(57)【要約】【課題】  ２次元配列の検出アレイを有する赤外線固体撮像装置において、配線の段差形状等によって生じる配線抵抗値の差が引き起こす電圧分布偏りを抑圧することで、シェーディングを抑圧できるものを得る。【解決手段】  温度検出器２１が２次元配列された検出器アレイ２と、温度検出器２１の一方の極を行毎に共通接続した行選択線４２と他方の極を列毎に共通接続した列信号線４１と、行選択線４２を順次選択して画素用電圧供給源と接続する垂直走査回路７と、列信号線４１を順次選択して撮像出力を出力する水平走査回路６とを備える赤外線固体撮像装置であって、垂直走査回路７は、入力端と出力端との電位を等しくするバッファ手段７３を設け、前記画素用電圧供給源とそれぞれのバッファ手段７３との接続線をアレイ配置したダミー検出器３１の一方の極を共通接続したもので構成する。【選択図】    図４
2012004879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱構造に覆われたｐｎ接合ダイオードで構成された温度検知部を有する温度検出器が２次元配列された検出器アレイと、
前記ｐｎ接合ダイオードの陽極を行毎に電気的に共通接続した複数の行選択線と、
前記ｐｎ接合ダイオードの陰極を列毎に電気的に共通接続し列毎の終端に第一の定電流源を接続した複数の列信号線と、
前記行選択線を順次選択し選択した当該行選択線と画素用電圧供給線とを電気的に接続する垂直走査回路と、
前記第一の定電流源と略同一の電流量を供給する第二の定電流源と、
前記列信号線を順次選択し選択した当該列信号線について前記第一の定電流源と前記第二の定電流源との両端電圧を前記列信号線毎に設けられた積分回路を介して出力する水平走査回路とを備えた赤外線固体撮像装置であって、
前記垂直走査回路は、それぞれの前記行選択線に対応付けて分岐点をもち前記画素用電圧供給源と接続される画素用電圧供給線、及びそれぞれの前記分岐点と当該行選択線との間にスイッチおよび入力端と出力端との電位を等しくするバッファ手段を有するものであって、
前記画素用電圧供給線は、隣接する前記分岐点の間ごとに前記温度検出器と略同一の構造からなるダミー検出器を一つずつ列方向に配列したダミー検出アレイを用いて、それぞれの前記ｐｎ接合ダイオードの少なくとも一方の極を電気的に開放したもので構成されていることを特徴とする赤外線固体撮像装置。
【請求項２】
ダミー検出器は、前記温度検出器と略同一の構造から当該温度検知部を省いた構成である
ことを特徴とする、請求項１に記載の赤外線固体撮像装置。
【請求項３】
ダミー検出アレイは、３列以上に２次元配列されたものであり、
前記画素用電圧供給線は、前記ダミー検出アレイのうち内側のいずれかの列に配列された前記ダミー検出器を用いて構成されている
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の赤外線固体撮像装置。
【請求項４】
バッファ手段は、電源または接地との間にスイッチを介して接続されるものであり、
前記スイッチは、それぞれの行において所定の期間のみ電気的に接続する
ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の赤外線固体撮像装置。
【請求項５】
バッファ手段は、バイポーラトランジスタから成るエミッタフォロワ回路を有する
ことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の赤外線固体撮像装置。
【請求項６】
積分回路は、第一の定電流源と第二の定電流源との両端電圧の差を差動電圧電流変換アンプによって電流に変換し、周期的に一定電圧にリセットされる容量に積分する
ことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の赤外線固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、赤外線を熱に変換して検出する赤外線検出画素を二次元配列した赤外線固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な赤外線固体撮像装置では、断熱構造を有する画素を２次元に配列し、入射した赤外線によって画素の温度が変化することを利用して赤外線像を撮像する。非冷却型の赤外線固体撮像装置の場合、画素を構成する温度センサには、一定の順方向電流により温度変化を電圧変化に変換するシリコンｐｎ接合を用いたものが知られている。
【０００３】
