JPH06205299A

JPH06205299A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH06205299A
Application number: JP3249623A
Authority: JP
Inventors: Daniel Amingual; ダニエル・アマンギユアル; Luc Audaire; リユツク・オデール; Michel Rieux; ミシエル・リユー
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 1994-07-22
Also published as: EP0478457A1; FR2667471B1; FR2667471A1; EP0478457B1; DE69121036T2; DE69121036D1; US5216510A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】マトリックスの形状に配列されて読取り回路１
４に接続された検出素子１２を各々に備える複数の光電
子検出手段１０と、光電子検出手段１０を変調周波数に
変調するための変調手段と、前記変調周波数における複
数の同期検出手段２２と、光電子検出手段１０の各々を
同期検出手段２２に接続するための接続手段と、光電子
検出手段１０のためのアドレス手段１９と、光電子検出
手段１０と同期検出手段２２との変調を同期化させるこ
とが可能な同期化手段３２とを備える。【効果】検出が変調され、前記同期検出手段22によって
復調された検出信号が、撮像装置の信号／雑音（Ｓ／
Ｎ）比を大きく改善することを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に係わる。本発
明は更に特に、全波長範囲での撮像のための多数の検出
素子によるマトリックスを組み込んだカメラに適用され
る。

【０００２】

【従来の技術】撮像装置はその焦平面内に検出素子のマ
トリックスを備える。これらの検出素子は光子束を電気
信号に変換する。読取り回路（増幅器とインピーダンス
整合手段）と組み合わされた検出素子は雑音スペクトル
を有し、この雑音スペクトルが２つのスペクトル濃度の
合計であるということが知られている。

【０００３】図１は、周波数に応じたそうした雑音スペ
クトルを概略的に示す。この雑音スペクトルは、「白色
雑音」と呼ばれる成分10（図には連続線の形で示され
る）を含み、この成分10は電流の量子化に物理的に関連
付けられる。この白色雑音はあらゆる電気伝導現象の最
小雑音である。

【０００４】「１／ｆ」と呼ばれる別の成分12（図には
太長の点線の形で示される）は、非常に低い周波数まで
の周波数の逆数として変化するエネルギを有する。この
成分は撮像に使用される技術に特徴的である。

【０００５】従来的には、感光マトリックスからの信号
を検出する感度を改善するために、各々の検出素子が、
検出に対応した信号を撮像時間中に積分する回路と組み
合わされている。

【０００６】更に図１は、１つの検出素子によって検出
され且つ撮像時間中に積分された信号のスペクトル14を
点線の形で示し、各々の検出素子からの信号を積分する
ために使用される回路の変換関数16を破線の形で示して
いる。

【０００７】このタイプの撮像装置は、数多くの重大な
欠陥を有する。

【０００８】先ず第１に、所謂「暗」電流(obscurity c
urrents)が問題となり、これは検出素子とその読取り回
路とから送られる直流寄生信号である。こうした電流
は、熱に由来するものであって、入射した光子束に関す
る情報を全く含んでいない。この電流は温度に応じて指
数関数的に増大し、一定の臨界温度を越えると、こうし
た寄生電流が、光子に由来する電流よりも強いものとな
ることが知られている。

【０００９】そうした公知の装置の別の欠点は、背景照
度に対応した平均照度の存在に起因する。この平均照度
の検出は寄生電流又は迷走電流を発生させる。こうした
寄生電流は、特に赤外線撮像用途においては非常に強い
ものとなる可能性がある。

