CN113008385B - 具有单片集成信号处理的高分辨率热电堆红外传感器阵列 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高分辨率热电堆红外传感器阵列，其具有用于来自传感器阵列的像素的信号的单片集成信号处理和多个并行信号处理信道，以及用于像素信号的串行输出的数字端口，其中传感器阵列位于一个或多个传感器芯片上。本发明的目的在于说明一种具有单片集成信号处理和多个并行信号处理信道的热电堆红外传感器阵列，其在具有最低功率损耗和较高集成密度的同时，具有较高温度和几何分辨率。并且由于每个信号处理信道(K1...KN)具有至少一个模拟/数字转换器(ADC)，并且每个信号处理信道(K1...KN)在存储器(RAM)中分配一个用于来自像素(SE)的信号存储的存储区域，所述目的得以实现。

Description

具有单片集成信号处理的高分辨率热电堆红外传感器阵列

本申请是申请号为201680064819.1，申请日为2016年7月5日，发明名称为“具有单片集成信号处理的高分辨率热电堆红外传感器阵列”的分案申请。

本发明涉及一种具有单片集成信号处理的高分辨率热电堆红外传感器阵列和来自传感器阵列的像素的信号的多个并行信号处理信道，以及像素的信号的串行输出的数据端口，其中所述传感器阵列位于一个或多个传感器芯片上。

为了构建高分辨率热电堆红外传感器阵列，必须增加单个热电堆元件的数量，即像素的数量，并且像素自身的几何尺寸必须减小。最初，商业上可用的热电堆传感器阵列只由数量不多的像素组成(例如，8×8像素或16×16像素)。其中单个像素的尺寸较大(例如，150...300μm×150...300μm)。因此在传感器芯片上具有足够的空间(例如，由硅组成)以便在热电堆传感器阵列旁的芯片上容纳一些放大器或低通滤波器。

当前，具有更大量像素的常用热电堆传感器阵列要求将像素的尺寸减小至100μm的边长，或甚至减小至25μm。然而，由于增加集成密度生成的较小像素存在不足，它们产生面积比例较小的信号。也就是说，给定一半像素尺寸，只有四分之一的信号强度对进一步的处理有用。

因此更低的，并且通常为纳伏nV到几个微伏μV的范围的信号电压要求较高的增益系数，以便该信号可以进一步处理，而在实际传感器外壳没有额外的噪声或其他干扰的影响。然而，其结果是信噪比更低。

由于低信号电压要求的信号增益至少是几个1000，通常甚至10,000以上，为了在一定程度上提高信号电压，以便该电压可以传输到其他组件和进一步处理。传统用于信号放大的高增益模拟放大器要求是具有相对较大面积要求的多级放大器，而且这些放大器具有相当大的电流消耗。那就是说，增加了功率损耗，与此同时还增加了固有热量，反过来，导致整个热电堆传感器阵列的测量误差增加。

同时，通过硅微加工在一个芯片上制作的红外热电堆传感器阵列在各种实施例中已知。在这些传感器阵列中，信号处理的一部分发生在芯片上，但是只有几个前置放大器和普通多路转换器，后者输出所有像素信号。热电堆在红外接收区具有所谓“热”触点，其越来越小，并且在各自像素的边缘处的散热器上具有所谓的“冷”触点。由热电堆产生的信号电压直接依赖于“热”触点和“冷”触点之间的可达到的温差。

例如，根据WO 2006/122529 A1的热电堆传感器阵列的情况下，每行传感器阵列的各自一个前置放大器和一个低通滤波器都集成在一个芯片上。然而，对于具有多行和多列的高分辨率传感器阵列，还是不够的。例如，只有64个前置放大器和64个低通滤波器用于64×64像素的阵列的情况下。可达到的噪声带宽会比需要的高出64倍。由于噪声伴随着根源噪声带宽而增加，然而噪声可能减低8倍，或热分辨能力可能会增加8倍。

