TWM594271U - 取像裝置 - Google Patents

Abstract

一種取像裝置，其包括影像感測器以及光準直器。光準直器位於影像感測器上且包括光通道層、多個微透鏡以及牆結構。多個微透鏡設置在光通道層上，且多個微透鏡與影像感測器分別位於光通道層的相對側。牆結構設置在光通道層上且位於多個微透鏡的周邊，其中牆結構的高度大於多個微透鏡的每一個的高度。

Description

取像裝置

本新型創作是有關於一種光電裝置，且特別是有關於一種取像裝置。

生物辨識的種類包括臉部、聲音、虹膜、視網膜、靜脈、掌紋和指紋辨識等。依照感測方式的不同，生物特徵辨識裝置可分為光學式、電容式、超音波式及熱感應式。一般而言，光學式生物特徵辨識裝置包括光源、導光元件以及感測器。光源所發出的光束照射按壓於導光元件上的待測物，感測器接收被待測物反射的光束，以進行生物特徵的辨識。

以指紋辨識為例，當手指按壓於導光元件上時，指紋的凸部會接觸導光元件，而指紋的凹部不會接觸導光元件。因此，指紋的凸部會破壞光束在導光元件內的全反射，而使感測器取得對應凸部的暗紋。同時，指紋的凹部不會破壞光束在導光元件內的全反射，而使感測器取得對應凹部的亮紋。藉此，對應指紋的凸部與凹部的光束會在感測器的光接收面上形成亮暗相間的條紋圖案。利用演算法計算對應指紋影像的資訊，便可進行使用者身份的辨識。

在感測器取像的過程中，被指紋反射的光束容易散亂地傳遞至感測器，而產生串擾（crosstalk）。此串擾會降低指紋圖案的暗紋區域與亮紋區域之間的對比度，造成取像品質不佳，影響辨識的精確度。雖然已有技術針對取像品質進行改善，然而現階段技術的改良仍難以有效改善該串擾問題。

本新型創作提供一種取像裝置，其可具有良好的辨識能力。

本新型創作的一種取像裝置包括影像感測器以及光準直器。光準直器位於影像感測器上且包括光通道層、多個微透鏡以及牆結構。多個微透鏡設置在光通道層上，且多個微透鏡與影像感測器分別位於光通道層的相對側。牆結構設置在光通道層上且位於多個微透鏡的周邊，其中牆結構的高度大於多個微透鏡的每一個的高度。

在本新型創作的一實施例中，牆結構在光通道層上的投影形狀為框型，且牆結構環繞多個微透鏡。

在本新型創作的一實施例中，牆結構包括多個擬微透鏡（dummy micro lenses），且多個擬微透鏡的每一個的高度大於多個微透鏡的每一個的高度。

在本新型創作的一實施例中，取像裝置更包括線路板、多條金屬線以及封裝層。影像感測器設置在線路板上。多條金屬線將影像感測器與線路板電連接。封裝層包覆多條金屬線且將影像感測器以及光準直器固定在線路板上。

