JPH0435106B2 - - Google Patents
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- JPH0435106B2 JPH0435106B2 JP59239292A JP23929284A JPH0435106B2 JP H0435106 B2 JPH0435106 B2 JP H0435106B2 JP 59239292 A JP59239292 A JP 59239292A JP 23929284 A JP23929284 A JP 23929284A JP H0435106 B2 JPH0435106 B2 JP H0435106B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
-
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
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- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
- H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
- H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
- H04N3/1506—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation with addressing of the image-sensor elements
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低温構用の赤外線検出装置に係る。
1982年4月1日に刊行された雑誌“Electro−
nics Letters”第18巻、7号、285−287頁に所収
の論文“Electronically Scanned C.M.T.
detector array for the 8−14 micrometer
band”中には、添付の第1図について以下に説
明するような赤外領域用感光デバイスが開示され
ている。
nics Letters”第18巻、7号、285−287頁に所収
の論文“Electronically Scanned C.M.T.
detector array for the 8−14 micrometer
band”中には、添付の第1図について以下に説
明するような赤外領域用感光デバイスが開示され
ている。
該デバイスは、半導体基板上に集積されたN行
×M列の赤外検出器のアレーから構成されてい
る。第1図ではM=N=3とする。検出器D11,
D21,D31……D12,D22,D32……は、カドミウ
ム・水銀・テルル化物(C.M.T.)半導体基板上
に集積されたフオトダイオードであり、各フオト
ダイオードはMOSトランジスタT1に連結されて
いる。第1図中、各フオトダイオードのアノード
は接地に、カソードはMOSトランジスタT1に接
続されている。水平方向電極から成る第1のアレ
ーは、同一行の検出器に連結されたMOSトラン
ジスタT1を相互に接続している。鉛直方向の電
極から成る第2のアレーは、同一列の検出器に連
結されたMOSトランジスタT1のゲートを相互に
接続している。第1シフトレジスタは、第2のア
レーの各電極を逐次アドレスさせ得る。第2のア
レーの電極がアドレスされると、この電極に接続
された検出器、第1図の例では検出器D11,D12,
D13により受取られた赤外輻射に対応する電荷が
積分される。電荷の積分及び読出しは、積分器と
してキヤパシタC1,C2,C3と共に負入力及び出
力間に接続されておりかつ第1のアレーの各電極
に接続されている演算増幅器により行われる。マ
ルテプレクサは増幅器の出力を受取り、所定列の
検出器内で積分された電荷を読出すための信号列
Sに供給する。こうして次列の検出器D21,D22,
D23の電荷の積分が開始される。
×M列の赤外検出器のアレーから構成されてい
る。第1図ではM=N=3とする。検出器D11,
D21,D31……D12,D22,D32……は、カドミウ
ム・水銀・テルル化物(C.M.T.)半導体基板上
に集積されたフオトダイオードであり、各フオト
ダイオードはMOSトランジスタT1に連結されて
いる。第1図中、各フオトダイオードのアノード
は接地に、カソードはMOSトランジスタT1に接
続されている。水平方向電極から成る第1のアレ
ーは、同一行の検出器に連結されたMOSトラン
ジスタT1を相互に接続している。鉛直方向の電
極から成る第2のアレーは、同一列の検出器に連
結されたMOSトランジスタT1のゲートを相互に
接続している。第1シフトレジスタは、第2のア
レーの各電極を逐次アドレスさせ得る。第2のア
レーの電極がアドレスされると、この電極に接続
された検出器、第1図の例では検出器D11,D12,
D13により受取られた赤外輻射に対応する電荷が
積分される。電荷の積分及び読出しは、積分器と
してキヤパシタC1,C2,C3と共に負入力及び出
力間に接続されておりかつ第1のアレーの各電極
に接続されている演算増幅器により行われる。マ
ルテプレクサは増幅器の出力を受取り、所定列の
検出器内で積分された電荷を読出すための信号列
Sに供給する。こうして次列の検出器D21,D22,
D23の電荷の積分が開始される。
第1のMOSトランジスタT1及び第1シフトレ
ジスタは、赤外検出器を支持する基板に接続され
たシリコン半導体基板上に集積されている。第1
のMOSトランジスタT1及び第1のシフトレジス
タは、赤外検出器と同一の77°Kの低温槽に配置
されている。
ジスタは、赤外検出器を支持する基板に接続され
たシリコン半導体基板上に集積されている。第1
のMOSトランジスタT1及び第1のシフトレジス
タは、赤外検出器と同一の77°Kの低温槽に配置
