JP2001119627A - Infrared imaging device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】赤外線撮像素子の撮像領域中の温度分布を静電
容量変化として検出し、配線抵抗やスイッチ部の抵抗の
影響を受けず高画質な信号を得られるようにする。
【解決手段】感温性コンデンサ3(1,1)、3(2,
1)、3(2,1)、3(2,2)は、撮像面に規則的
に配されており、温度により静電容量が変化する。スイ
ッチ2(1,1)、2(2,1)、2(2,1)、2
(2,2)、増幅器4(1)、4(2)、コンデンサ5
(1)、5(2)、スイッチ6(1)、6(2)、7
(1)、7(2)による読み出し手段は、感温性コンデ
ンサの静電容量を電気信号に変換する。
(57) [Problem] To detect a temperature distribution in an imaging region of an infrared imaging element as a change in capacitance and to obtain a high-quality signal without being affected by wiring resistance or resistance of a switch unit. . Kind Code: A1 Abstract: Thermosensitive capacitors 3 (1, 1), 3 (2, 2)
1), 3 (2, 1), and 3 (2, 2) are regularly arranged on the imaging surface, and the capacitance changes depending on the temperature. Switch 2 (1, 1), 2 (2, 1), 2 (2, 1), 2
(2, 2), amplifier 4 (1), 4 (2), capacitor 5
(1), 5 (2), switches 6 (1), 6 (2), 7
The reading means according to (1) and (2) converts the capacitance of the temperature-sensitive capacitor into an electric signal.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線撮像装置に
関し、特に非冷却型の赤外線撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared imaging device, and more particularly to an uncooled infrared imaging device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、赤外線撮像装置は、侵入者監視等
のセキュリティ用途や、自動車の運航システムなどで注
目されており、特にメインテナンスが容易な非冷却型の
赤外線撮像装置が望まれている。2. Description of the Related Art In recent years, infrared imaging devices have attracted attention in security applications such as intruder monitoring and the like, and in operation systems of automobiles. In particular, non-cooling type infrared imaging devices that are easy to maintain are desired.
【0003】非冷却型の赤外線撮像装置としては、ボロ
メータとよばれる電磁波を抵抗に照射し、電磁波エネル
ギーを熱に変え、抵抗値変化により電磁波強度を検出す
るセンサが主に使われている。As a non-cooling type infrared imaging apparatus, a sensor that irradiates a resistor with an electromagnetic wave called a bolometer, converts electromagnetic wave energy into heat, and detects an electromagnetic wave intensity by a change in resistance value is mainly used.
【0004】赤外線撮像素子として構成するには、例え
ば図8のように、検出用の抵抗体101を行列状に配
し、垂直走査回路106の出力により、垂直走査用のス
イッチ102で1行ずつ順次を選択する。そして、抵抗
体101に流れる電流を垂直信号線103を経由して、
抵抗値-電圧変換回路104で電圧値に変換する。そし
て、水平走査回路107と水平走査のスイッチ105を
1水平期間に順次オンさせることで、電圧値に変換され
た走査映像信号を出力端子108から得ている。In order to form an infrared imaging device, for example, as shown in FIG. 8, resistors 101 for detection are arranged in a matrix, and the output of a vertical scanning circuit 106 causes a switch 102 for vertical scanning to use one row at a time. Select sequential. Then, the current flowing through the resistor 101 is passed through the vertical signal line 103,
The resistance-voltage conversion circuit 104 converts the voltage into a voltage value. By sequentially turning on the horizontal scanning circuit 107 and the horizontal scanning switch 105 during one horizontal period, a scanning video signal converted into a voltage value is obtained from the output terminal 108.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】各画素の抵抗値は、ス
イッチ102と垂直信号線103を経由して抵抗値-電
圧変換回路104に接続されるため、各画素の抵抗値の
検出の際にスイッチ102と垂直信号線103の抵抗分
により、誤差が生じてしまう。スイッチ102の抵抗分
は、画素抵抗と同様に画素の温度の関数となるので問題
は少ないが、垂直信号線103の抵抗分は、走査対象と
なっている行の位置と経由している垂直信号線103の
長さと、温度とによって、抵抗値が変化してしまうため
に、補正が難しい。Since the resistance value of each pixel is connected to the resistance-voltage conversion circuit 104 via the switch 102 and the vertical signal line 103, when the resistance value of each pixel is detected. An error occurs due to the resistance between the switch 102 and the vertical signal line 103. Since the resistance of the switch 102 is a function of the pixel temperature similarly to the pixel resistance, there is little problem. However, the resistance of the vertical signal line 103 indicates the position of the row to be scanned and the vertical signal passing therethrough. The correction is difficult because the resistance value changes depending on the length of the line 103 and the temperature.
