CN101494721B - 图像捕获模块及其制造方法和电子信息装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像捕获模块及其制造方法和电子信息装置。本发明中的一种图像捕获模块包括支持器构件，其内容纳有用于在图像捕获芯片上对物体光线进行成像的聚焦透镜，该图像捕获芯片附着在基片上，并且该支持器构件附着在该基片上以覆盖该图像捕获芯片，其中该支持器构件直接支撑在该图像捕获芯片的表面上。

Description

图像捕获模块及其制造方法和电子信息装置

本非临时申请根据35 U.S.C§119(a)要求于2007年11月15日提交的日本专利申请No.2007-297306，2007年11月20日提交的日本专利申请No.2007-300976和2008年4月17日提交的日本专利申请No.2008-108373的优先权，在此作为参考将上述申请的全部内容合并到本申请中。

技术领域：

本发明涉及图像捕获模块，其中具有模块化(集成的)的图像捕获元件，该图像捕获元件包含多个光接收部分和透镜，该多个光接收部分用于光电转换和捕获来自物体的图像光线，该透镜用于对入射到图像捕获元件上的入射光形成图像；本发明还涉及一种制造图像捕获模块的方法，以及含有图像捕获模块的电子信息装置，如数字照相机(例如，数字摄像机和数字静态照相机)、图像输入照相机(例如，车载照相机)、扫描仪、传真设备、具有照相功能的蜂窝式电话装置、个人数字助理(PDA)，其内具有图像捕获元件作为图像输入装置(例如车载照相机)。

背景技术

这一类型的传统的图像捕获模块主要用作带照相装置的蜂窝式电话装置、个人数字助理(PDA)以及卡片式照相机。在这样的图像捕获模块中，陶瓷、含有玻璃的环氧树脂以及类似物的基质上具有固态图像捕获芯片，该图像捕获芯片包括多个光接收部分和固定有透镜的支撑元件，其中该多个光接收部分用于光电转换和捕获来自物体的成像光线，该透镜用于对入射到图像捕获元件上的入射光成像。在该技术中，重要的是精确地确定透镜和图像捕获元件之间的距离，和精确地对入射到图像捕获元件上的入射光进行成像以得到清晰的图像。

参考文献1中公开了一种方法，该方法中直接接触和固定镜筒的底部表面，其用于将透镜固定在固态图像捕获芯片的图像捕获元件的外围上，以作为精确确定透镜和图像捕获元件之间的距离的方法。首先，参考图8，将详细描述参考文献1中的图像捕获模块。

图8是参考文献1中公开的传统图像捕获模块基本结构的结构示意图。图8(a)是传统图像捕获模块的纵向方向的横向截面视图，图8(b)为传统图像捕获模块的顶视图。

图8中，传统图像捕获模块100包括透镜部分101和图像传感器芯片102，其中透镜部分101中配置有透镜101a和用于固定透镜101a的镜筒101b。另外，图像传感器芯片102包括作为图像捕获元件的传感器部分102a，用于处理来自传感器部分102a的信号的逻辑电路部分102b，作为输入和输出终端的焊接区102c，其用于逻辑电路部分102b和外部的连接。

这里，透镜101a是非球面凸透镜，其具有对图像传感器芯片102上的入射光进行成像的功能。

镜筒101b具有圆筒状、正方形状或类似形状，并且在其内部圆周部分区域的预定位置支撑透镜101a。镜筒101b用作透镜的支撑部分。透镜支撑部分不要求形成为管状。例如，透镜支撑部分可以利用来自底部的一个或多个点来支撑透镜101a。镜筒101b的底部表面在空间d中固定在图像传感器芯片102的逻辑电路部分102b上，该空间d处没有设置传感器盖102d。在该示例中，传感器盖102d有向四个方向延伸的连接部分e，并且镜筒101b的四个低端部区域被安装和固定在图像传感器芯片102上的没有连接部分e的四个空间d上。

镜筒101b和图像传感器芯片102利用例如紫外线固化树脂相互粘结在一起。在该示例中，镜筒101b的低端部的底部表面被安置在图像传感器芯片102的预定位置上，然后用紫外线固化树脂将图像传感器芯片102粘结到镜筒101b上。可替换地，可以先分别或两个一起在图像传感器芯片102和镜筒101b上涂上紫外线固化树脂，然后在将图像传感器芯片102和镜筒101b定位。将紫外线照射在紫外线固化树脂上，以将图像传感器芯片102和镜筒101b粘结和固定。因此，根据传统的照相模块100，用于支撑透镜101a的透镜支撑部分(镜筒101b)被直接固定在图像传感器芯片102上，从而来减小尺寸。由于透镜支撑部分(镜筒101b)是透镜101a和图像传感器芯片102之间唯一的部件，在透镜101a和图像传感器芯片102的传感器部分102a之间的距离中由于叠加引起的误差会小，因此，透镜和图像传感器芯片的相对位置的精度也会高，安置会更加可靠。

图像传感器芯片102中的传感器部分102a被形成在图像传感器芯片102的中心表面上，该传感器部分102a是图像捕获元件，用于将光信息转换为电信号并且输出该电信号作为图像捕获信号。图像捕获元件包括大量读出象素。传感器部分102a例如是CCD元件和CMOS元件。在传感器部分102a中，多个微芯片透镜形成在读出象素上，该微芯片透镜能聚焦入射到读出象素上的入射光。

逻辑电路部分102b为从每一个传感器部分102a中输出的图像捕获信号执行多种信号处理，如信号放大处理和噪音降低处理等。

焊接区102c是输入输出终端，其与逻辑电路部分102b电连接。焊接区102c通过电线结合与外部电极电连接。例如，图像传感器芯片102被定位在电路板上，该电路板可被配置为蜂窝式电话装置、个人数字助理(PDA)以及卡片式照相机等类似装置，焊接区102c和电路板通过电线结合来电连接。此外，图像传感器芯片102被定位在子电路板上，该子电路板上安装有无源部件如电阻器或电容器，和有源部件如晶体管和大规模集成电路；该焊接区102c和该子电路板通过电线结合来电连接。该子电路板也能与蜂窝式电话装置、个人数字助理(PDA)以及卡片式照相机等类似装置电连接。

传感器盖102d被定位成用于至少保护传感器部分102a处，其阻止外来物体附着到传感器部分102a上。传感器盖102d有接触部分，其被固定在图像传感器芯片102上且在传感器部分102a的区域外部。传感器盖102d和传感器部分102a之间有间隔。传感器盖102d由透明的合成树脂或玻璃制成。合成树脂包括不同种类的树脂，如硅树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、尼龙树脂等类似物。传感器盖102d被粘结或卷曲在图像传感器芯片102上。在粘结时使用例如紫外线固化树脂。传感器盖102d在图像捕获模块的制造过程中形成，并且在图像捕获模块的使用过程中继续被附着。也就是，在使用过程中传感器盖102d是不被移除的。因此，传感器部分102a上面的传感器盖102d要求是透明的，以是得入射光能够通过。然而，整个传感器盖102d并不要求是透明的。

传感器盖102d的入射表面被称为透镜101a那侧的表面，其与传感器部分102a的表面之间的距离被要求大于或等于预定距离。通过透镜101a的入射光逐渐会聚并且在传感器部分102a上形成图像。因此，当外部物体直接附着在传感器部分102a上，或是外部物体附在远离传感器部分102a以上预定距离的传感器盖102d上的情况下，该外部物体在传感器部分102a捕获的图像中会呈现不同大小。特定地，在透镜101a是会聚透镜的情况下，传感器盖102d的入射表面离传感器部分102a的上方越远，附在传感器盖102d上的外部物体在传感器部分102a所成的图像中越小。因此，传感器盖上附着的外部物体的影响可以被减弱。

如图8(b)中所示，传感器盖102d有连接部分，其用于连接邻近一个图像传感器芯片102的传感器盖102d。该连接部分在分割时被切断。通过该连接部分与传感器该102d相连接，晶片上所有芯片被形成为一个整体。

此外，为了维持光学精确度，在镜筒101b和图像传感器芯片102的接触部分没有传感器盖102d，使得镜筒101b和图像传感器芯片102相互直接接触。作为代替地，设置了传感器102d的开口(空间d)。类似地，为了方便布线，在焊接区102c上方也没有设置传感器盖102d，并且作为代替地，设置了传感器盖102d的开口。

根据如上描述的参考文献1，固定透镜101a的镜筒101b的低端部的四个底部表面被放置并固定在图像传感器芯片102上，因此透镜101a和传感器部分102a之间的距离可精确地确定。进一步，根据参考文献1，传感器盖102d本身也有附加价值如“红外拦截滤波器”、“光圈”和“低通滤波器”，和四个通孔(支持器从镜筒101b的底部表面延伸所通过的空间d)。此外，支持器从镜筒101b的底部表面延伸出来并且直接接触图像传感器芯片102，因此透镜101a和传感器部分102a之间的距离可以被精确地确定。

