DE112019002902T5

DE112019002902T5 - Bildgebungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019002902T5
Application number: DE112019002902.9T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Yamamoto; Kensaku Maeda; Kotaro Nishimura; Yoshinori Toumiya; Kimihiro Shinya
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2021-04-08
Also published as: WO2019235247A1; CN112055826A; JPWO2019235247A1; KR20210018248A; CN112055826B

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Bildgebungsvorrichtung, die imstande ist, eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe einer Vorrichtungskonfiguration zu erzielen, eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes zu reduzieren und eine Trennung einer Linse zu verhindern.Ein Beziehung „kleinste Linsendicke < Glassubstratdicke < größte Linsendicke“ ist für die Linse und ein Glassubstrat, das auf einem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehen ist, eingerichtet. Die vorliegende Offenbarung ist für eine Bildgebungsvorrichtung verwendbar.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Bildgebungsvorrichtung und insbesondere auf eine Bildgebungsvorrichtung, die imstande ist, eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe einer Vorrichtungskonfiguration zu erzielen und abzubilden, während eine Erzeugung einer Linsenlichtreflexion bzw. eines Flare und eines Geisterbildes reduziert wird.
[Hintergrundtechnik]
In den letzten Jahren ist eine hohe Pixelierung, eine Miniaturisierung und eine Reduzierung der Höhe eines Festkörper-Bildgebungselements fortgeschritten, das in einem mit einer Kamera, einer digitalen Bildkamera und dergleichen ausgestatteten mobilen Endgerät enthalten ist.
Bei einer hohen Pixelierung und Miniaturisierung einer Kamera liegen eine Linse und ein Festkörper-Bildgebungselement auf einer optischen Achse näher beieinander. Dementsprechend wird im Allgemeinen ein für Infrarot undurchlässiger Filter in der Nähe der Linse angeordnet.
Beispielsweise wurde eine Technologie vorgeschlagen, die eine Miniaturisierung eines Festkörper-Bildgebungselements erzielt, indem eine Linse, die in einer von einer Vielzahl von Linsen gebildeten Linsengruppe enthalten und in einer untersten Schicht gelegen ist, auf dem Festkörper-Bildgebungselement angeordnet wird.
[Zitatliste]
[Patentliteratur]
[PTL 1] JP 2015-061193A
[Zusammenfassung]
[Technisches Problem]
Im Fall der Konfiguration, in der die Linse in der untersten Schicht auf dem Festkörper-Bildgebungselement angeordnet ist, trägt diese Konfiguration zu einer Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe der Vorrichtungskonfiguration bei, nimmt jedoch aber der Abstand zwischen dem für Infrarot undurchlässigen Filter und der Linse ab. Dementsprechend wird durch eine interne diffuse Reflexion, die sich aus einer Lichtreflexion ergibt, ein Flare oder ein Geisterbild erzeugt.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Berücksichtigung der oben erwähnten Umstände entwickelt und erreicht insbesondere eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe eines Festkörper-Bildgebungselements und reduziert eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes.
[Lösung für das Problem]
Eine Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf eine Bildgebungsvorrichtung gerichtet, die ein Festkörper-Bildgebungselement, das ein Pixelsignal durch fotoelektrische Umwandlung entsprechend einer Lichtmenge eines einfallenden Lichts erzeugt, und eine Linsengruppe enthält, die eine Vielzahl von Linsen enthält und das einfallende Licht auf einer lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements fokussiert. Eine Linse einer untersten Schicht, die eine unterste Schicht in der Linsengruppe in Bezug auf eine Einfallsrichtung des einfallenden Lichts bildet, ist in einer vordersten Stufe in einer Richtung zum Empfangen des einfallenden Lichts vorgesehen. Die Linse einer untersten Schicht ist eine asphärische und vertiefte Linse. Ein Glassubstrat, an dem die Linse einer untersten Schicht befestigt ist, ist auf dem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehen. Eine Dicke des Glassubstrats ist größer als eine kleinste Dicke der Linse einer untersten Schicht. Die größte Dicke der Linse einer untersten Schicht ist größer als die Dicke des auf dem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehenen Glassubstrats.
Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Offenbarung erzeugt das Festkörper-Bildgebungselement ein Pixelsignal durch fotoelektrische Umwandlung entsprechend einer Lichtmenge eines einfallenden Lichts. Die Linsengruppe, die die Vielzahl an Linsen enthält, fokussiert das einfallende Licht auf der lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements. Die Linse einer untersten Schicht vom asphärischen und vertieften Typ, die die unterste Schicht in der Linsengruppe in Bezug auf die Einfallsrichtung des einfallenden Lichts bildet, ist in der vordersten Stufe in der Richtung zum Empfangen des einfallenden Lichts vorgesehen. Ein effektives Gebiet zum Konvergieren des einfallenden Lichts auf dem Festkörper-Bildgebungselement ist definiert. Die Dicke des Glassubstrats, an dem die Linse einer untersten Schicht befestigt ist, ist größer als die kleinste Dicke der Linse, und die größte Dicke der Linse einer untersten Schicht ist größer als die Dicke des auf dem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehenen Glassubstrats.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind insbesondere eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe einer Vorrichtungskonfiguration für ein Festkörper-Bildgebungselement und auch eine Reduzierung der Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes erreichbar.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[2] 2 ist ein schematisches Diagramm eines äußeren Aussehens einer integrierten Konfigurationseinheit, die ein Festkörper-Bildgebungselement der Bildgebungsvorrichtung von 1 enthält.
[3] 3 stellt Diagramme dar, die eine Substratkonfiguration der integrierten Konfigurationseinheit erläutern.
[4] 4 ist ein Diagramm, das ein Schaltungskonfigurationsbeispiel eines laminierten Substrats darstellt.
[5] 5 ist ein Diagramm, das eine Ersatzschaltung von Pixeln darstellt.
[6] 6 ist ein Diagramm, das eine detaillierte Struktur des laminierten Substrats darstellt.
[7] 7 ist ein Diagramm, das erläutert, dass ein Geisterbild und ein Flare, die durch interne diffuse Reflexion erzeugt werden, in der Bildgebungsvorrichtung von 1 nicht erzeugt werden.
[8] 8 ist ein Diagramm, das erläutert, dass ein Geisterbild und ein Flare, die durch interne diffuse Reflexion erzeugt werden, in einem durch die Bildgebungsvorrichtung von 1 aufgenommenen Bild nicht erzeugt werden.
[9] 9 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[10] 10 ist ein Diagramm, das erläutert, dass ein Geisterbild und ein Flare, die durch interne diffuse Reflexion erzeugt werden, in der Bildgebungsvorrichtung von 9 nicht erzeugt werden.
[11] 11 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[12] 12 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[13] 13 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[14] 14 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[15] 15 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[16] 16 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[17] 17 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[18] 18 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[19] 19 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[20] 20 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[21] 21 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[22] 22 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[23] 23 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[24] 24 ist ein Diagramm, das modifizierte Beispiele einer äußeren Form einer Linse von 23 erläutert.
[25] 25 ist ein Diagramm, das modifizierte Beispiele einer Struktur eine Linsenendbereichs von 23 erläutert.
[26] 26 ist ein anderes Diagramm, das modifizierte Beispiele der Struktur des Linsenendbereichs von 23 veranschaulicht.
[27] 27 ist noch ein anderes Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Struktur des Linsenendbereichs von 23 veranschaulicht.
[28] 28 ist noch ein anderes Diagramm, das modifizierte Beispiele der Struktur des Linsenendbereichs von 23 erläutert.
[29] 29 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[30] 30 ist ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren der Bildgebungsvorrichtung von 29 erläutert.
[31] 31 ist ein Diagramm, das modifizierte Beispiele eines individualisierten Querschnitts eines Konfigurationsbeispiels von 29 erläutert.
[32] 32 ist ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren einer Bildgebungsvorrichtung in einem oberen linken Teil von 31 erläutert.
[33] 33 ist ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren einer Bildgebungsvorrichtung in einem unteren linken Teil von 31 erläutert.
[34] 34 ist ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren einer Bildgebungsvorrichtung in einem oberen rechten Teil von 31 erläutert.
[35] 35 ist ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren einer Bildgebungsvorrichtung in einem unteren rechten Teil von 31 erläutert.
[36] 36 ist ein Diagramm, das modifizierte Beispiele, die der Konfiguration von 29 einen Antireflexionsfilm hinzufügen.
[37] 37 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel erläutert, das einem seitlichen Oberflächenbereich der Konfiguration von 29 einen Antireflexionsfilm hinzufügt.
[38] 38 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[39] 39 ist ein Diagramm, das eine Bedingung einer Dicke einer Linse erläutert, die miniaturisiert, leicht und imstande ist, ein Bild hoher Auflösung aufzunehmen.
[40] 40 ist ein Diagramm, das Spannungsverteilungen erläutert, die auf eine AR-Beschichtung auf der Linse während einer Beanspruchung mit Wiederaufschmelz- bzw. Reflux-Wärme bei einer Implementierung entsprechend einer Linsenform angewendet werden.
[41] 41 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel einer Linsenform von 39 erläutert.
[42] 42 ist ein Diagramm, das eine Form einer Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche von 41 erläutert.
[43] 43 ist ein Diagramm, das modifizierte Beispiele der Form der Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche von 41 erläutert.
[44] 44 ist ein Diagramm, das Spannungsverteilungen erläutert, die auf eine AR-Beschichtung auf der Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche von 41 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung angewendet werden.
[45] 45 ist ein Diagramm, das maximale Werte von Spannungsverteilungen erläutert, die auf die AR-Beschichtung auf der Linse von 44 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme einer Implementierung angewendet werden.
[46] 46 ist ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[47] 47 ist ein Diagramm, das modifizierte Beispiele des Herstellungsverfahrens von 46 erläutert.
[48] 48 ist ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren der Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche erläutert.
[49] 49 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel des Herstellungsverfahrens der Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche erläutert.
[50] 50 ist ein Diagramm, das eine Einstellung von Winkeln, die von mittleren Oberflächen einer seitlichen Oberfläche gebildet werden, eine Einstellung einer Oberflächenrauigkeit und eine Hinzufügung eines umsäumenden unteren Bereichs im Herstellungsverfahren der Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche von 49 erläutert.
[51] 51 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[52] 52 ist ein Diagramm, das Beispiele einer Justier- bzw. Ausrichtungsmarkierung von 51 erläutert.
[53] 53 ist ein Diagramm, das ein Anwendungsbeispiel der Ausrichtungsmarkierung von 51 erläutert.
[54] 54 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[55] 55 ist ein Diagramm, das Spannungsverteilungen erläutert, die auf eine AR-Beschichtung während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einem Fall, in dem die AR-Beschichtung in einer gesamten Oberfläche ausgebildet wird, und in verschiedenen Fällen angewendet werden.
[56] 56 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erläutert.
[57] 57 ist ein Diagramm, das Beispiele erläutert, in denen ein lichtabschirmender Film auf einer seitlichen Oberfläche in einer eine Linse und eine Damm verbindenden Konfiguration ausgebildet ist.
[58] 58 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung als eine elektronisches Einrichtung darstellt, für die ein Kameramodul der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
[59] 59 ist ein Diagramm, das Nutzungsbeispiele des Kameramoduls erläutert, für das die Technologie der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
[60] 60 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Systems für endoskopische Chirurgie darstellt.
[61] 61 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration eines Kamerakopfes und einer Kamera-Steuerungseinheit (CCU) darstellt.
[62] 62 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems darstellt.
[63] 63 ist ein Diagramm zur Unterstützung beim Erläutern eines Beispiels von Installationspositionen einer Information von außerhalb des Fahrzeugs detektierenden Sektion und einer Bildgebungssektion.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Man beachte, dass Bestandteilen mit im Wesentlichen identischen funktionalen Konfigurationen in der vorliegenden Beschreibung und in den Zeichnungen identische Bezugszeichen verliehen sind und somit eine wiederholte Beschreibung weggelassen wird.
Im Folgenden werden Modi zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung (worauf im Folgenden als Ausführungsformen verwiesen wird) beschrieben. Man beachte, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge präsentiert wird.

1.: Erste Ausführungsform
2.: Zweite Ausführungsform
3.: Dritte Ausführungsform
4.: Vierte Ausführungsform
5.: Fünfte Ausführungsform
6.: Sechste Ausführungsform

7.: Siebte Ausführungsform
8.: Achte Ausführungsform
9.: Neunte Ausführungsform
10.: Zehnte Ausführungsform
11.: Elfte Ausführungsform
12.: Zwölfte Ausführungsform
13.: Dreizehnte Ausführungsform
14.: Vierzehnte Ausführungsform
15.: Fünfzehnte Ausführungsform
16.: Sechzehnte Ausführungsform
17.: Siebzehnte Ausführungsform
18.: Achtzehnte Ausführungsform
19.: Neunzehnte Ausführungsform
20.: Zwanzigste Ausführungsform
21.: Einundzwanzigste Ausführungsform
22.: Beispiel einer Anwendung für eine elektronische Einrichtung
23.: Nutzungsbeispiele einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung
24.: Beispiele einer Anwendung für ein System für endoskopische Chirurgie
25.: Beispiel für eine Anwendung für einen beweglichen Körper

<Erste Ausführungsform>
<Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung>
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung, die eine Erzeugung eines Geisterbilds und eines Flare reduziert, während eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe einer Vorrichtungskonfiguration erzielt werden, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Man beachte, dass 1 ein seitliches Querschnittsdiagramm der Bildgebungsvorrichtung ist.
Eine Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 enthält ein Festkörper-Bildgebungselement 11, ein Glassubstrat 12, einen IRCF (für Infrarot undurchlässigen Filter) 14, eine Linsengruppe 16, eine Leiterplatte 17, einen Aktuator 18, einen Verbinder 19 und einen Abstandshalter 20.
Das Festkörper-Bildgebungselement 11 ist ein Bildsensor, der aus dem besteht, was im Allgemeinen als CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), CCD (Charge Coupled Device) oder dergleichen bezeichnet wird, und ist auf der Leiterplatte 17 elektrisch verbunden fixiert. Wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird, erzeugt das Festkörper-Bildgebungselement 11, das eine Vielzahl von in einem Array angeordneten Pixeln enthält, ein Pixelsignal entsprechend einer Lichtmenge eines einfallenden Lichts, das von einer oberen Seite in der Figur in das Festkörper-Bildgebungselement 11 eintritt, nachdem es über die Linsengruppe 16 für jedes Pixel konvergiert wurde, und gibt das erzeugte Signal als Bildsignal über die Leiterplatte 17 vom Verbinder 19 nach außen ab.
Das Glassubstrat 12 ist auf einem oberen Oberflächenbereich des Festkörper-Bildgebungselements 11 in 1 vorgesehen und durch einen Klebstoff (GLUE) 13 befestigt, der transparent ist, d.h. im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie derjenige des Glassubstrats 12 aufweist.
Der IRCF 14 zum Abschneiden bzw. Sperren von im einfallenden Licht enthaltenem Infrarotlicht ist auf einem oberen Oberflächenbereich des Glassubstrats 12 in 1 vorgesehen und durch einen Klebstoff (GLUE) 15 befestigt, der transparent ist, d.h. im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie derjenige des Glassubstrats 12 aufweist. Beispielsweise enthält der IRCF 14 ein blaues Plattenglas und schneidet (entfernt) Infrarotlicht ab bzw. sperrt es.
Mit anderen Worten sind das Festkörper-Bildgebungselement 11, das Glassubstrat 12 und der IRCF 14 laminiert und durch die transparenten Klebstoffe 13 und 15 aneinander befestigt, um eine integrierte Konfiguration zu bilden, und sind mit der Leiterplatte 17 verbunden. Man beachte, dass das Festkörper-Bildgebungselement 11, das Glassubstrat 12 und der IRCF 14, die in der Figur von einer strichpunktierten Linie umgeben sind, durch die Klebstoffe 13 und 15 mit im Wesentlichen dem gleichen Brechungsindex aneinander befestigt sind, um eine integrierte Konfiguration zu bilden. Dementsprechend wird im Folgenden auf die so gebildete integrierte Konfiguration einfach als integrierte Konfigurationseinheit 10 verwiesen.
Außerdem kann der IRCF 14 in einem Herstellungsschritt des Festkörper-Bildgebungselements 11 individualisiert bzw. vereinzelt und dann auf dem Glassubstrat 12 fixiert werden, oder der groß bemessene IRCF 14 kann auf dem gesamten Glassubstrat 12, das eine Wafer-Form hat und von einer Vielzahl der Festkörper-Bildgebungselemente 11 gebildet wird, befestigt und dann in Einheiten des Festkörper-Bildgebungselements 11 vereinzelt werden. Jedes dieser Verfahren kann übernommen werden.
Der Abstandshalter 20 ist auf der Leiterplatte 17 auf solch eine Weise vorgesehen, dass er die gesamte integrierte Konfiguration, die von dem Festkörper-Bildgebungselement 11, dem Glassubstrat 12 und dem IRCF 14 gebildet wird, umgibt. Außerdem ist der Aktuator 18 auf dem Abstandshalter 20 vorgesehen. Der Aktuator 18 mit einer zylindrischen Konfiguration enthält die Linsengruppe 16, die in den Aktuator 18 eingebaut ist und von einer Vielzahl innerhalb der zylindrischen Form angeordneter laminierter Linsen gebildet wird, und steuert die Linsengruppe 16 in einer Auf-Ab-Richtung in 1 an.
Der so konfigurierte Aktuator 18 erreicht eine Autofokussierung, indem die Linsengruppe 16 in der Auf- und Ab-Richtung in 1 (bezüglich einer optischen Achse in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung) für eine Fokuseinstellung bewegt wird, sodass ein Bild eines nicht dargestellten Objekts auf einer Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 entsprechend einem Abstand zu dem auf der oberen Seite der Figur gelegenen Objekt gebildet wird.
<Schematisches Diagramm des äußeren Aussehens>
Eine Konfiguration der integrierten Konfigurationseinheit 10 wird anschließend unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben. 2 ist ein schematisches Diagramm eines äußeren Aussehens der integrierten Konfigurationseinheit 10.
Die in 2 dargestellte integrierte Konfigurationseinheit 10 ist eine Halbleiterbaugruppe, die das zusammengepackte Festkörper-Bildgebungselement 11 einschließt, das ein laminiertes Substrat enthält, das von einer Schichtung eines unteren Substrats 11a und eines oberen Substrats 11b gebildet wird.
Eine Vielzahl von Lötmetallkugeln 11e als Gegenelektroden zum elektrischen Verbinden mit der Leiterplatte 17 in 1 ist auf dem unteren Substrat 11a des laminierten Substrats vorgesehen, das das Festkörper-Bildgebungselement 11 bildet.
Farbfilter 11c in R (Rot), G (Grün) oder B (Blau) und On-Chip-Linsen 11d sind auf einer oberen Oberfläche des oberen Substrats 11b vorgesehen. Außerdem ist das obere Substrat 11b mit dem Glassubstrat 12 verbunden, das vorgesehen ist, um die On-Chip-Linse 11d zu schützen. Diese Verbindung wird über den aus einem Glasversiegelungsharz bestehenden Klebstoff 13 mittels einer Struktur ohne Hohlräume geschaffen.
Wie in A von 3 dargestellt ist, sind beispielsweise ein Pixelgebiet 21, in dem Pixeleinheiten, die eine fotoelektrische Umwandlung durchführen, in einem Array zweidimensional angeordnet sind, und eine Steuerungsschaltung 22 zum Steuern der Pixeleinheiten auf dem oberen Substrat 11b vorgesehen. Auf der anderen Seite ist auf dem unteren Substrat 11a eine Logikschaltung 23 wie etwa eine Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten von von den Pixeleinheiten abgegebenen Pixelsignalen vorgesehen.
Wie in B von 3 veranschaulicht ist, kann alternativ dazu nur das Pixelgebiet 21 auf dem oberen Substrat 11b vorgesehen sein, während die Steuerungsschaltung 22 und die Logikschaltung 23 auf dem unteren Substrat 11a vorgesehen sein können.
Wie oben beschrieben wurde, werden die Logikschaltung 23 oder sowohl die Steuerungsschaltung 22 als auch die Logikschaltung 23 auf dem unteren Substrat 11a, das von dem das Pixelgebiet 21 enthaltenden oberen Substrat 11b verschieden ist, gebildet und laminiert. Auf diese Weise kann die Größe der Bildgebungsvorrichtung 1 mehr als die Größe in einem Fall, in dem das Pixelgebiet 21, die Steuerungsschaltung 22 und die Logikschaltung 23 auf einem Halbleitersubstrat in Richtung einer flachen Oberfläche angeordnet sind, reduziert werden.
In der folgenden Beschreibung wird auf das obere Substrat 11b, wo zumindest das Pixelgebiet 21 vorgesehen ist, als Pixelsensorsubstrat 11b verwiesen, während auf das untere Substrat 11a, wo zumindest die Logikschaltung 23 vorgesehen ist, als Logiksubstrat 11a verwiesen wird.
<Konfigurationsbeispiel eines laminierten Substrats>
4 stellt ein Schaltungskonfigurationsbeispiel des Festkörper-Bildgebungselements 11 dar.
Das Festkörper-Bildgebungselement 11 enthält eine Pixel-Arrayeinheit 33, wo Pixel 32 in einem zweidimensionalen Array angeordnet sind, eine vertikale Ansteuerschaltung 34, Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35, eine horizontale Ansteuerschaltung 36, eine Ausgabeschaltung 37, eine Steuerungsschaltung 38 und einen Eingangs-/Ausgangs-Anschluss 39.
Jedes der Pixel 32 enthält eine Fotodiode als fotoelektrisches Umwandlungselement und eine Vielzahl von Pixel-Transistoren. Ein Schaltungskonfigurationsbeispiel der Pixel 32 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Jedes der Pixel 32 kann außerdem eine gemeinsam genutzte Pixelstruktur aufweisen. Diese gemeinsam genutzte Pixelstruktur umfasst eine Vielzahl von Fotodioden, eine Vielzahl von Übertragungstransistoren, ein gemeinsam genutztes Floating-Diffusionsgebiet (Floating-Diffusionsgebiet) und gemeinsam genutzte andere Pixel-Transistoren. Mit anderen Worten weisen gemäß der Konfiguration der gemeinsam genutzten Pixel Fotodioden und Übertragungstransistoren, die eine Vielzahl von Einheitspixeln bilden, andere gemeinsam genutzte Pixel-Transistoren, jeweils einen, auf.
Die Steuerungsschaltung 38 empfängt einen Eingangstakt und Daten, um einen Betriebsmodus oder dergleichen zu befehlen, und gibt auch Daten wie etwa eine mit dem Festkörper-Bildgebungselement 11 verbundene interne Information aus. Konkret erzeugt die Steuerungsschaltung 38 ein Taktsignal und ein Steuerungssignal als Referenzen für Operationen der vertikalen Ansteuerschaltung 34, der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35, der horizontalen Ansteuerschaltung 36 und dergleichen auf der Basis eines vertikalen synchronisierten Signals, eines horizontalen synchronisierten Signals und eines Haupttakts. Danach gibt die Steuerungsschaltung 38 das erzeugte Taktsignal und ein Steuerungssignal an die vertikale Ansteuerschaltung 34, die Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35, die horizontale Ansteuerschaltung 36 und dergleichen ab.
Die vertikale Ansteuerschaltung 34 wird beispielsweise von einem Schieberegister gebildet und wählt einen bezeichneten Pixel-Ansteuerdraht 40 aus, stellt dem ausgewählten Pixel-Ansteuerdraht 40 einen Impuls bereit, um die Pixel 32 anzusteuern, und steuert die Pixel 32 in Einheiten einer Reihe an. Konkret führt die vertikale Ansteuerschaltung 34 ein selektives Scannen der jeweiligen Pixel 32 der Pixel-Arrayeinheit 33 in Einheiten einer Reihe in der vertikalen Richtung sequentiell durch und stellt Pixelsignale basierend auf Signalladungen bereit, die durch fotoelektrische Umwandlungseinheiten der jeweiligen Pixel 32 gemäß den Lichtempfangsmengen erzeugt wurden, und stellt die erzeugten Pixelsignale über die vertikalen Signalleitungen 41 den Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35 bereit.
Jede der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35 ist für die entsprechende der Spalten der Pixel 32 angeordnet und führt eine Signalverarbeitung wie etwa eine Rauschbeseitigung bzw. -unterdrückung für Signale, die von einer Reihe der Pixel 32 abgegeben werden, für jede Pixelspalte durch. Beispielsweise führt jede der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35 eine Signalverarbeitung wie etwa CDS (korrelierte Doppelabtastung) und eine AD-Umwandlung zum Entfernen eines Rauschens mit festem Muster, das den Pixeln eigen ist, durch.
Die horizontale Ansteuerschaltung 36 wird beispielsweise von einem Schieberegister gebildet und wählt jede der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35 sequentiell aus, indem ein horizontaler Scan-Impuls sequentiell abgegeben wird, und veranlasst, dass jede der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35 ein Pixelsignal an die horizontale Signalleitung 42 abgibt.
Die Ausgabeschaltung 37 führt eine Signalverarbeitung für Signale durch, die über die horizontale Signalleitung 42 von den jeweiligen Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35 sequentiell bereitgestellt wurden, und gibt die verarbeiteten Signale ab. Beispielsweise führt die Ausgabeschaltung 37 in einigen Fällen nur ein Puffern aus oder führt in anderen Fällen eine Schwarzpegel-Einstellung, eine Spaltenvariations-Korrektur, verschiedene Digitalsignalprozesse und dergleichen aus. Der Eingangs-/Ausgangs-Anschluss 39 tauscht mit der äußeren Umgebung Signale aus.
Das wie oben konfigurierte Festkörper-Bildgebungselement 11 ist ein CMOS-Bildsensor eines im Allgemeinen Spalten-AD-System genannten Systems, bei dem die Spaltensignal-Verarbeitungsschaltung 35, die einen CDS-Prozess und einen AD-Umwandlungsprozess durchführt, für jede der Pixelspalten angeordnet ist.
<Schaltungskonfigurationsbeispiel eines Pixels>
5 stellt ein Ersatzschaltbild des Pixels 32 dar.
Das in 5 dargestellte Pixel 32 hat eine Konfiguration, um eine globale Blendenfunktion eines elektronischen Typs zu erzielen.
Das Pixel 32 enthält eine Fotodiode 51 als ein fotoelektrisches Umwandlungselement, einen ersten Übertragungstransistor 52, eine Speichereinheit (MEM) 53, einen zweiten Übertragungstransistor 54, ein FD (Floating-Diffusionsgebiet) 55, einen Rücksetztransistor 56, einen Verstärkungstransistor 57, einen Auswahltransistor 58 und einen Entladungstransistor 59.
Die Fotodiode 51 ist eine fotoelektrische Umwandlungseinheit, die eine einer Lichtempfangsmenge entsprechende Ladung (Signalladung) erzeugt und die Ladung akkumuliert. Ein Anodenanschluss der Fotodiode 51 ist geerdet, während ein Kathodenanschluss der Fotodiode 51 über den ersten Übertragungstransistor 52 mit der Speichereinheit 53 verbunden ist. Ferner ist der Kathodenanschluss der Fotodiode 51 auch mit dem Entladungstransistor 59 zum Entladen unnötiger Ladung verbunden.
Der erste Übertragungstransistor 52 liest eine durch die Fotodiode 51 erzeugte Ladung und überträgt die Ladung zur Speichereinheit 53, wenn der erste Übertragungstransistor 52 durch ein Übertragungssignal TRX eingeschaltet wird. Die Speichereinheit 53 ist eine Ladung haltende Einheit, die eine Ladung bis zur Übertragung der Ladung zum FD 55 vorübergehend hält.
Der zweite Übertragungstransistor 54 liest eine von der Speichereinheit 53 gehaltene Ladung und überträgt die Ladung zum FD 55, wenn der zweite Übertragungstransistor 54 durch ein Übertragungssignal TRG eingeschaltet wird.
Das FD 55 ist eine Ladung haltende Einheit, die eine Ladung hält, die von der Speichereinheit 53 gelesen wird, um die Ladung als Signal zu lesen. Der Rücksetztransistor 56 setzt ein Potential des FD 55 durch Entladen einer im FD 55 akkumulierten Ladung zu einer Konstantspannungsquelle VDD zurück, wenn der Rücksetztransistor 56 durch ein Rücksetzsignal RST eingeschaltet wird.
Der Verstärkungstransistor 57 gibt ein Pixelsignal entsprechend einem Potential des FD 55 ab. Konkret bildet der Verstärkungstransistor 57 eine Source-Folgerschaltung im Zusammenwirken mit einem Last-MOS 60, der eine Konstantstromquelle ist. Ein Pixelsignal, das einen Pegel einer im FD 55 akkumulierten Ladung angibt, wird über den Auswahltransistor 58 an die Spaltensignal-Verarbeitungsschaltung 35 (4) vom Verstärkungstransistor 57 abgegeben. Beispielsweise ist die Last-MOS 60 innerhalb der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltung 35 angeordnet.
Der Auswahltransistor 58 wird eingeschaltet, wenn das Pixel 32 durch ein Auswahlsignal SEL ausgewählt wird, und gibt ein Pixelsignal des Pixels 32 über die vertikale Signalleitung 41 an die Spaltensignal-Verarbeitungsschaltung 35 ab.
Der Entladungstransistor 59 entlädt eine in der Fotodiode 51 akkumulierte unnötige Ladung zur Konstantspannungsquelle VDD, wenn der Entladungstransistor 59 durch ein Entladungssignal OFG eingeschaltet wird.
Die Übertragungssignale TRX und TRG, das Rücksetzsignal RST, das Entladungssignal OFG und das Auswahlsignal SEL werden über den Pixel-Ansteuerdraht 40 von der vertikalen Ansteuerschaltung 34 bereitgestellt.
Ein Betrieb der Pixel 32 wird kurz beschrieben.
Zu Anfang werden die Entladungstransistoren 59 eingeschaltet, indem das Entladungssignal OFG mit hohem Pegel den Entladungstransistoren 59 vor einem Belichtungsbeginn bereitgestellt wird. Danach werden in den Fotodioden 51 akkumulierte Ladungen zur Konstantspannungsquelle VDD entladen, und die Fotodioden 51 all der Pixel werden zurückgesetzt.
Wenn die Entladungstransistoren 59 durch das Entladungssignal OFG mit niedrigem Pegel nach der Zurücksetzung der Fotodioden 51 ausgeschaltet werden, wird eine Belichtung all der Pixel der Pixel-Arrayeinheit 33 gestartet.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Belichtungszeit, die vorher bestimmt wurde, werden die ersten Übertragungstransistoren 52 all der Pixel der Pixel-Arrayeinheit 33 durch das Übertragungssignal TRX eingeschaltet, und in den Fotodioden 51 akkumulierte Ladungen werden zu den Speichereinheiten 53 übertragen.
