專利名稱:平面透鏡及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及平面透鏡和平面透鏡形成方法,而更為具體地說,涉及能夠補(bǔ)償色差的易于形成的平面物鏡,后者是光學(xué)檢拾器不可或缺的部分,光學(xué)檢拾器則用在光盤驅(qū)動(dòng)裝置(ODD)之中,以便把信息寫進(jìn)光盤和/或從光盤上重現(xiàn)信息,諸如光盤(CD)或數(shù)字通用盤(DVD),以及涉及形成平面微透鏡的簡(jiǎn)易方法。
背景技術(shù):
物鏡用以通過把發(fā)自用作光源的半導(dǎo)體激光的激光束聚焦在光盤錄制表面上而把信息寫進(jìn)光盤,并通過把從光盤反射的光線向光探測(cè)器匯聚而從光盤讀出信息。通常,用于相對(duì)于光學(xué)信息儲(chǔ)存媒體寫入和讀出信息的物鏡一直是用以機(jī)械方式切割和拋光固態(tài)玻璃或塑料使之達(dá)到所需形狀來形成的。形成這些玻璃透鏡的另一些通常方法采用壓擠模塑或噴射模塑,其中物鏡是采用通過機(jī)械加工形成的模具用融熔或半融熔的玻璃或塑料形成的。
為了用壓擠模塑形成物鏡,如圖1之中所示,其中需要如下部件上部和下部模具2a和2b,其分別位于有待形成的目標(biāo)對(duì)象即透鏡1以上和以下;環(huán)圈3,其置于上部與下部模具2a與2b之間;套4,其作為上部和下部模具2a和2b的支承件。這些上部和下部模具2a和2b通常是由帶有鉆石砂輪的高精密車床形成的。不過,這一模具加工方法局限于對(duì)應(yīng)球面或非球面透鏡表面的彎曲模具表面的加工。具體地說,為了形成球面或非球面透鏡表面,模具需要機(jī)加工成凹表面以匹配于所需的球面或非球面透鏡表面。不過,難以用機(jī)械式模具機(jī)加工方法來機(jī)加工用于直徑在大約1mm以下的透鏡的凹形模具,因?yàn)槭芟抻谇邢鞴ぞ吆豌@石砂輪的曲率。
近年來輕便、微型和高密度光盤的發(fā)展趨勢(shì)需要兼容于這種微型光盤的較小的光學(xué)檢拾器。較小的光學(xué)檢拾器應(yīng)當(dāng)由較小的光學(xué)構(gòu)成器件組裝而成,諸如激光二極管、瞄準(zhǔn)儀、反射鏡、光探測(cè)器以及其它。不過,較小的光學(xué)器件是難以形成和組裝的,在具有1mm或以下直徑的微透鏡的情況下尤其如此,由于如上述,在其模塑機(jī)加工方面難度很大。由于模塑機(jī)加工方面的限制,此前所知比如用噴射模塑形成的最小透鏡在0.85數(shù)值孔徑(NA)情況下,具有大約4mm的直徑。即使可以形成這種直徑1mm或以下的微透鏡,也難以處理如此微小的微透鏡和用微透鏡組裝光學(xué)撿拾器。
一般的物鏡兩個(gè)對(duì)置的表面,它們是球面或非球面的并與其他各鄰近的光學(xué)器件相比,突出到更接近光盤,以致在撞到光盤時(shí)可能被磨蝕和損壞。
為免除這些問題,歷來有一些建議采取的方法,用于利用比如通常的半導(dǎo)體形成過程在平面基底上成組地形成物鏡。這些方法有利于大量生產(chǎn)并使得可能以低成本組裝光學(xué)檢拾器。
圖2A至2D表明由Akira Kouchiyama等人提出的微透鏡組形成過程(日文J.Appl.phys,part,Vol.40,No.3B,p.1792,2001)。
