JPWO2019087522A1 - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1構造体、及び、第1構造体に積層された第2構造体から構成されており、
第1構造体には、第1基板、及び、第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子が備えられており、
第2構造体には、第2基板、及び、第2基板に設けられ、第1駆動線及び第1信号線を介して第1温度検出素子が接続された駆動回路が備えられており、
第2駆動線及び第2信号線を介して駆動回路に接続された温度参照用の第2温度検出素子を更に備えており、
駆動回路は、スイッチ回路、第1電流源、第2電流源、差動増幅器、及び、アナログ−デジタル変換回路を備えており、
第1温度検出素子が接続された第1信号線は、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2温度検出素子が接続された第2信号線は、スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
スイッチ回路の第1出力端部は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
スイッチ回路の第2出力端部は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
差動増幅器の出力端部は、アナログ−デジタル変換回路の入力部に接続されており、
スイッチ回路において、スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される。
第1構造体、及び、第1構造体に積層された第2構造体から構成されており、
第2構造体は、第2基板、及び、第2基板に設けられた駆動回路を備えており、
駆動回路は、2つの電流源、シングルエンドアンプから成る2つの増幅器、及び、2つのアナログ−デジタル変換回路を備えており、
第1構造体は、第1基板、及び、第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出し、第1駆動線及び駆動回路に接続された第1温度検出素子を備えており、
第2駆動線、並びに、駆動回路に接続された温度参照用の第2温度検出素子を更に備えており、
第1温度検出素子及び第2温度検出素子が接続された第1信号線は、第1の電流源に接続され、且つ、第1の増幅器及び第1のアナログ−デジタル変換回路に接続されており、
第1温度検出素子及び第2温度検出素子が接続された第2信号線は、第2の電流源に接続され、且つ、第2の増幅器及び第2のアナログ−デジタル変換回路に接続されている。
1.本開示の第1の態様〜第4の態様に係る撮像装置、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の第1の態様に係る撮像装置)
3.実施例2(実施例1の変形)
4.実施例3(実施例1〜実施例2の変形)
5.実施例4(実施例1の別の変形)
6.実施例5(実施例4の変形)
7.実施例6(実施例4の別の変形)
8.実施例7(実施例4〜実施例6の変形)
9.実施例8(実施例1の別の変形、本開示の第1−Aの態様に係る撮像装置)
10.実施例9(実施例1の別の変形、本開示の第1−Bの態様に係る撮像装置)
11.実施例10(本開示の第2の態様に係る撮像装置)
12.実施例11(実施例1〜実施例10の変形、第1構成の撮像装置、具体的には、フェース・ツー・バック構造の撮像装置)
13.実施例12(実施例1〜実施例10の変形、具体的には、フェース・ツー・フェース構造の撮像装置)
14.実施例13(実施例1〜実施例12の変形)
15.実施例14(実施例1〜実施例13の変形)
16.実施例15(本開示の第2構成〜第3構成の撮像装置)
17.実施例16(実施例1〜実施例15の変形、本開示の撮像装置の応用例)
18.その他
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
1つの第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から成る温度検出素子ブロックに対して、1つの駆動回路が設けられている形態とすることができる。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から成る温度検出素子ブロックに対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている形態とすることができる。尚、温度検出素子ブロックを構成する第1温度検出素子の数を「P」と表現する場合がある。
駆動回路は、第2スイッチ回路を更に備えており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1出力端部は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第2出力端部は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、第2スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される形態とすることができる。尚、このような撮像装置を、便宜上、『本開示の第1−Aの態様に係る撮像装置』と呼ぶ場合がある。
駆動回路は、第2スイッチ回路を更に備えており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1出力端部は、第1スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第2出力端部は、第1スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、第2スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される形態とすることができる。尚、このような撮像装置を、便宜上、『本開示の第1−Bの態様に係る撮像装置』と呼ぶ場合がある。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子及びN[個]の第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられている構成とすることができる。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックは、複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている構成とすることができる。尚、温度検出素子ブロックの数を「Q」と表現する場合があるし、温度検出素子ブロックを構成する第1温度検出素子の数を「P」と表現する場合がある。第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子の数をNとしたとき、N=P×Qの関係にある。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、第2の方向に沿って配列された複数の温度検出素子ユニットのいずれかに属し、
複数の温度検出素子ユニットのそれぞれは、1つの駆動回路に接続されており、
各温度検出素子ユニットを占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
各温度検出素子ブロックは、1又は複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、1又は複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、1又は複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、第1温度検出素子の数が1の場合、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、第1温度検出素子の数が2以上の場合、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている構成とすることができる。尚、温度検出素子ユニットの数を「R」と表現する場合があるし、温度検出素子ブロックの数を「Q」と表現する場合があるし、温度検出素子ブロックを構成する第1温度検出素子の数を「P」と表現する場合がある。第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子の数をNとしたとき、N=P×Q×Rの関係にある。
不揮発性メモリ素子を更に備えており、
第1温度検出素子毎に、動作時の補正のための補正係数が不揮発性メモリ素子に記憶されている形態とすることができる。ここで、不揮発性メモリ素子の構成、構造、形式は、周知の如何なる構成、構造、形式とすることもできる。また、補正係数の取得、補正係数の不揮発性メモリ素子への書き込み、不揮発性メモリ素子からの読み出し、第1温度検出素子の信号に対する補正処理は、周知の方法とすればよい。
[a]第3素子を構成する素子の直列数を、第2温度検出素子を構成する素子の直列数と異ならせる。
[b]第3素子に直列に接続された抵抗器の抵抗値を、第2温度検出素子に直列に接続された抵抗器の抵抗値と異ならせる。
[c]第3素子に印加する電圧を、第2温度検出素子に印加する電圧と異ならせる。
といった方法を例示することができる。
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、複数の第1温度検出素子が並置されて成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっている構成とすることができる。尚、このような本開示の撮像装置を、便宜上、『第2構成の撮像装置』と呼ぶ場合がある。第2構成の撮像装置あるいは次に述べる第3構成の撮像装置にあっては、第1温度検出素子集合体は複数の第1温度検出素子が並置されて成り、第1温度検出素子集合体において各第1温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっており、あるいは又、第1温度検出素子集合体において各第1温度検出素子の赤外線吸収量は異なっているので、第1温度検出素子毎に波長分光特性や赤外線の感度を変え得ることが可能である。
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、複数の第1温度検出素子が並置されて成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている構成とすることができる。尚、このような本開示の撮像装置を、便宜上、『第3構成の撮像装置』と呼ぶ場合がある。尚、異なる面積の赤外線吸収層を備えた第1温度検出素子を、複数、備えた第1温度検出素子集合体とすることもでき、これによって、温度検出のレンジや感度を変更したり、温度検出のレンジを拡大したり、赤外線吸収波長を変更することが可能となる。
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、赤外線の入射に沿って上下に配設された2つの第1温度検出素子から成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各第1温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている構成とすることができる。尚、このような本開示の撮像装置を、便宜上、『第4構成の撮像装置』と呼ぶ場合がある。2つの第1温度検出素子は、同じ第1信号線及び第1駆動線に接続されていてもよいし、異なる第1信号線及び第1駆動線に接続されていてもよい。
