JP7019347B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
(a)減圧封止された空洞部を有し、赤外線を透過する第1基板、
(b)第1基板において外部から赤外線が入射する側とは反対側に設けられ、空洞部を通過した赤外線を受光することにより出力変化を生じる検知部、
第1基板との間に検知部を囲む減圧空間を形成する凹部、及び、
検知部に受光されずに第1基板を通過した赤外線を検知部に向けて反射集光可能に構成された反射面、
を有し、第1基板に積層される第2基板、並びに、
(c)第2基板において検知部に対して反射面を挟んだ位置に設けられ、検知部の出力を増幅又は積分する演算回路、
を備えた赤外線センサが、特開2011-137744号公報から周知である。
第1構造体及び第2構造体から構成されており、
第1構造体は、
第1基板、
第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、並びに、
温度検出素子に接続された駆動線及び信号線、
を備えており、
第2構造体は、
第2基板、及び、
第2基板に設けられ、被覆層によって被覆された駆動回路、
を備えており、
第1基板は、被覆層と接合されており、
温度検出素子と被覆層との間には、空所が設けられており、
駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている。
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっている。
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている。
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に、M0×N0個(但し、M0≧2,N0≧2)、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第1の方向に沿って配設された複数の駆動線、
第2の方向に沿って配設されたN0×P0本(但し、P0≧2)の信号線、
複数の駆動線が接続された第1駆動回路、及び、
N0×P0本の信号線が接続された第2駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第1端子部及び第2端子部を備えており、
各温度検出素子の第1端子部は、駆動線に接続されており、
第(n,p)番目の信号線(但し、n=1,2・・・,N0、p=1,2・・・,P0)は、第2の方向に沿って配設された第n番目のN0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第{(q-1)P0+p}番目の温度検出素子(但し、q=1,2,3・・・)の第2端子部に接続されている。
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に、S0×T0個(但し、S0≧2,T0≧2)、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第1の方向に沿って配設されたS0×U0本(但し、U0≧2)の駆動線、
第2の方向に沿って配設された複数の信号線、
S0×U0本の駆動線が接続された第1駆動回路、及び、
複数の信号線が接続された第2駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第1端子部及び第2端子部を備えており、
各温度検出素子の第2端子部は、信号線に接続されており、
第(s,u)番目の駆動線(但し、s=1,2・・・,S0、u=1,2・・・,U0)は、第1の方向に沿って配設された第s番目のS0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第{(t-1)U0+u}番目の温度検出素子(但し、t=1,2,3・・・)の第1端子部に接続されている。
1.本開示の第1の態様~本開示の第5の態様に係る本開示の撮像装置、本開示における好ましい態様の撮像装置、本開示における好ましい態様の撮像装置におけるノイズ低減方法、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の第1の態様に係る撮像装置、具体的には、フェース・ツー・バック構造の撮像装置、及び、その変形例)
3.実施例2(実施例1の変形、具体的には、フェース・ツー・フェース構造の撮像装置)
4.実施例3(実施例1~実施例2の変形)
5.実施例4(実施例1~実施例3の変形)
6.実施例5(本開示の第2の態様~第3の態様に係る撮像装置)
7.実施例6(本開示の第4の態様に係る撮像装置)
8.実施例7(本開示の第5の態様に係る撮像装置)
9.実施例8(本開示の第6の態様に係る撮像装置)
10.実施例9(本開示の第7の態様に係る撮像装置)
11.実施例10(撮像装置におけるノイズ低減方法)
12.実施例11(本開示の撮像装置の応用例)
13.その他
撮像装置全体の構成の簡素化、後述する駆動回路チップにおいて発生する熱の影響を受け難くするために、また、積層コストの低減を図るといった観点から、
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を有する温度検出素子用基板を備えており、
温度検出素子用基板は、複数の温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
赤外線が入射する側の周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路チップに設けられた駆動回路と電気的に接続される撮像装置といった態様を採用することができる。尚、このような態様の撮像装置を、便宜上、『本開示の第6の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。
第1構造体及び第2構造体から構成されており、
第1構造体は、
第1基板、
第1基板に設けられ、第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を備えており、
第2構造体は、
第2基板、及び、
第2基板に設けられた駆動回路、
を備えており、
第1構造体は、複数の温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
第2構造体は、赤外線が入射する第1基板の側に取り付けられており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている撮像装置といった態様を採用することができる。尚、このような態様の撮像装置を、便宜上、『本開示の第7の態様に係る撮像装置』と呼ぶ。
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列された複数の温度検出素子、
を備えており、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を更に備えており、
第1構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を有しており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている形態とすることができる。あるいは又、本開示の第1の態様に係る撮像装置は、1次元に配列されたQ個(但し、Q≧1)の温度検出素子を備えている形態とすることもできる。
