CN104780303B - 具有高效率热传递的成像设备及其相关系统 - Google Patents

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Abstract

一种提供高效率的热传递的成像设备，其通过定向所述成像设备的内部组件，让热度传递出所述成像设备而不传入所述成像设备组件内。热度是经由所述组件外壳所装设之上的印刷电路板及/或所述外壳本身而传递出所述成像设备组件。

Description

具有高效率热传递的成像设备及其相关系统
技术领域
本发明涉及一种成像传感器模块，特别是用于具有多个高功率装置的影像传感器模块的热传递系统及方法。
背景技术
成像系统正变得越来越先进。这些系统比以往任何时候使用在更广泛的各种应用的中。例如，成像系统正使用在汽车、智能电话、独立式摄像机、及众多其它应用的内。在成像系统技术的进步导致了需要更多得多的功率并产生大量影像数据的模块。
图1显示了一种成像模块100的先前技术。成像模块100包含一外壳102、至少一镜片104、及一呈堆栈结构的影像传感器106、一内存装置108、及一应用电路110。所述内存模块108及所述应用电路110中的每一个显示出其具有一设置于所述组件顶部上的金属散热片112。所述影像传感器106、内存模块108及应用电路110中的每一个耦接各自的印刷电路板114，其中所述等印刷电路板114通过所述等连接件116而彼此耦接。
如图1中所示，由影像传感器106、内存装置108、及/或应用电路110中的任一个所产生的热度是直接在外壳102内散热(即消散于所述模块100组件内)。此热度会集中于外壳102内并导致成像模块100的性能大幅减少。
有需要降低所述成像模块组件内的热量，藉以大幅增加所述成像模块的性能。
发明内容
一种具有高效率热传递的成像设备，包括一外壳，其内形成一空间；一影像传感器，设于所述空间内且定向于一第一方向上，用以通过一或多个镜片而由成像于所述影像传感器上的光线产生影像数据；一内存装置，设于所述空间内，用以储存所述影像数据；以及一成像电路，设于所述空间内，用以操纵所述影像数据，所述成像电路是定向于一与所述第一方向相反的第二方向上，使热度传递出所述空间外而不会集中在所述成像设备组件内。
附图说明
图1显示一具有低效率热传递的成像模块先前技术。
图2描绘在一实施例中一具有复数个高功率装置并利用高效率的热传递的示例性成像模块。
图3描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块。
图4描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块。
图5描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块。
图6描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块。
图7描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块。
图8描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块。
附图标记说明：
200、300、400、500、600、700、800：成像模块
202、802：外壳
204：镜片
206：影像传感器
208、508、608：内存装置
210、310、510、610：成像电路
212、512、612：散热片
214(1)-(4)、514(1)-(2)：印刷电路板
216：连接件
218、818：空间
220、520：下表面
260：y轴
262：x轴
322：成像电路芯片
324：成像电路散热片
622：成像电路芯片
624：成像电路散热片
626：覆晶配置芯片
628：内存装置散热片。
具体实施方式
以下的说明详述了一种用以大大降低一成像模块内的热量的新发明，更具体而言，其是用以降低一具有复数个高功率装置的成像模块内的热度。
图2描绘在一实施例中一具有复数个高功率装置并应用高效率的热传递的示例性成像模块200。成像模块200包含一外壳202、至少一成像镜片204、一影像传感器206、一内存装置208、及一成像电路210。影像传感器206、内存装置208及成像电路210皆在各自的印刷电路板(PCB)214上呈堆栈结构，以减少外壳202所需的空间，藉以能达到更小型的成像模块。每一PCB 214可通过连接件216而与一或更多其它的PCB 214连接。
外壳202保护所述等设置于成像模块200内部空间218内的内部组成部分免受其它组件的危害。外壳202是显示成未完全包围PCB 214(4)。因此，成像模块200可直接附接于任何的外部PCB(即一代工厂商(OEM)直接购买成像模块200并将成像模块200附接至其自己的PCB 214)，所述外部PCB内形成有空间218。空间218是由所述外壳202的内表面以及所述PCB214(4)的上(或内)表面所界定。然而，本领域中熟习所述项技艺者应理解所述外壳可完全包围成像模块202的组成部分，并于其内单独形成一密封的区域218(如以下参阅图8所述)。
