EP4070137A1 - Filtre angulaire - Google Patents

Filtre angulaire

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Publication number
EP4070137A1
EP4070137A1 EP20815886.5A EP20815886A EP4070137A1 EP 4070137 A1 EP4070137 A1 EP 4070137A1 EP 20815886 A EP20815886 A EP 20815886A EP 4070137 A1 EP4070137 A1 EP 4070137A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lenses
array
angular filter
filter according
openings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20815886.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Wilfrid Schwartz
Benjamin BOUTHINON
Audrey ROSA
Jean-Yves GOMEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isorg SA
Original Assignee
Isorg SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isorg SA filed Critical Isorg SA
Publication of EP4070137A1 publication Critical patent/EP4070137A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0018—Reflow, i.e. characterized by the step of melting microstructures to form curved surfaces, e.g. manufacturing of moulds and surfaces for transfer etching
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays

Definitions

  • the present description relates to an angular optical filter.
  • an angular filter intended to be used within an optical system, for example, an imaging system or to be used to collimate the rays of a light source (directional illumination by organic light emitting diode (OLED) and optical inspection).
  • OLED organic light emitting diode
  • An angular filter is a device making it possible to filter incident radiation as a function of the incidence of this radiation and thus block the rays whose incidence is greater than a desired angle, called maximum incidence.
  • Angular filters are frequently used in conjunction with image sensors.
  • an angular filter comprising: a first array of plano-convex lenses; a second array of plano-convex lenses located between the first array of lenses and an image sensor; and a matrix of apertures, the plane faces of the lenses of the first array and of the second array facing each other and the number of lenses of the second array being greater than the number of lenses of the first array.
  • One embodiment provides for an angular filter comprising a first and a second array of planonvex lenses and a matrix of apertures, the plane faces of the lenses of the first array and of the second array facing each other.
  • the matrix of openings is formed in a layer of a first opaque resin, in the visible and infrared domains.
  • the openings of the matrix are filled with air or with a material that is at least partially transparent in the visible and infrared domains.
  • the optical axis of each lens of the first array is aligned with the optical axis of a lens of the second array and the center of an opening of the array.
  • each opening of the matrix is associated with a single lens of the first network.
  • the image focal planes of the lenses of the first array are merged with the object focal planes of the lenses of the second array.
  • the number of lenses of the second network is greater than the number of lenses of the first network.
  • the lenses of the first network have a diameter greater than that of the lenses of the second network.
  • the array of openings is located between the first array of lenses and the second array of lenses.
  • the second lens array is located between the first lens array and the aperture matrix.
  • the lenses of the first network are on and in contact with a substrate.
  • One embodiment provides a method of manufacturing an angular filter comprising, among others, the following steps: depositing a film of a second photosensitive resin; making by photolithography, spots of second resin; and heating said pads in order to modify their geometry, and thus form the lenses of the second network.
  • the exposure by lithography is carried out through the lenses of the first network.
  • the second lens array is formed by molding.
  • the two arrays of lenses are produced separately and then assembled using an adhesive film.
  • Figure 1 illustrates, in a sectional view, an embodiment of an image acquisition system
  • FIG. 2 illustrates, in a sectional view, a step of a first embodiment of a method for manufacturing an angular filter
  • Figure 3 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment
  • FIG. 4 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment
  • FIG. 5 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment
  • FIG. 6 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment
  • FIG. 7 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment
  • FIG. 8 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment
  • FIG. 9 illustrates, in a sectional view, a step of a second embodiment of a method for manufacturing an angular filter
  • FIG. 10 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment
  • FIG. 11 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment
  • FIG. 12 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment
  • FIG. 13 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment
  • FIG. 14 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment
  • FIG. 15 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment
  • FIG. 16 illustrates, in a sectional view, a step of a third embodiment of a method for manufacturing an angular filter
  • FIG. 17 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the third embodiment
  • Figure 18 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the third embodiment
  • FIG. 19 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the third embodiment
  • Figure 20 illustrates, in a sectional view, a variant of the steps of Figures 18 and 19;
  • FIG. 21 illustrates, in a sectional view, a step of a fourth embodiment of a method for manufacturing an angular filter
  • FIG. 22 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the fourth embodiment
  • FIG. 23 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the fourth embodiment.
  • Figure 24 illustrates, in a sectional view, a variant of the step of Figure 23.
  • a layer or a film is said to be opaque to radiation when the transmittance of the radiation through the layer or the film is less than 10%.
  • a layer or a film is said to be transparent to radiation when the transmittance of the radiation through the layer or the film is greater than 10%.
  • all the elements of the optical system which are opaque to radiation have a transmittance which is less than half, preferably less than a fifth, more preferably less than a tenth, of the highest transmittance. lower of the elements of the optical system transparent to said radiation.
  • the electromagnetic radiation passing through the optical system in operation is called “useful radiation”.
  • optical element of micrometric size an optical element formed on one face of a support, the maximum dimension of which, measured parallel to said face, is greater than 1 ⁇ m and less than 1 mm.
  • a film or a layer is said to be impervious to oxygen when the permeability of the film or of the layer to oxygen at 40 ° C. is less than 1.10 _1 cm 3 / (m 2 * day) .
  • the oxygen permeability can be measured according to the ASTM D3985 method entitled "Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor".
  • a film or a layer is said to be waterproof when the permeability of the film or of the layer to water at 40 ° C. is less than 1.10 _1 g / (m 2 * day).
  • the water permeability can be measured according to the ASTM F1249 method entitled "Standard Test Method for Water Vapor Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Modulated Infrared Sensor".
  • Embodiments of optical systems will now be described for optical systems comprising a matrix of micrometric-sized optical elements in the case where each micrometric-sized optical element corresponds to a micrometric-sized lens, or microlens composed of two dioptres.
  • each optical element of micrometric size can also be implemented with other types of optical elements of micrometric size, each optical element of micrometric size being able to correspond, for example, to a Fresnel lens of micrometric size, to a lens with a gradient index of micrometric size or to a diffraction grating of micrometric size.
  • visible light is called electromagnetic radiation, the length of which wave is between 400 nm and 700 nm and infrared radiation is electromagnetic radiation whose wavelength is between 700 nm and 1 mm.
  • infrared radiation a distinction is made in particular between near infrared radiation, the wavelength of which is between 700 nm and 1.7 ⁇ m.
  • a manufacturing step is assimilated to the structure obtained at the end of this step.
  • FIG. 1 illustrates, in a sectional view, an embodiment of an image acquisition system 1.
  • the acquisition system 1 shown in Figure 1 comprises, from bottom to top in the orientation of the figure, an image sensor 11 and an angular filter 13.
  • the image sensor 11 comprises a matrix of photon sensors 111, also called photodetectors.
  • the photodetectors 111 can be covered with a protective coating, not shown.
  • the photodetectors 111 can be made of organic materials.
  • the photodetectors 111 can correspond to organic photodiodes (OPD, Organic Photodiode), to organic photoresistors, to amorphous or monocrystalline silicon photodiodes associated with a matrix of TFT (Thin Film Transistor) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) transistors.
  • OPD Organic Photodiode
  • TFT Thin Film Transistor
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the acquisition system 1 further comprises units, not shown, for processing the signals supplied by the image sensor 11, comprising for example a microprocessor.
  • the angular filter 13 comprises, from top to bottom, in the orientation of Figure 1: a first array of plano-convex lenses 131; a first substrate or support 133; a first layer 135 of openings or holes 137; a second layer 139 which may comprise a planarization layer and / or another substrate and / or an adhesive film; and a second array of plano-convex lenses 141 serving for the collimation of the light transmitted by the filter, the plane faces of the lenses 141 facing the plane faces of the lenses 131.
  • the flat faces of the lenses 131 of the first network and the flat faces of the lenses 141 of the second network face each other.
  • the diameter of the lenses 131 of the first network is preferably greater than the diameter of the lenses 141 of the second network.
  • Each opening 137 is preferably associated with a single lens 131 of the first array.
  • the optical axes 143 of the lenses 131 are preferably aligned with the centers of the openings 137 of the first layer 135.
  • the diameter of the lenses 131 of the first array is preferably greater than the maximum section (measured perpendicular to the axes 143). openings 137.
  • the number of lenses 131 of the first array is equal to the number of lenses 141 of the second array.
  • the lenses 131 of the first array and the lenses 141 of the second array are aligned by their optical axes 143.
  • the number of lenses 141 of the second network is greater than the number of lenses 131 of the first network.
  • each photodetector 111 is shown associated with a single opening 137, the center of each photodetector 111 being centered with the center of the opening 137 with which it is associated.
  • the resolution of the angular filter 13 is at least twice the resolution of the image sensor 11.
  • the system 1 has at least twice as many lenses 131 (or apertures 137) as it does.
  • photodetectors 111 is associated with at least two lenses 131 (or apertures 137).
  • the angular filter 13 is adapted to filter the incident radiation as a function of the incidence of the radiation with respect to the optical axes 143 of the lenses 131 of the first network.
  • the angular filter 13 is adapted so that each photodetector 111 of the image sensor 11 receives only the rays whose respective incidences, with respect to the respective optical axes 143 of the lenses 131 associated with the photodetectors 111, are less than an angle of incidence maximum less than 45 °, preferably less than 30 °, more preferably less than 10 °, even more preferably less than 4 °.
  • the angular filter 13 is adapted to block the rays of the incident radiation, the respective incidences of which with respect to the optical axes 143 of the lenses 131 of the filter 13 are greater than the maximum angle of incidence.
  • the rays emerge, from the lenses 131 and from the layer 135, with an angle with respect to the respective direction of the rays incident to the lenses 131.
  • the angle is specific to a lens 131 and depends on the diameter of the latter and the focal length of this same lens 131.
  • the rays pass through the layer 139 then meet the lenses 141 of the second network.
  • the rays are thus deflected, at the output of the lenses 141, by an angle b with respect to the respective directions of the rays incident to the lenses 141.
  • the angle b is specific to a lens 141 and depends on the diameter of the latter and the distance focal length of this same lens 141.
  • the total angle of divergence corresponds to the deviations generated successively by the lenses 131 and by the lenses 141.
  • the lenses 141 of the second network are chosen so that the total angle of divergence is, for example, less than or equal to about 5 °.
  • FIG. 1 illustrates an ideal configuration in which the image focal planes of the lenses 131 of the first array coincide with the object focal planes of the lenses 141 of the second array.
  • the rays shown, arriving parallel to the optical axis, are focused at the image focal point of the lens 131 or object focal point of the lens 141.
  • the rays which emerge from the lens 141 thus propagate parallel to the optical axis of the latter.
  • the total divergence angle is, in this case, zero.
  • Figures 2 to 8 illustrate, schematically and partially, successive steps of an example of a method of manufacturing an angular filter according to a first embodiment.
  • FIG. 2 illustrates, in a sectional view, a step of the first embodiment of the method for manufacturing an angular filter.
  • FIG. 2 partially and schematically represents a starting structure or stack 21 of the first array of lenses or microlenses 131 and of the first substrate 133.
  • the substrate 133 can be made of a transparent polymer which does not absorb at least the wavelengths considered, here in the visible and infrared range.
  • This polymer can in particular be made of poly (ethylene terephthalate) PET, poly (methyl methacrylate) PMMA, cyclic olefin polymer (COP), polyimide (PI), polycarbonate (PC).
  • the thickness of the substrate 133 can, for example, vary from 1 to 100 ⁇ m, preferably between 10 and 100 ⁇ m.
  • the substrate 133 can correspond to a colored filter, a polarizer, a half-wave plate or a quarter-wave plate.
  • the microlenses 131, on and in contact with the substrate 133, can be made of silica, of PMMA, of a positive photosensitive resin, of PET, of poly (ethylene naphthalate) (PEN), of COP, of polydimethylsiloxane
  • the microlenses 131 can be formed by creeping blocks of a photosensitive resin.
  • the microlenses 131 can further be formed by molding on a layer of PET, PEN, COP, PDMS / silicone, epoxy resin or acrylate resin.
  • the microlenses 131 are convergent lenses each having a focal length f of between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m, preferably between 1 ⁇ m and 70 ⁇ m. According to one embodiment, all the microlenses 131 are substantially identical.
  • the upper face of the structure in the orientation of Figure 2, is considered to be the front face and the lower face of the structure, in the orientation of Figure 2, as the back side.
  • FIG. 3 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment.
  • Figure 3 illustrates by a view, partial and schematic, a step of forming the layer 135 of a first resin 145, comprising the matrix of openings 137, on the rear face of the structure obtained from the outcome of the step in Figure 2.
  • the layer 135 is, for example, opaque. to the radiation detected by the photodetectors (111, FIG. 1), for example absorbent and / or reflective with respect to the radiation detected by the photodetectors.
  • the layer 135 absorbs in the visible and / or the near infrared and / or the infrared.
  • Layer 135 can be opaque to radiation, between 450 nm and 570 nm, used for imaging (biometrics and fingerprint imaging).
  • the openings 137 are shown with a cross section, by a sectional view, trapezoidal.
  • the cross section of the openings 137, in a sectional view can be square, triangular or rectangular.
  • the cross section of the openings 137 in the top view may be circular, oval or polygonal, for example triangular, square, rectangular, trapezoidal or in the shape of a funnel.
  • the cross section of the openings 137 in the top view is preferably circular.
  • the openings 137 are arranged in rows and in columns.
  • the openings 137 can have substantially the same dimensions.
  • the diameter of the openings 137 (measured at the base of the openings, that is to say at the interface with the substrate 133) is called “wl”.
  • the openings 137 are arranged regularly according to the rows and according to the columns.
  • the repetition pitch of the holes 137 is called "p", that is to say the distance in top view between the centers of two successive holes 137 of a row or of a column.
  • the openings 137 are preferably made so that each microlens 131 is facing a single opening 137 and each opening 137 is overhung by a single microlens 137.
  • the center of a microlens 131 is, for example, aligned with the center of the opening 137 associated with it.
  • the diameter of each lens 131 is, preferably greater than the diameter w1 of each opening 137 with which the lens 131 is associated.
  • the pitch p can be between 5 ⁇ m and 50 ⁇ m, for example equal to approximately 15 ⁇ m.
  • the height h may be between 1 ⁇ m and 1 mm, preferably, be between 12 ⁇ m and 15 ⁇ m.
  • the width w1 can, preferably, be between 5 ⁇ m and 50 ⁇ m, for example be equal to approximately 10 ⁇ m.
  • An embodiment of a method of manufacturing the layer 135 comprising the opening matrix 137 comprises the following steps: depositing the layer 135 of the first resin 145, on the rear face of the substrate 133, by centrifugation or coating; making the openings 137 in the layer 135 by exposing the first resin 145 (photolithography), via its front face, with light collimated through the mask formed by the array of microlenses 131; and developing, removing the exposed portions of the resin 145.
  • the microlenses 131 and the substrate 133 are preferably made of transparent or partially transparent materials, that is to say transparent in a part of the spectrum considered for the target area, by example, imaging, over the range of wavelengths corresponding to the wavelengths used during the exposure.
  • Another embodiment of a method for manufacturing the layer 135, comprising the matrix of openings 137 comprises the following steps: depositing the layer 135 of the first resin 145, on the rear face of the substrate 133, by centrifugation or coating; making the openings 137 in the layer 135 by exposing the resin 145, via its rear face, with light collimated through a mask; and developing the exposed portions of the resin 145 by development.
  • This embodiment requires prior alignment of the openings, drawn on the mask, with the lenses 131 in order to form the openings 137 aligned with the lenses 131.
  • this alignment is achieved by means of alignment marks (preferably at least four alignment marks) distributed over the entire surface of the structure.
  • Another embodiment of a method for manufacturing the layer 135, comprising the matrix of openings 137 comprises the following steps: forming, on the rear face of the substrate 133 and by photolithography steps, a mold of a transparent negative sacrificial resin (not shown in FIG. 3) of the desired shape of the openings 137; filling the mold with the first resin 145; and removing the sacrificial resin mold, for example by a "lift-off" process.
  • An embodiment of a method of manufacturing the layer 135, comprising the matrix of openings 137 comprises the following steps: depositing the layer 135 of resin 145, on the rear face of the substrate 133, by coating or centrifugation; and perforating the resin layer 135 145 to form the openings 137.
  • This embodiment requires prior alignment of the lenses 131 with the perforation tool in order to form the openings 137 aligned with the lenses 131.
  • the perforation can be carried out using a micro-perforation tool comprising, for example, micro needles calibrated to obtain precise dimensions of the holes 137.
  • the perforation of the layer 135 can be carried out by laser ablation.
  • the resin 145 is a positive photosensitive resin, for example a colored or black DNQ-Novolac resin or a DUV (Deep Ultraviolet) photosensitive resin.
  • DNQ-Novolak resins are based on a mixture of diazonaphthoquinone (DNQ) and a novolak resin (phenolformaldehyde resin).
  • DUV resins can include polymers based on polyhydroxystyrenes.
  • the resin 145 is a negative photosensitive resin.
  • negative photosensitive resins are epoxy-based polymer resins, for example the resin marketed under the name SU-8, acrylate resins and non-stoichiometric thiol-enes polymers (OSTE, Off-Stoichiometry thiol-enes polymer ).
  • the resin 145 is based on a laser machinable material, that is to say a material capable of degrading under the action of laser radiation. Examples of laser machinable materials are graphite, plastic materials such as PMMA, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or tinted plastic films such as PET, PEN, COPs and PIs.
  • FIG. 4 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment.
  • FIG. 4 illustrates a partial and schematic view of a planarization step, by the deposition of a second layer 139, on the rear face of the structure obtained at the end of the steps of FIGS. 2 and 3.
  • the openings 137 are filled with air or a filling material at least partially transparent to the radiation detected by the photodetectors (111, FIG. 1), for example PDMS, an epoxy or acrylate resin or a resin known under the trade name SU8.
  • the openings 137 can be filled with a material which is partially absorbing, that is to say absorbing in a part of the spectrum considered for the target area, for example imaging, in order to chromatically filter the filtered rays. angularly by the angular filter 13.
  • the rear face of the structure is covered with the full plate by the second layer 139. That is to say that the 'the first layer 135 is covered by the second layer 139.
