CN102095380A - 影像撷取装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种影像撷取装置，包含一基座、一第一镜片单元、一第二镜片单元及一感测元件，基座界定一容置空间及二分别使容置空间与外部相连通的开孔，第一镜片单元设置于容置空间内并界定一与开孔位置相对应的第一光通过路径，第二镜片单元设置于容置空间内并与第一镜片单元并排，第二镜片单元界定一与另一开孔位置相对应的第二光通过路径，感测元件设置于第一镜片单元及第二镜片单元下方，用以感测通过第一光通过路径及第二光通过路径的光线。借此，本发明的影像撷取装置，能节省组装步骤并缩短组装工时，以大幅降低生产的成本，并能有效提升组装及对位精度。

Description

影像撷取装置

技术领域

本发明涉及一种影像撷取装置，特别是涉及一种具有两镜片单元且分别界定一光通过路径的影像撷取装置。

背景技术

如图1及图2所示，目前为了在三度空间(或称为三维空间)中判断物体的坐标位置，通常会借由至少两个彼此分离且相间隔的影像撷取装置1、1’进行影像撷取的作业。两影像撷取装置1、1’同时组装在一电子装置(图未示)上，影像撷取装置1、1’分别包含一基座11、一固定于基座11内的镜片单元12、一焊接于基座11底端的电路板13，及一设置于电路板13顶面且间隔位于镜片单元12下方的感测元件14。定义通过影像撷取装置1的镜片单元12的两交叉延伸线A之间的区域，为影像撷取装置1的可视区域A1，而通过影像撷取装置1’的镜片单元12的两交叉延伸线B之间的区域，为影像撷取装置1’的可视区域B1，其中，位于可视区域A1、B1的重叠区域C内的物体2可同时成像在两影像撷取装置1、1’的感测元件14上。

例如物体2由第一位置D1移动到第二位置D2，或者是由第二位置D2移动到第三位置D3时，经过镜片单元12而成像在感测元件14上的物体2位置会产生变化，两影像撷取装置1、1’的感测元件14能将所撷取的影像资料经由电路板13传输至电子装置的计算单元(图未示)上，以判别物体2在三度空间中的坐标位置及坐标位置的变化。

由于两影像撷取装置1、1’需分别制造成型后，再组装于电子装置上，使得组装过程较为耗时，进而提高制造的成本，且电子装置需提供较大的组装空间供两影像撷取装置1、1’组装。再者，各影像撷取装置1、1’的组成构件在组装时即会有一定的组装公差，因此，两影像撷取装置1、1’组装在电子装置后，两影像撷取装置1、1’的镜片单元12之间的精度便不易控制。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种具有两镜片单元且分别界定一光通过路径的影像撷取装置，借此，能提高组装效率及精度，并能降低制造成本。

本发明的目的及解决背景技术问题是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出的影像撷取装置，包含一基座、一第一镜片单元、一第二镜片单元，及至少一感测元件；该基座界定一容置空间，及二分别使容置空间与外部相连通的开孔；该第一镜片单元设置于容置空间内，并界定一与二开孔其中之一位置相对应的第一光通过路径；该第二镜片单元设置于容置空间内并与第一镜片单元并排，第二镜片单元界定一与二开孔其中另一位置相对应的第二光通过路径；该感测元件设置于第一镜片单元及第二镜片单元下方，用以感测通过第一光通过路径及第二光通过路径的光线。

本发明的目的及解决背景技术问题还可以采用以下技术手段进一步实现。

前述的影像撷取装置，其中所述的感测元件设置于基座底端且间隔位于第一镜片单元及第二镜片单元下方。

前述的影像撷取装置，其中所述的第一镜片单元及第二镜片单元一体成型地相连接且固定在基座上。第一镜片单元及第二镜片单元也可设计成左、右相间隔且分别固定于基座上。

前述的影像撷取装置还包含一设置于基座底端的电路板，感测元件设置于电路板顶面且间隔位于第一镜片单元及第二镜片单元下方。

前述的影像撷取装置包含一设置于基座底端的电路板，及二设置于电路板顶面且分别间隔位于第一镜片单元及第二镜片单元下方的感测元件，二感测元件分别用以感测通过第一光通过路径及第二光通过路径的光线。

前述的影像撷取装置，其中所述的第一镜片单元、第二镜片单元及二感测元件分别向内倾斜，使得第一光通过路径及第二光通过路径的延伸方向交叉。

为达到上述目的，本发明提供了一种影像撷取装置，包含一第一镜片单元、一第二镜片单元，及一感测元件；第一镜片单元界定一第一光通过路径，第二镜片单元界定一第二光通过路径，并与第一镜片单元并排；感测元件设置于第一镜片单元及第二镜片单元下方，用以感测通过第一光通过路径及第二光通过路径的光线。

