JPH0731082B2 - アレイ赤外検出器 - Google Patents
アレイ赤外検出器Info
- Publication number
- JPH0731082B2 JPH0731082B2 JP61188146A JP18814686A JPH0731082B2 JP H0731082 B2 JPH0731082 B2 JP H0731082B2 JP 61188146 A JP61188146 A JP 61188146A JP 18814686 A JP18814686 A JP 18814686A JP H0731082 B2 JPH0731082 B2 JP H0731082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- array
- infrared
- infrared detector
- switch
- 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 - Lifetime
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は赤外放射分布像を複数の赤外検出素子で測定す
るアレイ赤外検出器に関するものである。
るアレイ赤外検出器に関するものである。
従来の技術 複写体からの赤外放射分布を測定する赤外検出器として
複数の赤外検出素子を直線状に配列した焦電形リニアア
レイ赤外検出器がある。
複数の赤外検出素子を直線状に配列した焦電形リニアア
レイ赤外検出器がある。
この焦電形リニアアレイ赤外検出器は、従来は、例えば
第３図（ａ）に示すように、シフトレジスタ11、焦電素
子アレイ12、スイッチ用電界効果型トランジスタ13が１
対１に対応して配列され、このうちシフトレジスタ11、
スイッチ用FET13が１つの集積回路チップにまとめられ
て、焦電素子アレイ12とともに１つのパッケージ14の中
に収容されて赤外検出器21を構成している。
第３図（ａ）に示すように、シフトレジスタ11、焦電素
子アレイ12、スイッチ用電界効果型トランジスタ13が１
対１に対応して配列され、このうちシフトレジスタ11、
スイッチ用FET13が１つの集積回路チップにまとめられ
て、焦電素子アレイ12とともに１つのパッケージ14の中
に収容されて赤外検出器21を構成している。
また、特開昭59−35119号公報によると、第３図（ｂ）
に示すように、第３図（ａ）に示した集積化回路の中に
プリアンプ24を内蔵したものもある。これは、プリアン
プ24を集積化回路に組み込んで、外部からの誘導ノイズ
の低減をはかったものである。
に示すように、第３図（ａ）に示した集積化回路の中に
プリアンプ24を内蔵したものもある。これは、プリアン
プ24を集積化回路に組み込んで、外部からの誘導ノイズ
の低減をはかったものである。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の時間順次読み出し形赤外検出器では、
シフトレジスタ11のスイッチノイズが、微小赤外信号出
力に対して非常に大きく、タイミングを意図的にずらし
て削除してもなおかつそのノイズは無視しえない大きさ
の雑音として残り、S/N特性を悪くしている。
シフトレジスタ11のスイッチノイズが、微小赤外信号出
力に対して非常に大きく、タイミングを意図的にずらし
て削除してもなおかつそのノイズは無視しえない大きさ
の雑音として残り、S/N特性を悪くしている。
第３図（ａ）（ｂ）の構成のアレイ赤外検出器は、赤外
検出素子12からの微弱赤外信号を直接シフトレジスタ11
で切換えて、時間順次で読み出すようになっているの
で、微小信号レベルと比較して、かなり大きな雑音がの
り易いわけである。そのため、この構成の赤外検出器は
単一赤外検出器と比較して１〜２桁S/Nが低い。尚、第
３図（ｂ）は外部からの誘導ノイズの低減対策がなされ
ているが、アンプ24がスイッチ13の後段に１ケしかない
ので、上記スイッチノイズには効果がない。
検出素子12からの微弱赤外信号を直接シフトレジスタ11
で切換えて、時間順次で読み出すようになっているの
で、微小信号レベルと比較して、かなり大きな雑音がの
り易いわけである。そのため、この構成の赤外検出器は
単一赤外検出器と比較して１〜２桁S/Nが低い。尚、第
３図（ｂ）は外部からの誘導ノイズの低減対策がなされ
ているが、アンプ24がスイッチ13の後段に１ケしかない
ので、上記スイッチノイズには効果がない。
本発明は以上のような問題点を解決するもので、スイッ
チノイズの影響を受けず、S/Nの高い赤外検出器を提供
するものである。
チノイズの影響を受けず、S/Nの高い赤外検出器を提供
するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明においてはアレイ
赤外検出器の時間順時切換スイッチの前段に赤外検出素
子１ケ１ケに対応して、増巾器回路をもうけたものであ
る。
赤外検出器の時間順時切換スイッチの前段に赤外検出素
子１ケ１ケに対応して、増巾器回路をもうけたものであ
る。
作用 上記の構成によれば、増巾された後の大きな信号が順次
切換えて読み出されることになるので、スイッチノイズ
の影響は無視し得る程度まで相対的に低減されているこ
とになる。
切換えて読み出されることになるので、スイッチノイズ
の影響は無視し得る程度まで相対的に低減されているこ
とになる。
実 施 例 以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明による時間順次読み出し形アレイ赤外検
出器の実施例を示す回路構成図である。プリアンプ24、
インピーダンス変換回路部18及びスイッチ回路11、13は
ひとつのチップに集積回路32としてまとめらている。リ
ニアアレイ焦電素子12（例えば64個）の各々は集積回路
チップのインピーダンス変換回路18の入力端19と１対１
で結線されている。具体的には、超音波ボンディングに
より直径30μｍ中の金線あるいはアルミ線で電気的導通
をとる。尚、インピーダンス変換回路部18とプリアンプ
24はリニアアレイ焦電素子12の各々に対応して設けられ
ているが、図には２つのみ示している。
出器の実施例を示す回路構成図である。プリアンプ24、
インピーダンス変換回路部18及びスイッチ回路11、13は
ひとつのチップに集積回路32としてまとめらている。リ
ニアアレイ焦電素子12（例えば64個）の各々は集積回路
チップのインピーダンス変換回路18の入力端19と１対１
で結線されている。具体的には、超音波ボンディングに
より直径30μｍ中の金線あるいはアルミ線で電気的導通
をとる。尚、インピーダンス変換回路部18とプリアンプ
24はリニアアレイ焦電素子12の各々に対応して設けられ
ているが、図には２つのみ示している。
シフトレジスタ11は、外部からクロック信号及び電源の
供給を受けて、FETスイッチ群13を時間順次でオン、オ
フすることができるようになっている。FETスイッチ13
のソース、ドレインは一方は、プリアンプ群24の出力端
と結線されており、他方は信号出力ラインとして一本に
まとめられて、出力端15に結線されている。
供給を受けて、FETスイッチ群13を時間順次でオン、オ
フすることができるようになっている。FETスイッチ13
のソース、ドレインは一方は、プリアンプ群24の出力端
と結線されており、他方は信号出力ラインとして一本に
まとめられて、出力端15に結線されている。
集積回路チップ32とリニアアレイ焦電素子12は、同一パ
ッケージ14に収容され、フタは焦電素子12に赤外線が入
射するように、赤外線に透明な窓板が設置されている。
ッケージ14に収容され、フタは焦電素子12に赤外線が入
射するように、赤外線に透明な窓板が設置されている。
焦電素子12はチタン酸鉛セラミックスで、厚さ10μｍ、
巾0.5mm、ピッチ方向巾85μｍピッチ間隔は100μｍとし
たので、有効受光部の長さは約6.4mm（64×0.1mm）であ
る。
巾0.5mm、ピッチ方向巾85μｍピッチ間隔は100μｍとし
たので、有効受光部の長さは約6.4mm（64×0.1mm）であ
る。
増巾回路部24の増巾率は、60dB（1000倍）とした。
この実施例の時間順次読み出し形アレイ赤外検出器21
は、従来の特開昭59−35119号公報に記述されている赤
外検出器と比較すると、焦電素子寸法を同一とした場合
雑音が1/10に低減しS/Nは約10倍となった。
は、従来の特開昭59−35119号公報に記述されている赤
外検出器と比較すると、焦電素子寸法を同一とした場合
雑音が1/10に低減しS/Nは約10倍となった。
第２図は、本発明による第２の実施例を示す。焦電素子
（チタン酸鉛セラミックス）12は厚さ30μｍ、0.5mm口
で、５×５ケの２次元配列になっている。これと電気的
結合するスイッチ用集積回路29は、同一ピッチで間隔で
インピーダンス変換と増巾機能を有する回路20を５×５
ケ含み、焦電素子12と重ね合わされる。第２図は、両方
の構成を明示するために、分離した状態で描いてある
が、両者は２枚重ねされ、焦電素子12の信号出力端27と
インピーダンス変換回路の入力端22とが、電気的導通の
とれた状態で結合、接着されるよう組上げられる。
（チタン酸鉛セラミックス）12は厚さ30μｍ、0.5mm口
で、５×５ケの２次元配列になっている。これと電気的
結合するスイッチ用集積回路29は、同一ピッチで間隔で
