(57)【要約】【課題】光センサーの受光面積の割合を大きくし、感度を向上させる。【解決手段】第一電極１１Ａと、第一電極１１Ａの表面に成膜され、所定の波長の光を吸収することにより導電性が変化する光導電性膜１２Ａと、光導電性膜１２Ａの表面に成膜され、所定の波長の光を透過する第二電極１３Ａとを備える光センサー１Ａである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極と、
前記第一電極の表面に成膜され、所定の波長の光を吸収することにより導電性が変化する光導電性膜と、
前記光導電性膜の表面に成膜され、前記所定の波長の光を透過する第二電極とを備えることを特徴とする光センサー。
【請求項２】
前記光導電性膜は、ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）、ＺｎＯ、ダイヤモンド、Ｇａ２Ｏ３、ＡｌｘＧａ１―ｘＮ（０＜ｘ＜１）、β−Ｇａ２Ｏ３のいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の光センサー。
【請求項３】
前記光導電性膜は、非結晶であることを特徴とする請求項１または２に記載の光センサー。
【請求項４】
前記第二電極は、Ｐｔ，Ａｌ、Ａｕ、導電性ポリマーのいずれかからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光センサー。
【請求項５】
前記第二電極の表面を被覆し、前記所定の波長の光を透過する絶縁性保護膜をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光センサー。
【請求項６】
前記絶縁性保護膜はＳｉＮであることを特徴とする請求項５に記載の光センサー。
【請求項７】
前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が曲面であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光センサー。
【請求項８】
前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が平面であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光センサー。
【請求項９】
前記第一電極に接続された第一の引き出し線と、
前記第二電極に接続された第二の引き出し線と、を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光センサー。
【請求項１０】
前記第一電極と前記第二電極との間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定器をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光センサー。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光センサーと、
前記光センサーのインピーダンス測定器により計測されるインピーダンスの変化から火災か否かを判定する火災検知判定回路と、
前記火災検知判定回路が火災と判定した場合に警報を出力する警報回路と、を備え、
前記火災検知判定回路は、前記光センサーのインピーダンスが不規則に変化する場合に火災と判定することを特徴とする火災報知機。
【請求項１２】
第一電極の表面に、所定の波長の光を吸収することにより導電性が変化する光導電性膜を成膜し、
次に、前記光導電性膜の表面に、前記所定の波長の光を透過する第二電極を成膜することを特徴とする光センサーの製造方法。
【請求項１３】
前記光導電性膜を非結晶となるように成膜することを特徴とする請求項１２に記載の光センサーの製造方法。
【請求項１４】
スプレー法、スパッタ法、ミストＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法、ゾルゲル法、ＭＯＶＰＥ法、ＨＶＰＥ法、ＭＢＥ法及びマイクロ波プラズマＣＶＤ法のうち何れかにより前記光導電性膜の成膜を行うことを特徴とする請求項１２または１３に記載の光センサーの製造方法。
【請求項１５】
前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が曲面であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の光センサーの製造方法。
【請求項１６】
前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が平面であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の光センサーの製造方法。
