CN110579849A - 光学元件、光学组件及光学模块 - Google Patents

光学元件、光学组件及光学模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光学元件、光学组件及光学模块。光学模块包括一电子组件以及一光学组件。电子组件包括一电路基板以及一设置在电路基板的晶片元件。光学组件设置在电子组件，并包括一支架以及一光学元件。支架围绕晶片元件，且支架设有至少二个彼此分离并与电子组件电性连接的导电层。光学元件设置在支架，且光学元件上设有至少一个与导电层电性连接的透光导电层。本发明所提供的支架，通过所设置的导电层而另外提供一条路径，以让电子组件内的电路能够检测光学元件是否自支架脱落，并执行对应的保护措施。

Description

光学元件、光学组件及光学模块
技术领域
本发明涉及一种光学元件，特别是涉及一种光学元件及具有光学元件的光学组件与光学模块。
背景技术
参阅图1，一种现有的光学模块9，其包括一电路基板91、一晶片92、一支架93以及一光学元件94。该晶片92设置在电路基板91。支架93设置在电路基板91，并围绕晶片92。光学元件94设置在支架93。前述的晶片92可采用发光晶片或光感测晶片。当采用发光晶片时，光学元件94即会对应使用上的需要，而采用具有聚光、匀光，或滤光等效果的镜片。而当采用光感测晶片时，则需要考量到光线搜集效果，又或者光导引路径，而采用棱镜、聚光透镜等镜片。所采用的光学元件94的不同，影响光学模块9的表现甚巨。
现有的光学模块9已运用到各种不同的领域中，例如做为携带式电子装置的照明模块、指示灯的光源，又或者用来作为指纹辨识器的光感测模块。在正常使用下，光学模块9难免被晃动或受到碰撞，而导致光学元件94逐渐松脱，甚至滑落出支架93。然而，现有的光学模块9没有任何用来感测光学元件94有否脱落的设计，有改善的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种光学元件，其能让电路基板内的电路检测光学元件是否脱落。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种光学元件，适合用于一设有一电路基板的光学模块。所述光学元件设有至少一透光导电层。其中，所述透光导电层与所述电路基板电性连接。
更进一步地，所述透光导电层设置在所述光学元件的外表面以及内表面的其中一个，且所述透光导电层包括两个设置在所述光学元件两侧边的导通端。
更进一步地，所述光学元件呈矩形，所述透光导电层自邻近所述光学元件的一角延伸至邻近其对角；所述透光导电层呈S形及长条形的其中一个。
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种光学组件，其能让电路基板内的电路检测光学元件是否脱落。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种光学组件，其包括：一支架，其上设有至少两个延伸至所述支架的底侧的导电层，所述导电层彼此分离；以及一光学元件，设置在所述支架，所述光学元件上设有至少一与所述导电层电性连接的透光导电层。
更进一步地，所述透光导电层设置在所述光学元件的外表面以及内表面的其中一个，且所述透光导电层包括两个设置在所述光学元件两侧边的导通端；所述导电层设置在所述支架的外壁面、内壁面以及内部三者中的其中一个；所述导电层包括一连接端，所述连接端延伸至所述支架的内壁面并与所述导通端电性连接；其中，当所述光学元件自所述支架松脱时，所述透光导电层与所述导电层未电性连接。
更进一步地，所述支架包括至少两个沟槽，每一个所述导电层设置在相对应的所述沟槽内；所述光学元件呈矩形，所述透光导电层自邻近所述光学元件的一角延伸至邻近其对角；所述透光导电层呈S形及长条形的其中一个。
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种光学模块，其能让电路基板内的电路检测光学元件是否脱落。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外再一技术方案是，提供一种光学模块，其包括：一电子组件；其包括一晶片元件以及一电路基板；以及一光学组件，其设置在所述电子组件，并包括一支架以及一光学元件。所述支架围绕所述晶片元件，且所述支架设有至少两个彼此分离的导电层。所述导电层延伸至所述支架的底侧并与所述电子组件电性连接。所述光学元件设置在所述支架，且所述光学元件上设有至少一与所述导电层电性连接的透光导电层。
更进一步地，所述透光导电层设置在所述光学元件的外表面以及内表面的其中一个，且所述透光导电层包括两个设置在所述光学元件两侧边的导通端；所述导电层设置在所述支架的外壁面、内壁面以及内部三者中的其中一个；所述导电层包括一连接端，所述连接端延伸至所述支架的内壁面并与所述导通端电性连接；其中，当所述光学元件自所述支架松脱时，所述透光导电层与所述导电层未电性连接。
更进一步地，所述支架包括至少两个沟槽，每一个所述导电层设置在相对应的所述沟槽内，所述光学元件呈矩形，所述透光导电层自邻近所述光学元件的一角延伸至邻近其对角；所述透光导电层呈S形及长条形的其中一个。
更进一步地，所述导电层的宽度大于所述透光导电层的宽度。
本发明的其中一有益效果在于，电子组件内的电路能够通过检测透光导电层是否导通，即可知晓光学元件是否脱落，并执行对应的保护措施。
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，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为剖视示意图，说明现有的光学模块。
图2为立体示意图，说明本发明第一实施例。
图3为图2的III-III剖面的剖面示意图，说明第一实施例。
图4为剖面示意图，说明第一实施例的另一变体。
图5为俯视示意图，说明第一实施例的光学元件。
图6为俯视示意图，说明第一实施例的光学元件的另一变体。
图7为剖面示意图，说明本发明第二实施例。
图8为剖面示意图，说明本发明第三实施例。
图9为剖面示意图，说明第三实施例的另一变体。
图10为剖面示意图，说明本发明第四实施例。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“支架、光学组件及光学模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
[第一实施例]
参阅图2及图3，本发明第一实施例提供一种光学模块，其包括：一电子组件1以及一光学组件2。
电子组件1包括一晶片元件11以及一电路基板12。晶片元件11设置在电路基板12，并受电路基板12内的驱动电路(图未示)来驱动运作，可选自但不限于发光晶片或光感测晶片。发光晶片可例举如：发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)，或垂直腔激光二极管(VCSEL)，但并不限于此。光感测晶片采用可见光感测晶片或非可见光感测晶片，其可例举如：CCD晶片、CMOS晶片，但并不限于此。所采用的晶片为何，可以依据实际上的需要而自行选用，并不以本发明所公开者为限制。
电子组件1能内设一检测电路(图未示)，而检测电路可以整并在晶片元件11内，或者设置在电路基板12内，又或者，检测电路就是晶片元件11的驱动电路本身，制造者可以依据需要进行调整，并没有任何限制。
光学组件2设置在电子组件1，并包括一支架21以及一光学元件23。支架21包括一围绕壁211、一凸缘212以及二凹槽213。围绕壁211大体呈立方柱形，且绕着晶片元件11设置在电路基板12，并围绕界定出一通道214。围绕壁211的形状可以依据实际需要而进行调整，并不以立方柱形为限，亦可以为圆柱形、多角柱形等。凸缘212位在通道214内并设置在围绕壁211，并将通道214分隔出一位于上方的容置区215。凹槽213是由围绕壁211的壁面凹陷所形成，且分别位在围绕壁211的两不同侧，且从围绕壁211外部的底侧向上延伸，通过围绕壁211的顶侧，并向内再向下延伸至凸缘212。
支架21设有二个彼此分离的导电层22。每一导电层22的底端221与支架21底侧对齐并电性连接至电路基板12，且包括一用来与光学元件23接触的连接端222。导电层22设置在支架21的外壁面、内壁面以及内部三者中的其中一个，并没有任何限制，端视需求而定。当导电层22设置在支架21的外壁面或内壁面时，导电层22可以使用无电镀法涂覆在支架21，也可以直接贴附金属片至支架21，制造方法并没有一定的限制。连接端222可以仅延伸到围绕壁211的顶侧并指向并接触光学元件23，又或者，连接端222可以延伸至围绕壁211的内壁面以接触光学元件23，在本第一实施例中，是以延伸到围绕壁211的内壁面为例子。
值得一提的是，导电层22可以形成在凹槽213内，又或者形成在凹槽213外，端视需要而定。每一个导电层22设置方式可以相同，也可以不同，亦视需要而定。在本第一实施例中，导电层22是以设置在凹槽213内为例子。
参阅图2及图4，光学元件23设置在支架21的容置区215内，其形状与容置区215的形状相配合，因此在本第一实施例中是呈矩形。光学元件23可定义出面向晶片元件11的下表面，以及面向外界的上表面。光学元件23可选自但不限于：透镜、棱镜、滤镜。透镜可例举如：平面型透镜、聚光型透镜、散光型透镜，但并不限于此。棱镜可例举如：色散棱镜、反射棱镜、偏光棱镜，但不限于此。滤镜可例举如：CPL偏光镜、ND减光镜、UV保护镜，但不限于此。光学元件23的材质可采用透明塑料或玻璃。前述透明塑料可选自聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)、环烯烃共聚物(Cyclo olefin coplymer，COC)，或其等的混合。为了便于说明，在本第一实施例中是以玻璃制成的平面透镜为例子。
光学元件23设有一透光导电层24。透光导电层24自邻近光学元件23的一角延伸至邻近其对角。透光导电层24包括一主体段241以及二导通端242。透光导电层24的主体段241位在光学元件23的上表面或下表面，在第一实施例中是以位在上表面为例子。主体段241的形状可以为S形(如图5所示)或长条形(如图6所示)，第一实施例中是以S形为例子，但并不以此为限。导通端242与导电层22电性连接，可以位在与主体段241相同的一面(如图3所示)，又或者位在光学元件23的侧边(如图4所示)，并没有任何限制，只要能与导电层22的连接端222电性连接即可，在第一实施例中是以位在光学元件23的上表面为例子。透光导电层24的宽度可以大于、小于或等于导电层22的宽度，并没有任何限制，在第一实施例中，是以透光导电层24的宽度小于导电层22的宽度为例子。
透光导电层24采用透光并具有导电性的材料制成，其材料选自但不限于：金属、三氧化二铟掺杂锡(In2O3:Sn，ITO)、二氧化锡掺杂氟(SnO2:F，FTO)、二氧化锡掺杂锑(SnO2:Sb，ATO)，及氧化锌掺杂铝(ZnO:Al，AZO)。当采用金属时，其厚度需低于10nm，且材质可例举如金、银、铂、铜、铝、铬、钯、铑，但并不限于此。在本第一实施例中，是以三氧化二铟掺杂锡(ITO)为例子。
当光学元件23放置在支架21的容置区215时，透光导电层24的导通端242就会分别与导电层22的连接端222电性连接，再通过导电层22电性连接至检测电路，即构成一保护电路。通过让检测电路探测保护电路中的电阻或电流值，即可知晓导电层22与透光导电层24间是否保持电性连接。如此，当光学元件23自支架21上松脱而脱离时，透光导电层24就会一同即脱离导电层22，即呈现断路，此时检测电路即检测到保护电路呈断路并切断驱动电路的运作，停止晶片元件11的运行，以避免晶片元件11受损；又或者，当将晶片元件11的驱动电路作为检测电路时，只要将保护电路与驱动电路串联，当透光导电层24脱离导电层22而呈断路，此时同样会切断驱动电路，进而让晶片元件11停止运行。
通过上述说明，可将本第一实施例的优点归纳如下：
一、电子组件1内的电路能通过支架21上设置的导电层22来检测光学元件23是否脱落，并执行对应的保护措施。
二、电子组件1内的电路能够通过检测透光导电层24是否导通，即可知晓光学元件23是否脱落，并执行对应的保护措施。
三、将透光导电层24配置在光学元件23的上表面，能够用来感测光学元件23的磨损情况。当外物磨擦到光学元件23的上表面时，就会同时磨擦到透光导电层24，如此，若光学元件23遭遇到过多的磨擦，就容易将透光导电层24自光学元件23上磨除，使保护电路呈现断路，进而停止晶片元件11的运作。
四、透光导电层24采用S形，较能确保光学元件23表面的各处都有透光导电层24，如：角落、周边、中央等位置，如此，通过此种配置，能够进一步确保当外物磨擦到光学元件23的同时也能够磨擦到透光导电层24，提高感测光学元件23磨损情况的能力。
五、将导电层22设置在凹槽213内，能够避免导电层22被外物磨擦毁损而使保护电路呈断路，进而让晶片元件11停止运行。换言之，通过将导电层22设置在凹槽213，能确保保护电路呈断路是由于光学元件23脱离支架21或是透光导电层24毁损。
六、当透光导电层24的导通端242延伸到光学元件23的侧边，此结构能够增加与导电层22的接触面积，确保彼此间有效地电性连接。因此，只有当光学元件23完全脱离支架21或几近脱离21支架时，透光导电层24才不会与导电层22接触而让保护电路呈现断路。如此，可以避免因为些微晃动导致导电层22与透光导电层24错开而呈断路，使检测电路误判。
七、因导电层22的宽度大于透光导电层24的宽度，两者相贴合时不易因为制造时所生的误差而无法电性连接。
[第二实施例]
参阅图7，本发明第二实施例，大致与第一实施例相同，差异仅在于透光导电层24的导通端242延伸至光学元件23的侧边，且导电层22设置在支架21的内部。因为导电层22是设置在支架21的内部，所以第二实施例的支架21不设有凹槽213(见图2)。
导电层22设置在支架21内部的方式，是依据支架21的用料及制程相配合调整。当支架21采用热可塑材料，可先将导电层22放置在用来制作支架21的模具内，而后灌注塑料包覆导电层22，并进一步固化成形为支架21；而当支架21是采用陶瓷材料时，则可以先将导电层22放置于胚料内，而后共同烧结，使导电层22埋设在支架21内。然而制作方式可以依据任何习知工法进行调整，并不以此为限。
当导电层22埋设在支架21内部，更能避免导电层22受外物磨擦而毁损，能更进一步确保保护电路呈断路是由于光学元件23脱离支架21或是透光导电层24毁损，而非由于导电层22本身受损。
如此，本第二实施例除了具备第一实施例的优点外，通过将导电层22埋设在支架21内，还能够进一步的确保检测光学元件23是否脱离支架21或过度磨损的准确性。
[第三实施例]
参阅图8，本发明第三实施例，大致与第一实施例相同，差异仅在于透光导电层24是设置在光学元件23的下表面。因导电层22的连接端222是延伸到邻近光学元件23的下表面，因此能够与透光导电层24进行电性连接。
参阅图9，第三实施例的另一变体，是导电层22设置在支架21的内壁面。导电层的底端221同样电性连接到电路基板12，而连接端222是延伸至支架21的凸缘212上侧。通过此方式，透光导电层24同样能与导电层22相贴合并电性连接。
如此，本第三实施例除了不能感测光学元件23的磨损情况外，具备有第一实施例同样的优点。制造者可以依据实际上需求进行选用，如所用的光学模块不欲拥有感测光学元件23磨损情况的功能时，即可采用本实施例的方案。因此，第三实施例提供另一种技术方案，让制造者可以依据实际上的需求进行调整。
[第四实施例]
参阅图10，本发明第四实施例，大致与第三实施例相同，差异仅在于透光导电层24的导通端242延伸至光学元件23的侧边，且导电层22设置在支架21的内部。导电层22的设置方式，与第二实施例相同，在此不予赘述。
如此，本第四实施例除了具备第三实施例的优点外，通过将导电层22埋设在支架21内，还能够进一步的确保检测光学元件23是否脱离支架21或过度磨损的准确性。
综上所述，支架21上设置的导电层22能让电路基板12内的电路检测光学元件23是否自支架21脱落，并执行对应的保护措施。因此，确实达成本发明的目的。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学元件，适合用于一设有一电路基板的光学模块，其特征在于，所述光学元件设有至少一透光导电层；其中，所述透光导电层与所述电路基板电性连接。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述透光导电层设置在所述光学元件的外表面以及内表面的其中一个，且所述透光导电层包括两个设置在所述光学元件两侧边的导通端。
3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件呈矩形，所述透光导电层自邻近所述光学元件的一角延伸至邻近其对角；所述透光导电层呈S形及长条形的其中一个。
4.一种光学组件，其特征在于，所述光学组件包括：
一支架，其上设有至少两个延伸至所述支架的底侧的导电层，所述导电层彼此分离；以及
一光学元件，设置在所述支架，所述光学元件上设有至少一与所述导电层电性连接的透光导电层。
5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述透光导电层设置在所述光学元件的外表面以及内表面的其中一个，且所述透光导电层包括两个设置在所述光学元件两侧边的导通端；所述导电层设置在所述支架的外壁面、内壁面以及内部三者中的其中一个；所述导电层包括一连接端，所述连接端延伸至所述支架的内壁面并与所述导通端电性连接；其中，当所述光学元件自所述支架松脱时，所述透光导电层与所述导电层未电性连接。
6.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述支架包括至少两个沟槽，每一个所述导电层设置在相对应的所述沟槽内；所述光学元件呈矩形，所述透光导电层自邻近所述光学元件的一角延伸至邻近其对角；所述透光导电层呈S形及长条形的其中一个。
7.一种光学模块，其特征在于，所述光学模块包括：
一电子组件，其包括一晶片元件以及一电路基板；以及
一光学组件，其设置在所述电子组件，并包括一支架以及一光学元件，所述支架围绕所述晶片元件，且所述支架设有至少两个彼此分离的导电层，所述导电层延伸至所述支架的底侧并与所述电子组件电性连接，所述光学元件设置在所述支架，且所述光学元件设有至少一与所述导电层电性连接的透光导电层。
8.根据权利要求7所述的光学模块，其特征在于，所述透光导电层设置在所述光学元件的外表面以及内表面的其中一个，且所述透光导电层包括两个设置在所述光学元件两侧边的导通端；所述导电层设置在所述支架的外壁面、内壁面以及内部三者中的其中一个；所述导电层包括一连接端，所述连接端延伸至所述支架的内壁面并与所述导通端电性连接；其中，当所述光学元件自所述支架松脱时，所述透光导电层与所述导电层未电性连接。
9.根据权利要求7所述的光学模块，其特征在于，所述支架包括至少两个沟槽，每一个所述导电层设置在相对应的所述沟槽内，所述光学元件呈矩形，所述透光导电层自邻近所述光学元件的一角延伸至邻近其对角；所述透光导电层呈S形及长条形的其中一个。
10.根据权利要求7所述的光学模块，其特征在于，所述导电层的宽度大于所述透光导电层的宽度。
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