專利名稱：具有自動曝光功能的相機模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種相機模組，尤其涉及一種具有自動曝光功能的相機模組。
背景技術：
隨著數(shù)字科技的進步以及生活品質的提高，數(shù)字化電子產(chǎn)品已深入生活的每一個角落， 而數(shù)碼相機因較傳統(tǒng)相機具有體積小、使用方便、功能強大、即時預覽與免事后沖洗照片等 優(yōu)點，因此廣為人們所使用，而成為生活及外出旅游不可或缺的數(shù)字電子產(chǎn)品。
一般來說，相機拍攝出來照片的好壞與曝光量有關，曝光量影響CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合裝置)數(shù)碼成像系統(tǒng)或者CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)數(shù)碼成像系統(tǒng)得到圖像的質量。
曝光量與通光時間和通光面積有關。 一般數(shù)碼相機在鏡頭模組中設置一個大小可調整的 光圈。該光圈是一個用來控制光線透過鏡頭，進入機身內感光面的光量的裝置。光圈大小可 以決定所述通光面積。在使用過程中，可以通過手動調整或者數(shù)碼相機的數(shù)字處理單元自動 根據(jù)環(huán)境亮度來調整光圈大小以控制透過鏡頭模組的光線，從而獲得曝光平衡。數(shù)碼相機的 快門可以決定所述通光時間，通過調整快門的時間可控制所述通光時間從而獲得曝光平衡。
一般數(shù)碼相機均會提供自動曝光(auto exposure)操作模式，其通常分為多種，如快 門優(yōu)先、光圈優(yōu)先、自動曝光鎖等模式。在自動曝光模式下數(shù)碼相機會依據(jù)目前環(huán)境亮度自 動調整快門時間或者光圈大小等參數(shù)，使使用者可以輕易拍攝高品質的數(shù)字相片，具體請參 閱Consumer Electronics, IEEE Transactions on Volume 43， Issue 3， Aug. 1997上發(fā)表 的論文A digital color camera LSI chip set for multiple applications。 當數(shù)石馬相機 處于自動曝光模式下時，數(shù)碼相機的中央處理單元(CPU)必須隨時依據(jù)目前環(huán)境亮度計算出
能夠達到曝光平衡的快門時間或者光圈大小等參數(shù)值，因此使得中央處理單元工作量較大，
耗電量較高。
發(fā)明內容
有鑒于此，提供一種能夠解決上述缺點且具有自動曝光功能的相機模組實為必要。
一種相機模組，其包括一個影像感測器，其具有一感光區(qū)域； 一個光學單元，其與所述 影像感測器光學耦合；以及一個光致變色玻璃層，位于所述感光區(qū)域物側，其隨成像光線強 度變化自動調節(jié)自身透光率，以調整所述感光區(qū)域的曝光量。本發(fā)明還提供一種相機模組，所述光致變色玻璃層與所述影像感測器封裝于一體，結構 更加緊湊。
本發(fā)明提供的相機模組，利用所述光致變色玻璃層具有根據(jù)成像光線強度自動調節(jié)自身 透光率的功能，實現(xiàn)自動曝光平衡。
圖l是本發(fā)明第一實施例提供的相機模組示意圖。 圖2是本發(fā)明第二實施例提供的相機模組示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明提供的相機模組作進一步詳細說明。
請參閱圖l，為本發(fā)明第一實施例所提供的一種相機模組100，其包括一影像感測器110 、 一個光致變色玻璃層120和一個光學單元130。所述光致變色玻璃層120隨成像光線強度變 化自動調節(jié)自身透光率，以調整所述感光區(qū)域lll的曝光量。
所述相機模組進一步包括一容置殼體140，所述容置殼體140容置所述影像感測器110， 所述光致變色玻璃層120固定于所述容置殼體140—頂部。所述影像感測器110具有一感光區(qū) 域lll，所述感光區(qū)域111位于所述影像感測器110—表面，所述光致變色玻璃層120位于所述 感光區(qū)域lll的物側。
優(yōu)選地，所述影像感測器110為封裝的電荷耦合器件或互補式金屬氧化物半導體器件。 優(yōu)選地，所述封裝為陶瓷引線芯片載體封裝(Ceramic Leaded Chip Carrier,簡稱CLCC)， 塑料引線芯片載體封裝(Plastic Leaded Chip Carrier,簡稱PLCC)或芯片尺寸封裝(Chip Scale Package,簡稱CSP)。
所述光學單元130具有至少一個透鏡131。所述光學單元120位于所述影像感測器110的物 側，且二者光學耦合，即所述光學單元120接收成像光線并將其沿光軸60聚焦在所述感光區(qū) 域111上。
優(yōu)選地，所述光致變色玻璃層120位于所述光學單元130的像側，成像光線經(jīng)由所述光學 單元130聚焦后，再經(jīng)過所述光致變色玻璃層120，最后到達所述影像感測器110的感光區(qū)域 lll上以光學成像，所述影像感測器110對感光區(qū)域111上所形成的圖像進行相關處理。當然 ，所述光致變色玻璃層120還可以設置于所述光學單元130的物側，成像光線經(jīng)過所述光致變 色玻璃層120，再經(jīng)由所述光學單元130對其進行聚焦后，到達所述感光區(qū)域lll上。
優(yōu)選地，所述光致變色玻璃層120為摻雜光敏劑的鋁硼硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、硼 酸鹽玻璃或者磷酸鹽玻璃等。所述光敏劑為鹵化銀，所述鹵化銀可為AgCl、 AgBr或者AgI。所述成像光線經(jīng)過所述光致變色玻璃120致使其變色，其自身透光率隨著所述成像光線強度 增大而減小，即所述光致變色玻璃層120在成像光線強的時候顏色變深降低透光率，而當成 像光線較弱時又完全恢復其原始透明的狀態(tài)，達到最大透光率。
具體地，所述光敏劑，如AgCl、 AgBr或者AgI，在一定強度所述成像光線照射下，發(fā)生 光化學分解反應從而生成細小的銀微粒和鹵素分子Cl2 、 Br2或者12，所述銀微粒導致所述 光致變色玻璃層120發(fā)暗使其透光率降低，從而使得成像光線經(jīng)過所述光致變色玻璃層120達 到自動曝光平衡，所述光化學分解如下
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如果所述生成的鹵素分子停留在銀微粒附近，當成像光線強度較低時，反應即逆向進行
，所述光致變色玻璃層120恢復至其最大透光率，所述逆向進行的反應如下 .々+. (12 ~^
優(yōu)選地，所述光致變色玻璃層120的制作方法為在鈉鋁硼酸鹽玻璃中加入少量卣化銀
(AgCl、 AgBr或者AgI)作光敏劑，再加入微量銅離子、鎘離子作敏化劑，熔制成玻璃后，經(jīng) 適當溫度熱處理，使卣化銀聚成微粒狀而制得。優(yōu)選地，所述微粒狀的卣化銀直徑大小在 50埃 100埃之間。
優(yōu)選地，可以優(yōu)化設計所述光致變色玻璃層120的厚度及所述光敏劑的摻雜濃度，使得 在強光時，所述摻雜的光敏劑完全分解成銀微粒，所述光致變色玻璃層120的透光率低至 30%以下，而在弱光時所述摻雜的光敏劑不發(fā)生光化學分解，所述光致變色玻璃層120的透光 率高達90%以上，使得所述成像光線經(jīng)過所述光致變色玻璃層120之后的光強保持在實際需要 的自動曝光平衡范圍內。
本發(fā)明第一實施例提供的相機模組IOO，利用光致變色玻璃層120的透光率隨所述成像光 線的強弱而變化的特性，根據(jù)成像光線而自動調整其透光率從而實現(xiàn)自動曝光平衡。所述光 致變色玻璃層120可以替代快門、光圈等自動曝光機構，滿足相機小型化趨勢。
請參閱圖2提供的本發(fā)明第二實施例的相機模組200的剖示圖。所述相機模組200與本發(fā) 明第一實施例的相機模組100的不同點在于，所述相機模組200采用晶圓級封裝結構，將所述 影像感測器210與所述光致變色玻璃層220封裝于一體。
所述影像感測器210包括一半導體器件212和一感光區(qū)域211，所述感光區(qū)域211位于所述 影像感測器210—表面。
具體地，所述光致變色玻璃層220位于所述感光區(qū)域211上方，且與所述影像感測器210 粘合。優(yōu)選地，所述影像感測器210為電荷耦合器件(Charged Coupled Device,簡稱CCD)或互 補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,簡稱CMOS)器件。
優(yōu)選地，所述相機模組200進一步包括一個基體240，所述影像感測器210與所述基體 240鍵合，優(yōu)選地，所述鍵合方式為球柵陣列(ball grid array,簡稱BGA)鍵合，依此，所 述影像感測器210可以與外部線路連接使用。具體地，所述基體240上具有若干個焊孔(未標 示)及其中的焊球241，所述焊球241用以連接所述影像感測器210上若干個電連接點(圖未示) 和所述外部線路的電極片。在實際應用過程中，所述影像感測器210通過所述焊球241與外部 的電路板進行電連接，優(yōu)選地，所述外部電路板為印制電路板或柔性印制電路板。
優(yōu)選地，所述封裝采用晶圓級封裝方法，具體方法包括以下步驟
(1) 提供一第一晶圓，所述第一晶圓具有一多個所述影像感測器210組成的陣列，所述影 像感測器210的一上表面具有一感光區(qū)域211;
(2) 提供一第二晶圓，所述第二晶圓具有一多個光致變色玻璃層220組成的陣列；
(3) 將所述第二晶圓粘合在所述第一晶圓上，使得所述多個光致變色玻璃層220與所述感 光區(qū)域211—一對應，所述光致變色玻璃層220位于與其對應的感光區(qū)域211物側；
(4) 切割所述第一晶圓，獲得多個模組，每一個所述多個模組包括至少一個半導體器件 212和位于所述感光區(qū)域211上方的光致變色玻璃層220;
(5) 提供一光學單元230，所述光學單元230與所述模組光學耦合構成所述相機模組200。 優(yōu)選地，所述所述光學單元230可以與所述光致變色玻璃層220及所述影像感測器210封
裝于一體。所述光學單元230與所述光致變色玻璃層220粘合。所述封裝采用晶圓級封裝方法 ，具體步驟如下
(1) 提供一第一晶圓，所述第一晶圓具有一多個所述影像感測器210組成的陣列，所述影 像感測器210的一上表面具有一感光區(qū)域211;
(2) 提供一第二晶圓，所述第二晶圓具有一多個光致變色玻璃層220組成的陣列；
(3) 提供一第三晶圓，所述第三晶圓具有一多個光學單元230組成的陣列；
(4) 分別將所述第三晶圓、第二晶圓粘合在所述第一晶圓上，使得所述多個光學單元 230、多個光致變色玻璃層220與多個所述影像感測器210三者一一對應，其中，所述光學單 元230與相對應的感光區(qū)域211光學耦合。
(5) 切割所述第一晶圓，獲得多個所述相機模組200，每一個所述相機模組200包括一個 所述光學單元230、 一個所述光致變色玻璃層220和一個所述影像感測器210。
優(yōu)選地，所述第二晶圓位于所述第一晶圓和第三晶圓之間或者第三晶圓位于所述第一晶圓和第二晶圓之間，使得所述光致變色玻璃層220位于所述光學單元230像側或者物側。
本發(fā)明第二實施例提供的相機模組200，所述光致變色玻璃層220與所述影像感測器210
封裝與一體，采用晶圓級封裝方法，結構更加緊湊，實際上，所述相機模組200大小與本發(fā)
明第一實施例提供的相機模組100中的影像感測器110的大小相當。
對在本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案和技術構思做出其它各種
相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬在本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
權利要求1一種相機模組，其包括一個影像感測器，其具有一感光區(qū)域；一個光學單元，其與所述影像感測器光學耦合；以及一個光致變色玻璃層，其位于所述感光區(qū)域的物側，其隨成像光線強度變化自動調節(jié)自身透光率，以調整所述感光區(qū)域的曝光量。
2.如權利要求l所述的相機模組，所述光致變色玻璃層位于所述光 學單元的物側或者像側。
3.如權利要求l所述的相機模組，所述相機模組進一步包括一容置 殼體，所述容置殼體容置所述影像感測器，所述光致變色玻璃層固定于所述容置殼體一頂部
4.如權利要求l所述的相機模組，所述光致變色玻璃層與所述影像 感測器封裝于一體。
5.如權利要求4所述的相機模組，所述相機模組具有一基體，所述 影像感測器設置于所述基體與光致變色玻璃層之間，且所述感光區(qū)域與所述光致變色玻璃層 相鄰，所述影像感測器與所述基體鍵合。
6.如權利要求5所述的相機模組，所述影像感測器與所述光致變色 玻璃層粘合。
7.如權利要求5所述的相機模組，所述鍵合方式為球柵陣列鍵合。
8.如權利要求l所述的相機模組，所述光學單元、所述光致變色玻 璃層和所述影像感測器封裝于一體。
9.如權利要求l所述的相機模組，所述影像感測器為互補金屬氧化 物器件或者電感耦合器件。
10.如權利要求l所述的相機模組，所述光致變色玻璃層的材料為摻 雜有光敏劑的玻璃，所述光敏劑為卣化銀，所述玻璃為鋁硼硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃或者磷酸鹽玻璃。
全文摘要
一種相機模組，其包括一個影像感測器，其具有一感光區(qū)域；一個光學單元，其與所述影像感測器光學耦合；以及一個光致變色玻璃層，位于所述感光區(qū)域的物側，其隨成像光線強度變化自動調節(jié)自身透光率，以調整所述感光區(qū)域的曝光量。
文檔編號G03B17/02GK101431085SQ200710202439
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權日2007年11月9日
發(fā)明者張仁淙 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司