[发明专利]用于制造透镜晶片的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1和8的用于制造、尤其是冲压具有多个微型透镜的透镜晶片的方法和设备。此外，在这里还提供了本发明请求保护的根据权利要求11的透镜晶片以及根据权利要求12的由透镜晶片制成的微型透镜。

背景技术

微型透镜主要用于那些需要光学聚焦装置的设备，例如手机的摄像机。由于小型化方面的压力，功能区域将会变得越来越小。微型透镜的小型化程度越高，则制造出光学特性正确的微型透镜的难度就会越高，出现这种情况的原因在于：在大规模制造过程中，原则上应该减小的微型透镜的成本压力将会非常巨大。在现有技术中，微型透镜是用诸如US6,846,137Bl、US5,324,623、US5,853,960以及US5,871,888所示的不同制造方法在载体基底上制成的。对如上所述的所有方法来说，其共同点在于从根本上需要某个厚度，此外，穿过微型透镜的光线不但需要穿过该透镜，而且还需要穿过基底。由于同时需要很高的质量以及要求具有较高的分辨率，并且与此同时还需要较高的亮度，而所述较高的亮度又特别依赖那些处于光轴并且由此处于波束路径之上的光学系统的厚度和数量的较高亮度，因此，较为理想的是进一步优化根据现有技术的微型透镜。

对于这些具有载体的微型透镜来说，其最大的问题是相对于载体来正确校准压印冲头。校准过程中的错误通常会被用堆叠载体制成的微型透镜加剧。

对于正确的微型透镜光轴来说，如果消除与载体相对的冲头的楔断层（Keilfehler），那么将会是特别重要的，因为在冲压过程中，如果存在楔断层，则将不能冲压出严格与载体垂直的光轴。

发明内容

本发明的技术问题是给出一种尤其能在大规模制造过程中产生具有制造精度高且与光轴精确校准的设备和方法。

该技术问题是用权利要求1和8以及10和11的特征部分得以解决。在从属权利要求中给出的是关于本发明的有利发展。在说明书、权利要求书和/或附图中给出的至少两个特征的所有组合同样落在本发明的框架以内。在指定数值范围以内，处于指示限度以内的值也被认为是作为界限值公开的，并且将会在任何组合中被请求保护。

本发明是以这样一种思想为基础的，那就是在冲压过程尤其是在相对于压印冲头的可固化液体的成形过程中对载体尤其是晶片进行校准。这样一来将会允许实施原位校准。此外，这样做还具有尽可能减小冲头与载体之间的距离、尤其是朝向微型透镜视场的距离的积极成果。这样一来，与现有技术相比，所述校准可以采用更为精确的方式来完成。

在这里提供了本发明请求保护并且尤其采用了下述顺序的以下方法步骤：

将液体形式的透镜材料、尤其是可固化液体、涂覆于晶片的一个冲压侧和/或冲头的一个冲压侧，冲头的冲压侧具有用于冲压微型透镜的透镜模具，

在与X-Y平面垂直的Z方向上相向移动（Aufeinander-zu-Bewegung）基本平行设置的冲头，亦即设置在X-Y平面中并且与晶片相对设置的冲头，通过成形以及随后透镜材料的固化来冲压透镜晶片，所述成形是通过相向移动这些冲头来进行的。

本发明的特征在于：由楔断层均衡装置（Keilfehlerausgleichsmittel）来进行楔断层均衡，所述楔断层均衡装置用以在成形过程中对冲压侧进行平行校准和/或对冲头与晶片执行X-Y校准。X-Y校准指的是X-Y平面中的校准（对准），由此特别包含了X-Y平面中的旋转。

楔断层均衡对于本发明请求保护的方法所产生的微型透镜的质量而言尤为重要，因为根据本发明的楔断层均衡能够实现更为精确和可再生产的微型透镜光轴的完全垂直位置。

根据本发明的有利实施例，所规定的是：所述楔断层均衡或是X-Y校准特别是在低于晶片冲压侧以及冲头冲压侧的距离D的某个值之后持续进行的。这是因为如本发明请求保护的那样，在冲压或固化透镜之前短暂执行校准是非常重要的，因为在这个时刻，冲压侧之间的距离D值有可能处于最小值，由此能够特别借助于对于冲压侧而言呈刚性的位置检测装置精确检测冲压侧的位置，并且由此能够精确检测晶片和冲头的位置。通过对晶片和冲头的位置或是对彼此相对的相应冲压侧的位置进行检测，可以允许精确地控制楔断层均衡装置以及X-Y校准装置的X-Y校准。

相应地，在成形的时候，如果根据本发明一个实施例的成形处理是以位置受控的方式进行的，那么将会是非常有利的。