用于減小紅外(ir)探測(cè)器的環(huán)境光靈敏度的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開內(nèi)容的方面涉及用于減少紅外(IR)探測(cè)器的環(huán)境光靈敏度的系統(tǒng)和方法。放置在IR探測(cè)器的傳感器(例如，姿態(tài)傳感器)之上的光學(xué)濾波器(例如，吸收濾波器、干涉濾波器)吸收或者反射可見光，同時(shí)通過具體IR波長(zhǎng)，以促進(jìn)IR探測(cè)器的減小的環(huán)境光靈敏度。
【專利說明】用于減小紅外(IR)探測(cè)器的環(huán)境光靈敏度的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年11月2日提交的名為“System and Method for ReducingAmbient Light Sensitivity of Infrared (IR) Detectors”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/722，063 號(hào)的優(yōu)先權(quán)，于此通過引用其整體將其并入。
【背景技術(shù)】
[0003]諸如智能電話、平板計(jì)算機(jī)、數(shù)字媒體播放器等等的電子裝置越來越多地采用光傳感器以控制對(duì)由該裝置提供的各類功能的操縱。例如，光傳感器通常由電子裝置使用來探測(cè)環(huán)境照明條件以控制裝置的顯示屏幕的亮度。典型的光傳感器采用諸如光電二極管、光電晶體管等的光學(xué)探測(cè)器，其將接收到的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(例如，電流或電壓)。
[0004]光傳感器通常用于諸如姿態(tài)(gesture)感測(cè)裝置的基于紅外(IR)的感測(cè)裝置中。姿態(tài)感測(cè)裝置是能夠在無需用戶實(shí)際觸摸內(nèi)部存在該姿態(tài)感測(cè)裝置的裝置的情況下，進(jìn)行對(duì)物體運(yùn)動(dòng)(例如，“姿態(tài)”)的探測(cè)的裝置。探測(cè)到的運(yùn)動(dòng)隨后能夠用作用于該裝置的輸入命令。在一些實(shí)施例中，該電子裝置被編程，以識(shí)別諸如從左到右、從右到左、從上到下、從下到上、從內(nèi)(in)到外(out)、從外到內(nèi)等等的區(qū)別的非接觸手運(yùn)動(dòng)。姿態(tài)感測(cè)裝置在諸如平板計(jì)算裝置、智能電話以及諸如膝上型電腦、視頻游戲控制臺(tái)等等的其它便攜式電子裝置的手持式電子裝置中具有普遍使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]公開了一種紅外探測(cè)器系統(tǒng)。在一種或更多實(shí)施中，紅外探測(cè)器系統(tǒng)包括:基底；形成于所述基底中的傳感器；以及安置于所述傳感器之上的光學(xué)濾波器。所述傳感器被配置為探測(cè)朝向所述傳感器指向的光并且對(duì)其作出響應(yīng)而提供信號(hào)。所述光學(xué)濾波器被配置為用于至少基本上防止朝向所述傳感器指向的所述光的可見成份到達(dá)所述傳感器。所述光學(xué)濾波器還被配置為允許朝向所述傳感器指向的所述光的選擇的紅外成份通過所述光學(xué)濾波器到達(dá)所述傳感器。
[0006]公開了一種姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)。在一種或更多實(shí)施中，姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)包括:基底；形成在所述基底中的姿態(tài)傳感器；發(fā)光二極管(LED);以及安置于所述姿態(tài)傳感器之上的一個(gè)或多個(gè)吸收濾波器。所述姿態(tài)傳感器被配置為探測(cè)朝向所述姿態(tài)傳感器指向的光并且對(duì)其作出響應(yīng)而提供信號(hào)。所述發(fā)光二極管被配置為用于發(fā)射朝向所述姿態(tài)傳感器指向的紅外光。所述一個(gè)或多個(gè)吸收濾波器被配置為用于吸收朝向所述姿態(tài)傳感器指向的所述光的可見成份，以至少基本上阻止所述光的所述可見成份到達(dá)所述姿態(tài)傳感器。所述一個(gè)或多個(gè)吸收濾波器還被配置為允許朝向所述姿態(tài)傳感器指向的所述光的選擇的紅外成份通過所述至少一個(gè)吸收濾波器到達(dá)所述姿態(tài)傳感器。在一個(gè)或多個(gè)范例實(shí)施例中，所述姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)是單LED姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)。
