[發明專利]一種熱敏傳感器陣列

有效

• 申請號: 202010897430.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111988545B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 侯影;傅劍宇;劉超;周瓊;馮萬進;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 無錫物聯網創新中心有限公司
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H04N5/378;G01J5/12;G01J5/20;B81B7/02;G01J5/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

本發明涉及熱敏傳感器陣列像素結構設計技術領域，具體公開了一種熱敏傳感器陣列，所述熱敏傳感器陣列包括像素陣列、行引線陣列、列引線陣列、像素開關陣列、列引線間開關陣列，像素開關陣列實現同列任意像素串聯模式，列引線間開關陣列實現列間像素串聯或并聯模式。通過所述像素開關陣列與所述列引線間開關陣列，實現多規模、多樣式的像素合并結構，且多種合并結構可自由組合，普適于多類型熱敏傳感器陣列，通過像素硬件物理合并，可實現像素尺寸較小的熱敏傳感器陣列高靈敏度、高信噪比的探測模式。

技術領域

本發明涉及熱敏傳感器陣列像素結構設計技術領域，更具體地，涉及一種熱敏傳感器陣列。

背景技術

MEMS傳感器作為物聯網、人工智能、5G等新一代信息技術的感知基礎和數據來源，在各個領域發揮著越來越重要的作用；其中，熱敏傳感器基于熱敏材料或元件的溫度敏感特性，在非接觸式溫度測量、真空度測量、氣體流量測量等領域廣泛應用，尤其是用于非接觸式紅外測溫成像的熱敏傳感器陣列，引起世界的廣泛關注；隨著MEMS工藝技術的不斷發展，熱敏傳感器陣列的像素尺寸逐年縮小，陣列規模逐年增大，因此，熱敏傳感器陣列的探測分辨率得到顯著提高，但像素尺寸的不斷縮小，同時也帶來傳感器靈敏度下降及信噪比退化的問題。

針對提升熱敏傳感器陣列的靈敏度，改善傳感器的信噪比，現主流的方法主要有3個：1）提升熱敏材料溫敏特性性能；2）優化傳感器陣列像素結構；3）像素合并，增加熱敏元件個數，實現熱敏電信號的疊加；針對像素合并方案，專利US10051210B2利用第二類、第三類開關閉合，第一類、第四類開關斷開，實現像素1×1正常模式讀出；利用第一類、第四類開關閉合，第二類、第三類開關斷開，實現2×2同列像素串聯、列間像素并聯的合并模式讀出，此專利所實現的合并規模比較單一，且列間像素僅能并聯。

發明內容

本發明提供了一種熱敏傳感器陣列，以解決現有技術中存在的不同類型像素尺寸較小的熱敏傳感器陣列探測靈敏度不足、信噪比差的問題。

作為本發明的第一個方面，提供一種熱敏傳感器陣列，所述熱敏傳感器陣列包括像素陣列、行引線陣列、列引線陣列、像素開關陣列、列引線間開關陣列，所述像素陣列包括像素，所述像素開關陣列包括像素輸入端開關陣列和像素輸出端開關陣列，所述列引線間開關陣列包括列引線間串聯開關陣列和列引線間并聯開關陣列，通過所述像素開關陣列與所述列引線間開關陣列，實現多規模、多樣式的像素合并結構：其中，

所述像素輸入端開關陣列與所述像素輸出端開關陣列實現m×1規模的同列像素串聯的合并結構；

所述m×1規模的同列像素串聯的合并結構，配合所述列引線間并聯開關陣列實現m×n規模的同列像素串聯、列間像素并聯的合并結構；

所述m×1規模的同列像素串聯的合并結構，配合所述列引線間串聯開關陣列實現m×n規模的所有像素串聯的合并結構。

進一步地，所述熱敏傳感器陣列選自熱電堆型傳感器陣列、熱阻型傳感器陣列或二極管型傳感器陣列等多種熱敏型傳感器中的一種或多種。

進一步地，所述像素陣列的規模為M×N，其中，M≥m≥1，N≥n≥1，且m與M為整數倍關系，n與N為整數倍關系。

進一步地，所述行引線陣列為行像素的輸出引線。

進一步地，所述列引線陣列為列像素的供電電平引線。

進一步地，所述像素輸入端開關陣列用于選擇像素的不同合并規模。

進一步地，所述像素輸出端開關陣列用于選擇將像素的輸出端串接同列的其它像素或直接輸出至行引線。

進一步地，所述列引線間并聯開關陣列用于實現不同列間像素的并聯連接。

進一步地，所述列引線間串聯開關陣列用于實現不同列間像素的串聯連接。