JP2010014639A

JP2010014639A - Imagery capturing device, conversion device, and thermal imagery capturing technique

Info

Publication number: JP2010014639A
Application number: JP2008176509A
Authority: JP
Inventors: Akito Sakamoto; 章人酒本; Satoru Onuki; 悟大貫
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-01-21

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imagery capturing device of simpler composition. SOLUTION: An infrared camera includes a laminated body 25 in which a heat-ray absorbing layer is layered on a phosphor layer containing phosphors, an LED 10 emitting exciting light exciting the phosphors, and a CCD sensor 15 receiving fluorescence emitted from phosphor layer to image the imagery responding to intensity distribution of heat-ray entering into the laminated body 25. The heat-ray absorbing layer absorbing foreign infrared radiation (heat-ray emitted from an object) is layered with the phosphor layer phosphors are dispersed. Thus, exciting light is irradiated to the phosphor layer to force to output fluorescence with intensity distribution responding to intensity distribution of infrared radiation from the phosphor layer. Thereby, the imagery can be imaged responding to the intensity distribution of infrared radiation. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

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。 The present invention relates to an image acquisition device, a conversion device, and a thermal image acquisition method.

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。 In recent years, security-related technologies have been remarkably advanced in a wide range of monitoring applications as exemplified by contents inspection and suspicious person monitoring systems. Along with this, there is a rapid increase in demand for infrared cameras that can be used for monitoring as well as for pure temperature measurement.

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。 As a structure of the infrared camera, a quantum type or a bolometer type is known. Quantum infrared cameras generally require cooling in order to have resistance to thermal noise, and the entire apparatus becomes large and expensive. Various types of bolometer types have been developed as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology advances. It is necessary to provide a heat detection structure for each pixel and a signal extraction structure from the pixel. Therefore, the device configuration becomes complicated.

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。 As described above, there is a limit to simplifying the configuration of existing infrared cameras.

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。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an image acquisition device having a simpler configuration or a thermal image acquisition method of a new technique.

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。 An image acquisition device according to the present invention includes a laminate in which a heat ray absorbing layer is laminated on a phosphor layer containing a phosphor, an excitation light source that outputs excitation light that excites the phosphor, and a phosphor layer that emits light from the phosphor layer. Imaging means for receiving the fluorescent light and capturing an image corresponding to the intensity distribution of the heat rays incident on the laminate.

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。 A heat ray absorbing layer that absorbs extraneous heat rays and a phosphor layer in which the phosphor is dispersed are stacked. Then, the phosphor layer is irradiated with excitation light, and fluorescence having an intensity distribution corresponding to the intensity distribution of infrared rays is output from the phosphor layer. Thus, an image corresponding to the infrared intensity distribution can be taken. In this way, an image acquisition apparatus having a simple configuration can be realized.

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。 The laminated body is preferably divided so as to form a plurality of island portions arranged two-dimensionally by a plurality of grooves whose depth direction is a lamination direction of the laminated body. Thereby, the quality of the acquired image can be improved.

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。 A support member for supporting the laminate, and the support member includes a heat insulating layer in which the laminate is formed on a main surface; and a support substrate in which the heat insulating layer is formed on the main surface. And good. By interposing the heat insulating layer, heat radiation from the laminate can be suppressed, and the quality of the acquired image can be improved.

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。 The support substrate may include a plurality of openings formed at positions corresponding to the positions of the plurality of island portions. By suppressing heat transfer from the laminate to the support substrate via the heat insulation layer, the quality of the acquired image can be improved by increasing the sensitivity and response speed.

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。 The laminated body may further include a light reflecting layer that reflects at least the fluorescence between the heat ray absorbing layer and the phosphor layer.

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。 The phosphor layer is preferably a layer in which the phosphor is dispersed in a base material. In addition, you may form a fluorescent substance layer with a single or several thin film.

