用于提供高效平行光线的准直系统
阅读说明：本技术 用于提供高效平行光线的准直系统 (Collimation system for providing efficient parallel light rays ) 是由 单延泉 张广军 卞海溢 于 2018-09-21 设计创作，主要内容包括：提供了一种准直系统,其包括至少一个玻璃基板(11、12)和存在于基板(11、12)的至少一个侧面上的至少一个聚合物透镜(1、2、3、4)。还提供了一种组件,其包括准直系统、至少一个光源(22)和至少一个光源基板(21)。又提供了一种制造准直系统的方法,以及准直系统的用途,特别是用于3D成像及感测、距离测量、深度测量、面部识别和/或物体识别。(A collimating system is provided comprising at least one glass substrate (11, 12) and at least one polymer lens (1, 2, 3, 4) present on at least one side of the substrate (11, 12). An assembly comprising a collimation system, at least one light source (22) and at least one light source substrate (21) is also provided. A method of manufacturing a collimation system is also provided, as well as uses of the collimation system, in particular for 3D imaging and sensing, distance measurement, depth measurement, face recognition and/or object recognition.)
技术领域
本发明涉及一种准直系统。本发明提供了一种高效的平行光线系统，优选地用于深度测量或3D成像及感测。该准直系统包括至少一个玻璃基板和存在于基板的至少一个侧面上的至少一个聚合物透镜。本发明还涉及一种包括准直系统、至少一个光源以及至少一个光源基板的组件。本发明还涉及一种制造准直系统的方法以及该准直系统的用途，特别是用于3D成像及感测、距离测量、深度测量、面部识别、物体识别、动画、3D建模、3D扫描、移动支付、指纹传感器、增强现实/虚拟现实和/或面部美容。
背景技术
准直透镜的原理如图1所示。在理想的准直仪中，光源置于焦点位置S。光像S’在无限远处。来自准直仪的光是完全平行的。但是，实际上，因为每个组件都有公差，所以光源无法完全位于焦点位置，来自准直仪的光线也并不完全平行。存在孔径角θ，其为光路和光轴之间的角度，其可以代表由准直透镜产生的光线的平行度。孔径角θ越小，由准直透镜产生的光线越平行。
随着消费型电子产品(尤其是智能手机)的快速发展，越来越多的光学应用成为关注的焦点。准直透镜广泛地用于为3D成像及感测、面部识别以及距离测量等应用提供平行光线。这些透镜允许用户控制其设置的视野、采集效率以及空间分辨率，并允许用户配置照明及用来采样的采集角。
消费型电子产品每个元件需要低价、低功耗以及小尺寸来将其集成到当前产品中。晶圆级封装(WLP)是处理带有大量连接至外界的输入/输出的复杂集成电路(IC)的理想方案。可能还需要集成各种封装级别的电路功能，例如微处理和图形处理、现场可编程门阵列(FPGA)逻辑、动态和静态存储器、射频(RF)和模拟以及感测和驱动等，从而能够提供完整的系统。
如今，WLP工艺被广泛用于制造前置摄像头。各个光学组件与间隔件及有时与滤光片组合堆叠在一起，从而形成由数千个光学器件组成的单个晶圆尺寸的堆栈。然后将这些晶圆级光学器件(WLO)与图像传感器堆叠在一起，来制造摄像头。然而，关键技术还是在透明基板上复制UV聚合物。
相同的方法用于制造晶圆级准直透镜。但是，树脂和基板的可用性会受到限制。为了避免材料冲突，利用相同的材料制造常用WLO的透镜和基板。为了适应指定的应用，准直系统应具有良好的热导率、小尺寸以及高效率。
