(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体に支持され熱に応じて前記基体に対して変位する変位部とを備えた熱型変位素子において、
前記変位部は複数の個別変位部を有し、
前記複数の個別変位部の各々は、直線状に延びるとともに、異なる膨張係数を有する異なる物質の互いに重なった少なくとも２つの層を有し、
前記複数の個別変位部が互いに平行に配置され、
前記複数の個別変位部は、当該各個別変位部の前記少なくとも２つの層の積層方向から見たときに互いに重ならないように配置され、
前記複数の個別変位部が全体として機械的に接続された１つの接続体をなすように、前記複数の個別変位部の各端部がそれぞれ、前記基体に対して固定されるかあるいは他の個別変位部の一端部に接続部を介して機械的に接続され、
前記複数の個別変位部のうちの少なくとも１つの個別変位部の一端部が前記基体に対して固定され、
前記複数の個別変位部のうちの少なくとも１つの個別変位部の両端部のいずれもが前記基体に対しては固定されず、
前記複数の個別変位部のうちのある個別変位部から前記基体に対して機械的に連続するルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートにおいて、当該個別変位部が前記基体の側から数えてＮ番目の個別変位部である場合に、当該個別変位部を第Ｎ段の個別変位部であると定義し、第Ｎ段の個別変位部を第Ｎ＋１段の個別変位部に対する前段の個別変位部、第Ｎ＋１段の個別変位部を第Ｎ段の個別変位部に対する次段の個別変位部であると定義したとき、
前記各接続部において、同じ接続部を介して互いに接続された前段の個別変位部の端部及び次段の個別変位部の端部は、それぞれ当該前段及び次段の個別変位部の互いに同じ側の端部であり、
前記各段の個別変位部の前記少なくとも２つの層の物質の膨張係数の大小関係と、その次段の個別変位部の前記少なくとも２つの層の物質の膨張係数の大小関係とが、互いに逆であることを特徴とする熱型変位素子。
【請求項２】
前記複数の個別変位部のうちのある個別変位部から前記基体に対して機械的に連続するルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートにおいて、当該個別変位部が前記基体の側から数えてＮ番目の個別変位部である場合に、当該個別変位部を第Ｎ段の個別変位部であると定義したとき、
第１段の個別変位部の数が２つであるとともに最終段の個別変位部の数が１つ又は２つであり、
前記２つの第１段の個別変位部のうちの一方から前記２つの最終段の個別変位部のうちの一方又は前記１つの最終段の個別変位部にかけての構造と、前記２つの第１段の個別変位部のうちの他方から前記２つの最終段の個別変位部のうちの他方又は前記１つの最終段の個別変位部にかけての構造とが、対称的であることを特徴とする請求項１記載の熱型変位素子。
【請求項３】
前記複数の個別変位部のうちのある個別変位部から前記基体に対して機械的に連続するルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートにおいて、当該個別変位部が前記基体の側から数えてＮ番目の個別変位部である場合に、当該個別変位部を第Ｎ段の個別変位部であると定義したとき、
第１段の個別変位部の数が１つであるとともに最終段の個別変位部の数が２つであり、
前記第１段の個別変位部から前記２つの最終段の個別変位部のうちの一方にかけての構造と、前記第１段の個別変位部から前記２つの最終段の個別変位部のうちの他方にかけての構造とが、対称的であることを特徴とする請求項１記載の熱型変位素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の熱型変位素子と、前記最終段の個別変位部に対して固定された変位読み出し部材であって、前記最終段の個別変位部に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材とを備え、前記複数の個別変位部が放射を受けて熱を発生することを特徴とする放射検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱型赤外線検出装置等の熱型放射検出装置などにおいて用いられる熱型変位素子、及びこれを用いた放射検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば静電容量型の熱型赤外線検出装置においては、基体及びこの基体に支持され熱に応じて前記基体に対して変位する変位部を備えた熱型変位素子が用いられている（特開平８−１９３８８８号公報、米国特許第３，８９６，３０９号公報等）。
【０００３】
このような従来の静電容量型の熱型赤外線検出装置の一例を図１５に示す。図１５（ａ）はその概略平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）中のＸ３７−Ｘ３８線に沿った赤外線ｉが入射していない状態を示す概略断面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）中のＸ３７−Ｘ３８線に沿った赤外線ｉが入射している状態を示す概略断面図である。なお、図１５（ａ）では２つの単位素子（単位画素）のみ、図１５（ｂ）（ｃ）では１つの単位素子のみを示している。
【０００４】
この赤外線検出装置は、Ｓｉ基板１と、基板１に支持され熱に応じて基板１に対して変位する変位部３と、変位部３に生じた変位に応じた静電容量の変化を得るために用いられる変位読み出し部材としての電極４とを備えている。変位部３は、その一端部が脚部２を介して基板１に対して固定されることにより、基板１から空間を隔てて浮いている。変位部３は、Ａｌ膜１１とその下に積層されたＳｉＯ2膜１２とから構成され、赤外線ｉを吸収する赤外線吸収部を兼用している。Ａｌの膨張係数は、ＳｉＯ2の膨張係数より大きい。脚部２は、変位部３の一部を構成しているＳｉＯ2膜１２がそのまま延びたものとして構成されている。電極４は、変位部３と略同一平面内に位置するように、変位部３の他端部に設けられ、金属膜による薄板として構成されている。基板１上には、電極４と対向するように、金属膜からなる電極６が形成されている。また、基板１には、この電極６の下側にこの電極６と電気的に接続された拡散層７が形成されるとともに、脚部２の先端部分である接地部２ａの下側に拡散層８が形成されている。変位部３から脚部２にかけて、電極４と拡散層８との間を電気的に接続する配線層５が部分的に形成されている。
【０００５】
この赤外線検出器によれば、上方から赤外線ｉが入射すると、変位部３が赤外線ｉを吸収して熱を発生する。この熱により、変位部３が図１５（ｃ）に示すように下方に湾曲し、電極４，６間の距離ｄが変化する。これにより、電極４，６間の静電容量の値が変化し、入射赤外線量を拡散層７，８間から静電容量の変化として検出することができる。なお、図面には示していないが、拡散層７，８はその静電容量を読み出す読み出し回路に接続されている。
【０００６】
なお、変位部３、脚部２及び電極４，６を単位素子（画素）として、この画素が図１５（ａ）に示すように基板１上に１次元状又は２次元状に配置されており、前記読み出し回路から赤外線画像信号が得られる。
【０００７】
以上の説明からわかるように、基板１、変位部３及び脚部２が熱に応じて変位を発生する熱型変位素子を構成しており、各単位画素においてこの熱型変位素子の変位部３が１つずつ用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の赤外線検出装置では、当然のことながら、変位部３の変位量が大きいほど検出感度が高い。変位部３の変位量は、変位部３を構成する２種の膜１１，１２の膨張係数、膜厚、ヤング率など膜そのものの持つ物性値の他、変位部３の長さＬに依存し、長さＬが長いほど変位量は大きくなり、変位部３の幅Ｗには依存しない。よって、前記従来の赤外線検出装置では、変位部３の構成膜１１，１２が既に決まっている場合は、変位部３の長さＬを長くすることで検出感度を高めることができる。
【０００９】
しかしながら、前記従来の赤外線検出装置では、変位部３の変位量を大きくするべく変位部３の長さＬを長くすると、図１５（ａ）に示すように、複数の画素を基板１上に配置する場合、その長さ方向（図１５中の左右方向）の画素数が低下してしまい、その長さ方向の空間分解能が低下して、得られる画像の画質が劣化してしまう。換言すれば、前記従来の赤外線検出器において用いられている熱型変位素子では、複数の変位部３を基板１上に配置する場合には、大きな変位量を得ながらその配置を理想的な配置に近づけることはできなかった。
【００１０】
