用于图像传感器的超透镜的设计方法及图像传感器技术

本申请提供了一种用于图像传感器的超透镜的设计方法及图像传感器

【技术实现步骤摘要】
用于图像传感器的超透镜的设计方法及图像传感器


[0001]本申请涉及图像传感器的
，具体地，本申请涉及用于图像传感器的超透镜的设计方法及图像传感器
。

技术介绍

[0002]图像传感器是一种将光信号转换为电信号的装置，其包括阵列排布的像素
。
图像传感器上包括光敏区域和非光敏区域，只有照射到光敏区域的光信号才能转换为电信号
。
[0003]为了提高图像传感器的光探测能力，相关技术中在图像传感器的感光侧集成有微透镜或超透镜，以将入射光线分光并聚焦到图像传感器的光敏区域上，从而提高图像传感器的光能利用率
。
然而，现有的图像传感器与光学系统匹配时所成的图像仍然存在暗角
。
[0004]因此，亟需一种新的图像传感器以抑制图像的暗角
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中集成有超透镜的图像传感器所成图像仍存在暗角的技术问题，本申请实施例提供了一种用于图像传感器的超透镜的设计方法及图像传感器
。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种用于图像传感器的超透镜的设计方法，所述超透镜包括纳米结构单元和基底，所述设计方法包括：
[0007]S1
，确定目标波段；
[0008]S2
，基于所述目标波段，确定所述纳米结构单元的初始结构参数和初始材料参数；
[0009]S3
，以所述纳米结构单元的相位及所述纳米结构单元的斜入射透过率为目标，基于所述初始结构参数和所述初始材料参数优化获得所述纳米结构单元的目标结构参数；
[0010]S4
，判断具有所述目标结构参数的超透镜的透过率是否达到目标透过率；
[0011]若是，则输出所述目标结构参数；
[0012]若否，则更新初始结构参数和初始材料参数，并重复所述
S2
至所述
S4
直至优化所得的具有目标结构参数的超透镜达到目标透过率
。
[0013]可选地，所述
S3
包括：
[0014]S301A
，优化所述初始结构参数和所述初始材料参数获得覆盖2π
相位的第一中间结构参数；
[0015]S302A
，从所述第一中间结构参数中选取所述纳米结构单元的斜入射透过率大于或等于目标透过率的目标结构参数
。
[0016]可选地，所述
S3
包括：
[0017]S301B
，优化所述初始结构参数和所述初始材料参数获得所述纳米结构单元的斜入射透过率大于或等于目标透过率的第二中间结构参数；
[0018]S302B
，从所述第二中间结构参数中选取覆盖2π
相位的目标结构参数
。
[0019]可选地，所述
S3
包括：
[0020]S301 C
，以所述纳米结构单元的的相位及所述纳米结构单元的斜入射透过率为目
标，遍历所述初始结构参数和所述初始材料参数，以获得所述目标结构参数
。
[0021]可选地，所述纳米结构单元包括至少两层纳米结构单元，每层纳米结构单元包括纳米结构；所述初始结构参数包括所述纳米结构单元的层数
、
每层纳米结构单元中的纳米结构的类型
、
形状
、
特征尺寸和周期；所述初始材料参数包括所述纳米结构的折射率
。
[0022]可选地，每层纳米结构单元还包括填充于所述纳米结构的间隙的填充材料，所述初始材料参数还包括所述填充材料的折射率
。
[0023]可选地，所述至少两层纳米结构单元中任意一层纳米结构单元的一侧还设置有缓冲层，所述初始结构参数还包括所述缓冲层的厚度，所述初始材料参数还包括缓冲层的折射率
。
[0024]第二方面，本申请实施例还提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括如上述任一实施例所提供的方法设计的超透镜和光电传感装置；
[0025]所述超透镜被设置于所述光电传感装置的感光侧；
[0026]其中，所述超透镜包括基底和纳米结构单元；
[0027]所述基底被设置于所述光电传感装置的感光侧；所述纳米结构单元设置于所述基底远离所述光电传感装置的一侧；
[0028]所述光电传感装置包括多个像素单元，所述多个像素单元中的每一个包括多个子像素，所述多个子像素中的每一个被配置为将特定波段的光信号转换成电信号
。
[0029]所述超透镜包括多个超透镜单元；所述多个像素单元与所述多个超透镜单元一一对应设置；
[0030]每个超透镜单元被配置为对入射光线进行相位调制，使得不同波段的光线分别传输至相应像素单元中与波段匹配的子像素
。
[0031]可选地，所述多个子像素中的每一个子像素的光路上游设置有滤光片，所述滤光片被配置为透过所述特定波段的光线
。
[0032]可选地，所述图像传感器的目标波段包括可见光波段；所述多个像素单元中的每一个包括四个子像素，所述四个子像素分别为红色子像素，绿色子像素，绿色子像素，蓝色子像素；所述多个超透镜单元中的每一个超透镜单元被配置为将可见光波段中的红色波段，绿色波段，蓝色波段分别传输至所述红色子像素，所述绿色子像素，所述绿色子像素，所述蓝色子像素
。
[0033]本申请实施例提供的上述技术方案，至少取得了以下技术效果：
[0034]本申请实施例提供的用于图像传感器的超透镜的设计方法，通过基于目标波段确定纳米结构单元的初始结构参数和初始材料参数，其后以纳米结构单元的相位及纳米结构单元的斜入射透过率为目标，基于初始结构参数和初始材料参数优化获得纳米结构单元的目标结构参数，从而提高了透过超透镜斜入射到像素的光子能量，抑制了图像传感器与光学系统匹配时的暗角
。
[0035]本申请实施例提供的图像传感器，在光电传感装置的感光侧设置本申请实施例提供的方法设计的超透镜，通过本申请提供的方法设计的超透镜提高了超透镜的斜入射透过率，增加了大角度入射时光电感应装置接收到的光子能量，抑制了图像传感器与光学系统匹配时的暗角，提高了对大角度斜入射光线的接收效率
。
附图说明
[0036]所包括的附图用于提供本申请的进一步理解，并且被并入本说明书中构成本说明书的一部分
。
附图示出了本申请的实施方式，连同下面的描述一起用于说明本申请的原理
。
[0037]图1示出了本申请实施例提供的用于图像传感器的超透镜的设计方法的一种可选的流程图；
[0038]图2示出了本申请实施例提供的用于图像传感器的超透镜的设计方法的又一种可选的流程图；
[0039]图3示出了本申请实施例提供的用于图像传感器的超透镜的设计方法的又一种可选的流程图；
[0040]图4示出了本申请实施例提供的用于图像传感器的超透镜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于图像传感器的超透镜的设计方法，所述超透镜包括纳米结构单元和基底，其特征在于，所述设计方法包括：
S1
，确定目标波段；
S2
，基于所述目标波段，确定所述纳米结构单元的初始结构参数和初始材料参数；
S3
，以所述纳米结构单元的相位及所述纳米结构单元的斜入射透过率为目标，基于所述初始结构参数和所述初始材料参数优化获得所述纳米结构单元的目标结构参数；
S4
，判断具有所述目标结构参数的超透镜的透过率是否达到目标透过率；若是，则输出所述目标结构参数；若否，则更新所述初始结构参数和所述初始材料参数，并重复所述
S2
至所述
S4
直至优化所得的具有目标结构参数的超透镜达到目标透过率
。2.
根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述
S3
包括：
S301A
，优化所述初始结构参数和所述初始材料参数获得覆盖2π
相位的第一中间结构参数；
S302A
，从所述第一中间结构参数中选取所述纳米结构单元的斜入射透过率大于或等于目标透过率的目标结构参数
。3.
根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述
S3
包括：
S301B
，优化所述初始结构参数和所述初始材料参数获得所述纳米结构单元的斜入射透过率大于或等于目标透过率的第二中间结构参数；
S302B
，从所述第二中间结构参数中选取覆盖2π
相位的目标结构参数
。4.
根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述
S3
包括：
S301 C
，以所述纳米结构单元的相位及所述纳米结构单元的斜入射透过率为目标，遍历所述初始结构参数和所述初始材料参数，以获得所述目标结构参数
。5.
根据权利要求1‑4中任一所述的设计方法，其特征在于，所述纳米结构单元包括至少两层纳米结构单元，每层纳米结构单元包括纳米结构；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜雯，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：