前述的影像撷取装置，其中所述的第一镜片单元及该第二镜片单元固定于感测元件上。

借由上述技术方案，本发明影像撷取装置至少具有下列优点及有益效果：

借由上述技术方案，本发明影像撷取装置的优点及有益效果在于，通过第一、第二镜片单元呈左、右并排的设计方式，且分别界定第一、第二光通过路径，使得感测元件能同时感测通过第一、第二光通过路径的光线，借此，能节省组装步骤并缩短组装工时，以大幅降低生产的成本。再者，能有效提升第一、第二镜片单元的组装及对位精度，使得影像撷取装置组装在电子装置后的精度能提高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是一般现有影像撷取装置的剖视示意图。

图2是一般现有通过两个影像撷取装置撷取物体影像的成像示意图。

图3是本发明影像撷取装置的第一较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元呈左、右并排地设置于基座内，且第一、第二镜片单元左、右相间隔。

图4是本发明影像撷取装置的第一较佳实施例的成像示意图。

图5是本发明影像撷取装置的第一较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元一体成型地相连接。

图6是本发明影像撷取装置的第二较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元左、右相间隔。

图7是本发明影像撷取装置的第二较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元一体成型地相连接。

图8是本发明影像撷取装置的第三较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元及感测元件分别向内倾斜，且第一、第二镜片单元左、右相间隔。

图9是本发明影像撷取装置的第三较佳实施例的成像示意图，说明第一、第二光通过路径的延伸方向呈交叉状。

图10是本发明影像撷取装置的第三较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元一体成型地相连接。

图11是本发明影像撷取装置的第四较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元左、右相间隔。

图12是本发明影像撷取装置的第四较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元一体成型地相连接。

图13是本发明影像撷取装置的第五较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元左、右相间隔。

图14是本发明影像撷取装置的第五较佳实施例的制造示意图，说明布设有第一、第二镜片单元的晶圆与布设有感测元件的晶圆需上下堆叠。

图15是本发明影像撷取装置的第五较佳实施例的制造示意图，说明由晶圆上切割各组第一、第二镜片单元及感测元件。

图16是本发明影像撷取装置的第五较佳实施例的剖视示意图，说明第一、第二镜片单元一体成型地相连接。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的五个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式只是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

在本发明被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

如图3所示，是本发明影像撷取装置的第一较佳实施例，该影像撷取装置300包含一基座3、一第一镜片单元4、一第二镜片单元5、一电路板6及一感测元件7。

如图3及图4所示，基座3呈圆筒形或方形且底端呈开放状，其为塑胶材料所制成并界定有一容置空间31，及二形成于顶端处使容置空间31与外部相连通的开孔32。第一、第二镜片单元4、5呈左、右并排地设置于容置空间31内且分别与二开孔32位置相对应，在本实施例中，第一、第二镜片单元4、5左、右相间隔且分别固定于基座3上。第一、第二镜片单元4、5可分别通过黏胶粘固于基座3的内壁面33，第一镜片单元4界定一第一光通过路径P1，第一光通过路径P1与其中一开孔32位置相对应，第二镜片单元5界定一第二光通过路径P2，第二光通过路径P2与另一开孔32位置相对应，借此，使得基座3外部的光线可分别经由二开孔32通过第一、第二光通过路径P1、P2，其中，第一、第二光通过路径P1、P2的延伸方向互呈平行(如图4中的两互呈平行的虚线所示)。

电路板6的顶面61可通过黏胶粘固于基座3的底端34，感测元件7焊接于电路板6的顶面61并与电路板6电连接。感测元件7位于容置空间31内且间隔位于第一、第二镜片单元4、5下方，用以感测通过第一、第二光通过路径P1、P2的光线，并能将感测信号传递至电路板6上。

图4是影像撷取装置300应用于一电子装置(图未示)上用以撷取物体8的影像的成像示意图，定义通过第一镜片单元4的第一光通过路径P1及开孔32的二交叉延伸线L1之间的区域，为第一镜片单元4的可视区域Z1，而通过第二镜片单元5的第二光通过路径P2及开孔32的二交叉延伸线L2之间的区域，为第二镜片单元5的可视区域Z2，位于可视区域Z1、Z2的重叠区域Z3内的物体8能同时通过第一、第二镜片单元4、5成像在感测元件7上。