また、前記従来の赤外線検出部では、変位読み出し部材としての電極４が、変位部３と略同一平面内に位置するように、変位部３の端部に設けられていたため、図１５に示すように、複数の画素を基板１上に配置する場合、電極４の分だけ画素全体の図１５中の左右方向の長さが長くなってしまい、その方向の空間分解能が低下して、得られる画像の画質が劣化してしまう。すなわち、変位部３及び電極（変位読み出し部材）４の複数の対を基板上に配置する場合であっても、これらの配置を理想的な配置に近づけることができなかった。
【００１１】
以上説明した事情は、容量型の熱型赤外線検出装置及びこれを用いた熱型変位素子に限らず、他の熱型変位素子やこれを用いた放射検出装置についても同様である。
【００１２】
本発明は、前述したような事情に鑑みてなされたもので、複数の変位部を基体上に配置する場合であっても、大きな変位量を得ることができるとともに、その配置を理想的な配置に近づけることができる熱型変位素子及びこれを用いた放射検出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、変位部及び変位読み出し部材の複数の対を基体上に配置する場合であっても、これらの配置を理想的な配置に近づけることができる放射検出装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による熱型変位素子は、基体と、該基体に支持され熱に応じて前記基体に対して変位する変位部とを備えた熱型変位素子において、前記変位部が複数の個別変位部を有するものである。そして、前記複数の個別変位部の各々は、直線状に延びるとともに、異なる膨張係数を有する異なる物質の互いに重なった少なくとも２つの層を有する。前記複数の個別変位部が互いに平行に配置される。前記複数の個別変位部が全体として機械的に接続された１つの接続体をなすように、前記複数の個別変位部の各端部がそれぞれ、前記基体に対して固定されるかあるいは他の個別変位部の一端部に接続部を介して機械的に接続される。前記複数の個別変位部のうちの少なくとも１つの個別変位部の一端部が前記基体に対して固定される。前記複数の個別変位部のうちの少なくとも１つの個別変位部の両端部のいずれもが前記基体に対しては固定されない。
【００１５】
この第１の態様によれば、変位部が接続部を介して機械的に接続された複数の個別変位部で構成されているので、例えば、各個別変位部の長さの合計の長さを持った単一の個別変位部で変位部を構成した場合（前述した従来の熱型変位素子において長さＬを前記合計の長さとしたような場合）と略同じ変位量を得ることができる。このように大きな変位量を得ることができるにも関わらず、前述した従来の熱型変位素子のように変位部がいわば単一の個別変位部で構成されるのではなく、変位部が接続部を介して接続された複数の個別変位部で構成されているので、各個別変位部の配置の自由度が高まる。このため、複数の変位部を基体上に配置する場合であっても、その配置を、例えば当該複数の変位部の分布密度を高めることができるなどの理想的な配置に近づけることができる。
【００１６】
このように、前記第１の態様によれば、複数の変位部を基体上に配置する場合であっても、大きな変位量を得ることができるとともに、その配置を理想的な配置に近づけることができる。
【００１７】
本発明の第２の態様による熱型変位素子は、前記第１の態様による熱型変位素子において、前記複数の個別変位部のうちのある個別変位部から前記基体に対して機械的に連続するルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートにおいて、当該個別変位部が前記基体の側から数えてＮ番目の個別変位部である場合に、当該個別変位部を第Ｎ段の個別変位部であると定義し、第Ｎ段の個別変位部を第Ｎ＋１段の個別変位部に対する前段の個別変位部、第Ｎ＋１段の個別変位部を第Ｎ段の個別変位部に対する次段の個別変位部であると定義したとき、（１）前記各接続部において、同じ接続部を介して互いに接続された前段の個別変位部の端部及び次段の個別変位部の端部は、それぞれ当該前段及び次段の個別変位部の互いに同じ側の端部であり、（２）前記各段の個別変位部の前記少なくとも２つの層の物質の膨張係数の大小関係と、その次段の個別変位部の前記少なくとも２つの層の物質の膨張係数の大小関係とが、互いに逆であるものである。なお、前段及び次段の個別変位部の互いに同じ側の端部とは、前段及び次段の個別変位部が直線状に延びている方向が例えば左右方向であるとすれば、前段の個別変位部の右側端部と次段の個別変位部の右側端部、及び、前段の個別変位部の左側端部と次段の個別変位部の左側端部、のうちのいずれかであることを意味するものである。
【００１８】
この第２の態様では、互いに平行に配置された前段の個別変位部と次段の個別変位部とが、当該前段及び次段の個別変位部の互いに同じ側の端部で接続部を介して機械的に接続されているので、前段の個別変位部と次段の個別変位部とが接続部において互いに折り返されたように機械的に連続することとなる。したがって、変位部の長さ（個別変位部が直線状に延びている方向の長さ）は、第１段から最終段の各個別変位部の長さの合計よりかなり短くすることができる。したがって、複数の変位部を基体上に配置する場合であっても、その配置を、例えば当該複数の変位部の分布密度を高めることができるなどの理想的な配置に一層近づけることができる。そして、前記第２の態様では、各段の個別変位部の前記少なくとも２つの層の物質の膨張係数の大小関係と、その次段の個別変位部の前記少なくとも２つの層の物質の膨張係数の大小関係とが、互いに逆となっているので、各個別変位部に生ずる個々の変位量の合計の変位量が最終段の個別変位部に生ずることとなる。このため、第１段から最終段までの各個別変位部の長さの合計の長さを持った単一の個別変位部で変位部を構成した場合（前述した従来の熱型変位素子において長さＬを前記合計の長さとしたような場合）と略同じ変位量を得ることができる。
【００１９】
このように、前記第２の態様によれば、複数の変位部を基体上に配置する場合であっても、大きな変位量を得ることができるとともに、その配置を一層理想的な配置に近づけることができる。
【００２０】
本発明の第３の態様による熱型変位素子は、前記第１又は第２の態様による熱型変位素子において、前記複数の個別変位部のうちのある個別変位部から前記基体に対して機械的に連続するルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートにおいて、当該個別変位部が前記基体の側から数えてＮ番目の個別変位部である場合に、当該個別変位部を第Ｎ段の個別変位部であると定義したとき、（１）第１段の個別変位部の数が２つであるとともに最終段の個別変位部の数が１つ又は２つであり、（２）前記２つの第１段の個別変位部のうちの一方から前記２つの最終段の個別変位部のうちの一方又は前記１つの最終段の個別変位部にかけての構造と、前記２つの第１段の個別変位部のうちの他方から前記２つの最終段の個別変位部のうちの他方又は前記１つの最終段の個別変位部にかけての構造とが、対称的であるものである。
【００２１】
前記第１及び第２の態様において、第１段の個別変位部の一端部が基体に対する固定端となるとともに最終段の個別変位部の一端部が自由端となるが、前記第３のように、第１段の個別変位部が２つあって、この両者から最終段の個別変位部にかけての構造が対称的であれば、変位部が基体に対して安定して支持されることになる。このため、前記第３の態様によれば、機械的に強度の高い構造を実現することができる。
【００２２】
本発明の第４の態様による熱型変位素子は、前記第１又は第２の態様による熱型変位素子において、前記複数の個別変位部のうちのある個別変位部から前記基体に対して機械的に連続するルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートにおいて、当該個別変位部が前記基体の側から数えてＮ番目の個別変位部である場合に、当該個別変位部を第Ｎ段の個別変位部であると定義したとき、（１）第１段の個別変位部の数が１つであるとともに最終段の個別変位部の数が２つであり、（２）前記第１段の個別変位部から前記２つの最終段の個別変位部のうちの一方にかけての構造と、前記第１段の個別変位部から前記２つの最終段の個別変位部のうちの他方にかけての構造とが、対称的であるものである。
【００２３】
前記第１乃至第４のいずれかの態様による熱型変位素子において、前記接続体の重心が、前記基体による前記接続体の支持の中心位置の付近にあってもよい。この場合、接続体すなわち変位部のバランスが良くなり、機械的に強度の高い構造を実現することができる。
【００２４】
本発明の第５の態様による放射検出装置は、前記第１乃至第４のいずれかの態様による熱型変位素子と、前記最終段の個別変位部に対して固定された変位読み出し部材であって、前記最終段の個別変位部に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材とを備え、前記複数の個別変位部が放射を受けて熱を発生するものである。なお、前記放射は、赤外線のみならず、Ｘ線、紫外線等の不可視光や他の種々の放射であってもよい。
