(57)【要約】【課題】回路規模を大きくすることなく、赤外線検出素子の走査選択時に発生するスイッチングノイズを低減し、被写体の温度分布を高精度に撮像する。【解決手段】水平方向選択用のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎ（ｎ＝１〜ｎ）の各ドレイン端子に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎの１／２のトランジスタサイズを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を接続すると共に、このＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子を接続されているＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチが選択される直前に選択されるＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート端子に接続する。【選択図】図１
2005303720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向及び水平方向の２次元行列状に配設された複数の赤外線検出素子を有する赤外線検出部と、
前記赤外線検出素子毎に接続され、制御端子に垂直方向選択信号が入力される第１のスイッチを有し、垂直方向選択信号に従って選択する第１のスイッチを切り換えることにより、前記赤外線検出素子の出力信号を垂直方向に走査選択する垂直方向スキャナと、
前記複数の赤外線検出素子の列毎に接続され、制御端子に水平方向選択信号が入力される第２のスイッチを有し、水平方向選択信号に従って選択する第２のスイッチを切り換えることにより、垂直方向デコーダにより走査選択された赤外線検出素子の出力信号を水平方向に走査選択し、赤外線検出素子の出力信号を出力する水平方向スキャナとを備え、
前記第２のスイッチの第１の端子には第２の容量素子の一方の端子が接続され、第２の容量素子の他方の端子には直前に選択される第２のスイッチの制御端子が接続されていること
を特徴とする赤外線検出装置。
【請求項２】
前記第２の容量素子の合計容量値は、第２のスイッチの制御端子−第１の端子間容量と制御端子−第２の端子間容量の合計容量値の１／２の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出装置。
【請求項３】
前記第２のスイッチはＭＯＳＦＥＴで構成され、前記第２の容量素子は、第２のスイッチと同一導電型の第３のＭＯＳＦＥＴスイッチにより構成され、当該第３のＭＯＳＦＥＴスイッチのドレイン端子とソース端子とを短絡したものを前記一方の端子、ゲート端子を前記他方の端子として用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の赤外線検出装置。
【請求項４】
前記第１のスイッチのうち、垂直方向の選択が切り換るのと同時に水平方向の選択が切り換る列に配設された各赤外線検出素子に接続する第１のスイッチの第１の端子には、第１の容量素子の一方の端子が接続され、第１の容量素子の他方の端子には直前に選択された第１のスイッチの制御端子が接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【請求項５】
前記第１の容量素子の合計容量値は、第１のスイッチの制御端子−第１の端子間容量と制御端子−第２の端子間容量の合計容量値の１／２の大きさであることを特徴とする請求項４に記載の赤外線検出装置。
【請求項６】
前記第１のスイッチはＭＯＳＦＥＴで構成され、前記第１の容量素子は、第１のスイッチと同一導電型の第４のＭＯＳＦＥＴスイッチにより構成され、当該第４のＭＯＳＦＥＴスイッチのドレイン端子とソース端子とを短絡したものを前記一方の端子、ゲート端子を前記他方の端子として用いることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の赤外線検出装置。
【請求項７】
１次元状に配列された複数の赤外線検出素子を有する赤外線検出部と、
前記赤外線検出素子毎に接続され、ゲート端子に選択信号が入力される第１のＭＯＳＦＥＴスイッチを有し、前記選択信号に従って選択する第１のＭＯＳＦＥＴスイッチを切り換えることにより、赤外線検出素子の出力信号を走査選択し、赤外線検出素子の出力信号を出力するスキャナとを備え、
前記第１のＭＯＳＦＥＴスイッチのドレイン端子及びソース端子の少なくとも一方には容量素子の一方の端子が接続され、当該容量素子の他方の端子には当該第１のＭＯＳＦＥＴスイッチが選択される直前に選択された第１のＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート端子が接続されていること
を特徴とする赤外線検出装置。
【請求項８】
前記容量素子の合計容量値は、第１のＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート−ドレイン間容量とゲート−ソース間容量の合計容量値の１／２の大きさであることを特徴とする請求項７に記載の赤外線検出装置。
【請求項９】