【００１０】暗電流と平均照度に起因する寄生電流は有
用な情報を全く伝えないが、積分回路の急速な飽和に関
与し、その結果として撮像の感度が低いものとなる。

【００１１】同一マトリックス上の全ての検出素子が同
一の静動作点を有するわけではないという事実が、公知
の装置の別の欠点をもたらす。一般的に「固定パターン
雑音(fixed pattern noise) 」として知られるこの散ら
ばりはビデオ信号中に直接的に表れるが故に、補正され
なければならず、このためにビデオ信号の処理が複雑に
なる。更にこの公知の撮像装置は、検出素子と読取り回
路との１／ｆ雑音成分を積分する（図１、照合番号1
2）。検出された情報を運ぶ信号は、前記寄生信号の上
に重ね合わされる（図１、照合番号14）。信号／雑音
（Ｓ／Ｎ）比は、一方が曲線14によって限定され、且つ
他方が曲線12によって限定され、更に両方が曲線16（こ
の撮像装置の変換関数）によって限定された、けば線の
付いた２つの面積部分Ｓ１、Ｓ２の比率Ｓ１／Ｓ２によ
って表わされる。低周波数の寄生信号を考慮に入れる
と、このS/Ｎ比は非常に低いものとなる傾向があるとい
うことが図１から明白である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、これら
の欠点を取り除くことである。この目的の達成のために
は、各々の検出素子を同じ１つの同期検出手段に接続
し、これらの同期検出手段全体が読取り回路と同一の基
板の中に集積化されることが推奨される。

【００１３】各検出素子に組み合わされた同期検出手段
を使用は、その測定信号の直流成分を除去することを可
能にする。更にこの使用は、各々の検出素子の動作点の
散らばりによる雑音を免れることも可能にする。

【００１４】十分に高い変調周波数で同期検出手段を使
用する結果として、１／ｆ雑音が実質的にゼロである領
域内で測定が行なわれることになる。その結果として、
そのＳ／Ｎ比が大きく改善される。読取り回路と同一の
基板内に集積化された同期検出手段が、カメラの焦平面
内に配置され、従って寸法上の問題の原因となることは
ない。

【００１５】更に特に、本発明は、１つ以上の行と複数
の列とで形成されたマトリックスの形状に配置され、且
つ各々に読取り回路が接続された検出素子を各々に備え
た複数の光電子検出手段と、前記光電子検出手段を変調
周波数に変調するための変調手段と、前記変調周波数に
おける複数の同期検出手段と、前記光電子検出手段の各
々を前記同期検出手段に接続するための接続手段と、前
記光電子検出手段のためのアドレス手段と、前記光電子
検出手段及び前記同期検出手段の変調を同期化させるこ
とが可能な同期化手段とを備え、前記読取り回路と前記
同期検出手段と前記接続手段と前記アドレス手段と前記
同期化手段とが同一の基板上に集積化されている撮像装
置に係わる。

【００１６】従って、そうした装置の製造では、公知の
マイクロエレトロニクス技術が使用される。ワイヤ又は
その類似物による外部との接続は削減され、カメラ内へ
の撮像装置の取り付けが容易化される。

【００１７】ハイブリッド化技術(hybridization) によ
って作られた検出素子マトリックスでは、各々の読取り
回路が各々１つの検出素子の下に配置されている。検出
素子の全体寸法に余裕があるときは、その関連する同期
検出手段が、検出素子の下の読取り回路付近に配置され
ている。反対にその全体寸法に余裕がない場合には、読
取り回路で占められる基板区域の外側に同期検出手段が
配置されている。

【００１８】使用同期検出手段の数を減らすことを可能
にする本発明の有利な実施例では、前記マトリックスの
各列の検出手段が同じ１つの同期検出手段に接続されて
いる。この配置では、必要とされる接続手段の数が減ら
され、それによって撮像装置の製造が簡易化されること
が可能である。ここでは基板内に集積化された接続が問
題であり、これらの接続の数の削減は、複数の接続の間
の交差の問題を解決する。

【００１９】各々の同期検出手段は、交番的接続を形成
する増幅器と、前記増幅器の出力にその入力が接続さ
れ、且つ変調周波数に同調された中心周波数を有する選
択フィルタと、前記選択フィルタの出力にその入力が接
続されたピークピーク検出回路と、前記ピークピーク検
出回路の出力にその入力が接続された積分回路とを備え
る。

