CN105612619A - 成像器件、制造装置、制造方法以及电子装置 - Google Patents

成像器件、制造装置、制造方法以及电子装置 Download PDF

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Abstract

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。

Description

成像器件、制造装置、制造方法以及电子装置
技术领域
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。
背景技术
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：JP2006-269923A
PTL2：US7,550797
PTL3：JP2006-351972A
PTL4：JP2009-15315A
PTL5：JP2007-184322A
PTL6：JP2006-254864A
PTL7：JP2005-347075A
发明内容
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：
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。校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：
(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：
(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：
(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：
(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：
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×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
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n1/n2，n1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，x1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：
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]]-2
≤e≤
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]]+2
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n1/n2，n1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，x1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。
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：
(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
or
(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。
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：
(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
or
(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。
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：
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
or
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。
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一：1)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：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(amax-24.925)0.46551
+44.5918-29×n)×x1
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(amax-19.206)0.3767
+9.94712-6.5×n)×x1
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-5
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]+5
or
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-2
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]+2
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，n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。
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。
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。
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。
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。
本发明的有益效果如下：
根据本技术的一个方面，可适当地执行阴影校正。
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
图1为图解，用于说明成像器件的结构；
图2为图解，用于说明光的入射角与灵敏度之间的关系；
图3为图解，用于说明校正透镜的结构；
图4为图解，用于说明斯涅尔定律；
图5为图解，用于说明入射角和半径；
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；
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；
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；
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；
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；
图11为图解，用于说明将校正透镜连接至成像器件；
图12为图解，用于说明校正透镜的制造；
图13为图解，用于说明校正透镜的形状；
图14为图解，用于说明校正透镜的效果；
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；
图16为图解，用于说明校正透镜的形状；
图17为图解，用于说明形状可变透镜；
图18为图解，用于说明形状可变透镜；
图19为图解，用于说明形状可变透镜；
图20为图解，用于说明形状可变透镜；
图21为图解，用于说明形状可变透镜；
图22为图解，用于说明垂直谱应用于成像器件；
图23为图解，用于说明垂直谱应用于成像器件；
图24为图解，用于说明电子装置的结构。
具体实施方式
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。
1.阴影校正
2.校正透镜要满足的条件
3.利用球面形状的阴影校正
4.球面校正透镜连接至成像器件5.校正透镜的制造
6.利用非球面形状的阴影校正
7.通过具有伸缩式功能的校正透镜的阴影校正
8.利用垂直谱的阴影校正
9.电子装置
<阴影校正>
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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0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。
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。
<校正透镜要满足的条件>
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。
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。
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。
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。
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。
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。
根据斯涅尔定律，下列公式(1)成立。
Sinx＝n×Siny…(1)
在公式(1)中，n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＝n。在介质x为空气的情况下，折射率nx为1，因此，折射率n等于介质y的折射率ny。
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。
公式(1)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“n”。
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4B中，角度“c”为角度“a”和角度“b”的总和，且满足关系c＝a+b。
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。
图4B中，当角度“d”为0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0度的条件。公式(1)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)。
d＝ArcSin[(1/n)×Sin(b+a)]-b…(2)
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。
dmax＝ArcSin[(1/n)×Sin(b+amax)]-b…(3)
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。
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(3)也可写成如下列公式(3')。
d＝Arcsin[(1/n)×Sin(c)]-b…(2′)
dmax＝ArcSin[(1/n)Sin(cmax)]-b…(3′)
<利用球面形状的阴影校正>
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。
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x0表示。校正透镜31的球面部分的半径由半径r表示。
如图5所示，即使当光从一个方向进入时，光在位置x0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。
a＝Tan[x/(x1/ArcTan[amax])]
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。
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“n”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。
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”。
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i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。
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。
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。
从这些曲线图可以看出，当位置“x”为1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。
参考图6，示出当位置x为1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。
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a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。
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：
4/3to60/3(1.3≤r≤20).
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：
4.3/3to29/3(1.43≤r≤9.67).
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。
在图7曲线图中，示出当位置x为1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。
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：
5/3to100000/3(1.7≤r≤33333).
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：
5/3to100000/3(1.7≤r≤33333).
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。
在图8曲线图中，示出当位置x为1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”。
在曲线图c至曲线图i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：
4.1/3to20/3(1.37≤r≤6.67).
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i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：
4.1/3to10/3(1.37≤r≤3.33).
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。
在图9和图10的每一个中，横坐标轴表示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”。
图9中曲线图示出了线m和线n。在线m与线n之间的区域内，校正透镜31的半径“r”满足下列条件：
"-15≤angled≤15".
线m满足下列公式(4)：
r＝1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×amax
…(4)
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“n”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。
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：
″equation(4)≤r″，
此外，半径“r”优选等于或小于由线n表示的值。
线n满足下列公式(5)：
r＝((n-1.35)2/0.252)×23.157/(amax-24.925)0.46551
+44.5918-29×n…(5)
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：
″r≤equation(5)″，
只要校正透镜31的半径“r”满足下列至少一个条件，
"equation(4)≤r″and″r≤equation(5)″，
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。
更优选地，如果校正透镜31具有满足下列条件的半径“r”，
″equation(4)≤r≤equation(5)″，
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。
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x0为“1”时满足的公式。在距离x0为例如20mm的情况下，20mm被认为是“1”，以及10mm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。
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x0可能不是“1”而可能是x1且x1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)。
r＝(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×amax)×x1
…(6)
r＝(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(amax-24.925)0.46551
+44.5978-29×n)×x1…(7)
公式(6)通过公式(4)的右边乘以x1而形成，公式(7)通过公式(5)的右边乘以x1而形成。这里，x1表示离校正透镜31的中心部分的距离(自成像平面的光轴中心至成像平面的边缘)。校正透镜31的半径“r”可通过使用以上述方式乘以x1的公式来计算。
现在参考图10，说明用于把角度“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。
图10中曲线图示出了线m'和线n'。为了区别于图9所示的线m和线n，这些线由带撇号的字母表示。在线m'与线n'之间的区域内，校正透镜31的半径“r”满足下列条件：
"-10≤angled≤10″.
线m'满足下列公式(8)：
r＝0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×amax…(8)
只要校正透镜31的半径“r”等于或大于根据公式(8)计算的值，角度“d”就为约10度绝对值或更小。为了把角度“d”限制在约10度绝对值或更小，半径“r”应当等于或大于根据公式(8)计算的值。此外，半径“r”优选等于或小于由线n'表示的值。
线n'满足下列公式(9)：
r＝((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(amax-19.206)0.3161
+9.94712-6.5×n…(9)
只要校正透镜31的半径“r”等于或小于根据公式(9)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：
″r≤equation(9)″，
只要校正透镜31的半径“r”满足下列至少一个条件，
"equation(8)≤r″and″r≤equation(9)″，
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”可被限制在10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。
更优选地，如果校正透镜31具有满足下列条件的半径“r”，
″equation(8)≤r≤equation(9)″，
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。
公式(8)和公式(9)为当自校正透镜31的中心至校正透镜31的边缘的距离x0为“1”时满足的公式。在自校正透镜31的中心至校正透镜31的边缘的距离x0可能不是“1”而可能是x1且x1被设定在任何值的情况下，公式(8)和公式(9)被分别转换为下列公式(10)和公式(11)。
r＝(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×amax)×x1
…(10)
r＝(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(amax-19.206)0.3161
+9.94712-6.5×n)×x1…(11)
公式(10)通过公式(8)的右边乘以x1而形成，公式(11)通过公式(9)的右边乘以x1而形成。这里，x1表示离校正透镜31的中心部分的距离。校正透镜31的半径“r”可通过使用以上述方式乘以x1的公式来计算。
<球面校正透镜连接至成像器件>
图11为连接至成像器件10上的校正透镜31的横截面视图。校正透镜31放置在成像器件10上，透明材料41置于它们之间。光电二极管14设置在成像器件10中，以及微透镜11设置在对应于光电二极管14的位置。光电二极管14以矩阵方式排列，以及微透镜11根据光电二极管14进行排列。
校正透镜31被设计成具有覆盖光电二极管14的这样一个尺寸。若包括微透镜11的上部且与透明材料41接触的平面为成像平面10a，则校正透镜31被设计成具有覆盖成像平面10a的这样一个尺寸，并放置在覆盖成像平面10a的这样一个位置。校正透镜31的半径为在上文参考图9和图10所述的范围内的半径“r”。
<校正透镜的制造>
此校正透镜31可通过例如如图12所示的制造方法来制造。在步骤S1中，形成金属铸模71。金属铸模71的上部71a为用于制造校正透镜31的部分，以及金属铸模71的下部71b为用于制造透明材料41(图11)部分的部分。
金属铸模71的上部71a的弯曲部分(上部71a的内侧)通过金属加工和电解抛光变成平滑弯曲表面。弯曲部分的曲线为形成具有校正透镜31的半径“r”的圆周的一部分的曲线，所述半径“r”满足以上公式(4)至公式(11)所示的条件。例如，在校正透镜31被设计成具有这样一个球面形状使得入射在成像平面10a上的光的角度为10度或更小的情况下，上部71a的内侧被设计成具有满足下列条件的形状。
″equation(8)≤r≤equation(9)″.
在步骤S2中，树脂材料72被注入金属铸模71，并热压成型。在步骤S3中，移除金属铸模71。在步骤S4中，成形校正透镜31利用粘合剂粘合至成像器件10上。连接可能不是利用粘合剂来执行而是可能通过加热来执行。
具有1.60折射率的光学聚碳酸酯可用作树脂材料72。此外，可使用除聚碳酸酯或玻璃材料以外的树脂材料取代树脂材料72。折射率取决于形成校正透镜31的材料。因此，在以上公式中的半径“r”和厚度“h”利用用作校正透镜31的材料的折射率来计算，以及金属铸模71根据这些值而形成。
如图13所示，在成像平面的末端的主光线的最大入射角“amax”被设定在25度，主光线的最大入射角“amax”在成像平面的四个角隅变得最大，以及每个角隅位于离成像平面的中心3mm处。校正透镜31的球形表面的半径“r”被设定在9mm以满足公式(5)。因此，入射在成像器件10上的主光线的角度“d”的绝对值为10度或更小，以及阴影特性得到极大地校正。在这种情况下，公式(4)也成立。
在上述实施例中，自成像平面的中心至成像平面的边缘的距离x0为1。因此，9mm的半径“r”相当于例如图9和图10中3(a.u.)的半径“r”。从图10可以看出，当半径“r”为3时，满足下列条件。
″-10≤angled≤10"
当满足″-10≤angled≤10″时，灵敏度自0.6提高至0.95，如图2所示。同时，色差和颜色混合减少，且图像品质得到改良。
图14示出了在连接满足上述条件的校正透镜31的成像器件10中以及在未连接满足上述条件的校正透镜31的成像器件10中的灵敏度测定结果。虽然图14示出了阴影校正效果，但是通过将具有球面形状的校正透镜31连接至成像器件，主光线的入射角“d”被提高至6.5度最大入射角“amax”，并已被证明为10度或更小。
如上所述，根据本技术，校正透镜31的弯曲表面为球形表面，并使球形表面的半径“r”满足预定条件。因此，从斜方向进入的光可被转换为从几乎垂直方向进入的光，且光灵敏度可提高。
<利用非球面形状的阴影校正>
在上述实施例中，校正透镜31的弯曲表面具有例如球面形状。校正透镜31的弯曲表面并不限于球面形状。现在详细说明具有非球面形状的校正透镜31的弯曲表面的情况。
图15为图解，示出了在校正透镜31被设计成具有非球面形状的情况下校正透镜31的位置与角度“d”之间的关系，以及曲线图，示出了校正透镜31被设计成具有球面形状的情况。图15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”。
图15曲线图为示出最大入射角“amax”为25度的情况的曲线图，以及校正透镜31的折射率“n”为1.6。在图15曲线图中，曲线图a至曲线图i为示出使用具有球面形状的校正透镜31的情况的曲线图，以及曲线图j为示出使用具有非球面形状的校正透镜31的情况的曲线图。
在图15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4.2/3的情况的曲线图，以及曲线图c为示出半径“r”为5/3的情况的曲线图。曲线图d为示出半径“r”为6/3的情况的曲线图，曲线图e为示出半径“r”为7/3的情况的曲线图，曲线图f为示出半径“r”为9/3的情况的曲线图，曲线图g为示出半径“r”为11/3的情况的曲线图，曲线图h为示出半径“r”为13/3的情况的曲线图，以及曲线图i为示出半径“r”为20/3的情况的曲线图。
曲线图j为示出使用具有非球面形状的校正透镜31的情况的曲线图，且也为示出使用具有满足下列公式(12)的弯曲表面的校正透镜31的情况的曲线图。
e＝ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]
…(12)
在公式(12)中，“e”表示图4B所示的角度“e”。角度“e”为垂直于校正透镜31的弯曲表面的线与垂直于成像平面的线之间的角度。此外，在公式(12)中，“a”表示入射角“a”，“n”表示形成校正透镜31的材料的折射率。
图16为图解，示出了在最大入射角“amax”为25度，折射率“n”为16以及角度“e”根据公式(12)来计算且被转换为校正透镜31的厚度“h”(图5)的情况下校正透镜31的位置和厚度之间的关系。图16中，横坐标轴表示校正透镜31的位置，纵坐标轴表示厚度“h”。图16所示的曲线表示校正透镜31的右半横截面的形状。具有图16所示的曲线作为弯曲表面的回转体为校正透镜31。
在校正透镜31具有图16所示的曲线作为弯曲表面的情况下，得到图15所示的曲线图j。参考图15，在通过使用具有球面形状的校正透镜31得到的曲线图a至曲线图i中，没有角度“d”为0度的位置“x”，或只有一个位置“x”。若角度“d”为0度，则从斜方向进入的光的行进方向通过校正透镜31被改变，并得到垂直进入成像平面10a的光。因此，角度“d”为0度的位置“x”的数目越大越好。
通过使用具有非球面形状的校正透镜31得到的曲线图j表示在几乎所有位置都0度。即，通过使用具有非球面形状的校正透镜31，从斜方向进入的光被转换为在任何位置“x”几乎垂直进入成像平面的光。
这种具有非球面形状的校正透镜31可以与在制造具有球面形状的校正透镜31的情况下相同的方式来制造，如上参考图12所述。因此，本文中不再重复制造方法的详细说明。当在步骤S1中形成金属铸模时，金属铸模的上部71a的内弯曲表面根据公式(12)来计算，以及图16所示的曲线绕成像平面的光轴的中心旋转，以形成弯曲表面。以此方式，可制造具有非球面形状的校正透镜31。
在步骤S4中，将成品校正透镜31连接至成像器件10上。在这一点上，与具有球面形状的校正透镜31相同，具有非球面形状的校正透镜31被设计成具有覆盖光电二极管14的这样一个尺寸，并放置在覆盖光电二极管14的这样一个位置，如上参考图3所述。
如上所述，通过使用具有非球面形状的校正透镜31，从斜方向进入的光被转换为从几乎垂直方向进入的光。因此，光灵敏度可提高。
在大量生产各具有非球面形状的校正透镜31的情况下，金属铸模71可被形成为使得由于大量生产相对于根据公式(12)计算的角度“e”的偏差在±5度范围之内，或更优选地在±2度范围之内，以达到充分效果。
<通过具有伸缩式功能的校正透镜的阴影校正>
如上所述，通过使用具有球面形状的校正透镜31或具有非球面形状的校正透镜31可提高灵敏度。特定地，这种校正透镜在不具有伸缩式功能的摄影机中是有效的。然而，在具有伸缩式功能的摄影机中，虽然主光线的斜入射在景深的最近端可得到校正，但是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。
接着，说明在具有伸缩式功能的摄影机中自最近端至最远端执行的阴影校正。在这种情况下，校正透镜31为形状可变透镜或可转换透镜，并连接至成像器件10上，使得可执行阴影校正。
在校正透镜31为形状可变透镜的情况下，例如，可使用图17所示的透镜。此校正透镜31可被分成透镜单元101和变换单元121，所述变换单元121改变透镜的形状。透镜单元101由透镜102和基座103形成，且基座103的侧表面连接至变换单元121的驱动单元122。
透镜102与基座103形成一体。透镜102和基座103由硅树脂透镜形成，所述硅树脂透镜由透明且弹性的材料(诸如硅树脂)制成。如图18所示，当操作驱动单元122时，硅树脂透镜的基座103部分被向外拉，透镜102的形状被改变。换言之，透镜单元101的表面形状由拉应力控制。
在透镜102为具有球面形状的校正透镜31的情况下，当透镜102的形状变化时，半径“r”变化。在透镜102为具有非球面形状的校正透镜31的情况下，当透镜102的形状变化时，厚度“h”变化。操作驱动单元122，并改变透镜102的形状，使得半径“r”或厚度“h”在最近端和最远端都具有最佳值。
即，透镜102的表面的形状变为满足上述条件的形状，且可应付在最近端和最远端的伸缩情况。当透镜102的表面的形状以此方式改变时，自最近端至最远端的阴影校正也可在具有伸缩式功能的摄影机中执行。
在校正透镜31为形状可变透镜的情况下，透镜单元101被放置成使得透镜单元101位于成像器件10的成像平面10a上，如图19所示。透明材料(诸如玻璃131)设置在与成像平面10a接触的部分处，以及校正透镜31放置在成像器件10上。
校正透镜31利用粘合剂或通过加热连接至成像器件10上。
在校正透镜31为形状可变透镜或可转换透镜的情况下，可使用液体透镜。图20示出了作为校正透镜31的液体透镜151的结构。图20的上半部分示出了当未施加电压时液体透镜151在正常时的形状，以及下半部分示出了当施加电压时液体透镜151在电压施加时的形状。
液体透镜151由水溶液152和油153形成。当执行电压控制时，水溶液152和油153的两个层之间的接面的形状可改变，以改变透镜的形状。两种液体(它们为水溶液152和油153)及电极154包括在其中。当电压施加于电极154时，水溶液152向电极154移动，与油153接触的平面的形状改变。以此方式，接面形状可自由地改变。
在液体透镜151用作校正透镜31的情况下，液体透镜151也设置在成像器件10上，如图21A所示。液体透镜151中兼作透镜的部分放置在成像器件10的成像平面10a上。
待施加于电极154的电压的强度随伸缩情况变化而变化。在液体透镜151为具有球面形状的校正透镜31的情况下，当液体透镜151的接面形状变化时，半径“r”变化。在液体透镜151为具有非球面形状的校正透镜31的情况下，当液体透镜151的接面形状变化时，厚度“h”变化。待施加于电极154的电压被控制为使得半径“r”或厚度“h”在最近端和最远端具有最佳值。
即，液体透镜151的接面形状变为满足上述条件的形状，且可应付在最近端和最远端的伸缩情况。当液体透镜151的接面形状以此方式改变时，自最近端至最远端的阴影校正可在具有伸缩式功能的摄影机中执行。
在双层透镜(诸如液体透镜151)用作校正透镜31的情况下，应当考虑两个液体(水溶液152和油153)的折射率。这里，水溶液152的折射率为折射率n1，油153的折射率为折射率n2。
从空气进入水溶液152的光的角度之间的关系如图21B所示。具体地，在空气中主光线的入射角由“a”表示，在水溶液152中主光线的入射角由“a'”表示。这里，根据斯涅尔定律，满足下面所示的公式(13)。当主光线从空气进入水溶液152时形成的最大入射角amax'由下面所示的公式(14)表示。
a'＝ArcSin[Sin[a]/n1]…(13)
amax’＝ArcSin[Sin[amax]/n1]…(14)
因此，若在油153中主光线的入射角由d'表示，则角度d'和最大入射角amax'分别由下面所示的公式(15)和公式(16)表示，从图4B可以明显看出。
d'＝ArcSin[n1×Sin[b'+a']/n2]-b'…(15)
dmax'＝ArcSin[n1×Sin[b'+amax']/n2]-b'…(16)
参考图4B，公式(15)中(b'+a')为(c')，因此，公式(15)也可写成如下面所示的公式(15')。同样，公式(16)也可写成如下面所示的公式(16')。
d′＝ArcSin[n1×Sin[c′]/n2]-b′…(15′)
dmax′＝ArcSin[n1×Sin[cmax′]/n2-b′…(16′)
通过用n2/n1取代n，使公式(15')和公式(16')分别等同于公式(2)和公式(3)。
在油153中主光线的入射角d'为入射在成像平面10a上的主光线的入射角。因此，在具有球面形状的校正透镜31被用来执行阴影校正的情况下，“amax”被amax'取代，“n”为n1/n2，以及在下列条件下公式(16)成立。
″equation(4)≤r≤equation(5)″
或
″equation(8)≤r≤equation(9)″.
在具有非球面形状的校正透镜31被用来执行阴影校正的情况下，“a”被a'取代，“n”为n1/n2，以及在由公式(12)表示的条件下公式(15)成立。
在液体透镜用作校正透镜31的情况下，校正透镜31可利用粘合剂或通过加热连接至成像器件10上。如上所述，液体透镜具有由水溶液152和油153形成的两层结构，且接面形状由电压控制。在形状控制下，在两层结构中具有更高折射率的油153侧上的形状被控制为满足上述条件。以此方式，执行阴影校正。
例如，水溶液152为水，水的折射率为n1＝1.33，油153的折射率为n2＝1.6。如图13所示，最大入射角在成像平面的边缘被调整为25度。于是，主光线的最大入射角“amax”在成像平面的四个角隅变得最大，以及每个角隅位于离成像平面的中心3mm处。在这一点上，根据斯涅尔定律，在水中主光线的最大入射角amax'为amax'＝18.5。此外，“n”为n1/n2＝0.831。
在通过用amax'取代“amax”，具有球面形状的校正透镜31被设计成满足下列条件的情况下，
″equation(8)≤r≤equation(9)″，
其为用于执行阴影校正的条件，半径“r”为3.9mm。在这一点上，入射在成像平面10上的光的角度“e”的绝对值为10度或更小。因此，即使对从斜方向进入的光的灵敏度也可提高。
如上所述，校正透镜31的透镜的表面或面间表面的形状改变，或所述改变被控制为满足上述条件。以此方式，在具有伸缩式功能的摄影机中，即使在最远端或最近端也可适当地执行阴影校正。
<利用垂直谱的阴影校正>
上述阴影校正功能也可适用于RGB光电二极管14或光电转换层垂直堆叠(垂直谱)的图像传感器，且校正透镜31的效果在这种垂直谱类型的成像器件中被认为更大。
图22为图解，用于比较在垂直谱类型的成像器件10中未执行阴影校正的情况与在垂直谱类型的成像器件10中执行阴影校正的情况。如图22所示，在成像器件10中，蓝(B)光电二极管14-1、绿(G)光电二极管14-2和红(R)光电二极管14-3按此顺序从上往下排列在垂直方向上。
图22所示的垂直谱类型的成像器件10通过形成B-PD、G-PD和R-PD且然后形成晶体管和电极来制造，所述B-PD、G-PD和R-PD为堆叠在垂直方向上的光电二极管(PD)14，用于通过离子注入或磊晶生长使三基色色散在硅体中。
图23示意性示出了垂直谱类型的成像器件10。有机光电转换膜设置在成像器件10的上部中，以及由例如ITO形成的透明电极形成在有机光电转换膜上和有机光电转换膜下。有机光电转换膜置于透明电极之间。绿(G)信号从该层有机光电转换膜中提取。
该层有机光电转换膜等同于图22所示的绿(G)光电二极管14-2。虽然蓝光电二极管14-1为图22所示的成像器件10中的最上面光电二极管，但是绿光电转换区14-2为图23所示的结构中的最上面光电二极管。取决于什么样的方法被用作垂直谱，各个颜色的光电二极管14(光电转换区)的排列可变化。然而，无论什么排列，本技术都可使用。
硅基板设置在有机光电转换膜下，以及用于提取蓝(B)信号的光电二极管14-1和用于提取红(R)信号的光电二极管14-3堆叠在硅基板上。
在这种结构中，用于提取绿信号的有机光电转换膜位于与用于提取蓝信号和红信号的光电二极管14相距一定距离，因此，值得特别关注的是色差。然而，如下所述，利用校正透镜31，可防止色差和颜色混合特性，色差和颜色混合在垂直谱中特别麻烦。
垂直谱类型的成像器件10的结构并不限于上述结构，且根据本技术的校正透镜31可用在其他结构中。色差和颜色混合特性可通过使用校正透镜31来校正。
回到图22，在光电二极管14排列在垂直方向上的情况下，如图22A所示，从斜方向进入成像器件10的主光线可能不会到达红光电二极管14-3，除非使用校正透镜31并执行阴影校正。
换言之，在图22A所示的情况下，光电二极管14-1至光电二极管14-3的灵敏度彼此不同，且光电二极管14-3的灵敏度变得特别低。在这种情况下，可能会发生明显色差。
图22B示出了使用上述校正透镜31之一并执行阴影校正的的情况。从斜方向进入的光的行进方向通过校正透镜31被转换为几乎垂直进入成像平面的光。因此，光电二极管14-1至光电二极管14-3之间的灵敏度偏差变得更小，且光电二极管14-3可被防止灵敏度降低并被设计成吸收足够光。
换言之，利用校正透镜31，主光线的斜入射可得到校正，且即使在红(R)光电二极管14-3中，主光线也通过像素中心。因此，可吸收足够光，且校正效果变得更大。因此，可避免色差。此外，泄漏到相邻像素中的光的量变得更小，相应地，颜色混合也可减少。
具有非球面形状或球面形状的校正透镜31用在不具有伸缩式功能的摄影机中，且此校正透镜31可通过如上参考图12所述的工艺来制造。
根据本技术的上述校正透镜31，诸如液体透镜151，也可用在成像器件10中，所述成像器件10为具有伸缩式功能的摄影机且为垂直谱类型。
如上所述，利用校正透镜31，主光线可在垂直谱类型的成像器件10中的任何位置垂直入射，且诸如阴影、色差和颜色混合特性的问题在成像器件10中可得到解决。
如上所述，根据本技术，校正透镜31设置在成像器件10上，所述校正透镜31具有凸型弯曲表面且由透明材料形成。因此，可执行阴影校正。此外，根据本技术，校正透镜31的弯曲表面的形状可以优化，以及成像器件10的灵敏度可以提高。
此外，校正透镜31可通过结合形状可变透镜或可转换透镜来优化。因此，可自最近端至最远端连续执行最佳阴影校正。
<电子装置>
本技术可不仅适用于成像装置，而且适用于诸如下列的成像装置：数字静物摄影机和视像摄影机；各具有成像功能的便携式终端设备，诸如便携式电话设备；和使用成像装置作为图像捕获单元(光电转换单元)的通用电子装置，诸如使用成像装置作为图像读取单元的复印机。很多情况下，安装在电子装置上的上述模块或摄影机模块充当成像装置。
图24为方块图，示出了成像装置的示例结构，所述成像装置为本发明的电子装置的实例。如图24所示，本发明的成像装置300包括：光学系统，包括透镜组301等；成像器件302；DSP电路303，作为摄影机信号处理单元；帧存储器304；显示器件305；记录器件306；操作系统307；电源系统308等。
DSP电路303、帧存储器304、显示器件305、记录器件306、操作系统307和电源系统308经由总线309彼此连接。CPU310控制成像装置300中的各个组件。
透镜组301捕获来自物体的入射光(图像光)，并在成像器件302的成像平面上形成图像。成像器件302以逐像素方式将通过透镜组301形成在成像平面上的图像的入射光的量转换为电信号，并输出电信号作为像素信号。根据上述实施例的固态成像器件可用作成像器件302。
显示器件305为面板显示器件，诸如液晶显示器件或有机电致发光(EL)显示器件，且显示通过成像器件302捕获的运动图像或静止图像。记录器件306将通过成像器件302捕获的运动图像或静止图像记录在记录介质上，诸如录像磁带或数字多功能磁盘(DVD)。
用户操作时，至于此成像装置的各种功能，操作系统307发出操作指令。必要时，电源系统308提供各种电源，作为DSP电路303、帧存储器304、显示器件305、记录器件306和操作系统307的操作源。
这种成像装置300用在视像摄影机、数字静物摄影机和移动器件(诸如便携式电话设备)的摄影机模块中。在这种成像装置300中，根据上述实施例的成像器件可用作成像器件302。
本说明书中所公开的效果仅仅是举例。本技术的效果并不限于上述效果，且可包括任何其他效果。
应当注意，本技术的实施例并不限于上述实施例，且在不脱离本技术的范围的前提下，可对它们进行各种修改。
本技术也可以下列形式。
(1)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。
(2)根据(1)所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为球形表面，所述表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)×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。
(3)根据(1)所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为球形表面，所述表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)×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。
(4)根据(1)所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为球形表面，所述表面形状为满足下列条件的形状：
(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。
(5)根据(1)所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为球形表面，所述表面形状为满足下列条件的形状：
(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。
(6)根据(1)所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为非球形表面，所述表面形状为满足下列条件的形状：
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。
(7)根据(1)所述的成像器件，其中所述校正单元具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为非球形表面，所述表面形状为满足下列条件的形状：
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。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的成像器件，其中所述校正单元为可转换透镜和形状可变透镜中一者，且具有由拉应力控制的表面形状。
(9)根据(1)至(7)中任一项所述的成像器件，其中所述校正单元为可转换透镜和形状可变透镜中一者，且由两层液体形成，所述液体中一者的接面形状为凸状形状，所述凸状形状由电压施加控制。
(10)根据(9)所述的成像器件，其中所述凸状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，n1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，n等于n1/n2，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(9)所述的成像器件，其中所述凸状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，n1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，n等于n1/n2，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(9)所述的成像器件，其中所述凸状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，n1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，n等于n1/n2，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。
(13)根据(9)所述的成像器件，其中所述凸状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，n1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，n等于n1/n2，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(9)所述的成像器件，其中所述凸状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×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
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，n1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，n等于n1/n2，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，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，所述第一液体和所述第二液体为所述两层液体。
(15)根据(9)所述的成像器件，其中所述凸状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]]-2
≤e≤
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]]+2
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，n1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，n等于n1/n2，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，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，所述第一液体和所述第二液体为所述两层液体。
(16)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，
其中所述校正单元被设计成具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为球形表面，所述表面形状为满足下列条件之一的形状：
(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
or
(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。
(17)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，
其中所述校正单元被设计成具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为球形表面，所述表面形状为满足下列条件之一的形状：
(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
or
(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。
(18)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，
其中所述校正单元被设计成具有弯曲表面，所述弯曲表面的表面形状为非球形表面，所述表面形状为满足下列条件之一的形状：
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
or
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。
(19)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，
所述方法包括：
制造所述校正单元，所述校正单元为下列之一：具有弯曲表面的校正单元，所述弯曲表面的表面形状为球形表面；和具有非球形表面的校正单元，
其中所述表面形状为满足下列条件之一的形状：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(amax-24.925)0.46551
+44.5918-29×n)×x1
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(amax-19.206)0.3767
+9.94712-6.5×n)×x1
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-5
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[al+Cos[a]2+Sin[a]2]]+5
or
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-2
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]+2
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，n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。
本发明也可采用下列形式：
(20)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。
(21)根据(20)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。
(22)根据(20)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。
(23)根据(20)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。
(24)根据(20)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。
(25)根据(20)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。
(26)根据(20)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。
(27)根据(20)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。
(28)根据(20)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。
(29)根据(28)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。
(30)根据(28)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。
(31)根据(28)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。
(32)根据(28)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。
(33)根据(28)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×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
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n1/n2，n1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，x1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，所述第一液体和所述第二液体为所述两层液体。
(34)根据(28)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[×/(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]]-2
≤e≤
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]]+2
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n1/n2，n1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，x1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，所述第一液体和所述第二液体为所述两层液体。
(35)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，被配置为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，
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面，以及其中所述表面形状满足下列条件之一：
(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
or
(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。
(36)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，被配置为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，
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面，以及其中所述表面形状满足下列条件之一：
(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
or
(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。
(37)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，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，
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面，以及其中所述表面形状满足下列条件之一：
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
or
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。
(38)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，所述校正单元位于所述光电转换单元的光入射侧上，
所述方法包括：
制造所述校正单元，所述校正单元具有下列之一：1)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：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(amax-24.925)0.46551
+44.5978-29×n)×x1
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(amax-19.206)0.3767
+9.94712-6.5×n)×x1
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-5
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]+5
or
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-2
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[al+Cos[a]2+Sin[a]2]]+2
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，n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。
(39)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，所述校正单元被配置为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；和
信号处理单元，被配置为对像素信号执行信号处理，所述像素信号从所述光电转换单元输出。
(40)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；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，所述像素信号从所述光电转换单元输出。
本领域技术人员应当理解，根据设计需求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，均应包括在所附权利要求或其等同物的范围之内。
【附图标记列表】
10成像器件
11微透镜
12彩色滤光层
13遮光层
14光电二极管
31校正透镜
101透镜单元
121变换单元
151液体透镜
152水溶液
153油
154电极

Claims (20)

1.一种成像器件，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amax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×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
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，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，cmax'表示入射在所述第二液体上的光的最大入射角，以及dmax'表示在所述第二液体中的光的最大入射角，所述第一液体和所述第二液体为所述两层液体。
15.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]]-2
≤e≤
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]]+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，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，cmax'表示入射在所述第二液体上的光的最大入射角，以及dmax'表示在所述第二液体中的光的最大入射角，所述第一液体和所述第二液体为所述两层液体。
16.一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，被配置为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，
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，以及其中所述表面形状满足下列条件之一：
(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
or+44.5978-29×n)×x1
(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。
17.一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，被配置为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，
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，以及其中所述表面形状满足下列条件之一：
(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
or+9.94712-6.5×n)×x1
(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。
18.一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，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，
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面，以及其中所述表面形状满足下列条件之一：
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
or
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。
19.一种制造装置的方法，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，所述校正单元位于所述光电转换单元的光入射侧上，
所述方法包括：
制造所述校正单元，所述校正单元具有下列之一：1)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：
(1.15×n-0.38-0.0067473×((n-1.2)2/0.42)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.35)2/0.252)×23.157/(amax-24.925)0.46551
+44.5978-29×n)×x1
(0.1733+1.7×n-0.02993×((n-0.9)2)×amax)×x1
≤r≤(((n-1.1)2/0.52)×9.2769/(amax-19.206)0.3767
+9.94712-6.5×n)×x1
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-5
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]+5
or
ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]-2
≤e≤ArcCos[Sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2]
/sqrt[n2-2×n×Cos[a]+Cos[a]2+Sin[a]2]]+2
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所述成像平面的边缘的距离，n表示形成所述校正单元的材料的折射率，amax表示所述光的最大入射角，a表示所述光的入射角，以及e表示垂直于所述校正单元的表面的线与垂直于所述成像平面的线之间的角度。
20.一种电子装置，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，所述校正单元被配置为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；和
信号处理单元，被配置为对像素信号执行信号处理，所述像素信号从所述光电转换单元输出。
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