JP2020056674A - 温度検出素子及び撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大きな集光パワーを得ることを可能とする構成、構造を有する温度検出素子を提供する。【解決手段】温度検出素子１５は、赤外線が入射する第１集光部１０１、及び、第１集光部１０１から出射された赤外線が入射する第２集光部１０２から構成された集光部、並びに、第２集光部１０１から出射された赤外線が入射するセンサ部１６を備えており、少なくとも第１集光部１０１及び第２集光部１０２の一方は、温度検出素子１５を覆う基体１００に設けられている。【選択図】 図１

Description

本開示は、温度検出素子及び撮像装置、より具体的には、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、及び、係る温度検出素子を組み込んだ撮像装置に関する。
赤外線に基づき温度を検出する赤外線センサ（温度検出素子）として、例えば、
基板と、
基板上に平面配置され、温度変化を電気信号に変換する感熱素子部と感熱素子部を基板上に支持する断熱支持脚とをそれぞれ備えた複数のセルと、
感熱素子部の電気信号を出力する出力部と、
複数のセルを個別に真空封止する封止部材、
とを具備する赤外線センサが、特開２００３−１５６３９０から周知である。そして、この特許公開公報に開示された赤外線センサにあっては、更に、封止部材は赤外線を透過する蓋部を備えており、蓋部上にレンズを備えている。
特開２００３−１５６３９０
ところで、この特許公開公報に開示された各赤外線センサのレンズは平凸レンズから成るので、集光パワーが十分ではないし、大きな集光パワーを得ようとした場合、平凸レンズの曲率半径を小さくする必要があり、レンズの加工が難しいといった問題がある。
従って、本開示の目的は、大きな集光パワーを得ることを可能とする構成、構造を有する温度検出素子、及び、係る温度検出素子を備えた撮像装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の温度検出素子は、
赤外線が入射する第１集光部、及び、第１集光部から出射された赤外線が入射する第２集光部から構成された集光部、並びに、
第２集光部から出射された赤外線が入射するセンサ部、
を備えた温度検出素子であって、
少なくとも第１集光部及び第２集光部の一方は、温度検出素子を覆う基体に設けられている。
上記の目的を達成するための本開示の撮像装置は、
温度検出素子の複数から構成され、赤外線が通過する基体によって覆われた温度検出素子アレイ領域を有し、
各温度検出素子は、
赤外線が入射する第１集光部、及び、第１集光部から出射された赤外線が入射する第２集光部から構成された集光部、並びに、
第２集光部から出射された赤外線が入射するセンサ部、
を備えており、
少なくとも第１集光部及び第２集光部の一方は、基体に設けられている。
図１は、実施例１の撮像装置の模式的な一部端面図である。 図２は、実施例１の撮像装置の変形例（変形例１）の模式的な一部端面図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、実施例１の撮像装置の変形例（変形例２及び変形例３）の模式的な一部端面図である。 図４は、実施例１の撮像装置の模式的な部分的平面図である。 図５は、実施例１の撮像装置における第１構造体及び第２構造体の模式的な分解斜視図である。 図６は、実施例１の撮像装置の等価回路図である。 図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、実施例２の温度検出素子の模式的な一部端面図である。 図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、実施例２の温度検出素子における第１集光部及び第２集光部の配置を模式的に示す図である。 図９は、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃに示した実施例２の温度検出素子の撮像装置の温度検出素子アレイ領域における配置を模式的に示す図である。 図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、実施例２の温度検出素子の変形例の模式的な一部端面図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、実施例３の温度検出素子及びその変形例における第１集光部及び第２集光部の配置を模式的に示す図である。 図１２は、実施例３の温度検出素子における撮像用レンズ、第１集光部、第２集光部及びセンサ部の配置を模式的に示す図である。 図１３は、実施例４の撮像装置の模式的な一部端面図である。 図１４は、実施例４の撮像装置の変形例（変形例１）の模式的な一部端面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、実施例４の撮像装置の変形例（変形例２及び変形例３）の模式的な一部端面図である。 図１６は、実施例４の撮像装置の更に別の変形例（変形例４）の模式的な一部端面図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、実施例５の撮像装置及びその変形例の模式的な一部端面図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂは、実施例６の撮像装置及びその変形例の模式的な一部端面図である。 図１９は、実施例６の撮像装置における温度検出素子と温度制御層との配置状態を模式的に示す図である。 図２０は、実施例６の撮像装置の別の変形例における温度検出素子と温度制御層との配置状態を模式的に示す図である。 図２１Ａ及び図２１Ｂは、実施例７の撮像装置及びその変形例の模式的な一部端面図である。 図２２Ａ及び図２２Ｂは、それぞれ、実施例７の撮像装置における温度検出素子の配置状態を模式的に示す図である。 図２３は、物体からの放射スペクトルと赤外線波長の関係を模式的に示すグラフである。 図２４は、実施例８の撮像装置の等価回路図である。 図２５は、実施例８の撮像装置の変形例の模式的な一部端面図である。 図２６は、図２５に示した実施例８の撮像装置の変形例の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。 図２７は、実施例８の撮像装置の別の変形例の等価回路図である。 図２８は、図２７に示した実施例８の撮像装置の別の変形例の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。 図２９は、実施例９の撮像装置の等価回路図である。 図３０は、実施例１１の撮像装置の等価回路図である。 図３１は、本開示の撮像装置を備えた赤外線カメラの概念図である。 図３２は、実施例７の撮像装置の変形例の等価回路図である。 図３３は、実施例１の撮像装置の更に別の変形例の模式的な一部端面図である。 図３４は、実施例１及び実施例４の撮像装置を構成する温度検出素子を上下に組み合わせた撮像装置の模式的な一部端面図である。 図３５Ａ及び図３５Ｂは、それぞれ、実施例１の変形例及び実施例４の更に別の変形例の撮像装置の模式的な一部端面図である。 図３６Ａ及び図３６Ｂは、実施例１の温度検出素子及びその変形例における温度検出素子、柱状部材、第１集光部及び第２集光部の配置を模式的に示す図である。 図３７は、実施例１３の撮像装置を組み込んだ赤外線カメラ等の概念図である。 図３８は、実施例１３の撮像装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図３９は、実施例１３の撮像装置の変形例１の動作を説明するためのフローチャートである。 図４０Ａ、図４０Ｂ及び図４０Ｃは、それぞれ、実施例１３の撮像装置の変形例１の動作によって得られた画像の模式図である。 図４１は、実施例１３の撮像装置の変形例２の動作を説明するためのフローチャートである。 図４２は、実施例１３の撮像装置の変形例３の動作を説明するためのフローチャートである。 図４３Ａ、図４３Ｂ及び図４３Ｃ及び図４３Ｄは、実施例１の撮像装置の製造方法を説明するためのＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である。 図４４Ａ、図４４Ｂ及び図４４Ｃは、図４３Ｄに引き続き、実施例１の撮像装置の製造方法を説明するためのＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である。 図４５Ａ及び図４５Ｂは、図４４Ｃに引き続き、実施例１の撮像装置の製造方法を説明するためのＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である。 図４６Ａ及び図４６Ｂは、図４５Ｂに引き続き、実施例１の撮像装置の製造方法を説明するためのＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である。 図４７Ａ及び図４７Ｂは、実施例１において、第１集光部を形成する方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図４８Ａ、図４８Ｂ及び図４８Ｃは、図４７Ｂに引き続き、実施例１において、第１集光部を形成する方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図４９Ａ、図４９Ｂ、図４９Ｃ及び図４９Ｄは、実施例１において、第１集光部を形成する別の方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図５０Ａ及び図５０Ｂは、図４９Ｄに引き続き、実施例１において、第１集光部を形成する別の方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図５１Ａ、図５１Ｂ、図５１Ｃ及び図５１Ｄは、実施例１において、第１集光部を形成する更に別の方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図５２Ａ、図５２Ｂ及び図５２Ｃは、実施例１において、第１集光部及び第２集光部を形成する方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図５３Ａ及び図５３Ｂは、図５２Ｃに引き続き、実施例１において、第１集光部及び第２集光部を形成する方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図５４Ａ及び図５４Ｂは、実施例１において、第１集光部及び第２集光部を形成する別の方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図５５Ａ、図５５Ｂ及び図５５Ｃは、実施例４の撮像装置の製造方法を説明するためのＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である。 図５６Ａ、図５６Ｂ、図５６Ｃ及び図５６Ｄは、図５５Ｃに引き続き、実施例４の撮像装置の製造方法を説明するためのＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の温度検出素子及び撮像装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の温度検出素子及び撮像装置、具体的には、フェース・ツー・バック構造の撮像装置、及び、その変形例）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１〜実施例２の変形）
５．実施例４（実施例１の変形、具体的には、フェース・ツー・フェース構造の撮像装置）
６．実施例５（実施例１〜実施例４の変形）
７．実施例６（実施例１〜実施例５の変形）
８．実施例７（本開示の第２の態様〜第３の態様に係る撮像装置）
９．実施例８（本開示の第４の態様に係る撮像装置）
１０．実施例９（本開示の第５の態様に係る撮像装置）
１１．実施例１０（本開示の第６の態様に係る撮像装置）
１２．実施例１１（撮像装置におけるノイズ低減方法）
１３．実施例１２（本開示の撮像装置の応用例）
１４．実施例１３（実施例３の撮像装置の応用例）
１５．その他
〈本開示の温度検出素子及び撮像装置、全般に関する説明〉
本開示の温度検出素子にあっては、赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部が設けられており、基体の第１面と対向する第２面に第２集光部が設けられている形態とすることができるし、あるいは又、赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部及び第２集光部が設けられている形態とすることができる。
上述した特許公開公報に開示された赤外線センサにおいて、レンズの中心を通る軸線は、感熱素子部の中心を通る軸線と一致している。従って、複数のセルにおけるセル配設位置に依存してセルに赤外線が斜めに入射する場合、感熱素子部に入射する赤外線の量が減少する結果、セルの感度が低下したり、感度が不均一になるといった問題がある。
然るに、上記の好ましい形態を含む本開示の温度検出素子にあっては、第１集光部の中心のセンサ部への正射影像、第２集光部の中心のセンサ部への正射影像、及び、センサ部の中心は、異なる位置に位置する形態とすることができ、この場合、第１集光部の中心の正射影像、第２集光部の中心の正射影像、及び、センサ部の中心は、一直線上に位置する形態とすることができる。それ故、このような形態によって、温度検出素子アレイ領域における温度検出素子の配設位置に依らず、センサ部に確実に赤外線を入射させることが可能となる結果、温度検出素子の感度が低下したり、感度が不均一になるといった問題の発生を防止することができる。後述する本開示の撮像装置における好ましい形態においても同様である。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の温度検出素子において、センサ部は、赤外線に基づき温度を検出する形態とすることができる。
本開示の撮像装置にあっては、各温度検出素子において、第１集光部の中心のセンサ部への正射影像とセンサ部の中心との間の距離をＤＴ1、第２集光部の中心のセンサ部への正射影像とセンサ部の中心との間の距離をＤＴ2としたとき、ＤＴ1及びＤＴ2の値は、温度検出素子アレイ領域における温度検出素子の占める位置によって異なる形態とすることができる。即ち、第１集光部の中心を通る第１の軸線ＡＸ1からセンサ部の中心を通る第３の軸線ＡＸ3までの距離、及び、第２集光部の中心を通る第２の軸線ＡＸ2からセンサ部の中心を通る第３の軸線ＡＸ3までの距離を、温度検出素子が温度検出素子アレイ領域の中心から離れるほど、長くする形態とすることができる。そして、これらの場合、第１集光部の中心の正射影像、第２集光部の中心の正射影像及びセンサ部の中心は、一直線上に位置する形態とすることができる。更には、これらの場合、温度検出素子の位置が温度検出素子アレイ領域の中心部から遠くなるほど、ＤＴ1，ＤＴ2の値を大きくする形態とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像装置において、１つの第１集光部が、複数の温度検出素子に跨がって設けられている構成とすることができる。
そして、この場合、１つの第１集光部が、２つの温度検出素子に跨がって設けられている構成とすることができ、更には、基体よりも赤外線入射側には撮像用レンズ（撮像光学系）が備えられており、１つの第１集光部は、撮像用レンズの瞳（撮像光学系の射出瞳、以下においても同様）の第１の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の右半分の領域）の実像を２つの温度検出素子の一方の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の左半分の領域）の実像を２つの温度検出素子の他方の第２集光部に結像させる構成とすることができ、更には、この場合、２つの温度検出素子によって得られる画像には視差（あるいはズレ）が存在する構成とすることができる。即ち、２つの単眼視差画像を得ることができる。このような構成は、撮像装置を構成する温度検出素子の全てに対して適用することもできるし、撮像装置を構成する温度検出素子の一部に対して適用することもできる。
あるいは又、この場合、１つの第１集光部は４つの温度検出素子に跨がって設けられている構成とすることができ、更には、基体よりも赤外線入射側には撮像用レンズ（撮像光学系）が備えられており、１つの第１集光部は、撮像用レンズの瞳（撮像光学系の射出瞳）の第１の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第１象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第１の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第２象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第２の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第３の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第３象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第３の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第４の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第４象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第４の温度検出素子の第２集光部に結像させる構成とすることができ、更には、この場合、４つの温度検出素子によって得られる画像には視差（あるいはズレ）が存在する構成とすることができる。即ち、４つの単眼視差画像を得ることができる。対角に配置された２つの温度検出素子を除き、４つの温度検出素子の内の並置された２つの温度検出素子から成る温度検出素子群と、残りの並置された２つの温度検出素子から成る温度検出素子群とによって得られる画像には視差が存在する。このような構成は、撮像装置を構成する温度検出素子の全てに対して適用することもできるし、撮像装置を構成する温度検出素子の一部に対して適用することもできる。
そして、これらの構成の撮像装置は、視差（あるいは画像のズレ）を用いたオートフォーカス手段、視差（あるいは画像のズレ）を用いたフォーカスずれ検出手段、視差（あるいは画像のズレ）を用いた乗り物の衝突回避手段、視差を用いてサーマル画像（これらの構成の撮像装置から得られた画像）を両眼立体視できる表示装置やゴーグル、ヘッドマウントディスプレイ（一例として、消防士用ゴーグル）等への適用が可能である。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置において、赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部が設けられており、基体の第１面と対向する第２面に第２集光部が設けられている形態とすることができるし、赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部及び第２集光部が設けられている形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置において、センサ部は、赤外線に基づき温度を検出する形態とすることができる。
基体は、後述する第１基板や保護部材（保護基板）、封止部材から構成することができる。ここで、後述する第１基板や保護部材、封止部材は、赤外線に対して透明な材料、即ち、赤外線を通過させる材料から構成される。具体的には、第１基板は、例えば、シリコン半導体基板やＳＯＩ基板から構成することができる。また、保護部材や封止部材を構成する材料として、シリコン半導体基板、石英基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム、ゲルマニウム基板、赤外線を透過する材料（具体的には、ＣａＦ2、ＢａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＳｅ等）から成る基板を例示することができるし、プラスチックとしてポリエチレン樹脂を例示することができる。第１基板や保護部材、封止部材によって基体を構成することができる。
第１集光部や第２集光部も、赤外線に対して透明な材料、即ち、赤外線を通過させる材料から構成される。第１集光部や第２集光部は、基体と一体に形成されていてもよいし、即ち、第１集光部や第２集光部は、基体と同じ材料から形成され、且つ、基体から延在して設けられていてもよいし、基体とは異なる材料から形成され、基体の第１面あるいは第２面に設けられていてもよい。基体の第１面に第１集光部を設け、基体の第２面に第２集光部を設ける場合、第１集光部及び第２集光部は、平凸レンズの形態を有する。この場合、第１集光部や第２集光部の平面形状として、円形、楕円形、四隅が丸みを帯びた矩形や多角形を挙げることができる。また、第１集光部の曲面部における曲率半径の値と、第２集光部の曲面部における曲率半径の値とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。基体の第１面に第１集光部及び第２集光部を設ける場合、第１集光部及び第２集光部によって、一種の凸メニスカスレンズが構成される。この場合、第１集光部や第２集光部の平面形状として、円形、楕円形、四隅が丸みを帯びた矩形や多角形を挙げることができる。あるいは又、第１集光部や第２集光部として、円筒レンズ形状を挙げることもできるし、フレネルレンズ形状を挙げることもできるし、回折格子から構成することもできる。基体とは異なる材料に基づき、基体の第１面に第１集光部を設け、基体の第２面に第２集光部を設ける場合、第１集光部を、例えば、単結晶、多結晶又は非晶質のシリコン又はゲルマニウム又はポリエチレン樹脂又はカルコゲナイトガラスから構成することができるし、第２集光部を、例えば、単結晶、多結晶又は非晶質のシリコン又はゲルマニウム又はポリエチレン樹脂又はカルコゲナイトガラスから構成することができる。尚、第１集光部を構成する材料と第２集光部を構成する材料とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、基体の第１面に第１集光部及び第２集光部を設ける場合、第１集光部及び第２集光部を、例えば、単結晶、多結晶又は非晶質のシリコン又はゲルマニウム又はポリエチレン樹脂又はカルコゲナイトガラスから構成することができるが、この場合、第１集光部を構成する材料と、第２集光部を構成する材料とは異なる。集光部は、エッチング法に基づき形成することができるし、あるいは又、ナノインプリント法や気相成長法等に基づき形成することができる。第１集光部に入射した赤外線は、第１集光部及び第２集光部を通過し、センサ部あるいは後述する赤外線吸収層に集光される。第２集光部の焦点上にセンサ部あるいは後述する赤外線吸収層が存在してもよいし、存在していなくともよい。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置にあっては、
第１構造体及び第２構造体から構成されており、
第１構造体は、
第１基板、並びに、
温度検出素子に接続された駆動線及び信号線、
を備えており、
温度検出素子は、第１基板に設けられており、
第２構造体は、
第２基板、及び、
第２基板に設けられ、被覆層によって被覆された駆動回路、
を備えており、
第１基板は、被覆層と接合されており、
温度検出素子と被覆層との間には、空所が設けられており、
駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている形態とすることができる。そして、このような形態とすることで、第１基板は第２基板に形成された被覆層と接合され、温度検出素子と被覆層との間に空所が設けられているが故に、温度検出素子において空所を高い精度で設けることが可能となり、高い温度検出精度を有する温度検出素子を提供することができる。尚、このような形態の本開示の撮像装置を、便宜上、『本開示の第１の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。
本開示の第１の態様に係る撮像装置において、基体は第１基板から構成されていてもよいし、基体は第１基板とは異なる形態、例えば、基体は、後述する封止部材あるいは保護部材（保護基板）から成る形態としてもよい。
本開示の第１の態様に係る撮像装置において、
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の温度検出素子、
を備えており、
第１の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第２の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を更に備えており、
第１構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を有しており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている形態とすることができる。尚、このような形態の本開示の撮像装置を、便宜上、『本開示の第１−Ａの態様に係る撮像装置』と呼ぶ。あるいは又、本開示の第１の態様に係る撮像装置は、１次元に配列されたＱ個（但し、Ｑ≧１）の温度検出素子を備えている構造とすることもできる。
本開示の第１−Ａの態様を含む本開示の第１の態様に係る撮像装置（以下、便宜上、『本開示の第１の態様に係る撮像装置等』と呼ぶ）において、温度検出素子と温度検出素子との間に位置する第１基板の部分には、隔壁あるいは柱状部材（以下、これらを総称して、『隔壁等』と呼ぶ）が形成されており；隔壁等の底部は、被覆層と接合されている構成とすることができる。尚、このような構成の撮像装置を、便宜上、『フェース・ツー・バック構造の撮像装置』と呼ぶ。第２基板と対向する第１基板の面を『第１基板の第２面』と呼び、第１基板の第２面と対向する第１基板の面を『第１基板の第１面』と呼ぶ場合、温度検出素子は、第１基板の第１面側に設けられている。フェース・ツー・バック構造の撮像装置にあっては、基体は第１基板とは異なる形態、例えば、基体は、後述する封止部材あるいは保護部材（保護基板）から成る形態とすることができる。
そして、フェース・ツー・バック構造の撮像装置において、空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されており；隔壁等の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている構成とすることができる。隔壁等の側壁によって囲まれた隔壁等の内部は第１基板の一部から構成されている。場合によっては、隔壁等の内部は、隔壁等の側壁を構成する材料と同じ材料から構成されていてもよいし、第１基板や隔壁等の側壁を構成する材料とは異なる材料から構成されていてもよい。
あるいは又、フェース・ツー・バック構造の撮像装置において、空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている構成とすることができる。そして、このような構成を含むフェース・ツー・バック構造の撮像装置において、隔壁等の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている構成とすることができる。
空所に露出した被覆層の露出面を構成する絶縁材料層として、酸化物から成る絶縁材料層（具体的には、例えば、ＳｉＯX（１≦Ｘ≦２）、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＣ）、窒化物から成る絶縁材料層（具体的には、例えば、ＳｉＮ）、酸窒化物から成る絶縁材料層（具体的には、例えば、ＳｉＯＮ）、接着材料層を挙げることができるし、空所に露出した被覆層の露出面を構成する金属材料層として、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）を挙げることができるし、空所に露出した被覆層の露出面を構成する合金材料層として、これらの金属を含む合金層や半田層を挙げることができるし、空所に露出した被覆層の露出面を構成する炭素材料層として、カーボンフィルムやカーボンナノチューブを挙げることができる。
また、隔壁等の側壁を構成する絶縁材料層、金属材料層、合金材料層、炭素材料層として、上述した各種材料を挙げることができる。
（空所に露出した被覆層の露出面を構成する絶縁材料層の材料，隔壁等の側壁を構成する絶縁材料層の材料）の組み合わせとして、（絶縁材料層，絶縁材料層）、（絶縁材料層，金属材料層）、（絶縁材料層，合金材料層）、（絶縁材料層，炭素材料層）、（金属材料層，絶縁材料層）、（金属材料層，金属材料層）、（金属材料層，合金材料層）、（金属材料層，炭素材料層）、（合金材料層，絶縁材料層）、（合金材料層，金属材料層）、（合金材料層，合金材料層）、（合金材料層，炭素材料層）、（炭素材料層，絶縁材料層）、（炭素材料層，金属材料層）、（炭素材料層，合金材料層）、（炭素材料層，炭素材料層）の１６通りの組み合わせを挙げることができる。
空所に露出した被覆層の露出面を構成する絶縁材料層と、隔壁等の側壁を構成する絶縁材料層とは、同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。空所に露出した被覆層の露出面を構成する金属材料層と、隔壁等の側壁を構成する金属材料層とは、同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。空所に露出した被覆層の露出面を構成する合金材料層と、隔壁等の側壁を構成する合金材料層とは、同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。空所に露出した被覆層の露出面を構成する炭素材料層と、隔壁等の側壁を構成する炭素材料層とは、同じ材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。後述するフェース・ツー・フェース構造の撮像装置においても同様である。但し、「隔壁等の側壁」を『隔壁等』と読み替えるものとする。
以上に説明した各種の好ましい構成を含むフェース・ツー・バック構造の撮像装置において、赤外線が入射する側（基体の第１面側）には、赤外線吸収層が形成されており；空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている構成とすることができる。赤外線反射層は、空所の底部に位置する被覆層の部分に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分の一部に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分からはみ出るように形成されていてもよい。そして、この場合、赤外線吸収層は、センサ部の上に形成された絶縁膜の上に形成されていてもよいし、赤外線吸収層とセンサ部との間に隙間（空間）が存在する状態で赤外線吸収層を形成してもよい。更には、これらの場合、赤外線反射層は、被覆層の頂面（被覆層の頂面上、あるいは、被覆層の頂面の一部を含む）、又は、被覆層の内部に形成されている構成とすることができる。更には、これらの場合、赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離（材料の厚さ及び屈折率を考慮した距離）Ｌ0は、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する構成とすることができる。λIRとして、８μｍ乃至１４μｍを例示することができる。
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい構成を含むフェース・ツー・バック構造の撮像装置において、赤外線が入射する側（基体の第１面側）には、第１赤外線吸収層が形成されており；空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており；空所と対向する側（基体の第２面側）には、第２赤外線吸収層が形成されている構成とすることができる。赤外線反射層は、空所の底部に位置する被覆層の部分に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分の一部に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分からはみ出るように形成されていてもよい。そして、この場合、第１赤外線吸収層は、基体の第１面上あるいは基体の第１面上に形成された絶縁膜の上に形成されていてもよいし、第１赤外線吸収層と基体の第１面との間に隙間（空間）が存在する状態で第１赤外線吸収層を形成してもよい。第２赤外線吸収層は、例えば、空所と対向する基体の第２面の上あるいは基体の第２面上に形成された絶縁膜の上に形成すればよいし、第２赤外線吸収層と基体の第２面との間に隙間（空間）が存在する状態で第２赤外線吸収層を形成してもよい。更には、これらの場合、赤外線反射層は、被覆層の頂面（被覆層の頂面上、あるいは、被覆層の頂面の一部を含む）、又は、被覆層の内部に形成されている構成とすることができる。各赤外線吸収層は、赤外線を吸収するだけでなく、一部を透過し、一部を反射するため、透過や反射を低減する構造とすることで、より感度を向上させることができる。即ち、このような構成により、第１赤外線吸収層を透過した一部の赤外線が第２赤外線吸収層で更に吸収されるため、透過を低減させることができる。また、第１赤外線吸収層で反射した赤外線と第２赤外線吸収層で反射した赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。また、第２赤外線吸収層で反射された赤外線と赤外線反射層で反射された赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。更には、これらの場合、第１赤外線吸収層及び第２赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第１赤外線吸収層と第２赤外線吸収層との光学的距離Ｌ1とし、第２赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をＬ2としたとき、
０．７５×λIR／４≦Ｌ1≦１．２５×λIR／４
０．７５×λIR／４≦Ｌ2≦１．２５×λIR／４
を満足する構成とすることができる。λIRとして、８μｍ乃至１４μｍを例示することができる。
赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2の値を、温度検出素子アレイ領域における温度検出素子の占める位置に依存して、変えてもよい。即ち、温度検出素子の位置が温度検出素子アレイ領域の中心部から遠くなるほど、光学的距離Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2の値を小さくしてもよい。尚、温度検出素子アレイ領域を複数の領域に分割して、各領域毎に光学的距離Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2の値を設定してもよい。以下の説明においても同様とすることができる。
あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る撮像装置等において、温度検出素子と温度検出素子との間に位置する第１基板の部分と被覆層との間には、第１基板と独立して隔壁等が形成されており；隔壁等の底部は、被覆層と接合されている構成とすることができる。尚、このような構成の撮像装置を、便宜上、『フェース・ツー・フェース構造の撮像装置』と呼ぶ。隔壁等は第１基板と異なる材料から構成されている。センサ部は、第１基板の第２面側に設けられている。フェース・ツー・フェース構造の撮像装置にあっては、基体は第１基板から構成されていてもよいし、基体は第１基板とは異なる形態、例えば、基体は、後述する封止部材あるいは保護部材（保護基板）から成る形態としてもよい。
そして、フェース・ツー・フェース構造の撮像装置において、空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されており；隔壁等は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている構成とすることができる。
あるいは又、フェース・ツー・フェース構造の撮像装置において、空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている構成とすることができる。そして、このような構成を含むフェース・ツー・フェース構造の撮像装置において、隔壁等は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている構成とすることができる。
尚、空所に露出した被覆層の露出面を構成する絶縁材料層、金属材料層、合金材料層、炭素材料層、あるいは又、隔壁等を構成する絶縁材料層、金属材料層、合金材料層、炭素材料層の具体例や組み合わせは、上述したフェース・ツー・バック構造の撮像装置における被覆層の露出面を構成する材料、隔壁等の側壁を構成する材料に関して説明したと同様とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい構成を含むフェース・ツー・フェース構造の撮像装置において、赤外線が入射する側（基体の第１面側）には、赤外線吸収層が形成されており；空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている構成とすることができる。赤外線反射層は、空所の底部に位置する被覆層の部分に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分の一部に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分からはみ出るように形成されていてもよい。そして、この場合、赤外線吸収層は、基体の第１面の上あるいは基体の第１面の上に形成された絶縁膜の上に形成されていてもよいし、赤外線吸収層と基体の第１面との間に隙間（空間）が存在する状態で赤外線吸収層を形成してもよい。あるいは又、赤外線吸収層は、基体板の第２面側に設けられていてもよいし、場合によっては、次に述べる封止部材あるいは保護部材に設けられていてもよい。そして、これらの場合、赤外線反射層は、被覆層の頂面（被覆層の頂面上、あるいは、被覆層の頂面の一部を含む）、又は、被覆層の内部に形成されている構成とすることができる。更には、これらの場合、赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離Ｌ0は、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する構成とすることができる。
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい構成を含むフェース・ツー・フェース構造の撮像装置において、赤外線が入射する側（基体の第１面側）には、第１赤外線吸収層が形成されており；空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており；空所と対向する側（基体の第２面側）には、第２赤外線吸収層が形成されている構成とすることができる。赤外線反射層は、空所の底部に位置する被覆層の部分に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分の一部に形成されていてもよいし、空所の底部に位置する被覆層の部分からはみ出るように形成されていてもよい。そして、この場合、第１赤外線吸収層は、基体の第１面上あるいは基体の第１面上に形成された絶縁膜の上に形成されていてもよいし、あるいは又、場合によっては、次に述べる封止部材あるいは保護部材に設けられていてもよい。第２赤外線吸収層は、例えば、空所と対向する基体の第２面の上あるいは基体の第２面上に形成された絶縁膜の上に形成すればよいし、第２赤外線吸収層と基体の第２面との間に隙間（空間）が存在する状態で第２赤外線吸収層を形成してもよい。更には、これらの場合、赤外線反射層は、被覆層の頂面（被覆層の頂面上、あるいは、被覆層の頂面の一部を含む）、又は、被覆層の内部に形成されている構成とすることができる。各赤外線吸収層は、赤外線を吸収するだけでなく、一部を透過し、一部を反射するため、透過や反射を低減する構造とすることで、より感度を向上させることができる。即ち、このような構成により、第１赤外線吸収層を透過した一部の赤外線が第２赤外線吸収層で更に吸収されるため、透過を低減させることができる。また、第１赤外線吸収層で反射した赤外線と第２赤外線吸収層で反射した赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。また、第２赤外線吸収層で反射された赤外線と赤外線反射層で反射された赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。更には、これらの場合、第１赤外線吸収層及び第２赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第１赤外線吸収層と第２赤外線吸収層との光学的距離Ｌ1とし、第２赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をＬ2としたとき、
０．７５×λIR／４≦Ｌ1≦１．２５×λIR／４
０．７５×λIR／４≦Ｌ2≦１．２５×λIR／４
を満足する構成とすることができる。λIRとして、８μｍ乃至１４μｍを例示することができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい構成を含むフェース・ツー・フェース構造の撮像装置において、赤外線が入射する第１基板の面側（第１基板の第１面側）に封止部材あるいは保護部材（以下、これらを総称して、『保護部材等』と呼ぶ）が配設されている構成とすることができる。そして、この場合、保護部材等は、第１基板の面上（第１基板の第１面上）に配設されていてもよいし、第１基板の面の上方（第１基板の第１面の上方）に配設されていてもよい。また、以上に説明した各種の好ましい構成を含むフェース・ツー・バック構造の撮像装置において、赤外線が入射する第１基板の面（第１基板の第１面）の上方に保護部材等が配設されている構成とすることができる。
あるいは又、本開示の第１の態様に係る撮像装置等にあっては、赤外線に基づき温度を検出するセンサ部ユニットを備えており；センサ部ユニットは、赤外線の入射に沿って上下に配設された２つのセンサ部から成り；センサ部ユニットにおいて、各センサ部が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各センサ部の赤外線吸収量は異なっている構成とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係る撮像装置等にあっては、被覆層に熱伝導層が形成されている形態とすることができる。熱伝導層は、高い熱伝導性を有していてもよいし、逆に、低い熱伝導性を有していてもよい。高い熱伝導性を有する熱伝導層を構成する材料として、金属材料、カーボンフィルムやカーボンナノチューブといったカーボン系材料を挙げることができるし、低い熱伝導性を有する熱伝導層を構成する材料として、有機系材料を挙げることができる。熱伝導層は、限定するものではないが、温度検出素子アレイ領域の全面に形成することが好ましい。また、熱伝導層は、限定するものではないが、被覆層の内部であって、赤外線反射層の下方に配設することが望ましい。場合によっては、熱伝導層は赤外線反射層を兼ねていてもよい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係る撮像装置等において、被覆層には温度制御層が形成されており、温度検知手段を更に有する構成とすることができ、これによって、温度検出素子の温度や温度分布を高い精度で制御することができる。ここで、温度制御層はヒータ（抵抗体、抵抗部材）として機能する構成とすることができ、例えば、温度制御層は配線を兼ねている構成とすることができる。具体的には、温度検知手段として、温度に依存した電気抵抗値の変化を測定することで温度を検出するシリコンダイオードやトランジスタ、ポリシリコン薄膜を例示することができるし、配線を兼ねる温度制御層を構成する材料として、タングステン膜等の金属系材料膜、ポリシリコン膜、チタン膜を例示することができるし、温度制御層を構成する材料として、ペリチェ効果を用いた積層膜、カーボン膜を例示することができる。場合によっては、温度制御層を第２基板に設けてもよい。更には、これらの場合、温度検知手段の温度検知結果に基づき、駆動回路は温度制御層を制御する（具体的には、例えば、温度制御層に流す電流を制御し、以て、温度制御層の発熱量を制御する）構成とすることができる。そして、これらの構成において、
第１構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
温度制御層は温度検出素子アレイ領域に形成されている構成とすることができるし、あるいは又、
温度制御層は、温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する被覆層の領域に形成されている構成とすることができるし、あるいは又、
駆動回路は、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）を備えており、
温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する第２基板（駆動基板）の領域には、アナログ−デジタル変換回路が配設されていない構成とすることができる。アナログ−デジタル変換回路は発熱量が多いので、このような構成を採用することで、より一層温度の均一化を図ることができる。尚、このような温度制御層の配設は、温度検出素子ではなく周知の受光素子（可視光を受光する受光素子）が形成された構造に対して適用することもできる。また、場合によっては、温度制御層は赤外線反射層を兼ねていてもよい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係る撮像装置等において、複数の温度検出素子を備えており、空所は、隣接する２×ｋ個の温度検出素子（但し、ｋは１以上の整数）において共有化されている形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置において、
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっている形態とすることができる。尚、このような形態の本開示の撮像装置を、便宜上、『本開示の第２の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。本開示の第２の態様に係る撮像装置において、温度検出素子ユニットは複数の温度検出素子が並置されて成り、温度検出素子ユニットにおいて各温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっているので、温度検出素子毎に波長分光特性や赤外線の感度を変え得ることが可能である。
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置において、
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている形態とすることができる。尚、このような形態の本開示の撮像装置を、便宜上、『本開示の第３の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。本開示の第３の態様に係る撮像装置において、温度検出素子ユニットは複数の温度検出素子が並置されて成り、温度検出素子ユニットにおいて各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっているので、温度検出素子毎に波長分光特性や赤外線の感度を変え得ることが可能である。
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置において、
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、Ｍ0×Ｎ0個（但し、Ｍ0≧２，Ｎ0≧２）、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第１の方向に沿って配設された複数の駆動線、
第２の方向に沿って配設されたＮ0×Ｐ0本（但し、Ｐ0≧２）の信号線、
複数の駆動線が接続された第１駆動回路、及び、
Ｎ0×Ｐ0本の信号線が接続された第２駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第１端子部及び第２端子部を備えており、
各温度検出素子の第１端子部は、駆動線に接続されており、
第（ｎ，ｐ）番目の信号線（但し、ｎ＝１，２・・・，Ｎ0、ｐ＝１，２・・・，Ｐ0）は、第２の方向に沿って配設された第ｎ番目のＮ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｑ−１）Ｐ0＋ｐ｝番目の温度検出素子（但し、ｑ＝１，２，３・・・）の第２端子部に接続されている形態とすることができる。尚、このような形態の本開示の撮像装置を、便宜上、『本開示の第４の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。本開示の第４の態様に係る撮像装置において、第（ｎ，ｐ）番目の信号線は、第２の方向に沿って配設された第ｎ番目のＮ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｑ−１）Ｐ0＋ｐ｝番目の温度検出素子の第２端子部に接続されているので、温度検出素子から出力される信号を積分するのに必要とされる時間を十分に確保することができ、撮像装置の高感度化、低ノイズ化を図ることができる。
本開示の第２の態様に係る撮像装置において、
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離Ｌ0は異なっており、