其次，参考图9来详细描述参考文献2中的图像捕获模块。在参考文献1中，镜筒101b插入在透镜101a和传感器部分102a之间。在另一方面，参考文献2中公开了一种精确定义透镜和图像捕获元件之间距离的方法，该方法利用了透镜部件中的一部分延伸一个焦距(到传感器的距离)，并且将从透镜部分延伸的末端部分压向芯片图像传感器。

图9是参考文件2中公开的传统图像捕获设备基本机构的纵向方向的横向截面视图。

在图9中，传统的图像捕获设备200包括：基片201，位于基片201的一个表面上的图像捕获元件202；光学元件203，其在图像捕获元件202的图像捕获区域中用于聚焦光线和对物体成像；透镜框架(支持器元件)204，其覆盖光学元件203和图像捕获元件202；旋转元件205，其设置在透镜框架204的上表面(前面部分)并且配备有磁铁；光遮挡板206，其设置在旋转元件205的下面，用于遮挡光线；光圈挡片207，其设置在光遮挡板206的下面，用于调整进入光学元件203的光量；红外拦截滤波器208，其由光遮挡板206和光圈挡片207支撑；压力元件209，其为弹簧，被设置在光圈挡片207和光学元件203之间，用于将光学元件203压向基片201那侧；以及位置确定电子部件210，其用于确定透镜框架204的位置。旋转元件205、遮挡板206、光圈挡片207和红外拦截滤波器208共同被定义为透镜框架204的上端部部分211(支持器元件的前面部分)。

使用透明的玻璃或是塑料材料来制作光学元件203，光学元件203具有位于基片201侧(光轴方向的背面)上的第一透镜元件212、位于该第一透镜元件212上方的第二透镜元件213、位于第一透镜元件212和第二透镜元件213之间的光圈部分214，其用于调整入射到第一透镜元件212上的光量。第一透镜元件212和第二透镜元件213的光轴是彼此相同的。

第一透镜元件212包括凸状的第一透镜部分212a和管状的环绕第一透镜部分212a的下腿部分212b。在标准的图像捕获模式中，在下腿部分212b的下端部部分有接触图像捕获元件202的表面的接触部分212c。另外，压力元件209接触该下腿部分212b的上表面。在标准的图像捕获模式中，第一透镜元件212由压力元件209的压力(偏置力)被压向基片201侧。另外，套环部分212d被形成为从管状下腿部分212b向外伸展，并且在俯视图中呈环状。尽管第一透镜元件212的焦距是离透镜主点的距离，根据部分测量，该距离和从套环部分212d的表平面位置到下腿部分212b的低端部的接触部分212c的测量受制造公差控制。

结果，第一透镜元件212的一部分被延伸至焦距位置(到传感器的距离)，从第一透镜元件212的下表面延伸出来的下腿部分212b的末端部分(下端部的接触部分212c)被压向图像捕获元件202的表面。第一透镜元件212和图像捕获元件202被定位成使得第一透镜元件212和图像捕获元件202之间的距离能被高度精确地设定。

接下来，参考文献3公开了照相机模块，其中图像捕获元件芯片位于基片上，并且其内具有透镜的管状支持器覆盖图像捕获元件芯片。为了确定透镜和图像捕获元件芯片之间的距离，从该支持器凸出的凸出部分的下表面通过粘合剂被附着在图像捕获元件芯片的表面上。

参考文献4公开了一种制造如参考文献3中所述的照相机模块的方法。在该方法中，在核查透镜的聚焦状态过程中，利用粘合剂，支持器的凸起部分被拉伸到图像捕获元件芯片的上表面附近。结果，支持器的位置被确定在透镜聚焦在图像捕获元件上的位置，并且粘合剂被干燥。

此外，参考文献5公开了一种照相机模块，该照相机模块包括定位在基片上的图像捕获芯片、定位在图像捕获元件芯片上的顶部表面部分、从顶部表面部分向图像捕获元件芯片侧凸出的凸出部分，且凸出部分接触图像捕获元件芯片的上表面，图像捕获元件芯片的上表面和顶部表面部分利用粘合剂被固定。

参考文献1：日本公开专利JP2004-260356

参考文献2：日本公开专利JP2004-266340

参考文献3：日本公开专利JP2007-184801

参考文献4：日本公开专利JP2007-150428

参考文献5：日本公开专利JP2007-259064

发明内容

然而，根据如上描述的传统图像捕获模块100，将传附加价值如“红外拦截滤波器”、“光圈”和“低通滤波器”等提供给感器盖102d作为一个整体，传感器部分102a上的传感器盖102d被要求由类似于能通过光线的透镜的光学材料制成。另外，除了在传感器部分102a的上方，传感器盖102d还被要求为能遮挡光线。然而，当空间d内的圆形物的内部通过光线，而圆形物的外部屏蔽光线时，如图8(a)和8(b)中所示，为了阻挡光线从侧向入射到传感器部分102a，在制造中仅屏蔽在腿部向下方向延伸的部分是困难的。另外，在传感器盖102d中开有通孔(空间d)，因此镜筒101b的分开成四个部分的下端部部分接触图像传感器芯片102。这很有可能会造成在横向方向通过空间d到传感器部分102a的漏光，并且可能会造成重影/光斑。此外，在X和Y方向上均要求精确的测量，以将镜筒101b定位在图像传感器芯片102上，并且将透镜101a的光轴定位在传感器部分102a的中心。实际上，尽管镜筒101b的四个下端部部分被允许通过传感器盖102d上的通孔(空间d)，如果在尺寸上(间隙大于或等于预定尺寸)下端部部分和通孔(空间d)之间没有足够的空间，下端部部分也不能顺利地进入通孔。如果空间太大，在X和Y方向的尺寸测量的精确度就会丢失。在制造时，会有大量的部件，结构也会很复杂。另外，有许多项目是受到控制的，也需花费大量的工时，并且安装的精确度也会成为一个问题。

根据传统的图像捕获设备200，为了在Z方向上确定位置，从第一透镜元件212的下表面延伸出来的下腿部分212b直接被安置在图像捕获元件202上，第一透镜元件212和图像捕获元件202的表面之间的距离能以高精度地被确定。结果，装配的精度得到提高。由于金属模型结构较为复杂，为了得到一个预定水平的透镜性能，对精度会有所要求。另外，由于压力元件209(弹簧)对传感器芯片(图像捕获元件202)侧的压力(偏置力)总是需要的，压力元件209(弹簧)被定位在第一透镜元件212的上表面上，并且也需要另一元件来按压和保持压力元件209。结果，部件的数量就会增长，结构也会变得复杂。为此，就有许多项目需要控制，也需花费大量的工时，并且安装的精度也会成为一个问题。另外为了消减在图像捕获模块安装中的部件精度和安装精度，传统的图像捕获设备200要求第一透镜元件212中的透镜位置的聚焦调整。

此外，根据参考文献3至5中的照相机模块，粘合剂存在于图像捕获元件芯片的上表面、支持器的凸出部分和顶部表面部分。粘合剂层在厚度上有从5到25μm的较大变化，从而，在支持器中的透镜和图像捕获元件芯片之间的距离不能被精确的确定。为提高生产率和光聚焦效率的光学调整是不可能忽略的。

本发明意在解决上述提到的传统问题。本发明中的目的在于提供一种图像捕获模块，其通过减少组成部件的数量而具有简单的结构，能减少装配的工时，提高安装精度，并且不用光学调整；本发明还提供了一种该图像捕获模块的制造方法；以及使用该图像捕获模块作为图像输入装置如车背部安装监视照相机的电子信息装置。

根据本发明的图像捕获模块包括支持器构件，其内容纳和固定有用于在图像捕获芯片上对物体光线成像的聚焦透镜，该图像捕获芯片附着在基片上，并且该支持器构件附着在该基片上以覆盖该图像捕获芯片，其中，该支持器构件中直接支撑在该图像捕获芯片的表面上的一部分上的台阶部分充当用于该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面的高度方向的位置确定部分，以及该图像捕获模块还包括用于将该支持器构件的底部表面粘合到该基片的粘合部分，从而实现前述目的。

更进一步来讲，本发明中的图像捕获模块包括支持器构件，其中，图像捕获芯片附着在基片上，用于在该图像捕获芯片上对物体光线成像的聚焦透镜被容纳并固定在该支持器构件的背面的凹入部分内，该支持器构件附着在该基片上以便通过该背面的凹入部分以覆盖该图像捕获芯片，使得该背面的凹入部分的内部呈封闭或半封闭状，其中，设置在该支持器构件的背面的凹入部分内部的台阶部分设置有用于该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面的高度方向的位置确定部分，并且直接接触该图像捕获芯片的表面并由该图像捕获芯片的表面支撑，以及该图像捕获模块还包括用于将该支持器构件的底部表面粘合到该基片的粘合部分，从而实现上述目的。

