CN112204953A - 红外线拍摄元件以及具备该红外线拍摄元件的空调机 - Google Patents

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Abstract

热型红外线拍摄元件具备：像素阵列部(100)，通过使包括二极管(1)并生成与从外部接收到的红外线光相应的电信号的温度检测像素(3)在行方向和列方向上以二维状排列而成；多个驱动线(12)，对每一行设置并在每一行将温度检测像素(3)的一端共同连接；多个信号线(13)，对每一列设置并在每一列将温度检测像素(3)的另一端共同连接；垂直扫描电路(4)，依次选择驱动线；信号线选择电路(6)，依次选择信号线；以及至少一个读取电路(7)，对来自与通过垂直扫描电路选择出的驱动线、和通过信号线选择电路选择出的信号线的双方连接的温度检测像素的电信号进行放大。读取电路(7)的数量少于对每一列设置的信号线的数量。

Description

红外线拍摄元件以及具备该红外线拍摄元件的空调机
技术领域
本发明涉及用二维排列的半导体传感器来检测由入射红外线引起的温度变化的热型红外线固体拍摄元件以及具备它的空调机，特别是涉及用信号处理电路将来自半导体传感器的电信号进行积分处理后输出的热型红外线固体拍摄元件以及具备它的空调机。
背景技术
在一般的热型红外线固体拍摄元件中，将具有隔热构造的像素以二维排列，利用像素的温度因所入射的红外线而变化这一现象来拍摄红外图像。在非冷却型的热型红外线固体拍摄元件的情况下，除多晶硅、非晶体硅、碳化硅、氧化钒等辐射热计之外，公知有将二极管、晶体管等半导体元件用于构成像素的温度传感器。
另外，在采用二极管作为温度传感器的热型红外线固体拍摄元件中，像素二维地排列，在每一行通过驱动线连接，在每一列通过信号线连接。通过垂直扫描电路和开关按顺序选择各驱动线，经由选择出的驱动线从电源向像素通电。像素的输出经由信号线向积分电路传输，通过积分电路积分和放大，并通过水平扫描电路和开关依次向输出端子输出。
例如，专利文献1公开了将包括作为温度传感器的二极管在内的温度检测部设为中空隔热构造的热型红外线固体拍摄元件。在该热型红外线固体拍摄元件中，借助从被拍摄体射出的红外线放射光而使温度检测部发热。温度检测部的发热通过以恒定电流进行动作的二极管转换为电信号，电信号经过对每个像素列配置的积分电路而向输出端子输出。
另外，在CMOS传感器所代表的图像传感器领域中，为了帧率的提高、基于权重读取和平均化实现的S/N的提高、低耗电化而采用能够实现间隔剔除、间歇输出的读取方式。
例如，专利文献2公开了如下的固体拍摄装置，即、具备：拍摄区域，具有以二维配置的多个像素；垂直移位寄存器电路，通过使在一个水平周期内给予的时钟信号的数量和定时可变，从而能够选择拍摄区域中的多个像素中的任意的像素行；以及脉冲选择器电路，向由垂直移位寄存器电路选择出的任意的像素行供给驱动脉冲。该固体拍摄装置对各个像素列配置读取电路。根据该构成，能够任意地选择进行读取的选择像素行。
专利文献1：日本特开2004-233313
专利文献2：日本特开2010-183435
在专利文献1与专利文献2的结构中，以与像素列相同的数量来配置读取电路，另外，读取电路配置面积受像素排列间距的制约，因此引起因芯片面积增大而产生的成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供能够缩小电路面积、减少制造成本的红外线拍摄元件以及具备该红外线拍摄元件的空调机。
