(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雰囲気ガス中に封入される赤外線検出素子であって、検出される赤外線を吸収して温度変化する赤外線検出部と、赤外線検出部を支持する支持部材と、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙を間に有して赤外線検出部と対向する対向面が設けられた対向部材と、を備え、前記対向部材は、前記対向面とは反対側の反対面が略最外面となるよう前記支持部材から直接延設されてなることを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項２】
前記対向部材又は前記赤外線検出部の少なくとも一方は、他方に向かって突設部が突設されたことを特徴とする請求項１記載の赤外線検出素子。
【請求項３】
前記対向部材は、前記雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さく前記空隙と平行な間隙を間に有して互いに対向する複数の対向部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の赤外線検出素子。
【請求項４】
前記対向部は、互いの対向方向へ向かって突起が突設されたことを特徴とする請求項３記載の赤外線検出素子。
【請求項５】
前記対向部材は、前記反対面に赤外線波長選択フィルターが設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の赤外線検出素子。
【請求項６】
前記雰囲気ガスは、ヘリウム又は水素であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の赤外線検出素子。
【請求項７】
前記雰囲気ガスの圧力は、１０ｈＰａ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の赤外線検出素子。
【請求項８】
雰囲気ガス中に封入される赤外線検出素子であって、検出される赤外線を吸収してそれぞれ温度変化する複数の赤外線検出部と、複数の赤外線検出部を１つずつ支持する複数の支持部材と、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙を間に有して複数の赤外線検出部と対向する対向面が設けられた対向部材と、を備え、前記対向部材は、前記対向面とは反対側の反対面が略最外面となるよう複数の前記支持部材からそれぞれ直接延設されてなることを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項９】
雰囲気ガス中に封入される赤外線検出素子であって、検出される赤外線を吸収してそれぞれ温度変化する複数の赤外線検出部と、複数の赤外線検出部を支持する支持部材と、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙を間に有して赤外線検出部と対向する対向面が設けられた対向部材と、を備え、前記対向部材は、前記雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さく空隙に平行な間隙を間に有して互いに対向する複数の対向部が設けられた単一部材であるとともに、前記対向面とは反対側の反対面が略最外面となるよう複数の前記支持部材から直接延設されてなることを特徴とする赤外線検出素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の赤外線検出素子からなる検出部と、検出部とされた請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の赤外線検出素子の前記対向部材の前記反対面に赤外線遮蔽層が設けられてなる温度補償部と、を備えたことを特徴とする赤外線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線の吸収に基づく温度変化により、赤外線を検出する赤外線検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の赤外線検出素子X として、特開平１０−９９４９号に開示されたものが存在する。このものは、雰囲気ガス中に封入される赤外線検出素子であって、図８に示すように、赤外線検出部A 、支持部材B 、第１の対向部材C 、絶縁膜D 、第１の基板E 、第２の対向部材F 、第２の基板G を備えている。
【０００３】
赤外線検出部A は、検出される赤外線を吸収して温度変化する。支持部材B は、複数の梁B1を延設し、その梁B1の先端部でもって赤外線検出部A を支持している。第１の対向部材C は、支持部材B から延設されており、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙C1を間に有して赤外線検出部A と対向する対向面C2が設けられている。詳しくは、この第１の対向部材C は、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さく空隙C1と平行な間隙C3を間に有して互いに対向する複数の対向部C4が設けられている。この第１の対向部材C は、絶縁膜D を介して第１の基板E に接合されることにより、対向面C2とは反対側の反対面C5が絶縁膜D を介して第１の基板E に対向している。
【０００４】
