(57)【要約】      （修正有）【課題】赤外線検知装置の高さを低くすることができ、視野角を容易に調整可能で、製造工程を効率化することができる構造の赤外線検知装置を提供する。【解決手段】光学フィルタ４を透過した所定の波長の赤外線１０が、接着剤５によって設けられた第２の開口部９により、視野角を制限することにより、赤外線検知素子２へ必要な量の赤外線を、効率よく照射させることができる。また、赤外線検知素子と視野角を制限する開口部までの距離が長くなることもなく、製造工程を効率化することができる。【選択図】図２
2013195367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口部を有するパッケージと、前記第１の開口部内に実装された赤外線検知素子と、所定の波長の赤外線を通過させる光学フィルタを備え、
前記光学フィルタは、前記パッケージの前記第１の開口部を覆うように配置され、
前記パッケージと前記光学フィルタとは、接着剤により固定されていて、前記接着剤には第２の開口部を有し、
前記第２の開口部は、前記赤外線検知素子の視野角を制限する機能を有し、
前記第２の開口部の開口の大きさは、前記第１の開口部の開口の大きさよりも小さいことを特徴とする赤外線検知装置
【請求項２】
前記接着剤は、前記光学フィルタにおいて透過する赤外線の波長範囲内に、透過領域をもつ波長選択機能を有することを特徴とする請求項１に記載の赤外線検知装置
【請求項３】
前記接着剤が基材を有するシート状接着剤であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の赤外線検知装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は赤外線検知素子を用いて赤外線を検知する赤外線検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線検知素子のうち、測定対象物から放出される赤外線を吸収し、その赤外線の持つ熱効果によって赤外線検知素子が暖められ、赤外線検知素子の温度上昇によって生ずる電気的性質の変化を検知するものがある。
【０００３】
図１４ａと図１４ｂに、従来の赤外線検知装置における赤外線検知素子１０１、パッケージ１０２および光学フィルタ１０３の相対関係について示す。図１４ａは、パッケージ１０２として、箱状のセラミックパッケージを想定した赤外線検知素子１０１を示した。一方、図１４ｂは、パッケージ１０２として、缶状の金属パッケージを想定した赤外線検知素子１０１を示した。図１４ａ、および、図１４ｂより、赤外線検知素子１０１、パッケージ１０２、そして入射する赤外線の波長を制限する光学フィルタ１０３のうち、パッケージ１０２など赤外線を透過しない物体と赤外線検知素子１０１の相関関係により、測定範囲である視野角θが決まる。この視野角について、ある一定の値に限定する工夫がなされている場合がある。ここで視野角とは、赤外線検知素子１０１において、赤外線が反射などせずに直接到達可能な空間をある平面で表示した際の角度である。
【０００４】
特許文献１には、温度感知センサを内蔵して、その上部には赤外線が通過する開口部が形成された円筒状のセンサキャップが開示されている。被感知体の温度を正確に測定するためには、視野角が重要であり、視野角は、被感知体の大きさ、形状などの特性、温度感知センサの設定位置などを考慮して決定する必要がある。さらに、特許文献１の温度感知センサにおいては、センサキャップに形成された開口部の大きさとセンサキャップの高さにより決定されることが開示されている。
【０００５】
特許文献２に記載の赤外線センサは、センサ本体を、センサキャップでパッケージ化した構成であり、センサキャップは、円筒状のキャップの頭部に設けた開口に、窓材の段差部が併合し、且つ、エポキシ系等の接着剤により、キャップと窓材とが接着されている構成として、開示されている。主として金属で形成されるキャップに光学フィルタを固定するにことにより、キャップが赤外線を透過しないことを利用して、視野角を制限している。この場合、キャップを用意する必要があり、そのため赤外線センサの高さが高くなってしまう。
【０００６】
特許文献３では、樹脂により半導体素子を封止する赤外線受光装置であって、樹脂は、エポキシ樹脂であり、赤外線を透過し、可視光線を吸収する染料が添加されたものであり、従来のように赤外線フィルタを用いなくても、可視光線を遮断できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許文献１：特開２０００−１４６７０１号公報
特許文献２：特開２０１１−０２２００６号公報
特許文献３：特開平０９−０３６３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、従来の赤外線センサでは、視野角を制限するために、筒状のキャップやパッケージが必要であったり、またそれらに視野角を制限するための開口部を加工し、その後、センサ素子と一体化する工程が必要である。また、視野角を制限するキャップ等の開口部の大きさと、開口部とセンサ素子との距離、により視野角は決まるが、筒状の部品を設けて、開口部とセンサ素子との距離、を取ると、デバイスが大きくなる。
【０００９】
デバイスの軽薄短小化のため、開口部とセンサ素子との距離、を短くしようとすると、開口部の大きさがそのままでは視野角が広がってしまうため、開口部の大きさを含めて再設計が必要となる。さらに、視野角を変更しようとする際も、設計の変更が必要であり、加えて、設計変更に合わせて新たに加工した部材を調達する必要がある。視野角を制限する別の方法として、赤外線センサに視野を制限するための、視野制限部材を付加する方法も開示されているが、部材コストおよび製造工程の両方において負担が増す。
【００１０】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、赤外線検知装置の高さを低くすることができ、視野角を容易に調整可能で、製造工程を効率化することができる構造の赤外線検知装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、第１の開口部を有するパッケージと、前記第１の開口部内に実装された赤外線検知素子と、所定の波長の赤外線を通過させる光学フィルタを備え、前記光学フィルタは、前記パッケージの前記第１の開口部を覆うように配置され、前記パッケージと前記光学フィルタとは、接着剤により固定されていて、前記接着剤には第２の開口部を有し、前記第２の開口部は、前記赤外線検知素子の視野角を制限する機能を有し、前記第２の開口部の開口の大きさは、前記第１の開口部の開口の大きさよりも小さいことを特徴とする赤外線検知装置である。
【００１２】