前記容量素子は、前記第１のＭＯＳＦＥＴスイッチと同一導電型の第２のＭＯＳＦＥＴスイッチにより構成され、当該第２のＭＯＳＦＥＴスイッチのドレイン端子とソース端子とを短絡したものを前記一方の端子、ゲート端子を前記他方の端子として用いることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の赤外線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射赤外線を電気信号に変換する複数の赤外線検出素子を利用して被写体の温度分布を撮像する赤外線検出装置に関し、より詳しくは、被写体の温度分布を高精度に撮像するための技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、垂直方向ｍ行，水平方向ｎ列の２次元行列状に配設された複数の赤外線検出素子と、出力信号を取り出す赤外線検出素子を行単位で走査選択する垂直方向スキャナと、赤外線検出素子の列毎に配設された複数のＮ型ＭＯＳＦＥＴを有し、出力信号を取り出す赤外線検出素子を列単位で走査選択する水平方向スキャナとを備える赤外線検出装置が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【０００３】
そして、このような構成を有する赤外線検出装置は、垂直方向スキャナにより出力信号を取り出す赤外線素子が含まれる行を選択するのと同時に、その赤外線検出素子が含まれる列に対応するＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子にパルス信号を入力することにより、２次元行列状に配設された各赤外線検出素子の出力信号を取り出し、被写体の温度分布を撮像する。
【特許文献１】特開平８−１０５７９４号公報
【特許文献２】特開平７−０８７３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来までの赤外線検出装置の構成では、赤外線検出素子がサーモパイル（熱電対）等のように高出力インピーダンスを持つ素子である場合、水平方向スキャナを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子にパルス信号が印加される際に、パルス信号の立ち上がりや立ち下がりのステップ状の変化が、図５（ａ），（ｂ）に示すように、スイッチングノイズとして、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート−ドレイン間容量Ｃｇｄやゲート−ソース間容量Ｃｇｓを介して赤外線検出素子の出力信号に重畳され、赤外線検出素子の検出信号を精度良く取り出せない。
【０００５】
なお、上記問題を解決するために、第１の方法として、図６に示すように、並列接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴとＰ型ＭＯＳＦＥＴにより水平方向スキャナを構成し、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子にＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に印加されるパルス信号の反転信号を印加することにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート−ドレイン間容量やゲート−ソース間容量を介して重畳されるスイッチングノイズを相殺する方法が提案されている。
【０００６】
さらに、上記問題を解決するために、第２の方法として、図７に示すように、水平方向スキャナを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子及びソース端子に対して、パルス信号の反転信号をゲート端子に印加し、ドレイン端子とソース端子を短絡してゲート端子との間で容量を形成したＮ型ＭＯＳＦＥＴを接続することにより、スイッチングノイズを相殺する方法も提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記第１，第２の方法によれば、パルス信号を反転させるインバータによる信号遅延の影響によって、反転前のパルス信号と反転後のパルス信号との間に位相（時間）差が生じるために、スイッチングノイズを良好に相殺することができず、この結果、赤外線検出素子の出力信号を高速に読み出すことができなくなる。
【０００８】
また、上記第１，第２の方法によれば、パルス信号を反転させるためのインバータ、水平方向を構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ毎に並列接続するＰ型ＭＯＳＦＥＴや、水平方向を構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子及びソース端子に接続する容量形成用のＮ型ＭＯＳＦＥＴ等の回路要素を追加するために、赤外線検出装置の回路規模が大きくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回路規模を大きくすることなく、赤外線検出素子の走査選択時に発生するスイッチングノイズを低減し、被写体の温度分布を高精度に撮像することが可能な赤外線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本発明に係る赤外線検