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。λIRとして、8μm乃至14μmを例示することができる。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。λIRとして、8μm乃至14μmを例示することができる。
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。場合によっては、赤外線が入射する温度検出素子の側とは反対側に赤外線吸収層を形成してもよい。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する構成とすることができる。λIRとして、8μm乃至14μmを例示することができる。
第1構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
温度制御層は温度検出素子アレイ領域に形成されている構成とすることができるし、あるいは又、
温度制御層は、温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する被覆層の領域に形成されている構成とすることができるし、あるいは又、
駆動回路は、アナログ-デジタル変換回路(ADC)を備えており、
温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する駆動基板の領域には、アナログ-デジタル変換回路が配設されていない構成とすることができる。アナログ-デジタル変換回路は発熱量が多いので、このような構成を採用することで、より一層温度の均一化を図ることができる。尚、このような温度制御層の配設は、温度検出素子ではなく周知の受光素子(可視光を受光する受光素子)が形成された構造に対して適用することもできる。また、場合によっては、温度制御層は赤外線反射層を兼ねていてもよい。
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は異なっており、
各温度検出素子における光学的距離L0は、温度検出素子を構成する赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む本開示の第2の態様に係る撮像装置において、
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は、異なっている形態とすることができる。即ち、
(ケースA)各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は同じである形態
(ケースB)各温度検出素子における赤外線反射層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造は同じである形態
(ケースC)各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造が異なっており、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造が異なっている形態
とすることができる。
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、又は、赤外線吸収層を構成する材料及び赤外線反射層を構成する材料は、異なっている形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む本開示の第3の態様に係る撮像装置において、
各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有し、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層、又は、赤外線反射層、又は、赤外線吸収層及び赤外線反射層の面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている形態とすることができる。即ち、
(ケースa)各温度検出素子における赤外線吸収層の面積が異なっており、赤外線反射層の面積は同じである形態
(ケースb)各温度検出素子における赤外線反射層の面積が異なっており、赤外線吸収層の面積は同じである形態
(ケースc)各温度検出素子における赤外線吸収層の面積が異なっており、赤外線反射層の面積が異なっている形態
(ケースd)各温度検出素子における赤外線吸収層の厚さが異なっており、赤外線反射層の厚さは同じである形態
(ケースe)各温度検出素子における赤外線反射層の厚さが異なっており、赤外線吸収層の厚さは同じである形態
(ケースf)各温度検出素子における赤外線吸収層の厚さが異なっており、赤外線反射層の厚さが異なっている形態
(ケースg)各温度検出素子における赤外線吸収層の面積及び厚さが異なっており、赤外線反射層の面積及び厚さは同じである形態
(ケースh)各温度検出素子における赤外線反射層の面積及び厚さが異なっており、赤外線吸収層の面積及び厚さは同じである形態
(ケースi)各温度検出素子における赤外線吸収層の面積及び厚さが異なっており、赤外線反射層の面積及び厚さが異なっている形態
とすることができる。
複数の駆動線の本数は、M0/P0であり、
第m番目の駆動線(但し、m=1、2・・・,M0/P0)は、第1の方向に沿って配設された第{(m-1)P0+p’}番目のM0個の温度検出素子(但し、p’=1,2・・・P0の全ての値)から構成された温度検出素子群に共通である形態とすることができる。
温度検出素子は、温度検出素子用基板に設けられた空所の上方に配設されており、
温度検出素子用基板に設けられた第1接続部と、温度検出素子の第1端子部とは、第1スタッド部(支持脚あるいは細長い梁であり、以下においても同様)を介して接続されており、
温度検出素子用基板に設けられた第2接続部と、温度検出素子の第2端子部とは、第2スタッド部を介して接続されている形態とすることができる。そして、この場合、
P0=2であり、
第2の方向に隣接する2つの温度検出素子のそれぞれの第2端子部は、1つの第2スタッド部を介して温度検出素子用基板に設けられた第2接続部に接続されており、
第1の方向に隣接する2つの温度検出素子と、第2の方向に隣接する2つの温度検出素子の、合計4つの温度検出素子のそれぞれの第1端子部は、1つの第1スタッド部を介して温度検出素子用基板に設けられた第1接続部に接続されている形態とすることができる。
第1構造体20及び第2構造体40から構成されており、
第1構造体20は、
第1基板21、
第1基板21に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子15、並びに、
駆動線72及び信号線71、
を備えており、
第2構造体40は、
第2基板41、及び、
第2基板41に設けられ、被覆層(層間絶縁層)43によって被覆された駆動回路、
を備えており、
第1基板21は、被覆層43と接合されており、
温度検出素子15と被覆層43との間には、空所50が設けられている。そして、駆動線72及び信号線71は、駆動回路と電気的に接続されている。
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列された複数の温度検出素子15、
を備えており、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子15が接続された複数の駆動線72、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子15が接続された複数の信号線71、
