專利名稱：U型影像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種感光元件，具體地是一種U型影像傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)使用的影像傳感器CCD(Charged Couple Device中譯名電荷偶合器)、CMOS(Complementary Metal-Oxide semi-Conductor中譯名互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體)都是平面的，也即是按膠卷的感光狀態(tài)設(shè)計(jì)的。傳統(tǒng)相機(jī)的感光材料是涂布在膠片上的化學(xué)乳劑，(早期使用的是玻璃、紙基，已退出了歷史舞臺(tái))，就是我們常說的膠卷。膠卷由于它的特性，每照一張必需換片，不易定形，特別是卷片，根本無法做成異形。相機(jī)只能設(shè)計(jì)成使膠卷盡量保持平直的形式，而這一形式與鏡頭的成像原理是相悖的，鏡頭成像面并不是平面的，它是一個(gè)半球形，這就是為什么有經(jīng)驗(yàn)的攝影師在照大的合影照時(shí)會(huì)讓人坐成弧形的原因。在一個(gè)球形里取一個(gè)平面，邊緣和中間的受光量是不一樣的，光到達(dá)邊緣的距離要比到達(dá)中間的長，傳統(tǒng)相機(jī)都存在中間結(jié)像好、亮，邊緣結(jié)像差、暗的現(xiàn)象，而且越到邊緣，像差、色差越大，這在一些老式鏡頭上最為明顯?，F(xiàn)代鏡頭通過各種校正，已大有改善，但是即使世界頂級(jí)鏡頭，也無法完全克服這一缺陷，僅從MTF特性曲線上看，中間解像力超過100線的鏡頭，邊緣也只有幾十線。越是廣角鏡頭，這一現(xiàn)象越明顯，超廣角鏡頭的邊緣還會(huì)存在嚴(yán)重的變形，而且無論怎樣校正也無法徹底克服。這一問題的產(chǎn)生是鏡頭結(jié)像圈與相機(jī)感光面不吻合引起的，傳統(tǒng)相機(jī)其實(shí)是一個(gè)物理不相溶系統(tǒng)。
過去我們克服暗角、像差、色差都是在鏡頭上動(dòng)腦筋，這一思維定勢(shì)也延續(xù)到數(shù)碼相機(jī)的設(shè)計(jì)上，為了校正這些缺陷，鏡頭不得不使用昂貴的玻璃，很難加工的非球面鏡片，增加校正鏡片，這無形中增加了生產(chǎn)成本，鏡頭重量，效果還不能達(dá)至理想。然而對(duì)使用膠卷的相機(jī)，也只能如此，因?yàn)榘涯z卷制造成與鏡頭吻合的半球形，我們將無法卷片，也無法展平制作照片。
平面影像傳感器不光存在膠卷感光時(shí)存在的所有問題，而且由于數(shù)碼相機(jī)中使用的影像傳感器(感光元件)是一個(gè)以規(guī)定間隔排列在芯片上的像素，組成像素的光電二級(jí)管鑲在凹陷的柵格中，這一結(jié)構(gòu)使光電二級(jí)管只能對(duì)通過鏡頭后垂直傳遞的光線充分感光。然而光線通過鏡頭后，投射路徑是一個(gè)錐形，即使經(jīng)過校正也不可能成為平行傳遞。這在膠卷，雖然會(huì)影響到成像品質(zhì)，但畢竟斜著入射的光線，膠卷也能毫無障礙的感光；但由于光電二級(jí)管鑲在凹陷柵格中，斜射的光線會(huì)被柵格擋去一部分，越往邊緣越嚴(yán)重，鏡頭越廣越嚴(yán)重，影像傳感器越大越嚴(yán)重，這將直接影響數(shù)碼相機(jī)的專業(yè)品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)就是針對(duì)現(xiàn)存影像傳感器的缺陷，提供一種使光電二極管可以排列成同軸朝向，最大限度地克服柵格對(duì)光線的阻擋的U型影像傳感器。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種U型影像傳感器，包括基板，基板上的柵格及其鑲在柵格中的光電二極管，所述的傳感器呈弧型(球面)。所述的傳感器弧度夾角為6-220°，一般在18-110°。
U型影像傳感器的光電二極管可排列成同軸朝向。
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)存影像傳感器的缺陷，將影像傳感器制造成弧型，弧型角度可根據(jù)鏡頭調(diào)整，弧形角度在6-220°，一般在18-110°。這樣光電二極管可以排列成同軸朝向，最大限度地克服柵格對(duì)光線的阻擋。U型影像傳感器的形態(tài)還使鏡頭達(dá)至邊緣的光線與中間的光線相等成為可能，這對(duì)克服暗角、像差、色差會(huì)有根本性的改善。由于影像傳感器不用像膠卷一樣過片，制作成任意形狀都不會(huì)影響操作；影像傳感器(感光芯片)是由一個(gè)個(gè)光電二極管組成的，在儲(chǔ)存過程中影像即完成了平面排列，不存在半球形膠卷無法制作的問題。
U型影像傳感器與定焦鏡頭相機(jī)配合可以達(dá)至完美的境界，特別是對(duì)一些視角超過90度的鏡頭，對(duì)邊緣變形、暗角、像差、色差的校正，可以達(dá)到前所未有的效果。
U型影像傳感器在與變焦鏡頭、可換鏡頭相機(jī)相配合時(shí)，會(huì)受到一定限制。變焦鏡頭由于光路是變化的，它在廣角段和長焦段的投射角度是不一樣的，邊緣成像會(huì)受到一定影響。但即使變焦頭，它的長焦段，其結(jié)像圈也是一個(gè)球形，只是弧度小些而已。變焦鏡頭本來就是各焦距光學(xué)質(zhì)量相互妥協(xié)的結(jié)果，我們?cè)谥圃霼型影像傳感器的弧面時(shí)，選擇一個(gè)折中的焦距，就可以最大限度地改善影像品質(zhì)。這一焦距應(yīng)該在廣角段，因?yàn)閺V角的邊緣變形、暗角、像差、色差要比長焦段難校正得多。這一焦距也不應(yīng)該在鏡頭最廣部分，應(yīng)該是鏡頭的最常用焦距，即20-50MM這一焦距區(qū)間。如135相機(jī)28-90MM變焦鏡頭，選擇35MM鏡頭焦距的夾角63°為標(biāo)準(zhǔn)，再通過鏡頭校正，使其它焦距與這一弧面相吻合。雖然這不可能達(dá)到最理想的效果，但仍會(huì)比平面影像傳感器優(yōu)越得多。這一設(shè)計(jì)原則也適用可換鏡頭相機(jī)，選用一個(gè)常用焦距，其它鏡頭以這一焦距的結(jié)像圈為準(zhǔn)校正，因?yàn)槭嵌ń诡^，其校正會(huì)比變焦頭理想很多。
U型影像傳感器不會(huì)影響傳統(tǒng)相機(jī)鏡頭的使用，因?yàn)閭鹘y(tǒng)相機(jī)的鏡頭雖然經(jīng)過各種校正，其結(jié)像圈仍是球面的，U型影像傳感器只會(huì)更充分發(fā)揮傳統(tǒng)鏡頭的品質(zhì)。
U型影像傳感器并沒有大量增加制造難度，除了將平面變成弧形外，其他技術(shù)指標(biāo)乃不變。因?yàn)檫吘壍墓怆姸O管是斜向排列的，這還可以增大底板的面積，方便布線，減少干擾。
本實(shí)用新型適應(yīng)一切通過鏡頭成像的產(chǎn)品。如照相機(jī)、攝相機(jī)、有照相功能的手機(jī)等。


圖1為現(xiàn)有平面影像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)弧度夾角示意圖圖4為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)弧度夾角示意圖圖5為現(xiàn)有平面影像傳感器工作原理圖圖6為本實(shí)用新型工作原理示意圖具體實(shí)施方式
如圖1、圖5所述，現(xiàn)有的平面影像傳感器包括平面基板1、基板上的柵格2、鑲嵌在柵格中的光電二極管3，光電二級(jí)管3只能對(duì)通過鏡頭5后垂直傳遞的光線4充分感光。光線4通過鏡頭5后，投射路徑是一個(gè)錐形，即使經(jīng)過校正也不可能成為平行傳遞。這在膠卷，雖然會(huì)影響到成像品質(zhì)，但畢竟斜著入射的光線，膠卷也能毫無障礙的感光；但由于鑲在凹陷柵格中的光電二級(jí)管，斜射的光線會(huì)被柵格擋去一部分，越往邊緣越嚴(yán)重，鏡頭越廣越嚴(yán)重，影像傳感器越大越嚴(yán)重，對(duì)數(shù)碼相機(jī)的專業(yè)品質(zhì)則有很大影響。
實(shí)施例1如圖2、圖4所示，本實(shí)用新型U型影像傳感器，包括平面基板1、基板1上的柵格2、鑲嵌在柵格中的光電二極管3，柵格2和鑲嵌在柵格中的光電二極管3同軸排列在弧形的基板1上，整個(gè)傳感器為弧型(球面)，弧度夾角6為63°。光電二極管3排列成同軸朝向，最大限度地克服柵格2對(duì)光線4的阻擋。U型影像傳感器的形態(tài)還使鏡頭5達(dá)至邊緣的光線4與中間的光線4相等成為可能，這對(duì)克服暗角、像差、色差會(huì)有根本性的改善。
實(shí)施例2如圖2、圖3和圖6所示，所示，本實(shí)用新型U型影像傳感器，包括平面基板1、基板1上的柵格2、鑲嵌在柵格中的光電二極管3，傳感器為弧型(球面)，弧度夾角6為220°，光電二極管3同軸排列。
實(shí)施例3如圖2、圖4和圖6所示，本實(shí)用新型U型影像傳感器，包括平面基板1、基板上的柵格2、鑲嵌在柵格中的光電二極管3，傳感器為弧型(球面)，弧度夾角6為6°，光電二極管3同軸排列。
權(quán)利要求1一種U型影像傳感器，包括基板，基板上的柵格及其鑲在柵格中的光電二極管組成，其特征在于所述的傳感器呈弧型。
2.如權(quán)利要求1所述的U型影像傳感器，其特征在于所述的光電二極管可同軸朝向排列。
3.如權(quán)利要求1所述的U型影像傳感器，其特征在于所述的傳感器弧度夾角為6-220°。
4.如權(quán)利要求3所述的U型影像傳感器，其特征在于所述的傳感器弧度夾角為18-110°。
專利摘要一種U型影像傳感器，包括基板，基板上的柵格及其鑲在柵格中的光電二極管，所述的傳感器呈弧型(球面)。所述的傳感器弧度夾角為6－220°，一般在18－110℃。U型影像傳感器的光電二極管可排列成同軸朝向。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)存影像傳感器的缺陷，將影像傳感器制造成弧型，弧型角度可根據(jù)鏡頭調(diào)整，弧形角度在6－220°，一般在18－110°。這樣光電二極管可以排列成同軸朝向，最大限度地克服柵格對(duì)光線的阻擋。U型影像傳感器的形態(tài)還使鏡頭達(dá)至邊緣的光線與中間的光線相等成為可能，這對(duì)克服暗角、像差、色差會(huì)有根本性的改善。本實(shí)用新型適應(yīng)一切通過鏡頭成像的產(chǎn)品。如照相機(jī)、攝相機(jī)、有照相功能的手機(jī)等。
文檔編號(hào)H01L27/14GK2722435SQ20042007640
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月24日
發(fā)明者宋剛明 申請(qǐng)人:宋剛明