JP2000304618A - 映像化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱型変位素子における初期的な位置のずれに
よる不都合を解消し、装置固有の特性を可変にする。 【解決手段】 基板１上の各反射部５の傾きは、熱源３
１からの赤外線を吸収する赤外線吸収部で発生した熱に
応じて、変化する。光源１０からの読み出し光が、レン
ズ系１１を介して略平行光線束５２となって各反射部５
に斜めから照射される。その反射光線束５３は、レンズ
系１１を通過し、その通過後の光線束５４のうち所望の
光線束のみが選択的に光線束制限部１２を通過する。そ
の通過光線束５５はレンズ系１３を介して反射部５と共
役に配置されたＣＣＤ２０の受光面上に到達し、各反射
部５の像からなる光学像が形成される。各反射部５の像
の光量は当該反射部５の傾きに応じて異なる。基板１の
温度が温度設定器１１１で設定され、読み出し光が光量
設定器１４で設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の範囲内に到
達する放射を光学像や画像信号に変換する映像化装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、１次元又は２次元状に配列さ
れた複数の熱型変位素子を有する変換手段を備えた映像
化装置が提供されている。この熱型変位素子は、赤外線
等の放射を受けて熱を発生し、当該熱に応じた変位を発
生し、前記変位に応じた所定の変化を発生するものであ
る。いわゆる静電容量型の熱型変位素子では、変位に応
じた所定の変化として静電容量の変化を発生する（特開
平８−１９３８８８号公報、米国特許第３，８９６，３
０９号公報等）。いわゆる光読み出し型の熱型変位素子
では、変位に応じた所定の変化として、受光した読み出
し光に変化を与える（特開平１０−２５３４４７号公
報、特開平１０−２６００８０号公報）。

【０００３】このような熱型変位素子を有する変換手段
を備えた映像化装置では、周囲温度の影響を避けるた
め、変換手段を容器内に入れ、ペルチェ素子等の温度調
節器を用いて、変換手段の温度を室温に近い常に同じ一
定の温度に保つように制御することが提案されている
（特開平１０−２６００８０号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱型変
位素子を有する変換手段を用いた従来の映像化装置で
は、製造上、熱型変位素子における変位部の初期的な位
置を常に一定にすることが困難であり、チップ間にばら
つきが生じていた。これに起因して、従来の映像化装置
では種々の不都合が生じていた。例えば、従来の静電容
量型の映像化装置では、同じ入射赤外線量に対して得ら
れる静電容量信号が装置ごとにばらついてしまうなどの
不都合が生じていた。また、従来の光読み出し型の映像
化装置では、同じ入射赤外線量に対して得られる読み出
し光の変化量が装置ごとにばらついたり、そのばらつき
を防止するために組立時に光学部品等厳密な位置合わせ
が必要となるなどの不都合が生じていた。

【０００５】また、従来の映像化装置では、装置固有の
特性を適宜変えるようなことはできなかった。例えば、
従来の光読み出し型の映像化装置では、観察可能な放射
の量の範囲をシフトさせたり、観察可能な放射の量の範
囲を変えたり、入射放射量の変化に対する読み出し光の
変化を大きくして観察分解能を高めたりすることはでき
なかった。また、従来の静電容量型の映像化装置におい
ても、観察可能な放射の量の範囲をシフトさせたりする
ようなことはできなかった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、熱型変位素子における変位部の初期的な位置
を常に一定にすることが製造上困難であることに起因し
て従来発生していた不都合を解消することができる、映
像化装置を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、装置固有の特性を適宜変
えることができる映像化装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様による映像化装置は、所定の範
囲内に到達する放射を光学像又は画像信号に変換する映
像化装置であって、１次元又は２次元状に配列された複
数の熱型変位素子を有する変換手段を備え、前記各熱型
変位素子が、放射を受けて熱を発生し、当該熱に応じた
変位を発生し、前記変位に応じた所定の変化を発生す
る、映像化装置において、前記変換手段を収容する密封
された容器であって、前記放射を透過させる窓を有する
容器と、前記変換手段の所定部分の温度を調節する温度
調節器と、前記変換手段の前記所定部分の温度を直接的
又は間接的に検出する温度センサと、前記温度センサか
らの温度検出信号及び入力された可変の設定信号に基づ
いて、前記変換手段の前記所定部分の温度が、前記設定
信号に応じた温度に実質的に保たれるように、前記温度
調節器を制御する制御手段とを備えたものである。

【０００９】なお、第１の態様による映像化装置は、静
電容量型の映像化装置であってもよいし、光読み出し型
の映像化装置などであってもよい。

【００１０】この第１の態様によれば、温度センサから
の温度検出信号及び入力された可変の設定信号に基づい
て、変換手段の所定部分の温度が制御手段により制御さ
れて、前記設定信号に応じた温度に実質的に保たれる。
したがって、前記設定信号を変えるだけで、変換手段の
所定の部分を一定に保つ温度を変えることができる。変
換手段を一定に保つ温度を変えれば、それに応じたオフ
セットが熱型変位素子の変位部の変位に与えられること
になる。

【００１１】したがって、熱型変位素子における変位部
の初期的な位置がばらついていても、前記設定温度を変
えるだけで、変位部の初期的な位置を所望の位置に調整
することができ、熱型変位素子における変位部の初期的
な位置を常に一定にすることが製造上困難であることに
起因して従来発生していた不都合を解消することができ
る。また、熱型変位素子の変位部の変位に所望のオフセ
ットを与えることができるので、装置固有の特性を適宜
変えるようなことができる。例えば、観察可能な放射の
量の範囲をシフトさせたりすることができる。

【００１２】本発明の第２の態様による映像化装置は、
各々の素子が、放射を受けて熱を発生し、当該熱に応じ
た変位を発生し、受光した読み出し光に前記変位に応じ
た変化を与えて出射させる、１次元又は２次元状に配列
された複数の素子を有する光読み出し型放射−変位変換
手段と、前記各素子に前記読み出し光を照射し、前記各
素子から出射された前記変化した読み出し光に基づいて
前記各素子の前記変位に応じた光学像を形成する読み出
し光学系と、前記光読み出し型放射−変位変換手段を収
容する密封された容器であって、前記放射を透過させる
窓及び前記読み出し光を透過させる窓を有する容器と、
前記光読み出し型放射−変位変換手段の所定部分の温度
を調節する温度調節器と、前記光読み出し型放射−変位
変換手段の前記所定部分の温度を直接的又は間接的に検
出する温度センサと、前記温度センサからの温度検出信
号及び入力された可変の設定信号に基づいて、前記光読
み出し型放射−変位変換手段の前記所定部分の温度が、
前記設定信号に応じた温度に実質的に保たれるように、
前記温度調節器を制御する制御手段とを備えたものであ
る。

【００１３】この第２の態様は、前記第１の態様を光読
み出し型の映像化装置に適用した例であり、前記第１の
態様と同様の利点が得られる。

【００１４】本発明の第３の態様による映像化装置は、
所定の範囲内に到達する放射を光学像に変換する映像化
装置であって、光読み出し型放射−変位変換手段と、読
み出し光学系と、前記光読み出し型放射−変位変換手段
を収容する密封された容器であって、前記放射を透過さ
せる窓及び前記読み出し光を透過させる窓を有する容器
と、前記光読み出し型放射−変位変換手段の所定部分の
温度を調節する温度調節器と、前記光読み出し型放射−
変位変換手段の前記所定部分の温度を直接的又は間接的
に検出する温度センサと、前記温度センサからの温度検
出信号及び入力された可変の設定信号に基づいて、前記
光読み出し型放射−変位変換手段の前記所定部分の温度
が、前記設定信号に応じた温度に実質的に保たれるよう
に、前記温度調節器を制御する制御手段とを備えたもの
である。前記光読み出し型放射−変位変換手段は、前記
所定の範囲内に位置する複数箇所に配列されて該複数箇
所にて受けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放射吸
収部と、該複数の放射吸収部にて変換された各熱を前記
複数箇所に対応した位置でそれぞれ変位に変換する複数
の変位部と、該複数の変位部の変位に従ってそれぞれ傾
きが変化する複数の反射部とを含む。前記読み出し光学
系は、読み出し光を供給するための読み出し光供給手段
と、前記読み出し光を前記光読み出し型放射−変位変換
手段の複数の反射部へ導く第１レンズ系と、該第１レン
ズ系を通過した後に前記複数の反射部にて反射された読
み出し光の光線束のうち所望の光線束のみを選択的に通
過させる光線束制限手段と、前記第１レンズ系と協働し
て前記複数の反射部と共役な位置を形成し且つ該共役な
位置に前記光線束制限手段を通過した光線束を導く第２
レンズ系とを有する。前記読み出し光供給手段は、前記
第１レンズ系の光軸に関して一方の側の領域を前記読み
出し光が通過するように前記読み出し光を供給する。前
記光線束制限手段は、前記所望の光線束のみを選択的に
通過させる部位が前記第１レンズ系の光軸に関して他方
の側の領域に配置されるように構成される。なお、前述
したように光線束制限手段が所望の光線束のみを選択的
に通過させるが、この通過とは、透過及び反射を含む表
現である（後述する第８の態様についても同様。）。

【００１５】この第３の態様によれば、所定の範囲に到
達する赤外線、Ｘ線、紫外線等の放射が複数の放射吸収
部に照射され、当該放射が複数の放射吸収部により複数
箇所にてそれぞれ吸収されて熱に変換される。複数の放
射吸収部にて変換された各熱が、複数の変位部によって
前記複数箇所に対応した位置でそれぞれ変位に変換され
る。そして、複数の反射部の傾きが、複数の変位部の変
位に従ってそれぞれ変化する。すなわち、各放射吸収部
に入射した放射が、その量に応じた各反射部の傾きに変
換される。一方、可視光やその他の光による読み出し光
が、読み出し光供給手段から第１レンズ系を介して複数
の反射部に照射される。したがって、各放射吸収部に照
射された放射が、各反射部により反射された読み出し光
の方向（反射方向）に変換されることになる。複数の反
射部にて反射された読み出し光の光線束は第１レンズ系
を通過し、その通過後の光線束のうち所望の光線束のみ
が選択的に光線束制限手段を通過する。光線束制限手段
を通過した光線束は、第１レンズ系及び第２レンズ系に
より形成された前記複数の反射部と共役な位置に、第２
レンズ系により導かれる。したがって、読み出し光によ
る前記複数の反射部の像がこの共役な位置に形成され
る。そして、各反射部の像を形成する個々の光線束は、
各反射部による反射方向に応じた量だけ光線束制限手段
により制限されるので、前記共役な位置に形成される各
反射部の個々の像の光量は、各反射部の傾きに応じて、
すなわち、対応する放射吸収部に入射した放射の量に応
じて異なる。このようにして、所定の範囲に到達する放
射の像が読み出し光による光学像に変換され、この光学
像が前記共役な位置に形成される。

