CN108919454A - 调节机构、微透镜阵列系统及曝光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调节机构、微透镜阵列系统及曝光机，调节机构包括调节箱；第一安装座，用于安装微透镜阵列；及调节件，调节件的一端伸入调节箱，调节件呈间距设有多个、并呈可伸缩地设于调节箱的外侧，调节件伸缩、并抵压第一安装座、使第一安装座在第一方向和第二方向进行移动。微透镜阵列包括调节机构。曝光机包括微透镜阵列系统。通过调节件的设置，当需要调节微透镜阵列与曝光组件之间的位置关系时，调节多个调节件伸入调节箱的深度，使不同调节件抵压第一安装座、从而使第一安装座的位置发生变化，实现调整第一安装座上微透镜阵列位置的技术效果，从而使微透镜阵列的凹面点阵列与曝光组件的像素阵列一一对应，提高后续的图形曝光质量。

Description

调节机构、微透镜阵列系统及曝光机

技术领域

本发明涉及曝光机的光学调节技术领域，特别是涉及一种调节机构、微透镜阵列系统及曝光机。

背景技术

微透镜阵列(Micro lens array，亦简称MLA)是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列结构，作为一种重要的光学元件，其不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且还具有单元尺寸小、集成度高的特点，使得它能够完成传统光学元件无法完成的功能，并构成新型的光学系统。

曝光机在曝光时，若要曝光更加精密的图案，则无掩模曝光系统(DigitalMicromirror Device，简称DMD系统)的像素需进一步缩小，采用微透镜阵列能够实现该像素缩小的功能。使用时，微透镜阵列的凹面点阵列需与DMD系统的像素阵列一一对应。因此，需对微透镜阵列进行微调、以使其与DMD系统的像素阵列对应。

发明内容

基于此，有必要提供一种调节机构、微透镜阵列系统及曝光机。该调节机构能够对微透镜阵列进行位置调节，提高后续图形曝光的精度；微透镜阵列系统采用该调节机构，提高了微透镜阵列系统使用时的位置精度；曝光机包括微透镜阵列系统，使图形曝光的质量更高。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种调节机构，包括调节箱，调节箱设有第一通窗；第一安装座，第一安装座设于调节箱内、并用于安装微透镜阵列，微透镜阵列与第一通窗对应设置；及调节件，调节件的一端伸入调节箱，调节件呈间距设有多个、并呈可伸缩地设于调节箱的外侧，调节件伸缩、并抵压第一安装座、使第一安装座在第一方向和第二方向进行移动。

上述调节机构，通过调节件的设置，当需要调节微透镜阵列与曝光组件之间的位置关系时，调节多个调节件伸入调节箱的深度，使不同调节件抵压第一安装座、从而使第一安装座的位置发生变化，实现调整第一安装座上微透镜阵列位置的技术效果，从而使微透镜阵列的凹面点阵列与曝光组件的像素阵列一一对应，提高后续的图形曝光质量。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，调节件包括第一调节件和第二调节件，第一调节件设有多个、并分别设于调节箱相对设置的第一侧和第二侧，第二调节件设有多个、并分别设于调节箱相对设置的第三侧和第四侧。

在其中一个实施例中，还包括保护片，保护片设有多个、并环绕设于第一安装座的外侧，第一调节件和第二调节均抵压保护片、使保护片抵压第一安装座移动。

在其中一个实施例中，保护片包括第一保护片，第一保护片设有两个、并分别设于第一安装座的相对两侧，第一调节件设有四个，其中的两个第一调节件抵压一个第一保护片，其中的另外两个第一调节件抵压另一个第一保护片；

或保护片包括第二保护片，第二保护片设有两个、并分别设于第一安装座的相对两侧，第二调节件设有四个，其中的两个第二调节件抵压一个第二保护片，其中的另外两个第二调节件抵压另一个第二保护片。