出装置は、垂直方向及び水平方向の２次元行列状に配設された複数の赤外線検出素子を有する赤外線検出部と、赤外線検出素子毎に接続され、制御端子に垂直方向選択信号が入力される第１のスイッチを有し、垂直方向選択信号に従って選択する第１のスイッチを切り換えることにより、赤外線検出素子の出力信号を垂直方向に走査選択する垂直方向スキャナと、複数の赤外線検出素子の列毎に接続され、制御端子に水平方向選択信号が入力される第２のスイッチを有し、水平方向選択信号に従って選択する第２のスイッチを切り換えることにより、垂直方向デコーダにより走査選択された赤外線検出素子の出力信号を水平方向に走査選択し、赤外線検出素子の出力信号を出力する水平方向スキャナとを備え、第２のスイッチの第１の端子には第２の容量素子の一方の端子が接続され、第２の容量素子の他方の端子には直前に選択される第２のスイッチの制御端子が接続されている。
【００１１】
また、上述の課題を解決するために、本発明に係る赤外線検出装置は、１次元状に配列された複数の赤外線検出素子を有する赤外線検出部と、赤外線検出素子毎に接続され、ゲート端子に選択信号が入力される第１のＭＯＳＦＥＴスイッチを有し、選択信号に従って選択する第１のＭＯＳＦＥＴスイッチを切り換えることにより、赤外線検出素子の出力信号を走査選択し、赤外線検出素子の出力信号を出力するスキャナとを備え、第１のＭＯＳＦＥＴスイッチのドレイン端子及びソース端子の少なくとも一方には容量素子の一方の端子が接続され、容量素子の他方の端子には第１のＭＯＳＦＥＴスイッチが選択される直前に選択された第１のＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート端子が接続されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る赤外線検出装置によれば、スイッチングノイズは出力信号として出力する際に相殺されるので、回路規模を大きくすることなく、赤外線検出素子の走査選択時に発生するスイッチングノイズを低減し、被写体の温度分布を高精度に撮像することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態となる赤外線検出装置の構成について説明する。
【００１４】
［赤外線検出装置の構成］
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態となる赤外線検出装置の構成について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態となる赤外線検出装置の構成を示す回路図である。
【００１６】
本発明の一実施形態となる赤外線検出装置は、図１に示すように、２次元赤外線検出素子部２，カウンタ３，垂直方向デコーダ４，水平方向デコーダ５，及び水平方向スキャナ６を主な構成要素として備える。
【００１７】
上記２次元赤外線検出素子部２は、垂直方向ｍ行，水平方向ｎ列の２次元行列状に配設された複数の画素により形成され、各画素は、赤外線検出素子１１と、赤外線検出素子１１に接続され、垂直方向スキャナとして機能するＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍｎ（ｍ＝１〜ｍ，ｎ＝１〜ｎ）とを有する。なお、図１においては、赤外線検出素子１１をサーモパイル（熱電対）と仮定し、赤外線検出素子１１をサーモパイルの等価回路である抵抗と電圧源の直列回路として図示している。
【００１８】
また、垂直方向の選択が切り換わるのと同時に水平方向の選択が切り換わる列である、水平方向１列目の各画素のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１（ｍ＝１〜ｍ）のドレイン（赤外線検出素子１１側）端子には、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１の１／２のトランジスタサイズを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｍ１ａ（ｍ＝１〜ｍ）が接続されている。また、このＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｍ１ａのゲート端子には、自身の行が選択される直前に選択される行のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１のゲート端子に接続されている。
【００１９】
すなわち、垂直方向１列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１１のドレイン端子に接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍ１１ａのゲート端子は、ｍ行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１のゲート端子、２行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２１のドレイン端子に接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍ２１ａのゲート端子は、１行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２１のゲート端子にそれぞれ接続され、以下同様に、ｍ行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１のドレイン端子に接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｍ１ａのゲート端子は、（ｍ−１）行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ（ｍ−１）１のゲート端子に接続される。