【００２５】
この第５の態様によれば、前記第１乃至第４の態様による熱型変位素子が用いられているので、複数の画素を配置する場合であっても、放射の検出感度を高めることができるとともに、空間分解能が低下するようなことがなく、得られる画像の画質が劣化してしまうようなことがない。
【００２６】
なお、前記第１乃至第４の態様による熱型変位素子は、必ずしも放射検出装置において用いる必要はなく、例えば、用途によっては単なる温度センサ又は温度分布像を検出するセンサ等としても用いることができる。
【００２７】
前記第５の態様による放射検出装置において、前記変位読み出し部材を、前記変位部に対して上方又は下方に空間を隔てて配置してもよい。この場合、変位部と変位読み出し部材とが上下に重なり合うため、それら全体の占有面積を小さくすることができ、変位部及び変位読み出し部材の対を基体上に複数配置する場合であっても、これらの配置を理想的な配置に近づけることができる。
【００２８】
本発明の第６の態様による放射検出装置は、基体と、該基体に支持され、放射を吸収した時に生ずる熱に応じて前記基体に対して変位する変位部と、該変位部に対して固定された変位読み出し部材であって、前記変位部に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材とを備えた放射検出装置において、前記変位読み出し部材が、前記変位部に対して上方又は下方に空間を隔てて配置されたものである。
【００２９】
この第６の態様によれば、変位読み出し部材が変位部に対して上方又は下方に空間を隔てて配置されているので、変位部と変位読み出し部材とが上下に重なり合うため、それら全体の占有面積を小さくすることができ、変位部及び変位読み出し部材の対を基体上に複数配置する場合であっても、これらの配置を理想的な配置に近づけることができる。
【００３０】
前記第６の態様による放射検出装置において、前記変位読み出し部材を含む面の付近に位置する部分の重心、前記変位部による支持の中心であって前記変位読み出し部材を含む面の付近に位置する前記部分の支持の中心、及び、前記変位部の重心、のうちの少なくとも１つが、前記基体による前記変位部の支持の中心位置の付近にあってもよい。この場合、基体により支持された変位部及び変位読み出し部材全体のバランスが良くなり、機械的な強度の高い構造を実現することができる。
【００３１】
前記第５又は第６の態様による放射検出装置において、前記変位読み出し部材が、受光した読み出し光を反射する反射板であってもよいし、電極であってもよい。前者は、前記第５及び第６の態様を、入射放射量を読み出し光の変化として読み出すいわば光読み出し型の放射検出装置に適用した例である。後者は、前記第５及び第６の態様を、入射放射量を静電容量の変化として読み出す静電容量型の放射検出装置等に適用した例である。もっとも、前記第５及び第６の態様は、これらのタイプの放射検出装置に限定されるものではない。
【００３２】
前記第５又は第６の態様による放射検出装置において、前記変位部及び前記変位読み出し部材を１個の素子として当該素子を複数個設け、当該素子を１次元状又は２次元状に配列してもよい。この場合、放射の像を映像化することが可能となるが、前記第５及び第６の態様では、変位部及び変位読み出し部材の対を１個のみ有していてもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下の説明では、放射を赤外線とし読み出し光を可視光とした例について説明するが、本発明では、放射を赤外線以外のＸ線や紫外線やその他の種々の放射としてもよいし、また、読み出し光を可視光以外の他の光としてもよい。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態による光読み出し型の放射検出装置を模式的に示す図であり、図１（ａ）はその単位画素（単位素子）を示す概略平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＸ１−Ｘ２線に沿った概略断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）中のＸ３−Ｘ４線に沿った概略断面図である。なお、以下の説明において、左右は図１中の左右をいうものとする。
【００３５】
この放射検出装置は、基体としてのＳｉ基板２１と、基板２１に支持され熱に応じて基板２１に対して変位する変位部２２とを備えている。変位部２２は、２つの個別変位部２３，２４と、これらの右側端部間を機械的に接続する接続部２５とから構成されている。変位部２２は、個別変位部２３の左側端部が脚部２６を介して基板２１に対して固定されることにより、基板２１から空間を隔てて浮いている。このような脚部２６を用いずに、例えば、基板２１に穴を形成し、該穴上に突出するように変位部２２を形成し、基板２１における当該穴の縁部分に脚部２６の左側端部を固定するようにしてもよい（この点は、後述する各実施の形態についても同様である。）。
【００３６】
各個別変位部２３，２４は、左右方向に直線状に延びており、互いに平行に配置されている。個別変位部２３は、厚さ３０００オングストロームのＳｉＯ2膜３１と、その下に積層された厚さ３０００オングストロームのＡｌ膜３２とから構成されている。個別変位部２４は、厚さ３０００オングストロームのＡｌ膜３３と、その下に積層された厚さ３０００オングストロームのＳｉＯ2膜３４とから構成されている。Ａｌの膨張係数はＳｉＯ2の膨張係数より大きく、個別変位部２３の２つの膜３１，３２の膨張係数の大小関係（上側の膜３１に対する下側の膜３２の膨張係数の大小関係）と、個別変位部２４の２つの膜３３，３４の膨張係数の大小関係（上側の膜３３に対する下側の膜３４の膨張係数の大小関係）とは、互いに逆となっている。
【００３７】
接続部２５は、個別変位部２３の右側端部の延長上の位置から個別変位部２４の右側端部の延長上の位置にかけて形成された厚さ５０００オングストロームのＳｉＯＮ膜３５と、個別変位部２３を構成するＳｉＯ2膜３１がそのまま右方向に延びてＳｉＯＮ膜３５上に重なった部分と、個別変位部２４を構成するＳｉＯ2膜３４がそのまま右方向に延びてＳｉＯＮ膜３５上に重なった部分とから構成されている。
【００３８】
脚部２６は、厚さ５０００オングストロームのＳｉＯＮ膜３７と、個別変位部２３を構成するＳｉＯ2膜３１がそのまま左方向に延びてＳｉＯＮ膜３７上に重なった部分とから構成されている。
【００３９】
以上の説明からわかるように、２つの個別変位部２３，２４が全体として機械的に接続された１つの接続体をなすように、個別変位部２３，２４の各端部がそれぞれ、基板２１に対して固定されるかあるいは他の個別変位部の一端部に接続部２５を介して機械的に接続されている。そして、個別変位部２３の左側端部が基板２１に対して固定され、個別変位部２４の両端部のいずれもが基板２１に対しては固定されていない。
【００４０】
ここで、複数の個別変位部のうちのある個別変位部から基板２１に対して機械的に連続するルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートにおいて、当該個別変位部が前記基板２１の側から数えてＮ番目の個別変位部である場合に、当該個別変位部を第Ｎ段の個別変位部であると定義し、第Ｎ段の個別変位部を第Ｎ＋１段の個別変位部に対する前段の個別変位部、第Ｎ＋１段の個別変位部を第Ｎ段の個別変位部に対する次段の個別変位部であると定義する。また、Ｎが最大値をとる個別変位部を最終段の個別変位部であると定義する。この定義は、後述する各実施の形態についても、同様に適用される。
【００４１】
この定義に従うと、本実施の形態では、個別変位部２３から基板２１に対して機械的に連続するルートは、個別変位部２３→脚部２６→基板２１のルートのみである。個別変位部２３は、このルートにおいて基板２１の側から数えて１番目の個別変位部である。よって、個別変位部２３は第１段の個別変位部である。同様にして、よって、個別変位部２４は、第２段の個別変位部である。したがって、個別変位部２３は個別変位部２４に対する前段の個別変位部であり、個別変位部２４は個別変位部２３に対する次段の個別変位部である。そして、第３段以降の個別変位部は存在しないので、個別変位部２４が最終段の個別変位部である。
【００４２】
前述した説明からわかるように、同じ接続部２５を介して互いに接続された前段の個別変位部２３の端部及び次段の個別変位部２４の端部は、当該前段及び次段の個別変位部２３，２４の互いに同じ側の端部である個別変位部２３，２４の右側端部となっている。これにより、個別変位部２３，２４は接続部２５において折り返されたような形態をなすことになる。
【００４３】
