(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の焦電素子から出力されても、電源変動によるノイズを抑制することができる焦電型光検出装置及び電子機器を提供すること。【解決手段】焦電型光検出装置は、Ｎ（Ｎは１以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、Ｎ本の行線ＷＬと、Ｍ本の列線ＤＬと、を有する。記焦電型光検出器は、第１電極と第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、センサーアレイ内にて行方向及び／又は列方向で隣り合う２つの領域を第１領域及び第２領域としたとき、第１領域内の全画素の焦電型光検出器は第１分極方向に分極され、第２領域内の全画素の焦電型光検出器は第１分極方向とは逆方向の第２分極方向に分極されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（Ｎは１以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向に沿って配列されたＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向に沿って配列されるＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて前記行方向及び／又は前記列方向で隣り合う２つの領域を第１領域及び第２領域としたとき、前記第１領域内の全画素の前記焦電型光検出器は第１分極方向に分極され、前記第２領域内の全画素の前記焦電型光検出器は前記第１分極方向とは逆方向の第２分極方向に分極されていることを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項２】
Ｎ（Ｎは１以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向のＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向のＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
Ｎ本の共通電位線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて前記行方向及び／又は前記列方向で隣り合う２つの領域を第１領域及び第２領域としたとき、
前記第１領域内の全画素の前記焦電型光検出器では、前記第１電極が前記Ｎ本の共通電位線の１本に接続される第１ノードと接続され、前記第２電極が焦電電流を出力する第２ノードと接続され、
前記第２領域内の全画素の前記焦電型光検出器では、前記第１電極が前記第２ノードと接続され、前記第２電極が前記第１ノードと接続されることを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１領域及び前記第２領域の各々は、ｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成る列領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記行方向で隣り合うことを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
Ｎは２以上の整数であり、
前記第１領域及び前記第２領域の各々は、ｎ（１≦ｎ≦Ｎ−１）行から成る行領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記列方向で隣り合うことを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項５】
請求項１または２において、
Ｎは２以上の整数であり、
前記第１領域及び前記第２領域の各々は、ｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）×ｎ（１≦ｎ≦Ｎ／２）の行列領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記列方向及び前記行方向で隣り合うことを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項６】
請求項５において、
ｎ＝１及びｍ＝１であり、前記第１領域及び前記第２領域の各々が一画素にて形成されることを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項７】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向のＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向のＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
Ｎ本の電源線と、
Ｎ本の共通電位線と、
Ｎ本のポーリング線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて各々がｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成り、前記行方向で隣り合う第１列領域及び第２列領域を有し、
前記Ｎ本の共通電位線のうち前記列方向で隣り合う各２行の画素に用いられる２本の共通電位線を第１，第２の共通電位線としたとき、前記第１，第２共用電位線は前記各２行の画素に共用され、かつ、前記第１共通電位線の電位と前記第２共通電位線の電位とは異なり、
前記第１列領域内にて前記列方向で隣り合う２つの画素を第１画素及び第２画素とし、前記第２列領域内にて前記第１画素と同一行の画素を第３画素とし、前記第２列領域内にて前記第２画素と同一行の画素を第４画素としたとき、
前記Ｎ本のポーリング線の１本の電位によりオンされて、前記第１画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の１本と前記第１共通電位線により第１分極方向に分極させる第１ポーリングトランジスターと、
前記Ｎ本のポーリング線の他の１本の電位によりオンされて、前記第２画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の他の１本と前記第２共通電位線により第２分極方向に分極させる第２ポーリングトランジスターと、
前記１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第３画素の前記焦電素子を、前記１本の電源線と前記第２共通電位線により前記第２分極方向に分極させる第３ポーリングトランジスターと、
前記他の１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第４画素の前記焦電素子を、前記他の１本の電源線と前記第１共通電位線により前記第１分極方向に分極させる第４ポーリングトランジスターと、
を有することを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項８】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向のＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向のＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
Ｎ本の電源線と、
前記列方向で隣り合う各２行の画素に共用され、第１電位と第２電位とに可変される（Ｎ／２）本の共通電位線と、
Ｎ本のポーリング線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて各々がｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成り、前記行方向で隣り合う第１列領域及び第２列領域を有し、
前記第１列領域内にて前記列方向で隣り合う２つの画素を第１画素及び第２画素とし、前記第２列領域内にて前記第１画素と同一行の画素を第３画素とし、前記第２列領域内にて前記第２画素と同一行の画素を第４画素としたとき、
前記Ｎ本のポーリング線の１本の電位によりオンされて、前記第１画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の１本と前記第１電位に設定された前記共通電位線とにより第１分極方向に分極させる第１ポーリングトランジスターと、
前記Ｎ本のポーリング線の他の１本の電位によりオンされて、前記第２画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の他の１本と前記第２電位に設定された前記共通電位線とにより第２分極方向に分極させる第２ポーリングトランジスターと、
前記他の１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第３画素の前記焦電素子を、前記１本の電源線と前記第２電位に設定された前記共通電位線により前記第２分極方向に分極させる第３ポーリングトランジスターと、
前記Ｎ本のポーリング線のさらに他の１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第４画素の前記焦電素子を、前記他の１本の電源線と前記第１電位に設定された前記共通電位線により前記第１分極方向に分極させる第４ポーリングトランジスターと、
を有することを特徴とする焦電型光検出装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の焦電型光検出装置を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦電型光検出装置及び電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焦電素子等を用いた赤外線の検出回路が知られている。例えば人体からは、波長が１０μｍ付近の赤外線が輻射されており、これを検出することで人体の存在や温度の情報を非接触で取得できる。従って、このような赤外線の検出回路を利用することで、侵入検知や物理量計測を実現できる。
【０００３】
特許文献１には、チョッパを開放駆動させることで光が入射されるセンサーアレイに３×３の焦電素子を配列している。
【０００４】
非特許文献１では、直列接続されたトランジスター（ＪＦＥＴ）と抵抗とから構成されるソースフォロワー回路により、焦電素子の焦電流を検出している。
【０００５】
また特許文献２では、負荷素子として機能するＰ型トランジスターと増幅素子として機能するＮ型トランジスターが直列接続されることで、ソース接地増幅回路が構成され、このソース接地増幅回路により焦電素子の焦電流を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１８５６９６号公報
【特許文献２】特開２００９−６８８６３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Daisuke Akai et al. , “Pyroelectric infrared sensors with fast response time and high sensitivity using epitaxial PbZr, TiO3 films on epitaxial γ-Al2O3/Si substrates”, Sensors and Atuators A: Physical, Volumes 130-131, 14 August 2006, Pages 111-115, Elsevier Science B.V.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この種の焦電型光検出装置では、光が照射された時の熱に伴う焦電流が微小であるので、いかに精度よく光検出するかが課題となっており、特に一次元または二次元にアレイ化された焦電素子からの出力を精度よく検出することが困難であった。
【０００９】
ここで、焦電素子は分極されている。光が同時に照射された複数の焦電素子から同時に出力される時、全ての焦電素子の出力電流が同じ方向に変化するので、電源電流（電源電圧）が変動し、それが出力に反映されてノイズが発生する。
【００１０】
本発明の幾つかの態様によれば、複数の焦電素子から出力されても、電源変動によるノイズを抑制することができる焦電型光検出装置及び電子機器を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の第１態様は、
Ｎ（Ｎは１以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向に沿って配列されたＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向に沿って配列されるＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて前記行方向及び／又は前記列方向で隣り合う２つの領域を第１領域及び第２領域としたとき、前記第１領域内の全画素の前記焦電型光検出器は第１分極方向に分極され、前記第２領域内の全画素の前記焦電型光検出器は前記第１分極方向とは逆方向の第２分極方向に分極されている
焦電型光検出装置に関する。
【００１２】
本発明の一態様では、第１領域内の焦電型光検出器からの電流（電圧）が変化する方向と、第２領域内の焦電型光検出器からの電流（電圧）が変化する方向とは、分極方向に応じて異なる。このため、第１，第２領域が行方向で隣接していれば複数同時出力の変動分が打ち消し合って、その出力の源となる電源電圧の変動が抑制される。第１，第２領域が列方向で隣接していれば、行選択された２回分の出力の変動分が打ち消し合って、その出力の源となる電源電圧の変動が抑制される。
【００１３】
（２）本発明の第２態様では、
Ｎ（Ｎは１以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向のＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向のＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
Ｎ本の共通電位線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて前記行方向及び／又は前記列方向で隣り合う２つの領域を第１領域及び第２領域としたとき、
前記第１領域内の全画素の前記焦電型光検出器では、前記第１電極が前記Ｎ本の共通電位線の１本に接続される第１ノードと接続され、前記第２電極が焦電電流を出力する第２ノードと接続され、
前記第２領域内の全画素の前記焦電型光検出器では、前記第１電極が前記第２ノードと接続され、前記第２電極が前記第１ノードと接続される焦電型光検出装置に関する。
【００１４】
本発明の第２態様では、第１，第２領域では、焦電体の第１，第２電極に対する配線が互いに逆となるので、第１，第２領域内の焦電体に同一電界を作用させると、本発明の第１態様の通り分極方向が逆となる。
【００１５】
（３）本発明の第１，第２態様では、前記第１領域及び前記第２領域の各々は、ｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成る列領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記行方向で隣り合うことように配置することができる。
【００１６】
このようにすると、ｍ列を単位とした列線の＋ΔＶの変化と−ΔＶの変化が互いに打ち消し合って、検出動作時での電源電圧の変動を抑制することができる。
【００１７】
（４）本発明の第１，第２態様では、Ｎは２以上の整数であり、前記第１領域及び前記第２領域の各々は、ｎ（１≦ｎ≦Ｎ−１）行から成る行領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記列方向で隣り合うように配置することができる。
