JPH1164108A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、赤外線による光像を撮像する赤外
線撮像装置に関し、電子シャッタの切り換え時などに生
じる画像ノイズを抑制することを目的とする。 【解決手段】 複数の光電変換部１と、光電変換部１か
ら電荷を読み出すゲート部２と、ゲート部２から読み出
された電荷を垂直転送する垂直転送部３と、垂直転送部
３から転送される電荷を排出する排出部４と、垂直転送
部３から転送される電荷を水平転送する水平転送部５と
を備えた赤外線撮像装置において、信号電荷の読み出し
を行う信号電荷転送手段７ａと、電子シャッタ動作に際
し、光電変換部１から不要電荷を排出部４に掃き出す電
荷排出手段８ａと、非電子シャッタ動作に際して、疑似
パルスを印加する疑似パルス印加手段９ａとを備え、疑
似パルスは、電荷排出手段８ａの垂直掃き出しパルスに
よる発熱量と略等しい発熱量を生じるパルスであること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線像を撮像す
る赤外線撮像装置に関する。特に、作動中における素子
発熱量の変化を低減した赤外線撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱現象の観察や、夜間の監視カメ
ラなどに用いるため、赤外線撮像装置が開発されてい
る。図７は、この種の赤外線撮像装置に搭載される赤外
線撮像素子１１の構成を示す説明図である。

【０００３】図７において、赤外線撮像素子１１の基板
上には、光電変換部３１が水平垂直方向に複数配列され
る。これらの光電変換部３１の各々は、ＰｔＳｉショッ
トキー接合などから形成され、基板の裏面側から入射す
る赤外線領域の光を光電変換する。これらの光電変換部
３１の各垂直列には、転送ゲート３２を介して垂直ＣＣ
Ｄ３３がそれぞれ配置される。これらの垂直ＣＣＤ３３
の一端側には、水平ＣＣＤ３４が水平方向に配置され、
他端側には、ドレイン部３５が配置される。

【０００４】水平ＣＣＤ３４の出力端には、転送電荷を
電圧信号に変換する電荷検出部３６が配置される。図８
は、赤外線撮像装置の全体構成を示す図である。

【０００５】図８において、上記した赤外線撮像素子１
１は、熱伝導率の高いコールドステージ１２の表面側に
固定される。この赤外線撮像素子１１およびコールドス
テージ１２は、ほぼ真空状態に保たれた真空容器１３
（デュワー）の内側に収納される。この真空容器１３に
は、赤外線撮像素子１１の受光光軸の向きに、赤外線透
過窓１４が設けられる。

【０００６】赤外線透過窓１４の外側には、赤外線用光
学系１５が配置される。この赤外線用光学系１５は、赤
外線撮像素子１１の受光面に光像を形成する。一方、コ
ールドステージ１２の裏面側には、温度変化に伴う寸法
歪みを緩衝するためのサーマルインターフェース１６を
介して、熱伝導率の高いコールドフィンガー１７の一端
が接合される。

【０００７】このコールドフィンガー１７の他端側に
は、冷却物質を膨張させる膨張器１８が接合される。こ
の膨張器１８には、連結管１９を介して、冷却物質を圧
縮する圧縮器２０が連結される。これらの膨張器１８お
よび圧縮器２０の間では、連結管１９を介して冷却物質
が循環することにより、膨張器１８側の温度を極低温
（例えば、８０Ｋ程度）に維持する。

【０００８】また、赤外線撮像素子１１の接続端子に
は、駆動回路２３および画像信号処理回路２４が電気的
に接続される。この接続関係について詳細に述べると、
まず、駆動回路２３から出力される駆動パルス群は、図
７に示した、ゲート電極φ１，垂直転送電極φ２〜φ４
および水平転送電極にそれぞれ供給される。また、図７
に示した電荷検出部３６からの出力信号は、画像信号処
理回路２４へ出力される。

