JPH0868691A - 赤外線検出器 - Google Patents
赤外線検出器Info
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- JPH0868691A JPH0868691A JP6203368A JP20336894A JPH0868691A JP H0868691 A JPH0868691 A JP H0868691A JP 6203368 A JP6203368 A JP 6203368A JP 20336894 A JP20336894 A JP 20336894A JP H0868691 A JPH0868691 A JP H0868691A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】積分電流から背景光当分の電流を除去するよう
に構成した二次元赤外線検出器において、ユニットセル
サイズを増加させず、又、温度分解能を低下させること
なく、物体光の検出感度を高めることができるようにす
る。 【構成】各ユニットセル１内のリセットトランジスタ４
を、そのゲートバイアス電圧をリセット期間と積分期間
とで切替えることにより、リセット用及び背景光電流除
去用として共用する。又、ゲートバイアス電圧切替えの
ためのスイッチ回路１３を二次元配列の外部に設け、リ
セットトランジスタのゲートバイアス電圧切替えをＸシ
フトレジスタ８の出力▽Ｍi+1 ，Ｓi により列単位で一
括して切替えるように構成して、背景光相当分の電流を
除去するときに必要となる定電流源用トランジスタ、そ
のトランジスタのゲートバイス用キャパシタ及びそのリ
セット用スイッチを、各セル１内に個別に配置する必要
をなくす。
に構成した二次元赤外線検出器において、ユニットセル
サイズを増加させず、又、温度分解能を低下させること
なく、物体光の検出感度を高めることができるようにす
る。 【構成】各ユニットセル１内のリセットトランジスタ４
を、そのゲートバイアス電圧をリセット期間と積分期間
とで切替えることにより、リセット用及び背景光電流除
去用として共用する。又、ゲートバイアス電圧切替えの
ためのスイッチ回路１３を二次元配列の外部に設け、リ
セットトランジスタのゲートバイアス電圧切替えをＸシ
フトレジスタ８の出力▽Ｍi+1 ，Ｓi により列単位で一
括して切替えるように構成して、背景光相当分の電流を
除去するときに必要となる定電流源用トランジスタ、そ
のトランジスタのゲートバイス用キャパシタ及びそのリ
セット用スイッチを、各セル１内に個別に配置する必要
をなくす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次元の赤外線検出器
に関し、特に、積分する電荷から背景光に相当する一定
の電荷を除去し検出すべき物体光の検出感度を高めるよ
うに構成した赤外線検出器に関する。
に関し、特に、積分する電荷から背景光に相当する一定
の電荷を除去し検出すべき物体光の検出感度を高めるよ
うに構成した赤外線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次元赤外線検出器は逆方向バイアスさ
れたフォトダイオードの電流の大きさが入射光量の大小
に依存することを利用して、物体が放射する赤外線を検
知するものであって、主に物体の表面温度の測定や暗視
装置等に用いられている。図３は、米国、ロックウェル
インターナショナル社がテルル化水銀カドミウムフォ
トダイオードを用いた２５６×２５６アレイ中間赤外線
検出器用に開発した信号読出し回路の構成を示す回路図
であって、アイ イー イー イー トランザクション
ズ オン エレクトロン デバイセズ、第３８巻、第５
号、第１１０４頁に掲載されたものである。図３を参照
して、この赤外線検出器は、赤外光を電流に光電変換す
るためのフォトダイオード３を二次元に配列したフォト
ダイオードアレイと、ダイオード３の出力電流を読出す
ための信号読出し回路とからなる。尚、この赤外線検出
器では、ダイオード３と読出し回路のユニットセル１と
は、それぞれ別々のチップ上に同一ピッチで二次元配列
されており、２つのチップが電極６を介して接続されて
いる。
れたフォトダイオードの電流の大きさが入射光量の大小
に依存することを利用して、物体が放射する赤外線を検
知するものであって、主に物体の表面温度の測定や暗視
装置等に用いられている。図３は、米国、ロックウェル
インターナショナル社がテルル化水銀カドミウムフォ
トダイオードを用いた２５６×２５６アレイ中間赤外線
検出器用に開発した信号読出し回路の構成を示す回路図
であって、アイ イー イー イー トランザクション
ズ オン エレクトロン デバイセズ、第３８巻、第５
号、第１１０４頁に掲載されたものである。図３を参照
して、この赤外線検出器は、赤外光を電流に光電変換す
るためのフォトダイオード３を二次元に配列したフォト
ダイオードアレイと、ダイオード３の出力電流を読出す
ための信号読出し回路とからなる。尚、この赤外線検出
器では、ダイオード３と読出し回路のユニットセル１と
は、それぞれ別々のチップ上に同一ピッチで二次元配列
されており、２つのチップが電極６を介して接続されて
いる。
【０００３】読出し回路のユニットセル１は、電荷蓄積
用キャパシタ２と、キャパシタ２の蓄積電荷をロウバス
ライン１４に読み出すためのｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ
（読出しトランジスタ）５と、キャパシタ２を予めフル
充電してリセット状態にするためのｐチャネル型ＭＯＳ
ＦＥＴ（リセットトランジスタ）４と、ｎチャネル型Ｍ
ＯＳＦＥＴ（ダイレクタインジェクションゲートトラン
ジスタ）７とから構成される。トランジスタ７は、ダイ
オード３の光検出電流をキャパシタ２で積分する（キャ
パシタ２を予めフル充電した後、そのキャパシタ２の蓄
積電荷をフォトダイオード２の逆方向電流により放電さ
せる）ときに、その放電電流の大きさがキャパシタ２の
端子電圧の低下に伴って変化しないように定電流化する
ためのトランジスタである。
用キャパシタ２と、キャパシタ２の蓄積電荷をロウバス
ライン１４に読み出すためのｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ
（読出しトランジスタ）５と、キャパシタ２を予めフル
充電してリセット状態にするためのｐチャネル型ＭＯＳ
ＦＥＴ（リセットトランジスタ）４と、ｎチャネル型Ｍ
ＯＳＦＥＴ（ダイレクタインジェクションゲートトラン
ジスタ）７とから構成される。トランジスタ７は、ダイ
オード３の光検出電流をキャパシタ２で積分する（キャ
パシタ２を予めフル充電した後、そのキャパシタ２の蓄
積電荷をフォトダイオード２の逆方向電流により放電さ
せる）ときに、その放電電流の大きさがキャパシタ２の
