固态摄像装置和电子设备制造方法及图纸

[问题]为了提供可以在避免入射光在相邻的固态摄像器件之间重叠的同时提高入射光的利用效率的固态摄像装置和电子设备。[解决方案]提供了一种固态摄像装置，其包括多个像素，所述多个像素在摄像器件表面上以矩阵形状布置。各个所述像素包括至少一个固态摄像器件和至少一个导光单元，所述至少一个导光单元被布置在所述固态摄像器件的被摄体侧。所述导光单元沿着所述导光单元的导光方向从所述被摄体侧朝着所述固态摄像器件侧依次包括：第一透明体；具有正光焦度的第一透镜组；具有开口部的遮光单元；以及具有正光焦度的第二透镜组。以及具有正光焦度的第二透镜组。以及具有正光焦度的第二透镜组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态摄像装置和电子设备


[0001]本专利技术涉及固态摄像装置和电子设备。

技术介绍

[0002]使用微透镜来代替摄像透镜(物镜)的固态摄像装置包括例如下面描述的专利文献1和2公开的装置，该微透镜具有与固态摄像器件的单位像素相同水平的表面尺寸并具有3mm以下的总长度。在如上所述的固态摄像装置中，多个固态摄像器件在单个摄像器件表面上以矩阵形状紧密排列。这种固态摄像装置能够通过将由上述的各个固态摄像器件获取的图像信息组合成一个来获取被摄体的图像。因此，在这种固态摄像装置中，需要各个固态摄像器件在彼此不重叠的情况下检测预定范围内的入射光，并且需要获取检测的入射光的摄像信息，因此，包括各个固态摄像器件的各个像素优选地具有彼此不重叠的窄视角。
[0003]因此，为了避免如上所述的重叠，在下面的专利文献1中，在微透镜和固态摄像器件之间设置有两个针孔，并且在下面的专利文献2中，设置有一个针孔。在专利文献1和2中，通过用上述针孔限制各个固态摄像器件能够检测的入射光的范围，避免了各个像素的视角的重叠。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利第5488928号
[0007]专利文献2：JP-T-2007-520743

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]然而，在上面的专利文献1和2公开的固态摄像装置中，由于各个固态摄像器件能够检测的入射光的范围受到针孔的限制，因此可以说入射光的利用效率低。
[0010]因此，在本专利技术中，提出了一种新颖且改进的固态摄像装置和电子设备，该固态摄像装置和电子设备能够在避免相邻像素的视角重叠的同时提高入射光的利用效率。
[0011]解决问题的技术方案
[0012]根据本专利技术，提供了一种固态摄像装置，其包括多个像素，所述多个像素在摄像器件表面上以矩阵形状布置，其中，各个所述像素包括：至少一个固态摄像器件；以及至少一个导光单元，所述至少一个导光单元被布置在所述固态摄像器件的被摄体侧，其中，所述导光单元沿着所述导光单元的导光方向从所述被摄体侧朝着所述固态摄像器件侧依次包括：第一透明体；具有正光焦度的第一透镜组；具有开口部的遮光单元；以及具有正光焦度的第二透镜组。
[0013]此外，根据本专利技术，提供了一种包括固态摄像装置的电子设备，所述固态摄像装置包括多个像素，所述多个像素在摄像器件表面上以矩阵形状布置，其中，各个所述像素包括：至少一个固态摄像器件；以及至少一个导光单元，所述至少一个导光单元被布置在所述
固态摄像器件的被摄体侧，其中，所述导光单元沿着所述导光单元的导光方向从所述被摄体侧朝着所述固态摄像器件侧依次包括：第一透明体；具有正光焦度的第一透镜组；具有开口部的遮光单元；以及具有正光焦度的第二透镜组。
[0014]本专利技术的有益效果
[0015]如上所述，根据本专利技术，能够在避免相邻像素的视角重叠的同时提高入射光的利用效率。
[0016]上述效果不一定是限制性的，并且除了上述效果以外或者代替上述效果，还可以产生本申请中描述的任何效果或者能够从本申请中理解的其他效果。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术的第一实施例的像素10的示意图。
[0018]图2是示出了入射光在图1所示的导光单元200中的传播的示意图。
[0019]图3是根据本专利技术的第一实施例的固态摄像装置1的截面示意图。
[0020]图4是根据本专利技术的第一实施例的固态摄像装置1的平面示意图。
[0021]图5是根据本专利技术的第二实施例的固态摄像装置1a的截面示意图。
[0022]图6是根据本专利技术的第三实施例的固态摄像装置1b的截面示意图。
[0023]图7A是根据本专利技术的第四实施例的固态摄像装置1c的截面示意图。
[0024]图7B是图7A中的部分a的放大图。
[0025]图7C是图7B中的部分b的放大图。
[0026]图8是根据本专利技术的第五实施例的指纹认证设备700的示意图。
[0027]图9是根据本专利技术的第五实施例的面部认证设备710的示意图。
[0028]图10是用于说明根据本专利技术的第五实施例的固态摄像装置1的用法的说明图。
[0029]图11是根据比较例的像素20的示意图。
[0030]图12A是根据本专利技术的第六和第七实施例的固态摄像装置1d的截面示意图。
[0031]图12B是图12A中的部分c的放大图。
[0032]图13是根据本专利技术的第八实施例的像素10c的示意图。
[0033]图14是根据本专利技术的第八实施例的指纹认证设备700a的示意图。
具体实施方式
[0034]在下文中，将参考附图详细说明本专利技术的示例性实施例。在本申请和附图中，将相同的附图标记分配给具有基本相同的功能构造的部件，因此将省略重复的说明。
[0035]此外，在本申请和附图中，能够通过在共同附图标记的末尾处添加不同的数字字符而将具有基本相同或相似的功能构造的部件彼此区分开。然而，在不需要将具有基本相同或相似的功能构造的各个功能部件彼此区分开时，仅使用共同附图标记。此外，能够通过在共同附图标记的末尾处添加不同的字母字符而将不同实施例中的相似部件彼此区分开。然而，在不需要将各个相似部件彼此区分开时，仅使用共同附图标记。
[0036]此外，在以下说明中所参考的附图是为了便于本专利技术的实施例的说明及其理解而提供的附图，并且为了易于理解，附图中的形状、尺寸和比例可以与实际状态不同。此外，参考以下说明和公知技术，可以适当地修改附图中的各个部件的设计。
[0037]在以下说明中，用于透镜的术语“正焦度(positive power)”和“负焦度(negative power)”表示透镜折射光束的能力，并且焦度例如通过调节折射率和曲率而变化。此外，在以下说明中，透镜焦度中的“正焦度”表示将光弯曲到聚集方向(透镜的内侧)的能力，同时“负焦度”表示将光弯曲到扩散方向(透镜的外侧)的能力。
[0038]此外，在以下说明中，主光束表示穿过光学系统(稍后描述的像素10)的中心的入射光。此外，上光束表示穿过相对于光学系统的中心轴位于上侧的边缘以在固态摄像器件中形成图像的入射光，并且下光束表示穿过相对于光学系统的中心轴位于下侧的边缘以在固态摄像器件中形成图像的入射光。
[0039]此外，在以下说明中，“视角”表示各个像素10能够检测的图像的范围(角度)。
[0040]将按照以下顺序进行说明。
[0041]1.本专利技术人实现根据本专利技术的实施例的背景
[0042]2.第一实施例
[0043]3.第二实施例
[0044]4.第三实施例
[0045]5.第四实施例
[0046]6.第五实施例
[0047]7.第六实施例
[0048]8.第七实施例
[0049]9.第八实施例
[0050]10.结论<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固态摄像装置，其包括多个像素，所述多个像素在摄像器件表面上以矩阵形状布置，其中，各个所述像素包括：至少一个固态摄像器件；以及至少一个导光单元，所述至少一个导光单元被布置在所述固态摄像器件的被摄体侧，所述导光单元沿着所述导光单元的导光方向从所述被摄体侧朝着所述固态摄像器件侧依次包括：第一透明体；具有正光焦度的第一透镜组；具有开口部的遮光单元；以及具有正光焦度的第二透镜组。2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述导光单元是在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间具有焦点的开普勒式光学系统，并且所述遮光单元的所述开口部被布置为与所述焦点重叠。3.根据权利要求2所述的固态摄像装置，其中，所述第一透镜组的焦距fg1、所述第二透镜组的焦距fg2以及所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离L满足下面的条件表达式(a)。[数学式1]L＞(f
g1
+f
g2
)/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(a)4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，上光束和下光束之间形成的角度θ的范围满足下面的条件表达式(b)，所述上光束和所述下光束进入位于所述摄像器件表面的中心的所述像素。[数学式2]-10
°
≤θ≤10
°ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(b)在上面的所述条件表达式(b)中，聚光方向取负值，并且光扩散方向取正值。5.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，所述第二透镜组的所述焦距fg2满足下面的条件表达式(c)。[数学式3]3mm＞f
g2
＞0.0005mm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(c)6.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述第一透镜组包括第一微透镜，所述第一微透镜具有朝着所述固态摄像器件侧的凸形状。7.根据权利要求6所述的固态摄像装置，其中，在各个所述像素中，所述第一微透镜的所述固态摄像器件侧的表面相对于所述摄像器件表面具有不同的角度。8.根据权利要求6所述的固态摄像装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：马场友彦，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：