堆叠碟状光学镜片阵列、 堆叠碟状镜片模块阵列及其制法 技术领域 本发明涉及一种堆叠碟状光学镜片阵列、堆叠碟状镜片模块阵列及其制造方 法，尤其一种利用至少二碟状光学镜片阵列堆叠组成一堆叠碟状光学镜片阵列，再与所 需的碟状光学元件阵列精密堆叠组成一堆叠碟状镜片模块阵列，以使用于如 LED 阵列或 太阳能转换系统的镜片模块阵列等。
背景技术 塑胶射出压缩成型 (resin injection-compression molding) 技术目前已广泛应用在 需高精度尺寸及考虑光学性质的光学产品如 DVD、 CD-ROM 或光学镜片等的制造。 塑 胶射出压缩成型其操作结合了射出成型以及压缩成型两种成型技术，主要是在一般射出 成型程序中再加入模具压缩的程序，亦即在塑胶浇注初期，模具不完全闭锁，当部分塑 胶材料注入模穴后，再利用压力将模具闭锁，由浇注处向模穴内熔融的塑胶材料施加压 力以压缩成型来完成模穴充填。 此种成型方式相较于一般射出成型，具有降低残余应 力 (residual stress)、减少成品双折射率差 (difference in refraction index) 及可制成高精 度尺寸的光学镜片的优点 ；如美国专利 US2008/0093756、日本专利 JP2008-230005、 JP2003-071874 等已运用此成型方法制成光学镜片 (optical lens)。
光学镜片已广泛运用于相机光学镜头 (camera lens)、 LED 集光镜片 (distributing lens)、太阳能转换系统的聚光镜片 (concentratingl ens) 等光学元件中 ；在光学镜片阵 列制造上，如日本专利 JP2001194508 提出塑胶光学镜片阵列的制造方法 ；台湾专利 TW M343166 提出玻璃光学镜片阵列的制造方法。 在镜头模块阵列制造上，美国专利 US7,183,643、 US2007/0070511、 WIPO 专 利 WO2008011003 等 提 出 晶 元 级 镜 头 模 块 (Wafer level lens module)。 如图 1，一般光学用的镜头模块阵列通常包含一光阑 911、 一表玻璃 912、多片光学镜片及一红外线滤光镜片 917(IR cut lens)，如图所示为三片式 光学镜片组，包含第一、第二及第三光学镜片 914、915、916，各光学镜片间以间隔片 913(spacer) 隔开 ；经组合后形成一镜头模块阵列。
在组合光学镜片或构成光学系统时，为光学成像效果，常需要以多片不同屈光 度的光学镜片，以一定空气间隔组合成为光学镜片模块。 因此，当多片不同屈光度的 光学镜片组合时，各光学镜片的光学中心轴 (optical axis) 需要精密对正以避免减低聚焦 或成像的效果，且各光学镜片也需要以一定间距组合而成，故将耗费许多的工序与精密 校正，致产量无法提高，成本也难以下降 ；尤其在光学镜片阵列组合上，当光学镜片阵 列的光学中心轴产生偏移时，将影响光学效果，因此光学镜片阵列校正上更为繁复与重 要。 在多片光学镜片阵列的组合上 ；美国专利 US2006/0249859 提出使用红外线 (infrared ray) 产生基准点标号 (fiducial marks) 以组合晶元级镜片模块 ；在塑胶光学镜片阵列的组 合上，日本专利 JP2000-321526、 JP2000-227505 公开自聚焦 (SELFOC) 光学镜片阵列 以凸块 (height) 与凹隙 (crevice) 组合的方法，日本专利 JP2001-042104 提出采用不同深 度的凹沟 (recess)，以避免微镜片阵列的翘曲变形 ；美国专利 US7,187,501 提出利用圆锥
体 (cone-shaped projection) 以堆叠 (stack) 多片塑胶光学镜片阵列，如图 2，光学镜片模 块阵列 900 是由三光学镜片阵列 910、920、930 所组成，光学镜片阵列 910、920、930 设有凸体 915(projection) 与凹洞 925(hole)，由凸体 915(projection) 与凹洞 925(hole) 结 合而组合成为光学镜片模块阵列 900，但凸体 915(projection) 与凹洞 925(hole) 仅为提供 结合光学镜片阵列使用，为机构上的定位 (mechanic position) 而非光学上的定位 (optical alignment)，尚无法使光学镜片阵列的各光学镜片可以对正光学中心轴 ；再如图 3，光学 镜片模块阵列 900 是由二玻璃光学镜片阵列 910、920 所组成，玻璃光学镜片阵列 910、 920 并设有定位穴 915(alignment cavity) 与定位销 925(alignment pin)，通过定位穴 915 与 定位销 925 结合而组合成一光学镜片模块阵列 900，由于定位穴 915 与定位销 925 为与玻 璃光学镜片阵列 910、920 由玻璃模造 (glass molding) 所一体成型，故可使光学镜片阵列 的各光学镜片可以对正光学中心轴。