端子電圧の低下に伴って変化しないように定電流化する
ためのトランジスタである。
【０００４】以下に、図３に示した二次元赤外線検出器
における動作を、セル位置（行ｊ，列ｉ）に配置された
ユニットセルを例にとり、図４に示すタイミグ図を用い
て説明する。図３においてセルの選択は、Ｘシフトレジ
スタ８により列を選択し、Ｙシフトレジスタ９により行
を選択することにより行われるが、この場合、初めに列
を選択し、次に行を選択する。すなわち、先ず第１番目
の列について、第１行目のセル（１，１）を選択し、次
いで第２行目のセル（２，１）を選択するというよう
に、第１列目に属する２５６個のセルを順次選択して行
く。第１列目の２５６個の全セルを選択し終ると、次
に、第２列目に配列された２５６個のセルの選択に移
り、第１列目のときと同様に、第１行目のセル（１，
２）から第２５６行目のセル（２５６，２）まで順次選
択して行く。このようにして、２５６×２５６個のセル
を、セル（１，１）からセル（２５６，２５６）まで順
次選択して行く。
における動作を、セル位置（行ｊ，列ｉ）に配置された
ユニットセルを例にとり、図４に示すタイミグ図を用い
て説明する。図３においてセルの選択は、Ｘシフトレジ
スタ８により列を選択し、Ｙシフトレジスタ９により行
を選択することにより行われるが、この場合、初めに列
を選択し、次に行を選択する。すなわち、先ず第１番目
の列について、第１行目のセル（１，１）を選択し、次
いで第２行目のセル（２，１）を選択するというよう
に、第１列目に属する２５６個のセルを順次選択して行
く。第１列目の２５６個の全セルを選択し終ると、次
に、第２列目に配列された２５６個のセルの選択に移
り、第１列目のときと同様に、第１行目のセル（１，
２）から第２５６行目のセル（２５６，２）まで順次選
択して行く。このようにして、２５６×２５６個のセル
を、セル（１，１）からセル（２５６，２５６）まで順
次選択して行く。
【０００５】今、列ｉ−１の第２５６行目のセル（２５
６，ｉ−１）の選択が終り、次に列ｉのセルの選択に移
るものとする。図４中の時刻Ａ1 において、Ｙシフトレ
ジスタ９の第２５９番目の出力Ｙ259 と、Ｘシフトレジ
スタ８の第ｉ番目の出力Ｘiと、第ｉ−１番目の反転出
力▽Ｘi-1 （▽は、反転を意味する上バーの代用。以
下、同じ）とのＮＡＮＤ論理出力により、列ｉに位置す
る全セル内の読出しトランジスタ５がオン状態になる。
その結果、前のサイクルでの積分（前述したように、予
め電位ＶCRにフル充電しリセットしておいたキャパシタ
２の蓄積電荷を、ダイオード３の光検出電流により放電
させること）によって各キャパシタ２から放電された電
荷量に相当する量の電荷が、予めリセット電位ＶR2に充
電されていたロウバスライン１４から転送され、その転
送電荷量に応じてロウバスライン１４の電位が変化す
る。尚ここでは、列の移行がＹシフトレジスタ９の第２
５９番目の出力Ｙ259 により行われるものとしたが、原
理的には、第２５８番目以降の出力であればよい。この
検出器では後述するように、行ｊのロウバスライン１４
の電位ＶR2へのリセット（上述）は、Ｙシフトレジスタ
９の第ｊ＋１番目の出力により行われる。従って列の移
行は、第２５６行目のセルのバスライン１４がＹシフト
レジスタ９の第２５７番目の出力によりリセットされた
後、つまりＹシフトレジスタ９の第２５８番目以後の出
力によることになる。実際には、列移行時のタイミング
確保と動作速度とを最適化して、Ｙシフトレジスタ９の
第２５９番目の出力により列移行を行う。
６，ｉ−１）の選択が終り、次に列ｉのセルの選択に移
るものとする。図４中の時刻Ａ1 において、Ｙシフトレ
ジスタ９の第２５９番目の出力Ｙ259 と、Ｘシフトレジ
スタ８の第ｉ番目の出力Ｘiと、第ｉ−１番目の反転出
力▽Ｘi-1 （▽は、反転を意味する上バーの代用。以
下、同じ）とのＮＡＮＤ論理出力により、列ｉに位置す
る全セル内の読出しトランジスタ５がオン状態になる。
その結果、前のサイクルでの積分（前述したように、予
め電位ＶCRにフル充電しリセットしておいたキャパシタ
２の蓄積電荷を、ダイオード３の光検出電流により放電
させること）によって各キャパシタ２から放電された電
荷量に相当する量の電荷が、予めリセット電位ＶR2に充
電されていたロウバスライン１４から転送され、その転
送電荷量に応じてロウバスライン１４の電位が変化す
る。尚ここでは、列の移行がＹシフトレジスタ９の第２
５９番目の出力Ｙ259 により行われるものとしたが、原
理的には、第２５８番目以降の出力であればよい。この
検出器では後述するように、行ｊのロウバスライン１４
の電位ＶR2へのリセット（上述）は、Ｙシフトレジスタ
９の第ｊ＋１番目の出力により行われる。従って列の移
行は、第２５６行目のセルのバスライン１４がＹシフト
レジスタ９の第２５７番目の出力によりリセットされた
後、つまりＹシフトレジスタ９の第２５８番目以後の出
力によることになる。実際には、列移行時のタイミング
確保と動作速度とを最適化して、Ｙシフトレジスタ９の
第２５９番目の出力により列移行を行う。
【０００６】その後、時刻Ｂ1 から時刻Ｄ1 の間Ｘシフ
トレジスタ８の第ｉ番目の出力Ｘiがロウレベルにな
る。これにより、列ｉに配列されている全セル内の各リ
セットトランジスタ４が一斉にオン状態となり、各キャ
パシタ２に積分された電荷がリセットされる。つまり、
時刻Ｂ1 から時刻Ｄ1 までの期間、キャパシタ２がフル
充電されその端子電圧がＶCRに設定される。
トレジスタ８の第ｉ番目の出力Ｘiがロウレベルにな
る。これにより、列ｉに配列されている全セル内の各リ
セットトランジスタ４が一斉にオン状態となり、各キャ
パシタ２に積分された電荷がリセットされる。つまり、
時刻Ｂ1 から時刻Ｄ1 までの期間、キャパシタ２がフル
充電されその端子電圧がＶCRに設定される。
【０００７】その後、時刻Ｄ1 から次のサイクルの時刻
Ａ2 までの期間、リセットトランジスタ４も読出しトラ
ンジスタ５も、それぞれのゲート電位がハイレベルであ
るのでオフ状態を保つ。従って、リセットされたキャパ
シタ２に蓄積された電荷は時刻Ｄ1 から時刻Ａ2 までの
間に、ダイオード３の逆方向電流（光検出電流）として
放電される。この場合、上記の放電経路には定電流用の
ダイレクトインジェクションゲートトランジスタ７が挿
入されているので、その放電時間（つまり時刻Ｄ1 から
時刻Ａ2 までの時間）を一定にしておけば、放電される
電荷量は光検出電流の大きさ、換言すればフォトダイオ
ード３に入射する赤外光の光量に比例することになる。
従って、時刻Ｄ1 にリセットが完了した直後におけるキ
ャパシタ２の端子電圧ＶCRと、次のサイクルの時刻Ａ2
に放電が完了しリセットが始まる直前におけるキャパシ
タ２の端子電圧との差から赤外光の光量を知ることがで
