CN102192790A - 热传感器用检测电路、热传感器装置及电子设备 - Google Patents

热传感器用检测电路、热传感器装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热传感器用检测电路、热传感器装置及电子设备，其中热传感器用检测电路包括：充电电路，设置在热传感器元件的检测节点与第二电源节点之间；以及放电电路，设置在检测节点和第一电源节点之间，其中，放电电路具有串联地设置在检测节点和第一电源节点之间的放电用电阻元件及放电用晶体管。

Description

热传感器用检测电路、热传感器装置及电子设备
技术领域
本发明涉及一种热传感器用检测电路、热传感器装置及电子设备等。
背景技术
目前，已知使用热释电元件的红外线检测电路。例如，由人体辐射出波长10μm左右的红外线，通过对其进行检测能够以非接触的方式获取人体的存在和温度信息。因此，通过利用这样的红外线检测电路，能够实现侵入检测及物理量测量。并且，如果利用采用FPA(Focal Plane Array：焦平面阵列)的红外摄像机，则能够实现在车辆行驶时检测并显示夜间的人等的身影的夜视仪或用于流感检疫等的热成像设备等。
作为红外线检测电路的现有技术，已知的有例如日本专利文献1、2所公开的技术。例如，在专利文献1的现有技术中，在使用断续器(chopper)反复对热释电元件照射和遮断红外线的同时，读出来自热释电元件的热释电流。
但是，该现有技术存在需要取得断续器和FPA之间的同步或断续器的使用寿命短等问题。
在专利文献2的现有技术中，采用了向热释电元件施加脉冲电压的方式。也就是说，通过铁电体实现的热释电元件的自发极化量等随着入射到热释电元件的红外线所引起的热释电元件的温度而变化。因此，通过测量与自发极化量等对应地发生变化的热释电元件的表面电荷量，从而测量入射的红外线量。
但是，在该现有技术中，由于在施加脉冲电压时电流在放电用电阻元件中持续流动，因而存在耗电量大的问题。
并且，用放大器等放大热释电元件的电容变化的技术也是已知的。不过，在该现有技术中，由于电路结构复杂，因而存在产生噪声及增加耗电量等问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭59-142427号公报
专利文献2：日本特开平6-265411号公报
发明内容
鉴于上述问题，根据本发明的几个方面，可以提供一种结构简单且能够实现高精度的热检测的热传感器用检测电路、热传感器装置及电子设备等。
本发明的第一方面涉及一种热传感器用检测电路，其包括：充电电路，设置在作为热传感器元件的一端节点的检测节点与第二电源节点之间；以及放电电路，设置在所述检测节点和第一电源节点之间，其中，所述放电电路具有串联地设置在所述检测节点和所述第一电源节点之间的放电用电阻元件及放电用晶体管。
根据本发明的第一方面，通过采用例如不用断续器等的极化量检测方式，从而实现以简单的电路构成热传感器用检测电路等。
并且，在本发明的第一方面中，所述充电电路包括设置在所述第二电源节点和所述检测节点之间的充电用晶体管，在充电期间中，所述充电用晶体管处于导通状态，所述放电用晶体管处于截止状态，在放电期间中，所述充电用晶体管处于截止状态，所述放电用晶体管处于导通状态。
据此，由于在充电期间放电用电阻元件中无电流流动，所以可以降低耗电量。
并且，在本发明的第一方面中，热传感器用检测电路也可以包括：控制电路和检测所述检测节点的电压的电压检测电路，其中，所述控制电路在所述充电期间中，进行使所述充电用晶体管处于导通状态、使所述放电用晶体管处于截止状态的控制，在所述放电期间中，进行使所述充电用晶体管处于截止状态、使所述放电用晶体管处于导通状态的控制，在所述放电期间后的读出期间中，进行使所述充电用晶体管处于截止状态、使所述放电用晶体管处于截止状态的控制，并指示所述电压检测电路对所述检测节点的电压进行采样。
据此，在读出期间中，由于热传感器元件的放电停止，放电停止时刻的电压值保持在检测节点上，所以电压检测电路能够基于来自控制电路的采样指示检测出该电压值。
并且，在本发明的第一方面中，所述控制电路可以根据所述热传感器元件的测量模式，切换使所述放电用晶体管处于截止状态的定时。
据此，由于能够根据测量模式设定最适合的放电时间，所以能够提高对检测节点的电压的检测精度。其结果，可以提高热传感器用检测电路的检测精度。
并且，在本发明的第一方面中，所述控制电路可以在所述热传感器元件的测量模式为低温测量模式时，将使所述放电用晶体管处于截止状态的定时设定成比所述测量模式为高温测量模式的情况下的定时早的定时。
据此，能够在检测节点的电压迅速下降的低温测量时，在最适当的定时检测出电压。其结果，能在很宽的温度范围内提高热传感器用检测电路的检测精度。
本发明的第二方面涉及一种热传感器装置，其包括：具有多个传感器单元的传感器阵列；一条或多条行线；一条或多条列线；与所述一条或多条行线连接的行选择电路；与所述一条或多条列线连接的读出电路；以及控制电路，其中，所述多个传感器单元中的各传感器单元包括：热传感器元件；充电电路，设置在作为所述热传感器元件的一端节点的检测节点与第二电源节点之间；放电电路，设置在所述检测节点和第一电源节点之间；以及选择用开关元件，设置在所述检测节点与所述一条或多条列线中的任一列线之间。
根据本发明的第二方面，关于极化量检测方式，通过使每列共用一个检测部，简化了传感器单元的电路结构。其结果，能够减小传感器单元的尺寸，所以实现了热传感器装置的高精密化等。
本发明的第三方面涉及一种热传感器装置，其包括：具有多个传感器单元的传感器阵列；一条或多条行线；一条或多条列线；与所述一条或多条行线连接的行选择电路；与所述一条或多条列线连接的读出电路；以及控制电路，其中，所述多个传感器单元中的各传感器单元具有：热传感器元件；充电电路，设置在作为所述热传感器元件的一端节点的检测节点与第二电源节点之间；以及选择用开关元件，设置在所述检测节点与所述一条或多条列线中的任一列线之间，所述读出电路具有设置在所述一条或多条列线中的任一列线与第一电源节点之间的放电用电阻元件，在充电期间中，所述各传感器单元通过所述充电电路进行充电，在所述充电期间后的放电期间中，使所述选择用开关元件处于导通状态，从而通过所述放电用电阻元件进行放电。
根据本发明的第三方面，通过使用例如不用断续器等的极化量检测方式，简化了传感器单元的电路结构。其结果，能够减小传感器单元的尺寸，所以实现了热传感器装置的高精密化等。并且，由于在充电期间放电用电阻元件中无电流流动，所以降低了耗电量。并且，能够以简单的电路检测信号，而且能够用一个电阻元件检测同一列的信号。其结果，能够降低检测偏差。
本发明的第四方面涉及一种电子设备，其包括上述所记载的热传感器用检测电路。
本发明的第五方面涉及一种电子设备，其包括上述所记载的热传感器装置。
附图说明
图1(A)至图1(C)是极化量检测方式的说明图。
图2是检测电压与放电时间的关系示例图。
图3(A)、图3(B)是热传感器用检测电路的结构图。
图4是热传感器用检测电路的时序图的一个示例。
图5是基于测量模式的放电时间切换的说明图。
图6(A)、图6(B)是热传感器装置的结构图。
图7是传感器阵列、读出电路的详细结构图。
图8是传感器阵列、读出电路的另一结构图。
图9是传感器单元的另一结构图。
图10是电子设备的结构图。
具体实施方式
下面，对本发明的优选实施方式进行详细地说明。另外，以下所述的本实施方式并不是对权利要求书所记载的本发明的内容的不当限定，本实施方式所述的结构中，并不是所有结构都是本发明的解决手段所必需的。
1.热传感器用检测电路的方式
在本实施方式的热传感器用检测电路中，热传感器元件例如可以使用热释电元件。热释电元件是使用诸如锆钛酸铅(PZT)等铁电体的元件，利用铁电体的极化随着温度而变化的现象来测量温度。使用热释电元件的热传感器方式有热释电流检测方式及极化量检测方式(电容检测方式)等。本实施方式的热传感器用检测电路例如可以检测红外线用于测量红外线源的温度。
