[发明专利]近红外(NIR)带通滤波器、NIR带通滤波器的制造方法及其用途

说明书

本发明涉及一种近红外(NIR)带通滤波器以及NIR带通滤波器的制造方法。本发明还涉及这种NIR带通滤波器的用途，特别是在红外传感器中的用途，诸如用于对象识别，特别是面部识别。

技术领域

本发明涉及一种近红外(NIR)带通滤波器以及NIR带通滤波器的制造方法。本发明还涉及这种NIR带通滤波器的用途，特别是在红外传感器中的用途，诸如用于对象识别，特别是面部识别。

背景技术

如今，在消费电子产品、尤其是智能手机中广泛地集成了面部识别系统。通常，面部识别系统利用红外发射器和红外传感器的组合。例如，当前系统中的一个系统在面部上和面部周围投射30,000个红外光点，然后，红外传感器捕获反射以计算每个点的深度和角度并且构建面部的深度图。

为了捕获更精确的反射，通常将窄近红外(NIR)带通滤波器应用于红外传感器以改善信号质量。NIR滤波器允许设计带宽内的IR信号通过，同时拒绝 /阻挡带宽外的不需要的光/环境光。带宽越窄，信噪比就越好。

通过沉积具有低折射率和高折射率的离散材料层来制作NIR滤波器。最常用的低折射率材料是SiO₂，其折射率约为1.45。高折射率材料有很多选项，诸如 TiO₂、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅等，其折射率约为2.3。这些高折射率材料通常通过传统的电子/热蒸发沉积工艺来沉积。折射率约为4.0的氢化非晶硅(a-Si:H)也可以用作高折射率材料。

滤波器的光谱透射率特点取决于这种交替的高折射率和低折射率薄膜的多层堆叠体的基本结构。透射率峰的上升边缘和下降边缘更锋利的较小带宽通常需要具有大量交替薄膜层的更复杂结构，这给制造商带来更多困难并且使成本更高。

在不损害信号质量的情况下简化滤波器结构的有效方式是增加高折射率材料和低折射率材料之间的折射率对比/差。然而，使用SiO₂/a-Si:H作为低/高折射率材料的当前NIR滤波器仍具有约30至50个薄膜层。

存在与现有技术相关联的主要问题。首先，因为在涂覆玻璃基板之后有规律地进行切割期间，滤波器通常容易破裂，所以当前NIR滤波器的成品率不高。例如，尺寸为77×77mm²的涂覆玻璃基板可以切割成尺寸为7×7mm²或4×4mm²或3×3mm²的较小片。基板在切割期间的破裂降低了成品率。其次，当NIR滤波器在工作温度升高的情况下使用时，玻璃基板的折射率通常发生变化，这又可能导致滤波器的中心波长的偏移。除此之外，还存在滤波器的翘曲和角度偏移相对较高的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是克服现有技术的问题。具体地，本发明的目的是提供一种NIR带通滤波器的制造方法，该方法的成品率高。本发明的另一目的是提供一种诸如具体地在温度升高的情况下具有低折射率偏移之类的改进的特性的NIR带通滤波器。还有望实现低翘曲和/或低角度偏移。

该目的通过专利权利要求书的主题来解决。具体地，该目的通过近红外 (NIR)带通滤波器的制造方法来解决，该方法包括以下步骤：

a)提供玻璃基板，该玻璃基板在温度T₀具有长度L_0,GL并且具有小于 1500kPa/K的比例因子I，其中I由等式定义，其中，E是杨氏模量，ν是泊松比，并且α是在20℃至300℃的范围内的热膨胀系数(CTE)；

b)在玻璃基板的至少一侧上沉积包括高折射率材料和低折射率材料的交替层的NIR带通涂层，使得高折射率材料与玻璃基板直接接触，并且具有长度L_CT，HRF，其中，玻璃基板在沉积涂层期间达到最高温度T_CT和最大长度L_CT,GL；