摄像元件、其制造方法和电子设备与流程

文档序号:20687090发布日期:2020-05-08 18:54阅读:201来源:国知局
摄像元件、其制造方法和电子设备与流程

本技术涉及摄像元件、摄像元件的制造方法和电子设备,特别地,涉及使得能够抑制在红外截止滤波器层中产生空隙的摄像元件、摄像元件的制造方法和电子设备。



背景技术:

已经提出了与固态摄像元件基板一体形成红外截止滤波器的方法。例如,专利文献1公开了一种相机模块,其中,红外截止滤波器设于形成在固态摄像元件基板的片上透镜的上表面上的平坦化膜上,玻璃基板布置在红外截止滤波器上。

引用列表

专利文献

专利文献1:日本未审查专利申请公开第2013-137337号



技术实现要素:

本发明解决的技术问题

然而,在专利文献1的配置中,在红外截止滤波器和玻璃基板之间没有粘合剂,并且在固化通过旋转涂覆形成的红外截止滤波器之后结合玻璃基板。因此,在红外截止滤波器和玻璃基板之间会产生空隙(间隙),这可能导致光学特性的恶化和任何的图像缺陷。

鉴于这种情况提出了本技术,本技术旨在使得能够抑制在红外截止滤波器层中产生空隙。

解决问题的技术方案

根据本技术的第一方面的摄像元件包括:光接收传感器,其执行入射光的光电转换;保护基板,其保护所述光接收传感器的作为光入射面的上表面侧;框架,其布置在所述光接收传感器和所述保护基板之间的外围部分中,并且利用无机材料形成;以及红外截止滤波器层,其形成在与所述框架相同平面的内侧。

根据本技术的第二方面的摄像元件的制造方法包括:在保护光接收传感器的保护基板上的所述光接收传感器的外围部分的位置处形成框架,所述框架利用无机材料形成;在与所述框架相同平面上的内侧形成红外截止滤波器层;和通过粘合剂将形成于相同平面上的所述框架和所述红外截止滤波器层与所述光接收传感器结合。

在本技术的第二方面中,在保护光接收传感器的保护基板上的所述光接收传感器的外围部分的位置处形成利用无机材料形成的框架;在与所述框架相同平面上的内侧形成红外截止滤波器层;并且,通过粘合剂将形成于相同平面上的所述框架和所述红外截止滤波器层与所述光接收传感器结合。

根据本技术的第三方面的电子设备设有摄像元件,所述摄像元件包括:光接收传感器,其执行入射光的光电转换;保护基板,其保护所述光接收传感器的作为光入射面的上表面侧;框架,其布置在所述光接收传感器和所述保护基板之间的外围部分中,并且利用无机材料形成;以及红外截止滤波器层,其形成在与所述框架相同平面的内侧。

在本技术的第一和第三方面中,所述摄像元件设有:光接收传感器,其执行入射光的光电转换;保护基板,其保护所述光接收传感器的作为光入射面的上表面侧;框架,其布置在所述光接收传感器和所述保护基板之间的外围部分中,并且利用无机材料形成;以及红外截止滤波器层,其形成在与所述框架相同平面的内侧。

所述摄像元件和所述电子设备可以是独立的装置或者是结合到其它装置中的模块。

本发明的效果

根据本技术的第一至第三方面,能够抑制在红外截止滤波器层中产生空隙。

应当指出,这里所述的效果并非限制性的,也可以是本公开所述的任一效果。

附图说明

图1是采用本技术的摄像元件的简化结构的剖面图。

图2是用于说明图1所示的摄像装置的制造方法的图。

图3是用于说明图1所示的摄像装置的制造方法的图。

图4是用于说明图1所示的摄像装置的制造方法的图。

图5是用于进一步说明参照图2至图4所述的制造方法的图。

图6是用于说明图1所示的摄像装置的另一种制造方法的图。

图7是用于说明图1所示的摄像装置的又一种制造方法的图。

图8是示出图1所示的摄像装置的变形例的图。

图9是示出用作图1所示的摄像装置中的光接收传感器的层叠型摄像元件的结构示例概况的图。

图10是层叠型固态摄像装置23020的第一结构示例的剖面图。

图11是层叠型固态摄像装置23020的第二结构示例的剖面图。

图12是层叠型固态摄像装置23020的第三结构示例的剖面图。

图13是用作图1所示的摄像装置中的光接收传感器的层叠型固态摄像装置的另一结构示例的剖面图。

图14是示出作为采用根据本公开的技术的电子设备的摄像装置的结构示例的框图。

图15是用于说明图像传感器的使用示例的图。

图16是说明体内信息获取系统的示意结构的示例的框图。

图17是说明内窥镜手术系统的示意结构的示例的图。

图18是说明摄像头和相机控制单元(ccu)的功能性结构的示例的框图。

图19是说明车辆控制系统的示意结构的示例的框图。

图20是辅助说明车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的图。

具体实施方式

以下,说明本技术的实施例(下文称为实施例)。应当指出,按以下顺序进行说明。

1.摄像元件的剖面图

2.摄像元件的制造方法

3.摄像元件的变形例

4.光接收传感器的具体结构示例

5.电子设备的应用例

6.图像传感器的使用示例

7.体内信息获取系统的应用例

8.内窥镜手术系统的应用例

9.移动体的应用例

<1.摄像元件的剖面图>

图1是作为采用本技术的实施例的摄像元件的剖面图。

图1所示的摄像元件1具有芯片尺寸封装(csp,chipsizepackage)结构,该结构包括芯片尺寸的光接收传感器11和保护作为光接收传感器11的光入射表面的上表面侧的玻璃盖片15。光接收传感器11通过对入射光进行光电转换生成图像信号并输出图像信号。在图1中,光从玻璃盖片15的上侧起沿向下方向进入以被光接收传感器11接收。

框架13结合在玻璃盖片15的光接收传感器11侧的下表面的外围部的位置,红外截止滤波器层(下文称为ircf滤波器)14与框架13厚度相同地形成在框架13的平面方向的内侧。例如,利用诸如玻璃和硅等无机材料形成框架13。例如,利用可固化树脂复合材料形成ircf层14。

同时,在光接收传感器11中,光接收区域22形成在作为使用硅基板等构成的半导体基板21的上表面的玻璃盖片15侧的表面上。在光接收区域22中,像素以矩阵形式二维布置,各像素包括诸如光电二极管等光电转换器件、多个像素晶体管等,例如r(红色)、g(绿色)或b(蓝色)滤光片(未图示)和片上透镜23针对各像素布置在光接收区域22的上表面上。平坦化膜24布置在片上透镜23的上侧。形成在光接收传感器11的最上部的平坦化膜24通过粘合剂12在整个相对的区域上结合到布置在同一平面上的框架13和ircf层14的下表面。