前記個別変位部２３，２４が赤外線ｉを吸収する赤外線吸収部を兼用している。必ずしも膜３１，３２が赤外線吸収部を兼用する必要はなく、例えば、膜３２の下面に金黒等の赤外線吸収膜を形成しておいてもよい。同様に、膜３４の下面に赤外線吸収膜を形成しておいてもよい。また、個別変位部２４の上側のＡｌ膜３３が、変位部２２に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材としての、受光した読み出し光ｊを反射する反射板を兼用している。読み出し光ｊは上方から照射されるが、読み出し光ｊは、変位部２２の上方に設けた図示しないマスクによって、個別変位部２４のＡｌ膜３３のみを照射するようにマスクされる。
【００４４】
また、図面には示していないが、変位部２２及び脚部２６を単位素子（画素）として、この画素が基板２１上に１次元状又は２次元状に配置されている。
【００４５】
以上の説明からわかるように、基板２１、変位部２２及び脚部２６が熱に応じて変位を発生する熱型変位素子を構成しており、各単位画素においてこの熱型変位素子の変位部２２が１つずつ用いられている。
【００４６】
なお、本実施の形態による放射検出装置は、膜の形成及びパターニング、犠牲層の形成及び除去などの半導体製造技術を利用して、後述する第２の実施の形態による放射検出装置と同様の製造方法により、製造することができる。
【００４７】
本実施の形態による放射検出装置によれば、下方から赤外線ｉが入射すると、個別変位部２３，２４が赤外線ｉを吸収して熱を発生する。この熱により、個別変位部２３の右側端部が図１（ｂ）中の矢印１００で示すようにその左側端部に対して相対的に上方に変位するように、個別変位部２３が撓み、また、個別変位部２４の左側端部が図１（ｃ）中の矢印１０１で示すようにその右側端部に対して相対的に下方に変位するように、個別変位部２４が撓む。この時、個別変位部２４の左側端部が初期状態に対して変位した角度変化量（角度に関する変位量）は、ちょうど、個別変位部２３の長さＬ１（図１（ｂ））と個別変位部２４の長さＬ２（図１（ｃ））の合計の長さを持った単一の個別変位部で変位部２２を構成した場合（前述した図１５に示す従来の検出装置において長さＬをＬ１＋Ｌ２の長さにしたような場合）に得られる角度変化量に等しくなる。
【００４８】
このように大きな変位量を得ることができ、ひいては検出感度を高めることができるにも関わらず、前段の変位部２３と次段の変位部２４とが接続部２５において互いに折り返されたように機械的に連続しているので、変位部２２の左右方向の長さがＬ１＋Ｌ２の長さに比べてかなり短くなる。したがって、複数の変位部２２を基板２１上に配置する場合であっても、複数の変位部２２の左右方向の分布密度を高めることができ、左右方向の空間分解能が向上し、得られる画像の画質が劣化してしまうようなことがない。また、変位部２２の左右方向の長さが短くなるので、変位部２２の重心位置は、図１（ａ）中の直線ｍ１上の点Ｐ１付近にあり、前記従来の検出装置のように単一の個別変位部で変位部２２を構成した場合と比べて、脚部２６に近い位置にあることから、バランスが良く、安定している。このため、脚部２６に加わる応力が低下し、機械的に強度の高い構造が実現される。
【００４９】
なお、接続部２５を構成している単層膜３５は、低ストレスの膜（内部応力の小さい膜）で構成することが好ましい。このようにすると、変位部２２の変位に関係なく、変位部２２の形状は捻れるような変形を起こしにくくなるからである。接続部２５が２層以上の複合膜で構成されている場合には、複合膜全体で見たときの応力が小さければよい。この点については、後述する各実施の形態についても同様である。
【００５０】
また、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、各個別変位部２３，２４について、当該個別変位部を構成する全ての膜の幅（図１（ａ）中の上下方向の長さ）が下側の膜ほど若干広くなっており、下側の膜における両側辺（図１（ａ）中の左右方向に延びる辺）にそれぞれ沿った上面部分が上側の膜で覆われることなく露出している。すなわち、個別変位部２３を構成する下側の膜３２の幅が上の膜３１の幅より若干広くなっており、下側の膜３２における両側辺にそれぞれ沿った上面部分が上側の膜３１で覆われることなく露出している。個別変位部２４についても同様である。したがって、本実施の形態では、例えば製造時に上側の膜をフォトエッチした際、上側の膜３１，３３が下側の膜３２，３４の側壁に付着したままでき上がってしまうようなことがなくなる。上側の膜３１，３３が下側の膜３２，３４の側壁（図１（ａ）中の左右に延びる辺の箇所の側壁）に付着したままであれば、その側壁に付着した部分が補強材と同様の作用をなして機械的強度を不必要に高め、個別変位部２３，２４の変位が抑制されてしまうことになる。以上の点については、後述する各実施の形態についても同様である。
【００５１】
ここで、本実施の形態による放射検出装置を用いた映像化装置の一例について、図２を参照して説明する。図２は、この映像化装置を示す概略構成図である。
【００５２】
本例による映像化装置は、図１に示す放射検出装置（図２においては符号４０で示す。）と、放射検出装置４０の各画素の前記変位部２２の変位に応じた光学像を形成する読み出し光学系と、前記光学像を撮像する撮像手段としての２次元ＣＣＤ４１と、赤外線用の結像レンズ４３と、を備えている。本例では、前記読み出し光学系は、光源としてのランプ４４と、円形の開口を有する絞り４５と、コリメートレンズ４６と、偏光板４７と、偏光ビームスプリッタ４８と、１／４波長板４９と、プリズム５０と、結像光学系としての結像レンズ５１とから構成されている。
【００５３】
ランプ４４からの出射した読み出し光は、絞り４５により周辺の光がカットされた後、コリメートレンズ４６によって平行光束にされる。コリメートレンズ４６により平行光束にされた読み出し光は、偏光板４７によって直線偏光光とされ、更に偏光ビームスプリッタ４８により反射され、１／４波長板４９を通過して円偏光光となり、放射検出装置４０の各画素の反射板としての個別変位部２４の膜３３が分布している領域全体を、上方から基板２１の面と垂直に照射する。
【００５４】
一方、結像レンズ４３によって、熱源４２からの赤外線が集光され、放射検出装置４０の個別変位部２３，２４が分布している面上に、観察対象としての熱源４２の赤外線画像が結像される。この入射赤外線は、赤外線吸収部としての個別変位部２３，２４により吸収されて熱に変換される。この熱に応じて変位部２２が前述したように変位し、個別変位部２４（したがって反射板としての個別変位部２４の膜３３）が下方に湾曲して傾斜する。このため、前述したように個別変位部２４の膜３３に入射した平行光束の読み出し光は、膜３３によって、前記熱に応じた方向に反射されることになる。
【００５５】
各画素の個別変位部２４の膜３３により反射された読み出し光は、再び１／４波長板４９を通過して、最初に１／４波長板４９を通過する前の直線偏光光とは偏光方向が９０度異なる直線偏光光に変換される。この直線偏光光となった読み出し光の反射光は、偏光ビームスプリッタ４８を透過してプリズム５０の面５０ｂからプリズム５０内に入射し、更に面５０ａにＰ偏光光として入射する。
【００５６】
プリズム５０の臨界角に関する特性を考慮して、プリズム５０は、放射検出装置４０の各画素の個別変位部２４の膜３３により反射され偏光ビームスプリッタ４８を透過したＰ偏光光の読み出し光が、面５０ｂからプリズム５０内に入射され、面５０ａに対して面５０ａの臨界角φｃ付近の入射角であって臨界角φｃ以下の入射角にて入射されるように、かつ、当該入射角が前記各画素の膜３３による読み出し光の反射方向に応じて変化するように、配置されている。図２中、６０は入射赤外線の量が少ない場合の所定の画素の個別変位部２４の膜３３で反射された読み出し光の光路を示し、６１は入射赤外線の量が多い場合の所定の画素の個別変位部２４の膜３３で反射された読み出し光の光路を示している。
【００５７】
各画素の個別変位部２４の膜３３により反射されプリズム５０の面５０ａを透過した読み出し光の光量、及び、膜３３により反射され更にプリズム５０の面５０ａにて反射されて面５０ｃから出射した読み出し光の光量は、各画素の個別変位部２３，２４が受ける赤外線の量に応じて変化することとなる。
【００５８】
