[發明專利]紅外線轉換裝置、成像設備和成像方法

在審

• 申請號: 201380023014.9
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104272175A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 屋上公二郎;阿部秀司;平田達司郎
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G01J1/02;H01L27/144;H04N5/33
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

技術領域

本公開涉及紅外線轉換裝置、成像設備和成像方法。

背景技術

近年來，對紅外照相機日益增長的需求，不僅是因為溫度測量，也是因為安全目的。已知紅外相機的示例包括量子型紅外相機和輻射熱型紅外相機。量子型紅外相機通常需要冷卻來應付熱噪聲，并且因此紅外相機變得尺寸上很大并且更昂貴。輻射熱型紅外相機檢測由于熱引起的電阻變化，實踐上也需要由珀耳帖裝置冷卻，并且進一步要求大容量的存儲器用于每個像素的周期性校準。而且，這樣的輻射熱型紅外相機的問題是在校準時圖像變得不連續。而且，輻射熱型紅外相機的問題是容易受到背景輻射的影響，消耗大量的能量、昂貴、尺寸大而且重。

為了解決這樣的問題，例如，JP?2009-042164?A公開了一種紅外相機，其利用表面等離子體共振現象。該紅外相機采用棱鏡檢測由于熱引起的介電膜的介電常數上的變化作為金屬表面等離子體共振條件上的變化。而且，JP?5-273503?A公開了一種空間光調節器，其利用表面等離子體共振且能進行高效率光調制，而不將光學信息轉換成電信息，或者更具體而言，用光波耦合器形成的空間光調制器包括具有隨著光輻射變化的折射系數的材料和金屬的復合層。

引用列表

專利文件

專利文件1：JP?2009-042164?A

專利文件2：JP?5-273503?A

發明內容

本發明要解決的問題

那些特許公開專利出版物中公開的技術方案是基于表面等離子體共振的技術方案。表面等離子體在金屬表面中傳播，具有低空間分辨率，并且需要包括棱鏡的大量和精確的光學機構。

考慮到上面的情況，本公開針對于提供具有高空間分辨率且具有簡單構造和結構的紅外線轉換裝置、合并這樣紅外線轉換裝置的成像設備以及成像方法。

解決問題的方案

為了實現上面的目的，根據本公開第一實施例的紅外線轉換裝置包括基板和形成在基板上的金屬微粒層，并且金屬微粒層用金屬微粒和填充金屬微粒之間間隙且吸收入射的紅外線的介電材料形成。

為了實現上面的目的，根據本公開第二實施例的紅外線轉換裝置包括用金屬微粒和填充金屬微粒之間間隙且吸收入射的紅外線的介電材料形成的金屬微粒層。

為了實現上面的目的，根據本公開第三實施例的紅外線轉換裝置包括：介電膜，用介電材料形成，并且吸收從其第一表面進入的紅外線；以及金屬微粒，設置在介電膜的第二表面上，該第二表面位于該第一表面的相反側。

為了實現上面的目的，根據本公開第四實施例的紅外線轉換裝置是這樣的一種紅外線轉換裝置：通過將由于紅外線吸收在光接收材料的介電常數上引起的變化作為基于局部等離子體共振而引起的光強度上的變化來檢測，從而檢測轉換成可見光的紅外線。

為了實現上面的目的，根據本公開第一實施例的成像設備包括：

(A)紅外線轉換裝置陣列單元，通過將紅外線轉換裝置設置成二維矩陣方式而形成，每一個該紅外線轉換裝置包括基板和形成在該基板上的金屬微粒層，該金屬微粒層包括金屬微粒和填充該金屬微粒之間間隙且吸收入射的紅外線的介電材料；

(B)光源，發射基準光到該紅外線轉換裝置陣列單元；以及

(C)成像裝置陣列單元，設置在該紅外線轉換裝置陣列單元的與該紅外線入射側相反的一側。

為了實現上面的目的，根據本公開第二實施例的成像設備包括：

(A)紅外線轉換裝置陣列單元，通過將紅外線轉換裝置設置成二維矩陣方式而形成，每一個該紅外線轉換裝置包括金屬微粒層，該金屬微粒層包括金屬微粒和填充該金屬微粒之間間隙且吸收入射的紅外線的介電材料；

(B)光源，發射基準光到該紅外線轉換裝置陣列單元；以及

(C)成像裝置陣列單元，設置在該紅外線轉換裝置陣列單元的與該紅外線入射側相反的一側。

為了實現上面的目的，根據本公開第三實施例的成像設備包括：

(A)紅外線轉換裝置陣列單元，通過將紅外線轉換裝置設置成二維矩陣方式而形成，每一個該紅外線轉換裝置包括介電膜和金屬微粒，該介電膜用介電材料形成且吸收從其第一表面入射的紅外線，該金屬微粒設置在該介電膜的第二表面上，該第二表面位于該第一表面的相反側；

(B)光源，發射基準光到該紅外線轉換裝置陣列單元；以及

(C)成像裝置陣列單元，設置在該紅外線轉換裝置陣列單元的與該紅外線入射側相反的一側。

為了實現上面的目的，根據本公開第四實施例的成像設備包括：