光接收传感器11的光接收区域22中产生的图像信号从贯穿半导体基板21的贯通电极25和布置在半导体基板21的下表面的再配线26输出。半导体基板21的下表面的端子部(包括贯通电极25和再配线26)之外的区域被阻焊剂27覆盖。

光接收传感器11的包括贯通电极25和再配线26的端子部利用焊球等连接到其上安装摄像元件1的主基板或中间基板。

上述配置的摄像元件1是具有无空腔结构的芯片尺寸封装(csp),其中,在光接收传感器11的保护光入射表面(上表面)的玻璃盖片15和光接收传感器11之间的框架13、ircf层14、平坦化膜24等中没有空隙。

在摄像元件1中,框架13布置在光接收传感器11的保护光入射表面的玻璃盖片15和光接收传感器11之间,并且框架13的平面方向的内侧填充有ircf层14。因此,ircf层14被包括无机材料的框架13包围,这能够实现防潮效果,于是ircf层14的可靠性提高。而且,具有包括无机材料的框架13使得能够增强基板的刚性并防止整个封装弯曲。

应当指出,在本实施例中,说明了使用玻璃盖片15作为保护光接收传感器11的保护基板的示例,然而,例如,可以使用透光树脂基板代替玻璃盖片15。

<2.摄像元件的制造方法>

下面,参照图2至图4说明图1所示的摄像元件1的制造方法。

首先,如图2的a所示,准备用作框架13的材料的晶圆状态框架基板13w。对于晶圆状态框架基板13w的材料,例如,如上所述可以使用诸如玻璃和硅等无机材料。应当指出,在本说明书和附图中,诸如框架基板13w等在附图标记上添加“w”所表示的任何元件均为晶圆状态的元件。

对于这样的晶圆状态框架基板13w,如图2的b所示,在构造摄像元件1时用作将要填充ircf层14的区域的各位置处形成贯通孔(开口)41。对于贯通孔41的形成,可以采用诸如激光处理、喷砂和湿式蚀刻等任何处理方法。贯通孔41形成为不遮挡光进入光接收传感器11的光接收区域22,贯通孔41的平面形状可以是矩形或圆形,或者可以是诸如八边形等多边形。在后续步骤中切割形成贯通孔41之后剩下的框架基板13w,于是形成框架13。

接下来,如图2的c所示,将其中形成有多个贯通孔41的晶圆状态框架基板13w与晶圆状态玻璃基板15w彼此结合。对于将晶圆状态框架基板13w与晶圆状态玻璃基板15w结合,除了使用粘合剂(粘合树脂)结合之外,还可以直接结合。

此处,对直接结合进行说明。形成氧化硅膜或氮化硅膜作为两个基板待结合的各表面上的前表面层,将羟基结合到该前表面层中的各者。之后,将两个基板彼此结合,加热并脱水冷凝两个基板。于是,在两个基板的前表面层之间形成硅氧共价键。这使得两个基板直接键合。应当指出,由于冷凝,两个前表面层中所包含的元素也可能形成直接共价键。

在本说明书中,如上所述,通过位于两个基板之间的无机材料层来固定两个基板;通过化学地结合布置于两个基板各自的前表面上的无机材料层来固定两个基板;通过布置于两个基板各自的前表面上的无机材料层之间的脱水缩合而形成结合来固定两个基板;通过在布置于两个基板各自的前表面上的无机材料层之间形成各无机材料层中包含的元素的氧介导共价键或共价键来固定两个基板;或者通过在布置于两个基板各自的前表面上的氧化硅层之间或氮化硅层之间形成硅氧共价键或硅硅共价键来固定两个基板,均称为直接结合。在使用直接结合结合两个基板的情况下,能够抑制在整个基板上树脂的固化收缩所致的变形,或者在实际使用过程中在利用粘合树脂结合两个基板时树脂的热膨胀所致的变形。

接下来,如图2的d所示,使用研磨机等研磨已经彼此结合的晶圆状态框架基板13w的框架基板13w和晶圆状态玻璃基板15w以将框架基板13w的厚度调整为期望厚度。在框架基板13w的材料是硅的情况下,可以使用化学机械抛光(cmp)调整厚度。

图2的a至d所示的上述处理是在晶圆状态框架基板13w的材料或者是玻璃或者是硅的任何情况下都适用的处理,然而,在晶圆状态框架基板13w的材料是玻璃的情况下,图3的a至d所示的方法也适用。

换言之,图3的a至d示出了在框架13和玻璃盖片15均包括玻璃的情况下适用的制造步骤。首先,如图3的a所示,准备晶圆状态玻璃基板15w,其厚度为完成摄像元件1时框架13的厚度和玻璃盖片15的厚度的总和以上的厚度。

随后,如图3的b所示,在晶圆状态玻璃基板15w上的预定区域中图案化抗蚀剂42。玻璃基板15w上未形成有抗蚀剂42的区域对应于用作在完成摄像元件1时填充有ircf层14的区域的位置。

如图3的c所示,使用抗蚀剂42作为掩模通过干式蚀刻将晶圆状态玻璃基板15w蚀刻到期望的厚度。

最后,剥离抗蚀剂42,于是完成了与图2的d所示的状态相同的状态。在剥离抗蚀剂42之后,可以调整对应于图2中框架基板13w的部分的厚度。

在完成图2的d或图3的d的状态的阶段之后,如图4的a所示,利用诸如喷墨法、分散法、缝涂法和旋涂法等预定方法将ircf层14的抗蚀剂材料14w涂覆到与框架基板13w结合的玻璃基板15w上。这时,所涂覆的抗蚀剂材料14w的厚度大于框架基板13w的厚度(比框架基板13w高)。

随后,如图4的b所示,利用cmp研磨并平坦化抗蚀剂材料14w的厚度大于框架基板13w的高度的部分,于是得到了ircf层14嵌入在框架基板13w中的状态。

应当指出,在使用喷墨法或分散法的情况下,可以将抗蚀剂材料14w涂覆在玻璃基板15w上的框架基板13w中,使得形成的抗蚀剂材料14w的厚度等于框架基板13w的高度。在这种情况下,能够省去图4的b的cmp步骤,这使得更容易形成ircf层14。

