(57)【要約】【課題】赤外線撮像素子の温度を高精度で測定することができる信号処理装置、赤外線検出装置及び信号処理装置の制御方法を提供する。【解決手段】信号処理装置の一態様には、赤外線撮像素子２０にパルス信号を出力する駆動回路３３と、温度センサ１３の２端子間の電圧を測定する電圧測定回路５３と、２端子間に定電流を供給する定電流源５２と、２端子間に電圧を付与する電圧付与回路５４と、駆動回路３３及び電圧付与回路５４を制御する制御回路５０と、が含まれる。【選択図】図１
2016080392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、
温度センサの２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、
前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、
前記駆動回路及び前記電圧付与回路を制御する制御回路と、
を有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記駆動回路に一時的に前記パルス信号の出力を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止している期間中に、前記電圧付与回路に前記電圧の付与を行わせた後、当該付与を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止し、かつ前記電圧の付与が停止している期間中に、前記電圧測定回路により測定された電圧が示す温度を特定することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記電圧付与回路は、前記制御回路が直近に特定した温度を示す電圧を前記２端子間に付与することを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
赤外線検出器と、
信号処理装置と、
を有し、
前記赤外線検出器は、
赤外線撮像素子と、
前記赤外線撮像素子の温度を測定する２端子の温度センサと、
前記赤外線撮像素子の温度を調整する温度調整手段と、
を有し、
前記信号処理装置は、
前記赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、
前記２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、
前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、
前記駆動回路及び前記電圧付与回路を制御する制御回路と、
を有することを特徴とする赤外線検出装置。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記駆動回路に一時的に前記パルス信号の出力を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止している期間中に、前記電圧付与回路に前記電圧の付与を行わせた後、当該付与を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止し、かつ前記電圧の付与が停止している期間中に、前記電圧測定回路により測定された電圧が示す温度を特定す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】
前記電圧付与回路は、前記制御回路が直近に特定した温度を示す電圧を前記２端子間に付与することを特徴とする請求項５に記載の赤外線検出装置。
【請求項７】
赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、
温度センサの２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、
前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、
を有する信号処理装置の制御方法であって、
前記駆動回路に一時的に前記パルス信号の出力を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止している期間中に、前記電圧付与回路に前記電圧の付与を行わせた後、当該付与を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止し、かつ前記電圧の付与が停止している期間中に、前記電圧測定回路により測定された電圧が示す温度を特定する工程を有することを特徴とする信号処理装置の制御方法。
【請求項８】
