JP2874662B2 - Bolometer type infrared detector - Google Patents

Bolometer type infrared detector

Info

Publication number
JP2874662B2
JP2874662B2 JP8227846A JP22784696A JP2874662B2 JP 2874662 B2 JP2874662 B2 JP 2874662B2 JP 8227846 A JP8227846 A JP 8227846A JP 22784696 A JP22784696 A JP 22784696A JP 2874662 B2 JP2874662 B2 JP 2874662B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
horizontal
bolometer
signal lines
lines
type infrared
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8227846A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09203659A (en
Inventor
昭生 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/514,256 external-priority patent/US5698852A/en
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Publication of JPH09203659A publication Critical patent/JPH09203659A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2874662B2 publication Critical patent/JP2874662B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はボロメータ型赤外線
検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bolometer type infrared detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、赤外線検出装置は、防犯、監
視、誘導、医療、工業計測等に広く用いられている。図
25は本願出願人がすでに提案した2次元ボロメータ型
赤外線検出装置を示す(参照:特願平6−189144
号、平成6年8月11日出願)。図25において、信号
線X1、X2、─、XmはX方向に平行に配列され、信号
線Y1、Y2、─、Yn及びソース線S1、S2、─、Sn
Y方向に平行に配列されている。また、ソース線S1
2、─、Snは接地されている。
2. Description of the Related Art In general, infrared detectors are widely used for crime prevention, monitoring, guidance, medical treatment, industrial measurement, and the like. FIG. 25 shows a two-dimensional bolometer-type infrared detecting device already proposed by the present applicant (see Japanese Patent Application No. 6-189144).
No., filed on August 11, 1994). In Figure 25, signal lines X 1, X 2, ─, X m are arranged parallel to the X direction, the signal lines Y 1, Y 2, ─, Y n and the source lines S 1, S 2, ─, S n Are arranged parallel to the Y direction. In addition, source lines S 1 ,
S 2, ─, S n is grounded.

【0003】画素Pijは信号線X1、X2、─、Xmと信
号線Y1、Y2、─、Yn(ソース線S1、S2、─、Sn
との交差する点に設けられている。たとえば、画素P22
はNチャネルMOSトランジスタQ及びボロメータRに
より構成されている。この場合、MOSトランジスタQ
のソースは接地され、MOSトランジスタQのドレイン
はボロメータRを介して信号線Y2に接続され、さら
に、トランスファゲートTG2を介して出力端子OUT
に接続されている。また、MOSトランジスタQのゲー
トは信号線X2に接続されている。
The pixel P ij has signal lines X 1 , X 2 , ─, X m and signal lines Y 1 , Y 2 , ─, Y n (source lines S 1 , S 2 , ─, Sn ).
Is provided at the point of intersection. For example, the pixel P 22
Is composed of an N-channel MOS transistor Q and a bolometer R. In this case, the MOS transistor Q
Of the MOS transistor Q is connected to the signal line Y 2 via the bolometer R, and further the output terminal OUT is connected via the transfer gate TG 2.
It is connected to the. The gate of the MOS transistor Q is connected to the signal line X 2.

【0004】ボロメータRはチタンもしくはその合金に
より構成されている。この結果、電流がボロメータRを
流れたときの1/f雑音を低減でき、従って、感度と共
にS/N比を改善できる。また、チタンを用いたボロメ
ータRの比抵抗は小さいので熱雑音を低減できる。さら
に、単位温度当りの抵抗変化及び熱伝導率が小さいの
で、感度を改善できる。
The bolometer R is made of titanium or an alloy thereof. As a result, the 1 / f noise when the current flows through the bolometer R can be reduced, and therefore, the S / N ratio can be improved together with the sensitivity. Further, since the specific resistance of the bolometer R using titanium is small, thermal noise can be reduced. Further, since the resistance change and the thermal conductivity per unit temperature are small, the sensitivity can be improved.

【0005】また、ボロメータRはMOSトランジスタ
Qのドレインに接続されているので、ボロメータRの抵
抗がMOSトランジスタQに流れる電流を決定し、従っ
て、抵抗のばらつきである1/f雑音はほとんど観察さ
れない。なお、ボロメータRが接地端子GNDとMOS
トランジスタQのソースとの間に接続されていると、M
OSトランジスタQがオンとなったときに、ボロメータ
Rによる電圧降下がMOSトランジスタQのソース電位
を上昇させ、この結果、MOSトランジスタQのオン抵
抗が上昇して1/f雑音が増加することになる。
Since the bolometer R is connected to the drain of the MOS transistor Q, the resistance of the bolometer R determines the current flowing through the MOS transistor Q. Therefore, 1 / f noise, which is a variation in the resistance, is hardly observed. . The bolometer R is connected to the ground terminal GND and the MOS.
When connected between the source of the transistor Q, M
When the OS transistor Q is turned on, the voltage drop caused by the bolometer R increases the source potential of the MOS transistor Q. As a result, the on-resistance of the MOS transistor Q increases, and 1 / f noise increases. .

【0006】また、信号線Y1、Y2、─、Ynと水平信
号線YOすなわち出力端子OUTとの間には、Pチャネ
ルMOSトランジスタ及びNチャネルMOSトランジス
タよりなるトランスファゲートTG1、TG2、─、TG
nが接続されている。この場合、ボロメータRに流れる
電流は要求される信号量に依存し、従って、ボロメータ
Rによる電圧降下はこの信号量に依存する。この結果、
トランスファゲートTG1、TG2、─、TGnの動作点
は対応するボロメータRに従って変化する。しかしなが
ら、各トランスファゲートのPチャネルMOSトランジ
スタにおいては、ソース電位が小さければオン抵抗は大
きく、他方、NチャネルMOSトランジスタにおいて
は、ソース電位が小さければオン抵抗は小さい。従っ
て、いかなる動作点においても、各トランスファゲート
のオン抵抗は小さくなり、1/f雑音を最小にできる。
[0006] Transfer gates TG 1 and TG composed of a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor are provided between the signal lines Y 1 , Y 2 ,..., Y n and the horizontal signal line Y O, ie, the output terminal OUT. 2 , ─, TG
n is connected. In this case, the current flowing through the bolometer R depends on the required signal amount, and the voltage drop by the bolometer R depends on this signal amount. As a result,
The operating points of the transfer gates TG 1 , TG 2 , ─, TG n change according to the corresponding bolometer R. However, in the P-channel MOS transistor of each transfer gate, the on-resistance is large when the source potential is small, and in the N-channel MOS transistor, the on-resistance is small when the source potential is small. Therefore, at any operating point, the on-resistance of each transfer gate is reduced, and 1 / f noise can be minimized.

【0007】信号線X1、X2、─、Xmは垂直レジスタ
1及びアンド回路2−1、2−2、─、2−mによって
順次選択される。たとえば、垂直シフトレジスタ1の出
力信号φV2が“1”(ハイレベル)のときに、信号線X
2の電圧はハイ(=VV)とされる。たとえば、VV=5
Vである。垂直シフトレジスタ1は垂直同期信号VSYNC
を受信し、これを水平同期信号HSYNCを受信してシフト
させるものである。
The signal lines X 1 , X 2 ,..., And X m are sequentially selected by the vertical register 1 and the AND circuits 2-1 2-2,. For example, when the output signal φ V2 of the vertical shift register 1 is “1” (high level), the signal line X
The voltage of No. 2 is set to high (= V V ). For example, V V = 5
V. The vertical shift register 1 receives a vertical synchronization signal V SYNC
And shifts it by receiving the horizontal synchronization signal HSYNC .

【0008】信号線Y1、Y2、─、Ynは水平レジスタ
3及びアンド回路4−1、4−2、─、4−nによって
順次選択される。たとえば、水平シフトレジスタ3の出
力信号φH2が“1”(ハイレベル)のときに、アンド回
路4−2の出力はハイ(=VH)とされる。たとえば、
H=5Vである。水平シフトレジスタ3は水平同期信
号HSYNC'を受信し、これを同期クロック信号SCKを
受信してシフトさせるものである。
The signal lines Y 1 , Y 2 ,..., Y n are sequentially selected by the horizontal register 3 and the AND circuits 4-1 4-2,. For example, when the output signal φ H2 of the horizontal shift register 3 is “1” (high level), the output of the AND circuit 4-2 is high (= V H ). For example,
V H = 5V. The horizontal shift register 3 receives the horizontal synchronizing signal H SYNC ′ and shifts it by receiving the synchronizing clock signal SCK.

【0009】水平同期信号HSYNC'は水平同期信号H
SYNCを水平ブランキング時間TBだけ遅延したものであ
る。このため、遅延時間TBを有する遅延回路5が設け
られている。すなわち、信号線X1、X2、─、Xmはた
とえば比較的抵抗値が大きいポリシリコンよりなり、信
号線Y1、Y2、─、Yn及びソース線S1、S2、─、Sn
は、たとえば比較的抵抗値が小さいアルミニウムもしく
はその合金よりなる。また、信号線X1、X2、─、Xm
はMOSトランジスタQのゲート容量を含み大きな容量
を有する。従って、信号線X1、X2、─、Xmの電圧の
時定数は信号線Y1、Y2、─、Ynの電圧の時定数より
大きい。従って、信号線X1、X2、─、Xmにパルスを
印加後に十分な水平動作を行うためには、水平同期信号
SYNCを遅延させる必要がある。
The horizontal synchronization signal H SYNC ′ is the horizontal synchronization signal H
The those delayed by T B horizontal blanking time SYNC. Therefore, a delay circuit 5 having a delay time T B is provided. That is, the signal lines X 1 , X 2 , ─, X m are made of, for example, polysilicon having a relatively large resistance value, and the signal lines Y 1 , Y 2 , ─, Y n and the source lines S 1 , S 2 , ─ S n
Is made of, for example, aluminum or an alloy thereof having a relatively small resistance value. Also, signal lines X 1 , X 2 , ─, X m
Has a large capacitance including the gate capacitance of the MOS transistor Q. Therefore, the signal lines X 1, X 2, ─, constant signal lines Y 1 when the voltage of the X m, Y 2, ─, greater than the time constant of the voltage of the Y n. Therefore, in order to perform a sufficient horizontal operation after applying a pulse to the signal lines X 1 , X 2 , ─, and X m , it is necessary to delay the horizontal synchronization signal H SYNC .

【0010】出力端子OUTは積分回路6に接続されて
いる。積分回路6は、エミッタが出力端子OUTに接続
されたバイポーラトランジスタ61、バイポーラトラン
ジスタ61のコレクタに接続されたキャパシタ62、及
びキャパシタ62に接続されたリセットトランジスタ6
3よりなる。バイポーラトランジスタ61はトランスフ
ァゲートTG1、TG2、─、TGnの各動作時間に相当
する積分バイアス信号φBによって動作する。また、リ
セットトランジスタ63は信号φRによって動作し、積
分回路6の積分出力信号SOUTをVRとする。
The output terminal OUT is connected to the integrating circuit 6. The integrating circuit 6 includes a bipolar transistor 61 having an emitter connected to the output terminal OUT, a capacitor 62 connected to the collector of the bipolar transistor 61, and a reset transistor 6 connected to the capacitor 62.
Consists of three. Bipolar transistor 61 transfer gate TG 1, TG 2, ─, operated by the integration bias signal phi B corresponding to each operation time of TG n. The reset transistor 63 is operated by a signal phi R, the integrated output signal S OUT of the integrating circuit 6 to V R.