【００２０】
上記カウンタ３は、基準クロック信号ＣＬＫに基づいて、２次元赤外線検出素子部２を構成する画素数分のアドレスをカウントし、カウント値を垂直方向デコーダ４及び水平方向デコーダ５に入力する。上記垂直方向デコーダ４は、２次元赤外線検出素子部２の行方向に接続され、カウンタ３から入力されたカウント値をデコードした後、各行毎の垂直方向選択信号Ｙｍ（ｍ＝１〜ｍ）として垂直方向スキャナであるＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍｎに入力する。上記水平方向デコーダ５は、カウンタ３から入力されたカウント値をデコードした後、各列毎の水平方向選択信号Ｘｎ（ｎ＝１〜ｎ）として水平方向スキャナ６に入力する。
【００２１】
上記水平方向スキャナ６は、走査選択された画素の出力信号Ｖｎ（ｎ＝１〜ｎ）を赤外線検出装置の出力信号Ｖｏｕｔとして出力する。なお、この実施形態では、水平方向スキャナ６は、２次元赤外線検出素子部２の列毎に設けられ、水平方向デコーダ５からの水平方向選択信号Ｘｎがゲート端子に入力されるＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎ（ｎ＝１〜ｎ）を有する。また、このＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎの入力（ドレイン）端子は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎの１／２のトランジスタサイズを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｎａ（ｎ＝１〜ｎ）のドレイン端子とソース端子が接続されている。
【００２２】
また、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｎａのゲート端子は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎが選択される直前に選択されるＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎのゲート端子に接続されている。すなわち、水平方向１列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１の入力端子に接続されているＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍ１ａのゲート端子は、ｎ列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎのゲート端子、水平方向２列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２の入力端子に接続されているＮ型ＭＯＳＦＥＴ−２ａのゲート端子は、１列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１のゲート端子にそれぞれ接続され、以下に同様に、ｎ列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎの入力端子に接続されているＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｎａのゲート端子は、（ｎ−１）列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ（ｎ−１）のゲート端子に接続されている。
【００２３】
なお、上記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍｎ，Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎ，Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｍ１ａ，及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍｎａはそれぞれ、本発明に係る第１のＭＯＳＦＥＴスイッチ，第２のＭＯＳＦＥＴスイッチ，第１の容量素子，及び第２の容量素子として機能する。
【００２４】
〔赤外線検出装置の基本動作〕
次に、図２を参照して、上記赤外線検出装置の基本動作について説明する。
【００２５】
図２は、上記赤外線検出装置の動作を示すタイムチャート図である。
【００２６】