を更に備えている。図面において、駆動回路が形成された層を、模式的に参照番号42で示す。ここで、第1構造体20は、図3に示すように、温度検出素子15を備えた温度検出素子アレイ領域11(点線で囲んで示す)、及び、温度検出素子アレイ領域11を取り囲む周辺領域12を有しており、周辺領域12において、駆動線72及び信号線71は、駆動回路と電気的に接続されている。尚、第2構造体40における中央領域を参照番号13で示し、第2構造体40における周辺領域を参照番号14で示す。
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する。実施例1において、具体的には、
L0=λIR/4
を満足する。λIRの値は、8μm乃至14μmであり、実施例1において、具体的には、限定するものではないが、λIR=10μmとした。ウィング状の赤外線吸収層61は、隣接する温度検出素子15の間で部分的に繋がっていてもよい。
表面に第1シリコン層91が形成され、第1シリコン層91の下にSiO2層92が形成されたSOI基板90を準備する。SiO2層92の下に位置するSOI基板90を構成するシリコン半導体基板の部分を、便宜上、『第2シリコン層93』と呼ぶ。そして、先ず、隔壁23の側壁24を形成すべきSOI基板90の第2シリコン層93の部分をエッチングして溝部を形成し、側壁24を構成する材料で溝部を埋め込む(図25A参照)。その後、SOI基板90の表面の第1シリコン層91をパターニングすることで、pn接合ダイオード30を形成すべき第1シリコン層91の領域を残す。次いで、周知の方法に基づき、第1シリコン層91にpn接合ダイオード30を形成する(図25B参照)。
その後、周知の方法に基づき、SiO2層92の上、及び、pn接合ダイオード30の一部の上に、配線31、信号線71を形成する(図25C参照)。次に、全面に、SiO2から成る絶縁膜26、コンタクトホール73、駆動線72を形成した後、絶縁膜26をパターニングする(図25D参照)。但し、コンタクトホール73、駆動線72は、図25D以降の図面には図示していない。
その後、第1犠牲層94の形成(図26A参照)、赤外線吸収層61の形成、第2犠牲層95の形成(図26B参照)を行った後、第2犠牲層95に支持基板96を貼り付ける(図26C参照)。
次に、SOI基板90の第2シリコン層93を、CMP法によって薄くする(図27A参照)。第2シリコン層93の厚さによってL0が規定される。それ故、L0の値を正確に規定することが可能である。こうして図27Bに示す構造を得ることができるが、側壁24の内側の部分の第2シリコン層93が隔壁23に相当し、便宜上、この部分のハッチングを第2シリコン層93のハッチングと異ならせた。
駆動回路が設けられた第2構造体40を準備する。尚、被覆層43には、赤外線反射層62を形成しておく。そして、周知の方法で、第2シリコン層93と被覆層43とを接合する(図28A参照)。そして、周辺領域12,14において、駆動線72及び信号線71を、駆動回路と、例えば、図示しないスルーシリコンビヤ(TSV)によって電気的に接続する。
その後、支持基板96を除去し、エッチング法に基づき第2犠牲層95及び第1犠牲層94を除去する(図28B参照)。更には、pn接合ダイオード30の下方に位置する第2シリコン層93を、エッチング法に基づき除去する。こうして、図1Aに示した撮像装置10を得ることができる。SiO2層92によって、ダイヤフラム部25A、絶縁材料層25B、第1スタッド部25C、第2スタッド部25Dが構成される。尚、pn接合ダイオード30の下方に位置する第2シリコン層93が、全てが除去されていなくともよい。
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する。場合によっては、空所50と対向する温度検出素子15の側に赤外線吸収層61を形成してもよい。
先ず、実施例1と同様に、SOI基板90を準備する。そして、第1シリコン層側からSOI基板90に凹部を形成した後、凹部を、例えば、絶縁材料で埋め込み、凸部22Aの側壁24Aを形成する(図29A参照)。次いで、SOI基板90の表面の第1シリコン層91をパターニングすることで、pn接合ダイオード30を形成すべき第1シリコン層91の領域を残す。次に、周知の方法に基づき、第1シリコン層91にpn接合ダイオード30を形成する(図29B参照)。
その後、実施例1の[工程-110]と同様にして、周知の方法に基づき、SiO2層92の上、及び、pn接合ダイオード30の一部の上に、配線31、信号線71を形成する。次に、全面に、SiO2から成る絶縁膜26、コンタクトホール73、駆動線72を形成した後、絶縁膜26をパターニングする(図29C参照)。但し、コンタクトホール73、駆動線72は、図29C以降の図面には図示していない。
その後、絶縁材料から成る犠牲層97を全面に形成し(図30A参照)、隔壁123を形成すべき犠牲層97の部分をエッチングして溝部を形成し、隔壁123を構成する材料で溝部を埋め込むことで、隔壁123を得る(図30B参照)。犠牲層97の厚さによってL0が規定される。それ故、L0の値を正確に規定することが可能である。更に、隔壁123を形成すべき部分の犠牲層97にエッチング用マスク層(図示せず)を形成する。
次に、エッチング法に基づき犠牲層97を除去し(図30C参照)、更に、エッチャントを変更して、エッチング法に基づき第2シリコン層93の一部を除去することで(図30D参照)、ダイヤフラム部25Aと第2シリコン層との間に空洞51を設ける。その後、隔壁123に形成しておいたエッチング用マスク層を除去する。尚、空洞51の断面形状は図示した形状に限定されない。
駆動回路が設けられた第2構造体40を準備する。尚、被覆層43には、赤外線反射層62を形成しておく。そして、周知の方法で、隔壁123と被覆層43とを、真空雰囲気下で接合する。次いで、周辺領域12,14において、駆動線72及び信号線71を、駆動回路と、例えば、図示しないスルーシリコンビヤ(TSV)によって電気的に接続する。こうして、図5Aに示した撮像装置10Aを得ることができる。その後、得られた撮像装置10Aをパッケージする。
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子15A,15Bが並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子15A,15Bが検出する赤外線の波長は異なっている。尚、実施例5にあっては、複数の温度検出素子ユニットが、第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)配列されている。
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子15A,15Bにおける赤外線吸収層61,61A,61Bと赤外線反射層62,62A,62Bとの間の光学的距離L0,L0’は異なっており、
各温度検出素子15A,15Bにおける光学的距離L0,L0’は、温度検出素子15A,15Bを構成する赤外線吸収層61,61A,61Bが吸収すべき赤外線の波長をλIR-A,λIR-Bとしたとき、
0.75×λIR-A/2≦L0≦1.25×λIR-A/2
又は、
0.75×λIR-A/4≦L0≦1.25×λIR-A/4
を満足し、
0.75×λIR-B/2≦L0’≦1.25×λIR-B/2
又は、
0.75×λIR-B/4≦L0’≦1.25×λIR-B/4
