右に横切った場合における赤外線検出部の出力の波形を示す説明図である。
【図９】（ａ）は図６の変更例における検知範囲を示す説明図であり、（ｂ）は赤外線源が（ａ）の検知範囲を左右に横切った場合における赤外線検出部の出力の波形を示す説明図である。
【図１０】同上の別の変更例における受光素子の形状及び配置を示す説明図である。
【図１１】図１０のような受光素子の配置で検知範囲を互いに重ねない場合における検知範囲を示す説明図である。
【図１２】図１０の変更例における検知範囲を示す説明図である。
【図１３】同上の更に別の変更例の要部を示す斜視図である。
【図１４】図１３のような受光素子の配置で検知範囲を互いに重ねない場合における検知範囲を示す説明図である。
【図１５】図１３の変更例における検知範囲を示す説明図である。
【図１６】（ａ）は同上の更に別の変更例における検知範囲を示す説明図であり、（ｂ）は赤外線源が（ａ）の検知範囲を左右に横切った場合における赤外線検出部の出力の波形を示す説明図である。
【図１７】同上の別の変更例における主な光路を示す説明図である。
【図１８】（ａ）は同上の更に別の変更例における検知範囲を示す説明図であり、（ｂ）は赤外線源が（ａ）の検知範囲を左右に横切った場合における各受光素子の出力の波形を示す説明図であり、（ｃ）は赤外線源が（ａ）の検知範囲を左右に横切った場合における赤外線検出部の出力の波形を示す説明図である。
【図１９】集光レンズの製造方法の例を示し、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ異なる工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  赤外線検出部
１ｍ  （負極性に定められた）受光素子
１ｐ  （正極性に定められた）受光素子
２  ハウジング
３  集光レンズ
４  プリズム
４１ａ〜４１ｃ  屈折面
【図１】
2010117264.tif 000003
【図２】
2010117264.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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