在其中一个实施例中，第一保护片的两端设有第一配合槽，第二保护片的两端设有第一配合条，第一保护片移动时第一配合槽的槽壁沿第一配合条移动，第二保护片移动时第一配合条沿第一配合槽的槽壁移动；

或第一保护片设有第二配合条，第二保护片设有第二配合槽，第一保护片移动时第二配合条沿第二配合槽的槽壁移动，第二保护片移动时第二配合槽的槽壁沿第二配合条移动。

在其中一个实施例中，调节件还包括第三调节件，第三调节件的一端伸入调节箱，第三调节件呈可伸缩地设于调节箱的外侧，第三调节件伸缩、并抵压第一安装座、使第一安装座在第三方向进行移动。

在其中一个实施例中，调节箱包括箱罩本体和与箱罩本体配合的盖板，调节箱内还设有弹性件，弹性件的两端分别与盖板和第一安装座连接。

在其中一个实施例中，调节件包括调节螺钉，旋转多个调节螺钉、使调节螺钉分别抵压第一安装座的不同位置、并使第一安装座在第一方向、第二方向和第三方向进行移动。

另一方面，还提供了一种微透镜阵列系统，包括微透镜阵列；及如上述任一个技术方案所述的调节机构，调节机构的第一安装座设有第一安装槽，微透镜阵列设于第一安装槽、并与第一通窗对应设置。

上述微透镜阵列系统，采用了前述的调节机构，使微透镜阵列的位置能够得到精确调整，从而使其调整后的位置与曝光组件的位置相互对应，提高后续的图形曝光精度。

另外，还提供了一种曝光机，包括曝光组件；物镜组件；第二安装座，第二安装座呈筒状结构设置；及如上述任一个技术方案所述的微透镜阵列系统，微透镜阵列系统和物镜组件分别设于第二安装座的两侧，物镜组件设于曝光组件和第二安装座之间。

上述曝光机，由于采用了前述的微透镜阵列系统，图形曝光的质量更高，提高了产品的良品率和加工精度。

附图说明

图1为实施例中微透镜阵列系统的爆炸图；

图2为实施例中罩本体的整体结构示意图；

图3为实施例中曝光机的部分结构爆炸图。

100、微透镜阵列系统，110、微透镜阵列，121、罩本体，122、盖板，123、第一通窗，130、第一安装座，131、第一安装槽，141、第一调节件，142、第二调节件，143、第三调节件，144、锁紧件，151、第一保护片，152、第二保护片，153、第一配合槽，154、第一配合条，160、弹性件，200、曝光组件，300、物镜组件，400、第二安装座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

需要说明的是，文中所称元件与另一个元件“固定”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示的实施例，提供了一种调节机构，包括调节箱，调节箱设有第一通窗123；第一安装座130，第一安装座130设于调节箱内、并用于安装微透镜阵列110，微透镜阵列110与第一通窗123对应设置；及调节件，调节件的一端伸入调节箱，调节件呈间距设有多个、并呈可伸缩地设于调节箱的外侧，调节件伸缩、并抵压第一安装座130、使第一安装座130在第一方向和第二方向进行移动。

通过调节件的设置，当需要调节微透镜阵列110与曝光组件200之间的位置关系时，调节多个调节件伸入调节箱的深度，使不同调节件抵压第一安装座130、从而使第一安装座130的位置发生变化，实现调整第一安装座130上微透镜阵列110位置的技术效果，从而使微透镜阵列110的凹面点阵列与DMD系统的像素阵列一一对应，提高后续的图形曝光质量。

通常，若需要实现更加精密图形的曝光，则DMD系统的像素大小需进一步缩小，而传统使用高倍物镜的方式占用空间大、镜组结构复杂及成本高，采用微透镜阵列110则可避免该问题。然而，在具体使用时，需要使微透镜阵列110的凹面点阵列与DMD系统的像素阵列一一对应才能得到更好的曝光效果，而目前并未有便于操作且调节精度高的机构。

本实施例通过设置多个调节件，调节件呈间距设置、并用于抵压第一安装座130，使得不同的调节件抵压第一安装座130的不同位置，当需要调节微透镜阵列110的位置时，通过调节不同调节件的位置、使第一安装座130的位置发生改变，从而实现对第一安装座130的位置调整，由于调节件设有多个，可实现精准调节第一安装座130的各位置角度，从而实现精准调节的技术效果，微透镜阵列110设在第一安装座130上，也即实现了微透镜阵列110的精准位置调整。

进一步地，调节机构还包括锁紧件144，锁紧件144设于调节箱的外侧，锁紧件144的一端伸入调节箱内、并抵压第一安装座130，锁紧件144也呈可伸缩的与调节箱配合，当调节件调节好第一安装座130的位置后，锁紧件144进一步伸缩调节，以固定前面的位置调节结果，避免后续发生偏移影响调节精度，从而进一步提高了位置调节精度。

更进一步地，锁紧件144为螺钉结构，锁紧件144的一端抵压第一安装座130的外侧壁。螺钉结构操作简单，成本低廉。

如图1所示，多个调节件环绕调节箱的外侧设置，以便于在各个角度调节第一安装座130的位置。

需要说明的是，这里的第一方向和第二方向为呈夹角设置的两个方向。可选地，第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向，X轴与Y轴呈垂直设置，在调节时，通过多个调节件的伸缩，实现第一安装座130在X轴和Y轴形成的水平面内的位置调节。

当然，由于调节件设有多个，在操作精准的情况下，可通过调节相对两侧的多个调节件实现第一安装座130的微转动，以更精准的调节微透镜阵列110与DMD系统中曝光组件200的位置关系。如操作多个调节件使第一安装座130的多个侧部发生偏移，从而最终形成一种微转动的调节结果。

还需要说明的是：

第一通窗123的设置是为了使激光能够通过调节箱并到达微透镜阵列，本领域技术人员可根据需要设置不同的第一通窗123结构，这里不再赘述；

微透镜阵列110与第一通窗123对应设置指激光能够通过第一通窗123到达微透镜阵列110，本领域技术人员可根据需要采用现有技术中微透镜阵列110接收激光需要进行设置的各种结构，这里不再赘述。

如图1和图2所示的实施例，调节件包括第一调节件141和第二调节件142，第一调节件141设有多个、并分别设于调节箱相对设置的第一侧和第二侧，第二调节件142设有多个、并分别设于调节箱相对设置的第三侧和第四侧。

多个第一调节件141和多个第二调节件142的设置便于通过操作实现第一安装座130在X轴、Y轴的精准移动、及轻微转动。如当第一侧的第一调节件141调节过度的情况下，可以通过第二侧的第一调节件141进行回调，从而避免调节过度的问题，实现更为精准的调节。

如图1所示，第一调节件141设有四个，第二调节件142设有两个。两个第一调节件141设于调节箱的第一侧，另外两个第一调节件141设于调节箱的第二侧；一个第二调节件142设于调节箱的第三侧，另一个第二调节件142设于调节箱的第四侧。

另外，需要说明的是，图1实施例中的第一侧和第二侧相对设置，第三侧和第四侧相对设置。

如图1和图2所示的实施例，调节机构还包括保护片，保护片设有多个、并环绕设于第一安装座130的外侧，第一调节件141和第二调节均抵压保护片、使保护片抵压第一安装座130移动。

由于微透镜阵列110由玻璃材质制作而成，因此，第一安装座130由刚性较强的材质制作，以起到保护内部的微透镜阵列110的作用，而保护片用来被抵压，因此，其刚性应强于第一安装座130的刚性，以使第一安装座130在抵压时因保护片被抵压、从而避免调节件的端部抵压后第一安装座130变形的问题。