【００２０】前記選択フィルタが「Ｎパスフィルタ」タ
イプであることが有利である。このタイプのフィルタは
ＭＯＳコンポーネント（二酸化シリコンＳｉＯ₂によっ
て絶縁されたゲートを有する半導体) を使って作られる
ことが可能である。このＭＯＳコンポーネントは、従来
のマイクロエレクトロニクス技術によって前記フィルタ
を基板上に集積化することを可能にする。前記ピークピ
ーク検出回路が二重相関サンプラ(double correlated s
ampler) であることが有利である。

【００２１】本発明の装置の変形例よれば、前記ピーク
ピーク検出回路は、同期検出手段の出力に接続されたマ
ルチプレクサをも含む。このマルチプレクサは、同期検
出手段から来る信号を、撮像装置のカメラの従来の処理
回路に供給することを可能にする。好ましくはこのマル
チプレクサは前記基板上に集積化されている。

【００２２】本発明の装置の変形例によれば、前記変調
手段は、前記同期化手段に接続された液晶スクリーンを
含む。検出素子マトリックスの前方に置かれたこの液晶
スクリーンは、不透明状態から透明状態に変化し、それ
によって検出された光子束の変調を引き起こす。そうし
たスクリーンは、約100kHzの高周波数において効果的に
スィッチングされることが可能である。

【００２３】本発明の装置の別の変形例では、この変調
手段は同期化手段の形で実現される。その場合は、検出
素子の分極電圧の直接変調が行なわれる。

【００２４】本発明は、全波長範囲において働く全ての
タイプの検出素子に適用可能である。

【００２５】この検出素子は光ダイオードであることが
可能である。赤外線検出のためには、Ｓ／Ｎ比の改善
が、ペルチェ効果冷却器によって得られる 200Ｋ付近の
温度において、HgCdTe光ダイオードの使用を可能にす
る。従来技術では、こうした光ダイオードは液体窒素温
度（77Ｋ）でしか使用できなかった。従って、本発明の
結果として、HgCdTe光ダイオードの使用が従来に比べて
遥かに容易である。

【００２６】本発明の装置は僅かなメンテナンスしか必
要とせず、液体窒素の連続供給は必要ではない。

【００２７】この検出素子は光検出器素子であってもよ
い。この場合にも、低温における操作はもはや必要では
ない。

【００２８】こうした検出素子は、温度に応じて変化す
る静電容量を有するコンデンサであってもよい。この場
合には、容量計のマトリックスが作られ、このマトリッ
クスは外界温度での撮像を可能にする。

【００２９】各々の検出素子が、インジウム溶接によっ
て読取り回路に各々接続されることが有利である。

【００３０】この所謂「ハイブリッド化」手法は、互い
に非常に異なった技術によって作られた素子を互いに接
続することを可能にし、例えば、基板内に集積化された
回路を前記検出素子に接続することを可能にする。

【００３１】以下では非限定的な実施例と添付図面とに
よって、より本発明がより詳細に説明される。

【００３２】

【実施例】図２は本発明による装置を概略的に示す。光
電子検出手段10がマトリックス形に配列され、このマト
リックスの行が照合記号Ｌ１〜Ｌ２（例えばｎ＝256)で
表わされ、その列がＣ１〜Ｃｍ（例えばｍ＝256)で表わ
されている。

【００３３】光電子検出手段10の各々は、１つの読取り
回路14に接続された１つの検出素子12を有する。読取り
回路14は、検出素子12から供給される電流を撮像時間中
に積分する。読取り回路14は、積分された情報を劣化な
しに読み取ることを可能にするためにインピーダンス整
合も行う。

【００３４】検出素子12と読取り回路14との間の接続の
有利な実施例を、図３に見ることができる。検出素子12
はマトリックス形に配列され、第１の基板16の上に形成
されている。検出素子に組み合わされた読取り回路14
が、検出素子マトリックスに対応するマトリックスの形
に配置され、第２の基板18上に形成されている。検出素
子12と読取り回路14との間の接続は、２つの基板16と18
との間にインジウム球20を介在させることによって得ら
れる。検出手段10のマトリックスを形成するこの技術
は、論文“Status of Sofradir IR-CCD Detectors ”-
SPIE, vol. 865, 1987, pp. 65-70 に詳細に説明されて
いる。この配置においては、読取り回路14は検出素子の
下に置かれ、その表面の大きさは約30×30ミクロンを越
えない。