前記電圧付与回路に対して、直近に特定した温度を示す電圧を前記２端子間に付与させる工程を有することを特徴とする請求項７に記載の信号処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置、赤外線検出装置及び信号処理装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却型赤外線撮像素子は、一般に、８０Ｋ〜１５０Ｋ程度の極低温に冷却されて使用される。赤外線撮像素子の温度の変動は、その出力電流を変動させる。従って、赤外線を精度よく検出するには、赤外線撮像素子の温度を精度よく制御することが重要である。そこで、従来、温度センサ及び自動温度調節回路を用いて赤外線撮像素子の温度が制御されている。
【０００３】
赤外線撮像素子及び温度センサは容器内に収納され、自動温度調節回路は容器外の信号処理装置に設けられる。信号処理装置には赤外線撮像素子を駆動する駆動回路等が含まれており、クロック信号（パルス信号）用の配線及び温度制御用の配線等を含むフレキシブル基板により、信号処理装置と赤外線撮像素子及び温度センサとが電気的に接続されている。
【０００４】
これら配線を通じて容器外の熱が赤外線撮像素子まで到達するため、この熱の侵入を抑制するためには、配線は長いことが好ましい。その一方で、配線が長いほど、配線間の電磁的誘導の影響が大きくなる。特に、温度センサによる検出結果を示す信号が高周波のクロック信号の影響を受けると、僅かな温度の変化を高精度で測定することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２０５０６０号公報
【特許文献２】特開平６−２６８５２４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４９６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、赤外線撮像素子の温度を高精度で測定することができる信号処理装置、赤外線検出装置及び信号処理装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
信号処理装置の一態様には、赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、温度センサの２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、前記駆動回路及び前記電圧付与回路を制御する制御回路と、が含まれる。
【０００８】
赤外線検出装置の一態様には、赤外線検出器と、信号処理装置と、が含まれる。前記赤外線検出器には、赤外線撮像素子と、前記赤外線撮像素子の温度を測定する２端子の温度センサと、前記赤外線撮像素子の温度を調整する温度調整手段と、が含まれる。前記信号処理装置には、前記赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、前記２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、前記駆動回路及び前記電圧付与回路を制御する制御回路と、が含まれる。
【０００９】
信号処理装置の制御方法の一態様では、赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、温度センサの２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、を含む信号処理装置の制御を行う。この制御方法では、前記駆動回路に一時的に前記パルス信号の出力を停止させ、前記パルス信号の出力が停止している期間中に、前記電圧付与回路に前記電圧の付与を行わせた後、当該付与を停止させ、前記パルス信号の出力が停止し、かつ前記電圧の付与が停止している期間中に、前記電圧測定回路により測定された電圧が示す温度を特定する。
【発明の効果】
【００１０】
上記の信号処理装置等によれば、適切な駆動回路、電圧測定回路、定電流源、電圧付与回路及び制御回路が含まれているため、赤外線撮像素子の温度を高精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る赤外線検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】赤外線検出装置の検出器の全体的な構成を示す図である。
【図３】検出器の回路構成を示す図である。
【図４】画素の回路構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態における温度測定回路と温度センサとの関係を示す図である。
【図６】赤外線撮像素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】第１の実施形態における信号処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】第２の実施形態における温度測定回路と温度センサとの関係を示す図である。