  • the lower face of the second layer 139 is, following this step, substantially flat.
  • the openings 137 are thus filled by the second layer 139 if the step of filling the openings 137 has not been carried out beforehand.
  • the material of the layer 139 is preferably at least partially transparent to the radiation detected by the photodetectors (111, FIG. 1), for example PDMS, an epoxy or acrylate resin or a resin known under the trade name SU8. .
  • the filling material used during the optional filling of the openings 137 and the material of the layer 139 may be of the same composition or of different compositions.
  • FIG. 5 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment.
  • FIG. 5 illustrates, in a partial and schematic view, a step of depositing a film 149 of a second resin 151, on the rear face of the structure obtained at the end of the steps of FIGS. 2 to 4.
  • the rear face of the structure is completely covered (full plate), and in particular the layer 139 is covered with the film 149 of the second resin 151.
  • the second resin 151 is, of preferably, positive.
  • the thickness of the film is substantially constant over the entire structure.
  • the thickness is, for example, between 1 ⁇ m and 20 ⁇ m, preferably between 12 ⁇ m and 15 ⁇ m.
  • the layer 149 can be deposited on a support film (not shown) and then the whole of the layer 149 and of said film can be laminated on the structure obtained at the end of the steps of FIGS. 2 to 4.
  • Layer 149 can be deposited according to this variant implementation from the end of the step illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 6 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment.
  • FIG. 6 illustrates, in a partial and schematic view, a step of removing part of the layer 149 to form pads 153 of second resin 151.
  • the pads 153 are formed so that they have, for example, in top view, a square or circular shape, preferably circular.
  • the pads have a diameter w2 comprised, for example, between 2 ⁇ m and the diameter of the lenses 131.
  • the number of pads 153 preferably corresponds to the number of lenses 131 of the first array.
  • An embodiment of a method for manufacturing the pads 153, from the layer 149 comprises the following steps: producing the pads 153 in the layer 149 by exposure of the second resin 151, by its front face, by light collimated through the mask formed by the array of microlenses 131 and the openings 137; and developing the unexposed portions of the resin 151 by development.
  • the microlenses 131, the substrate 133 and the layer 139 are preferably made of transparent materials over the range of wavelengths corresponding to the wavelengths used during the exposure.
  • Another embodiment of a method for manufacturing the pads 153, from the layer 151 comprises the following steps: making the pads 153 in the layer 149 by exposing the resin 151, by its rear face, by collimated light through a mask; and developing the unexposed portions of the resin 151 by development.
  • This embodiment requires prior alignment of the pads 153 drawn on the mask with the lenses 131 (and the openings 137) in order to form the pads 153 aligned with the lenses 131 (and the openings 137).
  • FIG. 7 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment.
  • FIG. 7 illustrates, in a partial and schematic view, a step of heating the structure obtained at the end of the steps of FIGS. 2 to 6.
  • the structure is heated in order to deform the pads 153 of resin 151.
  • the pads 153 are deformed by creep until they form them.
  • lenses 141 The temperature, during this step, is, for example, between 100 and 200 ° C.
  • the pads 153 are exposed to UV in order to deform them and form the lenses 141.
  • the opening angle of the UV source makes it possible to modify the curvature of the lenses 141.
  • the lenses 141 have a shape, for example, of a spherical or aspherical cap.
  • FIG. 8 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the first embodiment.
  • FIG. 8 illustrates, in a partial and schematic view, a step of depositing a third layer 155, on the rear face of the structure obtained at the end of the steps of FIGS. 2 to 7.
  • the rear face of the structure is completely covered (full plate) and, in particular, the lenses 141 and the second layer 139 are covered by the third layer 155.
  • the third layer 155 and the second layer 139 can be of the same composition or of different compositions.
  • the third layer 155 preferably has an optical index lower than the optical index of the second resin 151.
  • FIGS. 9 to 15 illustrate, schematically and partially, successive steps of an example of the method of manufacturing an angular filter according to a second embodiment.
  • the second mode of implementation differs from the first mode of implementation in that the first array of lenses 131 is produced in contact with the substrate 133 and before formation of the first layer 135 comprising the matrix of openings 137 .
  • FIG. 9 illustrates, in a sectional view, a step of the second embodiment of the method for manufacturing an angular filter.
  • FIG. 9 illustrates by a view, partial and schematic, a starting structure identical to the starting structure of the method according to the first embodiment, shown in FIG. 2.
  • FIG. 10 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment.
  • FIG. 10 illustrates by a view, partial and schematic, a step of depositing the film 149 of the first embodiment, on the rear face of the structure obtained at the end of the step of figure 9.
  • This step is substantially identical to the step illustrated in FIG. 5 of the method according to the first embodiment, with the difference that, in the step illustrated in FIG. 10, the film 149 covers the substrate 133.
  • FIG. 11 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment.
  • FIG. 12 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment.
  • FIGS. 11 and 12 illustrate, by partial and schematic views, a step of forming the second lens array 141, on the rear face of the structure obtained at the end of the step of FIG. 10, from film 149. These two steps are substantially identical to the steps illustrated respectively in Figures 6 and 7 of the method according to the first embodiment.
  • FIG. 13 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment.
  • FIG. 13 illustrates by a view, partial and schematic, a step of depositing a third layer 155, of optical index lower than the optical index of the second resin 151, on the rear face. of the structure obtained at the end of the steps of FIGS. 9 to 12.
  • the rear face of the structure is completely covered (full plate) and, in particular, the lenses 141 and the substrate 133 are covered with the third layer 155.
  • FIG. 14 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment.
  • FIG. 15 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the second embodiment.
  • FIGS. 14 and 15 illustrate, by partial and schematic views, a step of forming the first layer 135, comprising the matrix of openings 137, on the rear face of the structure obtained at the end. steps of Figures 9 to 13.
  • steps are substantially identical to the step illustrated in FIG. 3 of the method according to the first embodiment, with the difference that the first layer 135 is produced on the third layer 155.
  • steps can be followed by a step of depositing a second layer substantially identical to the step of depositing the second layer 139 of FIG. 7 of the method according to the first embodiment.
  • FIGS. 16 to 19 schematically and partially illustrate successive steps of an example of the method of manufacturing an angular filter according to a third embodiment.
  • the third mode of implementation differs from the first mode of implementation by the mode of manufacture of the second array of lenses 141.
  • FIG. 16 illustrates, in a sectional view, a step of the third embodiment of the method for manufacturing an angular filter.
  • FIG. 16 illustrates, in a partial and schematic view, a step of forming a structure substantially identical to the structure illustrated in FIG. 4 of the method according to the first embodiment.
  • the structure illustrated in FIG. 16 therefore corresponds substantially to the result of the implementation of the steps of FIGS. 2 to 4 of the method according to the first mode of implementation.
  • FIG. 17 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the third embodiment.
  • FIG. 17 illustrates by a view, partial and schematic, a step of depositing the film 149 of the second resin 151 on the rear face of the structure obtained at the end of the step of FIG. 16 .
  • This step is substantially identical to the step illustrated in FIG. 5 of the method according to the first embodiment.
  • the second resin 151 is preferably based on uncrosslinked epoxy and / or acrylate.
  • FIG. 18 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the third embodiment.
  • FIG. 18 illustrates by a view, partial and schematic, a step of forming the second lens array 141 from the film 149.
  • the second lens array 141 is produced by molding (imprint). More precisely, the film 149, of constant initial thickness, is deformed by pressing a mold 157 on the structure.
  • the mold 157 used preferably has the shape of the imprint of the lens array 141.
  • the structure is, at the same time, exposed to light radiation, for example UV or to a heat source ( thermal molding) making it possible to crosslink, and therefore harden, the second resin 151.
  • the second resin 151 then takes the reverse shape of the mold 157.
  • the structure can be, during this step, mounted on a protective film, by its front face, so as not to damage the first array of lenses 131.
  • FIG. 18 corresponds to the structure obtained at the end of the step described above, the mold 157 still being in contact with the resin 151.
  • FIG. 19 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the third embodiment.
  • FIG. 19 illustrates, in a partial and schematic view, a step of removing the mold 157 present on the structure obtained at the end of the step of FIG. 18.
  • the lenses 141 are not necessarily separated from one another. Indeed, the latter can be connected by a crosslinked film originating from the film 149. This phenomenon is due in particular to the defects present on the internal surface of the mold 157, to defects in planarization of the layer 139.
  • This step requires prior alignment of the mold 157 with the lenses 131 (and the openings 137) in order to form the lenses 141 aligned with the lenses 131 (and the openings 137).
  • FIG. 20 illustrates, in a sectional view, a variant of the steps of FIGS. 18 and 19.
  • FIG. 20 illustrates by a view, partial and schematic, an alternative embodiment of the steps of FIGS. 18 and 19.
  • the step illustrated in FIG. 20 differs from the steps illustrated in FIGS. 18 and 19 in that the number of lenses 141 of the second array is not identical to the number of lenses 131 of the first array.
  • the number of lenses 141 is preferably greater than the number of lenses 131.
  • the number of lenses 141 is at least twice the number of lenses 131.