を満足する。また、各温度検出素子15A,15Bは、赤外線入射側に赤外線吸収層61,61A,61Bを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層62,62A,62Bを有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子15A,15Bにおける赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料、構成、構造、又は、赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料、構成、構造は、異なっている。即ち、具体的には、前記(ケースA)、(ケースB)、(ケースC)において説明したとおりである。
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子15A,15Bが並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子15A,15Bの赤外線吸収量は異なっている。尚、この実施例5にあっても、複数の温度検出素子ユニットが、第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)配列されている。
各温度検出素子15A,15Bは、赤外線入射側に赤外線吸収層61,61A,61Bを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層62,62A,62Bを有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子15における赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料、又は、赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料、又は、赤外線吸収層61,61A,61Bを構成する材料及び赤外線反射層62,62A,62Bを構成する材料は、異なっている。また、実施例5の撮像装置において、
各温度検出素子15A,15Bは、赤外線入射側に赤外線吸収層61,61A,61Bを有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層62,62A,62Bを有し、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子15における赤外線吸収層61,61A,61B、又は、赤外線反射層62,62A,62B、又は、赤外線吸収層61,61A,61B及び赤外線反射層62,62A,62Bの面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている。即ち、具体的には、前記(ケースa)、(ケースb)、(ケースc)、(ケースd)、(ケースe)、(ケースf)、(ケースg)、(ケースh)、(ケースi)において説明したとおりである。
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)、M0×N0個(但し、M0≧2,N0≧2)、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第1の方向に沿って配設された複数の駆動線72、
第2の方向に沿って配設されたN0×P0本(但し、P0≧2)の信号線、
複数の駆動線72が接続された第1駆動回路(具体的には、垂直走査回路81)、及び、
N0×P0本の信号線が接続された第2駆動回路(具体的には、水平走査回路86等)、
を備えている。そして、
各温度検出素子は、第1端子部(具体的には、複数のpn接合ダイオード30における一端に位置するpn接合ダイオード30)、及び、第2端子部(具体的には、複数のpn接合ダイオード30における他端に位置するpn接合ダイオード30)を備えており、
各温度検出素子の第1端子部は、駆動線72に接続されており、
第(n,p)番目の信号線(但し、n=1,2・・・,N0、p=1,2・・・,P0)は、第2の方向に沿って配設された第n番目のN0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第{(q-1)P0+p}番目の温度検出素子(但し、q=1,2,3・・・)の第2端子部に接続されている。
複数の駆動線の本数は、M0/P0であり、
第m番目の駆動線(但し、m=1、2・・・,M0/P0)は、第1の方向に沿って配設された第{(m-1)P0+p’}番目のM0個の温度検出素子(但し、p’=1,2・・・P0の全ての値)から構成された温度検出素子群に共通である。
温度検出素子615A,615Bは、温度検出素子用基板(第1基板21)に設けられた空所50の上方に配設されており、
温度検出素子用基板(第1基板21)に設けられた第1接続部(具体的には、駆動線72の一部)と、温度検出素子615A,615Bの第1端子部(具体的には、複数のpn接合ダイオード30における一端に位置するpn接合ダイオード30)とは、第1スタッド部25Cを介して(具体的には、一部が共有化された第1スタッド部25Cを介して)接続されており、
温度検出素子用基板(第1基板21)に設けられた第2接続部(具体的には、信号線71A,71Bの一部)と、温度検出素子615A,615Bの第2端子部(具体的には、複数のpn接合ダイオード30における他端に位置するpn接合ダイオード30)とは、第2スタッド部25Dを介して(具体的には、一部が共有化された第2スタッド部25Dを介して)接続されている。
第2の方向に隣接する2つの温度検出素子615A,615Bのそれぞれの第2端子部は、1つの第2スタッド部25Dを介して(具体的には、一部が共有化された第2スタッド部25Dを介して)温度検出素子用基板(第1基板21)に設けられた第2接続部(信号線71A,71Bの一部)に接続されており、
第1の方向に隣接する2つの温度検出素子615Aあるいは温度検出素子615Bと、第2の方向に隣接する2つの温度検出素子615A,615Bの、合計4つの温度検出素子615A,615Bのそれぞれの第1端子部は、1つの第1スタッド部25Cを介して(具体的には、一部が共有化された第1スタッド部25Cを介して)温度検出素子用基板(第1基板21)に設けられた第1接続部(駆動線72の一部)に接続されている。
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)、S0×T0個(但し、S0≧2,T0≧2)、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子715A,715B、
第1の方向に沿って配設されたS0×U0本(但し、U0≧2)の駆動線72、
第2の方向に沿って配設された複数の信号線71、
S0×U0本の駆動線72が接続された第1駆動回路(具体的には、垂直走査回路81)、及び、
複数の信号線71が接続された第2駆動回路(具体的には、水平走査回路86等)、
を備えている。そして、
各温度検出素子715A,715Bは、第1端子部(具体的には、複数のpn接合ダイオード30における一端に位置するpn接合ダイオード30)、及び、第2端子部(具体的には、複数のpn接合ダイオード30における他端に位置するpn接合ダイオード30)を備えており、
各温度検出素子715A,715Bの第2端子部は、信号線71に接続されており、
第(s,u)番目の駆動線72(但し、s=1,2・・・,S0、u=1,2・・・,U0)は、第1の方向に沿って配設された第s番目のS0個の温度検出素子715A,715Bから構成された温度検出素子群における第{(t-1)U0+u}番目の温度検出素子715A,715B(但し、t=1,2,3・・・)の第1端子部に接続されている。