影像传感器206可为一电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化半导体装置(CMOS)或任何其它形式用以产生影像数据的传感器。影像传感器206通过一或多个镜片204而由成像于所述影像传感器上的光线产生影像数据。应理解，尽管图2显示3个镜片204，本发明的范围并不局限于此。可在不脱离本发明范畴的情况下而有更多或更少的镜片204。
内存装置208可为非暂时性内存，诸如RAM、DRAM、半导体内存或任何其它本领域中所熟知的内存装置。所示的内存装置208在其顶部未含有散热片。然而，应理解所述内存装置208可含有散热片以消散由其发出的热度。
成像装置210的实例可为一覆晶特定应用集成电路(ASIC)。如图1所示，PCB 214(4)含有一直接嵌设于所述PCB内的散热片212。散热片212是设置于成像电路210的封装上。因此，大量的热度并未由成像电路210转移到外壳202内的空间218中。相反的，热度是经由PCB 214(4)且通过散热片212而转移出PCB 214(4)的下表面220。换言之，热度是由外壳分散出去且不会集中在外壳内，藉以在潜在上增加成像模块200的性能并降低热度引发故障的可能性。
成像电路210是位于一与影像传感器206及内存装置208相反的方向上。换言之，影像传感器206是装设在PCB 214(1)的上表面上；内存装置208是装设在PCB 214(2)的上表面上，且成像电路210是装设在PCB 214(3)的下表面上。应理解「上」及「下」是指在图2中关于y轴260的位置；在图3中任何涉及x轴262的方向上的水平变化。因此将来自于成像电路210的热度转移出成像模块200。
图3描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块300。除所述成像电路外，成像模块300在各方面是与成像模块200相似。成像模块300反而含有一成像电路310。成像电路310包含一呈覆晶结构的成像电路芯片322。一成像电路散热片324是直接整合于所述成像电路310内。因此，成像电路散热片324在成像电路310内是设置于成像电路芯片322上。所述成像电路散热片324的外表面是与PCB 214(4)形成接触，藉以通过影像电路散热片324而经由PCB 214(4)的下表面220提供高效率的热传递。可直接或通过导热胶、导热硅脂、导热垫或其它此类接触层以形成接触。
成像电路310是位于一与影像传感器206及内存装置208相反的方向上。换言之，影像传感器206是装设在PCB 214(1)的上表面上；内存装置208是装设在PCB 214(2)的上表面上，且成像电路310是装设在PCB 214(3)的下表面上。应理解「上」及「下」是指在图3中关于y轴260的位置；在图3中任何涉及x轴262的方向上的水平变化。因此，来自成像电路310的热度转移出成像模块300。
图4描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块400。图4描绘了成像模块300及成像模块200的结合体。因此，成像模块400包含外壳202、至少一镜片204、影像传感器206、内存装置208、成像电路310、散热片212、PCBs 214(1)-214(4)、及连接件216。在成像模块400内，热度是直接由成像电路芯片322通过散热片324及散热片212而转移至PCB214(4)。此结构使高效率的热传递能够由成像电路芯片322传出所述成像模块400进行，让热度不会集中于空间218内。
成像电路310位于一与影像传感器206及内存装置208相反的方向上。换言之，影像传感器206是装设在PCB 214(1)的上表面上；内存装置208是装设在PCB 214(2)的上表面上，且成像电路310是装设在PCB 214(3)的下表面上。应理解「上」及「下」是指在图4中关于y轴260的位置；在图4中任何涉及x轴262的方向上的水平变化。因此，来自成像电路310的热度转移出成像模块400。
图5描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块500。成像模块500与上述图2至图4相似，包含外壳202、至少一镜片204、及影像传感器206。然而，成像模块500包含设置在一单一PCB 514(1)上的内存装置508(与内存装置208相似)及成像电路510(与所述等成像电路210、310相似)。内存装置508及成像电路510中的每一个为一覆晶装置。成像模块500更包含散热片512。内存装置508及成像电路510中的每一个的封装是与散热片512形成接触。其接触可直接或通过导热胶、导热硅脂、导热垫或其它此类接触层而形成。散热片512可为单一散热片，或用于内存装置508及成像电路510的个别散热片。