  • the optical axis 143 (FIG. 1) of each lens 141 is, in this case, not necessarily aligned with the optical axis 143 (FIG. 1) of a lens 131.
  • This variant therefore does not require prior alignment of the mold 157 with the lenses 131 (and the openings 137).
  • FIGS. 21 to 24 schematically and partially illustrate successive steps of an example of the method of manufacturing an angular filter according to a fourth embodiment.
  • the fourth mode of implementation differs from the first mode of implementation in that the two arrays of lenses 131 and 141 are produced separately and then assembled by an adhesive.
  • FIG. 21 illustrates, in a sectional view, a step of a fourth embodiment of a method for manufacturing an angular filter.
  • FIG. 21 illustrates, in a partial and schematic view, a step of forming a structure substantially identical to the structure illustrated in FIG. 4 of the method according to the first embodiment.
  • FIG. 22 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the fourth embodiment.
  • FIG. 22 illustrates a step of forming a stack 23, comprising, from top to bottom: an adhesive film 159; a second substrate 161; and the second lens array 141.
  • the second substrate 161 is substantially identical to the first substrate 133 illustrated in FIG. 2 of the method according to the first embodiment.
  • the formation of the lens array 141 is substantially identical to the formation of the lens array 141 mentioned in the steps illustrated in FIGS. 5 to 7 of the method according to the first embodiment, at the difference except that, in the step of FIG. 22, the second array of lenses 141 is formed on the substrate 161.
  • the second array of lenses 141 being produced on a structure not comprising the first array of lenses 131, the lenses 141 do not can however not be produced, by photolithography, by the action of collimated light through the mask formed by the first array of lenses 131.
  • the formation of the lens array 141 is substantially identical to the formation of the lens array 141 mentioned in the steps illustrated in FIGS. 17 to 20 of the method according to the third embodiment.
  • FIG. 23 illustrates, in a sectional view, another step of the method of manufacturing an angular filter according to the fourth embodiment.
  • FIG. 23 illustrates a step of assembling the two structures illustrated in FIG. 21 and in FIG. 22.
  • FIG. 24 illustrates, in a sectional view, a variant of the step of FIG. 23.
  • FIG. 24 illustrates by a view, partial and schematic, an alternative embodiment of the steps of FIGS. 22 and 23.
  • the structure illustrated in FIG. 24 differs from the structure illustrated in FIG. 23 in that the number of lenses 141 of the second array is not identical to the number of lenses 131 of the first array.
  • the number of lenses 141 is preferably greater than the number of lenses 131.
  • the lenses 141 illustrated in FIG. 24, are substantially identical to the lenses 141 illustrated in FIG. 20 of the method according to the third embodiment.
  • This variant therefore does not require prior alignment of the array of lenses 141 with the array of lenses 131 (and the openings 137).

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Abstract

La présente description concerne un filtre angulaire (13) comprenant un premier et un deuxième réseau de lentilles (131, 141) plan-convexes et une matrice d'ouvertures (137), les faces planes des lentilles (131, 141) du premier réseau et du deuxième réseau se faisant face.

Description

DESCRIPTION
Filtre angulaire
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR19/13892 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine technique
[0001] La présente description concerne un filtre optique angulaire .
[0002] Plus particulièrement, la présente description concerne un filtre angulaire destiné à être utilisé au sein d'un système optique, par exemple, un système d'imagerie ou à être utilisé pour collimater les rayons d'une source lumineuse (éclairage directionnel par diode électroluminescente organique (OLED) et inspection optique).
Technique antérieure
[0003] Un filtre angulaire est un dispositif permettant de filtrer un rayonnement incident en fonction de l'incidence de ce rayonnement et ainsi bloquer les rayons dont l'incidence est supérieure à un angle souhaité, dit d'incidence maximale. Les filtres angulaires sont fréquemment utilisés en association avec les capteurs d'images.
Résumé de l'invention
[0004] Il existe un besoin d'amélioration des filtres angulaires connus.
[0005] Un mode de réalisation prévoit un filtre angulaire comprenant : un premier réseau de lentilles plan-convexes ; un deuxième réseau de lentilles plan-convexes situé entre le premier réseau de lentilles et un capteur d'images ; et une matrice d'ouvertures, les faces planes des lentilles du premier réseau et du deuxième réseau se faisant face et le nombre de lentilles du deuxième réseau étant supérieur au nombre de lentilles du premier réseau.
[0006] Un mode de réalisation prévoit un filtre angulaire comprenant un premier et un deuxième réseau de lentilles plan- convexes et une matrice d'ouvertures, les faces planes des lentilles du premier réseau et du deuxième réseau se faisant face.
[0007] Selon un mode de réalisation, la matrice d'ouvertures est formée dans une couche en une première résine opaque, dans les domaines du visible et de l'infrarouge.
[0008] Selon un mode de réalisation, les ouvertures de la matrice sont remplies d'air ou d'un matériau au moins partiellement transparent dans les domaines du visible et de 1'infrarouge .
[0009] Selon un mode de réalisation, l'axe optique de chaque lentille du premier réseau est aligné avec l'axe optique d'une lentille du deuxième réseau et le centre d'une ouverture de la matrice.
[0010] Selon un mode de réalisation, chaque ouverture de la matrice est associée à une seule lentille du premier réseau.
[0011] Selon un mode de réalisation, les plans focaux images des lentilles du premier réseau sont confondus avec les plans focaux objets des lentilles du deuxième réseau.
[0012] Selon un mode de réalisation, le nombre de lentilles du deuxième réseau est supérieur au nombre de lentilles du premier réseau. [0013] Selon un mode de réalisation, les lentilles du premier réseau ont un diamètre supérieur à celui des lentilles du deuxième réseau.
[0014] Selon un mode de réalisation, la matrice d'ouvertures est située entre le premier réseau de lentilles et le deuxième réseau de lentilles.
[0015] Selon un mode de réalisation, le deuxième réseau de lentilles est situé entre le premier réseau de lentilles et la matrice d'ouverture.
[0016] Selon un mode de réalisation, les lentilles du premier réseau sont sur et en contact avec un substrat.
[0017] Un mode de réalisation prévoit un procédé de fabrication d'un filtre angulaire comprenant, entre autres, les étapes suivantes : déposer un film d'une deuxième résine photosensible ; réaliser par photolithographie, des plots de deuxième résine ; et chauffer lesdits plots afin de modifier leur géométrie, et former ainsi les lentilles du deuxième réseau.
[0018] Selon un mode de réalisation, l'exposition par lithographie est réalisée à travers les lentilles du premier réseau .
[0019] Selon un mode de réalisation, le deuxième réseau de lentilles est formé par moulage.
[0020] Selon un mode de réalisation, les deux réseaux de lentilles sont réalisés séparément puis assemblés grâce à un film adhésif.
Brève description des dessins
[0021] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
[0022] la figure 1 illustre, par une vue en coupe, un mode de réalisation d'un système d'acquisition d'images ;
[0023] la figure 2 illustre, par une vue en coupe, une étape d'un premier mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un filtre angulaire ;
[0024] la figure 3 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre ;
[0025] la figure 4 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre ;
[0026] la figure 5 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre ;
[0027] la figure 6 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre ;
[0028] la figure 7 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre ;
[0029] la figure 8 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre ;
[0030] la figure 9 illustre, par une vue en coupe, une étape d'un deuxième mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un filtre angulaire ; [0031] la figure 10 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre ;
[0032] la figure 11 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre ;
[0033] la figure 12 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre ;
[0034] la figure 13 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre ;
[0035] la figure 14 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre ;
[0036] la figure 15 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre ;
[0037] la figure 16 illustre, par une vue en coupe, une étape d'un troisième mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un filtre angulaire ;
[0038] la figure 17 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le troisième mode de mise en oeuvre ;
[0039] la figure 18 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le troisième mode de mise en oeuvre ;
[0040] la figure 19 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le troisième mode de mise en oeuvre ; [0041] la figure 20 illustre, par une vue en coupe, une variante des étapes des figures 18 et 19 ;
[0042] la figure 21 illustre, par une vue en coupe, une étape d'un quatrième mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un filtre angulaire ;
[0043] la figure 22 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le quatrième mode de mise en oeuvre ;
[0044] la figure 23 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le quatrième mode de mise en oeuvre ; et
[0045] la figure 24 illustre, par une vue en coupe, une variante de l'étape de la figure 23.
Description des modes de réalisation
[0046] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
[0047] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la réalisation du capteur d'images et des éléments autres que le filtre angulaire n'ont pas été détaillés, les modes de réalisation et les modes de mise en oeuvre décrits étant compatibles avec les réalisations usuelles du capteur et de ces autres éléments.
[0048] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
[0049] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.
