MXPA06010246A - Disposicion de lente y metodo para hacer la misma. - Google Patents

Abstract

Se proveen sistemas y metodos para una disposicion de lentes o de microlentes o una lente no esferica con o sin una unidad sensora integrada, un material dielectrico entre un substrato y un material para lentes tiene cavidades curvas, las cuales se llenan con el material para lentes; la luz entra a la capa de material para lentes y es enfocada por las porciones de cavidad curva.

Description

DISPOSICIÓN DE LENTE Y MÉTODO PARA HACER LA MISMA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general a disposiciones de microlentes y lentes ópticas, y en particular a métodos para fabricar disposiciones de microlentes o lentes no esféricas.

TÉCNICA RELACIONADA Las disposiciones de microlentes proveen versatilidad óptica en un paquete en miniatura para aplicaciones de formación de imágenes. Tradicionalmente, una microlente se define como una lente con un diámetro inferior a un milímetro; sin embargo, una lente que tiene un diámetro tan grande como cinco milímetros o más algunas veces también ha sido considerada como una microlente. Existen muchos métodos convencionales para fabricar disposiciones de microlentes, tales como el uso de reflujo o difusión. Las figuras 1A-1C muestran una secuencia típica de pasos para hacer una disposición de microlentes al depositar material, formar de patrones, y hacer refluir. En la figura 1A, una capa fotosensible 10, tal como una resina fotosensible, se forma sobre una capa de planarización 12 sobre un substrato de silicio (no mostrado). El material de la capa fotosensible se utiliza para formar la disposición de microlentes. En la figura 1B, la capa fotosensible 10 se forma de patrones para formar una disposición de configuraciones, tales como rectángulos, franjas, o cuadrados 14, en donde las configuraciones se localizan en donde se formarán las microlentes individuales. La formación de patrones, por ejemplo, puede ser con un procedimiento convencional de máscara y fotoprotección, en donde una fotoprotección se deposita sobre la capa fotosensible 10, se expone a través de una máscara que tiene áreas opacas, mostrando (o retirando) porciones seleccionadas de la fotoprotección, y grabando por ataque químico la capa fotosensible 10 que quedaron expuestas por la fotoprotección. Los cuadrados 14 son posteriormente calentados de manera suficiente para ocasionar que refluyan, formando así una disposición de microlentes semiesféricas 16, como se muestra en la figura 1 C. Sin embargo, las disposiciones de microlentes hechas a través de reflujo térmico, como se describió anteriormente, tienen varias desventajas. Por lo general, las resinas fotosensibles contienen componentes los cuales absorben proporcionalmente más luz en la región azul del espectro visible. Como resultado, se distorsiona el espectro de color, produciendo una imagen que es más "amarillenta" que lo que debería ser. Esta distorsión de color incrementa con el tiempo debido a la oxidación de la resina. Otra desventaja es que la resolución con la cual se puede formar de patrones la resina fotosensible está limitada por el grosor de la capa de resina. Mientras más gruesa sea la capa de resina, más separadas estarán las microlentes en la disposición, lo cual reduce la eficiencia de recolección de luz de la disposición. Por otra parte, la capa de resina debe ser lo suficientemente gruesa para que cuando refluya, el hundimiento de las microlentes resultantes sea suficiente para ocasionar el efecto de enfoque deseado. En consecuencia, es difícil obtener la más alta eficiencia de recolección posible con disposiciones de microlente fabricadas de esta manera. Incluso otra desventaja resulta del hecho de que como el radio de curvatura de las microlentes se vuelve pequeño, la luz incidental se enfoca sobre un punto cercano a la microlente. De esta manera, la capa fotosensible se forma de patrones para tener una forma cuadrada o rectangular de acuerdo con la forma de una célula, utilizando una máscara que simplemente se divide en regiones opacas y regiones transmisoras de luz, y se trata térmicamente para formar una microlente. De este modo, se disminuye un radio de curvatura de la microlente. Además, debido a que una microlente formada en una configuración rectangular tiene una diferencia importante entre su radio de curvatura en la dirección a lo ancho y a lo largo, es difícil enfocar la luz incidental en el fotodiodo correspondiente sin error, y una parte de la luz se enfoca en la capa de planarización o capa de filtro de color entre el fotodiodo y la microlente, ocasionando pérdida de luz y deterioro de sensibilidad y resolución.