上記赤外線検出装置では、図２のｔ＝ｔ１のタイミングのように垂直方向選択信号Ｙ１がＨ（ハイ）レベルになると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１ｎがオン状態となり、画素１ｎ（ｎ＝１〜ｎ）の出力信号Ｖｎ（ｎ＝１〜ｎ）が水平方向スキャナ６に入力される。また同時に、水平方向選択信号Ｘ１がＨレベルになることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１がオン状態となり、画素１１の出力信号が赤外線検出装置の出力信号Ｖｏｕｔとして走査選択される。その後、水平方向選択信号Ｘ２〜Ｘｎが順次Ｈレベルになるのに応じて、画素１１の出力信号に続いて、画素１ｎ（ｎ＝２〜ｎ）の出力信号が出力信号Ｖｏｕｔとして走査選択される。次に、垂直方向選択信号Ｙ２がＨレベルとなり、又、水平方向選択信号Ｘｎ（ｎ＝１〜ｎ）が順次Ｈレベルになるのに応じて、画素２ｎ（ｎ＝１〜ｎ）の出力信号が出力信号Ｖｏｕｔとして走査選択される。以下同様に動作することにより、画素１ｎ，画素２ｎ，…，画素ｍｎ（ｎ＝１〜ｎ）の出力信号が出力信号Ｖｏｕｔとして順に走査選択され、一つのサイクルが終了すると、画素１１の出力信号からの走査選択が再び繰り返される。
【００２７】
そして、このような構成を有する赤外線検出装置は、垂直方向選択信号Ｙｍ及び水平方向選択信号Ｘｎの立ち上がり及び立ち下がり時に以下に示すように動作することにより、回路規模を大きくすることなく、赤外線検出素子１１の走査選択時に発生するスイッチングノイズを低減し、被写体の温度分布を高精度に撮像することを可能にする。以下、図３，図４を参照して、垂直方向選択信号Ｙｍ及び水平方向選択信号Ｘｎの立ち上がり及び立ち下がり時における赤外線検出装置の動作について詳しく説明する。
【００２８】
［垂直方向選択信号及び水平方向選択信号の立ち上がり及び立ち下がり時の動作］
〔水平方向選択信号の立ち上がり及び立ち下がり時の動作〕
始めに、図３に示す水平方向選択信号Ｘ２の立ち下がり時（＝水平方向選択信号Ｘ３の立ち上がり時）の赤外線検出装置の動作を例として、水平方向選択信号Ｘｎの立ち上がり及び立ち下がり時の赤外線検出装置の動作について説明する。
【００２９】
いま、垂直方向選択信号Ｙ２がＨレベルになることにより垂直方向２行目の画素２ｎ（ｎ＝１〜ｎ）が選択されていると仮定すると、水平方向選択信号Ｘ２が立ち下がるのと同時に水平方向選択信号Ｘ３が立ち上がると、水平方向２列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２がオフ状態になるのと同時に３列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ３がオン状態になる。そして、この時、水平方向選択信号Ｘ３の立ち上がりのステップ状変化は、図３に示す３列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ３のゲート−ドレイン間容量Ｃｇｄ３及びゲート−ソース間容量Ｃｇｓ３を介して、立ち上がり方向スイッチングノイズとして赤外線検出装置の出力信号Ｖｏｕｔに重畳される。
【００３０】
また、水平方向選択信号Ｘ２の立ち下がりのステップ状変化は、図３に示す２列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２のゲート−ソース間容量Ｃｇｓ２を介して、立ち下がり方向スイッチングノイズとして出力信号Ｖｏｕｔに重畳される。なお、この時、ゲート−ドレイン端子間容量Ｃｇｄ２を介したスイッチングノイズが出力信号Ｖｏｕｔに重畳されない理由は、２列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２がオフ状態にあるために、ドレイン−ソース間がオープン（非導通）状態になっているためである。
【００３１】
さらに、水平方向選択信号Ｘ２の立ち下がりのステップ状変化は、２列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２のゲート端子と３列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ３のドレイン端子間に接続されている、図３に示すＮ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍ３ａのゲート−ドレイン間容量Ｃｇｄ３ａ及びゲート−ソース間容量Ｃｇｓ３ａを介して、立ち下がり方向スイッチングノイズとして出力信号Ｖｏｕｔに重畳される。
【００３２】
すなわち、出力信号Ｖｏｕｔには、容量Ｃｇｄ３，Ｃｇｓ３に起因するスイッチングノイズが立ち上がり方向スイッチングノイズとして、容量Ｃｇｓ２及び容量Ｃｇｄ３ａ，Ｃｇｓ３ａに起因するスイッチングノイズが立ち下がり方向スイッチングノイズとしてそれぞれ重畳される。しかしながら、上述のように、この赤外線検出装置では、３個のＭＯＳＦＥＴはいずれも同一導電型である。また、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２，Ｍ３のトランジスタサイズは相等しく、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍ３ａのトランジスタサイズはＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２，Ｍ３の１／２の大きさである。さらに、一般に、ＭＯＳＦＥＴのゲート−ドレイン間容量はとゲート−ソース間容量は等しいので、３個のＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート−ドレイン間容量とゲート−ソース間容量の関係は以下の数式１のような関係になる。
