仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種使用高精度單點金剛石車床制作仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列模具，然后使用聚烯烴材料模壓形成的作仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進步，當前的儀器設(shè)備己朝著光、機、電集成的趨勢發(fā)展。目前，微光學(xué)技術(shù)所制造出的微透鏡與微透鏡陣列以其體積小、重量輕、便于集成化、陣列化等優(yōu)點，能構(gòu)成許多新型的光學(xué)系統(tǒng)，完成傳統(tǒng)光學(xué)元件無法完成的光學(xué)功能。
[0003]1992年，N.Franceschine等人討論了在激光探測中使用正六角形孔徑透鏡陣列以增大探測視場和接收大視場內(nèi)全部信息的視覺控制問題；1994年，S.0gata等人在理論上初步討論了采用微透鏡陣列模擬生物復(fù)眼的光學(xué)系統(tǒng)；1997年，西安光機所高應(yīng)俊和劉德森對圓形孔徑微透鏡陣列仿生物復(fù)眼模型的光學(xué)系統(tǒng)進行了討論。2005年，劉德森和他的研宄生在西南大學(xué)又研制出異形孔徑(正方形和正六角形)變折射率自聚焦透鏡和異形孔徑自聚焦微透鏡陣列。
[0004]但是，菲涅爾透鏡是一種應(yīng)用十分廣泛的光學(xué)元件，其設(shè)計和制造涉及到多個技術(shù)領(lǐng)域。目前，菲涅耳衍射微透鏡陣列的制作采用微電子加工工藝，目前己發(fā)展的多階相位微浮雕結(jié)構(gòu)的加工工藝方法有:光刻法、電子束刻蝕法、離子束刻蝕法、金剛石雕刻等方法。但是由于目前的菲涅爾微透鏡陣列由于采用以上方法制作工藝和過程十分復(fù)雜。另外，制作出來的圓形和方形的菲涅爾微透鏡陣列極限填充率小和相差不能同時達到最佳值，實用性不尚。
[0005]綜上所述，需要設(shè)計發(fā)明一種極限填充率和相差能同時達到最佳值，而且工藝簡單，制造成本低的菲涅爾微透鏡陣列。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的，在于提供一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，其特征在于單個菲涅爾微透鏡陣元采用正六邊形結(jié)構(gòu)，每一個菲涅爾微透鏡的周圍有六個與這個菲涅爾微透鏡邊長相同的正六邊形菲涅爾微透鏡。
[0007]上述的仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，其特征在于仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列每個菲涅爾微透鏡的厚度一樣，且單個菲涅爾微透鏡的厚度隨著同心圓直徑的增大而變薄。
[0008]上述的仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，其特征在于使用高精度單點金剛石車床制作仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列模具，然后使用聚烯烴材料模壓形成。
[0009]本實用新型實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是
[0010]本實用新型仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，由于其每個菲涅爾微透鏡陣元呈正六邊形狀，與一般的微透鏡陣列相比，其填充率高、具有較大視場角，在光學(xué)收集和變換方面具有良好性能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例提供的一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列俯視圖
[0012]圖2為本實用新型實施例提供的一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列剖面圖
[0013]圖3為本實用新型實施例提供的一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列陣元俯視圖
[0014]圖4為本實用新型實施例提供的一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列陣元剖面圖
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做更進一步說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型提出的仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列物理結(jié)構(gòu)剖面圖，其整體都是用聚烯烴塑料材料壓制形成的，(I)為單個菲涅爾微透鏡陣元鋸齒形凹槽。如圖2所示，仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列中單個陣元是正六邊形。
[0017]本實用新型提供了一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，如圖3所示，仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列中單個陣元是正六邊形，且每一個菲涅爾微透鏡陣元的周圍有6個與這個菲涅爾微透鏡陣元邊長相同的正六邊形菲涅爾微透鏡陣元。多個正六邊形的菲涅爾微透鏡陣元互相連接組合成仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列。如圖4所示，為仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列剖面圖。
[0018]仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列的加工是通過先用高精度單點金剛石車床加工仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列的銅金屬模具，其外形為銅柱，銅柱直徑為15_，然后在銅柱頂端用高精度單點金剛石車床進行車削，形成仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列模具，然后將聚烯烴塑料板平放在石英玻璃上，進行固定，然后將銅柱用可移動夾具夾住，對將仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列銅柱模具進行清洗加熱，然后用銅柱模具在聚烯烴塑料板上壓制形成單個菲涅爾微透鏡陣元，以Imm為移動最小單位，移動銅柱模具，按照以上步驟，在聚烯烴塑料板上就可壓制形成仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列。
[0019]以上僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，其特征在于單個菲涅爾微透鏡陣元采用正六邊形結(jié)構(gòu)，每一個菲涅爾微透鏡的周圍有6個與這個菲涅爾微透鏡邊長相同的正六邊形菲涅爾微透鏡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，其特征在于仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列每個菲涅爾微透鏡的厚度一樣，且單個菲涅爾微透鏡的厚度隨著同心圓直徑的增大而變薄。
【專利摘要】本實用新型公開了一種仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列，其中單個菲涅爾微透鏡陣元直徑在100μm左右，通過使用高精度單點金剛石車床進行加工仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列的金屬模具，然后利用模具進行壓制加工形成仿復(fù)眼式菲涅爾微透鏡陣列。由于六邊形孔徑的微透鏡陣列的光學(xué)綜合性能是最好的，所以大多數(shù)生物復(fù)眼的小眼選擇六邊形孔徑，本實用新型的菲涅爾微透鏡陣列結(jié)構(gòu)模仿生物復(fù)眼，將單個菲涅爾微透鏡設(shè)計為正六邊形，每一個菲涅爾微透鏡的周圍有六個與這個菲涅爾微透鏡邊長相同的正六邊形菲涅爾微透鏡。此菲涅爾透鏡的微陣列的模具結(jié)構(gòu)使用高精度單點金剛石車床易于實現(xiàn)，用該模具壓制而成的微透鏡陣列光學(xué)性能良好，具有較強的實用性。
【IPC分類】G02B3/08
【公開號】CN204666841
【申請?zhí)枴緾N201520166116
【發(fā)明人】郭富, 魏臻, 孫銘悅
【申請人】天津維富達科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年3月24日