【0011】積分回路6においては、積分バイアス信号
φBによって決定される積分時間TSは同期クロック信号
SCKの1期間によって決定されるトランファゲートT
1、TG2、─、TGnの動作時間より小さく、これに
より、トランスファゲートTG1、TG2、─、TGn
動作時間のばらつきによって生ずるランダム雑音及び固
定パターンを除去する。なお、積分期間TSは水平シフ
トレジスタ3から出力されるパルスの幅によって決定さ
れ、バイポーラトランジスタ61のベース電圧は一定と
されるとすれば、水平シフトレジスタ3のMOSトラン
ジスタ及びアンド回路4−1、4−2、─、4−nの特
性上のばらつきにより画素のMOSトランジスタQの動
作のばらつきを生し、この結果、ボロメータの自己発熱
発生がばらつき、ランダム雑音及び固定パターン雑音が
発生する。
In the integration circuit 6, the integration time T S determined by the integration bias signal φ B is equal to the transfer gate T determined by one period of the synchronous clock signal SCK.
It is smaller than the operation time of G 1 , TG 2 , ─, TG n , thereby removing random noise and fixed patterns caused by variations in the operation time of transfer gates TG 1 , TG 2 , ─, TG n . Note that the integration period T S is determined by the width of the pulse output from the horizontal shift register 3, and assuming that the base voltage of the bipolar transistor 61 is constant, the MOS transistor and the AND circuit 4-1 of the horizontal shift register 3 , 4-2, .SIGMA., And 4-n cause variations in the operation of the MOS transistor Q of the pixel. As a result, the occurrence of self-heating of the bolometer varies, and random noise and fixed pattern noise are generated.

【0012】MOSトランジスタQ及びボロメータRに
よって構成された1画素に印加された電圧はバイポーラ
トランジスタ61のエミッタと接地端子GNDとの差電
圧、つまり、バイポーラトランジスタのベースと接地端
子GNDとの差電圧マイナスバイポーラトランジスタの
ビルトイン電圧を引いた電圧によって決定させる。従っ
て、積分出力信号SOUTの電圧は各画素から分離され
る。この結果、積分期間TSが増加して雑音を減少させ
たとき、あるいはボロメータを流れる電流が増加して感
度を増加させたとき、キャパシタ62に蓄積された電荷
量は増加する。しかし、この場合、リセット電圧VR
画素に印加される電圧と独立に設定できる。このように
して、ボロメータRの状態を読出すことができる。
The voltage applied to one pixel constituted by the MOS transistor Q and the bolometer R is the difference voltage between the emitter of the bipolar transistor 61 and the ground terminal GND, ie, the difference voltage between the base of the bipolar transistor 61 and the ground terminal GND. The voltage is determined by subtracting the built-in voltage of the bipolar transistor. Therefore, the voltage of the integrated output signal S OUT is separated from each pixel. As a result, when the integration period T S increases and the noise decreases, or when the current flowing through the bolometer increases and the sensitivity increases, the amount of charge stored in the capacitor 62 increases. However, in this case, the reset voltage V R can be set independently of the voltage applied to the pixel. Thus, the state of the bolometer R can be read.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
先願のボロメータ型赤外線検出装置においては、各画素
ijのMOSトランジスタQのソースは各ソース線
1、S2、─、Sn毎に接地されている。従って、各画
素Pijを順次読出していくとき、接地端子から各画素P
ijを介して出力端子OUTへの各電流経路において、水
平信号線Y0が関与する配線抵抗が画素によってばらつ
く。そもそも、入射赤外線によるボロメータRの抵抗の
変化はわずかであるので、上述の配線抵抗のばらつきは
大きな画素間のばらつきを招くという課題がある。な
お、信号線Y1、Y2、─、Yn、ソース線S1、S2
─、Sn、水平信号線Y0はアルミニウムもしくはその合
金を用いて低抵抗化を図って配線抵抗のばらつきを小さ
くしても、配線抵抗のばらつきは残り、画素間のばらつ
きの解消には不十分である。従って、本発明の目的は、
画素間のばらつきを小さくしたボロメータ型赤外線検出
装置を提供することにある。
However [0005] In the bolometer-type infrared detection device of the above-mentioned prior application, MOS transistor source the source lines S 1, S 2 of Q of each pixel P ij, ─, each S n Grounded. Therefore, when sequentially reading each pixel P ij , each pixel P ij is connected to the ground terminal.
In the current paths through the ij to output terminal OUT, and the wiring resistance involved horizontal signal lines Y 0 varies depending on the pixel. In the first place, since the change in the resistance of the bolometer R due to the incident infrared ray is slight, there is a problem that the above-described variation in the wiring resistance causes large variation between pixels. The signal lines Y 1 , Y 2 , ─, Y n , the source lines S 1 , S 2 ,
─, S n , even if the horizontal signal line Y 0 is made of aluminum or an alloy thereof to reduce the resistance and reduce the variation in the wiring resistance, the variation in the wiring resistance remains, and it is not possible to eliminate the variation between pixels. It is enough. Therefore, the object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a bolometer-type infrared detection device in which variation between pixels is reduced.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、各画素に流れる電流経路を複数の画素の
群においてほぼ対角としたものである。
According to the present invention, a current path flowing through each pixel is substantially diagonal in a group of a plurality of pixels.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係るボロメータ型
赤外線検出装置の第1の実施の形態を示す回路図であ
る。図1においては、接地端子GNDと出力端子OUT
とは互いに対角に配置されている。これにより、接地端
子GNDと出力端子OUTとの間のいかなる画素Pij
通る電気的経路の長さを均等化している。さらに、信号
線Y1、Y2、─、Yn、及びソース線S1、S2、─、Sn
の配線幅をすべて同一にすると共に、水平信号線Y0
び水平ソース線S0の配線幅を同一にする。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a bolometer type infrared detector according to the present invention. In FIG. 1, the ground terminal GND and the output terminal OUT
Are arranged diagonally to each other. This equalizes the length of the electrical path passing through any pixel Pij between the ground terminal GND and the output terminal OUT. Further, signal lines Y 1 , Y 2 , ─, Y n and source lines S 1 , S 2 , ─, S n
, And the horizontal signal line Y 0 and the horizontal source line S 0 have the same wiring width.

【0016】なお、この場合、垂直の線Y1、Y2、─、
n、S1、S2、─、Snの配線幅と水平の線Y0、S0
配線幅とを同一にする必要はない。たとえば垂直の線Y
1、Y2、─、Ynは、画素の開口率(画素面積に占める
受光面積の割合)を上げるために、数μmの細い配線を
用いる。また、水平の線Y0、S0は、比較的スペースに
余裕があるために、数10μmの太い配線を用いて低抵
抗化を図る。このようにして、接地端子GNDと出力端
子OUTとの間のいかなる画素Pijを通る配線の抵抗を
均等化する。なお、接地端子GNDとの出力端子OUT
とは必しも対角である必要はなく、接地端子GNDを点
線で示すごとく配置してもよい。要するに、画素Pij
流れる電流が装置(チップ)上で図右下から左上へほぼ
対角で流れ、これにより、画素Pijによらず配線抵抗を
均等化できればよい。
In this case, the vertical lines Y 1 , Y 2 ,.
It is not necessary to make the wiring width of Y n , S 1 , S 2 ,..., Sn equal to the wiring width of horizontal lines Y 0 , S 0 . For example, the vertical line Y
1 , Y 2 , ─, and Y n use thin wiring of several μm in order to increase the aperture ratio of the pixel (the ratio of the light receiving area to the pixel area). Since the horizontal lines Y 0 and S 0 have a relatively large space, the resistance is reduced by using a thick wiring of several tens μm. In this way, the resistance of the wiring passing through any pixel Pij between the ground terminal GND and the output terminal OUT is equalized. Note that the output terminal OUT is connected to the ground terminal GND.
Does not necessarily have to be diagonal, and the ground terminal GND may be arranged as shown by a dotted line. In short, the current flowing through the pixel P ij flows almost diagonally from the lower right to the upper left in the figure on the device (chip), so that the wiring resistance can be equalized regardless of the pixel P ij .

【0017】図2の(A)は図1の垂直シフトレジスタ
1の詳細な回路図である。すなわち、Dフリップフロッ
プ1−1、1−2、─、1−mを直列接続してある。D
フリップフロップ1−1は垂直同期信号VSYNCを受信
し、他方、すべてのDフリップフロップ1−1、1−
2、─、1−mは水平同期信号HSYNCによって動作す
る。これにより、垂直シフトレジスタ1は垂直選択信号
φV1、φV2、─、φVmを順次発生し、信号線X1、X2
─、Xmが順次選択されて動作することになる。
FIG. 2A is a detailed circuit diagram of the vertical shift register 1 of FIG. That is, the D flip-flops 1-1, 1-2,..., 1-m are connected in series. D
The flip-flop 1-1 receives the vertical synchronization signal V SYNC , while all the D flip-flops 1-1, 1-
2, ─, 1-m are operated by the horizontal synchronization signal H SYNC . As a result, the vertical shift register 1 sequentially generates the vertical selection signals φ V1 , φ V2 , ─, φ Vm and outputs the signal lines X 1 , X 2 ,
M and X m are sequentially selected and operated.

【0018】図2の(B)は図1の水平シフトレジスタ
3の詳細な回路図である。すなわち、Dフリップフロッ
プ3−1、3−2、─、3−nを直列接続してある。D
フリップフロップ3−1は水平同期信号HSYNC'を受信
し、他方、すべてのDフリップフロップ3−1、3−
2、─、3−nは同期クロック信号SCKによって動作
する。これにより、水平シフトレジスタ3は水平選択信
号φH1、φH2、─、φHnを順次発生し、信号線Y1
2、─、Ynが順次選択されて動作することになる。
FIG. 2B is a detailed circuit diagram of the horizontal shift register 3 of FIG. That is, the D flip-flops 3-1, 3-2,..., 3-n are connected in series. D
The flip-flop 3-1 receives the horizontal synchronization signal H SYNC ′, while all the D flip-flops 3-1 and 3-
2,..., 3-n are operated by the synchronous clock signal SCK. Thereby, the horizontal shift register 3 sequentially generates the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 , ─, φ Hn , and outputs the signal lines Y 1 ,
Y 2 , ─, and Y n are sequentially selected and operated.

【0019】図1のボロメータ型赤外線検出装置の動作
を図3を参照して説明する。垂直シフトレジスタ1は図
3の(A)に示す垂直同期信号VSYNC及び図3の(B)
に示す水平同期信号HSYNCを受信すると、図3の
(C)、(D)、(E)、(F)に示すごとく、垂直選
択信号φV1、φV2、φV3、─、φVmを順次発生する。上
述したように、水平同期信号HSYNCは遅延回路5によっ
て遅延され、図3の(G)、(H)に示す水平同期信号
SYNC'となる。なお、図3の(H)は図3の(G)の
部分拡大図である。
The operation of the bolometer type infrared detector shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The vertical shift register 1 includes a vertical synchronization signal V SYNC shown in FIG. 3A and a vertical synchronization signal V SYNC shown in FIG.
When the horizontal synchronization signal H SYNC shown in FIG. 3 is received, the vertical selection signals φ V1 , φ V2 , φ V3 , ─, φ Vm are changed as shown in (C), (D), (E), and (F) of FIG. Occurs sequentially. As described above, the horizontal synchronization signal H SYNC is delayed by the delay circuit 5, and becomes the horizontal synchronization signal H SYNC ′ shown in FIGS. FIG. 3H is a partially enlarged view of FIG. 3G.

【0020】水平シフトレジスタ3は図3の(H)に示
す水平同期信号HSYNC'及び図3の(I)に示す同期ク
ロック信号SCKを受信すると、図3の(J)、
(K)、(L)、(M)に示すごとく、水平選択信号φ
H1、φH2、φH3、─、φHnを順次発生する。
When the horizontal shift register 3 receives the horizontal synchronization signal H SYNC ′ shown in FIG. 3H and the synchronization clock signal SCK shown in FIG.
As shown in (K), (L) and (M), the horizontal selection signal φ
H1 , φH2 , φH3 , ─, φHn are sequentially generated.

