WO2018233598A1 - 一种晶圆级图像采集装置 - Google Patents

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Definitions

  • FIG. 7 is a structural schematic view showing the interchange of a polarizing plate and a filter of the wafer level image capturing device shown in FIG. 6.
  • the upper surface of the transparent cover 102b in this embodiment is not plated with an IR film, and instead of the filter 110, the filter 110 can be placed on the outer side (upper surface) of the imaging lens array 103.
  • the filter 110 has the same function as the IR film, and the filter 110 can also completely filter the visible light to retain only a specific wavelength of light, and the filter 110 is placed outside the imaging lens array 103 to protect the lens and reduce the external environment. The pollution it causes.
  • the two-layer imaging lens array 103 is directly stacked on the photosensitive chip array 101, the polarizing plate 109 is placed on the upper surface of the imaging lens array 103, and the filter 110 is placed on the side of the polarizing plate 109 facing away from the imaging lens array 103, and the light source is emitted.
  • the image beam formed by the structured light output from the device 200 after being irradiated to the human face passes through the filter 110, the polarizing plate 109, and the imaging lens array 103, and then enters the photosensitive surface of each photosensitive chip.

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Abstract

一种晶圆级图像采集装置，包括光源发射器和图像传感器，图像传感器包括感光芯片及布置于感光芯片的感光面上的成像镜头阵列，感光芯片的感光面的电性通过金属重布线引出至感光芯片的非感光面；光源发射器输出的出射光照射被测物体后形成成像光束，成像光束经成像镜头阵列后进感光芯片的感光面。

Description

一种晶圆级图像采集装置 技术领域
本发明涉及生物识别领域，具体涉及一种晶圆级图像采集装置。
发明背景
生物识别主要分为图像采集、图像预处理及特征提取与匹配三个阶段，每个阶段对最终的识别效果的影响都至关重要。
目前市场上大部分公司的相关技术主要集中在虹膜算法方面，其对图像的分辨率要求较高。3D人脸识别技术也是未来人脸识别的重要方向，其包含了三维全脸曲面几何信息。
然而，目前采集虹膜和人脸图像都使用单镜头，现有的产品基本上分为以下两类：一类是采集图像满足虹膜算法对分辨率的要求，但是景深较小，一般为50mm左右；另一类是景深可以做到100mm多，但是虹膜图像的分辨率比虹膜算法要求的低，无法既满足虹膜算法对分辨率的要求又保证景深足够大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种晶圆级图像采集装置，以解决现有的晶圆级图像采集装置无法同时满足分辨率高和景深大的问题。