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子15、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子15が接続された複数の駆動線72、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子15が接続された複数の信号線71、
を有する温度検出素子用基板201を備えている。そして、
温度検出素子用基板201は、複数の温度検出素子15を備えた温度検出素子アレイ領域11、及び、温度検出素子アレイ領域11を取り囲む周辺領域12を備えており、
赤外線が入射する側の周辺領域12において、駆動線72及び信号線71は、駆動回路チップ202に設けられた駆動回路と電気的に接続される。尚、温度検出素子用基板201は、実施例1~実施例7において説明した第1構造体20及び第2構造体40の積層構造から構成することができる。但し、第2構造体40における駆動回路の形成は不要であり、第2基板41は、必ずしも、シリコン半導体基板から構成する必要はないが、赤外線反射層や温度制御層、熱伝導層(熱均一化層)を設けることが好ましい。
第1構造体20及び第2構造体40から構成されており、
第1構造体20は、
第1基板21、
第1基板21に設けられ、第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に(具体的には、2次元マトリクス状に)配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子15、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子15が接続された複数の駆動線72、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子15が接続された複数の信号線71、
を備えている。そして、第2構造体40は、
第2基板41、及び、
第2基板41に設けられた駆動回路、
を備えており、
第1構造体20は、複数の温度検出素子15を備えた温度検出素子アレイ領域11、及び、温度検出素子アレイ領域11を取り囲む周辺領域12を備えており、
第2構造体40は、赤外線が入射する第1基板の側に取り付けられており、
周辺領域12において、駆動線72及び信号線71は、駆動回路と電気的に接続されている。
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子15、
温度検出素子15が接続された駆動線72、及び、
温度検出素子15が接続された信号線71、
を備えており、
駆動線72が接続された第1駆動回路、信号線71が接続された第2駆動回路、記憶装置(例えば、図示しない不揮発性メモリ)を更に備えており、
第2駆動回路において、信号線71は差動積分回路83A及びアナログ-デジタル変換回路85に接続されている。
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、赤外線の入射に沿って上下に配設された2つの温度検出素子から成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている。尚、2つの温度検出素子は、同じ駆動線及び信号線に接続されていてもよいし、異なる駆動線及び信号線に接続されていてもよい。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足することが好ましい。第1赤外線吸収層61C及び第2赤外線吸収層61Dを備える構成は、その他の実施例1の撮像装置やその他の実施例の撮像装置に、適宜、適用することができることは云うまでもない。
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足することが好ましい。第1赤外線吸収層61C及び第2赤外線吸収層61Dを備える構成は、その他の実施例2の撮像装置やその他の実施例の撮像装置に、適宜、適用することができることは云うまでもない。
IIRフィルタ処理により、補正対象画素の近傍の参照画素の信号値の平均値を算出する第1工程と、
IIRフィルタ処理により、補正対象画素の近傍の参照画素の信号値の分散値を算出する第2工程と、
参照画素の平均値と分散値を入力し、平均値と分散値を適用したエッジ保存平滑化処理を実行する第3工程と、
第1工程と第2工程において適用するIIRフィルタ係数を、画像を構成する画素の信号値に応じて更新する第4工程、
から構成されたノイズ低減処理を挙げることができる。
[A01]《撮像装置:第1の態様》
第1構造体及び第2構造体から構成されており、
第1構造体は、
第1基板、
第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、並びに、
温度検出素子に接続された駆動線及び信号線、
を備えており、
第2構造体は、
第2基板、及び、
第2基板に設けられ、被覆層によって被覆された駆動回路、
を備えており、
第1基板は、被覆層と接合されており、
温度検出素子と被覆層との間には、空所が設けられており、
駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている撮像装置。
[A02]第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列された複数の温度検出素子、
を備えており、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を更に備えており、
第1構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を有しており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている[A01]に記載の撮像装置。
[A03]1次元に配列されたQ個(但し、Q≧1)の温度検出素子を備えている[A01]に記載の撮像装置。
[A04]温度検出素子と温度検出素子との間に位置する第1基板の部分には、隔壁が形成されており、
隔壁の底部は、被覆層と接合されている[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A05]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されており、
隔壁の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[A04]に記載の撮像装置。
[A06]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[A04]に記載の撮像装置。
[A07]隔壁の側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[A04]又は[A06]に記載の撮像装置。
[A08]赤外線が入射する温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている[A04]乃至[A07]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A09]赤外線吸収層は、温度検出素子の上方に形成されている[A08]に記載の撮像装置。
[A10]赤外線反射層は、被覆層の頂面又は被覆層の内部に形成されている[A08]又は[A09]に記載の撮像装置。
