DE112017001519T5 - Bildaufnahmevorrichtung und elektronische Einrichtung - Google Patents

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Shinji Miyazawa
Yoshiaki Masuda
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Abstract

Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung und eine elektronische Einrichtung, mit denen die Größe der Vorrichtung kompakter gemacht werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist das Folgende laminiert: ein erster struktureller Körper, in dem eine Pixelarrayeinheit gebildet ist; und ein zweiter struktureller Körper, in dem eine Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit und ein Signalverarbeitungsschaltkreis gebildet sind, um zu bewirken, dass ein vorbestimmtes Signal von außerhalb einer Vorrichtung eingegeben wird und ein Pixelsignal, welches von einem Pixel ausgegeben wurde, nach außerhalb der Vorrichtung ausgegeben wird. Die vorliegende Erfindung umfasst Folgendes: einen ersten Durchgangs-Via, der durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt; einen externen Anschluss für eine Signalausgabe, der über den ersten Durchgangs-Via mit dem Äußeren verbunden ist; einen zweiten Durchgangs-Via, der mit einer Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und der durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht; einen externen Anschluss zur Signaleingabe, der über den zweiten Durchgangs-Via mit dem Äußeren verbunden ist; ein Substrat, das unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist und das mit dem externen Anschluss zur Signalausgabe und dem externen Anschluss zur Signaleingabe verbunden ist; und eine Leiterplatte, die mit einer Oberfläche des Substrats entgegengesetzt zu der Oberfläche verbunden ist, mit der der externe Anschluss zur Signalausgabe und der externe Anschluss zur Signaleingabe verbunden sind. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel auf eine Bildaufnahmevorrichtung angewandt werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung und eine elektronische Einrichtung, insbesondere eine Bildaufnahmevorrichtung und eine elektronische Einrichtung, die eine weitere Verkleinerung der Vorrichtungsgröße ermöglichen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Bildaufnahmevorrichtung, wie etwa ein CMOS-Bildsensor (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor - komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter), wurde weiter verkleinert, zum Beispiel durch eine entwickelte Konfiguration, bei der mehrere Halbleitersubstrate geschichtet sind (siehe zum Beispiel Patentdokument 1)
  • ENTGEGENHALTUNGSLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. 2014-72294 .
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Da die Bildaufnahmevorrichtung weiter verkleinert wird, nimmt die Fläche, die durch den Anschlussteil eingenommen wird, der das Ausgangssignal ausgibt, mit Bezug auf die Ebenengröße der Vorrichtung zu und wird das Verkleinern schwierig.
  • Die vorliegende Offenbarung erfolgte hinsichtlich einer solchen Situation und soll eine weitere Verkleinerung der Vorrichtungsgröße ermöglichen.
  • LÖSUNG DER PROBLEME
  • Eine erste Bildaufnahmevorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie beinhaltet Folgendes: einen ersten strukturellen Körper und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet; ein Substrat, das mit dem externen Signalausgabeanschluss und dem externen Signaleingabeanschluss verbunden ist; und eine Leiterplatte, die mit einer ersten Oberfläche des Substrats verbunden ist, wobei das erste Substrat einer zweiten Oberfläche zugewandt ist, mit der der externe Signalausgabeanschluss und der externe Signaleingabeanschluss verbunden sind.
  • Eine zweite Bildaufnahmevorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie beinhaltet Folgendes: einen ersten strukturellen Körper, ein Glassubstrat, eine Transmissionsabschwächungsschicht und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und die Transmission von einfallendem Licht abschwächt, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; und eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet.
  • Eine dritte Bildaufnahmevorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie beinhaltet Folgendes: einen ersten strukturellen Körper, ein Glassubstrat und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und eine Lichteinfallsoberfläche beinhaltet, die einer Mottenaugenverarbeitung unterzogen wird, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; und eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet.
  • Eine elektronische Einrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie beinhaltet Folgendes: einen ersten strukturellen Körper und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet; ein Substrat, das mit dem externen Signalausgabeanschluss und dem externen Signaleingabeanschluss verbunden ist; und eine Leiterplatte, die mit einer ersten Oberfläche des Substrats verbunden ist, wobei das erste Substrat einer zweiten Oberfläche zugewandt ist, mit der der externe Signalausgabeanschluss und der externe Signaleingabeanschluss verbunden sind.
  • Bei der ersten Bildaufnahmevorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie sind der erste strukturelle Körper und der zweite strukturelle Körper geschichtet, wobei der erste strukturelle Körper die Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der das Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und Folgendes beinhaltet: die Eingabeschaltkreiseinheit, die das vorbestimmte Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt; die Ausgabeschaltkreiseinheit, die die Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt; und den Signalverarbeitungsschaltkreis. Des Weiteren sind die Ausgabeeinheit und die Eingabeeinheit unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet, wobei die Ausgabeeinheit Folgendes beinhaltet: die Ausgabeschaltkreiseinheit; den ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt; und den externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, wobei die Eingabeeinheit Folgendes beinhaltet: die Eingabeschaltkreiseinheit; den zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht; und den externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet. Des Weiteren sind das Substrat und die Leiterplatte enthalten, wobei das Substrat mit dem externen Signalausgabeanschluss und dem externen Signaleingabeanschluss verbunden ist, wobei die Leiterplatte mit der ersten Oberfläche des Substrats verbunden ist, wobei das erste Substrat der zweiten Oberfläche zugewandt ist, mit der der externe Signalausgabeanschluss und der externe Signaleingabeanschluss verbunden sind.
  • Bei der zweiten Bildaufnahmevorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie sind der erste strukturelle Körper, das Glassubstrat, die Transmissionsabschwächungsschicht und der zweite strukturelle Körper geschichtet, wobei der erste strukturelle Körper die Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der das Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und die Transmission von einfallendem Licht abschwächt, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und Folgendes beinhaltet: die Eingabeschaltkreiseinheit, die das vorbestimmte Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt; die Ausgabeschaltkreiseinheit, die die Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt; und den Signalverarbeitungsschaltkreis. Des Weiteren sind die Ausgabeeinheit und die Eingabeeinheit unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet, wobei die Ausgabeeinheit Folgendes beinhaltet: die Ausgabeschaltkreiseinheit; den ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt; und den externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, wobei die Eingabeeinheit Folgendes beinhaltet: die Eingabeschaltkreiseinheit; den zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht; und den externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet.
  • Bei der dritten Bildaufnahmevorrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie sind der erste strukturelle Körper, das Glassubstrat und der zweite strukturelle Körper geschichtet, wobei der erste strukturelle Körper die Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der das Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und eine Lichteinfallsoberfläche aufweist, die einer Mottenaugenverarbeitung unterzogen wird, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und Folgendes beinhaltet: die Eingabeschaltkreiseinheit, die das vorbestimmte Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt; die Ausgabeschaltkreiseinheit, die die Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt; und den Signalverarbeitungsschaltkreis. Des Weiteren sind die Ausgabeeinheit und die Eingabeeinheit unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet, wobei die Ausgabeeinheit Folgendes beinhaltet: die Ausgabeschaltkreiseinheit; den ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt; und den externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, wobei die Eingabeeinheit Folgendes beinhaltet: die Eingabeschaltkreiseinheit; den zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht; und den externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet.
  • Die elektronische Einrichtung eines Aspekts der vorliegenden Technologie ist eine Einrichtung, die die erste Bildaufnahmevorrichtung beinhaltet.
  • EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Technologie kann die Vorrichtungsgröße weiter verkleinert werden.
  • Es wird angemerkt, dass ein hier beschriebener Effekt nicht notwendigerweise beschränkt ist und ein beliebiger von in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Effekten sein kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das eine schematische Struktur einer Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht, die die vorliegende Technologie einsetzt.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispielsystem einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 3 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration eines Pixels veranschaulicht.
    • 4 ist ein Diagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Eingabeschaltkreiseinheit und einer Ausgabeschaltkreiseinheit veranschaulicht.
    • 5 ist ein Diagramm, das eine erste beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration einer Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 6 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur entlang einer Linie A-A' aus 5 veranschaulicht.
    • 7 ist ein Diagramm, das eine zweite beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 8 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur entlang einer Linie B-B' aus 7 veranschaulicht.
    • 9 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt in einer abschließenden Form einer Bildaufnahmevorrichtung als Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
    • 10 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt in einer abschließenden Form einer Bildaufnahmevorrichtung als Vergleichsbeispiel 2 zeigt.
    • 11 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt in einer abschließenden Form einer Bildaufnahmevorrichtung als Vergleichsbeispiel 3 zeigt.
    • 12 ist ein Diagramm, das eine dritte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 13 ist ein Diagramm, das eine vierte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 14 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur entlang einer Linie C-C' aus 13 veranschaulicht.
    • 15 ist ein Diagramm, das eine fünfte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 16 ist ein Diagramm, das eine sechste beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 17 ist ein Diagramm, das eine siebte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 18 ist ein Diagramm, das eine achte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 19 ist ein Diagramm, das eine neunte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 20 ist ein Diagramm, das eine zehnte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 21 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur entlang einer Linie D-D' aus 20 veranschaulicht.
    • 22 ist ein Diagramm, das eine elfte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung veranschaulicht.
    • 23 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht nahe einer äußeren Peripherie einer Bildaufnahmevorrichtung 1.
    • 24 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit einer Doppelkontaktstruktur.
    • 25 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 26 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 27 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 28 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 29 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 30 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 31 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 32 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 33 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 34 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 35 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 36 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 37 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 38 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit der Doppelkontaktstruktur.
    • 39 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung in 5 mit einer Cu-Cu-Direktbondstruktur.
    • 40 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung in 5 mit der Cu-Cu-Direktbondstruktur.
    • 41 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung in 5 mit der Cu-Cu-Direktbondstruktur.
    • 42 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung in 5 mit der Cu-Cu-Direktbondstruktur.
    • 43 ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung in 5 mit der Cu-Cu-Direktbondstruktur.
    • 44 ist ein Diagramm zum Erklären einer weiteren Modifikation 1 der Bildaufnahmevorrichtung.
    • 45 ist ein Diagramm zum Erklären einer weiteren Modifikation 2 der Bildaufnahmevorrichtung.
    • 46 ist ein Diagramm zum Erklären einer weiteren Modifikation 3 der Bildaufnahmevorrichtung.
    • 47 ist ein Diagramm zum Erklären einer weiteren Modifikation 4 der Bildaufnahmevorrichtung.
    • 48 ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels, bei dem die Bildaufnahmevorrichtung einen dreischichtigen geschichteten strukturellen Körper beinhaltet.
    • 49 ist ein Diagramm zum Erklären des Beispiels, bei dem die Bildaufnahmevorrichtung den dreischichtigen geschichteten strukturellen Körper beinhaltet.
    • 50 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung, die mit einem Linsenmodul und einem Substrat verbunden ist.
    • 51 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Linsenmodul und dem Substrat verbunden ist.
    • 52 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Linsenmodul und dem Substrat verbunden ist.
    • 53 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Linsenmodul und dem Substrat verbunden ist.
    • 54 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Linsenmodul und dem Substrat verbunden ist.
    • 55 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Linsenmodul und dem Substrat verbunden ist.
    • 56 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung, die mit dem Linsenmodul und dem Substrat verbunden ist.
    • 57 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration eines Kapselendoskops.
    • 58 ist ein Diagramm zum Erklären eines Schritts zum Verbinden des Linsenmoduls und des Substrats mit der Bildaufnahmevorrichtung.
    • 59 ist ein Diagramm zum Erklären des Schritts zum Verbinden des Linsenmoduls und des Substrats mit der Bildaufnahmevorrichtung.
    • 60 ist ein Diagramm zum Erklären einer Konfiguration eines Kameramoduls.
    • 61 ist ein Diagramm zum Erklären der Konfiguration des Kameramoduls.
    • 62 ist ein Diagramm zum Erklären der Konfiguration des Kameramoduls.
    • 63 ist ein Diagramm zum Erklären einer Transmission.
    • 64 ist ein Diagramm zum Erklären einer Streuungsoberfläche.
    • 65 ist ein Diagramm zum Erklären einer Bildungsposition einer Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 66 ist ein Diagramm zum Erklären einer Bildungsposition der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 67 ist ein Diagramm zum Erklären einer Form der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 68 ist ein Diagramm zum Erklären einer Form der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 69 ist ein Diagramm zum Erklären einer Form der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 70 ist ein Diagramm zum Erklären einer Form der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 71 ist ein Diagramm zum Erklären einer Bildung der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 72 ist ein Diagramm zum Erklären einer Bildung der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 73 ist ein Diagramm zum Erklären einer Bildung der Transmissionsabschwächungsschicht.
    • 74 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung als eine elektronische Einrichtung veranschaulicht, auf die die vorliegende Technologie angewandt wird.
    • 75 ist ein Diagramm zum Erklären eines Verwendungsbeispiels der Bildaufnahmevorrichtung in 1.
    • 76 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines endoskopischen chirurgischen Systems veranschaulicht.
    • 77 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Kamerakopfes und einer CCU veranschaulicht.
    • 78 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems veranschaulicht.
    • 79 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel von Installationspositionen einer Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit und einer Bildaufnahmeeinheit veranschaulicht.
  • AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend werden Modi (nachfolgend als Ausführungsformen bezeichnet) zum Ausführen der vorliegenden Technologie beschrieben. Es wird angemerkt, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge erfolgen wird.
    1. 1. Schematische Struktur der Bildaufnahmevorrichtung
    2. 2. Systemkonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung
    3. 3. Beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration eines Pixels
    4. 4. Beispielkonfiguration des Eingabeschaltkreises und des Ausgabeschaltkreises
    5. 5. Beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung
    6. 6. Querschnittsstruktur der Bildaufnahmevorrichtung
    7. 7. Schaltkreisanordnung der Bildaufnahmevorrichtung, falls eine andere Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet wird
    8. 8. Vergleichsbeispiel mit anderen Bildaufnahmevorrichtungen
    9. 9. Andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfigurationen der Bildaufnahmevorrichtung
    10. 10. Ausführliche Struktur der Bildaufnahmevorrichtung
    11. 11. Herstellungsverfahren
    12. 12. Weitere Modifikation
    13. 13. Beispiel eines dreischichtigen geschichteten strukturellen Körpers
    14. 14. Konfiguration einschließlich eines Linsenmoduls
    15. 15. Konfiguration eines Kapselendoskops
    16. 16. Herstellungsverfahren für die Bildaufnahmevorrichtung mit einem Linsenmodul
    17. 17. Über eine Facettenaugenform
    18. 18. Kameramodul einschließlich Transmissionsabschwächungsschicht
    19. 19. Bildung der Transmissionsabschwächungsschicht
    20. 20. Anwendungsbeispiel für eine elektronische Einrichtung
    21. 21. Verwendungsbeispiele eines Bildsensors
    22. 22. Anwendungsbeispiel für ein endoskopisches chirurgisches System
    23. 23. Anwendungsbeispiel für einen mobilen Körper
  • <Schematische Struktur der Bildaufnahmevorrichtung>
  • 1 veranschaulicht eine schematische Struktur einer Bildaufnahmevorrichtung als eine Halbleitervorrichtung, die die vorliegende Technologie einsetzt.
  • Eine in 1 veranschaulichte Bildaufnahmevorrichtung 1 wandelt Licht oder eine elektromagnetische Welle, das/die auf die Vorrichtung in einer Pfeilrichtung in der Figur auftrifft, in ein elektrisches Signal um. Nachfolgend wird in der vorliegenden Offenbarung der Einfachheit halber als ein Beispiel eine Vorrichtung beschrieben, die das Licht, als ein in das elektrische Signal umzuwandelnde Objekt, in das elektrische Signal umwandelt.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet einen geschichteten strukturellen Körper 13, in dem ein erster struktureller Körper und ein zweiter struktureller Körper 12 geschichtet sind, einen externen Anschluss 14 und ein Schutzsubstrat 18, das auf der oberen Seite des ersten strukturellen Körpers 11 gebildet ist. Es wird angemerkt, dass im Folgenden der Einfachheit halber in 1 eine Seite der Einfallsoberfläche, wo das Licht auf die Vorrichtung auftrifft, als die obere Seite festgelegt wird und eine Seite einer anderen Oberfläche, die von der Einfallsoberfläche der Vorrichtung weg zeigt, als die untere Seite festgelegt wird und der erste strukturelle Körper 11 als ein oberer struktureller Körper 11 bezeichnet wird und der zweite strukturelle Körper 12 als ein unterer struktureller Körper 12 bezeichnet wird.
  • Wie später beschrieben wird, wird die Bildaufnahmevorrichtung 1 durch Aneinanderhaften eines Halbleitersubstrats (Wafers), das einen Teil des oberen strukturellen Körpers 11 darstellt, des Halbleitersubstrats (Wafers), das ein Teil des unteren strukturellen Körpers 12 darstellt, und des Schutzsubstrats 18 in dem Waferzustand und dann Aufteilen von ihnen in feste Stücke von mehreren der Bildaufnahmevorrichtungen 1 gebildet.
  • Der strukturelle Körper 11 ist, bevor er in die festen Stücke aufgeteilt wird, ein Halbleitersubstrat (Wafer) einschließlich eines Pixels zum Umwandeln des einfallenden Lichts in das elektrische Signal. Das Pixel beinhaltet zum Beispiel eine Fotodiode (PD) für eine fotoelektrische Umwandlung und mehrere Pixeltransistoren, die einen fotoelektrischen Umwandlungsvorgang steuern, und einen Lesevorgang des fotoelektrisch umgewandelten elektrischen Signals. Der obere strukturelle Körper 11, der in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten ist, kann, nachdem er in die festen Stücke aufgeteilt wurde, als ein oberer Chip, ein Bildsensorsubstrat oder ein Bildsensorchip bezeichnet werden.
  • Der Pixeltransistor, der in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten ist, ist bevorzugt zum Beispiel ein MOS-Transistor.
  • Auf der oberen Oberfläche des oberen strukturellen Körpers 11 sind zum Beispiel ein Farbfilter 15 für Rot (R), Grün (G) oder Blau (B) und eine On-Chip-Linse 16 gebildet. Auf der oberen Seite der On-Chip-Linse 16 ist das Stützsubstrat 18 zum Schutz struktureller Objekte der Bildaufnahmevorrichtung 1, insbesondere der On-Chip-Linse 16 und des Farbfilters 15, angeordnet. Das Schutzsubstrat 18 ist zum Beispiel ein transparentes Glassubstrat. Falls die Härte des Schutzsubstrats 18 höher als die Härte der On-Chip-Linse 16 ist, wird die Funktion des Schutzes der On-Chip-Linse 16 verstärkt.
  • Der untere strukturelle Körper 12 ist, bevor er in die festen Stücke aufgeteilt wird, ein Halbleitersubstrat (Wafer), das einen Halbleiterschaltkreis einschließlich eines Transistors und einer Verdrahtungsleitung beinhaltet. Der untere strukturelle Körper 12, der in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten ist, kann, nachdem er in die festen Stücke aufgeteilt wurde, als ein unterer Chip, ein Signalverarbeitungssubstrat oder ein Signalverarbeitungschip bezeichnet werden. Auf dem unteren strukturellen Körper 12 sind mehrere externe Anschlüsse 14 zum elektrischen Verbinden mit einer Verdrahtungsleitung (nicht veranschaulicht) des Äußeren der Vorrichtung gebildet. Die externen Anschlüsse 14 sind zum Beispiel Lötkugeln.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 weist eine Struktur ohne Hohlraum auf, bei der das Schutzsubstrat 18 an der oberen Seite des oberen strukturellen Körpers 11 oder der oberen Seite der On-Chip-Linse 16 mittels des Glasversiegelungsharzes 17, das auf der On-Chip-Linse 16 angeordnet ist, angebracht ist. Da die Härte des Glasversiegelungsharzes 17 geringer als die Härte des Schutzsubstrats 18 ist, kann im Vergleich zu einem Fall, bei dem kein Versiegelungsharz existiert, das Glasversiegelungsharz 17 zum Abschwächen der mechanischen Spannung, die auf das Schutzsubstrat 18 von außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 ausgeübt wird und in das Innere der Vorrichtung übertragen wird, wirken.
  • Es wird angemerkt, dass die Bildaufnahmevorrichtung 1 eine Hohlraumstruktur als eine von der Struktur ohne Hohlraum verschiedene Struktur aufweisen kann, wobei eine säulenartige oder wandartige Struktur auf der oberen Oberfläche des oberen strukturellen Körpers 11 gebildet ist, und das Schutzsubstrat 18 an der säulenartigen der wandartigen Struktur befestigt ist, sodass es mit einem Spalt oberhalb der On-Chip-Linse 16 gestützt wird.
  • <Systemkonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung>
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispielsystem einer Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 veranschaulicht.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 aus 2 beinhaltet eine Pixelarrayeinheit 24, bei der mehrere Pixel 31 jeweils mit einer fotoelektrischen Umwandlungseinheit (PD) in einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind.
  • Die Pixelarrayeinheit 24 beinhaltet eine Zeilenansteuerungssignalleitung zum Ansteuern der Pixel 31 für jede Zeile und eine vertikale Signalleitung (Spaltenleseleitung) 33 zum Lesen von Signalen, die als Ergebnis einer fotoelektrischen Umwandlung von den mehreren Pixeln 31 erzeugt werden, die für jede Zeile angesteuert werden. Wie in 2 veranschaulicht, sind die mehreren Pixel 31, die in der Zeilenrichtung angeordnet sind, mit einer Zeilenansteuerungssignalleitung 32 verbunden. Die mehreren Pixel 31, die in der Spaltenrichtung angeordnet sind, sind mit einer vertikalen Signalleitungen 33 verbunden.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet ferner eine Zeilenansteuerungseinheit und eine Spaltensignalverarbeitungseinheit 25.
  • Die Zeilenansteuerungseinheit 22 beinhaltet zum Beispiel eine Zeilenadresssteuereinheit, die eine Position einer Zeile zum Ansteuern von Pixeln bestimmt, mit anderen Worten eine Zeilendecodereinheit, und eine Zeilenansteuerungsschaltkreiseinheit, die Signale zum Ansteuern der Pixel 31 erzeugt.
  • Die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 beinhaltet zum Beispiel eine Lastschaltkreiseinheit, die mit der vertikalen Signalleitung 33 verbunden ist und einen Source-Follower-Schaltkreis in jedem der Pixel 31 bildet. Des Weiteren kann die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 eine Verstärkerschaltkreiseinheit beinhalten, die Signale verstärkt, die aus den Pixeln 31 über die vertikale Signalleitung 33 gelesen werden. Zudem kann die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 ferner eine Rauschverarbeitungseinheit zum Reduzieren eines Rauschniveaus eines Systems aus den Signalen, die aus den Pixeln 31 als ein Ergebnis der fotoelektrischen Umwandlung gelesen werden, beinhalten.
  • Die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 beinhaltet einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC: Analog-to-Digital-Converter) zum Umsetzen der Signale, die aus den Pixeln 31 gelesen werden, oder analoger Signale, die der Rauschverarbeitung unterzogen werden, zu digitalen Signalen. Der ADC beinhaltet eine Komparatoreinheit zum Vergleichen eines umzuwandelnden analogen Signals mit einem Referenz-Sweep-Signal, das mit dem analogen Signal zu vergleichen ist, und eine Zählereinheit, die eine Zeit misst, bis ein Vergleichsergebnis in der Komparatoreinheit invertiert wird. Die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 beinhaltet ferner eine horizontale Scanschaltkreiseinheit, die eine Steuerung des Scannens einer Lesespalte durchführt.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet ferner eine Timingsteuereinheit 23. Basierend auf einem Timingsteuersignal oder einem Referenztaktsignal, das in die Vorrichtung eingegeben wird, liefert die Timingsteuereinheit 23 ein Signal zum Steuern des Timings an die Zeilenansteuerungseinheit 22 und die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25. Nachfolgend können bei der vorliegenden Offenbarung alle oder Teile der Zeilenansteuerungseinheit 22, der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 und der Timingsteuereinheit 23 einfach als eine Pixelperipherieschaltkreiseinheit, eine Peripherieschaltkreiseinheit oder eine Steuerschaltkreiseinheit bezeichnet werden.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet ferner eine Bildsignalverarbeitungseinheit 26. Die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 ist ein Schaltkreis, der verschiedene Typen einer Signalverarbeitung an den Daten durchführt, die als ein Ergebnis einer fotoelektrischen Umwandlung erhalten werden, mit anderen Worten Daten, die als ein Ergebnis eines Bildaufnahmevorgangs in der Bildaufnahmevorrichtung 1 erhalten werden. Die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 beinhaltet zum Beispiel eine Bildsignalverarbeitungsschaltkreiseinheit und eine Datenhalteeinheit. Die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 kann ferner eine Prozessoreinheit beinhalten.
  • Ein Beispiel für die Signalverarbeitung, die in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 durchgeführt wird, ist eine Tonwertkurvenkorrekturverarbeitung, die eine stärkere Gradation gibt, falls die Bildaufnahmedaten, die der AD-Umsetzung unterzogen werden, Daten sind, die durch Fotografieren eines dunklen Motivs erhalten werden, und die Gradation reduziert, falls die Bildaufnahmedaten Daten sind, die durch Fotografieren eines hellen Motivs erhalten werden. In diesem Fall ist es wünschenswert, charakteristische Daten einer Tonwertkurve darüber, über welchen Typ von Tonwertkurve die Gradation der Bildaufnahmedaten zu korrigieren ist, im Voraus in der Datenhalteeinheit der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 zu speichern.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet ferner eine Eingabeeinheit 21A. Die Eingabeeinheit 21A gibt zum Beispiel das Referenztaktsignal, die Timingsteuersignale, wie etwa ein vertikales Synchronisationssignal und ein horizontales Synchronisationssignal, die charakteristischen Daten, die in der Datenhalteeinheit der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 zu speichern sind, und dergleichen von außerhalb der Vorrichtung in die Bildaufnahmevorrichtung 1 ein. Die Eingabeeinheit 21A beinhaltet einen Eingabeanschluss 41, der der externe Anschluss 14 ist, zum Eingeben der Daten in die Bildaufnahmevorrichtung 1 und eine Eingabeschaltkreiseinheit 42, die ein Signal, das in dem Eingabeanschluss 41 eingeben wird, in die Bildaufnahmevorrichtung 1 erfasst.
  • Die Eingabeeinheit 21A beinhaltet ferner eine Eingabeamplitudenänderungseinheit 43, die die Amplitude des Signals, das durch die Eingabeschaltkreiseinheit 42 erfasst wird, zu einer Amplitude ändert, die innerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 einfach zu verwenden ist.
  • Die Eingabeeinheit 21A beinhaltet ferner eine Eingabedatenumwandlungsschaltkreiseinheit 44, die eine Anordnung einer Datenkette der Eingabedaten ändert. Die Eingabedatenumwandlungsschaltkreiseinheit 44 ist zum Beispiel ein Seriell-zu-Parallel-Umwandlungsschaltkreis, der ein serielles Signal als die Eingabedaten empfängt und das Signal in ein paralleles Signal umwandelt.
  • Es wird angemerkt, dass die Eingabeamplitudenänderungseinheit 43 und die Eingabedatenumwandlungsschaltkreiseinheit 44 weggelassen werden können.
  • Falls die Bildaufnahmevorrichtung 1 mit externen Speichervorrichtungen, wie etwa einem Flash-Speicher, SRAM und DRAM verbunden ist, kann die Eingabeeinheit 21A ferner einen Speicherschnittstellenschaltkreis beinhalten, der Daten von diesen externen Speichereinheiten empfängt.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet ferner eine Ausgabeeinheit 21B. Die Ausgabeeinheit 21B gibt Bilddaten, die durch die Bildaufnahmevorrichtung 1 fotografiert wurden, und Bilddaten, die der Signalverarbeitung durch die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 unterzogen werden, von der Bildaufnahmevorrichtung 1 nach außerhalb der Vorrichtung aus. Die Ausgabeeinheit 21B beinhaltet einen Ausgabeanschluss 48, der der externe Anschluss 14 zum Ausgeben der Daten von der Bildaufnahmevorrichtung 1 nach außerhalb der Vorrichtung ist, und eine Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die ein Schaltkreis ist, der die Daten von innerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 nach außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung ausgibt, und ein Schaltkreis ist, der eine externe Verdrahtungsleitung ansteuert, die mit dem Ausgabeanschluss 48 verbunden ist und sich außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 befindet.
  • Die Ausgabeeinheit 21B beinhaltet ferner eine Ausgabeamplitudenänderungseinheit 46, die die Amplitude des Signals, das innerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet wird, zu einer Amplitude ändert, die durch eine externe Vorrichtung, die mit dem Äußeren der Bildaufnahmevorrichtung 1 verbunden ist, einfach zu verwenden ist.
  • Die Ausgabeeinheit 21B beinhaltet ferner eine Ausgabedatenumwandlungsschaltkreiseinheit 45, die eine Anordnung einer Datenkette der Ausgabedaten ändert. Die Ausgabedatenumwandlungsschaltkreiseinheit 45 ist zum Beispiel ein Parallel-zu-Parallel-Umwandlungsschaltkreis, der ein paralleles Signal, das innerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet wird, in ein serielles Signal umwandelt.
  • Die Ausgabedatenumwandlungsschaltkreiseinheit 45 und die Ausgabeamplitudenänderungseinheit 46 können weggelassen werden.
  • Falls die Bildaufnahmevorrichtung 1 mit externen Speichervorrichtungen, wie etwa einem Flash-Speicher, SRAM und DRAM verbunden ist, kann die Ausgabeeinheit 21B ferner einen Speicherschnittstellenschaltkreis beinhalten, der Daten an diese externen Speichereinheiten ausgibt.
  • Es wird angemerkt, dass bei der vorliegenden Offenbarung der Einfachheit halber ein Schaltkreisblock einschließlich der Eingabeeinheit 21A und/oder der Ausgabeeinheit 21B als eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 21 bezeichnet werden kann. Des Weiteren kann eine Schaltkreiseinheit einschließlich der Eingabeschaltkreiseinheit 42 und/oder der Ausgabeschaltkreiseinheit 47 als eine Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheit 49 bezeichnet werden.
  • <Beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration eines Pixels>
  • 3 veranschaulicht eine beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration eines Pixels 31 der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • Das Pixel 31 beinhaltet eine Fotodiode 51 als ein fotoelektrisches Umwandlungselement, einen Transfertransistor 52, einen Floating-Diffusion (FD) 53, einen Rücksetztransistor 54, einen Verstärkertransistor 55 und einen Auswahltransistor 56.
  • Die Fotodiode 51 erzeugt und sammelt eine Ladung (Signalladung), die der Menge an empfangenem Licht entspricht. Der Anodenanschluss der Fotodiode 51 ist mit Masse verbunden und der Kathodenanschluss ist mit dem FD 53 über den Transfertransistor 52 verbunden.
  • Wenn er durch ein Transfersignal TR eingeschaltet wird, liest der Transfertransistor 52 die Ladung, die durch die Fotodiode 51 erzeugt wird, und transferiert die Ladung an den FD 53.
  • Der FD 53 hält die elektrische Ladung, die aus der Fotodiode 51 gelesen wird. Wenn er durch ein Rücksetzsignal RST eingeschaltet wird, setzt der Rücksetztransistor 54 ein Potential des FD 53 durch Entladen der in dem FD 53 angesammelten Ladung zu dem Drain (Konstantspannungsquelle Vdd) zurück.
  • Der Verstärkungstransistor 55 gibt ein Pixelsignal aus, das dem Potential des FD 53 entspricht. Mit anderen Worten stellt der Verstärkertransistor 55 einen Source-Follower-Schaltkreis zusammen mit einem Last-MOS (nicht veranschaulicht) als eine Konstantstromquelle dar, die über die vertikale Signalleitung 33 verbunden ist, und das Pixelsignal, das einen Pegel angibt, der der in dem FD 53 angesammelten Ladung entspricht, wird von dem Verstärkertransistor 55 an die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 über den Auswahltransistor 56 und die vertikale Signalleitung 33 ausgegeben.
  • Der Auswahltransistor 56 wird eingeschaltet, wenn das Pixel 31 durch ein Auswahlsignal SEL ausgewählt wird, und gibt das Pixelsignal des Pixels 31 an die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 über die vertikale Signalleitung 33 aus. Jede der Signalleitungen, durch die das Transfersignal TR, das Auswahlsignal SEL und das Rücksetzsignal RST übertragen werden, entspricht der Zeilenansteuerungssignalleitung 32 aus 2.
  • Obwohl das Pixel 31 wie oben beschrieben konfiguriert sein kann, ist es nicht auf diese Konfiguration beschränkt und können andere Konfigurationen eingesetzt werden.
  • <Beispielkonfiguration der Eingabeschaltkreiseinheit und der Ausgabeschaltkreiseinheit>
  • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Eingabeschaltkreiseinheit 42, die in der Eingabeeinheit 21A enthalten ist, und der Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die in der Ausgabeeinheit 21B der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist.
  • Es wird angemerkt, dass für einen externen Anschluss 14 die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 entweder die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 beinhalten kann oder den bidirektionalen Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis beinhalten kann, der sowohl die Eingabeschaltkreiseinheit 42 als auch die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 parallel beinhaltet.