[0007]提供此
【發(fā)明內(nèi)容】
以以簡(jiǎn)化的形式介紹以下【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的概念集合。此
【發(fā)明內(nèi)容】
不旨在標(biāo)識(shí)聲稱的主題的關(guān)鍵特征或者必要特征，也不旨在用于幫助確定聲稱的主題的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]參照附圖對(duì)【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述。說明書及附圖中不同的實(shí)例中采用相同的附圖標(biāo)記指示類似或同樣的對(duì)象。
[0009]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的紅外探測(cè)器系統(tǒng)的橫截面局部分解視圖；
[0010]圖2A是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的當(dāng)藍(lán)色、綠色和紅色吸收濾光器獨(dú)立(例如，以非疊置方式)實(shí)施于紅外探測(cè)器系統(tǒng)中時(shí)，這些濾波器(在光波長(zhǎng)范圍上)的透射率性能的圖示描繪；
[0011]圖2B是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的，紅外探測(cè)器系統(tǒng)中實(shí)施的紅色上藍(lán)色(blue-on-red)濾光器疊層(在光波長(zhǎng)范圍上)的透射率性能與當(dāng)藍(lán)色和紅色吸收濾光器獨(dú)立實(shí)施于紅外探測(cè)器系統(tǒng)中時(shí)該藍(lán)色和紅色吸收濾光器的透射率性能的比較的圖示描繪；
[0012]圖2C是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的，紅外探測(cè)器系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施的紅色上綠色濾光器疊層(在光波長(zhǎng)范圍上)的透射率性能與當(dāng)綠色和紅色吸收濾光器獨(dú)立實(shí)施于紅外探測(cè)器系統(tǒng)內(nèi)時(shí)該綠色和紅色吸收濾光器的透射率性能的比較的圖示描繪；
[0013]圖2D是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的，紅外探測(cè)系統(tǒng)中實(shí)施的紅色上藍(lán)色濾光器疊層(在光波長(zhǎng)范圍上)的透射率性能與紅外探測(cè)器系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施的紅色上綠色吸收濾光器疊層的透射率性能的比較的圖示描繪；
`[0014]圖3A和3B是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的，分別在5000赫茲和3000赫茲，在紅外探測(cè)器系統(tǒng)中使用和不使用光學(xué)濾波器時(shí)的信噪比(SNR)性能和錯(cuò)誤信號(hào)的頻率的圖示描繪；
[0015]圖4A和4B是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的在紅外探測(cè)器系統(tǒng)中實(shí)施的干涉濾波器的透射率性能的圖示描繪；
[0016]圖5是描述根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的用于制造紅外探測(cè)器系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]MM.[0018]一種基于紅外的感測(cè)裝置可以實(shí)施諸如發(fā)光二極管(LED)的紅外光發(fā)射器。該LED可發(fā)射紅外光，當(dāng)物體(例如，目標(biāo))相對(duì)緊密臨近于該裝置時(shí)，從該LED發(fā)射的紅外光可以從該物體反射并由該裝置的傳感器探測(cè)到，由此提供該物體是緊密臨近于該裝置的指示。然而，當(dāng)可見光(例如，環(huán)境光)入射到傳感器上并被傳感器探測(cè)到時(shí)，可見光有時(shí)可能導(dǎo)致該裝置的錯(cuò)誤探測(cè)。
[0019]范例實(shí)施
