【導(dǎo)讀】近年來(lái)，人感傳感器的需求正在不斷高漲，歐姆龍針對(duì)這一市場(chǎng)成功開(kāi)發(fā)了能夠檢測(cè)靜止人物，具有90度廣視野范圍并可實(shí)現(xiàn)高精度區(qū)域溫度檢測(cè)的16x16單元型非接觸式溫度傳感器，該技術(shù)首次成功將熱電堆真空封裝在芯片內(nèi)。
日前，歐姆龍株式會(huì)社宣布已完成世界首次應(yīng)用晶圓級(jí)真空封裝技術(shù)的紅外線傳感器的研發(fā)，成功開(kāi)發(fā)了具有90度廣視野范圍并可實(shí)現(xiàn)高精度區(qū)域溫度檢測(cè)的16x16單元型非接觸式溫度傳感器，并擬于2013年10月開(kāi)始出售樣品。
近年來(lái)，隨著家庭及辦公場(chǎng)所對(duì)節(jié)能的意識(shí)不斷提高，在節(jié)能的同時(shí)還致力于實(shí)現(xiàn)舒適生活的智能家居，以及為必要的地方提供必要亮度的照明，并可實(shí)現(xiàn)節(jié)能與舒適性兩全其美的應(yīng)需環(huán)境照明(Task-Ambient Lighting System)等的智能辦公室已經(jīng)過(guò)研究階段進(jìn)入了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的階段。其中，作為掌握人數(shù)及人物所處位置的關(guān)鍵件，人感傳感器的需求正在不斷高漲。
由于普遍用于人感傳感器的熱電傳感器無(wú)法檢測(cè)靜止不動(dòng)的人物，所以難以檢測(cè)人數(shù)及人物所處位置。鑒于這種情況，歐姆龍開(kāi)發(fā)了能夠檢測(cè)靜止人物，具有90度廣視野范圍并可實(shí)現(xiàn)高精度區(qū)域溫度檢測(cè)，用于人感傳感器的16×16單元型MEMS非接觸式溫度傳感器。
MEMS非接觸式溫度傳感器是通過(guò)應(yīng)用MEMS技術(shù)的熱電堆將對(duì)象物體發(fā)出的紅外線能源變?yōu)闊崮?，并通過(guò)兩種金屬接點(diǎn)之間溫差所形成的熱電動(dòng)勢(shì)測(cè)量溫度。但由于熱電堆所轉(zhuǎn)換的熱能大多數(shù)都會(huì)通過(guò)空氣散失，所以在金屬接點(diǎn)之間難以形成較大的溫差，致使熱電動(dòng)勢(shì)變小，無(wú)法提高靈敏度。這次，世界首次成功將熱電堆真空封裝在芯片內(nèi)。采用真空封裝即可避免將熱電堆轉(zhuǎn)換的熱能散失在空氣中，使金屬接點(diǎn)之間的溫差變大，從而可實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度。
今后將與用于檢測(cè)人數(shù)及人物所處位置的演算法及非接觸式溫度傳感器結(jié)合在一起，作為組件化的人體傳感器竭力實(shí)現(xiàn)商品化。
MEMS非接觸式溫度傳感器特點(diǎn)
●通過(guò)采用熱電堆的方式，可檢測(cè)熱電傳感器無(wú)法檢測(cè)的靜止人物，最適用于人感傳感器。
●通過(guò)采用256像素(16×16單元)的二維區(qū)域溫度檢測(cè)，提高人物所處位置的檢測(cè)精度。
●擁有90度的廣視野角度，可檢測(cè)廣范圍的區(qū)域溫度。例如，對(duì)于原需裝配4個(gè)45度視野角度傳感器的區(qū)域，僅需用1個(gè)傳感器即可檢測(cè)。
●因能實(shí)現(xiàn)4幀/秒(幀速率:每秒的畫面輸出次數(shù))的高速溫度輸出，所以可檢測(cè)以1.0米/秒的速度移動(dòng)的人物。
MEMS非接觸式溫度傳感器外觀
圖1：MEMS非接觸式溫度傳感器外觀
MEMS非接觸式溫度傳感器主要規(guī)格
MEMS非接觸式溫度傳感器主要規(guī)格
非接觸式溫度傳感器的檢測(cè)原理
利用兩種金屬接點(diǎn)之間溫差所形成的熱電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。將n型多晶硅、p型多晶硅以及鋁為材料的熱電偶串接成熱電堆。通過(guò)在薄膜上形成一個(gè)金屬接點(diǎn)(溫接點(diǎn))，并在導(dǎo)熱性強(qiáng)的多晶硅上形成另一個(gè)金屬接點(diǎn)(冷接電)，提高能源效率。通過(guò)采用真空封裝即可避免將熱電堆轉(zhuǎn)換的熱能散失在空氣中。
圖3：非接觸式溫度傳感器的檢測(cè)原理
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