在 LED 光源的组合镜片、太阳能转换系统的组合镜片及手机相机的光学镜头使 用的光学镜片模块阵列，常是由多种面不同形状的光学镜片阵列所组成。 在现有塑胶光 学镜片阵列以突出部 (projection) 与凹穴 (hole) 组合的方法中，由于塑胶光学镜片阵列是 以塑胶射出成形，在凸块与凹穴处会造成材料收缩而使尺寸发生改变，其定位精度难以 提高，致塑胶光学镜片阵列中每个光学镜片的学中心轴产生位置上差异，各光学镜片的 光学中心轴较难以定位，使用上有相当限制。
利用塑胶射出压缩成型 (resin injection-compression molding) 方法，由碟片中心 为塑料浇注成型所制成的碟状光学镜片阵列，因具有低的内应力、高精密度的优点 ；且 碟状光学镜片阵列中心设有碟孔，可利用碟孔在组合时提供定位之用。 因此利用碟状光 学镜片阵列发展简易且精密度高的光学镜片模块阵列的制造方法，以制成光学镜片模块 阵列，提供给 LED 阵列或太阳能转换系统的镜片模块阵列使用，才能符合量产化的良率 与产量的需求。 发明内容
本发明的目的是提供一种堆叠碟状光学镜片阵列供光学系统使用，如 LED 的 镜片模块阵列或如太阳能转换系统的镜片模块阵列等。 所述堆叠碟状光学镜片阵列是 包含至少二碟状光学镜片阵列 (Disk-shaped Optical Lens Array) 并由粘胶以预定的间隔 堆叠组合固定制成，其中所述碟状光学镜片阵列是利用塑胶材料射出压缩成型 (resin injection-compression molding) 技术制成，为一碟状如圆形碟状但不以圆形为限且中心 设有一碟孔，具有第一光学面及第二光学面且各包含相对应的光学作用区及非光学作用 区以对应构成多个以阵列排列的光学镜片 ；其中至少一碟状光学镜片阵列在其非光学作 用区的周边 (periphery) 上设有至少一粘胶槽 (glue groove)，通过粘胶槽内设的粘胶固化 后，使邻接组合的二碟状光学镜片阵列可以固定结合形成一堆叠碟状光学镜片阵列 ；其 中至少一碟状光学镜片阵列在其非光学作用区的周边上设有至少一定位机构 (alignment fixture)，通过定位机构使邻接组合的二碟状光学镜片阵列可精密堆叠组合，以使各光学 镜片可以对正光学中心轴。
本发明另一目的是提供一种堆叠碟状光学镜片阵列以供给光学系统的光学镜头 使用，其是包含至少二碟状光学镜片阵列，利用粘胶以预定的间隔组合固定而制成 ；其中所述碟状光学镜片阵列是利用塑胶材料射出压缩成型技术制成，为一碟状如圆形碟状 但不以圆形为限且中心设有一碟孔 ；其中至少一个碟状光学镜片阵列在其碟孔设有导位 结构 (guiding structure)，通过所述导位结构以将二碟状光学镜片阵列堆叠组合 ；为使二 碟状光学镜片阵列产生预定的空气间隔，可在二碟状光学镜片阵列之间置入间隔片，所 述间隔片以粘胶与相邻接的碟状光学镜片阵列组合固定。
本发明再一目的在于提供一种堆叠碟状镜片模块阵列，其包含一堆叠碟状光学 镜片阵列及至少一个光学元件阵列，所述堆叠碟状光学镜片阵列与光学元件阵列是以预 定的间隔由粘胶固定所组成 ；其中所述光学元件阵列所具有的多个光学元件是以阵列排 列布设于一碟状载板上以分别对应配合所述堆叠碟状光学镜片阵列的多个光学镜片 ；其 中所述光学元件阵列可为一光学镜片 (optical lens) 阵列、一碟状间隔片 (spacer)、一碟 状光阑 (aperture)、一碟状表玻璃 (cover glass)、一碟状红外线滤光镜片 (IR-cut glass)、 一碟状电路载板其上具影像感测元件阵列、一碟状电路载板其上具太阳能光电半导体 (photoelectric device) 阵列、一碟状电路载板其上具发光二极管 (LED) 阵列。
本发明又一目的是提供一种堆叠碟状光学镜片阵列及堆叠碟状镜片模块阵列的 制造方法，包含下列步骤 ： S1 ：提供一塑胶射出压缩成型模具，包含一上模具 (upper mold) 与一下模具 (lower mold)，分别设具光学面成形模面 ；上模具及 / 或下模具设有定位机构成形模面 ； 又在上、下模具的一的中心设一进料口 ；
S2 ：利用塑胶射出压缩成型方法，制成一碟状光学镜片阵列毛胚，再切断所述 毛胚的竖浇道棒以制成一碟状光学镜片阵列 ；所述碟状光学镜片阵列在光学作用区形成 多个光学镜片及 / 或在非光学作用区具有粘胶槽及定位机构 ；进一步在切断毛胚的竖浇 道棒时可同时形成一碟孔及导位结构 ；
S3 ：以上述步骤制造另一碟状光学镜片阵列 ；但所述碟状光学镜片阵列可不设 粘胶槽 ；
S4 ：在邻接组合二碟状光学镜片阵列的粘胶槽涂布粘胶，由导位结构以堆叠组 合所述二碟状光学镜片阵列 ；
S5 ：由定位机构校准邻接二碟状光学镜片阵列的光学中心轴以使其对正光学中 心；
S6 ：固化粘胶以形成一堆叠碟状光学镜片阵列 ；由此，可精密组合至少二碟状 光学镜片阵列，以形成一精密对准光学中心的堆叠碟状光学镜片阵列 ；
S7 ：进一步在所述堆叠碟状光学镜片阵列的非光学作用区涂以粘胶，以堆叠方 式组合所需的光学元件阵列，固化所述粘胶，以形成一具有光学元件阵列的堆叠碟状镜 片模块阵列。
由此制造方法，可一次制成精密的堆叠光学镜片阵列及堆叠碟状镜片模块阵 列，以达到精密的组合及可大量生产的效果。
附图说明
图 1 是现有一堆叠光学镜片阵列示意图 ； 图 2 是现有另一堆叠光学镜片阵列示意图 ；图 3 是现有另一堆叠光学镜片阵列示意图 ；
图 4 是本发明一碟状光学镜片阵列示意图 ；
图 5 是本发明具有定位销与定位穴定位机构的碟状光学镜片阵列示意图 ；