  • Die Eingabeschaltkreiseinheit 42 ist ein Schaltkreis mit den folgenden Merkmalen.
    • (1) Die Eingabeschaltkreiseinheit 42 ist ein Schaltkreis, bei dem eine Logik die gleiche zwischen den Daten, die von dem Eingabeanschluss 41 der Bildaufnahmevorrichtung 1 zu der Eingabeschaltkreiseinheit 42 eingegeben werden, und den Daten ist, die von der Eingabeschaltkreiseinheit 42 zu dem internen Schaltkreis der Bildaufnahmevorrichtung 1 ausgegeben werden, oder die Logik lediglich invertiert ist, mit anderen Worten ein Schaltkreis, der die Anordnung der Daten in der Signalkette nicht ändert, mit noch anderen Worten ein Schaltkreis, der eine Position nicht ändert, bei der „1“ und „0“ oder „High“ und „Low“ der Logik in der Signalkette geschaltet werden.
    • (2) Die Eingabeschaltkreiseinheit 42 ist ein Schaltkreis, der eine Spannungsamplitude eines Signals, das in den Eingangsanschluss 41 der Bildaufnahmevorrichtung 1 eingeben wird, zu einer Spannungsamplitude umwandelt, die dazu geeignet ist, durch einen Schaltkreis empfangen zu werden, der bei der nachfolgenden Stufe der Eingabeschaltkreiseinheit 42 angeordnet ist, mit anderen Worten ein Schaltkreis, der interner in der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist. Dieser Schaltkreis kann die Daten, die in den Schaltkreis eingegeben werden, in einer Richtung umwandeln, in der die Spannungsamplitude abnimmt.
    • (2)' Alternativ dazu ist die Eingabeschaltkreiseinheit 42 ein Schaltkreis, der ein Signal (zum Beispiel ein differentielles Signal mit kleiner Amplitude von LVDS), das in die Eingabeschaltkreiseinheit 42 eingeben wird, in ein Format oder eine Spannungsamplitude (zum Beispiel ein asymmetrisches digitales Signal mit vollem Hub) umwandelt, das/die dazu geeignet ist, durch den Schaltkreis empfangen zu werden, der bei der nachfolgenden Stufe der Eingabeschaltkreiseinheit 42 angeordnet ist, mit anderen Worten der Schaltkreis, der in der Bildaufnahmevorrichtung 1 interner ist, und das umgewandelte Signal ausgibt. Der Schaltkreis kann die Daten, die in den Schaltkreis eingegeben werden, in einer Richtung umwandeln, in der die Spannungsamplitude zunimmt.
    • (3) Zudem kann, falls übermäßiges Rauschen in die Eingabeschaltkreiseinheit 42 eingegeben wird, ein Schutzschaltkreis enthalten sein, der das Rauschen blockiert und nicht zu dem Schaltkreis propagieren lässt, der bei der nachfolgenden Stufe der Eingabeschaltkreiseinheit 42 angeordnet ist, mit anderen Worten dem Schaltkreis, der in der Bildaufnahmevorrichtung 1 interner ist.
  • Die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 ist ein Schaltkreis mit den folgenden Merkmalen.
    • (1) Die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 ist ein Schaltkreis, bei dem eine Logik die gleiche zwischen den Daten, die von dem internen Schaltkreis der Bildaufnahmevorrichtung 1 zu der Ausgabeschaltkreiseinheit 47 eingegeben werden, und den Daten ist, die von der Ausgabeschaltkreiseinheit 47 zu dem Äußeren der Bildaufnahmevorrichtung 1 über den Ausgangsanschluss 48 der Bildaufnahmevorrichtung 1 ausgegeben werden, oder die Logik lediglich invertiert ist, mit anderen Worten ein Schaltkreis, der die Anordnung der Daten in der Signalkette nicht ändert, mit noch anderen Worten ein Schaltkreis, der eine Position nicht ändert, bei der „1“ und „0“ oder „High“ und „Low“ die Logik in der Signalkette geschaltet werden.
    • (2) Die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 ist ein Schaltkreis, der eine Ansteuerungsstromfähigkeit in der Signalleitung zwischen dem Ausgabeanschluss 48 der Bildaufnahmevorrichtung 1 und einem externen Element, das mit der Bildaufnahmevorrichtung 1 verbunden ist, erhöht. Alternativ dazu ist er ein Schaltkreis zum Erhöhen der Spannungsamplitude der Signalleitung. Dieser Schaltkreis kann die Daten, die in den Schaltkreis eingegeben werden, in der Richtung umwandeln, in der die Spannungsamplitude zunimmt.
    • (2)' Alternativ dazu ist die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 ein Schaltkreis, der ein Signal (zum Beispiel ein asymmetrisches digitale Signal mit vollem Hub), das in die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 von dem internen Schaltkreis der Bildaufnahmevorrichtung 1 eingegeben wird, in ein Format oder eine Spannungsamplitude (zum Beispiel ein differentiell Signal mit kleiner Amplitude von LVDS) umwandelt, das/die dazu geeignet ist, durch das externe Element empfangen zu werden, das mit dem Ausgabeanschluss 48 verbunden ist, und das umgewandelte Signal ausgibt. Dieser Schaltkreis kann die Daten, die in den Schaltkreis eingegeben werden, in der Richtung umwandeln, in der die Spannungsamplitude abnimmt.
  • Wie in 4 veranschaulicht, beinhaltet die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49, die die Eingabeschaltkreiseinheit 42 und/oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 beinhaltet, einen oder mehrere Transistoren. In der vorliegenden Offenbarung kann der Einfachheit halber ein Transistor, der in der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 enthalten ist, als ein Eingabe/Ausgabe-Transistor bezeichnet werden. Die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 kann einen Inverterschaltkreis, ein Pufferschaltkreis oder dergleichen beinhalten oder kann ferner einen Aktivierungsschaltkreis beinhalten, der einen Eingabevorgang oder ein Ausgabevorgang steuert.
  • Die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 kann auch als Amplitudenänderungseinheit des Eingabesignals oder des Ausgabesignals durch angemessenes Einstellen der Leistungsversorgungsspannung, die in dem Schaltkreis verwendet wird, dienen. Falls zum Beispiel eine Amplitude eines Signals in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 und einem Teil der Pixelperipherieschaltkreiseinheit der Bildaufnahmevorrichtung 1 V2 ist und eine Amplitude eines Signals, das von außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 in den Eingabeanschluss 41 eingegeben wird, oder eine Amplitude eines Signals, das von dem Ausgabeanschluss 48 nach außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 ausgegeben wird V1 ist, die größer als V2 ist, kann bei dem Schaltkreis der Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder der Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die in 4 veranschaulicht ist, zum Beispiel durch Einstellen der Leistungsversorgungsspannung des Inverters, der auf der Seite des internen Schaltkreises der Bildaufnahmevorrichtung 1 positioniert ist, auf V2 und der Leistungsversorgungsspannung des Inverters, der in der Außenrichtung der Bildaufnahmevorrichtung 1 positioniert ist, auf V1 die Eingabeschaltkreiseinheit 42 das Signal der Amplitude V1 von außerhalb empfangen und die Amplitude auf V2 reduzieren, um das Signal in den internen Schaltkreis der Bildaufnahmevorrichtung 1 einzugeben, und kann die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 das Signal der Amplitude V2 von dem internen Schaltkreis der Bildaufnahmevorrichtung 1 empfangen und die Amplitude aUF V1 erhöhen, um das Signal nach Außen auszugeben. Es wird angemerkt, dass, falls die in 4 veranschaulichten Spannungen V1 und V2 auf die gleiche Spannung eingestellt werden, die Konfiguration nicht die Funktion des Änderns der Signalamplitude aufweist.
  • Es wird angemerkt, dass bei der vorliegenden Ausführungsform einschließlich der obigen Beschreibung eine Spannungsdifferenz zwischen einer Referenzspannung (in dem Fall des Schaltkreises aus 4 die Massespannung) in einem Transistorschaltkreis und einer Spannung, die eine Spannung der Leistungsversorgung ist, die an einen Schaltkreis geliefert wird und verschieden von der Referenzspannung ist (im Fall des Schaltkreises aus 4 zum Beispiel V1), einfach als eine Leistungsversorgungsspannung bezeichnet werden kann.
  • <Beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung>
  • Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung einer Schaltkreisanordnung der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, mit anderen Worten davon, wie jeder Block der in 2 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 1 aufgeteilt und in dem oberen strukturellen Körper 11 und dem unteren strukturellen Körper 12 montiert wird.
  • 5 ist ein Diagramm, das eine erste beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Schaltkreisanordnung in der Bildaufnahmevorrichtung 1 veranschaulicht.
  • Bei der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist die Pixelarrayeinheit 24 in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet.
  • Unter den Pixelperipherieschaltkreiseinheiten, die in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten sind, ist ein Teil der Zeilenansteuerungseinheit 22 in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet und ist ein Teil der Zeilenansteuerungseinheit 22 in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Zum Beispiel ist bei der Zeilenansteuerungseinheit 22 die Zeilenansteuerungsschaltkreiseinheit in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet und ist die Zeilendecodereinheit in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet.
  • Die Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, ist außerhalb der Pixelarrayeinheit 24 in der Zeilenrichtung angeordnet und wenigstens ein Teil der Zeilenansteuerungseinheit 22, der in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, ist auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22 angeordnet, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist
  • Unter den Pixelperipherieschaltkreiseinheiten, die in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten sind, ist ein Teil der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet und ist ein Teil der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Zum Beispiel sind in der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 die Lastschaltkreiseinheit, die Verstärkerschaltkreiseinheit, die Rauschverarbeitungseinheit und die Komparatoreinheit des ADC in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet und ist die Zählereinheit des ADC in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet.
  • Die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, ist außerhalb der Pixelarrayeinheit 24 in der Spaltenrichtung angeordnet und wenigstens ein Teil der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, ist auf der unteren Seite der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 angeordnet, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist.
  • Außerhalb der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und außerhalb der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, ist eine Verdrahtungsverbindungseinheit 29 zum Verbinden von Verdrahtungsleitungen dieser zwei Zeilenansteuerungseinheiten 22 miteinander angeordnet.
  • Außerdem ist außerhalb der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und außerhalb der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, eine Verdrahtungsverbindungseinheit 29 zum Verbinden von Verdrahtungsleitungen dieser zwei Spaltensignalverarbeitungseinheiten 25 miteinander angeordnet. Bei diesen Verdrahtungsverbindungseinheiten 29 wird eine Verdrahtungsverbindungsstruktur verwendet, die später unter Bezugnahme auf 6 beschrieben ist.
  • Die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 ist innerhalb der Zeilenansteuerungseinheit 22 angeordnet und die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 ist in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet.
  • In dem unteren strukturellen Körper 12 ist die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 in einem Gebiet auf der unteren Seite der Pixelarrayeinheit 24 des oberen strukturellen Körpers 11 angeordnet.
  • Die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 ist eine Schaltkreiseinheit, die die Eingabeschaltkreiseinheit 42 und/oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 beinhaltet. Falls die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 sowohl die Eingabeschaltkreiseinheit 42 als auch die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 beinhaltet, werden mehrere der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 für jeden der externen Anschlüsse 14 aufgeteilt und in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Falls die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 lediglich die Eingabeschaltkreiseinheit 42 beinhaltet, werden mehrere der Eingabeschaltkreiseinheiten 42 für jeden der externen Anschlüsse 14 (Eingangsanschlüsse 41) aufgeteilt und in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet.
  • Falls die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 lediglich die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 beinhaltet, werden mehrere der Ausgabeschaltkreiseinheiten 47 für jeden der externen Anschlüsse 14 (Ausgabeanschlüsse 48) aufgeteilt und in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 ist um jede der mehreren aufgeteilten Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 herum angeordnet. Mit anderen Worten ist die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 innerhalb eines Gebiets angeordnet, in dem die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angeordnet ist.
  • Es wird angemerkt, dass in dem unteren strukturellen Körper 12 die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheit 49 in einem Gebiet auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22 des oberen strukturellen Körpers 11 oder einem Gebiet auf der unteren Seite der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 angeordnet sein kann.
  • Mit anderen Worten kann die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheit 49 auf der Seite des unteren strukturellen Körpers 12, wo der externe Anschluss 14 gebildet ist, und unterhalb eines Gebiets der Pixelarrayeinheit 24 des oberen strukturellen Körpers 11 oder in einem willkürlichen Gebiet unterhalb einer Pixelperipherieschaltkreiseinheit des oberen strukturellen Körpers 11 (einer Schaltkreiseinheit, die in dem oberen strukturellen Körper 11 in einem Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 in 6 gebildet ist) angeordnet sein.
  • Es wird angemerkt, dass einschließlich später beschriebener anderer Beispielkonfigurationen bei der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Gebiet, wo der Eingabeanschluss 41 und die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 und der Ausgabeanschluss 48 angeordnet sind, ein Leistungsversorgungsanschluss und ein Masseanschluss statt dieser Schaltkreiseinheiten und diesen Anschlüssen angeordnet sein können.
  • Unter den Transistorschaltkreisen, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet sind, kann eine Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises, der die Eingabeschaltkreiseinheit 42 und die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 darstellt, höher als die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises sein, der die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 darstellt.
  • Zum Beispiel kann die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises, der die Eingabeschaltkreiseinheit 42 und die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 darstellt, 1,8 V bis 3,3 V betragen und kann die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises, der die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 darstellt, 1,2 V bis 1,5 V betragen.
  • Weil die Leistungsversorgungsspannungen des ersteren (Transistorschaltkreis, der die Eingabeschaltkreiseinheit 42 und die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 darstellt) und des letzteren (Transistorschaltkreis, der die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 darstellt) voneinander verschieden sind, ist ein Abstand zum separaten Anordnen eines Wannengebiets, an das die Leistungsversorgungsspannung in der Eingabeschaltkreiseinheit 42 und der Ausgabeschaltkreiseinheit 47 angelegt wird, und eines Wannengebiets, an das die Leistungsversorgungsspannung in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angelegt wird, die um die Eingabeschaltkreiseinheit 42 und die Ausgabeschaltkreiseinheit 47 herum angeordnet ist, das heißt, eine sogenannte Wannenseparationsgebietbreite, wünschenswerterweise größer als ein Abstand, der zwischen mehreren der Wannengebiete bereitgestellt wird, an die die Leistungsversorgungsspannung in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angelegt wird.
  • Des Weiteren kann die Tiefe eines Elementisolationsgebiets, das in der Eingabeschaltkreiseinheit 42 und der Ausgabeschaltkreiseinheit 47 enthalten ist, tiefer als die Tiefe eines Elementisolationsgebiets sein, das in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 enthalten ist. Des Weiteren kann die Gate-Länge des Transistors, der in der Eingabeschaltkreiseinheit 42 und der Ausgabeschaltkreiseinheit 47 enthalten ist, wünschenswerterweise größer als die Gate-Länge des Transistors sein, der in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 enthalten ist.
  • Unter den Pixelperipherieschaltkreiseinheiten, die in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten sind, kann die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises, der einen Teil der Pixelperipherieschaltkreiseinheit darstellt, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, zum Beispiel eine beliebige der Lastschaltkreiseinheit, der Verstärkerschaltkreiseinheit, der Rauschverarbeitungseinheit und der Komparatoreinheit des ADC, die in der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 enthalten sind, höher als die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises sein, der einen Teil der Pixelperipherieschaltkreiseinheit darstellt, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, zum Beispiel der Zählereinheit des ADC, die in der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 enthalten ist.
  • Als ein Beispiel kann die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises der ersteren (der Pixelperipherieschaltkreiseinheit, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, zum Beispiel eine beliebige der Lastschaltkreiseinheit, der Verstärkerschaltkreiseinheit, der Rauschverarbeitungseinheit oder der Komparatoreinheit des ADC, die in der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 enthalten sind) 1,8 V bis 3,3 V betragen und beträgt die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises der letzteren (der Pixelperipherieschaltkreiseinheit, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, zum Beispiel der Zählereinheit des ADC) 1,2 V bis 1,5 V.
  • Die Leistungsversorgungspannung des letzteren Transistorschaltkreises kann die gleiche wie die Leistungsversorgungsspannung des Transistorschaltkreises sein, der die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 darstellt, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist. Weil die Leistungsversorgungsspannung des ersten Transistorschaltkreises höher als die Leistungsversorgungsspannung des letzteren Transistorschaltkreises ist, ist der Abstand, der zwischen den mehreren Wannengebieten bereitgestellt wird, an die die Leistungsversorgungsspannung in dem ersten Transistorschaltkreis angelegt wird, wünschenswerterweise größer als der Abstand, der zwischen den mehreren Weinen Gebieten bereitgestellt wird, an die Leistungsversorgungsspannung in dem letzteren Transistorschaltkreis angelegt wird.
  • Des Weiteren ist die Tiefe des Elementisolationsgebiets, das in dem ersten Transistorschaltkreis enthalten ist, wünschenswerterweise tiefer als die Tiefe des Elementisolationsgebiets, das in dem letzteren Transistorschaltkreis enthalten ist. Des Weiteren ist die Gate-Länge des Transistors, der in dem ersten Transistorschaltkreis enthalten ist, wünschenswerterweise größer als die Gate-Länge des Transistors, der in dem letzteren Transistorschaltkreis enthalten ist.
  • Zudem kann die Leistungsversorgungspannung des Pixeltransistorschaltkreises, der das Pixel 31 darstellt, das in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, gleich der Leistungsversorgungspannung des Transistorschaltkreises sein, der die Pixelperipherieschaltkreiseinheit darstellt (zum Beispiel eine beliebige der Lastschaltkreiseinheit, der Verstärkerschaltkreiseinheit, der Rauschverarbeitungseinheit oder der Komparatoreinheit des ADC, die in der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 enthalten sind), die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist.
  • Die Leistungsversorgungsspannung des Pixeltransistorschaltkreises, der das Pixel 31 darstellt, das in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, kann höher als die Leistungsversorgungspannung des Transistorschaltkreises sein, der die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 oder die Pixelperipherieschaltkreiseinheit darstellt (zum Beispiel die Zählereinheit des ADC), die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist. Daher kann, falls ein Elementisolationsgebiet, das eine Struktur des Vergrabens in dem Halbleitersubstrat aufweist, als das Elementisolationsgebiet verwendet wird, die Tiefe eines Teils des Elementisolationsgebiets, das um den Pixeltransistor herum enthalten ist, der in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, tiefer als die Tiefe des Elementisolationsgebiets sein, das um den Transistor der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 oder der Pixelperipherieschaltkreiseinheit herum enthalten ist, die in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist.
  • Alternativ dazu kann als das Elementisolationsgebiet um den Pixeltransistor herum nicht das Elementisolationsgebiet, das in das Halbleitersubstrat vergraben ist, sondern ein Elementisolationsgebiet, das ein Fremdstoffgebiet mit einem Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu jenem des Diffusionsschichtgebiets des Pixeltransistors herum bildet, in einem Teil um den Pixeltransistor herum verwendet werden.
  • Des Weiteren kann die Gate-Länge des Pixeltransistors, der in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, größer als die Gate-Länge des Transistors der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 oder der Pixelperipherieschaltkreiseinheit sein, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist. Andererseits kann, um das Auftreten einer Rauschladung in der Nähe des Elementisolationsgebiets zu unterdrücken, wo es eine Möglichkeit einer Zunahme aufgrund der Vertiefung des Elementisolationsgebiets gibt, die Tiefe des Elementisolationsgebiets, das um den Pixeltransistor herum enthalten ist, der in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, flacher als die Tiefe des Elementisolationsgebiets sein, das um den Transistor herum enthalten ist, der die Pixelperipherieschaltkreiseinheit darstellt, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist.
  • Alternativ dazu kann als das Elementisolationsgebiet um den Pixeltransistor herum nicht das Elementisolationsgebiet, das in das Halbleitersubstrat vergraben ist, sondern ein Elementisolationsgebiet, das ein Fremdstoffgebiet mit einem Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu jenem des Diffusionsschichtgebiets des Pixeltransistors herum bildet, in einem Teil um den Pixeltransistor herum verwendet werden.
  • <Querschnittsstruktur der Bildaufnahmevorrichtung>
  • Die Querschnittsstruktur und die Schaltkreisanordnung der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 entlang einer Linie A-A' aus 5 veranschaulicht. Es wird angemerkt, dass der Einfachheit halber ein Teil aus 6 veranschaulicht ist, indem er zu einer Querschnittsstruktur bei einer anderen Beispielkonfiguration der vorliegenden Technologie, die später beschrieben wird, geändert ist.
  • Bei einem Teil einschließlich des oberen strukturellen Körpers 11, der in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten ist, und des oberen Teils des oberen strukturellen Körpers 11, ist eine Pixelarrayeinheit 24 angeordnet, bei der die mehreren Pixel 31 in einem Array angeordnet sind, wobei die Pixel 31 jeweils die On-Chip-Linse 16, das Farbfilter 15, den Pixeltransistor und die Fotodiode 51 beinhalten. In dem Gebiet (Pixelarraygebiet) der Pixelarrayeinheit 24 ist auch ein Pixeltransistorgebiet 301 angeordnet. Das Pixeltransistorgebiet 301 ist ein Gebiet, wo der Transfertransistor 52 und/oder der Verstärkertransistor 55 und/oder der Rücksetztransistor 54 gebildet ist.
  • Die mehreren externen Anschlüsse 14 sind in einem Gebiet angeordnet, das auf der unteren Oberfläche eines Halbleitersubstrats 81, das in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, und unterhalb der Pixelarrayeinheit 24 positioniert ist, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist.
  • Es wird angemerkt, dass bei der Beschreibung aus 6 das „Gebiet, das auf der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 81, das in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, und unterhalb der Pixelarrayeinheit 24 positioniert ist, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist“ als ein erstes spezielles Gebiet bezeichnet wird und ein „Gebiet, das auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 81, das in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, und unterhalb der Pixelarrayeinheit 24 positioniert ist, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist“ als ein zweites spezielles Gebiet bezeichnet wird.
  • Wenigstens ein Teil der mehreren externen Anschlüsse 14, die in dem ersten speziellen Gebiet angeordnet sind, ist ein Signaleingabeanschluss 14A zum Eingeben eines Signals von außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 oder ein Signalausgabeanschluss 14B zum Ausgeben eines Signals von der Bildaufnahmevorrichtung 1 nach außen. Mit anderen Worten sind der Signaleingabeanschluss 14A und der Signalausgabeanschluss 14B externe Anschlüsse 14, ausschließlich des Leistungsversorgungsanschlusses und des Masseanschlusses von den externe Anschlüsse 14. Bei der vorliegenden Offenbarung wird der Signaleingabeanschluss 14A oder der Signalausgabeanschluss 14B als ein Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschluss 14C bezeichnet.
  • Ein Durchgangs-Via 88, der durch das Halbleitersubstrat 81 hindurchgeht, ist in einem Gebiet angeordnet, das sich in dem ersten speziellen Gebiet und in der Nähe des Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschlusses 14C befindet. Es wird angemerkt, dass bei der vorliegenden Offenbarung ein Via-Loch, das durch das Halbleitersubstrat 81 hindurchgeht, und eine Via-Verdrahtungsleitung, die innerhalb des Via-Lochs gebildet ist, gemeinsam einfach als der Durchgangs-Via 88 bezeichnet werden können.
  • Das Durchgangs-Via-Loch weist bevorzugt eine Struktur auf, die durch Graben von der unteren Oberfläche des Halbleitersubstrats 81 zu einem leitfähigen Pad 322 gebildet ist, das ein Teil einer mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 ist, die oberhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats 81 angeordnet ist, und zu einem Ende (Unterseite) des Via-Lochs wird (nachfolgend als Via-Pad 322 bezeichnet).
  • Der Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschluss 14C, der in dem ersten speziellen Gebiet angeordnet ist, ist elektrisch mit dem Durchgangs-Via 88 (spezieller mit der Via-Verdrahtungsleitung, die in dem Durchgangs-Via-Loch gebildet ist) verbunden, der auch in dem ersten speziellen Gebiet angeordnet ist.
  • In einem Gebiet, das sich in dem zweiten speziellen Gebiet und in der Nähe des Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschlusses 14C und dem Durchgangs-Via befindet, ist die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 einschließlich der Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder der Ausgabeschaltkreiseinheit 47 angeordnet.
  • Der Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschluss 14C, der in dem ersten speziellen Gebiet angeordnet ist, ist elektrisch mit der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 über den Durchgangs-Via 88 und das Via-Pad 322 oder einen Teil der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 verbunden.
  • Ein Gebiet, wo die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheit 49 angeordnet ist, wird als ein Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisgebiet 311 bezeichnet. Auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 81, das in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, ist ein Signalverarbeitungsschaltkreisgebiet 312 angrenzend an das Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisgebiet 311 gebildet. Das Signalverarbeitungsschaltkreisgebiet 312 ist ein Gebiet, wo die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 gebildet ist, die unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist.
  • Ein Gebiet, wo die Pixelperipherieschaltkreiseinheit einschließlich der gesamten oder eines Teils der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 und der Zeilenansteuerungseinheit 22, die unter Bezugnahme auf 2 beschrieben sind, angeordnet ist, wird als ein Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 bezeichnet. In der unteren Oberfläche eines Halbleitersubstrats 101, das in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, und der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 81, das in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, ist in einem Gebiet außerhalb der Pixelarrayeinheit 24 ein Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 angeordnet.
  • Der Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschluss 14C kann in einem Gebiet auf der unteren Seite des Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisgebiets 311, das in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, angeordnet sein oder kann in einem Gebiet auf der unteren Seite des Signalverarbeitungsschaltkreisgebiets 312 angeordnet sein. Alternativ dazu kann der Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschluss 14C auf der unteren Seite der Pixelperipherieschaltkreiseinheit, wie etwa der Zeilenansteuerungseinheit 22 oder der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet sind, angeordnet sein.
  • Bei der vorliegenden Offenbarung können eine Verdrahtungsverbindungsstruktur, die eine Verdrahtungsleitung, die in einer mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 enthalten ist, und eine Verdrahtungsleitung verbindet, die in der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 enthalten ist, zusammen als eine Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen bezeichnet werden und wird ein Gebiet, wo die Struktur angeordnet ist, als ein Verbindungsgebiet 314 für obere und untere Verdrahtungsleitungen bezeichnet.
  • Die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen beinhaltet eine erste Durchgangselektrode (Silicium-Durchgangselektrode) 109, die durch das Halbleitersubstrat 101 von der oberen Oberfläche des oberen strukturellen Körpers 11 zu der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 hindurchgeht, eine zweite Durchgangselektrode (Chip-Durchgangselektrode) 105, die durch das Halbleitersubstrat 101 und die mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 von der oberen Oberfläche des oberen strukturellen Körpers 11 zu der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 hindurchgeht, und eine Durchgangselektrodenverbindungsverdrahtungsleitung 106 zum Verbinden dieser zwei Durchgangselektroden (Silicium-Durchgangs-Via, TSV: Through Silicon Via) miteinander. Bei der vorliegenden Offenbarung kann eine solche Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen als eine Doppelkontaktstruktur bezeichnet werden.
  • Das Verbindunggebiet 314 für obere und untere Verdrahtungsleitungen ist außerhalb des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313 angeordnet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 in sowohl dem oberen strukturellen Körper 11 als auch dem unteren strukturellen Körper 12 gebildet, aber kann das Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 lediglich in entweder dem oberen strukturellen Körper 11 oder dem unteren strukturellen Körper 12 gebildet sein.
  • Des Weiteren ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Verbindunggebiet 314 für obere und untere Verdrahtungsleitungen in einem Gebiet angeordnet, das außerhalb der Pixelarrayeinheit 24 und außerhalb des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313 liegt, aber das Verbindunggebiet 314 für obere und untere Verdrahtungsleitungen kann in einem Gebiet angeordnet sein, das außerhalb der Pixelarrayeinheit 24 und innerhalb des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313 liegt.
  • Zudem wird bei der vorliegenden Ausführungsform als die Struktur, die die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 und die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 miteinander verbindet, die Doppelkontaktstruktur eingesetzt, die eine Verbindung unter Verwendung von zwei Durchgangselektroden der Silicium-Durchgangselektrode 109 und der Chip-Durchgangselektrode 105 verwendet.
  • Als die Struktur, die die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 und die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 elektrisch miteinander verbindet, kann zum Beispiel eine geteilte Kontaktstruktur verwendet werden, bei der eine Verdrahtungsschicht 103 des oberen strukturellen Körpers 11 und eine Verdrahtungsschicht 83 des unteren strukturellen Körpers 12 jeweils gemeinsam durch eine Durchgangselektrode verbunden sind.
  • <Schaltkreisanordnung der Bildaufnahmevorrichtung, falls eine andere Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet wird>
  • Eine Schaltkreisanordnung und eine Querschnittsstruktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 werden in einem Fall, bei dem eine andere Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet wird, unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben.
  • 8 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 entlang einer Linie B-B' aus 7 in einem Fall zeigt, bei dem eine Struktur verwendet wird, die von der Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verschieden ist, welche in 6 gezeigt ist. Es wird angemerkt, dass der Einfachheit halber ein Teil aus 8 veranschaulicht ist, indem er zu einer Querschnittsstruktur bei einer anderen Beispielkonfiguration der vorliegenden Technologie, die später beschrieben wird, geändert ist.
  • Bei dem Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 aus 8 sind manche der Verdrahtungsleitungen der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 auf der untersten Oberfläche der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102, mit anderen Worten auf einer Bondoberfläche zwischen dem oberen strukturellen Körper 11 und dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Des Weiteren sind auch manche der Verdrahtungsleitungen der mehrschichtigen Verdrahtungsleitungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 auf der obersten Oberfläche der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82, mit anderen Worten auf der Bondoberfläche zwischen dem oberen strukturellen Körper 11 und dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet.
  • Dann werden die manchen der Verdrahtungsleitungen der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 und die manchen der Verdrahtungsleitungen der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 bei im Wesentlichen der gleichen Position auf der Bondoberfläche angeordnet und werden die Verdrahtungsleitungen elektrisch miteinander verbunden. Als eine Form des elektrischen Verbindens der Verdrahtungsleitungen kann eine Form verwendet werden, bei der zwei Verdrahtungsleitungen direkt in Kontakt miteinander gebracht werden, oder kann eine Form verwendet werden, bei der ein dünner Isolationsfilm oder ein Film mit hohem Widerstand zwischen den zwei Verdrahtungsleitungen gebildet wird und ein Teil des gebildeten Films teilweise elektrisch leitend ist. Alternativ dazu kann eine Form verwendet werden, bei der ein interner Isolationsfilm oder ein Film mit hohem Widerstand zwischen zwei Verdrahtungsleitungen gebildet wird und die zwei Verdrahtungsleitungen ein elektrisches Signal durch kapazitive Kopplung propagieren.
  • Bei der vorliegenden Offenbarung kann als ein allgemeiner Name der Struktur, bei der die manchen der Verdrahtungsleitungen der mehrschichtigen Verdrahtungsstruktur 102 des oberen strukturellen Körpers 11 und die manchen der Verdrahtungsleitungen der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 bei im Wesentlichen der gleichen Position auf der Bondoberfläche gebildet sind und die zwei Verdrahtungsleitungen elektrisch verbunden sind, die Struktur als eine Direktverbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen oder einfach als eine Verdrahtungsleitungsdirektverbindungsstruktur bezeichnet werden.
  • Als ein spezielles Beispiel für im Wesentlichen die gleiche Position kann zum Beispiel eine Position verwendet werden, bei der die zwei Verdrahtungsleitungen, die elektrisch miteinander zu verbinden sind, einander in wenigstens einem Teil davon überlappen, falls die Bildaufnahmevorrichtung 1 von der oberen Seite zu der unteren Seite in einer Draufsicht betrachtet wird. Falls zum Beispiel Kupfer (Cu) als ein Material der zwei Verdrahtungsleitungen, die miteinander zu verbinden sind, verwendet wird, kann die Verbindungsstruktur als eine Cu-Cu-Direktbondstruktur oder einfach als eine Cu-Cu-Bondstruktur bezeichnet werden.
  • Falls die Direktverbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet wird, kann die Verbindungsstruktur außerhalb der Pixelarrayeinheit 24 angeordnet sein. Alternativ dazu kann die Verbindungsstruktur innerhalb des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313, das in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, und innerhalb des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313, das in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, angeordnet sein.
  • Spezieller kann unter den Verdrahtungsleitungen, die die Direktverbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen darstellen, die Verdrahtungsleitung, die auf der Seite des oberen strukturellen Körpers 11 anzuordnen ist, der Bondoberfläche auf der unteren Seite des Schaltkreises angeordnet sein, der in dem Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 des oberen strukturellen Körpers 11 enthalten ist. Des Weiteren kann unter den Verdrahtungsleitungen, die die Direktverbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen darstellen, die Verdrahtungsleitung, die auf der Seite des unteren strukturellen Körpers 12 anzuordnen ist, der Bondoberfläche auf der oberen Seite des Schaltkreises angeordnet sein, der in dem Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 des unteren strukturellen Körpers 12 enthalten ist. Alternativ dazu kann durch Verwenden der Verdrahtungsleitung, die in der Pixelarrayeinheit 24 (Pixeltransistorgebiet 301) angeordnet ist, als die Verdrahtungsleitung des oberen strukturellen Körpers 11 die Direktverbindungsstruktur der oberen und unteren Verdrahtungsleitungen durch die Verdrahtungsleitung, die in der Pixelarrayeinheit 24 angeordnet ist, und die Verdrahtungsleitung des unteren strukturellen Körpers 12 unterhalb der Pixelarrayeinheit 24 (Pixeltransistorgebiet 301) angeordnet sein.
