CN116583765A - 光学角度滤波器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种角度滤波器(23)，包括微透镜(29)的阵列(27)；第一树脂层中的孔径(33)的第一矩阵(31)以及第二树脂层中的孔径(39)的第二矩阵(37)，第一树脂至少阻挡第一辐射(203)，并且第二树脂阻挡不同于第一辐射的第二辐射(201)。

Description

光学角度滤波器

本申请基于2020年12月14日提交的题为“Filtre angulaire optique”的法国专利申请FR2013145，并且要求其优先权，该申请经法律授权通过引用纳入本文。

技术领域

本公开涉及角度光学滤波器。

更特别地，本公开涉及旨在光学系统(例如，成像系统)内使用的角度滤波器。

背景技术

角度滤波器或滤波器是一种能够根据辐射的入射角来过滤入射辐射并因此阻挡具有大于最大入射角的入射角的射线的设备。角度滤波器经常会与图像传感器相关联地使用。

发明内容

需要改进已知的角度滤波器。

实施例克服了已知的角度滤波器的全部或部分缺点。

实施例提供了一种角度滤波器，包括：微透镜的阵列；第一树脂层中的开口的第一阵列；以及第二树脂层中的开口的第二阵列，第一树脂至少阻挡第一辐射，并且第二树脂阻挡不同于第一辐射的第二辐射。

根据实施例，第一辐射对应于具有在700nm至1,700nm范围内，优选地在820nm至870nm或从910nm至970nm范围内的波长的辐射。

根据实施例，第二辐射对应于具有在400nm至600nm范围内，优选地在470nm至600nm范围内的波长的辐射。

根据实施例，第二辐射对应于具有在600nm至700nm范围内，优选地在600nm至680nm范围内的波长的辐射。

根据实施例，第一阵列的开口在垂直于开口的轴线的方向上比第二阵列的开口在所述方向上具有更大的表面积。这有利地能够受益于相对于第一辐射的第二辐射的更有效(更强)的过滤。当分辨率需要根据波长在图像中不同时，这是特别有利的。例如，当第一波长或第一辐射(例如，可见+红外)中待成像的物体相对较大时(在这种情况下，较轻的过滤是优选的)，以及第二波长或第二辐射(例如，仅可见)中待成像的物体相对较薄时(在这种情况下，较强的过滤是优选的)。

