CN101578854A - 成像设备、成像设备的制造方法及便携终端设备 - Google Patents

Abstract

拾取图像由于在摄像设备的内部空间内灰尘的进入和移动而劣化。提供一种摄像设备，其中通过捕获灰尘来抑制图像质量劣化。摄像设备(18)设置有容纳透镜(2)的透镜区块(19)、安装在基板(1)的一个表面上的半导体摄像元件(4)以及安装在另一个表面上的透光构件(5)。由半导体摄像元件(4)、透光构件(5)和基板(1)包围的空间外部上，在光学有效范围之外，设置有间隙(24)，其中通过溶解粘合剂而制备的溶液(23)可以渗透到该间隙(24)内。

Description

成像设备、成像设备的制造方法及便携终端设备

技术领域

本发明涉及图像拾取设备、其制造方法以及移动终端，且具体地涉及采用半导体图像拾取设备的小型图像拾取设备以及采用该图像拾取设备的移动电话。

背景技术

图像拾取设备是通过将半导体图像拾取装置芯片安装在安装基板上并将透镜附着于其上来实施。半导体图像拾取装置和透镜之间的导光空间在安装上极为重要，如果灰尘沉积或疵点发生于该导光空间内，则出现图像质量的劣化，并因此提出各种对策。

例如，提出了一种图像拾取设备，其中在一端面上具有粘着性(adhesion)的间隔物构件置于用于固定半导体图像拾取装置的空间内，且灰尘附着到该间隔物的露出端面，由此防止灰尘沉积在半导体图像拾取装置上从而不影响图像质量(专利文献1)。

还提出了一种方法，其中能够保持灰尘的保持装置提供在半导体图像拾取装置和透镜之间的导光空间内，且灰尘保持在该保持装置上，由此防止灰尘沉积在透镜、图像拾取装置的受光面、光学过滤器等上，从而防止图像质量劣化(专利文献2)。

此外，如果接合剂的填充物置于半导体图像拾取装置上，疵点发生，且通过依据疵点尺寸由周围像素来补充，可以对该疵点进行校正，如专利文献3所披露(专利文献3)。

专利文献1：JP-2005-217546A(第4页，图6)

专利文献2：JP-2005-316127A(第6页，图2)

专利文献3：JP-2004-327914A(第6页，图6)

发明内容

本发明解决的问题

按照这种方式，在专利文献1描述的图像拾取设备中，假定在由半导体图像拾取装置和光学构件分隔的空间中，间隔物由于捕获灰尘是有效的，不过已知在空间中的灰尘具有与像素尺寸差不多的尺寸，并影响图像拾取装置的输出，且由此降低像素输出并产生疵点。因此，可见在足够洁净的环境中组装设备比捕获灰尘更为有效，因为待捕获的灰尘尺寸非常小，只有几μm。因为热冲击、振动、冲击等的应力引起具有粘合性能的粘合剂脱落，存在发生图像质量劣化的可能性。此外，由于粘合剂区域形成在间隔物的平面中，担心灰尘从没有设置间隔物的区域进入。间隔物的夹置导致部件数量的增加，容易导致发生光学距离的变化，且不能避免光学特性的波动。

在专利文献2描述的图像拾取设备中，能够保持灰尘的保持装置设置在半导体图像拾取装置和透镜之间的导光空间内，以将灰尘保持在保持装置上。然而，劣化图像质量的灰尘尺寸非常小，与半导体图像拾取装置表面的像素尺寸差不多，不过随着距离半导体图像拾取装置越远，该尺寸在光学过滤器或者透镜上越大。这意味着待保持的灰尘尺寸变化主要取决于与半导体图像拾取装置的距离。由于待保持的灰尘的尺寸范围宽，稳定地捕获并保持宽的尺寸范围的灰尘是必要的。因此，能够改变保持在保持装置上的灰尘的尺寸，或者能够保持灰尘的足够宽的尺寸范围是重要的，以及材料选择和设计选择的灵活性降低；这是个问题。

尽管通过校正除去疵点的方法在专利文献3中也被提出，一旦沉积材料内部移动并试图提供长期的稳定特性，期望尽可能地将灰尘从有效区域除去。

本发明旨在解决上述问题，以及本发明的目的是提供优质的小型图像拾取设备以及采用该图像拾取设备的移动终端，该优质的小型图像拾取设备能够降低由灰尘的沉积或移动引起的图像质量劣化，并能够增强设计的灵活性。

解决问题的手段

为了达到这个目的，本发明的图像拾取设备特征在于：半导体图像拾取装置安装在基板上，且透光构件和透镜使用光学空间的间隔布置在半导体图像拾取装置的图像拾取区域内；该粘合区域至少形成在包围该光学有效区域的一部分区域内，在该光学有效区域中可在被该光学空间内的该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板包围的空间之外的图像拾取区域内拾取图像。

根据这种配置，待捕获的灰尘在光学有效范围之外被捕获，且由此捕获的灰尘不会光学地影响图像质量。与存在半导体图像拾取装置的受光面的空间相比，被捕获的灰尘尺寸大，并且小的灰尘不会影响图像质量即使它不能被捕获；由于粘合剂无需捕获微小的灰尘，可以提供粘合剂选择的宽广范围。另外，由振动或冲击引起的粘合剂本身的脱落也是可能的，不过如果灰尘不是较大的灰尘，图像质量不会受影响，且因此可靠性增加。此外，可以形成粘合剂而不用附着例如间隔物的其它构件，使得不会引起光学特性变化的发生。此处提到的光学空间指的是可以形成光路的区域。

本发明包含上述图像拾取设备，其中半导体图像拾取装置安装在该基板的一个面上，该透光构件安装在基板的另一个面上，且此外，使用与该透光构件的预留间隔，将带有透镜的透镜区块放置在具有该基板上，以及其中允许包含粘合剂的液体渗透的该间隙设置在该基板和该透镜区块之间的界面内。