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。 The conversion device according to the present invention includes a phosphor layer containing a phosphor, a heat ray absorbing layer that absorbs heat rays incident from the outside, and a support member in which at least the phosphor layer and the heat ray absorbing layer are laminated on the main surface. And comprising.

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。 The thermal image acquisition method according to the present invention is a thermal image acquisition method for acquiring a thermal image showing an intensity distribution of a heat ray, and for a laminate in which a heat ray absorption layer is laminated on a phosphor layer containing a phosphor. Excitation light is irradiated, fluorescence emitted from the phosphor layer is received, and an image corresponding to the intensity distribution of heat rays incident on the laminate is taken.

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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image acquisition apparatus of a simpler structure or the thermal image acquisition method of a new method can be provided.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment is simplified for convenience of explanation. Since the drawings are simple, the technical scope of the present invention should not be interpreted narrowly based on the drawings. The drawings are only for explaining the technical matters, and do not reflect the exact sizes or the like of the elements shown in the drawings. The same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Words indicating directions such as up, down, left, and right are used on the assumption that the drawing is viewed from the front.

〔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。 [First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

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。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of the infrared camera 50. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic cross-sectional configuration of the conversion module. FIG. 3 is a schematic diagram showing a formation mode of the laminate in a plane. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic cross-sectional configuration of the conversion device. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the function of the infrared camera 50. FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drive unit connected to the infrared camera 50. FIG. 7 is a schematic timing chart for explaining the operation of the infrared camera 50. 8A and 8B are schematic manufacturing process diagrams showing a manufacturing method of the conversion device.

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。 As shown in FIG. 1, an infrared camera (image acquisition device) 50 includes an LED (Light Emitting Diode) 10, a lens 11, a dichroic mirror 12, a lens tube 14, a CCD (Charge Coupled Device) sensor 15, a lens tube 16, and A conversion module 20 is included.

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。 The infrared camera 50 receives infrared rays (radiant heat rays from an object) input via the lens tube 16 on the front surface of the conversion module 20. The infrared camera 50 receives light output from the LED 10 (hereinafter also referred to as excitation light) on the back surface of the conversion module 20. As will be described later, the conversion module 20 includes a heat ray absorbing layer formed on the front surface side and a phosphor layer formed on the back surface side of the heat ray absorbing layer. The phosphor layer is thermally connected to the heat ray absorbing layer. Further, the intensity of the fluorescence emitted from the phosphor has temperature dependence. Accordingly, the fluorescence intensity distribution output from the conversion module 20 corresponds to the infrared intensity distribution input to the conversion module 20.

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。 The fluorescence output from the conversion module 20 passes through the dichroic mirror 12 and enters the CCD sensor 15 via the lens tube 14. The CCD sensor 15 receives fluorescence having an intensity distribution corresponding to the infrared intensity distribution by a plurality of pixels, and captures an image corresponding to the infrared intensity distribution. Thus, a new type of infrared camera 50 having a simple configuration can be provided using general-purpose parts.

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。 As shown in FIG. 1, the lens tube 14, the dichroic mirror 12, the conversion module 20, and the lens tube 16 are arranged in this order on the imaging surface of the CCD sensor 15. On the front surface 12a of the dichroic mirror 12, a lens 11 and an LED 10 are arranged in this order. The LED 10 and the lens 11 may be disposed on the axis AX1, and the lens tube 14 and the CCD sensor 15 may be disposed on the axis AX2.

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。 The LED 10 is a general semiconductor light emitting element (excitation light source) that outputs light of a predetermined wavelength according to a drive current. The output wavelength of the LED 10 may be any wavelength that can excite a phosphor described later (here, the LED 10 outputs visible light). In the case of a phosphor in which rhodamine B is dispersed as a fluorescent dye in PVB (polyvinyl butyral), it can be excited by an LED having a wavelength of 500 nm to obtain fluorescence having a wavelength of 550 nm or more.