接下来,如图4的c所示,将与框架基板13w结合的晶圆状态玻璃基板15w上下翻转,以通过粘合剂12w将框架基板13w和ircf层14的上表面(图4的c中下侧的表面)与在另一步骤中制得的晶圆状态光接收传感器基板11w结合。

随后,沿着图4的d中的虚线所示的切割线,切割彼此结合的晶圆状态光接收传感器基板11w和玻璃基板15w,于是如图4的e所示,完成了图1所示的摄像元件1。

如图5所示,参照图2至图4所述的摄像元件1的制造方法是如下的方法,将与框架基板13w结合的晶圆状态玻璃基板15w和晶圆状态光接收传感器基板11w彼此结合,之后按芯片尺寸切割。

如上所述,与框架基板13w结合的玻璃基板15w以及晶圆状态光接收传感器基板11w均以晶圆状态制造,之后结合在一起,除了这样的制造方法之外,也可以按以下制造方法制造摄像元件1,这些基板中的一者或两者以芯片尺寸切割,之后结合在一起。

更具体地,如图6所示,也可以采用以下制造方法,与框架基板13w结合的晶圆状态玻璃基板15w以芯片尺寸切割,通过这种切割形成的具有框架13的玻璃盖片15与晶圆状态光接收传感器基板11w结合,并切割与玻璃盖片15结合的晶圆状态光接收传感器基板11w。

或者,如图7所示,与框架基板13w结合的晶圆状态玻璃基板15w以芯片尺寸切割,并且晶圆状态光接收传感器基板11w也以芯片尺寸切割。随后,将切割的具有框架13的玻璃盖片15与切割的晶圆状态光接收传感器基板11w结合在一起。也可以采用这种摄像元件1的制造方法。

根据如上所述的摄像元件1的制造方法,利用粘合剂12将具有框架13的玻璃盖片15与光接收传感器11彼此结合,并且将粘合剂12涂覆到光接收传感器11的整个上表面上。因此,其中不会产生空隙(间隙),避免了光学特性的恶化以及任何图像缺陷。而且,可以以晶圆状态将粘合剂12涂覆到整个表面上,这使得能够利用诸如旋转涂覆等晶圆加工容易地形成摄像元件1。

而且,如上所述,根据摄像元件1的制造方法,不需要图案化ircf层14,这使得容易地形成ircf层14。

另外,根据摄像元件1的结构,在切割彼此结合的晶圆状态光接收传感器基板11w和晶圆状态玻璃基板15w时将要使用的切割线对应于框架13、玻璃盖片15和半导体基板21层叠的位置,并且具有一定硬度的无机材料层设于该位置处,这使得易于切割该层。

<3.摄像元件的变形例>

图8示出了摄像元件1的变形例。

在图1所示的摄像元件1中,可以形成低反射膜(抗反射膜)作为要利用粘合剂12与光接收传感器11结合的目标,该低反射膜减少在包括框架13、ircf层14和玻璃盖片15的部分的预定位置处入射光的反射。图8的a至d示出了摄像元件1中设置有低反射膜的多个示例。

图8的a示出了摄像元件1的示例,其中,低反射膜61a形成在形成于同一平面上的框架13和ircf层14与粘合剂12之间。例如,在利用粘合剂12将框架13和ircf层14结合到光接收传感器11之前,低反射膜61a形成在框架13和ircf层14的上表面上。

图8的b示出了摄像元件1的示例,其中,低反射膜61a形成在形成于同一平面上的框架13和ircf层14与玻璃盖片15之间。例如,在框架13和玻璃盖片15彼此结合之前,低反射膜61a形成在玻璃盖片15的上表面上。

图8的c示出了摄像元件1的示例,其中,低反射膜61b形成在框架13和粘合剂12之间、构成同一平面的框架13和ircf层14中形成有框架13的区域的层中,并且低反射膜61b形成在框架13和ircf层14中形成有ircf层14的区域中的在ircf层14和玻璃盖片15之间的层中。例如,在嵌入ircf层14之前,低反射膜61b形成在框架13和玻璃盖片15的上表面上。

图8的d示出了摄像元件1的示例,其中,既形成有图8的b中的低反射膜61a,又形成有图8的c中的低反射膜61b。在这种情况下,低反射膜61a和61b中的各者可以包括低反射膜的功能,或者低反射膜61a和61b的层叠结构可以实现低反射膜的功能。

可以通过交替层叠多个低折射膜和多个高折射膜来配置低反射膜61a和61b中的各者。低折射膜例如包括诸如siox(1≤x≤2)、sioc和siof等氧化膜,高折射膜例如包括诸如tio、tao和nb2o5等金属氧化物膜。当然,低反射膜61a和61b中的各者可以是包括氧化物、氮化物或任何其它绝缘材料的单层膜。

或者,对于低反射膜61a和61b的材料,也可以使用诸如苯乙烯基树脂、丙烯酸树脂、苯丙共聚物基树脂或硅氧烷基树脂等树脂基材料。

<4.光接收传感器的具体结构示例>

如下文所述,作为上述光接收传感器11,可以采用非层叠型固态摄像装置和通过层叠多个基板构成的层叠型固态摄像装置。

图9是示出适用于作为光接收传感器11的固态摄像装置的结构示例的概况的图。

图9的a示出了非层叠型固态摄像装置的简化结构示例。如图9的a所示,固态摄像装置23010具有一个晶片(半导体基板)23011。晶片23011包括其中像素以阵列形式布置的像素区域23012、执行各种类型的像素驱动控制和任何其它操作的控制电路23013以及用于信号处理的逻辑电路23014。

图9的b和c均示出了层叠型固态摄像装置的简化结构示例。如图9的b和c所示,在固态摄像装置23020中,传感器晶片23021和逻辑晶片23024两个晶片层叠并电连接以构成一个半导体芯片。

在图9的b中,像素区域23012和控制电路23013安装在传感器晶片23021上,包括执行信号处理的信号处理电路的逻辑电路23014安装在逻辑晶片23024上。

在图9的c中,像素区域23012安装在传感器晶片23021上,控制电路23013和逻辑电路23014安装在逻辑晶片23024上。

图10是层叠型固态摄像装置23020的第一结构示例的剖面图。

构成作为像素区域23012的各像素的pd(光电二极管)、fd(浮动扩散部)、tr(mosfet)、作为控制电路23013的tr等形成在传感器晶片23021中。而且,具有包括多层的配线23110的配线层23101形成在传感器晶片23021中。在该示例中,配线23110包括三层。应当指出,控制电路23013(作为控制电路23013的tr)可以被包括在逻辑晶片23024中而不被包括在传感器晶片23021中。