このような構成にすることにより、光学フィルタを透過した所定の波長の赤外線が、接着剤によって設けられた第２の開口部により、視野角を制限することにより、赤外線検知素子へ必要な量の赤外線を、効率よく照射させることができる。接着剤で第２の開口部を形成することにより、筒状のパッケージを設けたり、視野角制限用の別部材などを用いる必要はなく、また、赤外線検知素子と視野角を制限する開口部までの距離が長くなることもなく、赤外線検知装置を小型化できる。加えてパッケージと光学フィルタを接着する際に接着用の接着剤により第２の開口部を形成するため、製造工程で負荷が増えることもない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、赤外線検知装置の高さを低くすることができ、視野角を容易に調整可能で、製造工程を効率化することができる構造の赤外線検知装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における赤外線検知装置の斜視図である。
【図２】実施形態における赤外線検知装置の断面図である。
【図３】実施形態における赤外線検知素子の平面図である。
【図４】実施形態における赤外線検知素子の断面図である。
【図５】光学フィルタの断面図である。
【図６】シート状接着剤の断面図である。
【図７ａ】実施例における赤外線検知装置の製造工程断面図である。
【図７ｂ】実施例における赤外線検知装置の製造工程断面図である。
【図７ｃ】実施例における赤外線検知装置の製造工程断面図である。
【図８ａ】実施例における接合部の断面拡大図である。
【図８ｂ】実施例における接合部の断面拡大図である。
【図９】比較例１における赤外線検知素子の断面図である。
【図１０】視野角を測定する際の概略図である。
【図１１】視野角を測定する際の概略図である。
【図１２】変形例における赤外線検知素子の斜視図である。
【図１３】変形例における赤外線検知素子の断面図である。
【図１４ａ】従来例における赤外線検知素子の断面図である。
【図１４ｂ】従来例における赤外線検知素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１６】
（赤外線検知装置の基本構造）
図１および、図２を参照しながら、本実施形態による赤外線検知装置１の構造について説明する。ここで、図１は赤外線検知装置１の斜視図、図２は、図１のＡ−Ａで赤外線検知装置１を切断した断面図である。本実施形態による赤外線検知装置１は、赤外線検知素子２、パッケージ３、光学フィルタ４、および接着剤５を備える。また赤外線検知素子２はダイペースト６でパッケージ３に固定され、赤外線検知素子２上の図示しないパッド電極１６と、パッケージ３上の端子電極８は、ワイヤ７で導通を得ている。
【００１７】
赤外線検知素子２の平面図を図３に、また図３のＢ−Ｂで切断した断面図を図４に示す。赤外線検知素子２は、基板１１、絶縁膜１２、赤外線検知膜１４、下部電極である取り出し電極１５、パッド電極１６および保護膜１７を備える。
【００１８】
図３と図４において、赤外線検知装置１では、赤外線検知素子２において、基板１１上に赤外線検知膜１４と赤外線吸収膜１８とが積層されている。
【００１９】
赤外線検知装置１において、赤外線検知素子２は、基板１１の一部を取り除いたメンブレン構造１９を有すること、が好ましい。赤外線検知素子２は、基板１１上に積層した後、基板を除去して薄肉化した、すなわち、薄膜積層方向全体として、厚みを薄くした状態にしたメンブレン構造１９としている。これにより、赤外線検知素子２の熱容量を小さくすることが可能になる。このため視野角を制限し、局所的な温度の変化を検知する際に、メンブレン構造１９により、精度よく赤外線１０の検知を行うことができる。
【００２０】
赤外線検知装置１では、赤外線検知膜１４が薄膜サーミスタであること、が好ましい。薄膜サーミスタにより、微少な赤外線量の変化を精度よく、電気信号に変換することができる。
【００２１】
基板１１としては、適度な機械的強度を有し、且つエッチングなどの微細加工に適した材質であれば、特に限定されるものではない。例えば、Ｓｉ単結晶基板、サファイア単結晶基板、セラミック基板、石英基板、ガラス基板などが好適である。基板の表面および裏面には、Ｓｉ酸化膜、又は、Ｓｉ窒化膜などの絶縁膜１２が形成される。
【００２２】
基板１１には、赤外線１０を感知する赤外線検知膜１４の熱容量を小さくするために、赤外線検知膜１４の位置に対応して、基板裏面にキャビティ１３を有している。このキャビティ１３により基板の一部が取り除かれた部分はメンブレン構造１９と呼ばれる。
【００２３】
赤外線検知膜１４は、キャビティ１３上部に形成され、その上には外気からの影響を遮断する保護膜１７が形成される。この場合、赤外線検知膜１４は、一対の取り出し電極１５に跨るように設けられている。保護膜１７の上には、赤外線１０の吸収効率を向上させるために赤外線吸収膜１８を設けている。また、外部との接続部にはワイヤーボンドなどで電気信号を良好に取り出すためのパッド電極１６が形成される。
【００２４】
赤外線検知膜１４としては、ボロメータ、サーモパイル、サーミスタなどが用いられるが、本実施形態では、サーミスタを使用する。サーミスタとしては、複合金属酸化物、アモルファスシリコン、ポリシリコン、ゲルマニウムなども負の温度抵抗係数を持つ材料をスパッタ法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの薄膜プロセスを用いて形成する。
【００２５】
また、取り出し電極１５の材質としては、赤外線検知膜１４の成膜工程および熱処理工程などのプロセスに耐えうる導電性物質で比較的高融点の材料、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、又は、これら何れか２種以上を含む合金などが好適である。この取り出し電極１５は、パッド電極１６に接続されている。
【００２６】
パッド電極１６としては、ワイヤーボンドやフリップチップボンディングなどの、電気的接続が行いやすい材料、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やＡｕなどが好適であり必要に応じて積層してもよい。また赤外線吸収膜１４には、ＣｕやＡｕなどの金属膜を、多孔質化した黒化膜等、赤外線吸収効果を有する膜を用いるとよい。
【００２７】
赤外線検知素子２は、ウエハ状態から個片へと切断された後、図１および図２に示すように、ダイペースト６を用いてパッケージ３に固定される。ダイペースト６は、エポキシやアクリルなどの接着に用いる樹脂が好適である。硬化の際などの加熱時に、ダイペーストに含まれる物質がガスとなって大気中に放出されるが、後述するように赤外線検知素子２は接着剤５を介して、パッケージ３と光学フィルタ４が、お互いに固定された際に、気密封止された空間に存在するため、放出されるガス量が少ない方がよい。また放出されるガスが赤外線検知素子２ないし、パッケージ３や光学フィルタ４、および、接着剤５に腐食等の悪影響を及ぼさないように、ダイペースト６を選択する必要がある。
