專利名稱：具有聚焦偏移補(bǔ)償?shù)挠跋裱b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明之具體實(shí)施例關(guān)于一種用于在一影像傳感器上形成一影像的影像裝置。
背景技術(shù)：
一影像裝置20包括一透鏡模塊24，其將一影像引導(dǎo)至一影像傳感器28之上，例如第I圖中顯不。透鏡模塊24包含一安裝在一透鏡筒32中的透鏡30,其外部表面包含一螺紋33。影像傳感器28可為(例如)具有一影像接收表面36之CXD或CMOS陣列，其包含將光、紅外線或其它輻射之一入射影像轉(zhuǎn)換成為一電信號(hào)之 影像像素38。典型地，影像傳感器28被封閉在一封裝40中，其可包括一或多數(shù)蓋板41，其對(duì)于光系透明且保護(hù)影像傳感器28。一包含一內(nèi)螺紋43之固定器42將透鏡模塊24中之透鏡30接合及對(duì)準(zhǔn)至封裝40中的影像傳感器28。影像裝置20系用于(例如)電子裝置中，諸如行動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、遠(yuǎn)程傳感器、訊號(hào)傳輸相機(jī)、醫(yī)學(xué)裝置及諸如用于汽車安全系統(tǒng)之透鏡的應(yīng)用。隨著此等影像裝置20逐漸發(fā)展成具有較小尺寸，故漸難以將更小之透鏡30適當(dāng)?shù)囟ㄎ恢燎覍?duì)準(zhǔn)影像傳感器28的影像接收表面36之平面。例如，在透鏡模塊24的組裝期間，難以對(duì)準(zhǔn)一透鏡30之軸使其平行于一透鏡筒32的中心軸。即使輕微程度之未對(duì)準(zhǔn)亦將造成由一透鏡30產(chǎn)生之影像未聚焦。另外，透鏡30必須在傳感器28上之一特定高度處以在影像傳感器28上提供經(jīng)適當(dāng)聚焦的影像。在聚焦測(cè)試期間，透鏡30及影像傳感器28之間的間隔系藉由調(diào)整在透鏡固定器42內(nèi)具有一螺紋33之透鏡筒32的高度來(lái)改變。然而，螺紋33及43必須極準(zhǔn)確以提供足夠小之增量高度調(diào)整，其可能小至I微米，而不會(huì)使透鏡30未置中或造成透鏡30傾斜。聚焦測(cè)試及高度調(diào)整步驟增加組裝成本且可導(dǎo)引組裝缺陷及較低裝置產(chǎn)量。由于包括此等及其它缺點(diǎn)的各種原因，且盡管有各種影像裝置的發(fā)展，仍持續(xù)尋找影像裝置設(shè)計(jì)及組裝方面之進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種影像裝置包含一具有透鏡開口之透鏡筒，及一定位在該透鏡筒之透鏡開口中的透鏡，該透鏡具有一光學(xué)中心、一焦距F、一孔徑直徑D及一孔徑數(shù)字Fn = F/D。一影像傳感器包含各具有一尺寸P的光感測(cè)像素之一陣列。影像傳感器與透鏡之光學(xué)中心隔開一距離S，使得一聚焦偏移間隙X = F-S0像素尺寸P及孔徑數(shù)字Fn是經(jīng)選擇的，使得
2 P Fn 彡 X。一種形成一影像裝置的方法包括提供一具有透鏡開口之透鏡筒，及在該透鏡筒之透鏡開口中定位一透鏡，該透鏡具有一焦距F、一孔徑直徑D及一孔徑數(shù)字Fn = F/D。一影像傳感器系置于距該透鏡之光學(xué)中心之一距離S處，使得一聚焦偏移間隙X = F-S,該影像傳感器包含光感測(cè)像素之一陣列，各像素具有一尺寸P。光感測(cè)像素之尺寸P及透鏡之孔徑數(shù)字Fn是經(jīng)選擇的，使得2 P Fn彡X。