【００１８】
このようにした場合、ｎ行の各行の読み出しでは全ての列線ＤＬは＋ΔＶの変化かΔＶの変化の一方となって打ち消し合いは生じないが、ｎ行毎に列線ＤＬの＋ΔＶの変化と−ΔＶの変化が互いに打ち消し合って、検出動作時での電源電圧の変動を抑制することができる。
【００１９】
（５）本発明の第１，第２態様では、Ｎは２以上の整数であり、前記第１領域及び前記第２領域の各々は、ｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）×ｎ（１≦ｎ≦Ｎ／２）の行列領域であり、前記第１領域と前記第２領域とが前記列方向及び前記行方向で隣り合うように配置することができる。
【００２０】
こうすると、第１，第２領域を行方向で隣接させた効果と、第１，第２領域を列方向で隣接させた効果とを併用することができる。
【００２１】
（６）本発明の第１，第２態様では、（４）においてｎ＝１及びｍ＝１とすることができ、それにより第１領域及び第２領域の各々を一画素にて形成することができる。
【００２２】
（７）本発明の第３態様は、
Ｎ（Ｎは２以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向のＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向のＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
Ｎ本の電源線と、
Ｎ本の共通電位線と、
Ｎ本のポーリング線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて各々がｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成り、前記行方向で隣り合う第１列領域及び第２列領域を有し、
前記Ｎ本の共通電位線のうち前記列方向で隣り合う各２行の画素に用いられる２本の共通電位線を第１，第２の共通電位線としたとき、前記第１，第２共用電位線は前記各２行の画素に共用され、かつ、前記第１共通電位線の電位と前記第２共通電位線の電位とは異なり、
前記第１列領域内にて前記列方向で隣り合う２つの画素を第１画素及び第２画素とし、前記第２列領域内にて前記第１画素と同一行の画素を第３画素とし、前記第２列領域内にて前記第２画素と同一行の画素を第４画素としたとき、
前記Ｎ本のポーリング線の１本の電位によりオンされて、前記第１画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の１本と前記第１共通電位線により第１分極方向に分極させる第１ポーリングトランジスターと、
前記Ｎ本のポーリング線の他の１本の電位によりオンされて、前記第２画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の他の１本と前記第２共通電位線により第２分極方向に分極させる第２ポーリングトランジスターと、
前記１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第３画素の前記焦電素子を、前記１本の電源線と前記第２共通電位線により前記第２分極方向に分極させる第３ポーリングトランジスターと、
前記他の１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第４画素の前記焦電素子を、前記他の１本の電源線と前記第１共通電位線により前記第１分極方向に分極させる第４ポーリングトランジスターと、
を有する焦電型光検出装置に関する。
【００２３】
本発明の第３態様では、本発明の第２態様のように焦電体に対する配線をセンサーアレイ内で変更しなくとも、第１，第２列領域で分極方向を異ならせることができ、ｍ列を単位とした列線の＋ΔＶの変化と−ΔＶの変化が互いに打ち消し合って、検出動作時での電源電圧の変動を抑制することができる。
【００２４】
（８）本発明の第４態様は、
Ｎ（Ｎは２以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素を有し、前記Ｎ行×Ｍ列の画素の各々に焦電型光検出器が設けられたセンサーアレイと、
各々が行方向のＭ個の画素に接続されるＮ本の行線と、
各々が列方向のＮ個の画素に接続されるＭ本の列線と、
Ｎ本の電源線と、
前記列方向で隣り合う各２行の画素に共用され、第１電位と第２電位とに可変される（Ｎ／２）本の共通電位線と、
Ｎ本のポーリング線と、
を有し、
前記焦電型光検出器は、第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟まれた焦電体とを含み、
前記センサーアレイ内にて各々がｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成り、前記行方向で隣り合う第１列領域及び第２列領域を有し、
前記第１列領域内にて前記列方向で隣り合う２つの画素を第１画素及び第２画素とし、前記第２列領域内にて前記第１画素と同一行の画素を第３画素とし、前記第２列領域内にて前記第２画素と同一行の画素を第４画素としたとき、
前記Ｎ本のポーリング線の１本の電位によりオンされて、前記第１画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の１本と前記第１電位に設定された前記共通電位線とにより第１分極方向に分極させる第１ポーリングトランジスターと、
前記Ｎ本のポーリング線の他の１本の電位によりオンされて、前記第２画素の前記焦電素子を、前記Ｎ本の電源線の他の１本と前記第２電位に設定された前記共通電位線とにより第２分極方向に分極させる第２ポーリングトランジスターと、
前記他の１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第３画素の前記焦電素子を、前記１本の電源線と前記第２電位に設定された前記共通電位線により前記第２分極方向に分極させる第３ポーリングトランジスターと、
前記Ｎ本のポーリング線のさらに他の１本のポーリング線の電位によりオンされて、前記第４画素の前記焦電素子を、前記他の１本の電源線と前記第１電位に設定された前記共通電位線により前記第１分極方向に分極させる第４ポーリングトランジスターと、
を有する焦電型光検出装置に関する。
【００２５】
本発明の第４態様では、本発明の第２態様のように焦電体に対する配線をセンサーアレイ内で変更しなくとも、第１，第２列領域で分極方向を異ならせることができ、ｍ列を単位とした列線の＋ΔＶの変化と−ΔＶの変化が互いに打ち消し合って、検出動作時での電源電圧の変動を抑制することができる。しかも、１本の共通電位線の電位を可変して二行に共用しているので、共通電位線の本数を半減させることができる。
【００２６】
（９）本発明の第５態様は、上述した焦電型光検出装置を有する電子機器を定義している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（Ａ）は焦電型光検出装置のブロック図、図１（Ｂ）はセンサーアレイを示す概略図である。
【図２】１画素の焦電型光検出器を示す断面図である。
【図３】センサーアレイ上での焦電型光検出器の配線列例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る焦電型光検出装置の回路図である。
【図５】図５（Ａ）（Ｂ）は焦電体に対する異なる接続例を示す図である。
【図６】図６（Ａ）（Ｂ）は、図５（Ａ）（Ｂ）に対応する第１，第２分極方向を示す図である。
【図７】図４に示す回路の動作タイミングチャートである。
【図８】図７に示す検出期間でのタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態におけるセンサーアレイ上での焦電型光検出器の配線列例を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る焦電型光検出装置の回路図である。