本发明的红外线拍摄元件具备：像素阵列部，通过使包括二极管并生成与从外部接收到的红外线光相应的电信号的温度检测像素在行方向和列方向上以二维状排列而成；多个驱动线，对每一行设置并在每一行将温度检测像素的一端共同连接；多个信号线，对每一列设置并在每一列将温度检测像素的另一端共同连接；垂直扫描电路，依次选择驱动线；信号线选择电路，依次选择信号线；以及至少一个读取电路，对来自与通过垂直扫描电路选择出的驱动线、和通过所述信号线选择电路选择出的信号线的双方连接的温度检测像素的电信号进行放大。读取电路(7)的数量少于对每一列设置的信号线的数量。
根据本发明，使读取电路的数量少于温度检测像素的列数。由此，能够实现基于芯片面积缩小的低成本化。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的红外线拍摄元件的构成图。
图2是表示实施方式1的像素阵列编号、垂直扫描电路编号以及信号线选择电路编号的图。
图3是表示像素的读取顺序的第一个例子的图。
图4是表示像素的读取顺序的第二个例子的图。
图5是表示像素的读取顺序的第三个例子的图。
图6是表示像素的读取顺序的第四个例子的图。
图7是本发明的实施方式2的红外线拍摄元件的构成图。
图8是表示实施方式2中的像素的读取顺序的第一个例子的图。
图9是表示实施方式2中的像素的读取顺序的第二个例子的图。
图10是本发明的实施方式3的红外线拍摄元件的构成图。
图11是表示图13所示的结构中的像素的读取顺序的例子的图。
图12是表示实施方式3中的信号线选择电路的另一个结构的图。
图13是表示图15所示的结构中的像素的读取顺序的例子的图。
图14是本发明的实施方式4的包括参照像素的红外线拍摄元件的构成图。
图15是表示温度检测像素和参照像素的剖面构造的第一个例子的图。
图16是表示温度检测像素和参照像素的剖面构造的第二个例子的图。
图17是表示温度检测像素和参照像素的剖面构造的第三个例子的图。
图18是本发明的实施方式5的包括参照像素的红外线拍摄元件的构成图。
图19是表示本发明的实施方式6的空调机的结构的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是实施方式1的红外线拍摄元件的构成图。红外线拍摄元件具备像素阵列部100、垂直扫描电路4、信号线选择电路6、时钟可变输出部8、读取电路7、模拟/数字转换器(ADC)9以及图像运算部10。
像素阵列部100包括在行与列方向上以二维排列的多个温度检测像素3。温度检测像素3包括将接收到的红外线光的强度转换为电信号的二极管1。在水平方向上通过像素行驱动线12(驱动线的一个例子)将多个温度检测像素3共同连接，在垂直方向上通过像素列信号线13(信号线的一个例子)将多个温度检测像素3共同连接。
更具体而言，像素行驱动线12经由支承腿布线2将温度检测二极管1的阳极侧和垂直扫描电路4电连接。一根像素行驱动线12与在像素阵列部100配置的一行的全部温度检测像素3连接。像素列信号线13经由支承腿布线2将温度检测二极管1的阴极侧、信号线选择电路6以及恒流源5(电流源的一个例子)电连接。一根像素列信号线13与在像素阵列部100配置的一列的全部温度检测像素3连接。
垂直扫描电路4仅选择多个像素行驱动线12中的进行读取的行的像素行驱动线12。垂直扫描电路4将选择出的像素行驱动线12连接于供给电源电压的电源电压端子(未图示)。由此，经由选择出的像素行驱动线12向连接于该像素行驱动线12的温度检测像素3供给电源电压。因此，垂直扫描电路4具有将电源电压端子选择地连接于各个像素行驱动线12的驱动线选择开关4-1～4-4。
