特表 2022-542338 レンズアセンブリを備える光学モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-03

(54)【発明の名称】レンズアセンブリを備える光学モジュール

(51)【国際特許分類】

   G03B 11/00 20210101AFI20220926BHJP

   H01L 27/146 20060101ALI20220926BHJP

   H04N 5/335 20110101ALI20220926BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20220926BHJP

   G02B 1/04 20060101ALI20220926BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20220926BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20220926BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

G03B11/00

H01L27/146 D

H04N5/335

H04N5/225 400

H04N5/225 700

G02B1/04

G03B30/00

G02B7/02 B

G02B7/02 D

G02B7/02 A

G02B7/02 Z

G02B3/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021571317

(86)(22)【出願日】2020-07-14

(85)【翻訳文提出日】2022-01-27

(86)【国際出願番号】 US2020041925

(87)【国際公開番号】W WO2021011534

(87)【国際公開日】2021-01-21

(31)【優先権主張番号】62/874,452

(32)【優先日】2019-07-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/036,858

(32)【優先日】2020-06-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/927,415

(32)【優先日】2020-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515046968

【氏名又は名称】メタ プラットフォームズ テクノロジーズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＴＡ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110002974

【氏名又は名称】弁理士法人Ｗｏｒｌｄ ＩＰ

(72)【発明者】

【氏名】ツァイ， ジェーソン ビクター

(72)【発明者】

【氏名】シャウブ， マイケル パトリック

【テーマコード（参考）】

2H044

2H083

4M118

5C024

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H044AA18

2H044AB10

2H044AB17

2H044AB28

2H044AD01

2H044AJ03

2H044AJ04

2H044AJ05

2H083AA26

2H083AA32

4M118AA10

4M118AB01

4M118BA06

4M118CA02

4M118GC07

4M118GD03

4M118HA02

4M118HA09

4M118HA23

4M118HA31

5C024CX01

5C024CY48

5C024EX21

5C024EX22

5C024EX24

5C024EX42

5C122FB03

5C122FC00

5C122GE06

5C122GE22

5C122HB01

(57)【要約】

一例では、装置は、１つまたは複数のポリマー層を備えるレンズアセンブリであって、各層がレンズ部分と延在部分とを含む、レンズアセンブリと、レンズアセンブリの下方に配置され、接合層を介してレンズアセンブリに接合され、１つまたは複数のポリマー層のレンズ部分を通過する光を検知するように構成された画像センサーとを備える。
【選択図】図８Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つまたは複数のポリマー層を備えるレンズアセンブリであって、各層がレンズ部分と延在部分とを含む、レンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリの下方に配置され、接合層を介して前記レンズアセンブリに接合され、前記１つまたは複数のポリマー層の前記レンズ部分を通過する光を検知するように構成された画像センサーと
を備える装置。

【請求項2】

前記１つまたは複数のポリマー層の各々が、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）材料で作られる、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記１つまたは複数のポリマー層の各々が、ポリカーボネート材料またはポリエステル材料のうちの少なくとも１つで作られる、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記１つまたは複数のポリマー層の各々が、１つまたは複数の射出成形プロセスから作られる、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記レンズアセンブリのフットプリントが、前記画像センサーのフットプリントと実質的に同等である、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記接合層が、前記１つまたは複数のポリマー層の前記レンズ部分に面する前記画像センサーの受光面を囲むように、前記画像センサーの外周の周りに分布される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記レンズアセンブリが、出光面をさらに備え、
前記接合層が、前記画像センサーの受光面を前記レンズアセンブリの前記出光面と接合するために、前記画像センサーの前記受光面にわたって分布される、
請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記１つまたは複数のポリマー層が、複数のポリマー層を含み、
前記複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアの前記延在部分が、接着剤を介して接合される、
請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記１つまたは複数のポリマー層が、複数のポリマー層を含み、
前記レンズアセンブリが、第１のスペーサを含む複数のスペーサをさらに含み、前記第１のスペーサが、前記複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアの前記延在部分間にはさまれる、
請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記第１のスペーサが、ポリマー層の前記ペアの前記延在部分に接合される、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記複数のスペーサが、ポリマーまたは金属のうちの１つを含む不透明材料で作られる、請求項９に記載の装置。

【請求項12】

前記１つまたは複数のポリマー層が、複数のポリマー層を含み、
前記複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアの前記レンズ部分が、接着剤を介して接合される、
請求項１に記載の装置。

【請求項13】

前記レンズアセンブリの外面上の不透明コーティングをさらに備え、前記外面が前記画像センサーに面しない、請求項１に記載の装置。

【請求項14】

前記１つまたは複数のポリマー層を保持するための不透明レンズホルダーをさらに備え、
前記不透明レンズホルダーが、ハウジングとリテーナとを備え、
前記ハウジングが、前記１つまたは複数のポリマー層を保持するように構成され、
前記リテーナが、前記ハウジング内に前記１つまたは複数のポリマー層を保つように構成され、
前記画像センサーが、前記ハウジングまたは前記リテーナのいずれかに接合される、
請求項１に記載の装置。

【請求項15】

前記リテーナの少なくとも一部が、前記ハウジングと前記画像センサーとの間にはさまれる、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記ハウジングが第１の底面を含み、前記第１の底面が、前記リテーナに面する前記ハウジングの底部開口を囲み、第１の接着剤を介して前記リテーナの上面と接合される、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記リテーナが、フィルタを取り付けるための中間面と、第２の接着剤を介して前記画像センサーと接合するための第２の底面とを含む、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記ハウジングの前記第１の底面が、第１の平坦でない面を備え、
前記リテーナの前記上面が、第２の平坦でない面を備え、
前記第１の平坦でない面と前記第２の平坦でない面とが、互いにコンプリメンタリーであり、前記第１の接着剤を介して互いに接合される、
請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記ハウジングが、バレルとベース部分とを備え、
前記ベース部分が、前記リテーナの前記第２の平坦でない面と接合するための前記第１の平坦でない面を含む、
請求項１８に記載の装置。

【請求項20】

前記ハウジングおよび前記リテーナが、射出成形プロセスを使用してポリマー材料で作られる、請求項１９に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、その両方が、本出願の譲受人に譲渡され、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年７月１５日に出願され、ＯＰＴＩＣＡＬ ＭＯＤＵＬＥ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＬＥＮＳ ＡＳＳＥＭＢＬＹと題する米国仮出願第６２／８７４，４５２号、および２０２０年６月９日に出願され、ＯＰＴＩＣＡＬ ＭＯＤＵＬＥ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＬＥＮＳ ＡＳＳＥＭＢＬＹと題する米国仮出願第６３／０３６，８５８号の優先権を主張する。

【背景技術】

【0002】

本開示は、一般に、光学モジュールに関し、より詳細には、１つまたは複数のレンズを備える光学モジュールに関する。

【0003】

光学モジュールは、たとえば、画像センサーモジュール、光プロジェクタモジュールなどを含むことができる。画像センサーモジュールは、一般に、画像センサーを含み、画像センサーは、１つまたは複数の画像センサーチップと、１つまたは複数のレンズとを含むことができる。１つまたは複数のレンズは、入射光を集め、画像センサーの受光面に向かって光を集束させることができる。画像センサーは、１つまたは複数のレンズを通過する入射光を受光面を介して受け取り、受け取られた光を電気信号に変換することができる光検知要素（たとえば、フォトダイオード）を含む。電気信号は、たとえば、シーンからの光の強度を表すことができる。電気信号に基づいて、画像プロセッサが、シーンの画像を生成することができる。一方、光プロジェクタモジュールは、光源と１つまたは複数のレンズとを含み得る。光源は光を放出することができ、光は、レンズを通過し、遠方界に伝搬することができる。画像センサー／光源との１つまたは複数のレンズのアセンブリが、光学モジュールの様々な特性に影響を及ぼすことができる。

【発明の概要】

【0004】

本開示は、一般に、光学モジュールに関し、より詳細には、１つまたは複数のレンズを備える光学モジュールに関する。

【0005】

一例では、装置が提供される。本装置は、１つまたは複数のポリマー層を備えるレンズアセンブリであって、各層がレンズ部分と延在部分とを含む、レンズアセンブリと、レンズアセンブリの下方にあり、接合層を介してレンズアセンブリに接合され、１つまたは複数のポリマー層のレンズ部分を通過する光を検知するように構成された画像センサーとを備える。

【0006】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層の各々は、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）材料で作られる。

【0007】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層の各々は、ポリカーボネート材料またはポリエステル材料のうちの少なくとも１つで作られる。

【0008】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層の各々は、１つまたは複数の射出成形プロセスから作られる。

【0009】

いくつかの態様では、レンズアセンブリのフットプリントが、画像センサーのフットプリントと実質的に同等である。

【0010】

いくつかの態様では、接合層は、１つまたは複数のポリマー層のレンズ部分に面する画像センサーの受光面を囲むように、画像センサーの外周の周りに分布される。

【0011】

いくつかの態様では、レンズアセンブリは、出光面をさらに備える。接合層は、画像センサーの受光面をレンズアセンブリの出光面と接合するために、画像センサーの受光面にわたって分布される。

【0012】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層は、複数のポリマー層を含む。複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアの延在部分は、接着剤を介して接合される。

【0013】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層は、複数のポリマー層を含む。レンズアセンブリは、第１のスペーサを含む複数のスペーサをさらに含み、第１のスペーサは、複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアの延在部分間にはさまれる。

【0014】

いくつかの態様では、第１のスペーサは、ポリマー層のペアの延在部分に接合される。

【0015】

いくつかの態様では、複数のスペーサは、ポリマーまたは金属のうちの１つを含む不透明材料で作られる。

【0016】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層は、複数のポリマー層を含む。複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアのレンズ部分は、接着剤を介して接合される。

【0017】

いくつかの態様では、本装置は、レンズアセンブリの外面上の不透明コーティングをさらに備え、外面は画像センサーに面しない。

【0018】

いくつかの態様では、本装置は、１つまたは複数のポリマー層を保持するための不透明レンズホルダーをさらに備える。不透明レンズホルダーは、ハウジングとリテーナとを備える。ハウジングは、１つまたは複数のポリマー層を保持するように構成される。リテーナは、ハウジング内に１つまたは複数のポリマー層を保つように構成される。画像センサーは、ハウジングまたはリテーナのいずれかに接合される。

【0019】

いくつかの態様では、リテーナの少なくとも一部が、ハウジングと画像センサーとの間にはさまれる。

【0020】

いくつかの態様では、ハウジングは第１の底面を含み、第１の底面は、リテーナに面するハウジングの底部開口を囲み、第１の接着剤を介してリテーナの上面と接合される。

【0021】

いくつかの態様では、リテーナは、フィルタを取り付けるための中間面と、第２の接着剤を介して画像センサーと接合するための第２の底面とを含む。

【0022】

いくつかの態様では、ハウジングの第１の底面は、第１の平坦でない面を備える。リテーナの上面は、第２の平坦でない面を備える。第１の平坦でない面と第２の平坦でない面とは、互いにコンプリメンタリーであり、第１の接着剤を介して互いに接合される。

【0023】

いくつかの態様では、ハウジングは、バレルとベース部分とを備える。ベース部分は、リテーナの第２の平坦でない面と接合するための第１の平坦でない面を含む。

【0024】

いくつかの態様では、ハウジングおよびリテーナは、射出成形プロセスを使用してポリマー材料で作られる。

【0025】

以下の図を参照しながら、例示的な例が説明される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1A-C】ニアアイディスプレイ（ｎｅａｒ－ｅｙｅ ｄｉｓｐｌａｙ）の一例の図である。

【図2】ニアアイディスプレイの断面の一例の図である。

【図3】単一のソースアセンブリ（ｓｏｕｒｃｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）をもつ導波路ディスプレイ（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）の一例の等角図である。

【図4】導波路ディスプレイの一例の断面を示す図である。

【図5】ニアアイディスプレイを含むシステムの一例のブロック図である。

【図6A-B】画像センサーモジュールおよびその動作の例を示す図である。

【図7】画像センサーモジュールの他の例を示す図である。

【図8A-C】画像センサーモジュールおよびその作製の他の例を示す図である。

【図9A-C】画像センサーモジュールの他の例を示す図である。

【図10】画像センサーモジュールの別の例を示す図である。

【図11A-C】画像センサーモジュールの他の例を示す図である。

【図12A-C】画像センサーモジュールの他の例を示す図である。

【図13A-B】画像センサーモジュールの例を示す図である。

【図14A-D】プリント回路板（ＰＣＢ）上に画像センサーを形成する方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図は、単に例示の目的で本開示の例を図示する。本開示の原理またはうたわれている利益から逸脱することなく、示される構造および方法の代替例が採用され得ることを、当業者は以下の説明から容易に認識されよう。

【0028】

添付の図において、同様の構成要素および／または特徴は、同じ参照ラベルを有し得る。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、同様の構成要素間を区別するダッシュおよび第２のラベルを参照ラベルの後に続けることによって区別され得る。第１の参照ラベルのみが明細書において使用される場合、説明は、第２の参照ラベルには関係なく同じ第１の参照ラベルを有する同様の構成要素のいずれか１つに適用可能である。

【0029】

以下の説明では、説明の目的で、いくつかの発明の例の完全な理解を提供するために、具体的な詳細が記載される。ただし、様々な例がこれらの具体的な詳細なしに実践され得ることは明らかであろう。図および説明は、限定するものではない。

【0030】

光学モジュールは、たとえば、画像センサーモジュール、光プロジェクタモジュールなどを含むことができる。画像センサーモジュールは、一般に、画像センサーと１つまたは複数のレンズとを含む。１つまたは複数のレンズは、入射光を集め、画像センサーの受光面に向かって光を集束させることができる。画像センサーは、画像センサーによって受け取られた光強度の分布を表す電気信号を生成するためのピクセルセルのアレイを含むことができる。電気信号に基づいて、画像プロセッサが、シーンの画像を生成することができる。画像センサーモジュールはプリント回路板（ＰＣＢ）上にはんだ付けされ得、プリント回路板（ＰＣＢ）は、画像プロセッサをも含む。ＰＣＢは、画像センサーモジュールから画像センサーに電気信号を送信するための電気トレースを含み、画像センサーは、電気信号に基づいてシーンの画像を生成することができる。一方、光プロジェクタモジュールは、光源と１つまたは複数のレンズとを含み得る。光源は、ＰＣＢ上にはんだ付けされ、光を放出するようにＰＣＢからの電気信号によって制御され得る。光は、レンズを通過して、たとえば、平行光ビームになることができる。

【0031】

光学モジュールのレンズの物理的特性は、光学モジュールの光学特性ならびに性能を決定することができる。詳細には、レンズの曲率および屈折率が、レンズの焦点距離を決定することができ、レンズの焦点距離は、画像センサーモジュールの視野を画定することができる。視野は、画像センサーモジュールによってキャプチャされるべきシーンのエリアを決定することができる。その上、レンズのアッベ数が、屈折率対波長の変動を決定することができる。さらに、レンズの複屈折が、入射光の偏光および伝搬方向に関するレンズの屈折率の変動を決定することができる。アッベ数と複屈折の両方は、レンズによる光の分散を制御することができ、レンズの材料によって決定され得る。すべてのこれらの光学特性は、画像センサーモジュールによってキャプチャされる画像の品質（たとえば、キャプチャされる情報の量、ぼけ度、ひずみ）、光プロジェクタモジュールによってもたらされる光の分散などに影響を及ぼすことがある。

【0032】

画像センサーモジュールにおける１つまたは複数のレンズと画像センサーとのアセンブリも、画像センサーモジュールの光学特性ならびに性能に影響を及ぼすことがある。詳細には、レンズに対する画像センサーの整合（たとえば、相対配向、位置）も、画像センサーによる受光に影響を及ぼすことがある。たとえば、画像センサーの受光面は、レンズの焦点にあり、光軸と垂直である必要があり、したがって、受光面の異なる点が、集束された光を受け取り、画像センサーが、１つまたは複数のレンズの焦点距離によって画定された視野を有することを可能にすることができる。しかし、画像センサーの受光面が、１つまたは複数のレンズの焦点になく、および／または光軸に垂直でない場合、受光面の少なくともいくつかのロケーションが、発散／分散した入射光を受け取り得、得られた画像が、ぼけたおよびひずんだようになり得る。光プロジェクタモジュールの性能も、同様にして光源とレンズとの間の整合によって影響を及ぼされ得る。

【0033】

その上、画像センサーモジュールにおける画像センサーとのレンズのアセンブリは、画像センサーモジュールのフットプリントにも影響を及ぼすことがある。たとえば、レンズと画像センサーとを、それらのそれぞれの整合位置および配向において一緒に保持するために、ハウジングが使用され得る。しかし、ハウジングが画像センサーを囲む場合、ハウジングは、画像センサーモジュールが画像センサーよりもＰＣＢ上の大きいエリアを占有するように、画像センサーモジュールのフットプリントを増やすことがある。増加されたフットプリントは、特に、スペースがごく限られている、ウェアラブルデバイス、スマートグラスなど、モバイルデバイス中に画像センサーを組み込むことにとって望ましくないことがある。同じことが、モバイルデバイス中に光プロジェクタを組み込むことについて当てはまる。

【0034】

本開示は、改善された光学特性ならびに低減されたフォームファクタを提供することができる画像センサーモジュール、ならびにその画像センサーモジュールを作製する方法に関する。画像センサーモジュールは、１つまたは複数のレンズを含むレンズアセンブリと、画像センサーとを含む。複数のレンズの各々は、ハウジングによって保持され得、ハウジングは、バレルの形態であり得る。レンズは、レンズスタックを形成するように、スペーサによって分離され得る。（ハウジング、スペーサなどを含む）レンズスタック全体は、画像センサー上に配置され得、レンズホルダーおよび／またはスペーサは、画像センサーの受光面に対するレンズスタック中の各レンズの位置を画定する。レンズホルダーおよびスペーサは、画像センサーモジュールのフットプリントを増やすことなしに、画像センサーモジュールの全体的光学特性を劣化させることがあるレンズスタックの変形を防ぐための機械的支持および剛性を提供することができる。レンズアセンブリは、接着剤の層を介して画像センサーの受光面に接合され得るが、画像センサーは、ＰＣＢ上にはんだ付けされ得る。受光面は、画像センサー上に置かれたガラス基板上にあり得る。レンズアセンブリの全体が画像センサー上に配置されるので、（ＰＣＢ上の）画像センサーモジュールのフットプリントは、画像センサーのフットプリントと実質的に同等になるように低減され得る。

【0035】

いくつかの例では、レンズアセンブリの１つまたは複数のレンズは、ポリマー材料（たとえば、シクロオレフィン重合体）で作られ得、射出成形などの高精度プロセスを使用して作製され得る。１つまたは複数のレンズの高精度作製は、レンズの物理的特性（たとえば、曲率、形状、サイズなど）の改善された制御を提供し、ポリマー材料は、レンズのアッベ数および複屈折を低減することができ、その両方が、レンズの光学特性と画像センサーモジュールの全体的性能との改善された制御を提供することができる。

【0036】

いくつかの例では、画像センサーモジュールの光学要素は、レンズスタックに加えて、フィルタを含み得る。フィルタは、画像センサーによって検出されるべき光の異なる周波数成分、またはすべてのピクセルセルによって検出されるべき光の単一の周波数成分を選択するためのフィルタアレイを含むことができる。画像センサーは、フィルタアレイによって選択された光の異なる周波数成分を受光面を介して受け取り、周波数成分を電気信号に変換することができる光検知要素（たとえば、フォトダイオード）を含む。電気信号は、たとえば、シーンからの光の異なる周波数成分の強度を表すことができる。その上、フィルタアレイはまた、赤外周波数範囲など、出力光の周波数範囲を選択するためのプロジェクタの一部であり得る。

【0037】

画像センサーモジュールがフィルタを含む場合、画像センサーモジュールは、ハウジングに加えて、リテーナを含み得る。ハウジングとリテーナの両方は、たとえば、射出成形プロセスなどを使用して、ポリカーボネート（ＰＣ）材料、ポリマー材料（たとえば、液晶ポリマー（ＬＣＰ））で作られ得、一緒にホルダー構造を形成することができる。フィルタは、リテーナ中に取り付けられ得、リテーナは、レンズスタックとハウジングの底部開口との間のハウジング内に取り付けられ得る。ハウジング内で、リテーナは、リテーナが底部開口から突出しないように、底部開口から離れて配置され得る。その上、リテーナはまた、レンズスタックに押しつけられる。そのような構成は、レンズスタックに追加の物理的支持を提供し、レンズスタックが底部開口から落下するのを防ぐことができる。底部開口の周りのハウジングの底面が、画像センサーに対するレンズとフィルタとの整合および配向を設定するために、画像センサーの受光面上に（たとえば、接着剤、その後の紫外光硬化を介して）接合され得る。次いで、光が、上部開口を介してハウジングに入り、レンズスタックによって集束され、フィルタによってフィルタ処理されるようになることができる。フィルタ処理された光は、次いで、底部開口から出、画像センサーに入ることができる。

【0038】

本開示の例では、画像センサーモジュールのフットプリントは、レンズアセンブリの全体が画像センサー上に配置され得るので、低減され得る。その上、画像センサーモジュールの光学特性は、たとえば、高精度プロセス（たとえば、射出成形）を使用して、ならびに低い複屈折およびアッベ数を提供する材料を使用して、作製されるレンズを含むことによって、改善され得る。画像センサーに対するレンズの整合も、画像センサーによって生成されたデータが画像センサーとレンズアセンブリとの間の整合度の正確な根拠（ａｃｃｏｕｎｔ）を提供することができるので、画像センサーによる光センサー動作を伴う整合プロセスによって改善され得る。

【0039】

上記の構成は、画像センサーモジュールのフットプリントを縮小することができるが、ハウジング内へのリテーナの取付けは、画像センサーモジュールのアセンブリならびに画像センサーモジュールの光学特性および性能に影響を及ぼすことがある、様々な問題点を作り出すことがある。詳細には、ハウジングの底面は、接着剤を塗布するためのごく限られた面積を提供し、これは、画像センサーへのハウジングの接合を困難にする。詳細には、底部開口は、より多くのピクセルセルがレンズおよびフィルタを通して光を受け取ることを可能にするために、拡大され得、これは、撮像解像度を改善することができる。しかし、底部開口とリテーナとを囲むハウジングの底面は、フットプリントを増やし、画像センサーモジュールのフットプリントを低減するために縮小される必要があり得る。その結果、接着剤を塗布するための利用可能な面積は低減され得る。低減された接合面積は、ハウジングと画像センサーとの間のより弱い接合につながることがある。その上、低減された接合面積により、塗布される接着剤の量、ならびに接着剤が塗布されるロケーションは、極めて高い精度で制御される必要がある。これは、ハウジングと画像センサーとが互いに合わせられるとき、ハウジングの底面に塗布された接着剤が底部開口にこぼれるのを防ぐためである。しかし、必須の精度は、画像センサーモジュールのフットプリントが縮小し続けるにつれて、達成不可能になり得る。ハウジングと画像センサーとの間のより弱い接合は、画像センサーに対するレンズとフィルタとの整合および配向の変動をもたらすことがある。その上、底部開口にこぼされた接着剤は、フィルタおよび／または画像センサーのピクセルセルを不明瞭にすることがある。これらのすべては、画像センサーモジュールの光検知性能を劣化させることがある。さらに、ハウジング内にリテーナを取り付けることによって、ハウジングの底面とリテーナの面とは合計され、画像センサーモジュールのフットプリントを増加させる。

【0040】

いくつかの例では、画像センサーのフットプリントをさらに低減するために、およびハウジングと画像センサーとの間の接合をさらに改善するために、リテーナは、ハウジング、リテーナ、および画像センサーがスタックを形成するように、ハウジングの底部開口においてハウジングの底面上に取り付けられ、ハウジングと画像センサーとの間にはさまれる。リテーナは、ハウジングの底面と接合するための第１の面を含む。第１の面はまた、レンズに追加の物理的支持を提供するために、およびレンズスタックが底部開口から落下するのを防ぐために、レンズスタックに対して積層される。リテーナは、第１の面とは反対の第２の面をさらに含む。第２の面は、たとえば、接着剤を介して、画像センサーの受光面に接合され得る。

【0041】

ハウジング、リテーナ、および画像センサーがスタックを形成する、開示される技法では。そのような構成は、フィルタを囲む表面積と、画像センサーモジュールのフットプリントとを低減することができる。その上、リテーナ面は、画像センサーと接合するための接着剤を塗布するためのより大きい面積を提供するために、より大きくされ得、これは、リテーナと画像センサーとの間の接合を改善し、接着剤の塗布のための精度要件を緩和することができる。リテーナは、ハウジングとは異なり、レンズスタックを囲まないので、リテーナ面は、画像センサーモジュールのフットプリントの対応する増加なしに増加され得る。その結果、画像センサーモジュールのフットプリントは低減され得、画像センサーと（ハウジングとリテーナとを含む）ホルダー構造との間の接合は改善されて、画像センサーに対するレンズとフィルタとの整合および配向の改善された制御を提供し得る。これらのすべては、さらに、フットプリントを低減し、画像センサーモジュールの性能を改善することができる。

【0042】

画像センサーは、ハウジング、レンズスタック、フィルタなどを含み得る、レンズアセンブリに、接着剤の層を介して接合され得る。画像センサーは、レンズアセンブリの、ハウジングに直接接合されるか、またはフィルタのリテーナに接合され得る。接合より前に、画像センサーは、一般に高温において行われるリフロープロセスを介してＰＣＢ上にはんだ付けされて、リフロープロセスがレンズアセンブリ中のレンズを変形するのを防ぎ得る。画像センサーモジュールの作製中に、接着剤は、レンズアセンブリおよび／または画像センサー上に塗布され得、画像センサーは、接合を形成するために接着剤を介してレンズアセンブリにアタッチされ得る。接着剤が依然として液体状態である間、レンズアセンブリに対する画像センサーの位置および／または配向を調整するために、画像センサーによる光検知動作を伴う整合プロセスが実施され得る。整合プロセスでは、光がレンズアセンブリに投影され得、画像センサーは、レンズアセンブリを通過する光に基づいてセンサーデータを生成するように動作され得る。センサーデータは、レンズアセンブリと画像センサーとの間の（たとえば、ぼけ度、ひずみの測定に基づく）整合度を反映することができる。画像センサーの位置および／または配向は、たとえば、ターゲット整合（ｔａｒｇｅｔ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）が達成されるまで、調整され得る。画像センサーは、次いで、接着剤を硬化させて接着剤を固めることに基づいて、その整合位置／配向において固定され得る。接着剤は、硬化プロセスもレンズを変形しないように、たとえば、紫外光、１つまたは複数のレンズの融点よりも低い温度における熱的プロセスなどによって、硬化され得る。上記で説明された技法は、低減されたフットプリントおよび改善された性能をもつ光プロジェクタシステムを形成するためにも使用され得る。

【0043】

開示される技法は、人工現実システムを含むか、または人工現実システムに関連して実装され得る。人工現実は、ユーザへの提示の前に何らかの様式で調整された形式の現実であり、これは、たとえば、仮想現実（ＶＲ）、拡張現実（ＡＲ）、複合現実（ＭＲ）、ハイブリッド現実、あるいはそれらの何らかの組合せおよび／または派生物を含み得る。人工現実コンテンツは、完全に生成されたコンテンツ、またはキャプチャされた（たとえば、現実世界の）コンテンツと組み合わせられた生成されたコンテンツを含み得る。人工現実コンテンツは、ビデオ、オーディオ、触覚フィードバック、またはそれらの何らかの組合せを含み得、それらのいずれも、単一のチャネルまたは複数のチャネルにおいて提示され得る（観察者に３次元効果をもたらすステレオビデオなど）。加えて、いくつかの例では、人工現実は、たとえば、人工現実におけるコンテンツを作り出すために使用される、および／または人工現実において別様に使用される（たとえば、人工現実におけるアクティビティを実施する）アプリケーション、製品、アクセサリ、サービス、またはそれらの何らかの組合せにも関連付けられ得る。人工現実コンテンツを提供する人工現実システムは、ホストコンピュータシステムに接続されたヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、スタンドアロンＨＭＤ、モバイルデバイスまたはコンピューティングシステム、あるいは、１人または複数の観察者に人工現実コンテンツを提供することが可能な任意の他のハードウェアプラットフォームを含む、様々なプラットフォーム上に実装され得る。

【0044】

図１Ａは、ニアアイディスプレイ１００の一例の図である。ニアアイディスプレイ１００は、ユーザにメディアを提示する。ニアアイディスプレイ１００によって提示されるメディアの例は、１つまたは複数の画像、ビデオ、および／またはオーディオを含む。いくつかの例では、オーディオは、外部デバイス（たとえば、スピーカーおよび／またはヘッドフォン）を介して提示され、この外部デバイスは、ニアアイディスプレイ１００、コンソール、またはその両方からオーディオ情報を受け取り、そのオーディオ情報に基づいてオーディオデータを提示する。ニアアイディスプレイ１００は、概して、仮想現実（ＶＲ）ディスプレイとして動作するように構成される。いくつかの例では、ニアアイディスプレイ１００は、拡張現実（ＡＲ）ディスプレイおよび／または複合現実（ＭＲ）ディスプレイとして動作するように変更される。

【0045】

ニアアイディスプレイ１００は、フレーム１０５とディスプレイ１１０とを含む。フレーム１０５は、１つまたは複数の光学要素に結合される。ディスプレイ１１０は、ユーザがニアアイディスプレイ１００によって提示されたコンテンツを見るように構成される。いくつかの例では、ディスプレイ１１０は、１つまたは複数の画像からの光をユーザの眼に向けるための導波路ディスプレイアセンブリを備える。

【0046】

ニアアイディスプレイ１００は、画像センサーモジュール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄをさらに含む。画像センサーモジュール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄの各々は、異なる方向に沿った異なる視野を表す画像データを生成するように構成されたピクセルアレイを含み得る。たとえば、センサーモジュール１２０ａおよび１２０ｂは、Ｚ軸に沿った方向Ａに向かう２つの視野を表す画像データを提供するように構成され得、センサー１２０ｃは、Ｘ軸に沿った方向Ｂに向かう視野を表す画像データを提供するように構成され得、センサー１２０ｄは、Ｘ軸に沿った方向Ｃに向かう視野を表す画像データを提供するように構成され得る。

【0047】

いくつかの例では、センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄは、ニアアイディスプレイ１００を装着したユーザにインタラクティブＶＲ／ＡＲ／ＭＲ体験を提供するために、ニアアイディスプレイ１００のディスプレイコンテンツを制御するかまたはニアアイディスプレイ１００のディスプレイコンテンツに影響を与えるための入力デバイスとして構成され得る。たとえば、センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄは、ユーザが位置する物理的環境の物理的画像データを生成することができる。物理的画像データは、物理的環境におけるユーザのロケーションおよび／または移動の経路を追跡するためのロケーション追跡システムに提供され得る。システムは、次いで、インタラクティブ体験を提供するために、たとえば、ユーザのロケーションおよび向きに基づいて、ディスプレイ１１０に提供された画像データを更新することができる。いくつかの例では、ロケーション追跡システムは、ユーザが物理的環境内を移動するにつれて、物理的環境におけるおよびユーザの視野内の物体のセットを追跡するために、同時位置特定およびマッピング（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ）アルゴリズムを動作させ得る。ロケーション追跡システムは、物体のセットに基づいて物理的環境のマップを構築および更新し、マップ内のユーザのロケーションを追跡することができる。複数の視野に対応する画像データを提供することによって、センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄは、ロケーション追跡システムに物理的環境のより全体的なビューを提供することができ、これは、より多くの物体がマップの構築および更新に含まれることにつながり得る。そのような構成により、物理的環境内のユーザのロケーションを追跡することの正確さおよびロバストネスが改善され得る。

【0048】

いくつかの例では、ニアアイディスプレイ１００は、物理的環境に光を投影するための１つまたは複数のアクティブ照明器１３０をさらに含み得る。投影された光は、異なる周波数スペクトル（たとえば、可視光、赤外光、紫外光など）に関連付けられ得、様々な目的を果たすことができる。たとえば、照明器１３０は、たとえば、ユーザのロケーション追跡を可能にするために、センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄが暗い環境内の異なる物体の画像をキャプチャするのを支援するために、暗い環境において（または、低強度の赤外光、紫外光などを伴う環境において）光を投影し得る。照明器１３０は、ロケーション追跡システムがマップ構築／更新のために物体を識別するのを支援するために、環境内の物体上にいくつかのマーカーを投影し得る。

【0049】

いくつかの例では、照明器１３０は、立体撮像をも可能にし得る。たとえば、センサーモジュール１２０ａまたは１２０ｂのうちの１つまたは複数は、可視光検知のための第１のピクセルアレイと赤外（ＩＲ）光検知のための第２のピクセルアレイの両方を含むことができる。第１のピクセルアレイは、色フィルタ（たとえば、バイエルフィルタ）でオーバーレイされ得、第１のピクセルアレイの各ピクセルが、特定の色（たとえば、赤色、緑色または青色のうちの１つ）に関連付けられた光の強度を測定するように構成される。また、（ＩＲ光検知のための）第２のピクセルアレイは、ＩＲ光の通過のみを可能にするフィルタでオーバーレイされ得、第２のピクセルアレイの各ピクセルが、ＩＲ光の強度を測定するように構成される。ピクセルアレイは、物体の赤緑青（ＲＧＢ）画像およびＩＲ画像を生成することができ、ＩＲ画像の各ピクセルが、ＲＧＢ画像の各ピクセルにマッピングされる。照明器１３０は、物体上にＩＲマーカーのセットを投影し得、その画像は、ＩＲピクセルアレイによってキャプチャされ得る。画像に示されている物体のＩＲマーカーの分布に基づいて、システムは、ＩＲピクセルアレイからの物体の異なる部分の距離を推定し、その距離に基づいて物体の立体画像を生成することができる。物体の立体画像に基づいて、システムは、たとえば、ユーザに対する物体の相対位置を決定することができ、インタラクティブ体験を提供するために、相対位置情報に基づいて、ディスプレイ１００に提供された画像データを更新することができる。

【0050】

上記で説明されたように、ニアアイディスプレイ１００は、極めて広範囲の光強度に関連付けられた環境において動作され得る。たとえば、ニアアイディスプレイ１００は、屋内環境または屋外環境において、および／あるいは１日の異なる時間において動作され得る。ニアアイディスプレイ１００はまた、アクティブ照明器１３０がオンにされていてもいなくても動作し得る。その結果、画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄは、ニアアイディスプレイ１００のための異なる動作環境に関連付けられた極めて広範囲の光強度にわたって適切に動作すること（たとえば、入射光の強度と相関する出力を生成すること）が可能であるために、広いダイナミックレンジを有する必要があり得る。

【0051】

図１Ｂは、ニアアイディスプレイ１００の別の例の図である。図１Ｂは、ニアアイディスプレイ１００を装着したユーザの（１つまたは複数の）眼球１３５に面するニアアイディスプレイ１００の側面を示す。図１Ｂに示されているように、ニアアイディスプレイ１００は、複数の照明器１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、および１４０ｆをさらに含み得る。ニアアイディスプレイ１００は、複数の画像センサーモジュール１５０ａおよび１５０ｂをさらに含む。照明器１４０ａ、１４０ｂ、および１４０ｃは、（図１Ａの方向Ａと反対である）方向Ｄに向かってある周波数範囲の光（たとえば、近赤外範囲（ＮＩＲ））を放出し得る。放出された光は、あるパターンに関連付けられ得、ユーザの左眼球によって反射され得る。センサーモジュール１５０ａは、反射された光を受け取り、反射パターンの画像を生成するためのピクセルアレイを含み得る。同様に、照明器１４０ｄ、１４０ｅ、および１４０ｆは、パターンを搬送するＮＩＲ光を放出し得る。ＮＩＲ光は、ユーザの右眼球によって反射され得、センサーモジュール１５０ｂによって受け取られ得る。センサーモジュール１５０ｂも、反射パターンの画像を生成するためのピクセルアレイを含み得る。センサーモジュール１５０ａおよび１５０ｂからの反射パターンの画像に基づいて、システムは、ユーザの注視点を決定し、ユーザにインタラクティブ体験を提供するために、決定された注視点に基づいて、ディスプレイ１００に提供された画像データを更新することができる。

【0052】

上記で説明されたように、ユーザの眼球に損傷を与えることを回避するために、照明器１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、および１４０ｆは、一般的に、極めて低強度の光を出力するように構成される。画像センサーモジュール１５０ａおよび１５０ｂが図１Ａの画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄと同じセンサーデバイスを備える場合、画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄは、入射光の強度が極めて低いときに入射光の強度と相関する出力を生成することが可能である必要があり得、これは、画像センサーモジュールのダイナミックレンジ要件をさらに増加させ得る。

【0053】

その上、画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄは、眼球の移動を追跡するために高速で出力を生成することが可能である必要があり得る。たとえば、ユーザの眼球は、ある眼球位置から別の眼球位置への素早いジャンプがあり得る極めて急速な移動（たとえば、サッカード運動（ｓａｃｃａｄｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ））を実施することができる。ユーザの眼球の急速な移動を追跡するために、画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄは、高速で眼球の画像を生成する必要がある。たとえば、画像センサーモジュールが画像フレームを生成するレート（フレームレート）は、少なくとも、眼球の移動の速度に一致する必要がある。高いフレームレートは、画像フレームを生成することに関与するピクセルセルのすべてについての短い総露光時間、ならびに、画像生成のためにセンサー出力をデジタル値に変換するための高い速度を必要とする。その上、上記で説明されたように、画像センサーモジュールは、低光強度を伴う環境において動作することが可能である必要もある。

【0054】

図１Ｃは、ニアアイディスプレイ１００のクローズアップビューを示す。図１Ｃに示されているように、フレーム１０５が、画像センサーモジュール１２０ａと照明器１３０とを収容し得る。画像センサーモジュール１２０ａおよび照明器１３０は、プリント回路板（ＰＣＢ）に接続され得、プリント回路板（ＰＣＢ）は、ニアアイディスプレイ１００の異なるサブシステム間の電気的接続を提供する。ＰＣＢ１６０上の（たとえば、ｘ軸およびｙ軸に沿った）画像センサーモジュール１２０ａ、ならびにＰＣＢ１６０に接続された他のサブシステムのフットプリントは、ＰＣＢ１６０を収容するために必要とされるフレーム１０５の（図１Ｃ中で「ｔ」と標示された）厚さを決定することができる。フレーム１０５の厚さを低減して、フレーム１０５の重量を低減し、ディスプレイ１１０の面積を増加させ、美しさを改善することが望ましいことがあり、それらのすべてはユーザ体験を改善することができる。フレーム１０５の厚さを低減するために、画像センサーモジュール１２０ａ、照明器１３０など、ＰＣＢ１６０上のサブシステムのフットプリントは、低減される必要があり得る。

【0055】

図２は、図１に示されているニアアイディスプレイ１００の断面２００の一例である。ディスプレイ１１０が、少なくとも１つの導波路ディスプレイアセンブリ２１０を含む。射出瞳２３０は、ユーザがニアアイディスプレイ１００を装着したときにユーザの単一の眼球２２０がアイボックス（ｅｙｅｂｏｘ）領域中に配置されるロケーションである。例示の目的で、図２は、眼球２２０と単一の導波路ディスプレイアセンブリ２１０に関連付けられた断面２００を示すが、第２の導波路ディスプレイがユーザの第２の眼のために使用される。

【0056】

導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、画像光を、射出瞳２３０に位置するアイボックスに、および眼球２２０に向けるように構成される。導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、１つまたは複数の屈折率をもつ１つまたは複数の材料（たとえば、プラスチック、ガラスなど）から構成され得る。いくつかの例では、ニアアイディスプレイ１００は、導波路ディスプレイアセンブリ２１０と眼球２２０との間に１つまたは複数の光学要素を含む。

【0057】

いくつかの例では、導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、制限はしないが、積層導波路ディスプレイ、可変焦点導波路ディスプレイなどを含む、１つまたは複数の導波路ディスプレイのスタックを含む。積層導波路ディスプレイは、それぞれの単色ソースが異なる色のものである導波路ディスプレイを積層することによって作り出された多色ディスプレイ（たとえば、ＲＧＢディスプレイ）である。積層導波路ディスプレイは、複数の平面上に投影され得る多色ディスプレイ（たとえば、多平面カラーディスプレイ）でもある。いくつかの構成では、積層導波路ディスプレイは、複数の平面上に投影され得る単色ディスプレイ（たとえば、多平面単色ディスプレイ）である。可変焦点導波路ディスプレイは、導波路ディスプレイから放出された画像光の焦点位置を調整することができるディスプレイである。代替例では、導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、積層導波路ディスプレイと可変焦点導波路ディスプレイとを含み得る。

【0058】

図３は、導波路ディスプレイ３００の一例の等角図を示す。いくつかの例では、導波路ディスプレイ３００は、ニアアイディスプレイ１００の構成要素（たとえば、導波路ディスプレイアセンブリ２１０）である。いくつかの例では、導波路ディスプレイ３００は、画像光を特定のロケーションに向ける何らかの他のニアアイディスプレイまたは他のシステムの一部である。

【0059】

導波路ディスプレイ３００は、ソースアセンブリ３１０と、出力導波路３２０と、コントローラ３３０とを含む。例示の目的で、図３は、単一の眼球２２０に関連付けられた導波路ディスプレイ３００を示すが、いくつかの例では、導波路ディスプレイ３００とは別個の、または部分的に別個の別の導波路ディスプレイが、ユーザの別の眼に画像光を提供する。

【0060】

ソースアセンブリ３１０は、画像光３５５を生成する。ソースアセンブリ３１０は、画像光３５５を生成し、出力導波路３２０の第１の側面３７０－１上に位置する結合要素３５０に出力する。出力導波路３２０は、拡大された画像光３４０をユーザの眼球２２０に出力する光導波路である。出力導波路３２０は、第１の側面３７０－１上に位置する１つまたは複数の結合要素３５０において画像光３５５を受け取り、受け取られた入力画像光３５５を方向付け要素３６０に導く。いくつかの例では、結合要素３５０は、ソースアセンブリ３１０からの画像光３５５を出力導波路３２０に結合する。結合要素３５０は、たとえば、回折格子、ホログラフィック格子、１つまたは複数のカスケード型反射器、１つまたは複数のプリズム表面要素、および／またはホログラフィック反射器のアレイであり得る。

【0061】

方向付け要素３６０は、受け取られた入力画像光３５５が分離要素３６５を介して出力導波路３２０から分離されるように、受け取られた入力画像光３５５を分離要素３６５に向け直す。方向付け要素３６０は、出力導波路３２０の第１の側面３７０－１の一部であるか、または出力導波路３２０の第１の側面３７０－１に付けられる。分離要素３６５は、方向付け要素３６０が分離要素３６５に対向するように、出力導波路３２０の第２の側面３７０－２の一部であるか、または出力導波路３２０の第２の側面３７０－２に付けられる。方向付け要素３６０および／または分離要素３６５は、たとえば、回折格子、ホログラフィック格子、１つまたは複数のカスケード型反射器、１つまたは複数のプリズム表面要素、および／またはホログラフィック反射器のアレイであり得る。

【0062】

第２の側面３７０－２は、ｘ次元およびｙ次元に沿った平面を表す。出力導波路３２０は、画像光３５５の内部全反射を促進する１つまたは複数の材料から構成され得る。出力導波路３２０は、たとえば、シリコン、プラスチック、ガラス、および／またはポリマーから構成され得る。出力導波路３２０は、比較的小さいフォームファクタを有する。たとえば、出力導波路３２０は、ｘ次元に沿って幅約５０ｍｍ、ｙ次元に沿って長さ約３０ｍｍ、およびｚ次元に沿って厚さ約０．５～１ｍｍであり得る。

【0063】

コントローラ３３０は、ソースアセンブリ３１０のスキャン動作を制御する。コントローラ３３０は、ソースアセンブリ３１０のためのスキャン命令を決定する。いくつかの例では、出力導波路３２０は、拡大された画像光３４０を大きい視野（ＦＯＶ）でユーザの眼球２２０に出力する。たとえば、拡大された画像光３４０は、６０度のおよび／またはそれよりも大きい、ならびに／あるいは１５０度のおよび／またはそれよりも小さい（ｘおよびｙにおける）対角ＦＯＶでユーザの眼球２２０に提供される。出力導波路３２０は、２０ｍｍ以上および／または５０ｍｍ以下の長さ、ならびに／あるいは１０ｍｍ以上および／または５０ｍｍ以下の幅をもつアイボックスを提供するように構成される。

【0064】

その上、コントローラ３３０は、画像センサーモジュール３７０によって提供される画像データに基づいて、ソースアセンブリ３１０によって生成される画像光３５５をも制御する。画像センサーモジュール３７０は、第１の側面３７０－１上に位置し得、たとえば、（たとえば、ロケーション決定のための）ユーザの前にある物理的環境の画像データを生成するために図１Ａの画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄを含み得る。画像センサーモジュール３７０はまた、第２の側面３７０－２上に位置し得、ユーザの（たとえば、注視点決定のための）眼球２２０の画像データを生成するために図１Ｂの画像センサーモジュール１５０ａおよび１５０ｂを含み得る。画像センサーモジュール３７０は、導波路ディスプレイ３００内に位置しないリモートコンソールとインターフェースし得る。画像センサーモジュール３７０は、画像データをリモートコンソールに提供し得、リモートコンソールは、たとえば、ユーザのロケーション、ユーザの注視点などを決定し、ユーザに表示されるべき画像のコンテンツを決定し得る。リモートコンソールは、決定されたコンテンツに関係する命令をコントローラ３３０に送信することができる。命令に基づいて、コントローラ３３０は、ソースアセンブリ３１０による画像光３５５の生成および出力を制御することができる。

【0065】

図４は、導波路ディスプレイ３００の断面４００の一例を示す。断面４００は、ソースアセンブリ３１０と、出力導波路３２０と、画像センサーモジュール３７０とを含む。図４の例では、画像センサーモジュール３７０は、ユーザの前にある物理的環境の画像を生成するために、第１の側面３７０－１上に位置するピクセルセル４０２のセットを含み得る。いくつかの例では、ピクセルセル４０２のセットの露光を制御するために、ピクセルセル４０２のセットと物理的環境との間に挿入された機械的シャッター４０４があり得る。いくつかの例では、機械的シャッター４０４は、以下で説明されるように、電子シャッターゲートと置き換えられ得る。ピクセルセル４０２の各々は、画像の１つのピクセルに対応し得る。図４には示されていないが、ピクセルセル４０２の各々はまた、ピクセルセルによって検知されるべき光の周波数範囲を制御するために、フィルタでオーバーレイされ得ることを理解されたい。

【0066】

リモートコンソールから命令を受け取った後に、機械的シャッター４０４は、露光期間において開き、ピクセルセル４０２のセットを露光することができる。露光期間中に、画像センサーモジュール３７０は、ピクセルセル４０２のセットに入射した光のサンプルを取得し、ピクセルセル４０２のセットによって検出された入射光サンプルの強度分布に基づいて画像データを生成することができる。画像センサーモジュール３７０は、次いで、画像データを、ディスプレイコンテンツを決定するリモートコンソールに提供し、ディスプレイコンテンツ情報をコントローラ３３０に提供することができる。コントローラ３３０は、次いで、ディスプレイコンテンツ情報に基づいて画像光３５５を決定することができる。

【0067】

ソースアセンブリ３１０は、コントローラ３３０からの命令に従って画像光３５５を生成する。ソースアセンブリ３１０は、ソース４１０と光学システム４１５とを含む。ソース４１０は、コヒーレント光または部分的にコヒーレントな光を生成する光源である。ソース４１０は、たとえば、レーザーダイオード、垂直キャビティ面発光レーザー、および／または発光ダイオードであり得る。

【0068】

光学システム４１５は、ソース４１０からの光を調節する１つまたは複数の光学的構成要素を含む。ソース４１０からの光を調節することは、たとえば、コントローラ３３０からの命令に従って拡大し、コリメートし、および／または向きを調整することを含み得る。１つまたは複数の光学的構成要素は、１つまたは複数のレンズ、液体レンズ、ミラー、開口、および／または格子を含み得る。いくつかの例では、光学システム４１５は、光ビームを液体レンズ外の領域にシフトするためにしきい値のスキャン角度を伴う光ビームのスキャンを可能にする複数の電極をもつ液体レンズを含む。光学システム４１５（同じくソースアセンブリ３１０）から放出される光は、画像光３５５と呼ばれる。

【0069】

出力導波路３２０は、画像光３５５を受け取る。結合要素３５０は、ソースアセンブリ３１０からの画像光３５５を出力導波路３２０に結合する。結合要素３５０が回折格子である例では、内部全反射が出力導波路３２０中で発生し、画像光３５５が、分離要素３６５に向かって、（たとえば、内部全反射によって）出力導波路３２０中を内部的に伝搬するように、回折格子のピッチが選定される。

【0070】

方向付け要素３６０は、出力導波路３２０から分離するために、画像光３５５を分離要素３６５のほうへ向け直す。方向付け要素３６０が回折格子である例では、回折格子のピッチは、入射画像光３５５が、分離要素３６５の表面に対して（１つまたは複数の）傾斜角において出力導波路３２０を出ることを引き起こすように選定される。

【0071】

いくつかの例では、方向付け要素３６０および／または分離要素３６５は、構造的に同様である。出力導波路３２０を出た拡大された画像光３４０は、１つまたは複数の次元に沿って拡大される（たとえば、ｘ次元に沿って延長され得る）。いくつかの例では、導波路ディスプレイ３００は、複数のソースアセンブリ３１０と複数の出力導波路３２０とを含む。ソースアセンブリ３１０の各々は、原色（たとえば、赤、緑、または青）に対応する、波長の固有の帯域の単色画像光を放出する。出力導波路３２０の各々は、多色である拡大された画像光３４０を出力するために、離間距離を伴って一緒に積層され得る。

【0072】

図５は、ニアアイディスプレイ１００を含むシステム５００の一例のブロック図である。システム５００は、各々制御回路要素５１０に結合された、ニアアイディスプレイ１００と、撮像デバイス５３５と、入出力インターフェース５４０と、画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄおよび１５０ａ～１５０ｂとを備える。システム５００は、ヘッドマウントデバイス、ウェアラブルデバイスなどとして構成され得る。

【0073】

ニアアイディスプレイ１００は、ユーザにメディアを提示するディスプレイである。ニアアイディスプレイ１００によって提示されるメディアの例は、１つまたは複数の画像、ビデオ、および／またはオーディオを含む。いくつかの例では、オーディオは、外部デバイス（たとえば、スピーカーおよび／またはヘッドフォン）を介して提示され、この外部デバイスは、ニアアイディスプレイ１００および／または制御回路要素５１０からオーディオ情報を受け取り、そのオーディオ情報に基づいてオーディオデータをユーザに提示する。いくつかの例では、ニアアイディスプレイ１００はまた、ＡＲアイウェアグラスとして働き得る。いくつかの例では、ニアアイディスプレイ１００は、コンピュータ生成された要素（たとえば、画像、ビデオ、音など）を用いて、物理的現実世界の環境のビューを増強する。

【0074】

ニアアイディスプレイ１００は、導波路ディスプレイアセンブリ２１０、１つまたは複数の位置センサーモジュール５２５、および／または慣性測定ユニット（ＩＭＵ）５３０を含む。導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、ソースアセンブリ３１０と、出力導波路３２０と、コントローラ３３０とを含む。

【0075】

ＩＭＵ５３０は、位置センサーモジュール５２５のうちの１つまたは複数から受け取られた測定信号に基づいて、ニアアイディスプレイ１００の初期位置に対するニアアイディスプレイ１００の推定位置を指示する高速較正データを生成する電子デバイスである。

【0076】

撮像デバイス５３５は、様々なアプリケーションのための画像データを生成し得る。たとえば、撮像デバイス５３５は、制御回路要素５１０から受け取られた較正パラメータに従って低速較正データを提供するために画像データを生成し得る。撮像デバイス５３５は、たとえば、ユーザのロケーション追跡を実施するために、ユーザが位置する物理的環境の画像データを生成するために図１Ａの画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄを含み得る。撮像デバイス５３５は、たとえば、ユーザの関心物体を識別するために、ユーザの注視点を決定するための画像データを生成するために、図１Ｂの画像センサーモジュール１５０ａ～１５０ｂをさらに含み得る。

【0077】

入出力インターフェース５４０は、ユーザが制御回路要素５１０にアクション要求を送ることを可能にするデバイスである。アクション要求は、特定のアクションを実施するための要求である。たとえば、アクション要求は、アプリケーションを開始または終了するためのものであるか、あるいはアプリケーション内で特定のアクションを実施するためのものであり得る。

【0078】

制御回路要素５１０は、撮像デバイス５３５、ニアアイディスプレイ１００、および入出力インターフェース５４０のうちの１つまたは複数から受け取られた情報に従って、ユーザへの提示のためのメディアをニアアイディスプレイ１００に提供する。いくつかの例では、制御回路要素５１０は、ヘッドマウントデバイスとして構成されたシステム５００内に収容され得る。いくつかの例では、制御回路要素５１０は、システム５００の他の構成要素と通信可能に結合されたスタンドアロンコンソールデバイスであり得る。図５に示されている例では、制御回路要素５１０は、アプリケーションストア５４５と、追跡モジュール５５０と、エンジン５５５とを含む。

【0079】

アプリケーションストア５４５は、制御回路要素５１０が実行するための１つまたは複数のアプリケーションを記憶する。アプリケーションは、プロセッサによって実行されたとき、ユーザへの提示のためのコンテンツを生成する命令のグループである。アプリケーションの例は、ゲームアプリケーション、会議アプリケーション、ビデオ再生アプリケーション、または他の好適なアプリケーションを含む。

【0080】

追跡モジュール５５０は、１つまたは複数の較正パラメータを使用してシステム５００を較正し、ニアアイディスプレイ１００の位置の決定における誤差を低減するために、１つまたは複数の較正パラメータを調整し得る。

【0081】

追跡モジュール５５０は、撮像デバイス５３５からの低速較正情報を使用して、ニアアイディスプレイ１００の移動を追跡する。追跡モジュール５５０はまた、高速較正情報からの位置情報を使用して、ニアアイディスプレイ１００の基準点の位置を決定する。

【0082】

エンジン５５５は、システム５００内でアプリケーションを実行し、追跡モジュール５５０から、ニアアイディスプレイ１００の位置情報、加速度情報、速度情報、および／または予測された将来の位置を受け取る。いくつかの例では、エンジン５５５によって受け取られた情報は、ユーザに提示されるコンテンツのタイプを決定する導波路ディスプレイアセンブリ２１０への信号（たとえば、ディスプレイ命令）をもたらすために使用され得る。たとえば、インタラクティブ体験を提供するために、エンジン５５５は、（たとえば、追跡モジュール５５０によって提供される）ユーザのロケーション、または（たとえば、撮像デバイス５３５によって提供される画像データに基づく）ユーザの注視点、（たとえば、撮像デバイス５３５によって提供される画像データに基づく）物体とユーザとの間の距離に基づいて、ユーザに提示されるべきコンテンツを決定し得る。

【0083】

図６Ａおよび図６Ｂは、画像センサーモジュール６００およびその動作の例を示す。画像センサーモジュール６００は、図１Ａおよび図１Ｂの画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄおよび１５０ａ～１５０ｂの一部であり、図３の画像センサーモジュール３７０の一部であり得る。図６Ａに示されているように、画像センサーモジュール６００は、１つまたは複数のレンズ６０２と、画像センサー６０４とを含み、画像センサー６０４は、１つまたは複数の画像センサーダイ／チップを含むことができる。１つまたは複数のレンズ６０２は、（たとえば、図６Ａおよび図６Ｂに示されている）単一のレンズ６０２、または光の伝搬方向に沿って（たとえば、ｚ軸に沿って）スタックにおいて整合された複数のレンズを含むことができる。１つまたは複数のレンズ６０２は、光６０６および光６０８を集め、画像センサー６０４に向かって光６０６および光６０８を集束させることができる。画像センサー６０４は、集束された光６０６を受け取るための受光面６１０を含む。受光面６１０は、距離ｆだけレンズ６０２から分離され得る。図６Ａ中の距離ｆは、レンズ６０２から無限距離離れた物体の画像をキャプチャするための、レンズ６０２と画像センサー６０４との間の距離に対応することができる。距離ｆは、たとえば、物体とレンズ６０２との間の距離に基づいて、調整され得る。受光面６１０がレンズ６０２から距離ｆにあり、受光面６１０がレンズ６０２の光軸６１２に垂直であり、受光面６１０の中心が光軸６１２と整合するとすれば、受光面６１０は、レンズ６０２の長さｆに基づいて画定された視野６２０で、集束された光を受け取ることができる。画像センサー６０４は、集束された光６０６を電気信号に変換するための、受光面６１０の下のピクセルセル６０５のアレイをさらに含む。異なるピクセルセルが、レンズ６０２を介して異なる強度の光を受け取って、電気信号を生成し得、ピクセルセルからの電気信号に基づいて、視野６２０の画像が構築され得る。

【0084】

視野６２０などの画像センサーモジュール６００の光学特性は、レンズ６０２の物理的特性によって決定され得る。詳細には、レンズ６０２の曲率および屈折率が、焦点距離ｆを決定することができる。その上、レンズ６０２のアッベ数が、屈折率対波長の変動を決定することができる。さらに、レンズ６０２の複屈折が、入射光の偏光および伝搬方向に関するそのレンズの屈折率の変動を決定することができる。アッベ数と複屈折の両方は、レンズ６０２による光６０６の分散を制御することができ、レンズ６０２の材料によって決定され得る。すべてのこれらの光学特性は、画像センサーモジュール６００によってキャプチャされる画像の品質（たとえば、視野においてキャプチャされる情報の量、光の分散によって引き起こされるぼけ度およびひずみ）に影響を及ぼすことがある。

【0085】

画像センサーモジュール６００における１つまたは複数のレンズ６０２と画像センサー６０４とのアセンブリも、画像センサーモジュール６００の光学特性ならびに性能に影響を及ぼすことがある。詳細には、レンズに対する画像センサーの整合（たとえば、相対配向、位置）も、画像センサー６０４による受光に影響を及ぼすことがある。上記で説明されたように、適切な整合のために、受光面６１０は、距離ｆだけレンズ６０２から分離されるべきである。その上、受光面６１０は、レンズ６０２の光軸６１２に垂直であるべきであり、受光面６１０の中心は、光軸６１２と整合するべきである。図６Ｂは、レンズ６０２と画像センサー６０４との間の不整合と、それらの影響との例を示す。図６Ｂに示されているように、画像センサー６０４（および受光面６１０）は、光軸６１２およびレンズ６０２に対して傾いたようになることがある。その結果、受光面６１０の様々なロケーション（たとえば、「Ｐ」および「Ｑ」と標示されたロケーション）が、距離ｆよりも短いまたは距離ｆよりも長いのいずれかである距離だけ、レンズ６０２から分離され得る。その結果、受光面６１０は、ロケーションＰおよびＱにおいて分散光６０６を受け取り得、得られた画像は、それらのロケーションにおいて焦点はずれであるように見え、ひずんだようになり得る。さらに、受光面６１０の中心は光軸６１２と整合せず、これは、受光面６１０によってキャプチャされる視野を低減することがある。

【0086】

図７は、レンズ６０２と画像センサー６０４との間の改善された整合を提供することができる画像センサーモジュール７００の一例を示す。図７に示されているように、画像センサーモジュール７００は、１つまたは複数のレンズ６０２と、基板７０３（たとえば、ガラス基板）と、画像センサー６０４とを収容する、ハウジング７０１を含む。１つまたは複数のレンズ６０２は、レンズスタックを形成し、ハウジング７０１の内壁上に取り付けられた、複数のレンズを含むことができる。ハウジング７０１は、画像センサー６０４の垂直側面（たとえば、受光面６１０に垂直である側面）上にあるショルダー構造（ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）７０６をさらに含む。画像センサー６０４の垂直側面とショルダー構造７０６の垂直側面との間にエアギャップ７１６があり、１つまたは複数のレンズ６０２と画像センサー６０４の受光面６１０との間にエアギャップ７１８があり得る。エアギャップ７１６とエアギャップ７１８の両方は、画像センサー６０４に対して１つまたは複数のレンズ６０２を整合させるためのスペースを提供することができる。

【0087】

ハウジング７０１と画像センサー６０４の両方は、ＰＣＢ７２０上に接合される。たとえば、ショルダー構造７０６は、接着剤接合線７２２を介してＰＣＢ７２０に接合され得るが、画像センサー６０４は、導電性接合を形成するために、はんだボール７２４を介してＰＣＢ７２０上にはんだ付けされ得る。接合線７２２は、画像センサー６０４に対して１つまたは複数のレンズ６０２を整合させるために使用され得る。詳細には、接合線７２２は、液体状態にあるときに柔軟であるが硬化されるときに固まることができる接着剤を含むことができる。接合線７２２が液体状態にあるとき、（１つまたは複数のレンズ６０２が内側に取り付けられた）ハウジング７０１は、画像センサー６０４と整合するように、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向に移動され、ならびに／または、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の周りに回転され得る。ターゲット整合は、たとえば、１つまたは複数のレンズ６０２の光軸６１２が画像センサー６０４の中心と整合し、受光面６１０が、光軸６１２に垂直であり、所定の距離ｄだけ１つまたは複数のレンズ６０２から分離されるなどのようなものであり得る。ターゲット整合が達成されると、接着剤は硬化されて、接合線７２２を形成して、画像センサー６０４に対する１つまたは複数のレンズ６０２のロケーションおよび配向を固定することができる。

【0088】

図７のハウジング７０１は、１つまたは複数のレンズ６０２と画像センサー６０４との間の改善された整合を提供することができるが、ハウジング７０１のショルダー構造７０６は、画像センサーモジュール７００のフットプリントを増加させ、これは、ニアアイディスプレイ１００などのウェアラブルデバイスにとって望ましくない。上記で説明されたように、画像センサーモジュール７００の増加されたフットプリントは、フレーム１０５の厚さの増加につながることがあり、これは、フレーム１０５の重量を増加させ、ディスプレイ１１０の面積を低減し、美しさに影響を及ぼすことがあり、それらのすべてはユーザ体験を劣化させることがある。一方、画像センサーモジュール７００のフットプリントを縮小するために、画像センサー６０４のフットプリントは縮小する必要があり得、これは、画像センサー６０４中に含まれるピクセルセルの数を低減し、画像キャプチャの解像度を低減することがある。その結果、画像センサーモジュール７００の性能が劣化され得る。

【0089】

図８Ａは、低減されたフットプリントをもつ画像センサーモジュール８００の別の例を示し、図８Ｂおよび図８Ｃは、画像センサーモジュール８００の例示的な作製方法を示す。図８Ｂに示されているように、画像センサーモジュール８００は、ガラス基板８０２上に形成された（１つまたは複数のレンズ６０２のうちの）レンズ６０２ａを含み得る。ガラス基板８０２は、たとえば、接合層８０４を介して、画像センサー６０４に接合され得る。追加のガラス基板が、ガラス基板８０２の上に積層されて、追加のレンズを含むことができる。たとえば、キャビティ８０８を有するガラス基板８０６が、ガラス基板８０２の上に積層され得、キャビティ８０８はレンズ６０２ａに適応し、レンズ６０２ｂを含む別のガラス基板８１０が、ガラス基板８０６および８０２の上に積層され得、レンズ６０２ａと６０２ｂとは、同じ光軸６１２に沿って整合される。画像センサー６０４は、導電性接合を形成するために、はんだボール７２４を介してＰＣＢ７２０上にはんだ付けされ得る。

【0090】

図７の画像センサーモジュール７００と比較して、画像センサーモジュール８００は、低減されたフットプリントを提供することができる。詳細には、図８Ａに示されているように、ガラス基板８０２、８０６、および８１０のフットプリントは、ショルダー構造７０６が画像センサー６０４から外側に延在する画像センサーモジュール７００とは異なり、画像センサー６０４と実質的に同じであるか、または画像センサー６０４よりも小さくなり得る。その結果、（Ｌ_８００によって表された）画像センサーモジュール８００のフットプリントは、（Ｌ_６０４によって表された）画像センサー６０４のフットプリントと実質的に同じであり得る。

【0091】

画像センサーモジュール７００中のガラス基板は、レンズと画像センサーダイとの間の（図８Ａ中で「ｄ」と標示された）垂直距離を画定するなど、レンズ６０２と画像センサー６０４との間のある整合度をも提供することができる。しかしながら、整合度は、一般にウエハレベルオプティクスプロセスに基づく、画像センサーモジュール７００の作製によって制限され得る。

【0092】

図８Ｂは、ウエハレベルオプティクスプロセスの一例を示す。図８Ｂに示されているように、複数のレンズ６０２ａが、ガラスウエハ８２２上に形成され得る。その上、複数のキャビティ８０８が、ガラスウエハ８２４上に形成され得、複数のレンズ６０２ｂが、ガラスウエハ８２６上に形成され得る。ガラスウエハ８２２、８２４、および８２６は積層され得、各ガラスウエハは、図８Ａに示されているように、同じ光軸６１２に沿って、各レンズ６０２ａ、キャビティ８０８、およびレンズ６０２ｂを整合させるために、ｘ軸およびｙ軸に沿って移動され得る。整合プロセスが、ガラスウエハ８２２、８２４、および８２６を整合させるために実施され得る。詳細には、それぞれ、ガラスウエハ８２２、８２４、および８２６上の、整合マーク８３２、８３４、および８３６の画像が、カメラ８４０および８４２によってキャプチャされ得、ウエハの間の整合度が、画像に基づいて決定され得る。各ウエハは、整合マーク８３２、８３４、および８３６の画像が、ターゲット整合度に達したことを指示するまで、互いに対して移動され得る。ガラスウエハが積層され、整合された後に、ガラスウエハスタックは、次いで、複数の画像センサーダイ８５２を含む半導体ウエハ８５０上に積層され得、各ダイは、画像センサー６０４に対応する。ガラスウエハスタックも、レンズを画像センサーダイ６０４と整合させるために、ｘ軸およびｙ軸に沿って移動され得る。半導体ウエハ８５０に対するガラスウエハスタックの整合も、カメラ８４０および８４２によってキャプチャされた、ガラスウエハスタックの整合マーク８３２／８３４／８３６および半導体ウエハ８５０上の整合マーク８５４の画像に基づくことができる。整合プロセスが完了した後に、ガラスウエハスタックおよび画像センサーダイは、個々の画像センサーモジュール８００を形成するために、ダイシングされ得る。

【0093】

図８Ｂ中の整合プロセスは、レンズ６０２と画像センサー６０４との間の限られた整合度を提供することができるにすぎない。これは、その整合が、ウエハレベルに関するものであり、異なる画像センサーモジュール間のレンズ６０２のロケーション／配向差を完全にはなくすことができないからある。図８Ｃは、限られた整合の一例を示す。図８Ｃに示されているように、２つのレンズ６０２ａ１と６０２ａ２とが、ガラスウエハ８２２上で水平距離ｄ１および垂直距離Δｚだけ分離され、２つの画像センサーダイ８５２ａと８５２ｂとが、半導体ウエハ８５０上で水平距離ｄ２だけ分離される。ガラスウエハ８２２と半導体ウエハ８５０との間の整合に基づいて、レンズ６０２ａ１および６０２ａ２の各々は、それぞれ、ｄ１とｄ２との間の差の１／２だけ、画像センサーダイ８５２ａおよび８５２ｂと不整合し得る。その上、ウエハ８２６は、半導体ウエハ８５０と整合するように、ｘ／ｙ軸に沿って移動されるにすぎないので、Δｚによって引き起こされた垂直軸に沿った不整合は、画像センサーダイ８５２ｂについて残り得る。その上、整合を補正するための、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の周りの、ウエハ６２６（または画像センサー６０４）の回転もない。

【0094】

いくつかの例では、ウエハレベルオプティクスプロセスにおける、ガラス基板８０２、８０６、および８１０のスタックと、画像センサー６０４との間の整合は、ガラス基板スタックがダイシングされて、各画像センサー６０４について（ダイシングされたガラス基板８０２、８０６、および８１０、ならびにレンズ６０２ａおよび６０２ｂを含む）レンズスタックを形成した後に、実施され得る。レンズスタックは、たとえば、レンズスタックのエッジと画像センサー６０４の特徴との間の整合に基づいて、画像センサー６０４に対して、およびｘ／ｙ軸に沿って移動され得る。しかしながら、また、整合を補正するための、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の周りの、ウエハ６２６（または画像センサー６０４）の回転がない。したがって、レンズ６０２と画像センサー６０４との間の限られた整合度が達成され得るにすぎない。

【0095】

図９Ａ～図９Ｃは、低減されたフットプリントと改善された光学特性の両方を提供することができる、画像センサーモジュールの例を示す。図９Ａに示されているように、画像センサーモジュール９００が、レンズアセンブリ９０２と、図７の画像センサー６０４とを含むことができる。画像センサー６０４は、レンズアセンブリ９０２の下方に配置され得、接合層９０４を介してレンズアセンブリ９０２に接合され得る。レンズアセンブリ９０２は、画像センサー６０４の側面に隣接するいかなるショルダー構造をも含まないので、レンズアセンブリ９０２は、画像センサーモジュール９００のフットプリントを増やさない。画像センサーモジュール９００のフットプリントは、大部分が画像センサー６０４によって寄与される。

【0096】

レンズアセンブリ９０２は、１つまたは複数の層９０８と、１つまたは複数のスペーサ９１０とを含むことができ、各層は、レンズ６０２として形成されたレンズ部分と、延在部分９１１とを有する。レンズ部分は、光を集め、画像センサー６０４のほうへ向けるように構成され、延在部分９１１は、レンズ部分に機械的支持を提供することができる。たとえば、延在部分９１１は、スペーサ９１０に載っているか、またはスペーサ９１０によって支持され得、スペーサ９１０は、層９０８のレンズ部分を適合させるための開口を含む。各層は、たとえば、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）材料などのポリマー材料で作られ得、これは、より低いアッベ数および低減された複屈折を提供することができ、その両方は、レンズ６０２による光分散を低減することができる。層９０８を作製するために使用され得る他のポリマー材料は、たとえば、ＡＰＥＬ５０１４ＣＬ、ＯＫＰ１、ＯＫＰ４、ＥＰ８０００を含み得る。ＡＰＥＬ５０１４ＣＬはＣＯＣであり得る。ＯＫＰ１およびＯＫＰ４はポリエステルであり得、ＥＰ８０００はポリカーボネートであり得る。各層は、たとえば、ガラスなど、他の材料でも作られ得る。スペーサ９１０は、たとえば、不透明ポリマー、金属など、不透明材料でも作られ得る。

【0097】

レンズアセンブリ９０２が、複数のレンズ６０２（たとえば、図９Ａに示されている３つのレンズ６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃ）を含む場合、各層９０８（たとえば、層９０８ａ、９０８ｂ、および９０８ｃ）は、互いの上に積層し、スペーサ９１０に接合され得、これは、機械的支持を提供し、レンズアセンブリ９０２内のレンズ６０２のロケーションおよび配向を画定することができる。たとえば、層９０８ａの延在部分９１１ａが、スペーサ９１０ａに接合され得、スペーサ９１０ａは、画像センサー６０４に光を出力するための開口９２０を含む。いくつかの例では、開口９２０は、出光面を形成するために、レンズ６０２ａの一部で埋められ得る。その上、スペーサ９１０ｂが、層９０８ｂと層９０８ａとの間に挿入され得、層９０８ｂの延在部分９１１ｂが、スペーサ９１０ｂに接合され、スペーサ９１０ｃが、層９０８ｃと層９０８ｂとの間に挿入され得、層９０８ｃの延在部分９１１ｃが、スペーサ９１０ｃに接合される。レンズアセンブリ９０２は、入射光を受け取るためのアパーチャ９１６を含む上部カバー９１４をさらに含む。

【0098】

いくつかの例では、（図９Ｂに示されている）不透明／暗いコーティング層９３０が、レンズアセンブリ９０２の外部垂直面上に塗布されて、光がレンズアセンブリ９０２の側面を通って入るのを防いで、光がアパーチャ９１６のみを通って入ることを確実にすることができる。いくつかの例では、図１１Ｂに示されているように、

【0099】

いくつかの例では、層９０８間のスペーサ９１０のうちのいくつかが、レンズアセンブリ９０２において省略され得る。２つの層９０８の延在部分９１１および／またはレンズ６０２は、スタックを形成するために接合され得る。たとえば、レンズアセンブリ９０２を形成するために、層９０８ｃの延在９１１ｃと層９０８ｂの延在９１１ｂとが互いに接合され得、層９０８ｂの延在９１１ｂと層９０８ａの延在９１１ａとが同じく互いに接合され得る。別の例として、レンズアセンブリ９０２を形成するために、レンズ６０２ｃとレンズ６０２ｂとが互いに接合され得、６０２ｂと６０２ｃとが同じく互いに接合され得る。

【0100】

層９０８ａ、９０８ｂ、および９０８ｃは、レンズ６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃの物理的寸法（たとえば、曲率）と、レンズアセンブリ９０２の得られた光学特性とにわたる、改善された制御を提供するために、射出成形などの高精度プロセスによって作製され得る。その上、スペーサ９１０ａ、９１０ｂ、および９１０ｃ、ならびに上部カバー９１４も、射出成形によって作製されて、層、スペーサ、およびカバー間のより緊密な適合を提供することができ、これは、レンズアセンブリ９０２の剛性を改善することができる。いくつかの例では、スペーサ９１０ａ、９１０ｂ、および９１０ｃ、ならびに上部カバー９１４は、打ち抜き加工（ｓｔａｍｐ）されたまたは機械加工された金属で作られ得る。

【0101】

（図中で別個の構成要素として示される）ガラス基板７０３を含むことができる、画像センサー６０４が、接合層９０４を介してレンズアセンブリ９０２に接合され得る。接合層９０４は、画像センサー６０４がリフロープロセスにおいてはんだボール７２４を介してＰＣＢ７２０上にはんだ付けされた後に、画像センサー６０４上に接着材料の層を塗布することによって形成され得る。（ＰＣＢ７２０上にはんだ付けされる）画像センサー６０４とレンズアセンブリ９０２とは、次いで、スペーサ９１０ａが接着材料に接触するように、互いに合わせられ得る。接着材料は、次いで、硬化プロセスにおいて固められて、接合層９０４を形成することができ、これは、画像センサー６０４とレンズアセンブリ９０２との間の永続的接合を提供することができる。

【0102】

接合層９０４は、接着材料が液体状態のままであるとき、硬化プロセスより前の整合プロセスから取得された、画像センサー６０４とレンズアセンブリ９０２のレンズ６０２との間の整合を維持するために使用され得る。図９Ｂは、レンズアセンブリ９０２に対する画像センサー６０４の位置および配向が、整合度を反映する画像センサー６０４によって生成されたセンサーデータに基づいて調整され得る、整合プロセスの一例を示す。図９Ｂを参照すると、画像センサー６０４は、整合プロセス中にレンズアセンブリ９０２を通過する光を検知するために有効にされ（電源投入され）得る。一例では、レンズアセンブリ９０２は、固定ロケーションおよび固定配向において保持され得るが、画像センサー６０４（およびＰＣＢ７２０）は、（図９Ｂに示されていない）プラットフォーム上で支持され得、そのプラットフォームは、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々に沿った線形移動、ならびにｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々を中心とする回転を含む、６次（ｄｅｇｒｅｅ）の移動を支持することができる。別の例では、画像センサー６０４（およびＰＣＢ７２０）は、固定ロケーションおよび固定配向において保持され得るが、レンズアセンブリ９０２は移動／回転され得る。光プロジェクタ９４０が、光パターン９５０（たとえば、画像の２次元光パターン）をレンズアセンブリ９０２に投影することができ、レンズアセンブリ９０２は、光パターン９５０を画像センサー６０４のほうへ向けることができ、画像センサー６０４は、光パターン９５０の検知に基づいて画像のセンサーデータ９６０を生成することができる。上記で説明されたように、画像センサー６０４とレンズ６０２との間の整合度（たとえば、画像センサー６０４がレンズ６０２の焦点からどのくらい遠いか、またはレンズ６０２の光軸６１２に対する画像センサー６０４の配向および位置）は、光パターン９５０の検知から画像センサー６０４によって生成される画像の品質を決定することができる。コントローラ９７０が、センサーデータ９６０を分析して、センサーデータ９６０によって表された画像の、たとえば、ぼけ度の度合い、ひずみの度合いなどを決定することができ、それらから、コントローラ９７０は、画像センサー６０４とレンズ６０２との間の整合度を決定することができる。整合度に基づいて、コントローラ９７０は、画像センサー６０４とレンズアセンブリ９０２との間の接着剤が液体状態のままであるとき、レンズアセンブリ９０２に対して画像センサー６０４を整合させるために、（たとえば、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々に沿った線形移動、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々を中心とする回転などに基づく）レンズアセンブリ９０２および／または画像センサー６０４の移動を制御することができる。接着剤は、移動を可能にするために、圧搾または伸張され得る。

【0103】

コントローラ９７０は、ターゲット整合度に達するまで、整合を調整するために、画像センサー６０４またはレンズアセンブリ９０２のうちの少なくとも１つを移動し続けることができる。たとえば、１つまたは複数のレンズ６０２の（図９Ａに示されていない）光軸６１２が画像センサー６０４の中心と整合し、受光面６１０が、光軸６１２に垂直であり、所定の距離だけ１つまたは複数のレンズ６０２から分離されるなどのとき、ターゲット整合度に達する。ターゲット整合度に達したとき、接着剤は、硬化プロセスにおいて固められ得る。硬化プロセスは、たとえば、紫外光、（レンズを変形することを回避するための）ポリマーレンズの融点よりも低い温度における熱的プロセス、またはその両方に基づき得る。接着剤が固められるとき、レンズアセンブリ９０２に対する整合された位置および配向において画像センサー６０４を維持しながら、画像センサー６０４をレンズアセンブリ９０２と接合するように、接合層９０４が形成され得る。画像センサー６０４は、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々に沿った線形移動、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各々を中心とする回転に基づいて、ならびに瞬間の整合度の正確な根拠を提供することができる画像センサー６０４によって生成されたセンサーデータに基づいて、レンズアセンブリ９０２に対して移動され得るので、レンズ６０２と画像センサー６０４との間の達成可能な整合の達成可能な度合いが、実質的に増加され得る。

【0104】

接合層９０４を形成するための接着剤を分布させる様々なやり方がある。一例では、図９Ｃの左図に示されているように、接合層９０４は、領域９３２を囲む画像センサー６０４の外周の周りに形成され得る。領域９３２は、画像センサー６０４の受光面６１０にわたることができ、レンズアセンブリ９０２のスペーサ９１０ａの開口９２０に面する。そのような構成では、固まると不透明になるかまたはさもなければ低い光透過率を有する接着剤が使用されて、光が画像センサー６０４に達するのを遮断することなしに接合層９０４を形成することができるが、接着剤の塗布は、整合プロセス中に圧搾されるときに接着剤が領域９３２にこぼれないように制限される。別の例では、図９Ｃの右図に示されているように、接合層９０４は、たとえば、開口９２０を埋めるレンズ６０２ａの一部と接合するように、領域９３２にわたって形成され得る。そのような構成では、画像センサー６０４上での接着剤の塗布に対する制限がほとんどないことがあるが、接着剤は、硬化プロセスによって固まると、透明であるかまたは少なくとも高い光透過率を有する必要がある。いくつかの例では、接着剤はまた、画像センサー６０４と接合するように、レンズアセンブリ９０２上に（たとえば、画像センサー６０４に面するスペーサ９１０ａの面上に）形成され得る。

【0105】

図１０は、低減されたフットプリントと改善された光学特性の両方を提供することができる、画像センサーモジュールの別の例を示す。図１０に示されているように、画像センサーモジュール１０００は、レンズアセンブリ１００２と、図７の画像センサー６０４とを含むことができる。レンズアセンブリ１００２は、不透明／暗いレンズハウジング１００４を含むことができ、ハウジング１００４は、１つまたは複数のレンズ６０２を保持するバレルの形態であり得る。ハウジング１００４は、たとえば、ポリマー材料、金属などで作られ得る。画像センサー６０４は、ハウジング１００４の下方に配置され得、接合層９０４を介してレンズアセンブリ１００２に接合され得る。レンズアセンブリ１００２は、画像センサー６０４の側面に隣接するいかなるショルダー構造をも含まないので、レンズアセンブリ１００２は、画像センサーモジュール１０００のフットプリントを増やさない。画像センサーモジュール１０００のフットプリントは、大部分が画像センサー６０４によって寄与される。

【0106】

いくつかの例では、図１０に示されているように、１つまたは複数のレンズ６０２の各々は、延在部分１００８を含む層１００６の一部であり得る。レンズアセンブリ１００２は、１つまたは複数のスペーサ１０１０をも含み得る。層１００６のレンズ部分は、光を集め、画像センサー６０４のほうへ向けるように構成され、延在部分１００８は、レンズ部分に機械的支持を提供することができる。たとえば、延在部分１００８は、スペーサ１０１０に載っているか、またはスペーサ１０１０によって支持され得、スペーサ１０１０は、層１００６のレンズ部分を適合させるための開口を含む。各層１００６およびスペーサ１０１０は、ハウジング１００４の内壁に（たとえば、接着剤を介して）機械的に結合される。各層１００６は、たとえば、ポリマー材料（たとえば、ＣＯＣ、ポリカーボネート）、ガラス材料などを含む、層９０８と同じ材料で作られ得る。スペーサ１０１０も、ポリマーおよび金属など、不透明材料で作られ得る。レンズアセンブリ９０２が、複数のレンズ６０２（たとえば、図１０に示されている３つのレンズ６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃ）を含む場合、各層１００６（たとえば、層１００６ａ、１００６ｂ、および１００６ｃ）は、互いの上に積層し、スペーサ１０１０によって分離され得、これは、機械的支持を提供し、レンズアセンブリ１００２内のレンズ６０２のロケーションおよび配向を画定することができる。たとえば、層１００６ａの延在部分１００８ａと層１００６ｂの延在部分１００８ｂとが、スペーサ１０１０ａによって分離され得、層１００６ｂの延在部分１００８ｂと層１００６ｃの延在部分１００８ｃとが、スペーサ１０１０ｂによって分離され得る。ハウジング１００４は、入射光を受け取るためのアパーチャ１０１６をさらに含む。

【0107】

画像センサーモジュール９００と同様に、各層１００６は、レンズ６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃの物理的寸法（たとえば、曲率）と、レンズアセンブリ１００２の得られた光学特性とにわたる、改善された制御を提供するために、射出成形などの高精度プロセスによって作製され得る。その上、スペーサ１０１０も、射出成形、機械加工された／打ち抜き加工された金属などによって作製されて、層およびスペーサ間のより緊密な適合を提供して、レンズアセンブリ１００２の剛性を改善することができる。その上、接合層９０４は、図９Ｂで説明されたように、整合プロセスから取得された、（画像センサー６０４の）画像センサー６０４とレンズアセンブリ１００２のレンズ６０２との間の整合を維持するために使用され得る。

【0108】

いくつかの例では、図７～図１０の画像センサーモジュール７００、８００、９００、および１０００など、画像センサーモジュールの光学要素は、フィルタを含み得る。フィルタは、画像センサーの異なるピクセルセルによって検出されるべき光の異なる周波数成分、またはすべてのピクセルセルによって検出されるべき光の単一の周波数成分を選択するためのフィルタアレイを含むことができる。画像センサーは、フィルタアレイによって選択された光の異なる周波数成分を受光面を介して受け取り、周波数成分を電気信号に変換することができる光検知要素（たとえば、フォトダイオード）を含む。電気信号は、たとえば、シーンからの光の異なる周波数成分の強度を表すことができる。

【0109】

図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃは、フィルタを含む画像センサーモジュール１１００の例を示す。画像センサーモジュール１１００は、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃの画像センサーモジュール１２０ａ～１２０ｄおよび１５０ａ～１５０ｂの一部であり、図３の画像センサーモジュール３７０の一部であり得る。画像センサーモジュール１１００は、１つまたは複数のレンズ６０２および画像センサー６０４など、図７～図１０の画像センサーモジュール７００、８００、９００、および１０００の構成要素を含み得る。画像センサーモジュール１１００の内部側面図を表す図１１Ａの左側に示されているように、画像センサーモジュール１１００は、１つまたは複数のレンズ６０２と、フィルタ１１０３と、図６Ａに示されているピクセルセル６０５のアレイを含む画像センサー６０４とを含む。（簡単のために図１１Ａ中で統合体（ｕｎｉｆｉｅｄ ｂｏｄｙ）として示される）１つまたは複数のレンズ６０２は、図７～図１０に示されている、単一のレンズ、または、スペーサによって分離され、光を通すために光の伝搬方向に沿って（たとえば、ｚ軸に沿って）スタックにおいて整合された複数のレンズを含むことができる。いくつかの例では、光は、集束され得、焦点において収束することができる。光はフィルタ１１０３によってフィルタ処理され得、フィルタ１１０３は、画像センサー６０４によって検出されるべき光の１つまたは複数の周波数成分を選択することができる。いくつかの例では、フィルタ１１０３は、画像センサー６０４によって検出されるべき光の単一の周波数範囲（たとえば、可視周波数範囲、赤外周波数範囲など）を選択することができる。いくつかの例では、フィルタ１１０３は、画像センサー６０４によって検出されるべき光の異なる周波数範囲（たとえば、赤色周波数範囲、青色周波数範囲、緑色周波数範囲、赤外周波数範囲）を選択するためのフィルタアレイを含むことができる。

【0110】

画像センサー６０４の受光面６１０の下のピクセルセル６０５のアレイは、光の異なる周波数成分を電気信号に変換することができる。電気信号は、たとえば、シーンからの光の異なる周波数成分の強度を表すことができる。電気信号に基づいて、画像プロセッサが、シーンの画像を生成することができる。画像センサーモジュールはプリント回路板（ＰＣＢ）７２０上にはんだ付けされ得、プリント回路板（ＰＣＢ）は、画像プロセッサ（図に示されていない）をも含む。ＰＣＢ７２０は、図７で説明されたように、画像センサーモジュールから画像プロセッサに電気信号を送信するための電気トレースを含み、画像プロセッサは、電気信号に基づいてシーンの画像を生成することができる。

【0111】

画像センサーモジュール１１００は、１つまたは複数のレンズ６０２およびフィルタ１１０３を保持し、物理的に支持するためのホルダー構造１１２０を含む。詳細には、図１１Ａに示されているように、ホルダー構造１１２０は、図１０のハウジング１００４を含むことができるハウジング１１２２と、リテーナ１１２４とを含み得る。ハウジング１１２２とリテーナ１１２４の両方は、たとえば、射出成形を使用して、ポリカーボネート（ＰＣ）材料、および／またはポリマー材料（たとえば、液晶ポリマー（ＬＣＰ））で作られ得る。バレルの形態であり得るハウジング１１２２は、光を受け取るための上部開口１１３２と、画像センサー１１０４に光を出力するための底部開口１１３４とを含む。図１１Ｂを参照すると、１つまたは複数のレンズ６０２は、（「Ａ」と標示された方向によって指示された）上部開口１１３２に向かって、底部開口１１３４を通して、ハウジング１１２２中に装填され得る。１つまたは複数のレンズ６０２は、レンズスタックを形成するように上部開口１１３２と底部開口１１３４との間のハウジング１１２２内の所定の位置において取り付けられ得、ハウジング１１２２は、レンズスタックに物理的支持を提供することができる。さらに、ハウジング１１２２は、ｚ軸に沿って画像センサー６０４上に積層される。

【0112】

再び図１１Ａを参照すると、底部開口１１３４を囲むハウジング１１２２の底面１１３６が、図８Ａ～図１０における接合層８０４／９０４の形成と同様に、たとえば、接着剤１１３８、その後の接着剤を固めるためのＵＶ硬化を介して、画像センサー６０４の受光面１１１０に接合され得る。画像センサー６０４との接合に基づいて、ハウジング１１２２は、画像センサー６０４に対する１つまたは複数のレンズ６０２の配向および位置を設定することができる。いくつかの例では、底面１１３６は、画像センサー１１０４の画像センサーダイに接合される。いくつかの例では、底面１１３６は、ガラス基板７０３（図１１Ａに示されていない）、画像センサー６０４のパッケージなど、画像センサー６０４の他の構成要素に接合される。

【0113】

さらに、リテーナ１１２４が、レンズスタックと底部開口１１３４との間のハウジング１１２２内に取り付けられ得る。図１１Ｃを参照すると、リテーナ１１２４は、レンズが底部開口１１３４から落下するのを防ぐために１つまたは複数のレンズ６０２を支持するための（点線で強調された）上面１１３９と、（たとえば、図に示されていない接着剤の層を介して）フィルタ１１０３を取り付けるための（点線で強調された）中間面１１４０とを含むことができる。リテーナ１１２４は、ハウジング１１２２内でのリテーナ１１２４の配置における許容差を考慮するとき、リテーナ１１２４がハウジングから突出するのを防ぐために、底部開口１１３４から離れて配置され、凹形底面１１４１をさらに含む。そのような構成は、ホルダー構造１１２０が画像センサー６０４上に置かれるとき、ハウジング１１２２の底面１１３６が画像センサー６０４と接触しているが、リテーナ１１２４のどの部分も画像センサー６０４と接触していないことを確実にすることができる。ハウジング１１２２内のリテーナ６２４の位置を維持するために、接着剤１１４２が、リテーナ１１２４の凹形底面６４１およびハウジング１１２２の内壁上に塗布され、その後にＵＶ硬化が続いて、ハウジング１１２２をリテーナ１１２４と接合することができる。

【0114】

図１１Ａは、ハウジング１１２２が円筒形部分と矩形／正方形部分とを含むことと、底部開口１１３４が円形形状を有することとを示すが、ハウジング１１２２および底部開口１１３４は他の幾何学的形状を有することができることを理解されたい。たとえば、ハウジング１１２２は、円筒形バレル、矩形／正方形バレルなどのみを含むことができるが、底部開口は、矩形／正方形形状を有することができる。

【0115】

ハウジング１１２２が画像センサー６０４上にアタッチされてスタックを形成する、図１１Ａ～図１１Ｃの構成は、ＰＣＢ７２０上の画像センサーモジュール１１００のフットプリントを低減することができる。低減されたフットプリントは、特に、スペースがごく限られている、ニアアイディスプレイ１００など、モバイルデバイス中に画像センサーモジュール６００を組み込むために望ましいことがある。たとえば、再び図１Ｃを参照すると、画像センサーモジュール１１００をフレーム１０５に適合させるために、画像センサーモジュール１１００の幅が、フレーム１０５の厚さ（ｔ）よりも短くされる必要がある。その上、照明器１３０とセンサー１２０とを伴う撮像動作（たとえば、３Ｄ検知、立体撮像）を改善するために、画像センサー６０４のピクセルセル６０５が照明器１３０の近くに配置され得るように、（たとえば、センサー１２０ａの）画像センサー６００の長さも低減される必要がある。画像センサーモジュール１１００のフットプリントを縮小することによって、画像センサーモジュール１１００をニアアイディスプレイ１００に適合させる可能性が高くなる。

【0116】

ホルダー構造１１２０が画像センサー６０４とともにスタックを形成する、図１１Ａ～図１１Ｃ中の構成は、図８Ａ～図１０に示されているのと同様にして画像センサーモジュール１１００のフットプリントを縮小することができるが、ハウジング１１２２内へのリテーナ１１２４の取付けは、様々な問題点を作り出すことがある。それらの問題点は、画像センサーモジュールのアセンブリならびに画像センサーモジュールの光学特性および性能に影響を及ぼすことがある。詳細には、上記で説明されたように、ハウジング１１２２は、底面１１３６を介してのみ画像センサー６０４に接合されるが、リテーナ１１２４は、画像センサー６０４と接触していない。しかし、ハウジング１１２２の底面１１３６は、接着剤６３８を塗布するためのごく限られた面積を提供し、これは、画像センサー６０４へのハウジング１１２２の接合を困難にする。その上、底部開口１１３４は、画像センサー６０４のより多くのピクセルセル６０５が光を受け取ることを可能にするために、拡大され得、これは、撮像解像度を改善することができる。しかし、ハウジング１１２２がレンズおよびリテーナ１１２４を囲み、これがフットプリントを増加させるとすれば、ハウジング１１２２の厚さは、フットプリントを低減するために低減される必要がある。しかし、ハウジング１１２２の厚さを低減することは、ハウジング１１２２の底面１１３６、ならびに接着剤１１３８を塗布するための利用可能な面積を低減する。一例では、画像センサー６０４のｘ／ｙ寸法が約４ミリメートル（ｍｍ）である、図１１Ａおよび図１１Ｃに示されているように、ハウジング１１２２の底面１１３６の最小幅は、約０．１２ｍｍまで縮小され得る。低減された接合面積は、ハウジング１１２２と画像センサー６０４との間のより弱い接合につながることがある。弱い接合は、ハウジング１１２２が画像センサー６０４に対してシフトすることを可能にし得、これは、画像センサー６０４に対するレンズスタックの配向および整合を変更し、画像センサーモジュール１１００の光検知性能を劣化させる。

【0117】

その上、低減された接合面積により、塗布される接着剤１１３８の量、ならびに接着剤１１３８が塗布される底面６３６上のロケーションは、極めて高い精度で制御される必要がある。これは、ハウジング１１２２と画像センサー６０４とが互いに合わせられるとき、ハウジング１１２２の底面１１３６に塗布された接着剤が底部開口１１３４にこぼれるのを防ぐためである。しかし、必須の精度は、画像センサーモジュール１１００のフットプリントを低減するために底面１１３６の面積が縮小するにつれて、達成不可能になり得る。たとえば、底面１１３６の０．１２ｍｍ領域における接着剤１１３８の塗布を制御することは、たとえば、接着剤を塗布するノズルの直径によって課される限界により、極めて困難になる。底部開口１１３４にこぼされた接着剤は、フィルタ１１０３および／または画像センサー６０４のピクセルセル６０５を不明瞭にすることがある。これらのすべては、画像センサーモジュールの光検知性能を劣化させることがある。

【0118】

図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１２Ｃは、上記の問題点のうちの少なくともいくつかに対処することができる画像センサーモジュール７００の例を示す。図１２Ａは、画像センサーモジュール１２００の外部側面図を示し、図１２Ｂは、画像センサーモジュール１２００の内部側面図を示す。図１２Ａおよび図１２Ｂに示されているように、画像センサーモジュール７００は、もう１つのレンズ６０２およびフィルタ１１０３を保持し、物理的に支持するためのホルダー構造１１２０を含む。ホルダー構造１２２０は、画像センサー６０４上に取り付けられ得、画像センサー６０４は、ＰＣＢ７２０上に取り付けられる。ホルダー構造１２２０は、ハウジング１２２２とリテーナ１２２４とを含む。図１１Ａ～図１１Ｃの画像センサーモジュール１１００の場合のように、ハウジング１２２２は、１つまたは複数のレンズ６０２がレンズスタックを形成するように取り付けられるバレルの形態であり得、フィルタ１１０３が、リテーナ１２２４上に取り付けられ得る。しかしながら、リテーナ１１２４がハウジング１１２２内に取り付けられる、画像センサーモジュール１１００の場合とは異なり、画像センサーモジュール１２００では、リテーナ１２２４の少なくとも一部は、ハウジング１２２２、リテーナ１２２４、および画像センサー６０４が、（たとえば、ｚ軸に沿って）スタックを形成するように、ハウジング１２２２と画像センサー６０４との間にはさまれる。さらに、リテーナ１２２４は、画像センサー６０４に対する１つまたは複数のレンズ６０２の配向および位置を設定するために、接着剤を介して画像センサー６０４と接合される。

【0119】

図１２Ｂを参照すると、バレルの形態であり得るハウジング１２２２は、光を受け取るための上部開口１２３２と、画像センサー６０４に光を出力するための底部開口１２３４とを含む。画像センサーモジュール１１００の場合のように、１つまたは複数のレンズ６０２は、上部開口１２３２に向かって、底部開口１２３４を通して、画像センサーモジュール１２００のハウジング１２２２中に装填され得る。１つまたは複数のレンズ６０２は、レンズスタックを形成するように上部開口１２３２と底部開口１２３４との間のハウジング１２２２内の所定の位置において取り付けられ得、ハウジング１２２２は、レンズスタックに物理的支持を提供する。ハウジング１２２２は、底面１２３６をさらに含み、底面１２３６は、底部開口１２３４を囲み、接着剤層７４０を介してリテーナ１２２４の上面１２３９と接合され得る。

【0120】

図１２Ｃは、リテーナ１２２４の拡大された内部側面図（左図）および底面図（右図）を示す。図１２Ｃに示されているように、リテーナ１２２４は、上面１２３９に加えて、中間面１２４１と底面１２４２とを含む。リテーナ１２２４の上面１２３９の外側部分は、接着剤１２４０を介してハウジング１２２２の底面１２３６に接合され、上面１２３９の内側部分は、レンズがハウジング１２２２の底部開口１２３４から落下するのを防ぐために１つまたは複数のレンズ６０２を支持する。その上、中間面１２４１は、フィルタ１１０３を取り付けるための面を提供する。さらに、リテーナ１２２４の底面７４２は平坦であり、接着剤１１３８を介して画像センサー６０４の受光面６１０と接合される。接着剤１１３８と接着剤１２４０の両方は、たとえば、ＵＶ光によって硬化されて、接合層を形成することができる。

【0121】

図１１Ａのハウジング１１２２の底面１１３６と比較して、リテーナ１２２４の底面１２４２の幅、ならびにハウジング１２２２の底面１２３６の幅は、リテーナ１２２４と画像センサー６０４との間の接合面積を増加させるように拡大され得る。さらに、画像センサーモジュール１２００のフットプリントは、リテーナ１２２４の底面１２４２の幅にあまり制限を課さない。詳細には、再び図１１Ａを参照すると、ハウジング１１２２の底面１１３６は、リテーナ１１２４とフィルタ１１０３の両方を囲む。その結果、底面１１３６は、所与のフットプリントについてリテーナ１１２４およびフィルタ１１０３の幅に適応するためにより狭くされる必要がある。対照的に、図１２Ａ～図１２Ｃでは、リテーナ１２２４の底面１２４２は、フィルタ１１０３のみを囲み得、ハウジング１２２２の底面１２３６は、１つまたは複数のレンズ６０２のみを囲む。したがって、同じフットプリントについておよび同じフィルタ１１０３を用いても、図１２Ａ～図１２Ｃのリテーナ１２２４の底面１２４２は、図１１Ａ～図１１Ｃのハウジング１１２２の底面１１３６と比較して、より広くされ、リテーナ１２２４と画像センサー６０４との間のより大きい接合面積を提供することができる。その上、ハウジング１２２２の底面１２３６も、図１１Ａ～図１１Ｃのハウジング１１２２とリテーナ１１２４との間の接合面積と比較して、より広くされ、ハウジング１２２２とリテーナ１２２４との間のより大きい接合面積を提供することができる。

【0122】

一例では、図１１Ｃに示されているように、４ｍｍ×４ｍｍのフットプリント（たとえば、画像センサーモジュール６００と同じ）では、リテーナ１２２４の底面１２４２の最小幅は、約０．４５ｍｍ、ハウジング１１２２の底面１１３６の最小幅の約４倍である。さらに、ハウジング１２２２の底面１２３６の最小幅は、約０．２５ｍｍ、ハウジング１１２２の底面１１３６の最小幅の約２倍である。その結果、拡大された接合面積が提供されて、リテーナ１２２４と画像センサー６０４との間の、およびハウジング１２２２とリテーナ１２２４との間の接合を改善することができる。さらに、より大きい接合面積により、底面１２４２上への接着剤１１３８の塗布のための精度要件も緩和され得る。また、接着剤１１３８が底面７４２からこぼれ、フィルタ１１０３および／または画像センサー６０４のピクセルセル６０５を不明瞭にする可能性が低くなる。これらのすべては、画像センサーモジュール１２００の性能を改善することができる。

【0123】

図１２Ｃは、リテーナ１２２４が矩形フットプリントを有することと、フィルタ１１０３が円形形状を有することとを示すが、リテーナ１２２４およびフィルタ１２０３は他の幾何学的形状を有することができることを理解されたい。たとえば、リテーナ１２２４は、円筒形状を有することができるが、フィルタ１２０３は、矩形／正方形形状を有することができる。

【0124】

図１３Ａおよび図１３Ｂは、ハウジング１２２２とリテーナ１２２４との間の接合を改善するための追加の特徴を有する画像センサーモジュール１２００の例を示す。図１３Ａの左側は、画像センサーモジュール１２００の外観図を示し、図１３Ａの右側は、画像センサーモジュール１２００の部分内部図を示す。図１３Ａに示されているように、ハウジング１２２２は、バレル１３０２、ならびに、バレル１３０２の一部を囲み、リテーナ１２２４と接合する矩形ベース１３０４を含むことができ、バレル１３０２は、１つまたは複数のレンズ６０２を囲み、保持する。ハウジング１２２２およびリテーナ１２２４は、コンプリメンタリーな平坦でない接合面を含むことができる。平坦でない接合面は、接着剤１２４０を塗布するための総面積を増加させ、これは、ハウジング１２２２とリテーナ１２２４との間の接合を改善することができる。

【0125】

コンプリメンタリーな平坦でない接合面は、ハウジング１２２２およびリテーナ１２２４の様々なロケーションにおいて提供され得る。たとえば、図１３Ａに示されているように、矩形ベース１３０４の底部は、平坦でない底面１２３６を提供するために突出部１３０６を含むことができ、リテーナ１２２４の上部は、平坦でない上面１２３９を提供するためにコンプリメンタリーノッチ１３０８を含むことができる。別の例として、図８Ｂに示されているように、リテーナ１２２４の上部は、平坦でない上面１２３９の一部として、外側上面１３１０と内側上面１３１２とを含むことができる。外側上面１３１０は、矩形ベース１３０４の底面と同じ矩形フットプリントおよび寸法を有し、矩形ベース１３０４の底面と接合することができる。その上、内側上面１３１２は、バレル１３０２の底面と同じ矩形フットプリントおよび寸法を有し、バレル１３０２の底面と接合することができる。外側上面１３１０および矩形ベース１３０４の矩形フットプリントは、接合面積を増加させ、ハウジング１２２２とリテーナ１２２４との間の接合をさらに改善することができる。

【0126】

図１１Ａ～図１３Ｂにおいて上記で説明された技法は、図１Ｃの照明器１３０などの光プロジェクタモジュールのフットプリントを低減し、性能を改善するためにも使用され得る。たとえば、画像センサーモジュール１１００および１２００中の画像センサー６０４は、光源（たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード）によって置き換えられ得る。光源によって放出された光は、フィルタ１１０３および１つまたは複数のレンズ６０２を通過して、たとえば、ある周波数範囲（たとえば、赤外線）を有する平行光ビームを形成することができる。

【0127】

図１４Ａ～図１４Ｄは、図９Ａ～図１３Ｂの画像センサーモジュール９００、１０００、１１００、および１２００など、画像センサーモジュールをＰＣＢ７２０上に形成する方法１４００を示す。図１４Ａを参照すると、方法１４００は、ステップ１４０２から開始することができ、１つまたは複数のレンズを備えるレンズアセンブリが形成される。いくつかの例では、図１４Ｂを参照すると、画像センサーモジュール９００のレンズアセンブリ９０２は、最初に、ステップ１４０２ａにおいて、射出成形プロセスによって層９０８およびポリマースペーサ９１０を作製することと、その後に、ステップ１４０２ｂにおいて、レンズスタックを形成するために層およびスペーサを積層することと、次いで、その後に、ステップ１４０２ｃにおいて、コーティング層９３０を形成するために不透明材料でレンズスタックの４つの側面をコーティングすることとによって、形成され得る。

【0128】

いくつかの例では、図１４Ｃを参照すると、画像センサーモジュール１０００のレンズアセンブリ１００２は、最初に、ステップ１４０２ｅにおいて、（たとえば、射出成形プロセスによって）ハウジング１００４、層１００６、およびスペーサ１０１０を作製することと、その後に、ステップ１４０２ｆにおいて、レンズアセンブリ１００２を形成するために、層１００６およびスペーサ１０１０をハウジング１００４中に挿入することとによって、形成され得る。いくつかの例では、図１１Ｂを参照すると、レンズアセンブリ９０２を含むことができる１つまたは複数のレンズ６０２は、ハウジングの底部開口を通してハウジング（たとえば、ハウジング１１２２／１２２２）中に装填され得、その後、ステップ１４０２ｆにおいて、ハウジング内にリテーナ（たとえば、図１１Ａ～図１１Ｃの場合のようなリテーナ１１２４）を取り付けること、またはハウジングの底面上にリテーナ（たとえば、図１２Ａ～図１３Ｂの場合のようなリテーナ１２２４）を取り付けることのいずれかが続き、リテーナは、フィルタをアタッチするための面を提供する。

【0129】

再び図１１Ａを参照すると、画像センサー６０４は、ステップ１４０４において作製され得る。画像センサー６０４の作製は、画像センサーダイを作製することと、フリップチップパッケージ中に画像センサーダイをパッケージングすることと、フリップチップパッケージ上にはんだボール７２４を付着させることとを含み得る。画像センサー６０４の作製は、画像センサーダイの受光面６１０上にガラス基板７０３を形成することをさらに含む。

【0130】

ステップ１４０４に続いて、ステップ１４０６において、画像センサースタックを形成するために、ＰＣＢ７２０上に画像センサー６０４を導電的に接合するためのリフロープロセスが実施され得る。リフロープロセスは、フリップチップパッケージのはんだボール７２４を液体状態にリフローして、ＰＣＢ７２０のコンタクトパッドとの導電性接合を形成するために実施され得る。

【0131】

ステップ１４０６に続いて、接着剤の層が、画像センサースタックまたはレンズアセンブリのうちの少なくとも１つの上に形成され得る。図９Ｃに示されているように、接着剤が硬化すると不透明である場合、接着剤は、たとえば、レンズアセンブリの出光面に面する領域９３２の周りの（画像センサー６０４の）ガラス基板７０３の外周上に形成され得る。その上、接着剤が硬化するとクリア／透明である場合、接着剤は、ガラス基板７０３をレンズアセンブリの出光面と接合するために、領域９３２中にも形成され得る。いくつかの例では、図１２Ａ～図１３Ｂに関して説明されたように、接着剤（たとえば、接着剤１１３８）は、リテーナの底面上に形成され得る。接着剤は、後続のステップにおいて、接合層を形成するために硬化され得る。

【0132】

図１４Ａは、ステップ１４０４～１４０８における、画像センサー６０４の作製、リフロープロセス、および接着剤層の形成が、ステップ１４０２におけるレンズアセンブリの形成の後に行われることを示すが、ステップ１４０２は、ステップ１４０４、１４０６、または１４０８のいずれかと同時に、またはその後に形成され得ることを理解されたい。図１４Ｄを参照すると、ステップ１４０８の終了時に、レンズアセンブリ９００／１０００、および／またはホルダー構造１１２０／１２２０を備える画像センサーモジュール１１００／１２００と、画像センサー６０４と、ＰＣＢ７２０とが形成される。

【0133】

ステップ１４１０において、レンズアセンブリと画像センサースタックとは、接着剤の層を介して、互いに合わせられ、接続され得る。ステップ１４１２において、レンズアセンブリまたは画像センサースタックのうちの少なくとも１つは、画像センサースタックがレンズアセンブリと接続される間、画像センサーを１つまたは複数のレンズと整合させるために、移動され得る。再び図９Ｂを参照すると、画像センサースタック（および／またはレンズアセンブリ）の移動は、整合プロセスに基づくことができ、その整合プロセスでは、画像センサーは、１つまたは複数のレンズを介して画像センサーによって受け取られた光のセンサーデータを生成するように制御され得る。画像センサースタックと１つまたは複数のレンズとの間の整合度が、センサーデータに基づいて決定され得る。レンズアセンブリに対する画像センサースタックの位置および配向は、ターゲット整合度に達するまで、調整され得る。

【0134】

ステップ１４１４において、画像センサースタックおよびレンズアセンブリが、それらのそれぞれの整合位置および配向にある状態で、接合層９０４を形成して画像センサースタックをレンズアセンブリと接合するために、接着剤層を固めるための硬化プロセスが実施され得る。硬化プロセスは、紫外光、および／または１つまたは複数のレンズの融点よりも低い温度における熱プロセスに基づくことができる。

【0135】

図９Ａ～図１１Ｄにおいて上記で説明された技法は、図１Ｃの照明器１３０などの光プロジェクタモジュールのフットプリントを低減し、性能を改善するために使用され得る。たとえば、画像センサーモジュール９００および１０００中の画像センサー６０４は、光源（たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード）によって置き換えられ得る。光源によって放出された光は、レンズアセンブリ９０２を通過して、たとえば、平行光ビームを形成することができる。光ビームの光学特性（たとえば、分散、方向）は、光源に対するレンズアセンブリ９０２の（たとえば、相対ロケーションおよび配向に基づく）整合によって影響を及ぼされ得る。上記で説明された技法を使用して、改善された改良につながることができる、低減されたフットプリントと、レンズアセンブリ９０２と光源との間の改善された整合とをもつ、光プロジェクトモジュールが提供され得る。

【0136】

追加の例
いくつかの例では、装置が提供される。本装置は、１つまたは複数のポリマー層を備えるレンズアセンブリであって、各層がレンズ部分と延在部分とを含む、レンズアセンブリと、レンズアセンブリの下方にあり、接合層を介してレンズアセンブリに接合され、１つまたは複数のポリマー層のレンズ部分を通過する光を検知するように構成された画像センサーとを備える。

【0137】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層の各々は、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）材料で作られる。

【0138】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層の各々は、ポリカーボネート材料またはポリエステル材料のうちの少なくとも１つで作られる。

【0139】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層の各々は、１つまたは複数の射出成形プロセスから作られる。

【0140】

いくつかの態様では、レンズアセンブリのフットプリントが、画像センサーのフットプリントと実質的に同等である。

【0141】

いくつかの態様では、接合層は、１つまたは複数のポリマー層のレンズ部分に面する画像センサーの受光面を囲むように、画像センサーの外周の周りに分布される。

【0142】

いくつかの態様では、レンズアセンブリは、出光面をさらに備える。接合層は、画像センサーの受光面をレンズアセンブリの出光面と接合するために、画像センサーの受光面にわたって分布される。

【0143】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層は、複数のポリマー層を含む。複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアの延在部分は、接着剤を介して接合される。

【0144】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層は、複数のポリマー層を含む。レンズアセンブリは、第１のスペーサを含む複数のスペーサをさらに含み、第１のスペーサは、複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアの延在部分間にはさまれる。

【0145】

いくつかの態様では、第１のスペーサは、ポリマー層のペアの延在部分に接合される。

【0146】

いくつかの態様では、複数のスペーサは、ポリマーまたは金属のうちの１つを含む不透明材料で作られる。

【0147】

いくつかの態様では、１つまたは複数のポリマー層は、複数のポリマー層を含む。複数のポリマー層のうちのポリマー層のペアのレンズ部分は、接着剤を介して接合される。

【0148】

いくつかの態様では、本装置は、レンズアセンブリの外面上の不透明コーティングをさらに備え、外面は画像センサーに面しない。

【0149】

いくつかの態様では、画像センサーは、実質的に平坦な基板と集積回路ダイとを備える。画像センサーによって検知された光は、基板を通過する。レンズアセンブリは、基板に接合される。

【0150】

いくつかの態様では、本装置は、プリント回路板（ＰＣＢ）をさらに備える。画像センサーダイは、ＰＣＢに導電的に接合される。

【0151】

いくつかの態様では、画像センサーは、リフロープロセスによってはんだボールを介してＰＣＢと導電的に接合される。

【0152】

いくつかの態様では、リフロープロセスの温度は、１つまたは複数のポリマー層の融解温度よりも高い。

【0153】

いくつかの態様では、接合層は、画像センサーをレンズアセンブリに接合するために、リフロープロセスの温度よりも低い温度における硬化プロセスによって形成される。

【0154】

いくつかの態様では、ＰＣＢは、画像センサーに機械的支持を提供する。ＰＣＢ、画像センサー、および接合層は、レンズアセンブリに機械的支持を提供する。

【0155】

いくつかの態様では、接合層は、画像センサーをレンズアセンブリに接合するために、紫外光を伴う硬化処理によって形成される。

【0156】

いくつかの例では、装置が提供される。本装置は、第１の層と第２の層とを備えるレンズアセンブリであって、第１の層および第２の層の各々がレンズ部分と延在部分とを含み、レンズスタックを形成するために、第１の層の少なくともレンズ部分または延在部分が、それぞれ、第２の層のレンズ部分または延在部分と接合される、レンズアセンブリと、レンズアセンブリの下方にあり、接合層を介してレンズアセンブリに接合され、第１の層および第２の層のレンズ部分を通過する光を検知するように構成された画像センサーとを備える。

【0157】

いくつかの態様では、第１の層および第２の層の各々は、ガラス材料で作られる。

【0158】

いくつかの例では、装置が提供される。本装置は、第１の層と、第２の層と、第１の層と第２の層との間にはさまれたスペーサとを備えるレンズアセンブリであって、第１の層および第２の層の各々がレンズ部分と延在部分とを含み、第１の層の延在部分と第２の層の延在部分とがスペーサで接合される、レンズアセンブリと、レンズアセンブリの下方にあり、接合層を介してレンズアセンブリに接合され、第１の層および第２の層のレンズ部分を通過する光を検知するように構成された画像センサーとを備える。

【0159】

いくつかの態様では、第１の層および第２の層の各々は、ガラス材料で作られる。

【0160】

いくつかの例では、装置が提供される。本装置は、１つまたは複数のレンズと、１つまたは複数のレンズを保持するための不透明レンズホルダーと、レンズアセンブリの下方にあり、接合層を介してレンズアセンブリに接合された画像センサーであって、画像センサーが、１つまたは複数のレンズを通過する光を検知するように構成された、画像センサーとを備える。

【0161】

いくつかの態様では、１つまたは複数のレンズは、ポリマー材料を含む。

【0162】

いくつかの態様では、レンズアセンブリのフットプリントが、画像センサーのフットプリントと実質的に同等である。

【0163】

いくつかの態様では、接合層は、画像センサーの外周とレンズホルダーとの間に分布される。

【0164】

いくつかの態様では、レンズアセンブリは、レンズホルダーによって囲まれた出光面をさらに備える。接合層は、レンズアセンブリの出光面を画像センサーの受光面と接合するために、画像センサーの受光面にわたって分布される。

【0165】

いくつかの態様では、レンズホルダーは、１つまたは複数の第１のロケーションにおいて１つまたは複数のレンズを保持し、１つまたは複数のレンズの１つまたは複数の第１の配向を設定する。

【0166】

いくつかの態様では、画像センサーは、第２のロケーションにおいてレンズホルダーに接合され、レンズアセンブリに対して第２の配向を有している。画像センサーの第２のロケーションおよび第２の配向は、それぞれ、１つまたは複数のレンズの１つまたは複数の第１のロケーションおよび１つまたは複数の第１の配向に基づく。

【0167】

いくつかの態様では、１つまたは複数のレンズは、複数のレンズを含む。

【0168】

いくつかの態様では、レンズアセンブリは、複数のスペーサをさらに備え、複数のスペーサのうちの第１のスペーサが、複数のレンズのうちのレンズのペア間にはさまれる。

【0169】

いくつかの態様では、複数のスペーサは、ポリマーまたは金属のうちの１つを含む不透明材料で作られる。

【0170】

いくつかの態様では、不透明レンズホルダーは、ハウジングとリテーナとを備える。ハウジングは、１つまたは複数のレンズを保持するように構成される。リテーナは、ハウジング内に１つまたは複数のレンズを保つように構成される。

【0171】

いくつかの態様では、リテーナは、ハウジング内に配置される。

【0172】

いくつかの態様では、リテーナの少なくとも一部が、ハウジングと画像センサーとの間にはさまれる。

【0173】

いくつかの態様では、ハウジングは、光を受け取るための上部開口と、画像センサーに光を出力するための底部開口とを含む。１つまたは複数のレンズは、上部開口と底部開口との間のハウジング内の所定の位置において取り付けられる。ハウジングは第１の底面を含み、第１の底面は、底部開口を囲み、第１の接着剤を介してリテーナの上面と接合される。

【0174】

いくつかの態様では、ハウジングの第１の底面は、接着剤の第１の層を介してリテーナの上面の外側部分と接合される。リテーナの上面の内側部分は、１つまたは複数のレンズが底部開口から落下するのを防ぐために、１つまたは複数のレンズと接触している。

【0175】

いくつかの態様では、リテーナは、光が画像センサーによって検出される前に光をフィルタ処理するためのフィルタを保持するようにさらに構成される。

【0176】

いくつかの態様では、リテーナは、フィルタを取り付けるための中間面と、第２の接着剤を介して画像センサーと接合するための第２の底面とを含む。

【0177】

いくつかの態様では、フィルタは、フィルタのアレイを含む。

【0178】

いくつかの態様では、画像センサーは、画像センサーダイを備え、第２の底面は、第２の接着剤を介して画像センサーダイと接合される。

【0179】

いくつかの態様では、ＰＣＢ上の装置のフットプリントの長さおよび幅は、５ミリメートル（ｍｍ）よりも小さい。リテーナの第２の底面の最も狭い幅は、０．４ｍｍよりも長い。

【0180】

いくつかの態様では、ハウジングの第１の底面は、第１の平坦でない面を備える。リテーナの上面は、第２の平坦でない面を備える。第１の平坦でない面と第２の平坦でない面とは、互いにコンプリメンタリーであり、第１の接着剤を介して互いに接合される。

【0181】

いくつかの態様では、ハウジングは、バレルとベース部分とを備える。ベース部分は、リテーナの第２の平坦でない面と接合するための第１の平坦でない面を含む。

【0182】

いくつかの態様では、ハウジングは、バレルと、バレルの少なくとも一部を囲むベース部分とを備える。ベース部分およびバレルは、それぞれ、第１の平坦でない面として、外側底面および内側底面を含む。リテーナの上面は、第２の平坦でない面として、外側上面と内側上面とを含む。ベース部分の外側底面は、第１の接着剤を介してリテーナの外側上面と接合される。バレルの内側底面は、第１の接着剤を介してリテーナの内側上面と接合される。

【0183】

いくつかの態様では、ハウジングおよびリテーナは、射出成形プロセスを使用してポリマー材料で作られる。

【0184】

いくつかの例では、方法は、１つまたは複数のレンズを備えるレンズアセンブリを形成することと、画像センサースタックを形成するために、プリント回路板（ＰＣＢ）上に画像センサーを導電的に接合するためのリフロープロセスを実施することと、画像センサースタックまたはレンズアセンブリのうちの少なくとも１つの上に接着剤の層を形成することと、接着剤の層を介してレンズアセンブリと画像センサースタックとを接続することと、画像センサーを１つまたは複数のレンズと整合させるために、レンズアセンブリまたは画像センサースタックのうちの少なくとも１つを移動することと、画像センサースタックおよびレンズアセンブリが、それらのそれぞれの整合位置および配向にある状態で、画像センサースタックをレンズアセンブリと接合するために接着剤の層を硬化させることとを含む。

【0185】

いくつかの態様では、レンズアセンブリを形成することは、モールド射出プロセスを使用して１つまたは複数のレンズの各々を作製することを含む。

【0186】

いくつかの態様では、レンズアセンブリを形成することは、レンズアセンブリを形成するために不透明レンズホルダー中に１つまたは複数のレンズを封入することを含む。

【0187】

いくつかの態様では、レンズアセンブリを形成することは、ハウジング中に１つまたは複数のレンズを装填することと、１つまたは複数のレンズがハウジングから落下するのを防ぐために、ハウジングの底面上にリテーナをアタッチすることとを含む。

【0188】

いくつかの態様では、１つまたは複数のレンズは、複数のレンズを含む。レンズアセンブリを形成することは、レンズスタックを形成するために複数のスペーサとともに複数のレンズを積層することであって、複数のレンズのうちのレンズの各ペアが、レンズスタック中の複数のスペーサのうちの不透明スペーサによって分離される、複数のレンズを積層することと、不透明材料でレンズスタックの４つの側面をコーティングすることとを含む。

【0189】

いくつかの態様では、本方法は、画像センサーダイを作製することと、フリップチップパッケージ中に画像センサーダイをパッケージングすることと、フリップチップパッケージ上にはんだボールを付着させることと、はんだボールを有するフリップチップパッケージをＰＣＢのコンタクトパッドに接触させることとをさらに含む。リフロープロセスは、フリップチップパッケージのはんだボールを液体状態にリフローして、コンタクトパッドとの導電性接合を形成するために実施される。

【0190】

いくつかの態様では、本方法は、画像センサーダイの受光面上にガラス基板を形成することをさらに含む。

【0191】

いくつかの態様では、接着剤の層は、ガラス基板の外周上に形成される。

【0192】

いくつかの態様では、レンズアセンブリは、出光面をさらに備える。接着剤の層は、出光面と接合するようにガラス基板の領域上に分布される。

【0193】

いくつかの態様では、画像センサーを１つまたは複数のレンズと整合させるためにレンズアセンブリまたは画像センサースタックのうちの少なくとも１つを移動することは、１つまたは複数のレンズを介して画像センサーによって受け取られた光のセンサーデータを生成するように画像センサーを制御することと、センサーデータに基づいて画像センサーと１つまたは複数のレンズとの間の整合度を決定することと、整合度に基づいてレンズアセンブリまたは画像センサースタックのうちの少なくとも１つを移動することとを含む。

【0194】

いくつかの態様では、接着剤の層を硬化させることは、接着剤の層を紫外光に当てることを含む。

【0195】

本明細書において使用される言い回しは、主に読みやすさおよび教育目的で選択されており、本明細書において使用される言い回しは、本発明の主題を定めるかまたは制限するように選択されていないことがある。したがって、本開示の範囲はこの詳細な説明によって限定されるのではなく、むしろ、本明細書に基づく出願に関して生じる請求項によって限定されることが意図される。したがって、例の開示は、以下の特許請求の範囲に記載される本開示の範囲を例示するものであり、限定するものではない。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【国際調査報告】