JP5853476B2 - 赤外線検出素子及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線検出素子にかかわり、特に、赤外線の照射量を検出する素子に関するものである。

検出部を支持基板上に作成し支持基板を中空構造とするボロメーター型赤外線検出素子が特許文献１に開示されている。それによると、検出部に当たるボロメーターの上に吸収部を設けている。吸収部で赤外線を熱に変換し、この熱によって検出部を暖める。そして、検出部の抵抗温度変化を読み出すことで、赤外線検出素子として機能している。

中空構造を有するセンサーチップを基板にダイボンディングにて実装する方法が特許文献２に開示されている。それによると、センサーチップを接着する基台に通気手段が設けられている。そして、中空構造の空間と外気とが通気手段により連通している。これにより、加熱時と冷却時に気圧の変化が小さくなるようにしている。

中空構造を有する熱電対のセンサーチップの感度を向上させる方法が特許文献３に開示されている。それによると、センサーチップを搭載する基部ヘッダーに中空構造の空間を広くするための空洞を設けている。これにより、センサーチップからの放熱を抑制している。以下、センサーチップを赤外線検出素子と称す。

特開２００６−２２６８９０号公報 特開平６−７７５０４号公報 特開２００４−３６１３８６号公報

中空構造を有する赤外線検出素子を基板に固定するとき、接着剤を赤外線検出素子または基板に塗布して接着する。このとき、接着剤が固化した接着膜が中空構造の空間に位置するとき、空間が狭くなるためセンサーが断熱されなくなる。そこで、接着剤を用いて基板に接着されても中空構造の空間に接着膜が形成され難い構造の赤外線検出素子が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明の赤外線検出素子の一態様は、第１面及び前記第１面の反対側の第２面を有し、前記第２面から前記第１面に向かうように第１凹部を有し、前記第１凹部と対向する場所の前記第１面の側に赤外線を検出する赤外線検出部を有する第１基板と、第３面及び前記第３面の反対側の第４面を有し、前記第１凹部と向かい合う場所の前記第４面から前記第３面に向かうように第２凹部を有する第２基板と、前記第２面と前記第４面との間に配置される接着膜と、を有し、前記第２凹部の側壁が前記第４面と交差する第２外周部は前記第１凹部の側壁が前記第２面と交差する第１外周部を囲むことを特徴とする。

［適用例１］
本適用例にかかる赤外線検出素子であって、第１面及び前記第１面の反対側の第２面を有し、前記第２面に第１凹部を有し前記第１凹部と対向する場所の前記第１面に赤外線を検出する赤外線検出部を有する第１基板と、第３面及び前記第３面の反対側の第４面を有し、前記第１凹部と向かい合う場所の前記第４面に第２凹部を有する第２基板と、前記第２面と前記第４面とを接着する接着膜と、を有し、前記第２凹部が前記第４面と交差する第２外周部は前記第１凹部が前記第２面と交差する第１外周部を囲むことを特徴とする。

本適用例によれば、赤外線検出素子は第１基板と第２基板とが接着膜によって接着されている。そして、第１基板は第２面に第１凹部を有している。そして、第２基板は第１凹部と向かい合う場所に第２凹部を有している。従って、第１凹部と第２凹部とにより挟まれた場所は空洞となっている。そして、赤外線検出素子は第１凹部と対向する場所の第１面に赤外線検出部を有している。

赤外線検出部は照射される赤外線によって加熱されて上昇する温度を検出することにより赤外線の照射量を検出する。従って、赤外線検出部から熱が放出される早さを所定の早さにする必要がある。第１基板において赤外線検出部と対向する場所は空洞となっている。空洞では第１基板より熱の伝導が遅いため、赤外線検出部から熱が放出される早さを遅くすることができる。

接着膜は液状の接着剤が固化した膜である。接着剤が固化する過程において接着剤が第１凹部に流入するときには、第１凹部内に接着膜が位置する。このとき、空洞が小さくなるので赤外線によって加熱された赤外線検出部から熱が流出しやすくなる。そして、赤外線検出部の感度が低下する。本実施形態では、第１凹部と向かい合う場所に第２凹部が配置されている。従って、接着剤が第１凹部に向かって進行するときには、第２凹部にも進行する。そして、第２凹部の外周である第２外周部は第１凹部の外周である第１外周部を囲んでいることから、第１凹部に接着剤が流入する前に第２凹部に接着剤が流入する。従って、第１凹部に接着膜が形成され難くすることができる。さらに、第３面に接着剤が付着するとき、第１凹部と第３面との間には第２基板が配置されている。従って、第２基板を用いずに第１基板に直接接着剤が付着されるときに比べて、赤外線検出素子に付着される接着剤が第１凹部に流入し難くすることができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる赤外線検出素子において、前記第２凹部の側壁は前記第４面に対して斜面となっていることを特徴とする。

本適用例によれば、第２凹部の側壁は第４面に対して斜面となっている。接着膜を形成する接着剤は第４面に沿って流動する。そして、側壁は第４面に対して斜面となっている為、接着剤が流動するとき第４面から側壁に沿って流動し易くなっている。従って、第２凹部に接着剤が流動し易くなっているので、第１凹部に接着膜が形成され難くすることができる。

［適用例３］
上記適用例にかかる赤外線検出素子において、前記第１基板には複数の前記第１凹部及び前記赤外線検出部が設置され、１つの前記第２凹部と向かい合う場所に複数の前記第１凹部が位置することを特徴とする。