但对每个信号信道的信号放大，节省电流和节省空间的解决方案并没有特定的措施。

而且，JP 2004-170375 A公开了只包含单个前置放大器的热电堆传感器阵列。

DE 103 22 860 B4描述了用于从位于多路转换器上游的带前置放大器的高分辨率热传感器中读取电信号的电路分布图。为了降低并联运行的单个前置放大器的大量功率损耗，后者被循环关闭以便节约能量。

然而，这个措施的结果是：没有达到期望的高温度分辨率，因为只有取样信号的噪声带宽同时成比例减低到并联放大器信道的数值时，多路转换器的上游前置放大器才可得到预期结果。但是如果通过前置放大器的放大信号不是通过限制噪声带宽的低通滤波器连续“集成的”，或不是诸如通过低通滤波器平滑处理的，也是不可能做到的。

EP 2 587 234 A1公开了一种具有信号处理电路的热电堆红外传感器，在该电路中，单个像素的信号在无频带限制的情况下转发，或插入前置放大器。

上述所有的解决方案都记载了热电堆传感器阵列，但是没有提供信号处理以及在芯片上实现更高集成密度的措施。特别是，没有提供降低噪声宽带同时极小的空间要求和极低的能量损耗的方案。

现有解决方案的热分辨能力不足，因为只有单个或只有极少前置放大器信道集成在传感器芯片上，这导致较大的噪声带宽，同时信噪比低。

高集成密度要求降低像素尺寸和所谓的像素间距，即热电堆像素之间的中心至中心的距离，从而以便在相同芯片面积上容纳更多像素。此外，高热分辨率，即高信噪比，和低噪声限制温度分辨率NETD(噪声等效温差)在除高几何分辨率外也是理想的。

由于较小接收面积和由于热电堆像素的“热”触点和“冷”触点之间较小的距离，同时像素尺寸的降低也会导致热电堆像素发出的传感器信号的降弱，从而造成较低的信噪比和较弱的热分辨能力，以使测量精度下降。

原则上，减小热电堆单元(热电堆像素)的尺寸是可能的，并且在传感器芯片上集成更大数量的像素也是可行的。例如，16×16，32×32，64×64，128×128热电堆像素或更多热电堆像素在一个传感器芯片上实现。单个热电堆像素的信号电压必须通过m×n寻址和MUX切换进行多路转换，即传输普通的串行信号线到每个阵列的一个放大器，或通过每行或每列的普通串行接口。

由于仍然能够从具有进一步减小的像素尺寸的热电堆像素中最小地分辨的信号仍然处于许多应用的nV范围内，信号仍然需要在芯片上进行足够的放大和进一步处理，因此它们不能受传感器芯片内外部的电干扰的影响。

在现有解决方案的情况下，为了放大该较小热电堆像素至几个毫伏mV的传感器信号，并为了MUX(多路转换器)的下游的传感器信号可在快速串行模拟输出中从传感器芯片输出——或可用集成在传感器芯片或直接在传感器芯片旁的快速模拟数字转换器转换成数字信号，典型的10,000或更大的增益系数是必需的。

这里的不足在于多路转换器的下游的这些前置放大器的带宽必须很高以便传输仍然具有从多个Hz到数十个Hz的图像频率的多个连续采样的热电堆像素的传感器信号。

这在每个阵列一个前置放大器的情况下至少需要m×n倍的帧频，或者是具有m列和分别每列一个前置放大器的阵列的帧频的m倍。然而，同时系统的噪声随着根源(噪声)带宽也增加了，并且温度分辨率NETD变差。

运行稳定和精确的高增益放大器需要几个放大级，需要在传感器芯片上相对足够大的空间并且还具有与高余热相对应的大量电流消耗，反过来，进一步减小了热电堆元件的可达到信号电压。