各温度検出素子における光学的距離Ｌ0は、温度検出素子を構成する赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る撮像装置において、
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は、異なっている形態とすることができる。即ち、
（ケースＡ）各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は同じである形態
（ケースＢ）各温度検出素子における赤外線反射層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造は同じである形態
（ケースＣ）各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造が異なっている形態
とすることができる。
本開示の第３の態様に係る撮像装置において、
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、又は、赤外線吸収層を構成する材料及び赤外線反射層を構成する材料は、異なっている形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む本開示の第３の態様に係る撮像装置において、
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有し、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層、又は、赤外線反射層、又は、赤外線吸収層及び赤外線反射層の面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている形態とすることができる。即ち、
（ケースａ）各温度検出素子における赤外線吸収層の面積が異なっており、赤外線反射層の面積は同じである形態
（ケースｂ）各温度検出素子における赤外線反射層の面積が異なっており、赤外線吸収層の面積は同じである形態
（ケースｃ）各温度検出素子における赤外線吸収層の面積が異なっており、赤外線反射層の面積が異なっている形態
（ケースｄ）各温度検出素子における赤外線吸収層の厚さが異なっており、赤外線反射層の厚さは同じである形態
（ケースｅ）各温度検出素子における赤外線反射層の厚さが異なっており、赤外線吸収層の厚さは同じである形態
（ケースｆ）各温度検出素子における赤外線吸収層の厚さが異なっており、赤外線反射層の厚さが異なっている形態
（ケースｇ）各温度検出素子における赤外線吸収層の面積及び厚さが異なっており、赤外線反射層の面積及び厚さは同じである形態
（ケースｈ）各温度検出素子における赤外線反射層の面積及び厚さが異なっており、赤外線吸収層の面積及び厚さは同じである形態
（ケースｉ）各温度検出素子における赤外線吸収層の面積及び厚さが異なっており、赤外線反射層の面積及び厚さが異なっている形態
とすることができる。
本開示の第２の態様〜第３の態様に係る撮像装置において、温度検出素子ユニットを構成する温度検出素子の数は、２以上であればよい。
本開示の第４の態様に係る撮像装置において、
複数の駆動線の本数は、Ｍ0／Ｐ0であり、
第ｍ番目の駆動線（但し、ｍ＝１、２・・・，Ｍ0／Ｐ0）は、第１の方向に沿って配設された第｛（ｍ−１）Ｐ0＋ｐ’｝番目のＭ0個の温度検出素子（但し、ｐ’＝１，２・・・Ｐ0の全ての値）から構成された温度検出素子群に共通である形態とすることができる。
そして、上記の好ましい形態を含む本開示の第４の態様に係る撮像装置にあっては、第２駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されており、アナログ・フロント・エンドは、増幅器（プリアンプ）として機能する差動積分回路を有する構成とすることができる。あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の第４の態様に係る撮像装置にあっては、第２駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている構成とすることができ、この場合、アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有する構成とすることができる。差動積分回路を含むアナログ・フロント・エンド、アナログ−デジタル変換回路は、周知の回路構成とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第４の態様に係る撮像装置において、
温度検出素子は、温度検出素子用基板に設けられた空所の上方に配設されており、
温度検出素子用基板に設けられた第１接続部と、温度検出素子の第１端子部とは、第１スタッド部（支持脚あるいは細長い梁であり、以下においても同様）を介して接続されており、
温度検出素子用基板に設けられた第２接続部と、温度検出素子の第２端子部とは、第２スタッド部を介して接続されている形態とすることができる。そして、この場合、
Ｐ0＝２であり、
第２の方向に隣接する２つの温度検出素子のそれぞれの第２端子部は、１つの第２スタッド部を介して温度検出素子用基板に設けられた第２接続部に接続されており、
第１の方向に隣接する２つの温度検出素子と、第２の方向に隣接する２つの温度検出素子の、合計４つの温度検出素子のそれぞれの第１端子部は、１つの第１スタッド部を介して温度検出素子用基板に設けられた第１接続部に接続されている形態とすることができる。
あるいは又、本開示の第１の態様に係る撮像装置等において、
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、Ｓ0×Ｔ0個（但し、Ｓ0≧２，Ｔ0≧２）、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第１の方向に沿って配設されたＳ0×Ｕ0本（但し、Ｕ0≧２）の駆動線、
第２の方向に沿って配設された複数の信号線、
Ｓ0×Ｕ0本の駆動線が接続された第１駆動回路、及び、
複数の信号線が接続された第２駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第１端子部及び第２端子部を備えており、
各温度検出素子の第２端子部は、信号線に接続されており、
第（ｓ，ｕ）番目の駆動線（但し、ｓ＝１，２・・・，Ｓ0、ｕ＝１，２・・・，Ｕ0）は、第１の方向に沿って配設された第ｓ番目のＳ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｔ−１）Ｕ0＋ｕ｝番目の温度検出素子（但し、ｔ＝１，２，３・・・）の第１端子部に接続されている形態とすることができる。
尚、このような形態の本開示の撮像装置を、便宜上、『本開示の第５の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。本開示の第５の態様に係る撮像装置において、第（ｓ，ｕ）番目の駆動線は、第１の方向に沿って配設された第ｓ番目のＳ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｔ−１）Ｕ0＋ｕ｝番目の温度検出素子の第１端子部に接続されているので、温度検出素子の駆動における消費電力の低減を図ることができる。
あるいは又、撮像装置全体の構成の簡素化、赤外線通過用窓との兼用化、撮像装置全体の厚さを薄くするといった観点から、本開示の撮像装置において、
第１構造体及び第２構造体から構成されており、
第１構造体は、
第１基板、
第１基板に設けられ、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子、
第１の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第２の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を備えており、
第２構造体は、
第２基板、及び、
第２基板に設けられた駆動回路、
を備えており、
第１構造体は、複数の温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
第２構造体は、赤外線が入射する第１基板の側に取り付けられており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている撮像装置といった態様を採用することができる。尚、このような態様の撮像装置を、便宜上、『本開示の第６の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成、本開示の第１−Ａの態様に係る撮像装置を含む本開示の第１の態様〜第６の態様に係る撮像装置を含む本開示の撮像装置（以下、これらを総称して、『本開示の撮像装置等』と呼ぶ）にあっては、駆動回路あるいは第２駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている形態とすることができる。そして、この場合、アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有し、差動積分回路と信号線との間に、差動積分回路と信号線との導通状態を制御するスイッチ手段が設けられている形態とすることができ、更には、この場合、スイッチ手段は、差動積分回路と信号線との間を不導通状態とするとき、信号線を固定電位とする形態とすることができる。差動積分回路を含むアナログ・フロント・エンド、アナログ−デジタル変換回路、スイッチ手段は、周知の回路構成とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置等において、温度検出素子を構成するセンサ部は、ＳＯＩダイオードを含むｐｎ接合ダイオードやショットキダイオードといった各種ダイオード、あるいは、トランジスタ、ダイオードと能動素子の組合せ；酸化バナジウム膜やアモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜、炭化ケイ素膜、チタン膜等を備えた抵抗ボロメータ素子；白金や金、ニッケル等の金属、サーミスタ等を用いた熱電変換素子；ゼーベック効果を用いたサーモパイル素子；誘電体の表面電荷が変化する焦電素子；強誘電体素子；トンネル効果を用いたダイオード；超電導を応用した素子から成る形態とすることができ、これらは、周知の構成、構造を有する。より具体的には、センサ部は、ｐｎ接合ダイオード、ボロメータ素子、サーモパイル素子、金属膜抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、セラミック抵抗素子、サーミスタ素子から成る形態とすることができる。１つのセンサ部は、例えば、直列に接続された複数のダイオードから構成することもできる。センサ部は、例えば、所謂ＭＥＭＳ技術に基づき形成することができる。また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置等において、遮光部を更に備えている形態とすることができる。
本開示の第２の態様〜第５の態様に係る撮像装置において、温度検出素子は、第１基板あるいは温度検出素子用基板の赤外線入射側に設けられていてもよいし、第１基板あるいは温度検出素子用基板の赤外線入射側とは反対側に設けられていてもよい。
本開示の撮像装置等において、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に（具体的には、例えば、２次元マトリクス状に）配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子あるいは温度検出素子ユニットの数として、６４０×４８０（ＶＧＡ）、３２０×２４０（ＱＶＧＡ）、１６０×１２０（ＱＱＶＧＡ）、６１２×５１２、１９８０×１０８０（及びその整数倍）、２０４８×１０８０（及びその整数倍）を例示することができる。第１の方向と第２の方向とは、直交していることが好ましいが、これに限定するものではなく、上記画素数の画素配列において、画素を市松状に除去して、斜め４５度回転した配列としてもよい。
本開示の撮像装置等において、第１基板は、前述したとおり、例えば、シリコン半導体基板やＳＯＩ基板から構成することができるし、温度検出素子用基板も、例えば、シリコン半導体基板やＳＯＩ基板から構成することができるし、第２基板は、例えば、シリコン半導体基板から構成することができる。駆動線、信号線は周知の導電材料から、周知の方法に基づき、形成すればよい。第２構造体に備えられた駆動回路も周知の駆動回路から構成することができる。あるいは又、駆動回路を、周知の読出し用集積回路（ＲＯＩＣ）から構成することもできる。
第２構造体における駆動回路を被覆する被覆層は、例えば、酸化シリコン系材料、窒化シリコン系材料、酸窒化シリコン系材料、各種有機材料から構成することができる。被覆層は、単層構成であってもよいし、複数層の積層構造を有していてもよい。
駆動線及び信号線と駆動回路とを電気的に接続する方法として、半田やインジウム、金（Ａｕ）等を含むバンプを用いる方法、チップ・オン・チップ方式に基づく方法、スルーチップビヤ（ＴＣＶ）やスルーシリコンビヤ（ＴＳＶ）を用いる方法、Ｃｕ−Ｃｕを含む金属―金属接合を例示することができる。
第１基板と被覆層との接合、具体的には、隔壁等の底部と被覆層との接合は、例えば、脱水縮合によるシリコン−酸素共有結合の形成といった方法に基づき行うことができる。
赤外線吸収層を構成する材料として、クロム（Ｃｒ）及びその合金、アルミニウム（Ａｌ）及びその合金、これらの材料から成る層と例えばＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜との積層構造を例示することができる。赤外線吸収層において赤外線が吸収される結果発生した熱は、温度検出素子（センサ部）に確実に伝熱されることが望ましい。また、赤外線吸収層は、赤外線吸収層を構成する導電体材料や抵抗体材料のシート抵抗値が３７７Ω□±３０％の範囲になるよう厚さに設定することが望ましい。赤外線反射層を構成する材料として、赤外線吸収層とは特性（例えば、面積抵抗率、シート抵抗値）が異なるアルミニウム（Ａｌ）及びその合金、金（Ａｕ）及びその合金、銀（Ａｇ）及びその合金、銅（Ｃｕ）及びその合金、白金（Ｐｔ）及びその合金、これらの材料から成る層の積層構造を例示することができる。赤外線反射層は、被覆層の露出面を構成する金属材料層や合金材料層を兼ねていてもよい。
温度検出素子が配置される空間は、減圧され、また、真空（真空に近い低圧を含み、以下においても同様）とされていることが好ましい。空所も、減圧され、また、真空とされていることが好ましい。あるいは又、撮像装置、全体は、減圧され、また、真空にされたパッケージあるいは容器（ケース）内に格納されていることが好ましい。
赤外線入射側の撮像装置には、必要に応じて、赤外線の反射を防止する構造や、特定周波数の赤外線のみを通すための赤外線フィルタを配設してもよい。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成、本開示の第１−Ａの態様に係る撮像装置を含む本開示の第１の態様に係る撮像装置等〜本開示の第６の態様に係る撮像装置とを、任意に組み合わせることができる。組み合わせは、２種類の態様の撮像装置だけでなく、３種類以上の態様の撮像装置とすることもできる。
本開示の撮像装置等は、例えば、赤外線カメラ、暗視カメラ、サーモグラフ、車載カメラ（人検知）、エアコンディショナー（人検知センサ）、電子レンジに対して適用することができる。あるいは又、視差（あるいは画像のズレ）を用いたオートフォーカス手段、視差（あるいは画像のズレ）を用いたフォーカスずれ検出手段、視差（あるいは画像のズレ）を用いた乗り物の衝突回避手段、視差を用いてサーマル画像を両眼立体視できる表示装置やゴーグル、ヘッドマウントディスプレイ（一例として、消防士用ゴーグル）等を挙げることもできる。
実施例１は、本開示の温度検出素子及び本開示の撮像装置、具体的には、本開示の第１の態様に係る撮像装置に関する。実施例１の撮像装置の模式的な一部端面図を図１に示し、模式的な部分的平面図を図４に示す。また、実施例１の撮像装置における第１構造体及び第２構造体の模式的な分解斜視図を図５に示し、実施例１の撮像装置の等価回路図を図６に示す。実施例１の撮像装置は、具体的には、フェース・ツー・バック構造の撮像装置である。ここで、図１は、図４の矢印Ａ−Ａに沿った模式的な一部端面図である。また、図４において、絶縁膜や赤外線吸収層の図示を省略し、明確化のために空所、信号線、配線に斜線を付し、駆動線を点線で示し、ｐｎ接合ダイオードを記号で示している。
実施例１の温度検出素子（サーマルイメージセンサ）は、
赤外線が入射する第１集光部１０１、及び、第１集光部１０１から出射された赤外線が入射する第２集光部１０２から構成された集光部、並びに、
第２集光部１０２から出射された赤外線が入射するセンサ部１６、
を備えた温度検出素子１５であって、
少なくとも第１集光部１０１及び第２集光部１０２の一方は、温度検出素子１５を覆う基体１００に設けられている。
また、実施例１の撮像装置は、
温度検出素子１５の複数から構成され、赤外線が通過する基体１００によって覆われた温度検出素子アレイ領域１１を有し、
各温度検出素子１５は、
赤外線が入射する第１集光部１０１、及び、第１集光部１０１から出射された赤外線が入射する第２集光部１０２から構成された集光部、並びに、
第２集光部１０２から出射された赤外線が入射するセンサ部１６、
を備えており、
少なくとも第１集光部１０１及び第２集光部１０２の一方は、基体１００に設けられている。
ここで、実施例１の温度検出素子１５にあっては、赤外線入射面である基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１が設けられており、基体１００の第１面１００Ａと対向する第２面１００Ｂに第２集光部１０２が設けられている。センサ部１６は、赤外線に基づき温度を検出する。
基体１００は、保護部材あるいは封止部材から構成されており、後述する第１基板２１に対して、図示しない領域で接合されている。そして、基体１００は、赤外線に対して透明な材料、即ち、赤外線を通過させる材料、具体的には、例えば、シリコン半導体基板から構成されている。第１集光部１０１や第２集光部１０２も、赤外線に対して透明な材料、即ち、赤外線を通過させる材料から構成される。実施例１において、第１集光部１０１や第２集光部１０２は、基体１００と一体に形成されている。即ち、第１集光部１０１や第２集光部１０２は、基体１００と同じ材料から形成され、且つ、基体１００から延在して設けられている。基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１を設け、基体１００の第２面１００Ｂに第２集光部１０２を設けているので、これらの第１集光部１０１及び第２集光部１０２は、平凸レンズの形態を有する。第１集光部１０１の曲面部における曲率半径の値と、第２集光部１０２の曲面部における曲率半径の値とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。第１集光部１０１や第２集光部１０２の平面形状として、円形、楕円形、四隅が丸みを帯びた矩形や多角形を挙げることができる。
あるいは又、実施例１の撮像装置１０は、本開示の第１の態様に係る撮像装置に関し、
第１構造体２０及び第２構造体４０から構成されており、
第１構造体２０は、
第１基板２１、並びに、
温度検出素子１５に接続された駆動線７２及び信号線７１、
を備えており、
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子１５は、第１基板２１に設けられており、
第２構造体４０は、
第２基板４１、及び、
第２基板４１に設けられ、被覆層（層間絶縁層）４３によって被覆された駆動回路、
を備えており、
第１基板２１は、被覆層４３と接合されており、
温度検出素子１５と被覆層４３との間には、空所５０が設けられている。そして、駆動線７２及び信号線７１は、駆動回路と電気的に接続されている。
尚、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１３にあっては、
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の温度検出素子１５、
を備えており、
第１の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子１５が接続された複数の駆動線７２、及び、
第２の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子１５が接続された複数の信号線７１、
を更に備えている。図面において、駆動回路が形成された層を、模式的に参照番号４２で示す。ここで、第１構造体２０は、図５に示すように、温度検出素子１５を備えた温度検出素子アレイ領域１１（点線で囲んで示す）、及び、温度検出素子アレイ領域１１を取り囲む周辺領域１２を有しており、周辺領域１２において、駆動線７２及び信号線７１は、駆動回路と電気的に接続されている。尚、第２構造体４０における中央領域を参照番号１３で示し、第２構造体４０における周辺領域を参照番号１４で示す。また、図５では、基体１００の図示を省略している。
駆動線７２及び信号線７１は、周辺領域１２，１４において、駆動回路と、例えば、スルーシリコンビヤ（ＴＳＶ）によって電気的に接続されているが、スルーシリコンビヤ（ＴＳＶ）の図示は省略した。第２構造体４０における周辺領域１４には、例えば、駆動回路を構成する差動積分回路を含むアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）８３、サンプルホールド回路８４及びアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）８５が設けられた領域、並びに、定電流回路８２及び垂直走査回路８１が配置されている。差動積分回路は増幅器（プリアンプ）としての機能を有する。また、第２構造体４０における中央領域１３には、例えば、駆動回路を構成する水平走査回路８６、ＣＰＵ（あるいはＤＳＰ）、信号処理回路、記憶装置（例えば、メモリや不揮発性メモリ）等が配置されている。尚、ＣＰＵ（あるいはＤＳＰ）、信号処理回路、記憶装置の図示は省略した。第２構造体４０に備えられた駆動回路は、周知の駆動回路から構成することができる。
実施例１の撮像装置１０において、温度検出素子１５と温度検出素子１５との間に位置する第１基板２１の部分には、隔壁２３が形成されており、隔壁２３の底部は、被覆層４３と接合されている。ここで、隔壁２３の底部と被覆層４３とは、脱水縮合によるシリコン−酸素共有結合の形成といった方法に基づき接合されている。隔壁２３の側壁２４は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている。具体的には、実施例１において、隔壁２３の側壁２４はＳｉＯ2層といった絶縁材料層から構成されている。また、隔壁２３の側壁２４によって囲まれた隔壁２３の内部は、第１基板２１の一部、具体的には、シリコン層２２から構成されている。空所５０に露出した被覆層４３の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている。具体的には、実施例１において、空所５０に露出した被覆層４３の露出面はＳｉＯ2層といった絶縁材料層から構成されており、ＳｉＯ2層の下方には、被覆層４３を構成するＳｉＮ等から成る層間絶縁層（具体的には図示せず）が形成されている。但し、図面においては、被覆層４３を１層で図示している。尚、隔壁２３の側壁２４を、赤外線を反射する材料から構成すれば、入射した赤外線を効果的に反射することができる。
実施例１において、温度検出素子１５を構成するセンサ部１６は、複数（図示した例では４つ）のｐｎ接合ダイオード３０が配線３１を介して直列接続されて成るが、これに限定されるものではなく、周知の構成、構造を有する抵抗ボロメータ素子や、熱電変換素子、サーモパイル素子、焦電素子、強誘電体素子から構成することもできる。ｐｎ接合ダイオードは、周知の構成、構造を有する。センサ部１６は、後述するように、所謂ＭＥＭＳ技術に基づき形成される。センサ部１６は、第１基板２１の赤外線入射側（第１基板２１の第１面２１Ａ）に設けられている。
センサ部１６（具体的には、ｐｎ接合ダイオード３０）は、ＳｉＯ2から成る絶縁材料層から構成されたダイヤフラム部（架空部、架空薄層部）２５Ａ上に形成されている。また、隔壁２３の頂面にはＳｉＯ2から成る絶縁材料層２５Ｂが形成されている。ダイヤフラム部２５Ａと絶縁材料層２５Ｂとは、ダイヤフラム部２５Ａ及び絶縁材料層２５Ｂの延在部に相当する第１スタッド部２５Ｃ（支持脚あるいは細長い梁。以下においても同様）、第２スタッド部２５Ｄを介して、一体に形成されている。ダイヤフラム部２５Ａ、第１スタッド部２５Ｃ及び第２スタッド部２５Ｄの下には空所５０が位置する。