根据实施例，第一阵列的每个开口具有与第二阵列的开口以及与微透镜的光学轴线对齐的中心。

根据实施例，角度滤波器包括：开口的第一阵列与开口的第二阵列之间的保护层。

根据实施例，第一树脂阻挡第一辐射。

根据实施例，第二树脂阻挡第二辐射。

根据实施例，第一阵列的开口是例如被填充有对第二辐射和/或第一辐射透明的材料的孔。

根据实施例，第二阵列的开口是例如被填充有对第二辐射和/或第一辐射透明的材料的孔。

实施例提供了一种制造方法，包括以下步骤：

a.在微透镜的阵列的表面上形成第一树脂层，使得第一树脂和微透镜的平坦表面彼此相对；

b.用光辐射通过微透镜的阵列照射第一树脂层，并且显影以在第一树脂中形成开口的第一阵列；

c.在开口的第一阵列上，在与微透镜阵列相对的表面上形成第二树脂层；以及

d.用光辐射通过微透镜的阵列照射第二树脂层，并且显影以在第二树脂中形成开口的第二阵列，

从而获得诸如上文所描述的角度滤波器。

根据实施例，该方法包括以下步骤：

a.在微透镜的阵列的表面上形成透明树脂层，使得透明树脂和微透镜的平面表面彼此相对；

b.用光辐射通过微透镜的阵列照射透明树脂层，显影以在透明树脂中形成衬垫的第一阵列，并且用第一树脂填充衬垫之间的空间；

c.在第一阵列上，在与微透镜阵列相对的表面上形成另一透明树脂层；以及

d.用光辐射通过微透镜的阵列照射另一透明树脂层，显影以在透明树脂中形成衬垫的第二阵列，并且用第二树脂填充衬垫之间的空间，

从而获得诸如上文所描述的角度滤波器。

根据实施例，步骤d)的光辐射是准直辐射。

根据实施例，步骤b)的光辐射是比步骤d)的光辐射更少准直的辐射。

根据实施例，在步骤b)和d)中光辐射完全相同并且被准直。

根据实施例，步骤b)和步骤d)处的光线是紫外辐射。

根据实施例，该方法在步骤b)和步骤c)之间包括步骤e)，即在第一阵列的顶部上且与第一阵列接触形成保护层。

实施例提供了一种图像传感器，包括至少：

由光电探测器的阵列形成的图像传感器；以及

诸如上文所描述的角度滤波器。

附图说明

前述特征和优点以及其他特征和优点将在具体实施例的公开内容的剩余部分中详细描述，这些实施例是参照附图通过说明性而非限制性的方式给出的，在附图中：

图1以局部且简化的框图示出了图像采集系统的实施例；

图2以局部且简化的横截面视图显示了包括角度滤波器的图像采集设备的实施例；

图3以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的步骤；

图4以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的另一步骤；

图5以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤；

图6以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤；

图7以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤；以及

图8以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤；

具体实施方式

相同的特征在各个图中已经由相同的附图标记标明。特别地，在各种实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以设置完全相同的结构、尺寸和材料性质。

为了清楚起见，仅示出和详细描述了对于理解本文中描述的实施例有用的步骤和元件。特别地，在本公开中仅描述了角度滤波器，将不描述图像传感器以及形成处理单元的元件。

除非另有说明，否则当提到连接在一起的两个元件时，这表示除了导体以外没有任何中间元件的直接连接，并且当提到耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或多个其他元件耦合。

在以下公开中，当提到绝对位置限定词，诸如术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“左边”、“右边”等，或相对位置限定词，诸如术语“上面”、“下面”、“上部”、“下部”等，或取向的限定词，诸如术语“水平”、“竖直”等时，除非另有说明，否则是指图的取向。

除非另有说明，否则表达“大约(around)”、“近似(approximately)”、“基本上(substantially)”和“以……的数量级(in the order of)”表示在10％以内，优选地在5％以内。

除非另有说明，否则表达“所有元素(all the elements)”、“每个元素(eachelement)”表示95％至100％的元素。在以下描述中，除非另有说明，否则当辐射通过层或膜的透射率小于10％时，该层或该膜被称为对辐射不透明。在以下描述中，当辐射通过层或膜的透射率大于10％时，该层或该膜被称为对辐射透明。根据实施例，对于同一光学系统，对辐射不透明的光学系统的所有元件的透射率小于对所述辐射透明的该光学系统的元件的最低透射率的一半，优选地小于五分之一，更优选地小于十分之一。在本公开的其余部分中，在操作中穿过光学系统的电磁辐射被称为“有用辐射(useful radiation)”。在本公开的其余部分中，在支撑体的表面上形成的光学元件被称为“微米范围光学元件(micrometer-range optical element)”，其平行于所述表面测量出的最大尺寸大于1μm且小于1mm。

现在将描述光学系统的实施例，针对包括微米范围光学元件的阵列的光学系统，在其中每个微米范围光学元件对应于由两个屈光镜(diopters)形成的微米范围透镜或微透镜的情况下。然而，应该清楚的是，这些实施例也可以用其他类型的微米范围光学元件来实施，其中每个微米范围光学元件例如可以对应于微米范围菲涅耳透镜(Fresnel lens)、微米范围折射率梯度透镜、或微米范围衍射光栅(diffraction grating)。

在以下描述中，波长在400nm至700nm范围内的电磁辐射被称为可见光，并且在该范围中，波长在400nm至600nm范围内，更优选地在470nm至600nm范围内的电磁辐射被称为绿光。波长在700nm至1mm范围内的电磁辐射被称为红外辐射。在红外辐射中，人们能够特别地区分波长在700nm至1.7μm更优选地从850nm至940nm范围内的近红外辐射。