信号线选择电路6仅选择多个像素列信号线13中的将要进行读取的列的像素列信号线13，并将其连接于后级的读取电路7。即，信号线选择电路6的输出向读取电路7输入。读取电路7的设置级数少于像素列的数量。另外，读取电路7的配置间距也可以与像素排列的配置间距不等。在图1的例子中，读取电路7仅设置有一级。通过信号线选择电路6仅选择像素列信号线13中的任意的一根，并使其连接于后级的读取电路7。因此，信号线选择电路6具备将各个像素列信号线13选择地连接于读取电路7的信号线选择开关6-1～6-4。
时钟可变输出部8是输出用于控制信号线选择电路6的动作的控制信号的电路。即，时钟可变输出部8生成用于在规定时机切换信号线选择电路6中的信号线选择开关6-1～6-4的控制信号，并将该控制信号向信号线选择电路6输出。
读取电路7对从各温度检测像素3读取出的信号(即，基于红外线入射的信号成分)进行放大处理，生成红外线入射信号。
模拟/数字转换器9将从读取电路7输入的红外线入射信号转换为数字信号。图像运算部10对已转换为数字信号的来自读取电路7的信号实施规定的图像处理(图像合成、图像判定等)。例如，图像运算部10是基于已转换为数字信号的来自读取电路7的信号，调整输出信号中的像素的排列来生成输出信号的电路。
以下，对由红外线拍摄元件执行的像素数据的读取动作进行说明。图2是为了说明读取动作而示意地表示像素阵列部100的像素结构的图。在本实施方式中，作为一个例子，像素阵列部100具有温度检测像素3配置为4行×4列的结构，但像素阵列部100的行数、列数不限定于此。在以下的说明中，将位于坐标(x，y)的温度检测像素3表述为像素(x，y)。
首先，在垂直扫描电路4中接通驱动线选择开关4-1，由此向连接于像素(1，1)(2，1)(3，1)(4，1)的像素行驱动线12施加电源电压。此时，在全部的列连接有恒流源5，因此电流向由垂直扫描电路4的驱动线选择开关4-1选择出的全部的像素(1，1)(2，1)(3，1)(4，1)流动。即，像素(1，1)至像素(4，1)的全部的像素中的基于红外线入射的信号成分向各个像素列信号线13输出。
另一方面，在信号线选择电路6中，选择一个信号线选择开关(在图2中，信号线选择开关6-1)。将选择出的开关的端子连接于读取电路7。由此在读取电路7中，从与选择出的信号线选择开关连接的像素列信号线13输入基于红外线入射的信号成分，进行放大处理并输出。
在此，配置于由垂直扫描电路4选择出的行的全部的温度检测像素3处于通电状态。因此，只要是依次选择了垂直扫描电路4的驱动线选择开关4-1～4-6的状态，则无论信号线选择电路6的选择的顺序如何，配置于像素阵列部100的全部的温度检测像素3的通电周期都恒定。因此，不产生由上述通电周期和不通电周期的不规则导致的温度检测误差。
从读取电路7输出的信号成分通过后级的模拟/数字转换器(ADC)9而转换为数字信号。之后，在图像运算部10中，基于数字转换后的来自读取电路7的信号，进行图像合成或图像判定。例如，图像运算部10对每个像素求出来自读取电路7的信号的平均值、或将来自读取电路7的信号重新配置为任意的排列，由此生成输出图像。
根据上述红外线拍摄元件的结构，读取电路7的设置级数少于像素列数。由此，通过芯片面积缩小实现的芯片成本减少是可能的。另外，读取电路7的配置间距不受温度检测像素3的间距的制约，因此电路结构的自由度提高，元件性能的提高变得容易。
在图3中示出本实施方式的红外线拍摄元件中的、像素的读取顺序的一个例子。首先，选择信号线选择开关6-1，在该状态下在垂直扫描电路4中将接通的驱动线选择开关从开关4-1向开关4-4依次切换。在垂直扫描电路4中接通驱动线选择开关4-4后，再次返回驱动线选择开关4-1。与此同时在信号线选择电路6中，切换为下一个信号线选择开关。即，在信号线选择电路6中选择信号线选择开关6-2。之后，同样地从驱动线选择开关4-1向驱动线选择开关4-4依次切换。通过反复进行这样的信号线选择开关6-1～6-4和驱动线选择开关4-1的切换，由此能够依次读取一个画面(帧)大小的数据。
