光学影像感测模组的制作方法

本发明是有关于一种光学模组，且特别是有关于一种光学影像感测模组。

背景技术：

随着科技的进步，现有的阅读书本常结合图文与声音，以使读者对阅读书本产生兴趣。例如：储存有声音文件的cd片或mp3播放装置等。然而，此种方式使使用者阅读书本时需另行搜寻相关的声音文件，因此反而造成阅读上的不方便。

因此，便有一种光学点读装置的产生，其利用光学辨识(opticalidentify)技术，当光学点读装置点指到书本上的文字或图像时，便能读取其上的光学辨识码，再经由一发声装置产生出声音，以提高阅读学习的效果。然而，现有的光学点读装置通常受限于其内部的光学构件的配置，而使其结构体积无法进一步缩小。

技术实现要素：

本发明提供一种光学影像感测模组，具有低成本以及小体积的结构。

本发明的一种光学影像感测模组，包括一基座、一光学本体、至少一发光元件以及一感测单元。基座具有一遮光部以及一底部。遮光部位于基座的中央，相对于底部突出，且遮光部具有一第一开口，底部具有相对于遮光部的一第二开口以及相邻于第二开口的一第三开口。光学本体位于基座上，具有一透镜部以及一导光部。透镜部位于光学本体的中央，并连接导光部，且透镜部相对于导光部凹陷，以容置基座的遮光部，透镜部邻接遮光部的第一开口。发光元件配置于基座的第三开口内。感测单元，配置于基座的第二开口内。

在本发明的一实施例中，上述的光学本体与基座的底部之间形成一封闭的容置空间。

在本发明的一实施例中，上述的遮光部具有一柱状部以及一锥状端部，其中柱状部连接锥状端部与基座的底部，且锥状端部的内径朝向透镜部而逐渐缩减，以使遮光部覆盖感测单元的上方。

在本发明的一实施例中，上述的第一开口位于遮光部的锥状端部朝向透镜部的一端，以形成一孔径光阑。

在本发明的一实施例中，上述的光学本体具有一入光端与一出光端，发光元件位于邻近光学本体的入光端侧。

在本发明的一实施例中，上述的发光元件适于提供一光束，光束经由光学本体的入光端进入光学本体，且光束从出光端离开光学本体后被传递至一物件后被反射，并经由透镜部而传送至感测单元，且感测单元适于通过被物件反射的光束感测物件上的辨识码。

在本发明的一实施例中，上述的光学本体的透镜部具有一第一光学面以及一第二光学面，第一光学面与第二光学面彼此相对，且第一光学面面向基座，导光部具有一出光面、一外围表面、一入光面以及一第一内围表面，其中外围表面连接出光面与入光面，第一内围表面连接导光部的入光面与透镜部的第一光学面，且第一内围表面环绕基座的遮光部。

在本发明的一实施例中，上述的导光部还具有一第二内围表面，且第二内围表面连接导光部的出光面与透镜部的第二光学面。

在本发明的一实施例中，上述的第二内围表面、出光面与第二光学面共同形成一锥状凹槽结构。

在本发明的一实施例中，上述的第二光学面为一凸面，且第二光学面朝远离光学本体的方向凸起。

在本发明的一实施例中，上述的外围表面为一曲面，且外围表面朝光学本体的外侧突出。

在本发明的一实施例中，上述的发光元件具有一发光面，且发光面面向导光部的入光面。

在本发明的一实施例中，上述的透镜部具有一光轴，且导光部相对于透镜部的光轴呈轴对称。

在本发明的一实施例中，上述的基座为一体成形。

在本发明的一实施例中，上述的光学本体为一体成形。

在本发明的一实施例中，上述的基座具有至少一定位凸块，且光学本体具有至少一定位凹槽，至少一定位凸块伸入至少一定位凹槽以固定基座与光学本体的相对位置。

在本发明的一实施例中，上述的光学影像感测模组，更包括一基板。基板包括一电路板，感测单元与发光元件配置于基板的一表面上，并与电路板电性连接。

本发明的一种光学影像感测模组，包括一基板、一影像感测元件、一红外光光源、一遮光筒、一导光体以及一透镜。影像感测元件位于基板的一表面上。红外光光源位于基板的表面上。遮光筒具有相对的一第一开口以及一第二开口，设置于基板的表面上，且影像感测元件位于第一开口内。导光体位于遮光筒的侧边，具有一入光面以及一出光面。透镜邻近于遮光筒的第二开口处。红外光光源产生的红外光，自入光面进入导光体后，经由出光面离开导光体，并于一媒体表面反射后，再经由透镜进入遮光筒而成像于影像感测元件。

在本发明的一实施例中，上述的光学影像感测模组，更包括一间隔物，设置于基板的表面，且位于影像感测元件以及红外光光源之间。

在本发明的一实施例中，上述的间隔物与遮光筒为一体成形。

在本发明的一实施例中，上述的导光体与透镜为一体成形。

在本发明的一实施例中，上述的导光体位于透镜的侧边，且透镜与导光体形成一凹陷部，以使遮光筒容置于凹陷部。

在本发明的一实施例中，上述的第一开口大于第二开口。

基于上述，本发明的实施例的光学影像感测模组通过使透镜部与导光部共同形成一光学本体的结构，能整合并减少模组内的构件数量，而有助于降低光学影像感测模组的体积。并且，由于光学影像感测模组的基座与光学本体可采用射出成形的方式形成，亦有助于降低成本。此外，光学影像感测模组通过透镜部与导光部的配置，能使内部光学构件与外部隔绝，而达到防尘的功能。

为了使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1a是依照本发明一实施例的一种光学影像感测模组的爆炸图。

图1b是图1a的光学影像感测模组的侧视图。

图1c是图1a的光学影像感测模组的剖面图。

图1d是图1a的光学本体的出光面的局部放大图。

图1e是图1a的光学影像感测模组的后视图。

图2a与图2b是依照本发明一实施例的不同光学影像感测模组的剖面图。

图3是依照本发明一实施例的又一种光学影像感测模组的剖面图。

【主要元件】

100、200a、200b、300：光学影像感测模组

110：基座

111：遮光部

111a：柱状部

111b：锥状端部

112：底部

120：光学本体

121：透镜部

122：导光部

130：感测单元

140：发光元件

150：基板

211：遮光筒

211b：圆板部

221：透镜

222：导光体

240：红外光光源

230：影像感测元件

312：间隔物

as：孔径光阑

c：锥状部

ca：凹陷部

ie：入光端

ils：入光面

ips1：第一内围表面

ips2：第二内围表面

ms：微结构

o：光轴

oe：出光端

ols：出光面

ops：外围表面

os1：第一光学面

os2：第二光学面

o1：第一开口

o2：第二开口

o3：第三开口

pc：定位凸块

具体实施方式

图1a是依照本发明一实施例的一种光学影像感测模组的爆炸图。图1b是图1a的光学影像感测模组的侧视图。图1c是图1a的光学影像感测模组的剖面图。图1d是图1a的光学本体的出光面的局部放大图。图1e是图1a的光学影像感测模组的后视图。请参照图1a，本实施例的光学影像感测模组100，包括一基座110、一光学本体120、一感测单元130、至少一发光元件140以及一基板150。举例而言，在本实施例中，发光元件140可为一红外光发光二极管，而可提供红外光光线，感测单元130例如是电荷耦合元件(chargecoupleddevice，ccd)、互补性氧化金属半导体(complementarymetal-oxidesemiconductor，cmos)，或其他影像感测元件，但本发明皆不以此为限。此外，在本实施例中，发光元件140的数量为两个为例示，但本发明不以此为限，在其他的实施例中，发光元件140的数量也可仅为一个。

