赤外線シャッター機構および赤外線測定器
【課題】赤外線をチョッピングし得る領域を十分に広くする。
【解決手段】支持基板２０と、赤外線透過薄膜積層体２３と、基板２０の厚み方向で積層体２３に対向配置されて「機構側支持部」によって支持された赤外線透過薄膜積層体２５とを有し、導電性材料でそれぞれ形成された両積層体２３，２５の間に電圧が印加された状態において両積層体２３，２５が光学的に一体化して厚み方向に赤外線ＩＲを透過させ、かつ、電圧が印加されない状態において両積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成されて赤外線ＩＲを反射すると共に、「機構側支持部」が、積層体２５の外縁領域に設けられた支持枠２４ａと、積層体２５の内側領域に設けられた支柱２４ｂとを備え、電圧が印加された状態において、積層体２５の「機構側支持部」によって支持されていない部位が積層体２３に接して両積層体２３，２５が光学的に一体化する。
【解決手段】支持基板２０と、赤外線透過薄膜積層体２３と、基板２０の厚み方向で積層体２３に対向配置されて「機構側支持部」によって支持された赤外線透過薄膜積層体２５とを有し、導電性材料でそれぞれ形成された両積層体２３，２５の間に電圧が印加された状態において両積層体２３，２５が光学的に一体化して厚み方向に赤外線ＩＲを透過させ、かつ、電圧が印加されない状態において両積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成されて赤外線ＩＲを反射すると共に、「機構側支持部」が、積層体２５の外縁領域に設けられた支持枠２４ａと、積層体２５の内側領域に設けられた支柱２４ｂとを備え、電圧が印加された状態において、積層体２５の「機構側支持部」によって支持されていない部位が積層体２３に接して両積層体２３，２５が光学的に一体化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線をチョッピングする赤外線シャッター機構、および赤外線シャッター機構と赤外線センサとを備えて構成された赤外線測定器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、この種の赤外線シャッター機構を備えた赤外線測定器を下記の先行出願１において提案している。この場合、出願人が開示している赤外線測定器は、赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部が公知の半導体製造プロセスに従ってそれぞれ別個に製造された後に一体化されて構成されている。
【０００３】
具体的には、一例として、まず、赤外線センサ部用の支持基板の一面に、絶縁層、導体層、強誘電体層および導体層をこの順で形成すると共に、これらを形成した領域が露出するように保護膜を形成する。次いで、導体層の表面を覆うようにして赤外線吸収膜を形成する。続いて、各層を形成した面の側から、マスクパターンを用いたエッチング処理を実行することにより、強誘電体層や導体層に対して厚み方向で重なる位置の支持基板の表面部位を除去して絶縁層の下に空隙を形成する。これにより、強誘電体層や各導体層が支持基板に対して非接触の状態で、絶縁層、導体層および保護膜によって支持された状態となり、赤外線センサ部が完成する。
【０００４】
次いで、赤外線シャッター機構部用の支持基板の一面に、絶縁層および１つ目の赤外線透過薄膜積層体（以下、「第１の赤外線透過薄膜積層体」ともいう）を形成する。続いて、絶縁層および第１の赤外線透過薄膜積層体を覆うようにして犠牲層を形成すると共に、形成した犠牲層の表面において支持基板の厚み方向で第１の赤外線透過薄膜積層体に重なる位置に２つ目の赤外線透過薄膜積層体（以下、「第２１の赤外線透過薄膜積層体」ともいう）を形成する。次いで、犠牲層の一部をエッチング処理によって除去して絶縁層を露出させた後に、犠牲層から露出している絶縁層から第１の赤外線透過薄膜積層体の端面に及ぶ領域に導体層を形成する。続いて、第２の赤外線透過薄膜積層体や導体層の形成領域を除いて支持層を形成する。
【０００５】
次いで、両赤外線透過薄膜積層体を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理を実行することにより、両赤外線透過薄膜積層体の間の犠牲層を除去してギャップを形成する。これにより、第２の赤外線透過薄膜積層体が第１の赤外線透過薄膜積層体や支持基板に対して非接触の状態で支持層や導体層によって支持されて、両赤外線透過薄膜積層体が対向した状態となる。この後、支持基板における赤外線の入射面に反射率低減層を形成することにより、赤外線シャッター機構部が完成する。次いで、赤外線センサ部における強誘電体層や赤外線吸収膜等の形成面と、赤外線シャッター機構部における両赤外線透過薄膜積層体等の形成面とを対向させた状態で赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部をバンプによって相互に接続しつつ一体化する。これにより、赤外線測定器が完成する。
【０００６】
この場合、この種の赤外線測定器では、赤外線センサ部に対して赤外線が入射している状態、および入射していない状態を交互に生じさせて、赤外線が入射していないときに赤外線センサ部によって検出されるノイズ等をキャンセルするのが一般的となっている。一方、出願人が開示している赤外線測定器の赤外線シャッター機構部では、両赤外線透過薄膜積層体の間に電圧が印加された状態において両赤外線透過薄膜積層体が光学的に一体化して赤外線の透過が許容され、両赤外線透過薄膜積層体の間に電圧が印加されていない状態において両赤外線透過薄膜積層体の間にギャップが形成されて赤外線が反射される（赤外線の透過が規制される）構成が採用されている。したがって、出願人が開示している赤外線測定器では、両赤外線透過薄膜積層体の間への電圧の印加を制御して赤外線を任意にチョッピングすることで、赤外線センサに対する赤外線の入射量に関して、ノイズ等の影響をキャンセルして正確に測定することが可能となっている。
【先行出願１】
【０００７】
特願２０１１−５３８７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、出願人が開示している赤外線測定器およびその赤外線シャッター機構部には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している赤外線測定器の赤外線シャッター機構部は、両赤外線透過薄膜積層体の間にギャップが形成された状態において赤外線を反射する構成が採用されている。一方、この種の赤外線測定器において赤外線の検出感度を向上させる（赤外線センサ部からのセンサ信号の出力を大きくする）には、赤外線の受光面積が一層広い赤外線センサ部を搭載するのが好ましい。また、受光面積が広い赤外線センサ部を搭載した場合には、この赤外線センサ部に入射する赤外線を好適にチョッピングし得る十分に大きな（赤外線をチョッピングし得る領域が十分に広い）赤外線シャッター機構部が必要となる。
【０００９】
この場合、出願人が開示している赤外線測定器の赤外線シャッター機構部では、上記の赤外線透過薄膜積層体が非常に薄厚となっており、上記のギャップについても、その高さ（すなわち、両赤外線透過薄膜積層体の離間距離）が非常に狭く（一例として、チョッピング対象の対象波長領域の中心波長に対する１／４程度）なっている。したがって、出願人が開示している赤外線測定器における赤外線シャッター機構部の構成において両赤外線透過薄膜を過剰に広くした場合には、両赤外線透過薄膜の間に電圧を印加していない状態において第２の赤外線透過薄膜に撓みが生じ、これにより、第２の赤外線透過薄膜の中央部が第１の赤外線透過薄膜に接して赤外線の透過が許容されるおそれがある。このため、出願人が開示している赤外線測定器における赤外線シャッター機構部の構成では、受光面積が広い赤外線センサ部と組み合わせて使用すべき大きな赤外線シャッター機構部を構成するのが困難となっており、この点を改善するのが好ましい。
【００１０】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、赤外線をチョッピングし得る領域が十分に広い赤外線シャッター機構、赤外線の検出感度が十分に高い赤外線測定器を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく請求項１記載の赤外線シャッター機構は、赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成されたＡ高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記Ａ高屈折率層に対向配置されて機構側支持部によって支持されたＢ高屈折率層とを有し、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、前記機構側支持部は、前記Ｂ高屈折率層の外縁領域に設けられた高屈折率層外縁支持部と、前記Ｂ高屈折率層の内側領域に設けられた高屈折率層内側支持部とを備え、前記Ｂ高屈折率層の前記機構側支持部によって支持されていない部位が前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において前記Ａ高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する。
【００１２】
なお、「光学的に一体化した状態」とは、各高屈折率層が光学的に「連続する１つの層」として捉えることができる状態を意味する。したがって、「光学的に一体化した状態」には、各高屈折率層が物理的に接して厚み方向において物理的に連続している状態だけでなく、例えば、各高屈折率層の間に、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の薄膜や、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の空気の層が存在している状態がこれに含まれる。
【００１３】
また、請求項２記載の赤外線シャッター機構は、請求項１記載の赤外線シャッター機構において、前記機構側支持部は、複数の前記高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記高屈折率層外縁支持部と当該高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている。
【００１４】
また、請求項３記載の赤外線シャッター機構は、赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第１の機構側支持部によって支持された第２の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第２の高屈折率層に対向配置されて第２の機構側支持部によって支持された第３の高屈折率層とを有し、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、前記第１の機構側支持部は、前記第２の高屈折率層の外縁領域に設けられた第１の高屈折率層外縁支持部と、前記第２の高屈折率層の内側領域に設けられた第１の高屈折率層内側支持部とを備え、前記第２の機構側支持部は、前記第３の高屈折率層の外縁領域に設けられた第２の高屈折率層外縁支持部と、前記第３の高屈折率層の内側領域に設けられた第２の高屈折率層内側支持部とを備え、前記第２の高屈折率層における前記第１の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第１の高屈折率層および当該第２の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第１の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化すると共に、前記該第３の高屈折率層における前記第２の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第２の高屈折率層および当該第３の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第２の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する。
【００１５】
さらに、請求項４記載の赤外線シャッター機構は、請求項３記載の赤外線シャッター機構において、前記第１の機構側支持部は、複数の前記第１の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第１の高屈折率層外縁支持部と当該第１の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第１の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第１の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定され、前記第２の機構側支持部は、複数の前記第２の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第２の高屈折率層外縁支持部と当該第２の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第２の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第２の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている。
【００１６】
また、請求項５記載の赤外線シャッター機構は、請求項１から４のいずれかに記載の赤外線シャッター機構において、前記機構側支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該機構側支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている。
【００１７】
また、請求項６記載の赤外線測定器は、請求項１から５のいずれかに記載の赤外線シャッター機構と、当該赤外線シャッター機構を透過した前記赤外線を受光してセンサ信号を出力する赤外線センサとを備えて構成されている。
【００１８】
また、請求項７記載の赤外線測定器は、請求項６記載の赤外線測定器において、前記赤外線センサは、センサ側支持基板と、当該センサ側支持基板の一方の面側に配置されたセンサ本体と、前記センサ側支持基板および前記センサ本体の間に空隙を形成しつつ当該センサ側支持基板に対して当該センサ本体を支持するセンサ側支持部とを備え、前記センサ側支持部は、前記センサ本体の外縁領域に設けられたセンサ本体外縁支持部と、前記センサ本体の内側領域に設けられたセンサ本体内側支持部とを備え、前記センサ本体は、第１の電極層、強誘電体層、第２の電極層および赤外線吸収膜が前記センサ側支持基板の側からこの順で形成されると共に、前記センサ本体外縁支持部および前記センサ本体内側支持部によって支持されている領域に、少なくとも前記第１の電極層、前記強誘電体層および前記第２の電極層が形成されていない非センサ領域が設けられている。
【００１９】
さらに、請求項８記載の赤外線測定器は、請求項７記載の赤外線測定器において、前記センサ側支持部は、複数の前記センサ本体内側支持部を備えると共に、前記センサ本体外縁支持部と当該センサ本体外縁支持部に対して最も近接する前記センサ本体内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各センサ本体内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の赤外線シャッター機構、および請求項６記載の赤外線測定器によれば、Ｂ高屈折率層の内側領域が高屈折率層内側支持部によって支持されているため、Ｂ高屈折率層に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、両高屈折率層の間に電圧が印加されていない状態においてＢ高屈折率層がＡ高屈折率層に接して赤外線の透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線の検出感度を向上させる（赤外線センサからのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサにおける赤外線の受光面積の広さに応じて、Ｂ高屈折率層を十分に広く形成した構成において、赤外線センサに入射する赤外線を確実にチョッピングすることができる。
【００２１】
請求項２記載の赤外線シャッター機構によれば、高屈折率層外縁支持部と高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各高屈折率層内側支持部の間の距離を互いに等しく規定したことにより、Ｂ高屈折率層に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、両高屈折率層の間にギャップを形成する際に、Ｂ高屈折率層の全域をＡ高屈折率層に対して確実に離間させることができる。
【００２２】
請求項３記載の赤外線シャッター機構、および請求項６記載の赤外線測定器によれば、第２の高屈折率層の内側領域が第１の高屈折率層内側支持部によって支持されると共に、第３の高屈折率層の内側領域が第２の高屈折率層内側支持部によって支持されているため、第２の高屈折率層および第３の高屈折率層に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、第１の高屈折率層と第２の高屈折率層との間、および第２の高屈折率層と第３の高屈折率層との間に電圧が印加されていない状態において第２の高屈折率層が第１の高屈折率層に接したり、第３の高屈折率層が第２の高屈折率層に接したりして赤外線の透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線の検出感度を向上させる（赤外線センサからのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサにおける赤外線の受光面積の広さに応じて、各高屈折率層を十分に広く形成した構成において、赤外線センサに入射する赤外線を確実にチョッピングすることができる。
【００２３】
請求項４記載の赤外線シャッター機構によれば、第１の高屈折率層外縁支持部と第１の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する第１の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各第１の高屈折率層内側支持部の間の距離を互いに等しく規定し、かつ、第２の高屈折率層外縁支持部と第２の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する第２の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各第２の高屈折率層内側支持部の間の距離を互いに等しく規定したことにより、第２の高屈折率層や第３の高屈折率層に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、各高屈折率層の間にギャップを形成する際に、第２の高屈折率層の全域を第１の高屈折率層に対して確実に離間させ、かつ、第３の高屈折率層の全域を第２の高屈折率層に対して確実に離間させることができる。
【００２４】
請求項５記載の赤外線シャッター機構によれば、機構側支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって機構側支持基板における他方の面に反射率低減層を形成したことにより、機構側支持基板における各高屈折率層等の形成面とは反対側の面（赤外線の入射面）において赤外線が大きく反射されて赤外線シャッター機構の赤外線の透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサに対して十分な量の赤外線を入射させることができる。
【００２５】
請求項７記載の赤外線測定器によれば、センサ本体外縁支持部およびセンサ本体内側支持部によって支持されている領域に、少なくとも第１の電極層、強誘電体層および第２の電極層が形成されていない非センサ領域を設けたセンサ本体を有する赤外線センサを備えたことにより、センサ本体に撓みが生じてセンサ本体の一部がセンサ側支持基板に接した状態となる事態を回避することができるため、赤外線の検出感度を向上させる（センサ本体からのセンサ信号の出力を大きくする）ために赤外線の受光面積を広く形成した構成において、赤外線の受光時におけるセンサ本体からセンサ側支持基板への伝熱を好適に回避することができる結果、赤外線の受光量を正確に測定することができる。
【００２６】
請求項８記載の赤外線測定器によれば、センサ本体外縁支持部とセンサ本体外縁支持部に対して最も近接するセンサ本体内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各センサ本体内側支持部の間の距離を互いに等しく規定したことにより、センサ本体に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、センサ本体の全域をセンサ側支持基板に対して離間させた状態を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】赤外線測定器１における赤外線センサ２を赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図２】赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３を赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図３】図１，２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１，２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】赤外線センサ２の一部を拡大した平面図である。
【図６】図５におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】赤外線シャッター機構３の一部を拡大した平面図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】赤外線シャッター機構３における各赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成された状態の赤外線測定器１の断面図である。
【図１０】赤外線シャッター機構３における各赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化した状態の赤外線測定器１の断面図である。
【図１１】赤外線測定器１Ａにおける赤外線センサ２ａを赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図１２】赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａを赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図１３】図１１，１２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】図１１，１２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１５】赤外線シャッター機構３ａの一部を拡大した平面図である。
【図１６】図１５におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図１７】赤外線シャッター機構３ａにおける各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の間にギャップ２８，３３が形成された状態の赤外線測定器１Ａの断面図である。
【図１８】赤外線シャッター機構３ａにおける各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１が光学的に一体化した状態の赤外線測定器１Ａの断面図である。
【図１９】赤外線測定器１Ｂの断面図である。
【図２０】赤外線センサ２ｂの一部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、赤外線シャッター機構および赤外線測定器の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２９】
図１〜４に示す赤外線測定器１は、「赤外線測定器」の一例であって、後述するように、別個に製造された赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３が一体化されて構成されている。赤外線センサ２は、図３，４に示すように、支持基板１０、絶縁層１１、導体層１２，１４，１６、強誘電体層１３、保護膜１５および赤外線吸収膜１７を備えて、図１に示すように、平面視略方形状に形成されている。なお、図３，４、および後に参照する図６，８〜１０や、図１３，１４，１６〜２０においては、「赤外線シャッター機構」や「赤外線測定器」の構成についての理解を容易とするために、「基板」、「層」および「膜」の厚みを実際の厚みとは相違させて図示している。
【００３０】
支持基板１０は、「センサ側支持基板」に相当し、一例として、シリコンや酸化マグネシウム等によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。この支持基板１０は、赤外線ＩＲの受光時における「センサ本体」から支持基板１０への伝熱を阻止するために、その厚み方向において「センサ本体」と重なる領域に、平面視矩形状で深さ数ｎｍ〜数μｍ程度の凹部Ｈ（図１，３，４，６参照）が形成されている。絶縁層１１は、酸化シリコンや酸化アルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されて、導体層１２等によって支持基板１０上に形成される各種電極等と支持基板１０とを相互に絶縁すると共に、後述するように支持基板１０に形成される支持枠１０ａや支柱１０ｂ（図６参照）と相まって「センサ本体」を支持する「センサ側支持部」を構成する。
【００３１】
導体層１２は、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７と相まって「センサ本体」を構成する層であって、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この導体層１２は、支持基板１０の厚み方向において強誘電体層１３と重なる部位が、強誘電体層１３からセンサ信号を取り出すための１対の電極の１つとして機能する。また、図１に示すように、導体層１２は、上記の電極として機能する部位から、一例として、赤外線センサ２の４つの角部のうちの１つ（この例では、右下の角部）まで連続的に形成されており、導体層１２によって構成された電極を、バンプ４（図３，４参照）を介して赤外線シャッター機構３に接続するバンプ接続部Ｐ１ａを構成する。さらに、導体層１２は、一例として、上記の電極やバンプ接続部Ｐ１ａを構成する部位とは別個に、赤外線センサ２の４つの角部のうちの他の２つ（図１に示す左上の角部および左下の角部）にも形成されており、これらの部位が、バンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａを構成する。
【００３２】
強誘電体層１３は、一例として、チタン酸ジルコン酸鉛やタンタル酸リチウム等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成された焦電型赤外線センサ膜で構成されている。導体層１４は、導体層１２と同様にして、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この導体層１４は、支持基板１０の厚み方向において強誘電体層１３と重なる部位が、強誘電体層１３からセンサ信号を取り出すための１対の電極の他の１つとして機能する。保護膜１５は、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されて、導体層１６によって構成されるバンプ接続部Ｐ２ａ等（図１参照）を支持基板１０に対して絶縁する絶縁層として機能する。