更进一步来讲，本发明中的图像捕获模块包括支持器构件，其内容纳在图像捕获芯片上对物体光线成像的聚焦透镜，该图像捕获芯片附着在基片上，该支持器构件附着在该基片上以覆盖该图像捕获芯片，其中该支持器构件的三点被支撑在图像捕获芯片的表面上，从而实现上述目的。

更进一步来讲，本发明中的图像捕获模块包括支持器构件，其中图像捕获芯片附着在基片上，在图像捕获芯片上对物体光线成像的聚焦透镜设置在该支持器构件的背面凹入部分的内部，且该支持器构件附着在该基片上，其利用背面上的凹入部分以形成背面上的凹入部分的内部封闭或半封闭的形式以覆盖该图像捕获芯片，其中，在背面的凹入部分的内部提供台阶部分，该台阶部分有高度方向的位置确定部分，该位置确定部分在三个点上接触该图像捕获芯片的表面，从而实现上述目的。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该支持器构件中的直接被支撑在该图像捕获芯片的表面上的一部分被定义为聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面的高度方向的位置确定部分。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该高度方向的位置确定部分是台阶部分的表面的一部分或是全部，或是从台阶部分凸起的呈平面状或是尖头状的凸起部分。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该凸起部分具有呈圆形状或是椭圆形状的顶端表面，该顶端表面接触该图像捕获芯片的表面。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，具有多个凸起部分，并且该凸起部分在多个点中接触该图像捕获芯片中的图像捕获区域以外的表面。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该三个点被定义为用于该聚焦透镜和该图像捕获芯片表面的高度方向的位置确定部分。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该高度方向的位置确定部分是呈尖状凸起的凸起部分。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该凸起部分具有呈圆形状的顶端表面，该顶端表面接触该图像捕获芯片表面。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该凸起部分具有接触该图像捕获芯片中的图像捕获区域以外的表面的顶端表面。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该台阶部分被形成为消除由于切割边缘表面产生的图像捕获芯片的表面端部边缘处的变形部分。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该台阶部分通过消除由于切割边缘表面产生的图像捕获芯片的表面端部边缘处的变形部分，而形成凸起。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该聚焦透镜被定位在该支持器构件的背面的凹入部分的内部的底部表面上，并被容纳，并且该背面的凹入部分内的侧壁粘附并固定在聚焦透镜的外部圆周端面上。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该聚焦透镜是两个透镜的耦合透镜，并且在该两个透镜之间支持在中间部分有通光孔的遮光膜。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，红外线拦截滤波器以横过该图像捕获芯片的上方的方式设置在支持器构件内，该红外线拦截滤波器拦截经过该聚焦透镜的入射光中的红外线，输出该入射光到该图像捕获芯片的那侧。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，在该支持器构件的背面上的台阶部分的一部分或整个表面被定义为高度方向的位置确定部分，且该位置确定部分被直接放置在图像捕获芯片上而没有插入粘合剂。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，该高度方向的位置确定部分，利用该台阶部分的一部分表面或整个表面通过两个表面接触或是三个表面接触，而接触该图像捕获芯片的表面。

优选地，在本发明中的图像捕获模块中，提供台阶作为从支持器构件的凹入部分的底面上的高度方向的位置确定部分，且没有任何其它台阶插入，其中该凹入部分是透镜容纳参考表面。

根据本发明的一种制造图像捕获模块的方法包括：传感器单元形成步骤，其将图像捕获芯片附着在基片上；透镜单元形成步骤，其将用于对物体光线在该图像捕获芯片上进行成像的聚焦透镜容纳并固定在支持器构件的背面上的凹入部分内部，该透镜单元形成步骤和该传感器单元形成步骤可以按此顺序，也可以按颠倒顺序；以及传感器单元和透镜单元耦合步骤，其将该背面上的凹入部分内部的台阶部分中的高度方向的位置确定部分直接接触该图像捕获芯片的表面，并利用该背面上的凹入部分覆盖该图像捕获芯片，并且更进一步在这种状态下将该支持器构件的底部表面粘合到该基片上以封闭或半封闭该背面上的凹入部分，其中该台阶部分的该高度方向的位置确定部分确定该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面之间的距离，并且直接由该图像捕获芯片的表面支撑，从而实现上述目的。

根据本发明的一种制造图像捕获模块的方法包括：传感器单元形成步骤，其将图像捕获芯片附着在基片上；透镜单元形成步骤，其将用于对物体光线在该图像捕获芯片上进行成像的聚焦透镜容纳并固定在支持器构件内，该透镜单元形成步骤和该传感器单元形成步骤可以按此顺序，也可以按颠倒顺序；以及传感器单元和透镜单元耦合步骤，其将该支持器构件的内部提供的高度方向的位置确定部分直接接触该图像捕获芯片的表面并且覆盖该图像捕获芯片，并且更进一步在这种状态下将该支持器构件的底部表面粘合到该基片上以封闭或半封闭该内部，其中该高度方向的位置确定部分确定该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面之间的距离，并且直接由该图像捕获芯片的表面支撑，从而实现上述目的。

优选地，在本发明中的制造图像捕获模块的方法中，该传感器单元形成步骤中，将该图像捕获芯片安装在该基片的预定位置上，引线结合该图像捕获芯片的多个输入和输出焊垫和基片的预定终端，并且将该图像不会芯片固定在该基片上。

优选地，在本发明中的制造图像捕获模块的方法中，该透镜单元形成步骤中，将该聚焦透镜插入并定位在该支持器构件的背面上的凹入部分的底面中，此外，在该状态下，将该支持器构件的背面上的凹入部分的内圆周壁粘附并固定到该聚焦透镜的外圆周端面上。

优选地，在本发明中的制造图像捕获模块的方法中，该传感器单元和透镜单元耦合步骤中，利用自动化装配设备识别该图像捕获芯片的平面图像，将该支持器构件与该图像捕获芯片对准并且将该支持器构件直接放置在该图像捕获芯片上，其中该支持器构件容纳有该聚焦透镜，该图像捕获芯片附着在基片上。

根据本发明的种电子信息装置，其使用本发明中的图像捕获模块，如在图像捕获部分中的图像输入装置，从而实现上述目的。

具有如上描述的结构的本发明的功能将会在下文中描述。

通过将该支持器部件中的高度方向的位置确定部分直接放置在用作图像捕获芯片的传感器芯片的表面上，并确定位置，与现有技术相比，确定支持器构件在基片上的位置的结构能变为简单结构，其具有的图像捕获模块中的部件数量非常少。至于该传感器芯片的上表面，固定到支持器构件上的透镜能被定位，从而在垂直方向(Z方向)上该透镜和该传感器芯片之间的距离就能被精确固定。结果，部件的精度，装配和实施精度都得到了提高，从而获得了免调焦的图像捕获模块。在这结构中，该传感器芯片的表面和高度方向的位置确定部分没有相互粘合，并且它们两者之间也没有插入粘合剂。距离不会由于粘合剂层而在5到25μm之间发生显著变化，从而实现精细的装配和具有精细的精度。

另外，通过将支持器构件高度方向的位置确定部分的三点直接放置在用作图像捕获芯片的该传感器芯片表面上并且确定位置，确定支持器构件在基片上的位置的结构也变为简单结构，相对于现有技术来讲，其具有图像捕获模块中的部件数量非常少。至于该传感器芯片的上表面，固定在支持器构件上的透镜能被定位，从而在垂直方向上(Z方向)该透镜和该传感器芯片之间的距离就能被精确固定。在该情况下，高度方向的位置确定部分的该三点都会接触该传感器芯片的上表面而不会漂浮在半空，从而在高度方向的定位会有精细的精度。结果，部件的精度、装配和实施都得到了提高，从而获得了免调焦的图像捕获模块。更甚者，通过配合定位销，利用自动化装配设备，有传感器芯片附着在其上的基片在装配中能精确地被安置，集成有透镜的支持器构件被定位并且附着在高精度安置的传感器芯片和基片上，因此，在平面方向上(X和Y方向)的偏移发生会控制在最小程度，并且能够以高精度确定位置。进一步，根据本发明中的新结构，固定在基片上的传感器芯片被集成有透镜的支持器构件封闭，其内部从顶部被覆盖，因而不会发生从外部到内部的漏光。因为这是封闭结构，就没有灰尘会进入到内部并且灰尘也不会附着到传感器芯片的内部图像捕获区域上。因而，图像质量能够得到提高。

