热红外检测器的制作方法

热红外检测器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于2020年12月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0183610并且要求其优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本公开的示例实施例涉及热红外检测器。


背景技术：

4.热红外器件将通过吸收从要被测量的物体发射的远红外(lwir)能量而在器件之中生成的热量转换成电信号。热成像相机或热录像仪可以将布置在二维阵列中的多个热红外器件的信号转换成热图像，使得要被测量的物体或整个场景的温度差异可以用肉眼看见。在室温下操作的典型的热红外检测器件可以包括测辐射热器件、热电堆和热电器件。这些器件因为其不需要低温制冷系统而用在各种小型或便携式应用中。


技术实现要素：

5.一个或多个示例实施例提供了一种热红外检测器、热红外传感器阵列及其驱动方法。
6.附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对示例实施例的实践来获知。
7.根据示例实施例的一个方面，提供了一种热红外检测器，包括：热红外传感器阵列，包括设置在多个行和多个列中的多个电阻式红外器件；以及驱动电路，配置为驱动热红外传感器阵列，其中多个电阻式红外器件中的在行方向或列方向上彼此相邻的至少两个电阻式红外器件被分组在一起，其中多个电阻式红外器件中的至少一个电阻式红外器件由至少两个组共享，并且其中多个电阻式红外器件中包括在至少两个组中的每一个组中的至少两个电阻式红外器件被串联连接。
8.热红外检测器还可以包括：连接开关，连接在至少两个组中的每个组所包括的至少两个电阻式红外器件之间。
9.多个行的数量可以是m，多个列的数量可以是n，并且m和n中的每一个可以是大于或等于3的自然数。
10.热红外检测器还可以包括多个像素，多个像素分别包括多个电阻式红外器件中的相应电阻式红外器件，多个像素中的每个像素可以包括：第一开关，第一开关的第一端连接到行方向线，第一开关的第二端连接到多个电阻式红外器件中的相应电阻式红外器件的第一端；以及第二开关，第二开关的第一端连接到列方向线，第二开关的第二端连接到多个电阻式红外器件中的相应电阻式红外器件的第二端。
11.热红外检测器还可以包括多个像素，多个像素分别包括多个电阻式红外器件中的相应电阻式红外器件，多个像素中的每个像素可以包括：第一开关，基于行选择信号从行方
向线进行切换，并且第一开关的第一端连接到多个电阻式红外器件中的相应电阻式红外器件的第一端，第一开关的第二端连接到列方向线；以及第二开关，第二开关的第一端连接到多个电阻式红外器件中的相应电阻式红外器件的第二端，第二开关的第二端接地。
12.驱动电路还可以被配置为：依次驱动包括设置在多个行和多个列中的多个像素中的相邻像素在内的像素组；以及连接开关以测量每个像素组中的至少两个电阻式红外器件的串联电阻。
13.驱动电路还可以被配置为：输出用于接通连接开关的连接信号；以及输出用于选择多个行中的第一行的第一行选择信号。
14.驱动电路还可以被配置为：输出第一连接信号，第一连接信号用于接通将多个行中的第一行中的第一电阻式红外器件连接到第二行中与第一电阻式红外器件分在一组中的第四电阻式红外器件的连接开关；输出用于选择第一行中的第一电阻式红外器件的第一行第一选择信号，以使与第一行中的第一电阻式红外器件的第一端连接的第一开关基于第一行第一选择信号而接通；以及输出用于选择多个列中的第一列的第一列选择信号，以使与第二行中的第四电阻式红外器件的第二端连接的第二开关基于第一列选择信号而接通。
15.驱动电路还可以被配置为：输出第二连接信号，第二连接信号用于接通将第一行中的第二电阻式红外器件连接到第二行中与第二电阻式红外器件分在一组中的第五电阻式红外器件的连接开关；输出用于选择第一行中的第二电阻式红外器件的第一行第二选择信号，以使与第一行中的第二电阻式红外器件的第一端连接的第一开关基于第一行第二选择信号而接通；以及输出用于选择多个列中的第二列的第二列选择信号，以使与第二行中的第五电阻式红外器件的第二端连接的第二开关基于第二列选择信号而接通。
16.驱动电路还可以被配置为：输出第一连接信号，第一连接信号用于接通将多个行中的第一行中的第一电阻式红外器件连接到第一行中与第一电阻式红外器件分在一组中的第二电阻式红外器件的连接开关；输出用于选择多个行中的第一行中的第一电阻式红外器件的第一行第一选择信号，以使与第一行中的第一电阻式红外器件的第一端连接的第一开关基于第一行第一选择信号而接通；以及输出用于选择多个列中的第二列的第二列选择信号，以使与第行中的第二电阻式红外器件的第二端连接的第二开关基于第二列选择信号而接通。
17.驱动电路还可以被配置为：输出第二连接信号，第二连接信号用于接通将第一行中的第二电阻式红外器件连接到第一行中与第二电阻式红外器件分在一组中的第三电阻式红外器件的连接开关；输出用于选择多个行中的第一行中的第二电阻式红外器件的第一行第二选择信号，以使与第一行中的第二电阻式红外器件的第一端连接的第一开关基于第一行第二选择信号而接通；以及输出用于选择多个列中的第三列的第三列选择信号，以使与第一行中的第三电阻式红外器件的第二端连接的第二开关基于第三列选择信号而接通。
