KR101563475B1 - Infrared Detector - Google Patents

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Abstract

본 발명의 적외선 검출기는 적외선을 감지하여 전류 신호를 출력하는 마이크로 볼로미터 셀이 N개의 열 및 M개의 행 (N X M, 여기서 N 및 M은 2 이상의 정수) 형태로 배열된 셀 어레이; 및 상기 전류 신호를 입력받아 적분하는 적분기를 포함하는, 적분회로를 포함하며, 상기 N개의 열 중 하나의 열에 포함된 적어도 2개의 마이크로 볼로미터 셀로부터 상기 전류 신호가 동시에 읽기될 수 있고, 상기 동시에 읽기되는 상기 전류 신호는 서로 다른 적분기를 통해서 읽기될 수 있다.An infrared detector of the present invention includes a cell array in which a microvolume cell for sensing an infrared ray and outputting a current signal is arranged in N rows and M rows (NxM, where N and M are integers of 2 or more); And an integrator for receiving and integrating the current signal, wherein the current signal can be simultaneously read from at least two microbolometer cells included in one of the N columns, The current signal can be read through different integrators.

Description

적외선 검출기 {Infrared Detector}Infrared Detector [0002]

본 발명은 적외선 검출기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 마이크로 볼로미터 어레이를 이용한 비냉각형 열상센서에서 판독회로 및 교정의 복잡도를 크게 줄일 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared ray detector, and more particularly, to a technique capable of greatly reducing the complexity of a read circuit and calibration in an uncooled thermal image sensor using a microbolometer array.

적외선 검출기는 일반적으로 원적외선 복사에 응답하는 광기반 검출기와 열기반 검출기로 크게 나뉜다 열기반 검출기는 일반적으로 열감지 센서 어레이를 이용하여 대상 물체의 온도 이미지를 생성하도록 영상 시스템을 구현할 수 있다. 이와 같이 물체에서 방출되는 흑체 복사 에너지를 모아 피사체의 온도 영상을 얻는 장비를 원적외선 열영상 시스템(Far-Infrared Thermal Imaging system)이라고 지칭한다. Infrared detectors are broadly divided into light-based detectors and thermal detectors, which generally respond to far-infrared radiation. Thermal detectors can typically implement an imaging system to generate a temperature image of the object using a thermal sensor array. An apparatus that collects the blackbody radiation energy emitted from an object and obtains a temperature image of the object is called a Far-Infrared Thermal Imaging system.

열기반 검출기는 볼로미터(bolometer), 마이크로 볼로미터(microbolometer), 초전기 및 열전대열을 포함하는 것으로 알려져 있다. 모든 물체에서 흑체 복사하는 8~14μm 대역의 원적외선을 렌즈로 마이크로 볼로미터 상에 집속하면, 마이크로 볼로미터의 온도가 상승/하강하게 되고, 이에 따라 마이크로 볼로미터의 전기적 저항이 변화하게 된다. 따라서, 마이크로 볼로미터 셀의 어레이, 즉, 마이크로 볼로미터 어레이(microbolometer array)를 이용함으로써 대상 장면의 온도 분포를 원격으로 이미징할 수 있게 된다.Open half detectors are known to include bolometers, microbolometers, superconductors and thermocouples. When the far infrared rays in the 8 to 14 mu m band, which is black-body copied from all the objects, are focused on the microbolometer by the lens, the temperature of the microbolometer is raised or lowered, thereby changing the electrical resistance of the microbolometer. Accordingly, the temperature distribution of the target scene can be remotely imaged by using an array of microbolometer cells, that is, a microbolometer array.

이러한 마이크로 볼로미터 어레이는 통상 0.1% 이하의 열상에 의한 저항 변화에 따른 신호 크기를 갖는 것에 비해, 기판온도 1도(degree)마다 2~3%의 기판온도 의존성, 그리고 수%의 공정 비균일성 및 수%의 회로 미스매치(mismatch)에 따른 신호 변화를 나타낸다. Such a microbolometer array typically has a signal amplitude of less than 0.1%, but has a substrate temperature dependency of 2 to 3% per degree of substrate temperature, a process uniformity of several percent, Represents a signal change due to a circuit mismatch of several percent.

이와 더불어 전기적 저항체의 온도 변화 특성을 위해서는 바이어스 전압을 인가한 후 전기적 저항체에 흐르는 전류를 측정하거나, 전류 바이어스를 인가한 후 저항체 양단에 걸리는 전압을 측정해야 한다. 이때, 줄열(joule-heating)에 의하여 전기적 저항체의 온도가 상승하게 된다. 이러한 현상을 자체 가열(self-heating)이라 지칭하며, 이는 검출하고자 하는 원적외선 복사와는 무관한 값으로서 반드시 보정되어야 한다. In addition, for the temperature change characteristics of the electrical resistor, it is necessary to measure the current flowing through the electrical resistor after applying the bias voltage, or measure the voltage across the resistor after applying the current bias. At this time, the temperature of the electrical resistor rises by joule-heating. This phenomenon is referred to as self-heating, which is irrelevant to far-infrared radiation to be detected and must be corrected.

결국, 마이크로 볼로미터 어레이는 공정/기판온도/자체가열 변화(PTS: process/temperature/self-heating variation)에 의한 FPN(Fixed Pattern Noise) 특성을 갖게 된다. As a result, the microbolometer array has FPN (Fixed Pattern Noise) characteristics due to process / substrate temperature / self-heating variation (PTS).

따라서, 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 적외선 검출기에서 FPN 특성을 줄여 적외선 검출 성능을 향상시킬 수 있는 기법에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. Therefore, various studies have been made on techniques for improving the infrared detection performance by reducing FPN characteristics in an infrared detector including a microbolometer array.

본 발명은 종래의 필요성을 충족시키기 위해 안출된 것으로써, 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 적외선 검출기에서 FPN 특성을 줄이고 SNR을 개선하여 적외선 검출 성능을 향상시킬 수 있는 적외선 검출기를 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to provide an infrared detector capable of improving infrared detection performance by reducing FPN characteristics and improving SNR in an infrared detector including a microbolometer array.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

본 발명의 실시형태에 따른 적외선 검출기는 적외선을 감지하여 전류 신호를 출력하는 마이크로 볼로미터 셀이 N개의 열 및 M개의 행 (N X M, 여기서 N 및 M은 2 이상의 정수) 형태로 배열된 셀 어레이; 및 상기 전류 신호를 입력받아 적분하는 적분기를 포함하는, 적분회로를 포함하며, 상기 N개의 열 중 하나의 열에 포함된 적어도 2개의 마이크로 볼로미터 셀로부터 상기 전류 신호가 동시에 읽기될 수 있고, 상기 동시에 읽기되는 상기 전류 신호는 서로 다른 적분기를 통해서 읽기될 수 있다. An infrared detector according to an embodiment of the present invention includes a cell array in which a microvolume cell for sensing an infrared ray and outputting a current signal is arranged in N rows and M rows (NxM, where N and M are integers equal to or larger than 2); And an integrator for receiving and integrating the current signal, wherein the current signal can be simultaneously read from at least two microbolometer cells included in one of the N columns, The current signal can be read through different integrators.

본 발명의 실시형태에 따른 적외선 검출기는 마이크로 볼로미터 셀로부터의 상기 전류 신호를 해당 적분기에서 입력받아 적분하는 적분 시간을 설정하여 이를 나타내는 제어신호를 상기 적분회로에 전달하는 제어기를 더 포함하며, 적분회로는 상기 N개의 열 각각에 대해서 m개 (m은 2 이상 및 M 이하의 정수)의 적분기를 포함하고, 상기 적분회로는 상기 제어신호에 따라 상기 열마다 최대 m개의 마이크로 볼로미터 셀로부터의 상기 전류 신호를 상기 m개의 적분기에서 동시에 입력받을 수 있도록 구성될 수 있다. The infrared detector according to the embodiment of the present invention further includes a controller for setting the integration time for receiving and integrating the current signal from the microbolometer cell in the integrator and transmitting a control signal indicating the integral time to the integrating circuit, (M is an integer equal to or greater than 2 and equal to or less than M) integrators for each of the N columns, and the integrating circuit integrates the current signal from at most m microbolometer cells Can be simultaneously received by the m integrators.

본 발명의 실시형태에 따르면 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 적외선 검출기에서 FPN 특성, 특히 자체 가열로 인한 영향을 줄여 적외선 검출 성능을 향상시키고 판독회로의 동적 범위를 크게 줄일 수 있는 적외선 검출기를 제공할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide an infrared detector capable of reducing the influence of FPN characteristics, in particular, self heating, in an infrared detector including a microbolometer array, thereby improving the infrared detection performance and greatly reducing the dynamic range of the readout circuit .

