CN111158157A - 一种用于光斑整形的微透镜阵列元件 - Google Patents
一种用于光斑整形的微透镜阵列元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111158157A CN111158157A CN201910279665.3A CN201910279665A CN111158157A CN 111158157 A CN111158157 A CN 111158157A CN 201910279665 A CN201910279665 A CN 201910279665A CN 111158157 A CN111158157 A CN 111158157A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- unit
- array
- lens
- microlens array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0955—Lenses
- G02B27/0961—Lens arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
Abstract
本发明公开了一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，包括以下步骤：S1,选择若干合适的微透镜阵列镜片，S2，将S1中的微透镜阵列单个微透镜单元的特征尺寸选择在10‑100微米之间，S3，上述的单个微透镜阵列镜片元件光能利用率大于80％，S4，根据实际需求进行相应的次序排列，S5，完成S4后将微型镜阵列镜片聚焦在焦平面上，S6，最后将完成的装配进行调试操作，每个单元的所述微透镜均能够使用仿生面进行设计一个有效面，每个单元的所述微型透镜优选的使用金属模具和塑胶材料进行加工，每个单元的所述微型透镜密集排列的重复阵列。本发明采用经过特殊设计的规则的微透镜阵列，当光源的出射光线通过规则的密集排布的微透镜阵列后，就能实现各种特殊光斑整形效果。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜片技术领域，尤其涉及一种用于光斑整形的微透镜阵列元件。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，当前的仪器设备已朝着光、机、电集成的趋势发展，利用传统方法制造出来的光学元件不仅制造工艺复杂，而且制造出来的光学元件尺寸大、重量大，已不能满足当今科技发展的需要，微光学技术所制造出的光学元件以其体积小、重量轻、便于集成化、阵列化等优点，已成为新的发展方向。微透镜阵列是一种目前应用得十分广泛的微光学元件，它被广泛地应用于光束整形、光学器件互连、三维成像等领域。
目前市场上的光学整形元件大致分两大类：一类为普通扩散片，主要用于匀光，利用表面的随机凹凸微结构打散光线实现的，特点是价格便宜易实现，但透光效率低，而且不易形成特定的光斑形状需求，第二类是衍射光学元件，它是利用光衍射原理经过特殊设计加工的元件，其特点是光效高，能形成特定规则的光斑形状，但对光源敏感，往往只能匹配单一波长的激光光源使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于光斑整形的微透镜阵列元件。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，包括以下步骤：
S1,选择若干合适的微透镜阵列镜片。
S2，将S1中的微透镜阵列单个微透镜单元的特征尺寸选择在 10-100微米之间。
S3，上述的单个微透镜阵列镜片元件光能利用率大于80％。
S4，根据实际需求进行相应的次序排列。
S5，完成S4后将微型镜阵列镜片聚焦在焦平面上。
S6，最后将完成的装配进行调试操作。
每个单元的所述微透镜均能够使用仿生面进行设计一个有效面，有效面反面能够是普通平面或其他形状面。
每个单元的所述微型透镜优选的使用金属模具和塑胶材料进行加工，也能够利用半导体工艺在玻璃基材上进行纳米压印和刻蚀加工。
每个单元的所述微型透镜密集排列的重复阵列，能够进行批量的大片加工，再进行自由切割使用。
每个单元的所述微型透镜通过调整面形状参数就能够对应改变的强度分布图，进而能够实现不同的光强分布需求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用经过特殊设计的规则的微透镜阵列，当光源的出射光线通过规则的密集排布的微透镜阵列后，就能实现各种特殊光斑整形效果。
2.因为使用特殊的阵列和透镜形状，故能够满意不同形状的光斑照明需求，同时光效高。
3.本发明使用的是以光学的折射原理为主设计的器件，故对光源要求不敏感，激光光源或普通白光均能正常使用。
附图说明
图1为一种用于光斑整形的微透镜阵列元件的长方形微透镜排布图。
图2为一种用于光斑整形的微透镜阵列元件的每个单位微透镜的形状图。
图3为一种用于光斑整形的微透镜阵列元件的光源照明光斑形状图。
图4为一种用于光斑整形的微透镜阵列元件的光斑两个方向上的强度分布曲线图。
图5为一种用于光斑整形的微透镜阵列元件的面形状计算公式。
图6为一种用于光斑整形的微透镜阵列元件的面形状特例图。
具体实施方式
下面将结合本发明的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，包括以下步骤：
S1,选择若干合适的微透镜阵列镜片。
S2，将S1中的微透镜阵列单个微透镜单元的特征尺寸选择在 10-100微米之间。
S3，上述的单个微透镜阵列镜片元件光能利用率大于80％。
S4，根据实际需求进行相应的次序排列。
S5，完成S4后将微型镜阵列镜片聚焦在焦平面上。
S6，最后将完成的装配进行调试操作。
每个单元的所述微透镜均能够使用仿生面进行设计一个有效面，有效面反面能够是普通平面或其他形状面。
每个单元的所述微型透镜优选的使用金属模具和塑胶材料进行加工，也能够利用半导体工艺在玻璃基材上进行纳米压印和刻蚀加工。
每个单元的所述微型透镜密集排列的重复阵列，能够进行批量的大片加工，再进行自由切割使用。
每个单元的所述微型透镜通过调整面形状参数就能够对应改变的强度分布图，进而能够实现不同的光强分布需求。
实施例：在手机等移动终端的3D识别领域往往需求长方形的光斑照明，此时可以使用长方形微透镜进行排布，如图1所示，作为一个实例，这里每个单元大小可以取15*22.5微米大小，每个单位微透镜的形状参考附图2，将图2的单元进行重复排列即形成附图1的阵列元件，每个单元的微透镜可以使用仿生面进行设计一个有效面，有效面反面可以是普通平面或其他形状面，参考图5和图6试给出的一个面形状特例，图3是本特例使用一种vcsel光源的照明光斑形状，可以看到能较好的实现矩形状光斑的效果，图4是图3光斑的两个方向上的强度分布曲线，本发明的优势也体现在通过调整图6的面形状参数就可以对应改变图4的强度分布图，进而实现不同的光强分布需求。利用阵列形状和单元透镜的形状的特性，本发明在使用不同光源时，光斑依然可以较好的保持矩形形状，
本实施例所具有的改进：
1，能够实现特殊的光斑整形，和强度分布调整方法。
2，可能够适用于宽光谱光源，对光源要求不敏感。
3，能够提高光能的利用率。
本实例只是给出一种特定应用情况，本发明不限于此特例。
此种类型元件实现优选的使用金属模具和塑胶材料进行加工，也可以利用半导体工艺在玻璃基材上进行纳米压印和刻蚀加工。因为是密集排列的重复阵列，所以可以进行批量的大片加工，再进行自由切割使用，批量时成本低廉。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，其特征在于，包括以下步骤：
S1,选择若干合适的微透镜阵列镜片。
S2，将S1中的微透镜阵列单个微透镜单元的特征尺寸选择在10-100微米之间。
S3，上述的单个微透镜阵列镜片元件光能利用率大于80％。
S4，根据实际需求进行相应的次序排列。
S5，完成S4后将微型镜阵列镜片聚焦在焦平面上。
S6，最后将完成的装配进行调试操作。
2.根据权利要求1所述的一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，其特征在于，每个单元的所述微透镜均能够使用仿生面进行设计一个有效面，有效面反面能够是普通平面或其他形状面。
3.根据权利要求1所述的一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，其特征在于，每个单元的所述微型透镜优选的使用金属模具和塑胶材料进行加工，也能够利用半导体工艺在玻璃基材上进行纳米压印和刻蚀加工。
4.根据权利要求1所述的一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，其特征在于，每个单元的所述微型透镜密集排列的重复阵列，能够进行批量的大片加工，再进行自由切割使用。
5.根据权利要求1所述的一种用于光斑整形的微透镜阵列元件，其特征在于，每个单元的所述微型透镜通过调整面形状参数就能够对应改变的强度分布图，进而能够实现不同的光强分布需求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910279665.3A CN111158157A (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种用于光斑整形的微透镜阵列元件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910279665.3A CN111158157A (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种用于光斑整形的微透镜阵列元件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111158157A true CN111158157A (zh) | 2020-05-15 |
Family
ID=70555630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910279665.3A Pending CN111158157A (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种用于光斑整形的微透镜阵列元件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111158157A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050111105A1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-05-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| CN1725109A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-25 | Asml荷兰有限公司 | 光刻装置和器件制造方法 |