由于这个原因，在传感器芯片的受限空间内，像素旁不可能容纳许多如此大型的放大器。

因此，本发明基于以下目的：指定具有单片集成信号处理和多个串行信号处理信道的热电堆红外传感器阵列，其具有高集成密度以及极低功率损耗同时具有高热分辨率和几何分辨率。

在介绍中提到这种类型的高分辨率热电堆红外传感器阵列的情况中，借助于每个信号处理信道(K₁...K_N)布置在传感器芯片(SP)上或接近传感器芯片的事实来实现，并且包括至少一个模拟/数字转换器(ADC)，并且在其每个信号处理信道(K₁...K_N)，在存储器(RAM)上分配了存储区，用以存储模拟/数学转换器(ADC)的结果。

传感器阵列的单个像素间的中心至中心距离小于300μm并且优选小于100μm。

在本发明的一个有利配置中，每个信号处理信道分配至少一个像素并且最多16或8个像素，优选只有4、3或2个像素，并且特别优选一个像素。

此外，对于每个信号处理信道，可以设置信号多路转换器，用于选择分配给信号处理信道的传感器阵列的像素。

在本发明的进一步配置中，前置放大器连接到每个信号处理信道中的模拟/数字转换器的上游。

前置放大器具有小于500且特别优选小于100的增益因子。

模拟/数字转换器具有至少10bits和优选至少16bits的之间的分辨率，其中根据集成法来运行模拟/数字转换器，例如“电荷平衡法”或“Δ-Σ(delta-sigma)法”。

本发明的进一步配置中，每个信号处理信道包括低通滤波器，用于限制噪声的带宽，所述低通滤波器的截止频率至少是热电堆红外传感器阵列的帧频和每个信号处理信道的像素数量的乘积，但是优选不超过该乘积的两倍或三倍绝对值。

最后，该低通滤波器可以是集成模拟/数字转换器的一部分。

根据各自的帧频，用集成的模拟/数字转换器和该模拟/数字转换器运行的预设转换率，例如根据“电荷平衡”法，来确定每个信号处理信道的噪声带宽。

在不同情况下，信号处理信道的一部分优选布置在像素之间的间隙中，即接近散热器的位置。

此外，为了产生的功率损耗的均匀分布，如果信号处理信道的至少一部分与另外的电子元件一起布置在传感器芯片的外边缘区域中围绕传感器阵列的区域中，是有利的。

最后，例如用于参考电压、电压供应、复位电路、温度参考、参考数据存储器、时钟发生器、I/O数字端口和数字信号处理器(例如，数字控制器)的另外的电子部件可以与信号处理信道和信号多路转换器一起集成在传感器芯片上。

EEPROM或闪存特别适合作为参考数据存储器。

在本发明的一个非常特殊的配置中，信号处理通道的至少一部分布置在传感器芯片下方，传感器元件位于单独的芯片上，其中像素与信号处理信道或/和另外的电子部件的电连接通过穿过传感器芯片或其他电连接装置(例如再分配布线)的通孔实现，其中热电堆红外传感器芯片(SP)和单独的芯片(ROIC)彼此固定地连接起来。在这种方法中，传感器芯片所需要的面积可以大大降低。