18.多个电阻式红外器件中的每一个可以包括测辐射热仪。
19.根据示例实施例的另一方面，提供了一种热红外传感器阵列，包括：多个电阻式红外器件，连接到m个行电极和n个列电极；多个第一开关，多个第一开关中的每一个连接在多个电阻式红外器件中的每一个的第一端和对应行电极线之间；多个第二开关，多个第二开关中的每一个连接在多个电阻式红外器件中的每一个的第二端和对应列电极线之间；以及多个连接开关，分别串联连接在多个电阻式红外器件中的相邻电阻式红外器件之间，以将
在行方向或列方向上的至少两个相邻的电阻式红外器件分在一组中。
20.m和n中的每一个可以是大于或等于3的自然数，组的尺寸可以在行方向上是m并且在列方向上是n，m是小于m的自然数，n是小于n的自然数，并且m和n都不是1。
21.至少两个组可以共享至少一个电阻式红外器件。
22.多个连接开关中的每一个可以设置在包括多个电阻式红外器件之一、多个第一开关之一、以及多个第二开关之一在内的第一像素处或与第一像素分在一组中的第二像素处，第二像素在行方向或列方向上与第一像素相邻。
23.多个电阻式红外器件中的每一个可以包括测辐射热仪。
24.方法可以包括：基于连接信号接通多个连接开关中的连接开关，连接开关被设置在多个电阻式红外器件在第m行中的一个器件和多个电阻式红外器件在第m 1行中的一个器件之间，多个电阻式红外器件在第m行中的一个器件与多个电阻式红外器件在第m 1行中的一个器件被分在一组中；基于第m行选择信号接通多个第一开关中的一个第一开关，多个第一开关中的一个第一开关连接到第m行、第n列中的电阻式红外器件的第一端；基于第n列选择信号接通多个第二开关中的一个第二开关，多个第二开关中的一个第二开关连接到第m 1行、第n列中的电阻式红外器件的第二端；以及获得第m行、第n列中的电阻式红外器件和第m 1行、第n列中的电阻式红外器件的串联电阻，其中m是小于m的自然数并且n是小于n的自然数。
25.方法可以包括：基于连接信号接通多个连接开关中的连接开关，连接开关被设置在多个电阻式红外器件在第m行、第n列中的一个器件和多个电阻式红外器件在第m行、第n 1列中的一个器件之间，多个电阻式红外器件在第m行、第n列中的一个器件和多个电阻式红外器件在第m行、第n 1列中的一个器件被分在一组中；基于第m行选择信号接通多个第一开关中的一个第一开关，多个第一开关中的一个第一开关连接到第m行、第n列中的电阻式红外器件的第一端；基于第n 1列选择信号接通多个第二开关中的一个第二开关，多个第二开关中的一个第二开关连接到第m行、第n 1列中的电阻式红外器件的第二端；以及获得第m行、第n列中的电阻式红外器件和第m行、第n 1列中的电阻式红外器件的串联电阻，其中m是小于m的自然数并且n是小于n的自然数。
26.提供了一种驱动热红外传感器的方法，方法包括：基于接收到第m行选择信号而接通第一开关，第一开关连接到多个电阻式红外器件中在第m行、第n列中的电阻式红外器件的第一端；基于连接信号选择性地接通开关，开关连接在多个电阻式红外器件之间，以将从第m行到m p-1行、从第n列到第n q-1列所包括的p
×
q个电阻式红外器件电串联；基于第n q-1列选择信号而接通第二开关，第二开关连接到多个电阻式红外器件中在第n q-1列、从第m行到第m p-1行中的一个电阻式红外器件的第二端；以及获得p
×
q个电阻式红外器件的串联电阻，其中m是小于m的自然数，n是小于n的自然数，p是小于m的自然数，q是小于n的自然数，并且p和q都不是1。
27.根据示例实施例的又一方面，提供了一种热红外检测器，包括：像素阵列，包括设置在多个行和多个列中的多个像素，多个像素分别包括多个电阻式红外器件；以及驱动电路，配置为驱动像素阵列，其中像素阵列包括多个像素组，多个像素组分别包括多个电阻式红外器件中在行方向或列方向上彼此相邻的至少两个电阻式红外器件，其中多个像素组彼此重叠以使至少两个电阻式红外器件由至少两个像素组共享，并且其中由至少两个像素组
共享的至少两个电阻式红外器件被串联连接。
附图说明
28.根据结合附图的以下描述，将更清楚示例实施例的以上和/或其他方面、特征和优点，在附图中：
29.图1示出根据示例实施例的热红外检测器；
30.图2是根据示例实施例的像素分组的概念图；
31.图3是根据另一个示例实施例的像素分组的信号检测的电路图；
32.图4是包括图1的电阻式红外器件的像素的示意图；
33.图5是根据另一个示例实施例的2
×
1分组驱动的像素电路图；
34.图6是根据另一个示例实施例的2
×
1分组驱动的像素电路图；
35.图7是图5的像素的信号检测的电路图；
36.图8是根据另一个示例实施例的1
×
2分组驱动的像素电路图；
37.图9是图8的像素的信号检测的电路图；
38.图10是根据另一个示例实施例的m
×
n分组驱动的像素电路图；
39.图11是图10的像素的信号检测的电路图；
40.图12是根据一个示例实施例的驱动热红外传感器阵列的方法的流程图；
