CN112236703B - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够实现装置构成的小型化和高度减小并且减少光晕或重影的生成的摄像装置。遮光膜形成在包括形成在固态摄像元件上的透镜的侧面部的区域中。本公开可以适用于摄像装置。

Description

摄像装置
技术领域
本公开涉及一种摄像装置,尤其涉及一种能够实现装置构成的小型化和高度减小并且在减少光晕和重影的产生的同时进行摄像的摄像装置。
背景技术
近年来,一直在发展包括在装备有相机的移动终端设备、数码相机等中的固态摄像元件的高像素化、小型化和高度减小。
随着相机的高像素化和小型化,透镜和固态摄像元件在光轴上彼此靠近。因此,通常将红外截止滤波器布置在透镜附近。
例如,已经提出了一种技术,该技术通过将包括在由多个透镜构成的透镜组中并且位于最下层的透镜布置在固态摄像元件上来实现固态摄像元件的小型化。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]JP 2015-061193A
发明内容
[技术问题]
然而,在其中最下层的透镜布置在固态摄像元件上的构成的情况下,该构成有助于装置构成的小型化和高度减小,但是也减小了红外截止滤波器与透镜之间的距离。因此,由光反射引起的内部漫反射导致光晕(flare)或重影(ghost)。
考虑到上述情况而开发了本公开,本公开尤其实现了固态摄像元件的小型化和高度减小,并且减少了光晕和重影的生成。
[解决问题的方案]
根据本公开的一个方面的摄像装置涉及一种摄像装置,其包括:固态摄像元件,其根据入射光的光量通过光电转换生成像素信号;和透镜组,其包括多个透镜并且将所述入射光聚焦在所述固态摄像元件的光接收表面上。包括在所述透镜组中并且构成相对于所述入射光的入射方向的最下层的最下层透镜设置在相对于所述入射光的接收方向的最前级。所述最下层透镜是非球面的凹透镜,并且在所述最下层透镜的侧面形成有遮光膜。
根据本公开的一个方面,固态摄像元件根据入射光的光量通过光电转换生成像素信号。包括多个透镜的透镜组将入射光聚焦在固态摄像元件的光接收表面上。作为透镜组中包括的且构成相对于入射光的入射方向的最下层的非球面的凹透镜的最下层透镜设置在相对于所述入射光的接收方向的最前级。遮光膜形成在透镜的侧面上。
[发明的有益效果]
根据本公开的一个方面,特别地,实现了固态摄像元件的装置构成的小型化和高度减小,并且减少了光晕和重影的生成。
附图说明
图1是说明根据本公开的第一实施方案的摄像装置的构成例的图。
图2是包括图1的摄像装置的固态摄像元件的集成构成单元的外观示意图。
图3示出说明集成构成单元的基板构成的图。
图4是示出层叠基板的电路构成例的图。
图5是示出像素的等效电路的图。
图6是示出层叠基板的详细结构的图。
图7是说明在图1的摄像装置中没有产生由内部漫反射(diffused reflection)引起的重影和光晕的图。
图8是说明在由图1的摄像装置拍摄的图像中没有产生由内部漫反射引起的重影和光晕的图。
图9是说明根据本公开第二实施方案的摄像装置的构成例的图。
图10是说明在图9的摄像装置中没有产生由内部漫反射引起的重影和光晕的图。
图11是说明根据本公开的第三实施方案的摄像装置的构成例的图。
图12是说明根据本公开的第四实施方案的摄像装置的构成例的图。
图13是说明根据本公开的第五实施方案的摄像装置的构成例的图。
图14是说明根据本公开的第六实施方案的摄像装置的构成例的图。
图15是说明根据本公开的第七实施方案的摄像装置的构成例的图。
图16是说明根据本公开的第八实施方案的摄像装置的构成例的图。
图17是说明根据本公开的第九实施方案的摄像装置的构成例的图。
图18是说明根据本公开的第十实施方案的摄像装置的构成例的图。
图19是说明根据本公开的第十一实施方案的摄像装置的构成例的图。
图20是说明根据本公开的第十二实施方案的摄像装置的构成例的图。
图21是说明根据本公开的第十三实施方案的摄像装置的构成例的图。
图22是说明根据本公开的第十四实施方案的摄像装置的构成例的图。
图23是说明根据本公开的第十五实施方案的摄像装置的构成例的图。
图24是说明图23的透镜外形形状的变形例的图。
图25是说明图23的透镜端部的结构的变形例的图。
图26是说明图23的透镜端部的结构的变形例的另一图。
图27是说明图23的透镜端部的结构的变形例的另一图。
图28是说明图23的透镜端部的结构的变形例的另一图。
图29是说明根据本公开的第十六实施方案的摄像装置的构成例的图。
图30是说明图29的摄像装置的制造方法的图。
图31是说明图29的构成例的个体化横截面的变形例的图。
图32是说明图31的左上部中的摄像装置的制造方法的图。
图33是说明图31的左下部中的摄像装置的制造方法的图。
图34是说明图31的右上部中的摄像装置的制造方法的图。
图35是说明图31的右下部中的摄像装置的制造方法的图。
图36是说明将防反射膜添加到图29的构成的变形例的图。
图37是说明将防反射膜添加到图29的构成的侧面部的变形例的图。
图38是说明根据本公开的第十七实施方案的摄像装置的构成例的图。
图39是说明小型、轻量且能够拍摄高分辨率图像的透镜的厚度的条件的图。
图40是说明在与透镜形状相对应的实施回流热负荷期间施加到透镜上的AR涂层上的应力分布的图。
图41是说明图39的透镜形状的变形例的图。
图42是说明图41的二级侧面透镜的形状的图。
图43是说明图41的二级侧面透镜的形状的变形例的图。
图44是说明在实施回流热负荷期间施加到图41的二级侧面透镜上的AR涂层上的应力分布的图。
图45是说明在实施回流热负荷期间施加到图44的透镜上的AR涂层上的应力分布的最大值的图。
图46是说明根据本公开的第十八实施方案的摄像装置的制造方法的图。
图47是说明图46的制造方法的变形例的图。
图48是说明二级侧面透镜的制造方法的图。
图49是说明二级侧面透镜的制造方法的变形例的图。
图50是说明在图49的二级侧面透镜的制造方法中,由侧面的平均面形成的角度的调整、表面粗糙度的调整以及褶边底部的增加的图。
图51是说明根据本公开的第十九实施方案的摄像装置的构成例的图。
图52是说明图51的对准标记的示例的图。
图53是说明图51的对准标记的应用示例的图。
图54是说明根据本公开的第二十实施方案的摄像装置的构成例的图。
图55是说明在AR涂层形成在整个表面中的情况下以及在不同情况下在实施回流热负荷期间施加到AR涂层上的应力分布的图。
图56是说明根据本公开的第二十一实施方案的摄像装置的构成例的图。
图57是说明其中遮光膜形成在侧面上以连接透镜和堤部的示例的图。
图58是示出作为本公开的相机模块适用的电子设备的摄像装置的构成例的框图。
图59是说明本公开的技术适用的相机模块的使用例的图。
图60是示出内窥镜手术系统的示意性构成的示例的图。
图61是示出摄像机头和相机控制单元(CCU:camera control unit)的功能构成的示例的框图。
图62是示出车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。
图63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
在下文中,将参照附图详细说明根据本公开的优选实施方案。注意,在本说明书和附图中,具有基本上相同的功能构成的构成元件被赋予相同的附图标记,因此省略重复的说明。
在下文中,将说明用于实施本公开的模式(在下文中,称为实施方案)。注意,将按照以下顺序进行说明。
1.第一实施方案
2.第二实施方案
3.第三实施方案
4.第四实施方案
5.第五实施方案
6.第六实施方案
7.第七实施方案
8.第八实施方案
9.第九实施方案
10.第十实施方案
11.第十一实施方案
12.第十二实施方案
13.第十三实施方案
14.第十四实施方案
15.第十五实施方案
16.第十六实施方案
17.第十七实施方案
18.第十八实施方案
19.第十九实施方案
20.第二十实施方案
21.第二十一实施方案
22.电子设备的适用例
23.固态摄像装置的使用例
24.内窥镜手术系统的应用例
25.移动体的应用例
<1.第一实施方案>
<摄像装置的构成例>
将参照图1说明根据本公开的第一实施方案的摄像装置的构成例,其在实现装置构成的小型化和高度减小的同时减少重影和光晕的产生。注意,图1是摄像装置的侧面截面图。
图1的摄像装置1包括:固态摄像元件11、玻璃基板12、红外截止滤波器(IRCF:infrared cut filter)14、透镜组16、电路板17、致动器18、连接器19和间隔件20。
固态摄像元件11是由通常称为互补金属氧化物半导体(CMOS:ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)、电荷耦合器件(CCD:Charge Coupled Device)等构成的图像传感器,并且被固定同时电连接到电路板17上。如以下参照图4所述,包括以阵列排列的多个像素的固态摄像元件11对于每个像素生成与从图中上方经由透镜组16汇聚之后进入固态摄像元件11的入射光的光量相对应的像素信号,并且将所生成的信号作为图像信号经由电路板17从连接器19输出到外部。
玻璃基板12设置在图1中的固态摄像元件11的上表面部分上,并且由粘合剂(GLUE)13贴附,其中,该粘合剂是透明的,即,具有与玻璃基板12基本相同的折射率。
用于切断入射光中包含的红外光的IRCF 14设置在图1中的玻璃基板12的上表面部分上,并且由粘合剂(GLUE)15贴附,其中,该粘合剂是透明的,即,具有与玻璃基板12基本相同的折射率。例如,IRCF 14包括蓝板玻璃,并且切断(去除)红外光。
换句话说,固态摄像元件11、玻璃基板12和IRCF 14进行层叠,并且由透明的粘合剂13和15彼此贴附,以构成集成的构成,并且连接到电路板17。注意,在图中由点划线包围的固态摄像元件11、玻璃基板12和IRCF 14通过具有基本相同的折射率的粘合剂13和15彼此贴附,以构成集成的构成。因此,在下文中由此形成的集成的构成也被简称为集成构成单元10。
另外,IRCF 14可以在固态摄像元件11的制造步骤中进行个体化,然后贴附到玻璃基板12上,或者大尺寸的IRCF 14可以贴附到具有晶片形状并且由多个固态摄像元件11构成的整个玻璃基板12上,然后以固态摄像元件11为单位进行个体化。可以采用这些方法中的任一种。
间隔件20设置在电路板17上,以包围由固态摄像元件11、玻璃基板12和IRCF 14构成的整个集成的构成。另外,致动器18设置在间隔件20上。具有圆柱形构成的致动器18包括置于致动器18中并且由布置在圆柱形状的内侧的多个层叠透镜构成的透镜组16,并且在图1中的上下方向上驱动透镜组16。
由此构成的致动器18通过在图1中的上下方向(相对于光轴的前后方向)上移动透镜组16以根据距离位于图的上侧的被摄体的距离进行焦点调节来实现自动聚焦,使得未示出的被摄体的图像形成在固态摄像元件11的摄像面上。
<外观示意图>
随后,将参照图2至图6说明集成构成单元10的构成。图2是集成构成单元10的外观示意图。
图2所示的集成构成单元10是包括封装的固态摄像元件11的半导体封装,该封装的固态摄像元件11包括由下侧基板11a和上侧基板11b的层叠件构成的层叠基板。
用于与图1中的电路板17电连接的作为背面电极的多个焊球11e形成在构成固态摄像元件11的层叠基板的下侧基板11a上。
R(红色)、G(绿色)或B(蓝色)的滤色器11c和片上透镜11d形成在上侧基板11b的上表面上。此外,上侧基板11b与设置为保护片上透镜11d的玻璃基板12连接。这种连接经由玻璃密封树脂制成的粘合剂13通过非空腔结构进行。
例如,如图3的A所示,其中执行光电转换的像素单元以二维阵列排列的像素区域21以及用于控制像素单元的控制电路22形成在上侧基板11b上。另一方面,用于处理从像素单元输出的像素信号的诸如信号处理电路等逻辑电路23形成在下侧基板11a上。
替代地,如图3的B所示,可以是仅像素区域21形成在上侧基板11b上,而控制电路22和逻辑电路23可以形成在下侧基板11a上。
如上所述,逻辑电路23或控制电路22和逻辑电路23两者形成并层叠在与包括像素区域21的上侧基板11b不同的下侧基板11a上。以这种方式,与其中像素区域21、控制电路22和逻辑电路23在平面方向上布置在一个半导体基板上的情况下的尺寸相比,摄像装置1的尺寸可以进一步减小。
在下面的说明中,其中至少形成有像素区域21的上侧基板11b被称为像素传感器基板11b,而其中至少形成有逻辑电路23的下侧基板11a被称为逻辑基板11a。
<层叠基板的构成例>
图4示出了固态摄像元件11的电路构成例。
固态摄像元件11包括其中像素32以二维阵列排列的像素阵列单元33、垂直驱动电路34、列信号处理电路35、水平驱动电路36、输出电路37、控制电路38和输入/输出端子39。
每个像素32包括作为光电转换元件的光电二极管和多个像素晶体管。下面将参照图5说明像素32的电路构成例。
另外,每个像素32可以具有共享的像素结构。该像素共享结构包括多个光电二极管、多个传输晶体管、一个共享的浮动扩散(浮动扩散区域)以及共享的每一个其他像素晶体管。换句话说,根据共享像素的构成,构成多个单位像素的光电二极管和传输晶体管共享每一个其他像素晶体管。
控制电路38接收输入时钟以及用于命令操作模式等的数据,并且还输出诸如与固态摄像元件11相关的内部信息等数据。具体地,控制电路38基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟生成作为垂直驱动电路34、列信号处理电路35、水平驱动电路36等的操作基准的时钟信号和控制信号。此后,控制电路38将生成的时钟信号和控制信号输出到垂直驱动电路34、列信号处理电路35、水平驱动电路36等。
例如,垂直驱动电路34由移位寄存器构成,并且选择指定的像素驱动布线40,将脉冲提供给选择的像素驱动布线40以驱动像素32,并且以行为单位驱动像素32。具体地,垂直驱动电路34在垂直方向上以行为单位对像素阵列单元33的各个像素32依次进行选择性扫描,并且提供基于由各个像素32的光电转换单元根据光接收量生成的信号电荷的像素信号,并且将生成的像素信号经由垂直信号线41提供给列信号处理电路35。
每个列信号处理电路35针对像素32的相应的一个列布置,并且针对每个像素列对从一行的像素32输出的信号执行诸如噪声去除等信号处理。例如,每个列信号处理电路5执行诸如相关双采样(CDS:Correlated Double Sampling)和AD转换等信号处理,以去除像素固有的固定图案噪声(fixed pattern noise)。
例如,水平驱动电路36由移位寄存器构成,并且通过依次输出水平扫描脉冲来依次选择每个列信号处理电路35,并且使每个列信号处理电路35将像素信号输出到水平信号线42。
输出电路37对经由水平信号线42从各个列信号处理电路35依次提供的信号进行信号处理,并且输出处理后的信号。例如,在某些情况下,输出电路37仅执行缓冲,或者在其他情况下,执行黑电平调整、列变化校正、各种数字信号处理等。输入/输出端子39与外部交换信号。
如上构造的固态摄像元件11是通常所称的列AD系统的CMOS图像传感器,其中,针对每个像素列布置执行CDS处理和AD转换处理的列信号处理电路35。
<像素的电路构成例>
图5示出了像素32的等效电路。
图5所示的像素32具有用于实现电子式全局快门功能的构成。
像素32包括作为光电转换元件的光电二极管51、第一传输晶体管52、存储单元(MEM)53、第二传输晶体管54、FD(浮动扩散区域)55、复位晶体管56、放大晶体管57、选择晶体管58和排出晶体管59。
光电二极管51是生成与光接收量相对应的电荷(信号电荷)并累积该电荷的光电转换单元。光电二极管51的阳极端子接地,而光电二极管51的阴极端子经由第一传输晶体管52连接到存储单元53。此外,光电二极管51的阴极端子还连接到用于排出不必要的电荷的排出晶体管59。
当第一传输晶体管52通过传输信号TRX导通时,第一传输晶体管52读出由光电二极管51生成的电荷并将该电荷传输到存储单元53。存储单元53是临时保持电荷直到电荷传输到FD 55的电荷保持单元。
当第二传输晶体管54通过传输信号TRG导通时,第二传输晶体管54读出由存储单元53保持的电荷并将该电荷传输到FD 55。
FD 55是保持从存储单元53读出的电荷以将该电荷作为信号读出的电荷保持单元。当复位晶体管56通过复位信号RST导通时,复位晶体管56通过将FD 55中累积的电荷排出到恒压电源VDD来复位FD 55的电位。
放大晶体管57输出与FD 55的电位相对应的像素信号。具体地,放大晶体管57与作为恒流电源(constant current source)的负载MOS 60协同构成源极跟随器电路。指示FD55中累积的电荷的电平的像素信号经由选择晶体管58从放大晶体管57输出到列信号处理电路35(图4)。例如,负载MOS 60布置在列信号处理电路35内部。
当通过选择信号SEL选择像素32时,选择晶体管58导通,并且经由垂直信号线41将像素32的像素信号输出到列信号处理电路35。
当排出晶体管59通过排出信号OFG导通时,排出晶体管59将累积在光电二极管51中的不必要的电荷排出到恒压电源(constant voltage source)VDD。
经由像素驱动布线40从垂直驱动电路34提供传输信号TRX和TRG、复位信号RST、排出信号OFG和选择信号SEL。
将简要说明像素32的操作。
首先,在曝光开始之前,通过将高电平排出信号OFG提供给排出晶体管59来导通排出晶体管59。此后,将累积在光电二极管51中的电荷排出到恒压电源VDD,并且将所有像素的光电二极管51复位。
当在光电二极管51复位之后通过低电平排出信号OFG断开排出晶体管59时,开始像素阵列单元33的所有像素的曝光。
在经过预先确定的预定曝光时间之后,通过传输信号TRX导通像素阵列单元33的所有像素的第一传输晶体管52,并且将光电二极管51中累积的电荷传输到存储单元53。
在断开第一传输晶体管52之后,通过列信号处理电路35以行为单位依次读出保持在各个像素32的存储单元53中的电荷。在读出操作中,通过传输信号TRG导通读出行中的像素32的第二传输晶体管54,并且将保持在存储单元53中的电荷传输到FD 55。此后,通过选择信号SEL导通选择晶体管58。因此,指示FD 55中累积的电荷的电平的信号经由选择晶体管58从放大晶体管57输出到列信号处理电路35。
如上所述,包括图5的像素电路的像素32能够执行全局快门系统的操作(摄像),该全局快门系统为像素阵列单元33的所有像素设定相同的曝光时间,在曝光结束之后将电荷临时保持在存储单元53中,并且以行为单位从存储单元53依次读出电荷。
注意,例如,每个像素32的电路构成不限于图5所示的构成,并且可以是不具有存储单元53并且执行通常所称的卷帘快门系统的操作的电路构成。
<固态摄像装置的基本结构示例>
随后将参照图6说明固态摄像元件11的详细结构。图6是示出固态摄像元件11的放大部分的截面图。
