(57)【要約】【課題】より簡素な構成の画像取得装置を提供すること。【解決手段】赤外線カメラは、蛍光体を含む蛍光体層上に熱線吸収層が積層された積層体２５と、蛍光体を励起する励起光を出力するＬＥＤ１０と、蛍光体層から発せられる蛍光を受光して、積層体２５に入射する熱線の強度分布に応じた像を撮像するＣＣＤセンサ１５と、を備える。外来の赤外線（物体から放射される熱線）を吸収する熱線吸収層と蛍光体が分散された蛍光体層とを積層する。そして、蛍光体層に励起光を照射し、蛍光体層から赤外線の強度分布に応じた強度分布を有する蛍光を出力させる。これによって、赤外線の強度分布に応じた像を撮像することができる。【選択図】図５
2010014639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体を含む蛍光体層上に熱線吸収層が積層された積層体と、
前記蛍光体を励起する励起光を出力する励起光源と、
前記蛍光体層から発せられる蛍光を受光して、前記積層体に入射する熱線の強度分布に応じた像を撮像する撮像手段と、
を備える画像取得装置。
【請求項２】
前記積層体は、当該積層体の積層方向を深さ方向とする複数の溝によって、２次元状に配置された複数の島部を形成するように分割されていることを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記積層体を支持する支持部材を更に備え、
当該支持部材は、
前記積層体が主面上に形成された断熱層と、
前記断熱層が主面上に形成された支持基板と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像取得装置。
【請求項４】
前記支持基板は、複数の前記島部夫々の位置に対応する位置に形成された複数の開口を有することを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
【請求項５】
前記積層体は、前記熱線吸収層と前記蛍光体層との間に、少なくとも前記蛍光を反射する光反射層を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像取得装置。
【請求項６】
前記蛍光体層は、前記蛍光体が基材に分散された層であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像取得装置。
【請求項７】
蛍光体を含む蛍光体層と、
外部から入射する熱線を吸収する熱線吸収層と、
少なくとも前記蛍光体層及び前記熱線吸収層が主面上に積層された支持部材と、
を備える変換装置。
【請求項８】
少なくとも前記蛍光体層及び前記熱線吸収層の積層によって形成された積層体は、当該積層体の積層方向を深さ方向とする複数の溝によって、２次元状に配置された複数の島部を形成するように分割されていることを特徴とする請求項７に記載の変換装置。
【請求項９】
前記支持部材は、
前記積層体が主面上に形成された断熱層と、
前記断熱層が主面上に形成された支持基板と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の変換装置。
【請求項１０】
前記支持基板は、複数の前記島部夫々の位置に対応する位置に形成された複数の開口を有することを特徴とする請求項９に記載の変換装置。
【請求項１１】
熱線の強度分布を示す熱画像を取得する熱画像取得方法であって、
蛍光体を含む蛍光体層上に熱線吸収層が積層された積層体に対して励起光を照射し、
前記蛍光体層から発せられる蛍光を受光して、前記積層体に入射する熱線の強度分布に応じた像を撮像する、熱画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取得装置、変換装置、及び熱画像取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内容物検査、不審者の監視システムに例示されるように幅広い監視用途でセキュリティー関連技術の進展が著しい。これに伴って、純粋な温度測定用の他、上述の監視用に適用可能な赤外線カメラに対する需要が急増している。
【０００３】
