專利名稱:用于同時(shí)聚焦到兩個(gè)視野范圍的光學(xué)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種可用作汽車中的攝像機(jī)系統(tǒng)以及駕駛員輔助系統(tǒng)環(huán)境傳感器的光學(xué)模塊。
背景技術(shù):
智能駕駛員輔助系統(tǒng)經(jīng)常使用攝像機(jī)系統(tǒng)作為環(huán)境傳感器,例如用于識(shí)別交通事件中的各種目標(biāo)。所述攝像機(jī)系統(tǒng)經(jīng)常安裝在汽車的擋風(fēng)玻璃后面,并透過擋風(fēng)玻璃觀察。例如道標(biāo)線的汽車攝像機(jī)、夜視攝像機(jī)或作為光學(xué)間距傳感器的立體攝像機(jī)。此外學(xué)傳感器還都需要透過擋風(fēng)玻璃的清晰視野,以避免錯(cuò)誤的測(cè)量信號(hào)。近年來算攝像機(jī)系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能數(shù)量和質(zhì)量已有提高。因此,如今駕駛員輔助系統(tǒng)已在汽車中得到使用,它組合了一個(gè)智能燈光控制器、 一個(gè)限速用交通標(biāo)志識(shí)別裝置和利用共用攝像機(jī)作為環(huán)境傳感器的車道保持防偏駛支持
直οDE 102004037871 B4說明了一種攝像系統(tǒng),該系統(tǒng)用于在汽車行駛方向探測(cè)車外前部區(qū)域的輔助系統(tǒng)。通過將一個(gè)輔助透鏡裝在汽車攝像機(jī)物鏡前的部分視野內(nèi),遠(yuǎn)程范圍(道路情況)和近程范圍(擋風(fēng)玻璃)在一個(gè)圖像傳感器上成像。近程范圍可通過部分輔助透鏡或一個(gè)部分近景光學(xué)系統(tǒng),必要時(shí)也可借助一個(gè)光學(xué)分光鏡或一個(gè)半透明的鏡子成像。建議,將圖像傳感器交替用于車外輔助功能和下雨探測(cè)功能。這類攝像機(jī)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是,附加的輔助透鏡和必要時(shí)使用的分光鏡或半透明鏡子很貴,并對(duì)精確校準(zhǔn)其他光學(xué)部件提出了很高的要求。整個(gè)攝像機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可能因此受到影響。輔助透鏡的定位導(dǎo)致攝影圖像非常模糊。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于,說明一種價(jià)格合理,并且穩(wěn)定可靠的攝像機(jī)傳感器光學(xué)系統(tǒng)。另一個(gè)任務(wù)是,同時(shí)提高或保證攝像機(jī)系統(tǒng)所采集圖像數(shù)據(jù)的可靠性,并通過攝像機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其他的輔助功能。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)模塊包括一個(gè)帶有電磁輻射靈敏表面的半導(dǎo)體器件和一個(gè)用于將電磁輻射投射到半導(dǎo)體器件靈敏表面上的物鏡。所述半導(dǎo)體器件即是圖像傳感器,或攝像機(jī)芯片,尤其是作為C⑶或CMOS,并能裝在一個(gè)印刷電路板上。所述物鏡主要包括至少一個(gè)透鏡和一個(gè)透鏡架。在所述光學(xué)模塊中,帶有兩個(gè)部分區(qū)域的光學(xué)器件布置在整個(gè)光路截面中物鏡和半導(dǎo)體器件靈敏表面之間或物鏡各單一鏡頭之間。到達(dá)半導(dǎo)體器件靈敏表面的所有電磁輻射穿過光學(xué)器件。通過所述光學(xué)器件的第一個(gè)部分區(qū)域,第一個(gè)距離范圍(例如近程范圍)在半導(dǎo)體器件靈敏表面的第一個(gè)區(qū)域內(nèi)聚焦成像,并且第二個(gè)距離范圍(例如遠(yuǎn)程范圍)通過光學(xué)器件的第二個(gè)部分區(qū)域在半導(dǎo)體器件靈敏表面的第二個(gè)區(qū)域內(nèi)成像。換句話說,給出一種包括一個(gè)帶有電磁輻射靈敏表面的半導(dǎo)體器件和一個(gè)用于將電磁輻射投射到半導(dǎo)體器件靈敏表面的透鏡的光學(xué)裝置。該裝置中,在物鏡和半導(dǎo)體器件靈敏表面之間或物鏡的各單一透鏡之間裝有一千光學(xué)器件,其中所述光學(xué)器件有兩個(gè)部分區(qū)域,其光學(xué)特性可在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié),使得穿透兩個(gè)部分區(qū)域后,在半導(dǎo)體器件靈敏表面上,兩個(gè)獨(dú)立的聚焦區(qū)域可以清晰成像。如果光學(xué)器件直接安裝在圖像傳感器上方,那么所述光學(xué)器件延伸一個(gè)圖像傳感器的整個(gè)光學(xué)區(qū)域,并能通過一個(gè)物鏡和一個(gè)圖像傳感器實(shí)現(xiàn)雙焦點(diǎn)或多焦點(diǎn)成像。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,光學(xué)模塊的光學(xué)器件包含至少兩個(gè)厚度不同、平面平行的部分區(qū)域。其中,所述光學(xué)器件是階梯形的。按照一種優(yōu)選實(shí)施方式,光學(xué)模塊的光學(xué)器件包含至少兩個(gè)采用不同折射率材料的部分區(qū)域。取代模塊部分區(qū)域厚度的梯級(jí)形,在這種情況下,通過光學(xué)器件內(nèi)的不同材料變異,例如平面平行的透明板,實(shí)現(xiàn)部分區(qū)域。在兩種變異形式中,在一個(gè)攝影圖像中至少可以實(shí)現(xiàn)兩種不同并且重疊的景深范圍。所述光學(xué)器件具有通過顯著不同的器件部分區(qū)域,導(dǎo)致非平行光束不同軸向偏移的特性。所述光學(xué)器件主要由一個(gè)部件制成,但也可是一個(gè)至少由兩個(gè)單一器件構(gòu)成的組合器件,其中單一器件定義光學(xué)器件的部分區(qū)域。所述光學(xué)器件優(yōu)選的是一個(gè)平面平行板或至少兩個(gè)相互連接的平面平行板(不同厚度)。在一個(gè)替代實(shí)施方式中,所述光學(xué)模塊的光學(xué)器件在第一個(gè)部分區(qū)域中包含一個(gè)會(huì)聚透鏡的一部分,在第二個(gè)部分區(qū)域中包含一個(gè)平面平行板。兩個(gè)部分區(qū)域的連接線表示遠(yuǎn)程范圍和近程范圍成像的界線。通過帶有彎曲表面的光學(xué)器件的第一個(gè)部分區(qū)域,近距離成像光路進(jìn)一步對(duì)準(zhǔn)。通過第二個(gè)部分區(qū)域內(nèi)的平面平行板,遠(yuǎn)距離成像光路進(jìn)一步發(fā)散。通過這種方式,在同一個(gè)成像平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)近程范圍和遠(yuǎn)程范圍的清晰成像。光學(xué)模塊的光學(xué)器件優(yōu)選安裝方法是,使光學(xué)器件的平面覆蓋半導(dǎo)體器件的靈敏表面。如果是階梯式光學(xué)器件,梯級(jí)位于背向半導(dǎo)體器件的方向。這使得光學(xué)器件可穩(wěn)定固定在諸如半導(dǎo)體器件或印刷電路板及載體上。所述光學(xué)器件也承擔(dān)了和在傳統(tǒng)攝像機(jī)系統(tǒng)中可能安裝的遮蓋玻璃相同的罩蓋玻璃功能。替代前面的實(shí)施方式,在一個(gè)階梯式光學(xué)器件中,也可將較薄的部分區(qū)域設(shè)置在背向半導(dǎo)體器件靈敏表面的一側(cè)。在此情況下,可在較薄的部分范圍下方安裝一個(gè)間隔調(diào)整墊片,該間隔調(diào)整墊片優(yōu)選安裝在圖像傳感器的視野之外,并能實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件的穩(wěn)定固定。那么光學(xué)器件可通過完整表面對(duì)準(zhǔn)半導(dǎo)體器件,使得電磁輻射在光學(xué)器件中幾何形狀過渡前經(jīng)過完整表面,并且系統(tǒng)的成像光路到達(dá)光軸上一個(gè)位置的邊緣,這個(gè)位置比相反情況下(更小的成像光路直徑)更有利于成像質(zhì)量的提高和在過渡區(qū)的延伸。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中,間隔調(diào)整墊片安裝在光學(xué)器件較薄的部分區(qū)域下方,呈U 形經(jīng)過較薄部分區(qū)域外側(cè)的下方。為此,間隔調(diào)整墊片可用于阻擋用于密封半導(dǎo)體器件和光學(xué)器件的填料,以防其進(jìn)入半導(dǎo)體器件和較薄部分區(qū)域之間的范圍。在一個(gè)光學(xué)模塊的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)形式旨在使較薄的部分區(qū)域完全包圍視野范圍外較厚的部分區(qū)域。所述間隔調(diào)整墊片呈框架形環(huán)繞靈敏表面和光學(xué)器件之間的區(qū)域。在另一種優(yōu)選實(shí)施方式中,所述間隔調(diào)整墊片可作為密封半導(dǎo)體器件填料的框架。由此在空間上限制填料擴(kuò)散。此外,本發(fā)明還涉及一種帶有一種根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)模塊的汽車,其中光學(xué)模塊設(shè)置在汽車內(nèi)部的擋風(fēng)玻璃后面,在汽車行駛方向探測(cè)外部空間。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中,在汽車中物鏡和光學(xué)器件的調(diào)節(jié)方法是擋風(fēng)玻璃的外側(cè)通過光學(xué)器件的第一個(gè)部分區(qū)域聚焦到半導(dǎo)體器件靈敏表面的第一個(gè)區(qū)域上,并且汽車前的區(qū)域通過光學(xué)器件的第二個(gè)部分區(qū)域在半導(dǎo)體器件靈敏表面的第二個(gè)區(qū)域上成像。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,在汽車內(nèi)可安裝一個(gè)基于攝像機(jī)的下雨傳感器。分析計(jì)算半導(dǎo)體器件靈敏表面第一個(gè)區(qū)域的圖像(擋風(fēng)玻璃外側(cè)),在此情況下識(shí)別擋風(fēng)玻璃上的雨水或污垢顆粒。用于激活的輸出信號(hào)可被發(fā)送到刮冰器控制裝置和/或車窗玻璃清潔裝置上。其他優(yōu)選功能可在基于攝像機(jī)的下雨傳感器基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)尤其是經(jīng)常設(shè)置附加標(biāo)志如“潮濕”等的限速功能。一個(gè)基于攝像機(jī)的交通標(biāo)志識(shí)別裝置盡管可以識(shí)別這種附加標(biāo)志,但沒有獲得當(dāng)前是否下雨,以及如果下雨,下雨強(qiáng)度如何的信息。根據(jù)本發(fā)明的下雨傳感器可提供這些信息。這種下雨傳感器是基于同一個(gè)攝像機(jī)或同一個(gè)光學(xué)模塊上根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)器件,以識(shí)別交通標(biāo)志裝置同樣的方式運(yùn)行。即使兩個(gè)輔助功能之間的數(shù)據(jù)交換也可毫無問題、經(jīng)濟(jì)合理地設(shè)置。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中,裝備了一個(gè)照明光源。此光源通過擋風(fēng)玻璃照亮進(jìn)行近距離范圍成像的視野區(qū)域,也就是說,在半導(dǎo)體器件靈敏表面的第一區(qū)域內(nèi)成像的區(qū)域。其優(yōu)點(diǎn)是,用紅外線光照亮近場(chǎng)。