專利名稱：用于光學(xué)元件的聚焦補(bǔ)償及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件，并且具體地涉及在光學(xué)成像設(shè)備中使用的光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
包含固態(tài)感測(cè)元件的光學(xué)成像設(shè)備適用于從軍事偵查和監(jiān)視至消費(fèi)者電子裝置的多個(gè)領(lǐng)域。固態(tài)相機(jī)例如用在多種消費(fèi)者電子裝置中，該消費(fèi)者電子裝置包括蜂窩電話、數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、玩具和汽車駕駛輔助系統(tǒng)。為了滿足要求，需要以每天百萬(wàn)量級(jí)的大數(shù)量來(lái)制造固態(tài)相機(jī)。鑒于這些數(shù)目，固態(tài)相機(jī)和其他光學(xué)設(shè)備的有效的和低成本的制造是高度重要的。傳統(tǒng)上，將固態(tài)相機(jī)模塊制造為分立的単元。模塊的光學(xué)元件例如被分開地安裝在透鏡旋轉(zhuǎn)臺(tái)中。外殼隨后附接到相機(jī)基板，并且透鏡旋轉(zhuǎn)臺(tái)借助螺紋被插入外殼內(nèi)以將光學(xué)元件定位在圖像傳感器上。每ー個(gè)模塊的光學(xué)元件的高度通過(guò)在外殼中透鏡旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)而被調(diào)整以獲得最佳的聚焦。上述的制造技術(shù)的缺點(diǎn)是對(duì)于每ー個(gè)模塊的光學(xué)元件的聚焦調(diào)整被串行地有效管理。以串行格式(serial format)制造固態(tài)相機(jī)模塊和其他光學(xué)設(shè)備會(huì)顯著地增加制造的成本和時(shí)間。僅當(dāng)生產(chǎn)大量相機(jī)模塊時(shí)，這樣的低效率才被放大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了具有期望的聚焦屬性的光學(xué)成像設(shè)備，可以在晶片級(jí)制造和/或組裝該光學(xué)成像設(shè)備。在一些實(shí)施例中，晶片級(jí)組裝可以在避免與串行制造技術(shù)相關(guān)聯(lián)的ー個(gè)或多個(gè)低效率的同時(shí)提供光學(xué)成像設(shè)備在成本和時(shí)間上高效的生產(chǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，ー種光學(xué)成像設(shè)備包括至少ー個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件；耦合到該晶片級(jí)光學(xué)元件的隔離物；以及，在該隔離物上的多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架，該支架限定光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面，其具有與該隔離物的至少另ー個(gè)表面粗糙度不同的表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，多個(gè)支架結(jié)合到隔離物。在一些實(shí)施例中，多個(gè)支架與隔離物連續(xù)或與隔離物形成整體結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，光學(xué)成像設(shè)備進(jìn)ー步包括光電元件。在一些實(shí)施例中，光電元件是光電探測(cè)器或感測(cè)元件。在一些實(shí)施例中，光電元件是諸如發(fā)光二極管的電磁輻射發(fā)射元件。在一些實(shí)施例中，光電元件耦合到多個(gè)支架的安裝表面。 根據(jù)在此描述的實(shí)施例的聚焦補(bǔ)償支架具有適合于將(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件設(shè)定于相對(duì)于像平面的期望的距離或高度處的尺寸，諸如將該(ー個(gè)或多個(gè))光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)定于該像平面處或附近。在一些實(shí)施例中，光學(xué)成像設(shè)備的像平面與光電元件的平面重合。因?yàn)樵讴`些實(shí)施例中可以以晶片級(jí)構(gòu)造在此描述的光學(xué)成像設(shè)備，所以本發(fā)明也提供了隔離物晶片(spacer wafer)，該隔離物晶片包括與在光學(xué)晶片上的第一光學(xué)元件位置對(duì)應(yīng)的第一開ロ(aperture)和多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架；以及，與在該光學(xué)晶片上的第ニ光學(xué)元件位置對(duì)應(yīng)的第二開口和多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架。在一些實(shí)施例中，多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架的高度與第二聚焦補(bǔ)償支架的高度不同。在其他實(shí)施例中，多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架的高度與多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架的高度相同或基本上相同。
在另ー個(gè)方面中，本發(fā)明提供了ー種晶片組件，該晶片組件包括光學(xué)晶片和與該光學(xué)晶片耦合的第二晶片，該光學(xué)晶片包括光學(xué)元件的陣列。第一光學(xué)模具位于在該晶片組件上的第一模具位置處，并且包括在該光學(xué)晶片上的第一光學(xué)元件和在該第二晶片上的第一聚焦補(bǔ)償支架。第二光學(xué)模具位于在該晶片組件上的第二模具位置處，并且包括在該光學(xué)晶片上的第二光學(xué)元件和在該第二晶片上的第二聚焦補(bǔ)償支架，其中，該第二聚焦補(bǔ)償支架的高度與該第一聚焦補(bǔ)償支架的高度不同。在一些實(shí)施例中，第二晶片通過(guò)第一聚焦補(bǔ)償支架而在第一模具位置處并且通過(guò)第二聚焦補(bǔ)償支架而在第二模具位置處耦合到光學(xué)晶片。在一些實(shí)施例中，第一聚焦補(bǔ)償支架和第二聚焦補(bǔ)償支架不耦合到光學(xué)晶片，并且具有用于容納光電元件、第三晶片或第ニ光學(xué)晶片的安裝表面。而且，在另ー個(gè)方面，本發(fā)明也提供了ー種晶片，該晶片包括多個(gè)單體化(singulated)的晶片級(jí)光學(xué)模具組件。在一個(gè)實(shí)施例中，一種晶片包括第一單體化光學(xué)模具組件，該第一単體化光學(xué)模具組件包括第一光學(xué)元件、第一隔離物和第一聚焦補(bǔ)償支架；以及，第二単體化光學(xué)模具組件，該第二単體化光學(xué)模具組件包括第二光學(xué)元件、第二隔離物和第二聚焦補(bǔ)償支架。在一些實(shí)施例中，第一和第二聚焦補(bǔ)償支架具有不相等的高度。在另ー個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法。如在此進(jìn)一歩描述的，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的方法可以克服在將光學(xué)元件組裝到旋轉(zhuǎn)臺(tái)或鏡筒內(nèi)后進(jìn)行聚焦調(diào)整的現(xiàn)有的光學(xué)元件聚焦技術(shù)的ー個(gè)或多個(gè)低效率。在一個(gè)實(shí)施例中，ー種用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法包括提供至少ー個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件；確定該晶片級(jí)光學(xué)元件的焦距；將隔離物耦合到該光學(xué)元件；在該隔離物上設(shè)置多個(gè)支架；對(duì)于該光學(xué)元件計(jì)算相對(duì)于像平面的聚焦補(bǔ)償；并且，調(diào)整該支架的高度以將該晶片級(jí)光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在該像平面處或附近。在一些實(shí)施例中，根據(jù)光學(xué)成像設(shè)備的應(yīng)用或期望屬性來(lái)選擇像平面。在一些實(shí)施例中，用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法進(jìn)ー步包括將光電元件耦合到支架的安裝表面。在一些實(shí)施例中，光電元件的表面與晶片級(jí)光學(xué)元件的像平面重合。在另ー個(gè)實(shí)施例中，ー種用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法包括提供至少ー個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件；確定該晶片級(jí)光學(xué)元件的焦距；提供隔離物；在該隔離物上設(shè)置多個(gè)支架；對(duì)于該光學(xué)元件計(jì)算相對(duì)于像平面的聚焦補(bǔ)償；調(diào)整該支架的高度以將該晶片級(jí)光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在該像平面處或附近；并且，將晶片級(jí)光學(xué)元件耦合到該支架的安裝表面。在ー些實(shí)施例中，用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法進(jìn)ー步包括將光電元件耦合到隔離物。在另ー個(gè)實(shí)施例中，一種用于生產(chǎn)多個(gè)光學(xué)成像設(shè)備的方法包括提供至少ー個(gè)光學(xué)晶片，該光學(xué)晶片包括在該光學(xué)晶片上的在第一模具位置處的第一光學(xué)元件和在第二模具位置處的第二光學(xué)元件；并且，確定該第一光學(xué)元件的焦距和該第二光學(xué)元件的焦距。隔離物晶片耦合到該光學(xué)晶片，并且多個(gè)第一支架被設(shè)置于在該第一模具位置處的隔離物晶片上，以提供第一光學(xué)模具。多個(gè)第二支架被設(shè)置于在該第二模具位置處的隔離物晶片上，以提供第二光學(xué)模具。計(jì)算該第一光學(xué)元件相對(duì)于第一像平面的聚焦補(bǔ)償。計(jì)算該第ニ光學(xué)元件相對(duì)于第二像平面的聚焦補(bǔ)償。調(diào)整該多個(gè)第一支架的高度以將該第一光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在該第一像平面處或附近，并且調(diào)整該多個(gè)第二支架的高度以將該第二光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在該第二像平面處或附近。在一些實(shí)施例中，第一支架和第二支架被調(diào)整到不同的高度。而且，在一些實(shí)施例中，用于生產(chǎn)多個(gè)光學(xué)成像設(shè)備的方法進(jìn)ー步包括將第一光學(xué)模具和第二光學(xué)模具單體化。一旦已經(jīng)將第一和第二光學(xué)模具單體化，則在ー些實(shí)施例中，第一光電元件耦合到第一支架的安裝表面，以提供第一光學(xué)成像設(shè)備。另外，在ー些實(shí)施例中，將第二光電元件耦合到第二支架的安裝表面，以提供第二光學(xué)成像設(shè)備。在其他實(shí)施例中，將第一単體化光學(xué)模具和第二単體化光學(xué)模具耦合到晶片。晶片可以隨后稱合到光電兀件晶片，光電兀件晶片包括第一光電兀件和第二光電兀件。在一些實(shí)施例中，將晶片耦合到光電元件晶片實(shí)現(xiàn)了在第一単體化光學(xué)模具和第一光電元件之間、以及在第二単體化光學(xué)模具和第二光電元件之間的期望的對(duì)齊。另外，在一些實(shí)施例中，第一像平面與第一光電元件的表面重合，并且第二像平面與第二光電元件的表面重合。晶片與第一和第二光電元件可以被單體化以提供単體化后的第一光學(xué)成像設(shè)備和単體化后的第二光學(xué)成像設(shè)備。在隨后的詳細(xì)說(shuō)明中更詳細(xì)地描述了這些和其他實(shí)施例。


圖I圖示通過(guò)不同的焦距表征的光學(xué)成像設(shè)備。圖2圖示由(ー個(gè)或多個(gè))共同的晶片生成的光學(xué)元件的焦距的示例性分布。圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)成像設(shè)備。圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的各種形狀的支架。圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、包括多個(gè)開口和多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架的隔離物晶片。圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的耦合到晶片的単體化光學(xué)模具。圖7是概述根據(jù)本申請(qǐng)的ー個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法的流程圖。圖8是概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法的流程圖。
圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在相鄰的模具位置處的隔離物晶片。圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、包括聚焦補(bǔ)償支架的、在相鄰模具位置處的隔離物晶片。圖11圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、包括具有聚焦補(bǔ)償支架的隔離物晶片的単體化光學(xué)模具。圖12圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)成像設(shè)備。圖13圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在用于光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的X和y方向上的表面粗糙度頻率(surface roughness frequency)。
具體實(shí)施例方式通過(guò)參考下面的詳細(xì)說(shuō)明、示例和附圖與它們的先前和隨后的描述，可以更容易地理解本發(fā)明。然而，本發(fā)明的元件、設(shè)備和方法不限于在詳細(xì)說(shuō)明、示例和附圖中提供的特定實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些實(shí)施例僅是本發(fā)明的原理的解釋。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，多種修改和適配對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是容易清楚的。本發(fā)明提供了具有期望聚焦屬性的光學(xué)成像設(shè)備，該光學(xué)成像設(shè)備可以在晶片級(jí)制造和/或組裝。在一些實(shí)施例中，晶片級(jí)組件可以在避免與串行制造和/或聚焦技術(shù)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)低效率的同時(shí)提供光學(xué)成像設(shè)備在成本和時(shí)間上高效的生產(chǎn)。在單個(gè)晶片內(nèi)以及在多批晶片之間的制造誤差可以導(dǎo)致由晶片構(gòu)造的光學(xué)成像設(shè)備的不同的聚焦位置。圖I圖示了由共同的透鏡疊層晶片和光電元件晶片構(gòu)造的三個(gè)光學(xué)成像設(shè)備(102，104，106)。對(duì)于每ー個(gè)光學(xué)成像設(shè)備，通過(guò)由光學(xué)元件疊層(110)向圖像傳感器(112)聚焦的示例性光束(IOg)來(lái)圖示聚焦位置。如圖I中提供的，光學(xué)成像設(shè)備(104)的光學(xué)元件疊層(110)將圖像聚焦在圖像傳感器(112)的表面之下，而光學(xué)成像設(shè)備(106)的光學(xué)元件疊層(110)將圖像聚焦在圖像傳感器(112)之上。此外，光學(xué)成像設(shè)備(102)的光學(xué)元件疊層(110)將圖像聚焦在圖像傳感器(112)的表面處或附近。用于將在由(ー個(gè)或多個(gè))共同的晶片生成的光學(xué)元件之間的焦距變化最小化的ー種可能解決方案是在單體化之前測(cè)量所有或基本上所有光學(xué)元件的光學(xué)屬性?？梢愿鶕?jù)測(cè)量的光學(xué)屬性產(chǎn)生所需的高度補(bǔ)償?shù)姆植?，并且，可以選擇隔離物晶片(114)的高度使得分布的中心被置于在圖像傳感器處事先對(duì)焦。圖2圖示由(ー個(gè)或多個(gè))共同的晶片生成的光學(xué)元件的焦距的示例性分布。然而，上面的解決方案仍然導(dǎo)致低效率，因?yàn)楦綦x物晶片對(duì)于在分布中心之外的光學(xué)元件未能提供最佳聚焦補(bǔ)償。結(jié)果，包括落在中心分布之外的光學(xué)元件的光學(xué)成像設(shè)備可能受到不良質(zhì)量的影響，使得成像設(shè)備不適合于期望的應(yīng)用或使得丟棄成為必要。與在圖I和圖2中演示的情況相反，本發(fā)明提供了光學(xué)成像設(shè)備，該光學(xué)成像設(shè)備包括至少ー個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件；耦合到該晶片級(jí)光學(xué)元件的隔離物；以及，在該隔離物上的多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架，該支架限定光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面，其具有與該隔離物的至少另ー個(gè)表面粗糙度不同的表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，該多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架的高度被定制為將光學(xué)成像設(shè)備的(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件設(shè)定在相對(duì)于像平面的期望距離處，使得該(ー個(gè)或多個(gè))光學(xué)元件的焦點(diǎn)在像平面處或附近。在一些實(shí)施例中，光學(xué)成像設(shè)備的像平面與光電元件的平面重合。如在此描述的，在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面具有與隔離物的至少另ー個(gè)表面粗糙度不同的表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的表面粗糙度小于隔離物的至少另ー個(gè)表面的表面粗糙度。在另ー個(gè)實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的表面粗糙度大于隔離物的至少另ー個(gè)表面的表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，在表面粗糙度上的差別可以歸因于用于調(diào)整聚焦補(bǔ)償支架的高度的特定エ藝，該エ藝包括但是不限于切割、拋光燒蝕和修整。
在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的平均區(qū)域表面粗糖度(average areal surface roughness) (Sa)小于大約I μ m。在一些實(shí)施例中，例如，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的Sa范圍為從大約O. Iym至大約O. 6μπι。在另ー個(gè)實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的Sa大于大約I μ m。而且，在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的區(qū)域均方根表面 Crms)粗糖度(areal root mean square surface roughness) (Sq)小于大約Ιμπι。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的Sq范圍從大約O. I μ m至大約O. 8μπι。在另ー個(gè)實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的Sq范圍從大約O. 2μπι至大約O. 7μπι。在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的Sq大于大約I μ m。如本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的，可以根據(jù)幾種技術(shù)和儀器來(lái)測(cè)量Sa和Sq。使 用從紐約州的 Planview 的 Vecco Instruments Inc.能夠購(gòu)買到的 Vecco ConfocalMetrology (VCM) -200Advanced Confocal Profiling System 來(lái)測(cè)量在此描述的 Sa 和 Sq。在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的Sa和/或Sq與隔離物的至少另ー個(gè)表面的Sa和/或Sq相差至少大約5%。在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面Sa和/或Sq與隔離物的至少另ー個(gè)表面的Sa和/或Sq相差至少大約10%或至少大約30%。在其他實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面Sa和/或Sq與隔離物的至少另ー個(gè)表面的Sa和/或Sq相差至少大約50%或至少大約100%。另外，在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的表面粗糙度在安裝表面的第一方向上與在安裝表面的第二方向上不同。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的表面粗糙度在X方向上與在I方向上不同。在一些實(shí)施例中，在光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的不同方向上的表面粗糙度上的差別包括在頻率組成上的差別。圖13圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的X和y方向上的表面粗糙度頻率。如圖13中所示，在y方向上的表面粗糙度頻率組成與在X方向上的表面粗糙度頻率組成不同。在一些實(shí)施例中，在表面粗糙度上的方向差別可以歸因于用于調(diào)整聚焦補(bǔ)償支架的高度的特定エ藝，該特定エ藝包括但是不限于切割、拋光燒蝕或修整。在一些實(shí)施例中，在光學(xué)成像設(shè)備的隔離物上的聚焦補(bǔ)償支架可以具有相同或基本上相同的高度。在其他實(shí)施例中，光學(xué)成像設(shè)備的聚焦補(bǔ)償支架可以具有不同的高度。在其中在光學(xué)成像設(shè)備的隔離物上的聚焦補(bǔ)償支架具有不同高度的一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架可以有助于校正在(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件中的傾斜。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)成像設(shè)備。在圖3中所示的光學(xué)成像設(shè)備(300)包括布置為透鏡疊層的多個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件(302，304，306)和光電元件(328)。晶片級(jí)光學(xué)元件(302，304，306)包括可操作地用干與電磁輻射相互作用的光學(xué)表面(310，312,314) 0在一些實(shí)施例中，光學(xué)表面(310，312，314)折射或衍射電磁輻射?？梢允褂靡阎夹g(shù)來(lái)在基板(316，318，320)上形成光學(xué)表面(310，312，314)，該技術(shù)包括但是不限于光刻和復(fù)制エ藝。在一些實(shí)施例中，光學(xué)表面包括玻璃和/或聚合材料。
在一些實(shí)施例中，光學(xué)表面是凸的或凹的。而且，在一些實(shí)施例中，每ー個(gè)基板(316，318，320)可以具有在其上形成的兩個(gè)或更多的光學(xué)表面，這些光學(xué)表面相結(jié)合地エ作以提供雙凸、雙凹或凹/凸布置。光學(xué)表面(310，312，314)在形狀上可以是對(duì)于給定設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)那蛐蔚幕蚍乔蛐蔚?。在一些?shí)施例中，晶片級(jí)光學(xué)元件(302，304，306)的基板被隔離物(322，324)分開。在其他實(shí)施例中，晶片級(jí)光學(xué)元件(302，304，306)直接地彼此結(jié)合。在圖3中所示的實(shí)施例中，隔離物(326)耦合到最接近光電元件(328)的晶片級(jí)光學(xué)元件(306)。如在此提供的，隔離物包括多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架(330)，該多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架限定用于光電元件(328)的安裝表面(332)。聚焦補(bǔ)償支架(330)具有高度或距離(d)以將晶片級(jí)光學(xué)元件疊層的焦點(diǎn)設(shè)定在光電元件(328)的平面處或附近。通過(guò)晶片級(jí)光學(xué)、元件疊層的示例性光束(334)聚焦在光電元件(328)的平面處或附近。在一些實(shí)施例中，在(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件和光電元件之間設(shè)置了覆蓋玻璃。在其中在(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件和光電元件之間設(shè)置覆蓋玻璃的一些實(shí)施例中，覆蓋玻璃的高度和(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件的測(cè)量的光學(xué)屬性用于確定聚焦補(bǔ)償支架的適當(dāng)高度，以將(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)定在諸如光電元件的平面的期望像平面處或附近。在圖3中圖示的光學(xué)成像設(shè)備(300)包括在晶片級(jí)光學(xué)元件疊層和光電元件(328)之間設(shè)置的覆蓋玻璃(336)。多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架(330)在安裝表面(332)處耦合到覆蓋玻璃(336)。在其中不存在覆蓋玻璃(336)的一些實(shí)施例中，多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架(330)在安裝表面(332)處耦合到光電元件(328)。而且，在一些實(shí)施例中，多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架耦合到另ー個(gè)隔離物晶片。如在此提供的，在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的安裝表面容納晶片級(jí)光學(xué)元件。圖12圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)成像設(shè)備，其中，聚焦補(bǔ)償支架安裝表面耦合到晶片級(jí)光學(xué)元件。在圖12中所示的光學(xué)成像設(shè)備(12)包括布置為透鏡疊層的多個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件(14，16，18)和光電元件(20)。晶片級(jí)光學(xué)元件(14，16，18)包括可操作地用干與電磁輻射相互作用的光學(xué)表面(24，26，28)。在一些實(shí)施例中，光學(xué)表面(24，26，28)折射或衍射電磁福射?？梢允褂靡阎夹g(shù)來(lái)在基板(30,32,34)上形成光學(xué)表面(24, 26, 28),該技術(shù)包括但是不限于光刻和復(fù)制エ藝。在一些實(shí)施例中，光學(xué)表面包括玻璃和/或聚合材料。在一些實(shí)施例中，光學(xué)表面是凸的或凹的。而且，在一些實(shí)施例中，每ー個(gè)基板(30,32,34)可以具有在其上形成的兩個(gè)或更多的光學(xué)表面，這些光學(xué)表面相結(jié)合地工作以提供雙凸、雙凹或凹/凸布置。光學(xué)表面(24，26，28)在形狀上可以是對(duì)于給定設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)那蛐蔚幕蚍乔蛐蔚?。在一些?shí)施例中，晶片級(jí)光學(xué)元件(14，16，18)的基板被隔離物(36，38)分開。在其他實(shí)施例中，晶片級(jí)光學(xué)元件(14，16，18)直接地彼此結(jié)合。在圖12中所示的實(shí)施例中，將隔離物(40)耦合到光電元件(20)的覆蓋玻璃
(46)。隔離物(40)包括多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架(42)，該多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架限定安裝表面(44)。聚焦補(bǔ)償支架(42)具有高度或距離(d)以將晶片級(jí)光學(xué)元件疊層的焦點(diǎn)設(shè)定在光電元件
(20)的平面處或附近。聚焦補(bǔ)償支架的安裝表面(44)耦合到光學(xué)元件疊層的晶片級(jí)光學(xué)元件(18)。通過(guò)晶片級(jí)光學(xué)元件疊層的示例性光束(48)聚焦在光電元件(20)的平面處或附近。在一些實(shí)施例中，光學(xué)成像設(shè)備的聚焦補(bǔ)償支架結(jié)合到隔離物。在其他實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架與_離物連續(xù)或與_離物形成整體結(jié)構(gòu)(monolithic structure) 0如在此進(jìn)ー步描述的，在其中聚焦補(bǔ)償支架與隔離物連續(xù)或與隔離物形成整體結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例中，已經(jīng)通過(guò)整形、模制或切割隔離物來(lái)形成聚焦補(bǔ)償支架。而且，聚焦補(bǔ)償支架可以具有任何期望的形狀。在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架具有多邊形形狀，該形狀包括但是不限于三角形、正方形或矩形。在其他實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架具有圓形、橢圓或圓錐形狀。圖4圖示了光學(xué)模具的底部平面圖，該光學(xué)模具包括具有根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的各種形狀的聚焦補(bǔ)償支架的隔離物。如圖4中所示，光學(xué)模具(400)包括隔離物(402)和與隔離物耦合的多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架(404)。如在此提供的，在一些實(shí)施例中，多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架(404)結(jié)合到隔離物(402)。在其他實(shí)施例中，多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架(404)與隔離物(402)連續(xù)。隔離物(402)也包括開(406)，用于向耦合到在此描述的隔離物的(ー個(gè)或多個(gè))晶片級(jí)光學(xué)元件或從其傳輸電磁輻射。多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架可以在隔離物上具有任何期望的布置。在一些實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的布置具有至少ー個(gè)対稱的平面。在其他實(shí)施例中，聚焦補(bǔ)償支架的布置不對(duì)稱。在另ー個(gè)實(shí)施例中，在隔離物的外圍布置聚焦補(bǔ)償支架。在一些實(shí)施例中，向內(nèi)部離開隔離物的外圍朝向隔離物的開ロ布置聚焦補(bǔ)償支架。在一些實(shí)施例中，與隔離物的開ロ相鄰地布置聚焦補(bǔ)償支架。而且，在一些實(shí)施例中，可以每ー個(gè)模具位置使用不同數(shù)目的支架(404)。雖然圖4圖示了用于每ー個(gè)模具的四個(gè)光學(xué)元件(404)，但是可以在每一個(gè)模具位置處設(shè)置更少或更多的支架。如在此描述的，在一些實(shí)施例中，光學(xué)成像設(shè)備進(jìn)一歩包括光電元件。在一些實(shí)施例中，光電元件包括電磁福射感測(cè)元件。在一些實(shí)施例中，電磁福射感測(cè)元件包括光敏區(qū)域，該光敏區(qū)域可操作地用于檢測(cè)由光學(xué)成像設(shè)備接收的電磁輻射。在一些實(shí)施例中，包括光敏區(qū)域的感測(cè)元件包括半導(dǎo)體。可以使用不與本發(fā)明的目的不一致的任何適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體用于包括光敏區(qū)域的感測(cè)元件。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體包括IV族半導(dǎo)體,包括娃或IV族元素的任何組合。在另ー個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體包括III/V族半導(dǎo)體或II/VI族半導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，感測(cè)元件的光敏區(qū)域包括聚焦平面陣列。在一些實(shí)施例中，聚焦平面是包括640X480像素的VGA傳感器。在一些實(shí)施例中，傳感器包括更少的像素(例如，CIF、QCIF)或更多的像素(I兆或更多兆像素)。在一個(gè)實(shí)施例中，包括光敏區(qū)域的感測(cè)元件包括電荷耦合器件(CCD)。在另ー個(gè)實(shí)施例中，包括光敏區(qū)域的感測(cè)元件包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)架構(gòu)。在一些實(shí)施例中，光電元件產(chǎn)生要由光學(xué)成像設(shè)備提供的電磁輻射?？梢允褂貌慌c本發(fā)明的目的不一致的用于產(chǎn)生電磁輻射的任何期望的元件。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)生電磁福射的光電元件包括ー個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。在一些實(shí)施例中,LED包括諸如無(wú)機(jī)半導(dǎo)體的無(wú)機(jī)材料。在其他實(shí)施例中，LED包括諸如包括聚合物半導(dǎo)體的有機(jī)半導(dǎo)體的有機(jī)材料。在另ー個(gè)實(shí)施例中，LED包括有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的混合物。 在一些實(shí)施例中，可以以晶片級(jí)構(gòu)造如在此描述的光學(xué)成像設(shè)備，在另ー個(gè)方面，本發(fā)明也提供了晶片，該晶片包括與在光學(xué)晶片上的第一光學(xué)元件位置對(duì)應(yīng)的第一開ロ和多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架；以及，與在該光學(xué)晶片上的第二光學(xué)元件位置對(duì)應(yīng)的第二開ロ和多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架。在一些實(shí)施例中，該多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架的高度與該第二聚焦補(bǔ)償支架的高度不同。在其他實(shí)施例中，該多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架的高度與該多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架的高度相同或基本上相同。該晶片可以耦合到包括第一和第二光學(xué)元件的光學(xué)晶片。當(dāng)耦合到光學(xué)晶片吋，第一和第二開ロ分別實(shí)現(xiàn)與光學(xué)晶片的第一和第二光學(xué)元件的期望的對(duì)齊。而且，多個(gè)第ー聚焦補(bǔ)償支架將第一光學(xué)元件設(shè)定在相對(duì)于第一像平面的期望距離或高度處，使得第一光學(xué)元件的焦點(diǎn)位于第一像平面處或附近。類似地，多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架將第二光學(xué)元件設(shè)定在相對(duì)于第二像平面的期望距離或高度處，使得第二光學(xué)元件的焦點(diǎn)位于第二像平面處或附近。如在此提供的，如果第一光學(xué)元件要與具有覆蓋玻璃的光電元件相關(guān)聯(lián)，則根據(jù)第一光學(xué)元件的焦距和/或其他光學(xué)性能和任何覆蓋玻璃的存在來(lái)確定第一聚焦補(bǔ)償支 架的高度。另外，如果第二光學(xué)元件要與具有覆蓋玻璃的光電元件相關(guān)聯(lián)，則根據(jù)第二光學(xué)元件的焦距和/或其他光學(xué)性能和任何覆蓋玻璃的存在來(lái)確定第二聚焦補(bǔ)償支架的高度。圖5圖示了晶片(500)，晶片(500)包括與在光學(xué)晶片上的第一光學(xué)元件位置對(duì)應(yīng)的第一開ロ(502)和多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架(504);以及，與在該光學(xué)晶片上的第二光學(xué)元件位置對(duì)應(yīng)的第二開ロ(506)和多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架(508)。當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)元件和第二光學(xué)元件的光學(xué)性能因?yàn)樵诠鈱W(xué)晶片內(nèi)的制造誤差而不同時(shí)，多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架(504)被設(shè)定到與多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架(508)的高度不同的高度。在圖5中所示的實(shí)施例中，在多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架(504)和多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架(508)之間的在高度上的差是5 μ m。除了第一和第二開ロ之外，晶片(500)包括幾個(gè)更多的開口和聚焦補(bǔ)償支架，其中，每ー個(gè)開口和相關(guān)聯(lián)的聚焦補(bǔ)償支架對(duì)應(yīng)于在包括第一和第二光學(xué)元件的光學(xué)晶片上的獨(dú)立的光學(xué)元件位置。如圖5中圖示的，沿著單獨(dú)光學(xué)模具的切割道(dicing lane)設(shè)置支架(504、508等)。在該配置中，相鄰模具的支架(504、508等)彼此連續(xù)，直到在相鄰模具的単體化期間被分開。圖9圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在相鄰模具位置處的隔離物晶片。當(dāng)聚焦補(bǔ)償支架還沒(méi)有被提供到隔離物晶片(900)時(shí)，在第一模具位置(902)和第二模具位置(904)處的隔離物晶片(900)的高度相同或基本上相同。如在圖9中所示，要向在用于第一模具位置(902)的第一高度(906)和用于第二模具位置(904)的第二高度(908)處的隔離物晶片(900)提供聚焦補(bǔ)償支架，其中，第一高度(906)和第二高度(908)不相等。如在此描述的，可以通過(guò)各種方法來(lái)提供聚焦補(bǔ)償支架，該方法包括但是不限于切割、激光燒蝕、拋光、復(fù)制等。圖10圖示圖9的隔離物晶片，其中，已經(jīng)向隔離物晶片提供了聚焦補(bǔ)償支架。在第一模具位置(902)處的聚焦補(bǔ)償支架(910，912)具有與在第二(904)模具位置處的聚焦補(bǔ)償支架(914，916)不同的高度。而且，聚焦補(bǔ)償支架(912，914)彼此連續(xù)。在一些實(shí)施例中，從用于生成聚焦補(bǔ)償支架的エ藝剩下殘余材料(918)。然而，用于將光學(xué)模具(902，904)単體化的設(shè)備的刀片寬度(920)寬得足以去除任何殘余材料(918)。
圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、包括具有聚焦補(bǔ)償支架的隔離物(900)的単體化光學(xué)模具(902，904)。在一些實(shí)施例中，可以確定光學(xué)晶片的每ー個(gè)光學(xué)元件的焦距和/或其他光學(xué)屬性，并且計(jì)算每ー個(gè)光學(xué)元件的聚焦補(bǔ)償。用于每ー個(gè)光學(xué)元件的聚焦補(bǔ)償可以被映射到在圖5中圖示的晶片，使得可以調(diào)整在每ー個(gè)晶片位置處的支架的高度，以提供用于光學(xué)晶片的對(duì)應(yīng)的光學(xué)元件的期望聚焦補(bǔ)償。在另ー個(gè)方面，本發(fā)明提供了ー種晶片組件，該晶片組件包括光學(xué)晶片和與該光學(xué)晶片耦合的第二晶片，該光學(xué)晶片包括光學(xué)元件的陣列。第一光學(xué)模具位于在該晶片組件上的第一模具位置處，并且包括在該光學(xué)晶片上的第一光學(xué)元件和在該第二晶片上的第ー聚焦補(bǔ)償支架。第二光學(xué)模具位于在該晶片組件上的第二模具位置處，并且包括在該光學(xué)晶片上的第二光學(xué)元件和在該第二晶片上的第二聚焦補(bǔ)償支架，其中，該第二聚焦補(bǔ)償、支架的高度與該第一聚焦補(bǔ)償支架的高度不同。如在此描述的，在一些實(shí)施例中，如果第一光學(xué)模具要與具有覆蓋玻璃的光電元件耦合，則根據(jù)第一光學(xué)元件的焦距和/或光學(xué)性能和覆蓋玻璃的存在來(lái)確定多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架的高度。類似地，如果第二光學(xué)模具要與具有覆蓋玻璃的光電元件耦合，則根據(jù)第二光學(xué)元件的焦距和/或其他光學(xué)性能和覆蓋玻璃的存在來(lái)確定多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架的高度。當(dāng)?shù)谝还鈱W(xué)元件和第二光學(xué)元件的光學(xué)屬性因?yàn)樵诠鈱W(xué)晶片內(nèi)的制造誤差而不同時(shí)，多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架被設(shè)定到與多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架的高度不同的高度。在另ー個(gè)方面，本發(fā)明也提供了一種晶片，該晶片包括多個(gè)單體化晶片級(jí)光學(xué)模具組件。在一個(gè)實(shí)施例中，一種晶片包括第一単體化光學(xué)模具組件，該第一単體化光學(xué)模具組件包括第一光學(xué)元件、第一隔離物和第一聚焦補(bǔ)償支架；以及，第二単體化光學(xué)模具組件，該第二単體化光學(xué)模具組件包括第二光學(xué)元件、第二隔離物和第二聚焦補(bǔ)償支架。在一些實(shí)施例中，該第一和第二聚焦補(bǔ)償支架具有不相等的高度。另外，在一些實(shí)施例中，第一和第二聚焦補(bǔ)償支架的高度考慮第一和第二光學(xué)模具組件所耦合到的晶片的高度。在一些實(shí)施例中，包括第一和第二単體化光學(xué)模具組件的晶片耦合到包括第一和第二光電元件的晶片。在一些實(shí)施例中，將包括単體化第一和第二光學(xué)晶片組件的晶片耦合到包括第一和第二光電元件的晶片可以實(shí)現(xiàn)在第一単體化光學(xué)模具組件和第一光電元件之間的期望的對(duì)齊、以及在第二単體化光學(xué)模具組件和第二光電元件之間的期望的對(duì)齊。在一些實(shí)施例中，可以在耦合后將包括第一和第二光學(xué)組件模具的晶片與包括第一和第二光電元件的晶片單體化，以提供包括第一光學(xué)模具和第一光電元件的第一単體化光學(xué)成像設(shè)備與包括第二単體化光學(xué)模具和第二光電元件的第二光學(xué)成像設(shè)備。圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括第一単體化光學(xué)模具組件(602)和第ニ單體化光學(xué)模具組件(604)的晶片(600)。在圖6中圖示的實(shí)施例中的單體化第一(602)和第二(604)光學(xué)模具組件姆ー個(gè)包括光學(xué)兀件疊層(606,608),該光學(xué)兀件疊層(606,608)包括多個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件。隔離物(610)耦合到第一光學(xué)模具組件(602)的光學(xué)元件疊層(606)，并且隔離物(612)耦合到第二光學(xué)模具組件(604)的光學(xué)元件疊層(608)。隔離物(610)包括適當(dāng)高度的多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架(614)，以將第一光學(xué)模具(602)的光學(xué)元件設(shè)定在相距第一像平面期望距離處，使得光學(xué)元件的焦點(diǎn)位于第一像平面處或附近。類似地，隔離物(612)包括適當(dāng)高度的多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架￠16)，以將第ニ光學(xué)模具￠04)的光學(xué)元件設(shè)定在相距第二像平面期望距離處，使得光學(xué)元件的焦點(diǎn)位于第二像平面處或附近。如在此提供的，在一些實(shí)施例中，第一和第二聚焦補(bǔ)償支架(614，616)的高度考慮第一(602)和第二(604)光學(xué)模具組件所耦合到的晶片￠00)的高度。當(dāng)?shù)谝? 602)和第二(604)光學(xué)模具組件的光學(xué)元件由于在用于生產(chǎn)相應(yīng)光學(xué)疊層(606，608)的晶片級(jí)光學(xué)元件的光學(xué)晶片或多批光學(xué)晶片內(nèi)的制造誤差而具有不同光學(xué)屬性時(shí)，第一聚焦補(bǔ)償支架(614)具有與第二聚焦補(bǔ)償支架(616)不同的高度。在一些實(shí)施例中，晶片(600)包括與光學(xué)元件疊層(606，608)對(duì)齊的開ロ(620)，以允許輻射以期望的方式通過(guò)晶片。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，開ロ(620)可以作為光闌(,stop；。在另ー個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法。如在此進(jìn)一歩提供的，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的方法可以克服在將該光學(xué)元件組裝到旋轉(zhuǎn)臺(tái)或鏡筒內(nèi)后進(jìn)行聚焦調(diào)整的現(xiàn)有的光學(xué)元件聚焦技術(shù)的ー個(gè)或多個(gè)低效率。圖7提供了用于概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法的流程圖。提供至少ー個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件(702)，并且，測(cè)量或在理論上確定晶片級(jí)光學(xué)元件的焦距(704)。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)下述方式來(lái)提供晶片級(jí)光學(xué)元件通過(guò)沉積玻璃和/或聚合材料或通過(guò)蝕刻或燒蝕基板的表面來(lái)在晶片基板上形成光學(xué)表面。另外，如在此描述的，在一些實(shí)施例中，將多個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件設(shè)置為光學(xué)元件疊層。在這樣的實(shí)施例中，測(cè)量或在理論上確定光學(xué)元件疊層的焦距。將隔離物耦合到晶片級(jí)光學(xué)元件或光學(xué)元件疊層(706)。在隔離物(708)中設(shè)置多個(gè)支架。在一些實(shí)施例中，多個(gè)支架結(jié)合到隔離物。在其他實(shí)施例中，多個(gè)支架與隔離物連續(xù)或與隔離物形成整體結(jié)構(gòu)。在其中支架與隔離物連續(xù)或與隔離物形成整體結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例中，通過(guò)包括但是不限于切割、加工、蝕刻、切斷或光刻地?zé)g隔離物的エ藝來(lái)生成支架。在其中支架與隔離物連續(xù)或與隔離物形成整體結(jié)構(gòu)的其他實(shí)施例中，在模制隔離物時(shí)形成支架。在ー個(gè)實(shí)施例中，例如，提供了具有考慮到多個(gè)隔離物的形狀的模子，并且支架與隔離物共同模制。替代地，在其中支架結(jié)合到隔離物的一些實(shí)施例中，支架可以通過(guò)復(fù)制技術(shù)被沉積，或者通過(guò)粘結(jié)劑結(jié)合到隔離物。在一些實(shí)施例中，例如，支架可以通過(guò)步進(jìn)和重復(fù)復(fù)制技術(shù)而被設(shè)置在與一個(gè)或多個(gè)模具位置對(duì)應(yīng)的隔離物上。計(jì)算或確定晶片級(jí)光學(xué)元件或光學(xué)元件疊層相對(duì)于像平面的聚焦補(bǔ)償(710)。如在此描述的，可以根據(jù)光學(xué)元件的焦距和在晶片級(jí)光學(xué)元件和像平面之間設(shè)置的任何結(jié)構(gòu)的尺寸來(lái)計(jì)算晶片級(jí)光學(xué)元件的聚焦補(bǔ)償，該任何結(jié)構(gòu)諸如是覆蓋玻璃、其他隔離物或透鏡支架。調(diào)整多個(gè)支架的高度以將晶片級(jí)光學(xué)元件或光學(xué)元件疊層的焦點(diǎn)設(shè)置在期望的像平面處或附近(712)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)包括但是不限于在軸向方向上切割、拋光或修整支架的エ藝來(lái)調(diào)整支架高度。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)切割鋸的外圍邊緣調(diào)整支架高度。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，使用用于將各個(gè)模具単體化的切割鋸來(lái)調(diào)整支架高度。在其他實(shí)施例中，可以通過(guò)利用激光或其他形式的電磁輻射在軸向方向上燒蝕支架來(lái)調(diào)整支架高度。
在一些實(shí)施例中，調(diào)整支架的高度向支架提供了光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面，其具有與隔離物的至少另ー個(gè)表面粗糙度不同的表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，調(diào)整后的支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的表面粗糙度小于隔離物的至少另ー個(gè)表面粗糙度。在其他實(shí)施例中，調(diào)整后的支架的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面的表面粗糙度大于隔離物的至少另ー個(gè)表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，調(diào)整后的隔離物的光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面可以具有在此描述的任何Sa和/或Sq值。當(dāng)在軸向方向上調(diào)整支架高度時(shí)，在一些實(shí)施例中，具有與隔離物的表面粗糙度不同的表面粗糙度的支架的表面是光電元件或覆蓋玻璃被安裝或耦合到的表面。在一些實(shí)施例中，ー種用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法進(jìn)ー步包括將光電元件耦合到該支架的安裝表面(714)。在一些實(shí)施例中，光電元件的覆蓋玻璃耦合到支架的安裝表面。而且，在一些實(shí)施例中，光電元件的表面與晶片級(jí)光學(xué)元件或光學(xué)元件堆疊的像平面重合。
圖8提供了用于概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法的流程圖。提供了光學(xué)晶片，其包括在第一模具位置處的第一光學(xué)元件和在第二模具位置處的第二光學(xué)元件(802)?？梢酝ㄟ^(guò)在此描述的或在晶片級(jí)光學(xué)領(lǐng)域中已知的技術(shù)中的任何ー種來(lái)提供第一和第二光學(xué)元件。確定第一光學(xué)元件的焦距，并且確定第二光學(xué)元件的焦距(804)。將隔離物晶片耦合到光學(xué)晶片(806)。在第一模具位置處的隔離物晶片上設(shè)置多個(gè)第一支架，以提供第一光學(xué)模具(808)。在第二模具位置處的隔離物晶片上提供多個(gè)第二支架，以提供第二光學(xué)模具(810)。可以以在此描述的任何方式來(lái)在隔離物晶片上設(shè)置多個(gè)第一支架和多個(gè)第二支架，該方式包括但是不限于切割、加工、蝕刻、切斷、光刻燒蝕隔離物或步進(jìn)和重復(fù)復(fù)制技木。計(jì)算相對(duì)于第一像平面的第一光學(xué)元件的聚焦補(bǔ)償(812)。計(jì)算相對(duì)于第二像平面的第二光學(xué)元件的聚焦補(bǔ)償(814)。調(diào)整多個(gè)第一支架的高度以將第一光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在第一像平面處或附近(816)。調(diào)整多個(gè)第二支架的高度以將第二光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在第二像平面處或附近(818)。根據(jù)在此描述的方法中的任何一種來(lái)調(diào)整第一和第二支架的高度。而且，在ー些實(shí)施例中，調(diào)整第一和第二支架的高度向第一和第二支架提供了與隔離物的表面粗糙度不同的表面粗糙度。在一些實(shí)施例中，単體化第一光學(xué)模具和第二光學(xué)模具(820)。在一些實(shí)施例中，將第一光電元件耦合到第一単體化光學(xué)模具的第一支架的一個(gè)或多個(gè)安裝表面，以提供第一光學(xué)成像設(shè)備(822)。在一些實(shí)施例中，將第二光電元件耦合到第二単體化光學(xué)模具的第ニ支架的一個(gè)或多個(gè)安裝表面，以提供第二光學(xué)成像設(shè)備(824)。在另ー個(gè)實(shí)施例中，將單體化后的第一光學(xué)模具和単體化后的第二光學(xué)模具耦合到基板晶片(826)。基板晶片耦合到包括第一光電元件和第二光電元件的光電元件晶片(828)。在一些實(shí)施例中，將基板耦合到光電元件晶片實(shí)現(xiàn)了在第一単體化光學(xué)模具和第一光電兀件之間、和在第二光學(xué)模具和第二光電兀件之間的期望的對(duì)齊。而且，在一些實(shí)施例中，第一像平面與第一光電元件的表面重合，并且第二像平面與第二光電元件的表面重合?；迮c第一和第二光電元件被単體化以提供第一単體化光學(xué)成像設(shè)備和第二單體化光學(xué)成像設(shè)備(830)。
在另ー個(gè)實(shí)施例中，ー種用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法包括提供至少ー個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件；確定該晶片級(jí)光學(xué)元件的焦距；提供隔離物；在該隔離物上設(shè)置多個(gè)支架；對(duì)于該光學(xué)元件計(jì)算相對(duì)于像平面的聚焦補(bǔ)償；調(diào)整該支架的高度以將該晶片級(jí)光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在該像平面處或附近；并且，將晶片級(jí)光學(xué)元件耦合到該支架的安裝表面。在ー些實(shí)施例中，ー種用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法進(jìn)ー步包括將光電元件耦合到該隔離物。已經(jīng)描述了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的各個(gè)實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些實(shí)施例僅是本發(fā)明的原理的解釋。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，多種修改及其 適配對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是容易清楚的。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)成像設(shè)備，包括 至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件； 隔離物，所述隔離物耦合到所述至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件；以及 在所述隔離物上的多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架，該支架限定光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面，所述光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面具有與所述隔離物的至少另一個(gè)表面粗糙度不同的表面粗糙度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)成像設(shè)備，其中，所述多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架與所述隔離物連續(xù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)成像設(shè)備，其中，所述多個(gè)聚焦補(bǔ)償支架結(jié)合到所述隔離物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)成像設(shè)備，進(jìn)一步包括耦合到所述光電元件安裝表面的光電元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)成像設(shè)備，其中，所述聚焦補(bǔ)償支架具有多邊形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)成像設(shè)備，其中，所述聚焦補(bǔ)償支架具有柱形、球形、橢圓或圓錐形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)成像設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件的焦點(diǎn)在所述光電元件的表面處或附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)成像設(shè)備，其中，所述聚焦補(bǔ)償支架被基本上設(shè)置在所述隔離物的外圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)成像設(shè)備，其中，所述光電元件或晶片級(jí)光學(xué)元件安裝表面具有與在第二方向上的表面粗糙度頻率不同的、在第一方向上的表面粗糙度頻率。
10.一種晶片，包括 第一開口 ； 第一高度的多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架，所述第一開口和所述第一聚焦補(bǔ)償支架對(duì)應(yīng)于在光學(xué)晶片上的第一光學(xué)元件位置； 第二開口 ；以及 第二高度的多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架，所述第二開口和所述第二聚焦補(bǔ)償支架對(duì)應(yīng)于在光學(xué)晶片上的第二光學(xué)元件位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片，其中，所述第一高度和所述第二高度不同。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片，其中，所述第一高度和所述第二高度相同或基本上相同。
13.一種晶片組件，包括 光學(xué)晶片，所述光學(xué)晶片包括光學(xué)元件的陣列； 第二晶片，所述第二晶片與所述光學(xué)晶片耦合； 第一光學(xué)模具，所述第一光學(xué)模具位于在所述晶片組件上的第一模具位置處，所述第一光學(xué)模具包括在所述光學(xué)晶片上的第一光學(xué)元件和在所述第二晶片上的多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架；以及 第二光學(xué)模具，所述第二光學(xué)模具位于在所述晶片組件上的第二模具位置處，所述第二光學(xué)模具包括在所述光學(xué)晶片上的第二光學(xué)元件和在所述第二晶片上的多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的晶片組件，其中，所述第一聚焦補(bǔ)償支架具有與所述第二聚焦補(bǔ)償支架不同的高度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的晶片組件，其中，所述第一聚焦補(bǔ)償支架具有與所述第二聚焦補(bǔ)償支架相同或基本上相同的高度。
16.—種組件,包括 晶片；以及 第一單體化光學(xué)模具，所述第一單體化光學(xué)模具耦合到所述晶片，所述第一單體化光學(xué)模具包括第一光學(xué)元件、第一隔離物和多個(gè)第一聚焦補(bǔ)償支架。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組件，進(jìn)一步包括第二單體化光學(xué)模具，所述第二單體化光學(xué)模具耦合到所述晶片，所述第二單體化光學(xué)模具包括第二光學(xué)元件、第二隔離物和多個(gè)第二聚焦補(bǔ)償支架。
18.一種用于生產(chǎn)光學(xué)成像設(shè)備的方法，包括 提供至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件； 確定所述至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件的焦距； 將隔離物耦合到所述至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件； 在所述隔離物上設(shè)置多個(gè)支架； 對(duì)于所述至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件計(jì)算相對(duì)于像平面的聚焦補(bǔ)償；并且， 調(diào)整所述支架的高度以將所述至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在所述像平面處或附近。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括將所述光電元件耦合到所述支架的安裝表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述像平面與所述光電元件的表面基本上重口 ο
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述至少一個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件包括光學(xué)元件疊層，所述光學(xué)元件疊層包括多個(gè)晶片級(jí)光學(xué)元件。
22.一種用于生產(chǎn)多個(gè)光學(xué)成像設(shè)備的方法，包括 提供至少一個(gè)光學(xué)晶片，所述至少一個(gè)光學(xué)晶片包括在所述光學(xué)晶片上的在第一模具位置處的第一光學(xué)元件和在第二模具位置處的第二光學(xué)元件； 確定所述第一光學(xué)元件的焦距和所述第二光學(xué)元件的焦距； 將隔離物晶片耦合到所述至少一個(gè)光學(xué)晶片； 在所述第一模具位置處的所述隔離物上設(shè)置多個(gè)第一支架，以產(chǎn)生第一光學(xué)模具； 在所述第二模具位置處的所述隔離物上設(shè)置多個(gè)第二支架，以提供第二光學(xué)模具； 對(duì)于所述第一光學(xué)元件計(jì)算相對(duì)于第一像平面的聚焦補(bǔ)償； 對(duì)于所述第二光學(xué)元件計(jì)算相對(duì)于第二像平面的聚焦補(bǔ)償； 調(diào)整所述多個(gè)第一支架的高度，以將所述第一光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在所述第一像平面處或附近； 調(diào)整所述多個(gè)第二支架的高度，以將所述第二光學(xué)元件的焦點(diǎn)設(shè)置在所述第二像平面處或附近。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括將所述第一光學(xué)模具和所述第二光學(xué)模具單體化。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括將第一光電元件耦合到所述第一支架的安裝表面，以提供第一光學(xué)成像設(shè)備。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括將第二光電元件耦合到所述第二支架的安裝表面，以提供第二光學(xué)成像設(shè)備。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括將所述單體化后的第一光學(xué)模具和所述單體化后的第二光學(xué)模具耦合到晶片。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，進(jìn)一步包括將包括所述單體化后的第一光學(xué)模具和所述單體化后的第二光學(xué)模具的所述晶片耦合到包括第一光電元件和第二光電元件的光電晶片，由此將所述第一光學(xué)模具與所述第一光電元件對(duì)齊，并且將所述第二光學(xué)模具與所述第二光電兀件對(duì)齊。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括將所述晶片和所述第一光電元件和所述第二光電元件單體化，以提供第一光學(xué)成像設(shè)備和第二光學(xué)成像設(shè)備。
全文摘要
提供了具有期望的焦距屬性的光學(xué)成像設(shè)備，該光學(xué)成像設(shè)備可以以晶片級(jí)制造和/或組裝。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102668082SQ201080047536
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者大衛(wèi)·奧維魯特斯基, 威廉·哈德森·韋爾奇, 安德魯·阿蘭達(dá) 申請(qǐng)人:數(shù)字光學(xué)(東部)公司