【００１６】前記第３の態様では、このような原理に従
って放射の像が読み出し光による光学像に変換されるの
で、所定の状態（例えば、放射が入射していない状態）
において、光読み出し型放射−変位変換手段の各反射部
の向きと光線束制限手段における光線束を通過させる部
位との位置合わせを行う必要がある。この位置合わせ
を、組立時に光読み出し型放射−変位変換手段と光線束
制限手段との位置合わせのみによって行うとすれば、そ
の組立時の位置合わせに著しく手数を要することにな
る。そして、前記変位部の初期的な変位（ひいては、反
射部の初期的な傾き）を常に一定にすることは製造上困
難であることから、その組立時の位置合わせが一段と困
難となってしまう。これに対し、前記第３の態様では、
前記第１及び第２の態様と同様に、前記設定信号を変え
るだけで、光読み出し型放射−変位変換手段の所定の部
分を一定に保つ温度を変えることができ、その一定に保
つ温度を変えれば、それに応じたオフセットが光読み出
し型放射−変位変換手段の変位部の変位に与えられるこ
とになる。したがって、その一定に保つ温度を変えるこ
とにより、反射部の初期的な傾きを調節することができ
るので、組立時における光読み出し型放射−変位変換手
段と光線束制限手段との位置合わせが容易となる。

【００１７】また、前記第３の態様では、前述した原理
に従って放射の像が読み出し光による光学像に変換され
るので、前記設定信号を変えて、それに応じたオフセッ
トを光読み出し型放射−変位変換手段の変位部の変位に
与えれば、入射する放射の量と光学像の光量との関係を
変えることができ、映像化装置固有の特性を変えること
ができる。例えば、観察可能な放射の量の範囲をシフト
させたり、得られる光学像の明暗の状況を反転させたり
することができる。

【００１８】本発明の第４の態様による映像化装置は、
所定の範囲内に到達する放射を光学像に変換する映像化
装置であって、光読み出し型放射−変位変換手段と、読
み出し光学系と、前記光読み出し型放射−変位変換手段
を収容する密封された容器であって、前記放射を透過さ
せる窓及び前記読み出し光を透過させる窓を有する容器
と、前記光読み出し型放射−変位変換手段の所定部分の
温度を調節する温度調節器と、前記光読み出し型放射−
変位変換手段の前記所定部分の温度を直接的又は間接的
に検出する温度センサと、前記温度センサからの温度検
出信号及び入力された可変の設定信号に基づいて、前記
光読み出し型放射−変位変換手段の前記所定部分の温度
が、前記設定信号に応じた温度に実質的に保たれるよう
に、前記温度調節器を制御する制御手段と、を備えたも
のである。前記光読み出し型放射−変位変換手段は、前
記所定の範囲内に位置する複数箇所に配列されて該複数
箇所にて受けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放射
吸収部と、該複数の放射吸収部にて変換された各熱を前
記複数箇所に対応した位置でそれぞれ変位に変換する複
数の変位部と、受光した読み出し光を前記複数の変位部
の変位にそれぞれ応じた干渉状態を有する干渉光にそれ
ぞれ変えて出射させる複数の干渉部とを含む。前記読み
出し光学系は、前記光読み出し型放射−変位変換手段の
前記複数の干渉部にそれぞれ前記読み出し光を照射し、
前記複数の干渉部から出射された前記干渉光に基づいて
前記光学像を形成する。

【００１９】この第４の態様では、干渉を利用している
ので、干渉の性質に従って変位部の初期的な変位を定め
る必要がある。例えば、変位部の変位と干渉光の強度と
の関係が単調増加又は単調減少となるべきであるのに、
変位部の初期的な位置によっては、例えば、変位部の変
位が増加するにつれて干渉光の強度が一旦増加した後に
減少してしまうという現象が生じてしまう。ところが、
製造上、変位部の初期的な位置を常に一定にすることが
困難であるため、製造した光読み出し型放射−変位変換
手段をそのまま用いるとすれば、変位部の初期的な位置
を所望の位置に設定することが困難である。これに対
し、前記第４の態様では、前記第１及び第２の態様と同
様に、前記設定信号を変えるだけで、光読み出し型放射
−変位変換手段の所定の部分を一定に保つ温度を変える
ことができ、その一定に保つ温度を変えれば、それに応
じたオフセットが光読み出し型放射−変位変換手段の変
位部の変位に与えられることになる。したがって、その
一定に保つ温度を変えることにより、変位部の初期的な
位置を適切に設定することができる。

【００２０】また、前記第４の態様では、干渉を利用し
て放射の像が読み出し光による光学像に変換されるの
で、前記設定信号を変えて、それに応じたオフセットを
光読み出し型放射−変位変換手段の変位部の変位に与え
れば、入射する放射の量と光学像の光量との関係を変え
ることができ、映像化装置固有の特性を変えることがで
きる。例えば、観察可能な放射の量の範囲をシフトさせ
たり、得られる光学像の明暗の状況を反転させたりする
ことができる。

【００２１】前記第１乃至第４のいずれかの態様による
映像化装置において、操作に応じた信号を出力する設定
手段を備え、該設定手段からの信号を前記設定信号とし
てもよい。この場合、後述するように、前記設定手段
は、使用者等が操作する第１の設定操作部及び製造者又
は保守者等が操作する第２の設定操作部の両方を有して
いてもよいし、そのいずれか一方のみを有していてもよ
い。

【００２２】このように設定手段を備えていれば、製造
者等が組立時に位置合わせ等を行うために用いたり、使
用者等が前述した映像化装置固有の特性を変えて観察し
たりするのに、便利である。もっとも、本発明では、こ
のような設定手段は必ずしも必要ではない。

【００２３】本発明の第５の態様による映像化装置は、
前記第１乃至第４のいずれかの態様による映像化装置に
おいて、当該映像化装置の使用者により操作される設定
操作部を含み該設定操作部による設定状態に応じた信号
を出力する設定手段を備え、該設定手段からの信号を前
記設定信号とするものである。前記設定操作部は、使用
者が操作し易い箇所、例えば、当該映像化装置の外部露
出箇所に配置することが好ましい。

【００２４】この第５の態様によれば、当該映像化装置
の使用者が設定操作部を操作してその設定状態を変える
ことにより、熱型変位素子の変位部の変位に与えられる
オフセットを変えることができるので、使用者は当該映
像化装置の装置固有の特性を適宜変えて観察することが
できる。

【００２５】前記設定手段は、当該映像化装置の製造者
又は保守者等が操作する第２の設定操作部も含み、前記
設定操作部による設定状態のみならず前記第２の設定操
作部による設定状態にも応じた信号を出力するものであ
ってもよい。この第２の設定操作部は、当該映像化装置
の内部、例えば、装置内部に搭載した回路基板上に設け
ておけばよい。この場合、使用者が前記設定操作部を操
作して装置固有の特性を変えて観察することができるの
みならず、製造者や保守者等は前記第２の設定操作部を
操作することにより組立時等に位置合わせ等を行うこと
ができる。

【００２６】ところで、前記第１乃至第４のいずれかの
態様による映像化装置において、当該映像化装置の製造
者又は保守者等により操作される設定操作部を含み該設
定操作部による設定状態に応じた信号を出力する設定手
段を設け、該設定手段からの信号を前記設定信号として
もよい。この場合には、少なくとも、製造者や保守者等
は当該設定操作部を操作することにより組立時等に位置
合わせ等を行うことができる。

【００２７】本発明の第６の態様による映像化装置は、
各々の素子が、放射を受けて熱を発生し、当該熱に応じ
た変位を発生し、受光した読み出し光に前記変位に応じ
た変化を与えて出射させる、１次元又は２次元状に配列
された複数の素子を有する光読み出し型放射−変位変換
手段と、前記各素子に前記読み出し光を照射し、前記各
素子から出射された前記変化した読み出し光に基づいて
前記各素子の前記変位に応じた光学像を形成する読み出
し光学系と、前記読み出し光の光量を、入力された設定
信号に応じた光量に調節する光量調節手段と、を備えた
ものである。

【００２８】光読み出し型の映像化装置では、読み出し
光によって光学像を形成しているので、読み出し光とし
て可視光を用いれば、放射の像に相当する当該光学像を
肉眼により観察することができる。また、後述する第１
０の態様のように、前記光学像を撮像する撮像手段を設
けてもよく、その場合には、放射による像を撮像するこ
とができる。肉眼や撮像手段には光量の飽和レベルがあ
ることから、読み出し光の光量を変えることによって、
読み出し光の光量が飽和レベルに達する入射放射量を変
えることができる。

【００２９】このため、前記第６の態様のように、光量
調節手段を設けておけば、観察可能な放射の量の範囲を
変えたり、入射放射量の変化に対する読み出し光の変化
を大きくして観察分解能を高めたりすることができる。

【００３０】本発明の第７の態様による映像化装置は、
所定の範囲内に到達する放射を光学像に変換する映像化
装置であって、光読み出し型放射−変位変換手段と、読
み出し光学系と、光量調節手段とを備えたものである。
前記光読み出し型放射−変位変換手段は、前記所定の範
囲内に位置する複数箇所に配列されて該複数箇所にて受
けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放射吸収部と、
該複数の放射吸収部にて変換された各熱を前記複数箇所
に対応した位置でそれぞれ変位に変換する複数の変位部
と、該複数の変位部の変位に従ってそれぞれ傾きが変化
する複数の反射部とを含む。前記読み出し光学系は、読
み出し光を供給するための読み出し光供給手段と、前記
読み出し光を前記光読み出し型放射−変位変換手段の複
数の反射部へ導く第１レンズ系と、該第１レンズ系を通
過した後に前記複数の反射部にて反射された読み出し光
の光線束のうち所望の光線束のみを選択的に通過させる
光線束制限手段と、前記第１レンズ系と協働して前記複
数の反射部と共役な位置を形成し且つ該共役な位置に前
記光線束制限手段を通過した光線束を導く第２レンズ系
とを有する。前記光量調節手段は、前記読み出し光の光
量を、入力された設定信号に応じた光量に調節する。

【００３１】この第７の態様は、前記第６の態様を前記
第３の態様と同様の原理に従う映像化装置に適用した例
であり、前記第６の態様と同様の利点が得られる。

【００３２】本発明の第８の態様による映像化装置は、
前記第３又は第７の態様による映像化装置において、前
記複数の反射部の各々は、当該反射部より熱伝導率の低
い材料からなる接続部を介して、前記複数の変位部のう
ち当該反射部に対応する変位部に機械的に接続されたも
のである。

【００３３】反射部に入射した読み出し光の大部分は当
該反射部で反射されるが、その一部は反射部に吸収され
てしまい熱となって反射部の温度を上昇させる。反射部
は、反射率を高めるため、通常、アルミニウム等の金属
材料で構成される。このため、反射部を変位部に機械的
に接続する接続部を反射部と同じ材料で構成すると、読
み出し光の一部を吸収することにより反射部で発生した
熱が、変位部に伝導され、その熱によっても変位部が変
位してしまい、ひいては、放射検出のＳ／Ｎが低下して
しまう。これに対し、前記第８の態様によれば、反射部
を変位部に機械的に接続する接続部が、当該反射部より
熱伝導率の低い材料で構成されているので、読み出し光
の一部を吸収することにより反射部に生じた熱が変位部
に伝わり難くなり、放射検出のＳ／Ｎが向上する。

