WO2007135850A1 - 赤外線アレイセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】画像処理を行うことなく検知対象物の位置の特定や動線追尾が可能であり低コストの赤外線アレイセンサを提供する。 【解決手段】赤外線の入射に応じて電気特性が変化する熱型赤外線検知器１０２を有する画素１０１を２次元マトリックス状に配列し、各行の熱型赤外線検知器１０２がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外部に出力として取り出し得るように構成した行出力取出手段１０３と、各列の熱型赤外線検知器１０２がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外部に出力として取り出し得るように構成した列出力取出手段１０４と、を備える赤外線アレイセンサ１００。

Description

赤外線アレイセンサ

技術分野

[0001] 本発明は、検知対象物 (発熱体）により放射される赤外線を検知する熱型赤外線検 知器を基板上に複数画素、 2次元に配列した赤外線アレイセンサに関するものであ る。

背景技術

[0002] 周知のように、可視光を検知するものとしては、スポット状の光の位置を検知可能な PSD (Position Sensitive Detector,可視光位置センサ）のほかに、光を電荷に変換 するフォトダイオードが画素ごとにアレイ状に配列された CMOS (Complementary Me tal-oxide Semiconductor)アレイセンサ等が開発されている。このような CMOSアレイ センサは、各画素で発生した電荷を電気信号として取り出すことにより、高輝度点の 位置特定や追尾を複雑な画像処理を行うことなく実現することも可能である。

[0003] 一方、赤外線を検知する赤外線アレイセンサ、特に熱型赤外線検知器を基板上に 2次元に配列した赤外線アレイセンサの分野では、発熱体である検知対象物の位置 特定や追尾を複雑な画像処理を行うことなく実現する技術は提案されて!ヽな ヽ。また 、単画素赤外線センサでは 2次元情報を取得することができな 、。

[0004] 従来の赤外線アレイセンサとしては、行選択用及び列選択用のシフトレジスタを有 し、これらシフトレジスタによって電子的に走査することにより、画素ごとに電気信号を 外部に読み出す構成のもの（例えば、特許文献 1参照。）等が知られている。

特許文献 1：特許第 3484354号公報 (段落〔0033〕、図 3等）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しかし、上記のような赤外線アレイセンサでは、赤外線を放射する検知対象物の位 置特定や追尾を行うためには、赤外線アレイセンサの全ての画素ごとに走査回路で 行及び列を選択して電気信号を順次読み出し、画像処理用の LSI (Large Scale Inte gration,大規模集積回路)等を用いて高度な信号処理を行う必要がある。そのため、 走査回路や LSI等の電子部品が必要となる上、取得した画像から発熱点を検知する 画像処理プログラムを開発する必要がある。こうしたシステムは、高解像度の画像を 得ることが必要な軍事分野等には適しているが、複雑かつ大規模なシステムとなり、 高コストとなる。そのため、単画素赤外線センサでは不可能な 2次元情報を取得する 必要があり、それほど高い性能は必要としないが低コストが要求される分野には適し 、という問題があった。

[0006] 本発明は、以上のような事情や問題点に鑑みてなされたものであり、画像処理を行 うことなく 2次元情報を取得することができ、低コストの赤外線アレイセンサを提供する ことを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 上記目的を達成するために、請求項 1に記載の赤外線アレイセンサは、赤外線の 入射に応じて電気特性が変化する熱型赤外線検知器を有する画素を 2次元マトリツ タス状に配列した赤外線アレイセンサであって、各行の前記熱型赤外線検知器がそ れぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外部に出力として取り 出し得るように構成した行出力取出手段と、各列の前記熱型赤外線検知器がそれぞ れ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外部に出力として取り出し 得るように構成した列出力取出手段と、を備えたことを特徴としている。

[0008] 請求項 2に記載の赤外線アレイセンサは、赤外線の入射により生じる温度変化に応 じて電気特性が変化する第 1及び第 2の温度センサを備えた熱型赤外線検知器を有 する画素を 2次元マトリックス状に配列した赤外線アレイセンサであって、各行ごとに 前記第 1の温度センサをそれぞれ電気的に直列に接続した行方向直列回路と、各 列ごとに前記第 2の温度センサをそれぞれ電気的に直列に接続した列方向直列回 路と、を備えたことを特徴としている。

[0009] 請求項 3に記載の赤外線アレイセンサは、赤外線の入射により生じる温度変化に応 じて電気特性が変化する温度センサを 1つ備えた熱型赤外線検知器を有する画素を 2次元マトリックス状に配列した赤外線アレイセンサであって、各行ごとに前記温度セ ンサをそれぞれ電気的に直列に接続する行方向直列回路と、各列ごとに前記温度 センサをそれぞれ電気的に直列に接続する列方向直列回路と、各前記行方向直列 回路を電気的に接続し異なる列間の前記温度センサの電気的な接続を全て切断す る状態と、前記各行方向直列回路を電気的に接続し列間の前記温度センサの電気 的な接続を全て切断する状態とを切り替える切替手段と、を設けたことを特徴として いる。

[0010] 請求項 4に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 3の赤外線アレイセンサであって 、行方向及び列方向にそれぞれ隣接する前記画素の前記温度センサの間にそれぞ れスイッチングトランジスタを電気的に直列に接続し、前記切替手段が、 2つの制御 信号によって前記スイッチングトランジスタを ONZOFFすることにより前記状態を切 り替ることを特徴としている。

[0011] 請求項 5に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜4のいずれかの赤外線アレイ センサであって、前記各温度センサは、赤外線の入射により生じる温度変化に応じて 電気特性が同等に変化することを特徴としている。

[0012] 請求項 6に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜5のいずれかの赤外線アレイ センサであって、前記温度センサは、前記各画素ごとに熱的に独立する検知部位に おける温度変化に応じて電気特性が変化することを特徴としている。

[0013] 請求項 7に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜6のいずれかの赤外線アレイ センサであって、前記温度センサを、ヒートシンクとなる基板上に脚部を介して支持さ れた検知器構造体上に設けたことを特徴として 、る。

[0014] 請求項 8に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜7のいずれかの赤外線アレイ センサであって、各前記行方向直列回路の一端及び Z又は各前記列方向直列回路 の一端を全て短絡させ、短絡された一端を電源又は接地レベルに接続したことを特 徴としている。

[0015] 請求項 9に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜8のいずれかの赤外線アレイ センサであって、各行又は各列の少なくとも一方に、各前記行方向直列回路及び各 前記列方向直列回路から取り出した信号を入力信号として該入力信号に応じて定ま る電流を流す定電流源をそれぞれ有し、各前記定電流源の第 1の端子を一定電位 にそれぞれ接続し、隣接する前記定電流源の第 2の端子をそれぞれ抵抗を介して接 続し、両最外行及び両最両外列の各前記定電流源の第 2の端子をそれぞれ抵抗を 介して電圧源に接続したことを特徴として!/、る。

[0016] 請求項 10に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 9の赤外線アレイセンサであつ て、少なくとも各行又は各列の隣接する前記定電流源の第 2の端子間に接続される 各抵抗の抵抗値が全て同等であることを特徴として!/、る。

[0017] 請求項 11に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 9又は 10の赤外線アレイセンサ であって、少なくとも各行又は各列の各前記定電流源の入力信号に対して流す電流 の変換特性が全て同等であることを特徴として 、る。

[0018] 請求項 12に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 9〜： L 1のいずれかの赤外線ァ レイセンサであって、両最外行又は両最外列の前記定電流源の第 2の端子に抵抗を 介して接続した電圧源の電源電圧が同等であることを特徴として ヽる。

[0019] 請求項 13に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 9〜 12のいずれかの赤外線ァ レイセンサであって、前記両最外行又は前記両最外列の少なくとも一方の各前記定 電流源に接続された抵抗に定電圧を供給する電圧源を備えた電流—電圧変換アン プをそれぞれ接続し、各前記電流—電圧変換アンプの出力端子を差動アンプとカロ 算アンプとにそれぞれ接続し、前記差動アンプと加算アンプの出力を当該センサの 出力とすることを特徴として 、る。

[0020] 請求項 14に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 9〜 13の赤外線アレイセンサで あって、行又は列の少なくとも一方について、行及び列の和信号を制御入力信号と して、上記和信号によって決まる電流を流すことのできる第 1の定電流源が抵抗列に 接続された節に、第 1の端子が接続され、電流量を制御することができる入力を持つ た第 2の定電流源を有し、前記定電流源の第 2の端子を一定電位に接続し、前記定 電流源の電流量を制御するためのデータを供給するための補正データ供給回路を 有することを特徴としている。

[0021] 請求項 15に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜8のいずれかの赤外線ァレ ィセンサであって、第 1の状態において各前記列方向直列回路力 取り出される出 力と第 2の状態において各前記列方向直列回路から取り出される出力との差が最大 となる行を検知するピーク行検知回路、及び Z又は、第 1の状態において各前記列 方向直列回路から取り出される出力と、第 2の状態において各前記列方向直列回路 力 取り出される出力との差が最大となる列を検知するピーク列検知回路を備えたこ とを特徴としている。