きる。このように、予め所定電圧にフル充電したキャパ
シタの電荷をフォトダイオードの光検出電流で放電させ
ることを、本発明の属する技術分野においては、通常、
「ダイオードの出力電流をキャパシタで積分する」と言
う。
Ａ2 までの期間、リセットトランジスタ４も読出しトラ
ンジスタ５も、それぞれのゲート電位がハイレベルであ
るのでオフ状態を保つ。従って、リセットされたキャパ
シタ２に蓄積された電荷は時刻Ｄ1 から時刻Ａ2 までの
間に、ダイオード３の逆方向電流（光検出電流）として
放電される。この場合、上記の放電経路には定電流用の
ダイレクトインジェクションゲートトランジスタ７が挿
入されているので、その放電時間（つまり時刻Ｄ1 から
時刻Ａ2 までの時間）を一定にしておけば、放電される
電荷量は光検出電流の大きさ、換言すればフォトダイオ
ード３に入射する赤外光の光量に比例することになる。
従って、時刻Ｄ1 にリセットが完了した直後におけるキ
ャパシタ２の端子電圧ＶCRと、次のサイクルの時刻Ａ2
に放電が完了しリセットが始まる直前におけるキャパシ
タ２の端子電圧との差から赤外光の光量を知ることがで
きる。このように、予め所定電圧にフル充電したキャパ
シタの電荷をフォトダイオードの光検出電流で放電させ
ることを、本発明の属する技術分野においては、通常、
「ダイオードの出力電流をキャパシタで積分する」と言
う。
【０００８】一方、時刻Ａ1 にロウバスライン１４上に
転送された列ｉの信号、すなわち前サイクルでの積分結
果の信号は、時刻Ｂ1 から時刻Ｃ1 の期間にＹシフトレ
ジスタ９の出力Ｙj （ｊは、１〜２５９迄の順序数。図
４には、Ｙ259 のみ示す）によってトランスファゲート
１０の切替えが行われ、第１行目のロウバスラインから
第２５６行目のロウバスラインまで順次読出しライン１
２上に転送され、出力信号ＶOUT として外部に出力され
る。各行ｊのロウバスライン１４は、そのロウバスライ
ンの出力が読出しライン１２上に送られ外部に出力され
ると、次にＹシフトレジスタ９の第ｊ＋１番目の出力が
出力されバスラインリセット用のｐチャネル型ＭＯＳＦ
ＥＴ１１がオン状態になるので、電位ＶR2にリセットさ
れる。
転送された列ｉの信号、すなわち前サイクルでの積分結
果の信号は、時刻Ｂ1 から時刻Ｃ1 の期間にＹシフトレ
ジスタ９の出力Ｙj （ｊは、１〜２５９迄の順序数。図
４には、Ｙ259 のみ示す）によってトランスファゲート
１０の切替えが行われ、第１行目のロウバスラインから
第２５６行目のロウバスラインまで順次読出しライン１
２上に転送され、出力信号ＶOUT として外部に出力され
る。各行ｊのロウバスライン１４は、そのロウバスライ
ンの出力が読出しライン１２上に送られ外部に出力され
ると、次にＹシフトレジスタ９の第ｊ＋１番目の出力が
出力されバスラインリセット用のｐチャネル型ＭＯＳＦ
ＥＴ１１がオン状態になるので、電位ＶR2にリセットさ
れる。
【０００９】ここで、積分用キャパシタ２の容量値は、
ダイオード３の赤外光検出電流により飽和が起らない程
度の値であることが望ましい。すなわち、積分用キャパ
シタ２の容量が小さいと、リセットされたキャパシタ２
の蓄積電荷が、図４における時刻Ｄ1 から時刻Ａ2 まで
の積分期間内に放電されつくしてしまい、光検出電流の
大きさを正確に検知することができなってしまう。
ダイオード３の赤外光検出電流により飽和が起らない程
度の値であることが望ましい。すなわち、積分用キャパ
シタ２の容量が小さいと、リセットされたキャパシタ２
の蓄積電荷が、図４における時刻Ｄ1 から時刻Ａ2 まで
の積分期間内に放電されつくしてしまい、光検出電流の
大きさを正確に検知することができなってしまう。
【００１０】ところで、フォトダイオード３に入射する
赤外光は物体光と背景光とであり、一般には、背景光の
入射光量の方が物体光の入射光量に比較して大きい。そ
の結果、物体光を十分な感度で検知しようとすると容量
の大きなキャパシタが必要となる。又、赤外光を検知す
るダイオードの暗電流が大きい場合にも、容量の大きい
キャパシタが必要となる。そのような大容量のキャパシ
タを得ようとすると必然的にユニットセルサイズを大き
くせざるを得ず、後に述べるように、空間分解能が低下
してしまう。従って、従来、同一容量値のキャパシタで
検出感度を高めるための技術が研究、開発されている。
赤外光は物体光と背景光とであり、一般には、背景光の
入射光量の方が物体光の入射光量に比較して大きい。そ
の結果、物体光を十分な感度で検知しようとすると容量
の大きなキャパシタが必要となる。又、赤外光を検知す
るダイオードの暗電流が大きい場合にも、容量の大きい
キャパシタが必要となる。そのような大容量のキャパシ
タを得ようとすると必然的にユニットセルサイズを大き
くせざるを得ず、後に述べるように、空間分解能が低下
してしまう。従って、従来、同一容量値のキャパシタで
検出感度を高めるための技術が研究、開発されている。
【００１１】そのような技術を用いた赤外線検出器が、
特開昭６３ー７６３８４号公報に開示されている。この
赤外線検出器は、フォトダイオードの赤外検出電流の成
分のうち、背景光による電流成分に相当する一定電流を
積分経路からバイパスさせて除外し、物体光による電流
成分のみを積分するようにして積分電流を減らしたもの
である。上記公報記載の赤外線検出器のユニットセルの
構成を示す図５を参照して、この赤外線検出器は、赤外
光を検知するフォトダイオード３とその光検出電流を積
分する積分回路１９とに加えて、背景光電流成分除去用
のＭＯＳＦＥＴ２２と、そのＭＯＳＦＥＴ２２を定電流
源として動作させるためのゲートバイアス用キャパシタ
２１と、リセットスイッチ２０とを備えている。フォト
ダイオード３の光検出電流の一部はこのＭＯＳＦＥＴ２
２を通して流れ、積分回路１９には流れない。積分回路
１９は、このように背景光相当分の電流が分離された後
の電流、すなわち物体光相当の電流だけを積分する。背
景光を含んだダイオード３の検出電流が変化しても、検
知するたびにリセットするスイッチ２０によりゲートバ
イアス用キャパシタ２１の電圧が一定となるのでＭＯＳ
ＦＥＴ２２のゲート・ソース間電圧が一定に保たれ、こ
のＭＯＳＦＥＴ２２は定電流源として動作する。従っ
て、背景光相当分の電流は常に積分回路１９の入力電流
から除外され、物体光のみが検知される。
特開昭６３ー７６３８４号公報に開示されている。この
赤外線検出器は、フォトダイオードの赤外検出電流の成
分のうち、背景光による電流成分に相当する一定電流を
積分経路からバイパスさせて除外し、物体光による電流
成分のみを積分するようにして積分電流を減らしたもの
である。上記公報記載の赤外線検出器のユニットセルの
構成を示す図５を参照して、この赤外線検出器は、赤外
光を検知するフォトダイオード３とその光検出電流を積
分する積分回路１９とに加えて、背景光電流成分除去用
