含有干粘合剂层之光学组件及相关方法
【专利摘要】一种光学组件，其包括图像传感器，布置在第一方向的图像传感器上面的透镜模块、透明胶层和由不同于透明胶层的材料所形成的透明干粘合剂层。各个透明胶层和透明干粘合剂层被布置在第一方向的图像传感器和透镜模块之间。各个透明胶层和透明干粘合剂层与图像传感器和透镜模块形成光学地串联耦合。一种用于形成光学组件的方法，其包括使用透明胶层和透明干粘合剂层连接图像传感器和透镜模块，该透明干粘合剂层是由不同于透明胶层的材料所形成。
【专利说明】
含有干粘合剂层之光学组件及相关方法
技术领域
[0001 ]本申请涉及一种光学组件及相关方法。
【背景技术】
[0002]芯片级技术可被用于产生多个平行的光学组件。芯片级技术通常包括形成光学组件阵列的芯片，例如透镜阵列或图像传感器阵列。芯片可以被单片化，换言之，被划分成许多部分，以分隔阵列的光学组件。可替代地，两个或多个光学组件的芯片可以被连接在一起形成连接的芯片组件，此连接的芯片组件随后被单片化而得到多个光学组件，其中，各个光学组件通常包括来自各个芯片的光学组件。
[0003]给定阵列的光学组件通常被设计成是相同的。例如，芯片上的透镜阵列的透镜通常被设计成具有相同的性质。然而，通常由于制造的缺陷，阵列的光学组件之间会有变化。这样的变化可能需要将一些光学组件排除掉，从而在制造产量上会产生负面的影响。
[0004]例如，图1的横截面显示使用芯片级技术所形成的透镜模块阵列(未显示出)的几个透镜模块100。在本文件中，特定实例的一项是经由括号中的数目(例如，透镜模块100(I))来标示，而不带括号的数目则用来标示任何这样的项(例如，透镜模块100)。透镜模块100被设计成具有一个公称值104的凸缘焦距(FFL)102，其中给定透镜模块100的FFL 102是从透镜模块的基准平面106到透镜模块的焦点108的距离。但是，由于制造的缺陷，FFL 102往往与标称值104至少在某种程度上会发生变化，如图1之所示。例如，透镜模块100(1)具有短于标称值104的FFL 102(1)，透镜模阻100(2)具有长于标称值104的FFL 102(2)，而透镜模块100(3)具有等于标称值104的FFL 102(3)。
[0005]图2是三个光学组件200的横截面图，其是使用透明胶204连结图1的透镜模块100与相应的图像传感器202所形成。光学组件200被设计为当透镜模块100具有等于标称值104的FFLs 102时，可以产生一个在焦点的图像。特别是，当给定的透镜模块200的FFL 102等于标称值104时，透镜模块的焦点108会对准各自的图像传感器102的图像平面206。因此，光学组件200(3)将产生一个在焦点的图像，因为其FFL 102(3)等于标称值104。与此相反，光学组件200(1)和200(2)，将不会产生在焦点的图像，因为它们各自的FFLs 102(1)和102(2)显著不同于标称值104。所以，光学组件200(1)和200(2)无法满足性能目标，因此必需被排除。
【发明内容】
[0006]在实施例中，光学组件包括图像传感器，沿着第一方向布置在图像传感器上的透镜模块，透明胶层，由不同于透明胶层的材料所形成的透明干粘合剂层。各个透明胶层和透明干粘合剂层沿着第一方向被布置在图像传感器和透镜模块之间。各个透明胶层和透明干粘合剂层与图像传感器和透镜模块形成光学地串联耦合。
[0007]在实施例中，用于形成光学组件的方法包括:沿着第一方向将图像传感器和透镜模块接合在一起，其接合是使用透明胶层和不同于透明胶层的材料所形成的透明干粘合剂层。各个透明胶层和透明干粘合剂层与图像传感器和透镜模块形成光学地串联耦合。
【附图说明】
[0008]图1是使用芯片级技术所形成的三个透镜模块的横截面图。
[0009]图2是包括图1的透镜模块的三个光学组件的横截面图。