[A11]赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する[A08]乃至[A10]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A12]赤外線が入射する温度検出素子の側には、第1赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する温度検出素子の側には、第2赤外線吸収層が形成されている[A04]乃至[A07]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A13]第1赤外線吸収層及び第2赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第1赤外線吸収層と第2赤外線吸収層との光学的距離L1とし、第2赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をL2としたとき、
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する[A12]に記載の撮像装置。
[A14]温度検出素子と温度検出素子との間に位置する第1基板の部分と被覆層との間には、第1基板と独立して隔壁が形成されており、
隔壁の底部は、被覆層と接合されている[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A15]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されており、
隔壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[A14]に記載の撮像装置。
[A16]空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[A14]に記載の撮像装置。
[A17]隔壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている[A14]又は[A16]に記載の撮像装置。
[A18]赤外線が入射する温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている[A14]乃至[A17]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A19]赤外線反射層は、被覆層の頂面又は被覆層の内部に形成されている[A18]に記載の撮像装置。
[A20]赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する[A18]又は[A19]に記載の撮像装置。
[A21]赤外線が入射する温度検出素子の側には、第1赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する温度検出素子の側には、第2赤外線吸収層が形成されている[A14]乃至[A17]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A22]第1赤外線吸収層及び第2赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとし、第1赤外線吸収層と第2赤外線吸収層との光学的距離L1とし、第2赤外線吸収層と赤外線反射層との光学的距離をL2としたとき、
0.75×λIR/4≦L1≦1.25×λIR/4
0.75×λIR/4≦L2≦1.25×λIR/4
を満足する[A21]に記載の撮像装置。
[A23]赤外線が入射する第1基板の面側に保護基板が配設されている[A14]乃至[A20]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A24]赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、赤外線の入射に沿って上下に配設された2つの温度検出素子から成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A25]被覆層には熱伝導層が形成されている[A01]乃至[A23]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A26]被覆層には温度制御層が形成されており、
温度検知手段を更に有する[A01]乃至[A25]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A27]温度制御層はヒータとして機能する[A26]に記載の撮像装置。
[A28]温度制御層は配線を兼ねている[A27]に記載の撮像装置。
[A29]温度検知手段の温度検知結果に基づき、駆動回路は温度制御層を制御する[A26]乃至[A28]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A30]第1構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
温度制御層は温度検出素子アレイ領域に形成されている[A26]乃至[A29]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A31]温度制御層は、温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する被覆層の領域に形成されている[A26]乃至[A29]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A32]駆動回路は、アナログ-デジタル変換回路を備えており、
温度検出素子アレイ領域の正射影像が存在する駆動基板の領域には、アナログ-デジタル変換回路が配設されていない[A01]乃至[A29]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A33]複数の温度検出素子を備えており、空所は、隣接する2×k個の温度検出素子(但し、kは1以上の整数)において共有化されている[A01]乃至[A32]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A34]《撮像装置:第2の態様》
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は異なっている撮像装置。
[A35]各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層と赤外線反射層との間の光学的距離L0は異なっており、
各温度検出素子における光学的距離L0は、温度検出素子を構成する赤外線吸収層が吸収すべき赤外線の波長をλIRとしたとき、
0.75×λIR/2≦L0≦1.25×λIR/2
又は、
0.75×λIR/4≦L0≦1.25×λIR/4
を満足する[A34]に記載の撮像装置。
[A36]各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、構成、構造、又は、赤外線吸収層を構成する材料、構成、構造及び赤外線反射層を構成する材料、構成、構造は、異なっている[A34]又は[A35]に記載の撮像装置。
[A37]《撮像装置:第3の態様》
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、複数の温度検出素子が並置されて成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている撮像装置。
