像傳感器上的套管中而設(shè)定焦距。在某些實(shí)施方式中，支持器和套管通過螺紋耦接。
[0040]圖2也示意性地示出了穿過根據(jù)某些實(shí)施方式的自動(dòng)對焦變焦照相機(jī)的橫截面，其采用了具有透鏡列的組件，該組件被制造為預(yù)先對準(zhǔn)的單元部件。圖像傳感器201位于基板202上，套管203附接到基板202。在圖2所示的實(shí)例中，套管具有螺紋204。包含透鏡列206的支持器205具有匹配的螺紋207。在該示例性實(shí)施方式中，相對于套管旋轉(zhuǎn)支持器會使整個(gè)透鏡列沿著照相機(jī)的光軸208移動(dòng)，容許設(shè)定焦點(diǎn)。匹配的螺紋204和207的替代方案包括呈各種圖案的匹配的凹槽和槽脊，其容許連續(xù)地或不連續(xù)地設(shè)定焦點(diǎn)，例如通過一連串凹口、加載彈簧的銷或桿或彈性材料或其他技術(shù)來將透鏡列支持器205與套管204以下列方式耦接:容許圖像傳感器201和透鏡列206的一個(gè)或多個(gè)固定透鏡之間的距離被設(shè)定。
[0041]根據(jù)某些實(shí)施方式，光具組的精確對準(zhǔn)容許以高保真度傳輸圖像。某些實(shí)施方式涉及在一定精確程度上將光具組的各種元件(主要是透鏡)針對相對于彼此的傾斜、定心和旋轉(zhuǎn)進(jìn)行對準(zhǔn)。盡管在某些實(shí)施方式中能利用主動(dòng)對準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)透鏡相對于另一個(gè)的非常精確的對準(zhǔn)，但在某些實(shí)施方式中采用了被動(dòng)的方法，并且由于該方法的高組裝速度和低成本，典型地在任何可能的情況下都使用被動(dòng)的方法。在某些實(shí)施方式的自動(dòng)對焦變焦模塊中，除了透鏡列的一個(gè)接頭之外，被動(dòng)對準(zhǔn)公差提供在透鏡列的所有接頭處。
[0042]具有防護(hù)罩的照相機(jī)模塊
[0043]在某些實(shí)施方式中，可以將光學(xué)表面作為切割分離的部件添加到圖像傳感器。該光學(xué)表面可以充當(dāng)由透明玻璃或聚合物構(gòu)成的罩子，以防止灰塵或其他污染物到達(dá)傳感器的有效表面，同時(shí)容許可見光通過到達(dá)傳感器。光學(xué)表面也可以充當(dāng)紅外(IR)濾光器，特別是用于硅傳感器的紅外濾光器。IR吸收材料可以用于罩子或可以將IR涂層應(yīng)用于玻璃或聚合物或其他光學(xué)上透明的防護(hù)罩。也可以形成光學(xué)表面以提供光功率，如呈重復(fù)透鏡的形狀。在下文中提供了用于在切塊之前在晶圓載物臺形成切割分離的部件的過程。
[0044]該部件包括主動(dòng)式圖像傳感器，其被用晶圓級的混合光學(xué)器件保護(hù)免受污染。該方法具有的另一個(gè)以下的優(yōu)點(diǎn):通過將這種混合光學(xué)器件與照相機(jī)模塊部件結(jié)合，照相機(jī)模塊的整個(gè)物理Z高度可以減小。
[0045]根據(jù)某些實(shí)施方式，在將圖像傳感器晶圓切塊或切割分離成離散的小片之前，圖像傳感器上的主動(dòng)圖像區(qū)域在晶圓載物臺上得到保護(hù)。在某些實(shí)施方式中，通過附接玻璃晶圓，如藍(lán)色玻璃或有IR涂層的玻璃，或其他材料如聚合物或?qū)τ诳梢姽馔该髑椅栈蜃柚笽R光的其他材料，主動(dòng)圖像區(qū)域的這個(gè)保護(hù)得以實(shí)現(xiàn)。通過添加晶圓級的光學(xué)元件，該玻璃保護(hù)的進(jìn)一步改進(jìn)的功能性得以實(shí)現(xiàn)。
[0046]圖3A示意性地示出了示例性的照相機(jī)模塊，其包括耦接到照相機(jī)模塊部件的引線接合件。圖3B示意性地示出了包括倒裝芯片的示例性照相機(jī)模塊。在圖3B示意性地示出的示例性照相機(jī)模塊可以使用熱壓縮或熱超聲工藝。在序列號為13/445,857的美國專利申請中對其進(jìn)行了更詳細(xì)的描述，該專利申請通過援引并入。