【００３４】この第８の態様と同様の理由で、次のよう
な光読み出し型放射−変位変換装置及びこれを用いた映
像化装置は、有用である。すなわち、１次元又は２次元
状に配列された複数の素子を有する光読み出し型放射−
変位変換装置であって、前記複数の素子の各々が、放射
を受けて熱を発生する放射吸収部と、該放射吸収部にて
発生した熱に応じた変位を生ずる変位部と、読み出し光
を受光し、受光した読み出し光を前記変位部の変位に応
じて反射させる反射部と、を有する、光読み出し型放射
−変位変換装置において、前記各素子の反射部が、当該
反射部より熱伝導率の低い材料からなる接続部を介し
て、当該素子の変位部に機械的に接続された光読み出し
型放射−変位変換装置は、有用である。また、この光読
み出し型放射−変位変換装置と、前記各素子に前記読み
出し光を照射し、前記各素子から出射された前記変化し
た読み出し光に基づいて前記各素子の前記変位に応じた
光学像を形成する読み出し光学系と、を備えた映像化装
置は、有用である。

【００３５】本発明の第９の態様による映像化装置は、
所定の範囲内に到達する放射を光学像に変換する映像化
装置であって、光読み出し型放射−変位変換手段と、読
み出し光学系と、光量調節手段とを備えたものである。
前記光読み出し型放射−変位変換手段は、前記所定の範
囲内に位置する複数箇所に配列されて該複数箇所にて受
けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放射吸収部と、
該複数の放射吸収部にて変換された各熱を前記複数箇所
に対応した位置でそれぞれ変位に変換する複数の変位部
と、受光した読み出し光を前記複数の変位部の変位にそ
れぞれ応じた干渉状態を有する干渉光にそれぞれ変えて
出射させる複数の干渉部とを含む。前記読み出し光学系
は、前記光読み出し型放射−変位変換手段の前記複数の
干渉部にそれぞれ前記読み出し光を照射し、前記複数の
干渉部から出射された前記干渉光に基づいて前記光学像
を形成する。前記光量調節手段は、前記読み出し光の光
量を、入力された設定信号に応じた光量に調節する。

【００３６】この第９の態様は、前記第６の態様を前記
第４の態様と同様の干渉の原理に従う映像化装置に適用
した例であり、前記第６の態様と同様の利点が得られ
る。

【００３７】前記第６、第７及び第９のいずれかの態様
による映像化装置において、操作に応じた信号を出力す
る設定手段を備え、該設定手段からの信号を前記設定信
号としてもよい。例えば、前記第６、第７及び第９のい
ずれかの態様による映像化装置において、当該映像化装
置の使用者により操作される設定操作部を含み該設定操
作部による設定状態に応じた信号を出力する設定手段を
設け、該設定手段からの信号を前記設定信号としてもよ
い。前記設定操作部は、使用者が操作し易い箇所、例え
ば、当該映像化装置の外部露出箇所に配置することが好
ましい。

【００３８】このように設定手段を備えていれば、使用
者等が前述した映像化装置固有の特性を変えて観察した
りするのに、便利である。もっとも、本発明では、この
ような設定手段は必ずしも必要ではない。

【００３９】本発明の第１０の態様による映像化装置
は、前記第１乃至第９のいずれかの態様による映像化装
置において、前記光学像を撮像する撮像手段を備えたも
のである。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による映像化装置に
ついて、図面を参照して説明する。以下の説明では、放
射を赤外線とし読み出し光を可視光とした例について説
明するが、本発明では、放射を赤外線以外のＸ線や紫外
線やその他の種々の放射としてもよいし、また、読み出
し光を可視光以外の他の光としてもよい。

【００４１】［第１の実施の形態］

【００４２】図１は、本発明の第１の実施の形態による
映像化装置を示す概略構成図である。図２は、本実施の
形態において用いられている光読み出し型放射−変位変
換装置１００を示す図であり、図２（ａ）はその単位画
素（単位素子）の赤外線ｉが入射していない状態の断面
を模式的に示す図、図２（ｂ）は単位画素の赤外線ｉが
入射している状態の断面を模式的に示す図である。図３
は、光読み出し型放射−変位変換装置１００の単位画素
の他の例を示す概略断面図である。図４は、光読み出し
型放射−変位変換装置１００を容器に収容した状態を拡
大して示す概略断面図である。

【００４３】本実施の形態による映像化装置は、図１に
示すように、光読み出し型放射−変位変換装置１００を
備えている。この変換装置１００は、図２に示すよう
に、赤外線ｉを透過させるシリコン基板等の基板１と、
脚部２を介して基板１上に間隔６をあけて浮いた状態に
支持された被支持部３とを備えている。被支持部３は、
互いに重なった２つの膜４，５を有している。下側の膜
４は、赤外線ｉを受けて熱に変換する赤外線吸収部とな
っている。膜４，５は、その一端が脚部２を介して支持
されることにより、カンチレバーを構成している。膜４
及び膜５は、互いに異なる膨張係数を有する異なる物質
で構成されており、いわゆる熱バイモルフ構造（bi-mat
erial elementともいう。）を構成している。したがっ
て、本実施の形態では、膜４，５は、赤外線吸収部とし
ての膜４にて発生した熱に応じて基板１に対して変位す
る変位部を構成している。下側の膜４の膨張係数が上側
の膜５の膨張係数より大きい場合には、前記熱により図
２（ｂ）に示すように上方に湾曲して傾斜する。上側の
膜５は、上方からの読み出し光（可視光等）ｊを反射す
る反射部を構成している。このため、反射部としての膜
５は、読み出し光ｊを受光し、受光した読み出し光を膜
４，５の変位に応じた反射方向に反射させる。なお、本
実施の形態では、赤外線ｉを受けていない状態におい
て、膜５は基板１の面と平行になっている。もっとも、
赤外線ｉを受けていない状態において、膜４，５を予め
傾斜させておいてもよい。

【００４４】以上の説明からわかるように、本実施の形
態では、膜４が変位部の一部及び赤外線吸収部を兼用
し、膜５が変位部の他の一部及び読み出し光反射部を兼
用している。もっとも、これらはそれぞれ別々の膜で構
成することもできる。

【００４５】本実施の形態では、膜４，５及び脚部２を
単位画素（単位素子）として、当該画素が基板１上に２
次元状に配置されている。各画素において脚部２から被
支持部３が延びる方向は、全て同一である。

【００４６】変換装置１００の単位画素の構成は、図２
に示す構成に限定されるものではなく、例えば、図３に
示すように構成してもよい。図３において、図２中の要
素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その説
明は省略する。図３では、膜４は赤外線吸収部となって
おらず、膜４の下面に赤外線吸収部としての膜７が形成
されている。また、図３では、膜５は光反射部となって
おらず、一部分が膜５の先端部に固定されるとともに、
残りの部分が膜５から上方に空間を隔てて配置された光
反射部としての反射板９が、ほぼ単位画素の全体をカバ
ーするように形成されている。

【００４７】また、変換装置１００の単位画素は、例え
ば、図１２に示すように構成してもよい。図１２におい
て、図２及び図３中の要素と同一又は対応する要素には
同一符号を付し、その説明は省略する。図１２に示す例
では、基本的に図３に示す例と同様に構成されている。
図１２に示す例が図３に示す例と異なる所は、図１２に
示す例では、反射板９が、当該反射板９より熱伝導率の
低い材料からなる接続部４００を介して、変位部の一部
を構成する膜５に機械的に接続されている点である。反
射板９は、反射率を高めるため、例えば、アルミニウム
等の金属材料で構成することが好ましい。接続部４００
は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ等で構
成することが好ましい。図１２に示す例では、反射板９
を変位部に機械的に接続する接続部４００が、当該反射
板９より熱伝導率の低い材料で構成されているので、断
熱材として作用する。このため、読み出し光ｊの一部を
吸収することにより反射部に生じた熱が変位部に伝わり
難くなり、赤外線検出のＳ／Ｎが向上する。

【００４８】なお、図２、図３及び図１２にそれぞれに
示すような単位画素を有する変換装置１００は、膜の形
成及びパターニング、犠牲層の形成及び除去などの半導
体製造技術を利用して、製造することができる（後述す
る変換装置３００，６００も同様。）。

【００４９】本実施の形態による映像化装置では、図１
及び図４に示すように、変換装置１００は、密封された
容器１０２内に収容されている。該容器１０２は、赤外
線ｉの入射側には赤外線ｉを透過させる赤外線透過フィ
ルタ等からなる窓１０２ａを有し、読み出し光ｊの入射
側には読み出し光ｊを透過させる窓１０２ｂを有してい
る。図４中、１０３は容器１０２の組立直後に容器１０
２内の空間１０４を真空引きするための排気管であり、
該排気管１０３は空間１０４が真空に引かれた後に封止
され、空間１０４は真空に保たれる。もっとも、空間１
０４を１気圧以下に保ってもよいし、空間１０４内に不
活性ガス等を封入してもよい。容器１０２内には、ゲタ
ー・シリカゲル等の気体分子吸着剤１０８が設けられて
いる。

【００５０】また、図４に示すように、容器１０２内に
は、変換装置１００の基板１の温度を調節するペルチェ
素子等の温度調節器１０５、及び、基板１の温度を検出
する温度センサ１０７が収容されている。なお、図１で
は、図の表記の便宜上、温度調節器１０５及び温度セン
サ１０７を容器１０２外に記載している。温度調節器１
０５は、伝熱板１０６を介して基板１と熱的に結合され
ている。また、変換装置１００への不要な熱エネルギー
の伝達を軽減させる熱シールド１１０が、容器１０２内
に設けられ、伝熱板１０６を介して温度調節器１０５に
熱的に結合されている。

【００５１】再び図１を参照すると、本実施の形態によ
る映像化装置は、操作に応じた可変の設定信号を出力す
る温度設定器１１１と、温度センサ１０７からの検出信
号及び温度設定器１１１からの設定信号に基づいて、変
換装置１００の基板１の温度が、前記設定信号に応じた
温度に実質的に保たれるように、温度調節器１０５を制
御する温度制御器１１２とを備えている。

【００５２】また、本実施の形態による映像化装置は、
読み出し光学系と、撮像手段としての２次元ＣＣＤ２０
と、観察対象としての熱源３１からの赤外線を集光して
変換装置１００の赤外線吸収部としての膜４が分布して
いる面上に熱源３１の赤外線画像を結像させる赤外線用
の結像レンズ３０とを備えている。

