成像器件、制造装置、制造方法以及电子装置制造方法及图纸

一种成像器件包括：光电转换单元和校正单元；所述校正单元校正入射在所述光电转换单元上的光的角度，所述校正单元位于所述光电转换单元的光入射侧上。所述校正单元具有弯曲表面，且所述弯曲表面的表面形状为球形表面。所述表面形状为根据预定公式的形状，所述预定公式涉及球形表面的半径、自成像平面的光轴的中心至成像平面的边缘的距离以及形成校正单元的材料的折射率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及成像器件，制造装置，制造方法以及电子装置。更特定地，本技术涉及适用于校正阴影特性的成像器件、制造装置、制造方法以及电子装置。相关申请交叉引用本申请主张于2013年9月18日提交的日本优先权专利申请JP2013-193376的权益，其全部内容以引用方式并入本文中。
技术介绍
在摄影机光学器件中，众所周知，由于主光线的斜入射，在离成像平面的中心越远的位置处，灵敏度变得越低。这就是所谓的“阴影”。特定地，如果RGB(红，绿，蓝)的各个颜色在灵敏度降低率方面不同，那么白平衡劣化，并生成彩色。例如，这就是所谓的“色差”。当光同时到达相邻像素时，也会发生颜色混合。校正这种阴影和颜色混合在改良图像传感器的性能中是优选的。在RGB光电二极管(PD)或光电转换层堆叠在垂直方向上(垂直谱)的图像传感器中，由于斜入射，阴影、色差、颜色混合变得明显。这是因为，倾斜进入的光不容易到达在背面的PD或光电转换层。PTL1和PTL2公开了将对各个像素的有机光电转换膜或片上透镜执行的光瞳校正。然而，由于对红(R)和蓝(B)PD很难进行光瞳校正，不可能避免阴影，以及由于斜入射，不可能避免由进入PD中相邻像素的光引起的颜色混合。鉴于这些问题，PTL3和PTL4公开了将通过修改片上透镜的透镜形状并将光的斜入射转换为正入射来执行的阴影校正。当修改片上透镜的透镜形状时，可执行足以实现主光线的正入射的阴影校正。然而，各个像素的片上透镜的形状优选根据主光线的倾斜度而变化。因此，设计成本以及用于形成OCL的工艺成本变得更高。在具有伸缩式功能的摄影机中，如果OCL的形状是固定的，那么主光线的斜入射可在景深的最近端进行校正，但主光线在景深的最远端几乎垂直进入，即使在成像平面的边缘。因此，可能发生特性劣化。PTL5至PTL7公开了通过连接具有凸状弯曲表面的透明材料的阴影校正。然而，透明材料的任何具体结构并没有公开，可能不会执行充分校正，并取决于形状，诸如曲率，会发生更多劣化。利用固定类型的凸状透明材料，主光线的斜入射可在最近端进行校正。然而，只要凸状弯曲表面的形状是固定的，主光线就在景深的最远端几乎垂直进入，即使在成像平面的边缘。因此，可能发生更多特性劣化。引文列表专利文献PTL1：JP2006-269923APTL2：US7,550797PTL3：JP2006-351972APTL4：JP2009-15315APTL5：JP2007-184322APTL6：JP2006-254864APTL7：JP2005-347075A
技术实现思路
技术问题如上所述，校正阴影和颜色混合在改良图像传感器的性能中是优选的。因此，预期对主光线的任何入射角执行最佳校正，并预期自最近端至最远端对主光线的任何变化执行最佳阴影校正。鉴于这些情况，本技术已经得到发展，且目的在于执行适当的阴影校正。解决问题的方法如本文中所公开，一种成像器件包括光电转换单元和校正单元，所述校正单元被配置为校正入射在光电转换单元上的光的角度，其中校正单元位于光电转换单元的光入射侧上。校正单元可具有弯曲表面。更特定地，弯曲表面的表面形状可为球形表面，以及其中所述表面形状满足下列条件：(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×30)×x1≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(20-24.925)0.46551+44.5978-29×n)×x1其中，r表示球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至成像平面的边缘的距离，以及n表示形成校正单元的材料的折射率。根据更多实施例，弯曲表面的表面形状为满足下列条件的球形表面：(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×20)×x1≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(30-24.925)0.46551+44.5978-2g×n)×x1其中，r表示球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至成像平面的边缘的距离，以及n表示形成校正单元的材料的折射率。根据其他实施例，校正单元具有满足下列条件的球形表面：(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×30)×x1≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(20-19.206)0.3767+9.94712-6.5×n)×x1其中，r表示球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至成像平面的边缘的距离，以及n表示形成校正单元的材料的折射率。根据其他实施例，校正单元具有满足下列条件的球形表面：(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×20)×x1≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(30-19.206)0.3767+9.94712-6.5×n)×x1其中，r表示球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至成像平面的边缘的距离，以及n表示形成校正单元的材料的折射率。根据其他实施例，校正单元具有满足下列条件的非球形表面：ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]/sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2+Sin[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]]-5≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]/sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2+Sin[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]]+5其中，e表示垂直于校正单元的表面的线与垂直于成像平面的线之间的角度，n表示形成校正单元的材料的折射率，x表示离光轴中心的距离，x1表示自光轴中心至边缘的距离，amax表示光的最大入射角，以及amax在20度至30度之间。根据其他实施例，校正单元具有满足下列条件的非球形表面：Ar本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像器件，包括：光电转换单元；和校正单元，被配置为校正入射在所述光电转换单元上的光的角度，其中所述校正单元位于所述光电转换单元的光入射侧上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.18 JP 2013-1933761.一种成像器件，包括：
光电转换单元；和
校正单元，被配置为校正入射在所述光电转换单元上的光的角度，其中
所述校正单元位于所述光电转换单元的光入射侧上。
2.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，
其中所述弯曲表面的表面形状为球形表面，以及其中所述表面形状满足下列
条件：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×30)×x1
≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(20-24.925)0.46551+44.5978-29×n)×x1
其中，r表示所述球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至
所述成像平面的边缘的距离，以及n表示形成所述校正单元的材料的折射率。
3.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，
其中所述弯曲表面的表面形状为球形表面，以及其中所述表面形状满足下列
条件：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×20)×x1
≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(30-24.925)0.46551+44.5978-29×n)×x1
其中，r表示所述球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至
所述成像平面的边缘的距离，以及n表示形成所述校正单元的材料的折射率。
4.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，
其中所述弯曲表面的表面形状为球形表面，以及其中所述表面形状满足下列
条件：
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×30)×x1
≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(20-19.206)0.3767+9.94712-6.5×n)×x1
其中，r表示所述球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至
所述成像平面的边缘的距离，以及n表示形成所述校正单元的材料的折射率。
5.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，
其中所述弯曲表面的表面形状为球形表面，以及其中所述表面形状满足下列
条件：
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×20)×x1
≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(30-19.206)0.3767+9.94712-6.5×n)×x1
其中，r表示所述球形表面的半径，x1表示自成像平面的光轴的中心至
所述成像平面的边缘的距离，以及n表示形成所述校正单元的材料的折射率。
6.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，
其中所述弯曲表面的表面形状为非球形表面，以及其中所述表面形状满足下
列条件：
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2+Sin[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]]-5
≤e≤
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2+Sin[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]]+5
其中，e表示垂直于所述校正单元的表面的线与垂直于成像平面的线之间
的角度，n表示形成所述校正单元的材料的折射率，x表示离光轴中心的距离，
x1表示自所述光轴中心至边缘的距离，amax表示所述光的最大入射角，以及