されている。
ここに付随し、本発明によつて解決された問題
は、積分器として接続する演算増幅器を低温槽の
内側に配置できないという点である。該演算増幅
器は消費電力が大きく、従つて温度が高いので、
低温槽に配置すると問題が生じる。更に、消費量
が大きいため分離素子として構成しなければなら
ず、広いスペースが必要になる。
は、積分器として接続する演算増幅器を低温槽の
内側に配置できないという点である。該演算増幅
器は消費電力が大きく、従つて温度が高いので、
低温槽に配置すると問題が生じる。更に、消費量
が大きいため分離素子として構成しなければなら
ず、広いスペースが必要になる。
この結果、低温槽とデバイスの残部との間に多
数の結線を形成しなければならない。更に、低温
槽と演算増幅器との間の結線は、渦電流に敏感な
低レベルの信号を搬送する。
数の結線を形成しなければならない。更に、低温
槽と演算増幅器との間の結線は、渦電流に敏感な
低レベルの信号を搬送する。
本発明の目的は前述の問題点を解決できる低温
槽用の赤外線検出装置を提供することにある。
槽用の赤外線検出装置を提供することにある。
本発明によれば前記目的は、第1の半導体基板
上に集積されたN行×M列の赤外検出器のアレー
と、赤外検出器の各行毎に夫々設けられた複数の
第1電極と、赤外検出器の各列毎に夫々設けられ
た複数の第2電極と、一つの赤外検出器と該一つ
の赤外検出器と同一行の第1電極との間に夫々接
続された複数の第1MOSトランジスタと、各第2
電極と接続されており第2電極の配置順に各第2
電極を逐次アドレスする第1シフトレジスタと、
一つの第1MOSトランジスタのゲートを制御すべ
く一つの第1MOSトランジスタのゲート及び該一
つの第1MOSトランジスタと同一列の第2電極の
間に夫々接続された複数の第2MOSトランジスタ
と、一つの第1電極に第1MOSトランジスタと介
して接続された赤外検出器から逐次転送される電
荷を蓄積すべく基準電位と一つの第1電極との間
に夫々接続された複数のキヤパシタと、電荷を出
力する出力端子と、キヤパシタに蓄積された電荷
を出力端子へ転送すべく一つの第1電極と前記出
力端子との間に夫々接続された複数の第3MOSト
ランジスタと、各第2MOSトランジスタと各第
3MOSトランジスタの夫々のゲートと接続されて
おり、キヤパシタに蓄積された電荷を第1電極の
配置順にキヤパシタから逐次出力端子へ転送させ
る一方で、第1シフトレジスタが一つの第2電極
をアドレスしている場合には第1シフトレジスタ
によりアドレスされた一つの第2電極と同一列の
赤外検出器から転送された電荷を、電荷が前記出
力端子へ転送されていない対応するキヤパシタに
蓄積させるように各第2MOSトランジスタ及び各
第3MOSトランジスタの夫々のゲートをアドレス
する第2シフトレジスタとを含み、第1シフトレ
ジスタは一つの第2電極をアドレスしたときに電
荷が各キヤパシタから前記出力端子へ転送されて
のち、他の第2電極をアドレスするように構成さ
れており、第1MOSトランジスタ、第2MOSトラ
ンジスタ、第3MOSトランジスタ、第1シフトレ
ジスタ、第2シフトレジスタ及びキヤパシタの
夫々が第2の半導体基板上に集積されるように構
成されている低温槽用の赤外線検出装置によつて
達成される。
上に集積されたN行×M列の赤外検出器のアレー
と、赤外検出器の各行毎に夫々設けられた複数の
第1電極と、赤外検出器の各列毎に夫々設けられ
た複数の第2電極と、一つの赤外検出器と該一つ
の赤外検出器と同一行の第1電極との間に夫々接
続された複数の第1MOSトランジスタと、各第2
電極と接続されており第2電極の配置順に各第2
電極を逐次アドレスする第1シフトレジスタと、
一つの第1MOSトランジスタのゲートを制御すべ
く一つの第1MOSトランジスタのゲート及び該一
つの第1MOSトランジスタと同一列の第2電極の
間に夫々接続された複数の第2MOSトランジスタ
と、一つの第1電極に第1MOSトランジスタと介
して接続された赤外検出器から逐次転送される電
荷を蓄積すべく基準電位と一つの第1電極との間
に夫々接続された複数のキヤパシタと、電荷を出
力する出力端子と、キヤパシタに蓄積された電荷
を出力端子へ転送すべく一つの第1電極と前記出
力端子との間に夫々接続された複数の第3MOSト
ランジスタと、各第2MOSトランジスタと各第
3MOSトランジスタの夫々のゲートと接続されて
おり、キヤパシタに蓄積された電荷を第1電極の
配置順にキヤパシタから逐次出力端子へ転送させ
る一方で、第1シフトレジスタが一つの第2電極
をアドレスしている場合には第1シフトレジスタ
によりアドレスされた一つの第2電極と同一列の
赤外検出器から転送された電荷を、電荷が前記出
力端子へ転送されていない対応するキヤパシタに
蓄積させるように各第2MOSトランジスタ及び各
第3MOSトランジスタの夫々のゲートをアドレス
する第2シフトレジスタとを含み、第1シフトレ
ジスタは一つの第2電極をアドレスしたときに電
荷が各キヤパシタから前記出力端子へ転送されて
のち、他の第2電極をアドレスするように構成さ
れており、第1MOSトランジスタ、第2MOSトラ
ンジスタ、第3MOSトランジスタ、第1シフトレ
ジスタ、第2シフトレジスタ及びキヤパシタの
夫々が第2の半導体基板上に集積されるように構
成されている低温槽用の赤外線検出装置によつて
達成される。
本発明の装置においては、複数のキヤパシタは
夫々赤外検出器から逐次転送される電荷を蓄積
し、第2シフトレジスタはキヤパシタに蓄積され
た電荷を第1電極の配置順にキヤパシタから逐次
出力端子へ転送させる一方で、第1シフトレジス
タが一つの第2電極をアドレスしている場合には
第1シフトレジスタによりアドレスされた一つの
第2電極と同一列の赤外検出器から転送された電
荷を、電荷が前記出力端子へ転送されていない対
応するキヤパシタに蓄積させるように各第2MOS
トランジスタ及び各第3MOSトランジスタの夫々
のゲートをアドレスし、第1シフトレジスタは一
つの第2電極をアドレスしたときに電荷が各キヤ