【００５３】本実施の形態では、前記読み出し光学系
は、読み出し光を供給するための読み出し光供給手段と
してのＬＤ（レーザーダイオード）１０と、ＬＤ１０か
らの読み出し光を変換装置１００の複数の反射部５（膜
５）へ導く第１レンズ系１１と、第１レンズ系１１を通
過した後に複数の反射部５にて反射された読み出し光の
光線束のうち所望の光線束のみを選択的に通過させる光
線束制限部１２と、第１レンズ系１１と協働して複数の
反射部５と共役な位置を形成し且つ該共役な位置に光線
束制限部１２を通過した光線束を導く第２レンズ系１３
とから構成されている。前記共役な位置にはＣＣＤ２０
の受光面が配置されており、レンズ系１１，１３によっ
て複数の反射部５とＣＣＤ２０の複数の受光素子とが光
学的に共役な関係となっている。なお、本実施の形態で
は、変換装置１００の反射部５が第１レンズ系１１の結
像レンズ３０側の焦点面付近に配置されているが、必ず
しもこのような配置に限定されるものではない。

【００５４】ＬＤ１０は、第１レンズ系１１の光軸Ｏに
関して一方の側（図１中の上側）に配置されており、当
該一方の側の領域を読み出し光が通過するように読み出
し光を供給する。本実施の形態では、ＬＤ１０が第１レ
ンズ系１１の第２レンズ系１３側の焦点面付近に配置さ
れて、第１レンズ系１１を通過した読み出し光が略平行
光束となって複数の反射部５を照射するようになってい
る。本実施の形態では、変換装置１００は、その基板１
の面（本実施の形態では、赤外線が入射しない場合の反
射部５の面と平行）が光軸Ｏと直交するように配置され
ている。もっとも、このような配置に限定されるもので
はない。

【００５５】光線束制限部１２は、前記所望の光線束の
みを選択的に通過させる部位が第１レンズ系１１の光軸
Ｏに関して他方の側（図１中の下側）の領域に配置され
るように構成されている。この光線束制限部１２は、開
口１２ａを有する遮光板からなり、開口絞りとして構成
されている。例えば、本実施の形態では、いずれの反射
部５に対応する赤外線吸収部にも目標物体からの赤外線
が入射していなくて全ての反射部５の面が基板１の面と
平行である場合に、全ての反射部５で反射した光線束
（各反射部５で反射した個別光線束の束）が第１レンズ
系１１によって集光する集光点の位置と開口１２ａの位
置とがほぼ一致するように、光線束制限部１２が配置さ
れている。また、開口１２ａの大きさは、この光線束の
前記集光点での断面の大きさとほぼ一致するように定め
られている。もっとも、このような配置や大きさに限定
されるものではない。

【００５６】さらに、本実施の形態による映像化装置
は、操作に応じた設定信号を出力する光量設定器１４
と、ＬＤ１０から発する読み出し光の光量を光量設定器
１４からの設定信号に応じた光量に調節する光量調節器
１５とを備えている。

【００５７】本実施の形態によれば、ＬＤ１０から出射
した読み出し光の光線束５１は、第１レンズ系１１に入
射し、略平行化された光線束５２となる。次にこの略平
行化された光線束５２は、変換装置１００の全ての反射
部５に、基板１の法線に対してある角度をもって入射す
る。

【００５８】一方、結像レンズ３０によって、熱源３１
からの赤外線が集光され、変換装置１００の赤外線吸収
部としての膜４が分布している面上に、熱源３１の赤外
線画像が結像される。これにより、変換装置１００の各
画素の被支持部３の赤外線吸収部としての膜４に赤外線
が入射する。この入射赤外線は、赤外線吸収部としての
膜４により吸収されて熱に変換される。膜４にて発生し
た熱に応じてカンチレバーを構成している変位部として
の膜４，５が上方に湾曲して傾斜する。このため、各反
射部５は、当該反射部５に対応する赤外線吸収部４に入
射した赤外線の量に応じた量だけ基板１の面に対して傾
くこととなる。

【００５９】今、全ての赤外線吸収部４には目標物体か
らの赤外線が入射しておらず、全ての反射部５が基板１
と平行であるものとする。複数の反射部５に入射した光
線束５２は複数の反射部５にて反射されて光線束５３と
なり、再び第１レンズ系１１に今度はＬＤ１０の側とは
反対の側から入射して集光光束５４となり、例えば、こ
の集光光束５４の集光点の位置に配置された光線束制限
部１２の開口１２ａの部位に集光する。その結果、集光
光束５４は、開口１２ａを透過して発散光束５５となっ
て第２レンズ系１３に入射する。なお、光線束制限部１
２上の集光光束５４の集光点は、個々の反射部５で反射
されて第１レンズ系１１を通過した個別光線束による集
光点とそれぞれ一致しており、略円形で所定の大きさ
（断面積）を有している。第２レンズ系１３に入射した
発散光束５５は、第２レンズ系１３により例えば略平行
光束５６となってＣＣＤ２０の受光面に入射する。ここ
で、複数の反射部５とＣＣＤ２０の受光面とはレンズ系
１１，１３によって共役な関係にあるので、ＣＣＤ２０
の受光面上の対応する各部位にそれぞれ各反射部５の像
が形成され、全体として、複数の反射部５の分布像であ
る光学像が形成される。

【００６０】今、ある反射部５に対応する赤外線吸収部
４にある量の赤外線が入射して、その入射量に応じた量
だけ当該反射部５が基板１の面に対して傾いたものとす
る。光線束５２のうち当該傾いた反射部５に入射する個
別光線束は、当該反射部５によってその傾き量だけ異な
る方向に反射されるので、第１レンズ系１１を通過した
後、その傾き量に応じた量だけ前記集光点の位置からず
れた位置に集光し、その傾き量に応じた量だけ光線束制
限部１２により遮られることになる。したがって、ＣＣ
Ｄ２０上に形成された全体としての光学像のうち当該反
射部５の像の光量は、当該反射部５の傾き量に応じた量
だけ低下することになる。

【００６１】したがって、ＣＣＤ２０の受光面上に形成
された読み出し光による光学像は、変換装置１００に入
射した赤外線像を反映したものとなる。この光学像は、
ＣＣＤ２０により撮像される。なお、変換装置１００の
各画素の反射部５とＣＣＤ２０の各画素とは対応してい
ることが好ましい。なお、ＣＣＤ２０を用いずに、接眼
レンズ等を用いて前記光学像を肉眼で観察してもよい
（後述する各実施の形態についても同様。）。

【００６２】ところで、個々の反射部５で反射した個別
光線束による光線束制限部１２上の集光点（この集光点
は、全ての反射部５がそれぞれ互いに基板１の面に対し
て平行である場合における前記光線束５４の集光点と等
しい。）の直径φは、前記読み出し光の波長をλ、変換
装置１００の反射部５が正方形であるとしてその一辺の
長さをｄ、第１レンズ系１１の焦点距離をｆとすると、
次の数１で表される。

【００６３】

【数１】φ≒２．４４・ｆ・λ／ｄ

【００６４】また、個々の反射部５で反射した個別光線
束による光線束制限部１２上の集光点の移動量ｍは、当
該反射部５の基板１に対する傾斜角度をθ、第１レンズ
系１１の焦点距離をｆとすると、次の数２で表される。

【００６５】

【数２】ｍ＝ｆ・ｔａｎ２θ

【００６６】傾斜角度θは当該反射部５に対応する赤外
線吸収部４への入射赤外線量のみに依存するので、数２
からわかるように、個々の反射部５で反射した個別光線
束による光線束制限部１２上の集光点の移動量ｍは、当
該入射赤外線量のみに依存する。

【００６７】図５は、光線束制限部１２の開口１２ａ
（本実施の形態では、開口１２ａの部位が、前記所望の
光線束のみを選択的に通過させる部位である。）と反射
部５で反射した個別光線束による光線束制限部１２上で
の集光点Ｓの、光線束制限部１２上の様子の一例を示す
図である。集光点Ｓは、入射赤外線量が増加すると図５
中の左方向へ移動し、入射赤外線量が減少すると図５中
の右方向へ移動するものとする（後述する図７及び図８
についても同様。）。図中の左右方向の位置をＸ１，Ｘ
２で示している（後述する図７及び図８中のＸ１〜Ｘ５
についても同様。）。また、図５に示す例では、開口１
２ａの形状は集光点Ｓと同じく略円形とされ、両者の大
きさも同じとされている（後述する図７及び図８につい
ても同様。）。

【００６８】なお、図７及び図８は、開口１２ａと集光
点Ｓの光線束制限部１２上の様子の他の例をそれぞれ示
す図である。

【００６９】今、図５（ａ）（ｂ）に示すように、光線
束制限部１２における開口１２ａが位置Ｘ１に形成され
ているものとする。そして、集光点Ｓが位置Ｘ１にあっ
て開口１２ａとちょうど重なる図５（ａ）に示す状態か
ら、反射部５が傾いて集光点Ｓが図中の左方向へ移動
し、集光点Ｓが位置Ｘ２に至って開口１２ａとちょうど
接する図５（ｂ）に示す状態まで変化するものとする。
図６は、この時の、反射部５で反射して開口１２ａを通
過する個別光線束の光量の一例を示す特性図である。図
６において、縦軸はこの光量の相対強度（最大強度を１
で規格化した強度）を示し、横軸は反射部５の基板１に
対する傾斜角度を示している。図６の例では、反射部５
の傾斜角度が０゜から１．１゜まで変化すると、通過光
量の相対強度が１から０まで変化している。

【００７０】本実施の形態によれば、図６に示すような
特性に従って、前述したように、変換装置１００に入射
した赤外線像がＣＣＤ２０の受光面上の読み出し光によ
る光学像に変換されるのである。

【００７１】したがって、所定の状態（例えば、目標物
体からの赤外線が入射していない状態）において、変換
装置１００の反射部５の向き（すなわち、集光点Ｓの位
置）と開口１２ａとの位置合わせを行う必要がある。例
えば、図７（ａ）（ｂ）に示すように光線束制限部１２
の開口１２ａが位置Ｘ１に形成されており、温度設定器
１１１による設定温度が室温付近の所定温度である場合
に、変換装置１００に目標物体からの赤外線が入射して
いない状態において図７（ａ）に示すように集光点Ｓが
位置Ｘ３にあるとすると、変換装置１００に赤外線が入
射して集光点Ｓが位置Ｘ４まで移動しても、反射部５で
反射した個別光線束は開口１２ａを全く通過し得ず、通
過光量は全く変化せず、赤外線像を光学像に変換するこ
とができない。このような状況は、例えば、変換装置１
００に目標物体からの赤外線が入射していない状態にお
いて、全ての反射部５が基板１に対して同じ角度だけ傾
いている場合（変換装置１００の製造上、室温において
反射部５を基板１に対して傾いていない状態にすること
は実際には困難である。）や、変換装置１００の基板１
が光軸Ｏに対して直交していない状態で取り付けられて
いる場合などに、起こり得る。この場合には、温度設定
器１１１を操作して変換装置１００を一定に保つ温度を
変えて、図７（ｃ）（ｄ）に示すように、集光点Ｓの位
置にオフセットを与えればよい。これにより、図５
（ａ）（ｂ）と同様の状態が実現され、適切に赤外線像
を光学像に変換することができる。

