[發明專利]凹入的光學表面

有效

• 申請號: 200980145132.0
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN102209622A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 格雷戈里·J·金茨;麥克爾·R·費爾德曼;詹姆斯·E·莫里斯;保羅·埃里奧特;戴維·克勒;W·哈德遜·韋爾奇;戴維·奧維魯特斯基;杰里米·赫德爾斯頓;馬克·希亞特
• 申請（專利權）人: 德薩拉北美公司
• 主分類號: B29D11/00
• 分類號: B29D11/00;G02B3/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;彭會

相關申請案的交叉參考

本申請案主張2008年9月18日申請的第61/098,188號美國臨時申請案的申請日的權益，所述美國臨時申請案以引用的方式并入本文中。

技術領域

本申請案涉及形成于襯底(例如晶片)上的光學表面，尤其涉及以完全或部分凹入狀態形成于襯底上的光學表面。

背景技術

復制已經變為形成透鏡(尤其是大量形成)的逐漸流行的技術。在此方法中，提供平坦襯底，通常是由玻璃制成的晶片(但可使用其它襯底)，其上放置有復制材料或其它可成形材料。隨后通過多種固化方法來使復制材料成形；常見方法是用主模具沖壓復制材料且固化材料以形成所要的光學表面。在固化復制材料后，可即刻移除主模具，從而在晶片表面上留下經成形的透鏡形狀。襯底的一側或兩側可裝填經復制的透鏡，且在一些情況下，兩側上的透鏡可同時形成。隨后，可將襯底切成個別透鏡，但在一些情況下，晶片保持完整以接合到一個或一個以上其它透鏡或間隔晶片以形成隨后經單一化的多個透鏡層。透鏡的晶片級制造常常是優選的，因為每透鏡的成本與許多其它方法相比非常低。

市場中的一個其它驅動因素是透鏡且因此其中放置透鏡的相機變得越來越小的趨勢。復制和晶片級處理已實現透鏡和透鏡堆疊在寬度和厚度兩個方面的收縮。即使如此，平坦襯底也必須足夠厚以具有足夠的強度和穩定性，且隨著經成形透鏡層帶有一個或兩個額外復制層增加了每一透鏡晶片的總高度。隨著包含相機中的較高密度圖像傳感器的應用的復雜性增加，透鏡堆疊中更多地使用多個光學表面。添加的層使透鏡高度的問題變復雜，因為所得透鏡設計的厚度可能大于所要的厚度。雖然對于凸透鏡和凹透鏡兩者情況都是這樣，但凸透鏡常常帶來額外挑戰。當凸透鏡的頂部是透鏡晶片的最高點時，這可造成要求晶片接觸另一表面的任何處理步驟的難題。表面上未經保護的凸透鏡一般也更容易存在意外損壞的危險。

發明內容

本文說明的一些實施例描述通過一種方法形成的光學陣列，所述方法包含提供襯底，在襯底上形成阱陣列，且在阱中復制對應數目的光學表面。以此方式，在阱內同時產生光學表面。光學表面可為折射的、衍射的、反射的或其組合。在某些實施例中，可同時復制阱和光學表面。在其它實施例中，可在復制光學表面之前形成阱陣列。阱陣列可使用例如蝕刻等光刻技術來形成，或可通過例如鉆制(drilling)、熔固(blasting)或模制等機械方式形成。其中形成光學表面的阱可包含大體上平坦的底部表面，或可包含基本光學表面，所述基本光學表面為折射的、衍射的、反射的或其某種組合。在某些實施例中，阱陣列中的阱延伸穿過襯底。復制的透鏡可形成于延伸穿過襯底的阱中。

一旦光學陣列形成于襯底上的阱中，襯底就可對準且結合到第二襯底。第二襯底可包含第二光學陣列或可為間隔襯底。在一個實施方案中，第一襯底上的光學表面與第二襯底上的光學表面之間的間距僅由第一和第二襯底上的阱的受控深度提供且沒有介入的間隔件。光學和/或間隔襯底的堆疊可經切割以使阱陣列和光學表面單一化以形成離散的光學模塊。光學模塊可經對準且結合到半導體裝置。光學模塊可在分離阱陣列和光學表面的步驟之前或之后結合到半導體裝置。

一些實施例可針對一種光學塊，所述光學塊包含：襯底，其具有第一和第二相對表面，所述襯底是第一材料；多個通孔，其在所述襯底中在所述第一與第二相對表面之間延伸；第二材料，其不同于所述第一材料，所述第二材料填充所述通孔的一部分且在所述襯底的所述第一表面的一部分上延伸到所述通孔外部；以及第一透鏡結構，其在所述第二材料中且對應于所述通孔中的每一者。

所述光學塊可包含不同于所述第一材料的第三材料，所述第三材料在所述襯底的所述第二表面的一部分上延伸到所述通孔外部且覆蓋所述通孔。所述第二材料和所述第三材料一起完全填充所述通孔。所述第二和第三材料可分別完全覆蓋所述襯底的所述第一和第二表面。所述第二和第三材料可相同。

所述第一透鏡結構可包含鄰近于所述第一襯底的所述第一表面且在所述第二材料中的第一透鏡表面，以及鄰近于所述第一襯底的所述第二表面且在所述第三材料中的第二透鏡表面。所述第二與第三材料之間可存在界面。所述光學塊可包含所述第二與第三材料之間的孔徑光闌(aperture?stop)，所述孔徑光闌部分地延伸到所述通孔中。

所述第一材料可為不透明和/或色散的。所述襯底可為網格。通孔的側壁可為平坦的或成角度且沿著連續角延伸。通孔的側壁可經處理以阻擋光且/或抑制反射。所述第一材料可具有小于20的楊氏模量(Young′s?modulus)。