【０００９】このような構成の赤外線撮像素子１１につ
いて、信号電荷の読み出し動作を説明する。 （信号電荷の読み出し動作）図９は、信号電荷の垂直転
送パルスを示す図である。

【００１０】図９に示されるように、赤外線撮像素子１
１の駆動サイクルは、垂直帰線期間および垂直走査期間
という２つの期間から構成される。これら２つの期間
は、受像機（図示せず）側の走査タイミングに対応した
期間である。この垂直走査期間の開始直前に、駆動回路
２３は、ゲート電極φ１に対しゲートパルスｂ１を印加
する。すると、光電変換部３１に蓄積された信号電荷
は、転送ゲート３２を介して、垂直ＣＣＤ３３側の電位
井戸に一括して移送される。

【００１１】このような動作に続いて垂直走査期間が開
始すると、駆動回路２３は、垂直転送電極φ２〜φ４に
対し、図９に示すような３相の垂直転送パルスを印加す
る。この垂直転送パルスによって、垂直ＣＣＤ３３上の
信号電荷は、水平ＣＣＤ３４側に向かって順次に転送さ
れる。このような垂直転送の動作により、垂直ＣＣＤ３
３の一端側からは、１水平ライン分の信号電荷が順番に
出力される。これら１水平ライン分の信号電荷は、水平
ＣＣＤ３４の上において遅滞なく水平転送され、電荷検
出部３６に出力される。電荷検出部３６は、この信号電
荷を電圧に変換して、画像信号処理回路２４へ出力す
る。

【００１２】以上説明した一連の動作により、赤外線撮
像素子１１から信号電荷が読み出される。ところで、図
９中に示すＣ２の期間は、上記したゲートパルスｂ１に
先行した期間であり、後述する電子シャッタ動作にかか
わる期間である。図１０（ａ）〜（ｅ）は、このＣ２期
間における駆動パルスを詳細に示す図である。

【００１３】以下、非電子シャッタ動作と電子シャッタ
動作とに場合分けをして、Ｃ２期間中の駆動パルスを具
体的に説明する。 （非電子シャッタ動作時）電子シャッタの動作を行わな
い場合、Ｃ２期間中に、不要電荷の掃き出しは行われな
い。

【００１４】そのため、図１０（ａ）に示すように、垂
直転送電極φ２〜φ４に対して、有意な駆動パルスは特
に印加されない。なお従来の垂直転送電極φ２〜φ４に
あっては、図１０（ａ）に示すように、垂直転送パルス
がそのまま継続して印加されていた。この場合、Ｃ２期
間中のパルス数は２１回程度であった。

【００１５】（電子シャッタ動作時）一方、電子シャッ
タ動作を行う場合、次のような手順に従って、不要電荷
の掃き出し動作が実行される。まず、駆動回路２３は、
上述のゲートパルスｂ１に対して所望の露光時間だけ先
行したタイミングで、ゲートパルスｂ２を印加する。す
ると、光電変換部３１に蓄積された不要電荷は、転送ゲ
ート３２を介して、垂直ＣＣＤ３３側の電位井戸に一括
して移送される。

【００１６】このような動作に続いて、駆動回路２３
は、垂直転送電極φ２〜φ４に対し、高速の垂直掃き出
しパルスを印加する。この垂直掃き出しパルスにより、
垂直ＣＣＤ３３上の不要電荷は、ドレイン部３５側に向
かって高速に転送される。ドレイン部３５は、転送され
る不要電荷を次々に排出する。このとき、垂直掃き出し
パルスのパルス数を、垂直ＣＣＤ３３上の電位井戸の数
以上に設定することにより、不要電荷を全て掃き出すこ
とが可能となる。

【００１７】例えば、シャッタ速度１／７５０sec の場
合には、図１０（ｂ）に示すように、垂直掃き出しパル
スのパルス数は５００回に設定されていた。シャッタ速
度１／９００sec の場合には、図１０（ｃ）に示すよう
に、垂直掃き出しパルスのパルス数は４００回に設定さ
れていた。シャッタ速度１／１１２５sec の場合には、
図１０（ｄ）に示すように、垂直掃き出しパルスのパル
ス数は４００回に設定されていた。