赤外線カメラの構造としては、量子型、ボロメータ型といったものが知られている。量子型の赤外線カメラでは、一般的に熱雑音に対する耐性を持たせるために冷却が必要であり、装置全体としては大型で高価なものとなってしまう。また、ボロメータ型は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術の進展に伴って様々なタイプのものが開発されているが、画素単位で熱検出構造を設けると共に、画素からの信号取出し構造を設ける必要があるため、装置構成は複雑なものになってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、既存の赤外線カメラでは、その構成を簡易化することには限界があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、より簡素な構成の画像取得装置、又は新たな手法の熱画像取得方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる画像取得装置は、蛍光体を含む蛍光体層上に熱線吸収層が積層された積層体と、前記蛍光体を励起する励起光を出力する励起光源と、前記蛍光体層から発せられる蛍光を受光して、前記積層体に入射する熱線の強度分布に応じた像を撮像する撮像手段と、を備える。
【０００７】
外来の熱線を吸収する熱線吸収層と蛍光体が分散された蛍光体層とを積層する。そして、蛍光体層に励起光を照射し、蛍光体層から赤外線の強度分布に応じた強度分布を有する蛍光を出力させる。これによって、赤外線の強度分布に応じた像を撮像することができる。このようにして簡素な構成の画像取得装置を実現することができる。
【０００８】
前記積層体は、当該積層体の積層方向を深さ方向とする複数の溝によって、２次元状に配置された複数の島部を形成するように分割されている、と良い。これによって取得する画像の品質を高めることができる。
【０００９】
前記積層体を支持する支持部材を更に備え、当該支持部材は、前記積層体が主面上に形成された断熱層と、前記断熱層が主面上に形成された支持基板と、を備える、と良い。断熱層を介在させることで積層体からの放熱を抑制し、取得する画像の品質を高めることができる。
【００１０】
前記支持基板は、複数の前記島部夫々の位置に対応する位置に形成された複数の開口を有する、と良い。断熱層を介した積層体から支持基板への熱伝達を抑制することによって、感度及び応答速度を高めることによって、取得する画像の品質を高めることができる。
【００１１】
前記積層体は、前記熱線吸収層と前記蛍光体層との間に、少なくとも前記蛍光を反射する光反射層を更に備える、と良い。
【００１２】
前記蛍光体層は、前記蛍光体が基材に分散された層である、と良い。なお、蛍光体層は、単一又は複数の薄膜で形成しても良い。
【００１３】
本発明にかかる変換装置は、蛍光体を含む蛍光体層と、外部から入射する熱線を吸収する熱線吸収層と、少なくとも前記蛍光体層及び前記熱線吸収層が主面上に積層された支持部材と、を備える。
【００１４】
本発明にかかる熱画像取得方法は、熱線の強度分布を示す熱画像を取得する熱画像取得方法であって、蛍光体を含む蛍光体層上に熱線吸収層が積層された積層体に対して励起光を照射し、前記蛍光体層から発せられる蛍光を受光して、前記積層体に入射する熱線の強度分布に応じた像を撮像する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、より簡素な構成の画像取得装置、又は新たな手法の熱画像取得方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。
【００１７】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態について、以下、図１乃至図８を用いて説明する。
【００１８】
図１は、赤外線カメラ５０の概略構成を説明するための模式図である。図２は、変換モジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。図３は、平面内における積層体の形成態様を示す模式図である。図４は、変換装置の概略的な断面構成を示す模式図である。図５は、赤外線カメラ５０の機能を説明するための説明図である。図６は、赤外線カメラ５０に接続される駆動部の概略的な構成を示すブロック図である。図７は、赤外線カメラ５０の動作を説明するための概略的なタイミングチャートである。図８Ａ及びＢは、変換装置の製造方法を示す概略的な製造工程図である。
【００１９】