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면 마이크로 볼로미터 어레이에서 2개 이상의 행에 있는 마이크로 볼로미터 셀들이 동시에 읽기되도록 할 수 있는 적외선 검출기를 제공할 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an infrared detector capable of simultaneously reading microbolometer cells in two or more rows in a microbolometer array.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면 마이크로 볼로미터 어레이에서 마이크로 볼로미터 셀들로부터의 신호가 적분될 수 있는 적분 시간을 소정 범위 내에서 선형적으로 조절할 수 있는 적외선 검출기를 제공할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide an infrared detector capable of linearly adjusting an integration time within which a signal from a microbolometer cell can be integrated in a microbolometer array within a predetermined range.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면, 마이크로 볼로미터 셀의 자체 가열(self heating)에 의한 오프셋(offset)을 줄일 수 있는 적외선 검출기를 제공할 수 있다. Further, according to the embodiments of the present invention, it is possible to provide an infrared detector capable of reducing an offset due to self heating of a microbolometer cell.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면, 열잡음의 영향을 효과적으로 줄일 수 있는 적외선 검출기를 제공할 수 있다. Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an infrared ray detector capable of effectively reducing the influence of thermal noise.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면 SNR이 향상된 적외선 검출기를 제공할 수 있다. Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an infrared detector having an improved SNR.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면, 적외선 검출 효율이 높은 적외선 검출기를 제공할 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an infrared ray detector having a high infrared ray detection efficiency.

도1은 마이크로 볼로미터 기반 적외선 검출기의 신호 검출 회로(ROIC)의 기본 구성도이다.
도2는 종래의 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 적외선 검출기를 도시한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 적외선 검출기를 도시한다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 검출기의 블록도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 제어기(600)에서 생성되는 제어 신호를 도시한다.
1 is a basic block diagram of a signal detection circuit (ROIC) of a microbolometer-based infrared detector.
Figure 2 shows an infrared detector including a conventional microbolometer array.
FIG. 3 illustrates an infrared detector including a microbolometer array according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of an infrared detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows control signals generated in the controller 600 according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation and the same reference numerals are used for the same elements and the same elements are denoted by the same quote symbols as possible even if they are displayed on different drawings Should be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

일반적으로, 적외선 검출기에 포함되는 마이크로 볼로미터 어레이의 경우 PTS에 의해 통상 수십%의 저항 변화를 갖게 되는데 반해 피사체로부터의 원적외선으로 인한 최소 신호 레벨은 0.001% 정도의 저항 변화를 갖게 되므로 마이크로 볼로미터 어레이로부터 신호를 판독하는 회로는 대략 15비트(bit) 이상의 동적 범위(Dynamic range)를 필요로 한다. 이 중에서 하위 8비트는 신호 레벨을 나타내며 상위 7비트는 FPN을 제거하기 위하여 사용된다. 이와 같이 판독회로를 구성할 경우 가격효율성은 높으나, 제한적 성능을 갖는 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 기술을 이용하여 구현하기는 매우 어렵다. 따라서, 아래와 같은 방안들을 이용하여 필요한 동적 범위의 부담을 감소시킬 수 있다. Generally, in the case of a microbolometer array included in an infrared detector, the resistance value of the microbolometer array usually varies by several ten percent, while the minimum signal level due to the far-infrared rays from the object has a resistance variation of about 0.001% Requires about 15 bits or more of dynamic range. The lower 8 bits indicate the signal level and the upper 7 bits are used to remove the FPN. When the readout circuit is constructed as described above, the cost efficiency is high, but it is very difficult to implement the CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) technology having limited performance. Therefore, the following measures can be used to reduce the burden of the required dynamic range.

첫째, 기준 마이크로 볼로미터 셀을 이용하여 불필요한 직류 바이어스(DC Bias)를 제거하도록 스키밍(Skimming) 기법을 사용한다.First, a skimming technique is used to eliminate unnecessary DC bias by using a reference microbolometer cell.

둘째, 열전 냉각기(Thermo-Electric Cooler)를 사용하여 기판의 온도를 일정한 온도로 유지한다.Second, the temperature of the substrate is maintained at a constant temperature by using a thermo-electric cooler.

하지만, 첫 번째 스키밍 기법을 이용하더라도 마이크로 볼로미터 셀과 기준 마이크로 볼로미터 셀의 부정합(Mismatch)에 의한 잔여 오프셋(Residual offset)과 이득의 비선형성(Nonlinearity) 때문에 추가의 오프셋/이득 보정(Offset/Gain calibration)이 요구된다. 이를 해소하기 위해 아래의 2가지 방법이 이용되고 있다. However, even if the first skimming technique is used, additional Offset / Gain calibration may be performed due to residual offset and nonlinearity due to mismatch between the microvolume cell and the reference microvolume cell. ) Is required. The following two methods are used to solve this problem.

i) 아날로그 회로상에서 VFID, VEB 그리고 VSKIM을 조정하여 오프셋/이득 오차(Offset/Gain error)를 보정하면서, 및/또는i) adjusting the V FID , V EB and V SKIM on the analog circuit to correct the offset / gain error, and / or

ii) 아날로그/디지털 데이터 컨버터(ADC) 이후 외부 메모리를 이용하여 디지털 보정(Digital correction)을 적용한다. ii) After the analog / digital data converter (ADC), digital correction is applied using an external memory.

따라서, 본 발명에서 i)는 아날로그 회로가 포화되지 않고 선형영역에서 동작하도록 하는 개략적인 보정(Coarse trimming)을 수행하며, ii)는 열상 센서들간의 FPN을 보정하기 위한 NUC(Non-Uniformity Correction)를 보다 편리하게 수행되도록 하는 데에 그 첫 번째 목적이 있다.Therefore, in the present invention i) performs a coarse trimming such that the analog circuit is not saturated and operates in the linear region, ii) the non-uniformity correction (NUC) for correcting the FPN between the thermal sensors, The first purpose is to make it more convenient to carry out.

덧붙여 일반적인 PTS 변화에 따른 FPN을 보정하기 위해서는 3-차원 보정(3-dimensional calibration)기법이 필요한데 반해 본 발명을 적용할 경우 2-차원 보정(2-dimensional calibration)기법으로 해결할 수 있으므로 보정과정이 간편해지고 보정과정에서 발생하는 시간적/물질적 재원 소모를 크게 줄일 수 있다.In addition, a 3-dimensional calibration technique is required to correct the FPN due to a change in the general PTS. However, when the present invention is applied, a 2-dimensional calibration technique can be used to solve the FPN. Time and material resources consumed during the calibration process can be greatly reduced.

또한, 마이크로 볼로미터에서 원적외선 신호에 의해 발생하는 0.001% 정도의 매우 작은 저항변화를 측정하기 위해서 판독회로의 SNR(Singnal to Noise Ratio)이 매우 커야 하며, 이를 위해서는 하나의 센서를 읽어 들이는 데 사용되는 검출 시간(tsense)을 길게 하는 것이 바람직하다. 그러나 영상 시스템에서 요구되는 프레임률(Frame rate)을 만족하기 위하여 검출 시간(tsense)에 대한 제약이 발생하게 된다. 예를 들면, VGA 해상도(640x480)에 30 fps를 만족하는 영상의 경우, 각 열 별로 병렬 판독을 한다 하여도 tsense =1/(30x480)=69μsec 이하로 제한 될 수 밖에 없기 때문에 SNR을 증가시키는데 제약이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명의 두 번째 목적은 이러한 제한된 검출시간으로부터 발생하는 SNR의 제약을 완화시키는 데 있다. 이하에서는 이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명을 상세히 설명한다. Also, in order to measure a very small change in resistance of about 0.001% generated by a far infrared ray signal in a microbolometer, the SNR (Singnal to Noise Ratio) of the readout circuit must be very large. For this purpose, It is preferable to lengthen the detection time t sense . However, the detection time (t sense ) is restricted in order to satisfy the frame rate required in the image system. For example, in the case of an image satisfying 30 fps at a VGA resolution (640 × 480), even if parallel reading is performed for each column, SNR is increased because it is limited to t sense = 1 / (30 × 480) = 69 μsec or less A constraint is generated. Therefore, a second object of the present invention is to alleviate the constraint of SNR resulting from this limited detection time. Hereinafter, the present invention will be described in detail in order to achieve these objects.