图 6 是本发明具有准直镜定位机构与导位缺口 ( 导位结构 ) 的碟状光学镜片阵列 示意图 ；
图 7 是本发明具有十字刻线与通孔定位机构及导位切角 ( 导位结构 ) 的碟状光学 镜片阵列示意图 ；
图 8 是本发明具有粘胶槽的碟状光学镜片阵列示意图 ；
图 9 是本发明的堆叠碟状光学镜片阵列的组装示意图 ；
图 10 是本发明一堆叠碟状光学镜片阵列的示意图 ；
图 11 是本发明另一堆叠碟状光学镜片阵列的组装示意图 ；
图 12 是本发明一堆叠碟状光学镜片阵列使用准直镜定位机构校准光学中心轴的 示意图 ；
图 13A 及 13B 是本发明的堆叠碟状光学镜片阵列与堆叠镜头模块的制造方法流 程示意图 ； 图 14 是本发明一堆叠碟状镜片模块阵列示意图 ；
图 15 是本发明另一堆叠碟状镜片模块阵列示意图。
附图标记说明 ：1- 碟状光学镜片阵列 (Disk-shaped optical lens array) ；10- 光 学 镜 片 (optical lens element) ；11- 第 一 光 学 面 (first optical surface) ；12- 第 二 光 学 面 (second optical surface) ；13、23- 碟 孔 (disk hole) ；15、16、25- 定 位 机 构 (alignment fixture) ；17、27- 定 位 通 孔 (alignment through-hole) ；191、291- 导 位 结 构 (guiding structure)( 导位缺口 (guiding notch)) ；192、292- 导位结构 (guiding structure)( 导位切角 (guiding angle)) ；100- 堆叠碟状光学镜片阵列 (stacked disk-shaped optical lens array) ； 101- 光学中心轴 (optical axis) ；102、202- 粘胶槽 (glue groove) ；104- 碟孔导位线 (disk hole guiding line) ；161、261- 定 位 销 (alignment pin) ；162、262- 定 位 穴 (alignment cavity) ；2- 碟 状 光 学 镜 片 阵 列 (Disk-shaped optical lens array) ；20- 光 学 镜 片 (optical lens) ；3- 光学元件阵列 (optical element array) ；30- 影像感测元件 (Image capture device， ICD) ；31- 第一镜群组 (first lens group) ；301、302- 镜头支架 (lens holder) ；312- 光阑 (aperture) ；313- 间隔片阵列 (spacer array) ；314- 红外线滤光镜片 (IR cut lens) ；32- 第 二镜群组 (second lens group) ；200- 堆叠光学镜片元件 (stacked optical lens element) ； 300- 堆叠碟状镜片模块阵列 (stacked disk-shaped lens module array) ；330- 粘胶 (cement glue) ；36- 碟 状 载 板 (Disk-shaped substrate) ；361- 定 位 销 (alignment pin) ；51- 射 出 压缩模具 (injection-compression mold) ；511- 上模具 (upper mold) ；513- 上模仁 (upper mold core) ；5131- 上模成形模面 (upper molding surface) ；5132- 上模定位机构成形模 面 (upper molding alignment surface) ；512- 下 模 具 (lower mold) ；514- 下 模 仁 (lower mold core) ；5141- 下模成形模面 (lower molding surface) ；5142- 下模定位机构成形模面 (lower molding alignment surface) ；521- 进料口 (feeding nozzle) ；522- 进料机 (feeder) ； 55- 组 合 架 (assembly fixture) ；551- 碟 孔 定 位 杆 (assembly pole) ；552- 碟 孔 定 位 凸 轮 (alignment cam) ；553- 组装定位杆 (alignment pole) ；57- 激光校准仪 (Laser calibration
instrument) ；571- 激光光 (laser light) ；60- 第三光学镜片 (third optical lens) ；61- 碟状光 学镜片阵列毛胚 (primary product of Disk-shaped optical lens array) ；614- 竖浇道棒 (down sprue stick) ；70- 发光二极管 ；80- 太阳能转换晶片 ；900- 堆叠光学镜片阵列 (stacked lens array) ；910、914、915、916、920- 阵列光学镜片 (optical lens array) ；913、930- 间 隔片 (spacer) ；911- 光阑 (aperture) ；912- 表玻璃 (cover lens) ；917- 红外线滤光镜片载 板 (IR cut lens substrate) ；918- 光学镜片载板 (lens substrate) ；919- 影像感测元件 (Image capture device， ICD) ；9100- 堆叠镜头模块 (stacked lens module) ；9103- 浇道棒 (sprue stick) ；9104- 竖浇道棒 (down sprue stick) ；9511- 上模具 (upper mold) ；9512- 下模具 (lower mold) ；952- 塑胶材料 (resin ma terial) ；961- 电路板 (PCB substrate)。 具体实施方式
参考图 10，本发明的堆叠碟状光学镜片阵列 100 是包含至少二碟状光学镜片阵 列 1、2，由粘胶以预定的间隔组合固定而制成。 所述碟状光学镜片阵列 1、2 是利用塑 胶材料射出压缩成型技术制成，为圆形碟状且中心设一碟孔 13、23 如图 4 所示，具有一 第一光学面 11、21 及第二光学面 12、22，其各包含相互对应的光学作用区及非光学作用 区，并由光学作用区对应构成多个以阵列排列的光学镜片 10、20 ；其中至少一个碟状光 学镜片阵列 1、2 在其非光学作用区的周边 (periphery) 上设有至少一个粘胶槽 102 如图 8 所示，通过粘胶槽 102 内所涂设的粘胶 330 固化后，使二碟状光学镜片阵列 1、2 可以固 定结合形成一堆叠碟状光学镜片阵列 100。 又其中至少一个碟状光学镜片阵列 1、2 在其 非光学作用区的周边上设有至少一定位机构 16、15、17、18(alignment fixture) 如图 5、 6、7 所示，通过所述定位机构 16、15、17、18 可将碟状光学镜片阵列 1、2 精密堆叠组 合，以使各光学镜片 10、20 对正光学中心轴 101。 其中所述碟状光学镜片阵列 1、2 为圆 形碟状但不以圆形碟状为限如可为圆形碟状或方形碟状等，是依据使用需求而配合塑胶 材料射出压缩成型的成型模具的设计而制成。
如图 6、7，为使碟状光学镜片阵列 1、2 堆叠组合时，可快速协助定位，在碟孔 13、23 可设有导位结构 191、291(guiding structure)，或将碟孔 13、23 制成多角形，或将 碟孔 13、23 切除一角设为导位结构 192、292。
前述的粘胶槽 102 的形状与型式不限于圆环形沟状槽 ；前述的定位机构 16、 15、17、18 的 形 状 与 型 式 不 限 于 定 位 销 161(alignment pin)、 定 位 穴 162(alignment cavity)、准直镜 15(collimating lens)、通孔 17(through hole) 或十字刻线 18(reticle) 等 ； 光学元件亦不限于光学镜片、间隔片、光阑、表玻璃、红外线滤光镜片、 LED 元件、 太阳能光电半导体、电路板 (PCB) 等 ；前述的导位结构亦不限于导位缺口 (guiding notch)191、291、导位切角 (guiding angle)192、292 或多角形的碟孔。
如图 10，一堆叠碟状光学镜片阵列 100 可在其非光学作用区涂以粘胶 330 而再以 堆叠方式组合其他光学元件阵列 3(optical element array) 以形成一堆叠碟状镜片模块阵列 300。 所述光学元件阵列 3 是在一碟状载板 36 上配合所述堆叠碟状光学镜片阵列 100 上 各光学镜片 10、20 的对应位置以阵列排列布设各光学元件 30 ；所述光学元件包含光学镜 片、光阑、间隔片、表玻璃、红外线滤光镜片、影像感测元件、太阳能光电半导体、发 光二极管等但不限制。本发明的堆叠碟状光学镜片阵列的制造方法如图 13A 及 13B 所示，包含下列步骤： S1 ：提供一塑胶射出压缩成型模具 51，包含一上、下模具 511、512，所述上、 下模具 511、512 分别设有上、下模仁 (core)513、514 而分别设具光学面成形模面 5131、 5141，用以制成多个光学镜片 10 ；上模仁 513 及 / 或下模仁 514 设有定位机构成形模面 5132、5142 ；于上模具 511 或下模具 512 之一的中心设一进料口 521 ；
S2 ：利 用 塑 胶 射 出 压 缩 成 型 方 法 制 成 一 碟 状 光 学 镜 片 阵 列 毛 胚 61(primary product of Disk-shaped optical lens array)，切断所述毛胚 61 的竖浇道棒 614 以制成一碟状 光学镜片阵列 1 ；所述碟状光学镜片阵列 1 在光学作用区具有光学面及在非光学作用区具 有粘胶槽及 / 或定位机构 161、162 ；又在切断毛胚 61 的竖浇道棒 614 时可形成一中央碟 孔 13 与导位结构 191、192 ；
S3 ：以上述步骤制造另一碟状光学镜片阵列 2 ；所述碟状光学镜片阵列 2 可不设 有粘胶槽 102 ；
S4 ：在邻接组合二碟状光学镜片阵列 1、2 的粘胶槽 102 涂布粘胶 330，以导位 结构 191、192 将所述二碟状光学镜片阵列 1、2 堆叠组合 ；