【0021】また、図3の(N)に示す積分バイアス信
号φBをバイポーラトランジスタ61に入力し、図3の
(O)に示すリセット信号φRを各積分期間TS後にリセ
ットトランジスタ63に入力する。これにより、図3の
(P)に示す積分出力信号SOUTが得られる。
[0021] The input to the integrator bias signal phi B shown in (N) of FIG. 3 and input to the bipolar transistor 61, the reset transistor 63 reset signal phi R shown in (O) in FIG. 3 after each integration period T S I do. Thus, an integrated output signal S OUT shown in FIG. 3 (P) is obtained.

【0022】図4は図1のボロメータ型赤外線検出装置
の変更例を示す。図4においては、接地端子GNDと出
力端子OUTとは、図1の場合と異なる方法で、装置
(チップ)上で互いに対角に配置されている。また、図
1のトランスファゲートTG1、TG2、─、TGnの代
りに、NチャネルMOSトランジスタG1、G2、─、G
nを設けてある。このようにして、図4においても、接
地端子GNDと出力端子OUTとの間のいかなる画素P
ijを通る配線の抵抗を均等化する。なお、図4において
も、接地端子GNDと出力端子OUTとは必しも対角で
ある必要はなく、接地端子GNDを点線で示すごとく配
置してもよい。要するに、画素Pijを流れる電流が装置
(チップ)上で図の右上から左下へほぼ対角で流れ、こ
れにより、画素Pijによらず配線抵抗を均等化できれば
よい。
FIG. 4 shows a modified example of the bolometer type infrared detector of FIG. In FIG. 4, the ground terminal GND and the output terminal OUT are arranged diagonally to each other on the device (chip) in a manner different from the case of FIG. Also, instead of the transfer gates TG 1 , TG 2 , ─, TG n of FIG. 1, N-channel MOS transistors G 1 , G 2 , ─, G
n is provided. Thus, in FIG. 4, any pixel P between the ground terminal GND and the output terminal OUT can be used.
Equalize the resistance of the wiring passing through ij . In FIG. 4 as well, the ground terminal GND and the output terminal OUT do not necessarily have to be diagonal, and the ground terminal GND may be arranged as shown by a dotted line. In short, the current flowing through the pixel P ij flows almost diagonally from the upper right to the lower left in the figure on the device (chip), so that the wiring resistance can be equalized regardless of the pixel P ij .

【0023】図5は本発明に係るボロメータ型赤外線検
出装置の第2の実施の形態を示す回路図である。図5に
おいては、出力端子OUT’、及び出力端子OUT’に
接続された積分回路6’を図1の構成要素に付加してあ
る。なお、積分回路6’は積分回路6と同一構成をなし
ている。この場合、トランスファゲートTG1、TG3
─、TGn-1 は水平信号線Y0を介して出力端子OUT
に接続され、トランスファゲートTG2、TG4、─、T
nは水平信号線Y0'を介して出力端子OUT’に接続
されている。さらに、各水平信号線Y0、Y0'の配線幅
の合計が水平リース線S0の配線幅となっている。つま
り、水平ソース線S0の配線幅は各水平信号線Y0、Y0'
の配線幅の2倍となっている。これにより、水平信号線
0、Y0'の単位長を当りの電圧降下を水平ソース線S0
の単位長さ当りの電圧降下と同一になるようにする。さ
らに、図1の水平シフトレジスタ3とトランスファゲー
トTG1、TG2、─、TGnとの間にラッチ回路7を設
けてある。ラッチ回路7は水平シフトレジスタ3から水
平選択信号φH1、φH2、─、φHnを受信し、ストローブ
信号STに応答して水平選択信号φH1'、φH2'、─、φ
Hn'を発生する。図5においては、2つの画素を同時に
読出すことができ、つまり、積分期間を図1の場合の2
倍にできる。このようにして、接地端子GNDと出力端
子OUT、OUT’との間のいかなる画素Pijを通る配
線の抵抗を均等化する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the bolometer type infrared detector according to the present invention. In FIG. 5, an output terminal OUT ′ and an integration circuit 6 ′ connected to the output terminal OUT ′ are added to the components in FIG. Note that the integration circuit 6 'has the same configuration as the integration circuit 6. In this case, the transfer gates TG 1 , TG 3 ,
T, TG n-1 are connected to the output terminal OUT via the horizontal signal line Y 0.
And transfer gates TG 2 , TG 4 , ─, T
G n is connected to the 'output terminal OUT via the' horizontal signal lines Y 0. Further, the sum of the wiring widths of the horizontal signal lines Y 0 and Y 0 ′ is the wiring width of the horizontal lease line S 0 . That is, the width of the horizontal source line S 0 is equal to the width of each horizontal signal line Y 0 , Y 0 ′.
Is twice as large as the wiring width. As a result, the voltage drop per unit length of the horizontal signal lines Y 0 and Y 0 ′ is reduced by the horizontal source line S 0.
Is the same as the voltage drop per unit length. Furthermore, the horizontal shift register 3 and the transfer gate TG 1, TG 2 of FIG 1, ─, is provided with a latch circuit 7 between the TG n. The latch circuit 7 receives the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 , ─, φ Hn from the horizontal shift register 3 and responds to the strobe signal ST in response to the horizontal selection signals φ H1 ′, φ H2 ′, φ, φ.
Hn 'occurs. In FIG. 5, two pixels can be read simultaneously, that is, the integration period is set to 2 in FIG.
Can be doubled. In this way, the resistance of the wiring passing through any pixel Pij between the ground terminal GND and the output terminals OUT and OUT ′ is equalized.

【0024】図6は図5のラッチ回路の詳細な回路図で
ある。すなわち、図6の(A)に示すごとく、ラッチ7
−1、7−2、─、7−nが並列接続されており、各ラ
ッチ7−1、7−2、─、7−nは水平シフトレジスタ
3から水平選択信号φH1、φH2、─、φHnを受信し、ス
トローブ信号STによって制御される。各ラッチ7−
1、7−2、─、7−nは、図6の(B)に示されてい
る。すなわち、ST=“0”(ローレベル)のときは、
ラッチ7−iは保持状態であり、ST=“1”(ハイレ
ベル)のときには、ラッチ7−iは通過状態、つまり、
水平選択信号φHi'は水平選択信号φHiと同一である。
従って、ストローブ信号STが“1”から“0”に切換
わると、ラッチ7−iは通過状態から保持状態に切換
り、その直前の値を保持する。
FIG. 6 is a detailed circuit diagram of the latch circuit of FIG. That is, as shown in FIG.
-1, 7-2,..., 7-n are connected in parallel, and the respective latches 7-1, 7-2,..., 7-n are supplied with horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,. , Φ Hn and is controlled by the strobe signal ST. Each latch 7-
1, 7-2,..., 7-n are shown in FIG. That is, when ST = "0" (low level),
Latch 7-i is in the holding state, and when ST = "1" (high level), latch 7-i is in the passing state, that is,
The horizontal selection signal φ Hi ′ is the same as the horizontal selection signal φ Hi .
Therefore, when the strobe signal ST switches from "1" to "0", the latch 7-i switches from the passing state to the holding state and holds the value immediately before.

【0025】図5のボロメータ型赤外線検出装置の第1
の動作を図7を参照して説明する。垂直シフトレジスタ
1は、図7の(A)、(B)に示す垂直同期信号VSYNC
及び垂直同期信号HSYNCを用いて図1の場合と同様に動
作するので、信号φV1、φV2、─、φVmの説明は省略す
る。図7の(C)、(D)に示すごとく、遅延された水
平同期信号HSYNC'は図7の(E)に示す同期クロック
信号SCKの2クロックを十分カバーするパルス幅を有
する。水平シフトレジスタ3は図7の(D)に示す水平
同期信号HSYNC'及び図7の(E)に示す同期クロック
信号SCKを受信して、図7の(J)、(K)、
(L)、(M)に示すごとく、図3の(J)、(K)、
(L)、(M)の場合の2倍のパルス幅の水平選択信号
φH1、φH2、─、φHnを発生する。図7の(E)、
(I)に示すように、ストローブ信号STの周波数は同
期クロック信号SCKの周波数の1/2である。従っ
て、ラッチ回路7は、図7の(J)、(K)に示す互い
に同一の水平選択信号φH1'、φH2'、図7の(L)、
(M)に示す互いに同一の水平選択信号φH3'、φH4'等
を発生する。
First of the bolometer type infrared detectors shown in FIG.
Will be described with reference to FIG. The vertical shift register 1 is provided with a vertical synchronization signal V SYNC shown in FIGS. 7A and 7B.
And so it operated as in the Figure 1 using the vertical synchronizing signal H SYNC, signal φ V1, φ V2, ─, description of phi Vm is omitted. As shown in FIGS. 7C and 7D, the delayed horizontal synchronization signal H SYNC ′ has a pulse width that sufficiently covers two clocks of the synchronization clock signal SCK shown in FIG. 7E. The horizontal shift register 3 receives the horizontal synchronization signal H SYNC ′ shown in FIG. 7D and the synchronization clock signal SCK shown in FIG.
As shown in (L) and (M), (J), (K),
The horizontal selection signals φ H1 , φ H2 , ─, φ Hn having a pulse width twice as large as those in the cases (L) and (M) are generated. (E) of FIG.
As shown in (I), the frequency of the strobe signal ST is の of the frequency of the synchronous clock signal SCK. Therefore, the latch circuit 7 has the same horizontal selection signals φ H1 ′ and φ H2 ′ shown in (J) and (K) of FIG.
The same horizontal selection signals φ H3 ′ and φ H4 ′ as shown in FIG.

【0026】また、積分バイアス信号φB、φB' は、図
7の(N)に示すごとく、同一であり、積分回路6、
6’に供給される。この場合、図7の(N)に示す積分
バイアス信号φB、φB' のパルス幅は図3の(N)に示
す積分バイアス信号φBのパルス幅の2倍である。ま
た、図7の(O)に示す同一のリセット信号φR、φR'
は各積分期間2TS後に積分回路6、6’に供給され
る。このようにして、図7の(P)、(Q)に示す積分
出力信号SOUT、SOUT ' を得ることができる。
The integration bias signals φ B and φ B ′ are the same as shown in FIG.
6 '. In this case, the pulse width of the integral bias signals φ B and φ B ′ shown in FIG. 7 (N) is twice the pulse width of the integral bias signal φ B shown in FIG. 3 (N). Further, the same reset signals φ R and φ R ′ shown in FIG.
It is supplied to the integrating circuit 6, 6 'after each integration period 2T S. In this way, integrated output signals S OUT and S OUT shown in FIGS. 7 (P) and (Q) can be obtained.

【0027】図5のボロメータ型赤外線検出装置の第2
の動作を図8を参照して説明する。第2の動作において
は、図8の(I)に示すごとく、ストローブ信号STは
常に“1”(ハイレベル)である。従って、ラッチ回路
7は通過状態であり、この結果、図8の(F)、
(G)、(H)、(J)、(K)、(L)に示すごと
く、φHn' は水平選択信号φH1、φH2、─、φHnと同一
となる。また、図8の(M)、(N)、(P)、(Q)
に示すように、積分回路6’用の積分バイアス信号φB'
及びリセットパルスφR' は、積分回路6用の積分バイ
アス信号φB及びリセット信号φRに対して同期クロック
信号SCKの1クロック分シフトされる。この結果、図
8の(O)、(R)に示すごとく、積分出力信号
OUT、SOUT ' が得られる。
The second example of the bolometer type infrared detector shown in FIG.
Will be described with reference to FIG. In the second operation, as shown in FIG. 8I, the strobe signal ST is always "1" (high level). Therefore, the latch circuit 7 is in the passing state, and as a result, as shown in FIG.
As shown in (G), (H), (J), (K), and (L), φ Hn ′ is the same as the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 , ─, φ Hn . Further, (M), (N), (P), (Q) in FIG.
As shown in the figure, the integration bias signal φ B ′ for the integration circuit 6 ′
The reset pulse φ R ′ is shifted by one clock of the synchronous clock signal SCK with respect to the integration bias signal φ B for the integration circuit 6 and the reset signal φ R. As a result, as shown in FIGS. 8 (O) and (R), integrated output signals S OUT and S OUT are obtained.

【0028】図7、図8に示す第1、第2の動作のいず
れにおいても、積分期間(2TS)を図1の場合(TS
に対して2倍にできる。
In each of the first and second operations shown in FIGS. 7 and 8, the integration period (2T S ) is set in the case of FIG. 1 (T S ).
Can be doubled.

【0029】図9は図5のボロメータ型赤外線検出装置
の変更例を示す。図9においては、1つの積分回路6が
出力端子OUT、OUT’に接続されている。
FIG. 9 shows a modified example of the bolometer type infrared detector of FIG. In FIG. 9, one integration circuit 6 is connected to output terminals OUT and OUT '.

【0030】図9のボロメータ型赤外線検出装置の動作
を図10を参照して説明する。垂直シフトレジスタ1
は、図10の(A)、(B)に示す垂直同期信号VSYNC
及び垂直同期信号HSYNCを用いて図1の場合と同様に動
作するので、信号φV1、φV2、…、φVmの説明は省略す
る。図10の(C)、(D)に示すごとく、遅延された
水平同期信号HSYNC’は図10の(E)に示す同期クロ
ック信号SCKの1クロックを十分カバーするパレス幅
を有する。水平シフトレジスタ3は図10の(D)に示
す水平同期信号HSYNC’及び図10の(E)に示す同期
クロック信号SCKを受信して、図10の(F)、
(G)、(H)に示すごとく、図3の(J)、(K)、
(L)、(M)の場合の同一のパレス幅の水平選択信号
φH1、φH2、…、φHnを発生する。
The operation of the bolometer type infrared detector shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG. Vertical shift register 1
Is a vertical synchronization signal V SYNC shown in FIGS. 10A and 10B.
The operation is the same as that of FIG. 1 using the vertical synchronizing signal H SYNC and the description of the signals φ V1 , φ V2 ,..., Φ Vm is omitted. As shown in FIGS. 10C and 10D, the delayed horizontal synchronization signal H SYNC ′ has a palace width that sufficiently covers one clock of the synchronization clock signal SCK shown in FIG. 10E. The horizontal shift register 3 receives the horizontal synchronization signal H SYNC ′ shown in FIG. 10D and the synchronization clock signal SCK shown in FIG.
As shown in (G) and (H), (J), (K),
The horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,..., Φ Hn having the same palace width in the cases (L) and (M) are generated.

【0031】さらに、図10の(I)に示すごとく、ス
トローブ信号STは常に“1”(ハイレベル)である。
従って、ラッチ回路7は通過状態であり、この結果、図
10の(F)、(G)、(H)、(J)、(K)、
(L)に示すごとく、水平選択信号φH1’、φH2’、
…、φHn’は水平選択信号φH1、φH2、…、φHnと同一
となる。また、図10の(M)、(N)に示す積分バイ
アス信号φB 及びリセット信号φR ' は積分回路6に供
給される。この結果、図10の(O)に示すごとく、積
分出力信号SOUT が得られる。このように、ラッチ回路
7を有する図9の赤外線検出装置はラッチ回路を有しな
い図1の赤外線検出装置と同一の動作をする。
Further, as shown in FIG. 10I, the strobe signal ST is always "1" (high level).
Therefore, the latch circuit 7 is in the passing state, and as a result, (F), (G), (H), (J), (K),
As shown in (L), the horizontal selection signals φ H1 ′, φ H2 ′,
, Φ Hn ′ are the same as the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,. Further, (M) in FIG. 10, the integration bias signal shown in (N) phi B and the reset signal phi R 'is supplied to the integrating circuit 6. As a result, an integrated output signal S OUT is obtained as shown in FIG. As described above, the infrared detecting device of FIG. 9 having the latch circuit 7 operates in the same manner as the infrared detecting device of FIG. 1 having no latch circuit.

【0032】図11は図5のボロメータ型赤外線検出装
置の変更例を示す。図11においては、接地端子GND
と出力端子OUTとは、図5の場合と異なる方法で、装
置(チップ)上で互いに対角に配置されている。また、
図5のトランスファゲートTG1 、TG2 、…、TGn
の代りに、NチャネルMOSトランジスタG1 、G2
…、Gn を設けてある。このようにして、図11におい
ても、接地端子GNDと出力端子OUTとの間のいかな
る画素Pijを通る配線の抵抗を均等化する。なお、図1
1においても、接地端子GNDと出力端子OUTとは必
ずしも対角である必要はなく、接地端子GNDを点線で
示すごとく配置してもよい。要するに、画素Pijを流れ
る電流が装置(チップ)上で図の右上から左下へほぼ対
角で流れ、これにより、画素Pijによらず配線抵抗を均
等化できればよい。
FIG. 11 shows a modified example of the bolometer type infrared detector of FIG. In FIG. 11, the ground terminal GND
The output terminal OUT and the output terminal OUT are arranged diagonally to each other on the device (chip) in a manner different from the case of FIG. Also,
The transfer gate TG 1, TG 2 of Fig. 5, ..., TG n
Instead of N-channel MOS transistors G 1 , G 2 ,
.., G n are provided. In this way, in FIG. 11 as well, the resistance of the wiring passing through any pixel Pij between the ground terminal GND and the output terminal OUT is equalized. FIG.
Also in 1, the ground terminal GND and the output terminal OUT are not necessarily diagonal, and the ground terminal GND may be arranged as shown by a dotted line. In short, the current flowing through the pixel P ij flows almost diagonally from the upper right to the lower left in the figure on the device (chip), so that the wiring resistance can be equalized regardless of the pixel P ij .

【0033】図12は本発明に係る赤外線検出装置の第
3の実施の形態を示す回路図を示し、1次元の赤外線検
出装置が示されている。図12においては、接地端子G
NDに接続された水平ソース線S0 及び出力端子OUT
に接続された水平信号線Y0はX方向に平行に配列さ
れ、信号線Y1 ’、Y2 ’、…、Yn ’はY方向に平行
に配列されている。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a third embodiment of the infrared detecting apparatus according to the present invention, and shows a one-dimensional infrared detecting apparatus. In FIG. 12, the ground terminal G
Horizontal source line S 0 connected to ND and output terminal OUT
Horizontal signal lines Y 0 is connected to be arranged parallel to the X direction, the signal lines Y 1 ', Y 2', ..., Y n ' is arranged parallel to the Y direction.

【0034】画素Pj (j=1、2、…、n)は水平ソ
ース線S0 と信号線Y1 ’、Y2 ’…、Yn ’との交差
する点に設けられている。たとえば、画素P2 はNチャ
ネルMOSトランジスタQ及びボロメータRにより構成
されている。この場合、MOSトランジスタQのソース
は接地端子GNDに接続され、MOSトランジスタQの
ドレインはボロメータRを介して出力端子OUTに接続
されている。また、MOSトランジスタQのゲートは信
号線Y2 ’に接続されている。
The pixel P j (j = 1,2, ... , n) is the horizontal source line S 0 and the signal lines Y 1 ', Y 2' ... , are provided on the points of intersection between the Y n '. For example, the pixel P 2 is constituted by N-channel MOS transistor Q and the bolometer R. In this case, the source of the MOS transistor Q is connected to the ground terminal GND, and the drain of the MOS transistor Q is connected to the output terminal OUT via the bolometer R. The gate of the MOS transistor Q is connected to the signal line Y 2 ′.

【0035】また、ボロメータRはMOSトランジスタ
Qのドレインに接続されているので、ボロメータRの抵
抗がMOSトランジスタQに流れる電流を決定し、従っ
て、抵抗のばらつきである1/f雑音はほとんど観察さ
れない。
Since the bolometer R is connected to the drain of the MOS transistor Q, the resistance of the bolometer R determines the current flowing through the MOS transistor Q. Therefore, 1 / f noise, which is a variation in the resistance, is hardly observed. .

【0036】図12においても、接地端子GNDと出力
端子OUTとは互いに対角に配置されている。これによ
り、接地端子GNDと出力端子OUTとの間のいかなる
画素PJ を通る電気的経路の長さを均等化している。さ
らに、水平信号線Y0 及び水平ソース線S0 の配線幅を
同一にする。このようにして、接地端子GNDと出力端
子OUTとの間のいかなる画素PJを通る配線の抵抗を
均等化する。なお、接地端子GNDと出力端子OUTと
は必しも対角である必要はなく、接地端子GNDを点線
で示すごとく配置してもよい。要するに、画素Pj を流
れる電流が装置(チップ)上で図の右下から左上へほぼ
対角で流れ、これにより、画素Pj によらず配線抵抗を
均等化できればよい。
In FIG. 12, the ground terminal GND and the output terminal OUT are arranged diagonally to each other. Thereby, the equalize the length of the electrical path through any pixel P J between the output terminal OUT and the ground terminal GND. Further, the horizontal signal line Y 0 and the horizontal source line S 0 have the same wiring width. Thus, to equalize the resistance of the wiring through any pixel P J between the output terminal OUT and the ground terminal GND. Note that the ground terminal GND and the output terminal OUT need not always be diagonal, and the ground terminal GND may be arranged as shown by a dotted line. In short, the flow in substantially diagonal from the lower right of FIG on current device (chip) flowing in the pixel P j to the upper left, thereby, it is sufficient equalizing wiring resistance regardless of the pixel P j.

【0037】図12のボロメータ型赤外線検出装置の動
作を図13を参照して説明する。水平シフトレジスタ3
は図13の(A)に示す水平同期信号HSYNC’及び図1
3の(B)に示す同期クロック信号SCKを受信する
と、図13の(C)、(D)、(E)、(F)に示すご
とく、水平選択信号φH1、φH2、φH3、…、φHnを順次
発生する。
The operation of the bolometer type infrared detector shown in FIG. 12 will be described with reference to FIG. Horizontal shift register 3
FIG. 1A shows the horizontal synchronization signal H SYNC ′ shown in FIG.
When the synchronous clock signal SCK shown in (B) of FIG. 3 is received, as shown in (C), (D), (E) and (F) of FIG. 13, the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 , φ H3,. , Φ Hn are sequentially generated.

【0038】また、図13の(G)に示す積分バイチス
信号φB をバイポーラトランジスタ61に入力し、図1
3の(H)に示すリセット信号φR を各積分期間TS
にリセットトランジスタ63に入力する。これにより、
図13の(I)に示す積分出力信号SOUT が得られる。
Further, the integral bite signal φ B shown in FIG.
3 of a reset signal phi R shown in (H) is input to the reset transistor 63 after each integration period T S. This allows
An integrated output signal S OUT shown in FIG. 13 (I) is obtained.

【0039】図14は本発明に係るボロメータ型赤外線
検出装置の第4の実施の形態を示す回路図である。図1
4においては、出力端子OUT’、及び出力端子OU
T’に接続された積分回路6’を図12の構成要素に付
加してある。なお、積分回路6’は積分回路6と同一構
成をなしている。また、各水平信号線Y0 、Y0 ’の配
線幅の合計が水平ソース線S0 の配線幅となっている。
つまり、水平ソース線S0 の配線幅は各水平信号線
0 、Y0 ’の配線幅の2倍となっている。これによ
り、水平信号線Y0 、Y0 ’の単位長さ当りの電圧降下
を水平ソース線S0 の単位長さ当りの電圧降下と同一に
なるようにする。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the bolometer type infrared detector according to the present invention. FIG.
4, the output terminal OUT ′ and the output terminal OU
An integrating circuit 6 'connected to T' is added to the components in FIG. Note that the integration circuit 6 'has the same configuration as the integration circuit 6. The sum of the wiring widths of the horizontal signal lines Y 0 and Y 0 ′ is the wiring width of the horizontal source line S 0 .
That is, the wiring width of the horizontal source line S 0 is twice the wiring width of each of the horizontal signal lines Y 0 and Y 0 ′. Thereby, the voltage drop per unit length of the horizontal signal lines Y 0 and Y 0 ′ is made equal to the voltage drop per unit length of the horizontal source line S 0 .