第２の対向部材F は、支持部材B から連設された第２の基板G から延設されており、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙F1を間に有して赤外線検出部A と対向する対向面F2が設けられている。詳しくは、この第２の対向部材F は、第１の対向部材C と同様に、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さく空隙F1と平行な間隙F3を間に有して互いに対向する複数の対向部F4が設けられている。この第２の対向部材F は、対向面F2とは反対側の反対面F5が第２の基板G に対向している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の赤外線検出素子にあっては、赤外線検出部A と両対向部材C,F との間の空隙C,F が雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さくなっているから、赤外線検出部A から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に両対向部材C,F に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出部A での温度変化が赤外線吸収による発熱に基づくものとなるから、赤外線検出感度をより高くすることができるものとなっている。
【０００６】
しかしながら、このものは、第１の対向部材C の反対面C5が絶縁膜D を介して第１の基板E に対向しているために、第１の対向部材C の反対面C5から第１の基板E へ向かって放熱されることになり、第１の基板E が、そのものの有する熱容量を飽和させるまで加熱されることになる。そうなると、赤外線検出部A までもが、温度上昇を続けることになって、発熱と放熱とが平衡となる平衡温度になるまでの時間が長くなるので、赤外線吸収に基づく発熱による温度変化の検出に時間がかかることになって、赤外線を迅速に検出することができなくなってしまう。
【０００７】
さらに、このものは、第２の対向部材F の対向面F2とは反対側の反対面F5が第２の基板G に対向しているために、第２の対向部材F の反対面F5から第２の基板G へ向かって放熱されることになり、第２の基板G が、そのものの有する熱容量を飽和させるまで加熱されることになる。そうなると、赤外線検出部A までもが、温度上昇を続けることになって、発熱と放熱とが平衡となる平衡温度になるまでの時間が長くなるので、赤外線吸収に基づく発熱による温度変化の検出に時間がかかることになり、赤外線を迅速に検出することができなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、その目的とするところは、赤外線を迅速に検出することができる赤外線検出素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１記載の発明は、雰囲気ガス中に封入される赤外線検出素子であって、検出される赤外線を吸収して温度変化する赤外線検出部と、赤外線検出部を支持する支持部材と、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙を間に有して赤外線検出部と対向する対向面が設けられた対向部材と、を備え、前記対向部材は、前記対向面とは反対側の反対面が略最外面となるよう前記支持部材から直接延設された構成としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記対向部材又は前記赤外線検出部の少なくとも一方は、他方に向かって突設部が突設された構成としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記対向部材は、前記雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さく前記空隙と平行な間隙を間に有して互いに対向する複数の対向部が設けられた構成としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記対向部は、互いの対向方向へ向かって突起が突設された構成としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記対向部材は、前記反対面に赤外線波長選択フィルターが設けられた構成としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記雰囲気ガスは、ヘリウム又は水素である構成としている。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明において、前記雰囲気ガスの圧力は、１０ｈＰａ以下である構成としている。
【００１６】
請求項８記載の発明は、雰囲気ガス中に封入される赤外線検出素子であって、検出される赤外線を吸収してそれぞれ温度変化する複数の赤外線検出部と、複数の赤外線検出部を１つずつ支持する複数の支持部材と、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙を間に有して複数の赤外線検出部と対向する対向面が設けられた対向部材と、を備え、前記対向部材は、前記対向面とは反対側の反対面が略最外面となるよう複数の前記支持部材からそれぞれ直接延設された構成としている。
【００１７】
