专利名称：自动调焦cmos传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学调焦结构，尤其涉及一种自动调焦CMOS传 感器。
背景技术：
数字相机及照相手机为广泛使用于随身携行的照相设备，现有数字 相机或照相手机的基本调焦机构如
图1所示，该调焦机构1包括一机壳2、 光学镜头模块3及一影像传感器4,该光学镜头模块3结合于机壳2前端， 以提供摄影物像摄入的功能，该光学镜头3通常会以机械式的手动或自 动调整，以达到调焦的功能，该影像传感器4设于机壳2内部，以提供 该光学镜头模块3摄入的光学影像成像及感应。
而上述现有的调焦机构1中，该光学镜头3与影像传感器4为分离 的状态，现有光学镜头模块3与影像传感器4在组装过程中，所釆用的 方式大致可分为两种， 一种为COB (CHIP ON BOARD),另一种为CSP (CHIP SCALE PACKAGE),其中，COB方式是将影像传感器4直接安装在印刷电路 板上，直接露出影像传感器4与光学镜头模块3对应互动操作，此种现 有调焦结构的优点为价格较低，可应用于较高分辨率的场合，例如2百 万相素(2M pixies)的高分辨率应用场合，缺点为生产不易。
另外，现有CSP方式，则是将影像传感器4上覆盖一层玻璃保护层， 再结合镜座(LENS HOLDER),再于镜座上锁入光学镜头模块3，其优点为 生产容易，而缺点为价格较高且仅能应用于2百万相素以下的低分辨率 应用场合。
而无论是上述现有的COB或CSP两种光学镜头模块3与影像传感器4 组装方式及结构，在组装过程中，该影像传感器4顶面的感测区块4A(如 图1所示)，存在直接沾染灰尘的缺点，并且，无法适用于单一模块及縮
小应用体积，例如在光学镜头模块3与影像传感器4间加设或安插液晶 縮放镜头时，影像撷取、感应的路径会变长，而必需重新安排组件的组 合位置及增加容纳体积，也无法进行单一模块自动调焦操作功能，而不 利于整体CMOS摄影模块(CCM， CMOS CAMERA MODULE)的产业利用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上 述缺陷，而提供一种自动调焦CMOS传感器，特别是将一液晶自动调焦器 直接结合于CMOS影像传感器，形成CMOS影像传感器的感应区块的保护 层，不会沾染任何灰尘，通过简化复杂变焦镜头模块结构，使影像撷取、 感测、转换及处理以单一模块完成，使整体组件体积縮小而有利于狭小 体积与空间的照相手机与数字相机的应用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种自动调焦CMOS传感器，其特征在于，包含一CMOS影像感测 单元提供摄影影像的感应、转换及处理功能，在顶面设有一感应区块， 以感测输入的光学影像，该感测区块形成至少一个有效区域，该有效区 域为影像输入的有效感测区域，经有效区块感应输入影像并转换成相对 的模拟影像讯号，再由该CMOS影像感测单元内部转换成相对应的数字影 像讯号输出；至少上述的液晶自动调焦器，具有光线折射率改变而提供 失焦状态的聚焦调整功能，使摄入影像聚焦调整输出，该液晶自动调整 器底部周缘对应结合于该CMOS影像感测单元顶部的有效区域以外的感应 区块中，使该液晶自动调焦器直接连结覆盖于CMOS影像感测单元的有效 区域上，以令该液晶自动调焦器提供摄影影像初步成像，即摄影影像经 由影像摄入端摄入后，而将摄影影像成像部分经影像成像端成像后直接 输入CMOS影像感测单元的感应区块的有效区域。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中CMOS影像感测单元为一 CMOS影 像感应芯片。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中CMOS影像感测单元为一 CCD影 像感应芯片。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中CMOS影像感测单元连结至一印 刷电路板。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中印刷电路板整合一驱动电路及一 影像处理电路。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中液晶自动调焦器的底部周缘设有
若干连结部。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中液晶自动调焦器的前端设有一摄 入影像端。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中液晶自动调焦器的后端设有一影 像成像端。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中液晶自动调焦器包括至少一胶 框，内部灌注有液晶；至少一对配向层，分别结合于胶框两侧，以封闭 胶框；至少一对ITO导电层，两ITO导电层分别对应结合于两配向层外 侧，该两IT0导电层分别设有一第一电极及一第二电极；至少一对玻璃 基板，两玻璃基板分别对应结合于两ITO导电层外侧。