虽然先前的公开已经揭示了准直透镜中的不同结构部件或晶圆级封装方法或如何实现识别的光学设计，但是没有公开关于组件材料的有利选择。
虽然WO 2017/176213 A1示出了WLP方法，但是没有公开玻璃基板及聚合物透镜的组合。反而，由聚合物制成的基板是优选的。玻璃可以与聚合物以复合材料的形式结合存在于基板中。然而，建议将由玻璃制成的晶圆仅作为载体晶圆，即与实际基板不同且不具有任何聚合物透镜的晶圆。
WO 2017/039535 A1示出了一种WLO的制造方法，其公开的光学元件具有显著不同的结构，并且基于两个棱镜的一定设置。此外，其甚至没有公开玻璃基板和聚合物透镜的组合。
US 2017/0047362 A1公开了：厚度在整个光路中非常重要，并使用间隔件来调节总厚度。但是没有公开玻璃基板和聚合物透镜的组合。
然而，迄今为止，特别是不在与较高热负荷相关联的应用中，例如在将垂直腔表面发射激光器(VCSEL)或边缘发射激光器用作光源的应用中，还未实现高度平行的光。特别地，在产生高强度和高对比度光线的情况下，这种激光器会产生高温。热膨胀效应会导致焦点位置发生变化，从而使来自透镜的光线相互之间无法充分平行。
发明内容
因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点。特别地，本发明的目的是提供一种价格便宜但适合在包括VCSEL的应用中使用的准直系统。本发明的另一个目的是提供一种准直系统，该准直系统可以提供高效的平行光线。该准直系统应具有低温度变化和低热变形。
为了达到以上目的，事实证明，将玻璃基板和聚合物透镜组合是有利的。此外，特别重要的是相对于彼此控制玻璃和聚合物的CTE和热导率。特别地，应该选择热导率，从而减小温度变化。特别地，应该选择CTE，以减小温度变化对光学性能的影响，从而使准直系统即便在该条件下也可以提供高度平行的光线。
该准直系统例如可以用于TOF(飞行时间)、结构光以及立体视觉的技术方案。
该目的通过专利权利要求的主题得以实现。特别地，该目的通过一种准直系统实现，其包括至少一个玻璃基板和存在于基板的至少一个侧面上的至少一个聚合物透镜，其中，准直系统的孔径角θ小于15°，聚合物的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)与玻璃的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)之间的比率最多为40，并且其中玻璃的热导率(在89℃)和聚合物的热导率(在89℃)之间的差最多为1.1W/(m*K)。
本发明的准直系统包括至少一个玻璃基板和存在于基板的至少一个侧面上的至少一个聚合物透镜。优选地，聚合物透镜直接被粘附至玻璃基板。换句话说，优选地，在聚合物透镜与玻璃基板之间不存在粘合剂层或中间层。然而，在某些实施例中，在玻璃基板与聚合物透镜之间可以存在一个或多个中间层。
聚合物透镜包括聚合物材料，其含量优选为至少90wt％、更优选至少95wt％、更优选至少98wt％、更优选至少99wt％。优选地，聚合物透镜基本上由聚合物材料组成。因此，其它组分最多以含量不超过0.1wt％作为杂质存在。特别地，聚合物透镜不是包含含量大于0.1wt％的其它材料的复合材料。
优选地，玻璃基板基本上由玻璃组成。因此，优选地，其它组分最多以含量不超过0.1％作为杂质存在。特别地，玻璃基板优选地不是包含含量大于0.1wt％的除玻璃之外的其它材料的复合材料。在一些实施例中，可以在基板不具有透镜的区域中将涂层特别是Cr涂层施加到玻璃基板上。该涂层有助于减少杂散光。
准直系统的孔径角θ小于15°、优选小于10°、更优选小于5°、更优选小于2°、更优选小于1°、更优选小于0.5°、更优选小于0.1°、更优选小于0.01°。
本发明示出了一种基于玻璃基板和至少一个聚合物透镜组合的针对现有技术问题的解决方案。容易模制的聚合物透镜被压印在玻璃基板上。与聚合物材料相比，玻璃是CTE较小的材料。玻璃的温度变化较小。同时，与聚合物相比，玻璃在抗变形性能方面具有优势。玻璃硬度大、耐热性好。
