新(xīn)型的智能紅外傳感(gǎn)器通常內置(zhì)多個微處理(lǐ)器,具備(bèi)傅裏葉變換、小波變換等先進數字信號處理或補償(cháng)功能,自(zì)診斷功能,雙向數字通信(xìn)等功能,使得傳感器的穩定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。
據國外某研究機構預測,紅外傳感(gǎn)器全球銷售額將會從2010年的$1.52億美元增長到2016年的2.86億美元。而據(jù)美國市場研究公司的一份研究(jiū)報(bào)告預(yù)測,全球光電/紅外(EO/IR)傳感器市場規模到2024年將達到100億美元,與2014年73億美元的市場規模相比,其複合年增長率將達到3.22%.
紅外傳感(gǎn)器技術是(shì)近年來(lái)發展最(zuì)快的技術之一(yī),紅外傳感(gǎn)器目前已廣泛應用於航空航天、天文(wén)、氣象(xiàng)、軍事、工業和民用等眾多領域,起著不可替代的重要作用。紅外線,實質上(shàng)是一種電(diàn)磁輻射波,其波長範(fàn)圍大致在0.78m~1000m頻譜(pǔ)範圍內,因其是(shì)位(wèi)於可見(jiàn)光中紅光以外的(de)光線,故而(ér)得名為紅外線。任何溫度高於絕(jué)對零度的物體,都會向外部空間以紅外線的(de)方(fāng)式輻射能量。利用(yòng)紅外輻射實現相關物理量測(cè)量的傳感技(jì)術(shù),即為紅外傳感技術。
近年來,紅外傳感器的發(fā)展趨勢主要集中體現在以下幾個方(fāng)麵:
1、傳感器的智能化
新(xīn)型的智能紅外(wài)傳(chuán)感器通(tōng)常內置多個(gè)微處理器,具備傅裏葉變換、小波變換(huàn)等先進數字信號處(chù)理或補償功能,自診斷功能,雙向數字通信等功能,使得傳感器的(de)穩定性、可靠性、信噪比、便利性等性能(néng)大大提高。
2、新型材料和處理技術的發展
用新型材料(liào)和處理技術,使得傳感器的紅外探測(cè)率提高,響應波長增大,響應時間縮短,像素(sù)靈敏度和像素密度更高,抗幹擾性能提高,生產成本降低。如Pyreos和Irisys公司已推出(chū)薄膜和陶瓷混合的新型熱(rè)釋電敏(mǐn)感技術,使得敏感元件可以(yǐ)實現陣列化。
3、傳(chuán)感器的進一步微型化(huà)、集成化
采用(yòng)片上集(jí)成技術(包(bāo)括盲元替代、非均勻性校正、部分圖像處理功(gōng)能(néng)等)和其它新的器件結構及(jí)新的製造工藝技術,在MEMS(微機電係統),甚至基於納米科技的NEMS(納機電係統)推動下,紅外傳感器尺寸大為縮小,功耗大大降低,集成度顯(xiǎn)著提高。由於紅外(wài)傳感器的(de)優越(yuè)性能,許多(duō)主流儀表研究單位和生產製造商對它的研發投(tóu)入也越來越(yuè)高。
4、傳感器的大(dà)型化和多功能化
隨著微(wēi)電子技術的發展和(hé)傳(chuán)感器的應用領域(yù)的不(bú)斷擴大(dà),紅外傳感器正從小型、單一功(gōng)能,向大型化、多功能化方向(xiàng)發展。如國外所研製的大型紅外傳感器(1616到6464像素)除可進行溫度場測量外(wài),還可獲得先進的、小型紅外傳感(gǎn)器所不具有的人體(tǐ)探測功能(即可精確定位個人在空間中的(de)位置,即使人不活動,也(yě)可識別出)或大型區域的安全監視等功能,十分適宜於家(jiā)庭自動化、醫療保健、安全(quán)防護等場合的應用。此外,新型多光譜傳感器的研製,也大大改善了紅外成像陣列的功能性。
紅外傳(chuán)感器主要(yào)應用(yòng)於哪些領域?
