微透镜阵列的制备方法、微透镜阵列及屏下指纹模组技术

本发明专利技术提供一种微透镜阵列的制备方法、微透镜阵列及屏下指纹模组，其中所述微透镜阵列具有相反的第一侧和第二侧，所述第二侧具有凹陷部，所述制备方法包括，S101：制备或提供与微透镜阵列的第一侧的面形相对应的第一母版；S102：制备或提供与微透镜阵列的第二侧的面形相对应的第二母版；S103：利用所述第一母版，通过透镜基材形成所述微透镜阵列的第一侧的面形；S104：利用所述第二母版，通过透镜基材形成所述微透镜阵列的第二侧的面形；S105：向所述凹陷部填涂吸光材料；和S106：使所述吸光材料固化，形成微透镜阵列的遮光部。通过本发明专利技术的实施例，有效防止了微透镜间大角度光线的串扰，提高了入射光透过微透镜后的成像效果，并提高了微透镜的聚光效率。提高了微透镜的聚光效率。提高了微透镜的聚光效率。

【技术实现步骤摘要】
微透镜阵列的制备方法、微透镜阵列及屏下指纹模组


[0001]本专利技术大致涉及光学
，尤其涉及一种微透镜阵列的制备方法、微透镜阵列及屏下指纹模组。

技术介绍

[0002]现有技术中的微透镜阵列是通过将多个微透镜设置在透明光学材料基底上。如图1所示，当入射光透过该种结构的微透镜时，也可能会透过与其相邻的微透镜，不同透镜之间光线发生相互串扰，易导致信噪比低，进而影响成像质量。除此以外，如图2所示，也可以利用光刻技术做一层或者多层遮光层，但此种做法的缺点是成本高。而且，为了防止光线串扰，微透镜阵列中的通光孔径开口设置的较小，从而影响了入射光的透过率，进而影响了成像面的照度及均匀性。另外，使用单层或多层遮光层的结构，会导致一些大角度的光也容易透过，从而导致信噪比降低。
[0003]
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本专利技术提供一种微透镜阵列的制备方法，其中所述微透镜阵列具有相反的第一侧和第二侧，所述第二侧具有凹陷部，所述制备方法包括：
[0005]S101：制备或提供与微透镜阵列的第一侧的面形相对应的第一母版；
[0006]S102：制备或提供与微透镜阵列的第二侧的面形相对应的第二母版；
[0007]S103：利用所述第一母版，通过透镜基材形成所述微透镜阵列的第一侧的面形；
[0008]S104：利用所述第二母版，通过透镜基材形成所述微透镜阵列的第二侧的面形；<br/>[0009]S105：向所述凹陷部填涂吸光材料；和
[0010]S106：使所述吸光材料固化，形成微透镜阵列的遮光部。
[0011]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S101包括：通过激光直写、光刻或者超精密机床将所述微透镜阵列的第一侧的面形加工成第一母版；所述步骤S102包括：通过激光直写、光刻或者超精密机床将所述微透镜阵列的第二侧的面形加工成第二母版。
[0012]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S105还包括：控制所述吸光材料的量，使所述吸光材料固化后形成的遮光部的外表面不高于所述第二侧上与所述遮光部相邻的表面。
[0013]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S103和S104通过压印工艺实施，所述压印工艺包括纳米压印。
[0014]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S103和S104对不同的透镜基材实施；所述制备方法还包括：将形成有所述第一侧面形的透镜基材和形成有所述第二侧面形的透镜基材粘结起来。
[0015]根据本专利技术的一个方面，其中所述步骤S103和S104通过下面的方式实施：
[0016]在所述第一母版上涂覆所述透镜基材；
[0017]将所述第二母版和所述第一母版对准压合，形成所述微透镜阵列的第一侧和第二侧。
[0018]根据本专利技术的一个方面，还包括：调节所述第一母版和所述第二母版之间的间距。
[0019]本专利技术还涉及一种微透镜阵列，包括：
[0020]透光本体，所述透光本体具有相反的第一侧和第二侧，所述第一侧上具有多个微透镜，所述第二侧具有凹陷部；
[0021]遮光部，所述遮光部填充于所述凹陷部。
[0022]根据本专利技术的一个方面，其中所述遮光部的外表面不高于所述第二侧上与其相邻的平面。
[0023]根据本专利技术的一个方面，其中所述微透镜阵列中的单个微透镜的宽度为DL，所述遮光部的横截面为梯形，梯形遮光部的高为H1，所述微透镜阵列的高为H2,图像传感器像元的尺寸为W，其中DL≤W/3，H1＜H2。
[0024]根据本专利技术的一个方面，其中所述梯形遮光部的高H1的范围为30μm～100μm，所述微透镜阵列的高H2的范围为35μm～115μm。
[0025]根据本专利技术的一个方面，其中所述微透镜阵列中的单个微透镜的宽度为DL，所述遮光部的横截面为梯形，梯形遮光部的高为H1，内表面的开孔直径为D1，所述微透镜阵列的高为H2,所述D1满足0.9*H1*DL/H2≤D1≤DL。