【００３５】検出手段10による入射光子束の検出は、例
えば100KHzの変調周波数ｆｍに変調される。この変調は
種々の手段によって行なわれることが可能であり、これ
らの手段については以下で説明されるだろう。図２は、
図示されていないクロックによって供給されるクロック
周波数ｆｈクロック信号が、同期化手段32に供給される
ことを示している。このクロック周波数fhは１MHz であ
ることが可能である。

【００３６】図２に示される実施例では、同期化手段32
は、検出素子12の入力に加えられる変調信号を供給す
る。以下で示されるように、同期化手段32は、この撮像
装置の各コンポーネントの作動の同期性を確保すること
を可能にする制御／クロック信号を、その出力において
供給する。

【００３７】図２は、この撮像装置が、読取り回路と同
一の基板18内に集積されたアドレス手段19を有すること
も示す。検出手段マトリックスは行毎にアドレスされ
る。このアドレス手段19は、１つの入力に与えられた１
つのアドレス信号ＡＤ復号するための１つのレジスタに
よって形成されている。このレジスタは、検出手段マト
リックスの行の数と同じ数の出力を有する。順番に且つ
アドレス信号ADに応じて、制御信号が各々の出力に対し
て供給される。

【００３８】そうしたアドレス手段は、例えばランダム
アクセスメモリ回路で使用されるタイプのアドレス手段
である。このタイプのアドレス手段に関する説明は、論
文“The “Random access memory” concept applied t
o the infrared focal plane” - L. Audaire et al. S
PIE vol.865, 1987, pp.47-51 で論じられている。

【００３９】読取り回路14の各々の出力は、基板18の中
に集積されたスイッチ21に各々に接続されている。スイ
ッチ21は例えばＴＭＯＳトランジスタで作られることが
可能である。読取り回路14の伝送路に組み合わされたス
イッチ21の開閉は、アドレス手段19の出力に供給される
制御信号によって制御される。スイッチ21が閉じること
によって、読取り回路14が、基板18内に集積されている
内部バス23に接続される。

【００４０】スイッチ21と内部バス23とが、基板18内に
集積された同期検出手段22に対して読取り回路14の各々
の列を接続する接続手段を形成する。同期検出手段22
は、基板18内に容易に集積されることが可能であるよう
に、ＭＯＳコンポーネントによって形成される。

【００４１】同期検出手段22の各々は、交番的接続を形
成する増幅器24を有する。この増幅器は、それが増幅す
る信号の直流成分を除去する。そうした増幅器24の例が
図４に概略的に示されている。トランジスタＴ１が電流
発生器を形成する。この電流は、Ａ点に加えられる入力
電圧ＶａとＢ点に加えられる電圧との間の差異に応じ
て、トランジスタＴ３とＴ２との作用によって分岐させ
られる。Ｔ１は、トランジスタT5内を流れる電流を制限
する抵抗器を形成する。Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７は、Ｄ点に加
えられる電圧ＶＤＤとＥ点に加えられる電圧ＶＳＳとの
間の電圧分岐ブリッジを形成する。ＶＤＤとＶＳＳは、
図示されていない給電手段によって給電されている。そ
の結果として、トランジスタＴ３とＴ１のゲートの分極
が行なわれる。