【図１１】図１０に示す回路の動作タイミングチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る焦電型光検出装置の回路図である。
【図１３】図４に示す回路の動作タイミングチャートである。
【図１４】焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む赤外線カメラ（電子機器）のブロック図である。
【図１５】赤外線カメラを含む運転支援装置（電子機器）を示す図である。
【図１６】赤外線カメラを前部に搭載した車両を示す図である。
【図１７】赤外線カメラを含むセキュリティー機器（電子機器）を示す図である。
【図１８】セキュリティー機器の赤外線カメラ及び人感センサーの検知エリアを示す図である。
【図１９】センサーデバイスを含むゲーム機器に用いられるコントローラーを示す図である。
【図２０】コントローラーを含むゲーム機器を示す図である。
【図２１】赤外線カメラを含む体温測定装置（電子機器）を示す図である。
【図２２】テラヘルツカメラを含む体温測定装置（電子機器）を示す図である。
【図２３】テラヘルツカメラの斜視図である。
【図２４】テラヘルツカメラのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２９】
１．焦電型光検出装置の概要
図１（Ａ）（Ｂ）にマトリクス型の焦電型光検出装置（センサーデバイス）５６０の構成例を示す。このセンサーデバイス５６０は、図１（Ａ）に示すようにセンサーアレイ５００と、行選択回路（行ドライバー）５１０と、読み出し回路５２０を含む。またＡ／Ｄ変換部５３０、制御回路５５０を含むことができる。行選択回路（行ドライバー）５１０と読み出し回路５２０を駆動回路と称する。
【００３０】
センサーアレイ５００には、例えば図１（Ｂ）に示すように二軸方向に複数のセンサーセルが配列（配置）される。また複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。なお行線の本数は１本であってもよい。
【００３１】
図１（Ｂ）に示すように、センサーアレイ５００の各センサーセルは、１本の行線と１本の列線に接続されたＮ（Ｎは１以上の整数）行×Ｍ（Ｍは２以上の整数）列の画素にセンサーセルを有する。
【００３２】
行選択回路５１０は、１又は複数の行線に接続される。そして各行線の選択動作を行う。例えばＱＶＧＡ（３２０×２４０画素）のセンサーアレイ５００を例にとれば、Ｎ＝２４０本の行線ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２・・・・ＷＬ２３９を順次選択（走査）する動作を行う。即ちこれらの行線を選択する行選択信号（ワード選択信号）をセンサーアレイ５００に出力する。
【００３３】
読み出し回路５２０は、複数の列線に接続される。そして各列線の読み出し動作を行う。ＱＶＧＡのセンサーアレイ５００を例にとれば、Ｍ＝３２０本の列線ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２・・・・ＤＬ３１９からの検出信号（検出電流、検出電荷）を読み出す動作を行う。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部５３０は、読み出し回路５２０において取得された検出電圧（測定電圧、到達電圧）をデジタルデータにＡ／Ｄ変換する処理を行う。そしてＡ／Ｄ変換後のデジタルデータＤＯＵＴを出力する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部５３０には、複数の列線の各列線に対応して各Ａ／Ｄ変換器が設けられる。そして、各Ａ／Ｄ変換器は、対応する列線において読み出し回路５２０により取得された検出電圧のＡ／Ｄ変換処理を行う。なお、複数の列線に対応して１つのＡ／Ｄ変換器を設け、この１つのＡ／Ｄ変換器を用いて、複数の列線の検出電圧を時分割にＡ／Ｄ変換してもよい。
【００３５】
制御回路５５０（タイミング生成回路）は、各種の制御信号を生成して、行選択回路５１０、読み出し回路５２０、Ａ／Ｄ変換部５３０に出力する。例えば充電や放電（リセット）の制御信号を生成して出力する。或いは、各回路のタイミングを制御する信号を生成して出力する。
【００３６】
２．第１実施形態
２．１．焦電型光検出装置の構造
図３に示す支持部材２１０及びそれに搭載される焦電型光検出素子２２０を１画素としたとき、複数画素の焦電型光検出器２００が、例えば直交二軸方向に複数配列された焦電型光検出装置を示す。図３において、基体１００から複数のポスト１０４が立設され、例えば２本のポスト（スペーサー部材）１０４に支持された１セル分の焦電型赤外線検出器２００が、直交二軸方向に配列されている。
【００３７】
なお、焦電型光検出素子２２０が検出する光は、例えば波長が赤外線領域にあるものや、周波数がテラヘルツであるものなど、種々の用途に用いることができる。
【００３８】
図３に示すように、焦電型光検出器２００は、２本のポスト１０４に支持された支持部材（メンブレン）２１０と、赤外線検出素子２２０と、を含んでいる。
【００３９】
１セル分の焦電型光検出器２００は、２本のポスト１０４と接続される以外は非接触とされ、焦電型赤外線検出器２００の下方には空洞部１０２（図２参照）が形成され、平面視で焦電型赤外線検出器２００の周囲には、空洞部１０２に連通する開口部１０２Ａが配置される。これにより、１セル分の焦電型光検出器２００は、基体１００や他のセルの焦電型光検出器２００から熱的に分離されている。
【００４０】
支持部材２１０は、赤外線検出素子２２０を搭載して支持する搭載部２１０Ａと、搭載部２１０Ａに連結された２本のアーム２１０Ｂとを有し、２本のアーム２１０Ｂの自由端部がポスト１０４に連結されている。
【００４１】
図２に示すように、基体１００は、基板例えばシリコン基板１１０と、シリコン基板１１０上の絶縁層１２０とを含んでいる。このポスト１０４及び絶縁層１２０内の配線構造は、図３に示すように、複数の金属層Ｌ１Ａ〜ＬＩＣと、それらを接続する複数のプラグＣＮＴ，ＨＬＡ，ＨＬＢ，ＨＬＣで構成される。これらの配線は、図３に示すシリコン基板１１０にＭＯＳトランジスター構造にて形成される検出回路に接続される。検出回路は、図１（Ａ）に示す行選択回路（行ドライバー）５１０と、読み出し回路５２０と、Ａ／Ｄ変換部５３０と、制御回路５５０とを含むことができる
支持部材２１０の第１面２１１Ａ上に搭載される焦電型光検出素子２２０は、キャパシター２３０を含んでいる。キャパシター２３０は、焦電体２３２と、焦電体２３２の下面に接続される第１電極（下部電極）２３４と、焦電体２３２の上面に接続される第２電極（上部電極）２３６とを含んでいる。
【００４２】
キャパシター２３０を覆う層間絶縁層２５０上に、第２電極（上部電極）２３６に接続される配線層２２４が配置される。配線層２２４は、支持部材１４０内に設けたプラグ２１９を介して、支持部材１４０内の配線２１７と接続される。第１電極（下部電極）２３４に接続される配線は、支持部材２１０に形成された第１プラグ２１６と第１配線層２１５により形成することができる。また、キャパシター２３０を覆うように光吸収膜２８０が設けられている。
【００４３】
ここで、図２に示すように、行方向または列方向で隣り合う２つの画素では、配線を異ならせている。つまり、画素Ｐｎ，ｍでは、第２電極（上部電極）２３６に接続されるプラグ２１９は配線２１７に接続されて画素Ｐｎ，ｍの右側に引き出され、第１電極（下部電極）２３４に接続されるプラグ２１６は配線２１４に接続されて画素Ｐｎ，ｍの左側に引き出されている。一方、画素Ｐｎ，ｍ＋１及び画素Ｐｎ＋１，ｍでは、第２電極（上部電極）２３６に接続されるプラグ２１９は配線２１４に接続されて各画素の左側に引き出され、第１電極（下部電極）２３４に接続されるプラグ２１６は配線２１７に接続されて各画素の右側に引き出されている。その理由については後述する。
【００４４】
２．２．画素と読み出し回路との関係
