特開 2022-60730 半導体装置、光学構造物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022060730

(43)【公開日】2022-04-15

(54)【発明の名称】半導体装置、光学構造物

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20220408BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20220408BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G02B7/02 A

G02B7/02 Z

G02B7/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020168378

(22)【出願日】2020-10-05

(71)【出願人】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121131

【弁理士】

【氏名又は名称】西川 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082131

【弁理士】

【氏名又は名称】稲本 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100168686

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 勇介

(72)【発明者】

【氏名】岡野 英暁

【テーマコード（参考）】

2H044

5J084

【Ｆターム（参考）】

2H044AB10

2H044AB22

2H044AB28

2H044AJ04

2H044AJ06

5J084AA05

5J084AB01

5J084AB07

5J084AC02

5J084AC03

5J084AC04

5J084AC07

5J084AC08

5J084AD01

5J084BA02

5J084BA20

5J084BA34

5J084BA40

5J084BB02

5J084BB03

5J084DA01

5J084EA31

(57)【要約】

【課題】半導体装置を小型化する。
【解決手段】第１の光軸方向に配置された複数の第１の光学構造物と、第２の光軸方向に配置された複数の第２の光学構造物とを備え、複数の第１の光学構造物と複数の第２の光学構造物のうち、光軸方向と垂直に交わる方向に配置されている少なくとも１枚は、第１の光学構造物と第２の光学構造物が連続した構造の光学構造物である。第１の光学構造物と第２の光学構造物は、異なる光学的な特徴を有する。本技術は、測距を行う測距装置や画像を撮像する撮像装置などの半導体装置に適用できる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光軸方向に配置された複数の第１の光学構造物と、
第２の光軸方向に配置された複数の第２の光学構造物と
を備え、
前記複数の第１の光学構造物と前記複数の第２の光学構造物のうち、光軸方向と垂直に交わる方向に配置されている少なくとも１枚は、前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物が連続した構造の光学構造物である
半導体装置。

【請求項2】

前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、異なる光学的な特徴を有する
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、レンズである
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記連続した構造の光学構造物は、前記第１の光学構造物の光学面と前記第２の光学構造物の光学面の位置が異なる
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１の光学構造物は、受光素子上に配置され、
前記第２の光学構造物は、発光素子上に配置されている
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、受光素子上に配置されている
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記連続した構造の光学構造物は、前記受光素子が配置されている側とは異なる側に配置されている
請求項５に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物の間には、遮光壁が設けられている
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、異なる個数、備えられている
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項10】

光軸方向で光学面の位置が異なる第１の光学構造物と第２の光学構造物が連続した構造である
光学構造物。

【請求項11】

前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、異なる光学的な特徴を有する
請求項１０に記載の光学構造物。

【請求項12】

前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、レンズである
請求項１０に記載の光学構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は半導体装置、光学構造物に関し、例えば、さらなる小型化ができるようにした半導体装置、光学構造物に関する。

【背景技術】

【0002】

CCD(Charge Coupled Device)やCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を用いたカメラ付携帯電話やデジタルスチルカメラなどの撮像装置が知られている。撮像素子を用いて対象物までの距離を測定する測距装置としてTOF(Time Of Flight)センサが知れている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１３２６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、発光側のレンズを保持するレンズホルダと受光側のレンズを保持するレンズホルダがそれぞれ設けられている。発光側のレンズホルダと受光側のレンズホルダをそれぞれ別に製造するため、これらを製造するためにかかる時間が長くなる可能性があった。またレンズホルダを２つ備える構成となるため小型化するのが困難であった。測距装置や撮像装置の小型化や製造にかかる時間の短縮が望まれている。

【0005】

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、小型化や製造にかかる時間を短縮することができるようにするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本技術の一側面の半導体装置は、第１の光軸方向に配置された複数の第１の光学構造物と、第２の光軸方向に配置された複数の第２の光学構造物とを備え、前記複数の第１の光学構造物と前記複数の第２の光学構造物のうち、光軸方向と垂直に交わる方向に配置されている少なくとも１枚は、前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物が連続した構造の光学構造物である。

【0007】

本技術の一側面の光学構造物は、光軸方向で光学面の位置が異なる第１の光学構造物と第２の光学構造物が連続した構造である。

【0008】

本技術の一側面の半導体装置においては、第１の光軸方向に配置された複数の第１の光学構造物と、第２の光軸方向に配置された複数の第２の光学構造物とが備えられ、複数の第１の光学構造物と複数の第２の光学構造物のうち、光軸方向と垂直に交わる方向に配置されている少なくとも１枚は、第１の光学構造物と第２の光学構造物が連続した構造の光学構造物とされている。

【0009】

本技術の一側面の光学構造物においては、光軸方向で光学面の位置が異なる第１の光学構造物と第２の光学構造物が連続した構造とされている。

【0010】

なお、半導体装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本技術を適用した半導体装置の一実施の形態の構成を示す図である。

【図2】受光部の構成例を示す図である。

【図3】半導体装置の構成例を示す図である。

【図4】半導体装置の他の構成例を示す図である。

【図5】小型化できることについて説明するための図である。

【図6】レンズの構成について説明するための図である。

【図7】半導体装置の他の構成例を示す図である。

【図8】半導体装置の他の構成例を示す図である。

【図9】半導体装置の他の構成例を示す図である。

【図10】半導体装置の他の構成例を示す図である。

【図11】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。

【図12】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。

【0013】

本技術は、例えば直接ＴＯＦ方式や間接ＴＯＦ方式により測距を行う測距装置に適用することが可能である。本技術は、被写体を撮像し、カラー画像を取得する撮像装置などにも適用できる。本技術は、画像を出力しないようなセンサ、例えば近接センサなどにも適用できる。ここでは、本技術を適用できる範囲の装置を半導体装置と記述する。