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。λIRとして、8μm乃至14μmを例示することができる。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。λIRとして、8μm乃至14μmを例示することができる。
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。場合によっては、赤外線が入射する第1温度検出素子の側とは反対側に赤外線吸収層を形成してもよい。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。λIRとして、8μm乃至14μmを例示することができる。
第1構造体は、第1温度検出素子を備えた第1温度検出素子アレイ領域、及び、第1温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
温度制御層は第1温度検出素子アレイ領域に形成されている構成とすることができるし、あるいは又、
温度制御層は、第1温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する被覆層の領域に形成されている構成とすることができるし、あるいは又、
第1温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する第2基板の領域には、アナログ−デジタル変換回路が配設されていない構成とすることができる。アナログ−デジタル変換回路は発熱量が多いので、このような構成を採用することで、より一層温度の均一化を図ることができる。尚、このような温度制御層の配設は、第1温度検出素子ではなく周知の受光素子(可視光を受光する受光素子)が形成された構造に対して適用することもできる。また、場合によっては、温度制御層は赤外線反射層を兼ねていてもよい。
各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は異なっており、
各第1温度検出素子における光学的距離L0は、第1温度検出素子を構成する赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む第2構成の撮像装置において、
各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は、異なっている形態とすることができる。即ち、
(ケースA)各第1温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は同じである形態
(ケースB)各第1温度検出素子における赤外線反射層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造は同じである形態
(ケースC)各第1温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造が異なっている形態
とすることができる。
各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、又は、赤外線吸収層を構成する材料及び赤外線反射層を構成する材料は、異なっている形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む第3構成の撮像装置において、
各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有し、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層、又は、赤外線反射層、又は、赤外線吸収層及び赤外線反射層の面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている形態とすることができる。即ち、
(ケースa)各第1温度検出素子における赤外線吸収層の面積が異なっており、赤外線反射層の面積は同じである形態
(ケースb)各第1温度検出素子における赤外線反射層の面積が異なっており、赤外線吸収層の面積は同じである形態
(ケースc)各第1温度検出素子における赤外線吸収層の面積が異なっており、赤外線反射層の面積が異なっている形態
(ケースd)各第1温度検出素子における赤外線吸収層の厚さが異なっており、赤外線反射層の厚さは同じである形態
(ケースe)各第1温度検出素子における赤外線反射層の厚さが異なっており、赤外線吸収層の厚さは同じである形態
(ケースf)各第1温度検出素子における赤外線吸収層の厚さが異なっており、赤外線反射層の厚さが異なっている形態
(ケースg)各第1温度検出素子における赤外線吸収層の面積及び厚さが異なっており、赤外線反射層の面積及び厚さは同じである形態
(ケースh)各第1温度検出素子における赤外線反射層の面積及び厚さが異なっており、赤外線吸収層の面積及び厚さは同じである形態
(ケースi)各第1温度検出素子における赤外線吸収層の面積及び厚さが異なっており、赤外線反射層の面積及び厚さが異なっている形態
とすることができる。
第1構造体20、及び、第1構造体20に積層された第2構造体40から構成されており、
第1構造体20には、第1基板21、及び、第1基板21に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子16が備えられており、
第2構造体40には、第2基板41、及び、第2基板41に設けられ、第1駆動線72A及び第1信号線71Aを介して第1温度検出素子16が接続された駆動回路10Aが備えられており、
第2駆動線72B及び第2信号線71Bを介して駆動回路10Aに接続された温度参照用の第2温度検出素子17を更に備えており、
駆動回路10Aは、スイッチ回路101、第1電流源82A、第2電流源82B、差動増幅器83、及び、アナログ−デジタル変換回路(ADC)84を備えている。
第2温度検出素子17が接続された第2信号線71Bは、スイッチ回路101の第2入力端部101Bに接続されており、
スイッチ回路101の第1出力端部101Cは、差動増幅器83の第1入力端部83Aに接続されており、
スイッチ回路101の第2出力端部101Dは、差動増幅器83の第2入力端部83Bに接続されており、
第1電流源82Aは、差動増幅器83の第1入力端部83Aに接続されており、
第2電流源82Bは、差動増幅器83の第2入力端部83Bに接続されており、
差動増幅器83の出力端部83Cは、アナログ−デジタル変換回路84の入力部に接続されている。差動増幅器83は、アナログ・フロント・エンド(AFE)に含まれている。アナログ−デジタル変換回路(ADC)84は、例えば、デルタ−シグマ変調型(ΔΣ変調型)アナログ−デジタル変換回路から構成されている。
第1温度検出素子16の出力 :SgA1
第2温度検出素子17の出力 :SgB1
第1電流源82Aによって生成されるノイズ :Nz(PS)A1
第2電流源82Bによって生成されるノイズ :Nz(PS)B1
差動増幅器83の第1入力端部83Aにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)A1
差動増幅器83の第2入力端部83Bにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)B1
第1温度検出素子16の出力 :SgA2
第2温度検出素子17の出力 :SgB2
第1電流源82Aによって生成されるノイズ :Nz(PS)A2
第2電流源82Bによって生成されるノイズ :Nz(PS)B2
差動増幅器83の第1入力端部83Aにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)A2
差動増幅器83の第2入力端部83Bにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)B2
第1温度検出素子16の出力 :SgA3
第2温度検出素子17の出力 :SgB3
第1電流源82Aによって生成されるノイズ :Nz(PS)A3
第2電流源82Bによって生成されるノイズ :Nz(PS)B3
差動増幅器83の第1入力端部83Aにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)A3
差動増幅器83の第2入力端部83Bにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)B3
第1温度検出素子16の出力 :SgA4
第2温度検出素子17の出力 :SgB4
第1電流源82Aによって生成されるノイズ :Nz(PS)A4
第2電流源82Bによって生成されるノイズ :Nz(PS)B4
差動増幅器83の第1入力端部83Aにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)A4
差動増幅器83の第2入力端部83Bにおける
トランジスタによって生成されるノイズ :Nz(AP)B4
信号A= {SgA1+Nz(PS)A1+Nz(AP)A1}
−{SgB1+Nz(PS)B1+Nz(AP)B1}
信号B= {SgB2+Nz(PS)A2+Nz(AP)A2}
−{SgA2+Nz(PS)B2+Nz(AP)B2}
信号C=信号A−信号B
= [{SgA1+Nz(PS)A1+Nz(AP)A1}
−{SgB1+Nz(PS)B1+Nz(AP)B1}]
−[{SgB2+Nz(PS)A2+Nz(AP)A2}
−{SgA2+Nz(PS)B2+Nz(AP)B2}]
=(SgA1+SgA2)−(SgB1+SgB2)
+Nz(PS)A1−Nz(PS)A2−Nz(PS)B1+Nz(PS)B2
+Nz(AP)A1−Nz(AP)A2−Nz(AP)B1+Nz(AP)B2 (1)
信号C=2(SgA1−SgB1)
ランプ電圧生成器(参照電圧生成部)401、
温度検出素子等によって取得されたアナログ信号と、ランプ電圧生成器(参照電圧生成部)401からのランプ電圧とが入力される比較器(コンパレータ)402、及び、
制御回路10Aに設けられたクロック供給部(図示せず)からクロックCKが供給され、比較器402の出力信号に基づいて動作するカウンタ部403、
を有する。
複数(P[個])の第1温度検出素子16及び1つの第2温度検出素子17から成る温度検出素子ブロック15に対して、1つの駆動回路10Aが設けられており、
各温度検出素子ブロック15において、複数(P[個])の第1温度検出素子16は同じ第1駆動線72Aに接続されており、複数(P[個])の第1温度検出素子16のそれぞれに接続された第1信号線71Aは、駆動回路10Aに備えられたマルチプレクサ回路18を介してスイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されている。
第3駆動線72C及び第1信号線71Aを介して駆動回路10Aに接続されたゲイン測定用の第3素子19を更に備えており、
第3素子19の出力電圧は第2温度検出素子17の出力電圧と異なる。
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子16及びN[個]の第2温度検出素子17に対して、1つの駆動回路10Bが設けられている。Nの値は、撮像装置の仕様に依る。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、複数(Q[個])の温度検出素子ブロック15のいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17に対して、1つの駆動回路10Bが設けられており、
各温度検出素子ブロック15は、複数(P[個])の第1温度検出素子16及び1つの第2温度検出素子17から構成されており、
各温度検出素子ブロック15において、複数(P[個])の第1温度検出素子16は同じ第1駆動線72Aに接続されており、複数(P[個])の第1温度検出素子16のそれぞれに接続された第1信号線71Aは、駆動回路10Bに備えられたマルチプレクサ回路18を介してスイッチ回路101の第1入力端部101Bに接続されている。尚、N=P×Qの関係にある。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、第2の方向に沿って配列された複数(R[個]であり、具体的には、実施例6にあっては、R=2)の温度検出素子ユニット15A,15Bのいずれかに属し、
複数(R[個])の温度検出素子ユニット15A,15Bのそれぞれは、1つの駆動回路10Bに接続されており、
各温度検出素子ユニット15A,15Bを占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、複数(Q[個]であり、具体的には、実施例6にあっては、Q=N/Rの)の温度検出素子ブロック15のいずれかに属し、
各温度検出素子ブロック15は、1又は複数(P[個]であり、具体的には、実施例6にあっては、P=1)の第1温度検出素子16及び1つの第2温度検出素子17から構成されており、
各温度検出素子ブロック15において、1又は複数(P[個])の第1温度検出素子16は同じ第1駆動線72Aに接続されており、1又は複数(P[個])の第1温度検出素子16のそれぞれに接続された第1信号線71Aは、P=1の場合、スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されており、P≧2の場合、駆動回路10Bに備えられたマルチプレクサ回路18を介してスイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されている。尚、N=P×Q×Rの関係にある。また、Pの値は「1」に限定するものではないし、Rの値は「2」に限定するものではない。
第3駆動線72C及び第1信号線71Aを介して駆動回路10Bに接続されたゲイン測定用の第3素子19を更に備えており、
第3素子19の出力電圧は第2温度検出素子17の出力電圧と異なる。
駆動回路10Cは、第2スイッチ回路102を更に備えており、
第1電流源82Aは、差動増幅器83の第1入力端部83Aに接続される代わりに、第2スイッチ回路102の第1入力端部102Aに接続されており、
第2電流源82Bは、差動増幅器83の第2入力端部83Bに接続される代わりに、第2スイッチ回路102の第2入力端部102Bに接続されており、
第2スイッチ回路102の第1出力端部102Cは、差動増幅器83の第1入力端部83Aに接続されており、
第2スイッチ回路102の第2出力端部102Dは、差動増幅器83の第2入力端部83Bに接続されており、
第2スイッチ回路102の第1入力端部102Aと第1出力端部102Cが接続される場合、第2スイッチ回路102の第2入力端部102Bと第2出力端部102Dが接続され、第2スイッチ回路102の第1入力端部102Aと第2出力端部102Dが接続される場合、第2スイッチ回路102の第2入力端部102Bと第1出力端部102Cが接続される。尚、以下の説明において、スイッチ回路101を、便宜上、『第1スイッチ回路101』と呼ぶ場合がある。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子16及びN[個]の第2温度検出素子17に対して、1つの駆動回路10Cが設けられている。
信号A= {SgA1+Nz(PS)A1+Nz(AP)A1}
−{SgB1+Nz(PS)B1+Nz(AP)B1}
信号B= {SgA2+Nz(PS)B2+Nz(AP)A2}
−{SgB2+Nz(PS)A2+Nz(AP)B2}
信号C= {SgB3+Nz(PS)A3+Nz(AP)A3}
−{SgA3+Nz(PS)B3+Nz(AP)B3}
信号D= {SgB4+Nz(PS)B4+Nz(AP)A4}
−{SgA4+Nz(PS)A4+Nz(AP)B4}
信号E
=信号A+信号B−信号C−信号D
={SgA1+Nz(PS)A1+Nz(AP)A1}
−{SgB1+Nz(PS)B1+Nz(AP)B1}
+{SgA2+Nz(PS)B2+Nz(AP)A2}
−{SgB2+Nz(PS)A2+Nz(AP)B2}
−{SgB3+Nz(PS)A3+Nz(AP)A3}
+{SgA3+Nz(PS)B3+Nz(AP)B3}
−{SgB4+Nz(PS)B4+Nz(AP)A4}
+{SgA4+Nz(PS)A4+Nz(AP)B4}
= {SgA1+SgA2+SgA3+SgA4}
+{−SgB1−SgB2−SgB3−SgB4}
+{Nz(PS)A1−Nz(PS)A2−Nz(AP)A3+Nz(PS)A4}
+{−Nz(PS)B1+Nz(PS)B2+Nz(PS)B3−Nz(PS)B4}
+{Nz(AP)A1+Nz(AP)A2−Nz(PS)A3−Nz(AP)A4}
+{−Nz(AP)B1−Nz(AP)B2+Nz(AP)B3+Nz(AP)B4} (2)
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、複数(Q[個])の温度検出素子ブロック15のいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17に対して、1つの駆動回路10Cが設けられており、
各温度検出素子ブロック15は、複数(P[個])の第1温度検出素子16及び1つの第2温度検出素子17から構成されており、
各温度検出素子ブロック15において、複数(P[個])の第1温度検出素子16は同じ第1駆動線72Aに接続されており、複数(P[個])の第1温度検出素子16のそれぞれに接続された第1信号線71Aは、駆動回路10Cに備えられたマルチプレクサ回路18を介して第1スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されている。尚、N=P×Qの関係にある。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、第2の方向に沿って配列された複数(R[個]であり、具体的には、例えば、R=2)の温度検出素子ユニット15A,15Bのいずれかに属し、
複数(R[個])の温度検出素子ユニット15A,15Bのそれぞれは、1つの駆動回路10Cに接続されており、
各温度検出素子ユニット15A,15Bを占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、複数(Q[個]であり、具体的には、Q=N/R)の温度検出素子ブロック15のいずれかに属し、
各温度検出素子ブロック15は、1又は複数(P[個]、具体的には、例えば、P=1)の第1温度検出素子16及び1つの第2温度検出素子17から構成されており、
各温度検出素子ブロック15において、1又は複数(P[個])の第1温度検出素子16は同じ第1駆動線72Aに接続されており、1又は複数(P[個])の第1温度検出素子16のそれぞれに接続された第1信号線71Aは、P=1の場合、第1スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されており、P≧2の場合、駆動回路10Cに備えられたマルチプレクサ回路18を介して第1スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されている。尚、N=P×Q×Rの関係にある。また、Pの値は「1」に限定するものではないし、Rの値は「2」に限定するものではない。このように列並列ADC構造を採用することで、1フレーム当たりの第1温度検出素子16からの信号の積分時間を長くすることができ、一層のノイズ低減を図ることができる。
第3駆動線72C及び第1信号線71Aを介して駆動回路10Cに接続されたゲイン測定用の第3素子19を更に備えており、
第3素子19の出力電圧は第2温度検出素子17の出力電圧と異なる。
駆動回路10Dは、第2スイッチ回路102を更に備えており、
第1電流源82Aは、差動増幅器83の第1入力端部83Aに接続される代わりに、第2スイッチ回路102の第1入力端部102Aに接続されており、
第2電流源82Bは、差動増幅器83の第2入力端部83Bに接続される代わりに、第2スイッチ回路102の第2入力端部102Bに接続されており、
第2スイッチ回路102の第1出力端部102Cは、第1スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されており、
第2スイッチ回路102の第2出力端部102Dは、第1スイッチ回路101の第2入力端部101Bに接続されており、
第2スイッチ回路102の第1入力端部102Aと第1出力端部102Cが接続される場合、第2スイッチ回路102の第2入力端部102Bと第2出力端部102Dが接続され、第2スイッチ回路102の第1入力端部102Aと第2出力端部102Dが接続される場合、第2スイッチ回路102の第2入力端部102Bと第1出力端部102Cが接続される。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子16及びN[個]の第2温度検出素子17に対して、1つの駆動回路10Dが設けられている。
(第1スイッチ回路101の切り替え周波数)/(第2スイッチ回路102の切り替え周波数)
の値を2以上の整数とすることで、信号伝搬時間に拘わらず、第1スイッチ回路101及び第2スイッチ回路102の切り替えの組合せ時間(Δt1,Δt2,Δt3,Δt4の組合せ時間)の均等化を図ることができる。更には、アナログ−デジタル変換回路の構造に依っては、アナログ−デジタル変換回路の入力部に入力信号を積分するための積分キャパシタが備えられているものがあるが、このような構造のアナログ−デジタル変換回路にあっては、積分キャパシタの容量値を適切に設定することで、アナログ−デジタル変換の時間アナログ−デジタル変換の分解能の最適化を図ればよい。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、複数(Q[個])の温度検出素子ブロック15のいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17に対して、1つの駆動回路10Dが設けられており、
各温度検出素子ブロック15は、複数(P[個])の第1温度検出素子16及び1つの第2温度検出素子17から構成されており、
各温度検出素子ブロック15において、複数(P[個])の第1温度検出素子16は同じ第1駆動線72Aに接続されており、複数(P[個])の第1温度検出素子16のそれぞれに接続された第1信号線71Aは、駆動回路10Dに備えられたマルチプレクサ回路18を介して第1スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されている。尚、N=P×Qの関係にある。
第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、第2の方向に沿って配列された複数(R[個]であり、具体的には、例えば、R=2)の温度検出素子ユニット15A,15Bのいずれかに属し、
複数(R[個])の温度検出素子ユニット15A,15Bのそれぞれは、1つの駆動回路10Dに接続されており、
各温度検出素子ユニット15A,15Bを占める第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17は、複数(Q[個]であり、具体的には、Q=N/R)の温度検出素子ブロック15のいずれかに属し、
各温度検出素子ブロック15は、1又は複数(P[個]であり、具体的には、例えば、P=1)の第1温度検出素子16及び1つの第2温度検出素子17から構成されており、
各温度検出素子ブロック15において、1又は複数(P[個])の第1温度検出素子16は同じ第1駆動線72Aに接続されており、1又は複数(P[個])の第1温度検出素子16のそれぞれに接続された第1信号線71Aは、P=1の場合、第1スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されており、P≧2の場合、駆動回路10Dに備えられたマルチプレクサ回路18を介して第1スイッチ回路101の第1入力端部101Aに接続されている。尚、N=P×Q×Rの関係にある。また、Pの値は「1」に限定するものではないし、Rの値は「2」に限定するものではない。このように列並列ADC構造を採用することで、1フレーム当たりの第1温度検出素子16からの信号の積分時間を長くすることができ、一層のノイズ低減を図ることができる。
第3駆動線72C及び第1信号線71Aを介して駆動回路10Dに接続されたゲイン測定用の第3素子19を更に備えており、
第3素子19の出力電圧は第2温度検出素子17の出力電圧と異なる。
第1構造体20、及び、第1構造体20に積層された第2構造体40から構成されており、
第2構造体40は、第2基板41、及び、第2基板41に設けられた駆動回路10Eを備えており、
駆動回路10Eは、2つの電流源82A,82B、シングルエンドアンプから成る2つの増幅器104A,104B、及び、2つのアナログ−デジタル変換回路84A,84Bを備えており、
第1構造体20は、第1基板21、及び、第1基板21に設けられ、赤外線に基づき温度を検出し、第1駆動線72A及び駆動回路10Eに接続された第1温度検出素子16を備えており、
第2駆動線72B、並びに、駆動回路10Eに接続された温度参照用の第2温度検出素子17を更に備えており、
第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が接続された第1信号線71Aは、第1の電流源82Aに接続され、且つ、第1の増幅器104A及び第1のアナログ−デジタル変換回路84Aに接続されており、
第1温度検出素子16及び第2温度検出素子17が接続された第2信号線71Bは、第2の電流源82Bに接続され、且つ、第2の増幅器104B及び第2のアナログ−デジタル変換回路84Bに接続されている。
信号A=SgA1−SgB1+Nz(AP)A1−Nz(AP)B1
である。
信号B=SgB2−SgA2+Nz(AP)A2−Nz(AP)B2
である。
信号C= SgA1−SgB1+Nz(AP)A1−Nz(AP)B1
−{SgB2−SgA2+Nz(AP)A2−Nz(AP)B2}
= SgA1+SgA2−(SgB1+SgB2)
+Nz(AP)A1−Nz(AP)A2
−Nz(AP)B1+Nz(AP)B2
第1構造体20、及び、第1構造体20に積層された第2構造体40から構成されており、
第2構造体40は、第2基板41、及び、第2基板41に設けられた駆動回路10Eを備えており、
駆動回路10Eは、4つの電流源82A,82B,82C,82D、シングルエンドアンプから成る4つの増幅器104A,104B,104C,104D、及び、4つのアナログ−デジタル変換回路84A,84B,84C,84Dを備えており、
第1構造体20は、第1基板21、及び、第1基板21に設けられ、赤外線に基づき温度を検出し、第1の第1駆動線72A1及び駆動回路10Eに接続された第1の第1温度検出素子16A、第2の第1駆動線72A2及び駆動回路10Eに接続された第2の第1温度検出素子16B、第3の第1駆動線72A3及び駆動回路10Eに接続された第3の第1温度検出素子16C、及び、第4の第1駆動線72A4及び駆動回路10Eに接続された第4の第1温度検出素子16Dを備えており、
第1の第2駆動線72B1及び駆動回路10Eに接続された温度参照用の第1の第2温度検出素子17A、第2の第2駆動線72B2及び駆動回路10Eに接続された温度参照用の第2の第2温度検出素子17B、第3の第2駆動線72B3及び駆動回路10Eに接続された温度参照用の第3の第2温度検出素子17C、第4の第2駆動線72B4及び駆動回路10Eに接続された温度参照用の第4の第2温度検出素子17Dを更に備えており、
第1の第1温度検出素子16A及び第1の第2温度検出素子17Aが接続された第1の第1信号線71A1は、第1の電流源82Aに接続され、且つ、第1増幅器104A及び第1のアナログ−デジタル変換回路84Aに接続されており、
第2の第1温度検出素子16B及び第2の第2温度検出素子17Bが接続された第2の第1信号線71A2は、第2の電流源82Bに接続され、且つ、第2の増幅器104B及び第2のアナログ−デジタル変換回路84Bに接続されており、
第3の第1温度検出素子16C及び第3の第2温度検出素子17Cが接続された第3の第1信号線71A3は、第3の電流源82Cに接続され、且つ、第3の増幅器104C及び第3のアナログ−デジタル変換回路84Cに接続されており、
第4の第1温度検出素子16D及び第4の第2温度検出素子17Dが接続された第4の第1信号線71A4は、第4の電流源82Dに接続され、且つ、第4の増幅器104D及び第4のアナログ−デジタル変換回路84Dに接続されている。
信号AA1-1=SgA1-1+Nz(AP)A1-1
信号AA1-4=SgA1-4+Nz(AP)A1-4
信号BB1-2=SgB1-2+Nz(AP)A1-2
信号BB1-3=SgB1-3+Nz(AP)A1-3
信号AA2-2=SgA2-2+Nz(AP)A2-2
信号AA2-3=SgA2-3+Nz(AP)A2-3
信号BB2-1=SgB2-1+Nz(AP)A2-1
信号BB2-4=SgB2-4+Nz(AP)A2-4
信号C= 信号AA1-1+信号AA2-2+信号AA2-3+信号AA1-4
−(信号BB2-1+信号BB1-2+信号BB1-3+信号BB2-4)
= SgA1-1−SgB2-1
+SgA2-2−SgB1-2
+SgA2-3−SgB1-3
+SgA1-4−SgB2-4
+Nz(AP)A1-1−Nz(AP)A2-1
+Nz(AP)A2-2−Nz(AP)A1-2
+Nz(AP)A2-3−Nz(AP)A1-3
+Nz(AP)A1-4−Nz(AP)A2-4
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する。実施例11において、具体的には、
L0=λIR/4
を満足する。λIRの値は、8μm乃至14μmであり、実施例11において、具体的には、限定するものではないが、λIR=10μmとした。ウィング状の赤外線吸収層61は、隣接する第1温度検出素子16の間で部分的に繋がっていてもよい。
表面に第1シリコン層91が形成され、第1シリコン層91の下にSiO2層92が形成されたSOI基板90を準備する。SiO2層92の下に位置するSOI基板90を構成するシリコン半導体基板の部分を、便宜上、『第2シリコン層93』と呼ぶ。そして、先ず、隔壁23の側壁24を形成すべきSOI基板90の第2シリコン層93の部分をエッチングして溝部を形成し、側壁24を構成する材料で溝部を埋め込む(図41A参照)。その後、SOI基板90の表面の第1シリコン層91をパターニングすることで、pn接合ダイオード30を形成すべき第1シリコン層91の領域を残す。次いで、周知の方法に基づき、第1シリコン層91にpn接合ダイオード30を形成する(図41B参照)。
その後、周知の方法に基づき、SiO2層92の上、及び、pn接合ダイオード30の一部の上に、配線31、第1信号線71Aを形成する(図41C参照)。次に、全面に、SiO2から成る絶縁膜26、接続孔74、コンタクトホール75、第1駆動線72Aを形成した後、絶縁膜26をパターニングする(図41D参照)。但し、接続孔74、コンタクトホール75、第1駆動線72Aは、図41D以降の図面には図示していない。
その後、第1犠牲層94の形成(図42A参照)、赤外線吸収層61の形成、第2犠牲層95の形成(図42B参照)を行った後、第2犠牲層95に支持基板96を貼り付ける(図42C参照)。
次に、SOI基板90の第2シリコン層93を、CMP法によって薄くする(図43A参照)。第2シリコン層93の厚さによってL0が規定される。それ故、L0の値を正確に規定することが可能である。こうして図43Bに示す構造を得ることができるが、側壁24の内側の部分の第2シリコン層93が隔壁23に相当し、便宜上、この部分のハッチングを第2シリコン層93のハッチングと異ならせた。
駆動回路10が設けられた第2構造体40を準備する。尚、被覆層43には、赤外線反射層62を形成しておく。そして、周知の方法で、第2シリコン層93と被覆層43とを接合する(図44A参照)。そして、周辺領域12,14において、第1駆動線72A及び第1信号線71Aと駆動回路10とを電気的に接続する。
その後、支持基板96を除去し、エッチング法に基づき第2犠牲層95及び第1犠牲層94を除去する(図44B参照)。更には、pn接合ダイオード30の下方に位置する第2シリコン層93を、エッチング法に基づき除去する。こうして、図2に示した撮像装置を得ることができる。SiO2層92によって、ダイヤフラム部25A、絶縁材料層25B、第1スタッド部25C、第2スタッド部25Dが構成される。尚、pn接合ダイオード30の下方に位置する第2シリコン層93が、全てが除去されていなくともよい。
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する。場合によっては、空所50と対向する第1温度検出素子216の側に赤外線吸収層61を形成してもよい。
先ず、実施例11と同様に、SOI基板90を準備する。そして、第1シリコン層側からSOI基板90に凹部を形成した後、凹部を、例えば、絶縁材料で埋め込み、凸部22Aの側壁24Aを形成する(図45A参照)。次いで、SOI基板90の表面の第1シリコン層91をパターニングすることで、pn接合ダイオード30を形成すべき第1シリコン層91の領域を残す。次に、周知の方法に基づき、第1シリコン層91にpn接合ダイオード30を形成する(図45B参照)。
その後、実施例11の[工程−1110]と同様にして、周知の方法に基づき、SiO2層92の上、及び、pn接合ダイオード30の一部の上に、配線31、第1信号線71Aを形成する。次に、全面に、SiO2から成る絶縁膜26、接続孔74、コンタクトホール75、第1駆動線72Aを形成した後、絶縁膜26をパターニングする(図45C参照)。但し、接続孔74、コンタクトホール75、第1駆動線72Aは、図45C以降の図面には図示していない。