請求項９記載の発明は、雰囲気ガス中に封入される赤外線検出素子であって、検出される赤外線を吸収してそれぞれ温度変化する複数の赤外線検出部と、複数の赤外線検出部を支持する支持部材と、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙を間に有して赤外線検出部と対向する対向面が設けられた対向部材と、を備え、前記対向部材は、前記雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さく空隙に平行な間隙を間に有して互いに対向する複数の対向部が設けられた単一部材であるとともに、前記対向面とは反対側の反対面が略最外面となるよう複数の前記支持部材から直接延設された構成としている。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の赤外線検出素子からなる検出部と、検出部とされた請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の赤外線検出素子の前記対向部材の前記反対面に赤外線遮蔽層が設けられてなる温度補償部と、を備えた構成としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１乃至図３に基づいて以下に説明する。なお、図１は、図２のＰ−Ｑ断面図である。
【００２０】
1 はシリコン製の基板で、その表面には窒化シリコンからなる絶縁膜2 が形成されている。3 は赤外線検出部で、薄膜抵抗体（赤外線検出体）4 、電極5 、支持層6 及び赤外線検出層7 からなり、赤外線検出層7 によって赤外線を吸収して温度変化する。薄膜抵抗体4 は、アモルファスシリコン製のサーミスタであって、その抵抗値が温度変化と共に変化する。電極5 は、クロム製であって、薄膜抵抗体4 を挟持するようパターン形成されている。この電極5 は、薄膜抵抗体4 の抵抗値を検出して、外部回路（図示ぜず）に出力する。赤外線検出層7 は、酸化シリコン製であって、赤外線が入射される面に形成されている。
【００２１】
8 は支持部材で、その本体部分から複数の梁9 を延設し、その梁9 の先端部でもって赤外線検出部3 を支持している。前述した電極5 は、この梁9 により引き出されて、電極端子10に接続されている。
【００２２】
11は第１の対向部材で、例えば、約１μｍの空隙12を間に有して赤外線検出部3 と対向する対向面13が設けられ、その対向面13とは反対側の反対面14が略最外面となるよう、支持部材8 から直接延設されている。この第１の対向部材11は、エッチング孔15が設けられて、そのエッチング孔15を通したウエットエッチングによって、ＰＳＧ犠牲層をエッチング除去することにより、赤外線検出部3 との間の空隙12となる空間が設けられるとともに、その空隙12と平行な約１μｍの間隙16が設けられて、互いに対向する複数の対向部17が形成される。また、この第１の対向部材11は、赤外線検出部3 との間の空隙12となる空間には、赤外線検出部3 に向かって突設部18が突設されるとともに、対向する対向部17との間隙16には、対向方向へ向かって先端が尖状の突起19が突設されている。
【００２３】
20は第２の対向部材で、例えば、約１μｍの空隙21を間に有して赤外線検出部3 と対向する対向面22が設けられ、その対向面22とは反対側の反対面23が略最外面となるよう、支持部材8 から直接延設されている。この第２の対向部材20は、エッチング孔24が設けられて、そのエッチング孔24を通したウエットエッチングによって、ＰＳＧ犠牲層をエッチング除去することにより、赤外線検出部3 との間の空隙21となる空間が設けられるとともに、その空隙21と平行な約１μｍの間隙25が設けられて、互いに対向する複数の対向部26が形成される。また、この第２の対向部材20は、赤外線検出部3 との間の空隙21となる空間には、赤外線検出部3 に向かって突設部27が突設されるとともに、対向する対向部26との間隙25には、対向方向へ向かって先端が尖状の突起28が突設されている。さらに、この第２の対向部材20は、赤外線が入射される入射面である反対面23に赤外線波長選択フィルター29が設けられている。
【００２４】
このように構成された赤外線検出素子は、図３に示すように、パッケージ30の内部に封入された状態で実装され、ステム31に貫通固定されたピン32に、電極端子10がワイヤ33を介して接続されて、外部回路に接続される。このパッケージ30の内部は、１０ｈＰａのヘリウムが気密封止されており、この圧力でのヘリウムの平均自由行程は、１７μｍであるから、約１μｍの空隙12,21 及び間隙16,25 の方が、平均自由行程よりも小さくなっている。また、パッケージ30に設けられた窓部には、ＡＲコートが施されたフィルター34が設けられている。
【００２５】
次に、この赤外線検出素子40を検出部50a とした赤外線検出装置50について説明する。この赤外線検出装置50は、温度補償部50b として、検出部50a となる赤外線検出素子40の第１の対向部材11の反対面14に、図５に示すように、赤外線遮蔽層35が設けられた構成となっており、図４に示すように、矢示する赤外線を検出する検出部50a の薄膜抵抗体4 と温度補償部50b の薄膜抵抗体4aとが直列接続されている。
【００２６】