基于示例性实施例，本发明在下文作了更加详细地解释。在附图的相关图表中：

图1：示出了根据本发明的热电堆红外传感器阵列的基本构造；

图2：示出了根据本发明的用于热电堆红外阵列传感器芯片的集成信号处理的电路布置的框图，其中每个像素具有低通滤波器和相应的一个信号处理通道；

图3：示出了根据本发明在第二个实施例中的用于热电堆红外阵列传感器芯片的集成信号处理的电路布置的框图，其中低通滤波函数在集成的ADC(AD转换器)中实施；

图4：示出了根据本发明在第三个实施例中的用于热电堆红外阵列传感器芯片的集成信号处理的电路布置的框图，其中多个像素共享一个信号处理信道，并且

图4a：前置放大器下游的低通滤波器和

图4b：执行低通滤波函数的集成AD转换器；

图5：示出了根据本发明的用于热电堆红外传感器阵列的集成信号处理的进一步电路布置的框图，其中低通滤波函数在集成的AD转换器中实施；

图6a：示出了具有通孔的传感器芯片的示意性截面图，并且布置在其下方的是具有信号处理信道和其中集成有存储器和信号处理电子器件的单独芯片；并且

图6b：示出了根据图6a的布置，但是通过具有辐射入射窗的帽盖晶片和用于连接到热电堆红外传感器阵列的运行的其他功能组件的接合线之类的附加电连接装置进行增补。

图1和图2显示了根据本发明的热电堆红外传感器阵列的基本构造，其包括布置在传感器芯片中心的具有m×n像素的矩阵形式(SE 1.1...SE 1.n×SE m1.1...SE m,n)的热电堆红外传感器阵列TPA。在像素SE的周围或在像素阵列的周围，优选在两侧，m×(n/2)/信号处理信号K₁...K_N位于相同传感器芯片SP上，其信号处理信道放大并过滤单个像素SE的信号，并将这些信号转换成数字信号。这里信号处理信道K₁...K_N由相应数量的像素共享。

原则上，所有信号处理信道也可能位于像素阵列的一侧，其中热电堆红外传感器阵列具有不对称的热分布。

热电堆的功能必不可少的是：其具有“热”触点和“冷”触点，通过最长的可能导电轨道彼此连接起来，即尽可能的相互远离地布置，并且其中“热”触点布置在辐射接收器上(未图示出来)而“冷”触点布置在像素边缘的散热器上，以便根据“热”触点和“冷”触点之间的温差生成可估值的信号电压。

热电堆红外传感器阵列TPA的每个像素SE包含本身已知的小型热电堆单元，并且在每个热电堆单元上方可选地具有合适的光学单元的辐射入射窗。单个热电堆单元具有最大400μm，优选小于200μm以及特别优选小于100μm的中心对中心距离(所谓像素间距)。像素间距越小，整个热电堆红外感应器阵列芯片就越小，并且用于在像素SE上的红外辐射成像的所需光学单元的尺寸对于相同数量的像素也会减小。芯片和光学单元尺寸的减小通常也使制造成本降低。

可选择地，像素间距越小，在预定尺寸的传感器芯片上所容纳的像素SE也越多，因此以便实现更高的可选的分辨能力。

图2示出了根据本发明的用于热电堆红外传感器阵列TPA的用于集成信号处理的电路布置的框图，其具有镜像反转的构造，具有中心热电堆红外传感器阵列TPA，具有前置放大器VV、连接下游的低通滤波器TPE和在每个像素SE的传感器阵列TPA的两侧上的每个信号处理信道K₁...K_N的模拟/数字转换器ADC。

模拟/数字转换器ADC的输出连接存储器阵列RAM，可以通过控制电路CRTL进行读取，因此数字输出信号可以用于在数字输入和输出端口DIO做进一步的处理。

而且，每个芯片SP上都有运行所需的组件，如时钟发生器CLK、所需的电压供应VDD，VSS和多个参考电压VREF或REF/PTAT中的一个，以及其他可用的ESD电路模块。

根据本发明，多个单个信号处理信道K₁...K_N集成在相同传感器芯片SP的上方或下方，其中最大16或8的像素SE的数量a共享信号处理信道K₁...K_N，但是优选只在a＝4、3或2像素SE的情况下，共享信号处理信道。

像素SE的相应数量a通过多路转换器MUX或多路转换器MUX的区域(图4a所示)连接到分别指定的信号处理信道K₁...K_N。特别优选地，每个像素具有专用的信号处理信道K₁...K_N(即a＝1；参见图3和图4b)。因此，噪声带宽最小，噪声最低，从而获得最好的温度分辨率。甚至省去信号处理信道K₁...K_N上游的多路转换器也是可能的(图2)。

然而，由于多个信号处理信道K₁...K_N，空间要求和功率损耗还是会增加，主要在考虑热分辨率和空间要求的具有非常多像素的传感器阵列TPA的情况下，选择a>1也是有利的。

为了在芯片上容纳尽可能多的信号处理信道K₁...K_N，单个信道的面积要求和功率损耗二者都必须很小，以便控制芯片尺寸和成本，也为了控制传感器阵列TPA的热电堆像素SE之间的热串扰。

为了实现上述目标，信号处理信道K₁...K_N在不同情况下，只有一个较小的低噪声前置放大器VV，其具有相对低增益系数，即小于500倍，和使用具有高分辨率(即具有至少10bits)的低速节能模拟/数据转换器ADC。

优选地，涉及具有至少100倍的增益系数的前置放大器VV，并且模拟/数字转换器ADC的分辨率应该优选为16至24bits。

由于较低增益系数，将具有较低增益系数的前置放大器VV和具有高分辨率的低速模拟/数字转换器ADC相结合来保证较低的面积要求。而且，由于模拟/数字转换器ADC确保了较低的电流消耗，尽管其具有较高分辨率，但以低传输速度运行时相对较低。

此外，可以设想在使用高分辨率模拟/数字转换器ADC的同时，不使用前置放大器VV。结果因为温度分辨率增大，模拟/数字转换器ADC的正参考电压和负参考电压VREF的较小差异是有利的。

例如，由低偏移电压和偏移电压漂移区分的所谓的自动调零(切换斩波器)放大器适合作为前置放大器VV。给定小于100...500的一个增益系数，斩波放大器可构造为单级的，因此可节省特别大的空间和功率。

例如，“Δ-Σ(delta-sigma)”法或“电荷平衡”法适用于具有高分辨率的低速模拟/数字转换器ADC。因为很多模拟/数字转换器ADC在传感器芯片SP上并行运行，与在输出端仅具有一个模拟/数字转换器ADC的常规热电堆红外传感器阵列相比，出现低转换速率，从而实现要求的低功率损耗和小空间要求，可以基于64×64传感器阵列TPA进行解释。

根据“Δ-Σ(delta-sigma)”法或“电荷平衡”法运行的模拟/数字转换器是常规的和在本领域的技术人员熟知的转换器。

根据现有技术构造的和在15Hz帧率的仅一个模拟/数字转换器的具有64×64像素的传感器阵列要求模拟/数字转换器的转换率为：64×64像素×15Hz＝61.440Hz。

在根据本发明的模拟/数字转换器ADC并行运行的情况下，要求转换率正是15Hz(设定a＝1)或60Hz(设定a＝4)。这使得具有高分辨率(例如16bits或更高)且极小的电流和空间损耗的模拟/数字转换器ADC是可以实现的。

每个信号处理信道K₁...K_N的数字化信号可在其转发至I/O数字端口DIO的串行输出数字流之前，缓冲存储在存储器RAM的存储阵列中。结果，可以选择通过数字端口DIO读取数据的时间范围，使得帧的整个时间可以用于像素信号的积分和低通滤波。

信号处理信道K₁...K_N的噪声带宽优选减少至必须的最小值，其为每个信号处理信道K₁...K_N的像素SE的数量和传感器阵列TPA的帧率的乘积。

这可以通过集成在模拟/数字转换器ADC上游的低通滤波器TPF的简单方式实现，其可以例如作为前置放大器VV的一部分或者作为附加的低通滤波器TPF。

图3和图4b示出了特别节省空间的变量，其中可以通过合适的模拟/数字转换器ADC的积分器行为的特别优选方式，来实现噪声带宽的降低，例如根据电荷平衡法运行模拟/数字转换器ADC。

采用上述新颖的信号处理技术可以显著提高整体性能。

如已知的那样，在白噪声的情况下，噪声随着前置放大器VV的根源信号或根源噪声带宽增加。根据现有技术采用64×64传感器阵列，在只有一个前置放大器VV情况下噪声带宽会增加64×64倍帧速，并且在每列一个信号放大器的情况下，噪声带宽仍会增加64倍。

