[发明专利]光学系统及其制造过程

说明书

本描述涉及一种制造光学系统(5)的过程，该光学系统包括层(24)，该层包含通孔或盲孔(26)并被微米级光学元件矩阵阵列(14)覆盖。该光学系统包括旨在接收第一发射的表面(22)。此过程包括通过微米大小的光学元件矩阵阵列(14)使具有与该层相同的材料或不同的材料的膜(24)暴露于第二发射，所述材料对第二发射光敏感或能够使用第二发射加工，此方法还包括去除膜的暴露于或未暴露于第二发射的部分以界定全部或部分地穿过所述层的孔(26)。

本专利申请主张法国专利申请FR18/56709的优先权益，该申请在此纳入作为参考。

技术领域

本公开涉及光学系统及其制造方法。

背景技术

光学系统是诸如反射镜、透镜、衍射光栅等之类的光学元件的组件，其能够改变光线的轨迹或光的性质。光学系统的应用示例涉及图像采集系统，其中光学系统介于图像传感器的感光部分与待成像物体之间，这样可以形成要在图像传感器的感光部分上成像的物体的清晰图像。另一应用示例包括将光学系统耦合到单个光电探测器(例如光电二极管)，以控制由光电探测器收集的光。另一应用示例涉及显示或投影系统，其中光学系统覆盖光源(例如显示屏)，并且能够改变由光源发射的辐射，例如以准直由每个显示像素发射的辐射。

然而，在某些情况下，不能使用常规光学系统。例如，在图像采集系统的情况下，可能无法在图像传感器的感光部分与待成像物体之间放置常规光学系统。当图像传感器占据较大的表面积(大于一平方厘米)，并且待成像物体与图像传感器的感光部分之间的距离小于一厘米时，情况尤其如此。

然后，必须将待成像物体放置在最靠近图像传感器的位置，以使在图像传感器的感光部分上形成的图像足够清晰。但是，物体与图像传感器之间可能存在一定距离，从而导致在图像传感器的感光部分上形成的图像的清晰度可能不足以用于某些应用，例如用于指纹的捕获。

为了在缺乏复杂光学系统的情况下增加由图像采集系统的图像传感器获取的图像的清晰度，可以用具有简单结构的光学系统覆盖图像传感器，从而起到角度滤光器的作用，该光学系统包括不透明层，该不透明层具有开口，并覆盖有微米级光学元件阵列，例如微米级透镜或微透镜阵列、微米级渐变折射率透镜阵列，或微米级衍射光栅阵列，每个微米级光学元件与包含开口的层的一个开口相关联。

一种制造这种光学系统的方法示例包括制造包含开口的层，制造微米级光学元件，以及相对于包含开口的层定位微米级光学元件。相对于包含开口的层定位微米级光学元件的步骤需要使用对准工具。存在这样的对准工具，但是产生了用于制造这些光学系统的巨大成本，最重要的是不能大规模地制造这些光学系统。此外，由于使用有机材料，包含开口的层和/或微米级光学元件可能会由于热效应和/或机械效应而发生变形，从而对于所有微米级光学元件而言，不可能使每个微米级光学元件与包含开口的层的相应开口正确地对准。

发明内容

实施例的目的是完全或部分地克服由于制造包括具有开口的层以及微米级光学系统阵列的光学系统，以及先前描述的制造光学系统的方法导致的限制。

实施例的目的是能够足够准确地相对于包含孔的层的各个孔定位微米级光学系统。

实施例的另一目的是能够以工业规模实现光学系统制造方法。

为此，一个实施例提供了一种制造光学系统的方法，所述光学系统包括一个层，所述层包含贯通的或部分贯通的孔并被微米级光学元件阵列覆盖。所述光学系统包括旨在接收第一辐射的表面。所述方法包括通过所述微米级光学元件阵列使具有与所述层相同的材料或不同的材料的膜暴露于第二辐射，所述材料对所述第二辐射光敏感或能够通过所述第二辐射加工，所述方法还包括去除所述膜的暴露于或未暴露于所述第二辐射的部分以界定完全或部分地穿过所述层的孔。

根据一个实施例，所述膜由对所述第二辐射光敏感的抗蚀剂制成。

根据一个实施例，所述层由对所述第二辐射正性光敏感的抗蚀剂制成，所述膜的去除部分是暴露于所述第二辐射的部分。