적외선 검출기의 FPN(fixed pattern noise)에 의한 신호 검출 회로(ROIC)의 불필요한 동적 범위를 줄이기 위해서, 불필요한 DC 신호를 제거하는 스키밍(skimming)이 기본적으로 수행된다. 이러한 기법은 도1을 참조하여 이하에서 설명된다. In order to reduce the unnecessary dynamic range of the signal detection circuit (ROIC) by the fixed pattern noise (FPN) of the infrared detector, skimming for eliminating the unnecessary DC signal is basically performed. This technique is described below with reference to FIG.

도1은 마이크로 볼로미터 기반 적외선 검출기의 신호 검출 회로(ROIC)의 기본 구성도이다. 마이크로 볼로미터 기반 적외선 검출기는 마이크로 볼로미터 셀(10), 기준 마이크로 볼로미터 셀(20) 및 적분기(30)를 포함하여 구성될 수 있다. 1 is a basic block diagram of a signal detection circuit (ROIC) of a microbolometer-based infrared detector. The microbolometer-based infrared detector may comprise a microbolometer cell 10, a reference microbolometer cell 20 and an integrator 30.

도1에 도시된 바와 같이 마이크로 볼로미터 셀(10)은 제1소스팔로워(11) 마이크로 볼로미터(12) 및 제1스위치(13)를 포함하여 구성될 수 있다. 마찬가지로 기준 마이크로 볼로미터 셀(20) 또한 제2소스팔로워(21)와 기준 마이크로 볼로미터(22)를 포함하여 구성될 수 있다. 기준 마이크로 볼로미터(22)는 원격의 온도 신호에 반응하지 않으며 기준 마이크로 볼로미터(22)에 흐르는 전류(Ir)는 원격 온도 신호와 무관한 고정된 값을 가질 수 있다. 또한, 기준 마이크로 볼로미터 셀(20)은 마이크로 볼로미터 어레이의 동일한 행 또는 열에 위치하는 셀들이 서로 공유할 수 있다. As shown in FIG. 1, the microbolometer cell 10 may include a first source follower 11, a microbolometer 12, and a first switch 13. Likewise, the reference microbolometer cell 20 may also comprise a second source follower 21 and a reference microbolometer 22. The reference microbolometer 22 does not react to the remote temperature signal and the current Ir flowing in the reference microbolometer 22 can have a fixed value independent of the remote temperature signal. In addition, the reference microbolometer cell 20 can share cells located in the same row or column of the microbolometer array.

도1에서 적분기(30)는 용량성 트랜스-임피던스 증폭기(CTIA:capacitive trans-impedance amplifier)일 수 있다. 이와 같은 적분기(30)를 통해, 적분기(30)에 입력되는 전류 신호가 전압 신호로 변환 및 증폭되어 Vout으로 출력될 수 있다. 적분기(30)에 입력되는 신호에 대해서는 아래에서 살펴본다. 캐패시터(31)는 적분기(30)의 입출력 사이, 즉 궤환 경로에 결합된다. 캐패시터(31)의 사이즈에 따라 적분기(30) 출력의 이득이 제어될 수 있다. 적분기(30)는 캐패시터(31) 상에 전하를 축적함으로써 전류-전압 변환을 수행한다. 적분기(30)는 리셋 스위치(미도시)를 더 포함하여 적분기(30)에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋(reset)하도록 제공될 수 있다. In FIG. 1, the integrator 30 may be a capacitive trans-impedance amplifier (CTIA). Through the integrator 30, the current signal input to the integrator 30 can be converted into a voltage signal, amplified, and output as Vout. The signal input to the integrator 30 will be described below. The capacitor 31 is coupled between the input and output of the integrator 30, that is, the feedback path. The gain of the output of the integrator 30 can be controlled according to the size of the capacitor 31. [ The integrator 30 performs the current-to-voltage conversion by accumulating the charge on the capacitor 31. The integrator 30 may be further provided with a reset switch (not shown) to reset the current to voltage conversion performed by the integrator 30.

비록, 도1에는 도시되지 않았지만, 적분기(30)에서 출력되는 신호는 증폭기, 다중화기 및/또는 ADC(analog to digital converter)에 전달되어 처리된 후 최종적으로 적외선 피사체의 이미지를 디스플레이할 수 있는 전기 신호가 출력될 수 있다. 이때, 적분기(30) 후단의 ADC를 포함한 회로들의 동적 범위(dynamic range)를 줄이기 위해서 적분기(30)에 불필요한 DC 신호가 제거되어 입력될 수 있다. Although not shown in FIG. 1, the signal output from the integrator 30 is transmitted to an amplifier, a multiplexer, and / or an analog-to-digital converter (ADC) A signal can be output. At this time, an unnecessary DC signal may be removed from the integrator 30 to reduce the dynamic range of the circuits including the ADC at the rear end of the integrator 30.

즉, 마이크로 볼로미터 셀(10)에 흐르는 전류(Ia)와, 기준 마이크로 볼로미터 셀(20)에 흐르는 전류(Ir)의 차이 신호(Ir-Ia)만이 적분기(30)로 입력될 수 있다. 바람직하게, 상기 차이 신호(Ir-Ia)는 마이크로 볼로미터 셀(10)에서 적외선 피사체에 의한 신호 변화량을 나타낼 수 있다. 따라서, 마이크로 볼로미터 셀(10)과 기준 마이크로 볼로미터 셀(20)은 전기적 특성 등이 동일하도록 설계될 수 있다. That is, only the difference signal Ir-Ia between the current Ia flowing in the microvolume cell 10 and the current Ir flowing in the reference microbolometer cell 20 can be input to the integrator 30. Preferably, the difference signal (Ir-Ia) may represent a signal variation amount due to an infrared object in the microbolometer cell (10). Therefore, the microbolometer cell 10 and the reference microbolometer cell 20 can be designed to have the same electrical characteristics and the like.

도1의 A 지점에서의 신호(Iout)은 아래와 같이 표현될 수 있다. The signal Iout at the point A in Fig. 1 can be expressed as follows.

Iout=Ia-Ir=Va/Ra-Vr/Rr 수학식(1) Iout = Ia-Ir = Va / Ra-Vr / Rr Equation (1)

여기서, Ra 및 Rr은 각각 마이크로 볼로미터(12)와 기준 마이크로 볼로미터(22)의 전기적 저항값이며, Va=Vfid-Vthn로서 마이크로 볼로미터(12)의 양단에 걸리는 전압이고, Vr=Vskim-Veb-Vthp로서 기준 마이크로 볼로미터(22)의 양단에 걸리는 전압이다. Here, Ra and Rr are the electrical resistance values of the microbolometer 12 and the reference microbolometer 22, respectively, and Va = Vfid-Vthn, which is the voltage across the microbolometer 12, and Vr = Vskim-Veb-Vthp And is a voltage across both ends of the reference microbolometer 22.

이때, Vfid는 마이크로 볼로미터 셀(10)의 소스팔로워(11)에 공통으로 인가되는 DC 전압이고, Vskim-Veb는 기준 마이크로 볼로미터 셀(20)의 소스팔로워(21)에 공통으로 인가되는 DC 전압이다. Here, Vfid is a DC voltage commonly applied to the source follower 11 of the microvolume cell 10, and Vskim-Veb is a DC voltage commonly applied to the source follower 21 of the reference microvolume cell 20 .

도1에서 제1소스팔로워(11)로 NMOS 트랜지스터 그리고 제2소스팔로워(21)로 PMOS 트랜지스터가 예시된다. Vthn은 NMOS 트랜지스터(11)의 게이트와 소스 사이에 걸리는 전압, 그리고 Vthp는 PMOS 트랜지스터(21)의 게이트와 소스 사이에 걸리는 전압을 나타낸다. In FIG. 1, a first source follower 11 is an NMOS transistor and a second source follower 21 is a PMOS transistor. Vthn denotes a voltage applied between the gate and the source of the NMOS transistor 11 and Vthp denotes a voltage between the gate and the source of the PMOS transistor 21. [

수학식(1)과 같이 직류 바이어스(DC Bias)를 제거함으로써 불필요하게 소모되는 동적 범위를 줄여 나가는 것을 스키밍(Skimming)이라 한다. 이외에도 마이크로 볼로미터와 기준 마이크로 볼로미터간의 부정합(Mismatch)으로 인한 교정(Calibration)이 필요하며, 이는 VFID, VEB 그리고 VSKIM을 조정함으로써 교정(Calibration)을 수행할 수 있다.Skimming refers to reducing the dynamic range that is unnecessarily consumed by removing the DC bias as shown in equation (1). In addition, calibration due to mismatch between microvolometer and reference microbolometer is required, which can be calibrated by adjusting V FID , V EB and V SKIM .