在本新型創作的一實施例中，封裝層覆蓋光準直器的邊緣部分。

在本新型創作的一實施例中，封裝層具有支撐部。支撐部位於影像感測器與光準直器之間。光準直器被支撐部支撐。光準直器與影像感測器之間存在縫隙。

在本新型創作的一實施例中，牆結構的頂面與封裝層的頂面切齊。

在本新型創作的一實施例中，取像裝置更包括蓋板。蓋板位於封裝層上，其中光準直器位於蓋板與影像感測器之間，且蓋板與多個微透鏡之間存在空氣間隙。

在本新型創作的一實施例中，蓋板包括透光基板、透光薄膜、透光顯示面板、透光觸控面板、透光觸控顯示面板或上述至少兩個的組合。

在本新型創作的一實施例中，取像裝置更包括中框。中框位於封裝層與蓋板之間。

在本新型創作的一實施例中，取像裝置更包括濾光層。濾光層位於影像感測器與蓋板之間。

在本新型創作的一實施例中，牆結構與多個微透鏡是一體成形。

在本新型創作的一實施例中，多個微透鏡的每一個是多層結構。

在本新型創作的一實施例中，光通道層包括遮光層與透光層的組合、多條光纖、多個針孔或光柵。

在本新型創作的一實施例中，影像感測器包括多個影像感測元件。光通道層包括透光基板、第一遮光層以及第二遮光層。透光基板具有第一表面以及第二表面。第一表面位於多個微透鏡與第二表面之間。第一遮光層設置在第一表面上且具有多個第一開口。第二遮光層設置在第二表面上且具有多個第二開口。多個第一開口、多個第二開口、多個微透鏡以及多個影像感測元件彼此重疊。多個影像感測元件的每一個的面積為As。多個微透鏡的每一個的投影面積為Am。多個第一開口的每一個的面積為A1。多個第二開口的每一個的面積為A2。取像裝置滿足A1≦A2>Am>As。

在本新型創作的一實施例中，透光基板的厚度為T，多個微透鏡的每一個的寬度為W，多個微透鏡的每一個的厚度為Tm，且取像裝置滿足T≦π[(W/2) ²+Tm ²)]/(2Tm)。

在本新型創作的一實施例中，多個第一開口的每一個的寬度為W1，多個第二開口的每一個的寬度為W2，且取像裝置滿足2μm≦W1≦30μm，及2μm≦W2≦30μm。

在本新型創作的一實施例中，多個微透鏡與光通道層的堆疊結構的最大厚度小於100μm。

在本新型創作的一實施例中，取像裝置更包括內光準直器（inner light collimator）。內光準直器位於光準直器與影像感測器之間且包括光通道層以及多個微透鏡。多個微透鏡設置在內光準直器的光通道層上，且內光準直器的多個微透鏡與影像感測器分別位於內光準直器的光通道層的相對側。內光準直器的多個微透鏡在光準直器與內光準直器的堆疊方向上與光準直器的多個微透鏡重疊。

在本新型創作的一實施例中，內光準直器更包括牆結構。內光準直器的牆結構設置在內光準直器的光通道層上且位於內光準直器的多個微透鏡的周邊。內光準直器的牆結構的高度大於內光準直器的多個微透鏡的每一個的高度。

基於上述，在本新型創作的實施例中，藉由光準直器將光準直化，以改善串擾問題，使取像裝置具有良好的辨識能力。此外，藉由在多個微透鏡的周邊設置高度較每一個微透鏡高的牆結構，可避免多個微透鏡因不慎被碰觸而造成的刮傷損壞，且有利於後續的組裝。

為讓本新型創作的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。

本文中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本新型創作。

在附圖中，各圖式繪示的是特定實施例中所使用的方法、結構或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。

在下述實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號，且將省略其重述。此外，不同實施例中的特徵在沒有衝突的情況下可相互組合，且依本說明書或申請專利範圍所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本專利涵蓋的範圍內。

本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名分立（discrete）的元件或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限，也並非用以限定元件的製造順序或設置順序。此外，一元件/膜層設置在另一元件/膜層上（或上方）可涵蓋所述元件/膜層直接設置在所述另一元件/膜層上（或上方），且兩個元件/膜層直接接觸的情況；以及所述元件/膜層間接設置在所述另一元件/膜層上（或上方），且兩個元件/膜層之間存在一或多個元件/膜層的情況。舉例來說，任兩相鄰的元件、任兩相鄰的膜層或相鄰的元件與膜層之間，如有需要的話，可透過黏著層（未繪示）或固定機構（如螺絲或卡扣件等；未繪示）而相互固定，於下便不再重述。

圖1A是依照本新型創作的一實施例的取像裝置的剖面示意圖。圖1B是圖1A中光準直器的上視示意圖。圖2至圖8、圖9A、圖10及圖11分別是依照本新型創作的其他實施例的取像裝置的剖面示意圖。圖9B及圖9C分別是圖9A中光通道層及影像感測器的上視示意圖。

在本新型創作的任一實施例中，取像裝置可於環境介質中使用。所述環境介質可包括空氣、水或是其他種類的介質。取像裝置適於擷取待測物（未繪示）的生物特徵的影像。舉例而言，待測物可以是使用者的手指、手掌、手腕或眼球，且對應的生物特徵可為指紋、掌紋、靜脈、瞳孔或虹膜等，但不以此為限。