【数１】
2005303720.tif 000003
【００３３】
従って、この赤外線検出装置では、上記のようにして立ち上がり方向スイッチングノイズと立ち下がり方向スイッチングノイズが重畳されたとしても、図４に示すように、スイッチングノイズは出力信号Ｖｏｕｔとして出力する際に相殺され、スイッチングノイズが全くない状態になる。なお、ここでは、水平方向選択信号Ｘ２の立ち下がり時、すなわち、水平方向選択信号Ｘ３の立ち上がり時の動作を例にして説明したが、他の水平方向選択信号に対しても同一の動作となり、スイッチングノイズは完全に相殺されるため、水平方向走査選択時には、スイッチングノイズが全くない状態になる。
【００３４】
〔垂直方向選択信号の立ち上がり及び立ち下がり時の動作〕
次に、垂直方向選択信号Ｙ１の立ち下がり時（＝垂直方向選択信号Ｙ２の立ち上がり時）の赤外線検出装置の動作を例として、垂直方向選択信号Ｙｍの立ち上がり及び立ち下がり時の赤外線検出装置の動作について説明する。なお、垂直方向選択信号Ｙ１が立ち下がるのと同時に垂直方向選択信号Ｙ２が立ち上がると、水平方向においても、水平方向選択信号Ｘｎが立ち下がるの同時に水平方向選択信号Ｘ１が立ち上がり、垂直方向の走査選択切り換え時には、水平方向１列目が常に選択されるので、垂直方向走査選択時のスイッチングノイズについては、水平方向１列目の画素ｍ１（ｍ＝１〜ｍ）に接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１（ｍ＝１〜ｍ）についてのみ考えればよい。
【００３５】
いま、垂直方向選択信号Ｙ１が立ち下がるのと同時に垂直方向選択信号Ｙ２が立ち上がると、垂直方向１列目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１１がオフ状態となるのと同時に２行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２１がオン状態になる。そして、この時、垂直方向選択信号Ｙ２の立ち上がりのステップ状変化は、２行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２１のゲート−ドレイン間容量Ｃｇｄ２１及びゲート−ソース間容量Ｃｇｓ２１を介して、立ち上がり方向スイッチングノイズとしてＶ１出力に重畳される。
【００３６】
また、垂直方向選択信号Ｙ１の立ち下がりのステップ状変化は、１行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１１のゲート−ソース間容量Ｃｇｓ１１を介して、立ち下がり方向スイッチングノイズとしてＶ１出力に重畳される。なお、この時、ゲート−ドレイン端子間容量Ｃｇｄ１１を介したスイッチングノイズがＶ１出力に重畳されない理由は、１行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１１がオフ状態にあるために、ドレイン−ソース間がオープン（非導通）状態になっているためである。
【００３７】
さらに、垂直方向選択信号Ｙ１の立ち下がりのステップ状変化は、１行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１１のゲート端子と２行目のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ２１のドレイン端子間に接続されている、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍ２１ａのゲート−ドレイン間容量Ｃｇｄ２１ａ及びゲート−ソース間容量Ｃｇｓ２１ａを介して、立ち下がり方向スイッチングノイズとしてＶ１出力に重畳される。
【００３８】
すなわち、Ｖ１出力には、容量Ｃｇｄ２１，Ｃｇｓ２１に起因するスイッチングノイズが立ち上がり方向スイッチングノイズとして、容量Ｃｇｓ１１及び容量Ｃｇｄ２１ａ，Ｃｇｓ２１ａに起因するスイッチングノイズが立ち下がり方向スイッチングノイズとしてそれぞれ重畳される。しかしながら、上述のように、この赤外線検出装置では、３個のＭＯＳＦＥＴはいずれも同一導電型である。また、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１１，Ｍ２１のトランジスタサイズは相等しく、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ−Ｍ２１ａのトランジスタサイズはＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭ１１，Ｍ２１の１／２の大きさである。さらに、上述の通り、ＭＯＳＦＥＴのゲート−ドレイン間容量はとゲート−ソース間容量は等しいので、３個のＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート−ドレイン間容量とゲート−ソース間容量の関係は以下の数式２のような関係になる。
【数２】
2005303720.tif 000004
【００３９】
