光学元件阵列、光电转换装置以及图像拾取系统的制作方法_3

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上且110%或以下(即,大于或等于90%且小于或等于110% ),并且针对外缘的曲率半径的范围可以是90%或以上且110%或以下(即,大于或等于90%且小于或等于110% )。
[0049]在本实施例中,在正交投影图像中光学元件111的顶点位于阵列区域120的中心O处。但是,在正交投影图像中,阵列区域120的中心O和光学元件之间的位置关系不限于此。例如,中心O可以位于两个光学元件之间。作为替代,中心O可以偏离光学元件111的顶点。
[0050]当对根据本实施例的光学元件阵列的形状进行测量时,可以确认光学元件阵列具有下面的结构。即,在远离阵列区域中心的方向上布置的光学元件的顶点具有基本上相同的高度。此外,相比于在光学元件中靠近阵列区域中心的光学元件的顶点,在光学元件中远离阵列区域中心的光学元件的顶点更靠近阵列区域的中心。另外,光学元件之间的间隙的宽度随着相距阵列区域中心的距离增加而增加。当光学元件具有上述形状时,可以获得本实施例中所述的结构。
[0051]第二实施例
[0052]将参照图4A和4B描述根据第二实施例的光学元件阵列。根据本实施例的光学元件阵列400包括光学元件113 (第三光学元件)。图4A是示出了光学元件的横截面形状的示意图,并且图4B是光电转换装置的示意性截面图。在图4A和4B中,光学元件112与图2A和2B中的光学兀件相同,因此省略对它的描述。
[0053]参照图1,图4A和4B中所示的光学元件113比光学元件112在X轴方向上距离中心O更远,并且在X轴方向上与中心O隔开长度142。使光学元件113成形,以便当把横截面413设为参照物时光学元件113是对称的并且当把底表面445的穿过第三顶点407的法线设为参照物时光学元件113是不对称的。
[0054]参照图4A,光学元件113的横截面413包括第五端部405和第六端部406。如横截面413中所示,光学元件113具有在Z = O位置处沿着X轴延伸的底表面445。光学元件113的第五端部405与中心O相距较近,而光学元件113的第六端部406与中心O相距较远。在X轴方向上第五端部405和第六端部406之间的长度为长度421。第五端部405和第六端部406之间的长度是光学兀件113在X轴方向上的最大长度。
[0055]如图4A所示,光学元件113在X轴方向上的第三位置409处具有第三顶点407。第三顶点407是在Z轴方向上与底表面445隔开长度230的位置处。换句话说,光学元件113的高度与光学元件112的高度相同。第三位置409和第五端部405之间的长度小于第三位置409和第六端部406之间的长度。当假设光学元件113被设在作为具有长度220的矩形区域的单位单元中时,可以说相比于单位单元的中心C4,第三顶点407相距中心O近了长度423。
[0056]当光学元件112和光学元件113彼此相比较时,在X轴方向上,第三端部203和第二位置208之间的长度大于第五端部405和第三位置409之间的长度。换句话说,与第二顶点206和光学元件112的中心之间的位置关系相比,第三顶点407朝着中心O偏移光学元件113的中心更远。另外,长度421 (第五端部405和第六端部406之间的长度)小于长度220,并且也小于长度221 (第三端部203和第四端部204之间的长度)。换句话说,长度422小于长度222。
[0057]在横截面413中光学元件113具有从第三顶点407延伸到第六端部406的外缘442 (第三外缘)。外缘442的曲率半径与光学元件112在横截面212中的外缘242的曲率半径相同。因为光学元件113具有这样的形状,所以也可以在X轴方向上比光学元件112距离中心O更远的位置处抑制光学元件的光收集性能的降低。类似于第一实施例,同样针对外缘242和外缘442,可以确定曲率半径的中间值。当这些值在80%或以上且120%或以下(即,大于或等于80%且小于或等于120%)的范围内时,可以取得本实施例的效果。
[0058]在光学元件113和在X轴方向上与光学元件113邻近的光学元件之间提供具有长度422的间隙G2。在光学元件112和在X轴方向上与光学元件112邻近的光学元件之间提供间隙G1,所述Gl具有比长度422小的长度222。像这样,光学元件之间的间隙随着相距光学元件阵列的中心O的距离增加而增加。光学元件111和在X轴方向上与光学元件111邻近的光学元件之间的间隔的长度小于长度222。作为替代,相邻的光学元件可以彼此相接触(未示出)。在光学元件阵列包括上述光学元件的情况下,即使在与中心O隔开的位置处也可以抑制光学元件的光收集性能的降低。另外,在光学元件阵列被包括在如图4B所示的光电转换装置中的情况中,可以进一步抑制光学元件的光收集性能在与中心O隔开的位置处的降低。
[0059]在图4B中,布置光学元件阵列400的光学元件的单位单元使得所述单位单元的中心与光电转换装置的相应像素的中心重合。然而,当在阵列区域120的外围处光的入射角大时,光学元件的单位单元可以朝着阵列区域120的中心O偏移。这将参照图5详细描述。
[0060]图5是包括光学元件阵列100的光电转换装置500的示意性平面图。光电转换装置500包括其中布置有光电转换装置500的多个像素510的图像拾取区域520。在图5中,阵列区域120和图像拾取区域520被画成重叠,并且包括像素510的矩形单位单元和包括各自的光学元件110的矩形单位单元被示意性地画成重叠。阵列区域120的中心O与图像拾取区域520的中心重合。每个光学元件110的中心从相应的像素510的中心朝着中心O偏移某个长度。即使当光以大入射角倾斜入射到图像拾取区域520的外围附近的像素上时,光学元件也位于光路上。所以,可以抑制光收集性能的降低。可以以这种方式调整光学元件和像素的位置。另一种使像素的中心相对于各自的光学元件的中心偏移的方法是使包括光学元件110的单位单元的尺寸(面积)小于包括像素510的单位单元的尺寸(面积)。另一种使像素的中心相对于光学元件的中心偏移的方法是改变图2B中所示的间隙的尺寸。
[0061]在图5所示的光学元件阵列中,偏移量随着距离图像拾取区域的中心的长度增加而增加。将参照图6A描述偏移量。在图6A中,水平轴代表在从图像拾取区域中心朝向图像拾取区域外部的方向上距离图像拾取区域的中心的长度,而垂直轴代表每个光学元件的顶点的偏移量。图6A示出了改变偏移量的方式的三个示例。线A示出了其中偏移量与距离图像拾取区域的中心的长度成正比增加的示例。线B示出了其中偏移量关于距离图像拾取区域的中心的长度沿着抛物线非线性地增加的示例。线C示出了其中偏移量从与图像拾取区域中心隔开某长度的位置处开始增加的示例。因此,可以以任何方式改变偏移量。例如,偏移量可以基于诸如光电转换装置的开口率(opening rat1)、从光电转换元件到光学元件的高度、每种材料的折射率和光的入射角之类的设计数据来确定。
[0062]如图2B所示,为了保持在图像拾取区域的外围处的每个光学元件的外缘的曲率半径,在每个光学元件112和与其相邻的光学元件之间提供间隙,所述间隙是平坦的区域。将参照图6B描述间隙的长度。在图6B中,水平轴代表在从图像拾取区域中心朝向图像拾取区域外部的方向上距离图像拾取区域中心的长度,而垂直轴代表间隙长度。图6B示出了改变间隙长度的方式的三个示例。线A示出了其中间隙长度和距离图像拾取区域中心的长度成正比增加的示例。线B示出了其中间隙长度关于距离图像拾取区域中心的长度沿着抛物线非线性地增加的示例。线C示出了其中间隙长度从与图像拾取区域中心隔开某长度的位置处开始增加的示例。类似于偏移量,可以以任何方式改变间隙长度。在沿着线B改变偏移量的情况中,也可以沿着线B改变间隙长度以便于设计每个光学元件的外缘的曲率半径。
[0063]在本实施例中,图1中所示的光学元件111、光学元件112和光学元件113分别被描述为第一、第二和第三光学元件。但是,顶点的偏移量和间隙长度的上述关系也适用于例如包括图1中所示的光学元件112、光学元件113和光学元件114的三个光学元件。如图1中所示,光学元件114比光学元件113在X轴方向上相距中心O更远,并具有高度230,类似于光学兀件112和光学兀件113。在这种情况中,光学兀件114的顶点的偏移量和间隙长度可以被设计以满足上面所述的关系。
[0064]在光学元件阵列中,第一到第三光学元件中的每一个的数量,例如可以是I。作为替代,可以提供不同数量的第一到第三光学元件。因此,可以提供任意数量的第一到第三光学元件。例如,可以在光学元件阵列中以多个的形式设置第一到第三光学元件中的每一种。在这种情况中,光学元件阵列可以包括其中布置有第一光学元件的第一区域、其中布置有第二光学元件的第二区域和其中布置有第三光学元件的第三区域。
[0065]第三实施例
[0066]图7A和7B是示出了根据第三实施例的光电转换装置的示意性截面图。图7A是与图2B对应的示意性截面图。光学元件阵列700包括光学元件711和光学元件712。光学元件711与图2B中所示的光学元件111的不同之处在于相邻光学元件之间的边界比光学元件111之间的边界高出高度721,并且光学元件711具有这样的形状,即具有高度721的构件与光学元件111组合在一起。光学元件712与图2B中所示的光学元件112的不同之处在于相邻光学元件之间没有间隙。类似于图2B,光学元件711的高度和光学元件712的高度都等于长度722。类似于图2B,在各自的单位单元中,光学元件712的顶点比光学元件711的顶点向图像拾取区域的中心偏移的更远。同样当光学元件711和712具有上述形状时,可以使光学元件711的高度与光学元件712的高度相同,并且可以使每个光学元件711的顶点和端部之间的外缘的曲率半径与每个光学元件712的顶点和端部之间的外缘的曲率半径相同。在该光学元件阵列中,因为在与图像拾取区域的外围对应的区域中没有间隙,所以相比于第一实施例,可以增加在图像拾取区域的外围可收集到的入射光的量。作为结果,可以进一步抑制灵敏度在图像拾取区域外围处的降低。
[0067]光学元件阵列的形状不限于此,并且光学元
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