利用能识别适当的传感器芯片的平面图像的自动化装配设备，定位集成有透镜的该支持器构件，并且将该支持器构件附着在基片上，该基片上附着有传感器芯片，因此，能将在平面方向(X和Y方向)上产生的偏移控制在最小，并且也能够以高精度确位置。

另外，根据本发明中的新结构，固定在基片上的传感器芯片被集成有透镜的支持器构件封闭，从而支持器构件的内部从顶部被覆盖，因此，从外部向内部的漏光不会发生。既然这是封闭的结构，没有灰尘会进入内部并且也不会有灰尘附着在该传感器芯片的内部图像捕获区域上。因此，图像质量能够得到提高。

根据具有如上所述结构的本发明，该高度方向的位置确定部分直接放置在该图像捕获芯片的上表面上，作为该支持器构件在高度方向上定位的参考表面。关于聚焦透镜和该支支持器构件的装配精度和浇铸该支持器构件的精度，一些变化因素是可以想得到的。然而，相对于传统结构来讲，本发明中具有较小数量的部件以及简单的结构。因此，能减少装配工时并且提高装配精度，且无需聚焦调整。在这种情况下，高度方向的位置确定部分的三点均无疑地接触传感器的上表面，而不会漂浮在半空中，从而达到在高度方向上的精细的定位精度。进一步，传感器芯片的表面和高度方向的位置确定部分之间没有相互粘合，并且在它们之间也没有插入粘合剂。因此，在装配中透镜和传感器芯片之间的距离会更精确，且无需聚焦调整。

在阅读和理解了下面的详细描述后，并参考附图，对本领域技术人员来讲本发明中的优点是显然的。

附图说明

图1是本发明第1实施例中的图像捕获模块基本结构的纵向横截面视图。

图2是图1中所示的图像捕获模块的制造方法的每一制造步骤中的纵向横截面视图。

图3是图2(c)中所示的图像捕获模块的传感器单元和透镜单元耦合步骤的平面示意图。

图4是本发明第2实施例中的图像捕获模块基本结构的纵向横截面视图。

图5是本发明第3实施例的图像捕获模块中的表示传感器芯片和高度方向的尖端状位置确定部分之间的位置关系的平面视图。

图6是本发明第3实施例中的高度方向的椭圆状的位置确定部分的背面的图表，其显示了四个销固定基片。

图7是本发明第5实施例中的具有图像捕获模块的电子信息装置的概略结构框图，其在图像捕获部分中使用本发明第1至4实施例中任意一个的图像捕获模块。

图8是参考文献1中所述的传统图像捕获模块基本结构的结构示意图，其中图8(a)是该传统图像捕获模块的纵向横截面视图，图8(b)是该传统图像捕获模块的顶视图。

图9是参考文献2中所述的传统图像捕获模块基本结构的纵向横截面视图。

图10(a)是本发明第4实施例中的图像捕获模块基本结构的顶视图。图10(b)是图10(a)中沿线A-A的横截面视图。图10(c)是与图10(a)相比较的图1中的图像捕获模块的顶视图。图10(d)是图10(c)中沿线B-B的纵向横截面视图。

图11(a)是图10(a)中的支持器构件的后视图。图11(b)是图1或4中的图像捕获模块中的支持器构件的后视图，其用于与图11(a)进行对比。

图12是本发明第4实施例中图像捕获模块的变形的纵向横截面视图。

图13是解释本发明图像捕获模块的另一作用的图像捕获模块的纵向横截面视图。

1A、1C、1D 支持器构件

1a 圆孔(透明圆形区域)

1b、1bA、1bB、1bB1、1bB2、1bC 高度方向的位置确定部分(凸起部分或台阶部分)

1c 在背面的凹入部分内的底面

1d 第一台阶部分

1f 第二台阶部分

2a 第一聚焦透镜

2b 第二聚焦透镜

3 遮光膜

4 基片

5 传感器芯片(图像捕获芯片)

5a 图像捕获区域

6 红外拦截滤波器

7 粘合部分

7a 粘合剂

10、10A、10B、10C、10D 图像捕获模块

11 透镜单元

11a 外部台阶

12 传感器单元

20 电子信息装置

21 存储部件

22 显示部件

23 通信部件

24 图像输出部件

具体实施方式

在下文中，参考相应的附图，将详细描述本发明图像捕获模块的实施例1至4，以及具有本发明实施例1-4中的任意一个像捕获模块的电子信息装置的实施例5，且在实施例5中图像捕获模块被用作电子信息装置中图像捕获部分的图像输入装置。

(实施例1)

图1是本发明实施例1中的图像捕获模块基本结构的纵向横截面视图。

在图1中，根据本发明实施例1的图像捕获模块10包括：作为防尘盒的支持器构件1；第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b，其垂直地容纳在该支持器构件1中；设置在第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b之间的遮光膜3，基片4；设置在基片4上的传感器芯片5，其用作固态图像捕获芯片；红外线(IR)拦截滤波器6，其被固定在支持器构件1内的第一台阶部分1d上，且被定位成横过第二聚焦透镜2b和传感器芯片5之间；以及粘合部分7，其用于将支持器构件1的外侧壁的底面和基片4粘合。

防尘支持器构件1的结构能遮盖第一聚焦透镜2a、遮光膜3、第二聚焦透镜2b、红外线(IR)拦截滤波器6和传感器芯片5，且这些被遮盖的部件从顶部开始分别被定位，防尘支持器构件1结合基片4形成封闭或半封闭的内部空间。支持器构件1具有台阶11a作为外貌，台阶11a的上部呈圆柱状，台阶11a的下部呈方形管状，并且其下表面是开口的。支持器构件1被配置为具有薄外壁的树脂盒，其能为内部遮挡光线并且封闭或半封闭内部空间，圆孔1a(或圆形透明区域)形成在该盒上表面上，也就是在台阶上方的圆柱状部分的上表面上，其作为第一圆孔以允许入射光通过，与第一聚焦透镜2a相对。为使第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b的光轴经过圆孔1a的中心，第一聚焦透镜2a、遮光膜3和第二聚焦透镜2b被定位成从支持器构件1的开口的下表面的背面开始顺序将其各自的圆形外形插入并固定到支持器构件1的圆形凹入部分。

在防尘支持器构件1中，高度方向的位置确定部分1b，其利用支持器构件1的重量被放置在传感器芯片5上，且该位置确定部分1b由从在支持器构件1的背面上的第二台阶部分1f处突出有平坦表面，从而使得第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b能在图像捕获区域5a上聚焦入射光线并捕获图像。支持器构件1上的高度方向的位置确定部分1b接触传感器芯片5，因此在高度方向(Z方向)上第一、第二聚焦透镜2a、2b和传感器芯片5的图像捕获区域5a之间的距离能够被精确确定。也就是说，在支持器构件1的背面侧上的凹入部分的底面与高度方向的位置确定部分1b的端面之间的在高度方向上的距离能被精确地控制在部件制造误差允许范围内，第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b被容纳并定位在所述底面中，所述端面从支持器构件1的第二台阶部分1f处突出。结果，利用该带有平坦表面的高度方向的位置确定部分1b，支持器构件1能直接定位在传感器芯片5的上表面上，并且，在垂直方向(Z方向)上，固定在支持器构件1中的第一、第二聚焦透镜2a、2b和传感器芯片5的上表面之间的距离也能被精确确定。结果，部件的精度、装配精度和实施精度均能得到提高，从而实现图像捕获模块10的免焦距调整。

第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b构成在传感器芯片5的图像捕获区域5a上聚焦物体的光线而成像的耦合透镜，其采用的材料为如透明的丙烯酸塑料材料、玻璃材料等。

遮光膜3涂成黑色以防止反射，其插在第一聚焦透镜2a的外圆周侧的下表面(平坦表面)和第二聚焦透镜2b的外圆周侧的上表面(平坦表面)之间，并且在其上设有圆孔3a(或圆形透明区域)，其与支持器构件1上的圆孔1a为同圆心，且直径小于支持器构件1的上表面的中间部分处的圆孔1a的直径，该圆孔3a用作通过入射光线的第二圆孔。圆孔3a(或圆形透明区域)是防止闪光发生的光圈。也就是说，圆孔3a被设置为具有开口尺寸，以使得不会由于第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b的透镜特性而产生闪光。例如，开口尺寸被设置为在垂直方向上(高度方向)上入射光中的具有50至60倾斜度的斜射光辐射，并且由于斜射光造成的图像捕获信号的等级(散射反射噪声等级)被设定为小于预定的标准值(显示屏上的粗糙度等等)的等级。

