[發明專利]用于制造透鏡陣列的方法及裝置

無效

• 申請號: 200980158851.6
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN102405129A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 張紹祺;讓·皮埃爾·呂桑奇
• 申請（專利權）人: 乙太精密有限公司
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;G02B3/00;B29C33/42;B29D11/00
• 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;何勝勇

技術領域

本發明主要涉及在諸如像移動電話所用的攝影機那樣的微型攝影機等的光學組件的制造中使用的光學透鏡的制造技術。更具體地說，本發明涉及用于制造透鏡陣列的裝置及方法。

背景技術

為了降低透鏡成本并允許在單個制造場地每天大量地制造在數十萬個范圍內的組件，需要開發一種用于并行地制造數千個透鏡的陣列的工序。該陣列可隨后例如被切割成單獨的透鏡，或被直接應用至用于形成完整攝影機陣列的圖像傳感器的晶片上。

在圖1A和圖1B中示出光學透鏡的兩個實例。

圖1A示出由頂層12和底層13形成的透鏡10，頂層12和底層13由涂在玻璃板14的相對兩表面上的諸如環氧樹脂等光學級樹脂構成。頂層12的頂表面的一部分15形成透鏡的光學頂表面并具有光軸16。底層13的底表面的一部分17形成透鏡的光學底表面并具有光軸18。光軸16和18必須是對準的。透鏡可以與具有頂部透明(例如玻璃)覆蓋件20的光傳感器19耦合。例如蝕刻成的玻璃板或成型后的塑料板等間隔件21使透鏡10與傳感器覆蓋件20的表面間隔開。

圖1B示出可選實施例，其中，透鏡完全由具有頂表面23和底表面24的光學級樹脂板22形成。頂表面22的一部分15形成透鏡的光學頂表面并具有光軸16。底表面24的一部分17形成透鏡的光學底表面并具有光軸18，光軸18必須與光軸16對準。

可以利用諸如圖1A和1B所示的透鏡形成如圖1C所示的疊層結構。圖1C示出圖1A所示的透鏡構造在頂部具有由頂層12′和底層13′形成的透鏡10′，頂層12′和底層13′由涂在玻璃板14′的相對兩表面上的光學級樹脂構成。頂層12′的頂表面的一部分15′形成透鏡的光學頂表面并具有光軸16′。底層13′的底表面的一部分17′形成透鏡的光學底表面并具有光軸18′。透鏡10′利用例如蝕刻成的玻璃板或成型后的塑料板等間隔件21′與透鏡10耦合，間隔件21′使透鏡10′與透鏡10間隔開。光軸16′和18′必須彼此對準且必須與光軸16和18對準。

許多公開文獻已經描述了通常利用紫外光(UV)固化性環氧樹脂來制造透鏡陣列的方法。

一種制造諸如圖1A或圖1B所示的透鏡陣列的已知方法包括將透鏡陣列成型，其中使模具盡量與期望的透鏡陣列形狀互補。

一種制造這種模具的已知方法包括產生形狀與陣列的透鏡的光學頂表面的形狀相同的精密模印。然后使用數字控制式工具將具有與期望陣列的頂表面形狀互補的負型形狀的陣列壓印于軟質材料的表面中。隨后將軟質材料硬化以形成模具的上半部。然后利用形狀為陣列的透鏡的光學底表面的形狀的模印來制造模具的下半部。

然而，該已知制造工序的問題在于：即使使用用于對模具的各半部的表面進行壓印的非常精密的數字控制式工具，數字控制式工具也會最終引入被認為隨機的定位誤差。因為這種定位誤差，陣列中的隨機數量的透鏡的頂表面和底表面的光軸對準不良。頂表面和底表面的光軸對準不良使透鏡的性能較差，這是不希望的。由于至今為止與光軸的隨機性失準相關聯的不良產率使得制造不經濟，在大批量生產中數微米的失準使透鏡的分辨率(利用平均傳遞函數(Mean?Transfer?Function或MTF)來測量)劣化，從而使得這種透鏡無法與約1百萬像素(Megapixel)或更大的傳感器配合使用。

本發明提供能制造使陣列的透鏡的頂表面和底表面的光軸對準良好的透鏡陣列的裝置及方法。

發明內容

在下文中將進行更詳細地描述，此處所描述的一個實施例涉及一種用于制造透鏡陣列的方法，所述透鏡陣列的各透鏡具有光學頂表面和光學底表面，所述光學頂表面形成所述透鏡陣列的頂表面的一部分，所述光學底表面形成所述透鏡陣列的底表面的一部分；各透鏡的光學頂表面和光學底表面具有相互對準的第一光軸和第二光軸，所述方法包括：

制造靠模，所述靠模具有頂表面和底表面，所述靠模的頂表面的形狀與包括所述透鏡陣列的各透鏡的光學頂表面在內的所述透鏡陣列的頂表面的形狀相同；所述靠模的底表面的形狀與包括所述透鏡陣列的各透鏡的光學底表面在內的所述透鏡陣列的底表面的形狀相同；其中，所述靠模的與所述透鏡陣列的各透鏡的光學頂表面和光學底表面相同的部分具有與所述透鏡的相互對準的第一光軸和第二光軸相同的相互對準的第一幾何軸線和第二幾何軸線；以及

使用所述靠模制造形狀與待制造的所述透鏡陣列的形狀互補的模具。