簡(jiǎn)言之,在Akira Kouchiyama提出的方法中,玻璃基底5涂以光刻膠6,如圖2A之中所示。在形成圖形之后,如圖2B之中所示。得到的光刻膠圖形6’通過加熱到預(yù)定溫度,比如大約150℃,而重新流動(dòng)。經(jīng)過這一重新流動(dòng)過程,形成半球狀光刻膠圖形6”,如圖2C之中所示。接著,活性離子被供給等離子體蝕刻透鏡型腔以通過半球形光刻膠圖形6”蝕刻基底5,以致微透鏡組形成在玻璃基底5上,如圖2D之中所示。隨著光刻膠圖形6因加熱而重新流動(dòng),光刻膠圖形6’由于在重新流動(dòng)過程中產(chǎn)生的表面張力而成為半球形的。隨著等離子體干式蝕刻在適當(dāng)?shù)臈l件下以半球形光刻膠6”作為掩模在玻璃基底5上完成,掩模的半球形狀就被轉(zhuǎn)移到玻璃基底5上。得到的微透鏡具有半球形折射表面。
在借助于等離子體蝕刻的這種微透鏡組形成方法中,難以為適當(dāng)厚度的物鏡把光刻膠均勻地沉積到充分的厚度,以致得出的微透鏡的弧矢高度是有限的。此外,由于通過重新流動(dòng)而形成的半球形光刻膠圖形被直接轉(zhuǎn)移到玻璃基底上面,所以此方法不能用于除球面透鏡之外的一般非球面透鏡。
按照由Masahiro Yamada等人提出的一種微透鏡形成方法-TechnicalDigest of ISOM/ODS 2002,p.398,用于光學(xué)控制的帶有透鏡型腔的基底是通過噴射模型形成的,而透鏡型腔填以高折射率材料并經(jīng)受拋光以形成平面透鏡。
Masahiro的方法要求具有所需形狀的模具以形成基底上的透鏡型腔。不像一般模塑過程中透鏡型腔形成在基底上以對(duì)應(yīng)所需透鏡的凸出表面那樣,而是通過機(jī)械加工形成一個(gè)模具,加工成形插入物或鑲嵌物狀,帶有匹配于基底所需透鏡型腔的凸出表面。在帶有使用插入物狀通過噴射模塑形成的透鏡型腔的整個(gè)基底上,通過陰極濺鍍使高折射率材料沉積到預(yù)定厚度并予以拋光,以致高折射率材料只留在基底的透鏡型腔之內(nèi)。填以高折射率材料的透鏡型腔起到透鏡的作用。
這一方法適于形成單個(gè)微透鏡而不是一組多個(gè)透鏡。另外,用在此方法之中的薄膜沉積技術(shù),例如陰極濺鍍,對(duì)于具有適當(dāng)厚度的透鏡層要占用很長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。其次,拋光沉積成的高折射率材料透鏡層也是很費(fèi)時(shí)間的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種平面物鏡,易于形成、使得能夠容易組裝光學(xué)檢拾器和良好的光學(xué)性能,以及一種形成平面物鏡的方法。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種平面透鏡,包括一透明基底,在透明基底的一表面上帶有一透鏡型腔;以及一透鏡元件,形成在透鏡型腔之中,帶有一第一折射表面,接觸于透鏡型腔的底部,以及一第二衍射表面,具有對(duì)置于第一折射表面的一衍射光柵;在符合本發(fā)明的一種平面透鏡中,透鏡元件可以由一種比用于透明基底的材料的折射率高的材料形成的。
按照本發(fā)明的另一方面,提供一種形成平面透鏡的方法,此方法包括(a)在一透明基體上形成的一透鏡型腔;(b)以一種透鏡形成材料填充透鏡型腔;以及(c)在充滿透鏡形成材料的表面上形成一衍射光柵。
在符合本發(fā)明的一種形成平面透鏡的方法中,步驟(b)可以由一種溶液-凝膠方法來實(shí)現(xiàn),此方法包括旋轉(zhuǎn)涂敷和烘焙透鏡形成材料。在步驟(a)中,透鏡型腔可以形成一球面或非球面表面。