然而，将玻璃基板和聚合物透镜的组合用于准直系统很复杂。重要的是，必须选择材料以免影响焦距和光强度。特别地，即使在包括VCSEL在内的与温度升高相关联的应用中，准直系统也应提供高度平行的光线。发明人已经发现了在准直系统中将玻璃基板和聚合物透镜组合的方案。值得注意的是，必须谨慎地选择用于玻璃基板的玻璃。事实证明，以下影响因素对于获得具有优异性能特别是能产生高度平行光线的准直系统特别重要。
如上所述，准直系统的基板可能经受大量的热量，特别是在包括VCSEL的应用中产生的热量。因此，如果基板材料具有较高热导率，则是有利的。从材料角度看，金属虽然具有最佳的热导率，但是不透明。玻璃是透明组中的良好热导率材料，其热导率比聚合物好得多，并且与聚合物相比可以更有效地减小温度变化。重要的是，本发明的准直系统包括玻璃基板。此外，本发明的准直系统可包括一个或多个间隔件，优选玻璃间隔件。在准直系统包括一个以上玻璃基板(例如两个玻璃基板)的实施例中，间隔件(尤其是玻璃间隔件)特别有用。优选地，间隔件(特别是玻璃间隔件)位于两个玻璃基板之间，使得两个玻璃基板相互隔开，并将它们定位在准直系统中距彼此一定的距离处。优选地，间隔件是玻璃间隔件。优选地，玻璃间隔件和玻璃基板具有相同的玻璃组成。从光学的观点以及为了使准直系统中潜在的机械应力(例如由热负荷条件下的不同膨胀性能引起的机械应力)减至最小，这是有利的。因此，如果本文描述了玻璃性能或玻璃组成特征，则它们优选地指玻璃基板中的玻璃和任选存在于的玻璃间隔件的玻璃。此外，除非另有说明，否则本说明书中的“聚合物”是指聚合物透镜的聚合物。优选地，间隔件的材料选自由玻璃、聚合物、陶瓷以及金属组成的组。更优选地，间隔件是玻璃间隔件。
优选地，在89℃，玻璃的热导率在0.7W/(m*K)至1.4W/(m*K)、更优选0.75W/(m*K)至1.3W/(m*K)、更优选0.85W/(m*K)至1.25W/(m*K)、更优选1.0W/(m*K)至1.2W/(m*K)的范围内。
优选地，在89℃，聚合物的热导率在0.05W/(m*K)至0.6W/(m*K)、更优选0.1W/(m*K)至0.5W/(m*K)、更优选0.15W/(m*K)至0.4W/(m*K)、更优选0.2W/(m*K)至0.3W/(m*K)的范围内。
优选地，热导率根据ISO 22007-2：2015(E)来确定。
如果玻璃的热导率与聚合物的热导率之间的差不是很大，则是有利的，这对于即使在增加热负荷的情况下提供高度平行的光线也是特别有利的。89℃的玻璃的热导率与89℃的聚合物的热导率之间的差最大为1.1W/(m*K)、优选最大为1.0W/(m*K)、更优选最大为0.95W/(m*K)、更优选最大为0.9W/(m*K)、更优选最大为0.85W/(m*K)。
此外，如果玻璃的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)相当低，则是有利的。重要地，CTE越小，热冲击时厚度和折射率的变化就越小。因此，与较大的CTE相比，较小的CTE还与热冲击时焦点位置的较小变化相关联。优选地，玻璃的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)最多为15ppm/K、更优选最多为12ppm/K、更优选最多为10ppm/K。
如果聚合物的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)不太大，则是有利的，从而避免温度变化导致的材料性能的较大变化。然而，与本发明玻璃的CTE相比，通常合适的聚合物的CTE实质上大的多。优选地，聚合物的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)小于200ppm/K、更优选小于150ppm/K。
优选地，根据ISO 7991：1987(E)来确定CTE(特别是玻璃的CTE)。也可以根据ISO11359-2：1999(en)来确定CTE(特别是聚合物的CTE)。技术人员还知道用于确定CTE的其它合适的选项。