逻辑电路23014中包括的tr形成在逻辑晶片23024中。而且,具有包括多层的配线23170的配线层23161形成在逻辑晶片23024中。在该示例中,配线包括三层。另外,内壁表面上形成有绝缘膜23172的接触孔23171形成在逻辑晶片23024中,并且连接到配线23170等的配线导体23173嵌入在接触孔23171中。

传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过彼此相对的各自的配线层23101和23161结合在一起,由此形成传感器晶片23021和逻辑晶片23024层叠的层叠型固态摄像装置23020。诸如保护膜等膜23191形成在传感器晶片23021和逻辑晶片23024之间的结合表面上。

接触孔23111形成在传感器晶片23021中。接触孔23111从传感器晶片23021的后表面侧(光进入pd的那一侧)(上侧)贯穿传感器晶片23021并到达逻辑晶片23024的最上层的配线23170。而且,接触孔23121形成在传感器晶片23021中。接触孔23121相邻于接触孔23111,并从传感器晶片23021的后表面侧到达第一层中的配线23110。绝缘膜23112形成于接触孔23111的内壁表面上,并且绝缘膜23122形成于接触孔23121的内壁表面上。随后,配线导体23113和23123各自嵌入在接触孔23111和23121中。配线导体23113和配线导体23123在传感器晶片23021的后表面侧彼此电连接,因此传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过配线层23101、接触孔23121、接触孔23111和配线层23161彼此电连接。

图11是层叠型固态摄像装置23020的第二结构示例的剖面图。

在固态摄像装置23020的第二结构示例中,形成于传感器晶片2302中的一个接触孔23211将传感器晶片23021(的配线层23101(的配线23110))与逻辑晶片23024(的配线层23161(的配线23170))彼此电连接。

即,在图11中,接触孔23211形成为从传感器晶片23021的后表面侧贯穿传感器晶片23021,并到达逻辑晶片23024的最上层中的配线23170,还到达传感器晶片23021的最上层中的配线23110。绝缘膜23212形成在接触孔23211的内壁表面上,并且配线导体23213嵌入在接触孔23211中。尽管在上述图10中,传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过两个接触孔23111和23121彼此电连接,但是在图11中,传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过一个接触孔23211彼此电连接。

图12是层叠型固态摄像装置23020的第三结构示例的剖面图。

图12的固态摄像装置23020与图10的情况的不同之处在于,在传感器晶片23021和逻辑晶片23024之间的结合表面上未形成有诸如保护膜等膜23191。在图10的情况下,在传感器晶片23021和逻辑晶片23024之间的结合表面上形成有诸如保护膜等膜23191。

通过层叠传感器晶片23021和逻辑晶片23024以使配线23110和23170彼此直接接触,施加特定负载并进行加热以将配线23110和23170直接结合在一起,如此形成图12的固态摄像装置23020。

图13是适用作为光接收传感器11的固态摄像装置的另一结构示例的剖面图。

在图13中,固态摄像装置23401具有包括传感器晶片23411、逻辑晶片23412和存储器晶片23413三个层叠晶片的三层层叠结构。

存储器晶片23413具有存储器电路,该存储器电路临时存储例如逻辑晶片23412执行信号处理时所需的数据。

在图13中,尽管逻辑晶片23412和存储器晶片23413依次层叠在传感器晶片23411之下,但是逻辑晶片23412和存储器晶片23413也可以按相反的顺序(即按存储器晶片23413和逻辑晶片23412的顺序)层叠在传感器晶片23411之下。

应当指出,在图13中,作为像素的光电转换部的pd和像素tr的源极/漏极区域形成在传感器晶片23411中。

栅极隔着绝缘膜布置在pd周围,栅极和成对的源极/漏极区域形成像素tr23421和像素tr23422。

相邻于pd的像素tr23421是传输tr,并且像素tr23421所包括的一对源极/漏极区域中的一者是fd。

而且,层间绝缘膜形成在传感器晶片23411中,并且接触孔形成在层间绝缘膜中。连接像素tr23421和像素tr23422的配线导体23431形成在接触孔中。

而且,连接到各配线导体23431的具有多层配线23432的配线层23433形成在传感器晶片23411中。

另外,作为外部连接用电极的铝焊盘23434形成在传感器晶片23411中配线层23433的最下层中。即,铝焊盘23434形成为比传感器晶片23411中的配线23432更靠近与逻辑晶片23412的结合表面23440。铝焊盘23434用作从外部输入信号和将信号输出到外部的配线的一端。

而且,触点23441形成在传感器晶片23411中。触点23441用于电连接到逻辑晶片23412。触点23441连接到逻辑晶片23412中的触点23451,并且还连接到传感器晶片23411中的铝焊盘23442。

焊盘孔23443形成在传感器晶片23411中以从传感器晶片23411的后表面侧(上侧)到达铝焊盘23442。

如上所述的固态摄像装置的结构适用于光接收传感器11。

<5.电子装置的应用例>

根据本公开的技术不限于应用于摄像元件。即,根据本公开的技术适用于将摄像元件用于图像获取部(光电转换部)的一般的电子装置,包括诸如数码相机和摄像机等摄像装置、具有摄像功能的移动终端、将摄像元件用于图像读取部的复印机等。摄像元件可以是单片形式或通过将摄像部和信号处理部或光学系统封装在一起得到的具有摄像功能的模块形式。

图14是示出作为采用根据本公开的技术的电子装置的摄像装置的结构示例的框图。

图14的摄像装置200包括具有透镜组等的光学部201、采用图1的摄像元件1的结构的摄像元件(摄像器件)202和作为相机信号处理电路的数字信号处理(dsp)电路203。而且,摄像装置200还包括帧存储器204、显示部205、记录部206、操作部207和电源208。dsp电路203、帧存储器204、显示部205、记录部206、操作部207和电源208通过总线209彼此连接。

光学部201获取来自目标的入射光(图像光)并在摄像元件202的摄像平面上形成图像。摄像元件202以像素为单位将通过光学部201在摄像表面上形成图像的入射光量转换成电信号,并输出该电信号作为像素信号。作为摄像元件202,可以使用图1中的摄像元件1,即,通过在光接收传感器11和玻璃盖片15之间设置框架13并且在框架13的平面方向的内侧填充ircf层14来防止产生空隙的摄像元件1。

显示部205例如包括诸如液晶显示器(lcd)和有机电致发光(el)显示器等薄型显示器,并且显示由摄像元件202获取的动态图像或静止图像。记录部206将由摄像元件202获取的动态图像或静止图像记录在诸如硬盘或半导体存储器等记录介质上。