前述的自动调焦CMOS传感器，其中胶框内的液晶为PNLC形式的高 分子混合液晶材料。
本实用新型的有益效果是，特别是将一液晶自动调焦器直接结合于 CMOS影像传感器，形成CMOS影像传感器的感应区块的保护层，不会沾染 任何灰尘，通过简化复杂变焦镜头模块结构，使影像撷取、感测、转换 及处理以单一模块完成，使整体组件体积縮小而有利于狭小体积与空间 的照相手机与数字相机的应用。本实用新型具摄入影像变焦调整及影像 讯号处理转换的功效。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有照相调焦机构的结构示意图
图2是本实用新型自动调焦CMOS传感器的第一实施例图
图3是本实用新型自动调焦CMOS传感器的立体分解结构示意图
图4是本实用新型自动调焦CMOS传感器的第二实施例图
图5是本实用新型自动调焦CMOS传感器的第三实施例图
图6是本实用新型自动调焦CMOS传感器的应用例图
图7是本实用新型自动调焦CMOS传感器的电路方块图
图中标号说明
100自动调焦CMOS传感器10 CMOS影像感测单元
ll感应区块lll有效区域
12数字影像讯号20液晶自动调焦器
21连结部22影像输入端
23影像成像端201胶框
201A液晶202配向层
203配向层204 IT0导电层
2041第一电极205 ITO导电层
2051第二电极206玻璃基板
207玻璃基板200驱动电路
300印刷电路板400影像处理器
410变焦操作讯号500镜座
510开口600光学镜头模块
1调焦机构2机壳
3光学镜头4影像传感器
4A感测区块
具体实施方式
首先请参阅图2及图3所示,本实用新型的自动调焦CMOS传感器100 的第一实施例，其中，该自动调焦镜头模块100包含至少一 CMOS影像感 测单元10及至少一液晶自动调焦器20， CMOS影像感测单元10提供摄影 影像的感应、转换及处理功能，该CMOS影像感测单元10的形式不限， 在本实施例中是以一 CMOS影像感应芯片或CCD(Charge Coupled Device, 电荷耦合装置)影像感应芯片为例。且CMOS影像感测单元10在顶面设 有一感应区块ll，以感测输入的光学影像，该感测区块11形成至少一个 有效区域lll,该有效区域lll为影像输入的有效感测区域，经有效区块 111感应输入影像转换成相对的模拟影像讯号，再由该CMOS影像感测单 元10内部转换成相对应的数字影像讯号输出。
上述的液晶自动调焦器20,在底部周缘设有若干连结部21，各连结 部21对应结合于该CMOS影像感测单元10顶部的有效区域111以外的感
应区块11中，使该液晶自动调焦器20能够直接连结覆盖于有效区域111 上，该连结部21与CMOS影像感测单元10的感应区块11的连结方式不 限，在本实用新型实施例中是采用黏合方式。
液晶自动调焦器20前端设有一影像摄入端22，以提供摄影影像输入， 该液晶自动调焦器20后端设有一影像成像端23，以提供摄影影像初步成 像，即摄影影像经由影像摄入端22摄入后，经液晶自动调焦器20进行 光线折射率改变而向光学镜头模块提供失焦状态的聚焦调整功能，使摄 入影像聚焦调整输出，而将摄影影像成像部分经影像成像端23成像后直 接输入CMOS影像感测单元10的感应区块11的有效区域111,使该CMOS 影像感测单元10能够进行摄影影像的感测、转换及处理。
如图4所示，为本实用新型的自动调焦CMOS传感器100的第二实施， 上述的液晶自动调焦器20的形态不限，在本实用新型实施例中是列举以 一穿透式液晶面板为例，其中，该液晶自动调焦器20包括至少一胶框201 、 至少一对配向层(Alignment Layer) 202及203、至少一对ITO (Indium tin oxide)导电层204及205与至少一对玻璃基板206及207，该胶框 201内灌注有液晶201A,该配向层202及203分别结合于胶框201两侧， 以封闭胶框201，该IT0导电层204结合于配向层202外侧，ITO导电层 205结合于配向层203外侧，该ITO导电层204设有一第一电极2041， 该ITO导电层205设有一第二电极2051，借由该第一电极2041及第二电 极2051间连结一驱动电路200通以不同电压的偏压或驱动电源，以使该 胶框201内的折射率改变，以达到摄影影像调焦的功能，该玻璃基板206 结合于ITO导电层204外侧，该玻璃基板207结合于ITO导电层205外 侧，该玻璃基板206则对应为上述的摄像摄入端22;该玻璃基板207则 对应为上述的影像成像端23。
请再配合图5所示，为本实用新型的自动调焦CMOS传感器100的第 三实施例，其中，显示该液晶自动调焦器20的胶框201内所灌注的液晶 201A为PNIC (polymer network liquid crystal)型式的高分子混合液 晶材料，可以经过预先以灰阶光罩(GRAY MASK)及紫外光照射而规范成 凸或凹面镜的光学变焦特性，在图5中是规划成凸面镜(如虚线部分所 示)的光学变焦特性，能够将摄入影像进行自动变焦操作。