のＭＯＳＦＥＴ２２と、そのＭＯＳＦＥＴ２２を定電流
源として動作させるためのゲートバイアス用キャパシタ
２１と、リセットスイッチ２０とを備えている。フォト
ダイオード３の光検出電流の一部はこのＭＯＳＦＥＴ２
２を通して流れ、積分回路１９には流れない。積分回路
１９は、このように背景光相当分の電流が分離された後
の電流、すなわち物体光相当の電流だけを積分する。背
景光を含んだダイオード３の検出電流が変化しても、検
知するたびにリセットするスイッチ２０によりゲートバ
イアス用キャパシタ２１の電圧が一定となるのでＭＯＳ
ＦＥＴ２２のゲート・ソース間電圧が一定に保たれ、こ
のＭＯＳＦＥＴ２２は定電流源として動作する。従っ
て、背景光相当分の電流は常に積分回路１９の入力電流
から除外され、物体光のみが検知される。
【００１２】この赤外線検出器によれば、積分用キャパ
シタの容量値を大きくしなくても、すなわちキャパシタ
を大容量化させるためにセルサイズを大型化しなくても
十分な物体光検出感度を得ることができる。
シタの容量値を大きくしなくても、すなわちキャパシタ
を大容量化させるためにセルサイズを大型化しなくても
十分な物体光検出感度を得ることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】二次元赤外線検出器で
は、検出器の小型化、温度分解能の向上が強く望まれて
いるが、従来の技術による赤外線検出器では、物体光の
検出感度を向上させようとすると、上記二つの要請を共
に満たすことが困難になる。以下に、その説明を行う。
は、検出器の小型化、温度分解能の向上が強く望まれて
いるが、従来の技術による赤外線検出器では、物体光の
検出感度を向上させようとすると、上記二つの要請を共
に満たすことが困難になる。以下に、その説明を行う。
【００１４】図３に示した従来の赤外線検出器や或いは
前述の公報に従来の技術として記載（同公報図面第４図
参照）された従来の赤外線検出器では、物体光の検出感
度を高めるには積分用キャパシタの容量値を大きくしな
ければならない。この場合、温度分解能は蓄積電荷量の
平方根に逆比例することから、これら従来の検出器にお
いて積分用キャパシタの容量値を飽和が起らない程度に
増大させると、温度分解能が向上する。ところが、一方
で、キャパシタの大容量化に伴って、ユニットセルサイ
ズが大型化してしまう。
前述の公報に従来の技術として記載（同公報図面第４図
参照）された従来の赤外線検出器では、物体光の検出感
度を高めるには積分用キャパシタの容量値を大きくしな
ければならない。この場合、温度分解能は蓄積電荷量の
平方根に逆比例することから、これら従来の検出器にお
いて積分用キャパシタの容量値を飽和が起らない程度に
増大させると、温度分解能が向上する。ところが、一方
で、キャパシタの大容量化に伴って、ユニットセルサイ
ズが大型化してしまう。
【００１５】これに対し、上記公報に開示された発明に
よる赤外線検出器では、積分用キャパシタの大容量化に
伴なうセルサイズの大型化はないものの、各ユニットセ
ル内に、背景光電流成分除去用のＭＯＳＦＥＴ２２と、
キャパシタ２１と、スイッチ２０とを設けなければなら
ないので、このことによって、やはりセルサイズが大型
化してしまう。逆に従来のままのセルサイズを保とうと
すると、積分用キャパシタの容量値が低下し温度分解能
が低下してしまう。
よる赤外線検出器では、積分用キャパシタの大容量化に
伴なうセルサイズの大型化はないものの、各ユニットセ
ル内に、背景光電流成分除去用のＭＯＳＦＥＴ２２と、
キャパシタ２１と、スイッチ２０とを設けなければなら
ないので、このことによって、やはりセルサイズが大型
化してしまう。逆に従来のままのセルサイズを保とうと
すると、積分用キャパシタの容量値が低下し温度分解能
が低下してしまう。
【００１６】従って、本発明は、ユニットセルサイズを
増加させず、又、温度分解能を低下させることなく、物
体光の検出感度を高めることのできる二次元の赤外線検
出器を提供することを目的とするものである。
増加させず、又、温度分解能を低下させることなく、物
体光の検出感度を高めることのできる二次元の赤外線検
出器を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線検出器
は、フォトダイオードが入射赤外光を光電変換して出力
する電流を積分するためのキャパシタと前記キャパシタ
を予め所定電位に充電して初期状態にリセットするため
のトランジスタとを少なくとも含むユニットセルを二次
元に配列してなるセルアレイと、前記二次元配列の行を
選択するための第１のシフトレジスタと、前記二次元配
列の列を選択するための第２のシフトレジスタとを備
え、リセット期間に前記トランジスタを介して予め充電
した前記キャパシタの蓄積電荷を積分期間に前記ダイオ
ードの出力電流により放電させることにより、前記ダイ
オードへの入射赤外光の光量を前記積分用キャパシタか
らの放電電荷量に変換するように構成した二次元の赤外
線検出器において、前記トランジスタの制御電極電位を
前記リセット期間と前記積分期間とで切替えるように構
成することにより、前記トランジスタを、前記リセット
期間には、前記積分用キャパシタへのリセット電流供給
経路を形成するためのスイッチとして用い、前記積分期
間には、前記ダイオードの出力電流の一部を供給して前
記キャパシタの放電電流を減ずるための定電流源として
用いるようにしたことを特徴とする。
は、フォトダイオードが入射赤外光を光電変換して出力
する電流を積分するためのキャパシタと前記キャパシタ
を予め所定電位に充電して初期状態にリセットするため
のトランジスタとを少なくとも含むユニットセルを二次
元に配列してなるセルアレイと、前記二次元配列の行を
選択するための第１のシフトレジスタと、前記二次元配
列の列を選択するための第２のシフトレジスタとを備
え、リセット期間に前記トランジスタを介して予め充電
した前記キャパシタの蓄積電荷を積分期間に前記ダイオ
ードの出力電流により放電させることにより、前記ダイ
オードへの入射赤外光の光量を前記積分用キャパシタか
らの放電電荷量に変換するように構成した二次元の赤外
線検出器において、前記トランジスタの制御電極電位を
前記リセット期間と前記積分期間とで切替えるように構
成することにより、前記トランジスタを、前記リセット
期間には、前記積分用キャパシタへのリセット電流供給
経路を形成するためのスイッチとして用い、前記積分期
間には、前記ダイオードの出力電流の一部を供給して前
記キャパシタの放電電流を減ずるための定電流源として
用いるようにしたことを特徴とする。
【００１８】又、本発明の赤外線検出器は、上記構成の
赤外線検出器において、前記第２のシフトレジスタと前
記セルアレイとの間に、各ユニットセル内の前記トラン
ジスタの制御電極電位切替えを、前記第２のシフトレジ