[0050] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
[0051] Dans la suite de la description, une couche ou un film est dit opaque à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est inférieure à 10 %. Dans la suite de la description, une couche ou un film est dit transparent à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est supérieure à 10 %. Selon un mode de réalisation, pour un même système optique, tous les éléments du système optique qui sont opaques à un rayonnement ont une transmittance qui est inférieure à la moitié, de préférence inférieure au cinquième, plus préférentiellement inférieure au dixième, de la transmittance la plus faible des éléments du système optique transparents audit rayonnement. Dans la suite de la description, on appelle "rayonnement utile" le rayonnement électromagnétique traversant le système optique en fonctionnement. Dans la suite de la description, on appelle "élément optique de taille micrométrique" un élément optique formé sur une face d'un support dont la dimension maximale, mesurée parallèlement à ladite face, est supérieure à 1 pm et inférieure à 1 mm. Dans la suite de la description, un film ou une couche est dit étanche à l'oxygène lorsque la perméabilité du film ou de la couche à l'oxygène à 40 °C est inférieure à 1.10_1cm3/(m2*jour). La perméabilité à l'oxygène peut être mesurée selon la méthode ASTM D3985 intitulée "Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor". Dans la suite de la description, un film ou une couche est dit étanche à l'eau lorsque la perméabilité du film ou de la couche à l'eau à 40 °C est inférieure à 1.10_1g/(m2*jour). La perméabilité à l'eau peut être mesurée selon la méthode ASTM F1249 intitulée "Standard Test Method for Water Vapor Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Modulated Infrared Sensor".
[0052] Des modes de réalisation de systèmes optiques vont maintenant être décrits pour des systèmes optiques comprenant une matrice d'éléments optiques à taille micrométrique dans le cas où chaque élément optique à taille micrométrique correspond à une lentille à taille micrométrique, ou microlentille composée de deux dioptres. Toutefois, il est clair que ces modes de réalisation peuvent également être mis en oeuvre avec d'autres types d'éléments optiques de taille micrométrique, chaque élément optique de taille micrométrique pouvant correspondre, par exemple, à une lentille de Fresnel de taille micrométrique, à une lentille à gradient d'indice de taille micrométrique ou à un réseau de diffraction de taille micrométrique.
[0053] Dans la suite de la description, on appelle lumière visible un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 400 nm et 700 nm et on appelle rayonnement infrarouge un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1 mm. Dans le rayonnement infrarouge, on distingue notamment le rayonnement infrarouge proche dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1,7 pm.
[0054] Pour simplifier la description, sauf précision contraire, on assimile une étape de fabrication à la structure obtenue à l'issue de cette étape.
[0055] La figure 1 illustre, par une vue en coupe, un mode de réalisation d'un système d'acquisition d'images 1.
[0056] Le système d'acquisition 1 représenté en figure 1 comprend, de bas en haut dans l'orientation de la figure, un capteur d'images 11 et un filtre angulaire 13.
[0057] Le capteur d'images 11 comprend une matrice de capteurs de photons 111, également appelés photodétecteurs. Les photodétecteurs 111 peuvent être recouverts d'un revêtement de protection non représenté. Le capteur d'images
II comprend, en outre, des pistes conductrices et des éléments de commutation, notamment des transistors, non représentés, permettant la sélection des photodétecteurs 111. Les photodétecteurs 111 peuvent être réalisés en matériaux organiques. Les photodétecteurs 111 peuvent correspondre à des photodiodes organiques (OPD, Organic Photodiode), à des photorésistances organiques, à des photodiodes en silicium amorphe ou monocristallin associées à une matrice de transistors TFT (Thin Film Transistor) ou CMOS (Complementary Métal Oxide Semiconductor).
[0058] Selon un mode de réalisation, chaque photodétecteur
III est adapté à détecter la lumière visible et/ou le rayonnement infrarouge. [0059] Le système d'acquisition 1 comprend, en outre, des unités, non représentées, de traitement des signaux fournis par le capteur d'images 11, comprenant par exemple un microprocesseur .
[0060] Le filtre angulaire 13 comprend, de haut en bas, dans l'orientation de la figure 1 : un premier réseau de lentilles 131 plan-convexes ; un premier substrat ou support 133 ; une première couche 135 d'ouvertures ou trous 137 ; une deuxième couche 139 qui peut comprendre une couche de planarisation et/ou un autre substrat et/ou un film adhésif ; et un deuxième réseau de lentilles 141 plan-convexes servant à la collimation de la lumière transmise par le filtre, les faces planes des lentilles 141 faisant face aux faces planes des lentilles 131.
[0061] Les faces planes des lentilles 131 du premier réseau et les faces planes des lentilles 141 du deuxième réseau se font face.
[0062] Le diamètre des lentilles 131 du premier réseau est, de préférence, supérieur au diamètre des lentilles 141 du deuxième réseau.
[0063] Chaque ouverture 137 est, de préférence, associée à une seule lentille 131 du premier réseau. Les axes optiques 143 des lentilles 131 sont, de préférence, alignés avec les centres des ouvertures 137 de la première couche 135. Le diamètre des lentilles 131 du premier réseau est, de préférence, supérieur à la section maximale (mesurée perpendiculairement aux axes 143) des ouvertures 137. [0064] Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, le nombre de lentilles 131 du premier réseau est égal au nombre de lentilles 141 du deuxième réseau. Les lentilles 131 du premier réseau et les lentilles 141 du deuxième réseau sont alignées par leurs axes optiques 143.
[0065] En variante, le nombre de lentilles 141 du deuxième réseau est plus important que le nombre de lentilles 131 du premier réseau.
[0066] Dans l'exemple de la figure 1, chaque photodétecteur 111 est représenté associé à une seule ouverture 137, le centre de chaque photodétecteur 111 étant centré avec le centre de l'ouverture 137 à laquelle il est associé. En pratique, la résolution du filtre angulaire 13 est au moins deux fois supérieure à la résolution du capteur d'images 11. En d'autres termes, le système 1 comporte au moins deux fois plus de lentilles 131 (ou ouvertures 137) que de photodétecteurs 111. Ainsi, une photodiode 111 est associée à au moins deux lentilles 131 (ou ouvertures 137).
[0067] Le filtre angulaire 13 est adapté à filtrer le rayonnement incident en fonction de l'incidence du rayonnement par rapport aux axes optiques 143 des lentilles 131 du premier réseau. Le filtre angulaire 13 est adapté à ce que chaque photodétecteur 111 du capteur d'images 11 reçoive seulement les rayons dont les incidences respectives, par rapport aux axes optiques 143 respectifs des lentilles 131 associées aux photodétecteurs 111, sont inférieures à un angle d'incidence maximale inférieur à 45°, de préférence inférieur à 30°, plus préférentiellement inférieur à 10°, encore plus préférentiellement inférieur à 4°. Le filtre angulaire 13 est adapté à bloquer les rayons du rayonnement incident dont les incidences respectives par rapport aux axes optiques 143 des lentilles 131 du filtre 13 sont supérieures à l'angle d'incidence maximale.
[0068] Les rayons émergent, des lentilles 131 et de la couche 135, avec un angle par rapport à la direction respective des rayons incidents aux lentilles 131. L'angle est propre à une lentille 131 et dépend du diamètre de celle-ci et la distance focale de cette même lentille 131.
[0069] En sortie de la couche 135, les rayons traversent la couche 139 puis rencontrent les lentilles 141 du deuxième réseau. Les rayons sont ainsi déviés, en sortie des lentilles 141, d'un angle b par rapport aux directions respectives des rayons incidents aux lentilles 141. L'angle b est propre à une lentille 141 et dépend du diamètre de celle-ci et la distance focale de cette même lentille 141.
[0070] L'angle de divergence total correspond aux déviations engendrées successivement par les lentilles 131 et par les lentilles 141. Les lentilles 141 du deuxième réseau sont choisies de sorte que l'angle de divergence total soit, par exemple, inférieur ou égal à environ 5°.
[0071] Le mode de réalisation représenté en figure 1, illustre une configuration idéale dans laquelle les plans focaux images des lentilles 131 du premier réseau sont confondus avec les plans focaux objets des lentilles 141 du deuxième réseau. Les rayons représentés, arrivant parallèlement à l'axe optique, sont focalisés au foyer image de la lentille 131 ou foyer objet de la lentille 141. Les rayons qui émergent de la lentille 141 se propagent ainsi parallèlement à l'axe optique de celle-ci. L'angle de divergence total est, dans ce cas, nul.
[0072] En l'absence d'un deuxième réseau de lentilles 141, si l'angle de divergence est trop grand, certains rayons émergeant d'une lentille 131 risquent de ne pas être absorbés par des murs 136 entre les ouvertures 137 de la couche 135. Ils risquent alors d'éclairer plusieurs photodétecteurs 111. Cela engendre une perte de résolution dans la qualité de l'image résultante.
[0073] Un avantage qui apparaît est que la présence d'un deuxième réseau de lentilles 141 engendre une diminution de l'angle de divergence en sortie du filtre angulaire 13. La diminution de l'angle de divergence permet de diminuer les risques de recoupement des rayons émergeant au niveau du capteur d'images 11.
[0074] Les figures 2 à 8 illustrent, de façon schématique et partielle, des étapes successives d'un exemple d'un procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon un premier mode de mise en oeuvre.
[0075] La figure 2 illustre, par une vue en coupe, une étape du premier mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un filtre angulaire.
[0076] Plus particulièrement, la figure 2 représente, de façon partielle et schématique, une structure de départ ou empilement 21 du premier réseau de lentilles ou microlentilles 131 et du premier substrat 133.