パシタから出力端子へ転送されてのち、他の第2
電極をアドレスするように構成されているが故
に、増幅器を必要としないので増幅器の作動によ
る低温槽の内部温度の上昇がなく照射された赤外
線に応じた電荷を確実にかつ少ない消費電力で検
出し得る。
夫々赤外検出器から逐次転送される電荷を蓄積
し、第2シフトレジスタはキヤパシタに蓄積され
た電荷を第1電極の配置順にキヤパシタから逐次
出力端子へ転送させる一方で、第1シフトレジス
タが一つの第2電極をアドレスしている場合には
第1シフトレジスタによりアドレスされた一つの
第2電極と同一列の赤外検出器から転送された電
荷を、電荷が前記出力端子へ転送されていない対
応するキヤパシタに蓄積させるように各第2MOS
トランジスタ及び各第3MOSトランジスタの夫々
のゲートをアドレスし、第1シフトレジスタは一
つの第2電極をアドレスしたときに電荷が各キヤ
パシタから出力端子へ転送されてのち、他の第2
電極をアドレスするように構成されているが故
に、増幅器を必要としないので増幅器の作動によ
る低温槽の内部温度の上昇がなく照射された赤外
線に応じた電荷を確実にかつ少ない消費電力で検
出し得る。
本発明の実施例においては、第1の半導体基板
上に集束されたN行×M列の赤外検出器のアレー
と、一方が同一行の検出器、他方が同一列の検出
器に割当てられている2個の電極アレーと、各検
出器と第1のアレーの電極との間に接続された第
1のMOSトランジスタと、第2のアレーの電極
を順次アドレスする第1のシフトレジスタとを備
えており、第1のMOSトランジスタと第1のレ
ジスタとが第2の半導体基板上に集積されかつ検
出器と同一の低温槽に配置されている赤外領域用
感光デバイスに係り、該デバイスは更に、第1の
MOSトランジスタの各ゲートと第2のアレーの
電極との間に接続された第2のMOSトランジス
タと、第1のアレーの各電極と基準電位との間に
接続されており、この電極に接続された検出器に
よる電荷を逐次蓄積し、次いで読出すべく機能す
るキヤパシタと、第1のアレーの各電極と感光デ
バイスの出力との間に接続されており、各キヤパ
シタに蓄積された電荷を読出させる第3のMOS
トランジスタと、第1のレジスタが第2のアレー
の1個の電極をアドレスする間、第1のアレーの
電極に接続された第3のMOSトランジスタのゲ
ートと第1のアレーの別の電極に接続された第1
のMOSトランジスタのゲートを制御する第2の
MOSトランジスタのゲートとを順次アドレスし、
第1のアレーの電極に接続された検出器が読出さ
れる時、第2のアレーの各電極に接続された全検
出器を順次読出させかつ第1のアレーの他の電極
の各々に接続された検出器からの電荷を積分させ
る第2のシフトレジスタとを第2の半導体基板上
に集積しておりかつ低温槽内に配置している。
上に集束されたN行×M列の赤外検出器のアレー
と、一方が同一行の検出器、他方が同一列の検出
器に割当てられている2個の電極アレーと、各検
出器と第1のアレーの電極との間に接続された第
1のMOSトランジスタと、第2のアレーの電極
を順次アドレスする第1のシフトレジスタとを備
えており、第1のMOSトランジスタと第1のレ
ジスタとが第2の半導体基板上に集積されかつ検
出器と同一の低温槽に配置されている赤外領域用
感光デバイスに係り、該デバイスは更に、第1の
MOSトランジスタの各ゲートと第2のアレーの
電極との間に接続された第2のMOSトランジス
タと、第1のアレーの各電極と基準電位との間に
接続されており、この電極に接続された検出器に
よる電荷を逐次蓄積し、次いで読出すべく機能す
るキヤパシタと、第1のアレーの各電極と感光デ
バイスの出力との間に接続されており、各キヤパ
シタに蓄積された電荷を読出させる第3のMOS
トランジスタと、第1のレジスタが第2のアレー
の1個の電極をアドレスする間、第1のアレーの
電極に接続された第3のMOSトランジスタのゲ
ートと第1のアレーの別の電極に接続された第1
のMOSトランジスタのゲートを制御する第2の
MOSトランジスタのゲートとを順次アドレスし、
第1のアレーの電極に接続された検出器が読出さ
れる時、第2のアレーの各電極に接続された全検
出器を順次読出させかつ第1のアレーの他の電極
の各々に接続された検出器からの電荷を積分させ
る第2のシフトレジスタとを第2の半導体基板上
に集積しておりかつ低温槽内に配置している。
本発明の他の目的、特徴及び結果は、添付図面
を参考に非限定的な実施例に関する以下の記載か
ら明らかになろう。
を参考に非限定的な実施例に関する以下の記載か
ら明らかになろう。
なお各図面中、同一素子は同一の参照符号で示
したが、分り易いように各素子の寸法及び比率は
考慮していない。
したが、分り易いように各素子の寸法及び比率は
考慮していない。
第1図については既に詳細な説明の冒頭で述べ
た。
た。
第2図は、本発明の一実施例の線図である。
該デバイスは、2個のMOSトランジスタが各
検出器D11,D12,D13……に連結されているとい
う点において第1図のデバイスと特に異なつてお
り、第1のMOSトランジスタT1,11,T1,21……は
第1図と同様に各検出器と第1の電極アレーの水
平方向電極との間に接続されており、第2の
MOSトランジスタT2,11,T2,21……は各第1の
MOSトランジスタゲートと第2の電極アレーの
鉛直方向電極との間に接続されている。
検出器D11,D12,D13……に連結されているとい
う点において第1図のデバイスと特に異なつてお
り、第1のMOSトランジスタT1,11,T1,21……は
第1図と同様に各検出器と第1の電極アレーの水
平方向電極との間に接続されており、第2の
MOSトランジスタT2,11,T2,21……は各第1の
MOSトランジスタゲートと第2の電極アレーの
鉛直方向電極との間に接続されている。
第1図と同様に、第1のシフトレジスタは第2
のアレーの鉛直方向電極を順次アドレスする。
のアレーの鉛直方向電極を順次アドレスする。
第1図のデバイスと第2図のデバイスとの他の