【0014】

例えば測距装置は、車両に搭載され、車外にある対象物までの距離を測定する車載用のシステムや、ユーザの手等の対象物までの距離を測定し、その測定結果に基づいてユーザのジェスチャを認識するジェスチャ認識用のシステムなどに適用することができる。この場合、ジェスチャ認識の結果は、例えばカーナビゲーションシステムの操作等に用いることができる。

【0015】

＜半導体装置の構成例＞
図１は、本技術を適用した半導体装置の一実施の形態の構成例を示している。ここでは測距を行う装置に本技術を適用した場合を例に挙げて説明する。

【0016】

半導体装置１０は、レンズ１１、受光部１２、信号処理部１３、発光部１４、および発光制御部１５を備える。信号処理部１３は、パターン切替部２１と距離画像生成部２２を備える。図１の半導体装置１０は、物体に対して光を照射し、その光（照射光）が物体で反射した光（反射光）を受光して、物体までの距離を測定する。

【0017】

半導体装置１０の発光系は、発光部１４と発光制御部１５から成る。発光系においては、発光制御部１５が、信号処理部１３からの制御に従い、発光部１４により赤外光（ＩＲ）を照射させる。レンズ１１と受光部１２の間にＩＲバンドフィルタを設け、ＩＲバンドパスフィルタの透過波長帯に対応する赤外光を発光部１４が発光する構成とするようにしても良い。

【0018】

発光部１４は、半導体装置１０の筐体内に配置してもよいし、半導体装置１０の筐体外部に配置してもよい。発光制御部１５は、発光部１４を、所定のパターンで発光させる。このパターンは、パターン切替部２１により設定され、所定のタイミングで切り替えられるように構成されている。

【0019】

パターン切替部２１を設け、例えば、他の半導体装置１０のパターンと重ならないように発光パターンを切り替えるように構成することができる。また、このようなパターン切替部２１を設けない構成とすることも可能である。

【0020】

信号処理部１３は、例えば、受光部１２から供給される画像信号に基づいて、半導体装置１０から物体までの距離を算出する算出部として機能する。算出された距離を画像として出力する場合、信号処理部１３の距離画像生成部２２は、物体までの距離が画素毎に表された距離画像を生成し、出力する。

【0021】

＜受光部の構成＞
図２は、受光部１２の構成例を示すブロック図である。受光部１２は、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサとすることができる。

【0022】

受光部１２は、画素アレイ部４１、垂直駆動部４２、カラム処理部４３、水平駆動部４４、およびシステム制御部４５を含んで構成される。画素アレイ部４１、垂直駆動部４２、カラム処理部４３、水平駆動部４４、およびシステム制御部４５は、図示しない半導体基板（チップ）上に設けられている。

【0023】

画素アレイ部４１には、入射光量に応じた電荷量の光電荷を発生して内部に蓄積する光電変換素子を有する単位画素が行列状に２次元配置されている。

【0024】

画素アレイ部４１にはさらに、行列状の画素配列に対して行毎に画素駆動線４６が図の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って設けられ、列毎に垂直信号線４７が図の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って設けられている。画素駆動線４６の一端は、垂直駆動部４２の各行に対応した出力端に接続されている。

【0025】

垂直駆動部４２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部４１の各画素を、全画素同時あるいは行単位等で駆動する画素駆動部である。垂直駆動部４２によって選択走査された画素行の各単位画素から出力される画素信号は、垂直信号線４７の各々を通してカラム処理部４３に供給される。カラム処理部４３は、画素アレイ部４１の画素列毎に、選択行の各単位画素から垂直信号線４７を通して出力される画素信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の画素信号を一時的に保持する。

【0026】

具体的には、カラム処理部４３は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、例えばCDS（Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング）処理を行う。このカラム処理部４３による相関二重サンプリングにより、リセットノイズや増幅トランジスタの閾値ばらつき等の画素固有の固定パターンノイズが除去される。なお、カラム処理部４３にノイズ除去処理以外に、例えば、AD（アナログデジタル）変換機能を持たせ、信号レベルをデジタル信号で出力することも可能である。

【0027】

水平駆動部４４は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部４３の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部４４による選択走査により、カラム処理部４３で信号処理された画素信号が順番に信号処理部４８に出力される。

【0028】

システム制御部４５は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動部４２、カラム処理部４３、および水平駆動部４４などの駆動制御を行う。

【0029】

画素アレイ部４１において、行列状の画素配列に対して、画素行毎に画素駆動線４６が行方向に沿って配線され、各画素列に２つの垂直信号線４７が列方向に沿って配線されている。例えば画素駆動線４６は、画素から信号を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。なお、図２では、画素駆動線４６について１本の配線として示しているが、１本に限られるものではない。画素駆動線４６の一端は、垂直駆動部４２の各行に対応した出力端に接続されている。

【0030】

＜半導体装置の断面構成例＞
次に、半導体装置の構成例についての説明を続ける。以下の説明においては、レンズホルダを２つ備える半導体装置と、レンズホルダを１つ備える半導体装置について説明を加える。レンズホルダを２つ備える半導体装置は、半導体装置１００として説明を加え、レンズホルダを１つ備える半導体装置を、半導体装置１０として説明を加える。半導体装置１００は、上記した半導体装置１０として用いることができる。

【0031】

図３は、半導体装置の断面構成例を示す図である。半導体装置１００は、基板１１１上に、受光側のレンズを保持する受光側レンズホルダ１１２と、発光側のレンズを保持する発光側レンズホルダ１１３が搭載された構成とされている。受光側レンズホルダ１１２と基板１１１との間には、入射された光を受光する受光素子としての撮像素子１１４が配置されている。発光側レンズホルダ１１３と基板１１１との間には、発光部１１５が配置されている。

【0032】

なお、ここでは、受光素子の一例として撮像素子を例に挙げて説明するが、入射してきた光を受光し、画像を生成するのに用いられる撮像素子以外の受光素子であっても本技術を適用できる。

【0033】

受光側レンズホルダ１１２にはレンズ１２１、レンズ１２２、およびレンズ１２３の３枚のレンズが保持されている。発光側レンズホルダ１１３には、レンズ１３１、レンズ１３２、およびレンズ１３３が保持されている。受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３は、所定の間隔を有して配置されている。

【0034】

発光部１１５で発光された光は、レンズ１３１乃至１３３を透過し、物体に照射される。物体により反射された反射光である測定光が、レンズ１２１乃至１２３により撮像素子１１４において結像する。

【0035】

受光側レンズホルダ１１２に保持されているレンズ１２１乃至１２３の中心と、発光側レンズホルダ１１３に保持されているレンズ１３１乃至１３３のレンズの中心との距離を、基線長と記述する。図３に示した半導体装置１００の基線長は、基線長Ｌ１１である。

【0036】

半導体装置１００は、別々に設計され、組み立てられた受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３が、基板１１１上に所定の間隔を有して配置されているため、基線長Ｌ１１を短くするには限界がある。基線長Ｌ１１を短くすることに限界があるため、半導体装置１００自体を小型化することにも限界がある。また、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３の異なる光学系を、異なる生産プロセスで組み立てる必要があるため、製造時にかかる時間をより短縮することにも限界がある。

【0037】

そこで以下に、より小型化でき、製造時にかかる時間を短くできる半導体装置１０について説明する。

【0038】

＜半導体装置の他の構成＞
図４は、半導体装置の他の構成例を示す図である。図４に示した半導体装置は、１つのレンズホルダを備える半導体装置であり、１つのレンズホルダを備える半導体装置については、複数の実施の形態を説明するため、他の実施の形態と区別するために、図４に示した半導体装置１０は、第１の実施の形態おける半導体装置１０ａとして説明を続ける。

【0039】

半導体装置１０ａは、基板２１１上に、受光側のレンズと発光側のレンズを保持するレンズホルダ２１２が搭載された構成とされている。図４中、左側を受光側とし、右側を発光側とする。受光側において、レンズホルダ２１２と基板２１１との間には、受光素子としての撮像素子２１４が配置されている。発光側において、レンズホルダ２１２と基板２１１との間には、発光素子を含む発光部２１５が配置されている。レンズホルダ２１２にはレンズ２２１、レンズ２２２、レンズ２２３、レンズ２２４の４枚のレンズが保持されている。

【0040】

レンズホルダ２１２とレンズ２２１乃至２２３は、例えば図１における半導体装置１０のレンズ１１に該当する。撮像素子２１４は、例えば図１における半導体装置１０の受光部１２に該当し、図２に示したように、行列上に画素５０が配置された構成を有している。

【0041】

レンズホルダ２１２とレンズ２２１，２２３，２２４と、発光部２１５は、図１における半導体装置１０の発光部１４に該当する。発光部２１５は、可視光、赤外光などの任意の波長の光を出射光として出射する。例えば、出射光の波長は、半導体装置１０ａの用途に応じて任意に選択される。

【0042】

レンズホルダ２１２は、受光側と発光側のレンズを保持している。レンズホルダ２１２に保持されるレンズには、受光側のレンズと発光側のレンズが一体化されたレンズも含まれる。レンズホルダ２１２に保持されているレンズ２２１は、受光側のレンズとして用いられるレンズ２２１－１と、発光側のレンズとして用いられるレンズ２２１－２が一体化された構成のレンズである。

【0043】

レンズホルダ２１２に保持されているレンズ２２３は、受光側のレンズとして用いられるレンズ２２３－１と、発光側のレンズとして用いられるレンズ２２３－２が一体化された構成のレンズである。

【0044】

図４に示した半導体装置１０ａにおいても、発光部２１５で発光された光は、レンズ２２１－２，２２４，２２３－２を透過し、物体に照射される。物体により反射された反射光である測定光が、レンズ２２１－１，２２２，２２３－１により撮像素子２１４において結像する。

【0045】

図４に示した半導体装置１０ａは、図３に示した半導体装置１００と異なり、１つのレンズホルダ２１２により、受光側のレンズと発光側のレンズが保持されている。よって、製造時にかかる時間を短くし、半導体装置１０ａを小型化することができる。このことについて、図５を参照して説明する。

【0046】

図５の上図は、図３に示した半導体装置１００であり、図５の下図は、図４に示した半導体装置１０ａである。図５の上図に示したように、レンズホルダを別個に備える半導体装置１００の基線長は、基線長Ｌ１１となる。図５の下図に示したように、一体化形成されたレンズを備える半導体装置１０ａの基線長は、基線長Ｌ１２となる。基線長Ｌ１２は、基線長Ｌ１１よりも短くなる。

【0047】

半導体装置１００は、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３が別々に設けられ、所定の間隔を有して配置されている。そのため、基線長Ｌ１１には、所定の間隔の長さと、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３のそれぞれの側面の厚さが含まれる。一方で、半導体装置１０ａには、半導体装置１００にある所定の間隔に該当する長さがないため、少なくとも、この長さ分は、基線長Ｌ１１よりも基線長Ｌ１２は短くなる。

【0048】

半導体装置１０ａには、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３のそれぞれの側面の厚さに該当する長さも短くできる構造であるため、基線長Ｌ１２を基線長Ｌ１１よりもさらに短くすることができる。このことについて図６を参照して説明する。

【0049】

図６は、図４に示した半導体装置１０ａのレンズホルダ２１２に保持されているレンズ２２３を示す図である。レンズ２２３は、レンズ２２３－１とレンズ２２３－２が一体化された構成とされている。レンズ２２３－１の有効径を有効径Ｌ２１とし、レンズ２２３-２の有効径を有効径Ｌ２３とする。レンズ２２３－１とレンズ２２３－２は、有効径以外の部分で接続されている。レンズ２２３－１とレンズ２２３－２が接続されている領域を接続部とする。接続部は、有効径Ｌ２１と有効径Ｌ２２に挟まれた位置にあり、その長さは長さＬ２２である。

【0050】

基線長Ｌ１２は、Ｌ１２＝（Ｌ２１／２）＋Ｌ２２＋（Ｌ２３／２）と表すことができる。基線長Ｌ１１を、同様に表した場合、また長さＬ２２に該当する長さを長さＬ３２と記載した場合、基線長Ｌ１１は、Ｌ１１＝（Ｌ２１／２）＋Ｌ３２＋（Ｌ２３／２）と表すことができる。基線長Ｌ１２の長さと基線長Ｌ１１の長さに違いを生じさせるのは、長さＬ１２と長さＬ３２の長さの違いである。

【0051】

図５の上図を参照するに長さＬ３２は、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３が配置されている間隔や、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３のそれぞれの側面の厚さや、保持されているレンズの有効径以外の部分の一部（レンズを保持するために設けられた平坦な部分）を含む長さとなる。このレンズの有効径以外の部分の一部は、レンズ同士を接続する接続部として用いることができる部分であり、長さとしては長さＬ２２と略同じ長さとすることができる。

【0052】

このようなことから、長さＬ３２は、長さＬ２２よりも長くなることは明らかである。長さＬ３２よりも長さＬ２２は短くなるため、長さＬ３２を含む基線長Ｌ１１よりも長さＬ２２を含む基線長Ｌ１２の方が短くなることも明らかである。長さＬ２２をより短くすることで、より小型化できるようになることも明らかである。よって、半導体装置１０ａを小型化することができる。

【0053】

再度図５を参照するに、半導体装置１００は、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３をそれぞれ備えるため、受光側レンズホルダ１１２にレンズを格納する工程と、発光側レンズホルダ１１３にレンズを格納する工程が、それぞれ行われる。半導体装置１０ａは、受光側のレンズと発光側のレンズが一体化され、その一体化されたレンズが、レンズホルダ２１２に保持されるため、レンズホルダ２１２にレンズを格納する工程だけで良い。よって、製造時にかかる時間を、本技術を適用した半導体装置１０aによれば短縮することができる。

【0054】

半導体装置１００では、受光側レンズホルダ１１２と発光側レンズホルダ１１３を別々に基板１１１に取り付ける工程が必要だが、半導体装置１０aでは、レンズホルダ２１２を基板２１１に取り付ける工程だけで良い。よって、この点においても半導体装置１０ａによれば製造時にかかる時間を短縮できる。

【0055】

このように、本技術を適用することで、製造時にかかる時間を短縮でき、製造される半導体装置１０ａは、小型化された半導体装置１０ａとすることができる。

【0056】

図６を再度参照する。レンズ２２３は、例えば、樹脂で形成することができる。レンズ２２３を形成するとき、例えば、図６において矢印で示したように、レンズ２２３を形成するための型に左側から樹脂を流し込むことで、レンズ２２３を形成することができる。樹脂を流し込んでレンズ２２３を形成する場合、レンズ２２３－１とレンズ２２３－２を接続している接続部は、樹脂が流れやすい大きさを保った形状であるのが好ましい。例えば、接続部が狭い場合、樹脂がレンズ２２３-２側に十分に流れなかったり、接続部に大きな段差があると接続部で樹脂が十分に充填されてない領域ができてしまったりする可能性がある。このようなことがないように、接続部は、樹脂が十分に流れる形状に形成されている。

【0057】

図示はしないが、レンズ２２１も、レンズ２２３と同様に、樹脂を型に流し込むことで形成される。一体化形成ではないレンズ２２２やレンズ２２４も、同様に型に樹脂を流し込むことで形成することができる。

【0058】

なおここでは樹脂で説明を続けるが、樹脂以外の材料が用いられたレンズを本技術に適用することもできる。ここではレンズ２２１乃至２２４は、樹脂レンズであるとして説明を続けるが、レンズ２２１乃至２２４の全てを樹脂レンズとしても良いし、レンズ２２１乃至２２４のうちの１乃至３枚のレンズを樹脂レンズとし、他のレンズは樹脂以外の材料で形成されたレンズとしても良い。

【0059】

図６に示したように、レンズ２２３は、異なる光学的な特徴を有するレンズ２２３－１とレンズ２２３－２が連続して、一体化形成された構成とされている。例えば、レンズ２２３-１は、受光側のレンズであり、入射してきた光を集光する機能を有し、レンズ２２３-２は、発光側のレンズであり、出射される光を拡散する機能を有する。

【0060】

レンズ２２３－１の有効径Ｌ２１とレンズ２２３－２の有効径Ｌ２３は異なる大きさである。このように、光学的な特徴として、異なる機能を有していたり、異なる形状で形成されていたりするレンズが、一体化した、あたかも１枚のレンズのように扱うことができるようにレンズ２２３は形成されている。

【0061】

レンズ２２３は、異なる光学面を有するレンズであるとも換言できる。レンズ２２３を構成するレンズ２２３－１の光学面と、レンズ２２３－２の光学面は、異なる位置にある。光学面とは、レンズ２２３の材料と空気との界面である。光学面において、光は反射、屈折、透過する。光学面の形状としては、平面、球面、自由曲面がある。

【0062】

図６に示した例では、光軸方向において、レンズ２２３－１の光学面は、レンズ２２３－２の光学面よりも高い位置に形成されている。レンズ２２３は、異なる位置に光学面を有する複数のレンズが連続した構造物である。

【0063】

なおここでは、レンズを例に挙げて説明しているが、レンズなどの光学構造物以外の構造物に対しても本技術を適用できる。例えば、所定の波長の光を透過するフィルタなどの光学構造物にも本技術を適用できる。この場合、異なる波長の光を透過する複数のフィルタが、連続した構成の構造物とされる。

【0064】

図４を再度参照する。図４に示したレンズホルダ２１２には、受光側のレンズとして、光軸方向（図中縦方向）に配置されたレンズ２２１－１、レンズ２２２、およびレンズ２２３－１が保持されている。

【0065】

レンズホルダ２１２には、発光側のレンズとして、光軸方向に配置されたレンズ２２１－２、レンズ２２４、およびレンズ２２３－２が保持されている。

【0066】

以下の説明においては、レンズ２２３のように、異なる光学的な特徴を有する複数のレンズが連続した構造物とされているレンズを、一体化形成されたレンズと記載する。

【0067】

一体化形成されたレンズは、ここでは、２枚の異なる特徴を有するレンズが一体化されている場合を例に挙げて説明を続けるが、２以上のレンズが一体化形成されたレンズとされた場合にも本技術を適用できる。

【0068】

レンズホルダ２１２に保持されているレンズのうち、レンズ２２１－１とレンズ２２１－２は一体構成されたレンズ２２１として形成され、レンズ２２３－１とレンズ２２３－２は一体構成されたレンズ２２３として形成されている。

【0069】

図４に示した半導体装置１０ａにおいては、受光側のレンズが３枚、発光側のレンズが３枚で構成されている例を示し、そのうちの２枚が一体化形成されたレンズとされている例を示した。一体化形成されたレンズは、１枚でも良い。

【0070】

１枚の一体化形成されたレンズを用いる場合、レンズホルダ２１２の一番上側、換言すれば、撮像素子２１４や発光部２１５が備えられている面から一番遠い側に取り付けられるレンズを、一体化形成されたレンズとすることができる。レンズホルダ２１２の一番上に取り付けられるレンズを、一体化形成されたレンズとすることで、外部からのゴミやチリがレンズホルダ２１２の内部に入り込むようなことを防ぐことができる。

【0071】

レンズホルダ２１２の一番上側にあるレンズを、一体化形成されたレンズとすることで、ケラレを抑制することができる。図５の上図に示したレンズホルダを別個に備える半導体装置１００のように、発光側レンズホルダ１１３の横側に受光側レンズホルダ１１２があると、発光側レンズホルダ１１３から出射された光のうち、出射角度が大きい光は、受光側レンズホルダ１１２の側面に当たってしまう可能性がある。

【0072】

しかしながら、図５の下側に示した一体化形成されたレンズを備える半導体装置１０ａのように、レンズホルダ２１２の一番上側のレンズ２２３を一体化形成されたレンズとすることで、上記したような出射角度が大きい光がレンズホルダに当たるようなことを防ぐことができる。このようなことを防ぐことができることで、ケラレを軽減させることができる。

【0073】

レンズホルダ２１２の一番上側にあるレンズは、一般的に大きくなる傾向にある。そのようなレンズを、一体化形成されたレンズとすることで、別体で構成した場合よりも小型化できる。例えば、図３に示した半導体装置１００において、一番上に配置されるレンズ１１２３とレンズ１３３を一体化形成したレンズとし、２つのレンズホルダ上に設ける構成とすることで、レンズホルダを２つ備える半導体装置１００であっても、小型化することができる。

【0074】

図４に示した半導体装置１０ａにおいて、レンズホルダ２１２に保持されている全てのレンズが、一体化形成されたレンズであっても良い。図４に示した半導体装置１０ａにおいて、レンズホルダ２１２に、３枚の一体化形成されたレンズが保持されている構成としても良い。レンズホルダ２１２に保持されている一体化形成されたレンズの枚数は、１以上であれば、本技術の適用範囲である。

【0075】

図４に示した半導体装置１０ａのレンズホルダ２１２に含まれるレンズ２２１は、両端に平坦部２２１’と平坦部２２１”が形成されている。この平坦部２２１’と平坦部２２１”は、レンズの有効径以外の領域に形成されている。平坦部２２１’と平坦部２２１”がそれぞれレンズホルダ２１２に形成されている保持部２１２－１’，２１２－１”と接するように配置されることで、レンズ２２１は、レンズホルダ２１２に保持される。

【0076】

同じく、レンズ２２３の両端には、平坦部２２３’と平坦部２２３”が形成されている。この平坦部２２３’と平坦部２２３”がそれぞれレンズホルダ２１２に形成されている保持部２１２－３’，２１２-３”と接するように配置されることで、レンズ２２３は、レンズホルダ２１２に保持される。

【0077】

このように、一体化形成されたレンズ２２１やレンズ２２３は、レンズの両端に平坦に形成されている部分で、レンズホルダ２１２に保持される。レンズ２２１やレンズ２２３の、異なる特徴のレンズ同士が接続されている接続部は、レンズを保持するのには用いられない構成とすることもできる。図６を参照して説明した接続部の長さに該当する長さＬ２の長さを短くしても、保持する機構に影響を与えることがない。よって、長さＬ２を短くした構成とすることもでき、半導体装置１０ａを小型化することができる。

【0078】

レンズ２２２とレンズ２２４は、一体化形成されたレンズではなく、受光側と発光側にそれぞれ備えられたレンズである。このようなレンズは、レンズホルダ２１２にどのようにして保持されるかは、レンズホルダ２１２の設計時に適宜設定される。例えば、図４に示した半導体装置１０ａにおいては、レンズ２２４は、両端に平坦部２２４’，２２４”を有し、その平坦部２２４’，２２４”が、レンズ２２１－２の平坦な部分（一方は平坦部２２１”であり、他方は接続部に該当する部分）上と接するように置かれることで、レンズホルダ２１２内に保持される。

【0079】

レンズ２２２も、両端に平坦部２２２’，２２２”を有し、その平坦部２２２’，２２２”がレンズホルダ２１２内に形成されている保持部２２６に載せられることで、保持される構成とされている。保持部２２６は、間隔管であっても良い。保持部２２６の一端は、レンズ２２２の平坦部２２２”とレンズ２２４の平坦部２２２’に挟まれるように構成とされており、レンズ２２２とレンズ２２４が互いに位置がずれるようなことがない構成とされている。

【0080】

レンズ２２１乃至２２４の形状は、受光側においては、入射された光を集光するのに適した構成とされ、発光側においては、出射する光を拡散するのに適した構成とされている。図４に示したレンズ２２１乃至２２４の形状は一例であり、限定を示す記載ではなく、各レンズが凹レンズで形成されるか、凸レンズで形成されるか、またそれらのレンズをどのように組み合わせるか、各レンズの光軸方向（縦方向）における位置関係などは、適宜最適になるように設定される。

【0081】

＜第２の実施の形態における半導体装置の構成＞
図７は、第２の実施の形態における半導体装置１０ｂの構成例を示す図である。第１の実施の形態における半導体装置１０ａに適用できる技術は、以下の実施の形態においても適用でき、その説明は適宜省略する。

【0082】

第１の実施の形態における半導体装置１０ａは、受光側のレンズが３枚で構成され、発光側のレンズも３枚で構成されている例を示した。第２の実施の形態における半導体装置１０ｂは、受光側のレンズが３枚で構成され、発光側のレンズが４枚で構成されている。

【0083】

図７に示した半導体装置１０ｂのレンズホルダ３１２には、一体化形成されたレンズ３２１、レンズ３２２、およびレンズ３２３が保持され、発光側のレンズとしてレンズ３２４も保持されている。レンズ３２１は、受光側のレンズ３２１－１と発光側のレンズ３２１－２が連続した形状とされているレンズである。レンズ３２２は、受光側のレンズ３２２－１と発光側のレンズ３２２－２が連続した形状とされているレンズである。レンズ３２３は、受光側のレンズ３２３－１と発光側のレンズ３２３－２が連続した形状とされているレンズである。

【0084】

半導体装置１０ｂは、受光側のレンズ（入射された光を集光するレンズ）として、光軸方向に、レンズ３２１－１、レンズ３２２－１、およびレンズ３２３－１を備える。半導体装置１０ｂは、発光側のレンズ（出射する光を拡散するレンズ）として、光軸方向に、レンズ３２１－２、レンズ３２４、レンズ３２２－２、およびレンズ３２３－２を備える。

【0085】

図７に示した半導体装置１０ｂは、受光側の１枚目のレンズ３２１－１と発光側の１枚目のレンズ３２１－２が接続された構成とされ、受光側の２枚目のレンズ３２２－１と発光側の３枚目のレンズ３２２－２が接続され、受光側の３枚目のレンズ３２３－１と発光側の４枚目のレンズ３２３－２が接続された構成とされている。

【0086】

このように、受光側のレンズと発光側のレンズが異なる枚数で構成され、一体化形成されているレンズが、受光側と発光側で異なる枚数目のレンズ同士が接続された構成であっても良い。

【0087】

＜第３の実施の形態における半導体装置の構成＞
図８は、本技術を適用した第３の実施の形態における半導体装置１０ｃの構成例を示す図である。

【0088】

第３の実施の形態における半導体装置１０ｃは、受光側のレンズが３枚で構成され、発光側のレンズが４枚で構成されている点は、第２の実施の形態における半導体装置１０ｂと同様であるが、遮光壁４５１が形成されている点が異なる。

【0089】

図８に示した半導体装置１０ｃのレンズホルダ４１２には、一体化形成されたレンズ４２２とレンズ４２３が保持されている。レンズホルダ４１２には、受光側のレンズとしてレンズ４２１と発光側のレンズとしてレンズ４２４、レンズ４２５も保持されている。

【0090】

レンズ４２２は、受光側のレンズ４２２－１と発光側のレンズ４２２－２が連続した形状とされているレンズである。レンズ４２３は、受光側のレンズ４２３－１と発光側のレンズ４２３－２が連続した形状とされているレンズである。

【0091】

半導体装置１０ｃは、受光側のレンズ（入射された光を集光するレンズ）として、光軸方向に、レンズ４２１、レンズ４２２－１、およびレンズ４２３－１を備える。半導体装置１０ｂは、発光側のレンズ（出射する光を拡散するレンズ）として、光軸方向に、レンズ４２４、レンズ４２５、レンズ４２２－２、およびレンズ４２３－２を備える。

【0092】

図８に示した半導体装置１０ｃは、受光側の２枚目のレンズ４２２－１と発光側の３枚目のレンズ４２２－２が接続され、受光側の３枚目のレンズ４２３－１と発光側の４枚目のレンズ４２３－２が接続された構成とされている。

【0093】

このように、受光側のレンズと発光側のレンズで異なる枚数で構成され、一体化形成されているレンズが、受光側と発光側で異なる枚数目のレンズ同士が接続された構成であっても良い。

【0094】

図８に示した半導体装置１０ｃは、受光側の１枚目のレンズであるレンズ４２１と発光側の１枚目のレンズであるレンズ４２４との間に、遮光壁４５１が設けられている。発光部２１５により発光された光の一部は、受光側に漏れ込む可能性がある。例えば、半導体装置１０ａ（図４）や半導体装置１０ｂ（図７）のように撮像素子２１４に近い側に配置されているレンズ２２１（３２１）を、一体化形成されたレンズとした場合、そのレンズが導光路となり、発光部２１５で発光された光の一部が、受光側（撮像素子２１４）に漏れ込んでしまう可能性がある。

【0095】

このような光の漏れ込みを防ぐために、図８に示した半導体装置１０ｃでは、撮像素子２１４の一番近い側に配置されているレンズは、一体化形成されたレンズとせずに、受光側と発光側に、レンズ４２１とレンズ４２４をそれぞれ設ける。レンズ４２１とレンズ４２４を別体とすることで、導光路となる可能性を低下させることができる。さらに遮光壁４５１を設けることで、漏れ込む光を低減させることができる。

【0096】

遮光壁４５１は、光を遮光することができる材料で構成されている。図８に示した構成では、遮光壁４５１は、レンズ４２５を支える部材としても用いられている。レンズ４２５は、両端の有効径外の領域に、平坦な部分が形成されており、その平坦な部分の一端が、遮光壁４５１の一端と接するように構成されている。レンズ４２５は、遮光壁４５１と、レンズホルダ４１２に形成されている保持部により保持される構成とされている。

【0097】

レンズ４２５を支える部材として間隔管を用いても良い。間隔管は、レンズとレンズの間隔を一定に保つための部材として用いられる。間隔管を、遮光壁４５１として用いても良い。例えば、間隔管を遮光性の高い材料で形成し、レンズを保持する機能と、遮光壁４５１としての機能を有するように構成しても良い。

【0098】

このように遮光壁４５１を設けることで、光の漏れ込みを防ぐことができ、撮像素子２１４に漏れ込んだ光が入射されるようなことを防ぐことができる。

【0099】

＜第４の実施の形態における半導体装置の構成＞
図９は、本技術を適用した第４の実施の形態における半導体装置１０ｄの構成例を示す図である。

【0100】

図３を参照して説明した半導体装置１００、および第１乃至第３の実施の形態における半導体装置１０ａ乃至１０ｃは、測距を行う装置に本技術を適用した場合を例に挙げて説明した。本技術は、例えば、被写体を撮像し、カラー画像や赤外光の画像などを取得する装置に対しても適用できる。第４，第５の実施の形態として、カラー画像などを取得する半導体装置１０に対して本技術を適用した場合について説明する。

【0101】

図９は、第４の実施の形態における半導体装置１０ｄの構成例を示す図である。半導体装置１０ｄは、図７に示した第２の実施の形態における半導体装置１０ｂの発光部２１５の代わりに撮像素子５１１が配置された構成とされている点が異なり、他の点は同様であるため、同様の符号を付し、その説明は省略する。

【0102】

半導体装置１０ｄは、レンズホルダ３１２と基板２１１との間に、撮像素子５１１が配置されている。撮像素子５１１は、第１乃至第３の実施の形態おいて受光側と称していた側だけでなく、発光側と称していた側にも配置されている。また、受光素子（撮像素子５１１）は複数枚であっても良いし、１枚であっても良い。

【0103】

図中、左側を受光側Ａとし、右側を受光側Ｂとする。撮像素子５１１は、図９では、受光側Ａと受光側Ｂに１つの撮像素子５１１が配置されているが、受光側Ａと受光側Ｂにそれぞれ撮像素子が配置されている構成であってもよい。図９に示したように１つの撮像素子５１１を設けた場合、受光側Ａと受光側Ｂの間（有効径以外の領域）には画素５０（図２）を設けない構成としても良い。

【0104】

受光側Ａと受光側Ｂは、それぞれ異なる光学的特徴を有する構成とすることができる。例えば、半導体装置１０ｄの受光側Ａは、静止画像を撮像する撮像部として機能させ、受光側Ｂは動画像を撮影する撮影部として機能させる構成とすることができる。このようにした場合、受光側Ａのレンズや撮像素子５１１は、静止画像の撮像に適した構成とされ、受光側Ｂのレンズや撮像素子５１１は、動画像の撮影に適した構成とされる。

