TWI592701B - 準直鏡模組與應用此準直鏡模組之光源模組 - Google Patents

Description

準直鏡模組與應用此準直鏡模組之光源 模組

本發明是有關於一種準直鏡模組與應用此準直鏡模組之光源模組，且特別有關於一種晶圓級(wafer-level)準直鏡模組與應用此準直鏡模組之光源模組。

準直光源係廣泛地應用於各種不同的電子裝置，例如投影機、液晶顯示器以及雷射筆中。習知的準直光源包含發光二極體與準直鏡模組。準直鏡模組係用以將發光二極體所發射之光線準直以提供準直光線。

然而，準直鏡的製造成本很高，且準直鏡模組的準直鏡組合操作相當困難。

本發明之一方面在於提供一種準直鏡模組與應用此準直鏡模組之光源模組。此準直鏡模組包含具有平坦表面之晶圓級鏡片，藉此可實現組裝簡化和大量生產。

根據本發明之一實施例，上述之準直鏡模組包含第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片以及第五鏡片。第一鏡片係用以接收光線，其中第一鏡片為非球面負透鏡。第二鏡片係設置於第一鏡片上，其中第二鏡片為正透鏡。第三鏡片係設置於第二鏡片上，其中第三鏡片為負透鏡。第四鏡片係設置於第三鏡片上，其中第四鏡片為正透鏡。第五鏡片係設置於第四鏡片上，其中第五鏡片為非球面正透鏡，且用以輸出準直光線。

根據本發明之另一實施例，上述之光源模組包含發光二極體和準直鏡模組。發光二極體係用以發射光線。準直鏡模組係用以將光線準直，並輸出準直光線。準直鏡模組包含第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片以及第五鏡片。第一鏡片係用以接收光線，其中第一鏡片為非球面負透鏡。第二鏡片係設置於第一鏡片上，其中第二鏡片為正透鏡。第三鏡片係設置於第二鏡片上，其中第三鏡片為負透鏡。第四鏡片係設置於第三鏡片上，其中第四鏡片為正透鏡。第五鏡片係設置於第四鏡片上，其中第五鏡片為非球面正透鏡，且用以輸出準直光線。

100‧‧‧準直鏡模組

110‧‧‧第一基板

120‧‧‧第二基板

130‧‧‧第三基板

340‧‧‧窗口基板

350‧‧‧蓋板

300‧‧‧準直鏡模組

400‧‧‧光源模組

G‧‧‧膠材

IL‧‧‧光線

LS‧‧‧發光二極體

OL‧‧‧準直光線

S1‧‧‧第一鏡片

S1C、S2C、S3C、S4C、S5C‧‧‧曲面部

S1F、S2F、S3F、S4F、S5F‧‧‧平坦部

S2‧‧‧第二鏡片

S3‧‧‧第三鏡片

S4‧‧‧第四鏡片

S5‧‧‧第五鏡片

為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中： 〔圖1〕係繪示根據本發明實施例之準直鏡模組的剖面示意圖；〔圖2a〕至〔圖2d〕繪示根據本發明實施例之第一鏡片和第二鏡片之製造方法所對應的中間階段的剖面示意圖；〔圖3〕係繪示根據本發明實施例之準直鏡模組的剖面示意圖；以及〔圖4〕係繪示根據本發明實施例之光源模組的剖面示意圖。

以下將透過實施例來解釋本發明內容，本發明的實施例並非用來限制本發明需要如實施例所述的任何特定的環境、應用或特殊方式才能實施。因此，實施例的說明僅用以達成闡釋本發明的目的，而非用以限制本發明。需說明的是，以下實施例及附圖中，與本發明非直接相關的元件已省略而未繪示；且附圖中各元件間的尺寸關係僅為求容易了解，非用以限制實際比例。

可以理解的是，雖然在此使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來敘述各種元件、組成成分、區域、層、及/或部分，這些元件、組成成分、區域、層、及/或部分不應被這些用語所限定，且這些用語僅是用來區別不同的元件、組成成分、區域、層、及/或部分。因此，以下討論的第一元件、組成成分、區域、層、及/或部分可在不偏離本發明 之教示的情況下被稱為第二元件、組成成分、區域、層、及/或部分。

請參照圖1，圖1係繪示根據本發明實施例之準直鏡模組100的剖面示意圖。準直鏡模組100包含第一基板110、第二基板120、第三基板130以及設置於其上之第一鏡片S1、第二鏡片S2、第三鏡片S3、第四鏡片S4、第五鏡片S5。第一鏡片S1接收欲準直之光線，而第五鏡片S5則輸出準直後的光線。在本實施例中，第一鏡片S1、第二鏡片S2、第三鏡片S3、第四鏡片S4以及第五鏡片S5為晶圓級(wafer-level)鏡片，但本發明之實施例並不受限於此。

