多透镜阵列模块中的紧凑间隔件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般来说涉及图像传感器，且更具体来说，涉及一种用于经分割图像传感器的透镜阵列。
【背景技术】
[0002]图像捕获单元通常包含图像传感器及成像透镜。成像透镜将光聚焦到图像传感器上以形成图像，且图像传感器将光转换成电信号。电信号从图像捕获单元输出到主机电子系统或子系统中的其它单元。所述电子系统可为移动电话、计算机、数码相机或医疗装置。
[0003]随着图像捕获单元在电子系统中的使用的增加，对图像捕获单元特征、能力及装置尺寸的需求也增加。举例来说，越来越多地需要图像捕获单元具有更低轮廓，使得可减小包含所述图像捕获单元的电子系统的总体大小而同时不牺牲所捕获的所述光学图像的质量。图像捕获单元的轮廓可与从图像传感器的底部到成像透镜的顶部的距离相关联。
【发明内容】
[0004]在示范性实施例中，一种设备包括:图像传感器，其被分割成N个图像传感器区，其中所述图像传感器附接到电路板；透镜阵列，其包含N个透镜，接近所述图像传感器而安置，其中所述N个透镜中的每一者经布置以将单个图像聚焦到所述N个图像传感器区中的相应一者上；及间隔件结构，其堆叠于所述透镜阵列与所述电路板之间以将所述透镜阵列与所述图像传感器分离，其中所述间隔件结构环绕围绕所有所述N个图像传感器区及N个透镜的周界，使得所述间隔件结构都不安置于所述N个透镜与所述图像传感器的N个图像传感器区中的任一者之间。
[0005]在另一示范性实施例中，一种成像系统包括:像素阵列，其包含被分割成N个图像传感器区的图像传感器，其中所述N个图像传感器区中的每一者具有布置于其中的多个像素，其中所述图像传感器附接到电路板；透镜阵列，其包含N个透镜，接近所述图像传感器而安置，其中所述N个透镜中的每一者经布置以将单个图像聚焦到所述N个图像传感器区中的相应一者上；间隔件结构，其堆叠于所述透镜阵列与印刷电路之间以将所述透镜阵列与所述图像传感器分离，其中所述间隔件结构环绕围绕所有所述N个图像传感器区及N个透镜的周界，使得所述间隔件结构都不安置于所述N个透镜与所述图像传感器的N个图像传感器区中的任一者之间；控制电路，其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；及读出电路，其耦合到所述像素阵列以从所述多个像素读出单个图像数据。
【附图说明】
[0006]参考以下各图描述本发明的非限制性及非详尽实施例，其中在所有各视图中相似参考编号指代相似部件，除非另有规定。
[0007]图1A是包含成像透镜及图像传感器的图像捕获单元的示意图。
[0008]图1B是包含低轮廓成像透镜及图像传感器的低轮廓图像捕获单元的示意图。
[0009]图2图解说明根据本发明的教示具有四个经分割区域的图像传感器的一个实例的俯视图。
[0010]图3图解说明根据本发明的教示定位于具有四个经分割区域的图像传感器上方的2X2多透镜阵列模块的一个实例的俯视图。
[0011]图4是图解说明根据本发明的教示定位于低轮廓图像捕获单元的一个实例的两个经分割区域上方的实例2X2多透镜阵列模块的一个实例的两个透镜的横截面。
[0012]图5是图解说明根据本发明的教示包含定位于具有经分割区域的图像传感器上方的多透镜阵列模块的图像感测系统的一部分的一个实例的框图。
[0013]在图式的所有数个视图中，对应参考字符指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为了有助于改进对本发明的各种实施例的理解，图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件放大。此外，通常未描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本发明的这各种实施例的较不受阻挡的观察。
【具体实施方式】
[0014]在以下描述中，陈述众多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，所属领域的一般技术人员将明了，不需要采用特定细节来实践本发明。在其它实例中，未详细描述众所周知的材料或方法以避免使本发明模糊。
