一種殼體和包括殼體的紅外照相機(jī)裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年8月14日申請(qǐng)的、名稱為"INFRARED CAMERA SYSTEM HOUSING WITH METALIZED SURFACE"的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/683124的權(quán)益，通過(guò)引用將其全文并入 本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式總的涉及成像設(shè)備，更具體地說(shuō)，例如，涉及紅外成 像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004] 現(xiàn)有的紅外成像設(shè)備，如紅外照相機(jī)，常常遭受可能不利地影響其性能的環(huán)境條 件。例如，不期望的輻射可能降低熱成像精度并且可能引入低空間頻率非均勻性。
[0005] 具體地，從視場(chǎng)之外（例如，希望成像的目標(biāo)場(chǎng)景之外）接收的輻射或不均勻加熱 (例如，通過(guò)外部源或這些設(shè)備的部件）可能顯著降低這些設(shè)備的精度和均勻性。這些影響 對(duì)于具有小形狀因數(shù)的紅外成像設(shè)備可能變得特別顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式，紅外照相機(jī)模塊的殼體可以用基本上非金屬的外罩 實(shí)現(xiàn)，其配置成基本上或完全包圍紅外成像設(shè)備的各種部件。金屬層可以布置在外罩的不 同內(nèi)和/或外表面上。這種實(shí)現(xiàn)方式可以用來(lái)減少各種環(huán)境條件的影響，環(huán)境條件可能不 利地影響紅外成像設(shè)備的性能。此外，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電跡線（例如，電連接件）可以建立 在殼體中和/或殼體的不同表面上以便于來(lái)自紅外成像設(shè)備的部件的信號(hào)通過(guò)，所述部件 例如紅外傳感器、讀出電路、溫度測(cè)量部件和/或其他部件?？梢蕴峁┮粋€(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記 以在制造過(guò)程中對(duì)準(zhǔn)紅外照相機(jī)模塊的各種部件。這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在本文中進(jìn)一 步描述。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施方式中，一種殼體，其適于至少包圍紅外傳感器組件，該殼體包括：非 金屬的外罩；和布置在所述外罩的大部分內(nèi)表面和/或外表面上的金屬層。
[0008] 優(yōu)選地，所述金屬層布置在所述外罩的所有的內(nèi)表面和/或外表面上，其中所述 外罩由塑料構(gòu)成。
[0009] 優(yōu)選地，所述金屬層展現(xiàn)出比所述外罩低的發(fā)射率，這減小了場(chǎng)外輻射對(duì)所述紅 外傳感器組件捕獲的圖像幀的影響，其中所述外罩展現(xiàn)出的發(fā)射率范圍為0. 8至0. 95,其 中所述金屬層展現(xiàn)出的發(fā)射率范圍為〇. 02至0. 11。
[0010] 優(yōu)選地，所述金屬層展現(xiàn)出比所述外罩高的熱導(dǎo)率，這減小了所述紅外傳感器組 件的非均勻加熱，其中所述金屬層適于衰減由所述紅外傳感器組件發(fā)出的電磁干擾并且屏 蔽所述紅外傳感器組件以免受入射在所述外罩上的電磁干擾。
[0011] 優(yōu)選地，所述金屬層包括：銅子層，其厚度范圍為4 μ m至16 μ m ;鎳子層，其厚度范 圍為2. 5μηι至10. 5μηι ;和金子層，其厚度范圍為0. 05 μ m至0. 15 μ m。
[0012] 優(yōu)選地，所述殼體包括至少一個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記，其位于所述外罩的表面上并且適合用 于將所述殼體與所述紅外傳感器組件對(duì)準(zhǔn)。
[0013] 優(yōu)選地，所述殼體包括與所述金屬層電隔離的導(dǎo)電跡線，其中所述導(dǎo)電跡線至少 部分地布置在所述外罩的表面上，其中所述導(dǎo)電跡線適于電連接到外部部件。
[0014] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電跡線包括金屬層的一部分，該金屬層的一部分與所述金屬層的 其他部分電隔尚。
[0015] 優(yōu)選地，所述殼體是模制互連器件，其中所述導(dǎo)電跡線至少部分地處于所述殼體 的至少一個(gè)壁內(nèi)。
[0016] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電跡線適合于提供從被所述殼體包圍的內(nèi)部空腔至所述殼體的外 部的電連接，并且所述導(dǎo)電跡線電連接到適合用于確定與所述殼體相關(guān)聯(lián)的溫度的溫度測(cè) 量部件。
[0017] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電跡線包括至少一個(gè)基準(zhǔn)標(biāo)記，其適合用于將所述殼體與所述紅 外傳感器組件對(duì)準(zhǔn)。
[0018] 優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)標(biāo)記包括L形的特征和/或倒角的角部中的至少一個(gè)。
[0019] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種紅外照相機(jī)裝置，其包括：如上述的殼體；安裝在所述 殼體中的透鏡鏡筒；所述紅外傳感器組件；被實(shí)現(xiàn)為快門的所述外部設(shè)備；和基座，其中所 述殼體安裝在所述基座上并且所述導(dǎo)電跡線與所述基座電接觸，其中所述導(dǎo)電跡線適合在 所述快門和所述基座之間傳遞電信號(hào)。
[0020] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種方法包括提供基本上非金屬的外罩；使外罩的大部分 內(nèi)表面和/或外表面金屬化以提供金屬層；其中外罩和金屬層構(gòu)成殼體；和其中殼體適于 至少基本上包圍紅外傳感器組件。
[0021] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種系統(tǒng)包括紅外照相機(jī)模塊，該模塊包括：適于拍攝圖像 幀的紅外傳感器組件；和至少基本上包圍紅外傳感器組件的殼體，殼體包括：基本上非金 屬的外罩，和布置在外罩的大部分內(nèi)表面和/或外表面上的金屬層。
[0022] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種裝置包括殼體，殼體包括：基本上非金屬的外罩；在外 罩的大部分內(nèi)表面和/或外表面上的金屬層；其中，殼體適于至少基本上包圍紅外傳感器 組件；和其中殼體適于與移動(dòng)個(gè)人電子設(shè)備的插座接合。
[0023] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種裝置包括被實(shí)現(xiàn)為適于至少基本上包圍紅外傳感器組 件的模制互連器件（MID)的殼體，殼體包括導(dǎo)電跡線；和安裝在殼體的內(nèi)表面上的溫度測(cè) 量部件，其電連接到導(dǎo)電跡線，并適于用來(lái)確定與殼體相關(guān)聯(lián)的溫度。
[0024] 本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求確定，其并入本節(jié)作為參考。通過(guò)考慮下面對(duì)一個(gè)或多 個(gè)實(shí)施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明實(shí)施方式的更完整的理解以及其另外優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)將被提供 給本領(lǐng)域技術(shù)人員。參考將被首先簡(jiǎn)要描述的附圖。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的配置成被實(shí)施在主機(jī)設(shè)備中的紅外成像模 塊。
[0026] 圖2示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的組裝好的紅外成像模塊。
[0027] 圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的并置在插座上面的紅外成像模塊的分解圖。
[0028] 圖4A-4D示出了光學(xué)元件的示例性實(shí)現(xiàn)方式，其可以被實(shí)現(xiàn)在根據(jù)本公開的實(shí)施 方式的紅外成像模塊中。
[0029] 圖 5A-1，5A-2, 5B-1，5B-2, 5C-1，5C-2, M-Ι，5D-2, 5E-1 和 5E-2 示出 了根據(jù)本公開 各種實(shí)施方式的用幾種形狀因數(shù)實(shí)現(xiàn)的紅外成像模塊的剖視圖。
[0030] 圖 5F-1，5F-2，5G-1，5G-2，5G-3，5H-1，5H-2，51，5J-l，5J-2，5K，5L-1，5L-2，5L-3， 5M-1，5M-2, 5N，50-1，50-2和5P示出了根據(jù)本公開各種實(shí)施方式的用幾種形狀因數(shù)實(shí)現(xiàn)的 紅外成像模塊的其他視圖。
[0031] 圖6-8示出了根據(jù)本公開各種實(shí)施方式的用幾種布局實(shí)現(xiàn)的紅外成像模塊。
[0032] 圖9A-B示出了根據(jù)本公開各種實(shí)施方式的安裝在插座中的紅外成像模塊。
[0033] 圖10A示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的被從插座移除的圖9A的紅外成像模塊。
[0034] 圖10B示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的圖9A的紅外成像模塊，其中殼體的外罩以 半透明的形式表示以顯示殼體的金屬層。
[0035] 圖10C示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的圖9A的紅外成像模塊，其中外罩和金屬層 都以半透明的形式表示以顯示被殼體包圍的幾個(gè)部件。
[0036] 圖11A-B示出了根據(jù)本公開各種實(shí)施方式的圖9A的紅外成像模塊，其中殼體被移 除。
[0037] 圖12A-D示出了根據(jù)本公開各種實(shí)施方式的圖9A的紅外成像模塊的殼體的實(shí)施 方式的幾個(gè)視圖，其具有內(nèi)部金屬層。
[0038] 圖12E示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的沿圖12B的線12E-12E截取的橫截面。
[0039] 圖13示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的具有內(nèi)部和外部金屬層的殼體。
[0040] 圖14A-G示出了根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的具有內(nèi)部金屬層和外部導(dǎo)電跡線 的殼體的幾個(gè)視圖。
[0041] 圖14H示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的沿圖14G的線14H-14H截取的橫截面。
[0042] 圖141示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的沿圖14G的線141-141截取的橫截面。
[0043] 圖15示出了用于組裝根據(jù)本公開的實(shí)施方式的紅外成像模塊的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)。
[0044] 圖16A-C示出了根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的具有基準(zhǔn)標(biāo)記的殼體的幾個(gè)視圖。
[0045] 圖17示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的快門。
[0046] 圖18示出了圖17的快門，其被定位以組裝為根據(jù)本公開的實(shí)施方式的紅外成像 模塊的一部分。
[0047] 圖19A-B示出了根據(jù)本公開的各種實(shí)施方式的紅外成像模塊的幾個(gè)視圖，其中圖 17的快門被安裝并以半透明的形式表示以示出與殼體外表面上的焊盤接合的快門的接觸 件。
[0048] 圖20示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的制造紅外成像模塊的工藝。
[0049] 本發(fā)明的實(shí)施方式及其優(yōu)點(diǎn)通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述而被最好地理解。但是應(yīng)當(dāng) 理解的是，在一個(gè)或多個(gè)圖中，同樣的附圖標(biāo)記用于標(biāo)識(shí)同樣的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的配置成被實(shí)施在主機(jī)設(shè)備102中的紅外成像 模塊100 (例如，紅外照相機(jī)或紅外成像設(shè)備）。對(duì)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，紅外成像模塊 100可以用小的形狀因數(shù)實(shí)現(xiàn)，并根據(jù)晶片級(jí)封裝技術(shù)連同本文中所討論的其他新穎的紅 外照相機(jī)封裝技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0051] 在一個(gè)實(shí)施方式中，紅外成像模塊100可以配置成實(shí)施在小的便攜式主機(jī)設(shè)備 102中，如移動(dòng)電話、平板計(jì)算設(shè)備、膝上型計(jì)算設(shè)備、掌上電腦、可見光照相機(jī)、音樂(lè)播放器 或任何其他適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。在這方面，紅外成像模塊100可以用來(lái)給主機(jī)設(shè)備102提供紅外 成像特征。例如，紅外成像模塊100可以配置成拍攝、處理和/或以其他方式管理紅外圖像 并將這種紅外圖像提供給主機(jī)設(shè)備102以便以任何所需方式使用（例如，為了進(jìn)一步的處 理而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中、顯示、由主機(jī)設(shè)備102上運(yùn)行的各種應(yīng)用程序來(lái)使用、輸出到其他設(shè) 備、或用于其它用途）。
[0052] 在各種實(shí)施方式中，紅外成像模塊100可以配置成在低電壓電平下和很寬的溫度 范圍內(nèi)操作。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，紅外成像模塊1〇〇可以利用大約2. 4伏、2. 5伏、2. 8 伏、或更低電壓的電源來(lái)操作，并且在大約-20攝氏度至大約60攝氏度的溫度范圍內(nèi)操作 (例如，提供超過(guò)大約80攝氏度的合適動(dòng)態(tài)范圍和性能）。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)在低電 壓電平下操作紅外成像模塊100,與其它類型的紅外成像設(shè)備相比，紅外成像模塊100的自 發(fā)熱量可以減小。因此，紅外成像模塊100可以在無(wú)需顯著的額外措施來(lái)補(bǔ)償這種自發(fā)熱 的情況下操作。
[0053] 如圖1中所示，主機(jī)設(shè)備102可以包括插座104、快門105、處理器195、存儲(chǔ)器196、 顯示器197和/或其他部件198。插座104可以配置成接收紅外成像模塊100,如箭頭101 所示。在這點(diǎn)上，圖2示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的組裝在插座104中的紅外成像模塊 100〇
[0054] 處理器195可被實(shí)現(xiàn)為任何適當(dāng)?shù)奶幚碓O(shè)備（例如，邏輯設(shè)備、微控制器、處理