差違は、第1のアレーの水平方向電極S1,S2,S3
に接続された電荷の積分及び読出し用手段を備え
ているという点である。
差違は、第1のアレーの水平方向電極S1,S2,S3
に接続された電荷の積分及び読出し用手段を備え
ているという点である。
第2図中、該手段は、第1のアレーの各水平方
向電極S1,S2,S3と第2の半導体基板の電位であ
り得、接地として図示されている基準電位との間
の接続されたキヤパシタC1,C2,C3……と、第
1のアレーの各水平方向電極S1,S2,S3と感光デ
バイスの出力Sとの間に接続された第3のMOS
トランジスタT31,T32,T33……と、第3の
MOSトランジスタのゲートと第1のアレーの電
極のうちで第3のMOSトランジスタが接続され
ていない電極に接続された第1のMOSトランジ
スタのゲートを制御する第2のMOSトランジス
タのゲートとを順次アドレスする第2のシフトレ
ジスタとから形成されている。
向電極S1,S2,S3と第2の半導体基板の電位であ
り得、接地として図示されている基準電位との間
の接続されたキヤパシタC1,C2,C3……と、第
1のアレーの各水平方向電極S1,S2,S3と感光デ
バイスの出力Sとの間に接続された第3のMOS
トランジスタT31,T32,T33……と、第3の
MOSトランジスタのゲートと第1のアレーの電
極のうちで第3のMOSトランジスタが接続され
ていない電極に接続された第1のMOSトランジ
スタのゲートを制御する第2のMOSトランジス
タのゲートとを順次アドレスする第2のシフトレ
ジスタとから形成されている。
以下の記載中、第1及び第2のシフトレジスタ
はi,i+1,i+2……段の電極を逐次アドレ
スし、第2のシフトレジスタは、第1のアレーの
i+1段の電極に接続された第3のMOSトラン
ジスタのゲートと、同時に、第1のアレーのi段
の電極に接続された第1のMOSトランジスタの
ゲートを制御する第2のMOSトランジスタのゲ
ートとをアドレスするものと仮定する。
はi,i+1,i+2……段の電極を逐次アドレ
スし、第2のシフトレジスタは、第1のアレーの
i+1段の電極に接続された第3のMOSトラン
ジスタのゲートと、同時に、第1のアレーのi段
の電極に接続された第1のMOSトランジスタの
ゲートを制御する第2のMOSトランジスタのゲ
ートとをアドレスするものと仮定する。
従つて、例えば第2図中、第2のレジスタの出
力Y2はトランジスタT32のゲートとトランジスタ
T2,11,T2,21,T2,31のゲートとに接続されている。
第2のレジスタの他の出力にも同様の結線が形成
されている。
力Y2はトランジスタT32のゲートとトランジスタ
T2,11,T2,21,T2,31のゲートとに接続されている。
第2のレジスタの他の出力にも同様の結線が形成
されている。
本発明の実施例は、当然のことながら行列状検
出器が別の順序でアドレスされるように変形され
得る。
出器が別の順序でアドレスされるように変形され
得る。
本発明の装置の大きな利点は、装置全体が低温
槽に配置され得、赤外検出器が第2の半導体基板
に接続された第1の半導体基板上に集積されてお
り、デバイスの残りの部分は第2の半導体基板上
に集積されているという点にある。低温槽は単一
の高レベル出力Sを有する。
槽に配置され得、赤外検出器が第2の半導体基板
に接続された第1の半導体基板上に集積されてお
り、デバイスの残りの部分は第2の半導体基板上
に集積されているという点にある。低温槽は単一
の高レベル出力Sを有する。
第2図のデバイスの動作は従来技術のデバイス
と異つている。
と異つている。
この動作を第3図aからf及び第4図a,b,
cに関して以下に説明する。
cに関して以下に説明する。
第3図aからfは、第1及び第2のシフトレジ
スタの出力X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3における
電圧VX1,VX2,VX3及びVY1,VY2,VY3を示して
いる。
スタの出力X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3における
電圧VX1,VX2,VX3及びVY1,VY2,VY3を示して
いる。
各電圧VX1,VX2,VX3は、VX1,VX2,VX3……
の順で高レベルに移行する。
の順で高レベルに移行する。
電圧VY1,VY2,VY3はそれぞれ電圧VX1,VX2,
VX3の1個が高レベルにある各周期毎に順に高レ
ベルに移行する。第3a乃至f図中、電圧VX1,
VX2,VX3の1個と電圧VY1,VY2,VY3の1個と
は常に高レベルにある。
VX3の1個が高レベルにある各周期毎に順に高レ
ベルに移行する。第3a乃至f図中、電圧VX1,
VX2,VX3の1個と電圧VY1,VY2,VY3の1個と
は常に高レベルにある。
時刻t1において、電圧VX1及びVY2は高レベルに
あり、他の電圧は低レベルにある。第2のMOS
トランジスタT2,11は導通し、第1のMOSトラン
ジスタT2,11を導通させる。検出器D11からの電荷
はキヤパシタC1に蓄積される。検出器D11からの
電荷の積分が開始すると同時に、第3のトランジ
スタT32は導通し、検出器D32から転送されてキ
ヤパシタC2に蓄積された電荷を読出す。
あり、他の電圧は低レベルにある。第2のMOS
トランジスタT2,11は導通し、第1のMOSトラン
ジスタT2,11を導通させる。検出器D11からの電荷
はキヤパシタC1に蓄積される。検出器D11からの
電荷の積分が開始すると同時に、第3のトランジ
スタT32は導通し、検出器D32から転送されてキ
ヤパシタC2に蓄積された電荷を読出す。
時刻t2において電圧VX1及びVY3は高レベルにあ
る。MOSトランジスタT2,11はゲートから低レベ
ル電圧VY2を受取り、遮断される。他方、トラン
ジスタT1,11は予めゲートに電荷が蓄積されてい
るため、導通し続ける。感光デバイス全体が冷却
された低温槽に配置されているので、トランジス
タT1,11……のゲートにおける電荷の保持が促進
