JP2021028631A - 指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路 - Google Patents
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Abstract
Description
温度によってオブジェクトは異なる波長の赤外線を放射するので、検出器の焦点面アレイ上のピクセルに異なる抵抗値を示すこととなる。
検出対象物の赤外線信号を検出し、検出放射線信号を取得するために用いられる第一マイクロボロメータユニットと、
自身の抵抗に従って基準信号を取得するために用いられる第二マイクロボロメータユニットと、
それぞれ前記第一マイクロボロメータユニット及び前記第二マイクロボロメータユニットに接続され、前記検出放射線信号に基づいて検出信号を、前記基準信号に基づいて参照信号を生成するために用いられる変換ユニットと、
前記変換ユニットに接続され、前記検出信号と前記参照信号との差をとって差信号を取得するために用いられる減算ユニットと、
前記減算ユニットに接続され、前記差信号に対して積分演算を実行して前記検出対象物の赤外線信号を特徴付ける電気信号を取得する積分ユニットと
を含む指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路を提供する。
前記第一マイクロボロメータユニットに接続され、前記検出放射線信号に対してバイアス変換を実行し、第一検出信号を取得するために用いられる第一検出回路と、
前記第二マイクロボロメータユニットに接続され、前記基準信号に対してバイアス変換を実行し、第一参照信号を取得するために用いられる第二検出回路と、
前記第一検出回路に接続され、前記第一検出信号と第一内蔵基準電圧信号を対数的に減算して、第二検出信号を取得するために用いられる第一対数減算回路と、
前記第二検出回路に接続され、前記第一参照信号と第二内蔵基準電圧信号を対数的に減算して、第二参照信号を取得するために用いられる第二対数減算回路と、
前記第一対数減算回路に接続され、前記第二検出信号に対して反比例演算を実行して前記検出信号である第三検出信号を取得するために用いられる第一反比例回路と
前記第二対数減算回路に接続され、前記第二参照信号に対して反比例演算を実行して前記参照信号である第三参照信号を取得するために用いられる第二反比例回路と
を含む。
前記第一対数減算回路と前記第一検出回路との間に設置された第一バッファ回路と、
前記第二対数減算回路と前記第二検出回路との間に設置された第二バッファ回路と
を含む。
前記第一検出回路と前記第一マイクロボロメータユニットとの間に設置された第一定電流源と、
前記第二検出回路と前記第二マイクロボロメータユニットとの間に設置された第二定電流源と
を含む。
前記第二マイクロボロメータユニットが赤外線の影響を受けないように、前記第二マイクロボロメータユニットを完全に覆うために用いられる遮光部材を含む。
本発明は、前記第一マイクロボロメータユニット、第二マイクロボロメータユニット、変換ユニット、減算ユニット及び積分ユニットによって検出対象物の検出しようとする赤外線信号と基準信号にバイアス、変換、計算を実行し、基板温度の影響を排除し、回路全体のノイズを低減することで、検出対象物の赤外線のより正確な電気信号を出力する。
前記第二マイクロボロメータユニット3は赤外線を受けないので、前記第二マイクロボロメータユニット3の抵抗値は変化しなくてそのままである。
前記変換ユニット1と前記第一マイクロボロメータユニット2との間に設置された第一定電流源と、
前記変換ユニット1と前記第二マイクロボロメータユニット3との間に設置された第二定電流源とを含む。
Claims (8)
- 検出対象物の赤外線信号を検出し、検出放射線信号を取得するために用いられる第一マイクロボロメータユニットと、
自身の抵抗に従って基準信号を取得するために用いられる第二マイクロボロメータユニットと、
それぞれ前記第一マイクロボロメータユニット及び前記第二マイクロボロメータユニットに接続され、前記検出放射線信号に基づいて検出信号、前記基準信号に基づいて参照信号を生成するために用いられる変換ユニットと、
前記変換ユニットに接続され、前記検出信号と前記参照信号との差をとって差信号を取得するために用いられる減算ユニットと、
前記減算ユニットに接続され、前記差信号に対して積分演算を実行して前記検出対象物の赤外線信号を特徴付ける電気信号を取得する積分ユニットと、を含む
ことを特徴とする指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路。 - 前記変換ユニットは、
前記第一マイクロボロメータユニットに接続され、前記検出放射線信号に対してバイアス変換を実行し、第一検出信号を取得するために用いられる第一検出回路と、
前記第二マイクロボロメータユニットに接続され、前記基準信号に対してバイアス変換を実行し、第一参照信号を取得するために用いられる第二検出回路と、
前記第一検出回路に接続され、前記第一検出信号と第一内蔵基準電圧信号を対数的に減算して、第二検出信号を取得するために用いられる第一対数減算回路と、
前記第二検出回路に接続され、前記第一参照信号と第二内蔵基準電圧信号を対数的に減算して、第二参照信号を取得するために用いられる第二対数減算回路と、
前記第一対数減算回路に接続され、前記第二検出信号に反比例演算を実行して前記検出信号である第三検出信号を取得するために用いられる第一反比例回路と、
前記第二対数減算回路に接続され、前記第二参照信号に反比例演算を実行して前記参照信号である第三参照信号を取得するために用いられる第二反比例回路とを含む
請求項1に記載の指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路。 - 前記変換ユニットはまた、
前記第一対数減算回路と前記第一検出回路との間に設置された第一バッファ回路と、
前記第二対数減算回路と前記第二検出回路との間に設置された第二バッファ回路とを含む
請求項2に記載の指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路。 - 前記指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路はまた、
前記第一検出回路と前記第一マイクロボロメータユニットとの間に設置された第一定電流源と、
前記第二検出回路と前記第二マイクロボロメータユニットとの間に設置された第二定電流源とを含む
請求項2に記載の指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路。 - 前記第一マイクロボロメータユニット及び前記第二マイクロボロメータユニットはどちらも指数モデルの抵抗である
請求項1に記載の指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路。 - 前記第一マイクロボロメータユニットの基板はシリコン断熱基板を採用する
請求項1に記載の指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路。 - 前記指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路はまた、
前記第二マイクロボロメータユニットが赤外線の影響を受けないように、前記第二マイクロボロメータユニットを完全に覆うために用いられる遮光部材を含む
請求項1に記載の指数モデルに基づく非冷却赤外線焦点面アレイ読み出し回路。
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