成像器件、制造裝置、制造方法以及電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及成像器件，制造裝置，制造方法以及電子裝置。更特定地，本技術(shù)涉及適用于校正陰影特性的成像器件、制造裝置、制造方法以及電子裝置。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0003]本申請(qǐng)主張于2013年9月18日提交的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2013-193376的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0004]在攝影機(jī)光學(xué)器件中，眾所周知，由于主光線的斜入射，在離成像平面的中心越遠(yuǎn)的位置處，靈敏度變得越低。這就是所謂的“陰影”。特定地，如果RGB(紅，綠，藍(lán))的各個(gè)顏色在靈敏度降低率方面不同，那么白平衡劣化，并生成彩色。例如，這就是所謂的“色差”。當(dāng)光同時(shí)到達(dá)相鄰像素時(shí)，也會(huì)發(fā)生顏色混合。
[0005]校正這種陰影和顏色混合在改良圖像傳感器的性能中是優(yōu)選的。在RGB光電二極管(PD)或光電轉(zhuǎn)換層堆疊在垂直方向上(垂直譜)的圖像傳感器中，由于斜入射，陰影、色差、顏色混合變得明顯。這是因?yàn)椋瑑A斜進(jìn)入的光不容易到達(dá)在背面的H)或光電轉(zhuǎn)換層。
[0006]PTL I和PTL 2公開(kāi)了將對(duì)各個(gè)像素的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換膜或片上透鏡執(zhí)行的光瞳校正。然而，由于對(duì)紅(R)和藍(lán)(B)PD很難進(jìn)行光瞳校正，不可能避免陰影，以及由于斜入射，不可能避免由進(jìn)入ro中相鄰像素的光引起的顏色混合。
[0007]鑒于這些問(wèn)題，PTL3和PTL 4公開(kāi)了將通過(guò)修改片上透鏡的透鏡形狀并將光的斜入射轉(zhuǎn)換為正入射來(lái)執(zhí)行的陰影校正。當(dāng)修改片上透鏡的透鏡形狀時(shí)，可執(zhí)行足以實(shí)現(xiàn)主光線的正入射的陰影校正。然而，各個(gè)像素的片上透鏡的形狀優(yōu)選根據(jù)主光線的傾斜度而變化。
[0008]因此，設(shè)計(jì)成本以及用于形成OCL的工藝成本變得更高。在具有伸縮式功能的攝影機(jī)中，如果OCL的形狀是固定的，那么主光線的斜入射可在景深的最近端進(jìn)行校正，但主光線在景深的最遠(yuǎn)端幾乎垂直進(jìn)入，即使在成像平面的邊緣。因此，可能發(fā)生特性劣化。
[0009]PTL 5至PTL 7公開(kāi)了通過(guò)連接具有凸?fàn)顝澢砻娴耐该鞑牧系年幱靶ＵＨ欢?，透明材料的任何具體結(jié)構(gòu)并沒(méi)有公開(kāi)，可能不會(huì)執(zhí)行充分校正，并取決于形狀，諸如曲率，會(huì)發(fā)生更多劣化。利用固定類(lèi)型的凸?fàn)钔该鞑牧?，主光線的斜入射可在最近端進(jìn)行校正。然而，只要凸?fàn)顝澢砻娴男螤钍枪潭ǖ?，主光線就在景深的最遠(yuǎn)端幾乎垂直進(jìn)入，即使在成像平面的邊緣。因此，可能發(fā)生更多特性劣化。
[0010]引文列表
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0012]PTL I:JP 2006-269923 A
[0013]PTL 2:US 7,550797
[0014]PTL 3:JP 2006-351972 A
[0015]PTL 4:JP 2009-15315 A
[0016]PTL 5:JP 2007-184322 A
[0017]PTL 6:JP 2006-254864 A
[0018]PTL 7:JP 2005-347075 A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]技術(shù)問(wèn)題
[0020]如上所述，校正陰影和顏色混合在改良圖像傳感器的性能中是優(yōu)選的。因此，預(yù)期對(duì)主光線的任何入射角執(zhí)行最佳校正，并預(yù)期自最近端至最遠(yuǎn)端對(duì)主光線的任何變化執(zhí)行最佳陰影校正。
[0021]鑒于這些情況，本技術(shù)已經(jīng)得到發(fā)展，且目的在于執(zhí)行適當(dāng)?shù)年幱靶Ｕ?br>[0022]解決問(wèn)題的方法
[0023]如本文中所公開(kāi)，一種成像器件包括光電轉(zhuǎn)換單元和校正單元，所述校正單元被配置為校正入射在光電轉(zhuǎn)換單元上的光的角度，其中校正單元位于光電轉(zhuǎn)換單元的光入射側(cè)上。
[0024]校正單元可具有彎曲表面。更特定地，彎曲表面的表面形狀可為球形表面，以及其中所述表面形狀滿(mǎn)足下列條件:
[0025](I.15 Xn-0.38-0.0067473 X ((n_l.2)2/0.42) X 30) X xl
[0026]<r < (((n-1.35)2/0.252) X 23.157/(20-24.925)0.46551
[0027]+44.5978-29Xn) Xxl
[0028]其中，r表示球形表面的半徑，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及η表示形成校正單元的材料的折射率。
[0029]根據(jù)更多實(shí)施例，彎曲表面的表面形狀為滿(mǎn)足下列條件的球形表面:
[0030](I.15 Xn-0.38-0.0067473 X ((n_l.2)2/0.42) X 20) X xl[0031 ] <r < (((n-1.35)2/0.252) X 23.157/(30-24.925)0.46551
[0032]+44.5978-2gXn) Xxl
[0033]其中，r表示球形表面的半徑，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及η表示形成校正單元的材料的折射率。
[0034]根據(jù)其他實(shí)施例，校正單元具有滿(mǎn)足下列條件的球形表面:
[0035](0.1733+1.7 Xn-0.02993X ((η-0.9)2) X30) Xxl
[0036]<r < (((n-1.I )2/0.52) X 9.2769/(20-19.206)。.3767
[0037]+9.94712-6.5Xn) Xxl
[0038]其中，r表示球形表面的半徑，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及η表示形成校正單元的材料的折射率。
[0039]根據(jù)其他實(shí)施例，校正單元具有滿(mǎn)足下列條件的球形表面:
[0040](0.1733+1.7 Xn-0.02993X ((η-0.9)2) X20) Xxl[0041 ] <r < (((n-1.I )2/0.52) X 9.2769/(30-19.206)0'3767
[0042]+9.94712-6.5Xn) Xxl
[0043]其中，r表示球形表面的半徑，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及η表示形成校正單元的材料的折射率。
[0044]根據(jù)其他實(shí)施例，校正單元具有滿(mǎn)足下列條件的非球形表面:
[0045]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0046]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0047]/sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0048]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2
[0049]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]~5
[0050]<e<
[0051]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0052]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0053]/sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/ (xl/Arc Tan [a.])]]
[0054]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2
[0055]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]+5
[0056]其中，e表示垂直于校正單元的表面的線與垂直于成像平面的線之間的角度，n表示形成校正單元的材料的折射率，X表示離光軸中心的距離，xl表示自光軸中心至邊緣的距離，amax表示光的最大入射角，以及&1^在20度至30度之間ο
[0057]根據(jù)其他實(shí)施例，校正單元具有滿(mǎn)足下列條件的非球形表面:
[0058]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0059]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0060]/sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/ (xl/Arc Tan [a.])]]
[0061]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2
[0062]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]~2
[0063]<e<
[0064]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0065]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0066]/sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/ (xl/Arc Tan [a.])]]
[0067]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2
[0068]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]+2
[0069]其中，e表示垂直于校正單元的表面的線與垂直于成像平面的線之間的角度，n表示形成校正單元的材料的折射率，X表示離光軸中心的距離，Xl表示自光軸中心至邊緣的距離，amax表示光的最大入射角，以及amax在20度至30度之間浪正單元可為可轉(zhuǎn)換透鏡和形狀可變透鏡中一者，以及校正單元的表面形狀可由拉應(yīng)力控制。此外，校正單元可為由兩層液體形成的可轉(zhuǎn)換透鏡和形狀可變透鏡中一者，其中所述液體中一者具有凸接面形狀，以及其中所述液體中所述一者的凸接面形狀由電壓施加控制。凸接面形狀可為滿(mǎn)足下列條件的形狀:
[0070](1.15Xn-0.38-0.0067473X ((η-1.2)2/0.42)
[0071]XArc Sin[Sin30/nl])Xxl<r< (((n-1.35)2/0.252)
[0072]X23.157/(Arc Sin[Sin20/nl]_24.925)°.46551
[0073]+44.5978-29 Xn)Xxl
[0074]其中，n等于nl/n2，nl表示光入射側(cè)上的第一液體的折射率，n2表示光電轉(zhuǎn)換單元側(cè)上的第二液體的折射率，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及r表示凸?fàn)钚螤畹陌霃?，第一液體和第二液體為所述兩層液體?？蛇x擇地，凸接面形狀為滿(mǎn)足下列條件的形狀:
[0075](I.15 Xn-0.38-0.0067473 X ((n-1.2)2/0.42)
[0076]XArc Sin[Sin20/nl]) Xxl < r < (((n-1.35)2/0.252)
[0077]X23.157/(Arc Sin[Sin30/nl]_24.925)。.46551
[0078]+44.5978-29Xn) Xxl
[0079]其中，n等于nl/n2，nl表示光入射側(cè)上的第一液體的折射率，n2表示光電轉(zhuǎn)換單元側(cè)上的第二液體的折射率，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及r表示凸?fàn)钚螤畹陌霃剑谝灰后w和第二液體為所述兩層液體。又如，凸接面形狀為滿(mǎn)足下列條件的形狀:
[0080](0.1733+1.7 Xn-0.02993X ((η-0.9)2)