スタの出力信号により前記二次元配列の列単位で一括し
て行うためのスイッチ回路を各列毎に設けたことを特徴
とする。
赤外線検出器において、前記第２のシフトレジスタと前
記セルアレイとの間に、各ユニットセル内の前記トラン
ジスタの制御電極電位切替えを、前記第２のシフトレジ
スタの出力信号により前記二次元配列の列単位で一括し
て行うためのスイッチ回路を各列毎に設けたことを特徴
とする。
【００１９】
【作用】本発明は、積分用キャパシタをリセットするた
めのトランジスタのゲート・ソース間電圧をリセット期
間と積分期間とで切替えてその電流供給能力を切替える
ことにより、そのトランジスタをリセット時のスイッチ
として用いると共に、積分時の背景光電流除去用の定電
流源としても用い、共用している。従って、各セルに、
背景光電流成分除去用のトランジスタとそのゲートバイ
アス電圧制御用のキャパシタとを新たに設ける必要がな
い。
めのトランジスタのゲート・ソース間電圧をリセット期
間と積分期間とで切替えてその電流供給能力を切替える
ことにより、そのトランジスタをリセット時のスイッチ
として用いると共に、積分時の背景光電流除去用の定電
流源としても用い、共用している。従って、各セルに、
背景光電流成分除去用のトランジスタとそのゲートバイ
アス電圧制御用のキャパシタとを新たに設ける必要がな
い。
【００２０】更に、上記のトランジスタのゲート・ソー
ス間電圧の切替えを、二元配列の列単位で一括して行う
ようにしているので、各セルには、背景光電流成分除去
用トランジスタをリセットするためのスイッチも必要と
しない。
ス間電圧の切替えを、二元配列の列単位で一括して行う
ようにしているので、各セルには、背景光電流成分除去
用トランジスタをリセットするためのスイッチも必要と
しない。
【００２１】すなわち、本発明における各ユニットセル
は、図３に示す従来の赤外線検出器に用いられるユニッ
トセルに対して新たな素子は何等必要とせず、そのサイ
ズは従来のままである。しかも、積分時にはダイオード
の赤外光検出電流のうち背景光に相当する電流成分を除
去し、物体光に相当する電流成分のみを積分するように
構成しているので、容量値が従来のままで十分高い物体
光検出感度を得ることができる。
は、図３に示す従来の赤外線検出器に用いられるユニッ
トセルに対して新たな素子は何等必要とせず、そのサイ
ズは従来のままである。しかも、積分時にはダイオード
の赤外光検出電流のうち背景光に相当する電流成分を除
去し、物体光に相当する電流成分のみを積分するように
構成しているので、容量値が従来のままで十分高い物体
光検出感度を得ることができる。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例の回路
図である。この実施例は、セル配列が２５６×２５６の
二次元赤外線検出器であるが、図にはそのうちのセル位
置（列ｉ，行ｊ）およびそれに隣接する４セルが示され
ている。
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例の回路
図である。この実施例は、セル配列が２５６×２５６の
二次元赤外線検出器であるが、図にはそのうちのセル位
置（列ｉ，行ｊ）およびそれに隣接する４セルが示され
ている。
【００２３】図１と図３とを参照して、本発明が従来の
赤外線検出器と大きく異るのは、二次元配列の外部、Ｘ
シフトレジスタ８と二次元配列との間に、各列毎にスイ
ッチ回路１３が設けられている点である。このスイッチ
回路１３は、Ｘシフトレジスタ８の出力信号を入力とし
て、リセットトランジスタ４のゲートバイアス電圧をリ
セット期間内と積分期間内とで切替えるためのものであ
る。各スイッチ回路の出力線は、各列に配列されたユニ
ットセル内のリセットトランジスタ４のゲート電極に共
通に接続されている。今、列ｉのスイッチ回路を例にと
ると、このスイッチ回路１３は、スイッチ１３R とその
スイッチをオン・オフさせるための２入力ＮＡＮＤゲー
ト１７の組および、スイッチ１３C とそのスイッチをオ
ン・オフさせるための２入力ＮＯＲゲート１６の組の二
組からなる。
赤外線検出器と大きく異るのは、二次元配列の外部、Ｘ
シフトレジスタ８と二次元配列との間に、各列毎にスイ
ッチ回路１３が設けられている点である。このスイッチ
回路１３は、Ｘシフトレジスタ８の出力信号を入力とし
て、リセットトランジスタ４のゲートバイアス電圧をリ
セット期間内と積分期間内とで切替えるためのものであ
る。各スイッチ回路の出力線は、各列に配列されたユニ
ットセル内のリセットトランジスタ４のゲート電極に共
通に接続されている。今、列ｉのスイッチ回路を例にと
ると、このスイッチ回路１３は、スイッチ１３R とその
スイッチをオン・オフさせるための２入力ＮＡＮＤゲー
ト１７の組および、スイッチ１３C とそのスイッチをオ
ン・オフさせるための２入力ＮＯＲゲート１６の組の二
組からなる。
【００２４】スイッチ１３R は、ｐチャネル型ＭＯＳＦ
ＥＴとｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴとを並列接続した構造
のものであって、電圧供給線ＶR と列ｉの各リセットト
ランジスタ４のゲート電極との間をオン・オフする。こ
の電圧供給線ＶR は、リセット期間中のトランジスタ４
にゲート電圧ＶR を与える。ＮＡＮＤゲート１７は、Ｘ
シフトレジスタ８のｉ＋１番目のマスター出力の否定値
▽Ｍi+1 とｉ番目のスレーブ出力Ｓi とを入力し、それ
らのＮＡＮＤ論理信号でスイッチ１３R の２つのＭＯＳ
ＦＥＴを同時にオン・オフする。スイッチ１３R におい
ては、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴには、上記のＮＡＮＤ
論理信号がそのままゲート入力として与えられ、ｎチャ
ネル型ＭＯＳＦＥＴには、ＮＡＮＤ論理信号の反転信号
がゲート入力として与えられている。
ＥＴとｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴとを並列接続した構造
のものであって、電圧供給線ＶR と列ｉの各リセットト
ランジスタ４のゲート電極との間をオン・オフする。こ
の電圧供給線ＶR は、リセット期間中のトランジスタ４
にゲート電圧ＶR を与える。ＮＡＮＤゲート１７は、Ｘ
シフトレジスタ８のｉ＋１番目のマスター出力の否定値
▽Ｍi+1 とｉ番目のスレーブ出力Ｓi とを入力し、それ
らのＮＡＮＤ論理信号でスイッチ１３R の２つのＭＯＳ
ＦＥＴを同時にオン・オフする。スイッチ１３R におい
ては、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴには、上記のＮＡＮＤ
論理信号がそのままゲート入力として与えられ、ｎチャ
ネル型ＭＯＳＦＥＴには、ＮＡＮＤ論理信号の反転信号
がゲート入力として与えられている。
【００２５】スイッチ１３C もスイッチ１３R と同様
に、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴとｎチャネル型ＭＯＳＦ
ＥＴとを並列に接続した構造である。このスイッチ１３
C は、電圧供給線ＶC と列ｉの各リセットトランジスタ
４のゲート電極との間をオン・オフする。電圧供給線Ｖ
C は、積分期間中のトランジスタ４にゲート電圧ＶC を
与える。ＮＯＲゲート１６はＮＡＮＤゲート１７と同じ
く、Ｘシフトレジスタ８のｉ＋１番目のマスター出力の
否定値▽Ｍi+1 とｉ番目のスレーブ出力Ｓi とを入力と
する。そして、それらのＮＯＲ論理信号でスイッチ１３
C の２つのＭＯＳＦＥＴを同時にオン・オフする。スイ
ッチ１３C においては、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴに
は、上記のＮＯＲ論理信号の反転信号がゲート入力とし
て与えられ、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴには、ＮＯＲ論
理信号がそのままゲート入力として与えられている。
に、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴとｎチャネル型ＭＯＳＦ
ＥＴとを並列に接続した構造である。このスイッチ１３
C は、電圧供給線ＶC と列ｉの各リセットトランジスタ
４のゲート電極との間をオン・オフする。電圧供給線Ｖ
C は、積分期間中のトランジスタ４にゲート電圧ＶC を
与える。ＮＯＲゲート１６はＮＡＮＤゲート１７と同じ
く、Ｘシフトレジスタ８のｉ＋１番目のマスター出力の
否定値▽Ｍi+1 とｉ番目のスレーブ出力Ｓi とを入力と
する。そして、それらのＮＯＲ論理信号でスイッチ１３
C の２つのＭＯＳＦＥＴを同時にオン・オフする。スイ
ッチ１３C においては、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴに
は、上記のＮＯＲ論理信号の反転信号がゲート入力とし
て与えられ、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴには、ＮＯＲ論
理信号がそのままゲート入力として与えられている。
【００２６】以下に、本実施例の動作を列ｉに配列され
たセルを例にして、図２に示すタイミング図を用いて説
明する。図２を参照して、Ｘシフトレジスタ８のｉ番目
のスレーブ出力Ｓi は、時刻Ｂ1 にロウレベルからハイ
レベルに変化し、次のクロックの立上り時刻Ｅ1 に再度
ロウレベルに変化する。一方、Ｘシフトレジスタ８のｉ
＋１番目のマスター出力の否定値▽Ｍi+1 は、時刻Ｃ1
にロウレベルからハイレベルに変化し、次のクロックの
立下り時刻Ｆ1 に再度ロウレベルに変化する。従って、
上記２つの信号Ｓi ，▽Ｍi+1 を入力とするＮＡＮＤゲ
ート１７の出力は、２つの入力信号のハイレベルが重な
る時刻Ｃ1 から時刻Ｅ1 の期間、ロウレベルとなる。そ
の結果、スイッチ１３R がオン状態となり、列ｉに属す
る各リセットトランジスタ４のゲート電極に、電圧供給
線ＶR からリセット時の電圧ＶR（＝０Ｖ）が一括して
供給され、各トランジスタ４がオン状態になる。そし
て、時刻Ｃ1 から時刻Ｆ1 の間積分用キャパシタ２のリ
セットが行われ、各キャパシタ２の端子電圧がＶCRに設
定される。時刻Ｃ1 〜時刻Ｅ1 以外の期間は、ＮＡＮＤ
ゲート１７の出力信号がハイレベルであるので、スイッ
チ１３R はオフ状態を保つ。
たセルを例にして、図２に示すタイミング図を用いて説
明する。図２を参照して、Ｘシフトレジスタ８のｉ番目
のスレーブ出力Ｓi は、時刻Ｂ1 にロウレベルからハイ
レベルに変化し、次のクロックの立上り時刻Ｅ1 に再度
ロウレベルに変化する。一方、Ｘシフトレジスタ８のｉ
＋１番目のマスター出力の否定値▽Ｍi+1 は、時刻Ｃ1
にロウレベルからハイレベルに変化し、次のクロックの
立下り時刻Ｆ1 に再度ロウレベルに変化する。従って、
上記２つの信号Ｓi ，▽Ｍi+1 を入力とするＮＡＮＤゲ
ート１７の出力は、２つの入力信号のハイレベルが重な
る時刻Ｃ1 から時刻Ｅ1 の期間、ロウレベルとなる。そ
の結果、スイッチ１３R がオン状態となり、列ｉに属す
る各リセットトランジスタ４のゲート電極に、電圧供給
線ＶR からリセット時の電圧ＶR（＝０Ｖ）が一括して
供給され、各トランジスタ４がオン状態になる。そし
て、時刻Ｃ1 から時刻Ｆ1 の間積分用キャパシタ２のリ
セットが行われ、各キャパシタ２の端子電圧がＶCRに設
定される。時刻Ｃ1 〜時刻Ｅ1 以外の期間は、ＮＡＮＤ
ゲート１７の出力信号がハイレベルであるので、スイッ
チ１３R はオフ状態を保つ。
【００２７】これに対し、ＮＯＲゲート１６は、Ｘシフ
トレジスタ８からの上記２つの信号Ｓi ，▽Ｍi+1 を入
力とし、２つの信号の少なくとも一方がハイレベルであ
る期間（時刻Ｂ1 から時刻Ｆ1 の間）ロウレベルの信号
を出力する。その結果、スイッチ１３C がオフ状態とな
る。一方、それ以外の期間つまり時刻Ｆ1 から次のサイ
クルの時刻Ｂ2 の間はＮＯＲゲート１６の出力がハイレ
ベルになるので、スイッチ１３C がオン状態となり、各
リセットトランジスタ４のゲート電極に電圧供給線ＶC
から積分時の電圧ＶC （例えば、ＶC ＝４Ｖ）が一括し
て供給される。従ってこの期間トラジンスタ４は定電流
源として動作し、電供給線ＶCRからトランジスタ４を通
してダイオード３に一定電流が供給される。すなわち、
ダイオード３の出力電流から背景光電流相当分の電流が
除外されて、キャパシタ２の積分電流がその分減少する
ことになる。
トレジスタ８からの上記２つの信号Ｓi ，▽Ｍi+1 を入
力とし、２つの信号の少なくとも一方がハイレベルであ
る期間（時刻Ｂ1 から時刻Ｆ1 の間）ロウレベルの信号
を出力する。その結果、スイッチ１３C がオフ状態とな
る。一方、それ以外の期間つまり時刻Ｆ1 から次のサイ
クルの時刻Ｂ2 の間はＮＯＲゲート１６の出力がハイレ
ベルになるので、スイッチ１３C がオン状態となり、各
リセットトランジスタ４のゲート電極に電圧供給線ＶC
から積分時の電圧ＶC （例えば、ＶC ＝４Ｖ）が一括し
て供給される。従ってこの期間トラジンスタ４は定電流
源として動作し、電供給線ＶCRからトランジスタ４を通
してダイオード３に一定電流が供給される。すなわち、
ダイオード３の出力電流から背景光電流相当分の電流が
除外されて、キャパシタ２の積分電流がその分減少する
ことになる。
【００２８】一方、Ｘシフトレジスタ８のｉ番目のマス
ター出力の否定値▽Ｍi が時刻Ｔ1にロウレベルからハ
イレベルに変化し、次のクロックの立下り時刻Ｃ1 に再
