JP2002214040A - 複数素子からの同時信号読み出し方法 - Google Patents
複数素子からの同時信号読み出し方法Info
- Publication number
- JP2002214040A JP2002214040A JP2001007647A JP2001007647A JP2002214040A JP 2002214040 A JP2002214040 A JP 2002214040A JP 2001007647 A JP2001007647 A JP 2001007647A JP 2001007647 A JP2001007647 A JP 2001007647A JP 2002214040 A JP2002214040 A JP 2002214040A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elements
- signal
- signals
- added
- microcalorimeter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
- G01K17/006—Microcalorimeters, e.g. using silicon microstructures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
らの信号を同時に読み出すことのできる、新規な信号読
み出し方法を提供する。 【解決手段】 各列毎に配列されたn個のマイクロカロ
リメータ10から構成される素子群30−1〜30−7
のそれぞれに、異なる周波数の交流バイアスを印加し、
駆動させる。各マイクロカロリメータ10からは、所定
の外部情報に基づく情報信号に、キャリアとして前記交
流バイアスが重畳された所定の信号が発せられる。各信
号は、信号加算器20によって各行毎に加算され、各行
毎に周波数空間で多重化された加算信号が、1つの信号
線により取り出され、読み出される。
Description
時信号読み出し方法に関し、詳しくは撮像型・超高波長
分解能のX線検出器などの放射線計測、及び撮像型・高
感度赤外線検出器などの熱計測などの分野において好適
に用いることのできる、複数素子からの同時信号読み出
し方法に関する。
能のX線検出器や高感度の赤外線検出器として重要な検
出器である。しかしながら、マイクロカロリメータを、
例えば天文衛星に取り付けたX線検出器などの撮像素子
として実際に用いる場合には、前記マイクロカロリメー
タを多数配列し、各マイクロカロリメータからの信号を
独立させて読み出す必要があった。
イクロカロリメータ毎に、このマイクロカロリメータを
動作させるためのバイアス電流印加用の配線、並びに読
み出し用の配線など、多数の配線が必要とされていた。
1K程度の極低温で動作させるものである。したがっ
て、前記多数の配線を、前記極低温の動作領域から、読
み出し用の回路が設置された常温の計測領域に取り出す
に際しては、困難を極めていた。このため、実際の撮像
素子におけるマイクロカロリメータの配列数は数10程
度に限られていた。この結果、撮像素子の有効面積は限
定され、天体が発する広範なX線などを検出することの
できる撮像素子を得ることができないでいた。
ータに使用する超伝導量子干渉素子(SQUID)を高
速でスイッチングし、時分割的に多数の信号を得て、前
記マイクロカロリメータから構成される撮像素子の有効
面積を時系列的に増大させることが試みられている。し
かしながら、このような高速のスイッチングを実現させ
るためには、多数の技術的問題を克服する必要があり、
実用化は極めて困難である。
配線を必要とせずに、複数素子からの信号を同時に読み
出すことのできる、新規な信号読み出し方法を提供する
ことを目的とする。
本発明は、複数の素子群を、それぞれ異なる周波数の交
流バイアスで駆動するとともに、相異なる素子群の素子
から発せられた信号を加算し、この加算信号を1つの信
号線上に取り出して、読み出すことを特徴とする、複数
素子からの同時信号読み出し方法に関する。
がって、前記複数の素子群をそれぞれn×m型マトリッ
クスの列方向に配置し、各素子群を構成する素子からの
信号を前記n行の各行毎に加算するとともに、この加算
信号を1つの信号線上に取り出し、全体としてn個の加
算信号を読み出すようにしたことを特徴とする。
異なる素子群に属する素子からの信号に、各素子群に印
加された異なる周波数の交流バイアスがキャリアとして
重畳されている。したがって、これらの信号を加算する
ことにより、周波数空間で多重化された加算信号を得る
ことができる。そして、本発明によれば、この多重化さ
れた加算信号が1つの信号線上に取り出される。すなわ
ち、1つの信号線で複数の信号が多重化された加算信号
を得ることができる。したがって、各素子毎の配線を要
することなく、複数素子からの信号を読み出すことがで
きる。
アスが比較的大きく、前記各素子群を構成する素子から
の実際的な信号が比較的小さい場合においては、この信
号が前記交流バイアス中に埋もれてしまう場合がある。
このような場合においては、前記素子がブリッジ型回路
を構成することが好ましい。これによって、前記交流バ
イアスによるキャリアを効果的に抑制することができ、
目的とする信号を精度良く読み出すことができる。
に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の同時信号
読み出し方法の好ましい態様を説明するための概念図で
ある。
マイクロカロリメータ10が、縦方向にn個、横方向に
m個配列されて、n×mの行列を構成している。また、
マイクロカロリメータ10には信号加算器20が接続さ
れており、マイクロカロリメータ10からの出力信号が
各行毎に加算されて、各行毎に1つの加算信号が得られ
るように構成されている。なお、この場合においては、
各列方向に配列されたn個のマイクロカロリメータ10
によって1つの素子群が構成されている。
10の素子群30−1〜30−7には、それぞれ異なる
周波数の交流バイアスが印加される。これによって、各
マイクロカロリメータ10は動作状態となり、例えばX
線などの外部情報を受像した場合において、この外部情
報に基づいた各マイクロカロリメータ10からの情報信
号がキャリアとしての前記交流バイアスに重畳され、そ
の結果、各マイクロメータ10から所定の周波数を伴っ
た出力信号が発せられる。
号は、各行毎に加算信号器20によって加算され、その
結果、各行毎に周波数空間で多重化された加算信号を得
ることができる。すなわち、各マイクロカロリメータ毎
の配線を必要とすることなく、各行毎に配置された複数
のマイクロカロリメータ10からの信号を、周波数空間
で多重化された加算信号として1つの信号線で取り出
し、読み出すことができる。
信号読み出し方法は、多数の配線を設けることが困難
な、マイクロカロリメータを用いた撮像素子などに好適
に用いることができる。
る交流バイアスの周波数は、マイクロカロリメータの信
号帯域(通常は10kHz)に比べて十分に大きくし、
かつ各周波数の間隔も前記信号帯域よりも十分に大きく
する。
メータ10が、低インピーダンスの超伝導遷移端型X線
マイクロカロリメータ(TESマイクロカロリメータ)
などから構成される場合は、多重入力型のSQUID又
は多重入力型のバランストランスなどを用いることがで
きる。また、高インピーダンスの半導体型マイクロカロ
リメータなどから構成される場合は、トランジスタを用
いた加算回路などを用いることができる。
読み出し方法の好ましい態様を説明するための図であ
る。上述したように、各素子群に印加される交流バイア
スが比較的大きく、外部情報に基づく情報信号が比較的