[0081]XArc Sin[Sin30/nl]) Xxl <r < (((n-1.1) 2/0.52)
[0082]X9.2769/(Arc Sin[Sin20/nl]_19.206)。.3767
[0083]+9.94712-6.5Xn) Xxl
[0084]其中，n等于nl/n2，nl表示光入射側(cè)上的第一液體的折射率，n2表示光電轉(zhuǎn)換單元側(cè)上的第二液體的折射率，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及r表示凸?fàn)钚螤畹陌霃?，第一液體和第二液體為所述兩層液體。又如，凸接面形狀為滿(mǎn)足下列條件的形狀:
[0085](0.1733+1.7 Xn-0.02993X ((η-0.9)2)
[0086]XArc Sin[Sin20/nl]) Xxl < r < (((n-1.1)2/0.52)
[0087]X9.2769/(Arc Sin[Sin30/nl]-19.206)0'3767
[0088]+9.94712-6.5Xn) Xxl
[0089]其中，n等于nl/n2，nl表示光入射側(cè)上的第一液體的折射率，n2表示光電轉(zhuǎn)換單元側(cè)上的第二液體的折射率，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及r表示凸?fàn)钚螤畹陌霃剑谝灰后w和第二液體為所述兩層液體。根據(jù)其他實(shí)施例，凸接面形狀為滿(mǎn)足下列條件的形狀:
[0090]dmax，=Arc Sin[nl X Sin[cmax，]/n2]_b’
[0091]Arc Cos[Sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]
[0092]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]2]
[0093]/sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]
[0094]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]2
[0095]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]2]]-5
[0096]< e <
[0097]Arc Cos[Sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]
[0098]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]2]
[0099]/sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]
[0100]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，]) ] ]2
[0101]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax’]) ] ]2] ]+5
[0102]其中，e表示垂直于校正單元的表面的線與垂直于成像平面的線之間的角度，η等于nl/n2，nl表示光入射側(cè)上的第一液體的折射率，η2表示光電轉(zhuǎn)換單元側(cè)上的第二液體的折射率，X表示離光軸中心的距離，xl表示自光軸中心至邊緣的距離，cmax’表示入射在第二液體上的光的最大入射角，以及dmax’表示在第二液體中的光的最大入射角，第一液體和第二液體為所述兩層液體。根據(jù)其他實(shí)施例，凸接面形狀為滿(mǎn)足下列條件的形狀:
[0103]dmax，=Arc Sin[nl X Sin[cmax，]/n2]_b’
[0104]Arc Cos[Sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]
[0105]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，]) ] ]2]
[0106]/sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]
[0107]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，]) ] ]2
[0108]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax’]) ] ]2] ]-2
[0109]<e<
[0110]Arc Cos[Sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，])]]
[0111]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，]) ] ]2]
[0112]/sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax’])]]
[0113]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax’]) ] ]2
[0114]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[dmax，]) ] ]2] ]+2
[0115]其中，e表示垂直于校正單元的表面的線與垂直于成像平面的線之間的角度，n等于nl/n2，nl表示光入射側(cè)上的第一液體的折射率，n2表示光電轉(zhuǎn)換單元側(cè)上的第二液體的折射率，X表示離光軸中心的距離，xl表示自光軸中心至邊緣的距離，cmax’表示入射在第二液體上的光的最大入射角，以及dmax’表示在第二液體中的光的最大入射角，第一液體和第二液體為所述兩層液體。
[0116]如本文中所述，公開(kāi)了一種用于制造成像器件的裝置，所述成像器件包括光電轉(zhuǎn)換單元和校正單元，所述校正單元被配置為校正入射在光電轉(zhuǎn)換單元上的光的角度，校正單元位于光電轉(zhuǎn)換單元的光入射側(cè)上，其中校正單元具有彎曲表面，其中彎曲表面的表面形狀為球面，以及其中所述表面形狀滿(mǎn)足下列條件之一:
[0117](I.15 X n-0.38-0.0067473 X ((n_l.2)2/0.42) X 30) X xl
[0118]<r < (((n-1.35)2/0.252) X 23.157/(20-24.925)0.46551
[0119]+44.5978-29Xn) Xxl
[0120]or
[0121](I.15 Xn-0.38-0.0067473 X ((n-1.2)2/0.42) X 20) X xl
[0122]<r < (((n-1.35)2/0.252) X 23.157/(30-24.925)0'46551
[0123]+44.5978-29Xn) Xxl
[0124]其中，r表示球形表面的半徑，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及η表示形成校正單元的材料的折射率。
[0125]如本文中所述，公開(kāi)了又一種用于制造成像器件的裝置，所述成像器件可包括光電轉(zhuǎn)換單元和校正單元，所述校正單元被配置為校正入射在光電轉(zhuǎn)換單元上的光的角度，校正單元位于光電轉(zhuǎn)換單元的光入射側(cè)上，其中校正單元具有彎曲表面，其中彎曲表面的表面形狀為球面，以及其中所述表面形狀滿(mǎn)足下列條件之一:
[0126](0.1733+1.7 Xn-0.02993 X ((n-0.9)2) X30) Xxl
[0127]<r < (((n-1.1)2/0.52) Χ9.2 7 69/(20-19.206 ) 0.3767
[0128]+9.94712-6.5Xn)Xxl
[0129]or
[0130](0.1733+1.7 Xn-0.02993X ((n-0.9)2) X20) Xxl
[0131]<r < (((n-1.1 )2/0.52) X 9.2769/(30-19.206)°'3767
[0132]+9.94712-6.5Xn)Xxl
[0133]其中，r表示球形表面的半徑，xl表示自成像平面的光軸的中心至成像平面的邊緣的距離，以及η表示形成校正單元的材料的折射率。
[0134]如本文中所述，公開(kāi)了又一種用于制造成像器件的裝置，所述成像器件可包括光電轉(zhuǎn)換單元和校正單元，所述校正單元被配置為校正入射在光電轉(zhuǎn)換單元上的光的角度，其中校正單元位于光電轉(zhuǎn)換單元的光入射側(cè)上，其中校正單元具有彎曲表面，其中彎曲表面的表面形狀為非球面，以及其中所述表面形狀滿(mǎn)足下列條件之一:
[0135]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0136]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0137]/sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/ (xl/Arc Tan [a.])]]
[0138]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2
[0139]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]~5
[0140]<e<
[0141]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0142]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0143]/sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/ (xl/Arc Tan [a.])]]
[0144]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2
[0145]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]+5
[0146]or
[0147]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0148]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0149]/sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/ (xl/Arc Tan [a.])]]
[0150]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2[0151 ]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]~2
[0152]<e<
[0153]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]
[0154]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]
[0155]/sqrt[n2-2 Xn XCos[Tan[x/ (xl/Arc Tan [a.])]]
[0156]+Cos[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2
[0157]+Sin[Tan[x/(xl/Arc Tan[amax])]]2]]+2
[0158]其中，e表示垂直于校正單元的表面的線與垂直于成像平面的線之間的角度，n表示形成校正單元的材料的折射率，X表示離光軸中心的距離，xl表示自光軸中心至邊緣的距離，amax表示光的最大入射角，以及&1^在20度至30度之間ο
[0159]如本文中所述，公開(kāi)了一種制造裝置的方法，所述裝置用于制造成像器件，所述成像器件可包括光電轉(zhuǎn)換單元和校正單元，所述校正單元被配置為校正入射在光電轉(zhuǎn)換單元上的光的角度，校正單元位于光電轉(zhuǎn)換單元的光入射側(cè)上，所述方法包括:制造校正單元，所述校正單元具有下列之一:I)球形表面形狀;和2)非球形表面形狀，其中所述表面形狀滿(mǎn)足下列條件之一:
[0160](I.15Xn-0.38-0.0067473X ((n-1.2)2/0.42) Xa.) Xxl
[0161]<r < (((n-1.35)2/0.252) X 23.157/(a 繼-24.925)0'46551
[0162]+44.5918-29Xn) Xxl
[0163](0.1733+1.7 Xn-0.02993X ((n-0.9)2) Xamax) Xxl
[0164]<r < (((n-1.I )2/0.52) X 9.2769/(a 繼-19.206)0'3767
[0165]+9.94712-6.5Xn) Xxl
[0166]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[a]+Cos[a]2]
[0167]/ sqrt[n2-2 Xn XCos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2