TWI486567B - 光感測模組群的檢測方法 - Google Patents

Description

光感測模組群的檢測方法

本發明是有關於一種檢測方法，且特別是關於一種光感測模組群的檢測方法。

隨著多媒體的迅速發展，使用者對各種電子裝置的功能性要求愈來愈高。由於現今照像與攝影功能通常整合於各種電子裝置中，例如整合於行動電話、筆記型電腦、平板電腦等可攜式電子裝置中，因此光感測模組(包括透鏡結構以及影像感測元件)須盡量地縮小，以符合可攜式電子裝置的小型化要求。

目前行動電話、筆記型電腦及平板電腦的光感測模組已做得相當的小，而可達到晶片(chip)等級的尺寸。此種尺寸的光感測模組可利用類似於晶圓製程的方式來大量生產。因此，此種光感測模組之透鏡結構又可稱為晶圓級透鏡(wafer lens)結構。於製作此種光感測模組時，通常會先製作透鏡群結構，再進行切割步驟，使透鏡群結構分割成彼此分離的多個透鏡結構。接著，將彼此分離的多個透鏡結構與多個影像感測元件黏合，以形成多個光感測模組。在光感測模組製作完成後，需進一步地對此些光感測模組逐一進行檢測，以確認每一個光感測模組的有效焦距符合預定值。然而，在逐一對各個光感測模組進行取放、對位、檢測等步驟下易耗費過多的時間以及成本。

本發明提供一種光感測模組群的檢測方法，其提供省力的檢測手法。

本發明提供一種光感測模組群的檢測方法，其包括以下步驟。提供光感測模組群，光感測模組群包括第一透鏡層以及與第一透鏡層連接的影像感測元件陣列。第一透鏡層具有多個第一透鏡，影像感測元件陣列具有與第一透鏡對應的多個影像感測元件。第一透鏡與影像感測元件構成多個光感測模組。每一光感測模組包括第一透鏡其中之一以及與第一透鏡對應的影像感測元件其中之一。提供測試卡，測試卡具有多個測試圖樣。令每一光感測模組的影像感測元件擷取測試圖樣其中之一的影像。根據影像感測元件擷取之測試圖樣的影像計算出光感測模組的測量結果。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群的檢測方法，其中令每一光感測模組的影像感測元件擷取測試圖樣其中之一的影像的步驟為令每一光感測模組的影像感測元件僅擷取測試圖樣其中之一的影像。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群的檢測方法，其中令每一光感測模組的影像感測元件僅擷取測試圖樣其中之一的影像的步驟包括調整光感測模組與測試圖樣的相對位置，以使每一光感測模組的影像感測元件僅擷取測試圖樣其中之一的影像。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群的檢測方法，其中在調整光感測模組與測試圖樣的相對位置之 後，每一光感測模組的光軸通過每一測試圖樣的中心，且每一光感測模組於測試卡上之正投影被每一測試圖樣的邊緣所包圍。

在本發明之一實施例中，前述之測量結果為一調變轉換函數(modulation transfer function,MTF)。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群更包括第二透鏡層以及第一透光基板。第二透鏡層位於第一透鏡層上，第二透鏡層具有多個第二透鏡，且每一第一透鏡對應每一第二透鏡配置。第一透光基板位於第一透鏡層與第二透鏡層之間。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群更包括第一間隔層以及第二間隔層。第一間隔層與第一透鏡層位於第一透光基板的同一側，且第一間隔層具有多個第一貫孔，第一貫孔分別曝露出第一透鏡。第二間隔層與第二透鏡層位於第一透光基板的同一側，且第二間隔層具有多個第二貫孔，第二貫孔分別曝露出第二透鏡。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群的檢測方法，其中第一透光基板透過第二間隔層與影像感測元件陣列連接，且第二間隔層的第二貫孔分別曝露出影像感測元件。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群更包括配置於第二間隔層與影像感測元件陣列之間的第二透光基板、配置於第二透光基板與第二透鏡層之間的第三透鏡層以及配置於第二透光基板與影像感測元件陣列之間的第四 透鏡層。第三透鏡層具有多個第三透鏡，且每一第三透鏡對應每一第一透鏡以及每一第二透鏡配置，且第二貫孔分別曝露出第三透鏡。第四透鏡層具有多個第四透鏡，且每一第四透鏡對應每一第三透鏡配置。

在本發明之一實施例中，前述之光感測模組群更包括配置於第四透鏡層與影像感測元件陣列之間的第三間隔層。第三間隔層具有多個第三貫孔，第三貫孔曝露出第四透鏡以及影像感測元件。

基於上述，利用本發明一實施例之光感測模組群的檢測方法可對整個光感測模組群進行檢測，而節省對光感測模組逐一取放的時間，進而降低檢測光感測模組所需的時間與成本。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之光感測模組群檢測方法的流程圖。請參照圖1，本實施例之光感測模組群的檢測方法包括下列步驟。提供具有多個光感測模組的光感測模組群，其中每一光感測模組具有影像感測元件(步驟S100)。提供具有多個測試圖樣的測試卡(步驟S200)。令每一光感測模組的影像感測元件擷取測試圖樣其中之一的影像(步驟S300)。根據影像感測元件擷取之測試圖樣的影像計算出光感測模組的測量結果(步驟S400)。值得注意的是，前 述之步驟S100、S200的順序可以做適當的更動。舉例而言，可先進行步驟S200，然後再依序進行步驟S100、S300、步驟S400。

上段述之光感測模組可至少包括第一透鏡層以及與第一透鏡層連接的影像感測元件陣列。第一透鏡層具有多個第一透鏡，影像感測元件陣列具有與第一透鏡對應的多個影像感測元件。第一透鏡與影像感測元件構成多個光感測模組。換言之，每一光感測模組包括第一透鏡其中之一以及與第一透鏡對應的影像感測元件其中之一，但本發明不以此為限。以下將搭配圖2A至圖2C以及圖3A至圖3C，對本發明一實施例之光感測模組群的製作流程進行詳細地描述。

圖2A至圖2C為本發明一實施例之光感測模組群的製作流程的上視示意圖。圖3A至圖3C為本發明一實施例之光感測模組群的製作流程的剖面示意圖。特別是，圖3A至圖3C是根據圖2A至圖2C的剖線A-A’所繪的剖面圖。請參照圖2A以及圖3A，首先，提供光學模組群OM。本實施例之光學模組群OM包括具有多個第一透鏡112的第一透鏡層110。。此外，本實施例之光學模組群OM可進一步地包括第二透鏡層120以及第一透光基板S1。第一透光基板S1位於第一透鏡層110與第二透鏡層120之間。第二透鏡層120具有多個第二透鏡122。每一第二透鏡122對應每一第一透鏡112配置。具體而言，第二透鏡122的軸心可對應第一透鏡112的軸心配置。意即，第二透鏡122 的軸心與第一透鏡112的軸心可可互相平行且重疊。

本實施例之第一透光基板S1可以是玻璃基板、透光塑膠基板或是其他適當透光材質的基板。在本實施例中，第一透光基板S1係以玻璃基板作為舉例說明，本發明不以此為限。本實施例之第一透鏡112以及第二透鏡122例如是如圖3A繪示的平凸透鏡。第一透鏡112以及第二透鏡122的凸面背向第一透光基板S1。然而，本發明不以此為限，在其他實施例中，第一透鏡112以及第二透鏡122也可採用凹透鏡的設計。第一透鏡112以及第二透鏡122的形式可依使用者的需求與設計而定。另外，第一透鏡112以及第二透鏡122的焦距可藉由形成於第一透光基板S1上之透光材料的量、或是可透過控制第一透鏡112以及第二透鏡122的表面曲率來決定。

本實施例之光學模組群OM還可包括第一間隔層130以及第二間隔層140。第一間隔層130與第一透鏡層110位於第一透光基板S1的同一側。第一間隔層130具有多個第一貫孔V1。第一貫孔V1曝露出第一透鏡112。第二間隔層140與第二透鏡層120位於第一透光基板S1的另一側。第二間隔層140具有多個第二貫孔V2。第二貫孔V2曝露出第二透鏡122。

本實施例之第一間隔層130以及第二間隔層140的材質可選用透光或不透光的材質。此處，不透光的材質泛指一般具備低穿透率之材質(例如是遮光材質或吸光材質)，而並非用以限定穿透率為0%之材質。在本實施例中，第 一間隔層130以及第二間隔層140的材質例如是選用不透光的材質，以遮擋外在環境之雜散光，並降低雜訊的影響，從而提高第一透鏡112以及第二透鏡122成像的噪訊比(signal-to-noise ratio,SNR)。

本實施例之第一間隔層130以及第二間隔層140除了可具有前述之遮擋外在環境雜散光的功效外，其亦可作為與其他元件進行連接時支撐之用。另外，第一間隔層130以及第二間隔層140的厚度可視第一透鏡112以及第二透鏡122所需的焦距以及使用者的設計需求而定。

本實施例之光學模組群OM還可包括配置於第二間隔層140與影像感測元件陣列SA(繪示於圖3C)之間的第二透光基板S2、配置於第二透光基板S2與第二透鏡層120之間的第三透鏡層150以及配置於第二透光基板S2與影像感測元件陣列SA之間的第四透鏡層160。第三透鏡層150具有多個第三透鏡152。每一第三透鏡152對應每一第一透鏡112以及每一第二透鏡122配置。具體而言，第三透鏡152的軸心可對應第一透鏡112以及第二透鏡122的軸心配置。意即，第三透鏡152的軸心、第一透鏡112的軸心以及第二透鏡122的軸心可互相平行且重疊。此外，第二間隔層140的第二貫孔V2更曝露出第三透鏡152。另外，第四透鏡層160具有多個第四透鏡162。每一第四透鏡162對應每一第三透鏡152配置。也就是說，本實施例之第一透鏡112、第二透鏡122、第三透鏡152以及第四透鏡162可具有相同之軸心L。

與本實施例之第一透光基板S1類似地，本實施例之第二透光基板S2的材質可以是玻璃基板、透光塑膠基板或是其他適當透光材質的基板。在本實施例中，第二透光基板S2亦以玻璃基板作為舉例說明，並非用以限定本發明。第三透鏡152以及第四透鏡162例如是如圖3A繪示的平凸透鏡。第三透鏡152以及第四透鏡162的凸面可背向第二透光基板S2。然而，本發明不以此為限，在其他實施例中，第三透鏡152以及第四透鏡162也可採用凹透鏡的設計。第三透鏡152以及第四透鏡162的形式可依使用者的需求與設計而定。另外，第三透鏡152以及第四透鏡162的焦距可藉由形成於第二透光基板S2上之透光材料的量、或是可透過控制第三透鏡152以及第四透鏡162的表面曲率來決定。

此外，本實施例之光學模組群OM還可包括配置於第四透鏡層160與影像感測元件陣列SA(繪示於圖3C)之間的第三間隔層170。第三間隔層170具有多個第三貫孔V3。第三貫孔V3曝露出第四透鏡162。與第一間隔層130以及第二間隔層140類似地，第三間隔層170的材質可選用透光或不透光的材質。在本實施例中，第三間隔層170的材質例如是選用不透光的材質，以遮擋外在環境之雜散光，並降低雜訊的影響，從而提高第四透鏡162成像的噪訊比(signal-to-noise ratio,SNR)。本實施例之第三間隔層170除了可具有前述遮擋外在環境之雜散光的功效外，其亦可作為後續與影像感測元件陣列進行連接時支撐之用。 另外，第三間隔層170的厚度需視第四透鏡162所需的焦距以及使用者的設計需求而定。

請參照圖2B以及圖3B，接著，提供影像感測元件陣列SA，其中影像感測元件陣列SA具有多個影像感測元件SE。此外，影像感測元件陣列SA例如是互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)感測器或電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)。但，本發明不以此為限。

請參照圖2C以及圖3C，接著，將上述之光學模組群OM設置於影像感測元件陣列SA上，以形成光感測模組群100。在本實施例中，上述之光學模組群OM例如是透過第三間隔層170與影像感測元件陣列SA連接。第三間隔層170的第三貫孔V3除了曝露出第四透鏡162外，還曝露出影像感測元件SE。光學模組群OM與影像感測元件陣列SA連接後，每一影像感測元件SE與各透鏡對應配置。詳言之，每一影像感測元件SE的中心實質上被對應之第一透鏡112、第二透鏡122、第三透鏡152以及第四透鏡162的軸心L穿過。此外，影像感測元件SE更設置於第四透鏡162之有效焦距的位置，以接收到清楚的影像。

需說明的是，光學模組群OM中的透鏡層與間隔層的個數係取決於光學模組所需的焦距而定。詳言之，圖3C雖是以四層透鏡層(包括第一透鏡層110、第二透鏡層120、第三透鏡層150以及第四透鏡層160)與三層間隔層(包括第一間隔層130、第二間隔層140以及第三間隔層170) 為例。然而，在其他實施例中，光學模組群OM亦可包括四層以上或三層以下的透鏡層，且間隔層亦可以搭配透鏡層的數目而採用三層以上或三層以下的結構。前述之間隔層係分別配置於透鏡層之間。意即，每相鄰的兩個透鏡層之間便配置有一個間隔層。換言之，透鏡層與間隔層的個數需視光感測模組SM所需的焦距以及使用者的設計需求而定，本發明並不以此為限。

在完成光感測模組群100的製作後，需進一步地對光感測模組群100進行檢測，以確認每一個光感測模組SM的光學特性。圖4示出檢測本發明一實施例之光感測模組群的方法。圖5是圖4之光感測模組群其中一光感測模組的測量結果。請參照圖4，首先，提供測試卡400，其中測試卡400具有多個測試圖樣P。本實施例之測試圖樣P具有多條黑白相間的條紋。接著，將每一光感測模組SM的影像感測元件SE對應每一測試圖樣P配置。詳言之，使此些測試圖樣P位於影像感測元件SE的物側。透過微調影像感測元件SE的位置，可使每一光感測模組SM的影像感測元件SE擷取測試圖樣P其中之一的影像。接著，根據影像感測元件SE擷取之測試圖樣P的影像計算出光感測模組SM的測量結果。

在本實施例中，每一光感測模組SM的影像感測元件SE例如是僅擷取測試圖樣P其中之一的影像。詳言之，在影像感測元件SE擷取測試圖樣P其中之一的影像前，可先調整光感測模組SM與測試圖樣P的相對位置，以使每 一光感測模組SM的光軸L通過每一測試圖樣P的中心。在本實施例中，每一光感測模組SM於測試卡400上之正投影例如是被每一測試圖樣P的邊緣所包圍。在此設置下，每一光感測模組SM的影像感測元件SE可僅擷取測試圖樣其中之一的影像。然後根據影像感測元件SE擷取之測試圖樣P的影像可計算出光感測模組SM的測量結果。

請參照圖5，在本實施例中，前述之測量結果例如是調變轉換函數。需說明的是，MTF值越高，表示辨識能力越高，亦即影像感測元件SE擷取之測試圖樣P的影像越清晰。反之則表示辨識能力越低，亦即影像感測元件SE擷取之測試圖樣P的影像越不清晰。

值得一提的是，在習知技術中，進行檢測時，是對光感測模組逐一地進行取放，並逐一地將光感測模組與僅具有單一之測試圖樣的測試卡進行對位。為使光感測模組能擷取測試卡上之測試圖樣，光感測模組與測試卡的距離需保持1至2米。因此，習知光感測模組的檢測方法除了耗費取放光感測模組的時間外，亦需充足之空間以設置測試卡與光感測模組。相較之下，本實施例之光感測模組群的檢測方法透過微縮測試圖樣P而使測試卡400具有多個測試圖樣P，並藉由測試卡400對具有多個光感測模組之光感測模組群100進行一次的取放以及對位，即可使每一光感測模組之影像感測元件SE擷取對應的每一測試圖樣P的影像。因此，本實施例之光感測模組群100的檢測方法可大幅地節省取放光感測模組的時間並縮減檢測所需之空 間。此外，藉由相鄰二第一透鏡112的中心線不超過每一測試圖樣P的邊緣的配置方式，第一間隔層130可遮擋相鄰之測試圖樣P之雜散光，可降低測量時相鄰之影像光的雜訊，從而檢測出精確之測量結果(例如MTF值)。

綜上所述，本發明一實施例之光感測模組群的檢測方法藉由具有多個測試圖樣的測試卡可藉由對光感測模組群整體進行檢測，，而大幅減少取放每一光感測模組的時間。如此一來，檢測光感測模組所需的時間與感本便可大幅降低。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光感測模組群