传感器芯片5包括在图像捕获区域5a的中间的固态图像捕获元件，该固态图像捕获元件包括多个以矩阵形式形成的光电转换部分(多个光接收部分)，用于对从物体来的、经过第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b而成像的入射光实施光电转换。固态图像捕获元件可以应用于CMOS图像传感器和CCD图像传感器。在CMOS图像传感器中，每一单位象素均有信号读出电路，每一单位象素的相互之间被多层布线层连接，其与选择光电转换部分并且从该光电转换部分输出信号有关联。在CCD图像传感器中，在图像捕获区域的光接收表面上以二维方式设置有多个光电转换部分。将在光电转换部分中经光电转换后的信号电荷读出到电荷转换部分CCD，并且连续地向预定方向转移电荷。随后，在电荷检测部分，不是对每一个光接收部分而是作为一个整体对该信号电荷进行持续检测，将该信号电荷作为图像捕获信号进行放大并输出。

红外线(IR)拦截滤波器6放置在横过支持器构件1的第一台阶部分1d的位置并被固定，其横在传感器芯片5的上方，用以拦截通过第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b的入射光中的红外线。

一种制造具有如上描述的结构的传感器模块10的方法将在下面说明。

图2是图1中的图像捕获模块的制造方法的每一制造步骤中的纵向横截面视图。

如图2(a)所示，在制造透镜单元步骤中，第一聚焦透镜2a插入在末端并且定位到支持器构件1的背面上的凹入部分的底面1c上，支持器构件1的中心有圆孔1a(或是圆形透明区域)。随后，在中心有圆孔3a的遮光膜3插入到第一聚焦透镜2a的外圆周的平坦表面部分，再者，b从遮光膜3的上方插入第二聚焦透镜2。在第二聚焦透镜2b和支持器构件1的凹入部分的内圆周表面之间插入粘合剂，以将两者固定。然后，红外线(IR)拦截滤波器6放置在横过支持器构件1的背面的凹入部分中的第一台阶部分1d的位置上并被固定。结果，制造得到透镜单元11，该透镜单元11包括第一聚焦透镜2a、遮光膜3、第二聚焦透镜2b和红外线(IR)拦截滤波器6，并将它们容纳在其内部的各自的预定位置。

其次，如图2(b)中所示，在制造传感器单元步骤中，传感器芯片5安置在基片4的预定位置上，多个输入和输出端焊垫(未图示)通过电线121进行电线结合以将传感器芯片5固定在基片4上，其中多个输入和输出端焊垫沿传感器芯片5的相对边缘(两边)排列，且预先确定基片4的接线终端(未图示)。结果，制造得到传感器单元12，其中传感器芯片5附着在基片4上。

然后，如图2(c)和图3中所示，在图像捕获模块10的传感器单元和透镜单元的耦合步骤中，销13竖立在框架元件(未图示)的四个角上，在基片4的接收侧的四个角上也均形成有凹槽4a。销13能穿过基片4上的凹槽4a，以防止在平面方向(X和Y)上移动。结果，利用自动化装配设备(未图示)将带有传感器芯片5的基片4定位。通过自动化装配设备的图像识别功能识别传感器芯片5的平面视图，最初，利用自动化装配设备将粘合剂7a涂在基片4上的预定位置(位置对应于支持器构件1的外侧壁的下端部1e)上。然后，利用自动化装配设备将透镜单元11精确地安置在传感器单元12上。因此，框架元件(未图示)和四个角上的销13被用于固定传感器单元12和透镜单元11直到粘合剂7a固化为止，使其不会产生移位。

在这种情况下，关于在高度方向(Z方向)上的定位，平坦表面形状的高度方向的位置确定部分1b通过支持器构件1的重量直接放置在传感器芯片5的表面上，该平坦表面从支持器构件1的背面上的第二台阶部分1f中突出。结果，保持在支持器构件1中的第一和第二聚焦透镜2a、2b与传感器芯片5中的图像捕获区域5a之间的在高度方向上的距离能被精确地确定。

传感器芯片5是硅芯片，在其表面上很难添加空心。因此，利用自动化装配设备的图像识别功能的安置，以高精度方式执行在平面(X和Y)方向上的定位精度。此外，通过增加从高度方向的位置确定部分1b引导至传感器芯片5的表面的锥形部分1g，在延伸至支持器构件1的背面上的第二台阶部分1f的侧壁上，插入会变得更为方便。传感器芯片5的厚度大约为0.2mm，因此是薄的。如上所述，自动化装配设备(未图示)会将基片4上的芯片形状识别为图像，并且支持器构件1从上方放置到传感器芯片5。因此，在实际中，销13是可以被使用用或可以不被使用的。电线121连接两个相对边缘，从而，高度方向的位置确定部分1b被安置在芯片边缘的两相对边缘的端部上，而不是两个电线连接边缘。在这一阶段中，支持器构件1的外周侧壁上的下端部1e被设置为稍微离开基片4的表面一个距离(如约0.2μm)形成间隙。将粘合剂7a施加到将成为粘合部分7的空间中，粘合部分7使得支持器构件1的内部形成为以封闭或半封闭的状态(其中粘合剂7a并不完全施加在该空间中，支持器构件1的内部和外部之间通过部分开口而连通)。结果，制造在平面(X和Y)方向上高精度形成的图像捕获模块10。

根据如上所述的第1实施例，与现有的技术相比，通过直接将支持器构件的一部分(高度方向的位置确定部分1b)放置在传感器芯片5的表面上，确定支持器构件1到基片4的位置的结构可以变为简单结构，其具有图像捕获模块10的显著更少数量的部件。在垂直方向(Z方向)上，透镜组和传感器芯片5之间的距离也能够精确固定。结果，部件的精度、装配和实施精度都得到提高，从而得到免焦距调整的图像捕获模块。另外，在装配中，利用定位销的配合，可将附着有传感器芯片的基片精确安置，并且利用自动化装配设备，可将集成有透镜的支持器构件以高精度定位并附着在传感器芯片和基片上，因此，可将平面方向(X和Y方向)上的偏移控制在最小程度，且可以高精度地定位。更进一步来讲，根据本发明的一种新结构，固定在基片上的传感器芯片5被集成有透镜的支持器构件封闭，且内部被从顶部覆盖，因此，不会发生从外部向内部漏光的现象。由于这是封闭结构，不会有灰尘进入到内部并且也不会有灰尘附着到传感器芯片的内部图像捕获区域上。因此，图像质量会得到提高。

(实施例2)

在如上所述的实施例1中，描述了一个盒，其中支持器构件1的带有平坦表面的高度方向的位置确定部分1b直接放置在传感器芯片5的上表面上，以精确确定固定在支持器构件1的透镜和传感器芯片5的上表面之间的距离。在实施例2中，将描述一个盒，其中安置在传感器芯片5的上表面上的高度方向的位置确定部分1b具有尖端状(圆形或椭圆形)，以代替平坦表面形状。

图4是本发明实施例2中的图像捕获模块基本结构的纵向横截面视图。

在图4中，根据本发明实施例1的图像捕获模块10A包括：用作防尘盒的支持器构件1A；垂直附着在支持器构件1A上的第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b；设置在第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b之间的遮光膜3；基片4；在基片4上的传感器芯片5；红外线拦截滤波器6，其被固定在支持器构件1A的内部的第一台阶部分1d上并且被定位成横过第二聚焦透镜2b和传感器芯片5之间；以及在支持器构件1A和基片4之间的粘合部分7。

防尘支持器构件1A具有遮盖第一聚焦透镜2a、遮光膜3、第二聚焦透镜2b、红外线拦截滤波器6和传感器芯片5的结构，且这些被遮盖的部件各自依次从顶部向下被定位，防尘支持器构件1结合基片4形成封闭或半封闭的内部空间。支持器构件1A具有台阶11a的外貌，台阶11a的上部呈圆柱状，台阶11a的下部呈方形管状，并且下表面是呈凹入状的开口。支持器构件1A是具有薄外壁的树脂盒，其能为内部遮挡光线并且封闭或半封闭内部空间，圆孔1a(或圆形透明区域)形成在该盒的上表面上，也就是在台阶上方的圆柱状部分的上表面上，其作为第一圆孔允许入射光通过，与第一聚焦透镜2a相对。为使第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b的光轴经过圆孔1a的中心，第一聚焦透镜2a、遮光膜3和第二聚焦透镜2b从支持器构件1A的开口的下表面的背面开始依次将其各自的圆形外形插入并固定到支持器构件1A的圆形凹入部分上而被定位。

在防尘支持器构件1A中，高度方向的位置确定部分1bA呈圆形尖端状，其利用支持器构件1A的重量被放置在传感器芯片5上，且该位置确定部分1bA有从在支持器构件1的背面上的第二台阶部分1f处凸起的圆形尖端，从而使得第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b能在图像捕获区域5a上聚焦入射光线并捕获图像。在本实施例中，如上所述的高度方向的位置确定部分1bA的位置对应于传感器芯片5的矩形上表面的四个角附近。在装配时，支持器构件1A上的高度方向的位置确定部分1bA接触传感器芯片5，因此在高度方向(Z方向)上第一、第二聚焦透镜2a、2b和传感器芯片5的图像捕获区域5a之间的距离能够被精确确定。也就是说，在支持器构件1A的背面侧上的凹入部分的底面1c和高度方向的位置确定部分1bA的圆形尖端之间的高度方向的距离能被精确地控制在部件的制造容差的允许范围内，其中第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b容纳并定位在该支持器构件1A中，所述圆形尖端是从支持器构件1A的第二台阶部分1f处凸出。结果，利用该带有圆形尖端的高度方向的位置确定部分1bA，支持器构件1A能直接定位在传感器芯片5的上表面上，并且，固定在支持器构件1A中的第一、第二聚焦透镜2a、2b和传感器芯片5的上表面之间的在垂直方向(Z方向)上的距离也能被精确确定。结果，部件的精度、装配精度和实施精度均能得到提高，从而得到免焦距调整的图像捕获模块10A。

在这实施例中，其中，利用尖端(圆形凸起部分)，而非利用如实施例1中的平坦表面(台阶部分1f)，高度方向的位置确定部分1bA接触传感器芯片5，并且由此确定位置。当高度方向的位置确定部分1b的表面接触传感器芯片5的上表面时，接触部分具有相对较大的区域(或是长距离的)，结果要求更高的精度。如果在接触表面上有粗糙度，精度就会下降(最差部分接触传感器芯片的上表面)。另一方面，当如上所述的高度方向的位置确定部分1bA是圆形尖端时，部件的制造容差就由该圆形尖端决定，并且能得到控制。从部件的制造和装配的角度来看，固定在支持器构件1A中的透镜和传感器芯片5的上表面之间的距离能被确定得更为精确。要注意的是，如果圆形尖端太小，没有用成形材料充分地成形，其可能会破裂或变形。

(实施例3)

在如上描述的实施例2中，描述了呈尖端状(圆状或椭圆状)的高度方向的位置确定部分(凸起部分)。在实施例3中，将会对尖端状的高度方向的位置确定部分的数量进行说明。

图5是本发明第3实施例的图像捕获模块中的表示传感器芯片的上表面和高度方向的位置确定部分之间的位置关系的平面视图。要注意的是，延续图1-4中的参考标记，相同的参考标记表示相同功能或作用的部件。

在图5中，传感器芯片5的上表面和高度方向的位置确定部分的三个尖端之间的位置关系形成为三个尖端被定位在避开图像捕获区域5a之处。高度方向的位置确定部分的三个尖端连接能形成一个区域，并且三个尖端都会接触传感器芯片5的上表面而没有失败。结果，在高度方向上的定位能有很好的精度。在只有两个尖端的情况下，支持器构件1可能会绕连接两个尖端的线旋转移动并且可能倾斜，这会导致在高度方向上的定位精度变差。然而，当两个尖端中的至少一个接触在表面上或是呈椭圆形时，就像在具有三个尖端时那样，支持器构件将不会倾斜并且能稳定。另外，当高度方向的位置确定部分1bA具有四个尖端接触传感器芯片5的上表面时，情况就如如上描述的在实施例2的图像捕获模块10A中的高度方向的位置确定部分1bA那样，高度方向的位置确定部分1bA的四个尖端中的一个可以不接触上表面。在另一方面，当三个尖端接触传感器芯片5的上表面时，就如高度方向的位置确定部分1bB那样，所有尖端都接触传感器芯片5的表面。当粘合剂预先施加到基片4上，并且支持器构件1中的尖端状的高度方向的位置确定部分1bA或1bB被提供给传感器芯片5的表面时，能精确识别图像的自动定位装置能确定平面方向上的位置，更甚者，高度方向的位置确定部分1bA或1bB能够被预定重量压下而被定位。然后，粘合剂7a被固化。如果粘合剂7a的量对整个圆周面是不足够的，在中间的某处会产生小孔，而灰尘就会从小孔进入。

优选地，高度方向的位置确定部分1bB的三个尖端的接触位置要近可以靠近基片4上的传感器芯片5的外周端部，从而由三个尖端部分形成的区域就会变大。然而，在分割芯片和切割过程中，传感器芯片5的边缘会有卷曲形成，高度方向的位置确定部分1bB的三个凸起部分就形成为避免传感器芯片5由于侧表面切割造成的平面端部边缘上的变形部分(卷曲部分)。当台阶部分1f如实施例1中所述那样作为高度方向的位置确定部分而直接接触传感器芯片5的表面时，由于传感器芯片5的表面端部边缘上的边表面切割而使得变形部分(卷曲部分)可以形成为使得台阶部分1f形成凹槽并释放该台阶部分。

尽管没有在实施例1至3中特别的说明，盒也可以这样形成，即在红外线拦截滤波器6和传感器芯片5之间填充树脂模具，以确定在高度方向(Z方向)上的位置，其中红外线拦截滤波器6拦截经过聚焦透镜2a、2b后的入射光中的红外线，并将入射光输出到传感器芯片5侧。然而，在这种情况下，就需要填充树脂模具的步骤，结果，部件的数量和制造步骤就会增加，同时在高度方向(Z方向)上的定位精度会由于填充树脂模具而下降。

图6是本发明第3实施例中的高度方向的椭圆状位置确定部分1bB的背面的图，其显示了四个销13固定基片4。

当用于对物体光线在传感器芯片5上进行成像的聚焦透镜2a和2b容纳并固定在支持器构件1的背面的凹入部分的底面1c上时，以为对在背面的凹入部分的底面1c提供凸起部分。如果制造或装配部件的制造容差控制在三个凸起尖端和高度方向的位置确定部分1bB的三个尖端之间的成像距离内，就能以高精度确定在高度方向(Z方向)上的位置，以在传感器芯片5上精确地对入射光形成图像。

(实施例4)

在如上所述的实施例1中，支持器构件1的平坦表面形状的高度方向的位置确定部分1b直接放置在传感器芯片5的上表面上，以精确确定在固定在支持器构件1内的聚焦透镜2a、2b和传感器芯片5的上表面之间的距离。在实施例2中，已经描述了下面的情况：在传感器芯片5的上表面上接收作为尖端状(圆形状或椭圆形状)的高度方向的位置确定部分1b，代替接收为高度方向的位置确定部分1bA的平坦表面形状。在实施例3中，描述了高度方向的位置确定部分在尖端状(圆形状或椭圆形状)方面的数量(这里是三个)。在实施例4中，将会描述一种情况，即支持器构件1的台阶部分的整个表面作为支持器构件1的平坦表面形状的高度方向的位置确定部分被直接放置在传感器芯片5的上表面上。

图10(a)是本发明第4实施例中的图像捕获模块基本结构的顶视图。图10(b)是图10(a)中沿线A-A的横截面视图。图10(c)是与图10(a)相比较的图1中的图像捕获模块的顶视图。图10(d)是图10(c)中沿线B-B的纵向横截面视图。

在图10(a)和图10(b)中，实施例4中的图像捕获模块10C包括：用作防尘盒的支持器构件1C；垂直容纳在支持器构件1C中的第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b；设置在第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b之间的遮光膜3，且其中间部分具有圆孔3a(或是圆形透明区域)；基片4；在基片4上的传感器芯片5，其用作固态图像捕获芯片；红外线拦截滤波器6，其被固定在支持器构件1C内的第一台阶部分1d上并且被定位成横过第二聚焦透镜2b和传感器芯片5之间；以及将支持器构件1C的外侧壁的底面粘合到基片4上的粘合部分7。

防尘支持器构件1C具有能遮盖第一聚焦透镜2a、遮光膜3、第二聚焦透镜2b、红外线(IR)拦截滤波器6和传感器芯片5的结构，且这些被遮盖的部件依次分别从顶部向下定位，防尘支持器构件1C结合基片4形成封闭或半封闭的内部空间。支持器构件1具有台阶11a的外貌，台阶11a的上部呈圆柱状，台阶11a的下部呈方形管状，并且其下表面是开口的并具有多个台阶。支持器构件1C被配置具有薄外壁的树脂盒，其能遮挡光线进入内部并且封闭或半封闭内部空间，圆孔1a(或圆形透明区域)形成在该盒的上表面上，也就是在台阶上方的圆柱状部分的上表面上，其作为第一圆孔允许入射光通过，且与第一聚焦透镜2a相对。为使第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b的光轴彼此对应并且经过圆孔1a的中心，第一聚焦透镜2a、遮光膜3和第二聚焦透镜2b从支持器构件1C的开口的下表面的背面开始依次将其各自的圆形外形插入并固定到支持器构件1C的圆形凹入部分。