【0105】

例えば、半導体装置１０ｄの受光側Ａと受光側Ｂで異なる解像度や異なる露光時間で撮像を行う構成としても良い。このようにした場合、例えば、半導体装置１０ｄの受光側Ａを長時間露光での撮像を行う撮像部とし、受光側Ｂを短時間露光での撮像を行う撮像部とし、これら２つの撮像部で得られた画像を合成することでダイナミックレンジが拡大された画像を生成する半導体装置１０ｄとすることができる。

【0106】

例えば、半導体装置１０ｄの受光側Ａを、可視光で画像を撮像する撮像部とし、受光側Ｂを、赤外光で画像を撮像する撮像部とする構成とすることもできる。このようにした場合、受光側Ａのレンズや撮像素子５１１は、可視光の撮像に適した構成とされ、受光側Ｂのレンズや撮像素子５１１は、赤外光の撮影に適した構成とされる。このようにした場合、例えば、レンズ４２３をフィルタとし、レンズ４２３－１に該当するフィルタは、可視光を透過するフィルタとし、レンズ４２３－２に該当するフィルタは、赤外光を透過するフィルタとしても良い。

【0107】

このように、受光側Ａと受光側Ｂをそれぞれ異なる機能を有するように構成し、その機能に適したレンズがレンズホルダ４１２に保持されるようにすることができる。レンズホルダ４１２に保持される複数枚のレンズのうちの所定の枚数のレンズは、一体化形成されたレンズとすることができる。その一体化形成されたレンズは、異なる機能に適した異なる光学特性を有するレンズが接続されたレンズとすることができる。

【0108】

＜第５の実施の形態における半導体装置の構成＞
図１０は、本技術を適用した第５の実施の形態における半導体装置１０ｅの構成例を示す図である。

【0109】

図１０に示した第５の実施の形態における半導体装置１０ｅは、第３の実施の形態における半導体装置１０ｃ（図８）と第４の実施の形態における半導体装置１０ｄ（図９）を組み合わせた構成とされている。第３の実施の形態における半導体装置１０ｃと同一の箇所には同一の符号を付し、その説明は省略する。

【0110】

第５の実施の形態における半導体装置１０ｅは、第３の実施の形態における半導体装置１０ｃと同じく、遮光壁４５１を備え、第４の実施の形態における半導体装置１０ｄと同じく、発光部２１５の代わりに撮像素子６１１が備えられている。撮像素子６１１は、図９に示した半導体装置１０ｄの撮像素子５１１に該当する。

【0111】

図１０に示したように、レンズホルダ４１２内に遮光壁４５１を備え、光の漏れ込みが抑制された構成とすることもできる。

【0112】

本技術によれば、半導体装置１０を小型化することができる。本技術を適用した半導体装置１０は、製造時にかかる時間を短縮することができ、工程数を減らすことができる。

【0113】

＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

【0114】

図１１は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。

【0115】

車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１１に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。

【0116】

駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。

【0117】

ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

【0118】

車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。

【0119】

撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。

【0120】

車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。

【0121】

マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。

【0122】

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

【0123】

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０３０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。

【0124】

音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１１の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。

【0125】

図１２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

【0126】

図１２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。

【0127】

撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

【0128】

なお、図１２には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

【0129】

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。

【0130】

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

【0131】

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。

【0132】

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。

【0133】

本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

【0134】

本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

【0135】

本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【0136】

本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
第１の光軸方向に配置された複数の第１の光学構造物と、
第２の光軸方向に配置された複数の第２の光学構造物と
を備え、
前記複数の第１の光学構造物と前記複数の第２の光学構造物のうち、光軸方向と垂直に交わる方向に配置されている少なくとも１枚は、前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物が連続した構造の光学構造物である
半導体装置。
（２）
前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、異なる光学的な特徴を有する
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、レンズである
前記（１）または（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記連続した構造の光学構造物は、前記第１の光学構造物の光学面と前記第２の光学構造物の光学面の位置が異なる
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体装置。
（５）
前記第１の光学構造物は、受光素子上に配置され、
前記第２の光学構造物は、発光素子上に配置されている
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の半導体装置。
（６）
前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、受光素子上に配置されている
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の半導体装置。
（７）
前記連続した構造の光学構造物は、前記受光素子が配置されている側とは異なる側に配置されている
前記（５）または（６）に記載の半導体装置。
（８）
前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物の間には、遮光壁が設けられている
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の半導体装置。
（９）
前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、異なる個数、備えられている
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の半導体装置。
（１０）
光軸方向で光学面の位置が異なる第１の光学構造物と第２の光学構造物が連続した構造である
光学構造物。
（１１）
前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、異なる光学的な特徴を有する
前記（１０）に記載の光学構造物。
（１２）
前記第１の光学構造物と前記第２の光学構造物は、レンズである
前記（１０）または（１１）に記載の光学構造物。

【符号の説明】

【0137】

１０ 半導体装置， １１ レンズ， １２ 受光部， １３ 信号処理部， １４ 発光部， １５ 発光制御部， ２１ パターン切替部， ２２ 距離画像生成部， ４１ 画素アレイ部， ４２ 垂直駆動部， ４３ カラム処理部， ４４ 水平駆動部， ４５ システム制御部， ４６ 画素駆動線， ４７ 垂直信号線， ４８ 信号処理部， ５０ 画素， ２１１ 基板， ２１２ レンズホルダ， ２１４ 撮像素子， ２１５ 発光部， ２２１，２２２，２２３，２２４ レンズ， ２２６ 保持部， ３１２ レンズホルダ， ３２１，３２２，３２３，３２４ レンズ， ４１２ レンズホルダ， ４２１，４２２，４２３，４２４，４２５ レンズ， ４５１ 遮光壁， ５１１，６１１ 撮像素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】