在热释电流检测方式中，通过由断续器等周期性地遮断向热释电元件照射的红外线，使热释电元件的温度变化从而产生热释电流。但是，存在需要取得断续器与检测电路的同步以及断续器的使用寿命短等的问题。而本实施方式的热传感器用检测电路中，采用不用断续器的极化量检测方式。下面，对极化量检测方式的原理进行说明。
图1(A)至图1(C)是极化量检测方式的说明图。图1(A)示出了初始状态下的热释电体11的自发极化及电极12a、12b所产生的表面电荷。在初始状态下，自发极化量与表面电荷均衡，也就是说，呈电中性，电荷不移动。因此，电阻元件RB中无电流流动。接着，如图1(B)所示，向热释电元件10施加电压VB。通过施加电压VB，一部分表面电荷消失，形成自发极化量与表面电荷的均衡瓦解的状态。
接着，如图1(C)所示，当去掉电压源时，电荷移动，以使自发极化量和表面电荷再次均衡，其结果，产生放电电流IB。如果所施加的电压VB恒定，则放电电流IB的电流值依存于热释电体11的自发极化量(或电容)，而自发极化量(或电容)依存于热释电体11的温度。因此，通过检测该放电电流IB或电阻元件RB的两端所产生的检测电压VOUT，能够检测红外线，从而测量红外线源的温度。在该极化量检测方式中，由于不需要周期性地遮断照射至热释电元件的红外线，所以具有无需断续器等的优点。
图2示出了检测电压VOUT与放电时间的一个关系示例。在图2中，示出了电阻元件的电阻值为1kΩ、热传感器元件(热释电元件)的电容值为90pF、95pF、100pF时放电引起的检测电压VOUT的时间性变化。来自热释电元件的放电电流随着时间的经过而减小，并最终为零，但由于热释电元件的电容(capacitance)不同，电流值的变化也不同。也就是说，在电容小时，放电电流(或检测电压VOUT)迅速地减小，在电容大时，放电电流缓慢地减小。而热释电元件的电容依存于热释电元件的温度，例如锆钛酸铅(PZT)在低温时电容小，在高温时电容大。因此，通过检测检测电压VOUT的时间变化，能够检测热释电元件的温度，进而测量红外线源的温度。具体地说，如图2所示，可以通过在经过规定的放电时间td的时刻检测VOUT来测量温度。例如，在时间td，检测电压VOUT的电压值为V1、V2、V3时，由于对应的电容值分别为100pF、95pF、90pF，因此可以根据热释电元件的电容的温度依存性来算出温度。
如上所述，根据本实施方式的热传感器用检测电路，例如使用热释电元件作为热传感器元件，能够根据极化量检测方式来测量温度。由于不是热释电流检测方式，所以具有无需断续器等的优点。
2.热传感器用检测电路
图3(A)、图3(B)示出了本实施方式的热传感器用检测电路的结构例。图3(A)的结构例包括作为热传感器元件CF的热释电元件、充电电路20、放电电路30、控制电路40及电压检测电路50。充电电路20设置在作为热传感器元件CF的一端节点的检测节点N1与高电位侧电源节点VDD(广义上的第二电源节点)之间。放电电路30设置在检测节点N1和低电位侧电源节点VSS(广义上的第一电源节点)之间。另外，本实施方式的热传感器用检测电路并不限定于图3(A)、图3(B)中的结构，可以进行将其构成要素的一部分省略或替换成其他构成要素或者增加其他构成要素等的各种变形。
图3(B)的结构例将测辐射热计和电容器串联作为热传感器元件CF。测辐射热计在高温时电阻值大，在低温时电阻值小。因此，高温时放电时间长，低温时放电时间短，所以可以通过检测检测电压VOUT的时间变化来测量温度。
充电电路20包括设置在高电位侧电源节点VDD和检测节点N1之间的充电用晶体管T1。放电电路30包括串联设置在检测节点N1和低电位侧电源节点VSS之间的放电用电阻元件RA及放电用晶体管T2。在充电期间，充电用晶体管T1为导通状态，放电用晶体管T2为截止状态。而在放电期间，充电用晶体管T1为截止状态，放电用晶体管T2为导通状态。