[0022] 請求項 16に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜8のいずれかの赤外線ァレ ィセンサであって、第 1の状態において各前記行方向直列回路力 取り出される出 力と、第 2の状態において各前記行方向直列回路力 取り出される出力との差を関 数にフィッティングし、そのフィッティングされた関数の値が最大となる行位置を検知 するピーク行位置検知回路、及び Z又は、第 1の状態において各前記列方向直列 回路から取り出される出力と、第 2の状態において各前記列方向直列回路力 取り 出される出力との差を関数にフィッティングし、そのフィッティングされた関数の値が最 大となる列位置を検知するピーク列位置検知回路を備えたことを特徴としている。

[0023] 請求項 17に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜8のいずれかの赤外線ァレ ィセンサであって、第 1の状態において各前記行方向直列回路力 取り出される出 力と、第 2の状態において各前記行方向直列回路力 取り出される出力との差を全 ての行について加算する行加算回路、及び Z又は、第 1の状態において各前記列 方向直列回路から取り出される出力と、第 2の状態において各前記列方向直列回路 力 取り出される出力との差を全ての列について加算する列加算回路を備えたことを 特徴としている。

[0024] 請求項 18に記載の赤外線アレイセンサは、請求項 2〜 17のいずれかの赤外線ァ レイセンサであって、前記各温度センサを、サーモノィル型温度センサ、抵抗ボロメ ータ型温度センサ、又はダイオード型温度センサの 、ずれかで構成したことを特徴と している。

発明の効果

[0025] 請求項 1に記載の赤外線アレイセンサによれば、各行の熱型赤外線検知器がそれ ぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外部に出力として取り出 し得るように構成した行出力取出手段を備え、各画素の熱型赤外線検知器は赤外線 の入射に応じて電気特性が変化する。そのため、赤外線の入射に変化が生じた画素 が存在する場合、当該画素を含む行の行出力取出手段から取り出される電気信号 に変化が生じ、赤外線の入射に変化が生じた画素を含む行を特定することが可能と なる。また、同様に、列出力取出手段を備えるため、赤外線の入射に変化が生じた 画素を含む列を特定することが可能となる。よって、赤外線の入射に変化が生じたか 否かを検知することが可能となる。さらに、赤外線の入射に変化を生じさせた物体が 視野内で 1つでありセンサ上に結像されたときに 1画素程度やそれ以下の大きさにな る場合には、赤外線の入射に変化を生じた画素が特定できるため、当該物体の位置 を一意的に特定することが可能となる。さらに、赤外線の入射に変化を生じさせた物 体がセンサ上に結像されたときに 1画素程度を越える大きさになる場合には、当該物 体の広がりや数を、場合によっては位置を特定することが可能となる。そこで、画像処 理を行うことなく 2次元情報を取得することが可能な赤外線アレイセンサを低コストで 提供することができる。

請求項 2に記載の赤外線アレイセンサによれば、各行の第 1の温度センサをそれぞ れ電気的に直列に接続した行方向直列回路を備え、各画素の第 1の温度センサは 赤外線の入射により生じる温度変化に応じて電気特性が変化する。そのため、温度 変化が生じた画素が存在する場合、当該画素を含む行の行方向直列回路力 取り 出される電気信号に変化が生じ、赤外線の入射に変化が生じた画素を含む行を特 定することが可能となる。また、同様に、列方向直列回路を備えるため、赤外線の入 射に変化が生じた画素を含む列を特定することが可能となる。よって、赤外線の入射 に変化が生じた力否かを検知することが可能となる。さらに、赤外線の入射に変化を 生じさせた発熱体が視野内で 1つでありセンサ上に結像されたときに 1画素程度やそ れ以下の大きさになる場合には、赤外線の入射に変化を生じた画素が特定できるた め、当該発熱体の位置を一意的に特定することが可能となる。さらに、赤外線の入射 に変化を生じさせた発熱体がセンサ上に結像されたときに 1画素程度を越える大きさ になる場合には、当該発熱体の広がりや数を、場合によっては位置を特定することが 可能となる。そこで、画像処理を行うことなぐ 2次元情報を取得することが可能な赤 外線アレイセンサを低コストで提供することができる。さらに、行方向直列回路及び列 方向直列回路の各温度センサを常に電気的に接続した状態とすることができ、温度 センサ間の接続を切り替え可能な切替手段等を設けて制御する必要がないので、制 御手段を簡素化することが可能となる。 [0027] 請求項 3に記載の赤外線アレイセンサによれば、各行の温度センサをそれぞれ電 気的に直列に接続した行方向直列回路を備え、各画素の温度センサは赤外線の入 射により生じる温度変化に応じて電気特性が変化する。そのため、温度変化が生じ た画素が存在する場合、当該画素を含む行の行方向直列回路から取り出される電 気信号に変化が生じ、赤外線の入射に変化が生じた画素を含む行を特定することが 可能となる。また、同様に、列方向直列回路を備えるため、赤外線の入射に変化が 生じた画素を含む列を特定することが可能となる。よって、赤外線の入射に変化が生 じた力否かを検知することが可能となる。さらに、赤外線の入射に変化を生じさせた 発熱体が視野内で 1つでありセンサ上に結像されたときに 1画素程度やそれ以下の 大きさになる場合には、赤外線の入射に変化を生じた画素が特定できるため、当該 発熱体の位置を一意的に特定することが可能となる。さらに、赤外線の入射に変化を 生じさせた発熱体がセンサ上に結像されたときに 1画素程度を越える大きさになる場 合には、当該発熱体の広がりや数を、場合によっては位置を特定することが可能とな る。そこで、画像処理を行うことなぐ 2次元情報を取得することが可能な赤外線アレイ センサを低コストで提供することができる。さらに、切替手段を備えるので、各画素に 1 つの温度センサのみを設けた構成が可能となるため、使用する温度センサの個数や 配線を簡素化することができるとともに、熱コンダクタンスを小さくして高感度化を実現 することが可能となる。

[0028] 請求項 4に記載の赤外線アレイセンサによれば、隣接する画素の温度センサの間 にそれぞれスィッチングトランジスタを電気的に直列に接続し、切替手段が、 2つの制 御信号によってスイッチングトランジスタを ONZOFFすることにより接続状態を切り 替る。そのため、接続状態を切り替る構成を簡易に実現することができる。

[0029] 請求項 5に記載の赤外線アレイセンサによれば、各温度センサが赤外線の入射に より生じる温度変化に応じて電気特性が同等に変化する。そのため、行方向直列回 路ゃ列方向直列回路から取り出した電気信号を処理する手段を簡易に構成すること が可能となるとともに、温度センサの感度ばらつきによる検知精度の低下を防止する ことができる。なお、各温度センサが温度変化に応じて電気特性が同等に変化すると は、任意の温度変化に対応する電気特性の変化が等しい、又は温度センサの検知 精度を考慮した場合に等しいとみなせる程度にばらつきが小さいことを意味する。

[0030] 請求項 6に記載の赤外線アレイセンサによれば、温度センサが各画素ごとに熱的 に独立する検知部位における温度変化に応じて電気特性が変化する。即ち、各画 素ごとに熱的に独立する検知部位における温度変化を温度センサが検知する。その ため、各画素の検知部位においては画素間の熱移動がないので、隣接する画素の 温度変化に影響されずに各画素に固有の温度変化を温度センサが検知することが できる。よって、当該赤外線アレイセンサの検知精度を向上させることが可能となる。 なお、検知部位が熱的に独立するとは、検知部位間に高い熱抵抗が存在し、検知部 位間における熱伝導が非常に少なぐ当該赤外線アレイセンサの検知時間間隔を考 慮した場合に検知部位間における温度変化の伝達が無視できることを意味する。

[0031] 請求項 7に記載の赤外線アレイセンサによれば、各画素ごとに熱的に独立する検 知部位における温度変化を温度センサが検知することが可能となる構成を簡易に実 現することができ、当該赤外線アレイセンサの検知精度を向上させることが可能とな る。

[0032] 請求項 8に記載の赤外線アレイセンサによれば、各行方向直列回路や各列方向直 列回路からの出力を当該赤外線アレイセンサ力 取り出すための配線を減らすことが できる。

[0033] 請求項 9に記載の赤外線アレイセンサによれば、例えば、行に関して当該請求項 9 に記載の構成を有する赤外線アレイセンサの場合、抵抗を介して電圧源に接続され た両最外行の各定電流源の第 2の端子を出力端子とすることにより、行に関する出力 端子を 2つとすることができる。そして、これらの出力端子力もの出力に基き、最大出 カ行及び全行方向直列回路から取り出される電気信号の和を求めることが可能とな る。そのため、簡易な電流型アナログ回路を構成することにより、行に関する出力端 子を行の数又はその 2倍から 2つに減らすことが可能となる。列に関しても同様である

[0034] 請求項 10から 12に記載の赤外線アレイセンサによれば、前記出力端子からの出 力に基き最大出力行等を求める手段を簡易に構成することが可能となるとともに、そ の検知精度の低下を防止することができる。なお、請求項 10から 12における同等と は、完全に等しいのみに限られず、当該赤外線アレイセンサの検知精度を考慮した 場合に前記出力端子力もの出力が等しいとみなせる程度にばらつきが小さいことを 意味する。

[0035] 請求項 13に記載の赤外線アレイセンサによれば、電流型アナログ回路の出力を電 圧に変換し、差と和を求める回路を設けたので、発熱体の位置検知と発熱体の面積 計測を赤外線アレイセンサの出力から直接求めることができる。