例如,逻辑基板11a包括形成在由硅(Si)构成的半导体基板81(在下文中,称为硅基板81)的上侧(像素传感器基板11b侧)上的多层布线层82。多层布线层82构成图3的控制电路22和逻辑电路23。
多层布线层82包括由最靠近像素传感器基板11b的最上层的布线层83a、中间部分的布线层83b、最靠近硅基板81的最下层的布线层83c等构成的多个布线层83,并且包括形成在各个布线层83之间的层间绝缘膜84。
例如,多个布线层83由铜(Cu)、铝(Al)、钨(W)等制成,而层间绝缘膜84由氧化硅、氮化硅等制成。对于多个布线层83和层间绝缘膜84中的每个,所有层可以由相同的材料制成,或者取决于各层可以由两种或多种材料制成。
贯穿硅基板81的硅通孔85形成在硅基板81的预定位置处。连接导体87隔着绝缘膜86嵌入硅通孔85的内壁中,从而形成硅贯通电极(TSV:Through Silicon Via(穿硅通孔))88。例如,绝缘膜86可以由SiO2膜、SiN膜等构成。
注意,图6所示的贯通电极88构造为使得绝缘膜86和连接导体87沿着内壁面形成,并且硅通孔85的内部是中空的。然而,根据贯通电极88的内径,硅通孔85的内部可以完全嵌入连接导体87。换句话说,可以采用其中贯通孔的内部嵌入导体的构成,或者其中贯通孔的一部分是中空的构成。这也适用于下文所述的芯片贯通电极(TCV:Through Chip Via(穿芯片通孔))105等。
硅贯通电极88的连接导体87连接到形成在硅基板81的下表面侧的重新布线90。重新布线90连接到焊球11e。例如,连接导体87和重新布线90中的每个可以由铜(Cu)、钨(W)、多晶硅等制成。
另外,阻焊掩模(阻焊剂)91形成为覆盖在硅基板81的下表面侧上除形成有焊球11e的区域以外的重新布线90和绝缘膜86。
另一方面,像素传感器基板11b包括形成在由硅(Si)制成的半导体基板101(在下文中,称为硅基板101)的下侧(逻辑基板11a侧)上的多层布线层102。多层布线层102构成图3的像素区域21的像素电路。
多层布线层102包括由最靠近硅基板101的最上层的布线层103a、中间部分的布线层103b、最靠近逻辑基板11a的最下层的布线层103c等构成的多个布线层103,并且包括形成在各个布线层103之间的层间绝缘膜104。
形成多个布线层103和层间绝缘膜104的材料可以与形成上述布线层83和层间绝缘膜84的材料相同。另外,类似于上述布线层83和层间绝缘膜84,多个布线层103和层间绝缘膜104中的每个可以由一种材料制成,或者取决于各层由两种或多种材料制成。
根据图6的示例,像素传感器基板11b的多层布线层102由三个布线层103构成,而逻辑基板11a的多层布线层82由四个布线层83构成。然而,注意,布线层的总数量并不限于这些数,并且可以是任何层数。
在硅基板101内,由pn结形成的光电二极管51针对每个像素32形成。
另外,虽然未在图中示出,但是诸如第一传输晶体管52和第二传输晶体管54等多个像素晶体管、存储单元(MEM)53等也包括在多层布线层102和硅基板101中。
连接到像素传感器基板11b的布线层103a的硅贯通电极109和连接到逻辑基板11a的布线层83a的芯片贯通电极105形成在硅基板101的没有形成滤色器11c和片上透镜11d的预定位置处。
芯片贯通电极105和硅贯通电极109通过形成在硅基板101的上表面上的连接用布线106进行连接。另外,绝缘膜107形成在硅基板101与硅贯通电极109和芯片贯通电极105中的每个之间。滤色器11c和片上透镜11d还经由平坦化膜(绝缘膜)108形成在硅基板101的上表面上。
如上所述,图2所示的固态摄像元件11具有通过将逻辑基板11a的多层布线层102侧和像素传感器基板11b的多层布线层82侧贴附而形成的层叠结构。在图6中,用虚线表示逻辑基板11a的多层布线层102侧和像素传感器基板11b的多层布线层82侧的贴附面。
另外,根据摄像装置1的固态摄像元件11,像素传感器基板11b的布线层103和逻辑基板11a的布线层83通过由硅贯通电极109和芯片贯通电极105构成的两个贯通电极连接,而逻辑基板11a的布线层83和焊球(背面电极)11e通过硅贯通电极88和重新布线90连接。以这种方式,可以将摄像装置1的平面面积减小到最小。
此外,固态摄像元件11和玻璃基板12通过使用粘合剂13的非空腔结构贴附,以减小高度方向上的长度。
因此,图1所示的摄像装置1能够实现更加小型化的半导体装置(半导体封装)。
根据上述摄像装置1的构成,IRCF 14设置在固态摄像元件11和玻璃基板12上方。因此,可以减少由光的内部漫反射引起的光晕和重影的生成。
具体地,如图7的左部所示,在IRCF 14设置在透镜(Lens)16和玻璃基板(Glass)12之间的中间位置附近并距离玻璃基板12一定距离的情况下,入射光如实线所示会聚,经由IRCF 14、玻璃基板12和粘合剂13在位置F0处进入固态摄像元件11(CIS),然后如虚线所示在位置F0处反射,以产生为反射光。
如虚线所示,例如,在位置F0处反射的反射光的一部分经由粘合剂13和玻璃基板12在布置在距离玻璃基板12一定距离的位置处的IRCF 14的背面R1(图7的下表面)上反射,然后再次经由玻璃基板12和粘合剂13在位置F1处进入固态摄像元件11。
另外,例如,如虚线所示,在焦点F0处反射的反射光的另一部分穿过粘合剂13、玻璃基板12和布置在距离玻璃基板12一定距离的位置处的IRCF 14,并且在IRCF 14的上表面R2(图7的上表面)上反射,并且再次经由IRCF 14、玻璃基板12和粘合剂13在位置F2处进入固态摄像元件11。
再次进入位置F1和F2处的光产生由于内部漫反射而导致光晕或重影。更具体地,如图8的图像P1所示,在由固态摄像元件11对照明L进行摄像期间,如反射光R21和R22所示,出现光晕或重影。
另一方面,和与图1的摄像装置1的构成相对应的图7的右部所示的摄像装置1中一样,当IRCF 14设置在玻璃基板12上时,由实线表示的入射光会聚,经由IRCF 14、粘合剂15、玻璃基板12和粘合剂13在位置F0处进入固态摄像元件11,然后如虚线所示被反射。之后,反射光经由粘合剂13、玻璃基板12、粘合剂15和IRCF 14在透镜组16的最下层的透镜表面R11上反射。然而,在透镜组16充分远离IRCF 14的状态下,该光在固态摄像元件11不能充分接收的范围内被反射。
在此,图中被点划线包围的固态摄像元件11、玻璃基板12和IRCF 14通过具有大致相同的折射率的粘合剂13和15彼此贴附,以构成作为集成的构成的集成构成单元10。例如,根据集成构成单元10,通过使折射率相等减少具有不同的折射率的层之间的边界处引起的内部漫反射,以减小位于图7的左部中的位置F0附近的位置F1和F2处的光的再入射。
以这种方式,为了对照明L进行摄像,如图8的图像P2所示,图1的摄像装置1能够拍摄其中减少了如图像P1中的反射光R21和R22等由内部漫反射引起的光晕或重影的图像。
因此,通过图1所示的第一实施方案中的摄像装置1的构成,可以实现由内部漫反射引起的光晕和重影的减少以及装置构成的小型化和高度减小。
注意,图8的图像P1是通过使用具有图7的左部中的构成的摄像装置1在夜间拍摄的照明L的图像,而图像P2是通过具有图7的右部的构成的(图1的)摄像装置1在夜间拍摄的照明L的图像。
另外,尽管上述示例是通过使用致动器18在图1中的上下方向上移动透镜组16而通过根据距被摄体的距离来调节焦距来实现自动聚焦的构成,但是仍可以在不设置致动器18以及不通过透镜组16调节的焦距的同时,执行通常被称为单焦点透镜的功能。
<2.第二实施方案>
根据上述第一实施方案中提出的示例,IRCF 14贴附到贴附在固态摄像元件11的摄像面侧的玻璃基板12上。在这种情况下,构成透镜组16的最下层的透镜可以进一步设置在IRCF 14上。
图9示出了摄像装置1的构成例,其将由形成图1的摄像装置1的多个透镜构成的透镜组16中的相对于光入射方向的最下层的透镜与透镜组16分离,并且将分离的透镜设置在IRCF 14上。注意,图9所示的且具有与图1的构成的功能基本相同的功能的构成被赋予相同的附图标记。将适当省略对这些构成的说明。
具体地,图9的摄像装置1与图1的摄像装置1的不同之处在于,构成透镜组16的多个透镜中的相对于光入射方向的最下层的透镜131进一步与透镜组16分离并设置在图中的IRCF 14的上表面上。注意,图9的透镜组16被赋予与图1的透镜组16的附图标记相同的附图标记,但是从严格意义上来说其与图1的透镜组16是不同的,不同之处在于不包括位于相对于光入射方向的最下层的透镜131。
根据如图9所示的摄像装置1的构成,IRCF 14设置在形成在固态摄像元件11上的玻璃基板12上。此外,构成透镜组16的最下层的透镜131设置在IRCF 14上。因此,可以减少由光的内部漫反射引起的光晕和重影的生成。
具体地,如图10的左部所示,在透镜组16的相对于光入射方向的最下层的透镜131设置在玻璃基板12上,并且在IRCF 14设置在透镜组16和透镜131之间的中间位置附近并距离透镜131一定距离的状态下的情况下,由实线表示的入射光会聚,经由IRCF 14、透镜131、玻璃基板12和粘合剂13在位置F0处进入固态摄像元件11,然后如虚线所示从位置F0处被反射,以产生为反射光。
如虚线所示,例如,在位置F0处反射的反射光的一部分经由粘合剂13、玻璃基板12和透镜131在设置在距离透镜131一定距离的位置处的IRCF 14的背面R31(图10中的下表面)上被反射,并且再次经由透镜131、玻璃基板12和粘合剂13在位置F11处进入固态摄像元件11。
另外,如虚线所示,例如,在焦点F0处反射的反射光的另一部分穿过粘合剂13、玻璃基板12、透镜131和设置在距离透镜131一定距离的位置处的IRCF 14,并且在IRCF 14的上表面R32上被反射,并且经由IRCF 14、透镜131、玻璃基板12和粘合剂13在位置F12处再次进入固态摄像元件11。
再次进入位置F11和F12处的光在固态摄像元件11中作为光晕或重影出现。适用这一点的原理基本上类似于其中参照图8所述的图像P1中的照明L的反射光R21和R22在图7的位置F1和F2处再入射的情况的原理。
另一方面,类似于图9的摄像装置1的构成,如图10的右部所示,当透镜组16的最下层的透镜131设置在IRCF 14上时,入射光会聚,并且如实线所示经由透镜131、IRCF 14、粘合剂15、玻璃基板12和粘合剂13在位置F0处进入固态摄像元件11,然后如虚线所示,经由粘合剂13、玻璃基板12、粘合剂15、IRCF 14和透镜131在位于充分远离的位置处的透镜组16的表面R41上被反射并产生为反射光。在这种情况下,反射光在固态摄像元件11基本上不能接收的范围内被反射。因此,可以减少光晕或重影的生成。
具体地,固态摄像元件11、粘合剂13、玻璃基板12和IRCF 14通过具有基本相同的折射率的粘合剂13和15彼此贴附,以构成集成的构成。在这种情况下,作为由图中的点划线包围的集成的构成的集成构成单元10的折射率相同。因此,减少了在具有不同的折射率的层的边界处产生的内部漫反射,并且例如,如图10的左部所示,减少了位置F0附近的位置F11和F12处的反射光的进入。
因此,通过图10所示的第二实施方案中的摄像装置1的构成,可以实现由内部漫反射引起的光晕和重影的减少以及装置构成的小型化和高度减小。
<3.第三实施方案>
根据上述第二实施方案中提出的示例,最下层的透镜131设置在IRCF 14上。在这种情况下,最下层的透镜131和IRCF 14可以通过粘合剂彼此贴附。
图11示出了其中最下层的透镜131和IRCF 14通过粘合剂彼此贴附的摄像装置1的构成例。注意,包括在图11的摄像装置1中并且具有与图9的摄像装置1的构成的功能基本相同的功能的构成被赋予相同的附图标记。将适当省略对这些构成的说明。
具体地,图11的摄像装置1与图9的摄像装置1的不同之处在于,最下层的透镜131和IRCF 14通过具有基本相同的折射率的透明粘合剂151相互贴附。
根据图11的摄像装置1的构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
此外,在透镜131不具有高平坦度的情况下,当尝试不使用粘合剂151贴附到IRCF14时,IRCF 14可能偏离透镜131的光轴。然而,通过利用粘合剂151将透镜131和IRCF 14彼此贴附,即使透镜131不具有高平坦度,IRCF 14也可以在不偏离透镜131的光轴的情况下固定。因此,可以减少由于偏离光轴而产生的图像的失真。
<4.第四实施方案>
根据上述第二实施方案中提出的示例,相对于光入射方向的最下层的透镜131设置在IRCF 14上。然而,不仅最下层的透镜131而且构成透镜组16的最下层的多个透镜都可以设置在IRCF 14上。
图12示出了摄像装置1的构成例,其具有包括在透镜组16中并且由形成相对于入射方向的最下层的多个透镜构成的透镜组作为布置在IRCF 14上的透镜组。注意,包括在图12的摄像装置1中并且具有与图9的摄像装置1的构成的功能基本相同的功能的构成被赋予相同的附图标记。将适当省略对这些构成的说明。
具体地,图12的摄像装置1与图9的摄像装置1的不同之处在于,代替透镜131,包括在透镜组16中并且由形成相对于光入射方向的最下层的多个透镜构成的透镜组171设置在IRCF 14上。注意,尽管图12示出了由两个透镜构成的透镜组171的示例,但是透镜组171可以由更多个透镜构成。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
另外,包括在构成透镜组16的多个透镜中并且形成最下层的透镜组171设置在IRCF 14上。在这种情况下,可以减少构成透镜组16的透镜的数量,并且由此减轻透镜组16的重量。因此,可以减少用于自动聚焦的致动器18的驱动量,并且因此可以实现致动器18的小型化和功率降低。
注意,代替透镜组171,包括在第三实施方案中的图11的摄像装置1中的透镜131可以通过使用透明的粘合剂151贴附到IRCF 14。
<5.第五实施方案>
根据上述第二实施方案中提出的示例,玻璃基板12经由粘合剂13贴附在固态摄像元件11上,而IRCF 14经由粘合剂15贴附在玻璃基板12上。然而,玻璃基板12、粘合剂15和IRCF 14中的每个可以由具有玻璃基板12的功能和IRCF 14的功能的构成代替,并通过粘合剂13贴附在固态摄像元件11上。
图13示出了摄像装置1的构成例,其中玻璃基板12、粘合剂15和IRCF 14由同时具有玻璃基板12的功能和IRCF 14的功能的构成代替,并且经由粘合剂13贴附到固态摄像元件11上。最下层的透镜131设置在该构成上。注意,包括在图13的摄像装置1中并且具有与图9的摄像装置1的构成的功能基本相同的功能的构成被赋予相同的附图标记。将适当省略对这些构成的说明。
具体地,图13的摄像装置1与图9的摄像装置1的不同之处在于,玻璃基板12和IRCF14由具有玻璃基板12的功能和IRCF 14的功能的IRCF玻璃基板14’代替。IRCF玻璃基板14’经由粘合剂13贴附在固态摄像元件11上,并且最下层的透镜131设置在IRCF 14’上。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
具体地,目前,为了使固态摄像元件11小型化,将称为CSP(芯片尺寸封装)结构的玻璃基板12和固态摄像元件11彼此接合,并且固态摄像元件11通过将玻璃基板指定为基础基板来减薄。以这种方式,可以实现小型化的固态摄像元件。在图13中,IRCF玻璃基板14’执行具有高平坦度的玻璃基板12的功能以及IRCF 14的功能。因此,可以实现高度的减小。
注意,在第一实施方案、第三实施方案和第四实施方案中的图1、图11和图12的摄像装置1中包含的玻璃基板12、粘合剂15和IRCF 14可以由同时具有玻璃基板12的功能和IRCF 14的功能的IRCF玻璃基板14’代替。
<6.第六实施方案>
根据上述第四实施方案中提出的示例,玻璃基板12经由粘合剂13贴附在具有CSP结构的固态摄像元件11上。另外,IRCF 14经由粘合剂15贴附在玻璃基板12上,并且在构成透镜组16的多个透镜中的由最下层中的多个透镜构成的透镜组171也设置在IRCF 14上。然而,可以使用具有板上芯片(COB:Chip on Board)结构的固态摄像元件11代替具有CSP结构的固态摄像元件11。
根据图14所示的构成例,包括在图12的摄像装置1中的玻璃基板12和IRCF 14由具有玻璃基板12的功能和IRCF 14的功能的IRCF玻璃基板14’代替,并且使用具有COB(板上芯片)结构的固态摄像元件91代替具有CSP结构的固态摄像元件11。注意,包括在图14的摄像装置1中并且具有与图12的摄像装置1的构成的功能基本相同的功能的构成被赋予相同的附图标记。将适当省略对这些构成的说明。
具体地,图14的摄像装置1与图12的摄像装置1的不同之处在于,玻璃基板12和IRCF 14由具有玻璃基板12的功能和IRCF 14的功能的IRCF玻璃基板14’代替,并且使用具有COB(板上芯片)结构的固态摄像元件91代替具有CSP结构的固态摄像元件11。
根据这种构成,类似于图12的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
此外,近年来,CSP结构已普遍用于固态摄像元件11的小型化和摄像装置1的小型化。然而,CSP结构需要复杂的处理,诸如与玻璃基板12或IRCF玻璃基板14’的贴附以及固态摄像元件11的端子在光接收面的背面侧上的布线。因此,CSP结构比具有COB结构的固态摄像元件11更昂贵。因此,除了CSP结构之外,还可以使用具有COB结构并且经由引线键合92等与电路板17连接的固态摄像元件91。
通过使用具有COB结构的固态摄像元件91,便于与电路板17的连接。因此,可以实现处理的简化并降低成本。
注意,具有CSP结构并且包括在第一至第三实施方案和第五实施方案中的图1、图9、图11和图13的摄像装置1中的固态摄像元件11可以由具有COB(板上芯片)结构的固态摄像元件11代替。
<7.第七实施方案>
根据上述第二实施方案中提出的示例,玻璃基板12设置在固态摄像元件11上,并且IRCF 14进一步设置在玻璃基板上。然而,IRCF 14可以设置在固态摄像元件11上,并且玻璃基板12可以进一步设置在IRCF14上。
图15是在设置有玻璃基板12的情况下的摄像装置1的构成例。在这种情况下,IRCF14设置在固态摄像元件11上,并且玻璃基板12进一步设置在IRCF 14上。
图15的摄像装置1与图9的摄像装置1的不同之处在于,改变了玻璃基板12和IRCF14的顺序。在这种情况下,IRCF 14经由透明的粘合剂13贴附在固态摄像元件11上,玻璃基板12经由透明的粘合剂15进一步贴附在IRCF 14上,并且透镜131设置在玻璃基板12上。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
另外,根据IRCF 14的特性,IRCF 14的平坦度通常由于温度和干扰的影响而降低。在这种情况下,可能在固态摄像元件11上的图像中产生失真。