【請求項１７】
前記第二電極の成膜後、前記第一電極の一部を露出させる第一コンタクトホールをエッチングにより形成することを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の光センサーの製造方法。
【請求項１８】
前記第一コンタクトホールの形成後、
前記所定の波長の光を透過する絶縁性保護膜を、前記第二電極と、前記光導電性膜、前記第一電極及び前記第二電極の前記第一コンタクトホールによって露出された領域とを被覆するように成膜し、
次に、前記第一コンタクトホール内において前記第一電極を露出させる第二コンタクトホールと、前記第一コンタクトホール外において前記第二電極を露出させる第三コンタクトホールとを、前記絶縁性保護膜をエッチングすることで形成することを特徴とする請求項１７に記載の光センサーの製造方法。
【請求項１９】
前記第二コンタクトホール及び前記第三コンタクトホールを同時に形成することを特徴とする請求項１８に記載の光センサーの製造方法。
【請求項２０】
前記第二コンタクトホールを介して前記第一電極に第一の引き出し線を接続するとともに、前記第三コンタクトホールを介して前記第二電極に第二の引き出し線を接続することを特徴とする請求項１８または１９に記載の光センサーの製造方法。
【請求項２１】
前記第一コンタクトホールを介して前記第一電極に第一の引き出し線を接続することを特徴とする請求項１７に記載の光センサーの製造方法。
【請求項２２】
前記第一電極と前記第二電極の間のインピーダンスを計測するインピーダンス測定器を接続することを特徴とする請求項１２〜２１のいずれか一項に記載の光センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサー、それを用いた火災報知機及び光センサーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火炎の紫外線を検出する光センサーとして、平板状の光導電体の両面に電極を設け、光導電体が紫外線を吸収することにより電極間の導電性の変化を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８０９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、引用文献１に記載の光センサーでは、光導電体の表面に設けた電極が光を透過しないため、受光面積の割合が小さくなり、感度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、光センサーの受光面積の割合を大きくし、感度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の態様によれば、第一電極と、前記第一電極の表面に成膜され、所定の波長の光を吸収することにより導電性が変化する光導電性膜と、前記光導電性膜の表面に成膜され、前記所定の波長の光を透過する第二電極とを備えることを特徴とする光センサーが提供される。
【０００７】
前記光導電性膜は、ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）、ＺｎＯ、ダイヤモンド、Ｇａ２Ｏ３、ＡｌｘＧａ１―ｘＮ（０＜ｘ＜１）、β−Ｇａ２Ｏ３のいずれかからなることが好ましい。
前記光導電性膜は、非結晶であることが好ましい。
前記第二電極は、Ｐｔ，Ａｌ、Ａｕ、導電性ポリマーのいずれかからなることが好ましい。
前記第二電極の表面を被覆し、前記所定の波長の光を透過する絶縁性保護膜をさらに備えることが好ましい。
前記絶縁性保護膜はＳｉＮであることが好ましい。
前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が球面であってもよい。
あるいは、前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が平面であってもよい。
前記第一電極に接続された第一の引き出し線と、前記第二電極に接続された第二の引き出し線と、を備えることが好ましい。
前記第一電極と前記第二電極との間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定器をさらに備えることが好ましい。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、上記の光センサーと、前記光センサーのインピーダンス測定器により計測されるインピーダンスの変化から火災か否かを判定する火災検知判定回路と、前記火災検知判定回路が火災と判定した場合に警報を出力する警報回路と、を備え、前記火災検知判定回路は、前記光センサーのインピーダンスが不規則に変化する場合に火災と判定することを特徴とする火災報知機が提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、第一電極の表面に、所定の波長の光を吸収することにより導電性が変化する光導電性膜を成膜し、次に、前記光導電性膜の表面に、前記所定の波長の光を透過する第二電極を成膜することを特徴とする光センサーの製造方法が提供される。
