多透鏡陣列模塊中的緊湊間隔件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般來說涉及圖像傳感器，且更具體來說，涉及一種用于經(jīng)分割圖像傳感器的透鏡陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像捕獲單元通常包含圖像傳感器及成像透鏡。成像透鏡將光聚焦到圖像傳感器上以形成圖像，且圖像傳感器將光轉(zhuǎn)換成電信號。電信號從圖像捕獲單元輸出到主機電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)中的其它單元。所述電子系統(tǒng)可為移動電話、計算機、數(shù)碼相機或醫(yī)療裝置。
[0003]隨著圖像捕獲單元在電子系統(tǒng)中的使用的增加，對圖像捕獲單元特征、能力及裝置尺寸的需求也增加。舉例來說，越來越多地需要圖像捕獲單元具有更低輪廓，使得可減小包含所述圖像捕獲單元的電子系統(tǒng)的總體大小而同時不犧牲所捕獲的所述光學(xué)圖像的質(zhì)量。圖像捕獲單元的輪廓可與從圖像傳感器的底部到成像透鏡的頂部的距離相關(guān)聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在示范性實施例中，一種設(shè)備包括:圖像傳感器，其被分割成N個圖像傳感器區(qū)，其中所述圖像傳感器附接到電路板；透鏡陣列，其包含N個透鏡，接近所述圖像傳感器而安置，其中所述N個透鏡中的每一者經(jīng)布置以將單個圖像聚焦到所述N個圖像傳感器區(qū)中的相應(yīng)一者上；及間隔件結(jié)構(gòu)，其堆疊于所述透鏡陣列與所述電路板之間以將所述透鏡陣列與所述圖像傳感器分離，其中所述間隔件結(jié)構(gòu)環(huán)繞圍繞所有所述N個圖像傳感器區(qū)及N個透鏡的周界，使得所述間隔件結(jié)構(gòu)都不安置于所述N個透鏡與所述圖像傳感器的N個圖像傳感器區(qū)中的任一者之間。
[0005]在另一示范性實施例中，一種成像系統(tǒng)包括:像素陣列，其包含被分割成N個圖像傳感器區(qū)的圖像傳感器，其中所述N個圖像傳感器區(qū)中的每一者具有布置于其中的多個像素，其中所述圖像傳感器附接到電路板；透鏡陣列，其包含N個透鏡，接近所述圖像傳感器而安置，其中所述N個透鏡中的每一者經(jīng)布置以將單個圖像聚焦到所述N個圖像傳感器區(qū)中的相應(yīng)一者上；間隔件結(jié)構(gòu)，其堆疊于所述透鏡陣列與印刷電路之間以將所述透鏡陣列與所述圖像傳感器分離，其中所述間隔件結(jié)構(gòu)環(huán)繞圍繞所有所述N個圖像傳感器區(qū)及N個透鏡的周界，使得所述間隔件結(jié)構(gòu)都不安置于所述N個透鏡與所述圖像傳感器的N個圖像傳感器區(qū)中的任一者之間；控制電路，其耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作；及讀出電路，其耦合到所述像素陣列以從所述多個像素讀出單個圖像數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0006]參考以下各圖描述本發(fā)明的非限制性及非詳盡實施例，其中在所有各視圖中相似參考編號指代相似部件，除非另有規(guī)定。
[0007]圖1A是包含成像透鏡及圖像傳感器的圖像捕獲單元的示意圖。
[0008]圖1B是包含低輪廓成像透鏡及圖像傳感器的低輪廓圖像捕獲單元的示意圖。
[0009]圖2圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示具有四個經(jīng)分割區(qū)域的圖像傳感器的一個實例的俯視圖。
[0010]圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示定位于具有四個經(jīng)分割區(qū)域的圖像傳感器上方的2X2多透鏡陣列模塊的一個實例的俯視圖。
[0011]圖4是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示定位于低輪廓圖像捕獲單元的一個實例的兩個經(jīng)分割區(qū)域上方的實例2X2多透鏡陣列模塊的一個實例的兩個透鏡的橫截面。
[0012]圖5是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示包含定位于具有經(jīng)分割區(qū)域的圖像傳感器上方的多透鏡陣列模塊的圖像感測系統(tǒng)的一部分的一個實例的框圖。
[0013]在圖式的所有數(shù)個視圖中，對應(yīng)參考字符指示對應(yīng)組件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，圖中的元件是為簡單及清晰起見而圖解說明的，且未必按比例繪制。舉例來說，為了有助于改進(jìn)對本發(fā)明的各種實施例的理解，圖中的元件中的一些元件的尺寸可能相對于其它元件放大。此外，通常未描繪在商業(yè)上可行的實施例中有用或必需的常見而眾所周知的元件以便促進(jìn)對本發(fā)明的這各種實施例的較不受阻擋的觀察。
【具體實施方式】
[0014]在以下描述中，陳述眾多特定細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將明了，不需要采用特定細(xì)節(jié)來實踐本發(fā)明。在其它實例中，未詳細(xì)描述眾所周知的材料或方法以避免使本發(fā)明模糊。
