受光装置和电子设备

技术领域

本公开涉及一种受光装置和电子设备，特别地涉及能够获得更好的画质的受光装置和电子设备。

背景技术

传统上，已经开发了一种包括薄型受光装置(例如，总长度为1mm以下)的图像识别系统，其不使用成像透镜，但采用与成像元件的单位像素相同尺寸的多个微透镜的布置。

例如，专利文献1公开了一种其中两个针孔阵列设置在微透镜阵列和传感器阵列之间的构成。另外，专利文献2公开了一种其中一个针孔阵列设置在微透镜阵列和传感器阵列之间的构成。专利文献2还公开了一种包括多个微透镜的图像识别系统，各微透镜具有给定的视角并对齐，使得微透镜之中的中央微透镜的光轴垂直于对应传感器的感光表面并且其余微透镜的光轴相对于对应传感器的感光表面逐渐倾斜。这里，更靠近中央微透镜的微透镜光轴的倾斜角度小于更远离中央微透镜的微透镜光轴。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本专利第5488928号

专利文献2：日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译)第2007-520743号

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，根据专利文献1和2中公开的上述构成，由于针孔限制了光的多方向入射，这可能会降低光的利用效率。另外，在更靠近针孔阵列周边的针孔中，光斑具有不圆的形状或椭圆形状，使得由针孔选择的所希望的视角的光线不能到达光电检测器。因此，传统上难以获得良好的画质。

本公开是鉴于这种状况而完成的，并且能够获得更好的画质。

技术问题的解决方案

在本公开的一个方面中，提供一种受光装置，其包括：半导体基板，其包括至少布置在大致同一受光面内的第一光电检测器和第二光电检测器；和光学部件，其至少包括允许光入射到所述第一光电检测器的第一光学系统和允许光入射到所述第二光电检测器的第二光学系统。使光经由所述第一光学系统在所述第一光电检测器处形成图像的第一像素与使光经由所述第二光学系统在所述第二光电检测器处形成图像的第二像素具有不同的物体侧的主光线取向。

在本公开的一个方面中，提供一种包括受光装置的电子设备。所述受光装置包括：半导体基板，其包括至少布置在大致同一受光面内的第一光电检测器和第二光电检测器；和光学部件，其至少包括允许光入射到所述第一光电检测器的第一光学系统和允许光入射到所述第二光电检测器的第二光学系统。使光经由所述第一光学系统在所述第一光电检测器处形成图像的第一像素与使光经由所述第二光学系统在所述第二光电检测器处形成图像的第二像素具有不同的物体侧的主光线取向。

在本公开的一个方面中，利用经由所述第一光学系统入射到所述第一光电检测器的光在所述第一光电检测器处形成图像的第一像素与利用经由所述第二光学系统入射到所述第二光电检测器的光在所述第二光电检测器处形成图像的第二像素具有不同的物体侧的主光线取向。

附图说明

图1是示出本技术适用的认证设备的第一实施方案的构成例的图。

图2是示出光学部件的断面构成例的图。

图3是认证设备的视角的说明图。

图4是示出在平面图中物体侧的主光线的方向的图。

图5是开普勒光学系统的说明图。

图6是光学系统的第一至第三条件的说明图。

图7是示出认证设备的第二实施方案的构成例的图。

图8是示出认证设备的第三实施方案的构成例的图。

图9是示出认证设备的第四实施方案的构成例的图。

图10是示出菲涅耳透镜的示例和全息元件的示例的图。

图11是示出认证设备的第五实施方案的构成例的图。

图12是示出作为指纹认证系统的使用例的图。

图13是示出作为人脸认证和虹膜认证系统的使用例的图。

图14是示出遮光部的第一构成例的图。

图15是示出遮光部的第一构成例的图。

图16是示出遮光部的第二构成例的图。

图17是示出遮光部的第二构成例的图。

图18是表面微细结构的说明图。

图19是指纹传感器的构成例的说明图。

图20是认证设备的制造方法的说明图。

图21是全息元件的制造方法的说明图。

图22是示出成像装置的构成例的框图。

图23是示出使用图像传感器的使用例的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本技术适用的具体实施方案。

<认证设备的第一构成例>

图1是示出本技术适用的认证设备的第一实施方案的构成例的图。

图1所示的认证设备11例如是用于指纹认证的受光装置，认证设备11还可以用于静脉认证、虹膜认证、解除认证、无透镜显微镜、细胞分离装置、玻璃检查装置、半导体检查装置、接触型复印机等。

认证设备11包括从物体侧顺次层叠的玻璃盖12、光学部件13和半导体基板14，并且还包括以矩阵状布置的多个像素21。另外，在认证设备11中，光学系统针对各像素21被构造为使得物体侧的主光线(用点划线表示的光轴)朝向不同的方向。图1示出了认证设备11的构成例的断面结构，其中13个像素21-1至21-13布置在列方向或行方向上。

玻璃盖12例如由d线折射率为1.15和厚度为45μm的透明部件形成，并且保护认证设备11的表面。

光学部件13构成包括折射面22、微透镜组23和遮光部24的光学系统，并且具有利用作为空气以外的介质的透明体(参照后述的图2)填充玻璃盖12与半导体基板14之间的间隙的结构。

在折射面22中，为了使入射到光学部件13的主光线针对各像素21折射，针对各像素21设置以预定倾斜角度倾斜的倾斜面(参照后述的图3)。在微透镜组23中，针对各像素21设置透镜体(参照后述的图2)，以针对各像素21收集由折射面22折射的光并在半导体基板14的光电检测器25处形成图像。在遮光部24中，针对各像素21设置具有预定直径(参照后述的图6)的针孔以使由微透镜组23收集的光针对各像素21通过，并对各像素21收集的光以外的光进行遮光。

注意，可以在诸如构成光学部件13的玻璃等透明体的层的上方或下方、微透镜组23的微透镜之间、或者在这些微透镜的附近配置诸如带通滤波器等光学部件。

在半导体基板14中，针对各像素21设置光电检测器25，以构成接收由光学部件13针对各像素21折射并收集的光的传感器受光面。例如，半导体基板14可以是诸如电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等固态成像元件。

这样构成的认证设备11不包括成像透镜，但是包括与半导体基板14的各像素21相同尺寸的微透镜组23。因此，认证设备11可以获得高的光利用效率以及更好的画质。另外，通过采用认证设备11，例如，可以提供光学长度为1mm以下的非常薄并且高画质的图像识别系统。

图2是示出光学部件13的断面构成例的图。

如图2所示，光学部件13包括从物体侧顺次层叠的透明体31、透明体32、透镜体33、透明体34、透镜体35和透明体36。

透明体31由d线折射率为1.55和厚度为5μm的透明部件形成。透明体32由d线折射率为1.9和厚度为5μm的透明部件形成。另外，透明体31和透明体32之间的界面构成折射面22，并且入射到光学部件13的主光线可以根据在界面上形成的倾斜面41处的折射率差而折射。

透镜体33由d线折射率为1.9和厚度为2.2μm的透镜材料形成。透明体34由d线折射率为1.48和厚度为3μm的透明部件形成，并且透镜体35由d线折射率为1.9和厚度为1μm的透镜材料形成。另外，透镜体33形成为具有-15μm的曲率并且透镜体35形成为具有15μm的曲率，从而形成微透镜组23。因此，从物体侧入射的光线由于透镜体33和透镜体35的透镜效果而在光电检测器25处形成图像。另外，各像素21被构造为在至少从光电检测器25到紧接在微透镜组23之前的位置的区域中具有垂直于半导体基板14的传感器受光面的光轴，使得例如透明体36内部的光轴与传感器受光面正交。

透明体36由d线折射率为1.55和厚度为70μm的透明部件形成，并且遮光部24设置在透明体36的内部。

遮光部24配置在由微透镜组23收集光的焦点位置附近。例如，在其中半导体基板14的传感器受光面设置在遮光部24正下方的构成中，光学系统的全长为61.2μm。实际上，半导体基板14的传感器受光面设置在远离遮光部24几微米。另外，具有几微米厚度的半导体层(外延层)从传感器受光面设置到光电检测器25。因此，光学系统具有大于70μm的全长。

参照图3，对认证设备11的视角进行说明。

如图所示，在其中认证设备11包括13个像素21-1至21-13的构成中，折射面22包括倾斜面41-1至41-13。各倾斜面41-1至41-3以-41.0°的倾斜角度形成。倾斜面41-4以-34.5°的倾斜角度形成。倾斜面41-5以-25.5°的倾斜角度形成。倾斜面41-6以-12.75°的倾斜角度形成。倾斜面41-7以0°的倾度形成。倾斜面41-8以12.75°的倾斜角度形成。倾斜面41-9以25.5°的倾斜角度形成。倾斜面41-10以34.5°的倾斜角度形成。各倾斜面41-11至41-13以41.0°的倾斜角度形成。

这里，在构成透镜体33的13个透镜部42-1至42-13之中，各透镜部42-3至42-11配置在其各自的中心轴与像素21-3至21-11的光轴一致的位置。

另一方面，透镜部42-1配置在其中心轴相对于像素21-1的光轴沿着传感器受光面的平面方向向外(图3的上侧)偏心偏心量4.8μm处的位置。另外，透镜部42-2配置在其中心轴相对于像素21-2的光轴沿着传感器受光面的平面方向向外(图3的上侧)偏心偏心量2.4μm处的位置。类似地，透镜部42-13配置在其中心轴相对于像素21-13的光轴沿着传感器受光面的平面方向向外(图3的下侧)偏心偏心量4.8μm处的位置。另外，透镜部42-12配置在其中心轴相对于像素21-12的光轴沿着传感器受光面的平面方向向外(图3的下侧)偏心偏心量2.4μm处的位置。

如上所述，认证设备11可以适当地设定倾斜面41-1至41-13的倾斜角度和透镜部42-1至42-13的中心轴的布置(偏心)，从而构成其中像素21朝向不同视角(主光线的角度改变)的光学系统。

例如，像素21-1具有-31.3°的视角。像素21-2具有-25.1°的视角。像素21-3具有-19.8°的视角。像素21-4具有-14.8°的视角。像素21-5具有-9.9°的视角。像素21-6具有-4.6°的视角。像素21-7具有0°的视角。像素21-8具有4.6°的视角。像素21-9具有9.9°的视角。像素21-10具有14.8°的视角。像素21-11具有19.8°的视角。像素21-12具有25.1°的视角。像素21-13具有31.3°的视角。

图4是示出在平面图中观察认证设备11时物体侧的主光线的方向的概念图。

在图4中，用双点划线表示的各个矩形表示在认证设备11的传感器受光面上以矩阵状布置的像素21。在所示的示例中，13×13个像素21以矩阵状布置。此外，从被定义为起点的各像素21的中心在认证设备11的平面方向上朝向外侧的箭头表示物体侧的主光线的方向。

如上所述，在认证设备11中，光学系统具有其中来自各像素21的物体侧的主光线从位于认证设备11的中央的像素21朝向外侧的构成。

注意，已经参照图1至图4说明了具有沿着列方向或行方向布置的13个像素21的认证设备11的构成例。可选择地，认证设备11可以包括更多数量的像素21。即，认证设备11可以包括任意数量的像素21。

<认证设备的光学系统的原理>

参照图5和图6，对认证设备11的光学系统的原理进行说明。

图5是光学系统的说明图，该光学系统具有其中各像素21在特定物体的一点处形成图像、认证设备11作为整体用作成像装置并且不需要使用成像透镜的构成。

在图5所示的开普勒光学系统中，d线折射率为1.55和厚度为50μm的透明体，由d线折射率为1.9和厚度为5μm的透镜材料形成且透镜曲率为-15μm、d线折射率为1.48和厚度为3μm的透明体，由d线折射率为1.9和厚度为1μm的透镜材料形成且透镜曲率为15μm、d线折射率为1.55和厚度为70μm的透明体，由d线折射率为1.9和厚度为1μm的的透镜材料形成且透镜曲率为-7μm、d线折射率为1.48和厚度为2μm的透明体，以及由d线折射率为1.9和厚度为1μm的的透镜材料形成且透镜曲率为7μm、d线折射率为1.55和厚度为17μm的透明体从物体侧顺次布置，并且传感器受光面进一步配置在成像侧。

图5示出了两种光线，即，以作为轴上光线的0°的主光线为中心的上光线和下光线以及以作为轴外光线的4.7°的主光线为中心的上光线和下光线。这里，轴上光线和轴外光线在受光面上彼此分离0.61μm的同时形成图像，并且在图面上的中心附近形成图像的位置处在彼此分离2.31μm的同时形成图像。

根据本实施方案的认证设备11需要遮挡轴外光线，从而具有其中一个像素21仅检测尽可能窄的物体侧的一点的光并且不需要使用成像透镜的构成。因此，在光线形成图像的位置处，利用例如直径为1μm的针孔遮光的结构使得全部轴上光线透过并且遮挡轴外光线。另一方面，在受光面附近的位置，轴上光线和轴外光线彼此分离仅0.61μm。此外，如图所示，轴上光线和轴外光线几乎通过相同的位置。因此，即使采用在受光面附近遮光的结构，也只能得到微小的分离效果。

此外，认证设备11包括诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器等固态成像元件，这消除了从遮光手段到成像面的再结合的需要。因此，通过在诸如针孔等遮光手段之后紧接着配置光电检测器25的方式，使用与近年量产中的CMOS图像传感器的结构类似的结构，可以低成本地制造认证设备11。

这里，为了实现仅能看到成像元件正上方的一点的光学系统，例如，图5所示的开普勒光学系统在使用胶片相机、摄像管等时代已经被要求用于模拟技术。另一方面，根据在使用诸如CCD图像传感器和CMOS图像传感器等固态成像元件的时代中的数字技术，类似于开普勒光学系统的有利效果可以通过在最初变窄的位置(图5的中央附近的位置)配置针孔之后紧接着配置光电检测器的方式获得。

即，如图6所示，认证设备11的光学系统采用其中遮光部24的针孔配置在由微透镜组23使光变窄的位置并且半导体基板14的光电检测器25在针孔之后紧接着配置的结构。

这里，参照图6所示的像素21-7，对各像素21优选满足的光学系统的第1至第3条件进行说明。

第一，由位于认证设备11中心的像素21-7中的上光线和下光线形成的角度θ优选满足下式(1)表示的条件。这里，如图所示，-θ表示集光方向的角度，+θ表示发散方向的角度。

[式1]

-10°≤θ≤10°···(1)

例如，认证设备11优选具有无成像透镜的成像功能，使得一个像素21仅感知尽可能窄的物体侧一点处的光。因此，在上下光线打开发散的情况下，光不能在物体侧一点处连接；因此，信息在相邻的像素21之间混合。为了避免这样的状况，对上光线和下光线之间的角度θ设定上限。另一方面，在认证设备11中，在非常接近物体的地方拍摄物体的图像也被考虑用于认证设备11。此时，集光时的上下光线之间的角度变为负的角度。如上所述，考虑到来自受光面侧的光路的增加和制造高效力微透镜的困难，认为不会超过F值为2.0的光线角度。因此，对上光线和下光线之间的角度θ设定下限。

因此，需要第一条件用于设置由上述式(1)表示的上限和下限。

第二，微透镜组23的焦距fg优选满足由下式(2)表示的条件。

[式2]

0.0003mm≤fg≤3mm···(2)

例如，由于各像素21的微细结构具有大约0.6μm间距的限制，因此对焦距fg设定下限。另一方面，对焦距fg设定上限，以规定认证设备11的内部结构并将认证设备11例如与诸如显微镜或望远镜等设备区分开来。

第三，设置在微透镜组23的焦点位置附近配置的遮光部24中的针孔的直径dm优选满足下式(3)表示的条件。

[式3]

0.1μm≤dm≤2μm···(3)

例如，认证设备11的基本原理是选择通过设置在遮光部24中的配置在由微透镜组23使光变窄的位置的针孔的光线。因此，对于针孔的直径dm存在适用范围。例如，由于假设认证设备11在可见光以上的波长下使用，所以针孔直径dm的下限被设定为允许可见光通过的0.1μm。另一方面，针孔直径dm的上限被设定为选择允许通过针孔的光所需的2μm。注意，针孔的形状不限于圆形。例如，可以使用诸如具有一边的长度等于上述直径的矩形等形状。

根据本实施方案的认证设备11适当地采用如上所述的第一至第三条件，从而可以实现适合于各装置的性能。

<认证设备的第二构成例>

图7是示出本技术适用的认证设备的第二实施方案的构成例的图。注意，在图7所示的认证设备11A中，与图1的认证设备11共通的构成由相同的附图标记表示，并省略其详细说明。

如图7所示，认证设备11A包括从物体侧顺次层叠的玻璃盖12、光学部件13A和半导体基板14。玻璃盖12和半导体基板14在构成上与图1的认证设备11中的那些共通。

在光学部件13A中，折射面22和遮光部24在构成上与图1的认证设备的那些共通，而微透镜组23A在构成上与图1的认证设备11的微透镜组不同。即，如上面参照图2说明的，图1的微透镜组23具有其中透镜体33和透镜体35彼此组合的构成。

另一方面，微透镜组23A具有其中一个透镜体构成收集光的光学系统的构成，如同透镜体33与透镜体35的组合那样。

这样构成的认证设备11A能够获得更好的画质，如同图1的认证设备11那样。

<认证设备的第三构成例>

图8是示出本技术适用的认证设备的第三实施方案的构成例的图。注意，在图8所示的认证设备11B中，与图1的认证设备11共通的构成由相同的附图标记表示，并省略其详细说明。

如图8所示，认证设备11B包括从物体侧顺次层叠的光学部件13B和半导体基板14。半导体基板14在构成上与图1的认证设备11的半导体基板共通。

即，认证设备11B具有其中未设置图1的玻璃盖12的构成，并且具有其中光直接入射到光学部件13B的折射面22B的结构。因此，认证设备11B具有入射到光学部件13B的光根据空气和折射面22B的折射率差而折射的构成。

这样构成的认证设备11B能够获得更好的画质，如同图1的认证设备11那样。

<认证设备的第四构成例>

图9是示出本技术适用的认证设备的第四实施方案的构成例的图。注意，在图9所示的认证设备11C中，与图1的认证设备11共通的构成由相同的附图标记表示，并省略其详细说明。

如图9所示，认证设备11C包括从物体侧顺次层叠的凹透镜51、光学部件13C和半导体基板14。半导体基板14在构成上与图1的认证设备11的半导体基板共通。在图9的B中示出了由凹透镜51折射的7条主光线。

图8所示的认证设备11B具有其中从空气直接入射到起到使主光线折射作用的折射面22B的构成，另一方面，认证设备11C具有其中该作用由具有连续凹面的凹透镜51实现的构成。另外，针对各像素21C，光学部件13C包括微透镜组23和遮光部24，如同图1的光学部件13那样。

认证设备11C可以具有其中例如在长度为2.4mm、宽度为3.2mm和最大半径为2mm的区域中设置400×533个像素21C的结构。另外，认证设备11C可以具有其中例如凹透镜51在这些像素21C上布置包括曲率半径为4.1mm的凹面的透明体的构成。

这样构成的认证设备11C可以以40°的最大全视角实现213000个像素的成像功能，并且能够获得更好的画质，如同图1的认证设备11那样。

注意，认证设备11C可以采用具有类似功能的菲涅耳透镜或全息元件来代替具有作为折射面22的功能的凹透镜51。

与凹透镜51类似地折射光的菲涅耳透镜52的断面图和平面图在图10的A中示出。

与凹透镜51类似地折射光的全息元件53的断面图和平面图在图10的B中示出。

此外，例如，除了菲涅耳透镜52和全息元件53之外，还可以采用由圆柱、棱柱、圆筒、圆筒的一部分等构成并且通过波动光学效果使光弯曲而具有作为折射面22的功能的元件(所谓的超透镜)。

<认证设备的第五构成例>

图11是示出本技术适用的认证设备的第五实施方案的构成例的图。注意，在图11所示的认证设备11D中，与图1的认证设备11共通的构成由相同的附图标记表示，并省略其详细说明。

如图11所示，认证设备11D包括从物体侧顺次层叠的双面凹透镜54、光学部件13D和半导体基板14。半导体基板14在构成上与图1的认证设备11的半导体基板共通。

双面凹透镜54具有其中例如物体侧的凹面形成为具有-9mm的曲率半径的球面、成像侧的凹面具有4.25mm的曲率半径并且透镜的中心厚度为0.33mm的构成。空气层以0.71mm的间隔设置在双面凹透镜54和光学部件13D之间。

在图11的B中示出了由双面凹透镜54折射的7条主光线。这些主光线被设计为从主光线的最外侧到中心分别具有23.9°的视角、18.8°的视角、14.5°的视角、10.6°的视角、6.9°的视角、3.4°的视角和0°的视角。另外，如同图9的认证设备11C那样，认证设备11D可以包括400×533个像素21D，或者可以包括任意数量的像素21D。

这样构成的认证设备11D能够获得更好的画质，如同图1的认证设备11那样。

<认证设备的使用例>

参照图12和图13，对认证设备11的使用例进行说明。

图12示出了作为指纹认证系统的认证设备11的使用例。

图12所示的指纹认证系统包括认证设备11、个人电脑61和显示器62。例如，通过在个人电脑61中对由认证设备11获取的指纹的图像进行图像处理来进行认证，并且认证结果显示在显示器62上。

图13示出了作为人脸认证和虹膜认证系统的认证设备11的使用例。

图13所示的人脸认证和虹膜认证系统包括认证设备11、个人电脑61和显示器62。例如，通过在个人电脑61中对由认证设备11获取的人脸和虹膜图像进行图像处理来进行认证，并且认证结果显示在显示器62上。

<遮光部的构成例>

参照图14至图18，对遮光部24的构成例进行说明。

图14示出了遮光部24的第一构成例。

如图14所示，遮光部24包括用作相邻的像素21之间的间隔件以遮光的遮光壁71和针对各像素21形成针孔的遮光面72。另外，遮光部24具有使得遮光壁71从遮光面72向物体侧延伸的形状。例如，遮光部24可以由诸如钨等具有遮光性的金属形成，并且可以避免入射到其他像素21的光的混入。

然而，考虑到在这样构成的遮光部24中，如图15所示，由于倾斜光在遮光壁71处反射时产生的杂散光，所以画质可能会劣化。

图16示出了遮光部24的第二构成例。

如图16所示，在遮光部24A中，具有对应于形成在遮光面72中的针孔的开口部的第二遮光面73布置在遮光壁71上并且比遮光面72更靠近微透镜组23。例如，第二遮光面73设置为使得针对各像素21的沿着光轴入射的光通过开口部，而倾斜入射并在遮光壁71处反射的光被遮挡。由此，可以避免图15所示的杂散光引起的画质劣化。

然而，考虑到在这样构成的遮光部24A中，如图17所示，在倾斜入射的光通过第二遮光面73的开口部并在遮光面72处反射的情况下，杂散光可能由多次反射产生。

因此，遮光部24A(或者遮光部24)可以具有用于降低其表面的反射率的微细结构。

优选地，例如，如图18所示，高度为0.29μm和直径为0.175μm的的圆柱形的微细结构以0.35μm的间距周期性地布置在构成遮光部24A的遮光壁71、遮光面72和第二遮光面73的表面上。这样的微细结构例如可以通过对钨表面实施蚀刻来制作。因此，通常可以将钨表面的约50％的反射率降低到约2％。

通过设置这样的微细结构，可以抑制由图17所示的多次反射产生的杂散光。

<指纹传感器的构成例>

参照图19，对将上述图9所示的认证设备11C适用的指纹传感器的构成例进行说明。

如图19的A所示，认证设备11C可以在如图所示的成像区域部处拍摄隔着玻璃盖放置的指尖的图像。

如图19的B所示，认证设备11C具有其中光根据像素位置以特定的倾斜入射入射到各像素21的微透镜组23的构成。由此，即使凹透镜51的效力弱，认证设备11C也可以折射光。由此，认证设备11C能够实现更广角化并且可以扩大成像区域部。

例如，微透镜组23和遮光部24的针孔的轴根据像素位置针对各像素21移位。由此，可以实现其中以特定的倾斜入射使光入射的构成。例如，像素21a的像素位置在认证设备11C的中心。像素21b、像素21c和像素21d从中心朝向外周布置。像素21e的像素位置在认证设备11C的最外周附近。

注意，在指纹传感器中，可以采用使用上述图10的A所示的菲涅耳透镜52代替凹透镜51的构成。

通过采用上述的认证设备11，可以提供全长1mm以下且不包括成像透镜并且提高光和光电检测器25的利用效率的图像识别系统。例如，认证设备11可以获得比传统的焦深更长的焦深(例如，0.01mm～∞)，并且可以进行传统技术无法实现的特写和近处成像。

另外，考虑到焦点通常在需要自动聚焦的区域因振动而变化。另一方面，认证设备11不会因振动而引起焦点的变化。另外，认证设备11不会因温度特性而引起变化。

认证设备11可以仅由半导体工艺制造，因此可以降低图像识别系统的制造成本。

采用认证设备11的图像识别系统可以获得载置在玻璃盖12上的物体的图像并且还可以识别位于远离玻璃盖12的空间中的物体。因此，例如，可以使用单个图像识别系统来提供指纹认证、虹膜认证、静脉认证和人脸认证。

认证设备11可以提供不引起色差的成像系统，并且例如即使在构造同时检测可见光和IR光的系统时，也可以避免两者产生焦点差。认证设备11能够以更低成本来构成不能使用在通常成像透镜中所使用的透镜的IR光检测系统。认证设备11可以作为无透镜显微镜广泛使用，并且例如可以应用于细胞筛选、病毒判别等。

<认证设备的制造方法>

参照图20，对认证设备11的制造方法进行说明。

在第一步骤中，针对各像素21在半导体基板14上形成光电检测器25。

在第二步骤中，将例如通过塑料成型、玻璃成型等制作的光学部件13接合到半导体基板14的传感器受光面上。

在第三步骤中，将玻璃盖12接合到光学部件13的表面上。

如上所述，认证设备11可以以半导体基板14、光学部件13和玻璃盖12分别制作并接合在一起的方式来制造。

注意，光学部件13可以以图2所示的上述透明体31、透明体32、透镜体33、透明体34、透镜体35和透明体36分别形成并接合在一起的方式来制作。可选择地，光学部件13可以以重复执行抗蚀剂形成和蚀刻以使这些部件层叠的方式来制作。

<全息元件的制造方法>

参照图21，对上述图10的B所示的全息元件53的制造方法进行说明。

在第一步骤中，例如，在包括透明体36、透镜体33等的光学部件13C的表面上形成用作全息元件53的0.4μm的SiO

在第二步骤中，将光致抗蚀剂82涂布在SiO

在第三步骤中，在曝光和显影后，去除掩模83，并且去除形成在掩模83的各孔中的光致抗蚀剂82。

在第四步骤中，蚀刻SiO

在第五步骤中，光致抗蚀剂82被从SiO

在第六步骤中，涂布光致抗蚀剂84使得在第四步骤中形成的各凹部被光致抗蚀剂84填充，从而制作掩模85。掩模85具有对应于全息元件53的第二级的形状的孔。

在第七步骤中，在曝光和显影后，去除掩模85，并且去除形成在掩模85的各孔中的光致抗蚀剂84。

在第八步骤中，蚀刻SiO

在第九步骤中，光致抗蚀剂84被从SiO

在第十步骤中，涂布光致抗蚀剂86使得在第四和第八步骤中形成的各凹部被光致抗蚀剂86填充，从而制作掩模87。掩模87具有对应于全息元件53的第三级的形状的孔。

以与上述类似的方式，根据全息图元件53的级数重复执行类似的处理。

由此，制造具有所希望的级数(在图21所示的示例中为四级)的全息元件53。

<电子设备的构成例>

上述的认证设备11可以适用于诸如数字静态相机或数字摄像机等成像系统、具有成像功能的移动电话或具有成像功能的其他设备等各种电子设备。

图22是示出安装在电子设备上的成像装置的构成例的框图。

如图22所示，成像设备101包括光学系统102、成像元件103、信号处理电路104、监视器105和存储器106。

光学系统102包括一个或多个透镜，将来自被摄体的图像光(入射光)引导至成像元件103，并在成像元件103的受光面(传感器部)形成图像。

上述的认证设备11适用作为成像元件103。成像元件103根据经由光学系统102在受光面处形成的图像，在一定期间累积电子。然后，根据累积在成像元件103中的电子的信号被供给到信号处理电路104。

信号处理电路104对从成像元件103输出的像素信号执行各种信号处理。通过由信号处理电路104执行信号处理而获得的图像(图像数据)被供给到监视器105并在监视器105上显示，或者被供给到存储器106并被存储(记录)在存储器106中。

在这样构成的成像装置101中，适用上述的认证设备11例如能够获得更好的画质。

<图像传感器的使用例>

图23是示出上述图像传感器(认证设备11)的使用例的图。

例如，上述图像传感器可以在各种情况下用于感测诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光，如下所述。

·被构造为拍摄用于鉴赏的图像的装置，例如，数码相机和配备相机功能的移动设备。

·用于交通的装置，例如，用于拍摄车辆的前方、车辆的后方、车辆的周围、车辆的内部的图像以及为了例如诸如自动停止和驾驶员的状况识别等目的的其他图像的车载传感器，用于监视行驶车辆和道路的监视相机，以及用于测量车辆之间的距离的距离传感器等。

·用于家用电器的装置，例如，电视机、冰箱和空调，以便拍摄用户手势的图像并根据手势操作装置。

·用于医疗保健的装置，例如，内窥镜和通过接收红外光进行血管造影的装置。

·用于安保的装置，例如，用于防止犯罪的监视相机和用于人物认证用途的相机。

·用于美容的装置，例如，用于拍摄皮肤的图像的皮肤测量仪和用于拍摄头皮的图像的显微镜。

·用于运动的装置，例如，运动相机和用于运动用途的可穿戴相机等。

·用于农业的装置，例如，用于监视田地和农作物状况的相机。

<构成的组合例>

注意，本技术也可以采用以下的构成。

(1)一种受光装置，包括：

半导体基板，其包括至少布置在大致同一受光面内的第一光电检测器和第二光电检测器；和

光学部件，其至少包括允许光入射到所述第一光电检测器的第一光学系统和允许光入射到所述第二光电检测器的第二光学系统，

其中，

使光经由所述第一光学系统在所述第一光电检测器处形成图像的第一像素与使光经由所述第二光学系统在所述第二光电检测器处形成图像的第二像素具有不同的物体侧的主光线取向。

(2)根据(1)所述的受光装置，其中，

所述光学部件从所述物体侧顺次包括：

折射面，其包括针对各像素设置并以预定倾斜角度倾斜的倾斜面，微透镜组，其被构造为使光针对各光电检测器形成图像，和

遮光部，其配置在所述微透镜组的焦点位置附近并且被构造为仅允许针对各像素所收集的光透过。

(3)根据(2)所述的受光装置，其中，

所述折射面包括具有预定折射率的透明体之间的界面，和

所述倾斜面的倾斜角度针对各像素设定，使得入射到所述光学部件的光根据所述透明体之间的折射率差而折射。

(4)根据(2)或(3)所述的受光装置，其中，

所述微透镜组包括针对各像素设置的透镜部，

各像素具有在垂直于所述受光面的方向上从相应的光电检测器延伸到所述微透镜组的光轴，和

针对所述像素中的预定像素的所述透镜部具有相对于所述像素的光轴位于偏心位置的中心轴，使得入射到所述光学部件的光的主光线的角度改变。

(5)根据(2)～(4)中任一项所述的受光装置，其中，

所述折射面包括凹透镜、菲涅耳透镜或全息元件。

(6)根据(1)～(5)中任一项所述的受光装置，还包括：

玻璃盖，其配置在比所述光学部件更靠近物体侧。

(7)根据(6)所述的受光装置，其中，

包含空气以外的介质的透明体埋入在所述玻璃盖和所述半导体基板之间。

(8)根据(2)所述的受光装置，其中，

由位于所述受光面中心的所述像素中的上光线和下光线形成的角度θ满足由下式(1)表示的条件：

[式1]

-10°≤θ≤10°···(1)。

(9)根据(2)所述的受光装置，其中，

所述微透镜组的焦距fg满足由下式(2)表示的条件：

[式2]

0.0003mm≤fg≤3mm···(2)。

(10)根据(2)所述的受光装置，其中，

设置在所述遮光部中的针孔的直径满足由下式(3)表示的条件：

[式3]

0.1μm≤dm≤2μm···(3)。

(11)根据(10)所述的受光装置，其中，

所述遮光部包括形成有所述针孔的遮光面和用作相邻的像素之间的间隔件的遮光壁。

(12)根据(11)所述的受光装置，其中，

所述遮光部包括具有对应于所述针孔的开口部的第二遮光面，所述第二遮光面配置为比所述遮光面更靠近所述微透镜组。

(13)根据(2)～(12)中任一项所述的受光装置，其中，

用于防止反射的微细结构设置在所述遮光部的表面上。

(14)一种电子设备，包括

受光装置，其中所述受光装置包括：

半导体基板，其包括至少布置在大致同一受光面内的第一光电检测器和第二光电检测器；和

光学部件，其至少包括允许光入射到所述第一光电检测器的第一光学系统和允许光入射到所述第二光电检测器的第二光学系统，和

使光经由所述第一光学系统在所述第一光电检测器处形成图像的第一像素与使光经由所述第二光学系统在所述第二光电检测器处形成图像的第二像素具有不同的物体侧的主光线取向。

注意，本公开的实施方案不限于上述实施方案，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种变形。另外，本说明书中记载的有益效果仅是说明性的而非限制性的。本技术可以产生其他有益效果。

附图标记列表

11 认证设备

12 玻璃盖

13 光学部件

14 半导体基板

21 像素

22 折射面

23 微透镜组

24 遮光部

25 光电检测器

31 透明体

32 透明体

33 透镜体

34 透明体

35 透镜体

36 透明体

41 倾斜面

42 透镜部

51 凹透镜

52 菲涅耳透镜

53 全息元件

54 双面凹透镜

61 个人电脑

62 显示器

71 遮光壁

72 遮光面

73 第二遮光面