TW466350B - Micro-optic lens with integral alignment member - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 >'4 6 63 5 0 a? --- B7 五、發明說明（1 ) 相關案件參考- 本專利申請案與1998年9月28日錄案且尚在申請中之U.S. 第09/162,455號專利申請案有關，其名稱爲“具有一體成形 校準構件之光學微透鏡”。 技術領域 本發明關於光學微透鏡，特別是關於用以被動式校準或 半被動式校準之圓柱狀微透鏡。此圓柱狀微透鏡可被動式 或半被動式與電光學裝置校準，包括雷射二極體與一體形 成透鏡，以及其他光學，電學及電光學裝置。 技藝背景 半導體雷射二極體爲雷射放射源，然而由半導體雷射二 極體所放射之高度發散光束在許多應用上仍存有問題。半 導體雷射二極體光束之發散性係由出孔所造成，該出孔之 輪廓爲沿著一轴線相當的窄（“快”轴線，其垂直於雷射接 面），沿著垂直軸線相當的寬（“慢，，軸線，其平行於雷射接 面）。這兩條軸線對應至後述之γ及X軸線。由於繞射效應 使沿著快速或Y軸線放射之光束斷面高度發散，相較之下 沿著X軸線較寬孔放射之光束斷面僅略微的發散。 雷射二極體或更恰當之半導體雷射之構造係根據吾人已 熟知的半導體製造技術原則，這些原則之探討説明於第三 版 _電子工程師手册（Electronics Engineers，Handbook)中理 查舒瓦茲二氏（Richard R. Shurtz II)之半導體雷射與發光二 極.體（Semiconductor Lasers and LEDs)，該手册爲 1989年版 且作者爲多納德芬克及多納德克里斯丁森（D〇nal{1 G Fink -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公梦） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

---I I I--訂·------線 I 4 6 63 5 0 A7 B7 五、發明說明（2 ) and Donald Christiansen) 0 為了能修正雷射二極體發射光束之發散性，一藉由特定 構造之圓柱狀微透鏡之成功方法已運用於該光束，數項專 利及應用係進一步與此技術有關。 此一較早型式之裝置揭示於U.S.第4,73 1，772號專利中， 其為U.S.第5,〇5〇，153號專利所參考列舉。 另一用以製造本發明所述型式之圓柱狀微透鏡之方法係 揭示於U.S.第5,155,63 1號專利中。根據第5,155,63 1號專利 之圓柱狀微透鏡較佳製造方法由形成類似玻璃離形 (preform)所需形狀開始’之後該離形加熱至玻璃之最小抽 拉溫度且抽拉出纖維。纖維之剖面輪廓與抽拉之雛形形成 有著直接關係，因此可形成拋光之微透鏡。在抽拉過程中 所形之透鏡表面由於火焰拋光（fire polishing)而具有光學 平滑性。 為了能視準雷射二極體所產生之光束，U.S.第5,081,639 號專利揭示圓柱狀微透鏡之安裝係與雷射二極體光學校準 以提供二極體Y轴之視準光束。此處所述之雷射二極體總 成包含限制繞射之圓柱狀透鏡，其以數字表示之孔大於 0.5 ’該孔係用以視準雷射二極體之光束=视準之光束並 不收斂亦不發散，即光束中光線相互平行移動。 U.S.第5,181,224號專利揭示圓柱狀透鏡之用途，特別是 關於產生緩慢發散光束之透鏡。此透鏡可為所謂的“圓形 化” ’以及當安裝在任一種不同之雷射二極體上時有效性 可如同“CIRCULASER®”二極體，其可自加州聖荷西（San -5- 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * f I ϋ 一OJ _1 n It 峻， 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 46 63 5 0 A7 _ B7 五、發明說明（3 )

Jose)市之Blue Sky Research公司講得。 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 名稱為“形成圓柱狀微透鏡之多元件雷射二極體總成”之 U.S.弟08/8 3 7,002號專利申請案中揭示另一種二極體/微透 鏡系統’其中微透鏡不適用於二極體光束之散光現象，其 以較大之透鏡或其他裝置代替修正後之下游。在此系統中 無須主動的校準使微透鏡與雷射二極體表面鄰接定位，因 此可完成製程之自動性。然而’其須有其他裝置以修正光 束之散光現象’這些裝置為額外之光學元件，其插入微透 鏡發射之光束中。 在U.S.弟08/837,004號專利申請案中揭示一雷射二極體/ 圓柱狀微透鏡總成’其中一對圓柱狀微透鏡附接至一底 層，該底層上安裝一雷射二極體晶片。微透鏡以其平坦表 面面對著二極體之發射面’該配置提供主動式校準以及可 能之自動安裝’但無須額外之透鏡以修正散光現象。該對 透备可使雷射二極體光束視準或對焦，例如將光束對焦至 單模纖維中。 U.S·第5,050，153號專利揭示之裝置與第4,731，772號專利 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所述之裝置有關’該裝置做為半導體雷射光學頭部總成， 其利用一傾斜面取代第4,731，772號專利中圓柱狀透鏡以完 成散光現象之修正。 為了能克服這些設計中光學效率之損失，us第 5 ’ 1 8 1，224號專利利用一圓柱狀微透鏡，其以一光學元件修 正半導體雷射二極體發射光束中之散光現象。為了能具有 這些優點’圓柱狀透鏡沿著至少—軸線之校準誤差須小於 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚〉 46 63 5 0 A7 B7 五、發明說明（4 ) 2微米。此項精確之校準須透鏡與二極體之主動式校準。 其所形成之裝置，即前述之CIRCULASERTM，係一低發散 性’低數字孔，高效率之半導體雷射二極體總成，其特徵 無法與其他雷射二極體匹配。 事實上CIRCULASERTM所具有之優點僅能利用微透鏡加 以獲得。在U. S.第5，0 8 0，7 0 6號專利所揭示之光學系統中， 光學元件尺寸之縮小對透鏡製造及精確性具有正面的效 果。運用直徑小於約1000微米透鏡之效能並非巨觀透鏡所 能達到的。 名稱爲“具有一體形成透鏡之電光學裝置，，之us第 08/725,151號專利申請案揭示一種改良之前校準方法，其 用以安裝一長形圓柱狀微透鏡至一排雷射二極體晶片，該 晶片自一大晶片處切割而成。根據該專利申請案，透鏡及 二極體排先定位在一底層上，之後藉由啓動至少一雷射__ 極體主動使透鏡與二極體排校準，以及藉由檢查與透鏡有 關所形成之雷射光束而主動校準透鏡。透鏡及二極體在校 準後定位以建立其相對位置。最後透鏡/二極體排切割爲 個別之二極體晶片。此時校準的成本分擔在數項裝置上。 雖然該專利申請案之方法在所需之個別主動式校準節省成 本，但其仍須主動校準二極排與微透鏡。 雖然前述雷射二極體總成對其所欲達成之用途能完全滿 足，但其製造方法仍未具效果。在任何光學系統中，不同 光學元件之校準對系統旳功能甚爲重要，故圓柱狀微透鏡 運用於具有雷射二極體之光學系统中可提供低成本之視準 f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -----I--訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -7-

