形成光学系统技术方案

一种形成包括透镜和其他光学元件的光学系统的方法，其中该方法包括：使用光刻装置形成母版工具；使用所述母版工具以形成包括多个透镜和相关联的透镜对准特征件的基板；切割所述基板以形成单独基板，单独基板各自具有带有集成透镜对准特征件的透镜；将其他光学元件定位在夹具中；以及将所述多个透镜中的透镜放置在所述夹具中，使得针对所述透镜的集成对准特征件靠在所述夹具的表面上，从而将所述透镜放置在相对于其它光学元件的所需位置中。置在相对于其它光学元件的所需位置中。置在相对于其它光学元件的所需位置中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成光学系统


[0001]本专利技术涉及形成一种包括透镜和其他光学元件的光学系统。

技术介绍

[0002]各种类型的光学系统被并入到广泛的消费和工业产品及系统中。这样的光学系统包括棱镜形式的光学元件和透镜。透镜通常使用粘合剂来附接到光学元件上，并使用拾取和放置机器将透镜定位到光学元件的表面上。然后能够将光学系统集成到例如移动电话中。

技术实现思路

[0003]本公开的专利技术人确信对于某些应用，需要在光学元件和透镜之间进行非常精确的定位。光学元件可以是棱镜、分束器、光学元件组件、衍射光栅、光纤、具有一个或更多个孔径的元件等。使用拾取和放置机器的传统技术无法提供所需的精度水平
[0004]其中的一种应用是在移动电话等消费类设备中。移动电话包括用于接收光的孔径。光入射在透镜上，该透镜粘附到以棱镜形式将入射光引导向图像传感器的光学元件上，该图像传感器可操作以捕获移动电话的环境图像。精确透镜定位的重要性在于光学像差，因此也在于最终的图像质量。特别是，透镜和光学元件之间的不良对准会导致一阶像散和二阶彗差。
[0005]根据本公开的一个方面，提供了一种形成包括透镜和其他光学元件的光学系统的方法，其中该方法包括：使用光刻装置形成母版工具(master tool)；使用母版工具以形成包括多个透镜和相关联的透镜对准特征件的基板；切割基板以形成单独基板，每个单独基板都具有带有集成透镜对准特征件的透镜；在夹具中定位其他光学元件；以及将多个透镜中的透镜放置在夹具中，以使得针对所述透镜的集成对准特征件靠在夹具的表面上，从而将透镜相对于其他光学元件放置在所需位置。
[0006]本公开的实施例提供了透镜相对于光学元件的精确放置，并且其实现方式有助于大规模生产(高容量和高UPH(单位/小时))。
[0007]由于透镜和对准特征件是使用相同的光刻装置形成的，因此它们相对于彼此精确对准。特别是，透镜和对准特征件是使用相同的母版工具形成的，这保证了最佳的制造公差。
[0008]在本公开的实施例中，透镜相对于光学元件的对准是机械进行的(例如使用重力)，因此对准精度不受机器能力(例如拾取和放置机器的定位精度)的限制。
[0009]透镜可以放置在夹具中，使得在第一方向上延伸的集成对准特征件的第一表面靠在夹具的第一表面上，并且在与第一方向正交的第二方向上延伸的集成对准特征件的第二表面靠在夹具的第二表面上。
[0010]在一些实现中，在所需位置，集成对准特征件的第一表面与光学元件的第一表面位于同一平面中，并且集成对准特征件的第二表面与光学元件的第二表面位于同一平面
中。
[0011]在一些实现中，集成对准特征件的第一表面和第二表面在平行于透镜光学轴线的第三方向上延伸。
[0012]该夹具可包括空腔，一旦所述透镜被放置在夹具中，那么其上已经形成透镜的单独基板的部分可以延伸到所述空腔中。
[0013]在一些实现中，其他光学元件位于所述夹具中，使得在所述放置期间重力将透镜引导到所需位置中。
[0014]母版工具可以形成为使得当切割基板时，单独基板各自具有带有单个集成透镜对准特征件的透镜。
[0015]母版工具可以形成为使得当切割基板时，单独基板各自具有带有多个集成透镜对准特征件的透镜。
[0016]在一些实现中，母版工具形成为使得当切割基板时，单独基板各自具有透镜，该透镜在单独基板的每个角落处配备有集成透镜对准特征件。这使得将透镜放入夹具的定向具有灵活性。
[0017]使用光刻装置形成母版工具可以包括：在母版工具形成基板上沉积复制材料；将该复制材料硬化以形成与所述透镜形状相对应的硬化的复制材料；将液体光刻胶分配到母版工具形成基板上；仅将液体光刻胶的选定部分暴露于光中，以形成与透镜对准特征件形状相对应的硬化的光刻胶；将剩余的未曝露的液体光刻胶移除；在基板上、硬化的复制材料和硬化的光刻胶上沉积液体材料；固化所述液体材料以形成母版工具。
[0018]仅将液体光刻胶的选定部分暴露于光中可以包括：将透明掩蔽结构定位在母版工具形成基板上，该掩蔽结构包括掩蔽层；以及发射光通过所述掩蔽结构。
[0019]使用母版工具以形成包括多个透镜和相关联的透镜对准特征件的基板可以包括：将母版工具和基板相对于彼此对准并将母版工具和基板的第一侧合在一起，在母版工具和基板之间具有复制材料；将复制材料硬化；以及将工具与基板分离，硬化的复制材料粘附在基板上并形成多个透镜和相关联的透镜对准特征件。
[0020]其他光学元件可以是棱镜，例如直角棱镜。
[0021]从下文描述的实施例中可以轻松了解到这些方面和其它方面。本公开的范围不受本
技术实现思路
的限制，也不受必须解决所指出的任意或所有缺点的实现的限制。
附图说明
[0022]现在将仅通过示例并参考附图来描述本公开的一些实施例，其中：
[0023]图1示出了制造光学系统的过程；
[0024]图2示出了制造母版工具的过程；
[0025]图3a示出了在具有多个对准特征件的基板上形成的透镜的侧视图；
[0026]图3b示出了在具有多个对准特征件的基板上形成的透镜的立体图；
[0027]图3c和图3d示出了示例对准特征件；
[0028]图3e和图3f示出了将透镜放置在夹具中时透镜如何定向；
[0029]图4a和图4b示出了透镜在放置在夹具中的光学元件上的定位；
[0030]图5a
‑
图5c示出了定位在放置在夹具中的光学元件上的透镜的立体图；
[0031]图6示出了根据本公开的实施例制造的光学系统；和
[0032]图7示出了包含光学系统的示例计算设备。
具体实施方式
[0033]总体而言，本公开涉及形成一种包括透镜和其他光学元件的光学系统。使用光刻装置来形成母版工具，该母版工具包括用于形成透镜和相关联对准特征件的复制表面。然后使用母版工具来(例如在数百或数千个透镜的片材中)形成透镜及其集成对准特征件。由于透镜及其集成对准特征件是使用母版工具形成的，因此它们相对于彼此精确对准。然后切割片材。使用夹具将每个透镜安装到光学元件上，该夹具具有容纳透镜的对准特征件的精确定位表面。因此，本公开的实施例提供了透镜相对于光学元件的精确定位。
[0034]在附图中给出了该解决方案的一些示例。
[0035]图1示出了根据本公开的实施例的用于制造光学系统的过程100。
[0036]在步骤S102中，使用光刻装置以形成母版工具。在图2中更详细地示出了步骤S102。
[0037]如图2所示，在步骤S202中，在其复制表面上具有复制材料251(例如环氧树脂)的分配工具250和母版工具形成基板252被合在一起。基板252可以是“晶圆”或其它基础元件。因此，过程100能被认为是一种晶圆级光学加工方法。例如，基板252可以由玻璃制成。通过将分配工具250和基板252合在一起(例如，通过使分配工具250朝向基板252降低)，来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成包括透镜(302)和其他光学元件(402)的光学系统的方法(100)，其中所述方法包括：使用光刻装置形成(S102)母版工具(260)；使用(S104)所述母版工具以形成包括多个透镜和相关联的透镜对准特征件的基板；切割(S106)所述基板以形成单独基板(306)，单独基板各自具有带有集成透镜对准特征件的透镜；将所述其他光学元件定位(S108)在夹具(400)中；和将所述多个透镜中的透镜(302)放置(S110)在所述夹具中，使得针对所述透镜的集成对准特征件(304)靠在所述夹具的表面上，由此将所述透镜放置在相对于所述其它光学元件的所需位置中。2.如权利要求1所述的方法，其中所述透镜放置在所述夹具中，使得在第一方向上延伸的所述集成对准特征件的第一表面(308)靠在所述夹具的第一表面(408)上，并且在与第一方向正交的第二方向上延伸的所述集成对准特征件的第二表面(310)靠在所述夹具的第二表面(410)上。3.如权利要求2所述的方法，其中在所需位置中，所述集成对准特征件的第一表面(308)与所述光学元件的第一表面(412)位于同一平面上，并且所述集成对准特征件的第二表面(310)与所述光学元件的第二表面(414)位于同一平面上。4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述集成对准特征件的第一表面和所述集成对准特征件的第二表面在平行于所述透镜的光学轴线的第三方向上延伸。5.如权利要求1所述的方法，其中所述夹具包括空腔(406)，并且一旦所述透镜被放置在所述夹具中，则在单独基板上形成所述透镜的所述单独基板的部分延伸到所述空腔中。6.如权利要求1所述的方法，其中所述其他光学元件位于所述夹具中，使得在所述放置期间重力将所述透镜引导到所需位置中。7.如权利要求1所述的方法，其中所述母版工具形成为使得当切割所述基板时，所述单独基板各自具有带有单个集成透镜对准特征件的透镜。8.如权利要求1所述的方法，其中所述母版工具形成为使得当切割所述基板时，所述单独基板各自具有带有多个集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊利亚斯，
申请(专利权)人：AMS欧司朗亚太私人有限公司，
类型：发明
国别省市：