【0040】さらに、図12の水平シフトレジスタ3と
アンド回路4−1、4−2、…、4−nとの間にラッチ
回路7を設けてある。ラッチ回路7は水平シフトレジス
タ3から水平選択信号φH1、φH2、…、φHnを受信し、
ストローブ信号STに応答して水平選択信号φH1’、φ
H2’、…、φHn’を発生する。図14においては、2つ
の画素を同時に流出することができ、つまり、積分期間
を図12の場合の2倍にできる。このようにして、接地
端子GNDと出力端子OUT、OUT’との間のいかな
る画素Pj を通る配線の抵抗を均等化する
Further, a latch circuit 7 is provided between the horizontal shift register 3 in FIG. 12 and the AND circuits 4-1, 4-2,..., 4-n. The latch circuit 7 receives horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,..., Φ Hn from the horizontal shift register 3,
In response to the strobe signal ST, the horizontal selection signals φ H1 ', φ
H2 ', ..., φHn ' are generated. In FIG. 14, two pixels can flow out simultaneously, that is, the integration period can be doubled as in the case of FIG. Thus, to equalize the resistance of the wiring through any pixel P j between the ground terminal GND connected to an output terminal OUT, and OUT '

【0041】図14のボロメータ型赤外線検出装置の第
1の動作を図15を参照して説明する。水平シフトレジ
スタ3は図15の(A)に示す水平同期信号HSYNC及び
図15の(B)に示す同期クロック信号SCKを受信し
て、図15の(C)、(D)、(E)に示すごとく、図
13の(C)、(D)、(E)、(F)の場合の2倍の
パルス幅の水平選択信号φH1、φH2、…、φHnを発生す
る。図15の(B)、(F)に示すように、ストローブ
信号STの周波数は同期クロック信号SCKの周波数の
1/2である。従って、ラッチ回路7は、図15の
(G)、(H)に示す互いに同一の水平選択信号
φH1’、φH2’、図15の(I)、(J)に示す互いに
同一の水平選択信号φH3’、φH4’等を発生する。
The first operation of the bolometer type infrared detector of FIG. 14 will be described with reference to FIG. The horizontal shift register 3 receives the horizontal synchronization signal H SYNC shown in FIG. 15A and the synchronization clock signal SCK shown in FIG. 15B, and receives the horizontal synchronization signal HSYNC shown in FIG. 15B and FIG. As shown in FIG. 13, the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,..., Φ Hn having a pulse width twice as large as those in the cases (C), (D), (E), and (F) of FIG. As shown in FIGS. 15B and 15F, the frequency of the strobe signal ST is の of the frequency of the synchronous clock signal SCK. Therefore, the latch circuit 7 outputs the same horizontal selection signals φ H1 ′ and φ H2 ′ as shown in FIGS. 15 (G) and (H) and the same horizontal selection signals as shown in FIGS. 15 (I) and (J). The signals φ H3 ′, φ H4 ′, etc. are generated.

【0042】また、積分バイアス信号φB 、φB ’、
は、図15の(K)に示すごとく、同一であり、積分回
路6、6’に供給される。この場合、図15の(K)に
示す積分バイアス信号φB 、φB ’のパルス幅は図13
の(G)に示す積分バイアス信号φB のパルス幅の2倍
である。また、図15の(L)に示す同一のリセット信
号φR 、φR ’は各積分期間2TS 後に積分回路6、
6’に供給される。このようにして、図15の(M)、
(N)に示す積分出力信号SOUT 、SOUT ’を得ること
ができる。
The integration bias signals φ B , φ B ′,
Are the same as shown in FIG. 15 (K) and are supplied to the integration circuits 6, 6 ′. In this case, the pulse widths of the integration bias signals φ B and φ B ′ shown in FIG.
It is twice the pulse width of the integration bias signal phi B shown in the (G). Further, the same reset signal phi R shown in (L) of FIG. 15, phi R 'is an integration circuit 6 after each integration period 2T S,
6 '. Thus, (M) of FIG.
The integrated output signals S OUT and S OUT ′ shown in FIG.

【0043】図14のボロメータ型赤外線検出装置の第
2の動作を図16を参照して説明する。第2の動作にお
いては、図16の(F)に示すごとく、ストローブ信号
STは常に“1”(ハイレベル)である。従って、ラッ
チ回路7は通過状態であり、この結果、図16の
(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)、
(I)に示すごとく、水平選択信号φH1’、φH2’、
…、φHn’は水平選択信号φH1、φH2、…、φHnと同一
となる。また、図16の(J)、(K)、(M)、
(N)に示すように積分回路6’用の積分バイアス信号
φB ' 及びリセット信号φR ’は、積分回路6用の積分
バイアス信号φB 及びリセット信号φR に対して同期ク
ロック信号SCKの1クロック分シフトされる。この結
果、図16の(L)、(O)に示すごとく、積分出力信
号SOUT 、SOUT ’が得られる。
The second operation of the bolometer type infrared detecting device shown in FIG. 14 will be described with reference to FIG. In the second operation, as shown in FIG. 16F, the strobe signal ST is always "1" (high level). Therefore, the latch circuit 7 is in the passing state, and as a result, (C), (D), (E), (F), (G), (H),
As shown in (I), the horizontal selection signals φ H1 ′, φ H2 ′,
, Φ Hn ′ are the same as the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,. Also, (J), (K), (M),
As shown in (N), the integration bias signal φ B ′ and the reset signal φ R ′ for the integration circuit 6 ′ are different from the integration bias signal φ B and the reset signal φ R for the integration circuit 6 with respect to the synchronous clock signal SCK. It is shifted by one clock. As a result, integrated output signals S OUT and S OUT ′ are obtained as shown in (L) and (O) of FIG.

【0044】図15、図16に示す第1、第2の動作の
いずれにおいても、積分期間(2TS )を図12の場合
(TS )に対して2倍にできる。
In each of the first and second operations shown in FIGS. 15 and 16, the integration period (2T S ) can be doubled as compared with the case of FIG. 12 (T S ).

【0045】図17は図14のボロメータ型赤外線検出
装置の変更例を示す。図17においては、1つの積分回
路6が出力端子OUT、OUT’に接続されている。
FIG. 17 shows a modification of the bolometer type infrared detector of FIG. In FIG. 17, one integration circuit 6 is connected to output terminals OUT and OUT ′.

【0046】図17のボロメータ型赤外線検出装置の動
作を図18を参照して説明する。図18の(A)、
(B)に示すごとく、遅延された水平同期信号HSYNC
同期クロック信号SCKの1クロックを十分カバーする
パルス幅を有する。水平シフトレジスタ3は図18の
(A)に示す水平同期信号HSYNC及び図18の(B)に
示す同期クロック信号SCKを受信して、図18の
(C)、(D)、(E)に示すごとく、図13の
(C)、(D)、(E)、(F)の場合の同一のパレス
幅の水平選択信号φH1、φH2、…、φHnを発生する。
The operation of the bolometer type infrared detector shown in FIG. 17 will be described with reference to FIG. (A) of FIG.
As shown in (B), the delayed horizontal synchronizing signal H SYNC has a pulse width sufficiently covering one clock of the synchronizing clock signal SCK. The horizontal shift register 3 receives the horizontal synchronization signal H SYNC shown in FIG. 18A and the synchronization clock signal SCK shown in FIG. 18B, and receives the horizontal synchronization signal HSYNC shown in FIG. 18B. As shown in FIG. 13, horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,..., Φ Hn having the same palace width in the cases of (C), (D), (E), and (F) of FIG.

【0047】さらに、図18の(F)に示すごとく、ス
トローブ信号STは常に“1”(ハイレベル)である。
従って、ラッチ回路7は通過状態であり、この結果、図
18の(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、
(I)に示すごとく、水平選択信号φH1’、φH2’、
…、φHn’は水平選択信号φH1、φH2、…、φHnと同一
となる。また、図18の(J)、(K)に示す積分バイ
アス信号φB 及びリセット信号φR ' は積分回路6に供
給される。この結果、図18の(L)に示すごとく、積
分出力信号SOUT が得られる。このように、ラッチ回路
7を有する図17の赤外線検出装置はラッチ回路を有し
ない図12の赤外線検出装置と同一の動作をする。
Further, as shown in FIG. 18F, the strobe signal ST is always "1" (high level).
Therefore, the latch circuit 7 is in the passing state, and as a result, (C), (D), (E), (F), (G),
As shown in (I), the horizontal selection signals φ H1 ′, φ H2 ′,
, Φ Hn ′ are the same as the horizontal selection signals φ H1 , φ H2 ,. Further, (J) of FIG. 18, the integration bias signal shown in (K) φ B and the reset signal phi R 'is supplied to the integrating circuit 6. As a result, an integrated output signal S OUT is obtained as shown in FIG. As described above, the infrared detecting device of FIG. 17 having the latch circuit 7 operates in the same manner as the infrared detecting device of FIG. 12 having no latch circuit.

【0048】図19は図25、図1、図4、図5、図
9、図11、図12、図14、図17の積分回路6、
6’の変更例を示す。すなわち、バイポーラトランジス
タ61(61’)の代りに、接合型FET64を設けて
ある。この場合、接合型FET64はバイポーラトラン
ジスタ61(61’)と同一の動作をする。接合型FE
T64はバイポーラトランジスタ61(61’)に比較
して相互コンダクタンスの点で劣るが、ショットノイズ
がないという利点がある。また、バイポーラトランジス
タのベース抵抗手に相当する。抵抗の値は小さく、従っ
て、ジョンソンノイズも小さいという利点がある。
FIG. 19 shows the integration circuit 6 shown in FIGS. 25, 1, 4, 5, 9, 9, 11, 12, 14, and 17.
An example of modification of 6 ′ is shown. That is, a junction FET 64 is provided in place of the bipolar transistor 61 (61 '). In this case, the junction type FET 64 operates in the same manner as the bipolar transistor 61 (61 '). Joint type FE
T64 is inferior in the mutual conductance as compared with the bipolar transistor 61 (61 '), but has an advantage that there is no shot noise. Also, it corresponds to the base resistance of a bipolar transistor. There is an advantage that the value of the resistor is small and therefore the Johnson noise is also small.

【0049】図20は図1、図4、図5、図9、図1
1、図12、図14または図17のボロメータ型赤外線
検出装置を含む赤外線処理システムを示すブロック回路
図である。図1、図4、図5、図9、図11、図12、
図14または図17のボロメータ型赤外線検出装置23
00は、積分回路6(6’)を除き、ペルチエ素子23
01上に設けられ、赤外線検出装置を一定温度にしてい
る。ペルチエ素子2301は中央処理装置(CPU)2
303によって制御される。また、CPU2303は駆
動回路2304を制御して垂直同期信号VSYNC、水平同
期信号HSYNC、同期クロック信号SCK、ストローブ信
号ST等の制御信号を赤外線検出装置2300に送出す
る。この場合、赤外線検出装置2300が図1、図4、
図12に示すものであれば、ストローブ信号STは供給
されない。また、赤外線検出装置2300が、図12、
図14、図17に示すものであれば、垂直同期信号V
SYNCは供給されない。
FIG. 20 is a view similar to FIG. 1, FIG. 4, FIG. 5, FIG.
FIG. 18 is a block circuit diagram illustrating an infrared processing system including the bolometer-type infrared detection device of FIG. 1, 12, 14, or 17. 1, 4, 5, 9, 11, 12,
Bolometer type infrared detector 23 of FIG. 14 or FIG.
00 is a Peltier element 23 except for the integrating circuit 6 (6 ′).
01 and keeps the infrared detector at a constant temperature. Peltier element 2301 is a central processing unit (CPU) 2
303. Further, the CPU 2303 controls the drive circuit 2304 to send control signals such as a vertical synchronization signal V SYNC , a horizontal synchronization signal H SYNC , a synchronization clock signal SCK, and a strobe signal ST to the infrared detection device 2300. In this case, the infrared detecting device 2300 is used in FIGS.
12, the strobe signal ST is not supplied. In addition, the infrared detection device 2300
14 and 17, the vertical synchronization signal V
SYNC is not supplied.

【0050】赤外線検出装置2300の各出力OUT、
OUT’は積分回路6、6’に接続されており、各積分
回路6、6’は駆動回路2304から積分バイアス信号
φB、φB ’及びリセット信号φR 、φR ’を受信す
る。各積分回路6、6’の出力はサンプル/ホールド回
路2305、2305’に接続され、各サンプル/ホー
ルド回路2305、2305’はアナログ/ディジタル
(A/D)変換器2306、2306’に接続されてい
る。この場合、赤外線検出装置2300が図1、図4、
図9、図12、図17に示すものであれば、積分回路
6’、サンプル/ホールド回路2305’及びA/D変
換器2306’は存在しない。
Each output OUT of the infrared detector 2300,
OUT ′ is connected to the integration circuits 6, 6 ′, and each of the integration circuits 6, 6 ′ receives the integration bias signals φ B , φ B ′ and the reset signals φ R , φ R ′ from the driving circuit 2304. The output of each integration circuit 6, 6 'is connected to sample / hold circuits 2305, 2305', and each sample / hold circuit 2305, 2305 'is connected to analog / digital (A / D) converters 2306, 2306'. I have. In this case, the infrared detecting device 2300 is used in FIGS.
9, 12, and 17, the integration circuit 6 ', the sample / hold circuit 2305', and the A / D converter 2306 'do not exist.

【0051】また、図20において、2307はプログ
ラム、定数を記憶するROM、2308は、画素データ
を記憶するRAM、2309はNTSC信号等を発生す
るディジタル/アナログ(D/A)変換器である。CP
U2303、A/D変換器2306、2306’ROM
2307、RAM2308、D/A変換器2309はデ
ータバスDB及びアドレスバスABによって相互に接続
されている。なお、積分回路6、6’は赤外線検出装置
2300に内蔵せしめることができる。つまり、赤外線
検出装置2300及び積分回路6、6’は1シングルチ
ップで構成できる。
In FIG. 20, reference numeral 2307 denotes a ROM for storing programs and constants, 2308 a RAM for storing pixel data, and 2309 a digital / analog (D / A) converter for generating NTSC signals and the like. CP
U2303, A / D converter 2306, 2306'ROM
The 2307, the RAM 2308, and the D / A converter 2309 are mutually connected by a data bus DB and an address bus AB. Note that the integration circuits 6 and 6 ′ can be built in the infrared detection device 2300. That is, the infrared detection device 2300 and the integration circuits 6 and 6 ′ can be configured by one single chip.

【0052】次に、図1、図4、図5、図9、図11の
画素Pijについて、図21、図22、図23を参照して
説明する。なお、図21は断面図、図22、図23は平
面図であって、図22は主として信号を読出す1階部
分、図23は主として赤外線を電気信号に変換する2階
部分を示す。始めに、図22、図23を参照すると、P
- 型単結晶シリコン基板2401に厚いシリコン酸化層
2402を形成し、各画素を区分する。さらに、その上
に、薄いシリコン酸化層2403を形成し、また、ポリ
シリコン層2404を形成し、パターニングすることに
より、信号線Xi を形成する。また、シリコン基板24
01には、シリコン酸化層2402及びポリシリコン層
2404をマスクとしてN型不純物層2401S、24
01Dを形成する。これらのN型不純物層2401S、
2401Dはソース領域、ドレイン領域として作用す
る。この場合、ポリシリコン層2404下のシリコン基
板2401はチャネル領域2401Cとして作用する。
このように、画素PijのNチャネルMOSトランジスタ
Qはゲート電極(ポリシリコン層2404)、ソース領
域2401S及びドレイン領域2401Dにより構成さ
れている。この場合、ゲート電極はフォールデッド形
状、つまり、ジグザク形状をなしており、これにより、
ゲート電極の幅を大きくし、トランジスタQに流れる電
流を増加させる。また、図21において、表面に厚いシ
リコン酸化層2405を形成し、その一部に空胴240
5aを形成する。この空胴2405aはシリコン酸化層
2405にポリシリコン層を埋め込み、最後にこれをエ
ッチング除去することにより形成される。空胴2405
aはボロメータRの熱絶縁性を向上させる。
Next, the pixel Pij in FIGS. 1, 4, 5, 9, and 11 will be described with reference to FIGS. 21, 22, and 23. FIG. 21 is a sectional view, FIGS. 22 and 23 are plan views, FIG. 22 mainly shows a first-floor portion for reading out signals, and FIG. 23 mainly shows a second-floor portion for converting infrared rays into electric signals. First, referring to FIGS. 22 and 23, P
A thick silicon oxide layer 2402 is formed on a-type single crystal silicon substrate 2401 to divide each pixel. Furthermore, thereon to form a thin silicon oxide layer 2403, also to form a polysilicon layer 2404 by patterning, to form a signal line X i. Also, the silicon substrate 24
01, the N-type impurity layers 2401S, 2401S and 24
01D is formed. These N-type impurity layers 2401S,
2401D functions as a source region and a drain region. In this case, the silicon substrate 2401 below the polysilicon layer 2404 functions as a channel region 2401C.
Thus, N-channel MOS transistor Q is the gate electrode (polysilicon layer 2404) of the pixel P ij, is composed of a source region 2401S and the drain region 2401D. In this case, the gate electrode has a folded shape, that is, a zigzag shape.
The width of the gate electrode is increased to increase the current flowing through the transistor Q. In FIG. 21, a thick silicon oxide layer 2405 is formed on the surface, and a cavity 240
5a is formed. The cavity 2405a is formed by embedding a polysilicon layer in the silicon oxide layer 2405 and finally removing the polysilicon layer by etching. Cavity 2405
a improves the thermal insulation of the bolometer R.

【0053】次に、図21、図23を参照すると、アル
ミニウムもしくはその合金を形成してパターニングする
ことによりアルミニウム層2406を形成する。アルミ
ニウム層2406はソース線Sj 、Sj+1 及び信号線Y
j の作用をする。この場合、ソース線Sj 、Sj+1 はコ
ンタクトホールCONT1を介してソース領域2401
S(図22)に接続されている。また、アルミニウム層
2406はコンタクトホールCONT2を介してドレイ
ン領域2401Dへのコンタクトの作用をしている。図
21、図23において、ボロメータRとして作用するチ
タン層2407、シリコン酸化層2408及びチタン窒
化層2409を形成する。チタン層2407、シリコン
酸化層2408及びチタン窒化層2409は赤外線吸収
層をも形成しており、空胴2405aと共にスリット2
410によって熱的に絶縁された長い足を有する受光面
(ダイヤフラム)を形成している。すなわち、チタン層
2407から反射された赤外線はチタン窒化層2409
の電磁気的効果により吸収される。この電磁気的効果を
効率的に発揮させるために、シリコン酸化層2408の
暑さはλ/(4n)、ただしλは赤外線の波長、nはシ
リコン酸化層2408の屈折率である。また、チタン窒
化層2409は厚さ数百Åである。また、赤外線を効率
的に反射するために、チタン層2407は緻密なフォル
デット形状となっている。
Next, referring to FIGS. 21 and 23, an aluminum layer 2406 is formed by forming and patterning aluminum or its alloy. The aluminum layer 2406 includes the source lines S j and S j + 1 and the signal line Y.
Acts j . In this case, the source lines S j and S j + 1 are connected to the source region 2401 via the contact hole CONT1.
S (FIG. 22). The aluminum layer 2406 functions as a contact to the drain region 2401D via the contact hole CONT2. 21 and 23, a titanium layer 2407, a silicon oxide layer 2408, and a titanium nitride layer 2409 that function as a bolometer R are formed. The titanium layer 2407, the silicon oxide layer 2408, and the titanium nitride layer 2409 also form an infrared absorption layer, and together with the cavity 2405a, the slit 2
410 forms a light receiving surface (diaphragm) having long legs that are thermally insulated. That is, the infrared light reflected from the titanium layer 2407 is
Is absorbed by the electromagnetic effect. In order to efficiently exert this electromagnetic effect, the heat of the silicon oxide layer 2408 is λ / (4n), where λ is the wavelength of infrared rays and n is the refractive index of the silicon oxide layer 2408. The thickness of the titanium nitride layer 2409 is several hundred Å. Further, in order to reflect infrared rays efficiently, the titanium layer 2407 has a dense folded shape.

【0054】図21、図22、図23における画素にお
いては、赤外線が熱的に絶縁されたダイアフラムに入射
すると、ダイヤフラムは加熱され、この結果、ボロメー
タR(2407)の抵抗値つまりチタン層2407の抵
抗値が変化する。この場合、ボロメータR(2407)
の足の部分の温度はほとんど変化しないので、その部分
の抵抗値はほとんど変化しない。また、ボロメータR
は、図23に示すごとく、つづら折り形状をなしてお
り、この結果、ボロメータRは赤外線の受光に関して実
質的に長さを稼いでいる。従って、ボロメータRの長い
つづら折り形状部の抵抗値は、ボロメータRの足の部分
の抵抗値、MOSトランジスタQのオン抵抗、接地端子
GNDと出力端子OUTとの間の配線抵抗、あるいはト
ランスファゲートたとえばTGj の抵抗値よりも大きく
なる。
In the pixels shown in FIGS. 21, 22, and 23, when infrared rays enter the thermally insulated diaphragm, the diaphragm is heated, and as a result, the resistance of the bolometer R (2407), that is, the resistance of the titanium layer 2407 is reduced. The resistance value changes. In this case, the bolometer R (2407)
Since the temperature of the foot part of the part hardly changes, the resistance value of that part hardly changes. Bolometer R
Has a zigzag shape as shown in FIG. 23. As a result, the bolometer R has gained a substantial length with respect to receiving infrared rays. Accordingly, the resistance value of the long and odd-shaped portion of the bolometer R is the resistance value of the foot portion of the bolometer R, the ON resistance of the MOS transistor Q, the wiring resistance between the ground terminal GND and the output terminal OUT, or a transfer gate such as TG It becomes larger than the resistance value of j .

【0055】図24は図21、図22、図23のダイヤ
フラムの変更例を示し、各画素のMOSトランジスタQ
は図21、図22、図23の場合を同様に、シリコン基
板2601に形成されている。また、ダイヤフラム26
02は窒化シリコンもしくは酸化シリコンよりなり、シ
リコン基板2601に接触した2つの足2602a、2
602bを有する。さらに、チタンのボロメータ260
3はダイヤフラム2602上でつづら折り形状をなして
おり、シリコン基板2601に電気的に接続されてい
る。従って、この場合も、ボロメータ2603は赤外線
の受光に関して実質的に長さを稼いでいる。従って、ボ
ロメータ2603の長いつづら折り形状部の抵抗値は、
ボロメータRの足の部分の抵抗値、MOSトランジスタ
Qのオン抵抗、接地端子GNDと出力端子OUTとの間
の配線抵抗、あるいはトランスファゲートたとえばTG
j の抵抗値よりも大きくなる。
FIG. 24 shows a modified example of the diaphragm shown in FIGS. 21, 22 and 23.
Are formed on a silicon substrate 2601 in the same manner as in FIGS. 21, 22 and 23. Also, the diaphragm 26
02 is made of silicon nitride or silicon oxide and has two feet 2602a, 2602
602b. In addition, titanium bolometer 260
Reference numeral 3 denotes a zigzag shape on the diaphragm 2602, and is electrically connected to the silicon substrate 2601. Therefore, also in this case, the bolometer 2603 has gained a substantial length in receiving infrared light. Therefore, the resistance value of the long zigzag shape of the bolometer 2603 is
The resistance value of the foot portion of the bolometer R, the ON resistance of the MOS transistor Q, the wiring resistance between the ground terminal GND and the output terminal OUT, or a transfer gate such as TG
It becomes larger than the resistance value of j .