图1以局部且简化的框图示出了图像采集系统11的实施例。

图1所示的图像采集系统11包括：

图像采集设备13(DEVICE)；以及

处理单元15(processing unit-PU)。

处理单元15优选地包括用于处理由设备11递送的信号的装置，在图1中未显示。处理单元15例如包括微处理器。

设备13和处理单元15优选地通过链路17耦合。设备13和处理单元15例如被集成在同一电路中。

图2以局部简化的横截面视图显示了包括角度滤波器的图像采集设备19的实施例。

图2所示的图像采集设备19，在附图的取向上从底部至顶部，包括：

图像传感器21；以及

角度滤波器23，覆盖图像传感器21。

在本公开中，图2至图8的设备的实施例在根据XYZ直接正交坐标系的空间中显示，坐标系XYZ的Y轴正交于图像传感器21的上表面。

图像传感器21包括光子传感器25(也被称为光电探测器)的阵列。光电探测器25优选地以阵列形式布置。光电探测器25可以被覆盖有保护涂层(未显示)。

根据实施例，光电探测器25全都具有相同的结构和相同的性质/特性。换言之，所有光电探测器25在制造公差内基本上完全相同。

作为变型，光电探测器25并非全都具有相同的特性，并且对不同的波长敏感。换言之，光电探测器25可以对红外辐射敏感，并且光电探测器25可以对绿色辐射敏感。

图像传感器21还包括导电轨道和开关元件，特别是晶体管(未显示)，以允许光电探测器25的选择。

光电探测器优选地由有机材料制成。光电二极管例如是被集成在CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)基底或薄膜晶体管(thin film transistors，TFT)基底上的有机光电二极管(organic photodiodes，OPD)。基底例如由硅制成，优选地由单晶硅制成。TFT晶体管的沟道、源极和漏极区域例如由非晶硅(amorphous silicon，a-Si)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide，IGZO)或低温多晶硅(low temperature polycrystalline silicon，LTPS)制成。

图像传感器21的光电二极管25例如包括有机半导体聚合物的混合物，例如，俗称P3HT的聚(3-己基噻吩)或聚(3-己基噻吩-2,5-二基)与俗称PCBM的[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(N型半导体)混合。

图像传感器21的光电二极管25例如包括小分子，也就是，摩尔质量小于500g/mol，优选地小于200g/mol的分子。

光电二极管25可以是例如基于非晶硅或单晶硅形成的非有机光电二极管。作为示例，光电二极管25由量子点(quantum dots)形成。

根据实施例，每个光电探测器25适于检测可见辐射和/或近红外辐射。

角度滤波器23包括：

微米范围微透镜29的阵列27，例如，平凸的；

孔或开口33的第一阵列31或层，例如被填充有对第一辐射203和/或第二辐射201透明的材料，由对第一辐射203不透明且对第二辐射201不透明的第一树脂的壁35界定；

孔或开口39的第二阵列37或层，例如被填充有对第二辐射201和/或第一辐射203透明的材料，由对第二辐射201不透明的第一树脂的壁41界定。

根据优选实施例，辐射201优选地包括绿色和/或蓝色波长中的至少一个或多个，也就是在400nm至600nm范围内，优选地从470nm至600nm范围内的波长中的一个或多个。形成201的波长例如全都在400nm至600nm范围内，优选地在470nm至600nm范围内。

根据实施例，辐射201优选地包括红色波长中的至少一个或多个，也就是在600nm至700nm范围内，优选地从600nm至680nm范围内的波长中的一个或多个。形成辐射201的波长例如全都在600nm至700nm范围内，优选地从600nm至680nm范围内。

根据实施例，辐射203优选地包括近红外波长中的一个或多个，也就是在700nm至1700nm范围内，优选地从820nm至870nm和/或从910nm至970nm范围内的波长中的一个或多个。形成辐射203的波长例如全都在700nm至1700nm范围内，优选地在820nm至870nm和/或910nm至970nm范围内。

根据实施例，微透镜29的阵列27被形成在基底或支撑体30的顶部且与其接触，基底30然后被插在微透镜29与阵列31之间。

基底30可以由透明聚合物制成，该透明聚合物至少不吸收所考虑的波长，这里是在可见和/或红外范围内。该聚合物可以特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚(甲基丙烯酸甲酯)PMMA、环烯烃聚合物(COP)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)。基底30的厚度可以在1μm和100μm之间变化，优选地在10μm和100μm之间。基底30可以对应于滤色器、偏振器、半波片或四分之一波片。

微透镜29可以由氧化硅、PMMA、正性抗蚀剂、PET、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、COP、聚二甲基硅氧烷(PDMS)/硅酮、环氧树脂、或丙烯酸酯树脂制成。微透镜29可以通过抗蚀剂块的蠕变(creeping)来形成。微透镜29还可以通过在PET、PEN、COP、PDMS/硅酮、环氧树脂或丙烯酸酯树脂层上的压印(imprinting)来形成。微透镜29是会聚透镜，每个透镜的焦距f在1μm至100μm范围内，优选地从1μm至70μm。根据实施例，所有微透镜29基本上完全相同。