因此,例如,通常采用用于保持平坦度的特殊材料,诸如涂覆在IRCF14的两个表面上的涂层材料。然而,这种材料增加了成本。
另一方面,根据图15的摄像装置1,具有低平坦度的IRCF 14夹在两者均具有高平坦度的固态摄像元件11和玻璃基板12之间。以这种方式,可以以低成本确保平坦度,因此可以减少图像的失真。
因此,图15的摄像装置1实现了光晕或重影的减少,以及由IRCF 14的特性产生的图像的失真的减少。此外,消除了由用于保持平坦度的特殊材料制成的涂层的必要性,因此可以实现成本的降低。
注意,在第一实施方案、第三实施方案和第四实施方案中的图1、图11和图12的摄像装置1中,在玻璃基板12和IRCF 14的顺序改变的状态下,玻璃基板12和IRCF 14也可以经由粘合剂13和15彼此贴附。
<8.第八实施方案>
根据上述第一实施方案中提出的示例,IRCF 14用作用于截止红外光的构成。然而,可以采用除IRCF 14以外的构成,只要可以实现红外光的截止即可。例如,可以应用和使用红外截止树脂代替IRCF 14。
图16示出了使用红外截止树脂代替IRCF 14的摄像装置1的构成例。注意,包括在图16的摄像装置1中并且具有与图1的摄像装置1的构成的功能基本相同的功能的构成被赋予相同的附图标记。将适当省略对这些构成的说明。
具体地,图16的摄像装置1与图1的摄像装置1的不同之处在于,设置红外截止树脂211代替IRCF 14。例如,通过涂布来设置红外截止树脂211。
根据这种构成,类似于图1的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
此外,随着树脂的最新改进,通常采用具有红外截止效果的树脂。众所周知,在CSP型固态摄像元件11的生产过程中,玻璃基板12可以涂覆有红外截止树脂211。
注意,可以采用红外截止树脂211代替包括在第二至第四实施方案和第七实施方案中的图9、图11、图12和图15的摄像装置1中的IRCF14。
<9.第九实施方案>
根据上述第二实施方案中提出的示例,在使用玻璃基板12的情况下,具有平板形状的玻璃基板12以与固态摄像元件11紧密接触且没有空腔的状态设置。然而,空腔可以设置在玻璃基板12和固态摄像元件11之间。
图17是在玻璃基板12和固态摄像元件11之间包括空腔的摄像装置1的构成例。注意,包括在图17的摄像装置1中并且具有与图9的摄像装置1的构成的功能基本相同的功能的构成被赋予相同的附图标记。将适当省略对这些构成的说明。
具体地,图17的摄像装置1与图9的摄像装置1的不同之处在于,设置了周边包括凸部231a的玻璃基板231代替玻璃基板12。周边的凸部231a与固态摄像元件11接触,并通过透明的粘合剂232接合。以这种方式,分别由空气层构成的空腔232b形成在固态摄像元件11的摄像面与玻璃基板231之间。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
注意,可以使用玻璃基板231代替包括在第一实施方案、第三实施方案、第四实施方案和第八实施方案中的图1、图11、图12和图16的摄像装置1中的玻璃基板12,以通过仅经由粘合剂232接合凸部231a来形成空腔232b。
<10.第十实施方案>
根据上述第二实施方案中提出的示例,透镜组16中最下层的透镜131设置在形成在玻璃基板12上的IRCF 14上。然而,可以使用由有机多层膜构成并且具有红外截止功能的涂层剂(coating agent)代替玻璃基板12上的IRCF 14。
图18示出了代替玻璃基板12上的IRCF 14包括由有机多层膜构成并且具有红外截止功能的涂层剂的摄像装置1的构成例。
图18的摄像装置1与图9的摄像装置1的不同之处在于,代替玻璃基板12上的IRCF14设置有由有机多层膜构成并且具有红外截止功能的涂层剂251。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
注意,可以采用由有机多层膜构成并且具有红外截止功能的涂层剂251代替在第一实施方案、第三实施方案、第四实施方案、第七实施方案和第九实施方案中的图1、图6、图7、图10和图12的摄像装置1中包括的IRCF 14。
<11.第十一实施方案>
根据上述第十实施方案中提出的示例,在透镜组16中最下层的透镜131设置在代替玻璃基板12上的IRCF 14的由有机多层膜构成并且具有红外截止功能的涂层剂251上。在这种情况下,透镜131可以进一步涂覆有防反射(AR:Anti Reflection)涂层。
图19是包括在图13的摄像装置1中的透镜131(该透镜涂覆有AR涂层)的摄像装置1的构成例。
具体地,图19的摄像装置1与图18的摄像装置1的不同之处在于,设置了包括在透镜组16的最下层中并且涂覆有AR涂层271a的透镜271代替透镜131。例如,对于AR涂层271a,可以采用真空沉积、溅射、WET涂覆等。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
此外,透镜271的AR涂层271a减少了来自固态摄像元件11的反射光的内部漫反射。因此,可以以更高精度减少光晕或重影的生成。
注意,可以采用涂覆有AR涂层271a的透镜271来代替包括在第二实施方案、第三实施方案、第五实施方案、第七实施方案、第九实施方案和第十实施方案中的图9、图11、图13、图15、图17和图18的摄像装置1中的透镜131。另外,包括在第四实施方案和第六实施方案中的图12和图14的摄像装置1中的透镜组171的表面(图中的最上面)可以涂覆有类似于AR涂层271a的AR涂层。
AR涂层271a优选为如下构造的单层或多层结构膜。具体地,例如,AR涂层271a是诸如硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和苯乙烯树脂等透明树脂,主要包含Si(硅)、C(碳)和H(氢)的绝缘膜(例如,SiCH、SiCOH和SiCNH),主要包含Si(硅)和N(氮)的绝缘膜(例如,SiON和SiN),或者使用氧化剂和原料气体形成的SiO2膜、P-SiO膜或HDP-SiO膜,该原料气体是氢氧化硅、烷基硅烷、烷氧基硅烷、聚硅氧烷等中的至少一种。
<12.第十二实施方案>
根据上述第十一实施方案中提出的示例,使用涂覆有AR(防反射)涂层271a的透镜271代替透镜131。然而,可以使用除AR涂层以外的构成,只要其能够执行防反射功能即可。例如,可以采用包括用于防止反射的微小的凹凸部的蛾眼结构。
图20是包括添加了具有蛾眼结构的抗反射功能的透镜291代替包括在图19的摄像装置1中的透镜131的摄像装置1的构成例。
具体地,图20的摄像装置1与图18的摄像装置1的不同之处在于,设置了在透镜组16的最下层的透镜291代替透镜131。透镜291包括经过蛾眼结构处理的防反射处理部291a。
根据这种构成,类似于图18的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
此外,包括在透镜291中并且经过蛾眼结构处理的防反射处理部291a减少了来自固态摄像元件11的反射光的内部漫反射。因此,以更高的精度减少了光晕或重影的生成。注意,防反射处理部291a可以进行除蛾眼结构以外的防反射处理,只要其能够实现防反射功能即可。
防反射处理部291a优选为如下构造的单层或多层结构膜。具体地,例如,防反射处理部291a是诸如硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和苯乙烯树脂等透明树脂,主要包含Si(硅)、C(碳)和H(氢)的绝缘膜(例如,SiCH、SiCOH和SiCNH),主要包含Si(硅)和N(氮)的绝缘膜(例如,SiON和SiN),或者使用氧化剂和原料气体形成的SiO2膜、P-SiO膜或HDP-SiO膜,该原料气体是氢氧化硅、烷基硅烷、烷氧基硅烷、聚硅氧烷等中的至少一种。
注意,可以采用添加了防反射处理部291a的透镜291来代替在第二实施方案、第三实施方案、第五实施方案、第七实施方案、第九实施方案和第十实施方案中的图9、图11、图13、图15、图17和图18的摄像装置1中包括的透镜131。另外,包括在第四实施方案和第六实施方案中的图12和图14的摄像装置1中的透镜组171的表面可以经过类似于防反射处理部291a的处理的防反射处理。
<13.第十三实施方案>
根据上述第四实施方案中提出的示例,在透镜组16的最下层的透镜131设置在IRCF 14上。然而,该构成可以由具有红外截止功能以及与最下层的透镜131的功能类似的功能的构成代替。
图21示出了摄像装置1的构成例,其包括具有红外截止功能以及与透镜组16的最下层的透镜的功能相似的功能的红外截止透镜代替包括在图9的摄像装置1中的IRCF 14和在透镜组16的最下层的透镜131。
具体地,图21的摄像装置1与图9的摄像装置1的不同之处在于,设置了具有红外截止功能的红外截止透镜301代替IRCF 14和在透镜组16的最下层的透镜131。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
此外,红外截止透镜301构造为同时具有红外截止功能和在透镜组16的最下层的透镜131的功能。在这种情况下,不再需要分别设置IRCF14和透镜131。因此,可以实现摄像装置1的装置构成的进一步的小型化和高度的减小。此外,包括在第四实施方案中的图12的摄像装置1中的透镜组171和IRCF 14可以由同时具有红外截止功能以及由透镜组16的最下层的多个透镜构成的透镜组171的功能的红外截止透镜代替。
<14.第十四实施方案>
众所周知,杂散光易于从固态摄像元件11的光接收表面的边缘部进入。因此,黑色掩模可以设置在固态摄像元件11的光接收表面的边缘部中,以减少杂散光的进入,从而减少光晕或重影的生成。
图22的左部示出了摄像装置1的构成例,其包括配备有用于对固态摄像元件11的光接收表面的边缘部进行遮光的黑色掩模321a的玻璃基板321代替包括在图18的摄像装置1中的玻璃基板12。
具体地,图22的左部中的摄像装置1与图18的摄像装置1的不同之处在于,代替玻璃基板12,配备有由遮光膜构成的黑色掩模321a的玻璃基板321设置在如图22的右部所示的边缘部Z2处。黑色掩模321a通过光刻法等形成在玻璃基板321上。注意,黑色掩模未设置在图22的右部中的玻璃基板321的中央部分Z1处。
根据这种构成,类似于图9的摄像装置1,可以减少光晕和重影的生成。
另外,在边缘部Z2中配备有黑色掩模321a的玻璃基板321可以减少杂散光从边缘部的进入,从而减少由杂散光引起的光晕或重影的生成。
注意,黑色掩模321a不仅可以设置在玻璃基板321上,而且可以设置在除玻璃基板321以外的构成上,只要其可以防止杂散光进入固态摄像元件11中即可。例如,黑色掩模321a可以设置在由有机多层膜构成并且具有红外截止功能的涂层剂251或透镜131上,或者可以设置在IRCF 14、IRCF玻璃基板14’、玻璃基板231、透镜组171、透镜271和291、红外截止树脂211、红外截止透镜301等上。在这种情况下,注意,例如,在由于表面的低平坦度而难以通过光刻法形成黑色掩模的情况下,黑色掩模可以通过喷墨设置在具有低平坦度的表面上。
如上所述,根据本公开,可以减少由于小型化导致的由来自固态摄像元件的光的内部漫反射所引起的光晕和重影。此外,可以在不会降低摄像装置的性能的情况下实现高像素化、高图像质量和小型化。
<15.第十五实施方案>
根据上述示例,透镜131、271或291、透镜组171或红外截止透镜301通过接合、贴附或其他方法连接到具有方形形状的固态摄像元件11上。
然而,当分别具有方形形状的透镜131、271和291、透镜组171和红外截止透镜301中的任何一个接合或贴附到具有基本相同尺寸的固态摄像元件11上时,靠近角部的部分易于剥离。透镜131的角部的剥离防止入射光适当地进入到固态摄像元件11中,并且可能导致光晕或重影的生成。
因此,在分别具有方形形状的透镜131、271和291、透镜组171和红外截止透镜301中的任何一个接合或贴附到固态摄像元件11的情况下,接合或贴附的透镜或透镜组的外形尺寸可以设定为小于固态摄像元件11的外形尺寸。此外,有效区域可以限定在透镜的中央附近,并且非有效区域可以限定在透镜的外周部中。以这种方式,可以降低剥离的可能性,或者即使端部稍微剥离,也可以有效地会聚入射光。
具体地,例如,在透镜131接合或贴附到设置在固态摄像元件11上的玻璃基板12的情况下,如图23所示,透镜131的外形尺寸小于在固态摄像元件11上的玻璃基板12的外形尺寸。另外,非有效区域131b限定在透镜131的外周部中,并且有效区域131a限定在非有效区域131b的内侧。注意,玻璃基板231可以代替玻璃基板12设置在固态摄像元件11上。
此外,图23的构成是其中从图9的摄像装置1的集成构成单元10去除IRCF 14和粘合剂15的构成。然而,这种去除仅是为了便于解释。不用说,IRCF 14和粘合剂15可以设置在透镜131和玻璃基板12之间。
此外,此处的有效区域131a是具有非球面形状并且包括在透镜131的入射光进入到的区域中的区域,并且有效地执行将入射光会聚在固态摄像元件11中允许进行光电转换的区域上的功能。换句话说,有效区域131a是具有包括非球面的透镜结构的同心结构、外接透镜外周部并且将入射光会聚在固态摄像元件11中允许进行光电转换的摄像面上的区域。
另一方面,非有效区域131b是不必用作用于将已经进入透镜131的光会聚在固态摄像元件11中进行光电转换的区域上的透镜的区域。
然而,非有效区域131b优选在与有效区域131a的边界的部分处具有用作非球面的透镜的延伸结构。通过在非有效区域131b中与有效区域131a的边界附近设置用作透镜的延伸结构,即使在透镜131接合或贴附到固态摄像元件11上的玻璃基板12时发生位置偏移,入射光也可以适当地会聚在固态摄像元件11的摄像面上。
注意,固态摄像元件11上的玻璃基板12的尺寸为在图23的垂直方向(Y方向)上具有高度Vs并且在水平方向(X方向)上具有宽度Hs,并且尺寸为在垂直方向上具有高度Vn并且在水平方向上具有宽度Hn(这两个尺寸均小于固态摄像元件11(玻璃基板12)的相应尺寸)的透镜131接合或贴附到固态摄像元件11上的玻璃基板12内部的中央部分。此外,不用作透镜的非有效区域131b限定在透镜131的外周部中,并且有效区域131a限定在非有效区域131b内侧,其中有效区域131a的尺寸为在垂直方向上具有高度Ve并且在水平方向上具有宽度He。
换句话说,对于各个在水平方向上的宽度和垂直方向上的高度,保持以下关系:“透镜131的有效区域131a的宽度和长度<非有效区域131b的宽度和长度<固态摄像元件11(上的玻璃基板12)的外形尺寸的宽度和长度”。透镜131、有效区域131a和非有效区域131b的中心位置基本相同。
此外,在图23中,图的上部是当透镜131接合或贴附到固态摄像元件11上的玻璃基板12时从入射侧观察的俯视图,而图的左下部是当透镜131接合或贴附到固态摄像元件11上的玻璃基板12时的外观立体图。
此外,图23的右下部是当透镜131接合或贴附到固态摄像元件11上的玻璃基板12上时的外观立体图。该图示出了包括透镜131的侧面部和玻璃基板12之间的边界B1、非有效区域131b的外侧的边界B2以及有效区域131a的外侧和非有效区域131b的内侧之间的边界B3的端部。
这里,图23示出了其中透镜131的侧面端部垂直于固态摄像元件11上的玻璃基板12的示例。因此,在图23的俯视图中,非有效区域131b的外侧的边界B2形成在透镜131的上表面部分中,而透镜131的侧面部和玻璃基板12之间的边界B1形成在透镜131的下表面部分中。在这种情况下,边界B1和边界B2具有相同的尺寸。因此,在图3的上部中,透镜131的外周部(边界B1)和非有效区域131b的外周部(边界B2)表现为相同的外形形状。
根据这种构成,在形成透镜131的外周部的侧面和固态摄像元件11上的玻璃基板12的外周部之间产生空间。在这种情况下,可以减小透镜131的侧面部和另一物体之间的干涉。因此,在该构成中,可以降低从固态摄像元件11上的玻璃基板12剥离的可能性。
此外,透镜131的有效区域131a限定在非有效区域131b的内侧。因此,即使外周部稍微剥离,入射光也可以适当地会聚在固态摄像元件11的摄像面上。此外,当透镜131剥离时,界面反射增加。在这种情况下,光晕或重影会变得更加严重。因此,剥离的减少由此可以减少光晕或重影的生成。
尽管已经参照图23说明了其中透镜131接合或贴附到固态摄像元件11上的玻璃基板12的示例,但是显然,透镜271和291、透镜组171和红外截止透镜301中的任何一个可以代替透镜131进行接合或贴附。
<透镜外形形状的变形例>
根据上述示例,有效区域131a限定在透镜131的中央部分,非有效区域131b限定在透镜131的外周部中,并且有效区域131a的尺寸小于固态摄像元件11(上的玻璃基板12)的外周尺寸。另外,透镜131的外形形状的四个角部中的每个角部均为锐角。
然而,外形形状可以是其他形状,只要该外形形状形成为使得透镜131的尺寸小于固态摄像元件11(上的玻璃基板12)的尺寸,有效区域131a限定在透镜131的中央部分,并且非有效区域131b限定在透镜131的外周部中即可。
换句话说,如图24的左上部(对应于图23)所示,透镜131的外形形状的四个角部的每个角部处的区域Z301可以具有锐角的形状。此外,如图24的右上部的透镜131’所示,在四个角部中的每个角部处的区域Z302可以具有诸如具有钝角的多边形形状。
此外,如在图24的左中部的透镜131”中所示,外形形状的四个角部中的每个角部处的区域Z303可以具有圆形形状。
此外,如图24的右中部的透镜131”’所示,在外形形状的四个角部中的每个角部处的区域Z304可以具有从四个角部中的相应一个角部突出的小方形部。此外,突出部分可以具有除方形以外的形状,诸如圆形形状、椭圆形形状和多边形形状等。
此外,如图24的左下部的透镜131””所示,在外形形状的四个角部中的每个角部处的区域Z305可以具有方形凹部。
此外,如在图24的右下部的透镜131””’所示,有效区域131a可以具有方形形状,并且非有效区域131b外侧的外周部可以具有圆形形状。
通常,随着角部的角变得更尖锐,透镜131的角部更容易从玻璃基板12剥离。在这种情况下,可能产生光学上的不良影响。因此,如图24中的透镜131’至131’””所示,角部分别包括具有大于90度的钝角的多边形形状、圆形形状、凹部形状、突部形状等,以产生降低透镜131从玻璃基板12剥离的可能性的构成。以这种方式,可以降低光学上的不良影响的风险。
<透镜端部结构的变形例>
根据上述示例,透镜131的端部形成为垂直于固态摄像元件11的摄像面。然而,可以采用其他形状,只要外形形状形成为透镜131的尺寸小于固态摄像元件11的尺寸,有效区域131a限定在透镜131的中央部分,以及非有效区域131b限定在透镜131的外周部中即可。
