摄像装置和电子设备
技术领域
本公开涉及包括摄像元件的摄像装置和包括该摄像装置的电子设备。
背景技术
为了实现摄像装置的尺寸小型化，提出了如下的WoW(芯片上芯片：Wafer onWafer)层叠技术：该技术中，将包括摄像元件的晶片与包括信号处理电路和存储电路等的晶片彼此接合，所述摄像元件用于产生像素信号，所述信号处理电路用于对由所述摄像元件产生的像素信号进行信号处理(例如，参见专利文献1)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2014-099582号
发明内容
此时，期望这种摄像装置具有优异的摄像性能。
因此，本发明期望提供能够在具有较高的尺寸精度的同时以更高效率予以制造的摄像装置以及包括该摄像装置的电子设备。
根据本公开的一个实施例的摄像装置包括具有传感器基板和电路基板的层叠结构。所述传感器基板具有设置有摄像元件的有效像素区域。所述摄像元件包括多个像素，并被构造成接收各个像素的外部光以产生像素信号。所述电路基板包括芯片。所述芯片包括相互一体化的第一部分和第二部分。所述第一部分包括用于执行像素信号的信号处理的信号处理电路。所述第二部分被设置于在面内方向上与所述第一部分的位置不同的位置处。在此，在所述传感器基板和所述电路基板的层叠方向上，所述第一部分和所述第二部分两者被定位成与所述有效像素区域重叠。
根据本公开的一个实施例的电子设备包括上述摄像装置。
根据本公开的实施例的摄像装置和电子设备能够通过简单的构造抑制整个摄像装置的翘曲或变形等。因此，可以实现在确保较高的尺寸精度的同时以更高效率予以制造。
应当注意，本公开的效果并不限于上述内容，并且可以包括下文所记载的任何效果。
附图说明
图1A是根据本公开的第一实施例的固态摄像装置的整体构造示例的截面图。
图1B是图1A所示的固态摄像装置的构造的平面图。
图2A是图1A所示的固态摄像装置的制造方法的一个过程的截面图。
图2B是继图2A中的过程之后的一个过程的截面图。
图2C是继图2B中的过程之后的一个过程的截面图。
图2D是继图2C中的过程之后的一个过程的截面图。
图2E是继图2D中的过程之后的一个过程的截面图。
图2F是继图2E中的过程之后的一个过程的截面图。
图2G是继图2F中的过程之后的一个过程的截面图。
图2H是继图2G中的过程之后的一个过程的截面图。
图3A是根据本公开的第一变形例的固态摄像装置的整体构造示例的截面图。
图3B是图3A所示的固态摄像装置的构造的平面图。
图4是根据本公开的第二变形例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
图5是根据本公开的第三变形例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
图6A是根据本公开的第二实施例的固态摄像装置的整体构造示例的截面图。
图6B是图6A所示的固态摄像装置的构造的平面图。
图7是根据本公开的第四变形例的固态摄像装置的整体构造示例的截面图。
图8是示出根据本公开的第三实施例的电子设备的整体构造示例的示意图。
图9是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图10是辅助说明车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的图。
图11是根据本公开的第五变形例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
图12是根据本公开的第六变形例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
图13A是根据第一参考例的固态摄像装置的整体构造示例的截面图。
图13B是根据第一参考例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
图14A是根据第二参考例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
图14B是根据第三参考例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
图14C是根据第四参考例的固态摄像装置的整体构造示例的平面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细说明本公开的一些实施例。应当注意，将按下列顺序给出说明。
1.第一实施例(具有两层结构的固态摄像装置的示例)
2.第一实施例的变形例
3.第二实施例(具有三层结构的固态摄像装置的示例)
4.第三实施例(电子设备的应用例)
5.移动体的应用例
6.其他变形例
<1.第一实施例>