本適用例によれば、１つの第２凹部と向かい合う場所に複数の第１凹部が位置している。従って、第２凹部の広さは第１凹部より広くすることができる。従って、第２凹部に接着剤が流入可能な量を多くすることができる為、第２凹部から接着剤が溢れて第１凹部に入ることを抑制できる。その結果、第１凹部に接着膜が形成され難くすることができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる赤外線検出素子において、前記第２基板は側面を有し前記第２凹部と前記側面との間に溝部を有することを特徴とする。

本適用例によれば、赤外線検出素子は第２凹部と第２基板の側面との間に溝部を有している。従って、第２凹部に流入する接着剤が溝部を通って第２基板の側面に流動することができる。その結果、第２凹部が接着剤で満たされ難くなるので、第１凹部に接着膜が形成され難くすることができる。

［適用例５］
上記適用例にかかる赤外線検出素子において、前記第２基板は複数の前記第２凹部を有し、複数の前記第２凹部の間に溝部を有することを特徴とする。

本適用例によれば、赤外線検出素子は複数の第２凹部の間に溝部を有している。これにより、第２凹部に流入する接着剤が溝部を通って別の第２凹部に流動することができる。従って、１つの第２凹部に多量の接着剤が流入するときにも別の第２凹部に流入する接着剤の量が少ないときには、接着剤の量が少ない第２凹部に溝部を通って接着剤が流動する。その結果、第２凹部が接着剤で満たされ難くなるので、第１凹部に接着膜が形成され難くすることができる。

［適用例６］
上記適用例にかかる赤外線検出素子において、前記第２凹部の底部は前記第１凹部と前記第２凹部とに囲まれた空洞部を前記第３面から遮蔽することを特徴とする。

本適用例によれば、第１凹部と第２凹部とに囲まれた空洞部を底部が第３面から遮蔽している。従って、第３面に接着剤が付着されるときにも、第３面から第１凹部に接着剤が流入しない。その結果、第１凹部に接着膜が形成され難くすることができる。

［適用例７］
本適用例にかかる電子機器であって、赤外線を検出する光検出部を備え、前記光検出部に上記適用例に記載の赤外線検出素子を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、電子機器は赤外線を検出する光検出部を備えている。そして、光検出部は上記適用例に記載の赤外線検出素子を備えている。上記適用例に記載の赤外線検出素子は接着膜が第１凹部に形成され難く感度の良い素子である。従って、本適用例の電子機器は光検出部に感度の良い赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。

第１の実施形態にかかり、（ａ）は、赤外線検出素子の構成を示す概略分解斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は、赤外線検出素子の構成を示す模式断面図。 （ａ）は、赤外線検出部の構成を示す要部模式側断面図、（ｂ）は、電極及び配線の構成を示す要部模式側断面図。 赤外線検出素子の組立方法を説明するための模式図。 赤外線検出素子の組立方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわる赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図。 第３の実施形態にかかわる赤外線カメラの構成を示すブロック図。 第４の実施形態にかかわる運転支援装置の構成を示すブロック図。 運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図。 第５の実施形態にかかわるセキュリティー機器の構成を示すブロック図。 セキュリティー機器が設置された家を示す模式図。 第６の実施形態にかかわるゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図。 コントローラーの使用方法を説明するための模式図。 第７の実施形態にかかわる体温測定装置の構成を示すブロック図。 第８の実施形態にかかわる特定物質探知装置の構成を示すブロック図。 変形例にかかわる赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図。

以下、構造に特徴のある赤外線検出素子の実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、赤外線検出素子と赤外線検出素子の組立方法の特徴的な例について図１〜図４に従って説明する。

（赤外線検出素子）
図１（ａ）は、赤外線検出素子の構成を示す概略分解斜視図であり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、赤外線検出素子の構成を示す模式断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図１に示すように、赤外線検出素子１は平面視が矩形の第１基板２を備えている。第１基板２の矩形のうち直交する２辺の方向をＸ方向及びＹ方向とする。そして、鉛直方向を−Ｚ方向とする。第１基板２のＺ方向の面を第１面としての第１表面２ａとし、第１基板２の−Ｚ方向の面を第２面としての第１裏面２ｂとする。つまり、第１表面２ａと第１裏面２ｂとは互いに反対側を向く面となっている。

第１基板２の材料は剛性があって絶縁性のある材料であれば良く、シリコン、ガラス、セラミック、強化プラスチック等を用いることができる。第１基板２に半導体の回路を形成するときにはシリコン等からなる半導体基板を用いる。本実施形態では例えば第１基板２に半導体基板を用いている。

第１基板２の第１表面２ａには１６個の赤外線検出部３が縦横各４列のマトリックス状に配置されている。赤外線検出部３は赤外線を受光して受光量に応じた電気信号を出力する素子である。第１裏面２ｂには各赤外線検出部３と対向する場所に第１凹部４が形成されている。１つの赤外線検出部３に対して１つの第１凹部４が形成されている。これにより、赤外線検出部３が設置された場所では第１基板２の厚みが薄くなっている。

赤外線が照射されたときに赤外線検出部３は温度の上昇量を検出する。従って、赤外線検出部３から熱伝導し難い方が感度良く赤外線の照射量を検出することができる。赤外線検出部３が位置する場所では第１基板２が薄くなっているため、赤外線検出部３から第１基板２に熱が伝導し難くなっている。また、第１凹部４により囲まれた空間を第１空洞部５とする。第１空洞部５には空気が充填されている。そして、第１空洞部５の空気は流動し難くなっているので、赤外線検出素子１は赤外線検出部３の熱を第１空洞部５に放熱し難くなっている。