Nachdem die ersten Übertragungstransistoren 52 ausgeschaltet sind, werden die in den Speichereinheiten 53 der jeweiligen Pixel 52 gehaltenen Ladungen durch die Spaltensignal-Verarbeitungsschaltungen 35 in Einheiten einer Reihe sequentiell gelesen. In der Leseoperation wird der zweite Übertragungstransistor 54 des Pixels 32 in der Lesereihe durch das Übertragungssignal TRG eingeschaltet, und die in der Speichereinheit 53 gehaltene Ladung wird zu dem FD 55 übertragen. Danach wird der Auswahltransistor 58 durch das Auswahlsignal SEL eingeschaltet. Infolgedessen wird ein einen Pegel der im FD 55 akkumulierten Ladung angebendes Signal vom Verstärkungstransistor 57 über den Auswahltransistor 58 an die Spaltensignal-Verarbeitungsschaltung 35 abgegeben.
Wie oben beschrieben wurde, kann das in der Pixelschaltung von 5 enthaltene Pixel 32 eine Operation (Abbildung) eines globalen Blendensystems durchführen, das die gleiche Belichtungszeit für all die Pixel der Pixel-Arrayeinheit 33 einstellt, hält vorübergehend Ladungen in den Speichereinheiten 53 nach einem Belichtungsende zurück und liest sequentiell die Ladungen von den Speichereinheiten 53 in Einheiten einer Reihe.
Man beachte, dass die Schaltungskonfiguration jedes der Pixel 32 nicht auf die in 5 dargestellte Konfiguration beschränkt ist, sondern eine Schaltungskonfiguration sein kann, die die Speichereinheit 53 nicht aufweist und beispielsweise eine Operation eines allgemein als rollendes Blendensystem bezeichneten Systems durchführt.
<Beispiel einer Grundstruktur einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung>
Eine detaillierte Struktur des Festkörper-Bildgebungselements 11 wird unter Bezugnahme auf 6 anschließend beschrieben. 6 ist ein Querschnittsdiagramm, das einen vergrößerten Teil des Festkörper-Bildgebungselements 11 darstellt.
Das Logiksubstrat 11a enthält zum Beispiel eine Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 82, die beispielsweise auf der oberen Seite (Seite des Pixelsensorsubstrats 11b) eines aus Silizium (Si) bestehenden Halbleitersubstrats 81 (worauf im Folgenden auch als Siliziumsubstrat 81 verwiesen wird) vorgesehen ist. Die Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 82 bildet die Steuerungsschaltung 22 und die Logikschaltung 23 von 3.
Die Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 82 umfasst eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten 83, die von einer Verdrahtungsschicht 83a in einer obersten Schicht, die dem Pixelsensorsubstrat 11b am nächsten liegt, einer Verdrahtungsschicht 83b in einem Mittelteil, einer Verdrahtungsschicht 83c in einer untersten Schicht, die dem Siliziumsubstrat 81 am nächsten liegt, und anderen gebildet wird, und enthält ein Zwischenschicht-Dielektrikum 84, das zwischen den jeweiligen Verdrahtungsschichten 83 ausgebildet ist.
Die Vielzahl an Verdrahtungsschichten 83 ist beispielsweise aus Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Wolfram (W) oder dergleichen gebildet, während das Zwischenschicht-Dielektrikum beispielsweise aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder dergleichen geschaffen ist. Sowohl die Vielzahl von Verdrahtungsschichten 83 als auch das Zwischenschicht-Dielektrikum 84 können aus dem gleichen Material für all die Schichten gebildet sein oder können aus zwei oder mehr, für jede Schicht verschiedenen Materialien gebildet sein.
Ein Silizium-Durchgangsloch 85, das das Siliziumsubstrat 81 durchdringt, ist an einer vorbestimmten Position des Siliziumsubstrats 81 ausgebildet. Ein Verbindungsleiter 87 ist in einer Innenwand des Silizium-Durchgangslochs 85 über einen Isolierfilm 86 eingebettet, um eine Silizium-Durchgangselektrode (TSV: Through Silicon Via) 88 auszubilden. Beispielsweise kann der Isolierungsfilm 86 von einem SiO2-Film, einem SiN-Film oder dergleichen gebildet werden.
Man beachte, dass die in 6 dargestellte Durchgangselektrode 88 so konfiguriert ist, dass der Isolierungsfilm 86 und der Verbindungsleiter 87 entlang der Oberfläche der Innenwand ausgebildet sind und dass das Innere des Silizium-Durchgangslochs 85 hohl ist. Das Innere des Silizium-Durchgangslochs 85 kann jedoch je nach dem Innendurchmesser der Durchgangselektrode 88 mit dem Verbindungsleiter 87 ganz eingebettet sein. Mit anderen Worten kann entweder die Konfiguration, in der das Innere des Durchgangslochs mit einem Leiter eingebettet ist, oder die Konfiguration, in der ein Teil des Durchgangslochs hohl ist, übernommen werden. Dies kann auch für eine Chip-Durchgangselektrode (TCV: Through Chip Via) 105 und andere, die im Folgenden beschrieben werden, gelten.
Der Verbindungsleiter 87 der Silizium-Durchgangselektrode 88 mit einer auf der Seite der unteren Oberfläche des Siliziumsubstrats 81 ausgebildeten Umverdrahtung (engl.: rewiring) 90 verbunden. Die Umverdrahtung 90 ist mit der Lötmetallkugel 11e verbunden. Beispielsweise können sowohl der Verbindungsleiter 87 als auch die Umverdrahtung 90 aus Kupfer (Cu), Wolfram (W), Polysilizium oder dergleichen geschaffen sein.
Außerdem ist eine Lötmetallmaske (Lötmetall-Resist) 91 auf solch eine Weise vorgesehen, dass sie die Umverdrahtung 90 und den Isolierungsfilm 86 auf der Seite der unteren Oberfläche des Siliziumsubstrats 81 mit Ausnahme eines Gebiets, wo die Lötmetallkugel 11e ausgebildet ist, bedeckt.
Auf der anderen Seite enthält das Pixelsensorsubstrat 11b eine Mehrschicht-Verdrahtung 102, die auf der unteren Seite (Seite des Logiksubstrats 11a) eines aus Silizium (Si) geschaffenen Halbleitersubstrats 101 (worauf im Folgenden als Siliziumsubstrat 101 verwiesen wird) vorgesehen ist. Die Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 102 bildet die Pixelschaltung des Pixelgebiets 21 von 3.
Die Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 102 umfasst eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten 103, die von einer Verdrahtungsschicht 103a in einer obersten Schicht, die dem Siliziumsubstrat 101 am nächsten liegt, einer Verdrahtungsschicht 103b in einem Mittelteil, einer Verdrahtungsschicht 103c in einer untersten Schicht, die dem Logiksubstrat 11a am nächsten liegt, und anderen gebildet wird, und enthält ein zwischen den jeweiligen Verdrahtungsschichten 103 ausgebildetes Zwischenschicht-Dielektrikum 104.
Materialien, die die Vielzahl von Verdrahtungsschichten 103 und das Zwischenschicht-Dielektrikum 104 bilden, können die gleichen Arten von Materialen sein, die die Verdrahtungsschichten 83 und das Zwischenschicht-Dielektrikum 84 bilden, die oben beschrieben wurden. Ähnlich den Verdrahtungsschichten 83 und dem Zwischenschicht-Dielektrikum 84, die oben beschrieben wurden, können außerdem sowohl die Vielzahl an Verdrahtungsschichten 103 als auch das Zwischenschicht-Dielektrikum 104 aus einem Material oder aus zwei oder mehr, für jede Schicht verschiedenen Materialien geschaffen sein.
Gemäß dem Beispiel von 6 wird die Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 102 des Pixelsensorsubstrats 11b von den drei Verdrahtungsschichten 103 gebildet, während die Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 82 des Logiksubstrats 11a von den vier Verdrahtungsschichten 83 gebildet wird. Man kann jedoch, dass die Gesamtzahlen der Verdrahtungsschichten nicht auf diese Zahlen beschränkt sind, sondern beliebige Zahlen von Schichten sein können.
Die durch einen pn-Übergang ausgebildete Fotodiode 51 ist für jedes der Pixel 32 innerhalb des Siliziumsubstrats 101 vorgesehen.
Außerdem sind, obgleich in der Figur nicht dargestellt, eine Vielzahl von Pixel-Transistoren wie etwa der erste Übertragungstransistor 52 und der zweite Übertragungstransistor 54, die Speichereinheit (MEM) 53 und andere ebenfalls in der Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 102 und dem Siliziumsubstrat 101 enthalten.
Eine mit der Verdrahtungsschicht 103a des Pixelsensorsubstrats 11b verbundene Silizium-Durchgangselektrode 109 und eine mit der Verdrahtungsschicht 83a des Logiksubstrats 11a verbundene Chip-Durchgangselektrode 105 sind an vorbestimmten Positionen des Siliziumsubstrats 101 in einem Bereich vorgesehen, wo die Farbfilter 11c und die On-Chip-Linsen 11d nicht vorgesehen sind.
Die Chip-Durchgangselektrode 105 und die Silizium-Durchgangselektrode 109 sind durch eine auf einer oberen Oberfläche des Siliziumsubstrats 101 vorgesehene Verbindungsverdrahtung 106 verbunden. Außerdem ist ein Isolierungsfilm 107 zwischen dem Siliziumsubstrat 101 und jeder der Silizium-Durchgangselektrode 109 und der Chip-Durchgangselektrode 105 vorgesehen. Die Farbfilter 11c und die On-Chip-Linsen 11d sind ferner auf der oberen Oberfläche des Siliziumsubstrats 101 über einen ebnenden Film (Isolierungsfilm) 108 vorgesehen.
Wie oben beschrieben wurde, hat das in 2 dargestellte Festkörper-Bildgebungselement 11 eine laminierte Struktur, die hergestellt wird, indem die Seite des Logiksubstrats 11a hin zur Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 102 und die Seite des Pixelsensorsubstrats 11b hin zur Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 82 befestigt werden. In 6 ist eine Befestigungsebene der Seite des Logiksubstrats 11a hin zur Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 82 und der Seite des Pixelsensorsubstrats 11b hin zur Mehrschicht-Verdrahtungsschicht 82 durch eine gestrichelte Linie angegeben.
Gemäß dem Festkörper-Bildgebungselement 11 der Bildgebungsvorrichtung 1 sind außerdem die Verdrahtungsschicht 103 des Pixelsensorsubstrats 11b und die Verdrahtungsschicht 83 des Logiksubstrats 11a durch zwei Durchgangselektroden verbunden, die von der Silizium-Durchgangselektrode 109 und der Chip-Durchgangselektrode 105 gebildet werden, während die Verdrahtungsschicht 83 des Logiksubstrats 11a und die Lötmetallkugel (rückseitige Elektrode) 11e durch die Silizium-Durchgangselektrode 88 und die Umverdrahtung 90 verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Ebenenfläche der Bildgebungsvorrichtung 1 auf ein Minimum reduziert werden.
Außerdem sind das Festkörper-Bildgebungselement 11 und das Glassubstrat 12 unter Verwendung des Klebstoffs 13 durch eine Struktur ohne Hohlräume befestigt, um eine Länge in Höhenrichtung zu reduzieren.
Dementsprechend kann die in 1 dargestellte Bildgebungsvorrichtung 1 eine stärker miniaturisierte Halbleitervorrichtung (Halbleiterbaugruppe) realisieren.
Gemäß der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1, die oben beschrieben wurde, ist der IRCF 14 oberhalb des Festkörper-Bildgebungselements 11 und des Glassubstrats 12 vorgesehen. Dementsprechend kann eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes, die durch interne diffuse Lichtreflexion hervorgerufen werden, reduziert werden.
Konkret wird, falls der IRCF 14 in der Nähe einer Zwischenposition zwischen der Linse (Linse) 16 und dem Glassubstrat (Glas) 12 entfernt vom Glassubstrat 12 vorgesehen ist, wie in einem linken Teil von 7 dargestellt ist, einfallendes Licht wie mittels einer durchgezogenen Linie angegeben konvergiert, tritt über den IRCF 14, das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 an einer Position F0 in das Festkörper-Bildgebungselement 11 (CIS) ein und wird dann an der Position F0 wie mittels gestrichelter Linien angegeben reflektiert, um als Reflexionslicht erzeugt zu werden.
Wie durch gestrichelte Linien angegeben ist, wird zum Beispiel ein Teil des Reflexionslichts, das an der Position F0 reflektiert wird, über den Klebstoff 13 und das Glassubstrat 12 auf einer rückseitigen Oberfläche R1 des IRCF 14 (untere Oberfläche in 7), der an einer Position vom Glassubstrat 12 entfernt angeordnet ist, reflektiert und tritt über das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 an einer Position F1 wieder in das Festkörper-Bildgebungselement 11 ein.
Außerdem geht, wie durch gestrichelte Linien angegeben ist, beispielsweise ein anderer Teil des Reflexionslichts, das am Fokus F0 reflektiert wird, durch den Klebstoff 13, das Glassubstrat 12 und den an einer vom Glassubstrat 12 entfernten Position angeordneten IRCF 14 durch und wird auf einer oberen Oberfläche R2 des IRCF 14 (obere Oberfläche in 7) reflektiert und tritt über den IRCF 14, das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 an einer Position F2 wieder in das Festkörper-Bildgebungselement 11 ein.
Lichtstrahlen, die wieder an der Position F1 und F2 eintreten, erzeugen einen Flare oder ein Geisterbild, die durch interne diffuse Reflexion erzeugt werden. Konkreter zeigt sich, wie in einem Bild P1 von 8 dargestellt ist, ein Flare oder ein Geisterbild wie durch Reflexionslichter R21 und R22 angegeben während einer Abbildung einer Beleuchtung L durch das Festkörper-Bildgebungselement 11.
Wenn auf der anderen Seite der IRCF 14 auf dem Glassubstrat 12 wie derjenige in der Bildgebungsvorrichtung 1 vorgesehen ist, die in einem rechten Teil von 7 dargestellt ist und der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 entspricht, wird mittels durchgezogener Linien angegebenes einfallendes Licht konvergiert, tritt es über den IRCF 14, den Klebstoff 15, das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 an einer Position F0 in das Festkörper-Bildgebungselement 11 ein und wird dann wie mittels gestrichelter Linien angegeben reflektiert. Das reflektierte Licht wird dann über den Klebstoff 13, das Glassubstrat 12, den Klebstoff 15 und den IRCF 14 auf einer Linsenoberfläche R11 in der untersten Schicht auf der Linsengruppe 16 reflektiert. In einem Zustand, in dem die Linsengruppe 16 vom IRCF 14 ausreichend entfernt gelegen ist, wird jedoch dieses Licht in solch einem Bereich reflektiert, dass es vom Festkörper-Bildgebungselement 11 nicht ausreichend empfangen wird.
Das Festkörper-Bildgebungselement 11, das Glassubstrat 12 und der IRCF 14, die hier von einer strichpunktierten Linie in der Figur umgeben sind, sind durch die Klebstoffe 13 und 15 mit im Wesentlichen dem gleichen Brechungsindex aneinander befestigt, um die integrierte Konfigurationseinheit 10 als integrierte Konfiguration zu bilden. Gemäß der integrierten Konfigurationseinheit 10 wird eine interne diffuse Reflexion, die an einer Grenze zwischen Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes verursacht wird, beispielsweise reduziert, indem Brechungsindizes angeglichen werden, um einen Wiedereintritt eines Lichts an den Positionen F1 und F2, die nahe der Position F0 im linken Teil von 7 gelegen sind, zu reduzieren.
Auf diese Weise kann zum Abbilden der Beleuchtung L die Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 ein Bild aufnehmen, in dem ein Flare oder ein Geisterbild, die durch eine interne diffuse Reflexion hervorgerufen werden, wie etwa die Reflexionslichter R21 und R22 im Bild P1, reduziert ist, wie durch ein Bild P2 von 8 angegeben ist.
Infolgedessen können eine Reduzierung eines Flare oder eines Geisterbildes, die durch interne diffuse Reflexionen verursacht werden, sowie eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe der Vorrichtungskonfiguration durch die Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, erzielt werden.
Man beachte, dass das Bild P1 in 8 ein aufgenommenes Bild der Beleuchtung L bei Nacht ist, indem die Bildgebungsvorrichtung 1 mit der Konfiguration im linken Teil von 7 genutzt wird, während das Bild P2 ein aufgenommenes Bild der Beleuchtung L bei Nacht mittels der Bildgebungsvorrichtung 1 (von 1) mit der Konfiguration im rechten Teil von 7 ist.
Während das oben beschriebene Beispiel die Konfiguration ist, die eine Autofokussierung erreicht, indem ein Fokusabstand entsprechend einem Abstand zu einem Objekt eingestellt wird, indem die Linsengruppe 16 unter Verwendung des Aktuators 18 in der Auf-Ab-Richtung in 1 bewegt wird, kann eine Funktion einer allgemein als Weitwinkelobjektiv (engl.: single focus lens) bezeichneten Linse ausgeführt werden, während der Aktuator 18 und eine Einstellung des Fokusabstands durch die Linsengruppe 16 eliminiert sind.
<Zweite Ausführungsform>
Gemäß dem in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform präsentierten Beispiel ist der IRCF 14 auf dem Glassubstrat 12 befestigt, das an der Seite der Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 befestigt ist. In diesem Fall kann ferner die Linse der untersten Schicht, die die Linsengruppe 16 bildet, auf dem IRCF 14 vorgesehen werden.
9 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, die die Linse in der untersten Schicht von der Linsengruppe 16 in Bezug auf eine Lichteinfallsrichtung von der Linsengruppe 16 trennt, die von einer Vielzahl von Linsen gebildet wird, die die Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 bilden, und sieht die getrennte Linse auf dem IRCF 14 vorsieht. Man beachte, dass Konfigurationen, die in 5 dargestellt sind und Funktionen aufweisen, die im Wesentlichen identisch mit den Funktionen der Konfigurationen von 1 sind, identische Bezugszeichen gegeben sind. Eine Beschreibung jener Konfigurationen wird, wo angebracht, weggelassen.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 insofern verschieden, als eine Linse 131 in der untersten Schicht in Bezug auf eine Lichteinfallsrichtung in der Vielzahl von Linsen, die die Linsengruppe 16 bilden, ferner von der Linsengruppe 16 getrennt und auf der oberen Oberfläche des IRCF 14 in der Figur vorgesehen ist. Man beachte, dass der Linsengruppe 16 von 9 ein mit dem Bezugszeichen der Linsengruppe 16 von 1 identisches Bezugszeichen gegeben ist, sie aber von der Linsengruppe 16 von 1 in einem strengen Sinne in dem Punkt verschieden ist, dass die in der untersten Schicht bezüglich der Lichteinfallsrichtung gelegene Linse 131 nicht enthalten ist.
Gemäß der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1, wie sie in 9 dargestellt ist, ist der IRCF 14 auf dem auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildeten Glassubstrat 12 vorgesehen. Ferner ist die Linse 131 in der untersten Schicht, die die Linsengruppe 16 bildet, auf dem IRCF 14 vorgesehen. Dementsprechend kann eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes, die durch interne diffuse Lichtreflexionen hervorgerufen werden, reduziert werden.
Konkret wird, falls die Linse 131 in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung auf dem Glassubstrat 12 in einem Zustand vorgesehen ist, in dem der IRCF 14 in der Nähe einer Zwischenposition zwischen der Linsengruppe 16 und der Linse 131 und von der Linse 131 entfernt wie in einem linken Teil von 10 dargestellt vorgesehen ist, mittels durchgezogener Linien angegebenes einfallendes Licht konvergiert, tritt es über den IRCF 14, die Linse 131, das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 an der Position F0 in das Festkörper-Bildgebungselement 11 ein und wird dann wie mittels gestrichelter Linien angegeben von der Position F0 reflektiert, um als Reflexionslicht erzeugt zu werden.
Wie mittels gestrichelter Linien angegeben ist, wird beispielsweise ein Teil des Reflexionslichts, das an der Position F0 reflektiert wird, auf einer rückseitigen Oberfläche R31 des IRCF 14 (untere Oberfläche in 2), der an einer von der Linse 131 entfernten Position angeordnet ist, über den Klebstoff 13, das Glassubstrat 12 und die Linse 131 reflektiert und tritt über die Linse 131, das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 an einer Position F11 wieder in das Festkörper-Bildgebungselement 11 ein.
Außerdem geht, wie mittels gestrichelter Linien angegeben ist, zum Beispiel ein anderer Teil des am Fokus F0 reflektierten Reflexionslichts durch den Klebstoff 13, das Glassubstrat 12, die Linse 131 und den IRCF 14, der an einer von der Linse 131 entfernten Position angeordnet ist, durch und wird auf einer oberen Oberfläche R32 des IRCF 14 (obere Oberfläche in 7) reflektiert und tritt über den IRCF 14, die Linse 131, das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 an einer Position F12 wieder in das Festkörper-Bildgebungselement 11 ein.
Das an den Positionen F11 und F12 wieder eintretende Licht erscheint als Flare oder Geisterbild im Festkörper-Bildgebungselement 11. Ein auf diesen Punkt anwendbares Prinzip ist im Grunde ähnlich dem Prinzip des Falls, in dem die Reflexionslichter R21 und R22 der Beleuchtung L im Bild P1, das unter Bezugnahme auf 8 beschrieben wurde, an den Positionen F1 und F2 von 7 wieder eintreten.
Auf der anderen Seite wird ähnlich der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9, wenn wie in einem rechten Teil von 10 dargestellt die Linse 131 in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 auf dem IRCF 14 vorgesehen ist, einfallendes Licht konvergiert und tritt über die Linse 131, den IRCF 14, den Klebstoff 15, das Glassubstrat 12 und den Klebstoff 13 wie mittels durchgezogener Linien angegeben an der Position F0 in das Festkörper-Bildgebungselement 11 ein und wird dann als Reflexionslicht, das auf einer Oberfläche R41 auf der Linsengruppe 16 an einer ausreichend entfernten Position über den Klebstoff 13, das Glassubstrat 12, den Klebstoff 15, den IRCF 14 und die Linse 131 wie mittels gestrichelter Linien angegeben reflektiert wird, reflektiert und erzeugt. In diesem Fall wird das Reflexionslicht in einem Bereich reflektiert, der vom Festkörper-Bildgebungselement 11 im Wesentlichen nicht erreicht bzw. erfasst werden kann. Dementsprechend kann eine Erzeugung eines Flare oder Geisterbildes reduziert werden.
Konkret sind das Festkörper-Bildgebungselement 11, der Klebstoff 13, das Glassubstrat 12 und der IRCF 14 durch die Klebstoffe 13 und 15 mit im Wesentlichen dem gleichen Brechungsindex aneinander befestigt, um eine integrierte Konfiguration zu bilden. In diesem Fall ist der Brechungsindex der integrierten Konfigurationseinheit 10 als integrierte Konfiguration, die von einer strichpunktierten Kettenlinie in der Figur umgeben ist, angeglichen. Dementsprechend wird eine an einer Grenze von Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes verursachte interne diffuse Reflexion reduziert, und ein Eintritt eines Reflexionslichts an den Positionen F11 und F12 nahe der Position F0, wie zum Beispiel in einem linken Teil von 10 dargestellt ist, wird reduziert.
Infolgedessen können eine Reduzierung eines Flare oder eines Geisterbildes, die durch interne diffuse Reflexion verursacht werden, sowie eine Miniaturisierung und eine Reduzierung der Höhe der Vorrichtungskonfiguration durch die Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 in der zweiten Ausführungsform, die in 10 dargestellt ist, erzielt werden.
<Dritte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschrieben zweiten Ausführungsform präsentiert wurde, ist die Linse 131 in der untersten Schicht auf dem IRCF 14 vorgesehen. In diesem Fall können die Linse 131 in der untersten Schicht und der IRCF 14 mittels eines Klebstoffs aneinander befestigt werden.
11 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, in dem die Linse 131 in der untersten Schicht und der IRCF 14 mittels eines Klebstoffs aneinander befestigt sind. Man beachte, dass Konfigurationen, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 11 enthalten sind und Funktionen aufweisen, die im Wesentlichen ähnlich den Funktionen der Konfigurationen der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 sind, gleiche Bezugszeichen gegeben sind. Eine Beschreibung jener Konfigurationen wird, wo angebracht, weggelassen.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 11 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 insofern verschieden, als die Linse 131 in der untersten Schicht und der IRCF 14 mittels eines Klebstoffs 151, der transparent ist, d.h. im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex aufweist, aneinander befestigt sind.
Gemäß der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Falls die Linse 131 keine hohe Ebenheit aufweist, kann außerdem der IRCF 14 von einer optischen Achse der Linse 131 abweichen, wenn eine Befestigung am IRCF 14 ohne Verwendung des Klebstoffs 151 versucht wird. Indem man die Linse 131 und den IRCF 14 mittels des Klebstoffs 151 aneinander befestigt, kann jedoch der IRCF 14 ohne Abweichung von der optischen Achse der Linse 131 fixiert werden, selbst wenn die Linse 131 keine hohe Ebenheit aufweist. Dementsprechend ist eine Reduzierung einer Verzerrung eines Bildes, die durch eine Abweichung der optischen Achse erzeugt wird, erreichbar.
<Vierte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform präsentiert wurde, ist die Linse 131 in der untersten Schicht in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung auf dem IRCF 14 vorgesehen. Jedoch kann nicht nur die Linse 131 in der untersten Schicht, sondern auch eine Vielzahl von Linsen, die die unterste Schicht der Linsengruppe 16 bilden, auf dem IRCF 14 vorgesehen werden.
12 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, die eine Linsengruppe enthält, die in der Linsengruppe 16 enthalten ist und von einer Vielzahl von Linsen, die die unterste Schicht in Bezug auf die Einfallsrichtung bilden, als eine auf dem IRCF 14 angeordnete Linsengruppe gebildet wird. Man beachte, dass Konfigurationen, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 12 enthalten sind und Funktionen aufweisen, die im Wesentlichen ähnlich den Funktionen der Konfigurationen der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 sind, identische Bezugszeichen gegeben sind. Eine Beschreibung jener Konfigurationen wird, wo angebracht, weggelassen.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 12 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 insofern verschieden, als anstelle der Linse 131 eine Linsengruppe 171, die in der Linsengruppe 16 enthalten ist und von einer Vielzahl von Linsen gebildet wird, die die unterste Schicht in Bezug auf die Lichteinfallsrichtung bilden, auf dem IRCF 14 vorgesehen ist. Man beachte, dass, während 12 ein Beispiel der von zwei Linsen gebildeten Linsengruppe 171 darstellt, die Linsengruppe 171 von einer größeren Anzahl an Linsen gebildet werden kann.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Außerdem ist die Linsengruppe 171, die in der Vielzahl von Linsen, die die Linsengruppe 16 bilden, enthalten ist und die unterste Schicht bildet, auf dem IRCF 14 vorgesehen. In diesem Fall ist es erlaubt, die Anzahl an Linsen, die die Linsengruppe 16 bilden, zu verringern, und die Linsengruppe 16 wird folglich leicht. Dementsprechend wird ermöglicht, einen Antriebsbetrag, der vom Aktuator 18 zum Autofokussieren genutzt wird, zu verringern, und daher sind eine Miniaturisierung und Leistungsreduzierung des Aktuators 18 erreichbar.
Man beachte, dass anstelle der Linsengruppe 171 die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 11 in der dritten Ausführungsform enthaltene Linse 131 unter Verwendung des Klebstoffs 151, der transparent ist, am IRCF 14 befestigt werden kann.
<Fünfte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform präsentiert wurde, ist das Glassubstrat 12 über den Klebstoff 13 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 befestigt, während der IRCF 14 über den Klebstoff 15 auf dem Glassubstrat 12 befestigt ist. Jedoch können das Glassubstrat 12, der Klebstoff 15 und der IRCF 14 jeweils durch eine Konfiguration ersetzt werden, die sowohl die Funktion des Glassubstrats 12 als auch die Funktion des IRCF 14 aufweist und über den Klebstoff 13 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 befestigt ist.
13 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, worin das Glassubstrat 12, der Klebstoff 15 und der IRCF 14 durch eine Konfiguration ersetzt sind, die sowohl die Funktion des Glassubstrats 12 als auch die Funktion des IRCF 14 aufweist und über den Klebstoff 13 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 befestigt ist. Die Linse 131 in der untersten Schicht ist auf dieser Konfiguration vorgesehen. Man beachte, dass Konfigurationen, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 13 enthalten sind und Funktionen aufweisen, die im Wesentlichen ähnlich den Funktionen der Konfigurationen der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 sind, identische Bezugszeichen gegeben sind. Eine Beschreibung jener Konfigurationen wird, wo angebracht, weggelassen.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 13 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 insofern verschieden, als das Glassubstrat 12 und der IRCF 14 durch ein IRCF-Glassubstrat 14' mit der Funktion des Glassubstrats 12 und der Funktion des IRCF 14 ersetzt sind. Das IRCF-Glassubstrat 14' ist über den Klebstoff 13 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 befestigt, und die Linse 131 in der untersten Schicht ist auf dem IRCF 14' vorgesehen.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Konkret werden gegenwärtig für eine Miniaturisierung des Festkörper-Bildgebungselements 11 das Glassubstrat 12, das als CSP- (Chip-Size-Package)- Struktur bezeichnet wird, und das Festkörper-Bildgebungselement 11 aneinander gebondet, und das Festkörper-Bildgebungselement 11 wird mit dem als Basissubstrat bestimmten Glassubstrat abgedünnt. Auf diese Weise ist ein miniaturisiertes Festkörper-Bildgebungselement realisierbar. In 13 erfüllt das IRCF-Glassubstrat 14' die Funktion des Glassubstrats 12 mit hoher Ebenheit sowie die Funktion des IRCF 14. Dementsprechend ist eine Reduzierung der Höhe erzielbar.
Man beachte, dass das Glassubstrat 12, der Klebstoff 15 und der IRCF 14, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 1, 11 und 12 in der ersten Ausführungsform, der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform enthalten sind, durch das IRCF-Glassubstrat 14' mit sowohl der Funktion des Glassubstrats 12 als auch der Funktion des IRCF 14 ersetzt werden können.
<Sechste Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform präsentiert wurde, ist das Glassubstrat 12 über den Klebstoff 13 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 mit der CSP-Struktur befestigt. Außerdem ist der IRCF 14 über den Klebstoff 15 auf dem Glassubstrat 12 befestigt, und die Linsengruppe 171, die von der Vielzahl von Linsen in der untersten Schicht in der Vielzahl von Linsen gebildet wird, die die Linsengruppe 16 bilden, ist ebenfalls auf dem IRCF 14 vorgesehen. Jedoch kann das Festkörper-Bildgebungselement 11 mit einer COB- (Chip-on-Board-) Struktur anstelle des Festkörper-Bildgebungselements 11 mit der CSP-Struktur verwendet werden.