另外,本發(fā)明提供一種形成平面透鏡的方法,此透鏡包括一鏡體,形成在透鏡型腔之中,帶有一第一折射表面,接觸于透鏡型腔的底部,以及一第二衍射表面,具有對(duì)置于第一折射表面的一衍射光柵,此方法包括(a)在透明基底上形成透鏡型腔;(b)粘合于透明基底上一帶有一圖形區(qū)域的模具,此圖形區(qū)域與透鏡元件的衍射光柵相匹配,以致模具的圖形區(qū)域從上面調(diào)準(zhǔn)于透鏡型腔;(c)把一種含有某一高折射率材料前體的液態(tài)透鏡形成材料注入到透鏡型腔里面;(d)固化透鏡型腔之中的液態(tài)透鏡形成材料;以及(e)使模具從透明基底分離。
在以上方法的另一實(shí)施例中,液態(tài)透鏡形成材料可以由UV輻射使之固體-核化和加熱使之完全固化。優(yōu)選是,液態(tài)透鏡形成材料是一種包括(Si,Ti)O2前體的醇鹽溶液。
在步驟(a)中,透鏡型腔形成一球面或非球面底部表面。
在符合本發(fā)明的以上方法的又一另外實(shí)施例中,在透明基底上形成透鏡型腔的步驟(a)可以包括在一基底上形成一帶有一窗口的掩模,基底的一透鏡型腔區(qū)域經(jīng)由此窗口被曝光;用各向同性干式或濕式蝕刻來蝕刻經(jīng)由窗口被曝光的基底透鏡型腔區(qū)域以便在窗口下面形成透鏡型腔;以及從基底上去除掩模。
在符合本發(fā)明以上方法的再一另外的實(shí)施例中,在透明基底上形成透鏡型腔的步驟(a)包括在透明基底整個(gè)頂部表面上沉積光刻膠;在沉積的光刻膠上形成一凹槽,其形狀與有待形成的透鏡型腔一樣;以及在基底上蝕刻沉積的光刻膠到某一深度以便把凹槽的形狀轉(zhuǎn)移到透明基底上面,從而在透明基底上得出透鏡型腔。在此情況下,在沉積的光刻膠上形成凹槽可以通過經(jīng)由一灰度掩模曝光或通過直接曝光于激光束或電子束而實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的以上和其他特性和優(yōu)點(diǎn)通過參照附圖詳細(xì)說明其各示范實(shí)施例會(huì)變得更加明顯。
圖1表明用于形成透鏡的現(xiàn)有方法的范例;圖2A至2D是剖面視圖,表明用于形成一組微透鏡的現(xiàn)有方法;圖3是符合本發(fā)明一實(shí)施例的平面物鏡的剖面視圖;圖4A至4D是剖面視圖,表明本發(fā)明實(shí)施例的平面物鏡形成方法;圖5A至5D是剖面視圖,表明本發(fā)明制造平面物鏡時(shí)在基底上形成透鏡型腔的方法的實(shí)施例;圖6A至6D是剖面視圖,表明本發(fā)明制造平面物鏡時(shí)在基底上形成透鏡型腔的另一方法的實(shí)施例;以及圖7A至7E是剖面視圖,表明本發(fā)明另一實(shí)施例形成平面物鏡的方法。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明形成物鏡的方法形成的物鏡各實(shí)施例將參照
。
參照?qǐng)D3,符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的物鏡10具有的結(jié)構(gòu)包括透鏡元件11,其處在透鏡型腔12a之中,而透鏡型腔12a形成在帶有凹的非球面或球面表面的基底12之頂面的中部。透鏡元件11具有對(duì)應(yīng)于透鏡型腔12a底部的第一表面和對(duì)置于第一表面的第二表面。透鏡元件11的第一表面是折射表面,具有匹配透鏡型腔12a底部輪廓的非球面或球面曲率,而第二表面是帶有衍射光柵的衍射表面。
圖3的物鏡10是平面透鏡,是通過以透鏡元件11填充基底12的透鏡型腔12a而形成的,不像一般的折射表面是向外凸出的凸面物鏡。在此具有以上結(jié)構(gòu)的物鏡10中,比如,當(dāng)激光光束自光源(未畫出)入射在基底12底部上時(shí),激光光束首先通過在透鏡元件11反射表面11b處被折射而聚焦,而其次在衍射表面11a處被聚焦成可能接近于衍射極限的最小光點(diǎn)。透鏡元件的衍射表面11a設(shè)計(jì)得使之能夠補(bǔ)償透鏡象差,具體地說,色差,以及以與通常的菲涅耳(Fresnel)透鏡同樣的形式聚焦光線。
此后,將詳細(xì)說明符合本發(fā)明、具有上述結(jié)構(gòu)的、平面物鏡的一種形成方法。雖然以下說明單獨(dú)一種透鏡的形成,但是以下所述的方法可以用以在單獨(dú)一件基底上形成一組多個(gè)透鏡。
圖4A至4D表明符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的一種平面物鏡形成方法。參照?qǐng)D4A,開始,備好透明的玻璃基底12。接著,在玻璃基底12上形成透鏡型腔12a,如圖4B之中所示。透鏡型腔12a是用光刻法隨之以掩模作濕式蝕刻或干式蝕刻而形成的。
如圖4C之中所示,透鏡型腔12a填充以高折射率材料以形成透鏡元件11。具體地說,在帶有透鏡型腔12a的基底12整個(gè)表面上,用溶膠凝膠方法沉積高折射率材料,在此方法中重復(fù)進(jìn)行高折射率材料的旋轉(zhuǎn)涂敷和烘焙以形成具有所需厚度的涂敷層。接著,高折射材料涂敷層拋光到以致只在透鏡型腔12a中留有高折射材料,形成透鏡元件11。
如圖4D之中所示,衍射光柵形成在透鏡型腔中的透鏡元件11表面上以形成符合本發(fā)明的所需物鏡。
下面詳細(xì)地說明參照?qǐng)D4所述物鏡的形成方法。圖5和6表明形成示于圖4之中的物鏡時(shí)形成基底12上透鏡型腔12a的方法。
透鏡型腔形成的實(shí)施例1參照?qǐng)D5A,備好的基底12的整個(gè)表面涂以光刻膠13并以窗口14a作為透光路徑經(jīng)由掩模14經(jīng)受曝光。在此實(shí)施例中,采用正性光刻膠,以致有待蝕刻的區(qū)域被曝光以在其下面形成透鏡型腔12a。
接著,光刻膠13的已曝光區(qū)域通過沖洗過程被除去,如圖5B之中所示,而露出基底12的透鏡型腔區(qū)域。
基底12露出的透鏡型腔區(qū)域,沒有覆蓋光刻膠13,經(jīng)受各向同性的干式或濕式蝕刻,以致形成帶有球面底部表面的透鏡型腔12a,如圖5C所示。
在余留的光刻膠13被剝離之后,如圖5D之中所示,就實(shí)現(xiàn)了示于圖4C之中的過程。
形成透鏡型腔的實(shí)施例2參照?qǐng)D6A,備好的基底12的整個(gè)表面涂以光刻膠13并經(jīng)由帶有透光度局部變化的窗口15的灰度掩模15經(jīng)受曝光。在此實(shí)施例中,采用正性光刻膠,以致有待蝕刻的區(qū)域被曝光以在其下面形成透鏡型腔12a。
由于用在此實(shí)施例之中的灰度掩模14的窗口15a具有局部變化的透光度,所以,在曝光過程期間通過窗口15a照射在光刻膠13上的光量是不均勻的遍及被曝光區(qū)域?;叶妊谀?4窗口的透光度需要按照所需球面或非球面透鏡的曲率予以適當(dāng)控制。
接著,通過沖洗過程在光刻膠13上形成球面或非球面凹槽13a,如圖6B之中所示。
接著,如圖6C之中所示,在光刻膠13上和基底12中進(jìn)行干式蝕刻,比如活性離子蝕刻以便把光刻膠13之中的球面或非球面凹槽13a轉(zhuǎn)移到基底12里面。結(jié)果,透鏡型腔12a形成在基底12上,如圖6D之中所示。在完成透鏡型腔12a的形成之后,就實(shí)現(xiàn)了以上示于圖4C之中的過程。
在圖4C的過程中,作為填充透鏡型腔12a的高折射率材料,可以采用一種材料,它具有2.0或更大的折射率和對(duì)于比如具有405納米波長(zhǎng)的蘭光的高透光度,諸如SiO2、TiO2、ZrO2、HfO2、SrTiO3、BaTiO3、PbTiO3、PZT、PLZT,等等,以及這些材料之中兩種或更多種物質(zhì)的組合和采用了兼容于溶膠凝膠技術(shù)。
在此溶膠凝膠方法中,與一般物理沉積方法相比如陰極濺鍍相比,短時(shí)間之內(nèi)可以形成比較均勻的厚厚一層。由于以高折射率材料填充透鏡型腔12a而形成的透鏡元件的頂部表面是不平整的,所以要拋光透鏡元件的凹凸不平的頂部表面(圖4C)。接著,在由高折射率材料形成的透鏡元件的表面上形成衍射光柵(圖4D)。在形成透鏡元件的折射表面時(shí),可以采用用于形成通常的衍射光學(xué)元件(DOE)的方法,包括利用雙元光學(xué)的光刻法、灰度光刻法和利用電子束和激光束的直接刻印法。
圖7A至7E表明符合本發(fā)明另一實(shí)施例的一種平面物鏡形成方法。參照?qǐng)D7A,開始,備好基底。接著,利用以上實(shí)施例1和2之中所述的任何一種方法在基底12上形成透鏡型腔12a。
如圖7C之中所示,蓋模16,具有匹配所需透鏡元件(衍射透鏡)衍射表面11a(參照?qǐng)D3)的圖形區(qū)域16a,被制備出來并調(diào)準(zhǔn)在基底12上和與之組裝。為形成此蓋模16,主基底形成得量有與所需衍射透鏡或所需衍射透鏡組的衍射表面11a衍射光柵同樣的圖形,而蓋模16是比如通過鍍鎳從主基底形成出來的,它具有的圖形區(qū)域16a相對(duì)于所需衍射透鏡的衍射光柵具有相反的圖形并與之匹配。
接著,如圖7D之中所示,透鏡形成材料,比如包含(Si,Ti)O2前體的醇鹽溶液被注入用蓋模16覆蓋的透鏡型腔12a。任何包含任何高折射率材料的前體除(Si,Ti)O2之外的溶液都可以用作透鏡形成材料。注入透鏡形成材料之后,用紫外(UV)射線照射基底12的底部表面,用于把透鏡形成材料核化成為半固體狀態(tài)。接著,基底12被加熱到預(yù)定溫度以完全固化透鏡形成材料。
在透鏡形成材料完全固化成為透鏡元件11之后,蓋模16被去除以形成所需的物鏡或物鏡組,如圖7E之中所示。
按照此實(shí)施例中所述的方法,既不需要用透鏡材料溶液反復(fù)旋轉(zhuǎn)涂敷基底并予以烘焙,如參照?qǐng)D4A至4D在以上實(shí)施例中所述的溶膠凝膠方法之中取樣,也不需要相伴的表面拋光。當(dāng)預(yù)先形成的蓋??晒┦褂脮r(shí),可以只是應(yīng)用以上UV固化技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)形成所需透鏡。因此,在此實(shí)施例中所述的方法非常有利于大量生產(chǎn)。此外,如上述取樣采用蓋模,與采用雙元光學(xué)、灰度光刻法的光刻法以及采用電子束或激光束的刻印法相比,會(huì)使所需衍射表面的形成容易一些。
按照上述方法形成的本發(fā)明一種平面物鏡提供的結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)如下。
首先,與用壓擠或噴射模塑形成的一般物鏡不一樣,由于符合本發(fā)明的物鏡是用嵌置在平面基底中的透鏡元件形成的,所以容易加工處理,而且光學(xué)檢拾器可以容易與這種物鏡組裝在一起。此外,物鏡的厚度可以盡量減小而用于微型光學(xué)檢拾器。當(dāng)許多物鏡在晶片平面上同時(shí)形成時(shí),集成式光學(xué)檢拾器可以容易以高效組裝,即通過簡(jiǎn)單地對(duì)準(zhǔn)上面裝有其他各光學(xué)元件的另一晶片并與它粘接。
其次,符合本發(fā)明的物鏡透鏡元件在一個(gè)表面上具有折射表面而在對(duì)置表面上具有衍射表面,由此兩個(gè)透鏡表面形成很強(qiáng)的聚光效應(yīng)。因此,可以形成具有很大的數(shù)值孔徑(NA)的物鏡。此外,通過適當(dāng)?shù)亟M合折射和衍射表面,可以形成無色差的消色差透鏡。
符合本發(fā)明的一種平面物鏡形成方法在以下各方面是具有優(yōu)點(diǎn)的。
首先,按照本發(fā)明,在基底上形成透鏡型腔時(shí),不是應(yīng)用要使用凸模的模塑技術(shù),而應(yīng)用通常用在半導(dǎo)體裝置形成之中并使微細(xì)加工成為可能的濕式或干式蝕刻技術(shù)。所以在晶片上能制作成組的微透鏡。
其次,由于利用溶膠凝膠方法或UV固化方法使高折射率材料用于透鏡來代替諸如陰極濺鍍這樣的物理薄膜沉積技術(shù),所以可以減少整個(gè)加工處理時(shí)間。此外,UV固化技術(shù)不需要隨在沉積高折射率材料之后的表面拋光,以致整個(gè)制造時(shí)間可顯著減少而具有很高的生產(chǎn)率。
符合本發(fā)明的平面物鏡可以用在便攜式微型光盤驅(qū)動(dòng)裝置之中,光盤具有30mm或更小的直徑并采用400-410nm蘭色波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光光線作為光源用于錄制和重放。符合本發(fā)明的這種平面物鏡具有0.85的數(shù)值孔徑并可用以錄制和重放音頻和視頻的便攜式微盤(MD)播放機(jī)、便攜式攝像錄音一體機(jī)、數(shù)字相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、MP3播放機(jī)等。符合本發(fā)明的平面物鏡用于適合多種光盤驅(qū)動(dòng)裝置以及需要蘭色光源、具有1-GB信量容量和30mm或更小直徑的光盤的任何類型不同尺寸的光學(xué)檢拾器。
雖然本發(fā)明已經(jīng)具體地參照其各示范性實(shí)施例作了圖示和說明,但本技術(shù)領(lǐng)域中具有普通熟練水平的人員將會(huì)理解,本發(fā)明不限于上述的具體結(jié)構(gòu)和配置而在其中可以作出形式和細(xì)節(jié)方面的多種改變而不脫離由以下各項(xiàng)權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的精神和范疇。
權(quán)利要求
1.一種平面透鏡,包括一透明基底,在透明基底的一表面上帶有一透鏡型腔;以及一透鏡元件,形成在透鏡型腔之中,帶有一第一折射表面,接觸透鏡型腔底部,以及一第二衍射表面,具有對(duì)置于第一折射表面的一衍射光柵。
2.按照權(quán)利要求1所述的平面透鏡,其中,透鏡元件是由一種比用于透明基底的材料的折射率高的材料形成。
3.一種形成平面透鏡的方法,此方法包括(a)在一透明基底上形成一透鏡型腔;(b)以一種透鏡形成材料填充透鏡型腔;(c)在充滿透鏡形成材料的透鏡型腔表面上形成一衍射光柵。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法,其中,步驟(b)是由一種溶膠凝膠方法實(shí)現(xiàn)的,此方法包括旋轉(zhuǎn)涂敷和烘焙透鏡形成材料。
5.按照權(quán)利要求3所述的方法,其中,在步驟(a)中,透鏡型腔形成一球面或非球面底部表面。
6.按照權(quán)利要求3所述的方法,其中,在透明基底中形成透鏡型腔的步驟(a)包括在一基底上形成一帶有一窗口的掩模,基底的一透鏡型腔區(qū)域經(jīng)由此窗口被曝光;利用各向同性干式或濕式蝕刻對(duì)經(jīng)由窗口被曝光的基底透鏡型腔區(qū)域進(jìn)行蝕刻以便在窗口下面形成透鏡型腔;以及從基底上去除掩模。
7.按照權(quán)利要求3所述的方法,其中,在透明基底上形成透鏡型腔的步驟(a)包括在透明基底整個(gè)頂部表面上沉積光刻膠;在沉積的光刻膠上形成一凹槽,其形狀與有待形成的透鏡型腔一樣;在基底上蝕刻沉積的光刻膠到某一深度,以便把凹槽的形狀轉(zhuǎn)移到透明基底上面,從而在透明基底上得出透鏡型腔。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法,其中,在沉積的光刻膠上形成凹槽是通過經(jīng)由一灰度掩模曝光或通過直接曝光于激光束或電子束而實(shí)現(xiàn)的。
9.一種形成平面透鏡的方法,包括在一透明基底的一透鏡型腔形成一透鏡元件,透鏡元件具有一第一折射表面,其接觸于透鏡凹槽的底部,以及一第二衍射表面,具有對(duì)置于第一折射表面的一衍射光柵,此方法包括(a)在透明基底上形成透鏡型腔;(b)粘合于透明基底上的一帶有一圖形區(qū)域的模具,該圖形區(qū)域與透鏡元件的衍射光柵相匹配,以致模具的圖形區(qū)域從上面調(diào)準(zhǔn)于透鏡型腔;(c)把一種包含某一高折射率材料前體的液態(tài)透鏡形成材料注入到透鏡型腔里面;(d)固化透鏡型腔之中的液態(tài)透鏡形成材料;以及(e)使模具從透明基底分離。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法,其中,液態(tài)透鏡形成材料由UV輻射使之成固態(tài)核形并由加熱使之完全固化。
11.按照權(quán)利要求9所述的方法,其中,液態(tài)透鏡形成材料是一種包括(Si,Ti)O2前體的醇鹽溶液。
12.按照權(quán)利要求9所述的方法,其中,在步驟(a)中,透鏡型腔形成一球面或非球面底部表面。
13.按照權(quán)利要求9所述的方法,其中,在透明基底上形成透鏡型腔的步驟(a)包括在一基底上形成一帶有一窗口的掩模,基底的一透鏡型腔區(qū)域經(jīng)由此窗口被曝光;利用各向同性干式或濕式蝕刻對(duì)經(jīng)由窗口被曝光的基底透鏡型腔區(qū)域進(jìn)行蝕刻以便在窗口下面形成透鏡型腔;以及從基底上去除掩模。
14.按照權(quán)利要求9所述的方法,其中,在透明基底上形成透鏡型腔的步驟(a)包括在透明基底整個(gè)頂部表面上沉積光刻膠;在沉積的光刻膠上形成一凹槽,其形狀與有待形成的透鏡型腔一樣;在基底上淀積蝕刻的光刻膠到某一深度以便把凹槽的形狀轉(zhuǎn)移到透明基底上面,從而在透明基底上得到透鏡型腔。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法,其中,在沉積的光刻膠上形成的凹槽是通過經(jīng)由一灰度掩模曝光或通過直接曝光于激光束或電子束實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種平面透鏡,其能夠補(bǔ)償色差,易于形成并使得能夠易于組裝光學(xué)檢拾器,以及一種形成平面透鏡的方法。平面透鏡包括一透明基底,在透明基底的一個(gè)表面上帶有一透鏡型腔,以及形成在透鏡型腔之中的一透鏡元件,帶有一第一折射表面,接觸于透鏡型腔的底部,以及一第二衍射表面,具有一對(duì)置于第一折射表面的衍射光柵。
文檔編號(hào)G02B3/08GK1501112SQ0312257
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2003年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月14日
發(fā)明者李明馥, 孫鎮(zhèn)升, 趙恩亨, 樸寧弼 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社