また赤外線固体撮像装置では、画素は２次元に配列されており、行ごとに選択線によって接続され、列ごとに信号線によって接続されている。垂直走査回路と垂直選択スイッチにより各行選択線が順番に選択され、選択された行選択線を介して電源から画素に通電される。画素の出力は信号線を介して積分回路に伝えられ、積分回路で積分及び増幅され、水平走査回路と水平選択スイッチによって順次出力端子へ出力される。また、このような赤外線固体撮像装置の温度分解能を向上する方法としてバイアス電流を大きくすることでｐｎ接合の微分抵抗を低減して雑音成分を低減する方法が有効とされている。
【０００４】
このような赤外線固体撮像装置の温度分解能を向上する方法としてバイアス電流を大きくすることでｐｎ接合の微分抵抗を低減して雑音成分を低減する方法が有効とされている。ただし、バイアス電流を流すことによりｐｎ接合にジュール熱が発生することに起因してｐｎ接合に自己過熱が発生するので温度センサのダイナミックレンジが抑圧されるという問題の要因になる。
【０００５】
これを解決するための方法として、光学的無感度画素列と熱的無感度画素行とを有し、光学的無感度画素列により自己加熱成分を増幅トランジスタのソース電圧にフィードバックする構造をとることで自己加熱成分をキャンセルし、熱的無感度画素行を選択したときに増幅トランジスタのゲート電圧をクランプする構造をとることで行選択線の電圧分布がキャンセルされて水平方向のシェーディングを防止する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２１６５２公報（第６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこのような赤外線固体撮像装置では製造プロセス上、発生する配線の段差形状や仕上がり形状などによって配線のもつ抵抗値に差が生じる。これによって画素用電圧供給線内の電圧分布に偏りが生じることで、出力信号結果にバイアス不良やシェーディングが起き、正確な出力結果が得られないという問題があるが、先行文献１の赤外線固体撮像装置では配線のもつ抵抗値の差に対応したシェーディング抑圧の効果は得られない。また光学的無感度画素列と熱的無感度画素行と通常画素との温度特性の違いによって電圧分布の差が生じるという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、製造プロセスによる信号処理回路内の画素用電圧供給線と検出器アレイ内の列信号線との抵抗値の差を小さくするとともに、温度特性に影響されずに画素用電圧供給線と検出器アレイ内の列信号線との電圧分布を合わせることでバイアス不良やシェーディングを抑圧できる赤外線固体撮像装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る赤外線固体撮像装置においては、断熱構造に覆われたｐｎ接合ダイオードで構成された温度検知部を有する温度検出器が２次元配列された検出器アレイと、前記ｐｎ接合ダイオードの陽極を行毎に電気的に共通接続した複数の行選択線と、前記ｐｎ接合ダイオードの陰極を列毎に電気的に共通接続し列毎の終端に第一の定電流源を接続した複数の列信号線と、前記行選択線を順次選択し選択した当該行選択線と画素用電圧供給源とを画素用電圧供給線を介して電気的に接続する垂直走査回路と、前記第一の定電流源と略同一の電流量を供給する第二の定電流源と、前記列信号線を順次選択し選択した当該列信号線について前記第一の定電流源と前記第二の定電流源との両端電圧を前記列信号線毎に設けられた積分回路を介して出力する水平走査回路とを備えた赤外線固体撮像装置であって、前記垂直走査回路は、それぞれの前記行選択線に対応付けて分岐点をもち前記画素用電圧供給源と接続される画素用電圧供給線、及びそれぞれの前記分岐点と当該行選択線との間にスイッチおよび入力端と出力端との電位を等しくするバッファ手段を有するものであって、前記画素用電圧供給線は、隣接する前記分岐点の間ごとに前記温度検出器と略同一の構造からなるダミー検出器を一つずつ列方向に配列したダミー検出アレイを用いて、それぞれの前記ダミー検出器の一方の極を電気的に共通接続し他方の極を電気的に開放したもので構成するようにしたものであり、前記画素用電圧供給線の一方の端は第三の定電流源に接続し、もう一方の端は画素用電圧供給源に接続している。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、画素用電圧供給線を温度検出器と同じ構造のダミー検出器を配列して電気的に共通接続して構成することで、検出器アレイの列信号線における温度検出器の画素ピッチごとの抵抗値と画素用電圧供給線におけるダミー検出器の画素ピッチごとの抵抗値との差を近づけ、さらにダミー検出器が有するｐｎ接合ダイオードを電気的に開放し、前記画素用電圧供給線における当該行の分岐点での電位と選択された当該行の選択線端との電位を等しくするバッファ手段を設けることで、ダミー検出器が有するｐｎ接合ダイオードによる電気特性の影響を受けない画素用電圧供給線の電圧分布を列信号線の電圧分布に合わせることが可能となるので、バイアス不良やシェーディングを抑制できる。
