專利名稱：具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接觸式影像感測裝置，尤指一種可省略GRIN (Gradient Reflective Index)成像光學(xué)元件的使用的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像 感測裝置(image sensing device)。
背景技術(shù)：
請參閱圖1A及圖IB所示，其分別為現(xiàn)有接觸式影像感測裝置的立體分 解圖及側(cè)視剖面圖。由圖中可知，現(xiàn)有的接觸式影像感測裝置包括 一封裝
殼體10'、 一電路板模塊20'、上蓋玻璃30'、 一影像感測元件40'、 一GRIN 成像光學(xué)元件50'及一發(fā)光元件60'。
其中，該上蓋玻璃30，及該電路板模塊20'分別設(shè)置于該封裝殼體10'的 上下端，以此產(chǎn)生上空間100，、下空間200'，并且該影像感測元件40'設(shè)置 于該電路板模塊20'上且位于該封裝殼體10'的下空間200'，另外該GRIN成 像光學(xué)元件50'設(shè)置于該封裝殼體10'的上空間100'及下空間200'之間，再 者，該發(fā)光元件60'設(shè)置于該上空間100，內(nèi)且位于該GRIN成像光學(xué)元件50' 的側(cè)邊。以此，通過該發(fā)光元件60'發(fā)射一光束Ll'至一稿件D而產(chǎn)生一散 射光L2'，然后再通過該GRIN成像光學(xué)元件50'將該稿件D的散射光L2' 傳到該影像感測元件40，上，以感測該稿件D的影像。
然而，由圖1A及圖1B可知，該GRIN成像光學(xué)元件50，為現(xiàn)有接觸式 影像感測裝置的必要元件，然而因該GRIN成像光學(xué)元件50'的使用，不僅 使得現(xiàn)有接觸式影像感測裝置的體積過于龐大，并且使得現(xiàn)有接觸式影像感 測裝置于組裝上產(chǎn)生組裝公差。另外，由于該GRIN成像光學(xué)元件50'非常 昂貴，而使得現(xiàn)有接觸式影像感測裝置的制作成本增加。
因此，本發(fā)明提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺陷的具有嵌入型光學(xué) 元件的接觸式影像感測裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝
置，其可通過省略GRIN成像光學(xué)元件的使用，而大大降低接觸式影像感測 裝置整體的制作成本，并且解決現(xiàn)有因使用GRIN成像光學(xué)元件而產(chǎn)生的體 積增加及組裝公差的問題。
再者，本發(fā)明將多個由不透光材料所制成的遮光元件，以涂布(coating) 或任何的成形方式設(shè)置于每一個感光元件的兩側(cè)。因此，所述多個遮光元件 通過反射或吸收的方式，不僅可以抑制雜散光(stray light)對所述多個感光 元件的影響，亦可避免所述多個感光元件受到彼此間光線串?dāng)_(light crosstalk)的影響，進(jìn)而增加所述多個感光元件所接收到的影像對比度 (contrast)。
為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種具有嵌 入型光學(xué)元件(embedded optical element)的接觸式影像感測裝置，其包括 一電路板模塊(PCb module)、 一發(fā)光模塊(light emitting module)、及一 影像感測模塊(image sensing module)。其中，該發(fā)光模塊電性地設(shè)置于該 電路板模塊上。該影像感測模塊電性地設(shè)置于該電路板模塊上且位于該發(fā)光 模塊的一側(cè)邊，并且該影像感測模塊具有一電性地設(shè)置于該電路板模塊上的 感光元件組(light sensing element set)及一設(shè)置于該感光元件組上的微型聚 光兀件組(micro light condensing element set)。以此，通過該發(fā)光模塊發(fā)射 一光束至一稿件以產(chǎn)生一散射光(scattering light)，然后再通過該影像感測 模塊的感光元件組接收從該稿件所傳送來的散射光，以感測該稿件的影像。
為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種具有嵌 入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置，其包括 一電路板模塊、 一發(fā)光模塊、 一影像感測模塊、及一遮光模塊(light shielding module)。其中，該發(fā)光模 塊電性地設(shè)置于該電路板模塊上。該影像感測模塊電性地設(shè)置于該電路板模 塊上且位于該發(fā)光模塊的一側(cè)邊，并且該影像感測模塊具有一電性地設(shè)置于 該電路板模塊上的感光元件組及一設(shè)置于該感光元件組上的微型聚光元件 組，其中該感光元件組具有多個感光元件。該遮光模塊具有多個遮光元件， 并且所述多個遮光元件分別設(shè)置于每一個感光元件的兩側(cè)。以此，通過該發(fā) 光模塊發(fā)射一光束至一稿件以產(chǎn)生一散射光，然后再通過該影像感測模塊的
5感光元件組接收從該稿件所傳送來的散射光，以感測該稿件的影像。
因此，本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于，本發(fā)明除了可以通過省略GRIN成 像光學(xué)元件的使用，而大大降低了接觸式影像感測裝置整體的制作成本外， 本發(fā)明亦可將多個不透光的遮光元件設(shè)置于每一個感光元件的兩側(cè)，以抑制 雜散光或光線串?dāng)_對所述多個感光元件的影響，進(jìn)而增加所述多個感光元件 所接收到的影像對比度。
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功 效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與 特點(diǎn)，可由此得到深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，并非 用來對本發(fā)明加以限制。


圖1A為現(xiàn)有接觸式影像感測裝置的立體分解圖； 圖1B為現(xiàn)有接觸式影像感測裝置的側(cè)視剖面圖2A為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第一實(shí)施 例的立體示意圖2B為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第一實(shí)施 例的側(cè)視示意圖2C為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第一實(shí)施 例的微型聚光元件組電性連接于能量傳導(dǎo)電極組的側(cè)視示意圖3A為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第二實(shí)施 例的立體示意圖3B為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第二實(shí)施 例的側(cè)視示意圖4A為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第三實(shí)施 例的立體示意圖4B為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第三實(shí)施 例的側(cè)視示意圖5A為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第四實(shí)施 例的立體示意圖-,圖5B為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第四實(shí)施
圖6A為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置的第五實(shí)施 例的立體示意圖；以及
圖6B為圖6A的6 — 6剖面圖。 其中，附圖標(biāo)記說明如下
封裝殼體10'
下空間200'
上蓋玻璃30，
GRIN成像光學(xué)元件50'
光束L1'
稿件D
發(fā)光模塊2a
影像感測模塊3
感光元件300
微型聚光元件310
能量傳導(dǎo)電極組5
光束Lla
電源P
發(fā)光元件20b 光束Lb、 Lib 透明蓋體6 透明蓋體6 感光元件組30a 微型聚光元件組31a 遮光模塊7
上空間100， 電路板模塊20' 影像感測元件40' 發(fā)光元件60， 散射光L2' 電路板模塊1 發(fā)光元件20a 感光元件組30 微型聚光元件組31 保護(hù)層4 能量傳導(dǎo)電極50 散射光L2a 發(fā)光模塊2b 導(dǎo)光元件21b 散射光L2b 導(dǎo)光元件21b 影像感測模塊3a 感光元件300a 微型聚光元件310a 遮光元件70
具體實(shí)施例方式
請參閱圖2A及圖2B，其分別為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影 像感測裝置的第一實(shí)施例的立體示意圖及側(cè)視示意圖。由圖中可知，本發(fā)明提供一種具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置，其包括 一電路板模
塊l、 一發(fā)光模塊2a、 一影像感測模塊3、及一保護(hù)層4。
其中，該發(fā)光模塊2a電性地設(shè)置于該電路板模塊1上，并且本發(fā)明第 一實(shí)施例所披露的發(fā)光模塊2a為多個成一直線排列的發(fā)光元件20a。此外， 該發(fā)光模塊2a可依據(jù)使用者的所需，選擇熒光燈(Fluorescent Lamp)、電 致發(fā)光(Electro luminescence, EL)、發(fā)光二極管(LED)或任何發(fā)光裝置 來使用。然而，上述發(fā)光模塊2a的排列方式并非用以限定本發(fā)明，任何的 排列方式(例如排成兩排、三排)或排列形狀，皆為本發(fā)明所保護(hù)的范疇。
再者，該影像感測模塊3電性地設(shè)置于該電路板模塊1上且位于該發(fā)光 模塊2a的一側(cè)邊，并且該影像感測模塊3具有一電性地設(shè)置于該電路板模 塊1上的感光元件組30及一設(shè)置于該感光元件組30上的微型聚光元件組 31。以第一實(shí)施例而言，微型聚光元件組31可由聚合物材料(polymer material)所制成。
此外，該感光元件組30由多個感光元件300所組成，并且通過所述多 個感光元件300的排列，該感光元件組30可為一個陣列型接觸式影像傳感 器(array CIS (Contact Image Sensor))或一線型接觸式影像傳感器(linear CIS)。
另外，該微型聚光元件組31由多個微型聚光元件310所組成，并且依 據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求，每一個微型聚光元件310可為一平凸透鏡(plane-concave lens)或一雙凸透鏡(biconvex lens);或者，每一個微型聚光元件310可為 一球面透鏡(spherical lens)或一非球面透鏡(aspheric lens)。
再者，該保護(hù)層4成形于該感光元件組30及該微型聚光元件組31上， 以用于保護(hù)該感光元件組30及該微型聚光元件組31。換言之，該保護(hù)層4 成形于該影像感測模塊3上，以用于保護(hù)該影像感測模塊3。此外，該保護(hù) 層4可為涂料(coating、 painting)、整齊排列的光纖束(ordered optical fiber bundle)或微通道陣列(Micro Channel array， MCa)，并且該保護(hù)層4由透 光材料所制成，而其厚度可界于O.l至10mm之間。因此，該影像感測模塊 3通過該保護(hù)層4的保護(hù)，可避免外力(例如刮傷或擦傷等)對該影像感測 模塊3所造成的傷害，進(jìn)而能夠保持該影像感測模塊3的影像感測質(zhì)量。
以此，通過該發(fā)光模塊2a發(fā)射一光束Lla至一稿件D以產(chǎn)生一散射光
8L2a，然后再通過該影像感測模塊3的感光元件組30直接接收(不像現(xiàn)有一 樣需要通過該GRIN成像光學(xué)元件50')從該稿件D所傳送來的散射光L2a， 以感測該稿件D的影像。
另外，請參閱圖2C，其為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測 裝置的第一實(shí)施例的微型聚光元件組電性連接于能量傳導(dǎo)電極組的側(cè)視示 意圖。由圖中可知，本發(fā)明第一實(shí)施例的接觸式影像感測裝置還包括 一電 性連接于該微型聚光元件組31的能量傳導(dǎo)電極組(power transmitting electrode set) 5，并且該能量傳導(dǎo)電極組5具有多個能量傳導(dǎo)電極(power transmitting electrode) 50，其中每兩個能量傳導(dǎo)電極50設(shè)置于每一個微型聚 光元件310的兩側(cè)，并且每兩個能量傳導(dǎo)電極50電性導(dǎo)通于一電源P。
因此，該能量傳導(dǎo)電極組5通過該電源P以施加電壓于該微型聚光元件 組31，進(jìn)而使得該微型聚光元件組31的鏡面曲率(lens curvature)產(chǎn)生變 化(如圖中虛線所示)。換言之，每兩個能量傳導(dǎo)電極50通過該電源P以 施加電壓于每一個微型聚光元件310，并且通過熱脹冷縮的原理，使得每一 個微型聚光元件310的鏡面曲率產(chǎn)生變化，進(jìn)而達(dá)到自動調(diào)整焦聚 (auto-focus)的功能。
請參閱圖3A及圖3B，其分別為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影 像感測裝置的第二實(shí)施例的立體示意圖及側(cè)視示意圖。由圖中可知，第二實(shí) 施例與第一實(shí)施例最大的不同在于第二實(shí)施例中可省略如第一實(shí)施例的保 護(hù)層4的使用，并且第二實(shí)施例的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝 置披露 一發(fā)光模塊2b，其由至少一個發(fā)光元件20b及一設(shè)置于至少一個發(fā) 光元件20b的一側(cè)的導(dǎo)光元件(light guiding element) 21b所組成，并且該導(dǎo) 光元件21b對應(yīng)該影像感測模塊3。
以此，首先通過該發(fā)光元件20b發(fā)射一光束Lb至該導(dǎo)光元件21b，然后 再通過該導(dǎo)光元件21b將該光束Lib傳導(dǎo)至一稿件D以產(chǎn)生一散射光L2b， 然后再通過該影像感測模塊3的感光元件組30直接接收(不像現(xiàn)有一樣需 要通過該GRIN成像光學(xué)元件50')從該稿件D所傳送來的散射光L2b，以 感測該稿件D的影像。
請參閱圖4A及圖4B，其分別為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影 像感測裝置的第三實(shí)施例的立體示意圖及側(cè)視示意圖。由圖中可知，第三實(shí)施例與第一實(shí)施例最大的不同在于第三實(shí)施例的具有嵌入型光學(xué)元件的接 觸式影像感測裝置還披露 一透明蓋體6，其設(shè)置于該發(fā)光模塊2a及該影像 感測模塊3的上方。以此，通過該發(fā)光模塊2a發(fā)射一光束Lla穿過該透明 蓋體6至一稿件D以產(chǎn)生一散射光L2a，然后再通過該影像感測模塊3的感 光元件組30接收從該稿件D再次穿過該透明蓋體6而傳送來的散射光L2a， 以感測該稿件D的影像。
請參閱圖5A及圖5B，其分別為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影 像感測裝置的第四實(shí)施例的立體示意圖及側(cè)視示意圖。由圖中可知，第四實(shí) 施例與第二實(shí)施例最大的不同在于第四實(shí)施例的具有嵌入型光學(xué)元件的接 觸式影像感測裝置還披露 一透明蓋體6，其設(shè)置于該發(fā)光模塊2b及該影像 感測模塊3的上方。以此，通過該發(fā)光模塊2b發(fā)射一光束Ub穿過該透明 蓋體6至一稿件D以產(chǎn)生一散射光L2b，然后再通過該影像感測模塊3的感 光元件組30接收從該稿件D再次穿過該透明蓋體6而傳送來的散射光L2b， 以感測該稿件D的影像。
請參閱圖6A及圖6B，其分別為本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影 像感測裝置的第五實(shí)施例的立體示意圖、及圖6A的6—6剖面圖。由圖中可 知，第五實(shí)施例與第一實(shí)施例最大的差別在于在第五實(shí)施例中， 一感光元 件組30a由多個感光元件300a所組成，并且所述多個感光元件300a彼此間 隔一預(yù)定距離。 一微型聚光元件組31a由多個微型聚光元件310a所組成，并 且所述多個微型聚光元件310a分別設(shè)置于所述多個感光元件300a上。
再者，在第五實(shí)施例中，本發(fā)明具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測 裝置還包括 一遮光模塊7，其具有多個遮光元件70，并且所述多個遮光元 件70分別設(shè)置于每一個感光元件300a的兩側(cè)。此外，所述多個遮光元件70 由不透光材料所制成，并且所述多個遮光元件70可通過涂布或任何成形方 式，以分別設(shè)置于每一個感光元件300a的兩側(cè)。因此，所述多個遮光元件 70通過反射或吸收的方式，不僅可以抑制雜散光對所述多個感光元件300a 的影響，亦可避免所述多個感光元件300a受到彼此間光線串?dāng)_的影響，進(jìn) 而增加所述多個感光元件300a所接收到的影像對比度。
綜上所述，本發(fā)明可通過省略現(xiàn)有GRIN成像光學(xué)元件50'的使用，而 降低接觸式影像感測裝置整體的制作成本，并且解決現(xiàn)有因使用GRIN成像光學(xué)元件50'而產(chǎn)生的體積增加及組裝公差。再者，本發(fā)明于第五實(shí)施例中，
亦可將多個不透光的遮光元件70設(shè)置于每一個感光元件300a的兩側(cè)，以抑 制雜散光或光線串?dāng)_對所述多個感光元件300a的影響，進(jìn)而增加所述多個 感光元件300a所接收到的影像對比度。
然而，以上所述僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施例的詳細(xì)說明與附圖，而本 發(fā)明的特征并不局限于此，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以所 述的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)，凡符合本發(fā)明的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍 的精神與其類似變化的實(shí)施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的范疇中，任何熟悉該項(xiàng) 技術(shù)的人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思考其變化或修飾，并皆可涵蓋在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置，其特征在于，包括一電路板模塊；一發(fā)光模塊，其電性地設(shè)置于該電路板模塊上；以及一影像感測模塊，其電性地設(shè)置于該電路板模塊上且位于該發(fā)光模塊的一側(cè)邊，并且該影像感測模塊具有一電性地設(shè)置于該電路板模塊上的感光元件組及一設(shè)置于該感光元件組上的微型聚光元件組；以此，通過該發(fā)光模塊發(fā)射一光束至一稿件以產(chǎn)生一散射光，然后再通過該影像感測模塊的感光元件組接收從該稿件所傳送來的散射光，以感測該稿件的影像。
2、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該發(fā)光模塊為多個成一直線排列的發(fā)光元件。
3、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該發(fā)光模塊由至少一個發(fā)光元件及一設(shè)置于所述至少一個發(fā)光 元件的一側(cè)的導(dǎo)光元件所組成，并且該導(dǎo)光元件對應(yīng)該影像感測模塊。
4、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該感光元件組為一個陣列型接觸式影像傳感器或一線型接觸式 影像傳感器。
5、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該微型聚光元件組由多個微型聚光元件所組成，并且每一個微 型聚光元件為一平凸透鏡或一雙凸透鏡。
6、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該微型聚光元件組由多個微型聚光元件所組成，并且每一個微 型聚光元件為一球面透鏡或一非球面透鏡。
7、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該接觸式影像感測裝置還包括 一電性連接于該微型聚光元件 組的能量傳導(dǎo)電極組，其通過一電源以施加電壓于該微型聚光元件組，進(jìn)而 使得該微型聚光元件組的鏡面曲率產(chǎn)生變化。
8、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該接觸式影像感測裝置還包括 一成形于該影像感測模塊上以 保護(hù)該影像感測模塊的保護(hù)層，并且該保護(hù)層為涂料、整齊排列的光纖束或 微通道陣列。
9、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該接觸式影像感測裝置還包括 一透明蓋體，其設(shè)置于該發(fā)光 模塊及該影像感測模塊的上方。
10、 如權(quán)利要求1所述的具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置， 其特征在于，該接觸式影像感測裝置還包括 一遮光模塊，其具有多個遮光 元件，并且所述多個遮光元件分別設(shè)置于每一個感光元件的兩側(cè)。
全文摘要
一種具有嵌入型光學(xué)元件的接觸式影像感測裝置，其包括一電路板模塊、一發(fā)光模塊、及一影像感測模塊。其中，該發(fā)光模塊電性地設(shè)置于該電路板模塊上。該影像感測模塊電性地設(shè)置于該電路板模塊上且位于該發(fā)光模塊的一側(cè)邊，并且該影像感測模塊具有一電性地設(shè)置于該電路板模塊上的感光元件組及一設(shè)置于該感光元件組上的微型聚光元件組。以此，通過該發(fā)光模塊發(fā)射一光束至一稿件以產(chǎn)生一散射光，然后再通過該影像感測模塊的感光元件組接收從該稿件所傳送來的散射光，以感測該稿件的影像。本發(fā)明可大大降低接觸式影像感測裝置整體的制作成本，并且解決現(xiàn)有因使用GRIN成像光學(xué)元件而產(chǎn)生的體積增加及組裝公差的問題。
文檔編號H04N1/031GK101588432SQ20081010790
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者呂育維, 沈奇廷, 鄭家駒 申請人:敦南科技股份有限公司