第１表面２ａには電極６が１列に配置されている。電極６は赤外線検出部３が検出する赤外線の照射量に応じた電気信号を出力するための端子である。

第１基板２の−Ｚ方向には接着膜７と第２基板８とが重ねて配置されている。第２基板８のＺ方向の面を第４面としての第２裏面８ｂとし、第２基板８の−Ｚ方向の面を第３面としての第２表面８ａとする。つまり、第２表面８ａと第２裏面８ｂとは互いに反対側を向く面となっている。そして、接着膜７は第１裏面２ｂと第２裏面８ｂとの間に配置され、第１裏面２ｂと第２裏面８ｂとを接着する膜となっている。

接着膜７は接着剤を固化して形成される膜である。本実施形態に用いられる接着剤としてはエポキシ系、ウレタン系、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、イミド系、ポリアミドイミド系等を用いることができる。さらに、熱硬化開始剤等の添加剤を加えても良い。

第２基板８は第１凹部４と対向する場所の第２裏面８ｂに第２凹部９が形成されている。また、第２凹部９により囲まれた空間を第２空洞部１０とするとき、第２空洞部１０には空気が充填されている。そして、第２空洞部１０の空気は流動し難くなっているので、赤外線検出素子１は赤外線検出部３の熱を第２基板８に放熱することを抑制することができる。

第２空洞部１０と第１空洞部５とは１つの空洞部１１を形成している。そして、第２空洞部１０の体積が第１空洞部５の体積より大きくなるように第２空洞部１０が形成されている。第１凹部４の側壁４ａは第１裏面２ｂに対して斜面となっており、第２凹部９の側壁９ａは第２裏面８ｂに対して斜面となっている。そして、第１凹部４の側壁４ａが第１裏面２ｂと交差する場所を第１外周部４ｂとし、第２凹部９の側壁９ａが第２裏面８ｂと交差する場所を第２外周部９ｂとする。このとき、第１外周部４ｂは第２外周部９ｂの内側に位置し、第１外周部４ｂは第２外周部９ｂに囲まれるように配置されている。

接着膜７が固化する前は接着膜７は粘性のある液状の接着剤であり、接着剤に圧力が加わるとき接着剤は空洞部１１に流動する。このとき、接着剤は第１外周部４ｂに接触する前に第２外周部９ｂに接触する。そして、側壁９ａに沿って第２凹部９に流動する。従って、接着剤が第２凹部９に流動することにより、接着膜７を第１凹部４に形成し難くすることができる。

側壁９ａは第２裏面８ｂに対して斜面になっている。従って、空洞部１１に流動する接着膜７は側壁９ａに沿って流動し易くなっている。その結果、接着膜７は第２凹部９に流動し、第１凹部４に付着し難くすることができる。また、第２空洞部１０の体積は第１空洞部５の体積より大きな体積であることから、接着剤は第２凹部９を満たし難くなっている。従って、接着膜７を第１凹部４に形成し難くすることができる。

第２基板８において隣り合う第２凹部９の間には溝部としての凹部間溝部１２が形成されている。凹部間溝部１２は各第２凹部９における第２空洞部１０を連通させている。そして、１つの第２空洞部１０に接着膜７の材料である接着剤が溜まるとき、接着剤は凹部間溝部１２を流動することにより隣の第２空洞部１０に移動することができる。従って、接着剤は第２空洞部１０を満たし難くなる為、接着膜７を第１凹部４に形成し難くすることができる。

第２基板８の側面８ｃに近い場所の第２凹部９では第２凹部９と側面８ｃとの間に溝部としての外部連通溝部１３が形成されている。外部連通溝部１３は第２凹部９における第２空洞部１０と側面８ｃと接する外気とを連通させている。そして、第２空洞部１０に接着膜７の材料である接着剤が溜まるとき、接着剤は外部連通溝部１３を流動して側面８ｃから赤外線検出素子１の外に移動することができる。従って、接着剤は第２空洞部１０を満たし難くなる為、接着膜７を第１凹部４に形成し難くすることができる。

第２基板８の第２表面８ａには接着膜１４を介して実装基板１５が設置されている。そして、実装基板１５には各種の回路が形成されており、実装基板１５の回路と電極６とは電気的に接続されている。これにより、赤外線検出部３が検出する赤外線の照射量の信号を出力することが可能になっている。

図２（ａ）は、赤外線検出部の構成を示す要部模式側断面図であり、図２（ｂ）は、電極及び配線の構成を示す要部模式側断面図である。図２（ａ）に示すように、第１基板２の第１表面２ａには第１絶縁膜１８が形成されている。第１絶縁膜１８はシリコンからなる第１基板２を酸化させた酸化膜であり電気絶縁性の特性を有している。

第１凹部４と対向する場所の第１絶縁膜１８上には下部電極１９が設置され、下部電極１９に重ねて焦電体２０が設置されている。さらに、焦電体２０上には上部電極２１が設置されている。下部電極１９、焦電体２０、上部電極２１等によりキャパシター２２が構成され、キャパシター２２は温度に基づいて分極量が変化する。

キャパシター２２を覆って第２絶縁膜２３が設置されている。第２絶縁膜２３には下部電極１９に通ずる第１コンタクトホール２３ａと、上部電極２１に通ずる第２コンタクトホール２３ｂとが形成されている。第１絶縁膜１８及び第２絶縁膜２３上には第１配線２４及び第２配線２５が設置されている。第１配線２４は第１コンタクトホール２３ａを通じて下部電極１９に接続されている。同様に、第２配線２５は第２コンタクトホール２３ｂを通じて上部電極２１に接続されている。そして、赤外線検出部３は第１絶縁膜１８、キャパシター２２、第２絶縁膜２３、第１配線２４及び第２配線２５等から構成されている。尚、キャパシター２２と重ねて赤外線吸収材を設置しても良い。これにより、赤外線検出素子１の感度をさらに良くすることができる。