  • <Zweite beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 7 ist ein Diagramm, das eine zweite beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 veranschaulicht.
  • Bei der zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration wird die Direktverbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen als die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet.
  • Wie in 7 veranschaulicht, ist die Anordnung der Pixelarrayeinheit 24 bei der zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ähnlich der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration, die in 5 veranschaulicht ist. Mit anderen Worten ist die Pixelarrayeinheit 24 in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet.
  • Des Weiteren ist, wie in 7 veranschaulicht, die Anordnung der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 der Bildaufnahmevorrichtung 1 bei der zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ebenfalls ähnlich der Anordnung der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration, die in 5 veranschaulicht ist.
  • Andererseits ist die Anordnung eines oberen und unteren Verdrahtungsleitungsverbindungsteils bei der zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration verschieden von der Anordnung der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration, die in 5 veranschaulicht ist.
  • Die Verbindung zwischen der Verdrahtungsleitung der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und der Verdrahtungsleitung der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, ist in einem Gebiet gebildet, wo die Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und die Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, einander überlappen, indem die Direktverbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet wird.
  • Die Verbindung zwischen der Verdrahtungsleitung der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und der Verdrahtungsleitung der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, ist in einem Gebiet gebildet, wo die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, einander überlappen, indem die Direktverbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet wird.
  • Bei der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration, die in 5 veranschaulicht ist, sind die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen zum Verbinden der Verdrahtungsleitungen der Zeilenansteuerungseinheit 22 und die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen zum Verbinden der Verdrahtungsleitungen der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 in den Verdrahtungsverbindungseinheiten 29 außerhalb der Zeilenansteuerungseinheit 22 bzw. außerhalb der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 angeordnet. Andererseits sind bei der zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration, die in 7 veranschaulicht ist, die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen zum Verbinden der Verdrahtungsleitungen der Zeilenansteuerungseinheit 22 und die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen zum Verbinden der Verdrahtungsleitungen der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 innerhalb des Gebiets der Zeilenansteuerungseinheit 22 bzw. innerhalb des Gebiets der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 angeordnet. Daher ist bei der Bildaufnahmevorrichtung 1, die bei der zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration beschrieben ist, die Verdrahtungsverbindungseinheit 29 in dem oberen strukturellen Körper 11 und dem unteren strukturellen Körper 12 weggelassen und kann eine Vorrichtung mit einer geringeren externen größer als die Bildaufnahmevorrichtung 1, die bei der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration beschrieben ist, implementiert werden.
  • <Vergleichsbeispiel mit anderen Bildaufnahmevorrichtungen>
  • <Vergleichsbeispiel 1>
  • Merkmale der Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 werden im Vergleich zu der Struktur einer anderen Bildaufnahmevorrichtung beschrieben.
  • 9 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt in einer endgültigen Form einer Bildaufnahmevorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2014-72294 offenbart ist (nachfolgend als Vergleichsstrukturoffenbarungsdokument 1 bezeichnet) als Vergleichsbeispiel 1 veranschaulicht.
  • Eine Bildaufnahmevorrichtung 600 aus 9 weist eine Struktur auf, bei der ein erster Teil 623 und ein zweiter Teil 643 geschichtet sind, wobei der erste Teil 623 den ersten Verdrahtungsteil 622 beinhaltet und ein erster Elementteil 621 eine erste Halbleiterschicht 611 beinhaltet, wobei der zweite Teil 643 einen zweiten Verdrahtungsteil 642 beinhaltet und ein zweiter Elementteil 641 eine zweite Halbleiterschicht 631 beinhaltet. Auf der hinteren Oberflächenseite des ersten Teils 623 ist ein optisches Element 653 einschließlich eines Farbfilters 651, einer On-Chip-Linse 652 und dergleichen angeordnet.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 600 weist eine Struktur, die eine erste Verdrahtungsleitung 661 und eine zweite Verdrahtungsleitung 663 über ein leitfähiges Element 662 miteinander verbindet, äußere Transistoren Tr 3 und Tr 4, die eine Steuereinheit darstellen, und außerhalb eines Gebiets auf, wo Transistoren Tr 5 bis Tr 8, die eine Signalverarbeitungseinheit darstellen, angeordnet sind, und ein externer Anschluss 664 ist außerhalb der Verbindungsstruktur angeordnet. Es wird angemerkt, dass es keine Beschreibung davon gibt, wo der Eingabe/AusgabeSchaltkreis angeordnet ist.
  • Andererseits weist die vorliegende Technologie eine Struktur auf, bei der (1) der externe Anschluss 14, (2) das Halbleitergebiet, wo die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die mit dem externen Anschluss 14 verbunden ist, gebildet ist, (3) das Halbleitergebiet, wo die Fotodiode 51, die eine Bildaufnahme durchführt, und der Pixeltransistor gebildet sind, (4) das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 und (5) das Schutzsubstrat 18 in im Wesentlichen dem gleichen Gebiet geschichtet sind, wobei die externe Größe kleiner als die Bildaufnahmevorrichtung 600 aus 9 gemacht werden kann.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 600 aus 9 beinhaltet kein Schutzsubstrat zum Schützen der On-Chip-Linse 652 auf der oberen Seite der On-Chip-Linse 652 in ihrer abschließenden Form. Dann ist in dem Vergleichsstrukturoffenbarungsdokument 1 als ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung 600 9 beschrieben, dass der erste Teil 623 und der zweite Teil 643 gebondet werden, das Farbfilter 651 und die On-Chip-Linse 652 gebildet werden und danach das Substrat umgedreht wird und dann eine Öffnung, die eine Elektrodeneinheit freilegt, und der externe Anschluss 664 gebildet werden. Wenn der externe Anschluss 664 gebildet wird, ist es notwendig, den externen Anschluss 664 auf eine Metallverdrahtungsleitung zu crimpen, indem eine mechanische Spannung größer als ein oder gleich einem spezifischen Wert angewandt wird. Bei der Bildaufnahmevorrichtung 600, die kein Schutzsubstrat auf der On-Chip-Linse 652 beinhaltet, wird die On-Chip-Linse 652, falls der externe Anschluss 664 durch das obige Herstellungsverfahren gebildet wird, wenn der externe Anschluss 664 gecrimpt wird, gegen die Herstellungseinrichtungen gepresst und kann die On-Chip-Linse 652 verkratzt werden.
  • Zudem wird bei der Bildaufnahmevorrichtung 600 aus 9 der externe Anschluss 664 in einem Gebiet außerhalb einer Pixelarrayeinheit gebildet und wird nicht unmittelbar unterhalb der On-Chip-Linse 652 gebildet. In diesem Fall wird eine Kraft, die auf die On-Chip-Linse 652 ausgeübt wird, wenn der externe Anschluss 664 gecrimpt wird, zu einer Kraft, die durch diagonales Verteilen der Kraft erhalten wird, die zum Crimpen des externen Anschlüsse 664 ausgeübt wird.
  • Falls der externe Anschluss 664 unmittelbar unterhalb eines Pixelgebiets, das heißt unmittelbar unterhalb der On-Chip-Linse 652 gebildet wird, existiert die On-Chip-Linse 652, um eine Bildaufnahmevorrichtung mit einer kleinen externen Größe zu implementieren, vorläufig auf einer erweiterten Linie einer Richtung der Kraft, die zum Crimpen des externe Anschlusses 664 ausgeübt wird, sodass die Kraft, die auf die On-Chip-Linse 652 ausgeübt wird, größer wird, und kann das Auftreten von Kratzern auf der On-Chip-Linse 652 schwerwiegender werden.
  • Des Weiteren ist bei dem Vergleichsstrukturoffenbarungsdokument 1 auch ein Herstellungsverfahren zum Bilden des Farbfilters 651 und der On-Chip-Linse 652 nach dem Bilden des externen Anschlusses 664 offenbart.
  • Jedoch kann es bei dem Fall des Herstellungsverfahrens in dem Zustand, in dem eine Anzahl an Ausbuchtungen durch die externen Anschlüsse 664 auf der Oberfläche der Bildaufnahmevorrichtung enthalten ist, wenn das Farbfilter 651 und die On-Chip-Linse 652 gebildet werden, schwierig sein, die Bildaufnahmevorrichtung mit einem allgemein Verfahren, wie etwa einem Vakuumansaugverfahren, an der Herstellungseinrichtung zu befestigen.
  • Andererseits beinhaltet die Bildaufnahmevorrichtung 1 aus 1 das Schutzsubstrat 18 oberhalb der On-Chip-Linse 16. Daher ist es möglich, den externen Anschluss 14 zu bilden, ohne die On-Chip-Linse 16 gegen die Herstellungseinrichtungen des externe Anschlusses 14 zu pressen. Die Bildaufnahmevorrichtung 1 ermöglicht die Struktur, bei der (1) der externe Anschluss 14, (2) das Halbleitergebiet, wo die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die mit dem externen Anschluss 14 verbunden ist, gebildet ist, (3) das Halbleitergebiet, wo die Fotodiode 51, die eine Bildaufnahme durchführt, und der Pixeltransistor gebildet sind, (4) das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 und (5) das Schutzsubstrat 18 in im Wesentlichen dem gleichen Gebiet geschichtet sind, und die externe Größe kann kleiner als die Bildaufnahmevorrichtung 600 aus 9 gemacht werden.
  • <Vergleichsbeispiel 2>
  • 10 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt in einer endgültigen Form einer Bildaufnahmevorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2010-50149 offenbart ist (Vergleichsstrukturoffenbarungsdokument 2) als Vergleichsbeispiel 2 veranschaulicht.
  • Eine Bildaufnahmevorrichtung 700 aus 10 ist in ein Bildaufnahmegebiet 722, wo eine Fotodiode (nicht veranschaulicht), ein Farbfilter 711, eine On-Chip-Linse 712 und dergleichen gebildet sind, und ein Peripheriegebiet 723, das um das Bildaufnahmegebiet 722 herum gebildet ist, aufgeteilt.
  • In dem Peripheriegebiet 723 ist ein erstes Pad 724 für einen Ansteuerungspuls und zur Signal-Eingabe/Ausgabe angeordnet. Ein Bonddraht 725 wird mit dem ersten Pad 724 verbunden. Dann wird ein zweites Pad 726 zum Bereitstellen eines Referenzpotentials Vss in dem Bildaufnahmegebiet 722 angeordnet. Ein externer Anschluss (Lötkugel) 727 wird auf dem zweiten Pad 726 bereitgestellt.
  • Wie oben beschrieben, beinhaltet die Bildaufnahmevorrichtung 700 den externen Anschluss 727 auf der unteren Seite eines Pixelarrays.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 weist die Struktur auf, bei der (1) der externe Anschluss 14, (2) das Halbleitergebiet, wo die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die mit dem externen Anschluss 14 verbunden ist, gebildet ist, (3) das Halbleitergebiet, wo die Fotodiode 51, die eine Bildaufnahme durchführt, und der Pixeltransistor gebildet sind, (4) das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 und (5) das Schutzsubstrat 18 in im Wesentlichen dem gleichen Gebiet geschichtet sind, wodurch die externe Größe kleiner als die Bildaufnahmevorrichtung 700 aus 10 gemacht werden kann.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 700 aus 10 ist eine Festkörperhalbleitervorrichtung, die keine geschichtete Struktur wie den oberen strukturellen Körper 11 und den unteren strukturellen Körper 12 der Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet, mit anderen Worten, die lediglich eine Schicht eines Halbleitersubstrats einschließlich eines Transistorschaltkreises beinhaltet.
  • Bei der in 10 offenbarten Bildaufnahmevorrichtung 700 werden ein Via 732, der durch ein Stützsubstrat 731 hindurchgeht, und der externe Anschluss 727 auf der unteren Seite des Pixelarrays in dem Bildaufnahmegebiet 722 in seiner abschließenden Form gebildet.
  • Jedoch ist der in 10 gebildete externe Anschluss 727 ein Anschluss für das Referenzpotential Vss (Masseanschluss). Der Anschluss des Referenzpotentials Vss benötigt keinen Eingabeschaltkreis einschließlich eines Transistorschaltkreises, wenn das Referenzpotential Vss an das Innere der Bildaufnahmevorrichtung geliefert wird. Daher kann der externe Anschluss 727 für das Referenzpotential Vss bei der in 10 offenbarten Bildaufnahmevorrichtung 700 auf der unteren Seite des Bildaufnahmegebiets 722 angeordnet werden.
  • Andererseits sind in dem Bildaufnahmegebiet 722 Pixel, die jeweils eine Fotodiode und einen Pixeltransistor beinhalten, nebeneinander angeordnet. Daher ist es im Fall einer Struktur, die lediglich eine Schicht des Halbleitersubstrats 741 einschließlich eines Transistorschaltkreises beinhaltet, schwierig, einen Eingabeschaltkreis zusammen innerhalb eines Pixelgebiets in dem Halbleitersubstrat 741 einschließlich Pixeln zu bilden. Daher ist es bei der in 10 offenbarten Bildaufnahmevorrichtung 700, die lediglich eine Schicht des Halbleitersubstrat 741 beinhaltet, möglich, einen Leistungsversorgungsanschluss, der keinen Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis benötigt, auf der unteren Seite des Pixelgebiets anzuordnen, ist es aber nicht möglich, einen externen Anschluss, der einen Eingabeschaltkreis oder einen Ausgabeschaltkreis benötigt, mit anderen Worten einen externen Anschluss zur Signaleingabe oder Signalausgabe, anzuordnen.
  • Zudem beinhaltet die Bildaufnahmevorrichtung 700 aus 10 kein Schutzsubstrat auf der On-Chip-Linse 712, ähnlich der in 9 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 600. Daher tritt ein Problem auf, dass die On-Chip-Linse 712 verkratzt wird, wenn der externe Anschluss gecrimpt wird.
  • Andererseits weist die Bildaufnahmevorrichtung 1 eine Struktur auf, bei der mehrere Halbleitersubstrate einschließlich eines Transistorschaltkreises geschichtet sind. Infolgedessen ist es möglich, den externen Anschluss 14, der einen Eingabeschaltkreis oder einen Ausgabeschaltkreis benötigt, mit anderen Worten den Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschluss 14C zur Signaleingabe oder Signalausgabe, auf der unteren Seite des Pixelgebiets anzuordnen.
  • Des Weiteren beinhaltet die Bildaufnahmevorrichtung 1 das Schutzsubstrat 18 auf der On-Chip-Linse 16. Daher ist es möglich, den externen Anschluss 14 zu bilden, ohne die On-Chip-Linse 16 gegen die Herstellungseinrichtungen des externe Anschlusses 14 zu pressen. Infolgedessen ermöglicht die Bildaufnahmevorrichtung 1 die Struktur, bei der (1) der externe Anschluss 14, (2) das Halbleitergebiet, wo die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die mit dem externen Anschluss 14 verbunden ist, gebildet ist, (3) das Halbleitergebiet, wo die Fotodiode 51, die eine Bildaufnahme durchführt, und der Pixeltransistor gebildet sind, (4) das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 und (5) das Schutzsubstrat 18 in im Wesentlichen dem gleichen Gebiet geschichtet sind, und die externe Größe kann kleiner als die Bildaufnahmevorrichtung 700 aus 10 gemacht werden.
  • <Vergleichsbeispiel 3>
  • 11 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt in einer endgültigen Form einer Bildaufnahmevorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2011-9645 offenbart ist (Vergleichsstrukturoffenbarungsdokument 3) als Vergleichsbeispiel 3 veranschaulicht.
  • Eine Bildaufnahmevorrichtung 800 aus 11 beinhaltet ein Bildaufnahmeelement 812 einschließlich einer Fotodiode und eines Transistors auf einer ersten Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) des Halbleitersubstrats 811. Auf der oberen Seite des Bildaufnahmeelements 812 werden eine mehrschichtige Verdrahtungsschicht 813, ein Farbfilter 814, eine Deckschicht 815 und eine On-Chip-Linse 816 gebildet. Des Weiteren beinhaltet die Bildaufnahmevorrichtung 800 ein Schutzsubstrat 817 auf der oberen Seite der On-Chip-Linse 816.
  • Außerhalb der Bildaufnahmepixeleinheit 822 einschließlich des Bildaufnahmeelements 812, des Farbfilters 814 und der On-Chip-Linse 816 ist eine Peripherieschaltkreiseinheit 823 angeordnet, die eine Silicium-Durchgangselektrode 831, die durch das Halbleitersubstrat 811 hindurchgeht, einen externen Anschluss (Lötkugel) 832, der mit dem Äußeren zu verbinden ist, und dergleichen beinhaltet.
  • Ähnlich zu der Bildaufnahmevorrichtung 700 des Vergleichsbeispiels 2 ist die Bildaufnahmevorrichtung 800 aus 11 eine Festkörperhalbleitervorrichtung, die keine geschichtete Struktur beinhaltet, bei der ein oberer struktureller Körper und ein unterer struktureller Körper geschichtet sind, mit anderen Worten, die lediglich eine Schicht eines Halbleitersubstrats einschließlich eines Transistorschaltkreises beinhaltet. Daher ist es nicht möglich, einen externen Anschluss, der einen Eingabeschaltkreis und einen Ausgabeschaltkreis benötigt, mit anderen Worten einen externen Eingabeanschluss zur Signaleingabe oder Signalausgabe, auf der unteren Seite eines Pixelgebiets anzuordnen.
  • Andererseits weist die Bildaufnahmevorrichtung 1 eine Struktur auf, bei der mehrere Halbleitersubstrate einschließlich eines Transistorschaltkreises geschichtet sind. Infolgedessen ist es möglich, den externen Anschluss 14, der einen Eingabeschaltkreises und ein Ausgabeschaltkreis benötigt, mit anderen Worten den externen Anschluss 14 zur Signaleingabe oder Signalausgabe, auf der unteren Seite des Pixelgebiets anzuordnen.
  • Infolgedessen ermöglicht die Bildaufnahmevorrichtung 1 die Struktur, bei der (1) der externe Anschluss 14, (2) das Halbleitergebiet, wo die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die mit dem externen Anschluss 14 verbunden ist, gebildet ist, (3) das Halbleitergebiet, wo die Fotodiode 51, die eine Bildaufnahme durchführt, und der Pixeltransistor gebildet sind, (4) das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 und (5) das Schutzsubstrat 18 in im Wesentlichen dem gleichen Gebiet geschichtet sind, und die externe Größe kann kleiner als die Bildaufnahmevorrichtung 800 aus 11 gemacht werden.
  • Des Weiteren werden bei einem Fall, bei dem die Silicium-Durchgangselektrode 831 lediglich in dem äußeren Peripherieteil (der Peripherieschaltkreiseinheit 823) der Vorrichtung gebildet wird, wie bei der Bildaufnahmevorrichtung 800 aus 11, gleichermaßen ein Leistungsversorgungsanschluss und ein Masseanschluss lediglich in dem äußeren Peripherieteil der Vorrichtung angeordnet.
  • In diesem Fall war es notwendig, eine große Anzahl an Leistungsversorgungsanschlüssen und Masseanschlüssen für Gegenmaßnahmen gegen IR-Abfall und Verdrahtungsverzögerung anzuordnen. Andererseits können bei der Bildaufnahmevorrichtung 1, weil mehrere der Durchgangs-Vias 88 in einem willkürlichen Gebiet des unteren strukturellen Körpers 12 innerhalb des Verbindungsgebiets 314 für obere und untere Substrate angeordnet sein können, manche der Durchgangs-Vias 88 für den Leistungsversorgungsanschluss und den Masseanschluss verwendet werden. Mit anderen Worten können der Leistungsversorgungsanschluss und der Masseanschluss auch in dem willkürlichen Gebiet angeordnet werden. Infolgedessen kann die Anzahl an Leistungsversorgungsanschlüssen und Masseanschlüssen im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, bei dem der Leistungsversorgungsanschluss und der Masseanschluss lediglich in dem äußeren Peripherieteil angeordnet sind. Infolgedessen kann eine Schaltkreisfläche der gesamten Bildaufnahmevorrichtung 1 reduziert werden.
  • <Unterschied zwischen der Bildaufnahmevorrichtung aus Figur 1 und dem Vergleichsbeispiel>
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 weist die Struktur auf, bei der (1) der externe Anschluss 14, (2) das Halbleitergebiet, wo die Eingabeschaltkreiseinheit 42 oder die Ausgabeschaltkreiseinheit 47, die mit dem externen Anschluss 14 verbunden ist, gebildet ist, (3) das Halbleitergebiet, wo die Fotodiode 51, die eine Bildaufnahme durchführt, und der Pixeltransistor gebildet sind, (4) das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 und (5) das Schutzsubstrat 18 in im Wesentlichen dem gleichen Gebiet geschichtet sind, wodurch die externe Größe kleiner gemacht werden kann.
  • In dem Fall der Bildaufnahmevorrichtung mit der geschichteten Halbleiterstruktur ohne das Schutzsubstrat, die in dem Vergleichsbeispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 2 gegeben ist, kann die On-Chip-Linse verkratzt werden. Mit anderen Worten gibt es einen hemmenden Faktor zum Erhalten einer Bildaufnahmevorrichtung mit einer externen Größe äquivalent zu jener der vorliegenden Technologie durch Nutzen einer Struktur, bei der die obigen (1) bis (4) in im Wesentlichen demselben Gebiet geschichtet werden. Das heißt, eine Funktion und ein Effekt des „Implementierens einer kompakten Bildaufnahmevorrichtung durch Schichten der obigen (1) bis (4) in im Wesentlichen demselben Gebiet“ sind eine Funktion und ein Effekt, die nicht durch die Bildaufnahmevorrichtung mit der geschichteten Halbleiterstruktur ohne das Schutzsubstrat, die in dem Vergleichsbeispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 2 gegeben sind, erhalten werden können.
  • Im Fall der Festkörperhalbleitervorrichtung, die nur eine Schicht des Halbleitersubstrat einschließlich des Transistorschaltkreises umfasst, die in dem Vergleichsbeispiel 3 gegeben ist, ist es nicht möglich, eine Bildaufnahmevorrichtung mit einer externen Größe äquivalent zu jener der vorliegenden Technologie zu erhalten, indem die Struktur genutzt wird, bei der die obigen (1) bis (5) im Wesentlichen in demselben Gebiet geschichtet sind. Mit anderen Worten gibt es einen hemmenden Faktor. Das heißt, eine Funktion und ein Effekt des „Implementierens einer kompakten Bildaufnahmevorrichtung durch Schichten der obigen (1) bis (5) in im Wesentlichen demselben Gebiet“ sind eine Funktion und ein Effekt, die nicht durch die Bildaufnahmevorrichtung erhalten werden können, die lediglich eine Schicht des Halbleitersubstrats einschließlich des Transistorschaltkreises beinhaltet, die in dem Vergleichsbeispiel 3 gegeben ist.
  • Wie oben beschrieben, sind bei der vorliegenden Technologie eine Funktion und ein Effekt des „Implementierens der Bildaufnahmevorrichtung mit einer kleineren externen Größe als die Bildaufnahmevorrichtung, die keine Struktur beinhaltet, durch die Struktur, in der die oben beschriebenen (1) bis (5) in im Wesentlichen demselben Gebiet geschichtet sind“ eine Konfiguration und ein Effekt, die nicht alleine durch die Konfiguration der „Bildaufnahmevorrichtung mit der geschichteten Halbleiterstruktur ohne das Schutzsubstrat“ erhalten werden können, die in dem Vergleichsbeispiel 1 in Vergleichsbeispiel 2 beschrieben ist, und sind auch eine Funktion und ein Effekt, die nicht alleine durch die Konfiguration der „Bildaufnahmevorrichtung, die lediglich eine Schicht des Halbleitersubstrats einschließlich des Transistorschaltkreises beinhaltet“ erhalten werden kann, die in dem Vergleichsbeispiel 3 beschrieben ist.
  • <Andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfigurationen der Bildaufnahmevorrichtung>
  • <Dritte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 12 ist ein Diagramm, das eine dritte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Bei der in 5 veranschaulichten ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration sind die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 für jeden der externen Anschlüsse 14 getrennt angeordnet. Dann umgibt die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 die Peripherie jeder der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49.
  • Andererseits sind bei der in 12 veranschaulichten dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 gemeinsam für jeden der mehreren externen Anschlüsse 14 angeordnet. In dem Inneren eines Gebiets einer der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 sind zum Beispiel die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 eines gewissen externen Anschlusses 14 und die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 eines anderen externen Anschlusses 14 in Kontakt miteinander angeordnet und ist die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 nicht zwischen diesen Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 angeordnet.
  • Im Vergleich zu der ersten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration, bei der die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 und die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 jeweils mit unterschiedlichen Leistungsversorgungspannungen alternierend angrenzend aneinander angeordnet sind, ist bei der dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration, bei der die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 mit derselben Leistungsversorgungsspannung gemeinsam als ein Block eines Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheitsgebiets angeordnet sind, die Anzahl an Stellen reduziert, wo die Wannen mit unterschiedlichen Leistungsversorgungsspannungen getrennt angeordnet sind, sodass es eine Möglichkeit gibt, dass mehr Schaltkreise zum Beispiel in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 in dem unteren strukturellen Körper 12 montiert werden können, selbst wenn die externen Größen der Bildaufnahmevorrichtung 1 die gleichen sind.
  • Zudem können bei der in 12 veranschaulichten dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration manche der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 auf der unteren Seite der Pixelperipherieschaltkreiseinheit, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, zum Beispiel der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, oder außerhalb des Gebiets angeordnet sein, wo die Bildverarbeitungseinheit 26, die in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, angeordnet ist, anstatt auf der unteren Seite der Pixelarrayeinheit 24, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, angeordnet zu sein. Infolgedessen gibt es eine Möglichkeit, dass noch mehr Schaltkreise in zum Beispiel der Signalverarbeitungseinheit 26 in dem unteren strukturellen Körper 12 montiert werden können, selbst wenn die externen Größen der Bildaufnahmevorrichtung 1 die gleichen sind.
  • <Vierte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 13 ist ein Diagramm, das eine vierte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der ersten und dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • 14 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 entlang einer Linie C-C' aus 13 veranschaulicht. Es wird angemerkt, dass der Einfachheit halber ein Teil aus 14 veranschaulicht ist, indem er zu einer Querschnittsstruktur bei einer anderen Beispielkonfiguration der vorliegenden Technologie, die später beschrieben wird, geändert ist.
  • Bei der in 13 und 14 veranschaulichten vierten beispielhaften Schaltkreiskonfiguration sind sämtliche der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49, mit anderen Worten die Eingabeschaltkreiseinheiten 42 und die Ausgabeschaltkreiseinheiten 47, an dem äußeren Peripherieteil des Gebiets angeordnet, wo die Bildsignalverarbeitungseinheit 26, die in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, angeordnet ist. Ein Gebiet, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 angeordnet sind, kann sich auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 (des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313) befinden, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten sind, oder kann sich auf dem äußeren Peripherieteil der unteren Seite der Pixelarrayeinheit 24, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, befinden.
  • Es wird angemerkt, dass das Gebiet, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 angeordnet sind, zum Beispiel nicht ohne jegliche Diskontinuität über die gesamte Zeilenrichtung der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 angeordnet sein muss und es ein Gebiet geben kann, wo die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 nicht zwischen der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 und der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angeordnet sind.
  • Des Weiteren muss das Gebiet, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 angeordnet sind, nicht ohne jegliche Diskontinuität über die gesamte Spaltenrichtung der Zeilenansteuerungseinheit 22 angeordnet sein und kann es ein Gebiet geben, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 nicht zwischen der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angeordnet sind.
  • Mit der vierten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist die Anzahl an Stellen, wo die Wannen mit unterschiedlichen Leistungsversorgungsspannungen getrennt angeordnet sind, im Vergleich zu der dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration reduziert, sodass es eine Möglichkeit gibt, dass mehr Schaltkreise zum Beispiel in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 in dem unteren strukturellen Körper 12 montiert werden können, selbst wenn die externen Größen der Bildaufnahmevorrichtung 1 die gleichen sind.
  • <Fünfte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 15 ist ein Diagramm, das eine fünfte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der ersten, dritten und vierten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Bei der in 13 veranschaulichten vierten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration gibt es ein Gebiet, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 nicht zwischen der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 und der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 und zwischen der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angeordnet sind.
  • Andererseits sind bei der in 15 veranschaulichten fünften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 in Zeilen, die sich über die gesamte Zeilenrichtung der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 erstrecken, und des Weiteren über die gesamte Spaltenrichtung der Zeilenansteuerungseinheit 22 angeordnet. Infolgedessen gibt es eine Möglichkeit, dass die Fläche der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 erhöht werden kann.
  • Des Weiteren gibt es bei der fünften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration eine Möglichkeit, dass mehr Schaltkreise zum Beispiel in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 in dem unteren strukturellen Körper 12 montiert werden können, selbst wenn die externe Größe der Bildaufnahmevorrichtung 1 gleich jener der Bildaufnahmevorrichtung 1 der ersten und dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • <Sechste beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 16 ist ein Diagramm, das eine sechste beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der ersten und dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Bei der ersten und dritten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration sind die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 in einem Gebiet auf der unteren Seite der Pixelarrayeinheit 24 des oberen strukturellen Körpers 11, in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet und ist die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 um die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 angeordnet.
  • Bei der sechsten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration aus 16 ist die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 des unteren strukturellen Körpers 12 mit einer Konfiguration einschließlich mehrerer (drei in 16) Schaltkreisblöcke, die durch eine gestrichelte Linie unterteilt sind, angeordnet. Dann sind bei der sechsten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 in einem Teil auf einer Blockgrenze eines Schaltkreisblocks, der in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 enthalten ist, oder auf einer Grenze zu der Zeilenansteuerungseinheit 22 angeordnet.
  • Falls die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 dazu eingerichtet ist, in mehrere Schaltkreisblöcke aufgeteilt zu werden, werden manchmal eine Masseleitung und eine Leistungsversorgungsleitung zu dem Schaltkreis, der in jedem Schaltkreisblock enthalten ist, in dem Blockgrenzteil angeordnet. Daher gibt es Fälle, wo die Schaltkreise so angeordnet sind, dass ein Abstand zwischen Schaltkreisen in dem Blockgrenzteil größer als ein Abstand zwischen Schaltkreisen innerhalb des Schaltkreisblocks ist.
  • Durch Anordnen der Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 in dem Grenzteil des Schaltkreisblocks, in dem die Schaltkreisdichte, wie oben beschrieben, relativ niedrig ist, gibt es eine Möglichkeit, dass die Layoutgestaltung des Schaltkreises vereinfacht werden kann und die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 angeordnet werden können, ohne den Grad der Integration der Schaltkreise im Vergleich zu einem Fall, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 innerhalb des Schaltkreisblocks angeordnet sind, zu verringern. Infolgedessen gibt es eine Möglichkeit, dass mehr Schaltkreise in zum Beispiel der Signalverarbeitungseinheit 26 in dem unteren strukturellen Körper 12 durch Verwenden der sechsten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration montiert werden können, selbst wenn die externen Größen der Bildaufnahmevorrichtungen 1 die gleichen sind.
  • <Siebte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 17 ist ein Diagramm, das eine siebte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der fünften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Bei der siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration aus 17 ist die Fläche der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, größer als die Fläche der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist. Des Weiteren ist die Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, im Vergleich zu der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, so angeordnet, dass sie sich zu dem Inneren der Vorrichtung erstreckt.
  • Gleichermaßen ist die Fläche der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, größer als die Fläche der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist. Des Weiteren ist die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, im Vergleich zu der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, so angeordnet, dass sie sich zu dem Inneren der Vorrichtung erstreckt.
  • Infolgedessen gibt es bei der siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration im Vergleich zu der in 15 veranschaulichten fünften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration eine Möglichkeit, dass die externe Größe der Bildaufnahmevorrichtung 1 reduziert werden kann, selbst wenn die Größen der Pixelarrayeinheiten 24 der Bildaufnahmevorrichtung 1 die gleichen sind.
  • Es wird angemerkt, dass die beispielhafte Anordnung der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in der siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration gegeben ist, auch an andere beispielhafte Konfigurationen der vorliegenden Technologie angepasst werden kann.
  • <Achte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 18 ist ein Diagramm, das eine achte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Bei der in 17 veranschaulichten siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist die Zeilenansteuerungseinheit 22 auch in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet, obwohl die Fläche kleiner als jene der Zeilenansteuerungseinheit 22 ist, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist. Gleichermaßen ist die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 auch in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet, obwohl die Fläche kleiner als jene der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 ist, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist.