Otro método convencional para formar disposiciones de microlentes es mediante difusión, tal como se describe en "Light Coupling Characteristics of Planar Microlens", de M. Oikawa et al., Proc. SPIE, 1544, 1991 , pp. 226-237, la cual se incorpora en su totalidad como referencia. Las figuras 2A-2G muestran pasos para formar una disposición de microlentes utilizando dos tipos de difusión. En la figura 2A, se provee un substrato de vidrio 20. En la figura 2B, una película metálica 22 se deposita sobre el substrato de vidrio 20. La película metálica 20 es posteriormente formada de patrones, por ejemplo con procedimientos convencionales, para remover porciones 24 en donde se formarán las microlentes individuales, como se muestra en la figura 2C. Las figuras 2D y 2E muestran un tipo de procesamiento adicional, en donde las áreas expuestas 24 son difundidas con un impurificador apropiado y energía (figura 2D) y posteriormente el metal restante es removido y la superficie es pulida, por ejemplo con un químico o una máquina pulidora, para formar microlentes 26 (figura 2E). Las figuras 2F y 2G muestran otro tipo de procesamiento adicional, en donde se utilizan iones, protones u otras moléculas adecuadas para bombardear (por ejemplo, con baja energía) (figura 2F) y difundir en el substrato 20 y las porciones metálicas restantes son removidas y las porciones irradiadas son "dilatadas" (figura 2G), como por ejemplo con un vapor orgánico, para formar microlentes 28. El resultado es una disposición de microlentes plana con aberturas de alto numeral. Una desventaja de formar disposiciones de microlente utilizando la difusión es que el control del grosor a lo largo del eje óptico está limitado.

Las disposiciones de microlente típicamente son utilizadas con una disposición subyacente de sensores, tales como sensores de semiconductor de óxido de metal complementarios (CMOS) o de dispositivo de par de carga (CCD), para formar un dispositivo de formación de imágenes. Las microlentes recolectan y enfocan luz sobre los sensores correspondientes. Las microlentes mejoran significativamente la sensibilidad a la luz del dispositivo de información de imágenes al recolectar luz de una gran área de recolección de luz y enfocarla en un área pequeña sensible a la luz del sensor (es decir, píxel). Un método convencional para generar una señal de imagen se muestra en la figura 3. Los rayos de luz 30 son recolectados y enfocados a través de una capa de microlente 32 que comprende una disposición de microlentes 34 que se extiende sobre una capa de planarización 36, tal como la formada a través de los procedimientos antes descritos. Después de pasar a través de la capa de planarización 36, los rayos de luz 30 son filtrados a través de filtros de color 38 en una capa de filtro 40, en donde cada filtro de color permite que pase solamente luz de un color específico, tal como rojo, verde y azul (RGB). La luz a través de los filtros pasa posteriormente a través de una capa de sensor 42, que comprende una disposición de sensores 44, tales como fotodiodos o dispositivos CCD. Un procesador (no mostrado) combina señales de los sensores para crear una imagen a color. Dicha disposición de microlentes, filtros, y sensores tiene varias desventajas. Se necesitan varios pasos de procesamiento para formar la capa de microlente separada 32, capa de filtro 40, y capa de sensor 42, lo cual incrementa el costo y el tiempo. Las capas también incrementan la separación entre las microlentes y los sensores, lo cual puede incrementar el cruce entre píxeles, debido en parte a la luz que choca sobre sensores adyacentes en lugar del sensor deseado. Además de las microlentes, las lentes no esféricas de alta calidad también son componentes críticos para muchas aplicaciones en el campo de formación de imágenes. Son ampliamente utilizadas en sistemas ópticos para controlar la propagación de luz crítica y corregir la calidad de color de imagen, tal como en cámaras profesionales y equipo de formación de imágenes de video. Sin embargo, la fabricación de lentes no esféricas es complicada y solamente se puede realizar a través de operación manual experta a través de profesionales altamente capacitados. A diferencia de las lentes esféricas que pueden ser fabricadas rápidamente utilizando máquinas convencionales, las lentes no esféricas o especialmente dimensionadas o configuradas por lo general se configuran y pulen manualmente y con frecuencia de manera individual. Esto puede ser tardado y costoso. Por consiguiente, existe la necesidad de una lente mejorada, microlente, o disposición y método para fabricar las mismas, incluyendo lentes no esféricas, que supere las desventajas de las disposiciones de lentes convencionales o lentes no esféricas y procedimientos relacionados, como se describieron anteriormente. Además, existe la necesidad de una disposición de microlentes y disposición de sensores integrados que supere las desventajas que se describieron anteriormente con dispositivos de microlentes/sensores convencionales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee disposiciones de microlentes mejoradas o lentes no esféricas y procedimientos para formar disposiciones de microlentes o lentes no esféricas. En un aspecto, la disposición de microlentes se forma sobre una disposición de sensores, que da como resultado un dispositivo de microlentes/sensores integrado. De acuerdo con una modalidad, primero se fabrica una disposición de sensores sobre un substrato. Una capa dieléctrica, tal como un polímero roscado (por ejemplo, poliimida) o un óxido (por ejemplo, S¡O2) se deposita sobre la disposición de sensores. A continuación se forma una capa dieléctrica fotosensible con formación de patrones, tal como una fotoprotección roscada, sobre la capa dieléctrica. Las porciones seleccionadas de la capa con formación de patrones son removidas para exponer áreas de la capa dieléctrica que se extienden sobre los sensores individuales en donde se formarán las microlentes. Las porciones expuestas son posteriormente procesadas para formar cavidades curvas, como por ejemplo, utilizando una acción acida en húmedo, una máscara en escala de grises, o una máscara de sombra. Las cavidades curvas pueden tener una configuración controlada y varían de una cavidad poco profunda a una cavidad esférica profunda, dependiendo de las características deseadas de la microlente. Las porciones restantes de la capa con formación de patrones son posteriormente removidas. Un material de lente inorgánico que tiene un índice de refracción mayor a la capa dieléctrica subyacente, tal como SiO2, SiOxNy, Si3N4, Ti02, o un polímero, se deposita sobre la capa dieléctrica para formar una disposición integrada de microlentes y sensores. La capa de material de lente puede ser pulida, si así se desea. En otras modalidades, la capa dieléctrica se puede depositar sobre cualquier substrato y no tiene que ser una disposición de sensores. En tales modalidades, el procedimiento forma y/o puede ser utilizado para hacer plantillas de moldeo de plástico para formar lentes esféricas o no esféricas individuales, o una disposición de microlentes esféricas y/o no esféricas de cualquier configuración o configuraciones deseadas. El procedimiento de la presente invención permite que se forme una disposición de lentes o microlentes con diferentes lentes de configuración no esférica y/o esférica. Esto da al fabricante de lentes más flexibilidad para fabricar muchos tipos adicionales de disposiciones de lentes a precios de descuento. La presente invención provee numerosas ventajas sobre las disposiciones y métodos de microlentes convencionales. Debido a que la disposición de microlentes se forma directamente sobre la disposición de sensores con menos pasos de procesamiento que los métodos convencionales, los dispositivos de microlentes/sensores de la presente invención son más fáciles y menos costosos de fabricar que los dispositivos convencionales. La longitud focal de las microlentes se puede controlar dependiendo del tipo de materiales dieléctricos utilizados para las microlentes y/o control de procedimiento (es decir, curvatura de los elementos de lentes). La presente invención provee además sensibilidad de sensor mejorada debido a la capacidad para hacer lentes no esféricas utilizando procesamiento de grabado por ataque químico en húmedo, de máscara con escala de grises o máscara de sombras. Otra ventaja es que el uso de materiales de lentes no orgánicos extiende la confiabilidad o tiempo de vida útil de la microlente. La calidad de color de la imagen producida por el sensor también se mejora debido a que el material de lente no tiene las características adversas de materiales que contienen resina, los cuales, como se discutió anteriormente, pueden absorber proporcionalmente más luz azul para hacer la imagen más amarilla que lo deseado. Incluso otra ventaja que provee la presente invención es que. el dispositivo de microlente/sensor resultante es más delgado y más resistente a efectos ambientales debido a que la disposición de microlentes actúa como una capa protectora para los elementos sensores. La disposición de microlentes resultante se puede utilizar con dispositivos para una variedad de aplicaciones, desde una pequeña pantalla de despliegue para una cámara, un sensor de cámara digital, un asistente digital personal o una computadora de escritorio hasta una gran pantalla de despliegue para una pantalla de proyección, una pantalla de despliegue de tamaño de pared, o una pantalla de despliegue de tamaño de cartelera. El procesamiento o fabricación de la unidad de disposición/sensor permite un alto rendimiento con características consistentes entre cada unidad de disposición/sensor. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones, las cuales se incorporan en esta sección como referencia. Por medio de una consideración de la siguiente descripción detallada de una o más modalidades, se proporcionará a los expertos en la técnica un entendimiento más completo de las modalidades de la presente invención, así como una realización de sus ventajas adicionales. Se hará referencia a las hojas anexas de dibujos que primero serán brevemente descritas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las figuras 1A-1 C muestran una secuencia típica de pasos para hacer una disposición de microlentes mediante reflujo de acuerdo con un procedimiento convencional; las figuras 2A-2E muestran pasos para formar una disposición de microlentes utilizando un tipo de difusión de acuerdo con un procedimiento convencional. las figuras 2A-2C y 2F-2G muestran pasos para formar una disposición de microlentes utilizando otro tipo de procedimiento convencional; la figura 3 muestra un tipo de dispositivo convencional de disposición de microlentes y disposición de sensores; la figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento para fabricar una disposición de microlentes sobre una disposición de sensores de acuerdo con una modalidad de la presente invención; las figuras 5A-5G muestran diversas etapas de un procedimiento para fabricar una disposición de microlentes/sensores de acuerdo con una modalidad; las figuras 6A y 6B muestran una máscara de escala de grises y características de una máscara de escala de grises, respectivamente, para uso en una modalidad de la invención; las figuras 7A-7C muestran diversas etapas de un procedimiento para formar cavidades de curvatura controlada utilizando una máscara de escala de grises de acuerdo con una modalidad; y la figura 8 es una vista angular de una disposición de microlentes de acuerdo con una modalidad de la presente invención; Las modalidades de la presente invención y sus ventajas se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción detallada. Se debe apreciar que los números de referencia similares se utilizan para identificar elementos similares ilustrados en una o más de las figuras.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método 400 de acuerdo con una modalidad de la presente invención para fabricar una disposición de microlentes o una lente no esférica. Primero se provee un substrato en el paso 402, en donde el substrato puede incluir una disposición de sensores CMOS o CCD. La disposición de sensores puede ser de cualquier tamaño adecuado, que varía desde aplicaciones de pantallas pequeñas hasta grandes dispositivos de despliegue. Posteriormente se deposita una capa dieléctrica sobre el substrato en el paso 404. Una capa con formación de patrones, tal como una fotoprotección roscada u otro material fotosensible, se deposita sobre la capa dieléctrica en el paso 406. Las porciones seleccionadas de la capa con formación de patrones son retiradas, como por ejemplo mediante procesamiento de fotolitografía convencional, en el paso 408. Las porciones removidas exponen áreas de la capa dieléctrica en donde se formarán las microlentes o lentes no esféricas. En modalidades que tienen una disposición de sensores, las áreas expuestas