[发明专利]光学元件及其制造方法

说明书

相关申请交叉参考

本申请要求2006年12月18日向韩国知识产权局提交的第2006-29522号韩国专利申请的优先权，其公开内容整体结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种光学元件，更具体地，涉及一种具有带微透镜的镜头筒结构的光学元件以及该元件的制造方法。

背景技术

近年来已经开始广泛使用可便携的成像装置，这增加了对于高性能的微透镜的需求。

通常，已知微透镜是通过利用模具的复制方法制造的。这种复制方法广泛用于以低成本制造微透镜或其中布置有微透镜的微透镜阵列(array)。制造或复制微透镜的一般方法的实例可以包括改进的LIGA(光刻-电镀-铸塑)工艺、硅的各项同性蚀刻、灰度掩膜的使用、通过电子束(E-束)或激光的直接写入、模具的精细加工、以及感光材料的回流。

例如，第2003-0024597号韩国专利申请中公开了一种利用感光层的回流工艺制造微透镜阵列的方法。进一步地，在第5,310,623号美国专利出版物中，微透镜的复制是在具有灰度掩膜的光刻胶材料中产生的。

但是，根据制造微透镜(或微透镜阵列)的一般方法，产生具有所需精确形状的透镜是耗时且成本高的。另外，由于回流工艺以及制造模具期间出现的困难，制造诸如具有大数字光圈的透镜以及非球面透镜的各种形状的微透镜是难以实现的。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种可通过利用静电力在微透镜上进行精细控制的光学元件，并且提供了用于该精细控制的一种结构，该结构可用作与镜头筒结构相应的透镜支架。

本发明的一个方面还提供了用于制造光学元件的方法。

根据本发明的一个方面，提供了光学元件，该光学元件包括：透镜支架，该透镜支架包括第一电极、形成在第一电极上并具有用作光路的通孔的绝缘结构、以及形成在绝缘结构内以包围通孔的至少一个第二电极；以及至少一个微透镜，位于通孔中并由透明树脂形成。

该至少一个微透镜可与第一电极接触并通过透镜支架的绝缘结构与该至少一个第二电极绝缘。

用于确保光路的结构可根据第一电极的透光率而变化。

第一电极可由透明材料形成。

微透镜可形成在第一电极的用作通孔底表面的区域处。透镜支架可进一步包括透明基板，并且第一电极形成在透明基板上。

第一电极可由不透明电极材料形成，并可具有形成为用于确保光路的开口。

第一电极的开口可具有小于通孔的直径，从而第一电极提供了圆形(circumferential)突起。突起可提供第一电极与微透镜之间的连接，并且可用作用于微透镜的支撑单元。

透镜支架可进一步包括透明基板，并且第一电极可形成在透明基板上。

第二电极可包括多个第二电极，并且多个第二电极可层压在绝缘结构内并彼此绝缘。为了获得微透镜更精确的形状，该多个第二电极中的至少一些第二电极可以不同的距离与通孔的内侧壁隔开。

可以提供其中排列有多个微透镜的光学元件。

这里，绝缘结构的通孔以及安装于通孔的微透镜可分别包括多个通孔和多个微透镜。通孔可以以包括多行和多列的矩阵形式布置。

所述第一和第二电极形成为多个图案，所述多个图案分隔在所述通孔的多行和多列中。

根据本发明另一方面，提供了形成为组件的光学元件，该组件包括多个光学元件，这些光学元件层压于组件中以具有相同的光路。

可以层压多个光学元件中的至少一些光学元件以使所述至少一些光学元件的通孔的开口面对一个方向。可替换地，可以层压多个光学元件中的至少一对光学元件以使至少一对光学元件的通孔的开口彼此面对或朝向相反的方向。

根据本发明又一方面，提供了制造光学元件的方法，该方法包括；准备透镜支架，该透镜支架包括第一电极、形成在第一电极上并具有用作光路的通孔的绝缘结构、以及形成在绝缘结构中以包围通孔的至少一个第二电极；为每个通孔提供透明液体树脂以形成初级的透镜形状；向第一和第二电极施加电压，通过利用第一与第二电极之间产生的静电力使得具有初级透镜形状的液体树脂具有所需的二级(secondary)透镜形状，并且通过固化具有二级透镜形状的液体树脂来形成微透镜。

根据本发明的再一方面，提供了用于制造光学元件的装置，该光学元件包括：透镜支架，所述透镜支架具有第一电极、形成在第一电极上的绝缘结构、以及用作光路的通孔；以及至少一个第二电极，形成在绝缘结构内以包围通孔。这里，透镜支架可控制插入到通孔中的液体树脂的形状以利用第一和第二电极形成透镜。进一步地，可在最终产品中保留透镜支架，该透镜支架用作镜头筒结构。