【図９】第２の実施形態における信号処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】第３の実施形態における温度測定回路と温度センサとの関係を示す図である。
【図１１】第３の実施形態における信号処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】赤外線撮像素子の動作の他の例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、赤外線検出装置に関する。図１は、第１の実施形態に係る赤外線検出装置の構成を示すブロック図であり、図２は、赤外線検出装置の全体的な検出器を示す図である。図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は検出器の内部を示す断面図である。
【００１４】
第１の実施形態に係る赤外線検出装置には、図１に示すように、検出器１０及び信号処理装置３０が含まれる。検出器１０と信号処理装置３０とは、映像信号線４１、駆動信号線４２、温度信号線４３及び電力供給線４４等の配線により接続されている。
【００１５】
検出器１０は赤外線検出器であり、検出器１０には、図２に示すように、略円筒状の容器１９が含まれ、容器１９内に冷却ステージ１１が配置されている。冷却ステージ１１には、赤外線撮像素子２０、ヒータ１２及び温度センサ１３が搭載されている。冷却ステージ１１は、例えば冷凍機又はペルチェ素子等の冷却装置（図示せず）にコールドフィンガ１７を介して熱的に接続されており、冷却装置により冷却される。容器１９の端部に赤外線透過窓１８が設けられており、赤外線透過窓１８を介して容器１９内に赤外線が入射し、赤外線撮像素子２０に受光される。温度センサ１３は、冷却ステージ１１の温度を検出し、その結果を、温度信号線４３を介して信号処理装置３０に出力する。冷却ステージ１１の温度は赤外線撮像素子２０の温度と実質的に一致するため、温度センサ１３により検出された温度は、赤外線撮像素子２０の温度とみなすことができる。ヒータ１２は、電力供給線４４を介して信号処理装置３０から供給された温度信号に応じた熱を発し、冷却ステージ１１を加熱する。冷却装置、コールドフィンガ１７及びヒータ１２が温度調整手段に含まれる。冷却ステージ１１の赤外線撮像素子２０等が搭載された面は、コールドシールド６２により覆われている。映像信号線４１、駆動信号線４２、温度信号線４３及び電力供給線４４等の配線はフレキシブル基板６３に設けられており、フレキシブル基板６３の一端は容器１９に設けられた真空フィードスルーのコネクタ６１に接続されている。コネクタ６１に他のフレキシブル基板等を用いて信号処理装置３０が接続される。
【００１６】
赤外線撮像素子２０には、複数の画素２１ａが垂直方向及び水平方向に配列した画素エリア２１、垂直シフトレジスタ２２並びに水平シフトレジスタ２３が含まれている。垂直シフトレジスタ２２及び水平シフトレジスタ２３には、信号処理装置３０から駆動信号線４２を介してパルス信号が供給される。垂直シフトレジスタ２２及び水平シフトレジスタ２３は、それらのパルス信号により決定されるタイミングで、画素エリア２１の各画素２１ａから映像信号を読み出す。垂直シフトレジスタ２２及び水平シフトレジスタ２３により読み出された映像信号は、アンプ２９により増幅された後、映像信号線４１を介して信号処理装置３０に伝達される。
【００１７】
信号処理装置３０には、Ａ／Ｄ変換器３１、映像信号処理回路３２、駆動回路３３、制御回路５０、温度測定回路５１及びＤ／Ａ変換器５７が含まれている。Ａ／Ｄ変換器３１は、映像信号線４１を介して入力されたアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換する。映像信号処理回路３２は、Ａ／Ｄ変換器３１から伝達された映像信号に対し種々の処理を施して表示装置３４に出力する。制御回路５０は、駆動回路３３及び温度測定回路５１の動作の制御等を行う。駆動回路３３は、制御回路５０の制御に基づき、駆動信号線４２を介して垂直シフトレジスタ２２及び水平シフトレジスタ２３に垂直クロック信号及び水平クロック信号等のパルス信号を供給する。Ｄ／Ａ変換器５７は、制御回路５０から入力されたデジタルのヒータ電圧信号をアナログ信号に変換し、電力供給線４４を介してヒータ１２に電力を供給する。詳細は後述するが、温度測定回路５１には、定電流源５２、電圧測定回路５３及び電圧付与回路５４が含まれている。
【００１８】
図３は、検出器１０内の回路構成を示す図であり、図４は、画素２１ａの回路構成を示す図である。
【００１９】
各画素２１ａに、図３に示すように、トランジスタＴ１及びトランジスタＴ２が含まれている。トランジスタＴ１はソースホロアアンプとして機能し、トランジスタＴ２はスイッチング素子として機能する。トランジスタＴ１のソースに電源から配線２７を介して電圧Ｖ１が供給される。トランジスタＴ１のドレインと垂直データバス２８との間にトランジスタＴ２が接続されている。トランジスタＴ２のゲートは、水平方向（行方向）に並んだ画素２１ａを共通に接続する垂直選択線２６を介して、垂直シフトレジスタ２２に接続されている。トランジスタＴ２のソースは、垂直方向（列方向）に並んだ画素２１ａを共通に接続する垂直データバス２８に接続されている。
【００２０】
各画素２１ａに、図４に示すように、フォトダイオード等の赤外線検出部２１ｂが含まれている。赤外線検出部２１ｂでは、受光した赤外線の量によりその抵抗値が変化する。赤外線検出部２１ｂの一方の端子は接地され、他方の端子と接続点Ｎ１との間にトランジスタＴ５及びＴ６が直列に接続されている。トランジスタＴ５のゲートに電源から電圧Ｖ３が印加され、トランジスタＴ６のゲートに所定のタイミングで“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとに変化するパルス信号Φ５が供給される。接続点Ｎ１と接地との間にコンデンサＣ１が接続されている。接続点Ｎ１と電圧Ｖ４を供給する電源との間にトランジスタＴ７が接続されている。トランジスタＴ７のゲートに所定のタイミングで“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとに変化するパルス信号Φ６が供給される。接続点Ｎ１と接続点Ｎ２との間にトランジスタＴ８及びＴ９が並列に接続されている。接続点Ｎ２と接地との間にコンデンサＣ２が接続されている。トランジスタＴ８及びＴ９並びにコンデンサＣ２が、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）を構成する。トランジスタＴ８、Ｔ９に、それぞれ、所定のタイミングで“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとに変化するパルス信号（Ｓ／Ｈパルス）Φ７、Φ８が供給される。接続点Ｎ２はトランジスタＴ１のゲートに接続されている。
【００２１】
垂直シフトレジスタ２２は、例えば数１００個又はそれ以上の出力端子を有し、これら出力端子はそれぞれ垂直選択線２６に接続されている。垂直シフトレジスタ２２に所定のタイミングで“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとに変化するパルス信号Φ１及びΦ２が供給される。そして、垂直シフトレジスタ２２は、パルス信号Φ１及びΦ２で決まるタイミングで複数の端子に順番に行選択信号を出力する。ここでは、上側の端子から下側の端子に順番に行選択信号が出力されるものとする。
【００２２】
水平シフトレジスタ２３は、例えば数１００個又はそれ以上の出力端子を有し、これら出力端子はそれぞれトランジスタＴ３のゲートに接続されている。トランジスタＴ３のドレインはそれぞれ対応する垂直データバス２８に接続され、ドレインは映像信号線４１に接続されている。水平シフトレジスタ２３に所定のタイミングで“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとに変化するパルス信号Φ３及びΦ４が供給される。そして、水平シフトレジスタ２３は、パルス信号Φ３及びΦ４により決まるタイミングで、複数の端子に順番に列選択信号を出力する。ここでは、右側の端子から左側の端子に順番に列選択信号が出力されるものとする。
【００２３】
映像信号線４１と接地との間にトランジスタＴ４が接続されている。トランジスタＴ４のゲートに電源から電圧Ｖ２が供給される。トランジスタＴ４は、トランジスタＴ１、Ｔ２及びＴ３にバイアス電流を流すための定電流回路として用いられる。
【００２４】
ここで、温度測定回路５１の詳細について説明する。図５は、第１の実施形態における温度測定回路と温度センサとの関係を示す図である。
【００２５】
図５に示すように、温度信号線４３は２本の信号線を含み、これら２本の信号線は温度センサ１３の２端子に接続されている。温度センサ１３は、例えば抵抗値が１００ｋΩ程度のシリコンダイオードを含み、その順方向電圧ドロップは冷却ステージ１１の温度に応じて変化する。定電流源５２は温度信号線４３を介して温度センサ１３に一定の電流を供給する。この電流の大きさは、例えば１０μＡである。電圧測定回路５３は２本の信号線間の電圧を測定する。電圧測定回路５３はＡ／Ｄ変換器（図示せず）を備えており、電圧値をデジタルの温度信号に変換する。制御回路５０は、電圧測定回路５３から伝達された温度信号に基づき温度センサ１３が検出した温度を、後述の所定のタイミングで特定する。電圧付与回路５４には、制御回路５０から伝達されたデジタルの温度信号をアナログの温度信号に変換するＤ／Ａ変換器５４１、及びＤ／Ａ変換器５４１と２本の信号線との間の導通／非導通を切り替えるスイッチ５４２が含まれる。制御回路５０は、直近に特定した温度に相当する電圧をデジタル信号としてＤ／Ａ変換器５４１に出力する。スイッチ５４２の導通／非導通は制御回路５０により制御される。そして、電圧付与回路５４は、制御回路５０の制御に基づき、２本の信号線の間に電圧を付与する。