【００２８】
図１および図２に示すように、赤外線検知素子２を、ダイペースト６を用いてパッケージ３に固定した後、赤外線検知素子２のパッド電極１６と、パッケージ３の端子電極８を、ワイヤボンディング装置を用いて、ワイヤ７で接続する。ワイヤ７はＡｕ、Ａｌ、Ｃｕなど、抵抗の低い金属ワイヤが好適である。
【００２９】
この後、パッケージ３と光学フィルタ４を、接着剤５を用いて固定する。この際、パッケージ３の第１の開口部３１、すなわち、中空部分は、光学フィルタ４と接着剤５により、外気と遮断された気密空間となる。赤外線検知素子２は、パッケージ３内に実装されており、パッケージ３は、第１の開口部３１を有している。
【００３０】
図５に、光学フィルタ４の断面図を示す。光学フィルタ４は、Ｓｉ等の基板２１上に、例えば、ＺｎＳとＧｅの多層膜２２を成膜し、その膜厚を調整することで、ある波長の光のみ透過するフィルタとして機能する。多層膜２２は、基板２１の片面または両面に存在する。
【００３１】
（接着剤と第２の開口部）
接着剤５は、エポキシやアクリルなどの接着力のある樹脂が好適である。接着剤５は液体状のものを、印刷法やシリンジと針を用いたディスペンス法、インクジェット法などで塗布することが可能である。一方、接着剤５として、シート形状のものを用いることもできる。
【００３２】
図６に、シート形状の接着剤５の断面図を示す。例えば、基材２３の両側に、接着層５１が付着している構造を持つ。基材２３としては、ポリエチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイドなどの、シート状の接着剤が用いられる。接着層５１としては、エポキシやアクリルなどの接着力のある樹脂が好適である。なお、シート形状の接着剤５には、必ずしも基材２３は必要でなく、接着層５１のみを用いることもできる。またシート形状の接着剤５を用いることにより、基材２３の両側にある接着層５１の種類を変えることができる。これにより、パッケージ３と密着性のよい接着層５１と、光学フィルタ４と密着性のよい接着層５１、の２種類を備えることにより、パッケージ３と光学フィルタ４の接着強度を向上することが可能となる。
【００３３】
図１と図２に示すように、接着剤５は、光学フィルタ４を透過する赤外線１０を遮断する効果を持つ。このため、接着剤５の中央部には孔、すなわち、第２の開口部９が開いていて、この部分のみ、光学フィルタ４を透過した赤外線１０が通過する。この通過した赤外線１０が赤外線検知素子２に達し、赤外線検知装置１がその赤外線１０の量に対応した応答を出力する。第２の開口部９の開口の大きさは、第１の開口部の開口の大きさよりも小さくなっている。
【００３４】
接着剤５は、赤外線検知装置１において、パッケージ３と光学フィルタ４を接着することにより、お互いを固定する役割とともに、第２の開口部９を用いた視野角を制限する役割も果たす。このように、パッケージ３と光学フィルタ４を接着して固定するために用いる接着剤５に、第２の開口部９を設けて視野角の制限に用いれば、視野角制限のために、特別な部材やプロセスを必要としないため、極めて容易に製造でき、素子の高さが高くなることなく、容易に、且つ、低コストで視野角制限を実行することが可能となる。
【００３５】
すなわち、赤外線検知装置１において、視野角を変更する最も簡便な手段が第２の開口部９の直径、すなわち、開口の大きさの変更である。視野角を変更するには、他に赤外線検知装置１の高さを変更しても可能であるが、赤外線検知装置１の高さは主としてパッケージ３の高さに起因するため、パッケージ３の形状変更は容易でないことから、簡単には達成はできない。
【００３６】
また、本実施形態の接着剤５は、パッケージ３と光学フィルタ４を、固定するのに十分な強度を有する。接着のみが目的であれば、接着剤５は、パッケージ３と光学フィルタ４に挟まれる部分にのみ存在すればよい。接着剤５は、光学フィルタ４を透過する赤外線１０を遮断する効果を持つ。接着剤５に、視野角制限の機能を持たせるために、接着剤５の一部に孔、すなわち、第２の開口部９を開け、赤外線１０が第２の開口部９のみを通過するようにした。赤外線検知装置１を光学フィルタ４側から見た際、第２の開口部９の中心と赤外線検知素子２の中心が、同じ位置になるように、第２の開口部９の位置を定めた。この場合、光学フィルタ４のパッケージ３側の空間部分、すなわち、第１の開口部３１に、接着には使用しない接着剤５が存在する。
【００３７】
なお、この接着剤５は、硬化処理により十分硬化されており、光学フィルタ４から剥がれることはない。通常視野角制限を行うためには、パッケージ３の形状を工夫したり、赤外線検知装置１の先端に、筒状の部材を用いるなどの方法を採る。しかしながら本実施形態では、接着剤５の形状を工夫することにより、余計なプロセスや部材を用いることなく視野角制限が可能である。このため、赤外線検知装置１全体の高さが高くなるといった問題も発生しない。
【００３８】
つまり、赤外線検知素子２を収めた、第１の開口部３１を有するパッケージ３と、光学フィルタ４を、お互いに固定する接着剤５について、赤外線１０を透過する第２の開口部９を設けることにより、外部から入射する赤外線１０を制限させることができて、結果的に、容易に製造でき、素子の高さが高くなることなく、低コスト化が可能な、赤外線検知装置１１を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
（実施例）
実施形態に基づく実施例の、赤外線検知装置１を作製し、評価を行った。実施例の具体的な製造方法について説明する。
【００４０】
（赤外線検知素子の製造方法）
基板１１として、例えば、面方位が（１００）であるＳｉ基板を用意し、基板の表面に熱酸化法によりＳｉＯ２膜からなる絶縁膜１２を形成する。次に、絶縁膜１２の上に、高周波マグネトロンスパッタ法などを用いて、取り出し電極１５用に、Ｔｉ金属薄膜１５ＡおよびＰｔ金属薄膜１５Ｂを堆積する。取り出し電極１５の材質としては、耐酸化性に優れたＰｔなどが好適である。また絶縁膜３との密着性を向上させるためには、Ｐｔの下部にはＴｉなどの密着層を形成するのが好ましい。
【００４１】
形成された取り出し電極１５について、フォトリソグラフィおよびエッチングにて取り出し電極１５を所望の形に形成する。次に、形成した取り出し電極１５の表面に、スパッタ法により、赤外線検知膜１４として、サーミスタ材料である複合金属酸化物材料を堆積する。赤外線検知膜１４の膜厚は、目標とするサーミスタ抵抗値に応じて調整すればよく、例えば、ＭｎＮｉＣｏ系酸化物を用いて、抵抗値を室温での抵抗値（Ｒ２５）を１４０ｋΩ程度に設定するのであれば、素子の電極間の距離にもよるが、０．２〜１μｍ程度の膜厚に設定すればよい。
【００４２】
赤外線検知膜１４を成膜後、ＢＯＸ焼成炉を使用し、熱処理を大気雰囲気中で６５０℃、１時間の条件下で実施した。続いてフォトリソグラフィおよびエッチングにより、検知部位にのみ赤外線検知膜１４を形成した。
【００４３】
続いて、赤外線検知膜１４の表面に、素子全面を被覆するように、保護膜１７として、テトラエトキシシラン（Ｔｅｔｒａｅｔｈｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ：ＴＥＯＳ）という有機金属を用いたＣＶＤ（ＴＥＯＳ−ＣＶＤ）法により、ＳｉＯ２膜を成膜する。
【００４４】
続いて、赤外線検知素子２の所望の場所に、Ｔｉ金属薄膜２０および赤外線吸収膜１８を成膜する。Ｔｉ金属薄膜２０および赤外線吸収膜１８はリフトオフ法により所望の大きさに形成した。すなわち、フォトリソグラフィによりあらかじめフォトレジストパターンを形成した後、蒸着法にてＴｉ金属薄膜２０および赤外線吸収膜１８として多孔質のＡｕ薄膜であるＡｕ黒膜を成膜した後、フォトレジストを剥離することにより、所望の大きさに形成した。なお、Ｔｉ金属薄膜２０は、赤外線吸収膜１８と保護層１７とを密着させるための密着層である。
【００４５】
次に、Ａｕ黒膜により赤外線吸収膜１８を形成した後、パッド電極１６を配置する部位を除く、保護膜１７上にフォトリソグラフィおよびエッチングにより、パッド電極を配置する部位のＳｉＯ２膜を除去することで、開口を形成した。続いて、リフトオフ法により、開口を充填するようにＡｌを形成し、パッド電極１６とした。
【００４６】
さらに、基板１１の裏面、すなわち、絶縁膜１２や取り出し電極１５などを形成していない側の面に、フッ化物系ガスを用いた反応性イオンエッチングによって基板１１の一部を除去し、一辺が５００μｍ程度のキャビティ１３を形成した。この結果、赤外線検知領域にメンブレン構造１９を得た。
【００４７】
この後、基板１１を切断し、赤外線検知素子２を個片化した。切断には、ダイシングブレードやレーザを用いたダイシング装置を用いた。メンブレン構造１９の作製後、赤外線検知素子２が集積している状態で、紫外線照射により、粘着力が低下するタイプのダイシングテープに貼付した。ダイシング装置で切断した後、エクスパンド装置を用いて、ダイシングテープごとエクスパンドを施し、赤外線検知素子２同士の間隔を広めた。エクスパンド後、ダイシングテープの赤外線検知素子２が付着していない面から紫外線を照射することにより、ダイシングテープの粘着力を低下させ、赤外線検知素子２の剥離を容易にした後、剥離を行った。この結果、図３および図４に示す赤外線検知素子２を得た。
【００４８】
（赤外線検知装置の製造方法）
まず、上記の工程で得られた、赤外線検知素子２を、ダイペースト６を用いてパッケージ３に固定する。ダイペースト６を、ディスペンサ等を用いて、パッケージ３に数箇所塗布を行う。ディスペンサとは、一定量の液体を吐出する装置であり、例えば注射器の注射筒部分に樹脂を詰め、注射筒の先に装着した針先から空気圧等を用いて樹脂を押し出す装置のことである。この後、赤外線検知素子２をダイペースト上に設置する。そしてダイペーストを硬化するために、所定時間と所定温度でオーブン等で加熱する。
【００４９】
具体的には、図７ａに示すように、端子電極８を備えたパッケージ３に対して、ディスペンサを用いてダイペースト６を滴下する。ダイペーストは熱硬化性のエポキシ樹脂を使用した。滴下箇所は赤外線検知素子２の四隅に位置する４点とした。
【００５０】
そして、図７ｂに示すように、ダイペースト６上に赤外線検知素子２を配置した。その後、ダイペースト６を硬化させるため、オーブンで１２０℃、１０分間加熱した。赤外線検知素子２は、パッケージ３内に実装されており、パッケージ３は、第１の開口部３１を有している。
【００５１】
次いで、図７ｂに示すように、パッケージ３に固定された赤外線検知素子２と、パッケージ３の中空部分、すなわち、第１の開口部３１にある端子電極８とを電気的に接続する、ワイヤボンディングを実施した。これにより赤外線検知素子２とパッケージ３が、ワイヤ７で接続される。ワイヤ７は直系２５μｍの金線を用いた。ワイヤの固定は超音波を付加することにより行った。
【００５２】
続いて、接着剤５が塗布された光学フィルタ４を、接着剤５を用いてパッケージ３に接着により固定する。図７ｃに示すように、印刷法により接着剤５を光学フィルタ４に塗布した。すなわち、接着剤５を光学フィルタ４上に塗布しない部分は赤外線が通過せず、接着剤５を光学フィルタ４上に塗布する部分では接着剤５が通過するような、印刷用のスクリーンを作製した。スクリーンとは、スクリーン上に乗せた塗料や樹脂などの液体を特定の場所にのみ塗布することを可能にする、印刷版である。
【００５３】
図示しないスクリーンと光学フィルタ４の位置合わせを行った後、スクリーン上に接着剤５を適量乗せ、スキージで接着剤５をスクリーンに押し付けることにより、接着剤５の光学フィルタ４上への印刷を行った。ここでスキージとは、スクリーン上に乗せた塗料や樹脂などの液体をスクリーンに押し付け、スクリーン上で液体が透過する部分から、液体を押し出すことにより印刷を行う、ゴムなどでできた道具である。なお、スクリーンにおいて接着剤５が通過する部分の目の粗さや、スキージを押し付ける圧力を調節することにより、光学フィルタ４上に塗布する接着剤５の厚みをコントロールすることができる。
【００５４】
接着剤５はエポキシ系樹脂を用い、塗布後の接着剤５の厚みは約２０μｍであった。光学フィルタ４は、図５に示す構造を持ち、５〜１０μｍの波長の赤外線１０を透過するフィルタとなっている。光学フィルタ上の接着剤５は、第２の開口部９、すなわち、接着剤５が塗布されず孔となっている部分が中央部に存在する。接着剤５は波長５〜１０μｍの赤外線１０を透過しないが、第２の開口部９では透過する。このため赤外線検知装置１の視野角を制限することができる。視野角を制限するために、第２の開口部９の開口の大きさは、第１の開口部の開口の大きさよりも小さくなっている。
【００５５】
円形の第２の開口部９の中心は、赤外線検知装置１を俯瞰した場合、赤外線検知素子２におけるメンブレン構造１９の中心と、一致する位置に作製した。第２の開口部９とメンブレン構造１９の中心が赤外線検知装置１を俯瞰した場合に一致しているため、図２において、赤外線１０が赤外線検知装置１に入射する際、赤外線検知素子２の直上左右に均等に視野角θが形成される。なお、視野角θは、第２の開口９が円形であるため、どのような断面で赤外線検知装置１を切断した場合でも同一の値となる。また、赤外線検知素子２はパッケージ３を俯瞰した場合に正方形の中心、すなわち対角線の交点に固定した。したがって、赤外線検知装置１を俯瞰した場合、赤外線検知素子２、第１の開口３１における正方形の対角線の交点、および第２の開口９の円形の中心は同一地点に存在する。
【００５６】
なお、接着剤５を光学フィルタ４に塗布する方法は、印刷法に限らない。例えば、ディスペンサを用いても塗布することが可能である。具体的には、光学フィルタ４上にディスペンサの針先を近づけて、接着剤５を吐出しながら所望の図形を描くことにより、接着剤５を所望の領域に塗布することができる。この場合、ディスペンサの針先の内径を０．１ｍｍ程度と非常に小さくし、接着剤５が吐出する量を非常に少なくすれば、微細な図形を描くことが可能となる。また、印刷法の場合、接着剤５を塗布する図形を変更する際にはスクリーンの変更が必要となるため、スクリーンのコストと作製時間が必要となるが、ディスペンサの場合、コンピュータの入力を変更することで、ディスペンサの針先の動きを変えることが可能なため、コストや時間をかけずに図形の変更が可能である。
【００５７】
この後、光学フィルタ４は、所定の圧力でパッケージ３に対して押し当てられる。その後、接着剤５を硬化するために、オーブン等で熱処理を行う。このようにして接着剤５を介して、パッケージ３と光学フィルタ４が固定される。具体的には、図２に示すように、接着剤５が塗布された光学フィルタ４を、パッケージ３に接着した。この際、光学フィルタ４を約１ＭＰａの圧力で加圧した。その後、接着剤５を硬化するため、オーブンで１５０度１時間の熱処理を施した。このようにして、接着剤５を介して、パッケージ３と光学フィルタ４が固定された。
【００５８】
図８ａは、図２において、光学フィルタ４とパッケージ３の間の接着剤５による接合部２５の様子を拡大して示した図である。接合部２５において、光学フィルタ４を所定の圧力でパッケージ３に押し当てる際、光学フィルタ４とパッケージ３に挟まれる部分の接着剤５は押しのけられる。これにより、光学フィルタ４とパッケージ３に挟まれる部分の接着剤５の厚みは、塗布時の厚みより薄くなる。一方、押しのけられた接着剤５は、図８ａに示すように、パッケージ３の周囲に、はみ出し部５２、および、はみ出し部５３を形成する。
【００５９】
接合部２５において、パッケージ３の内側、すなわち、第１の開口部３１側に形成される接着剤５のはみ出し部５２に関しては、パッケージ３の周囲に幅約５０μｍにわたり、元の接着剤５の平均的な厚み２０μｍに対して、厚みが最大５０μｍとなっている部分が確認された。ただし、第２の開口部９を形成する、はみ出し部５２以外の接着剤５に関しては、全ての領域で、１８μｍ〜２１μｍの厚みを維持していた。今回使用した接着剤５に関しては、１０μｍの厚みがあれば波長５〜１０μｍの赤外線１０を透過しないことは確認済みである。よって、はみ出し部５２では、接着剤５の厚みが厚くなることはあっても薄くなることはないため、接着剤５で赤外線１０を遮断することに関して、はみ出し部５２が視野角θに悪影響を及ぼすことはなかった。
【００６０】
一方、接合部２５において、パッケージ３の外側に形成された接着剤５のはみ出し部５３については、視野角θの制限には関係がない。しかし、はみ出し部５３は、赤外線検知装置１の外形寸法に影響を与える。すなわち、はみ出し部５３が、パッケージ３および光学フィルタ４の接合部よりはみ出すことにより、赤外線検知装置１の外形寸法が大きくなる。はみ出し部５３が、パッケージ３および光学フィルタ４の接合部よりはみ出す量をコントロールできなければ、赤外線検知装置１の外形寸法を精度良く収めることが難しくなる。
【００６１】
図８ｂは、光学フィルタ４とパッケージ３の間の接着剤５による接合部２５の様子を拡大して示した図であって、パッケージ３の接合部２５の先端形状を、凸形状とした。このようにすることで、接着後に、パッケージ３の外側の接着剤５のはみ出し部５３が、接合部２５先端の凸形状の切欠き部２６の中に収まるため、余分なはみ出しがなくなるため、製品としての規定の縦横高さなどの外形寸法値に影響を与えることがなくなる。
【００６２】
一方、図８ｂで、パッケージ３の接合部２５の形状に関して、接着後の、パッケージ３の内側の接着剤５のはみ出し部５２も、接合部２５先端の凸形状の切欠き部２６の中に収まる。これにより、例えば、接着剤５の厚みが厚く、はみ出し部５２が大きくなり、パッケージ３の内部に垂れ下がり、ワイヤ７や赤外線検知素子２に接触する可能性がある場合でも、接着剤５のはみ出し部５２が、接合部２５先端の凸形状の切欠き部２６の中に収まるために、パッケージ３の内部に接着剤５が垂れ下がる心配がない。なお、図８ｂのようにパッケージ３の接合部２５の形状を変更しても、第２の開口部９の形状に変更がないため、視野角θの大きさは変化しない。
【００６３】
（比較例１）
比較例１として、実施例と同じ構成の赤外線検知装置１において、接着剤５の形状を変更した。具体的には、図９に示すように、パッケージ３と光学フィルタ４の間にのみ接着剤５が存在するようにした。すなわち、第２の開口部９は、パッケージ３において光学フィルタ４を接着する部分の内周と同じ形状をしている。つまり、第２の開口部９の開口は、パッケージ３の第１の開口部３１の開口と同じ大きさである。
【００６４】
（評価１）
上記実施例、および比較例１で作製した素子において、赤外線検知装置１の視野角を測定した。測定には波長５〜１０μｍの光を発生する赤外線光源３０を用いた。赤外線光源３０では、波長５〜１０μｍの光のみ発生するように、波長５〜１０μｍの光のみ透過するフィルタを装着した。このフィルタは、光学フィルタ４と同様、図５に示すようなＳｉ等の基板２１上に多層膜２２を成膜した構造を持つ。
【００６５】
実施例における接着剤５にある第２の開口部９の直径、すなわち、開口の大きさと視野角の関係を表１に示す。なお、表１で、視野角は以下の方法で測定した。図１０に示すように、赤外線検知装置１と赤外線光源３０を距離を置いて設置する。赤外線光源３０のすぐ近くに、赤外線光源３０から発する赤外線１０の光量を制限するためのアパーチャー３２を挿入する。アパーチャー３２と赤外線検知装置１との距離を２ｍとする。次に、赤外線検知素子１の位置を変えず、その場で回転し角度２７を変えて赤外線１０の強度を測定する。
【００６６】
図１１は、視野角を測定する際に用いる図であり、横軸を図１０において赤外線検知素子１を回転する際の角度２７、縦軸にセンサ出力をとってある。図１１は、概略図であり、赤外線強度を検出した結果、電圧値で得られたセンサ出力を規格化し、最高の場合を１００％とし、赤外線強度が５０％になる場合の角度を視野角Ｔ、図２においては視野角θとした。
【００６７】