具体而言，如图1a至图1c所示，在本实施例中，基座110具有一遮光部111以及一底部112。遮光部111位于基座110的中央，相对于底部112突出，且遮光部111具有一第一开口o1，基座110的底部112具有相对于遮光部111的一第二开口o2以及相邻于第二开口o2的至少一第三开口o3。另一方面，如图1a至图1c所示，在本实施例中，光学本体120位于基座110上，具有一透镜部121以及一导光部122。透镜部121位于光学本体120的中央，并连接导光部122，透镜部121邻接遮光部111的第一开口o1。并且，在本实施例中，发光元件140配置于基座110的第三开口o3内，感测单元130配置于基座110的第二开口o2内。

更具体而言，如图1c所示，在本实施例中，光学本体120的透镜部121相对于导光部122凹陷，且导光部122环绕透镜部121，如此，光学本体120与基座110的底部112之间形成一封闭的容置空间，能用以容置基座110的遮光部111。举例而言，在本实施例中，基座110与光学本体120皆可以采用射出成形的方式形成，而具有低廉的制作成本。也就是说，在本实施例中，基座110与光学本体120皆为一体成形，其中基座110可为黑色的遮光材质，而可屏蔽外来的杂光，而光学本体120的内部为全反射设计，可以为透明材质或非透明材质，只要能用以导引光线行进以及会聚光线即可。

举例而言，如图1c所示，在本实施例中，光学本体120具有一入光端ie与一出光端oe，发光元件140位于邻近光学本体120的入光端ie侧。发光元件140适于提供一光束，光束经由光学本体120的入光端ie进入光学本体120，且光束会从出光端oe离开光学本体120。

具体而言，如图1b与图1c所示，在本实施例中，透镜部121具有一光轴o，且导光部122相对于透镜部121的光轴o呈轴对称。更具体而言，在本实施例中，另一方面，导光部122具有一入光面ils与一出光面ols，其中入光面ils位于光学本体120的入光端ie侧，出光面ols位于光学本体120的出光端oe侧，且发光元件140的一发光面面向导光部122的入光面ils，以使光束能经由入光面ils进入光学本体120。举例而言，在本实施例中，如图1c所示，光学本体120的入光面ils相较于光学本体120的入光端ie侧的周缘而凹陷，而能用以增加入光的效果。

更详细而言，如图1b与图1c所示，在本实施例中，光学本体120的透镜部121具有一第一光学面os1以及一第二光学面os2，第一光学面os1与第二光学面os2彼此相对，且第一光学面os1面向基座110。并且，导光部122还具有一外围表面ops、一第一内围表面ips1以及一第二内围表面ips2，其中导光部122的外围表面ops连接出光面ols与入光面ils，第一内围表面ips1连接导光部122的入光面ils与透镜部121的第一光学面os1，且第一内围表面ips1环绕基座110的遮光部111，而第二内围表面ips2连接导光部122的出光面ols与透镜部121的第二光学面os2。并且，如图1b与图1c所示，在本实施例中，外围表面ops为一曲面，且外围表面ops朝光学本体120的外侧突出。

如此，通过光学本体120的入光面ils、外围表面ops、第一内围表面ips1、第二内围表面ips2以及出光面ols的结构配置，该光学本体120即能使光束在经由入光面ils进入光学本体120后，通过导光部122的外围表面ops、第一内围表面ips1、第二内围表面ips2来导引光束于光学本体120内部行进，并且经由导光部122的出光面ols出光。另一方面，如图1d所示，光学本体120的出光面ols可设置有多个环形的微结构ms，通过这些微结构ms，光学本体120的出光面ols能达到菲涅耳透镜(fresnellens)的效果，而能进一步使得经由出光面ols而出光的光束能被进一步地准直化。

