成像器件、制造装置、制造方法以及电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]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。
[0002]相关申请交叉引用
[0003]本申请主张于2013年9月18日提交的日本优先权专利申请JP 2013-193376的权益，其全部内容以引用方式并入本文中。
【背景技术】
[0004]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。
[0005]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H)或光电转换层。
[0006]PTL I和PTL 2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ro中相邻像素的光引起的颜色混合。
[0007]鉴于这些问题，PTL3和PTL 4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。
[0008]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。
[0009]PTL 5至PTL 7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。
[0010]引文列表
[0011]专利文献
[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
【发明内容】
[0019]技术问题
[0020]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。
[0021]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。
[0022]解决问题的方法
[0023]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。
[0024]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:
[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表示球形表面的半径，xl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η表示形成校正单元的材料的折射率。
[0029]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:
[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表示球形表面的半径，xl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η表示形成校正单元的材料的折射率。
[0034]根据其他实施例，校正单元具有满足下列条件的球形表面:
[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表示球形表面的半径，xl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η表示形成校正单元的材料的折射率。
[0039]根据其他实施例，校正单元具有满足下列条件的球形表面:
[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表示球形表面的半径，xl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η表示形成校正单元的材料的折射率。
[0044]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:
[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，xl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&1^在20度至30度之间ο
[0057]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:
[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，Xl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度之间浪正单元可为可转换透镜和形状可变透镜中一者，以及校正单元的表面形状可由拉应力控制。此外，校正单元可为由两层液体形成的可转换透镜和形状可变透镜中一者，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。凸接面形状可为满足下列条件的形状:
[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表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示光电转换单元侧上的第二液体的折射率，xl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r表示凸状形状的半径，第一液体和第二液体为所述两层液体。可选择地，凸接面形状为满足下列条件的形状:
[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表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示光电转换单元侧上的第二液体的折射率，xl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r表示凸状形状的半径，第一液体和第二液体为所述两层液体。又如，凸接面形状为满足下列条件的形状:
[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表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示光电转换单元侧上的第二液体的折射率，xl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r表示凸状形状的半径，第一液体和第二液体为所述两层液体。又如，凸接面形状为满足下列条件的形状:
[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表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示光电转换单元侧上的第二液体的折射率，xl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r表示凸状形状的半径，第一液体和第二液体为所述两层液体。根据其他实施例，凸接面形状为满足下列条件的形状:
[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表示垂直于校正单元的表面的线与垂直于成像平面的线之间的角度，η等于nl/n2，nl表示光入射侧上的第一液体的折射率，η2表示光电转换单元侧上的第二液体的折射率，X表示离光轴中心的距离，xl表示自光轴中心至边缘的距离，cmax’表示入射在第二液体上的光的最大入射角，以及dmax’表示在第二液体中的光的最大入射角，第一液体和第二液体为所述两层液体。根据其他实施例，凸接面形状为满足下列条件的形状:
[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表示垂直于校正单元的表面的线与垂直于成像平面的线之间的角度，n等于nl/n2，nl表示光入射侧上的第一液体的折射率，n2表示光电转换单元侧上的第二液体的折射率，X表示离光轴中心的距离，xl表示自光轴中心至边缘的距离，cmax’表示入射在第二液体上的光的最大入射角，以及dmax’表示在第二液体中的光的最大入射角，第一液体和第二液体为所述两层液体。
[0116]如本文中所述，公开了一种用于制造成像器件的装置，所述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，校正单元位于光电转换单元的光入射侧上，其中校正单元具有弯曲表面，其中弯曲表面的表面形状为球面，以及其中所述表面形状满足下列条件之一:
[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表示球形表面的半径，xl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η表示形成校正单元的材料的折射率。
[0125]如本文中所述，公开了又一种用于制造成像器件的装置，所述成像器件可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，校正单元位于光电转换单元的光入射侧上，其中校正单元具有弯曲表面，其中弯曲表面的表面形状为球面，以及其中所述表面形状满足下列条件之一:
[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表示球形表面的半径，xl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η表示形成校正单元的材料的折射率。
[0134]如本文中所述，公开了又一种用于制造成像器件的装置，所述成像器件可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，其中校正单元具有弯曲表面，其中弯曲表面的表面形状为非球面，以及其中所述表面形状满足下列条件之一:
[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，xl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&1^在20度至30度之间ο
[0159]如本文中所述，公开了一种制造装置的方法，所述装置用于制造成像器件，所述成像器件可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，校正单元位于光电转换单元的光入射侧上，所述方法包括:制造校正单元，所述校正单元具有下列之一:I)球形表面形状;和2)非球形表面形状，其中所述表面形状满足下列条件之一:
[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