【００３３】
導体層１６は、導体層１４で構成された電極を赤外線シャッター機構３にバンプ４を介して接続するための層であって、導体層１２，１４と同様にして、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されて、一端部が導体層１４に接続されると共に、他端部がバンプ接続部Ｐ２ａ（図１参照）を構成する。赤外線吸収膜１７は、各種金属材料や有機材料（カーボン、ポリイミドおよびアルミニウム等）によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されると共に、表面平滑性がある程度低下させられている。
【００３４】
この赤外線センサ２では、前述したように、赤外線ＩＲの受光時に赤外線吸収膜１７に生じて導体層１４を介して強誘電体層１３に伝熱した熱が導体層１２や絶縁層１１を介して支持基板１０に奪われてしまうことのないように、図３，４，６に示すように、支持基板１０の中央部に凹部Ｈが形成されて、絶縁層１１と支持基板１０との間に空隙１８が形成されている。この場合、本例の赤外線センサ２では、図３〜６に示すように、支持基板１０に形成された凹部Ｈにおける側壁部位が「センサ本体」の外縁部を支持する支持枠１０ａ（「センサ本体外縁支持部」の一例）として機能する。また、凹部Ｈの内側領域には、複数の支柱１０ｂ（「センサ本体内側支持部」の一例）が設けられている。
【００３５】
また、本例の赤外線センサ２では、複数の支柱１０ｂを備えて「センサ側支持部」が構成されると共に、支持枠１０ａと支持枠１０ａに対して最も近接する支柱１０ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱１０ｂ，１０ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。具体的には、この赤外線センサ２では、一例として、８×８＝６４本の支柱１０ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠１０ａおよび支持枠１０ａに最も近い支柱１０ｂの間の距離と、隣接する支柱１０ｂ，１０ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「センサ本体」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図３，４では、赤外線センサ２の構成についての理解を容易とするために、２×２本の支柱１０ｂを図示している。
【００３６】
さらに、この赤外線センサ２では、図６に示すように、支持枠１０ａや、各支柱１０ｂによって絶縁層１１が支持されている領域（支持枠１０ａおよび各支柱１０ｂに対して支持基板１０の厚み方向で重なる領域）に、「センサ本体」が形成されていない「非センサ領域」が設けられている。具体的には、図１，３〜６に示すように、この赤外線センサ２では、一例として、平面視において「センサ本体」が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、各セルの間に上記の「非センサ領域」が形成されている。なお、図３，４では、赤外線センサ２の構成についての理解を容易とするために、３×３個のセルを図示している。これにより、この赤外線センサ２では、「センサ本体」が形成された領域には、凹部Ｈからなる空隙１８が設けられ、支持枠１０ａや支柱１０ｂの存在によって空隙１８が存在しない領域には、「センサ本体」が存在しないため、「センサ本体」から支持基板１０への伝熱が十分に規制されている。また、本例の赤外線センサ２では、隣接する各セルの導体層１２，１２同士、強誘電体層１３，１３同士、および導体層１４，１４同士を相互に電気的に接続するために、隣接する各セルが相互に連結されている。
【００３７】
一方、赤外線シャッター機構３は、赤外線センサ２による検出対象の波長領域（一例として、１００００ｎｍ±２０００ｎｍの範囲：以下、「対象波長領域」ともいう）の赤外線ＩＲをチョッピングするチョッピング機構として機能するシャッター機構（赤外線変調器）であって、図３，４に示すように、支持基板２０、絶縁層２１、導体層２２、赤外線透過薄膜積層体２３，２５、犠牲層２４、支持層２６、導体層２７および反射率低減層２９を備えると共に、両赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ（空隙）２８が形成されて構成されている。支持基板２０は、「機構側支持基板」に相当し、一例として、シリコンやゲルマニウム等（「赤外線を透過可能な材料」の一例）によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。絶縁層２１は、導体層２２によって支持基板１０上に形成される導体パターンと支持基板２０とを相互に絶縁するための層であって、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００３８】
導体層２２は、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体２３を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この導体層２２は、図２に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ９ｂを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ１ａに接続されるバンプ接続部Ｐ５ａおよび図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ５ｂを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ２ａに接続されるバンプ接続部Ｐ６ａおよび図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ６ｂを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ３ａに接続されるバンプ接続部Ｐ７ａを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ４ａに接続されるバンプ接続部Ｐ８ａを構成する部位とを別個独立して形成している。
【００３９】
赤外線透過薄膜積層体２３は、「Ａ高屈折率層」に相当し、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面の裏面（図３，４における下面：「機構側支持基板における一方の面」の一例）に、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。また、赤外線透過薄膜積層体２５は、「Ｂ高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体２３と同様にして、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。なお、上記の高屈折率材料としては、ゲルマニウムやシリコン等を使用し、低屈折率材料としては、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等を使用することができる。
【００４０】
この場合、赤外線透過薄膜積層体２３，２５については、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４の奇数倍となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みに形成することができる。なお、赤外線透過薄膜積層体２３，２５は、単体において（光学的に分離した状態：互いに接していない状態において）赤外線ＩＲを反射するミラー層として機能し、互いに接して光学的に一体化した状態において、赤外線ＩＲを透過させるように構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構３では、上記の赤外線透過薄膜積層体２５が、支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２３に対向配置された状態で、後述するように犠牲層２４および支持層２６で構成される「機構側支持部」によって支持基板２０に対して非接触状態で支持されている。
【００４１】
犠牲層２４は、赤外線シャッター機構３の製造時に赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８を形成すると共に、その一部が赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に残存させられて、支持層２６と相まって「機構側支持部」を構成する。この場合、この犠牲層２４については、酸化シリコン、シリコンおよび各種有機物等で形成することができ、また、その厚みｄ（すなわち、ギャップ２８の高さ：赤外線透過薄膜積層体２３，２５の常態における離間距離）については、ギャップ２８内に満たされる気体（各種のガスや空気など：一例として、空気）、或いは真空の屈折率ｎとの積（ｎｄ）が、上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４となる条件を満たすことを条件として、任意に規定することができる。
【００４２】
支持層２６は、犠牲層２４と相まって「機構側支持部」を構成する層であって、一例として、酸化シリコンやポリイミドによって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。導体層２７は、赤外線透過薄膜積層体２５を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ１０ｂ（図２参照）を構成する層であって、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体２５を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００４３】
反射率低減層２９は、いわゆる「無反射コーティング層（ＡＲ層）」であって、赤外線シャッター機構３における赤外線ＩＲの入射面（支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２３の形成面の裏面：図３，４における上面：「機構側支持基板における他方の面」の一例）に形成されて、赤外線シャッター機構３に入射しようとする赤外線ＩＲが大きく反射されるのを阻止する。この反射率低減層２９は、ゲルマニウムやシリコン等の高屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）と、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等の低屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）とを積層した積層体で構成されている。この場合、反射率低減層２９の光学的厚み（ｎｄ）は、対象波長領域の中心波長に対する１／２となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みで形成することができる。
【００４４】
この赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じることのないように、赤外線透過薄膜積層体２５の外縁領域に設けられた「高屈折率層外縁支持部」と、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域に設けられた複数の「高屈折率層内側支持部」とで構成される「機構側支持部」によって赤外線透過薄膜積層体２５を支持する構成が採用されている。具体的には、図２〜４，７，８に示すように、この赤外線シャッター機構３では、一例として、平面視において赤外線透過薄膜積層体２５が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、これらのセル群の周囲、および各セルの間に支持層２６が形成されると共に、この支持層２６に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層２４が残存させられて、支持層２６と相まって赤外線透過薄膜積層体２５を支持する構成が採用されている。なお、図３，４では、赤外線シャッター機構３の構成についての理解を容易とするために、３×３個のセルを図示している。
【００４５】
この場合、本例の赤外線シャッター機構３では、上記のセル群の周囲に形成された支持層２６、およびこの支持層２６に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層２４（支持枠２４ａ）が相まって「高屈折率層外縁支持部」が構成されると共に、上記の各セルの間に形成された支持層２６、およびこの支持層２６に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層２４（支柱２４ｂ）が相まって「高屈折率層内側支持部」が構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構３では、複数の支柱２４ｂを備えて「機構側支持部」が構成されると共に、支持枠２４ａと支持枠２４ａに対して最も近接する支柱２４ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱２４ｂ，２４ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。
【００４６】
具体的には、この赤外線シャッター機構３では、一例として、８×８＝６４本の支柱２４ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠２４ａおよび支持枠２４ａに最も近い支柱２４ｂの間の距離と、隣接する支柱２４ｂ，２４ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「Ｂ高屈折率層」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図３，４では、赤外線シャッター機構３の構成についての理解を容易とするために、２×２本の支柱２４ｂを図示している。これにより、この赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じる事態が回避されている。なお、本例の赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５において隣接する各セル同士を相互に電気的に接続するために、隣接する各セルが相互に連結されている。
【００４７】
この赤外線測定器１の製造に際しては、まず、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３をそれぞれ製造する。なお、一例として、赤外線センサ２についての製造方法、および赤外線シャッター機構３の製造方法についてこの順で説明するが、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３の製造順序は特に限定されるものではない。
【００４８】
赤外線センサ２の製造に際しては、まず、支持基板１０の一面（後に、赤外線シャッター機構３に対向させられる面：図３，４，６における上面）に絶縁層１１を形成する。次いで、公知の半導体製造プロセスに従い、導体層１２、強誘電体層１３および導体層１４を絶縁層１１の上にこの順で形成する。この際には、各層１２〜１４毎に、これらを支持基板１０上の所望の領域に形成するためのマスクパターン（図示せず）を形成することで、マスクパターンから露出している部位だけに所望の層を形成する。これにより、前述した「センサ本体」を構成する各セルがマトリクス状に配置されて絶縁層１１の上に形成されると共に、セル群の周囲、および各セルの間に「非センサ領域」が形成される。また、各層１２〜１４の形成に際しては、図５，６に示すように、後に絶縁層１１をエッチングして凹部Ｈを形成するための丸孔１９（エッチングホール）を各セルの中央部に連通形成する。
【００４９】
続いて、保護膜１５を形成する。この際には、導体層１２においてバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａとすべき部位、導体層１４、および「非センサ領域」が保護膜１５によって覆われることのないようにマスクパターン（図示せず）によって覆った状態で保護膜１５を形成する。なお、以下に説明する各層の形成工程においてもマスクパターンを使用するが、マスクパターンを用いて所望の領域だけに所望の層を形成する技術については公知のため、このマスクパターンについての詳細な説明を省略する。続いて、導体層１４の外縁部に掛かるように導体層１６を保護膜１５の上に形成する。これにより、導体層１４，１６が相互に電気的に接続された状態となる。次いで、導体層１４の表面を覆うようにして赤外線吸収膜１７を形成する。これにより、「センサ本体」の形成が完了する。
【００５０】
続いて、導体層１２におけるバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａ、および導体層１６におけるバンプ接続部Ｐ２ａにバンプ４をそれぞれ形成する。なお、バンプ４については、赤外線センサ２側に形成せずに、赤外線シャッター機構３におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに形成することもできる。また、赤外線センサ２におけるバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａ、および赤外線シャッター機構３におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａの双方にバンプ４をそれぞれ形成することもできる。
【００５１】
次いで、各要素１１〜１７（およびバンプ４）を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理（例えば、エッチングガスを用いたドライエッチング処理）を実行する。この際には、上記の各丸孔１９を通過して支持基板１０に達したエッチングガスによって支持基板１０の表面がエッチングされることにより、支持基板１０の表面に凹部Ｈが形成される。この場合、「センサ本体」を構成する各セル毎に丸孔１９が形成されているため、図５に示すように、丸孔１９を通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において支持基板１０がエッチングされて、支持基板１０の表面に凹部Ｈ（空隙１８：図３，４，６参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の支持基板１０がエッチングされずに残存することで支持枠１０ａや支柱１０ｂ（図３，４，６参照）が形成される。これにより、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７で構成された「センサ本体」の各セルと、支持基板１０との間に空隙１８が形成されると共に、この「センサ本体」が支持枠１０ａ、支柱１０ｂおよび絶縁層１１を介して支持された状態となり、赤外線センサ２が完成する。
【００５２】
一方、赤外線シャッター機構３の製造に際しては、まず、公知の半導体製造プロセスに従い、支持基板２０の一面（後に、赤外線センサ２に対向させられる面：図３，４，８における下面）に、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２３を形成する。次いで、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２３を覆うようにして犠牲層２４を形成した後に、犠牲層２４の表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２３に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２５を形成する。この際には、赤外線透過薄膜積層体２５を犠牲層２４上の所望の領域に形成するためのマスクパターン（図示せず）を形成することで、マスクパターンから露出している部位だけに赤外線透過薄膜積層体２５を形成する。これにより、前述した各セルがマトリクス状に配置されて犠牲層２４の上に形成される。また、赤外線透過薄膜積層体２５の形成に際しては、図７，８に示すように、後に犠牲層２４をエッチングしてギャップ２８を形成するための丸孔２５ａ（エッチングホール）を各セルの中央部に形成する。
【００５３】
続いて、赤外線透過薄膜積層体２５に接するように導体層２７を形成した後に、この導体層２７、および赤外線透過薄膜積層体２５が形成されている領域を除いて支持層２６を形成する。この際には、図７，８に示すように、赤外線透過薄膜積層体２５におけるセル群の周囲、および各セルの間に、赤外線透過薄膜積層体２５に接するように支持層２６が形成される。次いで、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面（赤外線透過薄膜積層体２３，２５等を形成した面の裏面：図３，４における上面）に反射率低減層２９を形成する。
【００５４】
続いて、赤外線透過薄膜積層体２５等を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理（例えば、エッチングガスを用いたドライエッチング処理）を実行する。この際には、上記の各丸孔２５ａを通過して犠牲層２４に達したエッチングガスによって赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間の犠牲層２４がエッチングされることにより、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成される。この場合、赤外線透過薄膜積層体２５の各セル毎に丸孔２５ａが形成されているため、図７に示すように、丸孔２５ａを通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において犠牲層２４がエッチングされてギャップ２８（図３，４，８参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の犠牲層２４がエッチングされずに残存することで支持枠２４ａや支柱２４ｂ（図３，４，８参照）が形成される。これにより、赤外線透過薄膜積層体２３と、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルとの間にギャップ２８が形成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５が支持枠２４ａ、支柱２４ｂおよび支持層２６を介して支持されて赤外線透過薄膜積層体２３，２５が対向した状態となり、赤外線シャッター機構３が完成する。
【００５５】
次いで、赤外線センサ２における強誘電体層１３や赤外線吸収膜１７等の形成面と、赤外線シャッター機構３における赤外線透過薄膜積層体２３，２５等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ２に形成したバンプ４が赤外線シャッター機構３の導体層２２におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに接するように赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３を重ねた状態において、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３を加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、各バンプ４が溶融して赤外線シャッター機構３のバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに溶着する結果、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３が一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線センサ２の導体層１２（１対の電極の一方）がバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ５ａに接続されたバンプ４を介して赤外線シャッター機構３における導体層２２のうちの１つに電気的に接続されると共に、赤外線センサ２の導体層１４（１対の電極の他方）が導体層１６およびバンプ接続部Ｐ２ａ，Ｐ６ａに接続されたバンプ４を介して赤外線シャッター機構３における導体層２２のうちの他の１つに電気的に接続される。これにより、赤外線測定器１が完成する。
【００５６】
この赤外線測定器１では、赤外線シャッター機構３における支持基板２０に入射した赤外線ＩＲを赤外線透過薄膜積層体２３，２５によって反射または透過させることで、赤外線センサ２の赤外線吸収膜１７に入射する赤外線ＩＲをチョッピングする構成が採用されている。具体的には、この赤外線測定器１の使用に際しては、赤外線シャッター機構３の信号線接続部Ｐ９ｂ，Ｐ１０ｂと駆動制御部（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続すると共に、赤外線シャッター機構３の信号線接続部Ｐ５ｂ，Ｐ６ｂと測定回路（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続することで、赤外線センサ２の導体層１２，１４を測定回路に接続する。
【００５７】
この場合、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３は、上記の駆動制御部によって赤外線透過薄膜積層体２３，２５に対して電圧が印加されていない状態において、図９に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２８が形成される。このように、ギャップ２８（本例では、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、および赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００５８】
また、この赤外線シャッター機構３では、「高屈折率層外縁支持部」を構成する支持枠２４ａおよび支持層２６に加えて、「高屈折率層内側支持部」を構成する各支柱２４ｂおよび支持層２６によって赤外線透過薄膜積層体２５の各セルが支持されている。このため、この赤外線シャッター機構３では、セル群からなる十分に広い赤外線透過薄膜積層体２５を備えているにも拘わらず、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成された状態においても、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じる事態が回避されている。この結果、閉状態において、赤外線透過薄膜積層体２５の一部が赤外線透過薄膜積層体２３に接する事態が回避されている。
【００５９】
さらに、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧が印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に静電引力が生じて、図１０に示すように、赤外線透過薄膜積層体２５において、支持枠２４ａ、および支持基板２０の厚み方向において支持枠２４ａに重なる部位の支持層２６（高屈折率層外縁支持部）や、各支柱２４ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱２４ｂに重なる部位の支持層２６（高屈折率層内側支持部）によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２３に面的に接して赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化する。