本發(fā)明之此等特征、態(tài)樣及優(yōu)點(diǎn)將可參考以下描述、隨附申請(qǐng)專利范圍及說(shuō)明本發(fā)明之實(shí)例的附圖而更加理解。然而，應(yīng)理解該等特征之各者可通用于本發(fā)明而不僅用于特定圖式之背景中，且本發(fā)明包括此等特征之任何組合其中第I圖(先前技術(shù))系一包含附接至一影像傳感器之一透鏡模塊的習(xí)知影像裝置之一示意性斷面?zhèn)纫晥D；第2圖系一包含對(duì)準(zhǔn)至一影像傳感器之一透鏡模塊的影像裝置之一示意性斷面?zhèn)纫晥D；第3A至3C圖系一具有光線之影像裝置的一示意性斷面?zhèn)纫晥D，該光線(i)當(dāng)2 P Fn系小于X時(shí)匯聚成為一未聚焦影像(第3A圖)；(ii)當(dāng)2 P Fn系大于X時(shí)匯
聚成為在一像素尺寸內(nèi)之一聚焦影像(第3B圖)，及(iii)當(dāng)X等于零時(shí)匯聚成為一聚焦影像(第3C圖)；第4圖系一制造影像裝置之方法的一流程圖；及第5A至5E圖系顯示在一影像裝置之制造中之步驟的一示意性斷面?zhèn)纫晥D，該影像裝置包括(i) 一具有透鏡筒與透鏡開口及傳感器腔的間隔板(第5A圖)；(ii)透過(guò)一遮蔽透鏡筒之側(cè)壁的屏蔽之屏蔽開口施加之黏著劑(第5B圖)；(iii)將一透鏡插入各傳感器腔以接觸一透鏡開口(第5C圖)；(iv)將一對(duì)準(zhǔn)工具之對(duì)準(zhǔn)尖端插入傳感器腔以對(duì)準(zhǔn)透鏡開口中的透鏡(第圖)；及(V)移除對(duì)準(zhǔn)工具，翻轉(zhuǎn)透鏡模塊陣列，及將各透鏡筒對(duì)準(zhǔn)一基材上之一影像傳感器(第5E圖)。
具體實(shí)施例方式如第2圖中顯示，一影像裝置50之一具體實(shí)施例包含一透鏡模塊54，其包括定位在一透鏡筒62之一透鏡開口 60中的一透鏡58 (或一透鏡組件)。透鏡開口 60自一間隔板64的一第一表面61向內(nèi)及向下延伸，且一影像傳感器腔66自與第一表面61相對(duì)之一第二表面67向內(nèi)及向上延伸。透鏡筒62圍繞透鏡開口 60及傳感器腔66且具有一共同中心軸68。盡管在此描述一具有對(duì)稱的圓柱形軸(例如該軸68)之透鏡筒62的一范例性具體實(shí)施例以說(shuō)明目前結(jié)構(gòu)及過(guò)程，應(yīng)理解亦可使用其它透鏡筒62組態(tài)。例如，透鏡筒62可為矩形、球形或甚至錐形。透鏡58 (或該等透鏡之一或多數(shù))系由一光學(xué)透明材料(例如玻璃、聚合物或其它材料)制成。在一種方法中，透鏡58由玻璃制成(其經(jīng)模制成為適合形狀)。玻璃透鏡在高溫環(huán)境下通常比塑料透鏡更穩(wěn)定。透鏡58可由高純度玻璃制成，但亦可由其它光學(xué)材料制成，例如環(huán)氧樹脂或聚碳酸酯。透鏡58亦可具有能改進(jìn)光透射的一抗反射涂層70，而此方式在該技術(shù)領(lǐng)域中是為人熟知的。抗反射涂層70可設(shè)置在透鏡58的一頂部表面72上且亦可在透鏡58的一底部表面74上形成(未顯示)以減少或防止來(lái)自周圍表面之背向反射。底部表面74可涂布一紅外線過(guò)濾器(未顯示)。在一型式中，此紅外線過(guò)濾器包含金屬氧化物的連續(xù)層，其形成一過(guò)濾反射在透鏡58上之光的干涉過(guò)濾器。