操作部207由使用者操作以发出用于摄像装置200的各种功能的操作指令。电源208向dsp电路203、帧存储器204、显示部205、记录部206和操作部207适当地提供用于操作这些对象的各种电源。

如上所述,使用上述摄像元件1作为摄像元件202使得能够抑制光学特性的恶化和任何图像缺陷。因此,其实,在摄像装置200中,例如摄像机和数码相机、进一步地用于诸如移动电话等移动装置的相机模块,能够在实现小型化的同时生成高图像质量的图像。

<6.图像传感器的应用例>

图15是示出上述摄像元件1作为图像传感器的示例的使用例的图。

使用上述摄像元件1的图像传感器例如可应用于感测诸如可见光、红外光、紫外光和x射线等光的以下各种情形。

-拍摄欣赏用的图像的设备,例如数码相机和具有相机功能的移动设备等。

-用于交通的设备,例如,为了诸如自动停车和驾驶员的状态识别等安全驾驶而用于拍摄汽车的前侧、后侧、周围、内部等的车载传感器、用于监视行驶的车辆和道路的监视相机、以及用于测量车辆之间的距离等的距离测量传感器。

-用于家用电器的设备,例如电视、冰箱和空调等,以便拍摄使用者的手势的图像,并根据该手势操作设备。

-用于医疗或保健的设备,例如内窥镜和通过接收红外光拍摄血液图像的设备。

-用于安保的设备,例如,用于预防犯罪的监控相机和用于个人身份认证的相机等。

-用于美容护理的设备,例如,用于拍摄皮肤的图像的皮肤测量设备和拍摄头皮的图像的显微镜等。

-用于运动的设备,例如,用于运动的动作相机或可穿戴相机等。

-用于农业的设备,例如,用于监视田地和庄稼的相机等。

<7.体内信息获取系统的应用例>

根据本公开的技术(本技术)可以应用于如上所述的各种产品。例如,根据本公开的技术可以应用于使用胶囊型内窥镜的患者的体内信息获取系统。

图16是示出使用胶囊型内窥镜的患者的体内信息获取系统的示意结构的示例的框图,该胶囊型内窥镜采用了根据本公开的实施例的技术(本技术)。

体内信息获取系统10001包括胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200。

在检查时患者吞咽胶囊型内窥镜10100。胶囊型内窥镜10100具有摄像功能和无线通信功能,并且在通过蠕动在器官的内部移动一段时间的同时,以预定的时间间隔连续获取诸如胃或肠等器官的内部的图像(下文称为体内图像),直到自然地排出到患者体外为止。并且,胶囊型内窥镜10100通过无线发射将体内图像的信息连续发送到体外的外部控制装置10200。

外部控制装置10200整体地控制体内信息获取系统10001的操作。而且,外部控制装置10200接收从胶囊型内窥镜10100发送来的体内图像的信息,并基于接收到的体内图像的信息生成用于在显示装置(未图示)上显示体内图像的图像数据。

在体内信息获取系统10001中,在吞咽了胶囊型内窥镜10100之后,能够以这种方式在一段时间内的任何时间获取拍摄了患者身体内部状态的体内图像,直到排出胶囊型内窥镜10100为止。

下面将更详细的说明胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200的结构和功能。

胶囊型内窥镜10100包括胶囊型的壳体10101,在壳体10101中容纳有光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114、供电单元10115、电源单元10116和控制单元10117。

光源单元10111例如包括诸如发光二极管(led)等光源,并且使光照射在摄像单元10112的图像获取视场上。

摄像单元10112包括摄像元件和设置在摄像元件前级的包括多个透镜的光学系统。照射到作为观察目标的身体组织上的光的反射光(下文称为观察光)被光学系统聚集并且被引入到摄像元件中。在摄像单元10112中,入射的观察光由摄像元件进行光电转换,由此产生与观察光对应的图像信号。由摄像单元10112生成的图像信号被提供到图像处理单元10113。

图像处理单元10113包括诸如中央处理单元(cpu)或图形处理单元(gpu)等处理器,并且对由摄像单元10112产生的图像信号进行各种信号处理。图像处理单元10113将已由此进行了信号处理的图像信号作为raw数据提供给无线通信单元10114。

无线通信单元10114对已由图像处理单元10113进行信号处理的图像信号进行诸如调制处理等预定处理,并将所得到的图像信号通过天线10114a发送到外部控制装置10200。而且,无线通信单元10114通过天线10114a从外部控制装置10200接收有关胶囊型内窥镜10100的驱动控制的控制信号。无线通信单元10114将从外部控制装置10200接收到的控制信号提供到控制单元10117。

供电单元10115包括用于接收功率的天线线圈、用于根据在天线线圈中产生的电流再生电力的功率再生电路、升压电路等。供电单元10115利用非接触充电原理产生电力。

电源单元10116包括蓄电池,并且存储由供电单元10115产生的电力。在图16中,为了避免图示复杂,省略了表示电源单元10116的电力供给目的地的箭头标记等。然而,存储在电源单元10116中的电力被提供给并且能够用于驱动光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117。

控制单元10117包括诸如cpu等处理器,并且根据从外部控制装置10200发送来的控制信号适当地控制光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和供电单元10115的驱动。

外部控制装置10200包括诸如cpu或gpu等处理器、微型计算机、控制板等,其中处理器和诸如存储器等存储元件混合合并。外部控制装置10200通过天线10200a将控制信号发送给胶囊型内窥镜10100的控制单元10117以控制胶囊型内窥镜10100的操作。在胶囊型内窥镜10100中,例如,根据来自外部控制装置10200的控制信号,光源单元10111的光的照射条件可依据观察目标而改变。而且,能够根据来自外部控制装置10200的控制信号改变图像获取条件(例如,摄像单元10112的帧率、曝光值等)。而且,可以根据来自外部控制装置10200的控制信号改变图像处理单元10113处理的内容或者用于从无线通信单元10114发送图像信号的条件(例如,发送时间间隔、发送图像的个数等)。

而且,外部控制装置10200对从胶囊型内窥镜10100发送来的图像信号进行各种图像处理,以生成用于在显示装置上显示所获取的体内图像的图像数据。作为图像处理,例如,能够进行诸如显色处理(去马赛克处理)、图像质量改善处理(带宽增强处理、超分辨率处理、噪声降低(nr)处理和/或图像稳定化处理)和/或放大处理(电子变焦处理)等各种信号处理。外部控制装置10200控制显示装置的驱动以使显示装置基于所产生的图像数据显示所获取的体内图像。或者,外部控制装置10200也可以控制记录装置(未图示)记录所产生的图像数据,或者控制打印装置(未图示)通过打印输出所产生的图像数据。