根据本实施例，微透镜29和基底30优选地是以透明或部分透明的材料形成的，也就是，在与待成像物体的曝光期间使用的波长相对应的波长范围内，针对目标场(例如，成像)所考虑的光谱的一部分是透明的。

微透镜29的平面表面与开口33相对。

根据实施例，微透镜29以行和列的栅格(grid)形式来组织。微透镜29例如是对齐的。微透镜29的重复图案例如是正方形，其中微透镜29位于正方形的四个角处。

根据实施例，微透镜29以行和列的栅格形式来组织成五点形。换言之，微透镜29的重复图案例如是正方形，其中微透镜29位于正方形的四个角处和中心处。

壁35的厚度被称为“h1”。壁35例如对辐射203以及可选地对辐射201是不透明的，例如，对辐射203以及可选地对辐射201是吸收和/或反射性的。

在本公开中，层31位于层31与基底30之间的界面处的表面被称为层31的上表面31s。层31位于与上表面31s相对的表面被称为层31的下表面31i。

在图2中，开口33用YZ平面中的正方形横截面显示。一般地，每个开口33可以具有梯形、矩形或漏斗形。每个开口33在俯视图中(也就是，在XZ平面中)可以具有圆形、卵形或多边形，例如，三角形、正方形、矩形或梯形。每个开口33在俯视图中优选地具有圆形的形状。开口33的宽度限定了开口33在XZ平面中的特性尺寸。例如，对于在XZ平面中具有正方形的横截面的开口33，宽度对应于侧面的尺寸，并且对于在XZ平面中具有圆形的横截面的开口33，宽度对应于开口33的直径。此外，位于开口33的对称轴与层31的下表面31i的交汇处的点被称为开口33的中心。例如，对于圆形的开口33，每个开口33的中心位于开口33的回转轴上。

根据实施例，层31的开口33(分别地，层37的开口39)以行和列的栅格的形式组织。开口33(分别地，开口39)例如是对齐的。开口33(分别地，开口39)的重复图案例如是正方形，其中开口33(分别地，开口39)位于正方形的四个角处。

根据实施例，层31的开口33(分别地，层37的开口39)以五点形的行和列栅格形式组织。换言之，开口33(分别地，开口39)的重复图案例如是正方形，其中开口33(分别地，开口39)位于正方形的四个角处和中心处。

开口33可以具有全都基本相同的尺寸。开口33(在开口的基部处测量，也就是，在与基底30的界面处)的宽度被称为“w1”。开口33的重复间距被称为“p1”，也就是，沿着X轴或Z轴，在一行或一列的两个连续开口33的中心之间的距离。

间距p1可以在5μm至50μm范围内，例如等于大约12μm。高度h1可以在1μm至1mm范围内，优选地在2μm至15μm范围内。宽度w1优选地在0.5μm至25μm范围内，例如大约等于10μm。

每个开口33优选地与阵列27的单个微透镜29相关联。微透镜29的光学轴线优选地与阵列31的开口33的中心对齐。微透镜29的直径优选地大于开口33的(垂直于光学轴线测量的)最大横截面。

将微透镜29的阵列27与阵列31关联的结构适于根据其波长以及辐射相对于微透镜29的阵列27的光学轴线的入射角来过滤入射辐射。换言之，该结构适于根据其入射角和波长来过滤到达微透镜的入射射线。

将微透镜29的阵列27与阵列31关联的结构适于阻挡第一辐射203以及可选地第二辐射201的射线，其相对于滤波器23的微透镜29的光学轴线的相应入射角大于第一最大入射角。

该结构适于在所考虑的波长范围内仅让相对于微透镜29的光学轴线具有小于第一最大入射角的入射角的射线通过。例如，该结构仅让具有小于15°、优选地小于10°的入射角的入射射线通过。

开口33例如被填充有空气、部分真空、或对第一辐射203和第二辐射201至少部分透明的材料。

层31和层37可以可选地由保护层43分隔开。层43覆盖层31的下表面31i。层43例如是塑料层，诸如PET、COP、PEN、PI层、环氧树脂或丙烯酸酯树脂层、或无机层，诸如通过PVD或PECVD技术沉积的氮化硅。层43例如具有从0.2μm至50μm范围内的厚度，优选地在2μm的数量级上。