透鏡58具有一光學(xué)中心C，其系中心透鏡58之軸68上的一點(diǎn)，在該處一入射光線的入射部分穿過(guò)此點(diǎn)且相同光線之顯現(xiàn)部分系平行。透鏡58亦有一焦距F，其系自透鏡58之光學(xué)中心C至透鏡58之主焦點(diǎn)的距離。例如，一匯聚透鏡(諸如凸透鏡)具有一焦距，其為正且系一經(jīng)準(zhǔn)直光束將會(huì)被聚焦至單一點(diǎn)的距離。透鏡58亦具有一孔徑直徑D，其系孔徑的直徑。該孔徑(亦稱為「入射光瞳」(entrance pupil))容許光進(jìn)入至透鏡58及決定到達(dá)傳感器之影像平面中的一焦點(diǎn)的一束光線的圓錐角。例如，當(dāng)透鏡58由若干組件(例如復(fù)數(shù)透鏡58)組成時(shí)，入射光瞳可藉由在該等組件之兩組件間插入的一不透明材料(例如一片或涂層)界定，其具有經(jīng)定大小以容許某些光量通過(guò)透鏡58的一開口。當(dāng)透鏡58僅由一組件組成時(shí)(如第2圖顯示)，前開口界定入射光瞳且系孔徑。孔徑直徑亦決定實(shí)際上允許多少光線進(jìn)入，且因此決定到達(dá)影像平面的光量?？讖街睆紻之一適合范圍自約0.5至約10毫米。
透鏡58的孔徑數(shù)字Fn (亦稱為聚焦比、f比或相對(duì)孔徑)表示孔徑直徑相對(duì)于透鏡58的焦距。以較簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)言之，孔徑數(shù)字系焦距F除以孔徑直徑D?？讖綌?shù)字Fn系透鏡58的無(wú)因次(dimensionless)數(shù)且可由公式Fn = F/D計(jì)算。例如，若焦距系16乘以孔徑直徑，孔徑數(shù)字系F/16*Fn= 16。Fn之一適合范圍自約I至約22，且一更小范圍將自約I. 4至約3. 2。對(duì)于此等孔徑數(shù)字，透鏡58可具有自約0. 5毫米至約10毫米或甚至自約I毫米至約5毫米的焦距。一影像傳感器80包含一影像接收表面82，其包含各具有一尺寸P之光感測(cè)像素84的一陣列。像素84依周期性配置而隔開及配置。影像接收表面82自透鏡58(或一透鏡群)接收聚焦影像的一部分及將接收到影像轉(zhuǎn)換成一電信號(hào)跡用于進(jìn)一步處理。影像接收表面82直接對(duì)準(zhǔn)透鏡58，如第2圖中顯示。影像傳感器80系安裝在一傳感器基材86上，其可為一印刷電路板或一半導(dǎo)體晶圓，諸如一硅晶圓或化合物半導(dǎo)體(如，砷化鎵)。典型地，影像傳感器80被封閉在一封裝(未顯示)中且可由習(xí)知之芯片直接封裝(C0B)、卷帶式封裝(TCP)、玻璃覆晶封裝(COG)或芯片尺寸封裝(CSP)方法制造，其具有橫向連接或依硅穿孔(TSV)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。影像傳感器80的影像接收表面82與透鏡58的光學(xué)中心C隔開一距離S。距離S可根據(jù)透鏡58之光學(xué)中心的高度變化。例如，由于間隔板64之高度、透鏡58的厚度或甚至透鏡58與諸如間隔板64的支撐結(jié)構(gòu)間所用之間隔件或黏著劑厚度中之變動(dòng)，透鏡58之光學(xué)中心可能在距影像接收表面82之一更大距離S處。其亦可產(chǎn)生自在用以將透鏡58安置于間隔板64中之開口 60的深度或直徑中的變動(dòng)。