[发明专利]一种非制冷红外图像传感器

说明书

本申请披露了一种非制冷红外图像传感器，包括：感光像素阵列，所述感光像素阵列包括N行M列感光像素；遮挡像素阵列，每个遮挡像素对应一个遮挡电阻R_sm，所述遮挡像素阵列的列数为X；针对所述遮挡像素阵列的每一行，对应设置有一个X‑Y选通开关，所述X‑Y选通开关用于从X个R_sm中选通Y个用于产生行级偏压Vfid；其中，M、N、X和Y均为不小于1的整数，且X大于Y。

技术领域

本发明涉及一种传感器。具体的，涉及一种非制冷红外图像传感器。

背景技术

现有的非制冷红外图像传感器如图1所示，其主要工作原理是：由MEMS工艺制作的热敏电阻(像元电阻)将目标景物的红外辐射转换为自身电阻值的变化，并由读出电路将该阻值的变化进行放大读出，最终根据读出的结果处理输出红外图像。阵列型图像传感器的读出方式一般为：列并行处理，通过逐行扫描完成整个阵列的读出。即对于阵列规模为M×N的像素阵列来说，一共有M列列级读出电路进行滚动扫描读出(每一行的M个像元电阻同时由M列读出电路分别读出，完成一行的读出后再进行下一行的读出)。如图1所示为读出电路的主要结构，为了读取热敏电阻阻值的变化，通常的做法是：通过偏压Vfid与MOS晶体管，在像元电阻Rs上产生电流Is，参比电流产生模块产生参比电流Id，Is与Id作差得到差分电流Idiff，再经由后级电路(图1中未画出)对Idiff进行处理得到读出的结果。像元电阻Rs为热敏电阻，其自身通电的焦耳热会影响自身温度从而影响自身的阻值(自加热效应)，为了补偿像元电阻的自加热效应，通常会采用与衬底热绝缘但不接受外部红外辐射的遮挡像素R_sm来产生随自加热效应变化的偏压Vfid，通过该Vfid在像元Rs上产生恒定的电流Is，达到补偿自加热效应的效果。参比电流Id是基于与衬底热接触良好同时也不接受外部红外辐射的盲像素电阻R_d产生。在实际情况下，对于一个M×N规模的像素阵列，需要有M列读出电路，即需要有M个参比电流产生模块，其中每一个参比电流产生模块都需要一个(组)盲像素R_d；而遮挡像素R_sm的作用是产生偏压Vfid，偏压Vfid为每行共享，因此一个M×N规模的电路则需要N个(组)R_sm来产生N个Vfid。

在理想情况下，需要M个(组)盲像素R_d及N个(组)遮挡像素R_sm即可产生M×N规模电路所需要的参比电流Id以及偏压Vfid。实际盲像素与遮挡像素由MEMS工艺加工制成，由于工艺特性，盲像素与遮挡像素存在失效的可能性。读出电路在读出时，每一行的偏压Vfid由该行对应的R_sm产生，而每一列的参比电流基于该列的R_d产生，如果R_sm或R_d失效会导致偏压Vfid或参比电流Id错误，则失效的R_sm或R_d所对应的的行或列都无法正常读出成像，反映到最终的图像上就是行级坏条纹或列级坏条纹，如图2所示。

发明内容

针对现有技术中的图像传感器容易出现行/列条纹的问题，本申请提出了一种非制冷红外图像传感器。

本申请的第一方面披露了第一种非制冷红外图像传感器，所述非制冷红外图像传感器包括：感光像素阵列，所述感光像素阵列包括N行M列感光像素；遮挡像素阵列，每个遮挡像素对应一个遮挡电阻R_sm，所述遮挡像素阵列的列数为X；针对所述遮挡像素阵列的每一行，对应设置有一个X-Y选通开关，所述X-Y选通开关用于从X个R_sm中选通Y个用于产生行级偏压Vfid；其中，M、N、X和Y均为不小于1的整数，且X大于Y。

在一些实施例中，Y大于1时，从X个R_sm中选出的Y个R_sm并联。

在一些实施例中，所述遮挡像素的行数为N+T，实际工作的遮挡像素的行数为N，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路；其中，A和T为不小于1的整数，且A不大于T。