壁41的厚度被称为“h2”。壁41例如对辐射201是不透明的，例如，对辐射203是吸收和/或反射性的。

在本公开中，层37位于层37与层43之间的界面处的表面被称为层37的上表面37s。层37位于与上表面37s相对的表面被称为层37的下表面37i。

在图2中，开口39用YZ平面中的正方形横截面显示。一般地，每个开口39可以具有梯形、矩形或漏斗形。每个开口39在俯视图中(也就是，在XZ平面中)可以具有圆形、卵形或多边形，例如，三角形、正方形、矩形或梯形。每个开口39在俯视图中优选地具有类似于开口33的形状。开口39的长度限定了开口39在XZ平面中的特性尺寸。例如，对于在XZ平面中具有正方形的横截面的开口39，宽度对应于侧面的尺寸，并且对于在XZ平面中具有圆形的横截面的开口39，宽度对应于开口39的直径。此外，位于开口39的对称轴与层37的下表面37i的交汇处的点被称为开口39的中心。例如，对于圆形的开口33，每个开口39的中心位于开口39的回转轴上。

根据实施例，开口39以行和列布置。开口39可以具有全都基本相同的尺寸。开口39(在开口的基部处测量，也就是，在与基底43的界面处)的宽度被称为“w2”。开口39的重复间距被称为“p2”，也就是，沿着X轴或Z轴，在一行或一列的两个连续开口39的中心之间的距离。

间距p2优选地等于间距p1，并且因此可以在5μm至50μm范围内，例如等于大约12μm。高度h2例如在1μm至1mm范围内，并且优选地在2μm至10μm范围内。宽度w2优选地小于宽度w1，并且因此在5μm至50μm范围内，例如等于大约6μm。

每个开口39优选地与阵列27的单个微透镜29相关联。微透镜29的光学轴线优选地与阵列31的开口39的中心对齐。微透镜29的直径优选地大于开口39的(垂直于光学轴线测量的)最大横截面。

将微透镜29的阵列27与阵列37关联的结构适于根据其波长以及辐射相对于微透镜29或阵列27的光学轴线的入射角来过滤入射辐射。换言之，该结构适于根据其入射角和波长来过滤到达微透镜上的入射射线。

将微透镜29的阵列27与阵列37关联的结构适于阻挡第二入射辐射201的射线，其相对于滤波器23的微透镜29的光学轴线的相应入射角大于第二最大入射角、小于第一最大入射角。

该结构适于在所考虑的波长范围内仅让相对于微透镜39的光学轴线具有小于第二最大入射角的入射角的射线通过。例如，该结构仅让具有小于5°，优选地小于3.5°的入射射线通过。

开口39例如被填充有空气、部分真空、或对第一辐射203和第二辐射201至少部分透明的材料。开口39的填充材料优选地在阵列37的下表面37i处形成层47以覆盖壁41并且使阵列37的所述下表面37i平坦化。

根据图2所示的实施例，每个光电探测器25与四个开口33(它例如与沿着X轴的两个开口33以及沿着Z轴的两个开口33相关联)以及四个开口39相关联。在实践中，角度滤波器23的分辨率可以是图像传感器21的分辨率的四倍以上。换言之，在实践中，开口39(例如，开口33)可以是光电探测器25的四倍以上。

微透镜29优选被覆盖有平坦化层45。层45由对第一辐射203和第二辐射201至少部分透明的材料制成。

作为示例，滤色器被沉积在设备19的表面处或其内部，例如，在角度滤波器23和图像传感器21之间。

本实施例的优点在于，其能够捕捉仅用于入射角小于5°、优选地小于3.5°的辐射201和捕捉仅用于入射角小于15°、优选地小于10°的辐射203。通过入射角和波长的这种过滤使图像传感器21能够捕捉具有最佳分辨率的绿色或红外图像。

图3以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的步骤。

更特别地，图3示出了包括可选地顶部有层45的微透镜29的阵列27的结构49。

图4以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的另一步骤。

更特别地，图4示出了在第一树脂层31到图3所示的结构49的下表面上的沉积的步骤结束时获得的结构51。

由至少吸收第一辐射203的第一树脂制成的层31例如通过旋涂技术被沉积在结构49的整个下表面上。层31被沉积在相当于随后形成的壁35的厚度h1上。

图5以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤。

更特别地，图5示出了在图4所示的结构51的层31的照射的步骤结束时获得的结构53。

在该步骤期间，结构51的层31被辐射(例如，紫外(UV)辐射)照射。该照射是通过微透镜29的阵列27执行的，也就是，所述辐射的射线在到达微透镜29的上表面31s上的层31之前穿过微透镜29的阵列27。照射辐射是非准直的，也就是，辐射的射线并非全都相互平行到达微透镜29的表面。因此，照射辐射的每条射线将穿过微透镜29并且从中射出，而不必穿过该微透镜的图像焦点。因此，射线将穿过宽度基本上等于宽度w1的层31。