インピーダンス変換と増巾機能を有する回路20を５×５
ケ含み、焦電素子12と重ね合わされる。第２図は、両方
の構成を明示するために、分離した状態で描いてある
が、両者は２枚重ねされ、焦電素子12の信号出力端27と
インピーダンス変換回路の入力端22とが、電気的導通の
とれた状態で結合、接着されるよう組上げられる。
焦電素子12の赤外入射側は、全面共通電極28でアースに
接続される。裏面は、信号取出し電極26で、アルミニウ
ム蒸着膜である。共通電極28は赤外吸収効率の観点から
金黒を蒸着する。
接続される。裏面は、信号取出し電極26で、アルミニウ
ム蒸着膜である。共通電極28は赤外吸収効率の観点から
金黒を蒸着する。
スイッチ用集積回路29は、第１次シフトレジスタを５列
内蔵しているが、第２図では省略してある。増巾回路出
力に接続されているスイッチ用FET13は、第２図では、
そのゲート端子を白丸で明示してあるが、これらが第１
次シフトレジスタと結線されている。スイッチ用FET13
の出力端は第１次信号ラインとして１本にまとめられ、
第２次スイッチ用FET23に接続されている。このFETは、
第２次シフトレジスタ30で時間順次にオン、オフされ、
５組の１次信号を順番に読み出せる。信号出力端31から
は、５×５ケの信号が時間順次で読み出すことができ
る。
内蔵しているが、第２図では省略してある。増巾回路出
力に接続されているスイッチ用FET13は、第２図では、
そのゲート端子を白丸で明示してあるが、これらが第１
次シフトレジスタと結線されている。スイッチ用FET13
の出力端は第１次信号ラインとして１本にまとめられ、
第２次スイッチ用FET23に接続されている。このFETは、
第２次シフトレジスタ30で時間順次にオン、オフされ、
５組の１次信号を順番に読み出せる。信号出力端31から
は、５×５ケの信号が時間順次で読み出すことができ
る。
焦電素子出力を直接FETスイッチで順次読み出し、その
後で増巾する方式の２次元アレイ赤外検出器に比較し
て、本実施例では雑音が1/20になった。即ち出力信号は
同一なので、S/Nを20倍にすることができた。
後で増巾する方式の２次元アレイ赤外検出器に比較し
て、本実施例では雑音が1/20になった。即ち出力信号は
同一なので、S/Nを20倍にすることができた。
発明の効果 以上のように本発明によれば信号読み出しスイッチの前
段に増巾回路を赤外検出素子の数だけ、その配列に対応
して１対１で設置し、増巾処理後の信号をFETスイッチ
で、シフトレジスタにより順次読み出すことのできる集
積回路を用いることにより、スイッチノイズの影響をほ
とんど無視し得るまで低減することができた。
段に増巾回路を赤外検出素子の数だけ、その配列に対応
して１対１で設置し、増巾処理後の信号をFETスイッチ
で、シフトレジスタにより順次読み出すことのできる集
積回路を用いることにより、スイッチノイズの影響をほ
とんど無視し得るまで低減することができた。
そして、この集積回路チップを赤外検出素子とともにパ
ッケージの中に入れることにより、小形軽量で、S/Nの
高い赤外検出器を実現できた。
ッケージの中に入れることにより、小形軽量で、S/Nの
高い赤外検出器を実現できた。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例におけるアレイ赤外検出器
の回路構成を示す結線図である。 第２図は、本発明の他の実施例における、２次元アレイ
赤外検出器の構成を示す概念図である。 第３図（ａ）（ｂ）は、従来の時間順次読み出し形アレ
イ赤外検出器の１例を示す結線図である。 11……シフトレジスタ、12……焦電素子、13……スイッ
チ用FET、14……パッケージ、15……信号出力端、18…
…インピーダンス変換回路、19……焦電素子信号出力
端、20……インピーダンス変換と増巾機能を有する回
路、21……赤外検出器、22……インピーダンス変換回路
入力端、23……第２スイッチ用FET、24……増巾回路、2
5……FETゲート端子、26……信号取出し電極、27……信
号出力端、28……共通電極、29……スイッチ用集積回
路、30……第２次シフトレジスタ、31……信号出力端、
32……集積回路チップ。
の回路構成を示す結線図である。 第２図は、本発明の他の実施例における、２次元アレイ
赤外検出器の構成を示す概念図である。 第３図（ａ）（ｂ）は、従来の時間順次読み出し形アレ
イ赤外検出器の１例を示す結線図である。 11……シフトレジスタ、12……焦電素子、13……スイッ
チ用FET、14……パッケージ、15……信号出力端、18…
…インピーダンス変換回路、19……焦電素子信号出力
端、20……インピーダンス変換と増巾機能を有する回
路、21……赤外検出器、22……インピーダンス変換回路
