[發明專利]柔性曲面微透鏡陣列、其制作方法及應用

有效

• 申請號: 201310268134.7
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103345008A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 金建;邸思;謝占功;陳賢帥;杜如虛
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院先進技術研究所
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G03F7/20
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 肖云

1.一種柔性曲面微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）取一具有平整表面的柔性透明基板，將該基板用酒精清洗及異丙醇淋洗后吹干，85～90℃烘烤8～10分鐘后自然冷卻，備用；

2）對柔性透明基板表面進行氧氣等離子體處理；

3）將正光刻膠均勻涂覆于處理好的柔性透明基板的上表面，之后將柔性透明基板置于烘箱中以85～90℃烘烤8～10分鐘；

4）取出柔性透明基板，將基板置于掩膜板下方，掩模板具有多個圓形遮光區域，相鄰圓形遮光區域之間的間隙為透光區域，多個圓形遮光區域形成陣列狀；對基板上表面的正光刻膠進行紫外曝光、顯影以在基板上表面形成多個呈陣列狀的圓柱形光刻膠塊；

5）將帶有陣列狀圓柱形光刻膠塊的柔性透明基板置于真空烘箱內，加熱熔融基板上的光刻膠塊、自然冷卻，每個圓柱形光刻膠塊熱熔形成凸球面微透鏡；

6）將帶有微透鏡陣列的柔性透明基板的兩側邊分別固定在夾具的兩個夾板上，兩個夾板之間具有夾角，經夾具固定使柔性透明基板表面自然彎曲形成曲面。

2.根據權利要求1所述的柔性曲面微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，所述柔性透明基板為PET片材。

3.根據權利要求1所述的柔性曲面微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，所述正光刻膠為正光刻膠AZ4620，步驟（5）將帶有陣列狀圓柱形光刻膠塊的柔性透明基板置于真空烘箱內，加熱至128℃，加熱時間115秒，使基板上的光刻膠塊熔融、自然冷卻，每個圓柱形光刻膠塊熱熔形成凸球面微透鏡。

4.根據權利要求1所述的柔性曲面微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，步驟（4）對基板上表面的正光刻膠進行紫外曝光后，將基板置于顯影液中，位于掩膜板透光區域下方的光刻膠被顯影液溶除時保留1～2微米厚的光刻膠，位于掩膜板遮光區域下方的光刻膠形成圓柱形光刻膠塊。

5.根據權利要求1所述的柔性曲面微透鏡陣列的制作方法，其特征在于，步驟（4）中，掩膜板上的多個圓形遮光區域形成的陣列為非均一矩形陣列，從而在基板上形成非均一微透鏡矩形陣列，掩膜板上的非均一矩形陣列包括的多個縱列中，位于同一縱列的多個圓形遮光區域具有相同的半徑，位于中央的縱列的圓形遮光區域具有最大的半徑，與中央縱列平行的兩側邊列的圓形遮光區域半徑最小，各縱列之間的圓形遮光區域的半徑由中央縱列向兩側邊列逐漸變小。

6.一種采用權利要求1～5任一項所述的制作方法制備的柔性曲面微透鏡陣列，其特征在于，具有表面為曲面的柔性透明基板、設于柔性透明基板上表面的微透鏡陣列，微透鏡陣列中相鄰兩個微透鏡之間存在間隙，微透鏡為凸球面微透鏡。

7.根據權利要求6所述的柔性曲面微透鏡陣列，其特征在于，所述微透鏡陣列為非均一微透鏡陣列。

8.根據權利要求7所述的柔性曲面微透鏡陣列，其特征在于，所述非均一微透鏡陣列為非均一微透鏡矩形陣列，該非均一微透鏡矩形陣列包括的多個縱列中，位于同一縱列的多個微透鏡具有相同的曲率半徑，位于微透鏡矩形陣列中央的縱列的微透鏡具有最大的曲率半徑，與中央縱列平行的兩側邊列的微透鏡曲率半徑最小，各縱列之間的微透鏡的曲率半徑由中央縱列向兩側邊列逐漸變小。

9.根據權利要求6～8任一項所述的柔性曲面微透鏡陣列，其特征在于，所述柔性曲面微透鏡陣列具有由長為2.5～4.0cm、寬為2.5～4.0cm的具有平整表面的PET基板經彎曲形成的具有曲面表面的柔性透明基板。

10.一種微透鏡成像系統，其特征在于，該系統具有如權利要求6～9任一項所述的柔性曲面微透鏡陣列，及設在柔性曲面微透鏡陣列下方的用以接收微透鏡陣列所匯聚的光線的COMS傳感器芯片。