[0015]在本说明书通篇中对“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”的提及意指结合所述实施例或实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇的各个位置中短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”、“一个实例”或“一实例”的出现未必全部指代同一实施例或实例。此外，在一个或一个以上实施例或实例中，可以任何适合组合及/或子组合来组合所述特定特征、结构或特性。特定特征、结构或特性可包含于集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能性的其它适合组件中。另外，应了解，随本文一起提供的各图是出于向所属领域的一般技术人员解释的目的且图式未必按比例绘制。
[0016]本发明揭示针对于供在低轮廓图像捕获单元中使用的包含紧凑间隔件结构的多透镜阵列模块的实例方法及设备。如将了解，可提供根据本发明的教示供在低轮廓图像捕获单元中使用的多透镜阵列模块，而根据本发明的教示并不牺牲所捕获的光学图像的质量(例如分辨率(即，像素的数目)及清晰度)来实现低轮廓。
[0017]为了图解说明，图1A是包含成像透镜102及图像传感器104的图像捕获单元100的示意图。透镜102与图像传感器104之间的距离大致为f，其中f为透镜102的焦距。图像传感器104被透镜102覆盖的宽度为W，且透镜直径为D。为了比较，图1B展示包含成像透镜108及图像传感器110的低轮廓图像捕获单元106的示意图。透镜108与图像传感器110之间的距离大致为f/2，其中f/2为透镜108的焦距。图像传感器110被透镜108覆盖的宽度为W/2，且透镜直径为D/2。
[0018]在低轮廓图像捕获单元中，用低轮廓成像透镜替换所述成像透镜，而图像传感器不变。图像传感器104及110为相同图像传感器，且两个图像传感器具有相同像素阵列结构。由于图像传感器110的宽度为图像传感器104的宽度的一半，因此在一个尺寸上，图像传感器I1与图像传感器104相比将具有一半数目的像素。在两个尺寸上，图像传感器110与图像传感器104相比将具有四分之一数目的像素。换句话说，所捕获的图像的像素数目大致与透镜与图像传感器之间的距离的标度的平方成比例。
[0019]图2图解说明根据本发明的教示具有彼此紧密接近地布置于电路板221上的四个经分割区域214、216、218及220的图像传感器212。如下文将更详细地论述，根据本发明的教示，每一经分割区域214、216、218及220由多透镜阵列模块中的相应成像透镜覆盖。以此方式，多透镜阵列模块中的每一成像透镜的焦距可为在图像传感器未被分割成四个区域时的成像透镜的一半。因此，根据本发明的教示，可使用四个透镜及图像传感器的四个经分割区域来构造低轮廓图像捕获单元。低轮廓图像捕获单元与原始图像捕获单元相比将具有大致相同的分辨率(即，相同的像素数目)，因为使用图像传感器的四个区域。每一经分割区域的面积可类似于图1B的图像传感器110。在一个实例中，分别将图像传感器212的经分割区域214、216、218及220指定为红色(R)、绿色(G)、透明(C)及蓝色(B)区域。
[0020]图3图解说明根据本发明的教示定位于具有安装于电路板321上的四个经分割区域的图像传感器上方的2X2多透镜阵列模块311的一个实例的俯视图。在一个实例中，应了解，具有安装于图3的电路板321上的四个经分割区域的图像传感器为具有上文关于图2所论述的安装于电路板221上的四个经分割区域214、216、218、220的图像传感器212的一个实例。因此，应了解，下文所提及的类似命名及编号的元件如上文所描述而耦合及起作用。
[0021]如在图3中所描绘的实例中所展示，根据本发明的教示，多透镜阵列模块311包含2X2透镜阵列313，透镜阵列313包含安装到在具有安装于电路板321上的四个经分割区域的图像传感器上方的间隔件结构330的透镜322、324、326及328。在一个实例中，根据本发明的教示，透镜阵列313的透镜322、324、326及328为安装到附接到间隔件结构330的玻璃晶片315的低轮廓透镜，间隔件结构330堆叠于透镜阵列313与电路板321之间。在一个实例中，间隔件结构330适于将透镜阵列313与图像传感器分离达透镜322、324、326及328的焦距。如在所图解说明实例中所展示，根据本