(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の画像撮像装置（１）であって、
可視スペクトル範囲における光を取り込むように、且つ、写真画像データを提供するように、形成される画像センサ（２）と、遠赤外線範囲における熱放射線を取り込むように、且つ、サーモグラフィー画像データを提供するように、形成される熱赤外線センサ（３）と、を備え、
前記画像センサ（２）及び前記熱赤外線センサ（３）は、共通チップパッケージ（４）内に集積され、
前記画像センサ（２）及び前記熱赤外線センサ（３）が、前記チップパッケージ（４）内の共通基板（５）の一方の面上に配置され、
前記画像センサ（２）が、第１の撮像側面（１３）を有し、前記熱赤外線センサ（３）が、第２の撮像側面（１４）を有し、前記第１の撮像側面を介して、前記可視光線が取り込まれるとともに、前記第２の撮像側面を介して、前記熱放射線が取り込まれ、前記第１及び第２の撮像側面は、前記共通基板（５）に面しており、前記共通基板（５）は、前記可視光線及び前記熱放射線の両方を透過する素材で、形成され、
前記画像センサ（２）のための第１のマイクロレンズ（８）、及び、前記熱赤外線センサ（３）のための第２のマイクロレンズ（９）が、前記共通基板（５）の他方の面上に配置され且つ前記チップパッケージ（４）内に集積されている、ことを特徴とする画像撮像装置（１）。
【請求項２】
前記共通チップパッケージ（４）は、ＣＳＰ又はＴＳＶパッケージである、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮像装置（１）。
【請求項３】
電子接点パッド（７）が、前記共通基板（５）上に設けられ、前記画像センサ（２）及び前記熱赤外線センサ（３）は、それぞれの画像データを送信するために、前記共通基板（５）に電子的に結合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮像装置（１）。
【請求項４】
前記画像センサ（２）は、ＣＭＯＳ画像センサ又はＣＣＤ画像センサとして形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像撮像装置（１）。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の画像撮像装置（１）を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像センサ及び熱赤外線センサを備える、自動車の画像撮像装置に関する。画像センサは、可視スペクトル範囲における光を取り込むように形成され、且つ、写真画像データを提供する。そして、赤外線センサは、遠赤線外範囲における熱放射線を取り込むように、且つ、サーモグラフィー画像を提供するように形成される。さらに、本発明は、このような画像撮像装置を備える自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントカメラは、既に先行技術である。このようなフロントカメラは、通常、例えば、ＬＤＷ（Ｌａｎｅ  Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ  Ｗａｒｎｉｎｇ）アプリケーション、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アプリケーション、ＡＥＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アプリケーション等のような、様々なアプリケーションの最新運転者支援装置において用いられる。通常、フロントカメラは、色感光性画像センサ（例えば、ＣＭＯＳ）を備え、この色感光性画像センサは、可視スペクトル範囲における光を取り込み可能であり、ゆえに、写真画像データを提供可能である。ここで、フロントカメラは、可視光線がフロントガラスを介して取り込まれるため、一般的に、フロントガラスの背面に配置されている。通常、フロントカメラは、ＶＧＡ解像度又は１．３メガピクセル解像度を有する。
【０００３】
さらに、自動車には、暗視カメラも用いられ、この暗視カメラは、遠赤外線範囲における熱放射線を検知可能である、熱赤外線センサを有する。フロントガラスの素材は、赤外線を減衰させるため、このような暗視カメラは、車両内装の外側（例えば、フロントバンパー等）に配置されている。このような赤外線センサは、一般的に、ＱＶＧＡ解像度を有する。ＭＥＭＳセンサが用いられるため、且つ、真空隔離が必要なため、暗視カメラは、従来のＣＭＯＳ画像センサを備えるフロントカメラと比べて、比較的高価である。
【０００４】
従来の画像センサを含むフロントカメラを備える自動車は、熱赤外線センサを含む暗視カメラを備える自動車と同様、例えば、特許文献ＵＳ７７８６８９８号から知られている。フロントカメラは、フロントガラス上の、自動車の内装の内側に配置され、その一方で、暗視カメラは、内装の外側に配置されている。
【０００５】
ＤＥ１０２０１３０００２６０Ａ１号は、異なるスペクトル範囲を感知できる、２つの異なる画像センサを開示している。これらの画像センサは、互いに隣接して配置されている。
【０００６】