度ロウレベルに変化する。又、Ｘシフトレジスタ８のｉ
番目のスレーブ出力の否定値▽Ｓi が時刻Ｂ1 にハイレ
ベルからロウレベルに変化し、次のクロックの立上り時
刻Ｅ1 に再度ハイレベルに変化する。ここで、それら２
つの信号▽Ｓi および▽Ｍi が共にハイレベルである時
刻Ａ1 に、Ｙシフトレジスタ９から第２５９番目の出力
信号Ｙ259 が出力される。その結果、ＮＡＮＤゲート１
５の出力が時刻Ａ1 にロウレベルとなるので、各ユニッ
トセル内の読出しトランジスタ５がオン状態となり、各
セル内で積分された電荷量に相当する信号が各ロウバス
ライン１４上に出力される。ロウバスライン１４上に出
力された列ｉの各信号は、Ｙシフトレジスタ９の出力Ｙ
j （ｊは、１〜２５９までの順序数）により順次トラン
スファゲート１０の切替えが行われ、順次読出しライン
１２上に転送され出力信号ＶOUT として外部に出力され
る。
ター出力の否定値▽Ｍi が時刻Ｔ1にロウレベルからハ
イレベルに変化し、次のクロックの立下り時刻Ｃ1 に再
度ロウレベルに変化する。又、Ｘシフトレジスタ８のｉ
番目のスレーブ出力の否定値▽Ｓi が時刻Ｂ1 にハイレ
ベルからロウレベルに変化し、次のクロックの立上り時
刻Ｅ1 に再度ハイレベルに変化する。ここで、それら２
つの信号▽Ｓi および▽Ｍi が共にハイレベルである時
刻Ａ1 に、Ｙシフトレジスタ９から第２５９番目の出力
信号Ｙ259 が出力される。その結果、ＮＡＮＤゲート１
５の出力が時刻Ａ1 にロウレベルとなるので、各ユニッ
トセル内の読出しトランジスタ５がオン状態となり、各
セル内で積分された電荷量に相当する信号が各ロウバス
ライン１４上に出力される。ロウバスライン１４上に出
力された列ｉの各信号は、Ｙシフトレジスタ９の出力Ｙ
j （ｊは、１〜２５９までの順序数）により順次トラン
スファゲート１０の切替えが行われ、順次読出しライン
１２上に転送され出力信号ＶOUT として外部に出力され
る。
【００２９】このように、本実施例においては、積分期
間に背景光電流に相当する分の一定電流が積分電流から
除外される。ここで、図２に示すタイミング図から明か
なように、ＮＯＲゲート１６のハイレベル出力とＮＡＮ
Ｄゲート１７のロウレベル出力とが重なることはない。
従って、２つのスイッチ１３C ，１３R が同時にオン状
態になることがないので、リセットトランジスタ４のゲ
ート電極上でゲート入力のレベル衝突が起ることはな
く、本実施例のリセット動作、積分動作には何等支障は
ない。
間に背景光電流に相当する分の一定電流が積分電流から
除外される。ここで、図２に示すタイミング図から明か
なように、ＮＯＲゲート１６のハイレベル出力とＮＡＮ
Ｄゲート１７のロウレベル出力とが重なることはない。
従って、２つのスイッチ１３C ，１３R が同時にオン状
態になることがないので、リセットトランジスタ４のゲ
ート電極上でゲート入力のレベル衝突が起ることはな
く、本実施例のリセット動作、積分動作には何等支障は
ない。
【００３０】尚、本実施例においてユニットセル１は、
積分用キャパシタ２と、リセットトランジスタ４と、読
出しトランジスタ５と、定電流化用のダイレクトインジ
ェクショントランジスタ７とだけを含み、フォトダイオ
ードを含まないものとして説明したが、ユニットセルが
フォトダイオードを含んでも構わない。これまでの説明
から明かなように、本発明において、ユニットセル面積
の増大または温度分解能の低下を惹起することなしに物
体光検出感度を向上させ得るのは、リセットトランジス
タ４をリセット用として又、背景光電流除去用として共
用することと、そのリセットトランジスタを共用するた
めに必要なゲートバイアス電圧切替え用スイッチを、二
次元配列の外部に設けたこととによりもたらされるもの
である。従って、ユニットセルがフォトダイオードを含
むか否かは、本発明の作用、効果に何等拘りがない。こ
のことから、本発明においてユニットセルとは、その内
部にフォトダイオードを含むものと、含まないものとの
両方を意味するものと定義する。
積分用キャパシタ２と、リセットトランジスタ４と、読
出しトランジスタ５と、定電流化用のダイレクトインジ
ェクショントランジスタ７とだけを含み、フォトダイオ
ードを含まないものとして説明したが、ユニットセルが
フォトダイオードを含んでも構わない。これまでの説明
から明かなように、本発明において、ユニットセル面積
の増大または温度分解能の低下を惹起することなしに物
体光検出感度を向上させ得るのは、リセットトランジス
タ４をリセット用として又、背景光電流除去用として共
用することと、そのリセットトランジスタを共用するた
めに必要なゲートバイアス電圧切替え用スイッチを、二
次元配列の外部に設けたこととによりもたらされるもの
である。従って、ユニットセルがフォトダイオードを含
むか否かは、本発明の作用、効果に何等拘りがない。こ
のことから、本発明においてユニットセルとは、その内
部にフォトダイオードを含むものと、含まないものとの
両方を意味するものと定義する。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、各ユニ
ットセル内のリセットトランジスタをリセット用として
又、背景光電流除去用として共用すると共に、そのリセ
ットトランジスタを共用するときのゲートバイアス電圧
切替え用スイッチを、二次元配列の外部に設けることに
より、積分電流から背景光相当分の電流を除去するとき
に必要となる定電流源用トランジスタ、そのトランジス
タのゲートバイアス用キャパシタ及びそのリセット用ス
イッチを、各セル内に個別に配置する必要をなくしてい
る。
ットセル内のリセットトランジスタをリセット用として
又、背景光電流除去用として共用すると共に、そのリセ
ットトランジスタを共用するときのゲートバイアス電圧
切替え用スイッチを、二次元配列の外部に設けることに
より、積分電流から背景光相当分の電流を除去するとき
に必要となる定電流源用トランジスタ、そのトランジス
タのゲートバイアス用キャパシタ及びそのリセット用ス
イッチを、各セル内に個別に配置する必要をなくしてい
る。
【００３２】これにより本発明によれば、セル面積を増
大させることなく、又、積分用キャパシタの縮小に伴な
う温度分解能の悪化を惹起することなく、物体光の検出
感度を高めることができる。
大させることなく、又、積分用キャパシタの縮小に伴な
う温度分解能の悪化を惹起することなく、物体光の検出
感度を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す実施例の動作時のタイミング図であ
る。
る。
【図３】従来の二次元赤外線検出器の一例の構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】図３に示す赤外線検出器の動作時のタイミング
図である。
図である。
