仿复眼式菲涅尔微透镜阵列的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及仿复眼式菲涅尔微透镜阵列结构，尤其涉及一种使用高精度单点金刚石车床制作仿复眼式菲涅尔微透镜阵列模具，然后使用聚烯烃材料模压形成的作仿复眼式菲涅尔微透镜阵列。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的进步，当前的仪器设备己朝着光、机、电集成的趋势发展。目前，微光学技术所制造出的微透镜与微透镜阵列以其体积小、重量轻、便于集成化、阵列化等优点，能构成许多新型的光学系统，完成传统光学元件无法完成的光学功能。
[0003]1992年，N.Franceschine等人讨论了在激光探测中使用正六角形孔径透镜阵列以增大探测视场和接收大视场内全部信息的视觉控制问题；1994年，S.0gata等人在理论上初步讨论了采用微透镜阵列模拟生物复眼的光学系统；1997年，西安光机所高应俊和刘德森对圆形孔径微透镜阵列仿生物复眼模型的光学系统进行了讨论。2005年，刘德森和他的研宄生在西南大学又研制出异形孔径(正方形和正六角形)变折射率自聚焦透镜和异形孔径自聚焦微透镜阵列。
[0004]但是，菲涅尔透镜是一种应用十分广泛的光学元件，其设计和制造涉及到多个技术领域。目前，菲涅耳衍射微透镜阵列的制作采用微电子加工工艺，目前己发展的多阶相位微浮雕结构的加工工艺方法有:光刻法、电子束刻蚀法、离子束刻蚀法、金刚石雕刻等方法。但是由于目前的菲涅尔微透镜阵列由于采用以上方法制作工艺和过程十分复杂。另外，制作出来的圆形和方形的菲涅尔微透镜阵列极限填充率小和相差不能同时达到最佳值，实用性不尚。
[0005]综上所述，需要设计发明一种极限填充率和相差能同时达到最佳值，而且工艺简单，制造成本低的菲涅尔微透镜阵列。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的，在于提供一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，其特征在于单个菲涅尔微透镜阵元采用正六边形结构，每一个菲涅尔微透镜的周围有六个与这个菲涅尔微透镜边长相同的正六边形菲涅尔微透镜。
[0007]上述的仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，其特征在于仿复眼式菲涅尔微透镜阵列每个菲涅尔微透镜的厚度一样，且单个菲涅尔微透镜的厚度随着同心圆直径的增大而变薄。
[0008]上述的仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，其特征在于使用高精度单点金刚石车床制作仿复眼式菲涅尔微透镜阵列模具，然后使用聚烯烃材料模压形成。
[0009]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是
[0010]本实用新型仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，由于其每个菲涅尔微透镜阵元呈正六边形状，与一般的微透镜阵列相比，其填充率高、具有较大视场角，在光学收集和变换方面具有良好性能。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例提供的一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列俯视图
[0012]图2为本实用新型实施例提供的一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列剖面图
[0013]图3为本实用新型实施例提供的一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列阵元俯视图
[0014]图4为本实用新型实施例提供的一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列阵元剖面图
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型做更进一步说明。
[0016]如图1所示，本实用新型提出的仿复眼式菲涅尔微透镜阵列物理结构剖面图，其整体都是用聚烯烃塑料材料压制形成的，(I)为单个菲涅尔微透镜阵元锯齿形凹槽。如图2所示，仿复眼式菲涅尔微透镜阵列中单个阵元是正六边形。
[0017]本实用新型提供了一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，如图3所示，仿复眼式菲涅尔微透镜阵列中单个阵元是正六边形，且每一个菲涅尔微透镜阵元的周围有6个与这个菲涅尔微透镜阵元边长相同的正六边形菲涅尔微透镜阵元。多个正六边形的菲涅尔微透镜阵元互相连接组合成仿复眼式菲涅尔微透镜阵列。如图4所示，为仿复眼式菲涅尔微透镜阵列剖面图。
[0018]仿复眼式菲涅尔微透镜阵列的加工是通过先用高精度单点金刚石车床加工仿复眼式菲涅尔微透镜阵列的铜金属模具，其外形为铜柱，铜柱直径为15_，然后在铜柱顶端用高精度单点金刚石车床进行车削，形成仿复眼式菲涅尔微透镜阵列模具，然后将聚烯烃塑料板平放在石英玻璃上，进行固定，然后将铜柱用可移动夹具夹住，对将仿复眼式菲涅尔微透镜阵列铜柱模具进行清洗加热，然后用铜柱模具在聚烯烃塑料板上压制形成单个菲涅尔微透镜阵元，以Imm为移动最小单位，移动铜柱模具，按照以上步骤，在聚烯烃塑料板上就可压制形成仿复眼式菲涅尔微透镜阵列。
[0019]以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，其特征在于单个菲涅尔微透镜阵元采用正六边形结构，每一个菲涅尔微透镜的周围有6个与这个菲涅尔微透镜边长相同的正六边形菲涅尔微透镜。2.根据权利要求1所述的仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，其特征在于仿复眼式菲涅尔微透镜阵列每个菲涅尔微透镜的厚度一样，且单个菲涅尔微透镜的厚度随着同心圆直径的增大而变薄。
【专利摘要】本实用新型公开了一种仿复眼式菲涅尔微透镜阵列，其中单个菲涅尔微透镜阵元直径在100μm左右，通过使用高精度单点金刚石车床进行加工仿复眼式菲涅尔微透镜阵列的金属模具，然后利用模具进行压制加工形成仿复眼式菲涅尔微透镜阵列。由于六边形孔径的微透镜阵列的光学综合性能是最好的，所以大多数生物复眼的小眼选择六边形孔径，本实用新型的菲涅尔微透镜阵列结构模仿生物复眼，将单个菲涅尔微透镜设计为正六边形，每一个菲涅尔微透镜的周围有六个与这个菲涅尔微透镜边长相同的正六边形菲涅尔微透镜。此菲涅尔透镜的微阵列的模具结构使用高精度单点金刚石车床易于实现，用该模具压制而成的微透镜阵列光学性能良好，具有较强的实用性。
【IPC分类】G02B3/08
【公开号】CN204666841
【申请号】CN201520166116
【发明人】郭富, 魏臻, 孙铭悦
【申请人】天津维富达科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月24日