図４は、図１に示すＮ行×Ｍ列の画素のうちの４つの画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ及びＰｎ＋１，ｍ＋１と、各画素に接続される読み出し回路５２０の構成を示している。ただし、１≦ｎ≦Ｎ−１、１≦ｍ≦Ｍ−１である。
【００４５】
図４では、Ｎ行の各行に配列されたＭ列の画素毎に、１本の行線ＷＬ、１本のＶＤＤ電源線、１本のポーリング線Ｐ及び１本のリセット線ＲＴを設けることができる。
【００４６】
４つの画素Ｐｎ，ｍ、Ｐｎ，ｍ＋１、Ｐｎ＋１，ｍ及びＰｎ＋１，ｍ＋１の各々には、上述した焦電素子Ｃｆが配置される。焦電素子Ｃｆとは、図２に示すキャパシター２３０である。本実施形態では、行方向または列方向にて隣接する２つの画素で、焦電素子Ｃｆへの接続を異ならせている。
【００４７】
ここで、図１に示す読み出し回路５２０は、画素ごとに、図４に示す焦電素子Ｃｆの一方の電極がゲートに接続されるデプレッション型のＮ型トランジスターＴＮと、プルダウン抵抗Ｒとが、ＶＤＤ電源線と接地電位のプレート線（共通電位線）ＰＬとの間に直列接続されて設けられている。ｎ行目の焦電素子Ｃｆはプレート線ＰＬｎに、（ｎ＋１）行目の焦電素子Ｃｆはプレート線ＰＬｎ＋１に接続されている。つまり、プレート線ＰＬの総数はＮ本である。
【００４８】
トランジスターＴＮとプルダウン抵抗Ｒとの接続ノードと、列線ＤＬとの間に画素選択スイッチングトランジスターＳＴが接続されている。ｎ行目の画素に接続されるトランジスターＳＴのゲートは行線ＷＬｎに、（ｎ＋１）行目の画素に接続されるトランジスターＳＴは行線ＷＬｎ＋１にそれぞれ接続されている。
【００４９】
本実施形態では、行方向または列方向にて隣接する２つの画素で、焦電素子Ｃｆへの接続を異ならせるために、図５（Ａ）（Ｂ）に示す２種類の接続方式が用いられている。図４に示す２つの画素Ｐｎ，ｍ及びＰｎ＋１，ｍ＋１は図５（Ａ）の通り接続され、画素Ｐｎ，ｍ＋１及びＰｎ＋１，ｍは図５（Ｂ）の通り接続されている。つまり、２つの画素Ｐｎ，ｍ及びＰｎ＋１，ｍ＋１では、焦電素子Ｃｆの第１電極（下部電極）２３４がプレート線ＰＬに接続されるのに対して、画素Ｐｎ，ｍ＋１及びＰｎ＋１，ｍでは第２電極（上部電極）２３６がプレート線ＰＬに接続される。なお、焦電素子Ｃｆがプレート線ＰＬに接続されるノードを第１ノードＮＤ１と称し、焦電素子ＣｆがトランジスターＴＮと接続されるノードを第２ノードＮＤ２と称する。
【００５０】
読み出し回路５２０は、画素ごとにポーリングスイッチ用トランジスターＰＴを有する。このトランジスターＰＴのゲートはポーリング線ＰＯに接続されている。ｎ行目の画素に接続されるトランジスターＰＴのゲートはポーリング線ＰＯｎに、（ｎ＋１）行目の画素に接続されるトランジスターＰＴはポーリング線ＰＯｎ＋１にそれぞれ接続されている。また、トランジスターＰＴのソースは電位ＶＤＤの電源線に、ドレインは焦電素子Ｃｆの第２ノードＮＤ２接続されている。ポーリング線ＰＯ及び電源線の総数はそれぞれＮ本である。
【００５１】
ポーリング線ＰＯｎ，ＰＯｎ＋１の電位によりトランジスターＰＯをオンさせると、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように互いに逆方向の電界方向となるために、互いに逆方向の分極方向が得られる。図５（Ａ）の接続では図６（Ａ）の第１分極方向が得られ、図５（Ｂ）の接続では図６（Ｂ）の第２分極方向が得られる。
【００５２】
図４に示すように、読み出し回路５２０は、画素ごとにリセット用トランジスターＲＴを有することができる。ｎ行目の画素に接続されるトランジスターＲＴのゲートはリセット線ＲＴｎに、（ｎ＋１）行目の画素に接続されるトランジスターＲＴはリセット線ＲＴｎ＋１にそれぞれ接続されている。リセット用トランジスターＲＴは、焦電素子Ｃｆの第１，第２電極２３４，２３６をショートさせることができる。これにより、焦電体２３２をリセットすることができる。
【００５３】
図７及び図８は、上述のようにして分極された焦電型光検出装置での検出動作を示している。検出動作は、図２に示す光吸収膜２８０への光入射経路を機械式に開放／遮断する図示しないチョッパを、図７に示すように、一垂直走査期間１Ｖ内のＮ個の一水平走査期間１Ｈ内に開放駆動することで実施される。図７に示す信号ＣｈｐがＨｉｇｈレベルの時にチョッパが開放されて、光吸収膜２８０に光が入射される。
【００５４】
なお、図７では一水平走査期間１Ｈ内に、検出動作が開始される前のチョッパの遮断期間が設けられ、このチョッパ遮断期間内にて、リセット動作と分極動作とを実施することができる。分極動作は少なくとも１回実施すれば分極方向は維持されるが、継時的な電荷リークがあるので、検出動作前に実施することが好ましい。また、リセット動作を実施すると、検出動作前の焦電流を一定にすることができる。
【００５５】
チョッパが開放された検出期間での動作を、図８を参照して説明する。検出期間では、図１（Ａ）に示す光吸収膜２８０に入射された光により焦電素子Ｃｆの温度がリセット時から変化する。光が当たる前も焦電素子Ｃｆは自発分極して浮遊電化があるので電流が流れる。この時、トランジスターＴＮのゲートには０Ｖに近い電圧がかかっているが、トランジスターＴＮはデプレッション型であるのでゲート電圧が０Ｖでも電流が流れる。そこから光が当たって微小な焦電流が流れると、トランジスターＴＮのゲート・ソース間の寄生容量が充電され、そのゲート・ソース間電圧がΔＶだけ変化し、それが利得１でトランジスターＴＮのソースに現わる。その電圧の変動ΔＶをプルダウン抵抗Ｒの出力端子に出力して読み取ることができる。
【００５６】
この出力電圧は、図８に示す行選択線ＷＬｎ，ＷＬｎ＋１…の電位により行毎に画素選択スイッチングトランジスターＳＴをオンさせることで、複数の列線ＤＬｎ，ＤＬｎ＋１，ＤＬｎ＋２，ＤＬｎ＋３，…から取り出すことができる。
【００５７】
列線ＤＬｎ，ＤＬｎ＋１，ＤＬｎ＋２，ＤＬｎ＋３の電位変化は図８の通りである。上述したように分極方向の相違から、列線ＤＬｎ，ＤＬｎ＋２ではリセット時から電圧が上昇するように＋ΔＶだけ変化する一方で、列線ＤＬｎ＋１，ＤＬｎ＋３ではリセット時から電圧が下降するように−ΔＶだけ変化する。
【００５８】
これらの電圧変化は、図４に示すトランジスターＴＮに供給される電源電圧ＶＤＤに基づくものであるが、複数の列線ＤＬの＋ΔＶの変化と−ΔＶの変化が互いに打ち消し合って、検出動作時での電源電圧の変動を抑制することができる。
【００５９】
このように、検出期間にて電源電圧の変動を抑制することにより、電源電圧が変動することによるノイズを除去することができる。特に、焦電流に基づく電圧変化は微小であることを考慮すると、本実施形態により検出精度をより向上できることが分かる。
【００６０】
なお、上述した第１実施形態では、行方向及び列方向で隣り合う２つの領域を第１領域及び第２領域としたとき、第１領域及び第２領域内には一画素のみを設ける例であるが、これに限定されるものではない。
【００６１】
第１領域及び第２領域の各々は、ｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）×ｎ（１≦ｎ≦Ｎ／２）の行列領域であり、第１領域と第２領域とが列方向及び行方向で隣り合うものであってもよい。第１実施形態はｎ＝ｍ＝１の例であるが、ｎ，ｍの数を、上記不等式を満足する範囲で任意に設定することができる。
【００６２】
あるいは、第１領域及び第２領域の各々は、ｍ（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成る列領域であり、第１領域と第２領域とが行方向のみで隣り合うように設定してもよい。このようにしても、ｍ列を単位とした列線ＤＬの＋ΔＶの変化と−ΔＶの変化が互いに打ち消し合って、検出動作時での電源電圧の変動を抑制することができる。
【００６３】
あるいは、第１領域及び第２領域の各々は、ｎ（１≦ｎ≦Ｎ−１）行から成る行領域であり、第１領域と第２領域とが列方向のみで隣り合うように設定してもよい。このようにした場合、ｎ行の各行の読み出しでは全ての列線ＤＬは＋ΔＶの変化かΔＶの変化の一方となって打ち消し合いは生じないが、ｎ行毎に列線ＤＬの＋ΔＶの変化と−ΔＶの変化が互いに打ち消し合って、検出動作時での電源電圧の変動を抑制することができる。
【００６４】
３．第２実施形態
第２実施形態は、第１実施形態の図３のように各画素に対する配線を異ならせたものとは異なり、図９に示すように支持部材２１０上での各画素に対する配線は同一である。
【００６５】
それにも拘わらず、第１実施形態と同様に行方向及び列方向で隣接する画素間に分極方向を異ならせるために、図１０に示すように読み出し回路を構成している。
【００６６】
図１０において、全ての焦電素子Ｃｆの第１電極がＮ本の共通電位線ＰＬの１本に接続される第１ノードＮＤ１と接続され、第２電極が焦電電流を出力する第２ノードＮＤ２と接続されている。
【００６７】
図１０ではＮ本の共通電位線ＰＬｎのうち、列方向で隣り合う各２行の画素に共用される共通電位線ＰＬを第１共通電位線ＰＬｎ及び第２共通電位線ＰＬｎ＋１と称する。第１，第２共通電位線ＰＬｎ，ＰＬｎ＋１は互いに異なる電位に設定される。
【００６８】
ここで、図１０に示すように、Ｎ行×Ｍ列の焦電素子Ｃｆが二次元配列されたセンサーアレイ内にて、行方向で隣り合う領域を第１列領域及び第２列領域と称する。第１列領域及び第２列領域の各々は（１≦ｍ≦Ｍ／２）列から成り、図１０はｍ＝１の例である。
【００６９】
第１列領域内にて列方向で隣り合う２つの画素を第１画素Ｐｎ，ｍ及び第２画素Ｐｎ＋１，ｍとし、第２列領域内にて第１画素Ｐｎ，ｍと同一行の画素を第３画素Ｐｎ，ｍ＋１とし、第２領域内にて第２画素Ｐｎ＋１，ｍと同一行の画素を第４画素Ｐｎ＋１，ｍ＋１と称する。
【００７０】
図１０でも、各画素の焦電素子Ｃｆを分極させるポーリングトランジスターＲＴが設けられている。このポーリングトランジスターＰＴは、図１１に示す電位に設定される第１，第２共通電位線ＰＬｎ，ＰＬｎ＋１のいずれか一方に第１ノードＮＤ１接続された焦電素子Ｃｆの第２ノードＮＤを、ＶＤＤ電源線に接続するものである。
【００７１】
第１画素Ｐｎ，ｍに設けられた第１ポーリングトランジスターＰＴｎ，ｍは、ポーリング線ＰＯｎの電位によりオンされて、第２画素Ｐｎ，ｍ内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、０Ｖに設定された第１共通電位線ＰＬｎにより、図６（Ａ）に示す第１分極方向に分極させる。
【００７２】
第２画素Ｐｎ＋１，ｍに設けられた第２ポーリングトランジスターＰＴｎ＋１，ｍは、ポーリング線ＰＯｎ＋１の電位によりオンされて、第２画素Ｐｎ＋１，ｍ内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、２×ＶＤＤに設定された共通電位線ＰＬｎ／２により、図６（Ｂ）に示す第２分極方向に分極させる。
【００７３】
第３画素Ｐｎ，ｍ＋１に設けられた第３ポーリングトランジスターＰＴｎ，ｍ＋１は、ポーリング線ＰＯｎの電位によりオンされて、第３画素Ｐｎ，ｍ＋１内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、２×ＶＤＤに設定された第２共通電位線ＰＬｎ＋１により、図６（Ｂ）に示す第２分極方向に分極させる。
【００７４】
第４画素Ｐｎ＋１，ｍ＋１に設けられた第４ポーリングトランジスターＰＴｎ＋１，ｍ＋１は、ポーリング線ＰＯｎ＋１の電位によりオンされて、第４画素Ｐｎ＋１，ｍ＋１内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、０Ｖに設定された第１共通電位線ＰＬｎにより、図６（Ａ）に示す第１分極方向に分極させる。
【００７５】
図１１に示すように、検出期間を有する２つの一水平走査期間１Ｈ間に分極期間を設け、分極期間にて上述した第１，第２共通電位線ＰＬｎ，ＰＬｎ＋１の電位を設定している。一方、検出期間内では第１，第２共通電位線ＰＬｎ，ＰＬｎ＋１の電位を接地電位としている。ただし、分極動作の実施時期は、一水平走査期間１Ｈ内に１回実施し、あるいは一垂直走査期間１Ｖに１回実施するものなど、種々の変形実施が可能である。
【００７６】
また、図１１では一垂直走査期間１Ｖ内の異なる分極期間にて、第１，第２共通電位線ＰＬｎ，ＰＬｎ＋１の電位を切り換えることができる。第１共通電位線ＰＬｎの電位を２×ＶＤＤとし、第２共通電位線ＰＬｎ＋１の電位を０Ｖに設定すると、第１画素Ｐｎ，ｍと第３画素Ｐｎ，ｍ＋１内の焦電素子Ｃｆは図６（Ｂ）に示す第２分極方向に分極され、第２画素Ｐｎ＋１，ｍと第４画素Ｐｎ＋１，ｍ＋１内の焦電素子Ｃｆは図６（Ａ）に示す第１分極方向に分極される。
【００７７】
なお、上述した通り第１，第２共通電位線ＰＬｎ，ＰＬｎ＋１の電位が切り換えられるため、図４に示すプルダウン抵抗Ｒは図１１では採用されず、代わりに列線ＤＬｍに抵抗Ｒｍを、列線ＤＬｍ＋１に抵抗Ｒｍ＋１というように、各列線ＤＬに抵抗Ｒを接続している。
【００７８】
第２実施形態では、マトリクスアレイ内での各画素の焦電素子Ｃｆへの配線を変更しないで、第１実施形態と同様に各画素の焦電素子Ｃｆを分極させることができる。よって、第２実施形態でも第１実施形態と同様にして電源変動を抑制してノイズの少ない検出を実施できる。
【００７９】
４．第３実施形態
この第３実施形態は、第１，第２実施形態が共にＮ本の共通電位線を必要としていたのに対して、共通電位線の本数を（Ｎ／２）本に半減させたものである。
【００８０】
このために、図１２に示すように、列方向で隣り合う各２行の画素列Ｐｎ，Ｐｎ＋１に共用される１本の共通電位線ＰＬｎ／２が設けられている。この共通電位線ＰＬｎ／２の電位は、図１３に示すように第１電位と第２電位とに可変される。
【００８１】
第３実施形態では、センサーアレイ内にて行方向で隣り合う列領域を第１列領域及び第２列領域と称する。第１列領域及び第２列領域の各々では、センサーアレイ内にて（１≦ｍ≦Ｍ／２）列の画素Ｐを有し、図１２はｍ＝１の例である。
【００８２】
また、この第３実施形態でも第２実施形態と同様に、第１列領域内にて列方向で隣り合う２つの画素を第１画素Ｐｎ，ｍ及び第２画素Ｐｎ＋１，ｍとし、第２列領域内にて第１画素Ｐｎ，ｍと同一行の画素を第３画素Ｐｎ，ｍ＋１とし、第２列領域内にて第２画素Ｐｎ＋１，ｍと同一行の画素を第４画素Ｐｎ＋１，ｍ＋１と称する。
【００８３】
図１２でも、各画素の焦電素子Ｃｆを分極させるポーリングトランジスターＲＴが設けられている。このポーリングトランジスターＰＴは、図１３に示す可変電位に設定される共通電位線ＰＬｎ／２に第１ノードＮＤ１接続された焦電素子Ｃｆの第２ノードＮＤを、ＶＤＤ電源線に接続するものである。
【００８４】
第１〜第４画素内の焦電素子Ｃｆは、ポーリング線ＰＯｎ，ＰＯｎ＋１，ＰＯｎ＋２のいずれかにより分極されるため、分極タイミングが異なる。なお、図１３ではポーリング線Ｐｎ＋２によりポーリングトランジスターＰＴｎ＋１，ｍ＋１がオンされる時の共通電位線ＰＬｎ／２の電位は省略されているが、ポーリングトランジスターＰＴｎがオンされる時の共通電位線ＰＬｎ／２の電位２×ＶＤＤと等しい。
【００８５】
第１画素Ｐｎ，ｍに設けられた第１ポーリングトランジスターＰＴｎ，ｍは、ポーリング線ＰＯｎの電位によりオンされて、第１画素Ｐｎ，ｍ内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、２×ＶＤＤに設定された共通電位線ＰＬｎ／２により、図６（Ｂ）に示す第２分極方向に分極させる。
【００８６】
第２画素Ｐｎ＋１，ｍに設けられた第２ポーリングトランジスターＰＴｎ＋１，ｍは、ポーリング線ＰＯｎ＋１の電位によりオンされて、第２画素Ｐｎ＋１，ｍ内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、０Ｖに設定された共通電位線ＰＬｎ／２により、図６（Ａ）に示す第１分極方向に分極させる。
【００８７】
第３画素Ｐｎ，ｍ＋１に設けられた第３ポーリングトランジスターＰＴｎ，ｍ＋１は、ポーリング線ＰＯｎ＋１（図示省略）の電位によりオンされて、第３画素Ｐｎ，ｍ＋１内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、０Ｖに設定された共通電位線ＰＬｎ／２により、図６（Ａ）に示す第１分極方向に分極させる。
【００８８】
第４画素Ｐｎ＋１，ｍ＋１に設けられた第４ポーリングトランジスターＰＴｎ＋１，ｍ＋１は、ポーリング線ＰＯｎ＋２の電位によりオンされて、第４画素Ｐｎ＋１，ｍ＋１内の焦電素子Ｃｆを、ＶＤＤ電源線と、２×ＶＤＤに設定された共通電位線ＰＬｎ／２により、図６（Ｂ）に示す第２分極方向に分極させる。
【００８９】
なお、他の一垂直走査期間にて共通電位線ＰＬｎ／２の電位を上記と反転させれば、第２実施形態と同様に第１，第４画素では第１分極方向に分極され、第２，第３画素では第２分極方向に分極され、第２実施形態と同様となる。
【００９０】
第３実施形態では、マトリクスアレイ内での各画素の焦電素子Ｃｆへの配線を変更しないで、しかも第２実施形態よりも共通電位線の本数を半減させながら、第１，第２実施形態と同様に各画素の焦電素子Ｃｆを分極させることができる。よって、第３実施形態でも第１，第２実施形態と同様にして電源変動を抑制してノイズの少ない検出を実施できる。
【００９１】
５．第４実施形態
本実施形態では、電子機器について説明する。
【００９２】
５．１．赤外線カメラ
図１４に本実施形態の焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む電子機器の例として赤外線カメラ４００Ａの構成例を示す。この赤外線カメラ４００Ａは、光学系４００、センサーデバイス（焦電型光検出装置）４１０、画像処理部４２０、処理部４３０、記憶部４４０、操作部４５０、表示部４６０を含む。
【００９３】
光学系４００は、例えば１又は複数のレンズや、これらのレンズを駆動する駆動部などを含む。そしてセンサーデバイス４１０への物体像の結像などを行う。また必要であればフォーカス調整なども行う。
【００９４】
センサーデバイス４１０は、上述した本実施形態の焦電型光検出器２００を二次元配列させて構成され、複数の行線（ワード線、走査線）と複数の列線（データ線）が設けられる。センサーデバイス４１０は、二次元配列された検出器に加えて、行選択回路（行ドライバー）と、列線を介して検出器からのデータを読み出す読み出し回路と、Ａ／Ｄ変換部等を含むことができる。二次元配列された各検出器からのデータを順次読み出すことで、物体像の撮像処理を行うことができる。
【００９５】
画像処理部４２０は、センサーデバイス４１０からのデジタルの画像データ（画素データ）に基づいて、画像補正処理などの各種の画像処理を行う。
【００９６】
処理部４３０は、赤外線カメラ４００Ａの全体の制御を行い、赤外線カメラ４００Ａ内の各ブロックの制御を行う。この処理部４３０は、例えばＣＰＵ等により実現される。記憶部４４０は、各種の情報を記憶するものであり、例えば処理部４３０や画像処理部４２０のワーク領域として機能する。操作部４５０は、ユーザーが赤外線カメラ４００Ａを操作するためのインターフェースとなるものであり、例えば各種ボタンやＧＵＩ（Graphical User Interface）画面などにより実現される。表示部４６０は、例えばセンサーデバイス４１０により取得された画像やＧＵＩ画面などを表示するものであり、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの各種のディスプレイにより実現される。
【００９７】
このように、複数セル分の焦電型光検出器を二軸方向例えば直交二軸方向に二次元配置することでセンサーデバイス４１０を構成することができ、こうすると熱（光）分布画像を提供することができる。このセンサーデバイス４１０を用いて、サーモグラフィー、車載用ナイトビジョンあるいは監視カメラなどの電子機器を構成することができる。
【００９８】
もちろん、複数セルの焦電型光検出器をセンサーとして用いることで物体の物理情報の解析（測定）を行う解析機器（測定機器）、火や発熱を検知するセキュリティー機器、工場などに設けられるＦＡ（Factory Automation）機器などの各種の電子機器を構成することもできる。
【００９９】
５．２．運転支援装置
図１５に本実施形態の焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む電子機器の例として、運転支援装置６００の構成例を示す。この運転支援装置６００は、運転支援装置６００を制御するＣＰＵを備えた処理ユニット６１０と、車両外部の所定撮像領域に対して赤外線を検出可能な赤外線カメラ６２０と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサー６３０と、車両の走行速度を検出する車速センサー６４０と、運転者のブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサー６５０と、スピーカー６６０と、表示装置６７０とを備えて構成されている。
【０１００】
この運転支援装置６００の処理ユニット６１０は、例えば赤外線カメラ６２０の撮像により得られる自車両周辺の赤外線画像と、各センサー６３０〜６５０により検出される自車両の走行状態に係る検出信号とから、自車両の進行方向前方に存在する物体及び歩行者などの対象物を検出し、検出した対象物と自車両との接触が発生する可能性があると判断したときに、スピーカー６６０または表示装置６７０により警報を出力する。
【０１０１】
また、たとえば図１６に示すように、赤外線カメラ６２０は、車両の前部において車幅方向の中心付近に配置されている。表示装置６７０は、フロントウィンドーにおいて運転者の前方視界を妨げない位置に各種情報を表示するＨＵＤ（Head Up Display）６７１などを備えて構成されている。
【０１０２】
５．３．セキュリティー機器
図１７に本実施形態の焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む電子機器の例として、セキュリティー機器７００の構成例を示す。
【０１０３】
セキュリティー機器７００は、少なくとも監視エリアを撮影する赤外線カメラ７１０と、監視エリアへの侵入者を検知する人感センサー７２０と、赤外線カメラ７１０から出力された画像データを処理して監視エリアに侵入した移動体を検知する動き検知処理部７３０と、人感センサー７２０の検知処理を行う人感センサー検知処理部７４０と、赤外線カメラ７１０から出力された画像データを所定の方式で圧縮する画像圧縮部７５０と、圧縮された画像データや侵入者検知情報の送信や外部装置からセキュリティー機器７００への各種設定情報などを受信する通信処理部７６０と、セキュリティー機器７００の各処理部に対して条件設定、処理コマンド送信、レスポンス処理をＣＰＵで行う制御部７７０とを備えて構成されている。
【０１０４】
動き検知処理部７３０は、図示しないバッファメモリーと、バッファメモリーの出力が入力されるブロックデータ平滑部と、ブロックデータ平滑部の出力が入力される状態変化検出部とを備える。そして動き検出処理部７３０の状態変化検出部は、監視エリアが静止状態であれば動画で撮影した異なるフレームでも同一画像データとなるが、状態変化（移動体の侵入）があるとフレーム間の画像データで差が生じることを利用して状態変化を検知している。
【０１０５】
また、たとえば軒下に設置されているセキュリティー機器７００と、セキュリティー機器７００に組み込まれている赤外線カメラ７１０の撮像エリアＡ１と、人感センサー７２０の検知エリアＡ２を側面から示したものを図１８に示す。
【０１０６】
５．４．ゲーム機器
図１９および図２０は、本実施形態の焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス４１０を用いたコントローラー８２０を含むゲーム機器８００の構成例を示す。
【０１０７】
図１９に示すように、図２０のゲーム機器８００に用いられるコントローラー８２０は、撮像情報演算ユニット８３０と、操作スイッチ８４０と、加速度センサー８５０と、コネクター８６０と、プロセッサー８７０と、無線モジュール８８０と、を備えて構成される。