[0015]在本說明書通篇中對“一個實施例”、“一實施例”、“一個實例”或“一實例”的提及意指結(jié)合所述實施例或?qū)嵗枋龅奶囟ㄌ卣鳌⒔Y(jié)構(gòu)或特性包含于本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，在本說明書通篇的各個位置中短語“在一個實施例中”、“在一實施例中”、“一個實例”或“一實例”的出現(xiàn)未必全部指代同一實施例或?qū)嵗?。此外，在一個或一個以上實施例或?qū)嵗校梢匀魏芜m合組合及/或子組合來組合所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可包含于集成電路、電子電路、組合邏輯電路或提供所描述的功能性的其它適合組件中。另外，應(yīng)了解，隨本文一起提供的各圖是出于向所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員解釋的目的且圖式未必按比例繪制。
[0016]本發(fā)明揭示針對于供在低輪廓圖像捕獲單元中使用的包含緊湊間隔件結(jié)構(gòu)的多透鏡陣列模塊的實例方法及設(shè)備。如將了解，可提供根據(jù)本發(fā)明的教示供在低輪廓圖像捕獲單元中使用的多透鏡陣列模塊，而根據(jù)本發(fā)明的教示并不犧牲所捕獲的光學(xué)圖像的質(zhì)量(例如分辨率(即，像素的數(shù)目)及清晰度)來實現(xiàn)低輪廓。
[0017]為了圖解說明，圖1A是包含成像透鏡102及圖像傳感器104的圖像捕獲單元100的示意圖。透鏡102與圖像傳感器104之間的距離大致為f，其中f為透鏡102的焦距。圖像傳感器104被透鏡102覆蓋的寬度為W，且透鏡直徑為D。為了比較，圖1B展示包含成像透鏡108及圖像傳感器110的低輪廓圖像捕獲單元106的示意圖。透鏡108與圖像傳感器110之間的距離大致為f/2，其中f/2為透鏡108的焦距。圖像傳感器110被透鏡108覆蓋的寬度為W/2，且透鏡直徑為D/2。
[0018]在低輪廓圖像捕獲單元中，用低輪廓成像透鏡替換所述成像透鏡，而圖像傳感器不變。圖像傳感器104及110為相同圖像傳感器，且兩個圖像傳感器具有相同像素陣列結(jié)構(gòu)。由于圖像傳感器110的寬度為圖像傳感器104的寬度的一半，因此在一個尺寸上，圖像傳感器I1與圖像傳感器104相比將具有一半數(shù)目的像素。在兩個尺寸上，圖像傳感器110與圖像傳感器104相比將具有四分之一數(shù)目的像素。換句話說，所捕獲的圖像的像素數(shù)目大致與透鏡與圖像傳感器之間的距離的標(biāo)度的平方成比例。
[0019]圖2圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示具有彼此緊密接近地布置于電路板221上的四個經(jīng)分割區(qū)域214、216、218及220的圖像傳感器212。如下文將更詳細(xì)地論述，根據(jù)本發(fā)明的教示，每一經(jīng)分割區(qū)域214、216、218及220由多透鏡陣列模塊中的相應(yīng)成像透鏡覆蓋。以此方式，多透鏡陣列模塊中的每一成像透鏡的焦距可為在圖像傳感器未被分割成四個區(qū)域時的成像透鏡的一半。因此，根據(jù)本發(fā)明的教示，可使用四個透鏡及圖像傳感器的四個經(jīng)分割區(qū)域來構(gòu)造低輪廓圖像捕獲單元。低輪廓圖像捕獲單元與原始圖像捕獲單元相比將具有大致相同的分辨率(即，相同的像素數(shù)目)，因為使用圖像傳感器的四個區(qū)域。每一經(jīng)分割區(qū)域的面積可類似于圖1B的圖像傳感器110。在一個實例中，分別將圖像傳感器212的經(jīng)分割區(qū)域214、216、218及220指定為紅色(R)、綠色(G)、透明(C)及藍(lán)色(B)區(qū)域。
[0020]圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示定位于具有安裝于電路板321上的四個經(jīng)分割區(qū)域的圖像傳感器上方的2X2多透鏡陣列模塊311的一個實例的俯視圖。在一個實例中，應(yīng)了解，具有安裝于圖3的電路板321上的四個經(jīng)分割區(qū)域的圖像傳感器為具有上文關(guān)于圖2所論述的安裝于電路板221上的四個經(jīng)分割區(qū)域214、216、218、220的圖像傳感器212的一個實例。因此，應(yīng)了解，下文所提及的類似命名及編號的元件如上文所描述而耦合及起作用。
[0021]如在圖3中所描繪的實例中所展示，根據(jù)本發(fā)明的教示，多透鏡陣列模塊311包含2X2透鏡陣列313，透鏡陣列313包含安裝到在具有安裝于電路板321上的四個經(jīng)分割區(qū)域的圖像傳感器上方的間隔件結(jié)構(gòu)330的透鏡322、324、326及328。在一個實例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，透鏡陣列313的透鏡322、324、326及328為安裝到附接到間隔件結(jié)構(gòu)330的玻璃晶片315的低輪廓透鏡，間隔件結(jié)構(gòu)330堆疊于透鏡陣列313與電路板321之間。在一個實例中，間隔件結(jié)構(gòu)330適于將透鏡陣列313與圖像傳感器分離達(dá)透鏡322、324、326及328的焦距。如在所圖解說明實例中所展示，根據(jù)本