[發(fā)明專利]具有基于波導(dǎo)的濾光器的光學(xué)部件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880022287.4
• 申請日: 2018-06-18
• 公開（公告）號: CN110476249A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·奧勒
• 申請（專利權(quán)）人: 生命科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;G02B6/10
• 代理公司: 31100 上海專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳潔;周全<國際申請>=PCT/EP20

一種用于記錄入射輻射的圖像傳感器可以包含：第一層，其用于通過衰減頻率低于截止頻率的入射輻射來對所述入射輻射進行過濾；以及第二光敏層，其用于吸收穿過所述第一層的輻射。所述第一層可以在所述入射輻射的傳播方向上位于所述第二光敏層之前，并且所述第一層包含穿過所述第一層到達所述第二光敏層以供輻射傳播通過的至少一個孔。所述至少一個孔的橫截面尺寸可以被配置成提供截止頻率，使得頻率低于所述截止頻率的入射輻射在所述至少一個孔內(nèi)衰減并且頻率高于所述截止頻率的入射輻射傳播通過所述至少一個孔。

背景技術(shù)

本發(fā)明總體上涉及光學(xué)部件，并且更具體地，涉及具有為入射輻射提供截止頻率的層的光學(xué)部件。光學(xué)部件可以是如圖像傳感器等有源光學(xué)部件或如透鏡等無源光學(xué)部件。

現(xiàn)今，重要的有源光學(xué)部件是圖像傳感器，即，使用光傳感器陣列來測量不同區(qū)域中的光強度并且因此記錄圖像的電子裝置。典型的圖像傳感器是半導(dǎo)體電荷耦合裝置(CCD)和互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)芯片。這些傳感器主要使用濾色器陣列，其中彩色濾光元件使用例如拜耳(Bayer)圖案來區(qū)分擊中圖像傳感器的光的不同顏色。另一種類型的圖像傳感器基于Foveon色彩分離方案，所述Foveon色彩分離方案通過識別光被記錄的深度來確定光的顏色。這個方案基于這樣的情形：具有較長波長的光在傳感器中具有較大的穿透深度。

已知的圖像傳感器可能需要另外的紅外濾光器，因為紅外光通過典型的傳感器進行測量，但是這部分光不是所期望的，因為其污染了可見光的顏色。

此外，通常期望產(chǎn)生具有小像素、高的光測量效率和良好的色彩分離的圖像傳感器。具有濾色器陣列的圖像傳感器通過濾色器通常失去50％或更多的光強度。具有濾色器陣列或基于Foveon方案的圖像傳感器可能具有有限的色彩分離。還通常期望產(chǎn)生具有以與光擊中圖像傳感器的角度無關(guān)的方式收集和測量光的像素的圖像傳感器。

高效過濾也是如透鏡、光纖耦合器等無源光學(xué)部件之間的關(guān)注點。這種光學(xué)部件常常具有頻率依賴性性能，如在透鏡的情況下的色差，所述色差在成像應(yīng)用中是不期望的。因此，將會期望具有經(jīng)過改善的成像性能的無源光學(xué)元件。

發(fā)明內(nèi)容

一個任務(wù)可以是提供一種不需要常規(guī)的紅外濾色器來濾除紅外光的圖像傳感器。另外的任務(wù)可以是提供一種高效地分離并測量擊中圖像傳感器的光的不同顏色的圖像傳感器。另外的任務(wù)可能是提供一種圖像傳感器，其中以窄角(即，高度地非垂直于表面)擊中圖像傳感器的光具有減少量的光溢出到相鄰像素或具有帶不那么依賴于光的角度的收集和測量效率的像素。另外的任務(wù)可以是提供一種圖像傳感器，其允許以結(jié)構(gòu)上簡單的方式(例如，不需要常規(guī)的濾色器陣列)對小像素進行色彩分離，這樣可以簡化這種圖像傳感器的制造。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于記錄入射輻射的圖像傳感器可以包含：第一層，其用于對所述入射輻射進行過濾；以及第二光敏層，其用于吸收穿過所述第一層的輻射。所述第一層可以由對所述入射輻射不透明的一種或多種材料制成。所述第一層在所述入射輻射的傳播方向上位于所述第二光敏層之前，并且所述第一層包括穿過所述第一層到達所述第二層以供輻射傳播通過的至少一個孔。所述至少一個孔的橫截面尺寸可以被配置成提供截止頻率，使得頻率低于所述截止頻率的入射輻射在所述至少一個孔內(nèi)衰減并且頻率高于所述截止頻率的入射輻射傳播通過所述至少一個孔。

在一個實施例中，所述第一層可以具有許多孔，所述許多孔具有一定數(shù)量的不同橫截面尺寸(例如，一個尺寸或三個不同的尺寸)，使得所述第一層在所述第一層的平面中的不同位置提供具有一個或多個不同的截止頻率的濾光功能。所述第二光敏層可以記錄穿過所述第一層的不同孔的輻射的強度和位置。因此，根據(jù)實施例的圖像傳感器能夠記錄在不同的位置具有一定波長范圍的光強度。這種圖像傳感器可以以與常規(guī)圖像傳感器類似的方式使用，所述常規(guī)圖像傳感器可以例如在數(shù)碼相機或手機中找到。換句話說，第一層可以用于提供將色彩分離成一個或多個光分量，并且圖像傳感器的第二光敏層可以以與常規(guī)圖像傳感器的光敏層記錄光的方式類似的方式記錄所述一個或多個光分量。