[固态摄像装置1的构造]
图1A和图1B分别示意性地示出根据本公开的第一实施例的固态摄像装置1的整体构造示例。图1A示出了固态摄像装置1的截面构造，图1B示出固态摄像装置1的平面构造。图1A对应于沿图1B所示的剖面线IA-IA截取的在箭头方向上观察的截面图。
固态摄像装置1具有包括电路基板10和传感器基板20的两层结构。在本实施例中，将电路基板10和传感器基板20的层叠方向定义为Z轴方向，并且将电路基板10和传感器基板20延展的平面定义为XY平面。如图1A和图1B所示，附图标记1K表示固态摄像装置1的外缘。固态摄像装置1的外缘1K与电路基板10的最外缘及传感器基板20的最外缘重合。
电路基板10包括支撑基板11和设置在该支撑基板11上的逻辑芯片12。逻辑芯片12的周围填充有绝缘层16。例如，绝缘层16由诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)等无机氧化物形成。支撑基板11和绝缘层16例如通过氧化膜接合层31彼此接合。逻辑芯片12包括相互一体化的有效部分121和虚设部分122。虚设部分122设置于在面内方向上与有效部分121的位置不同的位置处。例如，虚设部分122以完全包围有效部分121的方式布置着。有效部分121包括对来自固态摄像元件21A的像素信号进行信号处理的信号处理电路。图1A和图1B分别示出了逻辑电路15以作为信号处理电路的示例。而且，逻辑芯片12具有如下的构造：其中，在层叠方向(Z轴方向)上，在诸如半导体基板等基板13上布置有电路形成层14。逻辑电路15设置于电路形成层14中。例如，逻辑电路15包括：诸如晶体管等半导体元件151；和配线152。
传感器基板20具有如下的结构：该结构中，在包括固态摄像元件21A的元件形成层21上层叠有配线层22。传感器基板20具有有效像素区域R20，在该有效像素区域R20中，固态摄像元件21A设置于XY平面内。例如，有效像素区域R20是指位于遮光区域(OPB)内侧的区域，即，被构造成接收外部光的区域。固态摄像元件21A包括多个像素，并被构造成以像素为单位接收外部光，并产生像素信号。各像素可以分别包括光电二极管等。配线层22设置有端子23，该端子23例如适用于将传感器基板20的固态摄像元件21A和逻辑电路15的配线152电气连接。传感器基板20还包括都层叠在元件形成层21上的多个颜色滤光片24和多个芯片上透镜25。例如，传感器基板20和电路基板10通过氧化膜接合层32彼此接合。端子23经由在Z轴方向上延伸的接触插头33连接到配线152。接触插头33将固态摄像元件21A和逻辑电路15电气连接。接触插头33穿过配线层22、氧化膜接合层32和电路形成层14。
在传感器基板20和电路基板10的层叠方向(Z轴方向)上，逻辑芯片12的有效部分121和虚设部分122两者被定位成与有效像素区域R20重叠。应当注意，虚设部分122的一部分被定位成在Z轴方向上与有效像素区域R20重叠，而虚设部分122的另一部分被定位成延伸到Z轴方向上的有效像素区域R20的外侧。即，如图1B所示，XY平面内的有效部分121和虚设部分122之间的边界(即，有效部分的外缘)被定位成处于有效像素区域R20的外缘20K的内侧。同时，虚设部分122的外缘(即，逻辑芯片12的外缘12K)被定位成位于有效像素区域R20的外缘20K的外侧。
在传感器基板20和电路基板10的层叠方向(Z轴方向)上，逻辑芯片12的外缘12K被定位成位于有效像素区域R20的外缘20K的外侧。
[固态摄像装置1的制造方法]
接下来，将参照图2A至图2H给出固态摄像装置1的制造方法的说明。图2A至图2H中的各者是与图1A对应的固态摄像装置1的制造方法的一个过程的截面图。
首先，如图2A所示，分别准备支撑基板17和逻辑芯片12，然后，例如通过氧化膜接合将逻辑芯片12接合到支撑基板17。在支撑基板17和逻辑芯片12之间的界面中形成有氧化膜接合层32。
之后，如图2B所示，例如通过气相法在支撑基板17上形成绝缘层16，逻辑芯片12被埋入在该绝缘层16中。在形成绝缘层16之后，使绝缘层16的表面平坦化。由此获得结构30。
之后，如图2C所示，将结构30上下颠倒，然后例如通过氧化膜接合将绝缘层16的平坦化表面接合到单独准备的支撑基板11。氧化膜接合层31形成在支撑基板11和绝缘层16之间的界面中。
之后，如图2D所示，通过剥离、或蚀刻等去除支撑基板17。由此，做出了电路基板10。
之后，如图2E所示，形成接触插头33A。该接触插头33A适用于使传感器基板20的固态摄像元件21A和电路基板10的配线152彼此电气连接。接触插头33A的一端连接到配线152，并且接触插头33A的另一端在氧化膜接合层32的表面上露出。
之后，如图2F所示，准备结构20Z。结构20Z包括元件形成层21和层叠在该元件形成层21上的配线层22。元件形成层21包括固态摄像元件21A。端子23埋入在配线层22中。此外，配线层22设置有接触插头33B，该接触插头33B的一端连接到端子23。接触插头33B的另一端在配线层22的表面上露出。在此，在结构20Z的配线层22的表面和电路基板10的氧化膜接合层32彼此相对的状态下，将结构20Z和电路基板10在XY平面内彼此对齐。
在结构20Z和电路基板10在XY平面内彼此对齐之后，如图2G所示，将结构20Z和电路基板10贴合。在此，例如通过Cu-Cu接合将设置于电路基板10中的接触插头33A的另一端和设置于结构20Z中的接触插头33B的另一端接合，由此形成接触插头33。
之后，如图2H所示，将结构20Z的元件形成层21减薄。最后，在减薄后的元件形成层21上层叠多个颜色滤光片24和多个芯片上透镜25，从而形成了传感器基板20(参见图1A)。由此，完成了固态摄像装置1。
[固态摄像装置1的作用和效果]
如上所述，在根据本实施例的固态摄像装置1中，电路基板10的逻辑芯片12的有效部分121和虚设部分122两者被定位成在层叠方向上与传感器基板20的有效像素区域R20重叠。一般地，布置有逻辑电路15的有效部分121在XY平面内所占的面积往往小于有效像素区域R20在XY平面内所占的面积。为此，在图13A和图13B所示的根据第一参考例的固态摄像装置101的情况下，由于绝缘层116的热膨胀系数和传感器基板20的热膨胀系数之间的差异，固态摄像装置101整体上的翘曲或变形等趋于增大。固态摄像装置101具有如下结构：该结构中，在所占面积方面比传感器基板20小的逻辑芯片112仅被设置于与有效像素区域R20的一部分重叠的位置处，并且逻辑芯片112的周围被绝缘层116填充。逻辑芯片112仅包括与固态摄像装置1的逻辑芯片12的有效部分121相当的部分。除上述以外，固态摄像装置101的其余构造与固态摄像装置1的其余构造基本相同。应当注意，在图13A和图13B中，附图标记101K表示固态摄像装置101的外缘。
在这方面，根据固态摄像装置1，与有效像素区域R20重叠的区域被有效部分121和虚设部分122占据。因此，能够减小固态摄像装置1整体上的翘曲或变形等。其原因在于，电路基板10中填充在逻辑芯片12周围的绝缘层16的体积被减少了，因而绝缘层16的膨胀和收缩的影响就被减小了。因此，根据本实施例的固态摄像装置1确保了较高的尺寸精度，并且能够拍摄良好的图像。
此外，在固态摄像装置1中，仅单个逻辑芯片12设置于电路基板10中，并且电路基板10和传感器基板20彼此接合。为此，仅需要进行一次对齐操作。因此，与将在XY平面内并排布置的两个以上电路基板贴合在传感器基板上的情况相比，这有助于提高位置精度和制造时的作业效率。
此外，在固态摄像装置1中，在传感器基板20和电路基板10的层叠方向(Z轴方向)上，逻辑芯片12的外缘12K被定位成处于有效像素区域R20的外缘20K的外侧。为此，逻辑芯片12和有效像素区域R20在XY平面内的位置关系不是逻辑芯片12的外缘12K以与有效像素区域R20交叉的方式延伸的位置关系。这就减小了由于电路基板10的热膨胀系数和传感器基板20的热膨胀系数之间的差异而引起的固态摄像装置1整体上的翘曲或变形等，从而减小了施加到有效像素区域R20的应力负荷。结果，可以有效地抑制带有条纹图案的劣化图像出现。
<2.第一实施例的变形例>
[固态摄像装置1A的构造]
图3A是根据本公开的第一变形例(以下称为变形例1)的固态摄像装置1A的整体构造示例的截面图，其对应于示出了根据上述第一实施例的固态摄像装置1的图1A。同时，图3B是固态摄像装置1A的构造的平面图，其对应于示出了根据上述第一实施例的固态摄像装置1的图1B。应当注意，图3A对应于沿图3B所示的剖面线IIIA-IIIA截取的在箭头方向上观察的截面图。
如图3A和图3B所示，在根据变形例1的固态摄像装置1A中，逻辑芯片12的有效部分121处于相对于逻辑芯片12的中间偏向于纸面左侧(-X方向)的位置处。即，在根据变形例1的固态摄像装置1A中，逻辑芯片12的虚设部分122相对于逻辑芯片12的中间位于纸面右侧(+X方向)。应当注意，在根据变形例1的固态摄像装置1A中，有效部分121和虚设部分122两者也被定位成在层叠方向(Z轴方向)上与传感器基板20的有效像素区域R20重叠。
[固态摄像装置1B的构造]
图4是根据本公开的第二变形例(以下称为变形例2)的固态摄像装置1B的整体构造示例的平面图，其对应于示出了根据上述第一实施例的固态摄像装置1的图1B。
如图4所示，在根据变形例2的固态摄像装置1B中，逻辑芯片12的有效部分121处于相对于逻辑芯片12的中间偏向于纸面下侧(-Y方向)的位置处。即，在根据变形例2的固态摄像装置1B中，逻辑芯片12的虚设部分122被定位成占据有效部分121右侧的区域、有效部分121上侧的区域和有效部分121左侧的区域。应当注意，在根据变形例2的固态摄像装置1B中，有效部分121和虚设部分122两者也被定位成在层叠方向(Z轴方向)上与传感器基板20的有效像素区域R20重叠。
[固态摄像装置1C的构造]
图5是根据本公开的第三变形例(以下称为变形例3)的固态摄像装置1C的整体构造示例的平面图，其对应于示出了根据上述第一实施例的固态摄像装置1的图1B。
如图5所示，在根据变形例3的固态摄像装置1C中，逻辑芯片12的有效部分121处于相对于逻辑芯片12的中间偏向于纸面左下侧的位置处。即，在根据变形例3的固态摄像装置1C中，逻辑芯片12的虚设部分122被定位成占据有效部分121右侧的区域和有效部分121上侧的区域。应当注意，在根据变形例3的固态摄像装置1C中，有效部分121和虚设部分122两者也被定位成在层叠方向(Z轴方向)上与传感器基板20的有效像素区域R20重叠。
[固态摄像装置1A至1C的作用和效果]
如上所述，在根据变形例1至3的固态摄像装置1A至1C的任意一者中，有效部分121和虚设部分122两者被定位成在层叠方向(Z轴方向)上与传感器基板20的有效像素区域R20重叠。这样，减小了由于电路基板10的绝缘层16的热膨胀系数和传感器基板20的热膨胀系数之间的差异而引起的固态摄像装置1A至1C整体的翘曲或变形等。因此，固态摄像装置1A至1C中的各者都确保了较高的尺寸精度，并且能够拍摄良好的图像。
此外，在固态摄像装置1A至1C的任何一者中，在传感器基板20和电路基板10的层叠方向(Z轴方向)上，逻辑芯片12的外缘12K位于有效像素区域R20的外缘20K的外侧。因此，减小了由于固态摄像装置1A整体的翘曲或变形等而施加到有效像素区域R20的应力负荷。结果，可以有效地减少带有条纹图案的劣化图像出现。
相比之下，例如，在图14A至图14C所示的根据第二至第四参考例的固态摄像装置101A至101C的任意一者中，由于电路基板110的绝缘层116的热膨胀系数和传感器基板120的热膨胀系数之间的差异，更容易显著地引起固态摄像装置101A至101C整体的翘曲或变形等。与图13所示的固态摄像装置101一样，固态摄像装置101A至101C分别包括逻辑芯片112A至112C，逻辑芯片112A至112C中的各者仅与有效像素区域R20的一部分重叠并且所占的面积比传感器基板20小。逻辑芯片112A至112C各者的周围被绝缘层116填充。逻辑芯片112A至112C各自仅仅具有与固态摄像装置1的逻辑芯片12的有效部分121相当的部分。即，在固态摄像装置101A至101C中，逻辑芯片112A至112C不具有虚设部分，并且各个逻辑芯片112A至112C的中心位置偏离了有效像素区域R20的中心位置。因此，逻辑芯片112A至112C各者的外缘112K的一部分延伸得与有效像素区域R20交叉。这种构造导致伴随绝缘层116的热膨胀和热收缩的应力在XY平面内不均匀地出现。因此，可以认为，这更容易引起固态摄像装置101A至101C各者在整体上的翘曲或变形等产生。应当注意，图14A至图14C中的附图标记101K表示各个固态摄像装置101A至101C的外缘。
在这方面，根据变形例1至3的固态摄像装置1A至1C的任意一者，尽管有效部分121的中心位置偏离了有效像素区域R20的中心位置，但是逻辑芯片12的中心位置与有效像素区域R20的中心位置基本重合。为此，绝缘层16在XY平面内的分布具有高对称性，使得伴随绝缘层16的热膨胀和热收缩的应力在XY平面内相对均匀地出现。因此，可以认为，更难以引起固态摄像装置1A至1C中的各者在整体上的翘曲或变形等的发生。
<3.第二实施例>
[固态摄像装置2的构造]
图6A和图6B分别示意性地示出根据本公开的第二实施例的固态摄像装置2的整体构造示例。图6A示出固态摄像装置2的截面构造，图6B示出固态摄像装置2的平面构造。图6A对应于沿图6B所示的剖面线VIA-VIA截取的在箭头方向上观察的截面图。
固态摄像装置2具有包括电路基板40、电路基板10A和传感器基板20的三层结构。电路基板10A和传感器基板20分别具有与根据上述第一实施例的固态摄像装置1的电路基板10和传感器基板20基本相同的构造。然而，电路基板10A不包括支撑基板11，并且通过电路基板10A的最下层(即，氧化膜接合层31)接合到电路基板40。在图6A和图6B中，附图标记2K表示固态摄像装置2的外缘。固态摄像装置2的外缘2K与电路基板40的最外缘、电路基板10A的最外缘和传感器基板20的最外缘重合。
电路基板40包括支撑基板41和设置于该支撑基板41上的存储芯片42。存储芯片42的周围填充有绝缘层46。例如，绝缘层46由诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)等无机氧化物形成。例如，支撑基板41和绝缘层46通过氧化膜接合层34彼此接合。存储芯片42包括相互一体化的有效部分141和虚设部分142。虚设部分142设置于在面内方向上与有效部分141的位置不同的位置处。例如，虚设部分142以完全包围有效部分141的方式布置着。在固态摄像装置2中，存储芯片42的有效部分141和虚设部分142两者被定位成在层叠方向(Z轴方向)上与有效像素区域R20重叠。有效部分141设置有存储电路18。存储电路18构成对来自固态摄像元件21A的像素信号执行信号处理的信号处理电路的一部分。此外，存储芯片42具有如下的结构：其中，在层叠方向(Z轴方向)上在基板43上设置有电路形成层44。存储电路18在层叠方向上被设置于电路形成层44中。存储电路18包括：诸如DRAM(Dynamic Random AccessMemory：动态随机存取存储器)等半导体存储器181；和配线182。
在传感器基板20和电路基板10的层叠方向(Z轴方向)上，逻辑芯片12的外缘12K位于有效像素区域R20的外缘20K的外侧。
[固态摄像装置2的作用和效果]
如上所述，在根据本实施例的固态摄像装置2中，电路基板10A的逻辑芯片12的有效部分121和虚设部分122两者被定位成在层叠方向上与传感器基板20的有效像素区域R20重叠。此外，电路基板40的存储芯片42的有效部分141和虚设部分142两者被定位成与有效像素区域R20重叠。因此，根据固态摄像装置2，与固态摄像装置1一样，能够减小固态摄像装置2整体的翘曲或变形等。因此，根据本实施例的固态摄像装置2同样确保了较高的尺寸精度，并且同样能够拍摄良好的图像。
应当注意，在根据本实施例的固态摄像装置2中，电路基板10A的逻辑芯片12和电路基板40的存储芯片42两者被定位成与有效像素区域R20重叠。与固态摄像装置1相比，这可以进一步减小装置整体的翘曲或变形等。应当注意，只有电路基板10A的逻辑芯片12或电路基板40的存储芯片42才可以占据与有效像素区域R20重叠的位置。然而，在这种情况下，与图7所示的根据本公开的第四变形例(变形例4)的固态摄像装置2A中一样，与传感器基板20接合的电路基板10A的逻辑芯片12优选地占据与有效像素区域R20重叠的位置。这样做的原因是为了更有效地减小装置整体的翘曲或变形等。
<4.第三实施例：电子设备的应用例>
图8是示出作为本技术适用的电子设备的相机2000的构造示例的框图。
相机2000包括：具有透镜组等的光学系统2001；上述固态摄像装置1、1A、1B、1C、2或2A等(以下称为固态摄像装置1等)适用的摄像单元(摄像设备)2002；以及作为相机信号处理电路的DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)电路2003。相机2000还包括帧存储器2004、显示器2005、记录器2006、操作单元2007和电源2008。DSP电路2003、帧存储器2004、显示器2005、记录器2006、操作单元2007和电源2008经由总线2009彼此连接。
光学系统2001接收来自被摄体的入射光(像光)，并且在摄像单元2002的摄像面上成像。摄像单元2002把由光学系统2001在摄像面上成像的入射光的光量以像素为单位转换为电气信号，并将该电气信号作为像素信号输出。
例如，显示器2005包括诸如液晶显示面板或有机电致发光(EL：electroluminescence)面板等面板型显示装置。例如，显示器2005显示由摄像单元2002拍摄的运动图像或静止图像。记录器2006把由摄像单元2002拍摄的运动图像或静止图像记录在诸如硬盘或半导体存储器等记录介质中。
操作单元2007在用户的操作下输出与相机2000的各种功能有关的操作指令。电源2008把用作DSP电路2003、帧存储器2004、显示器2005、记录器2006和操作单元2007的操作电源的各种电源适当地供给这些供电对象。
如上所述，通过使用上述固态摄像装置1等作为摄像单元2002，可以期望获得良好的图像。
<5.移动体的应用例>
根据本公开的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以被实现为安装在下列等任何类型的移动体上的装置，这些移动体包括：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶、机器人等。