市場研究機構發表的最新紅外線感測器技術與市場趨勢報告(gào)指出,智慧建築自動化及行動裝置溫度感測等新興應用,將成為紅外線感測器市場成長新動力。
應用(yòng)於消費性行動裝置的小型紅外線感測器──例(lì)如手機跟平板裝置新增內部及現場溫度紅外線單一畫素感測功能,若是能采用晶圓(yuán)級封裝技術,可以產出更低廉,更小巧的感(gǎn)測器;
光是手機及(jí)平板大量內建紅外線感測器的趨勢,便有可能在2018年左右增加3,000萬美元的(de)市場規模。
中(zhōng)型紅外線陣列感測器(4x4~16x16像素)已成功打入住宅及汽車的空調,暖氣及通風(fēng)係(xì)統;預估將來若(ruò)產品價格更親民,在零(líng)售及居家電氣應用也大有可為(wéi)。
大型紅外線(xiàn)陣列(liè)感測(cè)器(32x32像(xiàng)素或以上)的未來市場是智慧型(xíng)住宅所需的多元感測裝置,雖然這個市場客戶能負擔較高(gāo)費用,不過產(chǎn)品的普及仍然有賴價格的下降。
紅外傳感(gǎn)器未(wèi)來市場規模(mó)預測
有報告指(zhǐ)出,技術的(de)不斷創新是將紅外線感測器推(tuī)向高階紅外線陣列探測器應用的要素,一(yī)向被視為低成本易製造的(de)紅外線感測器,已被大量且多樣地應(yīng)用於建築、保全、電器、工業的動作(zuò)感應,溫(wēn)度(dù)測量,計(jì)算及氣體與火災偵測等。最初的紅外(wài)線感測器隻是具有基本動作偵測的(de)單一像素熱釋電感測器,近來紅外線感測器已逐(zhú)漸(jiàn)邁向複雜且高階的市場,例如溫度測量、氣體、光譜及火災感測等。
從2000年起,由於陣列感測(cè)器進入市場,開始成功將紅外線感測器推往(wǎng)多(duō)元高階市場.多家公司踩(cǎi)著「技術帶動創新」的腳步,將熱釋電及熱電(diàn)堆技術加入生產(chǎn)紅(hóng)外線感(gǎn)測(cè)陣列的行列。
不過2013年由紅外線成像市場跨足紅外(wài)線感測器的ULIS挑戰熱電堆成為主流的可能(néng)性,推出第一個備有高畫質(zhì)微測輻射熱計且像素在100x100以下的超(chāo)大型紅外(wài)線(xiàn)感測器,預計將瓜分(fèn)正在成長中的大型紅外線感測器市(shì)場(chǎng)。預估(gū)2014年來自非(fēi)製冷紅外(wài)成像市場的龍(lóng)頭FLIR,將在小型紅外線陣列感測器(qì)上推(tuī)出使用微測輻(fú)射熱計(jì)的商(shāng)品蠶食市占率。
由於紅(hóng)外線感測大廠的多元(yuán)化,導致紅外探測器競爭格局十分複雜。必需要清楚地(dì)了(le)解每個主要廠(chǎng)商的技術背景和定位,才(cái)能(néng)清楚整(zhěng)體市場(chǎng)商機和將(jiāng)要麵臨的挑戰;
有表示,小型(xíng)紅外線感測器的市場已趨成熟,走向價格戰,中大型紅外線陣列感測器還(hái)是以性能及品質為主,尚有容納新(xīn)人加入的利潤空間。
總之,從小型(xíng)紅外線探測器轉成生產中大(dà)型(xíng)紅外(wài)線陣列感測器是(shì)具有挑(tiāo)戰性的,需要有(yǒu)足夠的專利及MEMS製造(zào)能力。因(yīn)此,現有廠商大都沒有(yǒu)直接從小型紅外(wài)線感(gǎn)測器轉戰中大型(xíng)紅外線陣列感測器的企圖。