[0020]圖1 (圖1)示例根據(jù)本公開內(nèi)容的范例實(shí)施的紅外(IR)探測(cè)器系統(tǒng)(例如，IR測(cè)器、基于IR的傳感器、探測(cè)系統(tǒng))100。IR探測(cè)器系統(tǒng)100可以是姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)(例如，姿態(tài)傳感器、基于IR的姿態(tài)傳感器、姿態(tài)探測(cè)器、姿態(tài)裝置)，臨近探測(cè)器系統(tǒng)等。[0021]在實(shí)施例中，IR探測(cè)器系統(tǒng)100包括一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，姿態(tài)傳感器，光學(xué)傳感器)102。該傳感器102是或者包括一個(gè)光探測(cè)器(例如，諸如光電二極管、光電晶體管等的光電探測(cè)器)并且包括和/或連接至光探測(cè)器感測(cè)電路。在實(shí)施例中，傳感器102被配置為用于接收(例如，探測(cè))光并且對(duì)此作出響應(yīng)向連接至傳感器102的控制電路(未示出)提供信號(hào)。例如，傳感器102被配置為用于基于探測(cè)到的光的強(qiáng)度將接收到的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(例如，電流或電壓)?？刂齐娐?例如，處理器)被配置為用于處理從傳感器102接收到的信號(hào)，在存儲(chǔ)器(未示出)中存儲(chǔ)該信號(hào)，和/或分析存儲(chǔ)的信號(hào)(例如，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù))。該存儲(chǔ)器(例如，數(shù)字存儲(chǔ)器)連接至處理器并且被配置為用于存儲(chǔ)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。該存儲(chǔ)器是有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例，該存儲(chǔ)介質(zhì)提供存儲(chǔ)功能以存儲(chǔ)與系統(tǒng)100的操作相關(guān)聯(lián)的各種數(shù)據(jù)，該各種數(shù)據(jù)諸如是軟件程序和/或代碼段，或者用于指令處理器執(zhí)行處理器的處理功能的其他數(shù)據(jù)。處理器的處理功能可以經(jīng)由在處理器上運(yùn)行(例如實(shí)行)的軟件程序來實(shí)施。在系統(tǒng)100是姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)的實(shí)施例中，控制電路分析存儲(chǔ)的信號(hào)以確定是否探測(cè)到姿態(tài)(以及姿態(tài)的類型)。在其他實(shí)施例中，可以使用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以使得傳感器102作為臨近探測(cè)器操作。
[0022]傳感器102被配置為探測(cè)可見光譜和紅外光譜二者中的光。如于此使用的，設(shè)想術(shù)語“光”包含發(fā)生在可見光譜和紅外光譜中的電磁輻射?？梢姽庾V(可見光)包括發(fā)生在從大約三百九十(390)納米到大約七百五十(750)納米的波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射。類似地，紅外光光譜(紅外光)包括在從大約七百(700)納米到大約三十萬(300,000)納米的波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射。
[0023]在實(shí)施例中，IR探測(cè)器系統(tǒng)100進(jìn)一步包括光發(fā)射器104。例如，光發(fā)射器104是諸如是單個(gè)發(fā)光二極管(例如I個(gè)LED的光發(fā)射器、單個(gè)IRLED) 104的紅外(IR)光發(fā)射器。在實(shí)施例中，光發(fā)射器104是安置為(例如，設(shè)置為)臨近于傳感器102。光發(fā)射器104包括和/或連接至用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器104的電路。在實(shí)施例中，IR光發(fā)射器104被配置為用于發(fā)射光線(例如，紅外光)。在實(shí)施例中，當(dāng)物體(例如，目標(biāo))相對(duì)緊密臨近于IR探測(cè)器系統(tǒng)100時(shí),從光發(fā)射器104發(fā)射的光線可以作為來自物體的光線被反射,其可以由傳感器102探測(cè)到，由此提供物體緊密臨近于傳感器102的指示。