根据这种配置，另外还包括允许具有粘合剂溶解的溶液渗透的间隙，且因此在组装图像拾取设备之后，粘合剂被给定在光学有效范围之外，使得该过程的灵活度提高，且作业性良好；由于形成粘合剂区域以填充该间隙，密封性也提高，且在粘合区域内可以精细地形成灰尘，使得可以提供更好的可靠性。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该间隙包含注入部，该注入部具有比该间隙大的开口以注入溶液。

根据这种配置，当粘合剂注入到有效光学范围之外时，因为设置有比该间隙更大的开口，作业性得以提高。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该粘合剂区域由含有粘合性成份的涂布膜形成。

根据这种配置，作业性得以提高，且该厚度几乎没有厚度，使得该光学距离可以减少。根据这种配置，可以在该光学有效范围之外设置粘合性。

本发明的图像拾取设备特征在于：半导体图像拾取装置安装在基板上，且透光构件和透镜使用光学空间的间隔布置在半导体图像拾取装置的图像拾取区域内；该粘合区域至少形成在包围该光学有效区域的一部分区域内，在该光学有效区域中可在被光学空间内的该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板包围的空间之外的图像拾取区域内拾取图像。

根据这种配置，待捕获的灰尘在光学有效范围之外被捕获，且由此捕获的灰尘不会光学地影响图像质量。由于该粘合剂区域形成在被半导体图像拾取装置、透光构件和基板包围的空间之外，因此与存在半导体图像拾取装置的受光面的空间相比，被捕获的灰尘尺寸大，并且小的灰尘不会影响图像质量即使它不能被捕获；由于粘合剂无需捕获微小的灰尘，可以提供粘合剂选择的宽广范围。另外，由振动或冲击引起的粘合剂本身的脱落也是可能的，不过如果灰尘不是较大的灰尘，图像质量不会受影响，且因此可靠性增加。此外，可以形成粘合剂而不用附着例如间隔物的其它构件，使得不会引起光学特性变化的发生。此处提到的光学空间指的是可以形成光路的区域。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该半导体图像拾取装置安装在该基板的一个面上，该透光构件安装在基板的另一个面上，且此外使用与该透光构件的预留间隔，将带有透镜的透镜区块放置在该基板上。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该粘合剂区域由含有粘合性成份的涂布膜形成。

根据这种配置，作业性得以提高，且该厚度几乎没有厚度，使得该光学距离可以减少。根据这种配置，可以在该光学有效范围之外设置粘合性。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该粘合剂至少放置在该透镜区块与该基板的邻接区域的一部分内。

根据这种配置，粘合剂区域至少布置在透镜区块和基板的邻接区域的一部分内，且因此与存在半导体图像拾取装置的受光面的空间相比，被捕获的灰尘尺寸大，并且小的灰尘不会影响图像质量即使它不能被捕获；由于粘合剂无需捕获微小的灰尘，可以提供粘合剂选择的宽广范围。另外，由振动或冲击引起的粘合剂本身的脱落也是可能的，不过如果灰尘不是较大的灰尘，图像质量不会受影响，且因此可靠性增加。由于在透镜组装步骤中洁净度可以降低，因此可以在简易的洁净箱等的环境中组装透镜，而不用在超净间内组装，并且可以降低成本，也可以减少包括超净间的折旧费等。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该粘合剂区域放置在该透镜区块与该基板的邻接区域的包围半导体图像拾取装置的整个周围内。

本发明包含上述图像拾取设备，其中通过与该基板的外端预留的宽度，将该粘合剂区域设置在向内的位置，并沿该基板的外围布置。

根据这种配置，如果形成粘合剂区域的所应用的粘合剂的粘度是低的，所应用的粘合剂不凸出，且该粘合区域可以很好地形成。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该粘合区域向外注入使得在外围的一部分中至少具有一个展开部。

根据这种配置，填充形成粘合剂区域的粘合剂变得容易，且此外可以有效地捕获外部的灰尘。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该粘合剂区域填充到设置在该基板或者该透镜区块内的凹口部。

根据这种配置，形成粘合剂区域的区域使用良好的精度定义，并有效地形成而不具有凸出。

如果间隙设置在透镜区块内，对于透镜规格不同的图像拾取设备，只需要改变透镜区块，使得共享该基板成为可能。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该透光构件为多个电介质的层叠体的光学过滤器。

根据这种配置，可以通过积层薄膜来实现光学过滤器，且因此对于薄型化图像拾取设备是有效的。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该基板为立体基板，该立体基板具有用于放置该半导体图像拾取装置于其上的放置部。

根据这种配置，作为参考，半导体图像拾取装置被放置且透镜区块附着到立体基板，使得错综的光轴对齐工作等得以减少。

本发明包含上述图像拾取设备，其中以从对象侧沿着光轴的顺序放置该透镜、该透光构件、该基板和该半导体图像拾取装置，且该粘合剂至少形成在该透镜与该透光构件的邻接区域的一部分内。

期望溶有粘合剂的溶液挥发。根据这种配置，可以缩短tack，因为其无需进入到干燥炉中，且可以进行连续加工而不用分批处理。

本发明包含上述图像拾取设备，其中该粘合剂区域为用于将该透镜区块固定到该基板的区域。

根据这种配置，将粘合剂填充到本来产生间隙的区域内，因此间隙被填充且具有灰尘捕获效果的粘合剂区域被形成，使得可以形成高可靠性的图像拾取设备而没有光学距离的波动。

上述图像拾取设备的制造方法其特征在于包含以下步骤：设置透镜、半导体图像拾取装置、透光构件和基板；以及在该基板上安装该透光构件、该半导体图像拾取装置和该透镜。

本发明的图像拾取设备的制造方法其特征在于包含：设置透镜、半导体图像拾取装置、透光构件和基板的步骤；在该基板上安装该透光构件、该半导体图像拾取装置和该透镜的步骤；以及在安装透镜的步骤之后，将包含粘合剂液体填充到间隙内以围绕光学有效区域的步骤，在该光学有效区域中可在被该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板包围的空间之外的图像拾取区域内拾取图像。

根据该步骤，在很洁净的环境中将透光构件和半导体图像拾取装置安装到基板上之后，组装透镜，使得在透镜组装步骤中洁净度可以降低，因此可以在简易的洁净箱等的环境中组装透镜，而不用在超净间内组装，并且可以降低成本，也可以减少包括超净间的折旧费等。在将透镜区块安装到基板上之后，具有溶解有粘合剂的溶液渗透到该基板和该透镜区块的间隙内，使得该透镜区块和该基板的安装强度不会降低。

本发明的图像拾取设备的制造方法其特征在于包含以下步骤：设置包含有该透镜的透镜区块、该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板；在该基板上安装该透光构件和该半导体图像拾取装置；在该基板上安装该透镜区块；以及将具有溶解有粘合剂的溶液渗透到该基板和该透镜区块之间的该间隙内。

根据这种配置，粘合剂填充到产生在透镜区块和基板之间的间隙内，因此可以捕获灰尘并除去间隙，使得可以提供高可靠性的图像拾取设备而不会招致光学距离的变动。

在本发明的图像拾取设备的制造方法中，渗透步骤包括将挥发性溶液中溶解粘合剂的溶液填充到该间隙的步骤。

根据这种配置，可以作业性良好地将粘合剂填充到小间隙内。作为粘合剂，溶解在挥发性溶液中的粘合剂，是容易处理的。优选地，粘合剂溶液的粘度约为100cp。

在本发明的图像拾取设备的制造方法中，渗透步骤包括从两个相对方向填充和渗透该溶液的步骤。

根据这种配置，可以作业性良好地将溶液填充到所有区域内。期望开口设置在长边上；相对地，使用良好的作业性也可以将溶液渗透到长边内。

在本发明的图像拾取设备的制造方法中，在安装该半导体图像拾取装置到该基板上的步骤之后，通过进行应用粘合剂到该基板的步骤以及安装该透镜的步骤来该组装图像拾取设备。

根据这种配置，在很洁净的环境中将透光构件和半导体图像拾取装置安装到基板上之后，组装透镜，使得在透镜组装步骤中洁净度可以降低。因此可以在简易的洁净箱等的环境中组装透镜，而不用在超净间内组装，并且可以降低成本，也可以减少包括超净间的折旧费等。

本发明的制造方法包括：安装该透镜的步骤之前，将粘合剂应用到该透镜的一部分上而不是该透镜的光学有效范围的步骤。

根据本方法，安装该透镜的步骤之前，将粘合剂应用到透镜的光学有效范围之外，因此可以单独地应用粘合剂，使得在安装步骤中操作的灵活性得以提高。

本发明的特征在于移动终端采用上述图像拾取设备。

根据这种配置，在移动终端内产生图像拾取设备的图像质量劣化的可能性可以被降低，使得移动终端的可靠性可以得到提高。

本发明的特征在于移动终端采用通过上述制造方法制造的图像拾取设备。

根据这种配置，在移动终端内产生图像拾取设备的图像质量劣化的可能性可以被降低，使得移动终端的可靠性可以得到提高。

本发明的优点

由于在图像拾取设备内的灰尘在光学有效范围之外被捕获，可以防止图像质量的劣化，并可以实现高可靠性的图像拾取设备。在透镜区块等被安装之后，可以将填充剂填充到间隙内以形成粘合剂区域，使得也存在这样的优点：在微小的间隙内形成粘合剂区域并填充该间隙。

附图说明

图1为本发明第一实施例的图像拾取设备的透视图。

图2为沿图1的线X-X截取的图像拾取设备的断面图。

图3为示出灰尘与图像拾取设备内光通量之间关系的概念图。

图4为示出图像拾取设备内各部分的灰尘的影响的特性图。

图5为示出图像拾取设备内粘合剂的应用位置的断面图。

图6为描述粘合剂的应用方法的断面图。

图7为描述粘合剂流的主要部分平面图以及沿线Y-Y截取的断面图。

图8为示出图像拾取设备的制造工艺的流程图。

图9为示出本发明第三实施例的图像拾取设备中各部分的灰尘的影响的特性图。

图10为示出图像拾取设备的制造工艺的流程图。

图11为本发明第二实施例的移动电话的外观图。

附图标记说明

1          立体基板

2、2a、2b  透镜

3          光阑

4          半导体图像拾取装置

5          光学过滤器

6、6a、6b  粘合剂

7          台座部

7a         端子部

7c         布线图案

8          图像拾取设备

9          密封剂

10         开口

11         隔离壁

14         金属箔

15         FPC

15a        平台(land)

16         焊接

17         镜筒部

20         透镜支架

19         透镜区块(block)

20         透镜支架

21         透镜底座

22         注入装置

23        包含粘合剂(adhesive)的溶液

24        间隙

25        接合剂(adhesive agent)

30        移动电话

31        上壳体

32        下壳体

33        扬声器

34        显示屏幕

35        铰链

36        天线

37        输入键

38        图像拾取设备

39        麦克风

具体实施方式

(第一实施例)

本发明的实施例将参考附图详细地加以讨论。图1为本发明第一实施例的图像拾取设备的透视图，图2为沿图1的线X-X截取的图像拾取设备的断面图，图3为灰尘与光通量之间关系的概念图，图4为示出各部分的灰尘的影响的特性图，图5为示出粘合剂的应用位置的断面图，图6为描述粘合剂的应用方法的断面图，图7(a)为描述粘合剂流的主要部分平面图，图7(b)为图7(a)中沿线Y-Y截取的断面图，以及图8为示出图像拾取设备的制造工艺的流程图。

本实施例的图像拾取设备其特征在于：半导体图像拾取装置4和作为透光材料的光学过滤器5放置在立体基板1的一个面上，且此外构建在透镜支架20内的透镜2(透镜区块19)放置在立体基板1的另一面上，以及允许包含粘合剂的液体渗透的间隙设置在被半导体图像拾取装置、透光构件和基板包围的空间之外，使得粘合剂区域可以形成在上述图像拾取区域内可以拾取图像的光学有效区域的外部；在透镜区块19放置到基板1上之后，通过将粘合剂填充到在透镜区块19和基板1之间的界面内形成的间隙内，半导体图像拾取装置的图像拾取区域内可以拾取图像的光学有效区域周围的区域形成粘合剂区域。在透镜安置面内，半导体图像拾取装置的图像拾取区域内可以拾取图像的光学有效区域周围的区域形成通过应用粘合剂6、6A、6B所提供的粘合剂区域。

该粘合剂区域设置在从立体基板1的外端向内预定宽度的位置，并沿着立体基板的外部边缘布置从而阻挡外部灰尘进入。

图1中，图像拾取设备8由立体基板1形成，该立体基板1由台座部7和设置在台座部7上的镜筒部17构成。PPA(聚邻苯二甲酰胺树脂)等用于立体基板1，且立体基板1制成黑色以阻止外部光线透过。连接到外部的端子部7设置在台座部7的外部上，并通过焊接16连接到形成在挠性印刷电路板(下文，FPC)15上的连接平台(connection land)15a。装配到透镜支架20的树脂透镜2放置在镜筒部17内。构建在透镜支架20、透镜底座21内的透镜2称为透镜区块19。按照这一方式，透镜2由在光学特性彼此不同的两个非球面透镜(下文，透镜)2a和2b组成，构建在透镜支架20内，并形成透镜区块19，且在透镜区块内沿光轴方向的位置可以被调整。

透镜2由满足光学特性的树脂材料，例如Nippon Zeon制造的商品名“Zeonex”制成，并实现能够从给定的距离形成远方对象的图像的所谓全聚焦。透镜支架20设有光阑3。半导体图像拾取装置4和作为透光构件用于限制红外光透过的光学过滤器5放置在台座部7上。这些部件以高精度组装在立体基板1上。

图像拾取设备8的结构将参考图2加以更详细的讨论。图2为沿图1的X-X截取的图像拾取设备8的断面图。隔离壁11形成在台座部7和镜筒部17之间的边界内，开口10形成在隔离壁11的中心，且围绕开口10的壁的上表面和下表面形成平行的平坦面。光学过滤器5放置在开口10的透镜侧上的平坦面上，且半导体图像拾取装置4放置在对立面上。开口10形成为与半导体图像拾取装置4的图像拾取区域对应的矩形。台座部7通过无电镀等形成在具有布线图案7c的背面，以裸露安装半导体图像拾取装置4。布线图案7c通过图案电连接到端子部7a。

半导体图像拾取装置4采用方形像素的拜尔(Bayer)布置，这些方形像素的每一个具有2.25μm的像素尺寸。包含OB(光学黑体)区块、ADC、TG(时序发生器)等的外围电路设置于受光的有效范围受光部的周围，且具有约2,000,000个像素的称为1/4英寸UXGA型CMOS裸芯片通过SBB(钉头凸点焊接)、BGA(球栅阵列)等倒装安装。半导体图像拾取装置4裸露安装之后，使用密封剂9进行粘合及密封。

由半导体图像拾取装置4提供的视频信号、外部控制信号和电源通过布线图案7c和FPC 15的连接平台15a供应。为了阻止可见光和红外光从FPC15的背面进入到半导体图像拾取装置4，将金属箔14放置在FPC 15的背面上。

作为透光构件的光学过滤器5具有厚度为0.3mm的玻璃衬底，IR(红外)截止涂层应用到该玻璃衬底上。该红外截止涂层由二氧化硅(SiO₂)、氧化钛(TiO₂)、氟化镁(MgF₂)、二氧化锆(ZrO₂)等的透明介电膜通过蒸镀形成，具有所需的光谱特性。

接着，将讨论图像拾取设备8的工作。来自对象的光经过光阑3，由透镜2聚集并被形成入射在光学过滤器5上，且不需要的红外光和紫外光被限制。经过光学过滤器5的光入射在半导体图像拾取装置4上，经过未示出的称为微透镜或者芯片上透镜的已知透镜，经过存在于透镜下方的色素系统的滤色器，并通过光电二极管转换成要求的电学信号。该信号在横纵比为4∶3的屏幕以每秒15帧的帧率输出作为图像信号，并通过台座部7的布线图案7c从台座部7外部上的端子部7a经过FPC 15输出到外部监视器等。

接着，将讨论由本发明的灰尘引起的“疵点”和“污点”。在图像拾取设备8中，由半导体图像拾取装置4的缺陷或者沉积在半导体图像拾取装置4表面的灰尘引起的图像的暗点、亮点等共同称为“疵点”。如果灰尘沉积或者置于半导体图像拾取装置4的受光面上，像素单元内的光进入被抑制。即使灰尘是光学透明的SiO₂等，光的进入由于与空气的折射率差异而被抑制。也就是说，对于疵点，灰尘产生对入射光的影响，如同绷带放置在像素单元中，且因此目标像素的输出相对于周围像素明显地改变。由于像素单元中大的变化，可清晰地看见灰尘的外围。因此，当看到拾取图像时，可以在像素单元内进行明显清楚的识别。

另外一方面，例如置于距离半导体图像拾取装置4约0.2到0.5mm以上的灰尘位于透镜2的失焦位置并引起光通量的降低，从而投射阴影在半导体图像拾取装置4上。已知该阴影通常在中心产生黑的全影，并在该全影的周围产生亮的半影。因此，由于灰尘的外围模糊不像疵点，由灰尘引起的阴影导致非常不清晰感觉的图像劣化。疵点引起光通量降低从而投射阴影在半导体图像拾取装置4上而不直接覆盖半导体图像拾取装置4的受光面，这样的不清晰的图像劣化称为“污点”以别于疵点。对于污点，使用多种类型的图像拾取设备重复实验，且发现当白色对象被照相时，除非与外围的强度差异为约5％以上，否则无法识别该污点。换言之，如果灰尘不具有使得光通量降低5％以上的尺寸，则认为不会发生污点。

基于这一观点，灰尘和由污点产生引起的光通量的减少之间的关系的概念将参考图3加以讨论。现在，使得在透镜入射位置处(对应于光阑3部分)、在成像面中(半导体图像拾取装置4的受光面)内、以及在置于其之间的位置与光轴垂直的光通量面积为S、S₀、S’。简单地假设灰尘是光透射率为0的完全黑体且光通量均匀，相对于光通量面积的上述用于降低光量5％的灰尘面积对应于S、S₀、S’面积的5％。更精确地，假设灰尘的尺寸指示沿光轴方向的投影面积。由于图像拾取设备中光通量的面积具有S＞S’＞S₀的关系，可以理解，当较大的灰尘离半导体图像拾取装置4的受光面更远时其将变为污点。这意味着即使小的灰尘当其更靠近半导体图像拾取装置4时会引起污点。