本发明实施例提供了一种晶圆级图像采集装置，包括光源发射器和图像传感器，图像传感器包括感光芯片及布置于感光芯片的感光面上的成像镜头阵列，感光芯片的感光面的电性通过金属重布线引出至感光芯片的非感光面；光源发射器输出的出射光照射被测物体后形成成像光束，成像光束经成像镜头阵列后进入感光芯片的感光面。
在一个实施例中，晶圆级图像采集装置进一步包括具有偏振作用的偏振片和具有滤光作用的滤光片，偏振片、滤光片及成像镜头阵列叠置于感光芯片上。
在一个实施例中，偏振片、滤光片及成像镜头阵列的叠置顺序可相互调换。
在一个实施例中，偏振片和滤光片通过透明盖板实现，透明盖板自身具有偏振作用，且透明盖板的上表面镀有一层具有滤光作用的IR膜。
在一个实施例中，偏振片通过透明盖板实现，透明盖板自身具有偏振作用。
在一个实施例中，透明盖板布置于成像镜头阵列与感光芯片之间，滤光片设置于成像镜头阵列远离感光芯片的一侧。
在一个实施例中，滤光片通过透明盖板实现，透明盖板的上表面镀有一层具 有滤光作用的IR膜。
在一个实施例中，透明盖板布置于成像镜头阵列与感光芯片之间，偏振片设置于成像镜头阵列远离感光芯片的一侧。
在一个实施例中，晶圆级图像采集装置进一步包括不具有偏振作用和滤光作用的透明盖板，透明盖板布置于成像镜头阵列与感光芯片之间，偏振片和滤光片均设置于成像镜头阵列远离感光芯片的一侧，且偏振片和滤光片的叠放次序可互换。
在一个实施例中，成像镜头阵列由M行镜头组成，每行包含N个镜头，且每行镜头之间平行排布或非平行排布，其中，M和N为大于或等于1的正整数。
在一个实施例中，成像镜头阵列为至少两层，至少两层成像镜头阵列中的每层为一个整体，且相邻成像镜头阵列之间直接或通过间隔片键合在一起。
在一个实施例中，晶圆级图像采集装置进一步包括具有偏振作用的偏振片和具有滤光作用的滤光片，偏振片、滤光片及至少两层成像镜头阵列叠置于感光芯片上，且偏振片、滤光片及各层成像镜头阵列的叠置顺序可相互调换。
在一个实施例中，偏振片或具有偏振作用的透明盖板为圆偏振片或线偏振片。
在一个实施例中，感光芯片的非感光面包括导电凸块，金属重布线通过连接至导电凸块将感光芯片的感光面的电性引出至感光芯片的非感光面。
在一个实施例中，感光芯片为多个，多个感光芯片形成感光芯片阵列，且感光芯片阵列的各感光区与成像镜头阵列的各镜头一一对应。
在一个实施例中，晶圆级图像采集装置进一步包括基底，基底正面中部设有凹槽，光源发射器安装于凹槽内，感光芯片阵列的非感光面布置于基底及光源发射器的正面，感光芯片阵列对应光源发射器的光源发射区的位置形成有通光孔，且通光孔位于感光芯片阵列的感光区及焊垫之外的区域。
在一个实施例中，基底包括通孔和穿孔，感光芯片阵列的各感光芯片感光面的电性通过通孔引出至基底的背面，光源发射器的光源电极区的电性通过穿孔引出至基底的背面。
在一个实施例中，通孔对应于感光芯片阵列的焊垫所在的位置，连通基底和感光芯片阵列并露出焊垫，穿孔穿透凹槽底部并露出光源发射器的光源电极区，金属重布线布置于通孔和穿孔内，将感光芯片和光源发射器的电性引出至基底的下表面。
在一个实施例中，晶圆级图像采集装置进一步包括覆盖于金属重布线表面的保护层及设置于保护层预设位置的导电凸块，金属重布线电连接至导电凸块。
在一个实施例中，光源发射器输出结构光和均匀光，均匀光照射人脸的眼睛及周边部分，结构光照射眼睛及周边部分以外的人脸部分。
在本发明实施例提供的图像采集装置中，通过设置光源发射器输出结构光照 射人脸，可形成三维全脸成像光束；通过设置偏振片或设置具有偏振作用的透明盖板，可以起到消除反光的作用，即三维全脸成像光束中来自眼角膜、眼镜片、皮肤的反射光无法通过偏振片或具有偏振作用的透明盖板，而形成的成像光束则被成像镜头阵列收集并聚焦在图像传感器的感光芯片的感光面，从而消除反光；通过设置滤光片或具有滤光作用的透明盖板，可让三维全脸成像光束中的可见光彻底的过滤掉，只保留特定波长的光线；通过设置成像镜头阵列，可收集三维全脸成像光束，并聚焦在图像传感器的感光芯片的感光面，再采用超分辨率重建算法，可得到高清的虹膜图像和3D人脸图像,实现大景深高分辨率拍摄；通过将感光芯片阵列中的感光芯片与成像镜头阵列中的镜头一一对应，可排除无用像素，提高像素的使用效率及传输速度。
总之，本发明实施例提供的图像采集装置不受眼角膜、眼镜片、皮肤、环境光耀斑等反光的影响，既满足三维人脸高分辨率要求，又可增大景深，可在景深至少大于100mm的范围内达到500ppi(pixels per inch)，改善了性能，适应了市场需求。
附图简要说明
图1所示为本发明一实施例提供的一种晶圆级加工形成的成像镜头阵列的截面图。
图2所示为本发明一实施例提供的一种晶圆级加工形成的成像镜头阵列的俯视图。
图3所示为本发明一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的结构示意图。
图4所示为均匀光和结构光在人的面部的分布图。