入力端、23……第２スイッチ用FET、24……増巾回路、2
5……FETゲート端子、26……信号取出し電極、27……信
号出力端、28……共通電極、29……スイッチ用集積回
路、30……第２次シフトレジスタ、31……信号出力端、
32……集積回路チップ。
Claims (5)
- 【請求項１】赤外検出素子アレイと、前記赤外検出素子
の各々の赤外出力を増幅する電子回路群と、電子回路群
で増幅された信号を順次読み出すスイッチ回路とを具備
したことを特徴とするアレイ赤外検出器。 - 【請求項２】赤外検出素子アレイと電子回路群とスイッ
チ回路を１つのパッケージに収容し、前記電子回路群と
スイッチ回路を１つのチップに集積化した特許請求の範
囲第１項記載のアレイ赤外検出器。 - 【請求項３】赤外検出素子アレイと集積回路チップとか
ら成り、集積回路チップが増幅回路と、増幅回路の前段
に設けられたインピーダンス変換回路とスイッチ回路を
有している特許請求の範囲第２項記載のアレイ赤外検出
器。 - 【請求項４】インピーダンス変換回路、増巾回路及び信
号を順次読み出すスイッチ回路で構成される集積回路チ
ップにおける赤外検出素子と結線される電極がリニアア
レイ状態に配置されており、赤外検出リニアアレイ素子
が集積回路チップに隣接して配置され、各素子と集積回
路チップの端子とが微細金属線で結線されている特許請
求の範囲第３項記載のアレイ赤外検出器。 - 【請求項５】インピーダンス変換回路、増巾回路及び信
号を順次読み出すスイッチ回路で構成される集積回路チ
ップにおける焦電素子と結線される電極が二次元アレイ
状態に配置されており、二次元アレイ焦電素子の赤外入
射面の裏面に重ね合わされ、電気的導通がとられている
特許請求の範囲第３項記載のアレイ赤外検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188146A JPH0731082B2 (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | アレイ赤外検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188146A JPH0731082B2 (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | アレイ赤外検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344135A JPS6344135A (ja) | 1988-02-25 |
| JPH0731082B2 true JPH0731082B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=16218552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61188146A Expired - Lifetime JPH0731082B2 (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | アレイ赤外検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731082B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5013919A (en) * | 1989-10-17 | 1991-05-07 | Grumman Aerospace Corporation | Detector element signal comparator system |
| JPH0528940U (ja) * | 1991-09-28 | 1993-04-16 | 日本セラミツク株式会社 | 焦電型赤外線検出器 |
| US5200623A (en) * | 1991-12-04 | 1993-04-06 | Grumman Aerospace Corp. | Dual integration circuit |
| JP2000130766A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Toshiba Corp | オーブンレンジ |
-
1986
- 1986-08-11 JP JP61188146A patent/JPH0731082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6344135A (ja) | 1988-02-25 |
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