  • Andererseits sind bei der achten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration aus 18 die Zeilenansteuerungseinheit 22 und die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 lediglich in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Ein Signal, das von der Zeilenansteuerungseinheit 22 an die Pixelarrayeinheit 24 ausgegeben wird, wird von der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, an die Pixelarrayeinheit 24, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, über die Verdrahtungsverbindungseinheit 29, die die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen des in 8 veranschaulichten Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313 beinhaltet, übertragen.
  • Gleichermaßen wird ein Signal, das von der Pixelarrayeinheit 24 in die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 eingegeben wird, von der Pixelarrayeinheit 24, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, an die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, über die Verdrahtungsverbindungseinheit 29, die die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen des in 8 veranschaulichten Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313 beinhaltet, übertragen. Infolgedessen gibt es bei der achten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration im Vergleich zu der in 17 veranschaulichten siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration eine Möglichkeit, dass die externe Größe der Bildaufnahmevorrichtung 1 reduziert werden kann, selbst wenn die Größen der Pixelarrayeinheiten 24 der Bildaufnahmevorrichtung 1 die gleichen sind.
  • Es wird angemerkt, dass die beispielhafte Anordnung der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in der achten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration gegeben ist, auch an andere beispielhafte Konfigurationen der vorliegenden Technologie angepasst werden kann.
  • <Neunte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 19 ist ein Diagramm, das eine neunte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der fünften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Bei der In 19 veranschaulichten neunten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration sind die Zeilenansteuerungseinheit 22 und die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 alle in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet. Dann wird in dem unteren strukturellen Körper 12 in einem Gebiet, das auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 positioniert ist, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet sind, die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 so angeordnet, dass sie sich im Vergleich zu der in 15 veranschaulichten fünften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration in einer äußeren Peripherierichtung erstreckt.
  • Des Weiteren können die Signal-Eingabe/Ausgabe-Einheiten 49 in einem Gebiet angeordnet sein, das auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22 oder der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet sind, angeordnet sein. Infolgedessen gibt es bei der neunten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration im Vergleich zu der in 15 veranschaulichten fünften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration eine Möglichkeit, dass die Fläche der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 erhöht werden kann und mehr Schaltkreise in der Bildsignal Verarbeitungseinheit 26 montiert werden können, selbst wenn die Größen der Pixelarrayeinheiten 24 der Bildaufnahmevorrichtungen 1 die gleichen sind.
  • Es wird angemerkt, dass die beispielhafte Anordnung der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in der siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration gegeben ist, auch an andere beispielhafte Konfigurationen der vorliegenden Technologie angepasst werden kann.
  • <Zehnte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 20 ist ein Diagramm, das eine zehnte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • 21 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 entlang einer Linie D-D' aus 20 veranschaulicht. Es wird angemerkt, dass der Einfachheit halber ein Teil aus 21 veranschaulicht ist, indem er zu einer Querschnittsstruktur bei einer anderen Beispielkonfiguration der vorliegenden Technologie, die später beschrieben wird, geändert ist.
  • Bei dem in 20 und 21 veranschaulichten zehnten Schaltkreisanordnungsbeispiel kann die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen ähnlich der in 7 und 8 veranschaulichten zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration innerhalb des Peripherieschaltkreisgebiets 313, das in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, und innerhalb des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313, das in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, angeordnet sein.
  • Des Weiteren sind bei der in 20 und 21 veranschaulichten zehnten beispielhaften Schaltkreiskonfiguration sämtliche der Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49, mit anderen Worten die Eingabeschaltkreiseinheiten 42 und die Ausgabeschaltkreiseinheiten 47, außerhalb eines Gebiets angeordnet, wo die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 des unteren strukturellen Körpers 12 angeordnet ist. Ein Gebiet, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 angeordnet sind, kann sich auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 befinden, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten sind, oder kann sich auf der unteren Seite der Pixelarrayeinheit 24, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, befinden.
  • Es wird angemerkt, dass das Gebiet, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 angeordnet sind, zum Beispiel nicht ohne jegliche Diskontinuität über die gesamte Zeilenrichtung der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 angeordnet sein muss und es ein Gebiet geben kann, wo die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 nicht zwischen der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 und der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angeordnet sind.
  • Des Weiteren muss das Gebiet, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 angeordnet sind, nicht ohne jegliche Diskontinuität über die gesamte Spaltenrichtung der Zeilenansteuerungseinheit 22 angeordnet sein und kann es ein Gebiet geben, wo die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 nicht zwischen der Zeilenansteuerungseinheit 22 und der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 angeordnet sind. Mit der zehnten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration gibt es eine Möglichkeit, dass mehr Schaltkreise zum Beispiel in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 in dem unteren strukturellen Körper 12 montiert werden können, selbst wenn die externe Größe der Bildaufnahmevorrichtung 1 gleich jener der Bildaufnahmevorrichtung 1 der in 7 veranschaulichten zweiten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Es wird angemerkt, dass die beispielhafte Anordnung des Schaltkreises, die in der zehnten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration gegeben ist, auch an andere beispielhafte Konfigurationen der vorliegenden Technologie angepasst werden kann.
  • <Elfte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration>
  • 22 ist ein Diagramm, das eine elfte beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration veranschaulicht, die eine andere beispielhafte Schaltkreisanordnungskonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist und eine Modifikation der siebten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration ist.
  • Bei der in 20 veranschaulichten zehnten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration sind ein Teil der Zeilenansteuerungseinheit 22 und ein Teil der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 sowohl in dem oberen strukturellen Körper 11 als auch in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Dann werden in dem unteren strukturellen Körper 12 die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 in einem Gebiet angeordnet, das sich auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und in dem Inneren von der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, der Vorrichtung befindet.
  • Gleichermaßen werden in dem unteren strukturellen Körper 12 die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheiten 49 in einem Gebiet angeordnet, das sich auf der unteren Seite der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und in dem Inneren von der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, der Vorrichtung befindet.
  • Bei der in 22 veranschaulichten elften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration sind ein Teil der Zeilenansteuerungseinheit 22 und ein Teil der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 sowohl in dem oberen strukturellen Körper 11 als auch in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet. Dann werden in dem unteren strukturellen Körper 12 die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 in einem Gebiet angeordnet, das sich auf der unteren Seite der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und außerhalb von der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, der Vorrichtung befindet. Gleichermaßen werden in dem unteren strukturellen Körper 12 die Eingabe/AusgabeSchaltkreiseinheiten 49 in einem Gebiet angeordnet, das sich auf der unteren Seite der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem oberen strukturellen Körper 11 angeordnet ist, und in dem Inneren von der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, der Vorrichtung befindet.
  • Infolgedessen gibt es im Vergleich zu der in 20 veranschaulichten zehnten beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration eine Möglichkeit, dass zum Beispiel in dem unteren strukturellen Körper 12 eine Anordnung einer Signalleitung zwischen der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 und der Zeilenansteuerungseinheit 22, die in dem unteren strukturellen Körper 12 angeordnet ist, und einer Signalleitung zwischen der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 und der Spaltensignalverarbeitung 25 erleichtert werden kann oder diese Signalleitungen mit hoher Dichte angeordnet werden können.
  • Es wird angemerkt, dass die beispielhafte Anordnung des Schaltkreises, die in der elften beispielhaften Schaltkreisanordnungskonfiguration gegeben ist, auch an andere beispielhafte Konfigurationen der vorliegenden Technologie angepasst werden kann.
  • <Ausführliche Struktur der Bildaufnahmevorrichtung>
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 23 eine ausführliche Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 beschrieben. 23 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die nahe der äußeren Peripherie der Bildaufnahmevorrichtung 1 mit der Doppelkontaktstruktur veranschaulicht.
  • Auf dem unteren strukturellen Körper 12 ist die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 82 auf der oberen Seite (Seite des oberen strukturellen Körpers 11) des Halbleitersubstrats 81, das zum Beispiel Silicium (Si) beinhaltet, gebildet. Die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 82 bildet das Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisgebiet 311, das Signalverarbeitungsschaltkreisgebiet 312 (in 23 nicht veranschaulicht), das Pixelperipherieschaltkreisgebiet 313 und dergleichen, die in 6 veranschaulicht sind.
  • Die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 82 beinhaltet mehrere Verdrahtungsschichten 83 einschließlich einer obersten Verdrahtungsschicht 83a am nächsten zu dem oberen strukturellen Körper 11, einer mittleren Verdrahtungsschicht 83b, einer untersten Verdrahtungsschicht 83c am nächsten zu dem Halbleitersubstrat 81 und dergleichen und einen Zwischenschichtisolationsfilm 84, der zwischen den Verdrahtungsschichten 83 gebildet ist.
  • Die mehreren Verdrahtungsschichten 83 werden durch Verwenden von zum Beispiel Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Wolfram (W) oder dergleichen gebildet und der Zwischenschichtisolationsfilm 84 beinhaltet zum Beispiel einen Siliciumoxidfilm, einen Siliciumnitridfilm oder dergleichen. Für jede der mehreren Verdrahtungsschichten 83 und des Zwischenschichtisolationsfilms 84 können alle Schichten das gleiche Material beinhalten oder können zwei oder mehr Materialien in Abhängigkeit von der Schicht verwendet werden.
  • Ein Silicium-Durchgangsloch 85, das durch das Halbleitersubstrat 81 hindurchgeht, ist bei einer vorbestimmten Position des Halbleitersubstrats 81 gebildet und ein Verbindungsleiter 87 ist in der inneren Wand des Silicium-Durchgangsloch 85 mittels eines Isolationsfilms 86 eingebettet, wodurch der Durchgangs-Via (Silicium-Durchgangs-Via (TSV)) 88 gebildet wird.
  • Der Isolationsfilm 86 kann zum Beispiel einen SiO2-Film, einen SiN-Film oder dergleichen beinhalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Durchgangs-Via 88 eine invertierte sich verjüngende Form auf, in der eine ebene Fläche der Seite der Verdrahtungsschicht 83 kleiner als jene der Seite des externen Anschlusses 14 ist, aber im Gegensatz dazu kann der Durchgangs-Via 88 eine sich vorwärts verjüngende Form aufweisen, bei der eine ebene Fläche der Seite des externe Anschlusses 14 kleiner ist, oder kann eine sich nicht verjüngende Form aufweisen, bei der die Flächen der Seite des externe Anschlusses 14 und der Seite der Verdrahtungsschicht 83 im Wesentlichen die gleichen sind.
  • Der Verbindungsleiter 87 des Durchgangs-Via 88 ist mit einer Umverdrahtungsleitung 90 verbunden, die auf der unteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 81 gebildet ist, und die Umverdrahtungsleitung 90 ist mit dem externen Anschluss 14 verbunden. Der Verbindungsleiter 87 und die Umverdrahtungsleitung 90 können zum Beispiel Kupfer (Cu), Wolfram (W), Titan (Ti), Tantal (Ta), eine Titan-Wolfram-Legierung (TiW), Polysilicium oder dergleichen beinhalten.
  • Des Weiteren wird eine Lötmaske (Lötstopplack) 91 auf der unteren Oberflächenseite des Halbleitersubstrats 81 gebildet, um die Umverdrahtungsleitung 90 und den Isolationsfilm 86 mit Ausnahme des Gebiets zu bedecken, wo der externe Anschluss 14 gebildet wird.
  • Andererseits wird auf dem oberen strukturellen Körper 11 die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 102 auf der unteren Seite (Seite des unteren strukturellen Körpers 12) des Halbleitersubstrats 101, das zum Beispiel Silicium (Si) beinhaltet, gebildet. Die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 102 bildet den Schaltkreis des Pixels 31, der in 3 veranschaulicht ist.
  • Die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 102 beinhaltet mehrere Verdrahtungsschichten 103 einschließlich einer obersten Verdrahtungsschicht 103a am nächsten zu dem Halbleitersubstrat 101, einer mittleren Verdrahtungsschicht 103b, einer untersten Verdrahtungsschicht 103c am nächsten zu dem unteren strukturellen Körper 12 und dergleichen und einen Zwischenschichtisolationsfilm 104, der zwischen den Verdrahtungsschichten 103 gebildet ist.
  • Als ein Material, das als die mehreren Verdrahtungsschichten 103 und der Zwischenschichtisolationsfilm 104 zu verwenden ist, kann ein Material des gleichen Typs wie das Material der Verdrahtungsschicht 83 und des Zwischenschichtisolationsfilms 84, die oben beschrieben sind, verwendet werden. Des Weiteren können ähnlich der Verdrahtungsschicht 83 und dem Zwischenschichtisolationsfilm 84, die oben beschrieben sind, die mehreren Verdrahtungsschichten 103 und der Zwischenschichtisolationsfilm 104 durch Verwenden eines anderen Materials oder von zwei oder mehr Materialien gebildet werden.
  • Es wird angemerkt, dass bei dem Beispiel aus 23 die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 eine fünfschichtige Verdrahtungsschicht 103 beinhaltet und die mehrschichtige Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 eine vierschichtige Verdrahtungsschicht 83 beinhaltet; jedoch ist die Gesamtanzahl an Verdrahtungsschichten nicht darauf beschränkt und kann die mehrschichtige Verdrahtungsschicht mit einer willkürlichen Anzahl an Schichten gebildet werden.
  • Bei dem Halbleitersubstrat 101 wird die Fotodiode 51, die durch einen pn-Übergang gebildet wird, für jedes Pixel 31 gebildet.
  • Des Weiteren werden, obwohl eine ausführliche Veranschaulichung davon weggelassen ist, die mehreren Pixeltransistoren, wie etwa der Transfertransistor 52 und der Verstärkungstransistor 55, die FD 53 und dergleichen ebenfalls in der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 und dem Halbleitersubstrat 11 gebildet.
  • Bei der vorbestimmten Position des Halbleitersubstrats 101, bei der das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 nicht gebildet werden, werden die Silicium-Durchgangselektrode 109, die mit einer vorbestimmten Verdrahtungsschicht 103 des oberen strukturellen Körpers 11 verbunden ist, und die On-Chip-Durchgangselektrode 105, die mit der vorbestimmten Verdrahtungsschicht 83 des unteren strukturellen Körpers 12 verbunden ist, gebildet.
  • Die On-Chip-Durchgangselektrode 105 und die Silicium-Durchgangselektrode 109 werden durch die Verbindungsverdrahtungsleitung 106 miteinander verbunden, die auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 101 gebildet wird. Des Weiteren wird ein Isolationsfilm 107 zwischen dem Halbleitersubstrat 101 und sowohl der Silicium-Durchgangselektrode 109 als auch der Chip-Durchgangselektrode 105 gebildet.
  • Ein Abflachungsfilm 108 wird zwischen der Fotodiode 51 des Halbleitersubstrats 101 und dem Farbfilter 15 gebildet und ein Abflachungsfilm 110 wird auch zwischen der On-Chip-Linse 16 und dem Glasversiegelungsharz 17 gebildet.
  • Wie oben beschrieben, weist der geschichtete strukturelle Körper 13 der in 1 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 1 eine geschichtete Struktur auf, bei der die Seite der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 des unteren strukturellen Körpers 12 und die Seite der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 aneinandergehaftet sind. In 23 ist eine Haftoberfläche zwischen der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 und der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 durch eine Strichpunktlinie angegeben.
  • Des Weiteren sind in dem geschichteten strukturellen Körper 13 der Bildaufnahmevorrichtung 1 die Verdrahtungsschicht 103 des oberen strukturellen Körpers 11 und die Verdrahtungsschicht 83 des unteren strukturellen Körpers 12 durch die zwei Durchgangselektroden der Silicium-Durchgangselektrode 19 und der On-Chip-Durchgangselektrode 105 miteinander verbunden und sind die Verdrahtungsschicht 83 des unteren strukturellen Körpers 12 und der externe Anschluss (Rückseitenoberflächenelektrode) 14 durch den Durchgangs-Via 88 und die Umverdrahtungsleitung 90 miteinander verbunden. Infolgedessen wird das Pixelsignal, das durch das Pixel 31 des oberen strukturellen Körpers 11 erzeugt wird, an den unteren strukturellen Körper 12 übertragen, einer Signalverarbeitung in dem unteren strukturellen Körper 12 unterzogen und von dem externen Anschluss 14 nach außerhalb der Vorrichtung ausgegeben.
  • <Herstellungsverfahren>
  • <Herstellungsverfahren im Fall einer Doppelkontaktstruktur>
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 24 bis 38 ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung 1 mit einer Doppelkontaktstruktur beschrieben.
  • Anfänglich werden der untere strukturelle Körper 12 und der obere strukturelle Körper 11 jeweils in dem Waferzustand getrennt hergestellt.
  • Als der untere strukturelle Körper 12 werden die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 und eine mehrschichtige Verdrahtungsschicht 82, die ein Teil der Zeilenansteuerungseinheit 22 oder der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 sein soll, in einem Gebiet gebildet, das jeweils ein Chipteil des Siliciumsubstrats (Silicium Wafers) 81 sein soll. Das Halbleitersubstrat 81 befindet sich zu diesem Zeitpunkt in einem Zustand, bevor es gedünnt wird, und weist eine Dicke von etwa zum Beispiel 600 µm auf.
  • Andererseits werden als der obere strukturelle Körper 11 die Fotodiode 51 jedes Pixels 31 und das Source/Drain-Gebiet des Pixeltransistors in einem Gebiet gebildet, dass ein Chipteil des Siliciumsubstrats (Siliciumwafers) 101 sein soll. Des Weiteren wird eine mehrschichtige Verdrahtungsschicht 102, die die Zeilenansteuerungssignalleitung 32, die vertikale Signalleitung 33 und dergleichen darstellt, auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats 101 gebildet. Das Halbleitersubstrat 101 befindet sich zu diesem Zeitpunkt ebenfalls in einem Zustand, bevor es gedünnt wird, und weist eine Dicke von etwa zum Beispiel 600 µm auf.
  • Dann wird, wie in 24 veranschaulicht, nachdem die Seite der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 und die Seite der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 jeweils in dem hergestellten Waferzustand so aneinandergehaftet werden, dass sie einander zugewandt sind, wie in 25 veranschaulicht, das Halbleitersubstrat 101 des oberen strukturellen Körpers 11 gedünnt.
  • Für das Anhaften gibt es zum Beispiel Plasmabonden und Bonden mit einem Klebstoff, aber bei der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass das Anhaften durch das Plasmabonden durchgeführt wird. In dem Fall des Plasmabondens wird ein Film, wie etwa ein Plasma-TEOS-Film, ein Plasma-SiN-Film, ein SiON-Film (Blockfilm) oder ein SiC- Film, auf jeder der Bondoberflächen des oberen strukturellen Körpers 11 und des unteren strukturellen Körpers 12 gebildet und werden die Bondoberflächen einer Plasmabehandlung unterzogen und übereinandergelegt und wird dann eine Temperbehandlung durchgeführt, um die beiden strukturellen Körper aneinander zu bonden.
  • Nachdem das Halbleitersubstrat 101 des oberen strukturellen Körpers 11 gedünnt wurde, wie in 26 veranschaulicht, werden die Silicium-Durchgangselektrode 109 und die On-Chip-Durchgangselektrode 105 und die Verbindungsverdrahtungsleitung 106 zum Verbinden der Elektroden durch Verwenden eines Damascene-Verfahrens oder dergleichen in einem Gebiet gebildet, das das obere und untere Verdrahtungsleitungsverbindungsgebiet 314 sein soll.
  • Als Nächstes werden, wie in 27 veranschaulicht, das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 oberhalb der Fotodiode 51 jedes Pixels 31 mittels des Abflachungsfilms 108 gebildet.
  • Dann wird, wie in 28 veranschaulicht, auf der gesamten Oberfläche, auf der die On-Chip-Linse 16 den geschichteten strukturellen Körper 13 beinhaltet, in dem der obere strukturelle Körper 11 und der untere strukturelle Körper 12 aneinandergehaftet sind, das Glasversiegelungsharz 17 mittels des Abflachungsfilms 110 aufgebracht und wird, wie in 29 veranschaulicht, das Glasschutzsubstrat 18 damit, mit einer Struktur ohne Hohlräume, verbunden.
  • Als Nächstes wird, wie in 30 veranschaulicht, nachdem der gesamte geschichtete strukturelle Körper 13 umgedreht wurde, das Halbleitersubstrat 81 des unteren strukturellen Körpers 12 gedünnt, sodass es eine Dicke zu dem Ausmaß aufweist, dass sie Vorrichtungscharakteristiken nicht beeinflusst, zum Beispiel etwa 30 µm bis 100 µm.
  • Als Nächstes werden, wie in 31 veranschaulicht, nachdem ein Fotolack 221 so strukturiert wurde, dass eine Position geöffnet wird, wo der Durchgangs-Via 88 (nicht veranschaulicht) auf dem gedünnten Halbleitersubstrat 81 angeordnet ist, das Halbleitersubstrat 81 und ein Teil des Zwischenschichtisolationsfilms 84 unter dem Halbleitersubstrat 81 durch Trockenätzen entfernt und wird eine Öffnung 222 gebildet.
  • Als Nächstes wird, wie in 32 veranschaulicht, der Isolationsfilm (Isolierungsfilm) 86 über der gesamten oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 81 einschließlich der Öffnung 222 durch zum Beispiel ein Plasma-CVD-Verfahren gebildet. Wie oben beschrieben, kann der Isolationsfilm 86 zum Beispiel ein SiO2-Film, ein SiN-Film oder dergleichen sein.
  • Als Nächstes wird, wie in 33 veranschaulicht, der Isolationsfilm 86 auf der unteren Oberfläche der Öffnung 222 durch ein Rückätzverfahren entfernt und wird die Verdrahtungsschicht 83c am nächsten zu dem Halbleitersubstrat 81 freigelegt.
  • Als Nächstes werden, wie in 34 veranschaulicht, ein Barrieremetallfilm (nicht veranschaulicht) und eine Cu-Keimschicht 231 durch Verwenden eines Sputterverfahrens gebildet. Der Barrieremetallfilm ist ein Film zum Verhindern einer Diffusion des in 35 veranschaulichten Verbindungsleiters 87 (Cu) und die Cu-Keimschicht 231 dient als eine Elektrode zum Einbetten des Verbindungsleiters 87 durch ein elektrolytisches Plattierungsverfahren.
  • Als ein Material des Barrieremetallfilms können Tantal (Ta), Titan (Ti), Wolfram (W), Zirconium (Zr), ein Nitridfilm davon, ein karbonisierter Film davon oder dergleichen verwendet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Titan als der Barrieremetallfilm verwendet.
  • Als Nächstes wird, wie in 35 veranschaulicht, nachdem eine Resist-Struktur 241 auf einem benötigten Gebiet der Cu-Keimschicht 231 gebildet wurde, Kupfer (Cu) als der Verbindungsleiter 87 durch das elektrolytische Plattierungsverfahren plattiert. Infolgedessen wird der Durchgangs-Via 88 gebildet und wird auch die Umverdrahtungsleitung 90 auf der oberen Seite des Halbleitersubstrats 81 gebildet.
  • Als Nächstes werden, wie in 36 veranschaulicht, nachdem die Resist-Struktur 241 entfernt wurde, der Barrieremetallfilm (nicht veranschaulicht) und die Cu-Keimschicht 231 unter der Resist-Struktur 241 durch Nassätzen entfernt.
  • Als Nächstes wird, wie in 37 veranschaulicht, nachdem die Lötmaske 91 gebildet wurde und die Umverdrahtungsleitung 90 geschützt wurde, die Lötmaske 91 nur in einem Gebiet entfernt, wo der externe Anschluss 14 zu montieren ist, wodurch eine Lötmaskenöffnung 242 gebildet wird.
  • Dann wird, wie in 38 veranschaulicht, der externe Anschluss 14 in der Lötmaskenöffnung 242 durch einen Lötkugelmontageverfahren oder dergleichen gebildet.
  • Wie oben beschrieben, werden gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Offenbarung zuerst der obere strukturelle Körper 11 (erstes Halbleitersubstrat), auf dem die Fotodiode 51, die eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, der Pixeltransistorschaltkreis und dergleichen gebildet sind, und der untere strukturelle Körper 12 (zweites Halbleitersubstrat), der so gebildet ist, dass die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 zum Ausgeben der Pixelsignalausgabe von dem Pixel 31 nach außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 unterhalb der Pixelarrayeinheit 24 liegt, aneinandergehaftet, sodass die Verdrahtungsschichten einander zugewandt sind.
  • Dann wird der Durchgangs-Via 88, der durch den unteren strukturellen Körper 12 hindurchgeht, gebildet und wird der externe Anschluss 14 gebildet, der elektrisch mit dem Äußeren der Bildaufnahmevorrichtung 1 über die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 und den Durchgangs-Via 88 verbunden ist Infolgedessen kann die Bildaufnahmevorrichtung 1, die in 5 veranschaulicht ist, hergestellt werden.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Offenbarung weist der Durchgangs-Via 88, weil der Durchgangs-Via 88 durch Verwenden des Glasschutzsubstrat 18 als ein Stützsubstrat gebildet wird, eine Form auf, die von der Seite des externen Anschlusses 14 zu der (Schaltkreis-) Seite der Verdrahtungsschicht 83 gräbt.
  • <Herstellungsverfahren im Fall einer Cu-Cu-Direktbondstruktur>
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 39 bis 43 ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Fall beschrieben, bei dem der untere strukturelle Körper 12 und der obere strukturelle Körper 11 durch eine Cu-Cu-Direktbondstruktur miteinander verbunden sind.
  • Anfänglich werden der untere strukturelle Körper 12 und der obere strukturelle Körper 11 in dem Waferzustand getrennt hergestellt, ähnlich dem Herstellungsverfahren in einem Fall, bei dem die Doppelkontaktstruktur als die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen angenommen wird.
  • Jedoch wird als ein Punkt verschieden von der Doppelkontaktstruktur, wie in 39 veranschaulicht, bei dem Verbindungsgebiet 314 für obere und untere Verdrahtungsleitungen auf weiter außerhalb der Pixelarrayeinheit 24 in dem oberen strukturellen Körper 11 eine Verdrahtungsschicht 103x zum direkten Verbinden mit einer Verdrahtungsschicht 83x des unteren strukturellen Körpers 12 auf der Seite des weiteren unteren strukturellen Körpers 12 von der untersten Verdrahtungsschicht 103c am nächsten zu dem unteren strukturellen Körper 12 gebildet.
  • Gleichermaßen wird bei dem Verbindungsgebiet 314 für obere und untere Verdrahtungsleitungen auch in dem oberen strukturellen Körper 12 die Verdrahtungsschicht 83x zum direkten Verbinden mit der Verdrahtungsschicht 103x des oberen strukturellen Körpers 11 auf der Seite des weiteren oberen strukturellen Körpers 11 von der obersten Verdrahtungsschicht 83a am nächsten zu dem oberen strukturellen Körper 11 gebildet.
  • Dann wird, wie in 40 veranschaulicht, nachdem die Seite der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82 des unteren strukturellen Körpers 12 und die Seite der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 des oberen strukturellen Körpers 11 so aneinandergehaftet wurden, dass sie einander zugewandt sind, das Halbleitersubstrat 101 des oberen strukturellen Körpers 11 gedünnt. Durch dieses Anhaften werden die Verdrahtungsschicht 83x des unteren strukturellen Körpers 12 und die Verdrahtungsschicht 103x des oberen strukturellen Körpers 11 durch eine Metallbondung (Cu-Cu-Bonden) miteinander verbunden.
  • Als Nächstes werden, wie in 41 veranschaulicht, das Farbfilter 15 und die On-Chip-Linse 16 oberhalb der Fotodiode 51 jedes Pixels 31 mittels des Abflachungsfilms 108 gebildet.
  • Dann wird, wie in 42 veranschaulicht, das Glasversiegelungsharz 17 über den Abflachungsfilm 110 auf die gesamte Oberfläche aufgebracht, auf der die On-Chip-Linse 16 den unteren strukturellen Körper 12 und den oberen strukturellen Körper 11 aneinandergehaftet beinhaltet, und wird das Glasschutzsubstrat 18, mit einer Struktur ohne Hohlraum, damit verbunden.
  • Es wird angemerkt, dass bei diesem Beispiel in dem unteren strukturellen Körper 12 getrennt von den Verdrahtungsschichten 83a bis 83c, die ein Teil der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49, der Zeilenansteuerungseinheit 22 oder der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 sein sollen, die Verdrahtungsschicht 83x zum direkten Verbinden mit der Verdrahtungsschicht 103 des oberen strukturellen Körpers 11 gebildet wird und in dem oberen strukturellen Körper 11 getrennt von den Verdrahtungsschichten 103a bis 103c, die eine Ansteuerungsverdrahtungsleitung des Pixeltransistors und dergleichen sein sollen, die Verdrahtungsschicht 103x zum direkten Verbinden mit der Verdrahtungsschicht 83 des unteren strukturellen Körpers 12 gebildet wird; jedoch können natürlich die oberste Verdrahtungsschicht 83a des unteren strukturellen Körpers 12 und die untersten Verdrahtungsschicht 103c des oberen strukturellen Körpers 11 durch eine Metallbondung (Cu-Cu-Bonden) miteinander verbunden werden.
  • Schritte anschließend an den in 42 veranschaulichten Schritt sind ähnlich zu den Schritten, die unter Bezugnahme auf 30 bis 38 in dem Fall gegeben sind, bei dem die Doppelkontaktstruktur als die Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen angenommen wird. Als ein abschließender Zustand wird ein wie in 43 veranschaulichter Zustand erhalten.
  • <Weitere Modifikation>
  • <Weitere Modifikation 1>
  • Als Nächstes wird eine weitere Modifikation der Bildaufnahmevorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 44 beschrieben.
  • A aus 44 ist eine Querschnittsansicht nahe der Außenperipherie der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der weiteren Modifikation 1 und B aus 44 ist eine Draufsicht der Seite des externen Anschlusses 14 der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der weiteren Modifikation 1.
  • Bei der weiteren Modifikation 1, wie in A aus 44 veranschaulicht, ist der externe Anschluss 14 unmittelbar oberhalb des Durchgangs-Vias 88 gebildet, so dass er mit einer Position des Durchgangs-Vias 88 bei einer ebenen Position überlappt. Infolgedessen ist es, wie in B aus 44 veranschaulicht, möglich, weil die Fläche zum Bilden der Umverdrahtungsleitung 90 auf der hinteren Oberflächenseite der Bildaufnahmevorrichtung 1 nicht notwendig ist, eine Knappheit der Fläche, die die Eingabe/Ausgabe-Einheit 21 bildet, zu beseitigen.
  • <Weitere Modifikation 2>
  • Als Nächstes wird eine weitere Modifikation der Bildaufnahmevorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 45 beschrieben.
  • 45 ist eine Querschnittsansicht der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß einer weiteren Modifikation 2.
  • Bei der weiteren Modifikation 2 beinhaltet die Bildaufnahmevorrichtung 1 ein leitfähiges Pad 411 zum Kontakt mit einer Messsonde zum Zweck des Messens eines Betriebs der Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Zustand, bevor die Bildaufnahmevorrichtung 1 in die festen Stücke aufgeteilt wird, mit anderen Worten einem Zustand, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer montiert sind, durch Verwenden von zum Beispiel einer Halbleitervorrichtungsmessmaschine von einem geläufigen Sondentyp.
  • Wie in 45 veranschaulicht, wird das leitfähige Pad 411 zur Sondenmessung in einem Gebiet außerhalb der Pixelarrayeinheit 24, zum Beispiel auf der oberen Seite des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313 gebildet, wo die Zeilenansteuerungseinheit 22, die Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 und dergleichen gebildet werden. Das leitfähige Pad 411 ist mit einer vorbestimmten Verdrahtungsschicht 103 des oberen strukturellen Körpers 11 durch eine Silicium-Durchgangselektrode 412 verbunden.
  • Das leitfähige Pad 411 zur Sondenmessung wird wünschenswerterweise gebildet, bevor das Schutzsubstrat 18 auf der Oberfläche der Bildaufnahmevorrichtung 1 angeordnet wird. Infolgedessen ist es möglich, den Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Zustand zu messen, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer gebildet sind, bevor das Schutzsubstrat 18 befestigt wird.
  • Das leitfähige Pad 411 zur Sondenmessung kann durch einen Teil der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102 gebildet werden, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist.
  • Des Weiteren kann das leitfähige Pad 411 zur Sondenmessung in der oberen Seite eines Gebiets zum Erfassen eines Referenzpegelsignals, mit anderen Worten eines Schwarzpegelsignals gebildet werden, welches in der Bildaufnahmevorrichtung 1 enthalten ist, wobei das Gebiet allgemein als ein optisches Schwarzpixelgebiet oder einfach ein optisches Schwarzgebiet (nicht veranschaulicht) bezeichnet wird.
  • Durch Bilden des leitfähigen Pads 411 zur Sondenmessung der Bildaufnahmevorrichtung 1 vor dem Befestigen des Schutzsubstrats 18 auf der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist es möglich, den Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung 1 zu messen, indem eine Halbleitervorrichtungsmesseinrichtung eines Sondentyps in einem Zustand verwendet wird, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer gebildet sind, bevor das Schutzsubstrat 18 befestigt wird.
  • <Weitere Modifikation 3>
  • Als Nächstes wird eine weitere Modifikation der Bildaufnahmevorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 46 beschrieben.