第１基板２にはビアホール２ｃが形成されており、ビアホール２ｃ内の側壁には第３絶縁膜２６が形成されている。第１裏面２ｂ及び第１凹部４にも第４絶縁膜２７が形成されている。第３絶縁膜２６及び第４絶縁膜２７は加熱して酸化することにより形成されている。ビアホール２ｃ内には導電体２８が設置され、ビアホール２ｃ及び導電体２８により貫通電極が構成されている。１つの赤外線検出部３には２つの貫通電極が設置されている。貫通電極の１つは第１配線２４と接続する第１貫通電極２９であり、貫通電極の１つは第２配線２５と接続する第２貫通電極３０である。

第１裏面２ｂには第１貫通電極２９と接続して裏面第１配線３３が設置され、第２貫通電極３０と接続して裏面第２配線３４が設置されている。裏面第１配線３３は第１貫通電極２９、第１配線２４を介して下部電極１９と接続されている。そして、裏面第２配線３４は第２貫通電極３０、第２配線２５を経て上部電極２１と接続されている。従って、裏面第１配線３３及び裏面第２配線３４を通じてキャパシター２２の分極量を検出することが可能になっている。

図２（ｂ）に示すように、第１基板２の第１裏面２ｂには集積回路３５が形成されている。集積回路３５には赤外線検出部３を駆動する駆動回路、複数の赤外線検出部３の出力を切り替える制御回路等が含まれている。集積回路３５は複数の入力端子３５ａ及び出力端子３５ｂを備えている。入力端子３５ａには裏面第１配線３３及び裏面第２配線３４が接続されている。そして、出力端子３５ｂに接続して裏面第３配線３６が設置されている。

さらに、裏面第３配線３６と接続して第１基板２を貫通する第３貫通電極３７が形成されている。第３貫通電極３７は第１貫通電極２９と同様の構造になっている。第１表面２ａには第３貫通電極３７と接続して電極６が設置されている。

実装基板１５において赤外線検出素子１が設置された面には配線３９が設置され、電極６と配線３９とがボンディングワイヤー４０にて接続されている。これにより、集積回路３５が出力端子３５ｂに出力する電気信号は裏面第３配線３６、第３貫通電極３７、電極６、ボンディングワイヤー４０を介して配線３９に出力される。

（赤外線検出素子の組立方法）
次に、図３及び図４を用いて赤外線検出素子の組立方法を説明する。図３及び図４は赤外線検出素子の組立方法を説明するための模式図である。図３（ａ）に示すように、第２基板８を用意する。第２基板８には第２凹部９が形成されている。第２凹部９はフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて形成することができる。その形成方法は公知であり説明を省略する。

次に、第２裏面８ｂに接着剤４１を塗布する。接着剤４１は固化したとき接着膜７となる材料である。接着剤４１は塗れ性が良く低粘度な材料が好ましい。接着剤４１が広がることにより接着したい場所総てに接着膜７を形成することができる。接着剤４１の塗布方法は、スクリーン印刷、凸版印刷、オフセット印刷、インクジェット法等の印刷方法やシリンジを用いて塗布する方法等を用いることができる。本実施形態では例えばインクジェト法を用いて接着剤４１を塗布した。

次に、図３（ｂ）に示すように、第１基板２を用意する。第１基板２には第１空洞部５、第１貫通電極２９、第２貫通電極３０、赤外線検出部３や各種配線が形成されている。他にも図示しない場所の第１基板２には第３貫通電極３７が形成されている。これらの構成要素はスパッタ法や蒸着法等の膜付け法、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて形成することができる。その形成方法は公知であり説明を省略する。

続いて、接着剤４１が塗布された第２裏面８ｂと第１裏面２ｂとを合わせるようにして第２基板８の上に第１基板２を重ねて設置する。このとき、接着剤４１は第２基板８と第１基板２とに挟まれて加圧される。そして、接着剤４１は空洞部１１に流動する。このとき、第２外周部９ｂが第１外周部４ｂを囲む場所に位置しているため、接着剤４１は第１外周部４ｂより先に第２外周部９ｂに到達する。第２外周部９ｂには側壁９ａが接続し、側壁９ａは第２裏面８ｂに対して斜面になっている。そして、接着剤４１に重力と表面張力が作用することにより、接着剤４１は側壁９ａに沿って第２凹部９に向かって流動する。その結果、接着剤４１は第１凹部４に付着し難くなっている。

次に、第２基板８及び第１基板２を加熱乾燥して接着剤４１を固化する。これにより、接着剤４１は接着膜７になり、第２基板８と第１基板２とが接着される。これにより、赤外線検出素子１が完成する。

続いて、図３（ｃ）に示すように、実装基板１５を用意し実装基板１５の赤外線検出素子１を設置する予定の場所に接着剤４２を塗布する。接着剤４２は固化したとき接着膜１４になる材料である。接着剤４２を塗布する方法は特に限定されず、接着剤４１を塗布する方法と同様の方法を用いることができる。

次に、図４（ａ）に示すように、接着剤４２に重ねて赤外線検出素子１を設置する。そして、赤外線検出素子１が設置された実装基板１５を加熱乾燥して接着剤４２を固化する。これにより、接着剤４２は接着膜１４になり、赤外線検出素子１は実装基板１５に固着される。

第２基板８において第２凹部９の底である底部９ｃは空洞部１１を遮蔽している。従って、第２表面８ａに接着剤４２が塗布されるときにも、第２表面８ａから第１凹部４に接着剤４２が流入しない。その結果、第１凹部４に接着膜１４が形成され難くすることができる。

続いて、図４（ｂ）に示すように、赤外線検出素子１上の電極６と実装基板１５上の配線３９との間をボンディングワイヤー４０にて接続する。ボンディングワイヤー４０を用いたボンディング方法は公知であり詳細な説明を省略する。以上の工程により、赤外線検出素子１が組み立てられ、実装基板１５に実装される。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第２外周部９ｂは第１外周部４ｂを囲んでいる。これにより、第１凹部４に接着剤４１が流入する前に第２凹部９に接着剤４１が流入する。従って、第１凹部４に接着膜７が形成され難くすることができる。

（２）本実施形態によれば、第１凹部４と第２表面８ａとの間には第２基板８が位置している。そして、底部９ｃが空洞部１１を遮蔽している。従って、赤外線検出素子１を実装するために第２表面８ａに接着剤４２が付着するときにも、第２表面８ａから空洞部１１に接着剤４２が流入しない。その結果、第１凹部４に接着剤４２が付着することを防止することができる。

（３）本実施形態によれば、第２凹部９の側壁９ａは第２裏面８ｂに対して斜面となっている。接着剤４１が流動するとき斜面に沿うことにより流動し易くなる。従って、第１凹部４より第２凹部９に接着剤４１が流動するので、第１凹部４に接着膜が形成され難くすることができる。

（４）本実施形態によれば、第２凹部９と第２基板８の側面８ｃとの間に外部連通溝部１３を有している。従って、第２凹部９に流入する接着剤４１が外部連通溝部１３を通って第２基板８の側面８ｃに流動することができる。その結果、第２凹部９が接着剤４１で満たされ難くなるので、第１凹部４に接着膜が形成され難くすることができる。

（５）本実施形態によれば、複数の第２凹部９の間を繋ぐように凹部間溝部１２が設置されている。従って、第２凹部９に流入する接着剤４１が溝部を通って別の第２凹部９に流動することができる。その結果、第２凹部９が接着剤４１で満たされ難くなるので、第１凹部４に接着膜が形成され難くすることができる。

（６）本実施形態によれば、凹部間溝部１２及び外部連通溝部１３が各空洞部１１と外気とを連通させている。これにより、接着剤４１が固化して接着膜７となる過程にてガスが発生するときにも、空洞部１１の圧力が上昇することを防止することができる。これにより、接着膜７の厚みを均一にすることができる。接着膜７の厚みを均一にすることにより、第１基板２から第２基板８に熱が伝導する速度を同じにすることができる。その結果、赤外線検出部３が赤外線を検出する感度の分散を小さくすることができる。

（第２の実施形態）
次に、赤外線検出素子の一実施形態について図５の赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図を用いて説明する。
本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１（ｂ）に示した第２凹部９の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図５に示したように赤外線検出素子４５は第１基板２を備え、第１基板２には複数の赤外線検出部３が設置されている。そして、第１基板２と第２基板８とが接着膜７により接着されている。１つの赤外線検出部３に対応して１つの第１凹部４が第１基板２に形成されている。第２基板８には２つの第１凹部４に対して１つの第２凹部４６が形成されている。そして、第１凹部４に囲まれた第１空洞部５と第２凹部４６に囲まれた第２空洞部４７とで１つの空洞部４８が形成されている。従って、赤外線検出部３と第１凹部４とは同じ個数であり、第２凹部４６は赤外線検出部３より少ない個数となっている。尚、第２基板８には３つ以上の第１凹部４に対して１つの第２凹部４６が形成されていても良い。第２基板８のパターンを単純にできるので、第２基板８の形状を検査し易くすることができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、１つの第２凹部４６と対向する場所に複数の第１凹部４が位置している。従って、第２凹部４６の広さは第１凹部４より広くすることができる。従って、第２凹部４６に接着剤４１が流入しても第２凹部４６が接着剤４１で満たされ難くなる為、第１凹部４に接着剤４１が付着し難くすることができる。

（２）本実施形態によれば、第２凹部４６の個数は第１の実施形態における第２凹部９の個数より少ない個数となっている。従って、第２基板８をエッチングするパターンの形状を単純にすることができる為、第２基板８の歩留まりを向上させることができる。その結果、生産性良く第２基板８を製造することができる。

（第３の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備える電子機器の１つである赤外線カメラの一実施形態について図６の赤外線カメラの構成を示すブロック図を用いて説明する。図６に示すように、電子機器としての赤外線カメラ５５は、光学系５６、光検出部５７、画像処理部５８、処理部５９、記憶部６０、操作部６１、表示部６２を含む。

光学系５６は、例えば１枚または複数枚のレンズや、レンズを駆動する駆動部などを含む。そして光検出部５７への物体像の結像を行う。また必要であればフォーカス調整なども行う。

光検出部５７には、上記実施形態の赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。光検出部５７は、二次元配列された検出器に加えて行選択回路（行ドライバー）、列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路及びＡ／Ｄ変換部等を含むことができる。二次元配列された各検出器からのデータを順次読み出すことで、被写体の画像データを形成することができる。

画像処理部５８は、光検出部５７からのデジタルの画像データ（画素データ）に基づいて、画像補正処理などの各種の画像処理を行う。

処理部５９は、赤外線カメラ５５の全体の制御を行い、赤外線カメラ５５内の各ブロックの制御を行う。この処理部５９は、例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部６０は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部５９や画像処理部５８のワーク領域として機能する。操作部６１は、ユーザーが赤外線カメラ５５を操作するためのインターフェイスとなるものであり、例えば各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面などにより実現される。表示部６２は、例えば光検出部５７により取得された画像やＧＵＩ画面などを表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの各種のディスプレイにより実現される。

