多透镜阵列模块中的紧凑间隔件的制作方法_2

文档序号:8266469阅读:来源:国知局
发明的教示,间隔件结构330环绕围绕图像传感器的所有经分割区域以及透镜322、324、326及328的周界,使得间隔件结构330都不安置于透镜322、324、326及328与安装于电路板321上的图像传感器的经分割区域中的任一者之间。在一个实例中,根据本发明的教示,间隔件结构330直接接合于电路板321上。
[0022]如在所描绘的实例中所展示,分别将透镜322、324、326及328指定为红色(R)、绿色(G)、透明(C)及蓝色(B)区域。换句话说,透镜322、324、326及328中的每一者经布置以将单个图像聚焦到图像传感器区的红色(R)、绿色(G)、透明(C)及蓝色⑶区域(例如,分别为如图2中所图解说明的图像传感器212的经分割区域214、216、218及220)中的相应一者上。因此,在一个实例中,透镜322仅形成红色图像,透镜324仅形成绿色图像,且透镜326仅形成蓝色图像。另外,在一个实例中,根据本发明的教示,透镜322、324、326及328中的每一者具有与正聚焦到对应图像传感器区上的特定光色彩对应的不同相应曲率半径。
[0023]相比之下,典型图像捕获单元使用同时形成红色、绿色及蓝色图像的单个成像透镜。然而,由于根据本发明的教示的每一透镜322、324、326及328个别地形成单个彩色图像,因此可通过个别地调整每一透镜及对应图像传感器的曲率半径来改进每一个别图像的光学质量(例如,清晰度)。因此,在一个实例中,根据本发明的教示,可根据光波长个别地调整透镜322、324、326及328中的每一者及对应经分割图像传感器的曲率半径以便获得高质量图像。因此,在一个实例中,根据本发明的教示,红色透镜相对于图像传感器的红色区域的曲率半径、绿色透镜相对于图像传感器的绿色区域的曲率半径及蓝色透镜相对于图像传感器的蓝色区域的曲率半径为不同的。在一个实例中,C透镜相对于图像传感器的C区域的曲率半径可经调整以与白色光对应,或(举例来说)可经调整以与绿色光对应。
[0024]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图像传感器412的两个经分割区域414及416上方的实例2X2多透镜阵列模块411的透镜阵列413的两个透镜422及424的横截面。在一个实例中,图4中所图解说明的横截面可与图2的虚线A-A'及/或图3的虚线A-A'对应。图4的图像传感器412的经分割区域414及416可为图2的图像传感器212的区域214及216的实例。类似地,图4的透镜阵列413的透镜422及424以及间隔件结构430A可分别为图3的透镜阵列313的透镜322及324以及间隔件结构330的实例。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。
[0025]如在图4中所图解说明的实例中所展示,根据本发明的教示,间隔件结构430A适于将透镜阵列413的透镜422及424与图像传感器412的经分割区域414及416分离开达透镜422及424的焦距f。在一个实例中,透镜422及424的焦距f以及图像传感器412的经分割区域414及416的宽度W为图1A的透镜102的焦距的一半及图像传感器104的宽度W的一半。
[0026]典型图像捕获单元可包含图像传感器上的拜耳型彩色滤光片阵列。相比之下,图4的图像传感器414及416的经分割区域可不包含拜耳型彩色滤光片阵列。返回参考上文在图2中所描述的实例,可分别将经分割区域214、216、218及220指定为红色(R)、绿色(G)、透明(C)及蓝色(B)区域。因此,红色区域可由单个红色滤光片覆盖,绿色区域可由单个绿色滤光片覆盖,蓝色区域可由单个蓝色滤光片覆盖,且透明或C区域可由任何滤光片覆盖或可由单个透明滤光片覆盖或可由单个绿色滤光片覆盖。
[0027]如在图4中所描绘的实例中所展示,透镜422的曲率半径不同于透镜424的曲率半径。在一个实例中,具有焦距f的透镜422的曲率半径与具有第一色彩(例如但不限于红色(R))的光对应,且具有焦距f的透镜424的曲率半径与具有第二色彩(例如但不限于绿色(G))的光对应。因此,根据本发明的教示,具有第一色彩的单个图像由透镜422聚焦到图像传感器412的分区区域414上,且具有第二色彩的相同单个图像由透镜424聚焦到图像传感器412的分区416上。