46 63 5 0 A7 _____ B7 五、發明說明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 光源。如同許多光學應用例子，透鏡相對於雷射二極體之 定位中具有六個自由度，如圖1所示。圖1中顯示圓柱狀微 透鏡100，其具有三條軸線X，Y及Z"z軸線1對應至光學 系統之光學軸線，X軸線3在水平面中垂直於Z軸線，Y軸 線2在垂直方向中亦垂直於z軸線。沿著X，Y及Z軸線之定 位界定首先之三個自由度。此外，透鏡以圖中所示10， 20及30繞著各軸線旋轉，這些轉動亦界定出光學系統中 透鏡校準之自由度。對圓柱狀透鏡而言，透鏡沿著X軸線 3之位置並非關鍵。圓柱狀微透鏡相對於半導體雷射二極 體之正確校準須使一自由度相對於其他五個自由度精確的 校準。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 透鏡與其他光學元件間須校準之一原因爲透鏡輪廓及尺 寸之些微變異須加以修正。此外，最佳光學效能所需之定 位誤差須很小，通常小於2微米。這點在沿著ζ軸線上特 別重要’其定位精確度較沿著γ軸線更重要，此項定位校 準精確性係藉由某些主動式校準裝置加以完成。對微透鏡 而言，熱拉（heat-pulling)動作抽拉透鏡至其最終尺寸所產 生之微透鏡可能略微的過度拉動（0ver_pUlled)或拉動不足 (under-pulled)。具有該拉動瑕疫的透鏡在光學特徵中非常 明顯，其爲透鏡尺度之改變。這點在先前企圖之被動式校 準中仍有一問題存在，尺寸上相當細微之差異須有相對於 一或多個自由度之不同位置，其能完成透鏡相對於二極體 或其他裝置之適當校準。雖然一完美之透鏡須具有某些^ 式之主動式校準，拉動瑕疵仍完全影響著此—製程。 -8- 本紙張〜”用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公髮) —- 46 635 Ο 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（6 ) 一相當典型之主動式校準方法之步驟如下：首先將圓柱 狀微透鏡之一部份安裝在一小型支架上，其原因爲外型類 似足球球門柱而被引用爲“目標桿，，（g〇a丨p〇st)。以X及γ軸 線之旋轉係界定爲目標桿上之透鏡位置。在透鏡安裝於目 標桿之後，目標桿/透鏡總成沿著γ及Z軸線光學定位且透 鏡附接至半導體雷射二極體。爲了能完成這些校準動作， 供電给最後將組裝透鏡之雷射二極體使二極體之雷射光東 經由透鏡導引至一螢幕。操作人員沿著數條軸線控制著透 鏡直到所投射之光束符合組裝所需之標準爲止，此時沿著 該軸線之移動及轉動係由一操作人員加以控制，該操作人 員將透鏡與二極體組裝在一起。此項動作之全部過程相當 依賴著操作人員之技術，先將透鏡附接至目標桿以及之後 附接至二極體所使用之光學接合劑將一變數導入問題中。 該變數之產生係由於數種元件間接合劑之表面張力，其往 往造成這些元件之間的運動，該運動導致光學元件之校準 誤差。U.S.第5,081，639及5，181，224號專利揭示用以製造該 裝置之主動式校準方法。 ~ 此處所使用之《被動式校準”術語係界定—製程，透鏡完 全藉由機械設備與另一裝置校準以及之後相對於二極咬其 他裝置定位，該機械設備包機械夾具，固定物，校準塊及 類似物。被動式校準無須投射一光束經過透鏡以及相對於 光束校準而控制透鏡，被動式校準完全依賴透鏡相對於一 極體或其他裝置之機械式校準以達成所需之光學校準。 此處所使用之“半被動式校準，，術語係界定—校準方去 9

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五、發明說明（7 透鏡被動式藉由機械設“著至少-自由度相料另-裝 置权準：該機械設備包括機械夾具，固定物，校準塊及類 似物被動式校準黑須投射一光束經過透鏡以及相對於光 束校準而控制透鏡，被動式校準完全依賴透鏡相對於二極 體或其他裝置之機械式校準以達成所需之光學㈣。必要 時相對於-或多個其他自由度之校準可藉由主動式校準方 法加以完成。半被動式校準方法中之被動及主動校準順序 並未加以限制。 理想之半被動式校準方法係沿著最重要之自由度實施被 動式校準部份，其通常沿著Z軸線校準。在所有的校準完 成後透鏡係相對於其他裝置固定於定位。 對微透鏡及其他光學裝置或元件在製造效率上克服拉動 誤差所造成之影響而言已投入大量之心血，一般來説這些 方法及其裝置可區分爲兩類：一類爲增加前述主動式校準 製程之效率，另一類爲達成微透鏡與光學元件之間的被動 式校準。 雖然U.S.第08/725,151號專利申請案所述方法將主動式校 準之成本分擔在多項裝置上《但其仍須主動校準二極體排 與微透鏡。吾人所欲具之方法係在利用非被動式校準方法 之情況下能進一步節省正確組裝圓柱狀微透鏡所需之技術 人力成本，若某些可運用之被動或半被動式校準方法能加 以執行，則可完成該目標。 吾人所欲見之方法係使前述透鏡，特別是圓柱狀微透 鏡，相對於雷射二極體電子裝置在一或多個自由度之被動 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210* 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----.---！線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 635 0 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 I 或半被動式校準至小於2微米，該自由度特別是沿著微透 鏡之z軸線。 吾人所欲見之方法係使被動式校準不會受到最終微透鏡 尺寸變化义影響，該尺寸變化由拉動誤差所造成。 人所欲見之方法係能比較一微透鏡與另—微透鏡間尺 寸變化之校準。 此處所？丨用之數項已發表以及中請中之專利案係用以顯 示本發明目前之相關技藝狀態，這些專利案皆爲本案説明 書所參考列舉者。 發明内宕 ,本發明揭示至少一校準構件之使用，其以複數個較佳， 該構件係與圓柱狀微透鏡一體形成製造。校準構件可具有 數種不同的形式，其最簡單之形式包括適當光學長度之伸 展部位或指狀部位，以便與另一裝置至少完成圓柱狀微透 鏡之部份被動式校準，例如雷射二極體。 校準構件利用至少一參考表面以完成校準。在一具體實 施例中，至少一校準構件係利用複數個參考表面，因此 多可參考及界定五個自由度。 運用根據本發明原則一體形成校準構件之圓柱狀微透 可用以製造一對透鏡/二極體，或產生具有複數個二極體 或其他電子裝置之構造’該裝置附接至圓柱狀微透鏡， 極體及透鏡形成一完整之單元，此完整單元可分割爲個 對之透鏡/二極體或每個透鏡包含數個二極體。 本發明方法可使圓柱狀微透鏡相對於一電子裝置，特別 至 鏡 二 別 {請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂 ί !ίι!線 -11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 五、發明說明（9 ) 是雷射二極體，之被動式校準誤差小於2微米，其係相對 於一或多個自由度。 本發明方法可有效冗成被動式校準，其並未受到拉動嗓 差使最終微透鏡尺寸變化之影響，因此能比較不同微透鏡 間尺寸變化之校準。此項特徵可藉由—體形成校準構件之 製造而加以完成：由於拉動誤差所引起之微透鏡尺寸變化 包含校準構件之尺寸變化，該變化傾向在須修正之方向 中。 換T之，圓柱狀微透鏡在拉動誤差之情況下，一體形成 校準構件之比例縮小提供一定程度之校準修正，其不僅是 在正確方向中，亦至少是相對於所需修正之尺寸上乎近乎 正確。爲便於説明，一微透鏡係過度拉動使其尺寸略小於 所需之尺寸，前述正確之主動式校準驅使微透鏡略微靠近 雷射二極體。在本發明原則下，微透鏡尺寸縮小所引起之 一趙形成校準構件之比例縮減使校準構件之長度度小，該 縮減係至少在所需修正之正確尺寸附近。若在維形製造過 程中一體形成校準構件係適當的縮減，被動式校準所形成 之微透鏡仍在校準之狀態下且無須依賴主動式校準。 圖説概述 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1顯示圓柱狀透鏡所界定之數條軸線以及該軸線之自 由度。 圖2 A爲利用本發明原則之圓柱狀微透鏡之前視圖。 圖2B爲圖2A圓柱狀微透鏡之後視圖。 圖3爲圖2A圓柱狀微透鏡與雷射二極體在操作組合中之 -12- 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Λ 6 63 5 Ο Α7 Β7 其中在微透鏡形 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10) 剖視圖，丨雷射光束進入及離開微透鏡。 圖4A為根據本發明原則形成之圓柱狀微透鏡前視圖， 其具有複數個動力表面（p〇wered s_ces)。 圖4B為根據本發明原則形成之另-圓柱狀微透鏡前視 圖，其具有不同之複數個動力表面。 圖5為圓柱狀光學隔離件之前視圖，其無動力表面。 圖6為圖5圓柱狀光學隔離件與雷射二極體及圓柱狀微 透鏡在操作組合中之剖視圖’其顯示雷射光束進入隔離件 以及離開微透鏡。 圖7為圖2A圓柱狀微透鏡與第二圓柱狀微透鏡在操作組 口中之纠視圖，其顯不雷射光束進入第二微透鏡以及離開 第一微透鏡。 圖8為根據本發明原則形成之另一圓柱狀微透鏡之後方 向上视圖’其利用複數個參考表面。 圖9為圖8裝置之前視圖，其安裝在一底板上並與剖视 之第二微透鏡操作組合 圖10為圖9裝置之後視圖。 圖11為本發明一具體實施例之視圖： 成前雛形係與分離之校準構件完成校準 圖12為圖丨丨離形所形成微透鏡之视圖。 發明最佳模式 參見圖2Α及2Β，其顯示利用本發明原則之簡單圓柱狀 微透鈑102。透鏡102通常係根據參考案件之原則製造，但 其差異處為此範例中抽拉微透鏡之離形具有至少一對一體 -13 本紙張尺度適財國國家標準（CNS)A4現格⑵Q χ挪公爱） (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *-------訂-------!今 4 6 63 5 0 A7 ----- B7 五、發明說明（11 ) <請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 形成之校準構件200及200,。枝準構件2〇〇及2〇〇，自離形之第 一光學表面206處伸展一距離"d"。在此具體實施例中，透 鏡102之二光學表面204係與第一光學表面2〇6相對，但本 發明原則所預期之透鏡或其他透鏡或其他光學元件構造並 非如此。距離"d，·係經過計算以便在z軸線中（圖中未顯示） 產生裝置至欲校準透鏡（圖中未顯示）之適當校準距離。此 外，由杈準構件200及2〇〇|直線特徵所界定之縱向伸展表面 202及202’係參考表面，在此具體實施例中該參考表面能完 成相對於三個自由度之被動式校準：沿著z軸線，環繞z 軸線以及環繞Y軸線。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 透鏡102由精確形成一離形之方法製成，該離形具有最 終微透鏡之所有特徵，之後將維形加熱至其最低之拉抽溫 度，最後自雛形抽拉出微透鏡。透鏡丨〇2略微過度抽拉所 形成之微透鏡尺寸略小於設計規範值，校準構件2〇2及2〇2, 之距離’’d"係依比例小於設計規範值。距離依比例之縮 減具有本發明之優點，並驅使光學表面206略微靠近雷射 二極體裝置’微透鏡102係附接並與雷射二極體校準，這 點可針對透鏡102因過度抽拉所引起尺寸上縮減而完成所 需之正確修正。此外’距離ud"尺寸之縮減量至少係近乎 所需之正確修正量。 透鏡102與雷射二極體3〇〇之被動式校準具體實施例係顯 示在圖3中’透鏡102與雷射二極體300之一表面校準。雷 射二極體300之表面302放射出高度發射光束310。透鏡1〇2 一光學表面以校準構件202及202"所形成之距離，，d"與雷射 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 6 6%5-〇 88116603號專利申請案 中文說明書修正頁（90年6月）

AT 'L· 12 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 二極體300之表面302放射出高度發射光束3 10 =透鏡102— 光學表面以校準構件202及202 ''所形成之距離'’d11與雷 射二極體300之表面302間隔開，其定位在表面302上。在 此具體實施例中校準構件202及202 '係與表面302接觸但未 附接至該處。一射出光束以320表示，例如前述 ’ 'CIRCULASER® 二極體之圓形光束。 另一具體實施例欲將透鏡102在校準構件202及202 ’處附 接至表面3 02，此附接可藉由技藝中吾人所熟知的附接技 術加以完成，這些技術包括但不限定為焊接，銅鋅銲 接，利用單體和聚合物或其他之接合劑，共鎔接合，熱 壓接合，超音波接合，熱音波接合（thermo-sonic bonding) 以及其他技藝中吾人熟知的附接技術。 前述具體實施例著重於平坦之第一光學表面，其相對之 光學表面為曲線狀。本發明原則特別希望採用之光學裝 置具有零至複數個曲線狀光學表面以及利用至少——體 形成之校準元件。 經濟部中央標隼局員工消费合作社印取 參見圖4A及4B，其顯示一對圓柱狀微透鏡400及440皆 具有複數個曲線狀光學表面。圓柱狀微透鏡400之第一突 起光學表面404與第二突起光學表面402係操作及光學上之 組合，圓柱狀微透鏡440之第一凹陷光學表面410與第二突 起光學表面408係操作及光學上之組合。雖然本文未顯 示，技藝中任何突起，凹陷或平坦表面之組合皆為根據 本發明之具體實施例。本發明欲將這些實施例具體落 實。 本發明一具體實施例特別適合於某些透鏡，其無需内部 研磨，圖4顯示此一透鏡400。校準構件406及406’之間的 光學表面404不易形成，圖1 1及1 2之具體實施例克服了此 -15- 本紙張又度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 13 d 6 635 Ο 第88116603號專利申請案 中文說明書修正頁（90年6月） 五、發明説明（ 項困難。現在參見圖11，離形450具有至少兩隔開之元 件，JL由界定光學表面402及404之第一部位與一對間隔開 之校準構件452及452’所组成。校準構件452及452’具有不 同之形式，在458之形式中校準構件為具有表面460及460’ 之長斜方形元件，其精確的與光學404對應配合。此具體 實施例之邊緣以“Β”顯示。 該具體實施例之另一形式為平坦之校準構件具有至少一 光學表面部位456，其以“Α”及“Α"’加以表示。 校準構件452及452’精確的相對於離形本體454校準，且 總成係加熱至離形材料之最低抽拉溫度。圖1 2中所示微 透鏡400以至少一參考案例中所述方式自雛形抽拉而成。 加熱/融化/拉伸程序將本具體實施例之數項元件接合成為 一物體及光學之完整體，其以400表示。 本發明另一具體實施例中光學元件含有複數個平坦表 面，如圖5所示。光學隔離物500之光學元件具有第一平 坦光學表面504，其與第二平坦光學表面502平行且為操作 上组合。此時光學隔離物5 00可用以被動式校準圖中未顯 示之第二光學裝置與第三光學裝置。同樣的，光學表面 504及502可選擇性的為非平行校準，因此界定之微透鏡可 利用至少——體形成之校準構件。 圖6揭示圖5中裝置之一種用途，隔離物500係用以完成光 學裝置，即透鏡600，與另一裝置，即雷射二極體300，之 間所需之校準。如圖所示，隔離物5 0 0可用以被動式校準不 包含一體形成校準元件之圓柱狀微透鏡，或校準之距離 -16- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（2ΙΟΧ 297公釐） (請先閱读背面之注意事項再填窝本頁) 訂 經濟部中央橾準局員工消費合作社印裝 46 635 0 A7 B7 五、發明說明（14 ) 大於長形一體形成校準元件便於利用之距離。來自二極體 300之發射光束以310表示，由二極體300’隔離物5〇〇及透 鏡600形成之操作組合所發射之最終光束以62〇表示。同樣 的’這些元件之附接可由技藝中吾人所熟知的任何附接技 術加以完成。這些技術包括但不限定爲焊接，銅鋅銲接， 利用單體或聚合物或其他之接合劑，共鎔接合，熱壓接 合，超音波接合，熱音波接合以及其他技藝中吾人熟知的 附接技術。 前述説明大部份著重於運用本發明原則之圓柱狀微透鏡 /二極體裝置之製造’該原則亦可應用於較大範圍之光學 裝置。圖7顯示此一具體實施例，利用至少--體形成校 準元件700之圓柱狀微透鏡係被動式與第二透鏡702校準， 並附接至第二透鏡702 ’此時入射光束730聚焦於透鏡7〇2 中’之後進入圓柱狀微透鏡700而形成射出光束72〇。本發 明原則特別希望應用在較大範圍之光學裝置上，其包括但 不限定爲：透鏡’積鏡’標準具（etalons)，繞射光柵，光 學纖維’菲涅耳（fresnel)透鏡，鏡子，雷射攝影 (hologram)，雷射繞射光柵，光束分割器，極化光學元 件，光波板，分類索引光學元件，衰減器，過濾器，開孔 以及apodizer，其係在操作组合中。 前述本發明之應用使圓柱狀微透鏡能沿著一軸線相對於 另一裝置被動式或機械式校準，例如電子裝置。在前述之 範例中’該軸線通常爲Z或光學軸線，五該軸線在電光學 裝置中通常爲最重要的。此處所述之原則顯示被動式校準 -17- ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公1 ) 〜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46 635 Ο Α7 Β7 五、發明說明（15 ) 可相對於其他之自由度，且能完成所有之具體實施例，該 自由度係在圓柱狀微透鏡設計中使用。 此外，一對相互正交之校準表面係運用於本發明中，該 表面亦與Z軸線正交，此項配置完成圓柱狀微透鏡在相對 於五個自由度情況下與另一裝置之被動式校準。此概念一 簡單實例欲將微透鏡之一表面，例如圖2 A所示底端表面 210,做爲第二校準表面。前述實例藉由表面21〇爲校準表 面在操作上與電子裝置另一表面组合完成被動式校準，該 被動式校準係沿著z軸線且相對於五個自由度。 參見圖8，其利用位於圓柱狀微透鏡8〇〇之一對校準表面 812及814。微透鏡800具有第—及第二光學表面8〇4及8〇2， 第校準表面814以及第二校準表面812。微透鏡8〇〇另— 特徵係消除表面812及814接合所形成之誤差，此特徵爲一 釋放凹槽816，其確保僅有表面812及814與電子裝置300接 觸，因此可消除表面812及814接合所形成之誤差，該誤差 不利於校準製程。 由於微透鏡8〇〇具有一對正交配置之校準表面812及814， 該表面亦相對於2軸線正交配置，透鏡可相對於另一裝置 被動式校準，例如雷射二極體。此項校準動作説明如下： 表面314與表面814緊密接觸使微透鏡812及二極體300相對 於2轴線校準’表面312與表面812緊密接觸使透鏡800及二 極體300相對於γ軸線校準。若該兩項動作之實施係相互操 作上組合，其另有其他優點。兩校準之組合不僅是沿著Z 及Y抽線校準透鏡及二極體，該兩元件亦環繞著三條軸線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) tr-------——線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18- rc 4 635 Ο Α7 _Β7__ 五、發明說明（16 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 校準。因此’如圖8所示之本發明原則使透鏡8〇〇及二極體 300相對於五個自由度校準。 此外，當透鏡略微過度拉動或拉動不足時，其無須進一 步動作仍能完成校準。此項拉動誤差之自動修正說明如 下：小幅之過度拉動使透鏡尺寸依比例縮減，其係在所有 尺寸上縮減且包含校準構件810及810’之長度。校準構件 810高度之縮減係依距離"d"之比例。當微透鏡800之表面 與雷射二極體300之表面314接觸時，過度拉動所引起之距 離"d"縮減使透鏡8〇0之光學表面804更靠近二極體300之發 射器3 10，所需之修正方向係沿著Z軸線。此外，在本發 明之發展過中令人驚訝之結果是此項修正不僅在適的方向 中，亦至少相對於所需之修正量加以修正。換言之，距離 "d"之縮減近似最佳之修正，其對大部之過度拉動透鏡光 學校準而言為必要的。事實上，本發明創作者之最初經驗 顯示在許多實例中修正量係準確的依錯誤拉動程度之比 例，但是在透鏡為拉動不足時會有負面效果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在類似的情況下，過度拉動使微透鏡中心線820與校準 表面8 12之間的距離變小，其以距離"X"表示。如同前述沿 著Y軸修正方向中之自動修正，修正量係接近正確值=> 藉由匹配表面814/3 14及812/3 12校準動作之組合，其另 有其他優點。該項組合不僅是沿著Z及X軸線，對外形而 言亦環繞著X，Y及z軸線。因此，透鏡相對於二極體或 其他裝置之被動式校準係相對於五個自由度。圖9及10顯 示實施這些原則之裝置。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 46 63 5 Ο Α7 五、發明說明（17 ) 本發明之其他方法欲完成沿著透鏡兩軸線以及環繞透鏡 一軸線之被動式校準，因此之後所列舉的原則能完成圓柱 狀微透鏡相對於另一裝置以及五個自由度之被動式校準。 本發明前述範例中一體形成之校準構件爲平面線形。利 用斜角相對於另一表面之複數個校準表面係具有其他優 點，圖9及1〇顯示實施此一配置之裝置。 參見這些圖説’第一圓柱狀微透鏡9〇〇具有至少--體 形成足校準構件908，該構件具有一對校準表面91〇及 912。在此具體實施例中，校準表面91〇及912係縱向配置 並相互正交，但另一種角度亦具有相同可行性。本具體實 施例利用一釋放凹槽914，其確咻校準表面9丨〇及9丨2與微 透鏡最終校準之裝置對齊。圓柱狀微透鏡9〇2包含操作及 光學合作之第一平坦光學表面9〇4及第二光學表面9〇6。如 前文所述，具有相同便利性之光學幾何形狀亦可爲實施 例。本具體實施例可具有另一校準構件916。圖9及1〇顯 示校準構件908及916爲非對稱的，且本發明原則欲在某些 具體實施例中實施此用途。 此處所述之裝置900爲本發明一具體實施例，其應用至 U.S.第08/837,004號專利申請案所述之形式及申請專利範 圍，該申請案爲本案説明書所參考列舉者。裝置9〇〇另利 用一第二圓柱狀微透鏡1000，其包含第一光學表面1〇〇2及 第二光學表面1004以一對一體形成之校準構件1〇〇6及 1006,。本具體實施例中之第二圓柱狀微透鏡1〇〇〇係正交安 裝至第一圓柱狀微透鏡902。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •t--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 .6 ^n66。3號專利中請案 纪,..............."Ti 中文說明書修正頁（90年6月） B7 1 子彡日 — 丨被充* 五 '發明説明（18 ) ' ----〜 裝置900另包含一雷射二極體3〇〇以及底板元件920及 930 ’雷射二極體包含一發射器或，ιρΙ I表面35〇以及至少 兩平面352及354 = 本發明原則之被動式校準說明如下：藉由表面352及354 與校準表面910及912之並排配置完成第一微透鏡902與雷 射二極體300之匹配及機械式校準，該校準表面910及912 係陣列配置在微透鏡902之校準構件908上。當微透鏡902 及二極體300利用前述固定方法相互附接時，一夹子或夾 具（圖中未顯示）將其保持在良好之校準狀況下，此項校準 及後續之附接動作完成圓柱狀微透鏡920與二極體300相對 於五個自由度之被動式校準，其係沿著Z及γ軸線以及環 繞著Z，Y及X軸線。 組合之微透鏡/二極體對902/300在附接後可進一步安裝 至底板’其為底板元件920及930。此範例中之底板元件 920及930為平面狀構件，其數個表面係相互正交^同樣 的 > 當微透鏡/二極體902/300附接至底板元件時，一夾具 或夾子維持其校準狀沉。