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 ^_1 cm ³ /(m ² *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 ^_1 g/(m ² *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 .