在显影之后，也就是，在用显影剂溶液冲洗之后，层31包括由壁35界定的开口33。因此，每个开口33具有宽度w1。两个开口33之间的重复间距p1等于微透镜29的重复间距。在显影步骤结束时，开口33可以被填充有例如由PDMS制成的平坦化层。

作为图4和图5的变型，对辐射201和203透明的树脂层被沉积在图3所示的结构49的下表面的表面处，也就是，基底30的下表面的表面处。然后，透明树脂层可以用UV辐射照射，然后显影以形成类似于图5所示的开口33的衬垫(pads)，当其被填充有透明树脂时。然后，两个衬垫之间的空间用至少对辐射203不透明的材料填充以形成壁35。

图6以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤。

更特别地，图6示出了层43到图5所示的结构53的下表面上的沉积的可选步骤结束时获得结构55。

在层43的形成和沉积的步骤之前，图5所示的结构53的开口33优选地被填充有透明材料、空气、气体、或半部分真空。

可选层43通过全晶圆沉积(例如，远心沉淀(centrifugation))被形成在图5所示的结构53的下表面上，更准确地说在层31的下表面31i上。

图7以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤。

更特别地，图7示出了第二树脂层37到图6所示的结构55的下表面上的沉积的步骤结束时获得的结构57。

至少吸收第二辐射201但不吸收第一辐射203的第一树脂层37例如通过旋涂技术被沉积在结构55的整个下表面上。层37被沉积在相当于随后形成的壁41的厚度的厚度h2上。

图8以横截面视图显示了形成图2所示的图像采集设备的方法的又一步骤。

更特别地，图8示出了在图7所示的结构57的层37的照射的步骤结束时获得的结构59。

在该步骤期间，结构57的层37被辐射(例如，紫外(ultraviolet，UV)辐射)照射。该照射是通过微透镜29的阵列27执行的，也就是，所述辐射的射线在到达上表面37s上的层37之前穿过微透镜29的阵列27。照射辐射是准直的，也就是，辐射的射线全都相互平行到达微透镜29的表面。因此，照射辐射的每条射线将穿过微透镜29并且在通过该微透镜的图像焦点(优选地，位于层37的下表面附近，也就是，与层43相对的层37的表面)时从其出来。

在显影之后，也就是，在用显影剂溶液冲洗之后，层37包括由壁41界定的开口39。因此，每个开口39具有宽度w2。两个开口39之间的重复间距p1等于微透镜29的重复间距。

宽度w1和宽度w2之差源于这样的事实，即相应的开口由具有不同准直的辐射形成。实际上，一方面，开口33借助于略微发散的辐射形成，因此当其从微透镜29射出时具有更大的延伸；另一方面，开口39借助于准直辐射形成，因此当其从微透镜29射出时具有更小的延伸。

作为变型，宽度w1和宽度w2之差源于这样的事实，即相应的开口由相同的微透镜29形成。实际上，微透镜29和层31的图像焦点之间的距离大于微透镜29和层37的图像焦点之间的距离。因此，穿过层31的每个微透镜29的辐射锥体的宽度将大于穿过层37的相同辐射锥体的宽度，辐射锥体的宽度在该相同微透镜29的图像焦点处基本上为零。

类似于层31，作为变型，层37可以通过在图6所示的结构55的下侧的表面处(也就是，在层43的下侧的表面处)沉积对辐射201和203透明的树脂层来形成。然后，透明树脂层可以被UV辐射照射，然后显影以形成类似于图8所示的开口39的衬垫，当其被填充有透明树脂时。然后，两个衬垫之间的空间用对辐射201不透明的材料填充以形成壁41。

所描述的实施例和实施模式的优点在于，它们能够同时以角度但也根据波长来过滤入射辐射。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以被结合起来，并且本领域技术人员将想到其他变型。特别地，可能已经假想到包括由另一光学域中的第三不透明树脂制成的开口的第三层的结构，或者包括由第三树脂制成的开口的三层的结构，该三层树脂在不同的光学域中是不透明的。