センサ部１６の一端（複数のｐｎ接合ダイオード３０における一端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）は、ダイヤフラム部２５Ａ及び第２スタッド部２５Ｄ上に形成された配線３１を介して、隔壁２３の上に形成された絶縁材料層２５Ｂの上に設けられた信号線７１に接続されている。また、センサ部１６の他端（複数のｐｎ接合ダイオード３０における他端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）は、ダイヤフラム部２５Ａ及び第１スタッド部２５Ｃ上に形成された配線３１、更には、コンタクトホール７３を介して、隔壁２３の上方に形成された駆動線７２に接続されている。ダイヤフラム部２５Ａ、第１スタッド部２５Ｃ、第２スタッド部２５Ｄ、ｐｎ接合ダイオード３０、配線３１、信号線７１、駆動線７２は、ＳｉＯ2から成る絶縁膜２６で被覆されている。
センサ部１６（具体的には、ｐｎ接合ダイオード３０）は、シリコン層にｎ型不純物及びｐ型不純物を、例えば、イオン注入することによって形成することができる。複数の温度検出素子１５の数は、例えば、６４０×４８０（ＶＧＡ）である。第１の方向と第２の方向とは直交している。第１基板２１は、全て、又は、一部がＳＯＩ基板から構成されており、第２構造体４０はシリコン半導体基板から成る第２基板４１から構成されている。配線３１、信号線７１、駆動線７２及びコンタクトホール７３は、例えば、アルミニウム合金から形成されている。
赤外線が入射するセンサ部１６の側（第１基板２１の第１面２１Ａ）には、アルミニウム薄膜から成る赤外線吸収層６１が形成されており、空所５０の底部に位置する被覆層４３の領域には、銅薄膜から成る赤外線反射層６２が形成されている。赤外線反射層は、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分に形成されていてもよいし、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分の一部に形成されていてもよいし、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分からはみ出るように形成されていてもよい。図示した例では、赤外線反射層６２は、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分の一部に形成されている。また、赤外線吸収層６１は、センサ部１６の上方に形成されている。具体的には、絶縁膜２６の上には、絶縁膜２６と一部が接し、一部が絶縁膜２６から隙間を開けた状態（空間が設けられた状態）の赤外線吸収層６１が形成されている。赤外線反射層６２は、被覆層４３の頂面に形成されている。そして、赤外線吸収層６１が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層６１と赤外線反射層６２との間の光学的距離（材料の厚さ及び屈折率を考慮した距離）Ｌ0は、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する。実施例１において、具体的には、
Ｌ0＝λIR／４
を満足する。λIRの値は、８μｍ乃至１４μｍであり、実施例１において、具体的には、限定するものではないが、λIR＝１０μｍとした。ウィング状の赤外線吸収層６１は、隣接する温度検出素子１５の間で部分的に繋がっていてもよい。
撮像装置の動作にあっては、垂直走査回路８１の制御下、１本の駆動線７２を選択する。一方、全ての信号線７１に定電流回路８２から一定の電流を流す。選択された温度検出素子１５にあっては、入射した赤外線に依存して温度が変化し、この温度変化は、温度検出素子１５（具体的には、センサ部１６、ｐｎ接合ダイオード３０）の電気抵抗値に変化を生じさせる。その結果、各信号線７１に現れる電圧に変化が生じる。各信号線７１における電圧は、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）８３を構成する差動積分回路の一方の入力部に入力される。一方、差動積分回路の他方の入力部には基準電圧（参照電圧）が入力される。差動積分回路においては、温度検出素子１５（具体的には、センサ部１６）の出力の増幅が図られる。そして、所定の時間経過後、差動積分回路から電圧の差分の積分値がサンプルホールド回路８４に送出され、サンプルホールド回路８４においてホールドされたアナログ値はアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）８５に出力され、アナログ−デジタル変換回路８５において電圧の差分の積分値がデジタル値に変換され、水平走査回路８６に送出される。そして、水平走査回路８６の作動によって、温度検出素子毎、順次、信号処理回路に出力され、最終的にデジタル出力として出力される。
以下、実施例１の撮像装置、温度検出素子の製造方法、特に、第１構造体２０の製造方法の概要を、ＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である図４３Ａ、図４３Ｂ、図４３Ｃ、図４３Ｄ、図４４Ａ、図４４Ｂ、図４４Ｃ、図４５Ａ、図４５Ｂ、図４６Ａ及び図４６Ｂを参照して説明する。
［工程−１００］
表面に第１シリコン層９１が形成され、第１シリコン層９１の下にＳｉＯ2層９２が形成されたＳＯＩ基板９０を準備する。ＳｉＯ2層９２の下に位置するＳＯＩ基板９０を構成するシリコン半導体基板の部分を、便宜上、『第２シリコン層９３』と呼ぶ。そして、先ず、隔壁２３の側壁２４を形成すべきＳＯＩ基板９０の第２シリコン層９３の部分をエッチングして溝部を形成し、側壁２４を構成する材料で溝部を埋め込む（図４３Ａ参照）。その後、ＳＯＩ基板９０の表面の第１シリコン層９１をパターニングすることで、ｐｎ接合ダイオード３０を形成すべき第１シリコン層９１の領域を残す。次いで、周知の方法に基づき、第１シリコン層９１にセンサ部１６であるｐｎ接合ダイオード３０を形成する（図４３Ｂ参照）。
［工程−１１０］
その後、周知の方法に基づき、ＳｉＯ2層９２の上、及び、ｐｎ接合ダイオード３０の一部の上に、配線３１、信号線７１を形成する（図４３Ｃ参照）。次に、全面に、ＳｉＯ2から成る絶縁膜２６、コンタクトホール７３、駆動線７２を形成した後、絶縁膜２６をパターニングする（図４３Ｄ参照）。但し、コンタクトホール７３、駆動線７２は、図４３Ｄ以降の図面には図示していない。
［工程−１２０］
その後、第１犠牲層９４の形成（図４４Ａ参照）、赤外線吸収層６１の形成、第２犠牲層９５の形成（図４４Ｂ参照）を行った後、第２犠牲層９５に支持基板９６を貼り付ける（図４４Ｃ参照）。
［工程−１３０］
次に、ＳＯＩ基板９０の第２シリコン層９３を、ＣＭＰ法によって薄くする（図４５Ａ参照）。第２シリコン層９３の厚さによってＬ0が規定される。それ故、Ｌ0の値を正確に規定することが可能である。こうして図４５Ｂに示す構造を得ることができるが、側壁２４の内側の部分の第２シリコン層９３が隔壁２３に相当し、便宜上、この部分のハッチングを第２シリコン層９３のハッチングと異ならせた。
［工程−１４０］
第１集光部１０１及び第２集光部１０２が設けられた基体１００を準備する。具体的には、シリコン半導体基板から成る基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１を形成するためのレジスト層２０１を塗布し（図４７Ａ参照）、現像することで、レジスト層２０１に開口部２０３を形成し、第１集光部１０１を形成すべき基体１００の一部をレジスト層２０１で被覆する（図４７Ｂ参照）。基体１００の第２面１００Ｂには、第２Ａ面１００Ｂを保護するための保護層２０２を形成する。次いで、開口部２０３を介して基体１００に対する異方性エッチングを行うことで、例えば、傾斜角度４５°の角度を有する第１集光部前駆体１０１’を形成した後（図４８Ａ参照）、レジスト層２０１を除去する（図４８Ｂ参照）。そして、基体１００に対して等方性エッチングを行うことで、全体的に基体１００の第１面１００が丸みを帯び、基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１を形成することができる（図４８Ｃ参照）。同様に、基体１００の第２面１００Ｂに第２集光部１０２を形成するためのレジスト層を周知の方法で形成し、レジスト層及び基体１００をエッチバックすることで、基体１００の第２面１００Ｂに第２集光部１０２を形成することができる。あるいは又、第１集光部１０１や第２集光部１０２をナノインプリント法に基づき形成することもできる。
あるいは又、以下に説明する別の方法で、例えば、気相成長法に基づき第１集光部１０１や第２集光部１０２を形成することもできる。即ち、シリコン半導体基板から成る基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１を形成するためのレジスト層２１１Ａを塗布し、現像することで、レジスト層２１１Ａに開口部２１３Ａを形成し、第１集光部１０１を形成すべき基体１００の以外の部分をレジスト層２１１Ａで被覆する（図４９Ａ参照）。基体１００の第２面１００Ｂには、第２Ａ面１００Ｂを保護するための保護層２０２を形成する。次いで、気相成長法に基づき、シリコン等のレンズ材料層１０１Ａを堆積させ、ＣＭＰ法等で平滑化処理を行うことで、図４９Ｂに示す構造を得ることができる。
その後、同様にして、全面にレジスト層２１１Ｂを塗布し、現像することで、レジスト層２１１Ｂに開口部２１３Ｂを形成し、第１集光部１０１を形成すべき基体１００の以外の部分をレジスト層２１１Ｂで被覆する（図４９Ｃ参照）。次いで、気相成長法に基づき、シリコン等のレンズ材料層１０１Ｂを堆積させ、ＣＭＰ法等で平滑化処理を行うことで、図４９Ｄに示す構造を得ることができる。
その後、同様にして、全面にレジスト層２１１Ｃを塗布し、現像することで、レジスト層２１１Ｃに開口部を形成し、第１集光部１０１を形成すべき基体１００の以外の部分をレジスト層２１１Ｃで被覆する。次いで、気相成長法に基づき、シリコン等のレンズ材料層１０１Ｃを堆積させ、ＣＭＰ法等で平滑化処理を行う。更に、全面にレジスト層２１１Ｄを塗布し、現像することで、レジスト層２１１Ｄに開口部を形成し、第１集光部１０１を形成すべき基体１００の以外の部分をレジスト層２１１Ｄで被覆する。次いで、気相成長法に基づき、シリコン等のレンズ材料層１０１Ｄを堆積させ、ＣＭＰ法等で平滑化処理を行うことで、図５０Ａに示す構造を得ることができる。最後に、レジスト層２１１Ｄ、レジスト層２１１Ｃ、レジスト層２１１Ｂ、レジスト層２１１Ａを除去することで、図５０Ｂに示す構造を得ることができる。第１集光部１０１は、レンズ材料層１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄが積層されたフレネルレンズと同様の構成を有し、赤外線の波長に比べて段差を小さくすれば、凸レンズとして機能する。同様の方法に基づき、基体１００の第２面１００Ｂに第２集光部１０２を形成することができる。
あるいは又、以下に説明する別の方法で、例えば、ゲルマニウムから成る基体１００’とガラス材料を用いて第１集光部１０１や第２集光部１０２を形成することもできる。ガラス材料として、具体的には、カルコゲナイドガラスや、ゲルマニウムと融合してカルコゲナイドガラスを生成するヒ素やセレンを挙げることができる。具体的には、ゲルマニウム基板から成る基体１００’の第１面１００Ａに第１集光部１０１を形成するためのレジスト層２２１を塗布し、現像することで、レジスト層２２１に開口部２２３を形成し、第１集光部１０１を形成すべき基体１００’の以外の部分をレジスト層２２１で被覆する（図５１Ａ参照）。基体１００’の第２面１００Ｂには、第２Ａ面１００Ｂを保護するための保護層２０２を形成する。次いで、気相成長法に基づき、ガラス材料層１０１Ｅを堆積させ、ＣＭＰ法等で平滑化処理を行うことで、図５１Ｂに示す構造を得ることができる。その後、レジスト層２２１を除去し（図５１Ｃ参照）、基体１００は溶融しないがガラス材料が基体１００’を構成するゲルマニウムと融合してガラス化する温度で熱処理することにより、赤外線を透過するカルコゲナイドガラスから成る第１集光部１０１を得ることができる（図５１Ｄ参照）。同様の方法に基づき、基体１００’の第２面１００Ｂに第２集光部１０２を形成することができる。
［工程−１５０］
駆動回路が設けられた第２構造体４０を準備する。尚、被覆層４３には、赤外線反射層６２を形成しておく。そして、周知の方法で、第２シリコン層９３と被覆層４３とを接合する（図４６Ａ参照）。そして、周辺領域１２，１４において、駆動線７２及び信号線７１を、駆動回路と、例えば、図示しないスルーシリコンビヤ（ＴＳＶ）によって電気的に接続する。
［工程−１６０］
その後、支持基板９６を除去し、エッチング法に基づき第２犠牲層９５及び第１犠牲層９４を除去する（図４６Ｂ参照）。更には、ｐｎ接合ダイオード３０の下方に位置する第２シリコン層９３を、エッチング法に基づき除去する。そして、第１基板２１と基体１００とを貼り合わせる。こうして、図１に示した撮像装置１０を得ることができる。ＳｉＯ2層９２によって、ダイヤフラム部２５Ａ、絶縁材料層２５Ｂ、第１スタッド部２５Ｃ、第２スタッド部２５Ｄが構成される。尚、ｐｎ接合ダイオード３０の下方に位置する第２シリコン層９３が、全てが除去されていなくともよい。
［工程−１７０］
その後、得られた撮像装置１０を真空雰囲気下でパッケージする。これによって、温度検出素子１５が配置される空間は、減圧され、あるいは又、真空とされる。空所５０も、減圧され、あるいは又、真空とされる。
実施例１あるいは後述する各種実施例の温度検出素子、実施例１あるいは後述する各種実施例の撮像装置を構成する温度検出素子にあっては、第１集光部及び第２集光部が備えられているので、大きな集光パワー、高い集光効率を得ることが可能であるし、集光部の加工が容易である。また、少なくとも第１集光部及び第２集光部の一方が温度検出素子を覆う基体に設けられているので、温度検出素子、撮像装置の構造の簡素化を図ることができる。
しかも、実施例１の撮像装置において、第１基板は第２基板に形成された被覆層と接合されており、温度検出素子の下方に位置するシリコン層は、シリコン層よりもエッチングされ難い被覆層及び隔壁の側壁によって囲まれている。従って、温度検出素子と被覆層との間に、確実に、しかも、高い精度で空所を設けることができる。その結果、例えば、赤外線吸収層に、所望の波長を有する赤外線を、確実に、高い効率で吸収させることができ、温度検出素子における検出感度の向上を図ることができる。また。任意の公知の駆動回路、信号処理回路を備えた第２構造体を組み合わせることが可能となるため、撮像装置の製造コストの低減、設計自由度の向上、設計時間の短縮化を図ることができるし、入出力ピン数の削減、入出力信号帯域の低減が可能となる。
実施例１の温度検出素子にあっては、第１集光部１０１や第２集光部１０２は、基体１００と一体に形成されているとしたが、これに限定するものではなく、第１集光部１０１や第２集光部１０２を基体１００とは異なる材料から形成してもよい。具体的には、プラスチック、より具体的にはポリエチレン樹脂から第１集光部１０１や第２集光部１０２を形成してもよい。
あるいは又、実施例１の温度検出素子の変形例（変形例１）の模式的な一部端面図を図２に示すが、この変形例１にあっては、赤外線入射面である基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１及び第２集光部１０２が設けられており、これによって、一種の凸メニスカスレンズが構成される。第１集光部１０１及び第２集光部１０２を、例えば、単結晶、多結晶又は非晶質のシリコン又はゲルマニウム又はポリエチレン樹脂又はカルコゲナイトガラスから構成することができる。但し、第１集光部１０１を構成する材料と、第２集光部１０２を構成する材料とは異なる。
第１集光部１０１及び第２集光部１０２は、以下に説明する方法で作製することができる。即ち、［工程−１４０］と同様の方法に基づき、基体１００，１００’の第１面に、第１集光部１０１の代わりに第２集光部１０２を形成する。そして、第１集光部１０１を形成するためのレンズ材料層１０１Ｆ（例えば、ゲルマニウムから成る）を全面に形成し（図５２Ａ参照）、レンズ材料層１０１Ｆ上にレジスト層２３１を全面に塗布し、現像することで、レジスト層２３１に開口部２３３を形成し、第１集光部１０１を形成すべきレンズ材料層１０１Ｆの一部をレジスト層２３１で被覆する（図５２Ｂ参照）。次いで、開口部２３３を介してレンズ材料層１０１Ｆに対する異方性エッチングを行うことで、第１集光部前駆体１０１’を形成した後（図５２Ｃ参照）、レジスト層２３１を除去する（図５３Ａ参照）。そして、レンズ材料層１０１Ｆに対して等方性エッチングを行うことで、全体的にレンズ材料層１０１Ｆが丸みを帯び、基体１００の第１面１００Ａに、第２集光部１０２を覆うレンズ材料層１０１Ｆから成る第１集光部１０１を形成することができる（図５３Ｂ参照）。
あるいは又、以下に説明する方法で第１集光部１０１及び第２集光部１０２を作製することもできる。即ち、［工程−１４０］と同様の方法に基づき、基体１００，１００’の第１面に、第１集光部１０１の代わりに第２集光部１０２を形成する。一方、図５４Ａに示すように、第１集光部１０１のレンズ形状を反転した形状２４１を有するナノインプリント金型２４０を準備する。そして、ナノインプリント金型２４０にポリエチレン樹脂等の溶融樹脂２４２を流し込み、第２集光部１０２の上に圧接する。そして、樹脂を硬化させた後、ナノインプリント金型２２０を取り除くと、第２集光部１０２を覆うように第１集光部１０１が形成される。
あるいは又、以下に説明する方法で第１集光部１０１及び第２集光部１０２を作製することもできる。即ち、即ち、［工程−１４０］と同様の方法に基づき、図５０Ａに示した構造を得る。但し、第１集光部１０１の代わりに、ゲルマニウムから成る第２集光部１０２を形成する。その後、図５１Ａ、図５１Ｂに説明したと同様の方法で、レンズ材料層１０１Ｄ及びレジスト層２１１Ｄ上に、レジスト層２１１Ｅ及びガラス材料層１０１Ｇを形成する(図５４Ｂ参照）。そして、レジスト層２１１Ｅ，２１１Ｄ，２１１Ｃ，２１１Ｂ，２１１Ａを除去し、ガラス材料層１０１Ｇを溶融することで、第２集光部１０２を覆う第１集光部１０１を得ることができる。
図１及び図２に示した実施例１の撮像装置の変形例の模式的な一部端面図を、図３Ａ及び図３Ｂに示す。尚、図３Ａ及び図３Ｂ、後述する図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８Ａ、図１８Ｂ、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２５、図３４、図３５Ａ及び図３５Ｂにおいては、基体１００、第１集光部１０１及び第２集光部１０２の図示を省略している。
図３Ａに示す実施例１の撮像装置の変形例２において、赤外線吸収層６１は絶縁膜２６の上に形成されている。図３Ｂに示す実施例１の撮像装置の変形例３において、赤外線反射層６２は、被覆層４３の内部に形成されている。図３Ｂにおいて、赤外線吸収層６１を図３Ａに示した構造としたが、図１に示した構造とすることもできる。また、赤外線吸収層６１を絶縁膜２６の内部に形成してもよいし、赤外線反射層６２を被覆層４３の頂面の上に形成してもよい。
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の温度検出素子の模式的な一部端面図を図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示し、実施例２の温度検出素子における第１集光部及び第２集光部の配置を模式的に図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃに示し、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃに示した実施例２の温度検出素子の撮像装置の温度検出素子アレイ領域における配置を模式的に図９に示す。更には、実施例２の温度検出素子の変形例の模式的な一部端面図を図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示す。尚、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃにおいて、温度検出素子の領域を一点鎖線で示し、第１集光部を実線で示し、第２集光部を点線で示す。
実施例２の温度検出素子１５にあっては、第１集光部１０１の中心のセンサ部１６への正射影像（図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃでは白丸印で示す）、第２集光部１０２の中心のセンサ部１６への正射影像（図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃでは黒丸印で示す）、及び、センサ部１６の中心（図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃでは「×」印で示す）は、異なる位置に位置する形態とすることができる。即ち、温度検出素子アレイ領域１１の中央部Ａ（図９参照）に位置する温度検出素子にあっては、第１集光部１０１の中心のセンサ部１６への正射影像、第２集光部１０２の中心のセンサ部１６への正射影像及びセンサ部１６の中心は一致している（図７Ａ、図８Ａ及び図１０Ａ参照）。一方、温度検出素子アレイ領域１１の右端中央部Ｂ（図９参照）に位置する温度検出素子にあっては、第１集光部１０１の中心のセンサ部１６への正射影像、第２集光部１０２の中心のセンサ部１６への正射影像及びセンサ部１６の中心は図面右方向にずれている（図７Ｂ、図８Ｂ及び図１０Ｂ参照）。更には、温度検出素子アレイ領域１１の右端上部Ｃ（図９参照）に位置する温度検出素子にあっては、第１集光部１０１の中心のセンサ部１６への正射影像、第２集光部１０２の中心のセンサ部１６への正射影像及びセンサ部１６の中心は図面右上斜め方向にずれている（図７Ｃ、図８Ｃ及び図１０Ｃ参照）。これらのずれ量は、センサ部１６の中心から温度検出素子が離れるほど、大きい。第１集光部１０１の中心の正射影像、第２集光部１０２の中心の正射影像、及び、センサ部１６の中心は、一直線上に位置することが好ましい。尚、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃにおいて、第１集光部１０１の中心、第２集光部１０２の中心及びセンサ部１６の中心を通る光を一点鎖線で示す。
また、各温度検出素子１５において、第１集光部１０１の中心のセンサ部１６への正射影像とセンサ部１６の中心との間の距離をＤＴ1、第２集光部１０２の中心のセンサ部１６への正射影像とセンサ部１６の中心との間の距離をＤＴ2としたとき、ＤＴ1及びＤＴ2の値は、温度検出素子アレイ領域１１における温度検出素子１５の占める位置によって異なる。即ち、第１集光部１０１の中心を通る第１の軸線ＡＸ1からセンサ部１６の中心を通る第３の軸線ＡＸ3までの距離、及び、第２集光部１０２の中心を通る第２の軸線ＡＸ2からセンサ部１６の中心を通る第３の軸線ＡＸ3までの距離を、温度検出素子１５が温度検出素子アレイ領域１１の中心から離れるほど、長くする。具体的には、温度検出素子１５の位置が温度検出素子アレイ領域１１の中心部から遠くなるほど、ＤＴ1，ＤＴ2の値を大きくする形態とすることができる。
実施例２の温度検出素子、撮像装置にあっては、温度検出素子アレイ領域における温度検出素子の配設位置に依らず、センサ部に確実に赤外線を入射させることが可能となる結果、温度検出素子の感度が低下したり、感度が不均一になるといった問題の発生を防止することができる。
実施例３は、実施例１〜実施例２の変形である。実施例３の温度検出素子及びその変形例における第１集光部及び第２集光部の配置を模式的に図１１Ａ及び図１１Ｂに示し、実施例３の温度検出素子における撮像用レンズ（撮像光学系）、第１集光部、第２集光部及びセンサ部の配置を模式的に図１２に示す。尚、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、温度検出素子ブロックの領域を一点鎖線で示し、第１集光部を実線で示し、第２集光部を点線で示す。
図１１Ａに示すように、実施例３にあっては、１つの第１集光部１０１が、複数の（具体的には、２つの）温度検出素子１５1，１５2に跨がって設けられている。尚、１つの第１集光部１０１が跨がって設けられている複数の温度検出素子の集合を温度検出素子ブロックと呼ぶ。図１１Ａに示した温度検出素子ブロックは２つの温度検出素子１５1，１５2から構成され、後述する図１１Ｂに示す温度検出素子ブロックは４つの温度検出素子１５1，１５2，１５3，１５4から構成される。そして、基体１００よりも赤外線入射側には撮像用レンズ（撮像光学系）３０１が備えられており、１つの第１集光部１０１は、撮像用レンズの瞳（撮像光学系の射出瞳）の第１の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の右半分の領域であり、図１２では、「Ａ」で示す）の実像を２つの温度検出素子の一方（便宜上、『第１温度検出素子』と呼ぶ）１５1の第２集光部１０２に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の左半分の領域であり、図１２では、「Ｂ」で示す）の実像を２つの温度検出素子の他方（便宜上、『第１温度検出素子』と呼ぶ）１５2の第２集光部１０２に結像させる。更には、この場合、２つの温度検出素子１５1，１５2によって得られる画像には視差（ズレ）が存在する。そして、２つの単眼視差画像を得ることができる。