[0047]在根據(jù)不同實(shí)施方式的自動(dòng)對焦和可選的變焦的照相機(jī)模塊中，基于處理器的部件如失真修正部件、色像差修正部件、亮度、色度、和/或亮度或色度對比增強(qiáng)部件、模糊修正部件、和/或擴(kuò)展景深(EDOF)和/或擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍或高動(dòng)態(tài)范圍(EDR或HDR)部件。
[0048]在圖4A和圖4B示意性地示出了另一個(gè)實(shí)例，并且其也被詳細(xì)描述于在上面通過援引并入的美國申請13/445，857中。圖4A-4B分別包括結(jié)構(gòu)部件的橫截面圖和平面圖。扁平的基板形成圖4A-4B的照相機(jī)模塊的基部，該基板的目的是提供結(jié)構(gòu)支撐，因此合適的材料包括金屬(例如鈦)、陶瓷(例如氧化鋁)和硬聚合物如酚醛塑料?；宀牧峡梢赃M(jìn)行模制或可以用一種或多種其他方法制造其中的通孔陣列。在某些實(shí)施方式中，這些通孔將最終完全或部分地填充導(dǎo)電材料作為基板的一部分，其為照相機(jī)模塊提供電接口。因?yàn)榛鍟黾诱障鄼C(jī)模塊的總高度，所以它非常薄但足夠剛硬。在某些實(shí)施方式中仔細(xì)地選擇基板的材料的機(jī)械性質(zhì)，包括其模量和斷裂韌度?；蹇梢允谴蠹s200微米厚，并且其厚度可以在大約50微米和400微米之間的范圍內(nèi)。
[0049]在圖4A-4B所示的示例性實(shí)施方式中，圖像傳感器和防護(hù)玻璃罩耦接在基板的大致中心部分上。圖像傳感器可以利用粘接法或磁性地、或利用一個(gè)或多個(gè)夾具或互補(bǔ)的滑動(dòng)件或纏繞緊固部件、或利用采用靜態(tài)粘附力或熱配合或壓縮收縮或膨脹配合的裝配結(jié)合、或別的方式附接到基板。在該實(shí)例中，在基板其余部分的相當(dāng)大的部分上面附接著柔性電路。附接的方法可以是粘接法或剛才提及的方法之一或別的方式。在某些實(shí)施方式中，柔性電路可以包括在軟聚合材料(如聚酰亞胺)的表面上的或被嵌入該軟聚合材料內(nèi)的由銅或其他金屬或?qū)щ娋酆衔镏瞥傻谋?dǎo)電軌?？卓诨蚱渌卣骺梢杂脕硖峁┩ㄏ蜚~軌的通路以進(jìn)行電連接。
[0050]如圖4A-4B的實(shí)例中所示，柔性電路具有孔口，其平面面積小于圖像傳感器。這容許柔性電路被置于圖像傳感器上面，以使得圖像傳感器上的粘合墊被柔性電路覆蓋。以這種方式，可以在圖像傳感器上的粘合墊和柔性電路上的合適槽脊之間形成電連接。根據(jù)幾個(gè)實(shí)施方式，所使用的實(shí)現(xiàn)該連接的方法和材料的選擇很寬，例如包括導(dǎo)電粘合劑、熱壓縮粘合、釬焊連接和超聲焊。
[0051]圖像傳感器電連接到或可電連接到柔性電路，使得根據(jù)某些實(shí)施方式的在柔性電路上的軌能用來將電連接傳送到其他位置，其可以包括主動(dòng)和/或被動(dòng)部件。在不同實(shí)施方式中，主動(dòng)和/或被動(dòng)部件可以利用既定方法和技術(shù)附接到柔性電路且與柔性電路互相連接。在圖4A-4B中，在照相機(jī)模塊中包括三(3)個(gè)被動(dòng)部件，連同十(10)個(gè)粘合墊和八
(8)個(gè)通孔焊接互連件，但這些數(shù)量和位置和形狀和尺寸是作為說明而提供的，許多改變是可能的。
[0052]在某些實(shí)施方式中，與照相機(jī)模塊的外部電連接涉及與柔性電路上的合適槽脊的電連接。通過設(shè)計(jì)，這些槽脊有利地位于基板中的通孔上面。雖然圖4A-4B示出了銅柱用于這些電互連件，但電互連件也可以由各種材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括焊接柱、堆疊的柱形凸起、導(dǎo)電粘合劑和/或深通路引線接合件。其他實(shí)施方式包括如同彈性元件和伸縮探針的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在使用焊接柱的場合，在焊料回流時(shí)，周界將改變形狀成半球形從而使照相機(jī)模塊的外部接口類似半導(dǎo)體封裝的互連件，類似于球柵陣列。圖4A-4B中所示的示例性結(jié)構(gòu)包括具有輕微彎曲的柔性電路，而在其他實(shí)施方式中，柔性電路沒有彎曲。
[0053]圖4A-4B示意性地示出了圖像傳感器，其布置在基板中的凹部內(nèi)，以使得圖像傳感器粘合墊處于與柔性電路的下側(cè)相同的高度上，雖然在其他實(shí)施方式中，可以有偏移。對該排列的細(xì)節(jié)進(jìn)行一些調(diào)節(jié)可以考慮用來將柔性電路附接和連接到粘合墊的連接介質(zhì)的厚度。
[0054]MEMS快速對焦
[0055]自動(dòng)對焦(AF)可以細(xì)分成至少兩種類型:一種是主動(dòng)AF，其典型地涉及另外的部件，正如IR LED和傳感器，另一種是被動(dòng)AF或TTL AF (通過透鏡自動(dòng)對焦)，其利用通過傳感器獲得的實(shí)際圖像來檢測目標(biāo)距離。根據(jù)某些實(shí)施方式的自動(dòng)對焦照相機(jī)模塊包括使用“對比測量方法”的緊湊型數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)攝像頭，其是“被動(dòng)AF”的子類型，而在其他實(shí)施方式中使用其他方法。圖5示意性地示出了在自動(dòng)對焦機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的結(jié)合的硬件或H/W (低)和軟件或S/W(高)。軟件典型地在ISP中實(shí)現(xiàn)。
[0056]手機(jī)照相機(jī)可以用CMOS傳感器作為圖像傳感器。CMOS傳感器可以在預(yù)覽期間使用滾動(dòng)快門。在完成幀數(shù)據(jù)傳輸和幀的AF的計(jì)算統(tǒng)計(jì)之后，系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)提供給AF部件或算法或應(yīng)用，其包括回調(diào)特征。在回調(diào)接口中，AF部件估計(jì)圖像對比度，決定下一個(gè)焦點(diǎn)位置(視頻)或最終焦點(diǎn)位置(靜態(tài)圖像捕捉)，并通過透鏡驅(qū)動(dòng)器軟件任務(wù)(其給透鏡驅(qū)動(dòng)器IC編程)控制致動(dòng)器。
[0057]根據(jù)某些實(shí)施方式的具有MEMS驅(qū)動(dòng)的有利的自動(dòng)對焦照相機(jī)模塊快得足以在單幀采集周期內(nèi)移動(dòng)透鏡而不會干擾曝光和來自傳感器的數(shù)據(jù)傳輸。在DH數(shù)據(jù)率，需要80 %的圖像幀周期(33ms)來將數(shù)據(jù)從傳感器移動(dòng)到ISP和主系統(tǒng)存儲器上。
[0058]在US61/622, 480和PCT/US12/24018描述了可以用在不同實(shí)施方式中的MEMS致動(dòng)器，其通過援引并入，在參考文獻(xiàn)中描述了 MEMS致動(dòng)器和包括MEMS致動(dòng)器的照相機(jī)模塊的其他實(shí)施方式，所述參考文獻(xiàn)被引用并且通過援引并入下文中。
[0059]MEMS的優(yōu)點(diǎn)是其快速，如圖6的時(shí)序圖中所示。圖6示出了根據(jù)某些實(shí)施方式的自動(dòng)對焦照相機(jī)模塊的實(shí)例的時(shí)序圖，其被編程以基于被應(yīng)用于場景中心區(qū)域的焦點(diǎn)區(qū)域，在預(yù)覽圖像流的每幀將一個(gè)或多個(gè)可移動(dòng)透鏡的子集移動(dòng)一次。
[0060]與在AF期間縮短的曝光時(shí)間以及也很快的數(shù)據(jù)傳輸幀率相結(jié)合，MEMS致動(dòng)器足夠快，使得在根據(jù)某些實(shí)施方式的自動(dòng)對焦照相機(jī)模塊中在單幀周期(對于30fps，〈33ms)內(nèi)，AF獲得了良好的速度和精度。
[0061]“焦點(diǎn)區(qū)域”在圖6中被表示為應(yīng)用于圖像的中心區(qū)域(橙色/褐色區(qū)域)。因而在該實(shí)例中，透鏡仍然可以在下一個(gè)圖像幀的第一個(gè)20%的采集周期期間移動(dòng)(頂部黃色區(qū)域)。透鏡也可以在最后20%的采集周期期間開始移動(dòng)(底部黃色區(qū)域)，因?yàn)樵谀承?shí)施方式中，圖像數(shù)據(jù)的這些最初的和最后的線并非用來確定焦點(diǎn)。
[0062]圖像最初可能由于鏡頭移動(dòng)而局部模糊或失真，然而，根據(jù)某些實(shí)施方式的照相機(jī)模塊的AF部件有利地在少量圖像幀內(nèi)確定其“最有效點(diǎn)”并且之后是穩(wěn)定的。
[0063]MEMS是如此的快，以致于在某些實(shí)施方式中在某些條件下，AF照相機(jī)模塊沒有對每個(gè)圖像幀重新對焦。在透鏡在每個(gè)圖像幀都移動(dòng)的其他實(shí)施方式中，包括一些額外的巧妙處理，其避免了任何令人不快的“焦點(diǎn)搜索”，其中由于過度靈敏，焦點(diǎn)可能經(jīng)常以別的方式振蕩。
[0064]傳感器+AF、ISP、系統(tǒng)存儲器和CPU/GPU之間的關(guān)系
[0065]圖7示出了根據(jù)某些實(shí)施方式的成像硬件結(jié)構(gòu)的某些部件。AF統(tǒng)計(jì)和算法部件可以典型地在ISP中實(shí)現(xiàn)，并且在那些實(shí)施方式中，ISP提供指令給AF硬件以將透鏡驅(qū)動(dòng)到其最新的位置。ISP設(shè)計(jì)成在傳感器數(shù)據(jù)通過主系統(tǒng)存儲器時(shí)處理傳感器數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方式中，替代地，數(shù)據(jù)也可以例如經(jīng)由MIPI I/F傳到主機(jī)存儲器，或ISP可以將主機(jī)作為例如傳感器并行接口的傳感器來加以關(guān)注。
[0066]在某些實(shí)施方式中，ISP通過專用高速總線和多線緩存中的ISP緩存?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)連接到圖像傳感器。當(dāng)圖像數(shù)據(jù)通過該緩存結(jié)構(gòu)時(shí)，圖像數(shù)據(jù)可以被ISP處理，并且將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)被累積和/或保留在用于當(dāng)前圖像幀的ISP內(nèi)。ISP可以具有一些關(guān)于過去的圖像幀的保留數(shù)據(jù)，但其通常是高水平統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或根據(jù)其確定的圖像特性。
[0067]ISP還將原始圖像數(shù)據(jù)修改成例如de-Bayer或R-G-G-B傳感器數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成RGB或YCC格式。ISP還可以調(diào)節(jié)圖像清晰度、白平衡、色彩平衡并進(jìn)行一些有限的濾波，如噪聲抑制、增益調(diào)節(jié)和自適應(yīng)濾波。ISP還可以實(shí)現(xiàn)其他高水平圖像處理和分析功能，如臉部檢測和追蹤以及微笑和眨眼檢測和/或在下面通過援引并入的專利和專利申請中描述的其他技術(shù)。
[0068]AF算法層
[0069]根據(jù)某些實(shí)施