[发明专利]一种热敏传感器阵列

说明书

本发明涉及热敏传感器阵列像素结构设计技术领域，具体公开了一种热敏传感器阵列，所述热敏传感器阵列包括像素阵列、行引线阵列、列引线阵列、像素开关阵列、列引线间开关阵列，像素开关阵列实现同列任意像素串联模式，列引线间开关阵列实现列间像素串联或并联模式。通过所述像素开关阵列与所述列引线间开关阵列，实现多规模、多样式的像素合并结构，且多种合并结构可自由组合，普适于多类型热敏传感器阵列，通过像素硬件物理合并，可实现像素尺寸较小的热敏传感器阵列高灵敏度、高信噪比的探测模式。

技术领域

本发明涉及热敏传感器阵列像素结构设计技术领域，更具体地，涉及一种热敏传感器阵列。

背景技术

MEMS传感器作为物联网、人工智能、5G等新一代信息技术的感知基础和数据来源，在各个领域发挥着越来越重要的作用；其中，热敏传感器基于热敏材料或元件的温度敏感特性，在非接触式温度测量、真空度测量、气体流量测量等领域广泛应用，尤其是用于非接触式红外测温成像的热敏传感器阵列，引起世界的广泛关注；随着MEMS工艺技术的不断发展，热敏传感器阵列的像素尺寸逐年缩小，阵列规模逐年增大，因此，热敏传感器阵列的探测分辨率得到显著提高，但像素尺寸的不断缩小，同时也带来传感器灵敏度下降及信噪比退化的问题。

针对提升热敏传感器阵列的灵敏度，改善传感器的信噪比，现主流的方法主要有3个：1）提升热敏材料温敏特性性能；2）优化传感器阵列像素结构；3）像素合并，增加热敏元件个数，实现热敏电信号的叠加；针对像素合并方案，专利US10051210B2利用第二类、第三类开关闭合，第一类、第四类开关断开，实现像素1×1正常模式读出；利用第一类、第四类开关闭合，第二类、第三类开关断开，实现2×2同列像素串联、列间像素并联的合并模式读出，此专利所实现的合并规模比较单一，且列间像素仅能并联。

发明内容

本发明提供了一种热敏传感器阵列，以解决现有技术中存在的不同类型像素尺寸较小的热敏传感器阵列探测灵敏度不足、信噪比差的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种热敏传感器阵列，所述热敏传感器阵列包括像素阵列、行引线阵列、列引线阵列、像素开关阵列、列引线间开关阵列，所述像素阵列包括像素，所述像素开关阵列包括像素输入端开关阵列和像素输出端开关阵列，所述列引线间开关阵列包括列引线间串联开关阵列和列引线间并联开关阵列，通过所述像素开关阵列与所述列引线间开关阵列，实现多规模、多样式的像素合并结构：其中，

所述像素输入端开关阵列与所述像素输出端开关阵列实现m×1规模的同列像素串联的合并结构；

所述m×1规模的同列像素串联的合并结构，配合所述列引线间并联开关阵列实现m×n规模的同列像素串联、列间像素并联的合并结构；

所述m×1规模的同列像素串联的合并结构，配合所述列引线间串联开关阵列实现m×n规模的所有像素串联的合并结构。

进一步地，所述热敏传感器阵列选自热电堆型传感器阵列、热阻型传感器阵列或二极管型传感器阵列等多种热敏型传感器中的一种或多种。

进一步地，所述像素阵列的规模为M×N，其中，M≥m≥1，N≥n≥1，且m与M为整数倍关系，n与N为整数倍关系。

进一步地，所述行引线阵列为行像素的输出引线。

进一步地，所述列引线阵列为列像素的供电电平引线。

进一步地，所述像素输入端开关阵列用于选择像素的不同合并规模。

进一步地，所述像素输出端开关阵列用于选择将像素的输出端串接同列的其它像素或直接输出至行引线。

进一步地，所述列引线间并联开关阵列用于实现不同列间像素的并联连接。

进一步地，所述列引线间串联开关阵列用于实现不同列间像素的串联连接。