41.图13是根据另一个示例实施例的驱动热红外传感器阵列的方法的流程图；
42.图14是根据另一个示例实施例的驱动热红外传感器阵列的方法的时序图；以及
43.图15是根据另一个示例实施例的像素电路图。
具体实施方式
44.现在将详细参考附图中所示出的实施例，其中类似的附图标记始终指代类似的元件。在这点上，示例性实施例可以具有不同形式，并且不应当被解释为受限于本文所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述示例实施例，以解释各个方面。如本文中所使用的术语“和/或”包括相关列出项中的任一项和一项或多项的所有组合。称为“......中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应该理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c二者、或包括a、b和c的全部。
45.考虑到本公开中的功能，已从当前广泛使用的通用术语中选择了本公开中使用的术语。然而，这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、案例先例以及新技术的出现而变化。此外，对于特殊情况，申请人选择的术语的含义将在说明部分详细说明。因此，本公开中使用的术语是基于其与整个说明书中讨论的内容相关的含义来定义的，而不是通过其简单的含义来定义的。
46.本文中使用诸如“第一”和“第二”之类的术语，仅用于描述各种构成元件，但是构成元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个构成元件与另一个构成元件相区分的目的。
47.本文中使用的术语不旨在限制实施例。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意在还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。此外，在示例实施例中，
当层、区域或组件被称为被电连接到另一个层、区域或组件时，可以是直接电连接到另一个层、区域或组件或经由中间层、区域或组件间接电连接到另一层、区域或组件。此外，还应理解，本文中使用的术语“包含”和/或“包括”指存在所声明的特征或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征或组件。
48.在描述本公开的上下文中(尤其是在所附权利要求的上下文中)对术语“一”、“一个”和“所述”及类似指示物的使用应当被解释为涵盖单数和复数两者。此外，可以按照任何适当顺序执行本文中描述的所有方法的步骤，除非本文中另外指出或者上下文另外明确地相反指示。本公开不限于所描述的步骤顺序。
49.本公开可以以功能块组件和各种处理步骤来描述。可以由被配置为执行指定功能的任意数量的硬件和/或软件组件来实现这种功能块。例如，与实施例有关的功能块可以由一个或多个微处理器或用于预定功能的其他电路配置来实现。此外，功能块可以用任何编程或脚本语言来实现。此外，可以通过在一个或多个处理器中执行的算法来实现功能块。实施例可以使用用于电子环境设置、信号处理和/或数据处理等的传统技术。
50.所呈现的各个附图中示出的连接线或连接器意在表示各个元件之间的功能关系和/或物理或逻辑耦接。应该注意，在实际设备中可以存在许多替代或者附加的功能关系、物理连接或逻辑连接。
51.现在将参照附图更完全地对本公开进行描述，在附图中示出了本公开的示例实施例。然而，本公开可以以许多不同形式体现，且不应被解释为受限于本文中所阐述的示例实施例。
52.在一个示例实施例中，热红外检测器可以被应用于热成像系统的读出电路ic和信号检测控制电路。
53.在一个示例实施例中，热红外传感器阵列可以包括以二维阵列配置的多个热红外器件，其可以将来自热红外器件的输出信号转换成热图像，以使要被测量的物体或整个场景的温度差被显示。
54.在一个示例实施例中，虽然可以将热红外器件描述为测辐射热电阻器件，但是实施例不限于此，并且热红外器件可以包括热电堆或热电器件。
55.在一个示例实施例中，分在一组中或分组可以是在行方向和/或列方向上组合布置在传感器阵列中的多个器件的操作。
56.在一个示例实施例中，像素可以是在像素阵列中实现的器件，并且一个像素可以包括热红外器件、行选择开关、列选择开关等。
57.图1示出根据示例实施例的热红外检测器100。
58.参考图1，热红外检测器100可以包括像素阵列110和驱动电路120。
59.热红外检测器100可以由非制冷型热成像相机实现。非制冷型热成像相机可以包括光学系统、焦平面阵列、信号处理器、信号控制器、温度稳定器和显示器。在光学系统中，从物体或场景辐射的红外光通过红外透镜投影到焦平面阵列上。投影到焦平面阵列上的红外辐射能量由焦平面阵列传感器和信号处理器转换成电信号，然后通过模数转换改变为数字信号。为了减少到周围大气的热传导，焦平面阵列可以以真空封装布置并且红外窗口可以被布置在焦平面阵列的前方。已转换为数字信号的数据通过偏差校正、放大校正、信号处理器中的其他信号处理被转换成图像数据，并且被显示在屏幕上。可以通过以行为单位或