あるいは又、図１１Ｂに示すように、実施例３の変形例にあっては、１つの第１集光部１０１が、複数の（具体的には、４つの）温度検出素子１５1，１５2，１５3，１５5に跨がって設けられている。そして、１つの第１集光部１０１は、撮像用レンズの瞳（撮像光学系の射出瞳）の第１の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第１象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第１の温度検出素子１５1の第２集光部１０２に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第２象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第２の温度検出素子１５2の第２集光部１０２に結像させ、撮像用レンズの瞳の第３の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第３象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第３の温度検出素子１５3の第２集光部１０２に結像させ、撮像用レンズの瞳の第４の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の第４象限の領域）の実像を４つの温度検出素子の内の第４の温度検出素子１５4の第２集光部１０２に結像させる。更には、この場合、４つの温度検出素子１５1，１５2，１５3，１５4によって得られる画像には視差（ズレ）が存在する。そして、４つの単眼視差画像を得ることができる。
これらの構成は、視差（あるいは画像のズレ）を用いたオートフォーカス手段、視差（あるいは画像のズレ）を用いたフォーカスずれ検出手段、視差（あるいは画像のズレ）を用いた乗り物の衝突回避手段、視差を用いてサーマル画像（実施例３の撮像装置から得られた画像）を両眼立体視できる表示装置やゴーグル、ヘッドマウントディスプレイ（一例として、消防士用ゴーグル）等への適用が可能である。
実施例４は、実施例１〜実施例４の変形であり、フェース・ツー・フェース構造の撮像装置に関する。実施例４の撮像装置の模式的な一部端面図を図１３に示す。
実施例４の撮像装置１０Ａにおいて、温度検出素子１１５と温度検出素子１１５との間に位置する第１基板１２１の部分と被覆層４３との間には、第１基板１２１と独立して隔壁１２３が形成されており、隔壁１２３の底部は被覆層４３と接合されている。空所５０に露出した被覆層４３の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている。具体的には、実施例４の撮像装置１０Ａにおいては、空所５０に露出した被覆層４３の露出面は、ＳｉＯ2から成る。また、隔壁１２３は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている。隔壁１２３は、具体的には、ＳｉＯ2から成る。参照番号２２Ａは、後述するシリコン層から延びる凸部を指し、参照番号２４Ａは凸部２２Ａの側壁を指す。
フェース・ツー・フェース構造を有する実施例４の撮像装置において、基体１００は、図示したように、第１基板２１から構成されていてもよいし、基体１００は第１基板２１とは異なる形態、例えば、基体１００は、封止部材あるいは保護部材（保護基板）から成る形態としてもよく、この場合、第１基板２１と基体１００とを貼り合わせればよい。基体１００の第１面に相当する第１基板１２１の第１面１２１Ａには、第１集光部１０１が設けられており、基体１００の第２面に相当する第１基板１２１の第２面１２１Ｂには、第２集光部１０２が設けられている。実施例４の温度検出素子にあっても、第１集光部１０１や第２集光部１０２は、基体１００（第１基板１２１）と一体に形成されているとしたが、これに限定するものではなく、第１集光部１０１や第２集光部１０２を基体１００（第１基板１２１）とは異なる材料から形成してもよい。具体的には、プラスチック、より具体的にはポリエチレンから第１集光部１０１や第２集光部１０２を形成してもよい。
赤外線が入射するセンサ部１６の側には、アルミニウム薄膜から成る赤外線吸収層６１が形成されており（即ち、赤外線吸収層６１は、ダイヤフラム部２５Ａの赤外線入射側に設けられており）、空所５０の底部に位置する被覆層４３の領域には、銅薄膜から成る赤外線反射層６２が形成されている。赤外線反射層６２は、被覆層４３の頂面又は被覆層４３の内部に形成されている。尚、赤外線反射層６２は、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分に形成されていてもよいし、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分の一部に形成されていてもよいし、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分からはみ出るように形成されていてもよい。具体的には、赤外線反射層６２は、実施例１と同様の構成、構造を有する。図示した例では、赤外線反射層６２は、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分の一部に形成されている。実施例４にあっても、赤外線吸収層６１が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層６１と赤外線反射層６２との間の光学的距離Ｌ0は、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する。場合によっては、空所５０と対向するセンサ部１６の側に赤外線吸収層６１を形成してもよい。
以下、実施例４の撮像装置の製造方法、温度検出素子、特に、第１構造体２０の製造方法の概要を、ＳＯＩ基板等の模式的な一部端面図である図５５Ａ、図５５Ｂ、図５５Ｃ、図５６Ａ、図５６Ｂ、図５６Ｃ及び図５６Ｄを参照して説明する。
［工程−４００］
先ず、実施例１と同様に、ＳＯＩ基板９０を準備する。そして、第１シリコン層側からＳＯＩ基板９０に凹部を形成した後、凹部を、例えば、絶縁材料で埋め込み、凸部２２Ａの側壁２４Ａを形成する（図５５Ａ参照）。次いで、ＳＯＩ基板９０の表面の第１シリコン層９１をパターニングすることで、ｐｎ接合ダイオード３０を形成すべき第１シリコン層９１の領域を残す。次に、周知の方法に基づき、第１シリコン層９１にセンサ部１６を構成するｐｎ接合ダイオード３０を形成する（図５５Ｂ参照）。
［工程−４１０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、周知の方法に基づき、ＳｉＯ2層９２の上、及び、ｐｎ接合ダイオード３０の一部の上に、配線３１、信号線７１を形成する。次に、全面に、ＳｉＯ2から成る絶縁膜２６、コンタクトホール７３、駆動線７２を形成した後、絶縁膜２６をパターニングする（図５５Ｃ参照）。但し、コンタクトホール７３、駆動線７２は、図５５Ｃ以降の図面には図示していない。
［工程−４２０］
その後、絶縁材料から成る犠牲層９７を全面に形成し（図５６Ａ参照）、隔壁１２３を形成すべき犠牲層９７の部分をエッチングして溝部を形成し、隔壁１２３を構成する材料で溝部を埋め込むことで、隔壁１２３を得る（図５６Ｂ参照）。犠牲層９７の厚さによってＬ0が規定される。それ故、Ｌ0の値を正確に規定することが可能である。更に、隔壁１２３を形成すべき部分の犠牲層９７にエッチング用マスク層（図示せず）を形成する。
［工程−４３０］
次に、エッチング法に基づき犠牲層９７を除去し（図５６Ｃ参照）、更に、エッチャントを変更して、エッチング法に基づき第２シリコン層９３の一部を除去することで（図５６Ｄ参照）、ダイヤフラム部２５Ａと第２シリコン層との間に空洞５１を設ける。その後、隔壁１２３に形成しておいたエッチング用マスク層を除去する。尚、空洞５１の断面形状は図示した形状に限定されない。
尚、この工程において、ダイヤフラム部２５Ａと第２シリコン層との間に空洞５１を設けると同時に、第１基板１２１の第２面に第２集光部１０２を形成することができる。即ち、エッチング法に基づき第２シリコン層９３の一部を除去するとき、エッチャント（エッチングガスあるいはエッチング液）は隔壁１２３の近傍から第２シリコン層９３へと浸入するが、エッチング条件を適切に設定することで、隔壁１２３の近傍の第２シリコン層９３の部分の方を、隔壁１２３から遠い第２シリコン層９３の部分よりも、多くエッチングすることができる。その結果、第１基板１２１（第２シリコン層９３であり、基体１００に相当する）の第２面１２１Ｂの側に第２集光部１０２を設けることができる。
［工程−４４０］
駆動回路が設けられた第２構造体４０を準備する。尚、被覆層４３には、赤外線反射層６２を形成しておく。そして、周知の方法で、隔壁１２３と被覆層４３とを、真空雰囲気下で接合する。次いで、周辺領域１２，１４において、駆動線７２及び信号線７１を、駆動回路と、例えば、図示しないスルーシリコンビヤ（ＴＳＶ）によって電気的に接続する。そして、第１基板１２１の第１面１２１Ａに第１集光部１０１を設ける。こうして、図１３に示した撮像装置１０Ａを得ることができる。その後、得られた撮像装置１０をパッケージする。
実施例４の温度検出素子の変形例（変形例１）の模式的な一部端面図を図１４に示すが、この実施例４の変形例１にあっては、実施例１における変形例１と同様に、赤外線入射面である基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１及び第２集光部１０２が設けられており、これによって、一種の凸メニスカスレンズが構成される。
図１５Ａに実施例４の撮像装置の変形例（変形例２）の模式的な一部端面図を示すように、赤外線吸収層６１は、第１基板１２１の第２面１２１Ｂに設けられていてもよい。あるいは又、図１５Ｂに実施例４の撮像装置の変形例（変形例３）の模式的な一部端面図を示すように、赤外線吸収層６１は、第１基板１２１の内部に設けられていてもよい。尚、この場合、赤外線入射面である基体１００の第１面１００Ａに第１集光部１０１及び第２集光部１０２を設ければよいし、あるいは又、基体１００を、第１基板１２１とは別途、封止部材あるいは保護部材（保護基板）から構成し、基体１００と第１基板１２１とを貼り合わせてもよい。
また、実施例４の撮像装置の変形例（変形例３）において、図１６に模式的な一部端面図を示すように、赤外線が入射する第１基板１２１の面（第１基板１２１の第１面１２１Ａ）に、シリコン半導体基板から成る保護部材（保護基板）１２２（基体１００に相当する）が取り付けられていてもよい。保護部材１２２（基体１００）の赤外線入射面に図示しない第１集光部及び第２集光部を設ければよい。周辺領域に駆動回路が設けられたシリコン半導体基板から保護部材１２２を構成し、保護部材１２２と第１基板１２１とを貼り合わせ、周辺領域１２において、保護部材１２２の周辺領域に設けられた駆動回路と、駆動線７２及び信号線７１とを、例えば、スルーシリコンビヤ（ＴＳＶ）によって電気的に接続してもよい。尚、この場合、第２構造体４０には駆動回路を設けなくともよい場合がある。
実施例５は、実施例１〜実施例４の変形である。実施例５にあっては、模式的な一部端面図を図１７Ａ（実施例１の変形例）及び図１７Ｂ（実施例４の変形例）に示すように、被覆層４３には、金属材料、カーボンフィルムやカーボンナノチューブといったカーボン系材料、あるいは、有機系材料から成る熱伝導層（熱均一化層）６３が形成されている。具体的には、熱伝導層６３は、被覆層４３の内部であって、赤外線反射層６２の下方に配設されている。熱伝導層６３の形成によって、温度のより一層の均一化、温度分布のより一層の均一化を図ることができる。場合によっては、熱伝導層（熱均一化層）６３を真空層から構成することもできる。また、温度検出素子アレイ領域１１の領域に依存して、熱伝導層（熱均一化層）６３の構成を変えてもよい。
以上の点を除き、実施例５の撮像装置の構成、構造は、実施例１〜実施例４の撮像装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、熱伝導層（熱均一化層）を、実施例１〜実施例４の撮像装置以外の撮像装置（例えば、可視光に基づき撮像を行う撮像装置）に適用することもできる。
実施例６は、実施例１〜実施例５の変形である。実施例６にあっては、模式的な一部端面図を図１８Ａ（実施例１の変形例）及び図１８Ｂ（実施例４の変形例）に示すように、被覆層４３には（具体的には、被覆層４３の内部には）、タングステン（Ｗ）から成る温度制御層６４が形成されており、被覆層４３には、シリコンダイオードから成る温度検知手段（図示せず）が設けられている。温度制御層６４はヒータ（抵抗体、抵抗部材）として機能する。尚、温度制御層は配線を兼ねている構成とすることもできる。そして、温度検知手段の温度検知結果に基づき、駆動回路は温度制御層６４を制御する。具体的には、例えば、温度制御層６４に流す電流を制御することで、温度制御層６４の発熱量を制御する。尚、温度制御層６４を制御するために温度制御層６４と制御回路を結ぶ配線の図示は省略した。
即ち、温度検知手段の温度検知結果を受け取った駆動回路（具体的には、ＣＰＵあるいはＤＳＰ）は、受け取った温度検知結果に基づき被覆層４３の温度分布を求める。そして、駆動回路は、必要とされる熱量を計算し、個別に温度制御層６４に流す電流の値を制御することで、被覆層４３の温度の均一化、温度分布の均一化（面内温度バラツキ発生の抑制）、更には、第１基板２１，１２１の温度の均一化、温度分布の均一化、温度検出素子１５（具体的には、センサ部１６）の温度の均一化、温度分布の均一化を図る。従って、例えば、アナログロジックブロックの電流量が変化し、アナログロジックブロックにおける発熱量が変化した場合にも、容易に温度制御を行うことができる。温度制御層６４による温度制御の範囲を逸脱した場合、駆動回路は、アナログロジックブロックにおける電流量の制御、アナログロジックブロックにおける動作クロックの制御を行うことで、温度の均一化、温度分布の均一化を図ることができる。尚、温度制御層６４を設けずに、駆動回路が、アナログロジックブロックにおける電流量の制御、アナログロジックブロックにおける動作クロックの制御を行うことで、温度の均一化、温度分布の均一化を図ることも可能である。温度制御層６４によって制御される温度を、例えば、室温よりも高く設定することで、温度制御層６４は、一種のオン／オフ動作となり、温度制御層６４の消費電力の低下を図ることが可能となる。また、実施例５において説明した熱伝導層６３と組み合わせることで、より一層、温度の均一化、温度分布の均一化を図ることができる。この場合、温度制御層６４の上方に熱伝導層６３を配設することが好ましい。場合によっては、温度制御層６４は赤外線反射層６２を兼ねていてもよい。
温度検出素子１５と温度制御層６４の配置状態を模式的に図１９及び図２０に例示するが、温度検出素子１５の正射影像と温度制御層６４の正射影像とは重なっていてもよいし（図１９参照）、温度検出素子１５の正射影像と温度検出素子１５の正射影像との間に温度制御層６４の正射影像が位置する配置とすることもできる（図２０参照）。温度制御層６４の面積や配置位置、配置密度は、温度の均一化、温度分布の均一化を達成できるような面積や配置位置、配置密度とすればよい。尚、温度検出素子１５よりも温度制御層６４は下方に位置するので、図１９、図２０において、温度制御層６４を点線で示した。
ここで、第１構造体２０は、複数の温度検出素子１５を備えた温度検出素子アレイ領域１１、及び、温度検出素子アレイ領域１１を取り囲む周辺領域１２を備えており、温度制御層６４は温度検出素子アレイ領域１１に形成されている構成とすることが好ましい。あるいは又、温度制御層６４は、温度検出素子アレイ領域１１の正射影像が存在する被覆層４３の領域に形成されていることが好ましい。あるいは又、駆動回路は、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）を備えており、温度検出素子アレイ領域１１の正射影像が存在する第２基板４１（駆動基板）の領域には、アナログ−デジタル変換回路が配設されていない構成とすることが好ましい。
以上の点を除き、実施例６の撮像装置の構成、構造は、実施例１〜実施例５の撮像装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、温度制御層を、実施例１〜実施例５の撮像装置以外の撮像装置（例えば、可視光に基づき撮像を行う撮像装置）に適用することもできる。
実施例７は、本開示の第２の態様〜第３の態様に係る撮像装置に関する。
室温前後の温度にある物体からの放射スペクトルは、波長１０μｍ付近にピークを有する（図２３における放射スペクトル「Ｂ」を参照）。尚、図２３の放射スペクトル「Ａ」は、室温よりも高い温度にある物体からの放射スペクトルを示す。そして、例えば、このピーク波長よりも短い感度波長を有する温度検出素子１５Ａと、このピーク波長よりも長い感度波長を有する温度検出素子１５Ｂとを同一画素内において組み合わせることで、２つの温度検出素子１５Ａ，１５Ｂからの信号の強度の比率から、物体の温度を高い精度で測定することが可能となる。
実施例７の撮像装置にあっては、
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子１５Ａ，１５Ｂが並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂが検出する赤外線の波長は異なっている。尚、実施例７にあっては、複数の温度検出素子ユニットが、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に（具体的には、２次元マトリクス状に）配列されている。
そして、実施例７の撮像装置において、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂは、赤外線入射側に赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂにおける赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂと赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂとの間の光学的距離Ｌ0，Ｌ0’は異なっており、
各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂにおける光学的距離Ｌ0，Ｌ0’は、温度検出素子１５Ａ，１５Ｂを構成する赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂが吸収すべき赤外線の波長をλIR-A，λIR-Bとしたとき、
０．７５×λIR-A／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR-A／２
又は、
０．７５×λIR-A／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR-A／４
を満足し、
０．７５×λIR-B／２≦Ｌ0’≦１．２５×λIR-B／２
又は、
０．７５×λIR-B／４≦Ｌ0’≦１．２５×λIR-B／４
を満足する。また、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂは、赤外線入射側に赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂにおける赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを構成する材料、構成、構造、又は、赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを構成する材料、構成、構造は、異なっている。即ち、具体的には、前記（ケースＡ）、（ケースＢ）、（ケースＣ）において説明したとおりである。
あるいは又、実施例７の撮像装置は、
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子１５Ａ，１５Ｂが並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂの赤外線吸収量は異なっている。尚、この実施例７にあっても、複数の温度検出素子ユニットが、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に（具体的には、２次元マトリクス状に）配列されている。
そして、実施例７の撮像装置において、
各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂは、赤外線入射側に赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子１５における赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを構成する材料、又は、赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを構成する材料、又は、赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを構成する材料及び赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを構成する材料は、異なっている。また、実施例７の撮像装置において、
各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂは、赤外線入射側に赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂを有し、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子１５における赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂ、又は、赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂ、又は、赤外線吸収層６１，６１Ａ，６１Ｂ及び赤外線反射層６２，６２Ａ，６２Ｂの面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている。即ち、具体的には、前記（ケースａ）、（ケースｂ）、（ケースｃ）、（ケースｄ）、（ケースｅ）、（ケースｆ）、（ケースｇ）、（ケースｈ）、（ケースｉ）において説明したとおりである。
より具体的には、模式的な一部端面図を図２１Ａに示すように、温度検出素子１５Ａと温度検出素子１５Ｂにおける赤外線吸収層６１Ａ，６１Ｂの構造が異なっている。これによって、温度検出素子１５Ａ，１５ＢにおけるＬ0，Ｌ0’の値を変えることができ、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂが検出する赤外線の波長を異ならせることができるし、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂの赤外線吸収量を異ならせることができる。
あるいは又、模式的な一部端面図を図２１Ｂに示すように、温度検出素子１５Ａと温度検出素子１５Ｂにおける赤外線吸収層６１Ａ，６１Ｂの構造は同じであるが、形成されている位置が異なっている。これによっても、温度検出素子１５Ａ，１５ＢにおけるＬ0，Ｌ0’の値を変えることができ、各温度検出素子１５Ａ，１５Ｂが検出する赤外線の波長を異ならせることができる。
２種類の温度検出素子１５Ａ及び温度検出素子１５Ｂから温度検出素子ユニットを構成する場合の温度検出素子１５Ａ及び温度検出素子１５Ｂの配置を図２２Ａに例示する。１画素を構成する４つの温度検出素子１５Ａ，１５Ｂから構成された温度検出素子ユニットを点線で囲んで示す。尚、２つの温度検出素子１５Ａ，１５Ｂから温度検出素子ユニットを構成することもできる。また、３種類の温度検出素子１５Ａ、温度検出素子１５Ｂ及び温度検出素子１５Ｃから温度検出素子ユニットを構成する場合の温度検出素子１５Ａ、温度検出素子１５Ｂ及び温度検出素子１５Ｃの配置を図２２Ｂに例示する。高い空間分解が要求される赤外線波長に対応する温度検出素子を温度検出素子１５Ａとすればよい。
実施例７の撮像装置において、温度検出素子ユニットは複数の温度検出素子が並置されて成り、温度検出素子ユニットにおいて各温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっており、あるいは又、温度検出素子ユニットにおいて各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっているので、温度検出素子毎に波長分光特性や赤外線の感度を変え得ることが可能である。そして、異なる感度波長を有する温度検出素子を同一画素内において組み合わせることで、複数の温度検出素子からの信号の強度の比率から物体の温度を高い精度で測定することが可能となる。あるいは又、高感度温度検出素子と低感度温度検出素子を組み合わせた温度検出素子ユニットとすることで、温度検出素子ユニットとしてのダイナミックレンジを変えることが可能となる。即ち、赤外線強度が高い場合には低感度温度検出素子を作動させ、赤外線強度が低い場合には高感度温度検出素子を作動させればよい。あるいは又、赤外線強度が低い状態から高い状態に被写体（あるいは環境）が変化した場合、高感度温度検出素子から低感度温度検出素子へと切り替え、赤外線強度が高い状態から低い状態に被写体（あるいは環境）が変化した場合、低感度温度検出素子から高感度温度検出素子へと切り替えればよい。