【0006】そこでこの発明は、画素から読み出した信
号に誤差が生じないようにした撮像装置を提供すること
を目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus in which an error does not occur in a signal read from a pixel.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、赤外線光像を撮像面に結像し温度分布を
形成するための光学系と、前記撮像面に規則的に配され
ており、温度により静電容量が変化する複数の感温性コ
ンデンサと、前記複数の感温性コンデンサの静電容量を
電気信号に変換する検出増幅器とを少なくとも備えるも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides an optical system for forming an infrared light image on an imaging surface to form a temperature distribution, and regularly disposing the optical system on the imaging surface. The temperature control device includes at least a plurality of temperature-sensitive capacitors whose capacitances change with temperature, and a detection amplifier that converts the capacitances of the plurality of temperature-sensitive capacitors into electric signals.
【0008】これにより、各画素の温度分布を静電容量
変化として捉え、経由するスイッチ信号線等の抵抗値が
変動したとしても検出誤差にならないようにできる。Thus, the temperature distribution of each pixel can be grasped as a change in capacitance, so that a detection error does not occur even if the resistance value of the passing switch signal line or the like fluctuates.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図1はこの発明の第1の実施の形態に係る
赤外線撮像素子の回路接続図である。この例では説明を
簡単にするためにマトリックス状に配列された4つの画
素を示している。1つの画素は、感温性コンデンサ3
(x、y)とスイッチ2(x,y)のペアで構成されて
いる。図では感温性コンデンサ3(1,1)、3(2,
1)、3(1,2)、3(2,2)と、スイッチ2
(1,1)、2(2,1)、2(1,2)、2(2,
2)を示している。FIG. 1 is a circuit connection diagram of an infrared imaging device according to a first embodiment of the present invention. In this example, four pixels arranged in a matrix are shown to simplify the description. One pixel is a thermosensitive capacitor 3
(X, y) and a switch 2 (x, y). In the figure, the thermosensitive capacitors 3 (1, 1), 3 (2,
1), 3 (1, 2), 3 (2, 2) and switch 2
(1,1), 2 (2,1), 2 (1,2), 2 (2,2)
2) is shown.
【0011】水平方向に配列された画素は、1行ずつ垂
直走査回路201により駆動される、すなわち、垂直走
査回路201には、選択ラインSEL1,SEL2が設
けられており、選択ラインSEL1に現れるパルスは、
第1行目のスイッチを駆動し、選択ラインSEL2に現
れるパルスは、第2行目のスイッチを駆動する。The pixels arranged in the horizontal direction are driven one row at a time by a vertical scanning circuit 201. That is, the vertical scanning circuit 201 is provided with selection lines SEL1 and SEL2, and a pulse appearing on the selection line SEL1. Is
The switches in the first row are driven, and the pulse appearing on the selection line SEL2 drives the switches in the second row.
【0012】第1列のスイッチからの出力は、読み出し
ラインRL1に現れ、第2列のスイッチからの出力は、
読み出しラインRL2に現れる。読み出しラインRL1
は、増幅器4(1)の反転入力端子に接続されるととも
に、この増幅器4(1)に並列に設けられたコンデンサ
5(1)、スイッチ6(1)の一端に接続されている。
また読み出しラインRL2は、増幅器4(2)の反転入
力端子に接続されるとともに、この増幅器4(2)に並
列に設けられたコンデンサ5(2)、スイッチ6(2)
の一端に接続されている。The output from the switch in the first column appears on the read line RL1, and the output from the switch in the second column is
Appears on read line RL2. Read line RL1
Is connected to the inverting input terminal of the amplifier 4 (1), and is connected to a capacitor 5 (1) provided in parallel with the amplifier 4 (1) and one end of a switch 6 (1).
The read line RL2 is connected to the inverting input terminal of the amplifier 4 (2), and a capacitor 5 (2) and a switch 6 (2) provided in parallel with the amplifier 4 (2).
Is connected to one end.
