CN112751987A - 图像传感器及其制造方法、摄像头模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种图像传感器及其制造方法、摄像头模组和电子设备，所述图像传感器包括：微透镜阵列，所述微透镜阵列包括外表面和内表面；彩色滤光阵列，所述彩色滤光阵列位于所述微透镜阵列的内表面的一侧；光电二极管，所述光电二级管设在所述彩色滤光阵列的远离所述微透镜阵列的一侧以使得所述彩色滤光阵列位于所述光电二级管和所述微透镜阵列之间；第一滤光片，所述第一滤光片设在所述微透镜阵列与所述彩色滤光阵列之间。根据本申请的图像传感器，可减少眩光现象，提高摄像头模组的成像效果，同时有利于防止第一滤光片发生形变，防止第一滤光片在受到撞击时破裂，图像传感器工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

Description

图像传感器及其制造方法、摄像头模组和电子设备

技术领域

本申请涉及摄像头技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其制造方法、摄像头模组和电子设备。

背景技术

相关技术中，由于图像传感器和摄像头模组结构上的弊端，导致摄像头模组容易产生花瓣状眩光现象，并且摄像头模组内的滤光片容易变形，在收到撞击后容易破裂，导致摄像头模组工作的可靠性低，降低了用户的使用体验。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种图像传感器，通过将第一滤光片设在微透镜阵列和彩色滤光阵列之间，从而可减少眩光现象，提高摄像头模组的成像效果，同时有利于防止第一滤光片发生形变，防止第一滤光片在受到撞击时破裂，图像传感器工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

本申请还提出了一种具有上述图像传感器的摄像头模组。

本申请还提出了一种具有上述摄像头模组的电子设备。

本申请还提出了一种图像传感器的加工方法。

根据本申请实施例的图像传感器，包括：微透镜阵列，所述微透镜阵列包括外表面和内表面；彩色滤光阵列，所述彩色滤光阵列位于所述微透镜阵列的内表面的一侧；光电二极管，所述光电二级管设在所述彩色滤光阵列的远离所述微透镜阵列的一侧以使得所述彩色滤光阵列位于所述光电二极管和所述微透镜阵列之间；第一滤光片，所述第一滤光片设在所述微透镜阵列与所述彩色滤光阵列之间。

根据本申请实施例的图像传感器，通过将第一滤光片设在微透镜阵列和彩色滤光阵列之间，从而可减少眩光现象，提高摄像头模组的成像效果，同时有利于防止第一滤光片发生形变，防止第一滤光片在受到撞击时破裂，图像传感器工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

根据本申请实施例的摄像头模组，包括：镜头；电路板；上述的图像传感器，所述图像传感器设在所述电路板上且与所述电路板电连接，所述图像传感器与所述镜头相对设置。

根据本申请实施例的摄像头模组，通过设置上述的图像传感器，可减少眩光现象，提高摄像头模组的成像效果，同时有利于防止第一滤光片发生形变，防止第一滤光片破裂，摄像头模组工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

根据本申请实施例的电子设备，包括：上述的摄像头模组。

根据本申请实施例的电子设备，通过设置上述的摄像头模组，可减少眩光现象，提高电子设备的成像效果，同时有利于防止第一滤光片发生形变，防止第一滤光片破裂，摄像头模组工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

根据本申请实施例的图像传感器的制造方法，所述图像传感器为上述的图像传感器，所述图像传感器的制造方法包括：将所述第一滤光片贴装至所述彩色滤光阵列；以所述第一滤光片为基底，将光刻胶涂覆在所述第一滤光片上以获得光刻胶层；在所述光刻胶层的上方设置掩膜，所述掩膜具有阵列排布的多个圆形通孔；利用紫外光穿过所述多个圆形通孔对所述光刻胶层进行紫外曝光以获得阵列排布的多个间隔开的光刻胶柱；对所述第一滤光片加热以将所述光刻胶柱加热至熔融状态、冷却后得到所述微透镜阵列。

根据本申请实施例的图像传感器的制造方法，通过以第一滤光片为基底，并利用光刻胶热熔法在第一滤光片上制作微透镜阵列，有利于缩短图像传感器的制作周期，降低制作成本，提高图像传感器的生产效率。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例一个实施例的图像传感器的结构示意图；