【００７２】このように、反射部５の初期的な傾きがば
らついていても、温度設定器１１１による設定温度を変
えるだけで、反射部５の初期的な傾きを所望の傾きに調
整して集光点Ｓを開口１２ａに対して位置合わせするこ
とができる。このため、組立時における変換装置１００
と光線束制限部１２との位置合わせが容易となる。

【００７３】ところで、図５に示すように、開口１２ａ
の位置Ｘ１に対して、集光点Ｓの移動範囲（前述した説
明からわかるように、この範囲は、ゼロから所定量まで
の目標物体からの入射赤外線量の範囲に対応してい
る。）が位置Ｘ１から位置Ｘ２までの範囲に適切に位置
合わせされていても、熱源３１の温度が全体的にかなり
高くて、この範囲を超える位置Ｘ３から位置Ｘ４までの
集光点Ｓの範囲に対応する範囲の赤外線量が変換装置１
００に入射すると、やはり、図７（ａ）（ｂ）と同様の
状況となる。このため、熱源３１の温度が全体的にかな
り高い場合には、そのままでは熱源３１を観察すること
ができない。このような場合には、温度設定器１１１を
操作して変換装置１００を一定に保つ温度を変えて、図
７（ｃ）（ｄ）に示すように、集光点Ｓの位置にオフセ
ットを与えればよい。これにより、位置Ｘ３から位置Ｘ
４までの集光点Ｓの範囲が与えられたオフセットによっ
て位置Ｘ１から位置Ｘ２までの範囲にシフトするので、
オフセットを与える前の位置Ｘ３から位置Ｘ４までに対
応する範囲の赤外線量を読み出し光による開口１２ａの
通過光量に変換することができ、熱源３１の温度が全体
的にかなり高い場合であっても、その観察ができる。こ
のように、温度設定器１１１による設定温度を変えるこ
とによって、観察可能な赤外線量の範囲をシフトさせる
ことができ、その結果、一度に観察可能な赤外線量の範
囲が広がるわけではないが、全体として、観察可能な赤
外線量の範囲を広げることができる。

【００７４】また、図５では集光点Ｓの移動範囲が位置
Ｘ１から位置Ｘ２までの範囲であったのに対し、図８に
示すように、集光点Ｓの位置にオフセットを与えて集光
点の移動範囲を位置Ｘ５から位置Ｘ１までの範囲に変え
ると、ＣＣＤ２０の受光面上の読み出し光による光学像
の明暗の状況を反転させることができる。したがって、
本実施の形態によれば、温度設定器１１１を操作して温
度制御器１１２への設定信号を変えるだけで、ＣＣＤ２
０の受光面上の光学像の明暗の状況を反転させることが
できる。

【００７５】ここで、光量設定器１４を操作して読み出
し光の光量を変えることによる効果について、再び図６
及び図８を参照して説明する。

【００７６】今、温度設定器１１１による設定温度をあ
る温度とした場合に、目標物体からの赤外線が変換装置
１００に入射していない状態で集光点Ｓと開口１２ａと
の位置関係が図８（ａ）に示すように調節され、入射赤
外線量が増加するに従って集光点Ｓが図中の左方向へ移
動していき、集光点Ｓが図８（ｂ）に示す状態まで変化
するものとする。ここでは、図６は、この時の、反射部
５で反射して開口１２ａを通過する個別光線束の光量を
示すものとする。ただし、ここで想定している状況に
は、図６中の横軸の反射部５の傾斜角度の数値は適合し
ない。図８（ａ）の状態が図６中のＡ点に相当し、図８
（ｂ）の状態が図６中のＢ点に相当することになる。

【００７７】この時、光量設定器１４を操作して、例え
ば、通過光量が図６中のとなった時にＣＣＤ２０が飽
和レベルとなるように、読み出し光の光量を設定すれ
ば、ＣＣＤ２０では、図６中のΔθ１の範囲（反射部５
の傾斜角度の範囲）に相当する入射赤外線量の範囲を観
察することができることとなる。また、例えば、通過光
量が図６中のとなった時にＣＣＤ２０が飽和レベルと
なるように、読み出し光の光量を設定すれば、ＣＣＤ２
０では、図６中のΔθ２の範囲（反射部５の傾斜角度の
範囲）に相当する入射赤外線量の範囲を観察することが
できることとなる。勿論、読み出し光の光量の設定によ
っては、図６中のＡ点からＢ点までの反射部の傾斜角度
の範囲に相当する入射赤外線量の範囲を観察することも
できる。ここでは、ＣＣＤ２０で光学像を撮像する場合
について述べたが、肉眼で光学像を観察する場合も同様
である。

【００７８】このように、本実施の形態によれば、光量
調節器１５が設けられているので、観察可能な赤外線量
の範囲を変えることができる。また、観察可能な赤外線
量の範囲を広げることは逆に観察分解能を低下させるこ
とになり、観察可能な赤外線量を狭めることは逆に観察
分解能を高めることとなるので、本実施の形態では、観
察分解能も変えることができることとなる。

【００７９】なお、開口絞りとして構成された光線束制
限部１２に代えて、開口１２ａに相当する位置に遮光膜
を形成した透明板や、開口１２ａに相当する位置に反射
膜を形成した透明板や、開口１２ａに相当する位置に開
口を有する反射板を用いてもよい。反射膜を形成した透
明板や開口を有する反射板を用いる場合には、これらを
光軸Ｏに対して傾けて配置し、そこで反射された反射光
がレンズ系１３及びＣＣＤ２０へ向かうように、レンズ
系１３及びＣＣＤ２０の配置を変更すればよい。

【００８０】ここで、温度設定器１１１の具体例につい
て、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は温
度設定器１１１の一具体例を示す概略ブロック図、図１
４は操作パネル５００における設定つまみ５０１の付近
を示す概略正面図である。

【００８１】本例では、温度設定器１１１は、当該映像
化装置の使用者により操作される設定操作部としての設
定つまみ５０１と、設定つまみ５０１に連動して抵抗値
が増減する可変抵抗器５０２と、可変抵抗器５０２と直
列接続された可変抵抗器５０３と、可変抵抗器５０１，
５０２の合成抵抗値に応じた設定信号を出力する設定信
号発生回路５０４とを備えている。なお、設定信号発生
回路５０４は、温度制御器１１２を構成する回路と適宜
兼用することも可能である。

【００８２】設定つまみ５０１は、図１４に示すよう
に、当該映像化装置の外部露出箇所に設けられた操作パ
ネル５００上に配設されている。設定つまみ５０１には
その回転位置を示すマーク５０１ａが付されている。設
定つまみ５０１は、マーク５０１ａが設定つまみ５０１
の周囲に付された目盛５０５ａと正対する位置から目盛
５０５ｂと正対する位置まで回転可能となっており、設
定つまみ５００の回転位置に応じて可変抵抗器５０２の
抵抗値が増減するようになっている。また、可変抵抗器
５０３は、図面には示していないが、当該映像化装置の
内部に搭載した回路基板上に設けられ、当該映像化装置
の製造者や保守者等がドライバー等を用いて可変抵抗器
５０３の抵抗値を調節することができるようになってい
る。すなわち、本例では、可変抵抗器５０３は、製造者
又は保守者等が操作する設定操作部を構成している。

【００８３】前述したように組立時等における変換装置
１００と光線束制限部１２との位置合わせを行う場合に
は、製造者等は、例えば、そのマーク５０１ａが目盛５
０５ｃと正対するように設定つまみ５０１を回転させ、
この状態において可変抵抗器５０３の抵抗値を調整すれ
ばよい。また、前述したように観察可能な赤外線量の範
囲をシフトさせたりする場合には、使用者は、設定つま
み５０１を所望の位置まで回転させればよい。

【００８４】なお、本発明では、温度設定器１１１の構
成は前述した構成に限定されるものではないことは言う
までもない。また、温度設定器１１１は、設定つまみ５
０１及び可変抵抗器５０２を取り除き、設定信号発生回
路５０４が可変抵抗器５０３の抵抗値のみに応じた設定
信号を出力するように、構成してもよい。また、温度設
定器１１１は、可変抵抗器５０３を取り除き、設定信号
発生回路５０４が可変抵抗器５０２の抵抗値のみに応じ
た設定信号を出力するように、構成してもよい。さら
に、いわゆる手動観察ではなく自動観察を行うような場
合には、温度設定器１１１を取り除いて、外部から、温
度設定器１１１による設定信号に相当する設定信号を、
その観察条件に応じて温度制御器１１２に与えるように
してもよい。以上の点は、後述する各実施の形態につい
ても同様である。

【００８５】なお、図面には示していないが、光量設定
器１４は、温度設定器１１１と同様に構成することがで
きる。ただし、光量設定器１４では、製造者等が調整す
る可変抵抗器５０３に相当する可変抵抗器は必ずしも必
要ではない。また、いわゆる手動観察ではなく自動観察
を行うような場合には、光量設定器１４を取り除いて、
外部から、光量設定器１４による設定信号に相当する設
定信号を、その観察条件に応じて光量調節器１５に与え
るようにしてもよい。

【００８６】［第２の実施の形態］

【００８７】図９は、本発明の第２の実施の形態による
映像化装置を示す概略構成図である。図９において、図
１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付
し、その重複する説明は省略する。

【００８８】本実施の形態が前記第１の実施の形態と異
なる所は、読み出し光供給手段を、ＬＤ１０に代えて、
キセノンランプ６０、コンデンサーレンズ６１、反射ミ
ラー６２及び照明光絞り６３で構成した点のみである。
照明光絞り６３は、光線束制限部１２を構成する遮光板
１２ｂが延在して、その延在した部分において図１中の
ＬＤ１０の読み出し光出射位置に対応する位置に開口６
３ａを設けることにより、構成されている。もっとも、
照明光絞り６３は、光線束制限部１２と独立した構成と
してもよい。

【００８９】キセノンランプ６０から出射した光線束５
７は、コンデンサーレンズ６１にて集光され反射ミラー
６２にて反射された後、開口６３ａ上に集光する。開口
６３ａから出射した発散光束５１は、第１レンズ系１１
に入射し、略平行化される。この後の動作については前
記第１の実施の形態と同様である。

【００９０】本実施の形態によっても前記第１の実施の
形態と同様の利点が得られる。照明光絞り６３は必ずし
も設ける必要がないが、ＣＣＤ２０上の光学像のコント
ラストを高めるため、照明光絞り６３を設けることが好
ましい。なお、前記第１の実施の形態においても、ＬＤ
１０の前部に読み出し光絞りを設けてもよい。