上文已对可以采用根据本公开的技术的体内信息获取系统的示例进行了说明。根据本公开的技术可以应用于如上所述元件中的摄像单元10112。具体地,上述的摄像元件1适用于作为摄像单元10112。采用根据本公开的技术的摄像单元10112使得胶囊型内窥镜10100更加小型化。这使得能够进一步减轻患者的负担。另外,能够在使胶囊型内窥镜10100小型化的同时获取高图像质量的图像。

<8.内窥镜手术系统的应用例>

例如,根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。

图17是示出应用根据本公开的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。

在图17中,示出了手术人员(医生)11113使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示,内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100、诸如气腹管(pneumoperitoneumtube)11111和能量装置11112等其他手术用具11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120、和安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。

内窥镜11100包括镜筒11101和摄像头11102,从镜筒11101的末端起的预定长度的区域被插入患者11132的体腔中,摄像头11102连接到镜筒11101的近端。在所示的示例中,示出了包括具有刚性镜筒11101作为刚性内窥镜的内窥镜11100。然而,还可以包括具有柔性镜筒11101的作为柔性内窥镜的内窥镜11100。

在镜筒11101的末端上具有嵌有物镜的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100,使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内延伸的光导被引导到镜筒11101的末端,并且该光通过物镜照向患者11132体腔中的观察对象。应当指出,内窥镜11100可以是前视内窥镜(forward-viewingendoscope),或者可以是斜视内窥镜(oblique-viewingendoscope)或侧视内窥镜(side-viewingendoscope)。

在摄像头11102的内部设置有光学系统和摄像元件,使得来自观察对象的反射光(观察光)被该光学系统聚集在该摄像元件上。观察光经过摄像元件进行光电转换,以产生对应于观察光的电信号,即,对应于观察图像的图像信号。该图像信号作为raw数据被发送到ccu11201。

ccu11201包括中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)等,并且整体地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外,ccu11201接收来自摄像头11102的图像信号,并且对该图像信号执行诸如显像处理(去马赛克处理)等用于显示基于该图像信号的图像的各种图像处理。

在ccu11201的控制下,显示装置11202显示基于图像信号(已经由ccu11201执行了图像处理)的图像。

例如,光源装置11203包括诸如发光二极管(led)等光源,并在拍摄手术部位时将照射光提供给内窥镜11100。

输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户可以通过输入装置11204执行内窥镜手术系统11000的各种信息输入或指令输入。例如,用户可输入用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、倍率、焦距等)的指令等。

处置工具控制装置11205控制能量装置11112的驱动,用于组织的烧灼或切割、血管的封合等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体送入患者11132的体腔中,从而使体腔膨胀,以便确保内窥镜11100的视野和手术人员的操作空间。记录仪11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够打印诸如文本、图像或图表等各种格式的与手术有关的各种信息的装置。

应当指出,在拍摄手术部位时向内窥镜11100提供照射光的光源装置11203可以包括白光源,该白光源例如包括led、激光光源、或led和激光光源的组合。在白光源包括红、绿和蓝(rgb)激光光源的组合的情况下,由于能够以高精度来控制各颜色(各波长)的输出强度和输出时序,因此能够通过光源装置11203调整所拍摄的图像的白平衡。另外,在这种情况下,如果来自各rgb激光光源的激光束以时分方式照射观察对象,并且与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动,则还可以以时分的方式拍摄分别对应于r、g和b颜色的图像。根据该方法,即使在摄像元件中没有设置彩色滤光片的情况下,也可以获得彩色图像。

另外,可以控制光源装置11203,使得针对各预定时间改变要输出的光强度。通过与光强度变化的时刻同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动来以时分的方式获取图像,并且合成图像,可以产生高动态范围的图像,而没有曝光不足的遮挡阴影和曝光过度的高光。

另外,光源装置11203可以被配置成提供用于特殊光观察的预定波长带的光。在特殊光观察中,例如,与普通观察时的照射光(即,白光)相比,通过利用人体组织中的光吸收的波长依赖性来发射窄带光,以高对比度执行拍摄诸如黏膜表层的血管等预定组织的窄带观察(窄带摄像)。可替代地,在特殊光观察中,可以执行根据发射激发光而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中,可以利用激发光照射人体组织来观察来自该人体组织的荧光(自发荧光观察),或者可以将诸如吲哚菁绿(icg:indocyaninegreen)等试剂局部注射到人体组织中,并且利用与该试剂的荧光波长对应的激发光照射人体组织,来获得荧光图像。光源装置11203可被构造成提供适用于如上所述特殊光观察的这种窄带光和/或激发光。

图18是示出图17所示的摄像头11102和ccu11201的功能构造的示例的框图。

摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。ccu11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和ccu11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。

透镜单元11401是设置在与镜筒11101连接位置处的光学系统。从镜筒11101的末端所获取的观察光被引导到摄像头11102,并入射到透镜单元11401中。透镜单元11401包括多个透镜(包括变焦透镜和聚焦透镜)的组合。

摄像单元11402所包括的摄像元件的数目可以是一个(单板型)或者多个摄像元件(多板型)。例如,在摄像单元11402由多板型摄像元件构成的情况下,摄像元件产生与各r、g和b对应的图像信号,并合成这些图像信号,从而获得彩色图像。摄像单元11402也可以被构造成具有一对摄像元件,用于获取三维(3d)显示用的右眼和左眼的各图像信号。如果执行3d显示,则手术人员11131可以更精确地掌握手术部位中的活体组织的深度。应当指出,在摄像单元11402由立体型摄像元件构成的情况下,与每个摄像元件对应地设置多系统的透镜单元11401。

另外,摄像单元11402并非必须设置在摄像头11102上。例如,摄像单元11402可以设置在镜筒11101内且紧跟在物镜的后方。

驱动单元11403包括致动器,并且在摄像头控制单元11405的控制下将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因此,能够适当地调整通过摄像单元11402而获得的拍摄图像的倍率和焦点。

通信单元11404包括用于向ccu11201发送各种信息和从ccu11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从摄像单元11402获得的图像信号作为raw数据通过传输线缆11400发送到ccu11201。