[0036] 請求項 14に記載の赤外線アレイセンサによれば、電流型アナログ信号処理回路に 補正機能を付加したので、感度バラツキを持った赤外線アレイセンサの感度バラツキ に起因した検知能力の低下を防止でき、また、任意の基準背景からの変化を検知す る機能を特定の画像メモリを用いることなく実現することができる。

[0037] 請求項 15に記載の赤外線アレイセンサによれば、ピーク行検知回路やピーク列検 知回路を備えるため、温度ピークとなる発熱点の位置を画素単位で特定することがで き、検知対象物の追尾が容易になる。

[0038] 請求項 16に記載の赤外線アレイセンサによれば、ピーク行位置検知回路やピーク 列位置検知回路を備えるため、温度ピークとなる発熱点の位置を画素間のピッチ未 満の長さの精度で出力が最大となる点を求めることができ、発熱点の位置特定の精 度を向上させることができる。

[0039] 請求項 17に記載の赤外線アレイセンサによれば、行加算回路や列加算回路を備 えるため、検知対象物の面積を所定程度以下に特定することが容易に可能となる。

[0040] 請求項 18に記載の赤外線アレイセンサによれば、各温度センサを、冷却不要で常 温動作が可能なサーモパイル型温度センサ、抵抗ポロメータ型温度センサ、又はダ ィオード型温度センサの 、ずれかで構成したので、非冷却式の赤外線アレイセンサ とすることができると共に、赤外線アレイセンサの簡素化、小型化、及び低消費電力 化を実現することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0041] 以下、本発明に係る赤外線アレイセンサ 100について、図面に基づいて説明する。

赤外線アレイセンサ 100は、図 1に概念的に示すように、熱型赤外線検知器 101を 有する画素 102が 2次元マトリックス状に配列されており、行出力取出手段 103と列 出力取出手段 104とを備えている。なお、画素 102の行数及び列数は、図 1のような 3行 X 3列に限定されるものではなぐ 2行又は 4行以上、 2列又は 4列以上であって もよい。また、画素 102の行数と列数とは同数である必要もない。また、行や列ごとに 画素の数が異なっていてもよい。また、行と列は直交している必要もない。

[0042] 熱型赤外線検知器 101は、赤外線の入射により生じる熱変化に応じて電気特性が 変化することにより、赤外線を検知する。行出力取出手段 103は、各行の熱型赤外 線検知器 101がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外 部に出力として取り出し得るように構成されている。列出力取出手段 104は、各列の 熱型赤外線検知器がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号 を外部に出力として取り出し得るように構成されて 、る。

[0043] 以下、本発明の第 1の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 1について、図面に基づ いて説明する。赤外線アレイセンサ 1は、図 2に示すように、第 1及び第 2の温度セン サ 2, 3を備えた熱型赤外線検知器 4を有する画素 5が 2次元マトリックス状に配列さ れており、各行ごとに第 1の温度センサ 2をそれぞれ電気的に直列に接続した行方向 直列回路 6と、各列ごとに第 2の温度センサ 3をそれぞれ電気的に直列に接続した列 方向直列回路 7と、を備えている。

[0044] 第 1及び第 2の温度センサ 2, 3は、赤外線の入射により生じる温度変化に応じて電 気特性が変化するセンサである。温度センサ 2, 3は、その形式として、抵抗ボロメ一 タ型、サーモノィル型、ダイオード型等が挙げられる力 直列に電気的に接続するこ とにより、各温度センサ 2, 3の出力の和が得られる種類のものであればよい。このよう な温度センサ 2, 3を用いた赤外線アレイセンサ 1が検知可能な赤外線の波長帯は、 特に限定されるものではないが、室温付近の物体について十分な放射がありかつ大 気の透過率が高い 3〜5ミクロンメートル帯及び Z又は 8〜 14ミクロンメートル帯が好 適である。また、第 1の温度センサ 2と第 2の温度センサ 3とは、同じ形式のものであつ てもよいし、異なる形式のものであってもよい。

[0045] 第 1の温度センサ 2は各行ごとに電気的に直列に接続されており、直列に接続され た例えば 3つの第 1の温度センサ 2により、行方向直列回路 6が行ごとに形成されて いる。各行方向直列回路 6は、その両端 (一端及び他端) 6a, 6bから、各行の第 1の 温度センサ 2がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外 部に取り出し得るように構成されており、前記行出力取出手段 103となっている。各 行方向直列回路 6の両端 6a、 6bからそれぞれ取り出される出力は、各行方向直列回 路 6に含まれる各第 1の温度センサ 2の出力の和となっている。

[0046] 第 2の温度センサ 3は各列ごとに電気的に直列に接続されており、直列に接続され た例えば 3つの第 2の温度センサ 3により、列方向直列回路 7が行ごとに形成されて いる。各列方向直列回路 7は、その両端 (一端及び他端) 7a, 7bから、各列の第 2の 温度センサ 3がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応じた電気信号を外 部に取り出し得るように構成されており、前記列出力取出手段 104となっている。各 列方向直列回路 7の両端 7a、 7bからそれぞれ取り出される出力は、各行方向直列回 路 7に含まれる各第 2の温度センサ 3の出力の和となっている。

[0047] 次に、赤外線アレイセンサ 1の動作について、図 2及び図 3に基づいて説明する。

なお、これらの図における「0」及び「1」は各行方向直列回路 6の両端 6a, 6bや各列 方向直列回路 7の両端 7a, 7bから取り出される出力のレベル (信号レベル)を概念的 に表したものであり、「0」は各行や各列に含まれるどの画素 5の検知範囲 (視野）内に も検知対象物 (発熱体) Tがない、即ち、撮像している対象領域に検知対象がない場 合を示し、「1」は各行や各列に含まれるいずれかの画素 5の検知範囲内に所定温度 の検知対象物 Tがある、即ち、撮像している対象領域に検知対象がある場合を示し ている。ここで、各行や各列に含まれるどの画素 5の検知範囲内にも検知対象物丁が ない状態でも、全ての画素 5に対して均一に赤外線が放射されている必要はない。ま た、温度センサ 2, 3の特性のバラツキにより、各行や各列に含まれるどの画素 5の検 知範囲内にも検知対象物 Tがない状態における各行方向直列回路 6や各列方向直 列回路 7から取り出される出力のレベルが異なって 、てもよ 、。これら出力のレベル が時間的に変化しない場合、その定常状態を基準とし、基準との出力のレベルの差 を計測すれば、検知対象物 Tを検知することができる。従って、「0」で表される場合の 出力の絶対値は、各行や各列で異なって 、てもよ 、。

[0048] 例えば、第 2行 ·第 1列の位置にある画素 5が検知対象物 Tを検知した場合、即ち、 画素 5にある第 1及び第 2の温度センサ 2, 3が温度変化を検知した場合、第 2行の列 方向直列回路 6の両端 6a, 6bから取り出される出力のレベル、及び第 1列の列方向 直列回路 7の両端 7a, 7bから取り出される出力のレベルが変化する。この場合、検 知対象物 Tを検知した画素 5の位置は、出力のレベルが変化した行'列である第 2行 •第 1列と特定される。

[0049] 例えば、第 1及び第 2の温度センサ 2, 3がサーモパイル型温度センサである場合、 各画素 5の温度センサ 2, 3は、画素 5が受光した赤外線のエネルギーに対応した起 電力を発生する。各行方向直列回路 6から取り出される出力のレベルは、各行に含 まれる各第 1の温度センサ 2が発生する起電力を加算したものになる。各列方向直列 回路 7から取り出される出力のレベルは、各列に含まれる各第 2の温度センサ 3が発 生する起電力を加算したものになる。各行の起電力の加算値は、各行方向直列回路 6の両端 6a, 6bの電圧を計測することにより得ることができる。各列の起電力の加算 値は、各列方向直列回路 7の両端 7a, 7bの電圧を計測することにより得ることができ る。

[0050] 一方、第 1及び第 2の温度センサ 2, 3が抵抗ポロメータ型温度センサである場合、 各画素 5の温度センサ 2, 3は、画素 5が受光した赤外線のエネルギーに対応した電 気抵抗値を示す。各行方向直列回路 6の電気抵抗値は、各行に含まれる各第 1の温 度センサ 2が示す電気抵抗値を加算したものになる。各列方向直列回路 7の電気抵 抗値は、各行に含まれる各第 2の温度センサ 3が示す電気抵抗値を加算したものに なる。各行方向直列回路 6の電気抵抗値や各列方向直列回路 7の電気抵抗値はそ れぞれ、各直列回路 6, 7の一端 6a, 7aに電源を接続し、直列回路 6, 7の他端 6b, 7bを負荷抵抗又は定電流源を介して接地した状態で、直列回路 6, 7の他端 6b, 7b の電圧を計測することにより得ることができる。