[0077] Le substrat 133 peut être en un polymère transparent qui n'absorbe pas au moins les longueurs d'onde considérées, ici dans le domaine du visible et de l'infrarouge. Ce polymère peut notamment être en poly(téréphtalate d'éthylène) PET, poly (métacrylate de méthyle) PMMA, polymère d'oléfinecyclique (COP), polyimide (PI), polycarbonate (PC). L'épaisseur du substrat 133 peut, par exemple, varier de 1 à 100 pm, de préférence entre 10 et 100 pm. Le substrat 133 peut correspondre à un filtre coloré, à un polariseur, à une lame demi-onde ou à une lame quart d'onde.
[0078] Les microlentilles 131, sur et en contact du substrat 133, peuvent être réalisées en silice, en PMMA, en une résine photosensible positive, en PET, en poly(naphtalate d'éthylène) (PEN), en COP, en polydiméthylsiloxane
(PDMS)/silicone, en résine époxy ou en résine acrylate. Les microlentilles 131 peuvent être formées par fluage de blocs d'une résine photosensible. Les microlentilles 131 peuvent, en outre, être formées par moulage sur une couche de PET, PEN, COP, PDMS/silicone, de résine époxy ou de résine acrylate.
[0079] Les microlentilles 131 sont des lentilles convergentes ayant chacune une distance focale f comprise entre 1 pm et 100 pm, de préférence entre 1 pm et 70 pm. Selon un mode de réalisation, toutes les microlentilles 131 sont sensiblement identiques .
[0080] Dans la suite de la description, on considère la face supérieure de la structure, dans l'orientation de la figure 2, comme étant la face avant et la face inférieure de la structure, dans l'orientation de la figure 2, comme étant la face arrière.
[0081] La figure 3 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0082] Plus particulièrement, la figure 3 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de formation de la couche 135 d'une première résine 145, comprenant la matrice d'ouvertures 137, sur la face arrière de la structure obtenue à l'issue de l'étape de la figure 2.
[0083] On appelle "h" l'épaisseur de la couche 135 mesurée depuis le support 133. La couche 135 est, par exemple, opaque au rayonnement détecté par les photodétecteurs (111, figure 1), par exemple absorbants et/ou réfléchissants par rapport au rayonnement détecté par les photodétecteurs. La couche 135 absorbe dans le visible et/ou le proche infrarouge et/ou l'infrarouge. La couche 135 peut être opaque au rayonnement, compris entre 450 nm et 570 nm, utilisé pour l'imagerie (biométrie et imagerie d'empreintes digitales).
[0084] En figure 3, les ouvertures 137 sont représentées avec une section droite, par une vue en coupe, trapézoïdale. De façon générale, la section droite des ouvertures 137, par une vue en coupe peut être carrée, triangulaire, rectangulaire. De plus, la section droite des ouvertures 137 dans la vue de dessus peut être circulaire, ovale ou polygonale, par exemple triangulaire, carrée, rectangulaire, trapézoïdale ou de la forme d'un entonnoir. La section droite des ouvertures 137 dans la vue de dessus est, de préférence, circulaire.
[0085] Selon un mode de réalisation, les ouvertures 137 sont disposés en rangées et en colonnes. Les ouvertures 137 peuvent avoir sensiblement les mêmes dimensions. On appelle "wl" le diamètre des ouvertures 137 (mesuré à la base des ouvertures, c'est-à-dire à l'interface avec le substrat 133). Selon un mode de réalisation, les ouvertures 137 sont disposées régulièrement selon les rangées et selon les colonnes. On appelle "p" le pas de répétition des trous 137, c'est-à-dire la distance en vue de dessus entre des centres de deux trous 137 successifs d'une rangée ou d'une colonne.
[0086] Les ouvertures 137 sont, de préférence, réalisées de sorte que chaque microlentille 131 soit en regard d'une seule ouverture 137 et que chaque ouverture 137 soit surplombée d'une unique microlentille 137. Le centre d'une microlentille 131 est, par exemple, aligné au centre de l'ouverture 137 qui lui est associée. Le diamètre de chaque lentille 131 est, de préférence, supérieur au diamètre wl de chaque ouverture 137 à laquelle la lentille 131 est associée.
[0087] Le pas p peut être compris entre 5 pm et 50 pm, par exemple égal à environ 15 pm. La hauteur h peut être comprise entre 1 pm et 1 mm, de préférence, être comprise entre 12 pm et 15 pm. La largeur wl peut, préférentiellement, être comprise entre 5 pm et 50 pm, par exemple être égale à environ 10 pm.
[0088] Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication de la couche 135 comprenant la matrice d'ouverture 137 comprend les étapes suivantes : déposer la couche 135 de la première résine 145, sur la face arrière du substrat 133, par centrifugation ou enduction ; réaliser les ouvertures 137 dans la couche 135 par exposition de la première résine 145 (photolithographie), par sa face avant, par une lumière collimatée à travers le masque constitué par le réseau de microlentilles 131 ; et retirer, par développement, les portions exposées de la résine 145.
[0089] Selon ce mode de réalisation, les microlentilles 131 et le substrat 133 sont, de préférence, réalisés dans des matériaux transparents ou partiellement transparents, c'est- à-dire transparent dans une partie du spectre considéré pour le domaine visé, par exemple, l'imagerie, sur la plage de longueurs d'ondes correspondant aux longueurs d'ondes utilisées lors de l'exposition.
[0090] Un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication de la couche 135, comprenant la matrice d'ouvertures 137, comprend les étapes suivantes : déposer la couche 135 de la première résine 145, sur la face arrière du substrat 133, par centrifugation ou enduction ; réaliser les ouvertures 137 dans la couche 135 par exposition de la résine 145, par sa face arrière, par une lumière collimatée à travers un masque ; et retirer par développement les portions exposées de la résine 145.
[0091] Ce mode de réalisation nécessite un alignement préalable des ouvertures, dessinées sur le masque, avec les lentilles 131 afin de former les ouvertures 137 alignées avec les lentilles 131.
[0092] En pratique, cet alignement est réalisé grâce à des marques d'alignement (de préférence au minimum quatre marques d'alignement) réparties sur l'ensemble de la surface de la structure .
[0093] Un autre mode de mise en œuvre d'un procédé de fabrication de la couche 135, comprenant la matrice d'ouvertures 137, comprend les étapes suivantes : former, sur la face arrière du substrat 133 et par des étapes de photolithogravure, un moule en une résine sacrificielle négative transparente (non représentée en figure 3) de la forme souhaitée des ouvertures 137 ; remplir le moule par la première résine 145 ; et retirer le moule en résine sacrificielle, par exemple par un procédé de "lift-off".
[0094] Ce mode de réalisation nécessite également un alignement préalable des ouvertures dessinées sur le masque avec les lentilles 131 afin de former les ouvertures 137 alignées avec les lentilles 131. [0095] Un mode de mise en œuvre d'un procédé de fabrication de la couche 135, comprenant la matrice d'ouvertures 137, comprend les étapes suivantes : déposer la couche 135 de résine 145, sur la face arrière du substrat 133, par enduction ou centrifugation ; et perforer la couche 135 de résine 145 pour former les ouvertures 137.
[0096] Ce mode de réalisation nécessite un alignement préalable des lentilles 131 avec l'outil de perforation afin de former les ouvertures 137 alignées avec les lentilles 131.
[0097] La perforation peut être réalisée en utilisant un outil de micro-perforation comprenant par exemple des micro aiguilles calibrées pour obtenir des dimensions précises des trous 137.
[0098] A titre de variante, la perforation de la couche 135 peut être effectuée par ablation laser.
[0099] Selon un mode de réalisation, la résine 145 est une résine photosensible positive, par exemple une résine DNQ- Novolaque colorée ou noire ou une résine photosensible DUV (Deep Ultraviolet). Les résines DNQ-Novolaque sont basées sur un mélange de diazonaphtoquinone (DNQ) et d'une résine novolaque (résine de phénolformaldéhyde). Les résines DUV peuvent comprendre des polymères basés sur les polyhydroxystyrènes .
[0100] Selon un autre mode de réalisation, la résine 145 est une résine photosensible négative. Des exemples de résines photosensibles négatives sont des résines polymères à base d'epoxy, par exemple la résine commercialisée sous l'appellation SU-8, des résines acrylates et des polymères thiol-ène hors stoechiométrie (OSTE, Off-Stoichiometry thiol- enes polymer). [0101] Selon un autre mode de réalisation, la résine 145 est à base d'un matériau usinable au laser, c'est-à-dire un matériau susceptible de se dégrader sous l'action d'un rayonnement laser. Des exemples de matériaux usinables par laser sont le graphite, des matériaux plastiques tels que le PMMA, 1'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) ou des films plastiques teintés comme le PET, PEN, les COP et les PI.
[0102] La figure 4 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0103] Plus particulièrement, la figure 4 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de planarisation, par le dépôt d'une deuxième couche 139, en face arrière de la structure obtenue à l'issue des étapes des figures 2 et 3.
[0104] Optionnellement, on vient combler les ouvertures 137 d'air ou d'un matériau de remplissage au moins partiellement transparent au rayonnement détecté par les photodétecteurs (111, figure 1), par exemple du PDMS, une résine époxy ou acrylate ou une résine connue sous la dénomination commerciale SU8. A titre de variante, les ouvertures 137 peuvent être remplies d'un matériau partiellement absorbant, c'est-à-dire absorbant dans une partie du spectre considéré pour le domaine visé, par exemple l'imagerie, afin de filtrer chromatiquement les rayons filtrés angulairement par le filtre angulaire 13.
[0105] A la suite de l'étape illustrée en figure 3 ou à la suite du comblement optionnel des ouvertures 137, la face arrière de la structure est recouverte pleine plaque par la deuxième couche 139. C'est-à-dire que l'on vient recouvrir la première couche 135 par la deuxième couche 139. La face inférieure de la deuxième couche 139 est, à la suite de cette étape, sensiblement plane. Les ouvertures 137 sont ainsi comblées par la deuxième couche 139 si l'étape de comblement des ouvertures 137 n'a pas été réalisée au préalable.
[0106] Le matériau de la couche 139 est, de préférence, au moins partiellement transparent au rayonnement détecté par les photodétecteurs (111, figure 1), par exemple du PDMS, une résine époxy ou acrylate ou une résine connue sous la dénomination commerciale SU8. Le matériau de remplissage utilisé lors du comblement optionnel des ouvertures 137 et le matériau de la couche 139 peuvent être de même composition ou de compositions différentes.
[0107] La figure 5 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0108] Plus particulièrement, la figure 5 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de dépôt d'un film 149 d'une deuxième résine 151, en face arrière de la structure obtenue à l'issue des étapes des figures 2 à 4.
[0109] Selon un mode de mise en oeuvre, on vient recouvrir intégralement (pleine plaque) la face arrière de la structure, et en particulier recouvrir la couche 139 par le film 149 de la deuxième résine 151. La deuxième résine 151 est, de préférence, positive.
[0110] L'épaisseur du film est sensiblement constante sur l'ensemble la structure. L'épaisseur est, par exemple, comprise entre 1 pm et 20 pm, de préférence entre 12 pm et 15 pm.
[0111] En variante de mise en oeuvre, on peut déposer la couche 149 sur un film support (non représenté) puis laminer l'ensemble de la couche 149 et dudit film sur la structure obtenue à l'issue des étapes des figures 2 à 4. La couche 149 peut être déposée selon cette variante de mise en oeuvre dès la fin de l'étape illustrée en figure 3.
[0112] La figure 6 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0113] Plus particulièrement, la figure 6 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de retrait d'une partie de la couche 149 pour former des plots 153 de deuxième résine 151.
[0114] Les plots 153 sont formés de sorte qu'ils aient, par exemple, en vue de dessus, une forme carrée ou circulaire, de préférence circulaire. Les plots ont un diamètre w2 compris, par exemple, entre 2 pm et le diamètre des lentilles 131. Le nombre de plots 153 correspond, de préférence, au nombre de lentilles 131 du premier réseau.
[0115] Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication des plots 153, à partir de la couche 149, comprend les étapes suivantes : réaliser les plots 153 dans la couche 149 par exposition de la deuxième résine 151, par sa face avant, par une lumière collimatée à travers le masque constitué par le réseau de microlentilles 131 et les ouvertures 137 ; et retirer par développement les portions non-exposées de la résine 151.
[0116] Selon ce mode de réalisation, les microlentilles 131, le substrat 133 et la couche 139 sont, de préférence, réalisés dans des matériaux transparents sur la plage de longueurs d'ondes correspondant aux longueurs d'ondes utilisées lors de 1'exposition. [0117] Un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication des plots 153, à partir de la couche 151, comprend les étapes suivantes : réaliser les plots 153 dans la couche 149 par exposition de la résine 151, par sa face arrière, par une lumière collimatée à travers un masque ; et retirer par développement les portions non-exposées de la résine 151.
[0118] Ce mode de réalisation nécessite un alignement préalable des plots 153 dessinés sur le masque avec les lentilles 131 (et les ouvertures 137) afin de former les plots 153 alignés avec les lentilles 131 (et les ouvertures 137).
[0119] La figure 7 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0120] Plus particulièrement, la figure 7 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de chauffage de la structure obtenue à l'issue des étapes des figures 2 à 6.
[0121] Selon un mode de mise en oeuvre, on vient chauffer la structure afin de déformer les plots 153 de résine 151. En effet, par action de la chaleur, les plots 153 se déforment par fluage (creep) jusqu'à former les lentilles 141. La température, lors de cette étape, est, par exemple, comprise entre 100 et 200 °C.
[0122] En variante, on vient exposer les plots 153 aux UV pour les déformer et former les lentilles 141. L'angle d'ouverture de la source UV permet de modifier la courbure des lentilles 141. [0123] A la fin de l'étape illustrée en figure 7, les lentilles 141 ont une forme, par exemple, de calotte sphérique ou asphérique.
[0124] La figure 8 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0125] Plus particulièrement, la figure 8 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de dépôt d'une troisième couche 155, sur la face arrière de la structure obtenue à l'issue des étapes des figures 2 à 7.
[0126] On vient recouvrir intégralement (pleine plaque) la face arrière de la structure et, en particulier, recouvrir les lentilles 141 et la deuxième couche 139 par la troisième couche 155.
[0127] La troisième couche 155 et la deuxième couche 139 peuvent être de même composition ou de compositions différentes .
[0128] La troisième couche 155 a, de préférence, un indice optique inférieur à l'indice optique de la deuxième résine 151.
[0129] Les figures 9 à 15 illustrent, de façon schématique et partielle, des étapes successives d'un exemple du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon un deuxième mode de mise en oeuvre.
[0130] Le deuxième mode de mise en oeuvre diffère du premier mode de mise en oeuvre par le fait que le premier réseau de lentilles 131 est réalisé au contact du substrat 133 et avant formation de la première couche 135 comprenant la matrice d'ouvertures 137. [0131] La figure 9 illustre, par une vue en coupe, une étape du deuxième mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un filtre angulaire.
[0132] Plus particulièrement, la figure 9 illustre par une vue, partielle et schématique, une structure de départ identique à la structure de départ du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre, représentée en figure 2.
[0133] La figure 10 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre.
[0134] Plus particulièrement, la figure 10 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de dépôt du film 149 du premier mode de mise en oeuvre, sur la face arrière de la structure obtenue à l'issue de l'étape de la figure 9.
[0135] Cette étape est sensiblement identique à l'étape illustrée en figure 5 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre à la différence près que, dans l'étape illustrée en figure 10, le film 149 recouvre le substrat 133.
[0136] La figure 11 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre.
[0137] La figure 12 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre.
[0138] Plus particulièrement, les figures 11 et 12 illustrent par des vues, partielles et schématiques, une étape de formation du deuxième réseau de lentilles 141, sur la face arrière de la structure obtenue à l'issue de l'étape de la figure 10, à partir du film 149. [0139] Ces deux étapes sont sensiblement identiques aux étapes illustrées respectivement en figures 6 et 7 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0140] La figure 13 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre.
[0141] Plus particulièrement, la figure 13 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de dépôt d'une troisième couche 155, d'indice optique plus faible que l'indice optique de la deuxième résine 151, sur la face arrière de la structure obtenue à l'issue des étapes des figures 9 à 12.
[0142] On vient recouvrir intégralement (pleine plaque) la face arrière de la structure et, en particulier, recouvrir les lentilles 141 et le substrat 133 par la troisième couche 155.
[0143] La figure 14 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre.
[0144] La figure 15 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le deuxième mode de mise en oeuvre.
[0145] Plus particulièrement, les figures 14 et 15 illustrent par des vues, partielles et schématiques, une étape de formation de la premier couche 135, comprenant la matrice d'ouvertures 137, sur la face arrière de la structure obtenue à l'issue des étapes des figures 9 à 13.
[0146] Ces deux étapes sont sensiblement identiques à l'étape illustrée en figure 3 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre, à la différence près que la première couche 135 est réalisée sur la troisième couche 155. [0147] Ces étapes peuvent être suivies d'une étape de dépôt d'une deuxième couche sensiblement identique à l'étape de dépôt de la deuxième couche 139 de la figure 7 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0148] Les figures 16 à 19 illustrent, de façon schématique et partielle, des étapes successives d'un exemple du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon un troisième mode de mise en oeuvre.
[0149] Le troisième mode de mise en oeuvre diffère du premier mode de mise en oeuvre par le mode de fabrication du deuxième réseau de lentilles 141.
[0150] La figure 16 illustre, par une vue en coupe, une étape du troisième mode de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un filtre angulaire.
[0151] Plus particulièrement, la figure 16 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de formation d'une structure sensiblement identique à la structure illustrée en figure 4 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre. La structure illustrée en figure 16 correspond donc sensiblement au résultat de la mise en oeuvre des étapes des figures 2 à 4 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre .
[0152] La figure 17 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le troisième mode de mise en oeuvre.
[0153] Plus particulièrement, la figure 17 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de dépôt du film 149 de la deuxième résine 151 sur la face arrière de la structure obtenue à l'issue de l'étape de la figure 16. [0154] Cette étape est sensiblement identique à l'étape illustrée en figure 5 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0155] Dans le présent mode de mise en oeuvre, la deuxième résine 151 est, de préférence, à base d'époxy et/ou acrylate non réticulé.
[0156] La figure 18 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le troisième mode de mise en oeuvre.