在此，如果依次选择垂直扫描电路4的驱动线选择开关4-1～4-4，则即使以任意顺序选择信号线选择电路6的信号线选择开关6-1～6-4，配置于像素阵列部100的全部的温度检测像素3的通电周期也都恒定。在通电周期和不通电周期不规则的情况下，每次读取时像素的自发热状况不同。在与因红外线入射引起的温度检测部的微小发热相比，不能忽视该自发热状况的差异的情况下，结果而言可能产生温度检测误差。与此相对，如上述的那样，通过使温度检测像素3的通电周期恒定，由此不产生由通电周期和不通电周期的不规则性引起的自发热状况的差异所导致的温度检测误差。
利用该优点，如图4所示的列方向的间歇输出也成为可能。由此，以高帧率的读取成为可能。在该读取方式中，例如能够根据观测的物体的移动速度，变更像素的读取方法(即，驱动方法)。例如，在观测对象的物体的速度为低速的情况下，将像素的读取方法设定为图3所示的全画面读取，在观测到高速的移动物体的情况下，能够切换为如图4所示的间歇读取以便追踪高速移动物体。通过从时钟可变输出部8向信号线选择电路6输入的时钟模式的变更而能够实现这些控制。即，通过时钟可变输出部8能够变更向信号线选择电路6输入的控制信号，因此能够向各种动作模式切换。
另外，能够如图5所示进行倾斜方向的读取。根据该读取方法，将读取的像素作为分界线，能够以高帧率判定横穿该分界线的移动物体。
另外，也可以如图6所示对同一像素列多次连续地进行读取。具体而言，对像素阵列部100中的一个像素列而言，在列方向上对连接于该像素列的像素多次(M次：M为2以上的整数)扫描并读取数据。即，对某像素列而言，在M次反复进行从最初的行(例如，最下行)至最后的行(例如，最上行)扫描的期间内，信号线选择电路(6)连续选择同一像素列，读取图像数据。若对一个像素列的M次的扫描结束，则移动至下一个像素列，进行相同的读取动作。此时，图像运算部10将对同一像素得到的M个输出信号进行平均而求出该像素的输出信号。
根据这样的读取方式，能够得到如下图像：抑制了例如在进行了图3所示的一个画面输出的多个帧积分时可能产生的时间上的误差。
即，在如图3所示一个一个画面依次输出的情况下，像素(1，1)在第n帧中第一个被输出，并且在接下来的第n+1中帧在时间上延迟了与像素行数×像素列数相应的时间后被输出。在移动物体为高速的情况下，由于该时间延迟从而可能产生图像的模糊。与此相对，在图6所示的读取方式中，像素(1，1)在第n帧中输出后，在第n+1帧中以在时间上延迟了与像素行数相应的时间的时刻被输出。因此与图3所示的读取方法相比延迟时间变小，能够降低产生图像模糊的可能性。即，垂直扫描电路4从像素行驱动线12的最初的行扫描到最后的行的时间，能够设定得比一个画面大小的帧率短。因此能够在时延较少的信息彼此之间进行输出信号的平均化，因此能够兼顾高速移动拍摄对象拍摄和高精度拍摄。
另外，图3至图6所示的读取方式是一个例子。只要是依次选择了垂直扫描电路4的状态，则无论信号线选择电路6的选择的顺序如何，配置于像素阵列部100的全部的温度检测像素3的通电周期都恒定。因此，确保不产生由上述通电周期和不通电周期的不规则导致的温度检测误差的效果。即，也可以按使用用途自由地变更信号线选择电路6的选择方法，不限定于图3至图6所示的读取方法。
另外，对温度检测像素3而言，在不具有红外线吸收构造体14的情况下，温度检测部15的面积成为红外线受光面积，因此产生灵敏度的降低，红外线受光灵敏度会降低。但即使在该情况下，只要S/N性能满足使用用途要求的性能就没有问题，红外线吸收构造体14不是必须的结构。
实施方式2.