例如物体8由第一位置D1移动到第二位置D2或第三位置D3，或者是物体8由第二位置D2移动到第一位置D1或第三位置D3时，经过第一、第二镜片单元4、5而成像在感测元件7上的物体8位置会产生变化，感测元件7能将所撷取的影像资料经由电路板6传输至电子装置的计算单元(图未示)上，以判别物体8在三度空间中的坐标位置及坐标位置的变化。

本实施例影像撷取装置300在制造时，其中一种方式是先成型基座3后并将基座3倒置，再把第一、第二镜片单元4、5组装于基座3的容置空间31内，接着，将焊接有感测元件7的电路板6粘固于基座3的底端34后，即完成影像撷取装置300的制造。另外一种制造方式是基座3以模内成型(Insert molding)的方式成型于第一、第二镜片单元4、5及焊接有感测元件7的电路板6上。影像撷取装置300在制造时，是同时将第一、第二镜片单元4、5组装于基座3的容置空间31，且成型后的影像撷取装置300可直接组装在电子装置上，因此，与背景技术相较之下，能节省组装的步骤并能缩短组装工时，且能缩小体积以降低占据电子装置内的组装空间。另外，将第一、第二镜片单元4、5组装于同一基座3内的设计，与背景技术相较之下，能节省一组基座、一组电路板及一组感测元件的设计及制造成本，借此，能大幅降低生产的成本。再者，由于第一、第二镜片单元4、5是同时组装于基座3内，因此，能有效提升第一、第二镜片单元4、5的组装及对位精度，使得影像撷取装置300组装在电子装置后的精度能提高。

特别说明的是，图3中的第一、第二镜片单元4、5是以示意图方式表示，但实际上，第一、第二镜片单元4、5会视实际设计需求而在结构上作出变化。例如：第一镜片单元4或第二镜片单元5可单独只包含一个镜片，或是分别包含多数个彼此上下相间隔的镜片；第一镜片单元4与第二镜片单元5的镜片数量可相同或不同；第一镜片单元4与第二镜片单元5可分别成型(如图3所示)或是一体成型(如图5所示)地相连接；第一镜片单元4与第二镜片单元5的镜片曲面可为凹面、凸面或平面，且镜片曲率参数可相同或不同；第一镜片单元4与第二镜片单元5的镜片材料也可相同或不同。

如图6所示，是本发明影像撷取装置的第二较佳实施例，该影像撷取装置310的使用及制造方式大致与第一较佳实施例相同，但影像撷取装置310的组成构件与第一较佳实施例有所不同，不同之处在于影像撷取装置310包含二个焊接在电路板6的顶面61的感测元件7，二感测元件7分别用以感测通过第一、第二光通过路径P1、P2的光线。

另外，影像撷取装置310在制造时，第一、第二镜片单元4、5也可如图7所示一体成型地相连接，并通过粘固的方式固定在基座3的内壁面33。

如图8及图9所示，是本发明影像撷取装置的第三较佳实施例，该影像撷取装置320的整体构造大致与第二较佳实施例相同，不同之处在于影像撷取装置320的第一、第二镜片单元4、5及二感测元件7分别向内倾斜，使得第一、第二光通过路径P1、P2的延伸方向交叉(如图9中的两互呈交叉状的虚线所示)，其中，各感测元件7是通过黏胶71粘固在电路板6上。借此，第一镜片单元4的可视区域Z1以及第二镜片单元5的可视区域Z2的重叠区域Z3范围越大，使得物体8能同时成像在二感测元件7上的区域范围越广，更能有效且准确地判别物体8在三度空间中的坐标位置及坐标位置的变化。

另外，影像撷取装置320在制造时，第一、第二镜片单元4、5也可如图10所示一体成型地相连接，并通过粘固的方式固定在基座3的内壁面33。

如图11所示，是本发明影像撷取装置的第四较佳实施例，该影像撷取装置330的使用及制造方式大致与第一较佳实施例相同，但影像撷取装置330的组成构件与第一较佳实施例有所不同，不同之处在于影像撷取装置330省略了如图3所示的电路板6，而感测元件7是通过黏胶粘固于基座3的底端34且间隔位于第一、第二镜片单元4、5下方。

另外，影像撷取装置330在制造时，第一、第二镜片单元4、5也可如图12所示一体成型地相连接，并通过粘固的方式固定在基座3的内壁面33。

如图13所示，是本发明影像撷取装置的第五较佳实施例，该影像撷取装置340的组成构件及制造方式与第一较佳实施例有所不同，不同之处在于影像撷取装置340为晶圆级模组(Wafer level module)的型式，其省略了如图3所示的基座3及电路板6。

如图14及图15所示，影像撷取装置340在制造时有下述两种方式，其中一种是通过一片成型有多数组第一、第二镜片单元4、5的玻璃材料晶圆91与另一个成型有多数个感测元件7的晶圆92上下相堆叠，使各组第一、第二镜片单元4、5对应地叠置在各感测元件7顶面，并通过黏胶将各组第一、第二镜片单元4、5粘固在各感测元件7上。接着，将各组第一、第二镜片单元4、5与各感测元件7由晶圆91、92上切割下来后，即成型出多数个影像撷取装置340。由于晶片81上的各组第一、第二镜片单元4、5是呈左、右相间隔，因此，成型后的影像撷取装置340的第一、第二镜片单元4、5会左、右相间隔地粘固在感测元件7上。另一种方式是将玻璃材料晶圆91上的各组第一、第二镜片单元4、5切割下来，以及晶圆92上的感测元件7切割下来，之后，将各组第一、第二镜片单元4、5通过黏胶粘固在各感测元件7上，即成型出影像撷取装置340。

当然，影像撷取装置340在制造时，可将成型在晶圆91上的第一、第二镜片单元4、5设计成相连接在一起，使得成型后的影像撷取装置340的第一、第二镜片单元4、5是如图16所示一体成型地相连接。

需说明的是，随着第一镜片单元4或第二镜片单元5的镜片设计型式不同，在影像撷取装置340的制造过程中，可在第一镜片单元4与感测元件7之间或是在第二镜片单元5与感测元件7之间增设间隔环(spacer)，使第一镜片单元4或第二镜片单元5与感测元件7相间隔。

归纳上述，各实施例的影像撷取装置300、310、320、330、340，通过第一、第二镜片单元4、5呈左、右并排的设计方式，且分别界定第一、第二光通过路径P1、P2，使得感测元件7能同时感测通过第一、第二光通过路径P1、P2的光线，借此，能节省组装的步骤并缩短组装工时，以大幅降低生产的成本。再者，能有效提升第一、第二镜片单元4、5的组装及对位精度，使得影像撷取装置300、310、320、330、340组装在电子装置后的精度能提高，确实能达到本发明所诉求的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (17)

1.一种影像撷取装置，其特征在于该影像撷取装置包含：

一基座，界定一容置空间，及二分别使该容置空间与外部相连通的开孔；

一第一镜片单元，设置于该容置空间内，并界定一与该二开孔其中之一位置相对应的第一光通过路径；

一第二镜片单元，设置于该容置空间内并与该第一镜片单元并排，该第二镜片单元界定一与该二开孔其中另一位置相对应的第二光通过路径；及

至少一感测元件，设置于该第一镜片单元及该第二镜片单元下方，用以感测通过该第一光通过路径及该第二光通过路径的光线。

2.如权利要求1所述的影像撷取装置，其特征在于：该感测元件设置于该基座底端且间隔位于该第一镜片单元及该第二镜片单元下方。

3.如权利要求2所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元一体成型地相连接且固定在该基座上。

4.如权利要求2所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元左、右相间隔且分别固定于该基座上。

5.如权利要求1所述的影像撷取装置，其特征在于：该影像撷取装置还包含一设置于该基座底端的电路板，该感测元件设置于该电路板顶面且间隔位于该第一镜片单元及该第二镜片单元下方。

6.如权利要求5所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元一体成型地相连接且固定在该基座上。

7.如权利要求5所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元左、右相间隔且分别固定于该基座上。

8.如权利要求1所述的影像撷取装置，其特征在于：该影像撷取装置，包含一设置于该基座底端的电路板，及二设置于该电路板顶面且分别间隔位于该第一镜片单元及该第二镜片单元下方的感测元件，该二感测元件分别用以感测通过该第一光通过路径及该第二光通过路径的光线。

9.如权利要求8所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元一体成型地相连接且固定在该基座上。

10.如权利要求8所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元左、右相间隔且分别固定于该基座上。

11.如权利要求8所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元、该第二镜片单元及该二感测元件分别向内倾斜，使得该第一光通过路径及该第二光通过路径的延伸方向交叉。

12.如权利要求11所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元一体成型地相连接且固定在该基座上。

13.如权利要求11所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元左、右相间隔且分别固定于该基座上。

14.一种影像撷取装置，其特征在于该影像撷取装置包含：

一第一镜片单元，界定一第一光通过路径；

一第二镜片单元，界定一第二光通过路径，并与该第一镜片单元并排；及

一感测元件，设置于该第一镜片单元及该第二镜片单元下方，用以感测通过该第一光通过路径及该第二光通过路径的光线。

15.如权利要求14所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元固定于该感测元件上。

16.如权利要求15所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元一体成型地相连接。

17.如权利要求15所述的影像撷取装置，其特征在于：该第一镜片单元及该第二镜片单元左、右相间隔。

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