在實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以包括用于將此反射光聚焦到傳感器102上光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)(未示出)。在其它實(shí)施例中，IR探測(cè)器系統(tǒng)100可以包括多個(gè)光發(fā)射器104 (例如，多個(gè)LED)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，IR探測(cè)器系統(tǒng)100可以不包括任何LED104。在系統(tǒng)100中實(shí)施較低數(shù)目的LED104可以增進(jìn)系統(tǒng)100的功率節(jié)省。
[0024]在實(shí)施例中，IR探測(cè)器系統(tǒng)100進(jìn)一步包括基底(例如，晶片)106。傳感器102和/或光發(fā)射器104可以被配置在基底106上和/或形成在基底106內(nèi)。圖1示出了光發(fā)射器104被配置在基底106上和/或形成在基底106內(nèi)。然而，在進(jìn)一步的實(shí)施例中，光發(fā)射器(例如，LED) 104可以是與基底106分離的。例如，當(dāng)LED104與基底106是分離的(例如，是分離的裝置)時(shí)，其可以與傳感器102共同封裝(co-packaged)，或者其可以是能夠(例如，由用戶)引線連接至印刷電路板的分離的裝置。基底106提供用于通過諸如光刻、離子注入、沉積、刻蝕等的各種制造技術(shù)來形成一個(gè)或多個(gè)電子裝置的底部材料?；?04可以包括η型硅(例如如下硅:摻雜有諸如V族元素(例如，磷、砷、銻等)的族載流子元素以向硅提供η型電荷載流子)，或者P型硅(例如如下硅:摻雜有諸如IIIA族元素(例如，硼等)的族載流子元素以向硅提供P型電荷載流子，或摻雜有其它族元素以提供P型電荷載流子)?；?06可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)絕緣層，并且可以包括二氧化硅層和氮化硅層。雖然描述了硅基底，但應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用其它類型的基底而不脫離本發(fā)明范圍。例如，基底106可以包括娃錯(cuò)、神化嫁等。
[0025]在實(shí)施例中，紅外探測(cè)器系統(tǒng)100進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)金屬層108 (例如，刻蝕金屬層)。在一些實(shí)施例中，金屬層108被配置為(例如形成為)部分在傳感器102之上(例如，部分疊蓋)，并且被配置為有利于獲得用于系統(tǒng)100的期望的陰影或者光方向性特性(例如，以實(shí)現(xiàn)姿態(tài)響應(yīng))。在其他實(shí)施例中，金屬層108可以不疊蓋傳感器102。在實(shí)施例中，緩沖層113 (例如,諸如苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene,BCB)聚合物等的聚合物材料層)可以被配置(例如形成)在金屬層108和傳感器102之間。在實(shí)施多個(gè)金屬層108的實(shí)施例中，緩沖層113 (例如，BCB聚合物層)可以被配置(例如，形成)在金屬層108之間。
[0026]在實(shí)施例中，IR探測(cè)器系統(tǒng)100進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)濾波器(例如，光學(xué)濾波器)110。光學(xué)濾波器110可以被配置在傳感器102以上和在金屬層108以上，使得濾波器110設(shè)置在傳感器(例如，姿態(tài)傳感器)102之上(例如，至少基本上覆蓋或者疊蓋)。從而，濾波器110被配置在疊層以上。濾波器110可以是工程(engineered)濾波器、吸收濾波器(例如，基于吸收的濾波器/膜，吸收性濾波器，彩色通過濾波器/膜)、干涉濾波器(例如，陷波濾波器、帶通濾波器)、電介質(zhì)濾波器和/或等。吸收濾波器或吸收性濾波器可以定義為這樣的光學(xué)濾波器:其選擇性地透射特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，而吸收具有在該特定波長(zhǎng)范圍外的波長(zhǎng)的光。干涉濾波器可以定義為這樣的光學(xué)濾波器:其反射一個(gè)或多個(gè)光譜帶或線，并且透射其它光譜帶或線。干涉濾波器可以對(duì)于感興趣的全部波長(zhǎng)保持接近于零的吸收系數(shù)。干涉濾波器可以是高通、低通、帶通或者帶阻濾波器。干涉濾波器可以具有電介質(zhì)材料的多個(gè)薄層，該電介質(zhì)材料具有不同的折射率。陷波濾波器可以定義為具有窄阻帶的帶阻濾波器。在實(shí)施例中，實(shí)施的濾波器110可以是薄膜。在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器110的厚度可以是大約0.9微米(0.9 μ m)，然而，也可以設(shè)想其它濾波器厚度。