图7是本实施方式2的红外线固体拍摄元件的电路图。与实施方式1的不同点在于恒流源5的位置。在实施方式1中，恒流源5连接于像素列信号线13。与此相对，在实施方式2中，恒流源5连接于信号线选择电路6的输出与读取电路7的连接点。
根据该结构，在连接于由垂直扫描电路4选择出的像素行驱动线12的温度检测像素3中，仅连接于由信号线选择电路6选择出的像素列信号线13的像素以恒定电流进行动作，除此以外的像素为不通电状态。
在该情况下，将垂直扫描电路4和信号线选择电路6中的像素的选择顺序(选择周期)固定为恒定，将每个像素的通电时段/不通电时段分别调整为恒定。如图3所示，例如在行方向、列方向上依次选择全部的像素进行读取的情况下，各温度检测像素3在一个画面的输出期间内仅在一个像素的读取期间通电，因此不产生由通电周期和不通电周期的不规则导致的温度检测误差。
同样，即使在如图8所示变更了信号线选择电路6的选择顺序的情况下，全部的温度检测像素3也在一个画面的输出期间内仅在一个像素的读取期间通电，因此不产生由通电周期和不通电周期的不规则导致的温度检测误差。另外，即使如图9所示在像素阵列部100中选择了将要进行读取的温度检测像素3，也得到相同的效果。
另外，只要垂直扫描电路4和信号线选择电路6的选择顺序固定为恒定，每个像素的通电、不通电期间调整为恒定即可，读取方式不限定为上述的例子。
根据本实施方式2的电路结构，与实施方式1同样，读取电路7的设置级数能够少于像素列数，能够通过芯片面积缩小来降低芯片成本。此外，能够缩小恒流源5的配置面积，因此能够进一步缩小芯片面积。另外，对于多个像素列信号线13仅连接一个恒流源5，因此能够抑制由恒流源5的性能的差异导致的特性差异。
另外，也得到为了高帧率读取/低帧读取、基于多次读取的平均化实现的S/N提高、低耗电化而进行的间隔剔除、间歇输出等读取方式的变更可能性等与实施方式1相同的效果。
实施方式3.
图10是实施方式3的红外线拍摄元件的电路图。与实施方式1的不同点在于配置2级(多级)读取电路7-1、7-2，并且在读取电路7-1、7-2的后级配置有对来自各读取电路7-1、7-2的输出信号进行串行输出的水平扫描电路11。进而不同之处还在于，信号线选择电路6将像素列信号线13中的奇数列的任意的一列、和偶数列的任意的一列分别连接于两个读取电路7-1、7-2。
图11是表示图10所示的红外线拍摄元件的结构种的读取像素顺序的图。信号线选择电路6-A将奇数列(即，第一列或者第三列)的像素列信号线13连接于第一读取电路7-1。另外，信号线选择电路6-A将偶数列(即，第二列或第四列)的像素列信号线13连接于第二读取电路7-2。换言之，将像素列信号线13分为奇数列和偶数列的组。而且，将奇数列的组的像素列信号线13连接于读取电路7-1，将偶数列的组的像素列信号线13连接于读取电路7-2。通过这样的连接，能够同时读取第一列、第二列的像素列，实现帧率的提高。此外，能够使读取电路7-1、7-2的设置级数少于像素列的数量。由此，能够通过芯片面积缩小来减少芯片成本。同时，即使是同一元件，也能够实现为了高帧率、低帧读取、基于多次读取平均化的S/N提高、低耗电化而进行的间隔剔除、间歇输出等读取方式变更。
图12是表示实施方式3的红外线拍摄元件的电路图的另一个结构的图。在图12的结构中，信号线选择电路6-B选择连接于读取电路7-1的一个像素列信号线13。信号线选择电路6-B将第一和第二列的像素列信号线13连接于读取电路7-1，将第三和第四列的像素列信号线13连接于读取电路7-2。换言之，将像素列信号线13分为前半和后半组。而且，将前半组的像素列信号线13连接于读取电路7-1，将后半组的像素列信号线13连接于读取电路7-2。
图13是说明图12所示的结构中的读取像素的顺序的图。这样，信号线选择电路6的选择方式能够对每个区域等自由地配置。另外，像素列信号线13的分组的数量、即读取电路7的级数并不局限于2，只要少于像素列的数量就可以是任意(N)的数量。
如上所述，通过设置多个读取电路7，实现帧率的提高、并且各种的图像取得方法成为可能。例如，通过同时选择连续的像素列来以高帧率检测像素阵列部中的拍摄对象体横穿的运动、或同时选择间歇的像素列，由此覆盖画面较广的视角、且高帧率下的检测成为可能。另外，将水平扫描电路11配置于读取电路7-1、7-2的后级，由此能够将信号成分通过一个输出端子输出。
实施方式4.
图14是本实施方式4的红外线拍摄元件的电路图。与实施方式1的不同点在于：在像素阵列部100配置有不受从外部入射的红外线光的影响的参照像素18。参照像素18的信号成分向读取电路7输入。读取电路7将参照像素18的信号成分与温度检测像素3的信号成分的差分信号进行放大并输出。另外在像素阵列部100中，参照像素18的列设置至少一列即可。参照像素18中的温度检测二极管1的阳极端子连接于像素行驱动线12，阴极端子连接于像素列信号线13。
图15～图17是表示温度检测像素3和参照像素18的剖面构造的例子的图，分别示出参照像素18的不同的剖面构造。
温度检测像素3包括：包括温度检测二极管1的温度检测部15、与温度检测部15连接而构成的红外线吸收构造体14、以及保持温度检测部15的支承腿布线2。支承腿布线2将温度检测部15、像素行驱动线12以及像素列信号线13电连接。支承腿布线2将温度检测部15保持为中空状态以便基板16和温度检测部15不直接热连接。因此在基板16设置有中空部17。在红外线从像素上部入射的情况下，红外线被红外线吸收构造体14吸收，从而红外线吸收构造体14发热，温度检测部15的温度发生变化。温度检测部15内的温度检测二极管1通过恒流源5的作用而以恒定电流进行动作，因此温度检测二极管1的阳极与阴极之间的电压差根据温度变化而变化。通过这些作用，在像素列信号线13的电压中包括与入射的红外线光相应的电压成分。与温度检测像素3同样，参照像素18具有包括温度检测二极管1的温度检测部15、和支承腿布线2。
在图15所示的例子中，参照像素18除了温度检测像素3的结构以外，还在红外线吸收构造体14的受光面侧具有吸收红外线的红外线非吸收构造体19。红外线非吸收构造体19由对红外线的波长区域具有较高的反射率的材料构成。
在图16所示的例子中，参照像素18除了温度检测像素3的结构以外，还具有对红外线的向温度检测部15的入射进行遮光的红外线遮光膜20。红外线遮光膜20配置于红外线吸收构造体14的受光面侧，以使红外线光不向红外线吸收构造体14的受光面入射。
在图17所示的例子中，参照像素18通过在温度检测像素3的结构中不设置中空隔热构造由此构成参照像素18。即，在参照像素18中在基板16不设置中空部17。
通过图15～图17所示的结构，参照像素18不受从外部入射的红外线光的影响。
只要使垂直扫描电路4的扫描从最初阶段至最后阶段成为恒定，则图15和图16所示的参照像素18的通电周期和不通电周期就与温度检测像素3的通电周期和不通电周期一致。即，关于通过通电/不通电而产生的自发热，参照像素18产生具有与温度检测像素3相同的趋势的输出信号。因此，在通过读取电路7取得了参照像素18与温度检测像素3的差分信号的情况下，能够去除由自发热以及基板温度引起的信号成分，能够得到输出变化相对于基板温度的变化小的输出。其中，自发热温度由温度检测部15和红外线吸收构造体14的热容量、和支承腿布线2的热导率的关系决定。另外，在来自参照像素18的信号成分和来自温度检测像素3的信号成分中重叠有来自电源端子的同相噪声。因此，通过获取两个信号的差，能够减少电源噪声的影响。
如图16所示，在参照像素18中，红外线遮光膜20配置为与参照像素18内的温度检测部15热非接触状态，由此能够使参照像素18和温度检测像素3的构造相同。由此，与图15所示的结构相比，图16所示的结构的去除由自发热以及基板温度引起的信号成分的效果更好，因此更优选。另外，通过读取电路7获取来自参照像素18的信号成分与来自温度检测像素3的信号成分的差，由此也能够去除在从垂直扫描电路4向像素行驱动线12施加的电源电压中内在的噪声成分，因此改善S/N。
图17所示的结构的参照像素18没有中空部17，不具有中空隔热构造，因此完全不产生自发热，而产生由基板温度引起的信号成分。因此，在通过读取电路7取得参照像素18与温度检测像素3的差分信号的情况下，能够去除由基板温度引起的信号成分，能够得到输出变化相对于基板温度变化小的输出。另外，通过读取电路7进行差输出化，从而也能够去除在电源端子Vd的电压中内在的噪声成分，因此改善S/N。
参照像素18不限于图15～17所示的参照像素构造。参照像素18只要通过垂直扫描电路4连接于电源端子、以与温度检测像素3相同的通电/不通电周期进行动作、不受从外部入射的红外线光的影响，则可以是任意的结构。
另外，在图14中参照像素18配置于像素阵列部100的外侧，但参照像素18的配置不限于此。例如也可以将参照像素18在行方向上配置于像素阵列部100的左右两端。由此，实现差分信号的高精度化。或者也可以将参照像素18在像素阵列部100内配置多列。由此实现差分信号的进一步的高精度化。
实施方式5.
图18是本实施方式5的红外线拍摄元件的电路图。与实施方式4的不同点在于，在像素阵列部100的像素行驱动线12的两端配置有不受从外部入射的红外线光的影响的参照像素18。参照像素18的信号成分向读取电路7输入。读取电路7对参照像素18的信号成分与温度检测像素3的信号成分的差分信号进行放大并输出。
在本实施方式5中，将参照像素18与读取信号的温度检测像素3的差分信号输出，其中该参照像素18是与连接于该温度检测像素3的像素行驱动线12的两端连接的参照像素18中的任一个离该温度检测像素3较近的输出参照像素18。由此，能够去除由自发热和基板温度引起的信号成分，能够精度更好地得到输出变化相对于基板温度的变化小的输出。此外在像素阵列部100中，参照像素18的列至少在像素行驱动线12的两端各设置一列即可。
实施方式6.
图19是整体通过300表现的、表示本发明的实施方式6的空调机的结构的概略图。在图19中，空调机300具备：位置检测单元，根据红外线拍摄元件200的信号来检测人体的存在位置；主控制单元，进行空调机300的主要的控制；设定温度变更单元，变更设定温度；风向变更单元，通过风向控制翼等变更来自空调机300的送风方向；以及风速变更单元，变更来自空调机300的送风速度。
在空调机300中，根据具有恒定的红外线检测区域的红外线拍摄元件200的输出，位置检测单元检测人体的存在位置。在位置检测单元检测到人体进入到距空调机300一定的距离内的情况下，通过主控制单元，控制设定温度变更单元、风速变更单元以及风向变更单元，进行设定温度、风速以及风向的设定。由此，即使不进行繁琐的设定操作，也能适应人的运动而自动地配合人体的移动来进行空调机300的控制，从而得到舒适并且便利的空调机控制。
附图标记说明
1...温度检测二极管；2...支承腿布线；3...温度检测像素；4...垂直扫描电路；5...恒流源；6...信号线选择电路；7...读取电路；8...时钟可变输出部；9...模拟/数字转换器；10...图像运算部；11...水平扫描电路；12...像素行驱动线；13...像素列信号线；14...红外线吸收构造体；15...温度检测部；16...基板；17...中空部；18...参照像素；19...红外线非吸收构造体；20...红外线遮光膜；100...像素阵列部；200...红外线拍摄元件；300...空调机。

Claims (15)

1.一种红外线拍摄元件，其特征在于，具备：
像素阵列部，通过使包括二极管并生成与从外部接收到的红外线光相应的电信号的温度检测像素在行方向和列方向上以二维状排列而成；
多个驱动线，对每一行设置并在每一行将所述温度检测像素的一端共同连接；
多个信号线，对每一列设置并在每一列将所述温度检测像素的另一端共同连接；
垂直扫描电路，依次选择所述驱动线；
信号线选择电路，依次选择所述信号线；以及
至少一个读取电路，对来自与通过所述垂直扫描电路选择出的驱动线、和通过所述信号线选择电路选择出的信号线的双方连接的温度检测像素的电信号进行放大，
所述读取电路的数量少于对每一列设置的所述信号线的数量。
2.根据权利要求1所述的红外线拍摄元件，其特征在于，还具备：
时钟可变输出部，输出用于控制信号线选择电路的动作的控制信号；和
图像运算部，基于来自所述读取电路的信号，调整输出信号中的像素的排列，从而生成所述输出信号。
3.根据权利要求1所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
在所述以二维状排列而成的像素阵列部与所述读取电路之间，配置有依次选择信号线的所述信号线选择电路。
4.根据权利要求3所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
通过所述时钟可变输出部和所述信号线选择电路，能够任意地切换所读取的像素列。
5.根据权利要求3所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
通过所述垂直扫描电路、所述时钟可变输出部以及所述信号线选择电路，能够任意地切换所读取的像素。
6.根据权利要求1所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
还具备连接于所述二极管的阴极侧的电流源，
所述垂直扫描电路经由所述驱动线连接于各二极管的正极侧，
所述垂直扫描电路以使向各温度检测像素通电的周期为恒定的方式进行所述驱动线的选择。
7.根据权利要求1所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
还具备连接于所述信号线选择电路与所述读取电路的连接点的电流源，
所述垂直扫描电路经由所述驱动线连接于各二极管的正极侧，
所述信号线选择电路经由所述信号线连接于各二极管的负极侧，
所述信号线选择电路以一定间隔进行所述信号线的选择。
8.根据权利要求1所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
设置有N个读取电路，其中N为2以上的整数，
所述多个信号线与所述N个读取电路对应地被分割成N个组，
所述信号线选择电路针对每一个所述组选择一个信号线，并将该信号线与对应的读取电路连接。
9.根据权利要求8所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
还具备水平扫描电路，该水平扫描电路输入来自所述多个读取电路的每一个的输出信号，并依次选择所述多个输出信号中的一个进行输出。
10.根据权利要求1所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
在所述垂直扫描电路将所述像素阵列部的像素排列中从最初的行到最后的行的扫描反复进行M次的期间内，所述信号线选择电路连续选择同一像素列，其中M为2以上的整数，
所述红外线拍摄元件还具备将针对同一像素得到的M个输出信号平均而求出该温度检测像素的输出信号的图像运算部。
11.根据权利要求1所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
所述像素阵列部具有：至少一个以上所述温度检测像素的列、和至少一个以上不受从外部入射的红外线光的影响的参照像素的列，
所述垂直扫描电路还依次选择所述参照像素的一端，
所述读取电路连接于所述参照像素的另一端，从所述参照像素读取信号，
读取电路对来自温度检测像素的信号与来自所述参照像素的信号的差进行运算。
12.根据权利要求11所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
所述参照像素具有如下结构，即除了所述温度检测像素的结构以外，还具备截断红外线的入射的红外线遮光膜。
13.根据权利要求11或12所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
所述参照像素的列配置于所述像素阵列部的驱动线的两端。
14.根据权利要求11～13中的任一项所述的红外线拍摄元件，其特征在于，
对来自任意行的所述温度检测像素的信号、与来自由和所述温度检测像素的一端同行的驱动线连接的所述参照像素的信号的差进行运算并输出。
15.一种空调机，其特征在于，具备：
权利要求1～14中的任一项所述的红外线拍摄元件；
检测单元，根据所述红外线拍摄元件的输出信号来检测人体的存在位置；
设定温度变更单元，变更设定温度；
风向变更单元，变更送风方向；
风速变更单元，变更送风速度；以及
主控制单元，基于来自所述检测单元的信号，控制所述设定温度变更单元、所述风向变更单元以及风速变更单元。
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