JPH10253447A

JPH10253447A - 光読み出し型放射−変位変換装置及びその製造方法、放射検出方法及び装置、並びにこれを用いた映像化方法及び装置

Info

Publication number: JPH10253447A
Application number: JP9256042A
Authority: JP
Inventors: Toru Ishizuya; 徹石津谷; Noboru Amamiya; 昇雨宮; Keiichi Akagawa; 圭一赤川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-01-08
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却器を用いることなく、放射の検出精度及
び感度の向上を図る。【解決手段】被支持部３は、脚部２を介して基板１に
支持される。被支持部３は、赤外線を受けて熱に変換す
る赤外線吸収膜４と、赤外線吸収膜４にて発生した熱に
応じてバイメタルの原理により基板１に対して変位する
変位部４，５とを有する。反射膜５は、読み出し光ｊを
受光し、受光した読み出し光に変位部４，５の変位に応
じた反射方向及び反射位置の変化を与えて当該変化した
読み出し光の反射光を出射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線、Ｘ線、紫
外線などの不可視光を含む種々の放射を検出等する技術
に関するものであり、特に、放射を光読み出し可能な変
位に変換する光読み出し型放射−変位変換装置及びその
製造方法、放射検出方法及び装置、並びにこれを用いた
映像化方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、赤外線、Ｘ線、紫外線などの不可
視光を検出することにより、可視光領域だけから得られ
る情報以外の物理情報を利用する研究が盛んに行われ、
様々な産業分野への応用展開が期待されている。その一
例として、赤外線の利用について述べる。

【０００３】赤外線は、地球上に存在する温度を持つ全
ての物体から放射されるエネルギーであり、例えば３０
０Ｋ付近の物体からは８〜１２μｍをピークとする赤外
線が放射される。この赤外線を利用すれば、真っ暗闇で
も物体の存在、形状さらには物体の持つ温度も検出する
ことができる。ゆえに、この赤外線を利用すれば、例え
ば照明のほとんどない夜間でも、あたかも昼間の景色を
見るように車を走行させることが可能となり、また、照
明なしに夜間の建造物への不法侵入者などを容易に発見
できるわけである。

【０００４】このようなメリットがあるため、不可視光
である赤外線の検出に関しては、１８００年頃にハーシ
ェルが赤外線を発見して以来、様々なアプローチがなさ
れてきた。そして、今日では、赤外線検出器として、大
きく分けて量子型赤外線検出器及び熱型赤外線検出器の
２種類の検出器が利用されるに至っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、今日のオプ
トメカトロニクス技術の進歩をもってしても、赤外線検
出は技術的に容易でない面があるために、一般社会に広
く利用されるまでには至っていない。その理由を量子型
赤外線検出器と熱型赤外線検出器とに分けて以下説明す
る。

【０００６】量子型赤外線検出器は、赤外線の持つフォ
トンエネルギー（Ｅ：ｈν）を電子エネルギーに変換し
て検出する検出器である。一般社会で最も利用価値の高
い赤外線の波長は、３〜１２μｍであり、この赤外線の
フォトンエネルギーは０．１〜０．４ｅＶ程度である
が、この値は常温物体における電子の持つ熱エネルギー
に概ね等しいのである。よって、入射赤外線のフォント
エネルギーのみを電子エネルギーに変換するためには、
電子の持つ熱エネルギーによる影響を取り除かなければ
ならない。すなわち、量子型赤外線検出器では、当該検
出器を冷却し、熱エネルギーを除去することが不可欠な
のである。

【０００７】通常、この熱エネルギーを低レベルに抑え
るためには検出器を−２００゜Ｃ（７７Ｋ）程度に冷却
する必要があるが、このための冷却器は、体積が大き
く、機械振動を発生し寿命も短く、高価なものとなり、
したがって、量子型赤外線検出器を用いた赤外線カメラ
は小型化、低価格化することができず、一般社会で広く
利用されないのである。

【０００８】それに対し、従来の熱型赤外線検出器は、
入射赤外線の持つエネルギーを熱エネルギーに変換し、
検出器の温度に変化を生じさせ、それによる検出器の物
性値の変化を電気的に読み出すものである。例えば、抵
抗性ボロメーターでは温度が変わると抵抗値が変化す
る。

【０００９】この従来の熱型赤外線検出器は、量子型赤
外線検出器のような大がかりな冷却器は必要ないが、検
出原理そのものに課題を持っている。それは、従来の熱
型赤外線検出器では、入射赤外線のみによる検出器の温
度変化を検出しなければならないにもかかわらず、温度
変化を検出するために検出器に電流を流さねばならない
点である。

【００１０】すなわち、温度変化検出のための電流によ
り検出器が発熱（通常、自己発熱と呼ぶ。）してしまう
ので、入射赤外線のみによる温度変化を検出することが
困難であり、検出精度が低下していた。

【００１１】また、入射赤外線を熱エネルギーに変換す
る変換部分は、できるだけ入射赤外線により発生した熱
エネルギーのみに依存する温度変化を検出するように、
基板から浮いた状態に支持されているが、この基板から
浮いた変換部分に抵抗ボロメーター等を作り込まなけれ
ばならないため、前記変換部分と基板とは導電材料にて
電気的に接続する必要がある。しかし、導電材料は熱伝
導率が極めて高いことから、従来の熱型赤外線検出器で
は、前記変換部分の基板に対する熱的な絶縁の程度を高
めることができず、この点からも検出精度が低下すると
ともに感度も低下していた。

【００１２】さらに、前記従来の熱型赤外線検出器で
は、感度が低い欠点があった。従来の熱型赤外線検出器
では、例えば、抵抗の温度が１゜Ｃ変化したときの抵抗
の変化率が２％程度の物が使われているが、観測物体の
温度によって放射される赤外線を受光して温度に変換す
る変換率はせいぜい１％程度である。よって、観測物体
の温度が１゜Ｃ変化しても抵抗は０．０２％しか変化し
ない。

【００１３】さらにまた、従来の熱型赤外線検出器で
は、得られる電気信号が極めて微弱であるため、電気信
号読み出し回路は極めて高レベルのローノイズ化が要求
され、回路規模が大がかりなものとなっていた。

【００１４】なお、以上述べたような事情は赤外線のみ
ならず、他の放射についても同様である。

【００１５】本発明は、前述したような事情に鑑みてな
されたもので、冷却器を必要とせずに検出精度及び感度
の高い放射検出方法及び装置、これに用いられる光読み
出し型放射−変位変換装置及びその製造方法、並びにこ
れらを用いた映像化方法及び装置を提供することを目的
とするものである。

【００１６】

【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の態様による光読み出し型放射−変位
変換装置は、基体と、前記基体に支持された被支持部で
あって、放射を受けて熱に変換する放射吸収部と該放射
吸収部にて発生した熱に応じて前記基体に対して変位す
る変位部とを有する被支持部と、読み出し光を受光し、
受光した読み出し光に前記変位部の変位に応じた変化を
与えて当該変化した読み出し光を出射させる光作用部
と、を備えたものである。

【００１７】この第１の態様では、前記放射吸収部は前
記放射を一方の側から受け、前記光作用部は前記読み出
し光を前記一方の側と反対の側から受光してもよい。ま
た、前記第１の態様では、前記放射吸収部は前記放射を
一方の側から受け、前記光作用部は前記読み出し光を前
記一方の側と同じ側から受光してもよい。

【００１８】前記第１の態様によれば、赤外線、Ｘ線、
紫外線等の放射が被支持部の放射吸収部に照射され、当
該放射が放射吸収部により吸収されて熱に変換される。
放射吸収部にて発生した熱に応じて被支持部の変位部が
基体に対して変位する。すなわち、入射した放射が、そ
の量に応じた変位部の変位に変換される。一方、可視光
やその他の光による読み出し光が光作用部に照射され
る。光作用部は、受光した読み出し光に前記変位部の変
位に応じた変化を与えて当該変化した読み出し光を出射
させるので、結局、放射吸収部に照射された放射が読み
出し光の変化に変換されることになる。したがって、光
作用部から出射された読み出し光に基づいて放射を検出
することができる。この時、光による変位検出は高感度
で行うことができることから、前記第１の態様によれ
ば、放射を高感度で検出することが可能となる。また、
前記第１の態様では、前述した従来の熱型赤外線検出器
と異なり、放射を熱を経て抵抗値（電気信号）に変換す
るのではなく、放射を熱及び変位を経て読み出し光の変
化に変換するので、基体により支持された被支持部には
電流を流す必要がなく、被支持部には自己発熱が生じな
い。したがって、前記第１の態様によれば、入射した放
射のみによる熱を検出することになるので、検出精度が
向上する。勿論、前記第１の態様では、前述した従来の
熱型赤外線検出器と同様に、量子型赤外線検出器におい
て必要であった冷却器は不要である。また、前記第１の
態様では、放射を電気信号として読み出すものではない
ので、前述した従来の熱型赤外線検出器において必要で
あった微弱電気信号用の読み出し回路が不要となる。

【００１９】なお、前記第１の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、放射を読み出し光の変化に変換
するものであり、その用途は、必ずしも入射する放射を
検出する用途に限定されるものではない。前記第１の態
様では、用途に応じて、入射する放射の種類や読み出し
光の種類等は適宜選択することができる。

【００２０】本発明の第２の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１の態様による光読み出し
型放射−変位変換装置において、前記被支持部が前記基
体に対して電気的に絶縁されたものである。

【００２１】前記第１の態様では、前述した原理による
ので、前述した従来の熱型赤外線検出器と異なり、被支
持部と基体との間を導電材料で電気的に接続する必要は
ない。そこで、前記第２の態様のように、そのような電
気的な接続を行うことなく被支持部を基体に対して電気
的に絶縁しておけば、被支持部の基体に対する熱的な絶
縁の程度を高めることができ、これにより、放射の変換
の精度や効率を向上させることができ、放射の検出精度
や検出感度を向上させることができるので、好ましい。
もっとも、前記第１の態様では、必要に応じて被支持部
と基体とを電気的に接続しておいてもよい。

【００２２】本発明の第３の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１又は第２の態様による光
読み出し型放射−変位変換装置において、前記放射が赤
外線であるものである。もっとも、前記第１及び第２の
態様では、前記放射が赤外線に限定されないことは、前
述した通りである。

【００２３】本発明の第４の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１乃至第３のいずれかの態
様による光読み出し型放射−変位変換装置において、前
記変位部がカンチレバーを構成するものである。このよ
うなカンチレバーの構造を採用すると、熱を効率良く変
位に変換することができ、好ましい。

【００２４】本発明の第５の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１乃至第３のいずれかの態
様による光読み出し型放射−変位変換装置において、前
記変位部がダイヤフラムを構成するものである。このよ
うなダイヤフラムの構造を採用しても、熱を効率良く変
位に変換することができ、好ましい。

【００２５】本発明の第６の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１乃至第５のいずれかの態
様による光読み出し型放射−変位変換装置において、前
記変位部が、異なる膨張係数を有する異なる物質の互い
に重なった少なくとも２つの層を有するものである。こ
の第６の態様は、変位部の例示であり、いわゆる熱バイ
モルフ構造を採用したものである。

【００２６】前記２つの層は、異なる膨張係数を有する
異なる物質で構成すればよいが、例えば、金属膜と他の
金属膜との組み合わせでもよいし、金属膜（Ｚｎ，Ｃ
ｄ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗ，Ｐｔなど）と絶縁膜
（ＳｉＯ₂，ＳｉＮ，ポリイミドなど）との組み合わせ
でもよいし、絶縁膜と他の絶縁膜との組み合わせでもよ
いし、前記金属膜の代わりに半導体膜（ポリシリコン、
ａ−Ｓｉ，ＩｎＳｂ，ＨｇＣｄＴｅなど）を用いてもよ
い。

【００２７】本発明の第７の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１乃至第６のいずれかの態
様による光読み出し型放射−変位変換装置において、前
記放射吸収部が前記変位部の少なくとも一部をなすもの
である。このように、放射吸収部が前記変位部の少なく
とも一部をなす場合には、放射吸収部と変位部とが独立
している場合に比べて、構造が簡単で製造工程が少なく
なり、安価になる。

【００２８】本発明の第８の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１乃至第６のいずれかの態
様による光読み出し型放射−変位変換装置において、前
記放射吸収部が前記変位部の変位と無関係に基体に対し
て固定され、前記変位部と前記放射吸収部とが熱的に結
合されたものである。

【００２９】この第８の態様によれば、変位部の変位を
妨げることなく、放射吸収部を厚く構成することがで
き、放射部の放射吸収量を高めることができる。このた
め、放射の熱への変換効率を高めることができ、ひいて
は、放射の読み出し光の変化への変換効率を高めること
ができ、感度が更に高まる。

【００３０】本発明の第９の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置は、前記第１乃至第８のいずれかの態
様による光読み出し型放射−変位変換装置において、照
射される読み出し光のうちの前記光作用部により変化さ
せられて前記光作用部から出射する読み出し光以外の光
をマスクするマスク手段を備えたものである。

【００３１】照射される読み出し光のうちの前記光作用
部により変化させられて前記光作用部から出射する読み
出し光が信号光であるが、読み出し光のうちの当該信号
光以外の光（すなわち、ノイズ光）が当該信号光に混じ
ると、いわゆるＳ／Ｎが低下してしまう。この点、前記
第９の態様によれば、マスク手段を有しているので、当
該ノイズ光が信号光に混じらず、Ｓ／Ｎが向上する。

【００３２】本発明の第１０の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１乃至第８のいずれかの
態様による光読み出し型放射−変位変換装置において、
照射される読み出し光のうちの前記光作用部により変化
させられて前記光作用部から出射する読み出し光以外の
光の反射を防止する反射防止膜を備えたものである。こ
の第１０の態様によっても、前記第９の態様と同様に、
Ｓ／Ｎが向上する。

【００３３】本発明の第１１の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１乃至第１０のいずれか
の態様による光読み出し型放射−変位変換装置におい
て、ｎを奇数、前記放射の中心波長をλ₀として、前記
放射吸収部から実質的にｎλ₀／４の間隔をあけて配置
された前記放射を反射する放射反射部を備えたものであ
る。

【００３４】この第１１の態様によれば、いわゆるオプ
チカルキャビティの原理により、放射吸収部の放射吸収
率が高まり、放射から熱への変換効率を高めることがで
き、ひいては、放射の読み出し光の変化への変換効率を
高めることができ、感度が更に高まる。

【００３５】本発明の第１２の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１乃至第１１のいずれか
の態様による光読み出し型放射−変位変換装置におい
て、前記光作用部は、前記被支持部の一部をなすととも
に前記変位部の変位に従って変位する反射部であって、
受光した読み出し光を反射する反射部であるものであ
る。この第１２の態様は、光作用部の例示である。

【００３６】本発明の第１３の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１２の態様による光読み
出し型放射−変位変換装置において、前記反射部が前記
変位部の一部をなすものである。このように、反射部が
前記変位部の少なくとも一部をなす場合には、反射部と
変位部とが独立している場合に比べて、構造が簡単で製
造工程が少なくなり、安価になる。

【００３７】本発明の第１４の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１乃至第１１のいずれか
の態様による光読み出し型放射−変位変換装置におい
て、前記光作用部は、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た干渉状態を有する
干渉光に変えて出射させる干渉手段であるものである。

【００３８】前記第１３の態様のように変位部の一部が
反射部である場合には、例えば、光源からの光を複数に
分割し、当該分割された光のうちの１つを前記読み出し
光として前記各素子の前記反射部にそれぞれ照射し、前
記各素子の前記反射部から出射した各反射光と前記分割
された光のうちの他の１つである参照光とを干渉させて
干渉光を得ることができ、反射部からの反射光を用いて
光読み出し型放射−変位変換装置の外部において干渉光
を得ることができる。しかしながら、この場合におい
て、前記被支持部及び前記光作用部を１個の素子として
当該素子が１次元状又は２次元状に配列され、当該各素
子に均一な放射が入射した場合、各素子の反射部の高さ
がばらついていたり、前記参照光を反射させるミラーの
平面度が保たれていなかったりすると、均一な放射が入
射したにもかかわらず、各素子ごとに干渉強度がばらつ
いた信号が発生してしまう。これに対し、前記第１４の
態様によれば、光作用部自体が干渉手段であり、光読み
出し型放射−変位変換装置の内部において素子毎に独立
して干渉光を得ることができるので、複数の素子が１次
元状又は２次元状に配列された場合であっても、各素子
ごとの出力信号の均一性は極めて良好なものとなる。ま
た、前記第１４の態様では、光読み出し型放射−変位変
換装置の外部において干渉光学系を構成する必要がない
ので、干渉の原理に従って読み出し光学系を構成する場
合であっても、当該読み出し光学系の構成が簡単とな
る。

【００３９】本発明の第１５の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１４の態様による光読み
出し型放射−変位変換装置において、前記干渉手段は、
前記被支持部の一部をなすとともに前記変位部の変位に
従って変位するハーフミラー部であって、受光した読み
出し光の一部のみを反射するハーフミラー部と、該ハー
フミラー部と対向するように前記基体に対して固定され
た反射部と、を有するものである。この第１５の態様
は、光作用部を構成する干渉手段の例示である。

【００４０】本発明の第１６の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１４又は第１５の態様に
よる光読み出し型放射−変位変換装置において、前記変
位部の変位による前記干渉状態の変化が単調変化となる
ように、前記変位部の変位の範囲を制限したものであ
る。

【００４１】前記第１５の態様のように干渉を用いる場
合、変位部の変位の範囲を制限しなければ、干渉の強度
は光路長差が読み出し光の波長の１／２毎に強弱を繰り
返すので、ある強度以上の赤外線が入射すると逆に干渉
の強度が反転するという反転現象が起こってしまう。こ
の点、前記第１６の態様によれば、変位部の変位による
干渉状態の変化が単調変化となるように変位部の変位の
範囲が制限されているので、過剰な放射による前記反転
現象が防止され、好ましい。

【００４２】本発明の第１７の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１乃至第１１並びに前記
第１４乃至第１６のいずれかの態様による光読み出し型
放射−変位変換装置において、前記被支持部及び前記光
作用部を１個の素子として当該素子を複数個有し、当該
素子が１次元状又は２次元状に配列されたものである。