此等變動(dòng)亦可產(chǎn)生自習(xí)知機(jī)器加工公差。聚焦偏移間隙X系藉由焦距F及距離S間之差給定，使得X = F-S0當(dāng)F確切等于S且因而X = 0時(shí)，聚焦偏移間隙X系距理想情況之間隔中的差之測(cè)量，如第2圖顯示。更通常的是，X具有一有限之正或負(fù)值。例如，當(dāng)F大于S時(shí)，X具有一正值；相反地，當(dāng)F小于S時(shí)，X具有一負(fù)值。在習(xí)知影像系統(tǒng)中，當(dāng)X非零時(shí)，在影像傳感器80之影像接收表面82上形成的影像系離焦。聚焦偏移間隙可產(chǎn)生自成為透鏡模塊54、透鏡筒62、間隔板64、傳感器基材86及其它此等組件之各種機(jī)器加工公差的一累積之結(jié)果的距離。聚焦偏移間隙亦可產(chǎn)生自藉由黏著劑或其它間隔件的厚度所引入的額外距離。已發(fā)現(xiàn)可設(shè)計(jì)一影像裝置50以減少或消除起因于具有一正或負(fù)值的聚焦偏移間隙X之聚焦誤差。在此方法中，影像傳感器80之各像素尺寸或大小P系與孔徑數(shù)字Fn相關(guān)地選擇，使得2*P*Fn>X。例示此系統(tǒng)之光學(xué)組件的三情況顯示于第3A至C圖。例如，第3A圖顯示當(dāng)2 *P *FN小于( < )聚焦偏移間隙X時(shí)之情況?？梢姷剿糜跋裣惦x焦，因?yàn)槠鋬H聚焦于一與影像接收表面82不同之平面中。第3B圖顯示當(dāng)2 P Fn大于X之情況，其中可看到所得影像聚焦于與影像接收表面82相同的不同平面中。第3C圖顯示當(dāng)X = O時(shí)之情況，且當(dāng)然2 *P *FN大于X。可看到所得影像系聚焦中及在與影像接收表面82相同的平面中。藉由與孔徑數(shù)字關(guān)地選擇影像傳感器80之各像素的尺寸P，使得2 P Fn > X，可自動(dòng)地補(bǔ)償在透鏡58之聚焦中心及影像傳感器80的影像接收表面82間之輕微不同間隔造成聚焦偏移間隙X的問題。一像素84之尺寸可為(例如)一方形像素的寬度，一矩形像素的最小寬度或一圓形像素的直徑。像素尺寸P的一適合大小可(例如)自約I至約5微米。以此方式，可設(shè)計(jì)影像裝置50以補(bǔ)償影像裝置50之固有機(jī)械或機(jī)器加工公差。此等公差可起因于(例如)由于機(jī)器加工期間之工具的磨損、組件之位置變動(dòng)的機(jī)器加工變動(dòng)，透鏡58及傳感器80間之間隔材料或厚度的變動(dòng)。所有及其它因素可造成作用于聚焦
偏移間隙X之透鏡58光學(xué)中心C及影像接收表面82間之間隔S的距離之可變性。作為一實(shí)例，聚焦偏移間隙X可起因于一黏著劑厚度(T)中之可變性，黏著劑系用于將透鏡58接合至間隔板64。例如，如第2圖顯示，各透鏡58具有一延伸超過(guò)透鏡開口60直徑之外圓周90以提供一適合附接區(qū)域。透鏡58在其外圓周90處用一黏著劑92 (如同環(huán)氧樹脂膠或氰丙烯酸酯膠)附接至間隔板64。黏著劑92亦可包括例如碳粉的不透明填料。在將透鏡58插入透鏡開口 60以進(jìn)一步促進(jìn)組裝前，可將黏著劑92噴在間隔板64之表面上。聚焦偏移間隙X甚至可完全由于黏著劑的厚度T所造成，或X可等于T。于第4圖中，說(shuō)明了一種在制造一影像裝置50之同一時(shí)間，通常會(huì)一起制造此等裝置之一陣列的過(guò)程之具體實(shí)施例。