【００２６】
次に、赤外線撮像素子２０の動作及び信号処理装置３０の動作について説明する。図６は、赤外線撮像素子２０の動作を示すタイミングチャートである。図７は、第１の実施形態における信号処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００２７】
先ず、トランジスタＴ７がパルス信号Φ６により一定時間オンになり、コンデンサＣ１がリセットされる。すなわち、トランジスタＴ７を介してコンデンサＣ１に一定量の電荷が蓄積される。その後、トランジスタＴ６がパルス信号Φ５により一定時間オンになり、コンデンサＣ１に蓄積された電荷がトランジスタＴ６及びＴ５並びに赤外線検出部２１ｂを介して接地に流れる。これにより、接続点Ｎ１の電圧が変化する。このときの接続点Ｎ１の電圧は赤外線検出部２１ｂの抵抗値、すなわち赤外線検出部２１ｂに入射した赤外線の量に依存する。
【００２８】
次いで、パルス信号Φ７及びΦ８によりトランジスタＴ８及びＴ９が一定時間オンになり、コンデンサＣ１に蓄積されていた電荷がコンデンサＣ２に移動して、接続点Ｎ２の電位が接続点Ｎ１の電位に一致する。
【００２９】
このようにして各画素２１ａのコンデンサＣ２に赤外線検出部２１ｂに入射した赤外線の量に応じた電荷が保持され、接続点Ｎ２の電圧が赤外線検出部２１ｂに入射した赤外線の量に応じた電圧となる。
【００３０】
垂直シフトレジスタ２２は、パルス信号Φ１及びΦ２で決まる１フレーム期間（例えば１／６０秒又は１／３０秒）に、出力端子に順番に行選択信号を出力する。トランジスタＴ２は、そのゲートに垂直選択線２６を介して行選択信号が入力される間だけオンになる。水平シフトレジスタ２３は、パルス信号Φ３及びΦ４で決まる１行分の読み出し時間内に、出力端子に順番に列選択信号を出力する。この結果、トランジスタＴ３が順番にオンになって、行選択信号により選択された１行分の画素２１ａから順次映像信号が読み出され、それらの映像信号が映像信号線４１を介して信号処理装置３０に送られる。
【００３１】
このようにして画素エリア２１に含まれる各画素２１ａからの映像信号の読み出しが行われる。
【００３２】
その一方で、本実施形態では、図６及び図７に示すように、映像信号の読み出しが行われている間、制御回路５０がスイッチ５４２をオンにしておく。この結果、温度信号線４３の電圧は、Ｄ／Ａ変換器５４１から出力された電圧に水平クロック信号であるパルス信号Φ４からの電磁誘導により生じた電圧等を重畳したものとなる。従って、温度センサ１３が検出した温度が一定であっても、図７に示すように、温度信号線４３の電圧が変動することがある。
【００３３】
更に、本実施形態では、図６及び図７に示すように、１行分の映像信号の読み出しが終了してから次の１行分の映像信号の読み出しが開始されるまでの間、駆動回路３３が、制御回路５０の制御に基づき、一時的にパルス信号Φ４の出力を停止する。この結果、図７に示すように、電磁誘導に伴う温度信号線４３の電圧の変動が取り除かれる。また、スイッチ５４２がオンになっているため、速やかに温度信号線４３の電圧はＤ／Ａ変換器５４１から出力された電圧に一致する。つまり、温度信号線４３の電圧がＤ／Ａ変換器５４１から出力された電圧にプリチャージされる。本実施形態では、直近に特定した温度を示すデジタルの温度信号を制御回路５０がＤ／Ａ変換器５４１に出力しているため、温度信号線４３の電圧は直近に測定した温度を示す電圧Ｖn-1となる。パルス信号Φ４の出力が停止された後、制御回路５０はスイッチ５４２をオフとする。この結果、温度信号線４３の電圧は、プリチャージされていた電圧から温度センサ１３が検出している温度を示す電圧Ｖnに遷移していく。つまり、温度信号線４３の電圧は、温度センサ１３の順方向電圧ドロップによって決まる電圧に遷移していく。そして、制御回路５０は、パルス信号Φ４の出力を再開させる前に電圧測定回路５３からの出力電圧を特定し、この電圧が示す温度を取得する。続いて、制御回路５０がスイッチ５４２をオンにし、駆動回路３３が、制御回路５０の制御に基づき、パルス信号Φ４の出力を再開する。
【００３４】
このように、第１の実施形態によれば、パルス信号Φ４の停止後に、温度信号線４３の電圧が、Ｄ／Ａ変換器５４１から出力された電圧にプリチャージされ、そこから温度センサ１３が検出している温度を示す電圧Ｖnに遷移していく。従って、パルス信号Φ４からの電磁誘導により生じた電圧を温度信号線４３から取り除き、温度センサ１３が検出している温度を高精度で測定することができる。パルス信号Φ４以外のパルス信号からの電磁誘導の影響を完全には排除できないとしても、パルス信号Φ４の影響を排除することによって十分に検出精度を向上することができる。これは、水平クロック信号であるパルス信号Φ４の周波数は他のパルス信号の周波数と比較して著しく高いからである。
【００３５】
また、通常、１行分の映像信号の読み出しに要する時間内での赤外線撮像素子２０の温度変化は微小であるため、電圧Ｖn-1と電圧Ｖnとの差は僅かであり、温度信号線４３の電圧は極めて短時間で遷移する。従って、パルス信号Φ４の出力を停止させておく時間を極めて短いものに設定しておいても高精度で赤外線撮像素子２０の温度を特定することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、赤外線検出装置に関する。図８は、第２の実施形態における温度測定回路と温度センサとの関係を示す図である。
【００３７】
第２の実施形態では、図８に示すように、電圧付与回路５４の構成が第１の実施形態とは相違している。すなわち、第２の実施形態では、電圧付与回路５４にＤ／Ａ変換器５４１が設けられておらず、スイッチ５４２は温度信号線４３に含まれる２本の信号線間の短絡の切り替えに用いられる。制御回路５０は第１の実施形態と同様にしてスイッチ５４２の導通／非導通の切り替えを行う。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３８】
次に、第２の実施形態における信号処理装置３０の動作について説明する。図９は、第２の実施形態における信号処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００３９】
第２の実施形態でも第１の実施形態と同様にして画素エリア２１に含まれる各画素２１ａからの映像信号の読み出しが行われる。
【００４０】
その一方で、本実施形態でも、図９に示すように、少なくとも映像信号の読み出しが行われている間は、制御回路５０がスイッチ５４２をオンにしておく。この結果、温度信号線４３の電圧は、０Ｖの電圧に、最も周波数が高い水平クロック信号であるパルス信号Φ４からの電磁誘導により生じた電圧を重畳したものとなる。従って、温度センサ１３が検出した温度が一定であっても、図９に示すように、温度信号線４３の電圧が変動することがある。
【００４１】
更に、本実施形態でも、図９に示すように、１行分の映像信号の読み出しが終了してから次の１行分の映像信号の読み出しが開始されるまでの間、駆動回路３３が、制御回路５０の制御に基づき、一時的にパルス信号Φ４の出力を停止する。この結果、図９に示すように、電磁誘導に伴う温度信号線４３の電圧の変動が取り除かれる。また、スイッチ５４２がオンになっているため、速やかに温度信号線４３の電圧は０Ｖとなる。つまり、温度信号線４３の電圧が０Ｖにプリチャージされる。パルス信号Φ４の出力が停止された後、制御回路５０はスイッチ５４２をオフとする。この結果、温度信号線４３の電圧は、プリチャージされていた０Ｖから温度センサ１３が検出している温度を示す電圧Ｖnに遷移していく。つまり、温度信号線４３の電圧は、温度センサ１３の順方向電圧ドロップによって決まる電圧に遷移していく。そして、制御回路５０は、パルス信号Φ４の出力を再開させる前に電圧測定回路５３からの出力電圧を特定し、この電圧が示す温度を取得する。続いて、制御回路５０がスイッチ５４２をオンにし、駆動回路３３が、制御回路５０の制御に基づき、パルス信号Φ４の出力を再開する。
【００４２】
第２の実施形態によれば、より簡素な構成で、温度センサ１３が検出している温度を高精度で測定することができる。第１の実施形態には、第２の実施形態と比較して、プリチャージに要する時間を短縮することができるという利点がある。プリチャージに要する時間が短いほど、パルス信号Φ４を停止させておく時間を短くでき、その分だけ１フレーム内で映像信号の読み出しに割り当てられる時間を長く確保することができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、赤外線検出装置に関する。図１０は、第３の実施形態における温度測定回路と温度センサとの関係を示す図である。
【００４４】
第３の実施形態では、図１０に示すように、電圧付与回路５４の構成が第１の実施形態とは相違している。すなわち、第３の実施形態では、電圧付与回路５４にＤ／Ａ変換器５４１が設けられておらず、スイッチ５４２の２端子間に定電圧源５４３が接続されている。制御回路５０は第１の実施形態と同様にしてスイッチ５４２の導通／非導通の切り替えを行う。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４５】