图9是示出作为根据本公开实施例的技术能够适用的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图9所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F：Interface)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到下列各设备的控制装置的作用，这些设备是：诸如内燃机或驱动马达等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备；用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车身上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到下列各设备的控制装置的作用，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或者诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯或雾灯等各种灯。在这种情况下，能够将从代替钥匙的便携设备发出的无线电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、或灯等。
车外信息检测单元12030检测与设置有车辆控制系统12000的车辆的外部有关的信息。例如，车外信息检测单元12030与摄像部12031连接。车外信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行诸如行人、车、障碍物、标志、或路面上的文字等物体的检测处理或者执行与它们相距的距离的检测处理。
摄像部12031是接收光并且输出与光的接收光量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031能够将该电气信号作为图像输出，或者能够将该电气信号作为测距信息输出。此外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040与用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。例如，驾驶员状态检测部12041包括对驾驶员进行摄像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专注程度，或者可以判定驾驶员是否在打瞌睡。
微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车辆内部或外部的信息来计算出驱动力产生设备、转向机构或制动设备的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制指令。例如，微型计算机12051能够执行用于实现高级驾驶员辅助系统(ADAS；advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述高级驾驶员辅助系统功能包括：车辆的碰撞规避或撞击减轻、基于车间距离的跟随行驶、车速维持行驶、车辆的碰撞警告、或车辆偏离车道警告等。
此外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的关于车辆内外的信息，通过控制驱动力产生设备、转向机构、或制动设备等，来执行用于实现不依赖驾驶员的操作而使车辆自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
此外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030获取的关于车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制指令。例如，微型计算机12051能够通过例如由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯，并且执行从远光灯切换到近光灯等用于防眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够在视觉上或在听觉上把信息通知给车上的乘客或车辆外部。在图9的示例中，作为输出设备，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如，显示部12062可以包括板上显示器(on-board display)和平视显示器(head-up display)中的至少一者。
图10是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图10中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105被设置在如下的位置：车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后备箱门以及车内的挡风玻璃的上部等。设置在前鼻处的摄像部12101和设置在车内的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧方的图像。设置在后保险杠或后备箱门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要用于检测前车、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、或车道等。
顺便提及，图10示出了摄像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过把由摄像部12101至12104拍摄的图像数据叠加，获得了车辆12100的从上方观看的俯瞰图像。
摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像部12101至12104获得的距离信息来求出与摄像范围12111至12114内的各个立体物相距的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而能够将尤其作为在车辆12100的行进道路上离车辆12100最近的立体物、在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶的立体物提取为前车。此外，微型计算机12051能够设定在前车前面要预先确保的跟车距离，并且能够执行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车启动控制)等。由此，可以执行旨在实现不依赖驾驶员的操作而使车辆自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，将与立体物有关的立体物数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆、以及其他立体物的立体物数据，提取分类后的立体物数据，并且使用所提取的立体物数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够在视觉上识别的障碍物和该驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断表示与各个障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。在碰撞风险大于或等于设定值并因此有可能发生碰撞的情形下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或避让转向。由此，微型计算机12051能够辅助驾驶以避免碰撞。
摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判定在摄像部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别出行人。例如，通过如下步骤来执行这种对行人的识别：提取作为红外相机的摄像部12101至12104的所拍摄图像中的特征点的步骤；以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定该物体是否为行人的步骤。当微型计算机12051判定摄像部12101至12104的所拍摄图像中存在行人并由此识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使其在识别出来的行人上叠加地显示用于强调的方形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使其在期望的位置处显示出用于表示行人的图标等。
在上文中，说明了根据本公开的技术适用的车辆控制系统的一个示例。根据本公开的技术适用于上述构造中的摄像部12031。具体地，图1A等所示的固态摄像装置1等适用于摄像部12031。通过将根据本公开的技术应用于摄像部12031，能够期望获得车辆控制系统的优异操作。
<6.其他变形例>
尽管已经参照各实施例及其变形例给出了本公开的上述内容，但是本公开并不限于上述各实施例等，并可以以各种方式予以变形。例如，在上述第一实施例的固态摄像装置1中，以在虚设部分122中不存在半导体元件151和配线152的逻辑芯片12为例进行了说明；然而，本公开并不限于此。根据本公开，例如，与图11所示的根据本公开的第五变形例(变形例5)的固态摄像装置1D中一样，虚设部分122可以包括具有半导体元件151和配线152的虚设电路15A。虚设电路15A设置于电路形成层14中。虚设电路15A不应在例如固态摄像装置1D的正常操作期间使用，但可用作冗余电路，该冗余电路是在逻辑电路15中发生诸如故障等异常的情况下被使用的。