在防尘支持器构件1C中，高度方向的位置确定部分1bC利用支持器构件1A的重量直接放置在传感器芯片5上而不使用粘合剂，且该位置确定部分1bc是被限定为在支持器构件1C的背面上的第二台阶部分1f的一部分或整个表面，从而使得第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b能在图像传感器芯片5的图像捕获区域5a上对入射光线精确聚焦。作为支持器构件1C中的高度方向的位置确定部分1bC，第二台阶部分1f的表面的一部分或整个表面接触传感器芯片5，因此第一和第二聚焦透镜2a和2a与传感器芯片5的图像捕获区域5a之间的在高度方向(Z方向)上的距离能够被精确确定。也就是说，在支持器构件1C的背面侧上的凹入部分的底面与高度方向的位置确定部分1b的端面之间的在高度方向上的距离能够被精确地控制在部件的制造容差允许的范围内，其中该支持器构件1C中容纳并定位有第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b，该高度方向的位置确定部分1b的端部是从支持器构件1C的第二台阶1f处凸起。结果，随着高度方向的位置确定部分1bC，支持器构件1C不用粘结剂就能直接定位在传感器芯片5的上表面上，并且第一和第二聚焦透镜2a和2b与传感器芯片5的上表面之间的在垂直方向(Z方向)上的距离就能够被精确确定，而没有由于使用粘合剂而引起的粘合层厚度的变化(在大约5至25μm的较大变化)，其中该第一和第二聚焦透镜2a和2b被固定在支持器构件1上。结果，部件的精度、装配和实施的精度均得到提高，从而能得到免焦距调整的图像捕获模块10C。

根据如上所述的实施例4，被作为图像捕获芯片的传感器芯片表面上直接支撑的支持器构件1C中的台阶部分1f被限定为对于第一第二聚焦透镜2a、2b和传感器芯片5的表面的高度方向的位置确定部分1bC。然而，当放置支持器构件的区域(底部区域)较小时，如高度方向的位置确定部分1bC为尖端(凸起部分)时那样，支持器构件1C的台阶部分1f被重量压下，在支持器构件1C的自动放置时就会容易变形。结果，在第一和第二聚焦透镜2a和2b与传感器芯片5的表面上的图像捕获区域之间的距离上会出现误差。因此，在支持器构件1C的高度方向的位置确定部分1bC和传感器芯片5的表面之间两个表面接触台阶部分1f的表面的一部分或整个表面。因而，当接触较大区域时，高度方向的位置确定部分1bC可能会破碎或变形，并在金属浇铸的区域产生约大约1μm的误差。然而，这种误差相对于由于粘合剂的使用而带来的大约10μm(在5至25μm之间变化)的误差来讲是非常小的。

除了如实施例4中所述的，通过台阶部分1f的一部分或整个中的两个表面，高度方向的位置确定部分1bC接触传感器芯片5的表面的情形之外，高度方向的位置确定部分1bC也可以通过四个或更多个表面来接触传感器芯片5的表面。然而，采用三个表面接触的情况是最稳定，也是最优选的。

为了避免在放置支持器构件时凸起部分破碎，凸起部分优选地具有小的放置区域以便凸起少许，尽管这也依赖于支持器构件1C的树脂材料的质量、放置区域(凸起部分的底部区域)、和放置时的重量(凸起部分不会仅因为含有透镜的支持器的重量而破碎)。

此外，尽管在实施例4如上说明中没有特别说明，在支持器构件1C的背面上的台阶数量减小了，并且传感器芯片5的表面的参考表面形成在尽可能靠近容纳第一聚焦透镜2a和第二聚焦透镜2b的位置，以使第一、第二聚焦投机功能2a、2b与传感器芯片5的表面上的图像捕获区域之间的距离能确定地更加精确；结果，金属模件的制造容差能进一步减小，而成像精度能进一步提高。在这种情况下，如图12中所示的图像捕获模块10D，提供支持器构件1D的台阶1g(其有比图10中的台阶1f大的区域并且接触传感器芯片5的表面)，其从参考表面(背面的凹入部分上的底面1c)放置在传感器芯片5的表面上以将透镜提供到支持器构件1D的支持器中，且没有插入其它台阶(红外线拦截滤波器6定位在内部且附近侧的台阶1d上)。

此外，将描述一种应用实例，尽管在结构上其完全不同于如上描述的实施例1至4。传感器芯片5安置在薄且易弯的、柔性基片上，传感器盖(其不含有透镜并且传感器盖的结构与上面描述的支持器构件的结构不同)放置在传感器芯片5的表面上并在基片的附近处用粘合剂粘合。透镜设置在传感器盖上，其作为自动聚焦和马达驱动透镜单元。在以电子控制方式将聚焦点聚焦在图像捕获元件上的透镜位置时，该透镜单元停止马达驱动。这里，传感器盖的预定部分(高度方向的位置确定部分)直接放置在传感器芯片5的表面上，因此，传感器盖不会相对于传感器芯片5的表面倾斜。结果，上述透镜也不会发生倾斜。

另外，如图13中所示，传感器芯片5在关于基片4为倾斜状态下工作时，支持器构件1的高度方向的位置确定部分1b放置在传感器芯片5的表面上，支持器1也会与传感器芯片5的表面类似的工作在倾斜状态下。因此，即使传感器芯片5在相关于基片为倾斜状态下工作，但这样一种照相性能是不会受到倾斜的影响的。

(实施例5)

图7是本发明第5实施例中的具有图像捕获模块的电子信息装置的概略结构框图，其在图像捕获部分中使用本发明第1至4实施例中任意一个的图像捕获模块。

在图7中，根据实施例5的电子信息装置20包括：实施例1至4中所述的图像捕获设备10、10A、10B、10C或10D；存储部件21(例如，记录介质)，来自图像捕获设备10、10A、10B、10C或10D的彩色图像信号经过预定信号处理后，存储部件21对该彩色图像信号执行数据记录以用于记录；显示部件22(例如，彩色液晶显示装置)，其将来自图像捕获设备10、10A、10B、10C或10D的并经预定信号处理后的彩色图像信号显示在显示屏(例如，液晶显示屏)上用于显示；通信部件23(例如，发送和接收装置)，其对来自图像捕获设备10、10A、10B、10C或10D的经预定信号处理后的彩色图像信号进行通信以用于通信；以及图像输出部件24，其将来自图像捕获设备10、10A、10B、10C或10D的经预定信号处理后的彩色图像信号进行打印以用于打印。

作为电子信息装置20，其具有图像输入装置是可以想得到的，如数码相机(例如，数码摄像机和数码静态相机)、图像输入相机(例如，监视相机、门禁电话相机、车载照相装置、以及电视照相等)、扫描仪、传真设备以及具有照相功能的蜂窝式电话装置等。

因此，根据本发明中的实施例5，来自图像捕获设备10、10A、10B、10C或10D的彩色图像信号能够：很好地显示在显示屏上，利用图像输出部件24打印输出在纸张上，通过电线或无线电很好地通信数据；经预定数据压缩处理后在存储部件21中很好地存储；以及执行多样的数据处理。电子信息装置20可以包括存储部件21、显示部件22、通信部件23和图像输出部件24的至少任一个。

尽管在实施例1至4中没有特别说明，在图像捕获模块10、10A、10B、10C或10D中，传感器芯片5附着在基片4上且容纳有聚焦透镜2a和2b的支持器构件1、1A、1C或1D附着在基片4上，利用其凹入部分形成凹入部分的内部为封闭或半封闭状态(包括有部分开口连结内部的情况)，以覆盖传感器芯片5，其中聚焦透镜2a、2b设置在支持器构件1中且聚焦透镜2a、2b用于对物体光线在传感器芯片5上成像。在图像捕获模块10、10A、10B、10C或10D中，用于直接接触传感器芯片5的表面的高度方向的位置确定部分1b、1bA、1bB或1bC上设置有台阶部分1f或1g，该台阶部分设置在图像捕获模块的背面的凹入部分上。结果，通过减少组成部件的数量，结构变得简单，从而实现本发明的效果，如减少装配工时、提高装配精度和不需要光学校准等。

如上所述，本发明通过其优选实施例1至5进行示例性说明。然而，本发明不应被认定为仅仅局限于所描述的实施例1至5。应理解，本发明范围的解释是依据权利要求的。也应理解，基于来自本发明优选实施例1至5的说明和普通常识，本领域中的技术人员能实施的等同技术范围。进一步来讲，应理解为，通过在本说明书的参考文献，本说明书中引用的任何专利、专利申请以及的参考文献中的技术内容都应合并到本发明说明书中作为本说明书中特别记载的内容。

工业应用性

本发明可应用于图像捕获模块领域，其中图像捕获元件具有多个光接收部分，用于执行光电转换和捕获来自物体的图像光线，并且模块化(集成)有用于在图像捕获元件上对入射光成像的透镜；一种制造该图像捕获模块的方法；以及电子信息装置，诸如数码照相机(例如数码摄像机和数码静态相机)、图像输入相机(例如车载相机)、扫描仪、传真设备、具有照相功能的蜂窝式电话装置、及个人数字助理(PDA)等，在其内的图像捕获部分中具有作为图像输入装置(例如车载照相机)的图像捕获模块。根据本发明如上所述的结构，高度方向的位置确定部分直接放置在传感器芯片的上表面上，作为支持器构件的参考表面以确定高度方向上的位置。对于透镜在支持器构件上的装配精度和浇铸支持器构件的精度可能会存在一些可变因素。然而，本发明相比较传统结构来讲具有较少数量的部件，并且结构要简单。因此，装配工时能减少并且装配精度也会提高，且无需焦距调整。此外，传感器芯片表面和高度方向的位置确定部分不相互粘合，在两者之间不施加粘合剂。因此，在装配时透镜和传感器芯片之间会有更精确的距离，从而无需焦距调整。

其它的各种修改变形是显然的，本领域技术人员在不偏离本发明精神和范围的情况下，可容易地对其进行改进。因此，不打算将附加在这里的权利要求的范围限制在如前所述的说明书，权利要求的解释应是宽泛的。

Claims (24)

1.一种图像捕获模块，其包括支持器构件，其内容纳和固定有用于在图像捕获芯片上对物体光线成像的聚焦透镜，该图像捕获芯片附着在基片上；并且该支持器构件附着在该基片上以覆盖该图像捕获芯片，

其中，该支持器构件中直接支撑在该图像捕获芯片的表面上的一部分上的台阶部分充当用于该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面的高度方向的位置确定部分，以及

该图像捕获模块还包括用于将该支持器构件的底部表面粘合到该基片的粘合部分。

2.一种图像捕获模块，其包括支持器构件，其中图像捕获芯片附着在基片上，用于在该图像捕获芯片上对物体光线成像的聚焦透镜被容纳并固定在该支持器构件的背面的凹入部分内，

该支持器构件附着在该基片上以便通过该背面的凹入部分以覆盖该图像捕获芯片，使得该背面的凹入部分的内部呈封闭或半封闭状，

其中，设置在该支持器构件的背面的凹入部分内部的台阶部分设置有用于该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面的高度方向的位置确定部分，并且直接接触该图像捕获芯片的表面并由该图像捕获芯片的表面支撑，以及

该图像捕获模块还包括用于将该支持器构件的底部表面粘合到该基片的粘合部分。

3.如权利要求1中所述的图像捕获模块，其中该高度方向的位置确定部分在三个尖端处被支撑在该图像捕获芯片的表面上。

4.如权利要求2中所述的图像捕获模块，其中，该高度方向的位置确定部分在三个尖端处接触该图像捕获芯片的表面。

5.如权利要求2中所述的图像捕获模块，其中该高度方向的位置确定部分是台阶部分的一部分或是整个表面，或是从该台阶部分的凸起的呈平坦平面或是尖端形状的凸起部分。

6.如权利要求5中所述的图像捕获模块，其中该凸起部分有圆形或椭圆形的尖端表面，该尖端表面接触该图像捕获芯片的表面。

7.如权利要求5中所述的图像捕获模块，其中提供多个凸起部分，并且该多个凸起部分在多个点接触除了图像捕获芯片的图像捕获区域之外的表面。

8.如权利要求3或4中所述的图像捕获模块，其中该高度方向的位置确定部分是呈尖端形状凸起的凸起部分。

9.如权利要求8中所述的图像捕获模块，其中该凸起部分有呈圆形形状的尖端表面，其接触图像捕获芯片的表面。

10.如权利要求8中所述的图像捕获模块，其中该凸出部分具有接触除了该图像捕获芯片的图像捕获区域之外的表面的尖端表面。

11.如权利要求2或4中所述的图像捕获模块，其中该台阶部分被形成为避免图像捕获芯片中由于切割边缘表面而造成的表面端边缘的变形部分。

12.如权利要求2或4中所述的图像捕获模块，其中该台阶部分通过避开图像捕获芯片中由于切割边缘表面而造成的表面端边缘的变形部分而形成凸起。

13.如权利要求2或4中所述的图像捕获模块，其中该聚焦透镜被容纳并定位在该支持器构件的背面上的凹入部分内部的底面上，并且该背面上的凹入部分内部的侧壁粘合并固定到该聚焦透镜的外圆周端表面上。

14.如权利要求1至4中任一项所述的图像捕获模块，其中该聚焦透镜是两个透镜组成的耦合透镜，并且在该两个透镜之间保持有遮光膜，该遮光膜在其中间部分有通光孔。

15.如权利要求1至4中任一项所述的图像捕获模块，其中在该支持器构件内设有横在该图像捕获芯片上方的红外线拦截滤波器，该红外拦截滤波器拦截经过上述聚焦透镜的入射光中的红外线，并将入射光输出到图像捕获芯片侧。

16.如权利要求1至4中任一项所述的图像捕获模块，其中在该支持器构件的背面上的台阶部分的一部分表面或整个表面被限定为该高度方向的位置确定部分，该高度方向的位置确定部分直接放置在所述图像捕获芯片上而不施加粘合剂。

17.如权利要求16中所述的图像捕获模块，其中利用该台阶部分的一部分表面或整个表面，通过两个表面接触或三个表面接触，该高度方向的位置确定部分接触该图像捕获芯片的表面。

18.如权利要求16中所述的图像捕获模块，其中提供台阶作为来自支持器构件的凹入部分的底面的高度方向的位置确定部分，而不插入任何其它台阶，该凹入部分的底面是透镜容纳参考表面。

19.一种制造图像捕获模块的方法，其包括：

传感器单元形成步骤，其将图像捕获芯片附着在基片上；

透镜单元形成步骤，其将用于对物体光线在该图像捕获芯片上进行成像的聚焦透镜容纳并固定在支持器构件的背面上的凹入部分内部，该透镜单元形成步骤和该传感器单元形成步骤的顺序可以按此顺序，也可以按颠倒顺序；以及

传感器单元和透镜单元耦合步骤，其将该背面上的凹入部分内部的台阶部分中的高度方向的位置确定部分直接接触该图像捕获芯片的表面，并利用该背面上的凹入部分覆盖该图像捕获芯片，并且更进一步在这种状态下将该支持器构件的底部表面粘合到该基片上以封闭或半封闭该背面上的凹入部分，其中该台阶部分的该高度方向的位置确定部分确定该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面之间的距离，并且直接由该图像捕获芯片的表面支撑。

20.一种制造图像捕获模块的方法，其包括：

传感器单元形成步骤，其将图像捕获芯片附着在基片上；

透镜单元形成步骤，其将用于对物体光线在该图像捕获芯片上进行成像的聚焦透镜容纳并固定在支持器构件内，该透镜单元形成步骤和该传感器单元形成步骤的顺序可以按此顺序，也可以按颠倒顺序；以及

传感器单元和透镜单元耦合步骤，其将该支持器构件的内部提供的高度方向的位置确定部分直接接触该图像捕获芯片的表面并且覆盖该图像捕获芯片，并且更进一步在这种状态下将该支持器构件的底部表面粘合到该基片上以封闭或半封闭该内部，其中该高度方向的位置确定部分确定该聚焦透镜和该图像捕获芯片的表面之间的距离，并且直接由该图像捕获芯片的表面支撑。

21.如权利要求19或20中所述的制造图像捕获模块的方法，其中在该传感器单元形成步骤中，将图像捕获芯片设置在基片上的预定位置上，电线连接图像捕获芯片的多个输入和输出焊垫和基片上的预定终端，并且将该图像捕获芯片固定在该基片上。

22.如权利要求19或20中所述的制造图像捕获模块的方法，其中在该透镜单元形成步骤中，将该聚焦透镜插入并定位在该支持器构件的背面上的凹入部分的底面中，并且更进一步，在这种状态下将支持器构件的背面上的凹入部分的内圆周侧壁粘合并固定到聚焦透镜的外圆周端表面上。

23.如权利要求19或20中所述的制造图像捕获模块的方法，其中在传感器单元和透镜单元耦合步骤中，利用自动化装配设备识别该图像捕获芯片的平面图像，将容纳有聚焦透镜的支持器构件对准附着在基片上的图像捕获芯片，并且直接将该支持器构件放置在该图像捕获芯片上。

24.一种电子信息装置，其在图像捕获部分中使用如权利要求1至4中的任一项所述的图像捕获模块作为图像输入设备。

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