次に、第３の実施形態における信号処理装置３０の動作について説明する。図１１は、第３の実施形態における信号処理装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００４６】
第３の実施形態でも第１の実施形態と同様にして画素エリア２１に含まれる各画素２１ａからの映像信号の読み出しが行われる。
【００４７】
その一方で、本実施形態でも、図１１に示すように、少なくとも映像信号の読み出しが行われている間は、制御回路５０がスイッチ５４２をオンにしておく。この結果、温度信号線４３の電圧は、定電圧源の出力電圧Ｖｃに、最も周波数が高い水平クロック信号であるパルス信号Φ４からの電磁誘導により生じた電圧を重畳したものとなる。従って、温度センサ１３が検出した温度が一定であっても、図１１に示すように、温度信号線４３の電圧が変動することがある。
【００４８】
更に、本実施形態でも、図１１に示すように、１行分の映像信号の読み出しが終了してから次の１行分の映像信号の読み出しが開始されるまでの間、駆動回路３３が、制御回路５０の制御に基づき、一時的にパルス信号Φ４の出力を停止する。この結果、図１１に示すように、電磁誘導に伴う温度信号線４３の電圧の変動が取り除かれる。また、スイッチ５４２がオンになっているため、速やかに温度信号線４３の電圧は出力電圧Ｖｃとなる。つまり、温度信号線４３の電圧が出力電圧Ｖｃにプリチャージされる。パルス信号Φ４の出力が停止された後、制御回路５０はスイッチ５４２をオフとする。この結果、温度信号線４３の電圧は、プリチャージされていた出力電圧Ｖｃから温度センサ１３が検出している温度を示す電圧Ｖnに遷移していく。つまり、温度信号線４３の電圧は、温度センサ１３の順方向電圧ドロップによって決まる電圧に遷移していく。そして、制御回路５０は、パルス信号Φ４の出力を再開させる前に電圧測定回路５３からの出力電圧を特定し、この電圧が示す温度を取得する。続いて、制御回路５０がスイッチ５４２をオンにし、駆動回路３３が、制御回路５０の制御に基づき、パルス信号Φ４の出力を再開する。
【００４９】
第３の実施形態によれば、第１の実施形態よりも簡素な構成で、温度センサ１３が検出している温度を高精度で測定することができる。また、第２の実施形態よりも１フレーム内で映像信号の読み出しに割り当てられる時間を長く確保することができる。更に、赤外線撮像素子２０の温度をある定まった所定温度に固定しようとする場合には、赤外線撮像素子２０の温度が当該所定温度よりも高いのか低いのかの判定ができればよいこともある。このようなときには、定電圧源５４３が出力する電圧を当該所定温度に対応するものとすれば、所望の結果を得ることができる。
【００５０】
なお、第１〜第３の実施形態において、図１２に示すように、１画面分の映像信号の読み出しが終了してから次の１画面分の映像信号の読み出しが開始されるまでの間のみにおいて、一時的にパルス信号Φ４の出力を停止して温度の測定を行ってもよい。また、２行分の映像信号の読み出しが終了してから次の２行分の映像信号の読み出しが開始されるまでの間のみにおいて、一時的にパルス信号Φ４の出力を停止して温度の測定を行ってもよい。このように、一時的にパルス信号Φ４の出力を停止して温度の測定を行うタイミングは任意である。しかし、映像信号の安定した読み出しのためには、いずれかの行からの映像信号の読み出しが終了してから次の行の映像信号の読み出しが開始されるまでの間で、一時的にパルス信号Φ４の出力を停止して温度の測定を行うことが好ましい。
【００５１】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００５２】
（付記１）
赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、
温度センサの２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、
前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、
前記駆動回路及び前記電圧付与回路を制御する制御回路と、
を有することを特徴とする信号処理装置。
【００５３】
（付記２）
前記制御回路は、
前記駆動回路に一時的に前記パルス信号の出力を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止している期間中に、前記電圧付与回路に前記電圧の付与を行わせた後、当該付与を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止し、かつ前記電圧の付与が停止している期間中に、前記電圧測定回路により測定された電圧が示す温度を特定することを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