图5所示为本发明另一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的结构示意图。
图6所示为本发明再一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的结构示意图。
图7所示为图6所示晶圆级图像采集装置的偏振片和滤光片互换后的结构示意图。
图8所示为本发明再一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的俯视图。
图9所示为图8所示晶圆级图像采集装置沿S-S’线的剖面示意图。
附图说明：
100a,100b,100c,100       图像传感器
130    感光芯片                 101    感光芯片阵列
1011   通光孔                   1012   焊垫
1013    感光芯片130的感光面
1014    感光芯片130的非感光面
1015    感光芯片阵列101的感光面
1016    感光芯片阵列101的非感光面
102a,102b,102c    透明盖板
103    成像镜头阵列             104    围堰
105    金属重布线               106    间隔片
107    导电凸块                 108    保护层
109    偏振片                   110    滤光片
120    IR膜                     200    光源发射器
201    光源发射区               300    基底
301    凹槽                     302    通孔
303    穿孔                     400    均匀光图案
500    结构光图案
600    光源发射器200的光源电极区
实施本发明的方式
为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1和图2所示分别为本发明一实施例提供的一种晶圆级加工形成的成像镜头阵列的截面图和俯视图，图3所示为本发明一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的结构示意图。参考图1至图3，本发明实施例提供的晶圆级图像采集装置包括光源发射器200和图像传感器100a，图像传感器100a包括感光芯片130，依次层叠于感光芯片130上的透明盖板102a和两层成像镜头阵列103。感光芯片130的感光面1013与透明盖板102a的下表面通过围堰104键合，且感光芯片130的感光面1013的电性通过金属重布线105引出至感光芯片130的非感光面1014。具体而言，如图3所示，感光芯片130的非感光面1014具有导电凸块107，金属重布线105可通过开口引出至感光芯片130的非感光面1014的导电凸块107，即导电凸块107通过金属重布线105将感光芯片130的电性引出至外界。
对于成像镜头阵列103，其可由M行镜头组成，每行包含N个镜头，其中，M和N为大于或等于1的正整数。每行镜头之间可以平行排布也可以非平行排布，本发明实施例对此不做限定。
对于采集装置所包括的成像镜头阵列103的层数，本发明实施例也不做具体限定，例如可以为一层也可为多层。单层或两层以上的成像镜头阵列103也可根 据实际需要进行设置，以实现大景深高分辨率成像。在一个优选的实施例，成像镜头阵列103为如图3所示的两层，每层成像镜头阵列103为一个整体。
当成像镜头阵列103为两层以上时，相邻的成像镜头阵列103间可通过无间隔片的方式直接进行键合，也可通过如图3所示的间隔片106键合在一起，本发明实施例对此也不做限定。
对于图像传感器，其可为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)、电荷藕合器件(Charge Coupled Device，简称CCD)或量子点图像传感器。
如图3所示，两层成像镜头阵列103叠置在透明盖板102a上，光源发射器200用于输出结构光以照射人脸。光源发射器200输出的结构光照射人脸后，会形成三维全脸成像光束，该成像光束经成像镜头阵列103及透明盖板102a后即进入感光芯片130的感光面1013。
结构光是3D扫描的一个光学方法，可包括发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)、激光二极管(Laser Diode，简称LD)、垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，简称VCSEL)。
优选的，如图4所示是以人脸为例的扫描分布图。光源发射器200输出结构光和均匀光，均匀光照射人脸的眼睛及周边部分形成均匀光图案400，结构光照射眼睛及周边部分以外的人脸部分则形成结构光图案500。也就是说，均匀光照射眼睛形成虹膜的成像光束，该成像光束被成像镜头阵列103收集后聚焦在图像传感器100a的感光芯片130的感光面1013；结构光照射脸部形成三维全脸成像光束，该成像光束被成像镜头阵列103收集后同样聚焦在图像传感器100a的感光芯片103的感光面1013，然后采用超分辨率重建算法即可得到高清的虹膜图像和3D人脸图像。
在本发明实施例提供的晶圆级图像采集装置中，通过设置光源发射器输出结构光和均匀光照射人脸，通过设置成像镜头阵列，收集照射人脸后所形成的三维全脸成像光束及虹膜的成像光束，并将其聚焦在图像传感器的感光芯片的感光面，再采用超分辨率重建算法，即可得到高清的虹膜图像和3D人脸图像，实现了大景深高分辨率拍摄。由于成像镜头阵列的多个镜头通过晶圆级的封装工艺加工而成一个整体，光轴较为一致，像素接近统一，离散性小，从而能够满足虹膜和三维人脸分辨率高的要求，可在景深至少大于100mm的范围内达到500ppi(pixels per inch)。
在图像采集技术中，如何消除眼角膜、眼镜片和皮肤的镜面反光对虹膜识别的影响是一个重要问题。在采取主动照明方案中或在其它较强光源环境中，眼镜片的反射光较强使得在虹膜纹理图像中形成饱和光斑，从而将导致掩盖虹膜纹理信息，影响采集效果。
在本实施例中，通过设置具有偏振作用的透明盖板102a可解决上述问题。优选地，具有偏振作用的透明盖板102a为圆偏振片或线偏振片。线偏振或圆偏振片与光源的偏振态正交，可以阻止眼角膜、眼镜片等镜面反射光通过，衰减虹膜、皮肤等散射光，以便消除来自眼角膜、皮肤或眼镜的反射光。也就是说，三维全脸成像光束中来自眼角膜、眼镜片、皮肤的反射光无法通过具有偏振作用的透明盖板102a，而形成的成像光束则被成像镜头阵列103收集并聚焦在图像传感器100a的感光芯片130的感光面1013，从而了消除反光。
本发明实施例中的透明盖板102a还具有滤光作用，可让三维全脸成像光束中的可见光彻底的过滤掉，而只保留特定波长的光线。具体地，该透明盖板102a的滤光作用可通过在透明盖板的上表面镀上一层具有滤光作用的红外辐射(Infrared Radiation，简称IR)膜120来实现。
图5所示为本发明另一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的结构示意图。如图5所示，该晶圆级图像采集装置包括光源发射器200和图像传感器100b，图像传感器100b包括感光芯片130，以及依次层叠于感光芯片130上的透明盖板102b、两层成像镜头阵列103及滤光片110。感光芯片130的感光面1013与透明盖板102b的下表面通过围堰104键合，且感光芯片130的感光面1013的电性通过金属重布线105引出至感光芯片130的非感光面1014。
本实施例中的透明盖板102b只具有偏振作用，两层成像镜头阵列103叠置在透明盖板102b上，滤光片110安装于成像镜头阵列103的外侧。光源发射器200输出的结构光照射人脸后形成的成像光束经滤光片110、成像镜头阵列103及透明盖板102b后即进入感光芯片130的感光面1013。
本实施例中的透明盖板102b上表面不镀有IR膜，而采用滤光片110代替，滤光片110可放置于成像镜头阵列103的外侧(上表面)。与IR膜具有相同的作用，滤光片110也可让可见光彻底地过滤掉而只保留特定波长的光线，且滤光片110放置在成像镜头阵列103的外侧，可保护镜头，减少外界环境对其造成的污染。
图6所示为本发明再一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的结构示意图。如图6所示，该晶圆级图像采集装置包括光源发射器200和图像传感器100c，图像传感器100c包括感光芯片130，以及依次层叠于感光芯片130上的透明盖板102c、两层成像镜头阵列103、偏振片109及滤光片110。感光芯片130的感光面1013与透明盖板102c的下表面通过围堰104键合，且感光芯片130的感光面1013的电性通过金属重布线105引出至感光芯片130的非感光面1014。
本实施例中的透明盖板102c不具有偏振作用和滤光作用，两层成像镜头阵列103叠置在透明盖板102c上，偏振片109置于成像镜头阵列103的上表面，滤光片110置于偏振片109背对成像镜头阵列103的一侧。光源发射器200输出的结 构光照射人脸后形成的成像光束经滤光片110、偏振片109、成像镜头阵列103及透明盖板102c后进入感光芯片130的感光面1013。
本实施例中的透明盖板102c采用不具有偏振效果的普通玻璃，其价格相对具有偏振作用的玻璃便宜，且封装制程(例如压合、研磨、刻蚀、切割等)的流程中出现异常(例如玻璃破裂)所造成的成本浪费也相对较少。另外，由于偏振片109和滤光片110双置于成像镜头阵列103的上表面，可更有效地保证镜头的洁净度。
在本发明另一实施例中，偏振片109和滤光片110的叠置顺序也可以互换，从而形成如图7所示的晶圆级图像采集装置。在图7所示的晶圆级图像采集装置中，由于除偏振片109和滤光片110的叠置顺序与图6所示实施例不同之外，其它结构都与图6相类似，此处不再赘述。
在其他实施例中，也可省去透明盖板102c，而将成像镜头阵列103直接安装在图像传感器的感光芯片130的上方，这可使感光芯片130的感光区不受污染。
图8所示为本发明另一实施例提供的一种晶圆级图像采集装置的俯视图，图9所示为图8所示晶圆级图像采集装置沿S-S’线的剖面示意图。
如图8和图9所示，该晶圆级图像采集装置包括光源发射器200、图像传感器100和基底300。图像传感器100包括感光芯片阵列101，以及依次层叠于感光芯片阵列101上的两层成像镜头阵列103、偏振片109和滤光片110。基底300的正面(靠近感光芯片阵列101的面)中部具有凹槽301，光源发射器200安装于此凹槽301内。感光芯片阵列101的非感光面1016布置于基底300及光源发射器200的正面。感光芯片阵列101对应光源发射器200的光源发射区201的位置形成有通光孔1011，且该通光孔1011位于感光芯片阵列101的感光区及焊垫1012之外的区域，这样，光源发射区201恰好通过通光孔1011发射光束照射人脸或/和虹膜，成像镜头阵列103收集人脸或/和虹膜的成像光束将其投影在感光芯片阵列101各芯片的感光区。
如图9所示，感光芯片阵列101的各芯片感光面1015的电性可通过导电通孔302结构引出至基底300的背面，光源发射器200的光源电极区600的电性则可通过导电穿孔303结构引出至基底300的背面。具体而言，在基底300下表面设置有连通基底300和感光芯片阵列101，并露出芯片焊垫1012的通孔302，以及穿透凹槽301的底部露出光源电极区的穿孔303。在通孔302和穿孔303内布置有金属重布线105，该金属重布线105将图像传感器100的感光芯片和光源发射器200的电性引出至基底300的下表面。
在本发明一实施例中，如图9所示，在金属重布线105上面覆盖有保护层108，导电凸块107设置在保护层108预设的位置并与金属重布线105电连接。
两层成像镜头阵列103直接叠置在感光芯片阵列101上，偏振片109置于成 像镜头阵列103的上表面，滤光片110置于偏振片109背对成像镜头阵列103的一面，则光源发射器200输出的结构光照射人脸后形成的成像光束经滤光片110、偏振片109及成像镜头阵列103后进入各感光芯片的感光面。
对于成像镜头阵列103，其可由M行镜头组成，每行包含N个镜头，每行镜头之间可以平行排布也可以非平行排布，其中，M和N为大于或等于1的正整数。成像镜头阵列103的层数也不限，可根据实际需要进行设置，每层成像镜头阵列103为一个整体，两层成像镜头阵列103上下直接或可通过间隔片106键合在一起，可实现大景深高分辨率成像。感光芯片阵列101的各感光区与成像镜头阵列103的各镜头一一对应。
在本实施例提供的晶圆级图像采集装置中，光源发射器200与感光芯片阵列101通过基底300组合在一起，具有高集成的优点，使得图像采集装置结构更加紧凑。另外，由于成像镜头阵列103的成像范围无法利用单个感光芯片的全部感光区域，即成像镜头阵列103中子成像面与子成像面之间存在一定数量的无法参与成像的像素点，而该无用像素点的采集传输处理会占用一部分CPU时间，因此，采用单个感光芯片的图像传感器的像素使用效率较低。在本实施例中，采用感光芯片阵列101中的感光芯片与成像镜头阵列103中的镜头一一对应的方式，相对于采用单个感光芯片，可排除无用像素，提高像素的使用效率及传输速度。
在其他实施例中，偏振片109和/或滤光片110也可以设置在成像镜头阵列103的下方或两层成像镜头阵列103之间，偏振片109与滤光片110的位置也可以调换，图像采集效果不变，本发明实施例对偏振片109及滤光片110的位置不作具体限定。
在其他实施中，图像传感器还可包括透明盖板。例如，通过透明盖板102a替换掉偏振片109和滤光片110，透明盖板102a自身具有偏振作用，且该透明盖板102a的上表面镀有一层具有滤光作用的IR膜；或者通过透明盖板102b替换掉偏振片109，透明盖板102b自身具有偏振作用，该透明盖板102b可布置于成像镜头阵列103与感光芯片阵列101之间，滤光片110则可安装在成像镜头阵列103的外侧；或者通过只具有滤光作用的透明盖板替换掉滤光片110，该透明盖板的上表面镀有一层具有滤光作用的IR膜，其可布置于成像镜头阵列103与感光芯片阵列101之间，偏振片109则可安装在成像镜头阵列103的外侧；或者，采用不具有偏振作用和滤光作用的透明盖板102c，该透明盖板102c可布置于成像镜头阵列103与感光芯片阵列101之间，偏振片109和滤光片110均安装在成像镜头阵列103的外侧，且偏振片109和滤光片110的叠放次序可互换。
在本发明实施例提供的图像采集装置中，通过设置光源发射器输出结构光照射人脸，可形成三维全脸成像光束；通过设置偏振片或设置具有偏振作用的透明盖板，可以起到消除反光的作用，即三维全脸成像光束中来自眼角膜、眼镜片、 皮肤的反射光无法通过偏振片或具有偏振作用的透明盖板，而形成的成像光束则被成像镜头阵列收集并聚焦在图像传感器的感光芯片的感光面，从而消除反光；通过设置滤光片或具有滤光作用的透明盖板，可让三维全脸成像光束中的可见光彻底的过滤掉，只保留特定波长的光线；通过设置成像镜头阵列，可收集三维全脸成像光束，并聚焦在图像传感器的感光芯片的感光面，再采用超分辨率重建算法，可得到高清的虹膜图像和3D人脸图像，实现大景深高分辨率拍摄；通过将感光芯片阵列中的感光芯片与成像镜头阵列中的镜头一一对应，可排除无用像素，提高像素的使用效率及传输速度。
总之，本发明实施例提供的图像采集装置不受眼角膜、眼镜片、皮肤、环境光耀斑等反光的影响，既满足三维人脸高分辨率要求，又可增大景深，可在景深至少大于100mm的范围内达到500ppi(pixels per inch)，改善了性能，适应了市场需求。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

  1. 一种晶圆级图像采集装置，其特征在于，包括光源发射器和图像传感器，所述图像传感器包括感光芯片及布置于所述感光芯片的感光面上的成像镜头阵列，所述感光芯片的感光面的电性通过金属重布线引出至所述感光芯片的非感光面；
    所述光源发射器输出的出射光照射被测物体后形成成像光束，所述成像光束经所述成像镜头阵列后进入所述感光芯片的感光面。
  2. 根据权利要求1所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，进一步包括具有偏振作用的偏振片和具有滤光作用的滤光片，所述偏振片、所述滤光片及所述成像镜头阵列叠置于所述感光芯片上。
  3. 根据权利要求2所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述偏振片、所述滤光片及所述成像镜头阵列的叠置顺序可相互调换。
  4. 根据权利要求2所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述偏振片和所述滤光片通过透明盖板实现，所述透明盖板自身具有偏振作用，且所述透明盖板的上表面镀有一层具有滤光作用的IR膜。
  5. 根据权利要求2所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述偏振片通过透明盖板实现，所述透明盖板自身具有偏振作用。
  6. 根据权利要求5所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述透明盖板布置于所述成像镜头阵列与所述感光芯片之间，所述滤光片设置于所述成像镜头阵列远离所述感光芯片的一侧。
  7. 根据权利要求2所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述滤光片通过透明盖板实现，所述透明盖板的上表面镀有一层具有滤光作用的IR膜。
  8. 根据权利要求7所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述透明盖板布置于所述成像镜头阵列与所述感光芯片之间，所述偏振片设置于所述成像镜头阵列远离所述感光芯片的一侧。
  9. 根据权利要求2所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，进一步包括不具有偏振作用和滤光作用的透明盖板，所述透明盖板布置于所述成像镜头阵列与所述感光芯片之间，所述偏振片和所述滤光片均设置于所述成像镜头阵列远离所述感光芯片的一侧，且所述偏振片和所述滤光片的叠放次序可互换。
  10. 根据权利要求1所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述成像镜头阵列由M行镜头组成，每行包含N个镜头，且每行镜头之间平行排布或非平行排布，其中，M和N为大于或等于1的正整数。
  11. 根据权利要求10所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述成像镜 头阵列为至少两层，所述至少两层成像镜头阵列中的每层为一个整体，且相邻所述成像镜头阵列之间直接或通过间隔片键合在一起。
  12. 根据权利要求11所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，进一步包括具有偏振作用的偏振片和具有滤光作用的滤光片，所述偏振片、所述滤光片及所述至少两层成像镜头阵列叠置于所述感光芯片上，且所述偏振片、所述滤光片及各层所述成像镜头阵列的叠置顺序可相互调换。