图2是根据本申请实施例另一实施例的图像传感器的结构示意图；

图3是根据本申请实施例又一个实施例的图像传感器的结构示意图；

图4是根据本申请实施例一个实施例的摄像头模组的结构示意图；

图5是根据本申请实施例另一个实施例的摄像头模组的结构示意图；

图6是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图；

图7是根据本申请的在第一滤光片上利用光刻胶热熔法制作微透镜阵列的过程示意图。

附图标记：

电子设备1000；

摄像头模组100；

图像传感器10；

微透镜阵列1；彩色滤光阵列2；光电二级管3；第一滤光片4；光学胶层5；

第二滤光片6；

光刻胶层7；光刻胶柱71；掩膜8；圆形通孔81；

镜头20；镜座30；

电路板40；安装通孔401。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参考附图描述根据本申请实施例的图像传感器10。例如，图像传感器10可以为CIS(Cmos image sensor)，中文名称为互补金属氧化物半导体图像传感器。

参照图1所示，根据本申请实施例的图像传感器10，可以包括：微透镜阵列1、彩色滤光阵列2、光电二级管3和第一滤光阵列。

具体地，如图1所示，微透镜阵列1包括外表面和内表面，彩色滤光阵列2位于微透镜阵列1的内表面的一侧，光电二级管3设在彩色滤光阵列2的远离微透镜阵列1的一侧以使得所述彩色滤光阵列2位于所述光电二极管3和微透镜阵列1之间，第一滤光片4设在微透镜阵列1与彩色滤光阵列2之间。

其中，第一滤光片4为红外滤光片以用于过滤红外线，例如，第一滤光片4可由蓝玻璃或具有过滤红外线功能的薄膜制得。关于微透镜阵列1(Microlens array)、光电二级彩色滤光阵列2(Color filter array)和光电二级管3的结构和工作原理对本领域技术人员是已知的，本申请对此不再详述。

发明人在实际研究中发现，相关技术中，摄像头模组使用的滤光片都是独立组装于图像传感器的上方，滤光片与图像传感器之间存在一定的距离，而由于图像传感器与滤光片存在一定的装配距离，导致图像传感器容易产生花瓣状眩光；除此之外，当图像传感器的影像区的面积较大时，滤光片的面积也要相应地变大，因此滤光片容易产生形变，在受到撞击时容易破裂。

而根据本申请实施例的图像传感器10，通过将第一滤光片4设在微透镜阵列1和彩色滤光阵列2之间，第一滤光片4和图像传感器10之间不存在距离，从而可减少眩光现象，提高摄像头模组100的成像效果，同时由于第一滤光片4位于微透镜阵列1的内表面，有利于防止第一滤光片4发生形变，防止第一滤光片4在受到撞击时破裂，图像传感器10工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

此外，本申请不限于此，如图2所示，第一滤光片4也可以设在彩色滤光阵列2和光电二级管3之间，同样可使得第一滤光片4和图像传感器10之间不存在距离，从而可减少眩光现象，同时有利于防止第一滤光片4发生形变，防止第一滤光片4在受到撞击时破裂，图像传感器10工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

如图1所示，第一滤光片4与彩色滤光阵列2之间通过光学胶层5相连。由此，有利于提高第一滤光片4与彩色滤光阵列2之间的连接强度，且连接方便。例如，光学胶层5可以为OCA，其中，OCA(Optically Clear Adhesive)是用于胶结透明光学元件的特种粘胶剂，要求具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。

如图1所示，第一滤光片4的厚度的取值范围为0.06mm-0.17mm，换言之，第一滤光片4的厚度可以取0.06mm-0.17mm中的任意一值。例如，第一滤光片4的厚度可以取值为0.06mm、0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.14mm、0.17mm等。由此，有利于减小图像传感器10的厚度，当将图像传感器10应用到摄像头模组100时、有利于实现摄像头模组100的小型化。

进一步地，如图5所示，第一滤光片4的厚度的取值范围为0.09mm-0.12mm。例如，第一滤光片4的厚度可以取值为0.09mm、0.10mm、0.11mm、0.12mm等。由此，使得第一滤光片4的厚度超薄，有利于进一步减小图像传感器10的厚度，当将图像传感器10应用到摄像头模组100时、有利于进一步减小摄像头模组100的尺寸。

如图3所示，图像传感器10还包括第二滤光片6，第二滤光片6设在彩色滤光阵列2和光电二级管3之间。第二滤光片6为红外滤光片，例如，第二滤光片6可由蓝玻璃制得，第二滤光片6的厚度的取值范围为0.09mm-0.12mm。由此，有利于进一步提高图像传感器10对红外线的过滤效果，提高图像传感器10的成像质量。

可选地，第一滤光片4包括蓝玻璃以及设在所述蓝玻璃上的镀膜层，换言之，可以以蓝玻璃为基板，并在蓝玻璃上设置镀膜层以形成第一滤光片4。例如，蓝玻璃在厚度方向上的两侧表面上均可以设置镀膜层。由此，有利于提高第一滤光片4对红外线的过滤效果，从而进一步提高图像传感器10的成像质量。