【００４２】出力電圧Ｓは、Ｂ点に印加され且つトラン
ジスタＴ３とＴ４によって増幅された基準電圧Ｖｂを入
力電圧Ｖａから差し引いた結果を表わしている。

【００４３】図２は、選択フィルタ26が増幅器24の出力
に接続されていることを示している。この選択フィルタ
は検出変調周波数ｆｍに調整されている。

【００４４】図５は、選択フィルタ26の有利な実施例を
概略的に示す。示されているフィルタはＮパスフィルタ
として知られている。そうしたフィルタは論文（フラン
ス語）“Automatic capture, tracking and recognitio
n of the shape of a very widely frequency variable
periodic signal buried in noise” - M. Gignoux,se
venth conference on the processing of the signal a
nd applications, Nice, 1979の中で説明されている。
既に示されたように、このフィルタは、MOS 技術によっ
て容易に作られることが可能なコンポーネントだけを有
する。このフィルタは、Ｎ個の同一のコンデンサ262 に
接続された１つの入力抵抗器260 によって構成されてい
る。コンデンサ262 の各々は、その一方の端子によっ
て、例えばＯＳトランジスタによって形成されるような
スイッチ264 に接続されている。スイッチ264 が閉じら
れた時には、その関連するコンデンサ262 がアースに接
続される。

【００４５】シフトレジスタ266 がクロック周波数fhに
おいてスイッチ264 の連続的な閉路を制御し、このクロ
ック周波数ｆｈは、検出変調周波数ｆｍのＮ倍に等し
い。このクロック周波数は、同期化手段32によって供給
される。コンデンサ262 は、増幅器24から供給される信
号を標本化するメモリとして働く。

【００４６】シフトレジスタ266 の働きによって、スイ
ッチ264 は検出変調周波数ｆｍ（ｆｍ＝ｆｈ／Ｎ）付近
の周波数において周期的に開閉される。従って、同期化
手段32がスイッチ264 の制御を検出変調と同期化させる
が故に、ｆｈ×Ｎ（＝ｆｍ）とは異なった周波数の入力
信号成分が濾波され除去される。

【００４７】従って、そうしたフィルタの周波数応答
が、検出変調周波数fmの高調波付近に調整されたスペク
トル線のスペクトルによって形成されることが知られて
いる。これらのスペクトル線の各々は、1/2*pi*NRC（前
記スペクトル線の中間高さの中間幅）に等しい通過帯域
を有する。前式のpiは円周対半径の一定比率(3.14)を表
わす公知の数であり、Ｎはフィルタのコンデンサ262 の
数であり、Ｎは（ｆｈ＝１ MHz、ｆｍ= 100 kHz の場合
に)10 に等しいことが可能であり、Ｃはコンデンサ262
の静電容量であり、Ｒは入力抵抗器260 の抵抗値であ
る。そうしたフィルタの整定時定数は約ＮＲＣである。

【００４８】図２は、選択フィルタ26の出力はピークピ
ーク検出回路28の入力に接続されることを示す。ここで
は、そうした回路の実施例が図６、図７のＡ、図７の
Ｂ、図７のＣ、図７のＤに関して説明されるだろう。図
６に示される回路は、「二重相関サンプリング回路」と
して知られている。この回路は、例えばＭＯＳトランジ
スタで作られるようなスイッチ282 に接続された第１の
コンデンサ280 によって形成される交番的接続を含む。
スイッチ282 が閉じられる時には、コンデンサ280 の端
子がアースされる。スイッチ282 の開閉は、同期化手段
32によって供給される制御信号によって制御される。前
記交番的接続が高入力インピーダンス増幅器284 に接続
されている。この増幅器284 の出力は、例えばＭＯＳト
ランジスタで作られるようなスイッチ286 に接続されて
いる。スイッチ286 の閉路は、同期化手段32によって供
給される制御信号によって制御される。

【００４９】コンデンサ288 の一方の端子がスイッチ28
6 に接続され、その他方の端子が接地されている。高入
力インピーダンス増幅器290 もスイッチ286 に接続さ
れ、その出力においては復調された出力信号Vsを供給す
る。

【００５０】図７のＡは、二重相関サンプリング回路の
入力に供給される信号Ｖｅを示す。この周波数ｆｍの信
号Ｖｅは、同期検出手段に接続された検出手段によって
検出される照度又は明暗の変化を表わす振幅変化dVを有
する。Ｖｅは最小Ｖ１と最大Ｖ２とを有する。