かかる赤外線検出素子40にあっては、支持部材8 から直接延設されてなる第１及び第２の対向部材11,19 は、その対向面13,22 とは反対側の反対面14,23 が略最外の放熱面となるのであって、従来例のように、第１の基板及び第２の基板といった熱容量を飽和させるまで加熱される部材に向かって放熱するわけではないから、赤外線検出部3 までもが、温度上昇を続けるということがなくなり、発熱と放熱とが平衡となる平衡温度になるまでの時間が短くなるので、赤外線吸収に基づく発熱による温度変化の検出に時間がかからなくなり、赤外線を迅速に検出することができる。
【００２７】
また、突設部18,27 が突設されることによって、第１及び第２の対向部材11,20 は、赤外線検出部3 に接近しても、これらの第１及び第２の対向部材11,20 に突設された突設部18,27 により当接するから、双方が接合してしまうということがなくなり、第１及び第２の対向部材11,12 と赤外線検出部3 との間の雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙12,21 を確保することができる。従って、赤外線検出部3 から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に第１及び第２の対向部材11,20 に確実に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出部3 での温度変化が赤外線吸収による発熱に基づくものとなるから、赤外線検出感度を高くすることができるという効果を、確実に奏することができる。
【００２８】
また、赤外線検出部3 から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子に衝突されて熱エネルギーが伝達された一対向部17,26 から、再び別の雰囲気ガス分子に熱エネルギーが伝達されても、その熱エネルギーが伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に、第１又は第２の対向部材11,20 を構成する別の対向部17,26 に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出感度をより高くすることができる。
【００２９】
また、突起19,28 が突設されることによって、互いに対向する対向部17,26 は、他方に接近しても、互いの対向方向へ向かって突設された突起19,28 が当接するから、双方が接合してしまうということがなくなり、対向部17,26 間の雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい間隙を確保することができる。従って、赤外線検出部から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子に衝突されて熱エネルギーが伝達された一対向部17,26 から、再び別の雰囲気ガス分子に熱エネルギーが伝達されても、その熱エネルギーが伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に、第１又は第２の対向部材11,20 を構成する別の対向部17,26 に確実に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出感度を高くすることができるという効果を、確実に奏することができる。
【００３０】
また、対向部26の反対面23に赤外線波長選択フィルター29が設けられることによって、種々の赤外線に対して、波長の選択性を有することができる。
【００３１】
また、ヘリウムは、他の気体に比較して、平均自由行程が長いから、空隙12,21 又は間隙16,25 を大きくすることができ、製作がやり易くなる。
【００３２】
また、雰囲気ガスの圧力が１０ｈＰａ以下であることにより、雰囲気ガスの平均自由行程を長くすることができるので、空隙12,21 又は間隙16,25 を大きくすることができ、製作がやり易くなる。
【００３３】
また、この赤外線検出素子40を備えた赤外線検出装置50にあっては、温度補償部50b は、第２の対向部材20の反対面23に赤外線遮蔽層35が設けられていること以外は、検出部50a とは同一構成となっているから、熱コンダクタンスや熱容量が同一となり、環境温度が変化することによる赤外線検出精度が低下しなくなる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態を図６に基づいて以下に説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部材には同一の記号を付し、第１実施形態と異なるところのみ記す。第１実施形態では、赤外線検出部3 は、唯１つであるのに対し、本実施形態では、同一平面上に複数個設けられた、いわゆるアレイ型の構成となっている。詳しくは、支持部材8 は複数個設けられており、それらの支持部材8 が、複数の赤外線検出部3 を１つずつ支持している。第１及び第２の対向部材11,20 は、対向面13,22 とは反対側の反対面14,23 が略最外面となるよう複数の支持部材8 からそれぞれ直接延設されている。
【００３５】
かかる赤外線検出素子にあっては、赤外線検出部3 は、同一平面上に複数個設けられた、いわゆるアレイ型の構成となっているが、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３６】
次に、本発明の第３実施形態を図７に基づいて以下に説明する。なお、第２実施形態と実質的に同一の部材には同一の記号を付し、第２実施形態と異なるところのみ記す。第２実施形態では、第１及び第２の対向部材11,20 は、対向面13,22 とは反対側の反対面14,23 が略最外面となるよう複数の支持部材8 からそれぞれ直接延設されているのに対し、本実施形態では、いずれかの支持部材8 から延設された単一部材となっている。
【００３７】
かかる赤外線検出素子40にあっては、第２実施形態の効果に加えて、第１及び第２の対向部材11,20 は、複数の赤外線検出部3 に１つずつ対向する複数の部材ではなく、単一部材であるから、互いに対向する対向部17,26 間の間隙16,25 を揃えやすくなり、ひいては、赤外線検出部3 の断熱性が等しくなるので、赤外線検出素子40の感度分布が減少する。
【００３８】
なお、第１乃至第３実施形態では、第１及び第２の対向部材11,20 は、突設部18,27 が突設されているが、第１及び第２の対向部材11,20 が赤外線検出部3 に接合する恐れがないときは、突設部18,27 が突設されなくてもよく、そのときは製作がより容易になる。
【００３９】
また、第１乃至第３実施形態では、突設部18,27 は、第１及び第２の対向部材11,20 に突設されているが、赤外線検出部3 に突設部が突設されても、第１及び第２の対向部材11,20 並びに赤外線検出部3 の双方に突設部が突設されても、同様の効果を奏することができる。
【００４０】
また、第１乃至第３実施形態では、第１及び第２の対向部材11,20 は、雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さく空隙12,21 と平行な間隙16,25 を間に有して互いに対向する複数の対向部17,26 からなるが、例えば、赤外線検出感度を十分高いときは、このような構成にしなくてもよい。
【００４１】
また、第１乃至第３実施形態では、対向部17,26 は、互いの対向方向へ向かって突起19,28 が突設されているが、対向部17,26 が接合する恐れがないときは、突起19,28 が突設されなくてもよく、そのときは製作がより容易になる。
【００４２】
また、第１乃至第３実施形態では、第２の対向部材20は、反対面23に赤外線波長選択フィルター29が設けられているが、例えば、パッケージ30に設けられた窓部に赤外線波長選択フィルター29が設けられているときは、設けられなくてもよい。
【００４３】
また、第１乃至第３実施形態では、雰囲気ガスは、ヘリウムであるが、ヘリウムに限るものではなく、その圧力を１０ｈＰａ以下に限るものでもない。
【００４４】
また、第１乃至第３実施形態では、薄膜抵抗体4 は、アモルファスシリコン製であるが、アモルファスシリコン製に限るものではなく、抵抗温度係数が比較的大きなポリシリコン製の材料でもよく、さらに、サーミスタ以外の薄膜熱伝対や薄膜焦電体でもよい。
【００４５】
また、第１乃至第３実施形態では、第１及び第２の対向部材11,20 が設けられているが、いずれか一方の対向部材のみ設けられてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、支持部材から直接延設されてなる対向部材は、その対向面とは反対面が略最外の放熱面となるのであって、従来例のように、第１の基板及び第２の基板といった熱容量が飽和させるまで加熱される部材に向かって放熱するわけではないから、赤外線検出部までもが、温度上昇を続けるということがなくなり、発熱と放熱とが平衡となる平衡温度になるまでの時間が短くなるので、赤外線吸収に基づく発熱による温度変化の検出に時間がかからなくなり、赤外線を迅速に検出することができる。
【００４７】
請求項２記載の発明は、突設部が突設されることによって、対向部材又は赤外線検出部は、他方に接近しても、少なくとも一方に突設された突設部により当接するから、双方が接合してしまうということがなくなり、対向部材と赤外線検出部との間の雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい空隙を確保することができる。従って、赤外線検出部から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に対向部材に確実に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出部での温度変化が赤外線吸収による発熱に基づくものとなるから、赤外線検出感度を高くすることができるという効果を、確実に奏することができる。
【００４８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、赤外線検出部から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子に衝突されて熱エネルギーが伝達された一対向部から、再び別の雰囲気ガス分子に熱エネルギーが伝達されても、その熱エネルギーが伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に、対向部材を構成する別の対向部に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出感度をより高くすることができる。
【００４９】