【００４３】本発明の第１８の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置は、前記第１２又は第１３の態様に
よる光読み出し型放射−変位変換装置において、前記被
支持部及び前記光作用部を１個の素子として当該素子を
複数個有し、当該素子が１次元状又は２次元状に配列さ
れたものである。

【００４４】前記第１乃至第１６の態様では、単に放射
を検出する場合には１個の素子（画素に相当）のみを有
していればよい。しかし、前記第１７及び第１８の態様
のように、１次元状又は２次元状に配列された複数の素
子を有していれば、放射による１次元又は２次元の光学
像を形成したり、放射による１次元又は２次元の像を撮
像したりすることができる。

【００４５】本発明の第１９の態様による放射検出方法
は、放射を受けて熱に変換する段階と、前記変換された
熱を変位に変換する段階と、読み出し光を用いて前記変
位を検出する段階と、を備えたものである。

【００４６】この第１９の態様によれば、放射を熱に変
換し、当該熱を変位に変換し、当該変位を読み出し光を
用いて検出するが、光による変位検出は高感度で行うこ
とができることから、放射を高感度で検出することが可
能となる。また、前記第１９の態様によれば、前述した
従来の熱型赤外線検出器の場合と異なり、放射を熱を経
て抵抗値（電気信号）に変換するのではなく、放射を熱
を経て変位に変換してこの変位を読み出し光で読み出す
ので、放射を熱に変換する部分には電流を流す必要がな
く、当該部分には自己発熱が生じない。したがって、前
記第１９の態様によれば、入射した放射のみによる熱を
検出することになるので、検出精度が向上する。勿論、
前記第１９の態様では、前述した従来の熱型赤外線検出
器と同様に、量子型赤外線検出器において必要であった
冷却器は不要である。また、前記第１９の態様では、放
射を電気信号として読み出すものではないので、前述し
た従来の熱型赤外線検出器において必要であった微弱電
気信号用の読み出し回路が不要となる。

【００４７】本発明の第２０の態様による映像化方法
は、１次元状又は２次元状に位置する複数箇所において
それぞれ放射を受けて当該複数箇所において受けた放射
をそれぞれ熱に変換する段階と、前記変換された各熱を
前記複数箇所に応じた位置でそれぞれ変位に変換する段
階と、読み出し光を用いて前記各変位に応じた光学像を
形成する段階と、を備えたものである。

【００４８】この第２０の態様は、前記第１９の態様に
よる放射検出方法を用いて放射を映像化する映像化方法
に相当している。したがって、前記第２０の態様によれ
ば、前記第１９の態様と同様の利点が得られる。のみな
らず、前記第２０の態様によれば、読み出し光を用いて
前記各変位に応じた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。従来の赤外
線撮像装置を用いた場合には、電気信号あるいは画像デ
ータに変換した後にそれに基づいて表示装置に像を表示
しなければ赤外線の像を観察することが不可能であった
のに対し、前記第２０の態様では、読み出し光として可
視光を用いれば、電気信号あるいは画像データを介在さ
せることなく、前記第２０の態様のように肉眼で放射の
像を観察することができるのである。

【００４９】本発明の第２１の態様による映像化方法
は、前記第２０の態様による映像化方法において、前記
光学像を撮像手段により撮像する段階を更に備えたもの
である。このように、読み出し光を用いて形成された光
学像を撮像手段により撮像すると、従来の赤外線撮像方
法と同様に、放射による像を撮像することができる。

【００５０】本発明の第２２の態様による放射検出装置
は、前記第１乃至第１６のいずれかの態様による光読み
出し型放射−変位変換装置と、前記光作用部に前記読み
出し光を照射し、前記光作用部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変位部の変位を検出する
変位検出手段と、を備えたものである。

【００５１】この第２２の態様によれば、変位部の変位
が放射の量に相当することから、変位検出手段からの変
位検出信号が、結局、放射検出信号となる。そして、前
記第２２の態様によれば、前記第１乃至第１６のいずれ
かの態様による光読み出し型放射−変位変換装置が用い
られているので、放射を高感度で検出することができる
とともに、検出精度が向上する。

【００５２】本発明の第２３の態様による映像化装置
は、前記第１７又は第１８の態様による光読み出し型放
射−変位変換装置と、前記各素子の前記光作用部にそれ
ぞれ前記読み出し光を照射し、前記各素子の前記光作用
部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部の変位に応じた光学像を形成する
読み出し光学系と、を備えたものである。

【００５３】この第２３の態様によれば、前記第１７又
は第１８の態様による光読み出し型放射−変位変換装置
を用いて、読み出し光学系により各素子の変位部の変位
に応じた光学像を形成している。したがって、放射の像
を精度良く当該光学像として形成することができるとと
もに、感度が高まる。のみならず、前記第２３の態様に
よれば、読み出し光に基づいて各素子の変位部の変位に
応じた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。従来の赤外線撮像装置を
用いた場合には、電気信号あるいは画像データに変換し
た後にそれに基づいて表示装置に像を表示しなければ赤
外線の像を観察することが不可能であったのに対し、前
記第２３の態様では、読み出し光として可視光を用いれ
ば、電気信号あるいは画像データを介在させることな
く、肉眼で放射の像を観察することができるのである。

【００５４】本発明の第２４の態様による映像化装置
は、前記第１８の態様による光読み出し型放射−変位変
換装置と、光源からの光を複数に分割し、当該分割され
た光のうちの１つを前記読み出し光として前記各素子の
前記反射部にそれぞれ照射し、前記各素子の前記反射部
から出射した各反射光と前記分割された光のうちの他の
１つとを干渉させて干渉光を得、該干渉光による光学像
を形成する読み出し光学系と、を備えたものである。こ
の第２４の態様は、読み出し光学系の例示であり、光読
み出し型放射−変位変換装置の外部において干渉光を得
て当該干渉光による光学像を形成している。

【００５５】本発明の第２５の態様による映像化装置
は、前記第２４の態様による映像化装置において、前記
変位部の変位による前記干渉状態の変化が単調変化とな
るように、前記変位部の変位の範囲を制限したものであ
る。

【００５６】この第２５の態様によれば、前記第１６の
態様と同様に、変位部の変位による干渉状態の変化が単
調変化となるように変位部の変位の範囲が制限されてい
るので、過剰な放射による反転現象が防止され、好まし
い。

【００５７】本発明の第２６の態様による映像化装置
は、第１８の態様による光読み出し型放射−変位変換装
置と、前記読み出し光を前記各素子の前記反射部にそれ
ぞれ照射し、前記各素子の前記反射部から出射した各反
射光による前記各素子の前記反射部の像からなる光学像
であって、当該光学像における前記各素子の前記反射部
の像の光量が前記各素子の前記反射部の傾きに応じて異
なる光学像を形成する読み出し光学系と、を備えたもの
である。この第２６の態様も、読み出し光学系の例示で
ある。

【００５８】本発明の第２７の態様による映像化装置
は、前記第２６の態様による映像化装置において、前記
読み出し光学系は、前記各素子の前記反射部から出射し
た各反射光を当該反射部の傾きに応じた量だけ遮る瞳を
有するものである。この第２７の態様は、前記第２６の
態様における読み出し光学系の具体例である。

【００５９】本発明の第２８の態様による映像化装置
は、前記第１８の態様による光読み出し型放射−変位変
換装置と、前記読み出し光が前記各素子の前記反射部付
近の所定位置にそれぞれ集光するように、前記読み出し
光を前記各素子の前記反射部にそれぞれ照射し、前記各
集光位置と共役な平面位置に配置された絞り板であって
前記各集光位置に対応する位置にそれぞれピンホールを
有する絞り板の当該各ピンホールに、前記各素子の前記
反射部から出射した各反射光をそれぞれ通過させ、前記
各素子の前記反射部から出射した各反射光のうちの前記
各ピンホールを通過した光による光学像を形成する読み
出し光学系と、を備えたものである。この第２８の態様
も、読み出し光学系の例示である。

【００６０】本発明の第２９の態様による映像化装置
は、前記第１８の態様による光読み出し型放射−変位変
換装置と、前記読み出し光を前記各素子の前記反射部に
それぞれ照射し、前記各素子の前記反射部から出射した
各反射光を所定平面上に導き、前記各反射光による光学
像であって、前記各素子の前記反射部の傾きに応じて前
記各反射光の前記所定平面上に達する位置が異なる光学
像を前記所定平面上に形成する読み出し光学系と、を備
えたものである。この第２９の態様も、読み出し光学系
の例示である。

【００６１】本発明の第３０の態様による映像化装置
は、前記第１８の態様による光読み出し型放射−変位変
換装置と、前記読み出し光として偏光光を前記各素子の
前記反射部にそれぞれ照射し、前記各素子の前記反射部
から出射した各反射光をそれぞれ検光し、各検光光によ
る前記各素子の前記反射部の像からなる光学像を形成す
る読み出し光学系と、を備えたものである。この第３０
の態様も、読み出し光学系の例示である。

【００６２】本発明の第３１の態様による映像化装置
は、前記第１８の態様による光読み出し型放射−変位変
換装置と、位相差法に従って、前記読み出し光を前記各
素子の前記反射部にそれぞれ照射するとともに前記各素
子の前記反射部から出射した各反射光に基づいて前記各
素子の前記変位部の変位に応じた光学像を形成する読み
出し光学系と、を備えたものである。この第３１の態様
も、読み出し光学系の例示である。

【００６３】本発明の第３２の態様による映像化装置
は、前記第１８の態様による光読み出し型放射−変位変
換装置と、微分干渉法に従って、前記読み出し光を前記
各素子の前記反射部にそれぞれ照射するとともに前記各
素子の前記反射部から出射した各反射光に基づいて前記
各素子の前記変位部の傾きに応じた光学像を形成する読
み出し光学系と、を備えたものである。この第３２の態
様も、読み出し光学系の例示である。

【００６４】本発明の第３３の態様による映像化装置
は、前記第２３乃至第３２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。このように、読み出し光学系により形成
された光学像を撮像する撮像手段を備えていると、従来
の赤外線撮像装置と同様に、放射による像を撮像するこ
とができる。

【００６５】本発明の第３４の態様による映像化装置
は、前記第３３の態様による映像化装置において、前記
撮像手段は、前記光読み出し型放射−変位変換装置の前
記複数の素子の前記光作用部と１対１に対応する複数の
画素を有し、前記読み出し光学系は、前記撮像手段の前
記複数の画素の各々が、前記複数の素子の前記光作用部
のうちの対応する光作用部から出射された前記変化した
読み出し光のみを受光するように、前記光学像を形成す
るものである。

【００６６】この第３４の態様によれば、撮像手段の複
数の画素の各々が、光読み出し型放射−変位変換装置の
複数の素子の前記光作用部のうちの対応する光作用部か
ら出射された前記変化した読み出し光（すなわち、信号
光）のみを有効に受光し、読み出し光のうちの当該信号
光以外の光（すなわち、ノイズ光）を有効に受光しな
い。このため、前記第３４の態様によれば、前記第９及
び第１０の態様で用いられているようなマスク手段や反
射防止膜を設けなくても（すなわち、撮像手段へ向かう
光が信号光のみならずノイズ光を含んでいても）、Ｓ／
Ｎが向上する。

【００６７】なお、前記第３４の態様では、例えば、前
記読み出し光学系は、前記光読み出し型放射−変位変換
装置の前記複数の素子の前記光作用部の各々から出射さ
れた前記変化した読み出し光による、前記各光作用部に
対応する個々の像を、前記撮像手段の前記複数の画素の
各々の有効受光領域と重なるように、当該有効受光領域
と等しいか又はそれより大きい大きさで形成すればよ
い。

【００６８】本発明の第３５の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法は、前記第１乃至第１８
のいずれの態様による光読み出し型放射−変位変換装置
を製造する方法であって、（１）基板と、該基板上に形
成された犠牲層と、前記変位部を支持する脚部であって
前記基板上に形成された脚部とを有する構造体であっ
て、前記犠牲層が少なくとも前記脚部の周囲に形成さ
れ、前記脚部の上部が外部に露出した構造体を用意する
段階と、（２）前記構造体の前記脚部及び前記犠牲層上
に、熱膨張係数の異なる２種類の膜であって、互いに積
層され所望の形状にパターニングされた２種類の膜を形
成する段階と、（３）前記犠牲層を除去する段階と、を
備えたものである。

【００６９】この第３５の態様によれば、犠牲層を巧み
に利用することによって変位部を形成することができ、
しかも、各段階はいずれも半導体微細加工技術そのもの
を応用したものとすることができるため、容易に光読み
出し型放射−変位変換装置を製造することができ、光読
み出し型放射−変位変換装置を安価に提供することがで
きる。また、製造途中においては、変位部は犠牲層を除
去するまで当該犠牲層に支持され固定されているため、
変位部が変形したり破損したりしてしまう不良は全く生
じない。

【００７０】前記犠牲層の材料としては、何ら限定され
るものではないが、例えば、ポリイミド膜、レジスト、
ＳｉＯ₂、ポリシリコンなどを挙げることができる。

【００７１】また、前記構造体を用意するに際しては、
基板上に犠牲層を形成した後に脚部を形成してもよい
し、逆に、基板上に脚部を形成した後に犠牲層を形成し
てもよい。前者の場合、前記構造体を用意する段階は、
例えば、基板上に犠牲層となるべき膜を形成する段階
と、該膜における前記脚部に相当する部分を除去して当
該膜に前記基板の上面を露出させる開口を形成する段階
と、該開口を埋めるように前記犠牲層上に脚部となるべ
き膜を形成する段階と、当該脚部となるべき膜における
不要部分をフォトリソエッチング又は全面エッチバック
やＣＭＰ法等により除去する段階とを含む。また、後者
の場合、前記構造体を用意する段階は、例えば、基板上
に脚部を形成する段階と、脚部が形成された基板上に犠
牲層となるべき膜を形成する段階と、該膜の不要部分を
フォトリソエッチング又は全面エッチバックやＣＭＰ法
等により除去する段階とを含む。この場合、基板上に脚
部を形成する段階は、基板上に脚部となるべき膜を形成
する段階と、該膜の不要部分をフォトリソエッチング等
により除去して脚部を形成する段階とを含んでいてもよ
い。あるいは、基板上に脚部を形成する段階は、基板の
一部をフォトリソエッチング等により除去して基板材料
からなる脚部を形成する段階であってもよい。

【００７２】さらに、前記犠牲層の除去は、例えば、ウ
エットエッチング法、ドライエッチング法又はアッシン
グ法により行うことができる。これらの方法を採用すれ
ば、容易に犠牲層のみを除去することができる。特に、
アッシング法を用いた場合には、その後の乾燥工程は不
要である。ウエットエッチング法により犠牲層を除去し
た場合には、エッチング液をリンスした後、フリーズド
ライ法や凝固昇華法などにより乾燥を行えばよい。な
お、凝固昇華法の一例では、対象物をナフタレン溶液に
つけて引き上げると対象物に付着したナフタレンが凝固
し、更にこれを放置すると凝固したナフタレンが昇華し
て除去される。もっとも、凝固昇華法で用い得るものが
ナフタレン溶液に限定されるものではないことは言うま
でもない。

【００７３】本発明の第３６の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法は、前記第３５の態様に
よる製造方法において、前記２種類の膜の形成の前又は
後に、所望の形状にパターニングされた前記放射に対す
る放射吸収膜を、前記２種類の膜と重なるように形成す
る段階を備えたものである。

【００７４】前記第３５の態様では、前記２種類の膜の
うちの少なくとも一方を放射吸収膜として兼用してもよ
いが、この第３６の態様のような方法で別個に放射吸収
膜を形成すると、製造工程を大幅に増やすことなく放射
吸収膜を形成することができ、検出すべき放射の吸収効
率を高めた光読み出し型放射−変位変換装置を得ること
ができる。放射吸収膜を変位部となる前記２種類の膜と
別にすることにより、各々の膜として所望の機能に応じ
た最適な膜を選択することができるためである。

【００７５】本発明の第３７の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法は、前記第３５又は第３
６の態様による製造方法において、前記２種類の膜の形
成の前又は後に、所望の形状にパターニングされた読み
出し光反射膜を、前記２種類の膜と重なるように形成す
る段階を備えたものである。

【００７６】光作用部として読み出し光を反射する反射
部を用いた場合、前記第３５及び第３６の態様では、前
記２種類の膜のうちの一方を当該反射部としての読み出
し光反射膜として兼用してもよいが、この第３７の態様
のような方法で別個に読み出し光反射膜を形成すると、
製造工程を大幅に増やすことなく読み出し光反射膜を形
成することができ、読み出し光反射率を高めひいては検
出感度を高めた光読み出し型放射−変位変換装置を得る
ことができる。読み出し光反射膜を変位部となる前記２
種類の膜と別にすることにより、各々の膜として所望の
機能に応じた最適な膜を選択することができるためであ
る。

【００７７】本発明の第３８の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法は、前記第３５乃至第３
７のいずれかの態様による製造方法において、前記基板
の少なくとも前記放射が入射する側に前記放射に対する
反射防止膜を被着させる段階を備えたものである。

【００７８】この第３８の態様のような方法で基板の放
射入射側に当該放射に対する反射防止膜を被着させる
と、製造工程を大幅に増やすことなく当該反射防止膜を
形成することができ、検出すべき放射を効率良く放射吸
収部に取り込むことができひいては検出感度を高めた光
読み出し型放射−変位変換装置を得ることができる。

【００７９】本発明の第３９の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法は、前記第３５乃至第３
８のいずれかの態様による製造方法において、前記構造
体は、前記基板と前記犠牲層との間に、所望の形状にパ
ターニングされた読み出し光全反射ミラーを有し、前記
２種類の膜に連結されるとともに前記読み出し光全反射
ミラーと対向するように、前記犠牲層上に読み出し光ハ
ーフミラーを形成する段階を備えたものである。

【００８０】この第３９の態様によれば、製造工程を大
幅に増やすことなく全反射ミラー及びハーフミラーを形
成することができ、前記第１４及び第１５の態様のよう
な光作用部を干渉手段とした光読み出し型放射−変位変
換装置を得ることができる。