또한, 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 기판온도 변화에 다른 FPN을 줄이기 위하여, 통상적으로 열전냉각기(TEC: Thermo Electric Cooler)를 사용하여 기판의 온도를 일정한 값으로 고정시킬 수 있다. 하지만, 이러한 열전 냉각기는 적외선 검출기를 제조함에 있어 원가 상승 요인이면서 온도 조절을 위해 많은 전력을 소모하게 된다. Further, in order to reduce the FPN different from the temperature of the substrate including the microbolometer array, the temperature of the substrate can be fixed to a predetermined value by using a thermoelectric cooler (TEC). However, such a thermoelectric cooler consumes a lot of electric power for temperature control while increasing the cost in manufacturing the infrared detector.

따라서, 본원 발명에서는 이러한 열전냉각기를 사용함이 없이 온도의존성을 줄이고자 한다. 이러한 동작이 가능케 하기 위해서 수학식(1)로부터 아래와 같은 두 가지 조건이 만족되어야 함을 알 수 있다. Therefore, in the present invention, the temperature dependency is reduced without using the thermoelectric cooler. In order to enable such an operation, it can be seen from Equation (1) that the following two conditions must be satisfied.

<Va/Ra> = <Vr/Rr> 수학식(2)&Lt; Va / Ra > = < Vr / Rr &

<d(Va/Ra)/dT> = <d(Vr/Rr)/dT> 수학식(3)< d (Va / Ra) / dT > = &

여기서 기호 (<...>)는 적분기(30)의 적분 시간 동안, 즉, 마이크로 볼로미터 셀(10)의 감지 시간(tsense) 동안의 평균값을 나타낸다. d/dT는 온도에 대한 미분을 의미한다. Where the symbol (< ... >) represents the mean value during the integration time of the integrator 30, i.e. during the sensing time tsense of the microvolume cell 10. d / dT means the differential with respect to temperature.

감지 시간(tsense) 동안에 마이크로 볼로미터(12)의 온도는 아래의 식으로부터 구할 수 있다. The temperature of the microbolometer 12 during the sensing time tsense can be obtained from the following equation.

Figure 112013089636707-pat00001
수학식 (4)
Figure 112013089636707-pat00001
Equation (4)

여기서, Cth는 마이크로 볼로미터(12)의 열용량(heat capacitor)을 나타낸다. 수학식(4)로부터 아래의 식을 도출할 수 있다.Here, Cth represents the heat capacity of the microbolometer 12. From the equation (4), the following equation can be derived.

Figure 112013089636707-pat00002
수학식(5)
Figure 112013089636707-pat00002
Equation (5)

T-To는 감지 시간(tsense) 동안의 온도 변화 값이다. 이와 마찬가지로, 기준 마이크로 볼로미터(22)에 대해서, 아래의 식을 도출할 수 있다. T-To is the temperature change value during the sensing time (tsense). Similarly, for the reference microbolometer 22, the following equation can be derived.

Figure 112013089636707-pat00003
수학식(6)
Figure 112013089636707-pat00003
Equation (6)

여기서, Rth는 기준 마이크로 볼로미터(22)의 열저항(Thermal resistor)을 나타낸다. Here, Rth represents the thermal resistance of the reference microbolometer 22.

수학식(2) 및 수학식(3)이 항상 성립하기 위해서는 감지 시간(tsense) 동안에 마이크로 볼로미터(12)의 평균 온도 변화량과 기준 마이크로 볼로미터(22)의 평균 온도 변화량이 동일해야 한다. 이로부터 아래의 3가지 조건이 만족될 필요성이 있다. The average temperature change amount of the microbolometer 12 and the average temperature change amount of the reference microbolometer 22 must be the same during the sensing time tsense in order to always satisfy the expressions (2) and (3). From this, it is necessary to satisfy the following three conditions.

i) Va=Vri) Va = Vr

ii) Ra=Rrii) Ra = Rr

iii) Cth*Rth=tsense/2 iii) Cth * Rth = tsense / 2

여기서, 자체 가열 동안 Ra의 온도는 시간에 따라 선형적으로 증가하고 Rr의 온도는 정상 상태(steady state)에 있는 것으로 가정하였다. Here, it is assumed that the temperature of Ra during the self heating increases linearly with time and the temperature of Rr is in a steady state.

마이크로 볼로미터는 저항성 적외선 검출 소자로서 적외선 검출 과정 동안에 가해진 전기적인 에너지가 저항에서 소모되어 열 에너지로 변환되게 된다. 즉, 적외선 검출 과정 동안에 마이크로 볼로미터의 온도가 자체적으로 상승하는 현상이 발생하며 이를 자체 가열(self-heating)이라고 지칭한다. The microbolometer is a resistive infrared detector, and the electrical energy applied during the infrared detection process is consumed by the resistor and converted into thermal energy. That is, during the infrared detection process, the temperature of the microbolometer rises itself and is referred to as self-heating.

따라서, 마이크로 볼로미터는 적외선 검출 과정 이후 상승된 온도를 냉각시키기 위한 시간이 필요하므로 하드웨어의 효율성을 높이기 위해 여러 개의 마이크로 볼로미터 셀이 하나의 ROIC(Read-Out Integrated Circuit)를 공유할 수 있다. Therefore, since the microbolometer needs time to cool the elevated temperature after the infrared ray detection process, several microbolometer cells can share a read-out integrated circuit (ROIC) in order to increase the efficiency of the hardware.

전술한 바와 같이, 마이크로 볼로미터(12)와 기준 마이크로 볼로미터(22)의 제작시의 공정 변화(process variation), 온도 변화(temperature variation) 및 마이크로 볼로미터와 기준 마이크로 볼로미터 사이의 자기 발열 차이에 따른 오차가 커질수록, 적분기(30)에 입력되는 전류 신호에서 불필요한 오프셋 DC 신호가 충분히 제거되지 못한다. 이에 따라, 적분기(30)의 동적 범위가 감소하고 신호 증폭시 회로가 포화되는 문제점이 야기될 수 있다. 또한, 추후 ADC의 동적 영역이 커져야 하는 문제점이 야기된다. As described above, a process variation, a temperature variation, and an error due to a difference in self-heating between a micro-bore meter and a reference micro-bore meter at the time of manufacturing the micro-bore meter 12 and the reference micro- The unnecessary offset DC signal in the current signal input to the integrator 30 can not be sufficiently removed. As a result, the dynamic range of the integrator 30 may be reduced and the circuit may be saturated at the time of signal amplification. Further, there arises a problem that the dynamic range of the ADC must be increased later.

바람직하게는 감지 시간(tsense) 동안에 마이크로 볼로미터(12)의 자체 가열을 통한 평균 온도 변화량과 기준 마이크로 볼로미터(22)의 평균 온도 변화량을 서로 동일하게 매칭(matching)함으로써 적분기(30)에 입력되는 신호에서 불필요한 DC 신호를 효율적으로 제거할 수 있다. Preferably by matching the average temperature change amount through the self heating of the microbolometer 12 and the average temperature change amount of the reference microbolometer 22 during the detection time tsense equally to each other, It is possible to efficiently remove an unnecessary DC signal.

하지만, 종래의 기술에서와 같이 마이크로 볼로미터 어레이에 포함된 마이크로 볼로미터를 판독하는 경우에는 감지 시간(tsense) 동안에 마이크로 볼로미터(12)의 자체 가열을 통한 온도 변화량과 기준 마이크로 볼로미터(22)의 온도 변화량을 서로 동일하게 매칭(matching)하는데 어려움이 있다. However, in the case of reading the microbolometer included in the microbolometer array as in the conventional technique, the temperature change amount through the self-heating of the microbolometer 12 and the temperature change amount of the reference microbolometer 22 during the detection time tsense There is a difficulty in matching the same to each other.

도2는 종래의 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 적외선 검출기를 도시한다. 도2에서, 적외선 검출기는 N개의 열 및 M개의 행 (N X M, 여기서 N 및 M은 2 이상의 정수) 형태로 배열된 셀 어레이; 및 상기 N개의 열 각각에 대해서 적분기(30)를 포함할 수 있다. Figure 2 shows an infrared detector including a conventional microbolometer array. 2, the infrared detector comprises a cell array arranged in the form of N rows and M rows (N X M, where N and M are integers greater than or equal to 2); And an integrator 30 for each of the N columns.