如上述专利文献3所述，使用半导体图像拾取装置4的周围像素可以进行疵点校正。然而，由于如上所述污点的外围模糊，如果校正基于遮光特性进行，对污点进行校正是很困难的；除去灰尘之外的任何其它措施基本上是无效的。本实施例中，从半导体图像拾取装置4的受光面到光学过滤器5的下表面的距离为0.56mm，该光学过滤器5的厚度为0.3mm。透镜2具有F4，F数目表示亮度，且透镜2具有3.7mm的焦距。当灰尘被制成球状以降低光通量5％且灰尘的直接被粗略地计算时，获得以下结果：考虑到灰尘可沉积在半导体图像拾取装置4的受光面上的可能性，在从半导体图像拾取装置4的受光面到光学过滤器5的下表面的空间范围内，由等于像素尺寸的2.25μm以上尺寸的灰尘引起污点。在这种情况下，实际上，灰尘出现作为疵点，因为它起作用从而将绷带放置在像素上。如果灰尘没有落在半导体图像拾取装置4的受光面上，在光学过滤器5的下表面内，污点由约30μm以上的灰尘产生。在光学过滤器5的上表面内，污点由约45μm以上的灰尘产生；在透镜2的下表面(透镜2b的下表面)内，污点由约70μm以上的灰尘产生。在图3中离半导体图像拾取装置4最远的位置处，污点由约200μm以上的灰尘产生。当关于若干相似类型的图像拾取设备的值被发现时，最相似的值被发现。

即是，在收纳半导体图像拾取装置4的空间中，存在灰尘可能沉积在半导体图像拾取装置4的受光面上的可能性，且因此尺寸等于或者大于像素尺寸的灰尘需要被除去。由于这一量级尺寸的灰尘漂浮且难以落下，可以理解，在净化室内组装是重要且有效的。特别地在半导体图像拾取装置4的组装中，提高作业环境的清洁度、增强洁净、用离子发生器等积极地排除静电也是重要的。

接着，图4示出使用实际包含在图像拾取设备8内的灰尘来检验图像质量上的影响的结果。在图4中，根据与半导体图像拾取装置4的距离，图像拾取设备8的部分表示在横轴上，且容许灰尘尺寸示于纵轴。作为检查方法，图像拾取设备8暴露在具有宽的颗粒尺寸分布的球状灰尘循环的气氛中，接着根据位置、尺寸等，可从图像确定为污点的灰尘被分散，且在显微镜下检测尺寸。图像拾取设备8的部分和被观测为污点的灰尘用×来标记，且未被观测为污点的灰尘用●来标记。×和●之间的边界被平滑地连接。根据这一点，可以理解：在容纳有半导体图像拾取装置4的空间内该尺寸变为与像素尺寸相等；以及从光学过滤器5的上表面，容许尺寸与到半导体图像拾取装置4的距离成比例地增长。

基于污点产生及实验结果的观点，图像拾取设备8内灰尘的捕获将参考图5和6加以讨论。图5为示出粘合剂的应用位置的断面图，图6为描述粘合剂的应用方法的断面图。粘合剂6和6A应用到由半导体图像拾取装置4、光学过滤器5和立体基板1包围的空间之外上立体基板1的表面，以形成粘合剂区域。这部分在光学有效范围之外，且在该部分内捕获的灰尘不会影响图像质量。粘合剂6主要针对从透镜2移动的灰尘，以及粘合剂6A针对从透镜2的镜筒部17部分和图像拾取设备8的外部进入的灰尘。按需要，粘合剂6B也可以用于应用到光学过滤器5的上表面内的光学有效范围的外部。此外，粘合剂可以应用到对应的镜筒的部分，这是显而易见的。灰尘在空间漂浮和移动，且因此可在光学有效范围之外被捕获。在光学有效范围内捕获灰尘不优选，因为留下的灰尘无限期地作为污点并劣化图像拾取设备的质量。

作为本实施例的每一粘合剂，由通过将丙烯酸树脂溶解在具有氟的挥发性溶剂例如1，3-二三氟溴苯或者氢氟碳化物中所提供的粘合剂被使用。当灰尘的吸附被评估时，期望应按照要求选取丙烯酸树脂和溶剂之间的比例；设定树脂的上限到约10重量％可得到好的结果。尽管可以使用任何其它的树脂和溶剂并可按照要求来选择，由于是捕获灰尘的情形，因此无需如此强的粘合性。这是因为如果假定待捕获的灰尘颗粒尺寸(直径)为50μm且密度约为7，质量至多小到0.5μgr。对于溶液，粘度应该更小，使得该溶液甚至可以渗透小的间隙；该粘度优选地约为0.01Pa·S以下，且更优选地约为与水同一量级的0.001Pa·S。根据渗透范围、间隙尺寸、作业环境的温度等，该粘度可以按照需要选择。

包含粘合剂的溶液23的应用将参考图6加以讨论。作为将溶液应用到所需部分的方法，该溶液可以使用毛刷来应用、通过印模来转移或者使用注射器或配给器来应用，但是如上所述在树脂的溶剂中具有氟。因为表面能，氟具有很差的粘合性，且已知是难以粘合的材料。因此，溶液需要非常小心地应用，使得溶剂不沉积在待粘合的部分上。因此，掩蔽、擦除、除去等附带作业发生。此外，如果充分地进行擦除，由于轻微残留的氟，留下了粘合强度劣化的可能性。接着，使用接合剂25将透镜区块19粘合并固定到立体基板1。这步操作之后，包含粘合剂的溶液23由注入装置22经过注入部12被注入。

接着，该应用方法将参考图7加以更详细的说明。图7(a)为从透镜侧观察立体基板1的平面图，以及包含粘合剂的溶液23由注入装置22经过注入部12被注入。因为在由立体基板1和透镜底座21之间设置的，由虚线表示的四角带状的区域部分的间隙24中的毛细现象，经过注入部12被注入的包含粘合剂的溶液23向上和向下展开到图中箭头所示的角落，接着沿着向左方向展开。图7(a)示出经过在左边和右边设置的注入部12注入溶液的情形。据此，包含粘合剂的溶液23几乎可以应用到立体基板1的整个外周上。首先，使用接合剂25将一部分粘合并固定在透镜区块19的透镜底座21和立体基板1的外围部分的两个相对的侧的每一侧的中心部分内。UV固化类型的环氧基接合剂用作接合剂25。该粘度类似蛋黄酱的粘度约为5Pa·S。接合剂具有触变特性，用于抑制从透镜底座21和立体基板1的外围部分经过间隙进入到内部。根据待粘合的立体基板1和透镜底座21的材料、形状表面特性、渗透范围等，可以按照要求选择粘度。由此，透镜区块19和立体基板1通过粘合固定。为了在透镜底座21和立体基板1之间注入设置在透镜区块19的透镜底座21的端面上的粘合剂，开口大于间隙24的注入部12设置在一侧，该侧不同于使用上述接合剂25粘合的侧。当利用透镜底座21和立体基板1之间的间隙24的毛细现象时，经过注入部12，包含粘合剂的溶液23通过注入装置22填充。

立体基板1和注入部12具有间隙以允许空气流通。图7(b)为图7(a)主要部分的放大视图。为了易于理解，图7(a)示出比实际间隙更大的间隙。

通过使粘合到立体基板1的透镜底座21的面的表面具有约十几μm的表面粗糙度，间隙24形成在透镜底座21和立体基板1之间。因此产生表面粗糙度以在透镜区块19的透镜底座21侧上形成间隙24，因此无需针对各种透镜的规格来改变立体基板1，使得共享立体基板1成为可能，且有利于增加产品类型。尽管同样的作业也可以在立体基板1侧进行，也可以针对不同的透镜区块19而类似地形成透镜底座21，且更适于粘合和粘合剂的外形、表面粗糙度等易于优化，以及用于物质变更可以通过透镜区块19来实现，使得设计的自由度可以增加。

设置在透镜底座21侧上的间隙24可以被设置在立体基板1内，且备选地可设置在两个面内。在使用加入到用于成型透镜底座21的模具中的纹理来成型的时候同时产生表面粗糙度。图7(b)示出通过使用纹理来粗糙化表面以形成间隙24的情形。图7(b)为在图7(a)中截取Y-Y的放大断面图。在图7(b)中，纹理设置在相对于立体基板1的透镜底座21侧上。可以理解：几乎平坦的立体基板1和设置在透镜底座21上的纹理形成间隙24。根据展开、溶液的应用量等，按照要求可以选择间隙24的粗糙度等。如上所述，由纹理提供的间隙未通过应用接合剂25被填充，且因此包含粘合剂的溶液23被注入并通过表面张力扩散，接着溶剂挥发且粘合剂留在如图7(b)中点线所示的透镜底座21和立体基板1的表面上，使其作为具有粘合性的膜而可以捕获灰尘。由于粘合剂因此在使用接合剂组装透镜之后被应用，这使得消除包含在粘合剂的溶剂中的氟的粘合性的影响成为可能，且透镜底座21和立体基板1之间的粘合强度的劣化可以被防止。由于掩蔽等是不需要的，可以提高作业性，且生产效率高。相应地，从透镜外围落下的灰尘漂浮并移动到具有粘合性的间隙24，因此捕获灰尘成为可能。也考虑到外部进入的灰尘经过间隙24并到达光学有效范围，因此也可以捕获进入的灰尘。

按照这种方式，在本实施例中，可以使用纹理形成间隙，且备选地可以预先形成槽。

接着，图像拾取设备8的组装顺序将参考流程图8加以讨论。首先，提供透镜2、半导体图像拾取装置4、作为透光构件的光学过滤器5和立体基板1(S101)。组装之前，使用离子发生器消除部件的电，以防止灰尘的静电沉积。按照需要进行超声波净化。

接着，作为透光构件的光学过滤器5安装在立体基板1上(S102)。在光学过滤器5设置到立体基板1上之后，使用配给器等，将所需数量的热固化类型的环氧基接合剂应用到光学过滤器5的周围。当执行该步骤时，立体基板1粘合到光学过滤器5且强度增强，使得薄型图像拾取设备中SBB(钉头凸点焊接)或者BGA(球栅阵列)中的安装稳定性也得以提高。

随后，根据SBB或者BGA来安装半导体图像拾取装置4(S103)。在半导体图像拾取装置4安装之后，在由未示出的紫外线从光学过滤器5的方向照射的同时，应用所需数量的UV+热固化类型的密封剂。相应地，形成用于阻止密封剂突出到半导体图像拾取装置4的有效范围的堤岸，且防止虚化等。

随后，执行安装透镜的步骤(S104)，由此完成图像拾取设备的组装。作为图像拾取设备，可以在组装透镜之前进行灰尘的检查，或者可以在组装透镜之后进行。在超净室内进行直到透镜组装前的步骤之后，透镜组装可以在清洁度在一定程度上降低的环境中完成。这些步骤可以依赖于图像拾取设备而按照需要改变。

接着，包含粘合剂的溶液23经过注入部12由设置在立体基板1周围的注入装置22注入(S105)。包含粘合剂的溶液23通过毛细现象在间隙内展开，溶剂挥发，且应用完成。由于如上所述粘合剂的溶剂挥发及应用完成，作业性良好，且可以进行连续加工而不用分批处理。

由于使用接合剂组装透镜之后粘合剂被应用，使得可以消除包含在粘合剂的溶剂中的氟的粘合性影响，并防止透镜底座21和立体基板1之间的粘合强度的劣化。由于不需要掩蔽等，使得可以提高作业性且生产效率高。

在通过进行这些步骤所组装的图像拾取设备8中，疵点和引起疵点的灰尘可以可靠地减少，且因为粘合剂的效果而可以防止污点产生。

(第二实施例)