プリズム５０の面５０ａの透過側に、前記結像レンズ５１及びＣＣＤ４１が配置されている。結像レンズ５１は、プリズム５０の面５０ａを透過した読み出し光による前記各画素の反射板としての個別変位部２４の膜３３の像をＣＣＤ４１の受光面上に結像させる。すなわち、各画素の反射板としての個別変位部２４の膜３３が分布している面とＣＣＤ４１の受光面とは、結像レンズ５１により共役な関係となっている。したがって、ＣＣＤ４１の受光面上には、入射赤外線像に応じた読み出し光による光学像（本例では、可視画像）が形成され、この光学像がＣＣＤ４１により撮像されることとなる。前記光路６０を進行する読み出し光と前記光路６１を進行する読み出し光とでは結像レンズ４１への入射角度が異なるが、結像レンズ５１により前述した共役関係が保たれているので、光路６０，６１を進行する読み出し光は、ＣＣＤ４１の受光面の同一位置に到達してＣＣＤ４１の同一画素により受光される。なお、ＣＣＤ４１を用いずに、前記光学像を接眼レンズを介するなどして肉眼で観察してもよい。なお、図２中の光路６２は、反射板としての個別変位部２４の膜３３以外の部分に入射した読み出し光（ノイズ光）の大部分の光の光路を示している。また、本例では、プリズム５０は、シャフト５２を含む調整機構によって、シャフト５２の中心軸回りに回動自在でかつ所望の回動位置に固定自在に支持されている。
【００５９】
以上は映像化装置の例であったが、図２において、放射検出装置４０として、単一の画素（素子）のみを有する放射検出装置を用い、２次元ＣＣＤ４１に代えて、単一の受光部のみを有する光検出器を用いれば、赤外線のいわゆるポイントセンサとしての検出装置を構成することができる。この点は、後述する各実施の形態についても同様である。
【００６０】
なお、後述する第２、第３、第５及び第７の実施の形態による放射検出装置も、図２に示す映像化装置において放射検出装置４０として用いることができる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態による光読み出し型の放射検出装置を模式的に示す図であり、図３（ａ）はその単位画素（単位素子）を示す概略平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＸ５−Ｘ６線に沿った概略断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）中のＸ７−Ｘ８線に沿った概略断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）中のＸ９−Ｘ１０線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図３（ａ）中のＸ１１−Ｘ１２線に沿った概略断面図は図３（ｄ）と同様となり、図３（ａ）中のＸ１３−Ｘ１４線に沿った概略断面図は図３（ｃ）と同様となり、図３（ａ）中のＸ１５−Ｘ１６線に沿った概略断面図は図３（ｂ）と同様となる。なお、以下の説明において、左右は図３中の左右をいうものとする。
【００６２】
この放射検出装置は、基体としてのＳｉ基板７１と、基板７１に支持され熱に応じて基板７１に対して変位する変位部７２とを備えている。変位部７２は、６つの個別変位部７３〜７８と、これらの所定の端部間を機械的に接続する５つの接続部７９〜８３とから構成されている。変位部７２は、個別変位部７３の左側端部が脚部８４を介して、個別変位部７８の左側端部が脚部８５を介してそれぞれ基板７１に対して固定されることにより、基板７１から空間を隔てて浮いている。個別変位部７３の右側端部と個別変位部７４の右側端部とが接続部７９により、個別変位部７４の左側端部と個別変位部７５の左側端部とが接続部８０により、個別変位部７５の右側端部と個別変位部７６の右側端部とが接続部８１により、個別変位部７６の左側端部と個別変位部７７の左側端部とが接続部８２により、個別変位部７７の右側端部と個別変位部７８の右側端部とが接続部８３により、それぞれ機械的に接続されている。
【００６３】
各個別変位部７３〜７８は、左右方向に直線状に延びており、互いに平行に配置されている。各個別変位部７３，７５，７６，７８は、Ａｌ膜と、その下に積層されたＳｉＯ2膜とから構成されている。各個別変位部７４，７７は、逆に、ＳｉＯ2膜と、その下に積層されたＡｌ膜とから構成されている。図３中、１１０〜１１５はそれぞれ個別変位部７３〜７８を構成するＡｌ膜を示し、１２０〜１２５はそれぞれ個別変位部７３〜７８を構成するＳｉＯ2膜を示す。Ａｌの膨張係数はＳｉＯ2の膨張係数より大きく、各個別変位部７３，７５，７６，７８の各２つの膜の膨張係数の大小関係と、各個別変位部７４，７７の各２つの膜の膨張係数の大小関係とは、互いに逆となっている。
【００６４】
接続部７９は、個別変位部７３の右側端部の延長上の位置から個別変位部７４の右側端部の延長上の位置にかけて形成されたＳｉＯＮ膜１３０と、個別変位部７３を構成するＳｉＯ2膜１２０がそのまま右方向に延びてＳｉＯＮ膜１３０上に重なった部分と、個別変位部７４を構成するＳｉＯ2膜１２１がそのまま右方向に延びてＳｉＯＮ膜１３０上に重なった部分とから構成されている。接続部８０〜８３も同様に構成されている。図３中、１３１〜１３４は、それぞれ接続部８０〜８３を構成するＳｉＯＮ膜を示し、前記ＳｉＯＮ膜１３０に対応するものである。
【００６５】
脚部８４は、ＳｉＯＮ膜１３５と、個別変位部７３を構成するＳｉＯ2膜１２０がそのまま左方向に延びてＳｉＯＮ膜１３５上に重なった部分とから構成されている。同様に、脚部８５は、ＳｉＯＮ膜１３６と、個別変位部７８を構成するＳｉＯ2膜１２５がそのまま左方向に延びてＳｉＯＮ膜１３６上に重なった部分とから構成されている。
【００６６】
以上の説明からわかるように、本実施の形態では、６つの個別変位部７３〜７８が全体として機械的に接続された１つの接続体をなすように、個別変位部７３〜７８の各端部がそれぞれ、基板７１に対して固定されるかあるいは他の個別変位部の一端部に接続部７９〜８３を介して機械的に接続されている。そして、個別変位部７３，７８の左側端部が基板７１に対してそれぞれ固定され、個別変位部７４〜７７の両端部のいずれもが基板７１に対しては固定されていない。
【００６７】
前述した定義に従うと、個別変位部７４から基板７１に対して機械的に連続するルートは、個別変位部７４→接続部７９→個別変位部７３→脚部８４→基板７１の第１のルートと、個別変位部７４→接続部８０→個別変位部７５→接続部８１→個別変位部７６→接続部８２→個別変位部７７→接続部８３→個別変位部７８→脚部８５→基板７１の第２のルートである。この２つのルートのうち、当該ルートに含まれる個別変位部の数が最も少なくなるルートは、前記第１のルートである。そして、個別変位部７４は、この第１のルートにおいて基板７１の側から数えて２番目の個別変位部である。よって、個別変位部７４は、第２段の個別変位部である。同様にして、個別変位部７３は第１段、個別変位部７５は第３段、個別変位部７６は第３段、個別変位部７７は第２段、個別変位部７８は第１段の個別変位部であり、個別変位部７５，７６が最終段の個別変位部である。
【００６８】
前述した説明からわかるように、本実施の形態では、各接続部７９〜８３において、同じ接続部を介して互いに接続された前段の個別変位部の端部及び次段の個別変位部の端部は、それぞれ当該前段及び次段の個別変位部の互いに同じ側の端部となっている。例えば、同じ接続部７９を介して互いに接続された第１段（前段）の個別変位部７３の端部及び第２段（次段）の個別変位部７４は、それぞれ当該個別変位部７３，７４の互いに同じ側の端部である右側端部となっている。これにより、個別変位部７３，７４は接続部７９において折り返されたような形態をなすことになる。
【００６９】
本実施の形態では、第１段の個別変位部７３，７８の数が２つであり、最終段の個別変位部７５，７６の数が２つである。一方の第１段の個別変位部７３から一方の最終段の個別変位部７５にかけての構造と、他方の第１段の個別変位部７８から他方の最終段の個別変位部７６にかけての構造とが対称的になっている。
【００７０】
個別変位部７３〜７８が赤外線ｉを吸収する赤外線吸収部を兼用し、個別変位部７５，７６の上側のＡｌ膜１１２，１１３が、変位部７２に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材としての、受光した読み出し光ｊを反射する反射板を兼用している。読み出し光ｊは、上方から照射されるが、変位部７２の上方に設けた図示しないマスクによって、個別変位部７５，７６のＡｌ膜１１２，１１３のみを照射するようにマスクされる。
【００７１】
また、図面には示していないが、変位部７２及び脚部８４，８５を単位素子（画素）として、この画素が基板７１上に１次元状又は２次元状に配置されている。
【００７２】
以上の説明からわかるように、基板７１、変位部７２及び脚部８４，８５が熱に応じて変位を発生する熱型変位素子を構成している。
【００７３】
次に、本実施の形態による放射検出装置の製造方法の一例について、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、この製造工程を模式的に示す概略平面図である。これらの図では、１画素分の領域のみを示している。
【００７４】