S 5 ：以相对应的定位机构 161、162)、262、261 校准邻接二碟状光学镜片阵列 1、2 的光学中心轴 101，使各光学镜片 10、20 对正光学中心 101 ；
S6 ：固化所述粘胶 330 以形成一堆叠碟状光学镜片阵列 100 ；由此，可精密的组 合至少二碟状光学镜片阵列 1、2，以形成一精密对准光学中心 101 的堆叠碟状光学镜片 阵列 100。
进一步，包含下一步骤以制成一堆叠碟状镜片模块阵列 ：
S7 ：在一堆叠碟状光学镜片阵列 100 的非光学作用区涂以粘胶，以堆叠方式组 合一碟状光学元件阵列 3 及 / 或间隔片阵列 313，固化所述粘胶 330 以形成一具有光学元 件阵列 3 及 / 或间隔片阵列 313 的堆叠碟状镜片模块阵列 300。
因此，本发明的堆叠碟状镜片模块阵列的制造方法 ( 即步骤 S7)，包含下列步 骤：
S71 ：提供一堆叠碟状光学镜片阵列 100 ；
S72 ：准备一碟状载板 36，将多个光学元件 30 以对应于堆叠碟状光学镜片阵列 100 上各光学镜片 10、20 的阵列方式布设于碟状载板 36 上，以形成一光学元件阵列 3 ；
S73 ：将堆叠碟状光学镜片阵列 100 非光学作用区涂以粘胶 330，以堆叠方式组 合所述光学元件阵列 3，固化所述粘胶 330，以形成一具有光学元件的堆叠碟状镜片模块 阵列 300。
为使本发明更为明确详实，兹配合下列较佳实施例图示详述如后 ：
< 实施例一 >
参考图 5、8、9、10、13，本实施例为一具有定位机构 16 的堆叠碟状光学镜片 阵列 100，包含一第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 其是利用塑胶射出压缩成型方法， 先制成碟状光学镜片阵列毛胚 61，再切断毛胚 61 上的竖浇道棒 614 形成中央的碟孔 13、 23 而制成。
所述第一碟状光学镜片阵列 1 为一圆形碟状直径 120mm 且中央有一碟孔 13 直径
30mm，包含一第一及一第二光学面 11、12，在光学面 11、12 上设有相对应的 244 个光学 作用区 (optical division) 以对应形成 244 个新月形光学镜片 (optical lens element)10 且以等 间距的阵列排列，即各光学镜片 10 的光学中心轴 101 为平行且以等间距排列 ；在各光学 镜片 10 周边的非光学作用区设有粘胶槽 102( 如图 8) ；又在第一碟状光学镜片阵列 1 的周 边非光学作用区以相隔 90 度角设有二定位销 161 及二定位穴 162 供作为定位机构 ；所述 定位销 161 及定位穴 162 是与光学中心轴 101 平行且设定在预定位置如图 5 所示，但对于 不同的应用实施例，定位销 161 及定位穴 162 可选择相同或不同形式或布设于不同位置。
第二碟状光学镜片阵列 2 是以相同方法制成而具有 244 个新月形光学镜片 20 以 对应于第一碟状光学镜片阵列 1 的光学镜片 10，但可不必设置粘胶槽 102，又其周边的非 光学作用区设有二定定位穴 262 及二定位销 261 供作为定位机构，并分别对应于第一碟状 光学镜片阵列 1 的定位销 161 及定位穴 162。
如图 13 的 S4、 S5、 S6，当第一与第二碟状光学镜片阵列 1、2 堆叠组合时，先 在第一碟状光学镜片阵列 1 的粘胶槽 102 以涂胶设备 ( 通称点胶机 ) 涂上粘胶 330，所述 粘胶 330 的材料不限制但以热固型粘胶或紫外光固化型粘胶 (UV glue) 较适合光学系统使 用，本实施例是使用热固型粘胶 ；再由二者间的定位机构如定位销 161 及定位穴 162 分别 与定位穴 262 及定位销 261 对应结合，使堆叠组合后的各光学镜片 10、20 的光学中心轴 101、201 相重合，形成一由二组 244 个新月形光学镜片 10、20 所精密组合的堆叠碟状光 学镜片阵列 100。 参考图 10，所述堆叠碟状光学镜片阵列 100 可进一步与光学元件阵列 3 堆叠组 合 ；因此本实施例的光学镜片阵列 100 可视为包含一由一第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 所堆叠组合的堆叠碟状光学镜片阵列 100、一光学元件阵列 3 及一间隔片阵列 313 ； 其中所述光学元件阵列 3 是由 244 个光学元件 30( 如影像感测元件 30) 以阵列方式排列在 一碟状载板 (disk-shaped substarte)( 如电路板 ) 上所形成，且各光学元件 30 是对应于各 光学镜片 10、20 ；其中所述间隔片阵列 313 是由一特定厚度的不透明塑胶片上设有 244 个通孔所制成，以使光学镜片 20 与光学元件 30 之间保持一预设的空气间隔 (designed air spacing)。 堆叠组合时，第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 先堆叠组合成一堆叠碟状光 学镜片阵列 100，再在间隔片阵列 313 两面涂以粘胶 330( 或在堆叠碟状光学镜片阵列及 光学元件阵列 3 的对应接合面上各涂以粘胶 330)，将堆叠碟状光学镜片阵列、间隔片阵 列 313 与光学元件阵列 3 依序堆叠，并将光学元件阵列 3 与光学中心轴 101 对正后，送入 烘箱中固化粘胶 330，即形成一具有 244 个光学镜头的堆叠碟状镜片模块阵列 300(stacked disk-shaped lens module array)。
参考图 9，为本实施例另一种堆叠组合方式，其中，所述光学元件阵列 3 的非光 学作用区另设有 4 个定位销 361 作为定位机构 ；所述第一与第二碟状光学镜片阵列 1、2 分别另设有一导位结构 191(guiding structure)、291( 未于图上显示 )，如图 6 所示导位缺 口 191(guiding notch) 形状的导位结构 ；碟孔 13、23 与导位结构 191、291 是由碟状光学 镜片阵列毛胚 61 切除竖浇道棒 614 所形成的，碟孔 13、23 直径为 30mm，导位结构 191、 291 的尖角至碟孔 13、23 边缘长度为 0.8mm ；所述第二碟状光学镜片阵列 2 设有 4 个定 位穴 262 作为定位机构以与光学元件阵列 3 的定位销 361 对应配合。 又所述定位销 361 的高度须预先设计以使定位销 361 与定位穴 262 对应组合后，所述第二碟状光学镜片阵列
2 的各光学镜片 20 与光学元件阵列 3 上各光学元件 30 之间保持预定的空气间隔。
堆叠组合时如图 9，将第一、第二碟状光学镜片阵列 1、2 及光学元件阵列 3 的 非光学作用区涂以粘胶 330，置入组合架 (assembly fixture)55 中 ；所述组合架 55 设有碟 孔定位杆 (assembly pole)551，碟孔定位杆 551 上设有一碟孔定位凸轮 (alignment cam)552 以与碟状光学镜片阵列 1、2、光学元件阵列 3 的碟孔 13、23、33 的导位结构 191、291、 391 对应配合 ；组合架 55 通过碟孔定位杆 551 及碟孔定位凸轮 552，可将第一、第二碟状 光学镜片阵列 1、2 及光学元件阵列 3 以一碟孔导位线 104(disk hole guiding line) 先初步定 位，以使后续的精密定位可以节省组装时间而增进组装效率。
精密定位时，第一、第二碟状光学镜片阵列 1、2 及光学元件阵列 3 分别以定位 机构 162、261、262、361 定位组合，使各光学镜片 10、光学镜片 20 及光学元件 30 可对 正光学中心轴 101，经送入烘箱中固化粘胶 330，形成一具有 244 个光学镜片的堆叠碟状 镜片模块阵列 300。
< 实施例二 >
参考图 6、12，本实施例为一具有准直镜型态的定位机构 15、25 且碟孔 13、23 设有导位缺口型态的导位结构 191、291 的堆叠碟状光学镜片阵列 100，包含一第一及一 第二碟状光学镜片阵列 1、2。 所述第一与第二碟状光学镜片阵列 1、2 皆是以相同于实施例一的制造方法制 成，分别设有 249 个相对应的新月形光学镜片 10 及双凸形光学镜片 20 并以等间距的阵列 排列，即各光学镜片 10、20 的光学中心轴 101、201 为平行且以等间距的排列 ；所述第一 与第二碟状光学镜片阵列 1、2 各为一圆形碟状直径 120mm，中央各有一碟孔 13、23 及 一导位缺口形状的导位结构 191、291 其是由碟状光学镜片阵列毛胚 61 切除竖浇道棒 614 所形成的，碟孔 13、23 直径为 30mm，导位结构 191、291 的尖角至碟孔 13、23 边缘长 度为 0.8mm ；又在各光学镜片 10、20 的周边的非光学作用区分别设有粘胶槽 102、202， 且相隔 120 度角分别设有 3 个相对应的准直镜 (collimating lens) 型态的定位机构 15 如一 双凸或平凸形球面镜片，当激光光线经过准直镜 15 时，可将激光光线形成平行于光学中 心轴的平形光线供校准 (calibration) 使用 ；第一与第二碟状光学镜片阵列 1、2 之间设一 间隔片阵列 313 以使各光学镜片 10、20 间保持设计的空气间隔。
堆叠组合时，第一与第二碟状光学镜片阵列 1、2 的粘胶槽 102、202 先以涂胶 设备先涂上粘胶 330 如紫外光固化型粘胶 (UV glue)，再将第一碟状光学镜片阵列 1、间 隔片阵列 313 与第二碟状光学镜片阵列 2 依序置入一组合架 55 中以进行如同实施例一图 9 所示的初步定位，即组合架 55 通过碟孔定位杆 551 及碟孔定位凸轮 552 以将第一碟状 光学镜片阵列 1、间隔片阵列 313 与第二碟状光学镜片阵列 2 以碟孔导位线 104(disk hole guiding line) 先初步定位。
精密定位时，使用一激光校准仪 57 发出激光光线 571 以通过第一及第二碟状光 学镜片阵列 1、2 的准直镜定位机构 15、25，再由调整第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 以使其各光学镜片 10、20 的光学中心轴 101、201 重合，即相互对正于光学中心轴 101 ； 再经照射 UV 光线以固化粘胶 330 ；再由组合架 55 取出，即形成一具有 249 个由一新月 形光学镜片、一间隔片及一双凸光学镜片精密组合的光学镜片组的堆叠碟状光学镜片阵 列 100。
< 实施例三 >
参考图 7、11，本实施例为一具有定位通孔 17、27 且碟孔 13、23 设有导位切角 型态的导位结构 192、292 的堆叠碟状光学镜片阵列 100，包含一第一及第二碟状光学镜 片阵列 1、2。
第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 皆是以相同于实施例一、二的制造方法制 成，其中碟孔 13、23 为矩形且各设一导位切角型态的导位结构 192、292 如图 7 所示 ( 形 成一不对称五边形 )，所述碟孔 13、23 及导位结构 192、292 的形状不限制，其是由碟状 光学镜片阵列毛胚 61 以模具冲断 (punch) 竖浇道棒 614 所形成。 又在第一及第二碟状光 学镜片阵列 1、2 的非光学作用区分别设二相对应的定位通孔 17、27 以作为定位机构，本 实施例的二定位通孔 17、27 是以相隔 90 度角布设如图 7 所示但不以此为限。 为较清楚 说明，图 11 中所述二定位通孔 17、27 是以相隔 180 度角表示。
堆叠组合时，先在第二碟状光学镜片阵列 2 的粘胶槽 202 涂上粘胶 330 如热固型 粘胶但不限制 ；再将第一、第二碟状光学镜片阵列 1、2 依序置入组合架 55 中以进行初步 定位，所述组合架 55 设有碟孔定位杆 551 其与碟孔 13、23 及导位切角 192、292 的形状与 位置对应配合，因此组合架 55 通过碟孔定位杆 551 可将第一与第二碟状光学镜片阵列 1、 2 以碟孔导位线 104 先初步定位 ；再利用组合架 55 的二组装定位杆 553(alignment pole) 分 别穿入第一与第二碟状光学镜片阵列 1、2 的定位通孔 17、27 以使各光学镜片 10、20 的 光学中心轴 101、201 相互重合，即相互对正于光学中心轴 101 ；经烘箱固化粘胶 330 后 由组合架 55 取出，即完成一精密组合的堆叠碟状光学镜片阵列 100 ；如此一次精密定位 而堆叠组合，可节省组装时间与增进组装效率。 < 实施例四 >
参考图 7，本实施例为一具有十字刻线 18、28(reticle) 作为定位机构且碟孔 13、 23 设有导位切角型态的导位结构 192、292 的堆叠碟状光学镜片阵列 100，包含一第一及 第二碟状光学镜片阵列 1、2。
第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 皆是以相同于实施例三的制造方法制成，与 实施例三不同处是在第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 的非光学作用区相对位置分别设 有十字刻线 18、28 作为定位机构，所述十字刻线 18、28 为极细的刻线 (hair line)，本实 施例的二个十字刻线 18、28 是以相隔 90 度角布设但不以此为限。
堆叠组合时，本实施例类似于实施例三，由碟孔 13、23 与导位切角 192、292 先 初步定位 ；于精密定位时 ( 参考实施例二及图 12)，使用激光校准仪 57 发出激光光线 571 以通过第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 的十字刻线 18、28，再由调整第一与第二碟状 光学镜片阵列 1、2 以使各光学镜片 10、20 的光学中心轴 101、201 重合，即相互对正于 光学中心轴 101 ；经固化粘胶 330，由组合架 55 取出，即完成一精密组合的堆叠碟状光学 镜片阵列 100。
< 实施例五 >
参考图 10，本实施例为一具有光学元件阵列的堆叠碟状镜片模块阵列 300，其 是由一由二碟状光学镜片阵列 1、2 所堆叠组合的堆叠碟状光学镜片阵列 100、一光学元 件阵列 3 及一碟状间隔片阵列 313 所堆叠组合而成 ；其中，所述光学元件阵列 3 是由多 个如 244 个光学元件 30 以阵列方式布设在一碟状载板 36 上所形成，所述碟状载板 36 在
本实施例为一碟状电路板，各光学元件 30 是对应于堆叠碟状光学镜片阵列 100 上多个如 244 个光学镜片 10、20 的阵列位置而布设于碟状载板 36 上。 所述碟状间隔片阵列 313 是由一特定厚度且设有多个如 244 个通孔的不透明塑胶片所制成，通过碟状间隔片阵列 313 的特定厚度使各光学镜片 20 与各影像感测元件 30 可保持预定的空气间隔 (designed air spacing)。
本实施例中，光学元件 30 可为发光二极管 70，而光学镜片 10、20 也更换为发光 二极管的集光镜片，则形成一具有多个如 244 个的发光二极管 70 的堆叠碟状镜片模块阵 列 300 ；若光学元件 30 为太阳能转换晶片 80，光学镜片 10、20 更换为太阳能转换的聚光 镜片，则形成一具有多个如 244 个的太阳能转换晶片 80 的堆叠碟状镜片模块阵列 300。
本实施例具有多个如 244 个光学镜片的堆叠碟状镜片模块阵列 300，其堆叠组合 及精密定位方式与实施例一类同，也可利用两种不同方式达成，其中的一为参考实施例 一中的说明及图 10 所示，另一为参考实施例一中的说明及图 9 所示。 同样，具有多个如 244 个发光二极管 70 或太阳能转换晶片 80 的堆叠碟状镜片模块阵列 300，亦可以此方法 制成。
< 实施例六 >
参考图 14，本实施例为一应用于太阳能转换系统的堆叠碟状镜片模块阵列 300，其是利用一本发明的堆叠碟状光学镜片阵列 100，再堆叠组合一间隔片阵列 313 及 一具有太阳能转换晶片 80 的光学元件阵列 3 而制成。
本实施例的堆叠碟状镜片模块阵列 300 的制法与实施例五类同，其中，所述堆 叠碟状光学镜片阵列 100 是包含一具有 120 个双凸光学镜片 10 的第一碟状光学镜片阵列 1、一间隔片阵列 313a 及一具有相对应的 120 个新月型光学镜片 20 的第二碟状光学镜片 阵列 2，所述 120 个光学镜片 10、20 是以等间距排列，排列方式如同图 5 所示但其排列密 度较低。 间隔片阵列 313a 为一碟状耐热塑胶片，设有 120 个通孔，其厚度为预先设定以 保持光学镜片 10、20 之间的空气间隔。 组合时，先在间隔片阵列 313a 的双面上涂布粘胶 330，再将第一及第二碟状光学镜片阵列 1、2 以定位机构 ( 图未示 ) 对正光学中心轴 101 而与间隔片阵列 313a 堆叠组合，经固化粘胶 330 后即形成一堆叠碟状光学镜片阵列 100。
光学元件阵列 3 为一耐热的碟形载板 36，其上设置 120 个太阳能转换晶片 80 以 对应于堆叠碟状光学镜片阵列 100 的光学镜片 10、20 ；间隔片阵列 313b 为碟状金属片支 撑片，设有 120 个通孔，其高度为预先设定以保持光学镜片 20 与太阳能转换晶片 80 的间 隔。 组装时，先将间隔片阵列 313b 与堆叠碟状光学镜片阵列 100 固定，再调整光学元件 阵列 3 的位置，使太阳能转换晶片 80 的中心对正于堆叠碟状光学镜片阵列 100 的光学中 心轴 101，经固定后形成一太阳能转换系统使用的堆叠碟状镜片模块阵列 300。 由此，镜 片模块可简便及快速制成，符合量产规模以可大幅降低制作成本。
为太阳能转换系统日后维修，通常固定堆叠碟状光学镜片阵列 100、间隔片阵列 313b 与光学元件阵列 3 常以金属结构 (metal fixture) 固定，而不使用粘胶固定。 又可由 堆叠碟状镜片模块阵列 300 的中心碟孔 ( 图未示 ) 以将堆叠碟状镜片模块阵列 300 固定组 装于太阳能转换系统上使用，通常可固定于太阳能转换系统的追日控制器 (solar tracking controller) 上。
< 实施例七 >参考图 15，本实施例为一应用于发光二极管 (LED) 大型照明系统的堆叠碟状镜 片模块阵列 300，所述照明系统具有多个以阵列排列的发光二极管 (LED) 发光源及位于 中心的卤素灯发光源。 所述 LED 发光源的堆叠碟状镜片模块阵列 300 是利用本发明的堆 叠碟状光学镜片阵列 100，再堆叠组合一间隔片阵列 313 及一具有多个以阵列排列的发光 二极管晶片 70 的光学元件阵列 3 而形成。
本实施例的堆叠碟状镜片模块阵列 300 的制法与实施例五类同，包含一堆叠碟 状光学镜片阵列 100、一间隔片阵列 313 及一具有多个如 16 个发光二极管晶片 70 的光学 元件阵列 3，其中，所述堆叠碟状光学镜片阵列 100 是包含一第一及第二碟状光学镜片阵 列 1、2，其分别具有 16 个平凸形光学镜片 10( 其凸面可为菲涅尔光学面 (Fresnel optical surface)) 及 16 个平凹形光学镜片 20，所述 16 个光学镜片 10、20 是以幅射状等距排列， 排列方式如同图 4 所示但其排列密度较低。 组合时，先于第一碟状光学镜片阵列 1 与第 二碟状光学镜片阵列 2 的界面涂以粘胶 330，再由定位机构的定位通孔 17、27，利用如同 实施例三的方法对正光学中心轴 101，经固化粘胶后形成一堆叠碟状光学镜片阵列 100。
光学元件阵列 3 为一耐热的碟形载板 36，其上设置 16 个发光二极管晶片 70 以对 应于堆叠碟状光学镜片阵列 100 的光学镜片 10、20 ；间隔片阵列 313 为碟状的金属片支 撑片，设有 16 个通孔，其高度为预先设定以保持各光学镜片 20 与各发光二极管晶片 70 的间隔，在间隔片阵列 313 的斜面上预先电镀一层反射层 72 用以反射发光二极管晶片 70 发出的光线以反射至光学镜片 10、20 以增进发光效率。 组装时，先将间隔片阵列 313 与 光学元件阵列 3 固定，再调整光学元件阵列 3 的位置，使各发光二极管晶片 70 的中心对 正于堆叠碟状光学镜片阵列 100 的光学中心轴 101，再在堆叠碟状光学镜片阵列 100、间 隔片阵列 313 及光学元件阵列 3 三者之间所形成的空间中，即各发光二极管晶片 70 的上 方空间，填入透明硅胶 73(silicon gel)，以固定所述三者而形成一 LED 照明系统使用的堆 叠碟状镜片模块阵列 300。由此，镜片模块可简便及快速制成，符合量产规模以可大幅降 低制作成本。 而堆叠碟状镜片模块阵列 300 的中心碟孔 13 则可供设置卤素灯发光源。
以上所示仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性 的。 本专业技术人员理解，在本发明专利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改 变，修改，甚至等效变更，但都将落入本发明的保护范围内。