【００５１】図７のＢは、スイッチ282 の開閉制御を概
略的に示す。このスイッチの閉路は、最小Ｖ１の出現に
同調して瞬間ｔ１で起こる。図７のＣはスイッチ286 の
開閉制御を概略的に示す。このスイッチの閉路は、最大
V2の出現に同調して瞬間ｔ２で起こる。

【００５２】スイッチ282 が閉じた後に、コンデンサ28
0 が値Ｖ１に充電される。瞬間t2において、スイッチ28
6 が閉じられた時に、コンデンサ288 が値Ｖ２−Ｖ１に
充電される。検出変調周波数ｆｍと同期させられた各々
の周期において、増幅器290の出力が、入力信号Ｖｅの
変化ｄＶに比例した出力信号Ｖｓ（図７のＤ）を供給す
る。

【００５３】図２によれば、二重相関サンプリング回路
28は、信号Ｖｓを平滑にする積分回路30に接続されてい
る。

【００５４】検出手段10の行の各々のアドレスのため
に、同期検出回路22は、基板18内に集積化されたマルチ
プレクサ34の入力に接続された出力に信号を供給する。
このマルチプレクサの構造は、上記の行アドレス用マル
チプレクサと同一である。このマルチプレクサ34はエレ
メント点の走査周波数で作動し、一方、行アドレス用マ
ルチプレクサは行の走査周波数で作動する。

【００５５】このマルチプレクサ34はビデオ信号Ｖｖを
出力において供給する。この信号は撮像カメラによって
処理されることが可能である（例えば記憶媒体上への記
録等）。

【００５６】前述されたように、検出の変調と復調時に
おける直流周波数の濾波との結果として、Ｓ／Ｎ比が改
善される。

【００５７】以下の説明は、本発明による装置に使用可
能な３つのタイプの検出手段に係わる。これに含まれる
変調手段も、３つのタイプの各々に関して説明されるだ
ろう。

【００５８】図８を参照して、検出素子12として例えば
赤外線検出用HgCdTe光ダイオードを有し、且つ読取り回
路14に接続された、第１のタイプの検出手段が説明され
るだろう。読取り回路14は、増幅器40に負帰還接続され
た抵抗器38を有する。

【００５９】この場合に使用される変調手段は、同期化
手段32によって供給される周波数fmの変調信号によって
制御される液晶スクリーン42である。この周波数におい
ては、液晶スクリーンは交互に透明状態と不透明状態と
になる。このようにして、光ダイオードに対する入射光
子束が周波数fmに変調される。このタイプのスクリーン
は、約100 kHz の高周波数に変調されることが可能であ
り、従って撮像装置の性能特徴を改善する。

【００６０】一般的には、熱に起因する暗電流を最小化
するために、HgCdTe光ダイオードは液体窒素温度（77
Ｋ）で作動する。

【００６１】本発明による装置の使用によって、200 K
付近の温度でHgCdTe光ダイオードを使用することが可能
になる。この温度では、熱に起因する電流が約１マイク
ロアンペアである（４Ｋ毎に２倍になる）が、情報を運
ぶ光子束に相当する電流は数ナノアンペアである。しか
し、こうした熱に起因する電流は変調されず、この電流
に相当する寄生信号は同期検出によって除去される。こ
のことはHgCdTe光ダイオードを高温度で使用することを
可能にする。

【００６２】図９と図10に関する次の説明は、特に重要
な特徴を有する変調／検出手段の実施例に係わる。

【００６３】ここで、図９と図10に示される２つの例に
関するこの実施例では、変調を行なうために検出器の非
直線性が利用される。従来の慣例では、検出器の非直線
性を利用するのではなく、むしろこの非直線性に起因す
る寄生的影響を補正することが必要とされる。図９は、
従来的には低温度で使用されるが本発明による装置では
200 Ｋ付近の温度で作動することが可能な検出手段を示
す。この場合には、検出素子12は光伝導体素子であり、
その電導率が入射光子束によって変化させられる。

【００６４】所与の入射光子束においては、この電導率
は、光検出器の分極に応じて決まることが知られてい
る。本発明では、検出の変調は分極変調の結果として得
られる。この目的のために、光伝導体12が同期化手段32
に直接的に接続され、この同期化手段32は、周波数fmに
変調された分極信号を供給する。接続50は例えばインジ
ウム球の溶接によって得られる。