図１に示すように、赤外線カメラ（画像取得装置）５０は、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)１０、レンズ１１、ダイクロイックミラー１２、レンズ筒１４、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ１５、レンズ筒１６、及び変換モジュール２０を有する。
【００２０】
赤外線カメラ５０は、レンズ筒１６を介して入力する赤外線（物体からの放射熱線）を変換モジュール２０の前面で受ける。赤外線カメラ５０は、ＬＥＤ１０から出力された光（以下、励起光とも呼ぶ）を変換モジュール２０の背面で受ける。後述のように、変換モジュール２０は、前面側に形成された熱線吸収層、及び熱線吸収層よりも背面側に形成された蛍光体層を有する。蛍光体層は熱線吸収層に対して熱接続されている。また、蛍光体から放射される蛍光の強度は、温度依存性を有する。従って、変換モジュール２０から出力される蛍光の強度分布は、変換モジュール２０に入力した赤外線の強度分布に応じたものになる。
【００２１】
変換モジュール２０から出力された蛍光は、ダイクロイックミラー１２を通過し、レンズ筒１４を介してＣＣＤセンサ１５に入射する。ＣＣＤセンサ１５は、赤外線の強度分布に応じた強度分布を有する蛍光を複数の画素で受光し、赤外線の強度分布に応じた像を撮像する。このように、汎用な部品を用いて簡素な構成の新しいタイプの赤外線カメラ５０を提供することができる。
【００２２】
図１に示すように、ＣＣＤセンサ１５の撮像面上には、レンズ筒１４、ダイクロイックミラー１２、変換モジュール２０、及びレンズ筒１６がこの順で配置されている。ダイクロイックミラー１２の前面１２ａ上には、レンズ１１、ＬＥＤ１０がこの順で配置されている。なお、軸線ＡＸ１上にＬＥＤ１０、レンズ１１を配置し、軸線ＡＸ２上にレンズ筒１４、ＣＣＤセンサ１５を配置しても良い。
【００２３】
ＬＥＤ１０は、駆動電流に応じて所定波長の光を出力する一般的な半導体発光素子（励起光源）である。ＬＥＤ１０の出力波長は、後述の蛍光体を励起することが可能な波長であれば良い（ここでは、ＬＥＤ１０は、可視光を出力する）。ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）に蛍光色素としてローダミンＢを分散させた蛍光体の場合、波長５００ｎｍのＬＥＤで励起し、５５０ｎｍ以上の波長の蛍光を得ることができる。
【００２４】
なお、励行光を生成するための励起光源の具体的構成は任意である。ＬＥＤ１０と変換モジュール２０間に波長変換素子を配置して励起光を生成しても良い。この場合、ＬＥＤ１０の出射光波長は、予め設定された励起光波長に一致しない。また、ＬＥＤに代えて、ＬＤ(Laser Diode)を採用しても良い。もちろん、ハロゲンランプを光源として波長分離フィルターを用いて分光しても構わないが、装置サイズや消費電力が大きくなってしまう。
【００２５】
レンズ１１は、ＬＥＤ１０からの出力光を平行光化する。ＬＥＤ１からの出力光は、レンズ１１のレンズ面を介して、略平行光化される。
【００２６】
ダイクロイックミラー１２は、ＬＥＤ１０からの出力光（例えば、上述の蛍光体を用いる場合、波長：５００ｎｍ）を反射し、変換モジュール２０から出力される蛍光（例えば、波長：５５０ｎｍ）を透過する。具体的には、ダイクロイックミラー１２は、レンズ１１を介して入射するＬＥＤ１０の出力光（励起光）を前方に向かって反射させる。ダイクロイックミラー１２は、変換モジュール２０から出力される蛍光を後方へ透過させる。
【００２７】
変換モジュール２０の機能の概要は上述のとおりである。変換モジュール２０の構成及び機能については後で詳細に説明する。
【００２８】
レンズ筒１４は、変換モジュール２０から出力され、ダイクロイックミラー１２を通過した蛍光をＣＣＤセンサ１５の撮像面に結像させる。
【００２９】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ１５は、通常の固体撮像素子である。ＣＣＤセンサ（撮像手段）１５は、撮像面にマトリクス状に形成された複数の画素を有する。各画素で蛍光を受光することによって赤外線の強度分布に応じた像を撮像する。ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の一般的な撮像センサを用いても良い。
【００３０】