[0051] 一方、温度センサ 2, 3が、順方向に定電流ノ ィァスしたダイオードを用いたダイォ ード型温度センサである場合、各画素 5の温度センサ 2, 3は、画素 5が受光した赤外 線のエネルギーに対応した順方向電圧 (ダイオード両端の電圧降下)を示す。各行 方向直列回路 6の全体の順方向電圧 (直列に接続した全てのダイオード両端の電圧 降下）は、各行に含まれる各第 1の温度センサ 2の順方向電圧 (ダイオード両端の電 圧降下)を加算したものになる。各列方向直列回路 7の全体の順方向電圧 (直列に 接続した全てのダイオード両端の電圧降下）は、各列に含まれる各第 2の温度センサ 3の順方向電圧 (ダイオード両端の電圧降下)を加算したものになる。各行方向直列 回路 6の全体の順方向電圧や各列方向直列回路 7の全体の順方向電圧はそれぞれ 、直列回路 6, 7の一端 6a, 7aに電源を接続し、直列回路 6, 7の他端 6b, 7bを定電 流源を介して接地した状態で、直列回路 6, 7の他端 6b, 6bの電圧を計測することに より得ることができる。なお、上記のようなダイオード型の温度センサ 2, 3を構成する ダイオードの数は 1つである必要はなぐ複数のダイオードで 1つの温度センサ 2, 3 をそれぞれ構成してもよい。複数のダイオードで構成された温度センサ 2, 3を使用す れば、大きな出力を得ることができ、高感度化が可能である。

このように、赤外線アレイセンサ 1によれば、各行の第 1の温度センサ 2をそれぞれ 電気的に直列に接続した行方向直列回路 6を備え、各画素の第 1の温度センサ 2は 赤外線の入射により生じる温度変化に応じて電気特性が変化する。そのため、温度 変化が生じた画素 5が存在する場合、当該画素 5を含む行の行方向直列回路 6から 取り出される電気信号に変化が生じ、赤外線の入射に変化が生じた画素 5を含む行 を特定することが可能となる。また、同様に、列方向直列回路 7を備えるため、赤外線 の入射に変化が生じた画素 5を含む列を特定することが可能となる。よって、赤外線 の入射に変化が生じた力否かを検知することが可能となる。さらに、赤外線の入射に 変化を生じさせた発熱体が視野内で 1つでありセンサ上に結像されたときに 1画素程 度やそれ以下の大きさになる場合には、赤外線の入射に変化を生じた画素 5が特定 できるため、赤外線の入射に変化が生じた画素 5を一意的に特定することが可能とな る。さらに、赤外線の入射に変化を生じさせた発熱体がセンサ上に結像されたときに 1画素程度を越える大きさになる場合には、赤外線の入射に変化が生じた画素 5の 広がりや数を、場合によっては位置を特定することが可能となる。そこで、画像処理を 行うことなぐ検知対象物 Tの位置特定や動線追尾をある程度行うことが低コストで実 現することが可能となる。さらに、各温度センサ 2, 3を、冷却不要で常温動作が可能 なサーモパイル型温度センサ、抵抗ポロメータ型温度センサ、又はダイオード型温度 センサのいずれかで構成すれば、非冷却式の赤外線アレイセンサ 1とすることができ ると共に、赤外線アレイセンサ 1の簡素化、小型化、及び低消費電力化を実現するこ とができるという利点がある。

[0053] なお、各第 1及び第 2の温度センサ 2, 3が赤外線の入射により生じる温度変化に応 じて電気特性が同等に変化すれば、行方向直列回路 6や列方向直列回路 7から取り 出した電気信号を処理する手段を簡易に構成することが可能となるとともに、温度セ ンサ 2, 3の感度ばらつきによる赤外線アレイセンサ 1の検知精度の低下を防止するこ とができ、好ましい。

[0054] 赤外線アレイセンサ 1の各画素 5はそれぞれ力 例えば、図 4に示すように、主な構 成要素として、単結晶シリコン基板等で構成された基板 8、及びこの基板 8上に配列 された熱型赤外線検知器 4を備えている。全ての画素 5の基板 8が 1枚の単結晶シリ コン基板等力も構成されているものであっても、 1又は複数の画素 5のみが共通して 1 枚の単結晶シリコン基板等力も構成されて 、るものであってもよ!/、。

[0055] 熱型赤外線検知器 4は、ヒートシンクとなる基板 8上に例えば 4つの脚部 4Aを介し て支持された検知器構造体 4B上に、 2つの端子 2a, 2bを有する第 1の温度センサ 2 及び 2つの端子 3a, 3bを有する第 2の温度センサ 3を設けたものである。

[0056] 検知器構造体 4Bは、例えば下地板 4Cとその上に積層された赤外線吸収層 4Dと で構成されており、高い熱抵抗を有するように、基板 8の上面 8Aに形成された凹部 8 C内の略中央に左右 2つずつの脚部 4Aを介して上面 8Aが基板 8の上面 8Aと面一 となるように架設されている。このような赤外線吸収層 4Dは、検知器構造体 4Bの上 部の代わりに又は検知器構造体 4Bの上部と共に、温度センサ 2, 3上にそれぞれ設 けてもよい。いずれにしても、赤外線吸収層 4Dは、温度センサ 2, 3に接触するように 適宜の位置に設けておけばよい。なお、ここでいう熱抵抗とは、検知器構造体 4Bか ら基板 8への熱伝導のしにくさを表す物理量をいう。また、脚部 4Aの数は 4つに限定 されるものではなぐ少なくとも 1つの脚部 4Aで検知器構造体 4Bが支持されていれ ばよい。更に、基板 8の上面 8Aに凹部 8Cを設けない場合、検知器構造体 4Bは、少 なくとも 1つの脚部 4Aを介して基板 8の上空に支持されて 、ればよ 、。

[0057] なお、温度センサ 2, 3が各画素 5ごとに熱的に独立する検知部位における温度変 化に応じて電気特性が変化する、即ち、各画素 5ごとに熱的に独立する検知部位に おける温度変化を温度センサ 2, 3が検知するのであれば、画素 5の構成は図 4に示 された構成に限定されるものではない。例えば、検知器構造体 4Bが、高い熱抵抗を 有する支持体によって基板 8の上方に支持されるものであってもよい。

[0058] ここで、図示しないが、第 1の状態において各列方向直列回路 6から取り出される出 力と第 2の状態において各列方向直列回路 6から取り出される出力との差が最大とな る行を検知するピーク行検知回路、及び Z又は、第 1の状態において各列方向直列 回路 7から取り出される出力と、第 2の状態において各列方向直列回路 7から取り出 される出力との差が最大となる列を検知するピーク列検知回路を、赤外線アレイセン サ 1が備えることが好ましい。例えば、ピーク行検知回路が、検知対象物 Tを検知して いない場合に各行方向直列回路 6の両端 6a, 6bから取り出される出力と、検知対象 物 Tを検知した場合に各行方向直列回路 6の両端 6a, 6bから取り出される出力との 差が最大となる行を検知し、ピーク列検知回路が、検知対象物 Tを検知していない場 合に各列方向直列回路 7の両端 7a, 7bから取り出される出力と、検知対象物 Tを検 知した場合に各列の直列回路 22の両端 22a、 22bから取り出される出力との差が最 大となる列を検知する。これにより、温度ピークとなる発熱点の位置を画素 5単位で特 定することができ、検知対象物 Tの追尾が容易になる。なお、ピーク行検知回路ゃピ 一ク列検知回路は、赤外線アレイセンサ 1を含むチップ内に設けてもよいし、チップ 外に設けてもよい。

[0059] また、図示しないが、第 1の状態において各行方向直列回路 6から取り出される出 力と、第 2の状態において各行方向直列回路 6から取り出される出力との差を関数に フィッティングし、そのフィッティングされた関数の値が最大となる行位置を検知するピ 一タ行位置検知回路、及び Z又は、第 1の状態において各列方向直列回路 7から取 り出される出力と、第 2の状態において各列方向直列回路 7から取り出される出力と の差を関数にフィッティングし、そのフィッティングされた関数の値が最大となる列位 置を検知するピーク列位置検知回路を、赤外線アレイセンサ 1が備えることが好まし い。例えば、ピーク行位置検知回路が、検知対象物 Tを検知していない場合に各行 方向直列回路 6の両端 6a, 6bから取り出される出力と、検知対象物 Tを検知した場 合に各行方向直列回路 6の両端 6a, 6bから取り出される出力との差を関数にフイツ ティングし、そのフィッティングされた関数の値が最大となる行位置を検知し、ピーク 列位置検知回路は、検知対象物 Tを検知していない場合に各列方向直列回路 7の 両端 7a, 7bから取り出される出力と、検知対象物 Tを検知した場合に各列方向直列 回路 7の両端 7a, 7bから取り出される出力との差を関数にフィッティングし、そのフィ ッティングされた関数の値が最大となる列位置を検知する。これにより、温度ピークと なる発熱点の位置を画素間のピッチ未満の長さの精度で出力が最大となる点 (例え ば、 1. 9行 · 1. 1列）を求めることができ、発熱点の位置特定の精度を向上させること 力 Sできる。関数としては、一般的な分布関数である正規分布関数等が挙げられる。な お、ピーク行位置検知回路やピーク列位置検知回路は、赤外線アレイセンサ 1を含 むチップ内に設けてもょ 、し、チップ外に設けてもょ 、。

[0060] 更に、図示しないが、各行方向直列回路 6の両端 6a, 6bから取り出される出力を増 幅するアンプを行ごとに設け、各列方向直列回路 7の両端 7a, 7bから取り出される出 力を増幅するアンプを列ごとに設けておけば、より大きな電気信号を出力することが できる。上記のようなアンプを搭載する場合、赤外線アレイセンサ 1の製造に必要な 工程に、アンプ作製に必要なトランジスタ作製工程をカ卩えればよい。但し、アンプは 必須のものではないので、アンプを設けないで製造工程を減らすことにより更なる低 コストィ匕を図ってもよい。なお、アンプは、赤外線アレイセンサ 1を含むチップ内に設 けてもよいし、チップ外に設けてもよい。

[0061] また、図示しないが、各行方向直列回路 6からの出力や各列方向直列回路 7からの 出力を、積分回路を通して出力するように構成しておけば、信号周波数帯域を減少 させて SZN(SN比）を向上させることができる。なお、積分回路は、赤外線アレイセ ンサ 1を含むチップ内に設けてもょ 、し、チップ外に設けてもょ 、。

[0062] 更に、図示しないが、各行方向直列回路 6からの出力や各列方向直列回路 7から の出力を、コンパレータを通して出力するように構成しておけば、各行方向直列回路 6からの出力や各列方向直列回路 7からの出力が設定レベルを超えた場合にのみ検 知対象物 Tの位置検知を行うように構成することができる。なお、コンパレータは、赤 外線アレイセンサ 1を含むチップ内に設けてもよいし、チップ外に設けてもよい。

[0063] 更に、各画素 5の温度センサ 2, 3の電気特性や断熱特性の差による感度のバラッ キによって適正な電気信号を得ることができないという不具合が生じる場合がある。そ のため、各行方向直列回路 6からの出力を補正する補正回路（図示せず)を行ごとに 設け、各列方向直列回路 7からの出力を補正する補正回路（図示せず)を列ごとに設 けておけば、より適正な電気信号を出力して上記のような不具合が生じるのを防止す ることができる。なお、補正回路は、赤外線アレイセンサ 1を含むチップ内に設けても よいし、チップ外に設けてもよい。

[0064] また、温度センサ 2, 3力 サーモパイル型温度センサのように基板 8と画素 5内の検 知器構造体 4B部分との温度差を利用するものでな ヽ場合は、基板 8の温度の変化 により出力が変動するという不具合が生じる場合があるが、断熱構造を有しない画素 5からなる行と列、又は赤外線を吸収しない画素 5からなる行と列を設け、これらを基 準に各行と各列の出力を読み出すこと等により基板 8の温度の変動による出力変動 を補正する変動補正回路（図示せず)を設けておけば、上記のような不具合が生じる のを防止することができる。なお、変動補正回路は、赤外線アレイセンサ 1をチップ内 に設けてもよいし、チップ外に設けてもよい。

[0065] 更に、各行方向直列回路 6からの出力や各列方向直列回路 7からの出力を全て並 列で読み出すように構成しておけば、画素 5ごとの信号を順次読み出す従来の方式 よりも高速な読み出しを実現できるので、信号処理の高速ィ匕を図ることができる。また 、並列で信号出力をするように構成しておけば、高速動作も実現することができる。

[0066] 一方、並列読み出しを行わず、各行からの出力や各列からの出力をマルチプレック スして読み出す方式を採用した場合でも、 N X N個の画素 5があれば、従来方式で は N X N個の信号を読み出す必要があるのに対し、本発明の方式では 2N個の信号 を読み出すだけでよいので、従来方式と同じクロック周波数を用いた場合では、高速 読み出しが可能である。また、従来方式と同じフレームレートで動作させた場合では 、出力の信号帯域を狭くできるので、低雑音化が可能である。

[0067] 加えて、赤外線アレイセンサ 1を、従来の人体検知用等に使用されている赤外線セ ンサに内蔵された単画素の焦電型の赤外線センサの代わりに使用した場合、従来方 式では、大きな画素の一部に高温物体の像が結像されるので、画素全体は大部分 の背景温度領域像と一部の高温物体像との平均的な温度となり、高温物体の存在 の効果が薄められた形になるのに対し、本発明による赤外線アレイセンサ 1では、複 数画素 5のうちの 1つ、又は隣接する複数の画素 5の全体又は広い面積に高温物体 の像が結像され、高温物体の像が結像された画素 5では従来方式に比べて画素 5の 温度変化が大きくなるので、感度 (SZN比）を向上させることができる。

[0068] 以下、本発明の第 2の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 11について、図面に基 づいて説明する。赤外線アレイセンサ 11は、図 5に示すように、第 1の実施形態に係 る赤外線アレイセンサ 1の構成に加え、行加算回路 12及び列加算回路 13を更に備 えたものである。

[0069] 行加算回路 12は、第 1の状態において各行方向直列回路 6から取り出される出力 と、第 2の状態において各行方向直列回路 6から取り出される出力との差を全ての行 について加算する。行加算回路 12は、例えば、検知対象物 Tを検知していない場合 に各行方向直列回路 6の両端 6a, 6bから取り出される出力と、検知対象物 Tを検知 した場合に各行方向直列回路 7の両端 6a, 6bから取り出される出力との差を全ての 行について加算する。

[0070] 列加算回路 13は、第 1の状態において各列方向直列回路 7から取り出される出力 と、第 2の状態において各列方向直列回路 7から取り出される出力との差を全ての列 について加算する。列加算回路 13は、例えば、検知対象物 Tを検知していない場合 に各列方向直列回路 7の両端 7a, 7bから取り出される出力と、検知対象物 Tを検知 した場合に各列方向直列回路 7の両端 7a, 7bから取り出される出力との差を全ての 列について加算する。

[0071] なお、行加算回路 12や列加算回路 13は、赤外線アレイセンサ 11を含むチップ内 に設けてもよいし、チップ外に設けてもよい。また、行加算回路 12や列加算回路 13 は、本実施形態のように両方設けてもよいし、いずれか一方のみを設けてもよい。行 加算回路 12と列加算回路 13の両方を設けた場合は、全行の加算値と全列の加算 値のうちのいずれか大きい方、いずれか小さい方、両者の平均値、又は両者の和に 基づ 、て検知対象物 Tの面積を計測することができる。

[0072] 次に、赤外線アレイセンサ 11の動作について、図 5に基づき説明する。なお、赤外 線アレイセンサ 11の動作は第 1の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 1と同様であり 、図 5における「0」、 「1」、及び「2」は各行方向直列回路 6や各列方向直列回路 7か ら取り出される出力のレベルを概念的に表している。「0」は各行や各列に含まれるど の画素 5の検知範囲内にも検知対象物 Tがない場合を示し、「1」は各行や各列に含 まれる 1つのみの画素 5の検知範囲内に検知対象物 Tがある場合を示して!/、る。そし て、検知対象物 Tが人体等のようにほぼ同じ温度の物体であれば、検知対象物丁が 検知範囲内にある各画素 5から取り出される出力のレベルはほぼ同じとなる。そこで、 各行や各列に含まれる 2つの画素 5の検知範囲内に検知対象物 Tがある場合に取り 出される出力のレベルを、各行や各列に含まれる 1つの画素 5の検知範囲内に検知 対象物 Tがある場合に取り出される出力のレベル「1」の 2倍である「2」としている。

[0073] 例えば、第 1行 ·第 3列、第 2行 ·第 1列、及び第 2行 ·第 3列の各位置にある画素 5が 検知対象物 Tをそれぞれ検知すれば、第 1行及び第 2行の行方向直列回路 6から取 り出される出力の値、並びに、第 1列及び第 3列の列方向直列回路 7から取り出され る出力の値が増加する。

[0074] 全行分の出力は、行加算回路 12により加算される。全列分の出力は、列加算回路 13により加算される。この場合、全行分の加算値及び Z又は全列分の加算値により 、検知対象物 Tの面積 (大きさ）が特定される。

[0075] このように、赤外線アレイセンサ 11によれば、第 1の実施形態に係る赤外線アレイ センサ 1と同様の利点の他、検知対象物 Tの面積を計測することが可能となり得ると いう利点がある。少なくとも、検知対象物 Tの面積を所定程度以下に特定することが 容易に可能となる。

[0076] 以下、本発明の第 3の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 21について、図面に基 づいて説明する。赤外線アレイセンサ 21は、図 6に示すように、第 1の実施形態に係 る赤外線アレイセンサ 1の構成に加え、各行方向直列回路 6の一端 6b及び各列方向 直列回路 7の一端 7bを全て短絡させたものである。図 6においては、短絡された一端 6b, 7bを接地レベルに接続している力 電源に接続してもよい。

[0077] このような赤外線アレイセンサ 21によれば、各行方向直列回路 6や各列方向直列 回路 7からの出力を外部に取り出すための配線を減らすことができるので、第 1の実 施形態に係る赤外線アレイセンサ 1と同様の利点の他、組み立てが容易になるという 利点がある。なお、本実施形態においても、必要に応じて、第 2の実施形態に係る構 成を採用することができる。

[0078] 以下、本発明の第 4の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 31について、図面に基 づいて説明する。赤外線アレイセンサ 31は、図 7及び図 8に示すように、第 1の実施 形態に係る赤外線アレイセンサ 1とほぼ同様の構成であるが、各画素 5の検知器構 造体 4は温度センサ 9を 1つのみ有している。

