ИЗГИБАНИЕ ДАТЧИКА ИЗОБРАЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТЯЖЕНИЯ
IMAGE SENSOR BENDING USING TENSION

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Оптические системы обычно используются во многих устройствах, таких как фотоаппараты, телескопы, бинокли, офисное оборудование и научная аппаратура, можно просто назвать несколько примеров. Оптические системы могут содержать линзы, зеркала и/или одно или более светочувствительных устройств. Характеристики оптических систем частично зависят от конструкции каждого из элементов системы, а также от общей конструкции системы, которая задает оптическое взаимодействие между элементами. Например, световой выход одной линзы может составлять входной световой поток последующей линзы или светочувствительного устройства.
[0002] Светочувствительные устройства, такие как приборы с зарядовой связью (ПЗС) или фотодиоды, имеются в различных оптических системах. ПЗС часто бывают сконфигурированы в виде матрицы, изготовленной на кремниевой подложке. Часть оптической системы, которая подает свет на матрицу ПЗС, может быть сконструирована, по меньшей мере, частично, исходя из конкретных деталей матрицы ПЗС, например, размера матрицы ПЗС, разрешения матрицы ПЗС и размещения матрицы ПЗС относительно остальной оптической системы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Данное раскрытие описывает технологии и компоновку для изгибания и придания формы датчикам изображения. В частности, датчик изображения, изготовленный на относительно хрупкой подложке, такой как кремниевая или германиевая, например, может быть изогнут, вследствие чего светочувствительная поверхность датчика изображений искривляется, с получением сферической, асферической или иной формы.
[0004] Для изгибания датчика изображения, изгибающаяся подложка может быть связана или осаждена на светочувствительную поверхность датчика изображения. Силы или крутящие моменты прикладываются к изгибающейся подложке так чтобы придать растяжение датчику изображения. Растяжение приводит к изгибанию датчика изображения с получением любой из множества искривленных форм. Приложенные силы или крутящие моменты могут быть относительно однородными или неоднородными, в зависимости от желаемой искривленной формы.
[0005] Данный раздел «Сущность изобретения» обеспечен для введения в упрощенной форме подборки концепций, которые далее будут подробно описаны ниже в разделе «Подробное описание». Данный раздел «Сущность изобретения» не предназначен ни для идентификации ключевых признаков или существенных признаков заявленного предмета изобретения, ни для использования для ограничения объема заявленного предмета изобретения. Термин «технологии», например, может относиться к изготовлению оборудования, системы (систем) управления, способа (способов), команд, считываемых на компьютере, модуля (модулей), алгоритмов или аппаратной логической схемы (например, программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), специализированные заказные интегральные схемы (ASIC), стандартные продукты, ориентированные на приложение (ASSP), системы на кристалле (SOC), сложные программируемые логические интегральные схемы (CPLDs)), которые могут быть использованы для выполнения технологии (технологий), допускаемых согласно вышеприведенному контексту и по всему документу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0006] Подробное описание изложено со ссылкой на прилагаемые Фигуры. На Фигурах, самая левая цифра номера ссылки обозначает Фигуру, на которой номер ссылки появляется впервые. Использование этих номеров ссылки на различных Фигурах указывает на сходные или идентичные объекты или признаки.
[0007] ФИГ. 1 представляет собой вид сверху кристалла датчика изображений согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0008] ФИГ. 2 представляет собой вид сбоку кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0009] ФИГ. 3 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки, подвергаемой воздействию приложенных сил и крутящих моментов согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0010] ФИГ. 4 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки, помещаемого на заднюю подложку согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0011] ФИГ. 5 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла датчика изображений, изгибающейся подложки и задней подложки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0012] ФИГ. 6 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла датчика изображений и задней подложки, после удаления изгибающейся подложки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0013] ФИГ. 7 представляет собой вид сбоку кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки, помещенной на кристалл датчика изображений путем осаждения согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0014] ФИГ. 8 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки, подвергаемой воздействию приложенных сил и крутящих моментов согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0015] ФИГ. 9 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла датчика изображений и задней подложки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0016] ФИГ. 10 представляет собой поперечное сечение оптической системы, которая включает в себя искривленный кристалл датчика изображений, изгибающуюся подложку и заднюю подложку согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0017] ФИГ. 11 представляет собой поперечное сечение оптической системы, которая включает в себя искривленный кристалл датчика изображений и заднюю подложку согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0018] ФИГ. 12 представляет собой вид сбоку кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки, которая включает в себя различные прорези и канавки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0019] ФИГ. 13 представляет собой вид сверху изгибающейся подложки, которая включает в себя последовательность прорезей и/или канавок, которые распределены концентрически вокруг центральной области изгибающейся подложки согласно множеству примерных вариантов осуществления
[0020] ФИГ. 14 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки, которая включает в себя различные прорези и канавки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0021] ФИГ. 15 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий нейтральную ось, кристалл датчика изображений и изгибающуюся подложку согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0022] ФИГ. 16 представляет собой поперечное сечение, которое иллюстрирует кривизну искривленного кристалла датчика изображений и задней подложки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0023] ФИГ. 17 и 18 представляют собой поперечные сечения светочувствительных поверхностей искривленных кристаллов датчиков изображений согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0024] ФИГ. 19 представляет собой вид сверху кристалла датчика изображений и изгибающейся подложки согласно различным примерным вариантам осуществления.
[0025] ФИГ. 20 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую примерные процессы для изгибания кристалла датчика изображений согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
ОБЗОР
[0026] Как правило, оптические системы могут содержать линзы, зеркала и/или одно или более светочувствительных приборов, таких как приборы с зарядовой связью (ПЗС) или другие устройства, которые могут преобразовывать световую энергию в электрические сигналы. Многие ПЗС могут быть сконфигурированы в виде матрицы (например, пиксельной матрицы), изготовленной на подложке, которая может представлять собой, например, кремний, германий или другой полупроводниковый материал. Светочувствительное устройство, такое как матрица ПЗС или иной светочувствительный объект, с любым количеством конфигураций, изготовленное на подложке, называется здесь «кристаллом датчика изображений». Однако, следует отметить, что это название может относиться к светочувствительному датчику, который должен быть сконфигурирован для восприятия изображения, а не любого сигнала излучения (видимого или нет).
[0027] Кристалл датчика изображений может быть изогнут таким образом, чтобы светочувствительная поверхность кристалла датчика изображений имела искривленную форму, что может придать множество преимуществ конструкции оптической системы, по сравнению с кристаллом датчика изображений с плоской поверхностью. В частности, оптические системы, содержащие линзы и/или зеркала, имеют меньше конструкционных ограничений, когда оптические системы включают в себя искривленный кристалл датчика изображений, по сравнению с кристаллом датчика изображений с плоской поверхностью. Например, кристалл датчика изображений, обладающий сферической или асферической поверхностью, может привести к высокопроизводительной оптической системе, которая дает относительно однородную интенсивность света и отклик пространственной частоты через поверхность кристалла датчика изображений.
[0028] В различных вариантах осуществления кристалл датчика изображений может быть изогнут в ходе процесса, которая включает в себя наклеивание или осаждение «изгибающейся подложки» на светочувствительную поверхность кристалла датчика изображений. Силы или крутящие моменты прикладывают к изгибающейся подложке, для приложения поперечных усилий к кристаллу датчика изображений. Это приводит к относительно однородному растяжению по поверхности кристалла. Такая однородность позволяет избежать нежелательного растрескивания или коробления относительно хрупкого кристалла датчика изображений. Растяжение приводит к изгибанию кристалла датчика изображений, с образованием искривленной формы. В некоторых вариантах осуществления может быть избирательно введено неоднородное растяжение, без нежелательного растрескивания или коробления.
[0029] В дополнение, изгибающаяся подложка может деформировать или изгибать кристалл датчика изображений за счет растяжения. Поскольку кристалл датчика изображений может иметь более низкий темновой ток, находясь под действием растяжения, по сравнению с нахождением в сжатом состоянии, изгибание кристалла датчика изображений, с использованием растяжения может быть выгодным. Следовательно, изгибающаяся подложка может быть сконструирована таким образом, чтобы значительная часть поверхности кристалла датчика изображений находилась под действием растяжения, при его изгибании или деформировании, с получением желаемой формы. Такая конструкция может быть основана, по меньшей мере, частично, на жесткости и/или толщине изгибающейся подложки, для помещения кристалла датчика изображений на сторону растяжения относительно нейтральной оси изгиба.
