JP5747498B2 - センサーデバイス及び電子機器 - Google Patents
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Description
図1(A)に、前述した特許文献2の従来技術の回路構成を比較例として示す。この比較例の検出回路は、焦電素子11、パルス発生回路12、インピーダンス変換回路13、画像信号生成部14を含む。そしてソースフォロワー回路であるインピーダンス変換回路13は、抵抗R1、R2とFETを含む。
以上のような課題を解決できる本実施形態の検出回路の基本的な構成を図3に示す。図3に示すように、この検出回路は、カレントミラー回路20と充電回路30を含む。更に焦電素子C1と容量素子C2を含むことができる。
図6に、本実施形態の検出回路の詳細な構成例を示す。図6では、カレントミラー回路20、充電回路30、放電回路40の詳細な構成例が示されている。なお本実施形態の検出回路は、図6の構成には限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、その接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
本実施形態では、C1は、赤外線が照射される焦電素子であり、C2は、赤外線から遮断された焦電素子であることが望ましい。即ち、容量素子C2として、赤外線検出用の焦電素子C1と同一構造であり、且つ、赤外線から遮断された焦電素子を用いる。このようにすれば、容量素子C2の製造バラツキは、焦電素子C1の製造バラツキに連動するようになる。従って、製造バラツキにより焦電素子C1の特性にバラツキが生じた場合にも、容量素子C2のバラツキとキャンセルされて、安定した測定結果を得ることが可能になる。
図12(A)に本実施形態のセンサーデバイスの構成例を示す。このセンサーデバイスは、センサーアレイ100と、行選択回路(行ドライバー)110と、読み出し回路120を含む。またA/D変換部130、制御回路150を含むことができる。このセンサーデバイスを用いることで、例えばナイトビジョン機器などに用いられる赤外線カメラなどを実現できる。
図14に本実施形態のセンサーデバイスや検出回路を含む電子機器の構成例を示す。この電子機器は、光学系200、センサーデバイス210(検出回路)、画像処理部220、処理部230、記憶部240、操作部250、表示部260を含む。なお本実施形態の電子機器は図14の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば光学系、操作部、表示部等)を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。
XCG、CG 制御信号、CNT1〜CNT3 第1〜第3の制御信号、
TM1〜TM3 第1〜第3のタイミング、
TA1、TA2、TB1、TB2 カレントミラー用トランジスター、
TA3、TA4、TB3 充電用トランジスター、
TA5、TA6、TB5、TB6 放電用トランジスター、
WL0〜WL239 行線、DL0〜DL319 列線、
20 カレントミラー回路、30 充電回路、40 放電回路、
50 タイミング調整回路、60 電圧取得回路、
100 センサーアレイ、110 行選択回路、120 読み出し回路、
130 A/D変換部、150 制御回路
Claims (6)
- 複数のセンサーセルが配列されるセンサーアレイと、
1又は複数の行線と、
1又は複数の列線と、
前記1又は複数の行線に接続される行選択回路と、
前記1又は複数の列線に接続される読み出し回路と、
を含み、
前記読み出し回路には、前記1又は複数の列線の各列線に対応して容量素子が設けられ、
前記複数のセンサーセルの各センサーセルは、
カレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路の第1のノードと第1の電源ノードとの間に設けられる焦電素子と、
前記カレントミラー回路を介して前記焦電素子及び前記容量素子の充電動作を行う充電回路と、
を含み、
前記焦電素子は、
第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられる強誘電体膜とを有し、赤外線が照射される焦電素子であり、
前記容量素子は、
第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられる強誘電体膜とを有し、赤外線から遮断された焦電素子であることを特徴とするセンサーデバイス。 - 請求項1において、
前記行選択回路により前記行線が選択された場合に、選択行線に接続される選択センサーセルの前記充電回路が充電動作を行い、前記充電動作による第1の電流が、前記選択センサーセルの前記カレントミラー回路から前記選択センサーセルの前記焦電素子に流れると共に、前記充電動作による第2の電流が、前記選択センサーセルの前記カレントミラー回路から前記列線を介して前記読み出し回路の前記容量素子に流れることを特徴とするセンサーデバイス。 - 請求項2において、
前記各センサーセルは、
前記第1のノードと前記第1の電源ノードとの間に設けられ、前記焦電素子の放電動作を行うセンサーセル側放電回路を含み、
前記読み出し回路は、
前記列線と前記第1の電源ノードとの間に設けられ、前記容量素子の放電動作を行う読み出し回路側放電回路を含み、
前記行線の選択処理が行われる前又は行われた後に、前記行線に接続される複数の前記センサーセルの前記放電動作が前記センサーセル側放電回路により行われ、前記列線に対応して設けられた前記焦電素子の前記放電動作が前記読み出し回路側放電回路により行われることを特徴とするセンサーデバイス。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記カレントミラー回路は、
前記充電回路と前記第1のノードとの間に設けられ、ゲート及びドレインが前記第1のノードに接続される第1のカレントミラー用トランジスターと、
前記充電回路と前記第2のノードとの間に設けられ、ゲートが前記第1のノードに接続され、ドレインが前記第2のノードに接続される第2のカレントミラー用トランジスターを含むことを特徴とするセンサーデバイス。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記充電回路は、
第2の電源ノードと前記カレントミラー回路との間に設けられ、前記焦電素子及び前記容量素子の充電期間においてオンになり、前記焦電素子及び前記容量素子の放電期間においてオフになる少なくとも1つの充電用トランジスターを含むことを特徴とするセンサーデバイス。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載のセンサーデバイスを含むことを特徴とする電子機器。
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