このように、直交二軸方向に赤外線検出部３を二次元配置された光検出部５７を用いて熱（光）分布画像を提供することができる。この光検出部５７を用いて、サーモグラフィー、車載用ナイトビジョンあるいは監視カメラなどの電子機器を構成することができる。

もちろん、１セル分または複数セルの赤外線検出部３をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるＦＡ（Factory Automation）機器などの各種の電子機器を構成することもできる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、赤外線カメラ５５は光検出部５７を備え、光検出部５７には赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。光検出部５７の赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５は感度良く赤外線を検出するので、赤外線カメラ５５は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。

（第４の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである運転支援装置の一実施形態について図７及び図８を用いて説明する。図７は、運転支援装置の構成を示すブロック図であり、図８は、運転支援装置を搭載した自動車を示す概略斜視図である。

図７に示すように、電子機器としての運転支援装置６５は、運転支援装置６５を制御するＣＰＵを備えた処理ユニット６６と、車両外部の所定撮像領域に対して赤外線を検出可能な赤外線カメラ５５と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー６８と、車両の走行速度を検出する車速センサー６９と、運転者のブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサー７０と、スピーカー７１と、表示装置７２とを備えて構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ５５は上記実施形態における赤外線カメラ５５と同じカメラが用いられている。

この運転支援装置６５の処理ユニット６６は、例えば赤外線カメラ５５の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像と、各センサー６８〜７０により検出される自車両の走行状態に係る検出信号とから、自車両の進行方向前方に存在する物体及び歩行者などの対象物を検出し、検出した対象物と自車両との接触が発生する可能性があると判断したときに、スピーカー７１または表示装置７２により警報を出力する。

図８に示すように、赤外線カメラ５５は、自動車の前部において車幅方向の中心付近に配置されている。表示装置７２は、フロントウィンドーにおいて運転者の前方視界を妨げない位置に各種情報を表示するＨＵＤ（Head Up Display）７３などを備えて構成されている。

（１）本実施形態によれば、運転支援装置６５は赤外線カメラ５５を備えている。赤外線カメラ５５は光検出部５７を備え、光検出部５７には赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。従って、運転支援装置６５は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた赤外線カメラ５５を備えた電子機器とすることができる。

（第５の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるセキュリティー機器の一実施形態について図９及び図１０を用いて説明する。図９は、セキュリティー機器の構成を示すブロック図であり、図１０はセキュリティー機器が設置された家を示す模式図である。

図９に示すように、電子機器としてのセキュリティー機器７６は、少なくとも監視エリアを撮影する赤外線カメラ５５と、監視エリアへの侵入者を検知する人感センサー７７を備える。さらに、セキュリティー機器７６は、赤外線カメラ５５から出力された画像データを処理して監視エリアに侵入した移動体を検知する動き検知処理部７８と、人感センサー７７の検知処理を行う人感センサー検知処理部７９を備える。さらに、セキュリティー機器７６は、赤外線カメラ５５から出力された画像データを所定の方式で圧縮する画像圧縮部８０と、圧縮された画像データや侵入者検知情報の送信や外部装置からセキュリティー機器７６への各種設定情報などを受信する通信処理部８１を備える。さらに、セキュリティー機器７６は、セキュリティー機器７６の各処理部に対して条件設定、処理コマンド送信、レスポンス処理をＣＰＵで行う制御部８２とを備えて構成されている。そして、本実施形態の赤外線カメラ５５は上記実施形態における赤外線カメラ５５と同じカメラが用いられている。

動き検知処理部７８は、図示しないバッファメモリーと、バッファメモリーの出力が入力されるブロックデータ平滑部と、ブロックデータ平滑部の出力が入力される状態変化検出部とを備える。そして、動き検知処理部７８の状態変化検出部は、監視エリアが静止状態であれば動画で撮影した異なるフレームでも同一画像データとなるが、状態変化（移動体の侵入）があるとフレーム間の画像データで差が生じることを利用して状態変化を検知している。

図１０に示すように、セキュリティー機器７６は軒下に赤外線カメラ５５及び人感センサー７７が設置されている。そして、赤外線カメラ５５は撮像エリア８３を検出し、人感センサー７７は検知エリア８４を検出する。

（１）本実施形態によれば、セキュリティー機器７６は赤外線カメラ５５を備えている。赤外線カメラ５５は光検出部５７を備え、光検出部５７には赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。従って、セキュリティー機器７６は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた赤外線カメラ５５を備えた電子機器とすることができる。

（第６の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つであるゲーム機器の一実施形態について図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、ゲーム機器のコントローラーの構成を示すブロック図であり、図１２はコントローラーの使用方法を説明するための模式図である。

図１１に示すように、ゲーム機器に用いられる電子機器としてのコントローラー８７は、撮像情報演算ユニット８８と、操作スイッチ８９と、加速度センサー９０と、コネクター９１と、プロセッサー９２と、無線モジュール９３と、を備えて構成される。

撮像情報演算ユニット８８は、撮像ユニット９４と、この撮像ユニット９４で撮像した画像データを処理するための画像処理回路９５を有する。撮像ユニット９４は、光検出部９６を含み、その前方には、赤外線だけを通すフィルターである赤外線フィルター９７及びレンズ等の光学系９８を配置している。そして、画像処理回路９５は、撮像ユニット９４から得られた赤外線画像データを処理して、高輝度部分を検知し、それの重心位置や面積を検出してこれらのデータを出力する。本実施形態の光検出部９６には赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。