【００６０】
このように、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加されて赤外線透過薄膜積層体２３と赤外線透過薄膜積層体２５の各セルとが光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、および赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００６１】
これにより、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３では、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。この場合、この赤外線測定器１では、赤外線センサ２に対する赤外線ＩＲの入射を許容するときには、赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２３，２５を光学的に一体化させ、赤外線センサ２に対する赤外線ＩＲの入射を規制するときには、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８を形成するだけの簡単な制御でよいため、赤外線ＩＲを確実かつ容易にチョッピングして赤外線センサ２（赤外線吸収膜１７）に対して入射させることが可能となっている。
【００６２】
また、この赤外線測定器１によれば、赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２３，２５を導電性材料で形成したことにより、「Ａ高屈折率層」や「Ｂ高屈折率層」とは別個に駆動用電極を形成した構成（図示せず）と比較して、赤外線シャッター機構３を閉状態にするための（赤外線透過薄膜積層体２３，２５に電圧を印加するための）専用の電極の形成が不要となる分だけ、赤外線測定器１の製造コストを低減できると共に、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の質量を十分に小さくすることができるため、赤外線シャッター機構３を高速に、しかも安定して駆動することが可能となっている。
【００６３】
また、赤外線シャッター機構３が開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ２に対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜１７が発熱し、この熱によって強誘電体層１３が加熱される。これにより、赤外線吸収膜１７に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構３を透過して赤外線センサ２の入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。この場合、この赤外線測定器１の赤外線センサ２では、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７で構成された「センサ本体」が形成された領域には、凹部Ｈからなる空隙１８が設けられ、支持枠１０ａや支柱１０ｂの存在によって空隙１８が存在しない領域には、「センサ本体」が存在しないため、赤外線ＩＲの受光時における「センサ本体」から支持基板１０への伝熱が十分に規制されている。また、各支柱１０ｂによって「センサ本体」が支持されているため、この「センサ本体」に撓みが生じる事態が回避されている。この結果、「センサ本体」が支持基板１０（凹部Ｈの底面）に接して「センサ本体」から支持基板１０に伝熱する事態が回避されている。
【００６４】
このように、この赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５の外縁領域に設けられた「高屈折率層外縁支持部（本例では、犠牲層２４における支持枠２４ａ、および支持基板２０の厚み方向で支持枠２４ａに重なる部位の支持層２６）」と、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域に設けられた「高屈折率層内側支持部（本例では、犠牲層２４における各支柱２４ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱２４ｂに重なる部位の支持層２６）」とを備えて、赤外線透過薄膜積層体２５を支持する「機構側支持部」が構成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５における「機構側支持部」によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加された状態において赤外線透過薄膜積層体２３に接して赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化するように構成されている。また、この赤外線測定器１では、赤外線シャッター機構３と、赤外線シャッター機構３を透過した赤外線ＩＲを受光してセンサ信号を出力する赤外線センサ２とを備えている。
【００６５】
したがって、この赤外線シャッター機構３、および赤外線測定器１によれば、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域が各支柱１０ｂおよび支持層２６によって支持されているため、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加されていない状態において赤外線透過薄膜積層体２５が赤外線透過薄膜積層体２３に接して赤外線ＩＲの透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線ＩＲの検出感度を向上させる（赤外線センサ２からのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサ２における赤外線ＩＲの受光面積の広さに応じて、赤外線透過薄膜積層体２５を十分に広く形成した構成において、赤外線センサ２（「センサ本体」）に入射する赤外線ＩＲを確実にチョッピングすることができる。
【００６６】
また、この赤外線シャッター機構３によれば、複数の「高屈折率層内側支持部」を備えて「機構側支持部」を構成すると共に、「高屈折率層外縁支持部」と「高屈折率層外縁支持部」に対して最も近接する「高屈折率層内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「高屈折率層内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、赤外線透過薄膜積層体２５に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、赤外線透過薄膜積層体２３，２５間にギャップ２８を形成する際に、赤外線透過薄膜積層体２５の全域を赤外線透過薄膜積層体２３に対して確実に離間させることができる。
【００６７】
さらに、この赤外線シャッター機構３によれば、支持基板２０を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって支持基板２０における他方の面に反射率低減層２９を形成したことにより、支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２３，２５等の形成面とは反対側の面（赤外線ＩＲの入射面）において赤外線ＩＲが大きく反射されて赤外線シャッター機構３の赤外線ＩＲの透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ２に対して十分な量の赤外線ＩＲを入射させることができる。
【００６８】
また、この赤外線測定器１によれば、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７で構成される「センサ本体」の外縁領域に設けられた「センサ本体外縁支持部（本例では、支持基板１０における支持枠１０ａ、および支持基板１０の厚み方向で支持枠１０ａに重なる部位の絶縁層１１）」と、「センサ本体」の内側領域に設けられた「センサ本体内側支持部（本例では、支持基板１０における各支柱１０ｂ、および支持基板１０の厚み方向で各支柱１０ｂに重なる部位の絶縁層１１）」とを備えて、「センサ本体」を支持する「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」および「センサ本体内側支持部」によって支持されている領域に、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７が形成されていない「非センサ領域」を設けた赤外線センサ２を備えたことにより、「センサ本体」に撓みが生じて「センサ本体」の一部が支持基板１０に接した状態となる事態を回避することができるため、赤外線ＩＲの検出感度を向上させる（「センサ本体」からのセンサ信号の出力を大きくする）ために赤外線ＩＲの受光面積を広く形成した構成において、赤外線ＩＲの受光時における「センサ本体」から支持基板１０への伝熱を好適に回避することができる結果、赤外線ＩＲの受光量を正確に測定することができる。
【００６９】
さらに、この赤外線測定器１によれば、複数の「センサ本体内側支持部」を備えて「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」と「センサ本体外縁支持部」に対して最も近接する「センサ本体内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「センサ本体内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、「センサ本体」に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、「センサ本体」の全域を支持基板１０に対して離間させた状態を確実に維持することができる。
【００７０】
次に、「赤外線シャッター機構」および「赤外線測定器」の他の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、前述した赤外線測定器１、およびその赤外線シャッター機構３の構成要素と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７１】
図１１〜１４に示す赤外線測定器１Ａは、「赤外線測定器」の他の一例であって、上記の赤外線測定器１における赤外線センサ２に代えて、「赤外線センサ」の他の一例である赤外線センサ２ａを備えると共に、赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３に代えて、「赤外線シャッター機構」の他の一例である赤外線シャッター機構３ａを備えて構成されている。この赤外線測定器１Ａは、前述した赤外線測定器１と同様にして、公知の半導体製造プロセスに従って赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａをそれぞれ別個に製造した後に、これらを一体化することで製造されている。
【００７２】
赤外線センサ２ａは、図１３，１４に示すように、基板４０の一方の面に導体層４１が形成されると共に、基板４０の他方の面に導体層４２が形成され、かつ、導体層４１の一部を覆うようにして赤外線吸収膜４３が形成されると共に、この赤外線吸収膜４３の周囲に保護膜４４が形成されて構成されている。基板４０は、それ自体が焦電型の赤外線センサとして機能すると共に、赤外線センサ２ａの支持基板として機能する板体であって、セラミック板や、ＰＺＴおよびＴｉＢＡ等の強誘電体材料の層によって物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。導体層４１，４２は、基板４０からセンサ信号を取り出すための１対の電極の１つとして機能する層であって、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。赤外線吸収膜４３は、各種金属材料や有機材料（カーボン、ポリイミドおよびアルミニウム等）によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されると共に、表面平滑性がある程度低下させられている。
【００７３】
一方、赤外線シャッター機構３ａは、赤外線センサ２ａによる検出対象の波長領域（一例として、１００００ｎｍ±２０００ｎｍの範囲：以下、「対象波長領域」ともいう）の赤外線ＩＲをチョッピングするチョッピング機構として機能するシャッター機構（赤外線変調器）であって、図１３，１４，１６に示すように、支持基板２０、絶縁層２１、導体層２２，２７，３３、赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１、犠牲層２４，３０、支持層２６，３２および反射率低減層２９を備えると共に、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ（空隙）２８が形成され、かつ、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ（空隙）３４が形成されて構成されている。
【００７４】
この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の３つの赤外線透過薄膜積層体（高屈折率層）を備えている点において赤外線シャッター機構３とは相違している。この場合、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２３が「第１の高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体２５が「第２の高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体３１が「第３の高屈折率層」に相当する。また、赤外線透過薄膜積層体３１は、赤外線透過薄膜積層体２３，２５と同様にして、高屈折率材料（ゲルマニウムやシリコン等）で形成した薄膜および低屈折率材料（硫化亜鉛やセレン化亜鉛等）で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。
【００７５】
犠牲層３０は、赤外線シャッター機構３ａの製造時に赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ３４を形成すると共に、その一部が赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に残存させられて、支持層３２と相まって「機構側支持部」を構成する。この場合、この犠牲層３０については、酸化シリコン、シリコンおよび各種有機物等で形成することができ、また、その厚みｄ（すなわち、ギャップ３４の高さ：赤外線透過薄膜積層体２５，３１の常態における離間距離）については、ギャップ３４内に満たされる気体（各種のガスや空気など：一例として、空気）、或いは真空の屈折率ｎとの積（ｎｄ）が、上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４となり、かつ、赤外線透過薄膜積層体２３，２５間のギャップ２８の高さと一致するとの条件を満たすことを条件として、任意に規定することができる。
【００７６】
支持層３２は、犠牲層３０と相まって「第２の機構側支持部」を構成する層であって、犠牲層２４と同様に、一例として、酸化シリコンやポリイミドによって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。導体層３３は、赤外線透過薄膜積層体３１を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ１１ｂ（図１２参照）を構成する層であって、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体３１を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００７７】
この場合、この赤外線シャッター機構３ａでは、上記の赤外線シャッター機構３における「高屈折率層外縁支持部」、「高屈折率層内側支持部」、およびこれらで構成された「機構側支持部」に相当する構成要素が、「第１の高屈折率層外縁支持部」、「第１の高屈折率層内側支持部」、および「第１の機構側支持部」にそれぞれ相当する。また、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体３１に大きな撓みが生じることのないように、赤外線透過薄膜積層体３１の外縁領域に設けられた「第２の高屈折率層外縁支持部」と、赤外線透過薄膜積層体３１の内側領域に設けられた複数の「第２の高屈折率層内側支持部」とで構成される「第２の機構側支持部」によって赤外線透過薄膜積層体３１を支持する構成が採用されている。
【００７８】
具体的には、図１２，１５，１６に示すように、この赤外線シャッター機構３ａでは、一例として、平面視において赤外線透過薄膜積層体３１が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、これらのセル群の周囲、および各セルの間に支持層３２が形成されると共に、この支持層３２に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層３０が残存させられて、支持層３２と相まって赤外線透過薄膜積層体３１を支持する構成が採用されている。この場合、図１３，１４，１６に示すように、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルと、赤外線透過薄膜積層体３１の各セルとは、支持基板２０の厚み方向で重なる位置にそれぞれ設けられている。なお、図１３，１４では、赤外線シャッター機構３ａの構成についての理解を容易とするために、３×３個のセルを図示している。
【００７９】
この場合、本例の赤外線シャッター機構３ａでは、上記のセル群の周囲に形成された支持層３２、およびこの支持層３２に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層３０（支持枠３０ａ）が相まって「第２の高屈折率層外縁支持部」が構成されると共に、上記の各セルの間に形成された支持層３２、およびこの支持層３２に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層３０（支柱３０ｂ）が相まって「第２の高屈折率層内側支持部」が構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構３ａでは、複数の支柱３０ｂを備えて「第２の機構側支持部」が構成されると共に、支持枠３０ａと支持枠３０ａに対して最も近接する支柱３０ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱３０ｂ，３０ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。
【００８０】
具体的には、この赤外線シャッター機構３ａでは、一例として、８×８＝６４本の支柱３０ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠３０ａおよび支持枠３０ａに最も近い支柱３０ｂの間の距離と、隣接する支柱３０ｂ，３０ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「第３の高屈折率層」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図１３，１４では、赤外線シャッター機構３ａの構成についての理解を容易とするために、２×２本の支柱３０ｂを図示している。これにより、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体３１に大きな撓みが生じる事態が回避されている。なお、本例の赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体３１において隣接する各セル同士を相互に電気的に接続するために、隣接する各セルが相互に連結されている。
【００８１】
この赤外線測定器１Ａの製造に際しては、まず、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａをそれぞれ製造する。なお、一例として、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａの順で製造する方法について説明するが、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａの製造順序は特に限定されるものではない。
【００８２】
赤外線センサ２ａの製造に際しては、まず、基板４０の一方の面に導体層４１を形成すると共に、他方の面に導体層４２を形成する。次いで、導体層４１の中央領域（後に、赤外線シャッター機構３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１と対向させられる矩形状の領域）に赤外線吸収膜４３を形成する。続いて、赤外線吸収膜４３を形成した領域、およびバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａ（図１１参照）として機能させるべき領域を除いて導体層４１の上に保護膜４４を形成する。次いで、導体層４１におけるバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａにバンプ４をそれぞれ形成する。なお、バンプ４については、赤外線センサ２ａ側に形成せずに、赤外線シャッター機構３ａにおけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａ（図１２参照）に形成することもできる。また、赤外線センサ２ａにおけるバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａ、および赤外線シャッター機構３ａにおけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａの双方にバンプ４をそれぞれ形成することもできる。これにより、赤外線センサ２ａが完成する。
【００８３】
一方、赤外線シャッター機構３ａの製造に際しては、前述した赤外線シャッター機構３の製造工程と同様の手順に従って、支持基板２０の一方の面（後に、赤外線センサ２ａに対向させられる面：図１３，１４における下面）に、各構成要素２１〜２７，３０〜３３を形成すると共に、支持基板２０の他方の面に反射率低減層２９を形成する。なお、各構成要素２１〜２７や反射率低減層２９の形成方法については、赤外線シャッター機構３の製造時におけるこれらの形成方法と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、犠牲層３０（支持枠３０ａおよび支柱３０ｂ）の形成方法は、赤外線シャッター機構３の犠牲層２４と同様であり、赤外線透過薄膜積層体３１の形成方法は、赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２５と同様であり、支持層３２の形成方法は、赤外線シャッター機構３の支持層２６と同様であり、導体層３３の形成方法は、赤外線シャッター機構３の導体層２７と同様であるため、これらの構成要素３０〜３３の形成方法についても、詳細な説明を省略する。
【００８４】
続いて、赤外線透過薄膜積層体３１を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理（例えば、エッチングガスを用いたドライエッチング処理）を実行する。この際には、赤外線透過薄膜積層体３１の各セルに形成した丸孔３１ａを通過して犠牲層３０に達したエッチングガスによって赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間の犠牲層３０がエッチングされることにより、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ３４が形成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルに形成した丸孔２５ａを通過して犠牲層２４に達したエッチングガスによって赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間の犠牲層２４がエッチングされることにより、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成される。
【００８５】
この場合、赤外線透過薄膜積層体３１の各セル毎に丸孔３１ａが形成されているため、図１５に示すように、丸孔３１ａを通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において犠牲層３０がエッチングされてギャップ３４（図１３，１４，１６参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の犠牲層３０がエッチングされずに残存することで支持枠３０ａや支柱３０ｂが形成される。また、赤外線透過薄膜積層体２５の各セル毎に丸孔２５ａが形成されているため、図１５に示すように、丸孔２５ａを通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において犠牲層２４がエッチングされてギャップ２８（図１３，１４，１６参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の犠牲層２４がエッチングされずに残存することで支持枠２４ａや支柱２４ｂが形成される。
【００８６】
これにより、赤外線透過薄膜積層体２３と、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルとの間にギャップ２８が形成された状態で、赤外線透過薄膜積層体２５が支持枠２４ａ、支柱２４ｂおよび支持層２６を介して支持されて赤外線透過薄膜積層体２３，２５が対向した状態となり、かつ、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルと、赤外線透過薄膜積層体３１の各セルとの間にギャップ３４が形成された状態で、赤外線透過薄膜積層体３１が支持枠３０ａ、支柱３０ｂおよび支持層３２を介して支持されて赤外線透過薄膜積層体２５，３１が対向した状態となって、赤外線シャッター機構３ａが完成する。
【００８７】
次いで、赤外線センサ２ａにおける赤外線吸収膜４３の形成面と、赤外線シャッター機構３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ２ａに形成したバンプ４が赤外線シャッター機構３ａの導体層２２におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに接するように赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａを重ねた状態において、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａを加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、各バンプ４が溶融して赤外線シャッター機構３ａのバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに溶着する結果、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａが一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線センサ２ａの導体層４１（１対の電極の一方）がバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ５ａに接続されたバンプ４を介して赤外線シャッター機構３ａにおける導体層２２のうちの１つに電気的に接続される。次いで、図１３に示すように、その一端部を赤外線センサ２ａの導体層４２に接続した信号線５の他端部を、赤外線シャッター機構３ａの導体層２２における信号線接続部Ｐ１２ａ（図１２参照）に電気的に接続する。これにより、赤外線測定器１Ａが完成する。