[0027]在實(shí)施例中，濾波器110被配置為用于去除(例如，吸收、阻止)入射到傳感器102上(例如，朝向傳感器102反射)的光的可見成份。例如，濾波器110可以被配置為吸收或阻止可見光譜內(nèi)的光。進(jìn)一步地，濾波器110被配置為允許入射到傳感器102上(例如，朝向傳感器102反射)的IR成份通過到達(dá)傳感器102 (例如，由傳感器102接收)。例如，濾波器110可以進(jìn)一步被配置為使IR光譜內(nèi)的光通過，到達(dá)傳感器102.[0028]在實(shí)施彩色通過濾波器(color pass filter) 110的實(shí)施例中，濾波器110可以具有不同的顏色(例如，可以被配置為透射可見光譜的不同顏色)。例如，在一個(gè)實(shí)例中，可以實(shí)施藍(lán)色濾波器110，其被配置為用于透射藍(lán)色可見光(例如，波長(zhǎng)在大約450納米(nm)和大約475納米(nm)之間的光)(例如，允許該藍(lán)色可見光通過該濾波器)。在另一實(shí)例中，可以實(shí)施綠色濾波器110，其被配置為用于透射綠色可見光(例如，波長(zhǎng)在大約495納米和大約570納米之間的光)。在另一實(shí)例中，可以實(shí)施紅色濾波器110，其被配置為用于透射紅色可見光(例如，波長(zhǎng)在大約620納米和大約750納米之間的光)。可以設(shè)想濾波器具有不同于上述顏色的顏色。
[0029]在實(shí)施例中。濾波器110可以采用疊層配置，使得多個(gè)濾波器110 (例如，兩個(gè)濾波器，每個(gè)是不同顏色的濾波器)層疊在一起(例如，彼此至少部分疊蓋且放置在彼此上)。進(jìn)一步地，層疊的濾波器110(例如，濾波器疊層)可以設(shè)置在傳感器(例如，姿態(tài)傳感器)102之上(例如，至少基本上覆蓋或者疊蓋傳感器102)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，濾波器疊層可以包括層疊在紅色濾波器110上的藍(lán)色濾波器110。在一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例中，濾波器疊層可以包括層疊在紅色濾波器110上的綠色濾波器110。設(shè)想可以實(shí)施不同于上述那些濾波器疊層的濾波器疊層的各種顏色的組合。
[0030]在實(shí)施例中，濾波器110可以被配置為僅使得具有具體IR波長(zhǎng)的光通過并且阻止(例如，吸收)其它波長(zhǎng)。例如，具體IR波長(zhǎng)可以是:感興趣的IR波長(zhǎng)，由系統(tǒng)Iio中使用的具體LED104發(fā)射的IR波長(zhǎng)、和/或需要的IR波長(zhǎng)，諸如用于姿態(tài)識(shí)別和/或臨近探測(cè)所需(需要)的IR波長(zhǎng)。例如，當(dāng)系統(tǒng)100是姿態(tài)探測(cè)系統(tǒng)100時(shí)，濾波器110通過吸收可見光并允許需要的IR光(例如，較長(zhǎng)IR光)通過(例如，經(jīng)過)促進(jìn)降低和/或消除了錯(cuò)誤探測(cè)的發(fā)生(例如，去除不想要的光以防止其干擾姿態(tài)探測(cè))。
[0031]在實(shí)施例中，濾波器110可以形成在晶片水平面(level)上，使得它們層疊在金屬層108上。在其它實(shí)施例中，濾波器110可以防止在封裝結(jié)構(gòu)(例如，芯片封裝結(jié)構(gòu)、芯片載體)中，或者放置在玻璃涂層上。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，緩沖(例如，電介質(zhì))層(例如，BCB聚合物層)113可以被配置(形成)于濾波器110和金屬層108之間。在實(shí)施例中，濾波器110可以是經(jīng)由若干標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)圖工藝中的任一種(例如，光刻工藝)構(gòu)圖的。在某些實(shí)施例中，濾波器疊層的濾波器110可以混合在一起(例如，藍(lán)色上紅色濾波器濾波器疊層配置的紅色濾波器和藍(lán)色濾波器可以混合在一起)，隨后將它們沉積在晶片上，這樣可以允許具有僅一個(gè)掩模步驟。