[0010]图3显示根据一个实施例的方法，其用来形成含有干粘合剂层的光学组件。
[0011 ]图4是图像传感器的横截面图。
[0012]图5是透镜模块的横截面图。
[0013]图6是根据一个实施例的含有干粘合剂层的光学组件的横截面图。
[0014]图7是根据一个实施例的另一个含有干粘合剂层的光学组件的横截面图。
【具体实施方式】
[0015]
【申请人】已经发现透镜模块的预期的FFL与其实际的FFL之间的差异可以由透镜模块和接合其上的图像传感器之间的一个或多个透明的干粘合剂层来做至少部分地补偿。透明的干粘合剂层的厚度是透镜模块的FFL的函数。尤其是，透明干粘合剂层的厚度被如此选择，使得透镜模块的焦点基本上当透镜组件被接合到图像传感器时可与图像传感器的图像平面对齐。例如，使用于具有长的FFL的透镜模块的透明干粘合剂层将具有相对大的厚度，以补偿透镜模块的长的FFL。另一方面，使用于具有短的FFL的透镜模块的透明干粘合剂层将具有相对小的厚度，以补偿透镜模块的短的FFL。如此依据透镜模块的FFL来调整透明干粘合层的厚度，可以减少甚至根本上消除与实际的FFL和预期值之间的差异有关的性能的下降，从而提高制造的产率。
[0016]另外，制造厚层的透明的干粘合剂层是属比较简单之事。例如，显著厚度的透明干粘合剂层通常可以以单一制造步骤来形成。因此，使用透明的干粘合剂层来补偿FFL的变化可提高生产的效率和降低制造的成本。与此相反，形成厚层的一些其他粘合剂材料，例如透明胶，通常需要多个制造步骤。
[0017]图3显示根据一个实施例的方法300，其用来形成含有透明的干粘合剂层的光学组件。图4-7显示方法300的一个例子。图3-7最好与下面的讨论一起参阅。
[0018]方法300开始于步骤302，其提供图像传感器和透镜模块。在步骤302的一个例子中，图像传感器400，如图4之横截面图之所示，和透镜模块500，如图5之横截面图之所示，被提供。图像传感器400例如是互补式金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或电荷耦合装置(CCD)图像传感器。图像传感器400包括玻璃外表面402和多个在玻璃外表面402下面的光敏组件404。各个光敏组件404响应入射其上的光而产生相应的电信号。为了清楚起见，只有几个光敏组件404被标记于图4中。虽然不是必需的，图像传感器400将典型地进一步包括彩色滤光器阵列(未显示出)，诸如具有拜耳图案(Bayer pattern)的彩色滤光器阵列。透镜模块500包括一个或多个透镜502。
[0019]在步骤308中，使用透明胶层和透明干粘合剂层，连结在第一方向上的图像传感器与透镜模块，各个透明胶层和透明干粘合剂层与图像传感器和透镜模块形成光学地串联耦合，以产生光学组件。透明干粘合剂层由不同于透明胶层的材料所形成，其厚度是透镜模块的FFL的函数，如下面所讨论。在步骤308的一个例子中，使用透明胶层604和透明干粘合剂层606，在第一方向602上光学地串联耦合图像传感器400、玻璃外表面402、光敏组件404和透镜模块500以产生光学组件608，如图6之横截面之所示。因此，透镜模块500和透镜502被配置在第一方向602上的各个透明干粘合剂层606、透明胶层604和图像传感器400之上。在一些实施例中，透明胶层604包括环氧树脂材料，而透明的干粘合剂层606包括丙烯酸材料。然而，透明胶层604和/或透明干粘合剂层606也可以由不同的粘合材料来形成，只要粘合材料对于感兴趣波长的光至少可部分地透明。