请再参阅图6及图7所示，为本实用新型的自动调焦CMOS传感器100 的较佳应用例，其中，该CMOS影像感测单元10结合固定于一印刷电路 板300上，该印刷电路板300整合有上述的驱动电路200及一影像处理 电路400 (如图7所示)，该液晶自动调焦器20的第一电极2041及第二 电极2051连结至印刷电路板300的驱动电路200，且该自动调焦CMOS传 感器100整体由一镜座500予以包覆，该镜座500顶部设有一开口 510， 于该开口 510结合一光学镜头模块600，借由该光学镜头模块600将摄影 影像摄入，并经由开口 510进入上述的液晶自动调焦器20，经由该液晶 自动调焦器20变焦操作后直接进入该CMOS影像感测单元10顶端的感应 区块11的有效区块111，由CMOS影像感测单元10进行摄影影像的感测、 转换及处理，并输出对应的一数字影像讯号12,给影像处理电路400，由 影像处理电路400进行后续的数字影像数据处理，且该影像处理电路400 连结驱动电路200,以根据输入的数字影像讯号12状态或使用者操作控 制命令，如操作按键压按操作，而自动或手动输出一变焦操作讯号410 给驱动电路200，而由驱动电路200再驱动液晶自动调焦器20进行摄入 影像的变焦操作。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型 作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的 范围内。
综上所述，本实用新型在结构设计、使用实用性及成本效益上，完 全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造， 具有新颖性、创造性、实用性，符合有关新型专利要件的规定，故依法 提起申请。
权利要求1、一种自动调焦CMOS传感器，其特征在于，包含一CMOS影像感测单元，在顶面设有一感应区块，该感测区块形成至少一个有效区域，该有效区域为影像输入的有效感测区域，经有效区块感应输入影像并转换成相对的模拟影像讯号，再由该CMOS影像感测单元内部转换成相对应的数字影像讯号输出；至少上述的液晶自动调焦器，使摄入影像聚焦调整输出，该液晶自动调整器底部周缘对应结合于该CMOS影像感测单元顶部的有效区域以外的感应区块中，使该液晶自动调焦器直接连结覆盖于CMOS影像感测单元的有效区域上，以令该液晶自动调焦器提供摄影影像初步成像，即摄影影像经由影像摄入端摄入后，而将摄影影像成像部分经影像成像端成像后直接输入CMOS影像感测单元的感应区块的有效区域。
2、 根据权利要求1所述的自动调焦CMOS传感器，其特征在于所述 CMOS影像感测单元为一 CMOS影像感应芯片。
3、 根据权利要求1所述的自动调焦CMOS传感器，其特征在于所述 CMOS影像感测单元为一 CCD影像感应芯片。
4、 根据权利要求1所述的自动调焦CMOS.传感器，其特征在于所述 CMOS影像感测单元连结至一印刷电路板。
5、 根据权利要求4所述的自动调焦CM0S传感器，其特征在于所述 印刷电路板整合一驱动电路及一影像处理电路。
6、 根据权利要求1所述的自动调焦CMOS传感器，其特征在于所述 液晶自动调焦器的底部周缘设有连结部。
7、 根据权利要求1所述的自动调焦CMOS传感器，其特征在于所述 液晶自动调焦器的前端设有一摄入影像端。
8、 根据权利要求1所述的自动调焦CMOS传感器，其特征在于所述 液晶自动调焦器的后端设有一影像成像端。
9、 根据权利要求l、 6、 7或8所述的自动调焦CM0S传感器，其特 征在于所述液晶自动调焦器包括至少一胶框，内部灌注有液晶；至少一对配向层，分别结合于胶框两侧，以封闭胶框； 至少一对ITO导电层，两IT0导电层分别对应结合于两配向层外侧， 该两IT0导电层分别设有一第一电极及一第二电极；至少一对玻璃基板，两玻璃基板分别对应结合于两IT0导电层外侧。
10、根据权利要求9所述的自动调焦CM0S传感器，其特征在于所述 胶框内的液晶为PNLC形式的高分子混合液晶材料。
专利摘要一种自动调焦CMOS传感器，包含一CMOS影像感测单元，顶面有一感应区块，感测区块形成至少一个有效区域，有效区域为影像输入的有效感测区域，经有效区块感应输入影像并转换成相对的模拟影像讯号，再由CMOS影像感测单元内部转换成相对应的数字影像讯号输出；至少的液晶自动调焦器，使摄入影像聚焦调整输出，液晶自动调整器底部周缘对应结合于CMOS影像感测单元顶部的有效区域以外的感应区块中，使液晶自动调焦器直接连结覆盖于CMOS影像感测单元的有效区域上，令液晶自动调焦器提供摄影影像初步成像，即摄影影像经由影像摄入端摄入后，而将摄影影像成像部分经影像成像端成像后直接输入CMOS影像感测单元的感应区块的有效区域。
文档编号H04N3/15GK201063699SQ20072015367
公开日2008年5月21日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者廖正兴, 曾令远 申请人:曾令远;草田敦男