参照图4所示，根据本申请实施例的摄像头模组100，可以包括：镜头20、电路板40和根据本申请上述实施例的图像传感器10，图像传感器10设在电路板40上且与电路板40电连接，例如，如图4所示，图像传感器10的底面与电路板40电连接，图像传感器10与镜头20相对设置。

根据本申请实施例的摄像头模组100，通过设置上述的图像传感器10，可减少眩光现象，提高摄像头模组100的成像效果，同时有利于防止第一滤光片4发生形变，防止第一滤光片4破裂，摄像头模组100工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

发明人在实际研究中发现，相关技术中的摄像头模组，为了单独安装滤光片，需要在摄像头模组内设置用于安装滤光片的滤光片支架，导致整个摄像头模组的高度较大，使得摄像头模组无法达到轻薄化的要求。

而根据本申请的摄像头模组100，由于图像传感器10内设置有第一滤光片4，第一滤光片4具有过滤红外线的作用，因此无需在摄像头模组100内设置再设置滤光片和滤光片之间，用于安装镜头20的镜座30可以直接设置到电路板40上，从而可缩短镜头20与图像传感器10的最小距离，使得摄像头模组100达到轻薄化的要求。

如图4所示，镜头20与图像传感器10的最小距离小于等于0.6mm。例如，镜头20与图像传感器10的最小距离L可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm等。由此，有利于减小图像传感器10的高度，使得摄像头模组100达到轻薄化的要求。

可以理解的是，常规镜头20的后焦一般大于0.7mm，而本申请的摄像头模组100由于镜头20与图像传感器10的最小距离小于等于0.6mm，因此，本申请的镜头20可选用短后焦镜头，具体地，本申请的镜头20的后焦距可小于等于0.6mm，例如，镜头20的后焦距可以为0.1mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm等，其中，后焦距指的是系统最后一个光学表面顶点至后方焦点的距离。

如图5所示，电路板40具有安装通孔401，图像传感器10设在安装通孔401内，图像传感器10的外周壁与安装通孔401的内周壁电连接以使图像传感器10与电路板40电连接。

需要说明的是，相比将图像传感器10的底面与电路板40电连接的连接方式，通过将图像传感器10设置在电路板40的安装通孔401内，可以减少图像传感器10占用的电路板40的厚度方向的空间，从而可以减少摄像头模组100的整体高度，从而可以实现摄像头模组100的小型化。

如图5所示，电路板40为硬质电路板40。由此，可以降低安装通孔401的加工难度，提升安装通孔401的加工效率，保证在加工安装通孔401的同时电路板40的各项功能不受影响。例如，电路板40的厚度在0.3mm-0.4mm。

如图5所示，图像传感器10的厚度小于电路板40的厚度。图像传感器10可以容纳在安装通孔401内，使得图像传感器10不再占用摄像头模组100的高度方向的空间，从而可以进一步减少摄像头模组100的整体高度。当然本申请不限于此，图像传感器10的厚度也可以等于电路板40的厚度。

如图5所示，图像传感器10的背离镜头20的表面与电路板40的背离镜头20的表面平齐。可以理解的是，当镜头20与图像传感器10的距离固定时，通过使得图像传感器10的背离镜头20的表面与电路板40的背离镜头20的表面平齐，可将镜头20与电路板40的之间距离降低到最低，从而可以进一步减少摄像头模组100的厚度。

下面参考附图6描述根据本申请实施例的电子设备1000。其中，电子设备1000可以为游戏装置、音乐播放装置、存储装置、AR(Augmented Reality，增强现实)设备，或者应用于汽车的设备等。此外，作为在此使用的“电子设备1000”包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信电子设备的)无线接口接收/发送通信信号的装置。

如图6所示，根据本申请实施例的电子设备1000，包括：根据本申请上述实施例的摄像头模组100。

根据本申请实施例的电子设备1000，通过设置本申请上述实施例的摄像头模组100，可减少眩光现象，提高电子设备1000的成像效果，同时有利于防止第一滤光片4发生形变，防止第一滤光片4破裂，摄像头模组100工作的可靠性高，有利于提高用户的使用体验。

参照图7所示，根据本申请实施例的图像传感器10的制造方法，图像传感器10为根据本申请上述实施例的图像传感器10。

具体地，图像传感器10的制造方法包括：将第一滤光片4贴装至彩色滤光阵列2(参照图1)；如图7所示，以第一滤光片4为基底，将光刻胶涂覆在第一滤光片4上以获得光刻胶层7；在光刻胶层7的上方设置掩膜8，掩膜8具有阵列排布的多个圆形通孔81；利用紫外光穿过多个圆形通孔81对光刻胶层7进行紫外曝光以获得阵列排布的多个间隔开的光刻胶柱71；对第一滤光片4加热以将光刻胶柱71加热至熔融状态，冷却后得到微透镜阵列1。