[0020]方法300可选择地还包括步骤304和306。在步骤304中，形成透明胶层，并在步骤306中，形成透明干粘合剂层。虽然图3显示步骤304在步骤306之前被执行，但步骤306也可替代地在步骤304之前进行，或者平行地进行。在步骤304和306的一个例子中，透明胶层604被设置在玻璃外表面402上，而透明干粘合剂层606被设置在透明胶层604上。在步骤304和306的另一个例子中，透明干粘合剂层606被设置在玻璃外表面402上，而透明胶层604被设置在透明干粘合剂层606上。在另一个步骤304和306的例子中，透明胶层604被设置在透镜模块500上，而透明干粘合剂层606被设置在透明胶层604上。在步骤304和306的又另一个例子中，透明干粘合剂层606被设置在透镜模块500上，而透明胶层604被设置在透明干粘合剂层606上。
[0021]使用于方法300中的透明干粘合剂层的厚度被如此选择，使得当透镜模块与图像传感器接合时，透镜模块的焦点与图像传感器的图像平面对齐。因此，透明干粘合剂层的厚度是透镜模块的FFL的函数，且透明干粘合剂层的厚度可以不同于透明胶层的厚度。例如，透明干粘合剂层606在第一方向602的厚度610是按照透镜模块500的FFL 612被选择，使得透镜模块500的焦点614在第一方向602上被对齐于图像传感器400的图像平面616。在方法300的一些实施例中，还包括确定透镜模块的FFL的步骤。
[0022]作为另一个例子，请考虑显示于图7之横截面的光学组件708。光学组件708也是经由方法300来形成，且光学组件708类似于图6的光学组件608。然而，光学组件708包括代替透镜模块500的透镜模块700和代替透明干粘合剂层606的透明干粘合剂层706。透镜模块700的FFL 712大于透镜模块600的FFL 612。必然地，透明干粘合剂层706的厚度710大于透明干粘合层606的厚度610，使透镜模块700的聚焦点714与图像传感器400的图像平面616对齐。
[0023]虽然方法300是以形成单一个光学组件来讨论，但也可以实施多个实例的方法300来形成多个光学组件，例如使用芯片级的技术。在这种情况下，透镜模块可以被设计为具有足够长的标称FFL，使得即使FFL处于其最小的预期值，在焦点位置成像也可以用适当的干粘合剂层的厚度来实现。
[0024]特征的组合
[0025]如上所述之特性以及如下面的权利要求可以以各种方式组合，而不脱离本发明的范围。下面的例子说明了一些可能的组合:
[0026](Al)、一种光学组件可以包括图像传感器，布置在第一方向上的图像传感器上的透镜模块、透明胶层和由不同于透明胶层的材料所形成的透明干粘合剂层。各个透明胶层和透明干粘合剂层可以被布置在第一方向上的图像传感器与透镜模块之间。各个透明胶层和透明干粘合剂层可以与图像传感器和透镜模块形成光学地串联耦合。
[0027](A2)、如(Al)所述的光学组件，其中，图像传感器可包括玻璃外表面，和与玻璃外表面光学地串联耦合的透明胶层和透明干粘合剂层。
[0028](A3)、如(A2)所述的光学组件，其中，图像传感器可包括多个在玻璃外表面下方的光敏组件。
[0029](A4)、如(Al)至(A3)任一项所述的光学组件，其中，透镜模块可包括至少一个设置在第一方向的透明胶层和透明干粘合剂层二者之上的透镜。
[0030](A5)、如(Al)至(A4)任一项所述的光学组件，其中，透明胶层可包括环氧树脂材料，而透明干粘合剂层可包括丙烯酸材料。
[0031](A6)、如(Al)至(A5)任一项所述的光学组件，其中，透明胶层在第一方向上的厚度可以不同于透明干粘合剂层在第一方向上的厚度。
[0032](BI)、一种用于形成光学组件的方法，其可包括使用透明胶层和透明干粘合剂层接合在第一方向上的图像传感器和透镜模块，该透明干粘合剂层是由不同于透明胶层的材料所形成，其中各个透明胶层和透明干粘合剂层是与图像传感器和透镜模块形成光学地串联親合。
[0033](B2)、如(BI)所述的方法，其中，可以进一步包括，在接合的步骤之前，将透明胶层设置在图像传感器和透镜模块之一的上面。
[0034](B3)、如(BI)所述的方法，其中，可以进一步包括，在接合的步骤之前，将透明干粘合剂层设置在图像传感器和透镜模块之一的上面。
[0035](B4)、如(BI)所述的方法，其中，可以进一步包括，在接合的步骤之前，将透明干粘合剂层设置在透明胶层的上面。
[0036](B5)、如(BI)所述的方法，其中，可以进一步包括，在接合的步骤之前，将透明胶层设置在透明干粘合剂层的上面。
[0037](B6)、如(BI)至(B5)任一项所述的方法，其中，可以进一步包括，所形成的透明干粘合剂层的厚度是透镜模块的凸缘焦距的函数。
[0038](B7)、如(B6)所述的方法，其中，还可以包括，在形成透明的干粘合剂层的步骤之前，确定透镜模块的凸缘焦距。
[0039](B8)、如(BI)至(B7)任一项所述的方法，其中，透明胶层可包括环氧树脂材料，而透明干粘合剂层可包括丙烯酸材料。
[0040]在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述的装置、方法和系统作出改变。例如，可以省略透明胶层，使得透明干粘合剂层接触图像传感器和透镜模块二者。作为另一个例子，两个或更多的透明干粘合剂层可以被布置在图像传感器和透镜模块之间。因此，包含在上述的描述中和显示在附图中的事项应当被解释为说明性的而不是限制性的。下面的权利要求旨在涵盖本文中所描述的一般的和特别的特征，以及本发明的装置、方法和系统的范围的陈述，其只是因为语言的关系，可以说均落入其间。
【主权项】
1.一种光学组件，其包括: 图像传感器； 透镜模块，在第一方向上设置在所述图像传感器上； 透明胶层，设置在该第一方向上的该图像传感器和该透该镜模块间；以及 透明干粘合剂层，设置在位于该第一方向上的该图像传感器和该透镜模块之间，该透明干粘合剂层是由不同于该透明胶层的材料所形成，该透明胶层和该透明干粘合剂层中的每一者与该图像传感器和该透镜模块形成光学地串联耦合。2.如权利要求1所述之光学组件，其中该图像传感器包括玻璃外表面，该透明胶层和该透明干粘合剂层是与该玻璃外表面形成光学地串联耦合。3.如权利要求2所述之光学组件，其中该图像传感器包括在该玻璃外表面下方的多个光敏组件。4.如权利要求3所述之光学组件，其中该透镜模块包括至少一个透镜，其是布置在该第一方向上的该透明胶层和该透明干粘合剂层二者之上。5.如权利要求3所述之光学组件，其中该透明胶层包括环氧材料，而该透明干粘合剂层包含丙烯酸材料。6.如权利要求3所述之光学组件，其中该透明胶层在该第一方向上的厚度不同于该透明干粘合剂层在该第一方向上的厚度。7.—种用于形成光学组件之方法，其包括使用透明胶层和透明干粘合剂层接合在第一方向上的图像传感器和透镜模块，该透明干粘合剂层是由不同于该透明胶层的材料所形成，该透明胶层和该透明干粘合剂层中的每一者与该图像传感器和该透镜模块形成光学地串联親合。8.如权利要求7所述之方法，还包括在该接合的步骤前，将该透明胶层设置在该图像传感器和该透镜模块中之一者的上面。9.如权利要求7所述之方法，还包括在该接合的步骤前，将该透明干粘合剂层设置在该图像传感器和该透镜模块中之一者的上面。10.如权利要求7所述之方法，还包括在该接合的步骤之前，将该透明干粘合剂层设置在该透明胶层的上面。11.如权利要求7所述之方法，还包括在该接合的步骤之前，将该透明胶层设置在该透明干粘合剂层的上面。12.如权利要求7所述之方法，还包括所形成的该透明干粘合剂层的厚度是该透镜模块的凸缘焦距的函数。13.如权利要求12所述之方法，还包括在该形成该透明干粘合剂层的步骤之前，决定该透镜模块的该凸缘焦距。14.如权利要求7所述之方法，该透明胶层包括环氧材料，而该透明干粘合剂层包含丙稀酸材料。
【文档编号】H04N5/225GK105991909SQ201610150979
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】黄俊善, 张家扬
【申请人】豪威科技股份有限公司