プロセッサー９２は、操作スイッチ８９からの操作データと、加速度センサー９０からの加速度データ及び高輝度部分データを一連のコントロールデータとして出力する。無線モジュール９３は所定周波数の搬送波をこのコントロールデータで変調し、アンテナ８９０から電波信号として出力する。

尚、コントローラー８７に設けられているコネクター９１を通して入力されたデータもプロセッサー９２によって上述のデータと同様に処理されてコントロールデータとして無線モジュール９３とアンテナ８９０を介して出力される。

図１２に示すように、ゲーム機器９９は、コントローラー８７と、ゲーム機本体１００と、ディスプレイ１０１と、ＬＥＤモジュール１０２及びＬＥＤモジュール１０３とを備え、プレイヤー１０４が一方の手でコントローラー８７を把持してゲームをプレイすることができる。そして、コントローラー８７の撮像ユニット９４をディスプレイ１０１の画面１０５を向くようにすると、ディスプレイ１０１の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール１０２及びＬＥＤモジュール１０３から出力される赤外線を撮像ユニット９４が検知して、コントローラー８７は、二つのＬＥＤモジュール１０２，１０３の位置や面積情報を高輝度点の情報として取得する。輝点の位置や大きさのデータがコントローラー８７から無線でゲーム機本体１００に送信され、ゲーム機本体１００で受信される。プレイヤー１０４がコントローラー８７を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化するため、それを利用して、ゲーム機本体１００はコントローラー８７の動きに対応した操作信号を取得できるので、それにしたがってゲームを進行させることができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ゲーム機器９９のコントローラー８７は光検出部９６を備え、光検出部９６には赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。光検出部９６の赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５は感度良く赤外線を検出するので、ゲーム機器９９は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えたコントローラー８７を有する電子機器とすることができる。

（第７の実施形態）
次に、赤外線検出部に赤外線検出素子を備えた赤外線カメラを用いた電子機器の１つである体温測定装置の一実施形態について図１３を用いて説明する。図１３は、体温測定装置の構成を示すブロック図である。

図１３に示すように、電子機器としての体温測定装置１０８は、赤外線カメラ５５と、体温分析装置１０９と、情報通信装置１１０と、ケーブル１１１とを備えて構成されている。本実施形態の赤外線カメラ５５は第３の実施形態の赤外線カメラ５５と同じカメラが用いられている。

赤外線カメラ５５は所定の対象領域を撮影し、撮影された対象者１１２の画像情報を、ケーブル１１１を経由して体温分析装置１０９に送信する。体温分析装置１０９は、赤外線カメラ５５からの熱分布画像を読み取る画像読取処理ユニットと、画像読取処理ユニットからのデータと画像分析設定テーブルに基づいて体温分析テーブルを作成する体温分析処理ユニットとを含み、体温分析テーブルに基づいて体温情報送信用データを情報通信装置１１０へ送信する。この体温情報送信用データは体温異常であることに対応する所定のデータを含んでもよい。また、撮影領域内に複数の対象者１１２を含んでいると判断した場合には、対象者１１２の人数と体温異常者の人数の情報を体温情報送信用データに含んでもよい。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、体温測定装置１０８は赤外線カメラ５５を備えている。赤外線カメラ５５は光検出部５７を備え、光検出部５７には赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。従って、体温測定装置１０８は感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた赤外線カメラ５５を備えた電子機器とすることができる。

（第８の実施形態）
次に、光検出部に赤外線検出素子を備える電子機器の１つである特定物質探知装置の一実施形態について図１４の特定物質探知装置の構成を示すブロック図を用いて説明する。

図１４に示すように電子機器としての特定物質探知装置１１５は、制御ユニット１１６と、照射光ユニット１１７と、光学フィルター１１８と、撮像ユニット１１９と、表示部１２０とを備えて構成されている。撮像ユニット１１９は、図示しないレンズなどの光学系と光検出部を備え、当該光検出部は第１の実施形態の赤外線検出素子１の赤外線検出部３が備える光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域とした赤外線検出素子１を含んで構成されている。または、当該光検出部は第２の実施形態の赤外線検出素子４５の赤外線検出部３が備える光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域とした赤外線検出素子４５を含んで構成されている。

制御ユニット１１６は、本装置全体を制御するシステムコントローラーを含み、該システムコントローラーは制御ユニットに含まれる光源駆動部及び画像処理ユニットを制御する。照射光ユニット１１７は、波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波であるテラヘルツ光を出射するレーザー装置と光学系を含み、テラヘルツ光を検査対象の人物１２１に照射する。人物１２１からの反射テラヘルツ光は、探知対象である特定物質１２２の分光スペクトルのみを通過させる光学フィルター１１８を介して撮像ユニット１１９に受光される。撮像ユニット１１９で生成された画像信号は、制御ユニット１１６の画像処理ユニットで所定の画像処理が施され、その画像信号が表示部１２０へ出力される。そして人物１２１の衣服内等に特定物質１２２が存在するか否かにより受光信号の強度が異なるので特定物質１２２の存在が判別できる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、特定物質探知装置１１５は撮像ユニット１１９に光検出部を備え、光検出部には赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５が用いられている。光検出部５７の赤外線検出素子１または赤外線検出素子４５は感度良く赤外線を検出するので、特定物質探知装置１１５は撮像ユニット１１９に感度良く赤外線を検出する赤外線検出素子を備えた電子機器とすることができる。