小さい場合においては、この情報信号がキャリアとして
の前記交流バイアス中に埋もれてしまう場合が生じる。
このような場合においては、図2に示すように、各マイ
クロカロリメータ10が、ブリッジ型回路を構成するこ
とが好ましい。
40−2に印加された前記交流バイアスは、ブリッジ型
回路を構成する抵抗41〜43の抵抗値を制御すること
によって適宜に抑制される。したがって、出力端子44
−1及び44−2からは、適宜な大きさのキャリアが重
畳された信号を安定的に得ることができる。
する交流バイアスの位相を90度異なるようにすること
もできる。この場合は、前記交流バイアスの周波数が同
じであっても、マイクロカロリメータ10からの出力信
号を雑音の加算を防止しながら分離することができる。
したがって、素子群30−1〜30−7に印加すべき交
流バイアスの周波数の種類を低減でき、前記交流バイア
ス印加に伴って要求される周波数帯域幅を縮小させるこ
とができる。
の素子群が必要となるため、これら素子群の総てを異な
る周波数の交流バイアスで駆動しようとすると、その周
波数帯域幅を広範囲に設定する必要が生じる。しかしな
がら、前述したようなマイクロカロリメータの信号帯域
に関する制限などから、その周波数帯域幅はある範囲に
限定されてしまう。このため、使用することのできる素
子群の数の上限は比較的狭い範囲内に限定されてしまう
場合がある。
に、交流バイアスの位相を90度異なるようにすると、
印加すべき交流バイアスの周波数の種類を低減できるた
め、要求される周波数帯域幅を縮小することができる。
その結果、使用することのできる素子群の数を大幅に増
大させて、加算すべき画素数が増大した場合においても
十分に対応することができる。
−7をf1、f2、f3、f4、f5、f6、及びf7
という異なる周波数の交流バイアスで駆動する代わり
に、f1のsin波、f1のcos波、f2のsin
波、f2のcos波、f3のsin波、f3のcos
波、及びf4という交流バイアスを用いて駆動させるこ
とができる。すなわち、7つの異なる周波数の交流バイ
アスに代えて、4種類の異なる周波数の交流バイアスを
用いるのみで、素子群30−1〜30−7を駆動するこ
とができる。
態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は
上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸
脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能であ
る。
カロリメータから素子群を構成し、各素子群毎に異なる
周波数の交流バイアスを印加して、各マイクロカロリメ
ータを駆動するようにしているが、素子群を構成するこ
となく、マイクロカロリメータのそれぞれに異なる周波
数の交流バイアスを印加して駆動させることもできる。
た多重入力型のSQUIDなどの信号加算器を用いて行
うことができ、交流バイアスの大きさを抑制して適切な
信号を得るべく、ブリッジ型回路を構成することもでき
る。さらに、交流バイアスの位相を90度異なるように
して、用いる周波数の種類を低減することもできる。
クロカロリメータを用いた場合を示しているが、このよ
うなマイクロカロリメータの代わりに、バイアス電流/
電圧を印加し、電圧あるいは電流を読み出すような受動
素子に用いることが可能である。例えば、サーミスタや
半導体温度計などの受動素子に用いることができる。
れ異なる周波数の交流バイアスで駆動し、この周波数を
各素子からの信号に重畳することにより、複数の素子か
らの、周波数空間で多重化された加算信号を1つの信号
線で取り出すことができる。したがって、従来のように
各素子毎に多数の配線を必要とすることなく、多重化さ
れた加算信号を取り出し、読み出すことができる。
法の、好ましい態様を説明するための概念図である。
法の、好ましい態様を説明するための図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 複数の素子群を、それぞれ異なる周波数
の交流バイアスで駆動するとともに、相異なる素子群の
素子から発せられた信号を加算し、この加算信号を1つ
の信号線上に取り出して、読み出すことを特徴とする、
複数素子からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項2】 前記複数の素子群をそれぞれn×m型マ
トリックスの列方向に配列し、各素子群を構成する素子
からの信号を前記n行の各行毎に加算するとともに、こ
の加算信号を1つの信号線上に取り出し、全体としてn
個の加算信号を読み出すようにしたことを特徴とする、
請求項1に記載の複数素子からの同時信号読み出し方
法。 - 【請求項3】 前記複数の素子群を構成する前記素子
は、ブリッジ型回路を構成することを特徴とする、請求
項1又は2に記載の複数素子からの同時信号読み出し方
法。 - 【請求項4】 前記信号の加算は、信号加算器を用いて
行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記
載の複数素子からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項5】 前記信号加算器は、多重入力型の超伝導
量子干渉素子又は多重入力型のバランストランスから構
成されることを特徴とする、請求項4に記載の複数素子
からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項6】 前記複数の素子群を構成する前記素子
は、それぞれ受動素子を具えることを特徴とする、請求
項1〜5のいずれか一に記載の複数素子からの同時信号
読み出し方法。 - 【請求項7】 前記受動素子は、マイクロカロリメータ
であることを特徴とする、請求項6に記載の複数素子か
らの同時信号読み出し方法。 - 【請求項8】 前記交流バイアスの位相を90度異なる
ようにしたことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか
一に記載の複数素子からの同時信号読みだし方法。 - 【請求項9】 複数の素子を、それぞれ異なる周波数の
交流バイアスで駆動するとともに、前記複数の素子から
得られた複数の信号のそれぞれを加算し、前記複数の信
号を1つの信号線上に取り出して、読み出すことを特徴
とする、複数素子からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項10】 前記複数の素子は、ブリッジ型回路を
構成することを特徴とする、請求項9に記載の複数素子
からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項11】 前記信号の加算は、信号加算器を用い
て行うことを特徴とする、請求項9又は10に記載の複
数素子からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項12】 前記信号加算器は、多重入力型の超伝
導量子干渉素子又は多重入力型のバランストランスから
構成されることを特徴とする、請求項11に記載の複数
素子からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項13】 前記複数の素子は、それぞれ受動素子
を具えることを特徴とする、請求項9〜12のいずれか
一に記載の複数素子からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項14】 前記受動素子は、マイクロカロリメー
タであることを特徴とする、請求項13に記載の複数素
子からの同時信号読み出し方法。 - 【請求項15】 前記交流バイアスの位相を90度異な