[0157] Plus particulièrement, la figure 18 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de formation du deuxième réseau de lentilles 141 à partir du film 149.
[0158] On vient, dans cette étape, réaliser le deuxième réseau de lentilles 141 par moulage (imprint). Plus précisément, on vient déformer le film 149, d'épaisseur initiale constante, par pression d'un moule 157 sur la structure. Le moule 157 utilisé a, de préférence, la forme de l'empreinte du réseau de lentilles 141. Lors de la pression, la structure est, en même temps, exposée à un rayonnement lumineux, par exemple UV ou à une source de chaleur (thermal molding) permettant de réticuler, donc durcir, la deuxième résine 151. La deuxième résine 151 prend alors la forme inverse du moule 157.
[0159] En pratique la structure peut être, lors de cette étape, montée sur un film de protection, par sa face avant, pour ne pas endommager le premier réseau de lentilles 131.
[0160] La structure illustrée en figure 18 correspond à la structure obtenue à la fin de l'étape décrite ci-dessus, le moule 157 étant toujours en contact avec la résine 151. [0161] La figure 19 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le troisième mode de mise en oeuvre.
[0162] Plus particulièrement, la figure 19 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de retrait du moule 157 présent sur la structure obtenue à l'issue de l'étape de la figure 18.
[0163] On vient, dans cette étape, retirer le moule 157 afin de libérer le deuxième réseau de lentilles 141.
[0164] En pratique, à l'issue de cette étape, les lentilles 141 ne sont pas nécessairement séparées les unes des autres. En effet, ces dernières peuvent être reliées par un film réticulé provenant du film 149. Ce phénomène est dû notamment aux défauts présents en surface interne du moule 157, à des défauts de planarisation de la couche 139.
[0165] Cette étape nécessite un alignement préalable du moule 157 avec les lentilles 131 (et les ouvertures 137) afin de former les lentilles 141 alignées avec les lentilles 131 (et les ouvertures 137).
[0166] La figure 20 illustre, par une vue en coupe, une variante des étapes des figures 18 et 19.
[0167] Plus particulièrement, la figure 20 illustre par une vue, partielle et schématique, une variante de réalisation des étapes des figures 18 et 19.
[0168] L'étape illustrée en figure 20 diffère des étapes illustrées en figures 18 et 19 par le fait que le nombre de lentilles 141 du deuxième réseau n'est pas identique au nombre de lentilles 131 du premier réseau. Le nombre de lentilles 141 est, de préférence, supérieur au nombre de lentilles 131. A titre d'exemple, le nombre de lentilles 141 est au moins deux fois supérieur au nombre de lentilles 131. [0169] L'axe optique 143 (figure 1) de chaque lentille 141 n'est, dans ce cas, pas nécessairement aligné avec l'axe optique 143 (figure 1) d'une lentille 131.
[0170] Cette variante ne nécessite donc pas d'alignement préalable du moule 157 avec les lentilles 131 (et les ouvertures 137).
[0171] Les figures 21 à 24 illustrent, de façon schématique et partielle, des étapes successives d'un exemple du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon un quatrième mode de mise en oeuvre.
[0172] Le quatrième mode de mise en oeuvre diffère du premier mode de mise en oeuvre par le fait que les deux réseaux de lentilles 131 et 141 sont réalisés séparément puis assemblés par un adhésif.
[0173] La figure 21 illustre, par une vue en coupe, une étape d'un quatrième mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un filtre angulaire.
[0174] Plus particulièrement, la figure 21 illustre par une vue, partielle et schématique, une étape de formation d'une structure sensiblement identique à la structure illustrée en figure 4 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0175] La figure 22 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le quatrième mode de mise en oeuvre.
[0176] Plus particulièrement, la figure 22 illustre une étape de formation d'un empilement 23, comprenant, de haut en bas : un film adhésif 159 ; un deuxième substrat 161 ; et le deuxième réseau de lentilles 141. [0177] Le deuxième substrat 161 est sensiblement identique au premier substrat 133 illustré en figure 2 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre.
[0178] Selon un mode de réalisation, la formation du réseau de lentilles 141 est sensiblement identique à la formation du réseau de lentilles 141 évoquée dans les étapes illustrées en figures 5 à 7 du procédé selon le premier mode de mise en oeuvre, à la différence près que, dans l'étape de la figure 22, le deuxième réseau de lentilles 141est formé sur le substrat 161. Le deuxième réseau de lentilles 141 étant réalisé sur une structure ne comportant pas le premier réseau de lentilles 131, les lentilles 141 ne peuvent toutefois pas être réalisées, par photolithogravure, par action de la lumière collimatée à travers le masque constitué par le premier réseau de lentilles 131.
[0179] Selon un autre mode de réalisation, la formation du réseau de lentilles 141 est sensiblement identique à la formation du réseau de lentilles 141 évoquée dans les étapes illustrées en figures 17 à 20 du procédé selon le troisième mode de mise en oeuvre.
[0180] La figure 23 illustre, par une vue en coupe, une autre étape du procédé de fabrication d'un filtre angulaire selon le quatrième mode de mise en oeuvre.
[0181] Plus particulièrement, la figure 23 illustre une étape d'assemblage des deux structures illustrées en figure 21 et en figure 22.
[0182] On vient, dans cette étape, positionner et coller l'empilement 23 sur la face arrière de la structure illustrée en figure 21 par le film adhésif 159 situé sur la face avant de l'empilement 23. [0183] La figure 24 illustre, par une vue en coupe, une variante de l'étape de la figure 23.
[0184] Plus particulièrement, la figure 24 illustre par une vue, partielle et schématique, une variante de réalisation des étapes des figures 22 et 23.
[0185] La structure illustrée en figure 24 diffère de la structure illustrée en figure 23 par le fait que le nombre de lentilles 141 du deuxième réseau n'est pas identique au nombre de lentilles 131 du premier réseau. Le nombre de lentilles 141 est, de préférence, supérieur au nombre de lentilles 131.
[0186] Les lentilles 141, illustrées en figure 24, sont sensiblement identiques aux lentilles 141 illustrées en figure 20 du procédé selon le troisième mode de mise en oeuvre
[0187] Cette variante ne nécessite donc pas d'alignement préalable du réseau des lentilles 141 avec le réseau des lentilles 131 (et les ouvertures 137).
[0188] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L'homme de l'art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les deuxième et troisième modes de mise en oeuvre peuvent être combinés et la variante illustrée en figure 20 dans le procédé du troisième mode de mise en oeuvre peut se transposer aux premier et deuxième modes de mise en oeuvre. En outre, les modes de mise en oeuvre décrits ne se limitent pas aux exemples de dimensions et de matériaux mentionnés ci-dessus.
[0189] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci- dessus .

Claims

REVENDICATIONS
1. Filtre angulaire (13) comprenant : un premier réseau de lentilles (131) plan-convexes ; un deuxième réseau de lentilles (141) plan-convexes situé entre le premier réseau de lentilles et un capteur d'images (11) ; et une matrice d'ouvertures (137), les faces planes des lentilles (131, 141) du premier réseau et du deuxième réseau se faisant face et le nombre de lentilles du deuxième réseau étant supérieur au nombre de lentilles du premier réseau.
2. Filtre angulaire selon la revendication 1, dans lequel la matrice d'ouvertures (137) est formée dans une couche (135) en une première résine opaque, dans les domaines du visible et de l'infrarouge.
3. Filtre angulaire selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les ouvertures (137) de la matrice sont remplies d'air ou d'un matériau au moins partiellement transparent dans les domaines du visible et de l'infrarouge.
4. Filtre angulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'axe optique (143) de chaque lentille (131) du premier réseau est aligné avec l'axe optique (143) d'une lentille (141) du deuxième réseau et le centre d'une ouverture (137) de la matrice.
5. Filtre angulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque ouverture (137) de la matrice est associée à une seule lentille (131) du premier réseau.
6. Filtre angulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les plans focaux images des lentilles (131) du premier réseau sont confondus avec les plans focaux objets des lentilles (141) du deuxième réseau.
7. Filtre angulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les lentilles (131) du premier réseau ont un diamètre supérieur à celui des lentilles (141) du deuxième réseau.
8. Filtre angulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la matrice d'ouvertures (137) est située entre le premier réseau de lentilles (131) et le deuxième réseau de lentilles (141).
9. Filtre angulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le deuxième réseau de lentilles (141) est situé entre le premier réseau de lentilles (131) et la matrice d'ouvertures (137).
10. Filtre angulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les lentilles (131) du premier réseau sont sur et en contact avec un substrat (133).
11. Procédé de fabrication d'un filtre angulaire, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant, entre autres, les étapes suivantes : déposer un film d'une deuxième résine (151) photosensible ; réaliser par photolithographie, des plots de deuxième résine ; et chauffer lesdits plots afin de modifier leur géométrie, et former ainsi les lentilles (141) du deuxième réseau.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel l'exposition par lithographie est réalisée à travers les lentilles (131) du premier réseau.
13. Procédé selon la revendication 11 et 12, dans lequel le deuxième réseau de lentilles (141) est formé par moulage
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel les deux réseaux de lentilles (131, 141) sont réalisés séparément puis assemblés grâce à un film adhésif (159).
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