【００１０】
前記光導電性膜を非結晶となるように成膜することが好ましい。
スプレー法、スパッタ法、ミストＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法、ゾルゲル法、ＭＯＶＰＥ法、ＨＶＰＥ法、ＭＢＥ法及びマイクロ波プラズマＣＶＤ法のうち何れかにより前記光導電性膜の成膜を行うことが好ましい。
前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が球面であってもよい。
あるいは、前記第一電極の前記光導電性膜が形成された面の一部または全部が平面であってもよい。
前記第二電極の成膜後、前記第一電極の一部を露出させる第一コンタクトホールをエッチングにより形成することが好ましい。
前記第一コンタクトホールの形成後、
前記所定の波長の光を透過する絶縁性保護膜を、前記第二電極と、前記光導電性膜、前記第一電極及び前記第二電極の前記第一コンタクトホールによって露出された領域とを被覆するように成膜し、
次に、前記第一コンタクトホール内において前記第一電極を露出させる第二コンタクトホールと、前記第一コンタクトホール外において前記第二電極を露出させる第三コンタクトホールとを、前記絶縁性保護膜をエッチングすることで形成することが好ましい。
前記第二コンタクトホール及び前記第三コンタクトホールを同時に形成することが好ましい。
前記第二コンタクトホールを介して前記第一電極に第一の引き出し線を接続するとともに、前記第三コンタクトホールを介して前記第二電極に第二の引き出し線を接続することが好ましい。
前記第一コンタクトホールを介して前記第一電極に第一の引き出し線を接続することが好ましい。
前記第一電極と前記第二電極の間のインピーダンスを計測するインピーダンス測定器を接続することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光センサーの受光面積の割合を大きくし、感度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光センサー１Ａの模式的な断面図である。
【図２】光センサー１Ａの製造方法を説明するための断面図である。
【図３】光センサー１Ａの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】光センサー１Ａの製造方法を説明するための断面図である。
【図５】光センサー１Ａの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】光センサー１Ａの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態にかかる光センサー１Ｂの模式的な断面図である。
【図８】光センサー１Ｂの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】光センサー１Ｂの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】光センサー１Ｂの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】光センサー１Ｂの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】光センサー１Ｂの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】光センサー１Ｂを用いた火災報知機１００を示す概略図である。
【図１４】火災報知機１００の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態にかかる光検出部１０Ｃの断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態にかかる光検出部１０Ｄの断面図である。
【図１７】光センサー１Ａの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態にかかる光センサー１Ａの模式的な断面図である。光センサー１Ａは、光検出部１０Ａと、インピーダンス測定器２０Ａと、を備える。
【００１４】
光検出部１０Ａは、電極板１１Ａと、光導電性膜１２Ａと、透明電極膜１３Ａと、透明絶縁性保護膜１４Ａと、引き出し線１５Ａ、１６Ａと、を備える。