由于另外的原因，聚合物较小的CTE也是有利的。实际上，如果聚合物的CTE与玻璃的CTE之间的差比较小，则是有利的。换句话说，聚合物的CTE与玻璃的CTE之间的比率不应超过特定值，这样可以减少玻璃基板和聚合物透镜组装之后由温度变化引起的应力。值得注意的是，较高应力会在后续切割过程中增加裂纹率。此外，即使在热负荷增加的情况下，聚合物的CTE与玻璃的CTE之间的小差值也有利于提供高度平行的光线。聚合物的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)与玻璃的CTE(在30℃至40℃的温度范围内)之间的比率最多为40、优选最多为30、更优选最多为25、更优选最多为20、更优选最多为15、更优选最多为10。
准直系统整体的尺寸非常重要，特别是在消费电子产品中。市场趋势是越薄越好。值得注意的是，玻璃在提供足够强度的同时还可用作更薄基板的良好材料。优选地，玻璃基板的厚度在30μm至1000μm、更优选50μm至800μm、更优选70μm至700μm、更优选100μm至600μm的范围内。在一些优选的实施例中，玻璃基板的厚度最多为400μm、更优选最多为300μm、更优选最多为250μm、更优选最多为200μm。
优选地，间隔件(特别是玻璃间隔件)的厚度在45μm至1000μm、更优选75μm至1000μm、更优选100μm至1000μm的范围内。优选地，选择间隔件(特别是玻璃间隔件)的厚度使得玻璃基板相互隔开一定距离，从而避免可能存在于基板一个侧面上的聚合物透镜与另一基板或可能位于另一基板上的聚合物透镜之间的直接物理接触，其中，这两个基板彼此相对。
如果玻璃具有较小的厚度变化，特别是较小的局部厚度变化(LTV)和/或较小的总厚度变化(TTV)，则也是有利的。玻璃基板和/或间隔件(特别是玻璃间隔件)的厚度变化也影响焦点位置，使得较大的变化与较大的孔径角θ相关联，进而与较不平行的光线相关联。LTV是基板和/或间隔件表面的一侧内的最高点和最低点之间的差。因此，LTV描述了作为表面上的表面质量特征的局部厚度波动。优选地，在25mm2表面上的玻璃基板和/或间隔件(特别是玻璃间隔件)的LTV小于5μm、更优选小于2μm。
TTV(总厚度变化)应理解为玻璃基板和/或间隔件表面上相对于侧面的最高和最低突起之间的差。因此，TTV描述了玻璃基板和/或间隔件内部的厚度变化。优选地，玻璃基板和/或间隔件(特别是玻璃间隔件)的TTV小于40μm、更优选小于30μm、更优选小于20μm、更优选小于16μm、更优选小于14μm、更优选小于12μm、更优选小于10μm、更优选小于8μm、更优选小于6μm、更优选小于4μm。优选地，根据SEMI MF 1530GBIR来确定TTV。
另一个重要的方面是折射率nd。虽然较大的折射率nd可以减小总包装尺寸，但聚合物透镜材料很难获得高折射率nd。优选地，聚合物透镜的聚合物的折射率nd在1.40至1.60、更优选1.42至1.58、更优选1.44至1.56、更优选1.45至1.55、更优选1.46至1.54的范围内。
优选地，玻璃的折射率nd在1.45至1.90、更优选1.46至1.80、更优选1.47至1.70、更优选1.48至1.65、更优选1.49至1.60、更优选1.50至1.54的范围内。
通过玻璃和聚合物材料的折射率之间小的差值可以获得特别好的光学性能。否则，两种材料之间边界上的光损失会削弱光强度，这会影响应用中的成像质量。此外，小的差值也有利于获得高度平行的光线。优选地，玻璃的折射率nd与聚合物的折射率nd之间的差小于0.5、更优选小于0.4、更优选小于0.3、更优选小于0.2、更优选小于0.1、更优选小于0.06、更优选小于0.05、更优选小于0.04、更优选小于0.03、更优选小于0.02、更优选小于0.01。
另一个重要的方面是玻璃基板与聚合物透镜之间的结合强度。特别地，在准直系统的使用寿命期间，聚合物透镜应很好地粘附于玻璃基板。例如可以通过选择有利的玻璃表面性能，特别是借助聚合物来提高玻璃润湿性的那些表面性能来提高结合强度。优选地，本发明的玻璃具有小于1nm的表面粗糙度Ra。
优选地，在玻璃基板与聚合物透镜之间，特别是两者之间的清洁表面上获得小于25°的接触角。
根据本发明的某些方面，玻璃基板的玻璃可以被切割、切块、涂覆、化学钢化、蚀刻和/或结构化。
