DE60123122T2 - Mikrolinsenarray mit variabler brennweite zur korrektur der bildfeldwölbung - Google Patents

Mikrolinsenarray mit variabler brennweite zur korrektur der bildfeldwölbung Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet optoelektronischer Bauelemente und insbesondere optoelektronische Bauelemente mit optischen Mikrolinsen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Optoelektronische Bauelemente enthalten sowohl Emitter als auch Detektoren. Ein optoelektronischer Emitter ist ein Bauelement, das ein elektrisches Signal in ein optisches Signal umwandelt. Zu Beispielen für optoelektronische Emitter zählen Leuchtdioden (LEDs) und oberflächenemittierende Laser (VCSELs). Ein optoelektronischer Detektor ist ein Bauelement, das ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umwandelt. Zu Beispielen für optoelektronische Detektoren zählen ladungsgekoppelte Bauelemente (CCDs) und Resonante-Cavitäts-Fotodetektoren (RCPDs).
  • Die Entwicklung integrierter optoelektronischer Bauelemente hat es ermöglicht, mehrere optoelektronische Bauelemente auf einem einzelnen Substrat zur Ausbildung von zweidimensionalen Arrays herzustellen. Diese zweidimensionalen Arrays sind in einer großen Vielfalt von Anwendungen nützlich. Beispielsweise werden zweidimensionale Arrays von CCDs oftmals in Digitalkameras und Bildgebungsgeräten verwendet, während zweidimensionale Arrays von VCSELs und RCPDs oftmals für Kommunikationsanwendungen zum Schalten optischer Signale und Koppeln von optischen Signalen mit elektronischen Schaltungen verwendet werden. Dem Fachmann sind Techniken zum Herstellen und Verwenden von CCDs, VCSELs, LEDs und RCPDs wohlbekannt.
  • Wenn optoelektronische Bauelemente in einem Array als Emitter oder Detektoren verwendet werden, wird oftmals eine externe Vorderlinse eingesetzt, um die Lichtstrahlen auf das oder von dem Array zu fokussieren oder zu kollimieren. Leider sind oftmals Aberrationen mit der Vorderlinse assoziiert. Eine gewöhnliche Aberration ist eine Krümmungsfeldaberration, die bewirkt, daß das Licht auf eine gekrümmte Oberfläche wie etwa eine Kugel anstatt auf die Oberfläche einer Ebene fokussiert wird. Auch andere komplexere Aberrationen sind üblich. Zu Verfahren nach dem Stand der Technik zum Kompensieren der Feldkrümmung zählt das Implementieren eines ein brechendes Feld abflachendes Elements. Diese ein brechendes Feld abflachenden Elemente sind leider sowohl teuer als auch sperrig. Deshalb besteht ein Bedarf an einem wirtschaftlichen und kompakten Verfahren zum Reduzieren der mit der Vorderlinse in einem optischen System assoziierten Feldkrümmung.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet viele der Nachteile des Stands der Technik durch Bereitstellen eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Kompensieren einer Aberration wie etwa einer Feldkrümmung, einer Vorderlinse in einem System, das ein oder mehrere optoelektronische Bauelemente enthält.
  • US-A-6,021,003, US-A-5,439,621 und JP-A-62065013 offenbaren alle das Konzept der Verwendung eines Mikrolinsenarrays mit variierender Brennweite zum Abflachen des Brennfelds. Weitere relevante Dokumente sind US 5,526,182 und EP-A-1026672.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Brennfeldkorrektor wie in Anspruch 1 definiert bereit, der folgendes umfaßt:
    ein erstes Substrat mit einer ersten Oberfläche auf einer Seite, die im wesentlichen planar ist, und einer zweiten Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite, die mehrere abgestufte Oberflächen aufweist, wobei einige der Oberflächen der mehreren Oberflächen sich nicht in einer Ebene relativ zueinander befinden; und
    mehrere Mikrolinsen, wobei sich jede Mikrolinse auf einer der mehreren Oberflächen befindet und jede Mikrolinse so angeordnet ist, daß sie ein nicht-planares Brennfeld einer Vorderlinse kompensiert, um auf der ersten Oberfläche des ersten Substrats im wesentlichen planar zu erscheinen.
  • Somit sind die Mikrolinsen nicht koplanar. Stattdessen ist jede Mikrolinse von der Vorderoptik (und somit einem entsprechenden optoelektronischen Bauelement) um einen Abstand getrennt, der von der Stelle der Mikrolinse relativ zu der optischen Achse der Vorderoptik abhängt. Durch Variieren des Trennungsabstands zwischen den Mikrolinsen und der Vorderoptik kann mehr von dem Licht, das auf das nicht-planare Brennfeld der Vorderoptik fokussiert wird, erfaßt werden. Bei einer Ausführungsform steht der Trennungsabstand zwischen jeder Mikrolinse und der Vorderoptik zu der nicht-planaren Vorderoptikbildoberfläche in Beziehung und kann diese verfolgen. Jede Mikrolinse kann auch eine Brennweite aufweisen, die dem Trennungsabstand zwischen der Mikrolinse und dem entsprechenden optoelektronischen Bauelement entspricht, so daß das von der Mikrolinse erfaßte Licht effektiv zu der Apertur des entsprechenden optoelektronischen Bauelements übertragen oder fokussiert werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Array von optoelektronischen Bauelementen aus optoelektronischen Detektoren wie etwa Resonante-Cavitäts-Fotodetektoren (RCPDs) oder ladungsgekoppelten Bauelementen (CCDs). Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Array von optoelektronischen Bauelementen um optoelektronische Emitter wie etwa oberflächenemittie rende Laser (VCSELs) oder Leuchtdioden (LEDs). Bei noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Array von optoelektronischen Bauelementen eine Kombination aus Detektoren und Emittern wie etwa VCSELs und RCPDs.
  • Eine weitere veranschaulichende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein optisches System, das in einem zweidimensionalen Array auf einem Substrat konfigurierte mehrere optoelektronische Arrays aufweist. Jedes optoelektronische Array enthält mehrere optoelektronische Bauelemente und eine über dem optoelektronischen Array vorgesehene entsprechende Vorderoptik. Jedes optoelektronische Array kann entweder zentriert oder von der optischen Achse der entsprechenden Vorderoptik versetzt sein. Außerdem kann jedes optoelektronische Array Emitter, Detektoren oder eine Kombination aus Emittern und Detektoren enthalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung und viele der damit einhergehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich ohne weiteres, wenn selbige durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, bei denen in allen Figuren davon gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bezeichnen, besser verstanden wird. Es zeigen:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines Arrays von optoelektronischen Detektoren mit einer über dem Array vorgesehenen Vorderoptik;
  • 2 eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Array;
  • 3 eine Querschnittsansicht eines optischen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Array von koplanaren Mikrolinsen, jeweils mit einem entsprechenden optoelektronischen Bauelement, enthält;
  • 4 eine Querschnittsansicht eines weiteren optischen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Array von nicht-planaren Mikrolinsen mit jeweils einem entsprechenden optoelektronischen Bauelement enthält;
  • 5A–5E Schemadiagramme, die ein veranschaulichendes Verfahren zum Herstellen der nicht-planaren Mikrolinsen von 4 zeigen;
  • 6 eine Perspektivansicht noch eines weiteren optischen Systems der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ein Schemadiagramm eines veranschaulichenden Herstellungsprozesses zum Ausbilden der Mikrolinsen und
  • 8(a)–(c) Schemadiagramme, die die Herstellung von Mikrolinsen mit variierenden Brennweiten zeigen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist eine Querschnittsdarstellung eines optischen Systems, das eine Vorderoptik 4 wie etwa eine Linse enthält, die über einem Array von optoelektronischen Bauelementen 6 vorgesehen ist. In 1 fallen Lichtstrahlen 2 auf die Vorderoptik 4 auf. Die Vorderoptik 4 transformiert Licht 2 derart, daß es auf das Array von optoelektronischen Bauelementen 6 fällt. Das Array von optoelektronischen Bauelementen 6 enthält eine Mittelachse 7, die zentriert oder von der optischen Achse 5 der Vorderoptik 4 versetzt sein kann. Das Array von optoelektronischen Bauelementen 6 enthält optoelektronische Bauelemente 8, 10, 12, 14 und 16, die auf einem gemeinsamen Substrat 18 integriert sind. Das Substrat 18 ist bevorzugt ein Halbleitersubstrat wie etwa Silicium oder GaAs. Die optoelektronischen Bauelemente 8, 10, 12, 14, 16 und 18 können von einem beliebigen Typ von optoelektronischem Bauelement sein, das dem Fachmann bekannt ist, einschließlich beispielsweise CCDs, RCPDs, LEDs und VCSELs.
  • Die Vorderoptik 4 weist eine optische Achse 5 und ein nicht-planares Brennfeld wie etwa eine im wesentlichen entlang der optischen Achse 5 zentrierte Feldkrümmung 20 auf. Infolgedessen werden Lichtstrahlen 2, die auf die Vorderoptik 4 auffallen, nicht auf die planare Oberfläche 19 des Arrays von optoelektronischen Bauelementen 6 fokussiert. Stattdessen und zu Veranschaulichungszwecken weist die Feldkrümmung 20 wie gezeigt eine Kugelform auf. Wenn die Feldkrümmung 20 eine Kugelform aufweist, kann das optische Signal bei dem optoelektronischen Bauelement 12 in der Mitte des Arrays von optoelektronischen Bauelementen 6 größer sein als das optische Signal bei den optoelektronischen Bauelementen 8 und 16 in der Nähe der Außenseite des Arrays von optoelektronischen Bauelementen. Während einfache Vorderoptiksysteme „kugelartige" Bildoberflächen aufweisen können, können komplexere optische Systeme komplexere Bildoberflächen aufweisen, einige mit sowohl konvexen als auch konkaven Gebieten. Für die komplexeren Bildoberflächen kann das optische Signal bei jedem der optoelektronischen Bauelemente von der Stelle des optoelektronischen Bauelements relativ zu der jeweiligen Bildoberfläche abhängen.
  • 2 ist eine Draufsicht auf ein Array von optoelektronischen Bauelementen wie etwa jenen unter Bezugnahme auf 1 erörterten. Linie 1-1 stellt die Linie dar, von der aus der Querschnitt von 1 genommen ist. Zu Veranschaulichungszwecken stellt 2 ein quadratisches zweidimensionales Array dar. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein quadratisches Array beschränkt. Je nach der Anwendung können die Detektoren in jeder geeigneten ein- oder zweidimensionalen Konfiguration hergestellt werden.
  • 3 ist eine Querschnittsdarstellung eines optischen Systems, das ein Array von optoelektronischen Bauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält. Die in 3 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 1 gezeigten, außer daß eine Reihe von koplanaren Mikrolinsen 24, 26, 28, 30 und 32 über den optoelektronischen Bauelementen 8, 10, 12, 14 bzw. 16 hinzugefügt worden sind. Bei dieser Ausführungsform werden die koplanaren Mikrolinsen 24, 26, 28, 30 und 32 bevorzugt anfänglich auf einem optisch transparenten Substrat 36 hergestellt, das dann an das Substrat 18 gebondet wird, das das Array von optoelektronischen Bauelementen 8, 10, 12, 14 und 16 enthält. Die Vorderoptik 4 kollimiert oder fokussiert die Lichtstrahlen 2 entlang einer durch das Krümmungsfeld der Vorderoptik 4 definierten Bildoberfläche 20.
  • Jede Mikrolinse weist bevorzugt eine Brennweite auf, die die Feldkrümmung der Vorderoptik 4 kompensiert. Wenn die Feldkrümmung der Vorderoptik 4 entlang einer kugelförmigen Oberfläche 20 liegt, wie in 2 gezeigt, können die Brennweiten der Mikrolinsen 24, 26, 28, 30 und 32 monoton von der zentralen optischen Achse 5 der Vorderoptik 4 weg zunehmen. Durch Variieren der Brennweite jeder Mikrolinse können die Lichtstrahlen 2, die durch die Vorderoptik 4 übertragen werden, von den Mikrolinsen 24, 26, 28, 30 und 32 im wesentlichen auf die planare Oberfläche 34 des Arrays von optoelektronischen Bauelementen 6 fokussiert werden.
  • Wie oben angedeutet können einige einfache Vorderoptiksysteme eine „kugelartige" Bildoberfläche aufweisen. Komplexere optische Systeme können jedoch komplexere Bildoberflächen aufweisen, einige mit sowohl konvexen als auch konkaven Gebieten. Für diese kompleeren Oberflächen kann das optische Signal an jedem der optolektronischen Bauelemente von der Stelle des optoelektronischen Bauelements relativ zu der Bildoberfläche der Vorderoptik abhängen. Damit man eine Kompensation für Vorderoptiken erhält, die diese komplexeren Bildoberflächen aufweisen, kann die Brennweite der Mikrolinsen möglicherweise nicht notwendigerweise monoton zunehmen, sondern entsprechend der jeweiligen Bildoberfläche der Vorderoptik variieren, bevorzugt so, daß die Apertur des entsprechenden opto elektronischen Bauelements auf die Vorderoptikbildoberfläche fokussiert oder übertragen wird.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren optischen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Array von nicht-planaren Mikrolinsen mit jeweils einem entsprechenden optoelektronischen Bauelement enthält. Die in 4 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 3 gezeigten, außer daß die Mikrolinsen 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 nicht-planar sind, und einen variierenden Trennungsabstand von der Vorderoptik 4 (und somit den optoelektronischen Bauelementen 3, 8, 10, 12, 14, 16 bzw. 17) aufweisen. Durch Variieren des Trennungsabstands zwischen den Mikrolinsen 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 und der Vorderoptik 4 kann mehr von dem Licht, das auf das nicht-planare Brennfeld 20 der Vorderoptik 4 fokussiert wird, von den Mikrolinsen erfaßt werden. Bevorzugt weist jede Mikrolinse 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 eine Brennweite auf, die dem Trennungsabstand zwischen der Mikrolinse und dem entsprechenden optoelektronischen Bauelement entspricht, so daß das von der Mikrolinse erfaßte Licht auf die Apertur des entsprechenden optoelektronischen Bauelements übertragen oder fokussiert werden kann.
  • Die in 4 gezeigte Ausführungsform hat den Vorzug, daß die Mikrolinsen näher an die Vorderoptikbildoberfläche bewegt werden, wodurch mehr von dem zu dem Brennpunkt an der Bildoberfläche kommenden Licht erfaßt wird. Dies kann gestatten, daß jede der Mikrolinsen wie gezeigt im wesentlichen die gleiche Breite oder den gleichen Durchmesser aufweist. Die in 3 gezeigte Ausführungsform gestattet möglicherweise nicht notwendigerweise eine konstante Mikrolinsenbreite, was einen Nachteil darstellen kann, wenn sich die Breite oder der Durchmesser einiger der Mikrolinsen der Teilung der optoelektronischen Bauelemente annähern oder diese übersteigen.
  • Die nicht-planaren Mikrolinsen 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 von 4 werden bevorzugt anfänglich auf einem optisch transparenten Substrat 54 hergestellt, das dann an das Substrat 18 gebondet wird, das das Array von optoelektronischen Bauelementen 3, 8, 10, 12, 14, 16 und 17 enthält. Eine Reihe von Verfahren zum Bereitstellen eines variierenden Trennungsabstands zwischen den Mikrolinsen 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 und dem Array von optoelektronischen Bauelementen 3, 8, 10, 12, 14, 16 und 17 werden in Betracht gezogen. Einige der Verfahren verwenden einen additiven Prozeß wie etwa einen Abscheidungs- oder Aufwachsprozeß. Andere Verfahren verwenden einen subtraktiven Prozeß.