【0013】増幅器4(1)、4(2)の他方の入力端
子には、パルス発生器202からの制御パルスが与えら
れる。増幅器4(1)、4(2)の出力端子は、スイッ
チ7(1),7(2)をそれぞれ介して出力端子203
に共通に接続されている。スイッチ7(1)、7(2)
はそれぞれ1水平期間に1回オンするように水平走査回
路204により駆動される。Control pulses from a pulse generator 202 are applied to the other input terminals of the amplifiers 4 (1) and 4 (2). Output terminals of the amplifiers 4 (1) and 4 (2) are connected to output terminals 203 via switches 7 (1) and 7 (2), respectively.
Are connected in common. Switches 7 (1), 7 (2)
Are driven by the horizontal scanning circuit 204 so as to be turned on once in each horizontal period.
【0014】図2には、上記の構成の動作を説明するた
めのパルスタイミングを示している。FIG. 2 shows pulse timings for explaining the operation of the above configuration.
【0015】垂直走査回路201(行選択回路)は、行
列状に配置された画素を1行ずつ順次選択する。まず、
一番下の行の画素が選択される場合について説明する。
水平走査回路201は、行の選択スイッチ2(1,
1)、2(2,1)をオンする制御信号を出力する。感
温性コンデンサ3(1,1)が読み出しライン(垂直信
号線)RL1,に接続され、感温性コンデンサ3(2,
1)が読み出しライン(垂直信号線)RL2に接続され
る。The vertical scanning circuit 201 (row selection circuit) sequentially selects pixels arranged in a matrix one by one. First,
The case where the pixel in the bottom row is selected will be described.
The horizontal scanning circuit 201 includes a row selection switch 2 (1,
1) Output a control signal for turning on 2 (2, 1). The temperature-sensitive capacitor 3 (1, 1) is connected to the readout line (vertical signal line) RL1, and the temperature-sensitive capacitor 3 (2, 1)
1) is connected to the read line (vertical signal line) RL2.
【0016】次に、リセットスイッチ6(1),6
(2)をオンする。すると、感温性コンデンサ3(1,
1)は、演算増幅器4(1)により、パルス発生器20
2の出力電圧VsLに充電される。また、感温性コンデ
ンサ3(2,1)は、演算増幅器4(2)により、パル
ス発生器202の出力電圧VsLに充電される。次に、
リセットスイッチ6(1),6(2)をオフにし、パル
ス発生器202の出力電圧がVsHとされる。すると、
感温性コンデンサ3(1,1)には、演算増幅器4
(1)、コンデンサ5(1)を介して充電が行われる。
また、感温性コンデンサ3(2,1)は、演算増幅器4
(2)、コンデンサ5(2)を介して充電が行われる。Next, reset switches 6 (1), 6
Turn on (2). Then, the thermosensitive capacitor 3 (1,
1) The operational amplifier 4 (1) uses a pulse generator 20
2 is charged to the output voltage VsL. Further, the temperature-sensitive capacitor 3 (2, 1) is charged to the output voltage VsL of the pulse generator 202 by the operational amplifier 4 (2). next,
The reset switches 6 (1) and 6 (2) are turned off, and the output voltage of the pulse generator 202 is set to VsH. Then
The operational amplifier 4 is connected to the temperature-sensitive capacitor 3 (1, 1).
(1) Charging is performed via the capacitor 5 (1).
The temperature-sensitive capacitor 3 (2, 1) is connected to the operational amplifier 4
(2) Charging is performed via the capacitor 5 (2).
【0017】これらの充電動作において、コンデンサ3
(1,1)は、その電位がVsHになったところで完了
する。またコンデンサ3(2,1)もその電位がVsH
になったところで完了する。In these charging operations, the capacitor 3
(1, 1) is completed when the potential becomes VsH. The potential of the capacitor 3 (2, 1) is also VsH.
It is completed when it becomes.
【0018】ここで、コンデンサ3(1,1)、3
(2,1)は、その充電された電荷量が次のように表わ
せる。Here, capacitors 3 (1, 1), 3
In (2, 1), the charged amount of charge can be expressed as follows.
【0019】 (コンデンサ3の静電容量)×(VsH−VsL) この各コンデンサ3(1,1)、3(2,1)の電荷量
は、コンデンサ5(1)、5(2)にも充電される。こ
こで選択スイッチ2(1,1)、2(2,1)をオフし
た後に、パルス発生器202の出力電圧をVsLに戻す
と、コンデンサ5(1)、5(2)の電荷は保持される
ために、演算増幅器4(1)の出力電圧は、 [(コンデンサ3(1,1)の静電容量)/(コンデン
サ5(1)の静電容量)]×(VsH−VsL)+Vs
L 演算増幅器4(2)の出力電圧は、 [(コンデンサ3(2,1)の静電容量)/(コンデン
サ5(2)の静電容量)]×(VsH−VsL)+Vs
L と表わせる。(Electrostatic capacitance of the capacitor 3) × (VsH−VsL) The charge amount of each of the capacitors 3 (1, 1) and 3 (2, 1) is also stored in the capacitors 5 (1) and 5 (2). Charged. Here, when the output voltage of the pulse generator 202 is returned to VsL after the selection switches 2 (1, 1) and 2 (2, 1) are turned off, the charges of the capacitors 5 (1) and 5 (2) are held. Therefore, the output voltage of the operational amplifier 4 (1) is [(capacitance of capacitor 3 (1,1)) / (capacitance of capacitor 5 (1))] × (VsH−VsL) + Vs
L The output voltage of the operational amplifier 4 (2) is [(capacitance of capacitor 3 (2,1)) / (capacitance of capacitor 5 (2))] × (VsH−VsL) + Vs
L.
【0020】つまり、静電容量の変化を電圧信号に変換
することになる。この電圧は、スイッチ7(1)、7
(2)で順次選択されて出力端子203に映像信号とし
て導出される。出力信号電圧は、静電容量比で決まり、
信号線やスイッチのオン抵抗は出力信号電圧に影響を与
えないために、高画質の赤外線映像を容易に得ることが
できる。That is, the change in capacitance is converted into a voltage signal. This voltage is applied to switches 7 (1), 7
The video signal is sequentially selected in (2) and is output to the output terminal 203 as a video signal. The output signal voltage is determined by the capacitance ratio,
Since the ON resistance of the signal line and the switch does not affect the output signal voltage, a high-quality infrared image can be easily obtained.
【0021】図3は、感温性コンデンサの構造例を示し
ている。FIG. 3 shows an example of the structure of a temperature-sensitive capacitor.
【0022】半導体チップ101の第1配線電極111
と第2配線電極112との間に空洞部102を設け、第
2配線電極112をバイメタル構造にする事で実現でき
る。バイメタル構造の電極112は、温度変化により変
位するので、第1配線電極111と第2配線電極112
との間隔が変化する。したがって静電容量が温度によっ
て変化することになる。First wiring electrode 111 of semiconductor chip 101
This can be realized by providing the cavity 102 between the first wiring electrode 112 and the second wiring electrode 112 and forming the second wiring electrode 112 in a bimetal structure. Since the electrode 112 having a bimetal structure is displaced by a change in temperature, the first wiring electrode 111 and the second wiring electrode 112 are displaced.
And the interval changes. Therefore, the capacitance changes with temperature.
【0023】図4は上記の感温コンデンサの製造例を示
している。FIG. 4 shows an example of manufacturing the above-mentioned temperature-sensitive capacitor.
【0024】図4(a)のようにバイメタルの下層金属
301を蒸着によりSiO2絶縁膜上に形成する。バイメタ
ル構成部以外の部分の金属膜をフォトエッチングで除去
する(図4(b))。下層配線113との接続のために
フォトエッチングでコンタクト穴302を開ける(図4
(c))。バイメタルの上層金属303を蒸着し、バイ
メタル部と配線金属をエッチングによりパターニングす
る(図5(a))。このとき、バイメタル部分の下部に
空洞を作るために、SiO2エッチング液が通過できるよう
にバイメタル電極をメッシュ状に形成しておく(図5
(b))。As shown in FIG. 4A, a lower metal layer 301 of a bimetal is formed on a SiO2 insulating film by vapor deposition. The metal film other than the bimetal component is removed by photoetching (FIG. 4B). A contact hole 302 is opened by photoetching for connection with the lower wiring 113 (FIG. 4).
(C)). An upper metal layer 303 of the bimetal is deposited, and the bimetal portion and the wiring metal are patterned by etching (FIG. 5A). At this time, in order to form a cavity below the bimetal portion, a bimetal electrode is formed in a mesh shape so that the SiO2 etching solution can pass therethrough (FIG. 5).
(B)).