【００８８】
この赤外線測定器１Ａでは、赤外線シャッター機構３ａにおける支持基板２０に入射した赤外線ＩＲを赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１によって反射または透過させることで、赤外線センサ２ａの赤外線吸収膜４３に入射する赤外線ＩＲをチョッピングする構成が採用されている。具体的には、この赤外線測定器１Ａの使用に際しては、赤外線シャッター機構３ａの信号線接続部Ｐ９ｂ，Ｐ１０ｂ，Ｐ１１ｂ（図１２参照）と駆動制御部（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続すると共に、赤外線シャッター機構３ａの信号線接続部Ｐ５ｂ，Ｐ１２ｂ（図１２参照）と測定回路（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続することで、赤外線センサ２ａの導体層導体層４１，４２を測定回路に接続する。
【００８９】
この場合、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａは、上記の駆動制御部によって、赤外線透過薄膜積層体２３，２５（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に電圧が印加されていない状態において、図１７に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２８が形成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ３４が形成される。
【００９０】
このように、ギャップ２８，３４（本例では、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「対向する２組の高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体３１側の面、および赤外線透過薄膜積層体３１における赤外線透過薄膜積層体２５側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００９１】
また、この赤外線シャッター機構３ａでは、「第２の高屈折率層外縁支持部」を構成する支持枠３０ａおよび支持層３２に加えて、「第２の高屈折率層内側支持部」を構成する各支柱３０ｂおよび支持層３２によって赤外線透過薄膜積層体３１の各セルが支持されているため、セル群からなる十分に広い赤外線透過薄膜積層体３１を備えているにも拘わらず、赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２５と同様にして、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ３４が形成された状態においても、赤外線透過薄膜積層体３１に撓みが生じる事態が回避されている。この結果、閉状態において、赤外線透過薄膜積層体２５の一部が赤外線透過薄膜積層体２３に接する事態、および赤外線透過薄膜積層体３１の一部が赤外線透過薄膜積層体２５に接する事態が回避されている。
【００９２】
さらに、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２３，２５（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧がそれぞれ印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に静電引力が生じて、図１８に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３，２５が面的に接触して光学的に一体化すると共に、赤外線透過薄膜積層体２５，３１が面的に接触して光学的に一体化する結果、赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１のすべてが光学的に一体化するように構成されている（「３つの高屈折率層が光学的に一体化し」との状態の一例）。
【００９３】
このように、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１が厚み方向で光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体３１側の面、および赤外線透過薄膜積層体３１における赤外線透過薄膜積層体２５側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００９４】
これにより、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａでは、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。また、赤外線シャッター機構３ａが開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ２ａに対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜４３が発熱し、この熱によって基板４０が加熱される。これにより、赤外線吸収膜４３に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構３ａを透過して赤外線センサ２ａの入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。
【００９５】
このように、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２５の外縁領域に設けられた「第１の高屈折率層外縁支持部（本例では、犠牲層２４における支持枠２４ａ、および支持基板２０の厚み方向で支持枠２４ａに重なる部位の支持層２６）」と、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域に設けられた「第１の高屈折率層内側支持部（本例では、犠牲層２４における各支柱２４ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱２４ｂに重なる部位の支持層２６）」とを備えて、赤外線透過薄膜積層体２５を支持する「第１の機構側支持部」が構成され、かつ、赤外線透過薄膜積層体３１の外縁領域に設けられた「第２の高屈折率層外縁支持部（本例では、犠牲層３０における支持枠３０ａ、および支持基板２０の厚み方向で支持枠３０ａに重なる部位の支持層３２）」と、赤外線透過薄膜積層体３１の内側領域に設けられた「第２の高屈折率層内側支持部（本例では、犠牲層３０における各支柱３０ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱３０ｂに重なる部位の支持層３２）」とを備えて、赤外線透過薄膜積層体３１を支持する「第２の機構側支持部」が構成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５における「第１の機構側支持部」によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加された状態において赤外線透過薄膜積層体２３に接して両赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化し、かつ、赤外線透過薄膜積層体３１における「第２の機構側支持部」によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に電圧が印加された状態において赤外線透過薄膜積層体２５に接して両赤外線透過薄膜積層体２５，３１が光学的に一体化するように構成されている。また、この赤外線測定器１Ａでは、上記の赤外線シャッター機構３ａと、赤外線シャッター機構３ａを透過した赤外線ＩＲを受光してセンサ信号を出力する赤外線センサ２ａとを備えている。
【００９６】
したがって、この赤外線シャッター機構３ａ、および赤外線測定器１Ａによれば、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域が各支柱２４ｂおよび支持層２６によって支持されると共に、赤外線透過薄膜積層体３１の内側領域が各支柱３０ｂおよび支持層３２によって支持されているため、赤外線透過薄膜積層体２５，３１に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に電圧が印加されていない状態において赤外線透過薄膜積層体２５が赤外線透過薄膜積層体２３に接したり、赤外線透過薄膜積層体３１が赤外線透過薄膜積層体２５に接したりして赤外線ＩＲの透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線ＩＲの検出感度を向上させる（赤外線センサ２ａからのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサ２ａにおける赤外線ＩＲの受光面積の広さに応じて、赤外線透過薄膜積層体２５，３１を十分に広く形成した構成において、赤外線センサ２ａに入射する赤外線ＩＲを確実にチョッピングすることができる。
【００９７】
また、この赤外線シャッター機構３ａによれば、複数の「第１の高屈折率層内側支持部」を備えて「第１の機構側支持部」を構成すると共に、「第１の高屈折率層外縁支持部」と「第１の高屈折率層外縁支持部」に対して最も近接する「第１の高屈折率層内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「第１の高屈折率層内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定し、かつ、複数の「第２の高屈折率層内側支持部」を備えて「第２の機構側支持部」を構成すると共に、「第２の高屈折率層外縁支持部」と「第２の高屈折率層外縁支持部」に対して最も近接する「第２の高屈折率層内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「第２の高屈折率層内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、赤外線透過薄膜積層体２５，３１に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、赤外線透過薄膜積層体２３，２５間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１間にギャップ２８，３４を形成する際に、赤外線透過薄膜積層体２５の全域を赤外線透過薄膜積層体２３に対して確実に離間させ、かつ、赤外線透過薄膜積層体３１の全域を赤外線透過薄膜積層体２５に対して確実に離間させることができる。
【００９８】
さらに、この赤外線シャッター機構３ａによれば、支持基板２０を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって支持基板２０における他方の面に反射率低減層２９を形成したことにより、支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１等の形成面とは反対側の面（赤外線ＩＲの入射面）において赤外線ＩＲが大きく反射されて赤外線シャッター機構３ａの赤外線ＩＲの透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ２ａに対して十分な量の赤外線ＩＲを入射させることができる。
【００９９】
なお、「赤外線センサ」、「赤外線シャッター機構」および「赤外線測定器」の構成は、上記の赤外線センサ２，２ａ、赤外線シャッター機構３，３ａおよび赤外線測定器１，１Ａの構成に限定されない。例えば、赤外線透過薄膜積層体２５を９×９＝８１個のセル状に区分けして、このセル群の周囲、および各セルの間に支持層２６を形成すると共に、犠牲層２４で構成した支持枠２４ａ、各支柱２４ｂおよび支持層２６によって、上記の各セルを支持する構成の赤外線シャッター機構３や、赤外線透過薄膜積層体２５，３１をそれぞれ９×９＝８１個のセル状に区分けして、このセル群の周囲、および各セルの間に支持層２６，３２を形成すると共に、犠牲層２４，３０で構成した支持枠２４ａ，３０ａ、各支柱２４ｂ，３０ｂおよび支持層２６，３２によって、上記の各セルを支持する構成の赤外線シャッター機構３ａを例に挙げて説明したが、「各高屈折率層」をセル状に区分けする数、およびこれに対応して設ける「高屈折率層内側支持部」の数は、上記の例示に限定されず、「各高屈折率層」の物理的な強度を確保でき、かつ、電圧の印加時に「各高屈折率層」を光学的に一体化させ得る範囲内において、任意の数に規定することができる。
【０１００】
また、「各高屈折率層」をセル状に区分けしない構成を採用することもできる。具体的には、赤外線シャッター機構３における赤外線透過薄膜積層体２５を赤外線透過薄膜積層体２３と同様にして連続的に形成すると共に、両赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に支持枠２４ａや各支柱２４ｂを設けて赤外線透過薄膜積層体２５を支持する構成（図示せず）や、赤外線シャッター機構３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２５，３１を赤外線透過薄膜積層体２３と同様にして連続的に形成すると共に、両赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に支持枠２４ａや各支柱２４ｂを設けて赤外線透過薄膜積層体２５を支持し、かつ、両赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に支持枠３０ａや各支柱３０ｂを設けて赤外線透過薄膜積層体３１を支持する構成（図示せず）を採用することもできる。このように、「各高屈折率層」の数を赤外線シャッター機構３，３ａの例と異なる数に規定した構成、或いは、「各高屈折率層」を区分けしない構成を採用した場合においても、赤外線シャッター機構３，３ａと同様の効果を奏することができる。
【０１０１】
また、「各高屈折率層」をセル状に区分けすると共に、「赤外線センサ」の「センサ本体」をセル状に区分けする構成を採用する場合においては、上記の赤外線測定器１のように、「赤外線シャッター機構」における「各高屈折率層（この例では、赤外線透過薄膜積層体２５）」の区分け数（本例では、９×９＝８１個）と、「赤外線センサ」における「センサ本体」の区分け数（本例では、９×９＝８１個）とを互いに相違する数とすることもできる。具体的には、一例として、「赤外線シャッター機構」における「各高屈折率層」を９×９＝８１個に区分けすると共に、「赤外線センサ」における「センサ本体」を３×３＝９個に区分けすることができる。このような構成を採用した場合においても、上記の赤外線測定器１と同様の効果を奏することができる。
【０１０２】
さらに、複数の「高屈折率層内側支持部」を備えて構成された「機構側支持部」を有する赤外線シャッター機構３や、複数の「第１の高屈折率層内側支持部」を備えて構成された「第１の機構側支持部」、および複数の「第２の高屈折率層内側支持部」を備えて構成された「第２の機構側支持部」を有する赤外線シャッター機構３ａを例に挙げて説明したが、「高屈折率層内側支持部」、「第１の高屈折率層内側支持部」および「第２の高屈折率層内側支持部」については、少なくとも１つ設けることで、「Ｂ高屈折率層」、「第２の高屈折率層」および「第３の高屈折率層」に大きな撓みが生じる事態を回避することができる。
【０１０３】
また、「センサ側支持基板と、センサ側支持基板の一方の面側に配置されたセンサ本体と、センサ側支持基板およびセンサ本体の間に空隙を形成しつつセンサ側支持基板に対してセンサ本体を支持するセンサ側支持部とを備えた赤外線センサ」の構成は、上記の赤外線センサ２の構成に限定されない。例えば、図１９に示す赤外線測定器１Ｂの赤外線センサ２ｂは、支持枠１０ａ、支柱１０ｂおよび絶縁層１１によって「センサ本体」を支持する上記の赤外線センサ２の構成に代えて、支持枠１０ａ、支柱１０ｂおよび保護膜１５によって「センサ本体」を支持する構成が採用されている。なお、この赤外線センサ２ｂにおいて前述した赤外線センサ２の構成要素と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１０４】
この赤外線センサ２ｂでは、赤外線ＩＲの受光時に赤外線吸収膜１７に生じて導体層１４を介して強誘電体層１３に伝熱した熱が導体層１２や絶縁層１１を介して支持基板１０に奪われてしまうことのないように、支持基板１０の中央部に凹部Ｈが形成されて、絶縁層１１と支持基板１０との間に空隙１８が形成されている。この場合、図２０に示すように、この赤外線センサ２ｂでは、支持基板１０に形成された凹部Ｈにおける側壁部位で構成された支持枠１０ａ、およびこの支持枠１０ａに対して支持基板１０の厚み方向で重なる位置に形成された保護膜１５が相まって「センサ本体」の外縁部を支持する「センサ本体外縁支持部」として機能する。また、この赤外線センサ２ｂでは、複数の支柱１０ｂと、支柱１０ｂに対して支持基板１０の厚み方向で重なる位置に形成された保護膜１５が相まって「センサ本体」の内側領域を支持する「センサ本体内側支持部」として機能する。
【０１０５】
また、本例の赤外線センサ２ｂでは、前述した赤外線センサ２と同様にして、複数の支柱１０ｂを備えて「センサ側支持部」が構成されると共に、支持枠１０ａと支持枠１０ａに対して最も近接する支柱１０ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱１０ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。具体的には、この赤外線センサ２ｂでは、一例として、８×８＝６４本の支柱１０ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠１０ａおよび支持枠１０ａに最も近い支柱１０ｂの間の距離と、隣接する支柱１０ｂ，１０ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「センサ本体」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図１９では、赤外線センサ２の構成についての理解を容易とするために、２本の支柱１０ｂを図示している。
【０１０６】
さらに、この赤外線センサ２ｂでは、支持枠１０ａや各支柱１０ｂが形成された領域に、「センサ本体」が形成されていない「非センサ領域」が設けられて、この「非センサ領域」に保護膜１５を形成する材料が充填されている。具体的には、この赤外線センサ２ｂでは、前述した赤外線センサ２と同様にして、一例として、平面視において「センサ本体」が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、各セルの間に上記の「非センサ領域」が形成されている。なお、図１９では、赤外線センサ２ｂの構成についての理解を容易とするために、３個のセルを図示している。これにより、この赤外線センサ２ｂでは、「センサ本体」が形成された領域には、凹部Ｈからなる空隙１８が設けられ、支持枠１０ａや支柱１０ｂの存在によって空隙１８が存在しない領域には、「センサ本体」が存在しないため、「センサ本体」から支持基板１０への伝熱が十分に規制されている。
【０１０７】
このように、この赤外線測定器１Ｂによれば、「センサ本体」の外縁領域に設けられた「センサ本体外縁支持部（この例では、支持枠１０ａ、および支持枠１０ａ上の保護膜１５）」と、「センサ本体」の内側領域に設けられた「センサ本体内側支持部（この例では、各支柱１０ｂ、および各支柱１０ｂ上の保護膜１５）」とを備えて、「センサ本体」を支持する「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」および「センサ本体内側支持部」によって支持されている領域に、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７が形成されていない「非センサ領域」を設けた「センサ本体」を有する赤外線センサ２ｂを備えたことにより、前述した赤外線センサ２を備えた赤外線測定器１と同様の効果を奏することができる。
【０１０８】
また、この赤外線測定器１Ｂによれば、複数の「センサ本体内側支持部」を備えて「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」と「センサ本体外縁支持部」に対して最も近接する「センサ本体内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「センサ本体内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、前述した赤外線センサ２を備えた赤外線測定器１と同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
なお、赤外線シャッター機構３と赤外線センサ２ｂとを一体化して赤外線測定器１Ｂを構成した例について説明したが、前述した赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａと、赤外線測定器１Ｂにおける赤外線センサ２ｂとを一体化した「赤外線測定器」（図示せず）を構成することもできる。また、赤外線シャッター機構３と赤外線センサ２ａとを一体化して「赤外線測定器」（図示せず）を構成したり、赤外線シャッター機構３ａと赤外線センサ２とを一体化して「赤外線測定器」（図示せず）を構成したりすることもできる。さらに、支持基板１０における支持枠１０ａを「センサ本体外縁支持部」として使用すると共に、支持基板１０における各支柱１０ｂを「センサ本体内側支持部」として使用する構成を例に挙げて説明したが、支持基板１０と絶縁層１１との間（或いは、支持基板１０と保護膜１５との間）に、任意の層（例えば、犠牲層２４，３０と同様の層）を設けて、この層における所望の領域を残存させるようにエッチング処理することで、支持枠１０ａや支柱１０ｂと同様の構成要素を形成することもできる。
【０１１０】
加えて、焦電型赤外線センサの一例である強誘電体層１３を有する赤外線センサ２，２ｂを備えた赤外線測定器１，１Ｂ、および焦電型赤外線センサの他の一例である基板４０を有する赤外線センサ２ａを備えた赤外線測定器１Ａを例に挙げて説明したが、焦電型赤外線センサに代えて、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等の各種熱型センサ、および量子型赤外線センサなどを採用して「赤外線センサ」を構成して「赤外線測定器」を構成することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１Ａ，１Ｂ 赤外線測定器
２，２ａ，２ｂ 赤外線センサ
３，３ａ 赤外線シャッター機構
４ バンプ
５ 信号線
１０，２０ 支持基板
１０ａ，２４ａ，３０ａ 支持枠
１０ｂ，２４ｂ，３０ｂ 支柱
１１，２１ 絶縁層
１２，１４，１６，２２，２７，３３，４１，４２ 導体層
１３ 強誘電体層
１５，４４ 保護膜
１７，４３ 赤外線吸収膜
１８ 空隙
１９，２５ａ，３１ａ 丸孔
２３，２５，３１ 赤外線透過薄膜積層体
２４，３０ 犠牲層
２６，３２ 支持層
２８，３４ ギャップ
２９ 反射率低減層
４０ 基板
Ｈ 凹部
ＩＲ 赤外線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線をチョッピングする赤外線シャッター機構、および赤外線シャッター機構と赤外線センサとを備えて構成された赤外線測定器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、この種の赤外線シャッター機構を備えた赤外線測定器を下記の先行出願１において提案している。この場合、出願人が開示している赤外線測定器は、赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部が公知の半導体製造プロセスに従ってそれぞれ別個に製造された後に一体化されて構成されている。
【０００３】
具体的には、一例として、まず、赤外線センサ部用の支持基板の一面に、絶縁層、導体層、強誘電体層および導体層をこの順で形成すると共に、これらを形成した領域が露出するように保護膜を形成する。次いで、導体層の表面を覆うようにして赤外線吸収膜を形成する。続いて、各層を形成した面の側から、マスクパターンを用いたエッチング処理を実行することにより、強誘電体層や導体層に対して厚み方向で重なる位置の支持基板の表面部位を除去して絶縁層の下に空隙を形成する。これにより、強誘電体層や各導体層が支持基板に対して非接触の状態で、絶縁層、導体層および保護膜によって支持された状態となり、赤外線センサ部が完成する。
【０００４】
次いで、赤外線シャッター機構部用の支持基板の一面に、絶縁層および１つ目の赤外線透過薄膜積層体（以下、「第１の赤外線透過薄膜積層体」ともいう）を形成する。続いて、絶縁層および第１の赤外線透過薄膜積層体を覆うようにして犠牲層を形成すると共に、形成した犠牲層の表面において支持基板の厚み方向で第１の赤外線透過薄膜積層体に重なる位置に２つ目の赤外線透過薄膜積層体（以下、「第２１の赤外線透過薄膜積層体」ともいう）を形成する。次いで、犠牲層の一部をエッチング処理によって除去して絶縁層を露出させた後に、犠牲層から露出している絶縁層から第１の赤外線透過薄膜積層体の端面に及ぶ領域に導体層を形成する。続いて、第２の赤外線透過薄膜積層体や導体層の形成領域を除いて支持層を形成する。
【０００５】
次いで、両赤外線透過薄膜積層体を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理を実行することにより、両赤外線透過薄膜積層体の間の犠牲層を除去してギャップを形成する。これにより、第２の赤外線透過薄膜積層体が第１の赤外線透過薄膜積層体や支持基板に対して非接触の状態で支持層や導体層によって支持されて、両赤外線透過薄膜積層体が対向した状態となる。この後、支持基板における赤外線の入射面に反射率低減層を形成することにより、赤外線シャッター機構部が完成する。次いで、赤外線センサ部における強誘電体層や赤外線吸収膜等の形成面と、赤外線シャッター機構部における両赤外線透過薄膜積層体等の形成面とを対向させた状態で赤外線センサ部および赤外線シャッター機構部をバンプによって相互に接続しつつ一体化する。これにより、赤外線測定器が完成する。
【０００６】
この場合、この種の赤外線測定器では、赤外線センサ部に対して赤外線が入射している状態、および入射していない状態を交互に生じさせて、赤外線が入射していないときに赤外線センサ部によって検出されるノイズ等をキャンセルするのが一般的となっている。一方、出願人が開示している赤外線測定器の赤外線シャッター機構部では、両赤外線透過薄膜積層体の間に電圧が印加された状態において両赤外線透過薄膜積層体が光学的に一体化して赤外線の透過が許容され、両赤外線透過薄膜積層体の間に電圧が印加されていない状態において両赤外線透過薄膜積層体の間にギャップが形成されて赤外線が反射される（赤外線の透過が規制される）構成が採用されている。したがって、出願人が開示している赤外線測定器では、両赤外線透過薄膜積層体の間への電圧の印加を制御して赤外線を任意にチョッピングすることで、赤外線センサに対する赤外線の入射量に関して、ノイズ等の影響をキャンセルして正確に測定することが可能となっている。
【先行出願１】
【０００７】