【００６５】検出器12のコンダクタンスG が、時間に応
じて検出された光子の数−n(t)−である入力信号と、加
えられる分極電圧−sin(2 * pi * fm * t)−との積に比
例するが故に、次式が得られ、 G = K * n(t) * sin(2 * pi * fm * t) 従って変調手段こそが、インピーダンス分岐ブリッジを
形成するためのコンデンサCaが組み合わされる実際上の
検出器12である。変調の制御は、検出器入力32に加えら
れる電気信号によって行なわれる。

【００６６】変調制御信号に関しては、コンダクタンス
とコンデンサＣａがインピーダンス分岐ブリッジを形成
する。分岐点50における変調制御信号の振幅と位相が、
入力信号n(t)によって変調される。こうした変化は、本
発明に関連した利点の全てを伴って同期復調によって測
定される。

【００６７】読取り回路14は、その一方の端子が増幅器
44に接続され且つその他方の端子が接地されたコンデン
サＣａによって形成される。

【００６８】図10は別のタイプの検出手段を示す。その
検出要素はコンデンサ12によって構成される。このコン
デンサ12の静電容量は温度に応じて変化し、従って（光
エネルギが熱エネルギに変換されるが故に）入射光子束
に応じて変化する。

【００６９】可変静電容量コンデンサ12の一方の端子が
同期化手段32に接続され、同期化手段32は周波数ｆｍの
分極信号を供給する。接続50は例えばインジウム球によ
って作られる。このコンデンサの他方の端子は読取り回
路14に接続され、この読取り回路14は可変静電容量を測
定する。読取り回路14は、増幅器44に接続された固定静
電容量コンデンサＣａを含む。これらのコンデンサは互
いに接続され、その接続点50の交流電圧はそれらの静電
容量の比率に応じて決まる。この電圧の振幅は、光子束
に起因する温度変化によって変調される。

【００７０】強誘電性の誘電体（例えば二フッ化ポリビ
ニル）が、特定の臨界使用温度（特にキューリー温度）
付近で大きく変化する誘電率を有することが知られてい
る。こうした材料の１つで作られたコンデンサ12が、そ
れ自体は公知である手段（図示されていない）によって
この臨界温度付近の平均温度に維持される。光子エネル
ギの吸収が前記平均温度付近の温度変化を引き起こし、
その結果として平均静電容量の付近の静電容量を変化さ
せる。

【００７１】検出器12とコンデンサＣａが、検出器12に
おいて加えられる信号32に対するインピーダンス分岐ブ
リッジを構成する。分岐点50における信号の振幅は、検
出器12によって吸収される光子の数に応じて変化するだ
ろう。こうした変化は、本発明に関連した利点の全てを
伴なって同期復調によって測定される。

【００７２】従ってこの変調手段が、コンデンサＣａが
組み合わされる実際上の検出器12である。変調の制御
は、検出器入力32に加えられた電気信号によって行なわ
れる。

【００７３】本発明による撮像装置は、あらゆる集積技
術によって作られることが可能である。集積化によっ
て、変調信号に対してのみ感度を有するシステムをカメ
ラの焦平面内に配置することが可能となり、従って直流
成分に起因する全ての寄生信号を排除することが可能に
なる。更に十分に高い変調周波数を選択することによっ
て、１／ｆ寄生成分に対する配慮がもはや不要となる。

【００７４】本発明の装置の別の利点は、本発明の装置
が、検出素子の動作点の散らばりと入射光子束以外の要
因に起因する変動とに対する感度を持たないということ
である。

【００７５】本発明は上記で特に説明された特定の実施
例だけに限定されず、そのあらゆる変形例を含む。特に
検出素子マトリックスの列の数には制限がないが、その
行の数は前記選択フィルタの整定時間によって制限され
る。行の数を増やすためには、（別々の基板上に作られ
る検出素子は別として）同一基板内に集積化された２つ
の同一の装置を、横に並べて又は互い違いに配置するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術による撮像の場合の雑音スペクトル
を概略的に示す説明図である。