第一基板110、第二基板120、第三基板130具有實質小於1.6且大於1.5之折射率以及實質小於65且大於45之阿貝數(Abbe number)。在本實施例中，第一基板110、第二基板120、第三基板130係由玻璃所製成，但本發明之實施例並不受限於此。在一些實施例中，第一基板110、第二基板120、第三基板130可由塑膠材料，例如壓克力樹脂(acrylic resin)以及聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)。

第一鏡片S1以及第二鏡片S2係設置於第一基板110之相對表面上。第一鏡片S1係用以接收欲準直之光線。第一鏡片S1為非球面負透鏡，其具有曲面部S1C以及平坦部S1F。第二鏡片S2為正透鏡，其具有曲面部S2C以及平坦部S2F。具體而言，第一鏡片S1為平凹透鏡，而第二鏡 片S2為平凸透鏡，其中曲面部S1C所佔據的表面面積小於曲面部S2C所佔據的表面面積。

第三鏡片S3以及第四鏡片S4係設置於第二基板120之相對表面上，且第三鏡片S3係相對於第二鏡片S2。第三鏡片S3為非球面負透鏡，其具有曲面部S3C以及平坦部S3F。第四鏡片S4為正透鏡，其具有曲面部S4C以及平坦部S4F。具體而言，第三鏡片S3為平凹透鏡，而第四鏡片S4為平凸透鏡，其中曲面部S2C所佔據的表面面積小於曲面部S3C所佔據的表面面積，而曲面部S3C所佔據的表面面積小於曲面部S4C所佔據的表面面積。

第五鏡片S5係設置於第三基板130上且相對於第四鏡片S4。第五鏡片S5為正透鏡，其具有曲面部S5C以及平坦部S5F。具體而言，第五鏡片S5為平凸透鏡，且曲面部S4C所佔據的表面面積小於曲面部S5C所佔據的表面面積。

在本實施例中，至少第一鏡片S1和第二鏡片S2為非球面鏡。然而，本發明之實施例並不受限於此。在本發明的一些實施例中，第一鏡片S1、第二鏡片S2、第三鏡片S3、第四鏡片S4以及第五鏡片S5皆為非球面鏡。

請參照圖2a至圖2d，圖2a至圖2d係繪示根據本發明實施例之第一鏡片S1和第二鏡片S2之製造方法所對應的中間階段的剖面示意圖，其中第一鏡片S1和第二鏡片係以晶圓級來製作。首先，提供塗佈有膠材G之第一基板110，如圖2a所示。然後，進行壓模成型製程，以形成第二鏡片 S2，如圖2b所示。接著，塗佈膠材G於第一基板110上與第二鏡片S2相對之表面，如圖2c所示。然後，進行另一壓模成型製程，以形成第一鏡片S1，如圖2d所示。

製造第三鏡片S3、第四鏡片S4和第五鏡片S5之方法係類似於第一鏡片S1和第二鏡片S2，因此第三鏡片S3、第四鏡片S4和第五鏡片S5之製造方法不在此贅述。

由於準直鏡模組100可以晶圓級來製造，準直鏡模組100的尺寸可減少降低，且準直鏡模組100的組裝也比習知準直鏡模組更為簡單。

請參照圖3，圖3係繪示根據本發明實施例之準直鏡模組300的剖面示意圖。準直鏡模組300係類似於準直鏡模組100，但不同之處在於準直鏡模組300更包含窗口基板340以及蓋板350。窗口基板340係設置於第一鏡片S1上，以保護第一鏡片S1並用來作為光接收窗口，而蓋板350係設置於第三基板130上，以保護第三基板130。

請參照圖4，圖4係繪示根據本發明實施例之光源模組400的剖面示意圖。光源模組400包含準直鏡模組300以及發光二極體(LED)LS。發光二極體LS係用以發射光線IL至準直鏡模組300之窗口基板340。光線IL經過第一鏡片S1、第二鏡片S2、第三鏡片S3、第四鏡片S4以及第五鏡片S5準直後，便由蓋板350輸出準直光線OL。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧準直鏡模組

110‧‧‧第一基板

120‧‧‧第二基板

130‧‧‧第三基板

S1‧‧‧第一鏡片

S1C、S2C、S3C、S4C、S5C‧‧‧曲面部

S1F、S2F、S3F、S4F、S5F‧‧‧平坦部

S2‧‧‧第二鏡片

S3‧‧‧第三鏡片

S4‧‧‧第四鏡片

S5‧‧‧第五鏡片

Claims (18)

1. 一種準直鏡模組，適用於將一光線準直並輸出一準直光線，該準直鏡模組包含：一第一鏡片，用以接收該光線，其中該第一鏡片為非球面負透鏡；一第二鏡片，設置於該第一鏡片上方，其中該第二鏡片為正透鏡；一第三鏡片，設置於該第二鏡片上方，其中該第三鏡片為負透鏡；一第四鏡片，設置於該第三鏡片上方，其中該第四鏡片為正透鏡；以及一第五鏡片，設置於該第四鏡片上方，其中該第五鏡片為非球面正透鏡，且用以輸出該準直光線。
2. 如請求項第1項之準直鏡模組，其中該第二鏡片、該第三鏡片以及該第四鏡片為非球面鏡片。
3. 如請求項第1項之準直鏡模組，其中該第二鏡片、該第四鏡片以及該第五鏡片為平凸透鏡。
4. 如請求項第1項之準直鏡模組，其中該第一鏡片以及該第三鏡片為平凹透鏡。
5. 如請求項第1項之準直鏡模組，更包含： 一第一基板，其中該第一鏡片以及該第二鏡片係形成於該第一基板之兩相對表面上；一第二基板，其中該第三鏡片以及該第四鏡片係形成於該第二基板之兩相對表面上，且該第三鏡片與該第二鏡片相對；以及一第三基板，其中該第五鏡片係形成於該第三基板上，且該第五鏡片與該第四鏡片相對。
6. 如請求項第5項之準直鏡模組，其中該第一基板、該第二基板以及該第三基板為玻璃基板。
7. 如請求項第6項之準直鏡模組，其中該第一基板之折射率、該第二基板之折射率以及該第三基板之折射率實質小於1.6且大於1.5。
8. 如請求項第6項之準直鏡模組，其中該第一基板之阿貝數(Abbe number)、該第二基板之阿貝數以及該第三基板之阿貝數實質小於65且大於45。
9. 如請求項第1項之準直鏡模組，其中該第一鏡片、該第二鏡片、該第三鏡片、該第四鏡片以及該第五鏡片為晶圓級(wafer-level)鏡片。
10. 一種光源模組，適用於提供準直光線，該光源模組包含：一發光二極體，用以發射一光線； 一準直鏡模組，用以將該光線準直，並輸出一準直光線，其中該準直鏡模組包含：一第一鏡片，用以接收該光線，其中該第一鏡片為非球面負透鏡；一第二鏡片，設置於該第一鏡片上方，其中該第二鏡片為正透鏡；一第三鏡片，設置於該第二鏡片上方，其中該第三鏡片為負透鏡；一第四鏡片，設置於該第三鏡片上方，其中該第四鏡片為正透鏡；以及一第五鏡片，設置於該第四鏡片上方，其中該第五鏡片為非球面正透鏡，且用以輸出該準直光線。
11. 如請求項第10項之光源模組，其中該第二鏡片、該第三鏡片以及該第四鏡片為非球面鏡片。
12. 如請求項第10項之光源模組，其中該第二鏡片、該第四鏡片以及該第五鏡片為平凸透鏡。
13. 如請求項第10項之光源模組，其中該第一鏡片以及該第三鏡片為平凹透鏡。
14. 如請求項第10項之光源模組，更包含：一第一基板，其中該第一鏡片以及該第二鏡片係形成於該第一基板之兩相對表面上； 一第二基板，其中該第三鏡片以及該第四鏡片係形成於該第二基板之兩相對表面上，且該第三鏡片與該第二鏡片相對；以及一第三基板，其中該第五鏡片係形成於該第三基板上，且該第五鏡片與該第四鏡片相對。
15. 如請求項第14項之光源模組，其中該第一基板、該第二基板以及該第三基板為玻璃基板。
16. 如請求項第15項之光源模組，其中該第一基板之折射率、該第二基板之折射率以及該第三基板之折射率實質小於1.6且大於1.5。
17. 如請求項第15項之光源模組，其中該第一基板之阿貝數(Abbe number)、該第二基板之阿貝數以及該第三基板之阿貝數實質小於65且大於45。
18. 如請求項第10項之光源模組，其中該第一鏡片、該第二鏡片、該第三鏡片、該第四鏡片以及該第五鏡片為晶圓級鏡片。