| US20140218915A1 (en) * | 2011-12-05 | 2014-08-07 | Ian Ashdown | Control of luminous intensity distribution from an array of point light sources |
| CN107044847A (zh) * | 2015-11-04 | 2017-08-15 | 赫克斯冈技术中心 | 包括微透镜阵列的激光器模块 |
| CN208334800U (zh) * | 2018-05-03 | 2019-01-04 | 浙江道远文化发展有限公司 | 一种激光投影光路装置 |
-
2019
- 2019-04-09 CN CN201910279665.3A patent/CN111158157A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050111105A1 (en) * | 2003-11-20 | 2005-05-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| CN1725109A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-25 | Asml荷兰有限公司 | 光刻装置和器件制造方法 |
| US20140218915A1 (en) * | 2011-12-05 | 2014-08-07 | Ian Ashdown | Control of luminous intensity distribution from an array of point light sources |
| CN107044847A (zh) * | 2015-11-04 | 2017-08-15 | 赫克斯冈技术中心 | 包括微透镜阵列的激光器模块 |
| CN208334800U (zh) * | 2018-05-03 | 2019-01-04 | 浙江道远文化发展有限公司 | 一种激光投影光路装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100703095B1 (ko) | 하이 새그 렌즈 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조한 하이새그 렌즈 | |
| US8231814B2 (en) | Fabrication process for mastering imaging lens arrays | |
| US20100284089A1 (en) | Stacked optical glass lens array, stacked lens module and manufacturing method thereof | |
| TWI557791B (zh) | 用於物體和對應半加工產品之晶圓平面製造的方法 | |
| KR102135492B1 (ko) | 광학 소자의 제조 및 이를 통합한 모듈 | |
| CN103955014A (zh) | 一种微透镜阵列的制作方法 | |
| CN113725345A (zh) | 一种双面微透镜阵列制备方法及紫外led封装装置 | |
| CN108076671B (zh) | 包括直接粘附到衬底的间隔件的光学组件 | |
| CN109031482B (zh) | 一种制备微透镜结构的方法 | |
| US7736550B2 (en) | Method of manufacturing an optical device by means of a replication method | |
| CN111715997A (zh) | 一种对高斯型激光进行匀束的系统及方法 | |
| CN114012272A (zh) | 一种硫系玻璃微透镜阵列的制备方法 | |
| CN106646902B (zh) | 一种裸眼3d显示的双胶合微柱透镜光栅器件及其制备方法 | |
| CN211577464U (zh) | 具有r角的光扩散器 | |
| CN111158157A (zh) | 一种用于光斑整形的微透镜阵列元件 | |
| TWI600932B (zh) | 光學連接器及用於製造其之方法 | |
| CN105399046A (zh) | 无机微光学元件批量化制作方法 | |
| CN213648656U (zh) | 透镜压印模具及镜头模组 | |
| CN113031131B (zh) | 微型凹透镜的制备方法及微型凹透镜 | |
| KR102490428B1 (ko) | 모놀리식 다중 초점 광원 디바이스 | |
| KR101998803B1 (ko) | 태양전지모듈 | |
| CN217385874U (zh) | 一种非球面光纤耦合透镜 | |
| CN213750379U (zh) | 一种光扩散器 | |
| US20170023776A1 (en) | Wafer level lens system and method of fabricating the same | |
| KR20130034847A (ko) | 렌즈성형 스탬프 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200515 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |