TWI432815B - 鏡頭模組 - Google Patents

Description

鏡頭模組

本發明是有關於一種鏡頭模組，特別是指一種具有兩鏡片單元且分別界定一光通過路徑的鏡頭模組。

如圖1及圖2所示，目前為了在三度空間中判斷物體的座標位置，通常會藉由至少兩個彼此分離且相間隔的影像擷取裝置1、1’進行影像擷取的作業。兩影像擷取裝置1、1’同時組裝在一電子裝置(圖未示)上，影像擷取裝置1、1’分別包含一基座11、一固定於基座11內的鏡片單元12、一銲接於基座11底端的電路板13，及一設置於電路板13頂面且間隔位於鏡片單元12下方的感測元件14。定義通過影像擷取裝置1的鏡片單元12的兩交叉延伸線A之間的區域，為影像擷取裝置1的可視區域A1，而通過影像擷取裝置1’的鏡片單元12的兩交叉延伸線B之間的區域，為影像擷取裝置1’的可視區域B1，其中，位在可視區域A1、B1的重疊區域C內的物體2可同時成像在兩影像擷取裝置1、1’的感測元件14上。

例如物體2由第一位置D1移動到第二位置D2，或者是由第二位置D2移動到第三位置D3時，經過鏡片單元12而成像在感測元件14上的物體2位置會產生變化，兩影像擷取裝置1、1’的感測元件14能將所擷取的影像資料經由電路板13傳輸至電子裝置的計算單元(圖未示)上，以判別物體2在三度空間中的座標位置及座標位置的變化。

由於兩影像擷取裝置1、1’需分別製造成型後，再組裝於電子裝置上，使得組裝過程較為耗時，進而提高製造的成本，且電子裝置需提供較大的組裝空間供兩影像擷取裝置1、1’組裝。再者，各影像擷取裝置1、1’的組成構件在組裝時即會有一定的組裝公差，因此，兩影像擷取裝置1、1’組裝在電子裝置後，兩影像擷取裝置1、1’的鏡片單元12之間的精度便不易控制。

本發明之主要目的，在於提供一種具有兩鏡片單元且分別界定一光通過路徑的鏡頭模組，藉此，能提高組裝效率及精度，並能降低製造成本。

本發明的目的及解決先前技術問題是採用以下技術手段來實現的，依據本發明所揭露的鏡頭模組，包含一基座、一第一鏡片單元，及一第二鏡片單元。

基座界定一容置空間，及二分別使容置空間與外部相連通的開孔，第一鏡片單元設置於容置空間內，並界定一與二開孔其中之一位置相對應的第一光通過路徑，第二鏡片單元設置於容置空間內並與第一鏡片單元並排，第二鏡片單元界定一與二開孔其中另一位置相對應的第二光通過路徑。

第一鏡片單元包括一第一鏡片，第二鏡片單元包括一第二鏡片，第一鏡片及第二鏡片一體成型地相連接，第一鏡片及第二鏡片分別具有一與各開孔相對應的透光部，及一固定於基座的固定部。

第一鏡片單元包括一第一鏡片，第二鏡片單元包括一第二鏡片，第一鏡片及第二鏡片左、右分離，第一鏡片及第二鏡片分別具有一與各開孔相對應的透光部，及一固定於基座的固定部。

第一鏡片及第二鏡片的透光部分別界定第一光通過路徑及第二光通過路徑，第一鏡片及第二鏡片的透光部分別向內傾斜，使得第一光通過路徑及第二光通過路徑的延伸方向交叉。

第一鏡片單元包括二上下堆疊排列的第一鏡片，第二鏡片單元包括二上下堆疊排列的第二鏡片，二第一鏡片其中之一與該二第二鏡片其中之一一體成型地相連接，二第一鏡片其中另一與該二第二鏡片其中另一左、右分離，一體成型的該第一、該第二鏡片以及左、右分離的該第一、該第二鏡片之間設有一間隔環。鏡頭模組還包含一定位環，定位環抵於第一鏡片單元及第二鏡片單元底端以將其定位在容置空間內。

依據本發明所揭露的鏡頭模組，包含一第一鏡片單元，及一第二鏡片單元。第一鏡片單元界定一第一光通過路徑，第二鏡片單元界定一第二光通過路徑，並與第一鏡片單元並排。

第一鏡片單元包括一第一鏡片，第二鏡片單元包括一第二鏡片，第一鏡片及第二鏡片一體成型地相連接。

第一鏡片單元包括二上下堆疊排列的第一鏡片，第二鏡片單元包括二上下堆疊排列的第二鏡片，各第一鏡片及各第二鏡片一體成型地相連接，一體成型的第一、第二鏡片與另一個一體成型的第一、第二鏡片之間設有一間隔環。

藉由上述技術手段，本發明鏡頭模組的優點及功效在於，透過第一、第二鏡片單元的第一、第二鏡片呈左、右並排設置的設計方式，且分別界定第一、第二光通過路徑，藉此，能節省組裝的步驟並縮短組裝工時，並能大幅降低生產的成本。再者，能有效提昇第一、第二鏡片單元的第一、第二鏡片組裝及對位精度，使得鏡頭模組組裝在電子裝置後的精度能提高。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。透過具體實施方式的說明，當可對本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式只是提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

如圖3所示，是本發明鏡頭模組的第一較佳實施例，該鏡頭模組300包含一基座3、一第一鏡片單元4及一第二鏡片單元5。

基座3呈圓筒形或方形且底端呈開放狀，其為塑膠材質所製成並界定有一容置空間31，及二形成於頂端處使容置空間31與外部相連通的開孔32。第一、第二鏡片單元4、5呈左、右並排地設置於容置空間31內且分別與二開孔32位置相對應，在本實施例中，第一鏡片單元4包括一第一鏡片41，第一鏡片41具有一與開孔32相對應的透光部411，及一位於透光部411外周圍的固定部412，固定部412可透過黏膠黏固於基座3的內壁面33以及基座3中心的分隔部34之間。第二鏡片單元5包括一第二鏡片51，第二鏡片51具有一與另一開孔32相對應的透光部511，及一位於透光部511外周圍的固定部512，固定部512可透過黏膠黏固於基座3的內壁面33以及基座3的分隔部34之間，藉此，使得第一鏡片41的透光部411以及第二鏡片51的透光部511能分別與開孔32位置相對應，且第一鏡片41與第二鏡片51能左、右分離。

如圖3及圖4所示，第一鏡片41的透光部411界定一第一光通過路徑P1，第一光通過路徑P1與其中一開孔32位置相對應，第二鏡片51的透光部511界定一第二光通過路徑P2，第二光通過路徑P2與另一開孔32位置相對應，藉此，使得基座3外部的光線可分別經由二開孔32通過第一、第二光通過路徑P1、P2，其中，第一、第二光通過路徑P1、P2的延伸方向互呈平行(如圖4中的兩互呈平行的虛線所示)。

鏡頭模組300的基座3底端可設置電路板(圖未示)及感測元件(圖未示)，感測元件用以感測通過第一、第二光通過路徑P1、P2的光線，並能將感測訊號傳遞至電路板上。

圖4是鏡頭模組300應用於一電子裝置(圖未示)上用以擷取物體8的影像的成像示意圖，定義通過第一鏡片單元4的第一光通過路徑P1及開孔32的二交叉延伸線L1之間的區域，為第一鏡片單元4的可視區域Z1，而通過第二鏡片單元5的第二光通過路徑P2及開孔32的二交叉延伸線L2之間的區域，為第二鏡片單元5的可視區域Z2，位在可視區域Z1、Z2的重疊區域Z3內的物體8能同時透過第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51成像在感測元件上。

例如物體8由第一位置D1移動到第二位置D2或第三位置D3，或者是物體8由第二位置D2移動到第一位置D1或第三位置D3時，經過第一、第二鏡片41、51而成像在感測元件上的物體8位置會產生變化，感測元件能將所擷取的影像資料經由電路板傳輸至電子裝置的計算單元(圖未示)上，以判別物體8在三度空間中的座標位置及座標位置的變化。

本實施例鏡頭模組300在製造時，其中一種方式是先成型基座3後並將基座3倒置，再把第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51組裝於基座3的容置空間31內，接著，將第一、第二鏡片41、51的固定部412黏固在基座3的內壁面33及分隔部34後，即完成鏡頭模組300的製造。另外一種製造方式是基座3以模內成型(Insert molding)的方式成型於第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51上，即完成鏡頭模組300的製造。

鏡頭模組300在製造時，是同時將第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51組裝於基座3的容置空間31，接著，再將電路板及感測元件組裝後，即可直接組裝在電子裝置上，因此，與先前技術相較之下，能節省組裝的步驟並能縮短組裝工時，且能縮小體積以降低佔據電子裝置內的組裝空間。另外，將第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51組裝於同一基座3內的設計，與先前技術相較之下，能節省一組基座的設計及製造成本，藉此，能大幅降低生產的成本。再者，由於第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51是同時組裝於基座3內，因此，能有效提昇第一、第二鏡片41、51的組裝及對位精度，使得鏡頭模組300組裝在電子裝置後的精度能提高。

特別說明的是，雖然圖3中的第一鏡片單元4及第二鏡片單元5分別是以一片第一鏡片41及一片第二鏡片51為例作說明，但實際上，第一、第二鏡片單元4、5會視實際設計需求而在結構上作出變化。例如：第一鏡片單元4與第二鏡片單元5的鏡片數量可相同或不同；第一鏡片單元4與第二鏡片單元5可分別成型(如圖3所示)或是一體成型(如圖5所示)地相連接；第一鏡片單元4或第二鏡片單元5也可如圖6所示分別包含複數個彼此上下相間隔的鏡片；第一鏡片單元4與第二鏡片單元5的鏡片曲面也可如圖6所示為凹面、凸面或平面(圖未示)，且鏡片曲率參數可相同或不同；第一鏡片單元4與第二鏡片單元5的鏡片材料也可相同或不同。

如圖6所示，是鏡頭模組300的另一實施態樣，第一鏡片單元4包括複數片上下堆疊排列的第一鏡片41、41’、41”，第二鏡片單元5包括複數片上下堆疊排列的第二鏡片51、51’，其中，第一鏡片41、41’、41”是以三片為例，而第二鏡片51、51’是以兩片為例作說明。第一鏡片41與第二鏡片51一體成型地相連接，且固定部412、512會抵於基座3的頂壁35底面，第一、第二鏡片41、51底面會設一間隔環61與左、右分離的第一、第二鏡片41’、51’相間隔。雖然圖6中的第一、第二鏡片41’、51’是相抵接在一起，但設計時，第一、第二鏡片41’、51’也可相間隔。第一鏡片41’底面會設另一間隔環62與第一鏡片41”相間隔，鏡頭模組300的一定位環63會抵接於第一鏡片41”底端及第二鏡片51’底端，以迫緊第一鏡片41”及第二鏡片51’。定位環63能透過黏膠黏固在基座3的內壁面33，藉此，使第一鏡片41、41’、41”及第二鏡片51、51’能穩固地定位於容置空間31內。

需說明的是，第一鏡片41、41’、41”及第二鏡片51、51’是否需設計成一體成型或是單獨成型，是可視實際需求而變更設計的方式，例如圖6中一體成型的第一鏡片41與第二鏡片51可分別成型而相互分離，而左、右分離的第一、第二鏡片41’、51’可設計成一體成型的方式。

如圖7及圖8所示，是本發明鏡頭模組的第二較佳實施例，該鏡頭模組310的整體構造大致與第一較佳實施例相同，不同之處在於鏡頭模組310的第一、第二鏡片41、51的透光部411、511分別向內傾斜，使得第一、第二光通過路徑P1、P2的延伸方向交叉(如圖8中的兩互呈交叉狀的虛線所示)。藉此，第一鏡片單元4的可視區域Z1以及第二鏡片單元5的可視區域Z2的重疊區域Z3範圍越大，使得物體8能同時成像在感測元件上的區域範圍越廣，更能有效且準確地判別物體8在三度空間中的座標位置及座標位置的變化。另外，鏡頭模組310在製造時，第一、第二鏡片41、51也可如圖9所示一體成型地相連接，並透過固定部412、512黏固在基座3的內壁面33。

如圖10所示，是本發明鏡頭模組之第三較佳實施例，該鏡頭模組320的組成構件及製造方式與第一較佳實施例有所不同，不同之處在於鏡頭模組320為晶圓級光學(Wafer level optics)的型式，其省略了如圖3所示的基座3。

鏡頭模組320在製造時，有下述兩種方式，其中一種是在一片成型有複數組一體成型的第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51的玻璃材質晶圓(圖未示)上，於各組第一、第二鏡片單元4、5底面黏固一間隔環61。接著，再將另一片成型有複數組一體成型的第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51的玻璃材質晶圓(圖未示)堆疊於前述晶圓下方並黏固在間隔環61底端，之後，將各組第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51由晶圓上切割下來後，即成型出複數個鏡頭模組320。另外一種方式是在一片成型有複數組一體成型的第一、第二鏡片41、51的玻璃材質晶圓上，將各組第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51由晶圓上切割下來，再將每兩組第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51之間黏固一間隔環61，即可成型出圖10所示的鏡頭模組320。

當然，鏡頭模組320在製造時，也可直接在一片有複數組一體成型的第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51的玻璃材質晶圓進行切割作業，使得成型後之鏡頭模組320是如圖11所示。

歸納上述，各實施例的鏡頭模組300、310、320，透過第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51呈左、右並排設置的設計方式，且分別界定第一、第二光通過路徑P1、P2，藉此，能節省組裝的步驟並縮短組裝工時，並能大幅降低生產的成本。再者，能有效提昇第一、第二鏡片單元4、5的第一、第二鏡片41、51組裝及對位精度，使得鏡頭模組300、310、320組裝在電子裝置後的精度能提高，故確實能達到本發明所訴求之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

300、310‧‧‧鏡頭模組

320‧‧‧鏡頭模組

3‧‧‧基座

31‧‧‧容置空間

32‧‧‧開孔

33‧‧‧內壁面

34‧‧‧分隔部

35‧‧‧頂壁

4‧‧‧第一鏡片單元

41、41’‧‧‧第一鏡片

41”‧‧‧第一鏡片

411、511‧‧‧透光部

412、512‧‧‧固定部

5‧‧‧第二鏡片單元

51‧‧‧第二鏡片

51’‧‧‧第二鏡片

61、62、63‧‧‧間隔環

8‧‧‧物體

P1‧‧‧第一光通過路徑

P2‧‧‧第二光通過路徑

L1、L2‧‧‧延伸線

Z1、Z2‧‧‧可視區域

Z3‧‧‧重疊區域

D1‧‧‧第一位置

D2‧‧‧第二位置

D3‧‧‧第三位置

圖1是一般影像擷取裝置的剖視示意圖；

圖2是一般透過兩個影像擷取裝置擷取物體影像的成像示意圖；

圖3是本發明鏡頭模組的第一較佳實施例的剖視示意圖，說明第一、第二鏡片左、右分離；

圖4是本發明鏡頭模組的第一較佳實施例的成像示意圖；

圖5是本發明鏡頭模組的第一較佳實施例的剖視示意圖，說明第一、第二鏡片一體成型地相連接；

圖6是本發明鏡頭模組的第一較佳實施例的另一實施態樣的剖視示意圖，說明第一鏡片單元包括複數個上下堆疊排列的第一鏡片，第二鏡片單元包括複數個上下堆疊排列的第二鏡片；

圖7是本發明鏡頭模組的第二較佳實施例的剖視示意圖，說明第一、第二鏡片的透光部分別向內傾斜；

圖8是本發明鏡頭模組的第二較佳實施例的成像示意圖，說明第一、第二光通過路徑的延伸方向交叉；

圖9是本發明鏡頭模組的第二較佳實施例的剖視示意圖，說明第一、第二鏡片的透光部分別向內傾斜，且第一、第二鏡片一體成型地相連接；

圖10是本發明鏡頭模組的第三較佳實施例的剖視示意圖，說明第一、第二鏡片一體成型地相連接；及

圖11是本發明鏡頭模組的第三較佳實施例的剖視示意圖，說明第一、第二鏡片一體成型地相連接。

300．．．鏡頭模組

3．．．基座

31．．．容置空間

32．．．開孔

33．．．內壁面

34．．．分隔部

4．．．第一鏡片單元

41．．．第一鏡片

411、511．．．透光部

412、512．．．固定部

5．．．第二鏡片單元

51．．．第二鏡片

P1．．．第一光通過路徑

P2．．．第二光通過路徑

Claims (8)

1. 一種鏡頭模組，包含：一基座，界定一容置空間，及二分別使該容置空間與外部相連通的開孔；一第一鏡片單元，包括一設置於該容置空間內的第一鏡片；及一第二鏡片單元，包括一設置於該容置空間內的第二鏡片，該第二鏡片單元與該第一鏡片單元並排；該第一鏡片及該第二鏡片分別具有一與各該開孔相對應的透光部，該第一鏡片的該透光部界定一與該二開孔其中之一位置相對應的第一光通過路徑，該第二鏡片的該透光部界定一與該二開孔其中另一位置相對應的第二光通過路徑；定義通過該第一光通過路徑及該二開孔其中之一的二交叉延伸線之間為該第一鏡片單元的一可視區域，定義通過該第二光通過路徑及該二開孔其中另一的二交叉延伸線之間為該第二鏡片單元的一可視區域；該第一鏡片及該第二鏡片同時允許對應的該可視區域內的對應光線沿著同一方向分別經由該第一光通過路徑及該第二光通過路徑通過；該第一鏡片及該第二鏡片的該透光部分別向內傾斜，使得該第一光通過路徑及該第二光通過路徑的延伸方向交叉，以增加該第一鏡片單元的該可視區域以及該第二鏡片單元的該可視區域之間的一重疊區域的範圍。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該第一鏡片及該第二鏡片一體成型地相連接，該第一鏡片及該第二鏡片分別具有一固定於該基座的固定部。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該第一鏡片及該第二鏡片左、右分離，該第一鏡片及該第二鏡片分別具有一固定於該基座的固定部。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之鏡頭模組，其中，該第一鏡片單元包括二上下堆疊排列的第一鏡片，該第二鏡片單元包括二上下堆疊排列的第二鏡片，該二第一鏡片其中之一與該二第二鏡片其中之一一體成型地相連接，該二第一鏡片其中另一與該二第二鏡片其中另一左、右分離，一體成型的該第一、該第二鏡片以及左、右分離的該第一、該第二鏡片之間設有一間隔環。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之鏡頭模組，還包含一定位環，該定位環抵於該第一鏡片單元及該第二鏡片單元底端以將其定位在該容置空間內。
6. 一種鏡頭模組，包含：一第一鏡片單元，包括一第一鏡片，該第一鏡片具有一界定一第一光通過路徑的透光部；及一第二鏡片單元，包括一第二鏡片，該第二鏡片具有一界定一第二光通過路徑的透光部，該第二鏡片單元與該第一鏡片單元並排；定義通過該第一光通過路徑的二交叉延伸線之間為該第一鏡片單元的一可視區域，定義通過該第二光通過路徑 的二交叉延伸線之間為該第二鏡片單元的一可視區域；該第一鏡片及該第二鏡片同時允許對應的該可視區域內的對應光線沿著同一方向分別經由該第一光通過路徑及該第二光通過路徑通過；該第一鏡片及該第二鏡片的該透光部分別向內傾斜，使得該第一光通過路徑及該第二光通過路徑的延伸方向交叉，以增加該第一鏡片單元的該可視區域以及該第二鏡片單元的該可視區域之間的一重疊區域的範圍。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之鏡頭模組，其中，該第一鏡片及該第二鏡片一體成型地相連接。
8. 根據申請專利範圍第6項所述之鏡頭模組，其中，該第一鏡片單元包括二上下堆疊排列的第一鏡片，該第二鏡片單元包括二上下堆疊排列的第二鏡片，各該第一鏡片及各該第二鏡片一體成型地相連接，一體成型的該第一、該第二鏡片與另一個一體成型的該第一、該第二鏡片之間設有一間隔環。