如圖所示，底板具有數個部 份’微透鏡/二極體對902/300可附接至底板之數個元件或 為單一之連接步驟。 此時所產生之裝置可用以形成前述“CIRCULARIZERtm” 型式之裝置。 由於具有第二微透鏡1 〇〇〇之總成係包含微透鏡/二極體 對902/300以及底板元件92〇及93〇，u.S.第08/837,004號專利 申請案之裝置可被動式校準。最後之構造說明如下：含有微 -21 - 本紙張尺度通用中國國家樣率（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） ---------A-----；--訂--------東 (諳先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 63 5 0 A7 ___B7____ 五、發明說明（19 ) 透鏡/二極體對902/300以及底板元件920及930之總成包含 底板元件93 0之表面932。藉由第二圓柱狀微透鏡1〇〇〇之表 面1008與其他表面正交配置，位於表面932上之表面1008 在第一及第二微透鏡902及1000之間為正交關係。此外， 第二微透鏡1000之一體形成校準構件1〇〇6及1006_與表面 932及10〇8之操作組合提供相對於第一及第二微透鏡902及 1000之六個自由度的適當校準。第二微透鏡1〇〇〇與第一微 透鏡902之被動式校準使第二微透鏡1〇〇〇附接至至少一表 面932及第一微透鏡902 ’其所產生乏交叉透鏡裝置揭示於 U.S.第08/837,004號專利申請案中。 雖然前述討論係著重在形成具有一二極之微透鏡，U.S. 第0δ/725，151號專利申請案顯示此處所揭示之原則可進一 步適用於其技術及所製造之裝置。事實上，本發明之原則 特別希望能除去參考案件中所述之主動式校準，因此其較 先前之主動式校準設計具有明顯之改良^ u s第08/725，151 號專利申請案為本案說明書所參考列舉者。 本發明係特別關於其特徵之較佳具體實施例加以闡述。 然而’吾人瞭解技藝中技術形式及細節之各種變更改良皆 在本發明所附申請專利範圍之精神與範疇中。特別是材 料’尺寸’光學規則’透鏡輪廓，光學裝置說明，附接方 法，校準凡件與校準表面數目以及符合特定應用需求之校 準表面角度等項目之變更皆為本發明原則所涵蓋。此處所 揭不（本發明項目可在無任何特定元件之情況加以實施。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21i 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-I I I I 1--. I 4 6 6:3^88%66^號專利申請案 中文說明書修正頁（9〇年^⑴ 年 ίηύ 五、發明説明（19a) 號簡要説明 經濟部中央標準局員工消f合作社印ίί 102 微透鏡 200, 200, 一體成形之枝準構件 202, 202, 校準構件 204 弟一光學表面 206 第一光學表面 210 表面 300 雷射二極體 302 表面 310 光束 314 表面 320 射出光束 352, 354 平面 400, 440 微透鏡 402 第二突起光學表面 404 第一突起光學表面 406, 406' 校準構件 408 第二突起光學表面 410 第一凹陷光學表面 450 雛形 452, 452' 校準構件 454 離形本體 456 部位 460, 460' 表面 500 光學隔離物 502 第二平坦光學表面 504 第一平坦光學表面 600 透鏡 620 光束 700 微透鏡 702 第二透鏡 720 射出光束 730 入射光束 800 微透鏡 802 第二光學表面 804 第一光學表面 810, 810' 校準構件 812, 814 第一及第二校準表面 816 釋放凹槽 900 微透鏡/裝置 902 第一圓柱狀微透鏡 908 校準構件 910, 912 校準表面 914 釋放凹槽 916 校準構件 920, 930 底板元件 932 表面 1000 圓柱狀微透鏡 1002 第一光學表面 1004 第二光學表面 1006 校準構件 1006' 校準構件 1008 表面 -22a- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 士衣. 訂 京 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0 χ 2们公釐）

Claims (1)

1. 4 635 Ο 第881166〇3號專利申請案 中文申請專利範圍修手本(89年11河 5 六、申請專利範圍以4 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 1. 一種圓柱狀微透鏡，其可與另一裝置被動式校準且包 括： 一圓柱狀微透鏡’其具有第一及第二光學表面； 一單一校準構件’其配置在該微透鏡上且平行於微透 鏡之Ζ軸線伸展並具有一末梢端； 該末梢端包含一接觸平面；與 該校準構件之長度使接觸平面與該裝置—單一表面接 觸時’該微透鏡之第一光學表面與裝置保持一適當之校 準距離= 2. 根據申請專利範圍第1項之微透鏡，其中該校準構件之 長度在與該裝置之單一表面接觸時，微透鏡係相對於ζ 軸線被動式校準。 ' 3. 根據申請專利範圍第丨項之微透鏡，其中該裝置包括一 雷射二極體，該接觸平面與雷射二極體之發射器表面接 觸。 4. 根據申請專利範圍第1項之微透鏡，其中該校準構件為 長方形。 5. 根據申s青專利範圍第3項之組合，其中該雷射二極體安 裝在一底板上。 6_ —種組合，其中一圓柱狀微透鏡與—雷射二極體被動式 校準，該组合包含： —圓柱狀微透鏡，其具有第一光學表面及第二光學表 面； 一雷射二極體，其包含一發射器表面； 本紙法尺度通用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ^^1 i^ln II 41 I I ^^^^1 - t, n 【J (請先w讀背面之注意事項再填寫本頁；> 46 635 0

   '申請專利範圍 蛵濟部中夬梯準局貝工消費合作社印製 ‘單&準構件’纟置在該微透鏡上a平行於微透 鏡I Z軸線伸展並具有—末梢端； 該末梢端包含一接觸平面；與 及板卓構件伸展之距離在接觸平面與二極體之發射表 面接觸時，該微透鏡之第—光學表面與二極體保持—適 當之光學距離。 根據中4專利ia圍第6項之组合，其中該校準構件之尺 寸在與一極體 < 發射表面接觸時，該组合之微透鏡相對 於Z軸線與雷射二極體被動式校準。 8·根據中請專利範圍第6項之组合，其中該二極體安裝在 一底板上。 根據申4專利範圍第6項之微透鏡，其中該校準構件為 長方形。 卟一種圓柱狀微透鏡，其可在2軸線中與另—光學裝置被 動式校準，該微透鏡包括： —抽拉圓柱狀微透鏡，其具有第一光學表面及第二 學表面； 至少一配置在該微透鏡上之一體形成校準構件，其垂 直於微透鏡之焦距平面伸展且終止在接觸平面中；與 該校準構件之長度在接觸平面與微透鏡間界定一適當 距離。 11，根據申請專利範圍第10項之圓柱狀微透鏡，其中該至 少一校準構件包括一單一校準構件。 12.根據申請專利範圍第丨丨項之圓柱狀微透鏡，其中該單 -2- 本紙張尺度適用+國國家榇準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) ---裝 .1r ，泉 46 63 5 〇 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 ' 一校準構件之接觸平面與光學裝置之單一表面接觸； 該單一校準構件之長度在接觸平面與光學裝置單—表 面接觸時’微透鏡與該光學裝置保持一適當之校準距 離；與 因此當接觸平面與該光學元件單一表面接觸時，圓柱 狀微透鏡係相對於至少一自由度與光學裝置被動 準。 仪 I3·根據申請專利範圍第1 2項之圊柱狀微透鏡’其中該光 學裝置包括一雷射二極體τ該光學裝置之單一表面為二 極體之發射表面。 14. 根據申請專利範圍第丨〇項之圓柱狀微透鏡，其中該校 準構件具有一槽口。 15. 根據申請專利範圍第1 4項之圓柱狀微透鏡，其中該槽 口具有一垂直壁部及—水平壁部，該垂直壁部與2軸線 正交，水平壁部與γ軸線正交。 16. 根據申請專利範圍第丨5項之圓柱狀微透鏡，其中該槽 口之垂直壁部及水平壁部交叉形成一接合處’該接合處 形成一釋放凹槽。 17. —種電子光學裝置，其運用於申請專利範圍第1 〇項之 圓柱狀微透鏡中。 18. 根據申請專利範圍第1 〇項之圓柱狀微透鏡其中該至 少一校準構件包括兩配置在圓柱狀微透鏡上之校準構 件，該圓柱狀微透鏡位於校準構件之間； 該兩技準構件皆在一端處具有一接觸表面； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > M见格（2丨0X297公釐） ---------裝----；--ίτ——Γ--,--表 (請先閲讀背面之注意事再填弯本耳> Αα 6 63^ 0申請專利範圍 AS B8 C8 D8 經濟部中夹橾準局負工消費合作社印裝 邊兩校準構件之長度界定接觸表面與第一光學表面之 間的距離；與 該兩校準構件之長度在兩接觸表面與該光學裝置之單 一表面接觸時，微透鏡之第—光學表面與該光學裝置保 持一適當之光學距離。 19. 一種電子光學裝置’其運用於申請專利範圍第項之 圓柱狀微透鏡中。 20. 根據申請專利範圍第丨8項之圓柱狀微透鏡，其中該圓 柱狀微透鏡包括一第一非光學表面及第二非光學表面； 該第一非光學表面及第二非光學表面與χ_ζ平面共面； 該兩校準構件之一係配置在第一非光學表面上；與 該兩校準構件之另一係配置在第二光學表面上，該微 透鏡位於兩校準構件之間。 21. 根據申請專利範園第2 〇項之圓柱狀微透鏡，其中該兩 校準構件之方位係相互平行。 22‘一種圓柱狀微透鏡，其藉由接觸雷射二極體之單一表面 與这—極體被動式校準，該微透鏡包括： —抽拉圓柱狀微透鏡，其具有一第一光學表面，一第 二光學表面及複數個非光學表面； 孩複數個非光學表面包含一第一非光學表面及一第二 非光學表面； 一第一校準構件及一第二校準構件； 該第一校準構件配置在第一非光學表面上，該第—構 件垂直於微透鏡之焦距平面伸展且終止在第一接觸平面 -4 - 本纸張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4祝格（2丨0><297公廣） . . I n i^i I - I !1 Ϊ - - 11 I I - - - I...... 11 T* -* (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 Α8 Β8 C8 D8 ^、申請專利範圍 中； ，該第二校準構件配置在第二非光學表面上，該第二非 光學表面與第一非光學表共 凑#、# T a罘一構件垂直於微 透兄又焦距平面i終止在第二接觸平面中；與 該第-及第二校準構件之長度在第—及第丄接觸平面 λ -極时接觸時’孩二極體及微透鏡間保持適當的距 離。 η根據申請專利範圍第22項之圓柱狀微透鏡，其中該校 準構件之第一及第二接觸平面與雷射二極體之單面 接觸。 24‘根據申請專利範園第23項之圓柱狀微透鏡，其中該二 極體之單一表面為二極體之發射器表面。 25. 根據申請專利範圍第24項之圓柱狀微透鏡，其中該雷 射二極體安裝在一底板上。 26. —種微透鏡，其能與另一光學裝置被動式校準且包括： —圓柱狀微透鏡本體； 至少一校準構件’其配置在該微透鏡本體上且具有一 末梢端； 遠至少一校準構件之長度在微透鏡本體與裝置間界定 一適當距離；與 該至少一校準構件之末梢端可與裝置之單一表面接觸 以便相對於至少一自由度完成微透鏡本體與裝置之被動 式校準。 27. 根據中請專利範圍第2 6項之微透鏡，其中該校準構件 -5- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4规格（210X29?公釐） ---------裝------訂-------Λ (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) ^6b35〇 經濟部t央標準局貝工消費合作社印装 A8 B8 C8 D8 '申請專利範圍 之長度與微透鏡之光學特性有關。 28·报據申請專利範圍第2 6項之微透鏡，其中該校準構件 之長度與微透鏡本體之尺寸有關。 29·根據申請專利範園第2 6項之微透鏡，其中該校準構件 ^長度係平行於微透鏡之Z軸線伸展，該長度與圓柱狀 微透鏡之尺寸及曲率有關。 J〇.根據申請專利範圍第2 6項之微透鏡，其中該至少—校 準構件包括一單一校準構件。 a L根據申請專利範圍第2 6項之圓柱狀微透鏡，其中該至 少一校準構件包括一對校準構件，該兩構件與裝置之單 —表面接觸以便相對於至少—自由度完成微透鏡與裝置 之被動式校準。 ， 32· ~種用於被動式校準微透鏡之微透鏡結構，該結構包 括： —具有至少一圓柱狀光學表面之第一圓柱狀微透鏡； —具有至少一圓柱狀光學表面之第二圓柱狀微透鏡； —具有一表面之底板； 该底板表面具有一第一校準部，其形狀及大小允許 孩第一微透鏡與第—校準部相接觸而完成被動校準； 該底板表面具有一第二校準部，其形狀及大小允許 該第二微透鏡與第二校準部相接觸而完成被動校準； 該第一圓柱狀微透鏡與第二圓柱狀微透鏡各與其相 對之校準部接觸並完成被動校準，並被—適當光學距離 分開而相互進行修正校準；及 -6- ---------.裝----：--訂--r--.---展 C靖先聞讀背面之注ί項再填寫本頁j 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS) ⑺05<297公麥） ABCD ^6 635 0 κ、申請專利範圍 —光轴； 該光軸位於第一及第二圓柱狀微透鏡之各圓柱狀光 學表面中心並分別與各圓柱光學表面垂直； 該光軸係位於一平行於該底板表面之平面； 該光軸垂直於在該底板上之該二校準部；且 因此光線會沿著該光軸依序通過第一及第二圊柱狀 光學表面。 ’根據申清專利範園第3 2項之微透鏡結構，其中該校準 部係為形成於底板内之凹穴。 °4.根據申請專利範園第3 3項之微透鏡結構，其中該校準 部進一步包括凹口以允許一光束通.過該第一圓柱狀微透 鏡及該第二圓柱狀微透鏡。 °5.根據申請專利範圍第3 4項之微透鏡結構，其中該結構 可與另一光學元件作被動式校準。 〇6.根據申請專利範圍第3 5項之微透鏡結構，其中該另— 光學元件與該第一圓柱狀微透鏡對齊。 37_根據申請專利範圍第3 3項之微透鏡結構，其中該形成 校準部之凹穴係由一鋸所切出。 j8.根據申請專利範圍第3 2項之微透鏡結構，其中該校準 部係利用晶圓尺寸製造技術所形成^ 39.根據申請專利範園第3 2項之微透鏡結構，其中該校準 邵係由形成於底板上之突起裝置所形成，且其中該微透 鏡係位於該突起部之間並與該突起部被動校準。 -7- ·— —----- ----------裝----：--貧--Γ----A (請先Η讀背面之注f項再填寫本頁) 輕濟部中夬樣準局員工消費合作社印製 本紙伕尺度國國家標準（CNS) A4^ (210x^Si7 AB,C1D 466350 六、申請專利範圍 40. —種用來使圓柱形微透鏡被動校準之微透鏡結構，其包 括： (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 一具有一表面之底板； 該底板表面具有一第一校準部及一第二校準部； 一具有至少一圓柱狀光學表面且嵌入該第一校準部之 第一圓柱狀微透鏡； —具有至少一圓柱狀光學表面且嵌入該第二校準部之 第二圓柱狀微透鏡；及 一光軸； 該光軸位於第一及第二圓柱狀微透鏡之各圓柱狀光 學表面中心並分別與各圓柱光學表面垂直； 該光軸係位於一平行於該底板‘面之平面； 該光軸垂直於該底板上之該二校準部；JL 因此光線會沿著該光軸依序通過第一及第二圓柱狀 光學表面。 41. 根據申請專利範圍第4 〇項之微透鏡結構，其中該嵌入 第一校準部之第一微透鏡與嵌入第二校準部之第二微透 鏡在至少一自由度上呈光學校準。 