接着，根据本发明的第二实施例将讨论图像拾取设备的制造方法。在上述第一实施例中，在透镜安装之后填充粘合剂；在第二实施例中，将讨论在粘合剂应用到基板之后安装透镜的方法。

在描述之前，图10示出，根据不同于上述实施例的方法，使用实际混合到图像拾取设备8内的灰尘来检验对图像质量的影响的结果。在图10中，根据与半导体图像拾取装置4的距离，图像拾取设备8的部分表示在横轴上，且容许灰尘尺寸由双点虚线表示在纵轴上。另一方面，图中虚线表示的线示出当假定透镜部分的灰尘落到光学过滤器5的上表面(影响度高)时的容许尺寸。

作为检查方法，图像拾取设备8暴露在具有宽的颗粒尺寸分布的球状灰尘循环的气氛中，接着根据位置、尺寸等，可从图像确定为污点的灰尘被分散，且在显微镜下检测尺寸。图像拾取设备8的部分和被观测为污点的灰尘用×来标记，且未被观测为污点的灰尘用●来标记。×和●之间的边界被平滑地连接。根据这一点，可以理解：在容纳有半导体图像拾取装置4的空间内该尺寸变为与像素尺寸相等；以及从光学过滤器5的上表面，容许尺寸与到半导体图像拾取装置4的距离成比例地增长。如果假定透镜部分的灰尘最终落到光学过滤器5的上表面，认为该特性为图中虚线表示的特性。

因此，如果光学过滤器5的位置尽可能地靠近半导体图像拾取装置4，且光学过滤器5尽可能的厚，这是有利的。在这种情况下，图像拾取设备的总厚度增加，并因此存在良好的平衡范围。考虑到用于形成立体基板1的隔离壁10的厚度、用于进行SBB安装的凸点高度等，且作为对类似图像拾取设备检验的结果，半导体图像拾取装置4和光学过滤器5之间的长度(间隙)L优选地在约0.3mm到约0.8mm的范围内，且更优选地在0.4mm到0.6mm左右的范围内。从图像拾取设备的分析这也是明显的：光学过滤器5的厚度t可以在0.15mm到0.6mm左右的范围内。为了使用玻璃基材，发现过滤器5的厚度可以优选地在0.2mm到0.4mm的范围内。

光学过滤器5的基材是平行和平坦的，但是具有轻微的起伏(wave)。在另外一方面，越靠近半导体图像拾取装置4，光通量的面积越小。相应地，光学过滤器5上的入射光因为该起伏而展开。因此，当光学过滤器5的位置光学上更靠近半导体图像拾取装置4时，所拾取图像的分辨率退化较少，这是已知的。此外，通过反复实验发现：为了使图像拾取设备8整体薄型化成为可能，L和t的范围优选地在1.0≤(L/t)≤2.5左右。

接着，根据本发明的实施例，在图像拾取设备的制造方法中图像拾取设备8的组装顺序将参考流程图10加以讨论。首先，提供透镜2、半导体图像拾取装置4、作为透光构件的光学过滤器5和立体基板1(S101)。组装之前，使用离子发生器消除部件的电，以防止灰尘的静电沉积。按照需要进行超声波净化。

接着，作为透光构件的光学过滤器5安装在立体基板1上(S102)。在光学过滤器5设置在立体基板1上之后，使用配给器等，将所需数量的热固化类型的环氧基接合剂应用到光学过滤器5的周围。当执行该步骤时，立体基板1粘合到光学过滤器5且强度增强，使得薄型图像拾取设备中SBB(钉头凸点焊接)或者BGA(球栅阵列)中的安装稳定性也得以提高。

随后，根据SBB或者BGA来安装半导体图像拾取装置4(S103)。在半导体图像拾取装置4安装之后，在由未示出的紫外光从光学过滤器5的方向照射的同时，应用所需数量的UV+热固化类型的密封剂。相应地，形成用于阻止密封剂突出到半导体图像拾取装置4的有效范围的堤岸，且防止虚化等。

接着，粘合剂应用在立体基板1的需要部分(S104)。与该步骤并行，粘合剂按照需要应用在透镜的光学有效范围的外部。由于如上所述粘合剂的溶剂挥发且应用完成，作业性良好。

接着，进行透镜安装的步骤(S105)，由此完成图像拾取设备的组装。

作为图像拾取设备，可以在组装透镜之前进行灰尘的检查，或者可以在组装透镜之后进行。在超净室内进行直到透镜组装前的步骤之后，透镜组装可以在清洁度在一定程度上降低的环境中完成。这些步骤可以依赖于图像拾取设备而按照需要改变。

在以上实施例中，应用粘合剂以形成粘合剂区域是通过在附着透镜(透镜区块)之前应用到基板1来实现的，不过粘合剂也可以应用或者填充到透镜区块和基板1的邻接区域(S106)以在附着透镜区块19之前或之后形成粘合剂区域。步骤S106可以在安装透镜区块之前与应用粘合剂到基板的步骤S104一起进行，或者可以单独地进行。透镜支架的外形及由透镜区块构成的透镜可以按照需要改变。

在本实施例中，使用立体基板1，半导体图像拾取装置安装在一个面上，透光构件安装在对立的面上，不过无需说明的是，它们也可以放置在同一个面上，且基板不限于立体基板，可以使用平面基板。

根据该实施例组装图像拾取设备，因此疵点和引起疵点的灰尘可以可靠地减少，且因为粘合剂的效果而可以防止污点的产生。

(第三实施例)

图11为使用本发明第一实施例的图像拾取设备8的移动电话30的平面图。第三实施例是将图像拾取设备安装到折叠移动电话30的示例。特别是，实现小型化和便利性的提高。图11中，移动电话30具有上壳体31和下壳体32，它们可以通过铰链35折叠。液晶显示屏幕34、扬声器33、用于发射和接收的天线36、图像拾取设备38等安装在上壳体31内。麦克风39、输入键37等安装在下壳体32内。图像拾取设备38采用本发明第一实施例的图像拾取设备8。图像拾取设备38的图像拾取方向垂直于图7的平面。使用移动电话时，上壳体31和下壳体32打开；不使用移动电话时，上壳体31和下壳体32折叠。

根据第一实施例对安装在移动电话中的图像拾取设备38进行降落测试。进行这样的实验，将移动电话从约1.5m高处落到混凝土地板10次并检验拾取图像质量的变化。降落的方向为沿光轴方向的下侧和上侧。其结果是，在落下10次之前和之后，既没有发现污点的产生，也没有发现对所拾取图像的质量有实质性影响的增加。在图像拾取设备8暴露在上述灰尘循环的气氛中之后，也没有发现图像劣化。当分解并观察设备时，观察到灰尘沉积在应用到立体基板1的肩部的粘合剂6A部分中。因此，认为可以防止灰尘进入且可以起到抑制污点产生的作用。

相应地，由灰尘引起的污点产生以及移动电话图像质量的劣化可得以防止，且可靠性得以提高。本发明的移动电话不限于该配置，本发明可以应用到各种移动信息设备。例如，本发明可以应用到PDA(个人数字助理)的移动信息设备、个人计算器以及个人计算机的外部机器等，这是明显的。

工业应用性

在本发明的图像拾取设备中，在由半导体图像拾取装置、透光构件和基板包围的空间之外上对光学有效范围之外的部分具有粘合性，从而捕获引起污点的灰尘以阻止图像质量的劣化；这对于图像拾取设备和安装在移动电话的移动终端内相机的是有用的。

Claims (24)

1.一种图像拾取设备，

其中半导体图像拾取装置安装在基板上，且透光构件和透镜使用光学空间隔开而布置在该半导体图像拾取装置的图像拾取区域内，以及

其中允许包含粘合剂的液体渗透的间隙设置在该光学空间内由该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板包围的空间的外部，使得粘合剂区域可以形成在该图像拾取区域内的图像可以被拾取的光学有效区域的外部。

2.如权利要求1所述的图像拾取设备，

其中该半导体图像拾取装置安装在该基板的一个面上，且该透光构件安装在基板的另一个面上，以及此外，承载该透镜的透镜区块放置在该基板上，该透镜区块与该透光构件具有预定间隔，以及

其中允许包含粘合剂的液体渗透的该间隙设置在该基板和该透镜区块之间的界面内。

3.如权利要求2所述的图像拾取设备，

其中该间隙包含注入部，该注入部具有比该间隙大的开口以注入该溶液。

4.如权利要求1到3任意一项所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域由含有粘合性成份的涂布膜形成。

5.如权利要求1所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域至少形成在该光学空间内由该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板包围的空间之外的该图像拾取区域内，包围图像可以被拾取的该光学有效区域的一部分区域内。

6.如权利要求5所述的图像拾取设备，

其中该半导体图像拾取装置安装在该基板的一个面上，且该透光构件安装在该基板的另一个面上，以及

其中此外承载该透镜的透镜区块放置在该基板上，该透镜区块与该透光构件具有预定间隔。

7.如权利要求5或6所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域由含有粘合性成份的涂布膜形成。

8.如权利要求2到7任意一项所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域至少布置在该透镜区块与该基板的邻接区域的一部分内。

9.如权利要求8所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域布置在该透镜区块与该基板的邻接区域的、包围该半导体图像拾取装置的整个外周内。

10.如权利要求8所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域设置从该基板的外端向内预定宽度的位置，并沿着该基板的外围布置。

11.如权利要求2到10任意一项所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域填充到设置在该基板或者该透镜区块内的凹部内。

12.如权利要求1到11任意一项所述的图像拾取设备，

其中该透光构件为多个电介质的层叠体的光学过滤器。

13.如权利要求1到12任意一项所述的图像拾取设备，

其中该基板为立体基板，该立体基板具有用于放置该半导体图像拾取装置于其上的放置部。

14.如权利要求1到13任意一项所述的图像拾取设备，

其中该透镜、该透光构件、该基板和该半导体图像拾取装置从对象侧按照此顺序沿着光轴放置，且该粘合剂区域至少形成在该透镜与该透光构件的邻接区域的一部分内。

15.如权利要求2或6所述的图像拾取设备，

其中该粘合剂区域为用于将该透镜区块固定到该基板的区域。

16.如权利要求1到15任意一项所述的图像拾取设备的制造方法，该制造方法包含以下步骤：

提供该透镜、该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板；以及

安装该透光构件、该半导体图像拾取装置和该透镜于该基板上。

17.如权利要求16所述的图像拾取设备的制造方法，包含：

在安装该透镜的步骤之后，将包含粘合剂的液体填充到该间隙内，以包围由该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板包围的空间之外的该图像拾取区域内的图像可以被拾取的该光学有效区域的步骤。

18.如权利要求17所述的图像拾取设备的制造方法，包含以下步骤：

提供包含有该透镜的透镜区块、该半导体图像拾取装置、该透光构件和该基板；

安装该透光构件和该半导体图像拾取装置于该基板上；

安装该透镜区块于该基板上；以及

将具有溶解有粘合剂的溶液渗透到该基板和该透镜区块之间的该间隙内。

19.如权利要求18所述的图像拾取设备的制造方法，

其中渗透步骤包括将粘合剂溶解在挥发性溶液内的溶液填充到该间隙内的步骤。

20.如权利要求19所述的图像拾取设备的制造方法，

其中渗透步骤包括从两个相对方向填充和渗透该溶液的步骤。

21.如权利要求16所述的图像拾取设备的制造方法，

其中在安装该半导体图像拾取装置于该基板上的步骤之后，通过进行应用粘合剂到该基板的步骤以及安装该透镜的步骤来组装该图像拾取设备。

22.如权利要求21所述的图像拾取设备的制造方法，包含：

在安装该透镜的步骤之前，应用粘合剂在该透镜的光学有效范围以外的部分上的步骤。

23.一种采用如权利要求1到15任意一项所述的图像拾取设备的移动终端。

24.一种采用由如权利要求16到22任意一项所述的图像拾取设备的制造方法制造的图像拾取设备的移动终端。

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