專利名稱：自動調(diào)焦cmos傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)調(diào)焦結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種自動調(diào)焦CMOS傳 感器。
背景技術(shù)：
數(shù)字相機(jī)及照相手機(jī)為廣泛使用于隨身攜行的照相設(shè)備，現(xiàn)有數(shù)字 相機(jī)或照相手機(jī)的基本調(diào)焦機(jī)構(gòu)如

圖1所示，該調(diào)焦機(jī)構(gòu)1包括一機(jī)殼2、 光學(xué)鏡頭模塊3及一影像傳感器4,該光學(xué)鏡頭模塊3結(jié)合于機(jī)殼2前端， 以提供攝影物像攝入的功能，該光學(xué)鏡頭3通常會以機(jī)械式的手動或自 動調(diào)整，以達(dá)到調(diào)焦的功能，該影像傳感器4設(shè)于機(jī)殼2內(nèi)部，以提供 該光學(xué)鏡頭模塊3攝入的光學(xué)影像成像及感應(yīng)。
而上述現(xiàn)有的調(diào)焦機(jī)構(gòu)1中，該光學(xué)鏡頭3與影像傳感器4為分離 的狀態(tài)，現(xiàn)有光學(xué)鏡頭模塊3與影像傳感器4在組裝過程中，所釆用的 方式大致可分為兩種， 一種為COB (CHIP ON BOARD),另一種為CSP (CHIP SCALE PACKAGE),其中，COB方式是將影像傳感器4直接安裝在印刷電路 板上，直接露出影像傳感器4與光學(xué)鏡頭模塊3對應(yīng)互動操作，此種現(xiàn) 有調(diào)焦結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為價格較低，可應(yīng)用于較高分辨率的場合，例如2百 萬相素(2M pixies)的高分辨率應(yīng)用場合，缺點(diǎn)為生產(chǎn)不易。
另外，現(xiàn)有CSP方式，則是將影像傳感器4上覆蓋一層玻璃保護(hù)層， 再結(jié)合鏡座(LENS HOLDER),再于鏡座上鎖入光學(xué)鏡頭模塊3，其優(yōu)點(diǎn)為 生產(chǎn)容易，而缺點(diǎn)為價格較高且僅能應(yīng)用于2百萬相素以下的低分辨率 應(yīng)用場合。
而無論是上述現(xiàn)有的COB或CSP兩種光學(xué)鏡頭模塊3與影像傳感器4 組裝方式及結(jié)構(gòu)，在組裝過程中，該影像傳感器4頂面的感測區(qū)塊4A(如 圖1所示)，存在直接沾染灰塵的缺點(diǎn)，并且，無法適用于單一模塊及縮
小應(yīng)用體積，例如在光學(xué)鏡頭模塊3與影像傳感器4間加設(shè)或安插液晶 縮放鏡頭時，影像擷取、感應(yīng)的路徑會變長，而必需重新安排組件的組 合位置及增加容納體積，也無法進(jìn)行單一模塊自動調(diào)焦操作功能，而不 利于整體CMOS攝影模塊(CCM， CMOS CAMERA MODULE)的產(chǎn)業(yè)利用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上 述缺陷，而提供一種自動調(diào)焦CMOS傳感器，特別是將一液晶自動調(diào)焦器 直接結(jié)合于CMOS影像傳感器，形成CMOS影像傳感器的感應(yīng)區(qū)塊的保護(hù) 層，不會沾染任何灰塵，通過簡化復(fù)雜變焦鏡頭模塊結(jié)構(gòu)，使影像擷取、 感測、轉(zhuǎn)換及處理以單一模塊完成，使整體組件體積縮小而有利于狹小 體積與空間的照相手機(jī)與數(shù)字相機(jī)的應(yīng)用。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種自動調(diào)焦CMOS傳感器，其特征在于，包含一CMOS影像感測 單元提供攝影影像的感應(yīng)、轉(zhuǎn)換及處理功能，在頂面設(shè)有一感應(yīng)區(qū)塊， 以感測輸入的光學(xué)影像，該感測區(qū)塊形成至少一個有效區(qū)域，該有效區(qū) 域?yàn)橛跋褫斎氲挠行Ц袦y區(qū)域，經(jīng)有效區(qū)塊感應(yīng)輸入影像并轉(zhuǎn)換成相對 的模擬影像訊號，再由該CMOS影像感測單元內(nèi)部轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字影 像訊號輸出；至少上述的液晶自動調(diào)焦器，具有光線折射率改變而提供 失焦?fàn)顟B(tài)的聚焦調(diào)整功能，使攝入影像聚焦調(diào)整輸出，該液晶自動調(diào)整 器底部周緣對應(yīng)結(jié)合于該CMOS影像感測單元頂部的有效區(qū)域以外的感應(yīng) 區(qū)塊中，使該液晶自動調(diào)焦器直接連結(jié)覆蓋于CMOS影像感測單元的有效 區(qū)域上，以令該液晶自動調(diào)焦器提供攝影影像初步成像，即攝影影像經(jīng) 由影像攝入端攝入后，而將攝影影像成像部分經(jīng)影像成像端成像后直接 輸入CMOS影像感測單元的感應(yīng)區(qū)塊的有效區(qū)域。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中CMOS影像感測單元為一 CMOS影 像感應(yīng)芯片。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中CMOS影像感測單元為一 CCD影 像感應(yīng)芯片。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中CMOS影像感測單元連結(jié)至一印 刷電路板。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中印刷電路板整合一驅(qū)動電路及一 影像處理電路。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中液晶自動調(diào)焦器的底部周緣設(shè)有
若干連結(jié)部。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中液晶自動調(diào)焦器的前端設(shè)有一攝 入影像端。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中液晶自動調(diào)焦器的后端設(shè)有一影 像成像端。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中液晶自動調(diào)焦器包括至少一膠 框，內(nèi)部灌注有液晶；至少一對配向?qū)?，分別結(jié)合于膠框兩側(cè)，以封閉 膠框；至少一對ITO導(dǎo)電層，兩ITO導(dǎo)電層分別對應(yīng)結(jié)合于兩配向?qū)油?側(cè)，該兩IT0導(dǎo)電層分別設(shè)有一第一電極及一第二電極；至少一對玻璃 基板，兩玻璃基板分別對應(yīng)結(jié)合于兩ITO導(dǎo)電層外側(cè)。
前述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其中膠框內(nèi)的液晶為PNLC形式的高 分子混合液晶材料。
本實(shí)用新型的有益效果是，特別是將一液晶自動調(diào)焦器直接結(jié)合于 CMOS影像傳感器，形成CMOS影像傳感器的感應(yīng)區(qū)塊的保護(hù)層，不會沾染 任何灰塵，通過簡化復(fù)雜變焦鏡頭模塊結(jié)構(gòu)，使影像擷取、感測、轉(zhuǎn)換 及處理以單一模塊完成，使整體組件體積縮小而有利于狹小體積與空間 的照相手機(jī)與數(shù)字相機(jī)的應(yīng)用。本實(shí)用新型具攝入影像變焦調(diào)整及影像 訊號處理轉(zhuǎn)換的功效。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有照相調(diào)焦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本實(shí)用新型自動調(diào)焦CMOS傳感器的第一實(shí)施例圖
圖3是本實(shí)用新型自動調(diào)焦CMOS傳感器的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖
圖4是本實(shí)用新型自動調(diào)焦CMOS傳感器的第二實(shí)施例圖
圖5是本實(shí)用新型自動調(diào)焦CMOS傳感器的第三實(shí)施例圖
圖6是本實(shí)用新型自動調(diào)焦CMOS傳感器的應(yīng)用例圖
圖7是本實(shí)用新型自動調(diào)焦CMOS傳感器的電路方塊圖
圖中標(biāo)號說明
100自動調(diào)焦CMOS傳感器10 CMOS影像感測單元
ll感應(yīng)區(qū)塊lll有效區(qū)域
12數(shù)字影像訊號20液晶自動調(diào)焦器
21連結(jié)部22影像輸入端
23影像成像端201膠框
201A液晶202配向?qū)?br> 203配向?qū)?04 IT0導(dǎo)電層
2041第一電極205 ITO導(dǎo)電層
2051第二電極206玻璃基板
207玻璃基板200驅(qū)動電路
300印刷電路板400影像處理器
410變焦操作訊號500鏡座
510開口600光學(xué)鏡頭模塊
1調(diào)焦機(jī)構(gòu)2機(jī)殼
3光學(xué)鏡頭4影像傳感器
4A感測區(qū)塊
具體實(shí)施方式
首先請參閱圖2及圖3所示,本實(shí)用新型的自動調(diào)焦CMOS傳感器100 的第一實(shí)施例，其中，該自動調(diào)焦鏡頭模塊100包含至少一 CMOS影像感 測單元10及至少一液晶自動調(diào)焦器20， CMOS影像感測單元10提供攝影 影像的感應(yīng)、轉(zhuǎn)換及處理功能，該CMOS影像感測單元10的形式不限， 在本實(shí)施例中是以一 CMOS影像感應(yīng)芯片或CCD(Charge Coupled Device, 電荷耦合裝置)影像感應(yīng)芯片為例。且CMOS影像感測單元10在頂面設(shè) 有一感應(yīng)區(qū)塊ll，以感測輸入的光學(xué)影像，該感測區(qū)塊11形成至少一個 有效區(qū)域lll,該有效區(qū)域lll為影像輸入的有效感測區(qū)域，經(jīng)有效區(qū)塊 111感應(yīng)輸入影像轉(zhuǎn)換成相對的模擬影像訊號，再由該CMOS影像感測單 元10內(nèi)部轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字影像訊號輸出。
上述的液晶自動調(diào)焦器20,在底部周緣設(shè)有若干連結(jié)部21，各連結(jié) 部21對應(yīng)結(jié)合于該CMOS影像感測單元10頂部的有效區(qū)域111以外的感
應(yīng)區(qū)塊11中，使該液晶自動調(diào)焦器20能夠直接連結(jié)覆蓋于有效區(qū)域111 上，該連結(jié)部21與CMOS影像感測單元10的感應(yīng)區(qū)塊11的連結(jié)方式不 限，在本實(shí)用新型實(shí)施例中是采用黏合方式。
液晶自動調(diào)焦器20前端設(shè)有一影像攝入端22，以提供攝影影像輸入， 該液晶自動調(diào)焦器20后端設(shè)有一影像成像端23，以提供攝影影像初步成 像，即攝影影像經(jīng)由影像攝入端22攝入后，經(jīng)液晶自動調(diào)焦器20進(jìn)行 光線折射率改變而向光學(xué)鏡頭模塊提供失焦?fàn)顟B(tài)的聚焦調(diào)整功能，使攝 入影像聚焦調(diào)整輸出，而將攝影影像成像部分經(jīng)影像成像端23成像后直 接輸入CMOS影像感測單元10的感應(yīng)區(qū)塊11的有效區(qū)域111,使該CMOS 影像感測單元10能夠進(jìn)行攝影影像的感測、轉(zhuǎn)換及處理。
如圖4所示，為本實(shí)用新型的自動調(diào)焦CMOS傳感器100的第二實(shí)施， 上述的液晶自動調(diào)焦器20的形態(tài)不限，在本實(shí)用新型實(shí)施例中是列舉以 一穿透式液晶面板為例，其中，該液晶自動調(diào)焦器20包括至少一膠框201 、 至少一對配向?qū)?Alignment Layer) 202及203、至少一對ITO (Indium tin oxide)導(dǎo)電層204及205與至少一對玻璃基板206及207，該膠框 201內(nèi)灌注有液晶201A,該配向?qū)?02及203分別結(jié)合于膠框201兩側(cè)， 以封閉膠框201，該IT0導(dǎo)電層204結(jié)合于配向?qū)?02外側(cè)，ITO導(dǎo)電層 205結(jié)合于配向?qū)?03外側(cè)，該ITO導(dǎo)電層204設(shè)有一第一電極2041， 該ITO導(dǎo)電層205設(shè)有一第二電極2051，借由該第一電極2041及第二電 極2051間連結(jié)一驅(qū)動電路200通以不同電壓的偏壓或驅(qū)動電源，以使該 膠框201內(nèi)的折射率改變，以達(dá)到攝影影像調(diào)焦的功能，該玻璃基板206 結(jié)合于ITO導(dǎo)電層204外側(cè)，該玻璃基板207結(jié)合于ITO導(dǎo)電層205外 側(cè)，該玻璃基板206則對應(yīng)為上述的攝像攝入端22;該玻璃基板207則 對應(yīng)為上述的影像成像端23。
請再配合圖5所示，為本實(shí)用新型的自動調(diào)焦CMOS傳感器100的第 三實(shí)施例，其中，顯示該液晶自動調(diào)焦器20的膠框201內(nèi)所灌注的液晶 201A為PNIC (polymer network liquid crystal)型式的高分子混合液 晶材料，可以經(jīng)過預(yù)先以灰階光罩(GRAY MASK)及紫外光照射而規(guī)范成 凸或凹面鏡的光學(xué)變焦特性，在圖5中是規(guī)劃成凸面鏡(如虛線部分所 示)的光學(xué)變焦特性，能夠?qū)z入影像進(jìn)行自動變焦操作。
請再參閱圖6及圖7所示，為本實(shí)用新型的自動調(diào)焦CMOS傳感器100 的較佳應(yīng)用例，其中，該CMOS影像感測單元10結(jié)合固定于一印刷電路 板300上，該印刷電路板300整合有上述的驅(qū)動電路200及一影像處理 電路400 (如圖7所示)，該液晶自動調(diào)焦器20的第一電極2041及第二 電極2051連結(jié)至印刷電路板300的驅(qū)動電路200，且該自動調(diào)焦CMOS傳 感器100整體由一鏡座500予以包覆，該鏡座500頂部設(shè)有一開口 510， 于該開口 510結(jié)合一光學(xué)鏡頭模塊600，借由該光學(xué)鏡頭模塊600將攝影 影像攝入，并經(jīng)由開口 510進(jìn)入上述的液晶自動調(diào)焦器20，經(jīng)由該液晶 自動調(diào)焦器20變焦操作后直接進(jìn)入該CMOS影像感測單元10頂端的感應(yīng) 區(qū)塊11的有效區(qū)塊111，由CMOS影像感測單元10進(jìn)行攝影影像的感測、 轉(zhuǎn)換及處理，并輸出對應(yīng)的一數(shù)字影像訊號12,給影像處理電路400，由 影像處理電路400進(jìn)行后續(xù)的數(shù)字影像數(shù)據(jù)處理，且該影像處理電路400 連結(jié)驅(qū)動電路200,以根據(jù)輸入的數(shù)字影像訊號12狀態(tài)或使用者操作控 制命令，如操作按鍵壓按操作，而自動或手動輸出一變焦操作訊號410 給驅(qū)動電路200，而由驅(qū)動電路200再驅(qū)動液晶自動調(diào)焦器20進(jìn)行攝入 影像的變焦操作。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型 作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所 作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的 范圍內(nèi)。
綜上所述，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用實(shí)用性及成本效益上，完 全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，且所揭示的結(jié)構(gòu)亦是具有前所未有的創(chuàng)新構(gòu)造， 具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性，符合有關(guān)新型專利要件的規(guī)定，故依法 提起申請。
權(quán)利要求1、一種自動調(diào)焦CMOS傳感器，其特征在于，包含一CMOS影像感測單元，在頂面設(shè)有一感應(yīng)區(qū)塊，該感測區(qū)塊形成至少一個有效區(qū)域，該有效區(qū)域?yàn)橛跋褫斎氲挠行Ц袦y區(qū)域，經(jīng)有效區(qū)塊感應(yīng)輸入影像并轉(zhuǎn)換成相對的模擬影像訊號，再由該CMOS影像感測單元內(nèi)部轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字影像訊號輸出；至少上述的液晶自動調(diào)焦器，使攝入影像聚焦調(diào)整輸出，該液晶自動調(diào)整器底部周緣對應(yīng)結(jié)合于該CMOS影像感測單元頂部的有效區(qū)域以外的感應(yīng)區(qū)塊中，使該液晶自動調(diào)焦器直接連結(jié)覆蓋于CMOS影像感測單元的有效區(qū)域上，以令該液晶自動調(diào)焦器提供攝影影像初步成像，即攝影影像經(jīng)由影像攝入端攝入后，而將攝影影像成像部分經(jīng)影像成像端成像后直接輸入CMOS影像感測單元的感應(yīng)區(qū)塊的有效區(qū)域。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其特征在于所述 CMOS影像感測單元為一 CMOS影像感應(yīng)芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其特征在于所述 CMOS影像感測單元為一 CCD影像感應(yīng)芯片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)焦CMOS.傳感器，其特征在于所述 CMOS影像感測單元連結(jié)至一印刷電路板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動調(diào)焦CM0S傳感器，其特征在于所述 印刷電路板整合一驅(qū)動電路及一影像處理電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其特征在于所述 液晶自動調(diào)焦器的底部周緣設(shè)有連結(jié)部。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其特征在于所述 液晶自動調(diào)焦器的前端設(shè)有一攝入影像端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)焦CMOS傳感器，其特征在于所述 液晶自動調(diào)焦器的后端設(shè)有一影像成像端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l、 6、 7或8所述的自動調(diào)焦CM0S傳感器，其特 征在于所述液晶自動調(diào)焦器包括至少一膠框，內(nèi)部灌注有液晶；至少一對配向?qū)?，分別結(jié)合于膠框兩側(cè)，以封閉膠框； 至少一對ITO導(dǎo)電層，兩IT0導(dǎo)電層分別對應(yīng)結(jié)合于兩配向?qū)油鈧?cè)， 該兩IT0導(dǎo)電層分別設(shè)有一第一電極及一第二電極；至少一對玻璃基板，兩玻璃基板分別對應(yīng)結(jié)合于兩IT0導(dǎo)電層外側(cè)。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動調(diào)焦CM0S傳感器，其特征在于所述 膠框內(nèi)的液晶為PNLC形式的高分子混合液晶材料。
專利摘要一種自動調(diào)焦CMOS傳感器，包含一CMOS影像感測單元，頂面有一感應(yīng)區(qū)塊，感測區(qū)塊形成至少一個有效區(qū)域，有效區(qū)域?yàn)橛跋褫斎氲挠行Ц袦y區(qū)域，經(jīng)有效區(qū)塊感應(yīng)輸入影像并轉(zhuǎn)換成相對的模擬影像訊號，再由CMOS影像感測單元內(nèi)部轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字影像訊號輸出；至少的液晶自動調(diào)焦器，使攝入影像聚焦調(diào)整輸出，液晶自動調(diào)整器底部周緣對應(yīng)結(jié)合于CMOS影像感測單元頂部的有效區(qū)域以外的感應(yīng)區(qū)塊中，使液晶自動調(diào)焦器直接連結(jié)覆蓋于CMOS影像感測單元的有效區(qū)域上，令液晶自動調(diào)焦器提供攝影影像初步成像，即攝影影像經(jīng)由影像攝入端攝入后，而將攝影影像成像部分經(jīng)影像成像端成像后直接輸入CMOS影像感測單元的感應(yīng)區(qū)塊的有效區(qū)域。
文檔編號H04N3/15GK201063699SQ20072015367
公開日2008年5月21日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者廖正興, 曾令遠(yuǎn) 申請人:曾令遠(yuǎn);草田敦男