具体地,如图25的左上部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z331所示,端部可以垂直地形成(对应于图23的构成)。
另外,如在图25中从左起的第二上部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z332所示,端部可以具有锥形形状。
此外,如在图25中从左起的第三上部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z333所示,端部可以具有圆形形状。
此外,如图25的右上部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z334所示,端部可以是具有多阶梯结构(multistep structure)的侧面。
此外,如图25的左下部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z335所示,端部可以在水平方向上具有平面部。另外,可以形成具有堤状形状并且从有效区域131a沿与入射光的入射方向相反的方向突出的突出部,并且可以垂直地形成该突出部的侧面。
此外,如图25中从左起的第二下部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z336所示,端部可以在水平方向上具有平面部。另外,可以形成具有堤状形状并且从有效区域131a沿与入射光的入射方向相反的方向突出的突出部,并且该突出部的侧面可以具有锥形形状。
另外,如图25中从左起的第三下部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z337所示,端部可以在水平方向上具有平面部。另外,可以形成具有堤状形状并且从有效区域131a沿与入射光的入射方向相反的方向突出的突出部,并且该突出部的侧面可以具有圆形形状。
此外,如图25的右下部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z338所示,端部可以在水平方向上具有平面部。另外,可以形成具有堤状形状并且从有效区域131a沿与入射光的入射方向相反的方向上突出的突出部,并且该突出部的侧面可以具有多阶梯结构。
注意,图25的上部示出了以下的结构示例,其中每个结构示例均不包括突出部,该突出部在透镜131的端部处在水平方向上具有平面部并且具有从有效区域131a沿与入射光的入射方向相反的方向突出的堤状形状,而图25的下部示出了以下的结构示例,其中每个结构示例均包括突出部,该突出部在透镜131的端部处在水平方向上具有平面部。另外,图25的上部和下部均示出了其中透镜131的端部垂直于玻璃基板12的构成例、其中端部具有锥形形状的构成例、其中端部具有圆形形状的构成例以及其中端部具有形成多个侧面的多阶梯的构成例。
此外,如图26的上部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z351所示,突出部可以相对于玻璃基板12垂直地形成。另外,具有方形形状的边界结构Es可以保留在与固态摄像元件11上的玻璃基板12的边界处。
此外,如图26的下部所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z352所示,突出部可以相对于玻璃基板12垂直地形成。另外,具有圆形形状的边界结构Er可以保留在与固态摄像元件11上的玻璃基板12的边界处。
在具有方形形状的边界结构Es和具有圆形形状的边界结构Er的每个中,通过增加透镜131和玻璃基板之间的接触面积,可以使透镜131和玻璃基板12更紧密地彼此接合。因此,可以减少透镜131从玻璃基板12的剥离。
注意,在端部具有锥形形状的情况、端部具有圆形形状的情况以及端部具有多阶梯结构的情况中的任一情况下,均可以采用具有方形形状的边界结构Es和具有圆形形状的边界结构Er中的各者。
此外,如图27所示,与作为非球面透镜的有效区域131a类似的构成可以在非有效区域131b中与有效区域131a的边界处延伸,并且如非有效区域131b的端部Z371所示,透镜131的侧面可以相对于玻璃基板12垂直地形成。另外,具有预定折射率的折射膜351可以在玻璃基板12上在侧面的外周部中以与透镜131的高度大致相同的高度形成。
以这种方式,例如,在折射膜351具有比预定折射率更高的折射率的情况下,如由图27的上部中的实线箭头所示,来自透镜131的外周部的入射光反射到透镜131的外侧。另外,如虚线箭头所示,朝向透镜131的侧面部的入射光减少。因此,减少了进入透镜131的杂散光,由此减少了光晕或重影的生成。
此外,在折射膜351具有比预定折射率更低的折射率的情况下,如图27的下部中的实线箭头所示,没有进入固态摄像元件11的入射面而是试图穿过透镜131的侧面到达透镜131的外侧的光被透射。另外,如虚线箭头所示,减少了来自透镜131的侧面的反射光。因此,减少了进入透镜131的杂散光,由此可以减少了光晕或重影的生成。
此外,根据参照图27所述的示例,在玻璃基板12上与透镜131的高度相同的高度处形成折射膜351,并且垂直地形成折射膜351的端部。然而,可以采用其他形状。
例如,如图28的左上部的区域Z391中所示,折射膜351可以在玻璃基板12上具有锥形的端部,并且具有高于透镜131的端部的高度的厚度。
此外,例如,如图28的中央上部的区域Z392中所示,折射膜351可以具有锥形的端部,并且具有高于透镜131的端部的高度的厚度。此外,折射膜351的一部分可以与透镜131的非有效区域131b重叠。
此外,例如,如图28的右上部的区域Z393中所示,折射膜351可以具有从透镜131的端部的高度延伸到玻璃基板12的端部的锥形形状。
另外,例如,如图28的左下部的区域Z394中所示,折射膜351可以在玻璃基板12的端部具有锥形部分,并且具有低于透镜131的端部的高度的厚度。
此外,例如,如图28的右下部的区域Z395所示,折射膜351可以具有从透镜131的端部的高度朝向玻璃基板12凹入的部分,并且具有圆形形状。
图27和图28的构成减少了进入透镜131的杂散光。因此,可以减少光晕或重影的生成。
<16.第十六实施方案>
根据上述示例,通过降低透镜131从玻璃基板12剥离的可能性或减少杂散光的进入,减少了光晕和重影。然而,可以通过减少加工过程中产生的粘合剂的毛刺来减少光晕或重影。
具体地,如图29的上部所示,这里考虑的是在IRCF 14形成在固态摄像元件11上的状态下,玻璃基板12经由粘合剂15接合到IRCF 14上的情况(例如,图15的第七实施方案的构成)。注意,图29的构成对应于包括在图15的摄像装置1中的集成构成单元10除透镜以外的构成。
在这种情况下,IRCF 14需要预定的膜厚度。然而,通常难以增加IRCF 14的材料的粘度,并且难以一次获得期望的膜厚度。然而,重涂会产生微孔或夹带空气,并且可能使光学特性劣化。
此外,在IRCF 14形成在固态摄像元件11上之后,玻璃基板12经由粘合剂15进行接合。在这种情况下,由于IRCF 14的固化收缩而产生翘曲,并且可能导致玻璃基板12与IRCF14之间的接合不良。另外,IRCF14的翘曲难以仅通过玻璃基板12来校正。因此,整个装置发生翘曲,并且光学特性可能劣化。
此外,特别是在玻璃基板12和IRCF 14经由粘合剂15彼此接合的情况下,在个体化期间如图29的上部的范围Z411所示,由粘合剂15产生树脂毛刺。在这种情况下,可能降低诸如拾取(picking up)等安装期间的工作精度。
因此,如图29的中部所示,IRCF 14被分割成由IRCF 14-1和14-2构成的两部分,并且IRCF 14-1和14-2经由粘合剂15彼此接合。
根据这种构成,在成膜期间IRCF 14-1和14-2中的每个可以被分割并形成薄膜。因此,容易形成厚膜以获得期望的光谱特性(分割形成)。
另外,当玻璃基板12接合到固态摄像元件11时,可以在接合玻璃基板12之前通过IRCF 14-2使固态摄像元件11上的阶梯(诸如PAD等传感器阶梯)平坦化。因此,可以减小粘合剂15的膜厚度,并且由此可以减小摄像装置1的高度。
此外,通过分别在玻璃基板12和固态摄像元件11上形成的IRCF14-1和14-2消除了翘曲。因此,可以减小器件芯片的翘曲。
此外,玻璃的弹性模量高于IRCF 14-1和14-2的弹性模量。当IRCF14-1和14-2的弹性模量高于粘合剂15的弹性模量时,在个体化期间,具有低弹性的粘合剂15的上侧和下侧被具有比粘合剂15的弹性更高的弹性的IRCF 14-1和14-覆盖。因此,如图29的上部的范围Z412所示,可以减少个体化(膨胀)期间树脂毛刺的生成。
此外,如图29的下部所示,可以形成各自具有粘合剂的功能的IRCF14’-1和14’-2,用于在彼此相对的状态下直接贴附。以这种方式,可以减少在个体化期间由粘合剂15生成的树脂毛刺。
<制造方法>
接下来将参照图30说明其中使用插入有粘合剂15的IRCF 14-1和14-2将玻璃基板12接合到图29的中部所示的固态摄像元件11的制造方法。
在第一步中,如图30的左上部所示,将IRCF 14-1涂布并形成在玻璃基板12上。另外,将IRCF 14-2涂布并形成在固态摄像元件11上。注意,图30的左上部中的玻璃基板12在涂布IRCF 14-2之后以上下颠倒的状态示出。
在第二步中,如图30的中央上部所示,将粘合剂15涂布到IRCF 14-2上。
在第三步中,如图30的右上部所示,将玻璃基板12上的IRCF 14-1贴附在图30的中央上部所示的粘合剂15上,以面对已经涂布了粘合剂15的表面。
在第四步中,如图30的左下部所示,在固态摄像元件11的背面侧上形成电极。
在第五步中,如图30的中央下部所示,通过抛光使玻璃基板12变薄。
随后,在第五步之后,通过刀片等切割端部以进行个体化,从而完成包括层叠在摄像面上的IRCF 14-1和14-2以及形成在IRCF 14-1和14-2的层叠结构上的玻璃基板12的固态摄像元件11。
通过以上步骤,将粘合剂15夹在IRCF 14-1和14-2之间。因此,可以减少由个体化而产生的毛刺。
此外,允许IRCF 14-1和14-2中的每个构成必要膜厚度的一半。在这种情况下,可以减小需要重涂的厚度,或者消除重涂的必要性。因此,可以通过减少微孔或夹带空气来减少光学特性的劣化。
此外,随着IRCF 14-1和14-2中的每个膜厚度的减小,允许减小由固化收缩引起的翘曲。因此,可以通过减少玻璃基板12和IRCF 14之间的接合不良来减少由翘曲引起的光学特性的劣化。
注意,在使用如图29的下部所示的具有粘合剂功能的IRCF 14’-1和14’-2的情况下,仅省略涂布粘合剂15的步骤。因此,省略对这种情况的说明。
<个体化后的侧面形状的变形例>
假设通过刀片等切割固态摄像元件11的端部,使得在其中通过上述制造方法形成IRCF 14-1和14-2以及玻璃基板12的固态摄像元件11个体化时,侧面截面垂直于摄像面。
然而,通过调整形成在固态摄像元件11上的IRCF 14-1和14-2以及玻璃基板12的侧面截面的形状,可以进一步减小由玻璃基板12、IRCF14-1和14-2以及粘合剂15产生的脱落废物的影响。
例如,如图31的左上部所示,侧面截面可以形成为使得固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,并且玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15相等并且小于固态摄像元件11。
另外,如图31的右上部所示,侧面截面可以形成为使得固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的外形形状相等并且成为次于固态摄像元件11的第二大,并且玻璃基板12的外形形状为最小。
此外,如图31的左下部所示,侧面截面可以形成为使得水平方向上的外形形状的尺寸按照固态摄像元件11、IRCF 14-1和14-2、粘合剂15和玻璃基板12以降序改变。
此外,如图31的右下部所示,侧面截面可以形成为使得固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,玻璃基板12的外形形状为次于固态摄像元件11的第二大,并且IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的外形形状相等并且变为最小。
<图31的左上部的个体化方法>
随后将参照图32说明图31的左上部的个体化方法。
图32的上部所示的图是说明图31的左上部所示的侧面截面的图。具体地,如图32的上部的侧面截面所示,固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,并且玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的尺寸相等并且小于固态摄像元件11。
这里,将参照图32的中部说明图31的左上部所示的侧面截面的形成方法。注意,图32的中部是从侧面观察时为了个体化而切割的相邻的固态摄像元件11之间的边界的放大图。
在第一步中,在相邻的固态摄像元件11之间的边界处,使用具有预定宽度Wb(例如,大约100μm)的刀片将由玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15构成的范围Zb切割到从IRCF 14-1的表面层到深度Lc1。
这里,在图32的中央部分中与从IRCF 14-1的表面层开始的深度Lc1相对应的位置限定为固态摄像元件11的表面层直到由Cu-Cu键合等形成的布线层11M的位置。然而,该位置仅需要到达固态摄像元件11的表面层。因此,深度Lcl可以是切割到图6的半导体基板81的表面层的位置。
此外,如图32的中央部分所示,刀片以点划线表示的以相邻的固态摄像元件11的中心位置为中心的状态切割边界。此外,图中的宽度WLA是其中在相邻的两个固态摄像元件11的端部处形成的布线层形成的宽度。另外,到固态摄像元件11的芯片中的一个芯片的切割线的中心的宽度是宽度Wc,而到玻璃基板12的端部的宽度是宽度Wg。
此外,范围Zb对应于刀片的形状。范围Zb的上部由刀片的宽度Wb限定,而下部为半球形形状。范围Zb的形状对应于刀片的形状。
在第二步中,例如,通过干法蚀刻、激光切割或使用刀片在具有比切割玻璃基板12的刀片的宽度小的预定宽度Wd(例如,大约35μm)的范围Zh内切割固态摄像元件11的Si基板(图6的半导体基板81),以用于固态摄像元件11的个体化。然而,在激光切割的情况下,宽度Wd基本为零。此外,可通过干法蚀刻、激光切割或使用刀片将切割形状调整为所期望的形状。
因此,如图32的下部所示,侧面截面形成为使得固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,并且玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15相等并且小于固态摄像元件11。
注意,如图32的下部中的范围Z431所示,IRCF 14-2的与固态摄像元件11的边界附近的一部分在水平方向上的宽度比IRCF 14-1在水平方向上的宽度更大,并且具有与图32的上部中玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的侧面截面的每个形状不同的形状。
然而,这种差异是由于使用刀片引起的切割形状的变形而产生的。在图32的下部中的构成可以通过使用干法蚀刻、激光切割或使用刀片来调整切割形状以与图32的上部中的构成基本上等同。
此外,在切割范围Zb的作业之前,可以执行在范围Zh中切割构成固态摄像元件11的Si基板(图6的半导体基板81)的处理。此时,可以在相对于图32的中部的状态上下颠倒的状态下进行作业。
此外,在刀片切割过程中很可能发生布线层的破裂或膜剥离。因此,可以通过使用短脉冲激光的烧蚀处理来切割范围Zh。
<图31的右上部的个体化方法>
随后将参照图33说明图31的右上部的个体化方法。
图33的上部所示的图是说明图31的右上部所示的侧面截面的图。具体地,如图33的上部的侧面截面所示,固态摄像元件11在水平方向上的外形形状最大,IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的外形形状相等并且是次于固态摄像元件11的第二大,并且玻璃基板12的外形形状是最小的。
这里,将参照图33的中部说明图31的右上部所示的侧面截面的形成方法。注意,图33的中部是从侧面观察时为了个体化而切割的相邻的固态摄像元件11之间的边界的放大图。
在第一步中,使用具有预定宽度Wb1(例如,大约100μm)的刀片在相邻的固态摄像元件11的边界处将由玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15构成的范围Zb1切割到从IRCF 14-1的表面层到深度Lc11。
在第二步中,通过具有预定宽度Wb2(<宽度Wb1)的刀片来切割深度超过布线层11M的范围Zb2。
在第三步中,例如,通过干法刻蚀、激光切割或使用刀片在具有小于宽度Wb2的预定宽度Wd(例如,约35μm)的范围Zh中切割Si基板(图6中的半导体基板81),以用于固态摄像元件11的个体化。然而,在激光切割的情况下,宽度Wd基本为零。此外,可通过干法蚀刻、激光切割或使用刀片将切割形状调整为所期望的形状。
因此,如图33的下部所示,侧面截面形成为使得固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15相等并且变为次于固态摄像元件11的第二大,并且玻璃基板12为最小。
注意,如图33的下部中的范围Z441所示,IRCF 14-1的一部分在水平方向上的宽度与玻璃基板12在水平方向上的宽度相同。另外,如范围Z442所示,IRCF 14-2的一部分在水平方向上的宽度大于IRCF 14-1的宽度。
因此,玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的侧面截面的形状不同于图33的上部中的相应形状。
然而,这种差异是由于使用刀片引起的切割形状的变形而产生的。通过使用干法蚀刻、激光切割或使用刀片来调整切割形状,图33的下部中的构成可以基本等同于图33的上部中的构成。
此外,在切割范围Zb1和Zb2的作业之前,可以执行在范围Zh内切割构成固态摄像元件11的Si基板(图6的半导体基板81)的处理。此时,可以在相对于图33的中部的状态上下颠倒的状态下进行作业。
此外,在刀片切割过程中很可能发生布线层的破裂或膜剥离。因此,可以通过使用短脉冲激光的烧蚀处理来切割范围Zh。
<图31的左下部的个体化方法>
随后将参照图34说明图31的左下部的个体化方法。
在图34的上部所示的图是说明图31的左下部所示的侧面截面的图。具体地,如图34的左上部的侧面截面所示,外形形状的尺寸按照固态摄像元件11在水平方向上的外形形状、IRCF 14-1和14-2、粘合剂15和玻璃基板12顺序减小。
这里,将参考图34的中部说明图31的左下部所示的侧面截面的形成方法。注意,图34的中部是从侧面观察时为了个体化而切割的相邻的固态摄像元件11之间的边界的放大图。
在第一步中,通过使用具有预定宽度Wb1(例如,大约100μm)的刀片将由玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15构成的范围Zb切割到从IRCF 14-2的表面层到深度Lc21。
在第二步中,通过使用激光的烧蚀处理对预定宽度Wb2(<宽度Wb1)的深度超过布线层11M的范围ZL进行切割。
在该步中,IRCF 14-1、14-2和粘合剂15由于在处理表面附近吸收激光束的而引起热收缩。在这种情况下,根据波长依赖性,粘合剂15从IRCF 14-1和14-2的切割面回缩并且具有凹状。
在第三步中,例如,通过干法刻蚀、激光切割或使用刀片在具有小于宽度Wb2的预定宽度Wd(例如,约35μm)的范围Zh内切割Si基板(图6中的半导体基板81),以用于固态摄像元件11的个体化。然而,在激光切割的情况下,宽度Wd基本为零。此外,可以通过干法蚀刻、激光切割或使用刀片将切割形状调整为所期望的形状。
因此,如图34的下部所示,侧面截面形成为使得固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,IRCF 14-1和14-2的外形形状为次于固态摄像元件11的第二大,粘合剂15的外形形状为次于IRCF 14-1和14-2的第三大,并且玻璃基板12为最小。换句话说,如图34的下部中的范围Z452所示,粘合剂15的外形形状小于IRCF 14-1和14-2的外形形状。
在图34的下部中,注意,如范围Z453所示,IRCF 14-2的一部分在水平方向上的宽度比IRCF 14-1在水平方向上的宽度更大。另外,如范围Z451所示,IRCF 14-1的一部分在水平方向上的宽度与玻璃基板12在水平方向上的宽度相同。
因此,在图34的下部中的玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的侧面截面的形状与图34的上部中的对应形状不同。
然而,这种差异是由于使用刀片引起的切割形状的变形而产生的。通过使用干法蚀刻、激光切割或使用刀片来调整切割形状,图34的下部中的构成可以基本等同于图34的上部中的构成。
此外,在切割范围Zb和ZL的作业之前,可以执行在范围Zh内切割构成固态摄像元件11的Si基板(图6的半导体基板81)的处理。此时,可以在相对于图34的中部的状态上下颠倒的状态下进行作业。
此外,在刀片切割过程中很可能发生布线层的破裂或膜剥离。因此,可以通过使用短脉冲激光的烧蚀处理来切割范围Zh。
<图31的右下部的个体化方法>
随后将参照图35说明图31的右下部的个体化方法。
图35的上部所示的图是说明图31的右下部所示的侧面截面的图。具体地,如图35的上部的侧面截面所示,固态摄像元件11在水平方向上的外形形状最大,玻璃基板12的外形形状是次于固态摄像元件11的第二大,而IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的外形形状相等并且是最小的。
这里,将参照图35的中部说明图31的右下部所示的侧面截面的形成方法。注意,图35的中部是从侧面观察时为了个体化而切割的相邻的固态摄像元件11之间的边界的放大图。
在第一步中,通过使用激光的通常所称的隐形(激光)切割来在具有基本为零的宽度Ld的范围Zs1内切割玻璃基板12。
在第二步中,仅对预定宽度Wab执行使用激光的烧蚀处理,以切割包括在IRCF 14-1和14-2以及固态摄像元件11中并且达到超过布线层11M的深度的范围ZL。
在该步中,通过调整使用激光的烧蚀处理,执行使IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的切割面相等的处理。
在第三步中,通过使用激光的通常所称的隐形(激光)切割来切割具有基本为零的宽度的范围Zs2,以使固态摄像元件11个体化。这时,由烧蚀产生的有机物经由通过隐形切割形成的凹槽而排出到外部。
因此,如图35的下部中的范围Z461和Z462所示,侧面截面形成为使得固态摄像元件11在水平方向上的外形形状为最大,玻璃基板12的外形形状为次于固态摄像元件11的第二大,并且IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的外形形状相等并且为最小。
另外,可以切换玻璃基板12的隐形切割处理和固态摄像元件11的隐形切割处理的顺序。在这种情况下,可以在相对于图35的中部所示的状态上下颠倒的状态下进行作业。
<防反射膜的添加>
根据上述示例,如图36的左上部所示,IRCF 14-1和14-2经由粘合剂15贴附到并形成在固态摄像元件11上,并且玻璃基板12形成在IRCF14-1上。以这种方式,减少了毛刺的生成和光学特性的劣化。在这种情况下,可以进一步形成具有防反射功能的附加膜。
具体地,例如,如图36的左中部所示,具有防反射功能的附加膜371可以形成在玻璃基板12上。
此外,例如,如图36的左下部所示,均具有防反射功能的附加膜371-1至371-4可以分别形成在玻璃基板12、玻璃基板12与IRCF 14-1之间的边界、IRCF 14-1与粘合剂15之间的边界以及粘合剂15和IRCF 14-2之间边界上。
此外,可以如图36的右上部、右中部和右下部所示形成均具有防反射功能的附加膜371-2、371-4和371-3中的任何一个,或者附加膜371-2、371-4、371-3可以组合并形成。
注意,例如,附加膜371和371-1至371-4中的每个可以由具有与上述AR涂层271a的功能或防反射处理部(蛾眼)291a的功能等同的功能的膜构成。
附加膜371和371-1至371-4防止不必要的光进入,从而减少了光晕或重影的生成。
<侧面部的添加>
根据上述示例,玻璃基板12、玻璃基板12与IRCF 14-1之间的边界、IRCF 14-1与粘合剂15之间的边界或粘合剂15与IRCF 14-2之间的边界中的至少任何一个配备有均具有防反射功能的附加膜371-1至371-4中的相应的一个。然而,侧面部可以配备有用作防反射膜或光吸收膜的附加膜。
具体地,如图37的左部所示,用作防反射膜、光吸收膜等的附加膜381可以形成在玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2、粘合剂15以及固态摄像元件11的整个侧面截面上。
此外,如图37的右部所示,用作防反射膜、光吸收膜等的附加膜381可以仅形成在除固态摄像元件11的侧面之外的玻璃基板12、IRCF 14-1和14-2以及粘合剂15的侧面上。
在这两种情况的任一种情况中,通过设置在固态摄像元件11、玻璃基板12、IRCF14-1和14-2以及粘合剂15的侧面部上的附加膜381,可以减少不必要的光进入固态摄像元件11,从而减少重影和光晕的生成。
<17.第十七实施方案>
根据上述示例,通过调整彼此层叠的固态摄像元件11、IRCF 14-1、粘合剂15、IRCF14-2和玻璃基板12之间的水平方向上的尺寸关系,可以减少脱落的废物以及减少光晕或重影的生成。然而,可以通过指定透镜形状来实现小型、轻量并且实现高分辨率摄像的透镜。
例如,考虑以下的情况:将与涂覆有AR涂层271a的透镜271相对应的透镜接合到形成在固态摄像元件11上的玻璃基板12上(例如,图19的摄像装置1中包括的集成构成单元10)。注意,摄像装置1的构成可以是除图19的构成以外的构成。例如,这同样适用于其中包括在图19的摄像装置1的集成构成单元10中的透镜131由透镜271替换的情况。
具体地,如图38所示,假设从顶面观察时以重心位置为中心的非球面的凹透镜401(对应于图19的透镜271)在形成在固态摄像元件11上的玻璃基板12上形成。另外,假设,AR涂层402(具有与上述AR涂层271a或防反射处理部291a的功能等同的功能的膜)形成在透镜401的光入射表面上,并且突出部401a形成在透镜401的外周部。注意,图38和图39中的每个示出了从包括在图19的摄像装置1中的集成构成单元10中提取的固态摄像元件11、玻璃基板12和透镜271的构成。
如图39所示,这里,透镜401具有研钵状形状,该研钵状形状具有从顶表面观察时以重心位置为中心的非球面凹形。注意,图39的右上部示出了透镜401在图的左上部中用虚线表示的方向上的截面形状,而图的右下部示出了透镜401在图的左上部中用实线表示的方向上的截面形状。
在图39中,透镜401的范围Ze在图39的右上部和右下部均具有共同的非球面曲面结构。这种形状构成固态摄像元件11的摄像面上的有效区域,作为用于会聚来自图中上方的入射光的区域。
此外,由非球面曲面构成的透镜401的厚度根据在垂直于光入射方向的方向上到中心位置的距离而变化。更具体地,在范围Ze中,透镜厚度在中心位置处为最小厚度D并且在距中心最远的位置处为最大厚度H。另外,在玻璃基板12的厚度为厚度Th的情况下,透镜401的最大厚度H大于玻璃基板12的厚度Th,而透镜401的最小厚度D小于玻璃基板12的厚度Th。
因此,为了总结上述关系,可以通过使用对厚度D、H和Th具有“厚度H>厚度Th>厚度D”关系的透镜401和玻璃基板12来实现小型、轻量且实现高分辨率摄像的摄像装置1(的集成构成单元10)。
另外,通过将玻璃基板12的体积VG设定为小于透镜401的体积VL并且由此实现透镜体积的最高效率,可以实现小型、轻量且实现高分辨率摄像的摄像装置1。
<AR涂层加热期间生成的应力分布>
另外,以上构成可以减小在实施回流热负荷期间或可靠性测试期间由AR涂层402的膨胀或收缩产生的应力。
图40示出了根据图39的透镜401的外形形状的变化在实施回流热负荷期间由AR涂层402的膨胀和收缩产生的应力分布。注意,图40中的应力分布表示如图38中的范围Zp所示的相对于作为基准的透镜401的中心位置在水平方向和垂直方向的1/2,即整体的1/4,处的范围内的分布。
图40的最左部示出了在其中未设置突出部401a的透镜401A中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402A中产生的应力分布。
图40从左起的第二部分示出了在其中设置有图39所示的突出部401a的透镜401B中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402B中产生的应力分布。
图40从左起的第三部分示出了在其中图39所示的突出部401a具有比图39的高度更高的高度的透镜401C中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402C中产生的应力分布。
图40从左起的第四部分示出了在其中图39所示的突出部401a具有比图39的宽度更大的宽度的透镜401D中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402D中产生的应力分布。
图40从左起的第五部分示出了在其中图39所示的突出部401a的外周部的侧面比图39的锥度更大的透镜401E中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402E中产生的应力分布。
图40的最右部示出了在其中图39所示的突出部401a仅设置在构成外周部的四个角部处的透镜401F中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402F中产生的应力分布。
如图40所示,在最左部所示的未设置突出部401a的透镜401A的AR涂层402A中产生的应力分布中,在有效区域的外周侧呈现大的应力分布。然而,在形成有突出部401a的透镜401B至401F的AR涂层402B至402F中未产生在AR涂层402A中呈现出的大的应力分布。
因此,通过在透镜401上设置突出部401a,可以减少在实施回流热负荷期间由透镜401的膨胀或收缩产生的AR涂层402的破裂。
<透镜形状的变形例>
根据上述示例,摄像装置1包括具有如图39所示的具有锥形外周部的突出部401a并且为凹型的透镜401,以实现小型、轻量和高分辨率摄像。然而,透镜401可以具有其他形状,只要透镜401和玻璃基板12对于厚度D、H和Th具有“厚度H>厚度Th>厚度D”的关系即可。此外,更优选的是,对于体积VG和VL保持“体积VG<体积VL”的关系。
例如,如图41的透镜401G所示,突出部401a的外周侧的侧面可以相对于玻璃基板12具有直角,而不包括锥度。
此外,如图41的透镜401H所示,突出部401a的外周侧的侧面可以包括圆锥。
此外,如图41的透镜401I所示,在不包括突出部401a本身的情况下,侧面可以包括相对于玻璃基板12具有预定角度的线性锥形形状。
此外,如图41的透镜401J所示,侧面可以具有不包括突出部401a本身的构成,即,可以具有相对于玻璃基板12形成直角的构成,而不包括锥形形状。
此外,如图41的透镜401K所示,在不包括突出部401a本身的情况下,侧面可以相对于玻璃基板12具有圆锥形状。
此外,如图41的透镜401L所示,在不包括突出部401a本身的情况下,透镜的侧面可以具有包括两个转折点的二级构成。注意,下面将参照图42说明透镜401L的详细构成。另外,透镜401L的侧面具有包括两个转折点的二级构成,因此也被称为二级侧面透镜。
此外,如图41的透镜401M所示,侧面可以包括突出部401a,并且在外形侧面中还具有包括两个转折点的二级构成。
此外,如图41的透镜401N所示,侧面可以包括突出部401a,并且还可以在与玻璃基板12的边界附近包括具有方形形状的褶边底部401b,作为相对于玻璃基板12具有直角的构成。
另外,如图41的透镜401O所示,可以包括突出部401a,并且具有圆形形状的褶边底部401b’可以进一步添加到与玻璃基板12的边界附近,作为相对于玻璃基板12具有直角的构成。
<二级侧面透镜的详细构成>
这里,将参照图42说明图41的二级侧面透镜401L的详细构成。
图42是当二级侧面透镜401L设置在形成在固态摄像元件11上的玻璃基板12上时,从各个方向观察的外观立体图。在图42的中央上部中,此处,在图中从固态摄像元件11的右侧以顺时针方向按照顺序限定了边LA、LB、LC和LD。
另外,图42的右部是当以图42的中央上部中的视线E1观察固态摄像元件11和透镜401L时,固态摄像元件11的边LA和LB形成的角部周围的立体图。另外,图42的中央下部是当以图42的中央上部中的视线E2观察固态摄像元件11和透镜401L时,固态摄像元件11的边LA和LB形成的角部周围的立体图。此外,图42的左下部是当以图42的中央部分中的视线E3观察固态摄像元件11和透镜401L时,固态摄像元件11的边LB和LC形成的角部周围的立体图。
具体地,根据二级侧面透镜401L,与长边相对应的边LB和LD(未示出)的中央部分中的每个从与凹透镜相对应的二级侧面透镜401L的顶面观察时,位于靠近用作具有最小透镜厚度的透镜的圆圈中的重心位置附近。因此,透镜变薄,并且每个脊线具有如虚线所包围的逐渐弯曲的形状。
另一方面,与短边相对应的边LA和LC的中央部分中的每个位于远离重心的位置。在这种情况下,透镜变厚,并且每个脊线均具有线性形状。
<两个转折点和二级侧面>
另外,如图43所示,根据二级侧面透镜401L,设置在有效区域Ze的外侧的非有效区域中的侧面在截面形状上具有二级构成。侧面的平均面X1和X2彼此偏离。截面形状中的转折点P1和P2形成在由二级侧面产生阶梯的位置处。
转折点P1和P2是从固态摄像元件11附近的位置开始按顺序凹凸变化的点。
另外,从玻璃基板12起的每个转折点P1和P2位于比二级侧面透镜401L的最小厚度Th更高的位置处。
此外,二级侧面的各个平均面X1和X2之间的差(平均面X1和X2之间的距离)优选大于固态摄像元件11的厚度(图6的固态摄像元件11的硅基板81的厚度)。
此外,二级侧面的平均面X1和X2之间的距离差优选为透镜401L的有效区域中垂直于入射光的入射方向的区域宽度(例如,在图23中,水平方向上的宽度He或垂直方向上的高度Ve)的1%以上。
因此,可以采用二级侧面透镜401L以外的形状,只要形成满足上述条件的二级侧面和两个转折点即可。例如,如在图43中从上方起的第二部所示,二级侧面透镜可以是二级侧面透镜401P,该二级侧面透镜401P包括由平均面X11和X12构成的二级侧面,并且在比玻璃基板12的透镜的最小厚度Th更高的位置处具有与转折点P1和P2的曲率不同的曲率的转折点P11和P12。
此外,例如,如在图43中从上方起的第三部所示,二级侧面透镜可以是二级侧面透镜401Q,该二级侧面透镜401Q包括由平均面X21和X22构成的二级侧面,并且在比玻璃基板12的透镜的最小厚度Th更高的位置处具有与转折点P1和P2以及转折点P11和P12的曲率不同的曲率的转折点P21和P22。
此外,例如,如在图43中从上方起的第四部所示,二级侧面透镜可以是二级侧面透镜401R,该二级侧面透镜401R包括由平均面X31和X32构成的二级侧面,在比玻璃基板12的透镜的最小厚度Th更高的位置处具有转折点P31和P32,并且具有位于透镜401的最厚位置处的圆形端部。
<包括具有两个转折点和二级构成的侧面的透镜中的AR涂层的加热期间生成的应力分布>
如上所述,包括具有两个转折点和二级构成的侧面的二级侧面透镜401L可以在实施回流热负荷期间或可靠性测试期间减小由透镜401L的膨胀或收缩而施加到AR涂层402上的应力。
图44示出了根据图39的透镜401的外形形状的变化,在实施回流热负荷期间由AR涂层402的膨胀和收缩产生的应力分布。在图44中,上部示出了当沿对角线方向观察透镜401时背面侧上的AR涂层402的应力分布。图的下部示出了当沿对角线方向观察透镜401时前面侧上的AR涂层402的应力分布。
图44的最左部示出了在不具有突出部401a并且不是二级侧面透镜的透镜401S(对应于透镜401A)中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402S中产生的应力分布。
图44中从左起的第二部示出了在对应于图43所示的二级侧面透镜401L的透镜401T中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402T中产生的应力分布。
图44中从左起的第三部示出了在不包括突出部401a但是具有锥形部和透镜的各边的模制成圆形的角部的透镜401U中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402U中产生的应力分布。
图44中从左起的第四部示出了在不包括突出部401a和锥形部但是具有垂直于玻璃基板12的侧面和透镜的各边的模制成圆形的角部的透镜401V中,在实施回流热负荷期间在AR涂层402V中产生的应力分布。
另外,图45示出了在图44的各个透镜形状的AR涂层中产生的应力分布的在各个区域中的最大值的图表,即,从图的左侧开始依次是整体的最大值(最差)、透镜的有效区域的最大值(有效)和脊线的最大值(脊线)。此外,在图45的每个区域中的最大值的图表从左侧开始依次指示AR涂层402S至402V的应力分布的最大值。