[A38]各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有しており、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層を構成する材料、又は、赤外線反射層を構成する材料、又は、赤外線吸収層を構成する材料及び赤外線反射層を構成する材料は、異なっている[A37]に記載の撮像装置。
[A39]各温度検出素子は、赤外線入射側に赤外線吸収層を有し、赤外線入射側とは反対側に赤外線反射層を有し、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子における赤外線吸収層、又は、赤外線反射層、又は、赤外線吸収層及び赤外線反射層の面積、又は、厚さ、又は、面積及び厚さは異なっている[A37]又は[A38]に記載の撮像装置。
[A40]駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ-デジタル変換回路に接続されている[A01]乃至[A39]に記載の撮像装置。
[A41]アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有し、
差動積分回路と信号線との間に、差動積分回路と信号線との導通状態を制御するスイッチ手段が設けられている[A40]に記載の撮像装置。
[A42]スイッチ手段は、差動積分回路と信号線との間を不導通状態とするとき、信号線を固定電位とする[A41]に記載の撮像装置。
[A43]《撮像装置:第4の態様》
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に、M0×N0個(但し、M0≧2,N0≧2)、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第1の方向に沿って配設された複数の駆動線、
第2の方向に沿って配設されたN0×P0本(但し、P0≧2)の信号線、
複数の駆動線が接続された第1駆動回路、及び、
N0×P0本の信号線が接続された第2駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第1端子部及び第2端子部を備えており、
各温度検出素子の第1端子部は、駆動線に接続されており、
第(n,p)番目の信号線(但し、n=1,2・・・,N0、p=1,2・・・,P0)は、第2の方向に沿って配設された第n番目のN0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第{(q-1)P0+p}番目の温度検出素子(但し、q=1,2,3・・・)の第2端子部に接続されている撮像装置。
[A44]複数の駆動線の本数は、M0/P0であり、
第m番目の駆動線(但し、m=1、2・・・,M0/P0)は、第1の方向に沿って配設された第{(m-1)P0+p’}番目のM0個の温度検出素子(但し、p’=1,2・・・P0の全ての値)から構成された温度検出素子群に共通である[A43]に記載の撮像装置。
[A45]第2駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ-デジタル変換回路に接続されており、
アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有する[A43]又は[A44]に記載の撮像装置。
[A46]第2駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ-デジタル変換回路に接続されている[A43]又は[A44]に記載の撮像装置。
[A47]アナログ・フロント・エンドは差動積分回路を有する[A46]に記載の撮像装置。
[A48]温度検出素子は、温度検出素子用基板に設けられた空所の上方に配設されており、
温度検出素子用基板に設けられた第1接続部と、温度検出素子の第1端子部とは、第1スタッド部(支持脚あるいは細長い梁)を介して接続されており、
温度検出素子用基板に設けられた第2接続部と、温度検出素子の第2端子部とは、第2スタッド部(支持脚あるいは細長い梁)を介して接続されている[A43]乃至[A47]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[A49]P0=2であり、
第2の方向に隣接する2つの温度検出素子のそれぞれの第2端子部は、1つの第2スタッド部(支持脚あるいは細長い梁)を介して温度検出素子用基板に設けられた第2接続部に接続されており、
第1の方向に隣接する2つの温度検出素子と、第2の方向に隣接する2つの温度検出素子の、合計4つの温度検出素子のそれぞれの第1端子部は、1つの第1スタッド部(支持脚あるいは細長い梁)を介して温度検出素子用基板に設けられた第1接続部に接続されている[A48]に記載の撮像装置。
[A50]《撮像装置:第5の態様》
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に、S0×T0個(但し、S0≧2,T0≧2)、配列された、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
第1の方向に沿って配設されたS0×U0本(但し、U0≧2)の駆動線、
第2の方向に沿って配設された複数の信号線、
S0×U0本の駆動線が接続された第1駆動回路、及び、
複数の信号線が接続された第2駆動回路、
を備えており、
各温度検出素子は、第1端子部及び第2端子部を備えており、
各温度検出素子の第2端子部は、信号線に接続されており、
第(s,u)番目の駆動線(但し、s=1,2・・・,S0、u=1,2・・・,U0)は、第1の方向に沿って配設された第s番目のS0個の温度検出素子から構成された温度検出素子群における第{(t-1)U0+u}番目の温度検出素子(但し、t=1,2,3・・・)の第1端子部に接続されている撮像装置。
[A51]第2駆動回路において、各信号線は、アナログ・フロント・エンド及びアナログ-デジタル変換回路に接続されている[A50]に記載の撮像装置。
[A52]《撮像装置:第6の態様》
第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を有する温度検出素子用基板を備えており、
温度検出素子用基板は、複数の温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
赤外線が入射する側の周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路チップに設けられた駆動回路と電気的に接続される撮像装置。
[A53]《撮像装置:第7の態様》
第1構造体及び第2構造体から構成されており、
第1構造体は、
第1基板、
第1基板に設けられ、第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列され、赤外線に基づき温度を検出する複数の温度検出素子、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を備えており、
第2構造体は、
第2基板、及び、
第2基板に設けられた駆動回路、
を備えており、
第1構造体は、複数の温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を備えており、
第2構造体は、赤外線が入射する第1基板の側に取り付けられており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている撮像装置。
