專利名稱：陣列光學(xué)元件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陣列光學(xué)元件，特別是涉及一種便于制造的陣列光學(xué)元件制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有一種陣列式的成像裝置(例如美國(guó)專利公開第US20110122308A1號(hào))，包含二個(gè)分別具有數(shù)個(gè)呈陣列排列的光學(xué)構(gòu)件的透鏡晶圓，及數(shù)個(gè)用于隔開每一個(gè)透鏡晶圓的光學(xué)構(gòu)件并分別形成數(shù)個(gè)互相隔離的光學(xué)通道的遮光間隔物。此種成像裝置在制造時(shí)是利用兩套模具分別射出成形所述透鏡晶圓與所述遮光間隔物，再將所述透鏡晶圓與所述遮光間隔物組裝在一起，由于所述遮光間隔物與所述透鏡晶圓是互相分離的獨(dú)立元件，而且，所述遮光間隔物是抵接于所述透鏡晶圓，因此，除了兩者在組裝時(shí)產(chǎn)生的組裝公差會(huì)影響所述透鏡晶圓在光軸向上的定位之外，所述遮光間隔物本身在光軸向上的高度公差也會(huì)對(duì)所述透鏡晶圓在光軸向上的定位造成影響；此外，當(dāng)應(yīng)用于手持裝置(例如智慧型手機(jī))時(shí)，此種成像裝置會(huì)因面積過小，而大幅提高所述遮光間隔物與所述透鏡晶圓的組裝困難程度，造成此種成像裝置很難以上述的方法進(jìn)行制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種便于制造且可精密定位光學(xué)界面位置的陣列光學(xué)元件制造方法。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，包含以下步驟:(A)以一個(gè)第一材料成形出一個(gè)遮光框，該第一材料為低透光或不透光材料，并具有一個(gè)熱變形溫度，該遮光框具有一個(gè)底壁、一個(gè)一體連接于該底壁并沿一光軸向延伸的周壁，及至少一個(gè)一體連接于該底壁與該周壁之間并沿該光軸向延伸的隔間壁，該底壁具有數(shù)個(gè)呈陣列排列的通孔，該周壁與該隔間壁配合界定出數(shù)個(gè)分別連通于所述通孔且互相隔離的光通道。(B)將該遮光框置入一個(gè)成形模具的一個(gè)成形模穴內(nèi)。C)將一個(gè)第二材料射入該成形模穴內(nèi)，成形出一個(gè)與該遮光框一體連接的透鏡單元，該第二材料為光學(xué)塑料，并具有一個(gè)小于該熱變形溫度的成形溫度，該透鏡單元具有一個(gè)結(jié)合于該底壁底側(cè)的基板，及數(shù)個(gè)分別一體連接于該基板頂側(cè)并沿該光軸向延伸的頂定位壁，該基板具有數(shù)個(gè)分別對(duì)應(yīng)于所述通孔的透鏡部，所述頂定位壁內(nèi)側(cè)結(jié)合于該遮光框的周壁外側(cè)，其中，該遮光框在該光軸向上不凸出于所述頂定位壁。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(A)中，該遮光框在該光軸向上具有一個(gè)第一高度，在該步驟(C)中，該透鏡單元的透鏡部分別具有一個(gè)光學(xué)有效徑，0.2 <該第一高度/該光學(xué)有效徑< 2.0。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(C)中，所述頂定位壁在該光軸向上分別具有一個(gè)大于該第一高度的第二高度，該第一高度、第二高度的差值< 50 μ m。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(C)中，該透鏡單元的頂定位壁分別具有一個(gè)相背于該遮光框的周壁的定位平面，該基板外周緣不超出所述頂定位壁的定位平面。
本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(C)中，該透鏡單元還具有數(shù)個(gè)分別一體連接于該基板底側(cè)并沿該光軸向延伸的底定位壁。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(A)中，該第一材料是選自于由金屬、熱塑性塑料、熱固性塑料及硅膠所組成的群體。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(A)中，該遮光框采用射出成形。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(A)中，該遮光框采用押出成形。本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，在該步驟(C)中，一個(gè)由該透鏡單元與該遮光框一體連接而成的陣列光學(xué)元件的長(zhǎng)度與寬度皆不超過3 mm,高度不超過2 mm。本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所制造出的陣列光學(xué)元件的透鏡單元與遮光框是一體連接，簡(jiǎn)化了兩者之間的組裝作業(yè)，而且，該透鏡單元的透鏡部與所述頂定位壁為一體式連接的構(gòu)造，加上該遮光框在該光軸向上不凸出于所述頂定位壁，可讓所述頂定位壁直接且精密地控制所述透鏡部的位置。


圖1是本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法的一較佳實(shí)施例的流程示意圖；圖2是該較佳實(shí)施例先成形的一個(gè)遮光框的立體示意圖；圖3是一剖視示意圖，說明該較佳實(shí)施例先將該遮光框預(yù)置于一個(gè)成形模具內(nèi)，接著在該成形模具內(nèi)成形出一個(gè)與該遮光框一體連接的透鏡單元；圖4是該較佳實(shí)施例所制造出的一個(gè)陣列光學(xué)元件的立體示意圖；圖5是該陣列光學(xué)元件的剖視示意圖；圖6是數(shù)個(gè)陣列光學(xué)元件與一個(gè)陣列感光單元、一個(gè)外殼組裝成一個(gè)鏡頭模組的組合剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參閱圖1，本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法的較佳實(shí)施例，包含以下步驟:步驟100:如圖1、2所示，以一個(gè)第一材料10成形出一個(gè)遮光框20，該第一材料10為低透光或不透光材料，并具有一個(gè)熱變形溫度(Heat Deflection Temperature)。在本實(shí)施例中，該第一材料10是選自于由金屬、熱塑性塑料、熱固性塑料及硅膠所組成的群體，較佳地，該第一材料10為液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polyester,簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)CP)，例如材料供貨商杜邦所銷售的Zenit.e 5130L BK010，該第一材料10的熱變形溫度介于270°C 350°C。該遮光框20具有一個(gè)底壁21、一個(gè)一體連接于該底壁21并沿一個(gè)光軸向X延伸的周壁22，及數(shù)個(gè)一體連接于該底壁21與該周壁22之間并沿該光軸向X延伸的隔間壁23，該底壁21具有數(shù)個(gè)呈陣列排列的通孔211，該周壁22與所述隔間壁23配合界定出數(shù)個(gè)分別連通于所述通孔211且互相隔離的光通道24，可以理解的是，當(dāng)該隔間壁23的數(shù)量為一個(gè)時(shí)，該周壁22與該隔間壁23也可配合界定出二個(gè)光通道24。在本實(shí)施例中，該遮光框20在該光軸向X上具有一個(gè)第一高度Hl (如圖5所示)，該遮光框20采用射出(injection)成形，即利用一個(gè)模具(圖未示)將該第一材料10射出成形為該遮光框20。另外，要說明的是，當(dāng)該第一材料10為硅膠時(shí)，該遮光框20也可以采用押出(extruding)成形，即利用一個(gè)模具(圖未示)將該第一材料10押出成形為該遮光框20。步驟200:如圖1、3所示，將該遮光框20置入一個(gè)成形模具30的一個(gè)成形模穴31內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)該第一材料10的材質(zhì)為硅膠時(shí)，由于該遮光框20會(huì)具有適當(dāng)?shù)膹椥?，而可便于入模，因此，該遮光?0的尺寸可具有較大的容許公差。步驟300:如圖1、3所示，將一個(gè)第二材料40射入該成形模穴31內(nèi)，成形出一個(gè)與該遮光框20 —體連接的透鏡單兀50,該第二材料40為光學(xué)塑料,并具有一個(gè)小于該熱變形溫度的成形溫度。在本實(shí)施例中，該第二材料40可為材料供貨商三菱所銷售的成形溫度介于75°C 95°C的PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、材料供貨商帝人所銷售的成形溫度為115°C 125°C的PC-AD5503 (聚碳酸脂)、材料供貨商ZEONEX所銷售的成形溫度為115°C 125°C的ZE0NEX480R,或材料供貨商SABIC所銷售的成形溫度為190°C 200°C的ULTEM-1010等等。如圖4、5所示，該透鏡單元50具有一個(gè)結(jié)合于該底壁21底側(cè)的基板51、數(shù)個(gè)分別一體連接于該基板51頂側(cè)并沿該光軸向X延伸的頂定位壁52，及數(shù)個(gè)分別一體連接于該基板51底側(cè)并沿該光軸向X延伸的底定位壁53，其中，該遮光框20在該光軸向X上不凸出于所述頂定位壁52。