  13. 根据权利要求2至12任意一项所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述偏振片或具有偏振作用的透明盖板为圆偏振片或线偏振片。
  14. 根据权利要求1至13任意一项所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述感光芯片的非感光面包括导电凸块，所述金属重布线通过连接至所述导电凸块将所述感光芯片的感光面的电性引出至所述感光芯片的非感光面。
  15. 根据权利要求1所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述感光芯片为多个，所述多个感光芯片形成感光芯片阵列，且所述感光芯片阵列的各感光区与所述成像镜头阵列的各镜头一一对应。
  16. 根据权利要求15所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，进一步包括基底，所述基底正面中部设有凹槽，所述光源发射器安装于所述凹槽内，所述感光芯片阵列的非感光面布置于所述基底及所述光源发射器的正面，所述感光芯片阵列对应所述光源发射器的光源发射区的位置形成有通光孔，且所述通光孔位于所述感光芯片阵列的感光区及焊垫之外的区域。
  17. 根据权利要求16所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述基底包括通孔和穿孔，所述感光芯片阵列的各感光芯片感光面的电性通过所述通孔引出至所述基底的背面，所述光源发射器的光源电极区的电性通过所述穿孔引出至所述基底的背面。
  18. 根据权利要求17所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述通孔对应于所述感光芯片阵列的焊垫所在的位置，连通所述基底和所述感光芯片阵列并露出所述焊垫，所述穿孔穿透所述凹槽底部并露出所述光源发射器的光源电极区，所述金属重布线布置于所述通孔和所述穿孔内，将所述感光芯片和所述光源发射器的电性引出至所述基底的下表面。
  19. 根据权利要求18所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，进一步包括覆盖于所述金属重布线表面的保护层及设置于所述保护层预设位置的导电凸块，所述金属重布线电连接至所述导电凸块。
  20. 根据权利要求1至19任意一项所述的晶圆级图像采集装置，其特征在于，所述光源发射器输出结构光和均匀光，所述均匀光照射人脸的眼睛及周边部分，所述结构光照射眼睛及周边部分以外的人脸部分。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107301392B (zh) * 2017-06-20 2020-12-04 华天科技（昆山）电子有限公司 晶圆级图像采集装置
CN107580170B (zh) * 2017-11-02 2020-11-13 信利光电股份有限公司 一种摄像头模组及其封装方法
CN108073891A (zh) * 2017-11-10 2018-05-25 广东日月潭电源科技有限公司 一种三维智能人脸识别系统
CN108564540B (zh) * 2018-03-05 2020-07-17 Oppo广东移动通信有限公司 去除图像中镜片反光的图像处理方法、装置和终端设备
CN109360310A (zh) * 2018-10-11 2019-02-19 中控智慧科技股份有限公司 生物识别方法、芯片级系统和通道设备
CN111277732A (zh) * 2018-12-04 2020-06-12 三赢科技（深圳）有限公司 车载摄像头及交通工具
CN110677575B (zh) * 2019-11-12 2021-06-25 Oppo广东移动通信有限公司 图像传感器、相机模组和终端

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203250098U (zh) * 2013-05-07 2013-10-23 宁波舜宇光电信息有限公司 多芯片阵列模组
CN104749738A (zh) * 2015-04-08 2015-07-01 浙江舜宇光学有限公司 阵列式镜头与阵列式镜头模组
CN204967970U (zh) * 2015-09-18 2016-01-13 信利光电股份有限公司 一种阵列式摄像模组
CN105574483A (zh) * 2014-10-15 2016-05-11 倪蔚民 一种移动终端前置和人脸/虹膜识别一体化光电成像系统