比較例１に対して、実施例では、図２に示す視野角θが制限できることが確認された。赤外線検知装置１において、視野角θを変更する最も簡便な手段が第２の開口部９の開口の直径、すなわち、開口の大きさの変更である。視野角θを変更するには、他に赤外線検知装置１の高さを変更しても可能であるが、赤外線検知装置１の高さは主としてパッケージ３の高さに起因するため、パッケージ３の形状変更は容易でないことから、簡単には達成はできない。
【００６８】
表１には、図９に示した比較例１の視野角θも示している。比較例１では、接着剤５による第２の開口部９は有していないが、接着剤５の開口部分は、パッケージ３の第１の開口部３１の開口の大きさと同じと考えられる。また、第１の開口部３１によって、ある程度の視野角θの制限が生じると考えられる。
【００６９】
視野角とは、赤外線検知素子２において、赤外線が反射などせずに直接到達可能な空間をある平面で表示した際の角度であるが、実施例で、図２に示すように、視野角θを小さくするということは、赤外線検知素子２に入射する赤外線１０の範囲を狭めるということであり、このように、視野角θを小さくできれば、局所範囲で赤外線１０を検知できるため、例えば、次のような利点がある。すなわち、例えば図１０に示すように、赤外線検知装置１の取り付け位置を変更せず、その角度を動かし、視野を上下左右に走査することにより、赤外線１０の発生源がどこにあるかという位置情報を得ることができる。これは、視野角θが大きいと得られない情報であり、視野角θを小さくすることにより入手可能となる。
【００７０】
表１によって、第２の開口部９の直径、すなわち、開口の大きさが小さくなると、視野角θが小さくなることも確認された。これにより、接着剤５に設けた第２の開口部９の直径を小さく制御することにより、視野角θを小さくすることができて、赤外線検知素子２に入射する赤外線の範囲を狭めることができ、局所的な範囲で赤外線１０を検知できるという利点が生ずる。
【００７１】
【表１】
2013195367.tif 000003
【００７２】
（変形例）
図１２、および、図１３を参照しながら、変形例による赤外線検知装置１の構造について説明する。上記実施例と同様の方法で、赤外線検知装置１を作製したが、図１２に示すように、実施例の赤外線検知素子２をパッケージ３内に２つ搭載した。本変形例では、２つの赤外線検知素子２、すなわち、第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２によって、簡易な構造で、人体検知と火災検知を行う。
【００７３】
光学フィルタ４を透過した赤外線１０は、第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２に対して入射する。第１の赤外線検知素子２０１に対しては、第２の開口部９を有し、第２の赤外線検知素子２０２に対しては開口部は設けていない。第１の赤外線検知素子２０１に対しては、人体および火災検知用として使用したいため、５〜１０μｍの波長の赤外線１０が必要であり、第２の赤外線検知素子２０２に対しては、火災検知用として使用したいために、５〜６μｍの波長の赤外線１０がある程度必要となる。第２の赤外線検知素子２０２に対して、５〜６μｍの波長の赤外線１０が届くようにするために、接着剤５は、５〜６μｍの波長の赤外線１０を透過する機能をもたせた。本変形例では、２つの赤外線検知素子２によって、簡易な構造で、人体検知と火災検知を行う。この際、人体検知はある特定の場所に人がいるかいないかを検知し、一方火災は広範囲で発生しているか否かを検知する。
【００７４】
実施例、および、比較例１では、接着剤５は波長５〜１０μｍの赤外線１０を全く透過しなかったが、接着剤５に関して、今回の変形例では５〜６μｍの波長の赤外線１０を約７０％透過するものを使用した。波長６〜１０μｍの赤外線１０は全く透過しない。すなわち接着剤５は、赤外線波長領域において、特定の波長のみ透過する、波長選択機能を有することが好ましい。これにより、第２の開口部９により透過した赤外線１０が到達しない方の赤外線検知素子２、すなわち、第２の赤外線検知素子２０２でも、波長５〜６μｍの赤外線１０の一部が到達し、その変化を検出することが可能となる。
【００７５】
なお、実施例、および、比較例１の接着剤５については、光学フィルタ４を透過する赤外線１０の波長領域である５〜１０μｍにおいて、ある一部分の赤外線１０を透過すればよく、その波長範囲が５〜６μｍである必要はなく、透過率が７０％に限定されるものではない。本変形例では透過率がおよそ６０％から１００％の間で、赤外線検知素子２０２に比較的明確なレベルで応答が可能であったため、本変形例ではおよそ６０％から１００％の間の透過率に設定することが好ましい。これは赤外線検知素子２０２の感度に依存するためである。しかしながら、この透過率は、素子によっては適切な透過率が決まるため、必ずしも変形例のように、６０％から１００％となるとは限らず、変わってくる。このようにある波長範囲、本変形例では例えば５〜６μｍで、一定の透過率、本変形例では例えば７０％を示すように、本変形例において、接着剤５は波長選択機能を有するように設定した。
【００７６】
このように、赤外線検知装置１が、図１２、および、図１３の構成をとることにより、第１の赤外線検知素子２０１で人の存在を検知し、第１の赤外線検知素子２０１、および、第２の赤外線検知素子２０２で火災の存在を検知できる。人体から発せられる赤外線１０の波長は８〜１２μｍが多いため、第１の赤外線検知素子２０１で検知可能であるが、第２の赤外線検知素子２０２では検知できない。一方火災は人体より温度が高いため、発生する赤外線１０の波長は短くなる。このため、第２の赤外線検知素子２０２でも検知できる。
【００７７】
具体的には、人体は第１の赤外線検知素子２０１が感応し、火災は第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２の両方が感応する。したがって、赤外線検知素子２０１と２０２の両方をモニタすることにより、人体か火災かが判断できる。
【００７８】
なお、人体検知の際、ある一方向の空間のみ検知したい場合、図１３に示す、視野角θの制限が必要となる。このような場合、接着剤５の第２の開口部９の位置や大きさを調整することにより、所望の視野角θおよび検知を行う空間が設定できる。
【００７９】
第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２は、赤外線吸収膜１８を有することが好ましい。赤外線１０を効率的に電気信号に変換することができる。また、第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２はメンブレン構造であることが好ましい。これにより、赤外線検知素子２０１、２０２の熱容量を小さくすることが可能になる。このため微小な温度の変化を検知する際に、メンブレン構造１９により精度よく赤外線１０の検知を行うことができる。
