JP2010506234A - 調整可能なレンズの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態の一例は、以下のステップを含む。
1.いくつかの実現可能な技法(接着、はく離、析出、選択エッチング、成長など)のうちの1つにより、スペーサ要素(たとえば、ガラスビーズ、ポリマービーズ、ファイバ、金属(金、シリコンなど)で作られた固体の要素)が、支持基板/ガラス上に準備される。
2.スペーサを有する支持ガラス上に、液体プレポリマーで、スピンコート、スプレー、分配又は同様の処理が施される。
3.次いで、組立て済みのアクチュエータを有する連続したカバーガラスは、支持ガラス/スペーサ/ポリマー基板上にフリップチップ組立てされ、いくつかの実現可能な知られた接合技法(陽極接合、接着など)のうちの1つを使用して接着される。
4.アクチュエータを有するカバーガラスは、マスクされ、選択的にエッチングされて、調整可能なレンズの「浮遊している」アクティブディスクを形成する。
5.アクチュエータ用の電気接点が形成される。
6.ウェーハ上に複数のレンズ要素を作製する場合、個々の要素は、切断後にスペーサ要素の各部分がグリッドパターンの角部分に残るように、ウェーハ全体をグリッドパターン状に切断することによって最終的に形成される。
以下は、例Aで概要を説明した方法の例に従って選択することのできる、材料及びプロセスの一例である。
本発明の実施形態の他の例は、方法Aで示したステップを含むが、カバーガラスが支持/スペーサ基板上に取り付けられた後の瞬間まで、ポリマー材料を加える作業を遅らせるステップを含む。実施形態Bの利点は、これらの材料をレンズ要素に導入する作業を遅らせることにより、有機ポリマー又は無機ポリマーに関連する制限されたプロセス温度を除外することができることである。他の利点は、ポリマーによる接合表面の汚染を避け、プロセスの接合ステップを大幅に簡略化できることである。
本発明の実施形態の他の例は、上記の例A及びBで示したステップを含むが、アクチュエータを有するカバーガラス基板上にスペーサ要素を形成する。スペーサ要素は、非常に薄いカバーガラスに機械的な安定性をもたらすために、連続又は半連続している何らかの構成を有しなければならない。これを実現するための手際のよい1つの方法は、シリコンウェーハ上に接着された薄いガラス膜の上に作動用圧電性結晶を設けることである。圧電析出の前後いずれかで、裏側のシリコンは、所望のパターンに従ってマスクされ、知られた技法のうちの1つによってエッチングされて、スペーサ要素を形成する。次いで、上記の例A及びBで説明しているように、スペーサ要素を有するこのアクチュエータ/カバーガラスは、支持ガラスに接合され、いずれかの時点でポリマー材料が導入される。
本発明の実施形態の他の例は、上記の例A及びBで示した方法ステップを含むが、任意の導体材料であるスペーサ材料をさらに含む。上端のカバーガラス上に力を生成するアクチュエータは、電極により、外部電圧源及び制御システムに接続しなければならない。導電性のスペーサ材料(たとえば、金属、シリコン、導電性ポリマー、接着剤、又は複合材料)を、カバーガラス内のスルーホール、及び支持ガラス上のスルーホール又は電極と組み合わせることにより、きわめてコンパクトで調整可能なレンズが実現する。
本発明の実施形態の他の例は、例A、B又はCで示した方法ステップを含み、図3に概略的に示すように、集積化された保護カバーガラスをさらに配置するステップを含む。
実施形態の他の例では、ポリマーが、アセンブリ全体をカバーせず、代わりにプロセス内で各レンズ要素用の個々の要素として設けられるように形成される方法ステップを含む。ポリマー材料は、印刷、析出、分配、スピンコーティング又は同様のプロセスなど、従来技術のどんなプロセスで製造することもできる。さらに、各ポリマー要素は、アクチュエータ要素を含むカバーガラス上に加えてもよく、支持基板上に加えてもよい。
本発明の実施形態の他の例は、カバーガラス要素の組立ての前後で、たとえばポリマーを部分エッチングすることにより、ポリマー層が部分的に取り除かれ、図6に示すようなレンズ要素構造物を生成する方法ステップを含む。本発明によるこの方法例の利点は、アクチュエータ要素の変形を容易にし、駆動電圧に対する要求を低くすることができることである。
本発明の実施形態の他の例は、Dで示したステップを含むが、連続壁としてスペーサ材料を提供するさらなる方法ステップを含む。これにより、アクチュエータ要素及び可撓性材料を含む気密密閉された区画がうまく作製される。可撓性材料は、ゲル、又はある種の揮発性を有する液体を含む非常に粘性の高いポリマーを含み得るので、実施形態のこの例は、可撓性要素向けの適用可能な材料の範囲を拡大する。
本発明の実施形態のさらに別の例は、支持ガラスをガラス−オン−シリコン基板で置き換え、シリコン内の開口が設けられ、光路が配置される方法ステップを含む。図7は概略図である。この実施形態の利点は、ガラスそれ自体の厚さは薄いが支持ガラスの良好な機械的安定性を維持しながら、電気接続のためのスルーホールを作製するのに使用可能なプロセスを容易にすることである。
Claims (16)
- 調整可能なレンズアセンブリを製造するための方法であって、
透明な支持体上に、既定のグリッドパターンで複数のスペーサ部材を形成するステップと、
スピン形成により、前記スペーサ部材を有する前記透明な支持体上にプレポリマーを適用するステップと、
事前組立て済みのアクチュエータを有する連続カバーガラスを、前記適用済プレポリマーの上端に取り付けるステップと、
前記カバーガラスの上端にある前記アクチュエータを取り囲む円形状の部分をマスクし、次いでエッチングし、前記円形状のカバーガラス部分の周囲にアクチュエータを有する前記カバーガラスの円形状の部分を含む前記プレポリマーの上端の、浮遊しているアクティブディスクを設けるステップと、
前記アクチュエータ用の電気接点を形成するステップとを含む方法。 - 前記調整可能なレンズアセンブリは、ウェーハ上に製造される複数のレンズアセンブリの一部分であり、前記グリッドパターンで示される方向に沿って前記ウェーハ全体を切断することにより、前記ウェーハを切断して個々の調整可能なレンズアセンブリを形成するステップをさらに含み、前記スペーサ部材は、シンギュレーションの後に、各スペーサ部材の各部分がレンズアセンブリの各見本内に残されるように切断することによって分割される、請求項1に記載の方法。
- 前記連続カバーガラスは、製造すべき各レンズアセンブリに関係する複数の開口とともに構成され、前記アクチュエータを有する複数のガラスディスクが、前記連続カバーガラス内の前記複数の開口のそれぞれの内部で前記ポリマーの上端に浮遊して組み立てられる、請求項1に記載の方法。
- 前記連続カバーガラスを取り付ける前記ステップは、前記プレポリマーを適用するステップの前に実行される、請求項1に記載の方法。
- 第1に前記連続カバーガラスをシリコン基板に接合し、次いでマスクを前記シリコン基板上に適用して、前記スペーサ要素の形状を確定し、次いでエッチングし、前記シリコン基板から前記スペーサ部材を設けることにより、前記スペーサ部材が形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記シリコン基板がエッチングされて前記スペーサ部材を形成する前に、前記アクチュエータは、前記シリコン基板に接合された前記連続カバーガラス上に形成される、請求項5に記載の方法。
- 前記スペーサ部材は、前記連続カバーガラス内の導電性材料及びバイアホールとともに構成されて、前記アクチュエータに取り付けられた電極用の接触パッドを提供する、請求項1に記載の方法。
- 前記アクチュエータが複数のアクチュエータ要素から作られるとき、前記スペーサ部材は複数の導体を備える、請求項7に記載の方法。
- 前記レンズアセンブリは、追加保護ガラスアセンブリとともに構成される、請求項1に記載の方法。
- 前記プレポリマーは、前記ウェーハ上の各レンズアセンブリの中心におけるプレポリマーの析出として形成される、請求項1及び2に記載の方法。
- 前記プレポリマーは、前記連続カバーガラス上の各レンズアセンブリの中心におけるプレポリマーの析出として形成される、請求項1及び2に記載の方法。
- 前記プレポリマーの前記析出は、印刷、析出、分配、スピンコーティング又は同様の技法のいずれかによって行われる、請求項10又は11に記載の方法。
- 前記プレポリマーは、析出後に部分的に取り除かれる、請求項1に記載の方法。
- 前記スペーサ部材は、各レンズアセンブリの周辺部の回りの連続した壁として構成される、請求項1に記載の方法。
- 前記透明な支持体は、シリコン基板上のガラスによって形成され、前記レンズアセンブリに光を通す開口が前記シリコン内に設けられる、請求項1に記載の方法。
- 前記透明な支持体の前記シリコン部分は、各レンズアセンブリの前記アクチュエータをそれぞれ駆動し制御する複数の電子装置を備える、請求項15に記載の方法。
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