レンズ筒１６は、変換モジュール２０の前面に赤外線像を結像させる。レンズ筒１６内のレンズは、Ｇｅ、ＺｎＳｅ等を用いれば良い。また、赤外線透過率を向上するには、ＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）処理を施せば良いことは言うまでもない。
【００３１】
なお、レンズ筒１６の前方には、撮像対象物が存在する。撮像対象物の温度に応じて撮像対象物からは赤外線（熱線）が放射される。赤外線カメラ５０によって撮像対象物の熱画像を取得することができる。
【００３２】
なお、戻り光の影響を低減するために、ＬＥＤ１０とダイクロイックミラー１２間には、戻り光を遮断するための光学フィルタを配置しても良い。また、赤外線カメラ５０は、適当な筐体内に収納するものとし、外来の赤外線（熱線）はレンズ筒１６を介してのみ内部に入射するものとする。
【００３３】
図２に変換モジュール２０の概略的な断面構成を示す。図２に示すように、変換モジュール２０は、枠体２１、窓板２２、シリコン基板（支持基板）２３、絶縁層（断熱層）２４、積層体２５、マスク層２７、及び透明基板２８を有する。なお、変換装置は、シリコン基板２３、絶縁層２４、及び積層体２５から形成される。
【００３４】
枠体２１は、中空の筒状部材であり、窓板２２、シリコン基板２３、及び透明基板２８を支持する。枠体２１を形成する材料は任意であるが、気密性を確保するためには金属で枠体２１を形成すれば良い。
【００３５】
窓板２２は、赤外線に対して実質的に透明な平板状の部材である。例えば、赤外線レンズと同じ材料のＧｅ、ＺｎＳｅ基板等で窓板２２を形成すると良い。また、レンズと同様に、ＡＲ処理を施すことで、透過率を向上させることができる。
【００３６】
シリコン基板２３上には、絶縁層２４が形成されている。絶縁層２４上には、積層体２５が形成されている。積層体２５は、格子状の溝によってマトリクス状に形成された複数の島部に分割されている（図３参照）。なお、積層体２５の構成について図４を参照して後述する。
【００３７】
シリコン基板２３は、各積層体２５の直下に開口ＯＰ１を有する。マトリクス状に形成された積層体２５に対応して、シリコン基板２３には開口がマトリクス状に形成されている。
【００３８】
積層体２５を薄層の絶縁層２４に支持させ、積層体２５の直下の範囲でシリコン基板２３に開口を形成することによって、積層体２５からシリコン基板２３に熱が逃げることを抑制することができる。これによってより良質な画像を赤外線カメラ５０で取得することができる。
【００３９】
マスク層２７は、透明基板２８上に形成された遮光層である。マスク層２７は、積層体２５の配置パターンに応じてパターニングされている。マスク層２７は、積層体２５の直下の範囲で開口ＯＰ２を有する。マスク層２７は、励起光及び蛍光に対して不透明である。マスク層２７を設けることによって、互いに隣接する積層体２５からの蛍光同士が混信することを抑制し、より良質な画像を取得することが可能になる。
【００４０】
透明基板２８は、励起光と蛍光に対して実質的に透明な板状の部材である。例えば、ガラス、石英等で透明基板２８を形成すれば良い。
【００４１】
図２から明らかなように、積層体２５の直下の範囲で、シリコン基板２３には開口ＯＰ１が形成され、マスク層２７には開口ＯＰ２が形成されている。
【００４２】
ＬＥＤ１０からの出射光は、透明基板２８、マスク層２７の開口ＯＰ２、シリコン基板２３の開口ＯＰ１、及び絶縁層２４を、この順で通過して積層体２５に入力する。積層体２５から出力される蛍光は、絶縁層２４、シリコン基板２３の開口ＯＰ１、マスク層２７の開口ＯＰ２、及び透明基板２８をこの順で通過する。
【００４３】
なお、赤外線カメラ５０の信頼性を高めるためには、積層体２５を枠体２１内に気密封止又は真空封止すると良い。ここでは、枠体２１に窓板２２を取り付けて気密封止している。窓板２２によって閉じられた空間には、不活性ガス（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ等）を充填している。また、背面側からマスク層２７が形成された透明基板２８を取り付けることで気密性を更に高めている。このように積層体２５を枠体２１内に窓板２２で気密封止することで、外部の環境（周囲の温度、大気流等）の影響によって赤外線カメラ５０が取得する画像の品質が劣化することを抑制することができる。
【００４４】
なお、排気ポンプ等を活用して、窓板２２によって閉じられた枠体２１内の内部空間を真空に排気しても良い。この場合も上述と同様の効果を得ることができる。なお、熱絶縁性を高めるためには、真空引きするほうが好ましい。
【００４５】
なお、枠体２１に対する窓板２２、透明基板２８の取り付け方法は任意である。通常の封止材を用いて、それらを枠体２１に取り付けても良い。
【００４６】
図４に積層体２５の具体的な構成を示す。図４に示すように、積層体２５は、蛍光体層３０、反射層（光反射層）３２、および黒色層（熱線吸収層）３３をこの順で絶縁層２４上に有する。なお、各層の積層順序は、これらの順番に限らない場合もある。
【００４７】
蛍光体層３０は、粒子状の蛍光体（蛍光体）３１が基材に分散された層である。
【００４８】
反射層３２は、蛍光体層３０から出力される蛍光に対して反射性を有する。反射層３２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ(銀)等の金属の薄層である（■確認■）。
【００４９】
黒色層３３は、Ａｕ黒、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレンなどの黒色体またはこれらを含む黒色樹脂等からなる。黒色層３３は、窓板２２を通過した赤外線を吸収する。
【００５０】
蛍光体層３０には、粒子状の蛍光体３１が分散されている。蛍光体３１は、例えば、ローダミンＢといった色素である。蛍光体３１は、励起光の入射によって基底状態から励起状態に遷移する。蛍光体３１は、励起状態から基底状態に戻る際に蛍光を発する。冒頭で説明したように、蛍光体３１から発せられる蛍光の強度は温度依存性を有する。個々の蛍光体層３０から出力される蛍光の強度及びその時間変化は、個々の蛍光体層３０上にある黒色層３３の温度に応じたものになる。黒色層３３の温度は、黒色層３３で吸収された赤外線の強度とみなすことができる。従って、個々の蛍光体層３０から出力される蛍光の強度及びその時間変化は、個々の蛍光体層３０上の黒色層３３で吸収された赤外線（熱線）の強度に応じたものになる。個々の蛍光体層３０から出力される蛍光の強度分布を画像化することで、外部から入射した赤外線の強度分布に応じた像を撮像することができる。
【００５１】
次に、図５を参照して、赤外線カメラ５０の動作について総括的に説明する。
【００５２】
図５に示すように、ＬＥＤ１０から出射された励起光は、レンズ１１を介して平行光化され、ダイクロイックミラー１２で反射され、積層体２５に照射される。積層体２５に励起光が入射すると、励起光の一部は、蛍光体層３０内の蛍光体３１で吸収される（以下、図４も併せて参照）。そして、黒色層３３に保持された熱量に応じた強度の蛍光が各蛍光体３１から出力される。前方に向かって出力された蛍光も、反射層３２で反射され、後方に向かって進む。
【００５３】
蛍光体層３０から出力された蛍光は、マスク層２７の開口を通過し、ダイクロイックミラー１２を通過し、レンズ１４ａ、１４ｂを介して、ＣＣＤセンサ１５の撮像面に入射する。
【００５４】
なお、外部の撮像対象物から放射される赤外線は、レンズ５ａ、５ｂを介して、積層体２５が形成された面に結像されているものとする。このような仕組みで、ＣＣＤセンサ１５は、レンズ５ａ、５ｂを介して入射する赤外線の強度分布に応じた像を撮像する。
【００５５】
次に、図６を参照して、赤外線カメラ５０の駆動部の構成について説明する。図６に示すように、駆動部４０は、パルス発生回路４１、ＬＥＤ駆動回路４２、及び遅延回路４３を有する。
【００５６】
パルス発生回路４１は、コントローラ（不図示）から入力されるスタート信号を受けてパルス信号Ｓ１を出力する。
【００５７】
ＬＥＤ駆動回路４２は、パルス信号Ｓ１の入力に応じてＬＥＤ１０を駆動する。
【００５８】
遅延回路４３は、パルス信号Ｓ１に遅延を与えてパルス信号Ｓ２を出力する。
【００５９】
なお、ＬＥＤ１０は、ＬＥＤ駆動回路４２に駆動されて励起光を出力する。ＣＣＤセンサ１５は、パルス信号Ｓ１を受信してスタンバイ状態になり、パルス信号Ｓ２を受信して電子シャッターが開いた状態になる。ＣＣＤセンサ１５は、撮像後、ＶＩＤＥＯ信号を出力する。
【００６０】
なお、パルス発生回路４１の出力は、ＬＥＤ駆動回路４２の入力、遅延回路４３の入力、及びＣＣＤセンサ１５の第１入力に接続される。遅延回路４３の出力は、ＣＣＤセンサ１５の第２入力に接続される。