該基板51具有數(shù)個(gè)分別對(duì)應(yīng)于所述通孔211的透鏡部511，及一個(gè)外周緣512，所述透鏡部511分別具有一個(gè)光學(xué)有效徑(Clear Aperture,簡(jiǎn)稱CA)D。所述透鏡單元50的頂定位壁52內(nèi)側(cè)結(jié)合于該遮光框20的周壁22外側(cè)，所述頂定位壁52分別具有一個(gè)相背于該周壁22的定位平面521，該基板51的外周緣512不超出所述頂定位壁52的定位平面521。在本實(shí)施例中,所述頂定位壁52在該光軸向X上分別具有一個(gè)大于該第一高度Hl的第二高度H2，該第一高度Hl、第二高度H2的差值<50 μ m，而且，0.2 <該第一高度Hl/該光學(xué)有效徑D < 2.0，可以理解的是，若該第一高度Hl與該光學(xué)有效徑D的比值低于下限值
0.2，會(huì)造成遮光不足的問題，若此比值高于上限值2.0，則會(huì)增加組裝后鏡頭模組的整體高度。借此，利用本發(fā)明的制造方法即可制造出一個(gè)由該透鏡單元50與該遮光框20 —體連接而成的陣列光學(xué)元件60。在本實(shí)施例中，該陣列光學(xué)元件60的長(zhǎng)度與寬度皆不超過3 mm，高度不超過2 mm。在組裝鏡頭模組時(shí)，如圖6所示，可利用本發(fā)明制造出數(shù)個(gè)不同的陣列光學(xué)元件60，與一個(gè)陣列感光單元70相疊組裝于一個(gè)外殼80內(nèi)，要說明的是，只有組裝于最下側(cè)的陣列光學(xué)元件60的透鏡單元50才需成形出所述底定位壁53，如此，最下側(cè)的陣列光學(xué)元件60的底定位壁53會(huì)抵接于最下側(cè)的基板51與該陣列感光單元70之間，以定位最下側(cè)的陣列光學(xué)元件60的透鏡部511與該陣列感光單元70在該光軸向X上的間距，而且，兩相鄰的陣列光學(xué)元件60在下側(cè)者的頂定位壁52會(huì)抵接于兩相鄰的基板51之間，以定位所述陣列光學(xué)元件60的透鏡部511在該光軸向X上的間距，同時(shí)，所述陣列光學(xué)元件60的頂定位壁52的定位平面521也會(huì)抵接于該外殼80內(nèi)側(cè)，以定位所述陣列光學(xué)元件60的透鏡部511在側(cè)向上的位置，進(jìn)而精密地控制所述陣列光學(xué)元件60的透鏡部511的相對(duì)位置，符合光學(xué)性能的需求。經(jīng)由以上的說明，可再將本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)歸納如下:—、本發(fā)明所制造出的陣列光學(xué)元件60的透鏡單元50與遮光框20是一體連接在一起，不需再進(jìn)行組裝作業(yè)，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可簡(jiǎn)化陣列光學(xué)元件的制造作業(yè)，而且，該陣列光學(xué)元件60除了不會(huì)產(chǎn)生影響所述透鏡部511在該光軸向X上的定位的組裝公差之外，更不會(huì)發(fā)生難于組裝的問題，而可適用于手持裝置(例如智慧型手機(jī))的鏡頭小型化的需求。二、本發(fā)明是先將熱變形溫度較高的該第一材料10成形為該遮光框20，然后再將在較低溫度下成形的該第二材料40射出成形為與該遮光框20 —體連接的該透鏡單元50，由于該第二材料40的成形溫度是小于該第一材料10的熱變形溫度，因此，在射出成形該透鏡單元50時(shí)，較早成形的該遮光框20完全不會(huì)產(chǎn)生變形的問題。三、本發(fā)明的透鏡單元50的頂定位壁52在該光軸向X上的第二高度H2大于該遮光框20的第一高度H1，因此，本發(fā)明只需控制該透鏡單元50的頂定位壁52在該光軸向X上的高度公差，即可在組裝鏡頭模組時(shí)有效維持所述透鏡單元50在該光軸向X上的定位，該遮光框20在該光軸向X上的高度公差，并不會(huì)對(duì)所述透鏡單元50的定位造成影響，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在鏡頭模組的組裝作業(yè)上更為簡(jiǎn)便。四、本發(fā)明透鏡單元50的透鏡部511與所述頂定位壁52為一體式連接的構(gòu)造，兩者之間有最直接的相對(duì)距離關(guān)系，同時(shí)，所述透鏡部511與所述頂定位壁52并非互相分離的元件，兩者之間并不會(huì)產(chǎn)生組裝公差的問題，也不會(huì)受其他元件的尺寸公差的影響，而且，所述頂定位壁52是一體成形于該基板51上，完全不受該遮光框20的形狀的影響，因此，本發(fā)明所制造出的陣列光學(xué)元件60利用所述頂定位壁52即可直接且精密地控制所述透鏡部511的位置，產(chǎn)生良好的光學(xué)性能。五、本發(fā)明所制造出的陣列光學(xué)元件60的遮光框20的第一高度Hl與所述透鏡部511的光學(xué)有效徑D的比值是介于0.2 2.0之間，可有效避免該遮光框20太低所造成的遮光不足的問題，及該遮光框20太高所造成的增加整體高度的問題。綜上所述，本發(fā)明陣列光學(xué)元件制造方法，不但可簡(jiǎn)化陣列光學(xué)元件的制造與鏡頭模組的組裝作業(yè)，且可精密定位該透鏡單元的透鏡部的位置，符合光學(xué)性能的需求，所以確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于: 該陣列光學(xué)元件制造方法，包含: (A)以一個(gè)第一材料成形出一個(gè)遮光框，該第一材料為低透光或不透光材料，并具有一個(gè)熱變形溫度，該遮光框具有一個(gè)底壁、一個(gè)一體連接于該底壁并沿一光軸向延伸的周壁，及至少一個(gè)一體連接于該底壁與該周壁之間并沿該光軸向延伸的隔間壁，該底壁具有數(shù)個(gè)呈陣列排列的通孔，該周壁與該隔間壁配合界定出數(shù)個(gè)分別連通于所述通孔且互相隔離的光通道； (B)將該遮光框置入一個(gè)成形模具的一個(gè)成形模穴內(nèi)；及 (C)將一個(gè)第二材料射入該成形模穴內(nèi)，成形出一個(gè)與該遮光框一體連接的透鏡單兀，該第二材料為光學(xué)塑料，并具有一個(gè)小于該熱變形溫度的成形溫度，該透鏡單元具有一個(gè)結(jié)合于該底壁底側(cè)的基板，及數(shù)個(gè)分別一體連接于該基板頂側(cè)并沿該光軸向延伸的頂定位壁，該基板具有數(shù)個(gè)分別對(duì)應(yīng)于所述通孔的透鏡部，所述頂定位壁內(nèi)側(cè)結(jié)合于該遮光框的周壁外側(cè)，其中，該遮光框在該光軸向上不凸出于所述頂定位壁。
2.如權(quán)利要求1所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(A)中，該遮光框在該光軸向上具有一個(gè)第一高度，在該步驟(C)中，該透鏡單元的透鏡部分別具有一個(gè)光學(xué)有效徑，0.2 <該第一高度/該光學(xué)有效徑< 2.0。
3.如權(quán)利要求2所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(C)中，所述頂定位壁在該光軸向上分別具有一個(gè)大于該第一高度的第二高度，該第一高度、第二高度的差值< 50 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(C)中，該透鏡單元的頂定位壁分別具有一個(gè)相背于該遮光框的周壁的定位平面，該基板外周緣不超出所述頂定位壁的定位平面。
5.如權(quán)利要求4所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(C)中，該透鏡單元還具有數(shù)個(gè)分別一體連接于該基板底側(cè)并沿該光軸向延伸的底定位壁。
6.如權(quán)利要求1所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(A)中，該第一材料是選自于由金屬、熱塑性塑料、熱固性塑料及硅膠所組成的群體。
7.如權(quán)利要求1所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(A)中，該遮光框采用射出成形。
8.如權(quán)利要求1所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(A)中，該遮光框采用押出成形。
9.如權(quán)利要求1所述的陣列光學(xué)元件制造方法，其特征在于:在該步驟(C)中，一個(gè)由該透鏡單元與該遮光框一體連接而成的陣列光學(xué)元件的長(zhǎng)度與寬度皆不超過3 mm，高度不超過2 mm。
全文摘要
一種陣列光學(xué)元件制造方法，包含以下步驟(A)以一個(gè)第一材料成形出一個(gè)遮光框，該第一材料具有一個(gè)熱變形溫度，該遮光框具有一個(gè)底壁、一個(gè)周壁、至少一個(gè)隔間壁，及數(shù)個(gè)互相隔離的光通道，該底壁具有數(shù)個(gè)呈陣列排列的通孔，(B)將該遮光框置入一個(gè)成形模具內(nèi)，(C)將一個(gè)第二材料射入該成形模具內(nèi)，成形出一個(gè)與該遮光框一體連接的透鏡單元，該第二材料具有一個(gè)小于該熱變形溫度的成形溫度，該透鏡單元具有一個(gè)結(jié)合于該底壁的基板，及數(shù)個(gè)分別連接于該基板頂側(cè)的頂定位壁，該基板具有數(shù)個(gè)分別對(duì)應(yīng)于所述通孔的透鏡部，所述頂定位壁內(nèi)側(cè)結(jié)合于該周壁外側(cè)，該遮光框在該光軸向上不凸出于所述頂定位壁。
文檔編號(hào)G02B7/02GK103116196SQ20131008121
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者沈偉, 李遠(yuǎn)林 申請(qǐng)人:峻立科技股份有限公司