[發明專利]紅外線傳感器及其驅動方法

無效

• 申請號: 200680001148.0
• 申請日: 2006-06-09
• 公開（公告）號: CN101052862A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 村田隆彥;山口琢己;春日繁孝;山田隆善
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G01J1/02
• 分類號: G01J1/02;G01V8/10;G01J1/42;H01L27/14;G01J5/20;H04N5/33;G01J5/48
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及一種檢測從物體及人體放出的紅外線的紅外線傳感器及其驅動方法。?

背景領域?

因為用來檢測從以人體為首的物體輻射出的紅外線的紅外線傳感器是通過非接觸方式來獲得物體的存在、溫度等信息的，所以期待著它能在各個領域中得到利用。特別是，因為將多個紅外線傳感器排列成矩陣狀的紅外線傳感器能夠得到二維的紅外線圖像，所以就期待著它有更加廣泛的應用。因為這樣的紅外線傳感器不需要冷卻、扼流電路，所以施加電場來檢測介電常數隨溫度的變化情況的介質輻射熱計就是很有希望的了。?

圖12顯示的是現有的介質輻射熱計型紅外線傳感器的信號讀出電路。如圖12所示，串聯電容元件201和紅外線檢測電容元件202經由連接點210而串聯連接。紅外線檢測電容元件202具有電容隨著入射到元件的紅外線的強度而變化的特性。在紅外線尚未入射的情況下，將紅外線檢測電容元件202和串聯電容元件201的電容值設定得相等。?

串聯電容元件201和紅外線檢測電容元件202上分別連接著驅動用交流電源204和交流電源205，交流電源204和交流電源205振幅相等，相位相反。?

連接點210經由晶體管203連接在輸出端子206上，借助由信號線Ssw使晶體管203為接通狀態，便能夠在輸出端子206取到連接點210的電位。?

連接點210的電位，由串聯電容元件201和紅外線檢測電容元件202的電容值、交流電源204和交流電源205的電壓(振幅)決定。如圖13所示，在紅外線入射到紅外線檢測電容元件202中，紅外線檢測電容元件202的電容值增加的情況下，便能得到如圖13中A那樣的輸出曲線。補充說明一下，在圖13中曲線C和曲線D分別表示交流電源204和交流電源205的輸出電壓。

在紅外線尚未照射到紅外線檢測電容元件202的情況下，串聯電容元件201和紅外線檢測電容元件202的電容值相等，如圖13中的B曲線所示，連接點210的電位一直是0。因此，能夠高精度地檢測出紅外線(參考例如專利文獻1)。專利文獻1：特開2002-365130?

發明內容

?發明要解決的技術問題

但是，因為所述現有的紅外線傳感器需要一個紅外線檢測電容元件和一個串聯電容元件，所以出現的問題就是：與沒有串聯電容元件的情況相比，紅外線檢測電容元件在像素中所占的比率即開口率變小。特別是，在將多個紅外線傳感器設置為矩陣狀的情況下，對像素的面積的限制增大，開口率的下降就成了更大的問題。?

另一個問題是，在紅外線尚未入射時紅外線檢測電容元件的電容值和串聯電容元件的電容值存在偏差的情況下，問題是，由于輸出中出現了偏置，測量精度下降。若為防止測量精度由于偏置而下降設置上對偏置進行校正的電路，問題就是開口率會進一步下降。?

本發明正是為解決上述問題而研究開發出來的，其目的在于：在使開口率下降的情況下，就能實現測量精度很高的紅外線傳感器。用以解決問題的技術方案?

為達成所述目的，本發明是這樣的一種結構，將紅外線傳感器連接到多個紅外線檢測電容元件共用的串聯電容元件和參考電容元件上。?

具體而言，本發明所涉及的紅外線傳感器，包括：多個參考像素單元，該多個參考像素單元布置成矩陣狀，各個參考像素單元中包括：輸出線、經由開關元件連接在該輸出線與接地線之間的參考電容元件以及電容值隨著已入射的紅外線的強度而變化的多個紅外線檢測電容元件以及多個串聯電容元件，各個串聯電容元件對應于所述各個參考像素單元而設且連接在所述輸出線與電源之間。?

根據本發明的紅外線傳感器，因為串聯電容元件是對應于含有紅外線檢測電容元件的各個參考像素單元而設置的，所以能夠將串聯電容元件在紅外線檢測電容元件中所占有的面積抑制得很小。因此，能夠使開口率提高。另外，因為參考像素單元包括參考電容元件，所以通過使用參考電容元件便能使偏置的影響減小，從而使測量精度提高。再就是，因為對多個紅外線檢測電容元件設置了一個參考電容元件，所以能夠抑制開口率由于參考電容元件的存在而下降。?

最好是，在本發明的紅外線傳感器中，參考電容元件的電容值、串聯電容元件的電容值與紅外線尚未入射時的紅外線檢測電容元件的電容值相等。做成這樣的結構后，便能可靠地使偏置的影響減小。?

最好是，在本發明的紅外線傳感器中，在參考像素單元中，參考電容元件和紅外線檢測電容元件呈一維排列。?

最好是，在本發明的紅外線傳感器中，在參考像素單元中，參考電容元件和紅外線檢測電容元件呈二維排列。?