【0025】感温性コンデンサを除いた部分にレジスト
305を形成し(図5(c))、SiO2を等方性エッチン
グすると、横方向にもエッチングされ、SiO2空洞部10
2(図3)を作製することができる。A resist 305 is formed in a portion excluding the temperature-sensitive capacitor (FIG. 5C), and when SiO2 is isotropically etched, it is also etched in the lateral direction, and the SiO2 cavity 10 is etched.
2 (FIG. 3) can be produced.
【0026】このような構造にすると、赤外線がバイメ
タル部分に当たると温度が上昇しバイメタル電極が湾曲
し、下部電極との距離が変わるため静電容量の変化とし
て、赤外線強度を検知できる。With such a structure, when infrared rays hit the bimetal portion, the temperature rises, the bimetal electrode bends, and the distance to the lower electrode changes, so that the intensity of infrared rays can be detected as a change in capacitance.
【0027】図6は、本発明の他の実施の形態を示す赤
外線撮像装置の回路ブロック図である。この実施の形態
においても、行列状に配列された4つの画素を示してい
る。各画素の構成は同じであるから1つの画素を代表し
て説明する。FIG. 6 is a circuit block diagram of an infrared imaging apparatus showing another embodiment of the present invention. This embodiment also shows four pixels arranged in a matrix. Since the configuration of each pixel is the same, one pixel will be described as a representative.
【0028】この撮像装置においても、説明を簡単にす
るために、マトリックス状に配列された4つの画素60
(1,1),60(2,1),60(1,2),60
(2,2)を示している。1つの画素60(1,1)の
構成を代表して説明することにする。In this image pickup apparatus as well, for simplicity of description, four pixels 60 arranged in a matrix are used.
(1, 1), 60 (2, 1), 60 (1, 2), 60
(2, 2) is shown. The configuration of one pixel 60 (1, 1) will be described as a representative.
【0029】SEL1は第1の行選択ラインである。6
1(a1)は、感温性コンデンサであり、この感温性コ
ンデンサ61(a1)の一方の電極は、アースラインに
接続されており、他方の電極は、スイッチ64(a
1),65(a1)を介して先の行選択ラインSEL1
に接続されている。SEL1 is a first row selection line. 6
1 (a1) is a temperature-sensitive capacitor. One electrode of the temperature-sensitive capacitor 61 (a1) is connected to the ground line, and the other electrode is connected to a switch 64 (a1).
1), 65 (a1), the previous row selection line SEL1
It is connected to the.
【0030】スイッチ64(a1),65(a1)はそ
れぞれパルスφRD,φRSによりオンオフ駆動され
る。スイッチ64(a1),65(a1)の接続点とア
ースライン間には、コンデンサ62(a1)が接続され
ている。またこのスイッチ64(a1),65(a1)
の接続点は、バッファ増幅器63(a1)、スイッチ6
6(a1)を介して、読み出しライン70(1)に接続
される。The switches 64 (a1) and 65 (a1) are turned on and off by pulses φRD and φRS, respectively. A capacitor 62 (a1) is connected between the connection point of the switches 64 (a1) and 65 (a1) and the ground line. The switches 64 (a1) and 65 (a1)
Are connected to the buffer amplifier 63 (a1), the switch 6
6 (a1) is connected to the read line 70 (1).
【0031】他の画素60(1,2)、60(2,
1)、60(2,2)も同様な構成である。但し、画素
60(1,1)、60(2,1)の出力は、読み出しラ
イン70(1)に出力されるが、画素60(1,2)、
60(2,2)の出力は、読み出しライン70(2)に
導出される。The other pixels 60 (1, 2), 60 (2,
1) and 60 (2, 2) have the same configuration. Note that the outputs of the pixels 60 (1, 1) and 60 (2, 1) are output to the readout line 70 (1), but the pixels 60 (1, 2),
The output of 60 (2,2) is directed to read line 70 (2).
【0032】読み出しライン70(1)、70(2)
は、それぞれコンデンサ68(1)、68(2)を介し
て、バッファ増幅器69の入力端子に接続されている。
この出力増幅器69には並列にコンデンサ71、スイッ
チ72が接続されている。スイッチ68(1)、68
(2)は、それぞれ水平走査回路302により、1水平
期間に1回オンするように制御される。読み出された信
号は、出力端子73に現れる。Read lines 70 (1), 70 (2)
Are connected to the input terminal of the buffer amplifier 69 via the capacitors 68 (1) and 68 (2), respectively.
A capacitor 71 and a switch 72 are connected to the output amplifier 69 in parallel. Switches 68 (1) and 68
(2) is controlled by the horizontal scanning circuit 302 so as to be turned on once in one horizontal period. The read signal appears at the output terminal 73.