另外,通信单元11404从ccu11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号,并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。例如,控制信号包括与摄像条件相关的信息,例如,用于规定所拍摄图像的帧率的信息、用于规定摄像时的曝光值的信息、和/或用于规定所拍摄图像的倍率和焦点的信息等。

应当指出,诸如帧率、曝光值、倍率或焦点等摄像条件可以由用户指定,或者可以由ccu11201的控制单元11413基于所获取的图像信号来自动地设置。在后一种情况下,自动曝光(ae:autoexposure)功能、自动聚焦(af:autofocus)功能和自动白平衡(awb:autowhitebalance)功能都被合并在内窥镜11100中。

摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收的来自ccu11201的控制信号来控制摄像头11102的驱动。

通信单元11411包括用于向摄像头11102发送各种信息和从摄像头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411接收通过传输线缆11400从摄像头11102发送的图像信号。

另外,通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号发送到摄像头11102。该图像信号和控制信号能够通过电通信、光通信等进行传输。

图像处理单元11412对从摄像头11102发送来的raw数据形式的图像信号执行各种图像处理。

控制单元11413执行与内窥镜11100对手术部位等进行摄像有关的各种控制,以及与对手术部位等进行摄像而获得的拍摄图像的显示有关的各种控制。例如,控制单元11413产生用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。

另外,基于已经由图像处理单元11412执行了图像处理的图像信号,控制单元11413控制显示装置11202显示拍摄有手术部位等的拍摄图像。随即,控制单元11413可以利用各种图像识别技术来识别所拍摄的图像中的各种物体。例如,控制单元11413通过检测所拍摄图像中包括的物体的边缘的形状、颜色等,能够识别出诸如镊子等手术用具、特定活体部位、出血、在使用能量装置11112时的薄雾等。当控制单元11413控制显示装置11202显示所拍摄的图像时,控制单元11413可以利用识别结果使得各种手术辅助信息以与手术部位的图像叠加的方式显示。在手术辅助信息以叠加的方式显示并且呈现给手术人员11131的情况下,能够减少手术人员11131的负担,并且可以使手术人员11131确定无疑地进行手术。

将摄像头11102和ccu11201彼此连接的传输线缆11400用于电信号的通信的电信号线缆、用于光通信的光纤、或者用于电通信和光通信二者的复合线缆。

这里,在所示的示例中,尽管通过使用传输线缆11400的有线通信方式执行通信,但是也可以以无线通信方式执行摄像头11102与ccu11201之间的通信。

上文已经说明了可采用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的示例。例如,根据本公开的技术可以应用于上述元件中的摄像头11102的摄像单元11402。具体地,可以采用上述的摄像元件1作为摄像单元11402。将根据本公开的技术应用于摄像单元11402使得能够在使摄像头11102小型化的同时获得高图像质量的图像。

应当指出,尽管这里已经将内窥镜手术系统作为示例进行了说明,但是根据本公开的技术还可以应用于例如显微镜手术系统等。

<9.移动体的应用例>

而且,例如,根据本公开的技术可以实现为安装到以下任何一种移动体的装置:汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船和机器人等。

图19是示出车辆控制系统的示意结构的示例的框图,该车辆控制系统作为采用了根据本公开实施例的技术的移动体控制系统的示例。

车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图19所示的示例中,车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、主体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。另外,示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(i/f)12053作为集成控制单元12050的功能性配置。

驱动系统控制单元12010根据各种程序控制有关车辆的驱动系统的装置的操作。例如,驱动系统控制单元12010用作以下装置的控制装置,用于产生车辆的驱动力的驱动力生成装置(诸如内燃机、驱动电机等)、用于将驱动力传输给车轮的驱动力传输机构、用于调节车辆的转向角度的转向机构、用于产生车辆的制动力的制动装置等。

主体系统控制单元12020根据各种程序控制设于车辆主体的各种装置的操作。例如,主体系统控制单元12020用作控制装置,用于无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或者诸如前照灯、备用灯、制动灯、转向信号、雾灯等各种灯。在此情况下,代替钥匙的从移动装置发送的无线电波或者各种开关的信号能够被输入到主体系统控制单元12020。主体系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号,并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。

车外信息检测单元12030检测有关包括车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如,车外信息检测单元12030与摄像部12031相连。车外信息检测单元12030使摄像部12031对车辆外部的图像进行成像,并且接收所成像的图像。基于所接收到的图像,车外信息检测单元12030可以进行检测诸如路面上的人、车辆、障碍物、标记、符号等目标的处理,或者进行检测到此处的距离的处理。

摄像部12031是接收光的光学传感器,并且输出与接收到的光的光量对应的电信号。摄像部12031能够输出电信号作为图像,或者能够输出电信号作为有关测得距离的信息。另外,由摄像部12031接收到的光可以是可见光,或者可以是诸如红外线等不可见光。

车内信息检测单元12040检测有关车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041相连。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。根据从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息,车内信息检测单元12040可计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专心程度,或者可判断驾驶员是否打瞌睡。

微型计算机12051能够基于通过车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的有关车辆的内部或外部的信息,计算用于驱动力生成装置、转向机构或制动装置的控制目标值,并且将控制命令输出到驱动系统控制单元12010。例如,微型计算机12051能够进行用于实施高级驾驶员辅助系统(adas)的功能的协同控制,该功能包括车辆的防止碰撞或减震、基于行车间距的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道的警告等。

另外,微型计算机12051能够基于通过车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的有关车辆的外部或内部的信息,通过控制驱动力生成装置、转向机构、制动装置等,进行用于自动驾驶(使车辆自主行驶而无需依靠驾驶员的操作)等的协同控制。

另外,微型计算机12051能够基于通过车外信息检测单元12030获得的有关车辆外部的信息将控制命令输出到主体系统控制单元12020。例如,微型计算机12051能够根据车外信息检测单元12030检测到的前面车辆或迎面来车的位置,通过控制前照灯以从远光改变为近光,进行用于避免刺眼强光的协同控制。

声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到能够在视觉或听觉上向车辆的使用者或车辆外部指示信息的输出装置。在图19的示例中,示出了音频扬声器12061、显示部12062和设备面板12063作为输出装置。显示部12062例如可包括车载显示器和平视显示器(head-updisplay)中的至少一者。

图20是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。

在图20中,摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。

摄像部12101、12102、12103、12104和12105例如布置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门位置以及在车辆内部的挡风玻璃的上部的位置。设于前鼻的摄像部12101和设在车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获取车辆12100的前方的图像。设于侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100的侧面的图像。设于后保险杠或后门的摄像部12104主要获取车辆12100的后方的图像。设在车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。