【００９１】［第３の実施の形態］

【００９２】図１０は、本発明の第３の実施の形態によ
る映像化装置を示す概略構成図である。図１０におい
て、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号
を付し、その重複する説明は省略する。図１１は、本実
施の形態において用いられている光読み出し型放射−変
位変換装置３００を示す概略断面図である。

【００９３】本実施の形態が前記第１の実施の形態と異
なる所は、光読み出し型放射−変位変換装置１００に代
えて図１１に示す変換装置３００が用いられている点
と、読み出し光学系の構成のみである。

【００９４】変換装置３００は、図１１に示すように、
基体としての基板２０１と、脚部２０２を介して基板２
０１上に浮いた状態に支持された被支持部２０３とを備
えている。被支持部２０３は、互いに重なった２つの膜
２０４，２０５を有している。膜２０４，２０５は、互
いに異なる膨張係数を有する異なる物質で構成されてお
り、いわゆる熱バイモルフ構造（bi-material element
ともいう。）を構成している。本実施の形態では、膜２
０４，２０５が、赤外線吸収膜２０７にて発生した熱に
応じて基板２０１に対して変位する変位部２０６を構成
している。下側の膜２０４の下面には、赤外線吸収膜２
０７が形成されている。被支持部２０３は、その一端が
脚部２０２を介して基板２０１に支持されることによ
り、カンチレバーを構成している。

【００９５】被支持部２０３は、読み出し光ｊ_０の一部
のみを反射させるハーフミラー部２０８も有している。
該ハーフミラー部２０８は、変位部２０６の自由端側に
固定されており、変位部２０６の変位に従って変位する
ようになっている。基板２０１上におけるハーフミラー
部２０８と対向する領域には、ハーフミラー部２０８を
透過した読み出し光を反射させる反射部としての全反射
ミラー２０９が形成されている。

【００９６】図１１に示すように、読み出し光ｊ_０がハ
ーフミラー部２０８に入射すると、当該読み出し光ｊ_０
の一部がハーフミラー部２０８で反射されて反射光ｊ_１
となり、ハーフミラー部２０８に入射した読み出し光ｊ
_０の残りはハーフミラー部２０８を透過して全反射ミラ
ー２０９で反射されて再度ハーフミラー部２０８に下面
から入射する。下面からハーフミラー部２０８に再度入
射した読み出し光のうちの一部がハーフミラー部２０８
を透過し透過光ｊ_２となる。この透過光ｊ_２と前記反射
光ｊ_１との間には、ハーフミラー部２０８と全反射ミラ
ー２０９との間の間隔ｄ１の２倍に対応する光路長差が
ある。よって、反射光ｊ_１と透過光ｊ_２との間でこの光
路長差に応じた干渉が起こり、反射光ｊ_１及び透過光ｊ
_２がこの光路長差に応じた（したがって、変位部２０６
の変位に応じた）干渉強度を有する干渉光となってハー
フミラー部２０８から出射されることになる。

【００９７】以上の説明からわかるように、本実施の形
態では、ハーフミラー部２０８及び全反射ミラー２０９
が、読み出し光ｊ_０を受光し、受光した読み出し光ｊ_０
を変位部２０６の変位に応じた干渉状態を有する干渉光
に変えて出射させる干渉部を構成している。

【００９８】本実施の形態では、変位部２０６、赤外線
吸収膜２０７、ハーフミラー部２０８、全反射ミラー２
０９及び脚部２０２を単位画素（単位素子）として、当
該画素が基板２０１上に２次元状に配置されている。各
画素において脚部２０２から被支持部２０３が延びる方
向は、全て同一である。

【００９９】なお、図１１中、２１１は、照射される読
み出し光ｊ_０のうちのハーフミラー部２０８から出射す
る干渉光以外の光をマスクするマスクである。

【０１００】本実施の形態では、読み出し光学系は、変
換装置３００の各素子（画素）のハーフミラー部２０８
にそれぞれ前記読み出し光ｊ_０を照射し、前記各素子の
ハーフミラー部２０８から出射された干渉光に基づいて
前記各素子の変位部２０６の変位に応じた光学像を形成
するように構成されており、具体的には、図１０に示す
ように、光源２４１、絞り２４２、ビームスプリッタ２
４３、レンズ２４４，２４５により構成されている。

【０１０１】本実施の形態では、結像レンズ３０によ
り、赤外線ｉが集光されて変換装置３００の赤外線吸収
膜２０７が分布している面上に赤外線画像が結像され
る。その結果、変換装置３００の各画素の赤外線吸収膜
２０７に対する入射赤外線の量に応じて、各画素の変位
部２０６が変位する。

【０１０２】一方、光源２４１から発した光は、ビーム
スプリッタ２４３にて反射され、レンズ２４４を経て読
み出し光ｊ_０として変換装置３００に入射される。その
結果、各素子（画素）の変位部２０６の変位に応じた干
渉強度を有する干渉光が各素子のハーフミラー部２０８
からレンズ２４４へ向けて出射され、この干渉光が、レ
ンズ２４４、ビームスプリッタ２４３及びレンズ２４５
を経由し、干渉光による光学像がＣＣＤ２０上に形成さ
れ、入射赤外線画像が光学像に変換される。この光学像
は、ＣＣＤ２０により撮像される。

【０１０３】本実施の形態では、干渉を利用しているの
で、干渉の性質に従って変位部２０６の初期的な変位
（すなわち、間隔ｄ１）を定める必要がある。例えば、
変位部２０６の変位と干渉光の強度との関係が単調増加
又は単調減少となるべきであるのに、変位部の初期的な
変位によっては、例えば、変位部２０６の傾きが増加す
るにつれて干渉光の強度が一旦増加した後に減少してし
まうという現象が生じてしまう。ところが、製造上、変
位部２０６の初期的な変位を常に一定にすることが困難
であるため、製造した変換装置３００をそのまま用いる
とすれば、変位部２０６の初期的な変位を所望の位置に
設定することが困難である。これに対し、本実施の形態
では、前記第１及び第２の態様と同様に温度調節器１０
５、温度センサ１０７、温度制御器１１２及び温度設定
器１１１を備えているので、温度設定器１１１により設
定温度を変えるだけで、間隔ｄ１の初期的な値を適切に
設定することができる。

【０１０４】また、本実施の形態では、干渉を利用して
赤外線像が読み出し光による光学像に変換されるので、
温度設定器１１１により設定温度を変えて、それに応じ
たオフセットを変位部２０６の変位に与えれば、入射す
る放射の量と光学像の光量との関係を変えることがで
き、例えば、観察可能な放射の量の範囲をシフトさせた
り、得られる光学像の明暗の状況を反転させたりするこ
とができる。

【０１０５】さらにまた、本実施の形態によれば、光量
設定器１４及び光量調節器１５を備えているので、前記
第１及び第２の実施の形態と同様に、観察可能な赤外線
量の範囲及び観察分解能を変えることができる。

【０１０６】［第４の実施の形態］

【０１０７】図１５は、本発明の第４の実施の形態によ
る映像化装置を示す概略構成図である。図１５におい
て、図１乃至図４中の要素と同一又は対応する要素には
同一符号を付し、その重複する説明は省略する。図１６
は、本実施の形態において用いられている静電容量型放
射−変位変換装置６００の単位画素（単位素子）の要部
断面を模式的に示す図である。図１７は、変換装置６０
０の電気的な概略構成を示す電気回路図である。

【０１０８】本実施の形態による映像化装置が前述した
第１の実施の形態による映像化装置と異なる所は、主と
して、光読み出し型の変換装置１００に代えて静電容量
型の変換装置６００が用いられている点と、これに伴
い、図１中の光量設定器１４、光量調節器１５及び読み
出し光学系が取り除かれてその代わりに駆動回路６５０
が追加されている点である。

【０１０９】本実施の形態で用いられている変換装置６
００は、基体としてのＳｉ基板６０１と、脚部６０２を
介して基板６０１に支持された変位部６０４であって、
赤外線ｉを吸収する赤外線吸収部６０５を有し赤外線吸
収部６０５にて発生した熱に応じて基板６０１に対して
変位する変位部６０４と、を備えている。脚部６０２
は、断熱性の高い材料として、例えば、ＳｉＯ膜で構成
されている。

【０１１０】変位部６０４は、互いに重なった２つの膜
６０６，６０７を有している。膜６０６，６０７は、そ
の一端が脚部６０２を介して支持されることにより、カ
ンチレバーを構成している。膜６０６，６０７は、互い
に異なる膨張係数を有する異なる物質で構成されてお
り、いわゆる熱バイモルフ構造（bi-material element
ともいう。）を構成し、変位発生部分を構成している。
変位部６０４は、膜６０６，６０７の先端部に形成され
た金属膜からなる可動電極部６０８も有している。膜６
０７は可動電極部６０８の配線を兼ねるべく金属膜で構
成されている。可動電極部６０８は、変位部６０４に生
じた変位に応じた静電容量の変化を得るために用いられ
る変位読み出し部材を構成している。赤外線吸収部６０
５は、金黒等の膜で構成され、可動電極部６０８上に形
成されている。

【０１１１】基板６０１には、可動電極部６０８と対向
するように、金属膜からなる固定電極部６０９が設けら
れている。固定電極部６０９の上面は、必要に応じて誘
電体膜で覆ってもよい。また、基板６０１には、この固
定電極部６０９の下側にこの固定電極部６０９と電気的
に接続された拡散層６１０が形成されるとともに、脚部
６０２の基板６０１とのコンタクト部６０２ａ付近の下
側に拡散層６１１が形成されている。脚部６０２上に
は、膜６０７と拡散層６１１との間（ひいては、可動電
極部６０８と拡散層６１１との間）を電気的に接続する
配線層６１２が形成されている。脚部６０２のコンタク
ト部６０２ａには開口が形成され、この開口を介して配
線層６１２が拡散層６１１と電気的に接続されるように
なっている。

【０１１２】この変換装置６００によれば、上方から赤
外線ｉが入射すると、赤外線吸収部６０５が赤外線ｉを
吸収して熱を発生する。この熱が変位発生部分（膜６０
６，６０７）に伝わり、この熱に応じて変位発生部分が
下方又は上方に湾曲して傾斜する。このため、可動電極
部６０８と固定電極部６０９との間の間隔Ｌ１が変化す
る。これにより、電極部６０８，６０９間の静電容量Ｃ
の値が変化し、入射赤外線量を拡散層６１０，６１１間
から静電容量Ｃの変化として検出することができる。拡
散層６１０，６１１はその静電容量Ｃを読み出す後述す
る図１７中の読み出し回路に接続されている。

