透镜阵列的模具设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种透镜阵列(Lens array)的模具设备，特别是关于一种用于制造玻璃材质之透镜阵列的模具设备及该模具设备的使用方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着电子科技的进步，人们已经逐渐习惯在手机、照相机等便携式消费电子产品上搭载有微型的视频摄像模块。该视频摄像模块一般具备有CCD(Charge CoupledDevice)图像传感器或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器，用以撷取静态或动态的图像、影像，使得一般人可以透过简单的手持式电子设备而达到照相、录像的功能。一般而言，上述图像传感器都会在组件的受光面设置成像的透镜(Lens)或透镜阵列(Lens Array)，用以收集并调整入射光源的光线。
[0003]传统上，成像所需的透镜表面系具有曲线轮廓，使得光线自空气中入射至透镜内部时，可以改变光源的行进路径，并将入射的光源进行聚焦。另外，为了使入射光源的利用率极大化，一般会将多个透镜合并排列成一透镜阵列。
[0004]在高阶摄影、摄像的照相机、录像设备里，为了达到光线稳定聚焦、易于控制入射光线的目的，一般会使用玻璃材质来制造透镜阵列。另外，日渐普及的LED也常需要利用透镜阵列来进行光源光线行进路线的控制。因此，随着手机、相机、LED的广泛使用，透镜阵列的需求必定与日倶增。
[0005]一般透镜阵列的制造方法，是将高达数百度C的玻璃熔浆注入一铸模之内，等该玻璃冷却之后再将该铸模打开，取出玻璃，该玻璃即具有多个透镜，形成一透镜阵列。然而，此一成型方法，受限于玻璃在高温熔浆状态时呈现极高黏性的关系，该玻璃材质会与该铸模的内模表面互相沾黏，导致取出的透镜阵列之表面具有裂痕、刮痕、或呈现不规则挤压的轮廓，甚至应力集中的现象，该裂痕刮痕轮廓不规则会影响光线入射后的聚焦，应力集中则该玻璃材质的折射率会呈不规则分布，这都会致使透镜阵列的良率降低。另一种业界常见的方法，是透过一模具来对软化的玻璃进行加压、塑形，但因为该透镜阵列的面积可能高达数十平方公分，所以需要的加压力量会达到数十甚至数百kPa，造成模具设计困难，且强大的压力也易造成透镜阵列的良率降低。因此，传统玻璃材质的透镜阵列，其制程仍存在有难以克服的技术瓶颈，导致整体良率或产能仍无法大幅提升。
[0006]因此，如何克服现在的技术瓶颈，提升玻璃材质的透镜阵列的制造良率或产能，这是本领域具有通常知识者努力的目标。
【发明内容】
[0007]本发明主要目的在提升玻璃材质的透镜阵列之制造良率或产能。
[0008]本发明另一目的在加强玻璃材质透镜阵列的表面轮廓之曲率控制，以及使该透镜阵列的内部折射率达到均匀化的效果。
[0009]为了解决上述及其他问题，本发明提供一种透镜阵列的模具设备，其包括一上压模、一下压模及一板件结构。该上压模包括有多个上模抵顶区，该下压模包括有多个下模抵顶区，该板件结构可活动地设置于该上压模与该下压模之间，该板件结构包括有多个穿透该板件结构的通孔，该通孔用以容设多个玻璃件，该玻璃件具有一第一截面宽度W1，该通孔包括有一上开口与一下开口，该上开口与该上压模互相对应，该下开口与该下压模互相对应，该上开口具有一第二截面宽度W2，该下开口具有一第三截面宽度W3，其中，Wl多W2或者Wl多W3 ;当该上压模与该下压模互相靠近时，该上模抵顶区位于该上开口周边而抵顶该玻璃件，该下模抵顶区位于该下开口周边而抵顶该玻璃件。
[0010]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，至少一上模抵顶区与该下模抵顶区的形状互不相同或者面积互不相同；其中，该上模抵顶区或该下模抵顶区为凸出结构、凹入结构或菲涅尔透镜(Fresnel Lens)的结构。
[0011]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该通孔的上开口与该下开口的形状互不相同或者面积互不相同；其中，该上开口或该下开口的形状为圆形、椭圆、多边形或不规则形。在进一步的实施例中，该通孔包括有一内孔壁，该内孔壁连接该上开口与该下开口，该上开口大于、等于或小于该下开口，且该内孔壁的截面呈现为一直线或一曲线。
[0012]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该板件结构包括有至少一第一通孔及至少一第二通孔，该第一通孔与该第二通孔之体积或形状互为相异，且该第一通孔与该第二通孔依序排列、交互排列或规则排列。
[0013]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，多个玻璃件具有不同的体积，不同的形状，或者不同的折射率。在进一步的实施例中，多个玻璃件包括至少一第一构形及至少一第二构形，该第一构形的玻璃件与该第二构形的玻璃件之体积或形状互为相异，且该第一构形的玻璃件与该第二构形的玻璃件依序排列、交互排列或规则排列。
[0014]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，多个玻璃件具有不同的体积，不同的形状，或者不同的折射率。在进一步的实施例中，多个玻璃件包括有第一折射率及第二折射率，该第一折射率与该第二折射率互为相异，具有该第一折射率的玻璃件与该第二折射率的玻璃件依序排列、交互排列或规则排列；或者，多个不同的玻璃件(8)包括有至少第一玻璃转化温度(Glass transit1n temperature, Tg)及第二玻璃转化温度，该第一玻璃转化温度与该第二玻璃转化温度互为相异，具有该第一玻璃转化温度的玻璃件(8)与该第二玻璃转化温度的玻璃件(8)依序排列、交互排列或规则排列。
[0015]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该板件结构呈弯曲状。
[0016]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该板件结构呈非透明状。
[0017]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该玻璃件为圆球状、椭圆状、柱状、或锥状。
[0018]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该玻璃件之至少部份体积容置或位于该通孔内。
[0019]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，该玻璃件的体积大于或等于该通孔所占据空间的容积。
[0020]如上所述的透镜阵列的模具设备，其中，其中，当该上压模与该下压模互相靠近时，该上模抵顶区覆盖至少部份的上开口，或者该下模抵顶区覆盖至少部份的下开口。
[0021]为了解决上述及其他问题，本发明又提供一种透镜阵列的模具设备之使用方法，其系用以操作一透镜阵列的模具设备；该透镜阵列的模具设备包括有一下压模、一下压模及一板件结构，该板件结构包括有多个穿透该板件结构的通孔，该使用方法包括步骤:步骤SOl:提供该透镜阵列的模具设备及多个玻璃件；步骤S02:使多个玻璃件的至少部份体积容置于多个通孔内；步骤S03:该上压模与该下压模合模；步骤S06:透过该上压模、下压模挤压该玻璃件，使多个玻璃件产生形变；步骤S07:玻璃件与该板件结构的通孔互相紧密结合；步骤S08:取出该板件结构，形成一透镜阵列。
[0022]如上所述的透镜阵列的模具设备之使用方法，其中，步骤S02的多个玻璃件容置于多个通孔内，系利用机械手臂将多个玻璃件夹持放置于该通孔内，或让该玻璃件滚动而进入该通孔内。
[0023]如上所述的透镜阵列的模具设备之使用方法，其中，在该步骤S02之前，或在该步骤S02之后，至少执行一次步骤Tb:对多个玻璃件进行加热升温。
[0024]如上所述的透镜阵列的模具设备之使用方法，其中，更包括步骤Ta:使该板件结构的表面或内部呈非透明化。在进一步的实施例中，该板件结构透过表面镀膜、表面涂层、表面喷砂、表面雾化、表面贴附或板件结构的内部掺杂，而呈非透明化。
[0025]如上所述的透镜阵列的模具设备之使用方法，其中，该玻璃件具有一第一截面宽度W1，该通孔的上开口具有一第二截面宽度W2，该通孔的下开口具有一第三截面宽度W3，利用Wl ^ W2或者Wl ^ W3而使步骤S02的玻璃件之至少部份体积容置于该通孔内。
[0026]如上所述的透镜阵列的模具设备之使用方法，其中，该步骤S03更包括下列子步骤:步骤S04-该上压模靠近该板件结构而抵顶多个玻璃件，或是步骤S05-该下压模靠近该板件结构而抵顶多个玻璃件。
[0027]如上所述的透镜阵列的模具设备之使用方法，其中，在该步骤S06之后，该玻璃件塑性变形产生一上端部位及一下端部位，该上端部位及该下端部位分别位于该通孔的两端，该上端部位的横向宽度大于或等于该通孔的截面宽度，或者，该下端部位的横向宽度大于或等于该通孔的截面宽度。
[0028]藉此，本发明所述透镜阵列的模具设备及其操作使用方法的有益功效为，可以加强玻璃材质透镜阵列的表面轮廓之曲率控制，使制造完成的每一个透镜的表面轮廓达到完美曲线之要求，并且使该透镜阵列的内部折射率达到均匀化的效果，藉以提升玻璃材质的透镜阵列之制造良率或产能。
[0029]为使能更进一步了解本发明之特征及技术内容，请参阅以下有关本发明之详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【附图说明】
[0030]图1A为本发明透镜阵列的模具设备在合模前的示意图。
[0031]图1B为本发明透镜阵列的模具设备在合模后的示意图。
[0032]图2为本发明透镜阵列的模具设备之使用方法流程图。
[0033]图3A?图3E为本发明透镜阵列的模具设备不同实施例之使用方法步骤图。
[0034]图4为玻璃件与板件结构的对应示意图。
[0035]图5为透镜阵列的成品示意图。
[0036]图6?图9为本发明透镜阵列的模具设备在合模后的其他实施例示意图。
[0037]图10?图13为玻璃件与板件结构互相对应的其他实施例示意图。
[0038]图14为不同构型的玻璃件示意图。
[0039]图15A?图16B为本发明透镜阵列的模具设备在合模后的其他实施例示意图。
[0040]图17?图25为