图45示出了在每个透镜的整体上表现出的最大应力。具体地,在透镜401S的AR涂层402S的情况下,最大应力在上表面的角部Ws(图44)处变为1390MPa,在透镜401T的AR涂层402T的情况下,最大应力在脊线的角部Wt(图44)处变为1130MPa,在透镜401U的AR涂层402U的情况下,最大应力在脊线Wu(图44)上变为800MPa,并且在透镜401V的AR涂层402V的情况下,最大应力在脊线Wv(图44)上变为1230MPa。
另外,图45示出了在每个透镜的有效区域中表现出的最大应力。具体地,在透镜401S的AR涂层402S的情况下,最大应力变为646MPa,在透镜401T的AR涂层402T的情况下,最大应力变为588MPa,在透镜401U的AR涂层402U的情况下,最大应力变为690MPa,并且在透镜401V的AR涂层402V的情况下,最大应力变为656MPa。
另外,在每个透镜的脊线中,在透镜401S的AR涂层402S的情况下,最大应力变为1050MPa,在透镜401T的AR涂层402T的情况下,最大应力变为950MPa,在透镜401U的AR涂层402U的情况下,最大应力变为800MPa,在透镜401V的AR涂层402V的情况下,最大应力变为1230MPa。
根据图45,在每个区域中,在透镜401S的AR涂层402S的情况下,最大应力变为最小。从图44明显看出,600Mpa附近的应力分布在靠近透镜401U的AR涂层402U的外周部的范围内增加,但是在透镜401T的AR涂层402T的整个有效区域中的应力分布中不存在。总体上,在由透镜401T(与透镜401L相同)的AR涂层402T构成的外形形状中,在透镜401T的AR涂层402T(与AR涂层402L相同)中产生的应力分布减小。
换句话说,从图44和图45中明显看出,在实施回流热负荷期间,在包括具有两个转折点和二级构成的侧面的透镜401T(401L)中减少了由AR涂层402T(402L)引起的膨胀和收缩。因此,减少了由膨胀或收缩产生的应力。
如上所述,采用包括具有两个转折点和二级构成的侧面的二级侧面透镜401L作为透镜401。因此,在实施回流热负荷期间或可靠性测试期间等,可以减少由热量引起的膨胀或收缩。
因此,可以降低施加到AR涂层402L上的应力。因此,可以减少裂纹的生成和透镜剥离等的发生。另外,由此实现的透镜本身的膨胀或收缩的减小可以减少失真的发生,并且因此,可以减小由于失真引起的双折射的增大而导致的图像质量劣化,以及减小由于折射率的局部变化引起的界面反射的增加而生成的光晕。
<18.第十八实施方案>
根据上述示例,通过指定透镜形状来实现小型、轻量且实现高分辨率摄像的透镜。然而,可以通过提高在固态摄像元件11上形成透镜期间精度来实现更加小型、轻量且实现高分辨率摄像的透镜。
如图46的上部所示,在基板451上的模型452压靠在固态摄像元件11上的玻璃基板12上的状态下,作为透镜401的材料的紫外线固化树脂461填充到在模型452和玻璃基板12之间形成的空间中。此后,从图的上部进行预定时间的紫外光曝光。
基板451和模型452中的每个由透射紫外光的材料制成。
模型452具有与凹透镜401的形状相对应的非球面凸形结构。遮光膜453形成在模型452的外周部中。例如,如图46所示,模型452能够根据紫外光的入射角在透镜401的侧面中形成具有角度θ的锥形。
作为透镜401的材料的紫外线固化树脂461通过进行预定时间的紫外光曝光而固化。如图46的下部所示,固化的紫外线固化树脂461形成为非球面凹透镜,并且贴附在玻璃基板12上。
在紫外光照射的状态下,经过预定时间之后,紫外线固化树脂461固化并形成透镜401。在透镜401形成之后,模型452与由此形成的透镜401分离(离型)。
紫外线固化树脂461的一部分从模型452渗出,并且在透镜401的外周部和玻璃基板12之间的边界处形成渗出部461a。然而,渗出部461a通过遮光膜453与紫外光隔离。因此,如放大图Zf中的范围Zc所示,作为紫外线固化树脂461的一部分的渗出部461a保持未固化,并且在离型后,通过自然光中包含的紫外光来固化。因此,渗出部461a保留为褶边底部401d。
以这种方式,使用模型452将透镜401形成为凹透镜,并且在透镜401的侧面中形成具有由遮光膜453指定的角度θ的锥形形状。此外,褶边底部401d形成在与玻璃基板12的边界处的透镜401的外周部中。在这种情况下,透镜401可以以更高的刚性接合到玻璃基板12。
因此,可以高精度地制造小型、轻量并且实现高分辨率摄像的透镜。
注意,如图47的左上部所示,上述示例是其中遮光膜453在基板451相对于紫外光的入射方向的背面侧(图中的下侧)上在透镜401的外周部中设置在基板451上的情况。然而,如图47的右上部所示,遮光膜453可以在基板451相对于紫外光的入射方向的前侧(图中的上侧)上在透镜401的外周部中设置在基板451上。
此外,如图47中从上方起的左侧第二部所示,可以形成在水平方向上比模型452更大的模型452’,并且遮光膜453可以在相对于紫外光的入射方向的背面侧(图中的下侧)设置在透镜401的外周部上而不是基板451上。
另外,如图47中从上方起的右侧第二部所示,遮光膜453可以在基板451相对于紫外光的入射方向的前侧(图中的上侧)在透镜401的外周部中设置在模型452’上的基板451上。
此外,如图47中从上方起的左侧第三部所示,模型452”可以通过将基板451和模型452一体化来制造,并且遮光膜453可以在相对于紫外光的入射方向的背面侧(图中的下侧)上设置在透镜401的外周部中。
此外,如图47中从上方起的右侧第三部所示,模型452”可以通过将基板451和模型452一体化来制造,并且遮光膜453可以在相对于紫外光的入射方向的前侧(图中的上侧)上设置在透镜401的外周部中。
此外,如图47的左下部所示,除基板451和模型452以外,还可以形成具有用于调节侧面部的一部分的构成的模型452’”,并且遮光膜453可以形成在模型452’”的外周部中和相对于紫外光的入射方向的背面侧上。
注意,图46和图47中的每个构成是其中从图9的摄像装置1的集成构成单元10中去除了IRCF 14和粘合剂15的构成。然而,这种去除仅是为了便于说明。不用说,IRCF 14和粘合剂15可以设置在透镜401(131)和玻璃基板12之间。此外,在下文中,将假设从图9所示的摄像装置1的构成中省略了IRCF 14和粘合剂15,以继续对示例进行说明。然而,在任何情况下,例如,IRCF 14和粘合剂15可以设置在透镜401(131)和玻璃基板12之间。
<二级侧面透镜的形成方法>
随后将说明二级侧面透镜的制造方法。
基本制造方法与上述非二级侧面透镜的制造方法相似。
具体地,如图48的左部所示,为基板451准备与二级侧面透镜401L的侧面形状相对应的模型452。将紫外线固化树脂461放置在设置在固态摄像元件11上的玻璃基板12上。注意,图48仅示出了模型452的侧面截面的右半部的构成。
随后,如图48的中央部分所示,通过按压将放置有模型452的紫外线固化树脂461固定在玻璃基板12上。在该状态下,从图中的上方对填充到模型452的凹部内的紫外线固化树脂461照射紫外光。
通过紫外光曝光固化紫外线固化树脂461。因此,形成具有与模型452相对应的凹形的二级侧面透镜401。
在通过预定时间的紫外光曝光形成透镜401之后,如图48的右部所示,将模型452与模具分离。因此,完成由二级侧面透镜构成的透镜401。
另外,如图49的左部所示,例如,可以切割模型452的外周部的与玻璃基板12接触的部分中的一部分,即,可以切割在侧面的截面形状的两个转折点处靠近玻璃基板12的转折点的高度以下的部分,以在切割面上设置遮光膜453。
在这种情况下,如图49中从左起的第二部所示,在将紫外线固化树脂461填充到模型452的凹部中的状态下,当从图中的上方照射预定时间的紫外光时,在遮光膜453的下方的部分中屏蔽了紫外光。在这种情况下,在该部分中不进行固化,并且未完成透镜401。然而,位于图中的有效区域周围并且暴露于紫外光的紫外线固化树脂461被固化,并且构成透镜401。
当在这种状态下分离模型452时,如图49中从左起的第三部所示,在构成为二级侧面透镜的透镜401的最外周中靠近玻璃基板12的部分中的二级构成的侧面保留为未固化的紫外线固化树脂461的渗出部461a。
因此,如图49的右部所示,将紫外光单独施加至仍然在未固化的紫外线固化树脂461的渗出部461a的状态下的侧面,以在控制侧面的角度和表面粗糙度的同时使侧面固化。
以这种方式,如图50的上部所示,允许将由透镜401的侧面的平均面X1和X2相对于入射光的入射方向形成的角度设定为诸如角度θ1和θ2等不同的角度。
这里,在假设侧面X1和X2的角度分别为角度θ1和θ2的情况下,将侧面X1和X2的角度设定为角度θ1<角度θ2时,可以减少侧面光晕的生成以及在模型452的离型期间完成的透镜401从玻璃基板12剥离。
另外,可以将侧面X1和X2的表面粗糙度值ρ(X1)和ρ(X2)分别设定为不同的值。
这里,当将侧面X1和X2的各个表面粗糙度值ρ(X1)和ρ(X2)设定为表面粗糙度ρ(X1)<表面粗糙度ρ(X2)时,可以减少侧面光晕的生成以及在模型452的离型期间完成的透镜401从玻璃基板12的剥离。
另外,如图50的下部所示,通过调整紫外线固化树脂461的渗出部461a的形状,可以形成褶边底部401d。以这种方式,可以将透镜401更牢固地固定在玻璃基板12上。
注意,即使在未采用参照图48所述的遮光膜453的情况下,也可以使用模型452的形状来限定角度θ1和θ2、表面粗糙度值ρ(X1)和ρ(X2)以及褶边底部401d的形成。然而,在参照图49使用配备有遮光膜453的模型452的情况下,可以对紫外光的初始照射之后对保留为未固化部分的紫外线固化树脂461的渗出部461a进行后续调整。因此,可以提高角度θ1和θ2、表面粗糙度值ρ(X1)和ρ(X2)以及褶边底部401d的设定自由度。
在任何一种情况下,透镜401都可以精确地形成在形成于固态摄像元件11上的玻璃基板12上。此外,可以调节二级侧面透镜401的侧面X1和X2的角度、表面粗糙度值ρ(X1)和ρ(X2)、褶边底部401d的有无。因此,可以减少光晕或重影的生成,并且还可以在玻璃基板12上更牢固地形成透镜401。
<19.第十九实施方案>
根据上述示例,通过使用模制法,透镜401精确地形成在形成于固态摄像元件11上的玻璃基板12上。然而,可以在玻璃基板12上形成对准标记,以在玻璃基板12上的适当位置处形成透镜401。以这种方式,可以基于对准标记定位透镜401,以更精确地在玻璃基板12上形成透镜401。
具体地,如图51所示,从中心限定透镜401的有效区域Ze(对应于图23的有效区域131a)。非有效区域Zn(对应于图23的非有效区域131b)设置在透镜401的外周部中。露出玻璃基板12的区域Zg设置在进一步的外周中。限定有划线的区域Zsc设置在固态摄像元件11的最外周部中。在图51中,突出部401a设置在非有效区域Zn(对应于图23的非有效区域131b)中。
各个区域具有以下宽度关系:“有效区域Ze的宽度>非有效区域Zn的宽度>露出玻璃基板12的区域Zg的宽度>限定有划线的区域Zsc的宽度”。
对准标记501形成在玻璃基板12上的作为露出玻璃基板12的区域的区域Zg中。因此,对准标记501的尺寸小于区域Zg的尺寸,但是要求是足以识别用于对准的对准标记501的图像的尺寸。
例如,可以通过下列操作实现对准:在玻璃基板12上的与透镜401的角部接触的位置上形成对准标记501,并且基于由对准相机拍摄的图像将模型452中的透镜的角部调整到与其中形成有对准标记501的位置对准的位置。
<对准标记的示例>
例如,可以采用图52中所示的对准标记501A至501K作为对准标记501。
具体地,对准标记501A至501C中的每个具有方形形状,对准标记501D和501E中的每个具有圆形形状,对准标记501F至501I中的每个具有多边形形状,并且对准标记501J和501K中的每个由多个线性形状构成。
<形成在玻璃基板和模型上的对准标记的示例>
另外,例如,可以通过下列操作对准透镜401和玻璃基板12的位置:在分别与在模型452上的透镜401的外周部和玻璃基板12上的区域Zg相对应的位置处形成对准标记501A至501K中的每个的黑色部分和灰色部分,以及基于由对准相机拍摄的图像来检查是否已经实现相互对应的位置关系。
具体地,在对准标记501A的情况下,如图52所示,用于由方形框构成的灰色部分的对准标记501’形成在模型452上,同时形成由作为黑色部分的方形部分构成的对准标记501。对准标记501’和501都形成为保持透镜401和模型452之间适当的位置关系。
此后,可以通过下列操作调整对准:使用对准相机沿图53的箭头方向拍摄玻璃基板12上的对准标记501的图像和模型452上的对准标记501’的图像,并且调整模型452的位置,以拍摄具有黑色方向形状并且重叠在由灰色方形框构成的对准标记501’内的对准标记501的图像。
在这种情况下,优选将作为黑色部分的对准标记501和作为灰色部分的对准标记501’布置在同一相机的相同视野内。然而,可以通过预先校准多个相机之间的位置关系,并使用多个相机来调整设置在对应的不同位置处的对准标记501和501’之间的位置关系的对应性,来实现对准。
无论哪种情况,透镜401都可以通过使用对准标记501精确地定位并形成在形成于固态摄像元件11上的玻璃基板12上。
<20.第二十实施方案>
根据上述示例,通过使用对准标记精确地定位并形成透镜401和固态摄像元件11上的玻璃基板12。然而,AR涂层402可以形成在透镜401的有效区域中,以增加灵敏度并实现精细成像。
具体地,例如,AR涂层402-P1可以由图54的最上部中的粗线所示形成在玻璃基板12的包含突出部401a的侧面和平面部的非有效区域(对应于图23的非有效区域131b)以及有效区域(对应于图23的有效区域131a)的整个区域上。
此外,例如,如图54中从上方起的第二部所示,AR涂层402-P2可以仅形成在透镜401上的突出部401a内的有效区域中。通过仅在透镜401上的突出部401a内的区域(有效区域(对应于图23的有效区域131a))中形成AR涂层402-P2,可以减少在实施回流热负荷期间等由透镜401的膨胀或收缩产生的应力,并且因此,可以减少AR涂层402-P2中裂纹的生成。
另外,例如,如图54中从上方起的第三部所示,AR涂层402-P3可以形成在包括透镜401上的突出部401a的平面部和位于突出部401a内侧的区域(有效区域(对应于图23的有效区域131a))的区域中。通过仅在其中包括透镜401上的突出部401a的平面部和位于突出部401a内侧的区域中的区域中形成AR涂层402-P3,可以减少在实施回流热负荷期间等由热量引起的透镜401的膨胀或收缩而对AR涂层402-P3产生的应力,并且因此可以减少裂纹的生成。
此外,例如,如图54中从上方起的第四部所示,除透镜401上的突出部401a的平面部和平面部的外周部的一部分以外,AR涂层402-P4还可以形成在突出部401a内侧的区域(有效区域(对应于图23的有效区域131a))中,并且AR涂层402-P5可以进一步形成在玻璃基板12上和透镜401的与玻璃基板12的边界附近的区域中。如在AR涂层402-P4和402-P5的情况下,其中未形成AR涂层的区域限定在透镜401的侧面部的一部分中。以这种方式,可以减少在实施回流热负荷期间等由热量引起的透镜401的膨胀或收缩而对AR涂层402-P4和402-P5产生的应力,因此可以减少裂纹的生成。
图55共同示出了随着其中AR涂层402形成在透镜401中的区域的各种变化,在实施回流热负荷期间,在AR涂层402中产生的应力分布。
图55的上部示出了当透镜401在水平方向和垂直方向上分割为两部分时,透镜401和AR涂层402的外形形状,而下部示出了在实施回流热负荷期间,在相应的AR涂层402中产生的应力的分布。
图55的左部示出了AR涂层402AA的形成的情况,其中AR涂层形成在包括外周的玻璃基板12、透镜401的侧面、突出部401a以及突出部401a的内侧的整个区域中。
图55中从左起的第二部示出了AR涂层402AB的情况,其中相对于图55的最左部的构成,AR涂层未形成在外周的玻璃基板12和透镜401的侧面中,而是形成在其他区域中。
图55中从左起的第三部示出了AR涂层402AC的情况,其中相对于图55的最左部的构成,AR涂层未形成在透镜401的侧面的区域中,而是形成在外周的玻璃基板12、突出部401a以及突出部401a的内侧。
图55中从左起的第四部示出了AR涂层402AD的情况,其中相对于图55的最左部的构成,AR涂层未形成在透镜401的侧面的区域、突出部401a的平面部以及突出部401a的内侧从突出部401a的上表面的平坦部起预定宽度A的范围内的区域中,而是形成在突出部401a内侧其他范围和外周的玻璃基板12上。例如,此处的宽度A为100μm。
图55中从左起的第五部示出了AR涂层402AE的情况,其中相对于图55的最左部的构成,AR涂层形成在突出部401a的内侧、突出部401a的上表面的平坦部以及在突出部401a的外侧侧面中平坦部下方预定宽度A的范围内。
图55中从左起的第六部示出了AR涂层402AF的情况,其中相对于图55的最左部的构成,AR涂层形成在突出部401a的内侧、突出部401a的上表面的平坦部以及在突出部401a的外侧侧面中平坦部下方的预定宽度2A的范围内。
图55中从左起的第七部示出了AR涂层402AG的情况,其中相对于图55的最左部的构成,AR涂层形成在突出部401a的内侧、突出部401a的上表面的平坦部以及突出部401a的外侧侧面中平坦部下方预定宽度3A的范围内。
图55中从左起的第八部示出了AR涂层402AH的情况,其中相对于图55的最左部的构成,AR涂层形成在突出部401a的内侧、突出部401a的上表面的平坦部以及突出部401a的外侧侧面中平坦部下方的预定宽度4A的范围内。
如通过与图55的最左部的比较所示,与其中AR涂层402形成为覆盖透镜401的整个表面的AR涂层402AA相比,在形成为使透镜401上的突出部401a内侧的AR涂层不连续地连接到玻璃基板12上的AR涂层402的任何情况下的AR涂层402中,在AR涂层402中产生的应力都更小。
通过以上述方式在透镜401上形成AR涂层402,可以减少光晕或重影的生成。因此,可以实现更精细的摄像。
此外,通过将AR涂层402设置为在包括包含突出部401a的透镜401中的有效区域和非有效区域的整个表面以及作为透镜401的外周部的玻璃基板12上留下其中在有效区域和除玻璃基板12以外的至少一部分上未形成AR涂层的区域,可以减少在实施回流热负荷期间、可靠性试验等通过加热由膨胀或收缩引起的裂纹的生成。
尽管上面已经说明了AR涂层402,但是可以采用其他膜,只要其形成在透镜401的表面上即可。例如,可以采用诸如蛾眼膜等防反射膜。