【００１８】シャッタ速度１／１５００sec の場合に
は、図１０（ｅ）に示すように、垂直掃き出しパルスの
パルス数は３００回に設定されていた。このような動作
によって、光電変換部３１上の不要電荷を一旦リセット
することにより、信号電荷の蓄積時間をゲートパルスｂ
２からゲートパルスｂ１までの時間に制限することがで
きる。このように信号電荷の蓄積時間を制限することに
よって、電子シャッタの機能が実現する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来例において、非電子シャッタ動作から電子シャッタ動
作に移行した場合、Ｃ２期間中のパルス数が急激に増加
する。その結果、赤外線撮像素子１１の発熱量が急上昇
する。赤外線撮像素子１１は、真空容器１３内に封入さ
れて極低温に維持されるため、数秒〜数分後には元の素
子温度に落ち着く。

【００２０】しかしながら、この一時的な素子温度の上
昇に伴って、素子内に熱赤外線が生じる。この熱赤外線
は、光電変換部３１に被ってノイズを生じる。このよう
な熱現象のため、赤外線撮像素子１１を非電子シャッタ
動作から電子シャッタ動作に切り換えた際に、出力画像
信号にノイズが混入するという問題点があった。

【００２１】また、電子シャッタ動作中にシャッタ速度
を切り換えた場合にも、Ｃ２期間中のパルス数が増減す
る。このような場合にも、素子温度が一時的に変化す
る。そのため、出力画像信号にノイズが一時的に混入す
るという問題点があった。そこで、請求項１〜３に記載
の発明では、上述の問題点を解決するために、非電子シ
ャッタ動作から電子シャッタ動作に移行した際に生じる
ノイズ分を低減することができる赤外線撮像装置を提供
することを目的とする。

【００２２】請求項４〜６に記載の発明では、電子シャ
ッタ動作のシャッタ速度を切り換えた際に生じるノイズ
分を低減することができる赤外線撮像装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１〜３に
記載の発明を説明するブロック図である。以下、図１に
対応付けて、上記課題を解決するための手段を説明す
る。

【００２４】請求項１に記載の発明は、面状に配列され
て赤外線の受光量に応じて電荷を蓄積する複数の光電変
換部１と、光電変換部１ごとに設けられ、光電変換部１
に蓄積された電荷を読み出すゲート部２と、光電変換部
１の垂直列ごとに設けられ、ゲート部２を介して読み出
された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部３と、垂直
転送部３を介して転送される電荷を排出する排出部４
と、垂直転送部３を介して転送される電荷を取り込み、
該電荷を水平方向に転送して出力する水平転送部５と、
ゲート部２および垂直転送部３を駆動する駆動手段６ａ
とを備えた赤外線撮像装置において、駆動手段６ａは、
ゲート部２にゲートパルスを印加して光電変換部１から
信号電荷を読み出した後、垂直転送部３に垂直転送パル
スを印加して該信号電荷を水平転送部５へ転送する信号
電荷転送手段７ａと、電子シャッタ動作に際して、信号
電荷転送手段７ａによるゲートパルスの印加時点に対し
て所定の露光時間だけ先行したタイミングで、ゲート部
２にゲートパルスを印加して光電変換部１から不要電荷
を読み出した後、垂直転送部３に垂直掃き出しパルスを
印加して不要電荷を排出部４に掃き出す電荷排出手段８
ａと、非電子シャッタ動作に際して、信号電荷転送手段
７ａによる垂直転送パルスの印加期間外に、垂直掃き出
しパルスによる発熱量と略等しい発熱量を生じる疑似パ
ルスを、垂直転送部３に印加する疑似パルス印加手段９
ａとを有することを特徴とする。