[B01]温度検出素子は、pn接合ダイオード、ボロメータ素子、サーモパイル素子、金属膜抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、セラミック抵抗素子、サーミスタ素子から成る[A01]乃至[A53]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B02]集光素子を更に備えている[A01]乃至[B01]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[B03]遮光部を更に備えている[A01]乃至[B02]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[C01]《撮像装置におけるノイズ低減方法》
赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子、
温度検出素子が接続された駆動線、及び、
温度検出素子が接続された信号線、
を備えており、
駆動線が接続された第1駆動回路、信号線が接続された第2駆動回路、記憶装置を更に備えており、
第2駆動回路において、信号線は差動積分回路及びアナログ-デジタル変換回路に接続されている撮像装置におけるノイズ低減方法であって、
温度検出素子を不作動の状態として、差動積分回路をリセットし、次いで、
温度検出素子を不作動の状態として、温度検出素子が作動状態にある時間TM0と同じ時間TM0だけ信号線に定電流を流し、信号線の電圧を差動積分回路において積分し、得られた積分値をアナログ-デジタル変換回路においてデジタル値に変換し、得られたデジタル値をオフセット値として記憶装置に記憶しておき、
温度検出素子を、時間TM0だけ、動作状態として、信号線の電圧を差動積分回路において積分し、得られた積分値をアナログ-デジタル変換回路においてデジタル値に変換してデジタル信号値を得た後、デジタル信号値からオフセット値を減じる、
各工程から成る撮像装置におけるノイズ低減方法。
Claims (17)
- 第1構造体及び第2構造体から構成されており、
第1構造体は、
第1基板と、
第1基板に設けられ、赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子と、
温度検出素子に接続された駆動線及び信号線と、
温度検出素子と温度検出素子との間に位置する第1基板の部分に設けられた隔壁と
を備えており、
第2構造体は、
第2基板と、
第2基板に設けられ、隔壁よりもエッチングされ難い被覆層によって被覆された駆動回路と、
を備えており、
第1基板は、被覆層と接合されており、
温度検出素子と被覆層との間には、隔壁によって隔てられた空所が設けられており、
隔壁の底部は、被覆層と接合されており、
隔壁には、隔壁よりもエッチングされ難い側壁が設けられており、
駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている
撮像装置。 - 第1の方向、及び、第1の方向とは異なる第2の方向に配列された複数の温度検出素子、を備えており、
第1の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の駆動線、及び、
第2の方向に沿って配設され、それぞれに複数の温度検出素子が接続された複数の信号線、
を更に備えており、
第1構造体は、温度検出素子を備えた温度検出素子アレイ領域、及び、温度検出素子アレイ領域を取り囲む周辺領域を有しており、
周辺領域において、駆動線及び信号線は、駆動回路と電気的に接続されている
請求項1に記載の撮像装置。 - 1次元に配列されたQ個(但し、Q≧1)の温度検出素子を備えている
請求項1に記載の撮像装置。 - 空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されており、
隔壁に設けられた側壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 赤外線が入射する温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 赤外線が入射する温度検出素子の側には、第1赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する温度検出素子の側には、第2赤外線吸収層が形成されている
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 空所に露出した被覆層の露出面は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されており、
隔壁は、絶縁材料層、金属材料層、合金材料層及び炭素材料層から成る群から選択された少なくとも1種類の材料層から構成されている
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 赤外線が入射する温度検出素子の側には、赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されている
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 赤外線が入射する温度検出素子の側には、第1赤外線吸収層が形成されており、
空所の底部に位置する被覆層の領域には、赤外線反射層が形成されており、
空所と対向する温度検出素子の側には、第2赤外線吸収層が形成されている
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 赤外線に基づき温度を検出する温度検出素子ユニットを備えており、
温度検出素子ユニットは、赤外線の入射に沿って上下に配設された2つの温度検出素子から成り、
温度検出素子ユニットにおいて、各温度検出素子が検出する赤外線の波長は同じであり、又は、異なっており、又は、各温度検出素子の赤外線吸収量は異なっている
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 被覆層には熱伝導層が形成されている
請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 被覆層には温度制御層が形成されており、
温度検知手段を更に有する
請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 温度制御層はヒータとして機能する請求項12に記載の撮像装置。
- 複数の温度検出素子を備えており、空所は、隣接する2×k個の温度検出素子(但し、kは1以上の整数)において共有化されている
請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 温度検出素子は、pn接合ダイオード、ボロメータ素子、サーモパイル素子、金属膜抵抗素子、金属酸化物抵抗素子、セラミック抵抗素子、サーミスタ素子から成る
請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 集光素子を更に備えている
請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 遮光部を更に備えている
請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の撮像装置。
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