図２１Ａ、図２１Ｂに示した温度検出素子１５Ａ，１５Ｂの構成、構造として、実施例１において説明した温度検出素子の構成、構造を採用したが、これに限定するものではなく、実施例７の撮像装置の構成、構造は、実施例１〜実施例６において説明した撮像装置の構成、構造と同様とすることができる。あるいは又、温度検出素子ユニットが、複数の温度検出素子が並置されて成り、温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっており、あるいは又、温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている限りにおいて、実施例１〜実施例６において説明した撮像装置の構成、構造に限定するものではなく、他の構成、構造を有する撮像装置に適用することもできる。
実施例８は、本開示の第４の態様に係る撮像装置に関する。
前述したとおり、第２の方向に沿って配列された複数の温度検出素子が接続された信号線に差動積分回路を配置した場合、温度検出素子から出力される信号を差動積分回路によって積分するのに必要とされる時間が十分ではない場合がある。
実施例８の撮像装置は、このような問題を解決するために、図２４に等価回路図を示すように、
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に（具体的には、２次元マトリクス状に）、Ｍ0×Ｎ0個（但し、Ｍ0≧２，Ｎ0≧２）、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子１５、
第１の方向に沿って配設された複数の駆動線７２、
第２の方向に沿って配設されたＮ0×Ｐ0本（但し、Ｐ0≧２）の信号線７１、
複数の駆動線７２が接続された第１駆動回路（具体的には、垂直走査回路８１）、及び、
Ｎ0×Ｐ0本の信号線７１が接続された第２駆動回路（具体的には、水平走査回路８６等）、
を備えている。そして、
各温度検出素子１５は、第１端子部（具体的には、複数のｐｎ接合ダイオード３０における一端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）、及び、第２端子部（具体的には、複数のｐｎ接合ダイオード３０における他端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）を備えており、
各温度検出素子１５の第１端子部は、駆動線７２に接続されており、
第（ｎ，ｐ）番目の信号線７１（但し、ｎ＝１，２・・・，Ｎ0、ｐ＝１，２・・・，Ｐ0）は、第２の方向に沿って配設された第ｎ番目のＮ0個の温度検出素子１５から構成された温度検出素子群における第｛（ｑ−１）Ｐ0＋ｐ｝番目の温度検出素子１５（但し、ｑ＝１，２，３・・・）の第２端子部に接続されている。
実施例８にあっては、より具体的には、Ｐ0＝２とした。従って、ｐの値は、１又は２である。即ち、信号線の数は２Ｎ0本である。奇数番目の信号線７１Ａ（７１1,1，７１2,1，７１3,1・・・）に接続された温度検出素子を参照番号２１５Ａで示し、偶数番目の信号線７１Ｂ（７１1,2，７１2,2，７１3,2・・・）に接続された温度検出素子を参照番号２１５Ｂで示す。
ｐ＝１としたとき、第（ｎ，１）番目の信号線は、第２の方向に沿って配設された第ｎ番目のＮ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｑ−１）Ｐ0＋１｝番目の温度検出素子（但し、ｑ＝１，２，３・・・）、即ち、奇数番目の温度検出素子２１５Ａの第２端子部に接続されている。また、ｐ＝２としたとき、第（ｎ，２）番目の信号線は、第２の方向に沿って配設された第ｎ番目のＮ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｑ−１）Ｐ0＋２｝番目の温度検出素子（但し、ｑ＝１，２，３・・・）、即ち、偶数番目の温度検出素子２１５Ｂの第２端子部に接続されている。
ここで、実施例８の撮像装置において、各信号線７１Ａ，７１Ｂは、第２駆動回路を構成するアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）８３ａ，８３ｂ、サンプルホールド回路８４及びアナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）８５ａ，８５ｂに接続されており、アナログ・フロント・エンド８３ａ，８３ｂは差動積分回路を有する。差動積分回路を含むアナログ・フロント・エンド８３ａ，８３ｂ、アナログ−デジタル変換回路８５ａ，８５ｂは、周知の回路構成とすることができる。
このように、第２の方向に沿って配列された一群の温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂを、２つのグループ（第２の方向に沿って配列された奇数番目の温度検出素子２１５Ａ、及び、第２の方向に沿って配列された偶数番目の温度検出素子２１５Ｂ）に分け、それぞれのグループの温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂを信号線７１Ａ，７１Ｂに接続する。即ち、第２の方向に沿って配列された温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂを２本の信号線７１Ａ，７１Ｂに接続する。従って、第２の方向に沿って配列された温度検出素子を１本の信号線に接続する場合と比較して、差動積分回路が並列に配置されているが故に、温度検出素子から出力される信号を差動積分回路によって積分するのに必要とされる時間を２倍とすることができ、高い感度を有し、低ノイズ化された撮像装置を提供することができる。このような実施例８の撮像装置の構成、構造を、実施例１〜実施例７において説明した撮像装置に適用することができる。場合によっては、このような実施例８の撮像装置の構成、構造を、実施例１〜実施例７において説明した撮像装置以外の構成、構造を有する撮像装置（例えば、可視光に基づき撮像を行う撮像装置）に適用することもできる。
温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂあるいは撮像装置の構成、構造は、実施例１〜実施例６において説明した温度検出素子１５あるいは撮像装置の構成、構造と同様とすることができる。あるいは又、温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂの構成、構造を、実施例７において説明した温度検出素子１５Ａ，１５Ｂの構成、構造と同様とすることができる。それ故、温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂあるいは撮像装置の説明は省略する。
尚、模式的な一部端面図を図２５に示し、撮像装置の構成要素の配置状態を模式的に図２６に示すように、空所５０は、隣接する２×ｋ個の温度検出素子２１５（但し、ｋは１以上の整数であり、図示した例では、ｋ＝１）において共有化されている構造とすることもできる。尚、空所５０を明確化するために、図２６において、空所５０に斜線を付した。また、信号線７１Ａ，７１Ｂ、駆動線７２を太い実線で示し、配線３１の一部分も太い実線で示した。後述する図２８においても同様である。温度検出素子２１５の検出感度を高めるためには、第１スタッド部２５Ｃ及び第２スタッド部２５Ｄを介した熱の散逸をできる限り抑制する必要がある。図２５に示す例では、第１の方向に沿って隣接する２つの温度検出素子で第１スタッド部２５Ｃの一部が共有されているので、第１スタッド部２５Ｃを介した熱の散逸を抑制することができる。尚、図２５、図２６に示した空所５０の構造を、実施例１〜実施例７において説明した撮像装置に適用することができる。
以下、実施例８の撮像装置の変形例を説明する。
図２７に等価回路図に示し、構成要素の配置状態を模式的に図２８に示すように、実施例８の撮像装置の変形例にあっては、
複数の駆動線７２の本数は、Ｍ0／Ｐ0であり、
第ｍ番目の駆動線７２（但し、ｍ＝１、２・・・，Ｍ0／Ｐ0）は、第１の方向に沿って配設された第｛（ｍ−１）Ｐ0＋ｐ’｝番目のＭ0個の温度検出素子２１５（但し、ｐ’＝１，２・・・Ｐ0の全ての値）から構成された温度検出素子群に共通である。
実施例８にあっては、より具体的には、前述したとおり、Ｐ0＝２とした。従って、ｐ’の値は、１及び２である。即ち、第ｍ番目の駆動線７２mは、第１の方向に沿って配設された第｛（ｍ−１）Ｐ0＋ｐ’｝番目のＭ0個の温度検出素子（具体的には、第｛（ｍ−１）Ｐ0＋１｝番目のＭ0個の温度検出素子、及び、第｛（ｍ−１）Ｐ0＋２｝番目のＭ0個の温度検出素子の全て）から構成された温度検出素子群に共通である。
そして、図２７に示した実施例８の撮像装置の変形例において、
温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂは、温度検出素子用基板（第１基板２１）に設けられた空所５０の上方に配設されており、
温度検出素子用基板（第１基板２１）に設けられた第１接続部（具体的には、駆動線７２の一部）と、温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂの第１端子部（具体的には、複数のｐｎ接合ダイオード３０における一端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）とは、第１スタッド部２５Ｃを介して（具体的には、一部が共有化された第１スタッド部２５Ｃを介して）接続されており、
温度検出素子用基板（第１基板２１）に設けられた第２接続部（具体的には、信号線７１Ａ，７１Ｂの一部）と、温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂの第２端子部（具体的には、複数のｐｎ接合ダイオード３０における他端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）とは、第２スタッド部２５Ｄを介して（具体的には、一部が共有化された第２スタッド部２５Ｄを介して）接続されている。
あるいは又、Ｐ0＝２であり、
第２の方向に隣接する２つの温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂのそれぞれの第２端子部は、１つの第２スタッド部２５Ｄを介して（具体的には、一部が共有化された第２スタッド部２５Ｄを介して）温度検出素子用基板（第１基板２１）に設けられた第２接続部（信号線７１Ａ，７１Ｂの一部）に接続されており、
第１の方向に隣接する２つの温度検出素子２１５Ａあるいは温度検出素子２１５Ｂと、第２の方向に隣接する２つの温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂの、合計４つの温度検出素子２１５Ａ，２１５Ｂのそれぞれの第１端子部は、１つの第１スタッド部２５Ｃを介して（具体的には、一部が共有化された第１スタッド部２５Ｃを介して）温度検出素子用基板（第１基板２１）に設けられた第１接続部（駆動線７２の一部）に接続されている。
温度検出素子２１５の検出感度を高めるためには、第１スタッド部２５Ｃ及び第２スタッド部２５Ｄを介した熱の散逸をできる限り抑制する必要がある。図２７に示す例では、第１の方向及び第２の方向に沿って隣接する４つの温度検出素子で第１スタッド部２５Ｃの一部が共有されており、第２の方向に沿って隣接する２つの温度検出素子で第２スタッド部２５Ｄの一部が共有されているので、第１スタッド部２５Ｃ、第２スタッド部２５Ｄを介した熱の散逸を抑制することができる。尚、図２７に示した空所５０の構造を、実施例１〜実施例７において説明した撮像装置に適用することができる。
実施例９は、本開示の第５の態様に係る撮像装置に関する。等価回路図を図２９に示すように、実施例９の撮像装置は、
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に（具体的には、２次元マトリクス状に）、Ｓ0×Ｔ0個（但し、Ｓ0≧２，Ｔ0≧２）、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂ、
第１の方向に沿って配設されたＳ0×Ｕ0本（但し、Ｕ0≧２）の駆動線７２、
第２の方向に沿って配設された複数の信号線７１、
Ｓ0×Ｕ0本の駆動線７２が接続された第１駆動回路（具体的には、垂直走査回路８１）、及び、
複数の信号線７１が接続された第２駆動回路（具体的には、水平走査回路８６等）、
を備えている。そして、
各温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂは、第１端子部（具体的には、複数のｐｎ接合ダイオード３０における一端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）、及び、第２端子部（具体的には、複数のｐｎ接合ダイオード３０における他端に位置するｐｎ接合ダイオード３０）を備えており、
各温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂの第２端子部は、信号線７１に接続されており、
第（ｓ，ｕ）番目の駆動線７２（但し、ｓ＝１，２・・・，Ｓ0、ｕ＝１，２・・・，Ｕ0）は、第１の方向に沿って配設された第ｓ番目のＳ0個の温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂから構成された温度検出素子群における第｛（ｔ−１）Ｕ0＋ｕ｝番目の温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂ（但し、ｔ＝１，２，３・・・）の第１端子部に接続されている。
実施例９にあっては、より具体的には、Ｕ0＝２とした。従って、ｕの値は、１又は２である。即ち、駆動線の数は２Ｓ0本である。奇数番目の駆動線７２Ａ（７２1,1，７２2,1，７２3,1・・・）に接続された温度検出素子を参照番号３１５Ａで示し、偶数番目の駆動線７２Ｂ（７２1,2，７２2,2，７２3,3・・・）に接続された温度検出素子を参照番号３１５Ｂで示す。
ｕ＝１としたとき、第（ｓ，１）番目の駆動線は、第１の方向に沿って配設された第ｓ番目のＳ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｔ−１）Ｕ0＋１｝番目の温度検出素子（但し、ｔ＝１，２，３・・・）、即ち、奇数番目の温度検出素子３１５Ａの第１端子部に接続されている。また、ｕ＝２としたとき、第（ｓ，２）番目の駆動線は、第１の方向に沿って配設された第ｓ番目のＳ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｔ−１）Ｐ0＋２｝番目の温度検出素子（但し、ｔ＝１，２，３・・・）、即ち、偶数番目の温度検出素子３１５Ｂの第２端子部に接続されている。
このように、第１の方向に沿って配列された一群の温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂを、２つのグループ（第１の方向に沿って配列された奇数番目の温度検出素子３１５Ａ、及び、第１の方向に沿って配列された偶数番目の温度検出素子３１５Ｂ）に分け、それぞれのグループの温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂを駆動線７２Ａ，７２Ｂに接続する。即ち、第１の方向に沿って配列された温度検出素子３１５Ａ，３１５Ｂを２本の駆動線７２Ａ，７２Ｂに接続する。従って、駆動線を流れる電流の電流密度低減を図ることができる結果、温度検出素子の駆動における消費電力の低減を図ることができるし、例えば、駆動線における電圧低下の抑制を図ることができる。このような実施例９の撮像装置の構成、構造を、実施例１〜実施例８において説明した撮像装置に適用することができる。場合によっては、このような実施例９の撮像装置の構成、構造を、実施例１〜実施例８において説明した撮像装置以外の構成、構造を有する撮像装置（例えば、可視光に基づき撮像を行う撮像装置）に適用することもできる。
実施例１０は、本開示の第６の態様に係る撮像装置に関する。実施例９の撮像装置は、
第１構造体２０及び第２構造体４０から構成されており、
第１構造体２０は、
第１基板２１、
第１基板２１に設けられ、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に（具体的には、２次元マトリクス状に）配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子１５、
第１の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子１５が接続された複数の駆動線７２、及び、
第２の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子１５が接続された複数の信号線７１、
を備えている。そして、第２構造体４０は、
第２基板４１、及び、
第２基板４１に設けられた駆動回路、
を備えており、
第１構造体２０は、複数の温度検出素子１５を備えた温度検出素子アレイ領域１１、及び、温度検出素子アレイ領域１１を取り囲む周辺領域１２を備えており、
第２構造体４０は、赤外線が入射する第１基板２１の側に取り付けられており、
周辺領域１２において、駆動線７２及び信号線７１は、駆動回路と電気的に接続されている。
具体的には、例えば、実施例１〜実施例１０において説明した撮像装置において、第２構造体４０における中央領域１３には駆動回路を設けずに、第２構造体４０における中央領域１３から赤外線が入射する構成とし、赤外線吸収層６１を赤外線反射層６２の配設位置に配置し、赤外線反射層６２を赤外線吸収層６１の配設位置に配置すればよい。また、空所５０と空洞５１の位置関係を逆とすればよい。駆動回路は被覆層４３によって覆われていてもよい。
実施例１１は、本開示の撮像装置におけるノイズ低減方法に関する。実施例１１における撮像装置は、実施例１〜実施例１０において説明した撮像装置である。即ち、実施例１１における撮像装置は、等価回路図を図３０に示すように、
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子１５、
温度検出素子１５が接続された駆動線７２、及び、
温度検出素子１５が接続された信号線７１、
を備えており、
駆動線７２が接続された第１駆動回路、信号線７１が接続された第２駆動回路、記憶装置（例えば、図示しない不揮発性メモリ）を更に備えており、
第２駆動回路において、信号線７１は差動積分回路８３Ａ及びアナログ−デジタル変換回路８５に接続されている。
ここで、実施例１〜実施例１１の撮像装置において、各信号線７１における電圧は、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）８３を構成する差動積分回路８３Ａの一方の入力部に入力される。また、差動積分回路８３Ａの他方の入力部には基準電圧（参照電圧）が、配線８３Ｂを介して入力される。配線８３Ｂは、また、定電流回路８３Ｃに接続されている。更には、各信号線７１と配線８３とを短絡するためのスイッチ手段８３Ｄが、各信号線７１と配線８３Ｂとの間に配設されている。尚、定電流回路８３Ｃを信号線毎に配設した構成により、配線抵抗による電圧降下に起因した誤差を低減することができる。即ち、定電流回路８３Ｃを信号線毎に配設すると、配線８３Ｂの電流分布と駆動線７２の電流分布を概ね同等にすることができる。電流分布が同等で、なおかつ、配線８３Ｂと駆動線７２の長さ当たりの配線抵抗値を概ね同等にすると、配線抵抗と電流の積による電圧降下を列毎にほぼ等しくすることができる。配線８３Ｂの電圧降下は差動積分回路８３Ａのプラス側の端子電圧を低下させ、駆動線７２の電圧降下は差動積分回路８３Ａのマイナス側の端子電圧を低下させるが、プラス側の端子とマイナス側の端子の等しい電圧降下は差動積分によって相殺されるため、差動積分回路８３Ａの出力端子に現れる誤差が低減される。
実施例１１のノイズ低減方法にあっては、先ず、温度検出素子１５を不作動の状態として、差動積分回路８３Ａをリセットする。即ち、垂直走査回路８１からの温度検出素子１５の選択を行うこと無く、スイッチ手段８３Ｄを「閉」状態とし、差動積分回路８３Ａの２つの入力部を短絡させ、差動積分回路８３Ａをリセットする。
次いで、温度検出素子１５を不作動の状態として、温度検出素子１５が作動状態にある時間ＴＭ0と同じ時間ＴＭ0だけ信号線７１に定電流を流し、信号線７１の電圧を差動積分回路８３Ａにおいて積分し、得られた積分値をアナログ−デジタル変換回路８５においてデジタル値に変換し、得られたデジタル値をオフセット値として記憶装置に記憶する。
具体的には、スイッチ手段８３Ｄを「開」状態とし、温度検出素子１５を不作動の状態のままとして、温度検出素子１５が作動状態にある時間ＴＭ0と同じ時間ＴＭ0だけ信号線７１に定電流を流す一方、差動積分回路８３Ａの他方の入力部に基準電圧（参照電圧）を配線８３Ｂを介して入力する。信号線７１の電圧（原則、無変化の電圧値）は差動積分回路８３Ａにおいて積分される。そして、時間ＴＭ0が経過した後、得られた積分値をアナログ−デジタル変換回路８５においてデジタル値に変換し、得られたデジタル値をオフセット値として記憶装置に記憶する。このように、差動積分回路８３Ａの他方の入力部には基準電圧（参照電圧）が入力され、差動積分回路８３Ａの一方の入力部には不作動の温度検出素子１５の出力が入力されるので、結局、差動積分回路８３Ａにおいて得られた積分値は、差動積分回路８３Ａにおける特性バラツキ（具体的には、差動積分回路を構成するオペアンプにおけるオフセットのバラツキ）に起因した値である。
次に、温度検出素子１５を実際に作動させる。ここで、温度検出素子１５を、時間ＴＭ0だけ動作状態として、信号線７１の電圧を差動積分回路８３Ａにおいて積分し、得られた積分値をアナログ−デジタル変換回路８５においてデジタル値に変換してデジタル信号値を得た後、デジタル信号値からオフセット値を減じる。
こうして、差動積分回路８３Ａに起因したノイズを低減させることができ、あるいは又、差動積分回路８３Ａの特性バラツキを抑制することができ、所謂縦筋固定パターンノイズを低減させることができる。以上の処理は、１撮像フレーム（１画面）を読み出す前に行えばよい。
実施例１２では、実施例１〜実施例１１において説明した撮像装置を赤外線カメラに適用した例を説明する。図３１に概念図を示すように、赤外線カメラは、撮像用レンズ（撮像光学系）３０１、シャッター３０２、実施例１〜実施例１１において説明した撮像装置３０３、駆動回路３０４、電源部３０５、記憶媒体３０６、ビデオ出力部３０７、各種インターフェース３０８から構成されている。駆動回路３０４には、先に説明した各種の回路の他、例えば、画素間バラツキを補正し、また、欠陥画素の補正を行い、また、各種ノイズ除去を行う信号処理回路が含まれる。このような構成の赤外線カメラの構成要素は、撮像装置３０３を除き、周知の構成要素とすることができるので、詳細な説明は省略する。
実施例１３では、実施例３において説明した撮像装置を赤外線カメラに適用した例（実施例１２を参照）の応用例を説明する。
実施例１３の撮像装置を組み込んだ赤外線カメラ等の概念図を図３７に示し、実施例１３の撮像装置の動作を説明するためのフローチャートを図３８に示す。尚、図３７に示すサーマル画像センサが、実施例３において説明した撮像装置に相当する。
実施例１３にあっては、赤外線カメラによってオートフォーカス機能が実現される。具体的には、実施例３において図１１Ａを参照して説明した撮像装置における２つの温度検出素子、即ち、第１温度検出素子１５1及び第２温度検出素子１５2のそれぞれによって、撮像用レンズの瞳（撮像光学系の射出瞳）の第１の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の右半分の領域）及び第２の領域（例えば、撮像用レンズの瞳の左半分の領域）における画像信号（便宜上、『第１の画像信号』及び『第２の画像信号』と呼ぶ）が得られる。そして、周知の方法（例えば、特開２０１２−１７７６７６号公報の図１７や図２１に開示された方法）に基づき、第１の画像信号及び第２の画像信号から画像のズレ量を求める。そして、使用者がフォーカスを合わせたい領域及びその周辺領域におけるズレ量を周知の方法で平均化し、その領域においてピントが合っているか、所謂前ピン（ピントが被写体に合っておらず、被写体の前側にズレている状態）であるか、所謂後ピン（ピントが被写体に合っておらず、被写体の後側にズレている状態）であるかを、評価する。そして、ズレ量の符号（前ピンであるか後ピンであるかの指標）、及び、ズレ量に応じて、フォーカス移動モータの駆動方向及び駆動速度、駆動量を、周知の方法に基づき決定し、フォーカス駆動モータを駆動する。以上の動作によって、赤外線カメラのピント合わせを行うことができる。尚、ズレ量の絶対値が大きい場合、フォーカス駆動モータを高速で駆動すればよい。また、第１の画像信号及び第２の画像信号を加算し、得られた画像信号に基づく温度情報を周知の方法で色情報に変換し（温度・色変換）、例えば、赤外線カメラに備えられた表示装置あるいは赤外線カメラに接続された外部の表示装置に画像を表示すればよいし、必要に応じて、赤外線カメラに備えられたメモリカード等に温度情報や色情報を記憶させればよい。