經濟部中央樣準局負工消費合作社印裝 42. 根據申請專利範圍第4 1項之微透鏡結構，其中該嵌入 第一校準部之第一微透鏡與嵌入第二校準部之第二微透 鏡分離。 43·根據申請專利範圍第4 〇項之微透鏡結構，其中該第一 校準部及第二校準部係形成於底板上之凹穴。 44.根據申請專利範圍第4 3項之微透鏡結構，其中形成於 -8 - > 635 Ο 其中該另 其中該雷射 Α8 B8 C8 D8 申請專利範圍 底板上之各凹穴均具有側壁及一底表面，而該第，微鏡 片與該第一校準部之側壁及底表面接觸，且該第二微鏡 片與該第二校準部之側壁及底表面接觸 45-報據申請專利範圍第4 〇項之微透鏡結構，其中該第一 校準部及第一校準部係由設於底板上之突起部所形成。 46‘根據申請專利範圍第4 5項之微透鏡結構，其中每一突 起部均設有侧壁，且該第一微透鏡與該形成第一校準部 之突起部之側壁接觸’而該第二微透鏡與該形成第二校 準部之突起部之側壁接觸。 47. 根據申請專利範圍第4 3項之微透鏡結構，其中該微透 鏡結構能與另一光學元件作被動校準。 48. 根據申請專利範圍第4 7項之微透鏡結構 光學元件包括一雷射二極體。 49. 根據申請專利範圍第4 8項之微透鏡結構 一極體在欣入並接觸該第一微透鏡後與第一微透鏡成被 動校準。 5〇·根據申請專利範園第4 9項之微透鏡結構，其中該第一 微透鏡包括一校準構件，該校準構件之長度足夠，使當 該雷射二極體嵌入並接觸該校準構件時’該二極體會與 微透鏡結構成被動校準。 51‘根據申請專利範圍第40項之微透鏡結構，其中該第一 圓柱狀微透鏡會使通過之—輸入光束轉換為圓形光\。 52.根據申請專利範圍第5丨項之微透鏡結構，其中該第二 圓柱狀微透鏡在孩輸入光束通過時會矯正其像散。 ί I - - - - II - Ϊ I I - - - I -- I ^^1 I— V-* (请先閱讀背面之注^-項异填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印«. 卜紙張尺度適用|(7國國家標準（匚1^)八4規#格（210\297公餐） 46 635 Ο 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 一 53. 根據申請專利範圍第5 2項之微透鏡結構，其中該第一 微透鏡包括一校準構件，用來使該結構與另—光學裝置 之間作被動校準。 54. 根據申請專利範圍第5 3項之微透鏡結構，其中該校準 構件包括一接觸端，該接觸端在嵌入並接觸該另一裝置 時’能使該結構與該裝置在至少一自由度上作被動校 準。 55. 根據申請專利範圍第5 4項之微透鏡結構，其中該校準 構件沿一垂直於該結構之一聚焦平面之方向延伸。 56. 根據申請專利範園第5 5項之微透鏡結構，其中該校準 構件垂直延伸至該結構聚焦平面之·距離為該第—微透鏡 光學特性之函數。 ' 57. 根據申請專利範圍第5 5項之微透鏡結構，其中從校準 構件延伸垂直至該結構聚焦平面的距離為第—微透鏡之 大小及形狀的函數。 58‘一種根據申請專利範圍第4 〇項所界定之徵透鏡結構， 其中m第一及第二微透鏡均為抽拉式圓柱狀微透鏡。 59. —種用來製造多個微透鏡結構之微透鏡主樣板，該主樣 板包括： 一具有一表面之主底板； 该主底板表面具有多數大致平行之校準長條，相應於 多數第一校準部及多數第二校準部； 多數第一長形圓柱狀微透鏡； 每一该第一長形圓柱狀微透鏡具有至少一長形圓柱狀 -10- 本紙伕尺度逋用中國國家標丰（CNS > A4说格（2丨0;<297公釐） ----------裝------訂--Γ-----泉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 46 635 Ο Α8 Β8 C8 —~--- D8____ 、申請專利範圍 光學表面； 多數第二長形圓柱狀微透鏡； 每一該第二長形圓柱狀微透鏡具有至少一長形圓柱狀 光學表面； 孩多數第一校準部中每個校準部之形狀及大小均允許該 多數第一長形微透鏡可嵌入並接觸該多數第一校準部並 與其被動校準； 点多數弟一校準部中每個校準部之形狀及大小均允許該 夕數第二長形微透鏡可嵌入並接觸該多數第二校準座並 與其被動校準； 该多數第一長形圓柱狀微鏡片及該多數第二長形園柱狀 微鏡片’各被嵌入並接觸其相對校準部並與其被動校 準’且被一適當光學距離分開並相互校正像散；及 多數光軸； 該多數光軸係位於各多數第一及第二圓拄狀微透鏡光 學表面中心並與該光學表面垂直； 該多數光軸係位於一平行於該主底板表面之—平面 上； 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 該多數光軸之每一光軸均與該主底板表面上之各相對 校準部垂直；且 因此光線會沿著該多數光軸依序通過每一多數之第— 及弟一圓柱狀微透鏡。 60.根據申請專利範圍第$ 9項之微透鏡主樣板’其中該主 底板包括多數大致平行之光纖路徑長條’該光纖路徑長 -11 - 本紙法纽適用tiisi家料（CNS)祕协（2lGX297公复） 466350 A8 B8 C8 D8 經濟部t央榡準局貝工消費合作社印製 π、申請專利範圍 條大致垂直於該多數校準長條。 61. 根據申請專利範圍第5 9項之微透鏡主樣板，其中該多 數第一長形圓柱狀微透鏡各包括一校準構件，用來在該 多數第一長形圓柱狀微透鏡與多數光纖裝置間作被動式 校準。 62. 根據申請專利範園第6丨項之微透鏡主樣板，其中該校 準構件之長度足以使當該多數光纖裝置嵌入並接觸該校 準構件時’該裝置會與該第一長形圓柱狀微透鏡間作被 動式校準。 63‘一種用來製造被動式校準之微透鏡結構之方法，包括下 列步驟： ⑻提供一具有至少一圓柱狀光學表面之一第一圓柱狀微 透鏡； (b)提供一具有至少一圓柱狀光學表面之一第二圓柱狀微 透鏡； ⑹提供一具有一表面之底板； (d) 在底板表面上形成一第一校準部，該第一校準部之形 狀及大小足以使該第一微透鏡可嵌入並接觸該第一校準 部，並與該第一校準部作被動式校準； (e) 藉由將第一微透鏡嵌入並接觸該第一校準部，而使該 第一微透鏡與該第一校準部間作被動校準； (f) 將該第一微透鏡固定在定位； ⑻在底板上形成一第二校準部，該第二校準部之形狀及 大小足以使該第二微透鏡可嵌入並接觸該第二校準部， -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4#見格（210X297公疫） ----------^------ΐτ--r----Λ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 635 0 〇0 8 8 8 ABCD 經濟部4-央梂隼局男工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 並〃孩第二校準部作被動式校準； 藉由將第二微透鏡嵌入並接觸該第二校準部’而使該 第一微透鏡與孩第一校準部間作被動校準； ⑴將該第二微透鏡固定在定位，以藉此製造該微透鏡結 構使光軸形成於各第一及第二圓柱狀微透鏡之圓柱 狀光學表面中心並與該表面垂直； 該光軸位於平行於該底板表面之一平面上； 該光轴垂直於該底板表面之校準部；且 因此光線會沿著該光軸依序通過第一及第二圓柱狀微 透鏡。 64. 根據申請專利範圍第6 3項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法，進—步包括下列步驟； ⑴提供一光學元件； ㈦藉由將該光學元件嵌入並接觸該第一微透鏡，而使該 光學元件與該微透鏡結構間作被動式校準；及 (1)在杈準後將該光學元件固定在該微透鏡結構上。 65. 根據申請專利範圍第6 4項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法，其中該提供一第—圓柱狀微透鏡步驟 (a)，包括提供一具有一校準構件之第一圓柱狀微透鏡， 該校準構件之一端具有一校準平面，且其中該光學元件 之被動杈準步驟(k) ’包括將該光學元件嵌入並接觸校準 構件之校準平面，藉此使光學元件與微透鏡結構間作被 動式校準。 