される。検出器D11からの電荷は積分され続け
る。トランジスタT2,12及びT1,12は導通し、検出
器D12からの電荷をキヤパシタC2内で積分させ
る。トランジスタT32は遮断される。D32からの
電荷の読出しが終了する。トランジスタT33は導
通し、検出器D13から転送され、キヤパシタC3に
蓄積された電荷が読出される。
る。MOSトランジスタT2,11はゲートから低レベ
ル電圧VY2を受取り、遮断される。他方、トラン
ジスタT1,11は予めゲートに電荷が蓄積されてい
るため、導通し続ける。感光デバイス全体が冷却
された低温槽に配置されているので、トランジス
タT1,11……のゲートにおける電荷の保持が促進
される。検出器D11からの電荷は積分され続け
る。トランジスタT2,12及びT1,12は導通し、検出
器D12からの電荷をキヤパシタC2内で積分させ
る。トランジスタT32は遮断される。D32からの
電荷の読出しが終了する。トランジスタT33は導
通し、検出器D13から転送され、キヤパシタC3に
蓄積された電荷が読出される。
時刻t3では、電圧VX2及びVY1が高レベルにあ
る。トランジスタT2,11は遮断されるが、トラン
ジスタT1,11は導通し続ける。検出器D11からの電
荷は積分され続ける。検出器D12からの電荷の積
分についても同様である。MOSトランジスタT33
は遮断され、検出器D13からの電荷の読出しが終
了する。他方、トランジスタT31は導通し、検出
器D11から転送され、キヤパシタC1に蓄積された
電荷を読出す。トランジスタT2,23及びT1,23は導
通し、検出器D23からの電荷の積分がキヤパシタ
C3で開始する。
る。トランジスタT2,11は遮断されるが、トラン
ジスタT1,11は導通し続ける。検出器D11からの電
荷は積分され続ける。検出器D12からの電荷の積
分についても同様である。MOSトランジスタT33
は遮断され、検出器D13からの電荷の読出しが終
了する。他方、トランジスタT31は導通し、検出
器D11から転送され、キヤパシタC1に蓄積された
電荷を読出す。トランジスタT2,23及びT1,23は導
通し、検出器D23からの電荷の積分がキヤパシタ
C3で開始する。
時刻t4では、電圧VX2及びVY2が高レベルにあ
る。MOSトランジスタT31は遮断され、検出器
D11から転送され、キヤパシタC1に蓄積された電
荷の読出しが停止する。VX1が低レベルの間に電
圧VY2が高レベルに移行するのでトランジスタ
T2,11及びT1,11は遮断され、検出器D11からの電荷
の積分が停止する。検出器D12からの電荷の積分
が継続している間に該検出器からの電荷の読出し
が開始する。検出器D23からの電荷の積分が続け
られ、検出器D21からの電荷の積分が開始する。
る。MOSトランジスタT31は遮断され、検出器
D11から転送され、キヤパシタC1に蓄積された電
荷の読出しが停止する。VX1が低レベルの間に電
圧VY2が高レベルに移行するのでトランジスタ
T2,11及びT1,11は遮断され、検出器D11からの電荷
の積分が停止する。検出器D12からの電荷の積分
が継続している間に該検出器からの電荷の読出し
が開始する。検出器D23からの電荷の積分が続け
られ、検出器D21からの電荷の積分が開始する。
トランジスタT1,11及びT2,11を例に第2図のデ
バイスの基本的な動作を説明すると、電圧VX1及
びVY2が高レベルの時、MOSトランジスタT2,11
及びT1,11が導通しており、VX1が高レベルでかつ
VY2が低レベルの時、トランジスタT2,11が遮断さ
れかつゲートに蓄積された電荷によりトランジス
タT1,11が導通し続け、VX1が低レベルでかつVY2
が高レベルの時、トランジスタT2,11及びT1,11が
遮断される。
バイスの基本的な動作を説明すると、電圧VX1及
びVY2が高レベルの時、MOSトランジスタT2,11
及びT1,11が導通しており、VX1が高レベルでかつ
VY2が低レベルの時、トランジスタT2,11が遮断さ
れかつゲートに蓄積された電荷によりトランジス
タT1,11が導通し続け、VX1が低レベルでかつVY2
が高レベルの時、トランジスタT2,11及びT1,11が
遮断される。
第4図a,b,cは、キヤパシタC1,C2及び
C3による検出器の積分及び読出しの経時変化を
示している。
C3による検出器の積分及び読出しの経時変化を
示している。
図から明らかなように、第2のアレーの各電極
に接続された検出器は逐次読出される。
に接続された検出器は逐次読出される。
従つて、検出器D13,D11,D12が読出され、次
にD23,D21,D22,D33,D31,D32、再びD13,
D11,D12……の順で読出される。
にD23,D21,D22,D33,D31,D32、再びD13,
D11,D12……の順で読出される。
水平方向電極に接続された電極が読出される
間、他の水平方向電極の各々に接続された検出器
からの電荷が積分される。従つて、D11が読出さ
れる間、D12及びD23からの電荷が積分される。
間、他の水平方向電極の各々に接続された検出器
からの電荷が積分される。従つて、D11が読出さ
れる間、D12及びD23からの電荷が積分される。
第1図のデバイスの場合と異り、検出器の積分
周期は経時的にずれている。
周期は経時的にずれている。
本発明のデバイスは利点は、検出器の行(又は
列)毎に1個のキヤパシタしか備えていないにも
拘らず電荷積分時間が向上するという点にある。
第4図から明らかなように、D11からの電荷の積
分は時刻t1からt4の間に行われるが、第1図のデ
バイスの場合、積分時間はt2−t1である。
列)毎に1個のキヤパシタしか備えていないにも
拘らず電荷積分時間が向上するという点にある。
第4図から明らかなように、D11からの電荷の積
分は時刻t1からt4の間に行われるが、第1図のデ
バイスの場合、積分時間はt2−t1である。
第5図aは、例えばP型シリコンから形成され
ており、第2図のデバイスが集積される半導体基
板の横断面図である。
ており、第2図のデバイスが集積される半導体基
板の横断面図である。
同図はフオトダイオードD11に接続された素子
のレベルにおける断面図である。
のレベルにおける断面図である。
フオトダイオードD11は、接地として図示して
ある基準電位に接続されたアノードと、2個のダ
イオードd1及びd2と2個のゲートG1及びG2とか
ら形成された第1のMOSトランジスタT1,11に接
続されたカソードとを備えている。
ある基準電位に接続されたアノードと、2個のダ
イオードd1及びd2と2個のゲートG1及びG2とか
ら形成された第1のMOSトランジスタT1,11に接
続されたカソードとを備えている。
第1のゲートG1は定電位とされており、フオ
トダイオードをバイアスするべく機能する。
トダイオードをバイアスするべく機能する。
第2のゲートG2は第2のMOSトランジスタ
T2,11(第5図a)には図示せず)により制御され
る。
T2,11(第5図a)には図示せず)により制御され
る。
電極は、第1行の検出器D11,D21,D31の第1
のトランジスタのダイオードd2を相互に接続して
いる。
のトランジスタのダイオードd2を相互に接続して
いる。
電極S1は、第3のMOSトランジスタT31の一部
を構成しているダイオードd3で終端している。該
トランジスタは、定電位のゲートG3と第2のシ
フトレジスタの出力Y1に接続されたゲートG4と
の2個のゲートを備えている。更にMOSトラン
ジスタT3は、デバイスの出力Sに接続されたダ
イオードd4を備えている。
を構成しているダイオードd3で終端している。該
トランジスタは、定電位のゲートG3と第2のシ
フトレジスタの出力Y1に接続されたゲートG4と
の2個のゲートを備えている。更にMOSトラン
ジスタT3は、デバイスの出力Sに接続されたダ
イオードd4を備えている。
キヤパシタC1は、行検出器の全ダイオードd2の
キヤパシタとダイオードd3のキヤパシタとトラン
ジスタT31のゲートG3とから形成されている。
キヤパシタとダイオードd3のキヤパシタとトラン
ジスタT31のゲートG3とから形成されている。
第5図b,c及びdは、半導体基板の表面電位
の経時変化を示している。
の経時変化を示している。
第5図bでは、時刻t1及びt2において検出器
D11による電荷がキヤパシタC1で積分される。
D11による電荷がキヤパシタC1で積分される。
第5図cでは、時刻t3においてキヤパシタC1に
蓄積された電荷がトランジスタT31により読出さ
れる。
蓄積された電荷がトランジスタT31により読出さ
れる。
第5図dでは、時刻t4においてキヤパシタC1が
検出器D21からの電荷を蓄積する。
検出器D21からの電荷を蓄積する。
赤外感知検出器は図例のようなフオトダイオー
ドであるか、又はゲート・絶縁体・半導体型検出
器のような他の型の赤外検出器であり得る。フオ
トダイオードの場合、赤外検出器は図例のように
第2の半導体基板上に形成されたダイオード又
は、本発明のデバイスの動作を変更することなく
第2の基板上に形成されたゲートに接続され得
る。例えばフオートダイオードは、第2のMOS
トランジスタに接続された少なくとも1個の他の
ゲートを有する第1のMOSトランジスタの所定
のゲートに接続され得る。
ドであるか、又はゲート・絶縁体・半導体型検出
器のような他の型の赤外検出器であり得る。フオ
トダイオードの場合、赤外検出器は図例のように
第2の半導体基板上に形成されたダイオード又
は、本発明のデバイスの動作を変更することなく
第2の基板上に形成されたゲートに接続され得
る。例えばフオートダイオードは、第2のMOS
トランジスタに接続された少なくとも1個の他の
ゲートを有する第1のMOSトランジスタの所定
のゲートに接続され得る。
同様に、光検出器及びデバイスの残りの部分は
各種の適切な半導体基板上に集積される。例えば
光検出器の場合、インジウム・アンチモン化物、
錫・鉛・テルル化物、カドミウム・水銀・テルル
化物等が使用される。デバイスの残りの部分は例
えばP又はN型シリコン半導体基板上に集積され
る。
各種の適切な半導体基板上に集積される。例えば
光検出器の場合、インジウム・アンチモン化物、
錫・鉛・テルル化物、カドミウム・水銀・テルル
化物等が使用される。デバイスの残りの部分は例
えばP又はN型シリコン半導体基板上に集積され
る。
更に、第1及び第2の電極アレーの電極の機能
は、当然のことながら容易に逆にすることがで
き、即ち第1のシフトレジスタを第1のアレーの
電極とキヤパシタとに接続し、第3のMOSトラ
ンジスタと第2のシフトレジスタとを第2のアレ
ーの電極に接続してもよい。
は、当然のことながら容易に逆にすることがで
き、即ち第1のシフトレジスタを第1のアレーの
電極とキヤパシタとに接続し、第3のMOSトラ
ンジスタと第2のシフトレジスタとを第2のアレ
ーの電極に接続してもよい。
上記記載ではトランジスタT31,T32,T33が導
通するように電圧VY1,VY2,VY3を高レベルに向
つて移行させる場合について説明したが、デバイ
スがN型基板上に集積される場合、当然のことな
がら導通を生ずるべく制御信号は低レベルに向つ
て移行させられる。
通するように電圧VY1,VY2,VY3を高レベルに向
つて移行させる場合について説明したが、デバイ
スがN型基板上に集積される場合、当然のことな
がら導通を生ずるべく制御信号は低レベルに向つ
て移行させられる。
第1図は従来技術の赤外領域用感光デバイスの
線図、第2図は本発明の一実施例の線図、第3図
aからfは本発明の実施例の波形図、第4図a,
b,cは3行×3列の検出器を備える本発明の実
施例の積分及び読出し周期を示す線図、第5図a
からdは本発明の一実施例の横断面図及び動作説
明図である。 D11,D21,D31,……D33……検出器、T1,
T1,11,……T33……MOSトランジスタ、C1,C2,
C3……キヤパシタ、d1,……d4……ダイオード、
G1,……G4……ゲート。
線図、第2図は本発明の一実施例の線図、第3図