以上、いくつかの実施形態について説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

本発明は、種々の焦電型検出器に広く適用することができる。検出する光の波長は問わない。また、焦電型検出器または焦電型検出装置、あるいはそれらを有する電子機器は、例えば、供給する熱量と流体が奪う熱量とが均衡する条件下にて流体の流量を検出するフローセンサーなどにも適用できる。このフローセンサーに設けられる熱電対などに代えて本発明の焦電型検出器または焦電型検出装置を設けることができ、光以外を検出対象とすることができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第２基板８に形成された第２凹部９の深さは第２基板８の厚みより浅く形成されていた。図１５は赤外線検出素子の構成を示す要部模式側断面図である。図１５の赤外線検出素子４９に示すように第２基板８の第１凹部４と向かい合う場所に形成する第２凹部５０は第２基板８を貫通しても良い。そして、接着剤４１及び接着剤４２が第２凹部５０に流入する体積より第２凹部５０に囲まれた第２空洞部５１の体積を大きな体積としても良い。この場合にも第１空洞部５に接着剤４１及び接着剤４２が流入しないので、第１凹部４に接着剤４１及び接着剤４２が付着し難くすることができる。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、第１凹部４は第１基板２を貫通していなかったが、第１凹部４は第１基板２を貫通してもよい。そして、赤外線検出部３を梁にて支持してもよい。このとき、赤外線検出部３から第１基板２に伝動して放熱し難くなるので、赤外線検出部３の感度を上げることができる。

（変形例３）
前記第１の実施形態では、側壁９ａは第２裏面８ｂに対して斜面となっていた。側壁９ａが接着剤４１に対して表面張力が高いときには側壁９ａは第２裏面８ｂに対して直交しても良い。接着剤４１に重力を作用させて底部９ｃに移動しやすくすることができる。

（変形例４）
前記第１の実施形態では、赤外線検出素子１は縦横各４個の赤外線検出部３が配置された。赤外線検出部３の個数は特に限定されず１〜１５個でも良く、１７個以上でも良い。この場合でも第２凹部９が形成された第２基板８を設置することにより第１凹部４に接着剤４１が付着することを防止することができる。

（変形例５）
前記第１の実施形態では、隣り合う総ての第２凹部９の間に凹部間溝部１２が設置された。凹部間溝部１２は隣り合う総ての第２凹部９の間に設置されなくとも良い。１つの第２凹部９から凹部間溝部１２または外部連通溝部１３が１つ設置されても良い。第２基板８をエッチングする量を減らすことができるので、生産性良く第２基板８を製造することができる。

（変形例６）
前記第１の実施形態では、赤外線検出素子１は集積回路３５を備えていた。赤外線検出部３の個数が少ないときには、集積回路３５を備えなくとも良い。赤外線検出部３に接続する第１配線２４及び第２配線２５から直接実装基板１５の配線３９にボンディングワイヤー４０にて接続させても良い。集積回路３５が無いので、生産性良く赤外線検出素子を製造することができる。

１…赤外線検出素子、２…第１基板、２ａ…第１面としての第１表面、２ｂ…第２面としての第１裏面、３…赤外線検出部、４…第１凹部、４ｂ…第１外周部、７…接着膜、８…第２基板、８ａ…第３面としての第２表面、８ｂ…第４面としての第２裏面、８ｃ…側面、９，４６，５０…第２凹部、９ａ…側壁、９ｂ…第２外周部、９ｃ…底部、１１，４８…空洞部、１２…溝部としての凹部間溝部、１３…溝部としての外部連通溝部、４２…接着剤、５５…電子機器としての赤外線カメラ、５７，９６…光検出部、６５…電子機器としての運転支援装置、７６…電子機器としてのセキュリティー機器、８７…電子機器としてのコントローラー、１０８…電子機器としての体温測定装置、１１５…電子機器としての特定物質探知装置。

Claims (6)

1. 第１面及び前記第１面の反対側の第２面を有し、前記第２面から前記第１面に向かうように第１凹部を有し、前記第１凹部と対向する場所の前記第１面の側に赤外線を検出する赤外線検出部を有する第１基板と、
   第３面及び前記第３面の反対側の第４面を有し、前記第１凹部と向かい合う場所の前記第４面から前記第３面に向かうように第２凹部を有する第２基板と、
   前記第２面と前記第４面との間に配置される接着膜と、
   を有し、
   前記第２凹部の側壁が前記第４面と交差する第２外周部は前記第１凹部の側壁が前記第２面と交差する第１外周部を囲み、
   前記第２基板は側面を有し、前記第２凹部と前記側面との間に溝部を有することを特徴とする赤外線検出素子。
2. 請求項１に記載の赤外線検出素子であって、
   前記第２凹部の前記側壁は前記第４面に対して斜面となっていることを特徴とする赤外線検出素子。
3. 請求項１または２に記載の赤外線検出素子であって、
   前記第１基板には複数の前記第１凹部及び前記赤外線検出部が設置され、
   １つの前記第２凹部と向かい合う場所に複数の前記第１凹部が位置することを特徴とする赤外線検出素子。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の赤外線検出素子であって、
   前記第２基板は複数の前記第２凹部を有し、複数の前記第２凹部の間に溝部を有することを特徴とする赤外線検出素子。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の赤外線検出素子であって、
   前記第２凹部の底部は前記第１凹部と前記第２凹部とに囲まれた空洞部を前記第３面から遮蔽することを特徴とする赤外線検出素子。
6. 赤外線を検出する光検出部を備える電子機器であって、
   前記光検出部に請求項１〜５のいずれか一項に記載の赤外線検出素子を備えることを特徴とする電子機器。

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