Gemäß einem in 14 dargestellten Konfigurationsbeispiel sind das Glassubstrat 12 und der IRCF 14, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 12 enthalten sind, durch das IRCF-Glassubstrat 14' mit der Funktion des Glassubstrats 12 und der Funktion des IRCF 14 ersetzt, und das Festkörper-Bildgebungselement 11 mit der COB- (Chip-on-Board-) Struktur wird anstelle des Festkörper-Bildgebungselements 11 mit der CSP-Struktur verwendet. Man beachte, dass Konfigurationen, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 14 enthalten sind und Funktionen aufweisen, die im Wesentlichen ähnlich den Funktionen der Konfigurationen der Bildgebungsvorrichtung 1 von 12 sind, identische Bezugszeichen gegeben sind. Eine Beschreibung jener Konfigurationen wird, wo angebracht, weggelassen.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 14 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 12 insofern verschieden, als das Glassubstrat 12 und der IRCF 14 durch das IRCF-Glassubstrat 14' mit der Funktion des Glassubstrats 12 und der Funktion des IRCF 14 ersetzt sind und anstelle des Festkörper-Bildgebungselements 11 mit der CSP-Struktur ein Festkörper-Bildgebungselement 91 mit der COB- (Chip-on-Board-) Struktur verwendet wird.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 12 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
In den letzten Jahren wurde außerdem im Allgemeinen die CSP-Struktur für eine Miniaturisierung des Festkörper-Bildgebungselements 11 und eine Miniaturisierung der Bildgebungsvorrichtung 1 übernommen. Die CSP-Struktur erfordert jedoch eine komplizierte Bearbeitung, wie etwa eine Befestigung mit dem Glassubstrat 12 oder dem IRCF-Glassubstrat 14' und eine Verdrahtung von Anschlüssen des Festkörper-Bildgebungselements 11 auf der Rückseite der lichtempfangenden Oberfläche. Dementsprechend ist die CSP-Struktur teurer als das Festkörper-Bildgebungselement 11 mit der COB-Struktur. Dementsprechend kann neben der CSP-Struktur das Festkörper-Bildgebungselement 91 verwendet, das die COB-Struktur aufweist und über ein Drahtbonding 92 oder dergleichen mit der Leiterplatte 17 verbunden ist.
Eine Verbindung mit der Leiterplatte 17 wird erleichtert, indem das Festkörper-Bildgebungselement 91 mit der COB-Struktur genutzt wird. Dementsprechend sind eine Vereinfachung der Bearbeitung und eine Kostenreduzierung erzielbar.
Man beachte, dass das Festkörper-Bildgebungselement 11, das die CSP-Struktur aufweist und in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 1, 9, 11 und 13 in den ersten bis dritten Ausführungsformen und der fünften Ausführungsform enthalten ist, durch das Festkörper-Bildgebungselement 11 mit der COB- (Chip-on-Board-) Struktur ersetzt werden kann.
<Siebte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform präsentiert wurde, ist das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 vorgesehen und ist ferner der IRCF 14 auf dem Glassubstrat vorgesehen. Der IRCF 14 kann jedoch auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 vorgesehen werden, und das Glassubstrat 12 kann ferner auf dem IRCF 14 vorgesehen werden.
15 ist ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 in einem Fall, in dem Glassubstrat 12 vorgesehen ist. In diesem Fall ist der IRCF 14 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 vorgesehen, und das Glassubstrat 12 ist ferner auf dem IRCF 14 vorgesehen.
Die Bildgebungsvorrichtung 1 von 15 ist von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 insofern verschieden, als die Reihenfolge des Glassubstrats 12 und des IRCF 14 geändert ist. In diesem Fall ist der IRCF 14 über den Klebstoff 13, der transparent ist, auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 befestigt, ist das Glassubstrat 12 über den Klebstoff 15, der transparent ist, ferner auf dem IRCF 14 befestigt und ist die Linse 131 auf dem Glassubstrat 12 vorgesehen.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Außerdem wird gemäß den Charakteristiken des IRCF 14 eine Ebenheit des IRCF 14 durch einen Effekt einer Temperatur und einer Störung im Allgemeinen verringert. In diesem Fall kann eine Verzerrung in einem Bild auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 erzeugt werden.
Dementsprechend wird im Allgemeinen ein spezielles Material zum Aufrechterhalten der Ebenheit übernommen, wie etwa ein Material einer Beschichtung, die beispielsweise auf beide Oberflächen des IRCF 14 aufgebracht wird. Dieses Material erhöht jedoch die Kosten
Auf der anderen Seite ist gemäß der Bildgebungsvorrichtung 1 von 15 der IRCF 14 mit einer geringen Ebenheit zwischen dem Festkörper-Bildgebungselement 11 und dem Glassubstrat 12, die beide eine hohe Ebenheit aufweisen, sandwichartig angeordnet. Auf diese Weise kann unter geringen Kosten eine Ebenheit gewährleistet werden, und daher kann eine Verzerrung eines Bildes reduziert werden.
Dementsprechend erreicht die Bildgebungsvorrichtung 1 von 15 eine Reduzierung eines Flare oder eines Geisterbildes und ebenfalls eine Reduzierung einer Verzerrung in einem Bild, die durch die Charakteristiken des IRCF 14 erzeugt wird. Ferner wird die Notwendigkeit einer aus einem speziellen Material bestehenden Beschichtung zum Aufrechterhalten einer Ebenheit eliminiert, und daher wird eine Kostenreduzierung erreichbar.
Man beachte, dass das Glassubstrat 12 und der IRCF 14 über die Klebstoffe 13 und 15 im Zustand der Änderung der Reihenfolge des Glassubstrats 12 und des IRCF 14 in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 1, 11 und 12 in der ersten Ausführungsform, der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform ebenfalls befestigt werden können.
<Achte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform präsentiert wurde, wird der IRCF 14 als Konfiguration zum Abschneiden bzw. Sperren von Infrarotlicht genutzt. Jedoch können andere Konfigurationen als der IRCF 14 übernommen werden, solange ein Abschneiden von Infrarotlicht erzielbar ist. Beispielsweise kann anstelle des IRCF 14 ein für Infrarot undurchlässiges Harz aufgebracht und verwendet werden.
16 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, die anstelle des IRCF 14 ein für Infrarot undurchlässiges Harz nutzt. Man beachte, dass Konfigurationen, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 16 enthalten sind und Funktionen aufweisen, die den Funktionen der Konfigurationen der Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 im Wesentlichen identisch sind, identische Bezugszeichen gegeben sind. Eine Beschreibung jener Konfigurationen wird, wo angebracht, weggelassen.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 16 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 insofern verschieden, als anstelle des IRCF 14 ein für Infrarot undurchlässiges Harz 211 vorgesehen ist. Das für Infrarot undurchlässige Harz 211 kann beispielsweise mittels Beschichtung vorgesehen werden.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 1 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Außerdem wird mit der jüngsten Verbesserung eines Harzes im Allgemeinen Harz mit einem Infrarot-Sperreffekt übernommen. Es ist bekannt, dass das Glassubstrat 12 mit dem für Infrarot undurchlässigen Harz 211 während einer Herstellung des Festkörper-Bildgebungselements 11 vom CSP-Typ beschichtet werden kann.
Man beachte, dass das für Infrarot undurchlässige Harz 211 anstelle des IRCF 14 übernommen werden kann, der in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 9, 11, 12 und 15 in den zweiten bis vierten Ausführungsformen und der siebten Ausführungsform enthalten ist.
<Neunte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform präsentiert wurde, ist das Glassubstrat 12 mit einer flachen Plattenform in einem Zustand eines engen Kontakts mit dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ohne Hohlräume im Fall einer Verwendung des Glassubstrats 12 vorgesehen. Jedoch können zwischen dem Glassubstrat 12 und dem Festkörper-Bildgebungselement 11 Hohlräume vorgesehen werden.
17 ist ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1, die Hohlräume zwischen dem Glassubstrat 12 und dem Festkörper-Bildgebungselement 11 enthält. Man beachte, dass Konfigurationen, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 17 enthalten sind und Funktionen aufweisen, die mit den Funktionen der Konfigurationen der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 im Wesentlichen identisch sind, identische Bezugszeichen gegeben sind. Eine Beschreibung jener Konfigurationen wird, wo angebracht, weggelassen.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 17 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 insofern verschieden, als anstelle des Glassubstrats 12 ein Glassubstrat 231, das Erhebungen 231a in einem Umfang enthält, vorgesehen ist. Die Erhebungen 231a im Umfang sind mit dem Festkörper-Bildgebungselement 11 in Kontakt gebracht und durch einen Klebstoff 232, der transparent ist, gebondet bzw. verbunden. Auf diese Weise werden jeweils von einer Luftschicht gebildete Hohlräume 231b zwischen der Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 und dem Glassubstrat 231 ausgebildet.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Man beachte, dass anstelle des Glassubstrats 12, das in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 1, 11, 12 und 16 in der ersten Ausführungsform, der dritten Ausführungsform, der vierten Ausführungsform und der achten Ausführungsform enthalten ist, das Glassubstrat 231 genutzt werden kann, um die Hohlräume 231b auszubilden, indem nur die Erhebungen 231a über den Klebstoff 232 gebondet werden.
<Zehnte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform präsentiert wurde, ist die Linse 131 in der untersten Schicht in der Linsengruppe 16 auf dem auf dem Glassubstrat 12 ausgebildeten IRCF 14 vorgesehen. Jedoch kann anstelle des IRCF 14 auf dem Glassubstrat 12 ein Beschichtungsmittel verwendet werden, das von einem organischen Mehrschichtfilm gebildet wird und eine Infrarot-Sperrfunktion aufweist.
18 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, die anstelle des IRCF 14 auf dem Glassubstrat 12 ein Beschichtungsmittel enthält, das von einem organischen Mehrschichtfilm gebildet wird und eine Infrarot-Sperrfunktion hat.
Die Bildgebungsvorrichtung 1 von 18 ist von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 insofern verschieden, als anstelle des IRCF 14 auf dem Glassubstrat 12 das Beschichtungsmittel 251, das von dem organischen Mehrschichtfilm gebildet wird und die Infrarot-Sperrfunktion hat, vorgesehen ist.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Man beachte, dass das Beschichtungsmittel 251, das von dem organischen Mehrschichtfilm gebildet wird und die Infrarot-Sperrfunktion hat, anstelle des IRCF 14 übernommen werden kann, der in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 1, 6, 7, 10 und 12 in der ersten Ausführungsform, der vierten Ausführungsform, der siebten Ausführungsform und der neunten Ausführungsform enthalten ist.
<Elfte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen zehnten Ausführungsform präsentiert wurde, ist die Linse 131 in der untersten Schicht in der Linsengruppe 16 auf dem Beschichtungsmittel 251, das von dem organischen Mehrschichtfilm gebildet wird und die Infrarot-Sperrfunktion hat, anstelle des IRCF 14 auf dem Glassubstrat 12 vorgesehen. In diesem Fall kann die Linse 131 ferner mit einer AR- (Antireflexions-) Beschichtung beschichtet sein.
19 ist ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1, die die mit einer AR-Beschichtung beschichtete Linse 131 in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 13 enthält.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 19 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 18 insofern verschieden, als anstelle der Linse 131 eine Linse 271, die in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 enthalten und mit einer AR-Beschichtung 271a beschichtet ist, vorgesehen ist. Beispielsweise kann für die AR-Beschichtung 271a eine Vakuumabscheidung, ein Sputtern, eine Nassbeschichtung oder dergleichen übernommen werden.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Ferner reduziert die AR-Beschichtung 271a der Linse 271 eine interne diffuse Reflexion eines Reflexionslichts vom Festkörper-Bildgebungselement 11. Dementsprechend ist eine Reduzierung einer Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes mit höherer Genauigkeit erzielbar.
Man beachte, dass die mit der AR-Beschichtung 271a beschichtete Linse 271 anstelle der Linse 131 übernommen werden kann, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 9, 11, 13, 15, 17 und 18 in der zweiten Ausführungsform, der dritten Ausführungsform, der fünften Ausführungsform, der siebten Ausführungsform, der neunten Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform enthalten ist. Außerdem kann eine Oberfläche der Linsengruppe 171 (die oberste Oberfläche in der Figur), die in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 12 und 14 in der vierten Ausführungsform und der sechsten Ausführungsform enthalten ist, mit einer AR-Beschichtung ähnlich der AR-Beschichtung 271a beschichtet werden.
Es ist vorzuziehen, dass die AR-Beschichtung 271a ein einschichtiger oder mehrschichtiger Strukturfilm ist, der wie folgt aufgebaut ist. Konkret ist zum Beispiel die AR-Beschichtung 271a ein transparentes Harz wie etwa ein Silikonharz, Acrylharz, Epoxidharz und Styrolharz, ein Isolierungsfilm (z.B. SiCH, SiCOH und SiCNH), der hauptsächlich Si (Silizium), C (Kohlenstoff) und H (Wasserstoff) enthält, ein Isolierungsfilm (z.B. SiON und SiN) der hauptsächlich Si (Silizium) und N (Stickstoff) enthält oder an SiO2-Film, ein P-SiO-Film oder ein HDP-SiO-Film, der unter Verwendung eines Oxidationsmittels und eines Stoffgases gebildet wird, das zumindest eines von Siliziumhydroxid, Alkylsilan, Alkoxysilan, Polysiloxan oder dergleichen ist.
<Zwölfte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen elften Ausführungsform präsentiert wurde, wird anstelle der Linse 131 die mit der AR- (Antireflexions-) Beschichtung 271a beschichtete Linse 271 verwendet. Jedoch kann eine andere Konfiguration als eine AR-Beschichtung genutzt werden, solange eine Antireflexionsfunktion erfüllt werden kann. Beispielsweise kann eine Mottenaugenstruktur übernommen werden, die winzige Vertiefungen und Erhebungen enthält, um Reflexion zu vermeiden.
20 ist ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1, die anstelle der in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 18 enthaltenen Linse 131 eine Linse 291 enthält, der eine Antireflexionsfunktion mit einer Mottenaugenstruktur hinzufügt ist.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 20 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 18 insofern verschieden, als anstelle der Linse 131 die Linse 291 in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 vorgesehen ist. Die Linse 291 enthält einen Bereich 291a mit Antireflexionsbehandlung, der einer Behandlung für eine Mottenaugenstruktur unterzogen wurde.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 18 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Außerdem reduziert der Bereich 291a mit Antireflexionsbehandlung, der in der Linse 291 enthalten ist und der Behandlung für eine Mottenaugenstruktur unterzogen wurde, eine interne diffuse Reflexion eines Reflexionslichts vom Festkörper-Bildgebungselement 11. Dementsprechend ist eine Reduzierung der Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes mit höherer Genauigkeit erzielbar. Man beachte, dass der Bereich 291a mit Antireflexionsbehandlung anderen Antireflexionsbehandlungen als der Mottenaugenstruktur unterzogen werden kann, solange die Antireflexionsfunktion erreicht werden kann.
Es ist vorzuziehen, dass der Bereich 291a mit Antireflexionsbehandlung ein wie folgt aufgebauter einschichtiger oder mehrschichtiger Strukturfilm ist. Konkret ist beispielsweise der Bereich 291a mit Antireflexionsbehandlung ein transparentes Harz wie etwa Silikonharz, Acrylharz, Epoxidharz und Styrolharz, ein Isolierungsfilm (z.B. SiC, SiCOH und SiCNH), der Si (Silizium), C (Kohlenstoff) and H (Wasserstoff) hauptsächlich enthält, ein Isolierungsfilm (z.B. SiON und SiN), der hauptsächlich Si (Silizium) and N (Stickstoff) enthält, oder ein SiO2-Film, ein P-SiO-Film oder ein HDP-SiO-Film, der unter Verwendung eines Oxidationsmittels und eines Stoffgases gebildet wird, das zumindest eines von Siliziumhydroxid, Alkylsilan, Alkoxysilan, Polysiloxan oder dergleichen ist.
Man beachte, dass die Linse 291, der der Bereich 291a mit Antireflexionsbehandlung hinzugefügt ist, anstelle der Linse 131 übernommen werden kann, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 9, 11, 13, 15, 17 und 18 in der zweiten Ausführungsform, der dritten Ausführungsform, der fünften Ausführungsform, der siebten Ausführungsform, der neunten Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform enthalten ist. Außerdem kann die Oberfläche der Linsengruppe 171, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 der 12 und 14 in der vierten Ausführungsform und der sechsten Ausführungsform enthalten ist, eine Antireflexionsbehandlung ähnlich der Behandlung des Bereichs 291a mit einer Antireflexionsbehandlung unterzogen werden.
<Dreizehnte Ausführungsform>
Gemäß dem Beispiel, das in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform präsentiert wurde, ist die Linse 131 in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 auf dem IRCF 14 vorgesehen. Diese Konfiguration kann jedoch durch eine Konfiguration mit einer Infrarot-Sperrfunktion und einer Funktion ähnlich der Funktion der Linse 131 in der untersten Schicht ersetzt werden.
21 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, die eine für Infrarot undurchlässige Linse mit einer Infrarot-Sperrfunktion und einer Funktion ähnlich der Funktion der Linse in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 anstelle des IRCF 14 und der Linse 131 in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 enthält, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 enthalten sind.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 von 21 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 insofern verschieden, als anstelle des IRCF 14 und der Linse 131 in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 eine für Infrarot undurchlässige Linse 301 mit einer Infrarot-Sperrfunktion vorgesehen ist.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Außerdem ist die für Infrarot undurchlässige Linse 301 so konfiguriert, dass sie sowohl die Infrarot-Sperrfunktion als auch die Funktion der Linse 131 in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 aufweist. In diesem Fall ist die Notwendigkeit, den IRCF 14 und die Linse 131 getrennt vorzusehen, eliminiert. Dementsprechend sind eine weitere Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe der Vorrichtungskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 erzielbar. Darüber hinaus können die Linsengruppe 171 und der IRCF 14, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 12 in der vierten Ausführungsform enthalten sind, durch eine für Infrarot undurchlässige Linse ersetzt werden, die sowohl die Infrarot-Sperrfunktion als auch die Funktion der Linsengruppe 171 aufweist, die von einer Vielzahl von Linsen in der untersten Schicht der Linsengruppe 16 gebildet wird.
<Vierzehnte Ausführungsform>
Es ist bekannt, dass von einem Umfangsrandbereich der lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 leicht Streulicht eintritt. Dementsprechend kann eine schwarze Maske im Umfangsrandbereich der lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 vorgesehen werden, um ein Eintritt von Streulicht zu reduzieren und dadurch eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes zu reduzieren.
Ein linker Teil von 22 stellt ein Konfigurationsbeispiel der Bildgebungsvorrichtung 1 dar, die anstelle des in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 18 enthaltenen Glassubstrats 12 ein Glassubstrat 321 enthält, das mit einer schwarzen Maske 321a zur Lichtabschirmung des Umfangsrandbereichs der lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 ausgestattet ist.
Konkret ist die Bildgebungsvorrichtung 1 im linken Teil von 22 von der Bildgebungsvorrichtung 1 von 18 insofern verschieden, als anstelle des Glassubstrats 12 das Glassubstrat 321, das mit einer von einem lichtabschirmenden Film gebildeten schwarzen Maske 321a ausgestattet ist, an einem Umfangsrandbereich Z2 vorgesehen ist, wie in einem rechten Teil von 22 angegeben ist. Die schwarze Maske 321a wird mittels Fotolithografie oder dergleichen auf dem Glassubstrat 321 gebildet. Man beachte, dass die schwarze Maske nicht an einem zentralen Bereich Z1 des Glassubstrats 321 im rechten Teil von 22 vorgesehen ist.
Gemäß solch einer Konfiguration kann ähnlich der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eine Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes reduziert werden.
Außerdem kann das Glassubstrat 321, das mit der schwarzen Maske 321a im Umfangsrandbereich Z2 ausgestattet ist, einen Eintritt von Streulicht vom Umfangsrandbereich aus reduzieren, wodurch eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes, die durch Streulicht verursacht werden, reduziert wird.
Man beachte, dass die schwarze Maske 321a nicht nur auf dem Glassubstrat 321, sondern auch auf anderen Konfigurationen als dem Glassubstrat 321 vorgesehen werden kann, solange ein Eintritt von Streulicht in das Festkörper-Bildgebungselement 11 verhindert werden kann. Beispielsweise kann die schwarze Maske 321a auf dem Beschichtungsmittel 251 vorgesehen werden, das von dem organischen Mehrschichtfilm gebildet wird und die Infrarot-Sperrfunktion aufweist, oder der Linse 131 oder kann auf dem IRCF 14, dem IRCF-Glassubstrat 14', dem Glassubstrat 231, der Linsengruppe 171, den Linsen 271 und 291, dem für Infrarot undurchlässigen Harz 211, der für Infrarot undurchlässigen Linse 301 oder anderen vorgesehen sein. In diesem Fall beachte man, dass die schwarze Maske auf einer Oberfläche mit einer geringen Ebenheit beispielsweise mittels Tintenstrahl bereitgestellt werden kann, falls die schwarze Maske aufgrund einer geringen Ebenheit der Oberfläche mittels Fotolithografie schwer auszubilden ist.
Wie oben beschrieben wurde, können gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Flare und ein Geisterbild, die durch interne diffuse Reflexion von Licht von einem Festkörper-Bildgebungselement als Folge einer Miniaturisierung hervorgerufen werden, reduziert werden. Außerdem sind eine Pixelierung, eine hohe Bildqualität und eine Miniaturisierung ohne Verschlechtern der Leistungsfähigkeit der Bildgebungsvorrichtung erzielbar.
<Fünfzehnte Ausführungsform>
Gemäß den oben beschriebenen Beispielen ist die Linse 131, 271 oder 291, die Linsengruppe 171 oder die für Infrarot undurchlässige Linse 301 mittels Bonding-, Befestigungs- oder anderer Verfahren auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 mit einer viereckigen Form verbunden.
Wenn jedoch irgendeine der Linsen 131, 271 und 291, der Linsengruppe 171 und der für Infrarot undurchlässigen Linse 301, die jeweils eine viereckige Form haben, auf das Festkörper-Bildgebungselement 11 mit im Wesentlichen der gleichen Größe gebondet oder daran befestigt werden, werden Bereiche nahe den Ecken leicht getrennt. Die Trennung der Ecken der Linse 131 verhindert einen adäquaten Eintritt einfallenden Lichts in das Festkörper-Bildgebungselement 11 und kann eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes verursachen.
Falls eine der Linsen 131, 271 und 291, der Linsengruppe 171 und der für Infrarot undurchlässigen Linse 301, die jeweils eine viereckige Form aufweisen, an das Festkörper-Bildgebungselement 11 gebondet oder daran befestigt wird, kann dementsprechend eine äußere Größe der gebondeten oder befestigten Linse oder Linsengruppe auf eine kleinere Größe als eine äußere Größe des Festkörper-Bildgebungselements 11 festgelegt werden. Ferner kann ein effektives Gebiet in der Nähe der Mitte der Linse definiert werden und kann ein nicht-effektives Gebiet in einem äußeren Umfangsbereich der Linse definiert werden. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit einer Trennung gesenkt werden oder kann einfallendes Licht selbst bei einer geringfügigen Trennung von Endbereichen effektiv konvergiert werden.
Konkret wird, falls die Linse 131 an das auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 vorgesehene Glassubstrat 12 gebondet oder daran befestigt wird, die äußere Größe der Linse 131 kleiner als die äußere Größe des Glassubstrats 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 12 gemacht, wie zum Beispiel in 23 veranschaulicht ist. Außerdem wird ein nicht-effektives Gebiet 131b in einem äußeren Umfangsbereich der Linse 131 definiert und wird ein effektives Gebiet 131a innerhalb des nicht-effektiven Gebiets 131b definiert. Man beachte, dass das Glassubstrat 231 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 statt dem Glassubstrat 12 vorgesehen werden kann.
Außerdem ist die Konfiguration von 23 eine Konfiguration, in der der IRCF 14 und der Klebstoff 15 aus der integrierten Konfigurationseinheit 10 der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eliminiert sind. Diese Eliminierung ist jedoch nur der zweckmäßigen Erläuterung halber vorgenommen. Selbstverständlich können der IRCF 14 und der Klebstoff 15 zwischen der Linse 131 und dem Glassubstrat 12 vorgesehen werden.
Darüber hinaus ist das effektive Gebiet 131a hier ein Gebiet mit einer asphärischen Form und in einem Gebiet enthalten, in das einfallendes Licht der Linse 131 eintritt, und erfüllt effektiv eine Funktion zum Konvergieren einfallenden Lichts auf einem Gebiet, wo eine fotoelektrische Umwandlung im Festkörper-Bildgebungselement 11 zugelassen ist. Mit anderen Worten ist das effektive Gebiet 131a ein Gebiet, das eine konzentrische Struktur einschließlich einer asphärischen Linsenstruktur aufweist, den äußeren Umfangsbereich der Linse umschreibt und einfallendes Licht auf der Bildgebungsoberfläche konvergiert, wo eine fotoelektrische Umwandlung im Festkörper-Bildgebungselement 11 zugelassen ist.
Auf der anderen Seite ist das nicht-effektive Gebiet 131b ein Gebiet, das nicht notwendigerweise als Linse zum Konvergieren eines Lichts fungiert, das in die Linse 131 auf dem Gebiet eingetreten ist, wo eine fotoelektrische Umwandlung im Festkörper-Bildgebungselement 11 durchgeführt wird.
Es ist jedoch vorzuziehen, dass das nicht-effektive Gebiet 131b eine als asphärische Linse dienende erweiterte Struktur bei einem Teil einer Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a aufweist. Indem man die erweiterte Struktur, die als Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b in der Nähe der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a dient, vorsieht, kann einfallendes Licht auf der Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 geeignet konvergiert werden, selbst wenn eine Positionsabweichung zur Zeit eines Bondens oder Befestigens der Linse 131 am Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 erzeugt wird.
Man beachte, dass das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 so bemessen ist, dass es eine Höhe Vs in der vertikalen Richtung (Y-Richtung) und eine Breite Hs in der horizontalen Richtung (X-Richtung) in 23 aufweist, und dass die Linse 131, die so bemessen ist, dass sie eine Höhe Vn in der vertikalen Richtung und eine Breite Hn in der horizontalen Richtung aufweist, wobei beide Größen kleiner als die entsprechenden Größen des Festkörper-Bildgebungselements 11 (des Glassubstrats 12) sind, an einen zentralen Bereich innerhalb des Glassubstrats 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 gebondet oder daran befestigt sind. Ferner ist das nicht als Linse fungierende nicht-effektive Gebiet 131b im äußeren Umfangsbereich der Linse 131 definiert, und das effektive Gebiet 131a, das so bemessen ist, dass es eine Höhe Ve in der vertikalen Richtung und eine Breite He in der horizontalen Richtung aufweist, ist innerhalb des nicht-effektiven Gebiets 131b definiert.
Mit anderen Worten gilt für sowohl die Breite in der horizontalen Richtung als auch die Höhe in der vertikalen Richtung eine Beziehung „die Breite und die Länge des effektiven Gebiets 131a der Linse 131 < die Breite und die Länge des nicht-effektiven Gebiets 131b < die Breite und die Länge der äußeren Größe des (Glassubstrats 12 auf dem) Festkörper-Bildgebungselements 11“. Mittenpositionen der Linse 131, des effektiven Gebiets 131a und des nicht-effektiven Gebiets 131b sind im Wesentlichen identisch.
In 23 ist ferner ein oberer Teil der Figur eine Draufsicht, wie von der Einfallsseite aus gesehen, wenn die Linse 131 an das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 gebondet oder daran befestigt ist, während ein unterer linker Teil der Figur eine perspektivische Ansicht des äußeren Aussehens ist, wenn die Linse 131 an das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 gebondet oder daran befestigt ist.
Ferner ist ein unterer rechter Teil von 23 eine perspektivische Ansicht des äußeren Aussehens, wenn die Linse 131 an das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 gebondet oder daran befestigt ist. Diese Figur stellt einen Endbereich dar, der eine Grenze B1 zwischen einem seitlichen Oberflächenbereich der Linse 131 und dem Glassubstrat 12, eine Grenze B2 auf der Außenseite des nicht-effektiven Gebiets 131b und eine Grenze B3 zwischen der Außenseite des effektiven Gebiets 131 und dem Inneren des nicht-effektiven Gebiets 131b darstellt.
23 stellt hier ein Beispiel dar, in dem ein seitlicher Endbereich der Linse 131 zum Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 senkrecht ist. In der Draufsicht von 23 ist daher die Grenze B2 auf der Außenseite des nicht-effektiven Gebiets 131b im oberen Oberflächenbereich der Linse 131 ausgebildet, während die Grenze B1 zwischen dem seitlichen Oberflächenbereich der Linse 131 und dem nicht-effektiven Gebiet 131b in einem unteren Oberflächenbereich der Linse 131 ausgebildet ist. In diesem Fall haben die Grenze B1 und die Grenze B2 die gleiche Größe. Dementsprechend sind im oberen Teil von 23 der äußere Umfangsbereich (Grenze B1) der Linse 131 und der äußere Umfangsbereich (Grenze B2) des nicht-effektiven Gebiets 131b als identische äußere Form ausgedrückt.
Gemäß solch einer Konfiguration wird ein Raum zwischen der seitlichen Oberfläche, die den äußeren Umfangsbereich der Linse 131 bildet, und dem äußeren Umfangsbereich des Glassubstrats 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 erzeugt. In diesem Fall kann eine Interferenz zwischen dem seitlichen Oberflächenbereich der Linse 131 und einem anderen Objekt reduziert werden. Dementsprechend kann in dieser Konfiguration die Wahrscheinlichkeit einer Trennung vom Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 verringert werden.
Außerdem ist das effektive Gebiet 131a der Linse 131 innerhalb des nicht-effektiven Gebiets 131b definiert. Dementsprechend kann einfallendes Licht auf der Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 geeignet konvergiert werden, selbst wenn der Umfangsbereich geringfügig getrennt ist. Überdies nimmt eine Grenzflächenreflexion zu, wenn die Linse 131 getrennt ist. In diesem Fall verschlimmert sich ein Flare oder ein Geisterbild. Dementsprechend kann eine Reduzierung einer Trennung eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes folglich reduzieren.
Während das Beispiel, in dem die Linse 131 an das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 gebondet oder daran befestigt ist, unter Bezugnahme auf 23 beschrieben wurde, kann offensichtlich anstelle der Linse 131 jede beliebige der Linsen 271 und 291, der Linsengruppe 171 und der für Infrarot undurchlässigen Linse 301 gebondet oder befestigt werden.
<Modifikation einer äußeren Form einer Linse>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel ist das effektive Gebiet 131a beim zentralen Bereich der Linse 131 definiert, ist das nicht-effektive Gebiet 131b im äußeren Umfangsbereich der Linse 131 definiert und ist die Größe des effektiven Gebiets 131a kleiner als die äußere Umfangsgröße des Festkörper-Bildgebungselements 11 (Glassubstrats 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11). Außerdem kann jede der vier Ecken der äußeren Form der Linse 131 einen spitzen Winkel aufweisen.
Die äußere Form kann jedoch andere Formen einnehmen, solange die äußere Form so ausgebildet wird, dass die Größe der Linse 131 kleiner als die Größe des Festkörper-Bildgebungselements 11 (Glassubstrats 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11) ist, dass das effektive Gebiet 131 beim zentralen Bereich der Linse 131 definiert ist und dass das nicht-effektive Gebiet 131b im äußeren Umfangsbereich der Linse 131 definiert ist.
Mit anderen Worten kann, wie in einem (23 entsprechenden) oberen linken Teil von 24 dargestellt ist, ein Gebiet Z301 an jeder der vier Ecken der äußeren Form der Linse 131 eine Form mit einem spitzen Winkel aufweisen. Ferner kann, wie in einer Linse 131' in einem oberen rechten Teil von 24 dargestellt ist, ein Gebiet Z302 an jeder der vier Ecken eine polygonale Form mit einem stumpfen Winkel aufweisen.