請求項４記載の発明は、突起が突設されることによって、互いの対向する対向部は、他方に接近しても、互いの対向方向へ向かって突設された突起が当接するから、双方が接合してしまうということがなくなり、対向部間の雰囲気ガスの平均自由行程よりも小さい間隙を確保することができる。従って、赤外線検出部から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子に衝突されて熱エネルギーが伝達された一対向部から、再び別の雰囲気ガス分子に熱エネルギーが伝達されても、その熱エネルギーが伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に、対向部材を構成する別の対向片に確実に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出感度を高くすることができるという効果を、確実に奏することができる。
【００５０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明にいて、対向部の反対面に赤外線波長選択フィルターが設けられることによって、種々の赤外線に対して、波長の選択性を有することができる。
【００５１】
請求項６記載の発明は、ヘリウム又は水素は、他の気体に比較して、平均自由行程が長いから、空隙又は間隙を大きくすることができ、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明よりも、製作がやり易くなる。
【００５２】
請求項７記載の発明は、雰囲気ガスの圧力が１０ｈＰａ以下であることにより、雰囲気ガスの平均自由行程を長くすることができるので、空隙又は間隙を大きくすることができ、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明よりも、製作がやり易くなる。
【００５３】
請求項８記載の発明は、支持部材からそれぞれ直接延設されてなる対向部材は、その対向面とは反対面が略最外の放熱面となるのであって、従来例のように、第１の基板及び第２の基板といった熱容量が飽和させるまで加熱される部材に向かって放熱するわけではないから、いずれの赤外線検出部も温度上昇を続けるということがなくなり、発熱と放熱とが平衡となる平衡温度になるまでの時間が短くなるので、赤外線吸収に基づく発熱による温度変化の検出に時間がかからなくなり、赤外線を迅速に検出することができる。
【００５４】
請求項９記載の発明は、支持部材からそれぞれ直接延設されてなる対向部材は、その対向面とは反対面が略最外の放熱面となるのであって、従来例のように、第１の基板及び第２の基板といった熱容量が飽和させるまで加熱される部材に向かって放熱するわけではないから、いずれの赤外線検出部も温度上昇を続けるということがなくなり、発熱と放熱とが平衡となる平衡温度になるまでの時間が短くなるので、赤外線吸収に基づく発熱による温度変化の検出に時間がかからなくなり、赤外線を迅速に検出することができる。また、赤外線検出部から熱エネルギーを伝達された雰囲気ガス分子に衝突されて熱エネルギーが伝達された一対向部から、再び別の雰囲気ガス分子に熱エネルギーが伝達されても、その熱エネルギーが伝達された雰囲気ガス分子は、他の雰囲気ガス分子に衝突する前に、対向部材を構成する別の対向部に衝突するから、雰囲気ガス分子同士の衝突に基づく熱エネルギーの伝達が少なくなり、つまり雰囲気ガスへの放熱が少なくなるので、赤外線検出感度をより高くすることができる。さらに、対向部材は、複数の赤外線検出部に１つずつ対向する複数の部材ではなく、単一部材であるから、互いに対向する対向部間の間隙を揃えやすくなり、ひいては、赤外線検出部の断熱性が等しくなるので、赤外線検出素子の感度分布が減少する。
【００５５】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の発明の効果に加えて、温度補償部は、対向部材の反対面に赤外線遮蔽層が設けられていること以外は、検出部とは同一構成となっているから、熱コンダクタンスや熱容量が同一となり、環境温度が変化することによる赤外線検出精度が低下しなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の断面図である。
【図２】同上の平面図である。
【図３】同上のものをパッケージ内で支持して収容した状態を示す断面図である。
【図４】同上のものを備えた赤外線検出装置の回路図である。
【図５】同上のものを備えた赤外線検出装置の補償部の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の概略断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の概略断面図である。
【図８】従来例の断面図である。
【符号の説明】
3   赤外線検出部
8   支持部材
11  第１の対向部材
12  空隙
13  対向面
14  反対面
16  間隙
17  対向部
18  突設部
19  突起
20  第２の対向部材
21  空隙
22  対向面
23  反対面
25  間隙
27  突設部
40  赤外線検出素子
26  対向部
28  突起
29  赤外線波長選択フィルター
35  赤外線遮蔽層
50  赤外線検出装置
50a 検出部
50b 温度補償部
【図１】
0003858475.tif 000002
【図２】
0003858475.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】
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【図８】
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