以列为单位另外增加参考器件来执行偏差和放大校正。温度稳定器可以允许焦平面阵列的传感器在恒定的温度条件下操作。
60.返回参考图1，像素阵列110可以包括在行方向和列方向上布置的多个器件111至117。器件111至器件117可以是传感器，例如，热红外传感器、电阻式红外器件或测辐射热器件。虽然将器件描述为电阻式红外器件，例如，测辐射热器件，但是器件可以是其他类型的传感器，例如热电堆或热电器件。像素阵列110可以由以二维阵列布置在硅衬底上的多个红外检测器件实现。
61.驱动电路120可以包括读出集成电路(roic)以检测每个检测器件的特性的改变。驱动电路120可以依次驱动像素阵列110的所有像素，以从红外检测器件或电阻式红外器件读出数据并检测要被测量的物体的温度。
62.驱动电路120还可以包括用于生成偏置信号的偏置电路、用于可选择地激活检测器件的行选择电路、列选择电路、列通道放大电路、采样和保持电路、列复用器、输出缓冲电路等。
63.从一个像素到输出端的信号路径如下。有效的测辐射热仪经由开关偏置。不感光的参考测辐射热仪可以连接到每个列的端部。为了对流入有效的测辐射热仪和不感光的测辐射热仪的电流之差进行积分，使用放大(跨阻放大器)电路。放大器的输出电压通过开关的操作在电容器中被积分，然后通过开关的操作被发送输出到电压。
64.有效的测辐射热仪电阻的一端连接到偏置电压。有效的测辐射热仪电阻的另一端经由第一开关连接到第一列线。开关的切换控制线连接到第一行线。第一列线的一端连接到不感光的电阻，并且放大器的输入端口连接到参考电压。时间交错式驱动操作测量按照特定间隔布置的器件的电阻以获得和显示热图像。定时控制电路配置为控制行选择电路和列选择电路的定时。响应于来自定时控制电路的信号，行选择电路可选择地激活行线中的一个。行选择电路可以由复用器或其他类型的组件/器件实现。
65.像素阵列110可以包括连接到m个行电极和n个列电极的多个电阻式红外器件111至117。m表示在行方向上的电极的数量，n表示在列方向上的电极的数量。多个电阻式红外器件在行方向或列方向上被分组。例如，在行方向上，电阻式红外器件111和电阻式红外器件112被分成一组，电阻式红外器件112和电阻式红外器件113被分成一组，并且电阻式红外器件113和电阻式红外器件114被分成一组，由此对所有像素进行分组。在列方向上，电阻式红外器件111和电阻式红外器件115被分成一组。在一个示例实施例中，m和n是大于或等于3的自然数。
66.在一个示例实施例中，从包括相邻的m
×
n个像素的像素组检测信号，其中m和n是自然数，但是m和n都不是1。在此状态下，存在包括在两个或更多个像素组中的像素。包括在同一像素组中的像素彼此电连接以作为一个测辐射热仪电阻操作。各个像素被包括在至少一个像素组中。下面参考图2和图3对分组操作进行描述。
67.图2是根据示例实施例的像素分组的概念图。
68.参考图2，示出了沿行方向的第一行ra、第二行rb、第三行rc、第四行rd和第五行re，以及沿列方向的第一列ca、第二列cb、第三列cc、第四列cd、第五列ce和第六列cf。在如图2所示的一个示例实施例中，描述了m
×
n像素阵列(其中m是5并且n是6)和m
×
n像素组(其中m是2并且n是3)。虽然描述了m
×
n是5
×
6并且m
×
n是2
×
3的示例，但是实施例不限于此，并且根
据设计和红外传感器的应用领域可以进行各种修改。
69.在一个示例实施例中，2
×
3的像素组包括六个像素。包括在像素组gi中的六个像素p
bb
、p
bc
、p
bd
、p
cb
、p
cc
和p
cd
彼此电连接并且作为一个测辐射热仪电阻操作。因为其相比于单个像素在更大面积中吸收更多红外光，所以信号改变量增大。同样，包括在像素组gj中的六个像素p
cc
、p
cd
、p
ce
、p
dc
、p
dd
和p
de
彼此电连接并且作为一个测辐射热仪电阻操作。包括在像素组gk中的六个像素p
cd
、p
ce
、p
cf
、p
dd
、p
de
和p
df
彼此电连接并且作为一个测辐射热仪电阻操作。像素p
cc
包括在像素组gi和像素组gj两者中。像素p
cd
包括在像素组gi、gj和gk三者中。像素p
ce
、p
dd
和p
de
包括在像素组gj和gk两者中。如图2所示，各个像素组共享至少一个像素。像素组gi和gj共享像素p
cc
和像素p
cd
。如图2所示，当相邻像素组之间的间隔与像素间距相匹配时，可以获得相同空间分辨率的图像数据。
70.图3是根据另一个示例实施例的像素分组的信号检测的电路图。
71.参考图3描述2
×
2像素组的信号检测。如图3所示，存在三个行线row1至row3和三个列线col1至col3。第一行线row1和第一列线col1的像素可以包括电阻式测辐射热仪电阻r
11
和第一开关s
01
至第四开关s
04
。第一行线row1和第二列线col2的像素可以包括电阻式红外器件r
12
和第五开关s
05
至第九开关s
09
。
72.第二行线row2和第一列线col1的像素可以包括电阻式测辐射热仪电阻r
21
和第十五开关s
15
至第十八开关s
18
。第二行线row2和第二列线col2的像素可以包括电阻式红外器件r
22
和第十九开关s
19
至第二十三开关5
23
。类似地，可以通过使用电阻式器件和开关布置其他像素。
73.当以2
×
2像素进行分组时，包括了将电阻式测辐射热仪电阻r
11
串联连接到电阻式测辐射热仪电阻r
21
的第三开关5
03
、将电阻式测辐射热仪电阻r
21
串联连接到电阻式红外器件r
22
的第二十一开关s
21
、以及将电阻式红外器件r
22
串联连接到电阻式红外器件r
12
的第八开关s
08
。
74.当第一像素组被驱动时，为了串联连接2
×
2组中的电阻式红外器件r
11
、r
21
、r
22
和r
12
，接通第三开关s
03
、第二十一开关s
21
和第八开关s
08
。然后，当将第一行选择信号施加到第一像素组时，接通第一开关s
01
。当将第二列选择信号施加到第一像素组时，接通第六开关s
06
。根据串联电阻r
11
、r
21
、r
22
和r
12
上的改变的输出信号通过第二列线col2输出。如上所述，参考电阻值(例如，流入不感光的测辐射热仪的电流的值)被输入到放大电路。
75.与以上类似，当驱动第二像素组时，为了串联连接下一个2
×
2组中的电阻式红外器件r
12
、r
22
、r
23
和r
13
，接通第八开关s
08
、第二十六开关s
26
和第十三开关s
13
。根据选择第一行和第二列的像素的信号，接通第五开关s
05
。当将第三列选择信号施加到第二像素组时，接通第十一开关s
11
。根据串联电阻r
12
、r
22
、r
23
和r
13
中的改变的输出信号通过第三列线col3输出。
76.通过以上述方法依次驱动所有像素组，从关于所有像素组的输出信号检测要被测量的物体的温度。
77.在一个示例实施例中，虽然接通属于第一像素组的连接开关，输出行或列选择信号，测量串联连接的电阻值，但是本公开不限于此，而是可以首先输出行或列选择信号，再接通属于相应像素组的连接开关。
78.在一个示例实施例中，实现了根据红外入射量测量在行方向或列方向上布置的多个电阻式红外器件的电性质改变的热红外传感器阵列。在此状态下，通过在空间上使多个
相邻的器件成组来测量信号，并且热红外传感器阵列被实现为使至少一个器件同时被包括在空间上相邻的组中。此外，电阻式红外器件在每个组之中串联连接。因此，可以解决由像素的小型化引起的问题，例如，由于红外吸收面积减小和导热率增大引起的灵敏度下降、由于测辐射热仪材料的体积减小而引起的等效噪声温差(netd)增大、或netd 1/f的增大。
79.图4是包括图1的电阻式红外器件的像素的示意图。
80.参考图4，示出了微测辐射热仪像素的配置。x金属电极(x金属)和y金属电极(y金属)分别对应于图3中示出的第一行线row1至第三行线row3的电极和第一列线col1至第三列线col3的电极。在上文中吸收红外光的部分可以是电阻式红外器件或测辐射热仪电阻器件。虽然以上器件可以使用氮化硅和氧化钒，但是实施例不限于这些材料。微测辐射热仪的像素的尺寸正在逐渐减小。最近，像素尺寸减小到约10微米，并且在不久的将来可以达到约8微米。因此，根据像素小型化，产生了技术问题，例如，因为像素面积和有效面积减小并且支脚长度减小，所以导热率增大。根据一个示例实施例的热红外传感器阵列及其驱动方法可以具有如下效果：通过分组驱动增大传感器的有效面积并减小导热率。此外，因为通过逐像素地移动来获得数据，所以可以实现像素间距的分辨率，由此实现高分辨率列图像。
81.图5是根据另一个示例实施例的针对2
×
1分组驱动的像素电路图。
82.参考图5，第一像素组500被描述为可用于3
×
3像素阵列中的2
×
1像素组信号检测的像素结构的示例。第一像素组500包括p
11
和p
21
。第一开关s
01
连接在测辐射热仪电阻r
11
的一端和第一行线row1之间，并且第三开关s
03
连接在测辐射热仪电阻r
11
的另一端和第一列线col1之间。第二开关s
02
连接在测辐射热仪电阻r
11
和与测辐射热仪电阻r
11
分在一组的测辐射热仪电阻r
21
之间。第十开关s
10
连接在测辐射热仪电阻r
21
的一端和第二行线row2之间，并且第十二开关s
12
连接在测辐射热仪电阻r
21
的另一端和第一列线col1之间。如图5所示，从可在3
×
3像素阵列中分组出的2
×
1尺寸像素组依次读出信号。九个像素沿行和列以特定间隔布置，并且被配置有三个行线和三个列线。行线row1、row2和row3可以连接到偏置电源。放大电路可以连接到第一列线至第三列线col1、col2和col3中的每一个的端部，并且放大电路的输入端口可以被施加有参考电压。在3
×
3像素阵列中，可以得到六个2
×
1尺寸像素组合，例如，p
11
&p
21
、p
12
&p
22
、p
13
&p
23
、p
21
&p
31
、p
22
&p
32
和p
23
&p
33
。m
×
n像素阵列中可组合的2
×
1尺寸像素组的数量可以是(m-1)
×