電極板１１Ａは、引き出し線１５Ａと導通しており、光検出部１０Ａの一方の電極となる。電極板１１Ａには、例えば金属板や導電性の半導体基板を用いることができる。
【００１５】
光導電性膜１２Ａは、電極板１１Ａの表面に形成されている。また、光導電性膜１２Ａには、電極板１１Ａの引き出し線１５Ａとの接続部を露出させるコンタクトホール１２ａが設けられている。
光導電性膜１２Ａは光が当たらない状態では絶縁性であるが、光が当たると所定の波長領域の光を吸収し内部光電効果により導電性が増す。このような性質の光導電性膜１２Ａとして、例えば、ＺｎＯ、ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（0＜ｘ＜1）、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｄＳ、ＣｄＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、β−Ｇａ２Ｏ３、（Ｇａ１−ｘＩｎｘ）２Ｏ３(0＜ｘ＜１)、ＡｌＮ、ＡｌｘＧａ１―ｘＮ(0＜ｘ＜１)、ＧａＮ、Ｃ（ダイヤモンド）等からなる非結晶性の薄膜を用いることができる。光導電性膜１２Ａの材料は、検出する光の波長によって適宜選択することができる。例として記載すると、可視光領域を検出するためには例えば、ＣｄＳを用いればよく、紫外領域を検出するためには例えば、ＺｎＯを用いればよく、深紫外領域を検出するためには例えば、Ｇａ２Ｏ３やＡｌｘＧａ１−ｘＮ（0＜ｘ＜1）等を用いればよい。
【００１６】
非結晶性の薄膜の成膜方法としては、例えば、スプレー法（Ｇａ２Ｏ３）、スパッタ法（ＺｎＯ、ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（0＜ｘ＜1）、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３）、ミストＣＶＤ（Chemical vapor deposition）法（ＺｎＯ、Ｇａ２Ｏ３、ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（0＜ｘ＜1）、ＭｇＯ、ＣｄＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３）、減圧ＣＶＤ法（ＺｎＯ）、常圧ＣＶＤ法（ＺｎＯ）、ゾルゲル法（Ｇａ２Ｏ３、（Ｇａ１−ｘＩｎｘ）２Ｏ３（0＜ｘ＜1）、ＺｎＯ）、ＭＯＶＰＥ（Metalorganic vapor phase epitaxy；有機金属化学気相エピタキシー）法（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（0＜ｘ＜1）、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＯ）、ＨＶＰＥ法（Ｈydride vapar phase epitaxy：ハイドライド気相エピタキシー）法（ＡｌＸＧａ１−ｘＮ（0＜ｘ＜1）、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＯ）、ＭＢＥ法（Ｍolecular beam epitaxy；分子線エピタキシー）法（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（0＜ｘ＜1）、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＯ）、マイクロ波プラズマＣＶＤ法（Ｃ；ダイヤモンド）等の低温堆積法を適用することができる。さらに、必要に応じて熱処理することで焼結体としてもよい。また、上述の各材料を非結晶性の薄膜に形成することができる場合は、上述した成膜方法以外の成膜方法を当該材料に適用してもよい。
【００１７】
例えば、ＺｎＯを成膜する場合には、酢酸亜鉛を酸化雰囲気で分解して成膜する。同様に、Ｇａ２Ｏ３やＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（0＜ｘ＜1）を成膜する場合には、それぞれの金属の硝酸化合物、酢酸化合物等を水に溶解させて原料として、ミストＣＶＤ法等で生成することができる。
【００１８】
透明電極膜１３Ａは、光導電性膜１２Ａの表面に形成されており、透明電極膜１３Ａは引き出し線１６Ａと導通している。また、透明電極膜１３Ａには、コンタクトホール１２ａと同じ位置に電極板１１Ａの引き出し線１５Ａとの接続部を露出させるコンタクトホール１３ａが設けられている。
【００１９】
透明電極膜１３Ａは光導電性膜１２Ａの導電性を変化させる波長の光を透過させる。透明電極膜１３Ａとして、例えばＰｔ、Ａｌ、Ａｕ等の金属薄膜を用いることができる。金属薄膜の厚さが充分に薄ければ、光センサー１Ａを所望の感度に維持できる程度に上記の波長の光を透過させることができ、これによって、上記の波長の光に対する透明電極膜１３Ａの透明性を確保することができる。金属薄膜は、例えば光導電性膜１２Ａが形成された電極板１１Ａを自転または公転させながらスパッタリングすることで形成することができる。