另外，在图3(A)、图3(B)中，充电用晶体管T1为P型(广义上的第一导电型)晶体管，但也可以为N型(广义上的第二导电型)晶体管。并且，放电用电阻元件RA与放电用晶体管T2的连接也可以为与图3(A)、图3(B)所示的连接相反的连接。即，也可以将T2的漏极与检测节点连接，在T2的源极和低电位侧电源节点VSS之间设置RA。
控制电路40控制充电电路20、放电电路30及电压检测电路50。具体地说，在充电期间，控制电路40进行使充电用晶体管T1处于导通状态、使放电用晶体管T2处于截止状态的控制。而在放电期间，控制电路40进行使充电用晶体管T1处于截止状态、使放电用晶体管T2处于导通状态的控制。而且，在放电期间之后的读出期间中，控制电路40进行使充电用晶体管T1处于截止状态、使放电用晶体管T2处于截止状态的控制。而且，指示电压检测电路50对检测节点N1的电压(检测电压VOUT)进行采样(获取)。
电压检测电路50基于控制电路40的控制，检测检测节点N1的电压(检测电压VOUT)。具体地说，电压检测电路50例如包括放大检测电压VOUT的放大器AMP以及将模拟数据转换成数字数据的A/D转换器等。
图4示出本实施方式的热传感器用检测电路(图3(A)、图3(B))的时序图的一个示例。以下，使用图4对热传感器用检测电路的动作进行说明。
在充电期间TC中，由于充电控制信号CHG为L电平(低电位电平)，所以充电用晶体管T1为导通状态。并且，由于放电控制信号DCH为L电平，所以放电用晶体管T2为截止状态。这样，在热传感器元件CF中施加有H电平(高电位电平)的电压，并通过充电用晶体管T1流动有充电电流IC，从而对CF充电。并且，在充电期间TC中，由于放电用晶体管T2为截止状态，放电用电阻元件RA中无电流流动，所以能够降低耗电量。
在放电期间TD中，由于充电控制信号CHG为H电平，所以充电用晶体管T1为截止状态。并且，由于放电控制信号DCH为H电平，所以放电用晶体管T2为导通状态。这样，不再向热传感器元件CF施加电压，放电电流ID通过放电用电阻元件RA及放电用晶体管T2流动，从而进行CF的放电。该放电使检测电压(输出电压)VOUT开始下降，但是如上所述，例如锆钛酸铅(PZT)在低温时电容小，所以检测电压VOUT迅速下降(图4中的A1)，而高温时电容大，所以检测电压VOUT缓慢下降(图4中的A2)。
在读出期间TR中，由于充电控制信号CHG为H电平，所以充电用晶体管T1为截止状态。并且，由于放电控制信号DCH为L电平，所以放电用晶体管T2为截止状态。这样，热传感器元件CF的放电停止，检测电压VOUT保持放电停止时刻的电压值。该电压值由电压检测电路50基于来自控制电路40的采样信号SMP来检测。
如上所述，根据本实施方式的热传感器用检测电路，通过采用不用断续器等的极化量检测方式(电容检测方式)，以简单的电路结构实现了温度测量(红外线检测)。而且，在充电期间，由于在放电用电阻元件中不流动电流，所以能够降低检测电路的耗电量。
如上所述，由于热传感器元件CF的温度使CF的电容值或测辐射热计情况下的电阻值发生变化，所以放电引起的输出电压VOUT的电压下降速度不同。因此，根据所要测量的温度区域的不同，适于电压检测的放电时间也不同。即，在低温区域，由于VOUT的下降速度快，所以放电时间优选比高温时短。这是因为当放电时间变长时，VOUT收敛于L电平附近，因而很难高精度地检测电压差，从而导致检测精度(温度分辨率)恶化。
另一方面，在所要测量的温度区域为高温时，由于VOUT的下降速度慢，所以放电时间优选比低温时长。这是因为当放电时间变短时，在VOUT的电压差变大之前放电就停止了，因而很难高精度地检测电压差，结果导致检测精度(温度分辨率)恶化。
根据本实施方式的热传感器用检测电路，控制电路40能够根据热传感器元件CF的测量模式来切换使放电用晶体管T2处于截止状态的定时。具体地，当例如使用锆钛酸铅(PZT)作为热传感器元件CF时，控制电路40能够在热传感器元件CF的测量模式为低温测量模式时，将使放电用晶体管T2处于截止状态的定时设定成比测量模式为高温测量模式的情况下的定时早的定时。