corresponden a ubicaciones de elementos sensores individuales. En el paso 410, las porciones expuestas de la capa dieléctrica son selectivamente grabadas por ataque químico, como por ejemplo con una acción acida en húmedo, una máscara de escala de grises, o máscara de sombras, para formar cavidades curvas controladas. Las cavidades curvas son más profundas en el centro y se ahúsan hacia los lados o la circunferencia. El grabado por ataque químico no remueve todo el material dieléctrico de manera que se expone el substrato o sensores subyacentes. Además, las cavidades curvas pueden tener cualquier configuración adecuada, tales como semiesférica o no esférica dependiendo de la aplicación. Las porciones restantes de la capa con formación de patrones se retiran en el paso 412, y la plantilla resultante está lista para pasos de procesamiento adicionales o puede ser utilizada para moldeo de plástico de lentes especialmente diseñadas. Cuando la plantilla continuará con procesamiento adicional, una capa de material de lente inorgánico se deposita sobre la capa dieléctrica, en el paso 414, para llenar las cavidades curvas. El material de lente en una modalidad, tiene un índice de refracción mayor al de la capa dieléctrica. Ejemplos de materiales de lente adecuados incluyen, pero no se limitan a, SiO2, SiOxNy, Si3N , TiO2, un polímero o plásticos en el caso de moldeo de plástico. Si se necesita, la capa del material de lente puede ser posteriormente pulida. Las figuras 5A-5G muestran diversas etapas para fabricar una disposición de microlentes de acuerdo con una modalidad de la invención. La figura 5A muestra una vista superior de un substrato 500 sobre el cual se formará la disposición de microlentes. En una modalidad, el substrato 500 es un substrato de vidrio o silicio, en el cual el dispositivo resultante es una disposición de microlentes. En otra modalidad, el substrato 500 es una disposición de sensores formada en la parte superior de un substrato de soporte, tal como vidrio o silicio, en el cual el dispositivo resultante es una disposición integrada de sensores/microlentes. La disposición de sensores puede ser una disposición de sensores CMOS o CCD, tales como fotodiodos u otros elementos sensores. La fabricación de la disposición de sensores es con métodos convencionales. La figura 5A muestra la modalidad en donde una disposición de sensores 502 con elementos sensores individuales 504 se forma sobre un substrato de soporte 506. Una capa dieléctrica 508, tal como un óxido (por ejemplo, SiO2, TiO2), nitruro (por ejemplo, SiOxNy), polímero roscado, se deposita sobre la disposición de sensores 502, como se muestra en la figura 5B. El grosor de la capa dieléctrica 508 depende de los requisitos de aplicación específicos. En una modalidad para disposición integrada de sensores/microlentes, la capa dieléctrica 508 está entre 1 µm y varios milímetros de grosor. En otra modalidad para lente no esférica individual, la capa dieléctrica 508 puede ser de hasta un centímetro o más gruesa. A continuación, en la figura 5C, una capa con formación de patrones 510 se deposita sobre la capa dieléctrica 508, en donde la capa con formación de patrones 510 se utilizará para exponer porciones de la capa dieléctrica en donde se formarán las microlentes o lentes no esféricas. La capa con formación de patrones 510 es un material dieléctrico fotosensible y se selecciona con base en el tipo de procedimiento de formación de patrones utilizado. Por ejemplo, para un procedimiento de fotolitografía, la capa con formación de patrones 50 puede ser una fotoprotección roscada u otro material fotosensible. Se pueden formar luego el patrón deseado sobre la capa formadora de patrón 510 por exposición a través de una fotomáscara. La fotomáscara, si la fotoprotección es positiva, puede tener una disposición de aberturas circulares, en donde las aberturas circulares corresponden a ubicaciones de las microlentes que se han de formar. Si las microlentes han de tener diferentes formas y/o tamaños, se pueden ajustar correspondientemente las aberturas individuales de la fotomáscara. Se remueven luego las porciones expuestas de la capa formadora de patrón 510 para exponer las porciones 512 de la capa dieléctrica 508, en donde se han de formar las microlentes o lentes no esféricas, como se muestra en la figura 5D. Con una disposición subyacente de sensores, las porciones 512 corresponden a los elementos sensores 504 individuales. En la figura 5E, se graban luego por ataque químico las porciones 512 expuestas de la capa dieléctrica 508 para formar las cavidades curvas 514 que están sobre los elementos sensores 504. Las cavidades curvas 514 pueden ser semiesféricas, como se muestra en la figura 5F, la cual es una vista superior de la figura 5E. Como se indica anteriormente, se puede variar la forma de las cavidades curvas 514 individuales, de acuerdo con la aplicación de las microlentes. Además, se forman las cavidades curvas 514, en una modalidad, mediante acciones acidas controladas, tal como una acción acida en húmedo o la grabación por ataque químico después de la formación de patrones, usando una máscara de escala de grises o una máscara de sombras. Otros procedimientos de grabación por ataque químico para la grabación ahusada por ataque químico pueden ser también adecuados con la presente invención. La profundidad y el ahusamiento de la acción acida determinan también las características ópticas, tales como longitud focal, de la mícrolente o lente. Así, mediante el control de la acción acida de la capa dieléctrica, se pueden fabricar fácilmente diferentes tipos de disposiciones de microlentes.

Las figuras 6A y 6B y 7A-7C muestran un método de formar cavidades curvas controladas, usando un procedimiento de máscara de escala de grises de acuerdo con una modalidad. La figura 6A muestra un ejemplo de una abertura 600 de una máscara de escala de grises, en donde una máscara de escala de grises tendrá muchas aberturas 600 separadas por secciones opacas entre las mismas. Un máscara de escala de grises permite diferentes cantidades de luz a través de las diferentes publicaciones de radio de la abertura, tal como se muestra en la figura 6B. El grado de grises en los diferentes radios de la abertura 600 sobre la máscara de escala de grises determina el grado de exposición de luz en las correspondientes ubicaciones de material dieléctrico o fotosensible subyacente, tal como la fotoprotección. Como se muestra, pasa menos luz radialmente hacia fuera desde el centro de la abertura, desde un máximo de 100% en el centro a aproximadamente 0% en el borde o circunferencia exterior. La curva de transmisión de luz "a" puede ser de cualquier forma adecuada para formar la microlente o lente deseada. Las figuras 7A-7C muestran una secuencia de pasos, usando una máscara de escala de grises para formar las cavidades curvas controladas. En la figura 7A, una porción pequeña de la capa de formación de patrones 510 (tal como una fotoprotección positiva) está expuesta a través de una abertura 600 de una máscara de escala de grises. Nótese que las porciones entre las aberturas de la máscara de escala de grises en la dirección de las X son opacas. Se produce la capa de formación de patrones 510 y se realiza una acción acida seca para transferir el patrón expuesto a la capa dieléctrica 508 subyacente, como se muestra en las figuras 7B y 7C, para formar las cavidades curvas 514. Así, mediante el control de la escala de grises sobre la máscara de escala de grises y la acción acida seca, se pueden formar de manera rápida y no costosa microlentes y lentes tanto esféricas como no esféricas de diferentes diseños. Dependiendo del tipo de formación de patrones y de acción acida, puede ser necesario tratar las cavidades curvas 514, para alisar las irregulares sobre la superficie de las cavidades curvas. La "aspereza" de las cavidades curvas debe ser pequeña en comparación con la longitud de onda de la luz visible. En una modalidad, la aspereza debe ser de aproximadamente 1/10 de la longitud de onda de la luz visible. La "aspereza", según se define en la presente, se refiere a la distancia o variación entre picos y valles sobre la superficie de las cavidades curvas. Por ejemplo, cuando se usa acción acida seca para formar las cavidades 514, se puede añadir una acción acida o lavado húmedo rápido para alisar cualquier aspereza de la superficie de las cavidades curvas 514. Una alternativa a la acción acida en húmedo rápida es revestir la superficie de las cavidades curvas 514 con un material dieléctrico delgado del mismo índice de refracción que la capa dieléctrica 508 subyacente. Otros métodos adecuados para alisar las áreas de las superficie de las cavidades 514 incluyen aquéllos tales como pulido mecánico químico (CMP) apropiadamente diseñado y similares. Después de formar las cavidades curvas 514 de la capa dieléctrica 508 (y pulir si es necesario), se puede usar la estructura como una plantilla para hacer lentes de plástico mediante moldeo de plástico, o para continuar el procesamiento adicional para la integración de microlente/sensor. Para el moldeo de lentes de plástico, se pueden usar múltiples plantillas para el mismo diseño de patrón y formas curvas o diferentes diseños y formas, dependiendo de las aplicaciones específicas. Cuando se usan para la integración de microlente/sensor, haciendo referencia de nuevo a la figura 5G, después de que se han formado (y pulido si es necesario) las cavidades curvas 514 de la capa dielétrica 508, se deposita una capa de material transparente para lentes 516, como se muestra en la figura 5G, para formar la disposición de microlentes. En una modalidad, el material para lentes es inorgánico y tiene un mayor índice de refracción que el de la capa dieléctrica 508 subyacente. Algunos materiales adecuados para material para lentes 516. Incluyen materiales dieléctricos, tales como SiO2, SiOxNy, Si3N4, TiO2, un polímero, plásticos o una combinación de