因此，与每个像素具有专用信号信道的阵列相比，具有一个前置放大器VV的64×64传感器阵列的总噪声和温度分辨率会高出64倍，并且在64列放大器的情况下，仍会高出大约8倍。

因此，例如，根据本发明的64×64传感器阵列TPA可使得热分辨能力比根据现有技术构造的已知传感器阵列高出8倍。按照同样相同的考虑模式，在根据本发明的16×16传感器阵列TPA的情况下，热分辨能力可能提高4倍，在32×32传感器阵列TPA的情况下，热分辨能力可能提高5.5倍，在128×128传感器阵列TPA的情况下，热分辨能力可能提高11倍。

如果在128×128传感器阵列TPA的情况下，信号处理通道的数量减少并且例如a＝16个像素共享信号处理通道，与WO 2006/122529A1相比，这将仍然实现3倍的信噪比改进，而不是热分辨能力提高11倍，并且与现有技术的其余部分仅具有一个信号传输通道的32倍。

根据本发明配置的信号处理信道K₁...K_N可布置在单个像素SE的边缘区域，如图5所示，在传感器芯片SP的外围边缘区域，即像素的外部，或分布在两区域之间的方式。

为了达到良好的热平衡并因此在整个传感器芯片SE实现均匀热分布图，在传感器芯片SE上各组件的功率损耗应该分布得尽可能均匀和对称。

在实际信号处理信道K₁...K_N和多路转换器MUX的旁边，其他电子部件可以共同集成在传感器芯片上，并通过多路转换器MUX连接至数字接口(参见图1和图5)。所述其他电子部件可能是温度参考、电压参考、存储装置(例如用于存储校正数据的EEPROM)、或许也是小型μ控制器，例如用于进一步的信号调节或温度计算。

而且具有额外信息REF/PTAT可能是有利的，例如，来自图像像素或间距元件的信号通过与串行数据串相同的信号处理信道插入，以便弥补漂移影响，并因此提高测量精度。

为各自帧频设置最有利的噪声带宽可在通过内部生产的主时钟和由时钟制度预先设定的转换率的集成模拟/数字转换器ADC的使用期间预先确定。

为了完整起见，应该提到信号处理信道K₁...K_N还可布置在单独芯片ROIC上，在实际传感器芯片SP的下方(参见图6a，6b)。

图6a示出了传感器芯片SP的示意性截面图，该传感器芯片SP具有通孔TSV并且布置在其下方的是具有集成在其中的信号处理通道K1...K_N以及如上所述的另外的存储器和信号处理电子元件的单独的芯片ROIC。通孔TSV通过填有导电材料的传感器芯片SP的开口，其与传感器芯片SP绝缘并在不同情况下在末端连接到传感器芯片SP和各自单独芯片RIOC的导电轨道(图中未示出)上。理所当然，在传感器芯片SP和单独芯片ROIC之间还必须进行机械固定连接。

图6b显示了与图6a相同布置，但在传感器芯片SP上增加了帽盖晶片CAP，其上有辐射入射窗SEF。盖帽晶片CAP可能由整个红外传输材料组成，或仅由传感器阵列TPA上方的这种类型的一个区域组成。而且还有提供额外的电连接装置，例如用于连接传感器芯片SP和印刷电路板上的其他功能组件的接合线BD，或类似地，热电堆红外传感器阵列TPA的运行所需的装置。

除了用于传感器芯片SP和单独芯片ROIC之间电连接的通孔TSV，还可以重新布线，其中导电轨道从传感器芯片SP的侧边缘周围引导至单独芯片ROIC。

参考标号列表

TPA         传感器阵列

VV          前置放大器

TPF         低通滤波器

ADC         模拟/数字转换器

K1...KN     信号处理信道

SE          像素

SP          传感器芯片

RAM         存储器阵列

CRTL        控制电路

DIO         数字端口

CLK         时钟脉冲器

VREF        参考电压

VDD         漏电电压

VSS         源电压

MUX         多路转换器

REF/PTAT    温度参考

A           像素的个数

TSV         通孔

ROIC        单独芯片

CAP         帽盖晶片

SEF         辐射入射窗口

BD          接合线

Claims (13)

1.具有单片集成信号处理的高分辨率二维热电堆红外传感器阵列，所述传感器阵列包括：

用于来自布置在一个或多个传感器芯片上的传感器阵列的多个像素的信号的多个并行信号处理通道，以及用于像素信号的串行输出的数字端口，

其中，至少一个像素共享一个信号处理通道，

其中，相应数量的像素通过多路转换器或多路转换器的区域连接到分别指定的信号处理通道，

其中，每个信号处理通道提供有单独的低速节能和高分辨率模拟/数字转换器，每个模拟/数字转换器具有10bits或更多的分辨率，

其中，每个信号处理通道提供有不超过一个连接到每个单独的模拟/数字转换器上游的前置放大器，每个前置放大器具有小于500倍的增益系数，

其中，每个信号处理通道在存储器中分配有存储阵列，用于存储模拟/数字转换器的结果，在将数字化信号转发到串行输出数据流之前，将数字化信号缓冲存储在所述存储阵列中，使得一帧的整个时间能够用于像素信号的积分和低通滤波，

其中，传感器阵列的相邻像素之间的任何中心到中心的距离小于200μm，并且

其中，每个信号处理通道中不多于一个具有低增益系数的前置放大器与低速节能和高分辨率模拟/数字转换器的组合，使得信号处理通道能够具有很低的电损耗，并且能够实现相邻像素之间的中心到中心的距离。

2.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，多达16个像素共享一个信号处理通道。

3.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，每个模拟/数字转换器具有240Hz或更小的转换率。

4.根据权利要求3所述的传感器阵列，其中，所述多个信号处理通道包括至少64个并行信号处理通道。

5.根据权利要求4所述的传感器阵列，其中，所述多个像素包括至少500个像素。

6.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列位于一个或多个传感器芯片上。

7.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述多个并行信号处理通道包括至少64个并行信号处理通道。

8.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述多个像素包括至少500个像素。

9.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列位于一个或多个传感器芯片上。

10.具有单片集成信号处理的高分辨率二维热电堆红外传感器阵列，所述传感器阵列包括：

用于来自布置在一个或多个传感器芯片上的传感器阵列的多个像素的信号的多个并行信号处理通道，以及用于像素信号的串行输出的数字端口，

其中，每个信号处理通道分配给多个像素，

其中，每个信号处理通道提供有单独的低速节能和高分辨率模拟/数字转换器，每个模拟/数字转换器具有10bits或更多的分辨率，

其中，每个信号处理通道提供有不超过一个连接到每个单独的模拟/数字转换器上游的前置放大器，每个前置放大器具有小于500倍的增益系数，

其中，每个信号处理通道在存储器中分配有一个存储区，用于存储模拟/数字转换器的结果；

其中，传感器阵列的相邻像素之间的任何中心到中心的距离小于200μm，

其中，至少一部分信号处理通道与其他电子器件布置在单独芯片上，

其中，像素与信号处理通道和/或其他电子元件的电连接通过通孔或其他电连接装置实现，所述其他电连接装置为再分配布线，

其中热电堆红外传感器芯片与单独芯片相互固定连接，并且

其中，每个信号处理通道中不多于一个具有低增益系数的前置放大器与低速节能和高分辨率模拟/数字转换器的组合，使得信号处理通道能够具有很低的电损耗，并且能够实现相邻像素之间的中心到中心的距离。

11.根据权利要求10所述的传感器阵列，其中，每个模拟/数字转换器具有240Hz或更小的转换率。

12.根据权利要求10所述的传感器阵列，其中，所述多个并行信号处理通道包括至少64个并行信号处理通道。

13.根据权利要求12所述的传感器阵列，其中，所述多个像素包括至少500个像素。

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