一种壳体和包括壳体的红外照相机装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年8月14日申请的、名称为"INFRARED CAMERA SYSTEM HOUSING WITH METALIZED SURFACE"的美国临时专利申请61/683124的权益，通过引用将其全文并入 本文中。
技术领域
[0003] 本发明的一个或多个实施方式总的涉及成像设备，更具体地说，例如，涉及红外成 像设备。
【背景技术】
[0004] 现有的红外成像设备，如红外照相机，常常遭受可能不利地影响其性能的环境条 件。例如，不期望的辐射可能降低热成像精度并且可能引入低空间频率非均匀性。
[0005] 具体地，从视场之外（例如，希望成像的目标场景之外）接收的辐射或不均匀加热 (例如，通过外部源或这些设备的部件）可能显著降低这些设备的精度和均匀性。这些影响 对于具有小形状因数的红外成像设备可能变得特别显著。
【发明内容】
[0006] 根据本公开的各种实施方式，红外照相机模块的壳体可以用基本上非金属的外罩 实现，其配置成基本上或完全包围红外成像设备的各种部件。金属层可以布置在外罩的不 同内和/或外表面上。这种实现方式可以用来减少各种环境条件的影响，环境条件可能不 利地影响红外成像设备的性能。此外，一个或多个导电迹线（例如，电连接件）可以建立 在壳体中和/或壳体的不同表面上以便于来自红外成像设备的部件的信号通过，所述部件 例如红外传感器、读出电路、温度测量部件和/或其他部件。可以提供一个或多个基准标记 以在制造过程中对准红外照相机模块的各种部件。这些和其他特征和优点将在本文中进一 步描述。
[0007] 在一个实施方式中，一种壳体，其适于至少包围红外传感器组件，该壳体包括：非 金属的外罩；和布置在所述外罩的大部分内表面和/或外表面上的金属层。
[0008] 优选地，所述金属层布置在所述外罩的所有的内表面和/或外表面上，其中所述 外罩由塑料构成。
[0009] 优选地，所述金属层展现出比所述外罩低的发射率，这减小了场外辐射对所述红 外传感器组件捕获的图像帧的影响，其中所述外罩展现出的发射率范围为0. 8至0. 95,其 中所述金属层展现出的发射率范围为〇. 02至0. 11。
[0010] 优选地，所述金属层展现出比所述外罩高的热导率，这减小了所述红外传感器组 件的非均匀加热，其中所述金属层适于衰减由所述红外传感器组件发出的电磁干扰并且屏 蔽所述红外传感器组件以免受入射在所述外罩上的电磁干扰。
[0011] 优选地，所述金属层包括：铜子层，其厚度范围为4 μ m至16 μ m ;镍子层，其厚度范 围为2. 5μηι至10. 5μηι ;和金子层，其厚度范围为0. 05 μ m至0. 15 μ m。
[0012] 优选地，所述壳体包括至少一个基准标记，其位于所述外罩的表面上并且适合用 于将所述壳体与所述红外传感器组件对准。
[0013] 优选地，所述壳体包括与所述金属层电隔离的导电迹线，其中所述导电迹线至少 部分地布置在所述外罩的表面上，其中所述导电迹线适于电连接到外部部件。
[0014] 优选地，所述导电迹线包括金属层的一部分，该金属层的一部分与所述金属层的 其他部分电隔尚。
[0015] 优选地，所述壳体是模制互连器件，其中所述导电迹线至少部分地处于所述壳体 的至少一个壁内。
[0016] 优选地，所述导电迹线适合于提供从被所述壳体包围的内部空腔至所述壳体的外 部的电连接，并且所述导电迹线电连接到适合用于确定与所述壳体相关联的温度的温度测 量部件。
[0017] 优选地，所述导电迹线包括至少一个基准标记，其适合用于将所述壳体与所述红 外传感器组件对准。
[0018] 优选地，所述基准标记包括L形的特征和/或倒角的角部中的至少一个。
[0019] 在另一个实施方式中，一种红外照相机装置，其包括：如上述的壳体；安装在所述 壳体中的透镜镜筒；所述红外传感器组件；被实现为快门的所述外部设备；和基座，其中所 述壳体安装在所述基座上并且所述导电迹线与所述基座电接触，其中所述导电迹线适合在 所述快门和所述基座之间传递电信号。
[0020] 在另一个实施方式中，一种方法包括提供基本上非金属的外罩；使外罩的大部分 内表面和/或外表面金属化以提供金属层；其中外罩和金属层构成壳体；和其中壳体适于 至少基本上包围红外传感器组件。
[0021] 在另一个实施方式中，一种系统包括红外照相机模块，该模块包括：适于拍摄图像 帧的红外传感器组件；和至少基本上包围红外传感器组件的壳体，壳体包括：基本上非金 属的外罩，和布置在外罩的大部分内表面和/或外表面上的金属层。
[0022] 在另一个实施方式中，一种装置包括壳体，壳体包括：基本上非金属的外罩；在外 罩的大部分内表面和/或外表面上的金属层；其中，壳体适于至少基本上包围红外传感器 组件；和其中壳体适于与移动个人电子设备的插座接合。
[0023] 在另一个实施方式中，一种装置包括被实现为适于至少基本上包围红外传感器组 件的模制互连器件（MID)的壳体，壳体包括导电迹线；和安装在壳体的内表面上的温度测 量部件，其电连接到导电迹线，并适于用来确定与壳体相关联的温度。
[0024] 本发明的范围由权利要求确定，其并入本节作为参考。通过考虑下面对一个或多 个实施方式的详细描述，本发明实施方式的更完整的理解以及其另外优点的实现将被提供 给本领域技术人员。参考将被首先简要描述的附图。