aからfは本発明の実施例の波形図、第4図a,
b,cは3行×3列の検出器を備える本発明の実
施例の積分及び読出し周期を示す線図、第5図a
からdは本発明の一実施例の横断面図及び動作説
明図である。 D11,D21,D31,……D33……検出器、T1,
T1,11,……T33……MOSトランジスタ、C1,C2,
C3……キヤパシタ、d1,……d4……ダイオード、
G1,……G4……ゲート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1の半導体基板上に集積されたN行×M列
の赤外検出器のアレーと、赤外検出器の各行毎に
夫々設けられた複数の第1電極と、赤外検出器の
各列毎に夫々設けられた複数の第2電極と、一つ
の赤外検出器と該一つの赤外検出器と同一行の第
1電極との間に夫々接続された複数の第1MOSト
ランジスタと、各第2電極と接続されており第2
電極の配置順に各第2電極を逐次アドレスする第
1シフトレジスタと、一つの第1MOSトランジス
タのゲートを制御すべく一つの第1MOSトランジ
スタのゲート及び該一つの第1MOSトランジスタ
と同一列の第2電極の間に夫々接続された複数の
第2MOSトランジスタと、一つの第1電極に第
1MOSトランジスタを介して接続された赤外検出
器から逐次転送される電荷を蓄積すべく基準電位
と一つの第1電極との間に夫々接続された複数の
キヤパシタと、電荷を出力する出力端子と、キヤ
パシタに蓄積された電荷を出力端子へ転送すべく
一つの第1電極と前記出力端子との間に夫々接続
された複数の第3MOSトランジスタと、各第
2MOSトランジスタと各第3MOSトランジスタの
夫々のゲートと接続されており、キヤパシタに蓄
積された電荷を第1電極の配置順にキヤパシタか
ら逐次出力端子へ転送させる一方で、第1シフト
レジスタが一つの第2電極をアドレスしている場
合には第1シフトレジスタによりアドレスされた
一つの第2電極と同一列の赤外検出器から転送さ
れた電荷を、電荷が前記出力端子へ転送されてい
ない対応するキヤパシタに蓄積させるように各第
2MOSトランジスタ及び各第3MOSトランジスタ
の夫々のゲートをアドレスする第2シフトレジス
タとを含み、第1シフトレジスタは一つの第2電
極をアドレスしたときに電荷が各キヤパシタから
前記出力端子へ転送されてのち、他の第2電極を
アドレスするように構成されており、第1MOSト
ランジスタ、第2MOSトランジスタ、第3MOSト
ランジスタ、第1シフトレジスタ、第2シフトレ
ジスタ及びキヤパシタの夫々が第2の半導体基板
上に集積されるように構成されている低温槽用の
赤外線検出装置。 2 赤外検出器がホトダイオードである特許請求
の範囲第1項に記載の赤外線検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8318125A FR2554999B1 (fr) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Dispositif photosensible pour l'infrarouge |
FR8318125 | 1983-11-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60167578A JPS60167578A (ja) | 1985-08-30 |
JPH0435106B2 true JPH0435106B2 (ja) | 1992-06-10 |
Family
ID=9294118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59239292A Granted JPS60167578A (ja) | 1983-11-15 | 1984-11-13 | 低温槽用の赤外線検出装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4609824A (ja) |
EP (1) | EP0148654B1 (ja) |
JP (1) | JPS60167578A (ja) |
DE (1) | DE3472876D1 (ja) |
FR (1) | FR2554999B1 (ja) |
Families Citing this family (71)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3942200A1 (de) * | 1989-12-21 | 1991-06-27 | Philips Patentverwaltung | Anordnung zum auslesen einer sensormatrix |
US5144422A (en) * | 1991-06-24 | 1992-09-01 | Hughes Aircraft Company | Optimal television imaging system for guided missile |
FR2692423B1 (fr) * | 1992-06-16 | 1995-12-01 | Thomson Csf | Camera d'observation multistandard et systeme de surveillance utilisant une telle camera. |
GB9226890D0 (en) * | 1992-12-23 | 1993-02-17 | Philips Electronics Uk Ltd | An imaging device |
GB9301405D0 (en) * | 1993-01-25 | 1993-03-17 | Philips Electronics Uk Ltd | An image sensor |
GB9314402D0 (en) * | 1993-07-12 | 1993-08-25 | Philips Electronics Uk Ltd | An imaging device |
FR2731569B1 (fr) * | 1995-03-07 | 1997-04-25 | Thomson Tubes Electroniques | Dispositif de recopie de tension a grande linearite |
WO1997008753A1 (en) * | 1995-08-30 | 1997-03-06 | Lockheed-Martin Ir Imaging Systems | Bolometric focal plane array |
US6515285B1 (en) | 1995-10-24 | 2003-02-04 | Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Method and apparatus for compensating a radiation sensor for ambient temperature variations |
US6274869B1 (en) | 1996-06-28 | 2001-08-14 | Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Digital offset corrector |
FR2751155B1 (fr) * | 1996-07-12 | 1998-09-18 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de lecture pour une mosaique de detecteurs electromagnetiques, et systeme de detection equipe d'un tel dispositif |
US6249002B1 (en) | 1996-08-30 | 2001-06-19 | Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Bolometric focal plane array |
FR2753785B1 (fr) * | 1996-09-25 | 1998-11-13 | Autodirecteur d'un corps volant | |
FR2753796B1 (fr) * | 1996-09-25 | 1998-11-13 | Detecteur photosensible et mosaique de detecteurs photosensibles pour la detection d'eclats lumineux et applications | |
US6791610B1 (en) | 1996-10-24 | 2004-09-14 | Lockheed Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Uncooled focal plane array sensor |
JP3918248B2 (ja) * | 1997-09-26 | 2007-05-23 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびその駆動方法 |
US6517203B1 (en) | 1999-07-02 | 2003-02-11 | E-Vision, Llc | System, apparatus, and method for correcting vision using electro-active spectacles |
US6733130B2 (en) | 1999-07-02 | 2004-05-11 | E-Vision, Llc | Method for refracting and dispensing electro-active spectacles |
US6619799B1 (en) | 1999-07-02 | 2003-09-16 | E-Vision, Llc | Optical lens system with electro-active lens having alterably different focal lengths |
US6871951B2 (en) | 2000-06-23 | 2005-03-29 | E-Vision, Llc | Electro-optic lens with integrated components |
US7023594B2 (en) | 2000-06-23 | 2006-04-04 | E-Vision, Llc | Electro-optic lens with integrated components |
US6857741B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-02-22 | E-Vision, Llc | Electro-active multi-focal spectacle lens |
US6491391B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-12-10 | E-Vision Llc | System, apparatus, and method for reducing birefringence |
US6986579B2 (en) * | 1999-07-02 | 2006-01-17 | E-Vision, Llc | Method of manufacturing an electro-active lens |
US6491394B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-12-10 | E-Vision, Llc | Method for refracting and dispensing electro-active spectacles |
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