【０１１３】なお、図１６に示す変位部６０４、脚部６
０２及び固定電極部６０９は、単位画素の一部として、
基板６０１上に１次元状又は２次元状に配置されてい
る。

【０１１４】ここでは、４個の単位画素が２次元状に配
置されているものとして、変換装置６００の電気的な構
成について、図１７を参照して説明する。図１７に示す
ように、各単位画素は、前記静電容量Ｃの他に、リセッ
トトランジスタＴ１、読み出しトランジスタＴ２、行選
択トランジスタＴ３及び負荷抵抗Ｒ１を備え、これらが
図１７に示すように電気的に接続されている。各単位画
素中の容量Ｃｓは寄生容量である。また、図１７におい
て、７０１は垂直走査回路、７０２は水平走査回路、７
０３，７０４は列選択トランジスタであり、これらが図
１７に示すように各画素に対して電気的に接続されてい
る。図面には示していないが、以上の回路は、基板６０
１に形成されている。端子７０６にはリセットパルスφ
Ｒが、端子７０７にはバイアス電圧Ｖ_Ｒが、それぞれ図
１５中の駆動回路６５０から入力される。また、端子７
０８，７０９間には、駆動回路６５０から電圧振幅が０
〜Ｖ_Ｄのパルス（もしくは交流）が供給される。図１７
中、７１０は前記画像信号を出力する出力端子であり、
ここから得られる画像信号は駆動回路６５０を介して外
部に出力されるようになっている。

【０１１５】この変換装置６００では、まず、水平帰線
期間もしくは垂直帰線期間にリセット動作を行う。リセ
ットパルスφＲによりリセットトランジスタＴ１がオン
され、全ての画素の図１７中のＡ点の電圧がＶ_Ｒにリセ
ットされる。その後、リセットパルスφＲにより、リセ
ットトランジスタＴ１がオフする。

【０１１６】リセットトランジスタＴ１がオフしたとき
の端子７０８の電圧が０Ｖであり、端子７０８のパルス
の振幅が０〜Ｖ_Ｄであるとする。すると、リセットトラ
ンジスタＴ１オフ後のＡ点の電圧は、端子７０８の電圧
が０Ｖの時はＶ_Ｒとなり、端子７０８の電圧がＶ_Ｄの時
はＶ_Ｒ＋Ｖ_Ｄ・Ｃ／（Ｃ＋Ｃｓ）となる。

【０１１７】逆に、リセットトランジスタＴ１がオフし
たときの端子７０８の電圧がＶ_Ｄであり、端子７０８の
パルスの振幅が０〜Ｖ_Ｄであるとする。すると、リセッ
トトランジスタＴ１オフ後のＡ点の電圧は、端子７０８
の電圧がＶ_Ｄの時はＶ_Ｒとなり、端子７０８の電圧が０
Ｖの時はＶ_Ｒ−Ｖ_Ｄ・Ｃ／（Ｃ＋Ｃｓ）となる。

【０１１８】いずれの場合も、Ａ点の電圧のパルス振幅
（すなわち、Ａ点の電圧のバイアス電圧Ｖ_Ｒに対する変
動幅。以下、「Ａ点の電圧振幅」という。）Ｖａは、Ｖ
_Ｄ・Ｃ／（Ｃ＋Ｃｓ）となる。したがって、この電圧振
幅Ｖａは、静電容量Ｃ、すなわち、前記電極部６０８，
６０９間の間隔Ｌ１に依存して定まる。このため、Ａ点
の電圧振幅Ｖａの変化を信号として用いることで静電容
量Ｃの変化を検出できる。

【０１１９】ここで、電極部６０８，６０９間の間隔Ｌ
１と静電容量Ｃとの関係の一例を図１８（ａ）に示す。
また、Ｖ_Ｄを５Ｖとした場合における、間隔Ｌ１とＡ点
の電圧振幅Ｖａ（出力電圧に対応）との関係の一例を図
１８（ｂ）示す。図１８（ａ）（ｂ）からわかるよう
に、静電容量Ｃも電圧振幅Ｖａも、間隔Ｌ１に対して直
線的でない変化を示している。

【０１２０】そして、垂直走査回路からの行選択信号φ
Ｖ１，φＶ２及び水平走査回路からの列選択信号φＨ
１，φＨ２により選択された画素のトランジスタＴ３及
び関連するトランジスタ７０３又は７０４がオンされ、
これらを介して当該画素のＡ点の電圧に応じたレベルの
電圧が、当該画素のトランジスタＴ２から出力端子７１
０に出力される。したがって、出力端子７１０から出力
された電圧は、当該画素のＡ点の電圧振幅Ｖａに応じた
パルス振幅を有することになる。つまり、当該画素の静
電容量Ｃに応じた（すなわち、当該画素への入射赤外線
量に応じた）パルス振幅を有する電圧が出力端子７１０
から出力される。このような信号読み出し動作が、各画
素について順次行われる。

【０１２１】全ての画素について信号読み出し動作が完
了すると、リセットトランジスタＴ１がオンされ、以上
の動作が繰り返される。なお、図１５中の駆動回路６５
０において、出力端子７１０から出力された信号から前
記パルス振幅に応じた信号がフィルタ回路等により抽出
される。

【０１２２】なお、読み出し回路の構成が図１７に示す
例に限定されるものではないことは、言うまでもない。

【０１２３】再び図１５を参照すると、本実施の形態で
は、前述した第１の実施の形態と同様に、変換装置６０
０が容器１０２内に収容されている。容器１０２に関し
て本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、
窓１０２ｂが取り除かれている点、基板６０１がセラミ
ック板６３０上に搭載されている点、ＩＣ等と同様のピ
ン端子６３１（図１７中の端子７０６〜７１０等に相
当）が容器１０２に固定されている点、基板６０１の所
定箇所がボンデイングワイヤ６３２，６３３及びセラミ
ック板６３０の中継配線パターン（図示せず）を介して
ピン端子６３１に電気的に接続されている点、セラミッ
ク板６３０の下側全体にペルチェ素子等の温度調節器１
０５が設けられている点である。

【０１２４】なお、温度設定器１１１及び温度制御器１
１２等については、本実施の形態においても前記第１の
実施の形態と同様である。

【０１２５】本実施の形態によれば、前記第１の実施の
形態と同様に、温度調節器１０５が温度制御器１１２に
より制御されることによって、変換装置６００の基板６
０１の温度が、温度設定器１１１からの設定信号に応じ
た温度に保たれる。

【０１２６】変換装置６００の製造上、各変換装置６０
０ごとに電極部６０８，６０９間の間隔Ｌ１がばらつ
く。このため、温度設定器１１１を操作しないとすれ
ば、各映像化装置ごとに、同じ入射赤外線量に対して得
られる画像信号のレベルがばらついてしまい、好ましく
ない。この点、本実施の形態によれば、温度設定器１１
１を操作して変換装置６００を一定に保つ温度を変え
て、電極部６０８，６０９間の初期的な間隔にオフセッ
トを与えることができ、これにより、各映像化装置ごと
の画像信号のレベルのばらつきをなくすことができる。
この場合、当該映像化装置の製造者等が温度設定器１１
１の可変抵抗器５０３（図１３参照）を調整しておけば
よい。

【０１２７】ところで、前述したように、電極部６０
８，６０９間の静電容量Ｃもそれによる前記電圧振幅Ｖ
ａ（出力電圧に対応）も、間隔Ｌ１に対して直線的でな
い変化を示している（図１８）。このため、本実施の形
態によれば、温度設定器１１１を操作して変換装置６０
０を一定に保つ温度を変えて、間隔Ｌ１にオフセットを
与えることによって、観察対象としての熱源３１の温度
に応じて感度を変えることができ、ひいては良好な画質
を得ることができる。この場合、当該映像化装置の使用
者が温度設定器１１１の設定つまみ５０１（図１３及び
図１４参照）を調整すればよい。

【０１２８】この点について、図１８（ｂ）を参照して
具体的に説明する。今、変換装置６００の基板６０１の
温度が一定の温度Ｔ１に保たれた状態で、ある範囲の入
射赤外線量の変化に応じて電極部６０８，６０９間の間
隔Ｌ１が約１．５μｍを中心として範囲ａだけ変化する
場合を考える。この場合、図１８（ｂ）に示すように、
前記電圧振幅ＶａはΔＶ１の範囲で変化する。一方、温
度設定器１１１を操作して、変換装置６００の基板６０
１の温度を一定の温度Ｔ２に保つと、例えば、同じ範囲
の入射赤外線量の変化に応じて間隔Ｌ１が約０．５μｍ
を中心として範囲ｂだけ変化するようになる。この場
合、図１８（ｂ）に示すように、前記電圧振幅ＶａはΔ
Ｖ２の範囲で変化する。図１８（ｂ）に示す特性が直線
的でないことから、ΔＶ２＞ΔＶ１となる。

【０１２９】つまり、本実施の形態では、同じ範囲の入
射赤外線量の変化に対して、異なる幅を持つ電圧振幅Ｖ
ａの範囲（ΔＶ１とΔＶ２）（ひいては、各画素の出力
電圧の範囲）が得られることとなる。すなわち、温度設
定器１１１を操作して変換装置６００の温度を変えるだ
けで、変換装置６００の感度を変えることができる。言
い換えれば、本実施の形態によれば、例えば、観察対象
としての熱源３１の温度が極端に低いかあるいは高いた
めに、間隔Ｌ１が例えば２μｍ以上の大きな値となり、
その結果、各画素の出力電圧が極めて狭い電圧範囲内に
入ってしまうような場合においても、変換装置６００の
設定温度を変えて間隔Ｌ１が０．５μｍ〜１μｍ程度と
なるようにすることによって、各画素の出力電圧の電圧
範囲を広げることができる。このため、変換装置６００
の見かけ上の感度を高くすることができ、明暗の差の大
きい良好な画質の画像を得ることができるのである。

【０１３０】このように、本実施の形態によれば、観察
対象としての熱源３１の温度が広範囲に渡っていても良
好な画質を得ることができ、いわば、ダイナミックレン
ジの広い映像化装置を提供することができ、幅広い用途
で使用可能な映像化装置を提供することができる。

【０１３１】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【０１３２】前述した各実施の形態は、光読み出し型又
は静電容量型の映像化装置の例であったが、本発明は、
熱型変位素子を有する変換装置を用いた他の種々の映像
化装置にも適用することができる。

【０１３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱型変位素子における変位部の初期的な位置を常に一定
にすることが製造上困難であることに起因して従来発生
していた不都合を解消することができる。

【０１３４】また、本発明によれば、装置固有の特性を
適宜変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による映像化装置を
示す概略構成図である。

【図２】前記第１の実施の形態において用いられる光読
み出し型放射−変位変換装置を示す図である。

【図３】前記第１の実施の形態において用いられる光読
み出し型放射−変位変換装置の他の例を示す図である。

【図４】前記第１の実施の形態において用いられる光読
み出し型放射−変位変換装置を容器に収容した状態を拡
大して示す概略断面図である。

【図５】光線束制限部上の様子の一例を示す図である。

【図６】光線束制限部を通過する光線束の光量の一例を
示す特性図である。

【図７】光線束制限部上の様子の他の例を示す図であ
る。

【図８】光線束制限部上の様子の更に他の例を示す図で
ある。

【図９】本発明の第２の実施の形態による映像化装置を
示す概略構成図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態による映像化装置
を示す概略構成図である。