Ferner kann, wie in einer Linse 131'' in einem mittleren linken Teil von 24 dargestellt ist, ein Gebiet Z303 an jeder der vier Ecken der äußeren Form eine Kreisform aufweisen.
Wie in einer Linse 131''' in einem mittleren rechten Teil von 24 dargestellt ist, kann ferner ein Gebiet Z304 an jeder der vier Ecken der äußeren Form einen kleinen viereckigen Bereich aufweisen, der von der entsprechenden der vier Ecken aus vorsteht. Daneben kann der vorstehende Bereich andere Formen als die viereckige Form wie etwa eine Kreisform, eine elliptische Form oder eine polygonale Form aufweisen.
Wie in einer Linse 131'''' in einem unteren linken Teil von 24 dargestellt ist, kann außerdem ein Gebiet Z305 an jeder der vier Ecken der äußeren Form eine viereckige Aussparung aufweisen.
Darüber hinaus kann, wie in einer Linse 131''''' in einem unteren rechten Teil von 24 dargestellt ist, das effektive Gebiet 131a eine viereckige Form aufweisen und kann der Umfangsbereich außerhalb des nicht-effektiven Gebiets 131b eine Kreisform haben.
Im Allgemeinen werden die Ecken der Linse 131 leichter vom Glassubstrat 12 getrennt, je spitzer die Winkel der Ecken werden. In diesem Fall können optisch nachteilige Effekte erzeugt werden. Dementsprechend weisen, wie in den Linsen 131' bis 131''''' in 24 dargestellt ist, die Ecken jeweils eine polygonale Form mit einem stumpfen Winkel, der größer als 90 Grad ist, eine runde Form, eine ausgesparte Form, eine vorstehende Form oder dergleichen auf, um eine Konfiguration zu erzeugen, die die Wahrscheinlichkeit einer Trennung der Linse 131 vom Glassubstrat 12 verringert. Auf diese Weise kann ein Risiko optisch nachteiliger Effekte gesenkt werden.
<Modifizierte Beispiele einer Struktur eines Linsenendbereichs>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel ist der Endbereich der Linse 131 senkrecht zur Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 ausgebildet. Jedoch können andere Formen übernommen werden, solange die äußere Form derart ist, dass die Größe der Linse 131 kleiner als die Größe des Festkörper-Bildgebungselements 11 ist, dass das effektive Gebiet 131a beim zentralen Bereich der Linse 131 definiert ist und dass das nicht-effektive Gebiet 131b im äußeren Umfangsbereich der Linse 131 definiert ist.
Konkret kann, wie im oberen linken Teil von 25 dargestellt ist, eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als eine asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert werden und kann der Endbereich wie durch einen Endbereich Z331 des nicht-effektiven Gebiets 131b (entsprechend der Konfiguration von 23) senkrecht ausgebildet werden.
Außerdem kann, wie in einem oberen zweiten Teil von links in 25 dargestellt ist, eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert werden und kann der Endbereich eine angeschrägte Form aufweisen, wie durch einen Endbereich Z332 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist.
Wie in einem oberen dritten Teil von links in 25 dargestellt ist, kann ferner eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert werden und kann der Endbereich eine runde Form aufweisen, wie durch einen Endbereich Z333 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist.
Wie in einem oberen rechten Teil in 25 dargestellt ist, kann ferner eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert werden und kann der Endbereich eine seitliche Oberfläche mit einer mehrstufigen Struktur aufweisen, wie durch einen Endbereich Z334 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist.
Wie in einem unteren linken Teil in 25 dargestellt ist, kann ferner eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert werden und kann der Endbereich einen flachen Oberflächenbereich in der horizontalen Richtung aufweisen, wie durch einen Endbereich Z335 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist. Außerdem kann ein sich erhebender bzw. aufragender Bereich, der eine Form eines Damms hat und in einer der Lichteinfallsrichtung eines einfallenden Lichts entgegengesetzten Richtung vom effektiven Gebiet 131a aus aufragt, ausgebildet sein, und eine seitliche Oberfläche dieses vorstehenden Bereichs kann senkrecht ausgebildet sein.
Darüber hinaus kann, wie in einem unteren zweiten Teil von links in 25 dargestellt ist, eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert sein und kann der Endbereich einen flachen Oberflächenbereich in der horizontalen Richtung aufweisen, wie durch einen Endbereich Z336 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist. Außerdem kann der aufragende Bereich, der eine Form eines Damms hat und in einer der Einfallsrichtung eines einfallenden Lichts entgegengesetzten Richtung vom effektiven Gebiet 131a aus aufragt, ausgebildet sein und kann eine seitliche Oberfläche dieses vorstehenden Bereichs eine angeschrägte Form haben.
Darüber hinaus kann, wie in einem unteren dritten Teil von links in 25 dargestellt ist, eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert sein, und ein Endbereich kann einen flachen Oberflächenbereich in der horizontalen Richtung aufweisen, wie durch einen Endbereich Z337 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist. Außerdem kann ein aufragender Bereich, der eine Form eines Damms hat und in einer der Einfallsrichtung eines einfallenden Lichts entgegengesetzten Richtung vom effektiven Gebiet 131a aus aufragt, ausgebildet sein und kann eine seitliche Oberfläche dieses vorstehenden Bereichs eine runde Form aufweisen.
Überdies kann, wie in einem unteren rechten Teil in 25 dargestellt ist, eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert sein und kann der Endbereich einen flachen Oberflächenbereich in der horizontalen Richtung aufweisen, wie durch einen Endbereich Z338 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist. Außerdem kann ein aufragender Bereich, der eine Form eines Damms hat und in einer der Einfallsrichtung eines einfallenden Lichts entgegengesetzten Richtung vom effektiven Gebiet 131a aus aufragt, ausgebildet sein und kann eine seitliche Oberfläche dieses vorstehenden Bereichs eine mehrstufige Struktur haben.
Man beachte, dass der obere Teil von 25 Strukturbeispiele darstellt, von denen keines einen aufragenden Bereich enthält, der einen flachen Oberflächenbereich in der horizontalen Richtung am Endbereich der Linse 131 aufweist und eine Form eines Damms hat, die in der der Einfallsrichtung eines einfallenden Lichts entgegengesetzten Richtung vom effektiven Gebiet 131a aus aufragt, während der untere Teil von 25 Strukturbeispiele darstellt, von denen jedes einen aufragenden Bereich mit einem flachen Oberflächenbereich in der horizontalen Richtung beim Endbereich der Linse 131 aufweist. Ferner stellt jeder des oberen Teils und des unteren Teils von 25 ein Konfigurationsbeispiel dar, in dem der Endbereich der Linse 131 senkrecht zum Glassubstrat 12 ist, ein Konfigurationsbeispiel, in dem der Endbereich eine angeschrägte Form hat, ein Konfigurationsbeispiel, in dem der Endbereich eine runde Form hat, und ein Konfigurationsbeispiel, in dem der Endbereich eine mehrstufige Form hat, die eine Vielzahl seitlicher Oberflächen ausbildet.
Wie in einem oberen Teil von 26 dargestellt ist, kann ferner eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert sein, und ein aufragender Bereich kann in Bezug auf das Glassubstrat 12 senkrecht ausgebildet sein, wie durch einen Endbereich Z351 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist. Außerdem kann eine Begrenzungsstruktur Es mit einer viereckigen Form an der Grenze mit dem Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 belassen sein.
Daneben kann, wie in einem unteren Teil von 26 dargestellt ist, eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert sein, und ein aufragender Bereich kann in Bezug auf das Glassubstrat 12 senkrecht ausgebildet sein, wie durch einen Endbereich Z352 des nicht-effektiven Gebiets 131b angegeben ist. Außerdem kann eine Begrenzungsstruktur Er mit einer runden Form an der Grenze mit dem Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 belassen sein.
In sowohl der Begrenzungsstruktur Es mit einer viereckigen Form als auch der Begrenzungsstruktur Er mit einer runden Form können die Linse 131 und das Glassubstrat 12 fester miteinander verbunden werden, indem eine Kontaktfläche zwischen der Linse 131 und dem Glassubstrat 12 vergrößert wird. Infolgedessen kann eine Trennung der Linse 131 vom Glassubstrat 12 reduziert werden.
Man beachte, dass sowohl die Begrenzungsstruktur Es mit einer viereckigen Form als auch die Begrenzungsstruktur Er mit einer runden Form in dem Fall, in dem der Endbereich eine angeschrägte Form aufweist, dem Fall, in dem der Endbereich eine runde Form aufweist, und dem Fall, in dem der Endbereich eine mehrstufige Struktur aufweist, übernommen werden können.
Wie in 27 dargestellt ist, kann ferner eine Konfiguration ähnlich dem effektiven Gebiet 131a als asphärische Linse im nicht-effektiven Gebiet 131b an der Grenze mit dem effektiven Gebiet 131a erweitert sein, und die seitliche Oberfläche der Linse 131 kann in Bezug auf das Glassubstrat 12 senkrecht ausgebildet sein, wie durch einen Endbereich Z371 des nicht-effektiven Gebiets 131b ausgebildet ist. Außerdem kann ein lichtbrechender Film 351 mit einem vorbestimmten Brechungsindex mit im Wesentlichen der gleichen Höhe wie die Höhe der Linse 131 auf dem Glassubstrat 12 in dem äußeren Umfangsbereich der seitlichen Oberfläche ausgebildet sein.
Auf diese Weise wird in einem Fall, in dem der lichtbrechende Film 351 beispielsweise einen höheren Brechungsindex als ein vorbestimmter Brechungsindex aufweist, vom äußeren Umfangsbereich der Linse 131 kommendes einfallendes Licht an der Außenseite der Linse 131 reflektiert, wie durch einen unterbrochenen Pfeil in einem oberen Teil von 27 angegeben ist. Außerdem wird einfallendes Licht in Richtung des seitlichen Oberflächenbereichs der Linse 131 reduziert, wie durch einen gestrichelten Pfeil angegeben ist. Infolgedessen wird ein Eintritt von Streulicht in die Linse 131 reduziert, und daher wird eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes reduziert.
Falls der lichtbrechende Film 351 einen niedrigeren Brechungsindex als der vorbestimmte Brechungsindex aufweist, wird ferner Licht, das nicht in die Einfallsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 eintritt, aber durch die seitliche Oberfläche der Linse 131 zur Außenseite der Linse 131 zu gelangen versucht, durchgelassen, wie durch einen ununterbrochenen Pfeil in einem unteren Teil von 27 angegeben ist. Außerdem wird von der seitlichen Oberfläche der Linse 131 kommendes Reflexionslicht verringert, wie durch einen gestrichelten Pfeil angegeben ist. Infolgedessen kann ein Eintritt von Streulicht in die Linse 131 reduziert werden, und daher kann eine Reduzierung einer Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes erzielt werden.
Gemäß dem Beispiel, das unter Bezugnahme auf 27 oben beschrieben wurde, ist ferner der lichtbrechende Film 351 mit der gleichen Höhe wie die Höhe der Linse 131 auf dem Glassubstrat 12 ausgebildet, und der Endbereich des lichtbrechenden Films 351 ist senkrecht ausgebildet. Jedoch können andere Formen übernommen werden.
Beispielsweise kann, wie in einem Gebiet Z391 in einem oberen linken Teil von 28 dargestellt ist, der lichtbrechende Film 351 zum Beispiel einen angeschrägten Endbereich auf dem Glassubstrat 12 und eine Dicke aufweisen, die höher als die Höhe des Endbereichs der Linse 131 wird.
Wie in einem Gebiet Z392 in einem oberen mittleren Teil von 28 dargestellt ist, kann ferner beispielsweise der lichtbrechende Film 351 einen angeschrägten Endbereich aufweisen und eine Dicke haben, die höher als die Höhe des Endbereichs der Linse 131 wird. Ferner kann ein Teil des lichtbrechenden Films 351 mit dem nicht-effektiven Gebiet 131b der Linse 131 überlappen.
Außerdem kann beispielsweise, wie in einem Gebiet Z393 in einem oberen rechten Teil von 28 dargestellt ist, der lichtbrechende Film 351 eine angeschrägte Form aufweisen, die sich von der Höhe des Endbereichs der Linse 131 bis zum Endbereich des Glassubstrats 12 erstreckt.
Darüber hinaus kann beispielsweise, wie in einem Gebiet Z394 in einem unteren linken Teil von 28 dargestellt ist, der lichtbrechende Film 351 einen angeschrägten Bereich am Endbereich des Glassubstrats 12 aufweisen und eine Dicke haben, die niedriger als die Höhe des Endbereichs der Linse 131 wird.
Wie in einem Gebiet Z395 in einem unteren rechten Teil von 28 dargestellt ist, kann darüber hinaus der lichtbrechende Film 351 beispielsweise einen Bereich aufweisen, der von der Höhe des Endbereichs der Linse 131 aus in Richtung des Glassubstrats 12 vertieft ist, und eine runde Form aufweisen.
Jede Konfiguration der 27 und 28 reduziert einen Eintritt von Streulicht in die Linse 131. Dementsprechend wird eine Reduzierung der Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes erreichbar.
<Sechzehnte Ausführungsform>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel wird ein Flare oder ein Geisterbild reduziert, indem die Wahrscheinlichkeit einer Trennung der Linse 131 vom Glassubstrat 12 verringert oder ein Eintritt von Streulicht reduziert wird. Jedoch kann ein Flare oder ein Geisterbild reduziert werden, indem ein Grat eines Klebstoffs, der während einer Bearbeitung erzeugt wird, verkleinert wird.
Konkret wird hier ein Fall betrachtet, in dem das Glassubstrat 12 über den Klebstoff 15 auf den IRCF 14 in einem Zustand gebondet wird, in dem der IRCF 14 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 (zum Beispiel der Konfiguration der siebten Ausführungsform von 15) vorgesehen ist, wie in einem oberen Teil von 29 dargestellt ist. Man beachte, dass die Konfiguration von 29 der Konfiguration der integrierten Konfigurationseinheit 10 entspricht, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 15 neben der Linse enthalten ist.
In diesem Fall erfordert der IRCF 14 eine vorbestimmte Filmdicke. Die Viskosität des Materials des IRCF 14 ist jedoch im Allgemeinen schwer zu erhöhen, und eine gewünschte Filmdicke ist jeweils schwer zu erhalten. Ein übermäßiges Beschichten erzeugt jedoch Mikrohohlräume oder einen Lufteinschluss bzw. Luftporengehalt und kann optische Charakteristiken verschlechtern.
Ferner wird das Glassubstrat 12 über den Klebstoff 15 gebondet, nachdem der IRCF 14 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildet ist. In diesem Fall wird eine Wölbung aufgrund einer Schrumpfung beim Aushärten des IRCF 14 erzeugt, und zwischen dem Glassubstrat 12 und dem IRCF 14 kann eine Verbindungs- bzw. Übergangsstörung verursacht werden. Ferner ist es schwierig, die Wölbung des IRCF 14 allein durch das Glassubstrat 12 zu korrigieren. Dementsprechend ist die gesamte Vorrichtung gewölbt und können optische Eigenschaften verschlechtert werden.
Insbesondere in einem Fall, in dem das Glassubstrat 12 und der IRCF 14 über den Klebstoff 15 miteinander verbunden werden, wird während einer Vereinzelung ferner ein Harzgrat vom Klebstoff 15 erzeugt, wie durch einen Bereich Z411 in einem oberen Teil von 29 angegeben ist. In diesem Fall kann während einer Montage wie etwa einer Aufnahme die Arbeitsgenauigkeit verringert werden.
Wie in einem mittleren Teil von 29 dargestellt ist, wird dementsprechend der IRCF 14 in zwei Teile geteilt, die von IRCFs 14-1 und 14-2 gebildet werden, und die IRCFs 14-1 und 14-2 werden über den Klebstoff 15 aneinander gebondet.
Entsprechend solch einer Konfiguration kann jeder des IRCF 14-1 und 14-2 geteilt und während einer Filmausbildung in einen dünnen Film ausgebildet werden. Dementsprechend wird eine Ausbildung eines dicken Films, um gewünschte spektrale Eigenschaften zu erhalten, (eine geteilte Ausbildung) erleichtert.
Wenn das Glassubstrat 12 mit dem Festkörper-Bildgebungselement 11 verbunden wird, kann außerdem eine Stufe auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 (eine Sensorstufe wie etwa PAD) durch den IRCF 14-2 vor einem Verbinden des Glassubstrats 12 geebnet werden. Dementsprechend kann die Filmdicke des Klebstoffs 15 reduziert werden, und folglich kann die Höhe der Bildgebungsvorrichtung 1 reduziert werden.
Eine Wölbung wird ferner durch die IRCFs 14-1 und 14-2, die auf dem Glassubstrat 12 bzw. dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildet sind, aufgehoben. Dementsprechend kann eine Wölbung eines Vorrichtungs-Chips reduziert werden.
Darüber hinaus ist der Elastizitätsmodul von Glas höher als derjenige der IRCFs 14-1 und 14-2. Wenn der Elastizitätsmodul der IRCFs 14-1 und 14-2 höher als der Elastizitätsmodul des Klebstoffs 15 ist, sind während einer Vereinzelung die obere Seite und die untere Seite des Klebstoffs 15 mit einer geringen Elastizität von den IRCFs 14-1 und 14-2 mit einer höheren Elastizität als derjenigen des Klebstoffs 15 bedeckt. Dementsprechend kann eine Erzeugung eines Harzgrats während einer Vereinzelung (Ausdehnung) wie als Bereich Z412 in einem oberen Teil von 29 angegeben reduziert werden.
Wie in einem unteren Teil von 29 dargestellt ist, können überdies IRCFs 14'-1 und 14'-2, die jeweils eine Funktion eines Klebstoffs haben, für eine direkte Befestigung in einem wechselseitig gegenüberliegenden Zustand ausgebildet sein. Auf solch eine Weise kann eine Erzeugung eines Harzgrats aus dem Klebstoff 15 während einer Vereinzelung reduziert werden.
<Herstellungsverfahren>
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 30 ein Herstellungsverfahren beschrieben, das das Glassubstrat 12 mit dem Festkörper-Bildgebungselement 11, das im mittleren Teil von 29 dargestellt ist, unter Verwendung der IRCFs 14-1 und 14-2 mit dem dazwischen angeordneten Klebstoff 15 verbindet.
In einem ersten Schritt wird wie in einem oberen linken Teil von 30 dargestellt der IRCF 14-1 auf das Glassubstrat 12 aufgetragen und ausgebildet. Außerdem wird der IRCF 14-2 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 aufgebracht und ausgebildet. Man beachte, dass das Glassubstrat 12 im oberen linken Teil von 30 in einem Zustand dargestellt ist, in dem die Oberseite und die Unterseite umgedreht sind, nachdem der IRCF 14-2 aufgebracht ist.
In einem zweiten Schritt wird der Klebstoff 15 wie in einem oberen mittleren Teil von 30 dargestellt auf den IRCF 14-2 aufgebracht.
In einem dritten Schritt wird der IRCF 14-1 auf dem Glassubstrat 12 an dem Klebstoff 15, der im oberen mittleren Teil von 30 dargestellt ist, auf solch eine Weise befestigt, dass er der Oberfläche gegenüberliegt, an der der Klebstoff 15 aufgebracht wurde, wie in einem oberen rechten Teil von 30 dargestellt ist.
In einem vierten Schritt wird eine Elektrode auf der Rückseite des Festkörper-Bildgebungselements 11 vorgesehen, wie in einem unteren linken Teil von 30 dargestellt ist.
In einem fünften Schritt wird das Glassubstrat 12 mittels Polieren abgedünnt, wie in einem mittleren unteren Teil von 30 dargestellt ist.
Anschließend werden nach dem fünften Schritt Endbereiche mittels eines Messers bzw. einer Klinge oder dergleichen für eine Vereinzelung geschnitten, um das Festkörper-Bildgebungselement 11 zu komplettieren, das die auf der Bildgebungsoberfläche laminierten IRCFs 14-1 und 14-2 und das auf der Schichtung der IRCFs 14-1 und 14-2 vorgesehene Glassubstrat 12 enthält.
Der Klebstoff 15 ist durch die obigen Schritte zwischen den IRCFs 14-1 und 14-2 sandwichartig angeordnet. Dementsprechend kann ein durch Vereinzelung erzeugter Grat reduziert werden.
Ferner wird ermöglicht, dass jeder der IRCFs 14-1 und 14-2 eine Hälfte einer notwendigen Filmdicke bildet. In diesem Fall kann eine eine übermäßige Beschichtung erfordernde Dicke reduziert werden oder wird die Notwendigkeit einer übermäßigen Beschichtung eliminiert. Dementsprechend kann eine Verschlechterung optischer Charakteristiken durch Reduzierung von Mikrohohlräumen oder Lufteinschlüssen reduziert werden.
Mit der Verringerung der einzelnen Filmdicken der IRCFs 14-1 und 14-2 wird ferner ermöglicht, eine durch Schrumpfung beim Härten hervorgerufene Wölbung zu verringern. Dementsprechend kann eine durch eine Wölbung hervorgerufene Verschlechterung optischer Charakteristiken mittels einer Reduzierung einer Verbindungsstörung zwischen dem Glassubstrat 12 und dem IRCF 14 reduziert werden.
Man beachte, dass nur ein Schritt zum Aufbringen des Klebstoffs 15 im Fall der Nutzung der IRCFs 14'-1 und 14'-2 mit einer Funktion eines Klebstoffs übersprungen wird, wie in einem unteren Teil von 29 dargestellt ist. Dementsprechend wird eine Beschreibung dieses Falls weggelassen.
<Modifizierte Beispiele einer Form seitlicher Oberflächen nach einer Vereinzelung>
Es wird angenommen, dass der Endbereich des Festkörper-Bildgebungselements 11 mittels einer Klinge oder dergleichen so geschnitten wird, dass zur Zeit einer Vereinzelung des Festkörper-Bildgebungselements 11, wo die IRCF-s 14-1 und 14-2 und ferner das Glassubstrat 12 durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren vorgesehen sind, ein Querschnitt einer seitlichen Oberfläche senkrecht zur Bildgebungsoberfläche wird.
Jedoch kann ein Effekt herabfallender Abfälle, die durch das Glassubstrat 12, die IRCFs 14-1 und 14-2 und den Klebstoff 15 erzeugt werden, weiter reduziert werden, indem die Formen von Querschnitten seitlicher Oberflächen der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Glassubstrats 12, die auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 vorgesehen sind, eingestellt werden.
Wie in einem oberen linken Teil von 31 dargestellt ist, können beispielsweise die Querschnitte seitlicher Oberflächen so ausgebildet werden, dass die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten wird und dass das Glassubstrat 12, die IRCFs 14-1 und 14-2 und der Klebstoff 15 angeglichen sind und kleiner als das Festkörper-Bildgebungselement 11 werden.
Außerdem können, wie in einem oberen rechten Teil von 31 dargestellt ist, die Querschnitte seitlicher Oberflächen so ausgebildet werden, dass die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten wird, dass die äußeren Formen der IRCFs 14-1 und 14-2 und der Klebstoff 15 angeglichen sind und neben dem Festkörper-Bildgebungselement 11 am größten werden und dass die äußere Form des Glassubstrats 12 am kleinsten wird.
Außerdem können, wie in einem unteren linken Teil von 31 dargestellt ist, die Querschnitte seitlicher Oberflächen so ausgebildet werden, dass sich Größen der äußeren Formen in der horizontalen Richtung in absteigender Reihenfolge des Festkörper-Bildgebungselements 11, der IRCFs 14-1 und 14-2, des Klebstoffs 15 und des Glassubstrats 12 ändern.
Wie in einem unteren rechten Teil von 31 dargestellt ist, können überdies die Querschnitte seitlicher Oberflächen so ausgebildet werden, dass die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten wird, dass die äußere Form des Glassubstrats 12 neben dem Festkörper-Bildgebungselement 11 am größten wird und dass die äußeren Formen der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 angeglichen sind und am kleinsten werden.
<Vereinzelungsverfahren des oberen linken Teils von FIG. 31>
Ein Vereinzelungsverfahren des oberen linken Teils von 31 wird unter Bezugnahme auf 32 anschließend beschrieben.
Ein in einem oberen Teil in 32 dargestelltes Diagramm ist ein Diagramm, das den im oberen linken Teil von 31 dargestellten Querschnitt einer seitlichen Oberfläche erläutert. Konkret ist, wie im Querschnitt der seitlichen Oberfläche im oberen Teil von 32 dargestellt ist, die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten und sind das Glassubstrat 12, die IRCFs 14-1 und 14-2 und der Klebstoff 15 in der Größe angeglichen und kleiner als das Festkörper-Bildgebungselement 11.
Ein Ausbildungsverfahren des im oberen linken Teil von 31 dargestellten Querschnitts einer seitlichen Oberfläche wird hier unter Bezugnahme auf einen mittleren Teil von 32 beschrieben. Man beachte, dass der mittlere Teil von 32 ein vergrößertes Diagramm einer Grenze zwischen den angrenzenden Festkörper-Bildgebungselementen 11, die zur Vereinzelung geschnitten werden, wie von der seitlichen Oberfläche aus betrachtet, ist.
In einem ersten Schritt wird ein Bereich Zb, der von dem Glassubstrat 12, den IRCFs 14-1 und 14-2 und dem Klebstoff 15 gebildet wird, von einer Oberflächenschicht des IRCF 14-1 unter Verwendung einer Klinge mit einer vorbestimmten Breite Wb (z.B. annähernd 100 µm) an der Grenze zwischen den angrenzenden Festkörper-Bildgebungselementen 11 bis zu einer Tiefe Lc1 geschnitten.
Eine Position, die der Tiefe Lc1 von der Oberflächenschicht des IRCF 14-1 in einem zentralen Teil von 32 entspricht, ist hier als eine Position in einer Oberflächenschicht des Festkörper-Bildgebungselements 11 und bis zu einer Verdrahtungsschicht 11M definiert, die von einem CU-CU-Übergang oder dergleichen gebildet wird. Es ist jedoch nur erforderlich, dass die Position die Oberflächenschicht des Festkörper-Bildgebungselements 11 erreicht. Dementsprechend kann die Tiefe Lc1 eine Position sein, die bis zu einer Oberflächenschicht des Halbleitersubstrats 81 von 6 geschnitten ist.
Wie im zentralen Teil von 32 dargestellt ist, schneidet ferner die Klinge die Grenze in solch einem Zustand, dass sie wie durch eine strichpunktierte Kettenlinie angegeben bei einer zentralen Position der angrenzenden Festkörper-Bildgebungselemente 11 zentriert ist. Ferner ist eine Breite WLA in der Figur eine Breite, wo an Enden der angrenzenden zwei Festkörper-Bildgebungselemente 11 vorgesehene Verdrahtungsschichten nicht ausgebildet sind. Außerdem ist eine Breite bis zu einer Mitte einer Ritzlinie eines der Chips der Festkörper-Bildgebungselemente 11 eine Breite Wc, während eine Breite bis zu einem Ende des Glassubstrats 12 eine Breite Wg ist.
Der Bereich Zb entspricht außerdem einer Form der Klinge. Ein oberer Teilbereich des Bereichs Zb ist durch die Breite Wb der Klinge definiert, während der untere Teilbereich als halbkugelförmige Form wiedergegeben ist. Die Form des Bereichs Zb entspricht der Form der Klinge.
In einem zweiten Schritt wird ein Si-Substrat (Halbleitersubstrat 81 von 6) des Festkörper-Bildgebungselements 11 in einem Bereich Zh mit einer vorbestimmten Breite Wd (z.B. annähernd 35 µm), die kleiner als die Breite der Klinge ist, das das Glassubstrat 12 geschnitten hat, beispielsweise durch Trockenätzen, Laser-Zerteilen bzw. -Sägen oder unter Verwendung einer Klinge zur Vereinzelung des Festkörper-Bildgebungselements 11 geschnitten. Im Fall eines Laser-Sägens wird jedoch die Breite Wd im Wesentlichen Null. Außerdem ist eine Schnittform durch Trockenätzen, Laser-Sägen oder die Verwendung der Klinge auf eine gewünschte Form einstellbar.
Infolgedessen wird, wie im unteren Teil von 32 dargestellt ist, der Querschnitt einer seitlichen Oberfläche so ausgebildet, dass die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten wird und dass das Glassubstrat 12, die IRCFs 14-1 und 14-2 und der Klebstoff 15 angeglichen sind und kleiner als das Festkörper-Bildgebungselement 11 werden.
Man beachte, dass ein Teil des IRCF 14-2 in der horizontalen Richtung in der Nähe der Grenze mit dem Festkörper-Bildgebungselement 11 eine größere Breite als die Breite des IRCF 14-1 in der horizontalen Richtung aufweist, wie in einem Bereich Z431 im unteren Teil von 32 dargestellt ist, und eine Form hat, die von jeweiligen Formen der Querschnitte seitlicher Oberflächen des Glassubstrats 12, der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 im oberen Teil von 32 verschieden ist.
Dieser Unterschied wird jedoch als Ergebnis einer Verformung der Schnittform unter Verwendung der Klinge erzeugt. Die Konfiguration im unteren Teil von 32 kann man im Wesentlichen äquivalent der Konfiguration im oberen Teil von 32 machen, indem unter Verwendung von Trockenätzen, Laser-Sägen oder der Klinge die Schnittform eingestellt wird.
Darüber hinaus kann der Prozess zum Schneiden des Si-Substrats (Halbleitersubstrats 81 von 6), das das Festkörper-Bildgebungselement 11 bildet, im Bereich Zh vor dem Arbeitsvorgang zum Schneiden des Bereichs Zb ausgeführt werden. Zu dieser Zeit kann der Arbeitsvorgang in einem Zustand durchgeführt werden, in dem die Oberseite und die Unterseite in Bezug auf den Zustand im mittleren Teil von 32 umgedreht sind.
Es ist überdies wahrscheinlich, dass während eines Sägens mit einer Klinge eine Erzeugung von Rissen oder eine Filmtrennung der Verdrahtungsschicht auftritt. Dementsprechend kann der Bereich Zh mittels einer Abrasions- bzw. Abtragbearbeitung mit einem Kurzpulslaser geschnitten werden.
<Vereinzelungsverfahren des oberen rechten Teils von FIG. 31>
Unter Bezugnahme auf 33 wird ein Vereinzelungsverfahren des oberen rechten Teils von 31 anschließend beschrieben.
Ein in einem oberen Teil von 33 dargestelltes Diagramm ist ein Diagramm, das den im oberen rechten Teil von 31 dargestellten Querschnitt einer seitlichen Oberfläche erläutert. Konkret ist, wie in dem Querschnitt der seitlichen Oberfläche im oberen Teil von 33 dargestellt ist, die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten, sind die äußeren Formen der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 angeglichen und sind neben dem Festkörper-Bildgebungselement 11 am größten und ist die äußere Form des Glassubstrats 12 am kleinsten.
Ein Ausbildungsverfahren des im oberen rechten Teil von 31 dargestellten Querschnitts einer seitlichen Oberfläche wird hier unter Bezugnahme auf einen mittleren Teil von 33 beschrieben. Man beachte, dass der mittlere Teil von 33 ein vergrößertes Diagramm einer Grenze zwischen den angrenzenden Festkörper-Bildgebungselementen 11, die zur Vereinzelung geschnitten werden, von der seitlichen Oberfläche aus betrachtet, ist.