まず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉ基板７１上の全面に犠牲層となるレジスト（図示せず）を塗布し、脚部８４，８５が基板７１と接触する部分のみに開口１５０をフォトリソグラフィーにより形成する。次に、接続部７９〜８３及び脚部８４，８５を構成する膜１３０〜１３６となるべき低ストレスＳｉＯＮ膜を厚さ５０００オングストロームだけＰ−ＣＶＤ法によりデポした後、フォトエッチ法によりパターニングし、膜１３０〜１３６の形状とする（図４（ａ））。次に、個別変位部７３，７５，７６，７８の下側の膜１２０，１２２，１２３，１２５となるべきＳｉＯ2膜を３０００オングストロームだけＰ−ＣＶＤ法によりデポした後、フォトエッチ法によりパターニングし、膜１２０，１２２，１２３，１２５の形状とする（図４（ｂ））。
【００７５】
次に、個別変位部７３，７５，７６，７８の上側の膜１１０，１１２，１１３，１１５及び個別変位部７４，７７の下側の膜１１１，１１４となるべき、Ａｌ膜を厚さ３０００オングストロームだけ蒸着法によりデポした後、フォトエッチ法により１１０〜１１５の形状とする（図５（ａ））。このように、本例では、個別変位部７３，７５，７６，７８の上側の膜１１０，１１２，１１３，１１５の形成と個別変位部７４，７７の下側の膜１１１，１１４の形成とを、一工程で行っているので、製造工程が簡略化され、好ましい。
【００７６】
次に、個別変位部７４，７６の上側の膜１２１，１２４となるべきＳｉＯ2膜を厚さ３０００オングストロームだけデポし、フォトエッチ法によりパターニングし、膜１２１，１２４の形状とする（図５（ｂ））。
【００７７】
最後に、図５（ｂ）に示す状態の基板を、ダイシングなどによりチップ毎に分割し、犠牲層である前記レジストをアッシング法などにより除去する。これにより、図３に示す放射検出装置が完成する。
【００７８】
なお、この製造方法と同様な方法で、後述する各実施の形態による放射検出装置を製造することができる。
【００７９】
本実施の形態による放射検出装置によっても、前記第１の実施の形態と同様の動作により、同様の利点が得られる。そして、本実施の形態によれば、２つの個別変位部７３，７８の左側端部がそれぞれ脚部８４，８５を介して基板７１に対して固定され、これにより変位部７２が２つの支持点で支持されているので、機械的に強度の高い構造が実現されている。さらに、本実施の形態では、変位部（接続体）７２の重心位置は、図３（ａ）中の直線ｍ２上の点Ｐ２付近にあるとともに、基板７１による変位部７２の支持の中心位置（本実施の形態では脚部８４，８５を結ぶ線分の中点）も点Ｐ２付近にある。よって、本実施の形態によれば、極めてバランスが良く、機械的強度がより一層高い構造が実現されている。
【００８０】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態による光読み出し型の放射検出装置を模式的に示す概略平面図である。図６では、単位画素（単位素子）の３つ分を示している。図面には示していないが、図６中のＸ１７−Ｘ１８線に沿った単位画素分の概略断面図及び図６中のＸ２５−Ｘ２６線に沿った単位画素分の概略断面図は図３（ｂ）と同様となり、図６中のＸ１９−Ｘ２０線に沿った単位画素分の概略断面図及び図６中のＸ２３−Ｘ２４線に沿った単位画素分の概略断面図は図３（ｄ）と同様となり、図６中のＸ２１−Ｘ２２線に沿った単位画素分の概略断面図は図１（ｃ）の左右反転したものと同様となる。なお、以下の説明において、左右は図６中の左右をいうものとする。
【００８１】
図６において、１５５は単位画素領域を示し、ハッチングを付した部分が単位画素である。１つの単位画素は３つの単位画素領域に跨り設けられている。
【００８２】
この放射検出装置は、基体としてのＳｉ基板１６１と、基板１６１に支持され熱に応じて基板１６１に対して変位する変位部１６２とを備えている。変位部１６２は、５つの個別変位部１６３〜１６７と、これらの所定の端部間を機械的に接続する３つの接続部１６９〜１７１とから構成されている。変位部１６２は、個別変位部１６３の左側端部が脚部１７２を介して、個別変位部１６７の左側端部が脚部１７３を介してそれぞれ基板１６１に対して固定されることにより、基板１６１から空間を隔てて浮いている。個別変位部１６３の右側端部と個別変位部１６４の左側端部とが接続部１６９により、個別変位部１６４の右側端部と個別変位部１６６の右側端部と個別変位部１６５の左側端部とが接続部１７０により、個別変位部１６６の左側端部と個別変位部１６７の右側端部とが接続部１７１により、それぞれ機械的に接続されている。
【００８３】
各個別変位部１６３〜１６７は、左右方向に直線状に延びており、互いに平行に配置されている。各個別変位部１６３〜１６７の構成は、前述した第１及び第２の実施の形態の個別変位部と同様であるが、全ての個別変位部１６３〜１６７は、Ａｌ膜と、その下に積層されたＳｉＯ2膜とから構成されている。すなわち、各個別変位部１６３〜１６７において、２つの膜の膨張係数の大小関係は同じとなっている。接続部１６９〜１７１及び脚部１７２，１７３の構成も、前述した第１及び第２の実施の形態の接続部及び脚部とそれぞれ同様である。
【００８４】
以上の説明からわかるように、本実施の形態では、５つの個別変位部１６３〜１６７が全体として機械的に接続された１つの接続体をなすように、個別変位部１６３〜１６７の各端部がそれぞれ、基板１６１に対して固定されるかあるいは他の個別変位部の一端部に接続部１６９〜１７１を介して機械的に接続されている。そして、個別変位部１６３，１６７の左側端部が基板１６１に対してそれぞれ固定され、個別変位部１６４〜１６６の両端部のいずれもが基板１６１に対しては固定されていない。
【００８５】
前述した定義に従うと、個別変位部１６３は第１段、個別変位部１６４は第２段、個別変位部１６５は第３段、個別変位部１６６は第２段、個別変位部１６７は第１段の個別変位部であり、個別変位部１６５が最終段の個別変位部である。
【００８６】
個別変位部１６３〜１６７が赤外線を吸収する赤外線吸収部を兼用し、個別変位部１６５の上側のＡｌ膜が、変位部１６２に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材としての、受光した読み出し光を反射する反射板を兼用している。読み出し光ｊは上方から照射されるが、読み出し光ｊは、変位部１６２の上方に設けた図示しないマスクによって、個別変位部１６５のＡｌ膜のみを照射するようにマスクされる。
【００８７】
また、図６に示すように、変位部１６２及び脚部１７２，１７３を単位素子（画素）として、この画素が基板１６１上に１次元状又は２次元状に配置されている。
【００８８】
以上の説明からわかるように、基板１６１、変位部１６２及び脚部１７２，１７３が熱に応じて変位を発生する熱型変位素子を構成している。
【００８９】
本実施の形態によれば、個別変位部１６５に生ずる角度変化量は、個別変位部１６３の長さと個別変位部１６４の長さと個別変位部１６５の長さの合計の長さを持った単一の個別変位部で変位部１６２を構成した場合（前述した図１５に示す従来の検出装置において長さＬを前記合計の長さにしたような場合）に得られる角度変化量に等しくなる。
【００９０】
このように大きな変位量を得ることができ、ひいては検出感度を高めることができるにも関わらず、各個別変位部１６３〜１６７が図６中の上下方向にずらして配置されているため、読み出し光を反射する反射板としても機能する個別変位部１６５の、左右方向の分布密度を高めることができ、左右方向の空間分解能が向上し、得られる画像の画質が劣化してしまうようなことがない。
【００９１】
また、本実施の形態によれば、２つの個別変位部１６３，１６７の左側端部がそれぞれ脚部１７２，１７３を介して基板１６１に対して固定され、これにより変位部１６２が２つの支持点で支持されているので、機械的に強度の比較的高い構造が実現されている。
【００９２】
（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４の実施の形態による静電容量型の放射検出装置を模式的に示す概略平面図である。図７において、図６中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複した説明は省略する。
【００９３】
本実施の形態が前述した図６に示す放射検出装置と異なる所は、最終段の個別変位部１６５の先端に図１５中の電極４に相当する電極１８０が設けられている点と、図１５中の配線層５、電極６及び拡散層７，８に相当する要素（図示せず）が設けられている点のみである。
【００９４】
本実施の形態によっても、前記第３の実施の形態と同様の利点が得られる。
【００９５】
なお、第３の実施の形態を変形して第４の実施の形態を得たのと同様の変形を前記第１及び第２の実施の形態に対して行えば、それぞれ第１及び第２の実施の形態に対応する静電容量型の放射検出装置を得ることができる。
【００９６】
（第５の実施の形態）