【図５】従来の赤外線検出器の他の例に用いられるユニ
ットセルの回路図である。
ットセルの回路図である。
１ ユニットセル ２ キャパシタ ３ フォトダイオード ４ リセットトランジスタ ５ 読出しトランジスタ ６ 電極 ７ ダイレクトインジェクショントランジスタ ８ Ｘシフトレジスタ ９ Ｙシフトレジスタ １０ トランスファゲート １１ バスラインリセットトランジスタ １２ 読出しライン １３ スイッチ １４ ロウバスライン １５，１７ ＮＡＮＤゲート １６ ＮＯＲゲート １９ 積分回路 ２０ リセットスイッチ ２１ キャパシタ ２２ ＭＯＳＦＥＴ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/33
Claims (2)
- 【請求項１】 フォトダイオードが入射赤外光を光電変
換して出力する電流を積分するためのキャパシタと前記
キャパシタを予め所定電位に充電して初期状態にリセッ
トするためのトランジスタとを少なくとも含むユニット
セルを二次元に配列してなるセルアレイと、前記二次元
配列の行を選択するための第１のシフトレジスタと、前
記二次元配列の列を選択するための第２のシフトレジス
タとを備え、リセット期間に前記トランジスタを介して
予め充電した前記キャパシタの蓄積電荷を積分期間に前
記ダイオードの出力電流により放電させることにより、
前記ダイオードへの入射赤外光の光量を前記積分用キャ
パシタからの放電電荷量に変換するように構成した二次
元の赤外線検出器において、 前記トランジスタの制御電極電位を前記リセット期間と
前記積分期間とで切替えるように構成することにより、
前記トランジスタを、前記リセット期間には、前記積分
用キャパシタへのリセット電流供給経路を形成するため
のスイッチとして用い、前記積分期間には、前記ダイオ
ードの出力電流の一部を供給して前記キャパシタの放電
電流を減ずるための定電流源として用いるようにしたこ
とを特徴とする赤外線検出器。 - 【請求項２】 請求項１記載の赤外線検出器において、 前記第２のシフトレジスタと前記セルアレイとの間に、
各ユニットセル内の前記トランジスタの制御電極電位切
替えを、前記第２のシフトレジスタの出力信号により前
記二次元配列の列単位で一括して行うためのスイッチ回
路を各列毎に設けたことを特徴とする赤外線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203368A JP2743842B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203368A JP2743842B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 赤外線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868691A true JPH0868691A (ja) | 1996-03-12 |
| JP2743842B2 JP2743842B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=16472876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6203368A Expired - Lifetime JP2743842B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743842B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059748A1 (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-15 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| JP2008048458A (ja) * | 2007-10-19 | 2008-02-28 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| KR20200101976A (ko) * | 2017-12-29 | 2020-08-28 | 플리어 시스템즈, 인크. | 동시 판독을 위해 다수 마이크로볼로미터를 선택하는 방법 및 장치 |
| CN113820689A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 华为技术有限公司 | 接收器、激光测距设备及点云图像生成方法 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP6203368A patent/JP2743842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059748A1 (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-15 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| US7442911B2 (en) | 2002-12-25 | 2008-10-28 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodector including photodiodes having improved dynamic range, s/n ratio and speed of light detection |
| JP2008048458A (ja) * | 2007-10-19 | 2008-02-28 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| KR20200101976A (ko) * | 2017-12-29 | 2020-08-28 | 플리어 시스템즈, 인크. | 동시 판독을 위해 다수 마이크로볼로미터를 선택하는 방법 및 장치 |
| CN113820689A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 华为技术有限公司 | 接收器、激光测距设备及点云图像生成方法 |
| CN113820689B (zh) * | 2020-06-18 | 2024-05-17 | 华为技术有限公司 | 接收器、激光测距设备及点云图像生成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2743842B2 (ja) | 1998-04-22 |
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