【附图说明】
[0025] 图1示出了根据本公开的实施方式的配置成被实施在主机设备中的红外成像模 块。
[0026] 图2示出了根据本公开的实施方式的组装好的红外成像模块。
[0027] 图3示出了根据本公开的实施方式的并置在插座上面的红外成像模块的分解图。
[0028] 图4A-4D示出了光学元件的示例性实现方式，其可以被实现在根据本公开的实施 方式的红外成像模块中。
[0029] 图 5A-1，5A-2, 5B-1，5B-2, 5C-1，5C-2, M-Ι，5D-2, 5E-1 和 5E-2 示出 了根据本公开 各种实施方式的用几种形状因数实现的红外成像模块的剖视图。
[0030] 图 5F-1，5F-2，5G-1，5G-2，5G-3，5H-1，5H-2，51，5J-l，5J-2，5K，5L-1，5L-2，5L-3， 5M-1，5M-2, 5N，50-1，50-2和5P示出了根据本公开各种实施方式的用几种形状因数实现的 红外成像模块的其他视图。
[0031] 图6-8示出了根据本公开各种实施方式的用几种布局实现的红外成像模块。
[0032] 图9A-B示出了根据本公开各种实施方式的安装在插座中的红外成像模块。
[0033] 图10A示出了根据本公开的实施方式的被从插座移除的图9A的红外成像模块。
[0034] 图10B示出了根据本公开的实施方式的图9A的红外成像模块，其中壳体的外罩以 半透明的形式表示以显示壳体的金属层。
[0035] 图10C示出了根据本公开的实施方式的图9A的红外成像模块，其中外罩和金属层 都以半透明的形式表示以显示被壳体包围的几个部件。
[0036] 图11A-B示出了根据本公开各种实施方式的图9A的红外成像模块，其中壳体被移 除。
[0037] 图12A-D示出了根据本公开各种实施方式的图9A的红外成像模块的壳体的实施 方式的几个视图，其具有内部金属层。
[0038] 图12E示出了根据本公开的实施方式的沿图12B的线12E-12E截取的横截面。
[0039] 图13示出了根据本公开的实施方式的具有内部和外部金属层的壳体。
[0040] 图14A-G示出了根据本公开的各种实施方式的具有内部金属层和外部导电迹线 的壳体的几个视图。
[0041] 图14H示出了根据本公开的实施方式的沿图14G的线14H-14H截取的横截面。
[0042] 图141示出了根据本公开的实施方式的沿图14G的线141-141截取的横截面。
[0043] 图15示出了用于组装根据本公开的实施方式的红外成像模块的对准技术。
[0044] 图16A-C示出了根据本公开的各种实施方式的具有基准标记的壳体的几个视图。
[0045] 图17示出了根据本公开的实施方式的快门。
[0046] 图18示出了图17的快门，其被定位以组装为根据本公开的实施方式的红外成像 模块的一部分。
[0047] 图19A-B示出了根据本公开的各种实施方式的红外成像模块的几个视图，其中图 17的快门被安装并以半透明的形式表示以示出与壳体外表面上的焊盘接合的快门的接触 件。
[0048] 图20示出了根据本公开的实施方式的制造红外成像模块的工艺。
[0049] 本发明的实施方式及其优点通过参照下面的详细描述而被最好地理解。但是应当 理解的是，在一个或多个图中，同样的附图标记用于标识同样的元件。
【具体实施方式】
[0050] 图1示出了根据本公开的实施方式的配置成被实施在主机设备102中的红外成像 模块100 (例如，红外照相机或红外成像设备）。对于一个或多个实施方式，红外成像模块 100可以用小的形状因数实现，并根据晶片级封装技术连同本文中所讨论的其他新颖的红 外照相机封装技术来实现。
[0051] 在一个实施方式中，红外成像模块100可以配置成实施在小的便携式主机设备 102中，如移动电话、平板计算设备、膝上型计算设备、掌上电脑、可见光照相机、音乐播放器 或任何其他适当的设备。在这方面，红外成像模块100可以用来给主机设备102提供红外 成像特征。例如，红外成像模块100可以配置成拍摄、处理和/或以其他方式管理红外图像 并将这种红外图像提供给主机设备102以便以任何所需方式使用（例如，为了进一步的处 理而存储在存储器中、显示、由主机设备102上运行的各种应用程序来使用、输出到其他设 备、或用于其它用途）。
[0052] 在各种实施方式中，红外成像模块100可以配置成在低电压电平下和很宽的温度 范围内操作。例如，在一个实施方式中，红外成像模块1〇〇可以利用大约2. 4伏、2. 5伏、2. 8 伏、或更低电压的电源来操作，并且在大约-20摄氏度至大约60摄氏度的温度范围内操作 (例如，提供超过大约80摄氏度的合适动态范围和性能）。在一个实施方式中，通过在低电 压电平下操作红外成像模块100,与其它类型的红外成像设备相比，红外成像模块100的自 发热量可以减小。因此，红外成像模块100可以在无需显著的额外措施来补偿这种自发热 的情况下操作。
[0053] 如图1中所示，主机设备102可以包括插座104、快门105、处理器195、存储器196、 显示器197和/或其他部件198。插座104可以配置成接收红外成像模块100,如箭头101 所示。在这点上，图2示出了根据本公开的实施方式的组装在插座104中的红外成像模块 100〇
[0054] 处理器195可被实现为任何适当的处理设备（例如，逻辑设备、微控制器、处理