[发明专利]一种聚甲基丙烯酸甲酯微透镜阵列的制作方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种微透镜阵列的方法，尤其涉及一种聚甲基丙烯酸甲酯微透镜阵列的制作方法。属于光学技术领域。

背景技术

微透镜阵列是一种重要的光学元件，广泛应用于光学传感，医疗和军事领域，例如：便携式相机，移动设备的摄像头，液晶显示，液晶投影仪，波前传感，印刷设备，手术照明灯，医疗光学器械，以及一种新型四维照相机等。目前，在液晶投影仪方面的应用，拥有大约68亿元人民币的市场。在便携式照相机以及移动设备摄像头方面，拥有大约3000亿元人民币的市场。

目前，工业领域中使用的微透镜阵列大多是对石英玻璃采用半导体加工工艺加工，比如：光刻和光刻胶重熔，光刻和离子侵蚀，掩模和蚀刻等。这些工艺所用设备昂贵，制造流程复杂，导致石英玻璃微透镜阵列昂贵的价格。目前，Suss MicroTec公司制作的石英玻璃微透镜阵列（六边形排布，透镜间距250μm，透镜半径835 μm，阵列尺寸20mm x 20mm x 1.2mm），市场价格可高达1400欧元。因此，大大的影响着微透镜阵列在各领域的应用前景。

另外，现有技术中的聚合物微透镜阵列的制作方法大体分为流体法和光学法两大类。流体法有注塑、热熔回流、软体压印、喷印等。流体法受到微流体通道以及微小模具的设计加工的限制，不易于100 μm以下的微透镜阵列制作。光学法有光刻、掩模、激光干涉等方法。光学法需要使用昂贵的设备，制作工艺复杂，成本高。因此，也大大的影响着微透镜阵列在各领域的应用前景。

发明内容

本发明就是针对上述问题提出来的，其目的是提供一种工艺简单、价格低廉适合大规模制作的聚甲基丙烯酸甲酯微透镜阵列的方法。

为实现上述目的本发明解决技术问题的技术方案是：

一种聚甲基丙烯酸甲酯微透镜阵列的制作方法，包括以下步骤：

（a）、采用显微硬度仪的显微压痕法或者采用拉伸压缩试验机的压痕法中的一种对聚甲基丙烯酸甲酯平板进行压痕制作，待用；

（b）、将步骤（a）所得的待用的聚甲基丙烯酸甲酯平板浸泡在95%乙醇溶剂中，在室温环境下，压痕口直径在40μm～100μm时，浸泡时间在24h～60h；

（c）、将在步骤（b）浸泡过95%乙醇的聚甲基丙烯酸甲酯平板，在50℃～70℃的环境中烘干20h～26h，即获得稳定的聚甲基丙烯酸甲酯微透镜阵列。

步骤（a）所述的采用显微硬度仪的显微压痕法时压痕的排列通过显微硬度仪编程控制，压痕的形状通过压头的形状控制，压痕大小通过加载力的大小控制；所述的采用拉伸压缩试验机的压痕法时压痕的排列、形状和大小通过预先排列好的金属球或者玻璃球控制。

所述的压头的形状与所需透镜的形状一致，所述的压痕大小为所需透镜大小的一半。

所述的聚甲基丙烯酸甲酯平板采用的等级为A级。

本发明与现有技术相比具有如下优点效果：

本发明的制作方法采用应力增强的溶胀效应来制作聚甲基丙烯酸甲酯平板微透镜阵列，原理简单，相应的制作工艺简单，不需要设计复杂的辅助模具，不涉及诸如光刻、掩模、侵蚀等复杂流程，不需要使用昂贵的设备；该方法不需要自行开发专用的原材料，所用的聚甲基丙烯酸甲酯平板平板为工业领域中广泛使用的材料；本发明方法根据特定需要，选择制作不同形状、大小、排布密度的微透镜阵列，能够制作球形、椭球形、线形透镜阵列，能够制作从几十个微米到毫米级的透镜，能够制作三角形、正方形、菱形等阵列排布方式；本发明方法适合大批量生产聚甲基丙烯酸甲酯平板微透镜阵列制品，且价格低廉，最大限度的满足微透镜阵列在各领域的应用。

附图说明

图1：为本发明制作方法的一种实施例的制作工艺流程示意图。

图中：A、为本发明采用显微压痕法的制作工艺，B、为将带有压痕的聚甲基丙烯酸甲酯平板浸泡在乙醇中，1、为本发明采用球形压头制作压痕，2、为本发明采用椭球形压头制作压痕，3、为聚甲基丙烯酸甲酯平板，4、为本发明制作的球形压痕，5、为本发明浸泡在乙醇中形成的球形透镜，6、为本发明制作的椭球形压痕，7、为本发明浸泡在乙醇中形成的椭球形透镜。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1