請參照圖1A及圖1B，取像裝置1包括影像感測器10以及光準直器11。在本實施例中，取像裝置1還可選擇性地包括線路板12、多條金屬線13以及封裝層14，但不以此為限。

影像感測器10適於接收被待測物反射的光束（帶有生物特徵資訊的光束）。舉例來說，影像感測器10可包括電荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）、互補式金屬氧化物半導體元件（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS）或其他適當種類的影像感測元件。

光準直器11位於影像感測器10上。光準直器11適於將被待測物反射的光束準直化，以改善串擾問題，使取像裝置1具有良好的辨識能力。光準直器11可包括光通道層110、多個微透鏡111以及牆結構112。

光通道層110適於將被待測物反射的光束準直化。舉例來說，光通道層110可包括遮光層與透光層的組合、多條光纖（fiber）、多個針孔（pinhole）、光柵（grating）或其他合適的光準直元件。

多個微透鏡111設置在光通道層110上，且多個微透鏡111與影像感測器10分別位於光通道層110的相對側。多個微透鏡111適於收斂光束，使更多的光束能夠通過光通道層110並被影像感測器10接收。

在本實施例中，如圖1A所示，多個微透鏡111的每一個的剖面形狀可為半球狀。然而，多個微透鏡111的每一個的剖面形狀也可依需求而改變為其他形狀，且所述半球不限定為球體的一半。此外，如圖1B所示，多個微透鏡111的每一個在光通道層110上的投影形狀可為圓形。然而，多個微透鏡111的每一個的投影形狀也可依需求而改變為其他形狀，如四邊形或其他多邊形。

牆結構112設置在光通道層110上且位於多個微透鏡111的周邊。如圖1A所示，牆結構112與多個微透鏡111可設置在光通道層110的同一表面上。此外，牆結構112的高度T112大於多個微透鏡111的每一個的高度T111。以光通道層110承載牆結構112與多個微透鏡111的表面為基準，牆結構112的高度T112可為牆結構112的底面（牆結構112接觸光通道層110的表面）與頂面之間的最大距離。同理，以光通道層110承載牆結構112與多個微透鏡111的表面為基準，多個微透鏡111的每一個的高度T111可為任一個微透鏡111的底面（微透鏡111接觸光通道層110的表面）與頂面之間的最大距離。藉由在多個微透鏡111的周邊設置高度較每一個微透鏡111高的牆結構112，可避免多個微透鏡111因不慎被碰觸而造成的刮傷損壞，且有利於後續的組裝。

在一實施例中，牆結構112與多個微透鏡111可以是一體成形，以簡化製程道數及縮短製程時間，但不以此為限。在另一實施例中，牆結構112與多個微透鏡111可以是分別形成在光通道層110上，且牆結構112與多個微透鏡111可具有相同或不同的材質。

在本實施例中，如圖1A所示，牆結構112的剖面形狀可為長方形。此外，如圖1B所示，牆結構112在光通道層110上的投影形狀可為框型（frame shape），且牆結構112可環繞多個微透鏡111。然而，牆結構112的剖面形狀、投影形狀或牆結構112與多個微透鏡111的相對設置關係可依需求改變，而不以圖1A及圖1B所顯示的為限。舉例來說，牆結構112的剖面形狀也可為正方形、梯形或其他多邊形。

在一實施例中，牆結構112可包括多個擬微透鏡（未繪示）。多個擬微透鏡設置在多個微透鏡111的周邊，且多個擬微透鏡的每一個的高度大於多個微透鏡111的每一個的高度T111，以保護多個微透鏡111。由於多個擬微透鏡主要作用為保護多個微透鏡111，因此多個擬微透鏡的參數設計（如曲率半徑、折射率等）可不多加限制。舉例來說，多個擬微透鏡與多個微透鏡111可具有相同或不同的材質、相同或不同的剖面形狀及/或相同或不同的投影形狀。

線路板12適於承載影像感測器10，且影像感測器10設置在線路板12上。線路板12可以是印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）、可撓性印刷電路板（Flexible Printed Circuit Board，FPCB）或其上形成有線路層的基板。

多條金屬線13將影像感測器10與線路板12電連接。舉例來說，多條金屬線13可藉由打線（wire bonding）製程而連接於影像感測器10的接墊（未繪示）與線路板12的接墊（未繪示）之間。