従って、従来のフロントカメラ及び暗視カメラが用いられる場合、写真画像及びサーモグラフィー画像も、互いに結び付けられ得る。すなわち、サーモグラフィー画像データ及び写真画像データの両方に基づく画像が、提供され得る。しかし、２つの異なる部品が自動車内に搭載されなければならないため、２つの別個のカメラの使用は、比較的不利であると明らかになっている。一方では、これにより自動車の製造コストが増加し、他方では、２つの別個のカメラは、比較的設置スペースも広く必要とするが、自動車では、限定的にしかスペースを取れない。しかしながら、決定的に不利な点は、カメラの異なる配置（一方で内装の外側、他方で内装の内側）により、例えばステレオ画像のような、結び付けられた画像の提供の可能性が、制限される、という点である。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、先行技術に対して向上された、上述された種類の画像撮像装置及びそのような画像撮像装置を備える自動車を、提供することである。
【０００８】
本発明によると、この目的は、各独立請求項に記載の特徴を有する画像撮像装置及び自動車により実現される。本発明の有利な実施態様は、従属請求項、詳細な説明及び図面の法上の保護対象である。
【０００９】
本発明に係る画像撮像装置は、自動車上の及び／又は自動車内の設置を想定され、画像センサ及び熱赤外線センサを含んでいる。画像センサは、可視（人間にとって）スペクトル範囲における光を取り込むよう、且つ、写真画像データを提供するように形成される。熱赤外線センサは、画像センサとは異なるセンサであり、遠赤外線範囲（特に、３μｍより大きな波長）における熱放射線を取り込むように、且つ、サーモグラフィー画像データを提供するように、形成される。本発明によると、画像センサ及び熱赤外線センサは、共通チップパッケージ内に集積されている。
【００１０】
本発明によると、画像センサ及び熱赤外線センサは、チップパッケージによって一括して収容されている。従って、画像撮像装置は、チップパッケージを備える単一の部品の形態であり、電子的結合素子は、このチップパッケージから突出しており、画像データは、この電子的結合素子によって出力可能であり、且つ、集積化画像撮像装置は、この電子的結合素子によって、例えば、回路基板に結合可能である。ゆえに、画像センサ及び熱赤外線センサは、隣接して、且つ、互いに既知の距離で、配置されており、従って、サーモグラフィー画像データ及び写真画像データの両方に基づく、合成された画像もまた、難なく、提供可能である。それゆえに、例えば、ステレオ画像を提供することは可能である。さらに、２つの別個のカメラは、もはや自動車に搭載される必要がなく、ただ単一の部品が搭載されればよいため、一方で、貴重な設置スペースが、他方で、コストもまた、節約可能である。画像撮像装置は、例えば、車両の前面に、例えば、フロントバンパー上に、設置され得る。
【００１１】
好ましくは、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）又はＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ‐Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）パッケージが、共通チップパッケージとして採用されている。規格パッケージの種類が用いられ得るが、半導体回路には、他の種類もまた、用いられ得る。
【００１２】
画像センサ及び熱赤外線センサが、チップパッケージ内の共通基板上に配置されている場合、特に有利であることは明らかである。この事により、画像撮像装置の集積密度がさらに高まる。ゆえに、画像撮像装置は、特に、コンパクトに提供され得る。さらに、共通基板上の２つのセンサの配置には、２つの画像センサが、互いに非常に近くに配置され、そのため、望ましくない光学的影響を避けられ得る、という利点がある。
【００１３】
好ましくは、画像センサ及び熱赤外線センサは、可視光線及び熱放射線が、それぞれ取り込まれる、各撮像側面を有している。これは、画像センサは、可視光線が取り込まれる撮像側面を有し、且つ、熱赤外線センサも、熱放射線が取り込まれる撮像側面を有すること、を意味する。ここで、画像センサ及び熱赤外線センサは、撮像側面が基板に面するような、共通基板上に配置されている。ここで、共通基板は、可視光線及び熱放射線の両方に対して透過性のある、素材で形成され得る。素材は、ガラス及び／又はセラミックを含み得る。ゆえに、可視光線及び熱放射線の取り込みは、共通基板を介して行われる。このようなセンサの配置には、マイクロレンズが、例えば、基板の反対側に設けられ得る、という利点がある。
【００１４】
好ましくは、電子接点パッドは、共通基板上に設けられ、この共通基板に、画像センサ及び熱赤外線センサは、それぞれの画像データを送信するように電子的に結合されている。チップパッケージから突出し、画像撮像装置の異なる回路基板への接続の役割を果たす、これらの接点パッドは、各接続素子に結合され得る。
【００１５】
好ましくは、画像センサ及び／又は熱赤外線センサのための、少なくとも１つのマイクロレンズが、特に、ＷＬＯ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｏｐｔｉｃｓ）が、チップパッケージ内に集積されている。このようなマイクロレンズは、従来のレンズより大幅にコンパクトであり、従来のカメラに比べて画像撮像装置の低背化が図れる。ゆえに、画像撮像装置とは別個のさらなる光学素子は、用いられる必要がない。
【００１６】
ここで、少なくとも１つのマイクロレンズが、特にＷＬＯが、画像センサ及び熱赤外線センサの両方のためのチップパッケージ内に、それぞれ集積されるように、設けられることが好ましい。マイクロレンズは、画像センサ及び赤外線センサから離れて面している共通基板の側面に、配置され得る。
【００１７】
例えば、画像センサは、ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサでもよい。
【００１８】
さらに、本発明は、本発明に係る画像撮像装置を備える自動車、特に乗用車に関する。
【００１９】
本発明のさらなる特徴は、特許請求の範囲、図面及び図面の説明から明らかである。上述の全ての特徴及び特徴の組合せ、並びに下記の図面の説明及び／又は図面にのみ示された特徴及び特徴の組合せは、各特定の組合せにおいてのみならず他の組合せ又は単独においても有効である。
【００２０】
以下、本発明を好適な実施形態に基づいて添付図面を参照しつつ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像撮像装置を貫く断面概略図。
【図２】画像センサと熱赤外線センサを備える基板の上面概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示される画像撮像装置１は、自動車において使用されるように形成される。画像撮像装置１は、例えば、車両の前面に、例えば、フロントバンパー上に、設置され得る。画像撮像装置１は、画像センサ２及び熱赤外線センサ３を含んでおり、この熱赤外線センサ３は、共通チップパッケージ４内に収容されている。画像センサ２は、例えば、ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサである。画像センサ２は、（例えば、３００ｎｍから９００ｎｍの波長を有する）可視スペクトル範囲における光を取り込むことができ、取り込まれた可視光線による、写真画像データを提供し得る。対して、熱赤外線センサ３は、遠赤外線範囲における（例えば、３μｍから１５μｍの波長を有する）熱放射線を取り込むように形成され、取り込まれた熱放射線による、サーモグラフィー画像データを提供する。
【００２３】
本実施形態において、共通チップパッケージ４は、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）又はＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ‐Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）パッケージである。共通基板５には、画像センサ２及び赤外線センサ３が設けられており、可視光線及び赤外線の両方に対して透過性がある。共通基板５は、画像センサ２及び赤外線センサ３のための坦持体を提供している。セラミック及び／又はガラスが、基板５の素材として用いられ得る。
【００２４】
画像センサ２及び赤外線センサ３は、基板５の裏面６上に配置されている。画像センサ２及び赤外線センサ３は、各撮像側面１３、１４を有し、この側面を介して、可視光線及び熱赤外線は、それぞれ取り込まれる。撮像側面１３、１４は、基盤５に面しており、特に、裏面６に隣接している。
【００２５】
本発明における実施形態に係る、裏面６の上面図と画像センサ２及び赤外線センサ３が、図２において、概略的に及び縮尺を変更することなく、示されている。図２から明らかであるように、電子接点パッド７は、基板５上に配置可能であり、この基板５に、一方で、画像センサ２が、他方では、赤外線線センサ３もまた、電子的に結合されている。結合素子（図示せず）もまた、これらの接点パッド７に結合可能であり、これらの接点パッド７は、チップパッケージ４から突出しており、このチップパッケージ４を介して、画像データは出力され得る。
【００２６】
図１を再度参照すると、両方が画像センサ２及び赤外線センサ３のための、マイクロレンズ８、９は、チップパッケージ４内に集積されている。マイクロレンズ８、９は、ＷＬＯ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｏｐｔｉｃｓ）の光学素子である。これらのマイクロレンズ８、９は、センサ２、３から離れて面している、基板５の前面１０に配置されている。画像センサ２の撮像側面１３によって、可視光線は、マイクロレンズ８を介して、且つ、基板５の素材を介して、取り込まれ、ここで、図１の１１によって入射光線の方向が示されている。同様に、赤外線センサ３も、撮像側面１４によって、マイクロレンズ９を介して、且つ、基板５の素材を介して、熱放射線を取り込み、ここで、熱放射線の入射方向が１２によって示されている。
【００２７】
図１において、マイクロレンズ８、９の２層が図示されている。しかしながら、層の数は、任意であり、例えば、１から４の値の範囲内になり得る。ここで、マイクロレンズ８は、特に可視光線に適した素材で形成される。対応して、マイクロレンズ９は、特に熱放射線と想定される素材で形成される。
【図１】
0006364491.tif 000002
【図２】
0006364491.tif 000003