あるいは又、実施例１３の撮像装置の変形例１の動作を説明するためのフローチャートを図３９に示し、実施例１３の撮像装置の変形例１の動作によって得られた画像の模式図を図４０Ａ、図４０Ｂ及び図４０Ｃに示す。この変形例１にあっては、赤外線カメラにおいて手動でのピント合わせを容易なものとする。即ち、ピントが合っているか否かを使用者が容易に判断できるように、赤外線カメラにおいて得られた画像に着色を施す。具体的には、撮像装置を構成する第１温度検出素子１５1全体から得られた第１の画像信号に基づき第１の画像を得る。また、撮像装置を構成する第２温度検出素子１５2全体から得られた第２の画像信号に基づき第２の画像を得る。次いで、第１の画像及び第２の画像を、異なる色の単色の画像に変換する。例えば、第１の画像における高温の領域を緑色で表示し、低温の領域を黒色で表示する画像に変換する。一方、第２の画像における高温の領域を紫色で表示し、低温の領域を黒色で表示する画像に変換する。そして、これらの画像を合成（加算）する。第１の画像における高温の領域を表示する色と、第２の画像における高温の領域を表示する色とは、補色の関係にあることが好ましい。ピントが合っている領域にあっては、合成された画像の領域は白黒画像となる（図４０Ｃ参照）。一方、ピントが合っていない領域にあっては、合成された画像の領域は白黒画像とはならず、着色する。前ピンか後ピンかで着色した画像の色が異なる（図４０Ａ及び図４０Ｂ参照）。従って、使用者は容易にピント合わせを行うことができる。
あるいは又、実施例１３の撮像装置の変形例２の動作を説明するためのフローチャートを図４１に示す。この変形例２にあっては、車両の衝突回避を行う。具体的には、上述したと同様にして、第１温度検出素子１５1及び第２温度検出素子１５2のそれぞれによって、第１の画像信号及び第２の画像信号を得る。そして、周知の方法に基づき、第１の画像信号及び第２の画像信号から視差量を算出し、視差量から被写体までの距離を推定する。そして、過去の視差量（即ち、前回求めた視差量）との比較を行い、即ち、視差量の時間的な変化率を求め、奥行き方向の被写体の移動速度を算出する。一方、第１の画像信号及び第２の画像信号を加算し、例えば、オプティカルフロー等に基づき、上下方向・左右方向の被写体の移動速度を算出する。また、車両のステアリング及び走行速度に基づく走行ルートを推定する。そして、これらに基づき、車両の走行ルートと被写体とが重なるまでの所要時間を推定し、走行速度に基づく危険度を判定し、危険度が所定の値以上の場合、自動ブレーキを作動させて車両を停止させ、あるいは又、車両の走行速度を減じる。以上のとおり、夜間や霧、靄等が発生して見通しが悪い状態における被写体の検出、衝突回避を効果的に行うことができる。
あるいは又、実施例１３の撮像装置の変形例３の動作を説明するためのフローチャートを図４２に示す。この変形例３にあっては、所謂ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やゴーグル（以下、『ＨＭＤ等』と呼ぶ）に組み込まれた右眼用表示装置及び左眼用表示装置に表示する。撮像装置は、ＨＭＤ等に取り付けてもよいし、ＨＭＤ等とは別の部位等に取り付けてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、外界を眺めることができる半透過型であってもよいし、外界を眺めることができない非透過型であってもよい。撮像装置を含む赤外線カメラによって得られた画像を、右眼用表示装置及び左眼用表示装置に表示する。右眼用表示装置に表示された画像は、直接、あるいは、適切な偏向手段を介して右眼に入射する。左眼用表示装置に表示された画像は、直接、あるいは、適切な偏向手段を介して左眼に入射する。具体的には、上述したと同様に、撮像装置を構成する第１温度検出素子１５1全体から得られた第１の画像信号に基づき、温度・色変換された第１の画像を得る。また、撮像装置を構成する第２温度検出素子１５2全体から得られた第２の画像信号に基づき、温度・色変換された第２の画像を得る。第１の画像と第２の画像との間には視差が存在するので、使用者が、第１の画像を右眼用表示装置を介して眺め、第２の画像を左眼用表示装置を介して眺めたとき、画像は奥行きのある立体画像として認識される。立体画像は単色であってもよいし、カラー化されていてもよい。夜間や、霧、靄や煙等が発生して見通しが悪い状態における被写体の検出、被写体の観察を効果的に行うことができる。
以上、本開示の温度検出素子、撮像装置を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示の温度検出素子、撮像装置はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した撮像装置や温度検出素子の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、撮像装置や温度検出素子を構成する材料、撮像装置や温度検出素子の製造方法も例示であり、適宜、変更することができる。場合によっては、赤外線反射層の形成を省略し、被覆層の頂面、それ自体を赤外線反射層として機能させてもよい。
赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2の値を、温度検出素子アレイ領域１１における温度検出素子１５の占める位置に依存して、変えてもよい。即ち、温度検出素子１５の位置が温度検出素子アレイ領域１１の中心部から遠くなるほど、光学的距離Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2の値を小さくしてもよい。尚、温度検出素子アレイ領域１１を複数の領域に分割して、各領域毎に光学的距離Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2の値を設定してもよい。
あるいは又、例えば、シリコン半導体基板から成る基体１００の代わりに、例えば、ＣａＦ2、ＢａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＳｅ等の赤外線を透過する材料から成る基体（保護部材）とすることもできる。また、図３３に示すように、撮像装置の赤外線入射側に遮光部１０３を設け、隣接する温度検出素子への赤外線の入射を抑制してもよい。遮光部１０３は、例えば、基体１００に溝部を形成し、この溝部に金属材料や合金材料を埋め込むことで形成することができる。遮光部１０３は、他の実施例に対しても、適宜、適用することができることは云うまでもない。
ライト・フィールド・フォトグラフィーと呼ばれる手法を用いた撮像装置が周知である。この撮像装置は、撮像レンズと、マイクロレンズアレイと、受光素子と、画像処理部とから構成されており、受光素子から得られる撮像信号は、受光素子の受光面における光の強度に加えて、その光の進行方向の情報をも含んでいる。そして、このような撮像信号に基づき、画像処理部において、任意の視点や方向からの観察画像が再構築される。このような撮像装置における受光素子に本開示の温度検出素子を適用することができる。
また、本開示の温度検出素子と偏光素子（例えば、ワイヤグリッド偏光素子、Wire Grid Polarizer、ＷＧＰ）との組合せを備えた撮像装置とすることもできる。
また、各実施例において説明した温度検出素子におけるセンサ部を、赤外線の入射に沿って上下に配設された２つのセンサ部から構成することもできる。図３Ａに示した実施例１の変形例と、図１３に示した実施例４を組み合わせた例を図３４に示すが、他の実施例に対しても適用することができることは云うまでもない。具体的には、このような撮像装置は、
赤外線に基づき温度を検出するセンサ部ユニットを備えており、
センサ部ユニットは、赤外線の入射に沿って上下に配設された２つのセンサ部１６から成り、
センサ部ユニットにおいて、各センサ部１６が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各センサ部１６の赤外線吸収量は異なっている。尚、２つの温度検出素子（センサ部１６）は、同じ駆動線及び信号線に接続されていてもよいし、異なる駆動線及び信号線に接続されていてもよい。
また、本開示の撮像装置を構成する温度検出素子の１つから温度検出素子を構成することもできるし、本開示の撮像装置を構成する温度検出素子を１次元に配列した撮像装置とすることもできる。即ち、広くは、本開示の撮像装置を構成する温度検出素子を、Ｑ個（但し、Ｑ≧１）、１次元に配列した撮像装置、云い換えれば、１次元に配列されたＱ個（但し、Ｑ≧１）の温度検出素子を備えている本開示の撮像装置とすることもできる。
実施例７において説明した撮像装置においては、複数の温度検出素子を有する温度検出素子ユニットが備えられている。ここで、温度検出素子ユニットにおいて、場合によっては１つの温度検出素子を動作させればよい場合、等価回路図を図３２に示すように、ＡＦＥ８３（具体的には、差動積分回路）と信号線７１との間に、差動積分回路と信号線７１との導通状態を制御するスイッチ手段８７を設ければよい。更には、この場合、スイッチ手段８７は、差動積分回路と信号線７１との間を不導通状態とするとき、信号線７１を固定電位へと切り替えることが好ましい。これによって、撮像装置の消費電力の低減を図ることができる。尚、このような回路構成を他の実施例に適用することもできる。即ち、作動する温度検出素子の間引きを行うことで、解像度は低下するが、撮像装置の消費電力の低減を図ることができる。同様に、実施例９において、例えば、奇数番目の駆動線あるいは偶数番目の駆動線の一方を動作させ（あるいは、複数の駆動線の組におけるいずれかの駆動線を動作させ）、作動する温度検出素子の間引きを行うことで、解像度は低下するが、撮像装置の消費電力の低減を図ることができる。また、読み出しデータ量を減少させることができ、データ出力レートの増加を図ることができる。尚、高い解像度が要求される場合には、全ての温度検出素子を作動させればよい。
図３Ａに示した実施例１の変形例の撮像装置の模式的な一部端面図を図３５Ａに示すように、赤外線が入射するセンサ部１６の側には、第１赤外線吸収層６１Ｃが形成されており、空所５０の底部に位置する被覆層４３の領域には、赤外線反射層６２が形成されており、空所５０と対向するセンサ部１６の側には、第２赤外線吸収層６１Ｄが形成されている構成とすることができる。図示した例では、第１赤外線吸収層６１Ｃは、センサ部１６の上に形成された絶縁膜２６の上に形成されており、第２赤外線吸収層６１Ｄは、空所５０と対向する温度検出素子１５の面上（より具体的には、空所５０と対向するダイヤフラム部２５Ａの面上）に形成されている。赤外線吸収層６１Ｃ，６１Ｄは、赤外線を吸収するだけでなく、一部を透過し、一部を反射するため、透過や反射を低減する構造とすることで、より感度を向上させることができる。即ち、このような構成により、第１赤外線吸収層６１Ｃを透過した一部の赤外線が第２赤外線吸収層６１Ｄで更に吸収されるため、透過を低減させることができる。また、第１赤外線吸収層６１Ｃで反射した赤外線と第２赤外線吸収層６１Ｄで反射した赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。また、第２赤外線吸収層６１Ｄで反射された赤外線と赤外線反射層６２で反射された赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。尚、第１赤外線吸収層６１Ｃ及び第２赤外線吸収層６１Ｄが吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第１赤外線吸収層６１Ｃと第２赤外線吸収層６１Ｄとの光学的距離Ｌ1とし、第２赤外線吸収層６１Ｄと赤外線反射層６２との光学的距離をＬ2としたとき、
０．７５×λIR／４≦Ｌ1≦１．２５×λIR／４
０．７５×λIR／４≦Ｌ2≦１．２５×λIR／４
を満足することが好ましい。第１赤外線吸収層６１Ｃ及び第２赤外線吸収層６１Ｄを備える構成は、その他の実施例１の撮像装置やその他の実施例の撮像装置に、適宜、適用することができることは云うまでもない。
あるいは又、図１５Ｂに示した実施例４の変形例の撮像装置の模式的な一部端面図を図３５Ｂに示すように、赤外線が入射するセンサ部１６の側には、第１赤外線吸収層６１Ｃが形成されており；空所５０の底部に位置する被覆層４３の領域には、赤外線反射層６２が形成されており；空所５０と対向するセンサ部１６の側には、第２赤外線吸収層６１Ｄが形成されている構成とすることができる。赤外線反射層６２は、空所５０の底部に位置する被覆層４３の部分の一部に形成されている。第１赤外線吸収層６１Ｃは、第１基板１２１の第１面側に設けられている。具体的には、第１赤外線吸収層６１は、ダイヤフラム部２５Ａの赤外線入射側に設けられている。第２赤外線吸収層６１Ｄは、温度検出素子１１５の上に形成された絶縁膜２６の上に空所５０と対向して形成されている。各赤外線吸収層６１Ｃ，６１Ｄは、赤外線を吸収するだけでなく、一部を透過し、一部を反射するため、透過や反射を低減する構造とすることで、より感度を向上させることができる。即ち、このような構成により、第１赤外線吸収層６１Ｃを透過した一部の赤外線が第２赤外線吸収層６１Ｄで更に吸収されるため、透過を低減させることができる。また、第１赤外線吸収層６１Ｃで反射した赤外線と第２赤外線吸収層６１Ｄで反射した赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。また、第２赤外線吸収層６１Ｄで反射された赤外線と赤外線反射層６２で反射された赤外線が逆位相で打ち消し合い、反射を低減させることができる。更には、これらの場合、第１赤外線吸収層６１Ｃ及び第２赤外線吸収層６１Ｄが吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第１赤外線吸収層６１Ｃと第２赤外線吸収層６１Ｄとの光学的距離Ｌ1とし、第２赤外線吸収層６１Ｄと赤外線反射層６２との光学的距離をＬ2としたとき、
０．７５×λIR／４≦Ｌ1≦１．２５×λIR／４
０．７５×λIR／４≦Ｌ2≦１．２５×λIR／４
を満足することが好ましい。第１赤外線吸収層６１Ｃ及び第２赤外線吸収層６１Ｄを備える構成は、その他の実施例４の撮像装置やその他の実施例の撮像装置に、適宜、適用することができることは云うまでもない。
図３６Ａに示すような隔壁２３，１２３を設ける代わりに、温度検出素子、第１集光部及び第２集光部等の配置を模式的に図３６Ｂに示すように、温度検出素子の四隅に柱状部材２３Ａを配置してもよい。このように柱状部材２３Ａを配置することで、第１集光部１０１で集光された光が隔壁２３，１２３によって蹴られる虞が無くなるし、第２集光部１０２の大きさが隔壁２３，１２３によって制約を受けることが無く、集光効率の向上を図ることができる。尚、このような変形例を他の実施例に適用することができる。
信号処理回路には、ノイズを予め測定することによる固定パターンノイズ補正処理、ノイズモデルに基づくノイズ低減処理、レンズ結像モデルに基づく解像度補正処理を含めることができる。また、赤外線カメラから得られた画像と、通常の可視光に基づき撮像された画像を合成することも可能である。以下に、各種信号処理の概略を説明するが、信号処理はこれらに限定されるものではない。
固定パターンノイズ補正処理として、例えば、前回の撮像フレームにおいて得られた固定パターンノイズデータと今回の撮像フレームにおいて得られた固定パターンノイズデータとの差に応じた差分データを生成し、差分データと前回の撮像フレームにおいて得られた固定パターンノイズデータとを加算して新たな固定パターンノイズデータとするといった処理を挙げることができる。
また、無限インパルス応答（ＩＩＲ，Infinite Impulse Response）型フィルターを用いたノイズ低減処理として、例えば、
ＩＩＲフィルタ処理により、補正対象画素の近傍の参照画素の信号値の平均値を算出する第１工程と、
ＩＩＲフィルタ処理により、補正対象画素の近傍の参照画素の信号値の分散値を算出する第２工程と、
参照画素の平均値と分散値を入力し、平均値と分散値を適用したエッジ保存平滑化処理を実行する第３工程と、
第１工程と第２工程において適用するＩＩＲフィルタ係数を、画像を構成する画素の信号値に応じて更新する第４工程、
から構成されたノイズ低減処理を挙げることができる。
また、解像度補正処理として、複数の像高にそれぞれ設定されているぼけ補正を行うフィルタを取得し、取得されたフィルタを用いて、補正対象とされた像高における画素の画素値を補正する方法を挙げることができる。ここで、補正は、補正対象とされた像高に隣接する像高に設定されているフィルタを、補正対象とされた画素の画素値に適用し、補正対象とされた像高と隣接する像高との位置関係から係数を算出し、フィルタ適用後の画素値と係数を用いて補正後の画素値を算出する処理とすることができる。あるいは又、補正は、補正対象とされた像高と隣接する像高との位置関係から係数を算出し、補正対象とされた像高に隣接する像高に設定されているフィルタと係数を用いて、補正対象とされた画素の画素値に適用するフィルタを生成し、生成されたフィルタと補正対象とされた画素の画素値を用いて補正後の画素値を算出する処理とすることができる。更には、フィルタの係数は、第１の像高上の複数の像点からＰＳＦ（Point Spread Function）データを算出し、ＰＳＦデータを平均化し、平均化されたＰＳＦデータを所定の関数で近似し、近似されたＰＳＦデータから算出された係数とすることができ、フィルタの係数の算出はウィナーフィルタを用いることができる。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《温度検出素子》
赤外線が入射する第１集光部、及び、第１集光部から出射された赤外線が入射する第２集光部から構成された集光部、並びに、
第２集光部から出射された赤外線が入射するセンサ部、
を備えた温度検出素子であって、
少なくとも第１集光部及び第２集光部の一方は、温度検出素子を覆う基体に設けられている温度検出素子。
［Ａ０２］赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部が設けられており、基体の第１面と対向する第２面に第２集光部が設けられている［Ａ０１］に記載の温度検出素子。
［Ａ０３］赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部及び第２集光部が設けられている［Ａ０１］に記載の温度検出素子。
［Ａ０４］第１集光部の中心のセンサ部への正射影像、第２集光部の中心のセンサ部への正射影像、及び、センサ部の中心は、異なる位置に位置する［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の温度検出素子。
［Ａ０５］第１集光部の中心の正射影像、第２集光部の中心の正射影像、及び、センサ部の中心は、一直線上に位置する［Ａ０４］に記載の温度検出素子。
［Ａ０６］センサ部は、赤外線に基づき温度を検出する［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の温度検出素子。
［Ｂ０１］《撮像装置》
温度検出素子の複数から構成され、赤外線が通過する基体によって覆われた温度検出素子アレイ領域を有し、
各温度検出素子は、
赤外線が入射する第１集光部、及び、第１集光部から出射された赤外線が入射する第２集光部から構成された集光部、並びに、
第２集光部から出射された赤外線が入射するセンサ部、
を備えており、
少なくとも第１集光部及び第２集光部の一方は、基体に設けられている撮像装置。
［Ｂ０２］各温度検出素子において、第１集光部の中心のセンサ部への正射影像とセンサ部の中心との間の距離をＤＴ1、第２集光部の中心のセンサ部への正射影像とセンサ部の中心との間の距離をＤＴ2としたとき、ＤＴ1及びＤＴ2の値は、温度検出素子アレイ領域における温度検出素子の占める位置によって異なる［Ｂ０１］に記載の撮像装置。
［Ｂ０３］第１集光部の中心の正射影像、第２集光部の中心の正射影像及びセンサ部の中心は、一直線上に位置する［Ｂ０２］に記載の撮像装置。
［Ｂ０４］温度検出素子の位置が温度検出素子アレイ領域の中心部から遠くなるほど、ＤＴ1の値は大きい［Ｂ０２］又は［Ｂ０３］に記載の撮像装置。
［Ｂ０５］１つの第１集光部が、複数の温度検出素子に跨がって設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｂ０６］１つの第１集光部が、２つの温度検出素子に跨がって設けられている［Ｂ０５］に記載の撮像装置。
［Ｂ０７］基体よりも赤外線入射側には撮像用レンズ（撮像光学系）が備えられており、
１つの第１集光部は、撮像用レンズの瞳（撮像光学系の射出瞳）の第１の領域の実像を２つの温度検出素子の一方の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域の実像を２つの温度検出素子の他方の第２集光部に結像させる［Ｂ０６］に記載の撮像装置。
［Ｂ０８］２つの温度検出素子によって得られる画像には視差（あるいはズレ）が存在する［Ｂ０７］に記載の撮像装置。
［Ｂ０９］１つの第１集光部は４つの温度検出素子に跨がって設けられている［Ｂ０５］に記載の撮像装置。
［Ｂ１０］基体よりも赤外線入射側には撮像用レンズ（撮像光学系）が備えられており、
１つの第１集光部は、撮像用レンズの瞳の第１の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第１の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第２の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第３の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第３の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第４の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第４の温度検出素子の第２集光部に結像させる［Ｂ０９］に記載の撮像装置。
［Ｂ１１］４つの温度検出素子によって得られる画像には視差（あるいはズレ）が存在する［Ｂ１０］に記載の撮像装置。
［Ｂ１２］赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部が設けられており、
基体の第１面と対向する第２面に第２集光部が設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１１］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｂ１３］赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部及び第２集光部が設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１１］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｂ１４］センサ部は、赤外線に基づき温度を検出する［Ｂ０１］乃至［Ｂ１３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ０１］《撮像装置：第１の態様》
第１構造体及び第２構造体から構成されており、
第１構造体は、
第１基板、
第１基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、並びに、
温度検出素子に接続された駆動線及び信号線、
を備えており、
第２構造体は、
第２基板、及び、
第２基板に設けられ、被覆層によって被覆された駆動回路、
を備えており、
第１基板は、被覆層と接合されており、
温度検出素子と被覆層との間には、空所が設けられており、
駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ０２］第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に配列された複数の温度検出素子、
を備えており、
第１の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第２の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を更に備えており、
第１構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を有しており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ０３］１次元に配列されたＱ個（但し、Ｑ≧１）の温度検出素子を備えている［Ｂ０１］乃至［Ｂ１４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ０４］温度検出素子と温度検出素子との間に位置する第１基板の部分には、隔壁が形成されており、
隔壁の底部は、被覆層と接合されている［Ｂ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ０５］空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されており、
隔壁の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている［Ｃ０４］に記載の撮像装置。