【図１１】前記第３の実施の形態において用いられる光
読み出し型放射−変位変換装置のを示す図である。

【図１２】前記第１の実施の形態において用いられる光
読み出し型放射−変位変換装置の更に他の例を示す図で
ある。

【図１３】温度設定器１１１の一具体例を示す概略ブロ
ック図である。

【図１４】操作パネルにおける設定つまみの付近を示す
概略正面図である。

【図１５】本発明の第４の実施の形態による映像化装置
を示す概略構成図である。

【図１６】図１５に示す映像化装置において用いられて
いる静電容量型放射−変位変換装置の単位画素の要部断
面を模式的に示す図である。

【図１７】図１６に示す変換装置の電気的な概略構成を
示す電気回路図である。

【図１８】電極部間の間隔に対する、静電容量及びこれ
に基づいて得られる電圧を示す特性図である。

【符号の説明】

１，２０１，６０１ 基板 ４ 変位部の一部と赤外線吸収部とを兼ねる膜 ５ 変位部の一部と反射部とを兼ねる膜 １０，６０，２４１ 光源 １１ 第１レンズ系 １２ 光線束制限部 １３ 第２レンズ系 １４ 光量設定器 １５ 光量調節器 ２０ ２次元ＣＣＤ ３０ 赤外線用の結像レンズ ６１ コンデンサーレンズ ６２ 反射ミラー ６３ 読み出し光絞り １００，３００ 光読み出し型放射−変位変換装置 １０５ 温度調節器 １０７ 温度センサ １１１ 温度設定器 １１２ 温度制御器 ２０６，６０４ 変位部 ２０７，６０５ 赤外線吸収膜 ２０８ ハーフミラー部 ２０９ 全反射ミラー ２４２ 絞り ２４３ ビームスプリッタ ２４４，２４５ レンズ ４００ 接続部 ６００ 静電容量型放射−変位変換装置 ６０８ 可動電極部 ６０９ 固定電極部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の範囲内に到達する放射を光学像又
   は画像信号に変換する映像化装置であって、１次元又は
   ２次元状に配列された複数の熱型変位素子を有する変換
   手段を備え、前記各熱型変位素子が、放射を受けて熱を
   発生し、当該熱に応じた変位を発生し、前記変位に応じ
   た所定の変化を発生する、映像化装置において、 前記変換手段を収容する密封された容器であって、前記
   放射を透過させる窓を有する容器と、 前記変換手段の所定部分の温度を調節する温度調節器
   と、 前記変換手段の前記所定部分の温度を直接的又は間接的
   に検出する温度センサと、 前記温度センサからの温度検出信号及び入力された可変
   の設定信号に基づいて、前記変換手段の前記所定部分の
   温度が、前記設定信号に応じた温度に実質的に保たれる
   ように、前記温度調節器を制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする映像化装置。
2. 【請求項２】 各々の素子が、放射を受けて熱を発生
   し、当該熱に応じた変位を発生し、受光した読み出し光
   に前記変位に応じた変化を与えて出射させる、１次元又
   は２次元状に配列された複数の素子を有する光読み出し
   型放射−変位変換手段と、 前記各素子に前記読み出し光を照射し、前記各素子から
   出射された前記変化した読み出し光に基づいて前記各素
   子の前記変位に応じた光学像を形成する読み出し光学系
   と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段を収容する密封さ
   れた容器であって、前記放射を透過させる窓及び前記読
   み出し光を透過させる窓を有する容器と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段の所定部分の温度
   を調節する温度調節器と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段の前記所定部分の
   温度を直接的又は間接的に検出する温度センサと、 前記温度センサからの温度検出信号及び入力された可変
   の設定信号に基づいて、前記光読み出し型放射−変位変
   換手段の前記所定部分の温度が、前記設定信号に応じた
   温度に実質的に保たれるように、前記温度調節器を制御
   する制御手段とを備えたことを特徴とする映像化装置。
3. 【請求項３】 所定の範囲内に到達する放射を光学像に
   変換する映像化装置であって、 前記所定の範囲内に位置する複数箇所に配列されて該複
   数箇所にて受けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放
   射吸収部と、該複数の放射吸収部にて変換された各熱を
   前記複数箇所に対応した位置でそれぞれ変位に変換する
   複数の変位部と、該複数の変位部の変位に従ってそれぞ
   れ傾きが変化する複数の反射部とを含む光読み出し型放
   射−変位変換手段と；読み出し光を供給するための読み
   出し光供給手段と、前記読み出し光を前記光読み出し型
   放射−変位変換手段の複数の反射部へ導く第１レンズ系
   と、該第１レンズ系を通過した後に前記複数の反射部に
   て反射された読み出し光の光線束のうち所望の光線束の
   みを選択的に通過させる光線束制限手段と、前記第１レ
   ンズ系と協働して前記複数の反射部と共役な位置を形成
   し且つ該共役な位置に前記光線束制限手段を通過した光
   線束を導く第２レンズ系とを有する読み出し光学系と；
   を備え、 前記読み出し光供給手段は、前記第１レンズ系の光軸に
   関して一方の側の領域を前記読み出し光が通過するよう
   に前記読み出し光を供給し、 前記光線束制限手段は、前記所望の光線束のみを選択的
   に通過させる部位が前記第１レンズ系の光軸に関して他
   方の側の領域に配置されるように構成され、 前記光読み出し型放射−変位変換手段を収容する密封さ
   れた容器であって、前記放射を透過させる窓及び前記読
   み出し光を透過させる窓を有する容器と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段の所定部分の温度
   を調節する温度調節器と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段の前記所定部分の
   温度を直接的又は間接的に検出する温度センサと、 前記温度センサからの温度検出信号及び入力された可変
   の設定信号に基づいて、前記光読み出し型放射−変位変
   換手段の前記所定部分の温度が、前記設定信号に応じた
   温度に実質的に保たれるように、前記温度調節器を制御
   する制御手段と、 を更に備えたことを特徴とする映像化装置。
4. 【請求項４】 所定の範囲内に到達する放射を光学像に
   変換する映像化装置であって、 前記所定の範囲内に位置する複数箇所に配列されて該複
   数箇所にて受けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放
   射吸収部と、該複数の放射吸収部にて変換された各熱を
   前記複数箇所に対応した位置でそれぞれ変位に変換する
   複数の変位部と、受光した読み出し光を前記複数の変位
   部の変位にそれぞれ応じた干渉状態を有する干渉光にそ
   れぞれ変えて出射させる複数の干渉部とを含む光読み出
   し型放射−変位変換手段と；前記光読み出し型放射−変
   位変換手段の前記複数の干渉部にそれぞれ前記読み出し
   光を照射し、前記複数の干渉部から出射された前記干渉
   光に基づいて前記光学像を形成する読み出し光学系と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段を収容する密封さ
   れた容器であって、前記放射を透過させる窓及び前記読
   み出し光を透過させる窓を有する容器と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段の所定部分の温度
   を調節する温度調節器と、 前記光読み出し型放射−変位変換手段の前記所定部分の
   温度を直接的又は間接的に検出する温度センサと、 前記温度センサからの温度検出信号及び入力された可変
   の設定信号に基づいて、前記光読み出し型放射−変位変
   換手段の前記所定部分の温度が、前記設定信号に応じた
   温度に実質的に保たれるように、前記温度調節器を制御
   する制御手段と、 を備えたことを特徴とする映像化装置。
5. 【請求項５】 当該映像化装置の使用者により操作され
   る設定操作部を含み該設定操作部による設定状態に応じ
   た信号を出力する設定手段を備え、該設定手段からの信
   号を前記設定信号とすることを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の映像化装置。
6. 【請求項６】 各々の素子が、放射を受けて熱を発生
   し、当該熱に応じた変位を発生し、受光した読み出し光
   に前記変位に応じた変化を与えて出射させる、１次元又
   は２次元状に配列された複数の素子を有する光読み出し
   型放射−変位変換手段と、 前記各素子に前記読み出し光を照射し、前記各素子から
   出射された前記変化した読み出し光に基づいて前記各素
   子の前記変位に応じた光学像を形成する読み出し光学系
   と、 前記読み出し光の光量を、入力された設定信号に応じた
   光量に調節する光量調節手段と、 を備えたことを特徴とする映像化装置。
7. 【請求項７】 所定の範囲内に到達する放射を光学像に
   変換する映像化装置であって、 前記所定の範囲内に位置する複数箇所に配列されて該複
   数箇所にて受けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放
   射吸収部と、該複数の放射吸収部にて変換された各熱を
   前記複数箇所に対応した位置でそれぞれ変位に変換する
   複数の変位部と、該複数の変位部の変位に従ってそれぞ
   れ傾きが変化する複数の反射部とを含む光読み出し型放
   射−変位変換手段と；読み出し光を供給するための読み
   出し光供給手段と、前記読み出し光を前記光読み出し型
   放射−変位変換手段の複数の反射部へ導く第１レンズ系
   と、該第１レンズ系を通過した後に前記複数の反射部に
   て反射された読み出し光の光線束のうち所望の光線束の
   みを選択的に通過させる光線束制限手段と、前記第１レ
   ンズ系と協働して前記複数の反射部と共役な位置を形成
   し且つ該共役な位置に前記光線束制限手段を通過した光
   線束を導く第２レンズ系とを有する読み出し光学系と；
   前記読み出し光の光量を、入力された設定信号に応じた
   光量に調節する光量調節手段と、 を備えたことを特徴とする映像化装置。
8. 【請求項８】 前記複数の反射部の各々は、当該反射部
   より熱伝導率の低い材料からなる接続部を介して、前記
   複数の変位部のうち当該反射部に対応する変位部に機械
   的に接続されたことを特徴とする請求項３又は７記載の
   映像化装置。
9. 【請求項９】 所定の範囲内に到達する放射を光学像に
   変換する映像化装置であって、 前記所定の範囲内に位置する複数箇所に配列されて該複
   数箇所にて受けた放射をそれぞれ熱に変換する複数の放
   射吸収部と、該複数の放射吸収部にて変換された各熱を
   前記複数箇所に対応した位置でそれぞれ変位に変換する
   複数の変位部と、受光した読み出し光を前記複数の変位
   部の変位にそれぞれ応じた干渉状態を有する干渉光にそ
   れぞれ変えて出射させる複数の干渉部とを含む光読み出
   し型放射−変位変換手段と；前記光読み出し型放射−変
   位変換手段の前記複数の干渉部にそれぞれ前記読み出し
   光を照射し、前記複数の干渉部から出射された前記干渉
   光に基づいて前記光学像を形成する読み出し光学系と、 前記読み出し光の光量を、入力された設定信号に応じた
   光量に調節する光量調節手段と、 を備えたことを特徴とする映像化装置。
10. 【請求項１０】 前記光学像を撮像する撮像手段を備え
    たことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の
    映像化装置。