【００２０】
あるいは、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ等の導電性ポリマーからなる薄膜を透明電極膜１３Ａとしてもよい。
あるいは、光導電性膜１２Ａの表面に不純物を導入することで、光導電性膜１２Ａの表面を透明電極膜１３Ａにしてもよい。あるいは、Ｇａ２Ｏ３またはＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（0＜ｘ＜1）等からなる非結晶性の薄膜を減圧ＣＶＤ法やミストＣＶＤ法により形成して透明電極膜１３Ａとしてもよい。
【００２１】
光導電性膜１２Ａと透明電極膜１３Ａの材料の組み合わせにより、所望の波長に対する感度を得ることができる。ここで、光導電性膜１２Ａと透明電極膜１３Ａの材料の組み合わせと、検出されるピーク波長について例示する。
光導電性膜１２ＡにＭｇ０．３５Ｚｎ０．６５Ｏ、透明電極膜１３ＡにＰｔを用いた場合の検出ピーク波長は、２５０ｎｍである。
光導電性膜１２ＡにＺｎＯ、透明電極膜１３ＡにＰｔを用いた場合の検出ピーク波長は、３８０ｎｍである。
光導電性膜１２ＡにＣ（ダイヤモンド）、透明電極膜１３ＡにＰｔまたはＡｌを用いた場合の検出ピーク波長は、１９０ｎｍである。
光導電性膜１２ＡにＧａ２Ｏ３、透明電極膜１３ＡにＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを用いた場合の検出ピーク波長は、２５０ｎｍである。
光導電性膜１２ＡにＡｌ０．４３Ｇａ０．５７Ｎ、透明電極膜１３ＡにＰｔ、Ａｕを用いた場合の検出ピーク波長は、２７０ｎｍである。
光導電性膜１２Ａにβ−Ｇａ２Ｏ３、透明電極膜１３ＡにＡｕを用いた場合の検出ピーク波長は、２１０〜２５０ｎｍである。
【００２２】
透明絶縁性保護膜１４Ａは、電極板１１Ａの光導電性膜１２Ａ及び透明電極膜１３Ａが形成された面全体を被覆するように形成されている。透明絶縁性保護膜１４Ａは光以外の原因により光導電性膜１２Ａの導電性が変化することを防止する。
なお、透明絶縁性保護膜１４Ａには、コンタクトホール１２ａ、１３ａと同じ位置に、電極板１１Ａの引き出し線１５Ａとの接続部を露出させるコンタクトホール１４ａが形成されている。コンタクトホール１４ａはコンタクトホール１２ａ、１３ａよりも小さい。このため、光導電性膜１２Ａ及び透明電極膜１３Ａはコンタクトホール１４ａにおいて露出せず、透明絶縁性保護膜１４Ａにより被覆されている。
また、透明絶縁性保護膜１４Ａには、透明電極膜１３Ａの引き出し線１６Ａとの接続部を露出させるコンタクトホール１４ｂが形成されている。
【００２３】
透明絶縁性保護膜１４Ａには、例えば窒化珪素（ＳｉＮ）を用いることができ、例えば減圧ＣＶＤ法により成膜することができる。
電極板１１Ａの上部において、光導電性膜１２Ａ、透明電極膜１３Ａ、透明絶縁性保護膜１４Ａが積層された部分が、光検出部１０Ａの受光部となる。
【００２４】
なお、透明電極膜１３Ａ及び透明絶縁性保護膜１４Ａは、検出波長の光を透過させる材料であればよく、すべての波長の光について透過性を示す必要はない。
【００２５】
引き出し線１５Ａはコンタクトホール１４ａより電極板１１Ａと接続され、引き出し線１６Ａはコンタクトホール１４ｂより透明電極膜１３Ａと接続されている。引き出し線１５Ａ、１６Ａは導体からなる。引き出し線１５Ａ、１６Ａは、例えば金属のろう材や銀ペースト等により電極板１１Ａや透明電極膜１３Ａと接続された状態で固定される。なお、電極板１１Ａと引き出し線１５Ａ、透明電極膜１３Ａと引き出し線１６Ａとの導通が取れるのであれば、単に接触させるだけでもよい。
この引き出し線１５Ａ、１６Ａを設けることで、配線の引き回しが容易になる。
【００２６】
引き出し線１５Ａ及び引き出し線１６Ａは、インピーダンス測定器２０Ａと接続される。インピーダンス測定器２０Ａは引き出し線１５Ａと引き出し線１６Ａとの間のインピーダンスを測定する。
【００２７】
次に、光センサー１Ａの製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、電極板１１Ａの一方の面に、光導電性膜１２Ａをべた一面に形成する。
次に、図３に示すように、光導電性膜１２Ａの表面に透明電極膜１３Ａをべた一面に形成する。
次に、図４に示すように、光導電性膜１２Ａ及び透明電極膜１３Ａをエッチングし、コンタクトホール１２ａ、１３ａを形成する。
【００２８】
次に、図５に示すように、電極板１１Ａ、光導電性膜１２Ａ及び透明電極膜１３Ａを被覆する透明絶縁性保護膜１４Ａを形成する。