【００８０】
このような赤外線検知装置１は、実施例の製造方法とほぼ同じであるが、以下の点で異なる。まずパッケージ３に赤外線検知素子２を２つ固定する。さらに２つ存在する赤外線検知素子２のうちの一方、すなわち、第１の赤外線検知素子２０１に対して、光学フィルタ４を透過した赤外線１０が到達するように、接着剤５の第２の開口部９を設けた。具体的には、円形の第２の開口部９の中心は、赤外線検知装置１を俯瞰した場合、第１の赤外線検知素子２０１におけるメンブレン構造１９の中心と、一致する位置に作製した。
【００８１】
第２の開口部９とメンブレン構造１９の中心が赤外線検知装置１を俯瞰した場合に一致しているため、図１３において、赤外線１０が第２の開口９を通過して第１の赤外線検知素子２０１に入射する際、第１の赤外線検知素子２０１の直上左右に均等に視野角θが形成される。なお視野角θは、第２の開口９が円形であるため、どのような断面で赤外線検知装置１を切断した場合でも同一の値となる。さらに、第２の開口部９で透過した赤外線１０が、第２の赤外線検知素子２０２に到達しないように、且つ、接着剤５によって、一部の赤外線１０が透過して第２の赤外線検知素子２０２に到達するように、第２の開口部９の位置を設定した。ここで接着剤５に関して、５〜６μｍの波長の赤外線１０を約７０％透過するものを使用した。
【００８２】
このようにして作製した赤外線検知装置１は、簡易な構造で、ある視野角θで制限したある空間における人体の有無を検知し、さらに火災も検知も可能である。
【００８３】
図１２、および、図１３を用いて、変形例の赤外線検知装置１の製造方法について説明する。上記実施例と同様の方法で、赤外線検知装置１を作製したが、図１２と図１３に示すように、パッケージ３に赤外線検知素子２を２つ固定した。なお、変形例の第１の赤外線検知素子２０１および第２の赤外線検知素子２０２は、実施例で作製した赤外線検知素子２と全く同じであり、使用する第１の赤外線検知素子２０１、および、第２の赤外線検知素子２０２はともに同一である。
【００８４】
さらに、接着剤５に関して、実施例では、接着剤５は波長５〜１０μｍの赤外線１０を透過しなかったが、変形例では、５〜６μｍの波長の赤外線１０を約７０％透過するものを使用した。また接着剤５に関して、２つ存在する赤外線検知素子２のうちの一方、すなわち、第１の赤外線検知素子２０１に対して、第２の開口部９により赤外線１０が透過するように、すなわち、第１の赤外線検知素子２０１の中心が、第２の開口部９の中心と、同じ位置になるように、接着剤５の第２の開口部９の位置を設定した。
【００８５】
このため、赤外線検知装置１のパッケージ３に固定されている２つの赤外線検知素子２のうち、第１の赤外線検知素子２０１には、５〜１０μｍの赤外線１０が照射される一方、第２の赤外線検知素子２０２では、５〜６μｍの赤外線１０の一部が照射されることになる。これにより、人体検知の際には、主として８〜１２μｍの赤外線１０が変化するため、第１の赤外線検知素子２０１で検知される。また火災の際には、人体より温度が高く、発生する赤外線１０の波長が短いため、第１の赤外線検知素子２０１および第２の赤外線検知素子２０２の両方で検知される。したがって、第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２の両方をモニタすることにより、人体検知と火災検知を区別しつつ両方検知することが可能となる。
【００８６】
以上のことから、図１２、および、図１３に示す変形例としての、赤外線検知装置１では、簡易な構造で、人体検知と火災検知の両方を行うことが可能である。さらに、人体検知においては視野角θを制限することができる。
【００８７】
（比較例２）
比較例２として、変形例と同じ構成の赤外線検知装置１において、接着剤５が５〜６μｍの波長の赤外線１０を約７０％透過するという機能を有さず、実施例と比較例１と同様に波長５〜１０μｍの赤外線１０を全く透過しないものとした。第２の開口部９の形状や位置は変更がなく、変形例と同じである。
【００８８】
（評価２）
評価２として、変形例と比較例２について、赤外線検知装置１の電極を用いて、赤外線照射による出力変化を測定した。出力変化とは、赤外線検知装置１の電気的出力、すなわち赤外線検知膜１４の抵抗値が、赤外線光源３０の点灯／消灯で変化するか、ということである。赤外線検知素子２で感応する赤外線１０が入射した場合、赤外線検知装置１の出力は変化する。なお本評価において、赤外線検知装置１およびその外気の温度は２０℃一定とした。また、赤外線検知膜１４から生ずる初期の抵抗値、すなわち赤外線１０を照射していないときの抵抗値は１４０ｋΩであった。
【００８９】
本来であれば、赤外線検知膜１４そのものの抵抗値を示すことが望ましいのであるが、ここでいう抵抗値は、赤外線検知装置１の電極を用いて測定した赤外線検知装置１の抵抗値で代用をした。すなわち、本実施形態、実施例、変形例、比較例についての抵抗値は、すべて赤外線検知装置１の抵抗値で代用したものである。前述の１４０ｋΩも赤外線検知装置１の抵抗値である。
【００９０】
図１３に示すように測定には、変形例である図１３に、点線で図示した第１の赤外線検知素子２０１の視野角θ内に赤外線光源３０を置き、ある特定の波長領域の赤外線１０を発生させた。その際、第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２で出力の変化を測定した。出力の変化とは、赤外線１０を照射していない場合に対して、赤外線１０を照射した場合の赤外線検知素子２０１および２０２の出力の違いを調べたものである。
【００９１】
赤外線光源３０からは、２種類の赤外線１０を発生した。一方では、人体を想定した波長８〜１２μｍの赤外線１０を発生した。他方、赤外線光源３０より火災を想定した波長２〜６μｍの赤外線１０を発生した。それぞれの場合について、変形例および比較例２における第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２における出力の変化の有無を表２に示す。
【００９２】
【表２】
2013195367.tif 000004
【００９３】
表２に示したように、変形例の場合、赤外線光源３０が波長８〜１２μｍの赤外線１０を発生した場合、第２の開口部９を通過して赤外線１０が到達する第１の赤外線検知素子２０１では、赤外線検知装置１の出力に明らかに変化が生じた。具体的には赤外線検知膜１４から生じる初期の抵抗値１４０ｋΩから７００Ω程度抵抗値が下がった。今回の測定では赤外線検知膜１４の抵抗値の変化が１４０Ω以上であれば、測定ノイズに埋もれない明確な変化として確認することができた。
【００９４】