In einem ersten Schritt wird ein Bereich Zb1, der von dem Glassubstrat 12, den IRCFs 14-1 und 14-2 und dem Klebstoff 15 gebildet wird, von der Oberflächenschicht des IRCF 14-1 unter Verwendung einer Klinge mit einer vorbestimmten Breite Wb1 (z.B. annähernd 100 µm) an der Grenze der angrenzenden Festkörper-Bildgebungselemente 11 bis zu einer Tiefe Lc11 geschnitten.
In einem zweiten Schritt wird ein Bereich Zb2 mit einer die Verdrahtungsschicht 11M übertreffenden Tiefe mittels einer Klinge mit einer vorbestimmten Breite Wb2 (< Breite Wb1) geschnitten.
In einem dritten Schritt wird das Si-Substrat (Halbleitersubstrat 81 in 6) in dem Bereich Zh mit der vorbestimmten Breite Wd (z.B. annähernd 35 µm), die kleiner als die Breite Wb2 ist, beispielsweise durch Trockenätzen, Laser-Sägen oder unter Verwendung einer Klinge zur Vereinzelung des Festkörper-Bildgebungselements 11 geschnitten. Im Fall eines Laser-Sägens wird jedoch die Breite Wd im Wesentlichen Null. Außerdem ist eine Schnittform mittels Trockenätzen, Laser-Sägen oder Verwenden der Klinge auf eine gewünschte Form einstellbar.
Infolgedessen wird, wie in einem unteren Teil von 33 dargestellt ist, der Querschnitt einer seitlichen Oberfläche so ausgebildet, dass die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten wird, dass die IRCFs 14-1 und 14-2 und der Klebstoff 15 angeglichen sind und neben dem Festkörper-Bildgebungselement 11 am größten werden und dass das Glassubstrat 12 am kleinsten wird.
Man beachte, dass ein Teil des IRCF 14-1 in der horizontalen Richtung die gleiche Breite wie die Breite des Glassubstrats 12 in der horizontalen Richtung aufweist, wie durch einen Bereich Z441 im unteren Teil von 33 angegeben ist. Außerdem hat ein Teil des IRCF 14-2 in der horizontalen Richtung eine größere Breite als die Breite des IRCF 14-1, wie durch einen Bereich Z442 angegeben ist.
Dementsprechend sind die Formen der seitlichen Querschnitte des Glassubstrats 12, der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 von den entsprechenden Formen im oberen Teil von 33 verschieden.
Dieser Unterschied wird jedoch als Ergebnis einer Verformung der Schnittform unter Verwendung der Klinge erzeugt. Die Konfiguration im unteren Teil von 33 kann man der Konfiguration im oberen Teil von 33 im Wesentlichen äquivalent machen, indem man die Schnittform unter Verwendung von Trockenätzen, Laser-Sägen oder der Klinge einstellt.
Außerdem kann der Prozess zum Schneiden des das Festkörper-Bildgebungselement 11 bildenden Si-Substrats (Halbleitersubstrats 81 von 6) im Bereich Zh vor dem Arbeitsvorgang zum Schneiden der Bereiche Zb1 und Zb2 ausgeführt werden. Zu dieser Zeit kann der Arbeitsvorgang in einem Zustand durchgeführt werden, in dem die Oberseite und die Unterseite in Bezug auf den Zustand im mittleren Teil von 33 umgedreht sind.
Überdies ist es wahrscheinlich, dass eine Erzeugung von Rissen oder eine Filmtrennung der Verdrahtungsschicht während des Sägens mit einer Klinge auftritt. Dementsprechend kann der Bereich Zh durch eine Abtragbearbeitung unter Verwendung eines Kurzimpulslasers geschnitten werden.
<Vereinzelungsverfahren des unteren linken Teils von FIG. 31>
Unter Bezugnahme auf 34 wird anschließend ein Vereinzelungsverfahren des unteren linken Teils von 31 beschrieben.
Ein im oberen Teil von 34 dargestelltes Diagramm ist ein Diagramm, das den Querschnitt der seitlichen Oberfläche erläutert, der im unteren linken Teil von 31 dargestellt ist. Konkret nimmt, wie im Querschnitt der seitlichen Oberfläche im oberen linken Teil von 34 dargestellt ist, die Größe der äußeren Form in der Reihenfolge der äußeren Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung, der IRCFs 14-1 und 14-2, des Klebstoffs 15 und des Glassubstrats 12 ab.
Ein Ausbildungsverfahren des im oberen rechten Teil von 31 dargestellten Querschnitts einer seitlichen Oberfläche wird hier unter Bezugnahme auf einen mittleren Teil von 34 beschrieben. Man beachte, dass der mittlere Teil von 34 ein vergrößertes Diagramm einer Grenze zwischen angrenzenden Festkörper-Bildgebungselementen 11, die zur Vereinzelung geschnittenen werden, von der seitlichen Oberfläche aus betrachtet, ist.
In einem ersten Schritt wird der Bereich Zb, der von dem Glassubstrat 12, den IRCFs 14-1 und 14-2 und dem Klebstoff 15 gebildet wird, von der Oberflächenschicht des IRCF 14-1 unter Verwendung einer Klinge mit der vorbestimmten Breite Wb1 (z.B. annähernd 100 µm) bis zu einer Tiefe Lc21 geschnitten.
In einem zweiten Schritt wird ein Bereich ZL mit einer die Verdrahtungsschicht 11M übertreffenden Tiefe mittels einer Abtragbearbeitung unter Verwendung eines Lasers gemäß der vorbestimmten Breite Wb2 (< Breite Wb1) geschnitten.
In diesem Schritt verursachen die IRCFs 14-1, 14-2 und der Klebstoff 15 eine thermische Kontraktion als Folge einer Absorption von Laserstrahlen in der Nähe der Bearbeitungsoberfläche. In diesem Fall bewegt sich der Klebstoff 15 entsprechend einer Wellenlängenabhängigkeit von den Schnittflächen der IRCFs 14-1 und 14-2 zurück und hat eine vertiefte Form.
In einem dritten Schritt wird das Si-Substrat (Halbleitersubstrat 81 in 6) in dem Bereich Zh mit einer vorbestimmten Breite Wd (z.B. annähernd 35 µm), die kleiner als die Breite Wb2 ist, beispielsweise mittels Trockenätzen, Laser-Sägen oder einer Klinge zur Vereinzelung des Festkörper-Bildgebungselements 11 geschnitten. Im Fall eines Laser-Sägens wird jedoch die Breite Wd im Wesentlichen Null. Darüber hinaus ist eine Schnittform durch Trockenätzen, Laser-Sägen oder die Klinge auf eine gewünschte Form einstellbar.
Infolgedessen wird, wie in einem unteren Teil von 34 dargestellt ist, der Querschnitt der seitlichen Oberfläche so ausgebildet, dass die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten wird, dass die äußeren Formen der IRCFs 14-1 und 14-2 neben dem Festkörper-Bildgebungselement 11 am größten werden, dass die äußere Form des Klebstoffs 15 neben den IRCFs 14-1 und 14-2 am größten wird und dass das Glassubstrat 12 am kleinsten wird. Mit anderen Worten ist, wie durch einen Bereich Z452 in einem unteren Teil von 34 dargestellt ist, die äußere Form des Klebstoffs 15 kleiner als die äußeren Formen der IRCFs 14-1 und 14-2.
Im unteren Teil von 34 beachte man, dass ein Teil des IRCF 14-2 in der horizontalen Richtung eine größere Breite als die Breite des IRCF 14-1 in der horizontalen Richtung aufweist, wie durch einen Bereich Z453 angegeben ist. Außerdem hat ein Teil des IRCF 14-1 in der horizontalen Richtung die gleiche Breite wie die Breite des Glassubstrats 12 in der horizontalen Richtung, wie durch einen Bereich Z451 angegeben ist.
Dementsprechend sind die Formen der seitlichen Querschnitte des Glassubstrats 12, der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 im unteren Teil von 34 von den entsprechenden Formen im oberen Teil von 34 verschieden.
Dieser Unterschied wird jedoch als Folge einer Verformung der Schnittform unter Verwendung der Klinge erzeugt. Die Konfiguration im unteren Teil von 34 kann man der Konfiguration im oberen Teil von 34 im Wesentlichen äquivalent machen, indem man die Schnittform unter Verwendung eines Trockenätzens, eines Laser-Sägens oder der Klinge einstellt.
Der Prozess zum Schneiden des das Festkörper-Bildgebungselement 11 bildenden Si-Substrats (Halbleitersubstrat 81 von 6) im Bereich Zh kann vor dem Arbeitsvorgang zum Schneiden der Bereiche Zb und ZL ausgeführt werden. Zu dieser Zeit kann der Arbeitsvorgang in einem Zustand durchgeführt werden, in dem die Oberseite und die Unterseite in Bezug auf den Zustand des mittleren Teils von 34 umgedreht sind.
Überdies ist es wahrscheinlich, dass eine Erzeugung von Rissen oder eine Filmtrennung der Verdrahtungsschicht während eines Sägens mit einer Klinge auftritt. Dementsprechend kann der Bereich Zh mittels einer Abtragbearbeitung unter Verwendung eines Kurzimpulslasers geschnitten werden.
<Vereinzelungsverfahren des unteren rechten Teils von FIG. 31>
Unter Bezugnahme auf 35 wird anschließend ein Vereinzelungsverfahren des unteren rechten Teils von 31 beschrieben.
Ein in einem oberen Teil von 35 dargestelltes Diagramm ist ein Diagramm, das den Querschnitt einer seitlichen Oberfläche erläutert, der im unteren rechten Teil von 31 dargestellt ist. Konkret ist, wie im Querschnitt einer seitlichen Oberfläche im oberen Teil von 35 dargestellt ist, die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten, ist die äußere Form des Glassubstrats 12 neben dem Festkörper-Bildgebungselement 11 am größten und sind die äußeren Formen der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 angeglichen und am kleinsten.
Ein Ausbildungsverfahren des im unteren rechten Teil von 31 dargestellten Querschnitts einer seitlichen Oberfläche wird hier unter Bezugnahme auf einen mittleren Teil von 35 beschrieben. Man beachte, dass der mittlere Teil von 35 ein vergrößertes Diagramm einer Grenze zwischen den angrenzenden Festkörper-Bildgebungselementen 11, die zur Vereinzelung geschnitten werden, von der seitlichen Oberfläche aus betrachtet, ist.
In einem ersten Schritt wird das Glassubstrat 12 in einem Bereich Zs1 mit einer Breite Ld von im Wesentlichen Null durch das, was allgemein als Stealth- (Laser-) Sägen bezeichnet wird, unter Verwendung eines Lasers geschnitten.
In einem zweiten Schritt wird eine Abtragbearbeitung unter Verwendung eines Lasers für nur eine vorbestimmte Breite Wab durchgeführt, um den Bereich ZL zu schneiden, der in den IRCFs 14-1 und 14-2 und dem Festkörper-Bildgebungselement 11 enthalten ist und eine die Verdrahtungsschicht 11M übertreffende Tiefe erreicht.
In diesem Schritt wird eine Bearbeitung so durchgeführt, dass die Schnittflächen der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 angeglichen werden, indem eine Abtragbearbeitung unter Verwendung eines Lasers eingestellt wird.
In einem dritten Schritt wird ein Bereich Zs2 mit einer Breite von im Wesentlichen Null durch das, was im Allgemeinen als Stealth- (Laser-) Sägen bezeichnet wird, unter Verwendung eines Lasers, geschnitten, um das Festkörper-Bildgebungselement 11 zu vereinzeln. Zu dieser Zeit werden durch Abrasion bzw. Abtrag erzeugte organische Stoffe über eine durch Stealth-Sägen ausgebildete Rille nach außen abgeführt.
Infolgedessen wird, wie in den Bereichen Z461 und Z462 in einem unteren Teil von 35 dargestellt ist, der Querschnitt einer seitlichen Oberfläche so ausgebildet, dass die äußere Form des Festkörper-Bildgebungselements 11 in der horizontalen Richtung am größten wird, dass die äußere Form des Glassubstrats 12 neben dem Festkörper-Bildgebungselement 11 am größten wird und dass die äußeren Formen der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 angeglichen sind und am kleinsten werden.
Außerdem kann die Reihenfolge der Bearbeitung mittels Stealth-Sägen für das Glassubstrat 12 und der Bearbeitung mittels Stealth-Sägen für das Festkörper-Bildgebungselement 11 vertauscht werden. In diesem Fall kann ein Arbeitsvorgang in einem Zustand durchgeführt werden, in dem die Oberseite und die Unterseite in Bezug auf den im mittleren Teil von 35 dargestellten Zustand umgedreht sind.
<Hinzufügung eines Antireflexionsfilms>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel werden, wie in einem oberen linken Teil von 36 dargestellt ist, die IRCFs 14-1 und 14-2 über den Klebstoff 15 an das Festkörper-Bildgebungselement 11 gebondet und darauf ausgebildet, und das Glassubstrat 12 wird auf dem IRCF 14-1 vorgesehen. Auf diese Weise werden eine Erzeugung eines Grats und eine Verschlechterung optischer Charakteristiken reduziert. In diesem Fall kann ferner ein hinzugefügter Film mit der Antireflexionsfunktion ausgebildet werden.
Konkret kann zum Beispiel ein hinzugefügter Film 371 mit einer Antireflexionsfunktion auf dem Glassubstrat 12 vorgesehen werden, wie in einem mittleren linken Teil von 36 dargestellt ist.
Außerdem können beispielsweise hinzugefügte Filme 371-1 bis 371-4, die jeweils die Antireflexionsfunktion aufweisen, auf dem Glassubstrat 12, der Grenzfläche zwischen dem Glassubstrat 12 und dem IRCF 14-1, der Grenzfläche zwischen dem IRCF 14-1 und dem Klebstoff 15 bzw. der Grenzfläche zwischen dem Klebstoff 15 und dem IRCF 14-2 vorgesehen werden, wie in einem unteren linken Teil von 36 dargestellt ist.
Darüber hinaus kann irgendeiner der hinzugefügten Filme 371-2, 371-4 und 371-3, die jeweils die Antireflexionsfunktion aufweisen, ausgebildet werden, wie in einem oberen rechten Teil, einem mittleren rechten Teil und einem unteren rechten Teil von 36 dargestellt ist, oder können die hinzugefügten Filme 371-2, 371-4 und 371-3 kombiniert und ausgebildet werden.
Man beachte, dass jeder der hinzugefügten Filme 371 und 371-1 bis 371-4 beispielsweise von einem Film gebildet werden kann, der eine Funktion hat, die der Funktion der oben beschriebenen Ar-Beschichtung 271a oder der Funktion des Bereichs 291a mit einer Antireflexionsbehandlung (Mottenauge) äquivalent ist.
Die hinzugefügten Filme 371 und 371-1 bis 371-4 verhindern den Eintritt eines unnötigen Lichts, wodurch eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes reduziert wird.
<Hinzufügung zum seitlichen Oberflächenbereich>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel ist zumindest eines/eine des Glassubstrats 12, der Grenzfläche zwischen dem Glassubstrat 12 und dem IRCF 14-1, der Grenzfläche zwischen dem IRCF 14-1 und dem Klebstoff 15 oder der Grenzfläche zwischen dem Klebstoff 15 und dem IRCF 14-2 mit dem entsprechenden der hinzugefügten Filme 371-1 bis 371-4 versehen, die jeweils die Antireflexionsfunktion haben. Der seitliche Oberflächenbereich kann jedoch mit einem hinzugefügten Film versehen sein, der als Antireflexionsfilm oder lichtabsorbierender Film fungiert.
Wie in einem linken Teil von 37 dargestellt ist, kann konkret der hinzugefügte Film 381, der als Antireflexionsfilm, lichtabsorbierender Film oder dergleichen fungiert, auf einem gesamten Querschnitt einer seitlichen Oberfläche des Glassubstrats 12, der IRCFs 14-1 und 14-2, des Klebstoffs 15 und des Festkörper-Bildgebungselements 11 vorgesehen werden.
Darüber hinaus kann, wie in einem rechten Teil von 37 dargestellt ist, der hinzugefügte Film 381, der als Antireflexionsfilm, als lichtabsorbierender Film oder dergleichen fungiert, auf nur den seitlichen Oberflächen des Glassubstrats 12, der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 mit Ausnahme der seitlichen Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 vorgesehen werden.
In jedem dieser Fälle sind eine Reduzierung des Eintritts eines unnötigen Lichts in das Festkörper-Bildgebungselement 11 und somit eine Reduzierung der Erzeugung eines Geisterbildes und eines Flare durch den hinzugefügten Film 381 erzielbar, der auf den seitlichen Oberflächenbereichen des Festkörper-Bildgebungselements 11, des Glassubstrats 12, der IRCFs 14-1 und 14-2 und des Klebstoffs 15 vorgesehen ist.
<Siebzehnte Ausführungsform>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel werden eine Reduzierung herabfallender Abfälle und auch eine Reduzierung der Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes erreicht, indem eine Größenbeziehung in der horizontalen Richtung zwischen dem Festkörper-Bildgebungselement 11, dem IRCF 14-1, dem Klebstoff 15, dem IRCF 14-2 und dem Glassubstrat 12, die aufeinander laminiert sind, eingestellt wird. Jedoch kann eine Linse, die miniaturisiert und leicht ist und eine Abbildung mit hoher Auflösung erzielt, durch Spezifizieren einer Linsenform realisiert werden.
Man betrachte beispielsweise einen Fall, in dem eine Linse, die der mit der AR-Beschichtung 271a beschichteten Linse 271 entspricht, mit dem Glassubstrat 12 verbunden ist, das auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 vorgesehen ist (beispielsweise die integrierte Konfigurationseinheit 10, die in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 19 enthalten ist). Man beachte, dass die Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 eine andere Konfiguration als die Konfiguration von 19 sein kann. Beispielsweise ist die gleiche für einen Fall anwendbar, in dem die in der integrierten Konfigurationseinheit 10 der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 enthaltene Linse 131 durch die Linse 271 ersetzt ist.
Konkret wird, wie in 38 dargestellt ist, angenommen, dass eine Linse 401 eines ausgesparten bzw. vertieften Typs mit einer asphärischen Oberfläche, die um eine bei einem Schwerpunkt gelegene Mitte, von einer Oberseite aus betrachtet, konzentrisch ist, (entsprechend der Linse 271 in 19) auf dem Glassubstrat 12 vorgesehen ist, das auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildet ist. Ferner wird angenommen, dass eine AR-Beschichtung 402 (ein Film mit einer Funktion, die der Funktion der AR-Beschichtung 271a oder des Bereichs 291a mit einer Antireflexionsbehandlung, die oben beschrieben wurden, äquivalent ist) auf einer Oberfläche der Linse 401 vorgesehen ist, in die Licht eintritt, und dass ein Bereich 401a einer Erhebung auf einem äußeren Umfangsbereich der Linse 401 vorgesehen ist. Man beachte, dass jede der 38 und 39 eine Konfiguration des Festkörper-Bildgebungselements 11, des Glassubstrats 12 und der Linse 271 darstellt, die aus der in der Bildgebungsvorrichtung 1 von 19 enthaltenen integrierten Konfigurationseinheit 10 extrahiert ist.
Wie in 39 dargestellt ist, hat hier die Linse 401 eine Mörserform, die um die beim Schwerpunkt gelegene Mitte herum, wie von der Oberseite aus gesehen, eine asphärische vertiefte Form aufweist. Man beachte, dass ein oberer rechter Teil von 39 eine Querschnittsform der Linse 401 in einer Richtung darstellt, die durch eine gestrichelte Linie in einem oberen linken Teil der Figur angegeben ist, während ein unterer rechter Teil der Figur eine Querschnittsform der Linse 401 in einer Richtung darstellt, die durch eine durchgezogene Linie im oberen linken Teil der Figur angegeben ist.
In 39 hat ein Bereich Ze der Linse 401 eine gemeinsame asphärische gekrümmte Oberflächenstruktur in sowohl dem oberen rechten Teil als auch dem unteren rechten Teil von 39. Solch eine Form bildet ein effektives Gebiet auf der Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 11 als ein Gebiet zum Konvergieren eines von oben in der Figur kommenden einfallenden Lichts.
Darüber hinaus variiert eine Dicke der von der asphärischen gekrümmten Oberfläche gebildeten Linse 401 entsprechend einem Abstand in einer Richtung senkrecht zur Lichteinfallsrichtung von der Mittelposition. Konkreter wird die Linsendicke eine kleinste Dicke D bei der Mittenposition und wird eine größte Dicke H an einer von der Mitte im Bereich Ze am weitesten entfernt gelegenen Position. Außerdem ist in einem Fall, in dem die Dicke des Glassubstrats 12 eine Dicke Th ist, die größte Dicke H der Linse 401 größer als die Dicke Th des Glassubstrats 12, während die kleinste Dicke D der Linse 401 kleiner als die Dicke Th des Glassubstrats 12 ist.
Die vorhergehenden Beziehungen zusammenfassend kann daher die (integrierte Konfigurationseinheit 10 der) Bildgebungsvorrichtung 1, die miniaturisiert und leicht ist und eine Abbildung mit hoher Auflösung erzielt, realisiert werden, indem die Linse 401 und das Glassubstrat 12 mit einer Beziehung „Dicke H > Dicke Th > Dicke D“ für die Dicken D, H und Th verwendet werden.
Außerdem kann die Bildgebungsvorrichtung 1, die miniaturisiert und leicht ist und eine Abbildung mit hoher Auflösung erzielt, realisiert werden, indem ein Volumen VG des Glassubstrats 12 auf ein kleineres Volumen als ein Volumen VL der Linse 401 festgelegt wird und dadurch eine höchste Effizienz des Linsenvolumens erzielt wird.
<Während eines Erhitzens einer AR-Beschichtung erzeugte Spannungsverteilungen>
Außerdem kann die obige Konfiguration eine Spannung reduzieren, die durch Expansion oder Kontraktion der AR-Beschichtung 402 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung oder eines Zuverlässigkeitstests erzeugt wird.
40 stellt Spannungsverteilungen, die durch Expansion und Kontraktion der AR-Beschichtung 402 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung erzeugt werden, entsprechend einer Änderung einer äußeren Form der Linse 401 von 39 dar. Man beachte, dass die Spannungsverteilungen in 40 Verteilungen in einem Bereich von 1/2 in der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung, d.h. 1/4 der Gesamten, in Bezug auf die Mittenposition der Linse 401 als Referenz repräsentieren, wie durch den Bereich Zp in 38 angegeben ist.
Ein ganz links gelegener Teil von 40 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402A während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401A erzeugt wird, in der der Bereich 401a einer Erhebung nicht vorgesehen ist.
Ein zweiter Teil von links in 40 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401B erzeugt wird, in der der in 39 dargestellte Bereich 401a einer Erhebung vorgesehen ist.
Ein dritter Teil von links in 40 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402C während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401C erzeugt wird, in der der in 39 dargestellte Bereich 401a einer Erhebung eine größere Höhe als die Höhe in 39 hat.
Ein vierter Teil von links in 40 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402D während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401D erzeugt wird, in der der in 39 dargestellte Bereich 401a einer Erhebung eine größere Breite als die Breite in 39 aufweist.
Ein fünfter Teil von links in 40 stellt eine Spannungsverteilung dar, in der eine AR-Beschichtung 402E während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401E erzeugt wird, in der eine seitliche Oberfläche eines äußeren Umfangsbereichs des in 39 dargestellten Bereichs 401a einer Erhebung angeschrägter als in 39 ist.
Ein ganz rechts gelegener Teil von 40 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402F während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401F erzeugt wird, in der der in 39 dargestellte Bereich 401a einer Erhebung an nur vier Ecken, die den äußeren Umfangsbereich bilden, vorgesehen ist.
Wie in 40 dargestellt ist, wird eine große Spannungsverteilung in der äußeren Umfangsseite des effektiven Gebiets in der Spannungsverteilung aufgezeigt, die in der AR-Beschichtung 402A der Linse 401A erzeugt wird, in der der Bereich 401a einer Erhebung nicht vorgesehen ist, wie im ganz links gelegenen Teil dargestellt ist. Die große Spannungsverteilung, die in der AR-Beschichtung 402A präsentiert wird, wird jedoch nicht in den AR-Beschichtungen 402B bis 402F der Linsen 401B bis 401F erzeugt, auf denen jeweils der Bereich 401a einer Erhebung vorgesehen ist.
Dementsprechend kann eine Erzeugung von Rissen in der AR-Beschichtung 402, die durch Expansion oder Kontraktion der Linse 401 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung erzeugt wird, reduziert werden, indem der Bereich 401a einer Erhebung auf der Linse 401 vorgesehen wird.
<Modifikation einer Linsenform>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel enthält die Bildgebungsvorrichtung 1 die Linse 401, die vertieft ist und einen Bereich 401a einer Erhebung mit dem angeschrägten äußeren Umfangsbereich aufweist, wie in 39 dargestellt ist, um eine Miniaturisierung, Gewichtsreduzierung und Abbildung mit hoher Auflösung zu erzielen. Die Linse 401 kann jedoch andere Formen aufweisen, solange die Linse 401 und das Glassubstrat 12 die Beziehung „Dicke H > Dicke Th > Dicke D“ für die Dicken D, H und Th aufweisen. Darüber hinaus ist es weiter vorzuziehen, dass für die Volumina VG und VL eine Beziehung „Volumen VG < Volumen VL“ gilt.
Wie in einer Linse 401G von 41 dargestellt ist, kann beispielsweise die seitliche Oberfläche auf der äußeren Umfangsseite des Bereichs 401a einer Erhebung einen rechten Winkel bezüglich des Glassubstrats 12 aufweisen, ohne eine Formschräge aufzuweisen.
Ferner kann, wie in einer Linse 401H von 41 dargestellt ist, die seitliche Oberfläche auf der äußeren Umfangsseite des Bereichs 401a einer Erhebung eine verrundete Formschräge enthalten.
Wie in einer Linse 4011 von 41 dargestellt ist, kann weiter die seitliche Oberfläche eine lineare angeschrägte Form mit einem vorbestimmen Winkel bezüglich des Glassubstrats 12 enthalten, ohne den Bereich 401a einer Erhebung selbst zu enthalten.
Wie in einer Linse 401J von 41 dargestellt ist, kann ferner die seitliche Oberfläche eine Konfiguration aufweisen, die den Bereich 401a einer Erhebung selbst nicht enthält, d.h. kann eine Konfiguration aufweisen, die einen rechten Winkel bezüglich des Glassubstrats 12 bildet, ohne eine angeschrägte Form aufzuweisen.
Wie in einer Linse 401K von 41 dargestellt ist, kann ferner die seitliche Oberfläche eine runde angeschrägte Form bezüglich des Glassubstrats 12 umfassen, ohne den Bereich 401a einer Erhebung selbst zu enthalten.
Wie in einer Linse 401L von 41 dargestellt ist, kann ferner die seitliche Oberfläche der Linse eine zweistufige Konfiguration mit zwei Wende- bzw. Knickpunkten aufweisen, ohne den Bereich 401a einer Erhebung selbst zu enthalten. Man beachte, dass eine detaillierte Konfiguration der Linse 401L im Folgenden unter Bezugnahme auf 42 beschrieben wird. Außerdem hat die seitliche Oberfläche der Linse 401L eine zweistufige Konfiguration mit zwei Wendepunkten, und daher wird darauf als Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche verwiesen.
Wie in einer Linse 401M von 41 dargestellt ist, kann ferner die seitliche Oberfläche den Bereich 401a einer Erhebung enthalten und auch eine zweistufige Konfiguration mit zwei Wendepunkten in der seitlichen Oberfläche der äußeren Form aufweisen.
Wie in einer Linse 401N von 41 dargestellt ist, kann ferner die seitliche Oberfläche den Bereich 401a einer Erhebung enthalten und kann ferner einen umsäumenden unteren Bereich 401b mit einer viereckigen Form in der Nähe der Grenze mit dem Glassubstrat 12 als eine Konfiguration mit einem rechten Winkel bezüglich des Glassubstrats 12 aufweisen.
Darüber hinaus kann, wie in der Linse 401N von 41 dargestellt ist, der Bereich 401a einer Erhebung einbezogen sein und kann ein umsäumender unterer Bereich 401b' mit einer runden Form ferner der Umgebung der Grenze mit dem Glassubstrat 12 als Konfiguration mit einem rechten Winkel bezüglich des Glassubstrats 12 hinzugefügt sein.
<Detaillierte Konfiguration einer Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche>
Unter Bezugnahme auf 42 wird hier eine detaillierte Konfiguration der Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche von 41 beschrieben.
42 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Aussehens, wie sie in verschiedenen Richtungen gesehen wird, wenn die Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche auf dem auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildeten Glassubstrat 12 vorgesehen ist. In einem oberen zentralen Teil von 42 sind hier Seiten LA, LB, LC und LD von einer rechten Seite des Festkörper-Bildgebungselements 11 aus in dieser Reihenfolge in der Figur im Uhrzeigersinn definiert.
Außerdem ist ein rechter Teil von 42 eine perspektivische Ansicht um eine von den Seiten LA und LB des Festkörper-Bildgebungselements 11 gebildete Ecke, wenn das Festkörper-Bildgebungselement 11 und die Linse 401L in einer Sichtlinie E1 im oberen mittleren Teil von 42 betrachtet werden. Darüber hinaus ist ein unterer mittlerer Teil von 42 eine perspektivische Ansicht um die von den Seiten LA und LB des Festkörper-Bildgebungselements 11 gebildete Ecke, wenn das Festkörper-Bildgebungselement 11 und die Linse 401L in einer Sichtlinie E2 im oberen mittleren Teil von 42 betrachtet werden. Darüber hinaus ist ein oberer linker Teil von 42 eine perspektivische Ansicht um eine von den Seiten LB und LC des Festkörper-Bildgebungselements 11 gebildete Ecke, wenn das Festkörper-Bildgebungselement 11 und die Linse 401L in einer Sichtlinie E3 im mittleren Teil von 42 betrachtet werden.
Konkret ist entsprechend der Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche jeder der zentralen Bereiche der Seiten LB und LD (nicht dargestellt), die längeren Seiten entsprechen, nahe einem Schwerpunkt mit einer kleinsten Linsendicke in einem Kreis gelegen, der als Linse, wie von einer Oberseite der Linse 401L mit einer zweistufigen seitlichen Oberfläche aus gesehen, entsprechend einer vertieften Linse fungiert. Dementsprechend wird die Linse dünn, und jede der Kanten hat eine Form einer sanften Kurve, wie sie von einer gepunkteten Linie umgeben ist.
Auf der anderen Seite ist jeder der zentralen Bereiche der Seiten LA und LC, die kurzen Seiten entsprechen, vom Schwerpunkt entfernt gelegen. In diesem Fall wird die Linse dick, und jede der Kanten hat jeweils eine lineare Form.
<Seitliche Oberfläche mit zwei Wendepunkten und zwei Stufen>
Wie in 43 dargestellt ist, hat außerdem entsprechend der Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche eine seitliche Oberfläche in einem nicht-effektiven Gebiet, das außerhalb eines effektiven Gebiets Ze vorgesehen ist, in einer Querschnittsform eine zweistufige Konfiguration. Mittlere Flächen X1 und X2 der seitlichen Oberfläche weichen voneinander ab. Wendepunkte P1 und P2 in der Querschnittsform sind an Positionen ausgebildet, wo durch die zweistufige seitliche Oberfläche eine Stufe erzeugt wird.
Die Wendepunkte P1 und P2 sind in dieser Reihenfolge von einer Position nahe dem Festkörper-Bildgebungselement 11 aus Punkte vertiefter und erhabener bzw. aufragender Veränderungen.
Außerdem ist jeder der Wendepunkte P1 und P2 vom Glassubstrat 12 aus an einer Position gelegen, die höher als die kleinste Dicke Th der Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche ist.
Ferner ist eine Differenz zwischen den jeweiligen mittleren Oberflächen X1 und X2 (ein Abstand zwischen den mittleren Oberflächen X1 und X2) der zweistufigen seitlichen Oberfläche vorzugsweise größer als die Dicke des Festkörper-Bildgebungselements 11 (die Dicke des Siliziumsubstrats 81 des Festkörper-Bildgebungselements 11 von 6).
Ferner beträgt die Abstandsdifferenz zwischen den mittleren Oberflächen X1 und X2 der zweistufigen seitlichen Oberfläche 1% oder mehr einer Gebietsbreite senkrecht zu einer Einfallsrichtung eines einfallenden Lichts im effektiven Gebiet der Linse 401L (zum Beispiel einer Breite He in der horizontalen Richtung oder einer Höhe Ve in der vertikalen Richtung in 23).
Dementsprechend kann eine andere Form als die Form der Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche übernommen werden, solange die zweistufige seitliche Oberfläche und die beiden Wendepunkte, die die vorhergehenden Bedingungen erfüllen, ausgebildet werden. Beispielsweise kann, wie in einem zweiten Teil von oben in 43 dargestellt ist, die Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche eine Linse 401P mit zweistufiger seitlicher Oberfläche sein, die eine von mittleren Oberflächen X11 und X12 gebildete zweistufige seitliche Oberfläche enthält und Wendepunkte P11 und P12 mit Krümmungen aufweist, die von jenen der Wendepunkte P1 und P2 verschieden sind und vom Glassubstrat 12 aus an höheren Positionen als die kleinste Dicke Th der Linse gelegen sind.
Beispielsweise kann außerdem, wie in einem dritten Teil von oben in 43 dargestellt ist, die Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche eine Linse 401Q mit zweistufiger seitlicher Oberfläche sein, die eine von mittleren Oberflächen X21 und X22 gebildete zweistufige seitliche Oberfläche enthält und Wendepunkte P21 und P22 mit Krümmungen aufweist, die von jenen der Wendepunkte P1 und P2 und der Wendepunkte P11 und P22 verschieden sind und vom Glassubstrat 12 aus an höheren Positionen als die kleinste Dicke Th der Linse gelegen sind.
Darüber hinaus kann beispielsweise, wie in einem vierten Teil von oben in 43 dargestellt ist, die Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche eine Linse 401R mit zweistufiger seitlicher Oberfläche sein, die eine von mittleren Oberflächen X31 und X32 gebildete zweistufige seitliche Oberfläche enthält, Wendepunkte P31 und P32 aufweist, die an Positionen gelegen sind, die vom Glassubstrat 12 aus höher als die kleinste Dicke Th der Linse ist, und einen runden, an einer dicksten Position der Linse 401 gelegenen Endbereich aufweist.
<Spannungsverteilungen, die während eines Erhitzens einer AR-Beschichtung in einer Linse erzeugt werden, die eine seitliche Oberfläche mit zwei Wendepunkten und zweistufiger Konfiguration enthält>
Wie oben beschrieben wurde, kann die Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche, die zwei Wendepunkte und eine seitliche Oberfläche mit zweistufiger Konfiguration aufweist, eine Spannung reduzieren, die durch Expansion oder Kontraktion der Linse 401L während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung oder eines Zuverlässigkeitstests auf die AR-Beschichtung angewendet wird.
44 stellt Spannungsverteilungen, die durch Expansion und Kontraktion der AR-Beschichtung 402 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung erzeugt werden, entsprechend einer Änderung der äußeren Form der Linse 401 von 39 dar. In 44 stellt ein oberer Teil Spannungsverteilungen der AR-Beschichtung 402 auf der Rückseite dar, wenn die Linse 401 in einer diagonalen Richtung betrachtet wird. Ein unterer Teil der Figur stellt Spannungsverteilungen der AR-Beschichtung 402 auf der Vorderseite dar, wenn die Linse 401 in der diagonalen Richtung betrachtet wird.
Ein ganz links gelegener Teil von 44 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402S während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer (der Linse 401A entsprechenden) Linse 401S erzeugt wird, die den Bereich 401a einer Erhebung nicht aufweist und keine Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche ist.
Ein zweiter Teil von links in 44 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in der AR-Beschichtung 402T während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401T erzeugt wird, die der in 43 dargestellten Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche entspricht.
Ein dritter Teil von links in 44 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402U während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in einer Linse 401U erzeugt wird, die den Bereich 401a einer Erhebung nicht enthält, aber einen angeschrägten Bereich und rund geformte Ecken jeweiliger Seiten der Linse aufweist.
Ein vierter Teil von links in 44 stellt eine Spannungsverteilung dar, die in einer AR-Beschichtung 402V während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung in eine Linse 401V erzeugt wird, die weder den Bereich 401a einer Erhebung noch einen angeschrägten Bereich enthält, aber eine zum Glassubstrat 12 senkrechte seitliche Oberfläche und rund geformte Ecken jeweiliger Seiten der Linse aufweist.
Außerdem präsentiert 45 grafische Darstellungen maximaler Werte in jeweiligen Bereichen in den Spannungsverteilungen, die in der AR-Beschichtung in den jeweiligen Linsenformen von 44 erzeugt werden, d.h. maximale Werte in ihrer Gesamtheit (am schlechtesten), maximale Werte im effektiven Gebiet der Linse (effektiv) und maximale Werte in einer Kante (Kante) in dieser Reihenfolge von der linken Seite der Figur aus. Ferner geben die grafischen Darstellungen die maximalen Werte in jedem der Bereiche in 45 maximale Werte in Spannungsverteilungen der AR-Beschichtungen 402S bis 402V in dieser Reihenfolge von der linken Seite aus an.
45 präsentiert die maximale Spannung, die jede der Linsen in ihrer Gesamtheit aufweist. Konkret wird die maximale Spannung an einer Ecke Ws einer oberen Oberfläche (44) im Fall der AR-Beschichtung 402S der Linse 401S 1390 MPa, wird an einer Ecke Wt in einer Kante (44) im Fall der AR-Beschichtung 402T der Linse 401T 1130 MPa, wird auf einer Kante Wu (44) im Fall der AR-Beschichtung 402U der Linse 401U 800 MPa und wird auf einer Kante Wv (44) im Fall der AR-Beschichtung 402V der Linse 401V 1230 MPa.
Außerdem präsentiert 45 die maximale Spannung, die sich im effektiven Gebiet jeder der Linsen zeigt. Die maximale Spannung wird konkret im Fall der AR-Beschichtung 402S der Linse 401S 646 MPa, wird im Fall der AR-Beschichtung 402T der Linse 401T 588 MPa, wird im Fall der AR-Beschichtung 402U der Linse 401U 690 MPa und wird im Fall der AR-Beschichtung 402V der Linse 401V 656 MPa.
Außerdem wird in der Kante jeder der Linsen die maximale Spannung im Fall der AR-Beschichtung 402S der Linse 401S 1050 MPa, im Fall der AR-Beschichtung 402T der Linse 401T 950 MPa, im Fall der AR-Beschichtung 402U der Linse 401U 800 MPa und im Fall der AR-Beschichtung 402U der Linse 401V 1230 MPa.
Gemäß 45 wird die maximale Spannung im Fall der AR-Beschichtung 402S der Linse 401S in jedem der Bereiche das Minimum. Wie sich aus 44 zeigt, nimmt die Spannungsverteilung um 600 MPa in einem Bereich nahe dem äußeren Umfangsbereich der AR-Beschichtung 402U der Linse 401U zu, ist aber in der Spannungsverteilung im gesamten effektiven Gebiet der AR-Beschichtung 402T der Linse 401T nicht vorhanden. Insgesamt nimmt die in der AR-Beschichtung 402T erzeugte Spannungsverteilung der AR-Beschichtung 402T (die mit der AR-Beschichtung 402L identisch ist) in der äußeren Form ab, die von der AR-Beschichtung 402T der Linse 401T (die mit der Linse 401L identisch ist) ab.
Mit anderen Worten werden, wie sich aus 44 und 45 zeigt, Expansion und Kontraktion, die in der AR-Beschichtung 402T (402L) erzeugt werden, in der Linse 401T (401L), die die beiden Wendepunkte und die seitliche Oberfläche mit der zweistufigen Konfiguration aufweist, während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung reduziert. Dementsprechend nimmt eine durch Expansion oder Kontraktion erzeugte Spannung ab.
Wie oben beschrieben wurde, wird als die Linse 401 die Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche übernommen, die die beiden Wendepunkte und die seitliche Oberfläche mit der zweistufigen Konfiguration aufweist. Dementsprechend kann durch Wärme erzeugte Expansion oder Kontraktion während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung, eines Zuverlässigkeitstests oder dergleichen reduziert werden.
Infolgedessen kann eine auf die AR-Beschichtung 402L angewendete Spannung verringert werden. Dementsprechend sind eine Reduzierung der Erzeugung von Rissen und eine Reduzierung der Erzeugung einer Linsentrennung oder dergleichen erreichbar. Außerdem kann eine so erzielte Reduzierung der Expansion oder Kontraktion der Linse selbst eine Erzeugung einer Verzerrung reduzieren, und daher sind eine Reduzierung einer Verschlechterung der Bildqualität entsprechend einer Zunahme der Doppelbrechung, die durch Verzerrung hervorgerufen wird, und eine Reduzierung eines Flare, der entsprechend einer Zunahme der durch eine lokale Änderung eines Brechungsindex hervorgerufenen Grenzflächenreflexion erzeugt wird, erzielbar.
<Achtzehnte Ausführungsform>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel wird eine Linse, die miniaturisiert und leicht ist und eine Abbildung mit hoher Auflösung erzielt, durch Spezifizieren der Linsenform realisiert. Eine Linse, die miniaturisierter und leichter ist und eine Abbildung mit hoher Auflösung erzielt, kann jedoch realisiert werden, indem die Genauigkeit während einer Ausbildung der Linse auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 erhöht wird.
Wie in einem oberen Teil von 46 dargestellt ist, wird ultraviolett-härtendes Harz 461 als Material der Linse 401 in einen zwischen einer Gussform 452 und dem Glassubstrat 12 ausgebildeten Raum in einem Zustand gefüllt, in dem die Gussform 452 auf einem Substrat 451 gegen das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 gedrückt wird. Danach wird für eine vorbestimmte Zeit eine Belichtung mit ultraviolettem Licht von einem oberen Teil der Figur aus ausgeführt.
Sowohl das Substrat 451 als auch die Gussform 452 sind aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Material geschaffen.
Die Gussform 452 hat eine asphärische erhabene Struktur, die der Form der Linse 401 eines vertieften Typs entspricht. Ein lichtabschirmender Film 453 ist in einem äußeren Umfangsbereich der Gussform 452 ausgebildet. Die Gussform 452 kann beispielsweise eine Formschräge mit einem Winkel θ in der seitlichen Oberfläche der Linse 401 wie in 46 dargestellt entsprechend einem Einfallswinkel ultravioletten Lichts ausbilden.
Das ultraviolett-härtende Harz 461 als Material der Linse 401 wird mittels Belichtung mit ultraviolettem Licht für eine vorbestimmte Zeit gehärtet. Das gehärtete ultraviolett-härtende Harz 461 wird als asphärische vertiefte Linse ausgebildet und an dem Glassubstrat 12 befestigt, wie in einem unteren Teil von 46 dargestellt ist.
Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit im Zustand einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ist das ultraviolett-härtende Harz 461 gehärtet und bildet die Linse 401. Nach Ausbildung der Linse 401 wird die Gussform 452 von der so gebildeten Linse 401 getrennt (Gussformtrennung).
Ein Teil des ultraviolett-härtenden Harzes 461 leckt aus der Gussform 452 und bildet einen Leckbereich 461a an der Grenze zwischen dem äußeren Umfangsbereich der Linse 401 und dem Glassubstrat 12. Der Leckbereich 461a ist jedoch durch den lichtabschirmenden Film 453 gegen ultraviolettes Licht abgeschirmt. Dementsprechend bleibt, wie durch einen Bereich Zc in einem vergrößerten Diagramm Zf dargestellt ist, der Leckbereich 461a als ein Teil des ultraviolett-härtenden Harzes 461 ungehärtet zurück und wird nach einer Gussformtrennung durch in natürlichem Licht enthaltenes ultraviolettes Licht gehärtet. Infolgedessen bleibt der Leckbereich 461a als umsäumender unterer Bereich 401d zurück.
Auf diese Weise wird die Linse 401 unter Verwendung der Gussform 452 in eine vertiefte Linse ausgebildet, und eine angeschrägte Form mit dem Winkel θ, der durch den lichtabschirmenden Film 453 spezifiziert ist, wird in der seitlichen Oberfläche der Linse 401 ausgebildet. Ferner wird im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 an der Grenze mit dem Glassubstrat 12 der umsäumende untere Bereich 401d ausgebildet. In diesem Fall kann die Linse 401 mit höherer Festigkeit an das Glassubstrat 12 gebondet werden.
Infolgedessen kann eine Linse, die miniaturisiert und leicht ist und eine Abbildung mit hoher Auflösung erzielt, mit hoher Genauigkeit hergestellt werden.
Man beachte, dass das oben beschriebene Beispiel der Fall ist, in dem der lichtabschirmende Film 453 auf dem Substrat 451 im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 auf der Rückseite (untere Seite in der Figur) des Substrats 451 bezüglich der Einfallsrichtung des ultravioletten Lichts vorgesehen ist, wie in einem oberen linken Teil von 47 dargestellt ist. Der lichtabschirmende Film 453 kann jedoch auf dem Substrat 451 im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 auf der Vorderseite (obere Seite in der Figur) des Substrats 451 bezüglich der Einfallsrichtung des ultravioletten Lichts vorgesehen werden, wie in einem oberen rechten Teil von 47 dargestellt ist.
Ferner kann eine Gussform 452', die in der horizontalen Richtung größer als die Gussform 452 ist, vorgesehen werden, und der lichtabschirmende Film 453 kann bezüglich der Einfallsrichtung des ultravioletten Lichts auf dem äußeren Umfangsbereich der Linse 401 anstelle des Substrats 451 auf der Rückseite (untere Seite in der Figur) vorgesehen werden, wie in einem linken und zweiten Teil von oben in 47 dargestellt ist.
Ferner kann der lichtabschirmende Film 453 auf dem Substrat 451 auf der Gussform 452' im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 auf der vorderen Seite (obere Seite in der Figur) des Substrats 451 bezüglich der Einfallsrichtung des ultravioletten Lichts vorgesehen werden, wie in einem rechten und zweiten Teil von oben in 47 dargestellt ist.
Ferner kann eine Gussform 452'' hergestellt werden, indem das Substrat 451 und die Gussform 452 integriert werden, und der lichtabschirmende Film 453 kann im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 auf der Rückseite (untere Seite in der Figur) bezüglich der Einfallsrichtung des ultravioletten Lichts vorgesehen werden, wie in einem linken und dritten Teil von oben in 47 dargestellt ist.
Darüber hinaus kann die Gussform 452'' durch Integrieren des Substrats und der Gussform 452 hergestellt werden, und der lichtabschirmende Film 453 kann im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 auf der Vorderseite (obere Seite in der Figur) bezüglich der Einfallsrichtung des ultravioletten Lichts vorgesehen werden, wie in einem rechten und dritten Teil von oben in 47 dargestellt ist.
Überdies kann eine Gussform 452''', die eine Konfiguration zum Regulieren eines Teils des seitlichen Oberflächenbereichs aufweist, zusätzlich zu dem Substrat 451 und der Gussform 452 ausgebildet werden, und der lichtabschirmende Film 453 kann im äußeren Umfangsbereich der Gussform 452''' und auf der Rückseite bezüglich der Einfallsrichtung des ultravioletten Lichts vorgesehen werden, wie in einem linken unteren Teil von 47 dargestellt ist.
Man beachte, dass jede der Konfigurationen der 46 und 47 eine Konfiguration ist, in der der IRCF 14 und der Klebstoff 15 aus der integrierten Konfigurationseinheit 10 der Bildgebungsvorrichtung 1 von 9 eliminiert sind. Diese Eliminierung ist jedoch nur der einfachen Erläuterung halber vorgenommen. Selbstverständlich können der IRCF 14 und der Klebstoff 15 zwischen der Linse 401 (131) und dem Glassubstrat 12 vorgesehen sein. Darüber hinaus setzt sich die Beschreibung des Beispiels im Folgenden unter der Annahme fort, dass der IRCF 14 und der Klebstoff 15 aus der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1, die in 9 dargestellt ist, weggelassen sind. In jedem Fall können jedoch der IRCF 14 und der Klebstoff 15 beispielsweise zwischen der Linse 401 (131) und dem Glassubstrat 12 vorgesehen sein.
<Ausbildungsverfahren einer Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche>
Anschließend wird ein Herstellungsverfahren der Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche beschrieben.
Ein grundlegendes Herstellungsverfahren ist ähnlich dem Herstellungsverfahren für eine oben beschriebene Linse des Typs ohne zweistufige seitliche Oberfläche.
Konkret wird, wie in einem linken Teil von 48 dargestellt ist, die Gussform 452, die der seitlichen Oberflächenform der Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche entspricht, für das Substrat 451 präpariert. Das ultraviolett-härtende Harz 461 wird auf dem auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 vorgesehenen Glassubstrat 12 platziert. Man beachte, dass 48 eine Konfiguration nur einer rechten Hälfte eines seitlichen Querschnitts der Gussform 452 darstellt.
Anschließend wird, wie in einem mittleren Teil von 48 dargestellt ist, das ultraviolett-härtende Harz 461, auf dem die Gussform 452 platziert ist, mit Druck gegen das Glassubstrat 12 fixiert. In diesem Zustand wird ultraviolettes Licht von oben in der Figur angewendet, wobei das ultraviolett-härtende Harz 461 in eine Vertiefung der Gussform 452 gefüllt ist.
Das ultraviolett-härtende Harz 461 wird durch Belichtung mit dem ultravioletten Licht gehärtet. Infolgedessen wird die Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche gebildet, die eine der Gussform 452 entsprechende vertiefte Form aufweist.
Nachdem die Linse 401 mittels Belichtung mit dem ultravioletten Licht während der vorbestimmten Zeit ausgebildet ist, wird die Gussform 452 von der Form wie in einem rechten Teil von 48 dargestellt getrennt. Als Ergebnis ist die Linse 401 fertiggestellt, die von der Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche gebildet wird.
Außerdem kann, wie in einem linken Teil von 49 dargestellt ist, ein Teil eines äußeren Umfangsbereichs der Gussform 452 in einem Bereich in Kontakt mit dem Glassubstrat 12, d.h. einem Bereich unterhalb der Höhe des Wendepunktes, der nahe dem Glassubstrat 12 in den beiden Wendepunkten der Querschnittsform der seitlichen Oberfläche gelegen ist, beispielsweise geschnitten werden, um den lichtabschirmenden Film 453 auf einer Schnittfläche vorzusehen.
In diesem Fall wird, wie in einem zweiten Teil von links in 49 dargestellt ist, das ultraviolette Licht in einem Bereich unterhalb des lichtabschirmenden Films 453 abgeschirmt, wenn das ultraviolette Licht für eine vorbestimmte Zeit von oben in der Figur in einem Zustand angewendet wird, in dem das ultraviolett-härtende Harz 461 in die Vertiefung der Gussform 452 gefüllt ist. In diesem Fall schreitet eine Aushärtung in jenem Bereich nicht fort, und die Linse 401 bleibt unvollendet. Jedoch wird das ultraviolett-härtende Harz 461, das um das effektive Gebiet in der Figur herum gelegen und dem ultravioletten Licht ausgesetzt ist, gehärtet und bildet die Linse 401.
Wenn die Gussform 452 in diesem Zustand getrennt wird, bleibt eine seitliche Oberfläche der zweistufigen Konfiguration in einem Bereich nahe dem Glassubstrat 12 in einem ganz außen gelegenen Umfang der als die Linse mit zweistufiger seitlicher Oberfläche ausgebildeten Linse 401 als der Leckbereich 461a des ungehärteten ultraviolett-härtenden Harzes 461 zurück, wie in einem dritten Teil von links in 49 dargestellt ist.
Wie in einem rechten Teil von 49 dargestellt ist, wird dementsprechend ultraviolettes Licht getrennt auf die seitliche Oberfläche, die sich noch im Zustand des Leckbereichs 461a des ungehärteten ultraviolett-härtenden Harzes 461 befindet, angewendet, um die seitliche Oberfläche zu härten, während Winkel und Oberflächenrauigkeit der seitlichen Oberfläche gesteuert werden.
Auf solch eine Weise wird ermöglicht, dass, wie in einem oberen Teil von 50 dargestellt ist, von mittleren Oberflächen X1 und X2 der seitlichen Oberfläche der Linse 401 gebildete Winkel auf unterschiedliche Winkel wie etwa Winkel θ1 und θ2 bezüglich der Einfallsrichtung des einfallenden Lichts eingestellt werden.
Wenn die Winkel der seitlichen Oberflächen X1 und X2 hier als Winkel θ1 < Winkel θ2 unter der Annahme eingestellt werden, dass die Winkel der seitlichen Oberflächen X1 und X2 Winkel θ1 bzw. θ2 sind, können eine Erzeugung eines Flare an der seitlichen Oberfläche und eine Trennung der fertiggestellten Linse 401 vom Glassubstrat 12 während einer Gussformabtrennung der Gussform 452 reduziert werden.
Außerdem wird ermöglicht, dass Werte p(X1) und p(X2) der Oberflächenrauigkeit der seitlichen Oberflächen X1 bzw. X2 auf verschiedene Werte eingestellt werden.
Wenn die jeweiligen Werte p(X1) und p(X2) der Oberflächenrauigkeit der seitlichen Oberflächen X1 und X2 hier als die Oberflächenrauigkeit p(X1) < die Oberflächenrauigkeit p(X2) eingestellt werden, können eine Erzeugung eines Flare an der seitlichen Oberfläche und eine Trennung der fertiggestellten Linse 401 vom Glassubstrat 12 während einer Gussformabtrennung der Gussform 452 reduziert werden.
Außerdem kann der umsäumende untere Bereich 401d gebildet werden, indem die Form des Leckbereichs 461a des ultraviolett-härtenden Harzes 461 wie in einem unteren Teil von 50 dargestellt eingestellt wird. Auf diese Weise kann die Linse 401 fester am Glassubstrat 12 fixiert werden.
Man beachte, dass eine Ausbildung der Winkel θ1 und θ2, der Werte p(X1) und p(X2) der Oberflächenrauigkeit und des umsäumenden unteren Bereichs 401d unter Verwendung der Form der Gussform 452 selbst in einem Fall definiert werden kann, in dem der unter Bezugnahme auf 48 beschriebene lichtabschirmende Film 453 nicht übernommen wird. In einem Fall, in dem die mit dem lichtabschirmenden Film 453 ausgestattete Gussform 452 wie unter Bezugnahme auf 49 beschrieben verwendet wird, wird jedoch eine spätere Einstellung des Leckbereichs 461a des ultraviolett-härtenden Harzes 461 ermöglicht, der als nicht gehärteter Bereich nach einer anfänglichen Bestrahlung mit ultraviolettem Licht zurückbleibt. Dementsprechend kann der Freiheitsgrad zur Einstellung der Winkel θ1 und θ2, der Werte p(X1) und p(X2) der Oberflächenrauigkeit und des umsäumenden unteren Bereichs 401d erhöht werden.
In jedem der Fälle kann die Linse 401 auf dem auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildeten Glassubstrat 12 genau vorgesehen werden. Ferner sind die Winkel der seitlichen Oberflächen X1 und X2, die Werte p(X1) und p(X2) der Oberflächenrauigkeit und das Vorhandensein oder Fehlen des umsäumenden unteren Bereichs 401d der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche einstellbar. Dementsprechend kann eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes reduziert werden, und die Linse 401 kann auch fester auf dem Glassubstrat 12 vorgesehen werden.
<Neunzehnte Ausführungsform>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel wird die Linse 401 auf dem auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildeten Glassubstrat 12 unter Verwendung des Formgebungsverfahrens genau vorgesehen. Jedoch kann eine Ausrichtungsmarkierung auf dem Glassubstrat 12 ausgebildet werden, um die Linse 401 an einer geeigneten Position auf dem Glassubstrat 12 vorzusehen. Auf diese Weise kann die Linse 401 auf der Basis der Ausrichtungsmarkierung positioniert werden, um die Linse 401 auf dem Glassubstrat 12 genauer vorzusehen.
Wie in 51 dargestellt ist, ist konkret das (dem effektiven Gebiet 131a von 23 entsprechende) effektive Gebiet Ze der Linse 401 von der Mitte aus definiert. Ein (dem nicht-effektiven Gebiet 131b von 23 entsprechendes) nicht-effektives Gebiet Zn ist im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 vorgesehen. Ein Gebiet Zg, an dem das Glassubstrat 12 freigelegt ist, ist im weiteren äußeren Umfangsbereich vorgesehen. Ein Gebiet Zsc, wo eine Ritzlinie definiert ist, ist im ganz außen gelegenen Umfangsbereich des Festkörper-Bildgebungselements 11 vorgesehen. In 51 ist ein Bereich 401a einer Erhebung im (dem nicht-effektiven Gebiet 131b von 23 entsprechenden) nicht-effektiven Gebiet Zn vorgesehen.
Die jeweiligen Gebiete haben eine Breitenbeziehung „die Breite des effektiven Gebiets Ze > die Breite des nicht-effektiven Gebiets Zn > die Breite des Gebiets Zg, zu dem das Glassubstrat 12 freigelegt ist > die Breite des Gebiets Zsc, wo die Ritzlinie definiert ist“.
Eine Ausrichtungsmarkierung 501 ist im Gebiet Zg auf dem Glassubstrat 12 als ein Gebiet ausgebildet, an dem das Glassubstrat 12 freigelegt ist. Dementsprechend ist die Größe der Ausrichtungsmarkierung 501 kleiner als die Größe des Gebiets Zg, muss aber ausreichend bemessen sein, um ein Bild der Ausrichtungsmarkierung 501 für eine Ausrichtung zu erkennen.
Beispielsweise kann eine Justierung bzw. Ausrichtung erreicht werden, indem die Ausrichtungsmarkierung 501 auf dem Glassubstrat 12 an einer Position gebildet wird, die die Ecke der Linse 401 berührt, und die Ecke der Linse in der Gussform 452 auf eine Position eingestellt wird, die mit der Position, wo die Ausrichtungsmarkierung 501 ausgebildet ist, auf der Basis eines von einer Ausrichtungskamera aufgenommenen Bildes ausgerichtet ist.
<Beispiel einer Ausrichtungsmarkierung>
Als die Ausrichtungsmarkierung 501 können zum Beispiel in 52 dargestellte Ausrichtungsmarkierungen 501A bis 501K übernommen werden.
Konkret hat jede der Ausrichtungsmarkierungen 501A bis 501C eine quadratische Form, hat jede der Ausrichtungsmarkierungen 501D und 501E eine Kreisform, hat jede der Ausrichtungsmarkierungen 501F bis 5011 eine polygonale Form und wird jede der Ausrichtungsmarkierungen 501J und 501K von einer Vielzahl linearer Formen gebildet.
<Beispiele einer auf einem Glassubstrat und einer Gussform ausgebildeten Ausrichtungsmarkierung>
Positionen der Linse 401 und des Glassubstrats 12 können außerdem ausgerichtet werden, indem ein schwarzer Bereich und ein grauer Bereich jeder der Ausrichtungsmarkierungen 501A bis 501K an Positionen ausgebildet werden, die dem äußeren Umfang der Linse 401 auf der Gussform 452 bzw. dem Gebiet Zg auf dem Glassubstrat 12 entsprechen und auf Basis eines von einer Ausrichtungskamera aufgenommenen Bildes beispielsweise geprüft wird, ob eine Positionsbeziehung mit gegenseitiger Übereinstimmung erreicht wurde.
Im Fall der Ausrichtungsmarkierung 501A ist, wie in 52 dargestellt ist, konkret auf der Gussform 452 eine Ausrichtungsmarkierung 501' für den grauen Bereich, der von einem quadratischen Rahmen gebildet wird, ausgebildet, während die von einem quadratischen Bereich ausgebildete Ausrichtungsmarkierung 501 als der schwarze Bereich ausgebildet ist. Die beiden Ausrichtungsmarkierungen 501' als auch 501 sind so ausgebildet, dass eine geeignete Positionsbeziehung zwischen der Linse 401 und der Gussform 452 besteht.
Danach wird eine Ausrichtung eingestellt, indem unter Verwendung der Ausrichtungskamera ein Bild der Ausrichtungsmarkierung 501 auf dem Glassubstrat 12 und ein Bild der Ausrichtungsmarkierung 501' auf der Gussform 452 in einer Pfeilrichtung in 53 aufgenommen wird und die Position der Gussform 452 so eingestellt wird, dass ein Bild der Ausrichtungsmarkierung 501, die eine schwarze Quadratform aufweist und mit der von einem grauen quadratischen Rahmen gebildeten Ausrichtungsmarkierung 501' überlappt, aufgenommen wird.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die Ausrichtungsmarkierung 501 als der schwarze Bereich und die Ausrichtungsmarkierung 501' als der graue Bereich innerhalb eines identischen Sichtfeldes einer identischen Kamera angeordnet werden. Jedoch kann eine Ausrichtung erreicht werden, indem eine Positionsbeziehung zwischen einer Vielzahl von Kameras vorher kalibriert wird und die Übereinstimmung der Positionsbeziehung zwischen den Ausrichtungsmarkierungen 501 und 501', die an entsprechenden verschiedenen Positionen vorgesehen sind, unter Verwendung der Vielzahl von Kameras eingestellt wird.
In jedem der Fälle kann die Linse 401 unter Verwendung der Ausrichtungsmarkierung 501 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 ausgebildeten Glassubstrat 12 genau positioniert und vorgesehen werden.
<Zwanzigste Ausführungsform>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel werden die Linse 401 und das Glassubstrat 12 auf dem Festkörper-Bildgebungselement 11 unter Verwendung der Ausrichtungsmarkierung genau positioniert und vorgesehen. Jedoch kann die AR-Beschichtung 402 im effektiven Gebiet der Linse 401 ausgebildet werden, um eine Empfindlichkeit zu erhöhen und eine feine Abbildung zu erzielen.