【0033】図7には、上記の撮像装置の動作タイミン
グを示している。FIG. 7 shows the operation timing of the above-described image pickup apparatus.
【0034】選択ラインSEL1,SEL2を全てロー
レベルにし、信号φRS,φRDをハイレベルにするこ
とで、コンデンサ61,62が放電され、電圧VSLに
セットされる。By setting all the select lines SEL1 and SEL2 to low level and setting the signals φRS and φRD to high level, the capacitors 61 and 62 are discharged and set to the voltage VSL.
【0035】画素60(1,1)を中心に説明する。The description will focus on the pixel 60 (1, 1).
【0036】次に、行選択ラインSEL1をハイレベル
VsHにし、リセットスイッチ65(a1)経由でコン
デンサ62(a1)をVsHに充電するとともに、スイ
ッチ66(a1)をオンにしてバッファ増幅器63(a
1)の出力を垂直信号線(読み出しライン)70(1)
に導出する(時点t1)。Next, the row selection line SEL1 is set to the high level VsH, the capacitor 62 (a1) is charged to VsH via the reset switch 65 (a1), and the switch 66 (a1) is turned on to turn on the buffer amplifier 63 (a).
The output of 1) is applied to the vertical signal line (readout line) 70 (1)
(Time t1).
【0037】次に、リセットスイッチ65(a1)をオ
フにした後、走査スイッチ68(1)と出力増幅器69
のリセットスイッチ72をオンし、コンデンサ67
(1)で無信号時のバッファ増幅器63(a1)の出力
電圧バラツキをクランプ動作により取り除く(時点t
2)。Next, after the reset switch 65 (a1) is turned off, the scanning switch 68 (1) and the output amplifier 69
Turn on the reset switch 72 of the
In (1), the output voltage variation of the buffer amplifier 63 (a1) at the time of no signal is removed by the clamp operation (at time t).
2).
【0038】次に、スイッチ68(1)、72をオフに
した後、読み出しスイッチ64(a1)をオンにする
(時点t3)。するとバッファ増幅器63(a1)の入
力電圧Vdetは、 [VsL×(61(a1)の静電容量)+VsH×(6
2(a1)の静電容量)]/[(61(a1)の静電容
量)+(62(a1)の静電容量)]=VsH−[(V
sH−VsL)/(1+(62(a1)の静電容量)/
(601(a1)の静電容量))] となる。Next, after the switches 68 (1) and 72 are turned off, the read switch 64 (a1) is turned on (time t3). Then, the input voltage Vdet of the buffer amplifier 63 (a1) becomes [VsL × (capacitance of 61 (a1)) + VsH × (6
2 (a1)) / [(61 (a1) capacitance) + (62 (a1) capacitance)] = VsH − [(V
sH-VsL) / (1+ (capacitance of 62 (a1)) /
(Capacitance of 601 (a1)))].
【0039】したがって、コンデンサ61(a1)の静
電容量変化による電圧変化をバッファアンプ63(a
1)の出力Vsigとして取り出すことができる。Therefore, the voltage change due to the capacitance change of the capacitor 61 (a1) is not
It can be extracted as the output Vsig of 1).
【0040】この電圧変化は、順次選択される走査スイ
ッチ68と出力増幅器69のリセットスイッチ72を交
互にオンすることで、コンデンサ67(1)と71の静
電容量比で増幅され、出力端子73から映像信号電圧V
outとして取り出すことができる。This voltage change is amplified by the capacitance ratio of the capacitors 67 (1) and 71 by alternately turning on the scanning switch 68 and the reset switch 72 of the output amplifier 69 which are sequentially selected. From the video signal voltage V
It can be taken out.
【0041】この出力信号電圧も静電容量比できまり、
信号線やスイッチのオン抵抗は出力信号電圧に影響を与
えないため、高画質な赤外線映像を容易に得ることがで
きる。This output signal voltage can also be determined by the capacitance ratio,
Since the ON resistance of the signal line and the switch does not affect the output signal voltage, a high-quality infrared image can be easily obtained.
【0042】[0042]
【発明の効果】上記したように本発明によれば、赤外線
撮像素子の撮像領域中の温度分布を静電容量変化として
検出するため、配線抵抗やスイッチ部の抵抗の影響を受
けない高画質な赤外線撮像装置が実現できる。As described above, according to the present invention, since the temperature distribution in the imaging region of the infrared imaging device is detected as a change in capacitance, a high image quality which is not affected by the wiring resistance or the resistance of the switch unit is obtained. An infrared imaging device can be realized.