【００５４】
（付記３）
前記電圧付与回路は、前記制御回路が直近に特定した温度を示す電圧を前記２端子間に付与することを特徴とする付記２に記載の信号処理装置。
【００５５】
（付記４）
前記電圧付与回路は、定電圧を前記２端子間に付与することを特徴とする付記２に記載の信号処理装置。
【００５６】
（付記５）
前記停止させるパルス信号は水平クロック信号であることを特徴とする付記２乃至４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【００５７】
（付記６）
赤外線検出器と、
信号処理装置と、
を有し、
前記赤外線検出器は、
赤外線撮像素子と、
前記赤外線撮像素子の温度を測定する２端子の温度センサと、
前記赤外線撮像素子の温度を調整する温度調整手段と、
を有し、
前記信号処理装置は、
前記赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、
前記２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、
前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、
前記駆動回路及び前記電圧付与回路を制御する制御回路と、
を有することを特徴とする赤外線検出装置。
【００５８】
（付記７）
前記制御回路は、
前記駆動回路に一時的に前記パルス信号の出力を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止している期間中に、前記電圧付与回路に前記電圧の付与を行わせた後、当該付与を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止し、かつ前記電圧の付与が停止している期間中に、前記電圧測定回路により測定された電圧が示す温度を特定することを特徴とする付記６に記載の赤外線検出装置。
【００５９】
（付記８）
前記電圧付与回路は、前記制御回路が直近に特定した温度を示す電圧を前記２端子間に付与することを特徴とする付記７に記載の赤外線検出装置。
【００６０】
（付記９）
前記電圧付与回路は、定電圧を前記２端子間に付与することを特徴とする付記７に記載の赤外線検出装置。
【００６１】
（付記１０）
前記停止させるパルス信号は水平クロック信号であることを特徴とする付記７乃至９のいずれか１項に記載の赤外線検出装置。
【００６２】
（付記１１）
赤外線撮像素子にパルス信号を出力する駆動回路と、
温度センサの２端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記２端子間に定電流を供給する定電流源と、
前記２端子間に電圧を付与する電圧付与回路と、
を有する信号処理装置の制御方法であって、
前記駆動回路に一時的に前記パルス信号の出力を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止している期間中に、前記電圧付与回路に前記電圧の付与を行わせた後、当該付与を停止させ、
前記パルス信号の出力が停止し、かつ前記電圧の付与が停止している期間中に、前記電圧測定回路により測定された電圧が示す温度を特定する工程を有することを特徴とする信号処理装置の制御方法。
【００６３】
（付記１２）
前記電圧付与回路に対して、直近に特定した温度を示す電圧を前記２端子間に付与させる工程を有することを特徴とする付記１１に記載の信号処理装置の制御方法。
【符号の説明】
【００６４】
１０：赤外線検出器
１３：温度センサ
２０：赤外線撮像素子
３０：信号処理装置
３３：駆動回路
４２：駆動線
４３：温度信号線
５０：制御回路
５１：温度測定回路
５２：定電流源
５３：電圧測定回路
５４：電圧付与回路
５４１：Ｄ／Ａ変換器
５４２：スイッチ
５４３：定電圧源
【図１】
2016080392.tif 000003
【図２】
2016080392.tif 000004
【図３】
2016080392.tif 000005
【図４】
2016080392.tif 000006
【図５】
2016080392.tif 000007
【図６】
2016080392.tif 000008
【図７】
2016080392.tif 000009
【図８】
2016080392.tif 000010
【図９】
2016080392.tif 000011
【図１０】
2016080392.tif 000012
【図１１】
2016080392.tif 000013
【図１２】
2016080392.tif 000014