最后，所描述的实施例和变型的实际实施方式基于在上文给出的功能指示是在本领域技术人员的能力范围内的。

Claims (18)

1.一种角度滤波器，包括：微透镜(29)的阵列(27)；第一树脂层中的开口(33)的第一阵列(31)；以及第二树脂层中的开口(39)的第二阵列(37)，所述第一树脂至少阻挡第一辐射(203)，并且所述第二树脂阻挡不同于所述第一辐射的第二辐射(201)，其中所述第一阵列(31)被布置在所述微透镜(29)的阵列(27)与所述第二阵列(37)之间，

并且其中所述第一阵列(31)的开口(33)在垂直于开口的轴线的方向上比所述第二阵列(37)的开口(39)在所述方向上具有更大的表面积。

2.根据权利要求1所述的角度滤波器，其中，所述第一辐射(203)对应于具有在700nm至1,700nm范围内，优选地在820nm至870nm或在910nm至970nm范围内的波长的辐射。

3.根据权利要求1或2所述的角度滤波器，其中，所述第二辐射(201)对应于具有在400nm至600nm范围内，优选地在470nm至600nm范围内的波长的辐射。

4.根据权利要求1或2所述的角度滤波器，其中，所述第二辐射(201)对应于具有在600nm至700nm范围内，优选地在600nm到680nm范围内的波长的辐射。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的角度滤波器，其中，所述第一阵列(31)的每个开口(33)具有与所述第二阵列(37)的开口(39)以及与微透镜(29)的光学轴线对齐的中心。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的角度滤波器，包括：开口(33)的第一阵列(31)与开口(39)的第二阵列(37)之间的保护层(43)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的角度滤波器，其中，所述第一树脂阻挡所述第一辐射。

8.根据权利要求7所述的角度滤波器，其中，所述第一树脂阻挡所述第二辐射。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的角度滤波器，其中，所述第一阵列的开口是例如被填充有对所述第二辐射和/或所述第一辐射透明的材料的孔。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的角度滤波器，其中，所述第二阵列的开口是例如被填充有对所述第二辐射和/或所述第一辐射透明的材料的孔。

11.一种制造方法，包括以下步骤：

a.在微透镜(29)的阵列(27)的表面上形成第一树脂层(31)，使得所述第一树脂和所述微透镜的平坦表面彼此相对；

b.用光辐射通过所述微透镜的阵列照射所述第一树脂层，并且显影以在所述第一树脂中形成开口(33)的第一阵列；

c.在所述开口的第一阵列上，在与所述微透镜阵列相对的表面上形成第二树脂层(37)；以及

d.用光辐射通过所述微透镜的阵列照射所述第二树脂层，并且显影以在所述第二树脂中形成开口(39)的第二阵列，

从而获得根据权利要求1至10中任一项所述的角度滤波器(23)。

12.一种制造方法，包括以下步骤：

a.在微透镜(29)的阵列(27)的表面上形成透明树脂层，使得所述透明树脂和所述微透镜的平面表面彼此相对；

b.用光辐射通过所述微透镜的阵列照射所述透明树脂层，显影以在所述透明树脂中形成衬垫的第一阵列，并且用第一树脂填充所述衬垫之间的空间；

c.在所述第一阵列上，在与所述微透镜阵列相对的表面上形成另一透明树脂层；以及

d.用光辐射通过所述微透镜的阵列照射另一透明树脂层，显影以在所述透明树脂中形成衬垫的第二阵列，并且用第二树脂填充所述衬垫之间的空间，

从而获得根据权利要求1至10中任一项所述的角度滤波器(23)。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，步骤d)的所述光辐射是准直辐射。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，步骤b)的光辐射是比步骤d)的光辐射更少准直的辐射。

15.根据权利要求11或12所述的方法，其中，在步骤b)和d)中所述光辐射完全相同并且被准直。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中，步骤b)和d)处的所述光辐射是紫外辐射。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，在步骤b)和步骤c)之间包括步骤e)，即在所述第一阵列(31)的顶部上且与所述第一阵列(31)接触形成保护层(43)。

18.一种图像传感器，至少包括：

由光电探测器(25)的阵列形成的图像传感器(21)；以及

根据权利要求1至10中任一项所述的角度滤波器(23)。