[0032]圖2A到2D (圖2A到2D)提供當(dāng)在系統(tǒng)100中實(shí)施濾波器/濾波器疊層配置110時(shí)，不同濾波器/濾波器疊層配置110 (例如，吸收濾波器/濾波器疊層配置)的透射率性能的圖示描繪。圖2A描繪了在系統(tǒng)100中獨(dú)立實(shí)施藍(lán)色濾波器、濾色濾波器、和紅色濾波器時(shí)，藍(lán)色濾波器、綠色濾波器、和紅色濾波器的獨(dú)立的透射率性能(例如，給定波長(zhǎng)的光透射通過濾波器的光的百分比)。圖2B描繪了實(shí)施濾波器疊層配置并且濾波器疊層配置是層疊在紅色濾波器上的藍(lán)色濾波器時(shí)的透射率性能(例如，給定波長(zhǎng)的光透射通過濾波器的光的百分比)。如圖2B中所示，對(duì)于紅色上藍(lán)色濾波器配置，與獨(dú)立實(shí)施紅色或藍(lán)色濾波器相比，可見光抑制更好(例如，更大量地)。對(duì)于紅色上藍(lán)色濾波器配置，顯著的可見光抑制(例如，小于大約10%的透射率)通常在從大約400納米到大約775納米的波長(zhǎng)范圍上發(fā)生。對(duì)于圖2B中所示的紅色上藍(lán)色濾波器疊層，對(duì)于期望的光波長(zhǎng)(例如，IR波長(zhǎng))的透射率的透射率性能以大約95%的透射率出現(xiàn)峰值。圖2C描繪了當(dāng)實(shí)施的濾波器疊層配置是層疊在紅色濾波器上的綠色濾波器時(shí)的透射率性能(例如，給定波長(zhǎng)的光的被透射的百分比)。如圖2C中所示，對(duì)于紅色上綠色濾波器配置，與獨(dú)立實(shí)施綠色或紅色濾波器相比，可見光抑制更好。對(duì)于紅色上綠色濾波器配置，顯著的可見光抑制(例如，小于大約10%的透射率)通常在從大約400納米到大約575納米的波長(zhǎng)范圍上發(fā)生。對(duì)于圖2C中所示的紅色上綠色濾波器疊層，對(duì)于期望的光波長(zhǎng)(例如，IR波長(zhǎng))的透射率的透射率性能以大約98%的透射率出現(xiàn)峰值。圖2D描繪了紅色上綠色濾波器配置的透射率性能，其繪制在紅色上藍(lán)色濾波器配置的透射率性能旁邊。如圖2D中所示，與實(shí)施紅色上綠色濾波器配置相比，當(dāng)實(shí)施紅色上藍(lán)色濾波器配置時(shí)，顯著的可見光抑制(例如，小于大約10%的透射率)發(fā)生在更大波長(zhǎng)范圍上(例如，擴(kuò)展的)，然而，兩種配置都提供好的可見光抑制。
[0033]圖3A和圖3B(圖3A和圖3B)提供了當(dāng)實(shí)施的濾波器110是吸收濾波器(例如，膜)時(shí)，濾波器110的信噪比(SNR)性能的圖示描繪，與不實(shí)施濾波器的系統(tǒng)相比較。吸收濾波器110通過吸收(例如，消除、防止通過)不想要的波長(zhǎng)(例如，可見光)促進(jìn)了改善的SNR性能。圖3A示出了在5000赫茲(Hz)處在具有和不具有(例如，使用和不使用)吸收濾波器(例如，膜)時(shí)的錯(cuò)誤信號(hào)的頻率。圖3B示出了在3000赫茲(Hz)處在具有和不具有吸收濾波器(例如，膜)時(shí)的錯(cuò)誤信號(hào)的頻率。由圖3A和3B示出了，實(shí)施濾波器時(shí)與不實(shí)施濾波器時(shí)相比，噪聲水平低得多。圖3A和3B中所示的SNR性能結(jié)果是針對(duì)紅色上綠色濾波器疊層配置的。然而，可以實(shí)施不同顏色濾波器的其它組合，諸如紅色上藍(lán)色濾波器疊層配置。
[0034]圖4A和圖4B(圖4A和圖4B)提供實(shí)施的濾波器110是干涉濾波器(例如，寬帶濾波器、陷波濾波器)110時(shí)，濾波器110的透射率性能的圖示描繪。圖4A和4B描繪了當(dāng)系統(tǒng)100中實(shí)施的濾波器110是干涉濾波器時(shí)的透射率性能(例如，對(duì)于給定波長(zhǎng)的光，由濾波器透射的光的百分比)。在圖4B中，透射率性能在從大約850納米到大約1050納米的波長(zhǎng)帶范圍上達(dá)到峰值(例如，在大約80%的透射)。圖4A描繪了與圖4B相比，其中信號(hào)被展寬的較寬的響應(yīng)。在圖4A中，透射率性能在從大約850納米到大約1100納米的波長(zhǎng)帶范圍上達(dá)到峰值。然而，如圖4A中，即使在展寬信號(hào)時(shí)，干涉濾波器的峰值透射率性能仍然以大約80%的透射出現(xiàn)峰值。從而，與實(shí)施吸收濾波器時(shí)相比，實(shí)施干涉濾波器時(shí)可以經(jīng)歷更大的透射損失。