一間隔板64(其提供如第2圖顯示分開透鏡58與影像傳感器80之間隔距離S)系由一介電質(zhì)、半導(dǎo)體或?qū)w材料制成，其具有足夠機(jī)械強(qiáng)度以支撐一透鏡58。適合材料可包括諸如硅酸鹽或硼硅酸鹽玻璃的玻璃；諸如氧化鋁或二氧化硅之陶瓷；諸如鈦及不銹鋼的金屬；或甚至諸如塑料或聚酰亞胺及耐熱塑料的聚合物。另外，當(dāng)透鏡58及間隔板64兩者系由玻璃制成時(shí)，其提供更佳熱膨脹匹配。間隔板64可能系單一板或一些由黏著劑互相連結(jié)以形成間隔板64之分開板，如同例如在2007年10月26日申請(qǐng)標(biāo)題為「Image Capturing Unit and Methods」之共同受讓美國(guó)專利申請(qǐng)案第11/925，742號(hào)中所述，其系藉由引用在此全數(shù)并入。在第5A圖中顯不一間隔板64的一具體實(shí)施例,其具有一第一表面61、一第二表面67及一透鏡筒62a、b之陣列。間隔板64的透鏡筒62a、b可由一些不同方法形成。一機(jī)械或雷射鉆孔可用來(lái)透過(guò)間隔板64鉆出穿透孔。一適合雷射包括一 CO2或脈沖式雷射，例如Nd:YAG雷射或準(zhǔn)分子雷射。間隔板64亦可藉由濕或干式蝕刻間隔板64(或諸板)以形成穿透孔而制成。當(dāng)由玻璃制成間隔板時(shí)64，透鏡筒62、62a、62b亦可藉由透過(guò)一金屬屏蔽噴砂來(lái)蝕刻玻璃而制成，其中該金屬屏蔽具有對(duì)應(yīng)于透鏡開口 60及傳感器腔66之直徑的孔徑。除了噴砂，亦可使用超音波蝕刻。在一方法中，透鏡開口 60及影像傳感器腔66兩者系藉由分開自第一表面61及第二表面67兩者鉆或蝕刻間隔板64形成，以分別預(yù)定義對(duì)應(yīng)于透鏡開口 60或傳感器腔孔66之深度的深度。例如，復(fù)數(shù)透鏡開口 60可自第一表面61鉆至一第一直徑及第一深度。之后，復(fù)數(shù)傳感器腔66系自第二表面67鉆至一第二直徑及第二深度。典型地，第二直徑大于第一直徑，使得傳感器腔66之圓周徑向延伸超過(guò)透鏡開口 60的圓周。第一直徑取決于定位在透鏡開口 60中的一透鏡58的選定直徑。在一實(shí)例中，第二直徑比第一直徑大至少約10 %，或甚至約30 %。例如，第一直徑可自約0. 5毫米至約2. 7毫米，且第二直徑可自約0. 6毫米至約3. 0毫米。此等不同直徑縮小透鏡開口 60至用于達(dá)到影像傳感器80之光的最小需求，且因此提供用于間隔板64之更佳機(jī)械強(qiáng)度。各透鏡筒62包含一透鏡開口 60，其自間隔板64的第一表面61向內(nèi)延伸。與一透鏡58接觸之透鏡開口 60的部分系用一對(duì)于光不透明的不透明涂層涂布。透鏡筒62包含一具有一復(fù)雜多階狀輪廓的側(cè)壁85，其包括具有一凸緣87之一第一階81以支撐一透鏡58。當(dāng)將透鏡58插入透鏡筒62a、b時(shí)，其接觸第一階81之一側(cè)壁83及安置在凸緣87上。階狀側(cè)壁83各界定一可為一圓柱、彎曲或錐形的一徑向內(nèi)表面。徑向內(nèi)表面亦可經(jīng)成型以匹配或適配透鏡58的外周邊。在一型式中，例如在第2圖中顯示，透鏡開口 60之側(cè)壁85包含自透鏡向下且向外
延伸的一傾斜表面。例如，側(cè)壁85可包含以一角度傾斜離開孔口 182的一部分，該角度經(jīng)選擇使得以最大光角入射在透鏡58上的一光線不觸及透鏡開口 60的側(cè)壁85。一適當(dāng)錐形凸緣以相對(duì)于透鏡筒62之中心軸心68的一角度傾斜。該傾斜表面可向外漸呈錐形，產(chǎn)生具有至少兩連續(xù)直徑的內(nèi)部輪廓外形，其中一第一部分具有一第一直徑且一第二部分具有大于第一直徑之一第二直徑，或反之亦然。在一型式中，傾斜錐形表面包含一自約2至約30度之一斜率。在第5A至5C圖中，透鏡開口 60包含一自約2至約45度之傾斜角的錐形部分73。錐形部分73系傾斜以自孔口 182向上及向外延伸，例如藉由具有與透鏡58之性質(zhì)、傳感器(未顯示)之大小、透鏡58與傳感器間的間隔或其組合相關(guān)地選擇的一傾斜角。例如，側(cè)壁85之錐形部分73之傾斜角可經(jīng)選擇使得以該傾斜角入射在透鏡58上的一光線將藉由透鏡58彎曲足夠遠(yuǎn)以落在該傳感器上。在一些透鏡組態(tài)中，側(cè)壁85之錐形部分73可甚至容許由透鏡58收集的光可自比一圓柱形側(cè)壁更寬之一立體角收集到。凸緣87的輪廓(未顯示)亦可與一透鏡58的一外部外形匹配以容許經(jīng)插入透鏡筒62之一透鏡58的自對(duì)準(zhǔn)。例如，用于第一階81之一適合輪廓形狀可為一彎曲或錐形之形狀，其具有適配由透鏡58的所需光學(xué)性質(zhì)決定的形狀之一曲率半徑。當(dāng)此間隔板64用諸如塑料之一聚合物材料制成時(shí)可藉由模制透鏡開口 60以具有側(cè)壁85的所需形狀，或當(dāng)間隔板64用玻璃制成時(shí)藉由機(jī)械或超音波蝕刻來(lái)產(chǎn)生該彎曲。在完成透鏡筒62以后，一抗反射涂層89 (顯示在第2圖中)可沈積或形成在各透鏡筒62的側(cè)壁85上。一適合抗反射涂層89包含光吸收材料之一層，或諸層之一堆棧?？狗瓷渫繉?9可藉由汽相沈積、噴漆、濺鍍或藉由材料表面的氧化作用施加?？狗瓷渫繉?9可形成至一至少約50微米之一厚度，或甚至自約I微米至約100微米之一厚度。在第5A至5E圖中顯示制造影像擷取單元之一陣列的過(guò)程之一具體實(shí)施例。一黏著劑92系施加至透鏡開口 60之凸緣87的支撐表面以黏著經(jīng)置放與凸緣87的支撐表面88接觸的透鏡58，如第5B圖中顯示。在施加黏著劑92之一方法中，將一屏蔽190置于間隔板64的第二表面67上以屏蔽傳感器腔66之側(cè)壁85a、b。屏蔽190具有孔192a、b，其系以對(duì)應(yīng)于透鏡開口 60之透鏡間隔的一周期性關(guān)系配置。一適合屏蔽190可由鋁制成。黏著劑198系噴射通過(guò)屏蔽190的屏蔽孔192a、b，以在凸緣87的支撐表面88上及孔口 182a、b之圓周邊緣184a、b上形成黏著劑92。之后,如第5C圖中顯不,將一透鏡58插入各傳感器腔66內(nèi)，使得透鏡58的一外圓周90安置在此區(qū)域中之黏著劑92上。一對(duì)準(zhǔn)工具200包含插入傳感器腔66中之對(duì)準(zhǔn)尖端202以對(duì)準(zhǔn)孔口 182中之透鏡58，如第圖中顯示。對(duì)準(zhǔn)尖端202藉由透鏡58間隔距離互相分開。對(duì)準(zhǔn)工具200可由一金屬制成，且在一型式中，可具有自約100至約5000尖端。該等對(duì)準(zhǔn)尖端202的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于透鏡58之一頂點(diǎn)206與間隔板64的第二表面67之間的距離，以設(shè)定第二表面67與透鏡58之頂點(diǎn)206間的距離至適當(dāng)長(zhǎng)度。在一型式中，尖端202之各者包含一自約0. 5至約5毫米之長(zhǎng)度。接著將對(duì)準(zhǔn)工具200自間隔板64移除以形成包含透鏡模塊54之一透鏡模塊陣列65，透鏡模塊54各包含一黏著至間隔板64之一透鏡筒62的一透鏡開口 60之一孔口 182。透鏡模塊陣列65翻轉(zhuǎn)且各透鏡模塊54對(duì)準(zhǔn)一傳感器基材86上之一影像傳感器陣列150的影像傳感器80，如第5E圖中顯示。透鏡模塊陣列65可黏著至傳感器基材86使得各透鏡
筒62用一黏著劑附接至一傳感器80或至傳感器基材86。透鏡筒62及傳感器80間之黏著劑可具有自約0. I至約10微米之厚度。各透鏡58亦可具有一抗反射涂層70，如以前描述之一紅外線反射涂層。一透鏡蓋板180可用來(lái)保護(hù)下方之透鏡58，如第2圖中顯示。透鏡蓋板180對(duì)于輻射(諸如光之光學(xué)波長(zhǎng)，或其它類型輻射)實(shí)質(zhì)上可滲透。例如，透鏡蓋板180可容許至少90%的通常入射光穿過(guò)。在一型式中，透鏡蓋板180減少透鏡58的濕氣或灰塵污染。透鏡蓋板180可為一光可滲透材料板,例如玻璃或塑料。透鏡蓋板180亦可作用為一輻射過(guò)濾器，例如一紅外線過(guò)濾器，其吸收具有紅外線范圍內(nèi)之波長(zhǎng)的輻射的至少約90%。所得組件可被分割以形成個(gè)別影像裝置50。適合之切割過(guò)程包括機(jī)械切割、雷射切割或放電機(jī)器加工。由在一影像傳感器基材86上包含經(jīng)對(duì)準(zhǔn)以具有一共同軸之一或多數(shù)透鏡58及一影像傳感器80的一透鏡模塊54所形成的影像裝置50可用于各種不同裝置中。雖然在本申請(qǐng)案中描述間隔板64、透鏡筒62及影像裝置50的說(shuō)明性具體實(shí)施例，但應(yīng)理解其它具體實(shí)施例亦可能。例如，可使用對(duì)于透鏡筒62及間隔板64的其它設(shè)計(jì)。另夕卜，透鏡模塊54取決于應(yīng)用可用其它類型之影像擷取模塊封裝。因此，不應(yīng)將申請(qǐng)專利范圍的范疇限制于在此描述的說(shuō)明性具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種影像裝置，其包含 (a)—具有一透鏡開口之透鏡筒； (b)一定位在該透鏡筒之該透鏡開口中的透鏡，該透鏡具有一光學(xué)中心、一焦距F、一孔徑直徑D及一孔徑數(shù)字Fn = F/D ;及 (c)一影像傳感器，其包含各具有一尺寸P之光感測(cè)像素的一陣列，該傳感器系與該透鏡之光學(xué)中心隔開一距離S，且 其中一聚焦偏移間隙X = F-S，及 其中P及Fn是經(jīng)選擇的，使得2 P Fn彡X。
2.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述之裝置，其中該透鏡包含小于22之一孔徑數(shù)字Fn。
3.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述之裝置，其中該透鏡包含約I之一孔徑數(shù)字Fn。
4.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述之裝置，其中該透鏡包含自約0.5至約10毫米的一焦距F0
5.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述之裝置，其中該透鏡包含自約0.5至約10毫米的一孔徑直徑D。
6.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述之裝置，其中該光感測(cè)像素之尺寸P系自約I至約5微米。
7.如申請(qǐng)專利范圍第I項(xiàng)所述之裝置，其中各鏡筒系用一黏著劑附接至該傳感器或附接至固定該傳感器之該基材。
8.如申請(qǐng)專利范圍第7項(xiàng)所述之裝置，其中該黏著劑包含一作用于該聚焦偏移間隙X之厚度T。
9.一種影像裝置，其包含 (a)—外殼,其包含一具有一透鏡開口之透鏡筒,該透鏡開口具有一圓周邊緣； (b)一定位在該透鏡筒之該透鏡開口中的透鏡，該透鏡筒包含一外圓周及一孔徑數(shù)字Fn ;及 (C) 一黏著劑，其系用于將該透鏡之該外圓周黏著至該透鏡開口之該圓周邊緣，該黏著劑具有一作用于該聚焦偏移間隙X的厚度T ;及(d)一影像傳感器，其包含各具有一尺寸P之光感測(cè)像素的一陣列，使得2 -P -Fn ^ X。
10.如申請(qǐng)專利范圍第9項(xiàng)所述之裝置，其中該透鏡包含小于22之一孔徑數(shù)字Fn。
11.如申請(qǐng)專利范圍第10項(xiàng)所述之裝置，其中該透鏡包含自約0.5至約10毫米的一焦距F及自約0. 5至約10毫米的一孔徑直徑D。
12.如申請(qǐng)專利范圍第9項(xiàng)所述之裝置，其中該光感測(cè)像素之尺寸P系自約I至約5微米。
13.如申請(qǐng)專利范圍第9項(xiàng)所述之裝置，其中介于該鏡筒及該傳感器間之該黏著劑包含自約0. I至約10微米之一厚度。
14.一種形成一影像裝置的方法，該方法包含 (a)提供一具有一透鏡開口之透鏡筒； (b)在該透鏡筒之該透鏡開口中定位一透鏡，該透鏡具有一焦距F、一孔徑直徑D及一孔徑數(shù)字Fn = F/D ；(c)將一影像傳感器置于距該透鏡之光學(xué)中心之一距離S處，使得一聚焦偏移間隙X=F-S，該傳感器包含各具有一尺寸P之光感測(cè)像素的一陣列；及 (d)選擇該等光感測(cè)像素之尺寸P及該透鏡之孔徑數(shù)字Fn使得2 P Fn > X。
15.如申請(qǐng)專利范圍第14項(xiàng)所述之方法，其中(b)包含選擇一透鏡，該透鏡包含小于22之一孔徑數(shù)字Fn。
16.如申請(qǐng)專利范圍第14項(xiàng)所述之方法，其中(b)包含選擇一透鏡，該透鏡包含約0.5至約10毫米的一焦距F，且設(shè)定約0. 5至約10毫米之一孔徑直徑D。
17.如申請(qǐng)專利范圍第14項(xiàng)所述之方法，其中(c)包含選擇一具有光感測(cè)像素的影像傳感器，該等光感測(cè)像素具有約I至約5微米之一尺寸P。
全文摘要
一種影像裝置包含一具有一透鏡開口之透鏡筒，及一定位在該透鏡筒之該透鏡開口中的透鏡，該透鏡具有一光學(xué)中心、一焦距F、一孔徑直徑D及一孔徑數(shù)字FN＝F/D。一影像傳感器包含各具有一尺寸P的光感測(cè)像素之一陣列，該傳感器與該透鏡之光學(xué)中心隔開一距離S，使得一聚焦偏移間隙X＝F-S。該像素尺寸P及該孔徑數(shù)字FN是經(jīng)過(guò)選擇的，使得2·P·FN≥X。
文檔編號(hào)H01L31/0203GK102804017SQ201080026599
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者讓-皮埃爾·盧辛奇 申請(qǐng)人:乙太光電股份有限公司