此外，根据本公开，例如，与图12所示的根据本公开的第六变形例(变形例6)的固态摄像装置1E中一样，虚设部分122可以包括仅具有配线152的虚设电路15B。虚设电路15B设置于电路形成层14中。可替代地，根据本公开，虚设部分可以仅包括半导体元件和配线之中的半导体元件。
此外，在上述实施例等中，以逻辑芯片12的外缘12K和存储芯片42的外缘42K分别处在位于有效像素区域R20的外缘20K的位置外侧的位置处的情况为例进行了说明；然而，本公开不限于此。例如，逻辑芯片12的外缘12K和存储芯片42的外缘42K可以分别正好位于在层叠方向上与有效像素区域R20的外缘20K对齐的位置处。
此外，可以根据需要来设置在上述实施例等中所说明的包括电路基板10和40、传感器基板20等在内的构成部件的位置、尺寸、形状等。
此外，在上述实施例等中，已经将逻辑电路和存储电路作为信号处理电路的示例；然而，本公开并不限于此。例如，根据本公开的信号处理电路包括逻辑电路、存储电路、电源电路、图像信号压缩电路、时钟电路和光通信转换电路中的一者或多者。
此外，在上述第二实施例中，已经将从靠近传感器基板20的位置开始依次层叠包括逻辑芯片12的电路基板10和包括存储芯片42的电路基板40的结构作为示例；然而，本公开并不限于这种层叠顺序。即，例如，在图6A所示的固态摄像装置2中，可以依次层叠电路基板10、电路基板40和传感器基板20。
应当注意，本文所述的效果仅是示例，并且其说明是非限制性的。此外，可以提供任何其他效果。此外，本技术可以具有下列构造。
(1)一种摄像装置，包括：
层叠结构，所述层叠结构包括：
传感器基板，其具有有效像素区域，在所述有效像素区域中设置有摄像元件，所述摄像元件包括多个像素，并且所述摄像元件被构造成接收各个像素的外部光以产生像素信号；和
电路基板，其包括芯片，所述芯片包括相互一体化的第一部分和第二部分，所述第一部分包括用于执行所述像素信号的信号处理的信号处理电路，所述第二部分被设置于在面内方向上与所述第一部分的位置不同的位置处，
其中，在所述传感器基板和所述电路基板的层叠方向上，所述第一部分和所述第二部分两者被定位成与所述有效像素区域重叠。
(2)根据上述(1)所述的摄像装置，其中，在所述传感器基板和所述电路基板的层叠方向上，所述芯片的外缘被定位成与所述有效像素区域的外缘重叠，或者被定位成处于所述有效像素区域的外缘的外侧。
(3)根据上述(1)或(2)所述的摄像装置，还包括：将所述摄像元件和所述信号处理电路彼此电气连接的配线。
(4)根据上述(3)所述的摄像装置，其中，
所述配线包括第一配线部分和第二配线部分，所述第一配线部分被设置于所述传感器基板中并在所述传感器基板的表面上露出，所述第二配线部分被设置于所述电路基板中并在所述电路基板的表面上露出，并且，
所述第一配线部分和所述第二配线部分彼此接合。
(5)根据上述(1)-(4)中任一项所述的摄像装置，其中，
所述第一部分中的所述信号处理电路包括第一半导体元件，所述第一半导体元件有助于所述像素信号的信号处理，并且
所述第二部分包括具有第二半导体元件的虚设电路。
(6)根据上述(5)所述的摄像装置，其中，所述电路基板包括单个半导体基板和设置于所述半导体基板上的电路形成层，并且所述信号处理电路和所述虚设电路被形成在所述电路形成层中。
(7)根据上述(1)-(6)中任一项所述的摄像装置，其中，所述层叠结构还包括第三基板，所述第三基板层叠在所述电路基板的与所述传感器基板相反的一侧上。
(8)根据上述(1)-(7)中任一项所述的摄像装置，其中，所述信号处理电路包括逻辑电路、存储电路、电源电路、图像信号压缩电路、时钟电路和光通信转换电路中的至少一者。
(9)一种电子设备，其包括摄像装置，所述摄像装置包括：
层叠结构，所述层叠结构包括：
传感器基板，其具有有效像素区域，在所述有效像素区域中设置有摄像元件，所述摄像元件包括排列着的多个像素，并且所述摄像元件被构造成接收外部光以产生像素信号；和
电路基板，其包括相互一体化的第一部分和第二部分，所述第一部分包括用于执行所述像素信号的信号处理的信号处理电路，所述第二部分被设置于在面内方向上与所述第一部分的位置不同的位置处，
其中，在所述传感器基板和所述电路基板的层叠方向上，所述第一部分和所述第二部分两者被定位成与所述有效像素区域重叠。
本申请要求于2018年3月19日向日本专利局提交的日本专利申请特许第2018-51318号的优先权，其全部内容通过引用合并于本文中。
本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和改变，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。
