专利名称：阵列光学元件及阵列镜头模组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种镜头，特别是涉及一种可精密定位光学界面位置的阵列光学元件及阵列镜头模组。
背景技术：
现有一种阵列式的成像装置(例如美国专利公开第US20110122308 Al号)，包含二个分别具有数个呈阵列排列的光学构件的透镜晶圆、数个设置于所述透镜晶圆外周围以间隔所述透镜晶圆的周围间隔物、一个感光器阵列，及数个用于隔开每一个透镜晶圆的光学构件并分别形成数个互相隔离的光学通道的遮光间隔物。虽然，此种成像装置可阻挡杂散光进入不同的光学通道，以避免取像的杂讯及后端影像的重建错误，但是，由于所述周围间隔物与所述透镜晶圆是互相分离的独立元件，因此，在组装时两者之间易产生组装公差，影响所述透镜晶圆在光轴向上的定位，再者，由于所述周围间隔物与所述遮光间隔物均是抵接于所述透镜晶圆，因此，所述透镜晶圆在光轴向上的定位除了会受所述周围间隔物的影响之外，也会被所述遮光间隔物所影响，造成此种成像装置要同时精密控制所述周围间隔物与所述遮光间隔物这两者在光轴向上的高度公差，才能有效维持所述透镜晶圆在光轴向上的定位，在制造与组装上均较为复杂。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可便于精密定位光学界面位置的阵列光学元件及阵列镜头模组。本实用新型阵列光学元件，包含一个遮光框，及一个透镜单元。该遮光框具有一个底壁、一个一体连接于该底壁并沿一个光轴向延伸的周壁，及至少一个一体连接于该底壁与该周壁之间并沿该光轴向延伸的隔间壁，该底壁具有数个呈阵列排列的通孔，该周壁与该隔间壁配合界定出数个分别连通于所述通孔且互相隔离的光通道，该遮光框的材质为低透光或不透光材质。该透镜单元具有一个贴合于该底壁底侧的基板，及数个分别一体连接于该基板顶侧并沿该光轴向延伸的顶定位壁，该基板具有数个分别对应于所述通孔的透镜部，所述顶定位壁内侧贴合于该遮光框的周壁的外侧，其中，该遮光框在该光轴向上不凸出于所述顶定位壁。本实用新型阵列光学元件，该遮光框在该光轴向上具有一个第一高度，该透镜单元的透镜部分别具有一个光学有效径，0.2 <该第一高度/该光学有效径< 2.0。本实用新型阵列光学元件，所述透镜单元的顶定位壁在该光轴向上分别具有一个大于该第一高度的第二高度，该第一高度、第二高度的差值< 50 μ m。本实用新型阵列光学元件，该透镜单元的顶定位壁分别具有一个相背于该遮光框的周壁的定位平面，该基板的一个外周缘不超出所述顶定位壁的定位平面。本实用新型阵列光学元件，该透镜单元还具有数个分别一体连接于该基板底侧并沿该光轴向延 伸的底定位壁。[0009]本实用新型阵列光学元件，该阵列光学元件的长度与宽度皆不超过3 mm,高度不超过2 mm。本实用新型阵列镜头模组包含一个外壳、至少一个阵列光学元件，及一个阵列感光单兀。该阵列光学兀件设置于该外壳内，该阵列光学兀件具有一个遮光框，及一个透镜单元，该遮光框具有一个底壁、一个一体连接于该底壁并沿一个光轴向延伸的周壁，及至少一个一体连接于该底壁与该周壁之间并沿该光轴向延伸的隔间壁，该底壁具有数个呈阵列排列的通孔，该周壁与该隔间壁配合界定出数个分别连通于所述通孔且互相隔离的光通道，该遮光框的材质为低透光或不透光材质，该透镜单兀具有一个贴合于该遮光框的底壁底侧的基板，及数个分别一体连接于该基板顶侧并沿该光轴向延伸的顶定位壁，该基板具有数个分别对应于所述通孔的透镜部，所述顶定位壁内侧贴合于该遮光框的周壁的外侧，其中，该遮光框在该光轴向上不凸出于所述顶定位壁。