66. —種製造多數被動式校準之微透鏡結構之方法，包括下 -13- 本紙法尺度通用中固國家標车（CNS ) ( 210 X 297公釐） ---------裝------訂--r--.--Λ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 4 ο 5 3 6 ABCD 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 六、申請專利範圍 列步驟： (a) '提供一具有一表面之主底板； (b) 提供多數第一長形圓柱狀微透鏡，每一該第—長形圓 柱狀微透鏡具有至少一長形圓柱狀光學表面； (c) 提供多數第二長形圓柱狀微透鏡，每一該第二長形圓 柱狀微透鏡具有至少一長形圓柱狀光學表面； (d) 形成多數大致平行之第一校準長條，每一長條相應於 該主底板表面上之多數第一校準部，每一該第—校準長 條之形狀及太小足以使該多數第一長形微透鏡可嵌入並 接觸該多數第一校準長條’並與該第—校準長條被動校 準； (e) 形成多數大致形成之第二校準長條， i)每一該第二校準長條大致平行於該多數第一校準長 條’每一第二杈準長條相應於該主底板表面上之多數第 二校準部； η)每一多數第二校準長條與其相應之第一校準長條間 以一適當光學距離分開；且 111)每一茲第二校準長條之形狀及大小足以使該多數第 二長形微透鏡可嵌入並接觸該多數第二校準長條，並與 該第二校準長條被動校準； ⑴使該多數第一長形圓柱狀微透鏡嵌入並接觸該第一校 準長條，並與該第一校準長條被動校準； ⑻沿著該第一長形圓柱狀微透鏡之伸長方向斷續地將各 第一長形微透鏡固定在該主底板上； -14- 本紙張ΛΑ14財關家揉準； ---------^------IT--^--.--,Α C锖先聞讀背面之;i意事項再填寫本萸) Λ 經濟部中央搞準局負工消費合作社中装 63 5 0 A8 B8 C8 ________ D8六、申請專利範® ' " (h)使孩多，第二長形圓柱狀微透鏡⑥人並接觸該第二校 準長條’藉此使第―長形圓柱狀微透鏡與該第二長形圓 柱狀试透鏡間以—適♦本與 ΐε贴八βει ^ M W九學距離分開，並正確地使該第 一長形圓柱狀微透鏡盥第〜忑 <祝丹弟—長形圓柱狀微透鏡校準對齊； ⑴沿者孩第二長形圓柱狀微透鏡之伸長方向斷績地將各 第二長形微透鏡固定在該主底板上，以形成微透鏡之主 樣板，且 (J)將該微透鏡主樣板切成個別微透鏡結構，並藉此製造 出琢微透鏡結構，使—光軸位於第一及第二圓柱狀微透 鏡之圓柱狀光學表面中心並該表面垂直； 該光轴位於一平行於該底板表面之平面上； 該光軸垂直於該底板表面上之該校準部；且 因此光線會沿著該光軸依序通過第一及第二圓柱狀微 透鏡。 67. 根據申請專利範圍第6 6項之用來製造多數被動式校準 微透鏡結構之方法，進一步包括一步驟⑽：將該微透鏡 結構與另一光學元件間作被動校準。 68. 根據申請專利範圍第6 6項之用來製造多數被動式校準 微透鏡結構之方法，其中該形成多數校準長條之步騾(d) 及步驟（e)，包括藉由在主底板上形成凹穴來形成該校準 長條。 69. 根據申請專利範圍第6 8項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法’其中該主底板之凹穴係藉由晶圓尺寸 -15· 本紙乐尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (诗先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· • - I I 46 635 0 A8 B8 C8 D8 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 X、申請專利範圍 触刻技術產生。 70. 根據申請專利範圍第6 8項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法，其中該主底板之凹穴係藉由在主底板 上鋸切出凹槽來形成。 71. 根據申請專利範圍第6 8項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法，其中該步驟⑹及步驟⑴之間，進一步 包括一形成凹穴通道之步驟，該通道使第一及第二校準 長條允許一光束通過該微透鏡結構之微透鏡。 72_根據申請專利範圍第6 6項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法，其中該形成多數校準長條之步驟(d)及 步騾⑹，包括藉由在主底板上形成突出部來形成該校準 長條之步驟，該突出部界定該校準長條。 根據申請專利範圍第6 7項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法，其中該提供多數第一長形圓柱狀微透 鏡之步驟（b)，包括提供該第一長形圓柱狀微透鏡，其中 各第一長形微透鏡各包括一校準構件，該校準構件之一 端具有一平坦部，且其中使該另一光學元件被動校準之 步驟(k) ’包括促使該另一光學元件接觸該校準構件之校 準平面，以使光學元件與微透鏡結構作被動式校準。 74. 根據申請專利範圍第6 6項之用來製造被動式校準之微 透鏡結構之方法’其中該嵌入及固定該第一、第二圓柱 狀微透鏡之步驟（f)、（g)、（h) '⑴，係藉由使用自動裝置 完成。 75. —種雷射二極體系統，包括： -16- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS } A4規格（2丨0X297公釐）

   In ί ^^^1 HI ^^^1 I m· - - .....I ^^^1^SJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 4 63 5 0 as B8 C8 ----------- 08 六、申請專利範圍 ^^ ~ 一具有一表面之底板；. 該底板具有一第一校準部，其形狀及尺寸足以使該第 一微鏡片可嵌入並接觸該第一校準部，並藉此與該第一 校準部被動校準； 孩底板表面具有一第二校準部，其形狀及尺寸足以使 菽第二微鏡片可嵌入並接觸該第二校準部，並藉此與該 弟，一校準部被動校準； 一用來產生一輸出光束之雷射二極體，該輸出光束具有 一橢圓偏心； —置於該第一校準部以用來接收該輸出光束之第一圓柱 狀微透鏡’該第一微透鏡改變該橢圓形輸出光束之發散 性並將光束之偏心改變至所欲之偏心狀態，以產生一改 變光束； —置於該第二校準部而大致平行於該第一微透鏡以用來 接收孩改變光束之第二圓柱狀微透鏡，該第二微透鏡用 來修正該改變光束内之像散，以產生一具有較小像散之 修正光束；及 一光轴； M濟部令央榇準局員工消費合作社印褽 =| 1 nn ^^^1 ^^^1 i V7 nn ^^^1 ^^^1 i -J-iJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 遠光輕I位於各第一、第二圓柱狀微透鏡之圓柱狀光學 表面中心並與該表面垂直； 遠光轴位於一平行於該底板表面之平面上； 该光軸平行於該底板表面之校準部；且 因此該輸出光束會沿著該光抽前進並依序通過第一及 第二圓柱狀微透鏡。 17- 用中^準（CNS )八4麟（2丨〇)<297公釐） ABCD 466350 六、申請專利範圍 76.根據申請專利範圍第7 5項之雷射二極體系統，進一步 包括： 一底板； 該底板具有一第一校準部及一第二校準部； 該第一圓柱狀微透鏡嵌入該第一校準部内；該第二圓柱 狀微透鏡嵌入該第二校準部内；及 該雷射二極體位於該底板上，因此該雷射二極體與該第 一、第二微鏡片操作結合。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟.^t央榇準局員工消費合作社印製 本紙珉尺度適用中國國家標準（CMS ) A4C格（210X297公釐）