另外，在使用其他材料作为热传感器元件CF时，有可能与PZT相反，在低温区域电容大，电压下降慢，而在高温区域电容小，电压下降快。在这种情况下，只要颠倒上述的定时设定即可。即，在热传感器元件CF的测量模式为高温测量模式时，将使放电用晶体管T2处于截止状态的定时设定为比测量模式为低温测量模式的情况下的定时早的定时。
图5是基于测量模式的放电时间切换的说明图。在测量温度区域为低温区域时，例如，如图5中的实线所示，检测电压VOUT迅速地下降。因此，在低温测量模式中，通过将放电期间TD设为放电时间较短的放电期间TD1，如图5中的B1、B2所示，能在电压差变大的定时检测出电压值。
另一方面，在测量温度区域为高温区域时，例如，如图5中的虚线所示，VOUT缓慢地变化。因此，在高温测量模式中，通过将放电期间TD设为放电时间较长的放电期间TD2，如图5中的B3、B4所示，能在电压差变大的定时检测出电压值。
这样，由于能够与测量对象的温度区域对应地设定优选的放电时间，所以可以在很宽的温度范围内提高热传感器用检测电路的检测精度(温度分辨率)。
例如，在用于获取物体的温度分布的热成像仪等中，通过切换成最适于以人的体温为中心的温度区域的测量模式(低温测量模式)，能以高精度测量体温。并且，在用于检测火或发热的安全设备等中，通过切换成高温测量模式，能够可靠地检测火或发热。通过这样切换测量模式，能够与用途相对应地提高温度区域的检测精度。
3.热传感器装置
图6(A)示出了本实施方式的热传感器装置的结构例。该热传感器装置包括传感器阵列100、行选择电路(行驱动器)110以及读出电路120。并且，可以包括A/D转换部130和控制部150。通过使用该热传感器装置，可以实现例如夜视仪等所使用的红外摄像机等。
传感器阵列100(焦平面阵列)排列(配置)有多个传感器单元。并且，设置有多条行线(字线、扫描线)和多条列线(数据线)。另外，行线及列线中的一个的条数也可以为一条。例如在行线为一条时，在图6(A)中，沿行线的方向(横向)上排列有多个传感器单元。而在列线为一条时，沿列线的方向(纵向)上排列有多个传感器单元。
如图6(B)所示，传感器阵列100中的各传感器单元配置(形成)在与各行线与各列线的相交位置对应的位置。例如，图6(B)的传感器单元配置在与行线WL1与列线DL1的相交位置对应的位置。其他的传感器单元也是同样的。
行选择电路110与一条或多条行线连接。而且，进行选择各行线的动作。例如，以图6(B)所示的QVGA(320×240像素)的传感器阵列100(焦平面阵列)为例，行选择电路110进行依次选择(扫描)行线WL0、WL1、WL2......WL239的操作。也就是说，将对这些行线进行选择的信号(字选择信号)输出至传感器阵列100。
读出电路120与一条或多条列线连接。而且，进行读出各列线的操作。以OVGA的传感器阵列100为例，读出电路120进行读出来自列线DL0、DL1、DL2......DL319的检测信号(检测电流、检测电荷)的操作。
A/D转换部130进行将读出电路120中获取的检测电压(测量电压、极限电压(·····))·A·/D·转换成数字数据的处理。而且，输出A/D转换后的数字数据DOUT。具体地，A/D转换部130中设置有与多条列线的各列线对应的各A/D转换器。而且，各A/D转换器对通过读取电路120在相应列线获取的检测电压进行A/D转换处理。另外，也可以与多条列线对应地设置一个A/D转换器，并使用该一个A/D转换器时分地对多条列线的检测电压进行A/D转换。
控制部150(定时生成部)生成各种控制信号，并将其输出给行选择电路110、读取电路120、A/D转换部130。例如，生成并输出充电或放电(复位)的控制信号。或者，生成并输出控制各电路的定时的信号。