los mismos. Así, dependiendo de los requisitos de las microlentes, se selecciona correspondientemente la capa dielétrica 508 y el material para lentes 516. En una modalidad, el grosor depositado del material para lentes 516 es aproximadamente el mismo que la profundidad en el centro de las cavidades curvas o más grueso, dependiendo del requisito de aplicación. El uso de materiales inorgánicos para lentes, en contraste con los procedimientos de reflujo a base de resina, produce lentes que crean una imagen de color más real. Es decir, no hay absorción adicional en el espectro azul, el cual produzca imágenes más amarillas. Además, la formación de las microlentes por deposición en lugar de difusión provee mejor control de la forma de lente y el grosor a lo largo del eje óptico. Después de la deposición del material para lente 516, se puede pulir la superficie superior para producir una superficie lisa plana, si es necesario. La figura 8 es una vista angular de una disposición de microlentes 800 que tiene sensores/microlentes integradas. El material transparente para lentes 516 puede servir de capa de protección para las microlentes 802 subyacentes y la disposición de sensores 502. Cada microlente 802 corresponde a un elemento sensor 808 subyacente, los cuales están soportados por el substrato 506. La luz que entra a la disposición de microlentes 800 es dirigida hacia los sensores individuales en la disposición de sensores por las correspondientes microlentes 802. El procedimiento de hacer la disposición de microlentes permite que los sensores reciban más luz, mejorando así la sensibilidad de imagen y la calidad de color. Sin embargo, como se indica anteriormente, la disposición de microlentes 800 o una lente no esférica individual no requiere una disposición subyacente de sensores. La presente invención permite fabricar fácilmente una lente individual o una disposición de microlentes que tiene microlentes/lentes no esféricas o de diferentes tamaños/formas. En procedimientos convencionales para hacer lentes no esféricas o de tamaño o forma especial, las lentes se conforman típicamente y se pulen manualmente y algunas veces individualmente. Esto puede ser costoso en término de tiempo y esfuerzo. Por otra parte, se pueden fabricar fácilmente disposiciones de lentes esféricas, usando máquinas convencionales. Sin embargo, las máquinas no permiten hacer lentes no esféricas ni permiten formar lentes de diferentes formas o tamaños sobre la misma disposición. Ventajosamente, la presente invención permite hacer de manera rápida y no costosa disposiciones de microlentes o lentes que tienen microlentes o lentes no esféricas de diferentes formas o tamaños. Las modalidades descritas anteriormente ilustran la invención, pero no la limitan. Se debe entender también que son posibles numerosas modificaciones y variaciones de acuerdo con los principios de la presente invención. Por ejemplo, las modalidades anteriores describen el uso de una capa de formación de patrones sobre una capa dieléctrica. Sin embargo, se puede excluir la capa dieléctrica si se usa directamente la capa dieléctrica fotosensible de formación de patrones, para formar cavidades curvas utilizables o formar cavidades curvas, usando otros medios tales como procedimientos químicos adecuados o pulverización con haces iónicos y similares. Por consiguiente, el alcance de la invención está definido solamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (42)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para hacer una lente o una disposición de lentes caracterizado porque comprende: proveer un substrato; depositar una capa dieléctrica sobre el substrato; depositar una capa de formación de patrones sobre la capa dieléctrica; remover una porción de la capa de formación de patrones que está sobre un área de la capa dieléctrica correspondiente a la lente que se ha de formar; remover la porción expuesta de la capa dieléctrica para formar una cavidad curva en la porción expuesta de la capa dieléctrica; y llenar la cavidad curva con un material para lentes.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la remoción comprende grabación por ataque químico en húmedo.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la remoción comprende la exposición a través de una máscara de escala de grises o de sombras.