その後、絶縁材料から成る犠牲層97を全面に形成し(図46A参照)、隔壁223を形成すべき犠牲層97の部分をエッチングして溝部を形成し、隔壁223を構成する材料で溝部を埋め込むことで、隔壁223を得る(図46B参照)。犠牲層97の厚さによってL0が規定される。それ故、L0の値を正確に規定することが可能である。更に、隔壁223を形成すべき部分の犠牲層97にエッチング用マスク層(図示せず)を形成する。
次に、エッチング法に基づき犠牲層97を除去し(図46C参照)、更に、エッチャントを変更して、エッチング法に基づき第2シリコン層93の一部を除去することで(図46D参照)、ダイヤフラム部25Aと第2シリコン層との間に空洞51を設ける。その後、隔壁223に形成しておいたエッチング用マスク層を除去する。尚、空洞51の断面形状は図示した形状に限定されない。
駆動回路10が設けられた第2構造体40を準備する。尚、被覆層43には、赤外線反射層62を形成しておく。そして、周知の方法で、隔壁223と被覆層43とを、真空雰囲気下で接合する。次いで、周辺領域12,14において、第1駆動線72A及び第1信号線71Aと駆動回路10とを電気的に接続する。こうして、図25Aに示した撮像装置を得ることができる。その後、得られた撮像装置をパッケージする。
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、複数の第1温度検出素子16A,16Bが並置されて成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子16A,16Bが検出する赤外線の波長は異なっている。尚、実施例15にあっては、複数の第1温度検出素子集合体が、第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)配列されている。
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子16A,16Bにおける赤外線吸収層61,61A,61Bと赤外線反射層62,62A,62Bとの間の光学的距離L0,L0’は異なっており、
各第1温度検出素子16A,16Bにおける光学的距離L0,L0’は、第1温度検出素子16A,16Bを構成する赤外線吸収層61,61A,61Bが吸収すべき赤外線の波長をλIR-A,λIR-Bとしたとき、
0.75×λIR-A/2≦L0≦1.25×λIR-A/2
又は、
0.75×λIR-A/4≦L0≦1.25×λIR-A/4
を満足し、
0.75×λIR-B/2≦L0’≦1.25×λIR-B/2
又は、
0.75×λIR-B/4≦L0’≦1.25×λIR-B/4
を満足する。また、各第1温度検出素子16A,16Bは、赤外線入射側に赤外線吸収層61,61A,61Bを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層62,62A,62Bを有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子16A,16Bにおける赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料、構成、構造、又は、赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料、構成、構造は、異なっている。即ち、具体的には、前記(ケースA)、(ケースB)、(ケースC)において説明したとおりである。
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、複数の第1温度検出素子16A,16Bが並置されて成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子16A,16Bの赤外線吸収量は異なっている。尚、この実施例15にあっても、複数の第1温度検出素子集合体が、第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)配列されている。
各第1温度検出素子16A,16Bは、赤外線入射側に赤外線吸収層61,61A,61Bを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層62,62A,62Bを有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子16における赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料、又は、赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料、又は、赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料及び赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料は、異なっている。また、実施例15の撮像装置において、
各第1温度検出素子16A,16Bは、赤外線入射側に赤外線吸収層61,61A,61Bを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層62,62A,62Bを有し、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子16における赤外線吸収層61,61A,61B、又は、赤外線反射層62,62A,62B、又は、赤外線吸収層61,61A,61B及び赤外線反射層62,62A,62Bの面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている。即ち、具体的には、前記(ケースa)、(ケースb)、(ケースc)、(ケースd)、(ケースe)、(ケースf)、(ケースg)、(ケースh)、(ケースi)において説明したとおりである。
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、赤外線の入射に沿って上下に配設された2つの第1温度検出素子から成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各第1温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている。尚、2つの第1温度検出素子は、同じ駆動線及び信号線に接続されていてもよいし、異なる駆動線及び信号線に接続されていてもよい。
第1の方向に配列されたJ個(但し、J≧1)の第1温度検出素子16,216を備えており、
更に、第1の方向に沿って配設され、それぞれに第1温度検出素子16,216が接続されたJ本の第1駆動線72A及びJ本の第1信号線71Aを備えており、
第1構造体20は、第1温度検出素子16,216を備えた第1温度検出素子アレイ領域11、及び、第1温度検出素子アレイ領域11を取り囲む周辺領域12を有しており、
周辺領域12において、第1信号線71Aは駆動回路10と電気的に接続されており、
周辺領域12において、第1駆動線72Aは駆動回路10と電気的に接続されている。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足することが好ましい。第1赤外線吸収層61C及び第2赤外線吸収層61Dを備える構成は、その他の実施例1の撮像装置やその他の実施例の撮像装置に、適宜、適用することができることは云うまでもない。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足することが好ましい。第1赤外線吸収層61C及び第2赤外線吸収層61Dを備える構成は、その他の実施例12の撮像装置やその他の実施例の撮像装置に、適宜、適用することができることは云うまでもない。
IIRフィルタ処理により、補正対象画素の近傍の参照画素の信号値の平均値を算出する第1工程と、
IIRフィルタ処理により、補正対象画素の近傍の参照画素の信号値の分散値を算出する第2工程と、
参照画素の平均値と分散値を入力し、平均値と分散値を適用したエッジ保存平滑化処理を実行する第3工程と、
第1工程と第2工程において適用するIIRフィルタ係数を、画像を構成する画素の信号値に応じて更新する第4工程、
から構成されたノイズ低減処理を挙げることができる。
[A01]《撮像装置・・・第1の態様》
第1構造体、及び、第1構造体に積層された第2構造体から構成されており、
第1構造体には、第1基板、及び、第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子が備えられており、
第2構造体には、第2基板、及び、第2基板に設けられ、第1駆動線及び第1信号線を介して第1温度検出素子が接続された駆動回路が備えられており、
第2駆動線及び第2信号線を介して駆動回路に接続された温度参照用の第2温度検出素子を更に備えており、
駆動回路は、スイッチ回路、第1電流源、第2電流源、差動増幅器、及び、アナログ−デジタル変換回路を備えており、
第1温度検出素子が接続された第1信号線は、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2温度検出素子が接続された第2信号線は、スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
スイッチ回路の第1出力端部は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
スイッチ回路の第2出力端部は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
差動増幅器の出力端部は、アナログ−デジタル変換回路の入力部に接続されており、
スイッチ回路において、スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される撮像装置。
[A02]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
1つの第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から成る温度検出素子ブロックに対して、1つの駆動回路が設けられている[A01]に記載の撮像装置。
[A03]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から成る温度検出素子ブロックに対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている[A01]に記載の撮像装置。
[A04]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子及びN[個]の第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられている[A01]に記載の撮像装置。
[A05]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックは、複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている[A01]に記載の撮像装置。
[A06]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、第2の方向に沿って配列された複数の温度検出素子ユニットのいずれかに属し、
複数の温度検出素子ユニットのそれぞれは、1つの駆動回路に接続されており、
各温度検出素子ユニットを占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
各温度検出素子ブロックは、1又は複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、1又は複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、1又は複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、第1温度検出素子の数が1の場合、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、第1温度検出素子の数が2以上の場合、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている[A01]に記載の撮像装置。
[A07]駆動回路は、第2スイッチ回路を更に備えており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1出力端部は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第2出力端部は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、第2スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される[A01]に記載の撮像装置。
[A08]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子及びN[個]の第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられている[A07]に記載の撮像装置。
[A09]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックは、複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている[A07]に記載の撮像装置。
[A10]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、第2の方向に沿って配列された複数の温度検出素子ユニットのいずれかに属し、
複数の温度検出素子ユニットのそれぞれは、1つの駆動回路に接続されており、
各温度検出素子ユニットを占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
各温度検出素子ブロックは、1又は複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、1又は複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、1又は複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、第1温度検出素子の数が1の場合、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、第1温度検出素子の数が2以上の場合、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている[A07]に記載の撮像装置。
[A11]駆動回路は、第2スイッチ回路を更に備えており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1出力端部は、第1スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第2出力端部は、第1スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、第2スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される[A01]に記載の撮像装置。
[A12]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子及びN[個]の第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられている[A11]に記載の撮像装置。
[A13]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックは、複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている[A11]に記載の撮像装置。
[A14]第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、第2の方向に沿って配列された複数の温度検出素子ユニットのいずれかに属し、
複数の温度検出素子ユニットのそれぞれは、1つの駆動回路に接続されており、
各温度検出素子ユニットを占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
各温度検出素子ブロックは、1又は複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、1又は複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、1又は複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、第1温度検出素子の数が1の場合、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、第1温度検出素子の数が2以上の場合、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている[A11]に記載の撮像装置。
[A15]第3駆動線及び第1信号線を介して駆動回路に接続されたゲイン測定用の第3素子を更に備えており、
第3素子の出力電圧は第2温度検出素子の出力電圧と異なる[A01]乃至[A14]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A16]《撮像装置・・・第2の態様》
第1構造体、及び、第1構造体に積層された第2構造体から構成されており、
第2構造体は、第2基板、及び、第2基板に設けられた駆動回路を備えており、
駆動回路は、2つの電流源、シングルエンドアンプから成る2つの増幅器、及び、2つのアナログ−デジタル変換回路を備えており、
第1構造体は、第1基板、及び、第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出し、第1駆動線及び駆動回路に接続された第1温度検出素子を備えており、
第2駆動線、並びに、駆動回路に接続された温度参照用の第2温度検出素子を更に備えており、
第1温度検出素子及び第2温度検出素子が接続された第1信号線は、第1の電流源に接続され、且つ、第1の増幅器及び第1のアナログ−デジタル変換回路に接続されており、
第1温度検出素子及び第2温度検出素子が接続された第2信号線は、第2の電流源に接続され、且つ、第2の増幅器及び第2のアナログ−デジタル変換回路に接続されている撮像装置。
[A17]不揮発性メモリ素子を更に備えており、
第1温度検出素子毎に、動作時の補正のための補正係数が不揮発性メモリ素子に記憶されている[A01]乃至[A16]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A18]第1温度検出素子と被覆層との間には、空所が設けられている[A01]乃至[A17]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A19]赤外線が入射する側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている[A18]に記載の撮像装置。
[A20]第1温度検出素子は、pn接合ダイオード、ボロメータ素子、サーモパイル素子、金属膜抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、セラミック抵抗素子、サーミスタ素子から成る[A01]乃至[A19]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B01]第1構造体及び第2構造体から構成されており、
第1構造体は、
第1基板、
第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子、並びに、
第1温度検出素子に接続された駆動線及び信号線、
を備えており、
第2構造体は、
第2基板、及び、
第2基板に設けられ、被覆層によって被覆された駆動回路、
を備えており、
第1基板は、被覆層と接合されており、
第1温度検出素子と被覆層との間には、空所が設けられており、
駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている撮像装置。
[B02]《第1構成の撮像装置》
第1温度検出素子と被覆層との間には空所が設けられている[A01]乃至[A20]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B03]第1温度検出素子と第1温度検出素子との間に位置する第1基板の部分には、隔壁が形成されており、
隔壁の底部は、被覆層と接合されている[A01]乃至[B02]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B04]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されており、
隔壁の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[B03]に記載の撮像装置。
[B05]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[B03]に記載の撮像装置。
[B06]隔壁の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[B03]又は[B05]に記載の撮像装置。
[B07]赤外線が入射する第1温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている[B03]乃至[B06]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B08]赤外線吸収層は、第1温度検出素子の上方に形成されている[B07]に記載の撮像装置。
[B09]赤外線反射層は、被覆層の頂面又は被覆層の内部に形成されている[B07]又は[B08]に記載の撮像装置。
[B10]赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する[B07]乃至[B09]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B11]赤外線が入射する第1温度検出素子の側には、第1赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する第1温度検出素子の側には、第2赤外線吸収層が形成されている[B03]乃至[B06]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B12]第1赤外線吸収層及び第2赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第1赤外線吸収層と第2赤外線吸収層との光学的距離L1とし、第2赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をL2としたとき、
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する[B11]に記載の撮像装置。
[B13]第1温度検出素子と第1温度検出素子との間に位置する第1基板の部分と被覆層との間には、第1基板と独立して隔壁が形成されており、
隔壁の底部は、被覆層と接合されている[B01]乃至[B04]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B14]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されており、
隔壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[B13]に記載の撮像装置。
[B15]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[B13]に記載の撮像装置。
[B16]隔壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[B13]又は[B15]に記載の撮像装置。
[B17]赤外線が入射する第1温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている[B13]乃至[B16]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B18]赤外線反射層は、被覆層の頂面又は被覆層の内部に形成されている[B17]に記載の撮像装置。
[B19]赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する[B17]又は[B18]に記載の撮像装置。
[B20]赤外線が入射する第1温度検出素子の側には、第1赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する第1温度検出素子の側には、第2赤外線吸収層が形成されている[B13]乃至[B16]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B21]第1赤外線吸収層及び第2赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第1赤外線吸収層と第2赤外線吸収層との光学的距離L1とし、第2赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をL2としたとき、
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する[B20]に記載の撮像装置。
[B22]赤外線が入射する第1基板の面側に保護基板が配設されている[B13]乃至[B19]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B23]赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、赤外線の入射に沿って上下に配設された2つの第1温度検出素子から成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各第1温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている[B01]乃至[B04]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B24]被覆層には熱伝導層が形成されている[B01]乃至[B22]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B25]被覆層には温度制御層が形成されており、
温度検知手段を更に有する[B01]乃至[B24]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B26]温度制御層はヒータとして機能する[B25]に記載の撮像装置。
[B27]温度制御層は配線を兼ねている[B26]に記載の撮像装置。
[B28]温度検知手段の温度検知結果に基づき、駆動回路は温度制御層を制御する[B25]乃至[B27]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B29]第1構造体は、第1温度検出素子を備えた第1温度検出素子アレイ領域、及び、第1温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
温度制御層は第1温度検出素子アレイ領域に形成されている[B25]乃至[B28]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B30]温度制御層は、第1温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する被覆層の領域に形成されている[B25]乃至[B28]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B31]駆動回路は、アナログ−デジタル変換回路を備えており、
第1温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する第2基板の領域には、アナログ−デジタル変換回路が配設されていない[B01]乃至[B28]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B32]複数の第1温度検出素子を備えており、空所は、隣接する2×k個の第1温度検出素子(但し、kは1以上の整数)において共有化されている[B01]乃至[B31]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B33]《第2構成の撮像装置》
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、複数の第1温度検出素子が並置されて成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっている撮像装置。
[B34]各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は異なっており、
各第1温度検出素子における光学的距離L0は、第1温度検出素子を構成する赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する[B33]に記載の撮像装置。
[B35]各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は、異なっている[B33]又は[B34]に記載の撮像装置。
[B36]《第3構成の撮像装置》
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、複数の第1温度検出素子が並置されて成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている撮像装置。
[B37]各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、又は、赤外線吸収層を構成する材料及び赤外線反射層を構成する材料は、異なっている[B36]に記載の撮像装置。
[B38]各第1温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有し、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子における赤外線吸収層、又は、赤外線反射層、又は、赤外線吸収層及び赤外線反射層の面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている[B36]又は[B37]に記載の撮像装置。
[B39]駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている[B01]乃至[B38]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B40]アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有し、
差動積分回路と信号線との間に、差動積分回路と信号線との導通状態を制御するスイッチ手段が設けられている[B39]に記載の撮像装置。
[B41]スイッチ手段は、差動積分回路と信号線との間を不導通状態とするとき、信号線を固定電位とする[B40]に記載の撮像装置。
[B42]《第4構成の撮像装置》
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子集合体を備えており、
第1温度検出素子集合体は、赤外線の入射に沿って上下に配設された2つの第1温度検出素子から成り、
第1温度検出素子集合体において、各第1温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各第1温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている撮像装置。
[B43]第1温度検出素子は、pn接合ダイオード、ボロメータ素子、サーモパイル素子、金属膜抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、セラミック抵抗素子、サーミスタ素子から成る[B01]乃至[B42]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B44]集光素子を更に備えている[B01]乃至[B43]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B45]遮光部を更に備えている[B01]乃至[B44]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B46]第1基板、又は、第2基板、又は、第1基板及び第2基板には、半導体温度センサ素子から成る第2温度検出素子が配設されている[B01]乃至[B45]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B47]第1温度検出素子に隣接して、温度参照用の第2温度検出素子が配設されている[B01]乃至[B46]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B48]温度参照用の第2温度検出素子は、赤外線吸収層を備えておらず、又は、赤外線吸収層及び赤外線反射層を備えていない[B47]に記載の撮像装置。
[C01]《撮像装置におけるノイズ低減方法》
赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子、
第1温度検出素子が接続された駆動線、及び、
第1温度検出素子が接続された信号線、
を備えており、
駆動線が接続された第1駆動回路、信号線が接続された第2駆動回路、記憶装置を更に備えており、
第2駆動回路において、信号線は差動積分回路及びアナログ−デジタル変換回路に接続されている撮像装置におけるノイズ低減方法であって、