封裝層14包覆多條金屬線13且將影像感測器10以及光準直器11固定在線路板12上。封裝層14可採用已知的封裝膠體（molding compound）形成，但不以此為限。在本實施例中，影像感測器10、光準直器11及多條金屬線13先形成在線路板12上，然後再藉由封裝層14來固定影像感測器10、光準直器11及多條金屬線13。因此，封裝層14會覆蓋光準直器11的邊緣部分（如覆蓋牆結構112的外緣）。

封裝層14的形成有助於良好的電性表現（如防止多條金屬線13的氧化或減少多條金屬線13與線路板12的接合不良）及提升影像感測器10的機械強度（如防止影像感測器10因薄型化而容易破裂）。如此，有助於滿足薄型化的需求以及良率的提升，且可不大幅增加製程時間。此外，封裝層14更可以遮蔽設置於側面的光源或其他雜散光進入透光基板1100，從而避免雜散光束造成的串擾問題。

依據不同的需求，取像裝置1還可包括其他元件。舉例來說，取像裝置1還可包括蓋板（未繪示）、濾光層（未繪示）、中框（未繪示）、黏著層（未繪示）、固定機構（未繪示）、光源（未繪示）或上述至少兩個的組合。下述實施例也可同此改良，於下便不再重述。

請參照圖2，取像裝置1A與圖1A的取像裝置1的主要差異在於取像裝置1A的光準直器11A進一步包括基層113。多個微透鏡111以及牆結構112設置在基層113上且與基層113接觸。舉例來說，基層113、牆結構112與多個微透鏡111可以是一體成形，且基層113、牆結構112與多個微透鏡111例如藉由壓印或模鑄（molding）的方式形成。在存在基層113的情況下，牆結構112的高度T112可為基層113的底面（基層113接觸光通道層110的表面）與牆結構112的頂面的最大距離，且多個微透鏡111的每一個的高度T111可為基層113的底面與任一個微透鏡111的頂面的最大距離。此外，在本申請的任一實施例中，牆結構112的剖面形狀也可為階梯形狀(如L形及其左右顛倒的形狀))，以作為牆結構112的延伸。在兩個階梯形狀的牆結構112之間可設置有多個微透鏡111。

請參照圖3，取像裝置1B與圖1A的取像裝置1的主要差異如下所述。在取像裝置1B中，封裝層14B具有支撐部140。支撐部140位於影像感測器10與光準直器11之間，且光準直器11被支撐部140支撐。進一步而言，在本實施例中，影像感測器10及多條金屬線13先形成在線路板12上，然後再藉由封裝層14來固定影像感測器10及多條金屬線13。接著，才將光準直器11設置於封裝層14B的支撐部140上。因此，光準直器11與影像感測器10之間存在縫隙G。縫隙G中的光傳遞介質可為空氣，但不以此為限。

在本實施例中，牆結構112的頂面ST112與封裝層14B的頂面ST14B切齊或近乎切齊。換句話說，封裝層14B的頂面ST14B也比多個微透鏡111高。在此架構下，牆結構112與封裝層14B可共同保護多個微透鏡111。此外，牆結構112的頂面ST112與封裝層14B的頂面ST14B形成適於承載其他元件（如蓋板、濾光層或中框等）的平坦面。

請參照圖4，取像裝置1C與圖1A的取像裝置1的主要差異如下所述。在取像裝置1C中，光準直器11C的光通道層110C包括透光基板1100以及第一遮光層1101。

透光基板1100適於讓光束通過，且透光基板1100可由任何透光的材質形成，於此不多加限制透光基板1100的材質。第一遮光層1101設置在透光基板1100的一側。舉例來說，第一遮光層1101可設置在透光基板1100面向影像感測器10的一側或是透光基板1100遠離影像感測器10的一側。替代地，第一遮光層1101可形成在透光基板1100中。

第一遮光層1101適於吸收光束，以降低雜散光對於生物特徵辨識結果的影響。第一遮光層1101可採用任何吸光材質製成，於此不多加限制第一遮光層1101的材質。第一遮光層1101具有多個第一開口O1。多個第一開口O1、多個微透鏡111以及影像感測器10的多個影像感測元件100在取像裝置1C的厚度方向Z上彼此重疊。

牆結構112的頂面ST112與封裝層14C的頂面ST14C切齊，且封裝層14C沒有覆蓋光準直器11C的邊緣部分。例如，封裝層14C沒有覆蓋光準直器11C的牆結構112。

請參照圖5，取像裝置1D與圖4的取像裝置1C的主要差異如下所述。在取像裝置1D中，光準直器11D的光通道層110D還包括第二遮光層1102以及第三遮光層1103。第三遮光層1103設置在透光基板1100遠離影像感測器10的一側，第三遮光層1103形成在透光基板1100中且位於第一遮光層1101與第三遮光層1103之間。第二遮光層1102以及第三遮光層1103可採用任何吸光材質製成，於此不多加限制第二遮光層1102以及第三遮光層1103的材質。第二遮光層1102具有多個第二開口O2，且第三遮光層1103具有多個第三開口O3。多個第一開口O1、多個第二開口O2、多個第三開口O3、多個微透鏡111以及影像感測器10的多個影像感測元件100在取像裝置1D的厚度方向Z上彼此重疊。

在本實施例中，多個第一開口O1、多個第二開口O2以及多個第三開口O3具有相同的尺寸。然而，每一遮光層的開口尺寸或光通道層110D中遮光層的數量可依需求進行設計，而不以圖5所顯示的為限。

請參照圖6，取像裝置1E與圖5的取像裝置1D的主要差異在於取像裝置1E進一步包括濾光層15。濾光層15適於過濾雜散光。舉例來說，當以可見光進行生物特徵辨識，則濾光層15可用以過濾所述可見光的波段以外的光（如紅外光）。另一方面，當以紅外光進行生物特徵辨識，則濾光層15可用以過濾所述紅外光的波段以外的光（如可見光）。在本實施例中，濾光層15位於影像感測器10與光準直器11D之間。在另一實施例中，濾光層15可設置在牆結構112的頂面ST112與封裝層14C的頂面ST14C上。或者，同時設置濾光層15位於影像感測器10與光準直器11D之間以及設置在牆結構112的頂面ST112與封裝層14C的頂面ST14C上。

請參照圖7，取像裝置1F與圖6的取像裝置1E的主要差異如下所述。取像裝置1F進一步包括蓋板16、中框17以及黏著層18。

蓋板16位於封裝層14C上，其中光準直器11D位於蓋板16與影像感測器10之間。蓋板16遠離光準直器11D的表面可為待測物的按壓面，亦即待測物按壓於蓋板16遠離光準直器11D的表面，以進行生物特徵的辨識。

蓋板16適於保護位於其下的元件，如光準直器11D以及影像感測器10。舉例來說，蓋板16可包括透光基板、透光薄膜、透光顯示面板、透光觸控面板、透光觸控顯示面板或上述至少兩個的組合。透光顯示面板可以是可透光的薄膜電晶體液晶顯示面板（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display panel, TFT-LCD panel）、微型發光二極體顯示面板（Micro Light Emitting Diode display panel, Micro LED display panel）或有機發光二極體顯示面板（Organic Light Emitting Diode display panel, OLED display panel），但不以此為限。透光觸控顯示面板與透光顯示面板的差異在於透光觸控顯示面板進一步包括觸控功能。舉例來說，透光觸控顯示面板可包括觸控電極，但不以此為限。

透光顯示面板或透光觸控顯示面板所提供的影像光束（如可見光）的一部分可用於生物特徵辨識，但不以此為限。在一實施例中，取像裝置1F可進一步包括用於提供生物特徵辨識的光束的光源（未繪示）。所述光源所提供的光束的波長可不同於影像光束的波長（可見光的波長）。舉例來說，所述光源可以是非可見光光源，如紅外光光源，但不以此為限。此外，所述光源可以設置在透光顯示面板或透光觸控顯示面板之外或是整合於透光顯示面板或透光觸控顯示面板中。

中框17位於封裝層14C與蓋板16之間，且中框17可設置在牆結構112的頂面ST112與封裝層14C的頂面ST14C上。在另一實施例中，中框17可設置在封裝層14C的頂面ST14C上，且中框17在取像裝置1F的厚度方向Z上可不與牆結構112重疊。

黏著層18將中框17與蓋板16接合。在本實施例中，黏著層18在蓋板16上的投影形狀為框型，且黏著層18在取像裝置1F的厚度方向Z上不與多個微透鏡111重疊。亦即，黏著層18沒有填充至蓋板16與多個微透鏡111之間的縫隙G’中，使得蓋板16與多個微透鏡111之間存在空氣間隙AG。

濾光層15位於影像感測器10與蓋板16之間。舉例來說，濾光層15可位於影像感測器10與光準直器11D之間或光準直器11D與蓋板16之間。

請參照圖8，取像裝置1G與圖7的取像裝置1F的主要差異如下所述。取像裝置1G省略了圖7的中框17以及濾光層15。此外，取像裝置1G還包括位於光準直器11D與蓋板16之間的濾光層15G。濾光層15G的相關說明可參照濾光層15的說明，於此不再重述。

請參照圖9A至圖9C，取像裝置1H與圖2的取像裝置1A的主要差異如下所述。取像裝置1H省略了圖2的線路板12、多條金屬線13以及封裝層14。然而，在一實施例中，取像裝置1H可進一步包括圖2的線路板12、多條金屬線13以及封裝層14。或者，取像裝置1H可進一步包括圖3的線路板12、多條金屬線13以及封裝層14B。

在取像裝置1H中，光準直器11H的光通道層110H包括透光基板1100、第一遮光層1101以及第二遮光層1102。透光基板1100具有第一表面S1以及第二表面S2。第一表面S1位於多個微透鏡111與第二表面S2之間。第一遮光層1101設置在第一表面S1上且具有多個第一開口O1。第二遮光層1102設置在第二表面S2上且具有多個第二開口O2。多個第一開口O1、多個第二開口O2、多個微透鏡111以及多個影像感測元件100在取像裝置1H的厚度方向Z上彼此重疊。

多個影像感測元件100的每一個的面積為As。多個微透鏡111的每一個的投影面積為Am（參照圖1B）。多個第一開口O1的每一個的面積為A1。多個第二開口O2的每一個的面積為A2。取像裝置1H滿足A1≦A2>Am>As。藉由滿足上述面積設計，取像裝置1H可具有較佳的取像品質，使取像裝置1H具有良好的辨識能力。

在圖9A的架構下，取像裝置1H滿足T≦π[(W/2) ²+Tm ²)]/(2Tm)，也可具有較佳的取像品質，使取像裝置1H具有良好的辨識能力。在上述關係式中，T為透光基板1100的厚度，例如透光基板1100的最大厚度。W為多個微透鏡111的每一個的寬度，例如每一個微透鏡111的投影形狀的最大寬度。Tm為多個微透鏡111的每一個的厚度，例如每一個微透鏡111的最大厚度（Tm=T111）。在一實施例中，取像裝置1H若滿足T≦π[(W/2) ²+Tm ²)]/(4Tm)，可具有較佳的取像品質，使取像裝置1H具有良好的辨識能力。

在本實施例中，多個第一開口O1的每一個的寬度W1以及多個第二開口O2的每一個的寬度W2例如滿足2μm≦W1≦30μm，及2μm≦W2≦30μm。

藉由上述設計，取像裝置1H可滿足薄型化的需求。在一實施例中，多個微透鏡111與光通道層110H的堆疊結構（包含基層113，如果有的話）的最大厚度TT小於100μm，例如為80μm，但不以此為限。

請參照圖10，取像裝置1I與圖9A的取像裝置1H的主要差異在於光準直器11I的多個微透鏡111I的每一個是多層結構。在本實施例中，每一個微透鏡111I包括第一層1110以及第二層1111。第一層1110以及第二層1111的材質可不同，且第一層1110以及第二層1111的材質可依需求選擇，於此不多加限制。在其他實施例中，每一個微透鏡111I可包括更多層。此外，本新型創作的任一實施例皆可同此改良，於後便不再重述。

請參照圖11，取像裝置1J與圖9A的取像裝置1H的主要差異如下所述。在取像裝置1J中，取像裝置1J包括影像感測器10、光準直器11J1、光準直器11J2以及蓋板16。為方便說明，位於光準直器11J1與影像感測器10之間的光準直器11J2可稱作內光準直器。

在本實施例中，光準直器11J1以及光準直器11J2皆採用圖9A中光準直器11H的架構，但不以此為限。在另一實施例中，光準直器11J1以及光準直器11J2可採用其他實施例所示的光準直器的架構。或者，光準直器11J1以及光準直器11J2可具有不同的架構。舉例來說，光準直器11J2可省略牆結構112。在其他實施例中，取像裝置1J可包括多個內光準直器，且多個內光準直器可沿取像裝置1J的厚度方向Z排列於影像感測器10與光準直器11J1之間。此外，內光準直器（如光準直器11J2）的多個微透鏡111在光準直器11J1與內光準直器（如光準直器11J2）的堆疊方向上與光準直器11J1的多個微透鏡111重疊。

綜上所述，在本新型創作的實施例中，藉由光準直器將光準直化，以改善串擾問題，使取像裝置具有良好的辨識能力。此外，藉由在多個微透鏡的周邊設置高度較每一個微透鏡高的牆結構，可避免多個微透鏡因不慎被碰觸而造成的刮傷損壞，且有利於後續的組裝。

在一實施例中，牆結構與多個微透鏡可以是一體成形，以簡化製程道數及縮短製程時間。在一實施例中，可藉由封裝層的形成來維持良好的電性表現及提升影像感測器的機械強度，進而滿足薄型化的需求以及良率的提升。在一實施例中，牆結構的頂面與封裝層的頂面可切齊，以形成適於承載其他元件的平坦面。在一實施例中，可藉由濾光層的設置來過濾雜散光。在一實施例中，可進一步設置蓋板以保護位於其下的元件。蓋板可包括透光基板、透光薄膜、透光顯示面板、透光觸控面板、透光觸控顯示面板或上述至少兩個的組合。在一實施例中，透光顯示面板或透光觸控顯示面板所提供的影像光束的一部分可用於生物特徵辨識；或者，取像裝置可進一步包括用於提供生物特徵辨識的光束的光源。在一實施例中，可藉由光準直器及影像感測元件的面積設計來提升取像品質。在一實施例中，可藉由透光基板的厚度、微透鏡的厚度及寬度的設計來提升取像品質。在一實施例中，取像裝置可滿足薄型化的需求。在一實施例中，每一個微透鏡可依需求而具有多層結構。在一實施例中，取像裝置可具有多個光準直器（包括光準直器以及內光準直器）。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J:取像裝置 10:影像感測器 11、11A、11C、11D、11H、11I、11J1、11J2:光準直器 110、110C、110H:光通道層 1100:透光基板 1101:第一遮光層 1102:第二遮光層 1103:第三遮光層 111、111I:微透鏡 1110:第一層 1111:第二層 112:牆結構 113:基層 12:線路板 13:金屬線 14、14B、14C:封裝層 140:支撐部 15、15G:濾光層 16:蓋板 17:中框 18:黏著層 AG:空氣間隙 As、Am、A1、A2:面積 G、G’:縫隙 O1:第一開口 O2:第二開口 O3:第三開口 S1:第一表面 S2:第二表面 ST14B、ST14C、ST112:頂面 T、Tm:厚度 TT:最大厚度 T111、T112:高度 W、W1、W2:寬度 Z:厚度方向

圖1A是依照本新型創作的一實施例的取像裝置的剖面示意圖。 圖1B是圖1A中光準直器的上視示意圖。 圖2至圖8、圖9A、圖10及圖11分別是依照本新型創作的其他實施例的取像裝置的剖面示意圖。 圖9B及圖9C分別是圖9A中光通道層及影像感測器的上視示意圖。

1:取像裝置

10:影像感測器

11:光準直器

110:光通道層

111:微透鏡

112:牆結構

12:線路板

13:金屬線

14:封裝層

T111、T112:高度

Claims (20)