【００６１】
図７を参照して、駆動部４０の動作を説明しながら、赤外線カメラ５０の動作について説明する。
【００６２】
時刻ｔ０のとき、パルス発生回路４１は、パルス信号Ｓ１を出力する。ＬＥＤ駆動回路４２は、パルス信号Ｓ１を受信して、ＬＥＤ１０を駆動する。そして、励起光がＬＥＤ１０から出力される。
【００６３】
時刻ｔ１のとき、遅延回路４３は、パルス信号Ｓ１に遅延を与えたパルス信号Ｓ２を出力する。そして、ＣＣＤセンサ１５は、電子シャッターを開けて、電荷蓄積モードに入る。なお、時刻ｔ１のとき、既にＬＥＤ１０は駆動されておらず、ＬＥＤ１０から励起光は出力されていない。
【００６４】
時刻ｔ２のとき、パルス信号Ｓ２は、ハイレベルからローレベルに変化する。そして、ＣＣＤセンサ１５の電子シャッターが閉じる。そして、ＣＣＤセンサ１５は、各画素で蓄積した電荷をＡＤ変換してＶＩＤＥＯ信号を出力する。
【００６５】
時刻ｔ３以降の動作は、時刻ｔ１、ｔ２の説明から明らかであり、助長な説明は省略する。なお、ここでは、時刻ｔ０と時刻ｔ３間の時間間隔は３３ｍｓ程度に設定しているが、感度を上げるために長くしても構わない。
【００６６】
図７に模式的に示すように、蛍光輝度は、温度の影響を受ける。また、蛍光輝度は、時間と共に強度が変化する特性（緩和特性）を有する。
【００６７】
図７に示すように、周囲の温度が低温、高温のいずれの場合も、蛍光輝度は、励起光パルスが入力した時点で最も強度が強く、時間が経つにつれてその強度は弱くなる。なお、ピーク強度から緩慢に強度が弱くなる期間を緩和期間と呼ぶこともある。
【００６８】
ここでは、周囲温度が低温の場合と高温の場合とで蛍光強度が明白に相違する期間に限定してＣＣＤセンサ１５の電子シャッターを開ける。つまり、蛍光強度が緩慢に弱くなっている期間でＣＣＤセンサ１５の電子シャッターを開ける。更に換言すると、励起光によって基底状態から励起状態に遷移した状態の蛍光体から徐々に蛍光が放射されている期間でＣＣＤセンサ１５の電子シャッターを開ける。
【００６９】
このようにＬＥＤ１０の駆動タイミングよりも遅延させてＣＣＤセンサ１５を駆動する。ＬＥＤ１０の駆動タイミングに一致させてＣＣＤセンサ１５を駆動して蛍光のピーク強度値を取得しても良いが、この場合、低温と高温間の差が信号値に顕著に現れない場合もありうる。従って、ここでは、蛍光強度が緩慢に弱くなっていく期間に亘ってＣＣＤセンサ１５を駆動して、緩慢に強度が弱くなっていく蛍光をＣＣＤセンサ１５の各画素で所定期間に亘って受光する。すなわち、この間隔内の蛍光強度を積分することによって緩和時間を含めた蛍光体の温度特性を計測することになる。これによって、より確実な方法で、赤外線の強度分布を反映している蛍光の強度分布を画像化することができる。
【００７０】
最後に、図８Ａ、Ｂを参照して、変換モジュール２０に含まれる部品（変換装置）の製造方法について説明する。
【００７１】
まず、（ａ）に示すように、シリコン基板２３の背面を酸化して絶縁層（ＳｉＯ２）２４を形成する。なお、通常の薄膜形成技術を活用して、シリコン基板２３の背面にシリコン窒化膜を形成しても良い。
【００７２】
次に、（ｂ）に示すように、シリコン基板２３の上面にフォトレジスト層６０を通常のコート方法（スピンコート等）で形成する。
【００７３】
次に、（ｃ）に示すように、フォトマスクを介した露光と現像処理によって、フォトレジスト層６０をパターニングする。
【００７４】
次に、（ｄ）に示すように、シリコン基板２３を背面からウェットエッチングして開口を形成する。ここでは、絶縁層２４がエッチングストッパー層として機能する。
【００７５】
次に、（ｅ）に示すように、絶縁層２４上にフォトレジスト層６１を通常のコート方法（スピンコート等）で形成する。
【００７６】
次に、（ｆ）に示すように、フォトマスクを介した露光と現像処理によって、フォトレジスト層６１をパターニングする。
【００７７】
次に、（ｇ）に示すように蛍光体３１が分散された蛍光体層３０をフォトレジスト層６１上にコートする。
【００７８】
次に、（ｈ）に示すように、蛍光体層３０上に、反射層３２、黒色層３３を通常の薄膜形成技術（スパッタリング、蒸着等）を活用して形成する。
【００７９】
次に、（ｉ）に示すように、リフトオフの原理で、フォトレジスト層６１上に形成された蛍光体層３０〜黒色層３３をフォトレジスト層６１と共に除去する。