【００８１】本発明の第４０の態様による光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法は、前記犠牲層を除去す
る前記段階の前に、前記構造体を個々のチップに分割す
る段階を備えたものである。

【００８２】前記第３５乃至第３９の態様では、１枚の
基板を用いて複数の光読み出し型放射−変位変換装置を
同時に製造する場合にはダイシング等により個々のチッ
プに分割することになるが、この場合、前記第４０の態
様のように当該分割を犠牲層の除去の前に行えば、当該
分割の際には変位部が犠牲層に支持され固定されている
ため、変位部が変形したり破損したりすることがなくな
り、歩留りが極めて高くなる。

【００８３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による光読み出し型
放射−変位変換装置、放射検出方法及び装置、並びにこ
れを用いた映像化方法及び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。

【００８４】（第１の実施の形態）まず、本発明による
第１の実施の形態による光読み出し型放射−変位変換装
置について、図１を参照して説明する。

【００８５】図１は本発明の第１の実施の形態による光
読み出し型放射−変位変換装置を示す図であり、図１
（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１（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、図１（ｃ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ’矢視図、
図１（ｄ）は画素の配置状態を示す平面図であって図１
（ｃ）に対応する平面図である。

【００８６】本実施の形態による放射−変位変換装置
は、基体としての基板１と、脚部２を介して基板１上に
浮いた状態に支持された被支持部３とを備えている。

【００８７】本実施の形態では、基板１上に被支持部３
が設けられ、基板１の下方から赤外線ｉが入射されると
ともに基板１の上方から読み出し光ｊが入射されるよう
に構成されているので、基板１は、赤外線ｉを透過する
材料で構成されている。具体的には、基板１として、シ
リコン基板やＧｅ基板などを用いることができる。もっ
とも、基板１の下方から読み出し光が入射されるととも
に基板１の上方から赤外線ｉが入射される場合には、読
み出し光を透過させる材料で基板１を構成しておけばよ
い。もっとも、基板１における赤外線又は読み出し光の
所望の通過領域（図１（ａ）中の領域Ｌ１）に開口を形
成すれば、基板１の材料は何ら限定されるものではな
い。

【００８８】前記被支持部３は、互いに重なった２つの
膜４，５から構成されている。下側の膜４は、赤外線を
受けて熱に変換する赤外線吸収部となっている。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。後述するよう
に膜４，５がカンチレバーを構成しているので、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１（ｂ）に示すように上方に湾曲
して傾斜する。逆に、下側の膜４の膨張係数が上側の膜
５の膨張係数より小さくてもよく、この場合には、前記
熱により下方に湾曲して傾斜することになる。また、本
実施の形態では、上側の膜５は、読み出し光ｊを反射す
る反射部を構成しており、読み出し光ｊを受光し、受光
した読み出し光に前記変位部の変位に応じた変化を与え
て当該変化した読み出し光を出射させる光作用部を構成
している。すなわち、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に変位部としての膜
４，５の変位に応じた反射方向の変化や反射位置の変化
を与えて当該変化した読み出し光を反射光として出射さ
せる。

【００８９】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光作用部としての読み
出し光反射部を兼用している。換言すれば、赤外線吸収
部が変位部の一部をなし、読み出し光反射部が変位部の
一部をなしている。このため、構造が簡単で安価とな
る。なお、本実施の形態では、光作用部としての読み出
し光反射部である膜５は、当然ながら、被支持部３の一
部をなすとともに変位部の変位に従って変位することに
なる。本実施の形態では、膜４の物質としては、例え
ば、金黒、セラミックス（例えば、ＺｒＯ₂，ＭｎＯ₂，
ＦｅＯ₃，ＣｏＯ，ＣｕＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＳｉＯ₂
などの混合焼結体）、ポジレジスト、ネガレジスト、グ
ラファイト（カーボン）、ＳｉＮなどを用いることがで
きる。膜５の物質としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ
Ｏなどや後述する表１に挙げられている金属を用いるこ
とができる。

【００９０】もっとも、赤外線吸収部を変位部の一部と
して兼用するとともに、読み出し光反射部を変位部から
独立させてもよい。この場合、例えば、前記被支持部３
を３つの膜を積層したもので構成し、下側の膜を前記膜
４と同一の物質で構成し、上側の膜を前記膜５と同一の
物質で構成し、中間の膜を下側の膜の物質の膨張係数と
異なる膨張係数を有する物質で構成すればよい。また、
赤外線吸収部を変位部から独立させるとともに、読み出
し光反射部を変位部の一部として兼用してもよい。この
場合、例えば、前記被支持部３を３つの膜を積層したも
ので構成し、下側の膜を前記膜４と同一の物質で構成
し、上側の膜を前記膜５と同一の物質で構成し、中間の
膜を上側の膜の物質の膨張係数と異なる膨張係数を有す
る物質で構成すればよい。さらに、赤外線吸収部を変位
部から独立させるとともに、読み出し光反射部を変位部
から独立させてもよい。この場合、例えば、前記被支持
部３を４つの膜を積層したもので構成し、最も下側の膜
を前記膜４と同一の物質で構成し、最も上側の膜を前記
膜５と同一の物質で構成し、中間の２つの膜を互いに異
なる膨張係数を有する異なる任意の物質で構成すればよ
い。この中間の２つの膜の材料としては、例えば、バイ
メタルの材料として知られている下記の表１に挙げる金
属材料を用いてもよい。また、この中間の２つの膜の材
料としては、例えば、金属膜（Ｚｎ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ｍ
ｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗ，Ｐｔなど）と絶縁膜（ＳｉＯ₂，
ＳｉＮ，ポリイミドなど）との組み合わせでもよいし、
絶縁膜と他の絶縁膜との組み合わせでもよいし、前記金
属膜の代わりに半導体膜（ポリシリコン、ａ−Ｓｉ，Ｉ
ｎＳｂ，ＨｇＣｄＴｅなど）を用いてもよい。

【００９１】

【表１】

【００９２】また、本実施の形態では、図１に示すよう
に、被支持部３の一端が脚部２を介して基板１に支持さ
れることにより被支持部３が基板１から隙間６を隔てて
浮いた構造になっており、膜４，５からなる変位部はカ
ンチレバーを構成している。このように被支持部３が基
板１から浮いているので、被支持部３と基板１との間の
熱抵抗が大きくなっている。さらに、本実施の形態で
は、脚部２は、ＳｉＯ₂などの絶縁材料により構成され
ており、被支持部３と基板１との間が電気的に絶縁され
ている。このような絶縁材料は熱伝導率が低くて熱抵抗
が大きいので、被支持部３と基板１との間の熱抵抗が一
層大きくなっている。したがって、被支持部３から熱エ
ネルギーが逃げ難く、わずかな赤外線の入射によっても
膜４は温度上昇を生じ、赤外光検出感度が高まる。

【００９３】本実施の形態では、図１（ｄ）に示すよう
に、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。
もっとも、必要に応じて当該画素は基板１上に１次元状
に配置してもよいし、単に放射の強度のみを検出するよ
うな場合には、単一の画素のみを基板１上に配置しても
よい。

【００９４】次に、図１に示す光読み出し型放射−変位
変換装置は例えば半導体製造工程を利用して製造するこ
とができるが、その製造方法の一例について、図２を参
照して説明する。図２は、この製造方法の各工程を示す
概略断面図であり、図１（ａ）に対応する断面を示して
いる。

【００９５】まず、前記基板１に相当するシリコン基板
１１上の全面にスピンコート法等により犠牲層としての
ポリイミド膜（例えば、レジストでもよい）１２（例え
ば、厚さ１μｍ）を被着させ、該ポリイミド膜１２にお
ける前記脚部２に相当する箇所にフォトリソエッチング
法により穴（開口）をあける。次いで、当該穴を埋める
ように、プラズマＣＶＤ法などの低温工程でポリイミド
膜１２上の全面に前記脚部２の材料となるべきシリコン
酸化膜１３（例えば、厚さ５０００オングストローム）
をデポジションする。その後、フォトリソエッチング法
により、脚部２の形状に合わせてシリコン酸化膜１３を
パターニングする（図２（ａ））。これにより、基板１
１と、該基板１１上に形成された犠牲層としてのポリイ
ミド膜１２と、基板１１上に形成された脚部２（シリコ
ン酸化膜１３）とを有する構造体であって、犠牲層とし
てのポリイミド膜１２が脚部２（シリコン酸化膜１３）
の周囲に形成され、脚部２（シリコン酸化膜１３）の上
部が外部に露出した構造体が、完成する。

【００９６】次に、ポリイミド膜１２及びシリコン酸化
膜１３上に、前記膜４に相当する金黒１４（例えば、厚
さ２０００オングストローム）及び前記膜５に相当する
アルミニウム１５（例えば、厚さ２０００オングストロ
ーム）をスパッタ法により順次被着させ、当該金黒１４
及びアルミニウム１５を前記膜４，５の形状に合わせて
フォトリソエッチング法によりパターニングする（図２
（ｂ））。この工程は、前記構造体の前記脚部及び前記
犠牲層上に、互いに積層され所望の形状にパターニング
された２種類の膜１４，１５を形成する工程に相当して
いる。

【００９７】最後に、有機溶剤で溶出したり又はプラズ
マアッシングを行うなどにより犠牲層としてのポリイミ
ド膜１２を除去する（図２（ｃ））。これにより、図１
に示す光読み出し型放射−変位変換装置が完成する。

【００９８】以上説明した製造方法の各工程は周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図１に示す光読み出し型放射−変位
変換装置を容易に製造することができる。また、製造途
中においては、変位部（金黒１４及びアルミニウム１
５）は犠牲層（ポリイミド膜１２）を除去するまで当該
犠牲層に支持され固定されているため、変位部が変形し
たり破損したりしてしまう不良は全く生じない。

【００９９】ところで、以上の製造方法により通常は１
枚の基板１１を用いて複数の光読み出し型放射−変位変
換装置を同時に製造するが、この場合、ダイシング等に
より個々のチップに分割することになる。当該分割は、
ポリイミド膜１２（犠牲層）の除去前、すなわち、図２
（ｂ）の段階の後に行うことが好ましい。このように、
個々のチップへの分割を犠牲層の除去前に行えば、当該
分割の際にも変位部が犠牲層に支持され固定されている
ため、変位部が変形したり破損したりすることがなくな
り、歩留りが極めて高くなる。

【０１００】次に、図１に示す光読み出し型放射−変位
変換装置の製造方法の他の例について、図２１を参照し
て説明する。図２１は、この製造方法の各工程を示す概
略断面図であり、図１（ａ）に対応する断面を示してい
る。

【０１０１】まず、前記基板１に相当するシリコン基板
３１１上の全面にスピンコート法等により犠牲層として
のポリイミド膜（例えば、レジストでもよい）３１２
（例えば、厚さ１μｍ）を被着させ、該ポリイミド膜３
１２における前記脚部２に相当する箇所にフォトリソエ
ッチング法により開口３１２ａをあける（図２１
（ａ））。

【０１０２】次いで、当該開口３１２ａを埋めるよう
に、プラズマＣＶＤ法などの低温工程でポリイミド膜３
１２上の全面に前記脚部２の材料となるべき窒化珪素膜
３１３（例えば、厚さ１μｍ）をデポジションする（図
２１（ｂ））。

【０１０３】その後、ＣＭＰ法や全面エッチバック等に
より、脚部２以外の部分でポリイミド膜３１２の上面が
露出するように、窒化珪素膜３１３及びポリイミド膜３
１２の一部を除去して表面を平坦化する（図２１
（ｃ））。これにより、基板３１１と、該基板３１１上
に形成された犠牲層としてのポリイミド膜３１２と、基
板３１１上に形成された脚部２（窒化珪素膜３１３）と
を有する構造体であって、犠牲層としてのポリイミド膜
３１２が脚部２（窒化珪素膜３１３）の周囲に形成さ
れ、脚部２（窒化珪素膜３１３）の上部が外部に露出し
た構造体が、完成する。

【０１０４】次に、ポリイミド膜３１２及び窒化珪素膜
３１３上に、前記膜４に相当するシリコン酸化膜３１４
（例えば、厚さ２０００オングストローム）及び前記膜
５に相当するアルミニウム３１５（例えば、厚さ２００
０オングストローム）をスパッタ法、蒸着法又はＣＶＤ
法等により順次被着させ（図２１（ｄ））、当該シリコ
ン酸化膜３１４及びアルミニウム３１５を前記膜４，５
の形状に合わせてフォトリソエッチング法によりパター
ニングする（図２１（ｅ））。この工程は、前記構造体
の前記脚部及び前記犠牲層上に、互いに積層され所望の
形状にパターニングされた２種類の膜３１４，３１５を
形成する工程に相当している。

【０１０５】次に、図面には示していないが、図２１
（ｅ）に示す状態の基板をダイシング等により個々のチ
ップに分割する。このダイシングの際には水が吹き付け
られるなどにより力が加わるが、変位部としての各膜３
１４，３１５は、脚部としての窒化珪素膜３１３のみな
らず犠牲層としてのポリイミド膜３１２により支持され
固定されているので、当該膜３１４，３１５が変形した
り破損したりするおそれはない。

【０１０６】最後に、アッシング法などにより犠牲層と
してのポリイミド膜３１２を除去する（図２１
（ｆ））。これにより、図１に示す光読み出し型放射−
変位変換装置が完成する。ポリイミド膜３１２の除去
は、ウエットエッチング法やドライエッチング法等によ
り行ってもよい。ウエットエッチング法によりポリイミ
ド膜３１２を除去した場合には、エッチング液をリンス
した後、凝固昇華法などにより乾燥を行えばよい。凝固
昇華法を用いるのは、キャピラリーフォースによって、
膜３１４が基板３１１と接触してしまうのを防止するた
めである。

【０１０７】以上説明した製造方法の各工程も周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図１に示す光読み出し型放射−変位
変換装置を容易に製造することができる。また、製造途
中においては、変位部（シリコン酸化膜３１４及びアル
ミニウム３１５）は犠牲層（ポリイミド膜３１２）を除
去するまで当該犠牲層に支持され固定されているため、
変位部が変形したり破損したりしてしまう不良は全く生
じない。

【０１０８】なお、図２１に示す製造方法においては、
図２１（ｃ）に示す工程において窒化珪素膜３１３にお
ける脚部２に相当する部分のみを残しているが、脚部２
も前記膜４も同じ窒化珪素膜で構成する場合には、図２
１（ｃ）に示す平坦化工程に代えて、図２１（ｂ）に示
す状態の基板に対して、窒化珪素膜３１３をフォトリソ
エッチング法により脚部２及び膜４の形状に合わせてパ
ターニングすることにより、脚部２及び膜４を同時に形
成してもよい。この場合、図２１（ｄ）に示す工程で
は、膜５に相当するアルミニウム３１５のみがパターニ
ングされることになる。

【０１０９】次に、図１に示す光読み出し型放射−変位
変換装置の製造方法の更に他の例について、図２２を参
照して説明する。図２２は、この製造方法の各工程を示
す概略断面図であり、図１（ａ）に対応する断面を示し
ている。

【０１１０】まず、前記基板１に相当するシリコン基板
４１１の上面側部分を、脚部２に相当する部分４１１ａ
（例えば、高さ１μｍ）を残して、フォトリソエッチン
グ法により除去することにより、当該部分４１１ａから
なる脚部２を形成する（図２２（ａ））。なお、図面に
は示していないが、基板４１１上に全面に窒化珪素膜を
形成し、当該窒化珪素膜をフォトリソエッチングするこ
とにより、当該窒化珪素膜の残った部分として前記脚部
２を形成してもよい。

【０１１１】次いで、図２２（ａ）に示す状態の基板上
の全面にスピンコート法等により犠牲層としてのポリイ
ミド膜（例えば、レジストでもよい）４１２（例えば、
厚さ２μｍ）を被着させる（図２２（ｂ））。

【０１１２】その後、ＣＭＰ法や全面エッチバック等に
より、脚部２以外の部分でポリイミド膜４１２の上面が
露出するように、基板４１１の脚部構成部分４１１ａ及
びポリイミド膜４１２の一部を除去して表面を平坦化す
る（図２２（ｃ））。これにより、基板４１１と、該基
板４１１上に形成された犠牲層としてのポリイミド膜４
１２と、基板４１１上に形成された脚部２（基板４１１
の脚部構成部分４１１ａ）とを有する構造体であって、
犠牲層としてのポリイミド膜４１２が脚部２（脚部構成
部分４１１ａ）の周囲に形成され、脚部２（脚部構成部
分４１１ａ）の上部が外部に露出した構造体が、完成す
る。

【０１１３】次に、ポリイミド膜４１２及び脚部構成部
分４１１ａ上に、前記膜４に相当するシリコン酸化膜４
１４（例えば、厚さ２０００オングストローム）及び前
記膜５に相当するアルミニウム４１５（例えば、厚さ２
０００オングストローム）をスパッタ法、蒸着法又はＣ
ＶＤ法等により順次被着させ、当該シリコン酸化膜４１
４及びアルミニウム４１５を前記膜４，５の形状に合わ
せてフォトリソエッチング法によりパターニングする
（図２２（ｄ））。この工程は、前記構造体の前記脚部
及び前記犠牲層上に、互いに積層され所望の形状にパタ
ーニングされた２種類の膜４１４，４１５を形成する工
程に相当している。

【０１１４】次に、図面には示していないが、図２２
（ｄ）に示す状態の基板をダイシング等により個々のチ
ップに分割する。このダイシングの際には水が吹き付け
られるなどにより力が加わるが、変位部としての各膜４
１４，４１５は、脚部構成部分４１１ａのみならず犠牲
層としてのポリイミド膜４１２により支持され固定され
ているので、当該膜４１４，４１５が変形したり破損し
たりするおそれはない。

【０１１５】最後に、アッシング法などにより犠牲層と
してのポリイミド膜４１２を除去する（図２２
（ｅ））。これにより、図１に示す光読み出し型放射−
変位変換装置が完成する。ポリイミド膜４１２の除去
は、ウエットエッチング法やドライエッチング法等によ
り行ってもよい。ウエットエッチング法によりポリイミ
ド４１２を除去した場合には、エッチング液をリンスし
た後、フリーズドライ法や凝固昇華法などにより乾燥を
行えばよい。