优选地，特别是在380nm至1200nm的波长范围内，本发明的玻璃基板和聚合物透镜具有大于90％的透射率，从而获得特别良好的光学性能。本说明书中使用的术语“透射率”是指总透射率，进一步指的是玻璃基板和/或聚合物透镜后面的光强度与最初施加的光强度的百分比。
优选地，玻璃选自由硅酸盐玻璃(特别是钠钙玻璃)、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃以及铝硼硅酸盐玻璃组成的组。硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃和钠钙玻璃是特别优选的。
在本发明优选的实施例中，玻璃优选地包括以下所示范围内的以重量百分比计的组分：
组分
重量百分比
SiO<sub>2</sub>
63-85
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0-10
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
5-20
Li<sub>2</sub>O+Na<sub>2</sub>O+K<sub>2</sub>O
2-14
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO
0-12
TiO<sub>2</sub>+ZrO<sub>2</sub>
0-5
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
0-2
在本发明优选的实施例中，玻璃优选地包括以下所示范围内的以重量百分比计的组分：
在本发明优选的实施例中，玻璃优选地包括以下所示范围内的以重量百分比计的组分：
组分
重量百分比
SiO<sub>2</sub>
58-65
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
14-25
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
6-10.5
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO
8-18
ZnO
0-2
在本发明优选的实施例中，玻璃优选地包括以下所示范围内的以重量百分比计的组分：
在本发明优选的实施例中，玻璃优选地包括以下所示范围内的以重量百分比计的组分：
组分
重量百分比
SiO<sub>2</sub>
52-66
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0-8
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
15-25
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO
0-6
ZrO<sub>2</sub>
0-2.5
Li<sub>2</sub>O+Na<sub>2</sub>O+K<sub>2</sub>O
4-30
TiO<sub>2</sub>+CeO<sub>2</sub>
0-2.5
在上述玻璃组成中，以0至2wt％的量使用As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F和/或CeO2作为精制剂。
优选地，聚合物透镜的聚合物是树脂，其优选地选自由环氧树脂和丙烯酸树脂组成的组，其中，环氧树脂是特别优选的。特别优选的聚合物是选自由DELO KATIOBONDOM614、DELO KATIOBOND AD VE 18499和DELO KATIOBOND OM VE 110021组成的组的环氧树脂。此类环氧树脂由DELO工业粘合剂公司(温达赫，德国)提供。
如上所述，本发明涉及一种准直系统，该准直系统包括至少一个玻璃基板和存在于基板的至少一个侧面上的至少一个聚合物透镜。