図８は本発明の第５の実施の形態による放射検出装置を示す図であり、図８（ａ）はその概略平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）中のＸ２７−Ｘ２８線に沿った赤外線ｉが入射していない状態を示す概略断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）中のＸ２７−Ｘ２８線に沿った赤外線ｉが入射している状態を示す概略断面図である。なお、図８（ａ）では２つの単位素子（単位画素）のみ、図８（ｂ）（ｃ）では１つの単位素子のみを示している。
【００９７】
この放射検出装置は、基体としてのＳｉ基板１９１と、基板１９１に支持され熱に応じて基板１９１に対して変位する変位部１９２と、変位部１９２に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材としての、受光した読み出し光ｊを反射する反射板１９３とを備えている。
【００９８】
変位部１９２は、その一端部が脚部１９４を介して基板１９１に対して固定されることにより、基板１９１から空間を隔てて浮いている。変位部１９２は、Ａｌ膜１９５とその下に積層されたＳｉＯ2膜１９６とから構成され、赤外線ｉを吸収する赤外線吸収部を兼用している。Ａｌの膨張係数は、ＳｉＯ2の膨張係数より大きい。脚部１９４は、変位部１９２の一部を構成しているＳｉＯ2膜１９６がそのまま延びたものとして構成されている。
【００９９】
反射板１９３は、その一端部が脚部１９７を介して変位部１９２の先端部に対して固定されることにより、変位部１９２の上方に空間を隔てて配置され、単位画素領域のほぼ全体をカバーするように配置されている。変位部１９２の一部を構成しているＳｉＯ2膜１９６が変位部１９２の先端から更に図８中の右方向に若干延びており、この延びた部分１９６ａに脚部１９７の下部１９７ａが固定されている。反射板１９３は、低ストレスのＡｌ膜１９８で構成され、ほとんど平坦な反射鏡となっている。脚部１９７は、反射板１９３を構成するＡｌ膜１９８がそのまま延びたものとして構成されている。前記脚部１９７と前記部分１９６ａとが、変位部１９２の先端部と反射板１９３の端部とを機械的に接続する接続部を構成している。反射板１９３は、必ずしも変位部１９２の先端部に対して固定する必要はないが、先端部に対して固定すれば、変位部１９２の変位に伴う反射板１９３の傾き量が大きくなるので、好ましい。
【０１００】
図８（ａ）に示すように、変位部１９２、反射板１９３及び脚部１９４，１９７を１つの単位素子（画素）として、この画素が基板１９１上に１次元状又は２次元状に配置されている。
【０１０１】
本実施の形態によれば、下方から赤外線ｉが入射すると、変位部１９２が赤外線ｉを吸収して熱を発生する。この熱により、変位部１９２が図８（ｃ）に示すように下方に撓み、変位部１９２の先端部の変位に従って反射板１９３が傾くこととなる。このとき、反射板１９３は、変位部１９２から空間を隔てて上方に配置されているので、撓むことなく平坦なままである。よって、上方から入射した略平行光である読み出し光ｊは、図８（ｃ）に示す矢印ｊ０の方向に全て反射される。このようにして、入射赤外線量は読み出し光の反射方向の変化として読み出される。
【０１０２】
本実施の形態によれば、反射板１９３が変位部１９２の上方に配置されているので、図１５に示す従来技術のように脚部１９７を設けることなく反射板１９３を変位部１９２の先端部に変位部１９２と略同一平面内に位置するように配置する場合に比べて、複数の画素を配置する場合であっても、図８（ａ）に示すように複数の画素の図８（ａ）中の左右方向の分布密度を高めることができ、左右方向の空間分解能が向上し、得られる画像の画質が劣化してしまうようなことがない。
【０１０３】
さらに、本実施の形態によれば、入射赤外線ｉの検出感度及びＳ／Ｎを高めることができる。この点について、図９に示す放射検出装置と比較して説明する。
【０１０４】
図９は図８に対応しており、図９に示す放射検出装置は、図８中の反射板１９８を除去して変位部１９２のＡｌ膜１９５を反射板として兼用したものである。図９の場合は、赤外線ｉが入射すると、図９（ｃ）に示すように、変位部１９２が円弧状に撓むため、略平行光として入射した読み出し光ｊはＡｌ膜１９５により矢印ｊ１，ｊ２，ｊ３などの方向に拡がって反射される。ところで、図９に示す放射検出装置は、入射赤外線ｉの光量を読み出し光ｊの反射方向の変化として読み出すものであるから、反射方向の変化が大きい程、検出感度は高い。つまり、図９（ｃ）に示した、変位部１９２の根元付近での反射光ｊ１より、変位部１９２の中央付近での反射光ｊ２の方が、さらには変位部１９２の先端付近での反射光ｊ３の方が反射方向の変化が大きく、より高感度な反射光となっている。にもかかわらず、図９に示す放射検出装置では、全ての方向ｊ１，ｊ２，ｊ３に拡がる反射光が全て読み出し光学系で読み出されるため、すなわち、高感度の反射光（ｊ３）と、高感度でない反射光（ｊ１，ｊ２）とが混ざった反射光が全て読み出されるため、十分な高感度化は達成されない。これに対し、本実施の形態では、前述したように入射した略平行光の読み出し光ｊが全て同じ方向（変位部の先端付近の反射方向、図９のｊ３に相当する方向）に反射されるので、高感度化が実現できる。
【０１０５】
また、図９の場合には、読み出し光ｊが変位部１９２に照射されるので、わずかながら読み出し光ｊの一部が変位部１９２に吸収され、その分変位部１９２が変位してしまいＳ／Ｎが低下する。これに対し、本実施の形態では、変位部１９２は、反射板１９３によって読み出し光ｊから遮光されることになるので、変位部１９２には入射赤外線ｉのみに依存した変位が生ずるので、Ｓ／Ｎが高まる。
【０１０６】
（第６の実施の形態）
図１０は、本発明の第６の実施の形態による静電容量型の放射検出装置を示す図であり、図１５に対応している。図１０において、図１５中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１０７】
本実施の形態が図１５に示す従来の放射検出装置と異なる所は、主として、変位部３においてＡｌ膜１１がＳｉＯ2膜１２の下側に積層されている点と、ＳｉＯ2膜等からなる電極支持板２００が変位部３と基板１との間に両者からそれぞれ空間を隔てて配置され、電極支持板２００の一端部が脚部２０１を介して変位部３の先端部に対して固定され、電極支持板２００の他端部に電極４が設けられ、これにより、電極４が変位部３に対して下方に空間を隔てて配置されている点と、電極４と拡散層８との間を電気的に接続する配線層５が脚部２０１及び電極支持板２００にも形成されている点である。脚部２０１は、変位部３の一部を構成しているＳｉＯ2膜１２がそのまま延びたものとして構成されている。脚部２０１と電極支持板２００とが、変位部３の先端部と電極４とを機械的に接続する接続部を構成している。
【０１０８】
本実施の形態によれば、電極４が変位部３の下方に配置されているので、図１５に示す従来技術に比べて、複数の画素を配置する場合であっても、図１０（ａ）に示すように複数の画素の図１０（ａ）中の左右方向の分布密度を高めることができ、左右方向の空間分解能が向上し、得られる画像の画質が劣化してしまうようなことがない。
【０１０９】
（第７の実施の形態）
図１１は本発明の第７の実施の形態による光読み出し型の放射検出装置を模式的に示す概略平面図である。図１１では、３つの単位画素（単位素子）を示している。図１２（ａ）は図１１中のＸ３３−Ｘ３４線に沿った単位画素分の概略断面図、図１２（ｂ）は図１１中のＹ１−Ｙ２線に沿った概略断面図である。なお、以下の説明において、左右は図１１中の左右をいうものとする。
【０１１０】
本実施の形態は、前記第２の実施の形態のような変位部の折り返し構造と、前記第５の実施の形態のような変位読み出し部材の２階建て構造とを組み合わせたものである。
【０１１１】
この放射検出装置は、基体としてのＳｉ基板２１１と、基板２１１に支持され熱に応じて基板２１１に対して変位する変位部２１２と、変位部２１２に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材としての、受光した読み出し光を反射する反射板２４０とを備えている。
【０１１２】
変位部２１２は、５つの個別変位部２１３〜２１７と、これらの所定の端部間を機械的に接続する３つの接続部２１９〜２２１とから構成されている。変位部２１２は、個別変位部２１３の左側端部が脚部２２２を介して、個別変位部２１７の左側端部が脚部２２３を介して基板２１１に対してそれぞれ固定されることにより、基板２１１から空間を隔てて浮いている。個別変位部２１３の右側端部と個別変位部２１４の右側端部とが接続部２１９により、個別変位部２１４の左側端部と個別変位部２１５の左側端部と個別変位部２１６の左側端部とが接続部２２０により、個別変位部２１６の右側端部と個別変位部２１７の右側端部とが接続部２２１により、それぞれ機械的に接続されている。
【０１１３】