バッファ手段７３が画素用電圧供給線７４における当該行の分岐点での電位と当該行の選択線４２端との電位を等しくする
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる赤外線固体撮像装置を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における温度検出器２１を拡大した平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ’方向の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１にかかる赤外線固体撮像装置の電気回路の構成を示す概略構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるバッファ手段を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１における積分回路の構成例を示すものである。
【図７】この発明の実施の形態２におけるダミー検出器３１の構成例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１にかかる赤外線固体撮像装置の電気回路の構成を示す概略構成図である。
【図９】この発明の実施の形態３にかかる赤外線固体撮像装置の電気回路の構成を示す概略構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態３にかかる赤外線固体撮像装置の電気回路の構成を示す概略構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態４におけるバッファ手段を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態５にかかる赤外線固体撮像装置の電気回路の構成を示す概略構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態６にかかる赤外線固体撮像装置の電気回路の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態にかかる赤外線固体撮像装置である。本実施の形態にかかる赤外線固体撮像装置では、基板１上に温度検出器２１を複数個配列した検出器アレイ２と、温度検出器２１が出力した電気信号を処理して外部に出力する水平走査回路６及び垂直走査回路７が設けられている。温度検出器２１と水平走査回路６とは列信号線４１によって接続されており、温度検出器２１と垂直走査回路７とは行選択線４２によって接続されている。図１では検出器アレイ２が２画素×３画素、ダミー検出器アレイ３が２画素×１画素の場合を示したが、これ以外のアレイサイズも可能であることは言うまでもない。
【００１３】
図２は、本実施の形態における温度検出器２１を拡大した平面図である。温度検出器２１は、温度検知部２１１を二つの支持脚２１２によって中空に保持されており、それぞれの支持脚には配線層２１３があり、その配線層２１３の一方は列信号線４１に電気的に接続され、配線層２１３の他方は行選択線４２に電気的に接続されている。
【００１４】
図３は、図２におけるＡ−Ａ’方向の断面図である。図３のように温度検出器２１は、基板１の中央に凹部２１６を設け、断熱構造である温度検知部２１１にはその内層に二つの支持脚２１２のそれぞれから配線される二つの配線層２１３とｐｎ接合ダイオード２１４が構成されている。ここでｐｎ接合ダイオード２１４は少なくとも１つ以上が直列接続されたものであり、陽極端は行選択線４２と、陰極端は列信号線４１と電気的に接続される。
【００１５】
ここで、温度検出器２１の温度検出原理について述べる。赤外線固体撮像装置の撮像対象となる被写体が発した赤外線が、検出器アレイ２内の温度検出器２１に入射すると、温度検知部２１１の温度が上昇する。このとき、温度変化に応じてｐｎ接合ダイオード２１４の電気特性が変化する。この特性変化を用いて検出器アレイ２内のそれぞれの温度検出器２１における電気特性を読み取ることで被写体の熱画像を得ることができる。基板１と温度検知部２１１は支持脚２１２によって接続しているので、支持脚２１２の熱コンダクタンスが小さいほど温度検知部２１１の温度変化が大きくなり、温度検出器２１の温度感度が高くなる。