  • Ein veranschaulichendes Verfahren zum Bereitstellen eines variierenden Trennungsabstands zwischen den Mikrolinsen 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 und dem Array von optoelektronischen Bauelementen 3, 8, 10, 12, 14, 16 und 17 ist in den 5A–5E gezeigt. Ein optisch transparentes Substrat 54 ist in 5A vorgesehen. In 5B wird eine erste Nut oder ein erster Hohlraum 60 bevorzugt unter Verwendung bekannter Verfahren in die obere Oberfläche des Substrats 54 geätzt. Die erste Nut oder der erste Hohlraum 60 können eine Oberfläche zum Ausbilden einer oder mehrerer Mikrolinsen bereitstellen, wie unten näher beschrieben. In 5C kann eine zweite Nut oder ein zweiter Hohlraum 62 in die untere Oberfläche der ersten Nut oder des ersten Hohlraums 60 geätzt werden, wie gezeigt. Die zweite Nut oder der zweite Hohlraum 62 können eine weitere untere Oberfläche zum Ausbilden einer oder mehrerer Mikrolinsen bereitstellen. In 5D kann eine dritte Nut oder ein dritter Hohlraum 62 in die untere Oberfläche der zweiten Nut oder des zweiten Hohlraums 62 geätzt werden, wie gezeigt. Die dritte Nut oder der dritte Hohlraum 64 kann noch eine weitere untere Oberfläche zum Ausbilden einer oder mehrerer Mikrolinsen bereitstellen.
  • Schließlich kann in 5D eine vierte Nut oder ein vierter Hohlraum 66 in die untere Oberfläche der dritten Nut oder des dritten Hohlraums 64 geätzt werden. Die vierte Nut oder der vierte Hohlraum 66 kann eine weitere untere Oberfläche zum Ausbilden einer oder mehrerer Mikrolinsen bereitstellen. 5E zeigt nicht-planare Mikrolinsen 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52, die auf den verschiedenen, in das optisch transparente Substrat 54 geätzten Stufenoberflächen ausgebildet sind. Das in 5E gezeigte optisch transparente Substrat 54 kann verwendet werden, um für eine Kompensation für eine Vorderoptik zu sorgen, die eine „kugelartige" Bildoberfläche aufweist.
  • Wie oben jedoch angedeutet, können einige Vorderoptiksysteme komplexere Bildoberflächen bereitstellen. Für diese Systeme wird in Betracht gezogen, daß die in dem optisch transparenten Substrat 54 ausgebildeten verschiedenen Stufen oder Oberflächen wie etwa in 5A–5E gezeigt, so zugeschnitten sein können, daß sie einen geeigneten Trennungsabstand für jede Mikrolinse bereitstellen, die das Kompensieren für die nicht-planaren und komplexeren Bildoberflächen unterstützt.
  • Es ist wichtig anzumerken, daß das in 3–4 dargestellte Array von optoelektronischen Bauelementen weder ausschließlich auf optoelektronische Emitter noch optoelektronische Detektoren beschränkt sind. Das optische System kann leicht so modifiziert werden, daß es sowohl Emitter als auch Detektoren in einem einzelnen Array enthält. Ein zum Herstellen von Emittern und Detektoren verwendetes Verfahren ist in der US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 08/736,803 mit dem Titel „Monolithic Vertical Cavity Surface Emitting Laser and Resonant Cavity Photodetector Transceiver" beschrieben, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Alternativ können separat hergestellte Emitter und Detektoren physisch und elektronisch mit einem einzelnen Substrat verbunden werden. Zu Verfahren zum Verbinden von unabhängigen Bauelementen auf einem einzelnen Substrat können Draht-Bonding, Bump-Technologie oder dergleichen zählen.
  • 6 ist eine Perspektivansicht noch eines weiteren optischen Systems der vorliegenden Erfindung. In 6 sind mehrere optoelektronische Arrays 70 in einer zweidimensionalen Konfiguration auf dem Substrat 74 vorgesehen. Jedes optoelektronische Array 70 enthält mehrere optoelektronische Bauelemente und eine entsprechende Vorderoptik 76. Jedes optoelektronische Bauelement 72 in dem optoelektronischen Array 70 weist eine nicht gezeigte entsprechende Mikrolinse auf. Jede Vorderoptik 76 kann ein nicht-planares Brennfeld wie etwa eine Feldkrümmung aufweisen. Wie oben unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erörtert, kann jede Mikrolinse so hergestellt werden, daß sie eine entsprechende Brennweite und/oder einen entsprechenden Trennungsabstand aufweist, die oder der das nicht-planare Brennfeld der Vorderoptik 76 kompensiert.
  • In 6 gibt es vier optoelektronische Arrays, die jeweils vier optoelektronische Bauelemente enthalten. 6 ist jedoch lediglich veranschaulichend, und die vorliegendende Erfindung ist nicht auf die darin gezeigte Anzahl oder Art von Arrays oder Bauelementen beschränkt. In jedem Fall können mehrere optoelektronische Arrays 70 auf einem einzelnen Substrat wie etwa dem Substrat 74 hergestellt werden. Das Substrat 74 ist bevorzugt ein Halbleitersubstrat wie etwa ein Silicium- oder Galliumarsenidwafer. Alternativ können die optoelektronischen Arrays auf einem individuellen Substrat 78 hergestellt werden, das wiederum physisch an das Substrat 74 gebondet oder elektronisch mit ihm verbunden wird. Eine elektronische Verbindung zu dem Substrat 74 kann durch die Verwendung von dem Fachmann wohlbekannter Bondtechnologie wie etwa Drahtbonden, Bump-Technologie oder dergleichen vorgesehen werden.
  • Jedes optoelektronische Array 70 kann optoelektronische Emitter wie etwa VCSELs oder LEDs, optoelektronische Detektoren wie etwa RCPDs oder CCDs, oder eine Kombination aus Detektoren und Emittern wie etwa VCSELs und RCPDs enthalten. Deshalb kann die Vorderoptik 76 Licht 80 sowohl an das optoelektronische Array 70 als auch von diesem liefern. An die Vorderoptik 76 von dem optoelektrischen Array 70 geliefertes Licht 80 kann wiederum zu einem weiteren nicht gezeigten optischen Bauelement wie etwa einem Spiegel, einer Linse, einer optischen Faser oder einem optischen Detektor geliefert werden. Alternativ kann Licht 80 durch die Vorderoptik 76 an das optoelektronische Bauelement 72, beispielsweise von einem optischen Bauelement wie etwa einem Spiegel, einer Linse, einer optischen Phase oder einem optischen Emitter, geliefert werden.
  • 7 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Mikrolinsen. Ein Druckkopf 82 liefert ein flüssiges optisches Polymer 86 über eine Düse 84. Das flüssige optische Polymer 86 bildet ein Tröpfchen 88, das zum Ausbilden einer Mikrolinse 90 an ein optoelektronisches Bauelement 92 auf einem Substrat 94 geliefert wird. Wenngleich dieses veranschaulichende Verfahren die direkt auf dem optoelektronischen Bauelement 92 bereitgestellte Mikrolinse 90 zeigt, wird in Betracht gezogen, daß die Mikrolinse auf einem anderen, bevorzugt optisch transparenten Substrat ausgebildet werden kann, das dann auf dem Substrat 94 montiert oder auf andere Weise an ihm angebracht wird, so daß sich die Mikrolinsen im Register mit den optoelektronischen Bauelementen wie etwa den Bauelementen 92 befinden.
  • Die 8(a)–(c) sind schematische Darstellungen eines Verfahrens zum Bereitstellen von Mikrolinsen mit verschiedenen Brennweiten über ein Array hinweg. In 8(a) wird ein Tröpfchen 88 zum Ausbilden einer Mikrolinse 90 an ein optoelektronisches Bauelement 92 geliefert. Die Mikrolinse 90 weist eine Brennweite f1 auf. In 8(b) werden zwei Tröpfchen 88 nacheinander zur Ausbildung einer Mikrolinse 96 an ein optoelektronisches Bauelement geliefert. Die Mikrolinse 96 weist eine Brennweite von f2 auf. In 8(c) werden drei Tröpfchen 88 zur Ausbildung einer Mikrolinse 98 nacheinander an ein optoelektronisches Bauelement 98 geliefert. Die Mikrolinse 98 weist eine Brennweite von f3 auf, wobei f3<f2<f1. Mit steigender Anzahl von Tröpfchen nimmt die Brennweite der entsprechenden Mikrolinse ab. Deshalb ist die Brennweite der Mikrolinse 98 kleiner als die Brennweite der Mikrolinse 96, die wiederum kleiner ist als die Brennweite der Mikrolinse 90. Eine ausführlichere Beschreibung eines Verfahrens zum Ausbilden der Mikrolinsen findet man im US-Patent No. 5,707,684 an Hayes et al., mit dem Titel „Method for Producing Micro-Optical Components".
  • Nachdem die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, versteht der Fachmann ohne weiteres, daß die hier vorgefundenen Lehren auf noch weitere Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der hier angefügten Ansprüche angewendet werden können.

Claims (8)

  1. Brennfeldkorrektor, der folgendes umfaßt: ein erstes Substrat (54) mit einer ersten Oberfläche auf einer Seite, die im wesentlichen planar ist, und einer zweiten Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite, die mehrere abgestufte Oberflächen aufweist, wobei einige der Oberflächen der mehreren Oberflächen sich nicht in einer Ebene relativ zueinander befinden; und mehrere Mikrolinsen (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52), wobei sich jede Mikrolinse auf einer der mehreren Oberflächen befindet und jede Mikrolinse so angeordnet ist, daß sie ein nicht-planares Brennfeld einer Vorderlinse (4) kompensiert, um auf der ersten Oberfläche des ersten Substrats (54) im wesentlichen planar zu erscheinen.
  2. Korrektor nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat (54) und die mehreren Mikrolinsen (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52) im wesentlichen optisch transparent sind.
  3. Korrektor nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: ein zweites Substrat (18) mit einer im wesentlichen planaren ersten Oberfläche und mehrere optoelektronische Bauelemente (3, 8, 10, 12, 14, 16, 17), die sich in der ersten Oberfläche des zweiten Substrats (18) befinden; und wobei sich die erste Oberfläche des ersten Substrats (54) neben der ersten Oberfläche des zweiten Substrats (18) befindet.
  4. Korrektor nach Anspruch 3, wobei die mehreren optoelektronischen Bauelemente (3, 8, 10, 12, 14, 16, 17) Emitter und/oder Detektoren sind.
  5. Korrektor nach Anspruch 4, wobei die mehreren Oberflächen der zweiten Oberfläche des ersten Substrats (54) mehrere abgestufte und/oder vertiefte Oberflächen sind und sich mindestens einige der abgestuften und/oder vertieften Oberflächen nicht in der gleichen Ebene befinden.
  6. Korrektor nach Anspruch 5, wobei jedes optoelektronische Bauelement der mehreren optoelektronischen Bauelemente (3, 8, 10, 12, 14, 16, 17) mit jeder Mikrolinse der mehreren Mikrolinsen (40, 42, 44, 46, 48, 50, 52) auf einer Eins-zu-Eins-Basis assoziiert ist.
  7. Korrektor nach Anspruch 6, wobei jede Mikrolinse so angeordnet ist, daß sie einen entsprechenden Abschnitt des nicht-planaren Brennfeldes der Vorderlinse (4) zweidimensional kompensiert, um auf der ersten Oberfläche des ersten Substrats (54) im wesentlichen planar zu erscheinen.
  8. Korrektor nach Anspruch 7, wobei die erste Oberfläche des zweiten Substrats (18) an der ersten Oberfläche des ersten Substrats (54) angebracht ist.
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