特願２０１１−５３８７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、出願人が開示している赤外線測定器およびその赤外線シャッター機構部には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している赤外線測定器の赤外線シャッター機構部は、両赤外線透過薄膜積層体の間にギャップが形成された状態において赤外線を反射する構成が採用されている。一方、この種の赤外線測定器において赤外線の検出感度を向上させる（赤外線センサ部からのセンサ信号の出力を大きくする）には、赤外線の受光面積が一層広い赤外線センサ部を搭載するのが好ましい。また、受光面積が広い赤外線センサ部を搭載した場合には、この赤外線センサ部に入射する赤外線を好適にチョッピングし得る十分に大きな（赤外線をチョッピングし得る領域が十分に広い）赤外線シャッター機構部が必要となる。
【０００９】
この場合、出願人が開示している赤外線測定器の赤外線シャッター機構部では、上記の赤外線透過薄膜積層体が非常に薄厚となっており、上記のギャップについても、その高さ（すなわち、両赤外線透過薄膜積層体の離間距離）が非常に狭く（一例として、チョッピング対象の対象波長領域の中心波長に対する１／４程度）なっている。したがって、出願人が開示している赤外線測定器における赤外線シャッター機構部の構成において両赤外線透過薄膜を過剰に広くした場合には、両赤外線透過薄膜の間に電圧を印加していない状態において第２の赤外線透過薄膜に撓みが生じ、これにより、第２の赤外線透過薄膜の中央部が第１の赤外線透過薄膜に接して赤外線の透過が許容されるおそれがある。このため、出願人が開示している赤外線測定器における赤外線シャッター機構部の構成では、受光面積が広い赤外線センサ部と組み合わせて使用すべき大きな赤外線シャッター機構部を構成するのが困難となっており、この点を改善するのが好ましい。
【００１０】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、赤外線をチョッピングし得る領域が十分に広い赤外線シャッター機構、赤外線の検出感度が十分に高い赤外線測定器を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく請求項１記載の赤外線シャッター機構は、赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成されたＡ高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記Ａ高屈折率層に対向配置されて機構側支持部によって支持されたＢ高屈折率層とを有し、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、前記機構側支持部は、前記Ｂ高屈折率層の外縁領域に設けられた高屈折率層外縁支持部と、前記Ｂ高屈折率層の内側領域に設けられた高屈折率層内側支持部とを備え、前記Ｂ高屈折率層の前記機構側支持部によって支持されていない部位が前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において前記Ａ高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する。
【００１２】
なお、「光学的に一体化した状態」とは、各高屈折率層が光学的に「連続する１つの層」として捉えることができる状態を意味する。したがって、「光学的に一体化した状態」には、各高屈折率層が物理的に接して厚み方向において物理的に連続している状態だけでなく、例えば、各高屈折率層の間に、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の薄膜や、光学的には殆ど影響のない極く薄厚の空気の層が存在している状態がこれに含まれる。
【００１３】
また、請求項２記載の赤外線シャッター機構は、請求項１記載の赤外線シャッター機構において、前記機構側支持部は、複数の前記高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記高屈折率層外縁支持部と当該高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている。
【００１４】
また、請求項３記載の赤外線シャッター機構は、赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第１の機構側支持部によって支持された第２の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第２の高屈折率層に対向配置されて第２の機構側支持部によって支持された第３の高屈折率層とを有し、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、前記第１の機構側支持部は、前記第２の高屈折率層の外縁領域に設けられた第１の高屈折率層外縁支持部と、前記第２の高屈折率層の内側領域に設けられた第１の高屈折率層内側支持部とを備え、前記第２の機構側支持部は、前記第３の高屈折率層の外縁領域に設けられた第２の高屈折率層外縁支持部と、前記第３の高屈折率層の内側領域に設けられた第２の高屈折率層内側支持部とを備え、前記第２の高屈折率層における前記第１の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第１の高屈折率層および当該第２の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第１の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化すると共に、前記該第３の高屈折率層における前記第２の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第２の高屈折率層および当該第３の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第２の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する。
【００１５】
さらに、請求項４記載の赤外線シャッター機構は、請求項３記載の赤外線シャッター機構において、前記第１の機構側支持部は、複数の前記第１の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第１の高屈折率層外縁支持部と当該第１の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第１の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第１の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定され、前記第２の機構側支持部は、複数の前記第２の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第２の高屈折率層外縁支持部と当該第２の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第２の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第２の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている。
【００１６】
また、請求項５記載の赤外線シャッター機構は、請求項１から４のいずれかに記載の赤外線シャッター機構において、前記機構側支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該機構側支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている。
【００１７】
また、請求項６記載の赤外線測定器は、請求項１から５のいずれかに記載の赤外線シャッター機構と、当該赤外線シャッター機構を透過した前記赤外線を受光してセンサ信号を出力する赤外線センサとを備えて構成されている。
【００１８】
また、請求項７記載の赤外線測定器は、請求項６記載の赤外線測定器において、前記赤外線センサは、センサ側支持基板と、当該センサ側支持基板の一方の面側に配置されたセンサ本体と、前記センサ側支持基板および前記センサ本体の間に空隙を形成しつつ当該センサ側支持基板に対して当該センサ本体を支持するセンサ側支持部とを備え、前記センサ側支持部は、前記センサ本体の外縁領域に設けられたセンサ本体外縁支持部と、前記センサ本体の内側領域に設けられたセンサ本体内側支持部とを備え、前記センサ本体は、第１の電極層、強誘電体層、第２の電極層および赤外線吸収膜が前記センサ側支持基板の側からこの順で形成されると共に、前記センサ本体外縁支持部および前記センサ本体内側支持部によって支持されている領域に、少なくとも前記第１の電極層、前記強誘電体層および前記第２の電極層が形成されていない非センサ領域が設けられている。
【００１９】
さらに、請求項８記載の赤外線測定器は、請求項７記載の赤外線測定器において、前記センサ側支持部は、複数の前記センサ本体内側支持部を備えると共に、前記センサ本体外縁支持部と当該センサ本体外縁支持部に対して最も近接する前記センサ本体内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各センサ本体内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の赤外線シャッター機構、および請求項６記載の赤外線測定器によれば、Ｂ高屈折率層の内側領域が高屈折率層内側支持部によって支持されているため、Ｂ高屈折率層に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、両高屈折率層の間に電圧が印加されていない状態においてＢ高屈折率層がＡ高屈折率層に接して赤外線の透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線の検出感度を向上させる（赤外線センサからのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサにおける赤外線の受光面積の広さに応じて、Ｂ高屈折率層を十分に広く形成した構成において、赤外線センサに入射する赤外線を確実にチョッピングすることができる。
【００２１】
請求項２記載の赤外線シャッター機構によれば、高屈折率層外縁支持部と高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各高屈折率層内側支持部の間の距離を互いに等しく規定したことにより、Ｂ高屈折率層に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、両高屈折率層の間にギャップを形成する際に、Ｂ高屈折率層の全域をＡ高屈折率層に対して確実に離間させることができる。
【００２２】
請求項３記載の赤外線シャッター機構、および請求項６記載の赤外線測定器によれば、第２の高屈折率層の内側領域が第１の高屈折率層内側支持部によって支持されると共に、第３の高屈折率層の内側領域が第２の高屈折率層内側支持部によって支持されているため、第２の高屈折率層および第３の高屈折率層に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、第１の高屈折率層と第２の高屈折率層との間、および第２の高屈折率層と第３の高屈折率層との間に電圧が印加されていない状態において第２の高屈折率層が第１の高屈折率層に接したり、第３の高屈折率層が第２の高屈折率層に接したりして赤外線の透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線の検出感度を向上させる（赤外線センサからのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサにおける赤外線の受光面積の広さに応じて、各高屈折率層を十分に広く形成した構成において、赤外線センサに入射する赤外線を確実にチョッピングすることができる。
【００２３】
請求項４記載の赤外線シャッター機構によれば、第１の高屈折率層外縁支持部と第１の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する第１の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各第１の高屈折率層内側支持部の間の距離を互いに等しく規定し、かつ、第２の高屈折率層外縁支持部と第２の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する第２の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各第２の高屈折率層内側支持部の間の距離を互いに等しく規定したことにより、第２の高屈折率層や第３の高屈折率層に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、各高屈折率層の間にギャップを形成する際に、第２の高屈折率層の全域を第１の高屈折率層に対して確実に離間させ、かつ、第３の高屈折率層の全域を第２の高屈折率層に対して確実に離間させることができる。
【００２４】
請求項５記載の赤外線シャッター機構によれば、機構側支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって機構側支持基板における他方の面に反射率低減層を形成したことにより、機構側支持基板における各高屈折率層等の形成面とは反対側の面（赤外線の入射面）において赤外線が大きく反射されて赤外線シャッター機構の赤外線の透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサに対して十分な量の赤外線を入射させることができる。
【００２５】
請求項７記載の赤外線測定器によれば、センサ本体外縁支持部およびセンサ本体内側支持部によって支持されている領域に、少なくとも第１の電極層、強誘電体層および第２の電極層が形成されていない非センサ領域を設けたセンサ本体を有する赤外線センサを備えたことにより、センサ本体に撓みが生じてセンサ本体の一部がセンサ側支持基板に接した状態となる事態を回避することができるため、赤外線の検出感度を向上させる（センサ本体からのセンサ信号の出力を大きくする）ために赤外線の受光面積を広く形成した構成において、赤外線の受光時におけるセンサ本体からセンサ側支持基板への伝熱を好適に回避することができる結果、赤外線の受光量を正確に測定することができる。
【００２６】
請求項８記載の赤外線測定器によれば、センサ本体外縁支持部とセンサ本体外縁支持部に対して最も近接するセンサ本体内側支持部との間の距離、および最も近接し合う各センサ本体内側支持部の間の距離を互いに等しく規定したことにより、センサ本体に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、センサ本体の全域をセンサ側支持基板に対して離間させた状態を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】赤外線測定器１における赤外線センサ２を赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図２】赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３を赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図３】図１，２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１，２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】赤外線センサ２の一部を拡大した平面図である。
【図６】図５におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】赤外線シャッター機構３の一部を拡大した平面図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】赤外線シャッター機構３における各赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成された状態の赤外線測定器１の断面図である。
【図１０】赤外線シャッター機構３における各赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化した状態の赤外線測定器１の断面図である。
【図１１】赤外線測定器１Ａにおける赤外線センサ２ａを赤外線の入射面側から見た平面図である。
【図１２】赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａを赤外線の出射面側から見た平面図である。
【図１３】図１１，１２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】図１１，１２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１５】赤外線シャッター機構３ａの一部を拡大した平面図である。
【図１６】図１５におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図１７】赤外線シャッター機構３ａにおける各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の間にギャップ２８，３３が形成された状態の赤外線測定器１Ａの断面図である。
【図１８】赤外線シャッター機構３ａにおける各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１が光学的に一体化した状態の赤外線測定器１Ａの断面図である。
【図１９】赤外線測定器１Ｂの断面図である。
【図２０】赤外線センサ２ｂの一部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、赤外線シャッター機構および赤外線測定器の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２９】
図１〜４に示す赤外線測定器１は、「赤外線測定器」の一例であって、後述するように、別個に製造された赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３が一体化されて構成されている。赤外線センサ２は、図３，４に示すように、支持基板１０、絶縁層１１、導体層１２，１４，１６、強誘電体層１３、保護膜１５および赤外線吸収膜１７を備えて、図１に示すように、平面視略方形状に形成されている。なお、図３，４、および後に参照する図６，８〜１０や、図１３，１４，１６〜２０においては、「赤外線シャッター機構」や「赤外線測定器」の構成についての理解を容易とするために、「基板」、「層」および「膜」の厚みを実際の厚みとは相違させて図示している。
【００３０】
支持基板１０は、「センサ側支持基板」に相当し、一例として、シリコンや酸化マグネシウム等によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。この支持基板１０は、赤外線ＩＲの受光時における「センサ本体」から支持基板１０への伝熱を阻止するために、その厚み方向において「センサ本体」と重なる領域に、平面視矩形状で深さ数ｎｍ〜数μｍ程度の凹部Ｈ（図１，３，４，６参照）が形成されている。絶縁層１１は、酸化シリコンや酸化アルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されて、導体層１２等によって支持基板１０上に形成される各種電極等と支持基板１０とを相互に絶縁すると共に、後述するように支持基板１０に形成される支持枠１０ａや支柱１０ｂ（図６参照）と相まって「センサ本体」を支持する「センサ側支持部」を構成する。
【００３１】
導体層１２は、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７と相まって「センサ本体」を構成する層であって、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この導体層１２は、支持基板１０の厚み方向において強誘電体層１３と重なる部位が、強誘電体層１３からセンサ信号を取り出すための１対の電極の１つとして機能する。また、図１に示すように、導体層１２は、上記の電極として機能する部位から、一例として、赤外線センサ２の４つの角部のうちの１つ（この例では、右下の角部）まで連続的に形成されており、導体層１２によって構成された電極を、バンプ４（図３，４参照）を介して赤外線シャッター機構３に接続するバンプ接続部Ｐ１ａを構成する。さらに、導体層１２は、一例として、上記の電極やバンプ接続部Ｐ１ａを構成する部位とは別個に、赤外線センサ２の４つの角部のうちの他の２つ（図１に示す左上の角部および左下の角部）にも形成されており、これらの部位が、バンプ接続部Ｐ３ａ，Ｐ４ａを構成する。
【００３２】
強誘電体層１３は、一例として、チタン酸ジルコン酸鉛やタンタル酸リチウム等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成された焦電型赤外線センサ膜で構成されている。導体層１４は、導体層１２と同様にして、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この導体層１４は、支持基板１０の厚み方向において強誘電体層１３と重なる部位が、強誘電体層１３からセンサ信号を取り出すための１対の電極の他の１つとして機能する。保護膜１５は、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されて、導体層１６によって構成されるバンプ接続部Ｐ２ａ等（図１参照）を支持基板１０に対して絶縁する絶縁層として機能する。
【００３３】
導体層１６は、導体層１４で構成された電極を赤外線シャッター機構３にバンプ４を介して接続するための層であって、導体層１２，１４と同様にして、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されて、一端部が導体層１４に接続されると共に、他端部がバンプ接続部Ｐ２ａ（図１参照）を構成する。赤外線吸収膜１７は、各種金属材料や有機材料（カーボン、ポリイミドおよびアルミニウム等）によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されると共に、表面平滑性がある程度低下させられている。
【００３４】
この赤外線センサ２では、前述したように、赤外線ＩＲの受光時に赤外線吸収膜１７に生じて導体層１４を介して強誘電体層１３に伝熱した熱が導体層１２や絶縁層１１を介して支持基板１０に奪われてしまうことのないように、図３，４，６に示すように、支持基板１０の中央部に凹部Ｈが形成されて、絶縁層１１と支持基板１０との間に空隙１８が形成されている。この場合、本例の赤外線センサ２では、図３〜６に示すように、支持基板１０に形成された凹部Ｈにおける側壁部位が「センサ本体」の外縁部を支持する支持枠１０ａ（「センサ本体外縁支持部」の一例）として機能する。また、凹部Ｈの内側領域には、複数の支柱１０ｂ（「センサ本体内側支持部」の一例）が設けられている。
【００３５】
また、本例の赤外線センサ２では、複数の支柱１０ｂを備えて「センサ側支持部」が構成されると共に、支持枠１０ａと支持枠１０ａに対して最も近接する支柱１０ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱１０ｂ，１０ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。具体的には、この赤外線センサ２では、一例として、８×８＝６４本の支柱１０ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠１０ａおよび支持枠１０ａに最も近い支柱１０ｂの間の距離と、隣接する支柱１０ｂ，１０ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「センサ本体」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図３，４では、赤外線センサ２の構成についての理解を容易とするために、２×２本の支柱１０ｂを図示している。
【００３６】
さらに、この赤外線センサ２では、図６に示すように、支持枠１０ａや、各支柱１０ｂによって絶縁層１１が支持されている領域（支持枠１０ａおよび各支柱１０ｂに対して支持基板１０の厚み方向で重なる領域）に、「センサ本体」が形成されていない「非センサ領域」が設けられている。具体的には、図１，３〜６に示すように、この赤外線センサ２では、一例として、平面視において「センサ本体」が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、各セルの間に上記の「非センサ領域」が形成されている。なお、図３，４では、赤外線センサ２の構成についての理解を容易とするために、３×３個のセルを図示している。これにより、この赤外線センサ２では、「センサ本体」が形成された領域には、凹部Ｈからなる空隙１８が設けられ、支持枠１０ａや支柱１０ｂの存在によって空隙１８が存在しない領域には、「センサ本体」が存在しないため、「センサ本体」から支持基板１０への伝熱が十分に規制されている。また、本例の赤外線センサ２では、隣接する各セルの導体層１２，１２同士、強誘電体層１３，１３同士、および導体層１４，１４同士を相互に電気的に接続するために、隣接する各セルが相互に連結されている。
【００３７】
一方、赤外線シャッター機構３は、赤外線センサ２による検出対象の波長領域（一例として、１００００ｎｍ±２０００ｎｍの範囲：以下、「対象波長領域」ともいう）の赤外線ＩＲをチョッピングするチョッピング機構として機能するシャッター機構（赤外線変調器）であって、図３，４に示すように、支持基板２０、絶縁層２１、導体層２２、赤外線透過薄膜積層体２３，２５、犠牲層２４、支持層２６、導体層２７および反射率低減層２９を備えると共に、両赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ（空隙）２８が形成されて構成されている。支持基板２０は、「機構側支持基板」に相当し、一例として、シリコンやゲルマニウム等（「赤外線を透過可能な材料」の一例）によって、物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。絶縁層２１は、導体層２２によって支持基板１０上に形成される導体パターンと支持基板２０とを相互に絶縁するための層であって、酸化シリコンやポリイミド等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００３８】
導体層２２は、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体２３を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。この導体層２２は、図２に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ９ｂを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ１ａに接続されるバンプ接続部Ｐ５ａおよび図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ５ｂを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ２ａに接続されるバンプ接続部Ｐ６ａおよび図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ６ｂを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ３ａに接続されるバンプ接続部Ｐ７ａを構成する部位と、バンプ４を介して赤外線センサ２のバンプ接続部Ｐ４ａに接続されるバンプ接続部Ｐ８ａを構成する部位とを別個独立して形成している。
【００３９】
赤外線透過薄膜積層体２３は、「Ａ高屈折率層」に相当し、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面の裏面（図３，４における下面：「機構側支持基板における一方の面」の一例）に、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。また、赤外線透過薄膜積層体２５は、「Ｂ高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体２３と同様にして、高屈折率材料で形成した薄膜および低屈折率材料で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。なお、上記の高屈折率材料としては、ゲルマニウムやシリコン等を使用し、低屈折率材料としては、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等を使用することができる。
【００４０】
この場合、赤外線透過薄膜積層体２３，２５については、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４の奇数倍となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みに形成することができる。なお、赤外線透過薄膜積層体２３，２５は、単体において（光学的に分離した状態：互いに接していない状態において）赤外線ＩＲを反射するミラー層として機能し、互いに接して光学的に一体化した状態において、赤外線ＩＲを透過させるように構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構３では、上記の赤外線透過薄膜積層体２５が、支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２３に対向配置された状態で、後述するように犠牲層２４および支持層２６で構成される「機構側支持部」によって支持基板２０に対して非接触状態で支持されている。
【００４１】
犠牲層２４は、赤外線シャッター機構３の製造時に赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８を形成すると共に、その一部が赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に残存させられて、支持層２６と相まって「機構側支持部」を構成する。この場合、この犠牲層２４については、酸化シリコン、シリコンおよび各種有機物等で形成することができ、また、その厚みｄ（すなわち、ギャップ２８の高さ：赤外線透過薄膜積層体２３，２５の常態における離間距離）については、ギャップ２８内に満たされる気体（各種のガスや空気など：一例として、空気）、或いは真空の屈折率ｎとの積（ｎｄ）が、上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４となる条件を満たすことを条件として、任意に規定することができる。
【００４２】
支持層２６は、犠牲層２４と相まって「機構側支持部」を構成する層であって、一例として、酸化シリコンやポリイミドによって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。導体層２７は、赤外線透過薄膜積層体２５を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ１０ｂ（図２参照）を構成する層であって、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体２５を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００４３】
反射率低減層２９は、いわゆる「無反射コーティング層（ＡＲ層）」であって、赤外線シャッター機構３における赤外線ＩＲの入射面（支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２３の形成面の裏面：図３，４における上面：「機構側支持基板における他方の面」の一例）に形成されて、赤外線シャッター機構３に入射しようとする赤外線ＩＲが大きく反射されるのを阻止する。この反射率低減層２９は、ゲルマニウムやシリコン等の高屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）と、硫化亜鉛やセレン化亜鉛等の低屈折率材料で形成した薄膜（対象波長領域を透過可能な薄膜）とを積層した積層体で構成されている。この場合、反射率低減層２９の光学的厚み（ｎｄ）は、対象波長領域の中心波長に対する１／２となる条件を満たすことを条件として、各種屈折率の材料で任意の厚みで形成することができる。
【００４４】
この赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じることのないように、赤外線透過薄膜積層体２５の外縁領域に設けられた「高屈折率層外縁支持部」と、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域に設けられた複数の「高屈折率層内側支持部」とで構成される「機構側支持部」によって赤外線透過薄膜積層体２５を支持する構成が採用されている。具体的には、図２〜４，７，８に示すように、この赤外線シャッター機構３では、一例として、平面視において赤外線透過薄膜積層体２５が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、これらのセル群の周囲、および各セルの間に支持層２６が形成されると共に、この支持層２６に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層２４が残存させられて、支持層２６と相まって赤外線透過薄膜積層体２５を支持する構成が採用されている。なお、図３，４では、赤外線シャッター機構３の構成についての理解を容易とするために、３×３個のセルを図示している。
【００４５】
この場合、本例の赤外線シャッター機構３では、上記のセル群の周囲に形成された支持層２６、およびこの支持層２６に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層２４（支持枠２４ａ）が相まって「高屈折率層外縁支持部」が構成されると共に、上記の各セルの間に形成された支持層２６、およびこの支持層２６に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層２４（支柱２４ｂ）が相まって「高屈折率層内側支持部」が構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構３では、複数の支柱２４ｂを備えて「機構側支持部」が構成されると共に、支持枠２４ａと支持枠２４ａに対して最も近接する支柱２４ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱２４ｂ，２４ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。
【００４６】
具体的には、この赤外線シャッター機構３では、一例として、８×８＝６４本の支柱２４ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠２４ａおよび支持枠２４ａに最も近い支柱２４ｂの間の距離と、隣接する支柱２４ｂ，２４ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「Ｂ高屈折率層」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図３，４では、赤外線シャッター機構３の構成についての理解を容易とするために、２×２本の支柱２４ｂを図示している。これにより、この赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じる事態が回避されている。なお、本例の赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５において隣接する各セル同士を相互に電気的に接続するために、隣接する各セルが相互に連結されている。
【００４７】
この赤外線測定器１の製造に際しては、まず、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３をそれぞれ製造する。なお、一例として、赤外線センサ２についての製造方法、および赤外線シャッター機構３の製造方法についてこの順で説明するが、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３の製造順序は特に限定されるものではない。
【００４８】
赤外線センサ２の製造に際しては、まず、支持基板１０の一面（後に、赤外線シャッター機構３に対向させられる面：図３，４，６における上面）に絶縁層１１を形成する。次いで、公知の半導体製造プロセスに従い、導体層１２、強誘電体層１３および導体層１４を絶縁層１１の上にこの順で形成する。この際には、各層１２〜１４毎に、これらを支持基板１０上の所望の領域に形成するためのマスクパターン（図示せず）を形成することで、マスクパターンから露出している部位だけに所望の層を形成する。これにより、前述した「センサ本体」を構成する各セルがマトリクス状に配置されて絶縁層１１の上に形成されると共に、セル群の周囲、および各セルの間に「非センサ領域」が形成される。また、各層１２〜１４の形成に際しては、図５，６に示すように、後に絶縁層１１をエッチングして凹部Ｈを形成するための丸孔１９（エッチングホール）を各セルの中央部に連通形成する。
【００４９】
続いて、保護膜１５を形成する。この際には、導体層１２においてバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａとすべき部位、導体層１４、および「非センサ領域」が保護膜１５によって覆われることのないようにマスクパターン（図示せず）によって覆った状態で保護膜１５を形成する。なお、以下に説明する各層の形成工程においてもマスクパターンを使用するが、マスクパターンを用いて所望の領域だけに所望の層を形成する技術については公知のため、このマスクパターンについての詳細な説明を省略する。続いて、導体層１４の外縁部に掛かるように導体層１６を保護膜１５の上に形成する。これにより、導体層１４，１６が相互に電気的に接続された状態となる。次いで、導体層１４の表面を覆うようにして赤外線吸収膜１７を形成する。これにより、「センサ本体」の形成が完了する。
【００５０】
続いて、導体層１２におけるバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ３ａ，Ｐ４ａ、および導体層１６におけるバンプ接続部Ｐ２ａにバンプ４をそれぞれ形成する。なお、バンプ４については、赤外線センサ２側に形成せずに、赤外線シャッター機構３におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに形成することもできる。また、赤外線センサ２におけるバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａ、および赤外線シャッター機構３におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａの双方にバンプ４をそれぞれ形成することもできる。
【００５１】
次いで、各要素１１〜１７（およびバンプ４）を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理（例えば、エッチングガスを用いたドライエッチング処理）を実行する。この際には、上記の各丸孔１９を通過して支持基板１０に達したエッチングガスによって支持基板１０の表面がエッチングされることにより、支持基板１０の表面に凹部Ｈが形成される。この場合、「センサ本体」を構成する各セル毎に丸孔１９が形成されているため、図５に示すように、丸孔１９を通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において支持基板１０がエッチングされて、支持基板１０の表面に凹部Ｈ（空隙１８：図３，４，６参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の支持基板１０がエッチングされずに残存することで支持枠１０ａや支柱１０ｂ（図３，４，６参照）が形成される。これにより、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７で構成された「センサ本体」の各セルと、支持基板１０との間に空隙１８が形成されると共に、この「センサ本体」が支持枠１０ａ、支柱１０ｂおよび絶縁層１１を介して支持された状態となり、赤外線センサ２が完成する。
【００５２】
一方、赤外線シャッター機構３の製造に際しては、まず、公知の半導体製造プロセスに従い、支持基板２０の一面（後に、赤外線センサ２に対向させられる面：図３，４，８における下面）に、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２３を形成する。次いで、絶縁層２１および赤外線透過薄膜積層体２３を覆うようにして犠牲層２４を形成した後に、犠牲層２４の表面において支持基板２０の厚み方向で赤外線透過薄膜積層体２３に重なる位置に赤外線透過薄膜積層体２５を形成する。この際には、赤外線透過薄膜積層体２５を犠牲層２４上の所望の領域に形成するためのマスクパターン（図示せず）を形成することで、マスクパターンから露出している部位だけに赤外線透過薄膜積層体２５を形成する。これにより、前述した各セルがマトリクス状に配置されて犠牲層２４の上に形成される。また、赤外線透過薄膜積層体２５の形成に際しては、図７，８に示すように、後に犠牲層２４をエッチングしてギャップ２８を形成するための丸孔２５ａ（エッチングホール）を各セルの中央部に形成する。
【００５３】
続いて、赤外線透過薄膜積層体２５に接するように導体層２７を形成した後に、この導体層２７、および赤外線透過薄膜積層体２５が形成されている領域を除いて支持層２６を形成する。この際には、図７，８に示すように、赤外線透過薄膜積層体２５におけるセル群の周囲、および各セルの間に、赤外線透過薄膜積層体２５に接するように支持層２６が形成される。次いで、支持基板２０における赤外線ＩＲの入射面（赤外線透過薄膜積層体２３，２５等を形成した面の裏面：図３，４における上面）に反射率低減層２９を形成する。
【００５４】
続いて、赤外線透過薄膜積層体２５等を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理（例えば、エッチングガスを用いたドライエッチング処理）を実行する。この際には、上記の各丸孔２５ａを通過して犠牲層２４に達したエッチングガスによって赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間の犠牲層２４がエッチングされることにより、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成される。この場合、赤外線透過薄膜積層体２５の各セル毎に丸孔２５ａが形成されているため、図７に示すように、丸孔２５ａを通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において犠牲層２４がエッチングされてギャップ２８（図３，４，８参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の犠牲層２４がエッチングされずに残存することで支持枠２４ａや支柱２４ｂ（図３，４，８参照）が形成される。これにより、赤外線透過薄膜積層体２３と、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルとの間にギャップ２８が形成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５が支持枠２４ａ、支柱２４ｂおよび支持層２６を介して支持されて赤外線透過薄膜積層体２３，２５が対向した状態となり、赤外線シャッター機構３が完成する。
【００５５】
次いで、赤外線センサ２における強誘電体層１３や赤外線吸収膜１７等の形成面と、赤外線シャッター機構３における赤外線透過薄膜積層体２３，２５等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ２に形成したバンプ４が赤外線シャッター機構３の導体層２２におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに接するように赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３を重ねた状態において、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３を加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、各バンプ４が溶融して赤外線シャッター機構３のバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに溶着する結果、赤外線センサ２および赤外線シャッター機構３が一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線センサ２の導体層１２（１対の電極の一方）がバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ５ａに接続されたバンプ４を介して赤外線シャッター機構３における導体層２２のうちの１つに電気的に接続されると共に、赤外線センサ２の導体層１４（１対の電極の他方）が導体層１６およびバンプ接続部Ｐ２ａ，Ｐ６ａに接続されたバンプ４を介して赤外線シャッター機構３における導体層２２のうちの他の１つに電気的に接続される。これにより、赤外線測定器１が完成する。
【００５６】
この赤外線測定器１では、赤外線シャッター機構３における支持基板２０に入射した赤外線ＩＲを赤外線透過薄膜積層体２３，２５によって反射または透過させることで、赤外線センサ２の赤外線吸収膜１７に入射する赤外線ＩＲをチョッピングする構成が採用されている。具体的には、この赤外線測定器１の使用に際しては、赤外線シャッター機構３の信号線接続部Ｐ９ｂ，Ｐ１０ｂと駆動制御部（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続すると共に、赤外線シャッター機構３の信号線接続部Ｐ５ｂ，Ｐ６ｂと測定回路（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続することで、赤外線センサ２の導体層１２，１４を測定回路に接続する。
【００５７】
この場合、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３は、上記の駆動制御部によって赤外線透過薄膜積層体２３，２５に対して電圧が印加されていない状態において、図９に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２８が形成される。このように、ギャップ２８（本例では、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「各高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、および赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００５８】
また、この赤外線シャッター機構３では、「高屈折率層外縁支持部」を構成する支持枠２４ａおよび支持層２６に加えて、「高屈折率層内側支持部」を構成する各支柱２４ｂおよび支持層２６によって赤外線透過薄膜積層体２５の各セルが支持されている。このため、この赤外線シャッター機構３では、セル群からなる十分に広い赤外線透過薄膜積層体２５を備えているにも拘わらず、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成された状態においても、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じる事態が回避されている。この結果、閉状態において、赤外線透過薄膜積層体２５の一部が赤外線透過薄膜積層体２３に接する事態が回避されている。
【００５９】
さらに、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧が印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に静電引力が生じて、図１０に示すように、赤外線透過薄膜積層体２５において、支持枠２４ａ、および支持基板２０の厚み方向において支持枠２４ａに重なる部位の支持層２６（高屈折率層外縁支持部）や、各支柱２４ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱２４ｂに重なる部位の支持層２６（高屈折率層内側支持部）によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２３に面的に接して赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化する。
【００６０】
このように、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加されて赤外線透過薄膜積層体２３と赤外線透過薄膜積層体２５の各セルとが光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、および赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００６１】
これにより、この赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３では、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。この場合、この赤外線測定器１では、赤外線センサ２に対する赤外線ＩＲの入射を許容するときには、赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２３，２５を光学的に一体化させ、赤外線センサ２に対する赤外線ＩＲの入射を規制するときには、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８を形成するだけの簡単な制御でよいため、赤外線ＩＲを確実かつ容易にチョッピングして赤外線センサ２（赤外線吸収膜１７）に対して入射させることが可能となっている。
【００６２】
また、この赤外線測定器１によれば、赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２３，２５を導電性材料で形成したことにより、「Ａ高屈折率層」や「Ｂ高屈折率層」とは別個に駆動用電極を形成した構成（図示せず）と比較して、赤外線シャッター機構３を閉状態にするための（赤外線透過薄膜積層体２３，２５に電圧を印加するための）専用の電極の形成が不要となる分だけ、赤外線測定器１の製造コストを低減できると共に、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の質量を十分に小さくすることができるため、赤外線シャッター機構３を高速に、しかも安定して駆動することが可能となっている。
【００６３】
また、赤外線シャッター機構３が開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ２に対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜１７が発熱し、この熱によって強誘電体層１３が加熱される。これにより、赤外線吸収膜１７に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構３を透過して赤外線センサ２の入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。この場合、この赤外線測定器１の赤外線センサ２では、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７で構成された「センサ本体」が形成された領域には、凹部Ｈからなる空隙１８が設けられ、支持枠１０ａや支柱１０ｂの存在によって空隙１８が存在しない領域には、「センサ本体」が存在しないため、赤外線ＩＲの受光時における「センサ本体」から支持基板１０への伝熱が十分に規制されている。また、各支柱１０ｂによって「センサ本体」が支持されているため、この「センサ本体」に撓みが生じる事態が回避されている。この結果、「センサ本体」が支持基板１０（凹部Ｈの底面）に接して「センサ本体」から支持基板１０に伝熱する事態が回避されている。
【００６４】
このように、この赤外線シャッター機構３では、赤外線透過薄膜積層体２５の外縁領域に設けられた「高屈折率層外縁支持部（本例では、犠牲層２４における支持枠２４ａ、および支持基板２０の厚み方向で支持枠２４ａに重なる部位の支持層２６）」と、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域に設けられた「高屈折率層内側支持部（本例では、犠牲層２４における各支柱２４ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱２４ｂに重なる部位の支持層２６）」とを備えて、赤外線透過薄膜積層体２５を支持する「機構側支持部」が構成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５における「機構側支持部」によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加された状態において赤外線透過薄膜積層体２３に接して赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化するように構成されている。また、この赤外線測定器１では、赤外線シャッター機構３と、赤外線シャッター機構３を透過した赤外線ＩＲを受光してセンサ信号を出力する赤外線センサ２とを備えている。
【００６５】
したがって、この赤外線シャッター機構３、および赤外線測定器１によれば、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域が各支柱１０ｂおよび支持層２６によって支持されているため、赤外線透過薄膜積層体２５に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加されていない状態において赤外線透過薄膜積層体２５が赤外線透過薄膜積層体２３に接して赤外線ＩＲの透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線ＩＲの検出感度を向上させる（赤外線センサ２からのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサ２における赤外線ＩＲの受光面積の広さに応じて、赤外線透過薄膜積層体２５を十分に広く形成した構成において、赤外線センサ２（「センサ本体」）に入射する赤外線ＩＲを確実にチョッピングすることができる。
【００６６】
また、この赤外線シャッター機構３によれば、複数の「高屈折率層内側支持部」を備えて「機構側支持部」を構成すると共に、「高屈折率層外縁支持部」と「高屈折率層外縁支持部」に対して最も近接する「高屈折率層内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「高屈折率層内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、赤外線透過薄膜積層体２５に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、赤外線透過薄膜積層体２３，２５間にギャップ２８を形成する際に、赤外線透過薄膜積層体２５の全域を赤外線透過薄膜積層体２３に対して確実に離間させることができる。
【００６７】
さらに、この赤外線シャッター機構３によれば、支持基板２０を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって支持基板２０における他方の面に反射率低減層２９を形成したことにより、支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２３，２５等の形成面とは反対側の面（赤外線ＩＲの入射面）において赤外線ＩＲが大きく反射されて赤外線シャッター機構３の赤外線ＩＲの透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ２に対して十分な量の赤外線ＩＲを入射させることができる。
【００６８】
また、この赤外線測定器１によれば、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７で構成される「センサ本体」の外縁領域に設けられた「センサ本体外縁支持部（本例では、支持基板１０における支持枠１０ａ、および支持基板１０の厚み方向で支持枠１０ａに重なる部位の絶縁層１１）」と、「センサ本体」の内側領域に設けられた「センサ本体内側支持部（本例では、支持基板１０における各支柱１０ｂ、および支持基板１０の厚み方向で各支柱１０ｂに重なる部位の絶縁層１１）」とを備えて、「センサ本体」を支持する「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」および「センサ本体内側支持部」によって支持されている領域に、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７が形成されていない「非センサ領域」を設けた赤外線センサ２を備えたことにより、「センサ本体」に撓みが生じて「センサ本体」の一部が支持基板１０に接した状態となる事態を回避することができるため、赤外線ＩＲの検出感度を向上させる（「センサ本体」からのセンサ信号の出力を大きくする）ために赤外線ＩＲの受光面積を広く形成した構成において、赤外線ＩＲの受光時における「センサ本体」から支持基板１０への伝熱を好適に回避することができる結果、赤外線ＩＲの受光量を正確に測定することができる。
【００６９】
さらに、この赤外線測定器１によれば、複数の「センサ本体内側支持部」を備えて「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」と「センサ本体外縁支持部」に対して最も近接する「センサ本体内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「センサ本体内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、「センサ本体」に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、「センサ本体」の全域を支持基板１０に対して離間させた状態を確実に維持することができる。
【００７０】
次に、「赤外線シャッター機構」および「赤外線測定器」の他の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、前述した赤外線測定器１、およびその赤外線シャッター機構３の構成要素と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７１】
図１１〜１４に示す赤外線測定器１Ａは、「赤外線測定器」の他の一例であって、上記の赤外線測定器１における赤外線センサ２に代えて、「赤外線センサ」の他の一例である赤外線センサ２ａを備えると共に、赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３に代えて、「赤外線シャッター機構」の他の一例である赤外線シャッター機構３ａを備えて構成されている。この赤外線測定器１Ａは、前述した赤外線測定器１と同様にして、公知の半導体製造プロセスに従って赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａをそれぞれ別個に製造した後に、これらを一体化することで製造されている。
【００７２】
赤外線センサ２ａは、図１３，１４に示すように、基板４０の一方の面に導体層４１が形成されると共に、基板４０の他方の面に導体層４２が形成され、かつ、導体層４１の一部を覆うようにして赤外線吸収膜４３が形成されると共に、この赤外線吸収膜４３の周囲に保護膜４４が形成されて構成されている。基板４０は、それ自体が焦電型の赤外線センサとして機能すると共に、赤外線センサ２ａの支持基板として機能する板体であって、セラミック板や、ＰＺＴおよびＴｉＢＡ等の強誘電体材料の層によって物理的な厚みが数十μｍ〜数ｍｍ程度で、一辺の長さが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の平板状に形成されている。導体層４１，４２は、基板４０からセンサ信号を取り出すための１対の電極の１つとして機能する層であって、一例として、白金やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。赤外線吸収膜４３は、各種金属材料や有機材料（カーボン、ポリイミドおよびアルミニウム等）によって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されると共に、表面平滑性がある程度低下させられている。
【００７３】
一方、赤外線シャッター機構３ａは、赤外線センサ２ａによる検出対象の波長領域（一例として、１００００ｎｍ±２０００ｎｍの範囲：以下、「対象波長領域」ともいう）の赤外線ＩＲをチョッピングするチョッピング機構として機能するシャッター機構（赤外線変調器）であって、図１３，１４，１６に示すように、支持基板２０、絶縁層２１、導体層２２，２７，３３、赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１、犠牲層２４，３０、支持層２６，３２および反射率低減層２９を備えると共に、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ（空隙）２８が形成され、かつ、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ（空隙）３４が形成されて構成されている。
【００７４】
この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の３つの赤外線透過薄膜積層体（高屈折率層）を備えている点において赤外線シャッター機構３とは相違している。この場合、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２３が「第１の高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体２５が「第２の高屈折率層」に相当し、赤外線透過薄膜積層体３１が「第３の高屈折率層」に相当する。また、赤外線透過薄膜積層体３１は、赤外線透過薄膜積層体２３，２５と同様にして、高屈折率材料（ゲルマニウムやシリコン等）で形成した薄膜および低屈折率材料（硫化亜鉛やセレン化亜鉛等）で形成した薄膜を交互に積層した薄膜積層体（「赤外線を透過可能な導電性材料」の一例）で構成されている。
【００７５】
犠牲層３０は、赤外線シャッター機構３ａの製造時に赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ３４を形成すると共に、その一部が赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に残存させられて、支持層３２と相まって「機構側支持部」を構成する。この場合、この犠牲層３０については、酸化シリコン、シリコンおよび各種有機物等で形成することができ、また、その厚みｄ（すなわち、ギャップ３４の高さ：赤外線透過薄膜積層体２５，３１の常態における離間距離）については、ギャップ３４内に満たされる気体（各種のガスや空気など：一例として、空気）、或いは真空の屈折率ｎとの積（ｎｄ）が、上記の対象波長領域の中心波長に対する１／４となり、かつ、赤外線透過薄膜積層体２３，２５間のギャップ２８の高さと一致するとの条件を満たすことを条件として、任意に規定することができる。
【００７６】
支持層３２は、犠牲層３０と相まって「第２の機構側支持部」を構成する層であって、犠牲層２４と同様に、一例として、酸化シリコンやポリイミドによって、物理的な厚みが数十ｎｍ〜数十μｍ程度の薄膜状に形成されている。導体層３３は、赤外線透過薄膜積層体３１を図示しない信号ケーブルに接続するための信号線接続部Ｐ１１ｂ（図１２参照）を構成する層であって、一例として、上記の赤外線透過薄膜積層体３１を構成する各薄膜の形成に使用した導電材料（例えば、ゲルマニウムやシリコン）やアルミニウム等によって、物理的な厚みが数ｎｍ〜数μｍ程度の薄膜状に形成されている。
【００７７】
この場合、この赤外線シャッター機構３ａでは、上記の赤外線シャッター機構３における「高屈折率層外縁支持部」、「高屈折率層内側支持部」、およびこれらで構成された「機構側支持部」に相当する構成要素が、「第１の高屈折率層外縁支持部」、「第１の高屈折率層内側支持部」、および「第１の機構側支持部」にそれぞれ相当する。また、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体３１に大きな撓みが生じることのないように、赤外線透過薄膜積層体３１の外縁領域に設けられた「第２の高屈折率層外縁支持部」と、赤外線透過薄膜積層体３１の内側領域に設けられた複数の「第２の高屈折率層内側支持部」とで構成される「第２の機構側支持部」によって赤外線透過薄膜積層体３１を支持する構成が採用されている。
【００７８】
具体的には、図１２，１５，１６に示すように、この赤外線シャッター機構３ａでは、一例として、平面視において赤外線透過薄膜積層体３１が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、これらのセル群の周囲、および各セルの間に支持層３２が形成されると共に、この支持層３２に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層３０が残存させられて、支持層３２と相まって赤外線透過薄膜積層体３１を支持する構成が採用されている。この場合、図１３，１４，１６に示すように、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルと、赤外線透過薄膜積層体３１の各セルとは、支持基板２０の厚み方向で重なる位置にそれぞれ設けられている。なお、図１３，１４では、赤外線シャッター機構３ａの構成についての理解を容易とするために、３×３個のセルを図示している。
【００７９】
この場合、本例の赤外線シャッター機構３ａでは、上記のセル群の周囲に形成された支持層３２、およびこの支持層３２に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層３０（支持枠３０ａ）が相まって「第２の高屈折率層外縁支持部」が構成されると共に、上記の各セルの間に形成された支持層３２、およびこの支持層３２に対して支持基板２０の厚み方向で重なる位置の犠牲層３０（支柱３０ｂ）が相まって「第２の高屈折率層内側支持部」が構成されている。また、本例の赤外線シャッター機構３ａでは、複数の支柱３０ｂを備えて「第２の機構側支持部」が構成されると共に、支持枠３０ａと支持枠３０ａに対して最も近接する支柱３０ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱３０ｂ，３０ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。
【００８０】
具体的には、この赤外線シャッター機構３ａでは、一例として、８×８＝６４本の支柱３０ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠３０ａおよび支持枠３０ａに最も近い支柱３０ｂの間の距離と、隣接する支柱３０ｂ，３０ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「第３の高屈折率層」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図１３，１４では、赤外線シャッター機構３ａの構成についての理解を容易とするために、２×２本の支柱３０ｂを図示している。これにより、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体３１に大きな撓みが生じる事態が回避されている。なお、本例の赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体３１において隣接する各セル同士を相互に電気的に接続するために、隣接する各セルが相互に連結されている。
【００８１】
この赤外線測定器１Ａの製造に際しては、まず、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａをそれぞれ製造する。なお、一例として、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａの順で製造する方法について説明するが、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａの製造順序は特に限定されるものではない。
【００８２】
赤外線センサ２ａの製造に際しては、まず、基板４０の一方の面に導体層４１を形成すると共に、他方の面に導体層４２を形成する。次いで、導体層４１の中央領域（後に、赤外線シャッター機構３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１と対向させられる矩形状の領域）に赤外線吸収膜４３を形成する。続いて、赤外線吸収膜４３を形成した領域、およびバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａ（図１１参照）として機能させるべき領域を除いて導体層４１の上に保護膜４４を形成する。次いで、導体層４１におけるバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａにバンプ４をそれぞれ形成する。なお、バンプ４については、赤外線センサ２ａ側に形成せずに、赤外線シャッター機構３ａにおけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａ（図１２参照）に形成することもできる。また、赤外線センサ２ａにおけるバンプ接続部Ｐ１ａ〜Ｐ４ａ、および赤外線シャッター機構３ａにおけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａの双方にバンプ４をそれぞれ形成することもできる。これにより、赤外線センサ２ａが完成する。
【００８３】
一方、赤外線シャッター機構３ａの製造に際しては、前述した赤外線シャッター機構３の製造工程と同様の手順に従って、支持基板２０の一方の面（後に、赤外線センサ２ａに対向させられる面：図１３，１４における下面）に、各構成要素２１〜２７，３０〜３３を形成すると共に、支持基板２０の他方の面に反射率低減層２９を形成する。なお、各構成要素２１〜２７や反射率低減層２９の形成方法については、赤外線シャッター機構３の製造時におけるこれらの形成方法と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、犠牲層３０（支持枠３０ａおよび支柱３０ｂ）の形成方法は、赤外線シャッター機構３の犠牲層２４と同様であり、赤外線透過薄膜積層体３１の形成方法は、赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２５と同様であり、支持層３２の形成方法は、赤外線シャッター機構３の支持層２６と同様であり、導体層３３の形成方法は、赤外線シャッター機構３の導体層２７と同様であるため、これらの構成要素３０〜３３の形成方法についても、詳細な説明を省略する。
【００８４】
続いて、赤外線透過薄膜積層体３１を形成した面の側から、マスクパターン（図示せず）を用いたエッチング処理（例えば、エッチングガスを用いたドライエッチング処理）を実行する。この際には、赤外線透過薄膜積層体３１の各セルに形成した丸孔３１ａを通過して犠牲層３０に達したエッチングガスによって赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間の犠牲層３０がエッチングされることにより、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ３４が形成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルに形成した丸孔２５ａを通過して犠牲層２４に達したエッチングガスによって赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間の犠牲層２４がエッチングされることにより、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間にギャップ２８が形成される。
【００８５】
この場合、赤外線透過薄膜積層体３１の各セル毎に丸孔３１ａが形成されているため、図１５に示すように、丸孔３１ａを通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において犠牲層３０がエッチングされてギャップ３４（図１３，１４，１６参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の犠牲層３０がエッチングされずに残存することで支持枠３０ａや支柱３０ｂが形成される。また、赤外線透過薄膜積層体２５の各セル毎に丸孔２５ａが形成されているため、図１５に示すように、丸孔２５ａを通過したエッチングガスによって、同図に破線で示す円形の領域内において犠牲層２４がエッチングされてギャップ２８（図１３，１４，１６参照）が形成されると共に、破線で示す各円形の領域外の犠牲層２４がエッチングされずに残存することで支持枠２４ａや支柱２４ｂが形成される。
【００８６】
これにより、赤外線透過薄膜積層体２３と、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルとの間にギャップ２８が形成された状態で、赤外線透過薄膜積層体２５が支持枠２４ａ、支柱２４ｂおよび支持層２６を介して支持されて赤外線透過薄膜積層体２３，２５が対向した状態となり、かつ、赤外線透過薄膜積層体２５の各セルと、赤外線透過薄膜積層体３１の各セルとの間にギャップ３４が形成された状態で、赤外線透過薄膜積層体３１が支持枠３０ａ、支柱３０ｂおよび支持層３２を介して支持されて赤外線透過薄膜積層体２５，３１が対向した状態となって、赤外線シャッター機構３ａが完成する。
【００８７】
次いで、赤外線センサ２ａにおける赤外線吸収膜４３の形成面と、赤外線シャッター機構３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１等の形成面とを対向させると共に、赤外線センサ２ａに形成したバンプ４が赤外線シャッター機構３ａの導体層２２におけるバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに接するように赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａを重ねた状態において、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａを加熱しつつ、超音波を印加する。これにより、各バンプ４が溶融して赤外線シャッター機構３ａのバンプ接続部Ｐ５ａ〜Ｐ８ａに溶着する結果、赤外線センサ２ａおよび赤外線シャッター機構３ａが一体化した状態となる。また、この状態においては、赤外線センサ２ａの導体層４１（１対の電極の一方）がバンプ接続部Ｐ１ａ，Ｐ５ａに接続されたバンプ４を介して赤外線シャッター機構３ａにおける導体層２２のうちの１つに電気的に接続される。次いで、図１３に示すように、その一端部を赤外線センサ２ａの導体層４２に接続した信号線５の他端部を、赤外線シャッター機構３ａの導体層２２における信号線接続部Ｐ１２ａ（図１２参照）に電気的に接続する。これにより、赤外線測定器１Ａが完成する。
【００８８】
この赤外線測定器１Ａでは、赤外線シャッター機構３ａにおける支持基板２０に入射した赤外線ＩＲを赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１によって反射または透過させることで、赤外線センサ２ａの赤外線吸収膜４３に入射する赤外線ＩＲをチョッピングする構成が採用されている。具体的には、この赤外線測定器１Ａの使用に際しては、赤外線シャッター機構３ａの信号線接続部Ｐ９ｂ，Ｐ１０ｂ，Ｐ１１ｂ（図１２参照）と駆動制御部（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続すると共に、赤外線シャッター機構３ａの信号線接続部Ｐ５ｂ，Ｐ１２ｂ（図１２参照）と測定回路（図示せず）とを信号線（図示せず）を介して電気的に接続することで、赤外線センサ２ａの導体層導体層４１，４２を測定回路に接続する。
【００８９】
この場合、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａは、上記の駆動制御部によって、赤外線透過薄膜積層体２３，２５（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に電圧が印加されていない状態において、図１７に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ２８が形成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に、その光学的厚み（ｎｄ）が上記の対象波長領域の中心波長（この例では、１００００ｎｍ）に対する１／４である２５００ｎｍ程度（「ｎｄ＝１／４λ」に対する１倍の例（奇数倍の一例））のギャップ３４が形成される。
【００９０】
このように、ギャップ２８，３４（本例では、空気で形成された「低屈折率層」）が形成された状態（「対向する２組の高屈折率層の間に電圧が印加されずに各高屈折率層の間にギャップが形成された状態」の一例）では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体３１側の面、および赤外線透過薄膜積層体３１における赤外線透過薄膜積層体２５側の面において赤外線ＩＲが反射される結果、赤外線ＩＲの透過が規制される。以下、この状態を「閉状態」ともいう。
【００９１】
また、この赤外線シャッター機構３ａでは、「第２の高屈折率層外縁支持部」を構成する支持枠３０ａおよび支持層３２に加えて、「第２の高屈折率層内側支持部」を構成する各支柱３０ｂおよび支持層３２によって赤外線透過薄膜積層体３１の各セルが支持されているため、セル群からなる十分に広い赤外線透過薄膜積層体３１を備えているにも拘わらず、赤外線測定器１における赤外線シャッター機構３の赤外線透過薄膜積層体２５と同様にして、赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間にギャップ３４が形成された状態においても、赤外線透過薄膜積層体３１に撓みが生じる事態が回避されている。この結果、閉状態において、赤外線透過薄膜積層体２５の一部が赤外線透過薄膜積層体２３に接する事態、および赤外線透過薄膜積層体３１の一部が赤外線透過薄膜積層体２５に接する事態が回避されている。
【００９２】
さらに、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２３，２５（「２組の高屈折率層」のうちの一方）の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１（「２組の高屈折率層」のうちの他方）の間に駆動制御部によって数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧がそれぞれ印加されたときに、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に静電引力が生じて、図１８に示すように、赤外線透過薄膜積層体２３，２５が面的に接触して光学的に一体化すると共に、赤外線透過薄膜積層体２５，３１が面的に接触して光学的に一体化する結果、赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１のすべてが光学的に一体化するように構成されている（「３つの高屈折率層が光学的に一体化し」との状態の一例）。
【００９３】
このように、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の間に電圧が印加されて両赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１が厚み方向で光学的に一体化した状態では、赤外線透過薄膜積層体２３における赤外線透過薄膜積層体２５側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体２３側の面、赤外線透過薄膜積層体２５における赤外線透過薄膜積層体３１側の面、および赤外線透過薄膜積層体３１における赤外線透過薄膜積層体２５側の面における赤外線ＩＲの反射が極く小さなものとなる結果、各赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１の厚み方向への赤外線ＩＲの透過が許容される。以下、この状態を「開状態」ともいう。
【００９４】
これにより、この赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａでは、駆動制御部によって電圧を印加する状態と電圧を印加しない状態との２種類の状態を一定周期で交互に繰り返すことにより、赤外線ＩＲを一定周期でチョッピングすることが可能となっている。また、赤外線シャッター機構３ａが開状態となって赤外線ＩＲの透過が許容された状態においては、赤外線センサ２ａに対する赤外線ＩＲの入射量に応じて赤外線吸収膜４３が発熱し、この熱によって基板４０が加熱される。これにより、赤外線吸収膜４３に生じた熱量、すなわち、赤外線シャッター機構３ａを透過して赤外線センサ２ａの入射面に入射した赤外線ＩＲの照射量に応じた電流値の検出信号が強誘電体層１３から出力される。
【００９５】
このように、この赤外線シャッター機構３ａでは、赤外線透過薄膜積層体２５の外縁領域に設けられた「第１の高屈折率層外縁支持部（本例では、犠牲層２４における支持枠２４ａ、および支持基板２０の厚み方向で支持枠２４ａに重なる部位の支持層２６）」と、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域に設けられた「第１の高屈折率層内側支持部（本例では、犠牲層２４における各支柱２４ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱２４ｂに重なる部位の支持層２６）」とを備えて、赤外線透過薄膜積層体２５を支持する「第１の機構側支持部」が構成され、かつ、赤外線透過薄膜積層体３１の外縁領域に設けられた「第２の高屈折率層外縁支持部（本例では、犠牲層３０における支持枠３０ａ、および支持基板２０の厚み方向で支持枠３０ａに重なる部位の支持層３２）」と、赤外線透過薄膜積層体３１の内側領域に設けられた「第２の高屈折率層内側支持部（本例では、犠牲層３０における各支柱３０ｂ、および支持基板２０の厚み方向で各支柱３０ｂに重なる部位の支持層３２）」とを備えて、赤外線透過薄膜積層体３１を支持する「第２の機構側支持部」が構成されると共に、赤外線透過薄膜積層体２５における「第１の機構側支持部」によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に電圧が印加された状態において赤外線透過薄膜積層体２３に接して両赤外線透過薄膜積層体２３，２５が光学的に一体化し、かつ、赤外線透過薄膜積層体３１における「第２の機構側支持部」によって支持されていない部位が赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に電圧が印加された状態において赤外線透過薄膜積層体２５に接して両赤外線透過薄膜積層体２５，３１が光学的に一体化するように構成されている。また、この赤外線測定器１Ａでは、上記の赤外線シャッター機構３ａと、赤外線シャッター機構３ａを透過した赤外線ＩＲを受光してセンサ信号を出力する赤外線センサ２ａとを備えている。