此外,尽管上面已经说明了包括突出部401a的透镜的示例,但是采用不包括突出部401a的透镜就足够了,只要在包括有效区域和非有效区域的整个表面以及作为透镜401的外周部的玻璃基板12上在有效区域和除玻璃基板12以外的至少一部分上设置未形成AR涂层的区域即可。换句话说,只要形成在透镜401上的AR涂层402未在连续地连接到形成在透镜侧面和玻璃基板12上的AR涂层402的状态下形成就足够了。因此,例如,透镜401可以是二级侧面透镜401L。在这种情况下,如果AR涂层402在未在连续地连接到形成在透镜侧面和玻璃基板12上的AR涂层402的状态下形成在透镜401上,则可以产生同样的效果。
<21.第二十一实施方案>
根据上述示例,通过在未连续地连接到形成在玻璃基板12上的AR涂层402的状态下形成透镜401上的AR涂层402,减小了在实施回流热负荷期间由热量引起的膨胀或收缩而在AR涂层402中产生的应力。
然而,可以通过以覆盖透镜401的突出部401a和侧面的方式形成遮光膜来减少侧面光晕的生成。
具体地,如图56的最上部所示,可以在玻璃基板12上包括透镜401的侧面和直到突出部401a的上表面的平面部的高度的区域的整个范围(即,除有效区域以外的范围)内形成遮光膜521。
此外,如图56中从上方起的第二部所示,可以在玻璃基板12的上部到透镜401的侧面以及直到突出部401a的上表面的平面部的整个表面中(即,除有效区域以外的表面部分的整个区域)形成遮光膜521。
此外,如图56中从上方起的第三部所示,可以在玻璃基板12的上部到透镜401的突出部401a的侧面的范围内形成遮光膜521。
此外,如图56中从上方起的第四部所示,可以在玻璃基板12的上部直到透镜401的突出部401a的侧面上从玻璃基板12起预定高度的范围内形成遮光膜521。
此外,如图56中从上方起的第五部所示,可以仅在透镜401的突出部401a的侧面上形成遮光膜521。
此外,如图56中从上方起的第六部所示,可以在玻璃基板12上直到二级侧面透镜401的两个侧面的最高位置的范围内形成遮光膜521。
此外,如图56中从上方起的第七部所示,遮光膜521可以形成为覆盖在玻璃基板12上直到二级侧面透镜401的两个侧面的最高位置的整个表面和固态摄像元件11的外周部。
在这些情况的任何一种情况中,遮光膜521通过部分成膜、通过成膜后的光刻、通过形成抗蚀剂、成膜、然后再剥离抗蚀剂或通过光刻法来形成。
此外,用于形成遮光膜的堤部可以形成在二级侧面透镜401的外周部中,然后遮光膜521可以形成在堤部的内侧且在二级侧面透镜401的外周部中。
具体地,如图57的最上部所示,高度与透镜高度相同的堤部531可以在二级侧面透镜401的外周部中形成在玻璃基板12上。在这种情况下,遮光膜521可以通过光刻或涂覆形成在堤部531的内侧且在二级侧面透镜401的外周部中,然后可以通过诸如化学机械抛光(CMP:Chemical Mechanical Polishing)等抛光使遮光膜521、透镜401和堤部531的高度相等。
此外,如图57的第二部所示,高度与透镜高度相同的堤部531可以在二级侧面透镜401的外周部中形成在玻璃基板12上。在这种情况下,遮光膜521的材料可以仅涂布在堤部531的内侧且在二级侧面透镜401的外周部中,并且遮光膜521、透镜401和堤部531的高度可以基于遮光膜521的材料自对准。
此外,如图57的第三部所示,高度与透镜高度相同的堤部531可以在二级侧面透镜401的外周部中形成在玻璃基板12上。在这种情况下,遮光膜521可以仅通过光刻法形成在堤部531的内侧且在二级侧面透镜401的外周部中。
此外,如图57的第四部所示,堤部531可以以连接二级侧面透镜401与玻璃基板12之间的边界的方式在二级侧面透镜401的外周部中形成在玻璃基板12上。在这种情况下,遮光膜521可以通过光刻或涂覆形成在堤部531的内侧且在二级侧面透镜401的外周部中,然后可以通过诸如化学机械抛光(CMP:Chemical Mechanical Polishing)等抛光使遮光膜521、透镜401和堤部531的高度相等。
此外,如图57的第五部所示,堤部531可以以连接二级侧面透镜401与玻璃基板12之间的边界的方式在二级侧面透镜401的外周部中形成在玻璃基板12上。在这种情况下,遮光膜521的材料可以仅涂布在堤部531的内侧且在二级侧面透镜401的外周部中,并且遮光膜521、透镜401和堤部531的高度可以基于遮光膜521的材料自对准。
此外,如图57的第六部所示,堤部531可以以连接二级侧面透镜401与玻璃基板12之间的边界的方式在二级侧面透镜401的外周部中形成在玻璃基板12上。在这种情况下,遮光膜521可以仅通过光刻法形成在堤部531的内侧且在二级侧面透镜401的外周部中。
在这些情况的任何一种情况中,遮光膜都形成为覆盖透镜401的突出部401a和侧面。因此,可以减少侧面光晕的生成。
根据上述示例,遮光膜形成在透镜401的外周部中。然而,可以采用任何构成,只要其防止光进入透镜401的外周部就足够了。因此,例如,可以形成光吸收膜代替遮光膜。
<22.电子设备的适用例>
例如,上述图1、图4、图6至图17所示的摄像装置1可以适用于各种类型的电子设备,这些电子设备包括诸如数码相机和数字摄像机等摄像装置、具有摄像功能的移动电话以及具有摄像功能的其他设备。
图58是示出了作为本技术适用的电子设备的摄像装置的构成例的框图。
图58所示的摄像装置1001包括:光学系统1002、快门装置1003、固态摄像元件1004、驱动电路1005、信号处理电路1006、显示器1007和存储器1008,并且能够拍摄静止图像和运动图像。
包括一个或多个透镜的光学系统1002将从被摄体接收的光(入射光)引导向固态摄像元件1004,并且在固态摄像元件1004的光接收表面上拍摄被摄体的图像。
快门装置1003布置在光学系统1002和固态摄像元件1004之间,并且在驱动电路1005的控制下,控制固态摄像元件1004的光照射时段和光屏蔽时段。
固态摄像元件1004由包括上述固态摄像元件的封装构成。固态摄像元件1004根据经由光学系统1002和快门装置1003在光接收表面上进行成像的光,在固定时间段内累积信号电荷。在固态摄像元件1004中累积的信号电荷根据从驱动电路1005提供的驱动信号(时刻信号)进行传输。
驱动电路1005输出用于控制固态摄像元件1004的传输操作和快门装置1003的快门操作的驱动信号,以驱动固态摄像元件1004和快门装置1003。
信号处理电路1006对从固态摄像元件1004输出的信号电荷执行各种信号处理。通过由信号处理电路1006进行的信号处理获得的图像(图像数据)提供给并显示在显示器1007上,或者提供给并存储(记录)在存储器1008中。
如上构造的摄像装置1001还能够通过采用图1、图9和图11至图22中的任一个所示的摄像装置1代替上述的光学系统1002和固态摄像元件1004,在实现装置构成的小型化和高度减小的同时,减少由内部漫反射引起的重影或光晕。
<23.固态摄像装置的使用例>
图59是示出上述摄像装置1的使用例的图。
例如,上述摄像装置1可用于如下所述用于感测诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光的各种情况。
-用于拍摄图像的鉴赏设备,例如数码相机或具有相机功能的便携式设备
-用于交通的设备,例如拍摄汽车的前侧、后侧、周围、内部等以实现诸如自动停车、驾驶员状态识别等安全驾驶目的的车载传感器、监视行进车辆和道路的监视摄像机,和测量车辆之间的距离的测距传感器等
-用于家用电器的设备,例如拍摄用户的手势并根据该手势进行设备操作的电视、冰箱或空调等
-用于医疗保健的设备,例如内窥镜或通过接收红外光进行血管造影的设备等
-用于安保的设备,例如用于预防犯罪的监控相机或用于个人身份认证的相机等
-用于美容的设备,例如拍摄皮肤的皮肤测量设备或拍摄头皮的显微镜等
-用于运动的设备,例如用于运动用途的动作相机或可穿戴式相机等
-用于农业的设备,例如监测田地和农作物状态的相机等
<24.内窥镜手术系统的应用例>
根据本公开的技术(本技术)适用于各种产品。例如,根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图60是示出可以应用根据本公开实施方案的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性配置示例的图。
在图60中,示出了其中手术者(医生)11131正在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、如气腹管11111和能量装置11112等其他手术工具11110、支撑其上的内窥镜11100的支撑臂装置11120和其上安装了用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括透镜镜筒11101和摄像机头11102,该透镜镜筒的从其远端起的预定长度的区域插入患者11132的体腔内,该摄像机头连接到透镜镜筒11101近端。在所示出的示例中,示出了配置为具有硬性透镜镜筒11101的刚性内窥镜的内窥镜11100。然而,也可以将内窥镜11100配置为具有柔性透镜镜筒11101的柔性内窥镜。
透镜镜筒11101在其远端具有物镜装配在其中的开口。光源装置11203与内窥镜11100连接以便将由光源装置11203生成的光通过延伸到透镜镜筒11101内部的光导引入透镜镜筒11101的远端,并通过物镜将其照射到患者11132体腔内的观察对象上。需要指出的是,内窥镜11100可以是前视内窥镜或可以是斜视内窥镜或侧视内窥镜。
光学系统和摄像元件设置在摄像机头11102的内部以便通过光学系统将来自观察对象的反射光(观察光)聚集在摄像元件上。通过摄像元件将观察光光电转换以生成与观察光相对应的电信号,即,与观察图像相对应的图像信号。将图像信号作为原始(RAW)数据传输到CCU 11201。
CCU 11201包括中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)等,并集中控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。进一步地,例如,CCU 11201接收来自摄像机头11102的图像信号,并对图像信号执行如显影处理(去马赛克处理)等各种图像处理以显示基于图像信号的图像。
显示装置11202在CCU 11201的控制下在其上显示基于已经由CCU11201进行过图像处理的图像信号的图像。
例如,光源装置11203包括如发光二极管(LED)等光源并将对手术区域成像时的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。使用者可以通过输入装置11204向内窥镜手术系统11000输入各种信息或指令。例如,使用者会输入改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、放大率、焦距等)的指令等。
治疗工具控制装置11205控制能量装置11112的驱动以烧灼或切开组织、封闭血管等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体供给到患者11132的体腔内以使体腔膨胀以便确保内窥镜11100的视野并确保手术者的工作空间。记录器11207是能够记录与手术相关的各种信息的装置。打印机11208是能够以如文本、图像或图形等各种形式打印与手术相关的各种信息的装置。
需要指出的是,将当对手术区域进行成像时的照射光提供到内窥镜11100的光源装置11203可以由白光光源构成,例如,白光光源由LED、激光光源或它们的组合构成。在白光光源由红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合构成的情况下,由于可以高精度地控制每种颜色(每个波长)的输出强度和输出时序,所以可以由光源装置11203调整所拍摄的图像的白平衡。进一步地,在这种情况下,如果来自各个RGB激光光源的激光束以时分的方式照射在观察对象上,那么与照射时序同步地控制摄像机头11102的摄像元件的驱动。然后也可以以时分的方式拍摄分别与R、G和B颜色相对应的图像。根据这种方法,即使没有为摄像元件配置滤色器,也可以获得彩色图像。
进一步地,可以控制光源装置11203的驱动以便每隔预定的时间改变将要输出的光的强度。通过与光强度的改变时序同步控制摄像机头11102的摄像元件的驱动来以时分的方式获取图像并合成图像,可以创建高动态范围的图像,而该图像不会存在曝光不足的遮挡阴影和曝光过度的高光。
进一步地,光源装置11203可以配置成提供对应于特殊光观察的预定波长带的光。例如,在特殊光观察中,通过利用身体组织的光吸收的波长依赖性,照射与普通观察时的照射光(即,白色光)相比窄带的光,以高对比度对如黏膜表层部分的血管等预定组织执行窄带观察(窄带成像)。可选择地,在特殊光观察中,可以执行用于从通过照射激发光生成的荧光获得图像的荧光观察。在荧光观察中,可以通过将激发光照射在身体组织上来执行身体组织的荧光观察(自发荧光观察),或可以通过将如吲哚菁绿(indocyanine green:ICG)等试剂局部注射到身体组织内并将与试剂的荧光波长相对应的激发光照射在身体组织上来获得荧光图像。光源装置11203可以配置成提供这种适用于如上所述的特殊光观察的窄带光和/或激发光。
图61是示出图60中所示出的摄像机头11102和CCU 11201的功能配置示例的框图。
摄像机头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像机头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像机头11102和CCU 11201通过传输电缆11400连接以便相互通信。
透镜单元11401是设置在与透镜镜筒11101的连接位置的光学系统。从透镜镜筒11101的远端进入的观察光被引导到摄像机头11102并引入透镜单元11401中。透镜单元11401由包括变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合构成。
摄像单元11402所包含的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或多个(多板型)。例如,在摄像单元11402配置为多板型的情况下,通过摄像元件生成与各个R、G和B相对应的图像信号,并且可以合成图像信号以获得彩色图像。摄像单元11402也可以配置成具有用于获取与三维(3D)显示相对应的右眼图像信号和左眼图像信号的一对摄像元件。如果执行3D显示,然后手术者11131可以更精确地掌握手术区域活体组织的深度。需要指出的是,在摄像单元11402配置为立体式的情况下,对应于各个摄像元件设置多个透镜单元11401系统。
进一步地,摄像单元11402可能不一定设置在摄像机头11102上。例如,摄像单元11402可以设置在透镜镜筒11101内部物镜的正后方。
驱动单元11403由致动器构成,并且在摄像机头控制单元11405的控制下使透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定的距离。因此,可以适当地调整由摄像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。
通信单元11404由用于向CCU 11201发送和从CCU 11201接收各种信息的通信装置构成。通信单元11404通过传输电缆11400将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据传输到CCU 11201。
另外,通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号,并将控制信号提供给摄像机头控制单元11405。例如,控制信号包括与摄像条件相关的信息,如指定拍摄的图像的帧速率的信息、指定拍摄图像时的曝光值的信息和/或指定拍摄的图像的放大率和焦点的信息。
需要指出的是,如帧速率、曝光值、放大率或焦点等摄像条件可以由使用者指定或可以由CCU 11201的控制单元11413基于获取的图像信号自动设定。在后一种情况下,在内窥镜11100中设置自动曝光(AE)功能、自动聚焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能。
摄像机头控制单元11405基于通过通信单元11404从CCU 11201接收的控制信号控制摄像机头11102的驱动。
通信单元11411由用于向摄像机头11102发送和从摄像机头11102接收各种信息的通信装置构成。通信单元11411接收通过传输电缆11400从摄像机头11102传输到其上的图像信号。
进一步地,通信单元11411将用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号传输到摄像机头11102。可以通过电通信、光学通信等传输图像信号和控制信号。
图像处理单元11412对从摄像机头11102传输到其上的RAW数据形式的图像信号执行各种图像处理。
控制单元11413执行与通过内窥镜11100对手术区域等进行图像拍摄和通过对手术区域等进行图像拍摄获得的拍摄图像的显示相关的各种控制。例如,控制单元11413创建用于控制摄像机头11102的驱动的控制信号。
进一步地,控制单元11413基于已经由图像处理单元11412进行过图像处理的图像信号控制显示装置11202显示其中对手术区域等进行了成像的拍摄的图像。此时,控制单元11413可以使用各种图像识别技术来识别拍摄的图像中的各种物体。例如,控制单元11413可以通过检测拍摄的图像中所包含的物体的边缘的形状、颜色等来识别例如手术钳等手术工具、特定的活体区域、出血、使用能量装置11112时的雾等。控制单元11413当控制显示装置11202显示拍摄的图像时,可以使用识别的结果使各种手术支持信息与手术区域的图像以重叠方式显示。在手术支持信息以重叠方式显示并呈现给手术者11131的情况下,可以减轻手术者11131的负担并且手术者11131可以可靠地进行手术。
将摄像机头11102和CCU 11201相互连接的传输电缆11400是用于电信号通信的电信号电缆、用于光学通信的光纤或用于电通信和光学通信的复合电缆。
这里,虽然在所示出的示例中,使用传输电缆11400通过有线通信进行通信,但是摄像机头11102和CCU 11201之间的通信可以通过无线通信进行。
上面已经说明了可应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的示例。根据本公开的技术适用于内窥镜11100、摄像机头11102的(摄像单元11402)、CCU 11201的(图像处理单元11412)等。具体地,例如,图1、图9和图11至图22的摄像装置1适用于透镜单元11401和摄像单元11402。通过将根据本公开的技术应用于透镜单元11401和摄像单元11402,可以实现装置构成的小型化和高度减小,以及减少由内部漫反射导致的光晕和重影的生成。