接着，当光束离开光学本体120的导光部122后，光束会被传递至一物件后被反射。举例而言，在本实施例中，物件可为一带有辨识码信息的媒体表面。举例而言，如图1b与图1c所示，在本实施例中，透镜部121的第二光学面os2为一凸面，且第二光学面os2朝远离光学本体120的方向凸起，且为应成形结构所需，在本实施例中，第二内围表面ips2、出光面ols与第二光学面os2会共同形成一锥状凹槽结构。并且，遮光部111的第一开口o1位于遮光部111朝向透镜部121的一端，以形成一孔径光阑as。孔径光阑as位于透镜部121与感测单元130之间，且位于该透镜部121的正下方。如此，被反射的光束即能经由透镜部121以及孔径光阑as而传送至感测单元130，并通过透镜部121的光学面而使被物件反射的光束能聚焦于感测单元130上，以使感测单元130能通过被物件反射的光束感测物件上的辨识码。

如此一来，光学影像感测模组100通过使透镜部121与导光部122共同形成一光学本体120的结构，能整合并减少模组内的构件数量，而有助于降低光学影像感测模组100的体积。并且，由于光学影像感测模组100的基座110与光学本体120可采用射出成形的方式形成，亦有助于降低成本。此外，光学影像感测模组100通过透镜部121与导光部122的配置，能使内部光学构件与外部隔绝，而达到防尘的功能。

另一方面，如图1c所示，在本实施例中，遮光部111为一中空结构，并具有一柱状部111a以及一锥状端部111b，其中柱状部111a连接锥状端部111b与基座110的底部112，且锥状端部111b的内径朝向透镜部121而逐渐缩减，以使遮光部111覆盖感测单元130的上方。换言之，在本实施例中，遮光部111的第二开口o2大于第一开口o1。举例而言，在本实施例中，遮光部111的第一开口o1位于锥状端部111b的尖端上，但本发明并不以此为限。如此，由于遮光部111通过柱状部111a与锥状端部111b的配置而覆盖了感测单元130，且基座110的底部112亦围绕了感测单元130的周围，因此基座100能有助于屏蔽经由导光部122传递而来的杂光。

此外，在本实施例中，基座110与光学本体120还可选择性地设置定位结构，以固定基座110与光学本体120或是基座110与基板150的相对位置。举例而言，如图1a与图1c所示，基座110具有至少一定位凸块pc，且光学本体120具有至少一定位凹槽pg，其中至少一定位凸块pc伸入至少一定位凹槽(未绘示)，而能用以固定基座110与光学本体120的相对位置。另一方面，图1a与图1c所示，基板150具有多个定位孔，能与基座110的定位结构(未绘示)连接，以固定基座110与基板150的相对位置。

此外，如图1c与图1e所示，在本实施例中，基板150可包含一电路板，感测单元130与发光元件140配置于基板150的一表面上，并与电路板电性连接。且光学影像感测模组100可更包括一连接器(未绘示)，配置于基板150背对感测单元130的另一侧，连接器可与基板150中的电路板以及外部端子电性连接，而能用以将感测单元130所得的影像讯号传出。如此，光学影像感测模组100即能达成读取物件上的光学辨识码的功能。

图2a与图2b是依照本发明一实施例的不同光学影像感测模组的剖面图。图2a与图2b的光学影像感测模组200a与光学影像感测模组200b与图1a至图1e的光学影像感测模组100类似，差异如下所述。如图2a与图2b所示，在本实施例中，光学影像感测模组200a与光学影像感测模组200b包括一遮光筒211、一导光体222、一透镜221、一红外光光源240、一影像感测元件230以及一基板150。具体而言，如图2a与图2b所示，在图2a与图2b的实施例中，红外光光源240与发光元件140相同，影像感测元件230与感测单元130相同，在此不再赘述。另一方面，在图2a与图2b的实施例中，遮光筒211与图1a至1d的基座110的遮光部111类似，导光体222与透镜221则分别与图1a至1d的导光部122与透镜部121类似，而差异如下所述。

具体而言，如图2a与图2b所示，在图2a与图2b的实施例中，遮光筒211设置于基板150的表面上，且亦具有相对的一第一开口o1以及一第二开口o2，但遮光筒211的第一开口o1位于圆板部211b的中央，且透镜221邻近于遮光筒211的第一开口o1处，以形成孔径光阑as。

进一步而言，遮光筒211与图1a至1d的实施例的遮光部111的差异在于，如图2a所示，遮光筒211并不具有锥状端部111b，而是具有一圆板部211b。另一方面，如图2b所示，遮光筒211则是仅具有一锥状部c，而不具有柱状部111a。然而，在图2a与图2b的实施例中，遮光筒211的第二开口o2皆会大于第一开口o1，因此仍能使遮光筒211覆盖并围绕影像感测元件230，而能有助于屏蔽经由导光体222传递而来的杂光。

此外，在图2a与图2b的实施例中，导光体222位于遮光筒211的侧边，且在图2a与图2b的实施例中，导光体222为两柱状结构而分别位于遮光筒211的两侧，并与透镜221连接。此外，在图2a与图2b的实施例中，导光体222与透镜221亦为一体成形，且透镜221与导光体222亦形成一凹陷部ca，以使遮光筒211能容置于凹陷部ca内。

如此，通过上述结构的配置，红外光光源240产生的红外光，自导光体222的入光面ils进入导光体222后，经由该出光面ols离开该导光体222，并于物件的媒体表面反射后，再经由透镜221进入遮光筒211而成像于影像感测元件230。因此，光学影像感测模组200a与光学影像感测模组200b亦能达成读取物件上的光学辨识码的功能。

如此一来，在本实施例中，由于光学影像感测模组200a与光学影像感测模组200b皆具有与图1a至图1e的光学影像感测模组100具有相似的结构，而能通过透镜221与导光体222共同形成一体的结构，能整合并减少模组内的构件数量，而有助于降低光学影像感测模组200a与光学影像感测模组200b的体积，并达到类似的功能，因此光学影像感测模组200a与光学影像感测模组200b能达到与光学影像感测模组100类似的效果与优点，在此就不再赘述。

图3是依照本发明一实施例的又一种光学影像感测模组的剖面图。图3的光学影像感测模组300与图2a的光学影像感测模组200a类似，差异如下所述。如图3所示，在本实施例中，光学影像感测模组300更包括一间隔物312，设置于基板150的表面，且位于影像感测元件230以及红外光光源240之间。并且，如图3所示，在本实施例中，间隔物312与遮光筒211为一体成形，但本发明不以此为限，间隔物312与遮光筒211亦可为各自独立的单一构件。如此，通过遮光筒211与间隔物312的配置，光学影像感测模组300亦能屏蔽经由导光体222传递而来的杂光，而使影像感测元件230能更精确地感测并读取物件上的辨识码。

此外，在本实施例中，由于光学影像感测模组300具有与图2a与图2b的光学影像感测模组200a与光学影像感测模组200b具有相似的结构，而能通过透镜221与导光体222共同形成一体的结构，能整合并减少模组内的构件数量，而有助于降低光学影像感测模组300的体积，并达到类似的功能，因此光学影像感测模组300能达到与光学影像感测模组200a类似的效果与优点，在此就不再赘述。

综上所述，本发明的实施例的光学影像感测模组通过使透镜部与导光部(或是透镜与导光体)共同形成一体的结构，能整合并减少模组内的构件数量，而有助于降低光学影像感测模组的体积。并且，由于光学影像感测模组的基座与光学本体可采用射出成形的方式形成，亦有助于降低成本。此外，光学影像感测模块通过透镜部与导光部(或是透镜与导光体)的配置，能使内部光学构件与外部隔绝，而达到防尘的功能。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求保护范围所界定的为准。