るようにしたことを特徴とする、請求項9〜14のいず
れか一に記載の複数素子からの同時信号読みだし方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001007647A JP2002214040A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 複数素子からの同時信号読み出し方法 |
US10/052,206 US6627894B2 (en) | 2001-01-16 | 2002-01-15 | Method for reading signals from plural elements simultaneously |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001007647A JP2002214040A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 複数素子からの同時信号読み出し方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002214040A true JP2002214040A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18875371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001007647A Pending JP2002214040A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 複数素子からの同時信号読み出し方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6627894B2 (ja) |
JP (1) | JP2002214040A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6627894B2 (en) * | 2001-01-16 | 2003-09-30 | The Institute Of Space And Astronautical Science | Method for reading signals from plural elements simultaneously |
JP2008076373A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Seiko Npc Corp | 赤外線検出器 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7220965B1 (en) * | 2004-11-19 | 2007-05-22 | Vitali Souchkov | Warm AC biasing in TES microcalorimeter readout via transformer |
EP2113757A1 (en) | 2008-05-02 | 2009-11-04 | Systematic Design Holding B.V. | Method for simultaneous read-out of a plurality of sensor output signals using baseband feedback |
US8115152B1 (en) | 2008-06-03 | 2012-02-14 | ADIC, Inc. | Method of operating a photoconductor in an imaging system, and read-out circuit employing an AC-biased photoconductor |
CN105816194B (zh) * | 2015-01-07 | 2018-12-04 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | 一种探测器信号读出的通道复用方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4054797A (en) * | 1976-09-23 | 1977-10-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Series-parallel scan, IR, CID, focal-plane array |
US4959723A (en) * | 1987-11-06 | 1990-09-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state image pickup apparatus having multi-phase scanning pulse to read out accumulated signal |
JPH01300685A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-05 | Victor Co Of Japan Ltd | 固体撮像素子の駆動方法 |
DE4002431A1 (de) * | 1990-01-27 | 1991-08-01 | Philips Patentverwaltung | Sensormatrix |
US4996413A (en) * | 1990-02-27 | 1991-02-26 | General Electric Company | Apparatus and method for reading data from an image detector |
DE69524789D1 (de) * | 1995-07-31 | 2002-01-31 | Ifire Technology Inc | Flacher detektor für strahlungsabbildung und pixel für den gebrauch darin |
US5777336A (en) * | 1995-10-03 | 1998-07-07 | The Regents Of The University Of California | Broadband high resolution X-ray spectral analyzer |
US5818898A (en) * | 1995-11-07 | 1998-10-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray imaging apparatus using X-ray planar detector |
US5852296A (en) * | 1996-06-21 | 1998-12-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray imaging apparatus |
US6310350B1 (en) * | 1998-09-24 | 2001-10-30 | Eric H. Silver | Multiplexed microcalorimeter array |
US6453008B1 (en) * | 1999-07-29 | 2002-09-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radiation detector noise reduction method and radiation detector |
KR100336616B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2002-05-16 | 구본준, 론 위라하디락사 | 엑스-선 이미지 촬영장치의 구동방법 |
US6399950B1 (en) * | 2000-11-27 | 2002-06-04 | Shimadzu Corporation | Two-dimensional radiation detector |
JP2002214040A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Inst Of Space & Astronautical Science | 複数素子からの同時信号読み出し方法 |
-
2001
- 2001-01-16 JP JP2001007647A patent/JP2002214040A/ja active Pending
-
2002
- 2002-01-15 US US10/052,206 patent/US6627894B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6627894B2 (en) * | 2001-01-16 | 2003-09-30 | The Institute Of Space And Astronautical Science | Method for reading signals from plural elements simultaneously |
JP2008076373A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Seiko Npc Corp | 赤外線検出器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6627894B2 (en) | 2003-09-30 |
US20020115572A1 (en) | 2002-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6600325B2 (en) | Method and apparatus for probing an integrated circuit through capacitive coupling | |
US10768018B2 (en) | Sensing apparatus having switch resistance compensation circuit and associated methods | |
Makinwa et al. | A smart wind sensor using thermal sigma-delta modulation techniques | |
JP4970512B2 (ja) | 熱分析センサー並びに熱分析センサーを製造する方法 | |
US20060075760A1 (en) | Temperature measuring device using a matrix switch, a semiconductor package and a cooling system | |
EP3066487A1 (en) | Hall sensor readout system with offset determination using the hall element itself | |
US10598968B2 (en) | Temperature feedback for electro-optic phase-shifters | |
JP2002214040A (ja) | 複数素子からの同時信号読み出し方法 | |
US7882455B2 (en) | Circuit and method using distributed phase change elements for across-chip temperature profiling | |
US5444234A (en) | Position transmitter for acquiring the position of a light beam | |
Dawson et al. | Two-level switches for advanced time-division multiplexing | |
US5043580A (en) | Radiation detector | |
Bannister | Instrumentation: transducers and interfacing | |
US8607631B2 (en) | Heated air mass WCSP package and method for accelerometer | |
US6541299B2 (en) | Semiconductor device having thin film resistors made of bolometer materials | |
JPH09203659A (ja) | ボロメータ型赤外線検出装置 | |
JP5089048B2 (ja) | 多重信号読み出し回路 | |
JP3630760B2 (ja) | 焦点面ステアリングアレイ装置 | |
RU2079822C1 (ru) | Устройство измерения пространственного распределения температуры | |
JP6809519B2 (ja) | 抵抗素子アレイ回路、抵抗素子アレイ回路ユニットおよび赤外線センサ | |
KR102678804B1 (ko) | 전자-광학 위상-시프터에 대한 온도 피드백을 포함하는 광 송신기 및 도파관 | |
JP2002022543A (ja) | 熱電対を用いた温度測定装置 | |
Brandolini et al. | Silicon strategies to increase performance of piezoelectric sensors | |
JPH01254880A (ja) | 磁気パターン検出装置 | |
US20180283962A1 (en) | PWB with Temperature Sensor Matrix Allowing Thermal Imaging of the PWB |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040318 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050412 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050512 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050613 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050614 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050720 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050922 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060420 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060720 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070123 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070123 |