[0028]在一个实例中,可在每一透镜上面安置单个彩色滤光片。或者,可在每一透镜与单个图像传感器的每一经分割区域之间安置单个彩色滤光片。举例来说,如在图4中所描绘的实例中所展示,彩色滤光片432及434分别安置于透镜422及424上面。继续上文所论述的其中透镜422的曲率半径与红色(R)光对应且透镜424的曲率半径与绿色(G)光对应的实例,滤光片432为红色(R)滤光片且滤光片434为绿色(G)滤光片。
[0029]返回简略参考图2中所描绘的实例,红色(R)区域仅包含红色像素,绿色(G)区域仅包含绿色像素,且蓝色(B)区域仅包含蓝色像素。透明或C区域可在不应用滤光片时包含白色像素且在应用绿色滤光片时包含绿色像素。读出系统及/或处理器(未展示)可将红色、绿色及蓝色像素重新布置成拜耳图案或用于进一步处理彩色信号并形成彩色图像的任何图案。根据本发明的教示,C像素可用作用于特定处理的白色像素或仅充当绿色像素。
[0030]返回参考图4中所描绘的多透镜阵列模块411的实例,透镜阵列413的透镜422及424为安装到附接到间隔件结构430A的玻璃晶片415的低轮廓透镜,间隔件结构430A堆叠于透镜阵列413与电路板421之间。在一个实例中,根据本发明的教示,间隔件结构430A适于将透镜阵列413与图像传感器412分离达透镜422及424的焦距f。在一个实例中,多透镜阵列模块411还可包含安装到玻璃晶片417的透镜417及419,玻璃晶片417附接到间隔件结构430A及间隔件结构430B,如所展示。在一个实例中,间隔件结构430A及430B为实质上类似的且如所展示而堆叠。确实,如在所图解说明的实例中所展示,根据本发明的教示,间隔件结构430A及间隔件结构430B环绕围绕图像传感器的所有经分割区域以及透镜422、424、417及419的周界,使得间隔件结构430A及间隔件结构430B都不安置于透镜422、424、417及419及/或安装于电路板421上的图像传感器412的经分割区域414及416中的任一者之间。在一个实例中,根据本发明的教示,间隔件结构430A及430B如所展示直接接合于电路板421上。
[0031]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514、516、518及520的图像传感器512上方的多透镜阵列模块511的图像感测系统536的一部分的一个实例的框图。在一个实例中,应了解,图5的实例多透镜阵列模块511为图3的多透镜阵列模块311或图4的多透镜阵列模块411的一个实例,或图5的实例图像传感器512为图2的图像传感器212或图4的图像传感器412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。
[0032]如在图5中所描绘的实例中所展示,成像系统536包含定位于图像传感器512上方的多透镜阵列模块511、读出电路540、功能逻辑542及控制电路544。在所图解说明的实例中,将图像传感器512分割成四个经分割区域514、516、518及520。在一个实例中,每一经分割区域514、516、518及520由彩色滤光片覆盖。在一个实例中,根据本发明的教示,多透镜阵列模块511包含堆叠于多透镜阵列模块511的透镜阵列与图像传感器512之间的间隔件结构,例如图3的间隔件结构330或图4的间隔件结构430A及430B。如在所描绘的实例中所展示,多透镜阵列模块511适于将单个图像538引导到图像传感器512上。在一个实例中,根据本发明的教示,包含于多透镜阵列模块511中的透镜阵列中的每一透镜适于将单个图像538分别引导到分区514、516、518及520中的相应一者上,如上文所论述。
[0033]如在所描绘的实例中所展示,图像传感器512包含像素单元(例如,像素P1、P2…Pn)的二维(2D)阵列。所述像素阵列中的每一像素单可包含CMOS像素或CXD像素。如所图解说明,每一像素单元被布置到像素阵列的一行(例如,行Rl到Ry)及一列(例如,列Cl到Cx)中以获取人、地点、物体等的图像数据,接着可使用所述图像数据再现所述人、地点、物体等的2D图像。在一个实例中,图像传感器512为背侧照明式(B
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