JP2015534107A - 切頭レンズ、切頭レンズの対、および対応する装置の製造 - Google Patents

切頭レンズ、切頭レンズの対、および対応する装置の製造 Download PDF

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Abstract

この発明は、マイクロレンズを含むモジュールなどの光学装置のウェーハレベルの製造に関する。一局面では、多数の前身光学構造が存在する基板を提供し、前記多数の前身光学構造の各々から材料を除去することによって、切頭レンズなどの受動光学部品が製造される。別の局面は、少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法を含み、前記方法は、複製表面を有する前身ツールを製造するステップと、前記前身ツールから材料を除去することによって前記複製表面を修正するステップとを実行することによって得られるツールを使用するステップを含む。さらに別の局面は、少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法を含み、方法は、複製表面を含むマスターを使用するステップを含み、複製表面は、前記受動光学部品の各々について、それぞれの受動光学部品の少なくとも一部の形状に対応する形状を表わす第1の部分を含み、マスターは、加えて、前記複製表面の前記第1の部分のうちの少なくとも1つから突出する少なくとも1つの突出部分を含む。

Description

この発明は光学分野に関し、特にマイクロ光学に、および部分的にはマイクロ光電子工学にも関する。より特定的には、それは、たとえばセンサ、カメラ、より具体的にはマルチチャネルカメラまたは計算カメラで使用可能であるような、装置、より具体的には光学装置または光学モジュールに関する。この発明は、請求項の導入部に記載の方法および機器に関する。
用語の定義
「能動光学部品」:光感知部品または発光部品。たとえばフォトダイオード、画像センサ、LED、OLED、レーザチップ。能動光学部品は、ベアダイとして、またはパッケージ内に、すなわちパッケージ化された部品として存在し得る。
「受動光学部品」:レンズ、プリズム、鏡または光学系といった、屈折および/または回折および/または(内部および/または外部)反射によって光の方向を変える光学部品。光学系とは、開口絞り、画像スクリーン、ホルダなどの機械的素子も含み得る、そのような光学部品の集合体である。「受動光学部品」の「受動」という用語は、電気的に動作または作動される部分を内部に有する可能性を除外しない。
「光電子モジュール」:少なくとも1つの能動光学部品および少なくとも1つの受動光学部品が含まれる部品。
「複製」:所与の構造またはそのネガ(negative)を再現するための手法。たとえばエッチング、エンボス、刻印、鋳造、成型。
「ウェーハ」:実質的に円盤またはプレート状に形作られたアイテムであって、1方向(z方向、すなわち垂直方向)におけるその延長は、他の2方向(x方向およびy方向、すなわち横方向)におけるその延長に対して小さい。通常、(非ブランク)ウェーハ上には、複数の同じ構造またはアイテムが、典型的には矩形の格子上に配置され、または設けられている。ウェーハは開口部または孔を有していてもよく、ウェーハはさらに、その横方向区域の主要な部分に材料がなくてもよい。ウェーハは任意の横方向形状を有していてもよく、円形形状および矩形形状が非常に一般的である。多くの文脈においては、ウェーハは一般に半導体材料でできていると理解されているが、本特許出願においては、これは明示的に限定ではない。したがって、ウェーハは一般に、たとえば半導体材料、ポリマー材料、金属とポリマーまたはポリマーとガラス材料を含む複合材料でできていてもよい。特に、熱硬化性または紫外線硬化性ポリマーなどの硬化可能な材料が、本発明に関連して興味深いウェーハ材料であるが、半導体材料も同様である。
「横方向の」:「ウェーハ」参照。
「垂直の」:「ウェーハ」参照。
「光」:最も一般的には電磁放射。より特定的には、電磁スペクトルの赤外部、可視部または紫外部の電磁放射。
発明の背景
WO2004/068198からは、複製によって光学素子を製造するやり方が公知である。
WO2007/140643からは、光学素子の複製において再結合を使用することが公知である。
US2006/0170810 A1は、予め形成されたレンズ上にレンズを形成することによってレンズパターンを形成するための方法を開示している。
US5536455からは、予め形成されたレンズの中央に配置されたレンズを製造することが公知である。
WO2009/023465 A2は、レンズの光軸を、半導体装置に偏心配置された光学活性領域と一致させるように、レンズを半導体装置上に偏心配置するやり方を開示している。そのようなレンズを成型を使用して製造することが示唆されている。
発明者らは、特定の用途については、変わった縁などの特有の形状を有する、レンズまたはより一般的には光学構造といった受動光学部品、たとえば、矩形レンズ口径、または一部切欠円を表わすレンズ口径を有する、略球面の平凹または平凸レンズを有することは有益であり得る、ということを認識している。
「レンズ口径」という用語と同様に、より一般的な「受動光学部品の口径」および「光学構造の口径」を定義する。より具体的には、受動光学部品の口径、または、より一般的には光学構造の口径は、それぞれの受動光学部品または光学構造の光学上関連する区域を示すために定義され得る。前記関連する区域とは、光軸に直交する平面における区域であり、光軸は通常、受動光学部品および光学構造それぞれの光軸である。この発明が少なくともある程度、ウェーハレベルの製造に基づいていることを考慮すると、前記平面は特に、多くの場合、(対応するウェーハによって規定されるような)横方向平面であってもよく、それは、ウェーハを多数のデバイスへと分離した後に受動光学部品または光学構造が存在するウェーハ部分または基板(または基板部材)によって規定される(対応する)平面と確かに一致する。より特定的には、透明の受動光学部品または光学構造の口径は、少なくとも特定の図では、光が受動光学部品または光学構造を通ってウェーハおよび前記ウェーハ部分上へとそれぞれ通過できる区域として定義され得る。反射性の受動光学部品または光学構造については、口径は、垂直に向けられた光が受動光学部品または光学構造に当たって通る、その横方向に規定された区域として定義されてもよい。
特別に興味深いのは、受動光学部品の1つ以上(典型的には1つ、さまざまな場合では最大で4つ)の外面が形成されるように、回転対称体の材料の一部を除去することによって得ることができる形状を有するような種類の特殊な受動光学部品であり得る。特定の場合、これらの1つ以上の外面は垂直面である。
そのような特殊な受動光学部品は、たとえば、2つの受動光学部品を互いに非常に接近して配置しなければならない場合、より特定的には、それらの光軸を特に互いに接近して配置しなければならない場合に、有用であり得る。さらに、上述の特殊形状の受動光学部品のうちの1つ以上を含む、そのような受動光学部品、または受動光学部品の複数組を大量生産することが望ましい場合がある。
たとえば、2つ以上の光学チャネル、特に相互に平行の光学チャネルを有する光学モジュール、たとえば、光を放射するための放射チャネルと、放射チャネルから生じたものの近接センサの外側の物体によって反射または散乱された光を検出するための検出チャネルとを有する近接センサモジュールなどでは、上述の特殊形状の受動光学部品が、たとえば、一組の各受動光学部品が光学チャネルのうちのまさしく1つに割当てられるように、および/または、各チャネルが、一組の受動光学部品のうちの別のものを含むように、適用されてもよい。また、ここに説明される製造のやり方は、対応する受動光学部品、または受動光学部品の複数組、たとえばレンズの対、もしくは、そのような受動光学部品または受動光学部品の複数組を含む近接センサなどの装置を製造するために適用されてもよい。
2011年12月20日に出願された、「光電子モジュールおよびそれを含む装置」(OPTO-ELECTRONIC MODULE AND DEVICES COMPRISING THE SAME)と題された米国仮特許出願連続番号第61/577,965号には、本特許出願に記載の受動光学部品がたとえばレンズとして適用され得る、光電子モジュール、特に近接センサといった装置が記載されている。現在まだ未公開のこの特許出願には、近接センサおよびそれを製造するやり方が、非常に詳細に記載されている。したがって、本特許出願では、前記米国仮特許出願連続番号第61/577,965号はその全体がここに引用により援用される。
想定される用途は、近接センサだけでなく、あらゆる種類の光学装置およびモジュール、光電子モジュールおよび装置、ならびに、たとえば周辺光センサ、アレイカメラ、計算カメラなどの他のセンサ、および他のマルチチャネル光学装置および機器も含む。
このため、この発明の目的は、光学構造を製造する新しいやり方を提供することである。
光学構造は特に、受動光学部品、さらにより特定的にはレンズを含んでいてもよく、またはより特定的にはそれらであってもよい。
この発明の別の目的は、少なくとも2つで一組の光学構造を、特に多数のそのような組を製造する新しいやり方を提供することである。
この発明の別の目的は、たとえば、光学構造を含む光学モジュール、光電子モジュール、ウェーハ、写真装置、通信装置といった装置を製造する新しいやり方を提供することである。
この発明の別の目的は、光学構造、または光学構造の複数組、または他の装置を特に効率的に製造するやり方を提供することである。
この発明の別の目的は、そのようにして製造された光学構造、光学構造の複数組、および装置自体を提供することである。
この発明の別の目的は、新しい光学構造、より特定的には、具体的に形作られた口径を有する受動光学部品を提供することである。
さらなる目的は、以下の説明および実施形態から出現する。
これらの目的、およびこの発明のさまざまな局面について以下にさらに述べる目的のうちの少なくとも1つは、特許請求項に記載の機器および方法によって少なくとも部分的に達成される。
第1の局面では、この発明は、特定の光学構造または光学構造の複数組、およびそれらの製造に関し、特に、そのような光学構造は、受動光学部品、より特定的にはまさしく1つの受動光学部品を含む。
ウェーハレベルで多数の前身(precursor)光学構造を生成し、次に前身光学構造から材料を除去することは、変わったレンズ口径を有するレンズ、たとえば切頭(truncated)レンズといった特殊形状の受動光学部品を製造する非常に効率的なやり方であり得る、ということが分かっている。受動光学部品の口径形状は、以下のものであってもよい:たとえば、三角形;矩形;材料の一部が除去されるまっすぐな(または、さらには曲がった)縁を有する円形(または、より一般的には楕円形);材料の1つ以上の部分が除去される2つ以上のまっすぐな(または、さらには曲がった)縁を有する円形(または、より一般的には楕円形);1つ以上の部分が除去される2つ以上のまっすぐな縁を有する円形(または、より一般的には楕円形)であって、縁は相互に直交するかまたは平行である;円(または、より一般的には楕円)の内部に開口部を有する円形(または、より一般的には楕円形)であって、特に、その開口部は円(または、より一般的には楕円)に対して中心に置かれ、および/または、その開口部自体が円形(または、より一般的には楕円形)である。この発明の第1の局面だけでなく他の局面、およびこれらの例も、特に(受動光学部品としての)レンズ、より特定的には屈折レンズ、たとえば凸レンズ(より特定的には平凸レンズ)および凹レンズ(より特定的には平凹レンズ)、また、回折レンズ、ならびに、回折および屈折レンズに当てはまる。
一般に、および(明示的に別段の定めをした場合を除き)これもこの発明のあらゆる局面に当てはまることであるが、光学構造(および対応する受動光学部品)は、任意の公知のやり方で生成されてもよい。しかしながら、この発明に(より特定的にはその第1の局面にも)関連して特に興味深いのは、複製、より具体的にはエンボスを使用して前身光学構造を製造することである。さらに、および(明示的に別段の定めをした場合を除き)これもこの発明のあらゆる局面に当てはまることであるが、たとえばマスター、前身マスター、ツール、前身ツール、マスターウェーハ、複製ツール、最終レプリカなどの部分または物体が、複製を使用して製造されると説明される場合、これは、より具体的にはエンボスを使用したその製造、さらにより具体的には流れ制御を用いたエンボスを使用したその製造を指すことができる。流れ制御を用いたエンボスに関する詳細については、(この発明の第1の局面のさらなる説明における)以下の記載を参照されたい。流れ制御を用いたエンボスは、大量生産でさえ、特に精密な結果を得ることを可能にし得る。また、ウェーハレベルで前身光学構造を生成すること、および/または、ウェーハレベルで材料の除去を実行すること、通常、ウェーハレベルで双方を行なうことが主として想定される。
前身光学構造からの材料の除去のために、さまざまな手法、特に
− たとえば、半導体ウェーハを分離する(ダイシングする)ために使用されるダイシングソーなどのダイシングソーを使用する、ソーイング、
− レーザー切断、
− レーザーアブレーション、
− ウォータージェット切断、
− ミリング、
− 微細機械加工、
− ミクロトーミング、
− ブレードを使用する切断、
− パンチ切断(パンチカッターを使用)、
が適用されてもよい。
手法のうちのいくつかについては、特にミリング、微細機械加工、ミクロトーミングおよびパンチ切断の場合、適用前に前身光学構造(通常、ウェーハ全体)を冷やすことが有利であり得る。
パンチ切断は、少なくとも要求の厳しい用途のために、ならびに、横方向に4mm未満、より特定的には2mm、および垂直に1mm未満である、典型的に想定される受動光学部品のサイズのために、受動光学部品の満足できない縁をもたらしそうである。
ミクロトーミングは、顕微鏡検査および組織学において周知の手法であり、材料を分離または切断するために鋭いブレードが使用される(レーザーミクロトームは、一種のレーザー切断と考えられる。)
微細機械加工およびミリングは、精密で高い(光学)品質の結果と高スループットとを可能にし得る周知の手法である。ウォータージェット切断、レーザーアブレーションおよびレーザー切断、ならびにソーイングにも、同じことが(通常、さらにより高いスループットで)当てはまる。
レーザー切断およびソーイング、特にダイシングソーを使用したソーイングは、高品質の製品の想定されたウェーハレベルの製造にとって特に好適のようである。ソーイングは通常、直線のみに沿った材料の除去をもたらすが、レーザー切断は、事実上あらゆる形状およびあらゆる湾曲の切断線を達成するために適用され得る。また、内縁を有する、すなわち口径の内部で材料が除去された受動光学部品(たとえばレンズ)を製造するために、レーザー切断およびレーザーアブレーションは非常に好適である。
前身光学構造の材料が、多数の前身光学構造を通る直線に沿って除去される場合、これはたとえば、以下の2つのやり方のうちの1つで遂行されてもよい:
− 1つの前身光学構造が、材料の前記除去後、結果として生じる1つの構造をもたらし、または、材料の前記除去後、1つの前身光学構造から、結果として生じる単一の構造が残り、その場合、材料の除去は、結果として生じる構造で、単一のまっすぐな縁を生成する;
− 1つの前身光学構造が、材料の前記除去後、結果として生じる2つの構造をもたらし、その場合、材料の除去は2つのまっすぐな縁を生成する。言い換えると、前身光学構造は材料の除去によって分割される。
第2のケースを適用すると、結果として生じる構造が、時間当たり、第1のケースと比べておよそ2倍分、生成され得る。
第1のケースでは、第1のサブケースとして、結果として生じる構造がすべて、前記直線の一方側に位置することが提供されてもよく、または、第2のサブケースとして、結果として生じる構造の一部が、前記直線の一方側に位置し、結果として生じる構造の別の部分が、前記直線の他方側に位置することが提供されてもよい。第1のサブケースでは、たとえば、前記直線に沿って材料が除去される前身光学構造が、前述の直線と通常平行である1本の直線に沿って配置されることが提供されてもよい。第2のサブケースでは、たとえば、前記直線に沿って材料が除去される前身光学構造が、前述の直線と通常平行である2本の直線を形成するように配置されることが提供されてもよい。第2のサブケースを適用すると、結果として生じる構造が、時間(または材料が除去される線の長さ)当たり、第1のサブケースと比べておよそ2倍分、生成され得る。
前身光学構造が基板ウェーハ上に存在する場合、材料が前身光学構造から除去されるプロセスによって基板ウェーハが(別々の部分に)分割または分離されることが提供されてもよい。しかしながら、材料が前身光学構造から除去される前記プロセスによって基板ウェーハが(別々の部分に)分割または分離されないことを提供することも可能であり、材料が前身光学構造から除去されるプロセスによって材料が基板ウェーハから除去されないことを提供することさえ可能である。
以下に明らかとなるように、この発明の第3の局面(以下参照)は、上述の第2のケースに部分的に密接に関係し得る。同様の構造を生成することは部分的に可能であり、同一の処理ステップおよび手法を使用することは部分的に可能である。
一般に、(材料の除去に起因する)結果として生じる構造は、生成すべき受動光学部品と同一であってもよく、または、それは、生成すべき受動光学部品と、加えて、追加材料、特に受動光学部品を少なくとも部分的に(典型的には横方向に)包囲する包囲部分とを含んでいてもよい。これは特に、前身光学構造がすでに、主要部分と、加えて、主要部品を少なくとも部分的に包囲する包囲部分とを含む場合、当てはまり得る。これは特にまた、エンボスを使用して前身光学構造を製造する場合、エンボスの際に複製ツールと基板との間に硬化しない複製材料(液体、粘着性または塑性変形可能な硬化性材料)が存在する場合、および、複製ツールが基板とともに、複製材料を完全には包囲しておらず、しかしながら外部に開いた体積を形成して、複製材料が、前記主要部分が形成されるであろう体積部分から、前記包囲部分が形成されるであろう外側体積部分へと広がることを可能にする場合にも、当てはまり得る。複製を実行するそのようなやり方を、流れ制御を用いたエンボスと呼ぶ。なぜなら、このように所望のレプリカを達成するには、エンボス中、複製材料の流れを注意深く制御することが重要であるためである。なお、そのようなプロセスでは、主要部分と包囲部分とは全く同じプロセスで製造されること、それらは同じ(複製)材料で作られること、および、それらは一体型部分を形成することが、通常当てはまる。
主要部分と包囲部分とを含む前身光学構造からの材料の上述の除去は、多くの場合、包囲部分から材料を除去すること、および主要部分から材料を除去することの双方を含む。しかしながら、材料は包囲部分からのみ除去されること、または材料は主要部分からのみ除去されることが当てはまる場合もある。後者は、たとえば材料が主要部分の内部からのみ除去される(このため、内縁を生成する)場合に当てはまり得る。その前に述べられた場合は、たとえば、前身光学構造についての場合よりも小さい程度、包囲部分によって包囲されている受動光学部品を生成するために使用されてもよい。このように、材料の前記除去によって特殊形状の受動光学部品を生成するためといった受動光学部品の修正は達成されず、それは、これが可能であるこの発明の第1の局面を実行する他の説明されるやり方とは対照的である。
この発明の第1の局面は、特に以下の方法および装置を含む。
光学構造を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
a) 多数の前身光学構造が存在する基板を提供するステップと、
b) 前記多数の前身光学構造の各々から材料を除去するステップと、
を含む、方法。
および、ステップb)は、複数の前記多数の前身光学構造から材料が除去される線に沿って、処理ステップを実行することを含み、特に、前記線は直線である、上述の方法。
および、ステップb)は、前記光学構造の内縁を生成することを含み、特に前記縁は楕円の線を表わす、上述の一方または双方の方法。
および、基板と前記基板上に存在する受動光学部品とを含む装置であって、前記受動光学部品は開口部を含む、装置。
第2の局面では、この発明は、各々少なくとも2つで一組の受動光学部品の複数組、少なくとも2つで一組の受動光学部品の製造、およびより特定的には多数のそのような組の製造に関する。
この発明のその第2の局面における1つの目的は、少なくとも2つの受動光学部品を含む装置を、特に大量生産で製造する新しいやり方を提供することである。
この発明のその第2の局面における別の目的は、小型化された装置、特に小型化された光学モジュールを提供することである。
そのような一組の受動光学部品では、その一組の受動光学部品の位置は相互に固定されている。用途によっては、2つの(またはより多くの)受動光学部品を特に互いに接近して配置させること、特にそれらを、受動光学部品の光軸が特に互いに接近するように配置させることが望ましい場合がある、ということが分かっている。受動光学部品を製造するやり方に依存して、標準的な進め方では、受動光学部品の所望の近さを達成することができない場合がある。上述の援用された米国仮特許出願連続番号第61/577,965号は、すなわち近接センサなどの2チャネル装置で、密に配置されたそのような一組の受動光学部品を有することが有利であり得る例を記載している。
特定の図では、第2の局面は、一組の受動光学部品、またはそれらのうちの少なくとも1つが、複製、より特定的にはエンボス、さらにより特定的には流れ制御を用いたエンボス(それらの詳細は第1の局面に関連して上述されている)を使用して製造される、ということを含む。別の、ただし同様の図では、第2の局面は、主要部分としての前記受動光学部品と、加えて、主要部分を少なくとも部分的に包囲する包囲部分とを含む光学構造に、一組の受動光学部品のうちの少なくとも1つ、特にそれらの各々が含まれる、ということを含む。そのような光学構造はすでに、この発明の第1の局面に関連して上述されている(詳細についてはそこを参照)。さらに別の図では、第2の局面は、一組の受動光学部品、またはそれらのうちの少なくとも1つが複製を使用して製造される、ということを含む。複製、特に再結合と組合された複製は、当該技術分野で公知であり、たとえば、WO2007/140 643 A1に記載されている(詳細についてはそこを参照)。複製および再結合に関する用語について、以下に述べる。マスターはポジ(positive)である。すなわち、それは、最終的に得られる構造(最終レプリカと呼ばれる)、たとえばマスターレンズまたはマスターウェーハを表わし、後者は、最終的に得られる構造を各々表わす多数の構造を含む。一方、ツールはネガである。すなわち、それは、最終的に得られる構造のネガ、たとえば再結合ツールまたは複製ツールを表わし、後者は通常、最終的に得られる構造のネガ、すなわち最終レプリカのネガを各々表わす多数の構造を含む。このため、複製ツールは、本願全体にわたり、多くの場合、ウェーハレベルの複製ツールであり得る。再結合ツールは、1つ以上で一組の構造を、多数の複製ステップで、基板上に多数回複製するために使用される。このように、マスターウェーハは得られてもよい。これらの用語の説明は、この発明のあらゆる局面に当てはまる。
第2の局面の第1のサブ局面は、ツール(より具体的には再結合ツール、またはおそらくは「最終」複製ツールも)に関し、および、その使用、より具体的には、特に、受動光学部品のうちの少なくとも1つ(特にそれらの各々)が、非円形のレンズ口径を有する平凸球面レンズなどの切頭受動光学部品である場合に、2つ以上で一組の受動光学部品を複数組製造するためのその使用に関する。ツールは、前身ツールから(複製表面と呼ばれる、複製に使用されるその表面で)材料を除去することによって得られる。これは注目に値する。なぜなら、金型がそれぞれの非先頭受動光学部品を得るために作られた場合に有するであろう体積よりも小さい、その複製表面によって規定される体積を効果的に提供する金型を使用することは、上に引用された先行技術文献WO 2009/023465 A2から公知であるためである。言い換えると、ツールに(それぞれの非先頭受動光学部品を得るためのツールに対して)材料を追加することによって得ることができるであろうツールを使用することは、先行技術から公知であり、それは、前身ツールから材料を除去することによって得られる、または少なくとも得ることができる、ここに提案されるツールとは対照的である。特に、提案されるツールとその前身ツールとの論理的相互接続は、前身ツールを使用して複製ステップを実行することによって得ることができる受動光学部品を切頭することによって得ることができる受動光学部品が、提案されるツールを使用して複製ステップを実行することによって得られ得る、ということである。
材料の前記除去のために、さまざまな手法、特に
− たとえば、半導体ウェーハを分離する(ダイシングする)ために使用されるダイシングソーなどのダイシングソーを使用する、ソーイング、
− レーザー切断、
− レーザーアブレーション、
− ウォータージェット切断、
− ミリング、
− 微細機械加工、
− ミクロトーミング、
− ブレードを使用する切断、
− パンチ切断(パンチカッターを使用)、
が適用されてもよい。
特に有用なのは、レーザー切断、およびブレードを使用する切断であるようである。それらは、明確に規定された切断面を予測可能なやり方で作成することを可能にする、良好に制御可能な手法である。
第1のサブ局面を実現する、注目に値するやり方は、少なくとも3つある。
第1のサブ局面を実現する第1のやり方では、第1の前身ツールおよび第2の前身ツールが製造される。次に、材料が少なくとも第1の前身ツールから、通常第2の前身ツールからも除去され、そのようにして得られた2つのツールは、たとえば、それらを共通のホルダまたは基板に固定することなどにより、それらを互いに対して機械的に固定することによって、求められるツール(再結合ツールまたは「最終」複製ツール)になるように組合わされる。材料が第1および第2の前身ツールから、それらの各々に(外)縁を生成することによって除去された場合、そのようにして得られたツールは特に、それぞれの縁が互いに面するように互いに対して固定可能である。前記生成された縁は、たとえば曲がっていてもよく、またはむしろまっすぐであってもよい。最終的に得られたツールは、2つで一組の受動光学部品(2つのレンズなど)を単一のエンボスステップで生成することを可能にでき、特に、2つの受動光学部品は、特に互いに接近して位置し得る。
最終的に得られたツールが再結合ツールである場合、それは、2つの受動光学部品用の多数のN組の形状を含むマスターウェーハを、N回の再結合ステップ(エンボスステップ)で製造するために使用可能であり、特に、受動光学部品用の2つの形状は、特に互いに接近して位置し得る。マスターウェーハは、(ウェーハレベルの)複製ツールを単一のエンボスステップで製造するために使用可能であり、複製ツールは、前記多数組の受動光学部品のN個のレプリカを単一のエンボスステップで1つのウェーハ上に製造するためのものであり、ウェーハは通常その後、N個の部分へと分離され、各部分は通常、一組の前記受動光学部品を含む。
最終的に得られたツールが「最終」複製ツールである場合、それは、最終レプリカ、すなわち一組の受動光学部品を、単一のエンボスステップで製造するために使用可能である。このエンボスは、1つのウェーハ上で繰り返し実行されてもよく、ウェーハは通常その後、多数の部分へと分離され、各部分は通常、一組の受動光学部品を含む。
この考えは、3つ、または4つ、またはそれ以上で一組の(接近した)受動光学部品を複数組製造する場合、3つ、または4つ、またはおそらくそれ以上の前身ツールに簡単に一般化され得る、ということが容易に理解される。
なお、第1のサブ局面を実現するこの第1のやり方を活用すると、一組の受動光学部品のうちの2つ以上、特にすべて(および、それに応じて、最終ツールのそれぞれのツール構成要素のうちの2つ以上、特にすべて)は一般に、異なるように形作られてもよいが、それらはまた、同一に形作られてもよい。
第1のサブ局面を実現する第2のやり方では、単一の受動光学部品を1回のエンボスステップで製造するのに好適な前身ツールが製造され、次に、その前身ツールから材料が除去される。そのようにして得られたツールは次に、受動光学部品の1つ以上の組(各組は、2つ以上の受動光学部品を含む)を製造するために使用される。したがって通常、一組の受動光学部品のうちの2つ以上が、典型的にはそれらのすべてが、同一に形作られるであろう。単一組の受動光学部品を得るために、ツールは少なくとも2回使用され、より特定的には、それは少なくとも2回連続するエンボスステップで適用される。
(たとえば曲がった、またはむしろまっすぐな)(外)縁を生成することによって材料が前身ツールから除去された場合、そのようにして得られたツールは特に、一組のうちの第1の受動光学部品のために、同じ一組のうちの第2の受動光学部品のためのものとは異なる回転配向で使用可能である。前記回転配向とは、垂直軸を中心とする回転を指し、前記軸は通常、エンボス中のツールの動きが遂行される軸と一致する。一組のうちの第1の受動光学部品を製造するためのエンボスステップと、一組のうちの第2の受動光学部品を製造するためのエンボスステップとの間に、複製材料を硬くすること、たとえば硬化させることが、特に賢明であリ得る。より特定的には、一組のうちの第1の受動光学部品の複製材料は、一組のうちの第2の受動光学部品用の複製材料を塗布する前に硬化される。たとえば、2つで一組の(第1および第2の)受動光学部品が製造される場合、ステップの順序は、以下のように選択されてもよい:
− (基板上に)第1の受動光学部品用の複製材料を塗布する;
− 複製材料に第1の回転配向でツールをエンボスする;
− 複製材料を硬化させる;
− ツールを除去する;
− (基板上に)第2の受動光学部品用の複製材料を塗布する;
− 複製材料に(第1の回転配向とは異なる)第2の回転配向でツールをエンボスする;
− 複製材料を硬化させる;
− ツールを除去する。
このように、特に互いに接近して位置する2つ一組の受動光学部品が生成されてもよい。
第1および第2の回転配向は、たとえば、材料の除去によって生成されたそれぞれの縁が互いに面するように、特に互いに対して180°(たとえば±15°、またはさらには±5°)回転されてもよい。
そのような組がN組製造される場合、たとえば、最初の4つのステップをN回繰り返してN組のうちの第1の受動光学部品を製造し、次に、2番目の4つのステップをN回繰り返してN組のうちの第2の受動光学部品を製造することができる。または、一連の8つのステップがN回繰り返されてもよい。
ツールが再結合ツールである場合、それは、M個で一組の受動光学部品を多数のN組含むマスターウェーハを、N回のM個のエンボスステップで製造するために使用されてもよく、特に、一組のうちのM個の受動光学部品は、(特に少なくとも対になって)特に互いに接近して位置していてもよい。マスターウェーハは、最終レプリカを製造するために、上述のように使用されてもよい(上記の第1のやり方参照)。