4.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente formar una disposición de elementos sensores sobre el substrato, antes de depositar la capa dieléctrica.

5.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la disposición de sensores comprende una disposición de elementos sensores CMOS.

6.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la disposición de sensores comprende una disposición de elementos sensores CCD

7.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la capa dieléctrica tiene un. menor índice de reflexión que en la capa de material para lentes.

8.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la capa de material para lentes es inorgánica.

9.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque los elementos sensores están debajo de una disposición de microlentes que se han de formar.

10.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comparte adicionalmente pulir la capa de material para lentes.

11.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente tratar y alisar la cavidad curva.

12.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la interfaz entre la cavidad curva y la capa de material para lentes tiene una aspereza que es menor a la longitud de onda de la luz visible.

13.- El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque las aspereza es menor aproximadamente 1/10 de la longitud de onda de la luz visible.

14.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los dos pasos de remoción forman una pluralidad de cavidades curvas.

15.- El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque por lo menos una cavidad curva tiene una forma diferente de las otras de las cavidades curvas.

16.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la cavidad curva es no esférica.

17.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente remover las porciones restantes de la capa de formación de patrones, después de remover la porción expuesta de la capa dieléctrica.

18.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la lente es una microlente o una lente no esférica.

19.- Un dispositivo para lentes o para disposiciones de lentes, caracterizado porque comprende: un substrato; una capa dieléctrica sobre el substrato, en donde la capa dieléctrica comprende por lo menos una cavidad curva sobre la superficie superior de la capa dieléctrica; y una capa de material para lentes sobre la capa dieléctrica.

20.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque comprende adicionalmente una disposición de elementos sensores entre el substrato y la capa dieléctrica.

21.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque los elementos sensores son dispositivos CMOS o CCD.

22.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el material para lentes tiene un mayor índice de refacción que la capa dieléctrica.

23.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la capa dieléctrica comprende una disposición de cavidades curvas.

24.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque por lo menos una de las cavidades curvas es no esférica.

25.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque por lo menos una de las cavidades curvas tiene una forma diferente de las otras de las cavidades curvas.

26.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la capa dieléctrica y la capa de material para lentes están formadas por deposición.

27.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la capa de material para lentes tiene una superficie superior pulida.

28.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la aspereza de la capa dieléctrica en la interfaz de la capa de material para lentes es menor a la longitud de onda de la luz visible.

29.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque la aspereza es de aproximadamente 1/10 o menos de la longitud de onda de la luz visible.

30.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la cavidad curva es no esférica.

31.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la cavidad curva forma una microlente o una lente no esférica.

32.- Un método para fabricar una lente o una disposición de lentes, caracterizado porque comprende: proveer un substrato; depositar una capa dieléctrica sobre el substrato; remover selectivamente una porción de la capa dieléctrica correspondiente a una lente que se ha de formar, para formar una cavidad curva sobre la capa dieléctrica; y formar una capa del material para lentes sobre la capa dieléctrica.

33.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque comprende adicionalmente formar una disposición de sensores sobre el substrato antes de depositar la capa dieléctrica.

34.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque el índice de refacción del material para lentes es mayor que el de la capa dieléctrica.

35.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque la lente que se ha de formar es una microlente.

36.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque la lente que se ha de formar es no esférica.

37.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque la formación comprende depositar el material para lentes para llenar la cavidad curva.

38.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque la formación comprende formar la capa dieléctrica con la cavidad curva como plantilla de moldeo.

39.- Un método de formar un molde para hacer lentes, caracterizado porque comprende: proveer un substrato; depositar una capa dieléctrica sobre el substrato; depositar una capa de formación de patrones sobre la capa dieléctrica; remover una porción de la capa de formación de patrones que está sobre un área de la capa dieléctrica correspondiente a una lente que se ha de formar, y remover la porción expuesta de la capa dieléctrica para formar una cavidad curva en la porción expuesta de la capa dieléctrica.

40.- El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque la lente que se ha de formar comprende una microlente o una lente no esférica.

41.- Un dispositivo para moldear una lente o una disposición de lentes, caracterizado porque comprende: un substrato; y una capa dieléctrica sobre el substrato, en donde la capa dieléctrica comprende por lo menos una cavidad curva sobre la superficie superior de la capa dieléctrica, en donde la cavidad curva corresponde a una lente que se ha de formar.

42.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizado además porque la lente que se ha de formar comprende una microlente o una lente no esférica.