  • 46 ist eine Querschnittsansicht der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß einer weiteren Modifikation 3.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der weiteren Modifikation 3 beinhaltet auch ein leitfähiges Pad 421 zum Kontakt mit einer Messsonde zum Zweck des Messens eines Betriebs der Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Zustand, bevor die Bildaufnahmevorrichtung 1 in die festen Stücke aufgeteilt wird, mit anderen Worten einem Zustand, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer montiert sind, durch Verwenden von zum Beispiel einer Halbleitervorrichtungsmessmaschine von einem geläufigen Sondentyp.
  • Wie in 46 veranschaulicht, wird das leitfähige Pad 421 zur Sondenmessung auf einem Ritzgraben (Zerteilungsgraben) zwischen den Bildaufnahmevorrichtungen 1 gebildet.
  • Das leitfähige Pad 421 zur Sondenmessung wird wünschenswerterweise gebildet, bevor das Schutzsubstrat 18 auf der Oberfläche der Bildaufnahmevorrichtung 1 angeordnet wird. Infolgedessen ist es möglich, den Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Zustand zu messen, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer gebildet sind, bevor das Schutzsubstrat 18 befestigt wird.
  • Das leitfähige Pad 421 zur Sondenmessung kann ein Teil der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, gebildet werden, kann durch ein Teil der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82, die in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, gebildet werden oder kann durch dieselbe Schicht als Teil einer leitfähigen Schicht gebildet werden, die in der Verbindungsstruktur für obere und untere Verdrahtungsleitungen verwendet wird. Dann kann das leitfähige Pad 421 zu Sondenmessung mit dem Inneren der Bildaufnahmevorrichtung 1 über ein Teil der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 102, die in dem oberen strukturellen Körper 11 enthalten ist, verbunden werden oder kann mit dem Inneren der Bildaufnahmevorrichtung 1 über einen Teil der mehrschichtigen Verdrahtungsschicht 82, die in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist, verbunden werden.
  • Durch Bilden des leitfähigen Pads 421 zur Sondenmessung der Bildaufnahmevorrichtung 1 vor dem Befestigen des Schutzsubstrats 18 auf der Bildaufnahmevorrichtung 1 ist es möglich, den Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung 1 zu messen, indem eine Halbleitervorrichtungsmesseinrichtung eines Sondentyps in einem Zustand verwendet wird, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer gebildet sind, bevor das Schutzsubstrat 18 befestigt wird.
  • <Weitere Modifikation 4>
  • Als Nächstes wird eine weitere Modifikation der Bildaufnahmevorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 47 beschrieben.
  • 47 ist eine Querschnittsansicht der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß einer weiteren Modifikation 4.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß der weiteren Modifikation 4 beinhaltet auch ein leitfähiges Pad 422 zum Kontakt mit einer Messsonde zum Zweck des Messens eines Betriebs der Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Zustand, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer montiert sind.
  • Wie in 47 veranschaulicht, wird das leitfähige Pad 422 zur Sondenmessung auf der unteren Seite des unteren strukturellen Körpers 12 in einem Zustand gebildet, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer gebildet sind. Das leitfähige Pad 422 zur Sondenmessung kann zum Beispiel durch die Umverdrahtungsleitung 90 gebildet werden, die in dem unteren strukturellen Körper 12 enthalten ist.
  • Nachdem das Schutzsubstrat 18 auf der Oberfläche der Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Zustand angeordnet wurde, in dem die mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1 auf dem Wafer gebildet sind, ist es möglich, den Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung 1 zu messen, indem der Wafer umgedreht wird, um das Schutzsubstrat 18 auf der unteren Seite anzuordnen und um das leitfähige Pad 422 zur Sondenmessung auf der oberen Seite anzuordnen. In diesem Fall kann der Betrieb der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemessen werden, indem eine Vorrichtung verwendet wird, die bewirkt, dass Licht von der unteren Seite der Bildaufnahmevorrichtung 1 eintritt.
  • <Beispiel eines dreischichtigen geschichteten strukturellen Körpers>
  • Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen beinhaltet der geschichtete strukturelle Körper 13 der Bildaufnahmevorrichtung 1 zwei Schichten des unteren strukturellen Körpers 12 und des oberen strukturellen Körpers 11, allerdings kann der geschichtete strukturelle Körper 13 drei oder mehr Schichten beinhalten.
  • Unter Bezugnahme auf 48 und 49 wird ein Beispiel beschrieben, bei dem der geschichtete strukturelle Körper 13 drei Schichten beinhaltet, indem ein dritter struktureller Körper 511 zwischen dem unteren strukturellen Körper 12 und dem oberen strukturellen Körper 11 bereitgestellt wird.
  • 48 veranschaulicht eine Konfiguration in einem Fall, bei dem die Pixelarrayeinheit 24 eine Pixelteilungsstruktur aufweist.
  • Bei der Pixelteilungsstruktur sind die Fotodiode (PD) 51 und der Transfertransistor 52 für jedes Pixel 31 enthalten, werden aber der FD 53, der Verstärkertransistor 55, der Rücksetztransistor 54 und der Auswahltransistor 56 durch mehrere Pixel geteilt.
  • 48 veranschaulicht eine Struktur, bei der als eine geteilte Einheit 520 vier Pixel aus zwei Pixel in der Zeilenrichtung und zwei Pixel in der Spaltenrichtung (2 × 2) den FD 53, den Verstärkertransistor 55, den Rücksetztransistor 54 und den Auswahltransistor 56 teilen.
  • Eine Transfertransistoransteuerungssignalleitung 521, die sich in der Zeilenrichtung erstreckt, ist nacheinander mit jeder der Gate-Elektroden der vier Transfertransistoren 52 verbunden. Die vier Transfertransistoransteuerungssignalleitungen 521, die mit den jeweiligen Gate-Elektroden der vier Transfertransistoren 52 verbunden sind und sich in der Zeilenrichtung erstrecken, sind in der Spaltenrichtung parallel zueinander angeordnet.
  • Der FD 53 ist mit der Gate-Elektrode des Verstärkertransistor 55 und der Diffusionsschicht des Rücksetztransistors 54 über Verdrahtungsleitungen (nicht veranschaulicht) verbunden. Eine Rücksetztransistoransteuerungssignalleitung 522, die sich in der Zeilenrichtung erstreckt, ist mit der Gate-Elektrode des Rücksetztransistors 54 verbunden.
  • Eine Auswahltransistoransteuerungssignalleitung 523, die sich in der Zeilenrichtung erstreckt, ist mit der Gate-Elektrode des Auswahltransistors 56 verbunden. Der Auswahltransistor 56 kann weggelassen werden.
  • Bei der beispielhaften Systemkonfiguration der in 2 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 1 sind die mehreren Pixel 31 mit der vertikalen Signalleitung 33, die sich in der Spaltenrichtung erstreckt, für jedes Pixel verbunden. Dann ist jede der mehreren vertikalen Signalleitungen 33 mit der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 verbunden, die anschließend an diese angeordnet ist, und werden eine Rauschverarbeitung und eine AD-Umsetzungsverarbeitung in der Spaltensignalverarbeitungseinheit 25 durchgeführt.
  • Andererseits beinhaltet die in 48 veranschaulichte Bildaufnahmevorrichtung 1 mit dem dreischichtigen geschichteten strukturellen Körper 13 eine Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 in dem dritten strukturellen Körper 511 zwischen dem unteren strukturellen Körper 12 und dem oberen strukturellen Körper 11.
  • Die Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 beinhaltet eine Lesesignalverarbeitungseinheit 532 einschließlich einer Rauschverarbeitungseinheit und des ADC und eine Datenhalteeinheit 533, die digitale Daten nach der AD-Umsetzung hält.
  • Falls zum Beispiel jedes der Pixel 31 der geteilten Einheit 520 Daten ausgibt, die in 16 Bit nach der AD-Umsetzung ausgedrückt werden, beinhaltet die Datenhalteeinheit 533 ein Datenhaltemittel, wie etwa ein Latch für 64 Bit und ein Schieberegister, zum Halten dieser Daten.
  • Die Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 beinhaltet ferner eine Ausgabesignalverdrahtungsleitung 537 zum Ausgeben der Daten, die in der Datenhalteeinheit 533 gehalten werden, nach außerhalb der Bereichssignalverarbeitungseinheit 531. Die Ausgabesignalverdrahtungsleitung kann zum Beispiel eine 64-Bit-Signalleitung zum parallelen Ausgeben von 64-Bit-Daten, die in der Datenhalteeinheit 533 gehalten werden, eine 16-Bit-Signalleitung zum Ausgeben von Daten von vier Pixeln, die in der Halteeinheit 533 gehalten werden, für ein Pixel einzeln oder eine 8-Bit-Signalleitung, die eine Hälfte der Daten für ein Pixel ist, oder eine 32-Bit-Signalleitung, die die Daten für zwei Pixel ist, sein. Alternativ dazu kann die Ausgabesignalverdrahtungsleitung eine 1-Bit-Signalleitung sein, die die Daten, die in der Datenhalteeinheit 533 gehalten werden, Bit für Bit liest.
  • Bei der in 48 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 1 ist eine geteilte Einheit 520 des oberen strukturellen Körpers 11 mit einer Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 des dritten strukturellen Körpers 511 verbunden. Mit anderen Worten entsprechen die geteilte Einheit 520 und die Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 einander eins zu eins. Daher beinhaltet der dritte strukturelle Körper 511, wie in 48 veranschaulicht, ein Bereichssignalverarbeitungseinheitsarray 534, in dem mehrere der Bereichssignalverarbeitungseinheiten 531 in der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung angeordnet sind.
  • Des Weiteren beinhaltet der dritte strukturelle Körper 511 eine Zeilenadresssteuereinheit 535, die Daten der Datenhalteeinheit 533 liest, in jeder der mehreren Bereichssignalverarbeitungseinheiten 531 enthalten ist, die jeweils in der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung angeordnet sind. Die Zeilenadresssteuereinheit 535 bestimmt eine Leseposition in der Zeilenrichtung ähnlich einer allgemeinen Halbleiterspeichervorrichtung.
  • Die Bereichssignalverarbeitungseinheit 531, die in der Zeilenrichtung des Bereichssignalverarbeitungseinheitsarrays 534 angeordnet ist, ist mit einer Steuersignalleitung verbunden, die sich in der Zeilenrichtung von der Zeilenadresssteuereinheit 535 erstreckt, und ein Betrieb der Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 wird durch die Steuerung der Zeilenadresssteuereinheit 535 gesteuert.
  • Die Bereichssignalverarbeitungseinheit 531, die in der Spaltenrichtung des Bereichssignalverarbeitungseinheitsarrays 534 angeordnet ist, ist mit der Spaltenlesesignalleitung 537 verbunden, die sich in der Spaltenrichtung erstreckt, und die Spaltenlesesignalleitung ist mit einer Spaltenleseeinheit 536 verbunden, die anschließend an das Bereichssignalverarbeitungseinheitsarray 534 angeordnet ist.
  • Für die Daten, die in der Datenhalteeinheit 533 jeder Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 des Bereichssignalverarbeitungseinheitsarrays 534 gehalten werden, können die Daten der Datenhalteeinheit 533 aller Bereichssignalverarbeitungseinheiten 531, die in der Zeilenrichtung angeordnet sind, gleichzeitig zu der Spaltenleseeinheit 536 gelesen werden oder können nur die Daten der speziellen Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 gelesen werden, die durch die Spaltenleseeinheit 536 spezifiziert wird.
  • Mit der Spaltenleseeinheit 536 ist eine Verdrahtungsleitung zum Ausgeben der Daten, die aus der Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 gelesen werden, nach außerhalb des dritten strukturellen Körpers 511 verbunden.
  • Der untere strukturelle Körper 12 ist mit einer Verdrahtungsleitung von der Spaltenleseeinheit 536 des dritten strukturellen Körpers 511 verbunden und beinhaltet eine Leseeinheit 541 zum Empfangen der Daten, die von der Spaltenleseeinheit 536 ausgegeben werden.
  • Des Weiteren beinhaltet der untere strukturelle Körper 12 die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 zur Bildsignalverarbeitung der Daten, die von dem dritten strukturellen Körper 511 empfangen werden.
  • Zudem beinhaltet der untere strukturelle Körper 12 die Eingabe/Ausgabe-Einheit 21 zum Ausgeben der Daten, die von dem dritten strukturellen Körper empfangen werden, über die Bildsignalverarbeitungseinheit 26 oder zum Ausgeben der Daten ohne sie durch diese hindurchzuleiten. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 21 beinhaltet möglicherweise nicht nur die Ausgabeschaltkreiseinheit 47, sondern auch die Eingabeschaltkreiseinheit 42 zum Eingeben von zum Beispiel einem Timingsignal, das in der Pixelarrayeinheit 24 zu verwenden ist, und charakteristischer Daten, die in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 zu verwenden sind, von außerhalb der Bildaufnahmevorrichtung 1 in die Vorrichtung.
  • Wie in B aus 49 veranschaulicht, ist jede geteilte Einheit 520, die in dem oberen strukturellen Körper 11 gebildet ist, mit der Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 des dritten strukturellen Körpers 511 verbunden, die direkt unterhalb der geteilten Einheit 520 angeordnet ist. Eine Verdrahtungsverbindung zwischen dem oberen strukturellen Körper 11 und dem dritten strukturellen Körper 511 kann durch zum Beispiel die in 8 veranschaulichten Cu-Cu-Direktbondstruktur verbunden werden.
  • Des Weiteren ist, wie in B aus 49 veranschaulicht, die Spaltenleseeinheit 536 außerhalb des Bereichssignalverarbeitungseinheitsarrays 534, das in dem dritten strukturellen Körper 511 gebildet ist, mit der Leseeinheit 541 des unteren strukturellen Körpers 12 verbunden, wobei die Leseeinheit 541 unmittelbar unterhalb der Spaltenleseeinheit 536 angeordnet ist. Eine Verdrahtungsverbindung zwischen dem dritten strukturellen Körper 511 und dem unteren strukturellen Körper 12 kann durch zum Beispiel die in 8 veranschaulichten Cu-Cu-Direktbondstruktur oder die in 6 veranschaulichte Doppelkontaktstruktur verbunden werden.
  • Wie in A aus 49 veranschaulicht, wird entsprechend das Pixelsignal jeder geteilten Einheit 520, die in dem oberen strukturellen Körper 11 gebildet ist, an die entsprechende Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 des dritten strukturellen Körpers 511 ausgegeben. Die Daten, die in der Datenhalteeinheit 533 der Bereichssignalverarbeitungseinheit gehalten werden, werden aus der Spaltenleseeinheit 536 ausgegeben und an die Leseeinheit 541 des unteren strukturellen Körpers 12 geliefert. Dann werden die Daten verschiedener Typen einer Signalverarbeitung (zum Beispiel einer Tonwertkurvenkorrekturverarbeitung) in der Bildsignalverarbeitungseinheit 26 unterzogen und von der Eingabe/Ausgabe-Einheit 21 nach außerhalb der Vorrichtung ausgegeben.
  • Es wird angemerkt, dass bei der Bildaufnahmevorrichtung 1 mit dem dreischichtigen geschichteten strukturellen Körper 13 die Eingabe/Ausgabe-Einheit 21, die in dem unteren strukturellen Körper 12 gebildet ist, auf der unteren Seite der Zeilenadresssteuereinheit 535 des dritten strukturellen Körpers angeordnet sein kann.
  • Des Weiteren kann bei der Bildaufnahmevorrichtung 1 mit dem dreischichtigen geschichteten strukturellen Körper 13 die Eingabe/Ausgabe-Einheit 21, die in dem unteren strukturellen Körper 12 gebildet ist, auf der unteren Seite der Bereichssignalverarbeitungseinheit 531 des dritten strukturellen Körpers angeordnet sein.
  • Zudem kann bei der Bildaufnahmevorrichtung 1 mit dem dreischichtigen geschichteten strukturellen Körper 13 die Eingabe/Ausgabe-Einheit 21, die in dem unteren strukturellen Körper 12 gebildet ist, auf der unteren Seite der Pixelarrayeinheit 24 des oberen strukturellen Körpers angeordnet sein.
  • <Konfiguration einschließlich eines Linsenmoduls>
  • <Erste Struktur>
  • Eine Konfiguration wird in einem Fall beschrieben, bei dem die oben beschriebene Bildaufnahmevorrichtung 1 mit einem Linsenmodul kombiniert ist. 50 veranschaulicht eine Beispielkonfiguration (erste Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 einschließlich des Linsenmoduls), falls die Bildaufnahmevorrichtung 1 mit dem Linsenmodul kombiniert ist.
  • Bei der in 50 veranschaulichten Konfiguration wird ein Linsenmodul 901 auf dem Schutzsubstrat 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 platziert und ist ein Substrat 921 unter dem geschichteten strukturellen Körper 13 der Bildaufnahmevorrichtung 1 verbunden.
  • Das Linsenmodul 901 beinhaltet einen Aktor 902, einen Linsentubus 903 und eine Linse 904. Eine Linse 904-1, eine Linse 904-2 und eine Linse 904-3 sind innerhalb des Linsentubus 903 integriert und der Linsentubus 903 hält die Linsen 904-1 bis 904-3. Der Linsentubus 903 ist in dem Aktor 902 eingeschlossen.
  • Zum Beispiel ist eine Schraube (nicht veranschaulicht) auf der äußeren Seitenoberfläche des Linsentubus 903 enthalten und ist eine Schraube (nicht veranschaulicht) in einem Teil innerhalb des Aktors 902 bei einer Position enthalten, die mit der Schraube des Linsentubus 903 zu verschrauben ist, und werden die Schraube des Linsentubus 903 und die Schraube innerhalb des Aktors 902 miteinander verschraubt. Der Grund, warum der Linsentubus 903 in den Aktor 902 geschraubt wird, besteht darin, den Abstand zu der Bildaufnahmevorrichtung 1 (zum Anpassen des Fokus) bei der Herstellung anzupassen. Es wird angemerkt, dass eine solche Art des Montierens des Linsentubus 903 an dem Aktor 902 lediglich ein Beispiel ist und der Linsentubus 903 an dem Aktor 902 in einem anderen Mechanismus montiert werden kann.
  • Falls der Linsentubus 903 in der vertikalen Richtung in der Figur bewegbar ist und ermöglicht wird, dass er zum Beispiel einen Autofokus (AF) durchführt, ist eine Spule auf der Seitenoberfläche des Linsentubus 903 (Linsenträger, an dem der Linsentubus 903 montiert ist) bereitgestellt Des Weiteren ist ein Magnet bei einer Position bereitgestellt, die der Spule zugewandt ist und in dem Inneren des Aktors 102 liegt. Der Magnet ist mit einem Joch versehen und die Spule, der Magnet und das Joch stellen einen Schwingspulenmotor dar.
  • Wenn ein Strom durch die Spule fließt, wird eine Kraft in der vertikalen Richtung in der Figur erzeugt. Mit dieser erzeugten Kraft bewegt sich der Linsentubus 903 aufwärts oder abwärts. Wenn sich der Linsentubus 903 bewegt, ändert sich der Abstand zwischen den Linsen 904-1 bis 904-3, die durch den Linsentubus 903 gehalten werden, und der Bildaufnahmevorrichtung 1. Mit einem solchen Mechanismus kann ein Autofokus implementiert werden.
  • Es wird angemerkt, dass der Autofokus mit einem anderen Mechanismus implementiert werden kann und eine Konfiguration in Abhängigkeit von der Art der Implementierung festgelegt wird.
  • In dem Zentrum des unteren Teils des Linsenmoduls 901 ist die Bildaufnahmevorrichtung 1 bereitgestellt. Die Bildaufnahmevorrichtung 1 weist zum Beispiel eine Struktur wie in 1 veranschaulicht auf. Die Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet den externen Anschluss 14 auf der Unterseite. Der externe Anschluss 14 ist mit dem Substrat 921 (einer Verdrahtungsleitung innerhalb des Substrats 921) verbunden, das auf der unteren Seite der Bildaufnahmevorrichtung 1 bereitgestellt ist. Die Verdrahtungsleitung ist innerhalb des Substrats 921 gebildet.
  • Eine Leiterplatte 931-1 und eine Leiterplatte 931-2 sind mit dem Substrat 921 durch externe Anschlüsse verbunden. Des Weiteren ist ein Bonddraht 941 mit dem Substrat 921 verbunden. Auf dem unteren Teil des Substrats 921 (der Seite entgegengesetzt zu der Seite, die mit der Bildaufnahmevorrichtung 1 verbunden ist) sind ein Gebiet, in dem die Leiterplatte 931 verbunden ist (Leiterplattengebiet A), und ein Gebiet, in dem der Bonddraht 941 durch Drahtbonden verbunden ist, welcher mit einem externen Schaltkreis (nicht veranschaulicht) zu verbinden ist (Drahtbondgebiet B), bereitgestellt.
  • Es wird angemerkt, dass die eine mit dem Substrat 921 zu verbindende nicht auf die Leiterplatte 931 beschränkt ist. Ein passives Element kann verbunden werden, wie etwa ein Chipkondensator, ein Chipwiderstand oder eine Drahtlosantenne. Des Weiteren kann ein IC oder aktives Element verbunden werden, wie etwa ein Leistungsversorgung-IC, eine Drahtlosübertragung-IC oder ein Halbleiterspeicher. Des Weiteren kann eine elektronische Platine verbunden werden, auf der diese passiven Elemente, ICS oder aktiven Elemente montiert sein. Diese Aspekte werden in der vorliegenden Beschreibung gemeinsam als Leiterplatte 931 bezeichnet. Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebene Leiterplatte 931 kann ein beliebiger dieser Aspekte sein oder kann alle von ihnen beinhalten.
  • Bei der in 50 veranschaulichten Struktur sind das Linsenmodul 901, die Bildaufnahmevorrichtung 1 und die Leiterplatte 931 in der Longitudinalrichtung geschichtet. Hier veranschaulicht 51 eine herkömmliche Struktur zum Vergleich.
  • Die in 51 veranschaulichte Struktur ist insofern die gleiche wie die in 50 veranschaulichte Struktur, als dass die Bildaufnahmevorrichtung 1 auf der unteren Seite des Linsenmoduls 901 bereitgestellt ist und mit dem Substrat 921 über den externen Anschluss 14 verbunden ist, aber unterscheidet sich darin, dass die Leiterplatte 931 und der Bonddraht 941 nicht auf der unteren Seite der Bildaufnahmevorrichtung 1, sondern auf derselben Ebene bereitgestellt sind.
  • Bei der in 51 veranschaulichten Struktur sind die Leiterplatte 931-1, die Leiterplatte 931-2 und der Bonddraht 941 mit der Seite verbunden, die sich auf dem Substrat 921 befindet und sich zu der rechten Seite der Bildaufnahmevorrichtung 1 in der Figur erstreckt und auf die die Bildaufnahmevorrichtung 1 geladen ist. Mit anderen Worten beinhaltet das Substrat 921, auf das die Bildaufnahmevorrichtung 1, die Leiterplatte 931 und der Bonddraht 941 montiert sind, das Leiterplattengebiet A, das Drahtbondgebiet B und ein Linsenmodulgebiet C. In dem Linsenmodulgebiet C ist ein Bildaufnahmevorrichtungsgebiet D enthalten, in dem die Bildaufnahmevorrichtung 1 montiert ist.
  • Bei der in 51 veranschaulichten Struktur sind das Linsenmodulgebiet C, das Leiterplattengebiet A und das Drahtbondgebiet B auf einer Ebene des Substrats 921 bereitgestellt. Im Gegensatz dazu reicht es bei der in 50 veranstalten Struktur aus, dass lediglich das Linsenmodulgebiet C auf der Ebene des Substrats 921 bereitgestellt ist.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 50 ist das Bildaufnahmevorrichtungsgebiet D in dem Linsenmodulgebiet C enthalten. Des Weiteren sind in dem Linsenmodulgebiet D das Leiterplattengebiet A und das Drahtbondgebiet B ebenfalls enthalten. Mit anderen Worten können bei der in 59 veranschaulichten Struktur, falls es eine Größe äquivalent zu jener des Linsenmodulgebiets C bei Betrachtung von der Ebene des Substrats 921 gibt, Hauptkomponenten montiert werden, wie etwa das Linsenmodul 901, die Bildaufnahmevorrichtung 1, die Leiterplatte 931 und der Bonddraht 941
  • Wie oben beschrieben, ist es durch Nutzen der in 50 veranschaulichten Struktur, mit anderen Worten der Struktur, in der das Linsenmodul 901, die Bildaufnahmevorrichtung 1 und die Leiterplatte 931 (der Bonddraht 941) geschichtet sind, möglich, die ebene Fläche zu verkleinern. Wie oben beschrieben, ist es durch Bilden der Struktur, bei der zum Beispiel die ebene Fläche verkleinert wird, möglich, eine Struktur zu bilden, die für eine Anwendung bei Vorrichtungen geeignet ist, für die eine Verkleinerung wünschenswert ist, wie etwa ein Kapselendoskop, das später beschrieben wird.
  • <Zweite Struktur>
  • 52 veranschaulicht eine zweite Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 einschließlich des Linsenmoduls. Bei der in 52 veranschaulichen Struktur ist das Linsenmodul 901 auf dem Substrat 921 platziert. Die in 50 veranschaulichte Struktur wird mit der in 52 veranschaulichten Struktur verglichen. Bei der in 50 veranschaulichen Struktur ist das Linsenmodul 901 (Rahmen, der ein Teil des Linsenmoduls 901 darstellt) auf dem Schutzsubstrat 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 platziert, wohingegen bei der in 52 veranschaulichten Struktur das Linsenmodul 901 (Rahmen, der ein Teil des Linsenmoduls 901 darstellt) auf dem Substrat 921 platziert ist.
  • Außerdem ist bei der in 52 veranschaulichten Struktur die Bildaufnahmevorrichtung 1 auf der oberen Seite des Substrats 921 platziert und sind die Leiterplatte 931 und der Bonddraht 941 mit der unteren Seite verbunden. Wie oben beschrieben, kann das Linsenmodul 901 auf dem Substrat 921 platziert sein, während es die Bildaufnahmevorrichtung 1 umgibt.
  • Auch bei der in 52 veranschaulichen Struktur reicht es aus, dass die ebene Fläche des Substrats 921 eine Größe im Wesentlichen äquivalent zu jener des Linsenmodulgebiets C aufweist, und kann die ebene Fläche im Vergleich zu der in 51 veranschaulichten Struktur verkleinert werden.
  • <Dritte Struktur>
  • 53 veranschaulicht eine dritte Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 einschließlich des Linsenmoduls. Die in 53 veranschaulichte Struktur weist eine Struktur auf, bei der das Schutzsubstrat 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 nicht enthalten ist. Die in 52 veranschaulichte Struktur wird mit der in 53 veranschaulichten Struktur verglichen. Die Bildaufnahmevorrichtung 1 bei der in 53 veranschaulichten Struktur weicht insofern von der in 52 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 1 ab, dass das Schutzsubstrat 18 entfernt ist, und die anderen Teile sind die gleichen.
  • Das Schutzsubstrat 18 ist dazu bereitgestellt, die On-Chip-Linse 16 und das Farbfilter 15 zu schützen. Durch Nutzen der Struktur, bei der die Bildaufnahmevorrichtung 1 von dem Linsenmodul 901 und dem Substrat 921 umgeben ist, kann die Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Raum montiert werden, wo Einflüsse von außen blockiert werden können, und können die On-Chip-Linse 16 und das Farbfilter 15 geschützt werden. Daher kann, wie in 53 veranschaulicht, die Bildaufnahmevorrichtung 1 eine Struktur aufweisen, bei der das Schutzsubstrat 18 nicht geschichtet ist.
  • Außerdem ist bei der in 53 veranschaulichten Struktur die Bildaufnahmevorrichtung 1 auf der oberen Seite des Substrats 921 platziert und sind die Leiterplatte 931 und der Bonddraht 941 mit der unteren Seite verbunden. Wie oben beschrieben, kann das Linsenmodul 901 auf dem Substrat 921 platziert sein, während es die Bildaufnahmevorrichtung 1 umgibt.
  • Auch bei der in 53 veranschaulichen Struktur reicht es aus, dass die ebene Fläche des Substrats 921 eine Größe im Wesentlichen äquivalent zu jener des Linsenmodulgebiets C aufweist, und kann die ebene Fläche im Vergleich zu der in 51 veranschaulichten Struktur verkleinert werden.
  • <Vierte Struktur>
  • 54 veranschaulicht eine vierte Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 einschließlich des Linsenmoduls. Obwohl die in 50 bis 53 veranschaulichten Strukturen beschrieben wurden, indem ein Fall als ein Beispiel genommen wurde, bei dem zum Beispiel die in 1 veranschaulichte Bildaufnahmevorrichtung als die Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet wird, ist hinsichtlich der Struktur, bei der das Linsenmodul 901, die Bildaufnahmevorrichtung 1 und die Leiterplatte 931 geschichtet sind und die ebene Fläche verkleinert ist, ihre Anwendung nicht auf die in 1 veranschaulichte Bildaufnahmevorrichtung 1 beschränkt.
  • Zum Beispiel kann als eine Modifikation der Bildaufnahmevorrichtung 1 die Struktur auf die Bildaufnahmevorrichtung 1 mit der unter Bezugnahme auf 44 bis 47 beschriebenen Struktur angewandt werden.
  • Des Weiteren kann die Bildaufnahmevorrichtung 600, die Bildaufnahmevorrichtung 700 oder die Bildaufnahmevorrichtung 800, die in 9 bis 11 veranschaulicht sind, anstelle der Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet werden. 54 veranschaulicht eine Beispielstruktur, bei der zum Beispiel das Linsenmodul 901 und das Substrat 921 auf der in 10 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 700 geschichtet sind.
  • Wie in 54 veranschaulicht, ist die Bildaufnahmevorrichtung 790 auf einem Rahmen 961 platziert und mit dem externen Anschluss 727 verbunden, der auf der Unterseite des Rahmens 961 über den Bonddraht 725 durch Drahtbonden verbunden ist.
  • Ein Schutzsubstrat 962 (zum Beispiel Glas) ist auf den Rahmen 961 geschichtet. Wie bei der in 53 veranschaulichen Struktur ist das Linsenmodul 901 auf das Substrat 921 geschichtet.
  • Auch bei der in 54 veranschaulichen Struktur reicht es aus, dass die ebene Fläche des Substrats 921 eine Größe im Wesentlichen äquivalent zu jener des Linsenmodulgebiets C aufweist, und kann die ebene Fläche im Vergleich zu der in 51 veranschaulichten Struktur verkleinert werden.
  • <Fünfte Struktur>
  • 55 veranschaulicht eine fünfte Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 einschließlich des Linsenmoduls. Wie bei der in 54 veranschaulichten Struktur weist die in 55 veranschaulichte Struktur eine Struktur auf, bei der die Bildaufnahmevorrichtung 700 auf das Substrat 921 geladen ist und das Linsenmodul 901 auf das Schutzsubstrat 962 geschichtet ist, das auf dem Rahmen 961 bereitgestellt ist.
  • Auch in dem Fall der in 55 veranschaulichten Struktur, wie bei dem Fall der in 50 veranschaulichen Struktur, reicht es aus, dass die ebene Fläche des Substrats 921 eine Größe im Wesentlichen äquivalent zu jener des Linsenmodulgebiets C aufweist, und kann die ebene Fläche im Vergleich zu der in 51 veranschaulichten Struktur verkleinert werden.
  • <Sechste Struktur>
  • 56 veranschaulicht eine sechste Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 1 einschließlich des Linsenmoduls. Die in 56 veranschaulichte Struktur weicht darin von der ersten bis fünften Struktur ab, dass das Substrat 921 eine T-Form aufweist. Ein Substrat 921-1 ist in der lateralen Richtung angeordnet und ein Substrat 921-2 ist in der Longitudinalrichtung angeordnet. Außerdem sind das Substrat 921-1 und das Substrat 921-2 Substrate, die so verbunden sind, dass sie sich rechtwinklig schneiden.
  • Die Leiterplatten 931-1 bis 931-4 sind mit dem Substrat 921-2 verbunden, das in der Längsrichtung angeordnet ist. Auf der oberen Seite des Substrats 921-1 sind die Bildaufnahmevorrichtung 1 und das Linsenmodul 901 mit der in 50 veranschaulichten Struktur geschichtet. Es wird angemerkt, dass in 56 die in 50 veranschaulichte erste Struktur exemplarisch gezeigt ist, aber die Struktur von dem Linsenmodul 901 zu dem Substrat 921-1 kann die in 52 veranschaulichte zweite Struktur, die in 53 veranschaulichte dritte Struktur, die in 54 veranschaulichte vierte Struktur oder die in 55 veranschaulichte fünfte Struktur sein.
  • Es wird angemerkt, dass bei dem in 56 veranschaulichten Beispiel ein Fall als ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem die Anzahl der Substrate 921-2, die in der Longitudinalrichtung angeordnet sind, eins ist, aber es können viele Substrate 921, wie etwa zwei, drei, mit dem Substrat 921-1 verbunden sein, das in der lateralen Richtung angeordnet ist.