【００１６】
図４は、本実施の形態における赤外線固体撮像装置について、その電気回路の構成を示す概略構成図である。温度検出器２１が２次元状に配列された検出器アレイ２を構成している。検出器アレイ２の各行には行選択線４２が共通して接続され、各列には列信号線４１が共通して接続されている。
【００１７】
水平走査回路６は第一の定電流源５１と第二の定電流源５２と二つの入力端を有する積分回路６２とが列ごとに設けられ、第一の定電流源５１の一方は接地され他方は当該列の列信号線４１の一端と当該列の積分回路６２の一方の入力端と接続されている。第二の定電流源５２の一方は接地され他方は当該列の当該列の積分回路６２の他方の入力端と接続されている。また全列の積分回路６２の他方の入力端は共通接続されている。ここで第二の定電流源５２は、第一の定電流源５１と略同一の電流を流すものである。
【００１８】
さらにそれぞれの積分回路６２の出力端子は各列に設けられたスイッチ６３を介して共通接続されており、この接続線が赤外線固体撮像装置の出力端子８となる。この各列のスイッチ６３のそれぞれは水平走査手段６１に接続されている。ここで水平走査手段６１は列方向に順次走査選択して該当列のスイッチ６３を短絡するように制御するものである。
【００１９】
垂直走査回路７は、垂直走査手段７１と、それぞれの行選択線４２に対応付けたスイッチ７２及びバッファ手段７３と、列信号線４１と略並行に配線された画素用電圧供給線７４で構成されている。ここで、画素用電圧供給線７４は、一方端に第一の定電流源５１と略同一の電流を流す第三の定電流源５３が接続され、他方端９から画素用電圧供給源（図示せず）から画素用電圧が供給される。また画素用電圧供給線７４は、それぞれの行選択線４２の位置に対応付けて分岐した配線が当該行のスイッチ７２およびバッファ手段７３を介して行選択線４２のそれぞれと接続される。垂直走査手段７１は行方向に順次走査選択して該当行のスイッチ７２を短絡するように制御するものである。
【００２０】
この画素用電圧供給線７４は、それぞれの行選択線４２の位置に対応付けられた分岐点の間ごとに一つのダミー検出器３１が配列したダミー検出器アレイ３を設け、そのダミー検出器３１の一方の極を共通接続して構成されたものである。また、ダミー検出器３１の他方の極は電気的に開放されている。ここでダミー検出器３１は、構造が温度検出器２１と同じかもしくは同様であるが、温度変化に応じて電気特性の変わる温度検知部との接続が切断された構成のものである。
【００２１】
図５は、本実施の形態におけるバッファ手段７３の構成例を示す図である。図５（ａ）は差動増幅器７３１の出力端子と負極性入力端子を短絡したボルテージホロワ回路で構成されたもので、差動増幅器７３１の入力である画素用電圧供給線７４の分岐点と当該差動増幅器７３１の出力である当該行選択線との電位を等しくするものである。図５（ｂ）は、図５（ａ）の差動増幅器７３１の出力端子に、ソース接地回路を付加したものである。差動増幅器７３１の電流供給能力が低い場合でも、ソース接地回路が電流を増幅するので、後段の回路へ十分な電流を供給できる。
【００２２】
図６は積分回路６２の構成例を示すものであり、図６（ａ）に示す積分回路６２は、差動電圧電流変換アンプ６２１に入力された二つの入力信号の差を電流に変換し、周期的にリセットスイッチ６２３によって所定の電圧にリセットされる積分容量６２２によって積分するもので、積分後の出力をサンプルホールド用トランジスタとサンプルホールド容量から成るサンプリングホールド回路６２４でサンプリングしてバッファ６２５を介して出力されるように構成されるものである。ここで差動電圧電流変換アンプ６２１は、負帰還なしの状態で接続されており、その出力インピーダンスと積分容量６２２のキャパシタンスとの積（＝時定数）が積分時間の５倍以上となるように設定されている。
【００２３】
一方、図６（ｂ）に示す積分回路６２は、負帰還をする差動アンプ６２６を用いて差動増幅を行い、差動アンプ６２７を用いて周期的にリセットスイッチ６２３によってリセットされる積分容量６２２に積分をして積分後の出力をサンプリングホールド回路６２４でサンプリングしてバッファ６２５を介して出力されるように構成されるものである。ここで示した図６（ａ）のように負帰還をしない状態の差動電圧電流変換アンプ６２１を用いて構成する方が図６（ｂ）のような積分回路よりも簡単な回路構成で構成することが可能になり、さらに回路規模においても小さく構成できるという効果を奏する。
【００２４】
次に動作について詳細に説明する。
垂直走査回路７は垂直走査手段７１によって行方向に順次走査選択して該当行のスイッチ７２を短絡するように制御する。これによって該当行の行選択線は画素用電圧供給源とバッファ手段７３を介して接続される。次に水平走査回路６は水平走査手段６１によって列方向に順次走査選択して該当列のスイッチ６３を短絡するように制御する。これによってそれぞれの列信号線は、該当行でかつ該当列の温度検出器２１における電気特性の変化に依存した特性をもち、当該列の積分回路６２に入力される。ここで当該列の積分回路６２によって電圧変動を積分及び増幅され、水平走査手段６１によって選択された列ごとに赤外線固体撮像装置の出力端子８へ出力される。この動作を行方向に走査して順次行うことで被写体の熱画像を得ることができる。
【００２５】
次に、赤外線固体撮像装置の素子出力端子８に発生する電圧について述べる。
【００２６】
画素用電圧供給線７４におけるダミー検出器３１の１画素ピッチあたりの抵抗をＲｂ、行選択線４２における温度検出器２１の１画素ピッチあたりの抵抗をＲｄ、列信号線４１における温度検出器２１の１画素ピッチあたりの抵抗をＲｓ、ｍ行ｎ列目の画素におけるｐｎ接合ダイオード２１４の電圧をＶｆ（ｍ，ｎ）、および、定電流源５１、５２、５３の定電流をＩｃとする。ここで検出器アレイ２はＭ行×Ｎ列の２次元配列であって、ｍはそのＭ行のうちの任意の行を示しｎはそのＮ列のうちの任意の列を示すものである。
【００２７】
このとき、Ｍ行×Ｎ列の検出器アレイ２において、ｍ行ｎ列目の温度検出器２１における画素用電圧供給源から積分回路６２の一方の入力端子までの電圧降下Ｖ＋は、以下の（１）式で表される。
【００２８】
【数１】
2012004879.tif 000003
これはバッファ手段７３が画素用電圧供給線７４における当該行の分岐点での電位と当該行の選択線４２端との電位を等しくするものであるため、画素用電圧供給線７４には第三の定電流源５３による電流Ｉｃだけが流れ、行選択線４２への電流をバッファ手段７３がせき止めていることによる効果である。
【００２９】
ここで、基準電圧供給線６４の１画素ピッチあたりの抵抗が、行選択線４２の１画素ピッチあたりの抵抗Ｒｄに等しいとすれば、ｎ列目について、基準電圧供給線６４の端子から供給される基準電圧から積分回路６２のもう一方の入力端子までの電圧降下Ｖ−は、以下の（２）式で表される。
【００３０】
【数２】
2012004879.tif 000004
（１）式と（２）式より、電圧Ｖ＋−Ｖ−は、以下の（３）式で表される。
【００３１】
【数３】
2012004879.tif 000005
素子出力端子８に発生する電圧は、電圧Ｖ＋−Ｖ−を積分回路６２の利得倍したものである。電圧Ｖ＋−Ｖ−がｐｎ接合ダイオード２１４の電圧Ｖｆ（ｍ，ｎ）だけで決まるためには、ｎ列目にある全ての温度検出器２１において、以下の（４）式を満たすことであり、これを満たすときは、列信号線４１と画素用電圧供給線７４の電圧分布は同じになる。
【００３２】
【数４】
2012004879.tif 000006
また、ｎ列目にある全ての温度検出器２１において、（４）式が成立するためには、以下の（５）式であればよい。
【００３３】
【数５】
2012004879.tif 000007
このように、本発明の画素用電圧供給線７４は、構造が温度検出器２１と同じかもしくは同様であるダミー検出器３１を用いて共通配線したものであるため、画素用電圧供給線７４の１画素ピッチあたりの抵抗Ｒｂと列信号線４１の１画素ピッチあたりの抵抗Ｒｓは略同一の抵抗値であることから、（５）式を満たすこととなり、すなわち電圧Ｖ＋−Ｖ−がｐｎ接合ダイオード２１４の電圧Ｖｆ（ｍ，ｎ）だけで決まる。
【００３４】
以上のことから、本実施の形態における赤外線固体撮像装置においては、画素用電圧供給線７４を温度検出器２１と同じ構造のダミー検出器３１を配列して電気的に共通接続して構成することで検出器アレイ２の列信号線４１における温度検出器２１の画素ピッチごとの抵抗値と画素用電圧供給線７４におけるダミー検出器３１の画素ピッチごとの抵抗値との差を近づけることができ、さらにダミー検出器３１が有するｐｎ接合ダイオードを電気的に開放し前記画素用電圧供給線７４における当該行の分岐点での電位と選択された当該行選択線４２端との電位を等しくするバッファ手段７３を設けることで、温度検出器２１とダミー検出器３１との温度特性が異なった場合にあっても、ダミー検出器３１が有するｐｎ接合ダイオードによる電気特性の影響を受けない画素用電圧供給線７４の電圧分布を得ることが可能となり、バッファ手段７３によってこの電圧分布に列信号線４１の電圧分布を合わせることが可能となるので、バイアス不良やシェーディングを抑制できるという顕著な効果を奏する。