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。 In addition, the specific structure of the excitation light source for producing | generating excitation light is arbitrary. A wavelength conversion element may be disposed between the LED 10 and the conversion module 20 to generate excitation light. In this case, the emission light wavelength of the LED 10 does not match the preset excitation light wavelength. Further, an LD (Laser Diode) may be employed instead of the LED. Of course, the halogen lamp may be used as a light source for spectral separation using a wavelength separation filter, but the apparatus size and power consumption increase.

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。 The lens 11 collimates the output light from the LED 10. Output light from the LED 1 is converted into substantially parallel light through the lens surface of the lens 11.

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。 The dichroic mirror 12 reflects output light from the LED 10 (for example, wavelength: 500 nm when the above-described phosphor is used) and transmits fluorescence (for example, wavelength: 550 nm) output from the conversion module 20. Specifically, the dichroic mirror 12 reflects the output light (excitation light) of the LED 10 incident through the lens 11 toward the front. The dichroic mirror 12 transmits the fluorescence output from the conversion module 20 backward.

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。 The outline of the function of the conversion module 20 is as described above. The configuration and function of the conversion module 20 will be described in detail later.

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。 The lens cylinder 14 forms an image of the fluorescence output from the conversion module 20 and passed through the dichroic mirror 12 on the imaging surface of the CCD sensor 15.

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。 The CCD (Charge Coupled Device) sensor 15 is a normal solid-state image sensor. The CCD sensor (imaging means) 15 has a plurality of pixels formed in a matrix on the imaging surface. By receiving fluorescence at each pixel, an image corresponding to the infrared intensity distribution is taken. A general imaging sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) may be used.

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（ＡｎｔｉＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）処理を施せば良いことは言うまでもない。 The lens tube 16 forms an infrared image on the front surface of the conversion module 20. The lens in the lens tube 16 may be made of Ge, ZnSe or the like. Needless to say, in order to improve the infrared transmittance, AR (Anti Reflection) processing may be performed.

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。 Note that an imaging object is present in front of the lens tube 16. Infrared rays (heat rays) are emitted from the imaging object according to the temperature of the imaging object. A thermal image of the object to be imaged can be acquired by the infrared camera 50.

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。 In order to reduce the influence of the return light, an optical filter for blocking the return light may be disposed between the LED 10 and the dichroic mirror 12. The infrared camera 50 is housed in a suitable housing, and extraneous infrared rays (heat rays) are incident on the inside only through the lens tube 16.

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。 FIG. 2 shows a schematic cross-sectional configuration of the conversion module 20. As shown in FIG. 2, the conversion module 20 includes a frame body 21, a window plate 22, a silicon substrate (supporting substrate) 23, an insulating layer (heat insulating layer) 24, a laminated body 25, a mask layer 27, and a transparent substrate 28. . The conversion device is formed of a silicon substrate 23, an insulating layer 24, and a stacked body 25.

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。 The frame body 21 is a hollow cylindrical member and supports the window plate 22, the silicon substrate 23, and the transparent substrate 28. The material for forming the frame body 21 is arbitrary, but the frame body 21 may be formed of metal in order to ensure airtightness.

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。 The window plate 22 is a flat plate-like member that is substantially transparent to infrared rays. For example, the window plate 22 may be formed of a Ge, ZnSe substrate or the like made of the same material as the infrared lens. Similarly to the lens, the transmittance can be improved by performing the AR process.

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。 An insulating layer 24 is formed on the silicon substrate 23. A laminated body 25 is formed on the insulating layer 24. The stacked body 25 is divided into a plurality of island portions formed in a matrix by lattice-like grooves (see FIG. 3). In addition, the structure of the laminated body 25 is later mentioned with reference to FIG.

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。 The silicon substrate 23 has an opening OP 1 directly below each stacked body 25. Corresponding to the laminated body 25 formed in a matrix shape, openings are formed in the silicon substrate 23 in a matrix shape.

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。 It is possible to prevent heat from escaping from the stacked body 25 to the silicon substrate 23 by supporting the stacked body 25 on the thin insulating layer 24 and forming an opening in the silicon substrate 23 in a range immediately below the stacked body 25. it can. As a result, a higher quality image can be acquired by the infrared camera 50.

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。 The mask layer 27 is a light shielding layer formed on the transparent substrate 28. The mask layer 27 is patterned according to the arrangement pattern of the stacked body 25. The mask layer 27 has an opening OP 2 in a range immediately below the stacked body 25. The mask layer 27 is opaque to excitation light and fluorescence. By providing the mask layer 27, it is possible to suppress the interference of the fluorescence from the stacked bodies 25 adjacent to each other, and to obtain a higher quality image.

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。 The transparent substrate 28 is a plate-like member that is substantially transparent to excitation light and fluorescence. For example, the transparent substrate 28 may be formed of glass, quartz or the like.

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。 As is clear from FIG. 2, the opening OP 1 is formed in the silicon substrate 23 and the opening OP 2 is formed in the mask layer 27 in the range immediately below the stacked body 25.

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。 Light emitted from the LED 10 passes through the transparent substrate 28, the opening OP2 of the mask layer 27, the opening OP1 of the silicon substrate 23, and the insulating layer 24 in this order, and enters the laminated body 25. The fluorescence output from the stacked body 25 passes through the insulating layer 24, the opening OP1 of the silicon substrate 23, the opening OP2 of the mask layer 27, and the transparent substrate 28 in this order.

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（Ｎ_２、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。 In order to improve the reliability of the infrared camera 50, the laminated body 25 is preferably hermetically sealed or vacuum sealed in the frame body 21. Here, the window plate 22 is attached to the frame body 21 and hermetically sealed. The space closed by the window plate 22 is filled with an inert gas (N ₂ , Ar, He, etc.). Further, the airtightness is further enhanced by attaching the transparent substrate 28 on which the mask layer 27 is formed from the back side. Thus, by sealing the laminated body 25 in the frame body 21 with the window plate 22, the quality of the image acquired by the infrared camera 50 deteriorates due to the influence of the external environment (ambient temperature, atmospheric flow, etc.). This can be suppressed.

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。 The internal space in the frame body 21 closed by the window plate 22 may be evacuated to a vacuum using an exhaust pump or the like. In this case, the same effect as described above can be obtained. In order to improve thermal insulation, it is preferable to evacuate.

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。 The method for attaching the window plate 22 and the transparent substrate 28 to the frame 21 is arbitrary. You may attach them to the frame 21 using a normal sealing material.

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。 FIG. 4 shows a specific configuration of the laminated body 25. As illustrated in FIG. 4, the stacked body 25 includes a phosphor layer 30, a reflective layer (light reflecting layer) 32, and a black layer (heat ray absorbing layer) 33 in this order on the insulating layer 24. Note that the stacking order of the layers may not be limited to these orders.

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。 The phosphor layer 30 is a layer in which a particulate phosphor (phosphor) 31 is dispersed in a base material.

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■）。 The reflection layer 32 is reflective to the fluorescence output from the phosphor layer 30. The reflective layer 32 is a thin layer of metal such as Al (aluminum) or Ag (silver) (■ confirmation ■).

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。 The black layer 33 is made of a black body such as Au black, carbon black, graphite, carbon nanotube, or fullerene, or a black resin containing these. The black layer 33 absorbs infrared rays that have passed through the window plate 22.

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。 A particulate phosphor 31 is dispersed in the phosphor layer 30. The phosphor 31 is a pigment such as rhodamine B, for example. The phosphor 31 transitions from the ground state to the excited state by the incidence of excitation light. The phosphor 31 emits fluorescence when returning from the excited state to the ground state. As explained at the beginning, the intensity of the fluorescence emitted from the phosphor 31 has temperature dependence. The intensity of the fluorescence output from each phosphor layer 30 and its change with time are in accordance with the temperature of the black layer 33 on each phosphor layer 30. The temperature of the black layer 33 can be regarded as the intensity of infrared rays absorbed by the black layer 33. Therefore, the intensity of the fluorescence output from each phosphor layer 30 and its change with time are in accordance with the intensity of infrared rays (heat rays) absorbed by the black layer 33 on each phosphor layer 30. By imaging the intensity distribution of the fluorescence output from each phosphor layer 30, an image corresponding to the intensity distribution of infrared rays incident from the outside can be captured.

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。 Next, the operation of the infrared camera 50 will be described generally with reference to FIG.

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。 As shown in FIG. 5, the excitation light emitted from the LED 10 is converted into parallel light through the lens 11, reflected by the dichroic mirror 12, and irradiated on the stacked body 25. When excitation light is incident on the laminate 25, part of the excitation light is absorbed by the phosphor 31 in the phosphor layer 30 (see also FIG. 4 below). Then, fluorescence of an intensity corresponding to the amount of heat held in the black layer 33 is output from each phosphor 31. The fluorescence output toward the front is also reflected by the reflective layer 32 and proceeds toward the rear.

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。 The fluorescence output from the phosphor layer 30 passes through the opening of the mask layer 27, passes through the dichroic mirror 12, and enters the imaging surface of the CCD sensor 15 through the lenses 14 a and 14 b.

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。 In addition, the infrared rays radiated from the external imaging object are imaged on the surface on which the stacked body 25 is formed via the lenses 5a and 5b. With such a mechanism, the CCD sensor 15 captures an image corresponding to the intensity distribution of infrared rays incident through the lenses 5a and 5b.

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。 Next, the configuration of the drive unit of the infrared camera 50 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the drive unit 40 includes a pulse generation circuit 41, an LED drive circuit 42, and a delay circuit 43.

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。 The pulse generation circuit 41 receives a start signal input from a controller (not shown) and outputs a pulse signal S1.

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。 The LED drive circuit 42 drives the LED 10 according to the input of the pulse signal S1.

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。 The delay circuit 43 delays the pulse signal S1 and outputs the pulse signal S2.

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。 The LED 10 is driven by the LED drive circuit 42 and outputs excitation light. The CCD sensor 15 receives the pulse signal S1 and enters the standby state, and receives the pulse signal S2 and opens the electronic shutter. The CCD sensor 15 outputs a VIDEO signal after imaging.

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。 The output of the pulse generation circuit 41 is connected to the input of the LED drive circuit 42, the input of the delay circuit 43, and the first input of the CCD sensor 15. The output of the delay circuit 43 is connected to the second input of the CCD sensor 15.

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。 The operation of the infrared camera 50 will be described with reference to FIG.

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。 At time t0, the pulse generation circuit 41 outputs a pulse signal S1. The LED drive circuit 42 receives the pulse signal S1 and drives the LED 10. And excitation light is output from LED10.

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。 At time t1, the delay circuit 43 outputs a pulse signal S2 obtained by delaying the pulse signal S1. Then, the CCD sensor 15 opens the electronic shutter and enters the charge accumulation mode. At time t1, the LED 10 has not been driven, and no excitation light is output from the LED 10.

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。 At time t2, the pulse signal S2 changes from the high level to the low level. Then, the electronic shutter of the CCD sensor 15 is closed. The CCD sensor 15 AD converts the charge accumulated in each pixel and outputs a VIDEO signal.

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。 The operation after the time t3 is clear from the description of the times t1 and t2, and the detailed description is omitted. Here, the time interval between the time t0 and the time t3 is set to about 33 ms, but may be increased to increase the sensitivity.

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。 As schematically shown in FIG. 7, the fluorescence luminance is affected by temperature. Further, the fluorescence luminance has a characteristic (relaxation characteristic) in which the intensity changes with time.

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。 As shown in FIG. 7, when the ambient temperature is low or high, the fluorescence luminance has the strongest intensity when the excitation light pulse is input, and the intensity decreases with time. Note that a period in which the intensity slowly decreases from the peak intensity may be referred to as a relaxation period.

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。 Here, the electronic shutter of the CCD sensor 15 is opened only during a period in which the fluorescence intensity is clearly different between when the ambient temperature is low and when it is high. That is, the electronic shutter of the CCD sensor 15 is opened during a period in which the fluorescence intensity is slowly weakening. In other words, the electronic shutter of the CCD sensor 15 is opened during the period in which the fluorescent light is gradually emitted from the phosphor that has been changed from the ground state to the excited state by the excitation light.

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。 Thus, the CCD sensor 15 is driven with a delay from the drive timing of the LED 10. The CCD sensor 15 may be driven in accordance with the driving timing of the LED 10 to obtain the peak intensity value of the fluorescence. However, in this case, the difference between the low temperature and the high temperature may not appear significantly in the signal value. Therefore, here, the CCD sensor 15 is driven over a period in which the fluorescence intensity slowly decreases, and the fluorescence in which the intensity gradually decreases is received by each pixel of the CCD sensor 15 over a predetermined period. . That is, by integrating the fluorescence intensity within this interval, the temperature characteristics of the phosphor including the relaxation time are measured. As a result, the fluorescence intensity distribution reflecting the infrared intensity distribution can be imaged in a more reliable manner.

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。 Finally, with reference to FIG. 8A and 8B, the manufacturing method of the components (conversion apparatus) contained in the conversion module 20 is demonstrated.

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（Ｓ_ｉＯ_２）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。 First, as shown in (a), the back surface of the silicon substrate 23 is oxidized to form an insulating layer (S _i O ₂ ) 24. A silicon nitride film may be formed on the back surface of the silicon substrate 23 by utilizing a normal thin film forming technique.

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。 Next, as shown in (b), a photoresist layer 60 is formed on the upper surface of the silicon substrate 23 by an ordinary coating method (spin coating or the like).

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。 Next, as shown in (c), the photoresist layer 60 is patterned by exposure through a photomask and development processing.

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。 Next, as shown in (d), the silicon substrate 23 is wet-etched from the back surface to form openings. Here, the insulating layer 24 functions as an etching stopper layer.

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。 Next, as shown in (e), a photoresist layer 61 is formed on the insulating layer 24 by a normal coating method (spin coating or the like).

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。 Next, as shown in (f), the photoresist layer 61 is patterned by exposure and development processing through a photomask.

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。 Next, as shown in (g), the phosphor layer 30 in which the phosphor 31 is dispersed is coated on the photoresist layer 61.

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。 Next, as shown in (h), the reflective layer 32 and the black layer 33 are formed on the phosphor layer 30 by utilizing a normal thin film forming technique (sputtering, vapor deposition, etc.).

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。 Next, as shown in (i), the phosphor layer 30 to the black layer 33 formed on the photoresist layer 61 are removed together with the photoresist layer 61 by the lift-off principle.

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。 In the present embodiment, a black layer 33 that absorbs external infrared rays (heat rays emitted from an object) and a phosphor layer 30 in which phosphors are dispersed are stacked. Then, the phosphor layer 30 is irradiated with excitation light, and fluorescence having an intensity distribution corresponding to the infrared light intensity distribution is output from the phosphor layer 30. By receiving the fluorescence output from the phosphor layer 30 with a plurality of pixels of the CCD sensor 15, an image corresponding to the intensity distribution of infrared rays can be taken. Thereby, the infrared camera 50 having a simple configuration can be realized using general-purpose components.

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。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. A heat ray should just be absorbed by the heat ray absorption layer, and is not limited to a specific wavelength. However, in the above-described embodiment, the heat ray is assumed to be infrared (near infrared to far infrared). The heat ray absorbing layer functions as an infrared absorbing layer.