本发明的玻璃基板优选地具有片或盘或板的形式。换句话说，基板的长度和宽度优选地比其厚度大得多。或者在具有圆形基部区域的情况下，直径比基板的厚度大得多。优选地，术语“大得多”指的是基板的长度、宽度或直径比其厚度大至少5倍、更优选至少10倍、更优选至少20倍、更优选至少30倍、更优选至少40倍、更优选至少50倍。片状基板具有可以称为基板“侧面”的两个主表面。因此，该基板具有两个侧面。
优选地，聚合物透镜位于基板的两个侧面。更优选地，聚合物透镜在玻璃基板的两个侧面中的每一个上的数量相等。优选地，聚合物透镜被定位，使得基板一个侧面上的每个透镜在基板的另一个侧面上具有对应的透镜。优选地，对应的透镜基本上相互对齐。换句话说，对应的透镜优选为在基板的相对侧面上具有相同的光轴的透镜，或者为在基板的相对侧面上的透镜，其光轴彼此偏离的幅度至多为基板表面上透镜的直径的10％、更优选5％、更优选2％、更优选1％。
聚合物透镜在准直系统中的总数量为至少1、优选至少2、更优选至少3、更优选至少4、更优选至少6。优选地，聚合物透镜在基板一个侧面上的总数量为至少1、优选至少2、更优选至少3、更优选至少4、更优选至少6、更优选至少10、更优选至少20、更优选至少30、更优选至少40、更优选至少50。优选地，聚合物透镜在基板两个侧面中的每一个上的总数量为至少1、优选至少2、更优选至少3、更优选至少4、更优选至少6、更优选至少10、更优选至少20、更优选至少30、更优选至少40、更优选至少50。
优选地，准直系统包括两个玻璃基板。优选地，两个玻璃基板由间隔件(特别是玻璃间隔件)隔开。优选地，玻璃间隔件和玻璃基板具有相同的玻璃组成。优选地，在由间隔件(特别是玻璃间隔件)隔开的玻璃基板上的聚合物透镜的位置处，间隔件(特别是玻璃间隔件)具有多个孔。因为避免了间隔件特别是玻璃间隔件与聚合物透镜之间的物理接触，所以这类孔是有利的。
在某些实施例中，准直系统可以进一步包括至少一个光导，其对于改变光路是有利的。
本发明还涉及一种组件；该组件包括本发明的准直系统，还包括至少一个光源和至少一个光源基板。光源优选激光光源，更优选垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。光源基板优选激光光源基板，更优选VCSEL基板。其中，光源、优选激光光源、更优选VCSEL位于光源基板、优选激光光源基板、更优选VCSEL基板的一个侧面上。优选地，激光光源基板、优选激光光源基板、更优选VCSEL基板经由粘合剂与准直系统的一个玻璃基板连接。该组件也可以称为光学组件。优选地，光源、优选激光光源、更优选VCSEL的最大发射波长在700nm至1200nm、更优选700nm至1000nm、更优选800nm至1000nm、更优选825nm至950nm的范围内。特别优选的光源、优选激光光源、更优选VCSEL的最大发射波长在840nm至860nm或930nm至950nm的范围内。最大发射波长在840nm至860nm范围内的光源、优选激光光源、更优选VCSEL对于面部/物体识别，尤其是面部或个人检测十分有用。最大发射波长在930nm至950nm范围内的光源、优选激光光源、更优选VCSEL可用于减少环境光的影响。
本发明还涉及一种用于制造根据本发明的准直系统的方法，该方法包括以下步骤：
a)提供至少一个玻璃基板，以及
b)将至少一个聚合物透镜定位在基板的至少一个侧面上。
优选地，将聚合物透镜定位在基板上的步骤包括以下步骤：
b1)在预定位置将液态聚合物树脂滴到基板上，以及
b2)固化聚合物树脂。
优选地，通过UV光或热法固化聚合物树脂。优选地，通过UV光固化聚合物树脂。
本发明还涉及其准直系统在3D成像及感测、距离测量、深度测量、面部识别、物体识别、动画、3D建模、3D扫描、移动支付、指纹传感器、增强现实/虚拟现实和/或面部美容方面的用途。
附图说明
图1示意性地示出了准直透镜102的原理(如垂直的上下箭头所示)。在准直透镜102的焦点位置S上存在发光器101(如圆圈所示)。光像的位置由S'表示。孔径角θ表示光路(如箭头所示)与光轴(如水平虚线所示)之间的夹角，它可以代表准直透镜102产生的光的平行度。
图2示意性地示出了微透镜阵列201的俯视图。多个聚合物透镜203位于圆形玻璃基板202上。