【０１１６】以上説明した製造方法の各工程も周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図１に示す光読み出し型放射−変位
変換装置を容易に製造することができる。また、製造途
中においては、変位部（シリコン酸化膜４１４及びアル
ミニウム４１５）は犠牲層（ポリイミド膜４１２）を除
去するまで当該犠牲層に支持され固定されているため、
変位部が変形したり破損したりしてしまう不良は全く生
じない。

【０１１７】なお、前述したように、図１に示す光読み
出し型放射−変位変換装置では、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
光作用部としての読み出し光反射部を兼用しているが、
読み出し光反射部（読み出し光反射膜）及び赤外線吸収
部（赤外線吸収膜）のうちの一方又は両方を膜４，５と
独立させてもよい。この場合の光読み出し型放射−変位
変換装置も、前記図２、図２１又は図２２に示す製造方
法において、当該読み出し光反射膜及び赤外線吸収膜の
一方又は両方を膜４，５と同様に形成する工程を含むよ
うにした製造方法により製造することができる。

【０１１８】以上説明した図１に示す第１の実施の形態
による光読み出し型放射−変位変換装置によれば、赤外
線ｉが図１中の下方から入射される。この赤外線ｉは、
基板１を透過して赤外線吸収部を兼ねる膜４により吸収
されて熱に変換される。図１（ｂ）に示すように、膜４
にて発生した熱に応じて変位部を兼ねる膜４，５が上方
に湾曲して傾斜する。すなわち、入射した赤外線ｉが、
その量に応じた膜４，５の変位に変換される。一方、後
述する読み出し光学系により、可視光の読み出し光ｊ
が、図１中の上方から入射されて反射部を兼ねる膜５に
照射される。膜５は、その変位に応じた反射方向の変化
や反射位置の変化を与えて当該変化した読み出し光を反
射光として出射させるので、結局、膜４に照射された赤
外線が読み出し光の反射光の変化に変換されることにな
る。したがって、後述するように、膜５にて反射された
読み出し光の反射光に基づいて赤外線を検出することが
できる。このとき、光による変位検出は高感度で行うこ
とができることから、本実施の形態によれば、赤外線を
高感度で検出することが可能となる。また、本実施の形
態では、赤外線を熱を経て抵抗値（電気信号）に変換す
るのではなく、赤外線を熱及び変位を経て読み出し光の
変化に変換するので、基板１により支持された被支持部
３には電流を流す必要がなく、被支持部３には自己発熱
が生じない。したがって、本実施の形態によれば、入射
した赤外線のみによる熱を検出することになるので、Ｓ
／Ｎが向上し、検出精度が向上する。勿論、本実施の形
態では、量子型赤外線検出器において必要であった冷却
器は不要である。また、本実施の形態では、赤外線を電
気信号として読み出すものではないので、従来の熱型赤
外線検出器において必要であった微弱電気信号用の読み
出し回路が不要となる。

【０１１９】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態による映像化装置について、図３を参照し
て説明する。図３は、本実施の形態による映像化装置を
示す概略構成図である。

【０１２０】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１の実施の形態による図１に示す光読み出し型放射−変
位変換装置（図３においては符号１００で示しており、
図１（ａ）中の上方向及び下方向が図３中の右方向及び
左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外線ｉ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
している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の結像
レンズ２０と、変換装置１００の前記各素子（画素）の
反射部としての膜５にそれぞれ前記読み出し光を照射
し、前記各素子の膜５で反射された読み出し光の反射光
に基づいて前記各素子の変位部としての膜４，５の変位
に応じた光学像を形成する読み出し光学系と、前記光学
像を撮像する撮像手段としての２次元ＣＣＤ２１，２
２，２３と、を備えている。

【０１２１】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、白色ランプ等の白色光源２４、レンズ２５，２
６，２７，２８、ビームスプリッタ２９，３０、全反射
ミラー３１、Ｒ光反射ダイクロイックミラー３２及びＢ
光反射ダイクロイックミラー３３を備えており、これら
が前記読み出し光学系を構成している。本実施の形態で
は、この読み出し光学系は、干渉を利用して前記光学像
を形成するように構成されている。変換装置１００の反
射部としての膜５が分布している面とＣＣＤ２１〜２３
の受光面とが、レンズ２５，２６〜２８に関して、互い
に共役な位置に配置されている。なお、ＣＣＤ２１〜２
３、レンズ２６〜２８及びダイクロイックミラー３２，
３３は、３板式の可視光用ＣＣＤカメラを構成してい
る。なお、白色光源２４とビームスプリッタ２９との間
には、適宜照明レンズを配置してもよい。

【０１２２】本実施の形態では、結像レンズ２０によ
り、赤外線ｉが集光されて変換装置１００の赤外線吸収
部としての膜４が分布している面上に赤外線画像が結像
される。その結果、変換装置１００の各画素の膜４に対
する入射赤外線の量に応じて、前記第１の実施の形態に
関して説明したように、各画素の膜４，５が変位する。

【０１２３】一方、白色光源２４から発した光は、ビー
ムスプリッタ２９にて反射され、レンズ２５を経てビー
ムスプリッタ３０に達し、当該ビームスプリッタ３０を
透過して変換装置１００に照射される読み出し光と、当
該ビームスプリッタ３０にて反射されて全反射ミラー３
１に向かう参照光とに分割される。変換装置１００に照
射された読み出し光は、変換装置１００の各画素の膜５
にて反射されてビームスプリッタ３０を透過してレンズ
２５へ向かう。一方、前記参照光は、全反射ミラー３１
にて反射されてビームスプリッタ３０でさらに反射され
てレンズ２５へ向かう。したがって、各画素の膜５にて
反射された読み出し光と全反射ミラー３１にて反射され
た参照光とがビームスプリッタ３０により合成される。
合成された２つの光は、干渉の原理によりその位相差に
応じて強め合ったり弱め合ったりして干渉光となる。こ
のため、この干渉光は、変換装置１００の各画素の膜５
の変位量に応じてスペクトル分布が元の白色光源２４に
対してずれた分布の光強度を有しており（すなわち、各
画素の膜５の変位量に応じた干渉色の分布を有してお
り）、ビームスプリッタ３０からレンズ２５を図３中右
方向に透過し、更にビームスプリッタ２９を透過する。
ビームスプリッタ２９を透過した干渉光は、ダイクロイ
ックミラー３２，３３にて色分解され、当該干渉光のう
ちのＲ光成分による光学像がレンズ２７を介してＣＣＤ
２２上に形成され、当該干渉光のうちのＢ光成分による
光学像がレンズ２８を介してＣＣＤ２３上に形成され、
当該干渉光のうちのＧ光成分による光学像がレンズ２６
を介してＣＣＤ２１上に形成され、それらの像がＣＣＤ
２１，２２，２３により撮像される。このようにして、
入射赤外線画像が可視画像に変換され、当該可視画像が
撮像されることになる。

【０１２４】なお、本実施の形態では、前記可視画像を
ＣＣＤ２１，２２，２３で撮像しているが、当該可視画
像を肉眼で観察するようにしてもよい。この場合、例え
ば、図３において、ダイクロイックミラー３２，３３、
レンズ２７，２８及びＣＣＤ２１〜２３を取り除き、Ｃ
ＣＤ２１の位置に形成された可視画像を肉眼で観察すれ
ばよい。

【０１２５】また、白色光源２４に代えて、レーザーな
どの単色光源を用いてもよい。この場合、その波長にお
ける変換装置１００の各画素の膜５の変位量に応じた強
弱の変化の分布を持った干渉像が得られるので、白黒タ
イプのＣＣＤカメラを用いればよい。具体的には、例え
ば、図３において、ダイクロイックミラー３２，３３、
レンズ２７，２８及びＣＣＤ２２，２３を取り除けばよ
い。この場合にも、ＣＣＤ２１を取り除いて、ＣＣＤ２
１の位置に形成された単色の可視画像を肉眼で観察して
もよい。なお、白色光源２４に代えて、波長の異なる２
種類の単色光を発する光源を用いれば、単色光ではわか
らない一周期以上ずれた干渉の場合でも光路長差がわか
るので、単色光源を用いる場合に比べて、よりダイナミ
ックレンジの広い赤外線を撮像できる。

【０１２６】ところで、変換装置１００の変位部として
膜４，５の変位の範囲を制限しなければ、干渉の強度は
光路長差が読み出し光の波長の１／２毎に強弱を繰り返
すので、ある強度以上の赤外線が入射すると逆に干渉の
強度が反転するという反転現象が起こってしまう。そこ
で、膜４，５の変位による干渉強度の変化が単調変化と
なるように、膜４，５の変位の範囲を読み出し光の波長
の１／４以下に制限することが好ましい。例えば、膜
４，５を温度が上昇したときに図１（ａ）中で下向きに
曲がるようにし、膜４と基板１の上面との間隔を読み出
し光の波長の１／４以下とすれば、過剰の赤外線が入射
しても膜４，５の動きは膜４の自由端と基板１の上面と
が接した所で止まる。なお、全反射ミラー３１は適当な
位置に位置合わせしておく必要がある。以上は光源２４
として単色光源を用いた場合であるが、光源２４として
白色光源を用いた場合にも、同様に、膜４，５の変位に
よる干渉色の変化が単調変化となるように、膜４，５の
変位の範囲を制限すればよい。なお、膜４，５の変位の
範囲を制限するための特別な制限部を設けてもよいこと
は、勿論である。

【０１２７】なお、レンズ２５及び全反射ミラー３１に
代えて、市販されている干渉対物レンズを用いてもよ
い。

【０１２８】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態による映像化装置について、図４を参照し
て説明する。図４は本実施の形態による映像化装置を示
す図であり、図４（ａ）はその概略構成図、図４（ｂ）
はその原理説明図、図４（ｃ）は他の原理説明図であ
る。

【０１２９】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１の実施の形態による図１に示す光読み出し型放射−変
位変換装置（図４においては符号１００で示しており、
図１（ａ）中の上方向及び下方向が図４中の右方向及び
左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外線ｉ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
している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の結像
レンズ４０と、変換装置１００の前記各素子（画素）の
反射部としての膜５（図４（ｂ）（ｃ）においては画素
ごとに区別して符号５ａ，５ｂ，５ｃを付している。）
にそれぞれ前記読み出し光を照射し、前記各素子の膜５
で反射された読み出し光の反射光による各素子の膜５の
像からなる光学像であって、当該光学像における各素子
の膜５の像の光量が各素子の膜５の傾きに応じて異なる
光学像を形成する読み出し光学系と、前記光学像を撮像
する撮像手段としての２次元ＣＣＤ４１と、を備えてい
る。

【０１３０】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、光源（白色光源でもよいし、単色光源でもよ
い。）４２、照明レンズ４３、レンズ４４，４５及びビ
ームスプリッタ４６を備えており、これらが前記読み出
し光学系を構成している。本実施の形態では、この読み
出し光学系は、瞳によるケラレを利用して前記光学像を
形成するように構成されている。変換装置１００の反射
部としての膜５が分布している面とＣＣＤ４１の受光面
とが、レンズ４４，４５に関して、互いに共役な位置に
配置されている。図４（ｂ）に示すように、膜５が傾斜
していないときに、光源４２から発した光が当該膜５で
反射され、レンズ４４の射出瞳４４ａのほぼ全体をちょ
うど通過するように、光源４２からレンズ４３，４４を
経由した読み出し光が変換装置１００を照射するよう
に、レンズ４３，４４が設定されている。

【０１３１】本実施の形態では、結像レンズ４０によ
り、赤外線ｉが集光されて変換装置１００の赤外線吸収
部としての膜４が分布している面上に赤外線画像が結像
される。その結果、変換装置１００の各画素の膜４に対
する入射赤外線の量に応じて、前記第１の実施の形態に
関して説明したように、各画素の膜４，５の傾きが変化
する。

【０１３２】光源４２から発した光は、照明レンズ４３
を経由してビームスプリッタ４６にて反射され、レンズ
４４を経て読み出し光として変換装置１００に照射され
る。膜５とＣＣＤ４１の受光面とが共役関係を有してい
るため、変換装置１００に照射された読み出し光の膜５
による反射光により、膜５の傾きと無関係に常にＣＣＤ
４１の受光面上の所定位置に膜５の像からなる光学像が
形成される。すなわち、図４（ｂ）（ｃ）に示すよう
に、膜５ａの像がＣＣＤ４１の受光面上の位置５ａ’に
形成され、膜５ｂの像が位置５ｂ’に形成され、膜５ｃ
の像が位置５ｃ’に形成される。

【０１３３】そして、図４（ｂ）に示すように、膜５ａ
が傾いていなければ、膜５ａに照射された読み出し光の
反射光は、レンズ４４を経て瞳４４ａのほぼ全体をちょ
うど通過し更にレンズ４５を経由して位置５ａ’に到達
する。したがって、膜５ａが傾いていなければ、位置５
ａ’に形成される膜５ａの像は明るい。

【０１３４】ところが、図４（ｃ）に示すように、入射
赤外線の量に応じて膜５ａが傾くと、その傾きに応じて
膜５ａによる読み出し光の反射光は反射方向が変化し、
その結果、膜５ａによる反射光のうちの一部が瞳４４ａ
によりけられる（遮られる）ことになり、位置５ａ’に
形成される膜５ａの像の光量が低下する。なお、図４
（ｂ）及び図４（ｃ）において、ハッチング部は、膜５
ａによる反射光のうちの瞳４４ａを通過して位置５ａ’
に到達する部分を示している。

【０１３５】したがって、本実施の形態によれば、各画
素の膜５の像がＣＣＤ４１上に形成され、当該各像の明
るさは、各画素の膜５の傾き、すなわち、各画素に対す
る入射赤外線の量に応じて変化する。このようにして、
入射赤外線画像が可視画像に変換され、当該可視画像が
ＣＣＤ４１にて撮像されることになる。

【０１３６】なお、本実施の形態では、前記可視画像を
ＣＣＤ４１で撮像しているが、当該可視画像を肉眼で観
察するようにしてもよい。

【０１３７】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態による映像化装置について、図５を参照し
て説明する。図５は本実施の形態による映像化装置を示
す図であり、図５（ａ）はその概略構成図、図５（ｂ）
はその原理説明図である。

【０１３８】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１の実施の形態による図１に示す光読み出し型放射−変
位変換装置（図５においては符号１００で示しており、
図１（ａ）中の上方向及び下方向が図５中の右方向及び
左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外線ｉ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
している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の結像
レンズ５０と、前記読み出し光が変換装置１００の前記
各素子（画素）の反射部としての膜５（図５（ｂ）にお
いては画素ごとに区別して符号５ａ，５ｂ，５ｃを付し
ている。）付近の所定位置にそれぞれ集光するように、
前記読み出し光を前記各素子の膜５ａ，５ｂ，５ｃにそ
れぞれ照射し、前記各集光位置に対応する位置にそれぞ
れピンホール５１ａ，５１ｂ，５１ｃを有する絞り板５
１の当該各ピンホール５１ａ，５１ｂ，５１ｃに、前記
各素子の膜５ａ，５ｂ，５ｃから出射した各反射光をそ
れぞれ通過させ、前記各素子の膜５ａ，５ｂ，５ｃから
出射した各反射光のうちの前記各ピンホール５１ａ，５
１ｂ，５１ｃを通過した光による光学像を形成する読み
出し光学系と、前記光学像を撮像する撮像手段としての
２次元ＣＣＤ５２と、を備えている。

【０１３９】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、光源（白色光源でもよいし、単色光源でもよ
い。）５３、照明レンズ５４、前記各集光位置に対応す
る位置にそれぞれピンホール（図示せず）を有する絞り
板５５、レンズ５６，５７及びビームスプリッタ５８を
備えており、これらが前記読み出し光学系を構成してい
る。本実施の形態では、この読み出し光学系は、共焦点
顕微鏡による原理を利用して前記光学像を形成するよう
に構成されている。変換装置１００の反射部としての膜
５ａ，５ｂ，５ｃが傾いていないときになす面（Ｓ−
Ｓ’平面）と絞り板５１とが、レンズ５６，５７に関し
て、互いに共役な位置に配置されている。また、前記絞
り板５５とＳ−Ｓ’平面とが、レンズ５６に関して、互
いに共役な位置に配置されている。そして、ＣＣＤ５２
は、絞り板５１付近に配置されている。

【０１４０】本実施の形態では、結像レンズ５０によ
り、赤外線ｉが集光されて変換装置１００の赤外線吸収
部としての膜４が分布している面上に赤外線画像が結像
される。その結果、変換装置１００の各画素の膜４に対
する入射赤外線の量に応じて、前記第１の実施の形態に
関して説明したように、各画素の膜４，５の傾きが変化
する。

【０１４１】光源５３から発した光は、照明レンズ５４
及び絞り板５５を経由してビームスプリッタ５８にて反
射され、レンズ５６を経て読み出し光として変換装置１
００に照射される。絞り板５５とＳ−Ｓ’平面とが共役
関係を有しているため、図５（ｂ）に示すように、絞り
板５５の像（すなわち、絞り板５５のピンホールの像）
がＳ−Ｓ’平面に形成され、Ｓ−Ｓ’平面における当該
ピンホールの像の位置にそれぞれ集光するように、読み
出し光が各画素の膜５ａ，５ｂ，５ｃにそれぞれ照射さ
れることになる。そして、Ｓ−Ｓ’平面と絞り板５１と
が共役関係を有しているため、傾いていない膜５ａ，５
ｃから出射した各反射光は、レンズ５６，５７を経由し
て、絞り板５１のピンホール５１ａ，５１ｃの位置に集
光されて、当該各反射光の全てが当該ピンホール５１
ａ，５１ｃを通過してＣＣＤ５２の対応する画素の有効
受光領域５２ａ，５２ｃに到達する。一方、傾いている
膜５ｂから出射した反射光は、その反射位置がＳ−Ｓ’
平面から当該傾きに応じた距離Δ１だけずれることか
ら、レンズ５６，５７を経由して、距離Δ１に応じた距
離Δ２だけ絞り板５１のピンホール５１ｂから手前の位
置に集光されて、絞り板５１上ではぼけてしまい、当該
反射光の一部のみがピンホール５１ｂを通過してＣＣＤ
５２の対応する画素の有効受光領域５２ｂに到達する。
したがって、距離Δ１に応じて領域５２ｂに到達する光
量が低下する。

【０１４２】したがって、本実施の形態によれば、各画
素の膜５の像がＣＣＤ５２上に形成され、当該各像の明
るさは、各画素の膜５の反射位置の変位Δ１、すなわ
ち、各画素に対する入射赤外線の量に応じて変化する。
このようにして、入射赤外線画像が可視画像に変換さ
れ、当該可視画像がＣＣＤ５２にて撮像されることにな
る。

【０１４３】なお、前記絞り板５５は感度を向上させる
上で設けることが好ましいが、絞り板５５を除去し、レ
ンズ５４，５６にて、Ｓ−Ｓ’平面上に光が集光するよ
うに読み出し光を照射するように設定してもよい。

【０１４４】また、Ｓ−Ｓ’平面から前記距離Δ１離れ
た平面と絞り板５１とを互いに共役な位置に配置すると
ともに、Ｓ−Ｓ’平面から前記距離Δ１離れた平面と絞
り板５５とを互いに共役な位置に配置してもよい。

【０１４５】なお、本実施の形態では、前記可視画像を
ＣＣＤ５２で撮像しているが、当該可視画像を肉眼で観
察するようにしてもよい。

【０１４６】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態による映像化装置について、図６を参照し
て説明する。図６は本実施の形態による映像化装置を示
す図であり、図６（ａ）はその概略構成図、図６（ｂ）
はその原理説明図、図６（ｃ）は他の原理説明図であ
る。

【０１４７】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１の実施の形態による図１に示す光読み出し型放射−変
位変換装置（図６においては符号１００で示しており、
図１（ａ）中の上方向及び下方向が図６中の右方向及び
左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外線ｉ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
している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の結像
レンズ６０と、変換装置１００の前記各素子（画素）の
反射部としての膜５（図６（ｂ）（ｃ）においては画素
ごとに区別して符号５ａ，５ｂを付している。）にそれ
ぞれ前記読み出し光を照射し、前記各素子の膜５から出
射した各反射光を所定平面上に導き、前記各反射光によ
る光学像であって、前記各素子の膜５の傾きに応じて前
記所定平面上に達する位置が異なる光学像を前記所定平
面上に形成する読み出し光学系と、前記光学像を撮像す
る撮像手段としての２次元ＣＣＤ６１と、該ＣＣＤ６１
からの信号に基づいて赤外線画像データを演算する演算
処理部６５と、を備えている。

【０１４８】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、光源（白色光源でもよいし、単色光源でもよ
い。）６２、照明レンズ６３及びビームスプリッタ６４
を備えており、これらが前記読み出し光学系を構成して
いる。

【０１４９】本実施の形態では、結像レンズ６０によ
り、赤外線ｉが集光されて変換装置１００の赤外線吸収
部としての膜４が分布している面上に赤外線画像が結像
される。その結果、変換装置１００の各画素の膜４に対
する入射赤外線の量に応じて、前記第１の実施の形態に
関して説明したように、各画素の膜４，５の傾きが変化
する。

【０１５０】光源６２から発した光は、照明レンズ６３
を経由してビームスプリッタ６４にて反射され、変換装
置１００に照射される。各画素の膜５の傾きに応じて反
射方向が異なることから、各画素の膜５の傾きに応じて
各膜５を出射した反射光がＣＣＤ６１の受光面上に達す
る位置が異なる。そして、ＣＣＤ６１は、図６（ｂ）
（ｃ）に示すように、膜５ａに対応する３つの画素の有
効受光領域６１ａ−１，６１ａ−２，６１ａ−３及び膜
５ｂに対応する３つの画素の有効受光領域６１ｂ−１，
６１ｂ−２，６１ｂ−３を有している。各３つの有効受
光領域は、各膜の傾く方向に対応する方向に並んでい
る。例えば、膜５ａが傾いていない場合には膜５ａから
の反射光は領域６１ａ−１に達し、膜５ａが中程度傾い
ている場合には膜５ａからの反射光は領域６１ａ−２に
達し、膜５ａが大きく傾いている場合には膜５ａからの
反射光は領域６１ａ−３に達する。領域６１ａ−１〜６
１ａ−３には、膜５ａからの反射光以外の光は到達しな
いようになっている。したがって、領域６１ａ−１〜６
１ａ−３のうちのいずれが光を受光しているかによっ
て、膜５ａの傾き、すなわち、当該画素に入射する赤外
線の量を知ることができる。これに基づいて、演算処理
部６５は、ＣＣＤ６１からの信号から入射赤外線画像の
データを演算して求める。

【０１５１】なお、例えば、変換装置１００とビームス
プリッタ６４との間や、ビームスプリッタ６４とＣＣＤ
６１との間にレンズを配置しても、前述と同様に膜の傾
斜を反射光がＣＣＤ６１上に達する位置の変化に変換す
ることができる。

【０１５２】（第６の実施の形態）次に、本発明の第６
の実施の形態による映像化装置について、図７を参照し
て説明する。図７は本実施の形態による映像化装置を示
す図であり、図７（ａ）はその概略構成図、図７（ｂ）
はその原理説明図である。

【０１５３】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１の実施の形態による図１に示す光読み出し型放射−変
位変換装置（図７においては符号１００で示しており、
図１（ａ）中の上方向及び下方向が図７中の右方向及び
左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外線ｉ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
している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の結像
レンズ７０と、変換装置１００の前記各素子（画素）の
反射部としての膜５（図７（ｂ）においては画素ごとに
区別して符号５ａ，５ｂを付している。）にそれぞれ前
記読み出し光として偏光光を照射し、前記各素子（画
素）の膜５から出射した各反射光をそれぞれ検光し、各
検光光による前記各素子の膜５の像からなる光学像を形
成する読み出し光学系と、前記光学像を撮像する撮像手
段としての２次元ＣＣＤ７１と、を備えている。

【０１５４】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、光源（白色光源でもよいし、単色光源でもよ
い。）７２、照明レンズ７３、偏光子及び検光子を兼ね
る偏光板７４、レンズ７５及びビームスプリッタ７６を
備えており、これらが前記読み出し光学系を構成してい
る。変換装置１００の反射部としての膜５が分布してい
る面とＣＣＤ７１の受光面とが、レンズ７５に関して、
互いに共役な位置に配置されている。

【０１５５】本実施の形態では、結像レンズ７０によ
り、赤外線ｉが集光されて変換装置１００の赤外線吸収
部としての膜４が分布している面上に赤外線画像が結像
される。その結果、変換装置１００の各画素の膜４に対
する入射赤外線の量に応じて、前記第１の実施の形態に
関して説明したように、各画素の膜４，５の傾きが変化
する。

【０１５６】光源７２から発した光は、照明レンズ７３
を経由してビームスプリッタ７６にて反射され、偏光板
７４を経て直線偏光となって読み出し光として変換装置
１００に照射される。膜５とＣＣＤ７１の受光面とが共
役関係を有しているため、変換装置１００に照射された
読み出し光の膜５による反射光により、膜５の傾きと無
関係に常にＣＣＤ７１の受光面上の所定位置に膜５の像
からなる光学像が形成される。このとき、膜５を出射し
た反射光は、当該膜５が傾いていなければ当該膜５への
入射時の偏光状態と同じ偏光状態となるが、当該膜５が
傾いていると当該膜５への入射時の偏光状態から当該傾
きに応じた量だけ異なる偏光状態となる（図７（ｂ）参
照）。したがって、膜５を出射した反射光は偏光板７４
にて検光されることから、当該偏光板７４を通過した検
光光の光量は、当該膜５が傾いていなければ大きくな
り、当該膜５が傾いていればその傾きに応じて低下する
ことになる。

【０１５７】したがって、本実施の形態によれば、各画
素の膜５の像がＣＣＤ７１上に形成され、当該各像の明
るさは、各画素の膜５の傾き、すなわち、各画素に対す
る入射赤外線の量に応じて変化する。このようにして、
入射赤外線画像が可視画像に変換され、当該可視画像が
ＣＣＤ７１にて撮像されることになる。

【０１５８】なお、本実施の形態では、前記可視画像を
ＣＣＤ７１で撮像しているが、当該可視画像を肉眼で観
察するようにしてもよい。また、前記偏光板７４を取り
除き、照明レンズ７３とビームスプリッタ７６との間に
偏光子を配置するとともに、ビームスプリッタ７６とレ
ンズ７５との間に検光子を配置してもよい。

【０１５９】（第７の実施の形態）次に、本発明の第７
の実施の形態による映像化装置について、図８を参照し
て説明する。図８は、本実施の形態による映像化装置を
示す概略構成図である。

【０１６０】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１の実施の形態による図１に示す光読み出し型放射−変
位変換装置（図８においては符号１００で示しており、
図１（ａ）中の上方向及び下方向が図８中の右方向及び
左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外線ｉ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
している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の結像
レンズ８０と、位相差法に従って、前記読み出し光を変
換装置１００の前記各素子（画素）の反射部としての膜
５にそれぞれ照射するとともに前記各素子の膜５から出
射した各反射光に基づいて前記各素子の膜５の傾きに応
じた光学像を形成する読み出し光学系と、前記光学像を
撮像する撮像手段としての２次元ＣＣＤ８１と、を備え
ている。

【０１６１】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、光源（白色光源でもよいし、単色光源でもよ
い。）８２、照明レンズ８３、レンズ８４，８５、リン
グ絞り８６、該リング絞り８６に対応する位相差板８７
及びビームスプリッタ８８を備えており、これらが前記
読み出し光学系を構成している。

【０１６２】位相差法自体は周知であるのでここでは詳
細に説明しないが、本実施の形態によれば、各画素の膜
５の変位に応じた光学像がＣＣＤ８１上に形成されるこ
とになり、入射赤外線画像が可視画像に変換され、当該
可視画像がＣＣＤ８１にて撮像されることになる。

【０１６３】なお、本実施の形態では、前記可視画像を
ＣＣＤ８１で撮像しているが、当該可視画像を肉眼で観
察するようにしてもよい。

【０１６４】（第８の実施の形態）次に、本発明の第８
の実施の形態による映像化装置について、図９を参照し
て説明する。図９は、本実施の形態による映像化装置を
示す概略構成図である。

【０１６５】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１の実施の形態による図１に示す光読み出し型放射−変
位変換装置（図９においては符号１００で示しており、
図１（ａ）中の上方向及び下方向が図９中の右方向及び
左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外線ｉ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
している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の結像
レンズ９０と、微分干渉法に従って、前記読み出し光を
変換装置１００の前記各素子（画素）の反射部としての
膜５にそれぞれ照射するとともに前記各素子の膜５から
出射した各反射光に基づいて前記各素子の膜５の傾きに
応じた光学像を形成する読み出し光学系と、前記光学像
を撮像する撮像手段としての２次元ＣＣＤ９１と、を備
えている。

【０１６６】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、光源（白色光源でもよいし、単色光源でもよ
い。）９２、照明レンズ９３、レンズ９４、ウォラスト
ンプリズム又はノマルスキープリズム９５、偏光方向が
図９の紙面に対して４５゜の角度をなす偏光子９６、検
光子９７及びビームスプリッタ９８を備えており、これ
らが前記読み出し光学系を構成している。なお、偏光子
９６を通過した光は、図９の紙面に対して４５゜の角度
をなす偏光方向を有する直線偏光となるようになってい
る。

【０１６７】微分干渉法自体は周知であるのでここでは
詳細に説明しないが、本実施の形態によれば、各画素の
膜５の変位に応じた光学像がＣＣＤ９１上に形成される
ことになり、入射赤外線画像が可視画像に変換され、当
該可視画像がＣＣＤ９１にて撮像されることになる。

【０１６８】なお、本実施の形態では、前記可視画像を
ＣＣＤ９１で撮像しているが、当該可視画像を肉眼で観
察するようにしてもよい。

【０１６９】ところで、図１に示す光読み出し型放射−
変位変換装置１００（後述する図１４に示す変換装置並
びに図１７及び図１８に示す変換装置も同様。）は、使
用に際して、図１０に示すような内部１１０ａを真空に
した容器１１０内に収容することが好ましい。このよう
に真空の容器１１０内に変換装置１００を収容すると、
断熱性能が向上し、赤外線による膜４，５の温度上昇が
大きくなり、外部の温度変化に対しての基板１の温度変
化を小さくできる。さらに、変換装置１００の基板１の
温度の変化を抑えるためには、ペルチェ素子のような発
熱や吸熱を行える熱電温度安定器１１１を容器１１０に
熱的に密に接触させ、温度制御を行うことも有効であ
る。

【０１７０】図１０（ａ）は、容器１１０内に変換装置
１００を収容した状態を模式的に示す断面図であり、変
換装置１００は熱電温度安定器１１１を介して容器１１
０に取り付けてある。容器１１０の赤外線ｉの入射側に
は、不要な光をカットしかつ内部１１０ａを真空を保持
するための窓１１２が取り付けてある。容器１１０の読
み出し光ｊの入射側には、不要な光をカットしかつ内部
１１０ａを真空に保持するための窓１１３が取り付けて
ある。容器１１０の内部１１０ａは、真空に排気されて
いる。

【０１７１】図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のＢ−
Ｂ’矢視図である。なお、熱電温度安定器１１１は読み
出し光ｊの入射を妨げないように配置されている。

【０１７２】なお、図面には示していないが、例えば、
変換装置１００に接してあるいは変換装置１００の基板
１内に温度センサを設け、該温度センサからの検出信号
を利用して熱電温度安定器１１１の温度制御が行われ
る。

【０１７３】また、図３乃至図９にそれぞれ示した各映
像化装置（後述する図１６に示す映像化装置も同様。）
では、使用に際して、光読み出し型放射−変位変換装置
を含んだ光学系全体を、被支持部３の機械的な共振周波
数では共振しないような防震容器に入れておくことが望
ましい。

【０１７４】ところで、例えば、前述した図３に示す映
像化装置においては、撮像手段としてのＣＣＤ２１〜２
３は、光読み出し型放射−変位変換装置１００の複数の
素子（画素）の光作用部である反射部としての膜５と１
対１に対応する複数の画素を有し、前記読み出し光学系
は、ＣＣＤ２１〜２３の前記複数の画素の各々が、前記
複数の素子の膜５から出射された読み出し光の反射光の
みを受光するように、前述した光学像を形成することが
好ましい。具体的には、図１１に示すように、変換装置
１００の各素子の膜５の像（膜５から出射した読み出し
光の反射光による像）５Ａが、ＣＣＤ２１〜２３の受光
面上において、ＣＣＤ２１〜２３の当該膜５に対応する
画素の有効受光領域（受光部上にマイクロレンズを有し
ないＣＣＤであれば受光部の領域１２０であり、当該マ
イクロレンズを有するＣＣＤであれば当該マイクロレン
ズの領域１２１）と重なるように、当該有効受光領域と
等しいか又はそれより大きい大きさで形成されるよう
に、前記読み出し光学系（特に、レンズ２５〜２８）の
倍率等をセッティングすればよい。図１１（ａ）は、Ｃ
ＣＤ２１〜２３がマイクロレンズを有しないＣＣＤであ
る場合において、当該ＣＣＤ２１〜２３の受光面上での
当該ＣＣＤ２１〜２３の各画素の受光部の領域１２０と
膜５の像５Ａとの関係を示す図である。図１１（ｂ）
は、ＣＣＤ２１〜２３がマイクロレンズを有するＣＣＤ
である場合において、当該ＣＣＤ２１〜２３の受光面上
での当該ＣＣＤ２１〜２３の各画素のマイクロレンズの
領域１２１と膜５の像５Ａとの関係を示す図である。

【０１７５】このようにすると、ＣＣＤ２１〜２３の各
画素は、対応する膜５から出射された読み出し光の反射
光（すなわち、信号光）のみを有効に受光し、読み出し
光のうちの当該信号光以外の光（すなわち、ノイズ光）
を有効に受光しない。このため、後述する図１２（ａ）
に示すようなマスク１３０や図１２（ｂ）に示すような
反射防止膜１３１を設けなくても（つまり、ＣＣＤ２１
〜２３へ向かう光が信号光のみならずノイズ光を含んで
いても）、Ｓ／Ｎが向上するので、好ましい。もっと
も、本発明では、このようなセッティングは必ずしも行
う必要はなく、例えば、変換装置１００の画素とＣＣＤ
２１〜２３の画素とが１対１に対応している必要はな
い。

【０１７６】以上、図３に示す映像化装置を例に挙げて
説明したが、このような事情は図３に示す映像化装置の
みならず、前述した又は後述する種々の映像化装置等に
ついても同様である。

【０１７７】（第１の実施の形態の変形例）ここで、本
発明において採用し得る、前述した第１の実施の形態に
よる図１に示す光読み出し型放射−変位変換装置の変形
例について、図１２を参照して説明する。図１２は、図
１に示す光読み出し型放射−変位変換装置の各変形例を
示すものであり、図１（ａ）に対応している。図１２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、その説明は省略する。

【０１７８】図１２（ａ）に示す例では、照射される読
み出し光のうちの光作用部である反射部としての膜５か
ら出射する反射光以外の光をマスクするマスク１３０が
追加されている。マスク１３０は、膜５に対応する領域
に開口１３０ａを有している。このマスク１３０は、例
えば、図１０に示す容器１１０に設けられた読み出し光
用の入射窓１１３上に黒色の塗料を塗布することにより
形成することができる。照射される読み出し光のうちの
膜５から出射する反射光が信号光であるが、読み出し光
のうちの当該信号光以外の光（すなわち、ノイズ光）が
当該信号光に混じると、いわゆるＳ／Ｎが低下してしま
う。この点、本例によれば、マスク１３０を有している
ので、当該ノイズ光が信号光に混じらず、Ｓ／Ｎが向上
する。

【０１７９】図１２（ｂ）に示す例では、照射される読
み出し光のうちの光作用部である反射部としての膜５か
ら出射する反射光以外の光の反射を防止する反射防止膜
１３１が追加されている。本例では、反射防止膜１３１
は、膜５に対応する領域以外の領域において基板１上に
形成されている。反射防止膜１３１の材料としては、例
えば、ＳｉＯ₂，ＳｉＮなどの絶縁膜、Ａｌ₂Ｏ₃などの
セラミックス薄膜、ＳｉＣなどのカーボン系薄膜、黒色
塗料などを用いることができる。本例によっても、図１
２（ａ）に示す例と同様に、Ｓ／Ｎが向上する。

【０１８０】図１２（ｃ）に示す例では、読み出し光を
反射する反射部としての膜５に対応する領域以外の領域
において基板１上に、読み出し光を反射する反射膜１３
２が形成されている。反射膜１３２の材料としては、例
えば、Ａｌ、Ａｇ、ＭｇＯなどを用いることができる。
本例によれば、読み出し光は全て膜５及び反射膜１３２
により反射され、読み出し光が基板１に吸収されること
がない。よって、読み出し光エネルギーが基板１に吸収
されてその熱が被支持部３に伝導されてしまうような事
態が防止され、赤外線吸収部としての膜４に入射した赤
外線のみによる熱に応じて膜４，５が変位することにな
り、Ｓ／Ｎが向上する。もっとも、本例では、反射膜１
３２で反射された読み出し光がノイズ光となり得るの
で、その影響を除去することができる、図１１を参照し
て前述したセッティングと組み合わせることが好まし
い。

【０１８１】図１２（ｄ）に示す例では、基板１の上面
及び下面において、赤外線吸収部としての膜４へ赤外線
が入射する領域に、赤外線の反射を防止する赤外線反射
防止膜１３３，１３４が被着されている。基板１がシリ
コン基板である場合には、赤外線反射防止膜１３３，１
３４の材料として、Ｓｉ０などを用いることができる。
本例のように、反射防止膜１３３，１３４を設けると、
赤外線が効率良く基板１を透過して赤外線吸収部として
の膜４に達することになり、したがって、感度を高める
ことができる。なお、赤外線入射側の反射防止膜１３４
のみを設け、反射防止膜１３３は必ずしも設けなくても
よい。

【０１８２】以上説明した各変形例は、適宜組み合わせ
てもよいことは勿論である。

【０１８３】また、前述した各変形例は、前述した図
２、図２１又は図２２に示す製造方法と同様の製造方法
により製造することができる。例えば、図１２（ｂ）に
示す変換装置を製造する場合には、犠牲層を形成する前
に反射防止膜１３１を形成する工程を含めればよい。図
１２（ｃ）に示す変換装置を製造する場合には、犠牲層
を形成する前に反射膜１３２を形成する工程を含めれば
よい。図１２（ｄ）に示す変換装置を製造する場合に
は、犠牲層を形成する前に赤外線反射防止膜１３３を形
成する工程と、犠牲層の除去の前の適当な段階で基板の
下面に赤外線反射防止膜１３４を形成する工程とを含め
ればよい。

【０１８４】（第９の実施の形態）次に、本発明の第９
の実施の形態による光読み出し型放射−変位変換装置に
ついて、図１３を参照して説明する。

【０１８５】図１３は本実施の形態による光読み出し型
放射−変位変換装置を示す図であり、図１３（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１３（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、
図１３（ｃ）は図１３（ａ）中のＣ−Ｃ’矢視図であ
る。図１３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、その説明は省略する。

【０１８６】図１３に示す変換装置が図１に示す変換装
置と異なる所は、図１に示す変換装置では、膜４，５か
らなる変位部がカンチレバーを構成しているのに対し、
図１３に示す変換装置では、膜４，５からなる変位部が
ダイヤフラムを構成している点のみである。

【０１８７】本実施の形態による図１３に示す変換装置
も、図１に示す変換装置と同様に用いることができる。
例えば、本実施の形態による変換装置も、前述した図３
乃至図９に示す各映像化装置において図１に示す変換装
置の代わりに用いることができるし、図１２に示すよう
な変形を与えることもできる。

【０１８８】なお、図１に示す変換装置では熱に応じて
湾曲して傾斜するのに対し、図１３に示す変換装置では
図１３（ｂ）に示すように熱に応じて湾曲して曲率が変
わる。しかし、光作用部としての反射部を当該変形部の
全体ではなく、所定の一部分に限定すれば、当該部分に
関しては湾曲して傾斜することになるので、例えば、図
６に示す映像化装置においてもダイヤフラム構造を有す
る変換装置を用いることができる。

【０１８９】なお、図１３に示す変換装置も図２、図２
１又は図２２に示す製造方法と同様の製造方法によって
製造することができる。

【０１９０】（第１０の実施の形態）次に、本発明の第
１０の実施の形態による光読み出し型放射−変位変換装
置について、図１４を参照して説明する。

【０１９１】図１４は本実施の形態による光読み出し型
放射−変位変換装置を示す図であり、図１４（ａ）は当
該変換装置を模式的に示す一部切欠平面図、図１４
（ｂ）は図１４（ａ）中のＤ−Ｄ’矢視図である。

【０１９２】本実施の形態による放射−変位変換装置
は、基体としての基板２０１と、脚部２０２を介して基
板２０１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。

【０１９３】本実施の形態では、基板２０１上に被支持
部２０３が設けられ、基板２０１の下方から赤外線ｉが
入射されるとともに基板２０１の上方から読み出し光ｊ
₀が入射されるように構成されているので、基板２０１
は、赤外線ｉを透過する材料で構成されている。具体的
には、基板２０１として、シリコン基板やＧｅ基板など
を用いることができる。もっとも、基板２０１の下方か
ら読み出し光ｊ₀が入射されるとともに基板２０１の上
方から赤外線ｉが入射される場合には、読み出し光を透
過させる材料で基板２０１を構成しておけばよい。この
場合には、例えば、後述する赤外線吸収膜２０７を膜２
０５の上面に形成し、後述するハーフミラー部２０８を
全反射ミラーとするとともに後述する全反射ミラー２０
９をハーフミラーとすればよい。もっとも、基板２０１
における赤外線又は読み出し光の所望の通過領域に開口
を形成すれば、基板２０１の材料は何ら限定されるもの
ではない。

【０１９４】前記被支持部２０３は、異なる膨張係数を
有する異なる物質の互いに重なった２つの膜２０４，２
０５を有している。膜２０４，２０５はいわゆる熱バイ
モルフ構造を構成している。膜２０４，２０５は互いに
異なる膨張係数を有する任意の物質で構成すればよい。
例えば、膜２０４，２０５の材料としては、バイメタル
の材料として知られている前述した表１に挙げる金属材
料を用いてもよい。下側の膜２０４の下面には、金黒な
どの図１中の膜４と同一の物質からなる赤外線吸収膜２
０７が形成されている。本実施の形態では、膜２０４，
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。後述するように変位部２０６がカンチレバーを構成
しているので、下側の膜２０４の膨張係数が上側の膜２
０５の膨張係数より大きい場合には前記熱により上方に
湾曲して傾斜し、下側の膜２０４の膨張係数が上側の膜
２０５の膨張係数より小さい場合には前記熱により下方
に湾曲して傾斜することになる。

【０１９５】なお、図１に示す光読み出し型放射−変位
変換装置と同様に、変位部２０６の一部をなす膜２０４
と赤外線吸収膜２０７とを単一の膜で兼用してもよい。

【０１９６】前記被支持部２０３は、読み出し光ｊ₀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２０
８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。

【０１９７】図１４（ｂ）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ｊ₀の一部がハーフミラー部２０８で反射されて反射
光ｊ₁となり、ハーフミラー部２０８に入射した読み出
し光ｊ₀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ｊ₂となる。この透過光ｊ₂と前記
反射光ｊ₁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ｊ₁と透過光ｊ₂との間でこの
光路長差に応じた干渉が起こり、反射光ｊ₁及び透過光
ｊ₂がこの光路長差に応じた（したがって、変位部２０
６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。なお、
この干渉光の干渉強度は反射光ｊ₁の強度と透過光ｊ₂の
強度とが等しいときに最も強くなるので、ハーフミラー
部２０８の反射率を約３８％にすることが望ましい。

【０１９８】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ｊ₀を受光し、受光した読み出し光ｊ₀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手段を構成しており、ひいては、
読み出し光ｊ₀を受光し、受光した読み出し光ｊ₀に変位
部２０６の変位に応じた変化を与えて当該変化した読み
出し光を出射させる光作用部を構成している。

【０１９９】また、本実施の形態では、図１４に示すよ
うに、被支持部２０３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被支持部２０３が基板２
０１から隙間２１０を隔てて浮いた構造になっており、
膜２０４，２０５からなる変位部２０６はカンチレバー
を構成している。このように被支持部２０３が基板２０
１から浮いているので、被支持部２０３と基板２０１と
の間の熱抵抗が大きくなっている。さらに、本実施の形
態では、脚部２０２は、ＳｉＯ₂などの絶縁材料により
構成されており、被支持部２０３と基板２０１との間が
電気的に絶縁されている。このような絶縁材料は熱伝導
率が低くて熱抵抗が大きいので、被支持部２０３と基板
２０１との間の熱抵抗が一層大きくなっている。したが
って、被支持部２０３から熱エネルギーが逃げ難く、わ
ずかな赤外線の入射によっても赤外線吸収膜２０７は温
度上昇を生じ、赤外光検出感度が高まる。

【０２００】本実施の形態では、図１４（ａ）に示すよ
うに、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２０９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。もっとも、必要に応じて当該
画素は基板２０１上に１次元状に配置してもよいし、単
に放射の強度のみを検出するような場合には、単一の画
素のみを基板２０１上に配置してもよい。

【０２０１】また、本実施の形態による変換装置は、前
述した図１２（ａ）に示す光読み出し型放射−変位変換
装置と同様に、照射される読み出し光ｊ₀のうちの光作
用部を構成するハーフミラー部２０８から出射する干渉
光以外の光をマスクするマスク２１１を有している。マ
スク２１１は、ハーフミラー部２０８に対応する領域に
開口２１１ａを有している。このマスク２１１ａは、例
えば、本実施の形態による変換装置も収容し得る図１０
に示す容器１１０に設けられた読み出し光用の入射窓１
１３上に黒色の塗料を塗布することにより形成すること
ができる。照射される読み出し光ｊ₀のうちのハーフミ
ラー部２０８から出射する干渉光が信号光であるが、読
み出し光のうちの当該信号光以外の光（すなわち、ノイ
ズ光）が当該信号光に混じると、いわゆるＳ／Ｎが低下
してしまう。この点、本実施の形態によれば、マスク２
１１を有しているので、当該ノイズ光が信号光に混じら
ず、Ｓ／Ｎが向上する。もっとも、本発明では、必ずし
もマスク２１１を設ける必要はない。

【０２０２】なお、前述した図１２（ｄ）に示す光読み
出し型放射−変位変換装置と同様に、基板２０１の上面
及び下面において、赤外線吸収膜２０７へ赤外線が入射
する領域に、赤外線の反射を防止する赤外線反射防止膜
（図示せず）を被着してもよい。

【０２０３】次に、本実施の形態による図１４に示す光
読み出し型放射−変位変換装置の製造方法の一例につい
て、図１５を参照して説明する。図１５は、この製造方
法の各工程を示す概略断面図であり、図１４（ｂ）に対
応する断面を示している。

【０２０４】まず、前記基板２０１に相当するシリコン
基板２２１上に前記全反射ミラー２０９の材料となるべ
きチタンなど高融点金属２２２（例えば、厚さ１０００
オングストローム）をスパッタ法等により被着させ、当
該高融点金属２２２を全反射ミラー２０９の形状に合わ
せてパターニングする。次いで、この状態の基板２２１
の全面にスピンコート法等により犠牲層としてのポリイ
ミド膜２２３（例えば、厚さ２．５μｍ）を被着させ、
該ポリイミド膜２２３における前記脚部２０２に相当す
る箇所にフォトリソエッチング法により穴（開口）をあ
ける。その後、当該穴を埋めるように、プラズマＣＶＤ
法などの低温工程でポリイミド膜２２３上の全面に前記
脚部２０２の材料となるべきシリコン酸化膜２２４（例
えば、厚さ１μｍ）をデポジションする。その後、フォ
トリソエッチング法により、脚部２０２の形状に合わせ
てシリコン酸化膜２２４をパターニングする（図１５
（ａ））。これにより、基板２２１と、該基板２２１上
に形成された犠牲層としてのポリイミド膜２２３と、基
板２２１上に形成された脚部２０２（シリコン酸化膜２
２４）と、基板２２１とポリイミド膜２２３との間に設
けられた読み出し光全反射ミラー（高融点金属２２２）
を有する構造体であって、犠牲層としてのポリイミド膜
２２３が脚部２０２（シリコン酸化膜２２４）の周囲に
形成され、脚部２０２（シリコン酸化膜２２４）の上部
が外部に露出した構造体が、完成する。

【０２０５】次に、ポリイミド膜２２３及びシリコン酸
化膜２２４上に、前記赤外線吸収膜２０７に相当する金
黒２２５（例えば、厚さ１０００オングストローム）、
前記膜２０４に相当する金属２２６（例えば、厚さ１０
００オングストローム）及び前記膜２０５に相当する金
属２２７（例えば、厚さ１０００オングストローム）を
スパッタ法により順次被着させ、当該金黒２２５及び金
属２２６，２２７を前記膜２０７，２０４，２０５の形
状に合わせてフォトリソエッチング法によりパターニン
グする。次いで、この状態の基板２２１の全面にプラズ
マＣＶＤ法等により前記ハーフミラー部２０８の一部を
構成する支持部となるべきシリコン酸化膜２２８（例え
ば、厚さ２０００オングストローム）をデポジション
し、当該シリコン酸化膜２２８を前記ハーフミラー部２
０８の形状に合わせてフォトリソエッチング法によりパ
ターニングする。ハーフミラー部２０８を構成する支持
部（図１４では図示せず）はシリコン酸化膜２２８によ
り構成されることから、可視光に対して透明である。そ
の後、シリコン酸化膜２２８等の上に、前記ハーフミラ
ー部２０８の一部を構成するハーフミラーの材料となる
べきチタンなどの金属２２９（例えば、厚さ１００オン
グストローム）を所望の反射率を得るように非常に薄く
スパッタ法等により被着させ、当該金属２２９をハーフ
ミラー部２０８の形状に合わせてフォトリソエッチング
法によりパターニングする（図１５（ｂ））。

【０２０６】最後に、有機溶剤で溶出したり又はプラズ
マアッシングを行うなどによりポリイミド膜２２３を除
去する（図１５（ｃ））。これにより、図１４に示す光
読み出し型放射−変位変換装置が完成する。

【０２０７】以上説明した製造方法の各工程は周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図１４に示す光読み出し型放射−変
位変換装置を容易に製造することができる。また、製造
途中においては、変位部（金黒２２５、金属膜２２６，
２２７）は犠牲層（ポリイミド膜２２３）を除去するま
で当該犠牲層に支持され固定されているため、変位部が
変形したり破損したりしてしまう不良は全く生じない。

【０２０８】ところで、以上の製造方法により通常は１
枚の基板２２１を用いて複数の光読み出し型放射−変位
変換装置を同時に製造するが、この場合、ダイシング等
により個々のチップに分割することになる。当該分割
は、ポリイミド膜２２３（犠牲層）の除去前、すなわ
ち、図１５（ｂ）の段階の後に行うことが好ましい。こ
のように、個々のチップへの分割を犠牲層の除去前に行
えば、当該分割の際にも変位部（金黒２２５、金属膜２
２６，２２７）が犠牲層に支持され固定されているた
め、変位部が変形したり破損したりすることがなくな
り、歩留りが極めて高くなる。

【０２０９】次に、図１４に示す光読み出し型放射−変
位変換装置の製造方法の他の例について、図２３を参照
して説明する。図２３は、この製造方法の各工程を示す
概略断面図であり、図１４（ｂ）に対応する断面を示し
ている。

【０２１０】まず、前記基板２０１に相当するシリコン
基板５２１上に前記全反射ミラー２０９の材料となるべ
きアルミニウム５２２（例えば、厚さ１０００オングス
トローム）をスパッタ法等により被着させ、当該アルミ
ニウム５２２を全反射ミラー２０９の形状に合わせてパ
ターニングする。次いで、この状態の基板５２１の全面
にスピンコート法等により犠牲層としてのレジスト（例
えば、ポリイミド膜でもよい）５２３（例えば、厚さ
１．２μｍ）を被着させ、該レジスト５２３における前
記脚部２０２に相当する箇所にフォトリソにより開口５
２３ａをあける。その後、当該開口５２３ａを埋めるよ
うに、プラズマＣＶＤ法などの低温工程でレジスト５２
３上の全面に前記脚部２０２の材料となるべきシリコン
酸化膜５２４（例えば、厚さ１μｍ）をデポジションす
る。次いで、ＣＭＰ法や全面エッチバック等により、脚
部２０２以外の部分でレジスト５２３の上面が露出する
ように、シリコン酸化膜５２４及びレジスト５２３の一
部を除去して表面を平坦化する（図２３（ａ））。これ
により、基板５２１と、該基板５２１上に形成された犠
牲層としてのレジスト５２３と、基板５２１上に形成さ
れた脚部２０２（シリコン酸化膜５２４）と、基板５２
１とレジスト５２３との間に設けられた読み出し光全反
射ミラー（アルミニウム５２２）を有する構造体であっ
て、犠牲層としてのレジスト５２３が脚部２０２（シリ
コン酸化膜５２４）の周囲に形成され、脚部２０２（シ
リコン酸化膜５２４）の上部が外部に露出した構造体
が、完成する。

【０２１１】次に、前記赤外線吸収膜２０７に相当する
窒化珪素膜５２５（例えば、厚さ３０００オングストロ
ーム）が、レジスト５２３上に形成され、赤外線吸収膜
２０７の形状に合わせてパターニングされる。次いで、
シリコン酸化膜５２４、窒化珪素膜５２５及びレジスト
５２３上に、シリコン酸化膜５２６（例えば、厚さ２０
００オングストローム）が形成され、前記ハーフミラー
部２０８の一部を構成する支持体の形状及び前記膜２０
４の形状に合わせてフォトリソエッチング法によりパタ
ーニングされる。すなわち、本例では、シリコン酸化膜
５２６が、ハーフミラー部２０８の一部を構成する支持
体及び変位部の一部を構成する膜２０４を兼用する。そ
の後、前記膜２０５に相当する厚いアルミニウム５２７
（例えば、厚さ２０００オングストローム）が、シリコ
ン酸化膜５２６上に形成され、膜２０５の形状に合わせ
てフォトリソエッチング法によりパターニングされる
（図２３（ｂ））。

【０２１２】その後、前記ハーフミラー部２０８の一部
を構成するハーフミラーの材料となるべきアルミニウム
５２９（例えば、厚さ５０オングストローム）を所望の
反射率を得るように非常に薄くスパッタ法等により被着
させ、当該アルミニウム５２９をハーフミラー部２０８
の形状に合わせてフォトリソエッチング法によりパター
ニングする（図２３（ｃ））。

【０２１３】次に、図面には示していないが、図２３
（ｃ）に示す状態の基板をダイシング等により個々のチ
ップに分割する。このダイシングの際には水が吹き付け
られるなどにより力が加わるが、各膜５２５，５２６，
５２７は、脚部としてのシリコン酸化膜５２４のみなら
ず犠牲層としてのレジスト５２３により支持され固定さ
れているので、当該膜５２５，５２６，５２７が変形し
たり破損したりするおそれはない。

【０２１４】最後に、アッシング法などにより犠牲層と
してのレジスト５２３を除去する（図２３（ｄ））。こ
れにより、図１４に示す光読み出し型放射−変位変換装
置が完成する。レジスト５２３の除去は、ウエットエッ
チング法やドライエッチング法等により行ってもよい。
ウエットエッチング法によりレジスト５２３を除去した
場合には、エッチング液をリンスした後、フリーズドラ
イ法や凝固昇華法などにより乾燥を行えばよい。

【０２１５】以上説明した製造方法の各工程も周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図１４に示す光読み出し型放射−変
位変換装置を容易に製造することができる。また、製造
途中においては、変位部（窒化珪素膜５２５、シリコン
酸化膜５２６及びアルミニウム５２７）は犠牲層（レジ
スト５２３）を除去するまで当該犠牲層に支持され固定
されているため、変位部が変形したり破損したりしてし
まう不良は全く生じない。

【０２１６】以上説明した本実施の形態による図１４に
示す光読み出し型放射−変位変換装置によれば、赤外線
ｉが図１４（ｂ）中の下方から入射される。この赤外線
ｉは、基板２０１を透過して赤外線吸収膜２０７により
吸収されて熱に変換される。赤外線吸収膜２０７にて発
生した熱に応じて変位部２０６が上方又は下方に湾曲し
て傾斜する。すなわち、入射した赤外線ｉが、その量に
応じた変位部２０６の変位に変換される。一方、後述す
る読み出し光学系により、可視光の読み出し光ｊ₀が、
図１４（ｂ）中の上方からマスク２１１の開口２１１ａ
を介して入射されてハーフミラー部２０８に照射され
る。その結果、前述したように、ハーフミラー部２０８
に入射した読み出し光ｊ₀は変位部２０６の変位に応じ
た干渉強度を有する干渉光に変化させられ、当該干渉光
がハーフミラー部２０８から図１４（ｂ）の上方に出射
される。したがって、後述するように、この干渉光に基
づいて赤外線を検出することができる。

【０２１７】ところで、膜２０４，２０５の材料とし
て、例えば、前記表１に挙げる金属材料を用いた場合、
表１の比曲率Ｋ並びに変位部２０６の厚さｄ及び長さＬ
から、変位部２０６の１゜Ｃの温度変化に対する、一端
が固定されているときの自由端の変位Ｄは、次の式（数
１）により計算できる。

【０２１８】

【数１】Ｄ＝Ｌ²×Ｋ／２ｄ

【０２１９】例えば、長さＬが２０μｍで厚さｄが０．
１μｍで比曲率Ｋが３×１０^-4であれば、変位Ｄは０．
６μｍとなる。さらに、観測物体の温度によって放射さ
れる赤外線を受光して温度に変換する変換率を前述した
とおり１％とすると、バイメタルの変位は６ｎｍとな
る。

【０２２０】前述したように、前記透過光ｊ₂と前記反
射光ｊ₁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
があり、これによって干渉が起こるので、例えば、読み
出し光ｊ₀の波長が５００ｎｍであれば、干渉は１／２
波長ごとに強弱を繰り返すので、間隔ｄ１が１２５ｎｍ
変化するごとに強弱を繰り返す。

【０２２１】よって、変位部２０６の変位６ｎｍは干渉
の周期１２５ｎｍの４．８％に相当し、従来の抵抗変化
０．０２％に比べ非常に大きい。

【０２２２】本実施の形態では、このように干渉という
微小な変位を高感度で検出する技術を赤外線の検出に応
用しているので、従来より高感度な検出が可能である。

【０２２３】また、本実施の形態では、前述した第１の
実施の形態と同様に、赤外線を熱を経て抵抗値（電気信
号）に変換するのではなく、赤外線を熱及び変位を経て
読み出し光の変化に変換するので、基板２０１により支
持された被支持部２０３には電流を流す必要がなく、被
支持部２０３には自己発熱が生じない。したがって、本
実施の形態によれば、入射した赤外線のみによる熱を検
出することになるので、Ｓ／Ｎが向上し、検出精度が向
上する。勿論、本実施の形態では、量子型赤外線検出器
において必要であった冷却器は不要である。また、本実
施の形態では、赤外線を電気信号として読み出すもので
はないので、従来の熱型赤外線検出器において必要であ
った微弱電気信号用の読み出し回路が不要となる。

【０２２４】ところで、前述した図３に示す映像化装置
においても干渉光を得ているが、当該干渉光は図１に示
す光読み出し型放射−変位変換装置の外部において得て
いる。したがって、該光読み出し型放射−変位変換装置
１００に均一な赤外線が入射したとしても、基板１の平
坦度が悪いことにより各素子の反射膜５の高さがばらつ
いていたり、参照光を反射させる全反射ミラー３１の平
面度が保たれていなかったりすると、均一な赤外線が入
射したにもかかわらず、各素子ごとに干渉強度がばらつ
いた信号が発生してしまう。

【０２２５】この点、本実施の形態では、各素子のハー
フミラー部２０８及び全反射ミラー２０９が干渉手段を
構成しており、光読み出し型放射−変位変換装置の内部
において素子毎に独立して干渉光を得ることができるの
で、各素子ごとの出力信号の均一性は極めて良好なもの
となる。また、本実施の形態では、光読み出し型放射−
変位変換装置の外部において干渉光学系を構成する必要
がないので、干渉の原理に従って読み出し光学系を構成
する場合であっても、当該読み出し光学系の構成が簡単
となる。

【０２２６】ところで、前記変位部２０６の変位の範囲
を制限しなければ、干渉の強度は光路長差が読み出し光
の波長の１／２毎に強弱を繰り返すので、ある強度以上
の赤外線が入射すると逆に干渉の強度が反転するという
反転現象が起こってしまう。そこで、変位部２０６の変
位による干渉強度の変化が単調変化となるように、変位
部２０６の変位の範囲を読み出し光の波長の１／４以下
に制限することが好ましい。例えば、変位部２０６を温
度が上昇したときに図１４（ｂ）中の下向きに曲がるよ
うにし、ハーフミラー部２０８と全反射ミラー２０９と
の間隔を読み出し光の波長の１／４以下とすれば、過剰
の赤外線が入射しても変位部２０６の動きはハーフミラ
ー部２０８と全反射ミラー２０９とが接した所で止ま
る。このときに干渉強度が最大となるので反転現象は発
生しない。これまでの説明は、読み出し光として単色光
を用いた場合であるが、読み出し光として白色光を用い
た場合にも、同様に、変位部２０６の変位による干渉色
の変化が単調変化となるように、変位部２０６の変位の
範囲を制限すればよい。なお、変位部２０６の変位の範
囲を制限するための特別な制限部を設けてもよいこと
は、勿論である。

【０２２７】（第１１の実施の形態）次に、本発明の第
１１の実施の形態による映像化装置について、図１６を
参照して説明する。図１６は、本実施の形態による映像
化装置を示す概略構成図である。

【０２２８】本実施の形態による映像化装置は、前記第
１０の実施の形態による図１４に示す光読み出し型放射
−変位変換装置（図１６においては符号３００で示して
おり、図１４（ｂ）中の上方向及び下方向が図１６中の
右方向及び左方向にそれぞれ対応している。）と、赤外
線ｉを集光して変換装置３００の赤外線吸収膜２０７が
分布している面上に赤外線画像を結像させる赤外線用の
結像レンズ２４０と、変換装置３００の前記各素子（画
素）のハーフミラー部２０８にそれぞれ前記読み出し光
ｊ₀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読み出し光学系と、を
備えている。

【０２２９】具体的には、本実施の形態による映像化装
置は、光源２４１、絞り２４２（これに代えて照明レン
ズを用いてもよい。）、ビームスプリッタ２４３、レン
ズ２４４，２４５を備えており、これらが前記読み出し
光学系を構成している。

【０２３０】本実施の形態では、結像レンズ２４０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。

【０２３１】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ｊ₀として変換装置３００に入射される。その
結果、第１０の実施の形態に関して説明したように、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２４
４、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形成され、これが肉眼２４６
にて観察される。このようにして、入射赤外線画像が可
視画像に変換されることになる。

【０２３２】なお、肉眼２４６で観察する代わりに、２
次元ＣＣＤ等を配置して前記光学像を撮像してもよい。
この場合には、感度ばらつきやオフセットなどを電気的
に補正することもできる。このような事情は前述した他
の映像化装置においても同様である。なお、このＣＣＤ
の画素数は変換装置３００の画素数と一致している必要
はないが、同程度であることが望ましい。

【０２３３】前記読み出し光学系は図１６に示す構成に
限定されるものではない。変換装置３００はその内部で
干渉を起こすのであるから、外部に干渉を起こすための
光学系は必要なく、単に干渉を起こす読み出し光を供給
し、その干渉強度を観察できる光学系があれば十分であ
る。また、読み出し光は単色光に限らず、白色光でも良
い。白色光であれば干渉強度は干渉色として観察され
る。また、読み出し光として波長の異なる２種類の単色
光を用いれば、単色光ではわからない一周期以上ずれた
干渉の場合でも光路長差がわかるので、単色光を用いる
場合に比べて、よりダイナミックレンジの広い赤外線画
像を得ることができる。

【０２３４】（第１２の実施の形態）次に、本発明の第
１２の実施の形態による光読み出し型放射−変位変換装
置について、図１７及び図１８を参照して説明する。

【０２３５】図１７は本実施の形態による光読み出し型
放射−変位変換装置を模式的に示す一部切欠平面図であ
る。図１８（ａ）は図１７中のＥ−Ｅ’矢視図、図１８
（ｂ）は図１７中のＦ−Ｆ’矢視図である。これらの図
面において、図１４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。

【０２３６】本実施の形態では、図１７の平面図に示す
ように、中央に赤外線吸収膜２０７が配置され、その両
側にそれぞれ変位部２０６が配置され、各変位部２０６
の自由端側に赤外線吸収膜２０７を囲むようにハーフミ
ラー部２０８が取り付けられている。赤外線吸収膜２０
７は、銅などの熱伝導率の高い材料からなる接続部２４
０を介して変位部２０６と熱的に結合されているが、変
位部２０６が変位しても赤外線吸収膜２０７は動かない
構造になっている。換言すると、赤外線吸収部２０７が
変位部２０６の変位と無関係に基板２０１に対して固定
され、変位部２０６と赤外線吸収部２０７とが熱的に結
合されている。すなわち、本実施の形態では、各変位部
２０６の固定端側部分及び接続部２４０が脚部２０２に
固定され、赤外線吸収部２０７は接続部２４０に固定さ
れているが変位部２０６には何ら固定されていない。な
お、本実施の形態では、脚部２０２を介して浮いた状態
に支持された被支持部２０３は、各変位部２０６、赤外
線吸収部２０７及び接続部２４０を有している。

【０２３７】したがって、本実施の形態によれば、赤外
線吸収膜２０７の厚さを厚くして吸収率を上げても、変
位部２０６の動き易さを妨げない。一方、図１４に示す
変換装置では、あまり赤外線吸収膜２０７の厚さを厚く
すると、変位部２０６の機械強度が高くなり曲がりにく
くなってしまう。

【０２３８】また、本実施の形態では、ｎを奇数、入射
赤外線の中心波長をλ₀として、赤外線吸収膜２０７か
ら赤外線の入射方向と反対側に実質的にｎλ₀／４の間
隔ｄ２をあけて、赤外線を反射する赤外線反射膜２４１
が設けられている。すなわち、赤外線吸収膜２０７と反
射膜２４１の間で入射赤外線ｉ₁と反射赤外線ｉ₂の間で
干渉を起こすいわゆるオプチカルキャビティ構造となっ
ている。入射赤外線ｉ₁は赤外線吸収膜２０７に一部吸
収され、残りは赤外線吸収膜２０７を透過し反射膜２４
１の下面で反射し再度吸収膜２０７に入射する。このた
め、赤外線吸収膜２０７と反射膜２４１の間で干渉現象
が起こり、間隔ｄ２が入射赤外線の中心波長の１／４の
奇数倍とされているので、赤外線吸収膜２０７での赤外
線吸収が最大となり、赤外線吸収膜２０７における赤外
線の吸収率が更に高まる。なお、赤外線反射膜２４１の
材料としては、例えば、Ａｌ等を用いることができる。

【０２３９】なお、本実施の形態では、反射膜２４１は
マスク２１１を支持する機能を兼ねており、反射膜２４
１上面にマスク２１１が形成されている。この場合、マ
スク２１１の材料としては、例えば、金黒等を用いるこ
とができる。なお、反射膜２４１は、支柱２４２を介し
て基板２０１に支持されている。

【０２４０】以上述べた点以外については、本実施の形
態による光読み出し型放射−変位変換装置は、前述した
図１４に示す光読み出し型放射−変位変換装置と同様で
あり、図１４に示す光読み出し型放射−変位変換装置と
同様の利点も得られる。

【０２４１】なお、本実施の形態による図１７及び図１
８に示す光読み出し型放射−変位変換装置は、前述した
図１６に示す映像化装置において、変換装置３００に代
えて用いることができる。

【０２４２】次に、本実施の形態による図１７及び図１
８に示す光読み出し型放射−変位変換装置の製造方法の
一例について、図１９及び図２０を参照して説明する。

【０２４３】図１９はこの製造方法の各工程を示す概略
断面図、図２０は図１９に示す工程に引き続く工程を示
す概略断面図である。なお、図１９（ａ）（ｂ）は同一
工程を示し、図１９（ｃ）（ｄ）は同一工程を示し、図
１９（ｅ）（ｆ）は同一工程を示し、図２０（ａ）
（ｂ）は同一工程を示し、図２０（ｃ）（ｄ）は同一工
程を示している。図１９（ａ）（ｃ）（ｅ）及び図２０
（ａ）（ｃ）は図１８（ａ）と対応しており、図１７中
のＥ−Ｅ’断面に相当している。図１９（ｂ）（ｄ）
（ｆ）及び図２０（ｂ）（ｄ）は図１８（ｂ）と対応し
ており、図１７中のＦ−Ｆ’断面に相当している。

【０２４４】まず、前記基板２０１に相当するシリコン
基板２５１上に前記全反射ミラー２０９の材料となるべ
きチタンなど高融点金属２５２（例えば、厚さ１０００
オングストローム）をスパッタ法等により被着させ、当
該高融点金属２５２を全反射ミラー２０９の形状に合わ
せてパターニングする。次いで、この状態の基板２５１
の全面にスピンコート法等により犠牲層としてのポリイ
ミド膜２５３（例えば、厚さ１５００オングストロー
ム）を被着させ、該ポリイミド膜２５３における前記脚
部２０２に相当する箇所にフォトリソエッチング法によ
り穴（開口）をあける。その後、当該穴を埋めるよう
に、プラズマＣＶＤ法などの低温工程でポリイミド膜２
５３上の全面に前記脚部２０２の材料となるべきシリコ
ン酸化膜２５４（例えば、厚さ１０００オングストロー
ム）をデポジションする。その後、フォトリソエッチン
グ法により、脚部２０２の形状に合わせてシリコン酸化
膜２５４をパターニングする（図１９（ａ）（ｂ））。

【０２４５】次に、ポリイミド膜２５３及びシリコン酸
化膜２５４上に、接続部２４０に相当する銅２５５（例
えば、厚さ２０００オングストローム）をスパッタ法に
より被着させ、接続部２４０の形状に合わせてフォトリ
ソエッチング法によりパターニングする。次いで、前記
膜２０４に相当する金属２５６（例えば、厚さ１０００
オングストローム）及び前記膜２０５に相当する金属２
５７（例えば、厚さ１０００オングストローム）をスパ
ッタ法により順次被着させ、当該金属２５６，２５７を
前記膜２０４，２０５の形状に合わせてフォトリソエッ
チング法によりパターニングする。次に、前記赤外線吸
収膜２０７に相当する金黒２５８（例えば、厚さ３００
０オングストローム）をスパッタ法や蒸着等により被着
させ、当該金黒２５８を前記赤外線吸収膜２０７の形状
に合わせてフォトリソエッチング法によりパターニング
する。その後、この状態の基板２５１の全面にプラズマ
ＣＶＤ法等により前記ハーフミラー部２０８の一部を構
成する支持部となるべきシリコン酸化膜２５９（例え
ば、厚さ１０００オングストローム）をデポジション
し、当該シリコン酸化膜２５９を前記ハーフミラー部２
０８の形状に合わせてフォトリソエッチング法によりパ
ターニングする。ハーフミラー部２０８を構成する支持
部（図１８では図示せず）は、シリコン酸化膜２５９に
より構成されることから、可視光に対して透明である。
その後、シリコン酸化膜２５９等の上に、前記ハーフミ
ラー部２０８の一部を構成するハーフミラーの材料とな
るべきチタンなどの金属２６０（例えば、厚さ１００オ
ングストローム）を所望の反射率を得るように非常に薄
くスパッタ法等により被着させ、当該金属２６０をハー
フミラー部２０８の形状に合わせてフォトリソエッチン
グ法によりパターニングする（図１９（ｃ）（ｄ））。