Konkret kann zum Beispiel eine AR-Beschichtung 402-P1 auf einer gesamten Fläche des Glassubstrats 12, in dem nicht-effektiven Gebiet, das eine seitliche Oberfläche und einen flachen Oberflächenbereich des Bereichs 401a einer Erhebung einschließt, (das dem nicht-effektiven Gebiet 131b von 23 entspricht) und dem (dem effektiven Gebiet 131a von 23 entsprechenden) effektiven Gebiet ausgebildet werden, wie durch eine dicke Linie im obersten Teil von 54 angegeben ist.
Darüber hinaus kann beispielsweise eine AR-Beschichtung 402-P2 in allein dem effektiven Gebiet innerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung auf der Linse 401 ausgebildet werden, wie in einem zweiten Teil von oben in 54 dargestellt ist. Indem man die AR-Beschichtung 402-P2 in allein dem Gebiet innerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung auf der Linse 401 ((dem effektiven Gebiet 131a von 23 entsprechenden) effektiven Gebiet) ausbildet, kann eine Spannung, die durch Expansion oder Kontraktion der Linse 401 durch Wärme während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung oder dergleichen erzeugt wird, reduziert werden, und daher kann eine Erzeugung von Rissen in der AR-Beschichtung 402-P2 reduziert werden.
Außerdem kann beispielsweise eine AR-Beschichtung 402-P3 in einem Gebiet ausgebildet werden, das innerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung (im (dem effektiven Gebiet 131a von 23 entsprechenden) effektiven Gebiet) gelegen ist und den flachen Oberflächenbereich des Bereichs 401a einer Erhebung auf der Linse 401 umfasst, wie in einem dritten Teil von oben in 54 dargestellt ist. Indem man die AR-Beschichtung 402-P3 in allein dem Gebiet ausbildet, das innerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung gelegen ist und den Bereich 401a einer Erhebung auf der Linse 401 umfasst, kann eine Spannung reduziert werden, die für die AR-Beschichtung 402-P3 durch Expansion oder Kontraktion der Linse 401 durch Wärme während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung oder dergleichen erzeugt wird, und daher kann eine Erzeugung von Rissen reduziert werden.
Überdies kann beispielsweise eine AR-Beschichtung 402-P4 in einem Gebiet innerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung (im (dem effektiven Gebiet 131a von 23 entsprechenden) effektiven Gebiet) zusätzlich zum flachen Oberflächenbereich des Bereichs 401a einer Erhebung auf der Linse 401 und einem Teil des äußeren Umfangsbereichs des flachen Oberflächenbereichs ausgebildet werden, und eine AR-Beschichtung 402-P5 kann ferner auf dem Glassubstrat 12 und in einem Gebiet auf der Linse 401 in der Nähe der Grenze mit dem Glassubstrat 12 ausgebildet werden, wie in einem vierten Teil von oben in 54 dargestellt ist. Daher wird im Fall der AR-Beschichtungen 402-P4 und 402-P5 in einem Teil des seitlichen Oberflächenbereichs der Linse 401 ein Gebiet, wo die AR-Beschichtung nicht ausgebildet ist, ausgebildet. Auf diese Weise kann eine Spannung, die wegen der AR-Beschichtung 402-P2 durch Expansion oder Kontraktion der Linse 401 durch Wärme während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung oder dergleichen erzeugt wird, reduziert werden, und daher kann eine Erzeugung von Rissen reduziert werden.
55 zeigt zusammengefasst Spannungsverteilungen, die in der AR-Beschichtung 402 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung erzeugt werden, mit verschiedenen Änderungen in dem Gebiet, wo die AR-Beschichtung 402 in der Linse 401 ausgebildet ist.
Ein oberer Teil von 55 stellt äußere Formen der Linse 401 und der AR-Beschichtung 402 dar, wenn die Linse 401 in zwei Teile in sowohl der horizontalen als auch vertikalen Richtung geteilt ist, während ein unterer Teil Verteilungen einer Spannung darstellt, die in der entsprechenden AR-Beschichtung 402 während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung erzeugt wird.
Ein linker Teil von 55 stellt einen Fall der Ausbildung einer AR-Beschichtung 402AA dar, in der eine AR-Beschichtung in einer gesamten Fläche einschließlich des Glassubstrats 12 im Umfang, der seitlichen Oberfläche der Linse 401, des Bereichs 401a einer Erhebung und des Inneren des Bereichs 401a einer Ergebung ausgebildet ist.
Ein zweiter Teil von links in 55 stellt einen Fall einer AR-Beschichtung 402AB dar, in der wine AR-Beschichtung im Glassubstrat 12 im Umfang und der seitlichen Oberfläche der Linse 401 nicht ausgebildet ist und in anderen Gebieten in der Konfiguration des ganz links gelegenen Teils von 55 ausgebildet ist.
Ein dritter Teil von links in 55 stellt einen Fall einer AR-Beschichtung 402AC dar, in der eine AR-Beschichtung im Gebiet der seitlichen Oberfläche der Linse 401 nicht ausgebildet ist und in dem Glassubstrat 12 im Umfang, dem Bereich 401a einer Erhebung und im Inneren des Bereichs 401a in der Konfiguration des ganz links gelegenen Teils von 55 ausgebildet ist.
Ein vierter Teil von links in 55 stellt einen Fall einer AR-Beschichtung 402AD dar, in der eine AR-Beschichtung in dem Gebiet der seitlichen Oberfläche der Linse 401, dem flachen Oberflächenbereich des Bereichs 401a einer Erhebung und einem Gebiet innerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung in einem Bereich einer vorbestimmten Breite A von einem abgeflachten Bereich der oberen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung nicht ausgebildet ist und innerhalb des übrigen Bereichs des Bereichs 401a einer Erhebung und dem Glassubstrat 12 in dem Umfang in der Konfiguration des ganz links gelegenen Teils von 55 ausgebildet ist. Die Breite A beträgt hier beispielsweise 100 µm.
Ein fünfter Teil von links in 55 stellt einen Fall einer AR-Beschichtung 402AE dar, in der eine AR-Beschichtung in dem Inneren des Bereichs 401a einer Erhebung, dem abgeflachten Bereich der oberen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung und einem Bereich der vorbestimmten Breite A unterhalb des abgeflachten Bereichs in der seitlichen Oberfläche außerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung in der Konfiguration des ganz links gelegenen Teils von 55 ausgebildet ist.
Ein sechster Teil von links in 55 stellt einen Fall einer AR-Beschichtung 402AF dar, in der eine AR-Beschichtung in dem Inneren des Bereichs 401a einer Erhebung, dem abgeflachten Bereich der oberen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung und einem Bereich einer vorbestimmten Breite 2A unterhalb des abgeflachten Bereichs in der seitlichen Oberfläche außerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung in der Konfiguration des ganz links gelegenen Teils von 55 ausgebildet ist.
Ein siebter Teil von links in 55 stellt einen Fall einer AR-Beschichtung 402AG dar, in der eine AR-Beschichtung in dem Inneren des Bereichs 401a einer Erhebung, dem abgeflachten Bereich der oberen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung und einem Bereich einer vorbestimmten Breite 3A unterhalb des abgeflachten Bereichs in der seitlichen Oberfläche außerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung in der Konfiguration des ganz links gelegenen Teils von 55 ausgebildet ist.
Ein achter Teil von links in 55 stellt einen Fall einer AR-Beschichtung 402AH dar, in der eine AR-Beschichtung in dem Inneren des Bereichs 401a einer Erhebung, dem abgeflachten Bereich der oberen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung und einem Bereich einer vorbestimmten Breite 4A unterhalb des abgeflachten Bereichs in der seitlichen Oberfläche außerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung in der Konfiguration des ganz links gelegenen Teils von 55 ausgebildet ist.
Wie durch einen Vergleich mit dem ganz links gelegenen Teil in 55 angegeben wird, wird eine Spannung, die in der AR-Beschichtung 402 in jedem der Fälle erzeugt wird, in der AR-Beschichtung 402 kleiner, die so ausgebildet ist, dass die AR-Beschichtung innerhalb des Bereichs 401a einer Erhebung auf der Linse 401 mit der AR-Beschichtung 402 auf dem Glassubstrat 12 nicht durchgehend verbunden ist, als in der AR-Beschichtung 402AA, in der die AR-Beschichtung 402 so ausgebildet ist, dass sie die gesamte Oberfläche der Linse 401 bedeckt.
Auf die oben beschriebene Art und Weise kann eine Erzeugung eines Flare oder eines Geisterbildes durch Ausbilden der AR-Beschichtung 402 auf der Linse 401 reduziert werden. Dementsprechend ist eine feinere Abbildung erzielbar.
Darüber hinaus kann eine Erzeugung von Rissen, die durch Expansion oder Kontraktion durch Erwärmen während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung, eines Zuverlässigkeitstests oder dergleichen erzeugt werden, reduziert werden, indem die AR-Beschichtung 402 auf solch eine Weise vorgesehen wird, dass ein Gebiet übriggelassen wird, wo die AR-Beschichtung in dem effektiven Gebiet und zumindest einem anderen Teil als dem Glassubstrat 12 auf der gesamten Oberfläche einschließlich dem effektiven Gebiets und des nicht-effektiven Gebiets in der Linse 401 nicht ausgebildet wird, das den Bereich einer Erhebung 401a und das Glassubstrat 12 als den äußeren Umfangsbereich der Linse 401 einschließt.
Während die AR-Beschichtung 402 oben beschrieben wurde, können andere Filme übernommen werden, solange die Filme auf der Oberfläche der Linse 401 ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein Antireflexionsfilm wie etwa ein Mottenaugenfilm übernommen werden.
Während das Beispiel der Linse, die den Bereich 401a einer Erhebung enthält, oben beschrieben wurde, ist es darüber hinaus ausreichend, falls eine Linse, die den Bereich 401a einer Erhebung nicht enthält, übernommen wird, solange das Gebiet, wo die AR-Beschichtung nicht ausgebildet ist, in dem effektiven Gebiet und zumindest einem anderen Teil als dem Glassubstrat 12 auf der gesamten Oberfläche einschließlich des effektiven Gebiets und des nicht-effektiven Gebiets und des Glassubstrats 12 als der äußere Umfangsbereich der Linse 401 vorgesehen wird. Mit anderen Worten reicht es aus, falls die auf der Linse 401 ausgebildete AR-Beschichtung 402 nicht in einem Zustand vorgesehen wird, in dem sie mit der auf der seitlichen Oberfläche der Linse und dem Glassubstrat 12 vorgesehenen AR-Beschichtung 402 durchgehend verbunden ist. Dementsprechend kann die Linse 401 zum Beispiel eine Linse 401L mit zweistufiger seitlicher Oberfläche sein. In diesem Fall können ähnliche Effekte erzeugt werden, falls die AR-Beschichtung 402 auf der Linse 401 so ausgebildet ist, dass sie nicht in einem Zustand vorgesehen ist, in dem sie mit der auf der seitlichen Oberfläche der Linse und dem Glassubstrat 12 vorgesehenen AR-Beschichtung 402 durchgehend verbunden ist.
<Einundzwanzigste Ausführungsform>
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel wird eine Spannung, die in der AR-Beschichtung 402 durch Expansion oder Kontraktion durch Wärme während einer Beanspruchung mit Reflux-Wärme bei einer Implementierung erzeugt wird, reduziert, indem die AR-Beschichtung 402 auf der Linse 401 in solch einem Zustand ausgebildet wird, dass sie mit der auf dem Glassubstrat 12 vorgesehenen AR-Beschichtung 402 nicht durchgehend verbunden ist.
Eine Erzeugung eines Flare an einer seitlichen Oberfläche kann jedoch reduziert werden, indem ein lichtabschirmender Film auf solch einer Weise ausgebildet wird, dass er den Bereich 401a einer Erhebung und die seitliche Oberfläche der Linse 401 bedeckt.
Wie in einem ganz oben gelegenen Teil von 56 dargestellt ist, kann konkret ein lichtabschirmender Film 521 in einem gesamten Bereich einschließlich der seitlichen Oberfläche der Linse 401 und einer Fläche bis zu der Höhe des flachen Oberflächenbereichs auf der oberen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung, das heißt eines Bereichs mit Ausnahme des effektiven Gebiets, auf dem Glassubstrat 12 ausgebildet werden.
Wie in einem zweiten Teil von oben in 56 dargestellt ist, kann ferner der lichtabschirmende Film 521 in einem Bereich des oberen Teils des Glassubstrats 12 bis zur seitlichen Oberfläche der Linse 401 und einer gesamten Oberfläche bis zum flachen Oberflächenbereich der oberen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung, d.h. der gesamten Fläche des Oberflächenbereichs mit Ausnahme des effektiven Gebiets, ausgebildet werden.
Wie in einem dritten Teil von oben in 56 dargestellt ist, kann ferner der lichtabschirmende Film 521 in einem Bereich des oberen Teils des Glassubstrats 12 bis zur seitlichen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung der Linse 401 ausgebildet werden.
Ferner kann, wie in einem vierten Teil von oben in 56 dargestellt ist, der lichtabschirmende Film 521 in einem Bereich des oberen Teils des Glassubstrats 12 bis zu einer vorbestimmten Höhe vom Glassubstrat 12 aus auf der seitlichen Oberfläche des Bereichs 401a einer Erhebung der Linse 401 ausgebildet werden.
Wie in einem fünften Teil von oben in 56 dargestellt ist, kann weiter der lichtabschirmende Film 521 auf allein der seitlichen Oberfläche des Bereichs 401a der Linse 401 ausgebildet werden.
Wie in einem sechsten Teil von oben in 56 dargestellt ist, kann ferner der lichtabschirmende Film 521 in einem Bereich bis zu höchsten Positionen der beiden seitlichen Oberflächen der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche auf dem Glassubstrat 12 ausgebildet werden.
Wie in einem siebten Teil von oben in 56 dargestellt ist, kann ferner der lichtabschirmende Film 521 auf solch einer Weise ausgebildet werden, dass er die gesamten Oberfläche bis zu den höchsten Positionen der beiden seitlichen Oberflächen der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche auf dem Glassubstrat 12 und den äußeren Umfangsbereich des Festkörper-Bildgebungselements 11 bedeckt.
In jedem dieser Fälle wird der lichtabschirmende Film 521 mittels Ausbildung eines partiellen Films, mittels Lithografie nach einer Filmausbildung, mittels eines Ausbildens eines Resists, Ausbildens eines Films und eines anschließenden Abhebens des Resists oder mittels Lithografie gebildet.
Ferner kann ein Damm zum Ausbilden des lichtabschirmenden Films im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche vorgesehen werden, und der lichtabschirmende Film 521 kann dann innerhalb des Damms und im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche ausgebildet werden.
Konkret kann, wie in einem ganz oben gelegenen Teil von 57 dargestellt ist, ein Damm in einer einer Linsenhöhe äquivalenten Höhe auf dem Glassubstrat 12 im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche ausgebildet werden. In diesem Fall kann der lichtabschirmende Film 521 innerhalb des Damms 531 und im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche mittels Lithografie oder Beschichtung gebildet werden, und dann können die Höhen des lichtabschirmenden Films 521, der Linse 401 und des Damms 531 durch Polieren wie etwa CMP (chemisch-mechanisches Polieren) angeglichen werden.
Wie in einem zweiten Teil von 57 dargestellt ist, kann ferner der Damm 531 in einer einer Linsenhöhe äquivalenten Höhe auf dem Glassubstrat 12 im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche ausgebildet werden. In diesem Fall kann ein Material nur auf das Innere des Damms 531 und im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche aufgebracht werden, und die Höhen des lichtabschirmenden Films 521, der Linse 401 und des Damms 531 können basierend auf dem Material des lichtabschirmenden Films 521 selbst justiert werden.
Wie in einem dritten Teil von 57 dargestellt ist, kann weiter der Damm 531 in einer einer Linsenhöhe äquivalenten Höhe auf dem Glassubstrat 12 im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche ausgebildet werden. In diesem Fall kann der lichtabschirmende Film 521 nur innerhalb des Damms 531 und in dem inneren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche mittels Lithografie gebildet werden.
Ferner kann der Damm 531, wie in einem vierten Teil von 57 dargestellt ist, auf dem Glassubstrat 12 im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche auf solch eine Weise ausgebildet werden, dass er mit der Grenze zwischen der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche und dem Glassubstrat 12 verbunden ist. In diesem Fall kann der lichtabschirmende Film 521 innerhalb des Damms 531 und im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche mittels Lithografie oder Beschichtung gebildet werden, und dann können die Höhen des lichtabschirmenden Films 521, der Linse 401 und des Damms 531 durch Polieren wie etwa CMP (chemisch-mechanisches Polieren) angeglichen werden.
Darüber hinaus kann, wie in einem fünften Teil von 57 dargestellt ist, der Damm 531 auf dem Glassubstrat 12 im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche auf solch eine Weise ausgebildet sein, dass er mit der Grenze zwischen der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche und dem Glassubstrat 12 verbunden ist. In diesem Fall kann das Material des lichtabschirmenden Films 521 nur auf das Innere des Damms 531 und im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche aufgebracht werden, und die Höhen des lichtabschirmenden Films 521, der Linse 401 und des Damms 531 können basierend auf dem Material des lichtabschirmenden Films 521 selbst justiert werden.
Wie in einem sechsten Teil von 57 dargestellt ist, kann darüber hinaus der Damm 531 auf dem Glassubstrat 12 im äußeren peripheren Bereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche so ausgebildet sein, dass er mit der Grenze zwischen der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche und dem Glassubstrat 12 verbunden ist. In diesem Fall kann der lichtabschirmende Film 521 innerhalb des Damms 531 und in dem äußeren Umfangsbereich der Linse 401 mit zweistufiger seitlicher Oberfläche mittels Lithografie gebildet werden.
In jedem dieser Fälle wird der lichtabschirmende Film auf solch eine Weise gebildet, dass er den Bereich 401a einer Erhebung und die seitliche Oberfläche der Linse 401 bedeckt. Dementsprechend kann eine Erzeugung eines Flare an einer seitlichen Oberfläche reduziert werden.
Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel wird der lichtabschirmende Film im äußeren Umfangsbereich der Linse 401 ausgebildet. Es reicht jedoch aus, falls eine beliebige Konfiguration übernommen wird, solange ein Lichteintritt vom äußeren Umfangsbereich der Linse 401 aus verhindert wird. Dementsprechend kann ein lichtabsorbierender Film anstelle des lichtabschirmenden Films beispielsweise ausgebildet werden.
<Beispiel einer Anwendung für eine elektronische Einrichtung>
Die in den oben beschriebenen 1, 4 und 6 bis 17 dargestellte Bildgebungsvorrichtung 1 ist für verschiedene Arten elektronischer Einrichtungen verwendbar, die zum Beispiel eine Bildgebungsvorrichtung wie etwa eine digitale Kamera und eine digitale Videokamera, ein Mobiltelefon mit einer Bildgebungsfunktion und andere Einrichtungen mit einer Bildgebungsfunktion einschließen.
58 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung als elektronische Einrichtung darstellt, für die die vorliegende Technologie verwendet wird.
Die in 58 dargestellte Bildgebungsvorrichtung 1001 enthält ein optisches System 1002, eine Blendenvorrichtung 1003, ein Festkörper-Bildgebungselement 1004, eine Ansteuerschaltung 1005, eine Signalverarbeitungsschaltung 1006, eine Überwachungseinrichtung 1007 und einen Speicher 1008 und kann ein Standbild und ein Bewegtbild aufnehmen.
Das optische System 1002, das eine oder eine Vielzahl von Linsen enthält, führt Licht (Einfallslicht), das von einem Objekt empfangen wird, in Richtung des Festkörper-Bildgebungselements 1004 und nimmt ein Bild des Objekts auf einer lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements 1004 auf.
Die Blendenvorrichtung 1003 ist zwischen dem optischen System 1002 und dem Festkörper-Bildgebungselement 1004 angeordnet und steuert unter einer Steuerung mittels der Ansteuerschaltung 1005 eine Zeitspanne einer Lichtbestrahlung und eine Zeitspanne einer Lichtabschirmung für das Festkörper-Bildgebungselement 1004.
Das Festkörper-Bildgebungselement 1004 wird von einer Baugruppe gebildet, die das oben beschriebene Festkörper-Bildgebungselement enthält. Das Festkörper-Bildgebungselement 1004 akkumuliert Signalladungen für eine feste Zeitspanne entsprechend einem Licht, das über das optische System 1002 und die Blendenvorrichtung 1003 auf der lichtempfangenden Oberfläche abgebildet wird. Die im Festkörper-Bildgebungselement 1004 akkumulierten Signalladungen werden gemäß einem von der Ansteuerschaltung 1005 bereitgestellten Ansteuersignal (Zeitsteuerungssignal) übertragen.
Die Ansteuerschaltung 1005 gibt ein Ansteuersignal zum Steuern einer Übertragungsoperation des Festkörper-Bildgebungselements 1004 und einer Blendenoperation der Blendenvorrichtung 1003 ab, um das Festkörper-Bildgebungselement 1004 und die Blendenvorrichtung 1003 anzusteuern.
Die Signalverarbeitungsschaltung 1006 führt verschiedene Signalprozesse für die vom Festkörper-Bildgebungselement 1004 ausgegebenen Signalladungen durch. Ein Bild (Bilddaten), das durch die von der Signalverarbeitungsschaltung 1006 durchgeführten Signalverarbeitung erhalten wird, wird der Überwachungseinrichtung 1007 bereitgestellt oder darauf angezeigt oder dem Speicher 1008 bereitgestellt und darin gespeichert (aufgezeichnet).
Die wie oben konfigurierte Bildgebungsvorrichtung 1001 ist auch imstande, ein Geisterbild oder ein Flare, die durch interne diffuse Reflexion hervorgerufen werden, zu reduzieren, während eine Miniaturisierung und eine Reduzierung der Höhe der Vorrichtungskonfiguration erzielt werden, indem die in einer der 1, 9 und 11 bis 22 dargestellte Bildgebungsvorrichtung 1 anstelle des optischen Systems 1002 und des oben beschriebenen Festkörper-Bildgebungselements 1004 übernommen werden.
<Nutzungsbeispiele einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung>
59 ist ein Diagramm, das Nutzungsbeispiele der oben beschriebenen Bildgebungsvorrichtung 1 darstellt.
Die oben beschriebene Bildgebungsvorrichtung 1 steht in verschiedenen Fällen zur Verfügung, in denen Licht wie etwa sichtbares Licht, Infrarotlicht, ultraviolettes Licht und Röntgenstrahlen erfasst wird, wie im Folgenden beispielsweise beschrieben ist.

- Eine Vorrichtung, um für eine Wahrnehmung genutzte Bilder aufzunehmen, wie etwa eine Digitalkamera und eine tragbare Vorrichtung mit einer Kamerafunktion
- Eine Vorrichtung für den Verkehr, wie etwa ein Sensor im Fahrzeug, um einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich, die umgebenden Bereiche, den Innenraum und andere eines Automobils für ein sicheres Fahren wie etwa einen automatischen Stopp, ein Erkennen eines Zustands eines Fahrers oder für andere Zwecke abzubilden, eine Überwachungskamera zum Überwachen fahrender Fahrzeuge und Straßen und ein Abstandsmesssensor zum Messen eines Abstands zwischen Fahrzeugen
- eine Vorrichtung für Haushaltsgeräte, wie etwa ein TV, einen Kühlschrank und eine Klimaanlage, um eine Geste eines Nutzers abzubilden und entsprechend der Geste eine Vorrichtungsoperation durchzuführen

- eine Vorrichtung für medizinische Behandlungen und das Gesundheitswesen wie etwa ein Endoskop und eine Vorrichtung zum Abbilden von Blutgefäßen, indem Infarotlicht empfangen wird
- eine Einrichtung für den Sicherheitsbereich, wie etwa eine Überwachungskamera zur Verbrechensvorbeugung und eine Kamera zur persönlichen Authentifizierung
- eine Vorrichtung für den Schönheitsbereich, wie etwa eine Hautmessvorrichtung zum Abbilden der Haut und ein Mikroskop zum Abbilden der Kopfhaut
- eine Vorrichtung für den Sportbereich, wie etwa eine Action-Kamera und eine tragbare Kamera für Sportanwendungen
- eine Vorrichtung für die Landwirtschaft, wie etwa eine Kamera, um einen Zustand eines Feldes und von Feldfrüchten zu überwachen.

«24. Beispiel einer Anwendung für ein System für endoskopische Chirurgie»
Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) kann für verschiedene Produkte verwendet werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung für ein System für endoskopische Chirurgie verwendet werden.
60 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Systems für endoskopische Chirurgie darstellt, für das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) verwendet werden kann.
In 60 ist ein Zustand veranschaulicht, in welchem ein Chirurg (Arzt) 11131 gerade ein System 11000 für endoskopische Chirurgie verwendet, um einen chirurgischen Eingriff an einem Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 durchzuführen. Wie dargestellt umfasst das System 11000 für endoskopische Chirurgie ein Endoskop 11100, andere chirurgische Instrumente 11110 wie etwa ein Pneumoperitoneum-Rohr 11111 und eine Energiebehandlungsvorrichtung 11112, eine Trägerarmeinrichtung 11120, die das Endoskop 11100 darauf trägt, und einen Rollwagen 11200, auf welchem verschiedene Einrichtungen für endoskopische Chirurgie montiert sind.
Das Endoskop 11100 umfasst einen Linsentubus 11101, mit einem Bereich vorbestimmter Länge von dessen Distalende, um in einen Körperhohlraum des Patienten 11132 eingeführt zu werden, und einen Kamerakopf 11102, der mit einem Proximalende des Linsentubus 11101 verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel ist das Endoskop 11100 dargestellt, das ein steifes Endoskop mit dem Linsentubus 11101 vom harten Typ umfasst. Das Endoskop 11100 kann jedoch ansonsten als flexibles bzw. weiches Endoskop mit dem Linsentubus 11101 vom biegsamen Typ einbezogen sein.
An seinem Distalende weist der Linsentubus 11101 eine Öffnung auf, in welche eine Objektlinse eingepasst ist. Eine Lichtquelleneinrichtung 11203 ist mit dem Endoskop 11100 so verbunden, dass von der Lichtquelleneinrichtung 11203 erzeugtes Licht in ein Distalende des Linsentubus 11101 durch eine Lichtführung eingeführt wird, die sich innerhalb des Linsentubus 11101 erstreckt, und in Richtung eines Beobachtungsziels in einem Körperhohlraum des Patienten 11132 durch die Objektlinse gestrahlt wird. Es ist besonders zu erwähnen, dass das Endoskop 11100 ein Endoskop für Geradeaussicht sein kann oder kann ein Endoskop für Schrägsicht oder ein Endoskop für eine Seitensicht sein kann.
Ein optisches System und ein Bildaufnahmeelement sind innerhalb des Kamerakopfes 11102 so vorgesehen, dass reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) vom Beobachtungsziel wird durch das optische System auf dem Bildaufnahmeelement zusammengeführt bzw. gesammelt wird. Das Beobachtungslicht wird durch das Bildaufnahmeelement photoelektrisch umgewandelt, um ein dem Beobachtungslicht entsprechendes elektrisches Signal, nämlich ein einem Beobachtungsbild entsprechendes Bildsignal, zu erzeugen. Das Bildsignal wird als Rohdaten zu einer CCU 11201 übertragen.
Die CCU 11201 enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert übergreifend bzw. integral eine Operation des Endoskops 11100 und einer Anzeigeeinrichtung 11202. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal vom Kamerakopf 11102 und führt für das Bildsignal verschiedene Bildprozesse zum Anzeigen eines auf dem Bildsignal basierenden Bildes wie etwa beispielsweise einen Entwicklungsprozess (Demosaicing-Prozess) durch.
Die Anzeigeeinrichtung 11202 zeigt darauf ein Bild, das auf einem Bildsignal basiert, für das von der CCU 11201 die Bildprozesse durchgeführt wurden, unter einer Steuerung der CCU 11201 an.
Die Lichtquelleneinrichtung 11203 enthält eine Lichtquelle, wie etwa beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), und führt Bestrahlungslicht bei einer Abbildung eines Bereichs eines chirurgischen Eingriffs dem Endoskop 11100 zu.
Eine Eingabeeinrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das System 11000 für endoskopische Chirurgie. Ein Nutzer kann über die Eingabeeinrichtung 11204 Eingaben verschiedener Arten einer Information oder Anweisung durchführen, die in das System 11000 für endoskopische Chirurgie eingegeben werden. Beispielsweise gibt der Nutzer eine Anweisung oder dergleichen, um eine Bildaufnahmebedingung (eine Art von Bestrahlungslicht, eine Vergrößerung, eine Brennweite oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 zu ändern, ein.
Eine Einrichtung 11205 zur Steuerung eines Behandlungsinstruments steuert eine Ansteuerung der Energiebehandlungsvorrichtung 11112 für eine Kauterisierung bzw. Verätzung oder einen Schnitt eines Gewebes, ein Verschließen von Blutgefäßen oder dergleichen. Um das Sichtfeld des Endoskops 11100 sicherzustellen und den Arbeitsraum für den Chirurgen sicherzustellen, führt eine Pneumoperitoneum-Einrichtung 11206 durch das Pneumoperitoneum-Rohr 11111 Gas in einen Körperhohlraum des Patienten 11132 ein, um den Körperhohlraum auszudehnen. Eine Aufzeichnungseinrichtung 11207 ist eine Einrichtung, die verschiedene Arten einer Information in Bezug auf einen chirurgischen Eingriff aufzeichnen kann. Ein Drucker 11208 ist eine Einrichtung, die verschiedene Arten von Information in Bezug auf einen chirurgischen Eingriff in verschiedenen Formen wie etwa als Text, Bild oder grafische Darstellung drucken kann.
Es ist besonders zu erwähnen, dass die Lichtquelleneinrichtung 11203, die Bestrahlungslicht, wenn ein Bereich eines chirurgischen Eingriffs abgebildet werden soll, dem Endoskop 11100 bereitstellt, eine Weißlichtquelle enthalten kann, die zum Beispiel eine LED, eine Laserlichtquelle oder eine Kombination von ihnen umfasst. Wenn eine Weißlichtquelle eine Kombination von roten, grünen und blauen (RGB-) Laserlichtquellen enthält, kann, da die Ausgabeintensität und der Ausgabezeitpunkt für jede Farbe (jede Wellenlänge) mit einem hohen Genauigkeitsgrad gesteuert werden kann, eine Einstellung des Weißabgleichs eines aufgenommenen Bildes von der Lichtquelleneinrichtung 11203 durchgeführt werden. Ferner wird in diesem Fall, falls Laserstrahlen von den jeweiligen RGB-Laserlichtquellen in Zeitmultiplex-Weise auf ein Beobachtungsziel gestrahlt werden, eine Ansteuerung der Bildaufnahmeelemente des Kamerakopfes 11102 synchron mit den Bestrahlungszeitpunkten gesteuert. Dann können den R-, G- und B-Farben individuell entsprechende Bilder ebenfalls in einer Zeitmultiplex-Weise aufgenommen werden. Gemäß diesem Verfahren ist es möglich, ein Farbbild zu erhalten, selbst wenn keine Farbfilter für das Bildaufnahmeelement vorgesehen sind.
Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 so gesteuert werden, dass die Intensität von abzugebendem Licht für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Indem man eine Ansteuerung des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfes 11102 synchron mit dem Zeitpunkt der Änderung der Lichtintensität steuert, um Bilder in Zeitmultiplex-Weise zu erfassen, und die Bilder kombiniert bzw. synthetisiert, kann ein Bild mit einem hohen Dynamikbereich ohne unterentwickelte blockierte Abschattungen und überbelichtete Hervorhebungen erzeugt werden.
Außerdem kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 dafür konfiguriert sein, Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbands, das für eine Beobachtung mit speziellem Licht geeignet ist, bereitzustellen. Bei einer Beobachtung mit speziellem Licht wird beispielsweise unter Ausnutzung der Wellenlängenabhängigkeit einer Lichtabsorption in Körpergewebe, um Licht eines schmalen Bandes zu strahlen, im Vergleich mit Bestrahlungslicht bei einer gewöhnlichen Beobachtung (nämlich weißes Licht, eine schmalbandige Beobachtung (schmalbandige Abbildung) zum Abbilden eines vorbestimmten Gewebes wie etwa eines Blutgefäßes eines Oberflächenbereichs der mukosalen Membran in einem hohen Kontrast durchgeführt. Alternativ dazu kann bei einer Beobachtung mit speziellem Licht eine Fluoreszenzbeobachtung durchgeführt werden, um ein Bild aus Fluoreszenzlicht zu erhalten, das mittels Bestrahlung mit Anregungslicht erzeugt wird. Bei einer Fluoreszenzbeobachtung ist es möglich, eine Beobachtung von Fluoreszenzlicht von einem Körpergewebe durchzuführen, indem Anregungslicht auf das Körpergewebe gestrahlt wird (Eigenfluoreszenz-Beobachtung), oder ein Fluoreszenzlichtbild zu erhalten, indem ein Reagenzmittel wie etwa Indocyaningrün (ICG) lokal in Körpergewebe injiziert und Anregungslicht entsprechend einer Fluoreszenzwellenlänge des Reagenzmittels auf das Körpergewebe gestrahlt wird. Die Lichtquelleneinrichtung 11203 kann dafür konfiguriert sein, derartiges schmalbandiges Licht und/oder Anregungslicht, das für eine Beobachtung mit speziellem Licht wie oben beschrieben geeignet ist, bereitzustellen.
61 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration des Kamerakopfes 11102 und der CCU 11201 zeigt, die in 51 dargestellt sind.
Der Kamerakopf 11102 enthält eine Linseneinheit 11401, eine Bildaufnahmeeinheit 11402, eine Ansteuereinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopf-Steuereinheit 11405. Die CCU 11201 enthält eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuerungseinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 sind für eine Kommunikation miteinander durch ein Übertragungskabel 11400 verbunden.
Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das an einer Verbindungsstelle mit dem Linsentubus 11101 vorgesehen ist. Von einem Distalende des Linsentubus 11101 empfangenes Beobachtungslicht wird zum Kamerakopf 11102 geführt und in die Linseneinheit 11401 eingeführt. Die Linseneinheit 11401 enthält eine Kombination einer Vielzahl von Linsen, einschließlich einer Zoomlinse und einer Fokuslinse.
Die Anzahl an Bildaufnahmeeinheiten, die in der Bildaufnahmeeinheit 11402 enthalten ist, kann Eins (Einzelplattentyp) oder eine Mehrzahl (Mehrplattentyp) sein. Wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 beispielsweise wie diejenige des Mehrplattentyps konfiguriert ist, werden jeweiligen R, G und B entsprechende Bildsignale durch die Bildaufnahmeelemente erzeugt, und die Bildsignale können synthetisiert werden, um ein Farbbild zu erhalten. Die Bildaufnahmeeinheit 11402 kann auch so konfiguriert sein, dass sie ein Paar Bildaufnahmeelemente enthält, um jeweilige Bildsignale für das rechte Auge und das linke Auge zu erlangen, die für eine dreidimensionale (3D) Anzeige geeignet sind. Falls eine 3D-Anzeige ausgeführt wird, kann dann die Tiefe eines Gewebes eines lebenden Körpers im Bereich eines chirurgischen Eingriffs vom Chirurgen 11131 genauer erkannt werden. Es ist besonders zu erwähnen, dass, wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 wie diejenige eines stereoskopischen Typs konfiguriert ist, eine Vielzahl von Systemen von Linseneinheiten 11401 entsprechend den einzelnen Bildaufnahmeelementen vorgesehen sind.
Außerdem muss die Bildaufnahmeeinheit 11402 nicht notwendigerweise auf dem Kamerakopf 11102 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 unmittelbar hinter der Objektivlinse innerhalb des Linsentubus 11101 vorgesehen sein.
Die Ansteuereinheit 11403 enthält einen Aktuator und bewegt unter einer Steuerung der Kamerakopf-Steuereinheit 11405 die Zoomlinse und die Fokuslinse der Linseneinheit 11401 um einen vorbestimmten Abstand entlang einer optischen Achse. Folglich können die Vergrößerung und der Fokus eines aufgenommenen Bildes durch die Bildaufnahmeeinheit 11402 geeignet eingestellt werden.
Die Kommunikationseinheit 11404 enthält eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Information zu und von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 überträgt ein von der Bildaufnahmeeinheit 11402 erlangtes Bildsignal über das Übertragungskabel 11400 als Rohdaten zur CCU 11201.
Außerdem empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuerungssignal zum Steuern einer Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 von der CCU 11201 und stellt das Steuerungssignal der Kamerakopf-Steuereinheit 11405 bereit. Das Steuerungssignal enthält Information in Bezug auf Abbildungsbedingungen, wie etwa zum Beispiel eine Information, dass eine Frame-Rate eines aufgenommenen Bildes bestimmt ist, eine Information, dass ein Belichtungswert bei einer Bildaufnahme bestimmt ist, und/oder eine Information, dass eine Vergrößerung und ein Fokus eines aufgenommenen Bildes bestimmt sind.
Es ist besonders zu erwähnen, dass die Abbildungsbedingungen wie etwa die Frame-Rate, der Belichtungswert, die Vergrößerung oder der Fokus durch den Nutzer bestimmt werden können oder durch die Steuerungseinheit 11413 der CCU 11201 auf der Basis des erfassten Bildsignals automatisch eingestellt werden können. Im letztgenannten Fall sind im Endoskop 11100 eine Funktion einer automatischen Belichtung (AE), eine Funktion eines Autofokus (AF) und eine Funktion eines automatischen Weißabgleichs (AWB) integriert.
Die Kamerakopf-Steuereinheit 11405 steuert eine Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 auf der Basis eines über die Kommunikationseinheit 11404 von der CCU 11201 empfangenen Steuerungssignals.
Die Kommunikationseinheit 11411 enthält eine Kommunikationseinrichtung, um verschiedene Arten einer Information zum Kamerakopf 11102 zu übertragen und von ihm zu empfangen. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt ein über das Übertragungskabel 11400 vom Kamerakopf 11102 dorthin übertragenes Bildsignal.
Außerdem überträgt die Kommunikationseinheit 11411 ein Steuerungssignal zum Steuern einer Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 zum Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuerungssignal können mittels elektrischer Kommunikation, optischer Kommunikation oder dergleichen übertragen werden.
Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Bildprozesse für ein Bildsignal in der Form vom Kamerakopf 11102 dorthin übertragener Rohdaten durch.
Die Steuerungseinheit 11413 führt verschiedene Arten einer Steuerung bezüglich einer Bildaufnahme eines Bereiches eines chirurgischen Eingriffs oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und einer Anzeige eines aufgenommenen Bildes durch, das durch mittels einer Bildaufnahme des Bereichs eines chirurgischen Eingriffs oder dergleichen erhalten wurde. Beispielsweise erzeugt die Steuerungseinheit 11413 ein Steuerungssignal, um eine Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 zu steuern.
Außerdem steuert die Steuerungseinheit 11413 auf der Basis eines Bildsignals, für das Bildprozesse mittels der Bildverarbeitungseinheit 11412 durchgeführt wurden, die Anzeigeeinrichtung 11202, um ein aufgenommenes Bild anzuzeigen, in welchem der Bereich eines chirurgischen Eingriffs oder dergleichen abgebildet wird. Daraufhin kann die Steuerungseinheit 11413 unter Verwendung verschiedener Bilderkennungstechnologien verschiedene Objekte in dem aufgenommenen Bild erkennen. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit 11413 ein chirurgisches Instrument wie etwa eine Pinzette bzw. Zange, einen spezifischen Bereich eines lebenden Körpers, eine Blutung, Dunst, wenn die Energiebehandlungsvorrichtung 11112 verwendet wird, und so weiter erkennen, indem die Form, Farbe und so weiter von Rändern von Objekten detektiert werden, die in einem aufgenommenen Bild enthalten sind. Die Steuerungseinheit 11413 kann, wenn sie die Anzeigeeinrichtung 11202 steuert, um ein aufgenommenes Bild anzuzeigen, veranlassen, dass verschiedene Arten einer einen chirurgischen Eingriff unterstützenden Information überlappend mit einem Bild des Bereichs eines chirurgischen Eingriffs unter Verwendung des Erkennungsergebnisses angezeigt werden. Wenn die einen chirurgischen Eingriff unterstützende Information überlappend angezeigt und dem Chirurgen 11131 präsentiert wird, kann die Belastung für den Chirurgen 11131 reduziert werden, und der Chirurg 11131 kann den chirurgischen Eingriff sicher fortführen.
Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein elektrisches Signalkabel, das eine Kommunikation elektrischer Signale geeignet ist, eine Lichtleitfaser, die für eine optische Kommunikation geeignet ist, oder ein Verbundkabel, das für sowohl elektrische als auch optische Kommunikation geeignet ist.
Während unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 im dargestellten Beispiel eine Kommunikation mittels einer drahtgebundenen Kommunikation durchgeführt wird, kann hier die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 mittels einer drahtlosen Kommunikation durchgeführt werden.
Ein Beispiel des Systems für endoskopische Chirurgie, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, wurde oben beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist für das Endoskop 11100, (die Bildaufnahmeeinheit 11402) des Kamerakopfes 11102, (die Bildverarbeitungsvorrichtung 11402) der CCU 11201 und andere verwendbar. Konkret ist zum Beispiel die Bildgebungsvorrichtung 1 der 1, 9 und 11 bis 22 ist für die Linseneinheit 11401 und die Bildaufnahmeeinheit 10402 verwendbar. Eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe der Vorrichtungskonfiguration und auch eine Reduzierung der Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes, die durch eine interne diffuse Reflexion verursacht werden, sind erzielbar, indem die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung für die Linseneinheit 11401 und die Bildaufnahmeeinheit 10402 verwendet wird.
Man beachte, dass, obgleich das System für endoskopische Chirurgie hier beispielsweise beschrieben wurde, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung für andere wie etwa ein System für mikroskopische Chirurgie verwendet werden kann.
<<Beispiel einer Anwendung für einen beweglichen Körper>
Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (vorliegenden Technologie) ist für verschiedene Produkte verwendbar. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung realisiert werden, die an einem beliebigen Typ eines beweglichen Körpers wie etwa einem Fahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer Vorrichtung für persönliche Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff und einem Roboter montiert wird.
62 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems als ein Beispiel eines Systems zur Steuerung beweglicher Körper veranschaulicht, für das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
Das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 umfasst eine Vielzahl elektronischer Steuerungseinheiten, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 62 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 eine Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010, eine Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020, eine Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs und eine integrierte Steuerungseinheit 12050. Außerdem sind als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuerungseinheit 12050 ein Mikrocomputer 12051, eine Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 und eine IF (Schnittstelle) 12053 des im Fahrzeug montierten Netzwerks veranschaulicht.
Die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 steuert gemäß verschiedenen Arten von Programmen die Operation von Vorrichtungen in Bezug auf das Antriebssystem des Fahrzeugs. Beispielsweise dient die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 als Steuerungsvorrichtung für eine Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft des Fahrzeugs wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, um die Antriebskraft auf Räder zu übertragen, einen Lenkmechanismus, um den Lenkwinkel des Fahrzeugs einzustellen, eine Bremsvorrichtung, die die Bremskraft des Fahrzeugs erzeugt, und dergleichen.
Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 steuert die Operation verschiedener Arten von Vorrichtungen, die an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Beispielsweise dient die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 als Steuerungsvorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein System für intelligente Schlüssel, eine automatische Fenstervorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten wie etwa einen Frontscheinwerfer, einen Heckscheinwerfer, eine Bremsleuchte, ein Fahrtrichtungssignal, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung als Alternative zu einem Schlüssel gesendet werden, oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 eingespeist werden. Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 empfängt diese eingespeisten Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die automatische Fenstervorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert Information über die äußere Umgebung des das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 enthaltenden Fahrzeugs. Beispielsweise ist die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs mit einer Bildgebungssektion 12031 verbunden. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs veranlasst die Bildgebungssektion 12031, ein Bild der äußeren Umgebung des Fahrzeugs aufzunehmen, und empfängt das aufgenommene Bild. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis des empfangenen Bildes eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts wie etwa einer Person, eines Wagens, eines Hindernisses, eines Verkehrsschilds, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstands dazu ausführen.
Die Bildgebungssektion 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der entsprechend einer empfangenen Lichtmenge des Lichts ein elektrisches Signal abgibt. Die Bildgebungssektion 12031 kann auch das elektrische Signal als Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Information über einen gemessenen Abstand abgeben. Außerdem kann das von der Bildgebungssektion 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein oder kann unsichtbares Licht wie etwa Infrarotstrahlen oder dergleichen sein.
Die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs detektiert Information über das Innere bzw. aus dem Inneren des Fahrzeugs. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs ist zum Beispiel mit einer Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands verbunden, die den Zustand eines Fahrers detektiert. Die Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands umfasst zum Beispiel eine Kamera, die den Fahrer aufnimmt. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs kann auf der Basis einer von der Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands eingegebenen Detektionsinformation einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer eindöst.
Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuerungszielwert für die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf der Basis der Information über das Innere oder die äußere Umgebung des Fahrzeugs berechnen, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs erhalten wird, und kann einen Steuerungsbefehl an die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die dazu gedacht ist, Funktionen eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu realisieren, dessen Funktionen eine Vermeidung einer Kollision oder Aufprallabschwächung für das Fahrzeug, eine Nachfolgefahrt basierend auf einem Folgeabstand, eine Fahrt bei konstanter Geschwindigkeit, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Spurabweichung des Fahrzeugs oder dergleichen einschließen.
Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die für automatisches Fahren gedacht ist, was das Fahrzeug, ohne von einem Eingriff des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, autonom fahren lässt, indem die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Information über die äußere Umgebung oder das Innere des Fahrzeugs gesteuert werden, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information aus dem Inneren des Fahrzeugs erhalten wird.
Der Mikrocomputer 12051 kann außerdem einen Steuerungsbefehl an die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 auf der Basis der Information über die äußere Umgebung des Fahrzeugs ausgeben, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs erhalten wird. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die dazu gedacht ist, eine Blendung zu verhindern, indem die Frontleuchte gemäß der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, das durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird, gesteuert wird, um von Fernlicht auf Abblendlicht umzuschalten.
Die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Tons und/oder eines Bildes an eine Ausgabevorrichtung, die eine Information einem Insassen des Fahrzeugs oder der äußeren Umgebung des Fahrzeugs optisch oder akustisch übermitteln kann. Im Beispiel von 62 sind als die Ausgabevorrichtung ein Lautsprecher 12061, eine Anzeigesektion 12062 und ein Armaturenbrett 12063 angegeben. Die Anzeigesektion 12062 kann beispielsweise eine im Fahrzeug montierte Anzeige und/oder ein Head-Up-Display umfassen.
63 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Installationsposition der Bildgebungssektion 12031 veranschaulicht.
In 63 umfasst die Bildgebungssektion 12031 Bildgebungssektionen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
Die Bildgebungssektionen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise an Positionen an einer Frontpartie, von Seitenspiegeln, einer hinteren Stoßstange und einer Hecktür, des Fahrzeugs 12100 sowie einer Position an einem oberen Teil einer Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs angeordnet. Die an der Frontpartie vorgesehene Bildgebungssektion 12101 und die am oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs vorgesehene Bildgebungssektion 12105 erhalten vorwiegend ein Bild vor dem Fahrzeug 12100. Die an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungssektionen 12102 und 12103 erhalten vorwiegend ein Bild von den Seiten des Fahrzeugs 12100. Die an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehene Bildgebungssektion 12104 erhält vorwiegend ein Bild hinter dem Fahrzeug 12100. Die am oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren vorgesehene Bildgebungssektion 12105 wird vorwiegend genutzt, um ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, eine Verkehrsampel, ein Verkehrszeichen, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
Man beachte, dass 63 ein Beispiel von Fotografierbereichen der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 veranschaulicht. Ein Abbildungsbereich 12111 repräsentiert den Abbildungsbereich der an der Frontpartie vorgesehenen Bildgebungssektion 12101. Abbildungsbereiche 12112 und 12113 repräsentieren die Abbildungsbereiche der an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungssektionen 12102 bzw. 12103. Ein Abbildungsbereich 12114 repräsentiert den Abbildungsbereich der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehenen Bildgebungssektion 12104. Beispielsweise wird ein Bild aus der Vogelperspektive, wie es von oben gesehen wird, erhalten, indem durch die Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 abgebildete Bilddaten aufeinander gelegt werden.
Zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 kann eine Funktion zum Erhalten einer Abstandsinformation aufweisen. Beispielsweise kann zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die aus einer Vielzahl von Bildgebungselementen aufgebaut ist, oder kann ein Bildgebungselement sein, das Pixel für eine Detektion von Phasendifferenzen enthält.
Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Abbildungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstands (Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf der Basis der von den Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsinformation bestimmen und dadurch insbesondere als ein vorausfahrendes Fahrzeug ein nächstgelegenes dreidimensionales Objekt extrahieren, das sich auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 befindet und das mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel gleich 0 km/h oder höher) in im Wesentlichen der gleichen Richtung wie das Fahrzeug 12100 fährt. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen beizubehaltenden Folgeabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorher festlegen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Stopp-Steuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Start-Steuerung) oder dergleichen durchführen. Folglich ist es möglich, eine kooperative Steuerung auszuführen, die für automatisches Fahren gedacht ist, was das Fahrzeug, ohne vom Eingriff des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, autonom fahren lässt.
Der Mikrocomputer 12051 kann zum Beispiel dreidimensionale Objektdaten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs üblicher Größe, eines großen Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Telefonmasten und andere dreidimensionale Objekte auf der Basis der Abstandsinformation klassifizieren, die von den Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 erhalten werden, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objektdaten zum automatischen Ausweichen eines Hindernisses nutzen. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch schwer zu erkennen sind. Der Mikrocomputer 12051 bestimmt dann ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich einem eingestellten Wert oder größer ist und somit eine Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 über den Lautsprecher 12061 oder die Anzeigesektion 12062 eine Warnung an den Fahrer aus und führt über die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 eine erzwungene Abbremsung oder Ausweichlenkbewegung durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch beim Fahren unterstützen, um eine Kollision zu vermeiden.
Zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 einen Fußgänger erkennen, indem bestimmt wird, ob sich in fotografierten Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 ein Fußgänger befindet. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird beispielsweise mittels einer Prozedur zum Extrahieren charakteristischer Punkte in den fotografierten Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und einer Prozedur, um zu bestimmen, ob es der Fußgänger ist, indem eine Verarbeitung zum Musterabgleich an einer Reihe charakteristischer Punkte durchgeführt wird, die die Kontur des Objekts angeben. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass es in den fotografierten Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 einen Fußgänger gibt, und somit den Fußgänger erkennt, steuert die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 die Anzeigesektion 12062, so dass eine quadratische Konturlinie zur Hervorhebung so angezeigt wird, dass sie dem erkannten Fußgänger überlagert wird. Die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 kann auch die Anzeigesektion 12062 so steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger repräsentiert, an einer gewünschten Position angezeigt wird.
Oben wurde ein Beispiel eines Fahrzeugsteuerungssystems beschrieben, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist beispielsweise für die Bildgebungssektion 12031 in der oben beschriebenen Konfiguration verwendbar. Konkret ist beispielsweise die Bildgebungsvorrichtung 1 der 1, 9, und 11 bis 22 für die Bildgebungssektion 12031 verwendbar. Eine Miniaturisierung und Reduzierung der Höhe der Vorrichtungskonfiguration und auch eine Reduzierung der Erzeugung eines Flare und eines Geisterbildes, die durch interne diffuse Reflexion hervorgerufen werden, sind erzielbar, indem die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung für die Bildgebungssektion 12031 verwendet wird.
Man beachte, dass die vorliegende Offenbarung folgende Konfigurationen aufweisen kann.

<1> Eine Bildgebungsvorrichtung, umfassend:
- ein Festkörper-Bildgebungselement, das ein Pixelsignal durch fotoelektrische Umwandlung entsprechend einer Lichtmenge eines einfallenden Lichts erzeugt; und
- eine Linsengruppe, die eine Vielzahl von Linsen enthält und das einfallende Licht auf einer lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements fokussiert,
- worin eine Linse einer untersten Schicht, die eine unterste Schicht in der Linsengruppe in Bezug auf eine Einfallsrichtung des einfallenden Lichts bildet, in einer vordersten Stufe in einer Richtung zum Empfangen des einfallenden Lichts vorgesehen ist,
- die Linse einer untersten Schicht eine asphärische und vertiefte Linse ist und
- ein Glassubstrat, an dem die Linse einer untersten Schicht befestigt ist, auf dem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehen ist, wobei eine Dicke des Glassubstrats größer als eine kleinste Dicke der Linse einer untersten Schicht ist, wobei eine größte Dicke der Linse einer untersten Schicht größer als die Dicke des auf dem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehenen Glassubstrats ist.
<2> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß <1>, worin ein Volumen der Linse einer untersten Schicht größer als ein Volumen des Glassubstrats ist.
<3> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß <1> oder <2>, worin ein effektives Gebiet zum Konvergieren des einfallenden Lichts auf dem Festkörper-Bildgebungselement in der Linse einer untersten Schicht definiert ist und eine seitliche Oberfläche der Linse einer untersten Schicht, die einem äußeren Umfangsbereich des effektiven Gebiets entspricht, eine mehrstufige Form aufweist.
<4> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß <3>, worin das effektive Gebiet im Wesentlichen bei einer Mitte in Bezug auf eine Breite der Linse einer untersten Schicht in einer Richtung senkrecht zum einfallenden Licht angeordnet ist, wobei ein nicht-effektives Gebiet, um das einfallende Licht auf dem Festkörper-Bildgebungselement nicht notwendigerweise zu konvergieren, in einem äußeren Umfangsbereich des effektiven Gebiets definiert ist, und die seitliche Oberfläche der Linse einer untersten Schicht, die dem nicht-effektiven Gebiet entspricht, eine mehrstufige Form aufweist.
<5> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß <4>, worin ein Wendepunkt an einer Position entsprechend der seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht mit der mehrstufigen Form in einer Querschnittsform ausgebildet ist, die durch eine Mitte der Linse einer untersten Schicht verläuft und durch eine annähernd zentrale Position einer kurzen Seite oder einer langen Seite der Linse einer untersten Schicht verläuft.
<6> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß <5>, worin der Wendepunkt an solch einer Position ausgebildet ist, dass eine Höhe des Wendepunktes vom Glassubstrat aus größer wird als eine Höhe, die der kleinsten Dicke der Linse einer untersten Schicht entspricht.
<7> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß <3>, worin eine Differenz zwischen jeweiligen mittleren Oberflächen der seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht mit der mehrstufigen Form größer ist als eine Dicke eines das Festkörper-Bildgebungselement bildenden Siliziumsubstrats.
<8> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß <3>, worin eine Differenz zwischen jeweiligen mittleren Oberflächen der seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht mit der mehrstufigen Form größer ist als 1 % einer Gebietsbreite des effektiven Gebiets der Linse einer untersten Schicht in einer Richtung senkrecht zur Einfallsrichtung des einfallenden Lichts.
<9> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß einem von <1> bis <8>, worin eine Querschnittsform eines äußeren peripheren seitlichen Oberflächenbereichs der Linse einer untersten Schicht in einem Querschnitt, genommen parallel zur Einfallsrichtung des einfallenden Lichts, zumindest eine einer Form einer vertikalen seitlichen Oberfläche, einer angeschrägten Form, einer runden Form oder einer Form einer mehrstufigen seitlichen Oberfläche aufweist.
<10> Die Bildgebungsvorrichtung gemäß einem von <1> bis <9>, worin ein Bereich einer Erhebung, der eine Form, eines Damms hat, auf einer äußeren peripheren seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht vorgesehen ist, wobei eine Dicke des Bereichs einer Erhebung vom Glassubstrat aus größer ist als die größte Dicke der Linse einer untersten Schicht und der Bereich einer Erhebung einen flachen Oberflächenbereich aufweist.

Bezugszeichenliste

1: Bildgebungsvorrichtung,
10: integrierte Konfigurationseinheit,
11: Festkörper-Bildgebungselement (mit CPS-Struktur),
11a: unteres Substrat (Logiksubstrat),
11b: oberes Substrat (Pixelsensorsubstrat),
11c: Farbfilter,
11d: On-Chip-Linse,
12: Glassubstrat,
13: Klebstoff,
14: IRCF (für Infrarot undurchlässiger Filter),
14': IRCF-Glassubstrat,
15: Klebstoff,
16: Linsengruppe,
17: Leiterplatte,
18: Aktuator,
19: Verbinder,
20: Abstandshalter,
21: Pixelgebiet,
22: Steuerungsschaltung,
23: Logikschaltung,
32: Pixel,
51: Fotodiode,
81: Siliziumsubstrat,
83: Verdrahtungsschicht,
86: Isolierungsfilm,
88: Silizium-Durch-gangselektrode,
91: Lötmetallmaske,
101: Siliziumsubstrat,

103: Verdrahtungsschicht,
105: Chip-Durchgangselektrode,
106: Verbindungsverdrahtung,
109: Silizium-Durchgangselektrode,
131: Linse,
151: Klebstoff,
171: Linsengruppe,
191: Festkörper-Bildgebungselement (mit COB-Struktur),
192: Drahtbonding,
211: für Infrarot undurchlässiges Harz,
231: Glassubstrat,
231a: Erhebung,
231b: Hohlraum,
251: Beschichtungsmittel mit Infrarot-Sperrfunktion,
271: Linse,
271a: AR-Beschichtung,
291: Linse,
291a: Bereich mit Antireflexionsbehandlung,
301: für Infrarot undurchlässige Linse,
321: Glassubstrat,
351: lichtbrechender Film,
371, 371-1 bis 371-4, 381: hinzugefügter Film,
401, 401A bis 401U, 401AA bis 401AH: Linse,
401a: Bereich einer Erhebung,
401b, 401b': umsäumender unterer Bereich,
401d: umsäumender unterer Bereich,
402, 402A to 402U, 402AA bis 402AH, 402-P1 bis 402-P5: AR-Beschichtung,
451: Substrat,
452, 452', 452'', 452''': Gussform,
453: lichtabschirmender Film,
461: Ultraviolett härendes Harz,
461a: Leckbereich,
501, 501', 501A bis 501K: Ausrichtungsmarkierung,
521: lichtabschirmender Film,
531: Damm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015061193 A [0005]

Claims

Bildgebungsvorrichtung, aufweisend: ein Festkörper-Bildgebungselement, das ein Pixelsignal durch fotoelektrische Umwandlung entsprechend einer Lichtmenge eines einfallenden Lichts erzeugt; und eine Linsengruppe, die eine Vielzahl von Linsen enthält und das einfallende Licht auf einer lichtempfangenden Oberfläche des Festkörper-Bildgebungselements fokussiert, wobei eine Linse einer untersten Schicht, die eine unterste Schicht in der Linsengruppe in Bezug auf eine Einfallsrichtung des einfallenden Lichts bildet, in einer vordersten Stufe in einer Richtung zum Empfangen des einfallenden Lichts vorgesehen ist, die Linse einer untersten Schicht eine asphärische und vertiefte Linse ist und ein Glassubstrat, an dem die Linse einer untersten Schicht befestigt ist, auf dem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehen ist, wobei eine Dicke des Glassubstrats größer als eine kleinste Dicke der Linse einer untersten Schicht ist, wobei eine größte Dicke der Linse einer untersten Schicht größer als die Dicke des auf dem Festkörper-Bildgebungselement vorgesehenen Glassubstrats ist.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Volumen der Linse einer untersten Schicht größer als ein Volumen des Glassubstrats ist.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein effektives Gebiet zum Konvergieren des einfallenden Lichts auf dem Festkörper-Bildgebungselement in der Linse einer untersten Schicht definiert ist und eine seitliche Oberfläche der Linse einer untersten Schicht, die einem äußeren Umfangsbereich des effektiven Gebiets entspricht, eine mehrstufige Form aufweist.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das effektive Gebiet im Wesentlichen bei einer Mitte in Bezug auf eine Breite der Linse einer untersten Schicht in einer Richtung senkrecht zum einfallenden Licht angeordnet ist, wobei ein nicht-effektives Gebiet, um das einfallende Licht auf dem Festkörper-Bildgebungselement nicht notwendigerweise zu konvergieren, in einem äußeren Umfangsbereich des effektiven Gebiets definiert ist, und die seitliche Oberfläche der Linse einer untersten Schicht, die dem nicht-effektiven Gebiet entspricht, eine mehrstufige Form aufweist.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Wendepunkt an einer Position entsprechend der seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht mit der mehrstufigen Form in einer Querschnittsform ausgebildet ist, die durch eine Mitte der Linse einer untersten Schicht verläuft und durch eine annähernd zentrale Position einer kurzen Seite oder einer langen Seite der Linse einer untersten Schicht verläuft.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Wendepunkt an solch einer Position ausgebildet ist, dass eine Höhe des Wendepunktes vom Glassubstrat aus größer wird als eine Höhe, die der kleinsten Dicke der Linse einer untersten Schicht entspricht.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Differenz zwischen jeweiligen mittleren Oberflächen der seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht mit der mehrstufigen Form größer ist als eine Dicke eines das Festkörper-Bildgebungselement bildenden Siliziumsubstrats.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Differenz zwischen jeweiligen mittleren Oberflächen der seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht mit der mehrstufigen Form größer ist als 1 % einer Gebietsbreite des effektiven Gebiets der Linse einer untersten Schicht in einer Richtung senkrecht zur Einfallsrichtung des einfallenden Lichts.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Querschnittsform eines äußeren peripheren seitlichen Oberflächenbereichs der Linse einer untersten Schicht in einem Querschnitt, genommen parallel zur Einfallsrichtung des einfallenden Lichts, zumindest eine einer Form einer vertikalen seitlichen Oberfläche, einer angeschrägten Form, einer runden Form oder einer Form einer mehrstufigen seitlichen Oberfläche aufweist.
Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Bereich einer Erhebung, der eine Form eines Damms hat, auf einer äußeren peripheren seitlichen Oberfläche der Linse einer untersten Schicht vorgesehen ist, wobei eine Dicke des Bereichs einer Erhebung vom Glassubstrat aus größer ist als die größte Dicke der Linse einer untersten Schicht und der Bereich einer Erhebung einen flachen Oberflächenbereich aufweist.