得られたツールが(最終)複製ツールである場合、それは、M個で一組の受動光学部品のレプリカをM個のエンボスステップで製造するために使用可能である。エンボスは、1つのウェーハ上で繰り返し行なわれてもよく、ウェーハは通常その後、多数の部分へと分離され、各部分は通常、一組の受動光学部品を含む。
第1のサブ局面を実現する第3のやり方では、2つ以上で一組の受動光学部品を1回のエンボスステップで製造するのに好適な前身ツールが製造され、次に、その前身ツールから材料が除去される。特に、前身ツールは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、一体型部分を形成していてもよい。そのようにして得られたツールは次に、各々2つ以上の受動光学部品を含む、受動光学部品の1つ以上の組を製造するために使用される。それは、(再結合によって)マスターウェーハを製造するために、または、複製によって、特にエンボスによって最終レプリカを直接得るために使用可能である。
得られたツールはさらに、第1のサブ局面を実行する第1のやり方について上述されたどのやり方で使用されてもよい。
前身ツールは、一般に(および、この発明の第2の局面の第1のサブ局面を実行する特定のやり方に限定されず)、あらゆる公知のやり方で製造されてもよいが、より具体的には、それは、製造すべき一組の受動光学部品の形状を少なくとも部分的に形成するマスターを用いた複製を使用して製造されてもよい。そのようなマスターは、たとえば、ミリング、微細機械加工またはレーザーアブレーションを使用して製造されてもよい。マスターは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、特に回転対称であってもよい。マスターは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、一体型部分、または少なくとも連続する部分であってもよい。しかしながら、マスターが、典型的には一組に含まれる受動光学部品毎に1つの、2つ以上の前身マスターから構成されることを提供することも可能である。たとえば、そのような前身マスターは、それらを共通の基板または共通のホルダに固定することなどにより、互いに対して固定されてもよい。前述の手法の他に、ダイヤモンド旋削は、前身マスターを製造するのに好適な選択肢であり得る。特に一組の最終レプリカが少なくとも部分的に互いに非常に接近している場合、マスターを形成する前に、たとえば、レーザー切断、ソーイング、ミクロトーミング、微細機械加工のうちの1つ以上を使用して、材料が1つ以上の前身マスターから除去されることを提供することが可能である。
一例:2つ一組の同一の切頭平凸球面レンズを複数組製造するために、2つの前身マスターがたとえばダイヤモンド旋削を使用して製造され、それらは各々、少なくともそれがそのそれぞれの複製表面を形成する領域で、凸球面レンズの形状を表わしている。平面を形成すると、各前身マスターの一部がたとえばレーザー切断によって除去され、その切断は、それぞれのマスターの球面部分を通り抜けていてもよい。次に、前身マスターはそれらのそれぞれの平面で互いに取付けられ、もしくは、それらは、平面間に距離がない状態で、またはゼロでない距離を有する状態で、(横方向に延びる)基板に固定される。そのようにして得られたマスターを複製材料にエンボスして硬化させることにより、求められる前身ツールを得ることができ、次にそれから、(求められる)ツールを得るために、平面の領域で材料が除去される。
なお、上述の3つのやり方のうちのいずれにおいても、説明のどこか他のところで述べられているように、前身ツールは、マスターを用いた複製によって(特にエンボスによって)製造されてもよく、マスター、たとえばマスターレンズは、ダイヤモンド旋削および/または他の手法を使用して製造されてもよい。マスターは、(それがその複製表面を形成する領域で)少なくとも実質的に、(垂直軸に対して)回転対称を有していてもよい。たとえば、マスターは、少なくとも実質的に球形を有する主要部分を含んでいてもよい。また、それは、同様に回転対称を有し得る、主要部分を少なくとも部分的に包囲する包囲部分を含んでいてもよい。また、それに代えて、前身ツールは、他の方法で、すなわちマスターを使用せずに、たとえばダイヤモンド旋削、微細機械加工、ミリング、レーザーアブレーションのうちの1つ以上によって製造されてもよい。
第2の局面の第2のサブ局面は、マスターに関し、および、その使用、より具体的には、特に、受動光学部品のうちの少なくとも1つ(特にそれらの各々)が切頭受動光学部品である場合に、2つ以上で一組の受動光学部品を複数組製造するためのその使用に関する。マスターは、前身マスターに(その複製表面で)材料を追加することによって得られる。追加された材料はこのため、マスターの複製表面に寄与するであろう。現在説明されている第2のサブ局面は、特に互いに接近して位置する受動光学部品を(複数組)最終的に生成するために特に興味深いが、それは他の点でも、たとえば単一の受動光学部品、特に切頭レンズなどの切頭受動光学部品を製造するためにも有益であり得る。
追加された材料は通常、マスターの突出部分を形成する。
そのようにして得られたマスターは次に、ツールを製造するために使用可能であり、ツールはさらに、求められる受動光学部品(すなわち最終レプリカ)を直接製造するために、またはむしろ(ツールを複製ツールとして使用することによって)マスターウェーハを製造するために使用可能である。マスターウェーハは、複製ツールを製造するために使用可能であり、次に、多数の受動光学部品を単一のエンボスステップで得るために、複製ツールを使用して、最終的に製造すべき受動光学部品、すなわち最終レプリカを得ることができる。
前身マスターへの材料の追加により、製造されたツールまたは最終レプリカにおける空の体積部分の存在が、確実とされ得る。ツールでは、これは、この発明の第2の局面の第1のサブ局面について説明されたような、ツールから材料を除去することによって生成された空の体積に対応し得る。
前身マスターは、たとえばダイヤモンド旋削を使用して製造されてもよいが、ダイヤモンド旋削は主として、回転対称体にとって、すなわち、少なくとも複製表面が形成されるところで回転対称を有する前身マスターにとって好適である。以下に説明する第2の進め方の場合、ダイヤモンド旋削は特に好適であり得る。前身マスターを製造するために使用可能な他の手法は、たとえば、微細機械加工、ミリング、エッチング、レーザーアブレーションである。以下に説明する第1の進め方の場合、これらは特に好適であり得る。
なお、前身マスターの製造では、1つ以上の手法を組合わせてもよい。
さらに、特に以下に説明する第1の進め方の場合、前身マスターは、各々1つの受動光学部品の形状を少なくとも部分的に表わす2つ以上の前身サブマスターから構成され、たとえばダイヤモンド旋削を使用して、おそらく次に材料を除去して得られてもよく、サブ前身マスターは、前身マスターを形成するように互いに対して固定される。
第1の進め方では、マスターは、2つ以上で一組の受動光学部品を単一の複製ステップで製造するためのツールを製造するために使用される。そのようなツールは次に、第2の局面の第1のサブ局面を実行する第1のやり方について説明されたように得られるようなツールと同様に、進められ得る(上記参照)。
第2の進め方では、マスターは、単一の受動光学部品のみを単一の複製ステップで製造するためのツールを製造するために使用される。そのようなツールは次に、第2の局面の第1のサブ局面を実行する第2のやり方について説明されたように得られるようなツールと同様に、進められ得る(上記参照)。
この発明の第2の局面の第3のサブ局面は、マスターに関し、および、受動光学部品のうちの少なくとも1つ(特にそれらの各々)が切頭受動光学部品である場合に、2つ以上で一組の受動光学部品を複数組製造するためのその使用に関する。マスターは、少なくともそれがその複製表面を形成する領域で、一体型部分、または少なくとも連続する部分である。マスターは、たとえば微細機械加工、ミリング、エッチング、レーザーアブレーションのうちの少なくとも1つを使用して、特に一体的に形成された本体から始めて、または一体的に形成された本体を説明されたやり方で処理して、得られてもよい。マスターは、マスターを複製すること(特にエンボスすること)によって(特に一度だけそうして)得ることができるツールにより、ツールがその複製表面を形成する領域においてツールに材料を追加したりツールから材料を除去することなく、マスターウェーハおよび/または最終レプリカを得ることができるように、より精密に形作ることができる。マスターは特に、それがその複製表面を形成するところで、前記一組の受動光学部品のうちの各前記受動光学部品の表面と、加えて、そこから突出する少なくとも1つの突出部分とを、少なくとも部分的に表わしていてもよい。前記突出部分は特に、受動光学部品のうちの隣り合うもの同士の間に配置されてもよい。
マスターが複製によって、特にエンボスによってツールを製造するために使用される場合、それは、(再結合ツールとして)ツールを用いて、再結合を使用して(エンボスを使用して)マスターウェーハを製造し、次に、マスターウェーハを用いて(エンボスを使用して)複製ツールを製造することによって継続されてもよく、次に、複製ツールを用いて複製(ここでも特にエンボス)を使用して最終レプリカが製造され、次に、通常、複数組の受動光学部品を個別化するために分離ステップが適用される。たとえば、それは、本特許出願のどこか他のところで、たとえばこの発明の第2の局面の第2のサブ局面について説明されたようなやり方で継続可能である。
第3のサブ局面では、一組の受動光学部品のうちの少なくとも1つ、特にすべてが、各々1つの光学構造に含まれ、そのような光学構造は、主要部分としてのそれぞれの受動光学部品と、加えて、主要部分を少なくとも部分的に(横方向に)包囲する包囲部分とを含むことが、特に提供可能である。その場合、一組の光学構造のうちの少なくとも2つにおける包囲部分は、重複するかまたは部分的に一致しており、対応する受動光学部品は重複していてもよく、または、むしろ別個のものであってもよい、ということが特に提供可能である。
第2の局面の第4のサブ局面は、マスターに関し、より特定的には、受動光学部品のうちの少なくとも1つ(特にそれらの各々)が切頭受動光学部品である場合に、2つ以上で一組の受動光学部品を複数組製造するためのその使用に関する。まず、マスターを使用してツールの一部のみが製造され、それに続き、通常、ツールのその部分の硬化後、同じマスターを使用して、または第2のマスターを使用して、ツールのさらに別の部分が製造され、第2のマスターは、他方のマスターと同一に形作られても異なるように形作られてもよいが、通常、実質的に他方のマスターのように形作られている。これは、第1のサブ局面を第2のやり方で実行する場合に関し、ツールの使用および最終レプリカまたはマスターウェーハの製造について上述されたことと同様に遂行されてもよい。
マスターは一般に、たとえば第2または第3のサブ局面で上述されたように形作られ、構成されてもよい。マスターは、たとえばダイヤモンド旋削、微細機械加工、ミリング、エッチング、レーザーアブレーションのうちの少なくとも1つを使用して、特に一体的に形成された(または少なくとも連続する)本体から始めて、または一体的に形成された本体を説明されたやり方で処理して、得られてもよい。材料は、そのようにして得られた前身マスターから除去されてもよく、および/またはそれに追加されてもよい。
より具体的には、以下の事項が提供されてもよい。マスターは(それがその複製表面を形成するところで)、製造すべき一組の受動光学部品のうちの1つの受動光学部品の形状を、少なくとも部分的に形成する。マスターは、基板に塗布された複製材料にエンボスされ、それは次に硬化され、その後マスターは除去される。こうして、ツールの一部が製造される。次に、さらなる複製材料が基板に塗布され、同じマスター、または、特に一組の受動光学部品がすべて同一に形作られてはいない場合には別のマスターが、そこにエンボスされる。次に、さらなる複製材料は硬化され、続いて、2番目に施されたマスターが除去される。製造すべき受動光学部品の複数組が各々、3つ以上の受動光学部品を含む場合、前述のマスターのうちの一方または両方、もしくは別のマスターを使用するさらなるエンボスステップが適用されてもよい。ツールの製造中、全く同一のマスターが2回のエンボスステップで使用される場合、マスターは特に、これらの最中、異なる回転配向で使用可能であり、たとえば、垂直軸を中心として少なくともおよそ180°回転可能である(「垂直」とは、複製材料が塗布される基板の表面に直交する方向を指す)。
この発明の第2の局面は、特に以下の方法および装置を含む。
少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
A) ツール製造ステップを実行することによって得ることができるツールを使用するステップを含み、前記ツール製造ステップは、
i) 複製表面を有する前身ツールを製造するステップと、
ii) 前記前身ツールから材料を除去することによって前記複製表面を修正するステップと、
を含む、方法。
および、前記ツール製造ステップは、
i1) 第1の複製表面を有する第1の前身ツールを製造するステップと、
i2) 第2の複製表面を有する第2の前身ツールを製造するステップと、
ii1) 前記第1の前身ツールから材料を除去することによって前記第1の複製表面を修正するステップと、およびオプションで、
ii2) 前記第2の前身ツールから材料を除去することによって前記第2の複製表面を修正するステップと、
を含む、上述の方法。
および、前記ツール製造ステップは、
i1) 第1の複製表面を有する第1の前身ツールを製造するステップと、
i2) 第2の複製表面を有する第2の前身ツールを製造するステップと、
ii1) 前記第1の前身ツールから材料を除去することによって前記第1の複製表面を修正するステップと、およびオプションで、
ii2) 前記第2の前身ツールから材料を除去することによって前記第2の複製表面を修正するステップと、
を含む、上述の方法のうちの一方または双方。
および、ステップA)は、提示された順に、
r0) 基板を提供するステップと、
r11) 前記基板および前記ツールを、それらの間に複製材料の第1の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
r12) 複製材料の前記第1の部分を硬化させるステップと、
r13) 前記基板および前記ツールを互いから離れるように動かすステップと、
を実行することを含み、複製材料の前記硬化された第1の部分は前記基板の第1の位置にとどまり、ステップA)はさらに、
r21) 前記基板および前記ツールを、それらの間に複製材料の第2の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
r22) 複製材料の前記第2の部分を硬化させるステップと、
r23) 前記基板および前記ツールを互いから離れるように動かすステップと、
を実行することを含み、複製材料の前記硬化された第2の部分は前記基板の第2の位置にとどまり、前記第1の位置は前記第2の位置とは異なる、第2の局面について最初に引用された上述の2つの方法のうちの一方または双方。
および、前記ツール製造ステップは、
− 1つ以上のマスターを提供するステップと、
− 前記1つ以上のマスターを使用して、複製を使用して前記前身ツールを製造するステップとを含み、
特に、
− 前記前身ツールは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、複製材料で作られていること、
− 前記前身ツールは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、連続部分、特に一体型部分を形成すること、
− 前身ツールの複製表面は、前記一組の前記受動光学部品のうちの第1の受動光学部品の少なくとも一部および第2の受動光学部品の少なくとも一部のネガを表わす形状を有すること、
のうちの少なくとも1つである、第2の局面について最初に引用された上述の2つの方法のうちの一方または双方。
および、切頭受動光学部品を複製によって製造するためのツールであって、前記切頭光学部品の各々は、縁と前記縁に隣接する縁面とを生成する切頭により、前身受動光学部品から得ることができる形状を有する受動光学部品であり、前記ツールは複製表面を含み、前記複製表面は、前記縁面を表わさない形状を有する、ツール。
および、各々M≧2個で一組の光学構造をN≧1組、複製によって製造するための方法であって、前記方法は、
− 基板を提供するステップと、
− そのような一組の前記M個の光学構造のうちの第1の光学構造を複製によって製造するためのツールを提供するステップと、
− 前記基板上に、N個の前記第1の光学構造を、前記ツールを使用した複製によって製造するステップと、それに続き、
− 前記基板上に、N個の前記第2の光学構造を、前記ツールまたは異なるツールを使用した複製によって製造するステップとを含み、
特に、前記複数組の各々について、前記第1および第2の光学構造は部分的に一致しているかまたは重複している、方法。
および、少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
B) マスター製造ステップを実行することによって得ることができるマスターを使用するステップを含み、前記マスター製造ステップは、
j) 複製表面を有する前身マスターを提供し、特に製造するステップと、
jj) 前記前身マスターに材料を追加することによって前記複製表面を修正するステップとを含む、方法。
および、切頭受動光学部品を複製によって製造するためのマスターであって、前記切頭光学部品の各々は、縁と前記縁に隣接する縁面とを生成する切頭により、前身受動光学部品から得ることができる形状を有する受動光学部品であり、前記マスターは複製表面を含み、前記複製表面は、前記縁面を含まない前記切頭受動光学部品の一部の形状に対応する形状を表わす第1の部分を含み、
− 前記複製表面は、前記縁面を表わさない形状を有すること、
− 前記マスターは、複製表面の前記第1の部分に隣接して、複製表面の前記第1の部分から突出する突出部分を含むこと、
のうちの少なくとも1つであり、
特に、前記前身受動光学部品は、少なくとも鏡面対称の形状(特に、少なくとも二重鏡面対称の形状)、より特定的には回転対称の形状を有する、マスター。
および、少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
C) 複製表面を含むマスターを使用するステップを含み、複製表面は、前記受動光学部品の各々について、それぞれの受動光学部品の少なくとも一部の形状に対応する形状を表わす第1の部分を含み、前記マスターは、加えて、前記複製表面の前記第1の部分のうちの少なくとも1つから突出する少なくとも1つの突出部分を含む、方法。
および、少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
D) ツール製造ステップを実行することによって得られるツールを使用するステップを含み、前記ツール製造ステップは、
D1) 基板を提供するステップと、
D2) 各々複製表面を有する1つ以上のマスターを提供するステップと、
D31) 前記基板、および前記1つ以上のマスターのうちの第1のマスターを、それらの間に複製材料の第1の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
D32) 複製材料の前記第1の部分を硬化させるステップと、
D33) 前記基板および前記第1のマスターを互いから離れるように動かすステップと、
を含み、複製材料の前記硬化された第1の部分は前記基板の第1の位置にとどまり、前記ツール製造ステップはさらに、
D41) 前記基板、および前記第1のマスターと同一のまたは異なる前記1つ以上のマスターのうちの第2のマスターを、それらの間に複製材料の第2の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
D42) 複製材料の前記第2の部分を硬化させるステップと、
D43) 前記基板および前記第2のマスターを互いから離れるように動かすステップと、
を含み、複製材料の前記硬化された第2の部分は前記基板の第2の位置にとどまり、前記第2の位置は前記第1の位置とは異なる、方法。
第3の局面では、この発明は、各々少なくとも2つで一組の光学構造の複数組、少なくとも2つで一組の光学構造の製造、およびより特定的には多数のそのような組の製造に関する。その場合、各光学構造は、受動光学部品を含む主要部分と、オプションで、主要部分を包囲する包囲部分とを含む。より特定的には、それは、たとえば、一組の光学構造のうちの第1の光学構造(および特にそのそれぞれの受動光学部品)に入射した光が、一組の光学構造のうちの第2の光学構造(および特にそのそれぞれの受動光学部品)に入射することを回避するといった、望ましくない光路を回避するために、そのような一組の光学構造間の光学的接続を除去するやり方に関する。
この発明のその第3の局面における1つの目的は、一組の受動光学部品がチャネルのうちの2つ以上にわたって分布されているマルチチャネル光学装置で使用するために、2つ以上で一組の受動光学部品を複数組有する光学モジュールを製造するやり方、特に、隣接する光学チャネルが光学的に良好に分離されるように前記光学モジュールを製造するやり方を提供することである。
この発明のその第3の局面における別の目的は、隣接する光学チャネルが良好に分離される装置を製造するやり方を提供することである。
特に、一組の製造された光学構造がマルチチャネル光学モジュールまたは装置で使用される場合、上述のような望ましくない光路の存在を回避することが望ましい場合がある、ということが分かっている。チャネル間のクロストークは、光学構造のうちの一方または双方の材料を除去することによって、より特定的にはそれぞれの受動光学部品間の材料を除去することによって、回避でき得る。
この発明の第3の局面は特に、光学構造の複数組および受動光学部品の複数組にそれぞれ適用された場合に、またはそれらに関連して、それらがこの発明の第1および/または第2の局面について説明されたように、有用であり得る。第3の局面に従った処理は、後処理ステップ、すなわち、この発明の第1および/または第2の局面について説明された目的および装置を改善するために適用される処理として考えられ、および/または使用されてもよい。
一組の光学構造の製造中、特にそれぞれの受動光学部品が特に互いに接近していなければならない場合、光学構造のうちの第1の光学構造の材料が、光学構造のうちの第2の光学構造の材料と直接、物理的に接触することがおこるかもしれず、たとえば、それらのそれぞれの包囲部分が重複するかもしれない。
または、光学構造同士は、互いから離れているものの、光学構造のうちの第1の光学構造から第2の光学構造への光の望ましくない伝搬が(受け入れがたいほど高い程度)おこり得るほど接近している。
1つまたは2つの接近した、隣接する、または重複しさえする光学構造の材料を部分的にまたは完全に除去することは、光学構造の、より特定的にはそれぞれの受動光学部品の所望の光学的分離をもたらし得る。これは、この発明の第3の局面がマルチチャネル光学装置に適用される場合、より特定的には、一組の受動光学部品が2つ以上の対応する光学チャネル中に分布される場合、特に有用になり得る。
たとえば、すべての組は2つの光学構造を含んでいてもよく、それらは各々、受動光学部品と、それぞれの受動光学部品を包囲する包囲部分とを含む。特に、2つの包囲部分は、2つの受動光学部品が互いに最接近している領域で重複し、2つの受動光学部品は、たとえば近接センサまたはアレイカメラの異なる光学チャネルに割当てられる。前記重複の領域では、一組の受動光学部品間の(および最終的には光学チャネル間の)(光学構造の材料を通した)光学的相互接続を抑制するように、または少なくとも(強力に)減少させるように、材料は双方の光学構造から(より具体的には双方の包囲部分から)除去される。こうして、光学チャネルの光学的分離、または少なくとも向上した光学的分離が達成可能であり得る。
若干異なる図では、(特に、隣接する光学構造が互いに最接近し、特に重複している領域で)除去すべき材料の形状または構成は、特に製造中に前記形状または構成が十分良好に再現できないという点で明確に規定されない(または曖昧である)ので、材料の除去が遂行される。曖昧な区域は、曖昧な光学特性をもたらすかもしれず、これを有することは通常、望ましくない。材料の除去は、十分明確に規定され再現可能な状態を生成することにより、その問題を解決することができる。
通常、前記光学構造は1つの共通の基板上に存在する。その共通の基板は通常、ウェーハである。基板は特に、この発明の第1の局面に関して、および/または、より重要なことに第2の局面に関して説明されたやり方のうちの1つで得られるようなウェーハであってもよい。たとえば、各々受動光学部品を含む光学構造が2つ以上で一組となっている光学構造の複数組は、(ウェーハレベルの)複製ツールを複製し、特にエンボスすることによって製造可能であり、複製ツールは、(ウェーハレベルの)マスターウェーハを複製し、特にエンボスすることによって得られたものであってもよく、前記マスターウェーハは、マスターを複製することによって得られた再結合ツールを使用して、再結合によって(エンボスを使用して)得られたものであってもよく、マスターはまた、複製によってではなく、たとえば、ダイヤモンド旋削、レーザーアブレーション、微細機械加工、ミリング、またはエッチングによって本体から材料を除去することによって、製造されたものであってもよい。
一組の光学構造を光学的に相互接続する材料を除去することは、ウェーハレベルで実行されると、特に効率的に遂行され得る。特に、これは、複数の光学構造の材料を単一の処理ステップで除去することを可能にし得る。材料を除去することは、特に線に沿って、より特定的には、複数組の光学構造の材料が前記線に沿って除去されるように、遂行され得る。この発明の第1の局面において上述された、特に形作られた受動光学部品の製造を考慮すると、この発明の第1の局面について説明されたような手法およびそれらの手法を適用するやり方(上記参照)は、この発明の第3の局面の場合もここに適用され得る、ということに留意すべきである。
特に、材料の除去のために、たとえば、(特にダイシングソーを使用した)ソーイング、レーザー切断、レーザーアブレーション、微細機械加工、ミリングという手法のうちの1つ以上が使用されてもよい。他の述べられた手法は曲線に沿って材料を除去するにもかなり良好に好適であるが、ソーイングは主として、直線に沿って材料を除去するにも好適である。しかしながら、受動光学部品自体の材料を(も)除去することは一般に可能ではあるが、この発明の現在説明されている第3の局面では通常、受動光学部品の形状を変化させず、それらの間に存在するさらなる材料、たとえば包囲部分の材料などの形状のみを変化させることが、想定されている。
光学構造が(共通の)基板上に存在するならば、光学構造の材料の前記除去中に基板を貫通しないことが、特に有用であり得る。このように、基板は、一組の光学構造(および対応する受動光学部品)の精密な整列および相対的位置決めを確実にするように(ひき続き)機能できる。特に、光学構造が存在する基板の側から、多くとも最大深さおよび少なくとも最小深さの垂直座標に沿った深さまで、材料の除去が遂行される、ということが、たとえば製造パラメータをそれに応じて調節することによって提供可能である。特に、前記深さは、光学構造が存在する基板の表面ではゼロであり、基板内では正の値(したがって、光学構造が位置する基板の上方では負の値)を有する。対応する最大深さは、たとえば50μm、またはより特定的には20μmであってもよく、対応する最小深さは、たとえば−50μm、またはより特定的には−20μmであってもよい。深さがより負になるにつれて、光学構造の残りの材料はより厚くなり、それは依然として、ある量の望ましくない光伝搬を許容し得る。深さがより大きくなるにつれて、より多くの材料が基板から除去され、それは望ましくない量の残骸を生成して、基板の機械的安定性を減少させ得る。たとえばダイシングソーが使用される場合、光学構造が存在する基板の表面に対するダイシングソーのブレードの高さは、0μmに、または−15μm〜15μmの値に調節(予め設定)されてもよい。ダイシングソーの或る高さ(深さ)公差(再現性)がtμmになると仮定すると、最終的に生成される深さは、予め設定された深さを中心とする、この公差の2倍の範囲内にあるであろう。加えて、ブレードのまっすぐでないプロファイルの効果はつじつまが合うかもしれず、デフォルトで、ブレードプロファイルの最小位置と最大位置との間の平均位置を、深さについての基準とみなす。
上述のように材料の除去を線に沿って実行することを考慮すると、材料のこの除去はまた、トレンチングとして、すなわち、トレンチ、より特定的には一組の隣り合う光学構造間のトレンチを生成することとみなされ、または呼ばれてもよい。この用語は、上に定義された深さが正の値を有する場合により良好に当てはまり得るものの、それは同様にゼロおよび負の深さ値も指すものとする。
材料が除去される(線の延長に直交する横方向に沿った)幅は、典型的には20μm〜400μm、より特定的には40μm〜200μmの範囲である。
この発明の第3の局面は、特に以下の方法を含む。
M≧2個で一組の光学構造を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
E) M個で一組の前身光学構造が存在する基板を提供するステップと、
F) 前記前身光学構造が前記基板上に存在する間、前記前身光学構造のうちの少なくとも第1の前身光学構造から材料を除去するステップとを含み、
ステップF)により、前記基板は別々の部分に分割されない、方法。
および、ステップF)は線に沿って実行される、上述の方法。
および、前記M個の前身光学構造のうちの前記第1の前身光学構造は、前身受動光学部品と、加えて、前記前身受動光学部品を少なくとも部分的に包囲する包囲部分とを含む、上述の方法の一方または双方。
なお、この発明の上述の局面(およびサブ局面)は、互いに組合されてもよい。可能な組合せについてのいくつかの例は、上述の文章にすでに述べられている。
なお、この発明は、この発明に従った対応する方法の特徴を有する装置を含み、および逆に、この発明に従った対応する装置の特徴を有する方法も含む。
装置の利点は基本的に、対応する方法の利点に対応しており、および逆に、方法の利点は基本的に、対応する装置の利点に対応している。
なお、そこでは、前記装置は、上に明示的に装置と呼ばれているものだけでなく、たとえば、上にマスターまたはツールと呼ばれているものも含む、上述のあらゆる物体であってもよい。
さらなる実施形態および利点は、請求項および図から出現する。
以下に、この発明を、例および含まれる図面によってより詳細に説明する。図は、以下の事項を概略的に示す。
複製および再結合によって光学構造を製造する図である。 光学構造を修正するためのウェーハレベルの方法を、上面図で示す図である。 光学構造を修正するためのウェーハレベルの方法を、上面図で示す図である。 光学構造を修正するためのウェーハレベルの方法を、上面図で示す図である。 光学構造を2つの図で示す図である。 光学構造を上面図で示す図である。 光学構造を上面図で示す図である。 光学構造を上面図で示す図である。 光学構造を上面図で示す図である。 光学構造を上面図で示す図である。 光学構造を断面図で示す図である。 光学構造を断面図で示す図である。 光学構造を断面図で示す図である。 光学構造を2つの図で示す図である。 2つの光学構造を含む光学装置を2つの図で示す図である。 2つの光学装置を含む光学装置を断面図で示す図である。 光学構造を修正するためのウェーハレベルで好適な方法を2つの図で示す図である。 接近した受動光学部品を断面図で示す図である。 接近した切頭受動光学部品を断面図で示す図である。 ダイシングソーを使用して光学ウェーハの光学構造の材料を除去するための方法を断面図で示す図である。 光学構造の多数組を含むウェーハを上面図で示す図である。 受動光学部品を含む光学構造を断面図で示す図である。 前身ツールを断面図で示す図である。 切頭受動光学部品を含む光学構造を断面図で示す図である。 ツールを断面図で示す図である。 複製を断面図で示す図である。 複合ツールを断面図で示す図である。 前身マスターを断面図で示す図である。 材料が除去された前身マスターを断面図で示す図である。 突出部分を有するマスターを断面図で示す図である。 前身マスターを断面図で示す図である。 材料が除去された前身マスターを断面図で示す図である。 突出部分を有するマスターを断面図で示す図である。 突出部分を有する、2つの受動光学部品用のマスターを断面図で示す図である。 図34のものと同様のマスターの上面図を、正確な縮尺に従わずに非常に模式的に示す図である。 突出部分を有する、2つの受動光学部品用のマスターを断面図で示す図である。 2チャネル光学モジュールを斜視図で示す図である。 図37の2チャネル光学モジュールを含む装置を部分断面図で示す図である。 マスターウェーハを製造するやり方を断面図で示す図である。
説明される実施形態は例として意図されており、この発明を限定しないものとする。
発明の詳細な説明
図1は、主として使用される用語を明確にするための、複製によって光学構造を製造するやり方の非常に概略的な図である。部分画像は垂直断面である。座標x、y、zが図のいずれにも示されている場合、xおよびyは横方向を表わし、一方、zは垂直方向を表わす。図1に示す形状は非常に模式化されており、また、以下にさらに述べる複製プロセスのために、特定の形状および詳細が必要とされるかもしれないが、それらは図1には描かれていない。
最初に、たとえばダイヤモンド旋削または微細機械加工によって、マスターMが提供される。マスターMを複製すると、ツールTが生じる。次のステップで、マスターウェーハMWが得られるように、ツールTを再結合ツールとして使用して、多数のレプリカを基板S1上に作成する。マスターウェーハMWはまた、サブマスターまたはウェーハレベルマスターと呼ばれてもよい。
このため、硬化可能な、特に硬化性の材料、たとえばUVまたは熱硬化性エポキシ樹脂といった複製材料rから、多数の構造が基板S1上に形成される。それらは、隙間gによって分離されて互いから離れていてもよく、もしくは、重複するかまたは部分的に一致していてもよい(図示せず)。さらに、これらの構造は各々、主要部分mと、それぞれの主要部分を包囲する包囲部分sとを含んでいてもよい。
次のステップで、複製を使用して、すなわち基板S2上にマスターウェーハMWを複製することによって、ウェーハレベルツールとも呼ばれる複製ツールRが得られる。この複製ツールRを複製プロセスで使用すると、次に、基板S3上に多数の最終レプリカFを含むウェーハが生じ、これらの各々は、図1に示すように、主要部分mと包囲部分sとを含む。最終レプリカFは特に光学構造50であってもよく、たとえば前記主要部分の各々は受動光学部品であり、より特定的には平凸屈折レンズなどのレンズである。光学構造用の複製材料rは、少なくとも透明の受動光学部品については、透明のものであろう。
次のステップで、別々の光学構造50、または2つ以上で一組の光学構造の別々の組を得るように、たとえばダイシングソーを使用して分離が行なわれる。ダイシングラインがdによって示されている。
基板S1、S2、S3は、たとえば(たとえば、ガラスまたはポリマーの)ブランクウェーハであってもよく、この場合、少なくとも基板S3は透明ウェーハであろう。透明部分と1つ以上の(不透明の)遮断部分とを有する基板を、特にそれが明確に引用されている前述の援用された米国仮特許出願連続番号第61/577,965号におけるその製造に関して、以下にさらに、およびより詳細に説明する。
図1に示す方法を考慮すると、ツールTを使用して最終レプリカを直接製造することも、一般に可能である。またさらに、別の世代を導入すること、たとえば複製ツールRを使用して第2世代のマスターウェーハを生成し、その第2世代のマスターウェーハを使用して、第2世代の複製ツールをその第2世代のマスターウェーハを使用して生成することも、一般に可能である。次に、その第2世代のマスターウェーハを使用して、最終レプリカが作られる。その場合、その第2世代のマスターウェーハおよび複製ツールが(それらの横方向面積に関して)以前の世代のものより大きいことを提供することも可能であり、以前の世代と比べて多数の光学構造(および受動光学部品)を提供する。また、第1のステップとして、マスターの代わりにツールを、たとえばダイヤモンド旋削または微細機械加工を使用して製造し、その点から複製を始めることも可能である。
上述の手法を使用すると、プリズムまたはカーブミラー(通常、コーティングステップを必要とする)、および特にさまざまなレンズ、凹レンズ、凸レンズ、回折レンズ、ならびに他のレンズといったさまざまな小型受動光学部品を生成することが可能である。
以下に、光学構造を修正し、特に形作るさまざまなやり方を説明する。これは特に、多くの光学構造が存在する基板上で、たとえば図1に得られ示されるような最終レプリカFを有するウェーハ上で行なわれてもよい。
図2は、光学構造50を修正するためのウェーハレベルの方法を示すために、ウェーハの一部を上面図で示す。ウェーハ上には、円形の口径を有する多数の前身光学構造5が存在する。(比較的広い)ダイシングラインdに沿ってダイシングすることにより、前身光学構造5から材料が除去され、このため、これらのより小さい口径を達成する。前身光学構造5はたとえば、円形のレンズ口径を有する球面レンズであってもよく、または当該球面レンズを含んでいてもよい(それは、図示された他の場合にも当てはまり得る)。処理により、そのようにして得られたレンズが、直線に沿って切頭された切頭円を表わすレンズ口径を有するように、材料59が前身光学構造5から除去される。
光学構造を分離するために、ダイシングラインd’といった他のダイシングラインに沿ったダイシングも行なわれてもよい。
なお、材料が除去される線99は、数学的な意味での幅のない線ではなく、それらは幅を有している。
図2に示す場合、前身光学構造5から材料が除去される線99は、ダイシングラインdと一致する。これは、非常に効率的なプロセスであり得る。図示されたプロセスはまた、線99の両側に存在する前身光学構造が、図示された場合ではさらに同時に処理されるという理由でも、特に効率的である。
図3は、光学構造を修正するためのウェーハレベルの別の方法の図を、上面図で示す。この場合、前身光学構造5の材料の除去は、基板の切断(ダイシング)と一致しておらず、前身光学構造5から材料が除去される線99は、ダイシングラインdまたはd’と一致していない。
図2および図3では、前身光学構造5の斜線部分以外の部分は、たとえば切頭レンズといった、そのようにして得られた光学構造50の(口径)形状を示す。
図4は、光学構造を修正するためのウェーハレベルの方法の別の図を、上面図で示す。この場合、線99は直線ではなく、それは曲がっている。これはたとえば、レーザー切断またはレーザーアブレーションを使用して遂行されてもよい。結果として生じる光学構造50はこのため、かなり特有の口径を有し得る。
図5は、そのようなやり方で得ることができる光学構造50(図4参照)を2つの図で示し、上は断面図、下は(横方向)上面図である。前身光学構造はこの場合、その軸と一致する光軸Aを有する、または回転対称を有する球面平凸レンズであってもよい。
図6および図7は、円形の口径を有する前身光学構造から材料59をそれぞれ2本および4本の線に沿って除去することにより、前身光学構造から得ることができる光学構造50を、上面図で示す。
図8は、楕円の非円形の口径を有する前身光学構造から材料59を2本の線に沿って除去することにより、前身光学構造から得ることができる光学構造50を示す。
処理により、外縁に外縁面が生成されるように前身光学構造から材料を除去するだけでなく、前身光学構造の内側部分、より特定的には横方向内側部分を除去することも可能である。また、材料の除去は必ずしも線に沿って行なわれる必要はなく、それはたとえば点状に行なわれてもよい。
図9は、たとえば材料の点状の除去によって内縁のみが生成される一例を示す。材料59は、当初は純粋に円形の口径の中心で除去され、このため、光学構造には穴が生成される。そのようにして生成された光学構造の口径は、リング形状である。しかしながら、異なる形状の開口部も生成可能である。そのようにして生成された内縁および内縁面は、さまざまな形状を有していてもよい。外縁を生成せずに材料の一部を除去するのに好適な手法は、たとえばレーザーアブレーション、微細機械加工、ミリングである。これらはウェーハレベルで適用されてもよい。
図10は、内縁および外縁の双方を生成するように、円形の口径を有する前身光学構造から材料59を除去することにより、前身光学構造から得ることができる光学構造50を示す。
図11は、光学構造50を断面図で示す。それは、(この場合、平凹球面の)前身光学構造から材料が除去されるダイシングラインdが、除去された材料59の一部をそのままにしておいてもよいということを示す。さらにそれは、基板S上に、光学構造、特に前身光学構造が両側に存在していてもよいということを示す(点線参照)。
図12は、光学構造50および50’を断面図で示す。これらは、円形または楕円の口径を有する前身光学構造または受動光学部品から始めて、線99に沿ってダイシングまたは切断することにより、同時に得ることができる。
図13は、別の光学構造50を断面図で示す。この場合、基板Sを別々の部分に分離することなく、または少なくとも基板Sを貫通することなく、材料59は(矩形として描かれた)線99に沿って前身光学構造から除去される。さまざまな手法が、たとえば微細機械加工、レーザーアブレーション、ソーイング、ミリングなどの作業を遂行してもよい。点線形状は、基板Sの両側に光学構造を設ける可能性を象徴している。
図14は、光学構造50を2つの図で示し、上は断面図、下は上面図である。この光学構造50は、基板Sから材料を除去することなく(実質的に)材料を除去することによって得られ得る。上部には、縁面5sが示されている。この縁面5sは光学構造50の外面を形成しており、それはこの場合、完全に垂直面である。材料を除去する処理手法に依存して、垂直断面における縁面の形状はまた、完全にまっすぐでなくても、たとえば(幾分)曲がっていてもよい。さらに、図14は、透明部分tと、透明部分を横方向で包囲する不透明な遮断部分bとを含む基板Sが使用可能であることを示す。これは、たとえば望ましくないい光路を妨害することにより、光学特性の向上に寄与し得る。
図15は、2つの光学構造50、50’を含む光学装置1aを2つの図で示し、上は断面図、下は上面図である。この場合、透明部分tと、透明部分を横方向で包囲する1つ以上の不透明な遮断部分bとを有する基板Sが再度示されている。図15の下部には、除去された材料59も示されている。縁面5sおよび対応する(線形の)縁5eも示されている。そのような光学装置1aは、たとえば近接センサおよびアレイカメラといったマルチチャネル光学装置で使用されてもよい。ダイシングがウェーハスタックで行なわれることが提供可能である。そのような製造のやり方に関するより多くの詳細は、前述の援用された米国仮特許出願連続番号第61/577,965号から推論でき、そこでは、これは近接センサの例によって説明されている。
図16は、2つの光学装置1aを含む光学装置1を断面図で示す。光学装置1aは、たとえば図11について説明されたのと同様に得られてもよい。これら2つは、図16に示すように透明部分t’と1つ以上の遮断部分b’とを有し得る基板S’上に、たとえばピック・アンド・プレース(pick-and-place)を使用して搭載されている。
図17は、光学構造50を修正するためのウェーハレベルで好適な方法を2つの図で示し、上は断面図、下は上面図である。前身光学構造はこの場合、包囲部分sによって横方向で包囲された主要部分mを有する。主要部分mは、受動光学部品、より特定的にはレンズを形成する。そのような前身光学構造は、図示された前身光学構造によって形成された受動光学部品の周りに包囲部分が存在すると想像しなければならない、他の説明される実施形態でも使用され得る。
図17の下部には、材料59の除去が線99に沿って行なわれてもよく、包囲部分sの材料のみを除去し、主要部分mをそのまま残すことが示されている。これは、たとえば、隣り合う光学構造によって(より特定的には、それらのそれぞれの主要部分によって)形成された2つの受動光学部品が、互いに非常に接近しつつ、依然として明確に規定された光学特性を確実にしている場合に、有用であり得る。たとえばそのような場合、隣り合う前身光学構造の包囲部分は重複するかもしれず、続いて、重複領域における材料は、たとえば、包囲部分を通る望ましくない光伝搬の可能性を阻止するために除去される。
直線に沿って材料を除去する代わりに、たとえば、1つ以上の(おそらく重複する)包囲部分を、たとえばレーザーアブレーションまたは微細機械加工を使用して円形の線に沿って完全に除去することも可能であろう。
図18は、互いから異なる距離離れている2つの前身光学構造5、5’(一方は実線、一方は点線)を、断面図で非常に概略的に示す。光学構造5は各々、主要部分mと包囲部分sとを含み、主要部分mは、受動光学部品L、より特定的には平凸レンズを実質的に形成している。
図18の上3分の1では、隙間gが光学構造5と5’との間に存在する。これらがどのように製造されるかに依存して、或る最小隙間(距離)が存在しなければならない。これは、包囲部分の或る最小幅(横方向延長)も考慮すると、受動光学部品(L)間の、およびそれらのそれぞれの光軸A、A’間の最小距離に対する限界を提起する。なお、実質的に同じ考慮事項が、包囲部分を含まない接近した光学構造の場合でも、および対応する受動光学部品にも有効である。
図18の中央3分の1では、重複するかまたは部分的に一致する包囲部分を有し得ることが、非常に概略的に示されている。これは、受動光学部品Lおよびそれらのそれぞれの光軸A、A’を互いにより接近させることを可能にするものの、通常、その重複領域における(光学的に)曖昧な状態という代償を払う必要がある。光学構造の、より特定的には包囲部分の材料を除去することによってこの問題を改善するやり方は、上述されている(たとえば図13および図14参照)。また、重複を有する光学構造の複数組を製造するやり方を、以下にさらに説明する。
図18の下3分の1では、主要部分が重複するかまたは部分的に一致するすることも提供可能であることが、非常に概略的に示されている。これは、受動光学部品Lおよびそれらのそれぞれの光軸A、A’を互いにさらにより接近させることを可能にするものの、通常、この場合もやはり、その重複領域における(光学的に)曖昧な状態という代償を払う必要がある。光学構造の材料を除去することによってこの問題を改善するやり方は、上述されており(たとえば図13および図14参照)、通常、切頭受動光学部品はこのように生成されるであろう。それはまた、以下にさらに説明する、重複を有する光学構造の複数組を製造するやり方に言及される。
切頭レンズなどの切頭受動光学部品の使用が受入れ可能であるかまたは望ましくさえある場合がある。これは、特に互いに接近している光軸を有する受動光学部品を2つ(またはより多く)含む一組を実現するやり方であり得る。切頭光学構造および受動光学部品は、それらを製造するやり方とともに上述されている(たとえば図2、5、6、7、13、14参照)。切頭光学構造および受動光学部品の複数組はそれぞれ、それらを製造するやり方とともに上述されている(たとえば図15および図16参照)。切頭光学構造および受動光学部品、ならびにこれらの複数組を製造するさらなるやり方を、以下にさらに説明する。
図19は、切頭受動光学部品を含む接近した光学構造5、5’を断面図で示す図である。図19には、主要部分と包囲部分とを有する光学構造5、5’が示されている。図19の上部では、隙間gが光学構造5と5’との間に設けられている。しかしながら、これを図18の上3分の1と比べると、切頭口径により、軸A、A’間の(および2つの受動光学部品間の)はるかにより小さい(横方向)距離が容易に得られる、ということが明らかに示されている。
図19の下部に非常に概略的に示すように、光学構造の包囲部分sが重複する場合、軸A、A’間の(および2つの受動光学部品間の)さらにより小さい距離が達成可能である。非常に接近した、特に重複する光学構造の場合に起こり得る問題は上に述べられており、上に言及されたこれらを克服するやり方は、ここでも同様に適用可能である。
図20に関連して、受動光学部品間の材料を除去するある特定のやり方を、より詳細に説明する。プロセスは、(ウェーハ)基板を貫通しない、すなわち同時にダイシングしない場合について説明されるが、そうするための方法をどのように適合させるかは、説明から明らかであろう。
図20は、ダイシングソー90を使用して光学ウェーハOWの接近した光学構造50、50’の材料を除去するための方法を、断面図で非常に概略的に示す。光学ウェーハOWは、最終レプリカを有するウェーハであってもよい(図1参照)。
ダイシングソー90は、回転可能なソーブレードまたはダイシングブレード95と、ソーテーブルまたはダイシングチャック94とを含む。光学ウェーハOWとソーテーブル95との間には、ダイシングテープなどの中間層92が存在する。ブレード95の、より特定的にはその下縁の(可変)高さは通常、ソーテーブル94の上面に対して参照される。すなわち、ブレード95がソーテーブル94に若干触れる場合、それはゼロである。通常のダイシングでは、そのように参照される高さは、(ソーテーブル94を保護するために)(明らかに)ゼロを上回るように、および中間層92の厚さを下回るように選択される。このように、ダイシングソーを使用する一般的なやり方では、一方では、ダイシングすべきウェーハが実際に別々の部分へと分離されること、および他方では、ブレード95がソーテーブル94と接触しないことが確実にされる。
しかしながら、ダイシングソー90を使用する、ここで示唆されるやり方では、高さhは異なるように調節される。それは、中間層92の厚さよりも大きくなるように予め設定されている。通常、それは、中間層92および基板Sの厚さの合計Hあたりの、特に、高さのこの合計Hを中心とする狭い範囲(プラスマイナス30μmなど)内の値に予め設定されるであろう。この範囲は、図20にδとして参照される。
上述のように高さhを調節して、ダイシングソー90は、上述の材料の除去または光学構造の分離のために効率的に使用可能である。
図21は、光学構造50の多数組を含むウェーハの、より特定的には、図20に示すもののような光学ウェーハOWの非常に概略的な図を、上面図で示す。特に、光学ウェーハOWは多数の光学装置1aを含み、光学装置1aは各々、4つ一組の光学構造50を含む。また、4つの光学構造50の各々は、主要部分mと包囲部分sとを含み、後者は重複している。そのような装置は、たとえば、アレイカメラ用の光学モジュールといった4チャネルセンサで使用されてもよい。参照符号99および99’は、図20に関連して説明されたようなダイシングソー動作が適用され得る線を示す。続いて、別々の光学装置1aを得るために、ダイシングがダイシングラインdおよびd’に沿って行なわれてもよい。
以下に、特定の光学構造またはその複数組、たとえば切頭受動光学部品またはこれらのうちの1つ以上を含む一組などを製造する特定のやり方を、製造で使用可能なマスターおよびツールなどの対応する器具、ならびにこれらを製造するやり方とともに説明する。
図22は、受動光学部品L5、より特定的には球面レンズを含む光学構造55を断面図で示す。円形の口径を有するそのような(非切頭)受動光学部品L5は、以下に明らかになる理由により前身ツールTpと呼ばれる図23に示すようなツールを使用して、流れ制御を用いたエンボスを使用して(本特許出願のさらに上述の説明を参照)得ることができる。
図24は、受動光学部品L、より特定的には切頭球面レンズを含む光学構造5を断面図で示す。図24のレンズLのレンズ口径は、図22のレンズL5のものとは異なる形状を有している(両側矢印も参照)。一部が除去された円を表わす口径を有するそのような切頭受動光学部品Lは、図25に示すようなツールを使用して、流れ制御を用いたエンボスを使用して(本特許出願のさらに上述の説明を参照)得ることができる。なお、(ツールTが回転対称を有していないことにより)光学構造5の包囲部分sは、さまざまな(非円形の)形状を有している。
さらに、ツールTは、生成すべき受動光学部品の少なくとも1つの表面を表わす表面部分を(少なくとも適切な位置で)有していないこと、より特定的には、受動光学部品の切頭部分が存在する切頭受動光学部品の表面(縁面)を表わすであろう表面部分が、ツールTには含まれていないことが、注目に値する。
図25のツールTは、図23の前身ツールTpから、その材料の一部49を、たとえばレーザー切断またはソーイングによって除去することにより、得ることができる。
しかしながら、前身ツールTpは、それがその複製表面を形成するところで、回転対称であってもよく、たとえば、対応するマスターを使用して製造され得る(図1参照)。
前身ツールTpから材料49を除去することにより、流れ止め表面46と呼ばれる表面46が生成される。図25に示すように、ツールTのこの流れ止め表面46と隣接する複製表面部分との間の角度βは、明らかに180°よりも大きく、通常、依然として明らかに230°を上回る。これは、流れ制御を用いた複製でツールTを使用する場合に有用であり得る。
このため、切頭レンズ口径を有する受動光学部品を生成するために、前身ツールTpを取入れ、その材料の一部49を除去し、こうして所望の受動光学部品を製造するための次の複製ステップで使用するためのツールTを得ることができる。
図26は、複製材料が、ツールT’または基板S’のいずれか、もしくはツールおよび基板の双方に塗布され得ることを示すための複製を、断面図で示す図である。次に、ツールT’が基板S’に向かって動かされても、またはその逆であってもよく、もしくは、双方がそれぞれ他方に向かって動かされてもよく、それから最終位置で硬化する。
図24に示すものの1対といった、たとえば2つで一組のそのような切頭受動光学部品を製造するために、図27に示すように、図25のツールが2つ、共通のホルダC上に組合わされてもよく、流れ止め表面は特に図示されるように異なる角度β1、β2傾斜していてもよい。もちろん、たとえば特に組となった受動光学部品が異なるように形作られている場合、受動光学部品の複数組を製造するために共通のホルダ上に組合わされたすべての「部分的な」ツールが、同一に形作られる必要はない。
また、これに代えて、図24に示すものの1対といった、たとえば2つで一組の切頭受動光学部品を製造するために、組となった受動光学部品が(名目上)同一に形作られているならば、単一のツールを各組につき2回使用してもよい。
図39は、マスターウェーハMWを製造するそのようなやり方を断面図で示す図である。上部は、基板S1に塗布された複製材料rから各組のうちの第1のレンズL1を形成するために、ツールTが使用されることを示す。図28の下部は、次に、すなわちすべての第1のレンズL1が多数のエンボスおよび硬化ステップで生成された後で、各組のうちの第2のレンズL2を生成するために、同じツールTが、垂直軸の周りに180°回転されて使用されてもよいということを示す。なお、これは、レンズの包囲部分sが重複する(図28の下部の点線の円によって示す領域を参照)ように遂行されてもよい。
この重複の場合、および受動光学部品が互いに接近しすぎるかまたは重複する他の場合にも、図13または図20に関連して上述したような材料の除去が適用されてもよい。
一組の2つ以上の受動光学部品用のツールTはまた、一体的に形成された前身ツールから材料を除去することにより、そのような前身ツールから得られてもよい。そのようにして得られたツールは、たとえば図27のようなものでもよく、「部分的な」ツール、すなわち一組の異なる受動光学部品のための複製表面を有する部分は通常、別々の部分ではなく、依然として一体型部分を形成するであろう。これは、特に受動光学部品の相互位置および配向に関して、整列精度の増加に寄与し得る。前身ツールからの材料の除去は、たとえばミリング、レーザーアブレーション、微細機械加工、ブレードを用いた切断を使用して遂行されてもよい。
そのような前身ツールは、複製を使用して得られてもよい。その場合、一体型のマスターが使用されてもよく、1回の複製ステップで前身ツールを得ることを可能にする。しかしながら、特に、球面を有する受動光学部品が製造される場合、たとえばダイヤモンド旋削を使用して製造され得る、球面を有する1つ以上の前身マスターから、マスターを製造することが望ましい場合がある。ツールを製造するために、たとえば図27に示すように、そのような前身マスターのうちの1つまたは各々の一部を切断し、それらを共通のホルダに固定すると、次に、2つ以上の受動光学部品用の前述の前身ツールの製造にとって好適なマスターが生じ得る。
切頭受動光学部品、または複数組の受動光学部品の製造では、特定のマスター、特に、材料を前身マスターに追加することによって前身マスターから得ることができるようなマスターが使用されてもよい。前述の製造方法で述べたように、特に、球面を有する受動光学部品が製造される場合、各々球面を有する1つ以上の前身マスターから、マスターを製造することが望ましい場合がある。そのような前身マスターは、たとえばダイヤモンド旋削を使用して製造されてもよい。そのような前身マスターのうちの1つまたは各々の一部を切断し、材料が除去された表面でたとえばバーを切断縁に追加すると、好適なマスターを得ることが可能になる。
なお、前身マスターの回転対称の複製表面はこのため、マスターのもはや回転対称でない複製表面を生成するように修正されてもよい。
図28は、前身マスターMpを断面図で示す。図29は、前身マスターMpから材料42が除去された状況を示す。次に、マスターMの突出部分41を形成するために、材料が追加される。図29は、突出部分41の追加された材料を有する切断された前身マスターを含むマスターMについての一例を示す。突出部分41は、突出表面と呼ばれる表面44を形成しており、それは、複製表面の隣接部分との間に角度αを形成する。その角度αは通常、150°よりも小さく、むしろ130°よりも小さい。
図31〜33は、別のマスターMが、図30のものと同様のやり方でどのように得られるかを示す。
突出部分41は、マスターを用いた複製を使用して得られたツール(または前身ツール)における空の体積の存在を確実にすることを可能にする。そのような空の体積は、図27の2つの部分的なツール間の空間と同じかまたは少なくとも同様の機能を果たし得る。
なお、図30のもの、または図33のもののようなマスターは、たとえば、2つ一組の受動光学部品用のツールの製造における第1の、および続く第2のエンボスステップのために、特に図39に関連するツールについて説明されたようにツールが第2のステップで180°回転される場合に、使用されてもよい。マスターをそのように多数回使用することは、異なるやり方で得られたマスター、たとえば、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、一体型のまたは一体的に形成された部分を形成するマスターを用いても遂行され得る。
もちろん、次に、同じマスターだけでなく異なるマスターも使用してエンボスすることにより、異なる受動光学部品を含む複数組の製造が可能になる。
2つの(または一般にさらにより多くの)受動光学部品用のマスターMは、たとえば図28および図31のもののような前身マスターを2つ(またはより多く)用いて作ることができる。切断された2つのマスターと追加材料(突出部分41)とから構成されたそのようなマスターMについての一例を、図34に示す。図35は、図34のもののような複合マスターMの上面図を、正確な縮尺に従わずに非常に概略的にのみ示す。
図36に示すように、2つの(またはより多くの)受動光学部品用のマスターMを、たとえば微細機械加工を使用して、(少なくともそれがその複製表面を形成する領域で)一体型部分として製造することも可能である。もちろん、同様の態様で、1つだけの受動光学部品用のマスターを製造することも可能である。
ここに説明されるさまざまな光学構造、ならびに光学構造および装置の複数組は、たとえば光学もしくは光電気装置またはモジュールで、特にセンサおよび写真用途で、特にアレイカメラまたは近接センサなどのマルチチャネル装置で、さまざまに適用されてもよい。
図37は、2チャネル光学モジュールである装置1を斜視図で示す。このモジュールは、近接センサ、または近接センサ用のモジュールであると仮定する。しかしながら、原理は、おそらく若干修正すれば、他の多くの種類のモジュールおよび装置に当てはまる。モジュール1は、光、たとえば赤外光を放射可能な放射チャネル20と、光、たとえば赤外光を検出可能な検出チャネルとを含む。複合レンズ8aおよび8bがそれぞれ、チャネル20および30内に存在しており、それらの受動光学部品またはレンズ素子52および53がそれぞれ見える。それらは光学部材Oに含まれる。光学部材Oの上側には、バッフル部材Bが配置されており、反対側には、プリント回路基板といった基板Pが存在しており、それはスペーサ部材60によって光学部材Oから間隔をおかれている。
モジュールは、完全にウェーハレベルで製造可能であり、
− 多数の基板部材Pを含む基板ウェーハと、
− 多数のスペーサ部材60を含むスペーサウェーハと、
− 多数の光学部材Oを含む光学ウェーハと、
− 多数のバッフル部材Bを含むバッフルウェーハと
を含むウェーハスタックに、ダイシングが適用される。
図38は、図37の2チャネル光学モジュール1を含む装置10を示す。装置10は、たとえば、アレイカメラなどの写真装置、またはセンサ装置、もしくは、スマートフォンまたは携帯型電子装置などの通信装置であってもよい。
原則として、そのような装置10およびモジュール1の製造および構成に関する詳細については、援用された米国仮特許出願連続番号第61/577,965号を参照してもよい。とはいえ、いくつかの点についてここに明示的に述べる。
装置10はプリント回路基板9を含み、その上に、モジュール1と、さらに特に、たとえばモジュール1用の制御部として機能する集積回路81などの電子部品とが搭載されている。モジュール1は、たとえばはんだボール7を介して、プリント回路基板9と電気的に相互接続されており、このため、部品81にも電気的接続を提供する。したがって、電子回路70が形成される。
基板P上には、LEDなどの発光体Eと、フォトダイオードなどの光検出器Dとが存在する。たとえばアレイカメラの場合、各チャネルは画像センサ(多画素センサ)を含み得る。複合レンズ8aは、2つの受動光学部品またはレンズ素子52、52’を含み、それらは、透明なポリマーのブロックといった透明素子6の形をした、光学部材Oに存在する透明部分tの両面に取付けられている。複合レンズ8bは、2つの受動光学部品またはレンズ素子53、53’を含み、それらは、光学部材Oに存在する別の透明部分tの両面に取付けられている。
図38では、部材P、60、O、Bの斜線部分は透明ではなく、斜線部分以外の部分は透明である。スペーサ部材60の開口部4、およびバッフル部材Bの透明領域3の場合、固体材料は存在しないが、通常、空気、または別のガス、または真空のみが存在する。
レンズ素子52’は切頭受動光学部品であり、その光軸A2’は、レンズ素子52の光軸A2に対してずれている。
レンズ素子53は切頭受動光学部品であり、その光軸A3は、レンズ素子53’の光軸A3’に対してずれている。
そのようなモジュール1、および特に複合受動光学部品8a、8bを製造するさまざまな可能なやり方は、上述の方法から容易に推論される。

Claims (86)

  1. 少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
    A) ツール製造ステップを実行することによって得ることができるツールを使用するステップを含み、前記ツール製造ステップは、
    i) 複製表面を有する前身ツールを製造するステップと、
    ii) 前記前身ツールから材料を除去することによって前記複製表面を修正するステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記前身ツールの前記複製表面は、前身受動光学部品と呼ばれる受動光学部品を複製によって製造するのに好適に形作られており、前記前身受動光学部品を切頭することによって、前記前身受動光学部品から、前記組の受動光学部品のうちの受動光学部品を得ることができる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ツールは、前記ツール製造ステップを実行することによって得られる、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. 前記ツール製造ステップを実行することを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. ステップA)は、
    a1) 前記ツールを使用してマスターウェーハを製造するステップと、
    a2) 前記マスターウェーハを使用して複製ツールを製造するステップと、
    a3) 前記複製ツールを使用して、各々少なくとも2つで一組の受動光学部品を多数組製造するステップと、
    を含み、前記多数組は、前述の少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記前身ツールの前記複製表面は回転対称であり、ステップii)で、前記複製表面は、得られた複製表面が回転対称でないように修正される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記一組の前記受動光学部品のうちの少なくとも1つ、特にそれらの各々は、切頭レンズである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記装置は一組の光学構造を含み、それらは各々、主要部分と、それぞれの主要部分を少なくとも部分的に包囲する包囲部分とを含み、前記主要部分の各々は、前記一組の受動光学部品のうちの前記受動光学部品の1つと同一であり、特に、前記光学構造の各々は一体型部分を形成する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記光学構造のうちの少なくとも2つにおける包囲部分は、重複しているかまたは部分的に一致している、請求項8に記載の方法。
  10. ステップA)は、提示された順に、
    r0) 基板を提供するステップと、
    r11) 前記基板および前記ツールを、それらの間に複製材料の第1の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
    r12) 複製材料の前記第1の部分を硬化させるステップと、
    r13) 前記基板および前記ツールを互いから離れるように動かすステップと、
    を実行することを含み、複製材料の前記硬化された第1の部分は前記基板の第1の位置にとどまり、ステップA)はさらに、
    r21) 前記基板および前記ツールを、それらの間に複製材料の第2の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
    r22) 複製材料の前記第2の部分を硬化させるステップと、
    r23) 前記基板および前記ツールを互いから離れるように動かすステップと、
    を実行することを含み、複製材料の前記硬化された第2の部分は前記基板の第2の位置にとどまり、前記第1の位置は前記第2の位置とは異なる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 複製材料の前記硬化された第1および第2の部分は互いに隣接しており、特に、複製材料の前記硬化された第1および第2の部分は、互いに直接、物理的に接触している、請求項10に記載の方法。
  12. 複製材料の前記硬化された第1の部分は、前記一組の受動光学部品のうちの第1の受動光学部品を含み、複製材料の前記硬化された第2の部分は、前記一組の受動光学部品のうちの第2の受動光学部品を含む、請求項10または請求項11に記載の方法。
  13. ステップr11)〜r23)は、複数回、毎回前記基板の異なる領域で実行され、特に、それに続き、前記基板と多数のレプリカとを含む、そのようにして得られたウェーハが、複製を使用して複製ウェーハを製造するために使用され、それに続き、前記複製ウェーハが、複製を使用して複数の前記組の受動光学部品を製造するために使用される、請求項10〜12のいずれか1項に記載の方法。
  14. ステップr11)〜r13)が、前記基板の前記複数の異なる領域で実行され、それに続き、ステップr21)〜r23)が、前記基板の前記複数の異なる領域で実行される、請求項13に記載の方法。
  15. 一連のステップr11)〜r23)が、前記基板の前記複数の異なる領域で続いて実行される、請求項13に記載の方法。
  16. 前記ツール製造ステップは、
    i1) 第1の複製表面を有する第1の前身ツールを製造するステップと、
    i2) 第2の複製表面を有する第2の前身ツールを製造するステップと、
    ii1) 前記第1の前身ツールから材料を除去することによって前記第1の複製表面を修正するステップと、
    ii2) 前記第2の前身ツールから材料を除去することによって前記第2の複製表面を修正するステップと、
    を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記ツールは、そのようにして得られた修正された第1および第2の前身ツールを含み、特に、前記ツールは、互いに対して固定された、そのようにして得られた修正された第1および第2の前身ツールを含む、請求項16に記載の方法。
  18. 前記ツール製造ステップは、
    − 1つ以上のマスターを提供するステップと、
    − 前記1つ以上のマスターを使用して、複製を使用して前記前身ツールを製造するステップとを含み、
    特に、
    − 前記前身ツールは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、複製材料で作られていること、
    − 前記前身ツールは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで、連続部分、特に一体型部分を形成すること、
    − 前身ツールの複製表面は、前記一組の前記受動光学部品のうちの第1の受動光学部品の少なくとも一部および第2の受動光学部品の少なくとも一部のネガを表わす形状を有すること、
    のうちの少なくとも1つである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記1つ以上のマスターの少なくとも1つ、特に各々は、少なくともそれがその複製表面を形成する領域で回転対称である、請求項18に記載の方法。
  20. 前記装置は、
    − 受動光学部品、
    − レンズ、
    − 光学モジュール、
    − マルチチャネル光学モジュール、
    − 光電子モジュール、
    − マルチチャネル光電子モジュール、
    − 光学装置、
    − マルチチャネル光学装置、
    − ウェーハ、
    − ウェーハスタック、
    − 写真装置、
    − 通信装置、
    − スマートフォン、
    − センサ、
    − 近接センサ、
    − 周辺光センサ、
    のうちの少なくとも1つである、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
  21. 切頭受動光学部品を複製によって製造するためのツールであって、前記切頭光学部品の各々は、縁と前記縁に隣接する縁面とを生成する切頭により、前身受動光学部品から得ることができる形状を有する受動光学部品であり、前記ツールは複製表面を含み、前記複製表面は、前記縁面を表わさない形状を有する、ツール。
  22. 前記複製表面に隣接して、流れ止め表面と呼ばれる表面を含み、前記流れ止め表面および前記複製表面は、少なくとも200°、特に少なくとも225°、より特定的には少なくとも260°の角度を形成する、請求項21に記載のツール。
  23. 前記流れ止め表面および前記複製表面は、前述の縁を形成すべき位置に縁を形成する、請求項22に記載のツール。
  24. 前記ツールは、各々少なくとも2つで一組の切頭受動光学部品を複数組、複製によって製造するためのツールであり、前記複数組の各々は、第1および第2の隣り合う切頭受動光学部品を含み、前記ツールは、前記複数組の各々における切頭受動光学部品ごとに、
    − 複製表面を含み、前記複製表面は、前記縁面を表わさない形状を有しており、前記ツールはさらに、それぞれの複製表面に隣接して、
    − 流れ止め表面と呼ばれる表面を含み、
    複数組の各々について、第1の切頭受動光学部品の複製表面とそれぞれの隣接する流れ止め表面とによって形成される縁が、第2の切頭受動光学部品の複製表面とそれぞれの隣接する流れ止め表面とによって形成される縁に最接近している場合、前記第1の切頭受動光学部品の複製表面は、前記第2の切頭受動光学部品の複製表面に最接近している、請求項21〜23のいずれか1項に記載のツール。
  25. 各々M≧2個で一組の光学構造をN≧1組、複製によって製造するための方法であって、前記方法は、
    − 基板を提供するステップと、
    − そのような一組の前記M個の光学構造のうちの第1の光学構造を複製によって製造するためのツールを提供するステップと、
    − 前記基板上に、N個の前記第1の光学構造を、前記ツールを使用した複製によって製造するステップと、それに続き、
    − 前記基板上に、N個の前記第2の光学構造を、前記ツールまたは異なるツールを使用した複製によって製造するステップとを含む、方法。
  26. 光学構造を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
    a) 多数の前身光学構造が存在する基板を提供するステップと、
    b) 前記多数の前身光学構造の各々から材料を除去するステップとを含む、方法。
  27. 前記光学構造は、ステップb)で得られた構造のうちの1つ以上と同一であり、または、それから得られる、請求項26に記載の方法。
  28. 前記光学構造は、受動光学部品、特に切頭受動光学部品を含む、請求項26または27に記載の方法。
  29. 前記光学構造は、レンズ、特に切頭レンズを含む、請求項26〜28のいずれか1項に記載の方法。
  30. ステップb)で、前記多数の前身光学構造の各々における口径は減少され、より特定的には、前記前身光学構造の各々は、受動光学部品を含み、ステップb)で、前記多数の受動光学部品の各々における口径は減少される、請求項26〜29のいずれか1項に記載の方法。
  31. ステップb)で、前記基板に開口部が生成され、特にステップb)で、前記基板は別々の部分に分割される、請求項26〜30のいずれか1項に記載の方法。
  32. ステップb)は、前記多数の前身光学構造を、複製を使用して、特にエンボスを使用して製造するステップを含む、請求項26〜31のいずれか1項に記載の方法。
  33. ステップb)は、
    − ソーイング、特にダイシングソーを使用するソーイング、
    − レーザー切断、
    − レーザーアブレーション、
    − ウォータージェット切断、
    − ミリング、
    − 微細機械加工、
    − ミクロトーミング、
    − ブレードを使用する切断、
    − パンチ切断、
    のうちの少なくとも1つを使用して実行される、請求項26〜32のいずれか1項に記載の方法。
  34. ステップb)は、前記光学構造の少なくとも実質的に平面の縁、特に少なくとも実質的に平面の外縁を生成することを含む、請求項26〜33のいずれか1項に記載の方法。
  35. ステップb)は、複数の前記多数の前身光学構造から材料が除去される線に沿って、処理ステップを実行することを含み、特に、前記線は直線である、請求項26〜34のいずれか1項に記載の方法。
  36. ステップb)は、前記光学構造の内縁を生成することを含み、特に前記縁は楕円の線を表わす、請求項26〜35のいずれか1項に記載の方法。
  37. 前記多数の前身光学構造の各々は、主要部分と、加えて、前記主要部分を少なくとも部分的に包囲する包囲部分とを含み、特に、前記主要部分は、受動光学部品、より特定的にはレンズを形成する、請求項26〜36のいずれか1項に記載の方法。
  38. 前記光学構造は、前記基板の一部を含む、請求項26〜37のいずれか1項に記載の方法。
  39. 前記装置は、
    − 受動光学部品、
    − レンズ、
    − 光学モジュール、
    − マルチチャネル光学モジュール、
    − 光電子モジュール、
    − マルチチャネル光電子モジュール、
    − 光学装置、
    − マルチチャネル光学装置、
    − ウェーハ、
    − ウェーハスタック、
    − 写真装置、
    − 通信装置、
    − スマートフォン、
    − センサ、
    − 近接センサ、
    − 周辺光センサ、
    のうちの少なくとも1つである、請求項26〜38のいずれか1項に記載の方法。
  40. 基板と前記基板上に存在する受動光学部品とを含む装置であって、前記受動光学部品は開口部を含む、装置。
  41. 前記受動光学部品は、光軸を有するレンズであり、前記光軸は前記開口部を貫通する、請求項40に記載の装置。
  42. M≧2個で一組の光学構造を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
    E) M個で一組の前身光学構造が存在する基板を提供するステップと、
    F) 前記前身光学構造が前記基板上に存在する間、前記前身光学構造のうちの少なくとも第1の前身光学構造から材料を除去するステップとを含み、
    ステップF)により、前記基板は別々の部分に分割されない、方法。
  43. ステップF)により、前記基板に開口部が生成されない、請求項42に記載の方法。
  44. ステップF)は線に沿って実行される、請求項42または請求項43に記載の方法。
  45. ステップF)の間、材料は、前記M個の前身光学構造のうちの少なくとも2つの隣接する前身光学構造から除去される、請求項42〜44のいずれか1項に記載の方法。
  46. ステップF)に従って材料を除去することによって得られた前記前身光学構造のうちの前記第1の前身光学構造は、前記一組の前記光学構造のうちの1つである、請求項42〜45のいずれか1項に記載の方法。
  47. ステップE)で提供された前記基板上に、各々M個で一組の光学構造が多数のN組存在している、請求項42〜46のいずれか1項に記載の方法。
  48. 前記M個の前身光学構造のうちの前記第1の前身光学構造は、前身受動光学部品と、加えて、前記前身受動光学部品を少なくとも部分的に包囲する包囲部分とを含む、請求項42〜47のいずれか1項に記載の方法。
  49. ステップF)で、前記包囲部分の材料が除去される、請求項48に記載の方法。
  50. ステップF)で、前記前身受動光学部品の材料は除去されず、前記前身受動光学部品は、前記一組の前記光学構造のうちの第1の光学構造に含まれる受動光学部品と同一である、請求項48または請求項49に記載の方法。
  51. ステップF)は、ソーイングおよびレーザーアブレーションのうちの少なくとも1つを使用して実行される、請求項42〜50のいずれか1項に記載の方法。
  52. 前記光学構造のうちの少なくとも1つは切頭レンズであり、または、前記前身光学構造のうちの少なくとも1つは切頭レンズである、請求項42〜51のいずれか1項に記載の方法。
  53. 前記装置は、
    − 受動光学部品、
    − レンズ、
    − 光学モジュール、
    − マルチチャネル光学モジュール、
    − 光電子モジュール、
    − マルチチャネル光電子モジュール、
    − 光学装置、
    − マルチチャネル光学装置、
    − ウェーハ、
    − ウェーハスタック、
    − 写真装置、
    − 通信装置、
    − スマートフォン、
    − センサ、
    − 近接センサ、
    − 周辺光センサ、
    のうちの少なくとも1つである、請求項42〜52のいずれか1項に記載の方法。
  54. 少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
    B) マスター製造ステップを実行することによって得ることができるマスターを使用するステップを含み、前記マスター製造ステップは、
    j) 複製表面を有する前身マスターを提供し、特に製造するステップと、
    jj) 前記前身マスターに材料を追加することによって前記複製表面を修正するステップとを含む、方法。
  55. 前記マスターは、前記マスター製造ステップを実行することによって得られる、請求項54に記載の方法。
  56. 前記マスター製造ステップを実行することを含む、請求項54または請求項55に記載の方法。
  57. ステップB)は、
    b1) 前記マスターを使用してツールを製造するステップと、
    b2) 前記ツールを使用して、前記少なくとも2つで一組の受動光学部品を製造するステップとを含む、請求項54〜56のいずれか1項に記載の方法。
  58. ステップb2)は、
    b21) 前記ツールを使用してマスターウェーハを製造するステップと、
    b22) 前記マスターウェーハを使用して複製ツールを製造するステップと、
    b23) 前記複製ツールを使用して、各々少なくとも2つで一組の受動光学部品を多数組製造するステップと、
    を含み、前記多数組は、前述の少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む、請求項57に記載の方法。
  59. − 前記前身マスターの製造は、ダイヤモンド旋削、レーザーアブレーション、微細機械加工、ミリングのうちの少なくとも1つを使用して実行されること、
    − 前記前身マスターは、少なくともそれがその複製表面を形成するところで回転対称であること、
    のうちの少なくとも1つである、請求項54〜58のいずれか1項に記載の方法。
  60. ステップj)は、
    j1) 各々複製表面を有する少なくとも2つの前身サブマスターを提供し、特に製造するステップと、
    j2) 前記少なくとも2つの前身サブマスターを互いに対して固定するステップと、
    によって置換えられる、請求項54〜59のいずれか1項に記載の方法。
  61. 前記前身サブマスターの前記複製表面の各々は、前記一組の受動光学部品における前記受動光学部品のうちの1つの受動光学部品のネガを、少なくとも部分的に表わし、特に、前記前身サブマスターの各々は、少なくともそれがそのそれぞれの複製表面を形成するところで回転対称である、請求項60に記載の方法。
  62. 前記装置は、
    − 受動光学部品、
    − レンズ、
    − 光学モジュール、
    − マルチチャネル光学モジュール、
    − 光電子モジュール、
    − マルチチャネル光電子モジュール、
    − 光学装置、
    − マルチチャネル光学装置、
    − ウェーハ、
    − ウェーハスタック、
    − 写真装置、
    − 通信装置、
    − スマートフォン、
    − センサ、
    − 近接センサ、
    − 周辺光センサ、
    のうちの少なくとも1つである、請求項54〜61のいずれか1項に記載の方法。
  63. 前記一組の前記受動光学部品のうちの少なくとも1つ、特にそれらの各々は、切頭レンズである、請求項54〜62のいずれか1項に記載の方法。
  64. 前記装置は一組の光学構造を含み、それらは各々、主要部分と、それぞれの主要部分を少なくとも部分的に包囲する包囲部分とを含み、前記主要部分の各々は、前記一組の受動光学部品のうちの前記受動光学部品の1つと同一であり、特に、前記光学構造の各々は一体型部分を形成する、請求項54〜63のいずれか1項に記載の方法。
  65. 一組の前記光学構造のうちの少なくとも2つにおける包囲部分は、重複しているかまたは部分的に一致している、請求項64に記載の方法。
  66. 前記複製表面は、
    − 前記一組の受動光学部品のうちの1つのみの前記受動光学部品の表面、または
    − 前記一組の受動光学部品のうちの各前記受動光学部品の表面、
    を少なくとも部分的に表わす、請求項54〜65のいずれか1項に記載の方法。
  67. 切頭受動光学部品を複製によって製造するためのマスターであって、前記切頭光学部品の各々は、縁と前記縁に隣接する縁面とを生成する切頭により、前身受動光学部品から得ることができる形状を有する受動光学部品であり、前記マスターは複製表面を含み、前記複製表面は、前記縁面を含まない前記切頭受動光学部品の一部の形状に対応する形状を表わす第1の部分を含み、
    − 前記複製表面は、前記縁面を表わさない形状を有すること、
    − 前記マスターは、複製表面の前記第1の部分に隣接して、複製表面の前記第1の部分から突出する突出部分を含むこと、
    のうちの少なくとも1つであり、
    特に、前記前身受動光学部品は、少なくとも鏡面対称の形状、より特定的には回転対称の形状を有する、マスター。
  68. 複製表面の前記第1の部分に隣接して、突出表面と呼ばれる表面を含み、前記突出表面および前記複製表面は、最大で160°、特に最大で135°、より特定的には最大で100°の角度を形成し、特に、前記突出表面は前記突出部分によって形成される、請求項67に記載のマスター。
  69. 前記突出表面および複製表面の前記第1の部分は、前述の縁を形成すべき位置に縁を形成する、請求項68に記載のマスター。
  70. 前記マスターは、各々少なくとも2つで一組の受動光学部品を複数組、複製によって製造するためのマスターであり、前記複数組の各々は、第1および第2の隣り合う切頭受動光学部品を含み、
    − 前記突出部分は、前記第1の切頭受動光学部品の複製表面の第1の部分と、前記第2の切頭受動光学部品の複製表面の第1の部分との間に配置されること、または
    − 前記第1の切頭受動光学部品の複製表面の前記第1の部分は、前記第2の切頭受動光学部品の複製表面の前記第1の部分から、前記突出部分によって分離されること、
    のうちの少なくとも1つである、請求項67〜69のいずれか1項に記載のマスター。
  71. 少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
    C) 複製表面を含むマスターを使用するステップを含み、複製表面は、前記受動光学部品の各々について、それぞれの受動光学部品の少なくとも一部の形状に対応する形状を表わす第1の部分を含み、前記マスターは、加えて、前記複製表面の前記第1の部分のうちの少なくとも1つから突出する少なくとも1つの突出部分を含む、方法。
  72. 前記マスターは、少なくともそれがその複製表面および前記突出部分を形成するところで、一体型部分を形成する、請求項71に記載の方法。
  73. 前記少なくとも1つの突出部分は、前記複製表面の前記第1の部分の各々を少なくとも部分的に包囲する、請求項71または請求項72に記載の方法。
  74. 前記少なくとも1つの突出部分は、隣り合う第1の部分間の領域において、隣り合う第1の部分間よりも第1の部分同士が離れている領域よりも、前記複製表面からさらに突出している、請求項71〜73のいずれか1項に記載の方法。
  75. 前記少なくとも1つの突出部分は、1つの連続する突出部分であり、前記第1の部分の各々は前記突出部分によって包囲されている、請求項71〜74のいずれか1項に記載の方法。
  76. 前記装置は、
    − 受動光学部品、
    − レンズ、
    − 光学モジュール、
    − マルチチャネル光学モジュール、
    − 光電子モジュール、
    − マルチチャネル光電子モジュール、
    − 光学装置、
    − マルチチャネル光学装置、
    − ウェーハ、
    − ウェーハスタック、
    − 写真装置、
    − 通信装置、
    − スマートフォン、
    − センサ、
    − 近接センサ、
    − 周辺光センサ、
    のうちの少なくとも1つである、請求項71〜75のいずれか1項に記載の方法。
  77. 少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を、複製を使用して製造するためのマスターであって、前記マスターは複製表面を含み、複製表面は、前記受動光学部品の各々について、それぞれの受動光学部品の少なくとも一部の形状に対応する形状を表わす第1の部分を含み、前記マスターは、加えて、前記複製表面の前記第1の部分のうちの少なくとも1つから突出する少なくとも1つの突出部分を含む、マスター。
  78. 前記マスターは、少なくともそれがその複製表面および前記突出部分を形成するところで、一体型部分を形成する、請求項77に記載のマスター。
  79. 前記装置は、
    − 受動光学部品、
    − レンズ、
    − 光学モジュール、
    − マルチチャネル光学モジュール、
    − 光電子モジュール、
    − マルチチャネル光電子モジュール、
    − 光学装置、
    − マルチチャネル光学装置、
    − ウェーハ、
    − ウェーハスタック、
    − 写真装置、
    − 通信装置、
    − スマートフォン、
    − センサ、
    − 近接センサ、
    − 周辺光センサ、
    のうちの少なくとも1つである、請求項77または請求項78に記載のマスター。
  80. 少なくとも2つで一組の受動光学部品を含む装置を製造するための方法であって、前記方法は、
    D) ツール製造ステップを実行することによって得られるツールを使用するステップを含み、前記ツール製造ステップは、
    D1) 基板を提供するステップと、
    D2) 各々複製表面を有する1つ以上のマスターを提供するステップと、
    D31) 前記基板、および前記1つ以上のマスターのうちの第1のマスターを、それらの間に複製材料の第1の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
    D32) 複製材料の前記第1の部分を硬化させるステップと、
    D33) 前記基板および前記第1のマスターを互いから離れるように動かすステップと、
    を含み、複製材料の前記硬化された第1の部分は前記基板の第1の位置にとどまり、前記ツール製造ステップはさらに、
    D41) 前記基板、および前記第1のマスターと同一のまたは異なる前記1つ以上のマスターのうちの第2のマスターを、それらの間に複製材料の第2の部分を有する状態で、互いに向けて動かすステップと、
    D42) 複製材料の前記第2の部分を硬化させるステップと、
    D43) 前記基板および前記第2のマスターを互いから離れるように動かすステップと、
    を含み、複製材料の前記硬化された第2の部分は前記基板の第2の位置にとどまり、前記第2の位置は前記第1の位置とは異なる、方法。
  81. 前記1つ以上のマスターの前記複製表面は、前記一組の前記受動光学部品のうちの少なくとも1つ、特にまさしく1つについて、それぞれの受動光学部品の表面、および受動光学部品の表面を、それぞれ少なくとも部分的に表わす、請求項80に記載の方法。
  82. 複製材料の前記硬化された第1および第2の部分は互いに隣接しており、特に、複製材料の前記硬化された第1および第2の部分は、互いに直接、物理的に接触している、請求項80または請求項81に記載の方法。
  83. 前記ツール製造ステップを実行することを含む、請求項80〜82のいずれか1項に記載の方法。
  84. ステップD2)で、まさしく1つのマスターが提供され、前記1つのマスターは、ステップD31)およびD32)の最中、それがステップD41)およびD42)の最中に位置付けられる回転配向とは異なる回転配向に位置付けられる、請求項80〜83のいずれか1項に記載の方法。
  85. 複製材料の前記硬化された第1および第2の部分は、一組の受動光学部品の形状と、それぞれの受動光学部品を少なくとも部分的に包囲する包囲部分の形状とを含む形状を表わす、請求項80〜84のいずれか1項に記載の方法。
  86. 前記装置は、
    − 受動光学部品、
    − レンズ、
    − 光学モジュール、
    − マルチチャネル光学モジュール、
    − 光電子モジュール、
    − マルチチャネル光電子モジュール、
    − 光学装置、
    − マルチチャネル光学装置、
    − ウェーハ、
    − ウェーハスタック、
    − 写真装置、
    − 通信装置、
    − スマートフォン、
    − センサ、
    − 近接センサ、
    − 周辺光センサ、
    のうちの少なくとも1つである、請求項80〜85のいずれか1項に記載の方法。
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