[0030] В различных вариантах осуществления, искривленный кристалл датчика изображений припаян к задней подложке, что способствует поддержанию искривленной формы кристалла датчика изображений. Вслед за припаиванием кристалла датчика изображений к задней подложке, изгибающаяся подложка может быть удалена (например, для обнажения светочувствительной поверхности кристалла датчика изображений).
[0031] В различных вариантах осуществления, комбинация искривленного кристалла датчика изображений, припаянного к изгибающейся подложке, может содержать автономное оптическое устройство, которое может быть впоследствии встроено в оптические системы. В некоторых реализациях, такая комбинация может включать в себя заднюю подложку, прикрепленную к обратной стороне (например, стороне, противоположной светочувствительной поверхности) кристалла датчика изображений. Например, изготовитель может изготавливать оптическое устройство, содержащее комбинацию искривленного кристалла датчика изображений, припаянного к изгибающейся подложке (а в некоторых случаях, к задней подложке). Изготовитель может поставлять такое оптическое устройство другому изготовителю, который производит оптические системы. Оптическое устройство может быть встроено в такие оптические системы. В некоторых реализациях, изготовитель, производящий оптические системы, может удалять изгибающуюся подложку, которая может действовать для защиты светочувствительной поверхности от повреждения в ходе хранения или перевозки, с кристалла датчика изображений.
[0032] В различных вариантах осуществления, комбинация искривленного кристалла датчика изображений, припаянного к задней подложке, может содержать автономное оптическое устройство, которое может быть впоследствии встроено в оптические системы. Например, изготовитель может изготавливать оптическое устройство, содержащее комбинацию искривленного кристалла датчика изображений, припаянного к задней подложке. Изготовитель может поставлять такое оптическое устройство другому изготовителю, который производит оптические системы. Оптическое устройство может быть встроено в такие оптические системы.
[0033] Различные примерные варианты осуществления далее будут описаны со ссылкой на ФИГ. 1-20.
ПРИМЕРНОЕ ОКРУЖЕНИЕ
[0034] ФИГ. 1 представляет собой вид сверху кристалла 100 датчика изображений согласно различным вариантам осуществления. Кристалл 100 датчика изображений включает в себя полупроводниковую подложку 102, на которой сконструирована светочувствительная часть 104. Светочувствительная часть 104, которая может представлять собой матрицу ПЗС, включает в себя множество светочувствительных элементов 106. Каждый такой светочувствительный элемент 106 может соответствовать, например, пикселю изображения, полученного, частично, светочувствительной частью 104. Светочувствительная часть 104 может называться «активной областью», которая способна преобразовывать световую энергию в электрическую энергию или в электрические сигналы. Пока не указано иное, термин «свет» относится к электромагнитной энергии в любой части спектра. Таким образом, например, свет или световая энергия охватывает видимые, инфракрасные (ИК), ближние инфракрасные (БИК) и ультрафиолетовые (УФ) части электромагнитного спектра.
[0035] Неактивная область 108, по меньшей мере, частично окружает светочувствительную часть 104. Неактивная область 108, - карман светочувствительных элементов, может включать в себя различные элементы цепи, проводящие дорожки, и т.д., для эксплуатации светочувствительной части 104. Например, если светочувствительная часть 104 представляет собой матрицу ПЗС, неактивная область 108 может включать в себя схему для регулирования рядов и колонок элементов ПЗС. Каждая из светочувствительной части 104 и неактивной области 108 может занимать любую часть поверхности кристалла 100 датчика изображений. Светочувствительная часть 104 может представлять собой квадрат или прямоугольник, обладающий любым отношением сторон (например, ширины к высоте).
[0036] Полупроводниковая подложка 102 может содержать любое количество элементов, включая сочетания таких элементов, любой из которых может включать в себя добавленные примеси (например, легирующие примеси). Например, полупроводниковая подложка 102 может представлять собой кремний или германий. В некоторых примерах, толщина кристалла 100 датчика изображений может находиться в диапазоне от примерно 5-10 микрон до примерно миллиметра.
[0037] Кристалл 100 датчика изображений может быть встроен в оптическую систему, которая особым образом подает свет на кристалл 100 датчика изображений. Например, в некоторых реализациях, система линз может быть сконфигурирована таким образом, чтобы она имела фокальную плоскость, которая совпадает с местоположением кристалла 100 датчика изображений. В конкретной реализации, система линз может быть сконфигурирована таким образом, чтобы она имела фокальную поверхность, которая совпадает с искривленной поверхностью искривленной версии кристалла 100 датчика изображений. В других реализациях, система линз может быть сконфигурирована таким образом, чтобы она имела фокусное расстояние, которое совпадает с фокусным расстоянием кристалла 100 датчика изображений. Оптические элементы (например, линзы и/или зеркала) оптической системы могут, по меньшей мере, частично определять местоположение фокальной плоскости и фокусное расстояние. В частности, часть оптической системы, которая подает свет на светочувствительную часть 104, может быть сконструирована, по меньшей мере, частично, на основе конкретных деталей светочувствительной части 104, таких как размер светочувствительной части 104, разрешение светочувствительной части 104 и позиционирование светочувствительной части 104 по отношению к остальной оптической системе. Быстродействие оптических систем зависит от конструкции каждого из оптических элементов оптической системы, а также общей конструкции оптической системы, которая задает оптическое взаимодействие между оптическими элементами. Например, световой выход одной линзы может представлять собой входной световой сигнал последующей линзы. Как правило, качество оптических элементов и их расположение друг по отношению к другу улучшается (например, плотность светочувствительных элементов 106, таких как элементы ПЗС, которые соответствуют пикселям) с ростом разрешения. Например, такое качество может быть получено, по меньшей мере, частично, исходя из параметров отдельных оптических элементов, включающих в себя, но не ограниченных, структурные и оптическое искажения, оптическую передачу или отражение, однородность света, позиционирование, и т.д.
[0038] ФИГ. 2-6 иллюстрируют различные части примерного процесса изгибания или придания формы кристаллу датчика изображений, такому как кристалл 100 датчика изображений согласно некоторым вариантам осуществления. Такой процесс может быть выполнен любым субъектом, вручную (например, человеком), автоматически (например, машиной), либо в сочетании их обоих. Такой субъект, которым может быть, например, изготовитель, сборщик, производитель или конструктор, здесь называется «изготовителем».
[0039] ФИГ. 2 представляет собой вид сбоку кристалла 200 датчика изображений и изгибающейся подложки 202 согласно различным вариантам осуществления. Кристалл 200 датчика изображений включает в себя светочувствительную часть 204, которая может быть той же или сходной со светочувствительной частью 104, проиллюстрированной, например, на ФИГ. 1. В некоторых реализациях, изгибающаяся подложка 202 припаяна или ламинирована к первой поверхности 206 кристалла 200 датчика изображений. Изготовитель может использовать адгезив 208 для выполнения такого припаивания или ламинирования. Однако, в некоторых реализациях адгезив не нужно использовать. В различных реализациях, части первой поверхности 206 не требуется припаивать или приклеивать к изгибающейся подложке 202. Например, конкретные области первой поверхности 206 могут быть припаяны или приклеены к изгибающейся подложке 202, тогда как другие конкретные области первой поверхности 206 могут либо i) включают в себя карман (не показан) между изгибающейся подложкой 202 и первой поверхностью 206, либо ii) не иметь адгезива 208 между изгибающейся подложкой 202 и первой поверхностью 206. Изготовитель может, по меньшей мере, частично контролировать передачу растяжения (и, таким образом, придание формы) от изгибающейся подложки 202 к кристаллу 200 датчика изображений путем задействования конкретных областей первой поверхности 206, которые, например, имеют пустоту, либо у них отсутствует адгезив.
[0040] Первая поверхность 206включает в себя светочувствительную часть 204, которая представляет собой светочувствительную часть кристалла 200 датчика изображений. Первая поверхность 206 может также включать в себя неактивную 210 область, которая может быть той же или сходной с неактивной 108 областью, проиллюстрированной, например, на ФИГ. 1. Стрелка 212 обозначает направление падающего света, который кристалл 200 датчика изображений сконфигурирован принимать.
[0041] Кромка 214 кристалла 200 датчика изображений может быть выровнена или может быть не выровнена с кромкой 216 изгибающейся подложки 202. В некоторых реализациях, как проиллюстрировано на ФИГ. 2, изгибающаяся подложка 202 может простираться за кромку 214 кристалла 200 датчика изображений. В других реализациях, кристалл 200 датчика изображений может простираться за кромку 216 изгибающейся подложки 202.
[0042] Изгибающаяся подложка 202 может содержать любой из множества материалов, - такой как, например, пластмассу, полимеры, другие органические соединения, их сочетания, и т.п. В некоторых примерах толщина изгибающейся подложки 202 может быть, по меньшей мере, в несколько раз больше, чем толщина кристалла 200 датчика изображений. Для конкретного примера, кристалл 200 датчика изображений может иметь толщину примерно 5-10 микрон, а изгибающаяся подложка 202 может иметь толщину примерно 50-100 микрон. Толщина кристалла 200 датчика изображений может быть намного больше, чем 10 микрон, а изгибающаяся подложка 202 может быть, по меньшей мере, в несколько раз больше, чем кристалл 200 датчика изображений. В некоторых реализациях, различные части изгибающейся подложки 202 могут обладать различными толщинами. Выбор материала для изгибающейся подложки 202 может быть осуществлен, по меньшей мере, частично, исходя из жесткости материала, по сравнению с жесткостью кристалла 200 датчика изображений. Жесткость кристалла 200 датчика изображений может зависеть, по меньшей мере, частично, от материала подложки кристалла 200 датчика изображений, который может представлять собой кремний или германий, и толщины кристалла 200 датчика изображений. Жесткость изгибающейся подложки 202 может зависеть, по меньшей мере, частично, от материала и толщины, используемой для изгибающейся подложки 202. В некоторых реализациях, материал и толщина, используемая для изгибающейся подложки 202, может быть различной для различных частей изгибающейся подложки 202. Следовательно, жесткость изгибающейся подложки 202 может разниться для различных частей кристалла 200 датчика изображений. Например, часть изгибающейся подложки 202, которая расположена поверх центральной области кристалла 200 датчика изображений, может быть относительно жесткой, по сравнению с частями изгибающейся подложки 202, которые расположены поверх областей кромок кристалла 200 датчика изображений.
[0043] Выбор материала для изгибающейся подложки 202 может быть осуществлен, по меньшей мере, частично, исходя из термических свойств материала. Например, выбранный материал может быть нанесен на кристалл 200 датчика изображений при температурах, значительно ниже тех, при которых может возникнуть ущерб для кристалла 200 датчика изображений. Избыточные температуры могут повредить светочувствительную часть 204, полупроводниковую подложку и/или неактивную область кристалла 200 датчика изображений. Например, в случае кремниевых кристаллов датчиков изображения, температуры ниже примерно 200 градусов Цельсия могут быть безопасными и не повреждать кристалл 200 датчика изображений. Аналогично, такие соображения по температурам могут быть применены для способа для удаления материала, используемого для изгибающейся подложки 202, с кристалла 200 датчика изображений.
[0044] В дополнение к соображениям относительно температур, выбор материала для изгибающейся подложки 202 может быть осуществлен, по меньшей мере, частично, исходя из возможности нанесения материала на кристалл 200 датчика изображений, а впоследствии, - удаления материала с кристалла 200 датчика изображений. Например, материал может быть выбран так, чтобы его можно было относительно легко ламинировать, или приклеивать материал к кристаллу 200 датчика изображений, и чтобы его можно было легко снимать с кристалла 200 датчика изображений, не оставляя никакого остаточного материала, и/или не изменяя никаких физических характеристик светочувствительной части 204.
[0045] ФИГ. 3 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла 300 датчика изображений и изгибающейся подложки 302, подвергнутой воздействию различных приложенных сил и крутящих моментов, согласно некоторым вариантам осуществления. В некоторых примерах, искривленный кристалл 300 датчика изображений и изгибающаяся подложка 302 могут быть теми же или аналогичными, соответственно, кристаллу 200 датчика изображений и изгибающейся подложке 202 до изгибания, проиллюстрированными на ФИГ. 3. Например, изготовитель может прикладывать силы 304 и/или крутящие моменты 306 к изгибающейся подложке 202, для придания ей растяжения, что приводит к дeформированию кристалла 100 датчика изображений, для получения искривленного кристалла 300 датчика изображений. Такие силы и/или крутящие моменты, приложенные к изгибающейся подложке и/или к кристаллу датчика изображений, могут вызвать противодействующие силы, которые могут возникать в точках контакта, где структура (не показана) опирается или удерживается изгибающейся подложкой и кристаллом датчика изображений. Например, сила, придавливающая объект к столу, будет вызывать противодействующую силу стола, выдавливающую объект вверх. Для ясности, на Фигурах, противодействующие силы здесь не проиллюстрированы.
[0046] Искривленный кристалл 300 датчика изображений включает в себя искривленную светочувствительную часть 308, расположенную на искривленную первую поверхность 310. Адгезив 312, который может быть тем же или аналогичным адгезиву 208, может соединять друг с другом искривленный кристалл 300 датчика изображений и изгибающуюся подложку 302.
[0047] Изготовитель может прикладывать любую из множества типов сил к изгибающейся подложке 302, для изгибания кристалла 300 датчика изображений. Например, сжатая текучая среда или газ 314, прилегающий к изгибающейся подложке 302, может воздействовать с силами 304 на изгибающуюся подложку 302. В некоторых реализациях, сжатая текучая среда или газ 314, обозначенные стрелками на ФИГ. 3, могут представлять собой имеющуюся в них текучую среду или газ (например, содержащуюся в гибкой надувной камере или в механическом приводе), прилегающий, по меньшей мере, к части поверхности 316 изгибающейся подложки 302. Сжатая текучая среда или газ 314 могут воздействовать с различными силами 304 в различных местоположениях на поверхность 316. В некоторых случаях, механический контакт с твердым объектом (не показан), обладающим любым количеством форм, может заменить контакт со сжатой текучей средой или газом 314 и привести к воздействию сил 304.
[0048] В другой реализации, изготовитель может прикладывать одно или более механических устройств 318, одно из которых схематически обозначено на ФИГ. 3, к частям изгибающейся подложки 302, для придания крутящего момента (например, вращательного усилия) на изгибающейся подложке 302. Например, изготовитель может прикладывать механические устройства 318 к частям изгибающейся подложки 302 вблизи кромок 320. В некоторых случаях, механические устройства 318 могут придавать крутящий момент вблизи кромок изгибающейся подложки 302, тогда как сжатая текучая среда или газ 314 производит силы вблизи центральной области изгибающейся подложки 302. Такая комбинация крутящего момента и линейных сил (например, генерируемой сжатой текучей средой или газом 314) может быть приложена в любом пропорциональном соотношении друг относительно друга. Например, сила, воздействующая на изгибающуюся подложку 302 со стороны сжатой текучей среды или газа 314, может быть вдвое больше, чем сила, воздействующая со стороны механических устройств 318. Такое соотношение, и неважно обе, или только что-то одно из линейных сил или крутящих моментов приложено одновременно, может зависеть, по меньшей мере, частично, от физических характеристик (например, жесткости, толщины, и т.д.) кристалла 300 датчика изображений (до его искривления) и желаемой формы искривленного кристалла 300 датчика изображений. В некоторых реализациях, изготовитель может прикладывать механические устройства 318 к кромкам 322 кристалла датчика изображений 302, в дополнение или вместо прикладывания механических устройств 318 к кромкам 320 изгибающейся подложки 302.
[0049] Комбинация искривленного кристалла 300 датчика изображений и изгибающейся подложки 302 здесь и далее называют сборкой 324. В некоторых реализациях, сборка 324 может быть приведена в контакт с жестким объектом, таким как задняя подложка. Таким образом, форма сборки 324 может оставаться неизменной после прекращения воздействия сил и/или крутящих моментов к изгибающейся подложке 302.
[0050] ФИГ. 4 представляет собой вид сбоку сборки 324, которая включает в себя искривленный кристалл 300 датчика изображений и изгибающуюся подложку 302, помещаемые на заднюю подложку 400 согласно различным вариантам осуществления. В частности, изготовитель может соединить искривленную вторую поверхность 402 искривленного кристалла 300 датчика изображений, противоположную искривленной первой поверхности 310, проиллюстрированной на ФИГ. 3, с формованной поверхностью 404 задней подложки 400, так, чтобы, по меньшей мере, часть искривленной второй поверхности 402 находилась в контакте с формованной поверхностью 404. Стрелка 406 обозначает процесс приведения искривленной второй поверхности 402 и формованной поверхности 404 в контакт друг с другом. В некоторых реализациях, физическое устройство, такое как прижимной или удерживающий механизм (не показан) может переносить искривленный кристалл 300 датчика изображений, за счет удерживания искривленного кристалла датчика изображений кромкой 408 изгибающейся подложки 302.
[0051] Задняя подложка 400 включает в себя нижнюю 410 поверхность, противоположную формованной поверхности 404. На виде сверху задняя подложка 400 может иметь квадратную, прямоугольную, круглую или любой другую форму. Хотя искривленный кристалл 300 датчика изображений и задняя подложка 400 проиллюстрированы на ФИГ. 4 как обладающие одинаковым размером, их размеры могут различаться. Например, задняя подложка 400 может быть больше, чем искривленный кристалл 300 датчика изображений. Формованная поверхность 404 может иметь форму, которая соответствует желаемой форме искривленного кристалла 300 датчика изображений. Формованная поверхность 404 может быть сферической, параболической, асферической или иметь сложную форму, содержащую одну или более точек перегиба, - можно привести несколько примеров.
[0052] Задняя подложка 400 может содержать любой из множества материалов, которые являются достаточно жесткими, чтобы противостоять тенденции, при которой сборка 324 может выпрямляться из искривленной формы. Такие материалы могут, например, содержать металл, полупроводниковый материал, пластмассу, стекло, керамику, и т.д. Комбинацию сборки 324 и задней подложки 400 здесь и далее называют сборкой 412.
[0053] Нижняя 410 поверхность и/или стороны задней подложки 400 могут включать в себя отверстия и/или выступы 414, например, для монтажа сборки 412 в оптической системе. Следовательно, сборка 412 может представлять собой автономное оптическое устройство, которое может быть встроено в оптическую систему. Адгезив 416 может быть помещен на формованную поверхность 404или на искривленную вторую поверхность 402, для соединения друг с другом формованной поверхности 404и искривленной второй 402 поверхности.
[0054] ФИГ. 5 представляет собой вид сбоку сборки 412, которая включает в себя искривленный кристалл 300 датчика изображений, изгибающуюся подложку 302 и заднюю подложку 400 согласно различным вариантам осуществления. В некоторых реализациях форма искривленной второй 402 поверхности и формованной поверхности 404 может не походить друг на друга. Например, когда силы и/или крутящие моменты (например, как изображено на ФИГ. 3) больше не приложены к изгибающейся подложке 302 для придания формы кристаллу 300 датчика изображений, с получением искривленный форма, изгибающаяся подложка и искривленный кристалл 300 датчика изображений могут стремиться к выпрямлению (например, за счет упругости). В некоторых случаях, силы и/или крутящие моменты могут быть приложены для придания иной формы искривленному кристаллу 300 датчика изображений, для компенсации такой тенденции. В других случаях, такое выпрямление может привести образованию второй 402 искривленной поверхности, обладающей кривизной или формой, отличной от формованной поверхности 404.
Такое различие может привести к образованию зазора или пустоты 500 между любой частью искривленной второй 402 поверхности и формованной поверхностью 404 . Такой зазор или пустота не может неблагоприятно повлиять на оптические характеристики искривленного кристалла 300 датчика изображений, поскольку зазор или пустота находится на стороне кристалла 300 датчика изображений, противоположной искривленной светочувствительной части 308 (ФИГ. 3). В некоторых случаях, адгезив 416 может заполнять зазор или пустоту 500, вследствие чего сборка 412 становится жесткой и сплошной. Однако, такой зазор или пустота может указывать на то, что форма искривленного кристалла 300 датчика изображений не является точно желаемой формой. Следовательно, изготовитель может приложить одну или более сил к сборке 324 и задней подложке 400, для получения совпадения формы искривленного кристалла 300 датчика изображений и формы формованной поверхности 404. Иными словами, изготовитель может сжать друг с другом сборку 324 и заднюю подложку 400 так, чтобы искривленный кристалл 300 датчика изображений деформировался до формы формованной поверхности 404. В то же время, любой избыточный адгезив 416 может быть выдавлен из зазора между сборкой 324 и задней подложкой 400.
[0055] ФИГ. 6 представляет собой вид сбоку искривленного кристалла 300 датчика изображений и задней подложки 400 после удаления изгибающейся подложки 302 согласно различным вариантам осуществления. Такой удаление обнажает светочувствительную часть 308, вследствие чего светочувствительная часть 308 может принимать свет, который может быть обеспечен оптической системой, в которую встроен кристалл 300 датчика изображений. Комбинация кристалла 300 датчика изображений и задней подложки 400 называется модулем 600 формованного светочувствительного датчика. Модуль 600 формованного светочувствительного датчика может быть встроен в виде оптического элемента в оптическую систему и может быть вмонтирован в оптическую систему, с использованием отверстий и/или выступов 414. В частности, изготовитель может сконструировать модуль 600 формованного светочувствительного датчика и предоставить модуль 600 формованного светочувствительного датчика сборщику (который может представлять собой то же или другое предприятие, нежели изготовитель). Сборщик может использовать модуль 600 формованного светочувствительного датчика в качестве датчика изображений, который может быть встроен в оптическую систему.
[0056] ФИГ. 7 представляет собой вид сбоку конфигурации 700, которая включает в себя кристалл 702 датчика изображений и изгибающуюся подложку 704, установленную на кристалл датчика изображений путем осаждения согласно различным вариантам осуществления. Кристалл 702 датчика изображений включает в себя светочувствительную часть 706, которая может быть такой же или аналогичной светочувствительной части 104, например, проиллюстрированная на ФИГ. 1. Изгибающуюся подложка 704 осаждают на первую поверхность 708 кристалла 702 датчика изображения. Изготовитель может использовать любую из множества технологий осаждения, для установки изгибающейся подложки на кристалл 702 датчика изображений. Некоторые примеры технологий осаждения составляют получение покрытия методом центрифугирования, осаждение из паровой фазы, распыление, и т.д. В различных реализациях, части первой поверхности 708 не должны находиться в контакте с изгибающейся подложкой 704. Например, изгибающуюся подложку 704 можно осаждать непосредственно на конкретные области первой поверхности 708, тогда как другие конкретные области первой поверхности 708 могут включать в себя не контактную область (не показана) между изгибающейся подложкой 704 и первая поверхность 708. Такая не контактная область может представлять собой область, в которой отсутствует адгезив или связующее вещество, которое присутствует между первой поверхностью 708 и изгибающейся подложкой 704. Таким образом, такие не контактные области не могут передавать поперечные усилия или напряжения от изгибающейся подложки 704 к первой поверхности 708.
[0057] Первая поверхность 708 включает в себя светочувствительную часть 706, которая представляет собой светочувствительную часть кристалла 702 датчика изображения. Первая поверхность 708 может также включать в себя неактивную область 710, которая может быть такой же или аналогичной неактивной области 108, проиллюстрированной, например, на ФИГ. 1. Стрелка 712 обозначает направление падающего света, для приема которого сконфигурирован кристалл 702 датчика изображений.
[0058] Кромка 714 кристалла 702 датчика изображения может быть выровнена или не выровнена с кромкой 716 изгибающейся подложки 704. В некоторых реализациях, кристалл 702 датчика изображений может простираться за кромку 716 изгибающейся подложки 704.
[0059] Изгибающаяся подложка 704 может содержать любой из множества материалов, такой как, например, пластмасса, полимеры, другие органические соединения, их сочетания, и т.п. Изготовитель может выбирать материалы для изгибающейся подложки 704, при рассмотрении множества признаков материалов, таких как простата осаждения, прочность адгезива, достаточную для передачи напряжений и поперечных усилий через границу раздела между изгибающейся подложкой 704 и кристаллом 702 датчика изображений, а также химическая и термическая стабильность.
[0060] В частности, выбор материала для изгибающейся подложки 704 может быть осуществлен, по меньшей мере, частично, исходя из термических свойств материала. Например, выбранный материал может быть нанесен на кристалл 702 датчика изображений при температурах, существенно более низких, чем температура, при которой может возникнуть ущерб для кристалла 702 датчика изображений. Избыточные температуры могут повредить светочувствительную часть 706, полупроводниковую подложку и/или неактивную область кристалла 710 датчика изображений. Например, в случае кремния, температуры ниже примерно 200 градусов Цельсия могут быть безопасными и не приводить к повреждению кристалла 702 датчика изображений. Аналогично, такие соображения относительно температур применимы для процесса удаления материала, используемого для изгибающейся подложки 704, с кристалла 702 датчика изображения.
[0061] В дополнение к соображениям относительно температур, выбор материала для изгибающейся подложки 704 может быть осуществлен, по меньшей мере, частично, исходя из возможности нанесения материала на кристалл 702 датчика изображений, с последующим удалением материала с кристалла 702 датчика изображения. Например, материал может быть выбран таким образом, чтобы его можно было относительно легко осаждать на кристалл 702 датчика изображений, и чтобы он снимался, испарялся или отслаивался с кристалла 702 датчика изображения, не оставляя никакого остаточного материала и не изменяя никаких физических характеристик светочувствительной части 708. Например, изготовитель может использовать процесс термического отслаивания, для удаления изгибающейся подложки 704 с кристалла 702 датчика изображения. В некоторых реализациях такой процесс может быть выполнен в трубчатой печи с продувкой жидким азотом.
[0062] В некоторых примерах толщина изгибающейся подложки 704 может быть, по меньшей мере, в несколько раз больше, чем толщина кристалла 702 датчика изображения. Для конкретного примера, кристалл 702 датчика изображений может иметь толщину примерно 5-10 микрон, а изгибающаяся подложка 704 может иметь толщину примерно 50-100 микрон. Толщина кристалла 702 датчика изображения может быть намного больше, чем 10 микрон, а изгибающаяся подложка 704 может быть, по меньшей мере, в несколько раз больше, чем кристалл 702 датчика изображений, который может иметь толщину до одного или более миллиметров. В некоторых реализациях различные части изгибающейся подложки 704 могут обладать различными толщинами. Выбор материала для изгибающейся подложки 704 может быть осуществлен, по меньшей мере, частично, исходя из жесткости материала по сравнению с жесткостью кристалла 702 датчика изображения. Жесткость кристалла 702 датчика изображения может зависеть, по меньшей мере, частично, от материала подложки кристалла 702 датчика изображения, который может представлять собой кремний или германий, и от толщины. Жесткость изгибающейся подложки 704 может зависеть, по меньшей мере, частично, от материала и толщины, используемой для изгибающейся подложки 704. В некоторых реализациях, материал и толщина, используемая для изгибающейся подложки 704, может быть различной для различных частей изгибающейся подложки 704. Следовательно, жесткость изгибающейся подложки 704 может разниться для различных частей кристалла 702 датчика изображения. Например, часть изгибающейся подложки 704, которая расположены поверх центральной области кристалла 702 датчика изображения, может быть относительно жесткой, по сравнению с частями изгибающейся подложки 704, которые расположены поверх областей кромок кристалла 702 датчика изображения.
[0063] ФИГ. 8 представляет собой вид сбоку конфигурации 800, которая включает в себя искривленный кристалл 802 датчика изображений и изгибающуюся подложку 804, подвергаемую воздействиям различных приложенных сил и крутящих моментов согласно некоторым вариантам осуществления. В некоторых примерах, искривленный кристалл 802 датчика изображений и изгибающаяся подложка 804 могут быть теми же или аналогичными, соответственно, кристаллу 702 датчика изображений и изгибающейся подложке 704, перед изгибанием, проиллюстрированным на ФИГ. 8. Например, изготовитель может прикладывать силы 806 и/или крутящие моменты 808 к изгибающейся подложке 804, что приводит к искривленному кристаллу 802 датчика изображений. Искривленный кристалл 802 датчика изображений включает в себя искривленную светочувствительную часть 810, расположенную на искривленной первой поверхности 812.
[0064] Изготовитель может прикладывать любой из множества типов сил к изгибающейся подложке 804, для изгибания кристалла 802 датчика изображений. Например, сжатая текучая среда или газ, прилегающий к изгибающейся подложке 804, может воздействовать с силами 806 на изгибающуюся подложку 804. В некоторых реализациях, сжатая текучая среда или газ 814, обозначенные стрелками на ФИГ. 8, может содержать имеющуюся сжатую текучую среду или газ, прижимающийся, по меньшей мере, к части поверхности 816 изгибающейся подложки 804. Различные части имеющейся сжатой текучей среды или газа 814 могут воздействовать на поверхность 816 с силами 806, которые разнятся по местоположению на поверхности 816. В некоторых случаях, механический контакт, осуществляемый твердым объектом (не показан), обладающим любой из множества форм, может заменить сжатую текучую среду или газ 814 и воздействовать с силами 806.
[0065] В другой реализации, изготовитель может прикладывать одно или более механических устройств 818, одно из которых схематически обозначено на ФИГ. 8, к частям изгибающейся подложки 804, для придания крутящего момента (например, вращательного усилия) изгибающейся подложке 804. Изготовитель, например, может прикладывать механические устройства 818 к частям изгибающейся подложки 804 вблизи кромок 820. В некоторых случаях, механические устройства 818 могут придавать крутящий момент изгибающейся подложке 804 вблизи кромок, тогда как сжатая текучая среда или газ 814 порождает силы вблизи центральной области изгибающейся подложки 804. Такая комбинация крутящего момента и линейных сил (например, производимых сжатой текучей средой или газом 814) может быть применена в любом пропорциональном соотношении друг к другу. Например, сила, воздействующая на изгибающуюся подложку 804 со стороны сжатой текучей среды или газа 814, может быть в два раза больше силы, с которой воздействуют механические устройства 818. Такие соотношения, и неважно, приложены ли одновременно то и другое, либо только что-либо одно из линейных сил или крутящих моментов, могут зависеть, по меньшей мере, частично, от физических характеристик (например, жесткости, толщина, и т.д.) кристалла 802 датчика изображений (до его искривления) и желаемой формы искривленного кристалла 802 датчика изображений. В некоторых реализациях, изготовитель может прикладывать механические устройства 818 к кромкам 822 кристалла 802 датчика изображений, в дополнение или вместо приложения механических устройств 818 к кромкам 820 изгибающейся подложки 804. Искривленная вторая поверхность 824 искривленного кристалла 802 датчика изображений, противоположная искривленной первой поверхности 812, может быть приведена в контакт с жестким объектом, таким как задняя подложка. Таким образом, форма конфигурации 800 может оставаться неизменной после прекращения приложения сил и/или крутящих моментов к изгибающейся подложке 804.
[0066] ФИГ. 9 представляет собой вид сбоку сборки 900, которая включает в себя искривленный кристалл 802 датчика изображений и заднюю подложку 902 согласно различным вариантам осуществления. В частности, изготовитель может соединять искривленную вторую поверхность 824 искривленного кристалла 802 датчика изображений с формованной поверхностью 904 задней подложки 902, так, чтобы, по меньшей мере, часть искривленной второй поверхности 824 находилась в контакте с формованной поверхностью 904. В некоторых реализациях, такое физическое устройство, как прижимной или удерживающий механизм (не показан), может переносить искривленный кристалл 802 датчика изображений за счет удерживания искривленного кристалла датчика изображений кромкой 820 изгибающейся подложки 804.
[0067] В некоторых реализациях, изготовитель может удалять изгибающуюся подложку 804 с искривленного кристалла 802 датчика изображений после соединения искривленного кристалла 802 датчика изображений с задней подложкой 902. Изгибающаяся подложка 804 может быть удалена с помощью любой из множества технологий, которые не повреждают светочувствительную часть 810. Например, изгибающаяся подложка 804 может содержать материал, который улетучивается, испаряется или распадается при достаточном нагреве. В других примерах, изгибающаяся подложка 804 может содержать материал, который может быть подвергнут химическому травлению или растворению.
[0068] Удаление изгибающейся подложки 804 обнажает светочувствительную часть 810, вследствие чего светочувствительная часть 810 может принимать свет, который может быть обеспечен оптической системой, в которую встроен искривленный кристалл 802 датчика изображений. Сборка 900 может быть встроена в виде оптического элемента в оптическую систему и может быть смонтирована в оптической системе, с использованием отверстий и/или выступов 906, которые могут быть расположены на сторонах или на нижней поверхности 908 задней подложки 902. Нижняя поверхность 908 противоположная формованной поверхности 904. В частности, изготовитель может сконструировать сборку 900 и поставить сборку 900 сборщику (который может представлять собой то же предприятие, что и изготовитель). Сборщик может использовать сборку 900 в качестве датчика изображений, который может быть встроен в оптическую систему.
[0069] На виде сверху, задняя подложка 902 может иметь квадратную, прямоугольную, круглую или любую другую форму. Хотя искривленный кристалл 802 датчика изображений и задняя подложка 902 проиллюстрированы на ФИГ. 9 как обладающие одинаковым размером, их размеры могут быть различными. Например, задняя подложка 902 может быть больше, чем искривленный кристалл 802 датчика изображений. Формованная поверхность 904 может иметь форму, которая соответствует желаемой форме искривленного кристалла 802 датчика изображений. Формованная поверхность 904 может быть сферической, параболической, асферической, или иметь сложную форму, содержащую одну или более точек перегиба, - можно привести несколько примеров.
[0070] Материалы и другие характеристики задней подложки 902 могут быть теми же или аналогичными задней подложке 400, описанной выше. Адгезив 910 может быть помещен на формованную поверхность 904 или на искривленную вторую 824 поверхность, для соединения между собой формованной поверхности 904 и искривленной второй 824 поверхности.
[0071] В некоторых реализациях, форма искривленной второй поверхности 824 и формованная поверхность 904 могут не походить друг на друга. Например, когда силы и/или крутящие моменты (например, как изображено на ФИГ. 8) больше не приложены к изгибающейся подложке 804 для придания формы кристаллу 802 датчика изображений, с получением искривленной формы, изгибающаяся подложка и искривленный кристалл 802 датчика изображений могут стремиться к выпрямлению (например, благодаря упругости). В некоторых случаях, силы и/или крутящие моменты могут быть приложены для придания иной формы искривленному кристаллу 802 датчика изображений, для компенсации такой тенденции. В других случаях, такое выпрямление может привести к образованию второй 824 искривленной поверхности, обладающей кривизной или формой, отличной от формованной поверхности 904. Следовательно, изготовитель может прикладывать одну или более сил к конфигурации 800 и задней подложке 902, для того, чтобы добиться совпадения формы искривленного кристалла 802 датчика изображений и формы формованной поверхности 804. Иными словами, изготовитель может сжать друг с другом конфигурацию 800 и заднюю подложку 902, вследствие чего искривленный кристалл 802 датчика изображений будет склоняться к форме формованной поверхности 904.
[0072] ФИГ. 10 представляет собой поперечное сечение оптической системы 1000, которая включает в себя модуль 1002 датчика изображений и сборку 1004 линз согласно различным вариантам осуществления. В частности, модуль 1002 датчика изображений содержит искривленный кристалл 1006 датчика изображений, изгибающуюся подложку 1008 и заднюю подложку 1010. Искривленный кристалл 1006 датчика изображений включает в себя светочувствительную часть 1012. Изгибающаяся подложка 1008 может представлять собой прозрачный материал, который позволяет свету, исходящему от сборки 1004 линз, достигать светочувствительной части 1012. Искривленный кристалл 1006 датчика изображений, изгибающаяся подложка 1008 и задняя подложка 1010 могут быть аналогичными или теми же, что, соответственно, искривленный кристалл 300 или 802 датчика изображений, изгибающиеся подложки 302 или 804 и задняя подложка 400 и 902, проиллюстрированные на ФИГ. 4, 8, и 9. В некоторых реализациях, модуль 1002 датчика изображений не должен включать в себя заднюю подложку 1010. В этом случае, изгибающаяся подложка может быть достаточно жесткой для поддержания искривленной формы искривленного кристалла 1006 датчика изображений. Изгибающаяся подложка 1008 может содержать материал, который может быть сделан жестким, вслед за выполнением процесса изгибания искривленного кристалла 1006 датчика изображений. Например, такой материал может стать жестким при относительно низких температурах, будучи гибким и ковким при более высоких температурах. Таким образом, процесс изгибания до достижения формы искривленного кристалла 1006 датчика изображений может возникнуть при повышенных температурах, а затем процесс охлаждения «замораживает» форму искривленного кристалла 1006 датчика изображений.
[0073] Искривленный кристалл 1006 датчика изображений (или точнее, светочувствительная часть 1012) может иметь форму, которая приводит к возникновению фокусного расстояния. Такое фокусное расстояние можно рассматривать при помещении модуля 1002 датчика изображений в оптическую систему 1000. В частности, сборка 1004 линз может быть сконструирована для приема света 1014, для оптического функционирования на свету и получения светового выхода 1016, который фокусирует изображение на искривленный кристалл 1006 датчика изображений, который может находиться на расстоянии 1018 от сборки 1004 линз. Расстояние 1018 может быть, по меньшей мере, приблизительно равно фокусному расстоянию искривленного кристалла 1006 датчика изображений. В некоторых реализациях, обратное фокусное расстояние искривленного кристалла 1006 датчика изображений, по меньшей мере, приблизительно равно радиусу кривизны искривленного кристалла 1006 датчика изображений. Сборка 1004 линз и модуль 1002 датчика изображений могут быть выровнены вдоль оптической оси 1020.
[0074] ФИГ. 11 представляет собой поперечное сечение оптической системы 1100, которая включает в себя модуль 1102 датчика изображений и сборку 1104 линз согласно различным вариантам осуществления. Сборка 1104 линз может аналогичной или той же, что и сборка 1004 линз, например, проиллюстрированная на ФИГ. 10. Модуль 1102 датчика изображений содержит искривленный кристалл 1106 датчика изображений и заднюю подложку 1108. Хотя модуль 1102 датчика изображений не включают в себя изгибающуюся подложку, изготовитель может использовать изгибающуюся подложку для получения формы искривленного кристалла 1106 датчика изображений. Такую изгибающуюся подложку можно удалять вслед за прикреплением искривленного кристалла 1106 датчика изображений к задней подложке 1108.
[0075] Искривленный кристалл 1106 датчика изображений включает в себя светочувствительную часть 1110, которая обнажена для света (например, которая может представлять собой изображение на поверхности светочувствительной части 1110), создаваемого сборкой 1104 линз. Искривленный кристалл 1106 датчика изображений и задняя подложка 1108 могут быть аналогичными или теми же, что и, соответственно, искривленный кристалл 300 или 802 датчика изображений, и задняя подложка 400 и 902, проиллюстрированная на ФИГ. 4, 8, и 9.
[0076] Искривленный кристалл 1106 датчика изображений (или точнее, светочувствительная часть 1110) может иметь форму, подходящую для линзы с конкретным фокусным расстоянием. Такое фокусное расстояние можно рассматривать, при помещении модуля 1102 датчика изображений в оптическую систему 1100. В частности, сборка 1104 линз может быть сконструирована для приема света 1112, оптического функционирования на свету и достижения светового выхода 1114, который фокусирует изображение на искривленный кристалл 1106 датчика изображений, который может находиться на расстоянии 1116 от сборки 1104 линз. Расстояние 1116 может быть, по меньшей мере, приблизительно равным фокусному расстоянию до искривленного кристалла 1106 датчика изображений. В некоторых реализациях, обратное фокусное расстояние искривленного кристалла 1106 датчика изображений, по меньшей мере, приблизительно равно радиусу кривизны искривленного кристалла 1106 датчика изображений. Сборка 1104 линз и модуль 1102 датчика изображений могут быть выровнены вдоль оптической оси 1118.
[0077] ФИГ. 12 представляет собой вид сбоку конфигурации 1200, содержащий кристалл 1202 датчика изображений и изгибающуюся подложку 1204, которая включает в себя различные прорези и канавки 1206 согласно некоторым вариантам осуществления. Хотя кромки изгибающейся подложки 1204 проиллюстрированы простирающимися за кромки кристалла 1202 датчика изображений, такие кромки могут или не могут быть выровнены друг с другом. В некоторых реализациях, кромки кристалла 1202 датчика изображений простираются по направлению или за кромки изгибающейся подложки 1204, что может быть в случае, если изгибающаяся подложка 1204 осаждена на кристалл 1202 датчика изображений.
[0078] Прорези и/или канавки 1206 могут присутствовать в изгибающейся подложке 1204, по меньшей мере, для частичного контроля количества и распределения напряжений изгибания в изгибающейся подложке 1204, в ответ на приложенные силы и/или крутящие моменты 1208. Путем введения такого контроля напряжений изгибания, можно адаптировать форму деформации изгибающейся подложки 1204 в ответ на приложенные силы и/или крутящие моменты 1208, для придания желаемой формы кристаллу 1202 датчика изображений. Прорези и/или канавки 1206 влияют на толщину частей изгибающейся подложки 1204. Например, изгибающаяся подложка 1204 может иметь толщину Tl, где нет прорезей и/или канавок 1206. Изгибающуюся подложку 1204, однако, можно утончить до толщины T2, за счет прорезей и/или канавок 1206. Такое изменение толщины изгибающейся подложки 1204 может повлиять на степень изгибания изгибающейся подложки 1204.
[0079] В дополнение к изменению толщины из-за присутствия прорезей и/или канавок 1206, различные части изгибающейся подложки 1204 могут обладать различными толщинами в различных областях. Иными словами, Tl может быть различной для различных частей изгибающейся подложки 1204. Также, материал, используемый для изгибающейся подложки 1204, может быть различным для различных частей изгибающейся подложки 1204. Следовательно, жесткость изгибающейся подложки 1204 может разниться для различных частей кристалла 1202 датчика изображений, по меньшей мере, частично, исходя из присутствия и местоположений прорезей и/или канавок 1206, материалов изгибающейся подложки 1204 и/или толщин различных частей изгибающейся подложки 1204.
[0080] Любое количество прорезей и/или канавок 1206 может быть расположено в любой части изгибающейся подложки 1204. Прорези и/или канавки 1206 могут быть расположены таким образом, чтобы они прилегали к светочувствительной части 1210 кристалла 1202 датчика изображений. Прорези и/или канавки 1206 могут быть расположены в изгибающейся подложке 1204. Прорези и/или канавки 1206 могут обладать любой формой, размером или глубиной. В некоторых реализациях, прорези и/или канавки 1206 могут быть заполнены материалом, отличным от материала изгибающейся подложки 1204.
[0081] ФИГ. 13 представляет собой вид сверху изгибающейся подложки 1300, которая включает в себя последовательность прорезей и/или канавок 1302, которые распределены концентрически вокруг центральной области изгибающейся подложки 1300 согласно множеству вариантов осуществления. Расстояния между или среди концентрических прорезей и/или канавок 1302 могут различаться, для влияния на конкретную форму изгибания кристалла датчика изображений (не показан на ФИГ. 13), который прикреплен (например, путем припаивания или приклеивания) к изгибающейся подложке 1300. Прорези и/или канавки 1302 могу быть расположены на поверхности изгибающейся подложки 1300, которая находится на той же или противоположной стороне, что и кристалл датчика изображений.
[0082] ФИГ. 14 представляет собой вид сбоку конфигурации 1400, содержащей искривленный кристалл 1402 датчика изображений и изгибающуюся подложку 1404, которая включает в себя различные прорези и канавки 1406 согласно некоторым вариантам осуществления. Например, конфигурация 1400 может быть той же или аналогичной конфигурации 1200, подвергаемой воздействию сил и/или крутящих моментов 1208, как изображено на ФИГ. 12. Искривленный кристалл 1402 датчика изображений включает в себя светочувствительную часть 1408, которая также искривлена. Такая кривизна кристалла 1402 датчика изображений и светочувствительной части 1408 может зависеть, по меньшей мере, частично, от характеристик прорезей и/или канавок 1406, такой как их размещение, форма, размер, и т.д.
[0083] ФИГ. 15 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий нейтральную ось 1500 конфигурации 1502, которая включает в себя кристалл 1504 датчика изображений и изгибающаяся подложка 1506 согласно различным вариантам осуществления. Нейтральная ось 1500 возникает вследствие приложенных сил и/или крутящих моментов 1508. Нейтральная ось представляет собой виртуальную поверхность, которая отделяет материал, который находится под действием растяжения, от материала, который находится под действием сил сжатия. Например, в ответ на силы и/или крутящие моменты 1508, изгибающаяся подложка 1506 находится под действием сил сжатия выше 1500, и под действием растяжения ниже нейтральной оси 1500. Кристалл 1504 датчика изображений расположен ниже нейтральной оси 1500 так, что он находится под действием растяжения. Местоположение нейтральной оси 1500 по отношению к местоположению кристалла 1504 датчика изображений может повлиять на степень изгибания кристалла 1504 датчика изображений. Местоположение и «форма» нейтральной оси 1500 может зависеть, по меньшей мере, частично, от множества факторов, таких как размещение, форма и размер прорезей и/или канавок, которые могут присутствовать в изгибающейся подложке 1506, а также от жесткости и толщины кристалла 1504 датчика изображений и изгибающейся подложка 1506. Таким образом, изготовитель может контролировать, где находится нейтральная ось 1500, исходя из этих факторов.
[0084] ФИГ. 16 представляет собой поперечное сечение, которое иллюстрирует кривизну искривленного кристалла 1600 датчика изображений, который прикреплен к задней подложке 1602 согласно различным вариантам осуществления. Комбинация искривленного кристалла датчика изображений, припаянного к задней подложке, может содержать автономное оптическое устройство, которое может быть впоследствии встроено в оптические системы. Оптическая ось 1604 таких оптических систем показана по отношению к кристаллу 1600 датчика изображений. Фокусное расстояние кристалла 1600 датчика изображений, который, по меньшей мере, частично получен, исходя из искривленной формы кристалла 1600 датчика изображений, может являться значительным фактором, когда кристалл 1600 датчика изображений встроен в оптическую систему. Когда форма кристалла 1600 датчика изображений является фактически сферической, фокусное расстояние кристалла 1600 датчика изображений может быть, по меньшей мере, приблизительно равно обратной величине от радиуса кривизны R кристалла 1600 датчика изображений. Если кристалл 1600 датчика изображений имеет асферическую форму, то радиус кривизны кристалла 1600 датчика изображений изменяется с расстоянием от оптической оси 1604. Оптическая система, в которую встроен кристалл 1600 датчика изображений, может быть сконструирована для вмещения такого переменного радиуса кривизны.
[0085] ФИГ. 17 и 18 представляют собой поперечные сечения, иллюстрирующие формы светочувствительных частей искривленных кристаллов датчиков изображений согласно различным вариантам осуществления. На ФИГ. 17, светочувствительная часть 1700 искривленного кристалла 1702 датчика изображений имеет сферическую или асферическую форму. Такая форма не имеет никаких точек перегиба. Светочувствительная часть 1700 является вогнутой. С другой стороны, как проиллюстрировано на ФИГ. 18, светочувствительная часть 1800 искривленного кристалла 1802 датчика изображений имеет сложную форму, которая включает в себя один или более точек перегиба. Части светочувствительных частей 1800 могут включать в себя сферические или асферические формы. Такие сложные формы может быть полезны во многих оптических системах. Изгибающиеся подложки, такие как те, которые описаны выше, могут быть сконструированы в сочетании с приложенными силами и/или крутящими моментами, для получения сложных форм светочувствительной части 1800.
[0086] ФИГ. 19 представляет собой вид сверху конфигурации 1900, которая включает в себя кристалл 1902 датчика изображений и изгибающуюся подложку 1904 согласно различным вариантам осуществления. Изгибающаяся подложка 1904 находится на стороне кристалла 1902 датчика изображений, которая включает в себя светочувствительную часть 1906. Хотя кромки изгибающейся подложки 1904 проиллюстрированы на ФИГ. 19 как простирающиеся за кромки кристалла 1902 датчика изображений, такие кромки могут быть выровнены друг с другом. Один или более углов 1908 кристалла 1902 датчика изображений могут быть скруглены, во избежание относительно острых углов, которые ведут к концентрации напряжений, которые могут возникнуть под действием сил и/или крутящих моментов, приложенных к изгибающейся подложке 1904. Такие концентрированные напряжения могут привести к нежелательному растрескиванию или короблению кристалла 1902 датчика изображений. Например, трещины, которые возникают на или вблизи области углов 1908, могут распространяться через кристалл 1902 датчика изображений в любом направлении, и могут сделать кристалл 1902 датчика изображений бесполезным. В некоторых реализациях, изгибающаяся подложка 1904 может включать в себя скругленные углы 1910.
[0087] ФИГ. 20 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую примерный способ 2000 для изгибания кристалла датчика изображений согласно некоторым вариантам осуществления. Например, такой кристалл датчика изображений может быть тем же или аналогичным кристаллу 300 датчика изображений или кристаллу 802 датчика изображений, показанным, соответственно, на ФИГ. 3 и 8. Способ 2000 может быть аналогичным или тем же, что и способ, изображенный на ФИГ. 2-6 и 7-9, и может быть выполнен изготовителем. На блоке 2002 изготовитель может поместить изгибающуюся подложку на первую поверхность кристалла датчика изображений. Первая поверхность кристалла датчика изображений включает в себя светочувствительные датчики, для генерирования электрических сигналов в ответ на прием света. На блоке 2004, изготовитель может изгибать изгибающуюся подложку, для обеспечения сил, действующих на кристалл датчика изображений, для получения искривленного кристалла датчика изображений. На блоке 2006, изготовитель может присоединить вторую поверхность искривленного кристалла датчика изображений к задней подложке. Вторая поверхность противоположна первой поверхности искривленного кристалла датчика изображений. На блоке 2008, изготовитель может удалить изгибающуюся подложку с первой поверхности кристалла датчика изображений.
ПРИМЕРНЫЕ ЧАСТИ ФОРМУЛЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0088] A: способ, содержащий: помещение изгибающейся подложки на первую поверхность кристалла датчика изображений, причем первая поверхность кристалла датчика изображений включает в себя светочувствительные датчики, для генерирования электрических сигналов в ответ на прием света; и изгибание изгибающейся подложки, для обеспечения сил, действующих на кристалл датчика изображений, для получения искривленного кристалла датчика изображений.
[0089] B. Способ, изложенный в параграфе A, дополнительно содержащий: присоединение второй поверхности искривленного кристалла датчика изображений к задней подложке, причем вторая поверхность противоположна первой поверхности; и удаление изгибающейся подложки с первой поверхности кристалла датчика изображений.
[0090] C. Способ, изложенный в параграфе B, в котором удаление изгибающейся подложки с первой поверхности кристалла датчика изображений содержит термическое отсоединение изгибающейся подложки от первой поверхности кристалла датчика изображений.
[0091] D. Способ, изложенный в параграфе B, в котором задняя подложка включает в себя, по меньшей мере, одну искривленную поверхность, обладающую радиусом кривизны, по меньшей мере, приблизительно равным обратному фокусному расстоянию первой поверхности кристалла датчика изображений.
[0092] E. Способ, изложенный в параграфе A, в котором помещение изгибающейся подложки на первую поверхность кристалла датчика изображений содержит присоединение изгибающейся подложки к первой поверхности кристалла датчика изображений, с использованием адгезива.
[0093] F. Способ, изложенный в параграфе A, в котором помещение изгибающейся подложки на первую поверхность кристалла датчика изображений содержит формирование изгибающейся подложки на первой поверхности кристалла датчика изображений, с использованием процесса осаждения.
[0094] G. Способ, изложенный в любом из параграфов A-F, дополнительно содержащий: перед помещением изгибающейся подложки на первую поверхность кристалла датчика изображений, - формирование прорези или канавки в изгибающейся подложке.
[0095] H. Способ, изложенный в любом из параграфов A-G, в котором изгибание изгибающейся подложки содержит воздействие сжатым газом или жидкостью на изгибающуюся подложку.
[0096] I. Способ, изложенный в любом из параграфов A-H, в котором первая поверхность искривленного кристалла датчика изображений является вогнутой.
[0097] J. Прибор, содержащий: искривленный кристалл датчика изображений, имеющий первую сторону и противоположную вторую сторону, причем первая сторона включает в себя светочувствительные датчики, для генерирования электрических сигналов в ответ на прием света; и изгибающуюся подложку, покрывающую первую сторону искривленного кристалла датчика изображений.
[0098] K. Прибор, изложенный в параграфе J, дополнительно содержащий заднюю подложку, покрывающую вторую сторону искривленного кристалла датчика изображений.
[0099] L. Прибор, изложенный в любом из параграфов J-K, в котором изгибающаяся подложка содержит осажденный материал, который припаян к первой стороне искривленного кристалла датчика изображений путем осаждения.
[0100] M. Прибор, изложенный в любом из параграфов J-K, в котором изгибающаяся подложка припаяна адгезивом к первой стороне искривленного кристалла датчика изображений.
[0101] N. Прибор, изложенный в любом из параграфов J-M, в котором изгибающаяся подложка включает в себя один или более прорезей или канавок.
[0102] O. Прибор, изложенный в любом из параграфов J-N, в котором искривленный кристалл датчика изображений включает в себя углы, которые скруглены.
[0103] P. Прибор, изложенный в любом из параграфов J-0, в котором искривленный кристалл датчика изображений имеет радиус кривизны, который, по меньшей мере, приблизительно равен обратному фокусному расстоянию первой стороны искривленного кристалла датчика изображений.
[0104] Q. Система, содержащая: искривленный кристалл датчика изображений, имеющий первую сторону и противоположную вторую сторону, причем первая сторона включает в себя светочувствительные датчики, для генерирования электрических сигналов в ответ на прием света; подложку, покрывающую первую сторону искривленного кристалла датчика изображений; и заднюю подложку, покрывающую вторую сторону искривленного кристалла датчика изображений.
[0105] R. Система, изложенная в параграфе Q, дополнительно содержащая одну или более линз для направления электромагнитной энергии на первую сторону искривленного кристалла датчика изображений.
[0106] S. Система, изложенная в любом из параграфов Q-R, в которой искривленный кристалл датчика изображений содержит германий, а направленная электромагнитная энергия содержит энергию инфракрасного излучения.
[0107] T. Система, изложенная в любом из параграфов Q-S, в которой жесткость искривленного кристалла датчика изображений существенно больше, чем жесткость изгибающейся подложки.
[0108] ЗАКЛЮЧЕНИЕ
[0109] Хотя предмет изобретения был описан в терминах, конкретных для структурных признаков и/или технологических действий, следует понимать, что предмет изобретения, заданный в прилагаемой формуле изобретения, не обязательно ограничен конкретными описанными признаками или действиями. Скорее, конкретные признаки и этапы раскрыты в виде примерных форм согласно реализуемым пунктам формулы изобретения.
[0110] Все способы и процессы, описанные выше, могут быть осуществлены и полностью автоматизированы с помощью модулей программного обеспечения, исполняемых одним или более компьютерами или процессорами общего назначения. Программные модули могут храниться в машиночитаемом носителе, запоминающей среде ЭВМ любого типа, или в другом устройстве компьютерного хранения. Некоторые или все способы могут быть альтернативно осуществлены с помощью специализированной компьютерной аппаратуры, например, такой как квантовый компьютер или квантовая установка для отжига.
[0111] Условный язык, такой как, среди прочих, термины «может», «в состоянии», или «возможно», пока специально не указано иное, следует понимать в контексте настоящего, что определенные примеры включают в себя, тогда как другие примеры не включают в себя определенные признаки, элементы и/или этапы. Таким образом, такой условный язык, как правило, не должен означать, что определенные признаки, элементы и/или этапы каким-либо образом требуются для одного или более примеров, или что один или более примеров обязательно включают в себя логику для решения, с помощью или без помощи пользовательского ввода или указаний, включены ли определенные признаки, элементы и/или этапы, или выполняются ли они в каком-либо конкретном примере.
[0112] Сослагательный язык, такой как фраза «по меньшей мере», «один из X, Y или Z», пока специально не указано иное, настоящим следует понимать, что объект, термин, и т.д. может представлять собой X, Y или Z, либо их сочетание.
[0113] Любые описания подпрограммы, элементы или блоки в схемах последовательности операций, описанных в настоящей работе и/или изображенных на прилагаемых Фигурах, следует понимать как потенциально отображающие модули, сегменты или части программного кода, который включают в себя один или более исполняемых команд для реализации конкретных логических функций или элементов в подпрограмме. Альтернативные реализации включены в объем примеров, описанных в настоящей работе, в которых элементы или функции могут быть исключены, или исполняются в порядке, который показан или обсуждается, включая почти одновременное исполнение, или в обратном порядке, в зависимости от предполагаемого функционирования, как должно быть понятно специалистам в данной области техники.
[0114] Следует подчеркнуть, что для вышеописанных примеров могут быть сделаны многие видоизменения и модификации, элементы которых следует рассматривать как существующие среди прочих приемлемых примеров. Все такие модификации и видоизменения в настоящей работе должны быть включены в объем данного раскрытия и защищены следующей формулой изобретения.