CN117063478A - 双图像传感器封装 - Google Patents

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R·V·谢诺伊
R·西瓦林甘
R·格鲁尔克
D·W·基德韦尔
K·S·阿兰
K·李
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Abstract

一种图像传感器设备，在同一封装中包括两个或更多个图像传感器阵列(或图像传感器阵列的两个或更多个区域)和低功率处理器，用于使用两个或更多个波段(诸如可见光波段、近红外波段和短波红外波段)中的光来捕获对象(诸如用户的眼睛)的两个或更多个图像。图像传感器设备包括一个或多个透镜组件和/或分束器，用于在两个或更多个图像传感器阵列中的每一个上形成对象的图像。图像传感器设备还包括一个或多个滤镜，该一个或多个滤镜被配置为从多个波段中选择光，用于由相应的图像传感器阵列成像。

Description

双图像传感器封装
背景技术
计算机视觉包括获取、处理、分析和理解用于各种应用的图像。在计算机视觉***中，光学子***可以在图像传感器上形成物体、场景、事件或其他环境特征的光学图像。图像传感器可以通过将光学图像转换成电图像数据来捕获环境特征的图像或视频。耦合到图像传感器的图像处理器可以对所获取的图像数据执行某些计算机视觉操作，以检测图像数据中的特征和/或图像数据中不同帧之间的变化。所检测到的特征和/或变化可以用于各种应用，诸如对象分类、面部识别、运动检测、对象/特征跟踪、手势检测、用户认证、自动驾驶等。例如，从图像或视频中提取的特征可以被用于活体检测和/或生物特征认证，以防止电子欺骗。由图像传感器生成的电图像数据也可以用于其他应用，诸如深度传感应用、位置跟踪应用、增强现实(AR)应用、虚拟现实(VR)应用、混合现实(MR)应用等。例如，在VR/AR/MR显示***中，图像传感器可以用来跟踪用户的眼睛的运动，以便向用户的眼睛显示适当的内容。
发明内容
本文公开的技术通常涉及图像传感器。更具体地，本文公开了用于使用多个波长范围内的光捕获对象的多个图像的图像传感器设备。本文描述了各种发明具体实施，包括设备、***、组件、封装、电路、装置、方法、材料等。
根据某些具体实施，图像传感器设备可以包括：电路板；处理器，该处理器结合到电路板；第一传感器阵列，该第一传感器阵列结合到并且电耦合到处理器；第一传感器阵列上的第一盖玻璃；第二传感器阵列，该第二传感器阵列结合到并且电耦合到处理器；第二传感器阵列上的第二盖玻璃；以及密封结构，该密封结构在电路板上并且围绕处理器、第一传感器阵列、第一盖玻璃、第二传感器阵列和第二盖玻璃。图像传感器设备还可以包括在密封结构上的封装顶盖，该封装顶盖包括分别与第一传感器阵列和第二传感器阵列对准的第一孔和第二孔。图像传感器设备可以进一步包括：第一透镜，该第一透镜在第一孔中；第二透镜，该第二透镜在第二孔中；以及滤镜，该滤镜在第一透镜、第一盖玻璃或第一传感器阵列中的至少一个的表面上。滤镜被配置为阻挡第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。在一些具体实施中，滤镜可以被配置为阻挡可见光并且透射红外光(例如，近红外(NIR)或短波IR(SWIR)光)。
根据示例实现方式，图像传感器设备可以包括：电路板；处理器，该处理器结合到电路板；第一传感器阵列，该第一传感器阵列结合到并且电耦合到处理器；第一传感器阵列上的第一盖玻璃；第二传感器阵列，该第二传感器阵列结合到并且电耦合到处理器；第二传感器阵列上的第二盖玻璃；密封结构，该密封结构在电路板上并且围绕处理器、第一传感器阵列、第一盖玻璃、第二传感器阵列和第二盖玻璃；在密封结构上的封装顶盖，该封装顶盖包括孔；在孔中的透镜；以及滤镜，该滤镜在第一盖玻璃或第一传感器阵列中的至少一个的表面上，该滤镜被配置为阻挡第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
根据示例实现方式，光学传感器封装可以包括：电路板；处理器，该处理器结合到电路板；传感器阵列，该传感器阵列结合到并且电耦合到处理器；盖玻璃，该盖玻璃在传感器阵列上；密封结构，该密封结构在电路板上，并且围绕处理器、传感器阵列和盖玻璃；在密封结构上的顶盖，该顶盖包括孔；在孔中的透镜组件；以及滤镜，该滤镜在透镜组件、盖玻璃或传感器阵列中的至少一个的区域上，该滤镜被配置为阻挡第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
根据某些具体实施，封装中的装置可以包括：用于聚焦由对象所反射的光的器件，由对象所反射的光包括第一波长范围内的光和第二波长范围内的光；用于阻挡第二波长范围内的光并且透射第一波长范围内的光的器件；用于接收第一波长范围内的光并且将其转换成第一图像的电数据的器件；用于接收第二波长范围内的光并且将其转换成第二图像的电数据的器件；用于接收和处理第一图像的电数据和第二图像的电数据两者的器件；用于密封用于接收和转换第一波长范围内的光的器件、用于接收和转换第二波长范围内的光的器件和用于接收和处理第一图像的电数据和第二图像的电数据两者的器件的器件；以及用于保持用于聚焦由对象所反射的光的器件的器件，其中，用于保持的器件在用于封装的器件之上，并且对第一波长范围内的光和第二波长范围内的光不透明。
此概述既不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。本主题应通过参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解。在下面的说明书、权利要求书和附图中，将更详细地描述上述内容以及其他特征和示例。
附图说明
本公开的各个方面通过示例的方式示出。非限制性和非穷尽性的方面参考以下附图进行了描述。
图示1A示出了一种设置的示例，其中，用户可以与结合了本文描述的特征和技术的移动设备进行交互。
图示1B示出了另一种设置的示例，其中，用户可以与结合了本文描述的特征和技术的可穿戴设备进行交互。
图2是根据某些具体实施的包括图像传感器和主处理器的计算机视觉***的示例的框图。
图3包括根据某些具体实施的图像传感器的示例的截面图。
图4示出了包括用于捕获对象的两个图像的两个单独的图像传感器设备的***的示例。
图5示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的示例。
图6示出了根据某些具体实施的包括用于捕获对象的两个图像的两个传感器阵列的图像传感器的示例。
图7示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的另一示例。
图8示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的又一示例。
图9示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的再一示例。
图10示出了根据某些具体实施的在封装中包括用于捕获对象的两个图像的一个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的示例。
图11示出了根据某些具体实施的在封装中包括用于捕获对象的两个图像的一个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的另一示例。
图12示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的单个透镜组件、两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的示例。
图13示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的单个透镜组件、两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的另一示例。
图14示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的单个透镜组件、两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备的又一示例。
图15是用于实现本文描述的一些具体实施的移动设备的示例的框图。
图16是用于实现本文描述的一些具体实施的计算设备的示例的框图。
在附图中，除非另有说明，否则在各个附图中，相同的附图标记指代相同的部分。此外，组件的多个实例可以通过在附图标记后加上第二标记(例如，字母或数字)，或破折号和第二标记来区分。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同第一附图标记的任何一个类似部件，而与第二标记无关。
具体实施方式
本公开大体上涉及图像传感器。更具体地，本文中公开了用于使用多个波长范围内的光捕获对象的多个图像的图像传感器设备。本文描述了各种发明具体实施，包括设备、***、封装、电路、装置、部件、方法、材料等。
诸如一些虚拟现实(VR)或增强现实(AR)显示***的近眼显示***可以包括一个或多个眼睛跟踪***，其用于确定眼睛的定位，包括眼睛的方向和位置，以便从适当的视角向用户的眼睛显示适当的内容。眼睛跟踪***可以包括的成像***(例如，摄像机或另一个图像传感器)，该成像***捕获由用户的眼睛所反射的光。在一些具体实施中，眼睛跟踪***还可以包括光源(例如，发光二极管或另一个照明器)，该光源可以发射光(例如，红外光)来照射眼睛。例如，近眼显示***可以使用眼睛的图像来确定用户的瞳孔间距离(IPD)、确定凝视方向、引入深度提示(例如，模糊用户的主视线之外的图像)、收集关于VR媒体中的用户交互的启发(例如，根据所暴露的刺激，花在任何特定对象、对象或帧上的时间)等。除了眼睛跟踪之外，还可能希望捕获用户的眼睛的虹膜的图像，该图像具有可以用于生物认证的复杂且稳定的图案。
世界上大多数人有深棕色的虹膜，而其他一些人可能有蓝色的虹膜。对于具有不同虹膜颜色的眼睛，使用不同波段(例如，可见波段、近红外(NIR)波段、短波红外(SWIR)波段等)的光捕获的图像的质量可能不同。例如，对于深棕色虹膜，使用可见光捕获的图像可能看起来较暗，并且可能显示不太可见的纹理，而使用NIR光捕获的图像可以显示丰富的虹膜特征。使用NIR光谱还可以在明亮的周围环境中阻挡角膜镜面反射，并且仅允许来自窄带照明器的NIR光到达摄像机传感器。然而，对于蓝色虹膜，使用可见光成像可以显示丰富的虹膜特征，而使用NIR光捕获的图像可能看起来较暗。因此，为了捕获大量人群的眼睛特征，需要使用可见光和IR光两者进行眼睛跟踪/成像。通常，两个图像传感器可以用于对任何颜色的虹膜进行成像。例如，可见光(例如，从大约400nm至大约750nm)传感器可以用于捕获蓝色虹膜的细节特征，而近红外(例如，从大约750nm至大约1000nm)传感器可以捕获棕色虹膜的高质量图像。现有技术可以在单独的封装中使用两个或更多个单独的图像传感器设备使用多个波段的光来捕获多个虹膜图像，其中，单独的图像传感器设备(在单独的封装中)可以用于每一个波长范围(例如，可见光、NIR、SWIR等))。每一个图像传感器设备可以在各自的封装中包括透镜组件、图像传感器裸芯(die)和处理单元。在近眼显示***中包括多个图像传感器设备可能会增加***的物理大小、成本和功耗。超光谱成像技术可以用于在多个波段中成像。然而，超光谱成像摄像机通常比较昂贵和笨重，并且因此可能不适合在紧凑的移动***中使用，诸如近眼显示***或其他AR/VR***。
根据某些具体实施，图像传感器设备可以在同一封装中包括两个或更多个图像传感器阵列和低功率处理器，用于捕获对象(诸如用户的眼睛)的两个或更多个图像。两个或更多个图像传感器阵列可以具有不同的工作波长范围，或可以具有覆盖多个波段的宽工作波长范围，并且因此可以使用不同波长范围内的光(诸如可见光、NIR光、SWIR光等)来捕获图像。低功率处理器可以控制和管理两个图像传感器阵列，和/或可以处理由两个图像传感器阵列捕获的图像数据。一个或多个透镜组件可以被用于在两个或更多个图像传感器阵列中的每一个上形成对象的图像。
在一些具体实施中，两个或更多个单独的透镜组件可以被使用，其中，每一个透镜组件可以针对不同的相应波长范围进行设计和优化。在一些具体实施中，每一个透镜组件可以被配置为具有不同的视场、不同的焦距并且因此具有不同的放大率、不同的焦平面距离、不同的高度等。在一些具体实施中，一个透镜组件可以用于通过分束器(例如，棱镜)将成像光投射到两个图像传感器阵列上，其中，成像光可以被分束器分成两个光束，每一个光束到达相应的图像传感器阵列。一个或多个滤镜可以用于从多个波段中选择光，用于通过相应的图像传感器阵列成像。
设备的主要部件可以例如使用包覆成型技术被集成到单个封装中。透镜组件和图像传感器阵列可以具有非常小的尺寸，诸如具有小于大约2mm、小于大约1mm或小于大约0.5mm的线性大小。因此，封装的物理大小可以很小，使得可以较容易地将封装集成到紧凑的移动***(诸如一副AR/VR眼镜)中。因此，本文公开的技术可以在具有小形状因子的单个鲁棒的封装中使用单个图像传感器设备来实现对象的多波长成像。由于使用单个低功率处理器来控制和管理两个图像传感器阵列以及数据处理，因此功耗也可以被降低。因此，本文公开的图像传感器设备尤其适用于移动设备或可穿戴设备，诸如用于AR/VR应用的近眼显示***。
现在将参考附图描述几个说明性具体实施，这些附图构成了本说明书的一部分。接下来的描述仅提供具体实施，并且不意在限制本公开的范围、适用性或配置。相反，接下来对具体实施的描述将为本领域的技术人员提供实现一个或多个具体实施的启发性(enbaling)描述。应理解，在不偏离本公开的主旨和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。在一些情况下，设备、***、结构、组件、方法和其他部件可以以框图形式示为部件，以免不必要的细节造成这些示例不清楚。在其他情况下，为了避免混淆这些示例，公知的设备、过程、***、结构和技术可能在没有必要的细节的情况下被示出。在本公开中已经采用的术语和表达被用作描述性而非限制性的术语，并且在使用这些术语和表达时不意在排除所示出和所描述的特征或其部分的任何等同物。本文使用的词语“示例”表示“用作示例、实例或说明”。本文中作为“示例”描述的任何具体实施或设计不一定被解释为比其他具体实施或设计优选或有利。
图1A示出了设置100的示例，其中，用户190可以与结合了本文描述的某些特征和技术的移动设备105进行交互。在所示出的示例中，如以下所描述的，用户190可以至少部分地经由传感器***与移动设备105进行交互，该传感器***包括摄像机、专用计算机视觉(CV)计算硬件和专用低功率微处理器。应理解，这里的“低功率”是指电功率，而不是计算功率。这些特征使得移动设备105能够检测、跟踪、识别和/或分析在摄像机的FOV 110内的目标(subject)(诸如用户190或用户190的身体部分，诸如用户190的眼睛)和其他对象和场景。传感器***可以使用嵌入式微处理器来捕获和处理由摄像机接收到的信息，并且仅在需要时或如应用所定义和配置的那样，向通用处理器发送“事件”或一个或多个对象被检测到或一个或多个活动(例如，眨眼)已经发生的其他指示。这允许通用处理器(其通常相对高速和高功率以支持各种应用)在大部分时间维持在低功率模式(例如，睡眠模式)，而仅当从传感器***接收到事件或其他指示时才变为活动的。虽然参考移动设备105捕获用户或用户的面部的图像进行了示出和描述，但应理解，本文描述的传感器***能够执行常见的图像捕获(例如，摄影)、对象识别、运动检测、条形码或快速响应(QR)码扫描等，并且可以用于包括物联网(IoT)应用的各种应用中。
在一些具体实施中，专用CV计算硬件可以或能够至少部分地基于与相邻传感器元件相关联的信号来计算CV特征，诸如传感器阵列单元中每一个传感器元件(例如，像素)的局部CV特征。如本文所使用，术语“局部的”或“局部”指的是基于一个或多个相邻传感器元件计算的特征，而不是整个图像的统计上的或其他数学上的评估。如本文所描述，包括目标传感器元件和相对靠近目标传感器元件的其他传感器元件的传感器元件(例如，像素)可以被称为相邻传感器元件。在本公开的某些方面，相邻传感器元件可以包括目标传感器元件和与目标传感器元件紧邻的传感器元件。在一些具体实施中，相邻传感器元件还可以包括相对靠近目标传感器元件但不紧邻目标传感器元件的传感器元件。例如，在某些情况下，来自目标传感器元件的三个传感器元件内的传感器元件仍可被认为是相邻传感器元件。在一些具体实施中，CV特征或局部CV特征可以包括低级计算机视觉标记或指示器，诸如与传感器***的每一个传感器元件相关联的标签。这种局部CV特征可以包括诸如带符号梯度直方图(HSG)和/或局部二值模式(LBP)的输出。
在图1所示的设置100中，用户190可能已经拿起移动设备105，而该移动设备的通用处理器处于睡眠模式。然而，移动设备105的传感器***可以维持活动，并且能够例如识别用户190的面部、手势、面部表情(例如，眨眼)、场景中的其他对象等。一旦识别出某些对象事件的发生，诸如在传感器***的视场110内移动的用户190的特定面部特征，传感器***就可以向移动设备的通用处理器发送事件或另一个通知，以指示已经检测到并且识别出用户190的面部特征，从而使得移动设备的通用处理器退出低功率模式并且变得完全活动。
取决于期望的功能，可以触发传感器***向移动设备的通用处理器发送事件的对象事件可以包括多种CV可检测事件中的任何一种。例如，这些事件可以包括面部和/或对象检测、面部和/或对象识别、虹膜识别、手势识别、面部和/或对象运动检测等。在一些具体实施中，用户190可以配置一个或多个对象事件。
在一些具体实施中，摄像机可以执行像素级计算机视觉特征计算，如LBP、梯度、边缘、HSG和/或其他操作，其中，来自摄像机的相邻传感器像素的读数被用于计算CV特征，用于CV特征的基于低功率硬件的计算。
尽管关于图1所描述的传感器***可以包括用于CV应用的专用摄像机，但是具体实施不限于此。本文中公开的传感器***和技术可以用于拍照或拍摄视频。附加地，尽管图1和其他具体实施描述了被结合到移动设备中的传感器***，但是具体实施不限于此。由于成本和尺寸的限制，由本文所描述的技术和特征带来的图像质量改进对于紧凑型移动设备(诸如运动摄像机、移动电话、平板电脑、膝上型电脑、便携式媒体播放器等)具有特别的益处。包括图像传感器的其他设备，诸如台式计算机、交通器件(例如，自动驾驶车辆或无人驾驶飞行器)、闭路安全摄像机等，可以利用本文描述的特征和技术。
图1B示出了另一种设置102的示例，其中，用户195可以与结合了本文描述的特征和技术的可穿戴设备115进行交互。在所示出的示例中，可穿戴设备115可以包括近眼显示设备，诸如用于人工现实应用、增强现实应用或混合现实应用的人工现实显示设备。在一些具体实施中，可穿戴设备115可以是一副眼镜的形式。可穿戴设备115可以包括各种传感器，诸如摄像机、运动传感器、眼睛跟踪传感器等。
在一个示例中，可穿戴设备115可以包括眼睛成像***，该眼睛成像***可以包括一个或多个光源(例如，可见光光源和/或红外光源)，该光源可以发光以照射用户195的眼睛。可穿戴设备115还可以包括摄像机，该摄像机收集由用户的眼睛所反射的光来形成用户的眼睛的一个或多个图像。可穿戴设备115可以使用眼睛的图像来例如，确定用户的瞳孔间距离(IPD)、确定凝视方向、引入深度提示(例如，模糊用户的主视线之外的图像)、收集关于VR媒体中的用户交互的启发(例如，根据所暴露的刺激，花在任何特定目标、对象或帧上的时间)、确定用户的活跃度(确定用户在驾驶时是否醒着)等。除了眼睛跟踪之外，可穿戴设备115还可以捕获用户的眼睛的虹膜的图像，该图像可以具有可以用于诸如生物认证的应用的复杂且稳定的图案。
图2示出了根据某些具体实施的包括图像传感器***210和主处理器220的计算机视觉***200的示例的框图。计算机视觉***200可以是移动设备105的传感器***的示例。根据一个具体实施，传感器***210可以被配置为实现高级传感操作，而主处理器220通常可以在低功率模式(例如，“睡眠”或“待机”)下操作。图2的部件可以被结合到较大的电子设备中，诸如运动摄像机、移动电话、平板电脑、膝上型电脑、安全摄像机等。
如图2所示，传感器***210可以包括光学子***205、传感器阵列212、***电路214、微处理器216和/或存储器218。传感器阵列212、***电路214、微处理器216和/或存储器218可以被集成到同一图像传感器芯片或同一封装中。传感器***210可以通过有线连接或无线连接被通信地耦合到电子设备的主处理器220(诸如移动电话的应用处理器)，其可以向传感器***210发送查询并且从传感器***210接收事件和/或其他触发。在一些实现方式中，微处理器216可以对应于专用微处理器或第一处理单元，并且可以被配置为比主处理器220消耗更少的电功率，其对应于第二处理单元。在各种具体实施中，计算和处理功能可以以各种方式分布在微处理器216和主处理器220上。
例如，光学子***205可以包括光学透镜或微透镜阵列，其可以聚焦来自环境特征(例如，对象和场景)的光，以在传感器阵列212上形成环境特征的光学图像。光学透镜可以包括单个透镜或一组透镜。例如，光学透镜可以包括球面透镜或非球面透镜，其被设计为具有小光学像差。光学透镜可以具有短焦距，使得光学图像可以具有小尺寸，并且光学透镜可以被定位于靠近传感器阵列212，以减小传感器***210的物理尺寸。光学图像可以具有与传感器阵列212的尺寸相当的尺寸。在一些具体实施中，光学子***205可以包括一个或多个滤镜，诸如彩色滤镜(例如，可见光滤镜、紫外光滤镜或红外光滤镜)、偏振滤镜、中性密度滤镜、近摄滤镜等。
传感器阵列212可以包括用于传感光学信号的传感器单元(或像素)的阵列(例如，一维阵列或二维阵列)。例如，传感器阵列212可以包括CCD图像传感器或CMOS APS图像传感器，CCD图像传感器包括光电传感器和金属氧化物半导体(MOS)电容器阵列，CMOS APS图像传感器包括光电二极管和MOS场效应晶体管(MOSFET)放大器阵列。
在一些具体实施中，传感器阵列212可以包括一些存储器和/或逻辑电路，利用这些存储器和/或逻辑电路可以对传感器单元的一个或多个输出执行操作。在一些具体实施中，传感器阵列中的每一个传感器像素可以被耦合到存储器和/或逻辑电路，其可以是或不是***电路214的一部分。传感器阵列212和/或***电路214的输出可以包括输出数据，其作为传感器单元的原始传感器度数的附加或替代。例如，在一些具体实施中，传感器阵列212和/或***电路214可以包括专用CV计算硬件。CV特征可以由专用CV计算硬件使用来自传感器阵列212的相邻传感器像素的读数来计算或提取。例如，计算出或提取到的CV特征可以包括计算的HSG和/或LBP特征、标签或描述符。其他CV计算还可以基于其他CV计算算法来执行，诸如边缘检测、角检测、尺度不变特征变换(或SIFT)、加速鲁棒特征(SURF)、方向梯度直方图(HOG)、局部三元模式(LTP)等，以及任何上述算法的扩展。
传感器阵列212的同步性(或异步性)也可以取决于期望的功能。例如，在一些具体实施中，传感器阵列212可以包括基于帧的读出电路，该读出电路被定时以提供每一个像素的周期性采样。在一些具体实施中，传感器阵列212可以包括事件驱动阵列，其中，当传感器读数或另一个输出达到某个阈值或其改变为某个阈值，而不是遵循特定的恒定采样率(或除遵循特定的恒定采样率之外)时，传感器输出可以被生成。
***电路214可以从传感器阵列212接收信息。在一些具体实施中，***电路214可以从传感器阵列212内的一些或所有像素、传感器阵列212的一些或所有像素内电路(在具有重要像素内电路的实现方式中)或两者接收信息。在传感器阵列212提供同步输出的具体实施中，***电路214可以对传感器阵列单元输出提供定时和/或控制操作(例如，执行基于帧和/或类似的定时)。由***电路214提供的其他功能可以包括事件排队和/或处理操作、模拟处理、模数转换、积分操作(例如，像素值的一维积分或二维积分)、CV特征计算、对象分类(例如，基于级联分类器的分类或基于直方图的分类)、直方图操作、存储器缓冲或其任何组合。
一些具体实施可以包括耦合到***电路214的输出的微处理器216。与主处理器220相比，微处理器216通常可以包括以相对较低的功率操作的处理单元。在一些实现方式中，微处理器216可以进一步运行某些计算机视觉和/或机器学习算法(其可以是基于帧和/或基于事件的)。因此，当主处理器220在低功率模式下操作时，微处理器216能够基于从传感器阵列212接收到的数据执行某些计算机视觉和/或机器学习功能。当微处理器216确定可能需要由主处理器220处理的事件或情况已经发生时，微处理器216可以与主处理器220就该事件或情况进行通信，以使主处理器220退出其低功率模式并且进入正常操作模式。
在一些具体实施中，微处理器216的输出可以在被发送到主处理器220之前被提供给存储器218。在一些实现方式中，存储器218可以由微处理器216和主处理器220共享。存储器218可以包括工作存储器和/或由微处理器216维护的数据结构。存储器可以被利用，例如用于存储图像、跟踪检测到的对象和/或执行其他操作。附加地或替代地，存储器218可以包括主处理器220从传感器***210查询的信息。主处理器220可以执行应用222，其中的一些应用可以利用从传感器***210接收到的信息。
传感器***210独立于主处理器220执行某些功能(诸如图像处理和/或计算机视觉功能(例如，眼睛跟踪或虹膜识别))的能力可以提供电子设备中的功率、速度和存储器节省，否则该电子设备将需要利用主处理器220来执行一些或全部图像处理功能。在一个示例中，具有如图2所示配置的移动电话可以使用面部检测以退出待机模式。在该示例中，移动电话进入待机模式，其中，移动电话的显示器断电，而主处理器220在低功率模式或睡眠模式下操作。然而，当对象进入和退出传感器***210的视场时，具有图像阵列(例如，传感器阵列212)的传感器***210可以继续以某一速率(例如，每秒几个样点)捕获和处理图像数据。当面部进入传感器***210的视场时，该面部可以被光学子***205成像到传感器阵列212上，并且被传感器阵列212、***电路214、微处理器216或其任何组合检测到。如果检测到的面部在传感器***210的视场中维持了某一段时间(例如，0.5秒、1秒、2秒等))，则微处理器216可以向主处理器220发送面部检测事件，以指示面部被检测到。然后，移动电话的主处理器220和显示器可以切换回正常操作模式。
注意，替代具体实施可以不同于如图2所示的部件。例如，传感器***210的具体实施可以包括或不包括***电路214、微处理器216和/或存储器218。附加地或替代地，取决于所需的功能，具体实施可以组合、分离、添加、省略和/或重新排列图2的部件。
图3示出了根据某些具体实施的图像传感器300的示例。图像传感器300可以是图2所示的传感器***210的示例。图像传感器300可以是诸如智能电话、膝上型电脑、摄像机、物联网(IoT)设备等的移动设备的一部分。例如，图像传感器300可以是移动设备105的一部分。图像传感器300也可以是用于AR/VR应用的近显示***的一部分。例如，图像传感器300可以用于跟踪手持控制器、用户的身体部位(例如，手臂或手)、用户的眼睛等。
在所示出的示例中，图像传感器300包括容纳在盖304内的传感器阵列302(例如，传感器阵列212)。盖304可以由聚合物材料或另一种介电材料制成，以向传感器阵列302提供物理保护和绝缘。盖304可以包括窗口306，单个透镜308可以安装在该窗口中。透镜308可以是具有短焦距透镜和宽视角范围的非球面透镜，从而允许大视场中的特征被包括在捕获的照片中。在一些具体实施中，图像传感器300可以包括安装在传感器阵列302的表面314顶部上的盖玻璃312，以保护传感器阵列302。在一些实现方式中，图像传感器300可以进一步包括一个或多个光学滤镜(例如，拜耳滤镜阵列，图3中未示出)，以对由传感器阵列302的每一个元件(也称为像素或单元)接收到的光(例如，光的强度、相位、颜色或偏振)进行过滤或修改。在一些具体实施中，盖玻璃312可以是一个或多个滤镜中的一个。
传感器阵列302可以被配置为检测由透镜308收集和聚焦的光310。传感器阵列302可以被配置为检测正面或背面的光。传感器阵列302可以包括像素阵列。阵列中的每一个像素可以包括光电传感器(诸如光电二极管)，该光电传感器可以生成对应于照射像素的光信号的强度的电压信号或电流信号。例如，每一个像素可以将入射到像素上的光信号转换成电流，或使用电容器对电流进行积分以产生电压信号。电流或电压信号可以由模数转换器转换成数字像素数据。因此，每一个像素可以生成表示由该像素接收到的光310的强度的数字像素数据。来自传感器阵列302中的像素的像素数据可以表示对象或场景的图像。
在一些具体实施中，传感器阵列302可以包括***电路(例如，***电路214)，诸如在像素阵列的边界处的行解码器和驱动器电路以及列解码器和驱动器电路，用于选择性地激活一个或多个像素(例如，一行像素)以读取电流信号或电压信号。在一些实现方式中，每一个对应于一列像素的模数转换器阵列可以用于将来自每行像素的电流信号或电压信号转换成数字像素数据。在一些实现方式中，***电路可以包括用于临时存储模拟数据或数字数据的本地存储器。在一些实现方式中，传感器阵列302可以包括地址事件表示(AER)图像传感器，其中，***电路可以包括定时、控制和支持电路、地址编码器电路和参考生成器电路。在AER图像传感器中，每一个像素可以包括用于对转换后的电压信号或电流信号进行积分的积分器，以及用于将积分后的电压信号或积分后的电流信号与参考电平进行比较的比较器。当积分后的信号大于参考电平时，诸如尖峰或数字脉冲的事件信号可以由像素生成，并且被发送到地址编码器，该地址编码器可以对生成事件信号的像素的地址进行编码。处理器可以接收具有嵌入定时信息的地址数据序列，对地址数据进行解码，并且复制事件或生成图像。
在一些具体实施中，传感器阵列302可以包括CMOS传感器阵列。CMOS图像传感器是使用APS技术电子捕获图像的集成电路。与CCD图像传感器不同，CMOS传感器使用主流微电子制造工艺生产。CMOS APS技术的优势包括低成本、小尺寸以及在芯片上集成大量超大规模集成(VLSI)电子器件的能力。在CMOS APS设备中，图像传感器阵列的每一个像素可以具有光电探测器和有源晶体管电路，该有源晶体管电路用于读取来自像素上的光电探测器的输出信号。图像传感器阵列中每一个像素的光电探测器可以经由光电效应将入射到像素上的光子转换成电荷。电荷可以在一段时间内被积分，该段时间足够长以收集可检测的量的电荷，但又足够短以避免存储元件饱和。电荷积分的这段时间类似于胶片曝光时间(即快门速度)，也可以被称为积分时间。在CMOS APS设备的图像传感器阵列中，积分时间可以是给定行的复位与该行的后续读取之间的时间。图像传感器阵列中的光电探测器可以对窄波段中的光敏感，或可以是对宽波段(例如，包括可见光、NIR、SWIR等)中的光敏感的宽带光电探测器。许多不同类型的光电探测器可以用于图像传感器阵列。
图像传感器300可以进一步包括处理器320(例如，微处理器216)，其耦合到传感器阵列302(例如，结合到或集成到传感器阵列302的芯片中)，并且被配置为接收和处理由传感器阵列302产生的像素数据，以用于以上描述的各种应用。在一些具体实施中，以上描述的***电路的全部或部分可以集成到包括处理器320的芯片中。处理器320可以执行成像应用，以基于像素数据构建图像。如以上参考图1和图2所描述的，处理器320还可以执行一个或多个CV应用、一个或多个机器学习应用等，以分析诸如对象检测和识别、传感和测距、活体检测、用户认证、条形码或QR码读取等的各种其他应用的图像。在一些示例中，传感器阵列302和处理器320可以被单片集成到同一衬底上的同一芯片中或可以容纳在同一封装中。
为了减小图像传感器300的水平覆盖区(例如，在x-y平面上)，传感器阵列302和处理器320(以及盖玻璃312)可以被布置成垂直堆叠(例如，沿着z轴)。图像传感器300可以包括电路板330，包括传感器阵列302、处理器320和盖玻璃312的叠层可以安装在电路板330上。电路板330可以包括印刷电路板(PCB)，并且可以提供到传感器阵列302和处理器320的电连接。例如，处理器320可以包括倒装芯片连接器(例如，倒装芯片连接器332)、结合线等，它们可以焊接到电路板330的焊盘334上。图像传感器300还可以包括焊接到电路板330的焊盘338a和338b以及传感器阵列302上的结合焊盘上的结合线336a和336b，以提供传感器阵列302和电路板330之间的电连接。电路板330可以包括在焊盘334和338之间提供电连接的电路，以实现传感器阵列302与处理器320之间的通信。盖304可以被贴装在电路板330上，以封闭和容纳传感器阵列302和处理器320，从而形成图像传感器300的封装。电路板330可以包括连接器340，以提供移动设备的图像传感器300与其他部件(诸如移动设备的主处理器(例如，主处理器220)和移动设备上的电源(例如，电池))之间的电连接。
如图3所示，图像传感器300可以具有用于成像的FOV 350。FOV 350可以围绕垂直于电路板330的光轴360具有角度θ。在如图3所示的示例中，例如，当电路板330平行于x-y平面时，光轴360与z轴对准。FOV 350可以基于透镜308的属性(例如焦距)和传感器阵列302的表面314的大小两者来确定。对于给定尺寸的传感器阵列302，透镜308的焦距越短，透镜308和图像传感器300的角视场越宽。例如，如果透镜308的焦距为f，并且表面314在水平面(例如，x-y平面)上的大小为h，则水平面上的FOV角θ可以由等式近似确定。例如，透镜308的焦距f可以小于25mm、小于20mm、小于10mm或小于5mm。
FOV可以被定义在不同的平面上。例如，FOV角θ可以是可以基于传感器阵列302的水平维度(例如，在x方向上)确定的x-z平面中的水平FOV(HFOV)，可以基于传感器阵列302的垂直维度(例如，在y方向上)确定的y-z平面中的垂直FOV(VFOV)，或可以基于传感器阵列302在x-y平面中的对角线维度确定的对角线FOV(DFOV)。
如以上所描述，在一些具体实施中，图像传感器300可以用作近眼显示***(诸如一些VR/AR显示***)中的眼睛跟踪***的一部分，用于确定眼睛的定位(例如，包括眼睛的方向和位置)和凝视方向，以便从适当的视角向用户的眼睛显示适当的内容。眼睛跟踪***可以包括一个或多个光源(例如，发光二极管)，该一个或多个光源被配置为发射光(例如，可见光或红外光)以照射用户的眼睛。眼睛跟踪***还可以包括一个或多个摄像机或其他图像传感器，这些传感器被配置为捕获由用户的眼睛反射的光以形成用户的眼睛的一个或多个图像。图像传感器300可以用作用于眼睛跟踪的摄像机。
除了眼睛跟踪之外，图像传感器300可以用于捕获用户的眼睛的虹膜的图像，该图像可以具有可以用于例如生物认证的复杂且稳定的特征。如以上所描述，对于具有不同虹膜颜色的眼睛，使用不同波段(例如，可见波段、NIR波段、SWIR波段等)的光捕获的图像的质量可能不同。例如，对于深棕色虹膜，使用可见光捕获的图像可能看起来较暗，并且可能显示不太可见的纹理，而使用NIR光捕获的图像可以显示丰富的特征。使用NIR光谱还可以在明亮的周围环境中阻挡角膜镜面反射，并且仅允许来自窄带照明器的NIR光到达图像传感器。然而，对于蓝色虹膜，使用可见光成像可以显示丰富的虹膜特征，而使用NIR光捕获的图像可能看起来较暗。因此，为了捕获大量人群的眼睛特征，可能需要使用可见光和IR光两者进行眼睛跟踪。
通常，两个或更多个图像传感器300可以用于***，以捕获任何颜色的虹膜的特征。例如，可见光(例如，大约400nm至大约750nm之间)传感器可以用于捕获蓝色虹膜的细节特征，而近红外(例如，大约750nm至大约1000nm之间)传感器可以捕获棕色虹膜的高质量虹膜图像。现有技术可以在单独的封装中使用两个或更多个单独的图像传感器设备使用不同波段的光来捕获多个虹膜图像，其中，每一个图像传感器设备可以在相应的封装中包括透镜组件、图像传感器裸芯和处理单元。对于每一个波长范围(例如可见光、NIR、SWIR等)，可能需要使用单独的图像传感器设备(在单独的封装中)。在近眼显示***中包括多个图像传感器设备会增加***的物理大小、成本和功耗。超光谱成像技术可以用于在多个波段中成像。然而，超光谱成像摄像机通常比较昂贵和笨重，并且因此可能不适合用于紧凑的移动***，诸如近眼显示***或其他AR/VR。
图4示出了包括用于捕获对象(诸如人的眼睛)的两个图像的两个单独的图像传感器设备402和404的***400的示例。在一些具体实施中，图像传感器设备402和图像传感器设备404可以具有相同的结构，但是可以具有对不同波段的光敏感的传感器像素阵列，或可以包括宽带光电传感器和不同的滤镜(例如，带通滤镜、低通滤镜或高通滤镜)。在一些具体实施中，图像传感器设备402和图像传感器设备404可以具有不同的结构和/或部件。图像传感器设备402和图像传感器设备404可以结合(例如，焊接)到相同的PCB板(例如，母板或另一个电底板，图4中未示出)上。
在所示出的示例中，图像传感器设备402可以包括电路板410(例如，PCB)，其可以类似于以上描述的电路板330。电路板410可以在一侧包括连接器412(例如，焊球)，例如，用于焊接到较大的PCB板(例如，母板或电底板)。电路板410还可以在另一侧包括连接器(例如，结合焊盘)。处理器420(例如，包括控制器或驱动电路)可以结合到电路板410上的结合焊盘。传感器阵列430可以例如使用环氧树脂物理结合到处理器420，并且可以例如使用结合线电结合到电路板410或处理器420。传感器阵列430可以包括二维传感器像素阵列432。如以上所描述，传感器像素432可以包括窄带或宽带光电探测器。盖玻璃440可以被定位于传感器阵列430的顶部，以保护传感器阵列430。在传感器像素432所在的区域中，在传感器阵列430与盖玻璃440之间可以有间隔件442。在传感器阵列430的其他区域中，传感器阵列430和盖玻璃440可以通过结合材料450(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。
然后，密封结构460可以例如在包覆成型工艺中使用模制化合物在包括电路板410、处理器420、传感器阵列430和盖玻璃440的层堆叠上形成。密封结构460可以围绕层堆叠，并且可以填充层堆叠中的一些间隙，但是可以不填充由间隔件442形成的传感器阵列430与盖玻璃440之间的间隙。密封结构460可以不覆盖盖玻璃440的至少一部分，使得外部光可以通过盖玻璃440到达传感器阵列430。形成密封结构460的模制化合物可以包括例如塑料材料、介电材料、有机材料等，诸如包含无机填料(例如熔融石英)、催化剂、阻燃剂、应力调节剂、增粘剂和其他添加剂的环氧树脂。
然后，封装顶盖470可以结合或模制到层堆叠和密封结构460上。密封结构460和封装顶盖470都可以是不透明的，并且因此可以阻挡杂散光和/或环境光到达传感器阵列430。封装顶盖470可以包括孔，包括透镜保持件480和光学透镜490的透镜组件可以安置在该孔中。在所示出的示例中，封装顶盖470和透镜保持件480可以包括匹配的螺纹，使得透镜保持件480可以被紧固到封装顶盖470的孔中。光学透镜490可以是小透镜，诸如直径小于大约2mm或小于大约1mm(例如，在大约0.1mm与大约1mm之间)的透镜。传感器像素阵列432也可以具有小尺寸，诸如小于大约2×2mm2或小于大约1×1mm2(例如，在大约0.5×0.5mm2与大约1×1mm2之间)。传感器像素阵列432可以对可见光、NIR光、SWIR光等敏感。
在所示出的示例中，图像传感器设备404可以包括电路板415(例如，PCB)，其可以类似于以上描述的电路板330或410。电路板415可以在一侧(例如，底侧)包括连接器414(例如，焊球)，例如，用于焊接到母板或电底板。电路板415还可以在另一侧(例如，顶侧)包括连接器(例如，焊盘)。处理器425可以结合到电路板415上的结合焊盘。传感器阵列435可以例如使用环氧树脂物理结合到处理器425，并且可以例如使用结合线直接或通过电路板415电结合到处理器425。传感器阵列435可以包括二维传感器像素阵列434。传感器像素434可以包括窄带或宽带光电探测器。盖玻璃445可以付附接到传感器阵列435，以保护传感器阵列435。在传感器像素434所在的区域中，在传感器阵列435与盖玻璃445之间可以有间隔件444。在传感器阵列435的其他区域中，传感器阵列435和盖玻璃445可以通过结合材料455(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。
然后，密封结构465可以例如在包覆成型工艺中使用模制化合物在包括电路板415、处理器425、传感器阵列435和盖玻璃445的层堆叠上形成。密封结构465可以围绕层堆叠，并且可以填充层堆叠中的一些间隙，但是可以不填充由间隔件444形成的传感器阵列435与盖玻璃445之间的间隙。密封结构465可以不覆盖盖玻璃445的至少一部分，使得外部光可以通过盖玻璃445到达传感器阵列435。形成密封结构460的模制化合物可以包括例如塑料材料、介电材料、有机材料等，诸如包含无机填料(例如熔融石英)、催化剂、阻燃剂、应力调节剂、增粘剂和其他添加剂的环氧树脂。
然后，盖475可以结合或模制到层堆叠和密封结构465上。密封结构465和盖475都可以是不透明的，并且因此可以阻挡杂散光和/或环境光到达传感器阵列435。盖475可以包括孔，包括透镜保持件482、第一透镜485和第二透镜495的透镜组件可以安置在该孔中。在所示出的示例中，第一透镜485和第二透镜495可以与透镜保持件482组装(例如，胶合或模制)在一起以形成透镜组件，并且盖475可以与透镜组件包覆成型在一起。在一些具体实施中，第一透镜485和第二透镜495可以与盖475模制在一起，而不使用透镜保持件。第一透镜485和第二透镜495可以是小透镜，诸如直径小于大约2mm或小于大约1mm(例如，在大约0.1mm与1mm之间)的透镜。传感器像素阵列434也可以具有小尺寸，诸如小于大约2×2mm2或小于大约1×1mm2(例如，在大约0.5×0.5mm2与大约1×1mm2之间)。传感器像素阵列434可以对可见光、NIR光、SWIR光等敏感。
在图4所示的示例中，两个图像传感器设备402和404可以在单独的封装中，每一个封装包括透镜组件、盖玻璃、传感器阵列、处理器和印刷电路板。这两个封装可能需要单独制造，并且然后结合到电底板，这可能增加***400的尺寸和成本。此外，在电底板上可能需要更多的焊盘和更大的面积来与两个封装结合。此外，由于两个封装的物理间隔相对较大，所以两个图像传感器设备可以从不同的视角对对象(例如，眼睛)进行成像。此外，两个处理器可能比单个处理器消耗更多的功率。
根据某些具体实施，图像传感器设备可以在同一封装中包括用于捕获对象(例如用户的眼睛)的两个或更多个图像的两个或更多个图像传感器阵列和低功率处理器。两个或更多个图像传感器阵列可以具有不同的工作波长范围，或可以具有覆盖多个波段的宽工作波长范围，并且因此可以使用不同波长范围内的光(诸如可见光、NIR光、SWIR光等)来捕获图像。低功率处理器可以控制和管理两个图像传感器阵列，和/或可以处理由两个图像传感器阵列捕获的图像数据。一个或多个透镜组件可以用于在两个或更多个图像传感器阵列中的每一个上形成对象的图像。
在一些具体实施中，两个或更多个单独的透镜组件可以被使用，其中，每一个透镜组件可以针对不同的相应波长范围进行设计和优化。在一些具体实施中，每一个透镜组件可以被配置为具有不同的视场、不同的焦距并且因此具有不同的放大率、不同的焦平面距离、不同的高度等。在一些具体实施中，一个透镜组件可以用于通过分束器(例如，棱镜)将成像光投射到两个图像传感器阵列上，其中，成像光可以被分束器分成两个光束，每一个光束到达相应的图像传感器阵列。一个或多个滤镜可以用于从多个波段中选择光，用于由相应的图像传感器阵列成像。
设备的主要部件可以例如使用包覆成型技术集成到单个封装中。透镜组件和图像传感器阵列可以具有非常小的尺寸，诸如具有小于大约2mm、小于大约1mm或小于大约0.5mm的线性大小。因此，封装的物理大小可以很小，使得可以较容易地将封装集成到紧凑的移动***(诸如一副AR/VR眼镜)中。因此，本文公开的技术可以在具有小形状因子的单个鲁棒的封装中使用单个图像传感器设备来实现对象的多波长成像。由于使用单个低功率处理器来控制和管理两个图像传感器阵列以及数据处理，因此功耗也可以被降低。因此，本文公开的图像传感器设备特别适用于移动设备或可穿戴设备，诸如用于AR/VR应用的近眼显示***。
图5示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备500的示例。在所示出的示例中，图像传感器设备500可以包括电路板510(例如，PCB)，其可以类似于以上描述的电路板330或410。电路板510可以在一侧(例如，底侧)包括连接器512(例如，焊球)，例如，用于焊接到母板或电底板。电路板510还可以在另一侧(例如，顶侧)包括连接器(例如，焊盘)。处理器520可以结合到电路板510上的结合焊盘。两个传感器阵列530和535可以使用例如环氧树脂物理结合到处理器520的不同区域，并且可以使用例如结合线电结合到电路板510和/或处理器520。
传感器阵列530可以包括对例如可见光、NIR光和/或SWIR光敏感的二维传感器像素阵列532。盖玻璃540可以付附接到传感器阵列530，以保护传感器阵列530。在传感器像素532所在的区域中，在传感器阵列530与盖玻璃540之间可以有间隔件544。在传感器阵列530的其他区域中，传感器阵列530和盖玻璃540可以通过结合材料550(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。滤镜542可以形成在盖玻璃540的表面(例如，所示示例中的顶面)上。滤镜542可以阻挡可见光，并且可以允许NIR光或SWIR光通过。例如，滤镜542可以包括NIR带通滤镜或可以允许具有较长波长(例如，>700nm或750nm)的光通过的高通滤镜。在一个示例中，滤镜542可以包括吸收具有较短波长的光但可以允许具有较长波长的光通过的材料。在另一示例中，滤镜542可以包括共同反射可见光并且透射IR光的多个介电薄膜。
传感器阵列535还可以包括可以对例如可见光、NIR光和/或SWIR光敏感的二维传感器像素阵列534。盖玻璃545可以付附接到传感器阵列535，以保护传感器阵列535。在传感器像素534所在的区域中，在传感器阵列535与盖玻璃545之间可以有间隔件546。在传感器阵列535的其他区域中，传感器阵列535和盖玻璃545可以通过结合材料555(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。传感器像素阵列532和534各自可以具有小尺寸，诸如小于大约2×2mm2或小于大约1×1mm2(例如，大约0.5×0.5mm2)。在一些具体实施中，传感器阵列530和传感器阵列535可以在同一裸芯的两个不同区域上。
然后，密封结构560可以例如在包覆成型工艺中使用模制化合物在包括电路板510、处理器520、传感器阵列530和535、盖玻璃540和545，以及滤镜542的层堆叠上形成。密封结构560可以围绕层堆叠，并且可以填充层堆叠中的一些间隙，诸如传感器阵列530和535之间的间隙以及盖玻璃540与盖玻璃545之间的间隙，但是可以不填充由间隔件544形成的传感器阵列530与盖玻璃540之间的间隙或由间隔件546形成的传感器阵列535与盖玻璃545之间的间隙。密封结构560可以不覆盖盖玻璃540的至少一部分和盖玻璃545的至少一部分，使得外部光可以分别通过盖玻璃540和545到达传感器阵列530和535。例如，密封结构560可以包括塑料材料、介电材料、有机材料等。在一个示例中，模制化合物可以包括环氧树脂，该环氧树脂包含无机填料(例如，熔融石英)、催化剂、阻燃剂、应力调节剂、粘合促进剂和其他添加剂。密封结构560可以包括传感器阵列530/盖玻璃540与传感器阵列535/盖玻璃545之间的区域562。密封结构560的区域562可以隔离两个传感器阵列，以防止杂散光或重影图像。
然后，封装顶盖570可以结合或模制到层堆叠和密封结构560上。密封结构560和封装顶盖570两者都可以是不透明的，并且因此可以防止杂散光和/或环境光到达传感器阵列530和535。封装顶盖570可以包括两个孔，两个透镜组件可以安置在这两个孔中。在所示出的示例中，第一透镜组件可以包括保持第一透镜580和第二透镜590的透镜保持件，并且第二透镜组件可以包括保持第一透镜585和第二透镜595的透镜保持件。在所示出的示例中，第一透镜580和第二透镜590可以与对应的透镜保持件组装(例如，胶合或模制)在一起以形成第一透镜组件，第一透镜585和第二透镜595可以与对应的透镜保持件组装(例如，胶合或模制)在一起以形成第二透镜组件，并且盖575可以与第一透镜组件和第二透镜组件包覆成型在一起。在一些具体实施中，透镜可以与封装顶盖570一起模制就位，而不使用透镜保持件。
在一些具体实施中，透镜580、590、585和595可以是小透镜，诸如直径小于大约2mm或小于大约1mm(例如，在大约0.1mm与大约1mm之间)的透镜。封装顶盖570的区域572可以与密封结构560的区域562对准，以光学隔离两个透镜组件和对应的传感器阵列530和535。在一些具体实施中，第一透镜580与滤镜542之间的距离可以在大约0.4mm与大约2mm之间。如以上所描述，每一个透镜组件可以针对不同的相应波长范围进行设计和优化。在一些具体实施中，两个透镜组件可以被配置为具有不同的视场、不同的焦距并且因此具有不同的放大率、不同的焦平面距离、不同的高度等，使得在传感器阵列中形成的图像可以处于最佳聚焦。
注意，图5没有按比例绘制。此外，在一些具体实施中，每一个透镜组件可以在透镜组中包括一个透镜、两个透镜或多于两个透镜。透镜可以包括球面透镜、非球面透镜、自由曲面透镜和任何其他类型的透镜，并且可以使用塑料、玻璃或任何其他合适的材料制成。在一些具体实施中，图像传感器设备500可以包括多于两个的传感器阵列，诸如根据图案布置的三个或四个传感器阵列。由于将两个或更多个传感器阵列集成到同一封装中，使用一个处理器来控制或管理两个或更多个传感器阵列并且处理来自两个或更多个传感器阵列的数据，以及使用包覆成型技术来将部件集成到同一封装中，所以图像传感器设备500的尺寸、成本和功耗可以远低于***400中的图像传感器设备402和图像传感器设备404的总尺寸、成本和功耗。
图6示出了根据某些具体实施的包括结合到电路板610的用于捕获对象的两个图像的两个传感器阵列630和635的图像传感器的示例。图6所示的图像传感器的示例可以是图像传感器设备500的一部分的俯视图。如以上参考图5所描述，传感器阵列630和635可以分别包括传感器像素阵列632和传感器像素阵列634。传感器阵列630和635上的区域650和655可以分别用于将传感器阵列630和635结合到对应的盖玻璃(例如，盖玻璃540和542)。例如，在传感器阵列630和635***处，传感器阵列630和635可以包括结合焊盘636(或焊球)。电路板610还可以包括焊盘612。传感器阵列630和635可以通过结合线620和结合焊盘612和636结合到电路板610。在一些具体实施中，电路板610可以是电路板510的示例，并且处理器(例如，处理器520，图6中未示出)可以在电路板610与传感器阵列630和650之间，其中，处理器可以通过电路板610中的电路电连接到焊盘612。在一些具体实施中，处理器(而不是电路板610)可以用于与传感器阵列630和635电结合。图6还示出了间隔件640和645，用于在传感器阵列630和635与对应的盖玻片之间形成气隙。
图7示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备700的另一示例。图像传感器设备700可类似于图像传感器设备500，但可以在不同位置具有用于阻挡(例如，吸收或反射)可见光的滤镜。例如，如图所示，用于阻挡可见光并且透射NIR光或SWIR光的滤镜782可以涂覆在第一透镜组件中的第一透镜580的表面上，而不是涂覆在盖玻璃540的表面上(如图5所示，盖玻璃540的顶面上)。
图8示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备800的又一示例。图像传感器设备800可类似于图像传感器设备500和700，但可以在不同位置具有用于阻挡(例如，吸收或反射)可见光的滤镜。例如，如图所示，用于阻挡可见光并且透射NIR光或SWIR光的滤镜842可以涂覆在盖玻璃540的底面上，而不是如图5所示涂覆在盖玻璃540的顶面上或如图7所示涂覆在透镜580的表面上。
图9示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的两个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备900的再一示例。图像传感器设备900可类似于图像传感器设备500、700和800，但可以在不同位置具有用于阻挡(例如，吸收或反射)可见光的滤镜。例如，如图所示，用于阻挡可见光并且透射NIR光或SWIR光的滤镜936可以形成(例如，附接或涂覆)在传感器阵列530的顶面上，而不是如图5和图8所示涂覆在盖玻璃540的顶面上或如图7所示涂覆在透镜580的表面上。
即使在图5和图7至图9中没有示出，但在一些具体实施中，IR截止滤镜可以形成在透镜585、盖玻璃545或传感器阵列535的表面上，以阻挡(例如，吸收)IR光并且透射可见光，使得只有被对象(例如，眼睛)反射的可见光可以到达传感器阵列535。
图10示出了根据某些具体实施在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的一传感器阵列1030和处理器1020的图像传感器设备1000的示例。在所示出的示例中，图像传感器设备1000可以包括电路板1010(例如，PCB)，其可以类似于以上描述的电路板330或510。电路板1010可以在一侧(例如，底侧)包括连接器1012(例如，焊球)，例如，用于焊接到母板或电底板。电路板1010还可以在另一侧(例如，顶侧)包括连接器(例如，焊盘)。处理器1020可以结合到电路板1010上的结合焊盘。传感器阵列1030可以例如使用环氧树脂物理结合到处理器1020，并且可以例如使用结合线电结合到电路板1010和/或处理器1020。
传感器阵列1030可以包括可以对宽波段(例如可见光波段、NIR光波段和SWIR光波段)中的光敏感的二维传感器像素阵列1032。传感器像素阵列1032可以具有小尺寸，诸如小于大约2×2mm2或小于大约1×1mm2(例如，大约0.5×0.5mm2)。盖玻璃1040可以被定位于传感器阵列1030的顶部，以保护传感器阵列1030。在传感器像素1032所在的区域中，在传感器阵列1030与盖玻璃1040之间可以有间隔件。在传感器阵列1030的其他区域中，传感器阵列1030和盖玻璃1040可以通过结合材料1050(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。滤镜1042可以形成在盖玻璃1040的顶面或底面的一部分上，或形成在传感器阵列1030的一部分的顶部上。滤镜1042可以阻挡可见光，并且可以允许NIR光或SWIR光通过。例如，滤镜1042可以包括NIR带通滤镜或可以允许具有长波长(例如，>700nm或750nm)的光通过的滤镜。因此，传感器像素阵列1032的一部分(例如，左侧部分)可以接收可见光和IR光(其可以具有比可见光低的强度)来捕获对象的一个图像，而传感器像素阵列1032的另一部分(例如，右侧部分)可以仅接收IR光来捕获对象的另一个图像。在一些具体实施中，两个滤镜可以涂覆在盖玻璃1040的底面上，其中，一个滤镜(例如，滤镜1042)可以阻挡可见光并且允许IR光通过，而另一个滤镜可以阻挡IR光并且允许可见光通过。
然后，密封结构1060可以使用例如包覆成型技术在包括电路板1010、处理器1020、传感器阵列1030、盖玻璃1040和滤镜1042的叠层上形成。如以上所描述，密封结构1060可以包括例如塑料材料、介电材料、有机材料或任何其他不导电的不透明材料，诸如环氧树脂。密封结构1060可以围绕层堆叠，并且可以填充层堆叠中的一些间隙，但是可以不填充由间隔件形成的传感器阵列1030与盖玻璃1040之间的间隙。密封结构1060可以不覆盖盖玻璃1040的至少一部分，使得外部光可以通过盖玻璃1040到达传感器阵列1030。
封装顶盖1070可以结合或模制到层堆叠和密封结构1060上。封装顶盖1070可以是不透明的，并且因此可以阻挡杂散光和/或环境光到达传感器阵列1030。封装顶盖1070可以包括孔，透镜组件可以安置这个孔中。在所示出的示例中，透镜组件可以包括保持第一透镜1080和第二透镜1090的透镜保持件1075。第一透镜1080和第二透镜1090可以与透镜保持件1075组装(例如，胶合或模制)在一起以形成透镜组件，并且封装顶盖1070可以与透镜组件包覆成型在一起。在一些具体实施中，透镜1080和1090可以与封装顶盖1070一起模制就位，而不使用透镜保持件。在一些具体实施中，透镜1080和1090可以是小透镜，诸如直径小于大约2mm或小于大约1mm(例如，在大约0.1mm与大约1mm之间)的透镜。在一些具体实施中，第一透镜1080与盖玻璃1040之间的距离可以在大约0.4mm与大约2mm之间。
在如图10所示的示例中，由对象(例如，眼睛)反射的可见光和红外光可以由透镜组件收集并且投射到传感器阵列1030上。投射光的一部分可以被滤镜1042过滤，以阻挡可见光并且透射NIR光或SWIR光，NIR光或SWIR光可以被传感器阵列1030的一部分捕获，以基于由对象反射的NIR光或SWIR光形成对象的图像。投射光的另一部分可以不被过滤，或可以被另一个滤镜过滤，以阻挡NIR光或SWIR光并且透射可见光，可见光可以被传感器阵列1030的另一部分捕获，以基于由对象反射的可见光形成对象的另一个图像。以这种方式，对象的两个或更多个图像可以使用不同波段的光来捕获，使得至少一个图像可以显示对象的详细特征，诸如具有棕色虹膜或蓝色虹膜的眼睛的虹膜特征。这两个图像可以由处理器1020处理和/或可以被发送到图像传感器设备1000外部的另一个处理器用于进一步处理，诸如用于确定眼睛的定位或凝视方向或认证用户。
图11示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括一个图像传感器阵列和处理器的图像传感器设备1100的另一示例。在所示出的示例中，图像传感器设备1100可以包括电路板1110(例如，PCB)，其可以类似于以上描述的电路板330、510或1010。电路板1110可以在一侧(例如，底侧)包括连接器1112(例如，焊球)，例如，用于焊接到母板或电底板。电路板1110还可以在另一侧(例如，顶侧)包括连接器(例如，焊盘)。处理器1120可以结合到电路板1110上的结合焊盘。传感器阵列1130可以例如使用环氧树脂物理结合到处理器1120，并且可以例如使用结合线电结合到电路板1110和/或处理器1120。
传感器阵列1130可以包括可以对宽波段(例如可见光波段、NIR光波段和SWIR光波段)中的光敏感的二维传感器像素阵列1132。传感器像素阵列1132可以具有小尺寸，诸如小于大约2×2mm2或小于大约1×1mm2(例如，大约0.5×0.5mm2)。盖玻璃1140可以放置在传感器阵列1130上，以保护传感器阵列1130。在传感器像素1132所在的区域中，在传感器阵列1130与盖玻璃1140之间可以有间隔件。在传感器阵列1130的其他区域中，传感器阵列1130和盖玻璃1140可以通过结合材料1150(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。
然后，密封结构1160可以例如使用包覆成型工艺在包括电路板1110、处理器1120、传感器阵列1130和盖玻璃1140的层堆叠上形成。密封结构1160可以包括例如塑料材料、介电材料、有机材料或任何其他不导电的不透明材料，诸如环氧树脂。密封结构1160可以不覆盖盖玻璃1140的至少一部分，使得外部光可以通过盖玻璃1140到达传感器阵列1130。
封装顶盖1170可以结合或模制到层堆叠和密封结构1160上。封装顶盖1170可以是不透明的，并且因此可以阻挡杂散光和/或环境光到达传感器阵列1130。封装顶盖1170可以包括孔，两个透镜组件可以并排安置在这个孔中。在所示出的示例中，两个透镜组件可以由透镜保持件1175保持。第一透镜组件可以包括第一透镜1180和第二透镜1190，并且第二透镜组件可以包括第一透镜1185和第二透镜1195。在所示出的示例中，四个透镜可以与透镜保持件1175组装(例如，胶合或模制)在一起以形成透镜组件，并且封装顶盖1170可以与透镜组件包覆成型在一起。在一些具体实施中，透镜可以与封装顶盖1170一起模制就位，而不使用透镜保持件。在一些具体实施中，透镜可以是小透镜，诸如直径小于大约2mm或小于大约1mm(例如，在大约0.1mm与大约1mm之间)的透镜。在一些具体实施中，第一透镜1180与盖玻璃1140之间的距离可以在大约0.4mm与大约2mm之间。
滤镜1182可以形成在第一透镜组件的第一透镜1080的底面上。滤镜1182可以阻挡(例如，吸收或反射)可见光，并且可以允许NIR光或SWIR光通过。例如，滤镜1182可以包括NIR带通滤镜或可以允许具有长波长(例如，>700nm或750nm)的光通过的滤镜。在一些具体实施中，第二滤镜(图11中未示出)可以涂覆在第二透镜组件的第一透镜1185的底面上，其中，第二滤镜可以阻挡IR光并且允许可见光通过。
在如图11所示的示例中，由对象(例如，眼睛)反射的可见光和红外光可以由两个透镜组件收集并且聚焦到传感器阵列1130上。所收集的光的一部分可以由第一透镜组件聚焦，由滤镜1182过滤以阻挡可见光并且透射NIR光或SWIR光，投射到传感器阵列1130的第一区域上，并且由传感器阵列1130的第一区域捕获，以基于由对象反射的NIR光或SWIR光形成对象的第一图像。所收集的光的另一部分可以由第二透镜组件聚焦，未被过滤或可选地由另一个滤镜过滤以阻挡NIR光或SWIR光并且透射可见光，投射到传感器阵列1130的第二区域上，并且由传感器阵列1130的第二区域捕获，以基于由对象反射的可见光形成对象的第二图像。以这种方式，对象的两个或更多个图像可以使用不同波段的光来捕获，使得至少一个图像可以显示对象的详细特征，诸如具有棕色虹膜或蓝色虹膜的眼睛的虹膜特征。这两个图像可以由处理器1120处理和/或可以被发送到图像传感器设备1100外部的另一个处理器用于进一步处理，诸如用于确定眼睛的定位或凝视方向或认证用户。
图12示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的单个透镜组件、两个传感器阵列1230和1250以及处理器1220的图像传感器设备1200的示例。在所示出的示例中，图像传感器设备1200可以包括电路板1210(例如，PCB)，其可以类似于以上描述的电路板330、510或1010。电路板1210可以在一侧(例如，底侧)包括连接器1212(例如，焊球)，例如，用于焊接到较大的PCB板。电路板1210还可以在另一侧(例如，顶侧)包括连接器(例如，焊盘)。处理器1220可以结合到电路板1210上的结合焊盘。传感器阵列1230和1235可以使用例如环氧树脂物理结合到处理器1220的不同区域，并且可以使用例如结合线电结合到电路板1210和/或处理器1220。
传感器阵列1230可以包括对例如可见光、NIR光和/或SWIR光敏感的二维传感器像素阵列1232。盖玻璃1240可以放置在传感器阵列1230的顶部，以保护传感器阵列1230。在传感器像素1232所在的区域中，在传感器阵列1230与盖玻璃1240之间可以有间隔件1244。在传感器阵列1230的其他区域中，传感器阵列1230和盖玻璃1240可以通过结合材料1250(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。滤镜1242可以形成在盖玻璃1240的表面(例如，所示示例中的顶面)上。滤镜1242可以阻挡(例如，吸收或反射)可见光，并且可以允许NIR光或SWIR光通过。例如，滤镜1242可以包括NIR带通滤镜或可以允许具有长波长(例如，>700nm或750nm)的光通过的滤镜。传感器阵列1235还可以包括对例如可见光、NIR光和/或SWIR光敏感的二维传感器像素阵列1234。盖玻璃1245可以放置在传感器阵列1235的顶部，以保护传感器阵列1235。在传感器像素1234所在的区域中，在传感器阵列1235与盖玻璃1245之间可以有间隔件1246。在传感器阵列1235的其他区域中，传感器阵列1235和盖玻璃1245可以通过结合材料1255(例如，胶水或环氧树脂)结合在一起。在一些具体实施中，滤镜可以可选地涂覆在盖玻璃1245或传感器阵列1235的表面(例如，顶面或底面)上，以阻挡IR光并且透射可见光。传感器阵列1230和1235各自可以具有小尺寸，诸如小于大约2×2mm2或小于大约1×1mm2(例如，大约0.5×0.5mm2)。在一些具体实施中，传感器阵列1230和传感器阵列1235可以在同一裸芯的两个不同区域上。
然后，密封结构1260可以使用例如包覆成型技术在包括电路板1210、处理器1220、传感器阵列1230、盖玻璃1240和滤镜1242的叠层上形成。密封结构1260可以包括例如塑料材料、介电材料、有机材料或任何其他不导电的不透明材料，诸如以上所描述的环氧树脂。密封结构1260可以围绕层堆叠，并且可以填充层堆叠中的一些间隙，诸如传感器阵列1230和1235之间的间隙以及盖玻璃1240与盖玻璃1245之间的间隙，但是可以不填充由间隔件1244形成的传感器阵列1230与盖玻璃1240之间的间隙或由间隔件1246形成的传感器阵列1235与盖玻璃1245之间的间隙。密封结构1260可以包括传感器阵列1230/盖玻璃1240与传感器阵列1235/盖玻璃1245之间的区域1262。密封结构1260的区域1262可以隔离两个传感器阵列，以防止杂散光或重影图像。密封结构1260可以不覆盖盖玻璃1240的至少一部分和盖玻璃1245的至少一部分，使得外部光可以分别通过盖玻璃1240和1245到达传感器阵列1230和1235。
封装顶盖1270可以结合或模制到层堆叠和密封结构1260上。封装顶盖1270和密封结构1260可以是不透明的，并且因此可以阻挡杂散光和/或环境光到达传感器阵列1230和1235。封装顶盖1270可以包括孔，透镜组件可以安置这个孔中。在所示出的示例中，透镜组件可以包括保持第一透镜1280和第二透镜1290的透镜保持件1275。第一透镜1280和第二透镜1290可以与透镜保持件1275组装(例如，胶合或模制)在一起以形成透镜组件，并且封装顶盖1270可以与透镜组件包覆成型在一起。在一些具体实施中，透镜1280和1290可以与封装顶盖1270一起模制就位，而不使用透镜保持件。在一些具体实施中，透镜1280和1290可以是小透镜，诸如直径小于大约2mm或小于大约1mm(例如，在大约0.1mm与大约1mm之间)的透镜。在一些具体实施中，第一透镜1280与盖玻璃1240之间的距离可以在大约0.4mm与大约2mm之间。
在如图12所示的示例中，由对象(例如，眼睛)反射的可见光和红外光可以由透镜组件收集并且投射到传感器阵列1230和1235上。投射光的一部分可以被滤镜1242过滤，以阻挡可见光并且透射NIR光或SWIR光，NIR光或SWIR光可以被传感器阵列1230捕获，以基于由对象反射的NIR光或SWIR光形成对象的图像。投射光的另一部分可以不被过滤，或可以被另一个滤镜过滤，以阻挡NIR光或SWIR光并且透射可见光，可见光可以被传感器阵列1235捕获，以基于由对象反射的可见光形成对象的另一个图像。以这种方式，对象的两个或更多个图像可以使用不同波段的光来捕获，使得至少一个图像可以显示对象的详细特征，诸如具有棕色虹膜或蓝色虹膜的眼睛的虹膜特征。这两个图像可以由处理器1220处理和/或可以被发送到图像传感器设备1200外部的另一个处理器用于进一步处理，诸如用于确定眼睛的定位或凝视方向或认证用户。
图13示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的单个透镜组件、两个传感器阵列和处理器的图像传感器设备1300的另一示例。图像传感器设备1300可以类似于图像传感器设备1200，但是可以在盖玻璃1240的底面处包括滤镜1342，并且可以包括分束器1382，用于分离由对象(例如，眼睛)反射并且由透镜组件收集和聚焦的光。滤镜1342可以阻挡可见光并且透射NIR光或SWIR光。分束器1382可以向传感器阵列1230折射入射光的第一部分，并且向传感器阵列1235折射入射光的第二部分。入射光的第一部分可以通过盖玻璃1240，并且可以在到达传感器阵列1230之前被滤镜1342过滤，并且然后可以被传感器阵列1230捕获，以基于由对象反射的NIR光或SWIR光形成对象的图像。入射光的第二部分可以通过盖玻璃1245，并且可以可选地在到达传感器阵列1235之前被阻挡IR光并且透射可见光的滤镜过滤，并且然后可以被传感器阵列1235捕获，以基于由对象反射的可见光形成对象的另一个图像。在一个示例中，分束器1382可以包括三棱镜，诸如可以均等地分离入射光束的等边三棱镜。
图14示出了根据某些具体实施的在同一封装中包括用于捕获对象的两个图像的单个透镜组件、两个传感器阵列和处理器的图像传感器设备1400的又一示例。图像传感器设备1400可以类似于图像传感器设备1300，并且可以包括分别被定位于盖玻璃1240和盖玻璃1245顶部的两个附加棱镜1410和1415。在所示出的示例中，由对象(例如，眼睛)反射并且由透镜组件收集和聚焦的光(包括可见光和IR光)可以被分束器1382分离。分束器1382可以向传感器阵列1230折射入射光的第一部分，并且向传感器阵列1235折射入射光的第二部分。入射光的第一部分可以再次被棱镜1410折射(棱镜1410可以将光线的传播方向改变回它们被分束器1382折射之前的传播方向)，通过盖玻璃1240，在到达传感器阵列1230之前被滤镜1342过滤，并且然后被传感器阵列1230捕获，以基于由对象反射的NIR光或SWIR光形成对象的图像。入射光的第二部分可以再次被棱镜1415折射(棱镜1415可以将光线的传播方向改变回它们被分束器1382折射之前的传播方向)，通过盖玻璃1245，可选地在到达传感器阵列1235之前被可以阻挡IR光并且透射可见光的滤镜过滤，并且然后被传感器阵列1235捕获，以基于由对象反射的可见光光形成对象的另一个图像。在一个示例中，分束器1382、棱镜1410和棱镜1415可以是三棱镜，诸如等边三棱镜。
注意，图3至图14没有按比例绘制。此外，在一些具体实施中，每一个透镜组件可以在透镜组中包括一个透镜、两个透镜或多于两个透镜。透镜可以包括球面透镜、非球面透镜、自由曲面透镜和任何其他类型的透镜，并且可以使用塑料、玻璃或任何其他合适的材料制成。在一些具体实施中，图像传感器设备可以包括多于两个的传感器阵列，诸如根据图案布置的三个或四个传感器阵列。由于将两个或更多个传感器阵列集成到同一封装中，使用一个处理器来控制或管理两个或更多个传感器阵列并且处理来自两个或更多个传感器阵列的数据，以及使用包覆成型技术来将组件集成到同一封装中，所以与单独的封装中的两个单独的图像传感器设备的组合相比，本文公开的图像传感器设备可以具有较小的尺寸、较低的成本和较低的功耗。
根据一个或多个方面，本文图1至图14中描述的任何和/或所有装置、模块、***、图像传感器、电路、方法和/或方法步骤可以由和/或在电路或计算设备中实现。附加地或替代地，本文描述的任何和/或所有方法和/或方法步骤可以以诸如存储在计算机可读介质(诸如存储器、存储装置或另一个种计算机可读介质)中的计算机可读指令来实现。
图15示出了用于实现本文描述的一些具体实施的移动设备1500的具体实施。例如，移动设备1500可以用在移动设备105中，或可以用于执行以上所描述的至少一些操作。需要说明的是，图15仅意在提供各种部件的概括说明，其中的任何一个或所有组件都可以被适当地使用。
移动设备1500被示为包括可以经由总线1505电耦合的硬件元件(或可以以其他方式通信，视情况而定)。硬件元件可以包括处理单元1510，处理单元1510可以包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理芯片、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)等)和/或其他处理结构或器件，其可以被配置为执行本文所描述的方法中的一个或多个。如图15所示，根据期望的功能，一些具体实施可以具有单独的数字信号处理器(DSP)1520。移动设备1500还可以包括一个或多个输入设备1570，其可以包括但不限于触摸板、按钮、拨号盘、开关等；以及一个或多个输出设备1515，其可以包括但不限于发光二极管(LED)、扬声器等。例如，LED可以用于传输VLC信号。
移动设备1500还可以包括无线通信子***1530，其可以包括但不限于无线通信设备，和/或芯片组(例如蓝牙设备、国际电气和电子工程师协会(IEEE)802.11设备(例如，利用本文所描述的802.11标准中的一个或多个的设备)、IEEE 802.15.4设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设施等)等。无线通信子***1530可以允许与网络、无线接入点、其他计算机***和/或本文描述的任何其他电子设备(诸如移动设备或遥控器)交换数据。通信可以经由发送和/或接收无线信号1534的一个或多个无线通信天线1532来执行。
根据期望的功能，无线通信子***1530可以包括单独的发射器和接收器，或收发器、发射器和/或接收器的任何组合，以与基站(例如，ng-eNB和gNB)和其他陆地收发器(诸如无线设备和接入点)进行通信。移动设备1500可以与包括各种网络类型的不同数据网络进行通信。例如，无线广域网(WWAN)可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、WiMax(IEEE 802.16)网络等。CDMA网络可以实现一种或多种无线电接入技术(RAT)，诸如CDMA2000、宽带CDMA(WCDMA)等。CDMA2000包括IS-95标准、IS-2000标准和/或IS-856标准。TDMA网络可以实现全球移动通信***(GSM)、数字高级移动电话***(D-AMPS)或一些其他RAT。OFDMA网络可以采用长期演进(LTE)、高级LTE、5G新无线电(NR)等。第三代合作伙伴计划(3GPP)的文档中描述了5G NR、LTE、高级LTE、GSM和WCDMA。在名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的联盟的文档中描述了CDMA2000。3GPP文档和3GPP2文档是公开可用的。无线局域网(WLAN)也可以是IEEE 802.11x网络，并且无线个人区域网(WPAN)可以是蓝牙网络、IEEE 802.15x或一些其他类型的网络。本文描述的技术也可以用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。
移动设备1500可以包括总线1505上的时钟1545，其可以生成信号以同步总线1505上的各种部件。时钟1545可以包括电感电容(LC)振荡器、晶体振荡器、环形振荡器、数字时钟生成器(例如，时钟分频器或时钟多路复用器)、锁相环或其他时钟生成器。时钟1545可以与用于数据通信的其他无线设备上的对应时钟同步(或基本同步)。时钟1545可以由无线通信子***1530驱动，无线通信子***1530可以用于将移动设备1500的时钟1545与一个或多个其他设备同步。时钟1545可以用作用于同步移动设备1500的不同部件的时基或基准。
移动设备1500可以进一步包括传感器1540。这些传感器可以包括但不限于一个或多个声学传感器、加速度计、陀螺仪、摄像机、磁力计、高度计、麦克风、接近传感器、光传感器等。传感器1540中的一些或全部可以用于光信号检测、运动检测和定位等。
移动设备的具体实施还可以包括全球导航卫星***(GNSS)接收器1580，其能够使用GNSS天线1582从一个或多个GNSS卫星接收信号1584。基于GNSS信号测量的定位可以用于补充和/或结合本文描述的技术。GNSS接收器1580可以使用传统技术从GNSS***(诸如全球定位***(GPS)、Galileo、格洛纳斯(Globalnaya Navigazionnaya SputnikovayaSistema，GLONASS)、日本上空的准天顶卫星***(QZSS)、印度上空的印度区域导航卫星***(IRNSS)、中国上空的北斗导航卫星***(BDS)等)的GNSS空间飞行器(SV)提取移动设备1500的定位。此外，GNSS接收器1580可以与各种增强***(例如，星基增强***(SBAS))一起使用，这些增强***可以与一个或多个全球和/或区域导航卫星***相关联或能够与一个或多个全球和/或区域导航卫星***一起使用，例如，广域增强***(WAAS)、欧洲地球同步卫星导航增强***(EGNOS)、多功能卫星增强***(MSAS)和Geo增强导航***(GAGAN)等。
移动设备1500可以进一步包括存储器1560和/或与存储器1560通信。存储器1560可以包括任何非瞬时性存储设备，并且可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储装置、磁盘驱动器、驱动器阵列、光存储设备、固态存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)，其可以是可编程的、可闪存更新的，等等。这些存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件***、数据库结构等。例如，存储器1560可以包括数据库(或其他数据结构)，该数据库被配置为存储诸如捕获的图像数据的信息。
移动设备1500的存储器1560还可以包括软件元件(未示出)，包括操作***、设备驱动程序、可执行库和/或其他代码，诸如一个或多个应用，其可以包括由各种具体实施提供的计算机程序，和/或可以被设计成实现由其他具体实施提供的方法，和/或配置由其他具体实施提供的***，如本文所描述。仅作为示例，针对以上讨论的功能描述的一个或多个过程可以实现为代码和/或指令，这些代码和/或指令可以存储或加载在存储器1560中，并且由移动设备1500、移动设备1500内的处理单元和/或无线***的另一个设备来执行。在一个方面，这些代码和/或指令可以用于配置和/或适配通用计算机(或其他设备)，以根据所描述的方法执行一个或多个操作。
图16示出了用于实现本文描述的一些具体实施的移动设备1600的具体实施。例如，计算设备1600可以表示移动设备或任何其他计算设备的一些部件。计算设备1600的示例包括但不限于台式机、工作站、个人计算机、超级计算机、视频游戏控制台、平板电脑、智能手机、笔记本电脑、上网本或其他便携式设备。例如，计算设备1600可以用于实现计算机视觉***200。图16提供了计算设备1600的一个具体实施的示意图，计算设备1600可以执行如本文所描述的由各个其他具体实施提供的方法，和/或可以用作主机计算设备、远程信息亭/终端、销售点设备、移动多功能设备、机顶盒和/或计算设备。图16仅意在提供各种部件的概括说明，其中的任何一个或所有组件都可以被适当地使用。因此，图16宽泛地示出了如何以相对分离或相对更集成的方式实现各个***元件。
设备1600被示为包括可以经由总线1605电耦合的硬件元件(或可以以其他方式通信，视情况而定)。硬件元件可以包括一个或多个处理器1610，包括但不限于一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理芯片、图形加速处理器等)；一个或多个输入设备1615，可以包括但不限于一个或多个传感器1650、触摸屏、鼠标、键盘等；以及一个或多个输出设备1620，可以包括但不限于显示单元、打印机等。传感器1650可以包括图像/视觉传感器、嗅觉传感器和/或化学传感器。
计算设备1600可以进一步包括一个或多个非瞬时性存储设备1625(和/或与其通信)，该一个或多个非瞬时性存储设备1625可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储装置，和/或可以包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光存储设备、诸如RAM和/或只读存储器(ROM)的固态存储设备，其可以是可编程的、可闪存更新的，等等。这些存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件***、数据库结构等。
计算设备1600还可以包括通信子***1630。通信子***1630可以包括用于接收和发送数据的收发器或有线和/或无线介质。通信子***1630还可以包括但不限于调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(诸如蓝牙TM设备、802.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设施等)等。通信子***1630可以允许与网络、其他计算设备和/或本文描述的任何其他设备交换数据。在许多具体实施中，计算设备1600可以进一步包括非瞬时性工作存储器1635，可以包括RAM设备或ROM设备，如以上所描述。
计算设备1600可以包括被示为当前位于工作存储器1635内的软件元件，包括操作***1640、设备驱动程序、可执行库和/或其他代码，诸如一个或多个应用1645，其可以包括由各种具体实施提供的计算机程序，和/或可以被设计成实现由其他具体实施提供的方法，和/或配置由其他具体实施提供的***，如本文所描述。仅作为示例，关于以上讨论的方法描述的一个或多个过程可以被实现为可由计算机(和/或计算机内的处理器)执行的代码和/或指令，诸如图11中示出的示例方法；然后，在一个方面，这些代码和/或指令可以用于配置和/或适配通用计算机(或其他设备)，以根据所描述的方法执行一个或多个操作。
这些指令和/或代码的集合可以存储在计算机可读存储介质(诸如以上描述的存储设备1625)中。在一些情况下，存储介质可以被并入计算设备(诸如计算设备1600)中。在其他具体实施中，存储介质(例如，诸如光盘的可移动介质)可以与计算设备分离，和/或在安装封装中提供，使得存储介质可以用于编程、配置和/或适配其上存储有指令/代码的通用计算机。这些指令可以采取可由计算设备1600执行的可执行代码的形式，和/或可以采取源代码和/或可安装代码的形式，源代码和/或可安装代码在编译和/或安装在计算设备1600中时(例如，使用各种普遍可用的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等中的任何一种)，则采取可执行代码的形式。
实质性的改变可以根据具体要求进行。例如，定制的硬件也可以使用，和/或特定的元件可以在硬件、软件(包括便携式软件，诸如小应用等)或两者中实现。进一步，到诸如网络输入/输出设备的其他计算设备1600的连接可以使用。
一些具体实施可以采用计算设备(诸如计算设备1600)来执行根据本公开的方法。例如，计算设备1600可以响应于处理器1610执行包含在工作存储器1635中的一个或多个指令的一个或多个序列(其可以并入操作***1640和/或其他代码，诸如应用1645)来执行所描述的方法的一些或所有过程。这些指令可以从另一个计算机可读介质(诸如一个或多个存储设备1625)读入工作存储器1635。仅作为示例，包含在工作存储器1635中的指令序列的执行可以使得处理器1610执行本文描述的方法的一个或多个过程。
本文使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是参与提供使机器以特定方式运行的数据的任何介质。在使用计算设备1600实现的具体实施中，各种计算机可读介质可以涉及向处理器1610提供指令/代码以供执行，和/或可以用于存储和/或携带这些指令/代码(例如，作为信号)。在许多实现方式中，计算机可读介质是物理和/或有形的存储介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括，例如光盘和/或磁盘，诸如存储设备1625。易失性介质包括但不限于动态存储器，诸如工作存储器1635。传输介质包括但不限于同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线1605的导线，以及通信子***1630的各种部件(和/或通信子***1630用来提供与其他设备的通信的介质)。因此，传输介质也可以采取波的形式(包括但不限于无线电波、声波和/或光波，诸如在无线电波和红外数据通信期间产生的那些波)。在替代具体实施中，可以使用事件驱动的部件和设备，诸如摄像机，其中，一些处理可以在模拟域中执行。
参考附图，可以包括存储器的部件可以包括非瞬时性机器可读介质。本文使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是参与提供使机器以特定方式运行的数据的任何存储介质。在上文提供的具体实施中，各种机器可读介质可以涉及向处理单元和/或其他设备提供指令/代码以供执行。附加地或替代地，机器可读介质可以用于存储和/或携带这些指令/代码。在许多实现方式中，计算机可读介质是物理和/或有形的存储介质。物理和/或有形计算机可读介质的常见形式包括，例如，软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁介质、光盘只读存储器(CD-ROM)、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒式存储器、下文描述的载波或计算机可以从中读取指令和/或代码的任何其他介质。
各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器1610以供执行。仅作为示例，指令最初可以在远程计算机的磁盘和/或光盘中携带。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并且通过传输介质将指令作为信号发送，以由计算设备1600接收和/或执行。根据本发明的各种具体实施，这些信号可以是电磁信号、声信号、光信号等形式，这些信号都是载波的示例，指令可以编码在载波上。
通信子***1630(和/或其部件)通常将接收信号，并且然后总线1605可以携带信号(和/或由信号携带的数据、指令等)到工作存储器1635，处理器1610从工作存储器1635中检索并且执行指令。由工作存储器1635接收到的指令可以可选地在由处理器1610执行之前或之后存储在非瞬时性存储设备1625中。
以上讨论的方法、***和设备是示例。各种具体实施可以适当地省略、替换或添加各种过程或部件。例如，在替代配置中，所描述的方法可以以不同于所描述的顺序执行，和/或可以添加、省略和/或组合各个阶段。此外，关于某些具体实施描述的特征可以在各种其他具体实施中组合。具体实施的不同方面和元件可以以类似的方式组合。此外，技术在发展，因此，许多元件是示例，并且不将本公开的范围限于那些特定的示例。
对于本领域的技术人员来说，可以根据特定的实现方式进行实质性的变化是显而易见的。例如，定制的硬件也可以使用，和/或特定的元件可以在硬件、软件(包括便携式软件，诸如小应用等)或两者中实现。进一步，到诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接可以使用。
参考附图，可以包括存储器的部件可以包括非瞬时性机器可读介质。本文使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是参与提供使机器以特定方式运行的数据的任何存储介质。在上文提供的具体实施中，各种机器可读介质可以涉及向处理器和/或其他设备提供指令/代码以供执行。附加地或替代地，机器可读介质可以用于存储和/或携带这些指令/代码。在许多实现方式中，计算机可读介质是物理和/或有形的存储介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。计算机可读介质的常见形式包括，例如，磁性和/或光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、可编程只读存储器(PROM)、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒式存储器、下文所描述的载波，或计算机可以从中读取指令和/或代码的任何其他介质。
本文讨论的方法、***和设备是示例。各种具体实施可以适当地省略、替换或添加各种过程或部件。例如，关于某些具体实施描述的特征可以在各种其他具体实施中组合。具体实施的不同方面和元件可以以类似的方式组合。本文提供的附图的各种部件可以以硬件和/或软件来实现。此外，技术在发展，因此，许多元件是示例，并且不将本公开的范围限于那些特定的示例。
主要出于通用的原因，有时将这种信号称为位、信息、值、元件、符号、字符、变量、术语、数字、数字等被证明是方便的。然而，应理解，所有这些或类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是方便的标签。除非特别声明，否则从以上讨论中显而易见的是，应理解，在整个说明书讨论中，使用诸如“处理”、“计算”、“算出”、“确定”、“断定”、“识别”、“关联”、“测量”、“执行”等术语是指特定装置(诸如专用计算机或类似的专用电子计算设备)的动作或处理。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或转换信号，通常表示为专用计算机或类似的专用电子计算设备的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备或显示设备中的物理电子、电气或磁量。
本领域的技术人员将理解，用于传递本文所描述的消息的信息和信号可以使用各种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在整个以上描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来表示。
如本文使用的术语“和”、“或”和“和/或”可以包括多种含义，这些含义也至少部分取决于使用这些术语的上下文。通常，“或”如果用于关联一个列表，诸如A、B或C，意在表示A、B和C，这里以包含的意义使用，以及A、B或C，这里以排除的意义使用。此外，如本文中使用的术语“一个或多个”可以以单数形式用于描述任何特征、结构或特性，或可以用于描述特征、结构或特性的一些组合。然而，需要说明的是，这仅仅是说明性示例，并且所要求保护的主题不限于该示例。此外，术语“至少一个”如果用于关联列表，诸如A、B或C，可以被解释为表示A、B和/或C的任何组合，诸如A、B、C、AB、AC、BC、AA、AAB、ABC、AABBCCC等。
在整个说明书中，对“一示例”、“示例”、“某些示例”或“示例实现方式”的引用意味着结合特征和/或示例描述的特定特征、结构或特性可以包括在所要求保护的主题的至少一个特征和/或示例中。因此，短语“在一个示例中”、“示例”、“在某些示例中”、“在某些实现方式中”或其他类似短语在本说明书各处的出现不一定都指相同的特征、示例和/或限制。进一步，特定特征、结构或特性可以在一个或多个示例和/或特征中组合。
在一些实现方式中，操作或处理可以涉及物理量的物理操纵。通常，尽管不是必须的，但这些量可以采取能够被存储、传输、组合、比较或以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。主要出于通用的原因，有时将这种信号称为位、数据、值、元件、符号、字符、术语、数字、数字等被证明是方便的。然而，应理解，所有这些或类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是方便的标签。除非特别说明，否则从本文的论述中显而易见的是，在整个说明书中，使用诸如“处理”、“计算”、“算出”、“确定”等术语的论述指特定装置(诸如专用计算机、专用计算装置或类似的专用电子计算设备)的动作或处理。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或转换信号，通常表示为专用计算机或类似的专用电子计算设备的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备或显示设备中的物理电子或磁量。
在前面的详细描述中，阐述了许多具体细节，以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解，所要求保护的主题可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法和装置，以免混淆所要求保护的主题。因此，所要求保护的主题不限于所公开的特定示例，而是这种所要求保护的主题还可以包括落入所附权利要求及其等同物的范围内的所有方面。
对于涉及固件和/或软件的实现方式，方法可以用执行本文描述的功能的模块(例如，过程、功能等)来实现。有形地包含指令的任何机器可读介质可以用于实现本文描述的方法。例如，软件代码可以存储在存储器中并且由处理器单元执行。存储器可以在处理器单元内部或处理器单元外部实现。如本文所使用的，术语“存储器”指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其他存储器，并且不限于任何特定类型的存储器、任何特定数量的存储器设备或存储存储器的任何特定类型的介质。
如果在固件和/或软件中实现，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读存储介质中。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储、半导体存储或其他存储设备，或可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质；本文使用的盘和碟包括光盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，盘通常磁性地再现数据，而碟用激光光学地再现数据。以上的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。
除了存储在计算机可读存储介质中之外，指令和/或数据可以作为包括在通信装置中的传输介质中的信号来提供。例如，通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据被配置为使一个或多个处理器实现权利要求中概述的功能。也就是说，通信装置包括传输介质，该传输介质具有指示信息的信号以执行所公开的功能。在第一时间，包括在通信装置中的传输介质可以包括执行所公开的功能的信息的第一部分，而在第二时间，包括在通信装置中的传输介质可以包括执行所公开的功能的信息的第二部分。
鉴于该描述，具体实施可以包括特征的不同组合。以下编号条款描述了实现方式示例：
条款1：一种图像传感器设备，包括：电路板；处理器，该处理器结合到该电路板；第一传感器阵列，该第一传感器阵列结合到并且电耦合到该处理器；第一盖玻璃，该第一盖玻璃在该第一传感器阵列上；第二传感器阵列，该第二传感器阵列结合到并且电耦合到该处理器；第二盖玻璃，该第二盖玻璃在该第二传感器阵列上；密封结构，该密封结构在该电路板上并且围绕该处理器、该第一传感器阵列、该第一盖玻璃、该第二传感器阵列和该第二盖玻璃；封装顶盖，该封装顶盖在该密封结构上，该封装顶盖包括分别与该第一传感器阵列和该第二传感器阵列对准的第一孔和第二孔；第一透镜，该第一透镜在该第一孔中；第二透镜，该第二透镜在该第二孔中；以及滤镜，该滤镜在该第一透镜、该第一盖玻璃或该第一传感器阵列中的至少一个的表面上，该滤镜被配置为阻挡第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
条款2：根据条款1所述的图像传感器设备，其中，该滤镜被配置为阻挡可见光并且透射红外光。
条款3：根据条款1和2中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一透镜和该第二透镜的特征在于分别不同的相应的焦距、不同的相应的视场、不同的相应的放大率或距该第一盖玻璃和该第二盖玻璃的不同距离中的至少一个。
条款4：根据条款1至3中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一透镜和该第二透镜中的每一个的特征在于直径在0.1mm与2mm之间。
条款5：根据条款1至4中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一传感器阵列和该第二传感器阵列中的每一个的特征在于小于1×1mm2的光敏区域。
条款6：根据条款1至5中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一透镜包括透镜组件中的两个或更多个透镜的组。
条款7：根据条款1至6中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一传感器阵列和该第二传感器阵列通过该电路板电耦合到该处理器。
条款8：根据条款1至7中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一传感器阵列和该第二传感器阵列在同一裸芯上。
条款9：根据条款1至8中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一传感器阵列和该第二传感器阵列通过该密封结构和该封装顶盖光学隔离。
条款10：根据条款1至9中任一项所述的图像传感器设备，其包括附加滤镜，该附加滤镜在该第二透镜、该第二盖玻璃或该第二传感器阵列中的至少一个的表面上，并且被配置为阻挡该第二波长范围内的光并且透射该第一波长范围内的光。
条款11：一种图像传感器设备，包括：电路板；处理器，该处理器结合到该电路板；第一传感器阵列，该第一传感器阵列结合到并且电耦合到该处理器；第一盖玻璃，该第一盖玻璃在该第一传感器阵列上；第二传感器阵列，该第二传感器阵列结合到并且电耦合到该处理器；第二盖玻璃，该第二盖玻璃在该第二传感器阵列上；密封结构，该密封结构在该电路板上并且围绕该处理器、该第一传感器阵列、该第一盖玻璃、该第二传感器阵列和该第二盖玻璃；封装顶盖，该封装顶盖在该密封结构上，该封装顶盖包括孔；透镜，该透镜在该孔中；以及滤镜，该滤镜在该第一盖玻璃或该第一传感器阵列中的至少一个的表面上，该滤镜被配置为阻挡第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
条款12：根据条款11所述的图像传感器设备，还包括分束器，该分束器光学耦合到该透镜，并且被配置为：将光束的第一部分从该透镜引向该第一传感器阵列；以及将该光束的第二部分从该透镜引向该第二传感器阵列。
条款13：根据条款12所述的图像传感器设备，其中，该分束器包括三棱镜。
条款14：根据条款12和13中任一项所述的图像传感器设备，还包括：第一棱镜，该第一棱镜在该第一盖玻璃上，并且被配置为折射来自该分束器的光束的第一部分；以及第二棱镜，该第二棱镜在该第二盖玻璃上，并且被配置为折射来自该分束器的光束的第二部分。
条款15：根据条款11至14中任一项所述的图像传感器设备，其中，该滤镜被配置为阻挡可见光并且透射红外光。
条款16：根据条款11至15中任一项所述的图像传感器设备，其中，该透镜的特征在于直径在0.1mm与2mm之间。
条款17：根据条款11至16中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一传感器阵列和该第二传感器阵列中的每一个的特征在于小于1×1mm2的光敏区域。
条款18：根据条款11至17中任一项所述的图像传感器设备，其中，该透镜包括透镜组件中的两个或更多个透镜的组。
条款19：根据条款11至18中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一传感器阵列和该第二传感器阵列在同一裸芯的两个不同区域上。
条款30：根据条款11至19中任一项所述的图像传感器设备，其中，该第一传感器阵列和该第二传感器阵列通过该电路板电耦合到该处理器。
条款21：一种光学传感器封装，包括：电路板；处理器，该处理器结合到该电路板；传感器阵列，该传感器阵列结合到并且电耦合到该处理器；盖玻璃，该盖玻璃在该传感器阵列上；密封结构，该密封结构在该电路板上，并且围绕该处理器、该传感器阵列和该盖玻璃；顶盖，该顶盖在该密封结构上，该顶盖包括孔；透镜组件，该透镜组件在该孔中；以及滤镜，该滤镜在该透镜组件、该盖玻璃或该传感器阵列中的至少一个的区域上，该滤镜被配置为阻挡所第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
条款22：根据条款21所述的光学传感器封装，其中，该滤镜被配置为阻挡可见光并且透射红外光。
条款23：根据条款21和22中任一项所述的光学传感器封装，其中：该透镜组件包括并排布置的第一透镜和第二透镜；以及该滤镜在该第一透镜的表面上。
条款24：根据条款21至23中任一项所述的光学传感器封装，其中，该透镜的特征在于直径在0.1mm与2mm之间。
条款25：根据条款21至24中任一项所述的光学传感器封装，其中，该传感器阵列的特征在于小于2×2mm2的光敏区域。
条款26：一种封装中的装置，该装置包括：用于聚焦由对象反射的光的器件，由该对象反射的光包括第一波长范围内的光和第二波长范围内的光；用于阻挡该第二波长范围内的光并且透射该第一波长范围内的光的器件；用于接收该第一波长范围内的光并且将其转换成第一图像的电数据的器件；用于接收该第二波长范围内的光并且将其转换成第二图像的电数据的器件；用于接收和处理该第一图像的电数据和该第二图像的电数据两者的器件；用于密封以下器件的器件：用于接收和转换该第一波长范围内的光的器件、用于接收和转换该第二波长范围内的光的器件和用于接收和处理该第一图像的电数据和该第二图像的电数据两者的器件；以及用于保持用于聚焦由该对象反射的光的器件的器件，其中，用于保持的该器件在用于封装的该器件上，并且对该第一波长范围内的光和该第二波长范围内的光不透明。
条款27：根据条款26所述的装置，还包括用于阻挡该第一波长范围内的光并且透射该第二波长范围内的光的器件。
条款28：根据条款26和27中任一项所述的装置，其中，用于聚焦由该对象反射的光的该器件包括：第一器件，该第一器件用于聚焦由该对象反射的光的一部分，该第一器件与用于接收和转换该第一波长范围内的光的该器件对准；以及第二器件，该第二器件用于聚焦由该对象反射的光的第二部分，该第二器件与用于接收和转换该第二波长范围内的光的该器件对准。
条款29：根据条款26至28中任一项所述的装置，还包括用于将由用于聚焦由该对象反射的光的器件聚焦的光分成第一部分和第二部分的器件。
条款30：根据条款26至29中任一项所述的装置，还包括：用于将由用于聚焦由该对象反射的光的器件聚焦的光的第一部分引向用于接收和转换该第一波长范围内的光的器件的器件；以及用于将由用于聚焦由该对象反射的光的器件聚焦的光的第二部分引向用于接收和转换该第二波长范围内的光的器件的器件。

Claims (30)

1.一种图像传感器设备，包括：
电路板；
处理器，所述处理器结合到所述电路板；
第一传感器阵列，所述第一传感器阵列结合到并且电耦合到所述处理器；
第一盖玻璃，所述第一盖玻璃在所述第一传感器阵列上；
第二传感器阵列，所述第二传感器阵列结合到并且电耦合到所述处理器；
第二盖玻璃，所述第二盖玻璃在所述第二传感器阵列上；
密封结构，所述密封结构在所述电路板上并且围绕所述处理器、所述第一传感器阵列、所述第一盖玻璃、所述第二传感器阵列和所述第二盖玻璃；
封装顶盖，所述封装顶盖在所述密封结构上，所述封装顶盖包括分别与所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列对准的第一孔和第二孔；
第一透镜，所述第一透镜在所述第一孔中；
第二透镜，所述第二透镜在所述第二孔中；以及
滤镜，所述滤镜在所述第一透镜、所述第一盖玻璃或所述第一传感器阵列中的至少一个的表面上，所述滤镜被配置为阻挡第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
2.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述滤镜被配置为阻挡可见光并且透射红外光。
3.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一透镜和所述第二透镜的特征在于分别不同的相应的焦距、不同的相应的视场、不同的相应的放大率或距所述第一盖玻璃和所述第二盖玻璃的不同距离中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一透镜和所述第二透镜中的每一个的特征在于直径在0.1mm与2mm之间。
5.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列中的每一个的特征在于小于1×1mm2的光敏区域。
6.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一透镜包括透镜组件中的两个或更多个透镜的组。
7.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列通过所述电路板电耦合到所述处理器。
8.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列在同一裸芯上。
9.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其中，所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列通过所述密封结构和所述封装顶盖光学隔离。
10.根据权利要求1所述的图像传感器设备，其包括附加滤镜，所述附加滤镜在所述第二透镜、所述第二盖玻璃或所述第二传感器阵列中的至少一个的表面上，并且被配置为阻挡所述第二波长范围内的光并且透射所述第一波长范围内的光。
11.一种图像传感器设备，包括：
电路板；
处理器，所述处理器结合到所述电路板；
第一传感器阵列，所述第一传感器阵列结合到并且电耦合到所述处理器；
第一盖玻璃，所述第一盖玻璃在所述第一传感器阵列上；
第二传感器阵列，所述第二传感器阵列结合到并且电耦合到所述处理器；
第二盖玻璃，所述第二盖玻璃在所述第二传感器阵列上；
密封结构，所述密封结构在所述电路板上并且围绕所述处理器、所述第一传感器阵列、所述第一盖玻璃、所述第二传感器阵列和所述第二盖玻璃；
封装顶盖，所述封装顶盖在所述密封结构上，所述封装顶盖包括孔；
透镜，所述透镜在所述孔中；以及
滤镜，所述滤镜在所述第一盖玻璃或所述第一传感器阵列中的至少一个的表面上，所述滤镜被配置为阻挡第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
12.根据权利要求11所述的图像传感器设备，还包括分束器，所述分束器光学耦合到所述透镜，并且被配置为：
将光束的第一部分从所述透镜引向所述第一传感器阵列；以及
将所述光束的第二部分从所述透镜引向所述第二传感器阵列。
13.根据权利要求12所述的图像传感器设备，其中，所述分束器包括三棱镜。
14.根据权利要求12所述的图像传感器设备，还包括：
第一棱镜，所述第一棱镜在所述第一盖玻璃上，并且被配置为折射来自所述分束器的所述光束的所述第一部分；以及
第二棱镜，所述第二棱镜在所述第二盖玻璃上，并且被配置为折射来自所述分束器的所述光束的所述第二部分。
15.根据权利要求11所述的图像传感器设备，其中，所述滤镜被配置为阻挡可见光并且透射红外光。
16.根据权利要求11所述的图像传感器设备，其中，所述透镜的特征在于直径在0.1mm与2mm之间。
17.根据权利要求11所述的图像传感器设备，其中，所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列中的每一个的特征在于小于1×1mm2的光敏区域。
18.根据权利要求11所述的图像传感器设备，其中，所述透镜包括透镜组件中的两个或更多个透镜的组。
19.根据权利要求11所述的图像传感器设备，其中，所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列在同一裸芯的两个不同区域上。
20.根据权利要求11所述的图像传感器设备，其中，所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列通过所述电路板电耦合到所述处理器。
21.一种光学传感器封装，包括：
电路板；
处理器，所述处理器结合到所述电路板；
传感器阵列，所述传感器阵列结合到并且电耦合到所述处理器；
盖玻璃，所述盖玻璃在所述传感器阵列上；
密封结构，所述密封结构在所述电路板上，并且围绕所述处理器、所述传感器阵列和所述盖玻璃；
顶盖，所述顶盖在所述密封结构上，所述顶盖包括孔；
透镜组件，所述透镜组件在所述孔中；以及
滤镜，所述滤镜在所述透镜组件、所述盖玻璃或所述传感器阵列中的至少一个的区域上，所述滤镜被配置为阻挡所第一波长范围内的光并且透射第二波长范围内的光。
22.根据权利要求21所述的光学传感器封装，其中，所述滤镜被配置为阻挡可见光并且透射红外光。
23.根据权利要求21所述的光学传感器封装，其中：
所述透镜组件包括并排布置的第一透镜和第二透镜；以及
所述滤镜在所述第一透镜的表面上。
24.根据权利要求21所述的光学传感器封装，其中，所述透镜组件的特征在于直径在0.1mm与2mm之间。
25.根据权利要求21所述的光学传感器封装，其中，所述传感器阵列的特征在于小于2×2mm2的光敏区域。
26.一种封装中的装置，所述装置包括：
用于聚焦由对象反射的光的器件，由所述对象反射的所述光包括第一波长范围内的光和第二波长范围内的光；
用于阻挡所述第二波长范围内的光并且透射所述第一波长范围内的光的器件；
用于接收所述第一波长范围内的光并且将其转换成第一图像的电数据的器件；
用于接收所述第二波长范围内的光并且将其转换成第二图像的电数据的器件；
用于接收和处理所述第一图像的所述电数据和所述第二图像的所述电数据两者的器件；
用于密封以下器件的器件：用于接收和转换所述第一波长范围内的光的器件、用于接收和转换所述第二波长范围内的光的器件和用于接收和处理所述第一图像的所述电数据和所述第二图像的所述电数据两者的器件；以及
用于保持用于聚焦由所述对象反射的光的器件的器件，其中，用于保持的所述器件在用于封装的所述器件上，并且对所述第一波长范围内的光和所述第二波长范围内的光不透明。
27.根据权利要求26所述的装置，还包括用于阻挡所述第一波长范围内的光并且透射所述第二波长范围内的光的器件。
28.根据权利要求26所述的装置，其中，用于聚焦由所述对象反射的所述光的所述器件包括：
第一器件，所述第一器件用于聚焦由所述对象反射的所述光的一部分，所述第一器件与用于接收和转换所述第一波长范围内的光的所述器件对准；以及
第二器件，所述第二器件用于聚焦由所述对象反射的所述光的第二部分，所述第二器件与用于接收和转换所述第二波长范围内的光的所述器件对准。
29.根据权利要求26所述的装置，还包括用于将由用于聚焦由所述对象反射的光的器件聚焦的所述光分成第一部分和第二部分的器件。
30.根据权利要求29所述的装置，还包括：
用于将由用于聚焦由所述对象反射的光的所述器件聚焦的所述光的所述第一部分引向用于接收和转换所述第一波长范围内的光的器件的器件；以及
用于将由用于聚焦由所述对象反射的光的所述器件聚焦的所述光的所述第二部分引向用于接收和转换所述第二波长范围内的光的器件的器件。
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