【００２５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の赤外線撮像装置において、疑似パルスのパルス数は、
垂直掃き出しパルスのパルス数と等しいことを特徴とす
る。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の赤外線
撮像装置において、疑似パルスの周期は、垂直掃き出し
パルスの周期と等しいことを特徴とする。

【００２６】図２は、請求項４〜６に記載の発明を説明
するブロック図である。以下、図２に対応付けて、上記
課題を解決するための手段を説明する。請求項４に記載
の発明は、面状に配列され、赤外線の受光量に応じて電
荷を蓄積する複数の光電変換部１と、光電変換部１ごと
に設けられ、光電変換部１に蓄積された電荷を読み出す
ゲート部２と、光電変換部１の垂直列ごとに設けられ、
ゲート部２を介して読み出された電荷を垂直方向に転送
する垂直転送部３と、垂直転送部３を介して転送される
電荷を排出する排出部４と、垂直転送部３を介して転送
される電荷を取り込み、該電荷を水平方向に転送して出
力する水平転送部５と、ゲート部２および垂直転送部３
を駆動する駆動手段６ｂとを備えた赤外線撮像装置にお
いて、駆動手段６ｂは、ゲート部２にゲートパルスを印
加して光電変換部１から信号電荷を読み出した後、垂直
転送部３に垂直転送パルスを印加して信号電荷を水平転
送部５へ転送する信号電荷転送手段７ｂと、電子シャッ
タ動作に際して、信号電荷転送手段７ｂによるゲートパ
ルスの印加時点に対して所定の露光時間だけ先行したタ
イミングで、ゲート部２にゲートパルスを印加して光電
変換部１から不要電荷を読み出した後、垂直転送部３に
垂直掃き出しパルスを印加して該不要電荷を排出部４に
掃き出す電荷排出手段８ｂとを有し、電荷排出手段８ｂ
は、電子シャッタ動作の全てのシャッタ速度において、
垂直掃き出しパルスによる発熱量を略一定に制御するこ
とを特徴とする。

【００２７】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の赤外線撮像装置において、電荷排出手段８ｂは、全て
のシャッタ速度において、垂直掃き出しパルスのパルス
数を一定に揃えることを特徴とする。請求項６に記載の
発明は、請求項５に記載の赤外線撮像装置において、電
荷排出手段８ｂは、全てのシャッタ速度において、垂直
掃き出しパルスの周期を一定に揃えることを特徴とす
る。

【００２８】（作用）請求項１にかかわる赤外線撮像装
置では、非電子シャッタ動作に際して、疑似パルス印加
手段９ａが疑似パルスを発生する。この疑似パルスは、
垂直転送パルスの印加期間外に垂直転送部３に印加され
る。そのため、疑似パルスの印加が、非電子シャッタ時
における信号電荷の読み出し動作に支障を与えるおそれ
はない。

【００２９】また、この疑似パルスによる発熱量は、電
子シャッタ動作時における垂直掃き出しパルスの発熱量
とほぼ等しい。そのため、非電子シャッタ動作から電子
シャッタ動作に移行した際に、発熱量の変化はほとんど
みられなくなる。したがって、電子シャッタ動作に移行
した際の一時的な温度上昇がほぼなくなり、出力画像信
号へのノイズ混入が低減する。

【００３０】請求項２にかかわる赤外線撮像装置では、
疑似パルスのパルス数を、垂直掃き出しパルスのパルス
数と等しく設定する。一般的に、パルス数と発熱量との
間には高い相関を有する。そこで、両パルスのパルス数
を等しくすることにより、疑似パルスによる熱発生量
を、垂直掃き出しパルスによる熱発生量に正確に近づけ
ることができる。

【００３１】請求項３にかかわる赤外線撮像装置では、
疑似パルスの周期を、垂直掃き出しパルスの周期と等し
く設定する。一般的に、パルス周期と発熱量との間には
高い相関を有する。そこで、両パルスのパルス周期の設
定を等しくすることにより、疑似パルスによる熱発生量
を、垂直掃き出しパルスによる熱発生量に一層正確に近
づけることができる。

【００３２】請求項４にかかわる赤外線撮像装置では、
電荷排出手段８ｂが、全てのシャッタ速度において、垂
直掃き出しパルスによる発熱量を略一定に制御する。そ
のため、シャッタ速度を切り換えた際に、発熱量の変化
はほとんどみられなくなる。したがって、シャッタ速度
を切り換えた際の一時的な温度上昇がほぼなくなり、出
力画像信号へのノイズ混入が低減する。

【００３３】請求項５にかかわる赤外線撮像装置では、
全てのシャッタ速度において、垂直掃き出しパルスのパ
ルス数を等しく設定する。一般的に、パルス数と発熱量
との間には高い相関を有する。そこで、垂直掃き出しパ
ルスのパルス数を等しく揃えることにより、全てのシャ
ッタ速度における熱発生量を正確に一致させることがで
きる。

【００３４】請求項６にかかわる赤外線撮像装置では、
全てのシャッタ速度において、垂直掃き出しパルスのパ
ルス周期を等しく設定する。一般的に、パルス周期と発
熱量との間には高い相関を有する。そこで、垂直掃き出
しパルスのパルス周期を等しく揃えることにより、全て
のシャッタ速度における熱発生量を一層正確に一致させ
ることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図３は、第１の実施形態における疑
似パルスおよび垂直掃き出しパルスを示す説明図であ
る。この第１の実施形態は、請求項１，２，４，５に記
載の発明に対応する実施形態である。

【００３６】なお、第１の実施形態における赤外線撮像
装置の構成は、駆動回路２３の動作の一部を除いて、図
７および図８に示した従来構成と同じである。また、第
１の実施形態における信号電荷の垂直転送サイクルにつ
いては、Ｃ２期間を除いて、図９に示した従来の垂直転
送サイクルと同じである。以下、第１の実施形態におけ
る動作上の特徴点について説明する。

【００３７】まず、電子シャッタ動作を行わない場合、
駆動回路２３は、このＣ２期間中に、温度補償用の疑似
パルスを発生する。この疑似パルスは、垂直転送電極φ
２〜φ４に対して印加される。ここで、疑似パルスのパ
ルス数は、図３（ａ）に示すように、４００回に設定さ
れる。

【００３８】一方、電子シャッタ動作を行う場合、次の
ような手順に従って、不要電荷の掃き出し動作が実行さ
れる。まず、駆動回路２３は、図９に示したゲートパル
スｂ１に対して所望の露光時間だけ先行したタイミング
で、ゲートパルスｂ２を印加する。このようなゲートパ
ルスｂ２に後続して、駆動回路２３は、垂直転送電極φ
２〜φ４に対し、垂直掃き出しパルスを印加する。この
垂直掃き出しパルスのパルス数は、図３（ｂ）〜（ｅ）
に示すように、全てのシャッタ速度において４００回に
設定される。

【００３９】以上説明したように、第１の実施形態で
は、非電子シャッタ動作時に、温度補償用の疑似パルス
を印加する。そのため、赤外線撮像素子１１の発熱量
を、電子シャッタの使用の有無にかかわらず、ほぼ一定
とすることができる。特に、疑似パルスのパルス数を、
垂直掃き出しパルスのパルス数と等しく設定するので、
電子シャッタ動作時の発熱量と、非電子シャッタ動作時
の発熱量とを正確に一致させることができる。

【００４０】したがって、電子シャッタ動作に移行した
際に赤外線撮像素子１１の素子温度が急上昇することが
なくなる。その結果、温度上昇に伴う熱赤外線の発生を
防止し、出力画像信号へのノイズ混入を防止することが
できる。また、第１の実施形態では、全てのシャッタ速
度において、垂直掃き出しパルスのパルス数を等しく設
定する。その結果、全てのシャッタ速度における赤外線
撮像素子１１の発熱量を一定に揃えることができる。し
たがって、シャッタ速度の切り換えに伴う温度変化を抑
制し、出力画像信号へのノイズ混入を防止することがで
きる。

【００４１】次に別の実施形態について説明する。 （第２の実施形態）図４は、第２の実施形態における疑
似パルスおよび垂直掃き出しパルスを示す説明図であ
る。この第２の実施形態は、請求項３，６に記載の発明
に対応する実施形態である。

【００４２】なお、第２の実施形態における赤外線撮像
装置の構成は、駆動回路２３の動作の一部を除いて、図
７および図８に示した従来構成と同じである。また、第
２の実施形態における信号電荷の垂直転送サイクルにつ
いては、Ｃ２期間を除いて、図９に示した従来の垂直転
送サイクルと同じである。第２の実施形態における動作
上の特徴点は、次の２点である。

【００４３】（１）駆動回路２３は、全てのシャッタ速
度について、同一波形（すなわち、パルス数および周期
が等しい）の垂直掃き出しパルスを出力する。 （２）駆動回路２３は、非電子シャッタ動作に際して、
垂直掃き出しパルスと同一波形（すなわち、パルス数お
よび周期が等しい）の疑似パルスを出力する。以上説明
したように、第２の実施形態では、垂直掃き出しパルス
と疑似パルスとを同一波形にしたことにより、赤外線撮
像素子１１の温度変化をより正確に抑制することができ
る。

【００４４】したがって、素子温度の上昇による熱赤外
線の発生を未然に防止し、出力画像信号へのノイズ混入
を確実に防止することができる。次に別の実施形態につ
いて説明する。 （第３の実施形態）図５は、第３の実施形態における疑
似パルスおよび垂直掃き出しパルスを示す説明図であ
る。この第３の実施形態は、請求項３，６に記載の発明
に対応する実施形態である。

【００４５】なお、第３の実施形態における赤外線撮像
装置の構成は、駆動回路２３の動作の一部を除いて、図
７および図８に示した従来構成と同じである。また、第
３の実施形態における信号電荷の垂直転送サイクルにつ
いては、Ｃ２期間を除いて、図９に示した従来の垂直転
送サイクルと同じである。

【００４６】第３の実施形態では、上述した第２の実施
形態と同様に、垂直掃き出しパルスと疑似パルスとがす
べて同一波形である。さらに、第３の実施形態では、垂
直掃き出しパルスと疑似パルスとを全て同一のタイミン
グで印加している。したがって、第３の実施形態では、
電子シャッタ動作などに伴う赤外線撮像素子１１の温度
変化は無視できる程度となる。

【００４７】したがって、一時的な温度変化に伴う熱赤
外線の発生はほとんどなくなり、出力画像信号へのノイ
ズ混入を確実に防止することができる。なお、上述した
実施形態では、赤外線撮像素子１１の温度制御を特に行
っていないが、これに限定されるものではない。例え
ば、図６に示すように、赤外線撮像素子１１の基板上な
どに素子温度検出部５１を設け、検出される素子温度が
一定になるように、温度制御回路５２を用いて温度制御
を行ってもよい。このような温度制御に対して本発明を
併用することにより、温度制御回路５２の負荷変動が相
乗的に小さくなり、一層の温度安定化を図ることが可能
となる。

【００４８】また、上述した実施形態では、図３〜図５
に示すように、疑似パルスを多相の駆動パルスとしてい
る。そのため、疑似パルスの印加に伴って垂直ＣＣＤ３
３上の空の電位井戸は垂直移動する。このように空の電
位井戸が垂直移動することにより、垂直ＣＣＤ３３上に
残留する余計な電荷が一掃される。したがって、図３〜
図５に示すように、疑似パルスを多相の駆動パルスとす
ることより、非電子シャッタ動作時における出力画像信
号のＳ／Ｎを向上させることが可能となる。

【００４９】なお、疑似パルスが温度補償の効果のみを
挙げればよい場合は、当然ながら、疑似パルスを多相の
駆動パルスとする必要は特にない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかわ
る赤外線撮像装置では、非電子シャッタ動作に際して、
温度補償用の疑似パルスを印加する。

【００５１】この疑似パルスは、垂直転送パルスの印加
期間外に印加するので、信号電荷の垂直転送動作に支障
を与えるおそれがない。その上、垂直掃き出しパルスの
発熱量と疑似パルスの発熱量とがほぼ等しいので、電子
シャッタ動作に移行した際の温度上昇がほぼなくなる。
したがって、電子シャッタ動作へ移行する際に、出力画
像信号にノイズが混入するという現象が改善される。

【００５２】請求項２にかかわる赤外線撮像装置では、
疑似パルスのパルス数を、垂直掃き出しパルスのパルス
数と等しく設定するので、両パルス間の熱発生量を正確
に近づけることができる。請求項３にかかわる赤外線撮
像装置では、疑似パルスの周期を、垂直掃き出しパルス
の周期と等しく設定するので、両パルス間の熱発生量を
一層正確に近づけることができる。

【００５３】請求項４にかかわる赤外線撮像装置では、
全てのシャッタ速度において、垂直掃き出しパルスによ
る発熱量を略一定に制御する。そのため、シャッタ速度
の切り換えに際して、発熱量の変化はほとんどみられな
くなる。したがって、シャッタ速度の切り換えに伴う温
度上昇が抑制され、出力画像信号にノイズが混入すると
いう現象が改善される。

【００５４】請求項５にかかわる赤外線撮像装置では、
全てのシャッタ速度において、垂直掃き出しパルスのパ
ルス数を等しく設定する。そのため、全てのシャッタ速
度における熱発生量を正確に一致させることができる。
請求項６にかかわる赤外線撮像装置では、全てのシャッ
タ速度において、垂直掃き出しパルスのパルス周期を等
しく設定する。そのため、全てのシャッタ速度における
熱発生量を一層正確に一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜３に記載の発明を説明するブロック
図である。