【０２４６】次に、図１９（ｃ）（ｄ）に示す状態の基
板２５１上の全面にスピンコート法等により犠牲層とし
てのポリイミド膜２６１（例えば、厚さ２．５μｍ）を
被着させ、該ポリイミド膜２６１における前記支柱２４
２に相当する箇所にフォトリソエッチング法により溝を
形成する。次いで、当該溝を埋めるように、プラズマＣ
ＶＤ法などの低温工程でポリイミド膜２６１上の全面に
前記支柱２４２の材料となるべきシリコン酸化膜２６２
（例えば、厚さ１．５μｍ）をデポジションする。その
後、フォトリソエッチング法により、支柱２４２の形状
に合わせてシリコン酸化膜２６２をパターニングする
（図１９（ｅ）（ｆ））。

【０２４７】次に、図１９（ｅ）（ｆ）の状態の基板２
５１上に、前記赤外線反射膜２４１に相当するアルミニ
ウム２６３（例えば、厚さ１０００オングストローム）
及びマスク２１１に相当する金黒２６４（例えば、厚さ
３０００オングストローム）をスパッタ法により順次被
着させ、当該反射膜２４１及びマスク２１１の形状に合
わせてフォトリソエッチング法によりパターニングする
（図２０（ａ）（ｂ））。

【０２４８】最後に、有機溶剤で溶出したり又はプラズ
マアッシングを行うなどによりポリイミド膜２５３，２
６１を除去する（図２０（ｃ）（ｄ））。これにより、
図１７及び図１８に示す光読み出し型放射−変位変換装
置が完成する。

【０２４９】以上説明した製造方法の各工程は周知の半
導体微細加工技術そのものを応用したものであり、この
製造方法によれば、図１８に示す光読み出し型放射−変
位変換装置を容易に製造することができる。また、製造
途中においては、変位部（膜２５６，２５７）は犠牲層
（ポリイミド膜２５３，２６１）を除去するまで当該犠
牲層に支持され固定されているため、変位部が変形した
り破損したりしてしまう不良は全く生じない。

【０２５０】ところで、以上の製造方法により通常は１
枚の基板２５１を用いて複数の光読み出し型放射−変位
変換装置を同時に製造するが、この場合、ダイシング等
により個々のチップに分割することになる。当該分割
は、ポリイミド膜２５３，２６１（犠牲層）の除去前、
すなわち、図２０（ａ）（ｂ）の段階の後に行うことが
好ましい。このように、個々のチップへの分割を犠牲層
の除去前に行えば、当該分割の際にも変位部（膜２５
６，２５７）が犠牲層に支持され固定されているため、
変位部が変形したり破損したりすることがなくなり、歩
留りが極めて高くなる。

【０２５１】ところで、図１７及び図１８に示す変換装
置において、赤外線反射膜２４１及びマスク２１１は必
ずしも設けなくてもよい。

【０２５２】また、図１４に示す変換装置並びに図１７
及び図１８に示す変換装置において、ハーフミラー部２
０８を全反射ミラーに置き換えれば、当該変換装置は、
図３乃至図９にそれぞれ示す映像化装置において変換装
置１００に代えて用いることができる。この場合、全反
射ミラー２０９は不要となる。

【０２５３】なお、赤外線画像を映像化するのではな
く、単に赤外線の強度のみを検出するような場合には、
例えば、前述した各映像化装置において、光読み出し型
放射−変位変換装置を１つの素子（画素）のみを有する
ように構成しておき、読み出し光学系を当該素子に関連
する部分のみを残すことによって、赤外線検出装置を得
ることができる。

【０２５４】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。

【０２５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却器を用いることなく、放射の検出精度及び感度の向
上を図ることができる。

【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光読み出し型
放射−変位変換装置を示す図であり、図１（ａ）はその
単位画素の所定の状態の断面を模式的に示す図、図１
（ｂ）は単位画素の他の状態の断面を模式的に示す図、
図１（ｃ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ’矢視図、図１
（ｄ）は画素の配置状態を示す平面図である。

【図２】図１に示す光読み出し型放射−変位変換装置の
製造方法の一例を示す図である。

【図３】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４】本発明の第３の実施の形態による映像化装置を
示す図であり、図４（ａ）はその概略構成図、図４
（ｂ）（ｃ）はその原理説明図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態による映像化装置を
示す図であり、図５（ａ）はその概略構成図、図５
（ｂ）はその原理説明図である。

【図６】本発明の第５の実施の形態による映像化装置を
示す図であり、図６（ａ）はその概略構成図、図６
（ｂ）（ｃ）はその原理説明図である。

【図７】本発明の第６の実施の形態による映像化装置を
示す図であり、図７（ａ）はその概略構成図、図７
（ｂ）はその原理説明図である。

【図８】本発明の第７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】本発明の第８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】容器内に光読み出し型放射−変位変換装置を
収容した状態を模式的に示す図であり、図１０（ａ）は
その断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）中のＢ−Ｂ’
矢視図である。

【図１１】ＣＣＤの受光面における像と画素との関係の
例を示す図である。

【図１２】図１に示す光読み出し型放射−変位変換装置
の各変形例を示す図である。

【図１３】本発明の第９の実施の形態による光読み出し
型放射−変位変換装置を示す図であり、図１３（ａ）は
その単位画素の所定の状態の断面を模式的に示す図、図
１３（ｂ）は単位画素の他の状態の断面を模式的に示す
図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）中のＣ−Ｃ’矢視図で
ある。

【図１４】本発明の第１０の実施の形態による光読み出
し型放射−変位変換装置を示す図であり、図１４（ａ）
は当該変換装置を模式的に示す一部切欠平面図、図１４
（ｂ）は図１４（ａ）中のＤ−Ｄ’矢視図である。

【図１５】図１４に示す光読み出し型放射−変位変換装
置の製造方法の一例を示す図である。

【図１６】本発明の第１１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１７】本発明の第１２の実施の形態による光読み出
し型放射−変位変換装置を模式的に示す一部切欠平面図
である。

【図１８】本発明の第１２の実施の形態による光読み出
し型放射−変位変換装置を示す図であり、図１８（ａ）
は図１７中のＥ−Ｅ’矢視図、図１８（ｂ）は図１７中
のＦ−Ｆ’矢視図である。

【図１９】図１７及び図１８に示す光読み出し型放射−
変位変換装置の製造工程の一例を示す図である。

【図２０】図１７及び図１８に示す光読み出し型放射−
変位変換装置の製造工程であって図１９に引き続く製造
工程を示す図である。

【図２１】図１に示す光読み出し型放射−変位変換装置
の製造方法の他の例を示す図である。

【図２２】図１に示す光読み出し型放射−変位変換装置
の製造方法の更に他の例を示す図である。

【図２３】図１４に示す光読み出し型放射−変位変換装
置の製造方法の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１，２０１基板２，２０２脚部３，２０３被支持部４変位部の一部及び赤外線吸収部を兼ねる膜５変位部の一部及び反射部を兼ねる膜６，２１０隙間２１〜２３，４１，５２，６１，７１，８１，９１Ｃ
ＣＤ３１全反射ミラー１００光読み出し型放射−変位変換装置２０６変位部２０７赤外線吸収膜２０８ハーフミラー部２０９全反射ミラー２１１マスク２４１赤外線反射膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体と、前記基体に支持された被支持部であって、放射を受けて
熱に変換する放射吸収部と、該放射吸収部にて発生した
熱に応じて前記基体に対して変位する変位部と、を有す
る被支持部と、読み出し光を受光し、受光した読み出し光に前記変位部
の変位に応じた変化を与えて当該変化した読み出し光を
出射させる光作用部と、を備えたことを特徴とする光読み出し型放射−変位変換
装置。
【請求項２】前記被支持部が前記基体に対して電気的
に絶縁されたことを特徴とする請求項１記載の光読み出
し型放射−変位変換装置。
【請求項３】前記放射が赤外線であることを特徴とす
る請求項１又は２記載の光読み出し型放射−変位変換装
置。
【請求項４】前記変位部がカンチレバーを構成するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光読
み出し型放射−変位変換装置。
【請求項５】前記変位部がダイヤフラムを構成するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光読
み出し型放射−変位変換装置。
【請求項６】前記変位部が、異なる膨張係数を有する
異なる物質の互いに重なった少なくとも２つの層を有す
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項７】前記放射吸収部が前記変位部の少なくと
も一部をなすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
かに記載の光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項８】前記放射吸収部が前記変位部の変位と無
関係に基体に対して固定され、前記変位部と前記放射吸
収部とが熱的に結合されたことを特徴とする請求項１乃
至６のいずれかに記載の光読み出し型放射−変位変換装
置。
【請求項９】照射される読み出し光のうちの前記光作
用部により変化させられて前記光作用部から出射する読
み出し光以外の光をマスクするマスク手段を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光読み
出し型放射−変位変換装置。
【請求項１０】照射される読み出し光のうちの前記光
作用部により変化させられて前記光作用部から出射する
読み出し光以外の光の反射を防止する反射防止膜を備え
たことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の
光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項１１】ｎを奇数、前記放射の中心波長をλ₀
として、前記放射吸収部から実質的にｎλ₀／４の間隔
をあけて配置された前記放射を反射する放射反射部を備
えたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記
載の光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項１２】前記光作用部は、前記被支持部の一部
をなすとともに前記変位部の変位に従って変位する反射
部であって、受光した読み出し光を反射する反射部であ
ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載
の光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項１３】前記反射部が前記変位部の一部をなす
ことを特徴とする請求項１２の記載の光読み出し型放射
−変位変換装置。
【請求項１４】前記光作用部は、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た干
渉状態を有する干渉光に変えて出射させる干渉手段であ
ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載
の光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項１５】前記干渉手段は、前記被支持部の一部
をなすとともに前記変位部の変位に従って変位するハー
フミラー部であって、受光した読み出し光の一部のみを
反射するハーフミラー部と、該ハーフミラー部と対向す
るように前記基体に対して固定された反射部と、を有す
ることを特徴とする請求項１４記載の光読み出し型放射
−変位変換装置。
【請求項１６】前記変位部の変位による前記干渉状態
の変化が単調変化となるように、前記変位部の変位の範
囲を制限したことを特徴とする請求項１４又は１５記載
の光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項１７】前記被支持部及び前記光作用部を１個
の素子として当該素子を複数個有し、当該素子が１次元
状又は２次元状に配列されたことを特徴とする請求項１
乃至１１並びに１４乃至１６のいずれかに記載の光読み
出し型放射−変位変換装置。
【請求項１８】前記被支持部及び前記光作用部を１個
の素子として当該素子を複数個有し、当該素子が１次元
状又は２次元状に配列されたことを特徴とする請求項１
２又は１３記載の光読み出し型放射−変位変換装置。
【請求項１９】放射を受けて熱に変換する段階と、前記変換された熱を変位に変換する段階と、読み出し光を用いて前記変位を検出する段階と、を備えたことを特徴とする放射検出方法。
【請求項２０】１次元状又は２次元状に位置する複数
箇所においてそれぞれ放射を受けて当該複数箇所におい
て受けた放射をそれぞれ熱に変換する段階と、前記変換された各熱を前記複数箇所に応じた位置でそれ
ぞれ変位に変換する段階と、読み出し光を用いて前記各変位に応じた光学像を形成す
る段階と、を備えたことを特徴とする映像化方法。
【請求項２１】前記光学像を撮像手段により撮像する
段階を更に備えたことを特徴とする請求項２０記載の映
像化方法。
【請求項２２】請求項１乃至１６のいずれかに記載の
光読み出し型放射−変位変換装置と、前記光作用部に前記読み出し光を照射し、前記光作用部
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
変位部の変位を検出する変位検出手段と、を備えたことを特徴とする放射検出装置。
【請求項２３】請求項１７又は１８記載の光読み出し
型放射−変位変換装置と、前記各素子の前記光作用部にそれぞれ前記読み出し光を
照射し、前記各素子の前記光作用部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部
の変位に応じた光学像を形成する読み出し光学系と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項２４】請求項１８記載の光読み出し型放射−
変位変換装置と、光源からの光を複数に分割し、当該分割された光のうち
の１つを前記読み出し光として前記各素子の前記反射部
にそれぞれ照射し、前記各素子の前記反射部から出射し
た各反射光と前記分割された光のうちの他の１つとを干
渉させて干渉光を得、該干渉光による光学像を形成する
読み出し光学系と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項２５】前記変位部の変位による前記干渉状態
の変化が単調変化となるように、前記変位部の変位の範
囲を制限したことを特徴とする請求項２４記載の映像化
装置。
【請求項２６】請求項１８記載の光読み出し型放射−
変位変換装置と、前記読み出し光を前記各素子の前記反射部にそれぞれ照
射し、前記各素子の前記反射部から出射した各反射光に
よる前記各素子の前記反射部の像からなる光学像であっ
て、当該光学像における前記各素子の前記反射部の像の
光量が前記各素子の前記反射部の傾きに応じて異なる光
学像を形成する読み出し光学系と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項２７】前記読み出し光学系は、前記各素子の
前記反射部から出射した各反射光を当該反射部の傾きに
応じた量だけ遮る瞳を有することを特徴とする請求項２
６記載の映像化装置。
【請求項２８】請求項１８記載の光読み出し型放射−
変位変換装置と、前記読み出し光が前記各素子の前記反射部付近の所定位
置にそれぞれ集光するように、前記読み出し光を前記各
素子の前記反射部にそれぞれ照射し、前記各集光位置と
共役な平面位置に配置された絞り板であって前記各集光
位置に対応する位置にそれぞれピンホールを有する絞り
板の当該各ピンホールに、前記各素子の前記反射部から
出射した各反射光をそれぞれ通過させ、前記各素子の前
記反射部から出射した各反射光のうちの前記各ピンホー
ルを通過した光による光学像を形成する読み出し光学系
と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項２９】請求項１８記載の光読み出し型放射−
変位変換装置と、前記読み出し光を前記各素子の前記反射部にそれぞれ照
射し、前記各素子の前記反射部から出射した各反射光を
所定平面上に導き、前記各反射光による光学像であっ
て、前記各素子の前記反射部の傾きに応じて前記各反射
光の前記所定平面上に達する位置が異なる光学像を前記
所定平面上に形成する読み出し光学系と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項３０】請求項１８記載の光読み出し型放射−
変位変換装置と、前記読み出し光として偏光光を前記各素子の前記反射部
にそれぞれ照射し、前記各素子の前記反射部から出射し
た各反射光をそれぞれ検光し、各検光光による前記各素
子の前記反射部の像からなる光学像を形成する読み出し
光学系と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項３１】請求項１８記載の光読み出し型放射−
変位変換装置と、位相差法に従って、前記読み出し光を前記各素子の前記
反射部にそれぞれ照射するとともに前記各素子の前記反
射部から出射した各反射光に基づいて前記各素子の前記
変位部の変位に応じた光学像を形成する読み出し光学系
と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項３２】請求項１８記載の光読み出し型放射−
変位変換装置と、微分干渉法に従って、前記読み出し光を前記各素子の前
記反射部にそれぞれ照射するとともに前記各素子の前記
反射部から出射した各反射光に基づいて前記各素子の前
記変位部の傾きに応じた光学像を形成する読み出し光学
系と、を備えたことを特徴とする映像化装置。
【請求項３３】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２３乃至３２のいずれかに記
載の映像化装置。
【請求項３４】前記撮像手段は、前記光読み出し型放
射−変位変換装置の前記複数の素子の前記光作用部と１
対１に対応する複数の画素を有し、前記読み出し光学系は、前記撮像手段の前記複数の画素
の各々が、前記複数の素子の前記光作用部のうちの対応
する光作用部から出射された前記変化した読み出し光の
みを受光するように、前記光学像を形成することを特徴
とする請求項３３記載の映像化装置。
【請求項３５】請求項１乃至１８のいずれかに記載の
光読み出し型放射−変位変換装置を製造する方法であっ
て、基板と、該基板上に形成された犠牲層と、前記変位部を
支持する脚部であって前記基板上に形成された脚部とを
有する構造体であって、前記犠牲層が少なくとも前記脚
部の周囲に形成され、前記脚部の上部が外部に露出した
構造体を用意する段階と、前記構造体の前記脚部及び前記犠牲層上に、熱膨張係数
の異なる２種類の膜であって、互いに積層され所望の形
状にパターニングされた２種類の膜を形成する段階と、前記犠牲層を除去する段階と、を備えたことを特徴とする光読み出し型放射−変位変換
装置の製造方法。
【請求項３６】前記２種類の膜の形成の前又は後に、
所望の形状にパターニングされた前記放射に対する放射
吸収膜を、前記２種類の膜と重なるように形成する段階
を備えたことを特徴とする請求項３５記載の光読み出し
型放射−変位変換装置の製造方法。
【請求項３７】前記２種類の膜の形成の前又は後に、
所望の形状にパターニングされた読み出し光反射膜を、
前記２種類の膜と重なるように形成する段階を備えたこ
とを特徴とする請求項３５又は３６記載の光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法。
【請求項３８】前記基板の少なくとも前記放射が入射
する側に前記放射に対する反射防止膜を被着させる段階
を備えたことを特徴とする請求項３５乃至３７のいずれ
かに記載の光読み出し型放射−変位変換装置の製造方
法。
【請求項３９】前記構造体は、前記基板と前記犠牲層
との間に、所望の形状にパターニングされた読み出し光
全反射ミラーを有し、前記２種類の膜に連結されるとともに前記読み出し光全
反射ミラーと対向するように、前記犠牲層上に読み出し
光ハーフミラーを形成する段階を備えたことを特徴とす
る請求項３５乃至３８のいずれかに記載の光読み出し型
放射−変位変換装置の製造方法。
【請求項４０】前記犠牲層を除去する前記段階の前
に、前記構造体を個々のチップに分割する段階を備えた
ことを特徴とする請求項３５乃至３９のいずれかに記載
の光読み出し型放射−変位変換装置の製造方法。