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红外传感器的发展

发布日期:2017-05-23 作者: 点击:

红外传感器的发展:

据国外某研究机构预测,红外传感器全球销售额将会从2010年的$1.52亿美元增长到2016年的2.86亿美元。而据美国市场研究公司的一份研究报告预测,全球光电/红外(EO/IR)传感器市场规模到2024年将达到100亿美元,与2014年73亿美元的市场规模相比,其复合年增长率将达到3.22%.
  红外传感器技术是近年来发展最快的技术之一,红外传感器目前已广泛应用于航空航天、天文、气象、军事、工业和民用等众多领域,起着不可替代的重要作用。红外线,实质上是一种电磁辐射波,其波长范围大致在0.78m~1000m频谱范围内,因其是位于可见光中红光以外的光线,故而得名为红外线。任何温度高于绝对零度的物体,都会向外部空间以红外线的方式辐射能量。利用红外辐射实现相关物理量测量的传感技术,即为红外传感技术。
    近年来,红外传感器的发展趋势主要集中体现在以下几个方面:
    1、传感器的智能化
  新型的智能红外传感器通常内置多个微处理器,具备傅里叶变换、小波变换等先进数字信号处理或补偿功能,自诊断功能,双向数字通信等功能,使得传感器的稳定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。

2、新型材料和处理技术的发展
用新型材料和处理技术,使得传感器的红外探测率提高,响应波长增大,响应时间缩短,像素灵敏度和像素密度更高,抗干扰性能提高,生产成本降低。如Pyreos和Irisys公司已推出薄膜和陶瓷混合的新型热释电敏感技术,使得敏感元件可以实现阵列化。
   3、传感器的进一步微型化、集成化
  采用片上集成技术(包括盲元替代、非均匀性校正、部分图像处理功能等)和其它新的器件结构及新的制造工艺技术,在MEMS(微机电系统),甚至基于纳米科技的NEMS(纳机电系统)推动下,红外传感器尺寸大为缩小,功耗大大降低,集成度显著提高。由于红外传感器的优越性能,许多主流仪表研究单位和生产制造商对它的研发投入也越来越高。
    4、传感器的大型化和多功能化
  随着微电子技术的发展和传感器的应用领域的不断扩大,红外传感器正从小型、单一功能,向大型化、多功能化方向发展。如国外所研制的大型红外传感器(1616到6464像素)除可进行温度场测量外,还可获得先进的、小型红外传感器所不具有的人体探测功能(即可精确定位个人在空间中的位置,即使人不活动,也可识别出)或大型区域的安全监视等功能,十分适宜于家庭自动化、医疗保健、安全防护等场合的应用。此外,新型多光谱传感器的研制,也大大改善了红外成像阵列的功能性。
红外传感器主要应用于哪些领域?
  市场研究机构发表的最新红外线感测器技术与市场趋势报告指出,智慧建筑自动化及行动装置温度感测等新兴应用,将成为红外线感测器市场成长新动力。
  应用于消费性行动装置的小型红外线感测器──例如手机跟平板装置新增内部及现场温度红外线单一画素感测功能,若是能采用晶圆级封装技术,可以产出更低廉,更小巧的感测器;
  光是手机及平板大量内建红外线感测器的趋势,便有可能在2018年左右增加3,000万美元的市场规模。
  中型红外线阵列感测器(4x4~16x16像素)已成功打入住宅及汽车的空调,暖气及通风系统;预估将来若产品价格更亲民,在零售及居家电气应用也大有可为。
  大型红外线阵列感测器(32x32像素或以上)的未来市场是智慧型住宅所需的多元感测装置,虽然这个市场客户能负担较高费用,不过产品的普及仍然有赖价格的下降。
红外传感器未来市场规模预测
有报告指出,技术的不断创新是将红外线感测器推向高阶红外线阵列探测器应用的要素,一向被视为低成本易制造的红外线感测器,已被大量且多样地应用于建筑、保全、电器、工业的动作感应,温度测量,计算及气体与火灾侦测等。最初的红外线感测器只是具有基本动作侦测的单一像素热释电感测器,近来红外线感测器已逐渐迈向复杂且高阶的市场,例如温度测量、气体、光谱及火灾感测等。
  从2000年起,由于阵列感测器进入市场,开始成功将红外线感测器推往多元高阶市场.多家公司踩着「技术带动创新」的脚步,将热释电及热电堆技术加入生产红外线感测阵列的行列。
  不过2013年由红外线成像市场跨足红外线感测器的ULIS挑战热电堆成为主流的可能性,推出第一个备有高画质微测辐射热计且像素在100x100以下的超大型红外线感测器,预计将瓜分正在成长中的大型红外线感测器市场。预估2014年来自非制冷红外成像市场的龙头FLIR,将在小型红外线阵列感测器上推出使用微测辐射热计的商品蚕食市占率。
由于红外线感测大厂的多元化,导致红外探测器竞争格局十分复杂。必需要清楚地了解每个主要厂商的技术背景和定位,才能清楚整体市场商机和将要面临的挑战;
有表示,小型红外线感测器的市场已趋成熟,走向价格战,中大型红外线阵列感测器还是以性能及品质为主,尚有容纳新人加入的利润空间。
  总之,从小型红外线探测器转成生产中大型红外线阵列感测器是具有挑战性的,需要有足够的专利及MEMS制造能力。因此,现有厂商大都没有直接从小型红外线感测器转战中大型红外线阵列感测器的企图。


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