【0056】なお、図5、図9、図11、図14及び図
17においては、2つの出力端子OUT、OUT’を設
けているが、3つ以上の出力端子を設けることもでき
る。たとえば、3つの出力端子の場合、信号線Y1 、Y
4、…を第1の出力端子に、信号線Y2 、Y5、…を第2
の出力端子に、信号線Y3 、Y6 、…を第3の出力端子
に接続すればよい。また、この場合、水平ソース線S0
の配線幅を水平信号線の配線幅の3倍とすればよい。
In FIG. 5, FIG. 9, FIG. 11, FIG. 14, and FIG. 17, two output terminals OUT and OUT ′ are provided, but three or more output terminals may be provided. For example, in the case of three output terminals, signal lines Y 1 , Y
4, a ... to the first output terminal, the signal line Y 2, Y 5, ... the second
, And signal lines Y 3 , Y 6 ,... May be connected to the third output terminal. In this case, the horizontal source line S 0
May be set to be three times the wiring width of the horizontal signal line.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
画素に流れる電流経路を複数の画素の群においてほぼ対
角にしたので、各画素の電流経路の配線抵抗を均等化で
き、従って、各画素のばらつきを小さくできる。
As described above, according to the present invention, the current paths flowing through the respective pixels are substantially diagonal in the group of the plurality of pixels, so that the wiring resistance of the current paths of the respective pixels can be equalized. In addition, the variation of each pixel can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るボロメータ型赤外線検出装置の第
1の実施の形態を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a bolometer-type infrared detection device according to the present invention.

【図2】図1の垂直シフトレジスタ、水平シフトレジス
タの回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a vertical shift register and a horizontal shift register of FIG. 1;

【図3】図1の装置の動作を示すタイミング図である。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the device of FIG. 1;

【図4】図1の装置の変更例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a modification of the device of FIG. 1;

【図5】本発明に係るボロメータ型赤外線検出装置の第
2の実施の形態を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the bolometer-type infrared detection device according to the present invention.

【図6】図5のラッチ回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of the latch circuit of FIG. 5;

【図7】図5の装置の第1の動作を示すタイミング図で
ある。
FIG. 7 is a timing chart showing a first operation of the device of FIG. 5;

【図8】図5の装置の第2の動作を示すタイミング図で
ある。
FIG. 8 is a timing chart showing a second operation of the device of FIG. 5;

【図9】図5の装置の変更例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a modification of the device of FIG. 5;

【図10】図9の装置の動作を示すタイミング図であ
る。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the device of FIG. 9;

【図11】図5の装置の変更例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a modification of the device of FIG. 5;

【図12】本発明に係るボロメータ型赤外線検出装置の
第3の実施の形態を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a third embodiment of the bolometer-type infrared detection device according to the present invention.

【図13】図12の装置の変更例を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a modification of the device of FIG.

【図14】本発明に係るボロメータ型赤外線検出装置の
第4の実施の形態を示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the bolometer-type infrared detection device according to the present invention.

【図15】図14の装置の第1の動作を示すタイミング
図である。
FIG. 15 is a timing chart showing a first operation of the device of FIG. 14;

【図16】図14の装置の第2の動作を示すタイミング
図である。
FIG. 16 is a timing chart showing a second operation of the device of FIG. 14;

【図17】図14の装置の変更例を示す回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing a modification of the device of FIG. 14;

【図18】図17の装置の動作を示すタイミング図であ
る。
FIG. 18 is a timing chart showing the operation of the device of FIG.

【図19】図1、図4、図5、図9、図11、図12、
図14、図20の積分回路の変更例を示す回路図であ
る。
19, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 9, FIG. 11, FIG.
FIG. 21 is a circuit diagram showing a modified example of the integration circuits of FIGS. 14 and 20.

【図20】図1、図4、図5、図9、図11、図12、
図14または図17のボロメータ型赤外線検出装置を含
む赤外線処理システムを示すブロック回路図である。
20, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 9, FIG. 11, FIG.
FIG. 18 is a block circuit diagram showing an infrared processing system including the bolometer-type infrared detection device shown in FIG. 14 or 17.

【図21】図1、図4、図5、図9、図11の装置の画
素の一例を示す断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating an example of a pixel of the device of FIGS. 1, 4, 5, 9, and 11;

【図22】図21の平面図である。FIG. 22 is a plan view of FIG. 21.

【図23】図21の平面図である。FIG. 23 is a plan view of FIG. 21;

【図24】図1、図4、図5、図9、図11の装置の画
素の他の例を示す断面図である。
FIG. 24 is a sectional view showing another example of the pixel of the device of FIGS. 1, 4, 5, 9 and 11;

【図25】従来のボロメータ型赤外線検出装置を示す回
路図である。
FIG. 25 is a circuit diagram showing a conventional bolometer-type infrared detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…垂直シフトレジスタ 2−1、2−2、…、2−m…アンド回路 3…水平シフトレジスタ 4−1、4−2、…、4−n…アンド回路 5…遅延回路 6、6’…積分回路 7…ラッチ回路 X1 、X2 、…、Xm …信号線 Y1 、Y2 、…、Yn …信号線 Y0 、Y0 ’…水平信号線 S1 、S2 、…、Sn …ソース線 S0 …共通ソース線 P11、P12、…、Pmn、P1 、P2 、…、P3 …画素 R…ボロメータ GND…接地端子 OUT、OUT’…出力端子 TG1 、TG2 、…、TGn …トランスファゲートDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vertical shift register 2-1, 2-2, ..., 2-m ... AND circuit 3 ... Horizontal shift register 4-1, 4-2, ..., 4-n ... AND circuit 5 ... Delay circuit 6, 6 ' ... integrating circuit 7 ... latch circuit X 1, X 2, ..., X m ... signal line Y 1, Y 2, ..., Y n ... signal line Y 0, Y 0 '... horizontal signal lines S 1, S 2, ... , S n ... source line S 0 ... common source line P 11 , P 12 , ..., P mn , P 1 , P 2 , ..., P 3 ... pixel R ... bolometer GND ... ground terminal OUT, OUT '... output terminal TG 1, TG 2, ..., TG n ... transfer gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01J 1/02 G01J 5/02 G01J 5/48 H04N 5/33 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01J 1/02 G01J 5/02 G01J 5/48 H04N 5/33

