專利名稱：復(fù)合微透鏡及復(fù)合微透鏡陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種利用晶圓級復(fù)制技術(shù)制作的復(fù)合微透鏡及復(fù)合微透鏡 陣列。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用于手機鏡頭模組中的光學(xué)元件，例如透鏡等大都采用射出成型方式來制作。但 采用射出成型方式制作的透鏡之厚度均系在O. 3毫米(mm)以上，且鏡頭模組中的黑色Soma遮 光片也會存在一定的厚度。目前手機設(shè)計均以輕薄短小為訴求，其要求手機鏡頭模組中之各 光學(xué)元件的厚度降低，整體厚度及尺寸大小要求也越來越苛刻。然而，現(xiàn)有的射出成型技術(shù) 已快達到極致。
隨著光學(xué)復(fù)制技術(shù)的不斷發(fā)展，制作更小尺寸的光學(xué)元件，如l/4波片及偏光片等納米 光學(xué)元件已成為可能。具體可參見Jian Jim Wang在the 14th Annual Wireless and Optical Communications Conference (April 22-23， 2005)上發(fā)表的"Redefine Optical Device' s Integration and Manufacturing through Nano-Eiigiiieeriiig" ^^文。

發(fā)明內(nèi)容
下面將以實施例說明一種復(fù)合微透鏡及一種復(fù)合微透鏡陣列，其可滿足對光學(xué)元件之輕 薄短小化需求。
一種復(fù)合微透鏡，其包括 一個剛性透光層，具有第一表面及與該第一表面相對的第二 表面； 一個第一塑膠透鏡，壓印形成在該第一表面上； 一個第二塑膠透鏡，壓印形成在該第 二表面上，該第二塑膠透鏡與第一塑膠透鏡的材料不同。
進一步的，該剛性透光層的材料可選用玻璃或石英。
進一步的，該壓印方式可采用紫外光壓印。
進一步的，該復(fù)合微透鏡可包括一個濾光層，該濾光層設(shè)置在該第一表面與該第一塑膠 透鏡之間或該第二表面與該第二塑膠透鏡之間。
更進一步的，該復(fù)合微透鏡還可包括一抗反射層，該抗反射層形成在該第一表面上或第 二表面上、且與該濾光層分設(shè)在該剛性透光層的兩側(cè)。
進一步的，該第一塑膠透鏡與第二塑膠透鏡分別可為平凸透鏡或平凹透鏡。
進一步的，該復(fù)合微透鏡可包括一濾光層，該濾光層熱壓成型在該第一塑膠透鏡之遠離該第一表面的一側(cè)或該第二塑膠透鏡之遠離該第二表面的一側(cè)。
進一步的，該復(fù)合微透鏡可包括一光圈層，該光圈層形成在該第一表面上、該第二表面 上、該第一塑膠透鏡之遠離該第一表面的一側(cè)或該第二塑膠透鏡之遠離該第二表面的一側(cè)。
更進一步的，該光圈層可為鉻(Cr)層或鋁(Al)層等金屬層。
以及， 一種復(fù)合微透鏡陣列，其包括 一個剛性透光層，具有第一表面及與該第一表面 相對的第二表面； 一個第一塑膠透鏡陣列，壓印形成在該第一表面上，該第一塑膠透鏡陣列 包括多個第一塑膠透鏡；以及一個第二塑膠透鏡陣列，壓印形成在該第二表面上，該第二塑 膠透鏡陣列包括多個第二塑膠透鏡；該多個第二塑膠透鏡分別和與其對應(yīng)的第一塑膠透鏡共 光軸，該第二塑膠透鏡陣列與該第一塑膠透鏡陣列的材料不同。該種復(fù)合微透鏡陣列可切割 成多個前述復(fù)合微透鏡。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述第一塑膠透鏡與第二塑膠透鏡是采用壓印方式形成在剛性透光層 上且第一及第二塑膠透鏡的材料不同；該種結(jié)構(gòu)及特性配置使得該種復(fù)合微透鏡適于采用晶 圓級復(fù)制技術(shù)制造且適于量產(chǎn)，從而可滿足目前對光學(xué)元件之輕薄短小化需求。


圖l是本發(fā)明實施例提供的一種復(fù)合微透鏡的結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖2是本發(fā)明實施例提供的另一種復(fù)合微透鏡的結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖3是本發(fā)明實施例提供的再一種復(fù)合微透鏡的結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖4是本發(fā)明實施例提供的又一種凹凸復(fù)合微透鏡的結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖5是圖1所示復(fù)合微透鏡進一步包括有濾光層及抗反射層的結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖6是將圖5所示復(fù)合微透鏡中的濾光層設(shè)置在第一塑膠透鏡的遠離第一表面的一側(cè)之結(jié) 構(gòu)剖視圖。
圖7是圖5所示復(fù)合微透鏡進一步包括有光圈層的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖8是本發(fā)明實施例提供的在一個剛性透光層的一側(cè)壓印形成一個第一塑膠透鏡陣列的 結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖9是在圖8所示剛性透光層之相對的另一側(cè)壓印形成一個第二塑膠透鏡陣列后而得到一 種復(fù)合微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖10是圖9所示復(fù)合微透鏡陣列進一步包括有濾光層及抗反射層的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖11是圖10所示復(fù)合微透鏡陣列進一步包括有光圈層的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。
5參見圖l，本發(fā)明實施例提供的復(fù)合微透鏡100，其包括 一個剛性透光層110、 一個第 一塑膠透鏡130以及一個第二塑膠透鏡150。
其中，剛性透光層l 10具有一個第一表面112及一個與第一表面112相對的第二表面114。 剛性透光層110的材料可選用玻璃或石英等可見光可穿透材料。剛性透光層110為一平板結(jié)構(gòu) 。第一塑膠透鏡130壓印形成在剛性透光層110的第一表面112，其為一平凸透鏡且其遠離第 一表面112的透鏡表面為凸面。第二塑膠透鏡150壓印形成在剛性透光層110的第二表面114， 其為一平凸透鏡且其遠離第二表面114的透鏡表面為凸面。所述壓印方式可采用紫外光壓印 (Ultraviolet Embossing)等方式。第一塑膠透鏡130與第二塑膠透鏡150可選用材料折射率 位于L 4至1. 6范圍內(nèi)的材料制成；第一塑膠透鏡130與第二塑膠透鏡150的材料不同。
本發(fā)明實施例提供第一及第二塑膠透鏡130、 150并不限于平凸透鏡以使得復(fù)合微透鏡 100為一雙凸透鏡，其還可為如圖2至圖4所示的其他形狀配置。具體的，如圖2所示，第一塑 膠透鏡130及第二塑膠透鏡150均為一平凹透鏡，從而使得復(fù)合微透鏡為一雙凹透鏡。如圖3 所示，第一塑膠透鏡130為一平凸透鏡，第二塑膠透鏡150為一平凹透鏡，從而使得復(fù)合微透 鏡為一凹凸透鏡。如圖4所示，第一塑膠透鏡130為一平凹透鏡，第二塑膠透鏡150為一平凸 透鏡，從而使得復(fù)合微透鏡為一四凸透鏡。
參見圖5 ，圖1所示的復(fù)合微透鏡1 OO還可包括一個濾光層120及一個抗反射 (Anti-Reflective)層140。濾光層120設(shè)置，例如濺鍍(Sputter)形成在剛性透光層l IO的第 一表面112上且位于第一表面112與第一塑膠透鏡130之間，其可為紅外截止(Infrared Cut) 濾光層、紅外導(dǎo)通(Infrared Pass)濾光層或其它根據(jù)實際需要而設(shè)置的濾光結(jié)構(gòu)。抗反射 層140設(shè)置，例如濺鍍形成在剛性透光層110的第二表面114上且位于第二表面114與第二塑膠 透鏡150之間，其與濾光層120分設(shè)在剛性透光層110的兩側(cè)。
可以理解的是，濾光層120與抗反射層140也可互換位置。進一步的，濾光層120還可設(shè) 置，例如熱壓成型(Hot Embossing)在第一塑膠透鏡130的遠離第一表面112之一側(cè)(如圖6所 示)的透鏡表面上或第二塑膠透鏡150的遠離第二表面114之一側(cè)的透鏡表面上；抗反射層 140也可設(shè)置，例如熱壓成型在第一塑膠透鏡130的遠離第一表面112之一側(cè)的透鏡表面上或 第二塑膠透鏡150的遠離第二表面114之一側(cè)的透鏡表面上。
參見圖7，圖5所示的復(fù)合微透鏡100還可進一步包括一個光圈層160。光圈層160可設(shè)置 ，例如濺鍍形成在第一表面112與第一塑膠透鏡130之間、第二表面114與第二塑膠透鏡150之 間、第一塑膠透鏡130之遠離第一表面112的一側(cè)之透鏡表面上或第二塑膠透鏡150之遠離第 二表面114的一側(cè)之透鏡表面上。本實施例中，光圈層160設(shè)置在第一表面112與第一塑膠透
6鏡130之間；更具體的，光圈層160是設(shè)置在濾光層120與第一塑膠透鏡130之間，其具有一個 通光孔(圖中未標(biāo)示)。光圈層160的厚度可設(shè)置為l至2微米(ym)。光圈層160可為鉻(Cr)層 、鋁(A1)層或其它合適的金屬層，用以阻擋雜散光。
需要說明的是，本實施例中的復(fù)合微透鏡100可根據(jù)實際需要選擇性地設(shè)置濾光層120、 抗反射層140及光圈層160中的一個或多個。
參見圖8及圖9，下面將簡要描述圖1所示復(fù)合微透鏡100的一種制作方法，該制作方法可 包括以下步驟
首先，提供一個剛性透光層ll，其具有一個第一表面102及一個與第一表面102相對的第 二表面104;利用紫外光壓印方式(Ultraviolet Embossing)在剛性透光層l l上形成一個第一 塑膠透鏡陣列13(如圖8所示)。具體的，剛性透光層ll為一平板結(jié)構(gòu)，在剛性透光層ll的第 一表面102上提供一紫外光可固化聚合物(UV curable polymer),將一壓模，例如壓印面形 成有預(yù)設(shè)圖案的PDMS (Polydimethylsiloxane)壓模壓制在該紫外光可固化聚合物上，并利用 紫外光從壓模的相對于其壓印面的另一側(cè)照射該紫外光可固化聚合物，從而可在剛性透光層 11形成一個第一塑膠透鏡陣列13。該第一塑膠透鏡陣列13包括多個第一塑膠透鏡130。
接著，在剛性透光層11的第二表面104上以紫外光壓印方式形成一個第二塑膠透鏡陣列 15，從而可得到一個復(fù)合微透鏡陣列10(如圖9所示)；第二塑膠透鏡陣列15的材料與第一塑 膠透鏡陣列13的材料不同。第二塑膠透鏡陣列15包括多個第二塑膠透鏡150，且該多個第二 塑膠透鏡150分別和與其對應(yīng)的第一塑膠透鏡130共光軸00'。
然后，沿圖9所示的切割線M對復(fù)合微透鏡陣列10進行切割(Dicing)，從而可得到多個如
圖i所示的復(fù)合微透鏡ioo。
參見圖IO，為得到多個如圖5所示的復(fù)合微透鏡100，可在形成第一塑膠透鏡陣列13及第 二塑膠透鏡陣列15之前，在剛性透光層11上的第一表面102及第二表面104上分別形成，例如 濺鍍一個濾光層12及一個抗反射層14?？梢岳斫獾氖?，濾光層12可在第一塑膠透鏡陣列13及 第二塑膠透鏡陣列15形成之后再形成于第一塑膠透鏡陣列13的遠離第一表面102之一側(cè)或第 二塑膠透鏡陣列15的遠離第二表面104之一側(cè)。同樣的，抗反射層14也可形成在第一塑膠透 鏡陣列13的遠離第一表面102之一側(cè)或第二塑膠透鏡陣列15的遠離第二表面104之一側(cè)。
參見圖ll，為得到多個如圖7所示的復(fù)合微透鏡，可在濾光層12形成之后且第一塑膠透 鏡陣列13形成之前，再濺鍍形成一個光圈層16?？梢岳斫獾氖?，光圈層16可在第一塑膠透鏡 陣列13及第二塑膠透鏡陣列15形成之后再經(jīng)由熱壓成型(Hot Embossing)于第一塑膠透鏡陣 列13的遠離第 一表面102之一側(cè)或第二塑膠透鏡陣列15的遠離第二表面104之一側(cè)。需要指明的是，本實施例中的復(fù)合微透鏡陣列10可根據(jù)實際需要選擇性地設(shè)置濾光層 12、抗反射層14及光圈層16中的一個或多個。
另外，本發(fā)明實施例中的第一塑膠透鏡130、第二塑膠透鏡150、第一塑膠透鏡陣列13及 第二塑膠透鏡陣列15并不限于紫外光壓印成型，其還可采用其它壓印方式，例如熱壓印方式 等。當(dāng)采用熱壓印方式成型時，優(yōu)選地，第一塑膠透鏡130與第二塑膠透鏡150的玻璃化溫度 (Glass transition temperature)不同，第一塑膠透鏡陣列13與第二塑膠透鏡陣列15的玻璃 化溫度(Glass transition temperature)不同。
再者，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如變更剛性透光層的形狀及/ 或材料、第一塑膠透鏡(陣列)及/或第二塑膠透鏡(陣列)的形狀及/或材料等以用于本發(fā)明等 設(shè)計，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在 本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種復(fù)合微透鏡，其包括一個剛性透光層，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面；一個第一塑膠透鏡，壓印形成在該第一表面上；以及一個第二塑膠透鏡，壓印形成在該第二表面上，該第二塑膠透鏡與該第一塑膠透鏡的材料不同。
2.如權(quán)利要求l所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該剛性透光層的材料為玻璃或石英。
3.如權(quán)利要求l所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該第一及第二塑膠透鏡分別是采用紫外光壓印形成該第一表面及第二表面上。
4.如權(quán)利要求l所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該復(fù)合微透鏡還包括一個濾光層，該濾光層設(shè)置在該第一表面與該第一塑膠透鏡之間或該第二表面與該第二塑膠透鏡之間。
5.如權(quán)利要求l所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該復(fù)合微透鏡進一步包括一抗反射層，該抗反射層形成在該第一表面上或第二表面上、且與該濾光層分設(shè)在該剛性透光層的兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求l所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該復(fù)合微透鏡還包括一濾光層，該濾光層熱壓成型在該第一塑膠透鏡之遠離該第一表面的一側(cè)或該第二塑膠透鏡之遠離該第二表面的 一側(cè)。
7.如權(quán)利要求4或6所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該濾光層為紅外截至濾光層或紅外導(dǎo)通濾光層。
8.如權(quán)利要求l所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該第一塑膠透鏡及第二塑膠透鏡分別為平凸透鏡或平凹透鏡。
9.如權(quán)利要求l所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該復(fù)合微透鏡進一步包括一光圈層，該光圈層形成在該第一表面與該第一塑膠透鏡之間、該第二表面與該第二塑膠透鏡之間、該第一塑膠透鏡之遠離該第一表面的一側(cè)或該第二塑膠透鏡之遠離該第二表面
10.如權(quán)利要求9所述的復(fù)合微透鏡，其特征在于該光圈層為鉻層或鉛層。
11.一種復(fù)合微透鏡陣列，其包括一個剛性透光層，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面；一個第一塑膠透鏡陣列，壓印形成在該第一表面上，該第一塑膠透鏡陣列包括多個第一塑膠透鏡；以及一個第二塑膠透鏡陣列，壓印形成在該第二表面上，該第二塑膠透鏡陣列包括多個第二塑膠透鏡；該多個第二塑膠透鏡分別和與其對應(yīng)的第一塑膠透鏡共光軸，該第二塑膠透鏡陣列與該第一塑膠透鏡陣列的材料不同。
12.如權(quán)利要求ll所述的復(fù)合微透鏡陣列，其特征在于該復(fù)合微透鏡陣列還包括一個濾光層，該濾光層設(shè)置在該第一表面與該第一塑膠透鏡陣列之間或該第二表面與該第二塑膠透鏡陣列之間。
13.如權(quán)利要求ll所述的復(fù)合微透鏡陣列，其特征在于該復(fù)合微透鏡陣列進一步包括一抗反射層，該抗反射層形成在該第一表面上或第二表面上、且與該濾光層分設(shè)在該剛性透光層的兩側(cè)。
14.如權(quán)利要求ll所述的復(fù)合微透鏡陣列，其特征在于該復(fù)合微透鏡陣列還包括一濾光層，該濾光層熱壓成型在該第一塑膠透鏡陣列之遠離該第一表面的一側(cè)或該第二塑膠透鏡陣列之遠離該第二表面的 一側(cè)。
15.如權(quán)利要求ll所述的復(fù)合微透鏡陣列，其特征在于該第一塑膠透鏡及第二塑膠透鏡分別為平凸透鏡或平凹透鏡。
16.如權(quán)利要求ll所述的復(fù)合微透鏡陣列，其特征在于該復(fù)合微透鏡陣列進一步包括一金屬光圈層，該金屬光圈層形成在該第一表面上、該第二表面上、該第一塑膠透鏡陣列之遠離該第一表面的一側(cè)或該第二塑膠透鏡陣列之遠離該第二表面的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合微透鏡，其包括一個剛性透光層，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面；一個第一塑膠透鏡，壓印形成在該第一表面上；以及一個第二塑膠透鏡，壓印形成在該第二表面上，該第二塑膠透鏡與該第一塑膠透鏡的材料不同。本發(fā)明還提供一種復(fù)合微透鏡陣列，其可切割成多個上述復(fù)合微透鏡。本發(fā)明經(jīng)由對復(fù)合微透鏡各元件結(jié)構(gòu)及特性配置，使得該種復(fù)合微透鏡適于采用晶圓級復(fù)制技術(shù)制造且適于量產(chǎn)，從而可滿足目前對光學(xué)元件之輕薄短小化需求。
文檔編號G02B3/00GK101498798SQ20081030027
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者余泰成 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司