[0079] 赤外線アレイセンサ 31は、温度センサ 9を備えた熱型赤外線検知器 4を有する画 素 5が 2次元マトリックス状に配列されており、各行ごとに温度センサ 9をそれぞれ電 気的に直列に接続した行方向直列回路 32と、各列ごとに第 2の温度センサ 3をそれ ぞれ電気的に直列に接続した列方向直列回路 33と、各行方向直列回路 32を電気 的に接続し異なる列間の温度センサ 9の電気的な接続を全て切断する状態と、各行 方向直列回路 33を電気的に接続し列間の温度センサ 9の電気的な接続を全て切断 する状態とを切り替える切替手段 34と、を備えている。そして、行方向及び列方向に それぞれ隣接する画素 5の温度センサ 9の間にそれぞれスィッチングトランジスタ 35 , 36, 37, 38が電気的に直列に接続され、切替手段 34が、 2つの制御信号によって スイッチングトランジスタを ONZOFFすることにより前記状態を切り替る。

[0080] 赤外線アレイセンサ 31は、より具体的には、各画素 5の熱型赤外線検知器 4に第 1 及び第 2の端子 9a, 9bを有する温度センサ 9をそれぞれ設け、各画素 5の基板 8上 に第 1及び第 2の入出力端子 A, Bを有する第 1、第 2、第 3、及び第 4のスイッチング トランジスタ 35, 36, 37, 38をそれぞれ設け、各画素 5の第 1及び第 2のスイッチング トランジスタ 35, 36の各第 1の入出力端子 Aを温度センサ 9の第 1の端子 9aにそれぞ れ接続し、各画素 5の第 3及び第 4のスイッチングトランジスタ 37, 38の各第 1の入出 力端子 A2を温度センサ 9の第 2の端子 9bにそれぞれ接続し、行方向に隣接する画 素 5間の第 1及び第 3のスイッチングトランジスタ 35, 37の第 2の入出力端子 B同士を 直列に接続して行ごとに行方向直列回路 32を設け、列方向に隣接する画素 5間の 第 2及び第 4のスイッチングトランジスタ 36, 38の第 2の入出力端子 B同士を直列に 接続して列ごとに列方向直列回路 33を設け、第 1及び第 3のスイッチングトランジスタ 35, 37を第 1の ONZOFF制御信号で駆動しかつ第 2及び第 4のスイッチングトラン ジスタ 36, 38を第 2の ONZOFF制御信号で駆動することによって、第 1の ONZO FF制御信号により第 1及び第 3のスイッチングトランジスタ 35, 37が ONとされた場合 に、各行方向直列回路 32の両端 32a, 32bをそれぞれ出力として取り出すように構 成し、かつ第 2の ONZOFF制御信号により第 2及び第 4のスイッチングトランジスタ 3 6, 38が ONとされた場合に、各列方向直列回路 33の両端 33a, 33bをそれぞれ出 力として取り出すように構成したものである。

[0081] スイッチングトランジスタ 35, 36, 37, 38の種類は、特に限定されるものではないが 、 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等が好適である。第 1及び 第 2の ONZOFF制御信号は、図示しな 、ONZOFF制御部により出力されるように 構成しておけばよぐ第 1の ONZOFF制御信号により第 1及び第 3のスイッチングト ランジスタ 35, 37が ONとされた状態と、第 2の ONZOFF制御信号により第 2及び 第 4のスイッチングトランジスタ 36, 38が ONとされた状態とが重ならないように制御 すればよい。

[0082] 赤外線アレイセンサ 31の基本的な動作は、スイッチングトランジスタ 35, 36, 37, 3 8により各行方向直列回路 32と各列方向直列回路 33との間で接続が設定時間ごと に切り替えられる点を除き、第 1の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 1と同様である 。また、本実施形態においても、必要に応じて、第 2の実施形態や第 3の実施形態に 係る構成を採用することができる。

[0083] このように、赤外線アレイセンサ 31によれば、第 1の実施形態に係る赤外線アレイ センサと同様の利点の他、各画素 5ごとに温度センサ 9を 1つしか必要としないので、 使用する温度センサの個数や配線を簡素化することができるとともに、熱コンダクタン スを小さくして高感度化を実現することが可能となるという利点がある。

[0084] 以下、本発明の第 5の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 41について、図面に基 づいて説明する。赤外線アレイセンサ 41は、ピーク行検知回路及びピーク列検知回 路を備えている。赤外線アレイセンサ 41は、図 9に示すように、第 1の実施形態に係 る赤外線アレイセンサ 1の行方向直列回路 6及び列方向直列回路 7の一端 6a, 7aに 電源 42, 43を付加し、他端 6b, 7bは各行及び列ごとに設けられたアンプ (増幅器) 4 4, 45を通して、各行及び列ごとに設けられた MOSトランジスタ 46, 47のゲート電極 に接続されている。 [0085] MOSトランジスタ 46, 47のソース電極は接地されており、 MOSトランジスタ 46, 47 は、隣接するドレインは抵抗体 48, 49を介して接続されており、最外端の MOSトラン ジスタ 46, 47のドレイン ίま抵抗体 48, 49を介して出力端子 50a, 50b, 51a, 51bに 接続されている。なお、各抵抗体 48及び各抵抗体 49の抵抗値は全て同等であると する。このようにして、ピーク行検知回路はアンプ 44、抵抗体 48及び出力端子 50a, 50bを含めた回路として、ピーク列検知回路はアンプ 45、抵抗体 49及び出力端子 5 la, 51bを含めた回路として、それぞれ構成されている。

[0086] 赤外線アレイセンサ 41は、温度センサ 2, 3の形式としては、サーモパイル型として いるが、温度センサ 2, 3を動作させるための駆動方式と信号の取得方式を変更する ことで、抵抗ポロメータ方式とダイオード方式の温度センサを用いることもできる。

[0087] 第 1の温度センサ 2は行ごとに直列に接続されており、直列に接続された例えば 4 つの第 1の温度センサ 2により、行方向直列回路 6が行ごとに形成されている。各行 方向直列回路 6の一端 6aは電源 42を介して接地されており、他端 6bにはアンプ 44 が接続されている。アンプ 44には行ごとの各第 1の温度センサ 2の出力の和が入力 信号として入力されている。一方、第 2の温度センサ 3は行ごとに直列に接続されて おり、直列に接続された例えば 4つの第 2の温度センサ 3により、行方向直列回路 7が 行ごとに形成されている。各行方向直列回路 7の一端 7aは電源 43を介して接地され ており、他端 7bにはアンプ 45が接続されている。アンプ 45には列ごとの各第 2の温 度センサ 3の出力の和が入力信号として入力されている。なお、アンプ 44, 45は、行 方向直列回路 6及び列方向直列回路 7の片端 6b, 7bからの出力を入力信号とする 形式にしているが、差動増幅器を用いて、行方向直列回路 6及び列方向直列回路 7 の両端 6a, 6b, 7a, 7bを入力信号として用いる形式をとることもできる。

[0088] MOSトランジスタ 46, 47の各端子電圧の範囲は、飽和領域となるよう設計されて おり、ゲート ソース間の電圧が決まると、それに対応したドレイン電流がドレインーソ 一ス間を流れる。なお、 MOSトランジスタを用いている力 アンプ 44, 45から電流出 力が得られるようにすれば、 MOSトランジスタの代わりにバイポーラトランジスタを用 いることも可能である。トランジスタの特性 (MOSトランジスタの場合、相互コンダクタ ンス）は等しぐ同じゲート電圧が入力されると、同じ電流が流れるとして、以下の説明 を行うが、必ずしも同じ特性を持つ必要はない。

[0089] なお、画素 5の行数及び列数は、図 9に示すような 4行 X 4列に限定されるものでは なぐ 2行以上、 2列以上であればよい。また、画素 5の行数と列数とは、同数である必 要もない。

[0090] 図 10は、図 9の列方向の加算信号を処理する回路を抜き出して、その動作を説明 する図であり、 MOSトランジスタ 47は等価回路として定電流源 52に置き換えてある。 また、各 MOSトランジスタ 47 (定電流源 52)に流れ込む電流成分についても図示さ れている。図 9は、すべての列から同じ電気信号が得られ、各定電流源 52を流れる 電流値は同じとなっている状態を示している。以下の説明は、図 9に示す列方向の加 算信号を処理する回路を用いて行うが、行方向の加算信号を処理する回路につい ても同じような動作をする。

[0091] 次に、赤外線アレイセンサ 41の信号読出回路の動作を、図 9及び図 10に基づいて 、説明する。まず、図 10 (a)の全ての列力も得られる電気信号が同じ大きさの場合に ついて考える。端子 51a, 51bには図示されていないが、同じ電圧を供給する電源が 接続されているものとする。この状態において、定電流源はインピーダンスが無限大 で、両端の電圧にかかわらず一定の電流を流すことができ、それぞれの電流源に流 れる電流は端子 51a, 5 lbに接続した電圧源から供給されるので、電流成分を図 10 のように分割して考えると、

1 = iaa + iao=iba + ibb=ica + icb=ida + ldb、

Ia= iaa +iba + ica + ida、

Ib=iab+ibb+icb+idb

となる。

[0092] それぞれの電流成分を決定するには、定電流源をひとつだけ残し、他の電流源を ある部分を電気的に開放した状態を考える。例えば、 iba, ibbを決定するためには、 左から 2番目の電流源のみがあると考える。 ibaは左側の端子 51aにある電源から電 流が供給され、 2つの抵抗体 49を通って定電流源に達する力 右側の端子 51bにあ る電源から電流が供給されるので、 ibbは 3つの抵抗体 69を通って定電流源に達する 。両方の端子 5 la, 5 lbに接続する電源の電圧は同じであるので、両方の経路の電 圧降下は等しくならなければならな 、。したがって、

iba:ibb = 3 : 2

となり、定電流源の電流の大きさが決まれば、 ibaと ibbを決定することができる。その 他の電流成分についても同じようにして求めることができ、回路全体の電流は、図 10 (a)〖こ示すように、上記のようにして求めた個々の電流成分の加算したものになる。

[0093] 次に、図 10 (b)について考える。図 10 (b)は、左から 2番目の列のいずれかの画素 5に検知対象物 (発熱体) Tが検地された状態を示す図であり、図 10 (a)に示した状 態から、左から 2番目の MOSトランジスタ 47 (定電流源 52)への入力が大きくなり、電 流が だけ増加した状態を示している。電流成分としては、 MOSトランジスタ 47 (定 電流源 52)への入力の増大による電流の増分のみが示されて!/、る。この電流の増分 が左右どのように分配されるかということも、上で説明したように、 という大きさの定 電流源のみを考えて、最後に全体を重ね合わせれば!/ 、ので、

Aia: Aib = 3 : 2

となる。この場合、左側の端子 5 laから流れ込む電流の増分 Aiaは Aiaに等しぐ右 側の端子 51bから流れ込む電流の増分 は に等しい。従って、左側の電流の 増分の方が右側の電流の増分より大きいことがわ力る。

[0094] 同様にして、一番左側の定電流源の電流のみが増加した場合は、

△ia: Aib=4 : l

、右から 2番目の定電流源の電流のみが増加した場合は、

Aia: Aib = 2 : 3

、一番右側の定電流源の電流のみが増加した場合は、

△ia: Aib= l :4

となる。このように、増加した電流の位置に応じて左右に分割される電流値が変わる ので、左右の電流の増分を計測し比較することで、どの位置の電流源の電流が増大 したかを検知することができ、その結果、どの列の信号が大きくなつたかを知ることが でき、検知対象物 Tの存在する列を特定することができる。行方向についても、同様 の動作により検知対象物 Tの位置特定ができる。そして、行列の情報を組み合わせる ことで、検知対象物 Tの 2次元空間上での位置を特定できる。 [0095] また、検知対象物 Tの面積計測については、図 10 (a)の構成で、端子 50a, 50bに 流れ込む電流の和、又は端子 51a, 51bに流れ込む電流の和を計測することによつ て行うことができる。

[0096] 以下、本発明の第 6の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 61について、図面に基 づいて説明する。赤外線アレイセンサ 61は、ピーク行検知回路及びピーク列検知回 路を備えている。赤外線アレイセンサ 61は、図 11に示すように、第 5の実施形態に係 る赤外線アレイセンサ 41の端子 50a, 50b及び端子 51a, 51bに、電流—電圧変換 アンプ 62a, 62b, 63a, 63b、差動アンプ 64, 65、カロ算回路 66, 67を付加した構成 になって！/、る。端子 68, 69, 70, 71 ίま出力端子である。

[0097] 次に、赤外線アレイセンサ 61の動作について説明する。赤外線アレイセンサ 41と 同じ構成の部分は、上記で説明した動作を行う。電流—電圧変換アンプ 62a, 62b, 63a, 63bは、端子 50a, 50b, 51a, 51bに定電圧を供給するとともに、端子 50a, 5 Ob, 51a, 51bに流れ込む電流の値に比例した電圧を出力する。なお、図 12で点線 内に示した回路は、オペアンプを用いたトランスインピーダンスアンプであるが、この 回路自身は一般的なものであるので、ここでは詳細な説明は省略する。

[0098] 電流 電圧変換アンプ 62a, 62b, 63a, 63bの出力は、それぞれ 2分割され、一 方は差動アンプ 64, 65に入力される。例えば、差動アンプ 64は電流 電圧変換ァ ンプ 62aと 62bの出力を入力とし、その差を出力する。この出力から、上記で説明した ように、検知対象物 Tが存在する行を特定することができる。同様に、差動アンプ 65 は電流—電圧変換アンプ 63aと 63bの出力を入力とし、その差を出力する。この出力 から、検知対象物 Tが存在する列を特定することができる。したがって、差動アンプ 6 4、 65の出力 68, 69から、検知対象物 Tの 2次元空間での位置を特定することがで きる。

[0099] 電流 電圧変換アンプ 62a, 62b, 63a, 63bの出力のもう一方は、加算回路 66, 67に入力される。例えば、加算回路 66は、電流—電圧変換アンプ 62aと 62bの出力 を入力とし、その和を出力する。加算回路 66, 67の抵抗値を全て等しくすることで、 単純加算 (極性は反転)した値を得ることができる。この加算値は、前記端子 50a, 50 bに流れ込む電流値の和に比例しており、出力端子 70から得られた信号から検知対 象物 Tの面積を計測することができる。また、同様の計測は、加算回路 67の出力端 子 71から得られた信号を用いても行うことができる。

[0100] 以下、本発明の第 7の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 81について、図面に基 づいて説明する。赤外線アレイセンサ 81は、図 12に示すように、第 5の実施形態に 係る赤外線アレイセンサ 41に、 MOSトランジスタ 82, 83及び補正データ供給回路 8 4, 85を付加した構成になっている。アンプ 86, 87は、第 1の実施形態と同じ機能を 持ったアンプであるが、補正データを取得する際、端子 88, 89から入力する信号に 従って個別に ONZOFFできるようなアンプである。

[0101] 赤外線アレイセンサでは、画素 5ごとに温度センサ 2, 3の感度が異なり、均一に赤 外線を放射している検知対象物 Tを観測した場合でも、各画素 5の温度センサ 2, 3 力もの出力に差を生じるので、均一な出力を得るためには、補正を行う必要がある。 また、温度センサ 2, 3の使用方法によっては、不均一に赤外線を放射している状態 を基準として、この状態力もの変化を見たい場合もある。赤外線アレイセンサ 81は、こ うした要求を満たすように構成されて 、る。

[0102] 次に、赤外線アレイセンサ 81の動作について説明する。新たに付加した MOSトラ ンジスタ 82, 82も、 MOSトランジスタ 51, 52と同様に飽和領域で定電流源動作させ る。したがって、図 10について上記で説明したように、 MOSトランジスタ 82, 83を通 して流れる電流は、左右の端子 50a, 50b及び端子 5 la, 5 lbに分割されて、赤外線 アレイセンサ 81の信号によって決まる電流を流す MOSトランジスタ 51, 52を流れる

[0103] MOSトランジスタ 82を流れる電流は、同じノードにドレインが接続された対応する MOSトランジスタ 51の電流が増減する図 10 (b)に示す場合と同じ効果を生じる。し たがって、たとえば、均一に赤外線を放射されている状態を観測している状態で、 M OSトランジスタ 51を流れる電流にばらつきがある場合、全ての行の中で、最大の電 流を流して 、る行を基準にして、これ力 不足して 、る電流量を MOSトランジスタ 82 で供給することによって均一な状態に対応した出力を得ることができる。 MOSトラン ジスタ 82を流れる電流量は、補正データ供給回路 84に記録された補正データを M OSトランジスタ 82のゲート電極に印加することによって行う。列についても同じような 動作で均一な状態に対応した出力を得ることができる。

[0104] 補正データ供給回路に記録する補正データは、均一に赤外線を放射されている状 態を観測している状態で、端子 88にカ卩える信号を変化させ、 MOSトランジスタ 51の うちの 1つのみを動作状態にし、補正データ供給回路 84から MOSトランジスタ 82に 与える電圧を変化させ、端子 50a, 50bに流れ込む電流の和が目標とする値になる よう調整し、このとき、補正データ供給回路 84から MOSトランジスタ 82に供給する電 圧を補正データとして記憶する。この動作を、各行について行い、補正データ供給回 路 84に記憶する全データ取得を完了する。列方向についても、同じようにして補正 データを取得することができる。

[0105] 上記の動作で、均一に赤外線を放射されている状態を、基準となる背景の状態と すれば、基準力もの変化に対応した出力を得ることができる。この場合の補正データ も、補正データ取得時に観測する対象を基準となる背景とすることで、取得することが できる。

産業上の利用可能性

[0106] 以上のように、本発明に係る赤外線アレイセンサは、画像処理を行うことなぐ検知 対象物の位置特定や動線追尾をすることが可能なようにして、低コスト化、簡素化、 小型化、及び低消費電力化を実現するのに適している。また、スイッチングトランジス タにより各行方向直列回路と各列方向直列回路との間で接続を設定時間ごとに切り 替えるように構成したものは、使用する温度センサの数やそのための配線数を減らす ことができるようにして、熱コンダクタンスを小さくして高感度化を実現するのに適して いる。さらに、電流型アナログ信号処理回路、電流?電圧変換アンプ、差動アンプ、加 算アンプ、補正回路を付加することで、出力端子数が少なぐ使いやすい赤外線ァレ ィセンサを実現することができる。