注意,尽管在此以示例的方式说明了内窥镜手术系统,但是根据本公开的技术可以应用于诸如显微手术系统等其它系统。
<25.移动体的应用例>
根据本公开的技术(本技术)可以适用于各种产品。例如,根据本公开的技术可以实施为安装在诸如汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船或机器人等任何类型的移动体上的装置。
图62是示出了作为可以应用根据本公开的实施方案的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
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62所示的示例中,车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。此外,微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053被示出为综合控制单元12050的功能构成。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如,驱动系统控制单元12010用作以下装置的控制装置:诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置;用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构;用于调整车辆的转向角的转向机构;以及用于产生车辆的制动力的制动装置等。
车身系统控制单元12020根据各种程序控制设置到车身上的各种装置的操作。例如,车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下,从作为钥匙的替代的便携式装置传输过来的无线电波或各种开关的信号能够输入至车身系统控制单元12020。车身系统控制单元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、电动窗装置和灯等。
车外信息检测单元12030检测关于具有车辆控制系统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连接。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,并且接收所拍摄的图像。在接收的图像的基础上,车外信息检测单元12030可以对诸如人、车辆、障碍物、标记或路面上的符号等物体执行检测处理或距这些物体的距离的检测处理。
摄像部12031是光学传感器,其用于接收光并且输出与接收的光的光量对应的电信号。摄像部12031可以输出电信号作为图像,或可以输出电信号作为关于测量距离的信息。此外,摄像部12031接收的光可以是可见光,或可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。例如,车内信息检测单元12040与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括对驾驶员进行成像的相机。在从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息的基础上,车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的集中程度,或可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。
微型计算机12051可以在关于车辆内部或外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的)的基础上计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值,并向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如,微型计算机12051可以执行旨在实现先进驾驶员辅助系统(ADAS:advanced driver assistancesystem)的功能的协同控制,该功能包括:车辆的碰撞避免或撞击减轻、基于车间距离的跟车行驶、车辆速度维持行驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。
此外,微型计算机12051可以执行旨在用于自动驾驶的协同控制,其在关于车辆内部或外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的)的基础上通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等使车辆自主行驶,而不依赖于驾驶员的操作等。
此外,微型计算机12051可以在关于车辆外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030获得的)的基础上向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如,微型计算机12051可以根据车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置通过控制车头灯以从远光灯变为近光灯来执行旨在防止眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一种的输出信号传输到输出装置,该输出装置能够在视觉上或听觉上将信息通知车辆的乘客或车辆的外部。在图62的示例中,音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063被示出为输出装置。例如,显示部12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图63是示出了摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图63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例如设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置以及车辆内部挡风玻璃的上部上的位置。设置到前鼻上的摄像部12101和设置到车辆内部挡风玻璃的上部上的摄像部12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置到侧视镜上的摄像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。设置到后保险杠或后门上的摄像部12104主要获得车辆12100的后方的图像。设置到车辆内部挡风玻璃的上部上的摄像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志或车道等。
顺便提及,图63示出了摄像部12101至12104的拍摄范围的示例。摄像范围12111表示设置到前鼻上的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置到侧视镜上的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置到后保险杠或后门上的摄像部12104的摄像范围。例如,通过叠加由摄像部12101至12104拍摄的图像数据,获得从上方观看到的车辆12100的俯瞰图像。
摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如,摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机,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可以在从摄像部12101至12104获得的距离信息的基础上确定到摄像范围12111到12114内的每个三维物体的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度),从而提取最近的三维物体作为前方车辆,特别地,该三维物体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如,等于或大于0千米/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶。此外,微型计算机12051可以预先设定在前方车辆前方要保持的车间距离,并且执行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车启动控制)等。因此,可以执行旨在用于自动驾驶的协同控制,其使得车辆自主行驶而不依赖于驾驶员的操作等。
例如,微型计算机12051可以在从摄像部12101至12104获得的距离信息的基础上将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据,提取分类后的三维物体数据,并使用所提取的三维物体数据来自动避开障碍物。例如,微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以在视觉上识别的障碍物以及车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后,微型计算机12051确定表示与每个障碍物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此存在碰撞可能性的情况下,微型计算机12051经由音频扬声器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执行强制减速或者避让转向。微型计算机12051由此可以辅助驱动以避免碰撞。
摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外摄像机。例如,微型计算机12051可以通过确定摄像部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如,通过在作为红外摄像机的摄像部12101至12104的拍摄图像中提取特征点的程序以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来确定是否是行人的程序来执行对行人的这种识别。当微型计算机12051确定摄像部12101至12104的拍摄图像中存在行人并且因此识别出行人时,声音/图像输出部12052控制显示部12062,使得用于强调的方形轮廓线以叠加在识别出的行人上的方式显示。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062,使得表示行人的图标等显示在期望的位置处。
上面已经说明了可应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。例如,根据本公开的技术可应用于上述构成中的摄像部12031。具体地,例如,图1、图9和图11至图22的摄像装置1适用于摄像部12031。通过将根据本公开的技术应用于摄像部12031,可以实现装置构成的小型化和高度减小,以及减少由内部漫反射引起的光晕和重影的生成。
注意,本公开可以具有以下构成。
<1>一种摄像装置,包括:
固态摄像元件,其根据入射光的光量通过光电转换生成像素信号;和
透镜组,其包括多个透镜并且将所述入射光聚焦在所述固态摄像元件的光接收表面上,其中,
包括在所述透镜组中并且构成相对于所述入射光的入射方向的最下层的最下层透镜设置在相对于所述入射光的接收方向的最前级,并且
所述最下层透镜是非球面的凹透镜,并且在所述最下层透镜的侧面形成有遮光膜。
<2>根据<1>所述的摄像装置,其中,
用于将所述入射光会聚在所述固态摄像元件上的有效区域限定在所述最下层透镜中,并且
所述遮光膜形成在所述最下层透镜的侧面上直至限定所述有效区域的高度的区域中。
<3>根据<1>或<2>所述的摄像装置,其中,所述遮光膜不仅形成在所述最下层透镜的侧面上,而且还形成在设置在所述固态摄像元件上的玻璃基板上,所述最下层透镜贴附在所述玻璃基板上。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的摄像装置,其中,
用于将所述入射光会聚在所述固态摄像元件上的有效区域限定在所述最下层透镜中,并且
所述遮光膜形成在包括所述最下层透镜的侧面的除所述有效区域以外的区域中。
<5>根据<4>所述的摄像装置,其中,所述遮光膜形成为覆盖包括所述最下层透镜的侧面的除所述有效区域以外的直到所述最下层透镜沿所述入射光的入射方向的高度的整个区域。
<6>根据<5>所述的摄像装置,其中,所述遮光膜形成在设置在所述最下层透镜的外周部上的堤部与所述最下层透镜的侧面之间。
<7>根据<6>所述的摄像装置,其中,所述遮光膜通过使用光刻法在设置在所述最下层透镜的外周部上的所述堤部与所述最下层透镜的侧面之间填充所述遮光膜的材料而形成。
<8>根据<6>所述的摄像装置,其中,所述遮光膜通过在设置在所述最下层透镜的外周部上的所述堤部与所述最下层透镜的侧面之间涂布所述遮光膜的材料而形成。
<9>根据<6>所述的摄像装置,其中,所述遮光膜通过使用光刻法在设置在所述最下层透镜的外周部上的所述堤部与所述最下层透镜的侧面之间填充所述遮光膜的材料,或者通过涂布所述材料,然后抛光所述材料而形成的。
<10>根据<9>所述的摄像装置,其中,所述堤部形成为与所述最下层透镜的侧面连接。
<11>根据<4>所述的摄像装置,其中,所述遮光膜形成在包括所述最下层透镜的侧面的除所述有效区域以外的区域中直到所述最下层透镜的在所述入射光的入射方向上的高度处的表面上。
<12>根据<3>所述的摄像装置,其中,具有堤部形状的突出部形成在所述最下层透镜的外周面上,所述突出部从所述玻璃基板起的厚度比所述最下层透镜的最大厚度大,并且所述突出部具有平面部。
<13>根据<1>至<12>中任一项所述的摄像装置,其中,所述最下层透镜的外周部具有多阶梯侧面。
<14>根据<1>至<13>中任一项所述的摄像装置,其中,所述固态摄像元件具有层叠结构和无空腔结构。
[附图标记列表]
1 摄像装置
10 集成构成单元
11 固态摄像元件(具有CPS结构)
11a 下侧基板(逻辑基板)
11b 上侧基板(像素传感器基板)
11c 滤色器
11d 片上透镜
12 玻璃基板
13 粘合剂
14 IRCF(红外截止滤波器)
14’ IRCF玻璃基板
15 粘合剂
16 透镜组
17 电路板
18 致动器
19 连接器
20 间隔件
21 像素区域
22 控制电路
23 逻辑电路
32 像素
51 光电二极管
81 硅基板
83 布线层
86 绝缘膜
88 硅贯通电极
91 阻焊剂
101 硅基板
103 布线层
105 芯片贯通电极
106 连接用布线
109 硅贯通电极
131 透镜
151 粘合剂
171 透镜组
191 固态摄像元件(具有COB结构)
192 引线键合
211 红外截止树脂
231 玻璃基板
231a 凸部
232b 空腔
251 具有红外截止功能的涂层剂
271 透镜
271a AR涂层
291 透镜
291a 防反射处理部
301 红外截止透镜
321 玻璃基板
351 折射膜
371、371-1至371-4、381 附加膜
401、401A至401U、401AA至401AH 透镜
401a 突出部
401b、401b’ 褶边底部
401d 褶边底部
402、402A至402U、402AA至402AH、402-P1至402-P5 AR涂层
451 基板
452、452’、452”、452’” 模型
453 遮光膜
461 紫外线固化树脂
461a 渗出部
501、501’、501A至501K 对准标记
521 遮光膜
531 堤部

Claims (12)

1.一种摄像装置,包括:
固态摄像元件,其根据入射光的光量通过光电转换生成像素信号;和
透镜组,其包括多个透镜并且将所述入射光聚焦在所述固态摄像元件的光接收表面上,其中,
包括在所述透镜组中并且构成相对于所述入射光的入射方向的最下层的最下层透镜设置在所述固态摄像元件的玻璃基板上,
所述最下层透镜是非球面的凹透镜,所述最下层透镜的侧面形成有遮光膜,并且
所述遮光膜形成在设置在所述最下层透镜的外周部上的堤部与所述最下层透镜的侧面之间,所述遮光膜形成为覆盖包括所述最下层透镜的侧面的除有效区域以外的直到所述最下层透镜沿所述入射光的入射方向的高度的整个区域。
2.根据权利要求1所述的摄像装置,其中,
用于将所述入射光会聚在所述固态摄像元件上的有效区域限定在所述最下层透镜中,并且
所述遮光膜形成在所述最下层透镜的侧面上直至限定所述有效区域的高度的区域中。
3.根据权利要求1所述的摄像装置,其中,所述遮光膜不仅形成在所述最下层透镜的侧面上,而且还形成在设置在所述固态摄像元件上的所述玻璃基板上,所述最下层透镜贴附在所述玻璃基板上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的摄像装置,其中,
用于将所述入射光会聚在所述固态摄像元件上的有效区域限定在所述最下层透镜中,并且
所述遮光膜形成在包括所述最下层透镜的侧面的除所述有效区域以外的区域中。
5.根据权利要求1所述的摄像装置,其中,所述遮光膜通过使用光刻法在设置在所述最下层透镜的外周部上的所述堤部与所述最下层透镜的侧面之间填充所述遮光膜的材料而形成。
6.根据权利要求1所述的摄像装置,其中,所述遮光膜通过在设置在所述最下层透镜的外周部上的所述堤部与所述最下层透镜的侧面之间涂布所述遮光膜的材料而形成。
7.根据权利要求1所述的摄像装置,其中,所述遮光膜通过使用光刻法在设置在所述最下层透镜的外周部上的所述堤部与所述最下层透镜的侧面之间填充所述遮光膜的材料,或者通过涂布所述材料,然后抛光所述材料而形成的。
8.根据权利要求7所述的摄像装置,其中,所述堤部形成为与所述最下层透镜的侧面连接。
9.根据权利要求4所述的摄像装置,其中,所述遮光膜形成在包括所述最下层透镜的侧面的除所述有效区域以外的区域中直到所述最下层透镜的在所述入射光的入射方向上的高度处的表面上。
10.根据权利要求3所述的摄像装置,其中,具有堤部形状的突出部形成在所述最下层透镜的外周面上,所述突出部从所述玻璃基板起的厚度比所述最下层透镜的最大厚度大,并且所述突出部具有平面部。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的摄像装置,其中,所述最下层透镜的外周部具有多阶梯侧面。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的摄像装置,其中,所述固态摄像元件具有层叠结构和无空腔结构。
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