[0026]根据本专利技术的一个方面，其中所述遮光部的横截面为梯形，梯形遮光部的外表面的开孔直径为D2，所述D2的范围为2μm～10μm。
[0027]根据本专利技术的一个方面，其中所述遮光部的折射率大于等于所述透光本体的折射率，且两者折射率差小于0.25。
[0028]本专利技术还涉及一种屏下指纹模组，包括如上任一项所述的微透镜阵列。
[0029]本专利技术的实施例涉及一种微透镜阵列的制备方法、微透镜阵列及包括其的屏下指纹模组。所述微透镜阵列是指一定数量微纳尺度的球面，非球面或自由曲面透镜的排列组合，它不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且具有单元尺寸小、轻薄、集成度高等特点。所述微透镜阵列光学元件可广泛应用于生物识别如屏下指纹识别模组、手机、相机及其他成像电子设备，较传统透镜方案更轻薄。但微透镜阵列相邻透镜之间的大角度的光线通常易形成串扰，导致信噪比降低或者降低成像质量，因此需要设计吸光的结构来遮挡入射角较大的杂光。
附图说明
[0030]构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
[0031]图1示出了现有技术中微透镜阵列的结构图；
[0032]图2示出了现有技术中具有单层或多层遮光层的微透镜阵列的结构图；
[0033]图3示出了根据本专利技术一个实施例的微透镜阵列制备方法的流程图；
[0034]图4示出了根据本专利技术一个实施例的微透镜阵列的结构图；
[0035]图5示出了根据本专利技术一个实施例的第一母版的示意图；
[0036]图6示出了根据本专利技术一个实施例的微透镜阵列的第一侧的示意图；
[0037]图7示出了根据本专利技术一个实施例的第二母版的示意图；
[0038]图8示出了根据本专利技术一个实施例的微透镜阵列的第一侧和第二侧的示意图；
[0039]图9示出了根据本专利技术一个实施例的微透镜阵列的凹陷部填涂的示意图；
[0040]图10示出了根据本专利技术一个实施例的调节微透镜阵列中间层厚度的示意图；
[0041]图11示出了根据本专利技术一个实施例的微透镜阵列和图像传感器的示意图；
[0042]图12示出了包括本专利技术一个实施例的立体式光阑微透镜阵列的光学模组的示意图；和
[0043]图13示出了根据本专利技术与现有技术设计的微透镜阵列的信噪比的对比图。
具体实施方式
[0044]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0045]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微透镜阵列的制备方法，其中所述微透镜阵列具有相反的第一侧和第二侧，所述第二侧具有凹陷部，所述制备方法包括：S101：制备或提供与微透镜阵列的第一侧的面形相对应的第一母版；S102：制备或提供与微透镜阵列的第二侧的面形相对应的第二母版；S103：利用所述第一母版，通过透镜基材形成所述微透镜阵列的第一侧的面形；S104：利用所述第二母版，通过透镜基材形成所述微透镜阵列的第二侧的面形；S105：向所述凹陷部填涂吸光材料；和S106：使所述吸光材料固化，形成微透镜阵列的遮光部。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述步骤S101包括：通过激光直写、光刻或者超精密机床将所述微透镜阵列的第一侧的面形加工成第一母版；所述步骤S102包括：通过激光直写、光刻或者超精密机床将所述微透镜阵列的第二侧的面形加工成第二母版。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述步骤S105还包括：控制所述吸光材料的量，使所述吸光材料固化后形成的遮光部的外表面不高于所述第二侧上与所述遮光部相邻的表面。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其中所述步骤S103和S104通过压印工艺实施，所述压印工艺包括纳米压印。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中所述步骤S103和S104对不同的透镜基材实施；所述制备方法还包括：将形成有所述第一侧面形的透镜基材和形成有所述第二侧面形的透镜基材粘结起来。6.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其中所述步骤S103和S104通过下面的方式实施：在所述第一母版上涂覆所述透镜基材；将所述第二母版和所述第一母版对...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗群，梅晶晶，王天寅，
申请(专利权)人：上海悠睿光学有限公司，
类型：发明
国别省市：