图7示出传感器阵列100与读出电路120的详细结构例。在图7中，传感器单元及读出电路使用的是图3(A)、图3(B)所示的结构，但是也可以组合其他结构和方法对其进行变形。
传感器单元包括热传感器元件CF、充电电路20、放电电路30及选择用开关元件TW。充电电路20设置在作为热传感器元件CF的一端节点的检测节点N1与高电位侧电源节点VDD(广义上的第二电源节点)之间。放电电路30设置在检测节点N1和低电位侧电源节点VSS(广义上的第一电源节点)之间。选择用开关元件TW设置在检测节点N1与一条或多条列线DL(DL0～DL319)中的任一列线之间。
各传感器单元的操作与上述说明的检测电路(图3(A)、图3(B))的操作相同。在行线WL0被选择时，栅极与行线WL0连接的选择用开关元件TW处于导通状态。而且，与行线WL0对应的一个或多个传感器单元分别与对应的列线DL(DL0～DL319)电连接。这时，行线WL0以外的行线WL(WL1～WL239)未被选择。
在充电期间TC中，由于充电控制信号CHG为L电平(低电位电平)，所以充电用晶体管T1为导通状态。并且，由于放电控制信号DCH为L电平，所以放电用晶体管T2为截止状态。这样，热传感器元件CF中施加有H电平(高电位电平)的电压，充电电流通过充电用晶体管T1流动，从而进行CF的充电。并且，在充电期间TC中，由于放电用晶体管T2为截止状态，在放电用电阻元件RA中无电流流动，所以能够降低耗电量。
在放电期间TD中，由于充电控制信号CHG为H电平，所以充电用晶体管T1为截止状态。并且，由于放电控制信号DCH为H电平，所以放电用晶体管T2为导通状态。这样，不再向热传感器元件CF施加电压，放电电流通过放电用电阻元件RA及放电用晶体管T2流动，从而进行CF的放电。该放电使检测电压(输出电压)VOUT开始下降。
在读出期间TR中，由于充电控制信号CHG为H电平，所以充电用晶体管T1为截止状态。并且，由于放电控制信号DCH为L电平，所以放电用晶体管T2为截止状态。这样，热传感器元件CF的放电停止，检测电压VOUT保持放电停止时刻的电压值。该电压值由读出电路120通过与所选择的各传感器单元对应的列线DL(DL0～DL319)读出。
通过这种方式，按列(column)读出来自与行线WL0对应的一个或多个传感器单元的检测信号。之后，依次选择其他的行线WL(WL1～WL239)，与上述同样地从各传感器单元读出检测信号。
另外，对于充电期间TC、放电期间TD、读出期间TR的定时，除了如上所述的依次按行重复充电、放电、读出这一循环的方法之外，还可以有各种方法。例如，也可以是对所有的传感器单元同时进行充电、放电，之后依次按行读出的方法。
图8示出了传感器阵列100与读出电路120的另一结构例。在图8的结构例中，传感器单元中不设置放电电路，而在读出电路120中设置放电用电阻元件RA。
具体地，传感器单元包括热传感器元件CF、充电电路20及选择用开关元件TW。充电电路20设置在作为热传感器元件CF的一端节点的检测节点N1与高电位侧电源节点VDD(广义上的第二电源节点)之间。选择用开关元件TW设置在检测节点N1与一条或多条列线DL(DL0～DL319)中的任一列线之间。
读出电路120包括设置在一条或多条列线DL(DL0～DL319)中的任一列线与低电位侧电源节点VSS(广义上的第一电源节点)之间的放电用电阻元件RA。
在充电期间TC中，使选择用开关元件TW处于截止状态、即非选择状态，从而通过充电电路20对热传感器元件CF充电。在放电期间TD中，使选择用开关元件TW处于导通状态、即处于选择状态，从而通过与相应列线DL(DL0～DL319)连接的放电用电阻元件RA进行热传感器元件CF的放电。在读出期间TR中，使选择用开关元件TW处于截止状态、即非选择状态，从而停止热传感器元件CF的放电。检测电压VOUT保持放电停止时刻的电压值。该电压值由读出电路120读出。
由此，由于能够使每列(column)共用一个放电用电阻元件，所以能够简化传感器单元的结构。并且，由于能够在整个热传感器装置中减少电阻元件的总数，所以能降低电阻元件的电阻值的偏差带来的影响。