当然，根据需要，也可以是在第一安装座130上设置专门的抵压部，第一调节件141或第二调节件142抵压在抵压部位置上，从而起到保护第一安装座130的作用，本领域技术人员可根据需要选用不同的设置方式，这里不再赘述。

如图1和图2所示的实施例，保护片包括第一保护片151，第一保护片151设有两个、并分别设于第一安装座130的相对两侧，第一调节件141设有四个，其中的两个第一调节件141抵压一个第一保护片151，其中的另外两个第一调节件141抵压另一个第一保护片151；

或保护片包括第二保护片152，第二保护片152设有两个、并分别设于第一安装座130的相对两侧，第二调节件142设有四个，其中的两个第二调节件142抵压一个第二保护片152，其中的另外两个第二调节件142抵压另一个第二保护片152。

如图1所示，第一保护片151设有两个、并分别设于第一安装座130的外侧、且对应调节箱的第一侧和第二侧位置；第二保护片152也设有两个、并分别设于第一安装座130的外侧、且对应调节箱的第三侧和第四侧位置；第一调节件141设有四个，其中两个第一调节件141呈间距设置、并用于抵压与第一侧位置对应的第一保护片151，另外两个第一调节件141也呈间距设置、并用于抵压与第二侧位置对应的第二保护片152，同时，第一侧的两个第一调节件141与第二侧的两个第一调节件141对应设置；两个第二调节件142分别设在与第三侧和第四侧对应的第一安装座130外侧位置，两个第二调节件142对应设置。

第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向。调节时，第一侧对应的两个第一调节件141调节相同距离、使第一安装座130在X轴方向移动，或第一侧对应的两个第一调节件141调节不同的距离、使第一安装座130产生微转动，当然，第二侧对应的两个第一调节件141需配合调节；第二调节件142可配合调节时第一安装座130在Y轴方向移动，本领域技术人员容易得知如何具体进行调节，这里不再赘述。

如图1所示的实施例，第一保护片151的两端设有第一配合槽153，第二保护片152的两端设有第一配合条154，第一保护片151移动时第一配合槽153的槽壁沿第一配合条154移动，第二保护片152移动时第一配合条154沿第一配合槽153的槽壁移动；

或第一保护片151设有第二配合条，第二保护片152设有第二配合槽，第一保护片151移动时第二配合条沿第二配合槽的槽壁移动，第二保护片152移动时第二配合槽的槽壁沿第二配合条移动。

如图1所示，第一配合槽153呈凹字形结构设置，第一配合条154呈凸字形结构设置，第一保护片151在第一调节件141的抵压作用下移动时，第一保护片151的第一配合槽153沿第一凸字形结构进行移动；同理，第二保护片152在第二调节件142的抵压作用下移动时，第二保护片152的第一配合条154沿第一配合槽153的槽壁移动，防止移动时发生偏移或倾斜，提高调节精度。

当然，在满足要求的情况下，也可以设置为其他能够进行移动的结构，这里不再赘述。

需要说明的是，这里的第一保护片151和第二保护片152可以是塑料片结构，也可以是其他满足要求的结构，这里不再赘述。

如图1和图2所示的实施例，调节件还包括第三调节件143，第三调节件143的一端伸入调节箱，第三调节件143呈可伸缩地设于调节箱的外侧，第三调节件143伸缩、并抵压第一安装座130、使第一安装座130在第三方向进行移动。

第三调节件143在调节箱内进行伸缩、以抵压第一安装座130在第三方向移动，从而实现微透镜阵列110进一步进行位置调整，使微透镜阵列110与DMD系统的曝光组件200处于同一焦面。

进一步地，第三方向为Z轴方向，Z轴方向与X轴和Y轴形成的平面垂直设置。因此，通过第一调节件141、第二调节件142和第三调节件143的共同配合，可实现第一安装座130在X、Y、Z三个方向上的移动自由度、及绕Z轴的微转动自由度，即实现四个自由度的位置调整，从而使第一安装座130上的微透镜阵列110能够多自由度调整位置，调高位置调整精度。

如图1所示的实施例，调节箱包括箱罩本体121和与箱罩本体121配合的盖板122，调节箱内还设有弹性件160，弹性件160的两端分别与盖板122和第一安装座130连接。

弹性件160的设置使为了提高第三调节件143与盖板122之间的预紧力，避免第三调节件143调节后盖板122松动或产生位移从而影响调节结果。

进一步地，弹性件160为压缩弹簧，压缩弹簧设在盖板122和第一安装座130之间，当第三调节件143调节完毕后，由于压缩弹簧的作用，压缩弹簧的一端抵压盖板122，使盖板122无法移动，从而避免盖板122产生松动或转动(如盖板122与箱本体为螺纹配合时)，提高第三调节件143的调节精度。

当然，压缩弹簧的一端也可以固设在第三调节件143上，压缩弹簧的另一端固设在盖板122上。

如图1和图2所示的实施例，调节件包括调节螺钉，旋转多个调节螺钉、使调节螺钉分别抵压第一安装座130的不同位置、并使第一安装座130在第一方向、第二方向和第三方向进行移动。

如图1和图2所示，第一调节件141、第二调节件142、第三调节件143和锁紧件144均为调节螺钉结构，通过旋转实现伸缩，以分别抵压第一安装座130的对应位置，实现对第一安装座130的位置调整。

如图1至图3所示的实施例，还提供了一种微透镜阵列系统100，包括微透镜阵列110；及如上述任一个实施例所述的调节机构，调节机构的第一安装座130设有第一安装槽131，微透镜阵列110设于第一安装槽131、并与第一通窗123对应设置。

采用了前述的调节机构，使微透镜阵列110的位置能够得到精确调整，从而使其调整后的位置与曝光组件200的位置相互对应，提高后续的图形曝光精度。

如图3所示的实施例，还提供了一种曝光机，包括曝光组件200；物镜组件300；第二安装座400，第二安装座400呈筒状结构设置；及如上述任一个实施例所述的微透镜阵列系统100，微透镜阵列系统100和物镜组件300分别设于第二安装座400的两侧，物镜组件300设于曝光组件200和第二安装座400之间。

由于采用了前述的微透镜阵列系统100，图形曝光的质量更高，提高了产品的良品率和加工精度。

需要说明的是，在微透镜阵列系统或曝光机的实施例中，微透镜阵列110与第一通窗123的对应设置，及曝光组件200、物镜组件300、第二安装座400和微透镜阵列系统100的对应设置，均指现有技术中能够满足曝光或激光通过需要的对应设置，本领域技术人员可根据现有技术中的任意设置方式进行具体设置，这里不再赘述。

如图3所示，DMD系统的曝光组件200设于上部，曝光组件200的下部设置物镜组件300，物镜组件300的下部设置一端与物镜组件300配合连接的第二安装座400，第二安装座400用于安装或固定物镜组件300的镜筒等结构，第二安装座400的另一端用于连接微透镜阵列系统100。

曝光系统还包括用于观察的CCD装置(Charge Coupled Device)。使用时，先用第三调节件143调节微透镜阵列系统100的微透镜阵列110与DMD系统的曝光组件200之间间距(即第一安装座130在Z轴方向的位置)，并采用CCD装置观察DMD曝光系统的像素清晰度且根据预设要求进行判读，使微透镜阵列110与DMD系统的曝光组件200处于或基本处于同一焦面；之后，通过调节第一调节件141和第二调节件142调节第一安装座130在X轴和Y轴方向的位置及绕Z轴的轻微转动、使微透镜阵列110的凹面点阵列与DMD系统的像素阵列一一对应，通过CCD装置观察DMD曝光系统的像素达到图形显示清晰；最后，盖上盖板122，压缩弹簧顶压盖板122，后面可以进行其他的相应操作。

工作时，激光从DMD系统进入物镜组件300，然后再经过第二安装座400的筒内，最终到达微透镜阵列系统100的微透镜阵列110上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种调节机构，其特征在于，包括：

调节箱，所述调节箱设有第一通窗；

第一安装座，所述第一安装座设于所述调节箱内、并用于安装微透镜阵列，所述微透镜阵列与所述第一通窗对应设置；及

调节件，所述调节件的一端伸入所述调节箱，所述调节件呈间距设有多个、并呈可伸缩地设于所述调节箱的外侧，所述调节件伸缩、并抵压所述第一安装座、使所述第一安装座在第一方向和第二方向进行移动。

2.根据权利要求1所述的调节机构，其特征在于，所述调节件包括第一调节件和第二调节件，所述第一调节件设有多个、并分别设于所述调节箱相对设置的第一侧和第二侧，所述第二调节件设有多个、并分别设于所述调节箱相对设置的第三侧和第四侧。

3.根据权利要求2所述的调节机构，其特征在于，还包括保护片，所述保护片设有多个、并环绕设于所述第一安装座的外侧，所述第一调节件和所述第二调节均抵压所述保护片、使所述保护片抵压所述第一安装座移动。

4.根据权利要求3所述的调节机构，其特征在于，所述保护片包括第一保护片，所述第一保护片设有两个、并分别设于所述第一安装座的相对两侧，所述第一调节件设有四个，其中的两个所述第一调节件抵压一个所述第一保护片，其中的另外两个所述第一调节件抵压另一个所述第一保护片；

或所述保护片包括第二保护片，所述第二保护片设有两个、并分别设于所述第一安装座的相对两侧，所述第二调节件设有四个，其中的两个所述第二调节件抵压一个所述第二保护片，其中的另外两个所述第二调节件抵压另一个所述第二保护片。

5.根据权利要求4所述的调节机构，其特征在于，所述第一保护片的两端设有第一配合槽，所述第二保护片的两端设有第一配合条，所述第一保护片移动时所述第一配合槽的槽壁沿所述第一配合条移动，所述第二保护片移动时所述第一配合条沿所述第一配合槽的槽壁移动；

或所述第一保护片设有第二配合条，所述第二保护片设有第二配合槽，所述第一保护片移动时所述第二配合条沿所述第二配合槽的槽壁移动，所述第二保护片移动时所述第二配合槽的槽壁沿所述第二配合条移动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的调节机构，其特征在于，所述调节件还包括第三调节件，所述第三调节件的一端伸入所述调节箱，所述第三调节件呈可伸缩地设于所述调节箱的外侧，所述第三调节件伸缩、并抵压所述第一安装座、使所述第一安装座在第三方向进行移动。

7.根据权利要求6所述的调节机构，其特征在于，所述调节箱包括箱罩本体和与所述箱罩本体配合的盖板，所述调节箱内还设有弹性件，所述弹性件的两端分别与所述盖板和所述第一安装座连接。

8.根据权利要求6所述的调节机构，其特征在于，所述调节件包括调节螺钉，旋转多个所述调节螺钉、使所述调节螺钉分别抵压所述第一安装座的不同位置、并使所述第一安装座在所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向进行移动。

9.一种微透镜阵列系统，其特征在于，包括：

微透镜阵列；及

如权利要求1-8任一项所述的调节机构，所述调节机构的第一安装座设有第一安装槽，所述微透镜阵列设于所述第一安装槽、并与所述第一通窗对应设置。

10.一种曝光机，其特征在于，包括：

曝光组件；

物镜组件；

第二安装座，所述第二安装座呈筒状结构设置；及

如权利要求9所述的微透镜阵列系统，所述微透镜阵列系统和所述物镜组件分别设于所述第二安装座的两侧，所述物镜组件设于所述曝光组件和所述第二安装座之间。