［Ｃ０６］空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている［Ｃ０４］に記載の撮像装置。
［Ｃ０７］隔壁の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている［Ｃ０４］又は［Ｃ０６］に記載の撮像装置。
［Ｃ０８］赤外線が入射する温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている［Ｃ０４］乃至［Ｃ０７］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ０９］赤外線吸収層は、温度検出素子の上方に形成されている［Ｃ０８］に記載の撮像装置。
［Ｃ１０］赤外線反射層は、被覆層の頂面又は被覆層の内部に形成されている［Ｃ０８］又は［Ｃ０９］に記載の撮像装置。
［Ｃ１１］赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離Ｌ0は、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する［Ｃ０８］乃至［Ｃ１０］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ１２］赤外線が入射する温度検出素子の側には、第１赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する温度検出素子の側には、第２赤外線吸収層が形成されている［Ｃ０４］乃至［Ｃ０７］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ１３］第１赤外線吸収層及び第２赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第１赤外線吸収層と第２赤外線吸収層との光学的距離Ｌ1とし、第２赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をＬ2としたとき、
０．７５×λIR／４≦Ｌ1≦１．２５×λIR／４
０．７５×λIR／４≦Ｌ2≦１．２５×λIR／４
を満足する［Ｃ１２］に記載の撮像装置。
［Ｃ１４］温度検出素子と温度検出素子との間に位置する第１基板の部分と被覆層との間には、第１基板と独立して隔壁が形成されており、
隔壁の底部は、被覆層と接合されている［Ｂ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ１５］空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されており、
隔壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている［Ｃ１４］に記載の撮像装置。
［Ｃ１６］空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている［Ｃ１４］に記載の撮像装置。
［Ｃ１７］隔壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも１種類の材料層から構成されている［Ｃ１４］又は［Ｃ１６］に記載の撮像装置。
［Ｃ１８］赤外線が入射する温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている［Ｃ１４］乃至［Ｃ１７］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ１９］赤外線反射層は、被覆層の頂面又は被覆層の内部に形成されている［Ｃ１８］に記載の撮像装置。
［Ｃ２０］赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離Ｌ0は、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する［Ｃ１８］又は［Ｃ１９］に記載の撮像装置。
［Ｃ２１］赤外線が入射する温度検出素子の側には、第１赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する温度検出素子の側には、第２赤外線吸収層が形成されている［Ｃ１４］乃至［Ｃ１７］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ２２］第１赤外線吸収層及び第２赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第１赤外線吸収層と第２赤外線吸収層との光学的距離Ｌ1とし、第２赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をＬ2としたとき、
０．７５×λIR／４≦Ｌ1≦１．２５×λIR／４
０．７５×λIR／４≦Ｌ2≦１．２５×λIR／４
を満足する［Ｃ２１］に記載の撮像装置。
［Ｃ２３］赤外線が入射する第１基板の面側に保護部材が配設されている［Ｃ１４］乃至［Ｃ２０］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ２４］赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、赤外線の入射に沿って上下に配設された２つの温度検出素子から成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている［Ｂ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ２５］被覆層には熱伝導層が形成されている［Ｂ０１］乃至［Ｃ２３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ２６］被覆層には温度制御層が形成されており、
温度検知手段を更に有する［Ｂ０１］乃至［Ｃ２５］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ２７］温度制御層はヒータとして機能する［Ｃ２６］に記載の撮像装置。
［Ｃ２８］温度制御層は配線を兼ねている［Ｃ２７］に記載の撮像装置。
［Ｃ２９］温度検知手段の温度検知結果に基づき、駆動回路は温度制御層を制御する［Ｃ２６］乃至［Ｃ２８］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ３０］第１構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
温度制御層は温度検出素子アレイ領域に形成されている［Ｃ２６］乃至［Ｃ２９］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ３１］温度制御層は、温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する被覆層の領域に形成されている［Ｃ２６］乃至［Ｃ２９］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ３２］駆動回路は、アナログ−デジタル変換回路を備えており、
温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する駆動基板の領域には、アナログ−デジタル変換回路が配設されていない［Ｂ０１］乃至［Ｃ２９］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ３３］複数の温度検出素子を備えており、空所は、隣接する２×ｋ個の温度検出素子（但し、ｋは１以上の整数）において共有化されている［Ｂ０１］乃至［Ｃ３２］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ３４］《撮像装置：第２の態様》
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっている撮像装置。
［Ｃ３５］各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離Ｌ0は異なっており、
各温度検出素子における光学的距離Ｌ0は、温度検出素子を構成する赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、
０．７５×λIR／２≦Ｌ0≦１．２５×λIR／２
又は、
０．７５×λIR／４≦Ｌ0≦１．２５×λIR／４
を満足する［Ｃ３４］に記載の撮像装置。
［Ｃ３６］各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は、異なっている［Ｃ３４］又は［Ｃ３５］に記載の撮像装置。
［Ｃ３７］《撮像装置：第３の態様》
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている撮像装置。
［Ｃ３８］各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、又は、赤外線吸収層を構成する材料及び赤外線反射層を構成する材料は、異なっている［Ｃ３７］に記載の撮像装置。
［Ｃ３９］各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有し、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層、又は、赤外線反射層、又は、赤外線吸収層及び赤外線反射層の面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている［Ｃ３７］又は［Ｃ３８］に記載の撮像装置。
［Ｃ４０］駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている［Ｂ０１］乃至［Ｃ３９］に記載の撮像装置。
［Ｃ４１］アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有し、
差動積分回路と信号線との間に、差動積分回路と信号線との導通状態を制御するスイッチ手段が設けられている［Ｃ４０］に記載の撮像装置。
［Ｃ４２］スイッチ手段は、差動積分回路と信号線との間を不導通状態とするとき、信号線を固定電位とする［Ｃ４１］に記載の撮像装置。
［Ｃ４３］《撮像装置：第４の態様》
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、Ｍ0×Ｎ0個（但し、Ｍ0≧２，Ｎ0≧２）、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第１の方向に沿って配設された複数の駆動線、
第２の方向に沿って配設されたＮ0×Ｐ0本（但し、Ｐ0≧２）の信号線、
複数の駆動線が接続された第１駆動回路、及び、
Ｎ0×Ｐ0本の信号線が接続された第２駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第１端子部及び第２端子部を備えており、
各温度検出素子の第１端子部は、駆動線に接続されており、
第（ｎ，ｐ）番目の信号線（但し、ｎ＝１，２・・・，Ｎ0、ｐ＝１，２・・・，Ｐ0）は、第２の方向に沿って配設された第ｎ番目のＮ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｑ−１）Ｐ0＋ｐ｝番目の温度検出素子（但し、ｑ＝１，２，３・・・）の第２端子部に接続されている撮像装置。
［Ｃ４４］複数の駆動線の本数は、Ｍ0／Ｐ0であり、
第ｍ番目の駆動線（但し、ｍ＝１、２・・・，Ｍ0／Ｐ0）は、第１の方向に沿って配設された第｛（ｍ−１）Ｐ0＋ｐ’｝番目のＭ0個の温度検出素子（但し、ｐ’＝１，２・・・Ｐ0の全ての値）から構成された温度検出素子群に共通である［Ｃ４３］に記載の撮像装置。
［Ｃ４５］第２駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されており、
アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有する［Ｃ４３］又は［Ｃ４４］に記載の撮像装置。
［Ｃ４６］第２駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている［Ｃ４３］又は［Ｃ４４］に記載の撮像装置。
［Ｃ４７］アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有する［Ｃ４６］に記載の撮像装置。
［Ｃ４８］温度検出素子は、温度検出素子用基板に設けられた空所の上方に配設されており、
温度検出素子用基板に設けられた第１接続部と、温度検出素子の第１端子部とは、第１スタッド部（支持脚あるいは細長い梁）を介して接続されており、
温度検出素子用基板に設けられた第２接続部と、温度検出素子の第２端子部とは、第２スタッド部（支持脚あるいは細長い梁）を介して接続されている［Ｃ４３］乃至［Ｃ４７］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ４９］Ｐ0＝２であり、
第２の方向に隣接する２つの温度検出素子のそれぞれの第２端子部は、１つの第２スタッド部（支持脚あるいは細長い梁）を介して温度検出素子用基板に設けられた第２接続部に接続されており、
第１の方向に隣接する２つの温度検出素子と、第２の方向に隣接する２つの温度検出素子の、合計４つの温度検出素子のそれぞれの第１端子部は、１つの第１スタッド部（支持脚あるいは細長い梁）を介して温度検出素子用基板に設けられた第１接続部に接続されている［Ｃ４８］に記載の撮像装置。
［Ｃ５０］《撮像装置：第５の態様》
第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、Ｓ0×Ｔ0個（但し、Ｓ0≧２，Ｔ0≧２）、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第１の方向に沿って配設されたＳ0×Ｕ0本（但し、Ｕ0≧２）の駆動線、
第２の方向に沿って配設された複数の信号線、
Ｓ0×Ｕ0本の駆動線が接続された第１駆動回路、及び、
複数の信号線が接続された第２駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第１端子部及び第２端子部を備えており、
各温度検出素子の第２端子部は、信号線に接続されており、
第（ｓ，ｕ）番目の駆動線（但し、ｓ＝１，２・・・，Ｓ0、ｕ＝１，２・・・，Ｕ0）は、第１の方向に沿って配設された第ｓ番目のＳ0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第｛（ｔ−１）Ｕ0＋ｕ｝番目の温度検出素子（但し、ｔ＝１，２，３・・・）の第１端子部に接続されている撮像装置。
［Ｃ５１］第２駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている［Ｃ５０］に記載の撮像装置。
［Ｃ５２］《撮像装置：第６の態様》
第１構造体及び第２構造体から構成されており、
第１構造体は、
第１基板、
第１基板に設けられ、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子、
第１の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第２の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を備えており、
第２構造体は、
第２基板、及び、
第２基板に設けられた駆動回路、
を備えており、
第１構造体は、複数の温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
第２構造体は、赤外線が入射する第１基板の側に取り付けられており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている撮像装置。
［Ｃ５３］温度検出素子は、ｐｎ接合ダイオード、ボロメータ素子、サーモパイル素子、金属膜抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、セラミック抵抗素子、サーミスタ素子から成る［Ｂ０１］乃至［Ｃ５２］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｃ５４］遮光部を更に備えている［Ｂ０１］乃至［Ｃ５３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｄ０１］《撮像装置におけるノイズ低減方法》
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
温度検出素子が接続された駆動線、及び、
温度検出素子が接続された信号線、
を備えており、
駆動線が接続された第１駆動回路、信号線が接続された第２駆動回路、記憶装置を更に備えており、
第２駆動回路において、信号線は差動積分回路及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている撮像装置におけるノイズ低減方法であって、
温度検出素子を不作動の状態として、差動積分回路をリセットし、次いで、
温度検出素子を不作動の状態として、温度検出素子が作動状態にある時間ＴＭ0と同じ時間ＴＭ0だけ信号線に定電流を流し、信号線の電圧を差動積分回路において積分し、得られた積分値をアナログ−デジタル変換回路においてデジタル値に変換し、得られたデジタル値をオフセット値として記憶装置に記憶しておき、
温度検出素子を、時間ＴＭ0だけ、動作状態として、信号線の電圧を差動積分回路において積分し、得られた積分値をアナログ−デジタル変換回路においてデジタル値に変換してデジタル信号値を得た後、デジタル信号値からオフセット値を減じる、
各工程から成る撮像装置におけるノイズ低減方法。
１０，１０Ａ・・・撮像装置、１１・・・温度検出素子アレイ領域、１３・・・中央領域、１２，１４・・・周辺領域、１５，１５1，１５2，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１１５，２１５Ａ，２１５Ｂ，３１５Ａ，３１５Ｂ・・・温度検出素子（サーマルイメージセンサ）、２０・・・第１構造体、２１，１２１・・・第１基板（温度検出素子用基板）、２１Ａ，１２１Ａ・・・第１基板の第１面、２１Ｂ，１２１Ｂ・・・第１基板の第２面、１２２・・・保護部材（保護基板）、２２・・・シリコン層、２２Ａ・・・シリコン層から延びる凸部、２３，１２３・・・隔壁、２３Ａ・・・柱状部材、２４・・・隔壁の側壁、２４Ａ・・・凸部の側壁、２５Ａ・・・ダイヤフラム部（架空部、架空薄層部）、２５Ｂ・・・絶縁材料層、２５Ｃ・・・第１スタッド部、２５Ｄ・・・第２スタッド部、２６・・・絶縁膜、３０・・・ｐｎ接合ダイオード、３１・・・配線、４０・・・第２構造体、４１・・・第２基板、４２・・・駆動回路が形成された層、４３・・・被覆層（層間絶縁層）、５０・・・空所、５１・・・空洞、６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ・・・赤外線吸収層、６２，６２Ａ，６２Ｂ・・・赤外線反射層、６３・・・熱伝導層、６４・・・温度制御層（ヒータ）、７１，７１Ａ，７１1,1，７１2,1，７１3,1，７１Ｂ，７１1,2，７１2,2，７１3,2・・・信号線、７２，７２Ａ，７２1,1，７２2,1，７２3,1，７２Ｂ，７２1,2，７２2,2，７２3,3・・・駆動線、７３・・・コンタクトホール、８１・・・垂直走査回路、８２・・・定電流回路、８３，８３ａ，８３ｂ・・・アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）、８３Ａ・・・差動積分回路、８３Ｂ・・・配線、８３Ｃ・・・定電流回路、８３Ｄ・・・スイッチ手段、８４・・・サンプルホールド回路、８５，８５ａ，８５ｂ・・・アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）、８６・・・水平走査回路、９０・・・ＳＯＩ基板、９１・・・第１シリコン層、９２・・・ＳｉＯ2層、９３・・・第２シリコン層、９４・・・第１犠牲層、９５・・・第２犠牲層、９６・・・支持基板、９７・・・犠牲層、１００・・・基体、１０１・・・第１集光部、１０２・・・第２集光部、１０３・・・遮光部、３０１・・・撮像用レンズ（撮像光学系）、３０２・・・シャッター、３０３・・・撮像装置、３０４・・・駆動回路３０４、３０５・・・電源部、３０６・・・記憶媒体、３０７・・・ビデオ出力部、３０８・・・各種インターフェース

Claims (20)

  1. 赤外線が入射する第１集光部、及び、第１集光部から出射された赤外線が入射する第２集光部から構成された集光部、並びに、
    第２集光部から出射された赤外線が入射するセンサ部、
    を備えた温度検出素子であって、
    少なくとも第１集光部及び第２集光部の一方は、温度検出素子を覆う基体に設けられている温度検出素子。
  2. 赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部が設けられており、基体の第１面と対向する第２面に第２集光部が設けられている請求項１に記載の温度検出素子。
  3. 赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部及び第２集光部が設けられている請求項１に記載の温度検出素子。
  4. 第１集光部の中心のセンサ部への正射影像、第２集光部の中心のセンサ部への正射影像、及び、センサ部の中心は、異なる位置に位置する請求項１に記載の温度検出素子。
  5. 第１集光部の中心の正射影像、第２集光部の中心の正射影像、及び、センサ部の中心は、一直線上に位置する請求項４に記載の温度検出素子。
  6. センサ部は、赤外線に基づき温度を検出する請求項１に記載の温度検出素子。
  7. 温度検出素子の複数から構成され、赤外線が通過する基体によって覆われた温度検出素子アレイ領域を有し、
    各温度検出素子は、
    赤外線が入射する第１集光部、及び、第１集光部から出射された赤外線が入射する第２集光部から構成された集光部、並びに、
    第２集光部から出射された赤外線が入射するセンサ部、
    を備えており、
    少なくとも第１集光部及び第２集光部の一方は、基体に設けられている撮像装置。
  8. 各温度検出素子において、第１集光部の中心のセンサ部への正射影像とセンサ部の中心との間の距離をＤＴ1、第２集光部の中心のセンサ部への正射影像とセンサ部の中心との間の距離をＤＴ2としたとき、ＤＴ1及びＤＴ2の値は、温度検出素子アレイ領域における温度検出素子の占める位置によって異なる請求項７に記載の撮像装置。
  9. 第１集光部の中心の正射影像、第２集光部の中心の正射影像及びセンサ部の中心は、一直線上に位置する請求項８に記載の撮像装置。
  10. 温度検出素子の位置が温度検出素子アレイ領域の中心部から遠くなるほど、ＤＴ1の値は大きい請求項８に記載の撮像装置。
  11. １つの第１集光部が、複数の温度検出素子に跨がって設けられている請求項７に記載の撮像装置。
  12. １つの第１集光部が、２つの温度検出素子に跨がって設けられている請求項１１に記載の撮像装置。
  13. 基体よりも赤外線入射側には撮像用レンズが備えられており、
    １つの第１集光部は、撮像用レンズの瞳の第１の領域の実像を２つの温度検出素子の一方の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域の実像を２つの温度検出素子の他方の第２集光部に結像させる請求項１２に記載の撮像装置。
  14. ２つの温度検出素子によって得られる画像には視差が存在する請求項１３に記載の撮像装置。
  15. １つの第１集光部は４つの温度検出素子に跨がって設けられている請求項１１に記載の撮像装置。
  16. 基体よりも赤外線入射側には撮像用レンズが備えられており、
    １つの第１集光部は、撮像用レンズの瞳の第１の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第１の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第２の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第２の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第３の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第３の温度検出素子の第２集光部に結像させ、撮像用レンズの瞳の第４の領域の実像を４つの温度検出素子の内の第４の温度検出素子の第２集光部に結像させる請求項１５に記載の撮像装置。
  17. ４つの温度検出素子によって得られる画像には視差が存在する請求項１６に記載の撮像装置。
  18. 赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部が設けられており、
    基体の第１面と対向する第２面に第２集光部が設けられている請求項７に記載の撮像装置。
  19. 赤外線入射面である基体の第１面に第１集光部及び第２集光部が設けられている請求項７に記載の撮像装置。
  20. センサ部は、赤外線に基づき温度を検出する請求項７に記載の撮像装置。
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