[发明专利]制造透镜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造透镜和透镜阵列的方法，更具体地涉及：一种制造具有同心图案的透镜的方法，其中形成同心图案的各环面用作球面透镜；一种制造多层微透镜的方法，其中在数十微米级的透镜上形成微米级透镜；以及一种制造其上形成有光栅的微透镜的方法。

背景技术

通常，透镜被加工成具有完全光滑的表面并具有负折射率或正折射率。在某些情况下，为了特殊用途，例如校正入射在透镜上的部分光的路径或者形成平行光，可将透镜制造成在其表面上具有特殊图案。

在专用透镜当中，在图1中示出了如本发明中一样具有同心图案的菲涅尔(Fresnel)透镜。在图1中，图1(a)是菲涅尔透镜的立体图，图1(b)是菲涅尔透镜的纵剖视图。

如图1(a)、(b)所示，菲涅尔透镜是将凸透镜设计成平坦形式而获得的聚光透镜，以降低球面透镜的厚度同时校正球面透镜的失真。也就是说，绕透镜的中心形成不同直径的同心带环，各带环均具有棱镜功能，从而降低透镜的像差。这种菲涅尔透镜很久以来就被用于灯塔。近来，用塑性材料制造这种透镜并将其用于各种领域，例如照亮摄像机的取景器用的品脱板(pint plate)、高架投影仪、车用尾灯、平行光管等等。

目前，机械加工过程已用于制造具有同心图案的透镜(例如，菲涅尔透镜)。因而，在通过传统技术制造透镜，尤其是具有同心图案的微透镜的情况下，存在很多问题，比如需要大量时间、制造成本增加，并且机械加工过程会导致精度降低从而不能提供期望图案。

此外，传统微透镜阵列通过将多个半球面微透镜布置成特定图案的方式而形成。这种微透镜阵列主要用于投影电视、波导板等以使光路聚集或发散。

然而，形成传统微透镜阵列的微透镜在制造时在其曲率方面有很多限制，从而不能制造具有各种光学特性的微透镜。

发明内容

技术问题

为解决现有技术中的问题而构思本发明。本发明的一个目的是提供一种制造具有同心图案的透镜的方法，其中可获得期望图案、可简化制造过程并可提高透镜的精度。

为解决所述问题，本发明的另一目的是提供一种制造多层透镜的方法和通过该方法制造的多层透镜，其中在数十微米级的微透镜上形成微米级微透镜。

为解决所述问题，本发明的再一目的是提供一种制造微透镜的方法，其中在微米级微透镜上形成有光栅。

技术方案

为了实现所述目的，根据本发明提供一种制造具有同心图案的透镜的方法，该方法包括：第一步骤，制造具有同心图案的掩模；第二步骤，使所述掩模对准在涂覆有光刻胶的基板上并执行曝光过程；第三步骤，对曝光后的基板进行显影以获得由呈环面形式的所述光刻胶形成的同心图案；第四步骤，对显影后的基板进行回流过程从而使呈环面形式的所述光刻胶弯曲；第五步骤，制造压模，在该压模中以凹陷形式刻有由呈环面形式的所述光刻胶形成的同心图案；以及第六步骤，利用所述压模作为模具注射成型具有所述同心图案的透镜。

所述掩模优选包括薄膜(film)掩模或铬掩模。

此外，在所述第三步骤中，利用AZ系列400K作为显影液，并且以在23℃的显影液中浸泡6分钟的方式进行显影。

所述第五步骤优选包括以下步骤，即：在所述基板上涂覆金属薄膜(thin film)；用镍电镀所述金属薄膜并使镀镍部分与所述基板分离；以及利用所述镀镍部分作为所述压模。在该第五步骤中，所述金属薄膜的涂覆优选包括铬涂覆。此外，在所述第五步骤中，在涂覆铬之后优选进一步涂覆金。

为了实现所述目的，根据本发明提供一种制造多层微透镜的方法，该方法包括：第一步骤，将第一掩模对准在涂覆有光刻胶的基板上并执行曝光过程，所述第一掩模包括不能透光的圆形遮光区；第二步骤，对曝光后的基板进行显影以获得柱状光刻胶部分；第三步骤，对显影后的基板进行回流过程以使所述光刻胶部分变成球面透镜特征；第四步骤，制造第一压模，在该第一压模中以凹陷形式刻有所述球面透镜特征；第五步骤，利用所述第一压模制造第二压模，在该第二压模中以凸起形式形成有所述球面透镜特征；第六步骤，将第二掩模对准在涂覆有光刻胶的所述第二压模上并进行曝光过程，所述第二掩模包括比在所述第一掩模上形成的所述圆形遮光区小的遮光区；第七步骤，通过曝光对形成在所述第二压模的球面透镜上的光刻胶进行显影并执行回流过程；第八步骤，制造第三压模，在该第三压模中以凹陷形式刻有由形成在所述球面透镜上的光刻胶构成的双层结构；以及第九步骤，利用所述第三压模作为模具注射成型透镜，使得在该透镜上以凸起形式形成有由形成在所述球面透镜上的光刻胶构成的所述双层结构。