CN107301392A (zh) * 2017-06-20 2017-10-27 华天科技（昆山）电子有限公司 晶圆级图像采集装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201533341U (zh) * 2009-09-01 2010-07-21 威海华菱光电有限公司 接触式图像传感器
JP5682437B2 (ja) * 2010-09-07 2015-03-11 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像装置、撮像機器、及び、偏光素子の製造方法
CN201976181U (zh) * 2011-04-15 2011-09-14 威海华菱光电有限公司 一种接触式图像传感器
CN103151362B (zh) * 2011-12-07 2016-03-23 原相科技股份有限公司 晶圆级图像芯片封装及包含所述封装的光学结构
CN102903726B (zh) * 2012-09-29 2016-02-10 格科微电子（上海）有限公司 图像传感器的晶圆级封装方法
CN102983144B (zh) * 2012-11-30 2015-02-11 格科微电子（上海）有限公司 图像传感器的晶圆级封装方法
CN103839956A (zh) * 2014-01-29 2014-06-04 苏州兰叶光电科技有限公司 采用晶圆级封装方式的图像传感器芯片晶圆的切割方法
CN203941902U (zh) * 2014-07-21 2014-11-12 格科微电子（上海）有限公司 图像传感器封装结构
EP3623857B1 (en) * 2015-02-27 2022-10-26 FotoNation Limited An optical system for an image acquisition device
CN104796588B (zh) * 2015-03-10 2018-11-27 南昌欧菲光电技术有限公司 摄像头模组
CN104834903B (zh) * 2015-04-24 2018-04-27 深圳先牛信息技术有限公司 用于移动设备的双眼虹膜图像采集装置
CN204809223U (zh) * 2015-05-19 2015-11-25 苏州晶方半导体科技股份有限公司 图像传感器封装结构
CN104851899B (zh) * 2015-05-19 2018-01-19 苏州晶方半导体科技股份有限公司 图像传感器封装结构及其封装方法
CN104992955B (zh) * 2015-07-14 2018-03-16 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种背照式图像传感器的晶圆级封装工艺及其封装结构
CN105303166B (zh) * 2015-09-29 2018-12-21 宁波舜宇光电信息有限公司 摄像装置及通过其采集虹膜图像的方法
JP2017085414A (ja) * 2015-10-29 2017-05-18 Smk株式会社 撮像システム、車両用灯具及び車両
CN106686283A (zh) * 2015-11-09 2017-05-17 宁波舜宇光电信息有限公司 摄像装置及其应用
CN105678215A (zh) * 2015-12-28 2016-06-15 北京天诚盛业科技有限公司 成像模组、成像装置和移动终端
CN205336395U (zh) * 2016-01-08 2016-06-22 华天科技（昆山）电子有限公司 阵列摄像模组结构
CN206163474U (zh) * 2016-09-20 2017-05-10 苏州科阳光电科技有限公司 图像传感器模组
CN106454049B (zh) * 2016-10-28 2021-12-31 无锡豪帮高科股份有限公司 一种基于分区双通滤光片的虹膜识别及拍照二合一摄像模组

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203250098U (zh) * 2013-05-07 2013-10-23 宁波舜宇光电信息有限公司 多芯片阵列模组
CN105574483A (zh) * 2014-10-15 2016-05-11 倪蔚民 一种移动终端前置和人脸/虹膜识别一体化光电成像系统
CN104749738A (zh) * 2015-04-08 2015-07-01 浙江舜宇光学有限公司 阵列式镜头与阵列式镜头模组
CN204967970U (zh) * 2015-09-18 2016-01-13 信利光电股份有限公司 一种阵列式摄像模组
CN107301392A (zh) * 2017-06-20 2017-10-27 华天科技（昆山）电子有限公司 晶圆级图像采集装置

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