【図1】 この発明の一実施の形態を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】 図1の回路の動作を説明するために示したタ
イミングチャート。FIG. 2 is a timing chart shown for explaining the operation of the circuit in FIG. 1;
【図3】 この発明に係る画素の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a pixel according to the present invention.
【図4】 この発明に係る画素の製造例を説明するため
に示した説明図。FIG. 4 is an explanatory view for explaining an example of manufacturing a pixel according to the present invention.
【図5】 図4の続きを示す説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing a continuation of FIG. 4;
【図6】 この発明の他の実施の形態を示す図。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図7】 図6の回路の動作を説明するために示したタ
イミングチャート。FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the circuit in FIG. 6;
【図8】 従来の赤外線撮像装置の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional infrared imaging device.
2(1,1)、2(2,1)、2(2,1)、2(2,
2)…スイッチ、3(1,1)、3(2,1)、3
(2,1)、3(2,2)…感温性コンデンサ、4
(1)、4(2)…増幅器、5(1)、5(2)…コン
デンサ、6(1)、6(2)、7(1)、7(2)…ス
イッチ、201…垂直走査回路、202…パルス発生
器、204…水平走査回路。2 (1,1), 2 (2,1), 2 (2,1), 2 (2,2
2) Switch, 3 (1, 1), 3 (2, 1), 3
(2, 1), 3 (2, 2) ... temperature-sensitive condenser, 4
(1), 4 (2) ... amplifier, 5 (1), 5 (2) ... capacitor, 6 (1), 6 (2), 7 (1), 7 (2) ... switch, 201 ... vertical scanning circuit , 202 ... pulse generator, 204 ... horizontal scanning circuit.
Claims (4)
形成するための光学系と、 前記撮像面に規則的に配されており、温度により静電容
量が変化する複数の感温性コンデンサと、 前記複数の感温性コンデンサの静電容量を電気信号に変
換する検出増幅器とを少なくとも具備したことを特徴と
する赤外線撮像装置。1. An optical system for forming an infrared light image on an imaging surface to form a temperature distribution, and a plurality of temperature-sensitive devices which are regularly arranged on the imaging surface and whose capacitance changes with temperature. An infrared imaging apparatus comprising at least a conductive capacitor and a detection amplifier that converts capacitance of the plurality of temperature-sensitive capacitors into an electric signal.
される第1の電極と、第1の電極に対向し温度により第
1の電極との間隔が変化する第2の電極により構成した
ことを特徴とする請求項1の赤外線撮像装置。2. The temperature-sensitive capacitor includes a first electrode that is physically fixed, and a second electrode that faces the first electrode and changes the distance between the first electrode and the first electrode depending on temperature. The infrared imaging device according to claim 1, wherein:
バイメタルで構成したことを特徴とする請求項2の赤外
線撮像装置。3. A second electrode of the temperature-sensitive capacitor,
3. The infrared imaging device according to claim 2, wherein the infrared imaging device is made of a bimetal.
サに印加される電圧を所定電圧変化させた時の電荷量
を、固定静電容量のコンデンサで電圧信号に変換するこ
とを特徴とする請求項1の赤外線撮像装置。4. The method according to claim 1, wherein the detection amplifier converts a charge amount when a voltage applied to the temperature-sensitive capacitor is changed by a predetermined voltage into a voltage signal by a capacitor having a fixed capacitance. Item 7. The infrared imaging device according to Item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29970299A JP2001119627A (en) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | Infrared imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29970299A JP2001119627A (en) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | Infrared imaging device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001119627A true JP2001119627A (en) | 2001-04-27 |
Family
ID=17875949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29970299A Pending JP2001119627A (en) | 1999-10-21 | 1999-10-21 | Infrared imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001119627A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009524283A (en) * | 2006-01-13 | 2009-06-25 | マイクロン テクノロジー, インク. | Method and apparatus for providing pixel storage gate charge sensing for electrical stabilization in an imaging device |
| CN116488115A (en) * | 2023-03-07 | 2023-07-25 | 上海伊恩埃半导体科技股份有限公司 | Control method of matching controller and matching controller |
-
1999
- 1999-10-21 JP JP29970299A patent/JP2001119627A/en active Pending
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