图9示出了本实施方式的传感器单元的另一构成例。在图9所示的传感器单元中，在上述图7所示的传感器单元的基础上增加了P型晶体管T3，并根据检测电压VOUT控制T3的栅极，从而输出与VOUT对应的输出电流IOUT。这样，能够增加在列线DL(DL0～DL319)中流动的电流。其结果，能够使列线DL的布线电容(寄生电容)所引起的传输延迟变小，所以能够缩短读出所需的时间。并且，能够降低列线DL所拾取的噪声的影响。
如上所述，根据本实施方式的热传感器装置，由于其是检测热传感器元件的极化量(电容，capacitance)的方式，所以无需断续器等。并且，由于传感器单元的电路结构简单，所以能够减小产生的噪音，从而能提高成品率。并且，由于能够减小传感器单元的尺寸，所以实现了热传感器装置的高精密化。而且，由于在充电期间放电用电阻元件中无电流流动，所以能降低耗电量。
由于图8所示的传感器单元不含放电电路，因而能够减小尺寸，所以有利于热传感器装置的高精密化。由于能够减少电阻元件的总数，所以具有不易受到电阻元件的电阻值偏差的影响的优点。但是，由于列线DL的布线电阻及布线电容导致放电时间变长，所以具有测量时间变长的缺点。
图9所示的传感器单元由于能够使列线DL的布线电容(寄生电容)所引起的传输延迟变小，所以具有以下优点：能够缩短读出所需的时间，并能够降低列线DL所拾取的噪音的影响。但是，由于传感器单元的尺寸变大，所以不利于高精密化。
4.电子设备
图10示出了包括本实施方式的热传感器用检测电路与热传感器装置的电子设备的结构例。该电子设备例如是红外摄像机，包括光学系统200、热传感器装置210、图像处理部220、处理部230、存储部240、操作部250以及显示部260。另外，本实施方式的电子设备并不限定于图10中的结构，可以省略其构成要素的一部分(例如光学系统、操作部、显示部等)或追加其他的构成要素等进行各种变形。
光学系统200例如包括一个或多个透镜及驱动这些透镜的驱动部等。而且，进行将物体图像成像在热传感器装置210上等处理。并且，必要时也进行调焦等。
热传感器装置210是图6(A)等中所述的装置，并进行物体图像的摄像处理。图像处理部220基于来自热传感器装置210的数字图像数据(像素数据)，进行图像校正处理等各种图像处理。
处理部230对整个电子设备进行控制，或对电子设备内的各模块进行控制。该处理部230例如通过CPU等来实现。存储部240存储各种信息，例如用作处理部230及图像处理部220的工作区。操作部250是用于用户操作电子设备的界面，通过例如各种按钮及GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)画面等来实现。显示部260用于显示例如由热传感器装置210获取的图像及GUI画面等，通过液晶显示器或有机EL显示器等各种显示器来实现。
另外，本实施方式可以应用于例如拍摄夜间的物体图像的夜视仪、获取物体的温度分布的热成像仪、检测人的侵入的侵入检测器、解析(测量)物体的物理信息的解析设备(测量设备)、检测火或发热的安全设备、工厂等所设置的FA(Factory Automation：工厂自动化)设备等各种电子设备。
以上对本实施方式进行了详细地说明，但是只要实质上不脱离本发明的发明点及效果，可以有很多的变形，这对本领域技术人员来说是容易理解的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围内。例如，说明书或附图中至少一次与更广义或同义的其他不同术语(第一电源节点、第二电源节点)同时记载的术语(VSS节点、VDD节点)可以在说明书或附图的任何地方替换成该不同术语。并且，热传感器用检测电路、热传感器装置及电子设备的结构与操作也并不限定于本实施方式所述的情况，可以有各种变形。
附图标记
11热释电体        12电极
20充电电路        30放电电路
40控制电路        50电压检测电路
100传感器阵列     110行选择电路(行驱动器)
120读出电路       130A/D转换部
140列扫描电路     150控制部
200光学系统       210热传感器装置
220图像处理部     230处理部(CPU)
240存储部         250操作部
260显示部         CF热传感器元件
N1检测节点        RA放电用电阻元件
T1充电用晶体管    T2放电用晶体管

Claims (9)

1.一种热传感器用检测电路，其特征在于，包括：
充电电路，设置在作为热传感器元件的一端节点的检测节点与第二电源节点之间；以及
放电电路，设置在所述检测节点和第一电源节点之间，
其中，所述放电电路具有串联地设置在所述检测节点和所述第一电源节点之间的放电用电阻元件及放电用晶体管。
2.根据权利要求1所述的热传感器用检测电路，其特征在于，
所述充电电路包括设置在所述第二电源节点和所述检测节点之间的充电用晶体管，
在充电期间中，所述充电用晶体管处于导通状态，所述放电用晶体管处于截止状态，
在放电期间中，所述充电用晶体管处于截止状态，所述放电用晶体管处于导通状态。
3.根据权利要求2所述的热传感器用检测电路，其特征在于，还包括：
控制电路；以及
检测所述检测节点的电压的电压检测电路，
其中，在所述充电期间中，所述控制电路进行使所述充电用晶体管处于导通状态、使所述放电用晶体管处于截止状态的控制，
在所述放电期间中，所述控制电路进行使所述充电用晶体管处于截止状态、使所述放电用晶体管处于导通状态的控制，
在所述放电期间后的读出期间中，所述控制电路进行使所述充电用晶体管处于截止状态、使所述放电用晶体管处于截止状态的控制，并指示所述电压检测电路对所述检测节点的电压进行采样。
4.根据权利要求3所述的热传感器用检测电路，其特征在于，
所述控制电路根据所述热传感器元件的测量模式，切换使所述放电用晶体管处于截止状态的定时。
5.根据权利要求4所述的热传感器用检测电路，其特征在于，
在所述热传感器元件的测量模式为低温测量模式时，所述控制电路将使所述放电用晶体管处于截止状态的定时设定成比所述测量模式为高温测量模式的情况下的定时早的定时。
6.一种热传感器装置，其特征在于，包括：
具有多个传感器单元的传感器阵列；
一条或多条行线；
一条或多条列线；
与所述一条或多条行线连接的行选择电路；
与所述一条或多条列线连接的读出电路；以及
控制电路，
其中，所述多个传感器单元中的各传感器单元包括：
热传感器元件；
充电电路，设置在作为所述热传感器元件的一端节点的检测节点与第二电源节点之间；
放电电路，设置在所述检测节点和第一电源节点之间；以及
选择用开关元件，设置在所述检测节点与所述一条或多条列线中的任一列线之间。
7.一种热传感器装置，其特征在于，包括：
具有多个传感器单元的传感器阵列；
一条或多条行线；
一条或多条列线；
与所述一条或多条行线连接的行选择电路；
与所述一条或多条列线连接的读出电路；以及
控制电路，
其中，所述多个传感器单元中的各传感器单元具有：
热传感器元件；
充电电路，设置在作为所述热传感器元件的一端节点的检测节点与第二电源节点之间；以及
选择用开关元件，设置在所述检测节点与所述一条或多条列线中的任一列线之间，
所述读出电路具有放电用电阻元件，所述放电用电阻元件设置在所述一条或多条列线中的任一列线与第一电源节点之间，
在充电期间中，所述各传感器单元通过所述充电电路进行充电，在所述充电期间后的放电期间中，使所述选择用开关元件处于导通状态，从而通过所述放电用电阻元件进行放电。
8.一种电子设备，包括：
权利要求1至5中任一项所述的热传感器用检测电路。
9.一种电子设备，包括：
权利要求6或7所述的热传感器装置。
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