[0035]在實(shí)施例中，通過利用放置在傳感器以上(例如，之上)的濾波器來防止不想要的(例如，可見)光波長(zhǎng)到達(dá)傳感器，于此描述的探測(cè)器系統(tǒng)促進(jìn)了改善的信噪比，由此促進(jìn)了錯(cuò)誤探測(cè)實(shí)例的減少。在實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以實(shí)施于各種產(chǎn)品(例如，電子裝置)中，包括但不限于，電話(例如，移動(dòng)電話、智能電話)、平板電腦(例如，平板)、筆記本電腦(例如，膝上型電腦)、電子書閱讀器(例如，電子書裝置、電子閱讀器)、用于工業(yè)應(yīng)用的探測(cè)系統(tǒng)、用于家庭自動(dòng)化應(yīng)用的探測(cè)系統(tǒng)，等。
[0036]范例制誥討稈
[0037]圖5 (圖5)描繪示例根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施例的用于制造諸如于此公開的IR探測(cè)器系統(tǒng)(例如，姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng))的范例過程(例如，方法)的流程圖。在實(shí)施例中，方法500可以包括提供基底(框502)。例如，基底可以是娃晶片。方法500可以進(jìn)一步包括在基底中形成傳感器(框504)。例如，傳感器可以是姿態(tài)傳感器(框504)。
[0038]在實(shí)施例中，方法500可以進(jìn)一步包括提供用于發(fā)射朝向傳感器指向的紅外光的光發(fā)射器。(框506)。例如,光發(fā)射器可以是單LED光發(fā)射器。方法500可以進(jìn)一步包括在傳感器之上安置光學(xué)濾波器。(框508)。例如，光學(xué)濾波器可以是吸收濾波器。在實(shí)施例中，在傳感器之上安置光學(xué)濾波器的步驟可以包括對(duì)光學(xué)濾波器進(jìn)行構(gòu)圖，諸如經(jīng)由光刻工藝。
[0039]在實(shí)施例中，方法500可以進(jìn)一步包括在傳感器和濾波器之間形成金屬層(框510) ο方法500可以進(jìn)一步包括在金屬層和傳感器之間形成電介質(zhì)層(框512)。方法500可以進(jìn)一步包括在金屬層之間形成電介質(zhì)層(框514)。方法500可以進(jìn)一步包括在濾波器和金屬層之間形成電介質(zhì)層(框516)。[0040]盡管已經(jīng)以具體于結(jié)構(gòu)特征和/或過程操作的語言描述了主題，但應(yīng)當(dāng)理解，所附的權(quán)利要求中定義的主題不必須限定于上述具體特征或者行為。相反，上述具體特征和行為是作為實(shí)施這些權(quán)利要求的范例形式而公開的。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外探測(cè)器系統(tǒng)，包括: 基底； 形成于所述基底中的傳感器，所述傳感器被配置為探測(cè)朝向所述傳感器指向的光并且對(duì)其作出響應(yīng)而提供信號(hào)；以及 安置于所述傳感器之上的光學(xué)濾波器，所述光學(xué)濾波器被配置為用于至少基本上防止朝向所述傳感器指向的所述光的可見成份到達(dá)所述傳感器，所述光學(xué)濾波器還被配置為允許朝向所述傳感器指向的所述光的選擇的紅外成份通過所述光學(xué)濾波器到達(dá)所述傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述基底是硅晶片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述傳感器是姿態(tài)傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)濾波器是吸收濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)濾波器是干涉濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 光發(fā)射器，所述光發(fā)射器被配置為用于發(fā)射待朝向所述傳感器指向的紅外光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅外探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述光發(fā)射器是發(fā)光二極管。