图3示意性地示出了包括本发明的准直系统的组件的部分横截面。如图2所示，准直系统可以包括多个聚合物透镜。但是为了更好地理解，图3仅示出了一个这样的聚合物透镜1。聚合物透镜1位于玻璃基板11的上侧面上。玻璃基板11的下侧面经由粘合剂23连接到VCSEL(垂直腔表面发射激光器)基板21的上侧面。该组件还包括位于VCSEL基板21的上侧面上的VCSEL 22。
图4示意性地示出了包括本发明的准直系统的组件的部分横截面。图4的准直系统与图3的准直系统的不同之处在于，图4的准直系统包括一个位于玻璃基板11的上侧面的聚合物透镜2以及另一个位于玻璃基板11的下侧面的聚合物透镜1。聚合物透镜2和聚合物透镜1相互对齐，且具有相同的光轴(未示出)。玻璃基板11的下侧面经由粘合剂23连接到VCSEL基板21的上侧面。该组件还包括位于VCSEL基板21的上侧面上的VCSEL 22。
图5示意性地示出了包括本发明的准直系统的组件的部分横截面。图5的准直系统包括两个玻璃基板11、12。聚合物透镜4位于上玻璃基板12的上侧面。聚合物透镜3位于上玻璃基板12的下侧面。聚合物透镜2位于下玻璃基板11的上侧面。聚合物透镜1位于下玻璃基板11的下侧面。聚合物透镜相互对齐且具有相同的光轴(未示出)。下玻璃基板11的下侧面经由粘合剂23连接到VCSEL基板21的上侧面。该组件还包括位于VCSEL基板21上侧面的VCSEL22。上玻璃基板12和下玻璃基板11由间隔件24(特别是玻璃间隔件24)隔开。间隔件24(特别是玻璃间隔件24)包括用于容纳聚合物透镜3和2的凹部。选择间隔件24(特别是玻璃间隔件24)的厚度使玻璃基板12和11相互隔开一定距离，从而避免聚合物透镜3和2之间的直接物理接触。如图5所示，透镜3和2具有匹配的曲线形状，可以帮助减少色差。
具体实施方式
实施例1
通过选择以下材料来模拟如图3所示的准直模块：
具有以下组成的玻璃基板(玻璃1)：
聚合物透镜材料：DELO OM614。
工作温度25℃至60℃。
入射光波长：940nm。
原始透镜尺寸：弦长2mm，高度0.2mm。
模拟结果：
孔径角θ＝0.00156°。
因此，通过结合玻璃1和OM614聚合物透镜实现了非常低的孔径角。
实施例2
通过选择以下材料来模拟如图3所示的准直模块：
具有以下组成的玻璃基板(玻璃2)：
组分
重量百分比
SiO<sub>2</sub>
61
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
11
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
18
MgO
3
CaO
4
BaO
3
聚合物透镜材料：DELO OM614。
工作温度25℃至60℃。
入射光波长：940nm。
原始透镜尺寸：弦长2mm，高度0.2mm。
模拟结果：
孔径角θ＝0.00164°。
因此，通过结合玻璃2和OM614聚合物透镜实现了非常低的孔径角。
实施例3
通过选择以下材料来模拟如图3所示的准直模块：
具有以下组成的玻璃基板(玻璃3)：
组分
重量百分比
SiO<sub>2</sub>
70
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0.1
Na<sub>2</sub>O
10
K<sub>2</sub>O
8
ZnO
4
CaO
6
BaO
2.5
聚合物透镜材料：DELO OM614。
工作温度25℃至60℃。
入射光波长：940nm。
原始透镜尺寸：弦长2mm，高度0.2mm。
模拟结果：
孔径角θ＝0.00257°。
因此，通过结合玻璃3和OM614聚合物透镜实现了非常低的孔径角。
附图标记列表
1 聚合物透镜
2 聚合物透镜
3 聚合物透镜
4 聚合物透镜
11 玻璃基板
12 玻璃基板
21 光源基板，特别是VCSEL(垂直腔表面发射激光器)基板
22 光源，特别是VCSEL
23 粘合剂
24 间隔件，特别是玻璃间隔件
101 发光器
102 准直透镜
201 微透镜阵列
202 玻璃基板
203 聚合物透镜
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