各個別変位部２１３〜２１７は、左右方向に直線状に延びており、互いに平行に配置されている。各個別変位部２１３，２１５，２１７は、Ａｌ膜２３０と、その下に積層されたＳｉＯ2膜２３１とから構成されている。各個別変位部２１４，２１６は、逆に、ＳｉＯ2膜２３１と、その下に積層されたＡｌ膜２３０とから構成されている。接続部２１９〜２２１及び脚部２２２，２２３の構成は、前述した第１及び第２の実施の形態の接続部及び脚部とそれぞれ同様である。個別変位部２１３〜２１７は、赤外線を吸収する赤外線吸収部を兼用している。
【０１１４】
前述した定義に従うと、個別変位部２１３は第１段、個別変位部２１４は第２段、個別変位部２１５は第３段、個別変位部２１６は第２段、個別変位部２１７は第１段の個別変位部であり、個別変位部２１５が最終段の個別変位部である。第１段の個別変位部２１３，２１７の数が２つであり、最終段の個別変位部２１５の数が１つである。一方の第１段の個別変位部２１３から最終段の個別変位部２１５にかけての構造と、他方の第１段の個別変位部２１７から最終段の個別変位部２１５にかけての構造とが対称的になっている。
【０１１５】
反射板２４０は、その中央が脚部２４１を介して変位部２１２の最終段の個別変位部２１５の先端部に対して固定されることにより、変位部２１２の上方に空間を隔てて配置され、単位画素領域２５０のほぼ全体をカバーするように配置されている。図１２（ａ）に示すように、個別変位部２１５の一部を構成しているＳｉＯ2膜２３１が個別変位部２１５の先端から更に右方向に若干延びており、この延びた部分２３１ａに脚部２４１の下部２４１ａが固定されている。脚部２４１は、反射板２４０を構成するＡｌ膜がそのまま延びて構成されている。脚部２４１と前記部分２３１ａとが、個別変位部２１５の先端部と反射板２４０の中央とを機械的に接続する接続部を構成している。
【０１１６】
本実施の形態によれば、前記第２の実施の形態の利点と前記第５実施の形態の利点の両方を得ることができる。また、本実施の形態では、反射板２４０の重心も、変位部２１２による支持の中心であって反射板２４０の支持の中心（本実施の形態では、脚部２４１の位置）も、変位部２１２の重心も、基板２１１による変位部２１２の支持の中心位置（本実施の形態では、脚部２２２，２２３を結ぶ線分の中点）も、いずれも単位画素領域の中央付近にあるので、極めてバランスが良く、機械的強度がより一層高い構造が実現されている。さらに、前記第２の態様では、読み出し光反射領域が単位画素領域の一部の領域（個別変位部７５，７６の領域）に限定されていたのに対し、本実施の形態では、読み出し光反射領域が単位画素領域のほぼ全体となり、この点からも読み出し光の利用効率が高まる。
【０１１７】
なお、本実施の形態において、基板２１１による変位部２１２の支持点と、変位部２１２による反射板２４０の支持点とを、入れ替えてもよい。すなわち、脚部２４１に相当する脚部を図１１中の脚部２２２，２２３の位置にそれぞれ設け、脚部２２２，２２３に相当する脚部を図１１中の脚部２４１の位置に設けてもよい。この場合、個別変位部２１３は第３段、個別変位部２１４は第２段、個別変位部２１５は第１段、個別変位部２１６は第２段、個別変位部２１７は第３段の個別変位部となり、個別変位部２１３，２１７が最終段の個別変位部となる。第１段の個別変位部２１５数が１つであり、最終段の個別変位部２１３，２１７の数が２つである。
【０１１８】
（第８の実施の形態）
図１３は本発明の第８の実施の形態による静電容量型の放射検出装置を模式的に示す概略平面図である。図１３では、３つの単位画素（単位素子）を示している。図１４（ａ）は図１３中のＸ３５−Ｘ３６線に沿った単位画素分の概略断面図、図１４（ｂ）は図１３中のＹ３−Ｙ４線に沿った概略断面図である。
【０１１９】
本実施の形態は、前記第７実施の形態と同様の構造を持つ静電容量型の放射検出装置の例である。図１３及び図１４において、図１１及び図１２中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複した説明は省略する。
【０１２０】
この放射検出装置が前記第７の実施の形態と異なる所は、反射板２４０に代えて、図１０中の電極支持板２００に相当する電極支持板３２０が、変位部２１２の下方に空間を隔てて配置されている点と、図１０中の電極４，６及び拡散層７にそれぞれ相当する電極３０４，３０６及び拡散層３０７が設けられている点と、図１０中の配線層５及び拡散層８に相当する要素（図示せず）が設けられている点である。
【０１２１】
本実施の形態によれば、前記第２の実施の形態の利点と前記第６実施の形態の利点の両方を得ることができる。また、本実施の形態では、前記第７の態様と同様に、機械的強度がより一層高い構造が実現されている。さらに、前記第４の態様では図７に示すように電極１８０の図７中の上下方向の長さを短くせざるを得なかったのに対し、本実施の形態では、電極３０４が変位部２１１の下方に配置されているので、電極３０４の図１３中の上下方向の長さを画素領域に対して図１３中の長さＬ１０まで長くすることができる。したがって、電極３０４，３０７間の静電容量値の絶対値が大きくなるとともに、その静電容量値の変化量も大きくなる。このため、本実施の形態によれば、検出のＳ／Ｎが大きくなるとともに、検出の感度も高まる。
【０１２２】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、膜の材料や寸法等は前述したものに限定されない。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の変位部を基体上に配置する場合であっても、大きな変位量を得ることができるとともに、その配置を理想的な配置に近づけることができる。
【０１２４】
また、変位部及び変位読み出し部材の複数の対を基体上に配置する場合であっても、これらの配置を理想的な配置に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による放射検出装置を示す図である。
【図２】映像化装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による放射検出装置を示す図である。
【図４】図１に示す放射検出装置の製造工程を示す概略平面図である。
【図５】図４に示す工程に引き続く工程を示す概略平面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態による放射検出装置を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態による放射検出装置を示す概略平面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態による放射検出装置を示す図である。
【図９】本発明と比較される放射検出装置を示す図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態による放射検出装置を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態による放射検出装置を示す図である。
【図１２】図１１に示す放射検出装置の概略断面図である。
【図１３】本発明の第８の実施の形態による放射検出装置を示す図である。
【図１４】図１３に示す放射検出装置の概略断面図である。
【図１５】従来の赤外線検出装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
４，  ６，１８０，３０４，３０６  電極
５  配線層
７，８，３０７  拡散層
２１，７１，１６１，１９１，２１１  Ｓｉ基板
２２，７２，１６２，１９２，２１２  変位部
２３，２４，７３〜７８，１６３〜１６７，２１３〜２１７  個別変位部
２５，７９〜８３，１６９〜１７１，２１９〜２２１  接続部
２６，８４，８５，１７２，１７３，１９７，２０１，２２２，２２３  脚部
１９３，２４０  反射板
２００，３２０  電極支持板
【図１】
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【図２】
0003790878.tif 000003
【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】
0003790878.tif 000008
【図８】
0003790878.tif 000009
【図９】
0003790878.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003790878.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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