【図２】請求項４〜６に記載の発明を説明するブロック
図である。

【図３】第１の実施形態における疑似パルスおよび垂直
掃き出しパルスを示す説明図である。

【図４】第２の実施形態における疑似パルスおよび垂直
掃き出しパルスを示す説明図である。

【図５】第３の実施形態における疑似パルスおよび垂直
掃き出しパルスを示す説明図である。

【図６】温度モニタを備えた赤外線撮像装置を説明する
図である。

【図７】赤外線撮像素子１１の構成を示す説明図であ
る。

【図８】赤外線撮像装置（冷却機構を含む）の構成を示
す図である。

【図９】信号電荷の垂直転送パルスを示す図である。

【図１０】従来の垂直掃き出しパルスを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 光電変換部 ２ ゲート部 ３ 垂直転送部 ４ 排出部 ５ 水平転送部 ６ａ 駆動手段 ６ｂ 駆動手段 ７ａ 信号電荷転送手段 ７ｂ 信号電荷転送手段 ８ａ 電荷排出手段 ８ｂ 電荷排出手段 ９ａ 疑似パルス印加手段 １１ 赤外線撮像素子 １２ コールドステージ １３ 真空容器 １４ 赤外線透過窓 １５ 赤外線用光学系 １６ サーマルインターフェース １７ コールドフィンガー １８ 膨張器 １９ 連結管 ２０ 圧縮器 ２３ 駆動回路 ２４ 画像信号処理回路 ３１ 光電変換部 ３２ 転送ゲート ３３ 垂直ＣＣＤ ３４ 水平ＣＣＤ ３５ ドレイン部 ３６ 電荷検出部 ５１ 素子温度検出部 ５２ 温度制御回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面状に配列され、赤外線の受光量に応じ
   て電荷を蓄積する複数の光電変換部と、 前記光電変換部ごとに設けられ、前記光電変換部に蓄積
   された電荷を読み出すゲート部と、 前記光電変換部の垂直列ごとに設けられ、前記ゲート部
   を介して読み出された電荷を垂直方向に転送する垂直転
   送部と、 前記垂直転送部を介して転送される電荷を排出する排出
   部と、 前記垂直転送部を介して転送される電荷を取り込み、該
   電荷を水平方向に転送して出力する水平転送部と、 前記ゲート部および前記垂直転送部を駆動する駆動手段
   とを備えた赤外線撮像装置において、 前記駆動手段は、 前記ゲート部にゲートパルスを印加して前記光電変換部
   から信号電荷を読み出し、前記垂直転送部に垂直転送パ
   ルスを印加して該信号電荷を前記水平転送部へ転送する
   信号電荷転送手段と、 電子シャッタ動作に際して、前記信号電荷転送手段によ
   るゲートパルスの印加時点に対して所定の露光時間だけ
   先行したタイミングで、前記ゲート部にゲートパルスを
   印加して前記光電変換部から不要電荷を読み出し、前記
   垂直転送部に垂直掃き出しパルスを印加して前記不要電
   荷を前記排出部に掃き出す電荷排出手段と、 非電子シャッタ動作に際して、前記信号電荷転送手段に
   よる垂直転送パルスの印加期間外に、前記垂直掃き出し
   パルスによる発熱量と略等しい発熱量を生じる疑似パル
   スを、前記垂直転送部に印加する疑似パルス印加手段と
   を有することを特徴とする赤外線撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の赤外線撮像装置におい
   て、 前記疑似パルスのパルス数は、前記垂直掃き出しパルス
   のパルス数と等しいことを特徴とする赤外線撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の赤外線撮像装置におい
   て、 前記疑似パルスの周期は、前記垂直掃き出しパルスの周
   期と等しいことを特徴とする赤外線撮像装置。
4. 【請求項４】 面状に配列され、赤外線の受光量に応じ
   て電荷を蓄積する複数の光電変換部と、 前記光電変換部ごとに設けられ、前記光電変換部に蓄積
   された電荷を読み出すゲート部と、 前記光電変換部の垂直列ごとに設けられ、前記ゲート部
   を介して読み出された電荷を垂直方向に転送する垂直転
   送部と、 前記垂直転送部を介して転送される電荷を排出する排出
   部と、 前記垂直転送部を介して転送される電荷を取り込み、該
   電荷を水平方向に転送して出力する水平転送部と、 前記ゲート部および前記垂直転送部を駆動する駆動手段
   とを備えた赤外線撮像装置において、 前記駆動手段は、 前記ゲート部にゲートパルスを印加して前記光電変換部
   から信号電荷を読み出し、前記垂直転送部に垂直転送パ
   ルスを印加して前記信号電荷を前記水平転送部へ転送す
   る信号電荷転送手段と、 電子シャッタ動作に際して、前記信号電荷転送手段によ
   るゲートパルスの印加時点に対して所定の露光時間だけ
   先行したタイミングで、前記ゲート部にゲートパルスを
   印加して前記光電変換部から不要電荷を読み出し、前記
   垂直転送部に垂直掃き出しパルスを印加して該不要電荷
   を前記排出部に掃き出す電荷排出手段とを有し、 前記電荷排出手段は、 前記電子シャッタ動作の全てのシャッタ速度において、
   垂直掃き出しパルスによる発熱量を略一定に制御するこ
   とを特徴とする赤外線撮像装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の赤外線撮像装置におい
   て、 前記電荷排出手段は、 全てのシャッタ速度において、前記垂直掃き出しパルス
   のパルス数を一定に揃えることを特徴とする赤外線撮像
   装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の赤外線撮像装置におい
   て、 前記電荷排出手段は、 全てのシャッタ速度において、前記垂直掃き出しパルス
   の周期を一定に揃えることを特徴とする赤外線撮像装
   置。