110‧‧‧第一透鏡層

112‧‧‧第一透鏡

120‧‧‧第二透鏡層

122‧‧‧第二透鏡

130‧‧‧第一間隔層

140‧‧‧第二間隔層

150‧‧‧第三透鏡層

152‧‧‧第三透鏡

160‧‧‧第四透鏡層

162‧‧‧第四透鏡

170‧‧‧第三間隔層

400‧‧‧測試卡

SA‧‧‧影像感測元件陣列

SE‧‧‧影像感測元件

SM‧‧‧光感測模組

OM‧‧‧光學模組群

S1‧‧‧第一透光基板

S2‧‧‧第二透光基板

V1‧‧‧第一貫孔

V2‧‧‧第二貫孔

V3‧‧‧第三貫孔

L‧‧‧軸心

O‧‧‧中心

P‧‧‧測試圖樣

A-A’‧‧‧剖線

S100、S200、S300、S400‧‧‧步驟

圖1為本發明一實施例之光感測模組群之檢測方法的流程圖。

圖2A至圖2C為本發明一實施例之光感測模組群的製作流程的上視示意圖。

圖3A至圖3C為本發明一實施例之光感測模組群的製作流程的剖面示意圖。

圖4示出檢測本發明一實施例之光感測模組群之方法。

圖5是圖4之光感測模組群其中一光感測模組的測量 結果。

100‧‧‧光感測模組群

110‧‧‧第一透鏡層

112‧‧‧第一透鏡

120‧‧‧第二透鏡層

122‧‧‧第二透鏡

130‧‧‧第一間隔層

140‧‧‧第二間隔層

150‧‧‧第三透鏡層

152‧‧‧第三透鏡

160‧‧‧第四透鏡層

162‧‧‧第四透鏡

170‧‧‧第三間隔層

400‧‧‧測試卡

SA‧‧‧影像感測元件陣列

SE‧‧‧影像感測元件

SM‧‧‧光感測模組

S1‧‧‧第一透光基板

S2‧‧‧第二透光基板

V1‧‧‧第一貫孔

V2‧‧‧第二貫孔

V3‧‧‧第三貫孔

L‧‧‧軸心

O‧‧‧中心

OM‧‧‧光學模組群

P‧‧‧測試圖樣

A-A’‧‧‧剖線

Claims (10)

1. 一種光感測模組群的檢測方法，包括：提供一光感測模組群，該光感測模組群包括一第一透鏡層以及與該第一透鏡層連接的一影像感測元件陣列，該第一透鏡層具有多個第一透鏡，該影像感測元件陣列具有與該些第一透鏡對應的多個影像感測元件，該些第一透鏡與該些影像感測元件構成多個光感測模組，每一該光感測模組包括該些第一透鏡其中之一以及與該第一透鏡對應的該些影像感測元件其中之一，每一該光感測模組的一該第一透鏡與其他該些感測模組的該些第一透鏡相隔開；提供一測試卡，該測試卡具有多個測試圖樣；令該測試卡的該些測試圖樣同時對該光感測模組群的該些光感測模組對位；令每一該光感測模組的該影像感測元件擷取該些測試圖樣其中之一的影像；根據該影像感測元件擷取之該測試圖樣的影像計算出該光感測模組的一測量結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光感測模組群的檢測方法，其中令每一該光感測模組的該影像感測元件擷取該些測試圖樣其中之一的影像的步驟為：令每一該光感測模組的該影像感測元件僅擷取該些測試圖樣其中之一的影像。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光感測模組群的檢測方法，其中令每一該光感測模組的該影像感測元件僅擷 取該些測試圖樣其中之一的影像的步驟包括：調整該些光感測模組與該些測試圖樣的相對位置，以使每一該光感測模組的該影像感測元件僅擷取該些測試圖樣其中之一的影像。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光感測模組群的檢測方法，其中在調整該些光感測模組與該些測試圖樣的相對位置之後，每一該光感測模組的光軸通過每一該測試圖樣的中心，且每一該光感測模組於該測試卡上之正投影被每一該測試圖樣的邊緣所包圍。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光感測模組群的檢測方法，其中該測量結果為一調變轉換函數。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光感測模組群的檢測方法，其中該光感測模組群更包括：一第二透鏡層，位於該第一透鏡層上，該第二透鏡層具有多個第二透鏡，且每一該第一透鏡對應每一該第二透鏡配置；以及一第一透光基板，位於該第一透鏡層與該第二透鏡層之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光感測模組群的檢測方法，其中該光感測模組群更包括：一第一間隔層，與該第一透鏡層位於該第一透光基板的同一側，且該第一間隔層具有多個第一貫孔，該些第一貫孔分別曝露出該些第一透鏡；以及一第二間隔層，與該第二透鏡層位於該第一透光基板 的同一側，且該第二間隔層具有多個第二貫孔，該些第二貫孔分別曝露出該些第二透鏡。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光感測模組群的檢測方法，其中該第一透光基板透過該第二間隔層與該影像感測元件陣列連接，且該第二間隔層的該些第二貫孔分別曝露出該些影像感測元件。
9. 如申請專利範圍第7項所述之光感測模組群的檢測方法，其中該光感測模組群更包括：一第二透光基板，配置於該第二間隔層與該影像感測元件陣列之間；一第三透鏡層，配置於該第二透光基板與該第二透鏡層之間，該第三透鏡層具有多個第三透鏡，且每一該第三透鏡對應每一該第一透鏡以及每一該第二透鏡配置，且該些第二貫孔分別曝露出該些第三透鏡；以及一第四透鏡層，配置於該第二透光基板與該影像感測元件陣列之間，該第四透鏡層具有多個第四透鏡，且每一該第四透鏡對應每一該第三透鏡配置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光感測模組群的檢測方法，其中光感測模組群更包括：一第三間隔層，配置於該第四透鏡層與該影像感測元件陣列之間，該第三間隔層具有多個第三貫孔，該些第三貫孔曝露出該些第四透鏡以及該些影像感測元件。