【００９６】
したがって、この赤外線シャッター機構３ａ、および赤外線測定器１Ａによれば、赤外線透過薄膜積層体２５の内側領域が各支柱２４ｂおよび支持層２６によって支持されると共に、赤外線透過薄膜積層体３１の内側領域が各支柱３０ｂおよび支持層３２によって支持されているため、赤外線透過薄膜積層体２５，３１に大きな撓みが生じる事態を好適に回避することができる結果、赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に電圧が印加されていない状態において赤外線透過薄膜積層体２５が赤外線透過薄膜積層体２３に接したり、赤外線透過薄膜積層体３１が赤外線透過薄膜積層体２５に接したりして赤外線ＩＲの透過が許容されてしまう事態を回避することができる。これにより、赤外線ＩＲの検出感度を向上させる（赤外線センサ２ａからのセンサ信号の出力を大きくする）ために広く形成した赤外線センサ２ａにおける赤外線ＩＲの受光面積の広さに応じて、赤外線透過薄膜積層体２５，３１を十分に広く形成した構成において、赤外線センサ２ａに入射する赤外線ＩＲを確実にチョッピングすることができる。
【００９７】
また、この赤外線シャッター機構３ａによれば、複数の「第１の高屈折率層内側支持部」を備えて「第１の機構側支持部」を構成すると共に、「第１の高屈折率層外縁支持部」と「第１の高屈折率層外縁支持部」に対して最も近接する「第１の高屈折率層内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「第１の高屈折率層内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定し、かつ、複数の「第２の高屈折率層内側支持部」を備えて「第２の機構側支持部」を構成すると共に、「第２の高屈折率層外縁支持部」と「第２の高屈折率層外縁支持部」に対して最も近接する「第２の高屈折率層内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「第２の高屈折率層内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、赤外線透過薄膜積層体２５，３１に部分的な撓みが生じる事態を回避することができるため、赤外線透過薄膜積層体２３，２５間、および赤外線透過薄膜積層体２５，３１間にギャップ２８，３４を形成する際に、赤外線透過薄膜積層体２５の全域を赤外線透過薄膜積層体２３に対して確実に離間させ、かつ、赤外線透過薄膜積層体３１の全域を赤外線透過薄膜積層体２５に対して確実に離間させることができる。
【００９８】
さらに、この赤外線シャッター機構３ａによれば、支持基板２０を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって支持基板２０における他方の面に反射率低減層２９を形成したことにより、支持基板２０における赤外線透過薄膜積層体２３，２５，３１等の形成面とは反対側の面（赤外線ＩＲの入射面）において赤外線ＩＲが大きく反射されて赤外線シャッター機構３ａの赤外線ＩＲの透過率が低下する事態を回避して、開状態において赤外線センサ２ａに対して十分な量の赤外線ＩＲを入射させることができる。
【００９９】
なお、「赤外線センサ」、「赤外線シャッター機構」および「赤外線測定器」の構成は、上記の赤外線センサ２，２ａ、赤外線シャッター機構３，３ａおよび赤外線測定器１，１Ａの構成に限定されない。例えば、赤外線透過薄膜積層体２５を９×９＝８１個のセル状に区分けして、このセル群の周囲、および各セルの間に支持層２６を形成すると共に、犠牲層２４で構成した支持枠２４ａ、各支柱２４ｂおよび支持層２６によって、上記の各セルを支持する構成の赤外線シャッター機構３や、赤外線透過薄膜積層体２５，３１をそれぞれ９×９＝８１個のセル状に区分けして、このセル群の周囲、および各セルの間に支持層２６，３２を形成すると共に、犠牲層２４，３０で構成した支持枠２４ａ，３０ａ、各支柱２４ｂ，３０ｂおよび支持層２６，３２によって、上記の各セルを支持する構成の赤外線シャッター機構３ａを例に挙げて説明したが、「各高屈折率層」をセル状に区分けする数、およびこれに対応して設ける「高屈折率層内側支持部」の数は、上記の例示に限定されず、「各高屈折率層」の物理的な強度を確保でき、かつ、電圧の印加時に「各高屈折率層」を光学的に一体化させ得る範囲内において、任意の数に規定することができる。
【０１００】
また、「各高屈折率層」をセル状に区分けしない構成を採用することもできる。具体的には、赤外線シャッター機構３における赤外線透過薄膜積層体２５を赤外線透過薄膜積層体２３と同様にして連続的に形成すると共に、両赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に支持枠２４ａや各支柱２４ｂを設けて赤外線透過薄膜積層体２５を支持する構成（図示せず）や、赤外線シャッター機構３ａにおける赤外線透過薄膜積層体２５，３１を赤外線透過薄膜積層体２３と同様にして連続的に形成すると共に、両赤外線透過薄膜積層体２３，２５の間に支持枠２４ａや各支柱２４ｂを設けて赤外線透過薄膜積層体２５を支持し、かつ、両赤外線透過薄膜積層体２５，３１の間に支持枠３０ａや各支柱３０ｂを設けて赤外線透過薄膜積層体３１を支持する構成（図示せず）を採用することもできる。このように、「各高屈折率層」の数を赤外線シャッター機構３，３ａの例と異なる数に規定した構成、或いは、「各高屈折率層」を区分けしない構成を採用した場合においても、赤外線シャッター機構３，３ａと同様の効果を奏することができる。
【０１０１】
また、「各高屈折率層」をセル状に区分けすると共に、「赤外線センサ」の「センサ本体」をセル状に区分けする構成を採用する場合においては、上記の赤外線測定器１のように、「赤外線シャッター機構」における「各高屈折率層（この例では、赤外線透過薄膜積層体２５）」の区分け数（本例では、９×９＝８１個）と、「赤外線センサ」における「センサ本体」の区分け数（本例では、９×９＝８１個）とを互いに相違する数とすることもできる。具体的には、一例として、「赤外線シャッター機構」における「各高屈折率層」を９×９＝８１個に区分けすると共に、「赤外線センサ」における「センサ本体」を３×３＝９個に区分けすることができる。このような構成を採用した場合においても、上記の赤外線測定器１と同様の効果を奏することができる。
【０１０２】
さらに、複数の「高屈折率層内側支持部」を備えて構成された「機構側支持部」を有する赤外線シャッター機構３や、複数の「第１の高屈折率層内側支持部」を備えて構成された「第１の機構側支持部」、および複数の「第２の高屈折率層内側支持部」を備えて構成された「第２の機構側支持部」を有する赤外線シャッター機構３ａを例に挙げて説明したが、「高屈折率層内側支持部」、「第１の高屈折率層内側支持部」および「第２の高屈折率層内側支持部」については、少なくとも１つ設けることで、「Ｂ高屈折率層」、「第２の高屈折率層」および「第３の高屈折率層」に大きな撓みが生じる事態を回避することができる。
【０１０３】
また、「センサ側支持基板と、センサ側支持基板の一方の面側に配置されたセンサ本体と、センサ側支持基板およびセンサ本体の間に空隙を形成しつつセンサ側支持基板に対してセンサ本体を支持するセンサ側支持部とを備えた赤外線センサ」の構成は、上記の赤外線センサ２の構成に限定されない。例えば、図１９に示す赤外線測定器１Ｂの赤外線センサ２ｂは、支持枠１０ａ、支柱１０ｂおよび絶縁層１１によって「センサ本体」を支持する上記の赤外線センサ２の構成に代えて、支持枠１０ａ、支柱１０ｂおよび保護膜１５によって「センサ本体」を支持する構成が採用されている。なお、この赤外線センサ２ｂにおいて前述した赤外線センサ２の構成要素と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１０４】
この赤外線センサ２ｂでは、赤外線ＩＲの受光時に赤外線吸収膜１７に生じて導体層１４を介して強誘電体層１３に伝熱した熱が導体層１２や絶縁層１１を介して支持基板１０に奪われてしまうことのないように、支持基板１０の中央部に凹部Ｈが形成されて、絶縁層１１と支持基板１０との間に空隙１８が形成されている。この場合、図２０に示すように、この赤外線センサ２ｂでは、支持基板１０に形成された凹部Ｈにおける側壁部位で構成された支持枠１０ａ、およびこの支持枠１０ａに対して支持基板１０の厚み方向で重なる位置に形成された保護膜１５が相まって「センサ本体」の外縁部を支持する「センサ本体外縁支持部」として機能する。また、この赤外線センサ２ｂでは、複数の支柱１０ｂと、支柱１０ｂに対して支持基板１０の厚み方向で重なる位置に形成された保護膜１５が相まって「センサ本体」の内側領域を支持する「センサ本体内側支持部」として機能する。
【０１０５】
また、本例の赤外線センサ２ｂでは、前述した赤外線センサ２と同様にして、複数の支柱１０ｂを備えて「センサ側支持部」が構成されると共に、支持枠１０ａと支持枠１０ａに対して最も近接する支柱１０ｂとの間の距離、および最も近接し合う各支柱１０ｂの間の距離が互いに等しく規定されている。具体的には、この赤外線センサ２ｂでは、一例として、８×８＝６４本の支柱１０ｂが等間隔でマトリクス状に設けられると共に、支持枠１０ａおよび支持枠１０ａに最も近い支柱１０ｂの間の距離と、隣接する支柱１０ｂ，１０ｂの間の距離とが互いに等しくなっている（「センサ本体」を支持する構成要素が等間隔で設けられている）。なお、図１９では、赤外線センサ２の構成についての理解を容易とするために、２本の支柱１０ｂを図示している。
【０１０６】
さらに、この赤外線センサ２ｂでは、支持枠１０ａや各支柱１０ｂが形成された領域に、「センサ本体」が形成されていない「非センサ領域」が設けられて、この「非センサ領域」に保護膜１５を形成する材料が充填されている。具体的には、この赤外線センサ２ｂでは、前述した赤外線センサ２と同様にして、一例として、平面視において「センサ本体」が９×９＝８１個のマトリクス状に配置された矩形状のセルに区分けされて、各セルの間に上記の「非センサ領域」が形成されている。なお、図１９では、赤外線センサ２ｂの構成についての理解を容易とするために、３個のセルを図示している。これにより、この赤外線センサ２ｂでは、「センサ本体」が形成された領域には、凹部Ｈからなる空隙１８が設けられ、支持枠１０ａや支柱１０ｂの存在によって空隙１８が存在しない領域には、「センサ本体」が存在しないため、「センサ本体」から支持基板１０への伝熱が十分に規制されている。
【０１０７】
このように、この赤外線測定器１Ｂによれば、「センサ本体」の外縁領域に設けられた「センサ本体外縁支持部（この例では、支持枠１０ａ、および支持枠１０ａ上の保護膜１５）」と、「センサ本体」の内側領域に設けられた「センサ本体内側支持部（この例では、各支柱１０ｂ、および各支柱１０ｂ上の保護膜１５）」とを備えて、「センサ本体」を支持する「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」および「センサ本体内側支持部」によって支持されている領域に、導体層１２、強誘電体層１３、導体層１４および赤外線吸収膜１７が形成されていない「非センサ領域」を設けた「センサ本体」を有する赤外線センサ２ｂを備えたことにより、前述した赤外線センサ２を備えた赤外線測定器１と同様の効果を奏することができる。
【０１０８】
また、この赤外線測定器１Ｂによれば、複数の「センサ本体内側支持部」を備えて「センサ側支持部」を構成すると共に、「センサ本体外縁支持部」と「センサ本体外縁支持部」に対して最も近接する「センサ本体内側支持部」との間の距離、および最も近接し合う各「センサ本体内側支持部」の間の距離を互いに等しく規定したことにより、前述した赤外線センサ２を備えた赤外線測定器１と同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
なお、赤外線シャッター機構３と赤外線センサ２ｂとを一体化して赤外線測定器１Ｂを構成した例について説明したが、前述した赤外線測定器１Ａにおける赤外線シャッター機構３ａと、赤外線測定器１Ｂにおける赤外線センサ２ｂとを一体化した「赤外線測定器」（図示せず）を構成することもできる。また、赤外線シャッター機構３と赤外線センサ２ａとを一体化して「赤外線測定器」（図示せず）を構成したり、赤外線シャッター機構３ａと赤外線センサ２とを一体化して「赤外線測定器」（図示せず）を構成したりすることもできる。さらに、支持基板１０における支持枠１０ａを「センサ本体外縁支持部」として使用すると共に、支持基板１０における各支柱１０ｂを「センサ本体内側支持部」として使用する構成を例に挙げて説明したが、支持基板１０と絶縁層１１との間（或いは、支持基板１０と保護膜１５との間）に、任意の層（例えば、犠牲層２４，３０と同様の層）を設けて、この層における所望の領域を残存させるようにエッチング処理することで、支持枠１０ａや支柱１０ｂと同様の構成要素を形成することもできる。
【０１１０】
加えて、焦電型赤外線センサの一例である強誘電体層１３を有する赤外線センサ２，２ｂを備えた赤外線測定器１，１Ｂ、および焦電型赤外線センサの他の一例である基板４０を有する赤外線センサ２ａを備えた赤外線測定器１Ａを例に挙げて説明したが、焦電型赤外線センサに代えて、サーモパイル型赤外線センサやサーミスタ等の各種熱型センサ、および量子型赤外線センサなどを採用して「赤外線センサ」を構成して「赤外線測定器」を構成することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１Ａ，１Ｂ 赤外線測定器
２，２ａ，２ｂ 赤外線センサ
３，３ａ 赤外線シャッター機構
４ バンプ
５ 信号線
１０，２０ 支持基板
１０ａ，２４ａ，３０ａ 支持枠
１０ｂ，２４ｂ，３０ｂ 支柱
１１，２１ 絶縁層
１２，１４，１６，２２，２７，３３，４１，４２ 導体層
１３ 強誘電体層
１５，４４ 保護膜
１７，４３ 赤外線吸収膜
１８ 空隙
１９，２５ａ，３１ａ 丸孔
２３，２５，３１ 赤外線透過薄膜積層体
２４，３０ 犠牲層
２６，３２ 支持層
２８，３４ ギャップ
２９ 反射率低減層
４０ 基板
Ｈ 凹部
ＩＲ 赤外線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成されたＡ高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記Ａ高屈折率層に対向配置されて機構側支持部によって支持されたＢ高屈折率層とを有し、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、
前記機構側支持部は、前記Ｂ高屈折率層の外縁領域に設けられた高屈折率層外縁支持部と、前記Ｂ高屈折率層の内側領域に設けられた高屈折率層内側支持部とを備え、
前記Ｂ高屈折率層の前記機構側支持部によって支持されていない部位が前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において前記Ａ高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する赤外線シャッター機構。
【請求項２】
前記機構側支持部は、複数の前記高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記高屈折率層外縁支持部と当該高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている請求項１記載の赤外線シャッター機構。
【請求項３】
赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第１の機構側支持部によって支持された第２の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第２の高屈折率層に対向配置されて第２の機構側支持部によって支持された第３の高屈折率層とを有し、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、
前記第１の機構側支持部は、前記第２の高屈折率層の外縁領域に設けられた第１の高屈折率層外縁支持部と、前記第２の高屈折率層の内側領域に設けられた第１の高屈折率層内側支持部とを備え、
前記第２の機構側支持部は、前記第３の高屈折率層の外縁領域に設けられた第２の高屈折率層外縁支持部と、前記第３の高屈折率層の内側領域に設けられた第２の高屈折率層内側支持部とを備え、
前記第２の高屈折率層における前記第１の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第１の高屈折率層および当該第２の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第１の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化すると共に、前記該第３の高屈折率層における前記第２の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第２の高屈折率層および当該第３の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第２の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する赤外線シャッター機構。
【請求項４】
前記第１の機構側支持部は、複数の前記第１の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第１の高屈折率層外縁支持部と当該第１の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第１の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第１の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定され、
前記第２の機構側支持部は、複数の前記第２の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第２の高屈折率層外縁支持部と当該第２の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第２の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第２の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている請求項３記載の赤外線シャッター機構。
【請求項５】
前記機構側支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該機構側支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている請求項１から４のいずれかに記載の赤外線シャッター機構。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の赤外線シャッター機構と、当該赤外線シャッター機構を透過した前記赤外線を受光してセンサ信号を出力する赤外線センサとを備えて構成された赤外線測定器。
【請求項７】
前記赤外線センサは、センサ側支持基板と、当該センサ側支持基板の一方の面側に配置されたセンサ本体と、前記センサ側支持基板および前記センサ本体の間に空隙を形成しつつ当該センサ側支持基板に対して当該センサ本体を支持するセンサ側支持部とを備え、
前記センサ側支持部は、前記センサ本体の外縁領域に設けられたセンサ本体外縁支持部と、前記センサ本体の内側領域に設けられたセンサ本体内側支持部とを備え、
前記センサ本体は、第１の電極層、強誘電体層、第２の電極層および赤外線吸収膜が前記センサ側支持基板の側からこの順で形成されると共に、前記センサ本体外縁支持部および前記センサ本体内側支持部によって支持されている領域に、少なくとも前記第１の電極層、前記強誘電体層および前記第２の電極層が形成されていない非センサ領域が設けられている請求項６記載の赤外線測定器。
【請求項８】
前記センサ側支持部は、複数の前記センサ本体内側支持部を備えると共に、前記センサ本体外縁支持部と当該センサ本体外縁支持部に対して最も近接する前記センサ本体内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各センサ本体内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている請求項７記載の赤外線測定器。
【請求項１】
赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成されたＡ高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記Ａ高屈折率層に対向配置されて機構側支持部によって支持されたＢ高屈折率層とを有し、当該両高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、当該両高屈折率層の間に電圧が印加された状態において当該両高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該両高屈折率層の間に当該電圧が印加されない状態において当該両高屈折率層の間にギャップが形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、
前記機構側支持部は、前記Ｂ高屈折率層の外縁領域に設けられた高屈折率層外縁支持部と、前記Ｂ高屈折率層の内側領域に設けられた高屈折率層内側支持部とを備え、
前記Ｂ高屈折率層の前記機構側支持部によって支持されていない部位が前記両高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において前記Ａ高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する赤外線シャッター機構。
【請求項２】
前記機構側支持部は、複数の前記高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記高屈折率層外縁支持部と当該高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている請求項１記載の赤外線シャッター機構。
【請求項３】
赤外線を透過可能な材料で形成された機構側支持基板と、当該機構側支持基板における一方の面に形成された第１の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第１の高屈折率層に対向配置されて第１の機構側支持部によって支持された第２の高屈折率層と、前記機構側支持基板の厚み方向で前記第２の高屈折率層に対向配置されて第２の機構側支持部によって支持された第３の高屈折率層とを有し、当該各高屈折率層が前記赤外線を透過可能な導電性材料でそれぞれ形成されると共に、対向する２組の当該各高屈折率層の間に電圧がそれぞれ印加された状態において当該３つの高屈折率層が光学的に一体化して前記厚み方向に前記赤外線を透過させ、かつ、当該２組の各高屈折率層の間に当該電圧がそれぞれ印加されない状態において当該２組の各高屈折率層の間にギャップがそれぞれ形成されて前記赤外線を反射する赤外線シャッター機構であって、
前記第１の機構側支持部は、前記第２の高屈折率層の外縁領域に設けられた第１の高屈折率層外縁支持部と、前記第２の高屈折率層の内側領域に設けられた第１の高屈折率層内側支持部とを備え、
前記第２の機構側支持部は、前記第３の高屈折率層の外縁領域に設けられた第２の高屈折率層外縁支持部と、前記第３の高屈折率層の内側領域に設けられた第２の高屈折率層内側支持部とを備え、
前記第２の高屈折率層における前記第１の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第１の高屈折率層および当該第２の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第１の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化すると共に、前記該第３の高屈折率層における前記第２の機構側支持部によって支持されていない部位が前記第２の高屈折率層および当該第３の高屈折率層の間に前記電圧が印加された状態において当該第２の高屈折率層に接して当該両高屈折率層が光学的に一体化する赤外線シャッター機構。
【請求項４】
前記第１の機構側支持部は、複数の前記第１の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第１の高屈折率層外縁支持部と当該第１の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第１の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第１の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定され、
前記第２の機構側支持部は、複数の前記第２の高屈折率層内側支持部を備えると共に、前記第２の高屈折率層外縁支持部と当該第２の高屈折率層外縁支持部に対して最も近接する前記第２の高屈折率層内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各第２の高屈折率層内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている請求項３記載の赤外線シャッター機構。
【請求項５】
前記機構側支持基板を形成している材料よりも屈折率が低い材料によって当該機構側支持基板における他方の面に形成された反射率低減層を備えて構成されている請求項１から４のいずれかに記載の赤外線シャッター機構。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の赤外線シャッター機構と、当該赤外線シャッター機構を透過した前記赤外線を受光してセンサ信号を出力する赤外線センサとを備えて構成された赤外線測定器。
【請求項７】
前記赤外線センサは、センサ側支持基板と、当該センサ側支持基板の一方の面側に配置されたセンサ本体と、前記センサ側支持基板および前記センサ本体の間に空隙を形成しつつ当該センサ側支持基板に対して当該センサ本体を支持するセンサ側支持部とを備え、
前記センサ側支持部は、前記センサ本体の外縁領域に設けられたセンサ本体外縁支持部と、前記センサ本体の内側領域に設けられたセンサ本体内側支持部とを備え、
前記センサ本体は、第１の電極層、強誘電体層、第２の電極層および赤外線吸収膜が前記センサ側支持基板の側からこの順で形成されると共に、前記センサ本体外縁支持部および前記センサ本体内側支持部によって支持されている領域に、少なくとも前記第１の電極層、前記強誘電体層および前記第２の電極層が形成されていない非センサ領域が設けられている請求項６記載の赤外線測定器。
【請求項８】
前記センサ側支持部は、複数の前記センサ本体内側支持部を備えると共に、前記センサ本体外縁支持部と当該センサ本体外縁支持部に対して最も近接する前記センサ本体内側支持部との間の距離、および最も近接し合う前記各センサ本体内側支持部の間の距離が互いに等しく規定されている請求項７記載の赤外線測定器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−１１７５０（Ｐ２０１３−１１７５０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４６０７（Ｐ２０１１−１４４６０７）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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