[发明专利]成像系统以及图像传感器

说明书

相关申请的交叉引用

这里引入2006年6月26日在日本提交的、专利申请号为No.2006-174975的全部内容作为参考，其具体包括说明书、附图和权利要求书。

技术领域

本发明涉及用于提供通过要求较高的可靠性并经常在白光或者低显色性(color rendering)照明下使用的车载摄像头或者类似物捕捉到的良好图像的成像系统和图像传感器。

背景技术

为了提高运行车辆的安全性，现有技术中已经提出了许多在车辆中设置诸如视频摄像头等的成像装置以监控车辆周围的图像的许多系统。

具体地，在视觉识别支持系统中，在车辆的驾驶坐位附近设置的图像显示装置中显示安装在后视镜、侧镜或者类似物中的摄像头的输出以帮助驾驶人员检查接近车辆以及下一车道的状况、水平方向上车辆的盲点的图像等，以及识别系统，用于执行捕捉图像处理以检测周围车辆的运动，然后根据周围车辆的距离和速度向驾驶人员发出警告，或者检测路线区域的预定位置以及识别标记。

该车载摄像头必须不受气候条件的影响。例如，为了实现不受气候条件影响的成像系统，日本提前公开专利No.5-294183公开了一种技术，在该技术中将车辆后视镜的镜面部分形成为单向透视玻璃、在其中设置有具有光学滤光器以及CCD或者类似设备的摄像镜头，并向图像显示设备输出通过设置在驾驶室中的摄像头处理电路处理后的图像信号。

而且，在日本提前公开专利No.5-294183中，所公开的技术用于针对摄像头的安装位置解决如下问题，即：1)如果摄像头安装在驾驶室中，驾驶室的外观以及内部舒适度降低并且驾驶人员的视域变窄，2)如果摄像头设置在发动机间，则周围环境很差并且会导致摄像头失效，3)如果摄像头设置在车辆的外围部分，具体地，位于门侧或者发动机间上，则会在安全性、设计以及诸如气动阻力的性能方面产生不良影响。

发明内容

在上述公知技术中，摄像头安装在不会导致车辆性能退化的摄像头安装位置。但是，依然存在限制车载摄像头性能的其他问题。即，1)通过单向透射玻璃提取外部图像，因此降低了灵敏度，2)由于摄像头的安装位置位于后视镜中，因此摄像头的方向和提取图像的视角范围是确定的，并且3)考虑到设计方面的问题，未来考虑取消后视镜后，无法采用该公知技术。

此外，与车辆的外部和发动机空间内部相比，后视镜的内部是很好的应用环境。但是，该应用环境仍然存在很多问题。例如，众所周知停在正午灼热的阳光下的车辆，包括驾驶室和后视镜内部的温度都会变得很高。在驾驶期间发动机空间内部的温度会远高于驾驶室的温度，并且安装在车辆外部的摄像头直接暴露于太阳光下。

而且，用于支持可视识别的车载摄像头系统的目的在于在夜间或者隧道中的恶劣条件下将可视性提高到比裸眼可视性更高的级别。在多数情况，高压钠灯等由于其节能等原因用于道路照明和隧道照明。但是，高压钠灯具有较差的显色性并且通过假设在白光下执行的处理很难识别颜色。

图16为公知成像系统结构的截面图。如图16所示，装置1501包括硅半导体衬底，在该衬底中P型层1503层叠在n型层1502上。此外，在衬底上还形成层间绝缘膜1504。

在P型层1503中，通过n型杂质的离子注入形成多个光电二极管(光电转换元件)1505。光电二极管1505将入射光1506转换为电并通过隔离区域1507彼此分离。

此外，在隔离区域1507上形成抑制入射光的遮光膜1508并在遮光膜1508上部形成滤色片1509。而且，在滤色片1509上部形成用来有效收集入射光1506的聚光透镜1510。通过滤色片1509的波长选择性，入射光1506分离为R(红)、G(绿)和B(蓝)波长范围以实现色分离。

但是，公知的滤色片1509包括由有机材料构成的颜料并导致如下不便。如果滤色片1509在高温环境停留几个小时，或者滤色片1509暴露于强入射光中几个小时，则颜料会发生化学变化并从而其波长选择性发生改变。因此，采用颜料滤光器的公知成像系统具有由于高温或者高光辐射而导致的变色(降低色分离特性)的问题。如上所述，该问题在安装在车辆中的成像系统尤其明显。而且，另一问题在于广泛用于道路照明和隧道照明的照明装置具有较低的显色性。

图17为表示高压钠灯和肉眼的光谱特性的曲线图。在图17中，1601表示高压钠灯的光谱特性，1602表示肉眼对蓝(B)分量的光谱特性、1603表示肉眼对绿(G)分量的光谱特性并且1604表示肉眼对红(R)分量的光谱特性。