【手続補正書】
【提出日】平成22年11月29日(2010.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個以上直列接続されたダイオードが含まれる画素が水平方向及び垂直方向に２次元的に配列された画素アレイと、
前記ダイオードの一端を行毎に共通接続した複数の水平駆動線と、
前記ダイオードの他端を列毎に共通接続した複数の垂直信号線と、
前記各水平駆動線と第１のスイッチを介して接続され、前記複数の水平駆動線を共通接続する垂直電源線と、
前記スイッチを駆動する垂直走査回路と、
前記垂直信号線端の電圧を所定の積分時間の間、積分する積分回路と、
前記垂直信号線において前記積分回路が接続された端と反対側の端に接続された電流源とを備え、
前記積分時間を実質２等分し、前記分割された積分時間の一方の期間では、前記垂直電源線の一方の端と前記電流源との間で通電し、他方の期間では、垂直電源線の他方の端と前記電流源の間で通電する、
ことを特徴とする熱型赤外線固体撮像素子。
【請求項２】
前記垂直電源線の両端に第２及び第３のスイッチを介して接続された第１及び第２の電源端子を備え、前記積分時間内での通電切替を前記第２及び第３のスイッチを切り替えることにより行う、ことを特徴とする請求項１記載の熱型赤外線固体撮像素子。
【請求項３】
前記垂直電源線の一端に第２のスイッチを介して接続された電源端子を備え、前記垂直電源線の他端は、前記垂直電源線よりも抵抗値が低い第２の電源線と前記第２のスイッチを介して前記電源端子に接続されている、ことを特徴とする、請求項１記載の熱型赤外線固体撮像素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
ここで、垂直電源線804及び垂直信号線807の抵抗による電圧分布について図９を用いて考察する。図９は、図８に示す回路において、水平駆動線802、垂直電源線804及び垂直信号線807の画素ピッチ単位での抵抗を明示的に示した図である。図９では、下から2行目が通電されているとし、その際の電流の流れる経路を破線で示している。また、説明の便宜上、画素アレイは4行×4列構成とし、通電している下から2行目のダイオードを白抜きで表示している。また、簡単のため積分回路809は単一入力構成とし、ダイオードは画素内で1個としている。図９において、垂直電源線804、水平駆動線802、垂直信号線807の画素ピッチ単位での抵抗を、それぞれをRb, Rd, Rsとする。設計上、水平駆動線802は行間で、垂直信号線807は列間で同じレイアウトであり、Rdは行間で、Rsは列間で一致している。電流源808の電流をIとする。下から2行目が通電された場合、垂直電源線804には水平方向の画素数（4個）分の電流4Iが流れるのに対し、垂直信号線807には電流Iが流れる。よって、下から2行目が通電された場合の、垂直方向の配線における電圧降下ΔVv2は次式で示される。
ΔVv2＝Rb・4I＋2Rs・I                (1)
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
同様に、下から3行目を通電した時の垂直方向の配線における電圧降下ΔVv3は次式で示される。
ΔVv3＝2Rb・4I＋Rs・I                 (2)
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記の関係をM行×N列の画素アレイに拡張し、下からm行目に通電した場合の垂直方向の配線における電圧降下ΔVvmは次式で示される。
ΔVvm＝(m-1)・Rb・N・I＋(M−m)・Rs・I
＝m・(N・Rb−Rs)・I−Rb・N・I ＋M・Rs・I          (5)
よって、通電する行に関わらず垂直方向の配線における電圧降下ΔVvmを一定にするための条件は以下となる。
N・Rb＝Rs                 (6)
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係る熱型赤外線固体撮像素子は、少なくとも１個以上直列接続されたダイオードが含まれる画素が水平方向及び垂直方向に２次元的に配列された画素アレイと、ダイオードの一端を行毎に共通接続した複数の水平駆動線と、ダイオードの他端を列毎に共通接続した複数の垂直信号線と、各水平駆動線と第１のスイッチを介して接続され、複数の水平駆動線を共通接続する垂直電源線と、スイッチを駆動する垂直走査回路と、垂直信号線端の電圧を所定の積分時間の間、積分する積分回路と、垂直信号線において積分回路が接続された端と反対側の端に接続された電流源とを備える。積分時間を実質２等分し、分割された積分時間の一方の期間では、垂直電源線の一方の端と電流源との間で通電し、他方の期間では、垂直電源線の他方の端と電流源の間で通電する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図２に、積分回路809の構成を示す。差動電圧電流変換アンプ1001は2つの入力信号電圧V+、V-の差分に比例した電流を出力する。この電流は水平帰線期間（水平走査期間から行通電期間を除いた期間）に周期的にスイッチ1003で所定の電圧VRにリセットされる積分容量1002に、行通電期間の間、流れ込み、積分容量1002の電位を変化させる。この変化は行通電期間の終わりにサンプルホールド回路1004でサンプルホールドされ、バッファアンプ1005を介して出力される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図３に、各スイッチ803のゲート8031〜8034に加えられるクロック及び各スイッチ102〜103の開閉タイミングを示している。スイッチ8031〜8034には水平走査期間単位で順にクロックが与えられ、クロックが与えられている期間が行単位でのダイオード通電時間（行通電時間）となる。この期間の間、積分回路809で信号が積分増幅される。よって、行通電時間を長くするほど、積分回路809の増幅率も高くなり、雑音も低減できる。通常は水平走査期間の90％近い期間が行通電時間に割り当てられる。行通電時間は例えば２分に設定される。本実施形態では、特に、図３(e)、(f)に示すように、行通電時間（積分時間）を前半と後半の２つの期間に分け、前半の期間では、スイッチ102を閉じ（ON）、スイッチ103を開き（OFF）、後半の期間では、スイッチ103を閉じ（ON）、スイッチ102を開いている（OFF）。図１において、下から2行目を通電した場合の、行通電時間の前半の期間における通電経路を破線で示している。また、図４において、行通電時間の後半の期間における通電経路を破線で示している。図１、４に示すように、行通電時間の前半と後半では垂直方向の通電経路が逆転する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図１に示すように、従来技術とは異なり、垂直信号線807において画素ダイオード801の陰極端から積分回路809までは電流が流れず、この部分の電圧降下は積分回路809に入力されない。電流源808の電流をIとし、下から2行目が通電された場合の、垂直方向の配線系における行通電時間の前半での電圧降下ΔVv2Fは次式で示される。
ΔVv2F＝Rb・4I                    (7)
また、行通電時間の後半での電圧降下ΔVv2Bは次式で示される。
ΔVv2B＝2Rb・4I                   (8)
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
より一般的な場合としてM行×N列の画素アレイにて、下からm行目に通電した場合を検討する。この場合、行通電時間（積分時間）の前半での垂直系の配線での電圧降下ΔVvmFは次式となる。
ΔVvmF＝(m-1)・Rb・N・I                (10)
また、行通電時間（積分時間）の後半での垂直系の配線での電圧降下をΔVvmBは次式となる。
ΔVvmB＝(M−m-1)・Rb・N・I             (11)
故に、積分回路809の出力に現れる垂直配線系での電圧降下成分ΔVvmTは次式となる。
ΔVvmT＝ΔVvmF＋ΔVvmB＝(M-1)・Rb・N・I            (12)