従って、この赤外線検出装置では、上記のようにして立ち上がり方向スイッチングノイズと立ち下がり方向スイッチングノイズが重畳されたとしても、スイッチングノイズはＶ１出力として出力される際に相殺され、スイッチングノイズが全くない状態になる。なお、ここでは、垂直方向選択信号Ｙ１の立ち下がり時、すなわち、垂直方向選択信号Ｙ２の立ち上がり時の動作を例にして説明したが、他の垂直方向選択信号に対しても同一の動作となり、スイッチングノイズは完全に相殺されるため、垂直方向走査選択時にも、スイッチングノイズが全くない状態になる。
【００４０】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態となる赤外線検出装置によれば、水平方向選択用のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎ（ｎ＝１〜ｎ）の各ドレイン端子に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｎの１／２のトランジスタサイズを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を接続すると共に、このＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子を接続されているＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチが選択される直前に選択されるＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート端子に接続する。このような構成によれば、回路要素の増加を最小限に抑えた上で、上述のようにして水平走査選択時に発生するスイッチングノイズを低減し、被写体の温度分布を高精度に撮像することができる。
【００４１】
また、本発明の一実施形態となる赤外線検出装置によれば、垂直方向の選択が切り換わるのと同時に水平方向の選択が切り換わる列である水平方向１列目の各画素に接続する垂直方向選択用のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１（ｍ＝１〜ｍ）の各ドレイン端子に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチＭｍ１の１／２のトランジスタサイズを有するＮ型ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子及びソース端子を接続すると共に、このＮ型ＭＯＳＦＥＴのゲート端子を接続されているＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチのある行が選択される直前に選択される行のＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチのゲート端子に接続する。このような構成によれば、回路の増加を最小限に抑えた上で、上述のようにして垂直方向選択時に発生するスイッチングノイズを低減し、被写体の温度分布を高精度に撮像することができる。
【００４２】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、上記実施形態では、赤外線検出素子１１としてサーモパイルを想定したが、本発明はサーモパイルに限られることはない。また、上記実施形態では、赤外線検出素子１１は２次元的に配列されていたが、本発明はこの形態に限られることはなく、例えば赤外線検出素子１１を１次元的に配列してもよい。なお、赤外線検出素子１１を１次元的に配列する場合には、赤外線検出素子部２は画素１ｎ（ｎ＝１〜ｎ）の１行で構成され、垂直方向デコーダ４、及び垂直方向スキャナとして機能するＮ型ＭＯＳＦＥＴスイッチは省略される。このように、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態となる赤外線検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す赤外線検出装置の動作を示すタイムチャート図である。
【図３】水平方向選択信号の立ち上がり及び立ち下がり時の赤外線検出装置の動作を説明するための図である。
【図４】立ち上がり方向スイッチングノイズと立ち下がり方向スイッチングノイズが相殺される様子を説明するための図である。
【図５】従来までの赤外線検出装置の動作を説明するための図である。
【図６】従来までのスイッチングノイズの相殺方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
２：２次元赤外線検出素子部
３：カウンタ
４：垂直方向デコーダ
５：水平方向デコーダ
６：水平方向スキャナ
Ｍｍｎ：Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチ（垂直方向スキャナ）
Ｍｎ，Ｍｎａ，Ｍｍ１ａ：Ｎ型ＭＯＳＦＥＴスイッチ
Ｘｎ：水平方向選択信号
Ｙｍ：垂直方向選択信号
【図１】
2005303720.tif 000005
【図２】
2005303720.tif 000006
【図３】
2005303720.tif 000007
【図４】
2005303720.tif 000008
【図５】
2005303720.tif 000009
【図６】
2005303720.tif 000010