종래의 적외선 검출기에는 하나의 열에 하나의 적분기(30)를 구비하고, 적분기(30)는 각 열에 포함된 모든 마이크로 볼로미터 셀(10)에 연결된다. 특정 시간 구간 동안에는 하나의 행에 있는 마이크로 볼로미터 셀(10)들만이 각각의 적분기(30)를 통해서 읽기, 즉 감지되어 적분된다. 예컨대, 제1시간 구간 동안에 제1행에 포함된 N개의 마이크로 볼로미터 셀(10)이 각각의 적분기(30)를 통해서 판독되고, 이어지는 제2시간 구간 동안에 제2행에 포함된 N개의 마이크로 볼로미터 셀(10)이 각각의 적분기(30)를 통해서 판독될 수 있다. 이는 마지막 M행까지 수행된 후, 다시 제1행부터 반복될 수 있다. 각 셀(10)에 포함된 스위치(13)는 자신의 감지 시간 동안에만 해당 적분기(30)에 신호를 보낼 수 있도록 닫히도록 구성된다. The conventional infrared detector has one integrator 30 in one column, and the integrator 30 is connected to all microbolometer cells 10 included in each column. During a particular time interval, only the microbolometer cells 10 in a row are read, i.e. sensed and integrated, via respective integrators 30. For example, during the first time interval, N microbolometer cells 10 included in the first row are read through respective integrators 30, and during the subsequent second time interval, N microbolometer cells 10 included in the second row (10) can be read through each integrator (30). This may be done up to the last M rows and then repeat from the first row. The switch 13 included in each cell 10 is configured to close so that it can send a signal to the integrator 30 only during its sensing time.

하지만, N X M 어레이가 640 X 480 어레이로서 비디오 그래픽에 이용될 수 있도록 하기 위해서는 1초당 30프레임(frame)이 요구된다. 따라서, 1초당 480개의 행에 대해서 반복적으로 30번 스캔(scan)될 필요성이 있다. 이 경우, 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 할당되는 스캔 시간은 대략 69μs 에 해당한다. However, 30 frames per second is required to allow N X M arrays to be used for video graphics as a 640 X 480 array. Therefore, there is a need to scan 30 times repeatedly for 480 rows per second. In this case, the scan time allocated to one microbolometer cell 10 is approximately 69 mu s.

이때, 통상의 마이크로 볼로미터(12)의 자체 가열 시간은 34μs가 되지만, 기준 마이크로 볼로미터(22)의 열 시상수(thermal time constant)는 이보다 매우 큰 것이 일반적이다. 예컨대, 기준 마이크로 볼로미터(22)의 열 시상수는 대략 50μs일 수 있다. 이 경우, 감지 시간(tsense) 동안에 마이크로 볼로미터(12)의 자체 가열을 통한 평균 온도 변화량과 기준 마이크로 볼로미터(22)의 온도 변화량에 차이가 발생한다. At this time, the self-heating time of the conventional microbolometer 12 is 34 μs, but the thermal time constant of the reference microbolometer 22 is generally much larger than this. For example, the thermal time constant of the reference microbolometer 22 may be approximately 50 μs. In this case, a difference occurs between the average temperature change amount through self-heating of the microbolometer 12 and the temperature change amount of the reference microbolometer 22 during the detection time tsense.

이때, 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)을 감지하는 감지시간을 길게 예컨대 100μs로 증가시킨다면 두 개의 온도 변화량을 매칭시킬 수 있다. 하지만, 도2에 도시된 바와 같은 판독 방식에 따르는 경우 VGA(Video Graphic Array)의 특성을 살리면서, 감지 시간(tsense)를 증가시키는 것은 불가능하다. 더욱이, 현재 HD(high definition) 영상에 대한 요구가 커지는 시점에서 더욱 그러하다. HD 영상을 위해서는 640 X 480 보다도 더 많은 수의 픽셀이 요구되고, 이는 1초당 스캔되어야 하는 마이크로 볼로미터 셀(10)의 개수가 증가함을 의미한다. 따라서, 감지 시간은 더욱 줄어들 수 밖에 없다. At this time, if the sensing time for sensing one microbolometer cell 10 is increased to a long time, for example, 100 microseconds, two temperature variations can be matched. However, according to the reading method as shown in FIG. 2, it is impossible to increase the sensing time tsense while making use of the characteristics of a VGA (Video Graphic Array). Moreover, this is more so when the demand for current high definition (HD) video becomes large. For HD imaging, more pixels than 640 X 480 are required, which means that the number of microbolometer cells 10 to be scanned per second increases. Therefore, the detection time can not be reduced any more.

따라서, 본 발명의 실시형태에서는 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 신호를 읽는 시간, 즉 감지 시간을 늘릴 수 있는 적외선 검출기를 제공하고자 한다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, an infrared detector capable of increasing the time for reading a signal from one microbolometer cell 10, that is, the detection time, is provided.

도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 볼로미터 어레이를 포함하는 적외선 검출기를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 검출기는 적외선을 감지하여 전류 신호를 출력하는 마이크로 볼로미터 셀이 N개의 열 및 M개의 행 (N X M, 여기서 N 및 M은 2 이상의 정수) 형태로 배열된 셀 어레이(N X M 어레이); 및 상기 N개의 열 각각에 대해서 적분기(30)를 포함하는, 적분회로(300)를 포함하며, 상기 M개의 행 중 두 개의 행에 포함된 상기 마이크로 볼로미터 셀들(10)로부터의 전류 신호가 해당 적분기(30)를 통해서 동시에 읽기될 수 있다. 3 illustrates an infrared detector including a microbolometer array according to an embodiment of the present invention. An infrared detector according to an embodiment of the present invention includes a micro array array in which a microbolometer cell for sensing an infrared ray and outputting a current signal is arranged in an array of N columns and M rows (NXM, where N and M are integers of 2 or more) NXM array); And an integrator (30) for each of the N columns, wherein a current signal from the microvolume cells (10) contained in two of the M rows is applied to a corresponding integrator (30).

비록, 도3에는 하나의 제n열에 2개의 적분기(30)가 연결되는 것이 도시되나, 이는 단지 예일뿐이며 하나의 열마다 m개의 적분기(30)가 포함될 수 있다. 여기서, m은 2 이상 및 M 이하의 정수일 수 있다. 이하에서는 이해를 위해 m은 2인 경우를 예를 들어 설명한다. Although it is shown that two integrators 30 are connected to one n-th row in Fig. 3, this is only an example, and m integrators 30 may be included in each column. Here, m may be an integer of 2 or more and M or less. Hereinafter, m will be described as an example for the sake of understanding.

도3 및 이하의 설명에서는, 하나의 열, 예컨대 제n열만을 기준으로 설명하고 있으나, 제n열의 특정 행의 마이크로 볼로미터 셀(10)이 읽기될 때는 해당 행의 N개의 열에 포함된 마이크로 볼로미터 셀(10)이 각각의 적분기(30)를 통해 모두 읽기되는 것을 나타낸다. 3 and the following description are based on only one column, for example, the n-th column. However, when the microbolometer cell 10 in a specific row of the n-th column is read, the microbolometer cell 10 included in the N- (10) is read through each of the integrators (30).

제1열의 전류 신호를 입력받아 적분하는 적분기(30)로는 제1적분기(33_1)와 제2적분기(33_2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1적분기(33_1)는 제1행, 제3행…에 포함된 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 입력받을 수 있고, 제2적분기(33_2)은 제2행, 제4행…에 포함된 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 입력받을 수 있다. The integrator 30 that receives and integrates the current signal of the first column may include a first integrator 33_1 and a second integrator 33_2. At this time, the first integrator 33_1 includes the first row, the third row, The second integrator 33_2 can receive the current signal from the microbolometer cell 10 included in the second row, the fourth row ... The current signal from the microbolometer cell 10 included in the microbolometer cell 10 can be input.

이때, 도3에서는 소정 시간 구간마다 하나의 행에 포함된 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 읽기하는 것도 가능하며, 소정 시간 구간마다 두 개의 행에 포함된 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 동시에 읽기하는 것도 가능하다. In this case, in FIG. 3, it is also possible to read the current signal from the microbolometer cell 10 included in one row for each predetermined time interval, and to read the current signal from the microbolometer cell 10 included in two rows It is also possible to simultaneously read the current signal.

예컨대, 소정 시간 구간마다 하나의 행에 포함된 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 읽기하는 것으로 설정되는 경우, 도2에서와 마찬가지로, 제1시간 구간 동안에 제1행에 포함된 셀(10)로부터의 전류 신호를 제1적분기(33_1)를 통해 읽기하고, 이어지는 제2시간 구간 동안에 제2행에 포함된 셀(10)로부터의 전류 신호를 제2적분기(33_2)를 통해서 읽을 수 있다. 이는 제3행 내지 제 M행까지 수행된 후, 제1행부터 반복 실시될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며, 제1적분기(33_1) 또는 제2적분기(33_2) 중 어느 하나에서 제1열의 모든 셀(10)로부터의 전류 신호를 읽기하는 것도 가능하다. 이는, 제1적분기(33_1) 및 제2적분기(33_2)는 제1열의 모든 셀(10)에 각각 연결되도록 구성하고, 설정에 따라 제1적분기(33_1) 또는 제2적분기(33_2)로 신호의 전달을 모두 차단함으로써 실현될 수 있다. 이때, 각 셀(10)에는 제1스위치(13) 이외에 이로부터 분기되어 제1적분기(33_1)로 신호 연결을 관장하는 제3스위치(미도시) 및 제2적분기(33_2)로 신호 연결을 관장하는 제4스위치(미도시)를 더 포함하도록 구성함으로써 달성될 수 있다. 즉, 제4스위치는 모두 열린(open) 상태로 하고 제3스위치는 모두 닫힌(close) 상태로 작동할 수 있다. 또는 이와 반대로 작동할 수 있다. For example, when it is set to read the current signal from the microbolometer cell 10 included in one row for each predetermined time interval, as in the case of FIG. 2, in the first time period, Can be read through the first integrator 33_1 and the current signal from the cell 10 included in the second row can be read through the second integrator 33_2 during the subsequent second time period. This can be repeated from the first row after the third to Mth rows are performed. However, this is merely an example, and it is also possible to read the current signal from all the cells 10 in the first column in either the first integrator 33_1 or the second integrator 33_2. The first integrator 33_1 and the second integrator 33_2 are connected to all the cells 10 in the first column and are connected to the first integrator 33_1 or the second integrator 33_2 in accordance with the setting. Can be realized by blocking all transmission. At this time, in each cell 10, a signal is connected to a third switch (not shown) and a second integrator 33_2 branching from the first switch 13 and controlling signal connection to the first integrator 33_1, A fourth switch (not shown), which is connected to the first switch (not shown). That is, the fourth switch may be all open and the third switch may be all closed. Or vice versa.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 소정 시간 구간마다 두 개의 행에 포함된 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 동시에 읽기하는 것도 가능하다. 예컨대, 제1시간 구간 동안에 제1적분기(33_1)는 제1행의 셀(10)로부터의 전류 신호를 읽기하고 제2적분기(33_2)는 제2행의 셀(10)로부터의 전류 신호를 읽기할 수 있다. 이어지는 제2시간 구간 동안에 제1적분기(33_1)는 제3행의 셀(10)로부터의 전류 신호를 읽기하고 제2적분기(33_2)는 제4행의 셀(10)로부터의 전류 신호를 읽기할 수 있다. 이러한 과정은 두 개의 셀씩 M번째 셀까지 수행되며, 이후 제1행부터 반복 수행될 수 있다. 이때, 제1적분기(33_1)와 제2적분기(33_2)의 연결은 역시 모든 행에 있는 셀(10)에 대해서 상기 제3스위치(미도시) 및 제4스위치(미도시)의 개폐를 통해 연결 및 연결되지 않음이 결정될 수도 있다. 또한, 제1적분기(33_1)와 제2적분기(33_2)가 연결되는 행 및/또는 동시에 읽기되는 셀의 선택은 실시예마다 달라질 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is also possible to simultaneously read the current signal from the microbolometer cell 10 included in two rows for each predetermined time interval. For example, during a first time interval, the first integrator 33_1 reads the current signal from the cell 10 of the first row and the second integrator 33_2 reads the current signal from the cell 10 of the second row can do. During the following second time interval, the first integrator 33_1 reads the current signal from the cell 10 in the third row and the second integrator 33_2 reads the current signal from the cell 10 in the fourth row . This process is performed up to the Mth cell by two cells, and can be repeated from the first row. At this time, the connection of the first integrator 33_1 and the second integrator 33_2 is also connected to the cell 10 in all the rows through the opening and closing of the third switch (not shown) and the fourth switch (not shown) And no connection may be determined. In addition, the selection of the row in which the first integrator 33_1 and the second integrator 33_2 are connected and / or the cell to be simultaneously read may vary from embodiment to embodiment.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 동시에 2개 이상의 행에 포함된 셀(10)로부터의 전류 신호의 읽기가 가능하지만, 하나의 열에 포함된 셀(10)을 읽기하는 적분기를 복수개 포함함으로써 동시에 읽기되는 마이크로 볼로미터 셀(10)에 인가되는 구동 신호를 서로 구분시킬 필요가 없고, 서로 다른 구동 신호를 인가함으로써 발생되는 신호대잡음비(SNR)의 저하가 방지될 수 있다. 3, in the embodiment of the present invention, it is possible to read the current signal from the cell 10 included in two or more rows at the same time, but the integrator that reads the cell 10 included in one column It is not necessary to distinguish the drive signals applied to the microbolometer cell 10 to be read at the same time by including a plurality of the drive signals, and the decrease of the SNR caused by applying different drive signals can be prevented.

예컨대, 도3에는 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 검출기는 해당 열(n열)에 포함된 적분기(33_1, 33_2) 마다 기준 신호를 출력하는 기준 마이크로 볼로미터 셀(20_1, 20_2)를 각각 포함할 수 있다. 예컨대, 각 적분기(33_1, 33_2) 마다 하나의 기준 마이크로 볼로미터 셀(20)을 갖도록 N개의 열 및 m개의 행 형태로 배열된 기준 셀 어레이를 더 포함할 수 있다. 도1에서 설명한 바와 마찬가지로, 각각의 적분기(30)에는, 해당 열에 포함되는 마이크로 볼로미터 셀(10)에서 출력되는 전류 신호와 상기 마이크로 볼로미터 셀(10)과 동일한 열에 위치하는 대응 기준 마이크로 볼로미터 셀(20)에서 출력되는 상기 기준 신호의 차동 신호가 입력될 수 있다. 이는 단지 실시예일 뿐이며 임의의 기준 마이크로 볼로미터 셀(10) 어레이가 이용될 수 있다. For example, as shown in FIG. 3, the infrared detector according to the embodiment of the present invention includes reference microbolometer cells 20_1 and 20_2 for outputting reference signals for the integrators 33_1 and 33_2 included in the column (n column) Respectively. For example, each of the integrators 33_1 and 33_2 may include a reference cell array arranged in N rows and m rows so as to have one reference microbolometer cell 20. 1, a current signal output from the microbolometer cell 10 included in the column and a corresponding reference microbolometer cell 20 positioned in the same column as the microbolometer cell 10 are connected to the respective integrators 30, The differential signal of the reference signal output from the differential amplifier 20 may be input. This is merely an example and any reference microbolometer cell 10 array can be used.

도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 검출기의 블록도이다. 본 발명의 실시예에 따른 적외선 검출기는 N X M 어레이(200)와 적분회로(300)뿐 아니라 제어기(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 4 is a block diagram of an infrared detector according to an embodiment of the present invention. The infrared detector according to the embodiment of the present invention may further include the controller 600 as well as the N X M array 200 and the integrating circuit 300.

본 발명의 실시예에 따른 제어기(600)는 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)을 감지하는 시간, 즉, 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 적분기(30)를 통해 적분하는 적분 시간을 설정하여 이를 나타내는 제어신호를 적분회로(300)에 전달할 수 있다. The controller 600 according to the embodiment of the present invention calculates the integration time for integrating the current signal from one microbolometer cell 10 through the integrator 30 at the time of sensing one microbolometer cell 10, And can transmit a control signal indicating the control signal to the integrating circuit 300.

이러한 제어신호에 따라 적분회로(300)는 열마다 최대 m개의 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호를 m개의 적분기(30)에서 동시에 입력받을 수 있도록 구성될 수 있다. 각 열마다 m개의 적분기(30)를 포함하는 경우라도, 동시에 읽기하는 마이크로 볼로미터 셀(10)은 m개뿐 아니라 m개보다 적은 개수로 설정될 수 있다. In accordance with the control signal, the integrating circuit 300 can be configured to simultaneously receive the current signals from the m total number of microbolometer cells 10 for every column in the m integrators 30. [ Even if m integrators 30 are included in each column, the number of microbolometer cells 10 to be read at the same time can be set to m, but less than m.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 제어기(600)에서 생성되는 제어 신호를 도시한다. 각 열마다 m개의 적분기(30)를 포함할 때, 제어기(600)에서는 최대 m개의 제어신호가 생성될 수 있다. FIG. 5 shows control signals generated in the controller 600 according to an embodiment of the present invention. When each row includes m integrators 30, a maximum of m control signals can be generated in the controller 600. [

도5에서는, 두 개의 행에 위치한 마이크로 볼로미터 셀(10)이 동시에 판독될 때의 타이밍 플롯(timing plot)이다. 최상단에는 제어기의 클럭(clock)이 도시된다. 제1제어신호 및 제2제어신호는 각각 제1적분기(33_1)와 제2적분기(33_2)로 전달되고, 또한 제1제어신호와 제2제어신호는 각 행의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 전달될 수 있다. 이때, 마이크로 볼로미터 셀(10)이 적분기(30)를 통해 적분되는 감지 시간(tsense)은 제어기(600)의 기본 클럭(tclk)의 양의 정수배(k1, k2) 만큼의 시간 폭을 가지게 된다. 예컨대, 제1적분기(33_1)를 통한 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 제1감지 신호(tsense1)는 k1 X tclk의 값을 가지고, 제2적분기(33_2)를 통한 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 제2감지 신호(tsense2)는 k2 X tclk의 값을 가질 수 있다. 여기서, k1 및 k2는 양의 정수이다. 단, k3이상의 감지신호가 존재할 경우 2개의 감지신호를 제외한 나머지의 경우는 0이 될 수 있다.In Figure 5, it is a timing plot when the microbolometer cells 10 located in two rows are read simultaneously. At the top, the clock of the controller is shown. The first control signal and the second control signal are respectively transmitted to the first integrator 33_1 and the second integrator 33_2 and the first control signal and the second control signal are transmitted to the microbolometer cell 10 of each row . The sensing time tsense during which the microbolometer cell 10 is integrated through the integrator 30 has a time width equal to a positive integral multiple k1 and k2 of the basic clock tclk of the controller 600. [ For example, the first sense signal tsense1 for the microvolume cell 10 through the first integrator 33_1 has a value of k1 X tclk and the second sense signal tsense1 for the microbolometer cell 10 through the second integrator 33_2 The second sensing signal tsense2 may have a value of k2 X tclk. Here, k1 and k2 are positive integers. However, when there is a detection signal of k3 or more, the remaining two signals may be zero.

비록 도5에서는 k1=k2인 경우를 도시하고 있지만, 각 감지 신호에 대한 k값은 모두 다르게 설정될 수 있다. 따라서, tsense1과 tsense2의 신호 폭이 다르게 설정될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 동일한 적분기를 통해서 검출되는 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 감지 신호의 폭도 서로 다르게 설정될 수 있다. 예컨대, 제1적분기(33_1)를 통해 검출되는 제1행 및 제2행에 위치한 마이크로 볼로미터 셀(10)들에 대한 감지 신호의 폭이 서로 다르게 설정될 수 있다. Although k1 = k2 is shown in Fig. 5, k values for each sensing signal may be set differently. Therefore, the signal widths of tsense1 and tsense2 can be set differently. Also, according to the embodiment, the width of the detection signal for the microbolometer cell 10 detected through the same integrator can be set differently. For example, the widths of the sensing signals for the microbolometer cells 10 positioned in the first row and the second row detected through the first integrator 33_1 may be set to be different from each other.

제어기(600)는 동시에 구동되어야 하는 행의 개수 및 행의 위치를 구동회로(100)에 전달하여 마이크로 볼로미터 셀(10)이 이에 따라 구동될 수 있도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 검출기는 다중화기(400) 및 ADC(500)를 더 포함할 수 있다. ADC(500)는 적분회로(300)에 포함된 적분기(30)로부터 출력 전압(vout)을 수신하여 처리하는 다중화기(400)로부터 아날로그 전압 신호를 입력받아 디지털 전압 신호로 변환한다. ADC(500)는 아날로그-디지털 변환을 가능하게 하는 임의의 조합의 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. The controller 600 may transmit the number of rows and rows to be driven simultaneously to the driving circuit 100 so that the microbolometer cell 10 can be driven accordingly. The infrared detector according to an embodiment of the present invention may further include a multiplexer 400 and an ADC 500. The ADC 500 receives the analog voltage signal from the multiplexer 400 that receives and processes the output voltage vout from the integrator 30 included in the integrating circuit 300 and converts the analog voltage signal into a digital voltage signal. The ADC 500 may include any combination of hardware and / or software that enables analog-to-digital conversion.

이때, 소정의 시간 구간 동안에 하나의 행에 대해서만 읽기되는 경우의 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 감지 시간 또는 적분 시간이 t라고 할 때, 동시에 두 개의 행에 대해서 읽기되도록 설정되는 경우의 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 감지 시간은 2t가 될 수 있다. 마찬가지로, 동시에 m개의 행에 대해서 읽기되도록 설정되는 경우의 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 감지 시간은 mt로 표현될 수 있다. 따라서, 각 열마다 m개의 적분기가 결합될 때 최대 m배까지 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)의 감지시간을 늘릴 수 있다. At this time, when the detection time or integration time for one microbolometer cell 10 in the case where only one row is read during a predetermined time interval is t, it is set to be read for two rows at the same time The detection time for the microvolume cell 10 of FIG. Similarly, the detection time for one microbolometer cell 10 when set to be read for m rows at the same time can be expressed in mt. Therefore, the detection time of one microbolometer cell 10 can be increased up to a maximum of m times when m integrators are combined for each column.

이와 같이 본 발명의 실시형태에 따르면 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)이 읽기 되는 시간, 즉 감지 시간 또는 적분 시간이 제어기(600)를 통해 설정될 수 있다. 이때, 감지 시간은 필요에 따라 선형적으로 제어될 수 있다. 예컨대, 동시에 m개의 행에 있는 셀(10)들이 동시에 읽기되는 경우라도 감지 시간은 반드시 mt로 설정될 필요는 없으며, mt 이하의 임의의 시간 간격을 갖도록 설정될 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the time at which one microbolometer cell 10 is read, that is, the sensing time or the integration time, can be set through the controller 600. [ At this time, the sensing time can be linearly controlled as needed. For example, even if the cells 10 in the m rows are simultaneously read, the detection time does not necessarily have to be set to mt, but can be set to have any time interval of mt or less.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 이미 칩(chip) 레벨에서 하나의 열에 결합되는 적분기(m)를 m개까지 설치하고 추후 제어기(600)의 설정에 따라 한번에 이용될 적분기의 개수가 가변 할 수 있도록 설계할 수 있다. 이후 제어기(600)를 통해 필요한 감지시간에 따라 하나의 열에 이용되어야 할 적분기의 개수가 최대 m까지 가변되어 설정될 수 있고, 이를 통해 적분회로(300)의 동작이 제어될 수 있다. 한번에 동시에 구동될 수 있는 행의 개수가 제어기(600)를 통해 설정될 수 있으며, 이에 따라 적분회로(300) 및/또는 N X M 어레이(200)는 작동할 적분기(30)의 개수 및/또는 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터 각 적분기(30)로의 연결 여부(예컨대, 제3스위치 및 제4스위치 등의 개폐)를 조정하도록 구성될 수 있다. 3, according to an embodiment of the present invention, up to m integrators m already connected to one column at a chip level may be provided and may be used at a time according to the setting of the controller 600 The number of integrators can be designed to be variable. Thereafter, the number of integrators to be used for one column may be set to a maximum m according to the required sensing time through the controller 600, thereby controlling the operation of the integrating circuit 300. The number of rows that can be driven simultaneously at a time can be set via the controller 600 so that the integration circuit 300 and / or the NXM array 200 can be controlled by the number of integrators 30 and / (For example, opening and closing of the third switch and the fourth switch, etc.) from the cell 10 to the respective integrator 30.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 감지 시간 및 적분 시간이 제어기(600)를 통해 프로그램가능하다. 즉, 제어기(600)를 통해 감지 시간 및 적분 시간이 디지털적으로 조절될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensing time and integration time for one microbolometer cell 10 is programmable via the controller 600. [ That is, the sensing time and the integration time can be digitally adjusted through the controller 600. [

본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 바와 같이 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 적분 시간을 조절함으로써, 마이크로 볼로미터 셀(10)에서의 자체 가열에 의한 온도 변화량과 기준 마이크로 볼로미터 셀(20)에서의 온도 변화량을 일치시킴으로써, 자체 가열에 따른 오프셋을 줄일 수 있다. According to the embodiment of the present invention, by adjusting the integration time for one microbolometer cell 10 as described above, the temperature variation due to self-heating in the microbolometer cell 10 and the temperature variation due to the reference microbolometer cell 20, The offset due to self-heating can be reduced.