【００３５】
バッファ手段７３として、例えば、図５に示す差動増幅器７３１の出力端子と負極性入力端子を短絡したボルテージホロワ回路などを使用できる。
【００３６】
参考までにバッファ手段７３のない構成の場合を説明する。Ｍ行×Ｎ列の検出器アレイ２において、ｍ行ｎ列目の温度検出器２１における画素用電圧供給源から積分回路６２の一方の入力端子までの電圧降下Ｖ＋は、以下の（６）式で表される。
【００３７】
【数６】
2012004879.tif 000008
この場合の電圧Ｖ＋−Ｖ−は（６）式と（２）式より（７）式で表される
【００３８】
【数７】
2012004879.tif 000009
従って、電圧Ｖ＋−Ｖ−がｐｎ接合ダイオード２１４の電圧Ｖｆ（ｍ，ｎ）だけで決まるためには、ｎ列目にある全ての温度検出器２１において、以下の（８）式を満たす必要がある。
【００３９】
【数８】
2012004879.tif 000010
ｎ列目にある全ての温度検出器２１において、（８）式が成立するためには、以下の（９）式であればよい。
【００４０】
【数９】
2012004879.tif 000011
（９）式から明らかなように、バッファ手段７３がなければ、電圧Ｖ＋−Ｖ−がｐｎ接合ダイオード２１４の電圧Ｖｆ（ｍ，ｎ）だけで決まるためには、画素用電圧供給線７４の１画素ピッチあたりの抵抗Ｒｂと該列信号線４１の１画素ピッチあたりの抵抗Ｒｓとを同じ寸法、構造、または、材質では問題があるため、寸法、構造、または、材質を変える必要があった。さらに、検出器アレイ２の列数を変えると、画素用電圧供給線７４と検出器アレイ２の列信号線４１の抵抗値を見直す必要があることが明らかである。
【００４１】
図７に示すように、さらに第三の定電流源５３に一番近いダミー検出器３１と第三の定電流源５３との間に温度検出器２１にあるｐｎ接合ダイオード２１４と同じインピーダンスを持つものを設けると、画素用電圧供給源からバッファ手段７３、スイッチ７２、及び温度検出器２１を介して積分回路６２までの電圧降下と、画素用電圧供給源から画素用電圧供給線７４を介して第三の定電流源５３までの電圧降下との差がより等しくなるため、望ましい。これは第三の定電流源５３に一番近いダミー検出器３１のｐｎ接合ダイオードを介して陰極を第三の定電流源５３を接続することで実現しても同様の効果を得るとしても構わない。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１におけるダミー検出器３１は、温度検出器２１と略同一の構造を有し、ダミー検出器３１を配列してそれぞれのダミー検出器３１の一方の極を共通配線することで画素用電圧供給線７４を形成していたが、ダミー検出器３１は温度検知部および支持脚を構成しない構造であっても所期の目的は達成する。
【００４３】
図８は、本実施の形態におけるダミー検出器３１の構成例を示す図であり、図８（ａ）は、本実施の形態におけるダミー検出器３１の１例を示すダミー検出器３１の側面図であり、図８（ｂ）は、本実施の形態におけるダミー検出器３１の２例を示すダミー検出器３１の上面からの図である。
【００４４】
本実施の形態では、図８（ａ）のようにダミー検出器３１の支持脚にて中空保持される温度検知部の内部にｐｎ接合ダイオードを省いた構成にすることによって、環境温度が変化したときに、温度検出器２１とダミー検出器３１との温度特性が異なったとしても、ダミー検出器３１には温度に依存して電気特性を変動させるものがないため画素用電圧供給線７４の電圧分布が環境温度に依存した電気特性の影響を受けないので、列信号線４１と画素用電圧供給線７４の電圧分布は環境温度に依存しない電圧分布に等しくなる。
【００４５】
以上により本実施の形態における赤外線固体撮像装置は、環境温度に対する影響をより抑圧した赤外線撮像結果を得ることが出来る。
【００４６】
また、図８（ｂ）のようにダミー検出器３１から支持脚と温度検知部とを省いた構成にした場合も同様の効果を得られることはいうまでもない。
【００４７】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２ではダミー検出アレイは１列の配列で構成されていたが、実施の形態３ではダミー検出アレイを２次元配列した構成による赤外線固体撮像装置を示す。
【００４８】
図９は、実施の形態３における赤外線固体撮像装置について、その電気回路の構成を示す概略構成図である。本実施の形態における特徴であるダミー検出器アレイ以外で、実施の形態１または実施の形態２と同じ符号の構成要素に関しては構造もしくは構成および動作は実施の形態１又は２と同様である為、ここでは詳細な説明は本実施の形態での特徴であるダミー検出器アレイについてのみ行う。
【００４９】
本実施の形態における赤外線固体撮像装置のダミー検出器アレイ３は３列以上の複数行に配列し、内側の列のダミー検出器について一方の極を共通接続することで画素用電圧供給線７４を構成する。
【００５０】
ここで、検出器アレイの中央部と外周部では、エッチング時にパターンの疎密に起因したバラツキが発生することを考える。実施の形態１および２ではダミー検出器アレイ３が複数行１列配列であるため、検出器アレイ２の列信号線４１は中央部、ダミー検出器アレイ３の画素用電圧供給線７４は外周部に相当し、配線構造ひいては抵抗値に若干の差異が残る。これに対して、本発明における赤外線固体撮像装置では、ダミー検出器アレイ３が複数行３列配列であるため、検出器アレイ２の列信号線４１、および、ダミー検出器アレイ３の画素用電圧供給線７４ともに中央部に相当し、配線構造ひいては抵抗値の差異が小さくなる。
【００５１】
以上のことより、本実施の形態のように３列に配列したダミー検出器アレイの中央列のダミー検出器を用いて画素用電圧供給線７４を構成することで、検出器アレイ２のうち外側列以外の列信号線４１とダミー検出器アレイ３の画素用電圧供給線７４との構造は、実施の形態１および２よりも合同に近づき、抵抗値がより等しい値に近づくので、（５）式により近似される。そのため、画素用電圧供給線７４と検出器アレイ２の列信号線４１では、寸法、構造、または、材質が同一でよい。さらに、検出器アレイ２の列数を変えても、画素用電圧供給線７４と検出器アレイ２の列信号線４１の抵抗値を見直す必要がない。
【００５２】
ここでダミー検出器が実施の形態２におけるダミー検出器の構造であっても、ダミー検出器アレイが３列以上の複数行で画素用電圧供給線７４を構成するダミー検出器の該当列が外側の列でなければよいことは自明である。
【００５３】
図１０に示すように、さらに該当列であって第三の定電流源５３に一番近いダミー検出器３１と第三の定電流源５３との間に温度検出器２１にあるｐｎ接合ダイオード２１４と同じインピーダンスを持つものを設けると、画素用電圧供給源からバッファ手段７３、スイッチ７２、及び温度検出器２１を介して積分回路６２までの電圧降下と、画素用電圧供給源から画素用電圧供給線７４を介して第三の定電流源５３までの電圧降下との差がより等しくなるため、望ましい。これは該当列であって第三の定電流源５３に一番近いダミー検出器３１のｐｎ接合ダイオードを介して陰極を第三の定電流源５３を接続することで実現しても同様の効果を得るとしても構わない。
【００５４】
実施の形態４．
図１１は、実施の形態４にかかる赤外線固体撮像装置のバッファ手段７３を示す図である。本実施の形態での特徴はバッファ手段７３の構成であり、上述の実施の形態と同じ符号の構成要素に関しては構造もしくは構成および動作は同様である為、ここでは詳細な説明は本実施の形態での特徴であるバッファ手段７３についてのみ行う。図１１（ａ）はバッファ７３４とバッファ用電源７３２との間にスイッチ７３５を設けている。このスイッチ７３５は必要な期間のみバッファ７３４とバッファ７３４用の電源７３２とを短絡させるように制御される。一方、図１１（ｂ）はバッファ７３４とバッファ７３４用の接地電位との間にスイッチ７３６を設けている。このスイッチ７３６も必要な期間のみバッファ７３４とバッファ７３４用の接地電位とを短絡させるように制御される。スイッチ７３５またはスイッチ７３６は、垂直走査回路７におけるスイッチ７２と同期して、短絡制御される。
【００５５】
このように上述の実施の形態のバッファ手段を本実施の形態の特徴であるバッファ手段を用いることで、それぞれのバッファ手段７３に定常電流が流れる期間を制限することが出来るため、消費電力を低減することが可能である。
【００５６】
実施の形態５．
図１２は、実施の形態５における赤外線固体撮像装置について、その電気回路の構成を示す概略構成図である。本実施の形態での特徴はバッファ手段７５の構成であり、上述の実施の形態と同じ符号の構成要素に関しては構造もしくは構成および動作は同様である為、ここでは詳細な説明は本実施の形態での特徴であるバッファ手段７５についてのみ行う。行ごとに設けられたバッファ手段７５は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタから成るエミッタホロワ回路で構成され、それぞれのエミッタホロワ回路のベース端子が画素用電圧供給線７４に接続され、それぞれのエミッタホロワ回路のコレクタ端子が共通接続されてコレクタ電圧供給線７６を構成する。またそれぞれのエミッタホロワ回路のエミッタ端子が当該行のスイッチ７２を介して当該行の行選択線４２に接続されている。画素用電圧供給線７４に流れる電流を該ＮＰＮ型バイポーラトランジスタの電流増幅率ｈＦＥ倍して、行選択線４２へ供給する。該エミッタホロワ回路のエミッタ電極には、Ｎ列の定電流源５１による電流ＮＩｃが流れるので、電流増幅率ｈＦＥについて（１０）式が成立するとき、該エミッタホロワ回路のベース電極に接続する画素用電圧供給線７４には電流Ｉｃが流れる。このとき、コレクタ電圧供給線７６には電流（Ｎ−１）・Ｉｃが流れる。
【００５７】
【数１０】
2012004879.tif 000012
一般的には、バイポーラトランジスタの電流増幅率ｈＦＥは大きくばらつくため、検出器アレイ２の各行に配置したエミッタホロワ回路２０の電流増幅率ｈＦＥを均一に、かつ、式（１０）を満たすように製造することは、困難である。しかし、近年の半導体デバイス製造技術の向上により可能となってきている。
【００５８】
画素用電圧供給線７４には電流Ｉｃが流れるため、画素用電圧供給源から積分回路６２の一方の入力端子までの電圧降下Ｖ＋は、実施の形態１と同様に、（１）式で表される。また、ｎ列目について、基準電圧供給源から積分回路６２のもう一方の入力端子までの電圧降下Ｖ−は、従来と同様に、（６）式で表される。よって、（１）式と（６）式より、電圧Ｖ＋−Ｖ−は、実施の形態１と同様に、（３）式で表される。
【００５９】
以上より、上述の実施の形態のバッファ手段を本実施の形態の特徴であるＮＰＮ型バイポーラトランジスタから成るエミッタホロワ回路で構成しても、所定の目的を達成することは言うまでもない。
【００６０】
実施の形態６．
実施の形態５はバッファ手段をＮＰＮ型バイポーラトランジスタから成るエミッタホロワ回路で構成していたがＰＮＰ型バイポーラトランジスタから成るエミッタホロワ回路でも構成は可能である。
【００６１】
図１３は、実施の形態６における赤外線固体撮像装置について、その電気回路の構成を示す概略構成図である。本実施の形態での特徴はバッファ手段７７の構成であり、上述の実施の形態と同じ符号の構成要素に関しては構造もしくは構成および動作は同様である為、ここでは詳細な説明は本実施の形態での特徴であるバッファ手段７７についてのみ行う。行ごとに設けられたバッファ手段７７は、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタから成るエミッタホロワ回路で構成され、それぞれのエミッタホロワ回路のベース端子が画素用電圧供給線７４に接続され、それぞれのエミッタホロワ回路のエミッタ端子が共通接続されてエミッタ電圧供給線７８を構成する。またそれぞれのエミッタホロワ回路のコレクタ端子が当該行のスイッチ７２を介して当該行の行選択線４２に接続されている。画素用電圧供給線７４に流れる電流を該ＰＮＰ型バイポーラトランジスタの電流増幅率ｈＦＥ倍して、行選択線４２へ供給する。該エミッタホロワ回路のコレクタ電極には、Ｎ列の定電流源５１による電流ＮＩｃが流れるので、電流増幅率ｈＦＥについて（１１）式が成立するとき、該エミッタホロワ回路のベース電極に接続する画素用電圧供給線７４には電流Ｉｃが流れる。このとき、エミッタ電圧供給線７８には電流（Ｎ＋１）・Ｉｃが流れる。
【００６２】
【数１１】
2012004879.tif 000013
【００６３】
以上より、上述の実施の形態のバッファ手段を本実施の形態の特徴であるＰＮＰ型バイポーラトランジスタから成るエミッタホロワ回路で構成しても、実施の形態５と同様の所定の目的を達成することは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６４】
１      基板
２      検出器アレイ
２１    温度検出器
２１１  温度検知部
２１４  ｐｎ接合ダイオード
３      ダミー検出器アレイ
３１    ダミー検出器
４１    列信号線
４２    行選択線
５１    第一の定電流源
５２    第二の定電流源
５３    第三の定電流源
６      水平走査回路
６２    積分回路
７      垂直走査回路
７３    バッファ手段
７４    画素用電圧供給線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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