具有光通信能力的图像传感器制造技术

本公开涉及具有光通信能力的图像传感器。一种移动设备包括图像传感器和电气底板。图像传感器定位在移动设备的内部空间中，图像传感器包括被配置为基于接收到的光生成图像数据的图像捕获部分、被嵌入在图像传感器的硅基板中的光源模块和用于被嵌入在图像传感器的硅基板中的光源模块的驱动器。光源模块通过在驱动器和光源模块之间被嵌入在硅基板中的导电路径连接到驱动器。电气底板定位在移动设备的内部空间中。电气底板包括被配置为检测从图像传感器的光源模块发射的光的光传感器。光源模块被配置为将光发射到移动设备内在图像传感器和电气底板之间的开放空间，以在图像传感器和电气底板之间传送图像数据。和电气底板之间传送图像数据。和电气底板之间传送图像数据。

【技术实现步骤摘要】
具有光通信能力的图像传感器
[0001]本申请是申请日为2018年6月15日、申请号为201880039351.X、专利技术名称为“具有光通信能力的图像传感器”的中国专利技术申请的分案申请。


[0002]本公开整体涉及在相机图像传感器和其他相机部件之间发送光信号。

技术介绍

[0003]小型移动多用途设备诸如智能电话和平板电脑或平板设备的出现导致对高分辨率小外形相机集成在设备中的需求。另外，提高相机的图像质量能力导致需要将大量图像数据从相机图像传感器传送到其他设备部件。一些小外形相机可使用电迹线或其他电通信路径从图像传感器传输图像数据。在此类布置中，由电通信引起的电磁场可能相互干扰，从而限制从图像传感器传送图像数据的能力。为了避免这种干扰，电通信路径可彼此间隔开，然而这可能限制可在小外形相机中实现的相机部件的密度水平。另外，一些小外形相机可使用磁性传感器(诸如霍尔效应传感器)来确定一个或多个内部相机部件相对于一个或多个其他相机部件的位置，诸如镜片部件相对于图像传感器部件的位置。然而，此类传感器可能需要移动磁场以便正常工作，因此传感器常常被定位在利用致动器移动的磁体的磁场中。此类放置要求可能限制此类传感器在相机中可放置的位置和方式。另外，霍尔传感器可表现出偏移漂移，该偏移漂移可随着温度变化而进一步变化，并且可能需要重复的重新校准。

技术实现思路

[0004]在一些实施方案中，使用光信号在相机的图像传感器和密集地填充在薄外形移动设备中的其他相机部件之间传输大量图像数据。例如，诸如移动设备的系统包括壳体、定位在壳体内部空间中的图像传感器、定位在壳体内部空间中的电气底板。在一些实施方案中，该系统包括图像传感器和电气底板之间的开放空间。在一些实施方案中，开放空间可部分地填充有其他部件，诸如透镜或透镜系统。在一些实施方案中，底板可集成到壳体中或附接到壳体。电气底板可包括处理器、存储器设备，以及为相机和/或移动设备执行各种功能的其他部件。在一些实施方案中，电气底板可为电路板组件或可与一个或多个电路板组件耦接。该图像传感器包括图像捕获部分以及位于图像传感器的除图像捕获部分之外的一部分上的一个或多个光源模块。相对于图像传感器处于开放空间的另一侧的电气底板包括被配置为检测从图像传感器的一个或多个光源模块发射的光的一个或多个光传感器。在一些实施方案中，一个或多个光源模块可经由穿过开放空间的发射光将图像数据从图像传感器传送至电气底板的一个或多个光传感器。另外，在一些实施方案中，来自图像传感器的一个或多个光源模块的发射光可由电气底板的一个或多个光传感器检测，并且可用于确定图像传感器相对于电气底板的相对位置和/或角度。在一些实施方案中，该系统还可包括耦接到图像传感器的致动器，该致动器被配置为调节图像传感器的位置和/或角度。在一些实施方案
中，可使用从图像传感器的一个或多个光源发射并由电气底板的一个或多个光传感器检测到的光信号在图像传感器和电气底板之间传递大量图像数据，例如用于高清晰度视频的图像数据。
[0005]在一些实施方案中，该系统包括图像传感器，该图像传感器包括图像捕获部分和位于图像传感器的除图像捕获部分之外的一个或多个位置的一个或多个光源模块。一个或多个光源模块可以是被配置为通过与图像传感器相邻的开放空间从图像传感器发射光的半导体激光器。例如，一个或多个光源模块可通过开放空间将光发射至一个或多个光传感器，以传送图像数据和/或确定图像传感器的相对位置或相对角度。
[0006]在一些实施方案中，一种方法包括从图像传感器向电气底板传输光信号，其中图像传感器和电气底板被定位在移动设备的内部空间中。该方法还包括由光传感器接收来自图像传感器的光信号，以及由电气底板的处理器基于所接收的光信号来确定由图像传感器捕获的图像的图像数据。
[0007]在一些实施方案中，可采用各种抑制方案来屏蔽图像传感器的图像捕获部分，使其不受光源模块发射的杂散光影响或不受光传感器处的杂散光影响。例如，图像传感器的图像捕获部分可位于图像传感器的与来自光源模块的光发射所通过的开放空间相对的一侧。另外，在一些实施方案中，可与光源模块一起包括挡板，以防止从光源模块发射的光在可能影响图像传感器的图像捕获部分的方向上传播。例如，可在光源模块的边缘周围包括挡板，以防止在从光源模块发射光时杂散光传播。另外，可将挡板包括在图像传感器的硅结构中，以防止光穿过图像传感器的硅结构传导并影响图像传感器的图像捕获部分。在一些实施方案中，图像传感器的硅结构内的挡板可防止来自光源模块的杂散光影响图像传感器的图像捕获部分。另外，可将挡板包括在图像传感器的硅结构中，以防止在光传感器处接收的光影响图像传感器的图像捕获部分，其中光传感器位于图像传感器的除图像捕获部分之外的一部分上。另外，在一些实施方案中，光源模块可以在硅具有最小响应或无响应的波长下发射光。例如，在一些实施方案中，光源模块可包括在1550纳米范围内的波长下操作的磷化铟垂直腔面发射激光器(VCSEL)。在一些实施方案中，光源模块可发射红外线波长的光，并且图像传感器可包括红外滤光器，该红外滤光器过滤杂散红外光，使其不影响由图像传感器捕获的图像。除此之外，壳体的内部分可包括被设计成吸收由光源发射的光的光吸收涂层，使得壳体内反射的杂散光至少部分地被吸收涂层吸收，以消除或减少壳体内的杂散光。
附图说明
[0008]图1A示出了根据一些实施方案，穿过图像传感器和电气底板之间的开放空间发送光信号。
[0009]图1B示出了根据一些实施方案的图像传感器的顶视图，其示出了图像传感器的图像捕获部分。
[0010]图1C示出了根据一些实施方案的图像传感器的底视图，其示出了嵌入在图像传感器中的光源模块。
[0011]图2示出了根据一些实施方案的移动设备的一部分，该移动设备包括图像传感器和电气底板，电气底板被配置为经由通过图像传感器和电气底板之间的开放空间传递的光
信号进行通信。
[0012]图3A示出了根据一些实施方案的包括光源模块的图像传感器。
[0013]图3B示出了根据一些实施方案，至少部分地嵌入在图像传感器的硅基板中的光源模块。
[0014]图4A示出了根据一些实施方案的具有光源模块的图像传感器和包括光传感器的电气底板。
[0015]图4B和图4C示出了根据一些实施方案可使用的光传感器的类型。
[0016]图4D示出了根据一些实施方案的电气底板的剖视图，其示出了光传感器的顶视图。
[0017]图5A
‑
图5B示出了根据一些实施方案，使用光源模块和光传感器来测量图像传感器的相对位置或角度。
[0018]图6示出了根据一些实施方案，至少部分地由从电气底板的光源模块发射的光供电的图像传感器。
[0019]图7是根据一些实施方案，使用光信号在图像传感器和电气底板之间传输图像数据的方法的流程图。
[0020]图8是根据一些实施方案，使用光信号来确定和/或调节图像传感器的位置或角度的方法的流程图。
[0021]图9示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动设备，包括：图像传感器，所述图像传感器定位在所述移动设备的内部空间中，所述图像传感器包括：图像捕获部分，所述图像捕获部分被配置为基于接收到的光生成图像数据；光源模块，所述光源模块被嵌入在所述图像传感器的硅基板中；以及用于被嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的所述光源模块的驱动器，其中所述光源模块通过在所述驱动器和所述光源模块之间被嵌入在所述硅基板中的导电路径连接到所述驱动器；以及电气底板，所述电气底板定位在所述移动设备的所述内部空间中，所述电气底板包括：光传感器，所述光传感器被配置为检测从所述图像传感器的所述光源模块发射的光；其中所述光源模块被配置为将光发射到所述移动设备内在所述图像传感器和所述电气底板之间的开放空间，以在所述图像传感器和所述电气底板之间传送所述图像数据。2.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述光源模块和在所述图像传感器的所述硅基板的表面上的相关联的连接延伸超出所述硅基板的所述表面小于100微米。3.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述光源模块是被嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。4.根据权利要求1所述的移动设备，其中被嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的所述光源模块包括：嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的底部金属触件，其中所述底部金属触件经由在所述底部金属触件和所述驱动器之间被嵌入在所述硅基板中的第一导电路径连接到所述驱动器。5.根据权利要求4所述的移动设备，其中被嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的所述光源模块还包括：顶部金属触件，所述顶部金属触件经由在所述顶部金属触件和所述驱动器之间被嵌入在所述硅基板中的第二导电路径连接到所述驱动器。6.根据权利要求5所述的移动设备，其中所述顶部金属触件延伸超出所述图像传感器的所述硅基板的表面小于100微米。7.根据权利要求5所述的移动设备，其中被嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的所述光源模块还包括：定位成与所述底部金属触件相邻的下反射器；定位成与所述顶部金属触件相邻的上反射器；以及定位在所述上反射器和所述下反射器之间的量子阱。8.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述光传感器被配置为基于从被嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的所述光源模块接收的光来测量所述图像传感器的相对位置或角度。9.一种相机封装，包括：图像传感器，所述图像传感器包括：图像捕获部分，所述图像捕获部分被配置为基于接收到的光生成图像数据；
光源模块，所述光源模块被嵌入在所述图像传感器的硅基板中；以及用于被嵌入在所述图像传感器的所述硅基板中的所述光源模块的驱动器，其中所述光源模块通过在所述驱动器和所述光源模块之间被嵌入在所述硅基板中的导电路径连接到所述驱动器；以及电气底板，所述电气底板包括：光传感器，所述光传感器被配置为检测从所述图像传感器的所述光源模块发射的光；其中所述光源模块被配置为将光发射到所述图像传感器和所述电气底板之间的开放空间，以在所述图像传感器和所述电气底板之间传送所述图像数据。10.根据权利要求9所述的相机封装，其中所述光源模块和相关联的连接延伸超出所述图像传感器的所述硅基板的外部表面小于100微米。11.根据权利要求9所述的相机封装，还包括：一...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：