このような場合に、赤外線検知装置１に出力変化が生じたと考え、表２に出力変化あり、と定義した。なお、本変形例では抵抗値変化が１４０Ω以上あれば出力の変化として確認できたが、これは赤外線検知素子２の感度や測定回路で生じるノイズなどに依存する。これらは赤外線検知素子２や測定回路が変われば、変化すると考えられるが、いずれの場合にも出力変化として認識できる下限値は存在する。一方、第２の赤外線検知素子２０２では、接着剤５により赤外線１０が遮断されるため、出力の変化が０であり、表２では、出力変化なし、と定義した。
【００９５】
変形例において、赤外線光源３０が波長２〜６μｍの赤外線１０を発生した場合、表２に示したように、第２の開口部９を通過して、赤外線１０が到達する第１の赤外線検知素子２０１では、赤外線検知装置１の出力に変化が生じた。一方、第２の赤外線検知素子２０２では、接着剤５において、波長５〜６μｍの赤外線１０を約７０％透過するため、出力の変化が生じた。
【００９６】
このように、変形例においては、人体を想定した波長８〜１２μｍの赤外線１０に対して、第１の赤外線検知素子２０１のみが出力変化を示し、火災を想定した波長２〜６μｍの赤外線１０に対しては第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２の両方が出力変化を示した。したがって、常に第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２の両方の出力をモニタしていれば、第１の赤外線検知素子２０１のみの出力が変化した際は人体が検知されたことが、また第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２の両方の出力が変化した際は火災が検知されたことがわかる。これにより、変形例の赤外線検知装置１では人体と火災を区別して検知することが可能となる。
【００９７】
比較例２について、変形例と同様の測定を行った。表２に示したように、赤外線光源３０が波長８〜１２μｍの赤外線１０を発生した場合、第２の開口部９を通過して赤外線１０が到達する第１の赤外線検知素子２０１では、赤外線検知装置１の電気出力に変化が生じた。一方、第２の赤外線検知素子２０２では、接着剤５により赤外線１０が遮断されるため、出力の変化がなかった。
【００９８】
比較例２において、赤外線光源３０が、波長２〜６μｍの赤外線１０を発生した場合、表２に示したように、第２の開口部９を通過して赤外線１０が到達する第１の赤外線検知素子２０１では、赤外線検知装置１の電気出力に変化が生じた。一方、第２の赤外線検知素子２０２では、接着剤５において波長５〜１０μｍの赤外線１０が遮断されるため、出力の変化が生じなかった。
【００９９】
このように、比較例２においては、人体を想定した波長８〜１２μｍの赤外線１０に対して、第１の赤外線検知素子２０１のみが出力変化を示し、火災を想定した波長２〜６μｍの赤外線１０に対しても第１の赤外線検知素子２０１のみが出力変化を示した。したがって、常に第１の赤外線検知素子２０１と第２の赤外線検知素子２０２の両方の出力をモニタしていたとしても、火災が起きても人体検知をしても、いずれの場合にも第１の赤外線検知素子２０１のみしか出力変化しない。よって比較例２の赤外線検知装置１では、火災と人体の区別を行うことができない。
【０１００】
なお、変形例および比較例２において、第２の開口部９の直下にある第１の赤外線検知素子２０１の視野角θを確認したところ、実施例と同様に、第２の開口部９の直径、すなわち、開口の大きさが変化すると視野角θが変化するという同様の傾向となった。これにより、変形例の赤外線検知装置１において、人体検知は一定の視野角内の限られた領域で行い、火災検知については視野角θが広く、広範囲で検知可能であることがわかった。
【０１０１】
以上のように、変形例および比較例２においても、パッケージ３と光学フィルタ４の接着に用いる接着剤５によって、赤外線検知素子２の視野角θが制限できることがわかった。さらに、接着剤５に、光学フィルタ４において透過する赤外線１０の波長範囲で、透過領域をもつ波長選択機能を持たせることにより、簡易な構造で人体検知と火災検知の両方の機能を持つ赤外線検知装置１が作製できることを確認した。
【０１０２】
このように、実施例、変形例および比較例２による検証から、パッケージ３と光学フィルタ４を固定するための接着剤５に、視野角θを限定するための第２の開口部９を設けることにより、特別なプロセスを用いず容易に製造でき、赤外線検知装置１の高さが高くなることなく、低コストで視野角制限が可能な、赤外線検知装置１を提供できることが証明された。
【０１０３】
また変形例で示した赤外線検知装置１においては、接着剤５に赤外線透過の波長依存性を持たせることにより、複数の赤外線検知部２に人体検知と火災検知という複数の機能を持たせることができることを示した。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本赤外線検知装置は、例えば、人体や物体の発する赤外線に感応して電気信号に変換するような用途に用いられる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  赤外線検知装置
２  赤外線検知素子
２０１  第１の赤外線検知素子
２０２  第２の赤外線検知素子
３  パッケージ
４  光学フィルタ
５  接着剤
６  ダイペースト
７  ワイヤ
８  端子電極
９  第２の開口部
１０  赤外線
１１  基板
１２  絶縁膜
１３  キャビティ
１４  赤外線検知膜
１５  取り出し電極
１５Ａ、２０  Ｔｉ金属薄膜
１５Ｂ  Ｐｔ金属薄膜
１６  パッド電極
１７  保護膜
１８  赤外線吸収膜
１９  メンブレン構造
２１  基板
２２  多層膜
２３  基材
２５  接合部
２６  切欠部
２７  角度
３０  赤外線光源
３１  第１の開口部
３２  アパーチャー
５１  接着層
５２、５３  はみ出し部
１０１  赤外線検知素子
１０２  パッケージ
１０３  光学フィルタ
【図１】
2013195367.tif 000005
【図２】
2013195367.tif 000006
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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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１４ａ】
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【図１４ｂ】
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