所述照明光源可優(yōu)選通過一個(gè)光學(xué)鎖閉裝置控制,尤其是通過半導(dǎo)體器件整個(gè)靈敏表面可變化的照明時(shí)間控制,或者用于進(jìn)行近場(chǎng)成像的激活面的部分區(qū)域。所述照明光源的輻射尤其可通過靈活的光導(dǎo)體耦合射入擋風(fēng)玻璃。例如,透明的硅樹脂就是一種合適的柔性光導(dǎo)體。部分輻射能量可通過一千安裝在擋風(fēng)玻璃上的吸收器件轉(zhuǎn)換成熱量。轉(zhuǎn)換得到的熱量用于加熱擋風(fēng)玻璃部分表面。可使用例如現(xiàn)有擋風(fēng)玻璃加熱裝置上安裝的加熱絲作為吸收器件。用作吸收表面的加熱絲同時(shí)可用于遮蔽汽車行駛方向輻射的光線。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中,裝備的光學(xué)器件第二個(gè)部分區(qū)域至少有一側(cè)涂有過濾層。其波長過濾層抑制由照明光源用于照亮近程區(qū)域的波長范圍。透過擋風(fēng)玻璃的視野范圍尤其使用紅外線波長范圍(舊)的光照亮,并且光學(xué)器件的第二個(gè)部分區(qū)域涂有一層抑制在紅外線波長范圍內(nèi)透射的過濾層。駕駛員和其他交通參與者不會(huì)感知這一波長范圍內(nèi)的光。同時(shí),半導(dǎo)體器件的靈敏表面對(duì)紅外線區(qū)域有極高的靈敏度,這樣使用相當(dāng)小的紅外線光強(qiáng)度就能照亮近場(chǎng)。所述照明光源可安裝在多個(gè)區(qū)域。照明可持續(xù)運(yùn)行或周期性進(jìn)行。 優(yōu)先采用具有正弦強(qiáng)度曲線的周期性照明或循環(huán)照明,以避免或減小遠(yuǎn)程范圍圖像中的干擾因素。除了基于攝像機(jī)的下雨傳感器外,在一種優(yōu)選實(shí)施方式中,可在汽車中安裝一個(gè)電容式下雨傳感器。電容式下雨傳感器的信號(hào)和基于攝像機(jī)的下雨傳感器的信號(hào)通過一個(gè)共用計(jì)算單元進(jìn)行分析計(jì)算。兩種傳感器類型互補(bǔ)性極好,通過組合提供出色的識(shí)別特性。 所述電容傳感器可優(yōu)選設(shè)計(jì)為透明薄膜或硅樹脂墊中的導(dǎo)體電路,并且電子裝置可被集成在基于攝像機(jī)的下雨傳感器的照明模塊中。例如,在下毛毛細(xì)雨時(shí)基于攝像機(jī)的下雨傳感器具有優(yōu)勢(shì),而在此情況下電容式下雨傳感器幾乎不能通過電容的改變獲知信號(hào)變化。相反,例如擋風(fēng)玻璃上布滿水膜時(shí)電容式下雨傳感器具有優(yōu)勢(shì),并能根據(jù)電容值的強(qiáng)烈改變可靠探測(cè)到下雨這一情況。而基于攝像機(jī)的下雨傳感器只能在圖像中發(fā)現(xiàn)可從中推斷出雨滴的很少的邊緣。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中,可在擋風(fēng)玻璃和近程范圍成像視野內(nèi)的物鏡之間設(shè)置一塊楔形間板。也就是說,楔形間板設(shè)置在近程范圍成像的目標(biāo)側(cè)光路中。所述楔形閘板將電磁輻射從遠(yuǎn)程范圍成像視野穿過的擋風(fēng)玻璃區(qū)域折射到近程范圍成像的視野中。楔形間板可通過兩個(gè)平面或一個(gè)平面和一個(gè)非平面,或通過兩個(gè)非平面進(jìn)行定義。一個(gè)非平面是指球形曲面、非球形曲面或微型結(jié)構(gòu)表面。所述楔形間板尤其可由透明塑料構(gòu)成。這類楔形間板的優(yōu)選設(shè)置方法是使厚的一端在上面,薄的一端在下面。由此向上折射近程范圍成像的光路。楔形間板可優(yōu)選設(shè)置在遠(yuǎn)程范圍成像光路的下方或其下部區(qū)域。優(yōu)選給楔形間板涂一層過濾層,這樣過濾層抑制特定的波長范圍,例如,可見光的波長范圍。楔形閘板的上表面可優(yōu)選涂黑,用于抑制散射光。使用一楔形閘板的優(yōu)點(diǎn)在于,減小用于攝像機(jī)窺視孔所需的擋風(fēng)玻璃涂黑部分以及減小光學(xué)模塊或攝像機(jī)系統(tǒng)的尺寸。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中,汽車包含一個(gè)照明光源。該光源的電磁輻射通過一個(gè)耦合射入件(例如一個(gè)柔性光導(dǎo)體)耦合射入擋風(fēng)玻璃。設(shè)置了一個(gè)通過粘貼或壓緊方式與擋風(fēng)玻璃固定接觸的輸出件。擋風(fēng)玻璃上沒有水滴時(shí),耦合射入的電磁輻射在擋風(fēng)玻璃內(nèi)全反射。通過耦合輸出件輻射在光學(xué)模塊方向被耦合輸出,并在近程范圍成像區(qū)域(識(shí)別雨水的部分區(qū)域)內(nèi)在圖像傳感器上成像。如果擋風(fēng)玻璃上有水滴,部分耦合射入的電磁輻射通過水滴耦合輸出,不再全部反射到耦合輸出件。因此,可通過干燥擋風(fēng)玻璃與潮濕擋風(fēng)玻璃比較的輸出信號(hào)強(qiáng)度差測(cè)定擋風(fēng)玻璃上是否有水滴以及雨水量。所述耦合輸出件可優(yōu)選涂一層抑制例如可見光波長范圍等規(guī)定波長范圍光的特殊過濾層。所述耦合輸出件可優(yōu)選在朝向物鏡的一側(cè)通過適合的表面處理構(gòu)成毛玻璃,其中毛玻璃表面定位在近程范圍成像的目標(biāo)層面內(nèi)。在一種擴(kuò)展的實(shí)施方式中,耦合輸出件優(yōu)選只覆蓋通過近程范圍成像檢測(cè)的擋風(fēng)玻璃視野部分區(qū)域經(jīng)定義的部分表面。由此既可測(cè)量通過雨滴耦合輸出的信號(hào)差值,也可在其他部分區(qū)域測(cè)量通過雨滴散射到透鏡上的信號(hào)比例。兩種測(cè)量方法可組合使用,以精確測(cè)量擋風(fēng)玻璃的潤濕情況。此外,本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)器件方法。這些光學(xué)器件分別有至少兩個(gè)具有不同厚度的平面平行部分區(qū)域。第一厚度的第一個(gè)玻璃晶片或第一個(gè)光學(xué)透明材料板設(shè)置有相應(yīng)數(shù)量的凹槽。這樣做的考慮是,對(duì)每個(gè)要生產(chǎn)的光學(xué)器件至少配有一個(gè)凹槽。第一個(gè)玻璃晶片用第二厚的第二個(gè)完整玻璃晶片或第二個(gè)光學(xué)透明材料板覆蓋,并與之相連。兩個(gè)晶片或光學(xué)透明材料板相互校準(zhǔn)以及彼此間例如粘貼在一起。通過沿鋸齒邊鋸斷組合晶片,形成至少有兩個(gè)厚度不同、平面平行部分區(qū)域的各單件。這種生產(chǎn)方法參照的是制造半導(dǎo)體器件或微光學(xué)器件的標(biāo)準(zhǔn)方法。在鋸斷兩個(gè)玻璃晶片之前,可優(yōu)選將包含相應(yīng)數(shù)量半導(dǎo)體器件的第三個(gè)晶片與兩個(gè)玻璃晶片一起校準(zhǔn),并與相鄰的玻璃晶片連接。各單一半導(dǎo)體器件的優(yōu)選構(gòu)成方法是在沒有附加基層的情況下,信號(hào)直接在半導(dǎo)體器件背面,在一個(gè)所謂的信號(hào)層(英語 signallayer)中進(jìn)行篩分,并且焊珠也直接設(shè)在半導(dǎo)體器件的背面。此時(shí),從上側(cè)的電磁輻射靈敏表面到下側(cè)篩分層面的連接,通常通過金屬化通孔(垂直互連通路(vertical interconnect access),通孔(via))穿過半導(dǎo)體器件來實(shí)現(xiàn)。這種生產(chǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)在于, 每個(gè)晶片只需一次性精確定位光學(xué)器件中的凹槽邊緣。明顯簡化了光學(xué)器件邊緣與半導(dǎo)體器件靈敏表面排列的平行校準(zhǔn)。用于大量光學(xué)組件的晶片只要進(jìn)行一次性相互校準(zhǔn),這可節(jié)省生產(chǎn)流程中的成本。此外,本發(fā)明涉及一種光學(xué)模塊的生產(chǎn)方法。這種方法包括下列步驟。一個(gè)帶有電磁輻射靈敏表面的半導(dǎo)體器件與一個(gè)載體,尤其是一塊印刷電路板實(shí)現(xiàn)電子連接和機(jī)械連接。一個(gè)用于在半導(dǎo)體器件靈敏表面上進(jìn)行雙焦點(diǎn)成像的具有至少兩個(gè)部分區(qū)域的光學(xué)器件通過粘合劑固定在半導(dǎo)體器件或載體上。例如,通過一種填料對(duì)載體、半導(dǎo)體器件、粘合劑和光學(xué)器件的連接區(qū)域進(jìn)行密封。將粘接劑涂在物鏡外殼的下側(cè)或載體上。將物鏡安裝在載體上,隨后校準(zhǔn)布置,使電磁輻射通過物鏡和光學(xué)器件到達(dá)半導(dǎo)體器件的靈敏表面, 并在那里成像所需要的區(qū)域,在物鏡和載體的校準(zhǔn)布置中粘接劑固化。
接下來根據(jù)實(shí)施方式和示意圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖1 在一輛物鏡和半導(dǎo)體器件靈敏表面之間帶有階梯式光學(xué)器件的汽車中,一個(gè)光學(xué)模塊的成像特性;圖2中a和b 帶有不同厚度部分區(qū)域的光學(xué)器件,其中光學(xué)器件的完整表面朝向半導(dǎo)體器件的;圖3 基層上階梯式光學(xué)器件設(shè)置在半導(dǎo)體器件上方;圖如和4b 基層上階梯式光學(xué)器件設(shè)置在半導(dǎo)體器件上方,其中光學(xué)器件的完整表面朝向背對(duì)半導(dǎo)體器件的一側(cè)(橫截面和俯視圖);圖fe和恥載體上帶階梯式光學(xué)器件的圖像傳感器組件的結(jié)構(gòu);圖6a和6b 用于光學(xué)器件的框架形間隔調(diào)整墊片俯視圖;圖7 帶物鏡和圖像傳感器組件的光學(xué)模塊結(jié)構(gòu);圖8中a和b 帶有一個(gè)由兩層/部分器件構(gòu)成的光學(xué)器件的光學(xué)模塊;圖9中a至c 用于根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)器件的生產(chǎn)方法示意圖;圖10 帶有用晶片生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件的光學(xué)部件。
具體實(shí)施例方式圖1用草圖說明了帶一個(gè)物鏡(1)、一個(gè)有兩個(gè)部分區(qū)域的光學(xué)器件(11)和一個(gè)用于探測(cè)電磁輻射的半導(dǎo)體器件(4)的光學(xué)模塊的成像特性。所示光學(xué)模塊設(shè)置在一個(gè)傾斜的玻璃(5),例如汽車擋風(fēng)玻璃下方。虛線(10)內(nèi)是向下通過散射光遮光板(7)限制的光學(xué)模塊的視野范圍。所示光學(xué)器件(11)有一個(gè)較薄的第一部分區(qū)域(上)和較厚的第二部分區(qū)域 (下)。每個(gè)部分區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)平面平行板。
這種雙焦點(diǎn)光學(xué)組件的原理是以折射平面的非平行光路軸向偏移為基礎(chǔ)的。所述物鏡(1)的聚焦方法是,使遠(yuǎn)程范圍(8)只通過光學(xué)器件(11)較厚的部分區(qū)域在半導(dǎo)體器件的靈敏表面上清晰成像,而近程范圍(9)通過較薄的部分區(qū)域清晰成像。此時(shí)相應(yīng)規(guī)定了物鏡(1)的主平面O)。近程范圍(9)在擋風(fēng)玻璃( 的外側(cè)聚焦,使得在攝影機(jī)成像的相應(yīng)部分中能夠探測(cè)到那里的雨滴(6)或污垢顆粒。遠(yuǎn)程范圍成像(8)的計(jì)算用于基于攝像機(jī)的輔助功能,例如,識(shí)別車道、識(shí)別交通標(biāo)志、自動(dòng)燈光控制等等。所述光學(xué)模塊的光學(xué)器件(11)如圖所示位于成像光學(xué)組件(1)(即物鏡)和圖像傳感器(4)之間,可以完全遮蓋其靈敏表面,或者在一個(gè)中間成像的成像層面內(nèi)帶有中間成像裝置的光學(xué)組件中,例如,在物鏡(1)的兩個(gè)透鏡之間(未顯示)。圖加和213是光學(xué)器件(11)的階梯式結(jié)構(gòu),其中完整表面朝向圖像傳感器或半導(dǎo)體器件。光學(xué)器件(11)有一個(gè)近程范圍成像光路經(jīng)過的第一部分區(qū)域(Ila),和一個(gè)遠(yuǎn)程范圍成像光路經(jīng)過的第二部分區(qū)域(lib)。在圖加和2b中,較厚的部分區(qū)域(lib)分別具有一個(gè)恒定的厚度,而較薄部分區(qū)域(Ila)的厚度在生產(chǎn)時(shí)會(huì)有改變。較厚區(qū)域(lib)的恒定厚度產(chǎn)生一個(gè)不變的遠(yuǎn)程區(qū)域目標(biāo)范圍。通過較薄區(qū)域 (Ila)的厚度變化可以調(diào)整近程范圍內(nèi)的聚焦。通過改變非平行光路中的軸向偏移形成聚焦??衫脤⒕劢拐{(diào)整到近程范圍,覆蓋各種不同的安裝情況,以及由此產(chǎn)生的近程范圍內(nèi)不同的物鏡范圍,如在不同汽車型號(hào)中可能出現(xiàn)的情況。在光學(xué)器件(11)較薄部分區(qū)域(Ila)較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)中,軸向偏移增加,從而近程范圍成像的景深范圍在目標(biāo)側(cè)遠(yuǎn)離物鏡,也就是說,目標(biāo)范圍變大(比較圖2a)。在根據(jù)圖2b 的較薄部分區(qū)域(Ila)較弱的結(jié)構(gòu)中,軸向偏移減少,這樣近程范圍成像的景深范圍在目標(biāo)側(cè)朝物鏡移動(dòng),也就是說,目標(biāo)范圍減小。因此,在將光學(xué)裝置調(diào)整到已改變的目標(biāo)范圍時(shí),只要修改近程范圍成像光路經(jīng)過的光學(xué)器件(11)的較薄部分區(qū)域(11a)。這具有決定性的優(yōu)勢(shì),即在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中也用于和安全相關(guān)的駕駛員輔助功能的遠(yuǎn)程范圍成像通過一個(gè)統(tǒng)一的光路,由于較厚部分區(qū)域(lib)內(nèi)不變的光學(xué)組件,遠(yuǎn)程范圍成像不會(huì)受到影響。對(duì)各種用光學(xué)器件(11)的安裝情況的適應(yīng)和匹配,也可通過改變光學(xué)器件(11) 和圖像傳感器(4)或附加的圖像傳感器(4)遮蓋玻璃之間表面涂抹的粘合劑厚度來實(shí)現(xiàn), 因?yàn)檎澈蟿┮矔?huì)引起非平行光路中的軸向偏移。此外,在圖加和b中所示的光學(xué)模塊結(jié)構(gòu)變化形式中,可保護(hù)半導(dǎo)體器件的靈敏表面不會(huì)通過光學(xué)器件(11)受環(huán)境影響。替代所示的階梯式光學(xué)器件(11),也可使用包含兩個(gè)采用不同材料的部分區(qū)域 (單一器件或兩部分合成的器件)的光學(xué)器件,該器件擴(kuò)展到整個(gè)圖像傳感器。具有不同折射率的材料在這種情況下尤其適用。在此,通過部分區(qū)域(IlaUlb)的適當(dāng)材料選擇,可改變折射率,進(jìn)而改變近程范圍的聚焦。在第一部分區(qū)域(Ila)內(nèi)使用較大折射率時(shí),軸向偏移增加,從而近程范圍成像的景深區(qū)域遠(yuǎn)離物鏡(1)。這意味著,目標(biāo)范圍變大。相反,在第一部分區(qū)域(Ila)內(nèi)使用較小折射率時(shí),軸向偏移減小,從而近程范圍成像的景深區(qū)域朝物鏡(1)移動(dòng)。目標(biāo)范圍變小。也可在光學(xué)器件(11)的部分區(qū)域(IlaUlb)內(nèi)將厚度和折射率進(jìn)行改變組合。在圖3中,說明了在光學(xué)模塊中保護(hù)半導(dǎo)體器件(4)的靈敏表面(14)不受環(huán)境影響的做法。所述光學(xué)器件(11)按照?qǐng)D加和13定向,并用一種粘合劑(17)固定在半導(dǎo)體器件(4)上的靈敏表面(14)外。半導(dǎo)體器件(4)設(shè)置在基層(1 上,在基層下方裝有焊珠 (Solder balls) (16)。例如,基層(15)是一個(gè)印刷電路板,它用于在基層(15)下側(cè)的焊珠 (16)上半導(dǎo)體器件⑷的精密結(jié)構(gòu)電氣連接的路徑選擇和實(shí)施。所述半導(dǎo)體器件⑷通常粘貼在基層(15)上,并通過粘結(jié)與基層(15)上的電子結(jié)構(gòu)相連。例如通過一種填料進(jìn)行的密封(18),遮蓋基層(15)、半導(dǎo)體器件⑷、粘合劑(17) 和光學(xué)器件(11)的連接區(qū)域。以此可抑制表面上的光反射。保護(hù)半導(dǎo)體器件的靈敏表面不受環(huán)境影響。在按照?qǐng)D如的光學(xué)模塊的一種替代實(shí)施方式中,可這樣設(shè)置光學(xué)器件(11),即較薄的部分區(qū)域(Ila)在背對(duì)半導(dǎo)體器件(4)靈敏表面(14)的一側(cè)。這樣,圖像傳感器單元G、14、ll)的外側(cè)上面是一個(gè)完整的透明平板。在這種光學(xué)模塊結(jié)構(gòu)中也可在光學(xué)器件 (11)的邊緣上進(jìn)行密封(18),以保護(hù)半導(dǎo)體器件(4)的靈敏表面(14)不受環(huán)境影響,不受散射光干擾。在光學(xué)器件(11)的邊緣,較薄部分區(qū)域(Ila)的下方有一個(gè)縫隙(19)。由于該區(qū)域不在靈敏表面(14)上成像,因此為了穩(wěn)定在這里插入一個(gè)間隔調(diào)整墊片04)。此墊片也用于防止密封填料(18)的侵入。也可選擇使用有足夠粘性、不會(huì)流到半導(dǎo)體器件
靈敏表面(14)上的填料(18),采用這種替代方法就可省卻間隔調(diào)整墊片。與圖1-3中所示相比,光學(xué)器件(11)這種定向或設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于,兩個(gè)部分區(qū)域 (IlaUlb)之間的邊緣靠近半導(dǎo)體器件(4)的靈敏表面(14)。由此明顯改善模塊的光學(xué)特性。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,可明顯更好地清潔光學(xué)器件(11)外側(cè)的無級(jí)表面。圖4b中的俯視圖說明U形間隔調(diào)整墊片04)。該墊片設(shè)置在半導(dǎo)體器件靈敏表面(14)外,光學(xué)器件(11)邊緣上較薄部分區(qū)域(Ila)的下方。所述光學(xué)器件(11)的邊緣區(qū)域不在半導(dǎo)體器件靈敏表面(14)的上方。圖fe是一個(gè)載體00)上帶階梯式光學(xué)器件(11)的圖像傳感器組件的結(jié)構(gòu)??蓪⒒鶎?1 擴(kuò)展為載體(20),例如用于其他電子組件或物鏡。與圖如和13所示相比,所述階梯式光學(xué)器件(11)改變?nèi)缦拢^厚的部分區(qū)域(lib)完全被較薄的部分區(qū)域(Ila)包圍。由于光學(xué)器件(11)的邊緣區(qū)域不在半導(dǎo)體器件(4)靈敏表面(14)的上方,這種變化不會(huì)影響光學(xué)器件(11)的光學(xué)特性。在周圍較薄的部分區(qū)域(Ila)下現(xiàn)在可使用框架形的間隔調(diào)整墊片04、M'),以固定或支承光學(xué)器件(11)。圖6a是光學(xué)器件(11)、框架形間隔調(diào)整墊片04)和半導(dǎo)體器件(4)靈敏表面(14)的俯視圖。所使用的間隔調(diào)整墊片04、M')可有不同的結(jié)構(gòu),并可在生產(chǎn)光學(xué)模塊時(shí)在不同的時(shí)刻進(jìn)行安裝。所述間隔調(diào)整墊片04,)可以是光學(xué)器件(11)的組成部分,或是單獨(dú)部件。間隔調(diào)整墊片04,M')可設(shè)置在基層(1 上或半導(dǎo)體器件(4)上。此外, 間隔調(diào)整墊片04,M')設(shè)置時(shí)可使其在半導(dǎo)體器件(4)上突出,并可用于物鏡(1)的連接。
設(shè)置有光學(xué)器件(11)、間隔調(diào)整墊片(24,24')和半導(dǎo)體器件(4)的密封(18)。 載體00)配有一個(gè)靈活的連接觸點(diǎn)01)。由此保證光學(xué)模塊的空間校準(zhǔn)。合適的連接觸點(diǎn)(15)是例如粘結(jié)連接件、柔性電纜或例如用聚酰亞胺制成的印刷電路板。柔性印刷電路板(例如Flex(柔性)-PCB)可同時(shí)用作基層(15)。在載體OO)的表面例如可采用釬焊連接件02)的方式安裝例如用于圖像處理的芯片等其他電子組件(SMD組件)。圖恥是圖像傳感器組件的一種替代結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中,在下側(cè)給載體OO)裝備了一個(gè)SMD組件(23),也就是說兩側(cè)都裝備了組件。在這種實(shí)施方式中,間隔調(diào)整墊片 04’)滿足一種特殊的功能它也用作半導(dǎo)體器件G)、光學(xué)器件(11)和載體OO)的密封填料框架,并且限制了填料(18)可能流入以及向外流出的區(qū)域。圖6b是這種框架形間隔調(diào)整墊片04’ )的俯視圖。圖7是一種帶物鏡(1)和圖像傳感器組件的光學(xué)模塊結(jié)構(gòu)。從載體模塊(圖fe 或b)可將一個(gè)至少帶有一個(gè)透鏡08)的物鏡(1)連同物鏡外殼(XT)的下側(cè)粘貼05)在載體OO)上,使電磁輻射通過物鏡(1)和光學(xué)器件(11)到達(dá)半導(dǎo)體器件的靈敏表面 (14)。涂上粘接劑05)后,可相對(duì)于半導(dǎo)體器件(4)的靈敏表面(14)調(diào)節(jié)物鏡(1)。粘接劑0 固化后可插入或裝入光學(xué)模塊。圖說明的是一個(gè)可與圖如及fe中所示相比擬的光學(xué)模塊。在圖8a中,所述階梯式光學(xué)器件(11)由兩個(gè)相互固定的部分器件(11,、11”)構(gòu)成。第一部分器件(11,) 是完整的,例如,完整的玻璃板,并具有第一厚度。它定義了光學(xué)器件(11)較薄的部分區(qū)域 (Ila)厚度。第二部分器件(11”)至少有一個(gè)凹槽09)。第一和第二部分器件(11’、11”) 相互連接,例如,粘貼在一起。光學(xué)器件(11)較厚部分區(qū)域(lib)的厚度等于兩個(gè)連接的部分器件(11’、11”)的總厚度。圖8b是一個(gè)俯視示意圖凹槽09)完全被第二部分器件 (11”)包圍,使其滿足間隔調(diào)整墊片04)的功能要求。圖9用示意圖說明根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)器件的生產(chǎn)方法。第一厚度的第一個(gè)玻璃晶片(30)設(shè)置有相應(yīng)數(shù)量的多個(gè)凹槽(29)(圖9a)。第一個(gè)玻璃晶片(30)用第二厚度的第二個(gè)完整玻璃晶片(31)覆蓋,并與之相連 (圖 9b)。通過沿鋸齒邊(32)鋸斷圖9b中的組合晶片形成如圖9c所示的、至少有兩個(gè)如圖 8中示例說明的、具不同厚度的平面平行部分區(qū)域(IlaUlb)的各單一光學(xué)器件(11)。這種生產(chǎn)方法參照的是制造集成電路(ICs)和晶片級(jí)攝像機(jī)或微光學(xué)組件中人們熟知的標(biāo)準(zhǔn)方法。圖10是一個(gè)由三個(gè)晶片制成的部件在鋸斷兩個(gè)玻璃晶片(30、31)前,將包含相應(yīng)數(shù)量半導(dǎo)體器件的第三個(gè)晶片與兩個(gè)玻璃晶片(30、31) —起校準(zhǔn),并與相鄰的第一個(gè)玻璃晶片(30)連接,圖10中通過粘合劑(17)建立連接。如此構(gòu)成帶一個(gè)靈敏表面(14) 的各單一半導(dǎo)體器件G),使得在沒有附加基層情況下,信號(hào)直接在半導(dǎo)體器件的背面,在一個(gè)所謂的信號(hào)層(34)選擇路徑。焊珠(16)直接設(shè)置在半導(dǎo)體器件(4)的背面。此時(shí),從上側(cè)的電磁輻射靈敏表面到下側(cè)路徑選擇面的連接,通過金屬化通孔(3 (垂直互連通路,通孔)穿過半導(dǎo)體器件(4)實(shí)現(xiàn)。通過這種生產(chǎn)方法明顯簡化了光學(xué)器件(11)的邊緣(35)與半導(dǎo)體器件⑷靈敏表面(14)排列的平行校準(zhǔn)。沿著鋸斷三個(gè)連接晶片的共
12同鋸齒邊(32),對(duì)所示光學(xué)器件的尺寸進(jìn)行定義。附圖標(biāo)記1 物鏡2 物鏡的主平面4半導(dǎo)體器件5擋風(fēng)玻璃6 雨滴7散射光遮光板8 遠(yuǎn)程范圍9近程范圍10視野范圍11帶兩個(gè)部分區(qū)域的光學(xué)器件11a,lib 11的第一和第二個(gè)部分區(qū)域11’,11” 11的完整部件和中斷部件14半導(dǎo)體器件的靈敏表面15 基層16 焊珠(Solderball)17粘合劑18密封/填料19 縫隙20 載體21靈活的連接觸頭22 釬焊連接23 SMD 組件24,24'間隔調(diào)整墊片25粘接劑27物鏡外殼28 透鏡29 凹槽30帶凹槽的第一個(gè)玻璃晶片31第二個(gè)完整玻璃晶片32鋸齒邊33 金屬化通孔(via)34信號(hào)層35光學(xué)器件11的邊緣
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)模塊,包括-具有對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的半導(dǎo)體器件,和-用于將電磁輻射投射到半導(dǎo)體器件的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)上的物鏡⑴,其特征在于,具有兩個(gè)部分區(qū)域(IlaUlb)的光學(xué)器件(11)在光路的整個(gè)橫截面內(nèi)設(shè)置在物鏡⑴和半導(dǎo)體器件⑷的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)之間或者設(shè)置在物鏡的各個(gè)透鏡之間,從而通過光學(xué)器件(11)的第一個(gè)部分區(qū)域(11a),第一距離范圍(8)在半導(dǎo)體器件的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的第一區(qū)域內(nèi)成像,而通過光學(xué)器件(11)的第二個(gè)部分區(qū)域(11b),第二距離范圍(9)在半導(dǎo)體器件⑷的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的第二區(qū)域內(nèi)成像。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊,其特征在于,光學(xué)器件(11)包含至少兩個(gè)具有不同厚度的平面平行的部分區(qū)域(lla、llb)。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊,其特征在于,光學(xué)器件(11)包含至少兩個(gè)采用不同折射率材料的部分區(qū)域(lla、llb)。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)模塊,其特征在于,光學(xué)器件(11)在第一個(gè)部分區(qū)域 (Ila)內(nèi)包含會(huì)聚透鏡部分,在第二個(gè)部分區(qū)域(lib)內(nèi)包含平面平行板。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的光學(xué)模塊,其特征在于,光學(xué)器件(11)被設(shè)置為光學(xué)器件(11)的平坦面覆蓋半導(dǎo)體器件⑷的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)。
6.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)模塊,其特征在于,光學(xué)器件(11)上較薄的部分區(qū)域 (Ila)設(shè)置在背向半導(dǎo)體器件(4)的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的一側(cè),其中間隔調(diào)整墊片(M、24’ )能裝在較薄的部分區(qū)域(Ila)下方。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)模塊,其特征在于,間隔調(diào)整墊片04)呈U形在較薄的部分區(qū)域(Ila)外側(cè)的下方延伸。
8.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)模塊,其特征在于,較薄的部分區(qū)域(Ila)在視野范圍外完全包圍光學(xué)器件(11)的較厚的部分區(qū)域(11b),并且間隔調(diào)整墊片(M、24’ )呈框架形包圍對(duì)電磁輻射靈敏的表面和光學(xué)器件(11)之間的區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)模塊,其特征在于,間隔調(diào)整墊片04’)被構(gòu)造為用于密封半導(dǎo)體器件的填料的框架。
10.一種具有如上述權(quán)利要求之一所述的光學(xué)模塊的汽車,其特征在于,光學(xué)模塊在汽車內(nèi)部空間中在行駛方向上設(shè)置在擋風(fēng)玻璃( 后面,探測(cè)車外環(huán)境。
11.如權(quán)利要求10所述的汽車,其特征在于,物鏡(1)和光學(xué)器件(11)被設(shè)置為使得擋風(fēng)玻璃(5)的外側(cè)通過光學(xué)器件(11)的第一個(gè)部分區(qū)域(Ila)在半導(dǎo)體器件的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的第一區(qū)域上聚焦,汽車前的范圍通過光學(xué)器件(11)的第二個(gè)部分區(qū)域(lib)在半導(dǎo)體器件⑷的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的第二區(qū)域上成像。
12.如權(quán)利要求11所述的汽車,其特征在于,半導(dǎo)體器件的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的第一區(qū)域的圖像被分析,在此情況下能識(shí)別擋風(fēng)玻璃( 上的雨水和/或污垢顆粒,并向刮水器控制裝置和/或車窗玻璃清潔控制裝置發(fā)送輸出信號(hào)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的汽車,其特征在于,設(shè)置有照明光源,所述照明光源通過擋風(fēng)玻璃( 照亮在半導(dǎo)體器件的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的第一區(qū)域內(nèi)成像的視野(10)的區(qū)域(9)。
14.如權(quán)利要求13所述的汽車,其特征在于,通過柔性光導(dǎo)體將照明光源的電磁輻射耦合射入擋風(fēng)玻璃(5)中。
15.如權(quán)利要求13或14所述的汽車,其特征在于,用紅外線波長范圍內(nèi)的光通過擋風(fēng)玻璃(5)照亮視野(10)的區(qū)域(9),并且光學(xué)器件(11)的第二個(gè)部分區(qū)域(lib)涂有過濾層,用以抑制紅外線波長范圍內(nèi)的透射。
16.如權(quán)利要求12至15之一的汽車,其特征在于,在汽車內(nèi)還設(shè)置有電容式的下雨傳感器,并且一個(gè)共用的分析單元分析電容式的下雨傳感器的信號(hào)和基于攝像機(jī)的下雨傳感器的信號(hào)。
17.如權(quán)利要求11至16之一的汽車,其特征在于,在擋風(fēng)玻璃( 外側(cè)成像的目標(biāo)側(cè)光路中,在擋風(fēng)玻璃( 和物鏡(1)之間設(shè)置有楔形閘板。
18.如權(quán)利要求17所述的汽車,其特征在于,楔形閘板上涂有過濾層,用于抑制特定波長范圍的光。
19.如權(quán)利要求17或18所述的汽車,其特征在于,楔形閘板的上側(cè)被涂黑,以抑制散射光。
20.如權(quán)利要求14至19之一所述的汽車,其特征在于,耦合輸出件設(shè)置成與擋風(fēng)玻璃 (5)固定接觸,所述耦合輸出件耦合輸出耦合射入的電磁輻射,使耦合射入的電磁輻射在半導(dǎo)體器件的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的第一區(qū)域內(nèi)成像。
21.如權(quán)利要求20所述的汽車,其特征在于,所述耦合輸出件涂有過濾涂層,用于抑制特定波長范圍的光。
22.如權(quán)利要求20或21所述的汽車,其特征在于,所述耦合輸出件在朝向物鏡(1)的一側(cè)具有無光澤的表面。
23.如權(quán)利要求20至22之一所述的汽車,其特征在于,所述耦合輸出件覆蓋由近程范圍成像(9)探測(cè)的擋風(fēng)玻璃( 視野的部分區(qū)域。
24.一種用于生產(chǎn)多個(gè)具有至少兩個(gè)部分區(qū)域(IlaUlb)的同類型光學(xué)器件(11)的方法,其中-第一厚度的第一玻璃晶片(30)設(shè)置有相應(yīng)數(shù)量的凹槽09), -第一玻璃晶片(30)被第二厚度的第二玻璃晶片(31)覆蓋并與所述第二玻璃晶片 (31)連接,-通過鋸斷(3 組合的晶片,形成具有至少兩個(gè)厚度不同的平面平行的部分區(qū)域 (IlaUlb)的各個(gè)光學(xué)器件(11)。
25.一種用于生產(chǎn)光學(xué)模塊的方法,包括以下步驟-將具有對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14)的半導(dǎo)體器件(4)與載體00)連接, -用粘合劑(17)將用于雙焦點(diǎn)成像的具有至少兩個(gè)部分區(qū)域(IlaUlb)的光學(xué)器件 (11)固定在半導(dǎo)體器件上,-例如通過載體(20)、半導(dǎo)體器件G)、粘合劑(17)和光學(xué)器件(11)的連接區(qū)域的填料(1 進(jìn)行密封,-將粘接劑05)涂在物鏡(1)的物鏡外殼(XT)的下側(cè)或載體00)上, -將物鏡(1)放置在載體00)上,并調(diào)節(jié)設(shè)置,使電磁輻射通過所述物鏡(1)和光學(xué)器件(11)到達(dá)半導(dǎo)體器件⑷的對(duì)電磁輻射靈敏的表面(14),-粘接劑0 在透鏡(1)和載體OO)的調(diào)節(jié)后的設(shè)置中固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)模塊,它包含一個(gè)帶有用于電磁輻射靈敏表面的半導(dǎo)體器件和一個(gè)用于將電磁輻射投射到半導(dǎo)體器件靈敏表面上的物鏡(圖像傳感器或攝像機(jī)芯片,尤其是CCD或CMOS)。所述物鏡主要包括至少一個(gè)透鏡和一個(gè)透鏡架。在所述光學(xué)模塊中,有兩個(gè)部分區(qū)域的光學(xué)器件設(shè)置在透鏡和半導(dǎo)體器件靈敏表面之間或物鏡各單一透鏡之間區(qū)域中整個(gè)光路截面內(nèi)。所有到達(dá)半導(dǎo)體器件靈敏表面的電磁輻射穿過所述光學(xué)器件。通過光學(xué)器件的第一個(gè)部分區(qū)域,第一個(gè)距離范圍(例如近程范圍)在半導(dǎo)體器件靈敏表面的第一個(gè)區(qū)域內(nèi)聚焦成像,并通過光學(xué)器件的第二個(gè)部分區(qū)域,第二個(gè)距離范圍(例如遠(yuǎn)程范圍)在半導(dǎo)體器件靈敏表面的第二區(qū)域內(nèi)成像。
文檔編號(hào)G02B3/10GK102472840SQ201080030415
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者G·穆勒, K·羅森豪斯勒爾, L·庫亨克 申請(qǐng)人:康蒂特米克微電子有限公司