專利名稱：一種雙面微透鏡陣列及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)器件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙面微透鏡陣列及其制造方法。
背景技術(shù)：
微透鏡陣列(MLA, microlens array)與各種器件的集成以實(shí)現(xiàn)聚光或成像功能，是近年來(lái)微小光學(xué)系統(tǒng)研究的一個(gè)熱門方向。而對(duì)于主要起聚能器作用的非成像微透鏡陣列而言，如何才能使得所有入射光線進(jìn)入到光敏吸收區(qū)域？從幾何光學(xué)的角度來(lái)講，集能微透鏡的設(shè)計(jì)根本依據(jù)是在給定像元尺寸，探測(cè)器光敏區(qū)尺寸，前置光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)，透鏡材料的折射率和波長(zhǎng)等參數(shù)后，求出單個(gè)微透鏡的ー些結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得入射光經(jīng)微透鏡會(huì)聚后落在探測(cè)器光敏區(qū)內(nèi)的能量最多。按照這個(gè)設(shè)計(jì)思想，一種比較經(jīng)典的設(shè)計(jì)理論就是邊緣光線追跡法。如圖I所示，為邊緣光線追跡法需要考慮的三條光線A、B、C，這三條光線如果都能進(jìn)入探測(cè)器光敏區(qū)，則所有的光線都能進(jìn)入探測(cè)器光敏區(qū)。其中，A是通過(guò)透鏡中心的視場(chǎng)光線，B、C是兩條邊緣光線。當(dāng)已知探測(cè)器像元尺寸、光敏區(qū)尺寸、主光學(xué)系統(tǒng)(前置光學(xué)系統(tǒng))的光圈F數(shù)，可以得到
權(quán)利要求
1.ー種雙面微透鏡陣列，其特征在于，包括雙面微透鏡組成的陣列，其中，陣列中每個(gè)雙面微透鏡包括上層微凸透鏡和下層微凸透鏡；每個(gè)雙面微透鏡中上層微凸透鏡和下層微凸透鏡為中心一一對(duì)應(yīng)排列形式，對(duì)應(yīng)的上層微凸透鏡和下層微凸透鏡之間貼合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙面微透鏡陣列，其特征在于，所述上層微凸透鏡和下層微凸透鏡的底面積不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙面微透鏡陣列，其特征在于，所述上層微凸透鏡和下層微凸透鏡的底面積相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙面微透鏡陣列，其特征在于，所述上層微凸透鏡為衍射型微透鏡或折射型微透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙面微透鏡陣列，其特征在于，所述上層微凸透鏡和下層微凸透鏡的材料相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙面微透鏡陣列，其特征在于，所述上層微凸透鏡和下層微凸透鏡的材料不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙面微透鏡陣列，其特征在于，所述下層微凸透鏡包括內(nèi)層和外層兩種材料，其中，所述內(nèi)層材料與所述上層微凸透鏡材料相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙面微透鏡陣列，其特征在于，所述上層微凸透鏡和下層微凸透鏡貼合位置處包括由所述上層微凸透鏡材料形成的平面薄層。
9.一種雙面微透鏡陣列的制造方法，其特征在于，包括 提供襯底； 在所述襯底上刻蝕與所述雙面微透鏡等寬度的空腔陣列； 在每個(gè)空腔中通過(guò)異性刻蝕形成制作下層微凸透鏡所需的凹形面； 在所述凹形面中注入形成所述下層微凸透鏡的第二材料以及形成上層微凸透鏡的第一材料；其中，所述第二材料至少填充整個(gè)所述空腔； 對(duì)所述第一材料進(jìn)行光刻、刻蝕處理，形成所述上層微凸透鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙面微透鏡陣列的制造方法，其特征在于，在所述襯底上刻蝕與所述雙面微透鏡等寬度的空腔陣列之后，還包括在所述空腔內(nèi)填充有機(jī)聚合物玻璃； 則在每個(gè)空腔中通過(guò)異性刻蝕形成制作下層微凸透鏡所需的凹形面具體為 對(duì)所述有機(jī)聚合物玻璃進(jìn)行曝光處理，通過(guò)異性刻蝕在所述有機(jī)聚合物玻璃中形成制作下層微凸透鏡所需的凹形面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙面微透鏡陣列的制造方法，其特征在于，所述第一材料和第二材料為相同材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙面微透鏡陣列的制造方法，其特征在于，所述第一材料和第二材料為不同材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的雙面微透鏡陣列的制造方法，其特征在于，所述第二材料包括 通過(guò)濺射方式沉積于所述凹形面上的外層材料，以及通過(guò)旋涂方式形成于所述外層材料之上的內(nèi)層材料，其中，所述內(nèi)層材料和所述第一材料為相同材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙面微透鏡陣列的制造方法，其特征在于，所述上層微凸透鏡和下層微凸透鏡貼合位置處包括由所述第一材料形成的平面薄層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙面微透鏡陣列及其制造方法，其中，所述雙面微透鏡陣列，包括雙面微透鏡組成的陣列，其中，陣列中每個(gè)雙面微透鏡包括上層微凸透鏡和下層微凸透鏡；每個(gè)雙面微透鏡中上層微凸透鏡和下層微凸透鏡為中心一一對(duì)應(yīng)排列形式，對(duì)應(yīng)的上層微凸透鏡和下層微凸透鏡之間貼合在一起。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例，可以增大微透鏡陣列的視場(chǎng)角并縮短微透鏡陣列的焦距。
文檔編號(hào)G02B3/00GK102789010SQ20111012626
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者歐文, 歐毅, 閆建華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所