例如，图像传感器10的制造方法包括以下步骤：先将第一滤光片4贴装至彩色滤光阵列2，例如，可利用OCA将第一滤光片4贴装至彩色滤光阵列2(如图1所示)，接着以第一滤光片4为基底，在第一滤光片4上利用光刻胶热熔法制作微透镜阵列1(如图7所示)。

具体地，如图7所示，在第一滤光片4利用光刻胶热熔法制作微透镜阵列1包括如下步骤：S1：将光刻胶涂覆在第一滤光片4上以获得光刻胶层7；S2：在光刻胶层7的上方设置掩膜8，掩膜8具有阵列排布的多个圆形通孔81；S3：利用紫外光穿过多个圆形通孔81对光刻胶层7进行紫外曝光以获得阵列排布的多个间隔开的光刻胶柱71；S4对第一滤光片4加热以将光刻胶柱71加热至熔融状态，每个光刻胶柱71在其表面张力的作用下转变成球冠状，冷却后得到微透镜阵列1。

由此，通过以第一滤光片4为基底，并利用光刻胶热熔法在第一滤光片4上制作微透镜阵列1，有利于缩短图像传感器10的制作周期，降低制作成本，提高图像传感器10的生产效率。

当然本申请不限于此，在另一些示例中，可先以第一滤光片4为基底，在第一滤光片4上利用光刻胶热熔法制作微透镜阵列1，最后将第一滤光片4贴装至彩色滤光阵列2。

根据本申请实施例的图像传感器10的制造方法，通过以第一滤光片4为基底，并利用光刻胶热熔法在第一滤光片4上制作微透镜阵列1，有利于缩短图像传感器10的制作周期，降低制作成本，提高图像传感器10的生产效率。

根据本申请实施例的电子设备1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

微透镜阵列，所述微透镜阵列包括外表面和内表面；

彩色滤光阵列，所述彩色滤光阵列位于所述微透镜阵列的内表面的一侧；

光电二极管，所述光电二级管设在所述彩色滤光阵列的远离所述微透镜阵列的一侧，以使得所述彩色滤光阵列位于所述光电二极管和所述微透镜阵列之间；

第一滤光片，所述第一滤光片设在所述微透镜阵列与所述彩色滤光阵列之间。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一滤光片与所述彩色滤光阵列之间通过光学胶层相连。

3.根据权利要求1所示的图像传感器，其特征在于，还包括第二滤光片，所述第二滤光片设在所述彩色滤光阵列和所述光电二级管之间。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一滤光片的厚度的取值范围为0.06mm-0.17mm。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一滤光片包括蓝玻璃以及设在所述蓝玻璃上的镀膜层。

6.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

镜头；

电路板；

根据权利要求1-5中任一项所述的图像传感器，所述图像传感器设在所述电路板上且与所述电路板电连接，所述图像传感器与所述镜头相对设置。

7.根据权利要求6所述的摄像头模组，其特征在于，所述镜头与所述图像传感器的最小距离小于等于0.6mm。

8.根据权利要求6所述的摄像头模组，其特征在于，所述电路板具有安装通孔，所述图像传感器设在所述安装通孔内，所述图像传感器的外周壁与所述安装通孔的内周壁电连接以使所述图像传感器与所述电路板电连接。

9.根据权利要求8所述的摄像头模组，其特征在于，所述图像传感器的厚度小于所述电路板的厚度。

10.根据权利要求9所述的摄像头模组，其特征在于，所述图像传感器的背离所述镜头的表面与所述电路板的背离所述镜头的表面平齐。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：根据权利要求6-10中任一项所述的摄像头模组。

12.一种图像传感器的制造方法，其特征在于，所述图像传感器为根据权利要求1-5中任一项所述的图像传感器，所述图像传感器的制造方法包括：

将所述第一滤光片贴装至所述彩色滤光阵列；

以所述第一滤光片为基底，将光刻胶涂覆在所述第一滤光片上以获得光刻胶层；

在所述光刻胶层的上方设置掩膜，所述掩膜具有阵列排布的多个圆形通孔；

利用紫外光穿过所述多个圆形通孔对所述光刻胶层进行紫外曝光，以获得阵列排布的多个间隔开的光刻胶柱；

对所述第一滤光片加热以将所述光刻胶柱加热至熔融状态、冷却后得到所述微透镜阵列。

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