8.一種姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，包括: 基底； 形成在所述基底中的姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器被配置為探測(cè)朝向所述姿態(tài)傳感器指向的光并且對(duì)其作出響應(yīng)而提供信號(hào)； 發(fā)光二極管(LED)，所述發(fā)光二極管被配置為用于發(fā)射朝向所述姿態(tài)傳感器指向的紅外光；以及 安置于所述姿態(tài)傳感器之上的至少一個(gè)吸收濾波器，所述至少一個(gè)吸收濾波器被配置為用于吸收朝向所述姿態(tài)傳感器指向的所述光的可見成份，以至少基本上阻止所述光的所述可見成份到達(dá)所述姿態(tài)傳感器，所述至少一個(gè)吸收濾波器還被配置為允許朝向所述姿態(tài)傳感器指向的所述光的選擇的紅外成份通過所述至少一個(gè)吸收濾波器到達(dá)所述姿態(tài)傳感器， 其中，所述姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)是單LED姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)吸收濾波器包括第一吸收濾波器，所述第一吸收濾波器層疊在第二吸收濾波器上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，還包括: 至少一個(gè)金屬層，所述至少一個(gè)金屬層被配置于所述姿態(tài)傳感器和所述至少一個(gè)吸收濾波器之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，還包括: 電介質(zhì)層，所述電介質(zhì)層被配置于所述至少一個(gè)金屬層和所述傳感器之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，還包括: 第二電介質(zhì)層，所述第二電介質(zhì)層被配置于所述至少一個(gè)金屬層中的第一金屬層和第二金屬層之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，還包括: 第三電介質(zhì)層，所述第三電介質(zhì)層被配置于所述至少一個(gè)吸收濾波器和所述至少一個(gè)金屬層之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述第一吸收濾波器被配置為用于透射具有在大約450納米和475納米之間的波長(zhǎng)的光。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述第二吸收濾波器被配置為用于透射具有在大約620納米和750納米之間的波長(zhǎng)的光。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，其中，至少基本上阻止所述光的所述可見成份到達(dá)所述傳感器包括允許具有在大約400納米和775納米之間的波長(zhǎng)的光的透射率小于百分之十。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)吸收濾波器是經(jīng)由光刻工藝構(gòu)圖的。
18.一種用于制造姿態(tài)探測(cè)器系統(tǒng)的方法，包括: 提供基底； 在所述基底中形成姿態(tài)傳感器； 提供用于發(fā)射朝向所述姿態(tài)傳感器指向的紅外光的發(fā)光二級(jí)管；以及 在所述姿態(tài)傳感器之上安置吸收濾波器； 其中，所述吸收濾波器被配置為用于吸收朝向所述姿態(tài)傳感器指向的光的可見成份以至少基本上阻止所述光的所述可見成份到達(dá)所述姿態(tài)傳感器，所述吸收濾波器還被配置為用于允許朝向所述姿態(tài)傳感器指向的所述光的選擇的紅外成份通過所述吸收濾波器到達(dá)所述姿態(tài)傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 在所述姿態(tài)傳感器和所述吸收濾波器之間形成至少一個(gè)金屬層； 在所述至少一個(gè)金屬層和所述姿態(tài)傳感器之間形成電介質(zhì)層； 在所述至少一個(gè)金屬層中的第一金屬層和第二金屬層之間形成第二電介質(zhì)層；以及 在所述吸收濾波器和所述至少一個(gè)金屬層之間形成第三電介質(zhì)層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，在所述姿態(tài)傳感器之上安置吸收濾波器的步驟包括: 經(jīng)由光刻工藝對(duì)所述吸收濾波器進(jìn)行構(gòu)圖。
【文檔編號(hào)】G01J5/10GK103808416SQ201310756877
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】J·T·瓊斯, N·D·謝內(nèi)斯, S·K·徐, A·查馬庫(kù)拉, C·F·愛德華茲, D·斯庫(kù)爾尼克, P·J·本澤爾, N·A·凱斯特利 申請(qǐng)人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司