【０１０８】
撮像情報演算ユニット８３０は、撮像ユニット８３１と、この撮像ユニット８３１で撮像した画像データを処理するための画像処理回路８３５を有する。撮像ユニット８３１は、センサーデバイス８３２（図１４のセンサーデバイス４１０）を含み、その前方には、赤外線フィルター（赤外線だけを通すフィルター）８３３及び光学系（レンズ）８３４を配置している。そして、画像処理回路８３５は、撮像ユニット８３１から得られた赤外線画像データを処理して、高輝度部分を検知し、それの重心位置や面積を検出してこれらのデータを出力する。
【０１０９】
プロセッサー８７０は、操作スイッチ８４０からの操作データと、加速度センサー８５０からの加速度データおよび高輝度部分データを一連のコントロールデータとして出力する。無線モジュール８８０は所定周波数の搬送波をこのコントロールデータで変調し、アンテナ８９０から電波信号として出力する。
【０１１０】
なおコントローラー８２０に設けられているコネクター８６０を通して入力されたデータもプロセッサー８７０によって上述のデータと同様に処理されてコントロールデータとして無線モジュール８８０とアンテナ８９０を介して出力される。
【０１１１】
図２０に示すように、ゲーム機器８００は、コントローラー８２０と、ゲーム機本体８１０と、ディスプレイ８１１と、ＬＥＤモジュール８１２Ａおよび８１２Ｂとを備え、プレイヤー８０１が一方の手でコントローラー８２０を把持してゲームをプレイすることができる。そして、コントローラー８２０の撮像ユニット８３１をディスプレイ８１１の画面８１３を向くようにすると、ディスプレイ８１１の近傍に設置された二つのＬＥＤモジュール８１２Ａおよび８１２Ｂから出力される赤外線を撮像ユニット８３１が検知して、コントローラー８２０は、二つのＬＥＤモジュール８１２Ａ，８１２Ｂの位置や面積情報を高輝度点の情報として取得する。輝点の位置や大きさのデータがコントローラー８２０から無線でゲーム機本体８１０に送信され、ゲーム機本体８１０で受信される。プレイヤー８０１がコントローラー８２０を動かすと、輝点の位置や大きさのデータが変化するため、それを利用して、ゲーム機本体８１０はコントローラー８２０の動きに対応した操作信号を取得できるので、それにしたがってゲームを進行させることができる。
【０１１２】
５．５．体温測定装置
図２１に本実施形態の焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む電子機器の例として、体温測定装置９００の構成例を示す。
【０１１３】
図２１に示すように、体温測定装置９００は、赤外線カメラ９１０と、体温分析装置９２０と、情報通信装置９３０と、ケーブル９４０とを備えて構成されている。赤外線カメラ９１０は、図示しないレンズなどの光学系と前述のセンサーデバイス４１０を含んで構成されている。
【０１１４】
赤外線カメラ９１０は所定の対象領域を撮影し、撮影された対象者９０１の画像情報を、ケーブル９４０を経由して体温分析装置９２０に送信する。体温分析装置９２０は、図示しないが、赤外線カメラ９１０からの熱分布画像を読み取る画像読取処理ユニットと、画像読取処理ユニットからのデータと画像分析設定テーブルに基づいて体温分析テーブルを作成する体温分析処理ユニットとを含み、体温分析テーブルに基づいて体温情報送信用データを情報通信装置９３０へ送信する。この体温情報送信用データは体温異常であることに対応する所定のデータを含んでもよい。また、撮影領域内に複数の対象者９０１を含んでいると判断した場合には、対象者９０１の人数と体温異常者の人数の情報を体温情報送信用データに含んでもよい。
【０１１５】
５．６．特定物質探知装置
図２２に本実施形態の焦電型光検出器または焦電型光検出装置を含む電子機器の例として、前述のセンサーデバイス４１０の焦電型光検出器の光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域としたセンサーデバイスをテラヘルツ光センサーデバイスとして用い、テラヘルツ光照射ユニットと組み合わせて特定物質探知装置１０００を構成した例を示す。
【０１１６】
特定物質探知装置１０００は、制御ユニット１０１０と、照射光ユニット１０２０と、光学フィルター１０３０と、撮像ユニット１０４０と、表示部１０５０とを備えて構成されている。撮像ユニット１０４０は、図示しないレンズなどの光学系と前述の焦電型光検出器の光吸収材の吸収波長をテラヘルツ域としたセンサーデバイスを含んで構成されている。
【０１１７】
制御ユニット１０１０は、本装置全体を制御するシステムコントローラーを含み、該システムコントローラーは制御ユニットに含まれる光源駆動部および画像処理ユニットを制御する。照射光ユニット１０２０は、テラヘルツ光（波長が１００μｍ〜１０００μｍの範囲にある電磁波を指す。）出射するレーザー装置と光学系を含み、テラヘルツ光を検査対象の人物１０６０に照射する。人物１０６０からの反射テラヘルツ光は、探知対象である特定物質１０７０の分光スペクトルのみを通過させる光学フィルター１０３０を介して撮像ユニット１０４０に受光される。撮像ユニット１０４０で生成された画像信号は、制御ユニット１０１０の画像処理ユニットで所定の画像処理が施され、その画像信号が表示部１０５０へ出力される。そして人物１０６０の衣服内等に特定物質１０７０が存在するか否かにより受光信号の強度が異なるので特定物質１０７０の存在が判別できる。
【０１１８】
５．７．テラヘルツカメラ
図２３は、周波数がテラヘルツの光を受信して撮像するテラヘルツカメラ１１００を示している。テラヘルツカメラ１１００は、筐体１１１０にスリット１１２０とレンズ１１３０を有する。
【０１１９】
図２４に示すように、筐体１１１０内には、テラヘルツ光源１２００と、光源駆動回路１２１０とが設けられ、スリット１１２０を介して対象物に向けてテラヘルツ光を出射する。
【０１２０】
対象物からの反射光はレンズ１１３０にて集光され、上述した実施形態に係るセンサーデバイス（焦電型光検出装置）１２２０にて検出される。センサーデバイス１２２０からのデジタル信号は、演算処理装置１２３０にて演算処理され、描画処理回路１２４０で描画処理されて、記憶装置１２５０に記憶され、あるいは表示装置１２６０に表示される。
【０１２１】
テラヘルツカメラの用途は様々であり、上述した以外の分野例えば薬剤検査の分野では、製薬時には決勝投薬多形の混入、薬効成分の偏り、空洞または異物の有無が検査される。調剤時には、薬の種類や分量のチェックや異物混合が検査される。投薬時には、投薬すべき薬剤の種類や成分が正しいかがチェックされる。この他、テラヘルツカメラを各種工場ラインに組み込めば、製品の全数チェックが可能となる。
【０１２２】
以上、いくつかの電子機器の実施形態について説明したが、上記実施形態の電子機器は説明した構成に限定されず、その構成要素の一部を省略し、あるいは他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【０１２３】
また、読み出し回路５２０は、トランジスターＴＮのソースの出力を増幅する増幅回路を有することができる。この場合、本発明を実施しないと電源電圧が変動して発振し易い傾向があるが、本発明の実施により発振を防止することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
２３０  キャパシター、２３２  焦電体、２３４  第１電極、２３６  第２電極、５００  センサーアレイ、５１０  行選択回路、５２０  読み出し回路、Ｃｆ  焦電素子、ＮＤ１  第１ノード、ＤＬ  列線、ＮＤ２  第２ノード、ＰＬ  共通電位線、ＰＯ  ポーリング線、ＰＴ  ポーリングトランジスター、ＲＴ  リセット線、ＲＴｎ  リセットトランジスター、ＳＴ  画素選択トランジスター、ＴＮ  デプレッション型トランジスター、ＷＬ  行線
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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