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電源端子(GND)と、 第1の方向(Y)に配列された複数の第1の信号線(X
1 、X2 、…、Xm )と、 該第1の方向にほぼ垂直の第2の方向(X)に配列され
た複数の第2の信号線(Y1 、Y2 、…、Yn )と、 前記第2の方向に配列された複数のソース線(S1 、S
2 、…、Sn )と、 前記第1の方向に配列され、該各ソース線と前記電源端
子とを接続する水平ソース線(S0 )と、 2次元に配列された複数の画素(P11、P12、…、
mn)と、 を具備し、 前記各画素が、 前記ソース線の1つに接続されたソース、前記第1の信
号線の1つに接続されたゲート、及びドレインを有する
第1のMOSトランジスタ(Q)と、 該第1のMOSトランジスタのドレインと前記第2の信
号線の1つに接続されたボロメータ(R)と、 を具備し、 前記各画素を流れる電流経路は前記複数の画素の群内に
おいてほぼ対角になっているボロメータ型赤外線検出装
置。
1. A power supply terminal (GND) and a plurality of first signal lines (X) arranged in a first direction (Y).
1, X 2, ..., and X m), the plurality of second signal lines arranged in a second direction substantially perpendicular to the direction of said 1 (X) (Y 1, Y 2, ..., Y n ), And a plurality of source lines (S 1 , S 1 ) arranged in the second direction.
2, ..., S and n), the are arranged in a first direction, a horizontal source line for connecting the power supply terminal and respective source lines and (S 0), a plurality of pixels arranged in a two-dimensional (P 11, P 12, ...,
P mn ), wherein each of the pixels has a source connected to one of the source lines, a gate connected to one of the first signal lines, and a drain (Q), and a bolometer (R) connected to one of the drains of the first MOS transistor and the second signal line. A bolometer-type infrared detector that is almost diagonal in the group.
【請求項2】 さらに、 前記各第2の信号線に接続された複数のトランスファゲ
ート(TG1 、TG2、…、TGn )と、 出力端子(OUT)と、 前記第1の方向に配列され、前記各トランスファゲート
と前記出力端子とを接続する水平信号線(Y0 )とを具
備し、 前記水平ソース線と前記電源端子との接続点が前記出力
端子に対して前記装置上でほぼ対角に位置する請求項1
に記載のボロメータ型赤外線検出装置。
2. A plurality of transfer gates (TG 1 , TG 2 ,..., TG n ) connected to each of the second signal lines, an output terminal (OUT), and an array in the first direction. And a horizontal signal line (Y 0 ) connecting each of the transfer gates and the output terminal, wherein a connection point between the horizontal source line and the power supply terminal is substantially equal to the output terminal on the device. Claim 1 located diagonally
The bolometer-type infrared detection device according to 1.
【請求項3】 前記各第2の信号線及び前記各ソース線
の配線幅が同一であり、前記水平ソース線及び前記水平
信号線の配線幅が同一である請求項2に記載のボロメー
タ型赤外線検出装置。
3. The bolometer type infrared ray according to claim 2, wherein the wiring widths of the second signal lines and the source lines are the same, and the wiring widths of the horizontal source lines and the horizontal signal lines are the same. Detection device.
【請求項4】 さらに、 前記各ソース線と前記水平ソース線との間に設けられた
複数の第2のMOSトランジスタ(G1 、G2 、…、G
n )と、 出力端子(OUT)と、 前記第1の方向に配列され、前記各第2の信号線と前記
出力端子とを接続する水平信号線(Y0 )とを具備し、 前記水平ソース線と前記電源端子との接続点が前記水平
信号線と前記出力端子との接続点に対して前記装置上で
ほぼ対角に位置する請求項1に記載のボロメータ型赤外
線検出装置。
4. A plurality of second MOS transistors (G 1 , G 2 ,..., G) provided between each of the source lines and the horizontal source line.
n ), an output terminal (OUT), and a horizontal signal line (Y 0 ) arranged in the first direction and connecting each of the second signal lines to the output terminal. The bolometer-type infrared detection device according to claim 1, wherein a connection point between a line and the power terminal is located substantially diagonally on the device with respect to a connection point between the horizontal signal line and the output terminal.
【請求項5】 前記各第2の信号線及び前記各ソース線
の配線幅が同一であり、前記水平ソース線及び前記水平
信号線の配線幅が同一である請求項4に記載のボロメー
タ型赤外線検出装置。
5. The bolometer-type infrared ray according to claim 4, wherein the wiring widths of the second signal lines and the source lines are the same, and the wiring widths of the horizontal source lines and the horizontal signal lines are the same. Detection device.
【請求項6】 さらに、 前記各第2の信号線に接続された複数のトランスファゲ
ート群(TG1 、TG2 、…、TGn )と、 複数の出力端子(OUT)と、 前記第1の方向に配列され、前記各トランスファゲート
群の1つと前記出力端子の1つとを接続する複数の水平
信号線(Y0 、Y0 ’)とを具備し、 前記水平ソース線と前記電源端子との接続点が前記各出
力端子に対して前記装置上でほぼ対角に位置する請求項
1に記載のボロメータ型赤外線検出装置。
6. A plurality of transfer gate groups (TG 1 , TG 2 ,..., TG n ) connected to each of the second signal lines; a plurality of output terminals (OUT); And a plurality of horizontal signal lines (Y 0 , Y 0 ′) that connect one of the transfer gate groups and one of the output terminals. 2. The bolometer-type infrared detection device according to claim 1, wherein a connection point is located substantially diagonally on the device with respect to each of the output terminals.
【請求項7】 前記各第2の信号線及び前記各ソース線
の配線幅が同一であり、前記水平ソース線の配線幅は前
記各水平信号線の配線幅のn倍、ただし、nは前記出力
端子の数である請求項6に記載のボロメータ型赤外線検
出装置。
7. The wiring width of each of the second signal lines and each of the source lines is the same, and the wiring width of the horizontal source lines is n times the wiring width of each of the horizontal signal lines, where n is the width of the horizontal signal lines. The bolometer-type infrared detection device according to claim 6, wherein the number of output terminals is the number of output terminals.
【請求項8】 さらに、 前記各ソース線と前記水平ソース線との間に設けられた
複数の第2のMOSトランジスタ(G1 、G2 、…、G
n )と、 複数の出力端子(OUT、OUT’)と、 前記第1の方向に配列され、前記第2の信号線の群と前
記各出力端子とを接続する複数の水平信号線(Y0 、Y
0 ’)とを具備し、 前記水平ソース線と前記電源端子との接続点が前記各水
平信号線と前記出力端子との接続点に対して前記装置上
でほぼ対角に位置する請求項1に記載のボロメータ型赤
外線検出装置。
8. A plurality of second MOS transistors (G 1 , G 2 ,..., G) provided between each of the source lines and the horizontal source line.
n ), a plurality of output terminals (OUT, OUT ′), and a plurality of horizontal signal lines (Y 0 ) arranged in the first direction and connecting the second group of signal lines to each of the output terminals. , Y
0 ′), and a connection point between the horizontal source line and the power supply terminal is located substantially diagonally on the device with respect to a connection point between each of the horizontal signal lines and the output terminal. The bolometer-type infrared detection device according to 1.
【請求項9】 前記各第2の信号線及び前記各ソース線
の配線幅が同一であり、前記水平ソース線の配線幅は前
記各水平信号線の配線幅のn倍、ただし、nは前記出力
端子の数である請求項8に記載のボロメータ型赤外線検
出装置。
9. The wiring width of each of the second signal lines and each of the source lines is the same, and the wiring width of the horizontal source lines is n times the wiring width of each of the horizontal signal lines, where n is the width of the horizontal signal lines. 9. The bolometer-type infrared detection device according to claim 8, wherein the number of output terminals is equal to the number of output terminals.
【請求項10】 電源端子(GND)と、 出力端子(OUT)と、 第1の方向(Y)に配列され、前記出力端子に接続され
た水平信号線(Y0 )と、 該第1の方向にほぼ垂直の第2の方向(X)に配列され
た複数の信号線(Y1’、Y2 ’、…、Yn ’)と、 前記第1の方向に配列され前記電源端子とを接続する水
平ソース線(S0 )と、前記第1の方向に1次元に配列
された複数の画素(P1 、P2 、…、Pn )と、を具備
し、 前記各画素が、 前記水平ソース線に接続されたソース、前記第2の信号
線の1つに接続されたゲート、及びドレインを有する第
1のMOSトランジスタ(Q)と、 該第1のMOSトランジスタのドレインと前記水平の信
号線に接続されたボロメータ(R)と、 を具備し、 前記各画素を流れる電流経路は前記複数の画素の群内に
おいてほぼ対角になっているボロメータ型赤外線検出装
置。
10. A power supply terminal (GND), an output terminal (OUT), a horizontal signal line (Y 0 ) arranged in a first direction (Y) and connected to the output terminal, A plurality of signal lines (Y 1 ′, Y 2 ′,..., Y n ′) arranged in a second direction (X) substantially perpendicular to the direction, and the power supply terminals arranged in the first direction. A horizontal source line (S 0 ) to be connected, and a plurality of pixels (P 1 , P 2 ,..., P n ) arranged one-dimensionally in the first direction. A first MOS transistor (Q) having a source connected to a horizontal source line, a gate connected to one of the second signal lines, and a drain; a drain of the first MOS transistor and the horizontal A bolometer (R) connected to a signal line, wherein a current path flowing through each pixel is A bolometer-type infrared detector that is substantially diagonal in a group of pixels.
【請求項11】 前記水平ソース線と前記電源端子との
接続点が前記水平信号線と前記出力端子との接続点に対
して前記装置上でほぼ対角に位置する請求項10に記載
のボロメータ型赤外線検出装置。
11. The bolometer according to claim 10, wherein a connection point between the horizontal source line and the power supply terminal is located substantially diagonally on the device with respect to a connection point between the horizontal signal line and the output terminal. Type infrared detector.
【請求項12】 前記水平ソース線及び前記水平信号線
の配線幅が同一である請求項10に記載のボロメータ型
赤外線検出装置。
12. The bolometer-type infrared detector according to claim 10, wherein the horizontal source line and the horizontal signal line have the same wiring width.
【請求項13】 電源端子(GND)と、 複数の出力端子(OUT)と、 第1の方向(Y)に配列され、前記各出力端子に接続さ
れた複数の水平信号線(Y0 、Y0 ’)と、 該第1の方向にほぼ垂直の第2の方向(X)に配列され
た複数の信号線(Y1’、Y2 ’、…、Yn ’)と、 前記第1の方向に配列され前記電源端子とを接続する水
平ソース線(S0 )と、前記第1の方向に1次元に配列
された複数の画素(P1 、P2 、…、Pn )と、を具備
し、 前記各画素が、 前記水平ソース線に接続されたソース、前記第2の信号
線の1つに接続されたゲート、及びドレインを有する第
1のMOSトランジスタ(Q)と、 該第1のMOSトランジスタのドレインと前記水平信号
線の一つに接続されたボロメータ(R)と、 を具備し、 前記各画素を流れる電流経路は前記複数の画素の群内に
おいてほぼ対角になっているボロメータ型赤外線検出装
置。
13. A power supply terminal (GND), a plurality of output terminals (OUT), and a plurality of horizontal signal lines (Y 0 , Y 0 ) arranged in a first direction (Y) and connected to each of the output terminals. 0 ′); a plurality of signal lines (Y 1 ′, Y 2 ′,..., Y n ′) arranged in a second direction (X) substantially perpendicular to the first direction; horizontal source lines for connecting the power supply terminal are arranged in a direction (S 0), said first plurality of pixels arranged in one dimension in the direction of (P 1, P 2, ... , P n) and the A first MOS transistor (Q), wherein each pixel has a source connected to the horizontal source line, a gate connected to one of the second signal lines, and a drain; And a bolometer (R) connected to one of the horizontal signal lines. And has bolometer-type infrared detection device almost diagonal current path within the group of the plurality of pixels.
【請求項14】 前記水平ソース線と前記電源端子との
接続点が前記水平信号線と前記各出力端子との接続点に
対して前記装置上でほぼ対角に位置する請求項13に記
載のボロメータ型赤外線検出装置。
14. The device according to claim 13, wherein a connection point between the horizontal source line and the power supply terminal is located substantially diagonally on the device with respect to a connection point between the horizontal signal line and each of the output terminals. Bolometer type infrared detector.
【請求項15】 前記水平ソース線の配線幅が前記水平
信号線の配線幅のn倍、ただし、nは前記出力端子の数
である請求項13に記載のボロメータ型赤外線検出装
置。
15. The bolometer-type infrared detecting apparatus according to claim 13, wherein a wiring width of the horizontal source line is n times a wiring width of the horizontal signal line, where n is the number of the output terminals.
【請求項16】 前記出力端子が積分回路(6、6’)
に接続され、 該積分回路が、 前記出力端子に接続され、積分バイアス信号(φB )に
よりオンとされる接合型FET(64)と、 該接合型FETに接続されたキャパシタ(62)と、 該キャパシタに接続されたリセットトランジスタ(6
1)とを具備する請求項1、10もしくは13に記載の
ボロメータ型赤外線検出装置。
16. The output terminal is an integration circuit (6, 6 ′).
A junction FET (64) connected to the output terminal and turned on by an integration bias signal (φ B ); and a capacitor (62) connected to the junction FET. The reset transistor (6) connected to the capacitor
The bolometer-type infrared detection device according to claim 1, 10 or 13, comprising:
JP8227846A 1995-08-11 1996-08-09 Bolometer type infrared detector Expired - Fee Related JP2874662B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/514,256 US5698852A (en) 1994-08-11 1995-08-11 Titanium bolometer-type infrared detecting apparatus
US08/514,256 1995-08-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09203659A JPH09203659A (en) 1997-08-05
JP2874662B2 true JP2874662B2 (en) 1999-03-24

Family

ID=24046433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8227846A Expired - Fee Related JP2874662B2 (en) 1995-08-11 1996-08-09 Bolometer type infrared detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2874662B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3597069B2 (en) 1999-01-12 2004-12-02 日本電気株式会社 Thermal infrared array sensor for detecting multiple infrared wavelength bands
JP4300305B2 (en) * 1999-04-02 2009-07-22 日産自動車株式会社 Thermal infrared image sensor
JP3806042B2 (en) * 2002-01-31 2006-08-09 三菱電機株式会社 Thermal infrared solid-state image sensor
JP5292689B2 (en) 2006-10-31 2013-09-18 日本電気株式会社 Thermal infrared imaging apparatus and its operation method
FR2921788B1 (en) * 2007-10-01 2015-01-02 Commissariat Energie Atomique MICROELECTRONIC DEVICE WITH PIXEL MATRIX HAVING GENERATORS FOR COMPENSATION OF OHMIC FALL ON ALMENTATIONS
US8803063B2 (en) * 2010-02-19 2014-08-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photodetector circuit
CN102650552B (en) * 2011-02-23 2016-09-28 精工爱普生株式会社 Hot type detector, hot type detection device and electronic equipment
JP5870492B2 (en) 2011-02-23 2016-03-01 セイコーエプソン株式会社 Thermal detector, thermal detector, and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09203659A (en) 1997-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2710228B2 (en) Bolometer type infrared detecting element, driving method thereof, and detecting integration circuit
JP3285083B2 (en) Two-dimensional array type infrared detecting element and manufacturing method thereof
JPH10256521A (en) Active pixel image sensor commonly using pixel function and its manufacture
JPS6230504B2 (en)
CA1080345A (en) Semiconductor optical image sensing device
JP2874662B2 (en) Bolometer type infrared detector
JP3655232B2 (en) Infrared sensor
JP3360512B2 (en) Solid-state imaging device and readout method thereof
JP3965049B2 (en) Imaging device
US6211520B1 (en) Infrared sensor and infrared sensor array using the same
US20010003356A1 (en) Electromagnetic radiation detection device
JP2001215152A (en) Infrared solid-state imaging element
JPH07273306A (en) Thermal infrared type solid-state image sensor
US6548879B2 (en) Semiconductor device having heat detecting element and insulating cavity and method of manufacturing the same
JP3626007B2 (en) Infrared detector circuit and infrared two-dimensional image sensor
JP2734226B2 (en) Infrared sensor
JP3495309B2 (en) Thermal infrared imaging device
JP3523588B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH07322150A (en) Solid-state image pickup device
JPH03120947A (en) Image sensor
JP2576259B2 (en) Infrared sensor
JP3147856B2 (en) Linear infrared detector
Sizov et al. Testing of readout device processing electronics for IR linear and focal plane arrays
US6677997B1 (en) Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same
JP2725494B2 (en) Infrared detector

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080114

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090114

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100114

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110114

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120114

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130114

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130114

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees