[发明专利]微光学系统及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及微光学。本发明涉及根据权利要求的前序部分的方法和设备。特别地，本发明涉及光学系统、光电模组、电子装置以及制造光学系统的设备和方法。

术语定义

“有源光学器件”：感光或发光的器件。例如光二极管、图像传感器、LED、OLED、激光芯片。

“无源光学器件”：通过诸如透镜、棱镜、反射镜或光学系统的折射和/或衍射和/或反射使光改变方向的光学器件，其中光学系统是这种光学器件的集合，也可能包括机械元件，例如孔径光阑、图像屏幕、支架。

“光电模组”：其中包括至少一个有源光学器件和至少一个无源光学器件的器件。

“复制”：再现给定的结构或其负模的技术。例如蚀刻、浮花压印、印刷、铸造、模制。

“晶片”：大体地类圆盘或类平板形状的物品，其在一个方向（z方向或垂向）上的延伸相对于在其它两个方向（x和y方向或横向方向）上的延伸而言是小的。通常而言，在（非毛胚）晶片上，布置或提供了多个类似的结构或物品，典型地在矩形网格上。晶片可以具有开口或孔，并且晶片在其横向区域的主要部分中甚至可没有材料。晶片可以具有任何横向形状，其中圆形和矩形是极常见的。虽然在许多情况下，可以理解晶片主要是由半导体材料制成，但在本专利申请中，这显然是不受限制的。据此，晶片例如可以主要由半导体材料、聚合材料、复合材料（其包括金属和聚合物或聚合物和玻璃材料）制成。特别地，可硬化的材料（例如可热固化或可紫外光固化的聚合物）是结合本发明的有利的晶片材料。

“横向”：参见“晶片”。

“垂向”：参见“晶片”。

“光”：最普通的电磁辐射；更特别的是电磁光谱的红外、可见或紫外部分的电磁辐射。

背景技术

在目前的智能手机中，已知提供有小型化的光学器件，例如闪光LED，其通过衍射透镜而发光至智能手机的外侧。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于设计和/或制造小型化光学系统的新的概念。此外，分别提供了包括这种光学系统的相应的光电模组，以及包括这种光学系统和光电模组的电子装置。

此外，提供了制造光学系统的方法。

本发明的另一目的是提供可选的方式，以将器件布置在光学系统中或光电模组中，特别是在小型化光学系统或小型化光电模组中。

本发明的另一目的是提供新的概念，以将小型化光学系统或光电模组布置在电子装置中。

本发明的另一目的是提供制造光学系统（特别是小型化光学系统）的改进的方法。

本发明的另一目的是提供具有改进的可制造性的光学系统和／或光电模组和／或电子装置，特别地允许稳定的和／或可再生的的和／或高产率的大量生产。

本发明的另一目的是要达到光学系统或光电模组（特别是小型化光电系统或小型化光电模组）中的器件的特别严的对准公差。

进一步的目的从下面的描述和实施例展现。

这些目的中的至少一个是根据权利要求的设备和方法所至少部分达到的。

光学系统包括具有第一板侧和第二板侧的基板、大致在该第一板侧上的导光元件、以及位于该第二板侧的透镜元件，其中该基板和该导光元件是一体成型的或是独立的部件。该基板是至少部分透明的，并且光学系统形成光路，用于光通过该透镜元件、穿过该基板、并通过该导光元件，并且该基板包括至少一个机械引导元件。

如本专利申请中所使用的“透明”和“非透明”等术语一般将被解释成带有其通常赋予的意思。更具体地，本申请使用“透明”这一术语，我们表示对于光（特别是指至少部分可见光）而言是透明的或可穿透的；并且使用“非透明”这一术语，我们表示对于至少部分光（特别是指至少部分可见光）而言是不透明的或不可穿透的，更特别地对可见光而言是不透明的或不可穿透的。结合光电模组，透明度或非透明度可更具体地理解为针对包括在光电模组中的有源光学器件所发出的或可探测的光波长范围。

该导光元件可大致为一块透明材料。该基板特别因其至少一个机械引导元件、以及可能地连同该导光元件，而便于精确对准光学系统和/或精确固定光学系统。如果该基板和该导光元件是独立的部件，则它们可以使用不同的材料，并且可以容易地分别对其应用处理步骤。如果它们是一体成型的，则它们可在共同的处理步骤中制造，从而简化了制造。

光学系统可被高效地制造，特别是以晶片级而言，下文中将更加清楚。免除一个或更多个组装步骤和/或对准步骤成为可能。