该阵列感光单元设置于该基板与该外壳之间，并具有数个分别对应于所述透镜部的感光元件。本实用新型阵列镜头模组，该遮光框在该光轴向上具有一个第一高度，该透镜单元的透镜部分别具有一个光学有效径，0.2 <该第一高度/该光学有效径< 2.0。本实用新型阵列镜头模组，所述顶定位壁在该光轴向上分别具有一个大于该第一高度的第二高度，该第一高度、第二高度的差值< 50 μ m。本实用新型阵列镜头模组，该阵列光学元件的长度与宽度皆不超过3 mm，高度不超过2 mm。本实用新型的有益效果在于:利用该透镜单元的透镜部与顶定位壁为一体式连接的构造，及该遮光框在该光轴向上不凸出于所述顶定位壁的设计，所述顶定位壁可直接且精密地控制所述透镜部的位置。
图1是本实用新型的阵列`镜头模组一较佳实施例的分解立体示意图；图2是该较佳实施例的组合剖视示意图；图3是该较佳实施例的一个阵列光学元件的分解立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。参阅图1、2、3，为本实用新型阵列镜头模组的较佳实施例，该阵列镜头模组包含:一个外壳10、三个阵列光学兀件20 I >20 11、20 111，及一个阵列感光单兀50。所述阵列光学元件20 1、20 I1、20 III依序设置于该外壳10内，所述阵列光学元件20 1、20 I1、20 III分别都具有一个遮光框30，及一个透镜单元40。在本实施例中，所述阵列光学元件20 1、20 I1、20 III的长度与宽度皆不超过3 mm，高度不超过2 mm。每一个遮光框30具有一个底壁31、一个一体连接于该底壁31并沿一个光轴向X延伸的周壁32，及数个一体连接于该底壁31与该周壁32之间并沿该光轴向X延伸的隔间壁33。该底壁31具有数个呈阵列排列的通孔311，该周壁32与所述隔间壁33配合界定出数个分别连通于所述通孔311且互相隔离的光通道34，该遮光框30的材质为低透光或不透光材质。可以理解的是，当该隔间壁33的数量为一个时，该周壁32与该隔间壁33也可配合界定出二个光通道34。在本实施例中，该遮光框30在该光轴向X上具有一个第一高度H1，该遮光框30的材质为液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polyester，简称为LCP)，例如材料供货商杜邦所销售的Zenite 5130L BK010，此为现有技术中已知的材料。此外，每一个遮光框30的通孔311的尺寸会配合于所对应的其中一个透镜单元40，而有所不同。每一个透镜单元40具有一个贴合于该遮光框30的底壁31底侧的基板41，及数个分别一体连接于该基板41顶侧并沿该光轴向X延伸的顶定位壁42，要说明的是，该阵列光学元件20 I的透镜单元40还具有数个分别一体连接于该基板41底侧并沿该光轴向X延伸的底定位壁43，其中，该遮光框30在该光轴向X上不凸出于所述顶定位壁42。在本实施例中，该透镜单元40的材质为光学塑料，例如材料供货商三菱所销售的PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、材料供货商帝人所销售的PC-AD5503 (聚碳酸脂)、材料供货商ZEONEX所销售的ZE0NEX480R,或材料供货商SABIC所销售的ULTEM-1010等等，此为现有技术中已知的材料。该基板41具有数个分别对应于所述通孔311的透镜部411，及一个外周缘412，该基板41的透镜部411分别具有一个光学有效径(Clear Aperture，简称CA)D。在本实施例中，基于不同的光学性能需求，所述阵列光学元件20 1、20 I1、20 III的透镜部411的形状与尺寸会进行不同的调整，举例来说，所述阵列光学元件20 1、20 III的透镜部411均为凸透镜，该阵列光学元件20 II的透镜部411则为凹透镜。所述透镜单元40的顶定位壁42内侧贴合于该遮光框30的周壁32外侧，所述顶定位壁42分别具有一个相背于该周壁32且抵接于该外壳10内侧的定位平面421，该基板41的外周缘412不超出所述顶定位壁42的定位平面421。在本实施例中，所述顶定位壁42在该光轴向X上分别具有一个大于该第一高度Hl的第二高度H2，该第一高度H1、第二高度H2的差值< 50 μ m，而且，0.2 <该第一高度Hl/该光学有效径D < 2.0，可以理解的是 ，若该第一高度Hl与该光学有效径D的比值低于下限值0.2，会造成遮光不足的问题，若此比值高于上限值2.0，则会增加镜头模组的整体高度。本实施例阵列光学元件为三个，但不以三个为限制，实施上可为至少一个阵列光学元件。该阵列感光单元50设置于该阵列光学元件20 I的基板41与该外壳10之间，并具有数个分别对应于该阵列光学元件20 I的所述透镜部411的感光元件51。借此，在组装时，该阵列光学元件20 I的底定位壁43会抵接于最下侧的基板41与该阵列感光单元50之间，以定位该阵列光学元件20 I的透镜部411与该阵列感光单元50在该光轴向X上的间距，更重要的是，所述阵列光学元件20 1、20 II的顶定位壁42会抵接于两相邻的基板41之间，以定位所述阵列光学元件20 1、20 I1、20 III的透镜部411在该光轴向X上的间距，同时，所述阵列光学元件20 I ,20 I1、20 III的顶定位壁42的定位平面421也会抵接于该外壳10内侧，以定位所述阵列光学元件20 1、20 I1、20 III的透镜部411在侧向上的位置，以精密地控制所述阵列光学元件20 1、20 I1、20 III的透镜部411的相对位置，符合光学性能的需求。经由以上的说明，可再将本实用新型的优点归纳如下:一、本实用新型透镜单元40的顶定位壁42在该光轴向X上的第二高度H2大于该遮光框30的第一高度H1，因此，本实用新型只需控制该透镜单元40的顶定位壁42在该光轴向X上的高度公差，即可有效维持所述透镜单元40在该光轴向X上的定位，相较于现有技术，本实用新型在制造与组装上均会较简便。二、本实用新型透镜单元40的透镜部411与所述顶定位壁42为一体式连接的构造，两者之间有最直接的相对距离关系，同时，所述透镜部411与所述顶定位壁42并非互相分离的元件，两者之间并不会产生组装公差的问题，也不会受其他元件的尺寸公差的影响，而且，所述顶定位壁42是一体成形于该基板41上，完全不受该遮光框30的形状的影响，因此，本实用新型利用所述顶定位壁42即可直接且精密地控制所述透镜部411的位置，产生良好的光学性能。三、本实用新型该遮光框30的第一高度Hl与所述透镜部411的光学有效径D的比值是介于0.2 2.0之间，可有效避免该遮光框30太低所造成的遮光不足的问题，及该遮光框30太高所造成的增加整体高度的问题。综上所述，本实用新型的阵列光学元件及阵列镜头模组，不但可精密定位该透镜单元的透镜部的位置，而且在制造与组装上均更为简便，所以确实能达成本实用新型的目 的。
权利要求1.一种阵列光学元件，其特征在于: 该阵列光学兀件，包含: 一个遮光框，具有一个底壁、一个一体连接于该底壁并沿一个光轴向延伸的周壁，及至少一个一体连接于该底壁与该周壁之间并沿该光轴向延伸的隔间壁，该底壁具有数个呈阵列排列的通孔，该周壁与该隔间壁配合界定出数个分别连通于所述通孔且互相隔离的光通道，该遮光框的材质为低透光或不透光材质 '及 一个透镜单元，具有一个贴合于该底壁底侧的基板，及数个分别一体连接于该基板顶侧并沿该光轴向延伸的顶定位壁，该基板具有数个分别对应于所述通孔的透镜部，所述顶定位壁内侧贴合于该遮光框的周壁的外侧，其中，该遮光框在该光轴向上不凸出于所述顶定位壁。
2.如权利要求1所述的阵列光学兀件，其特征在于:该遮光框在该光轴向上具有一个第一高度，该透镜单元的透镜部分别具有一个光学有效径，0.2 <该第一高度/该光学有效径≤2.0。
3.如权利要求2所述的阵列光学元件，其特征在于:所述透镜单元的顶定位壁在该光轴向上分别具有一个大于该第一高度的第二高度，该第一高度、第二高度的差值< 50 μ m。
4.如权利要求1所述的阵列光学元件，其特征在于:该透镜单元的顶定位壁分别具有一个相背于该遮光框的周壁的定位平面，该基板的一个外周缘不超出所述顶定位壁的定位平面。
5.如权利要求4所述的阵列光学元件，其特征在于:该透镜单元还具有数个分别一体连接于该基板底侧并沿该光轴向延伸的底定位壁。
6.如权利要求1所述的阵列光学元件，其特征在于:该阵列光学元件的长度与宽度皆不超过3 mm,高度不超过2 mm。
7.—种阵列镜头模组，其特征在于: 该阵列镜头模组，包含: 一个外壳； 至少一个阵列光学元件，设置于该外壳内，该阵列光学元件具有一个遮光框，及一个透镜单元，该遮光框具有一个底壁、一个一体连接于该底壁并沿一个光轴向延伸的周壁，及至少一个一体连接于该底壁与该周壁之间并沿该光轴向延伸的隔间壁，该底壁具有数个呈阵列排列的通孔，该周壁与该隔间壁配合界定出数个分别连通于所述通孔且互相隔离的光通道，该遮光框的材质为低透光或不透光材质，该透镜单兀具有一个贴合于该遮光框的底壁底侧的基板，及数个分别一体连接于该基板顶侧并沿该光轴向延伸的顶定位壁，该基板具有数个分别对应于所述通孔的透镜部，所述顶定位壁内侧贴合于该遮光框的周壁的外侧，其中，该遮光框在该光轴向上不凸出于所述顶定位壁 '及 一个阵列感光单元，设置于该基板与该外壳之间，并具有数个分别对应于所述透镜部的感光元件。
8.如权利要求7所述的阵列镜头模组,其特征在于:该遮光框在该光轴向上具有一个第一高度，该透镜单元的透镜部分别具有一个光学有效径，0.2 <该第一高度/该光学有效径彡2.0。
9.如权利要求8所述的阵列镜头模组，其特征在于:所述顶定位壁在该光轴向上分别具有一个大于该第一高度的第二高度，该第一高度、第二高度的差值< 50 μ m。
10.如权利要求7所述的阵列镜头模组，其特征在于:该阵列光学元件的长度与宽度皆不超过3 mm,高 度不超过2 mm。
专利摘要一种阵列光学元件及阵列镜头模组，该镜头模组包含一个外壳、至少一个设置于该外壳内并具有一个遮光框与一个透镜单元的阵列光学元件，及一个阵列感光单元，该遮光框具有一个底壁、一个一体连接于该底壁的周壁，及至少一个一体连接于该底壁与该周壁之间的隔间壁，该底壁具有数个通孔，该透镜单元具有一个贴合于该底壁底侧并形成数个分别对应于所述通孔的透镜部的基板，及数个分别一体连接于该基板顶侧的顶定位壁，所述顶定位壁内侧贴合于该周壁外侧，所述顶定位壁分别具有一个抵接于该外壳内侧的定位平面，该基板的一个外周缘不超出所述顶定位壁的定位平面，该遮光框在一个光轴向上不凸出于所述顶定位壁。
文档编号G03B17/12GK203150550SQ201320119818
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者沈伟, 李远林 申请人:峻立科技股份有限公司