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。 A person skilled in the art can select a design value such as a material and a thickness of a member without undue burden. Since the heat ray absorbing layer only needs to be able to effectively absorb infrared rays, various materials other than the black resin can be selected. The image sensor does not necessarily have to have pixels arranged two-dimensionally, and may have pixels arranged in one column. The specific method of assembling the infrared camera is also arbitrary.

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。It is a schematic diagram for demonstrating the schematic structure of the infrared camera 50 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic diagram which shows schematic sectional structure of the conversion module which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic diagram which shows the formation aspect of the laminated body in the plane which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure of the converter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is explanatory drawing for demonstrating the function of the infrared camera 50 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a block diagram which shows the schematic structure of the drive part connected to the infrared camera 50 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic timing chart for demonstrating operation | movement of the infrared camera 50 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic manufacturing-process figure which shows the manufacturing method of the converter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic manufacturing-process figure which shows the manufacturing method of the converter which concerns on the 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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
１５ＣＣＤ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 50 Infrared Camera 11 Lens 12 Dichroic Mirror 14 Lens Tube 15 CCD Sensor 16 Lens Tube 20 Conversion Module 21 Frame 22 Window Plate 23 Silicon Substrate 24 Insulating Layer 25 Laminate 27 Mask Layer 28 Transparent Substrate 30 Phosphor Layer 31 Phosphor 32 Reflection Layer 33 Black layer

40 Drive Unit 41 Pulse Generation Circuit 42 Drive Circuit 43 Delay Circuit

60 Photoresist layer 61 Photoresist layer

Claims

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。 A laminate in which a heat ray absorbing layer is laminated on a phosphor layer containing a phosphor;
An excitation light source that outputs excitation light for exciting the phosphor;
Imaging means for receiving fluorescence emitted from the phosphor layer and capturing an image corresponding to the intensity distribution of heat rays incident on the laminate;
An image acquisition apparatus comprising:

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。 The said laminated body is divided | segmented so that the some island part arrange | positioned two-dimensionally may be formed by the some groove | channel which makes the lamination direction of the said laminated body the depth direction. The image acquisition device described in 1.

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。 Further comprising a support member for supporting the laminate,
The support member is
A heat insulating layer in which the laminate is formed on the main surface;
A support substrate on which the heat insulating layer is formed on the main surface;
The image acquisition apparatus according to claim 2, further comprising:

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。 The image acquisition apparatus according to claim 3, wherein the support substrate has a plurality of openings formed at positions corresponding to the positions of the plurality of island portions.

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。 5. The image according to claim 1, wherein the laminate further includes a light reflection layer that reflects at least the fluorescence between the heat ray absorbing layer and the phosphor layer. 6. Acquisition device.

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。 The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the phosphor layer is a layer in which the phosphor is dispersed in a base material.

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。 A phosphor layer containing a phosphor;
A heat ray absorbing layer that absorbs heat rays incident from the outside, and
A support member in which at least the phosphor layer and the heat ray absorbing layer are laminated on a main surface;
A conversion device comprising:

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。 A laminated body formed by laminating at least the phosphor layer and the heat ray absorbing layer forms a plurality of island portions arranged in a two-dimensional manner by a plurality of grooves whose depth direction is the laminating direction of the laminated body. The conversion device according to claim 7, wherein the conversion device is divided in such a manner as to.

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。 The support member is
A heat insulating layer in which the laminate is formed on the main surface;
A support substrate on which the heat insulating layer is formed on the main surface;
The conversion apparatus according to claim 8, further comprising:

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。 The conversion device according to claim 9, wherein the support substrate has a plurality of openings formed at positions corresponding to the positions of the plurality of island portions.

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。 A thermal image acquisition method for acquiring a thermal image showing the intensity distribution of heat rays,
Irradiating excitation light to the laminate in which the heat ray absorbing layer is laminated on the phosphor layer containing the phosphor,
The thermal image acquisition method which light-receives the fluorescence emitted from the said fluorescent substance layer, and images the image according to the intensity distribution of the heat ray which injects into the said laminated body.