【図２】本発明による装置を概略的に示す説明図であ
る。

【図３】本発明による装置に使用される検出手段の概略
的な断面図である。

【図４】本発明による装置に使用される増幅器を概略的
に示す説明図である。

【図５】Ｎパスフィルタを概略的に示す説明図である。

【図６】二重相関サンプリング回路を概略的に示す説明
図である。

【図７】二重相関サンプリング回路の入力に加えられる
変調信号のクロノグラムを概略的に示す説明図である。

【図８】第１のタイプの検出手段である光ダイオード検
出手段を概略的に示す説明図である。

【図９】第２のタイプの検出手段である光検出器素子を
概略的に示す説明図である。

【図１０】第３のタイプの検出手段である可変静電容量
コンデンサ検出手段を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

10 光電子検出手段 12 検出素子 14 読取り回路 16 第１の基板 18 第２の基板 19 アドレス手段 21 スイッチ 22 同期検出手段 23 内部バス 24 増幅器 26 選択フィルタ 28 ピークピーク検出回路 32 同期化手段 34 マルチプレクサ 40 増幅器ｆｍ変調周波数Ｚインピーダンス要素Ｃａコンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミシエル・リユーフランス国、75006・パリ、リユ・ドウ・セーヌ、40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像装置であって、１つ以上の行と複数
の列とで形成されるマトリックスの形状に配列されて且
つ各々に読取り回路に接続された検出素子を各々に備え
る複数の光電子検出手段と、前記光電子検出手段を変調
周波数に変調するための変調手段と、前記変調周波数に
おける複数の同期検出手段と、前記光電子検出手段の各
々を前記同期検出手段に接続するための接続手段と、前
記光電子検出手段のためのアドレス手段と、前記光電子
検出手段と前記同期検出手段との変調を同期化させるこ
とが可能な同期化手段とを備えていることを特徴とする
装置。
【請求項２】前記マトリックスの１つの列の各々の光
電子検出手段が同じ１つの同期検出手段に接続されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記同期検出手段の各々が、交番的接続
を形成する増幅器と、前記増幅器の出力にその入力が接
続され、且つ変調周波数に同調された中心周波数を有す
る選択フィルタと、前記選択フィルタの出力にその入力
が接続されたピークピーク検出回路と、前記ピークピー
ク検出回路の出力にその入力が接続された積分回路とを
備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装
置。
【請求項４】前記選択フィルタがＮパスフィルタのタ
イプであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記ピークピーク検出回路が二重相関サ
ンプリング回路であることを特徴とする請求項３に記載
の装置。
【請求項６】前記同期検出手段の出力に接続されたマ
ルチプレクサをも含むことを特徴とする請求項１から５
のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】前記マルチプレクサが基板上に集積化さ
れていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】前記変調手段が、前記同期化手段に接続
された液晶スクリーンを含むことを特徴とする請求項１
から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】前記検出手段が光ダイオードであること
を特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装
置。
【請求項１０】前記変調手段が、前記検出手段とイン
ピーダンス素子とによって形成される分岐器ブリッジに
よって形成されることを特徴とする請求項１から７のい
ずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】前記検出手段が光検出器素子によって
形成され、前記インピーダンス素子がコンデンサによっ
て形成されることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項１２】前記検出手段が、温度変化に応じてそ
の静電容量が変化するコンデンサによって形成され、前
記インピーダンス素子がコンデンサによって形成されて
いることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項１３】前記検出素子の各々がインジウム溶接
によってその対応する各々１つの読取り回路に接続され
ていることを特徴とする請求項１から12のいずれか一項
に記載の装置。
【請求項１４】少なくとも前記読取り回路と、前記同
期検出手段と、前記接続手段と、前記アドレス手段と、
前記同期化手段とが同一の基板上に集積化されているこ
とを特徴とする請求項１から13のいずれか一項に記載の
装置。