【００８０】
本実施形態では、外来赤外線（物体から放射される熱線）を吸収する黒色層３３と蛍光体が分散された蛍光体層３０とを積層する。そして、蛍光体層３０に励起光を照射し、蛍光体層３０から赤外線の強度分布に応じた強度分布を有する蛍光を出力させる。蛍光体層３０から出力される蛍光をＣＣＤセンサ１５の複数の画素で受光することで、赤外線の強度分布に応じた像を撮像することができる。これによって、汎用の部品を用いて、簡素な構成の赤外線カメラ５０を実現することができる。
【００８１】
本発明の技術的な範囲は、上述の実施形態に限らない。熱線は、熱線吸収層に吸収されれば良く、特定の波長に限定されるものではない。但し、上述の実施形態では、熱線は、赤外線（近赤外〜遠赤外）を想定している。熱線吸収層は、赤外線吸収層として機能する。
【００８２】
当業者であれば、材料の選択、部材の厚み等の設計値の選択は過度な負担なく可能である。熱線吸収層は、赤外線を効果的に吸収することができるものであれば良いため、黒樹脂以外の様々な材料を選定することができる。撮像素子は、必ずしも２次元状にピクセルが配置されたものである必要はなく、１列にピクセルが配列されたものであっても良い。赤外線カメラの具体的な組み立て方も任意である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る赤外線カメラ５０の概略的な構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る変換モジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る平面内における積層体の形成態様を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る変換装置の断面構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る赤外線カメラ５０の機能を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る赤外線カメラ５０に接続される駆動部の概略的な構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る赤外線カメラ５０の動作を説明するための概略的なタイミングチャートである。
【図８Ａ】本発明の第１の実施形態に係る変換装置の製造方法を示す概略的な製造工程図である。
【図８Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る変換装置の製造方法を示す概略的な製造工程図である。
【符号の説明】
【００８４】
５０    赤外線カメラ
１１    レンズ
１２    ダイクロイックミラー
１４    レンズ筒
１５    ＣＣＤセンサ
１６    レンズ筒
２０    変換モジュール
２１    枠体
２２    窓板
２３    シリコン基板
２４    絶縁層
２５    積層体
２７    マスク層
２８    透明基板
３０    蛍光体層
３１    蛍光体
３２    反射層
３３    黒色層
４０    駆動部
４１    パルス発生回路
４２    駆動回路
４３    遅延回路
６０    フォトレジスト層
６１    フォトレジスト層
【図１】
2010014639.tif 000003
【図２】
2010014639.tif 000004
【図３】
2010014639.tif 000005
【図４】
2010014639.tif 000006
【図５】
2010014639.tif 000007
【図６】
2010014639.tif 000008
【図７】
2010014639.tif 000009
【図８Ａ】
2010014639.tif 000010
【図８Ｂ】
2010014639.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月7日(2008.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
反射層３２は、蛍光体層３０から出力される蛍光に対して反射性を有する。反射層３２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ(銀)等の金属の薄層である。