\tamax在20度至30度之间。
7.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，
其中所述弯曲表面的表面形状为非球形表面，以及其中所述表面形状满足下
列条件：
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2+Sin[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]]-2
≤e≤
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2+Sin[Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]]2]]+2
其中，e表示垂直于所述校正单元的表面的线与垂直于成像平面的线之间
的角度，n表示形成所述校正单元的材料的折射率，x表示离光轴中心的距离，
x1表示自所述光轴中心至边缘的距离，amax表示所述光的最大入射角，以及
amax在20度至30度之间。
8.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元为可转换透镜和
形状可变透镜中一者，以及其中所述校正单元的表面形状由拉应力控制。
9.根据权利要求1所述的成像器件，其中所述校正单元为可转换透镜和
形状可变透镜中一者，其中所述校正单元由两层液体形成，其中所述液体中
一者具有凸接面形状，以及其中所述液体中所述一者的凸接面形状由电压施
加控制。
10.根据权利要求9所述的成像器件，其中所述凸接面形状为满足下列
条件的形状：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)
×ArcSin[Sin30/n1])×x1≤r≤(((n-1.35)2/0.252)
×23.157/(ArcSin[Sin20/n1]-24.925)0.46551+44.5978-29×n)×x1
其中，n等于n1/n2，n1表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示所
述光电转换单元侧上的第二液体的折射率，x1表示自成像平面的光轴的中心
至所述成像平面的边缘的距离，以及r表示凸状形状的半径，所述第一液体
和所述第二液体为所述两层液体。
11.根据权利要求9所述的成像器件，其中所述凸接面形状为满足下列
条件的形状：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)
×ArcSin[Sin20/n1])×x1≤r≤(((n-1.35)2/0.252)
×23.157/(ArcSin[Sin30/n1]-24.925)0.46551+44.5978-29×n)×x1
其中，n等于n1/n2，n1表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示所
述光电转换单元侧上的第二液体的折射率，x1表示自成像平面的光轴的中心
至所述成像平面的边缘的距离，以及r表示凸状形状的半径，所述第一液体
和所述第二液体为所述两层液体。
12.根据权利要求9所述的成像器件，其中所述凸接面形状为满足下列
条件的形状：
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)
×ArcSin[Sin30/n1])×x1≤r≤(((n-1.1)2/0.52)
×9.2769/(ArcSin[Sin20/n1]-19.206)0.3767+9.94712-6.5×n)×x1
其中，n等于n1/n2，n1表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示所
述光电转换单元侧上的第二液体的折射率，x1表示自成像平面的光轴的中心
至所述成像平面的边缘的距离，以及r表示凸状形状的半径，所述第一液体

\t和所述第二液体为所述两层液体。
13.根据权利要求9所述的成像器件，其中所述凸接面形状为满足下列
条件的形状：
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)
×ArcSin[Sin20/n1])×x1≤r≤(((n-1.1)2/0.52)
×9.2769/(ArcSin[Sin30/n1]-19.206)0.3767+9.94712-6.5×n)×x1
其中，n等于n1/n2，n1表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示所
述光电转换单元侧上的第二液体的折射率，x1表示自成像平面的光轴的中心
至所述成像平面的边缘的距离，以及r表示凸状形状的半径，所述第一液体
和所述第二液体为所述两层液体。
14.根据权利要求9所述的成像器件，其中所述凸接面形状为满足下列
条件的形状：
dmax’＝ArcSin[n1×Sin[cmax’]/n2]-b’
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[dmax’])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[dmax’])]]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[dmax’])]]
+Cos[Tan[x/(x1/ArcTan[dmax’])]]2+Sin[Tan[x/(x1/ArcTan[dmax’])]]2]]-5
≤e≤
ArcCos[Sqrt[n2-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：户田淳，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP