[发明专利]光学结构及其制造方法及包含其的光学系统

说明书

本公开提供一种光学结构及其制造方法及包含其的光学系统，该光学结构包括：光学元件以及多个突出物。光学元件具有平坦化上表面。突出物设置于平坦化上表面上，其中每一突出物独立地具有次波长尺寸。本公开提供的光学结构的优点在于：通过设置具有多个突出物的超表面可避免串音干扰，提高空间解析度、整体灵敏度、噪声比、及避免混色，达到更佳的影像品质。此外，可省去发光二极管之间的隔离壁，从而减小装置的体积；由于光学多层膜未以大角度照射，也可解决蓝移问题；指纹感测器亦可产生更高对比度的高解析度影像。

技术领域

本公开涉及一种光学结构，特别是涉及一种具有超表面(metasurface)的光学结构。

背景技术

各种光学装置，例如互补式金属氧化物半导体((Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)影像感测器与光学指纹装置业已开发。然而，当光源包括杂散光时，可能会发生一些问题。举例来说，互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器可能会受到串音干扰，而降低空间解析度、整体灵敏度、并导致混色，从而造成影像错误。若在光学装置中使用光学多层膜，由于杂散光以大角度照射在光学多层膜，使得光学多层膜可能产生蓝移，导致杂散光的波长朝蓝光偏移。此外，光学指纹装置可能因使用杂散光产生较低对比度的低解析度影像。

尽管现有光学装置足以满足其预期目的，但无法在各方面都尽如人意。结果来说，需要能解决上述问题的新颖光学结构。

发明内容

本公开提供一种可准直杂散光的光学结构。将超表面(metasurface)设置于平坦化表面上。超表面包括具有多个突出物的图案。当杂散光通过超表面时，超表面可准直杂散光。因此，杂散光以0度入射角照射光学装置。结果来看，可避免CMOS影像感测器中的串音干扰，从而提高空间解析度、增强整体灵敏度并避免混色，而获得更佳的影像品质。由于未以大角度照射光学多层膜，也解决了蓝移问题。光学指纹装置亦可以更高对比度产生更高解析度的影像。

根据本公开的部分实施例，提供一种光学结构。该光学结构包括：一光学元件以及多个突出物。该光学元件具有一平坦化上表面。这些突出物设置于该平坦化上表面上，其中每一突出物独立地具有次波长尺寸。

根据本公开的部分实施例，提供一种光学结构的制造方法。该制造方法包括：提供一光学元件，具有一平坦化上表面；以及形成多个突出物于该平坦化上表面上，其中每一所述突出物独立地具有次波长尺寸。

根据本公开的部分实施例，提供一种光学系统。该光学系统包括：一感测器、一光学元件、以及多个突出物。该光学元件设置于该感测器上。该光学元件具有一平坦化上表面。所述突出物设置于该平坦化上表面上，其中每一所述突出物独立地具有次波长尺寸。

在以下实施例中参考所附图式给予实施方式。

附图说明

通过阅读后续的实施方式和范例并参考所附图式，可更完全地理解本发明，其中：

图1是根据本公开的部分实施例，揭示一种光学结构制造方法其中一步骤的剖面示意图；

图2是根据本公开的部分实施例，揭示一种光学结构制造方法其中一步骤的剖面示意图；

图3A是根据本公开的部分实施例，揭示一种光学结构制造方法其中一步骤的剖面示意图；

图3B是根据本公开的部分实施例，揭示一种光学结构制造方法其中一步骤的剖面示意图；

图4A是根据本公开的部分实施例，揭示一种光学结构制造方法其中一步骤的剖面示意图；

图4B是根据本公开的部分实施例，揭示一种光学结构制造方法其中一步骤的剖面示意图；

图5A是根据本公开的部分实施例，揭示一种光学结构制造方法其中一步骤的剖面示意图；