另外,图20示出了摄像部12101到12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设于前鼻的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设于侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设于后保险杠或后门的摄像部12104的摄像范围。例如,从上方所视的车辆12100的鸟瞰图可通过叠加由摄像部12101到12104拍摄的图像数据来获得。

摄像部12101到12104中的至少一者可具有获取距离信息的功能。例如,摄像部12101到12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体照相机,或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。

例如,微型计算机12051能够基于从摄像部12101到12104获得的距离信息判断到摄像范围12111到12114内每个三维目标的距离以及距离的时间变化(相对车辆12100的相对速度),并由此提取最近的三维目标(尤其是处于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如,等于或大于0km/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶)作为前行车辆。而且,微型计算机12051能够预先设定要保持的距前方车辆的跟随距离,并且进行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随启动控制)等。因此,能够进行用于自动驾驶(使车辆自主行驶而无需依靠驾驶员的操作等)的协同控制。

例如,微型计算机12051能够基于从摄像部12101到12104获得的距离信息将有关三维目标的三维目标数据分类成两轮车辆、标准型车辆、大型车辆、行人、公用电线杆和其它三维目标的三维目标数据,选取分类的三维目标数据,并将选取的三维目标数据用于自动避开障碍物。例如,微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉辨识的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉辨识的障碍物。另外,微型计算机12051判断表明与各障碍物相碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且因而有可能碰撞的情况下,微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告,并通过驱动系统控制单元12010进行强制减速或转向避让。微型计算机12051由此能够辅助驾驶而避免碰撞。

摄像部12101到12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051例如能够通过判断在摄像部12101到12104的拍摄图像中是否有行人来识别行人。例如,通过在作为红外相机的摄像部12101到12104的拍摄图像中提取特征点的步骤,以及通过对表示目标的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判断是否是行人的步骤,来实现这种行人的识别。当微型计算机12051判断在摄像部12101到12104的拍摄图像中有行人,并因此识别出行人时,声音/图像输出部12052控制显示部12062,使得显示用于强调的方形轮廓线以叠加在识别出的行人上。声音/图像输出部12052也可以控制显示部12062,使得在期望位置处显示表示行人的图标等。

上文已说明了可以采用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术也可以应用于上述元件中的摄像部12031。具体地,如上所述的摄像元件1适用于作为摄像部12031。将根据本公开的技术应用于摄像部12031使得能够获得高图像质量的图像,同时实现小型化。

本技术的实施例不限于上述实施例,可以在不脱离本技术的实质的范围内进行各种改变。

例如,能够采用上述多个实施例的所有或一部分的组合。

而且,本技术不但适用于固态摄像装置,而且适用于具有其它半导体集成电路的一般的半导体装置。

应当指出,本技术可配置如下。

(1)

一种摄像元件,其包括:

光接收传感器,其执行入射光的光电转换;

保护基板,其保护所述光接收传感器的作为光入射面的上表面侧;

框架,其布置在所述光接收传感器和所述保护基板之间的外围部分中,并且利用无机材料形成;以及

红外截止滤波器层,其形成在与所述框架相同平面的内侧。

(2)

根据(1)的摄像元件,其中,形成于相同平面上的所述框架和所述红外截止滤波器层通过粘合剂与平坦化膜在整个相对的区域结合,所述平坦化膜形成在所述光接收传感器的最上部。

(3)

根据(1)或(2)的摄像元件,还包括低反射膜,其位于平坦化膜和所述保护基板之间的预定位置处,所述平坦化膜形成在所述光接收传感器的最上部。

(4)

根据(3)的摄像元件,其中,所述低反射膜形成在形成于相同平面上的所述框架和所述红外截止滤波器层与所述光接收传感器之间。

(5)

根据(3)的摄像元件,其中,所述低反射膜形成在形成于相同平面上的所述框架和所述红外截止滤波器层与所述保护基板之间。

(6)

根据(3)的摄像元件,其中,所述低反射膜形成在所述框架与所述光接收传感器之间以及所述红外截止滤波器层与所述保护基板之间。

(7)

根据(3)的摄像元件,其中,

所述低反射膜具有至少第一低反射膜和第二低反射膜两层,

所述第一低反射膜形成在形成于相同平面上的所述框架和所述红外截止滤波器层与所述保护基板之间,并且

所述第二低反射膜形成在所述框架与所述光接收传感器之间以及所述红外截止滤波器层与所述保护基板之间。

(8)

根据(1)到(7)中任一项的摄像元件,其中,所述框架利用玻璃形成。

(9)

根据(1)到(7)中任一项的摄像元件,其中,所述框架利用硅形成。

(10)

一种摄像元件的制造方法,所述方法包括:

在保护光接收传感器的保护基板上的所述光接收传感器的外围部分的位置处形成框架,所述框架利用无机材料形成;

在与所述框架相同平面上的内侧形成红外截止滤波器层;和

通过粘合剂将形成于相同平面上的所述框架和所述红外截止滤波器层与所述光接收传感器结合。

(11)

根据(10)的摄像元件的制造方法,其中,通过在利用无机材料形成的基板中形成贯通孔来形成所述框架,并且将其中形成有所述框架的所述基板与所述保护基板彼此结合,由此在所述保护基板上形成所述框架。

(12)

根据(10)的摄像元件的制造方法,其中,通过蚀刻利用无机材料形成的基板的形成有所述红外截止滤波器层的区域至期望的厚度,在所述保护基板上形成所述框架。

(13)

根据(10)到(12)中任一项的摄像元件的制造方法,还包括:在平坦化膜和所述保护基板之间的预定位置处形成低反射膜,所述平坦化膜形成在所述光接收传感器的最上部。

(14)

根据(10)到(13)中任一项的摄像元件的制造方法,其中,以晶圆状态进行直到通过所述粘合剂结合为止的步骤,之后以芯片尺寸进行切割。

(15)

一种电子设备,其设有摄像元件,所述摄像元件包括:

光接收传感器,其执行入射光的光电转换;

保护基板,其保护所述光接收传感器的作为光入射面的上表面侧;

框架,其布置在所述光接收传感器和所述保护基板之间的外围部分中,并且利用无机材料形成;以及

红外截止滤波器层,其形成在与所述框架相同平面的内侧。

附图标记列表

1:摄像元件

11:光接收传感器

12:粘合剂

13:框架

14:红外截止滤波器层(ircf层)

15:玻璃盖片

24:平坦化膜

41:贯通孔

61(61a和61b):低反射膜

200:摄像装置

202:摄像元件

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