内存装置508及成像电路510是位于一与影像传感器206相反的方向上。换言之，影像传感器206是装设在PCB 214(1)的上表面上；内存装置508是装设在PCB 514(1)的下表面上，且成像电路510是装设在PCB 514(1)的下表面上并沿着x轴262紧接内存装置508。应理解「上」及「下」是指在图5中关于y轴260的位置；在图5中任何涉及x轴262的方向上的水平变化。因此，来自内存装置508及成像电路510的热度转移出成像模块500。
图6描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块600。成像模块600与上述图2至图5相似，包含外壳202、至少一镜片204、及影像传感器206。然而，成像模块600包含一内存装置608，所述内存装置608含有一覆晶配置芯片626及一直接与芯片626整合一起的内存装置散热片628。所述散热片628的外表面是与PCB 514(2)接触，藉以通过内存装置散热片628经由PCB 514(2)的下表面520而提供高效率的热传递。
成像模块600更包含成像电路610，所述成像电路610含有一呈覆晶结构的成像电路芯片622以及一直接与成像电路芯片622整合一起的成像电路散热片624。所述散热片628的外表面是与PCB 514(2)接触，藉以通过成像电路散热片624经由PCB 514(2)的下表面520而提供高效率的热传递。
内存装置608及成像电路610是位于一与影像传感器206相反的方向上。换言之，影像传感器206是装设在PCB 214(1)的上表面上；内存装置608是装设在PCB 514(1)的下表面上，且成像电路610是装设在PCB 514(1)的下表面上并沿着x轴262紧接内存装置608。应理解「上」及「下」是指在图6中关于y轴260的位置；在图6中任何涉及x轴262的方向上的水平变化。因此，来自内存装置608及成像电路610的热度转移出成像模块600。
图7描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块700。图7描绘了成像模块500及成像模块600的结合体。因此，成像模块700包含外壳202、至少一镜片204、影像传感器206、内存装置608、成像电路610、散热片512、PCBs 214(1)与514(2)、以及连接件216。在成像模块700内，热度是由成像电路芯片622直接经由成像电路散热片624、直接经由散热片512、并直接经由PCB 514(2)而传递出下表面520。因此在成像模块700内，热度是直接由内存装置芯片626、直接经由内存装置散热片628、直接经由散热片612、并直接经由PCB 514(2)而传递出下表面520。此结构使高效率的热传递能够由成像电路芯片622及内存装置芯片626传出所述成像模块700进行，让热度不会集中于空间218内。
内存装置608及成像电路610是位于一与影像传感器206相反的方向上。换言之，影像传感器206是装设在PCB 214(1)的上表面上；内存装置608是装设在PCB 514(1)的下表面上，且成像电路610是装设在PCB 514(1)的下表面上并沿着x轴262紧接内存装置608。应理解「上」及「下」是指在图7中关于y轴260的位置；在图7中任何涉及x轴262的方向上的水平变化。因此，来自内存装置608及成像电路610的热度转移出成像模块700。
图8描绘在另一实施例中的一具有高效率热传递的成像模块800。如上所述，外壳202可完全包围其内部组成。成像模块800包含外壳802、至少一镜片204、影像传感器206、内存装置608、及成像电路610。外壳802完全包围在空间818内所述成像模块800的所有内部组件。空间818是通过外壳802的内表面所界定。尽管未显示于图8内，电连接器可让成像模块800的所述等内部组件(即206、214、216、608、610)中的一个或多个能够连接外部。
成像电路608接触外壳802，藉以让外壳802能起到散热片的作用。换言之，影像传感器206是装设在PCB 214(1)的上表面上；内存装置608是装设在PCB 514(1)的下表面上，且成像电路610是装设在PCB 514(1)的下表面上并沿着x轴262紧接内存装置608。应理解「上」及「下」是指在图8中关于y轴260的位置；在图8中任何涉及x轴262的方向上的水平变化。换言之，在成像模块800内，热度是直接由内存装置芯片626、直接经由内存装置散热片628、直接经由外壳802而转移。
此外，成像电路610是与外壳802形成接触，藉以让外壳802能够起到散热片的作用。换言之，在成像模块800内，热度是直接由成像电路芯片622、直接经由成像电路散热片624、直接经由外壳802而转移。
内存装置608及成像电路610位于一与影像传感器206相反的方向上。因此，来自于内存装置608及成像电路610的热度传递出成像模块800而不会传至空间818内。
可在不脱离本发明范围的情况下对上述方法及系统进行修改。因此应当注意到，在上述说明中所记载或在附图中所显示者应为举例说明性质，而非限制本发明。所附申请专利范围的目的是覆盖本文描述的所有一般性及特例性特征以及本发明方法与系统的范围的所有叙述，即使以不同语言进行描述，仍均落入本发明范围中。

Claims (15)

1.一种具有高效率热传递的成像设备，所述成像设备包括：
外壳，其内形成空间；
影像传感器，设于所述空间内且定向于第一方向上，用以通过一个或多个镜片而由成像于所述影像传感器上的光线产生影像数据；
内存装置，设于所述空间内，用以储存所述影像数据；以及
成像电路，设于所述空间内，用以操纵所述影像数据，
所述成像电路定向于与所述第一方向相反的第二方向上并且热耦接至散热片，使热度传递出所述空间外；
所述空间通过所述外壳的内表面以及印刷电路板界定，所述外壳装设于所述印刷电路板上；以及
所述散热片嵌设于所述外壳装设于其上的印刷电路板内。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于：
所述成像电路为覆晶成像电路，其具有成像电路芯片及耦接所述成像电路芯片的成像电路散热片，以及
所述成像电路散热片接触所述外壳所装设于上的印刷电路板。
3.根据权利要求2所述的成像设备，其特征在于所述成像电路散热片接触嵌设于所述外壳所装设之上的印刷电路板内的印刷电路板散热片。
4.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于：
所述内存装置定向于所述第二方向上，
所述内存装置及所述成像电路接触嵌设于所述外壳所装设之上的印刷电路板内的散热片。
5.根据权利要求4所述的成像设备，其特征在于所述内存装置及所述成像电路中的每一个接触嵌设于所述外壳所装设之上的印刷电路板内的独立散热片。
6.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于：
所述内存装置定向于所述第二方向上，
所述内存装置为覆晶内存装置，其具有内存装置芯片及耦接所述内存装置芯片的内存装置散热片，
所述成像电路为覆晶成像电路，其具有成像电路芯片及耦接所述成像电路芯片的成像电路散热片，及
所述内存装置散热片及所述成像电路散热片接触所述外壳所装设之上的印刷电路板。
7.根据权利要求6所述的成像设备，其特征在于所述内存装置散热片及所述成像电路散热片接触嵌设于所述外壳所装设之上的印刷电路板内的印刷电路板散热片。
8.根据权利要求7所述的成像设备，其特征在于所述内存装置散热片及所述成像电路散热片接触嵌设于所述外壳所装设之上的印刷电路板内的独立印刷电路板散热片。
9.一种具有高效率热传递的成像设备，所述成像设备包括：
外壳，其内形成空间；
影像传感器，设于所述空间内且定向于第一方向上，用以通过一个或多个镜片而由成像于所述影像传感器上的光线产生影像数据；
内存装置，设于所述空间内，用以储存所述影像数据；以及
成像电路，设于所述空间内，用以操纵所述影像数据，
所述成像电路定向于与所述第一方向相反的第二方向上，接触散热片，使热度传递出所述空间外；
所述空间完全通过所述外壳的内表面所界定；以及
所述散热片沿着所述外壳的内表面嵌设。
10.根据权利要求9所述的成像设备，其特征在于：
所述成像电路为覆晶成像电路，其具有成像电路芯片及耦接所述成像电路芯片的成像电路散热片，以及
所述成像电路散热片接触所述外壳的内表面。
11.根据权利要求9所述的成像设备，其特征在于：
所述内存装置定向于所述第二方向上，
所述内存装置及所述成像电路接触沿着所述外壳的内表面所嵌设的散热片。
12.根据权利要求11所述的成像设备，其特征在于所述内存装置及所述成像电路中的每一个接触沿着所述外壳的内表面所嵌设的独立散热片。
13.根据权利要求9所述的成像设备，其特征在于：
所述内存装置定向于所述第二方向上，
所述内存装置为覆晶内存装置，其具有内存装置芯片及耦接所述内存装置芯片的内存装置散热片，
所述成像电路为覆晶成像电路，其具有成像电路芯片及耦接所述成像电路芯片的成像电路散热片，以及
所述内存装置散热片及所述成像电路散热片接触所述外壳的内表面。
14.根据权利要求13所述的成像设备，其特征在于所述内存装置散热片及所述成像电路散热片接触沿着所述外壳的内表面所嵌设的散热片。
15.根据权利要求14所述的成像设备，其特征在于所述内存装置散热片及所述成像电路散热片接触沿着所述外壳的内表面所嵌设的独立散热片。
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