n。m和n是大于或等于3的自然数。在测辐射热仪方法的情况下，像素组中的测辐射热仪电阻串联连接，从而形成一个组电阻。以相邻行布置且包括在同一列中的两个像素中的测辐射热仪电阻的端部(端部彼此面对)可选择地彼此连接。属于第一行线的测辐射热仪电阻的另一端可选择地连接到行线，并且属于第二行线的测辐射热仪电阻的另一端连接到列线。组电阻的信号可以通过第一行线和列线读出。
83.图6是根据另一个示例实施例的针对2
×
1分组驱动的像素电路图。
84.参考图6，第一像素组600被描述为可用于3
×
3像素阵列中的2
×
1像素组信号检测的像素结构的示例。第一像素组600包括p
11
和p
21
。第一开关s
01
连接在测辐射热仪电阻r
11
的一端和第一列线col1之间，并且第三开关s
03
连接在测辐射热仪电阻r
11
的另一端和共地端子之间。第二开关s
02
连接在测辐射热仪电阻r
11
和与测辐射热仪电阻r
11
分在一组的测辐射热仪电阻r
21
之间。第十开关s
10
连接在测辐射热仪电阻r
21
的一端和第一列线col1之间，并且第十二开关s
12
连接在测辐射热仪电阻r
21
的另一端和共地端子之间。
85.图6示出可用于3
×
3像素阵列中的2
×
1像素组信号检测的另一个像素结构。描述
了包括测辐射热仪电阻r
11
和测辐射热仪电阻r
21
的2
×
1像素组。测辐射热仪电阻r
11
和测辐射热仪电阻r
21
可以通过接通第二开关s
02
串联连接。在此状态下，通过接通第十二开关s
12
，测辐射热仪电阻r
21
的一端连接到公共偏置电压。然后，当第一开关s
01
响应于第一行线row1的控制信号而接通时，测辐射热仪电阻r
11
的另一端连接到第一列线col1以执行信号检测。类似地，在r
12
和r
22
、r
13
和r
23
、r
21
和r
31
、r
22
和r
32
以及r
23
和r
33
的组合中，进行类似的连接，并且可以通过信号测量获得2
×
1组阵列形式的输出数据。
86.图7是图5的像素的信号检测的电路图。
87.参考图5和图7，描述了六个像素组710至760的信号检测。
88.对于第一像素组710，接通第二开关s
02
，并且接通第一开关s
01
和第十二开关s
12
。通过第一列线col1获得输出值715。虽然在以上描述中，接通第二开关s
02
，然后接通第一开关s
01
和第十二开关s
12
，但是可以接通第一开关s
01
和第十二开关s
12
，然后可以再接通第二开关s
02
，或可以同时接通三个开关。
89.对于第二像素组720，接通第五开关s
05
，然后接通第四开关s
04
和第十五开关s
15
。通过第二列线col2获得输出值725。
90.对于第三像素组730，接通第八开关s
08
，然后接通第七开关s
07
和第十八开关s
18
。通过第三列线col3获得输出值735。
91.对于第四像素组740，接通第十一开关s
11
，然后接通第十开关s
10
和第二十开关s
20
。通过第一列线col1获得输出值745。
92.对于第五像素组750，接通第十四开关s
14
，然后接通第十三开关s
13
和第二十二开关s
22
。通过第二列线col2获得输出值755。
93.对于第六像素组760，接通第十七开关s
17
，然后接通第十六开关s
16
和第二十四开关s
24
。通过第三列线col3获得输出值765。
94.在驱动六个像素组以后，可以根据输出值715至输出值765获得要被测量的物体的温度值并且进行显示。
95.在一个示例实施例中，虽然将第一像素组710至第六像素组760描述为被依次驱动，但是实施例不限于此，可以同时驱动第一像素组710至第六像素组760。此外，可以同时驱动彼此不重叠的第一像素组710至第三像素组730，然后可以同时驱动第四像素组740至第六像素组760。
96.图8是根据另一个示例实施例的针对1
×
2分组驱动的像素电路图。图9是图8的像素的信号检测的电路图。
97.参考图8和图9，描述了六个像素组910至960的信号检测。
98.对于第一像素组910，接通第四开关s
04
，然后接通第一开关s
01
和第五开关s
05
。通过第二列线col2获得输出值。
99.对于第二像素组920，接通第七开关s
07
，然后接通第三开关s
03
和第八开关s
08
。通过第三列线col3获得输出值。
100.对于第三像素组930，接通第十二开关s
12
，然后接通第九开关5
09
和第十三开关s
13
。通过第二列线col2获得输出值。
101.对于第四像素组940，接通第十五开关s
15
，然后接通第十一开关s
11
和第十六开关s
16
。通过第三列线col3获得输出值。
102.对于第五像素组950，接通第二十开关s
20
，然后接通第十七开关s
17
和第二十一开关s
21
。通过第二列线col2获得输出值。
103.对于第六像素组960，接通第二十三开关s
23
，然后接通第十九开关s
19
和第二十四开关5
24
。通过第三列线col3获得输出值。
104.图10是根据另一个示例实施例的m
×
n分组驱动的像素电路图。图11是图10的像素的信号检测的电路图。
105.图10示出从可在3
×
3像素阵列中组合的2
×
2尺寸像素组依次读取信号的方法。如图10和图11所示，九个像素沿行和列以特定间隔布置，并且被配置在三个行线和三个列线中。行线row1、row2和row3可以连接到偏置电源。放大电路可以连接到列线col1、col2和col3中的每一个的端部，并且放大电路的输入端口可以被施加有参考电压。在3
×
3像素阵列中，如图11所示，根据2
×
2尺寸像素组，可以得到四个像素组1110、1120、1130和1140。m
×
n像素阵列中可组合的2
×
2尺寸像素组的数量是(m-1)
×
(n-1)。m和n是大于或等于3的自然数。在测辐射热仪方法中，像素组中的测辐射热仪电阻串联连接，从而形成一个组电阻。
106.对于第一像素组1110，为了将测辐射热仪电阻r
11
、r
21
、r
22
和r
12
彼此连接，接通第四开关s
04
、第二十三开关s
23
和第九开关s
09
，然后接通第一开关s
01
和第七开关s
07
。通过第三列线col3获得输出值。
107.对于第二像素组1120，为了将测辐射热仪电阻r
12
、r
22
、r
23
和r
13
彼此连接，接通第九开关s
09
、第二十八开关s
28
和第十四开关s
14
，然后接通第六开关s
06
和第十二开关s
12
。通过第四列线col4获得输出值。
108.对于第三像素组1130，为了将测辐射热仪电阻r
21
、r
31
、r
32
和r
22
彼此连接，接通第十九开关s
19
、第三十八开关s
38
、第二十四开关s
24
，然后接通第十六开关s
16
和第二十二开关5
22
。通过第三列线col3获得输出值。
109.对于第四像素组1140，为了将测辐射热仪电阻r
22
、r
32
、r
33
和r
23
彼此连接，接通第二十四开关s
24
、第四十三开关s
43
和第二十九开关s
29
，然后接通第二十一开关s
21
和第二十七开关s
27
。通过第四列线col4获得输出值。
110.在一个示例实施例中，因为若干个相邻像素通过彼此电连接而操作，所以红外辐射能量吸收量可以随有效面积增大而增大，并且因为若干个像素中的测辐射热仪电阻被串联连接以作为一个电阻操作，所以根据温度改变的电阻改变量可以增大。因此，随着来自热红外传感器阵列的输出信号增大，灵敏度和信噪比(snr)可以提高，并且温度分辨率可以减小。
111.图12是根据一个示例实施例的驱动热红外传感器阵列的方法的流程图。
112.参考图12，输出用于将第一像素的电阻式红外器件连接到与其分在一组的器件的连接信号(s1200)。接通连接在第一行中的电阻式红外器件和第二行中与其分在一组中的电阻式红外器件之间的连接开关(s1202)。在此状态下，连接开关连接在第一像素的电阻式红外器件和与其分在一组中的器件(下一行中的像素的电阻式红外器件)之间，并且该连接开关响应于连接信号而接通。输出第一行选择信号(s1204)。响应于第一行选择信号，接通第一开关(s1206)。在此状态下，第一开关连接在第一行线和第一像素的电阻式红外器件的一端之间。
113.输出第一列选择信号(s1208)。响应于第一列选择信号，接通第二开关(s1210)。在
此状态下，第二开关连接在第一列线和下一行中被分在一组的像素的电阻式红外器件之间。
114.测量第一行中的电阻式红外器件和第二行中的电阻式红外器件的串联电阻(s1212)。
115.在一个示例实施例中，对于m
×
n像素阵列，通过m
×
n组或分组检测输出信号。在此状态下，m和n均是自然数，m和n均大于或等于3，m是小于m的自然数，并且n是小于n的自然数。在此状态下，m和n都不是1。在参考图12描述的示例实施例中，m是2，n是1，并且组的尺寸是2
×
1。虽然在参考图12描述的示例实施例中描述了检测一个组的输出信号的过程，但是可以针对整个像素阵列的各个组依次检测输出信号。
116.图13是根据另一个示例实施例的驱动热红外传感器阵列的方法的流程图。
117.参考图13，输出用于将第一像素的电阻式红外器件连接到与其分在一组的器件的连接信号(s1300)。接通连接在第一行中的电阻式红外器件和第二列中与其分在一组中的电阻式红外器件之间的连接开关(s1302)。在此状态下，连接开关连接在第一像素的电阻式红外器件和与其分在一组中的器件(同一行和下一列中的像素的电阻式红外器件)之间，并且该连接开关响应于连接信号而接通。
118.输出第一行选择信号(s1304)。响应于第一行选择信号，接通第一开关(s1306)。在此状态下，第一开关连接在第一行线和第一像素的电阻式红外器件的一端之间。
119.输出第二列选择信号(s1308)。响应于第二列选择信号，接通第二开关(s1310)。在此状态下，第二开关连接在第二列线和分在一组中的第一行和第二列中的像素的电阻式红外器件之间。
120.测量第一行中的电阻式红外器件和第二列中的电阻式红外器件的串联电阻(s1312)。
121.在一个示例实施例中，对于m
×
n像素阵列，通过m
×
n组或分组检测输出信号。在此状态下，m和n均是自然数，m和n均大于或等于3，m是小于m的自然数，并且n是小于n的自然数。在此状态下，m和n都不是1。在参考图13描述的示例实施例中，m是1，n是2，并且组的尺寸是1
×
2。虽然在参考图13描述的示例实施例中描述了检测一个组的输出信号的过程，但是可以针对整个像素阵列的各个组依次检测输出信号。
122.图14是根据一个示例实施例的驱动热红外传感器阵列的方法的时序图。
123.参考图14，示出了通过使用9
×
9阵列中的81个像素，同时检测2
×
2像素组中的信号的方法。在t1至t4检测来自由第1列至第8列中的像素构成的组的信号。在此状态下，针对2
×
2像素组检测输出信号与参考图10和图11的描述相同。在t1处从1～2行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t2处从3～4行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t3处从5～6行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，并且在t4处从7～8行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号。
124.接着，在t5至t8检测来自由第2列至第9列中的像素构成的组的信号。在t5处从1～2行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t6处从3～4行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t7处从5～6行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，并且在t8处从7～8行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号。
125.接着，在t9至t12检测来自由第1列至第8列中的像素构成的组的信号。在t9处从2
～3行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t10处从4～5行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t11处从6～7行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，并且在t12处从8～9行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号。
126.接着，在t13至t16检测来自由第2列至第9列中的像素构成的组的信号。在t13处从2～3行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t14处从4～5行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，在t15处从6～7行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号，并且在t16处从8～9行所包括的彼此不重叠的四个像素组同时检测信号。可以以以上方法测量8
×
8阵列中的64组像素的数据。
127.图15是根据另一个示例实施例的像素电路图。
128.参考图15，示出了能够检测热电远红外传感器中的组的电路结构。每个像素可以包括温变电容c
x
和开关s
x
。可变电容c
x
的一端可以连接到参考电压，并且其另一端可以根据开关s
x
的操作连接到列线。在相邻行线之间以及相邻列线之间布置开关。例如，在2
×
2像素组的组检测中，接通开关s
r12
。当接通信号被施加到第一行线row1时，第一行线row1和第二行线row2被同时激活。当通过接通开关s
c12
使四个电容传感器c1、c2、c4和c5并联连接并且作为一个电容器操作时，从第一列线col1或第二列线col2检测信号。
129.可以将示例实施例写为计算机程序，并可以在使用计算机可读记录介质执行所述程序的通用数字计算机中实现。此外，在上述示例实施例中使用的数据结构可以通过各种方法记录在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如、rom、软盘、硬盘等)、光记录介质(例如，cd-rom或dvd)等。
130.因为根据示例实施例的热红外检测器作为彼此电连接的若干个相邻像素操作，所以远红外辐射能量吸收量可以随有效面积增大而增大。
131.此外，因为若干个像素中的测辐射热仪电阻被串联连接以作为一个电阻操作，所以根据温度改变的电阻改变量增大，并且输出信号增大以使灵敏度和snr可以提高，同时最小温度分辨率还可以更小。
132.此外，因为通过以一个像素为单位移动来选择彼此电连接的若干个相邻像素的像素组面积，所以可以获得与像素间距等同的分辨率。
133.应当理解，本文所描述的示例实施例应当被认为仅是描述性的，而不是为了限制目的。对每个示例性实施例中的特征或方面的描述应当典型地被看作是可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。虽然已参考附图描述了示例实施例，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。