] ]-5
[0168]< e < Arc Cos[Sqrt[n2-2 Xn XCos[a]+Cos[a]2]
[0169]/ sqrt[n2-2 Xn XCos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2] ]+5
[0170]or
[0171]Arc Cos[Sqrt[n2-2XnXCos[a]+Cos[a]2]
[0172]/ sqrt[n2-2 Xn XCos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2] ]-2
[0173]< e < Arc Cos[Sqrt[n2-2 Xn XCos[a]+Cos[a]2]
[0174]/ sqrt[n2-2 Xn XCos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2] ]+2
[0175]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，η表示形成校正单元的材料的折射率，amax表示光的最大入射角，a表示光的入射角，以及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。
[0176]如本文中所公开，一种电子装置可包括:成像器件，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;和信号处理单元，被配置为对像素信号执行信号处理，所述像素信号从光电转换单元输出。
[0177]在本技术的一个方面的第一制造装置和第二制造装置以及制造方法中，校正单元被设计成位于光电转换单元的光入射侧上，所述校正单元校正入射在光电转换单元上的光的角度。此外，校正单元被设计成具有弯曲表面，以及弯曲表面的表面形状为满足预定条件的形状。
[0178]本技术的一个方面的一种电子装置包括:成像器件，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;和信号处理单元，所述信号处理单元对像素信号执行信号处理，所述像素信号从光电转换单元输出。
[0179]本技术的一个方面的电子装置被设计成包括:成像器件，所述成像器件包括光电转换单元和校正单元，所述校正单元校正入射在光电转换单元上的光的角度且位于光电转换单元的光入射侧上;和信号处理单元，所述信号处理单元对像素信号执行信号处理，所述像素信号从光电转换单元输出。
[0180]本发明的有益效果如下:
[0181]根据本技术的一个方面，可适当地执行阴影校正。
[0182]本文中所述的效果并不限于上述效果，且可为本发明中所述的任何效果。
【附图说明】
[0183]图1为图解，用于说明成像器件的结构；
[0184]图2为图解，用于说明光的入射角与灵敏度之间的关系；
[0185]图3为图解，用于说明校正透镜的结构；
[0186]图4为图解，用于说明斯涅尔定律；
[0187]图5为图解，用于说明入射角和半径；
[0188]图6为图解，示出了当入射角为20度时入射在成像器件上的光的角度；
[0189]图7为图解，示出了当入射角为10度时入射在成像器件上的光的角度；
[0190]图8为图解，示出了当入射角为30度时入射在成像器件上的光的角度；
[0191]图9为图解，示出了入射在成像器件上的光的角度为15度或更小的条件；
[0192]图10为图解，示出了入射在成像器件上的光的角度为10度或更小的条件；
[0193]图11为图解，用于说明将校正透镜连接至成像器件；
[0194]图12为图解，用于说明校正透镜的制造；
[0195]图13为图解，用于说明校正透镜的形状；
[0196]图14为图解，用于说明校正透镜的效果；
[0197]图15为图解，示出了当入射角为25度时入射在成像器件上的光的角度；
[0198]图16为图解，用于说明校正透镜的形状；
[0199]图17为图解，用于说明形状可变透镜；
[0200]图18为图解，用于说明形状可变透镜；
[0201]图19为图解，用于说明形状可变透镜；
[0202 ]图20为图解，用于说明形状可变透镜；
[0203]图21为图解，用于说明形状可变透镜；
[0204]图22为图解，用于说明垂直谱应用于成像器件；
[0205]图23为图解，用于说明垂直谱应用于成像器件；
[0206]图24为图解，用于说明电子装置的结构。
【具体实施方式】
[0207]下面为【具体实施方式】(下文中称为实施例)。将以下列顺序进行说明。
[0208]1.阴影校正
[0209]2.校正透镜要满足的条件
[0210]3.利用球面形状的阴影校正
[0211]4.球面校正透镜连接至成像器件5.校正透镜的制造
[0212]6.利用非球面形状的阴影校正
[0213]7.通过具有伸缩式功能的校正透镜的阴影校正
[0214]8.利用垂直谱的阴影校正
[0215]9.电子装置
[0216]〈阴影校正〉
[0217]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。例如，这种灵敏度降低被称为“阴影”。因为下文所述的本技术适用于阴影校正，所以下文将说明阴影校正实例。
[0218]图1示意性示出了片上透镜(OCL)成像器件的结构。图1所示的成像器件10包括微透镜11、彩色滤光层12、遮光膜13和光电二极管(PD)14。
[0219]经由微透镜11进入的光根据彩色滤光层12的颜色被色散，并被光电二极管14接收。遮光膜13设置在相邻光电二极管14之间，并设计成防止光泄漏到各相邻光电二极管14中。
[0220]当主光线倾斜进入成像器件10时，如图1所示，灵敏度可能变得更低，或由于光泄漏到相邻光电二极管14中，可能发生颜色混合。这里，主光线相对于垂直于成像器件10的基板的线的入射角被定义为“a”，如图1所示。主光线为通过光阑孔径的中心的一束光。
[0221]图2为曲线图，示出了成像器件10中的阴影特性。如图2所示，当入射角“a”变大时，灵敏度变低。因为入射角“a”自芯片中心向成像器件10的芯片边缘变大，所以灵敏度自芯片中心向芯片边缘变低。
[0222]彩色滤光层12为RGB(红，绿和蓝)层。如果RGB的各个颜色取决于入射角“a”彼此不同，那么可能发生颜色不均匀。为了防止这种阴影和颜色不均匀，缩短自微透镜11至光电二极管14的长度，或增加孔径比。然而，高度降低或孔径比增加并不意味着主光线的斜入射角变小，且阴影特性的校正是有限的。
[0223]有鉴于此，为了减小主光线的斜入射角，入射角“a”被校正为尽可能接近O度。从图2可以看出，若入射角“a”为0，则主光线垂直地进入基板，且实现最高灵敏度。若入射角“a”为例如15度或更高，则灵敏度变为0.9或更低。因此，通过将入射角“a”校正为15度或更低，灵敏度可保持在0.9或更高。
[0224]有鉴于此，用于阴影校正的校正透镜31设置在微透镜11上，如图3所示。微透镜11以矩阵方式排列，以及具有覆盖所有微透镜11的这样一个尺寸的校正透镜31放置在覆盖所有微透镜11的这样一个位置。校正透镜31要满足的条件如下所述。
[0225]〈校正透镜要满足的条件〉
[0226]如图3所示，校正透镜31在一面上具有弯曲表面，在另一面上具有平整表面。弯曲表面为球形表面或非球形表面。球形表面的情况和非球形表面的情况如下所述。校正透镜31由透明材料形成，并设计成透射光。
[0227]在具有伸缩式功能的摄影机中，透明材料作为校正透镜31连接至成像器件10上，所述透明材料可控制其形状为自景深的最远端至最近端形成满足预定条件的最佳球形或非球形表面。
[0228]从图2可以看出，入射角“a”优选被调整为15度或更小，以便把灵敏度降低限制在15%或更少。更优选地，入射角“a”被调整为10度或更小，以便把灵敏度降低限制在5%或更少。
[0229]图4为图解，用于说明校正透镜31校正斜入射光的原理。如图4A所示，校正透镜31连接至成像器件10上，以及透镜组51设置在校正透镜31上。主光线通过光阑52的孔径的中心。如图4A所示，在成像平面的光轴的中心，主光线相对于成像器件10的表面垂直地进入，而在更接近成像平面的边缘的部分处更倾斜地进入成像器件10。
[0230]如果没有校正透镜31，倾斜进入的光就倾斜地进入微透镜11。然而，如果有校正透镜31，倾斜进入的光就使其入射角转换为几乎垂直于成像平面进入的光的角度，然后几乎垂直地进入微透镜11。
[0231]图4B为图4A所示的校正透镜31的左边部分的放大图。在本例中，主光线从左边进入。如图4B所示，若主光线从左边进入，则校正透镜31的斜面在左侧更高，且在此斜面上观察斯涅尔定律。斯涅尔定律是用于表示在一般波运动的折射现象中行波在两个介质中的传播速度、入射角和折射角之间关系的定律，且也被称为折射定律。
[0232]根据斯涅尔定律，下列公式(I)成立。
[0233]Sin x = nXSin y-(l)
[0234]在公式(I)中，η表示介质X的折射率与介质y的折射率之比，且满足关系式ny/nx=η。在介质X为空气的情况下，折射率nx为I，因此，折射率η等于介质y的折射率ny。
[0235]根据斯涅尔定律，倾斜进入的光可在垂直方向上被折射。现在，说明光被折射到什么程度。
[0236]公式(I)适用于图4B所示的情况。这种情况是基于入射光相对于垂直于成像平面的方向(图中由虚线表示且垂直于成像平面的线)的角度为角度“a”的假设。在校正透镜31中行进的光相对于垂直于成像平面的方向的角度为角度“d”。校正透镜31的折射率为折射率 “η，，。
[0237]垂直于校正透镜31的斜面的方向(图中由细线表示且垂直于斜面的线)相对于垂直于成像平面的方向的角度为角度“b”。图4Β中，角度“c”为角度“a”和角度“b”的总和，且满足关系c = a+b。
[0238]垂直于校正透镜31的斜面的方向(图中细线)相对于垂直于校正透镜31内的成像平面的方向的角度为角度“e”。图4B中，角度“f”为角度“d”和角度“e”的总和，且满足关系f=d+e。角度“b”和角度“e”满足关系b = e。
[0239]图4B中，当角度“d”为O度时，倾斜进入的光被折射以形成垂直于成像平面的光。因此，说明角度“d”变为尽可能接近O度的条件。公式(I)适用于图4B所示的情况，且被变换为与角度“d”有关的公式，以得到下列公式(2)。
[0240]d=Arc Sin[(1/n) XSin(b+a)]_b...(2)
[0241]如果校正透镜31的主光线的最大入射角由角度“amax”表示，那么公式(2)被转换为下列公式(3)。最大入射角“amax”为在校正透镜31的左边缘或右边缘得到的角度。
[0242]dmax=Arc Sin[(1/n) XSin(b+amax)]-b...(3)
[0243]在以最大入射角“amax”进入的光被转换为几乎垂直进入的光的条件下，倾斜进入的光被校正，且垂直进入成像器件10的光的量增加。以此方式，灵敏度提高。
[0244]如上参考图4B所述，满足关系b+a = c。因此，公式(2)中的(b+a)可由(C)取代，且也可写成如下列公式(2’)。同样，(b+amax)可由(Cmax)取代，且公式⑶也可写成如下列公式(3，)。
[0245]d=Arcsin[(1/n) XSin(c)]-b---(2/ )
[0246]dma x=ArcSin[(l/n)Sin(cmax)]-b...(37)
[0247]〈利用球面形状的阴影校正〉
[0248]现在详细说明校正透镜31具有球面形状的情况。在校正透镜31中具有弯曲表面的部分具有球面形状。图5为图解，用于说明当校正透镜31的弯曲表面具有球面形状时为了适当地执行阴影校正要满足的条件。
[0249]图5为图解，示出了校正透镜31以及各个组件和各个距离的大小。与图4所示组件相同的组件由与图4中所使用附图标记相同的附图标记表示。如图5所示，自校正透镜31的中心至光进入的位置的距离由距离X或位置X表示。特定地，自校正透镜31的中心至校正透镜31的边缘的距离由距离xO表示。校正透镜31的球面部分的半径由半径r表示。
[0250]如图5所示，即使当光从一个方向进入时，光在位置xO进入的角度“amax”也明显大于光在位置X进入的角度“a”。角度“a”和角度“amax”具有满足下列公式的关系。
[0251 ] a = Tan[x/(xl/ArcTan[amax])]
[0252]如图5所示，在成像平面的边缘，主光线以最大入射角“amax”进入。若成像平面的中心的位置为0，且自成像平面的中心至成像平面的边缘的距离为1(或任何值)，则在由透明材料形成的校正透镜31内的位置X处主光线相对于垂直于成像器件10的基板的线的角度“d”可通过使用上述斯涅尔定律来计算。
[0253]计算结果如图6至图8所示。图6至图8所示的各个曲线图为在形成校正透镜31的透明材料的折射率“η”为1.6且球形表面的半径“r”变化的情况下通过标绘利用各个半径“r”计算的值来形成的曲线图。图6曲线图为示出最大入射角“amax”为20度的情况的曲线图，图7曲线图为示出最大入射角“amax”为10度的情况的曲线图，以及图8曲线图为示出最大入射角“amax”为30度的情况的曲线图。
[0254]图6至图8所示的各曲线图的横坐标轴表示相对于校正透镜31的中心的位置“X”，以及纵坐标轴表示行进光相对于校正透镜31内的垂直方向的角度“d”。
[0255]在图6曲线图中，曲线图a为示出半径“r”为3.4/3的情况的曲线图，曲线图b为示出半径“r”为3.6/3的情况的曲线图，以及曲线图c为示出半径“r”为4/3的情况的曲线图。曲线图d为示出半径“r”为4.3/3的情况的曲线图，曲线图e为示出半径“r”为4.7/3的情况的曲线图，曲线图f为示出半径“r”为5.5/3的情况的曲线图，曲线图g为示出半径“r”为6.2/3的情况的曲线图，曲线图h为示出半径“r”为9/3的情况的曲线图，曲线图1为示出半径“r”为15/3的情况的曲线图，曲线图j为示出半径“r”为29/3的情况的曲线图，以及曲线图k为示出半径“r”为60/3的情况的曲线图。
[0256]在图7曲线图中，曲线图a为示出半径“r”为4/3的情况的曲线图，曲线图b为示出半径“r”为5/3的情况的曲线图，曲线图c为示出半径“r”为7/3的情况的曲线图，曲线图d为示出半径“r”为10/3的情况的曲线图，曲线图e为示出半径“r”为100/3的情况的曲线图，以及曲线图f为示出半径“r”为100000/3的情况的曲线图。
[0257]在图8曲线图中，曲线图a为示出半径“r”为3.5/3的情况的曲线图，曲线图b为示出半径“r”为3.7/3的情况的曲线图，曲线图c为示出半径“r”为4.1/3的情况的曲线图，曲线图d为示出半径“r”为4.5/3的情况的曲线图，曲线图e为示出半径“r”为5/3的情况的曲线图，曲线图f为示出半径“r”为7/3的情况的曲线图，曲线图g为示出半径“r”为10/3的情况的曲线图，以及曲线图h为示出半径“r”为20/3的情况的曲线图。
[0258]从这些曲线图可以看出，当位置“X”为I时，或当角度“d”小于在校正透镜31的边缘的预定角度时，校正透镜31是有效的。现在说明预定角度为例如15度的情况。
[0259]参考图6，示出当位置X为I时在-15度至15度的范围之外的角度的曲线图为曲线图a和曲线图b。在曲线图b中，当最大入射角“amax”为20度时，角度“d”为-20度(20度绝对值)或更小。因此，校正透镜31的使用是有效的，但角度“d”不是15度或更小。从图2可以看出，灵敏度变为0.9或更低，且校正透镜31的效果被认为微不足道。
[0260]在曲线图a中，当最大入射角“amax”为20度时，角度“d”为-20度(20度绝对值)或更大。因此，利用校正透镜31，方向被转换为更斜方向。换言之，从曲线图3可以看出，当校正透镜31的半径“r”为3.4/3时，最好不使用校正透镜31。
[0261]在曲线图c至曲线图k中，角度“d”为15度绝对值或更小，因此，校正透镜31的使用对于提高灵敏度是有效的。即，在校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为15度绝对值或更小的情况下，校正透镜31的半径“r”优选为在下列范围内:
[0262]4/3to60/3(1.3<r<20).
[0263]在校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为10度绝对值或更小的情况下，曲线图c和曲线图k也被排除在外。即，半径4/3和半径60/3也被排除在校正透镜31的半径“r”之外。如果校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为10度绝对值或更小，那么校正透镜31的半径“r”优选为在下列范围内:
[0264]4.3/3to29/3(1.43<r<9.67).
[0265]同样，现在说明图7所示的曲线图。图7示出了最大入射角“amax”为10度的曲线图。
[0266]在图7曲线图中，示出当位置X为I时在-15度至15度的范围之外的角度的曲线图为曲线图a。在曲线图a中，当最大入射角“amax”为10度时，角度“d”为-15度(15度绝对值)或更小。因此，利用校正透镜31，方向被转换为更斜方向。换言之，从曲线图a可以看出，当校正透镜31的半径“r”为4/3时，最好不使用校正透镜31。
[0267]在曲线图b至曲线图h中，角度“d”为15度绝对值或更小，因此，从图2可以看出，灵敏度可被限制为0.85或更高。因此，校正透镜31的使用对于提高灵敏度或至少保持灵敏度是有效的。即，在校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为15度绝对值或更小的情况下，校正透镜31的半径“r”优选为在下列范围内:
[0268]5/3tol00000/3( 1.7 <r < 33333).
[0269]在校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为10度绝对值或更小的情况下，曲线图a也被排除在外。因此，在校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为10度绝对值或更小的情况下，校正透镜31的半径“r”优选为在下列范围内:
[0270]5/3tol00000/3( 1.7 <r < 33333).
[0271]此外，现在说明图8所示的曲线图。图8示出了最大入射角“amax”为30度的曲线图。
[0272]在图8曲线图中，示出当位置X为I时在-15度至15度的范围之外的角度的曲线图为曲线图a和曲线图b。在曲线图a和曲线图b中，当最大入射角“amax”为30度时，角度“d”为-30度(30度绝对值)或更小，且小于入射角。因此，通过校正透镜31可以预期一定效果。然而，因为角度“d”为-15度(15度绝对值)或更小，所以不会得到可实现期望效果的半径“r”。
[0273]在曲线图c至曲线图1中，角度“d”为15度绝对值或更小，因此，从图2可以看出，灵敏度可被限制为0.85或更高。因此，校正透镜31的使用对于提高灵敏度是有效的。即，在校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为15度绝对值或更小的情况下，校正透镜31的半径“r”优选为在下列范围内:
[0274]4.1/3to20/3(1.37 <r<6.67).
[0275]在校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为10度绝对值或更小的情况下，曲线图1也被排除在外。即，半径20/3也被排除在校正透镜31的半径“r”之外。如果校正透镜31被设计成使得角度“d”会变为10度绝对值或更小，那么校正透镜31的半径“r”优选为在下列范围内:
[0276]4.1/3tol0/3(1.37<r<3.33).
[0277]虽然图中未示出，但是对于其他最大入射角“amax”，申请人也进行了实验，且实验结果如图9和图10所示。图9为图解，示出了用于把角度“d”限制在15度绝对值或更小的校正透镜31的半径“r”的范围。图10为图解，示出了用于把角度“d”限制在10度绝对值或更小的校正透镜31的半径“r”的范围。
[0278]在图9和图10的每一个中，横坐标轴表不主光线的最大入射角“amax”，纵坐标轴表示校正透镜31的球形表面的半径“r”。
[0279]图9中曲线图示出了线m和线η。在线m与线η之间的区域内，校正透镜31的半径“r”满足下列条件:
[0280]"-15《angle d < 15^.
[0281]线m满足下列公式(4):
[0282]r = I.15 Xn-0.38-0.0067473 X ((n-1.2)2/0.42) XBmax
[0283]---(4)
[0284]在公式(4)中，“r”表示校正透镜31的半径，“amax”表示最大入射角“amax”，以及“η”表示形成校正透镜31的材料的折射率。这些符号也用在其他公式中。
[0285]只要校正透镜31的半径“r”等于或大于根据公式(4)计算的值，角度“d”就为约15度绝对值或更小。为了把角度“d”限制在约15度绝对值或更小，应当满足下列条件:
[0286]//equat1n(4) < τ"，
[0287]此外，半径“r”优选等于或小于由线η表示的值。
[0288]线η满足下列公式(5):
[0289]r=((n-1.35)2/0.252) X23.157/(a繼-24.9 2 5 ) 0.46551
[0290]+44.5918-29Χη...(5)
[0291]只要校正透镜31的半径“r”等于或小于根据公式(5)计算的值，角度“d”就为约15度绝对值或更小。为了把角度“d”限制在约15度绝对值或更小，应当满足下列条件:
[0292]〃r<equat1n(5)"，
[0293]只要校正透镜31的半径“r”满足下列至少一个条件，
[0294]"equat1n(4)<r〃and〃r <equat1n(5)"，
[0295]从斜方向进入的光的行进方向就可通过校正透镜31进行转换，使得角度“d”(入射在微透镜11上的光的角度)可被限制在15度绝对值或更小。因此，进入成像器件10的光的量可增加，且灵敏度可变得更高。
[0296]更优选地，如果校正透镜31具有满足下列条件的半径“r”，
[0297]〃equat1n(4)< r <equat1n(5)"，
[0298]那么进入成像器件10的光的量可增加，且灵敏度可变得更高。
[0299]公式(4)和公式(5)为当自校正透镜31的中心至校正透镜31的边缘的距离xO为“I”时满足的公式。在距离xO为例如20mm的情况下，20mm被认为是“I”，以及1mm被认为是“0.5”。以此方式，自校正透镜31的中心至校正透镜31的边缘的距离可被设定为单位距离，以及其他位置也可按比例表示。若其他位置按比例表示，则校正透镜31的半径“r”根据公式
(4)和公式(5)进行设定。
[0300]在自校正透镜31的中心至校正透镜31的边缘(自成像平面的光轴中心至成像平面的边缘)的距离xO可能不是“I”而可能是xl且xl被设定在任何值的情况下，公式(4)和公式
(5)被分别转换为下列公式(6)和公式(7)。
[0301 ] r = (