이와 더불어, 하나의 마이크로 볼로미터 셀(10)에 대한 적분 시간을 길게 함으로써 열저항에 따른 잡음, 즉 열잡음(thermal noise)을 줄일 수 있다. 일반적으로 열잡음은 시간에 따라 랜덤하게 바뀌므로 충분히 긴 시간 동안 적분하는 경우 상쇄될 수 있다. 보다 구체적으로, 마이크로 볼로미터 셀(10)로부터의 전류 신호에 포함되는 열잡음은 적분기(30)에서 해당 전류 신호를 적분하는 적분 시간(tsense)의 제곱근에 반비례한다. 따라서, 이러한 적분 시간(tsense)를 길게함으로써 적분기(30)에서 적분된 신호에서 신호대잡음비(SNR)를 향상시킬 수 있다. In addition, by increasing the integration time for one microbolometer cell 10, it is possible to reduce noise due to thermal resistance, that is, thermal noise. In general, thermal noise is randomly changed over time, so it can be canceled if integration is performed for a sufficiently long period of time. More specifically, the thermal noise contained in the current signal from the microbolometer cell 10 is inversely proportional to the square root of the integration time tsense that integrates the current signal in the integrator 30. [ Therefore, by increasing the integration time tsense, the signal-to-noise ratio (SNR) can be improved in the integrator 30 integrated signal.

다만, 적분 시간이 길어질수록 적분기(30)의 이득(gain)이 상승하여 증폭시에 포화(saturation)되는 문제점이 야기될 수 있다. 이러한 경우라고 하더라도, 적분기(30)에 결합된 캐패시터(31)의 캐패시턴스를 변화시킴으로써 적분기(30)의 이득을 추가로 조절할 수 있다. 즉, 캐패시터(31)의 캐패시턴스가 작을수록 적분기(30)의 이득이 커지고 캐패시턴스가 클수록 적분기(30)의 이득은 작을 수 있다. However, the longer the integration time, the more the gain of the integrator 30 increases and saturates at the time of amplification. In this case, the gain of the integrator 30 can be further adjusted by changing the capacitance of the capacitor 31 coupled to the integrator 30. [ That is, the smaller the capacitance of the capacitor 31, the larger the gain of the integrator 30, and the larger the capacitance, the smaller the gain of the integrator 30 is.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 제어기(600)는 마이크로 볼로미터 셀(10)과 해당 기준 마이크로 볼로미터 셀(20) 사이의 온도 변화에 따른 오프셋의 크기, 공정 변화에 따른 FPN, 기판 온도 변화에 따른 FPN, 마이크로 볼로미터 셀(10)에서 발생하는 열잡음, 및 적분기(30)의 이득 중 적어도 어느 하나를 고려하여 상기 적분 시간(tsense)를 설정할 수 있다. Accordingly, the controller 600 according to the embodiment of the present invention can control the magnitude of the offset according to the temperature change between the microvolume cell 10 and the reference microbolometer cell 20, the FPN according to the process change, The integration time tsense can be set in consideration of at least one of the FPN, the thermal noise generated in the microvolume cell 10, and the gain of the integrator 30.

또한, 상기 제어기(600)는 상기 N개의 열에 포함된 N X m 개의 적분기 마다 각각의 이득을 설정할 수 있다. 예컨대, N x m개의 적분기마다 서로 다른 이득이 설정될 수도 있다. In addition, the controller 600 may set gains for each of the N x m integrators included in the N columns. For example, different gains may be set for every N x m integrators.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

10: 마이크로 볼로미터 셀
20: 기준 마이크로 볼로미터 셀
30: 적분기
10: Microbolometer cell
20: Reference microbolometer cell
30: integrator

Claims (6)

적외선을 감지하여 전류 신호를 출력하는 마이크로 볼로미터 셀이 N개의 열 및 M개의 행 (N X M, 여기서 N 및 M은 2 이상의 정수) 형태로 배열된 셀 어레이; 및
상기 전류 신호를 입력받아 적분하는 적분기를 포함하는, 적분회로를 포함하며,
상기 N개의 열 중 하나의 열에 포함된 적어도 2개의 마이크로 볼로미터 셀로부터 상기 전류 신호가 동시에 읽기될 수 있고,
상기 동시에 읽기되는 상기 전류 신호는 서로 다른 적분기를 통해서 읽기되는,
적외선 검출기.
A cell array in which a microbolometer cell for sensing an infrared ray and outputting a current signal is arranged in N rows and M rows (NXM, where N and M are integers equal to or larger than 2); And
And an integrator for receiving and integrating the current signal,
The current signal can be simultaneously read from at least two microbolometer cells included in one of the N columns,
Wherein the current signals read simultaneously are read through different integrators,
Infrared detector.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 볼로미터 셀로부터의 상기 전류 신호를 해당 적분기에서 입력받아 적분하는 적분 시간을 설정하여 이를 나타내는 제어신호를 상기 적분회로에 전달하는 제어기를 더 포함하며,
상기 적분회로는 상기 N개의 열 각각에 대해서 m개 (m은 2 이상 및 M 이하의 정수)의 적분기를 포함하고,
상기 적분회로는 상기 제어신호에 따라 상기 열마다 최대 m개의 마이크로 볼로미터 셀로부터의 상기 전류 신호를 상기 m개의 적분기에서 동시에 입력받을 수 있도록 구성되는,
적외선 검출기.
The method according to claim 1,
Further comprising a controller for setting an integration time for integrating and receiving the current signal from the microbolometer cell in the integrator and for transmitting a control signal indicative thereof to the integration circuit,
Wherein the integrating circuit includes m integrators (m is an integer of 2 or more and M or less) for each of the N columns,
Wherein the integrating circuit is configured to be able to simultaneously receive the current signals from at most m number of microbolometer cells for each column in the m integrators in accordance with the control signal,
Infrared detector.
제2항에 있어서,
상기 적분기는 CTIA(capacitive trans-impedance amplifier)이며,
상기 제어기는 상기 N개의 열에 포함된 N X m개의 상기 적분기 마다 각각의 이득을 설정할 수 있는,
적외선 검출기.
3. The method of claim 2,
The integrator is a capacitive trans-impedance amplifier (CTIA)
Wherein the controller is operable to set a gain for each of the N x m integrators included in the N columns,
Infrared detector.
제2항 또는 제3항에 있어서,
기준 신호를 출력하는 기준 마이크로 볼로미터 셀이 N개의 열 및 m개의 행 형태로 배열된 기준 셀 어레이를 더 포함하며,
상기 N개의 열 중 하나의 열에 포함되는 m개의 행에 위치하는 상기 기준 마이크로 볼로미터 셀은 상기 하나의 열과 동일한 열에 포함되는 상기 m개의 적분기에 각각 대응하고,
상기 적분기에는, 해당 열에 포함되는 상기 마이크로 볼로미터 셀에서 출력되는 상기 전류 신호와 상기 마이크로 볼로미터 셀과 동일한 열에 위치하는 대응하는 상기 기준 마이크로 볼로미터 셀에서 출력되는 상기 기준 신호의 차동 신호가 입력되는,
적외선 검출기.
The method according to claim 2 or 3,
Further comprising a reference cell array in which reference microbolometer cells outputting a reference signal are arranged in N rows and m rows,
Wherein the reference microbolometer cell located in m rows included in one of the N columns corresponds to the m integrators included in the same column as the one column,
Wherein the integrator is supplied with the differential signal of the reference signal output from the corresponding reference microbolometer cell located in the same column as the microbolometer cell and the current signal output from the microbolometer cell included in the column,
Infrared detector.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 적분 시간은:
상기 마이크로 볼로미터 셀과 해당 기준 마이크로 볼로미터 셀 사이의 온도 변화에 따른 오프셋 크기, 공정 변화에 따른 FPN, 기판온도 변화에 따른 FPN, 상기 마이크로 볼로미터 셀에서 발생하는 열잡음, 및 상기 적분기의 이득 중 적어도 하나를 고려하여 설정되는,
적외선 검출기.
The method according to claim 2 or 3,
The integration time is:
At least one of an offset size according to a temperature change between the microbolometer cell and the reference microbolometer cell, an FPN according to a process change, an FPN according to a substrate temperature change, a thermal noise generated in the microbolometer cell, &Lt; / RTI &gt;
Infrared detector.
제4항에 있어서,
상기 마이크로 볼로미터 셀에 포함된 마이크로 볼로미터의 저항은 상기 마이크로 볼로미터 셀과 동일한 열에 위치하는 대응하는 상기 기준 마이크로 볼로미터 셀에 포함된 기준 마이크로 볼로미터의 저항과 같고,
상기 마이크로 볼로미터의 양단에 인가되는 전압이 상기 기준 마이크로 볼로미터의 양단에 인가되는 전압과 같도록 동작하는,
적외선 검출기.
5. The method of claim 4,
The resistance of the microbolometer included in the microbolometer cell is equal to the resistance of the reference microbolometer included in the corresponding reference microbolometer cell located in the same column as the microbolometer cell,
And a voltage applied to both ends of the microbolometer is equal to a voltage applied to both ends of the reference microbolometer.
Infrared detector.
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