図面の簡単な説明

[0107] [図 1]本発明に係る赤外線アレイセンサ 100の概念図。

[図 2]第 1の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 1の概略回路図。

[図 3]検知対象物 Tを検知した状態を説明するための赤外線アレイセンサ 11の概略 回路図。 [図 4]赤外線アレイセンサ 1の画素 4の構造例を示す概略断面斜視図。

[図 5]第 2の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 11にお 、て、検知対象物 Tを検知し た状態を説明するための概略回路図。

[図 6]第 3の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 21の概略回路図。

[図 7]第 4の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 31の要部拡大概略回路図。

[図 8]赤外線アレイセンサ 31の 1つの画素 4部分の拡大図。

[図 9]第 5の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 41の概略回路図。

[図 10] (a)及び (b)は、赤外線アレイセンサ 41の電流型アナログ信号処理回路の動 作を説明する図。

[図 11]第 6の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 61の概略回路図。

[図 12]第 7の実施形態に係る赤外線アレイセンサ 81の概略回路図。

符号の説明

1、 11、 21、 31、 41、 61、 81、 100 赤外線アレイセンサ

2 第 1の温度センサ

3 第 2の温度センサ

4、 101 熱型赤外線検知器

4A 脚部

4B 検知器構造体

5、 102 画素

6、 32 行方向直列回路

6a、 32a 一端

6b、 32b 他端

7、 33 列方向直列回路

7a, 33a 一端

7b、 33b 他端

8 基板

9 温度センサ

T 検知対象物 1122 行行加加算算回回路路

1133 列列加加算算回回路路

3344 切切替替手手段段

3355,, 3366,, 3377,, 3388 ススイイッッチチンンググトトラランンジジススタタ

4422、、 4433 電電源源

4444、、 4455 アアンンププ ((増増幅幅器器））

4466、、 4477 MMOOSSトトラランンジジススタタジジススタタ

4488、、 4499 抵抵抗抗体体

5500aa,, 5500bb、、 5511aa,, 5500bb 端端子子

6622aa,, 6622bb、、 6633aa,, 6633bb 電電流流——電電圧圧変変換換アアンンププ

6644、、 6655 差差動動アアンンププ

6666、、 6677 加加算算回回路路

6688,, 6699,, 7700,, 7711 端端子子

8822、、 8833 MMOOSSトトラランンジジススタタ

8844、、 8855 補補正正デデーータタ供供給給回回路路

8866、、 8877 アアンンププ

8888、、 8899 端端子子

110033 行行出出力力取取出出手手段段

110044 列列出出力力取取出出手手段段

Claims

請求の範囲

[1] 赤外線の入射に応じて電気特性が変化する熱型赤外線検知器を有する画素を 2 次元マトリックス状に配列した赤外線アレイセンサであって、

各行の前記熱型赤外線検知器がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応 じた電気信号を外部に出力として取り出し得るように構成した行出力取出手段と、 各列の前記熱型赤外線検知器がそれぞれ示す電気特性の和となる電気特性に応 じた電気信号を外部に出力として取り出し得るように構成した列出力取出手段と、 を備えたことを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[2] 赤外線の入射により生じる温度変化に応じて電気特性が変化する第 1及び第 2の 温度センサを備えた熱型赤外線検知器を有する画素を 2次元マトリックス状に配列し た赤外線アレイセンサであって、

各行ごとに前記第 1の温度センサをそれぞれ電気的に直列に接続した行方向直列 回路と、

各列ごとに前記第 2の温度センサをそれぞれ電気的に直列に接続した列方向直列 回路と、

を備えたことを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[3] 赤外線の入射により生じる温度変化に応じて電気特性が変化する温度センサを 1 つ備えた熱型赤外線検知器を有する画素を 2次元マトリックス状に配列した赤外線ァ レイセンサであって、

各行ごとに前記温度センサをそれぞれ電気的に直列に接続する行方向直列回路 と、

各列ごとに前記温度センサをそれぞれ電気的に直列に接続する列方向直列回路 と、

各前記行方向直列回路を電気的に接続し異なる列間の前記温度センサの電気的 な接続を全て切断する状態と、前記各行方向直列回路を電気的に接続し列間の前 記温度センサの電気的な接続を全て切断する状態とを切り替える切替手段と、 を設けたことを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[4] 請求項 3の赤外線アレイセンサであって、 行方向及び列方向にそれぞれ隣接する前記画素の前記温度センサの間にそれぞ れスイッチングトランジスタを電気的に直歹 Uに接続し、

前記切替手段が、 2つの制御信号によって前記スイッチングトランジスタを ONZO FFすることにより前記状態を切り替ることを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[5] 請求項 2〜4の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

前記各温度センサは、赤外線の入射により生じる温度変化に応じて電気特性が同 等に変化することを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[6] 請求項 2〜5の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

前記温度センサは、前記各画素ごとに熱的に独立する検知部位における温度変化 に応じて電気特性が変化することを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[7] 請求項 2〜6の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

前記温度センサを、ヒートシンクとなる基板上に脚部を介して支持された検知器構 造体上に設けたことを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[8] 請求項 2〜7の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

各前記行方向直列回路の一端及び Z又は各前記列方向直列回路の一端を全て 短絡させ、短絡された一端を電源又は接地レベルに接続したことを特徴とする赤外 線アレイセンサ。

[9] 請求項 2〜8の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

各行又は各列の少なくとも一方に、各前記行方向直列回路及び各前記列方向直 列回路から取り出した信号を入力信号として該入力信号に応じて定まる電流を流す 定電流源をそれぞれ有し、各前記定電流源の第 1の端子を一定電位にそれぞれ接 続し、隣接する前記定電流源の第 2の端子をそれぞれ抵抗を介して接続し、両最外 行及び両最両外列の各前記定電流源の第 2の端子をそれぞれ抵抗を介して電圧源 に接続したことを特徴とした赤外線アレイセンサ。

[10] 請求項 9の赤外線アレイセンサであって、

少なくとも各行又は各列の隣接する前記定電流源の第 2の端子間に接続される各 抵抗の抵抗値が全て同等であることを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[11] 請求項 9又は 10の赤外線アレイセンサであって、 少なくとも各行又は各列の各前記定電流源の入力信号に対して流す電流の変換 特性が全て同等であることを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[12] 請求項 9〜： L 1の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

両最外行又は両最外列の前記定電流源の第 2の端子に抵抗を介して接続した電 圧源の電源電圧が同等であることを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[13] 請求項 9〜 12のいずれかの赤外線アレイセンサであって、

前記両最外行又は前記両最外列の少なくとも一方の各前記定電流源に接続され た抵抗に定電圧を供給する電圧源を備えた電流—電圧変換アンプをそれぞれ接続 し、各前記電流 電圧変換アンプの出力端子を差動アンプと加算アンプとにそれぞ れ接続し、前記差動アンプと加算アンプの出力を当該センサの出力とすることを特徴 とする赤外線アレイセンサ。

[14] 請求項 9〜 13の赤外線アレイセンサであって、

行又は列の少なくとも一方について、行及び列の和信号を制御入力信号として、上 記和信号によって決まる電流を流すことのできる第 1の定電流源が抵抗列に接続さ れた節に、第 1の端子が接続され、電流量を制御することができる入力を持った第 2 の定電流源を有し、前記定電流源の第 2の端子を一定電位に接続し、前記定電流 源の電流量を制御するためのデータを供給するための補正データ供給回路を有す ることを特徴とした赤外線アレイセンサ。

[15] 請求項 2〜8の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

第 1の状態において各前記列方向直列回路から取り出される出力と第 2の状態に おいて各前記列方向直列回路力 取り出される出力との差が最大となる行を検知す るピーク行検知回路、及び Z又は、

第 1の状態において各前記列方向直列回路から取り出される出力と、第 2の状態に おいて各前記列方向直列回路力 取り出される出力との差が最大となる列を検知す るピーク列検知回路を備えたことを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[16] 請求項 2〜8の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

第 1の状態において各前記行方向直列回路から取り出される出力と、第 2の状態に おいて各前記行方向直列回路から取り出される出力との差を関数にフィッティングし 、そのフィッティングされた関数の値が最大となる行位置を検知するピーク行位置検 知回路、及び z又は、

第 1の状態において各前記列方向直列回路から取り出される出力と、第 2の状態に おいて各前記列方向直列回路から取り出される出力との差を関数にフィッティングし 、そのフィッティングされた関数の値が最大となる列位置を検知するピーク列位置検 知回路を備えたことを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[17] 請求項 2〜8の!、ずれかの赤外線アレイセンサであって、

第 1の状態において各前記行方向直列回路から取り出される出力と、第 2の状態に ぉ 、て各前記行方向直列回路から取り出される出力との差を全ての行にっ 、て加算 する行加算回路、及び Z又は、

第 1の状態において各前記列方向直列回路から取り出される出力と、第 2の状態に おいて各前記列方向直列回路から取り出される出力との差を全ての列について加算 する列加算回路を備えたことを特徴とする赤外線アレイセンサ。

[18] 請求項 2〜 17のいずれかの赤外線アレイセンサであって、

前記各温度センサを、サーモノィル型温度センサ、抵抗ポロメータ型温度センサ、 又はダイオード型温度センサのいずれかで構成したことを特徴とする赤外線アレイセ ンサ。