次に、図６に示すように、透明絶縁性保護膜１４Ａをエッチングし、コンタクトホール１４ａ、コンタクトホール１４ｂを形成する。
その後、コンタクトホール１４ａより引き出し線１５Ａを電極板１１Ａと接続し、コンタクトホール１４ｂより引き出し線１６Ａを透明電極膜１３Ａと接続する。
その後、引き出し線１５Ａ、１６Ａにインピーダンス測定器２０Ａを接続する。以上により、図１に示す光センサー１Ａが完成する。
【００２９】
ここで、光センサー１Ａにより光の照射を検出する方法について説明する。
引き出し線１５Ａ、１６Ａの間に交流電圧を印加する。この状態で受光部に光が入射すると、光導電性膜１２Ａの導電性が増すため、インピーダンス測定器２０Ａによりインピーダンスの変化が検出される。以上により光の照射を検出することができる。
【００３０】
本実施の形態によれば、電極板１１Ａの上に光導電性膜１２Ａを形成し、さらに光導電性膜１２Ａの導電性を変化させる波長の光を透過させる透明電極膜１３Ａを光導電性膜１２Ａに積層しているため、電極板１１Ａと引き出し線１５Ａとの接続部、及び透明電極膜１３Ａと引き出し線１６Ａとの接続部を除き、ほぼ全面を光検出部１０Ａの受光部とすることができる。したがって、受光面積が大きくなり、感度を向上させることができる。
また、結晶性の光導電性膜が必要となるＰＮ接合を用いた構造の光センサーと比較して、本実施の形態の光導電性膜１２Ａは非結晶性の光導電性膜であるから成膜プロセスを比較的低温にでき、製法も簡単であるため、製造コストを抑制することができる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、説明を割愛する。
図７は本発明の第２の実施形態にかかる光センサー１Ｂの模式的な断面図である。光センサー１Ｂは、光検出部１０Ｂと、インピーダンス測定器２０Ｂと、を備える。なお、インピーダンス測定器２０Ｂの構成は第１の実施形態にかかるインピーダンス測定器２０Ａと同様である。
【００３２】
光検出部１０Ｂは、電極球１１Ｂと、光導電性膜１２Ｂと、透明電極膜１３Ｂと、透明絶縁性保護膜１４Ｂと、引き出し線１５Ｂ、１６Ｂと、を備える。
電極球１１Ｂは球状であり、引き出し線１５Ｂと導通しており、光検出部１０Ｂの一方の電極となる。電極球１１Ｂには、例えば金属球や導電性の半導体球を用いることができる。
【００３３】
光導電性膜１２Ｂは、電極球１１Ｂの表面に形成されている。また、光導電性膜１２Ｂには、電極球１１Ｂの引き出し線１５Ｂとの接続部を露出させるコンタクトホール１２ａが設けられている。
光導電性膜１２Ｂの性質、材料、成膜方法は、第１実施形態の光導電性膜１２Ａと同様である。
【００３４】
透明電極膜１３Ｂは、光導電性膜１２Ｂの表面に形成されており、透明電極膜１３Ｂは引き出し線１６Ｂと導通している。また、透明電極膜１３Ｂには、コンタクトホール１２ａと同じ位置に電極球１１Ｂの引き出し線１５Ｂとの接続部を露出させるコンタクトホール１３ａが設けられている。
【００３５】
透明電極膜１３Ｂの性質、材料、成膜方法は、第１実施形態の透明電極膜１３Ａと同様である。
【００３６】
透明絶縁性保護膜１４Ｂは、電極球１１Ｂの光導電性膜１２Ｂ及び透明電極膜１３Ｂが形成された面全体を被覆するように形成されている。透明絶縁性保護膜１４Ｂは光以外の原因により光導電性膜１２Ｂの導電性が変化することを防止する。
なお、透明絶縁性保護膜１４Ｂには、コンタクトホール１２ａ、１３ａと同じ位置に、電極球１１Ｂの引き出し線１５Ｂとの接続部を露出させるコンタクトホール１４ａが形成されている。コンタクトホール１４ａはコンタクトホール１２ａ、１３ａよりも小さい。このため、光導電性膜１２Ｂ及び透明電極膜１３Ｂはコンタクトホール１４ａにおいて露出せず、透明絶縁性保護膜１４Ｂにより被覆されている。
また、透明絶縁性保護膜１４Ｂには、透明電極膜１３Ｂの引き出し線１６Ｂとの接続部を露出させるコンタクトホール１４ｂが形成されている。
【００３７】
透明絶縁性保護膜１４Ｂの性質、材料、成膜方法は、第１実施形態の透明絶縁性保護膜１４Ａと同様である。
電極球１１Ｂの表面において、光導電性膜１２Ｂ、透明電極膜１３Ｂ、透明絶縁性保護膜１４Ｂが積層された部分であって、引き出し線１６Ｂが設けられた部分を除く部分が、光検出部１０Ｂの受光部となる。
【００３８】
引き出し線１５Ｂはコンタクトホール１４ａより電極球１１Ｂと接続され、引き出し線１６Ｂはコンタクトホール１４ｂより透明電極膜１３Ｂと接続されている。引き出し線１５Ｂ、１６Ｂは、例えば金属のろう材や銀ペースト等により電極球１１Ｂや透明電極膜１３Ｂと接続された状態で固定される。なお、電極球１１Ｂと引き出し線１５Ｂ、透明電極膜１３Ｂと引き出し線１６Ｂとの導通が取れるのであれば、単に接触させるだけでもよい。
【００３９】
引き出し線１５Ｂ及び引き出し線１６Ｂは、インピーダンス測定器２０Ｂと接続される。インピーダンス測定器２０Ｂは引き出し線１５Ｂと引き出し線１６Ｂとの間のインピーダンスを測定する。
【００４０】
次に、光センサー１Ｂの製造方法について説明する。
まず、図８に示すように、電極球１１Ｂの一方の面に、光導電性膜１２Ｂをべた一面に形成する。
次に、図９に示すように、光導電性膜１２Ｂの表面に透明電極膜１３Ｂをべた一面に形成する。
次に、図１０に示すように、光導電性膜１２Ｂ及び透明電極膜１３Ｂをエッチングし、コンタクトホール１２ａ、１３ａを形成する。
【００４１】
次に、図１１に示すように、電極球１１Ｂ、光導電性膜１２Ｂ及び透明電極膜１３Ｂを被覆する透明絶縁性保護膜１４Ｂを形成する。
次に、図１２に示すように、透明絶縁性保護膜１４Ｂをエッチングし、コンタクトホール１４ａ、コンタクトホール１４ｂを形成する。
その後、コンタクトホール１４ａより引き出し線１５Ｂを電極球１１Ｂと接続し、コンタクトホール１４ｂより引き出し線１６Ｂを透明電極膜１３Ｂと接続する。
その後、引き出し線１５Ｂ、１６Ｂにインピーダンス測定器２０Ｂを接続する。以上により、光センサー１Ａが完成する。
このような球状の光検出部１０Ｂでは、受光部が球体であるため、指向性がなく、ほぼ全方向からの光を検出することができる。
【００４２】
ここで、光センサー１Ｂにより光の照射を検出する方法について説明する。
引き出し線１５Ｂ、１６Ｂの間に交流電圧を印加する。この状態で受光部に光が入社すると、光導電性膜１２Ｂの導電性が増すため、インピーダンス測定器２０Ｂによりインピーダンスの変化が検出される。以上により光の照射を検出することができる。
【００４３】
本実施の形態によれば、受光部が球体であり指向性がない光検出部１０Ｂを用いるため、ほぼ全方向からの光を検出することができる。
【００４４】
図１３は光センサー１Ｂを用いた火災報知機１００を示す概略図であり、図１４は火災報知機１００の構成を示すブロック図である。図３に示すように、火災報知機１００は下部に光センサー１Ｂの光検出部１０Ｂが設けられ、天井１０１に取り付けられている。なお、図１３の矢印で示す範囲が光検出部１０Ｂによる検出範囲である。
【００４５】
火災報知機は、光検出部１０Ｂ及びインピーダンス測定器２０Ｂからなる光センサー１Ｂと、ＡＤコンバータ３０と、火災検知判定回路４０と、警報回路５０と、を備える。
ＡＤコンバータ３０は、インピーダンス測定器２０Ｂの出力をＡＤ変換し火災検知判定回路４０へ出力する。火災検知判定回路４０では、ＡＤコンバータ３０の出力信号から火災か否かを判定し、火災と判定した場合には警報回路５０を駆動して警報を出力させる。
【００４６】
火災時の炎より放出される光が光検出部１０Ｂに入射したとき、光検出部１０Ｂのインピーダンスは炎のゆらぎに合わせて不規則に変化する。このとき、インピーダンス測定器２０Ｂの出力も不規則に変化する。このため、火災検知判定回路４０は、ＡＤコンバータ３０の信号が規則的である場合には火災と判定せず、不規則である場合に火災と判定する。
警報回路５０は火災検知判定回路４０により火災と判定された場合に、光や音等の警報を出力する。
【００４７】
このように、本発明にかかる光検出部１０Ｂを火災報知機１００に適用することができる。
【００４８】
〔第３実施形態〕
図１５は本発明の第３の実施形態にかかる光検出部１０Ｃの断面図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、説明を割愛する。
【００４９】
本実施形態においては、電極球１１Ｃが半球状である。また、光導電性膜１２Ｃのコンタクトホール１２ａ、透明電極膜１３Ｃのコンタクトホール１３ａ、透明絶縁性保護膜１４Ｃのコンタクトホール１４ａ、１４ｂは、半球状の電極球１１Ｃの平坦な面（裏面）に設けられている。電極球１１Ｃは平坦な面において引き出し線１５Ｃと接続されている。同様に、透明電極膜１３Ｃは平坦な面において引き出し線１６Ｃと接続されている。なお、球面部分のみを光検出部１０Cの受光部として用い、平坦な面は受光部として用いなくてもよい。
【００５０】
本実施の形態においても、引き出し線１５Ｃ、１６Ｃ間のインピーダンス変化を計測することで光センサーとして使用することができる。光検出部１０Ｃの受光部が半球体であり指向性がないため、多くの方向からの光を検出することができる。また、平坦な面に引き出し線１５Ｃ、１６Ｃを設けているので、平坦な面を天井や壁等に向けた状態で安定して取り付け固定することができる。
本実施形態における光検出部１０Ｃも、第２実施形態と同様に、火災報知機に用いることができる。
【００５１】
〔第４実施形態〕
図１６は本発明の第４の実施形態にかかる光検出部１０Ｄの断面図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、説明を割愛する。
【００５２】
本実施形態においては、光導電性膜１２Ｄの表面に設けられた透明電極膜１３Ｄが分断されている。また、透明絶縁性保護膜１４Ｄには、それぞれの透明電極膜１３Ｄを露出させるコンタクトホール１４ｂが設けられ、各コンタクトホール１４ｂから各透明電極膜１３Ｄにそれぞれ引き出し線１６Ｄが接続されている。
【００５３】
本実施の形態においては、電極球１１Ｄに接続された引き出し線１５Ｄと、それぞれの透明電極膜１３Ｄに接続された引き出し線１６Ｄとの間に交流電圧を印加し、インピーダンスの変化を検出することで、どの透明電極膜１３Ｄがある領域に光が入射したかを判別することができ、光が入射した方向を判別することができる。
なお、透明電極膜１３Ｄと同様に、光導電性膜１２Ｄを分断するように形成してもよい。
【００５４】
本実施形態における光検出部１０Ｄも、第２実施形態と同様に、火災報知機に用いることができる。さらに、室内のどの方向から火炎が生じているかを判定することもできる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
例えば、上述の第１実施形態では、電極板１１Ａの透明絶縁性保護膜１４Ａが光導電性膜１２Ａ及び透明電極膜１３Ａが形成された面全体を被覆するように形成されているが、図１７に示すように透明絶縁性保護膜１４Ａを形成せずに、引き出し線１５Ａを透明電極膜１３Ａ及び光導電性膜１２Ａに形成したコンタクトホール１２ａ、１３ａより電極板１１Ａに接続させてもよい。尚その場合は、引き出し線１５Ａは透明電極膜１３Ａと接触しないように電極板１１Ａに接続させ、引き出し線１５Ａと透明電極膜１３Ａとにインピーダンス測定器２０Ａを接続する。尚ここでは金属板１１Ａを用いて説明したが、金属球を用いても良い。また、直接、透明電極膜１３Ａをインピーダンス測定器に接続させるのではなく、透明電極膜１３Ａに引き出し線を接続し、その引き出し線を介して接続しても良い。
【００５６】
また、上述の各実施形態においては、インピーダンス測定器によりインピーダンスの変化を検出することで光の照射を検出したが、これに限らず、光導電性膜の受光部に光が入射した際に生じる導電性変化を検出することができれば、例えば、直流電圧を印加して抵抗値を測定することで導電性変化を検出する、またはパルス波（例えば矩形波、三角波など）を印加し、光が光導電性膜に入射して光導電性膜の導電性が変化した時のそのパルス波形変化を測定することにより導電性変化を検出する等、他の方法を用いても良い。
【００５７】
また、上述の各実施形態においては、第一電極の光導電性膜が形成された面の一部または全部が球面であるとしたが、これに限らず、当該光導電性膜形成面は球面以外の曲面であっても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１Ａ、１Ｂ  光センサー
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  光検出部
１１Ａ  電極板
１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ  電極球
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ  光導電性膜
１２ａ、１３ａ  コンタクトホール（第一コンタクトホール）
１４ａ  コンタクトホール(第二コンタクトホール)
１４ｂ  コンタクトホール（第三コンタクトホール）
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ  透明電極膜
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ  透明絶縁性保護膜
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ  引き出し線（第一の引き出し線）
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ  引き出し線（第二の引き出し線）
２０Ａ、２０Ｂ  インピーダンス測定器
３０  コンバータ
４０  火災検知判定回路
５０  警報回路
１００  火災報知機
１０１  天井
【図１】
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【図２】
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【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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