  • Wie in 56 veranschaulicht, ist es durch Bilden des Substrats 921 in einer dreidimensionalen Konfiguration, wie etwa einer T-Form, möglich, mehr Leiterplatten 931 zu verbinden. Des Weiteren reicht es auch in dem Fall der in 56 veranschaulichten Struktur, wie bei den Strukturen aus 1 bis 5, aus, dass die ebene Fläche des Substrats 921 eine Größe im Wesentlichen äquivalent zu jener des Linsenmodulgebiets C aufweist, und kann die ebene Fläche im Vergleich zu der in 51 veranschaulichten Struktur verkleinert werden.
  • <Konfiguration eines Kapselendoskops>
  • Hier wird ein Beispiel für eine Vorrichtung beschrieben, die zum Anwenden der Bildaufnahmevorrichtung mit dem Linsenmodul geeignet ist, dessen ebene Fläche verkleinert ist, wie unter Bezugnahme auf 50 bis 56 beschrieben ist.
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Produkte angewandt werden. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein In-Vivo-Informationserfassungssystem für einen Patienten, das ein Kapselendoskop verwendet, angewandt werden.
  • 57 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines In-Vivo-Informationserfassungssystems 1000 veranschaulicht, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann. Unter Bezugnahme auf 57 beinhaltet das In-Vivo-Informationserfassungssystem 1000 ein Kapselendoskop 1100 und eine externe Steuervorrichtung 1200, die einen Betrieb des In-Vivo-Informationserfassungssystems 1000 umfassend steuert. Zur Zeit einer Untersuchung wird das Kapselendoskop 1100 durch den Patienten geschluckt.
  • Das Kapselendoskop 1100 weist eine Bildaufnahmefunktion und eine Drahtloskommunikationsfunktion auf und bewegt sich, bis es natürlich von dem Patienten ausgeschieden wird, während es sich innerhalb der internen Organe, wie etwa des Magens und des Darms, durch peristaltische Bewegung oder der gleichen bewegt, erfasst sequentiell Bilder innerhalb der internen Organe (nachfolgend auch als In-Vivo-Bilder bezeichnet) bei vorbestimmten Intervallen und überträgt sequentiell Informationen über das In-Vivo-Bild drahtlos an die externe Steuervorrichtung 1200 außerhalb des Körpers. Die externe Steuervorrichtung 1200 erzeugt Bilddaten zum Anzeigen des In-Vivo-Bildes auf einer Anzeigevorrichtung (nicht veranschaulicht) basierend auf den empfangenen Informationen des In-Vivo-Bildes.
  • Bei dem In-Vivo-Informationserfassungssystem 1000 ist es auf diese Weise möglich, das erfasste Bild des Inneren des Körpers des Patienten zu einer beliebigen Zeit von Zeit, wenn das Kapselendoskop 1100 geschluckt wird bis es ausgeschieden wird, zu erhalten.
  • Konfigurationen und Funktionen des Kapselendoskops 1100 und der externen Steuervorrichtung 1200 werden ausführlicher beschrieben. Wie beschrieben, beinhaltet das Kapselendoskop 1100 Funktionen einer Lichtquelleneinheit 1103, einer Bildaufnahmevorrichtung 1105, einer Bildverarbeitungseinheit 1107, einer Drahtloskommunikationseinheit 1109, einer Leistungszuführungseinheit 1113, einer Leistungsversorgungseinheit 1115, einer Zustandsdetektionseinheit 1117 und einer Steuereinheit 1119 in einem Gehäuse 1101 vom Kapseltyp.
  • Die Lichtquelleneinheit 1103 beinhaltet eine Lichtquelle, zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED) oder dergleichen, und emittiert Licht zu einem Bildaufnahmefeld der Bildaufnahmeeinheit 1105.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 1105 beinhaltet ein Bildaufnahmeelement und ein optisches System einschließlich mehrerer Linsen, die vor dem Bildaufnahmeelement bereitgestellt sind. Reflektiertes Licht (nachfolgend als Beobachtungslicht bezeichnet) des Lichts, das zu dem Körpergewebe als ein Beobachtungsziel emittiert wird, wird durch das optische System gesammelt und fällt auf das Bildaufnahmeelement ein. Das Bildaufnahmevorrichtungselement empfängt das Beobachtungslicht und führt eine fotoelektrische Umwandlung durch, wodurch ein elektrisches Signal erzeugt wird, das dem Beobachtungslicht entspricht, das heißt ein Bildsignal, das dem Beobachtungsbild entspricht. Das durch die Bildaufnahmeeinheit 1105 erzeugte Bildsignal wird an die Bildverarbeitungseinheit 1107 geliefert.
  • Es wird angemerkt, dass verschiedene bekannte Bildaufnahmeelemente als das Bildaufnahmeelement der Bildaufnahmeeinheit 1105 verwendet werden können, wie etwa ein CMOS-Bildsensor (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor - Komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter) oder ein CCD-Bildsensor (CCD: Charge Coupled Device - ladungsgekoppelte Vorrichtung).
  • Die Bildverarbeitungseinheit 1107 beinhaltet einen Prozessor, wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU: Central Processing Unit) oder eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU: Graphics Processing Unit) und führt verschiedene Typen einer Signalverarbeitung an dem durch die Bildaufnahmeeinheit 1105 erzeugten Bildsignal durch. Die Signalverarbeitung kann die minimale Verarbeitung zum Übertragen des Bildsignals an die externe Steuervorrichtung 1200 sein (zum Beispiel eine Bilddatenkompression, eine Bildwiederholratenumwandlung, eine Datenratenumwandlung und/oder eine Formatumwandlung oder dergleichen). Die Bildverarbeitungseinheit 1107 ist dazu konfiguriert, lediglich die minimale notwendige Verarbeitung durchzuführen, wodurch die Bildverarbeitungseinheit 1107 so implementiert werden kann, dass sie kleiner ist und einen geringeren Leistungsverbrauch hat, was für das Kapselendoskop 1100 geeignet ist.
  • Des Weiteren kann durch Bilden der Bildaufnahmeeinheit 1105 und der Bildverarbeitungseinheit 1107 derart, dass sie wie in 50 bis 56 (außer für 51) veranschaulichte Strukturen haben, die ebene Fläche verkleinert werden, was für das Kapselendoskop 1100 geeignet ist.
  • Mit anderen Worten können zum Beispiel die Bildaufnahmevorrichtung 1 und das in 50 veranschaulichte Linsenmodul 901 als die Bildaufnahmeeinheit 1105 angewandt werden und kann die Leiterplatte 931 als die Bildverarbeitungseinheit 1107 angewandt werden.
  • In 57 ist es offensichtlich, falls die Links-rechts-Richtung eine Richtung ist, in der sich das Kapselendoskop 1100 bewegt, dass eine Belastung des Patienten umso mehr reduziert wird, je kleiner die Größe (Breite) in der vertikalen Richtung ist. Falls die in 50 veranschaulichte Bildaufnahmevorrichtung 1 auf ein solches Kapselendoskop 1100 montiert ist, ist eine Öffnung des Linsenmoduls in der Links-rechts-Richtung und zum Beispiel in 57 in der linken Seite in der Figur bereitgestellt.
  • Daher nimmt die Größe in der vertikalen Richtung des Kapselendoskops 1100 entsprechend ab, wenn die ebene Fläche des Substrats 921 abnimmt, auf der die Bildaufnahmevorrichtung 1 platziert ist. Wie zum Beispiel oben beschrieben, kann bei der in 50 veranschaulichten Bildaufnahmevorrichtung 1, weil die ebene Fläche des Substrats 921 verkleinert werden kann, die Bildaufnahmevorrichtung 1 erhalten werden, die für eine Anwendung in dem Kapselendoskop 1100 oder dergleichen geeignet ist.
  • Es wird angemerkt, dass, falls es einen Spielraum in dem Gehäuse 1101 und dem Leistungsverbrauch gibt, eine weitere Signalverarbeitung (zum Beispiel eine Rauschentfernungsverarbeitung, eine andere Bildqualitätsverbesserungsverarbeitung und dergleichen) in der Bildverarbeitungseinheit 1107 durchgeführt werden kann. Die Bildverarbeitungseinheit 1107 liefert das Bildsignal, das der Signalverarbeitung unterzogen wird, an die Drahtloskommunikationseinheit 1109 als RAW-Daten. Es wird angemerkt, dass, falls die Informationen über einen Zustand (Bewegung, Orientierung und dergleichen) des Kapselendoskops 1100 durch die Zustandsdetektionseinheit 1117 erfasst werden, die Drahtloskommunikationseinheit 1109 das Bildsignal an die Drahtloskommunikationseinheit 1109 in Assoziation mit den Informationen liefern kann. Infolgedessen können eine Position in dem Körper, wo das Bild erfasst wird, eine Bildaufnahmevorrichtung des Bildes und dergleichen mit dem erfassten Bild assoziiert werden.
  • Die Drahtloskommunikationseinheit 1109 beinhaltet eine Kommunikationsvorrichtung, die zum Übertragen/Empfangen verschiedener Typen von Informationen an die/von der externen Steuervorrichtung 1200 in der Lage ist. Die Kommunikationsvorrichtung beinhaltet eine Antenne 1111, einen Verarbeitungsschaltkreis, der eine Modulationsverarbeitung und dergleichen zum Übertragen/Empfangen von Signalen durchführt, und dergleichen. Die Drahtloskommunikationseinheit 1109 führt eine vorbestimmte Verarbeitung, wie etwa eine Modulationsverarbeitung, an dem Bildsignal durch, das der Signalverarbeitung durch die Bildverarbeitungseinheit 1107 unterzogen wird, und überträgt das Bildsignal an die externe Steuervorrichtung 1200 über die Antenne 1111. Des Weiteren empfängt die Drahtloskommunikationseinheit 1109 ein Steuersignal in Bezug auf die Ansteuerungssteuerung des Kapselendoskops 1100 von der externen Steuervorrichtung 1200 über die Antenne 1111. Die Drahtloskommunikationseinheit 1109 liefert das empfangene Steuersignal an die Steuereinheit 1119.
  • Die Leistungszuführungseinheit 1113 beinhaltet eine Antennenspule zum Leistungsempfang, einen Leistungsregenerationsschaltkreis zum Regenerieren von Leistung aus einem Strom, der in der Antennenspule erzeugt wird, und einen Booster-Schaltkreis und dergleichen. In der Leistungszuführungseinheit 1113 wird die Leistung unter Verwendung des Prinzips des sogenannten kontaktlosen Ladens erzeugt. Speziell wird ein Magnetfeld (elektromagnetische Welle) einer vorbestimmten Frequenz an die Antennenspule der Leistungszuführungseinheit 1113 von außerhalb gegeben, wodurch eine induzierte elektromotorische Kraft in der Antennenspule erzeugt wird.
  • Die elektromagnetische Welle kann eine Trägerwelle sein, die von der externen Steuervorrichtung 1200 über zum Beispiel eine Antenne 1201 übertragen wird. Die Leistung wird aus der induzierten elektromotorischen Kraft durch den Leistungsregenerationsschaltkreis regeneriert und ihre Leistung wird in dem Booster-Schaltkreis angemessen angepasst, wodurch Leistung zur Speicherung erzeugt wird. Die Leistung, die durch die Leistungszuführungseinheit 1113 erzeugt wird, wird in der Leistungsversorgungseinheit 1115 gespeichert.
  • Die Leistungsversorgungseinheit 1115 beinhaltet eine Sekundärbatterie und speichert die Leistung, die durch die Leistungszuführungseinheit 1113 erzeugt wird. In 57 ist, um eine Verkomplizierung der Zeichnung zu vermeiden, eine Veranschaulichung eines Pfeils oder dergleichen, der ein Versorgungsziel der Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 1115 angibt, weggelassen; jedoch wird die in der Leistungsversorgungseinheit 1115 gespeicherte Leistung an die Lichtquelleneinheit 1103, die Lichtaufnahmeeinheit 1105, die Bildverarbeitungseinheit 1107, die Drahtloskommunikationseinheit 1109, die Zustandsdetektionseinheit 1117 und die Steuereinheit 1119 geliefert und kann zum Ansteuern dieser Einheiten verwendet werden.
  • Die Zustandsdetektionseinheit 1117 beinhaltet einen Sensor zum Detektieren eines Zustands des Kapselendoskops 1100, wie etwa einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyroskopsensor. Die Zustandsdetektionseinheit 1117 kann Informationen über den Zustand des Kapselendoskops 1100 aus einem Detektionsergebnis durch den Sensor erfassen. Die Zustandsdetektionseinheit 1117 liefert die erfassten Informationen über den Zustand des Kapselendoskops 1100 an die Bildverarbeitungseinheit 1107. In der Bildverarbeitungseinheit 1107, wie oben beschrieben, können die Informationen über den Zustand des Kapselendoskops 1100 mit dem Bildsignal assoziiert werden.
  • Die Steuereinheit 1119 beinhaltet einen Prozessor, wie etwa eine CPU, und steuert den Betrieb des Kapselendoskops 1100 umfassend durch einen Betrieb gemäß einem vorbestimmten Programm. Die Steuereinheit 1119 steuert die Ansteuerung der Lichtquelle 1103, der Bildaufnahmeeinheit 1105, der Bildverarbeitungseinheit 1107, der Drahtloskommunikationseinheit 1109, der Leistungszuführungseinheit 1113, der Leistungsversorgungseinheiten 1115 und der Zustandsdetektionseinheit 1117 angemessen gemäß dem Steuersignal, das von der externen Steuervorrichtung 1200 übertragen wird, wodurch die Funktionen in den Einheiten, wie oben beschrieben, implementiert werden.
  • Die externe Steuereinheit 1200 kann ein Prozessor, wie etwa eine CPU oder eine GPU oder ein Mikroprozessor, eine Steuerplatine oder dergleichen, auf der der Prozessor und ein Speicherelement, wie etwa ein Speicher, gemischt montiert sind, sein. Die externe Steuervorrichtung 1200 beinhaltet die Antenne 1201 und ist dazu in der Lage, verschiedene Typen von Informationen an das/von dem Kapselendoskop 1100 über die Antenne 1201 zu übertragen/empfangen.
  • Spezieller überträgt die externe Steuervorrichtung 1200 das Steuersignal an die Steuereinheit 1119 des Kapselendoskops 1100, wodurch der Betrieb des Kapselendoskops 1100 gesteuert wird. Zum Beispiel kann durch das Steuersignal von der externen Steuervorrichtung 1200 eine Lichtemissionsbedingung mit Bezug auf das Beobachtungsziel in der Lichtquelleneinheit 1103 geändert werden. Des Weiteren können durch das Steuersignal von der externen Steuervorrichtung 1200 eine Bildaufnahmebedingung (zum Beispiel eine Bildwiederholrate, ein Belichtungswert und dergleichen in der Bildaufnahmeeinheit 1105) geändert werden. Des Weiteren können durch das Steuersignal von der externen Steuervorrichtung 1200 Einzelheiten der Verarbeitung in der Bildverarbeitungseinheit 1107 und Bedingungen, unter denen die Drahtloskommunikationseinheit 1109 das Bildsignal überträgt (zum Beispiel ein Übertragungsintervall, die Anzahl an übertragenen Bildern und dergleichen) geändert werden.
  • Des Weiteren führt die externe Steuervorrichtung 1200 verschiedene Typen einer Bildverarbeitung an dem Bildsignal durch, das von dem Kapselendoskop 1100 übertragen wird, und erzeugt Bilddaten zum Anzeigen des erfassten In-Vivo-Bildes auf der Anzeigevorrichtung. Als die Bildverarbeitung können verschiedene Typen einer bekannten Signalverarbeitung durchgeführt werden, zum Beispiel eine Entwicklungsverarbeitung (Demosaicing-Verarbeitung), Bildqualitätsverbesserungsverarbeitung (Bandverstärkungsverarbeitung, Superauflösungsverarbeitung, Rauschreduzierung(NR)-Verarbeitung und/oder Kameraverwacklungskorrekturverarbeitung und dergleichen) und/oder eine Vergrößerungsverarbeitung (elektronische Zoomverarbeitung) und dergleichen durchgeführt werden.
  • Die externe Steuervorrichtung 1200 steuert die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung (nicht veranschaulicht) zum Anzeigen des erfassten In-Vivo-Bildes basierend auf den erzeugten Bilddaten. Alternativ dazu kann die externe Steuervorrichtung 1200 bewirken, dass eine Aufzeichnungsvorrichtung (nicht veranschaulicht) die erzeugten Bilddaten aufzeichnet, oder bewirken, dass eine Druckvorrichtung (nicht veranschaulicht) die erzeugten Bilddaten ausdruckt.
  • In dem vorhergehenden wurde ein Beispiel für das In-Vivo-Informationserfassungssystem 1000 beschrieben, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann. Durch Bilden der Bildaufnahmeeinheit 1105 und der Bildverarbeitungseinheit 1107 derart, dass sie wie in 50 bis 56 (außer 51) veranschaulichte Strukturen haben, kann die ebene Fläche verkleinert werden und kann das Kapselendoskop 1100 selbst verkleinert werden. Des Weiteren kann durch Anwenden der Bildaufnahmevorrichtung 1 die Gehäusegröße selbst verkleinert werden und kann das Kapselendoskop 1100 selbst verkleinert werden. Das Verkleinern wird auf diese Weise möglich, sodass die Belastung des Patienten weiter reduziert werden kann.
  • <Herstellungsverfahren für die Bildaufnahmevorrichtung mit einem Linsenmodul>
  • Es wird ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung mit dem Linsenmodul 901, das in 50 bis 56 (außer 51) veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 58 und 59 beschrieben.
  • In Schritt S101, wie oben (unter Bezugnahme auf 24 bis 43) beschrieben, wird die Bildaufnahmevorrichtung 1 in einem Waferzustand hergestellt. In Schritt S102 wird das Linsenmodul 901 auf die Bildaufnahmevorrichtung 1 geladen. Das Linsenmodul 901 wird auch in einem Waferzustand hergestellt.
  • In Schritt S103 wird eine Vereinzelung durchgeführt. Durch die Vereinzelung wird die Bildaufnahmevorrichtung 1 hergestellt, auf der das Linsenmodul 901 geschichtet ist. Zudem wird in Schritt S104 (59) das Substrat 921 mit der Bildaufnahmevorrichtung 1 verbunden.
  • Hier wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Vereinzelung in Schritt S103 durchgeführt wird und das Substrat 921 dann in Schritt S104 geschichtet wird, aber dieser Fluss kann vertauscht werden. Das Substrat 921 kann in einem Waferzustand in Schritt S103 auf die Bildaufnahmevorrichtung 1 geschichtet werden und die Vereinzelung kann dann in Schritt S104 durchgeführt werden.
  • In Schritt S105 wird die Leiterplatte 931 weiter mit dem Substrat 921 der Bildaufnahmevorrichtung 1 vereinzelt verbunden.
  • Hier wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Leiterplatte 931 in Schritt S105 nach der Vereinzelung geschichtet wird, aber dieser Fluss kann vertauscht werden. Das Substrat 921 kann in einem Waferzustand in Schritt S103 auf die Bildaufnahmevorrichtung 1 geschichtet werden, die Leiterplatte 931 kann in Schritt S104 weiter geschichtet werden und die Vereinzelung kann in Schritt S105 durchgeführt werden.
  • Auf diese Weise wird die Bildaufnahmevorrichtung 1 einschließlich des Linsenmoduls 901, wie in 50 veranschaulicht, hergestellt. Danach wird, falls notwendig, der Bonddraht 941 mit der Bildaufnahmevorrichtung 1 verbunden und mit einem externen Schaltkreis verbunden.
  • <Über eine Facettenaugenform>
  • Als Nächstes wird eine Facettenaugenform unter Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung 1 beschrieben. 60 ist ein Diagramm, das eine Form eines Kameramoduls unter Verwendung eines geschichteten strukturellen Linsenkörpers veranschaulicht.
  • Ein in 60 veranschaulichtes Kameramodul 2000 beinhaltet einen geschichteten strukturellen Linsenkörper 2011, in dem mehrere Substrate 2021a bis 2021e mit angebrachter Linse geschichtet sind, und einen geschichteten strukturellen Körper 13. Der geschichtete strukturelle Linsenkörper 2011 beinhaltet mehrere optische Einheiten. Eine Strichpunktlinie 2054 repräsentiert eine optische Achse jeder optischen Einheit. Der geschichtete strukturelle Körper 13 ist auf der unteren Seite des geschichteten strukturellen Linsenkörpers 2011 angeordnet. In dem Kameramodul 2000 wird Licht, das in das Kameramodul 2000 von oberhalb eintritt, durch den geschichteten strukturellen Linsenkörper 2011 transmittiert und durch den geschichteten strukturellen Körper 13 empfangen, der auf der unteren Seite des geschichteten strukturellen Körpers 2011 angeordnet ist.
  • Der geschichtete strukturelle Linsenkörper 2011 beinhaltet fünf Substrate 2021a bis 2021e mit angebrachter Linse, die geschichtet sind. In einem Fall, in dem die fünft Substrate 2021a bis 2021e mit angebrachter Linse nicht speziell unterschieden werden, werden sie einfach als ein Substrat 2021 mit angebrachter Linse bezeichnet.
  • Eine Querschnittsform eines Durchgangslochs 2053 jedes Substrats 2021 mit angebrachter Linse, die den geschichteten strukturellen Linsenkörper 2011 darstellen, weist eine sogenannte sich abwärts verengende Form auf, bei der die Öffnungsbreite zu der unteren Seite (Seite, wo der geschichtete strukturelle Körper 13 angeordnet ist) abnimmt.
  • Eine Diaphragmaplatte 2031 ist auf dem geschichteten strukturellen Linsenkörper 2011 angeordnet. Die Diaphragmaplatte 2031 beinhaltet zum Beispiel eine Schicht einschließlich eines Materials mit einer Lichtabsorptionseigenschaft oder einer Lichtabschirmungseigenschaft. Die Diaphragmaplatte 2031 ist mit einer Öffnung 2032 versehen.
  • Der geschichtete strukturelle Körper 13 beinhaltet zum Beispiel einen oberflächenbeleuchteten oder rückseitenbeleuchteten CMOS-Bildsensor. Die On-Chip-Linse 16 ist auf der oberen Oberfläche des geschichteten strukturellen Körpers 13 auf der Seite des geschichteten strukturellen Linsenkörpers 2011 gebildet und der externe Anschluss 14, der ein Signal eingibt/ausgibt, ist auf der unteren Oberfläche des geschichteten strukturellen Körpers 13 gebildet.
  • Der geschichtete strukturelle Körper 2011, der geschichtete strukturelle Körper 13, die Diaphragmaplatte 2031 und dergleichen sind in einem Linsentubus 2043 untergebracht.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der geschichtete strukturelle Linsenkörper 2011 fünft Substrate 2021a bis 2021e mit angebrachter Linse, die geschichtet sind, aber es gibt keine spezielle Begrenzung so lange die Anzahl an Substraten 2021 mit angebrachter Linse zwei oder mehr beträgt.
  • Jedes der Substrate 2021 mit angebrachter Linse, die den geschichteten strukturellen Linsenkörper 2011 darstellen, beinhaltet ein Trägersubstrat 2051, zu dem ein Linsenharzteil 2052 hinzugefügt ist. Das Trägersubstrat 2051 beinhaltet das Durchgangsloch 2053 und der Linsenharzteil 2052 ist innerhalb des Durchgangslochs 2053 gebildet.
  • Es wird angemerkt, dass, falls das Trägersubstrat 2051, der Linsenharzteil 2052, das Durchgangsloch 2053 und das Trägersubstrat 2051 von jedem der Substrate 2021a bis 2021e mit angebrachter Linse entsprechend den Substraten 2021a bis 2021e unterschieden werden, wie in 13 veranschaulicht, sie als die Trägersubstrate 2051a bis 2051e, die Linsenharzteile 2052a bis 2052e, die Durchgangslöcher 2053a bis 2053e bezeichnet werden und beschrieben werden.
  • Auf der oberen Seite des geschichteten strukturellen Körpers 13 ist das Glasversiegelungsharz 17 mit einer optischen Transparenz angeordnet. Der geschichtete strukturelle Körper 13 und das Schutzsubstrat 18 sind über das Glasversiegelungsharz 17 befestigt.
  • Auf der oberen Seite des Schutzsubstrats 18 ist ein strukturelles Material 2061 angeordnet. Das Schutzsubstrat 18 und der geschichtete strukturelle Körper 2011 sind über das strukturelle Material 2061 befestigt. Das strukturelle Material 2061 ist zum Beispiel ein Epoxidharz.
  • Das Glasversiegelungsharz 17 ist auf der gesamten oberen Oberfläche des geschichteten strukturellen Körpers 13 angeordnet. Der geschichtete strukturelle Körper 13 und das Schutzsubstrat 18 sind über das Glasversiegelungsharz 17 befestigt. Falls mechanische Spannung auf das Schutzsubstrat 18 von oberhalb des Schutzsubstrats 18 angewandt wird, stellt das Glasversiegelungsharz 17, das auf der gesamten oberen Oberfläche des geschichteten strukturellen Körpers 13 angeordnet ist, eine Funktion oder einen Effekt zum Verhindern, dass die mechanische Spannung konzentriert auf ein Teilgebiet des geschichteten strukturellen Körpers 13 angewandt wird, und zum Verteilen und Empfangen der mechanischen Spannung auf die/der gesamte/gesamten Oberfläche des geschichteten strukturellen Körpers 13, bereit.
  • Auf der oberen Seite des Schutzsubstrats 18 ist das strukturelles Material 2061 angeordnet. Das Schutzsubstrat 18 und der geschichtete strukturelle Körper 2011 sind über das strukturelle Material 2061 befestigt.
  • In der Beschreibung in 60 und den folgenden Figuren wird in der Figur ein Teil einschließlich des geschichteten strukturellen Körpers 13 und dergleichen, der auf der linken Seite positioniert ist, als eine Bildaufnahmevorrichtung 1-1 bezeichnet und wird ein Teil einschließlich des geschichteten strukturellen Körpers 13 und dergleichen, der auf der rechten Seite positioniert ist, als eine Bildaufnahmevorrichtung 1-2 bezeichnet.
  • Das Kameramodul 2000 mit einer wie in 60 veranschaulichten Konfiguration kann insgesamt vier optische Einheiten (Bildaufnahmevorrichtungen 1) beinhalten, zwei in sowohl der longitudinalen als auch lateralen Richtung, auf einer Einfallsoberfläche von Licht, wie in A aus 61 veranschaulicht ist. In den vier optischen Einheiten sind die Formen der Linsen die gleichen und sind die Größen der Öffnungen 2032 der Diaphragmaplatten 2032 die gleichen.
  • In dem Kameramodul 2000 erstrecken sich optische Achsen, die in jeweiligen zwei optischen Einheiten enthalten sind, in der gleichen Richtung, wobei die zwei optischen Einheiten für sowohl die longitudinale Richtung als auch die laterale Richtung der Einfallsoberfläche des Lichts angeordnet sind. Das Kameramodul 2000 mit einer solchen Struktur ist zum Fotografieren eines Bildes mit einer im Vergleich zum Fotografieren mit einer optischen Einheit höheren Auflösung durch Verwenden einer Superauflösungstechnologie geeignet.
  • In dem Kameramodul 2000 werden für sowohl die longitudinale Richtung als auch die laterale Richtung Bilder durch (ein Lichtempfangselement, das enthalten ist in) mehrere der geschichteten strukturellen Körper 13 fotografiert, die jeweils bei unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, während ihre optischen Achsen in der gleichen Richtung orientiert sind, oder werden Bilder durch Lichtempfangspixel in jeweiligen unterschiedlichen Gebieten eines Lichtempfangselement fotografiert, wodurch es möglich ist, mehrere Bilder zu erhalten, die nicht immer gleich sind, während die optischen Achsen in der gleichen Richtung orientiert sind. Ein Bild mit einer hohen Auflösung kann durch Kombinieren der Bilddaten, die in den mehreren Bilder enthalten sind und die nicht identisch sind, für jede Stelle erhalten werden.
  • Das Kameramodul 2000 kann auch wie in B aus 61 veranschaulicht konfiguriert sein. Die in B aus 61 veranschaulichte Konfiguration beinhaltet insgesamt vier optische Einheiten (Bildaufnahmevorrichtungen 1), zwei in sowohl der longitudinalen als auch lateralen Richtung, auf der Einfallsoberfläche des Lichts. In den vier optischen Einheiten sind die Formen der Linsen die gleichen.
  • Die vier optischen Einheiten beinhalten jeweils die Diaphragmaplatte 2031 auf der obersten Schicht des geschichteten strukturellen Linsenkörpers 2011, aber die Größe der Öffnung 2032 der Diaphragmaplatte 2031 unterscheidet sich zwischen den vier optischen Einheiten. Infolgedessen kann das Kameramodul 2000 zum Beispiel das folgende Kameramodul 2000 implementieren.
  • Mit anderen Worten ist zum Beispiel bei einer Überwachungskamera zur Kriminalitätsprävention bei dem Kameramodul 2000, das den geschichteten strukturellen Körper 13 einschließlich Lichtempfangspixel, die jeweils mit drei Typen von Farbfiltern von R, G und B versehen sind und drei Typen von Licht von R, G und B empfangen, zur Überwachung eines Farbbildes tagsüber und eines Lichtempfangspixels, das nicht mit Farbfiltern für R, G und B versehen ist, zum Überwachen eines Schwarz-weiß-Bildes nachts möglich, die Größe der Öffnung des Diaphragmas für lediglich das Pixel zum Fotografieren des nächtlichen Schwarz-weiß-Bildes mit geringer Beleuchtungsstärke zu erhöhen.
  • <Kameramodul einschließlich Transmissionsabschwächungsschicht>
  • Des Weiteren ist es möglich, eine Konfiguration zu nutzen, bei der das Kameramodul 2000 ein Pixel für hohe Beleuchtungsstärke und ein Pixel für niedrige Beleuchtungsstärke beinhaltet und eine Bildaufnahme mit vergrößertem Dynamikumfang durch Verwenden eines Signals, das durch das Pixel für hohe Beleuchtungsstärke erhalten wird, und eines Signals, das durch das Pixel für geringe Beleuchtungsstärke erhalten wird, durchführt.
  • Zum Beispiel sind ein Pixel A (Pixel für geringe Beleuchtungsstärke) und ein Pixel B (Pixel für hohe Beleuchtungsstärke) enthalten, wobei eine angemessene Betriebsgrenze eines Signalerzeugungsmittels (zum Beispiel einer Fotodiode), das in dem Pixel enthalten ist, in dem Pixel B höher (zum Beispiel ist eine Sättigungsladungsmenge größer) als in dem Pixel A ist und die Größe eines Erzeugtes-Signal-Umwandlungsmittels (zum Beispiel eine Ladung-Spannungs-Umwandlungskapazität), das in dem Pixel enthalten ist, in dem Pixel B größer als in dem Pixel A ist.
  • Mit diesen Konfigurationen gibt es in dem Pixel B, weil das Ausgabesignal, falls eine gewisse Menge des Signals (zum Beispiel Ladung) pro Einheitszeit erzeugt wird, so unterdrückt wird, dass es kleiner als in dem Pixel A ist, und zum Beispiel die Sättigungsladungsmenge größer ist, einen Effekt, dass das Pixel die Betriebsgrenze nicht erreicht, selbst wenn die Beleuchtungsstärke des Motivs hoch ist, wodurch ein Bild mit hoher Gradation erhalten werden kann.
  • Andererseits kann in dem Pixel A, falls eine gewisse Menge eines Signals (zum Beispiel Ladung) pro Einheitszeit erzeugt wird, das Ausgabesignal, das größer als jenes des Pixels B ist, erhalten werden, sodass es zum Beispiel einen Effekt gibt, dass ein Bild mit hoher Gradation erhalten werden kann, selbst wenn die Beleuchtungsstärke des Motivs niedrig ist.
  • Weil das Pixel A und das Pixel B wie oben beschrieben enthalten sind, gibt es einen Effekt, dass ein Bild mit hoher Gradation über einen weiten Beleuchtungsstärkenbereich erhalten werden kann, das heißt, es kann ein Bild mit einem sogenannten weiten Dynamikumfang erhalten werden.
  • Wie oben beschrieben, können, falls das Pixel für hohe Beleuchtungsstärke und das Pixel für geringe Beleuchtungsstärke enthalten sind, obwohl das Pixel für hohe Beleuchtungsstärke und das Pixel für geringe Beleuchtungsstärke implementiert werden können, indem die Größen der Öffnungen des Diaphragmas unterschiedlich gemacht werden, wie in B aus 61 veranschaulicht ist, die Pixel auch implementiert werden, indem eine Schicht bereitgestellt wird, die eine Transmission von einfallendem Licht abschwächt, wie in 62 veranschaulicht ist.
  • Weil das in 62 veranschaulichte Kameramodul 2000 im Grunde eine Konfiguration ähnlich jener des in 60 veranschaulichten Kameramoduls 2000 aufweist, werden ähnliche Teile durch ähnliche Bezugsziffern bezeichnet und wird eine Beschreibung davon weggelassen. Ein Unterschied zu dem in 60 veranschaulichten Kameramodul 2000 besteht darin, dass eine Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf dem Schutzsubstrat 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1-2 des in 62 veranschaulichten Kameramoduls 2000 gebildet ist, und andere Teile sind die gleichen.
  • Es wird angemerkt, dass, wie in 62 veranschaulicht, eine Beispielkonfiguration beschrieben wird, bei der bei einer Vorrichtung (Kameramodul 2000) einschließlich zweier Bildaufnahmevorrichtungen 1 eine der Bildaufnahmevorrichtungen 1 die Transmissionsabschwächungsschicht 2000 beinhaltet und die andere die Transmissionsabschwächungsschicht 2000 nicht beinhaltet; jedoch ist die vorliegende Technologie nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt.
  • Zum Beispiel kann die vorliegende Technologie auf eine Vorrichtung einschließlich einer Bildaufnahmevorrichtung 1, die eine Transmissionsabschwächungsschicht 2000 beinhalten soll, angewandt werden. Des Weiteren kann sie auch auf eine Vorrichtung einschließlich der mehreren Bildaufnahmevorrichtungen 1, die die Transmissionsabschwächungsschicht 2000 für eine vorbestimmte Anzahl der Bildaufnahmevorrichtungen 1 beinhalten sollen, angewandt werden.
  • Die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ist eine Schicht, die die Transmission von darauf einfallendem Licht abschwächt. Die Transmission wird unter Bezugnahme auf 63 beschrieben. Von dem Licht, das auf die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 einfällt, werden A % des Lichts durch die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 reflektiert und werden B % des Lichts durch die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 transmittiert. Des Weiteren werden von dem Licht, das auf die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 einfällt, C % des Lichts durch die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 absorbiert.
  • Mit anderen Worten sind von dem Licht, das auf die Transmissionsabschwächungsschicht 2120 einfällt, A % des Lichts reflektiertes Licht, sind B % transmittiertes Licht und sind C % absorbiertes Licht. Es wird angemerkt, dass A + B + C = 100 % gilt. Die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 schwächt das Verhältnis (Transmission) des transmittierten Lichts ab. Um die Transmission abzuschwächen, kann das Verhältnis von reflektiertem Licht erhöht werden oder kann das Verhältnis von absorbiertem Licht erhöht werden.
  • Mit anderen Worten wird die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf der Bildaufnahmevorrichtung 1-2 gebildet, um den Reflexionsgrad größer als oder gleich 0 % und/oder den Absorptionsgrad größer als oder gleich 0 % zu machen. Die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ist eine Schicht, die ein Material zum Erhöhen des Verhältnisses des reflektierten Lichts und ein Material zum Erhöhen des Verhältnisses des absorbierten Lichts beinhaltet.
  • Um das Verhältnis des reflektierten Lichts zu erhöhen, wie in 64 veranschaulicht ist, kann eine Streuungsoberfläche auf dem Schutzsubstrat 18 gebildet werden. Das Schutzsubstrat 18 beinhaltet zum Beispiel ein Glassubstrat, aber eine Streuungsoberfläche kann auf einer Glasoberfläche des Glassubstrats gebildet werden, um die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 zu bilden. Da das einfallende Licht durch die Streuungsoberfläche gestreut wird, nimmt das Verhältnis von reflektiertem Licht zu und wird die Transmission abgeschwächt.
  • Wie oben beschrieben, ist die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 eine Schicht, bei der der Reflexionsgrad und/oder der Absorptionsgrad und/oder der Streuungskoeffizient einen Wert größer als 0 aufweist.
  • Wie oben beschrieben, wird die Konfiguration genutzt, bei der die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 in manchen der Bildaufnahmevorrichtungen 1 der mehreren Bildaufnahmevorrichtungen gebildet ist, die in dem Kameramodul 2000 enthalten sind, und Signale werden von der Bildaufnahmevorrichtung 1 jeweils mit unterschiedlichen transmittierten Lichtverhältnissen erhalten.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht die Bildaufnahmevorrichtung 1 (die Bildaufnahmevorrichtung 1-2 in 62), die mit der Transmissionsabschwächungsschicht 2100 versehen ist, dem Pixel B und, weil das Ausgabesignal, falls eine gewisse Menge des Signals (zum Beispiel Ladung) pro Einheitszeit erzeugt wird, so unterdrückt wird, dass es kleiner als in dem Pixel A ist, und zum Beispiel die Sättigungsladungsmenge größer ist, erreicht das Pixel die Betriebsgrenze nicht, selbst wenn die Beleuchtungsstärke des Motivs hoch ist, wodurch die Bildaufnahmevorrichtung 1 als ein Pixel verwendet werden kann, aus dem ein Bild mit hoher Gradation erhalten werden kann.
  • Des Weiteren entspricht bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Bildaufnahmevorrichtung 1 (die Bildaufnahmevorrichtung 1-1 in 62), die nicht mit der Transmissionsabschwächungsschicht 2100 versehen ist, dem Pixel A und kann, falls eine gewisse Menge des Signals (zum Beispiel Ladung) pro Einheitszeit erzeugt wird, das Ausgabesignal, das größer als jenes des Pixels B ist, erhalten werden, sodass zum Beispiel die Bildaufnahmevorrichtung 1 als ein Pixel verwendet werden kann, aus dem ein Bild mit hoher Gradation erhalten werden kann, selbst wenn die Beleuchtungsstärke des Motivs niedrig ist.
  • Daher kann, weil das in 62 veranschaulichte Kameramodul 2000 die Bildaufnahmevorrichtung 1-1 und die Bildaufnahmevorrichtung 1-2 beinhaltet, die dem Pixel A bzw. dem Pixel B entsprechen, das Kameramodul 2000 eine Vorrichtung sein, aus der ein Bild mit hoher Gradation über einen weiten Beleuchtungsstärkenbereich erhalten werden kann, das heißt, es kann ein Bild mit einem sogenannten weiten Dynamikumfang erhalten werden.
  • Wie in 62 veranschaulicht, kann die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf dem Schutzsubstrat 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 gebildet werden; jedoch kann die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auch bei einer Position gebildet werden, die sowohl in 65 als auch in 66 veranschaulicht ist. Unter Bezugnahme auf 65 ist die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 zwischen dem Schutzsubstrat 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 und dem Glasversiegelungsharz 17 gebildet. Des Weiteren ist unter Bezugnahme auf 66 die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 innerhalb des Schutzsubstrats 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 gebildet.
  • Wie oben beschrieben, kann die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf dem Schutzsubstrat 18, innerhalb des Schutzsubstrats 18 oder unterhalb des Schutzsubstrats 18 gebildet werden.
  • Des Weiteren kann, wie in 62 veranschaulicht, die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ein gleichmäßiges Material mit im Wesentlichen der gleichen Dicke auf dem Schutzsubstrat 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhalten; jedoch kann, wie in 67 veranschaulicht, die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 mehrere Materialien (mehrere Schichten) beinhalten.
  • Die in 67 veranschaulichte Transmissionsabschwächungsschicht 2100 beinhaltet drei Schichten aus einer Transmissionsabschwächungsschicht 2100-1, einer Transmissionsabschwächungsschicht 2100-2 und einer Transmissionsabschwächungsschicht 2100-3. Die drei Schichten aus Transmissionsabschwächungsschichten 2100 beinhalten jeweils unterschiedliche Materialien. Durch das Aufnehmen unterschiedlicher Materialien werden die Schichten mit jeweiligen gewünschten Transmissionen erhalten.
  • Es wird angemerkt, dass die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 mehrere Schichten außer drei Schichten beinhalten kann.
  • Des Weiteren kann, wie in 68 veranschaulicht, die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 nicht auf der gesamten Oberfläche der Bildaufnahmevorrichtung 1, sondern in einem Teil davon gebildet werden. Bei dem in 68 veranschaulichten Beispiel ist ein Beispiel veranschaulicht, bei dem die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 in einem Halbgebiet (ein Halbgebiet eines effektiven Pixelgebiets) der Ebene des Schutzsubstrats 18 der Bildaufnahmevorrichtung 1 gebildet ist.
  • Es wird angemerkt, dass 68 ein Beispiel veranschaulicht, bei dem die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf der rechten Hälfte des effektiven Pixelgebiets gebildet ist, aber die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 kann in der linken Hälfte oder in einer Streifenform gebildet sein. Des Weiteren kann, wie in 69 veranschaulicht, die Dicke der Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf unterschiedliche Dicken auf der linken und rechten Seite eingestellt werden. Bei dem in 69 veranschaulichten Beispiel ist die Dicke der Transmissionsabschwächungsschicht 2100, die in der linken Hälfte des effektiven Pixelgebiets bereitgestellt ist, so gebildet, dass sie dünner als die Dicke der Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ist, die auf der rechten Hälfte bereitgestellt ist.
  • Wie in 68 und 69 veranschaulicht, ist es möglich, eine funktionale Differenz hinzuzufügen, indem die Dicke der Transmissionsabschwächungsschicht 2100 innerhalb des effektiven Pixelgebiets unterschiedlich gemacht wird.
  • Des Weiteren kann, wie in 70 veranschaulicht, die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 nicht an beiden Enden der Bildaufnahmevorrichtung 1 gebildet werden. Falls zum Beispiel das optische schwarze Gebiet (OPB(Optical Black)- Gebiet) an beiden Enden der Bildaufnahmevorrichtung 1 bereitgestellt ist, kann die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf dem optischen schwarzen Gebiet gebildet werden. In diesem Fall ist es möglich, einen Effekt zu erhalten, dass ein Reflexlicht unterdrückt werden kann.
  • Für die unter Bezugnahme auf 67 bis 70 beschriebenen Transmissionsabschwächungsschichten 2100, wie unter Bezugnahme auf 65 und 66 beschrieben, wie für die Positionen, wo die Transmissionsabschwächungsschichten 2100 gebildet werden, können die Transmissionsabschwächungsschichten 2100 auf dem Schutzsubstrat 18, innerhalb des Schutzsubstrats 18 oder unter dem Schutzsubstrat 18 gebildet werden.
  • Die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 kann ein Metall, wie etwa Aluminium (Al), Gold (Au), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Wolfram (W) oder Titan (Ti), oder ein anorganisches Material, wie etwa einen Siliciummonoxid(SiO)-, Siliciumnitrid(SiN)- oder Siliciumoxinitrid(SiON)-Film, beinhalten. Des Weiteren kann auch ein organisches Material verwendet werden. Des Weiteren kann ein Polarisator, wie etwa ein Kristall oder ein flüssiger Kristall, verwendet werden.
  • Falls die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ein organisches Material beinhaltet, kann die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 so konfiguriert sein, dass sie als ein Farbfilter fungiert. Zum Beispiel kann die in 62 veranschaulichte Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ein rotes (R) Farbfilter, ein grünes (G) Farbfilter oder ein blaues (B) Farbfilter sein.
  • Die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 beinhaltet beliebige oder eine Kombination eines solchen Metalls, eines solchen anorganischen Materials, eines solchen organischen Materials und eines solchen Polarisators.
  • Des Weiteren kann, wie in A aus 61 veranschaulicht, falls das Kameramodul 2000 vier Bildaufnahmevorrichtungen 1 beinhaltet, jede der Bildaufnahmevorrichtungen 1 als die Bildaufnahmevorrichtung 1, in der das rote Farbfilter als die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist, die Bildaufnahmevorrichtung 1, in der das grüne Farbfilter als die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist, oder die Bildaufnahmevorrichtung 1 verwendet werden, in der das blaue Farbfilter als die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist. In diesem Fall ist es möglich, falls die RGB-Bayer-Anordnung angewandt wird, so zu konfigurieren, dass das Kameramodul 2000 zwei Bildaufnahmevorrichtung 1 beinhaltet, in denen das grüne Farbfilter als die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist.
  • Des Weiteren besteht in dem Fall einer RGBC-Anordnung eine derartige Konfiguration, dass bei einer Bildaufnahmevorrichtung 1 unter den vier Bildaufnahmevorrichtungen 1 ein transparentes (C) Farbfilter als die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist oder die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 nicht gebildet ist.
  • Als eine Anordnung aus Farbfiltern des Kameramoduls 2000, das vier Bildaufnahmevorrichtungen 1 beinhaltet, wie in A aus 61 veranschaulicht ist, ist es zusätzlich zu der RGB und RGBC, die oben beschrieben sind, möglich, die vorliegende Technologie auf Anordnungen anzuwenden, zum Beispiel RCCC (unter den vier Bildaufnahmevorrichtungen 1 ist eine das rote Farbfilter und sind die restlichen drei transparente Farbfilter), RCCB (unter den vier Bildaufnahmevorrichtungen 1 ist eine das rote Farbfilter, sind zwei transparente Farbfilter und ist die restliche eine das blaue Farbfilter) und RGBIR (unter den vier Bildaufnahmevorrichtungen 1 ist eine das rote Farbfilter, ist eine das grüne Farbfilter, ist eine das blaue Farbfilter und ist eine ein Farbfilter, das Infrarotstrahlen transmittiert) und dergleichen.
  • <Bildung der Transmissionsabschwächungsschicht>
  • Die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 kann wie in 71 veranschaulicht gebildet werden. Mit anderen Worten werden ein Substrat, auf dem die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf dem Schutzsubstrat 18 gebildet ist, und ein Substrat, das auf das Glasversiegelungsharz 17 geschichtet ist, aneinandergehaftet, wodurch die Bildaufnahmevorrichtung 1 hergestellt werden kann, auf der die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist.
  • In 71 ist ein Fall veranschaulicht, bei dem die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf dem Schutzsubstrat 18 gebildet ist; jedoch ist von dem in 71 veranschaulichten Zustand das Substrat, auf dem die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist, umgedreht und werden nach dem Umdrehen die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 und das Glasversiegelungsharz 17 aneinander gebondet, wodurch die Bildaufnahmevorrichtung 1 hergestellt werden kann, bei der die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 zwischen dem Glasversiegelungsharz 17 und der Schutzschicht 18 gebildet ist.
  • Des Weiteren wird, wie in 72 veranschaulicht, die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf der Bildaufnahmevorrichtung 1 gebildet, die auf dem Schutzsubstrat 18 gebildet ist, wodurch die Bildaufnahmevorrichtung 1 hergestellt werden kann, bei der die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 gebildet ist.
  • Die Bildung der Transmissionsabschwächungsschicht 2100, die in 71 und 72 veranschaulicht ist, kann in dem Waferzustand durchgeführt werden oder kann nach einer Vereinzelung durchgeführt werden.
  • Falls die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 nach der Vereinzelung gebildet wird, wie in 73 veranschaulicht ist, kann die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auch auf der Seitenoberfläche der Bildaufnahmevorrichtung 1 gebildet werden. Nach der Vereinzelung wird jeder Chip (Bildaufnahmevorrichtung 1) in einem Zustand des Haftens an einer Platte gehandhabt und, wenn die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 auf dem Schutzsubstrat 18 gebildet ist, nachdem die Platte erweitert wurde, wird die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ebenfalls auf der Seitenoberfläche gebildet.
  • Falls zum Beispiel die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 ein Material mit einem Feuchtigkeitsbeständigkeitseffekt beinhaltet, kann die Bildaufnahmevorrichtung 1 durch das Material mit dem Feuchtigkeitsbeständigkeitseffekt umgeben werden und kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit in die Bildaufnahmevorrichtung 1 eindringt.
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Transmissionsabschwächungsschicht 2100 als die Schicht beschrieben, die die Transmission des Lichts, das auf diese einfällt, abschwächt, aber die Schicht kann auch als eine Schicht gebildet werden, die die Transmission verbessert. Zum Beispiel wird die Oberfläche des Schutzsubstrats 18 einschließlich des Glassubstrats einer Facettenaugenverarbeitung unterzogen, wodurch der Reflexionsgrad der Glasgrenzfläche unterdrückt werden kann und die Transmission verbessert werden kann.
  • <Anwendungsbeispiel für eine elektronische Einrichtung>
  • Die vorliegende Technologie ist nicht auf die Anwendung auf Bildaufnahmevorrichtungen beschränkt. Mit anderen Worten ist die vorliegende Erfindung auf alle elektronischen Einrichtungen anwendbar, die eine Bildaufnahmevorrichtung für eine Bilderfassungseinheit (fotoelektrische Umwandlungseinheit) verwenden, wie etwa eine Bildaufnahmevorrichtung, wie etwa eine digitale Fotokamera oder Videokamera, eine Mobilendgerätevorrichtung mit einer Bildaufnahmefunktion und ein Kopierer, der eine Bildaufnahmevorrichtung für eine Bildleseeinheit verwendet. Die Bildaufnahmevorrichtung kann in einer Form, wie etwa einer On-Chip- oder einer modularen Form, mit einer Bildaufnahmefunktion gebildet werden, bei der eine Bildaufnahmeeinheit und Signalverarbeitungseinheit oder ein optisches System zusammen verkapselt sind.
  • 74 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration der Bildaufnahmevorrichtung als eine elektronische Einrichtung veranschaulicht, auf die die vorliegende Technologie angewandt wird.
  • Eine Bildaufnahmeeinrichtung 3000 aus 74 beinhaltet Folgendes: eine optische Einheit 3001 einschließlich einer Linsengruppe und dergleichen; eine Bildaufnahmevorrichtung 302, bei der die Konfiguration der Bildaufnahmevorrichtung 1 aus 1 genutzt wird; und einen Digitaler-Signalprozessor(DSP)-Schaltkreis 3003, der ein Kamerasignalverarbeitungsschaltkreis ist. Des Weiteren beinhaltet die Bildaufnahmeeinrichtung 3000 auch einen Einzelbildspeicher 3004, eine Anzeigeeinheit 3005, eine Aufzeichnungseinheit 3006, eine Betriebseinheit 3007 und eine Leistungsversorgungseinheit 3008. Der DSP-Schaltkreis 3003, der Einzelbildspeicher 3004, die Anzeigeeinheit 3005, die Aufzeichnungseinheit 3006, die Betriebseinheit 3007 und die Leistungsversorgungseinheit 3008 sind über eine Busleitung 3009 miteinander verbunden.
  • Die optische Einheit 3001 nimmt einfallendes Licht (Bildlicht) von einem Motiv auf und bildet ein Bild auf einer Bildaufnahmeoberfläche der Bildaufnahmevorrichtung 3002. Die Bildaufnahmevorrichtung 3002 wandelt die Menge an Licht des einfallenden Lichts, das auf sich der Bildaufnahmeoberfläche der optischen Einheit 3001 formt, in ein elektrisches Signal für jedes Pixel um und gibt das elektrische Signal als das Pixelsignal aus. Als die Bildaufnahmevorrichtung 3002 kann eine Bildaufnahmevorrichtung verwendet werden, die dadurch verkleinert wird, dass ein leitfähiges Pad für den Kontakt mit einer Messsonde nicht auf dem äußeren Peripherieteil zum Zweck des Messens des Betriebs der Bildaufnahmevorrichtung 1 aus 1, mit anderen Worten des geschichteten strukturellen Körpers 13, bereitgestellt ist, sondern stattdessen die Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit 49 in einem Gebiet unterhalb des Gebiets der Pixelarray Einheit 24 des oberen strukturellen Körpers 11 oder einem Gebiet unterhalb des Pixelperipherieschaltkreisgebiets 313 des oberen strukturellen Körpers 11 angeordnet ist.
  • Die Anzeigeeinheit 305 beinhaltet zum Beispiel eine Anzeigevorrichtung vom Paneltyp, wie etwa ein Flüssigkristallpanel oder ein organisches Elektrolumineszenz(EL)-Panel, und zeigt ein Bewegtbild oder ein Standbild an, das durch die Bildaufnahmevorrichtung 3002 erfasst wird. Die Aufzeichnungseinheit 3006 zeichnet das Bewegtbild oder das Standbild, das durch die Bildaufnahmevorrichtung 3002 erfasst wird, auf einem Aufzeichnungsmedium, wie etwa einer Festplatte oder einem Halbleiterspeicher auf.
  • Die Betriebseinheit 3007 erstellt unter der Bedienung eines Benutzers einen Betriebsbefehl für verschiedene Funktionen, die in der Bildaufnahmeeinrichtung 3000 enthalten sind. Die Leistungsversorgungseinheit 3008 liefert verschiedene Leistungsversorgungen, die Betriebsleistungsversorgungen für den DSP-Schaltkreisteil 3003, den Einzelbildspeicher 3004, die Anzeigeeinheit 3005, die Aufzeichnungseinheit 3006 und die Betriebseinheit 3007 sind, an diese Versorgungsziele nach Bedarf.
  • Wie oben beschrieben, kann die Gehäusegröße eines Halbleitergehäuses verkleinert werden, indem die Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen als die Bildaufnahmevorrichtung 3002 verwendet wird. Entsprechend kann die Einrichtung auch bei der Bildaufnahmeeinrichtung 3000, wie etwa einer Videokamera oder einer digitalen Fotokamera, oder ferner einem Kameramodul für eine Mobilvorrichtung, wie etwa ein Mobiltelefon, verkleinert werden.
  • <Verwendungsbeispiels eines Bildsensors>
  • 75 ist ein Diagramm, das Verwendungsbeispiele für die oben beschriebene Bildaufnahmevorrichtung 1 veranschaulicht.
  • Der CMOS-Bildsensor als die Bildaufnahmevorrichtung 1 kann zum Beispiel für verschiedene Fälle zum Erfassen von Licht, wie etwa sichtbarem Licht, Infrarotlicht, ultraviolettem Licht oder Röntgenstrahlen, wie unten beschrieben, verwendet werden.
    • • Eine Einrichtung, die ein Bild fotografiert, das zu Wertschätzungszwecken zu verwenden ist, wie etwa eine digitale Kamera oder eine portable Vorrichtung mit einer Kamerafunktion
    • • Eine Einrichtung, die zu Verkehrszwecken zu verwenden ist, wie etwa ein Automobilsensor zum Fotografieren vor, hinter, um, innerhalb eines Autos und dergleichen, eine Überwachungskamera zum Überwachen von sich bewegenden Fahrzeugen und Straßen und ein Abstandssensor zum Messen eines Abstands zwischen Fahrzeugen und dergleichen zum sicheren Fahren, wie etwa zum automatischen Stoppen, zur Erkennung des Zustands des Fahrers und dergleichen
    • • Eine Einrichtung, die für Elektrogeräte zu verwenden ist, wie etwa einen Fernseher, einen Kühlschrank und eine Klimaanlage, zum Fotografieren einer Geste des Benutzers und zum Betreiben der Geräte gemäß der Geste
    • • Eine Einrichtung, die zur medizinischen Pflege und Gesundheitspflege zu verwenden ist, wie etwa ein Endoskop oder eine Einrichtung zur Angiografie durch Empfangen von Infrarotlicht
    • • Eine Einrichtung, die zu Sicherheitszwecken zu verwenden ist, wie etwa eine Überwachungskamera für Kriminalitätspräventionsanwendungen oder eine Kamera für Personenauthentifizierungsanwendungen
    • • Eine Einrichtung, die zu Schönheitszwecken zu verwenden ist, wie etwa ein Hautmessinstrument zum Fotografieren von Haut und ein Mikroskop zum Fotografieren einer Kopfhaut
    • • Eine Einrichtung, die zu Sportzwecken zu verwenden ist, wie etwa eine tragbare Kamera oder eine Action-Kamera für Sportanwendungen oder dergleichen
    • • Eine Einrichtung, die zu landwirtschaftlichen Zwecken zu verwenden ist, wie etwa eine Kamera zum Überwachen von Zuständen von Feldern und Nutzpflanzen
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 1 kann sowohl auf die, die Elektronen als Signalladungen verwendet, als auch auf die, die Löcher als Signalladungen verwendet, angewandt werden.
  • Des Weiteren ist die vorliegende Anwendung nicht nur auf Anwendungen für die Bildaufnahmevorrichtung, die eine Verteilung der Menge von einfallendem Licht aus sichtbarem Licht als ein Bild detektiert und erfasst, sondern auch auf die Bildaufnahmevorrichtung anwendbar, die eine Verteilung der einfallenden Menge von Infrarotstrahlen, Röntgenstrahlen, Teilchen oder dergleichen als ein Bild erfasst, und in einem weiten Bedeutungssinn allgemein auf Bildaufnahmevorrichtungen (Detektionsvorrichtung für eine physikalische Quantitätsverteilung) zum Detektieren und Erfassen einer Verteilung anderer physikalischer Quantitäten, wie etwa Druck und Kapazität, als ein Bild, wie etwa einen Fingerabdrucksensor.
  • Des Weiteren ist die vorliegende Offenbarung nicht nur auf die Bildaufnahmevorrichtungen anwendbar, sondern auch auf andere Halbleitervorrichtungen einschließlich eines integrierten Halbleiterschaltkreises im Allgemeinen.
  • <Anwendungsbeispiel für ein endoskopisches chirurgisches System>
  • Die vorliegende Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Produkte angewandt werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein endoskopisches chirurgisches System angewandt werden.
  • 76 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen chirurgischen Systems veranschaulicht, auf das die vorliegende Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • 76 veranschaulicht einen Zustand, bei dem ein Bediener (Arzt) 11131 eine Operation an einem Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 unter Verwendung eines endoskopischen chirurgischen Systems 110000 durchführt. Wie veranschaulicht, beinhaltet das endoskopische chirurgische System 11000 ein Endoskop 11100 und andere chirurgischen Werkzeuge 11110, wie etwa einen Pneumoperitoneumschlauch 11111 und ein Energiebehandlungswerkzeug 11112, eine Stützarmvorrichtung 11120, die das Endoskop 11100 stützt, und einen Wagen 11200, auf dem verschiedene Vorrichtungen für eine endoskopische Operation montiert sind.
  • Das Endoskop 11100 beinhaltet einen Linsentubus 11101, in dem ein Gebiet einer vorbestimmten Länge von dem distalen Ende in den Körperhohlraum des Patienten 11132 eingeführt wird, und einen Kamerakopf 11102, der mit dem proximalen Ende des Linsentubus 11101 verbunden ist. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist das Endoskop 11100, das als ein sogenanntes starres Gyroskop einschließlich eines starren Linsentubus 11101 gebildet ist, veranschaulicht, aber das Endoskop 11100 kann als ein sogenanntes flexibles Endoskop einschließlich eines flexiblen Linsentubus gebildet werden.
  • An dem distalen Ende des Linsentubus 11101 ist eine Seitenöffnung bereitgestellt, in die eine Objektivlinse eingepasst ist. Eine Lichtquellenvorrichtung 11203 ist mit dem Endoskop 11100 verbunden und das Licht, das durch die Lichtquellenvorrichtung 11203 erzeugt wird, wird zu dem distalen Ende des Linsentubus durch einen Lichtleiter geleitet, der sich innerhalb des Linsentubus 11101 erstreckt, und das Licht wird zu einem Beobachtungsziel in dem Körperhohlraum des Patienten 11132 hin mittels der Objektivlinse emittiert. Es wird angemerkt, dass das Endoskop 11100 ein Direktbetrachtungsendoskop, ein Schrägbetrachtungsendoskop oder ein Seitenbetrachtungsendoskop sein kann.
  • Ein optisches System und ein Bildaufnahmeelement sind innerhalb des Kamerakopfes 11102 bereitgestellt und von dem Beobachtungsziel reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) wird durch das optische System auf dem Bildaufnahmeelement gebündelt. Das Beobachtungslicht wird durch das Bildaufnahmeelement fotoelektrischer umgewandelt und ein elektrisches Signal, das dem Beobachtungslicht entspricht, das heißt ein Bildsignal, das dem Beobachtungsbild entspricht, wird erzeugt. Das Bildsignal wird als RAW-Date an eine Kamerasteuereinheit (CCU: Camera Control Unit) 11201 übertragen.
  • Die CCU 11201 beinhaltet eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) und dergleichen und steuert einen Betrieb des Endoskops 11100 und eine Anzeigevorrichtung 11202 umfassend. Zudem empfängt die CCU 11201 das Bildsignal von dem Kamerakopf 11102 und wendet verschiedene Typen einer Bildverarbeitung, zum Beispiel eine Entwicklungsverarbeitung (Demosaicing-Verarbeitung), und dergleichen zum Anzeigen des Bildes basierend auf dem Bildsignal an.
  • Die Anzeigevorrichtung 11202 zeigt ein Bild basierend auf dem Bildsignal, das der Bildverarbeitung durch die CCU 11201 unterzogen wird, durch die Steuerung von der CCU 11201 an.
  • Die Lichtquellenvorrichtung 11203 beinhaltet eine Lichtquelle, zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED) oder dergleichen, und liefert Bestrahlungslicht zum Fotografieren eines chirurgischen Teils oder dergleichen an das Endoskop 11100.
  • Eine Eingabevorrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle zu dem endoskopischen chirurgischen System 11000. Ein Benutzer kann verschiedene Typen von Informationen und Anweisungen über die Eingabevorrichtung 11204 in das endoskopischen chirurgischen Systems 11000 eingeben. Zum Beispiel gibt der Benutzer eine Anweisung oder dergleichen zum Ändern von Bildaufnahmebedingungen (Typ des Bestrahlungslichts, Vergrößerung, Brennlänge und dergleichen) für das Endoskop 11100 ein.
  • Eine Behandlungswerkzeugsteuervorrichtung 11205 steuert eine Ansteuerung für das Energiebehandlungswerkzeug 11112 zur Kauterisation von Gewebe, Inzision, Versiegelung von Blutgefäßen oder dergleichen. Eine Pneumoperitoneumvorrichtung 11206 injiziert ein Gas in den Körperhohlraum über den Pneumoperitoneumschlauch 11111, um den Körperhohlraum des Patienten 11132 aufzublähen, um ein Sichtfeld für das Endoskop 11100 sicherzustellen und einen Arbeitsraum für den Bediener sicherzustellen. Ein Aufzeichnungsgerät 11207 ist eine Vorrichtung, die zum Aufzeichnen verschiedener Typen von Informationen über die Operation in der Lage ist. Ein Drucker 11208 ist eine Vorrichtung, die zum Drucken verschiedener Typen von Informationen hinsichtlich der Operation in verschiedenen Formaten, wie etwa als Text, Bild, Graph und dergleichen, in der Lage ist.
  • Es wird angemerkt, dass die Lichtquellenvorrichtung 11203, die Bestrahlungslicht zum Fotografieren eines chirurgischen Teils an das Endoskop 11100 liefert, eine Weißlichtquelle einschließlich zum Beispiel einer LED, eine Laserlichtquelle oder eine Kombination davon beinhalten kann. Falls die Weißlichtquelle eine Kombination von R-, G-, und B-Laserlichtquellen beinhaltet, können die Ausgabeintensität und das Ausgabetiming von jeder Farbe (jeder Wellenlänge) mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, sodass eine Anpassung des Weißabgleichs des erfassten Bildes der Lichtquellenvorrichtung 11203 durchgeführt werden kann. Des Weiteren ist es in diesem Fall auch möglich, ein Bild zu erfassen, das jeden von R, G und B in einer Zeiteinteilung entspricht, indem Laserlicht von jeder der R-, G-, und B-Laserlichtquellen in einer Zeiteinteilung an das Beobachtungsziel emittiert wird und die Ansteuerung des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit dem Emissionstiming gesteuert wird. Gemäß diesem Verfahren kann ein Farbbild erhalten werden, ohne ein Farbfilter in dem Bildaufnahmeelement bereitzustellen.
  • Des Weiteren kann die Ansteuerung der Lichtquellenvorrichtung 11203 so gesteuert werden, dass die Intensität von Licht, das auszugeben ist, in vorbestimmten Zeitintervallen geändert wird. Durch Steuern der Ansteuerung des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit dem Timing der Lichtintensitätsänderung zum Erfassen von Bildern in einer Zeiteinteilung und Synthetisieren der Bilder kann ein Bild mit hohem Dynamikumfang ohne sogenannte „blocked up shadows“ (blockierte Schatten) oder „blown out highlights“ (ausgelöschte Spitzlichter) erzeugt werden.
  • Des Weiteren kann die Lichtquellenvorrichtung 11203 so konfiguriert sein, dass sie dazu in der Lage ist, Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbandes, das einer Speziallichtbeobachtung entspricht, bereitzustellen. Bei der Speziallichtbeobachtung wird zum Beispiel durch Verwenden einer Wellenlänge in Abhängigkeit von einer Lichtabsorption in Körpergewebe, durch Emittieren von schmalbandigem Licht im Vergleich zu Bestrahlungslicht (mit anderen Worten Weißlicht) zur Zeit einer gewöhnlichen Beobachtung wird eine sogenannte Schmalbandbildgebung durchgeführt, bei der ein vorbestimmtes Gewebe, wie etwa ein Blutgefäß in einer mukosalen Oberflächenschicht, mit hohem Kontrast fotografiert wird. Alternativ dazu kann bei der Speziallichtbeobachtung eine Fluoreszenzbeobachtung durchgeführt werden, die ein Bild durch Fluoreszenz erhält, die durch Emission von Anregungslicht erzeugt wird. Bei der Fluoreszenzbeobachtung ist es zum Beispiel möglich, Körpergewebe mit Anregungslicht zu bestrahlen, um die Fluoreszenz von dem Körpergewebe zu beobachten (Autofluoreszenzbeobachtung), ein Reagenz, wie etwa Indocyaningrün (ICG), lokal in ein Körpergewebe zu injizieren und Anregungslicht zu emittieren, das der Fluoreszenzwellenlänge des Reagenzes entspricht, um ein Fluoreszenzbild zu erhalten. Die Lichtquellenvorrichtung 11203 kann so konfiguriert sein, dass sie dazu in der Lage ist, schmalbandiges Licht und/oder Anregungslicht, das einer solchen Speziallichtbeobachtung entspricht, bereitzustellen.
  • 77 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration des Kamerakopfes 11102 und der CCU 11201, die in 76 veranschaulicht sind, veranschaulicht.
  • Der Kamerakopf 11102 beinhaltet eine Linseneinheit 11401, eine Bildaufnahmeeinheit 11402, eine Ansteuerungseinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopfsteuereinheit 11405. Die CCU 11201 beinhaltet eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuereinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 durch ein Übertragungskabel 11400 mit Kommunikationsmöglichkeit miteinander verbunden.
  • Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das bei einem Verbindungsteil mit dem Linsentubus 11101 bereitgestellt ist. Das Beobachtungslicht, das von dem distalen Ende des Linsentubus 11101 aufgenommen wird, wird zu dem Kamerakopf 11102 geleitet und fällt auf die Linseneinheit 11401 ein. Die Linseneinheit 11401 beinhaltet eine Kombination mehrerer Linsen einschließlich einer Zoomlinse und einer Fokuslinse.
  • Die Bildaufnahmevorrichtung 11402 beinhaltet ein Bildaufnahmeelement. Das Bildaufnahmeelement, das die Bildaufnahmeeinheit 11402 darstellt, kann ein (ein sogenannter Einzelplattentyp) Element oder mehrere (ein sogenannter Mehrfachplattentyp) Elemente sein. Falls die Bildaufnahmeeinheit 11402 zum Beispiel den Mehrfachplattentyp beinhaltet, können Bildsignale, die R, G und B entsprechen, durch jeweilige Bildaufnahmeelemente erzeugt werden und kann ein Farbbild durch Synthetisieren der Bildsignale erhalten werden. Alternativ dazu kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 ein Paar von Bildaufnahmeelementen zum Erfassen von Bildsignalen für das rechte Auge und für das linke Auge, die einer dreidimensionalen (3D) Anzeige entsprechen, beinhalten. Durch das Durchführen der 3D-Anzeige kann der Bediener 11131 die Tiefe des lebenden Gewebes in einem chirurgischen Teil genauer begreifen. Es wird angemerkt, dass, falls die Bildaufnahmevorrichtung den Mehrfachplattentyp beinhaltet, mehrere Systeme der Linseneinheiten 11401 bereitgestellt werden können, die den jeweiligen Bildaufnahmeelementen entsprechen.
  • Des Weiteren ist die Bildaufnahmeeinheit 11402 nicht notwendigerweise in dem Kamerakopf 11102 bereitgestellt. Zum Beispiel kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 innerhalb des Linsentubus 11101 unmittelbar nach der Objektivlinse bereitgestellt sein.
  • Die Ansteuerungseinheit 11403 beinhaltet einen Aktor und bewegt die Zoomlinse und die Fokuslinse der Linseneinheit 11401 um einen vorbestimmten Abstand entlang der optischen Achse durch Steuern der Kamerakopfsteuereinheit 11405. Infolgedessen können die Vergrößerung und der Fokus des durch die Bildaufnahmeeinheit 11402 erfassten Bildes angemessen angepasst werden.
  • Die Kommunikationseinheit 11404 beinhaltet eine Kommunikationsvorrichtung zum Übertragen/Empfangen verschiedener Typen von Informationen an die/von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 überträgt das Bildsignal, das von der Bildaufnahmeeinheit 11402 erhalten wurde, als RAW-Daten an die CCU 11201 über das Übertragungskabel 11400.
  • Des Weiteren empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 von der CCU 11201 und liefert das Steuersignal an die Kamerakopfsteuereinheit 11405. Das Steuersignal beinhaltet Informationen hinsichtlich Bildaufnahmebedingungen, zum Beispiel Informationen, die die Bildwiederholrate des erfassten Bildes spezifizieren, Informationen, die einen Belichtungswert zu der Zeit der Bildaufnahme spezifizieren, und/oder Informationen, die die Vergrößerung und den Fokus des erfassten Bildes spezifizieren, und dergleichen.
  • Es wird angemerkt, dass die Bildaufnahmebedingungen, wie etwa die Bildwiederholrate, der Belichtungswert und der Fokus angemessen durch den Benutzer spezifiziert werden können oder automatisch durch die Steuereinheit 11413 der CCU 11201 basierend auf dem erfassten Bildsignal eingestellt werden können. In dem letzteren Fall sind die sogenannte Autobelichtung(AE: Auto Exposure)-Funktion, Autofokus(AF)-Funktion und Autoweißabgleich(AWB: Auto White Balance)-Funktion in dem Endoskop 11100 installiert.
  • Die Kamerakopfsteuereinheit 11405 steuert die Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 basierend auf dem Steuersignal von der CCU 11201, das über die Kommunikationseinheit 11404 empfangen wird.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 beinhaltet eine Kommunikationsvorrichtung zum Übertragen/Empfangen verschiedener Typen von Informationen an den/von dem Kamerakopf 11102. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt das Bildsignal, das von dem Kamerakopf 11102 übertragen wird, über das Übertragungskabel 11400.
  • Des Weiteren überträgt die Kommunikationseinheit 11411 das Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 an den Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuersignal können durch elektrische Kommunikation, optische Kommunikation oder dergleichen übertragen werden.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Typen einer Bildverarbeitung an dem Bildsignal durch, das aus RAW-Daten besteht, die von dem Kamerakopf 11102 übertragen werden.
  • Die Steuereinheit 11413 führt verschiedene Typen einer Steuerung in Bezug auf die Bildaufnahme eines chirurgischen Teils oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und eine Anzeige des erfassten Bildes durch, das durch die Bildaufnahme des chirurgischen Teils oder desgleichen erhalten wird. Zum Beispiel erzeugt die Steuereinheit 11413 das Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102.
  • Des Weiteren bewirkt die Steuereinheit 11413, dass die Anzeigevorrichtung 11202 das erfasste Bild des chirurgischen Teils oder dergleichen basierend auf dem Bildsignal anzeigt, das der Bildverarbeitung durch die Bildverarbeitungseinheit 11412 unterzogen wurde. Zu dieser Zeit kann die Steuereinheit 11413 verschiedene Objekte in dem erfassten Bild durch Verwenden verschiedener Bilderkennungstechnologien erkennen. Zum Beispiel detektiert die Steuereinheit 11413 eine Farbe, eine Form einer Kante und dergleichen des Objekts, das in dem erfassten Bild enthalten ist, wodurch sie dazu in der Lage ist, ein chirurgisches Werkzeug, wie etwa eine Pinzette, einen speziellen Körperteil, eine Blutung, eine Verneblung zu der Zeit des Verwendens des Energiebehandlungswerkzeugs 11112 oder dergleichen zu detektieren. Wenn bewirkt wird, dass die Anzeigevorrichtung 11202 das erfasste Bild anzeigt, kann die Steuereinheit 11413 bewirken, dass die Anzeigevorrichtung 11202 verschiedene Typen von Operationshilfsinformationen auf dem Bild des chirurgischen Teils durch Verwenden des Erkennungsergebnisses überlagert und anzeigt. Die Operationshilfsinformationen werden überlagert und angezeigt und dem Bediener 11131 präsentiert, wodurch die Belastung des Bedieners 11131 reduziert werden kann und der Bediener 11131 eine Operation zuverlässig durchführen kann.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 verbindet, ist ein elektrisches Signalkabel, das zum Kommunizieren von elektrischen Signalen anpassbar ist, eine optische Faser, die zum optischen Kommunizieren anpassbar ist, oder ein Kompositkabel daraus.
  • Hier wird bei dem veranschaulichten Beispiel eine Kommunikation durch einen Draht unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 durchgeführt, aber eine Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 kann drahtlos durchgeführt werden.
  • In dem Vorhergehenden wurde ein Beispiel für das endoskopische chirurgische System beschrieben, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf zum Beispiel das Endoskop 11100, (die Bildaufnahmeeinheit 11402 des) den Kamerakopf 11102, (die Bildverarbeitungseinheit 11412 der) die CCU 11201 und dergleichen unter den oben beschriebenen Konfigurationen angewandt werden.
  • Es wird angemerkt, dass, obwohl das endoskopische chirurgische System hier als ein Beispiel beschrieben wurde, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf andere Beispiele, zum Beispiel ein mikroskopisches Operationssystem und dergleichen, angewandt werden kann.
  • <Anwendungsbeispiel für einen mobilen Körper>
  • Die vorliegende Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Produkte angewandt werden. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann als eine Vorrichtung implementiert werden, die auf einem beliebigen Typ eines mobilen Körpers, zum Beispiel einem Auto, einem Elektroauto, einem hybriden Elektroauto, einem Motorrad, einem Fahrrad, einem „Personal Mobility“, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff, einem Roboter und dergleichen, montiert ist.
  • 78 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems veranschaulicht, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • Ein Fahrzeugsteuersystems 12000 beinhaltet mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 12001 miteinander verbunden sind. Bei dem in 78 veranschaulichten Beispiel beinhaltet das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030, eine Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 und eine integrierte Steuereinheit 12050. Des Weiteren sind als funktionale Konfigurationen der integrierten Steuereinheit 12050 ein Mikrocomputer 12051, eine Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 und eine Automobilnetzschnittstelle (I/F) 12053 veranschaulicht.
  • Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert einen Betrieb von Vorrichtungen mit Bezug auf ein Antriebssystem eines Fahrzeugs gemäß verschiedenen Programmen. Zum Beispiel fungiert die Antriebssystemsteuereinheit 12010 als eine Steuervorrichtung einer Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs, wie etwa eines Verbrennungsmotors oder eines Antriebsmotors, eines Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft an Räder, eines Lenkmechanismus zum Anpassen eines Lenkwinkels, einer Bremsvorrichtung zum Erzeugen einer Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
  • Die Karosseriesystemsteuereinheit 14020 steuert einen Betrieb verschiedener Vorrichtungen, die auf der Fahrzeugkarosserie bereitgestellt sind, gemäß verschiedenen Programmen. Zum Beispiel fungiert die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 als eine Steuervorrichtung eines schlüssellosen Zugangssystems, eines Smart-Schlüssel-Systems, einer elektrischen Fensterhebervorrichtung oder verschiedener Lampen, wie etwa eines Scheinwerfers, einer Rückleuchte, eines Bremslichts, eines Fahrtrichtungsanzeigelichts und eines Nebellichts. In diesem Fall können eine Funkwelle, die von einer portablen Vorrichtung übertragen wird, die einen Schlüssel ersetzt, oder Signale verschiedener Schalter in die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 akzeptiert eine Eingabe dieser Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, eine elektrische Fensterhebervorrichtung, eine Lampe und dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 detektiert Informationen über den Außenbereich des Fahrzeugs, an dem das Fahrzeugsteuersystem 12000 montiert ist. Zum Beispiel ist eine Bildaufnahmeeinheit 12031 mit der Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 verbunden. Die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 bewirkt, dass die Bildaufnahmeeinheit 12031 ein Bild außerhalb des Fahrzeugs erfasst, und empfängt das erfasste Bild. Die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 kann eine Objektdetektionsverarbeitung oder eine Abstandsdetektionsverarbeitung in Bezug auf eine Person, ein Auto, ein Hindernis, ein Schild, ein Symbol auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen basierend auf dem empfangenen Bild durchführen.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und eine elektrisches Signal ausgibt, dass der Menge an empfangenem Licht entspricht. Die Bildaufnahmeeinheit 12031 kann das elektrische Signal als ein Bild oder als Abstandsmessungsinformationen ausgeben. Des Weiteren kann das Licht, das durch die Bildaufnahmeeinheit 12031 empfangen wird, sichtbares Licht oder nicht sichtbares Licht, wie etwa Infrarotstrahlen, sein.
  • Die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 detektiert Informationen über den Innenbereich des Fahrzeugs. Die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 ist mit zum Beispiel mit einer Fahrerzustandsdetektionseinheit 12041 verbunden, die einen Zustand eines Fahrers detektiert. Die Fahrerzustandsdetektionseinheit 12041 beinhaltet zum Beispiel eine Kamera, die ein Bild des Fahrers erfasst, und die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 kann einen Müdigkeitsgrad oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder bestimmen, ob der Fahrer döst oder nicht, auf der Basis der Detektionsinformationen, die von der Fahrerzustandsdetektionseinheit 12041 eingegeben werden.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuersollwert der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, des Lenkmechanismus oder der Bremsvorrichtung basierend auf den Informationen innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs rechnen, die durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 erfasst werden, und einen Steuerbefehl an die Antriebssystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die auf das Implementieren von Funktionen eines Fahrassistenzsystems (FAS) einschließlich einer Kollisionsvermeidung oder Stoßabschwächung des Fahrzeugs, einer Folgefahrt basierend auf einem Zwischenfahrzeugabstand, einer Fahrt mit Geschwindigkeitsbeibehaltung, einer Fahrzeugkollisionswarnung, einer Fahrzeugspurverlassenswarnung oder dergleichen abzielt.
  • Des Weiteren kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die auf das automatische Fahren, das autonom ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers fährt, oder dergleichen abzielen, indem die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen basierend auf Informationen über die Peripherie des Fahrzeugs gesteuert werden, die durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 erfasst werden.
  • Des Weiteren kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuereinheit 14020 basierend auf Informationen über den Außenbereich des Fahrzeugs ausgeben, die durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 2030 erfasst werden. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die auf das Verhindern des Blendens abzielt, wie etwa Schalten von dem Fernlicht zu dem Abblendlicht, indem der Scheinwerfer in Abhängigkeit von einer Position des vorausfahrenden Fahrzeuges oder eines entgegenkommenden Fahrzeuges gesteuert wird, welches durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 detektiert wird.
  • Die Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 überträgt Audio- und/oder Bildausgabesignale an eine Ausgabevorrichtung, die dazu der Lage ist, einen Insassen des Fahrzeuges oder den Außenbereich des Fahrzeuges visuell oder akustisch über Informationen zu benachrichtigen. Bei dem Beispiel aus 78 sind ein Audiolautsprecher 12061, eine Anzeigeeinheit 12062 und ein Instrumentenfeld 12063 als die Ausgabevorrichtung veranschaulicht. Die Anzeigeeinheit 12062 kann zum Beispiel eine On-Board-Anzeige und/oder eine Head-Up-Anzeige beinhalten.
  • 79 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Installationsposition der Bildaufnahmeeinheit 12031 veranschaulicht.
  • In 79 beinhaltet das Fahrzeug 12100 Bildaufnahmeeinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 als die Bildaufnahmeeinheit 12031.
  • Die Bildaufnahmeeinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind bei Positionen, zum Beispiel der Front, dem Seitenspiegel, der hinteren Stoßstange, der hinteren Tür, dem oberen Teil der Windschutzscheibe in dem Fahrzeuginnenraum und dergleichen, des Fahrzeugs 12100 bereitgestellt. Die Bildaufnahmeeinheit 12101, die bei der Front bereitgestellt ist, und die Bildaufnahmeeinheit 12105, die bei dem oberen Teil der Windschutzscheibe in dem Fahrzeuginnenraum bereitgestellt ist, erfassen hauptsächlich Bilder vor dem Fahrzeug 12100. Die Bildaufnahmeeinheiten 12102 und 12103, die bei den Seitenspiegeln bereitgestellt sind, erfassen hauptsächlich Bilder der Seite des Fahrzeugs 12100. Die Bildaufnahmeeinheit 12104, die bei der hinteren Stoßstange oder der hinteren Tür bereitgestellt ist, erfasst hauptsächlich ein Bild hinter dem Fahrzeug 12100. Die vorderen Bilder, die durch die Bildaufnahmeeinheit 12101 und 12105 erfasst werden, werden hauptsächlich zur Detektion eines vorrausfahrenden Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Hindernisses, eines Verkehrssignals, des Verkehrsschildes, einer Spur oder dergleichen verwendet.
  • Es wird angemerkt, dass 79 ein Beispiel für einen Fotografierbereich der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 veranschaulicht. Ein Bildaufnahmebereich 12111 gibt einen Bildaufnahmebereich der Bildaufnahmeeinheit 12101 an, die bei der Front bereitgestellt ist, Bildaufnahmebereiche 12112 und 12113 geben jeweils Bildaufnahmebereiche der Bildaufnahmeeinheiten 12102 und 12103 an, die bei den Seitenspiegeln bereitgestellt sind, ein Bildaufnahmebereich 12114 gibt einen Bildaufnahmebereich der Bildaufnahmeeinheit 12104 an, die bei der hinteren Stoßstange oder der hinteren Tür bereitgestellt ist. Zum Beispiel werden Bilddaten, die durch die Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 erfasst werden, miteinander überlagert, wodurch ein Overhead-Bild des Fahrzeugs 12100 bei Betrachtung von oberhalb erhalten wird.
  • Wenigstens eine der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 kann eine Funktion des Erfassens von Abstandsinformationen aufweisen. Zum Beispiel kann wenigstens eine der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 eine Stereokamera einschließlich mehrerer Bildaufnahmeelemente oder eine Bildaufnahmeeinheit einschließlich Pixel zur Phasendifferenzdetektion sein.
  • Zum Beispiel erhält der Mikrocomputer 12051 basierend auf den Abstandsinformationen, die von den Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 erhalten werden, einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Bildaufnahmebereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstands (relative Geschwindigkeit zu dem Fahrzeug 12100), wodurch er dazu in der Lage ist, ein dreidimensionales Objekt, das insbesondere ein nächstes dreidimensionales Objekt auf einem Bewegungspfad des Fahrzeuges 1100 ist und sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel größer als oder gleich 0 km/h) bewegt, als ein vorrausfahrendes Fahrzeug in im Wesentlichen der gleichen Richtung wie jene des Fahrzeugs 12100 zu extrahieren. Zudem kann der Mikrocomputer 12051 einen sicherzustellenden Zwischenfahrzeugabstand im Voraus vor dem folgenden Fahrzeug einstellen und kann eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Folgestoppsteuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Folgestartsteuerung) und dergleichen durchführen. Wie oben beschrieben, ist es möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die auf das automatische Fahren abzielt, das autonom ohne Abhängigkeit von einer Bedienung des Fahrers oder dergleichen fährt.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 basierend auf den Abstandsinformationen, die von den Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 erhalten werden, Daten für ein dreidimensionales Objekt hinsichtlich des dreidimensionalen Objekts extrahieren, indem das Objekt in ein zweiadriges Fahrzeug, ein reguläres Fahrzeug, ein großes Fahrzeug, Fußgänger und andere dreidimensionale Objekte, wie etwa einen Strommasten, klassifiziert wird, und Daten für eine automatische Vermeidung von Hindernissen verwenden. Zum Beispiel identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse in der Peripherie des Fahrzeugs 12100 als ein Hindernis, das für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennbar ist, und ein Hindernis, das visuell schwierig zu erkennen ist. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, dass ein Risiko einer Kollision mit dem Hindernis angibt, und, wenn das Kollisionsrisiko größer als ein oder gleich einem eingestellten Wert ist und es eine Möglichkeit einer Kollision gibt, gibt der Mikrocomputer 12051 einen Alarm mittels des Audiolautsprechers 12061 und der Anzeigeeinheit 12062 an den Fahrer aus oder führt eine erzwungene Verlangsamung oder Vermeidungssteuerung über die Antriebssystemsteuereinheit 1201 aus, wodurch er dazu in der Lage ist, eine Fahrerassistenz zur Kollisionsvermeidung durchzuführen.
  • Wenigstens eine der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 einen Fußgänger erkennen, indem er bestimmt, ob ein Fußgänger in den erfassten Bildern der Bildaufnahmeeinheiten 12101 zu 12104 existiert oder nicht. Eine solche Fußgängererkennung wird zum Beispiel durch eine Prozedur des Extrahierens von Merkmalspunkten in den erfassten Bildern der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und eine Prozedur des Durchführens einer Musterabgleichverarbeitung an einer Reihe von Merkmalspunkten, die eine Kontur eines Objekts angeben, um zu bestimmen, ob das Objekt der Fußgänger ist oder nicht, durchgeführt. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass ein Fußgänger in den erfassten Bildern der Bildaufnahmeeinheiten 12101 bis 12104 existiert, und den Fußgänger erkennt, steuert die Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 die Anzeigeeinheit 12062 derart, dass eine rechteckige Konturlinie zur Hervorhebung auf dem erkannten Fußgänger überlagert und angezeigt wird. Des Weiteren kann die Audio-Bild-Ausgabeeinheit 12052 die Anzeigeeinheit 12062 so steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger angibt, bei einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • In dem Vorhergehenden wurde ein Beispiel für das Fahrzeugsteuersystem beschrieben, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel auf die Bildaufnahmeeinheit 12031 und dergleichen unter den oben beschriebenen Konfigurationen angewandt werden.
  • Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen sind innerhalb des Schutzumfangs möglich, ohne von dem Kern der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Zum Beispiel ist es möglich, eine Form zu nutzen, bei der alle oder ein Teil der mehreren Ausführungsformen kombiniert sind.
  • Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Beschreibung beschriebene Effekte lediglich veranschaulichend und nicht beschränkend sind und andere Effekte als jene, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben sind, haben können.
  • Es wird angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung wie unten beschrieben konfiguriert werden kann.
    1. (1) Eine Bildaufnahmevorrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • einen ersten strukturellen Körper und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind,
      • wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist,
      • wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet;
      • eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind,
      • wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet,
      • wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet;
      • ein Substrat, das mit dem externen Signalausgabeanschluss und dem externen Signaleingabeanschluss verbunden ist; und
      • eine Leiterplatte, die mit einer ersten Oberfläche des Substrats verbunden ist, wobei das erste Substrat einer zweiten Oberfläche zugewandt ist, mit der der externe Signalausgabeanschluss und der externe Signaleingabeanschluss verbunden sind.
    2. (2) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (1), die ferner Folgendes beinhaltet:
      • ein Glassubstrat, das oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist; und
      • einen Linsentubus, wobei
      • der Linsentubus auf dem Glassubstrat platziert ist.
    3. (3) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (1), die ferner Folgendes beinhaltet:
      • einen Linsentubus, wobei
      • der Linsentubus auf dem ersten strukturellen Körper platziert ist.
    4. (4) Die Bildaufnahmevorrichtung nach einem von (1) bis (3), wobei
      • das Substrat zwei oder mehr Substrate beinhaltet, die sich senkrecht schneiden.
    5. (5) Die Bildaufnahmevorrichtung nach einem von (1) bis (4), die ferner Folgendes beinhaltet:
      • einen Linsentubus, wobei
      • die Leiterplatte innerhalb eines entsprechenden Gebiets einer Oberfläche innerhalb eines Gebiets des Substrats verbunden ist, in dem der Linsentubus angeordnet ist, und einer Oberfläche zugewandt ist, in der der Linsentubus angeordnet ist.
    6. (6) Die Bildaufnahmevorrichtung nach einem von (1) bis (4), die ferner Folgendes beinhaltet:
      • einen Linsentubus, wobei
      • die Leiterplatte und ein Draht zum Drahtbonden jeweils innerhalb eines entsprechenden Gebiets einer Oberfläche innerhalb eines Gebiets des Substrats verbunden sind, in dem der Linsentubus angeordnet ist, und einer Oberfläche zugewandt sind, in der der Linsentubus angeordnet ist.
    7. (7) Eine Bildaufnahmevorrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • einen ersten strukturellen Körper, ein Glassubstrat, eine Transmissionsabschwächungsschicht und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind,
      • wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist,
      • wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist,
      • wobei die Transmissionsabschwächungsschicht oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und die Transmission von einfallendem Licht abschwächt,
      • wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; und
      • eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind,
      • wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet,
      • wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet.
    8. (8) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht auf dem Glassubstrat gebildet ist.
    9. (9) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht innerhalb des Glassubstrats gebildet ist.
    10. (10) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht zwischen dem Glassubstrat und dem ersten strukturellen Körper gebildet ist.
    11. (11) Die Bildaufnahmevorrichtung nach einem von (7) bis (10), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht mehrere Schichten beinhaltet.
    12. (12) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht in einem halben Gebiet auf dem Glassubstrat gebildet ist.
    13. (13) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht mit unterschiedlichen Dicken auf dem Glassubstrat gebildet ist.
    14. (14) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht auf einem optischen schwarzen Gebiet gebildet ist.
    15. (15) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht auch eine Funktion als ein Farbfilter aufweist.
    16. (16) Die Bildaufnahmevorrichtung nach einem von (7) bis (15), wobei
      • die Bildaufnahmevorrichtung mehrere der Bildaufnahmevorrichtungen beinhaltet, und
      • die Transmissionsabschwächungsschicht in einer vorbestimmten Anzahl der Bildaufnahmevorrichtungen unter den mehreren Bildaufnahmevorrichtungen gebildet ist.
    17. (17) Die Bildaufnahmevorrichtung nach einem von (7) bis (16), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht beliebige oder eine Kombination eines Metalls, eines anorganischen Materials, eines organischen Materials und eines Polarisators beinhaltet.
    18. (18) Die Bildaufnahmevorrichtung nach (7), wobei
      • die Transmissionsabschwächungsschicht gebildet wird, indem eine Oberfläche des Glassubstrats zu einer Streuungsoberfläche zum Streuen von Licht gemacht wird.
    19. (19) Eine Bildaufnahmevorrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • einen ersten strukturellen Körper, ein Glassubstrat und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind,
      • wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist,
      • wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und eine Lichteinfallsoberfläche beinhaltet, die einer Mottenaugenverarbeitung unterzogen wird,
      • wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; und
      • eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind,
      • wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet,
      • wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet.
    20. (20) Eine elektronische Einrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • einen ersten strukturellen Körper und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind,
      • wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist,
      • wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet;
      • eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind,
      • wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet,
      • wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet;
      • ein Substrat, das mit dem externen Signalausgabeanschluss und dem externen Signaleingabeanschluss verbunden ist; und
      • eine Leiterplatte, die mit einer ersten Oberfläche des Substrats verbunden ist, wobei das erste Substrat einer zweiten Oberfläche zugewandt ist, mit der der externe Signalausgabeanschluss und der externe Signaleingabeanschluss verbunden sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bildaufnahmevorrichtung
    11
    Erster struktureller Körper (oberer struktureller Körper)
    12
    Zweiter struktureller Körper (unterer struktureller Körper)
    13
    Geschichteter struktureller Körper
    14
    Externer Anschluss (Signal-Eingabe/Ausgabe-Anschluss)
    15
    Farbfilter
    16
    On-Chip-Linse
    17
    Glasversiegelungsharz
    18
    Schutzsubstrat
    21
    Eingabe/Ausgabe-Einheit
    22
    Zeilenansteuerungseinheit
    24
    Pixelarrayeinheit
    25
    Spaltensignalverarbeitungseinheit
    26
    Bildsignalverarbeitungseinheit
    31
    Pixel
    41
    Eingabeanschluss
    42
    Eingabeschaltkreiseinheit
    47
    Ausgabeschaltkreiseinheit
    48
    Ausgabeanschluss
    49
    Eingabe/Ausgabe-Schaltkreiseinheit
    51
    Fotodiode
    81
    Halbleitersubstrat
    88
    Elektroden-Durchgangs-Via
    90
    Umverdrahtungsschicht
    101
    Halbleitersubstrat
    105
    Chip-Durchgangselektrode
    106
    Verbindungsverdrahtungsleitung
    109
    Silicium-Durchgangselektrode
    311
    Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisgebiet
    312
    Signalverarbeitungsschaltkreisgebiet
    313
    Pixelperipherieschaltkreisgebiet
    314
    Verbindungsgebiet für obere und untere Substrate
    321
    E/A-Schaltkreis
    901
    Linsenmodul
    904
    Linse
    921
    Substrat
    931
    Leiterplatte
    941
    Bonddraht
    2100
    Transmissionsabschwächungsschicht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201472294 [0003, 0129]
    • JP 201050149 [0139]
    • JP 20119645 [0151]

Claims (20)

  1. Bildaufnahmevorrichtung, die Folgendes umfasst: einen ersten strukturellen Körper und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet; ein Substrat, das mit dem externen Signalausgabeanschluss und dem externen Signaleingabeanschluss verbunden ist; und eine Leiterplatte, die mit einer ersten Oberfläche des Substrats verbunden ist, wobei das erste Substrat einer zweiten Oberfläche zugewandt ist, mit der der externe Signalausgabeanschluss und der externe Signaleingabeanschluss verbunden sind.
  2. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: ein Glassubstrat, das oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist; und einen Linsentubus, wobei der Linsentubus auf dem Glassubstrat platziert ist.
  3. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Linsentubus, wobei der Linsentubus auf dem ersten strukturellen Körper platziert ist.
  4. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Substrat zwei oder mehr Substrate beinhaltet, die sich senkrecht schneiden.
  5. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Linsentubus, wobei die Leiterplatte innerhalb eines entsprechenden Gebiets einer Oberfläche innerhalb eines Gebiets des Substrats verbunden ist, in dem der Linsentubus angeordnet ist, und einer Oberfläche zugewandt ist, in der der Linsentubus angeordnet ist.
  6. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Linsentubus, wobei die Leiterplatte und ein Draht zum Drahtbonden jeweils innerhalb eines entsprechenden Gebiets einer Oberfläche innerhalb eines Gebiets des Substrats verbunden sind, in dem der Linsentubus angeordnet ist, und einer Oberfläche zugewandt sind, in der der Linsentubus angeordnet ist.
  7. Bildaufnahmevorrichtung, die Folgendes umfasst: einen ersten strukturellen Körper, ein Glassubstrat, eine Transmissionsabschwächungsschicht und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und die Transmission von einfallendem Licht abschwächt, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; und eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet.
  8. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht auf dem Glassubstrat gebildet ist.
  9. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht innerhalb des Glassubstrats gebildet ist.
  10. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht zwischen dem Glassubstrat und dem ersten strukturellen Körper gebildet ist.
  11. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht mehrere Schichten beinhaltet.
  12. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht in einem halben Gebiet auf dem Glassubstrat gebildet ist.
  13. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht mit unterschiedlichen Dicken auf dem Glassubstrat gebildet ist.
  14. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht auf einem optischen schwarzen Gebiet gebildet ist.
  15. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht auch eine Funktion als ein Farbfilter aufweist.
  16. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Bildaufnahmevorrichtung mehrere der Bildaufnahmevorrichtungen beinhaltet, und die Transmissionsabschwächungsschicht in einer vorbestimmten Anzahl der Bildaufnahmevorrichtungen unter den mehreren Bildaufnahmevorrichtungen gebildet ist.
  17. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht beliebige oder eine Kombination eines Metalls, eines anorganischen Materials, eines organischen Materials und eines Polarisators beinhaltet.
  18. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Transmissionsabschwächungsschicht gebildet wird, indem eine Oberfläche des Glassubstrats zu einer Streuungsoberfläche zum Streuen von Licht gemacht wird.
  19. Bildaufnahmevorrichtung, die Folgendes umfasst: einen ersten strukturellen Körper, ein Glassubstrat und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei das Glassubstrat oberhalb des ersten strukturellen Körpers positioniert ist und eine Lichteinfallsoberfläche beinhaltet, die einer Mottenaugenverarbeitung unterzogen wird, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; und eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet.
  20. Elektronische Einrichtung, die Folgendes umfasst: einen ersten strukturellen Körper und einen zweiten strukturellen Körper, die geschichtet sind, wobei der erste strukturelle Körper eine Pixelarrayeinheit beinhaltet, in der ein Pixel, das eine fotoelektrische Umwandlung durchführt, zweidimensional angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper unterhalb des ersten strukturellen Körpers angeordnet ist, wobei der zweite strukturelle Körper eine Eingabeschaltkreiseinheit, die ein vorbestimmtes Signal von außerhalb der Vorrichtung eingibt, eine Ausgabeschaltkreiseinheit, die eine Pixelsignalausgabe von dem Pixel nach außerhalb der Vorrichtung ausgibt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis beinhaltet; eine Ausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit, die unterhalb der Pixelarrayeinheit des ersten strukturellen Körpers angeordnet sind, wobei die Ausgabeeinheit die Ausgabeschaltkreiseinheit, einen ersten Durchgangs-Via, der mit der Ausgabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch ein Halbleitersubstrat hindurchgeht, das einen Teil des zweiten strukturellen Körpers darstellt, und einen externen Signalausgabeanschluss, der die Ausgabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den ersten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet, wobei die Eingabeeinheit die Eingabeschaltkreiseinheit, einen zweiten Durchgangs-Via, der mit der Eingabeschaltkreiseinheit verbunden ist und durch das Halbleitersubstrat hindurchgeht, und einen externen Signaleingabeanschluss, der die Eingabeschaltkreiseinheit mit dem Äußeren der Vorrichtung über den zweiten Durchgangs-Via verbindet, beinhaltet; ein Substrat, das mit dem externen Signalausgabeanschluss und dem externen Signaleingabeanschluss verbunden ist; und eine Leiterplatte, die mit einer ersten Oberfläche des Substrats verbunden ist, wobei das erste Substrat einer zweiten Oberfläche zugewandt ist, mit der der externe Signalausgabeanschluss und der externe Signaleingabeanschluss verbunden sind.
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