1. 一種取像裝置，包括： 一影像感測器；以及 一光準直器，位於所述影像感測器上，其中所述光準直器包括： 一光通道層； 多個微透鏡，設置在所述光通道層上，且所述多個微透鏡與所述影像感測器分別位於所述光通道層的相對側；以及 一牆結構，設置在所述光通道層上且位於所述多個微透鏡的周邊，其中所述牆結構的高度大於所述多個微透鏡的每一個的高度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中所述牆結構在所述光通道層上的投影形狀為框型，且所述牆結構環繞所述多個微透鏡。
3. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中所述牆結構包括多個擬微透鏡，且所述多個擬微透鏡的每一個的高度大於所述多個微透鏡的每一個的高度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，更包括： 一線路板，其中所述影像感測器設置在所述線路板上； 多條金屬線，將所述影像感測器與所述線路板電連接；以及 封裝層，包覆所述多條金屬線且將所述影像感測器以及所述光準直器固定在所述線路板上。
5. 如申請專利範圍第4項所述的取像裝置，其中所述封裝層覆蓋所述光準直器的邊緣部分。
6. 如申請專利範圍第4項所述的取像裝置，其中所述封裝層具有一支撐部，所述支撐部位於所述影像感測器與所述光準直器之間，所述光準直器被所述支撐部支撐，且所述光準直器與所述影像感測器之間存在縫隙。
7. 如申請專利範圍第4項所述的取像裝置，其中所述牆結構的頂面與所述封裝層的頂面切齊。
8. 如申請專利範圍第4項所述的取像裝置，更包括： 一蓋板，位於所述封裝層上，其中所述光準直器位於所述蓋板與所述影像感測器之間，且所述蓋板與所述多個微透鏡之間存在一空氣間隙。
9. 如申請專利範圍第8項所述的取像裝置，其中所述蓋板包括一透光基板、一透光薄膜、一透光顯示面板、一透光觸控面板、一透光觸控顯示面板或上述至少兩個的組合。
10. 如申請專利範圍第8項所述的取像裝置，更包括： 一中框，位於所述封裝層與所述蓋板之間。
11. 如申請專利範圍第8項所述的取像裝置，更包括： 一濾光層，位於所述影像感測器與所述蓋板之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中所述牆結構與所述多個微透鏡是一體成形。
13. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中所述多個微透鏡的每一個是多層結構。
14. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中所述光通道層包括遮光層與透光層的組合、多條光纖、多個針孔或一光柵。
15. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，其中所述影像感測器包括多個影像感測元件，所述光通道層包括： 一透光基板，具有一第一表面以及一第二表面，所述第一表面位於所述多個微透鏡與所述第二表面之間； 第一遮光層，設置在所述第一表面上且具有多個第一開口；以及 第二遮光層，設置在所述第二表面上且具有多個第二開口， 其中所述多個第一開口、所述多個第二開口、所述多個微透鏡以及所述多個影像感測元件彼此重疊，且 其中所述多個影像感測元件的每一個的面積為As，所述多個微透鏡的每一個的投影面積為Am，所述多個第一開口的每一個的面積為A1，所述多個第二開口的每一個的面積為A2，且所述取像裝置滿足A1≦A2>Am>As。
16. 如申請專利範圍第15項所述的取像裝置，其中所述透光基板的厚度為T，所述多個微透鏡的每一個的寬度為W，所述多個微透鏡的每一個的厚度為Tm，且所述取像裝置滿足T≦π[(W/2) ²+Tm ²)]/(2Tm)。
17. 如申請專利範圍第15項所述的取像裝置，其中所述多個第一開口的每一個的寬度為W1，所述多個第二開口的每一個的寬度為W2，且所述取像裝置滿足2μm≦W1≦30μm，及2μm≦W2≦30μm。
18. 如申請專利範圍第15項所述的取像裝置，其中所述多個微透鏡與所述光通道層的堆疊結構的最大厚度小於100μm。
19. 如申請專利範圍第1項所述的取像裝置，更包括： 一內光準直器，位於所述光準直器與所述影像感測器之間且包括： 一光通道層；以及 多個微透鏡，設置在所述內光準直器的所述光通道層上，且所述內光準直器的所述多個微透鏡與所述影像感測器分別位於所述內光準直器的所述光通道層的相對側，其中所述內光準直器的所述多個微透鏡在所述光準直器與所述內光準直器的堆疊方向上與所述光準直器的所述多個微透鏡重疊。
20. 如申請專利範圍第19項所述的取像裝置，其中所述內光準直器更包括： 一牆結構，設置在所述內光準直器的所述光通道層上且位於所述內光準直器的所述多個微透鏡的周邊，其中所述內光準直器的所述牆結構的高度大於所述內光準直器的所述多個微透鏡的每一個的高度。

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