第1温度検出素子を不作動の状態として、差動積分回路をリセットし、次いで、
第1温度検出素子を不作動の状態として、第1温度検出素子が作動状態にある時間TM0と同じ時間TM0だけ信号線に定電流を流し、信号線の電圧を差動積分回路において積分し、得られた積分値をアナログ−デジタル変換回路においてデジタル値に変換し、得られたデジタル値をオフセット値として記憶装置に記憶しておき、
第1温度検出素子を、時間TM0だけ、動作状態として、信号線の電圧を差動積分回路において積分し、得られた積分値をアナログ−デジタル変換回路においてデジタル値に変換してデジタル信号値を得た後、デジタル信号値からオフセット値を減じる、
各工程から成る撮像装置におけるノイズ低減方法。
Claims (17)
- 第1構造体、及び、第1構造体に積層された第2構造体から構成されており、
第1構造体には、第1基板、及び、第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する第1温度検出素子が備えられており、
第2構造体には、第2基板、及び、第2基板に設けられ、第1駆動線及び第1信号線を介して第1温度検出素子が接続された駆動回路が備えられており、
第2駆動線及び第2信号線を介して駆動回路に接続された温度参照用の第2温度検出素子を更に備えており、
駆動回路は、スイッチ回路、第1電流源、第2電流源、差動増幅器、及び、アナログ−デジタル変換回路を備えており、
第1温度検出素子が接続された第1信号線は、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2温度検出素子が接続された第2信号線は、スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
スイッチ回路の第1出力端部は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
スイッチ回路の第2出力端部は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
差動増幅器の出力端部は、アナログ−デジタル変換回路の入力部に接続されており、
スイッチ回路において、スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
1つの第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から成る温度検出素子ブロックに対して、1つの駆動回路が設けられている請求項1に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から成る温度検出素子ブロックに対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている請求項1に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子及びN[個]の第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられている請求項1に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックは、複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている請求項1に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、第2の方向に沿って配列された複数の温度検出素子ユニットのいずれかに属し、
複数の温度検出素子ユニットのそれぞれは、1つの駆動回路に接続されており、
各温度検出素子ユニットを占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
各温度検出素子ブロックは、1又は複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、1又は複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、1又は複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、第1温度検出素子の数が1の場合、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、第1温度検出素子の数が2以上の場合、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている請求項1に記載の撮像装置。 - 駆動回路は、第2スイッチ回路を更に備えており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1出力端部は、差動増幅器の第1入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第2出力端部は、差動増幅器の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、第2スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される請求項1に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子及びN[個]の第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられている請求項7に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックは、複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている請求項7に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、第2の方向に沿って配列された複数の温度検出素子ユニットのいずれかに属し、
複数の温度検出素子ユニットのそれぞれは、1つの駆動回路に接続されており、
各温度検出素子ユニットを占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
各温度検出素子ブロックは、1又は複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、1又は複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、1又は複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、第1温度検出素子の数が1の場合、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、第1温度検出素子の数が2以上の場合、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている請求項7に記載の撮像装置。 - 駆動回路は、第2スイッチ回路を更に備えており、
第1電流源は、差動増幅器の第1入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2電流源は、差動増幅器の第2入力端部に接続される代わりに、第2スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1出力端部は、第1スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第2出力端部は、第1スイッチ回路の第2入力端部に接続されており、
第2スイッチ回路の第1入力端部と第1出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第2出力端部が接続され、第2スイッチ回路の第1入力端部と第2出力端部が接続される場合、第2スイッチ回路の第2入力端部と第1出力端部が接続される請求項1に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占めるN[個](但し、N≧2)の第1温度検出素子及びN[個]の第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられている請求項11に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子に対して、1つの駆動回路が設けられており、
各温度検出素子ブロックは、複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている請求項11に記載の撮像装置。 - 第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に2次元マトリクス状に第1温度検出素子及び第2温度検出素子が配列されており、
第2の方向に沿って1列を占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、第2の方向に沿って配列された複数の温度検出素子ユニットのいずれかに属し、
複数の温度検出素子ユニットのそれぞれは、1つの駆動回路に接続されており、
各温度検出素子ユニットを占める第1温度検出素子及び第2温度検出素子は、複数の温度検出素子ブロックのいずれかに属し、
各温度検出素子ブロックは、1又は複数の第1温度検出素子及び1つの第2温度検出素子から構成されており、
各温度検出素子ブロックにおいて、1又は複数の第1温度検出素子は同じ第1駆動線に接続されており、1又は複数の第1温度検出素子のそれぞれに接続された第1信号線は、第1温度検出素子の数が1の場合、スイッチ回路の第1入力端部に接続されており、第1温度検出素子の数が2以上の場合、駆動回路に備えられたマルチプレクサ回路を介してスイッチ回路の第1入力端部に接続されている請求項11に記載の撮像装置。 - 第3駆動線及び第1信号線を介して駆動回路に接続されたゲイン測定用の第3素子を更に備えており、
第3素子の出力電圧は第2温度検出素子の出力電圧と異なる請求項1に記載の撮像装置。 - 第1構造体、及び、第1構造体に積層された第2構造体から構成されており、
第2構造体は、第2基板、及び、第2基板に設けられた駆動回路を備えており、
駆動回路は、2つの電流源、シングルエンドアンプから成る2つの増幅器、及び、2つのアナログ−デジタル変換回路を備えており、
第1構造体は、第1基板、及び、第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出し、第1駆動線及び駆動回路に接続された第1温度検出素子を備えており、
第2駆動線、並びに、駆動回路に接続された温度参照用の第2温度検出素子を更に備えており、
第1温度検出素子及び第2温度検出素子が接続された第1信号線は、第1の電流源に接続され、且つ、第1の増幅器及び第1のアナログ−デジタル変換回路に接続されており、
第1温度検出素子及び第2温度検出素子が接続された第2信号線は、第2の電流源に接続され、且つ、第2の増幅器及び第2のアナログ−デジタル変換回路に接続されている撮像装置。 - 不揮発性メモリ素子を更に備えており、
第1温度検出素子毎に、動作時の補正のための補正係数が不揮発性メモリ素子に記憶されている請求項1に記載の撮像装置。
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